JP2003071277A - Ultrasonic chemical reaction method and apparatus therefor - Google Patents

Ultrasonic chemical reaction method and apparatus therefor

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JP2003071277A
JP2003071277A JP2001265396A JP2001265396A JP2003071277A JP 2003071277 A JP2003071277 A JP 2003071277A JP 2001265396 A JP2001265396 A JP 2001265396A JP 2001265396 A JP2001265396 A JP 2001265396A JP 2003071277 A JP2003071277 A JP 2003071277A
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reaction
ultrasonic
vibrator
chemical reaction
ultrasonic waves
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Application number
JP2001265396A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhisa Kato
修久 加藤
Yujiro Kitade
雄二郎 北出
Keiji Yasuda
啓司 安田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for enhancing the reaction efficiency of a chemical reaction apparatus utilizing ultrasonic waves without especially requiring an external device such as a pump, a stirrer. SOLUTION: The acoustic flow of a reaction solution generated by the irradiation with ultrasonic waves is positively circulated in a reactor. For example, a circulation auxiliary member 5a for efficiently circulating the acoustic flow of the reaction solution 4 is provided on a vibrator 2 in the reactor 1 so as to leave a predetermined distance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用する
化学反応の効率を向上させる方法及び装置に関し、更に
詳しくは、ポンプや撹拌装置等の外部装置を必要とする
ことなく、反応溶液の流れを起こすことができる超音波
化学反応方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for improving the efficiency of a chemical reaction utilizing ultrasonic waves, and more specifically, to a reaction solution of a reaction solution without the need for an external device such as a pump or a stirring device. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic chemical reaction method and apparatus capable of causing a flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波を利用して、酸化、還元、重合、
分解、合成などの種々の化学反応を促進することは広く
行われている。そして、そのための方法や装置について
も種々の提案がなされている。しかしながら、従来の超
音波による化学反応は、化学反応場が超音波の振動子の
周辺に限定されて局在しているために、未反応溶液が反
応場に供給されるのに時間を要し、反応効率が低いとい
う問題があった。
2. Description of the Related Art Using ultrasonic waves, oxidation, reduction, polymerization,
It is widely practiced to promote various chemical reactions such as decomposition and synthesis. Various proposals have also been made for methods and devices therefor. However, the conventional chemical reaction by ultrasonic waves takes time until the unreacted solution is supplied to the reaction field because the chemical reaction field is limited and localized around the ultrasonic vibrator. However, there was a problem that the reaction efficiency was low.

【0003】このような問題を解決するための従来技術
として、反応を促進させるために反応容器内の溶液を物
理的に攪拌させる方法があり、超音波化学反応において
も、ポンプや撹拌装置等の外部装置を用いて強制的に反
応溶液を循環、攪拌させることで効率を向上させること
が行われている。
As a conventional technique for solving such a problem, there is a method of physically stirring a solution in a reaction vessel in order to accelerate the reaction. Even in the ultrasonic chemical reaction, a pump, a stirring device, or the like is used. Efficiency is improved by forcibly circulating and stirring the reaction solution using an external device.

【0004】また、他の方法として、例えば、特開平2
000−84403号公報には、反応容器の上部に溶液
の流入口を装着し、反応容器からもれた溶液を流出する
流出口を備えた反応容器の底部に振動板を装着し、該振
動板に超音波振動子を装着し、該振動子から超音波を反
応容器に照射させ、かつ反射板を利用しながら反応させ
るような方法、装置が開示されている。
As another method, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) 2
In Japanese Patent Laid-Open No. 000-84403, a solution inlet is attached to an upper portion of a reaction vessel, and a vibration plate is attached to a bottom portion of a reaction vessel having an outlet for letting out a solution leaked from the reaction vessel. There is disclosed a method and an apparatus in which an ultrasonic vibrator is mounted on the reaction vessel, ultrasonic waves are applied to the reaction container from the vibrator, and a reaction is performed while using a reflecting plate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、ポンプや撹拌装置等の外部装置を用いて
強制的に反応溶液を循環、攪拌させる方法では、外部装
置の破損やメンテナンスが困難などの問題が生じ、装置
が複雑化するという問題があった。また、反応容器内部
に装置を設けることは、それ自体が超音波の進行を妨げ
ることにもなってしまうので、反応効率が低下してしま
うという問題も生じていた。
However, among the above-mentioned conventional techniques, the method of forcibly circulating and stirring the reaction solution using an external device such as a pump or a stirring device makes it difficult to damage the external device or make maintenance difficult. However, there is a problem that the device becomes complicated. Further, providing the device inside the reaction container itself also hinders the progress of the ultrasonic waves, so that there is a problem that the reaction efficiency is reduced.

【0006】また、特開平2000−84403号公報
に開示された方法においては、反応溶液を連続的に処理
し、それなりに効率的な反応を起こさせることはできる
のであるが、未反応溶液を残してしまうことがあった
り、周波数によっては効率的に化学反応を起こさせると
いうには十分でないことがあるという問題点があり、超
音波のみを用いた化学反応では効率が十分上がらないよ
うな場合には、他の手段を併用せざるを得ないことがあ
った。
Further, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-84403, the reaction solution can be continuously treated to cause an efficient reaction as such, but an unreacted solution remains. There is a problem that it may not be enough to cause a chemical reaction efficiently depending on the frequency, and when the chemical reaction using only ultrasonic waves does not sufficiently increase the efficiency. Sometimes had to use other means together.

【0007】したがって、本発明は、上記従来技術の課
題を解決し、ポンプや撹拌装置等の外部装置を特に必要
とすることなく、超音波を利用する化学反応効率の向上
を可能とする方法及び装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and makes it possible to improve the efficiency of chemical reaction utilizing ultrasonic waves without requiring an external device such as a pump or a stirring device. The purpose is to provide a device.

【0008】[0008]

【発明を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
本発明者等は鋭意検討したところ、超音波照射によって
生じる反応溶液の流れである、いわゆる音響流を利用す
ることにより、特に外部装置なしでも反応溶液の移動が
可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have made diligent studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the so-called acoustic flow, which is the flow of the reaction solution generated by ultrasonic irradiation, is utilized, and in particular, an external device is used. The inventors have found that the reaction solution can be moved even without it, and completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明の超音波化学反応方法
は、超音波により化学反応を起こす成分を含有する反応
溶液に対して超音波を照射する化学反応方法において、
超音波照射によって生じる反応溶液の音響流を反応容器
内で積極的に循環させるようにし、化学反応場に未反応
溶液を供給するようにしたことを特徴とする。
That is, the ultrasonic chemical reaction method of the present invention is a chemical reaction method in which a reaction solution containing a component that causes a chemical reaction by ultrasonic waves is irradiated with ultrasonic waves.
The acoustic flow of the reaction solution generated by ultrasonic irradiation is actively circulated in the reaction container, and the unreacted solution is supplied to the chemical reaction field.

【0010】また、本発明の好ましい方法の態様のいく
つかは、音響流の積極的な循環を反応容器内に循環補助
部材を設置することにより行うことであり、また、音響
流の積極的な循環を、超音波を発振する振動子の反応容
器に取付ける配置を反応容器の偏った位置にすることに
より行うことであり、また、音響流の積極的な循環を、
超音波を発振する振動子を複数、反応容器に取付け、か
つこれらの振動子から発振させる超音波の出力を相違さ
せることによりそれぞれ行うことである。
[0010] Some of the preferred method aspects of the present invention are to perform active circulation of the acoustic stream by installing a circulation assisting member in the reaction vessel, and Circulation is performed by arranging the arrangement of the oscillator that oscillates ultrasonic waves in the reaction container at a biased position in the reaction container.
That is, a plurality of oscillators that oscillate ultrasonic waves are attached to the reaction container, and the outputs of the ultrasonic waves oscillated from these oscillators are made different from each other.

【0011】これにより、反応容器内で、音響流による
反応溶液の流れが生じるので、未反応溶液が次々と振動
子上の化学反応場に移動でき、反応効率を向上させるこ
とができる。
As a result, a reaction solution flows by an acoustic flow in the reaction vessel, so that unreacted solutions can move to the chemical reaction field on the oscillator one after another, and the reaction efficiency can be improved.

【0012】一方、本発明の超音波化学反応装置は、超
音波を発振する振動子と、振動子を駆動する発振器と、
この振動子が取付けられ反応溶液が注入される反応容器
を備え、反応溶液に超音波を照射することにより化学反
応を発生させる超音波化学反応装置であって、超音波照
射によって生じる反応溶液の音響流を反応容器内で積極
的に循環させる機構をもたせたことを特徴とする超音波
化学反応装置である。
On the other hand, the ultrasonic chemical reaction apparatus of the present invention comprises a vibrator for oscillating ultrasonic waves, an oscillator for driving the vibrator,
An ultrasonic chemical reaction device equipped with this oscillator and equipped with a reaction container into which a reaction solution is injected, which generates a chemical reaction by irradiating the reaction solution with ultrasonic waves. It is an ultrasonic chemical reaction device characterized by having a mechanism for positively circulating a flow in a reaction vessel.

【0013】また、本発明の好ましい装置の態様のいく
つかは、反応溶液の音響流を積極的に循環させる機構と
して、反応容器内に循環補助部材を設けたものであり、
また、循環補助部材は、両端が開口している筒状であ
り、振動子に対して一定の距離を設け、かつ振動子の振
動面に対し筒内面が垂直になるように設けてなるもので
あり、また、循環補助部材は、振動子に対して一定の距
離を設け、かつ循環補助部材の振動子の振動面に面する
面が傾斜するように、それぞれ設けてなる装置である。
Some preferred embodiments of the apparatus of the present invention are those in which a circulation auxiliary member is provided in the reaction vessel as a mechanism for actively circulating the acoustic flow of the reaction solution.
Further, the circulation auxiliary member has a cylindrical shape with both ends open, is provided with a certain distance to the vibrator, and is provided such that the inner surface of the cylinder is perpendicular to the vibration surface of the vibrator. In addition, the circulation auxiliary member is a device which is provided with a certain distance to the vibrator and is provided so that the surface of the circulation auxiliary member facing the vibration surface of the vibrator is inclined.

【0014】これにより、特に反応容器内部に物理的な
撹拌装置等を設ける必要がなくなるので、装置の構造が
簡単で低コストで製造可能となり、更にメンテナンス性
にも優れる。
With this, it is not necessary to provide a physical stirring device or the like inside the reaction container, so that the structure of the device is simple and can be manufactured at low cost, and the maintainability is excellent.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定さ
れるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

【0016】図1には本発明の超音波化学反応装置の一
実施形態が示されている。図1に示す反応装置では、超
音波を発振する振動子2と、振動子2を駆動する発振器
3と、振動子2が取付けられ反応溶液4が注入される反
応容器1を備え、かつ反応溶液4中に、反応溶液の音響
流を効率良く循環させるための筒状の循環補助部材5a
を備えている。
FIG. 1 shows one embodiment of the ultrasonic chemical reaction apparatus of the present invention. The reaction apparatus shown in FIG. 1 includes an oscillator 2 that oscillates ultrasonic waves, an oscillator 3 that drives the oscillator 2, a reaction container 1 to which the oscillator 2 is attached and a reaction solution 4 is injected, and the reaction solution 4, a cylindrical circulation auxiliary member 5a for efficiently circulating the acoustic flow of the reaction solution.
Is equipped with.

【0017】循環補助部材5aは筒状体をなしてその両
端が開口しており、かつ振動子2の振動面との間に一定
の距離dをあけ、また振動子2の振動面に対し内面が垂
直になるように、図示しない留め具により反応容器1に
接続、固定され、振動子2の真上に配置されている。本
発明においては、循環補助部材5aの材質としては、超
音波を吸収せず、かつ反応溶液(通常は水)と音響イン
ピーダンスの異なる特性をもつもの、具体的には、SU
Sなどの金属製であることが好ましい。
The circulation assisting member 5a has a cylindrical shape and is open at both ends thereof, and has a certain distance d from the vibrating surface of the vibrator 2, and the inner surface with respect to the vibrating surface of the vibrator 2. Are connected and fixed to the reaction container 1 by fasteners (not shown) so as to be vertical, and are arranged right above the vibrator 2. In the present invention, as the material of the circulation assisting member 5a, a material that does not absorb ultrasonic waves and has a different acoustic impedance from the reaction solution (usually water), specifically, SU
It is preferably made of metal such as S.

【0018】また、振動子2としては従来公知の超音波
振動子が用いられ特に限定されない。振動子2は本実施
形態のように反応容器1の内部に配置してもよく、容器
の外部や側部に配置してもよい。
Further, as the vibrator 2, a conventionally known ultrasonic vibrator is used and is not particularly limited. The vibrator 2 may be arranged inside the reaction container 1 as in the present embodiment, or may be arranged outside or on the side of the container.

【0019】次に本実施形態の作用について説明する。
反応容器1内に試料溶液4を満たし、超音波の発振器3
を動作させて振動子2から超音波照射が開始される。す
ると、反応溶液4は、円筒状の循環補助部材5a内で音
響流による流れを生じ、矢印Aに示すように積極的に循
環する。これにより、未反応物質のある溶液が、振動子
2上の反応場にまで運ばれることになり、反応溶液4の
反応を促進することが可能となる。これにより、いろい
ろな反応物質を含む溶液であっても、未反応溶液を残す
ことなく、かつ超音波のみで外部装置を特には必要とす
ることなく、反応効率の向上を可能とする。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The reaction container 1 is filled with the sample solution 4, and the ultrasonic oscillator 3
And the ultrasonic wave irradiation is started from the vibrator 2. Then, the reaction solution 4 causes a flow by acoustic flow in the cylindrical circulation auxiliary member 5a, and actively circulates as shown by an arrow A. As a result, the solution containing the unreacted substance is carried to the reaction field on the vibrator 2, and the reaction of the reaction solution 4 can be promoted. This makes it possible to improve the reaction efficiency without leaving an unreacted solution even with a solution containing various reactants and without using an ultrasonic wave and without requiring an external device.

【0020】ここで、本発明において、「音響流」と
は、「反応溶液中に超音波を照射すると音波の伝播方向
に音響エネルギーの吸収があり、音圧差を生じ、この圧
力差が駆動力となって、伝播方向に溶液を高音圧から低
音圧方向に押し流す流れ」のことを意味する。
In the present invention, the term "acoustic flow" means that "irradiation of ultrasonic waves into a reaction solution causes absorption of acoustic energy in the propagation direction of the sound waves, resulting in a sound pressure difference. That is, "the flow of the solution flowing from the high sound pressure direction to the low sound pressure direction in the propagation direction".

【0021】また、「音響流を積極的に循環させる」と
は、「外部からの機械的な攪拌をすることなく、反応容
器に設けた機構により、音響流を制御し、反応溶液を化
学反応する容器内の領域(反応場)に循環させる」こと
を意味する。
Further, "actively circulating the acoustic stream" means "the mechanism provided in the reaction vessel is used to control the acoustic stream to chemically react the reaction solution without mechanical stirring from the outside. It circulates in the region (reaction field) inside the container.

【0022】本発明においては、音響流を積極的に循環
させるための手段である反応容器に設ける機構として
は、基本的には、音響流を反応溶液を攪拌することなく
(勿論、攪拌しても差し支えはないが)制御することが
できるものであれば、どのような機構であってもよい
が、特に上記のような循環補助部材を設ければ、積極的
に音響流を作り出すことができるので効果的である。
In the present invention, as a mechanism provided in the reaction vessel which is a means for actively circulating the acoustic flow, basically, the acoustic flow is agitated without stirring the reaction solution. Any mechanism may be used as long as it can be controlled (although there is no problem), but if a circulation assisting member as described above is provided, acoustic flow can be positively created. So effective.

【0023】また、本実施形態によれば、循環補助部材
5aによって音響流を積極的に循環させることができる
ため、振動子2の反応容器1の底面全体に設ける必要が
ない。すなわち、通常、振動子2を取付ける反応容器1
の底面形状は、超音波の届きにくい部分をできるだけ少
なくするために、振動子2の形状と合わせるとともに、
振動子自体の大きさは反応容器内底面積に可及的に近い
面積からなるものとする必要があるが、本実施形態にお
いては、そのような配慮は特別には必要なく装置設計の
自由度が高まる。
Further, according to this embodiment, since the acoustic flow can be positively circulated by the circulation assisting member 5a, it is not necessary to provide the vibrator 2 on the entire bottom surface of the reaction container 1. That is, usually, the reaction container 1 to which the vibrator 2 is attached
The bottom surface shape of the is matched with the shape of the vibrator 2 in order to minimize the part where ultrasonic waves are hard to reach.
The size of the oscillator itself needs to be an area as close as possible to the bottom area in the reaction vessel. However, in the present embodiment, such consideration is not particularly required and the degree of freedom in designing the apparatus is high. Will increase.

【0024】なお、照射する超音波の周波数としては、
通常100KHZ〜1MHZ程度の周波数が使用され、2
00W程度までの出力を調整することで十分目的は達成
される。
As the frequency of the ultrasonic waves to be radiated,
Frequency of usually about 100KH Z ~1MH Z is used, 2
The purpose is sufficiently achieved by adjusting the output up to about 00W.

【0025】また循環補助部材5aの形状は必ずしも円
筒である必要ななく、音響流によって生ずる反応溶液の
流れを反応容器内でどのように循環させるかにより、反
応容器の形状や振動子の設置場所などに応じて、種々の
態様を採用することができる。
Further, the shape of the circulation assisting member 5a does not necessarily have to be a cylinder, and the shape of the reaction vessel and the place where the vibrator is installed depend on how the flow of the reaction solution generated by the acoustic flow is circulated in the reaction vessel. Various modes can be adopted according to the above.

【0026】図2には本発明による超音波化学反応装置
の他の実施形態が示されている。なお、以下の実施形態
の説明においては、前記実施形態と実質的に同一部分に
は同符号を付して、その説明を省略することにする。
FIG. 2 shows another embodiment of the ultrasonic chemical reaction apparatus according to the present invention. In the following description of the embodiments, substantially the same parts as those in the above-mentioned embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0027】図2に示す装置は、循環補助部材5bとし
て、振動子2の振動面に対向する面が断面すり鉢状に傾
斜しているものを使用し、この循環補助部材5bを反応
容器1の上部に取付けた例である。
In the apparatus shown in FIG. 2, as the circulation auxiliary member 5b, one in which the surface facing the vibrating surface of the vibrator 2 is inclined in a mortar shape in cross section, and the circulation auxiliary member 5b is used in the reaction vessel 1. It is an example attached to the upper part.

【0028】本実施形態によれば、音響流は振動子2か
ら矢印Bに示すように発生し、反応溶液4に効率的な循
環が生じ、反応効率が向上する。
According to the present embodiment, the acoustic flow is generated from the vibrator 2 as shown by the arrow B, and the reaction solution 4 is efficiently circulated to improve the reaction efficiency.

【0029】このように、本発明においては、循環補助
部材は、両端が開口した筒状のものには限定されず、超
音波の伝播方向を積極的に変えて循環流を発生させるた
めに、超音波の伝播方向に対して傾斜した反射面をもつ
ような循環補助部材を使用することができる。ここで、
このような循環補助部材は、音響流の流れを阻害するこ
となく制御できるように、容器内の所定位置に設置すれ
ばよく、反応容器と一体としておくのが好ましいが、位
置や角度が調整可能なように可動であってもよい。
As described above, in the present invention, the circulation auxiliary member is not limited to the cylindrical member having both ends opened, and the circulation direction is generated by positively changing the propagation direction of the ultrasonic wave. A circulation auxiliary member having a reflecting surface inclined with respect to the propagation direction of ultrasonic waves can be used. here,
Such a circulation auxiliary member may be installed at a predetermined position in the container so that it can be controlled without obstructing the acoustic flow, and it is preferable to be integrated with the reaction container, but the position and angle can be adjusted. It may be movable.

【0030】図3には本発明による超音波化学反応装置
の更に他の実施形態が示されている。図3に示す装置
は、図2に示す装置と同様な、振動子2の振動面に対向
する面が傾斜している断面テーパー状の循環補助部材5
cを使用し、この循環補助部材5cを反応容器1の上部
に取付けた例である。この例によれば、音響流は振動子
2から矢印Cに示すように発生し、反応溶液4に効率的
な循環が生じ、反応効率が向上する。
FIG. 3 shows still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device according to the present invention. The apparatus shown in FIG. 3 is similar to the apparatus shown in FIG. 2, and the circulation auxiliary member 5 has a tapered cross section in which the surface facing the vibration surface of the vibrator 2 is inclined.
In this example, c is used and the circulation assisting member 5c is attached to the upper portion of the reaction vessel 1. According to this example, the acoustic flow is generated from the oscillator 2 as shown by the arrow C, and the reaction solution 4 is efficiently circulated to improve the reaction efficiency.

【0031】図4には本発明による超音波化学反応装置
の更に他の実施形態が示されている。図4に示す装置
は、循環補助部材を使用せず、振動子2の反応容器1に
取付ける配置を反応容器1の偏った位置に偏在させるこ
とで音響流を生じさせた例である。すなわち、振動子2
を反応容器1の底部の中央ではなく、周辺の一部にのみ
設けている。このような偏在の仕方についてはいろいろ
な配置が可能であるが、基本的には、このようにするこ
とにより、反応溶液4の音圧にアンバランスが生じ、音
響流は振動子2から矢印Dに示すように発生し、反応溶
液4に効率的な循環が生じ、反応効率が向上する。
FIG. 4 shows still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device according to the present invention. The apparatus shown in FIG. 4 is an example in which an acoustic flow is generated by arranging the arrangement of the vibrator 2 attached to the reaction container 1 in a biased position in the reaction container 1 without using a circulation auxiliary member. That is, the oscillator 2
Is not provided in the center of the bottom of the reaction container 1, but only in a part of the periphery. Various arrangements are possible for such uneven distribution, but basically, by doing so, an imbalance occurs in the sound pressure of the reaction solution 4, and the acoustic flow causes an acoustic flow from the oscillator 2 to the arrow D. Occurs, the reaction solution 4 is efficiently circulated, and the reaction efficiency is improved.

【0032】このように、本発明においては循環補助部
材を用いず、振動子を反応容器の偏った位置に配置する
ことによっても、超音波照射によって生じる反応容器の
音響流を反応容器内で効率良く循環させることができ
る。ここで、振動子2の配置は、反応容器の内側であっ
ても外側であっても、あるいは底部であっても側部であ
ってもよい。
As described above, in the present invention, the acoustic flow of the reaction container generated by the ultrasonic irradiation is efficiently generated in the reaction container by arranging the vibrator in a biased position of the reaction container without using the circulation auxiliary member. It can be circulated well. Here, the oscillator 2 may be arranged inside or outside the reaction container, or at the bottom or side.

【0033】図5には本発明による超音波化学反応装置
の更に他の実施形態が示されている。図5に示す装置
は、反応容器1に取付ける振動子2を複数個配置させた
例である。すなわち、2つの振動子2a、2bを反応容
器1の底部に、ほぼ対称に設けている。そして、これら
を異なる出力で駆動させることにより、図4の例と同様
に、反応溶液の音圧にアンバランスが生じ、例えば、出
力の大きい振動子2aから矢印Eに示すように出力の小
さい振動子2bの方向に、音響流が発生し、反応溶液4
に効率的な循環が生じ、反応効率が向上する。このよう
な振動子2を複数個配置させる仕方についてはいろいろ
な配置が可能であり、また、それぞれの出力を調整する
ことにより、反応溶液に応じた最適な反応条件を選択す
ることができる。
FIG. 5 shows still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device according to the present invention. The apparatus shown in FIG. 5 is an example in which a plurality of vibrators 2 attached to the reaction container 1 are arranged. That is, the two vibrators 2a and 2b are provided at the bottom of the reaction container 1 substantially symmetrically. Then, by driving these with different outputs, as in the example of FIG. 4, an imbalance occurs in the sound pressure of the reaction solution, and for example, a vibrator 2a with a large output vibrates with a small output as shown by arrow E. Acoustic flow is generated in the direction of the child 2b, and the reaction solution 4
Efficient circulation occurs, and the reaction efficiency is improved. Various arrangements can be made for arranging a plurality of such oscillators 2, and the optimum reaction conditions can be selected according to the reaction solution by adjusting the output of each.

【0034】このように、本実施形態では、反応容器に
振動子を複数個配置し、それぞれの出力を相違させて駆
動させることにより、大きな出力から小さな出力の方に
積極的に音響流による流れを起こさせることによって、
効率良く循環させることができる。ここで、異なる超音
波の出力は、反応溶液に対して経時的に順次交互に照射
されてもよく、または同時に照射されてもよいが、1つ
の振動子からの出力を変更することは技術的に困難であ
るため、複数の振動子を設けて、それぞれ発振器を接続
することが好ましい。
As described above, in the present embodiment, by arranging a plurality of oscillators in the reaction container and driving them with different outputs, the acoustic flow is positively generated from a large output to a small output. By causing
It can be circulated efficiently. Here, the output of different ultrasonic waves may be sequentially and alternately irradiated to the reaction solution over time, or may be simultaneously irradiated, but it is technically difficult to change the output from one transducer. Since it is difficult, it is preferable to provide a plurality of oscillators and connect oscillators to each of them.

【0035】なお、本発明にいては、超音波のみの利用
であっても、その反応効率は十分改善されるものである
が、必要に応じて適宜他の手段を併用することも勿論可
能である。例えば、有機塩素化合物を含有する水溶液の
処理においては、活性汚泥等の微生物による分解、活性
炭等による吸着、加熱蒸発、紫外線照射、などを併用す
ることにより、さらに反応効率を向上させることができ
る。
In the present invention, the reaction efficiency is sufficiently improved even if only ultrasonic waves are used, but it is of course possible to use other means in combination if necessary. is there. For example, in the treatment of an aqueous solution containing an organic chlorine compound, the reaction efficiency can be further improved by using a combination of microbial decomposition of activated sludge and the like, adsorption by activated carbon and the like, heating evaporation, ultraviolet irradiation and the like.

【0036】また、本発明の適用範囲としては、超音波
により化学反応を起こす成分を含有する反応溶液系であ
れば特に限定されないが、超音波が酸化作用、還元作用
を促進する水溶液、変成を促進する蛋白質溶液、解重合
を促進する高分子溶液など種々の反応系に好適に用いら
れ、より具体的には、本発明は、有機塩素化合物含有の
水溶液の分解、環境ホルモン物質含有の水溶液の分解な
どに特に好適に応用可能である。
The range of application of the present invention is not particularly limited as long as it is a reaction solution system containing components that cause a chemical reaction by ultrasonic waves. It is preferably used in various reaction systems such as a protein solution that accelerates, a polymer solution that accelerates depolymerization, and more specifically, the present invention relates to the decomposition of an aqueous solution containing an organic chlorine compound, an aqueous solution containing an endocrine disrupting substance. It is particularly suitably applicable to decomposition and the like.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、本発明によれば、超音波照射によ
って生じる反応溶液の音響流を反応容器内で積極的に循
環させるようにしたので、特にポンプや撹拌装置等の外
部装置を必要とすることなく、超音波を利用する化学反
応効率を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, since the acoustic flow of the reaction solution generated by the ultrasonic irradiation is positively circulated in the reaction vessel, an external device such as a pump or a stirring device is particularly required. Without doing so, the efficiency of chemical reaction using ultrasonic waves can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の超音波化学反応装置の一実施形態を示
す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an ultrasonic chemical reaction device of the present invention.

【図2】本発明の超音波化学反応装置の他の実施形態を
示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device of the present invention.

【図3】本発明の超音波化学反応装置の更に他の実施形
態を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device of the present invention.

【図4】本発明の超音波化学反応装置の更に他の実施形
態を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device of the present invention.

【図5】本発明の超音波化学反応装置の更に他の実施形
態を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the ultrasonic chemical reaction device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応容器 2、2a、2b 振動子 3、3a、3b 発振器 4 反応溶液 5a、5b、5c 循環補助部材 A、B、C、D、E 音響流 1 reaction vessel 2, 2a, 2b oscillator 3, 3a, 3b oscillator 4 Reaction solution 5a, 5b, 5c Circulation assisting member A, B, C, D, E Acoustic streaming

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 啓司 愛知県名古屋市千種区田代町字四観音道東 116−10番地 メゾン覚王山月宮殿8−20 Fターム(参考) 4G075 AA13 AA61 BA05 BA06 BA10 BD10 BD15 CA23 DA01 EA01 EB01 EC09 EC10 FB02 5D107 BB04 FF08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Keiji Yasuda             Aichi Prefecture Nagoya City Chikusa-ku Tashiro-cho character four Kannonmichi east             116-10 Maison Kakuoyamazuki Palace 8-20 F-term (reference) 4G075 AA13 AA61 BA05 BA06 BA10                       BD10 BD15 CA23 DA01 EA01                       EB01 EC09 EC10 FB02                 5D107 BB04 FF08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波により化学反応を起こす成分を含
有する反応溶液に対して超音波を照射する化学反応方法
において、超音波照射によって生じる反応溶液の音響流
を反応容器内で積極的に循環させるようにし、化学反応
場に未反応溶液を供給するようにしたことを特徴とする
超音波化学反応方法。
1. In a chemical reaction method of irradiating ultrasonic waves to a reaction solution containing a component which causes a chemical reaction by ultrasonic waves, an acoustic flow of the reaction solution generated by ultrasonic irradiation is positively circulated in the reaction vessel. And an unreacted solution is supplied to the chemical reaction field, which is an ultrasonic chemical reaction method.
【請求項2】 音響流の積極的な循環を、反応容器内に
循環補助部材を設置することにより行う請求項1記載の
超音波化学反応方法。
2. The ultrasonic chemical reaction method according to claim 1, wherein the active circulation of the acoustic flow is performed by installing a circulation auxiliary member in the reaction vessel.
【請求項3】 音響流の積極的な循環を、超音波を発振
する振動子を前記反応容器に取付ける配置を反応容器の
偏った位置にすることにより行う請求項1記載の超音波
化学反応方法。
3. The ultrasonic chemical reaction method according to claim 1, wherein the acoustic flow is actively circulated by arranging an arrangement for mounting an oscillator for oscillating ultrasonic waves on the reaction container at a biased position of the reaction container. .
【請求項4】 音響流の積極的な循環を、超音波を発振
する振動子を複数反応容器に取付け、かつこれらの振動
子から発振させる超音波の出力を相違させることにより
行う請求項1記載の超音波化学反応方法。
4. The positive circulation of acoustic flow is carried out by mounting a plurality of oscillators for oscillating ultrasonic waves on a reaction vessel and differently outputting ultrasonic waves oscillated from these oscillators. Ultrasonic chemical reaction method.
【請求項5】 超音波を発振する振動子と、振動子を駆
動する発振器と、この振動子が取付けられ反応溶液が注
入される反応容器を備え、反応溶液に超音波を照射する
ことにより化学反応を発生させる超音波化学反応装置で
あって、超音波照射によって生じる反応溶液の音響流を
反応容器内で積極的に循環させる機構をもたせたことを
特徴とする超音波化学反応装置。
5. A vibrator that oscillates ultrasonic waves, an oscillator that drives the vibrator, and a reaction container to which the vibrator is attached and in which a reaction solution is injected are provided, and the reaction solution is irradiated with ultrasonic waves to obtain chemicals. An ultrasonic chemical reaction device for generating a reaction, comprising a mechanism for positively circulating an acoustic flow of a reaction solution generated by ultrasonic irradiation in a reaction container.
【請求項6】 反応溶液の音響流を積極的に循環させる
機構として、反応容器内に循環補助部材を設けた請求項
5記載の超音波化学反応装置。
6. The ultrasonic chemical reaction device according to claim 5, wherein a circulation auxiliary member is provided in the reaction container as a mechanism for actively circulating the acoustic flow of the reaction solution.
【請求項7】 循環補助部材は、両端が開口している筒
状であり、振動子に対して一定の距離を設け、かつ振動
子の振動面に対し筒内面が垂直になるように設けてなる
請求項6記載の超音波化学反応装置。
7. The circulation auxiliary member has a tubular shape with both ends open, is provided at a fixed distance from the vibrator, and is provided such that the inner surface of the cylinder is perpendicular to the vibrating surface of the vibrator. The ultrasonic chemical reaction device according to claim 6.
【請求項8】 循環補助部材は、振動子に対して一定の
距離を設け、かつ循環補助部材の振動子の振動面に面す
る面が傾斜するように設けてなる請求項6に記載の超音
波化学反応装置。
8. The supermarket according to claim 6, wherein the circulation auxiliary member is provided at a constant distance from the vibrator, and the surface of the circulation auxiliary member facing the vibration surface of the vibrator is inclined. Sonic chemical reactor.
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