JP3187017U - 超音波反応装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周波数の超音波を同時に、かつ異なる方向から反応槽中の反応物を照射することができる超音波反応装置を提供する。
【解決手段】超音波反応装置１００は、反応温度を制御するための媒体が循環される外層容器１０と、外層容器１０の内部に配置され、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する反応容器２０と、外層容器１０の複数の側面開口部１３又は／及び下端開口部１２に脱着可能に装着され、それぞれ所定周波数の超音波を発生する複数の超音波振動子とを備える。
【選択図】図１

Description

本考案は、１つの周波数又は複数の異なる周波数の超音波を用いて分散、乳化、化学反応の促進等の処理過程を行うことができる超音波反応装置に関する。

従来、超音波を用いて化学反応を促進する場合は、超音波洗浄器のような槽式超音波発生装置を用い、反応容器を槽式超音波発生装置の中に設置し、槽中の液体を介して反応容器の下から超音波を照射し、反応を行う（特許文献１参照）。

特開平１１−１７９１９６号公報

しかしながら、特許文献１の場合、超音波振動子が恒温水槽の底面に固着されており、単一周波数の超音波反応容器の下から照射するため、複数の周波数を同時に発生することができない問題点があった。そのため、複数の周波数の超音波を同時に照射する場合の化学反応実験ができない。

そこで、この考案は、複数の周波数の超音波を同時に、かつ異なる方向から反応槽中の反応物を照射することができる超音波反応装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本考案に係る超音波反応装置は、反応温度を制御するための媒体が循環される外層容器と、外層容器の内部に配置され、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する反応容器と、外層容器の複数の側面開口部又は／及び下端開口部に脱着可能に装着され、それぞれ所定周波数の超音波を発生する複数の超音波振動子とを備えることを特徴とするものである。

例えば、外層容器の複数の側面開口部が互いに所定角度間隔で設けられ、反応容器には、外層容器の上端開口部を閉止させるフランジ部が設けられている。

また例えば、前記複数の超音波振動子は、オーリングを介して前記外層容器の下端開口部及び側面開口部に脱着可能に取り付けられている。

本考案によれば、超音波反応装置は、反応温度を制御するための媒体が循環される外層容器と、外層容器の上部から内部に挿入され、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する反応容器と、外層容器の複数の側面開口部又は／及び下端開口部に着脱可能に装着され、それぞれ所定周波数の超音波を発生する複数の超音波振動子とを備えることで、１つの周波数又は複数の異なる周波数の超音波を用いて分散、乳化、化学反応の促進等の処理過程を行うことができる。また、複数の異なる周波数の超音波が下部及び側面から中央に集中することで、高い超音波強度をえることができる。

本考案に係る超音波反応装置の構成を示す側面図である。 本考案に係る超音波反応装置の構成を示すＡ−Ａ断面図である。

本考案に係る超音波反応装置を実施するための最良の形態を、図を参照して説明する。図１及び図２は本考案に係る超音波反応装置１００の構成を示している。

図１及び図２に示すように、超音波反応装置１００は、外層容器１０と、反応容器２０と、超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、超音波発振器４０とから構成されている。

外層容器１０は、上部と下部に開口部１１、１２を有する円筒形容器であり、内部に反応温度を制御するための媒体が循環される。外層容器１０の側面には、複数の側面開口部１３が互いに所定角度（例えば、１２０°）間隔で設けられている。上部開口部１１、下部開口部１２及び側面開口部１３は、取り付け用フランジ部が設けられ、上部開口部１１、下部開口部１２及び側面開口部１３に、クランプ５０を用いて複数の超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄがオーリング６０を介して水密にかつ着脱可能に取り付けられている。また、外層容器１０の側面には、反応温度を制御するための媒体の入口１４及び出口１５が設けられている。

反応容器２０は、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する有底円筒形又は上部開口を有する球形フラスコからなる容器である。反応容器２０は、外層容器１０の上部から内部に挿入することができるように形成されている。また、反応容器２０には、外層容器１０の上端開口部１１を閉止させるフランジ部２１が設けられている。また、反応容器２０の上部には、化学反応をさせる物質の出し入れ、撹拌器のプロペラ又は温度計を挿入するための開口２２、２３が設けられている。反応容器２０は、外層容器の上端開口部１１に着脱可能に装着されている。

超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、それぞれ所定周波数の超音波を発生するものである。例えば、超音波振動子３０ａは、周波数２８ｋＨｚ、５０Ｗであり、超音波振動子３０ｂは、周波数４０ｋＨｚ、５０Ｗであり、超音波振動子３０ｃは、周波数８０ｋＨｚ、５０Ｗであり、超音波振動子３０ｄは、周波数１２０ｋＨｚ、５０Ｗである。超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、それぞれ取り付け用のフランジ部３１が設けられている。また、超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、超音波発振器４０に電気的に接続されている。また、下部に配置された超音波振動子３０ａは、ベース７０に嵌挿されている。

超音波発振器４０は、複数の周波数の電気信号を同時に発生し、それぞれ超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに印加するように構成されている。また、単一周波数の電気信号を発生し、対応する超音波振動子に印加することができる。

このように本実施の形態においては、超音波反応装置１００は、反応温度を制御するための媒体が循環される外層容器１０と、外層容器１０の上部から内部に挿入され、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する反応容器２０と、外層容器１０の下端開口部及び側面開口部に着脱可能に装着され、それぞれ所定周波数の超音波を発生する複数の超音波振動子３０と、超音波発振器４０とを備えている。

これにより、１つの周波数又は複数の異なる周波数の超音波を用いて分散、乳化、化学反応の促進等の処理過程を行うことができる。また、複数の異なる周波数の超音波が下部及び側面から中央に集中することで、高い超音波強度をえることができる。また、異なる周波数で反応物を同時又は順次に照射することができ、多種の反応物に適することができる。また、各周波数の振動子を多数用いることで、反応装置の大型化を図ることができることもできる。

また、外層容器の側面には、複数の側面開口部が互いに１２０°の間隔で設けられ、反応容器には、外層容器の上端開口部を閉止させるフランジ部が設けられていることで、超音波エネルギーが均一に反応容器中の反応物を照射することができる。また、側面に設けられた超音波振動子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、対向する位置にないので、放射する音波が互いに影響しない。

また、外層容器の下端開口部及び側面開口部と、複数の超音波振動子とは、オーリングを介して脱着可能に取り付けられていることで、各周波数の超音波振動子の取付位置を任意に交換することができる。

なお、上述実施の形態において、超音波振動子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの周波数は、２８ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、８０ｋｈｚ、１２０ｋＨｚである例について説明したが、これに限定されるものではない。２５ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１３５ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ等の周波数を用いてもよい。
なお、超音波振動子が複数の周波数の超音波を発生するようにしてもよい。

また、上述実施の形態においては、外層容器１０の側面には、複数の側面開口部１３が互いに１２０°の間隔で設けられている。について説明したが、これに限定されるものではない。側面開口部１３が４つの場合、互いに９０°の間隔で設けるようにしてもよい。

この考案は、超音波を用いて分散、乳化、化学反応の促進等の処理過程を行う反応装置に利用できる。

１０ 外層容器
１１ 上部開口部
１２ 下部開口部
１３ 側面開口部
１４ 入口
１５ 出口
２０ 反応容器
２１ フランジ部
２２、２３ 開口
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 超音波振動子
３１ フランジ部
４０ 超音波発振器
５０ クランプ
６０ オーリング
７０ ベース
１００ 超音波反応装置

Claims (3)

1. 反応温度を制御するための媒体が循環される外層容器と、
   前記外層容器の内部に配置され、分散、混合又は化学反応をさせる物質を収納する反応容器と、
   前記外層容器の複数の側面開口部又は／及び下端開口部に脱着可能に装着され、それぞれ所定周波数の超音波を発生する複数の超音波振動子とを備えることを特徴とする超音波反応装置。
2. 前記外層容器の複数の側面開口部が互いに所定角度間隔で設けられ、
   前記反応容器には、前記外層容器の上端開口部を閉止させるフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波反応装置。
3. 前記複数の超音波振動子は、オーリングを介して前記外層容器の下端開口部及び側面開口部に脱着可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波反応装置。

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