JP6918287B2 - 音響振動による流体処理装置及び流体処理方法 - Google Patents
音響振動による流体処理装置及び流体処理方法 Download PDFInfo
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Description
(1)装置の耐久性:超音波発生部は通常ランジュバン素子が用いられており、反射波や使用環境の影響で比較的簡単に破損する。また、実際の用廃水や地熱水中での長時間運転では、超音波発生部以外にも、例えば電極接合部等の破損が避けられない。
(2)消費エネルギー:超音波発生のために多大な電力を消費する。
(3)局所的作用:超音波が直接照射される箇所に対して、局所的にしかスケール防除効果が作用しない。
(4)材料侵食:キャビテーションの発生により、配管等の金属材料そのものが侵食される。
ここで、前記力学的共振振動の振動数とは異なる振動数の他の力学的共振振動を1又は2以上付与するための手段を設けたことを特徴とする。
ここで、前記力学的共振振動の振動数とは異なる振動数の他の力学的共振振動を1又は2以上付与するための手段を設けたことを特徴とする。
低周波を含む音響振動を発生させる振動装置と、それを駆動する周波数発生装置、及び電源装置を備え、配管や熱交換器等の設備、及び/又は、用廃水や油等の流体自体に音響等の振動を伝達する振動伝達部を備え、流体を含む設備系の共振現象、及び/又は、流体中を伝播する音響等の疎密波によって、配管等の内壁表面上に、固有振動モードの力学的共振振動を発生させ、同振動を凝縮体の性質を利用して広範囲に伝達し、スケール等の付着、スライム等の付着を防止、又は抑制させる流体処理方法である。
固体の固有振動モードを可視化する、クラニド図形についての実施例について記載する。
前記のように、スケール形成が防止、又は抑制される事を確認するために、代表的なスケール物質の一つであるCaCO3の析出過程を再現し、模擬スケール付着実験を行った。カルシウムスケール性を有する水の模擬水として、10mM KCl水溶液1Lに対しCaCl2・2H2O:1.300g, Na2CO3:1.500g/L(CaCO3に換算し1,000mg/L)を添加した水溶液を用意した。また、試料として、20mm × 10mm寸法のマイクロセラミックヒーター(坂口電熱株式会社製/MS-1)に、18mm × 10mm × 0.2mmの銅板を両面テープで貼り付けた、局所加熱装置を用意した。尚、銅板の表面は、#400のサンドペーパーで磨き細かい傷を付け、スケールが付着し易いように加工している。上記模擬水:200mLをビーカーに入れ、これを20℃の恒温水槽に浸し、模擬水中に局所加熱ができる上記試料を挿入する。セラミックヒーターに30Vの交流電圧を印加すると、銅板表面は模擬水中で約70℃で安定化する。このように模擬水を局所的に加熱すると、以下の反応式に従って銅板表面にCaCO3が析出する。
CaCl2 + 2NaHCO3
→ 2NaCl + Ca(OH3)2
→(加熱) CO2 + H2O
+2NaCl + CaCO3
本試料を、24時間通電、加熱を行った後、試料を真空デシケータ内で完全に乾燥させ、これを電子天びんで秤量し、銅板表面へのCaCO3付着量を測定した。
(1)未処理、
(2)電磁処理、
(3)音響振動、
(4)電磁処理+音響振動のハイブリッド処理の比較を行った。
(2)、及び(4)の電磁処理については、発明者が特開2005−199274において提唱した、机上試験方法によって、当該模擬水の電磁処理適合周波数を8kHz、出力電流4Aを選定し、静置状態にて1min.の電磁処理を行った。
本実験結果を図6(模擬スケール付着実験結果)に示す。
先の実施例1の実験結果を受け、発明者は、実際の温泉設備(山梨県北杜市)のスケールに対して、実証実験を行った。
図1は、実証実験系の図である。液体処理装置10は、振動装置1と、ヨークコイル3と、
前記振動装置1と、ヨークコイル3を駆動する周波数発生装置2とで構成されている。
配管5,51には、温泉水6が注入され、排水7で温泉水が、排出されている。
ここで、振動装置1は、振動伝達部4に固定されている。
2 周波数発生装置
3 ヨークコイル
4 振動伝達部
5、51 配管
6 温泉水
7 排水
8 模擬水
9 試料
10 流体処理装置
20 恒温水槽
21 アクリルボックス
30、31 振動スピーカー
40 パソコン
41 低周波発生器
42 アンプ
Claims (6)
- 内部を液状の流体が流動する設備の内壁表面上に、振動数が10Hz以上から1,000Hz以下の範囲であり、前記流体に対応した固有の固有振動モードの力学的共振振動の音響振動を、前記固有振動モードの内で異なる固有振動モードを切り替えながら付与する振動装置を有することを特徴とする流体処理装置。
- 電磁処理を併用することで、スケール等の付着、スライム等の付着を防止、又は抑制効果を高めるための電磁処理装置を設けた請求項1記載の流体処理装置。
- 前記固有振動モードを振動計、又はマイクロフォンによって探査できる機構が備えられ、それによって探査特定した振動数を記憶し、プログラムして駆動される機構が備えられたことを特徴とする請求項1又は2記載の流体処理装置。
- 内部を液状の流体が流動する設備の内壁表面上に、振動数が10Hz以上から1,000Hz以下の範囲であり、前記流体に対応した固有の固有振動モードの力学的共振振動の音響振動を、前記固有振動モードの内で異なる固有振動モードを切り替えながら付与することを特徴とする流体処理方法。
- 電磁処理を併用することで、スケール等の付着、スライム等の付着を防止、又は抑制効果を高める請求項4記載の流体処理方法。
- 前記固有振動モードを振動計、又はマイクロフォンによって探査し、それによって探査特定した振動数を記憶し、プログラムして駆動することを特徴とする請求項4又は5記載の流体処理方法。
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JP2016198424A JP6918287B2 (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 音響振動による流体処理装置及び流体処理方法 |
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