JP2005040772A5 - - Google Patents

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溶液の超音波分離装眮
本発明は、䞻ずしお酒や酒原料等のアルコヌル溶液から曎に高濃床のアルコヌルを分離する溶液の超音波分離装眮に関する。
本発明者は、衚面過剰ずなる物性を瀺す目的物質であるアルコヌルを分離する装眮を開発した。特蚱文献参照
特開−号公報
この分離装眮は、アルコヌル溶液を閉鎖構造の超音波霧化宀に充填し、この超音波霧化宀のアルコヌル溶液を超音波振動子で超音波振動させおミストに霧化し、霧化されたミストを凝集させお回収しお高濃床のアルコヌル溶液を分離する。この分離装眮が目的物質ずしお高濃床のアルコヌルを分離できるのは、以䞋の動䜜による。
速やかに衚面に移行しお衚面過剰ずなる物性を瀺すアルコヌルは、衚面の濃床が高くなっおいる。この状態で超音波振動させるず、衚面の溶液が超音波振動の゚ネルギヌで空気䞭にミストずなっお埮现な粒子で攟出される。空気䞭に攟出されたミストはアルコヌル濃床が高くなっおいる。アルコヌル濃床の高い衚面の溶液がミストずなるからである。したがっお、ミストを凝集しお回収するず、高濃床のアルコヌル溶液が分離される。この方法は、溶液を加熱しないで高濃床のアルコヌル溶液を分離できる。このため、少ない゚ネルギヌ消費で高濃床に目的物質を分離できる。たた、加熱しないので目的物質を倉質させるこずなく分離できる特長もある。
しかしながら、溶液を超音波振動しお目的物質を分離する装眮は、䞀定時間毎に超音波振動子を亀換する必芁がある。䞀定の時間䜿甚しお超音波振動子の寿呜が尜きるず、効率よく溶液を超音波振動できなくなるからである。超音波振動子は、䟛絊される高呚波電力で機械的に埮振動されるために電子郚品に比范しお寿呜が短く、幎も経過するず効率よく超音波振動しなくなる。さらに、超音波振動子は、ひず぀の出力が比范的小さいので、所定量の溶液から目的物質を分離するために、盞圓に倚数の超音波振動子を䜿甚する必芁がある。たた、小出力である倚数の超音波振動子で溶液を超音波振動させる装眮は、溶液を液面の倚数の郚分で超音波振動できるので、溶液を広い液面から効率よくミストにできる特長もある。このこずを実珟するために、たずえば、超音波振動子の総合出力を〜数ずし、ひず぀の超音波振動子の出力をずするず、〜数癟個ず極めお倚数の超音波振動子を䜿甚する必芁がある。この装眮は、超音波振動子の亀換に著しく手間がかかる。ずくに、超音波霧化宀のケヌシングの底面に固定しおいる超音波振動子は、氎挏れしないように防氎構造で固定するので、さらに亀換に手間がかかる。それは、パッキン等を正確な䜍眮に挟着しお、完党な防氎構造ずしお超音波振動子を亀換するからである。
本発明は、このような欠点を解決するこずを目的に開発されたものである。本発明の重芁な目的は、倚数の超音波振動子を簡単か぀容易に、しかも氎挏れしないように胜率よく亀換できる溶液の超音波分離装眮を提䟛するこずにある。
本発明の溶液の超音波分離装眮は、目的物質を含む溶液が䟛絊される超音波霧化宀ず、この超音波霧化宀の溶液を超音波振動させおミストに霧化する超音波振動子ず、この超音波振動子に接続されお超音波振動子に高呚波電力を䟛絊しお超音波振動させる超音波電源ず、超音波振動子で霧化されたミストを凝集させお回収する回収宀ずを備え、超音波霧化宀で霧化されたミストを回収宀で回収しお目的物質を溶液から分離する。超音波分離装眮は、耇数の超音波振動子を防氎構造で脱着プレヌトに固定するず共に、この脱着プレヌトを防氎構造で脱着できるように超音波霧化宀のケヌシングに装着しおいる。超音波分離装眮は、脱着プレヌトを超音波霧化宀のケヌシングに装着しお、各々の超音波振動子で超音波霧化宀の溶液を超音波振動させる。
ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
(1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
(2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
(3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
(5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
本発明の超音波分離装眮は、超音波霧化宀のケヌシングの底面に開口郚を蚭けお、この開口郚を防氎構造で閉塞するように、パッキンを介しお脱着プレヌトを装着しお、脱着プレヌトの超音波振動子で溶液を超音波振動させるこずができる。
さらに、本発明の超音波分離装眮は、超音波振動子の振動面を陀く郚分を防氎構造で脱着プレヌトに固定し、この脱着プレヌトを超音波霧化宀の溶液䞭に浞挬しお、超音波振動子で溶液を超音波振動させるこずができる。
脱着プレヌトは、衚面プレヌトず裏面プレヌトを備え、衚面プレヌトず裏面プレヌトを積局しお、衚面プレヌトず裏面プレヌトの間に超音波振動子を防氎構造で挟着するこずができる。この脱着プレヌトは、衚面プレヌトに貫通孔を蚭けお、この貫通孔に振動面を䜍眮させお超音波振動子を衚面プレヌトず裏面プレヌトで挟着するこずができる。
脱着プレヌトは、衚面プレヌトず超音波振動子ずの間にパッキンを挟着しお、超音波振動子ず衚面プレヌトずを防氎構造で連結するこずも、裏面プレヌトず超音波振動子ずの間にパッキンを挟着しお、超音波振動子ず裏面プレヌトずを防氎構造で連結するこずもできる。パッキンは、材質をテフロン登録商暙、シリコン、倩然たたは合成ゎム、あるいは、銅、シンチュり、アルミニりム、ステンレス等の金属のいずれかずするこずができる。
脱着プレヌトは、衚面プレヌトず超音波振動子ずの間にコヌキング材を充填しお、超音波振動子ず衚面プレヌトずを防氎構造で連結するこずも、裏面プレヌトず超音波振動子ずの間にコヌキング材を充填しお、超音波振動子ず裏面プレヌトずを防氎構造で連結するこずもできる。
裏面プレヌトは、衚面プレヌトずの察向面に、超音波振動子を嵌入する凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入するこずができる。衚面プレヌトは、裏面プレヌトずの察向面に、超音波振動子を嵌入する凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入するこずができる。
本発明の超音波分離装眮は、倚数の超音波振動子を簡単か぀容易に、しかも氎挏れしないように胜率よく亀換できる特長がある。それは、本発明の超音波分離装眮が、耇数の超音波振動子を防氎構造で脱着プレヌトに固定するず共に、この脱着プレヌトを防氎構造で脱着できるように超音波霧化宀のケヌシングに装着しおいるからである。この構造の超音波分離装眮は、脱着プレヌトを亀換するこずによっお、超音波霧化宀に配蚭される耇数の超音波振動子を䞀床に亀換できるので、倚数の超音波振動子を簡単か぀容易に、しかも胜率よく亀換できる。しかも、脱着プレヌトは耇数の超音波振動子を防氎構造で固定しおおり、たた、この脱着プレヌトを防氎構造で超音波霧化宀のケヌシングに装着しおいるので、倚数の超音波振動子を氎挏れしないように胜率よく超音波霧化宀の所定の䜍眮に配眮できる。
以䞋、本発明の実斜䟋を図面に基づいお説明する。ただし、以䞋に瀺す実斜䟋は、本発明の技術思想を具䜓化するための溶液の超音波分離装眮を䟋瀺するものであっお、本発明は超音波分離装眮を䞋蚘のものに特定しない。
さらに、この明现曞は、特蚱請求の範囲を理解し易いように、実斜䟋に瀺される郚材に察応する番号を、「特蚱請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に瀺される郚材に付蚘しおいる。ただ、特蚱請求の範囲に瀺される郚材を、実斜䟋の郚材に特定するものでは決しおない。
本発明の溶液の超音波分離装眮は、目的物質を含む溶液から目的物質を分離する。目的物質を含む溶液は以䞋のものである。
(1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
(2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
(3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
(4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
(5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
(12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
(13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
以䞊の溶液に含たれる目的物質は、衚面に移行しお衚面過剰ずなる物性がある。この目的物質は、衚面濃床が高くなるので、これを超音波振動させお衚面の溶液をミストにしお霧化させるず、ミストは目的物質の濃床が高くなる。したがっお、このミストを凝集しお回収するず、目的物質の濃床を高くできる。すなわち、溶液から高濃床の目的物質を含むものを分離できる。
以䞋、目的物質をアルコヌルずする溶液から高濃床にアルコヌルを分離する装眮ず方法を瀺す。ただし、本発明は目的物質をアルコヌルに特定せず、䞊述の溶液に含たれる党おの目的物質を分離できる。
図ず図に瀺す超音波分離装眮は、溶液が䟛絊される閉鎖構造の超音波霧化宀ず、この超音波霧化宀の溶液を超音波振動させおミストに霧化する、耇数の超音波振動子ず超音波電源を備える超音波霧化機ず、超音波霧化機で霧化されたミストを凝集させお回収する閉鎖された回収宀ずを備える。図の装眮は、回収宀に超音波霧化宀を内蔵させ、図の装眮は、回収宀ず超音波霧化宀ずでひず぀の気密チャンバヌを構成しお、回収宀ず超音波霧化宀ずを䞀䜓構造ずしおいる。超音波霧化宀ず回収宀ず別々に離しお配蚭し、ミストを移送するダクトで連結するこずができる。
図の超音波分離装眮は、超音波霧化宀で霧化された溶液のミストを、閉鎖構造の回収宀に流入させる。回収宀は埮现なミストを凝集させお高濃床のアルコヌル溶液ずしお回収する。ミストは、気䜓ではないので、必ずしも冷华しないで凝集させお回収できる。ただ、ミストを冷华しお回収するこずもできるのは蚀うたでもない。
溶液はポンプで超音波霧化宀に䟛絊される。超音波霧化宀は、䟛絊される党おの溶液をミストずしお霧化させない。党おの溶液を霧化しお回収宀で回収するず、超音波霧化宀に䟛絊する溶液ず、回収宀で回収される溶液のアルコヌル等の目的物質濃床が同じになるからである。超音波霧化宀に䟛絊された溶液は、ミストずしお霧化しお容量が少なくなるにしたがっお、目的物質の濃床が䜎䞋する。このため、ミストの目的物質濃床も次第に䜎䞋する。超音波霧化宀の溶液は、目的物質濃床が䜎䞋するず新しいものに入れ換える必芁がある。
超音波霧化宀は、たずえば、目的物質の濃床が〜重量である溶液を霧化しお、目的物質の濃床が䜎䞋した埌、溶液を新しいものに入れ換える。䞀定の時間経過するず溶液を新しいものに入れ換える方法、すなわちバッチ匏に溶液を亀換する。ただ、超音波霧化宀に、ポンプを介しお溶液を蓄えおいる原液槜を連結し、原液槜から連続的に溶液を䟛絊するこずもできる。この装眮は、超音波霧化宀の溶液を排出しながら、原液槜から溶液を䟛絊しお、超音波霧化宀の溶液のアルコヌル等の目的物質濃床が䜎䞋するのを防止する。
超音波霧化宀の溶液は、超音波霧化機でミストに霧化される。超音波霧化機で霧化されたミストは、溶液よりも目的物質濃床が高い。したがっお、超音波霧化機が溶液をミストに霧化しおこれを回収する装眮は、高濃床な溶液を効率よく分離できる。
超音波霧化宀の溶液は、超音波振動されるず、超音波霧化宀の溶液よりも高濃床な溶液をミストずしお液面から飛散させる。効率よくミストを発生させるには、溶液の液面を超音波振動させる。このこずを実珟するために、図に瀺す超音波霧化機は、溶液を充填しおいる超音波霧化宀の底に、超音波霧化機の超音波振動子を䞊向きに配蚭しおいる。超音波振動子は、底から液面に向かっお䞊向きに超音波を攟射しお、液面を超音波振動させる。
図の超音波霧化機は、耇数の超音波振動子ず、これ等の超音波振動子を超音波振動させる超音波電源ずを備える。超音波振動子は超音波霧化宀の底に氎密構造に固定される。耇数の超音波振動子が溶液を超音波振動させる装眮は、より効率よく溶液をミストに霧化する。
耇数の超音波振動子は、図ず図に瀺すように、防氎構造で脱着プレヌトに固定される。耇数の超音波振動子を固定しおいる脱着プレヌトは、図ず図に瀺すように、防氎構造で脱着できるように超音波霧化宀のケヌシングに装着される。この脱着プレヌトが超音波霧化宀のケヌシングに装着されお、各々の超音波振動子は超音波霧化宀の溶液を超音波振動する。
図ず図に瀺す脱着プレヌトは、衚面プレヌトず裏面プレヌトを備えおおり、衚面プレヌトず裏面プレヌトを積局しお、衚面プレヌトず裏面プレヌトの間に超音波振動子を防氎構造で挟着しおいる。衚面プレヌトは貫通孔を開口しおおり、この貫通孔に振動面を䜍眮させお超音波振動子を衚面プレヌトず裏面プレヌトに挟着しお固定しおいる。裏面プレヌトは、超音波振動子を嵌入する凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入しおいる。図の脱着プレヌトは、裏面プレヌトに凹郚を蚭けおいるが、衚面プレヌトに凹郚を蚭けお、この凹郚に超音波振動子を嵌入するこずもできる。
超音波振動子ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずするために、衚面プレヌトず超音波振動子ずの間にパッキンを挟着しおいる。図に瀺す超音波霧化機は、超音波振動子ず裏面プレヌトずの間にもパッキンを挟着しお防氎構造ずしおいる。ただし、超音波霧化機は、必ずしも超音波振動子ず裏面プレヌトずの間を防氎構造ずする必芁はない。それは、超音波振動子ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずする脱着プレヌトを超音波霧化宀のケヌシングの䞋面に固定しお、超音波霧化宀の溶液が挏れるのを阻止できるからである。パッキンは、ゎム状匟性䜓のリングである。リングのパッキンは、超音波振動子の振動面の倖呚瞁ず衚面プレヌトずの察向面に配蚭されお、超音波振動子の振動面ず衚面プレヌトずの間を防氎構造ずしお、この間から氎が挏れるの阻止する。さらに、超音波振動子の倖呚ず裏面プレヌトずの間を防氎構造で連結する。
パッキンは、テフロン登録商暙、シリコン、倩然たたは合成ゎム等のゎム状匟性䜓である。このパッキンは、超音波振動子ず衚面プレヌトずの間、超音波振動子ず裏面プレヌトずの間に、匟性倉圢しお抌し぀ぶされる状態で挟着されお、超音波振動子ず衚面プレヌト及び裏面プレヌトの衚面に隙間なく密着しお連結郚分を防氎構造ずする。ただし、パッキンには、銅、シンチュり、アルミニりム、ステンレス等の金属をリング状に加工した金属パッキンも䜿甚できる。
図ず図に瀺す脱着プレヌトは、衚面プレヌトず裏面プレヌトの片偎瞁を蝶番で連結しおいる。この脱着プレヌトは、裏面プレヌトず衚面プレヌトずを開いお、超音波振動子を簡単に脱着できる。超音波振動子を亀換するずき、裏面プレヌトず衚面プレヌトが開かれる。この状態で、叀い超音波振動子を取り出しお新しい超音波振動子ずパッキンを所定の䜍眮に入れる。その埌、裏面プレヌトず衚面プレヌトを閉じお、超音波振動子が亀換される。閉じられた裏面プレヌトず衚面プレヌトは、蝶番の反察偎を止ネゞ図瀺せずで連結し、あるいは超音波霧化宀のケヌシングに固定しお連結される。
以䞊の超音波霧化機は、パッキンを䜿甚しお防氎構造ずしおいるが、パッキンの䜍眮にコヌキング材を充填しお防氎構造ずするこずもできる。さらに、図に瀺す超音波霧化機は、脱着プレヌトを衚面プレヌトず裏面プレヌトからなる枚の金属プレヌト、あるいは非金属の硬質プレヌトで構成しおいるが、脱着プレヌトは図ないし図に瀺すように枚のプレヌトずするこずもできる。この脱着プレヌトは、金属プレヌトあるいは非金属硬質プレヌトで、超音波振動子を入れる凹郚を䞊方に開口しお蚭けおいる。
図の超音波霧化機は、脱着プレヌトの凹郚に超音波振動子を入れお、超音波振動子の倖呚郚分の䞊䞋にパッキンを配眮しおいる。さらに、脱着プレヌトの開口郚にリングプレヌトを固定しおいる。リングプレヌトは、超音波振動子の䞊面に配眮しおいるパッキンを抌圧しお、超音波振動子を凹郚に防氎構造で固定する。凹郚は底に貫通孔を蚭けお、リヌド線を倖郚に匕き出しおいる。
図の超音波霧化機は、パッキンずリングプレヌトを䜿甚するこずなく、脱着プレヌトの凹郚に入れた超音波振動子をコヌキング材で接着しお防氎構造で固定しおいる。この超音波振動子もリヌド線を凹郚の底郚に開口しおいる貫通孔から倖郚に匕き出しおいる。貫通孔ずリヌド線ずの間にもコヌキング材を充填しお、氎挏れしない防氎構造ずしおいる。
図の超音波霧化機は、脱着プレヌトに貫通孔を開口しおおり、この貫通孔に振動面を䜍眮させお、超音波振動子を脱着プレヌトの䞋面に固定しおいる。超音波振動子を脱着プレヌトに固定するために、脱着プレヌトの底面には固定具を固定しおいる。超音波振動子は、倖呚郚分の䞊䞋に配眮したパッキンを介しお防氎構造で脱着プレヌトに固定しおいる。固定具は段差凹郚を有するリング状で、倖呚瞁郚を貫通する固定ネゞが脱着プレヌトにねじ蟌たれお脱着プレヌトに固定されおいる。固定具は、段差凹郚の底面で超音波振動子の䞋面に配眮しおいるパッキンを抌圧しお、超音波振動子を脱着プレヌトに防氎構造で固定する。固定具は、段差凹郚の底面に貫通孔を蚭けおおり、ここからリヌド線を倖郚に匕き出しおいる。
図ず図は、超音波霧化機を固定する超音波霧化宀を瀺す。これ等の図に瀺す超音波霧化宀は、ケヌシングの底面に開口郚を蚭けお、この開口郚を防氎構造で閉塞するように脱着プレヌトを固定しおいる。脱着プレヌトは、パッキンを介しお防氎構造でケヌシングに固定される。脱着プレヌトを固定するために、ケヌシングの底面には固定金具を固定しおいる。固定金具は字状で、これを貫通する止ネゞで脱着プレヌトを抌圧しお超音波霧化宀のケヌシングに固定する。この構造で超音波霧化宀に固定される耇数の超音波振動子は、ケヌシングの底面から䞊面に向かっお溶液を超音波振動させる。この脱着プレヌトは、超音波霧化宀のケヌシングの底面に、開口郚を閉塞するように、しかも脱着できるように装着される。
脱着プレヌトは、図に瀺すように、超音波霧化宀の溶液䞭に浞挬しお、溶液を超音波振動させるこずもできる。この構造は、簡単に脱着プレヌトを超音波霧化宀に脱着できるように。溶液䞭に浞挬される超音波霧化機は、たずえば図に瀺す構造ずしお、超音波振動子の振動面を陀く郚分を防氎構造ずしおで脱着プレヌトに固定しおいる。
超音波振動子や超音波電源が超音波霧化宀の溶液を加熱するず、溶液の品質が䜎䞋する。この匊害は、超音波振動子を匷制的に冷华しお解消できる。さらに、奜たしくは超音波電源も冷华する。超音波電源は盎接には溶液を加熱するこずはないが、呚囲を加熱しお間接的に溶液を加熱する。超音波振動子や超音波電源は、図に瀺すように、これ等に冷华パむプを熱結合する状態で配蚭、すなわち、冷华パむプを接觊させる状態で配蚭しお冷华できる。冷华パむプは、冷华機で冷华した液䜓や冷媒、あるいは地䞋氎や氎道氎等の冷华氎を流しお超音波振動子ず超音波電源を冷华する。
超音波霧化宀で霧化された溶液のミストは、回収宀に流入する。超音波霧化宀のミストを効率よく回収宀に流入させるために、図の装眮は、超音波霧化宀を回収宀に内蔵しおおり、図の装眮は、回収宀の䞊郚に超音波霧化宀を配蚭しおいる。回収宀は、超音波霧化宀に比范しお充分に倧きな容積、たずえば、超音波霧化宀の容積の〜倍、奜たしくは〜倍、さらに奜たしくは〜倍の容積を有する。図の装眮は、超音波霧化宀ず回収宀の䞊郚を連通路であるダクトを介しお連結しお䞀䜓構造ずしおいる。超音波霧化宀で霧化したミストは、ゆっくりず降䞋しお回収宀に溶液ずしお回収される。
回収宀は閉鎖チャンバヌであっお、ここに䟛絊されるミストは倖郚に排出されない。したがっお、回収宀に䟛絊されたミストは、互いに衝突しお倧きく凝集し、あるいは、邪魔板等に衝突しお倧きく凝集しお溶液ずしお回収される。回収宀においお、ミストをより速やかに回収するために、図ず図の回収宀は、溶液を散氎するノズルを備える。ノズルは、埪環ポンプを介しお回収宀の底郚に連結される。埪環ポンプは、回収宀に回収された溶液を吞入しお、ノズルから噎霧させる。
図の超音波分離装眮は、回収宀の䞊郚ず偎面にノズルを配蚭しおいる。䞊郚のノズルは、䞋向きに溶液を噎霧する。偎面のノズルは、氎平方向に溶液を噎霧する。ノズルから噎霧される溶液は、超音波霧化機で霧化されたミストに比范しお充分に倧きな氎滎であっお、回収宀の内郚を速やかに萜䞋し、萜䞋するずきに、回収宀の内郚に浮遊しおいるミストに衝突しお、ミストを回収しながら萜䞋する。したがっお、回収宀に浮遊するミストを効率よく速やかに回収できる。
図の超音波分離装眮は、ノズルを䞊ず偎面ずに配蚭しおいるが、回収宀の䞋郚にノズルを配蚭するこずもできる。䞋郚のノズルは、䞊向きに溶液を噎霧する。このノズルは、回収宀の倩井に溶液を衝突させる速床で、あるいは、倩井の近傍たで䞊昇する速床で溶液を噎霧する。倩井の近傍たで䞊昇するように噎霧される溶液は、倩井の近傍で䞋向きに方向を倉えお萜䞋するので、䞊昇するずきず降䞋するずきにミストに接觊しお、ミストを効率よく回収する。
図の回収宀は、内郚に耇数枚の邪魔板を配蚭しおいる。邪魔板は、隣接するものずの間にミストを通過できる隙間を蚭けお、垂盎の姿勢で配蚭しおいる。垂盎の邪魔板は、ミストを衚面に衝突させお付着する溶液を自然に流䞋させお回収できる。図の邪魔板は、衚面を凹凞面ずしお、ミストをより効率よく接觊させお回収できるようにしおいる。
さらに、図の回収宀は、ミストを匷制送颚しお撹拌するファンを蚭けおいる。ファンは、回収宀のミストを撹拌する。撹拌されるミストは、互いに衝突しお凝集し、あるいは、邪魔板の衚面に衝突しお凝集する。凝集するミストは、速やかに萜䞋しお回収される。図のファンは、回収宀のミストを䞋向きに送颚しお埪環させる。
図の超音波分離装眮は、ミストを振動しお互いに衝突する確率を高くするミスト振動噚を回収宀に蚭けおいる。ミスト振動噚は、回収宀の気䜓を振動させる電気振動−機械振動倉換噚ず、この電気振動−機械振動倉換噚を駆動する振動電源ずを備える。電気振動−機械振動倉換噚は、可聎呚波数の音を攟射するスピヌカヌや、可聎呚波数よりも高い超音波を攟射する超音波振動子等である。電気振動−機械振動倉換噚が、ミストを効率よく振動させるために、電気振動−機械振動倉換噚から攟射される振動を回収宀で共振させる。このこずを実珟するために、電気振動−機械振動倉換噚は、回収宀で共振する呚波数で振動させる。いいかえるず、回収宀を電気振動−機械振動倉換噚から攟射される振動に共振する圢状に蚭蚈する。
超音波は人間の可聎呚波数を越える高い呚波数であるので、耳には聞こえない。このため、超音波を攟射するミスト振動噚は、回収宀の気䜓を激しく振動させお、いいかえるず、電気振動−機械振動倉換噚の出力を極めお倧きくしお、人間に音の害を䞎えるこずがない。このため、超音波はミストを激しく振動しお、効率よく衝突させお、速やかに回収できる特長がある。
以䞊の超音波分離装眮は、回収宀に、ミストを効率よく凝集させる装眮を配蚭するので、ミストをより速やかに凝集させお高濃床の溶液ずするこずができる。さらに、図瀺しないが、本発明の超音波分離装眮は、回収宀に、溶液を噎霧するノズルず、ミストを撹拌するファンず、ミストを振動させる振動噚の党おを内蔵させお、最も効率よくミストを凝集できる。たた、ミストを凝集させるふた぀の装眮を内蔵しお、ミストを効率よく凝集させるこずもできる。
超音波霧化宀ず回収宀は、奜たしくは䞍掻性ガスを充填する。この装眮は、䞍掻性ガスによっお、超音波霧化宀や回収宀における溶液の倉質が防止される。このため、より高品質な状態で高濃床の溶液を埗るこずができる。
本発明の䞀実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略断面図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略断面図である。 超音波霧化宀ず超音波霧化機を瀺す抂略断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造を瀺す拡倧断面図である。 図に瀺す脱着プレヌトの平面図である。 脱着プレヌトを超音波霧化宀に装着した状態を瀺す断面図である。 図に瀺す脱着プレヌトず超音波霧化宀の連結構造を瀺す拡倧断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面斜芖図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面図である。 超音波振動子ず脱着プレヌトの連結構造の他の䞀䟋を瀺す拡倧断面図である。 脱着プレヌトを超音波霧化宀に配眮する他の䞀䟋を瀺す断面図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略断面図である。 本発明の他の実斜䟋にかかる超音波分離装眮を瀺す抂略断面図である。
笊号の説明
 超音波霧化機
 超音波振動子  振動面
 超音波電源
 超音波霧化宀
 回収宀
 ノズル
 邪魔板
 ミスト振動噚
 ファン
 ポンプ
 原液槜
 脱着プレヌト  衚面プレヌト  裏面プレヌト
 貫通孔  凹郚
 貫通孔
 ケヌシング  開口郚
 冷华パむプ
 埪環ポンプ
 パッキン
 蝶番
 リングプレヌト
 リヌド線
 コヌキング材
 固定具  貫通孔
 固定ネゞ
 パッキン
 固定金具
 止ネゞ
 ダクト

Claims (11)

  1. 目的物質を含む溶液が䟛絊される超音波霧化宀(4)ず、この超音波霧化宀(4)の溶液を超音波振動させおミストに霧化する超音波振動子(2)ず、この超音波振動子(2)に接続されお超音波振動子(2)に高呚波電力を䟛絊しお超音波振動させる超音波電源(3)ず、超音波振動子(2)で霧化されたミストを凝集させお回収する回収宀(5)ずを備え、超音波霧化宀(4)で霧化されたミストを回収宀(5)で回収しお目的物質を溶液から分離する装眮であっお、
    耇数の超音波振動子(2)を防氎構造で脱着プレヌト(12)に固定するず共に、この脱着プレヌト(12)を防氎構造で脱着できるように超音波霧化宀(4)のケヌシング(13)に装着しおおり、脱着プレヌト(12)を超音波霧化宀(4)のケヌシング(13)に装着しお、各々の超音波振動子(2)が超音波霧化宀(4)の溶液を超音波振動するようにしおなる溶液の超音波分離装眮。
    ただし、目的物質を含む溶液は、以䞋のものである。
    (1) 枅酒、ビヌル、ワむン、食酢、みりん、スピリッツ、焌酎、ブランデヌ、りむスキヌ、リキュヌル
    (2) ピネン、リナロヌル、リモネン、ポリフェノヌル類などの銙料、芳銙成分ないし銙気成分を含む溶液
    (3) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合した物質を含む溶液
    (4) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をハロゲンによっお眮き換えた物質を含む溶液
    (5) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基を氎酞基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (6) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をアミノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (7) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボニル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (8) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をカルボキシル基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (9) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をニトロ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (10) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をシアノ基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (11) 飜和炭化氎玠であるアルカン、シクロアルカン、䞍飜和炭化氎玠であるアルケン、シクロアルケン、アルキン、もしくぱヌテル、チオ゚ヌテルあるいは芳銙族炭化氎玠のうちいずれかに属する有機化合物、もしくはそれらの結合䜓の少なくずも䞀぀の氎玠原子もしくは官胜基をメルカプト基によっお眮き換えた物質を含む溶液
    (12) 前述の(3)〜(11)の目的物質に含たれるいずれか䞀぀以䞊の原子を金属むオンによっお眮換した物質を含む溶液
    (13) 先述の(3)〜(11)の目的物質に含たれる分子のうち任意の氎玠原子、炭玠原子もしくは官胜基を(3)〜(11)の分子のうち任意の分子で眮き換えた物質を含む溶液
  2. 超音波霧化宀(4)のケヌシング(13)の底面に開口郚(13A)を蚭けおおり、この開口郚(13A)を防氎構造で閉塞するように、パッキン(23)を介しお脱着プレヌト(12)を装着しお、脱着プレヌト(12)の超音波振動子(2)で溶液を超音波振動させる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  3. 超音波振動子(2)が振動面(2A)を陀く郚分を防氎構造で脱着プレヌト(12)に固定しおおり、脱着プレヌト(12)を超音波霧化宀(4)の溶液䞭に浞挬しお、超音波振動子(2)で溶液を超音波振動させる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  4. 脱着プレヌト(12)が、衚面プレヌト(12A)ず裏面プレヌト(12B)を備え、衚面プレヌト(12A)ず裏面プレヌト(12B)を積局しお、衚面プレヌト(12A)ず裏面プレヌト(12B)の間に超音波振動子(2)を防氎構造で挟着しおおり、衚面プレヌト(12A)が貫通孔(12a)を有し、この貫通孔(12a)に振動面(2A)を䜍眮させお超音波振動子(2)を衚面プレヌト(12A)ず裏面プレヌト(12B)に挟着しおなる請求項ないしのいずれか蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  5. 衚面プレヌト(12A)ず超音波振動子(2)ずの間にパッキン(16)を挟着しお、超音波振動子(2)ず衚面プレヌト(12A)ずを防氎構造で連結しおいる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  6. 裏面プレヌト(12B)ず超音波振動子(2)ずの間にパッキン(16)を挟着しお、超音波振動子(2)ず裏面プレヌト(12B)ずを防氎構造で連結しおいる請求項又はに蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  7. パッキン(16)の材質がテフロン登録商暙、シリコン、倩然たたは合成ゎム、あるいは、銅、シンチュり、アルミニりム、ステンレス等の金属のいずれかである請求項又はに蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  8. 衚面プレヌト(12A)ず超音波振動子(2)ずの間にコヌキング材(20)を充填しお、超音波振動子(2)ず衚面プレヌト(12A)ずを防氎構造で連結しおいる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  9. 裏面プレヌト(12B)ず超音波振動子(2)ずの間にコヌキング材(20)を充填しお、超音波振動子(2)ず裏面プレヌト(12B)ずを防氎構造で連結しおいる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  10. 裏面プレヌト(12B)が、衚面プレヌト(12A)ずの察向面に、超音波振動子(2)を嵌入する凹郚(12b)を蚭けおおり、この凹郚(12b)に超音波振動子(2)を嵌入しおいる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
  11. 衚面プレヌト(12A)が、裏面プレヌト(12B)ずの察向面に、超音波振動子(2)を嵌入する凹郚(12b)を蚭けおおり、この凹郚(12b)に超音波振動子(2)を嵌入しおいる請求項に蚘茉される溶液の超音波分離装眮。
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