JP5493074B2 - 超音波霧化分離装置 - Google Patents

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Description

本発明は、超音波振動で混合液体を吐出部から霧化分離室に吐出して、濃縮液体を回収するようにした超音波霧化分離装置に関するものである。
この種の超音波霧化分離装置としては、図３に示すように、ケース１の側壁１ａの上部に送風口１ｂを形成し、側壁１ａの対向する側壁１ｃに吸引口１ｄを形成し、ケース１の底部に水平部１ｅより僅かに傾斜した複数の傾斜部１ｆを形成し、この傾斜部１ｆの下部にそれぞれ圧電体振動子２を装着し、又、傾斜部１ｆにそれぞれ圧電体振動子２より小径の孔１ｇを形成し、傾斜部１ｆの上部に、それぞれの傾斜と同方向に傾斜した円錐状のノズル３を装着し、さらに、ノズル３の上端より僅かに下側まで霧化液体４が常に一定のレベルになるように供給され、又、圧電体振動子２に発振器５から発振出力を印加したものを本出願人が提案している。
このように構成された従来の超音波霧化分離装置では、発振器５から圧電体振動子２に発振出力が供給されると、圧電体振動子２から超音波が発生し、ノズル３と傾斜部１ｆの間に形成された霧化液体注入口３ａから注入された霧化液体４は液面より液柱（キャピラリー波）が発生し、発振器５からの発振出力の周波数に対応した波面高さを調整し、ノズル３から霧化液体を噴出して、この液柱より引きちぎられた液滴が霧化粒子４ａとなって発生し、この霧化粒子４ａは送風口１ｂから供給された送風によって吸引口１ｄから吸引され、図示しない回収装置によって回収することにより、バイオエタノール・お酒の濃縮が可能となる。
しかしながら、市場の要望はもろ味、ＳＳ（濁度）の高い状況での濃縮が要望されているが、このように構成した従来の超音波霧化分離装置では、ＳＳ（濁度）の高い液体を霧化することはかなり難しく、又、霧化ができたとしても、超音波振動子に残渣などが付着して超音波振動子を破壊するという問題があった。
特開２００６−１３０３９３
解決しようとする問題点は、従来の超音波霧化分離装置では、ＳＳ（濁度）の高い液体を霧化することはかなり難しく、又、霧化ができたとしても、超音波振動子に残渣などが付着して超音波振動子を破壊するという問題があった。
本発明は、僅かに傾斜した円筒状のケーシングの下部側に吐出口を形成して固定された円錐状のケーシングを一体に形成した液体吐出部と、該液体吐出部の前記円錐状ケーシングの吐出口の対向部の前記円筒状ケーシングの内部に装着された圧電体振動子と、該圧電体振動子の前面に霧化液体を供給する液体供給管を前記円筒状ケーシングに接続する液体供給装置と、前記圧電体振動子に発振出力を印可する発振器と、前記液体吐出部の前記円錐状ケーシングの先端が固定され、前記液体吐出部の前記円筒状ケーシングとほぼ同じ傾斜を有し、下方の端部に排出口を有する霧化分離部と、該霧化分離部からほぼ直角方向に接続された回収部とからなる霧化分離室と、該霧化分離室で分離された霧化粒子を吸引して回収する回収装置とからなり、前記液体吐出部より吐出された霧化液体は前記霧化分離室を通過して前記液体吐出部の吐出口の対向部の壁に形成された排出口より排出される間に前記霧化分離室で霧化分離され、前記回収装置で回収するものであり、又、前記液体吐出部及び霧化分離室を複数個装着するものである。
本発明の超音波霧化分離装置では、傾けられた液体吐出部の吐出口より霧化液体を霧化分離室に流出するだけでよいので、超音波振動子の振動面に残渣が溜まることがなく、又、霧化液体が霧化分離室に吐出され、通過する間に霧化液体より霧化粒子が発生するので、従来例のように液面を調整することなく霧化することができ、さらに、霧化液体の霧化面を保持するためのタンク等を必要としないため、装置が非常にシンプルとなり、又、霧化分離室で吐出された液体より発生する霧化粒子を回収装置で回収することにより、霧化液体から効率よく分離することができるという利点がある。
本発明では、円錐状ケーシング先端に吐出口を設け、円錐状ケーシングに円筒状ケーシングを一体に形成した液体吐出部に霧化液体を供給し、円筒状ケーシングに装着した超音波振動子に発振器から発振出力を印可することにより、超音波振動子によって、液体吐出部より吐出される霧化液体を霧化分離室に供給し、霧化分離室に吐出され、通過する間に霧化液体から発生する霧化粒子を回収装置で回収するものである。
図１は本発明の実施例の超音波霧化分離装置の断面図で、液体吐出部６は吐出口６ｂを設けた円錐状ケーシング６ａを一端に設け、円錐状のケーシング６ａと一体になった円筒状ケーシング６ｃに超音波振動子７を装着し、この超音波振動子７に発振器８が接続され、又、液体吐出部６の円筒状ケーシング６ｃに供給管９が接続され、供給管９にポンプ１０を介して液体タンク１１が接続され、液体タンク１１からポンプ１０で霧化液体１２が液体吐出部６の円筒状ケーシング６ａに供給され、又、この液体吐出部６は吐出口６ｂが少し下がるように傾斜し、この液体吐出部６の円錐状ケーシング６ａの先端は霧化分離室１３の入り口部１３ａに挿入固着され、そして、この霧化分離室１３は、入り口部１３ａから徐々に下降するように僅かに傾斜した霧化分離部１３ｂが設けられ、霧化分離部１３ｂの端部に排出口１３ｃが形成され、この排出口１３ｃの上部に霧化分離部１３ｂとほぼ直角方向に上部に連通する回収部１３ｄが接続され、このように形成された霧化分離室１３は回収部１３ｄが回収装置１４に接続されている。
このように構成された本実施例の超音波霧化分離装置では、ポンプ１０で液体タンク１１から霧化液体１２が液体吐出部６の円筒状ケーシング６ｃに供給され、発振器８から発振出力が超音波振動子７に印可されると、超音波振動子７からの超音波振動によって液体吐出部６内の霧化液体１２は円筒状ケーシング６ｃから円錐状ケーシング６ａの吐出口６ｂに押し込まれて、霧化液体１２は吐出口６ｂから霧化分離室１３に吐出されるが、このとき、霧化液体１２は圧電体振動子７の超音波振動で表面の濃度が高くなる表面過剰現象が生じ、それによって、霧化分離室１３の分離部１３ａに吐出された霧化液体１２はここで霧化粒子１２ａが発生し、分離部１３ａ内で発生した霧化粒子１２ａは回収部１３ｄに接続された回収装置１４で吸引されることにより、回収部１３ｄから回収装置１４で霧化粒子１２ａを効率よく回収することができ、又、霧化分離室１３の回収部１３ｄで霧化粒子１２ａが発生した後の液体１２ｃは分離部１３ａの排出口１３ｄから排出される。
本発明は、このように、液体吐出部６が吐出口６ｂが少し下がるように僅かに傾斜して装着することにより、超音波振動子７に残渣等が付着することがなく、霧化液体１２が霧化分離室１３の分離部１３ｂを流れる間に霧化液体１２より霧化粒子が発生するので、従来例のように液面を調整することなく霧化することができ、さらに、霧化液体１２の霧化面を保持するためのタンク等を必要としないため、装置が非常にシンプルとなり、又、霧化分離室１３の分離部１３ｂ内で霧化液体１２から発生する霧化粒子１２ａは回収部１３ｄから回収装置１４で回収することにより、霧化粒子１２ａを効率よく分離することができるという利点がある。
図２は本発明の他の実施例の超音波霧化分離装置の斜視図で、６は液体吐出部、９は供給管、１０はポンプ、１２ｃは排出される液体、１３は霧化分離室で、これらの構成は上記実施例と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、液体吐出部６及び霧化分離室１３が複数個装着され、液体タンク１１から複数個の霧化分離室１３にポンプ１０で供給され、さらに、霧化分離室１３で分離された霧化粒子は回収装置１４で回収される。
このように構成された本実施例の超音波霧化分離装置では、液体吐出部６及び霧化分離室１３を複数個装着することにより、霧化粒子を効率よく回収することができる。
なお、上記実施例では、霧化粒子を分離する例を記載したが、有機性液体を含む工業廃液の濃縮再生（不純物が多く浮遊する）や酒、バイオエタノールなどの精度の高い液体の分離・濃縮する場合に使用することができる。
本発明の実施例の超音波霧化分離装置の側面断面図である。 本発明の他の実施例の超音波霧化分離装置の斜視図である。 本出願人が提案した超音波霧化分離装置の側面断面図である。
６ 液体吐出部
７ 圧電体振動子
８ 発振器
９ 液体供給管
１０ ポンプ
１１ 液体タンク
１２ 霧化液体
１３ 霧化分離室
１４ 回収装置

Claims (2)

  1. 僅かに傾斜した円筒状のケーシングの下部側に吐出口を形成して固定された円錐状のケーシングを一体に形成した液体吐出部と、該液体吐出部の前記円錐状ケーシングの吐出口の対向部の前記円筒状ケーシングの内部に装着された圧電体振動子と、該圧電体振動子の前面に霧化液体を供給する液体供給管を前記円筒状ケーシングに接続する液体供給装置と、前記圧電体振動子に発振出力を印可する発振器と、前記液体吐出部の前記円錐状ケーシングの先端が固定され、前記液体吐出部の前記円筒状ケーシングとほぼ同じ傾斜を有し、下方の端部に排出口を有する霧化分離部と、該霧化分離部からほぼ直角方向に接続された回収部とからなる霧化分離室と、該霧化分離室で分離された霧化粒子を吸引して回収する回収装置とからなり、前記液体吐出部より吐出された霧化液体は前記霧化分離室を通過して前記液体吐出部の吐出口の対向部の壁に形成された排出口より排出される間に前記霧化分離室で霧化分離され、前記回収装置で回収することを特徴とする超音波霧化分離装置。
  2. 前記液体吐出部及び霧化分離室を複数個装着することを特徴とする請求項１記載の超音波霧化分離装置。
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