JP2023009315A - Ultrasonic atomization and separation device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、超音波霧化分離装置に関する。 The present disclosure relates to ultrasonic atomization separation devices.
超音波霧化分離においては、分離成分及び他成分を含む混合溶液中に超音波が放射されて分離成分を含むミストが生成させられる。 In ultrasonic atomization separation, ultrasonic waves are radiated into a mixed solution containing a separated component and other components to generate a mist containing the separated component.
特許文献1は、水蒸気を含む空気よりなる対象領域に、波長が270nm~180nmの紫外線レーザー光を照射することにより、対象領域内に水滴又は氷粒を生じさせることを開示する。
混合溶液中に超音波が放射されて生成されるミストの大部分は、1ミクロン以下の粒径を有する。そして、1ミクロン以下の粒径を有するミストは、極めて短い寿命しか有さず、回収される前に気化する。このため、混合溶液中に超音波が放射されて生成されるミストを効率的に回収することが困難である場合がある。 Most of the mist generated by radiating ultrasonic waves into the mixed solution has a particle size of 1 micron or less. And mist with a particle size of 1 micron or less has a very short lifespan and evaporates before it can be collected. Therefore, it may be difficult to efficiently collect mist generated by radiating ultrasonic waves into the mixed solution.
本開示は、この問題に鑑みてなされた。本開示の一形態は、生成させられたミストを効率的に回収することができる超音波霧化分離装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of this problem. An object of one aspect of the present disclosure is to provide an ultrasonic atomization separation device capable of efficiently collecting the generated mist.
本開示の一形態の超音波霧化分離装置は、水と前記水以外の他成分とを含む混合溶液が収容される空間が形成された容器と、前記混合溶液内に超音波を放射して前記混合溶液から前記水を含むミストを飛散させる超音波放射機構と、吸湿性化学種を核として前記ミストを粗大化して粗大化ミストを生成する粗大化部と、前記粗大化ミストを帯電させて帯電ミストを生成する帯電部と、前記帯電ミストを静電捕集する静電捕集部と、を備える。 An ultrasonic atomization separation device according to one aspect of the present disclosure includes a container having a space for accommodating a mixed solution containing water and other components other than water, and an ultrasonic wave radiating into the mixed solution. an ultrasonic radiation mechanism for scattering the water-containing mist from the mixed solution; a coarsening unit for coarsening the mist with a hygroscopic chemical species as a nucleus to generate coarse mist; and charging the coarse mist. A charging unit that generates charging mist, and an electrostatic collection unit that electrostatically collects the charging mist.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については
、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
1 第1実施形態
1.1 超音波霧化分離装置の概略
図1は、第1実施形態の超音波霧化分離装置を模式的に図示する断面図である。
1. First Embodiment 1.1 Outline of Ultrasonic Atomization/Separation Device FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an ultrasonic atomization/separation device of a first embodiment.
図1に図示される第1実施形態の超音波霧化分離装置1は、超音波霧化分離を行う。すなわち、超音波霧化分離装置1は、混合溶液Sに含まれる水の少なくとも一部を霧状に霧化して、水の少なくとも一部を、混合溶液Sに含まれる水以外の他成分から分離する。他成分から分離される水は、混合溶液Sに含まれる水の全部である場合もあるし、混合溶液Sに含まれる水の一部である場合もある。
The ultrasonic
超音波霧化分離装置1は、単独で除湿装置として使用されてもよいし、空気中の水を吸湿する調湿装置に組み込まれてもよい。超音波霧化分離装置1が調湿装置に組み込まれる場合は、超音波霧化分離装置1は、調湿液により吸湿された水を調湿液から分離して調湿液を再生する。超音波霧化分離装置1は、調湿液を再生する際に生成した水をナノミスト回収する。
The ultrasonic
図1に図示されるように、超音波霧化分離装置1は、霧化槽11、ガス流生成部12、エリミネータ13、粗大化部14、帯電部15、静電捕集部16及び水回収タンク17を備える。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic
霧化槽11は、混合溶液Sから水を含むミストMを飛散させる。超音波霧化分離装置1が調湿装置に組み込まれる場合は、霧化槽11は、調湿液を再生する再生槽として機能する。
The
図1に図示されるように、霧化槽11は、容器21及び超音波放射機構22を備える。
As illustrated in FIG. 1 , the
容器21には、空間21sが形成される。空間21sは、混合溶液Sを収容する。
A
超音波放射機構22は、収容された混合溶液S内に超音波Uを放射して混合溶液SからミストMを飛散させる。飛散させられるミストMは、水のみからなる微細ミストである。
The ultrasonic
図1に図示されるように、超音波放射機構22は、電源31、発振回路32及び振動子33を備える。
As illustrated in FIG. 1 , the
電源31は、発振回路32に電力を供給する。
A
発振回路32は、供給された電力を使用して動作する。発振回路32は、駆動信号を発振し、発振した駆動信号を振動子33に供給する。
The
振動子33は、供給された駆動信号に応じた超音波Uを放射する。超音波Uは、振動子33の放射面33aから放射される。
The
振動子33は、容器21の底に固定される。振動子33の放射面33aは、鉛直方向上方に向けられる。このため、振動子33は、鉛直方向上方に向けて超音波Uを放射する。放射された超音波Uは、混合溶液Sを経由して混合溶液Sの液面Saまで伝搬する。これにより、混合溶液Sの液面Saから液柱Pが立ち上がる。立ち上がった液柱Pからは、ミストMが飛散する。
A
振動子33は、平板状の形状を有する。振動子33が、平板状の形状以外の形状を有してもよい。例えば、振動子33が、レンズ状の形状を有してもよい。
The
超音波Uは、望ましくは、1MHz以上5MHz以下の周波数を有する。 The ultrasonic wave U desirably has a frequency of 1 MHz or more and 5 MHz or less.
ガス流生成部12は、超音波霧化分離装置1の外部からガス流生成部12、霧化槽11、エリミネータ13、粗大化部14、帯電部15及び静電捕集部16を順次に経由して超音波霧化分離装置1の外部まで流れるキャリアガスのガス流Fを生成する。キャリアガスは、乾燥空気等である。ガス流Fは、ミストMを霧化槽11からエリミネータ13を経由して粗大化部14まで運び、粗大化部14において生成させられた粗大化ミストM2を粗大化部14から帯電部15まで運び、帯電部15において生成させられた帯電ミストM3を帯電部15から静電捕集部16まで運ぶ。
The gas
エリミネータ13は、霧化槽11において混合溶液Sから飛散させられた、他成分を含む粗大ミストを除去する。これにより、ミストMを回収することにより生成される回収水S1に他成分が混合することを抑制することができる。
The
粗大化部14は、吸湿性化学種を核としてミストMを粗大化して粗大化ミストM2を生成する。
The
粗大化部14は、放電によりラジカルを生成し、生成したラジカルを反応させることにより吸湿性化学種を生成し、生成した吸湿性化学種を核として粗大化ミストM2を生成する。吸湿性化学種は、例えば、過酸化水素を含む。吸湿性化学種を核とする粗大化ミストM2の生成は、100RH%未満の相対湿度を有する高湿空気中においても可能である。このため、超音波霧化分離装置1は、100RH%未満の相対湿度を有する高湿空気から水を回収することができる。放電は、大気圧プラズマの生成を伴う。
The
ミストMは、ナノメートルオーダーのサイズを有するナノミストである。このため、ミストMは、バルクの水と比較して、蒸発しやすく、減少しやすい。このため、ミストMは、バルクの水と比較して、短い寿命しか有しない。粗大化部14によるミストMの粗大化は、蒸発せずに残ったミストを粗大化すること、及びミストMが蒸発することにより生成される蒸気を再ミスト化することからなる群より選択される少なくとも1種を含む。生成させられる粗大化ミストM2は、ミストMの寿命より長い寿命を有する。これにより、超音波霧化分離装置1は、生成させられたミストMを効率的に回収することができる。
The mist M is a nano-mist having a nanometer-order size. Therefore, the mist M evaporates and decreases more easily than bulk water. For this reason, the mist M has a short lifetime compared to bulk water. Coarsification of the mist M by the coarsening
粗大化部14には、内部空間14sが形成される。キャリアガスのガス流Fは、内部空間14sを通過する。これにより、キャリアガスのガス流Fにより運ばれるミストMは、内部空間14sを通過する。粗大化部14は、ミストMが存在する内部空間14sにおいて粗大化ミストM2を生成する。
An
帯電部15は、生成させられた粗大化ミストM2を帯電させて帯電ミストM3を生成する。
The charging
帯電部15は、帯電極41及び電源42を備える。帯電部15には、空間15sが形成される。帯電極41は、空間15sに配置される。キャリアガスのガス流Fは、空間15sを通過する。これにより、キャリアガスのガス流Fにより運ばれる粗大化ミストM2は、空間15sを通過する。電源42は、帯電極41に電圧を印加して帯電極41の間に放電を発生させる。これにより、帯電部15は、粗大化ミストM2が存在する空間15sにおいて放電を発生させる。これにより、帯電部15は、粗大化ミストM2が存在する空間15sにおいて粗大化ミストM2を帯電させて帯電ミストM3を生成する。
The charging
静電捕集部16は、帯電ミストM3を静電捕集してバルクの水を生成する。
The
静電捕集部16は、集電極51及び電源52を備える。静電捕集部16には、空間16sが形成される。集電極51は、空間16sに配置される。キャリアガスのガス流Fは、空間16sを通過する。これにより、キャリアガスのガス流Fにより運ばれる帯電ミストM3は、空間16sを通過する。電源52は、集電極51に電圧を印加して集電極51の間に電界を発生させる。これにより、静電捕集部16は、帯電ミストM3が存在する空間16sに電界を発生させる。これにより、静電捕集部16は、帯電ミストM3を集電極51の上に静電捕集して集電極51の上にバルクの水を生成する。
The
帯電ミストM3は、正に帯電している。このため、静電捕集部16は、帯電ミストM3を負極となる集電極51の上に静電捕集する。
The charged mist M3 is positively charged. For this reason, the
水回収タンク17には、生成させられたバルクの水が誘導される。これにより、水回収タンク17には、回収水S1が貯まる。これにより、水の回収フローが完結する。
Bulk water produced is directed to a
粗大化部14は、望ましくは、ミストMが存在する内部空間14sにおいて放電を発生させることによりラジカル及び吸湿性化学種を生成する。静電捕集部16が放電を発生させるための要素は、粗大化部14が放電を発生させるための要素を兼ねることができる。このため、粗大化部14が放電を発生させることによりラジカル及び吸湿性化学種を生成する場合は、超音波霧化分離装置1の構造を単純化することができる。ただし、粗大化部14が、ミストMが存在する内部空間14sに紫外線を照射することによりラジカル及び吸湿性化学種を生成してもよい。粗大化部14が、ミストMが存在する内部空間14sの外部からミストMが存在する内部空間14sにラジカル又は吸湿性化学種を供給してもよい。
The coarsening
1.2 過酸化水素によるミストの粗大化
図2は、過酸化水素の濃度が40ppm及び120ppmである場合の相対水分飽和度RSと相対湿度RHとの関係を示すグラフである。
1.2 Coarsification of Mist by Hydrogen Peroxide FIG. 2 is a graph showing the relationship between the relative moisture saturation RS and the relative humidity RH when the concentrations of hydrogen peroxide are 40 ppm and 120 ppm.
図2においては、横軸に相対水分飽和度RSがとられており、縦軸に相対湿度RHがとられている。 In FIG. 2, the horizontal axis represents the relative moisture saturation RS, and the vertical axis represents the relative humidity RH.
水の凝集すなわちミストの生成は、相対湿度RHが100%RHに達した場合でなく、相対水分飽和度RSが100%RSに達した場合に起こる。そして、図2からは、過酸化水素の濃度が40ppm及び120ppmである場合は、それぞれ、相対水分飽和度RSが100%RSに達したときの相対湿度RHは、90%RH及び80%RHであることを理解することができる。このことは、過酸化水素が存在する場合は、相対湿度RHが100%RH未満であっても水の凝集が起こることを意味している。 Water condensation or mist formation occurs when the relative moisture saturation RS reaches 100% RS, not when the relative humidity RH reaches 100% RH. From FIG. 2, when the hydrogen peroxide concentration is 40 ppm and 120 ppm, the relative humidity RH when the relative moisture saturation RS reaches 100% RS is 90% RH and 80% RH, respectively. can understand something. This means that if hydrogen peroxide is present, condensation of water will occur even if the relative humidity RH is less than 100% RH.
粗大化部14は、このことを利用して、100%RH未満の相対湿度を有する高湿空気から粗大化ミストM2を生成する。
The coarsening
1.3 放電構造の第1の例
図3は、第1実施形態の超音波霧化分離装置に備えられる放電構造の第1の例を模式的に図示する断面図である。
1.3 First Example of Discharge Structure FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a first example of a discharge structure provided in the ultrasonic atomization/separation device of the first embodiment.
図3に図示される放電構造61は、沿面放電D1を発生させる。放電構造61は、内部空間14sに配置される。これにより、粗大化部14は、ミストMが存在する内部空間14sにおいて沿面放電D1を発生させる。これにより、粗大化部14は、ミストMが存在する内部空間14sにおいてラジカル及び吸湿性化学種を発生させる。
The
放電構造61は、絶縁体板71、面状電極72、線状電極73及び高圧電源74を備える。
The
面状電極72は、絶縁体板71に埋め込まれ、絶縁体板71の主面71aに平行に配置される。
The
線状電極73は、絶縁体板71の主面71aの上に配置される。
The
高圧電源74は、面状電極72と線状電極73との間に高圧を印加する。これにより、放電構造61は、線状電極73の周辺に、絶縁体板71の主面71aに沿う沿面放電D1を発生させる。発生させられた沿面放電D1は、酸素からオゾンを生成させる。生成されられたオゾンは、ラジカル及び吸湿性化学種の前駆体となる。
A high-
1.4 放電構造の第2の例
図4は、第1実施形態の超音波霧化分離装置に備えられる放電構造の第2の例を模式的に図示する断面図である。
1.4 Second Example of Discharge Structure FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a second example of the discharge structure provided in the ultrasonic atomization separation device of the first embodiment.
図4に図示される放電構造81は、コロナ放電D2を発生させる。放電構造81は、内部空間14sに配置される。これにより、粗大化部14は、ミストMが存在する内部空間14sにおいてコロナ放電を発生させる。これにより、粗大化部14は、ミストMが存在する内部空間14sにおいてラジカル及び吸湿性化学種を発生させる。
A
放電構造81は、棒状電極91、棒状電極92、絶縁体板93及び高圧電極94を備える。
The
絶縁体板93は、棒状電極91と棒状電極92との間に配置される。
The
高圧電極94は、棒状電極91と棒状電極92との間に高圧を印加する。これにより、放電構造61は、棒状電極91と絶縁体板93との間及び棒状電極92と絶縁体板93との間に、コロナ放電D2を発生させる。発生させられたコロナ放電D2は、酸素からオゾンを生成させる。生成されられたオゾンは、ラジカル及び過酸化水素の前駆体となる。
The
1.5 粗大ミストの粒度分布
図5及び図6は、第1実施形態の超音波霧化分離装置に備えられる放電構造の第1の例によるミストの粒度分布の変化を説明するグラフである。
1.5 Particle Size Distribution of Coarse Mist FIGS. 5 and 6 are graphs illustrating changes in the particle size distribution of mist according to the first example of the discharge structure provided in the ultrasonic atomization separation apparatus of the first embodiment.
図5及び図6は、初期状態(初期値)、2分間の放電が行われた直後(2分間放電直後)、2分間の放電が行われてから5分後(5分後)、及び2分間の放電が行われてから10分後(10分後)のミストの粒度分布を示す。図5及び図6においては、横軸に粒径がとられており、縦軸に粒子数がとられている。 5 and 6 show the initial state (initial value), immediately after discharging for 2 minutes (immediately after discharging for 2 minutes), 5 minutes after discharging for 2 minutes (after 5 minutes), and 2 minutes after discharging. It shows the particle size distribution of the mist after 10 minutes (10 minutes) after the discharge for 10 minutes. In FIGS. 5 and 6, the horizontal axis indicates the particle size, and the vertical axis indicates the number of particles.
当該粒度分布は、面状電極72と線状電極73との間に印加される高圧の電圧値が4.7kVであり、当該高圧の周波数が1~10kHzであり、放電構造61の消耗電力が約95Wであり、オゾンの発生量が10g/hであり、2分間の放電が行われた場合のオゾン濃度が1540ppmであり、内部空間14sの体積が184リットルであり、相対湿度が95%RHである場合のものである。当該粒度分布は、エアロゾルモニタにより測定されたものである。ただし、図5に示される粒径が0~400nmの範囲の粒度分布と図6に示される粒径が300~1000nmの範囲の粒度分布とを同時に測定することはできなかったため、前者の粒度分布と後者の粒度分布とは連続していない。
The particle size distribution is such that the voltage value of the high voltage applied between the
図5及び図6からは、2分間の放電が行われてから時間が経過するにつれて、小さな粒径を有するミストが減少し、大きな粒径を有するミストが増加することを理解することができる。すなわち、図5及び図6からは、ミストの粗大化が進行していることを理解することができる。 From FIGS. 5 and 6, it can be understood that the amount of mist having a small particle size decreases and the amount of mist having a large particle size increases as time passes after two minutes of discharge. That is, it can be understood from FIGS. 5 and 6 that coarsening of the mist is progressing.
1.6 混合溶液に含まれる他成分
混合溶液Sに含まれる他成分は、例えば、吸湿性物質を含む。
1.6 Other Components Contained in Mixed Solution Other components contained in the mixed solution S include, for example, a hygroscopic substance.
吸湿性物質は、水に溶解する物質又は水と混和する物質である。吸湿性物質としては、
1種の吸湿性物質が単独で使用されてもよいし、2種以上の吸湿性物質が混合されて使用されてもよい。吸湿性物質は、有機材料及び無機材料の片方又は両方を含む。
A hygroscopic substance is a substance that dissolves in or is miscible with water. As a hygroscopic substance,
One kind of hygroscopic substance may be used alone, or two or more kinds of hygroscopic substances may be mixed and used. Hygroscopic substances include one or both of organic and inorganic materials.
有機材料は、例えば、2価以上のアルコール、ケトン、アミド基を有する有機溶媒、糖類及び保湿化粧品等の原料として用いられる材料からなる群より選択される少なくとも1種を含み、望ましくは、2価以上のアルコール、アミド基を有する有機溶媒、糖類及び保湿化粧品等の原料として用いられる材料からなる群より選択される少なくとも1種を含む。2価以上のアルコール、アミド基を有する有機溶媒、糖類及び保湿化粧品等の原料として用いられる材料は、高い親水性を有する。このため、有機材料がこれらからなる群より選択される少なくとも1種を含む場合は、吸湿性物質の吸湿性を高くすることができる。 The organic material includes, for example, at least one selected from the group consisting of dihydric or higher alcohols, ketones, organic solvents having an amide group, sugars, and materials used as raw materials for moisturizing cosmetics. It contains at least one selected from the group consisting of the above alcohols, organic solvents having an amide group, sugars, and materials used as raw materials for moisturizing cosmetics and the like. Bivalent or higher alcohols, organic solvents having amide groups, sugars, and materials used as raw materials for moisturizing cosmetics have high hydrophilicity. Therefore, when the organic material contains at least one selected from the group consisting of these, the hygroscopic property of the hygroscopic substance can be increased.
2価以上のアルコールは、例えば、グリセリン、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む。 Dihydric or higher alcohols include, for example, at least one selected from the group consisting of glycerin, propanediol, butanediol, pentanediol, trimethylolpropane, butanetriol, ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol.
アミド基を有する有機溶媒は、例えば、ホルムアミド及びアセトアミドからなる群より選択される少なくとも1種を含む。 Organic solvents having an amide group include, for example, at least one selected from the group consisting of formamide and acetamide.
糖類は、例えば、スクロース、プルラン、グルコース、キシロース、フラクトース、マンニトール及びソルビトールからなる群より選択される少なくとも1種を含む。 Sugars include, for example, at least one selected from the group consisting of sucrose, pullulan, glucose, xylose, fructose, mannitol and sorbitol.
保湿化粧品等の原料として用いられる材料は、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)、ベタイン、ヒアルロン酸及びコラーゲンからなる群より選択される少なくとも1種を含む。 Materials used as raw materials for moisturizing cosmetics and the like contain at least one selected from the group consisting of 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC), betaine, hyaluronic acid and collagen.
無機材料は、例えば、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、臭化リチウム、臭化カルシウム、臭化カリウム、水酸化ナトリウム及びピロリドンカルボン酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種を含む。 Inorganic materials are, for example, the group consisting of calcium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, potassium chloride, sodium chloride, zinc chloride, aluminum chloride, lithium bromide, calcium bromide, potassium bromide, sodium hydroxide and sodium pyrrolidonecarboxylate. at least one selected from
2 第2実施形態
以下では、第2実施形態が第1実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第1実施形態において採用される構成と同様の構成が第2実施形態においても採用される。
2. Second Embodiment In the following, points of difference between the second embodiment and the first embodiment will be described. As for the points that are not explained, the same configuration as that employed in the first embodiment is also employed in the second embodiment.
図7は、第2実施形態の超音波霧化分離装置を模式的に図示する断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating the ultrasonic atomization separation device of the second embodiment.
図7に図示される第2実施形態の超音波霧化分離装置2は、再循環路18及び流量可変バルブ19を備える。
The ultrasonic
粗大化部14には、入口101及び出口102が形成される。粗大化部14に形成された内部空間14sは、入口101及び出口102に通じる。入口101には、キャリアガスのガス流F及びミストMが入る。出口102からは、キャリアガスのガス流F及び粗大化ミストM2が出る。
An
再循環路18は、出口102から出たキャリアガスのガス流Fの一部を内部空間14sを経由せずに入口101に戻す。これにより、内部空間14sの湿度を高めることができる。これにより、粗大化ミストM2の生成の効率を高めることができる。
The
流量可変バルブ19は、再循環路18に挿入される。流量可変バルブ19は、再循環路18に流れるキャリガスのガス流Fの流量を調整して入口101に戻すキャリガスの量を調整する。これにより、内部空間14sの湿度を高める程度を調整することができる。
A
3 第3実施形態
以下では、第3実施形態が第1実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第1実施形態において採用される構成と同様の構成が第3実施形態においても採用される。
3 Third Embodiment In the following, points of difference between the third embodiment and the first embodiment will be described. For points that are not explained, the same configuration as that employed in the first embodiment is also employed in the third embodiment.
図8は、第3実施形態の超音波霧化分離装置3を模式的に図示する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating the ultrasonic
図8に図示される第3実施形態の超音波霧化分離装置3においては、帯電部15が、負コロナ放電部111及び正コロナ放電部112を備える。
In the ultrasonic
負コロナ放電部111は、帯電部15の前段に配置される。正コロナ放電部112は、帯電部15の後段に配置される。帯電部15の前段は、霧化槽11寄りにある。帯電部15の後段は、静電捕集部16寄りにある。
The negative corona discharge section 111 is arranged before the charging
負コロナ放電部111は、粗大化部14を兼ねる。このため、負コロナ放電部111は、負コロナ放電によりラジカルを生成し、生成したラジカルを反応させることにより吸湿性化学種を生成し、生成した吸湿性化学種を核として粗大化ミストM2を生成する。
The negative corona discharge portion 111 also serves as the coarsening
また、負コロナ放電部111は、負コロナ放電を発生させることにより、粗大化ミストM2に含まれる第1の粗大化ミストを負に帯電させて第1の帯電ミストM31を生成する。 Further, the negative corona discharge unit 111 generates a negative corona discharge to negatively charge the first coarse mist contained in the coarse mist M2 to generate the first charged mist M31.
正コロナ放電部112は、正コロナ放電を発生させることにより、粗大化ミストM2に含まれる第2の粗大化ミストを正に帯電させて第2の帯電ミストM32を生成する。
The positive
正コロナ放電部112は、オゾン及び過酸化水素をわずかしか生成せず、オゾン及び過酸化水素の残留量を減らす。
The positive
図8に図示されるように、帯電極41は、第1の棒状電極121及び第2の棒状電極122を備える。
As illustrated in FIG. 8 , the
第1の棒状電極121及び第2の棒状電極122は、双極構造を構成する。第1の棒状電極121は、負極である。第2の棒状電極122は、正極である。第1の棒状電極121は、帯電部15の前段及び後段に跨って配置される。第2の棒状電極122は、帯電部15の前段及び後段に跨って配置される。
The first rod-shaped electrode 121 and the second rod-shaped electrode 122 form a bipolar structure. The first rod-shaped electrode 121 is the negative electrode. The second rod-shaped electrode 122 is a positive electrode. The first rod-shaped electrode 121 is arranged across the front and rear stages of the charging
図8に図示されるように、第1の棒状電極121は、先端部131及び非先端部132を備える。第2の棒状電極122は、先端部141及び非先端部142を備える。
As illustrated in FIG. 8 , the first rod-shaped electrode 121 has a
先端部131及び非先端部142は、帯電部15の前段に配置される。これにより、負極を構成する先端部131及び正極を構成する非先端部132が、帯電部15の前段において互いに対向する。互いに対向する先端部131と非先端部142との間には、負コロナ放電が発生する。これにより、帯電部15の前段において負コロナ放電が発生する。
The
非先端部132及び先端部141は、帯電部15の後段に配置される。これにより、負極を構成する非先端部132及び正極を構成する先端部141が、帯電部15の後段において互いに対向する。互いに対向する非先端部132と先端部141との間には、正コロナ放電が発生する。これにより、帯電部15の後段において正コロナ放電が発生する。
The
第1の帯電ミストM31は、負に帯電している。第2の帯電ミストM32は、正に帯電している。このため、静電捕集部16は、第1の帯電ミストM31を正極となる集電極51の上に静電捕集し、第2の帯電ミストM32を負極となる集電極51の上に静電捕集する。
The first charged mist M31 is negatively charged. The second charged mist M32 is positively charged. Therefore, the
本開示は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。 The present disclosure is not limited to the above embodiments, but has substantially the same configuration, the same effect, or the same purpose as the configuration shown in the above embodiment. can be replaced with
1 超音波霧化分離装置、11 霧化槽、12 ガス流生成部、13 エリミネータ、14 粗大化部、14s 内部空間、15 帯電部、15s 空間、16 静電捕集部、17 水回収タンク、18 再循環路、19 流量可変バルブ、31 電源、32 発振回路、33 振動子、41 帯電極、42 電源、51 集電極、52 電源、61 放電構造、71 絶縁体板、72 面状電極、73 線状電極、74 高圧電源、81 放電構造、91 棒状電極、92 棒状電極、93 絶縁体板、94 高圧電極、101 入口、102 出口、111 負コロナ放電部、112 正コロナ放電部、121 第1の棒状電極、122 第2の棒状電極、131 先端部、132 非先端部、141 先端部、142 非先端部、S 混合溶液、M ミスト、M2 粗大化ミスト、M3 帯電ミスト、F ガス流、U 超音波、D1 沿面放電、D2 コロナ放電。
1 ultrasonic atomization separation device, 11 atomization tank, 12 gas flow generation unit, 13 eliminator, 14 coarsening unit, 14s internal space, 15 charging unit, 15s space, 16 electrostatic collection unit, 17 water recovery tank, 18
Claims (5)
前記混合溶液内に超音波を放射して前記混合溶液から前記水を含むミストを飛散させる超音波放射機構と、
吸湿性化学種を核として前記ミストを粗大化して粗大化ミストを生成する粗大化部と、
前記粗大化ミストを帯電させて帯電ミストを生成する帯電部と、
前記帯電ミストを静電捕集する静電捕集部と、
を備える超音波霧化分離装置。 a container formed with a space in which a mixed solution containing water and other components other than water is accommodated;
an ultrasonic emission mechanism that emits ultrasonic waves into the mixed solution to scatter mist containing the water from the mixed solution;
a coarsening unit that coarsens the mist with the hygroscopic chemical species as a nucleus to generate coarsened mist;
a charging unit that charges the coarsened mist to generate charged mist;
an electrostatic collection unit that electrostatically collects the charged mist;
An ultrasonic atomization separation device comprising:
請求項1に記載の超音波霧化分離装置。 2. The ultrasonic atomization separator of claim 1, wherein the hygroscopic species comprises hydrogen peroxide.
請求項1又は2に記載の超音波霧化分離装置。 3. The ultrasonic atomization separation apparatus according to claim 1, wherein the coarsening section generates the hygroscopic chemical species by generating electric discharge in the space where the mist exists.
前記粗大化部は、前記内部空間において、前記粗大化ミストを生成し、
前記出口から出たガス流を前記内部空間を経由せずに前記入口に戻す再循環路を備える
請求項1から3までのいずれかに記載の超音波霧化分離装置。 The coarsening section is formed with an inlet for receiving the mist, an outlet for the coarsening mist, and an internal space communicating with the inlet and the outlet,
The coarsening unit generates the coarsening mist in the internal space,
4. The ultrasonic atomization separation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a recirculation path for returning the gas flow coming out of the outlet to the inlet without passing through the internal space.
前記負コロナ放電部は、前記粗大化部を兼ねる
請求項1から4までのいずれかに記載の超音波霧化分離装置。 The charging unit includes a negative corona discharge unit that negatively charges the first coarse mist contained in the coarse mist by generating a negative corona discharge, and a positive corona discharge that charges the coarse mist to the coarse mist. a positive corona discharge unit that positively charges the contained second coarsened mist,
The ultrasonic atomization separation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the negative corona discharge section also serves as the coarsening section.
Priority Applications (1)
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JP2021112458A JP2023009315A (en) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | Ultrasonic atomization and separation device |
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2021
- 2021-07-07 JP JP2021112458A patent/JP2023009315A/en active Pending
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