JP7399442B2 - Variable inertia force application device and variable inertia force application program. - Google Patents
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Description
本発明は、流動体に変動的な慣性力を付与する変動的慣性力付与装置及び変動的慣性力付与プログラムに関する。 The present invention relates to a variable inertia force application device and a variable inertia force application program that apply a variable inertia force to a fluid.
従来、流動体を用いて製品等を製造する場合に、品質や外観上の観点から流動体中に含まれる気泡の処理が必要となる場合があった。例えば、流動体を固化させる際に、流動体中に気泡が存在すると、固化体の内部や表面に空洞や窪みが生じ、その解消のための処理には手間やコストがかかっていた。 BACKGROUND ART Conventionally, when manufacturing products using a fluid, it has sometimes been necessary to treat air bubbles contained in the fluid from the viewpoint of quality and appearance. For example, when a fluid is solidified, if air bubbles are present in the fluid, cavities or depressions are created inside or on the surface of the solidified material, and the treatment to eliminate them requires time and cost.
このような問題に関して、例えば、特許文献1には、電動機を連結又は内蔵する振動体と、鋤板と、この振動体と鋤板を連結する連結部とを有するコンクリートの気泡低減振動機が開示され、この気泡低減振動機を未硬化のコンクリートの型枠近傍に挿入し、振動させることでコンクリートの気泡を低減する方法が記載されている。
Regarding such problems, for example,
しかしながら、特許文献1に記載されているような振動機では、コンクリートの粘性やセメントペーストと細骨材や粗骨材といった性状や形状或いは大小、比重が様々な混合形態による振動の散乱や乱反射による減衰等から振動が全体に行き渡らず、局所的にしか振動を与えることができないという問題があった。また、振動機を型枠近傍に挿入する作業には、労力や費用が過大に生じる。更に、そもそもとして、与えている振動条件では、被振体の消泡条件に合っておらず消泡することが出来ないという問題が有った。
However, in the vibrating machine as described in
また、特許文献2には、コンクリート成型品型枠を載置する型枠載置テーブルを形鋼等の枠組みによって構成し、同じく形鋼等の枠組みによって基台を構成し、この基台上に型枠載置テーブルをゴム等の緩衝部材を介在させて取り付け、型枠載置テーブルにコンクリート成型品型枠を載置固定する型枠固定装置を設け、この型枠固定装置から離れた型枠載置テーブルの部位に振動モータを装着してあるセメントコンクリート製品の成型用テーブルバイブレータが記載されている。 Furthermore, in Patent Document 2, a formwork mounting table on which a concrete molded product form is placed is constituted by a framework such as a shaped steel, and a base is similarly constituted by a framework such as a shaped steel, and the formwork is placed on this base. A formwork mounting table is attached with a cushioning member such as rubber interposed, and a formwork fixing device is provided to place and fix the concrete molded product form on the formwork mounting table, and the formwork is separated from the formwork fixing device. A table vibrator for molding cement concrete products is described in which a vibration motor is attached to the mounting table.
しかしながら、特許文献2に記載されているテーブルバイブレータは、消泡条件に適合しない単なる固定化された所定の振動しか与えることしかできず、コンクリート表面及び/又はコンクリート内部の気泡、所謂エントラップトエアを微細化させたり、消失させたり出来るものではなく、外観上消失できるまで微細化することはできないという問題があった。即ち、与えている振動条件では、被振体の消泡条件に合っておらず消泡することが出来ないという問題が有った。 However, the table vibrator described in Patent Document 2 can only give fixed, predetermined vibrations that do not meet the defoaming conditions, and can cause air bubbles on the concrete surface and/or inside the concrete, so-called entrapped air. There is a problem in that it cannot be made finer or disappear, and it cannot be made finer to the point where it can disappear in terms of appearance. That is, there was a problem in that the applied vibration conditions did not meet the defoaming conditions of the vibrated object and defoaming could not be achieved.
また、特許文献3には、各種塗工機や印刷機で使用される、塗工材料やインキ等に含まれる気泡を除去するために用いられる脱泡装置であって、脱泡処理槽と該脱泡処理槽に接続された超音波振動子を備えた脱泡装置が記載されている。 Further, Patent Document 3 describes a defoaming device used in various coating machines and printing machines to remove air bubbles contained in coating materials, inks, etc. A defoaming device is described that includes an ultrasonic vibrator connected to a defoaming treatment tank.
しかしながら、音波、特に超音波を用いて消泡する技術にあっては、流動体が粘性流動体或いは比重や硬さ大きさや形状の異なる複数の物体を含有して成る混成流動体であって体積が十分に大きい場合、音波を入力している付近では予め設定した条件の波動を印加できるものの、音波入力源から離れるとこれに伴って音波が著しく減衰し、減衰波が設定条件から外れてしまい、不均一で、全体に満遍なく行き渡らず、結果として許容程度まで消泡し切れないという問題が有った。 However, in the technology of defoaming using sound waves, especially ultrasonic waves, the fluid is a viscous fluid or a hybrid fluid containing multiple objects with different specific gravity, hardness, size, and shape, and the volume is small. If the is large enough, it is possible to apply a wave with preset conditions in the vicinity where the sound wave is being input, but as you move away from the sound wave input source, the sound wave will be significantly attenuated and the attenuated wave will deviate from the set conditions. However, there was a problem in that the foam was not uniform and did not spread evenly throughout the entire body, and as a result, defoaming could not be achieved to an acceptable level.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、流動体の表面及び内部の気泡を微細化し、美観が良く、高品質の製品を低コストで効率良く製造することを目的とする。 The present invention was achieved through intensive research by the inventor in view of the above-mentioned conventional circumstances, and it is possible to miniaturize the air bubbles on the surface and inside of a fluid, thereby producing a product with good appearance and high quality at a low cost. The aim is to manufacture efficiently.
本発明の変動的慣性力付与装置は、気泡及び/又は空隙を含有する流動体を収容した容器を設置、固定するための設置台と、上記設置台に設置された上記容器内の上記流動体全体に対し、一様に変動的慣性力を付与する慣性力付与手段と、を有する変動的慣性力付与装置であって、上記慣性力付与手段は、地球の重力加速度の2倍(2G)以上の加速度による慣性力を付与することを特徴とする。 The variable inertia force imparting device of the present invention includes an installation base for installing and fixing a container containing a fluid containing bubbles and/or voids, and the fluid in the container installed on the installation base. A variable inertia force imparting device having an inertia force imparting means for uniformly imparting a variable inertia force to the whole, the inertia force imparting means having an acceleration of at least twice the gravitational acceleration of the earth (2G) or more. It is characterized by applying an inertial force due to the acceleration of
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、慣性力付与手段によって流動体全体に付与する慣性力を規定する変動幅、単位時間当たりの変動数、加速度の何れか一つを一定に保ちながら、他を変化させる制御手段及び/又は駆動手段を有することを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention maintains any one of the fluctuation range, the number of fluctuations per unit time, and the acceleration that define the inertia force applied to the entire fluid by the inertia force applying means constant. , and has a control means and/or a drive means for changing the other.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、前記容器内の流動体の気泡の大きさ及び/又は流動体に付与されている加速度を検出する検出手段を有し、前記制御手段及び/又は駆動手段は、上記検出手段によって検出したの上記気泡の大きさ及び/又は上記加速度が所定状態であるとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention has a detection means for detecting the size of bubbles in the fluid in the container and/or the acceleration applied to the fluid , and the control means and/or The driving means changes one or more of the number of fluctuations, the width of fluctuation per unit time, and the acceleration when the size of the bubble and/or the acceleration detected by the detection means are in a predetermined state. Features.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、慣性力付与手段による慣性力の付与開始時を起点に慣性力情報を計るカウンタを有し、制御手段及び/又は駆動手段は、カウンタによる慣性力情報が閾値を超えたとき、変動数、変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention has a counter that measures inertia force information starting from the time when the inertia force applying means starts applying inertia force, and the control means and/or the driving means is configured to measure the inertia force by the counter. It is characterized in that when the information exceeds a threshold value, any one or more of the number of fluctuations, the width of fluctuation, and the acceleration is changed.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、慣性力情報が慣性力付与手段によって変動的慣性力を設置台に付与している時間及び/又は変動回数であることを特徴とする。 Further, the variable inertial force applying device of the present invention is characterized in that the inertial force information is the time and/or the number of times the variable inertial force is applied to the installation base by the inertial force applying means.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、慣性力付与手段が設置台を所定方向に往復動するように変動させる変動部であって、変動部に対して容器を着脱可能に固定できる固定手段を具え、固定手段は、容器を所定範囲内に固定するための立設部と、所定範囲内に配置された容器を変動方向に押圧しながら保持可能な保持部と、を有することを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention is a variable part in which the inertia force applying means moves the installation base to reciprocate in a predetermined direction, and the variable inertia force applying means is a fixed member that can removably fix a container to the variable part. The fixing means includes an upright part for fixing the container within a predetermined range, and a holding part capable of holding the container placed within the predetermined range while pressing it in a direction of movement. shall be.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、変動方向が鉛直方向又は水平方向であることを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention is characterized in that the direction of variation is a vertical direction or a horizontal direction.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、気泡を含有する流動体を収容した容器を設置する設置台と、設置台を所定方向に往復動させ、容器内の上記流動体に対し一様に変動的慣性力を付与する変動力付与手段としての変動部と、変動部に対して容器を着脱可能に固定できる固定手段と、を具え、固定手段は、容器を所定範囲内に固定するための立設部と、所定範囲内に配置された容器を変動方向に押圧しながら保持可能な保持部と、を有することを特徴とする。 Further, the variable inertia force applying device of the present invention includes an installation base on which a container containing a fluid containing bubbles is installed, and a reciprocating motion of the installation base in a predetermined direction to uniformly apply the fluid in the container. a variable part as a variable force applying means for applying a variable inertial force to the variable part; and a fixing means capable of removably fixing the container to the variable part, the fixing means for fixing the container within a predetermined range. The container is characterized by having an upright portion, and a holding portion that can hold containers placed within a predetermined range while pressing them in the direction of movement.
また、本発明の変動的慣性力付与装置は、容器に収容された、気泡及び/又は空隙を含有する流動体に、一様に変動的慣性力を付与する慣性力有する変動的慣性力付与装置であって、上記慣性力付与手段は、地球の重力加速度の2倍(2G)以上の加速度による慣性力を付与することを特徴とする。 Further, the variable inertial force applying device of the present invention is a variable inertial force applying device having an inertia force that uniformly applies a variable inertial force to a fluid containing bubbles and/or voids contained in a container. The inertial force applying means is characterized in that it applies an inertial force due to an acceleration of twice (2G) or more the gravitational acceleration of the earth.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、気泡及び/又は空隙を含有する流動体を収容した容器を設置、固定するための設置台を有する慣性力付与装置に、上記流動体に対して地球の重力加速度の2倍(2G)以上の慣性力を付与し得、該慣性力を規定する変動幅、単位時間当たりの変動数、加速度の何れか一つ以上を一定に保ち、上記容器内に収容した流動体全体に対して一様に変動的慣性力を付与する慣性力付与ステップを実行させることを特徴とする。 Further, the variable inertial force applying program of the present invention applies the fluid to an inertial force applying device having an installation stand for installing and fixing a container containing a fluid containing bubbles and/or voids. In the above-mentioned container, it is possible to apply an inertial force of twice the earth's gravitational acceleration (2G) or more , and to maintain at least one of the fluctuation range, number of fluctuations per unit time, and acceleration constant that define the inertial force. The present invention is characterized in that an inertial force applying step is performed to uniformly apply a variable inertial force to the entire fluid contained in the fluid.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、慣性力付与ステップが流動体に付与する慣性力を規定する変動幅、単位時間当たりの変動数、加速度の何れか一つを一定に保ちながら、他を変化させることを特徴とする。 Further, the variable inertia force application program of the present invention maintains constant any one of the fluctuation range, the number of fluctuations per unit time, and the acceleration that define the inertia force applied to the fluid in the inertia force application step. Characterized by changing others.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、前記容器内の流動体の気泡の大きさ及び/又は流動体に付与されている加速度を検出する検出ステップを更に実行させ、前記慣性力付与ステップは、検出された上記気泡の大きさ及び/又は上記加速度が所定状態であるとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする。
Further, the variable inertial force applying program of the present invention further includes a detection step of detecting the size of bubbles in the fluid in the container and/or the acceleration applied to the fluid , and the inertial force applying step is characterized in that when the detected size of the bubble and/or the acceleration are in a predetermined state, any one or more of the number of fluctuations, the width of fluctuation per unit time, and the acceleration is changed.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、慣性力の付与開始時を起点に慣性力情報を計るステップを更に実行させ、慣性力情報が閾値を超えたとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする。 In addition, the variable inertia force application program of the present invention further executes the step of measuring inertia force information starting from the start of inertia force application, and when the inertia force information exceeds a threshold value, the number of fluctuations per unit time. It is characterized by changing one or more of the fluctuation width and acceleration.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、慣性力情報が変動的慣性力を前記設置台に付与している時間及び/又は変動回数であることを特徴とする。 Further, the variable inertia force application program of the present invention is characterized in that the inertia force information is the time and/or the number of times the variable inertia force is applied to the installation base.
また、本発明の変動的慣性力付与プログラムは、設置台を所定方向に往復動させることで、変動的慣性力を付与することを特徴とする。 Further, the variable inertia force imparting program of the present invention is characterized in that variable inertia force is imparted by reciprocating the installation base in a predetermined direction.
本発明によれば、簡易な構造によって、流動体の表面及び内部の気泡や空隙を微細化し、美観が良く、高品質の製品を低コストで効率良く製造することができる。 According to the present invention, with a simple structure, bubbles and voids on the surface and inside of the fluid can be miniaturized, and a product with good appearance and high quality can be efficiently manufactured at low cost.
以下、本発明の変動的慣性力付与装置としての流動体変動的慣性力付与装置1について説明する。流動体変動的慣性力付与装置1は、流動体中の気泡を微細化及び/又は消泡するために流動体に変動的な慣性力を付与すべく、流動体を変動させるものである。図1は本実施形態に係る流動体変動的慣性力付与装置1を示す斜視図である。流動体変動的慣性力付与装置1は、流動体が収容される略直方体状の収容容器4(図4参照)が設置される設置台10、収容容器4を設置台10上に着脱可能に固定する治具12(固定手段)、設置台10を変動させる往復動アクチュエータ14等を有する。
Hereinafter, a fluid variable inertia
図2は本実施形態の治具12の壁部16を示す斜視図、図3は本実施形態の治具12の閉塞部18を示す斜視図である。治具12は、収容容器の外周面を囲繞し得るように立設する壁面(立設部)により収容容器を所定範囲内に固定する機能と、収容容器を変動方向に押圧しながら保持し得る機能とを有するものである。
治具12は、設置台10の上面に立設された壁部16と、壁部16に接続される閉塞部18により構成される。治具12は、壁部16及び閉塞部18によって画定される範囲内に収容容器を固定する。また壁部16及び閉塞部18は、外部から治具12内を視認可能にするため、光透過性を有するアクリル、塩化ビニル等の合成樹脂の他、ガラス等の材料によって形成される。
FIG. 2 is a perspective view showing the
The
壁部16は、図2に示すように、収容容器4の側面の内、三面を覆うように平面視略コ字型を有する。閉塞部18は、L字型に形成された板状部材であり、一端部から角部分までの側面部18aが設置台10に立設する向きに配置され壁部16の開放部分を塞ぐように壁部16に接続される。また閉塞部18は、他端部から角部分までの蓋部18bが壁部16の上端部に当接して壁部16の上方を閉塞する。
As shown in FIG. 2, the
また、壁部16の内周面の対向する二面には、鉛直方向に延伸し、且つ側面部18aの側端部をスライド可能に挿嵌する凹状の溝16aが形成される。従って側面部18aの両側部をそれぞれ溝16aに挿嵌させ、閉塞部18を溝16aに沿って下端までスライドさせたとき、蓋部18bが壁部16に当接して閉塞部18と壁部16とが接続する。なお、溝16aは、側面部18aが圧入によってスライド可能に移動し得るように、幅狭で弾性を有する構成としてもよい。
In addition, a
往復動アクチュエータ14は、設置台10を鉛直方向に変動させる駆動源である。往復動アクチュエータ14は、上下の往復動ストロークで駆動ロッド14aを駆動する油圧シリンダを有する。勿論、往復動アクチュエータ14による往復動の方向は、鉛直方向に限定するものではなく、水平方向であってもよいことは言うまでもない。
The reciprocating
なお、設置台10に対して配設する往復動アクチュエータ14の数は、単一に限らず複数であってもよく、往復動アクチュエータ14が有する駆動ロッド14aの数も単一に限らず複数であってもよい。また往復動アクチュエータ14は、油圧シリンダを用いるものに限られず、ソレノイドアクチュエータやリニアアクチュエータ等の他の種類のアクチュエータであってもよい。
Note that the number of
図4は収容容器4を示す斜視図であり、収容容器4は、角筒状であって、光透過性を有して内部を視認可能に構成されたアクリル製の容器であり、治具12によって画定される収容範囲に収まる外形形状を有する。従って収容容器4は、治具12内で、外周面が壁部16及び閉塞部18の側面部18aにより囲繞され当接し得、上面が蓋部18bによって押圧されて固定される。
FIG. 4 is a perspective view showing the
収容容器4は、コ字型の壁部16の開放された箇所に向かって水平方向に移動させることで、壁部16の内側に配置される。或いは収容容器4は、壁部16の上部開口側から鉛直方向下方に移動させることで、壁部16の内側に配置される。即ち壁部16によって囲まれる内側空間には、収容容器4を水平方向及び/又は鉛直方向に壁部16の面に沿って移動させて配置される。
The
治具12内に配置された収容容器4は、壁部16及び閉塞部18の側面部18aにより鉛直方向に直交する方向の移動が規制される。また収容容器4は、閉塞部18の蓋部18bにより鉛直方向の移動が規制される。従って収容容器4は、設置台10に対して略一体的に固定される。なお収容容器4の上面と蓋部18bとの直接接触を防止するために、蓋部18bと収容容器4との間にゴム等の弾性を有する弾性部材を介在させてもよい。その場合、蓋部18bに、或いは収容容器4の上面に弾性部材を直接設けてもよい。
The
なお、収容容器4は、角筒状に限定するものではなく、円筒状や、断面が楕円形状、長円形状、多角形状等の筒状であってもよい。また収容容器4及び治具12は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル樹脂等の光透過性を有する他の樹脂材料や強化ガラス等によって構成してもよい。また強度等の観点から全面において内部が視認可能である必要はなく、少なくとも一部分で内部を視認し得るように、金属や他の樹脂を含んで形成してもよい。
Note that the
また、治具12は、壁部16と閉塞部18とにより構成したが、これに限定するものではなく、例えば蝶番による開閉式の天板を有する箱型とし、天板を開いて内部に収容容器4を設置するようにしてもよい。この場合、天板を閉じたとき天板が収容容器4を押圧することで、従容容器4を天板と設置台10との間で挟んで保持する。
In addition, although the
また、治具を複数のフレーム部材によって構成してもよい。その場合には少なくとも収容容器4の鉛直方向に直交する方向の移動を規制、及び鉛直方向の移動を規制し得るように、複数のフレーム部材を組み合わせる。治具を複数のフレーム部材で構成すれば、フレーム部材間から収容容器4の内部が視認可能となる。
Further, the jig may be constructed of a plurality of frame members. In that case, a plurality of frame members are combined so that at least the movement of the
なお、上述した流動体変動的慣性力付与装置1は、治具12を介して設置台10に収容容器4を固定したが、これに限定するものではなく、設置台10に収容容器4を直接固定してもよい。その場合は例えば収容容器4の底部に側面の外側方向に突出したフランジを形成し、また設置台10の上面から立ち上がる逆フック形状の係合部を形成する。そして少なくとも振動方向に沿った収容容器4の移動を規制し得るように、フランジと係合部とを係合させて、収容容器4を設置台10に直接固定する。勿論、固定方法はこれに限定するものではなく溶接や接着による方法であってもよく、適宜設定可能である。
Although the fluid variable inertia
次に、流動体全体に変動的な慣性力を付与した場合の流動体内部の気泡や空隙の微細化及び/又は消泡について説明する。流動体全体に変動的な慣性力を与えることにより、流動体内部及び表面に存在する気泡や空隙を外観上、及び品質上問題ない大きさにまで微細化及び/又は消泡することができる。被変動体である流動体に対して与える、変動的な慣性力としては、特に限定されるものではないが、流動体を不規則に或いはランダムに変位させ、変位の際の正の加速や負の加速(減速)、或いは、向きを変更する過程等において発生させ、流動体に作用させることが出来る。 Next, the miniaturization and/or defoaming of bubbles and voids inside the fluid when a variable inertial force is applied to the entire fluid will be described. By applying a variable inertial force to the entire fluid, bubbles and voids existing inside and on the surface of the fluid can be made finer and/or defoamed to a size that poses no problem in terms of appearance and quality. The variable inertial force applied to the fluid object is not particularly limited; It can be generated in the process of accelerating (decelerating) or changing direction, etc., and can act on the fluid.
流動体全体に対して変動的な慣性力を与える方法としては、流動体に対して規則的及び/又は変動的な慣性力を与えることでも実現することが可能であり、流動体の種類及び/又は微細化対象とする気泡の微細化前の大きさに応じて、規則的及び/又は変動的な慣性力の変動幅、単位時間当たりの反復数及び/又は変動数、繰り返し反復及び/又は変動させる時間又は変動回数等から選択される一つ以上の条件により反復的及び/又は変動的な慣性力を制御(或いは慣性力を規定)することを特徴とする。対象とする流動体全体に反復的及び/又は変動的な慣性力を与えることにより、流動体内部及び表面に存在する気泡を外観上、及び品質上問題ない大きさにまで微細化することができる。 A method of applying a variable inertial force to the entire fluid can also be achieved by applying a regular and/or variable inertial force to the fluid, depending on the type of fluid and/or Or, depending on the size of the bubbles to be refined before refinement, the range of regular and/or fluctuating inertial force fluctuations, the number of repetitions and/or fluctuations per unit time, the repetition repetitions and/or fluctuations. It is characterized by controlling the repetitive and/or fluctuating inertial force (or defining the inertial force) according to one or more conditions selected from the period of time, the number of times of fluctuation, etc. By repeatedly and/or fluctuating inertial force applied to the entire target fluid, bubbles existing inside and on the surface of the fluid can be miniaturized to a size that poses no problem in terms of appearance and quality. .
流動体自体に慣性力を付与すること、特に繰り返し慣性力を付与することが重要なのであり、例えば、音源装置によって(超)音波を入射(照射)することが有効な訳ではない。音波の場合は、流動体を振動させる際、流動体自体が波動を伝搬する媒体となっているため、流動体を構成する物体の比重や粘性等の性状により、波動が減衰し、媒体が振動しなくなるので、結果として流動体も振動しないというメカニズムが生じてしまう。 It is important to apply an inertial force to the fluid itself, especially to repeatedly apply an inertial force, and for example, it is not effective to inject (irradiate) (ultrasound) waves with a sound source device. In the case of sound waves, when a fluid is made to vibrate, the fluid itself becomes a medium through which the waves propagate, so the waves are attenuated by the specific gravity, viscosity, and other properties of the objects that make up the fluid, causing the medium to vibrate. As a result, a mechanism occurs in which the fluid also does not vibrate.
また、流動体を構成するのが複数の物体である場合、それらの大きさの差や比重差、質量差等から音波の諸条件によって振動する物体としない物体とが出てしまい、流動体全体に亘って均等な作用を与えられず、流動体全体に亘って気泡を崩壊させる作用を印加できないという問題が有る。特に、被振体である流動体が、複数の多様な形状や質量、比重の固形物を含有する場合、それぞれの表面や境界面において、入力音波が散乱され、及び/又は粘性抵抗等によって減衰してしまい、流動体の体積全体に波動が行き渡らないという問題が有る。 In addition, when a fluid consists of multiple objects, some objects vibrate and others do not, depending on the various conditions of the sound waves due to differences in their size, specific gravity, mass, etc., and the entire fluid There is a problem in that it is not possible to apply an effect uniformly over the entire fluid, and it is not possible to apply an action to collapse the bubbles over the entire fluid. In particular, when the fluid body to be vibrated contains multiple solid objects with various shapes, masses, and specific gravity, the input sound waves are scattered and/or attenuated by viscous resistance, etc. at the surfaces and interfaces of each solid object. Therefore, there is a problem that the waves do not spread throughout the volume of the fluid.
これに対して、流動体の物理的及び/又は化学的属性及び/又は微細化対象とする気泡の物理的及び/又は化学的属性に応じて、変動的な慣性力の変動幅、単位時間当たりの変動数、繰り返し変動させる時間又は変動回数、加速度から選択される一つ以上の条件により変動的な慣性力を制御することにより、気泡を小細化又は消失させるのに適した慣性力を気泡周辺に加え、気泡自体に生じる慣性力との差から流動体の表面及び内部の気泡を微細化する。これにより、美観が良く、高品質の製品を効率良く製造することができる。勿論、流動体に印加する慣性力としては、必ずしも往復的なものでなければならないというものではなく、規則的な慣性力の他、不規則的なものであっても規則性と不規則性の中間的なものであってもよい。 On the other hand, depending on the physical and/or chemical attributes of the fluid and/or the physical and/or chemical attributes of the bubbles to be refined, the range of fluctuation of the inertial force per unit time is By controlling the variable inertial force by one or more conditions selected from the number of fluctuations, the time or number of fluctuations, and acceleration, the inertial force suitable for making the bubbles smaller or disappear can be applied to the bubbles. The bubbles inside and on the surface of the fluid are made finer due to the difference between the inertial force generated in the bubbles themselves as well as the surrounding ones. This makes it possible to efficiently manufacture products with good appearance and high quality. Of course, the inertial force applied to the fluid does not necessarily have to be reciprocating; in addition to regular inertial force, even if it is irregular, it can be a combination of regularity and irregularity. It may be intermediate.
変動的な慣性力を与える手段は、特に限定されないが、例えば、回転方向を繰り返し交番させる回転系における遠心力によって変動する慣性力を得るように構成されるものであってもよく、或いは、揺動や振動によることができる。ここでは振動により変動的な慣性力を与える場合について説明する。この場合、変動的な慣性力の変動幅は振幅に、単位時間当たりの変動数は振動数に、繰り返し変動させる時間は振動時間にそれぞれ相当する。 The means for providing a fluctuating inertia force is not particularly limited, but may be configured, for example, to obtain a fluctuating inertia force due to centrifugal force in a rotating system in which the rotational direction is repeatedly alternated, or a It can be caused by movement or vibration. Here, a case will be explained in which a variable inertial force is applied by vibration. In this case, the fluctuation width of the fluctuating inertial force corresponds to the amplitude, the number of fluctuations per unit time corresponds to the vibration frequency, and the time for repeated fluctuation corresponds to the vibration time.
尚、流動体とは、内部に気泡が保持される程度の粘性を有する、液体、粉体や粒体若しくは粉粒体等を有する流動性を示す固体、又は液体と固体の混合物を言う。流動体は、例えば、シャーベット状、ゼリー状、ペースト状、ゲル状、スラリー状、粘性流体、複数の物体が混合されて成るものやこれらの混合物等である。複数の物体が混合されて成るものにおいては、複数の物体は、それぞれ性状、形状、大小、比重、硬度、存在比等が多様な形態で混合されて成るものであってもよく、或いは均整の取れたものであっても良い。また、ペースト状を成す流動体としては、液体と気体との混合系が粉体乃至顆粒状或いは顆粒状より大きな固形物等の形態の固体によって囲繞された形態を成す所謂ペンデュラー状、及び/又は、内部に気泡が存在して成る液体を粉体乃至顆粒状等の形態の固体が囲繞した形態を成す所謂フェニキュラー状、及び/又は、気泡を含有しない液体が粉体乃至顆粒状等の形態の固体に囲繞された形態を成す所謂キャピラリー状の要素体を含有して成る混成状態のもの、不規則状態のものであってもよい。気泡が内部に保持されてしまうような高粘性の流動体や混合物として成る流動体が好適である。 Note that the fluid refers to a liquid having a viscosity sufficient to retain air bubbles therein, a solid exhibiting fluidity including powder, granules, or particulate matter, or a mixture of a liquid and a solid. Examples of the fluid include sherbet-like, jelly-like, paste-like, gel-like, slurry-like, viscous fluid, a mixture of a plurality of substances, and a mixture thereof. In the case where a plurality of objects are mixed, the plurality of objects may be a mixture of various properties, shapes, sizes, specific gravity, hardness, abundance ratios, etc., or may be formed by a mixture of various objects with various properties, shapes, sizes, specific gravity, hardness, abundance ratio, etc. It may be something that was taken. In addition, as a pasty fluid, there is a so-called pendular fluid in which a mixed system of liquid and gas is surrounded by solids in the form of powder, granules, or solids larger than granules, and/or , a so-called fenicular form in which a liquid with air bubbles inside is surrounded by a solid in the form of a powder or granules, and/or a liquid that does not contain air bubbles in a form such as a powder or granules. It may be in a hybrid state, which includes a so-called capillary-like element surrounded by a solid, or in an irregular state. Highly viscous fluids or fluids in the form of mixtures in which air bubbles are retained are suitable.
本実施形態においては、流動体が自身における反応により固化するものに対して適用することができる。気泡が含まれている状態で流動体を固化すると、固化体内部の気泡がそのまま空洞や窪みとして残存してしまうため、本実施形態に係る流動体変動的慣性力付与装置1を適用することにより、流動体中の気泡を外観上、及び品質上問題ない大きさにまで微細化することにより、固化された場合であっても、固化体内部に大きな空洞として残存したり、表面に窪みが生じることを解消することができる。尚、ここで品質とは、気泡の微細化後或いは消泡後の流動体若しくは固化体の性状を規定する強度や剛性、弾性、質量分布、稠密性、均質性等のうち、要求される特性であって、特に、要求される特性が要求水準を満たすように、気泡の微細化或いは消泡がなされることが好ましい。
This embodiment can be applied to fluids that solidify due to their own reactions. If a fluid is solidified while containing air bubbles, the air bubbles inside the solidified object will remain as cavities or depressions, so by applying the fluid variable inertia
流動体を固化させる場合、固化反応の開始直後に振動を与えることが好ましい。流動体の固化がある程度進んでしまうと、気泡が空洞として固定化されてしまい、その解消が困難となる。また、過剰に振動を与え過ぎた場合、例えば、流動体が比重の異なる複数の成分から構成されている場合には、各成分が分離する恐れがあるため好ましくない。 When solidifying a fluid, it is preferable to apply vibration immediately after the solidification reaction starts. When the solidification of the fluid progresses to a certain extent, the air bubbles become fixed as cavities, making it difficult to eliminate them. Furthermore, if too much vibration is applied, for example, if the fluid is composed of a plurality of components having different specific gravities, each component may separate, which is not preferable.
変動的な慣性力としての振動は、流動体の全体に対してほぼ均一に行き渡るように与えることが好ましい。均一に振動を与える方法としては、流動体を収容する収容容器4全体を振動させる方法が挙げられる。上述したような、特許文献1に記載の振動機では、局所的にしか振動を与えることができず、また、流動体が粘性体のような場合には、全体にまで振動を与えたり、揺動させることができず、十分に気泡を消失させることができないため、振動や揺動は対象とする流動体全体に対して均一に与えることが好ましい。
It is preferable that the vibration as a variable inertial force be applied so as to be distributed almost uniformly throughout the fluid. As a method of uniformly applying vibration, there is a method of vibrating the
図5は、本実施形態に係る流動体変動的慣性力付与装置によって、変動的な慣性力を与える方向を説明するための概略図である。変動的な慣性力は、流動体20に対しての鉛直方向、即ち図5に示すz軸方向に対して与えることが好ましい。鉛直方向に対しては、重力がかかっているため、重力と同方向に対して変動的な慣性力を与えることにより、より効率的に気泡22を微細化して消失させることができる他、気泡を鉛直方向上方に移動させて外部に追いやることも可能である。また、数トン~数十トン規模の大量の流動体20に対して変動的な慣性力を与える場合にも、鉛直方向に対して変動的な慣性力を与える構成の方が、水平方向に対して変動的な慣性力を与える構成に比べて、地面を利用して反力を取ることが可能となって収容容器4の制御がより容易となる。但し、変動的な慣性力の方向は、鉛直方向に限るものではなく、図5のx軸方向又はy軸方向、或いはx軸とy軸を組み合わせた方向であってもよい。また慣性力は、鉛直方向に加えて、上記水平方向にも作用するものであってもよい。更に、鉛直方向及び/又は水平方向の変動的慣性力の印加に加えて、被加振体を鉛直面内回転、又は、水平面内回転をさせてもよい。この場合、流動体を構成する複数の成分や物体の分離を低減することができる。また、流動体に対する慣性力の印加方法としては、一軸方向に沿った加速の変動によるもののみ成らず、流動体全体を規則的又は不規則的に回転方向を変動させながら回転させることで変動する遠心力を作用させるように構成してもよい。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the direction in which a variable inertial force is applied by the fluid variable inertial force applying device according to the present embodiment. It is preferable that the variable inertial force be applied in a direction perpendicular to the fluid 20, that is, in the z-axis direction shown in FIG. Since gravity is applied in the vertical direction, by applying a variable inertial force in the same direction as gravity, the
次に気泡が微細化されるメカニズムを図6~8を用いて以下に説明する。尚、図6~8中、変動的慣性力方向は、図5のz軸と一致し、また、上下方向も図5の上下方向と一致している。また、流動体を単調的且つ往復的な運動によって変動的な慣性力を印加させたものとして説明しているが、運動は単調的且つ往復的な運動に限らない。 Next, the mechanism by which bubbles are made finer will be explained below using FIGS. 6 to 8. In FIGS. 6 to 8, the direction of the variable inertial force coincides with the z-axis of FIG. 5, and the vertical direction also coincides with the vertical direction of FIG. Further, although the fluid is described as having a monotonous and reciprocating motion to which a variable inertial force is applied, the motion is not limited to the monotonous and reciprocating motion.
図6は、気泡微細化の第一のメカニズムを模式的に表した概略図である。流動体中の気泡20は、流動体と気泡との界面に作用する張力Fs(以下、「界面張力」と称する)等が加わって形成されている。従って、気泡及び気泡を取り巻く流動体に変動的な慣性力を加えることにより、変動的な慣性力の向きが変わるときに、気泡を取り巻く流動体を構成する要素体の質量に比例して作用する慣性力Fi(特に、界面周辺に存在する流動体を構成する要素体に作用する慣性力をここでは界面慣性力と称すことがある。)によって気泡に圧力が作用する。詳細に説明すると、単調的且つ往復的な運動に合わせた流動体の上下運動は、上向きの加速移動、上向きの減速移動、下向きの移動向きの変更、下向きの加速移動、下向きの減速移動、上向きの移動向きの変更を繰り返し行うことになるが、このような加速と減速を繰り返す移動の中で気泡20に慣性力Fiが加えられる(図6(A))。この際、慣性力Fiの大きさが界面張力Fs若しくは後述の崩壊抵抗力よりも大きくなるような変動的慣性力を加えることにより、気泡20を変形させることができ(図6(B))、最終的には、流動体中に存在する或る一つの気泡20を複数の気泡20A、20Bに分断させ、小細化することができる(図6(C))。この小細化を繰り返すことによって、流動体中の気泡が外観上及び品質上問題ない大きさにまで微細化されることで、流動体中の気泡を肉眼で見えない状態として消失させることができる。
FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing the first mechanism of bubble refinement. The
このように、変動的な慣性力の印加により、気泡と流動体との質量差からもたらされる慣性力差によって気泡を崩壊させ、更に二次の気泡分裂、三次の気泡分裂、・・・のように高次の気泡分裂へと分裂を促進し、これに伴って、気泡を微細化させて行き、所望レベルのサイズまで到達させることで消失効果を得る。このとき、気泡の総体積は、高次気泡分裂化の前後でそれほど変化せず、気泡は流動体中に微細化して残存していても良い。従って、所定レベル以下に高次気泡分裂化を進行させた結果生じる微細気泡は、例えば、直径約25~250μm程度のエントレインドエア化させることが可能である。 In this way, by applying a variable inertial force, the bubble collapses due to the difference in inertial force caused by the difference in mass between the bubble and the fluid, and further causes secondary bubble splitting, tertiary bubble splitting, etc. By promoting bubble splitting to a higher level of bubble splitting, the bubbles are made finer, and by reaching a desired level of size, a vanishing effect is obtained. At this time, the total volume of the bubbles does not change much before and after the higher-order bubble fragmentation, and the bubbles may remain in the fluid as fine particles. Therefore, fine bubbles produced as a result of progressing higher-order cell fission below a predetermined level can be turned into entrained air having a diameter of about 25 to 250 μm, for example.
図7は、気泡微細化の第二のメカニズムを模式的に表した概略図である。気泡微細化の第二のメカニズムは、流動体が粉体乃至顆粒状等の形態の固体を含有する場合に、主に機能する。例えば、コンクリートの製造のようにセメントペースト、細骨材及び粗骨材等を含む場合である。便宜的に、コンクリートに対する気泡の微細化を例に説明するが、勿論、流動体変動的慣性力付与装置1に適用する流動体はこれに限定するものではない。
FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing the second mechanism of bubble refinement. The second mechanism of bubble refinement primarily functions when the fluid contains solids in the form of powder, granules, or the like. For example, in the production of concrete, cement paste, fine aggregate, coarse aggregate, etc. are involved. For convenience, the explanation will be given using an example of the miniaturization of air bubbles in concrete, but of course, the fluid applied to the fluid fluctuating inertia
変動的慣性力の印加により、流動体30は、印加する単調的且つ往復的な運動のピークとピークの中間位置において、具体的には、流動体30が上向きの移動から下向きの移動へと移動向きを変えて下向きの加速を開始して流動体30の自由落下の速度と一致した時に、瞬間的に無重力に近い状態となる。このとき、流動体30を構成する大径の粗骨材31a及び小径の粗骨材31b(粗骨材31)と、粗骨材31間に存在する細骨材32と、これら粗骨材31と細骨材32の間に介在するセメントペースト33との間に作用していた重力による摩擦力がほぼゼロになる(図7(A))。次の瞬間、変動的慣性力のピーク(流動体30の運動方向が下向きから上向きに移動方向を変更する位置)に達すると、これら粗骨材31、細骨材32、セメントペースト33は、互いが接触した分布としての再配置が成される。この過程で、互いの間に作用する摩擦力は、徐々に最大値に向かって変動するため、途中経過では緩い摩擦力、即ち、固相的ではなく、液相的な流動状態で、より位置エネルギー状態の低い安定状態に向かって流下する(図7(B))。この流下は、気泡34周辺では流動体30から気泡34内へのセメントペースト33や細骨材32を中心とした流れ込みとして生じることになり、流れ込まれる気泡34は埋まる方向にシフトし、流れ込まれる流動体30側では気泡34内に在った気体との入れ替わりが生じることになる。このような流動体/気体交換流動は、一つの気泡34に対して一カ所で起これば、元々の気泡は崩壊すると共に、気体はより上方へと変位することになり、結果として気泡34が上方に移動したようになる。また、一つの気泡34に対する流動体/気体交換流動が複数カ所で生じると、元々一つの気泡34は、より小さな複数の気泡に分裂したように、各々上方に変位する。このように連鎖的に流動崩壊を繰り返すことで、気泡は微細化されるか、又は、最上部まで到達して、流動体30を抜け切るかする。
By applying the variable inertial force, the fluid 30 moves from an upward movement to a downward movement at an intermediate position between the peaks of the applied monotonous and reciprocating motion. When the direction changes and the downward acceleration starts to match the speed of free fall of the fluid 30, the state becomes instantaneously close to weightlessness. At this time, the large-diameter coarse aggregate 31a and the small-diameter coarse
図8は、気泡微細化の第三のメカニズムを模式的に表した概略図である。上述した流動体40中の気泡微細化の第一のメカニズム及び第二のメカニズムでは消失されない気泡41が存在し得る。しかしながら、このような気泡41は、粗骨材を含まないモルタルの場合には殆ど存在しない。従って、気泡41生成の主因は、粗骨材42の存在によって生成されると考えられる。つまり、気泡41は粗骨材42に近接されて存在し得、幾つかの粗骨材42に囲まれた空隙が存在して、それら粗骨材42に空気がトラップされることで構成されると考えられる。このような構成の気泡42は、密度が比較的近い粗骨材42同士が寄り集まって且つそれら粗骨材42と密度の近いモルタル(細骨材43とセメントペースト44)をバインダー材として集合体を成している。このことから気泡41は、第一のメカニズム及び第二のメカニズムでは崩壊しない、或いは著しく崩壊し難いものと考えられる。このような構成の気泡41が消失するメカニズムとしては、気泡41を構成する粗骨材42に対して、固有振動数の共振振動を印加することが有効である。
FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing the third mechanism of bubble refinement. There may be bubbles 41 that are not eliminated by the first and second mechanisms of bubble refinement in the fluid 40 described above. However,
現実的には、第一メカニズム、第二メカニズム、第三メカニズムを複合した形態として気泡は微細化して行くと考えられるが、ここで、変動的慣性力を付与する条件の設定について更に詳しく説明する。以下では、主に上記第一のメカニズムを念頭に説明するが、第二、第三のメカニズムにも適用可能な部分については適宜置き換えて理解しても良い。上述したように、気泡を微細化するためには、気泡に働く気泡の状態を維持しようとする力(以下、「気泡の崩壊抵抗力」と称する)よりも、大きな力、即ち慣性力を振動や衝撃、遠心力(ただし、定常的な遠心力のような慣性力を印加しても気泡を崩壊させることが出来ないことが少なくない。そこで、角速度を加速度的に変化させるなどして非定常状態とすることが好ましい。)等により気泡に与える必要がある。 In reality, bubbles are considered to become finer as a combination of the first, second, and third mechanisms, but here we will explain in more detail how to set the conditions for applying a fluctuating inertial force. . In the following, explanation will be given mainly with the above-mentioned first mechanism in mind, but portions that are applicable to the second and third mechanisms may also be understood by replacing them as appropriate. As mentioned above, in order to make bubbles finer, it is necessary to vibrate a force larger than the force acting on the bubbles to maintain the bubble state (hereinafter referred to as "bubble collapse resistance force"), that is, inertial force. shock, centrifugal force (however, it is often not possible to collapse the bubbles by applying an inertial force such as a steady centrifugal force. (It is preferable to make it into a state.) It is necessary to give it to the bubbles.
気泡の崩壊抵抗力は、流動体の粘性、比重、構成要素の質量、気泡のサイズ、気泡の界面張力、気泡の内圧、骨材等の固体を含んだ固液混合の流動体の場合にあっては固体間の係合によってトラップされる気体の存在性と固体による気体の囲繞度合い等をパラメータとするものである。従って、対象とする流動体の種類及び/又は気泡のサイズ、形状、形態等により、適宜設定又は推測することが可能である。流動体変動的慣性力付与装置1においては、気泡の崩壊抵抗力を超える力が気泡に加わるように変動的慣性力を制御する。
The collapse resistance of bubbles depends on the fluid's viscosity, specific gravity, mass of constituent elements, bubble size, bubble interfacial tension, bubble internal pressure, and in the case of solid-liquid mixed fluids containing solids such as aggregates. The parameters include the presence of gas trapped by engagement between solids and the degree to which gas is surrounded by solids. Therefore, it is possible to set or estimate as appropriate depending on the type of the target fluid and/or the size, shape, form, etc. of the bubbles. In the fluid fluctuating inertia
与える変動的慣性力の波形については特に限定されないが、一例として、単振動が現実的且つ効率的である。この場合、例えば、時刻tにおける図5のz軸上の振動の波の変位をf(t)とすると、
尚、流動体に対して振動を加えて変動的な慣性力を付与する際の時刻tにおける加速度をG(t)とし、地球上の重力加速度をG≒9.8[m/秒/秒]とするとき、これを基準とした加速度G(t)[G]は、特に限定されるものではないが、
振幅は、特に限定されるものではないが、例えば、気泡の直径の10分の1程度以上であって、好ましくは気泡の直径と略同等程度以下の幅とすることができる。振幅がこの範囲より小さ過ぎたり又は大き過ぎたりすると、流動体に加わる慣性力が不十分となって気泡を崩壊させる力が弱くなり、気泡を微小化する力が十分に加わらなくなったり、或いは、過剰な加振エネルギーを加えることになり、エネルギー的にも非効率であって、流動体の構成要素を分離させてしまう可能性が生じるなど不合理となる。尚、流動体が、比重の異なる複数の材料の混合体である場合、過剰な振動を加えると、成分が分離する恐れがある。振動を加えることによって、気泡は次第に分裂し、微小化して行くため、時間の経過に沿って振幅を次第に小さくして行ってもよい。 The amplitude is not particularly limited, but may be, for example, approximately one-tenth or more of the diameter of the bubble, and preferably approximately equal to or less than the diameter of the bubble. If the amplitude is smaller or larger than this range, the inertial force applied to the fluid will be insufficient and the force to collapse the bubbles will be weak, and the force to make the bubbles smaller will not be applied sufficiently, or Excessive excitation energy is applied, which is inefficient in terms of energy and is unreasonable as it may cause the constituent elements of the fluid to separate. Note that when the fluid is a mixture of a plurality of materials having different specific gravities, applying excessive vibration may cause the components to separate. By applying vibration, the bubbles gradually break up and become smaller, so the amplitude may be gradually reduced over time.
ところで、被振体である流動体全体の系に対する慣性力が一定であれば、系内の至る所に作用する単位面積当たりの力、即ち面圧は概ね一定とみなせる。従って、大径の気泡は、表面積が大きく、気泡全表面として受ける力は比較的大きくなる一方、小径の気泡では、表面積が小さく、気泡全表面積として受ける力は比較的小さくなる。つまり、小径気泡は、大径気泡に比して崩壊し難くなる。よって、流動体に慣性力を作用させて気泡が細分化して行く過程で、慣性力のもととなる加速度を上昇させ、結果として慣性力を増大させて行くことが好ましいといえる。この際、振幅をターゲットとする気泡サイズに合わせて、漸次低下させるとすれば、その分、振動数を増大させることで加速度を増加させることが出来る。 By the way, if the inertial force with respect to the entire system of the fluid that is the vibrated body is constant, the force per unit area, that is, the surface pressure acting everywhere in the system, can be considered to be approximately constant. Therefore, a large-diameter bubble has a large surface area and receives a relatively large force as a whole surface of the bubble, while a small-diameter bubble has a small surface area and receives a relatively small force as a whole surface area of the bubble. In other words, small-diameter bubbles are more difficult to collapse than large-diameter bubbles. Therefore, it is preferable to increase the acceleration that is the source of the inertial force in the process of subdividing the bubbles by applying an inertial force to the fluid, and as a result, increase the inertial force. At this time, if the amplitude is gradually decreased in accordance with the target bubble size, the acceleration can be increased by increasing the frequency accordingly.
また、振動数(周波数)により振動を制御することができる。周波数は特に限定されないが、例えば、数十Hz程度の振動を与えてもよい。周波数が大き過ぎると、流動体が比重の異なる複数の成分から構成されている場合に、各成分が分離する恐れがあるため好ましくない。また、上述したように、振動を与えると気泡は次第に小さくなって行くため、(数2)式乃至(数8)式に示した通り、それに合わせて振動数を次第に大きくして行くように設定してもよい。 Further, vibration can be controlled by the number of vibrations (frequency). Although the frequency is not particularly limited, for example, vibrations of about several tens of Hz may be applied. If the frequency is too high, if the fluid is composed of a plurality of components having different specific gravity, each component may be separated, which is not preferable. In addition, as mentioned above, when vibration is applied, the bubbles gradually become smaller, so as shown in equations (2) to (8), the vibration frequency is set to gradually increase accordingly. You may.
また、振動時間又は振動回数により振動を制御することができる。振動時間も特に限定されるものではないが、例えば、数十秒から数分の範囲とすることができる。流動体が固化する場合には、固化反応が終了するまでの間に気泡の微細化が完了するように振動条件を設定する必要がある。勿論、揺動させている間は、固化が進行しない流動体も存在するので、この場合は適宜の時間で加振すればよい。また、一定時間を超えて振動させても条件によっては、消泡せず残存し続ける気泡が有り得て、その場合、投入するエネルギーのロスに繋がることになるため、所要の時間程度で停止することが好ましい。 Further, the vibration can be controlled by the vibration time or the number of vibrations. The vibration time is also not particularly limited, and can range from several tens of seconds to several minutes, for example. When the fluid solidifies, it is necessary to set vibration conditions so that the bubbles are completely refined before the solidification reaction is completed. Of course, there are some fluids that do not solidify during shaking, so in this case, shaking may be performed at an appropriate time. Also, depending on the conditions, even if the vibration is continued for more than a certain period of time, there may be bubbles that remain without being extinguished, and in that case, it will lead to a loss of input energy, so it is necessary to stop the vibration after the required time. is preferred.
更に、本発明の一態様では、上述した以外の条件を更に設定して振動を制御してもよい。例えば、流動体を加熱或いは冷却することにより、内部の気泡の界面張力や気泡内圧を変化させ、微小化し易いように振動を制御することもできる。或いは、振動時に加圧又は減圧しても良い。また、振動時において、流動体に対してインパルス及び/又はインパクトを印加することで衝撃を加えてもよい。流動体に対して衝撃を加えた場合には、流動体中の気泡は、撃力的な圧力を受けるため、より崩壊し易くなる。インパルスについては、流動体に加える振動を、矩形波や鋸波のような波形の振動とすることで発生させることが可能である。この他、衝撃波を印加するようにしてもよい。インパクトについては、流動体と共に振動する物が、被振状態の流動体と相対変位する物との間において衝突を起こすようにシステムを構成することでも実現可能である。 Furthermore, in one aspect of the present invention, conditions other than those described above may be further set to control vibration. For example, by heating or cooling the fluid, it is possible to change the interfacial tension and internal pressure of the bubbles inside and control vibrations to facilitate miniaturization. Alternatively, the pressure may be increased or decreased during vibration. Further, during vibration, an impact may be applied to the fluid by applying an impulse and/or an impact to the fluid. When an impact is applied to a fluid, the bubbles in the fluid are subjected to impact pressure, making them more likely to collapse. Impulses can be generated by applying vibrations to the fluid in waveforms such as rectangular waves or sawtooth waves. In addition to this, a shock wave may be applied. Impact can also be realized by configuring a system so that an object that vibrates together with the fluid causes a collision between the vibrating fluid and an object that is relatively displaced.
このように、流動体の種類及び/又は気泡の大きさに応じて、振幅、振動数、振動時間から選択される一つ以上の条件により振動を制御する。気泡が振動により分裂して一定以上、サイズが小さな気泡となった場合、それまでの振幅、振動数では小さくなった気泡を更に微小化することはできないことがある。従って、振動時間の経過に応じて振幅と振動数を同時に制御し、小さなサイズの気泡に対しても、気泡の崩壊抵抗力を十分に超えるような加速度Gが加わるようにしても良い。 In this way, vibration is controlled according to one or more conditions selected from amplitude, frequency, and vibration time depending on the type of fluid and/or the size of bubbles. When a bubble is broken by vibration and becomes a bubble whose size is smaller than a certain level, it may not be possible to further reduce the size of the bubble using the previous amplitude and frequency. Therefore, the amplitude and frequency may be simultaneously controlled in accordance with the elapse of the vibration time so that even small-sized bubbles are subjected to an acceleration G that sufficiently exceeds the collapse resistance of the bubbles.
更に、サイズの異なる複数の気泡を効率的に微小化する為、或いは所望の合成波形を得る為に、複数の振動波を合成した振動を加えてもよい。即ち、複数の異なる直径d1,d2,・・・,dnを有する気泡のそれぞれに対して、最適な振幅A1,A2,・・・,An及び振動数ω1,ω2,・・・,ωnの組み合わせを用いて、合成波f(t)を、
以上の説明の通り、本発明の一実施形態に係る気泡の微細化方法においては、被振体である流動体に対して、慣性力F(t)を所定条件の振動として与えることが可能であり、振動条件としては振動数ν(t)(又は角振動数ω(t))、振幅A(t)、振動時間t等が考えられ、また振動数ν(t)(又は角振動数ω(t))及び振幅A(t)として有効な視点として、これら振動数ν(又は角振動数ω)と振幅Aから計算され地球の重力加速度1[G]を超えるものとして設定されることが好ましい加速度G(t)があり、この加速度G(t)こそが変動的な慣性力F(t)、例えば、向きが上下反転する慣性力F(t)を規定することが可能である。この慣性力F(t)と慣性力F(t)を与える時間tとの関係としてみると、被振体である流動体に対して、慣性力F(t)を加えるべき時間tは、必要且つ十分な所定時間τを超える必要がある。勿論、所定時間τを著しく超えることは、反ってエネルギーロスになるので、所定時間τを超えた辺りで停止することが好ましい。ここで、振動系における時間tの本質的意味合いは、振動が、振動数ν(t)で時間t=0からt=τまでの間継続した場合、何回の振動が生じたか、即ち、流動体に対して慣性力が作用する、振動の上端と下端に何度到達したかを与えるパラメータになっているということであり、従って流動体に対しては、一回の振動当たりに、上端と下端で慣性力が合わせて二回作用するので、或るサイズの気泡Bkを対象とした振幅Akに対する振動数νkのときの加速度をGk(Gk(t)>1[G])とし、且つ、対象とする気泡Bkが分断されて細分化されるに足る必要十分な時間をτkとするとき、
以上述べてきた通りに被振体である流動体に繰り返し慣性力を印加することで、流動体中の殆どの気泡は細分化され、このような細分化が繰り返されることで気泡の微細化が実現される。所要域まで微細化がなされることで、流動体中の気泡は、美観上或いは品質上問題無い必要十分なレベルまで微細化され、或いは消泡される。しかしながら、以上の手段を以てしても微細化されない気泡が有り得る。このような微細化されずに残存し得る気泡の類は、特に、被振体である流動体が、ペースト状の流動体中に細骨材や粗骨材を含んで成る場合において希に見受けられるものである。この種の気泡(以下、残存性気泡と称す。)の構成と崩壊法について以下に述べる。 As mentioned above, by repeatedly applying inertial force to the fluid body being vibrated, most of the bubbles in the fluid are fragmented, and by repeating this fragmentation, the bubbles become finer. Realized. By micronizing the bubbles to the required range, the bubbles in the fluid are reduced to a necessary and sufficient level that does not cause problems in terms of aesthetics or quality, or are defoamed. However, even with the above measures, there may be bubbles that cannot be made fine. Such bubbles that can remain without being refined are rarely seen, especially when the fluid to be vibrated contains fine aggregate or coarse aggregate in a paste-like fluid. It is something that can be done. The structure and collapse method of this type of bubble (hereinafter referred to as residual bubble) will be described below.
上述したように残存性気泡は、特に、粗骨材のような比較的大きな複数の固形物に囲繞され、それら粗骨材間にペーストが介在することで形成されることが少なくない(第三のメカニズム)。この場合、残存性気泡を取り巻く粗骨材は、1[G]を十分に超える慣性力を与えても各粗骨材間の相対位置が崩れず、残存性気泡を生じる。そこで、このような状態下に在る残存性気泡を崩壊させて細分化させるためには、それら残存性気泡を取り巻く粗骨材をそれぞれ揺動させて変位させたり、相対位置関係を変えさせるなどして、粗骨材が成す構造(以下、気泡捕捉構造と称す。)を破壊する必要がある。 As mentioned above, residual air bubbles are often formed when surrounded by multiple relatively large solid materials such as coarse aggregate, and paste is interposed between these coarse aggregates (3) mechanism). In this case, the relative positions of the coarse aggregates surrounding the remaining bubbles do not collapse even when an inertia force of sufficiently exceeding 1 [G] is applied, and residual bubbles are generated. Therefore, in order to collapse and fragment the remaining bubbles that exist under such conditions, it is necessary to shake and displace the coarse aggregate surrounding the remaining bubbles, or to change the relative positional relationship. It is necessary to destroy the structure formed by the coarse aggregate (hereinafter referred to as the bubble trapping structure).
そこで、残存性気泡を取り巻く粗骨材ηの質量をmηとすると、粗骨材ηの固有振動数νηは、例えば、
ここで、(数11)式におけるkは、流動体を構成するペーストや細骨材、粗骨材等による気泡捕捉構造における相互の関係性による粘弾性等に由来するものであり、流動体の系内でほぼ一様であると仮定すると、これは予め実験等によって判明させ得、その値を既知のものとすれば、固有振動数νηは、流動体中の各要素体ηの各々の質量mηの平方根の逆数に比例するものとして事前の計測等により知り得、粗骨材のような物の場合には、固有振動数νηは比較的小さな値となり、細骨材のような物の場合には比較的大きな値となる。従って、大きな気泡から細分化を進めることが効率的であることから、流動体に印加する固有振動数νηとしては、流動体中に存在する要素体のうち、より大きな粗骨材からをターゲットとして対応する値を設定して、漸次、ターゲットとなる粗骨材をより軽い物に推移させて、強制振動Vとして入力する振動数を遷移させて行くことが好ましい。この際、入力させる強制振動Vは必ずしも流動体に慣性力を与えている振動の方向に沿っていなければならないというものではなく、この方向に平行であっても直交していても、或いは、傾斜していてもよい。尚、ここでの骨材は、具材や部材、強化材、廃材等と読み換えてもよいことはいうまでもない。 Here, k in Equation (11) is derived from the viscoelasticity due to the mutual relationship in the bubble trapping structure of the paste, fine aggregate, coarse aggregate, etc. that constitute the fluid, and is derived from the viscoelasticity of the fluid. Assuming that it is almost uniform within the system, this can be determined in advance through experiments, etc., and if its value is known, the natural frequency ν η of each element η in the fluid is It can be known through prior measurement that it is proportional to the reciprocal of the square root of the mass m η , and in the case of materials such as coarse aggregate, the natural frequency ν η is a relatively small value; In the case of objects, it is a relatively large value. Therefore, since it is efficient to proceed with fragmentation starting from large bubbles, the natural frequency ν η applied to the fluid targets the larger coarse aggregate among the elements present in the fluid. It is preferable to set a corresponding value as , gradually change the target coarse aggregate to a lighter one, and change the frequency input as the forced vibration V. At this time, the forced vibration V to be input does not necessarily have to be along the direction of the vibration that is giving the inertial force to the fluid, but it may be parallel to this direction, perpendicular to this direction, or inclined. You may do so. It goes without saying that the term "aggregate" here may also be read as ingredients, members, reinforcing materials, waste materials, etc.
流動体変動的慣性力付与装置1は、プレキャスト製品、例えば、プレキャストコンクリートの製造において用いることができる。従来、コンクリートの製造時においては、成型時のエントラップトエア等の混入により固化した際にコンクリートの表面又は内部に窪み又は空洞となって残ってしまい、特にコンクリート表面の窪みは、製品の外観上好ましくないため、例えば、コンクリート表面に手作業で化粧処理等を施しており、手間や費用が著しくかかっていた。
The fluid variable inertia
そこで、流動体(生コンクリート)全体に変動的慣性力を与えることで、流動体中の気泡を微細化して消失させることができるため、コンクリート表面の気泡も微細化して外観上問題ない状態にまですることができる。また、適切な振幅や振動数、振動時間を設定することで、短時間で効率的に気泡を消失させることができる。更に、流動体変動的慣性力付与装置1によれば、気泡を球形と仮定した際の気泡直径が0.025mm~0.25mm程度であるとされるエントレンドエアに対しては悪影響を及ぼすことなく、1mm以上の目立つサイズの気泡を微細化して消失させることが可能である。
Therefore, by applying a variable inertial force to the entire fluid (fresh concrete), the air bubbles in the fluid can be made finer and disappear, so that the air bubbles on the surface of the concrete are also made finer and there is no problem in terms of appearance. can do. Furthermore, by setting appropriate amplitude, frequency, and vibration time, bubbles can be efficiently eliminated in a short time. Furthermore, according to the fluid variable inertia
勿論、流動体変動的慣性力付与装置1は、コンクリートの製造以外にも適用することができる。また流動体の種類、配合割合、製造量等によって何ら限定されるものではなく、流動体はその種類に応じて用いる装置、器具に対して適宜変動的な慣性力(振動)を与えることができるような構成を加えれば良い。
Of course, the fluid fluctuating inertia
上述したコンクリートは、セメントに水や充填剤(充填材)や通常の骨材等を加えて硬化させ得るコンクリートの他にも、ローマンコンクート、繊維補強コンクリートやポリマーコンクリート等のコンクリートをも含む。また、細骨材のみを使用したモルタルや、骨材を使用しないセメントペーストをも含む。骨材としては、コンクリートに通常用いられる物や従来公知の物であればどのようなものでもよく、砂、砂利、砕石、破砕ガラス、がれき、人工材等や廃棄物等を用いることが可能である。更にセメントも、特に限定されるものではなく、例えば、ポルトランドセメント、ローマンセメント、レジンセメント等を使用することができる。 The above-mentioned concrete includes not only concrete that can be hardened by adding water, filler, or ordinary aggregate to cement, but also concrete such as Roman concrete, fiber-reinforced concrete, and polymer concrete. It also includes mortar that uses only fine aggregate and cement paste that does not use aggregate. As the aggregate, any material that is commonly used for concrete or that is conventionally known may be used, and sand, gravel, crushed stone, crushed glass, rubble, artificial materials, waste materials, etc. can be used. be. Further, the cement is not particularly limited, and for example, Portland cement, Roman cement, resin cement, etc. can be used.
流動体変動的慣性力付与装置1は、所謂コンクリート二次製品の製造に好適に利用可能である。例えば、杭、管、平板、擁壁、床版、床板、壁高欄、コンクリートブロック、ボックスカルバート、アーチカルバート、カルバート、ヒューム管(鉄筋コンクリートを用いた管)、フリューム、ケーブルトラフ、共同溝、カーテンウォール(幕壁、帳壁)、外壁、コンクリート橋、橋げた、トンネルセグメント(シールドトンネル)、配水管、排水管、貯蔵槽、水槽、排水桝、街渠桝、放射性廃棄物の容器、核シェルター、電柱、舗装(道路)、側溝、側溝蓋、マンホール、組立マンホール、マンホール蓋、ボックスマンホール、境界ブロック、縁石、車止めブロック、根固ブロック、インターロッキングブロック、植生ブロック、防護柵、矢板、防音材、消波ブロック、護岸ブロック、マクラギ、オブジェ(像)の製造に適用可能である。また、上述の例の他にも様々な製品、例えば、型枠を用いて成型する製品(プレキャスト製品)等の製造に好適に適用可能である。例えば、人造石や人工大理石、タイル、陶器、磁器、側溝部材、蓋、便器、墓石、鳥居、銅像、仏像、石膏像や石膏製品、ガラス製品、鉄系やアルミニウム系、銅系等の各種金属の鋳物等やダイキャスト製品等、流動体を固化成型して製造するもの等あらゆるものに適用可能である。流動体変動的慣性力付与装置1を適用して気泡を除去することで、外観を良くするだけでなく、空洞の発生による強度の低下を防止し、品質の高い製品を提供することができる。
The fluid variable inertia
更に、流動体変動的慣性力付与装置1は、例えば、エポキシ樹脂のような二液混合系の樹脂、シリコーン、ゴム、口紅やマスカラ等の化粧品、石鹸、色鉛筆、ペンキ等の塗料、シーリング剤、潤滑剤、導電剤といった化学製品にも適用可能である。即ち、必ずしも固化するもののみに限られず、気泡が内部に保持される程度の粘性を有するものに対しても適用可能である。
Further, the fluid variable inertia
更に、流動体変動的慣性力付与装置1は、工業製品だけではなく、食品の製造工程に対して適用することも可能である。例えば、豆乳ににがりを添加して豆腐を製造する場合のように、材料を混合して固化させるものなどに適用することが可能であり、固化した際に混入した気泡による窪みや空洞が無く、表面がきめ細かく外観上優れた豆腐等の食品を提供することができる。豆腐の他にも、かまぼこ等の練り物、こんにゃく、飴、はちみつ等の食品の製造にも適用可能である。気泡を除去することで、外観を良くするだけでなく、体積と質量の分布の均等化の向上を図ることが出来、また気泡の混入による酸化劣化を防止するなど、品質の高い製品を提供することができる。
Furthermore, the fluid variable inertia
以下、流動体変動的慣性力付与装置1について、実施例を用いて更に具体的に説明するが、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
Hereinafter, the fluid fluctuating inertia
流動体として生コンクリートを選択した場合の供試体の製作手順と加振手順及び記録撮影まとめ手順を以下に説明する。勿論、先に述べた通り、本発明は、実施例における流動体の種類、配合割合、製造量等によって何ら限定されるものではなく、流動体はその種類等に応じてISO、JIS等の規格、作業手順書、プロトコル、レシピ等に従って適宜作製すればよい。また、加振手順及び記録手順についてもあくまで一例である。 The following describes the procedure for manufacturing a specimen, the excitation procedure, and the recording and photographing procedure when fresh concrete is selected as the fluid. Of course, as mentioned above, the present invention is not limited in any way by the type of fluid, blending ratio, production amount, etc. in the examples, and the fluid conforms to standards such as ISO and JIS depending on the type etc. , a work procedure manual, a protocol, a recipe, etc., as appropriate. Further, the excitation procedure and the recording procedure are also just examples.
[手順1]
セメント、細骨材、粗骨材、水を、表1に示す重量比でよく混練し、生コンクリートとした。
[Step 1]
Cement, fine aggregate, coarse aggregate, and water were thoroughly kneaded in the weight ratio shown in Table 1 to prepare ready-mixed concrete.
直径100mm、高さ100mmの円筒状のコンクリート供試体成形型枠(収容容器4)を、専用の型枠ホルダに入れた。
[手順3]
収容容器4の中に、事前によく混練した生コンクリートを所要重量の約2kgだけ注入した。
[手順4]
注入した生コンクリートを突き棒によってよく均すというのが従来の手順であるが、突き棒でかき混ぜて均すという工程を適用すると、混ぜ方によって気泡が残ったり、残らなかったりする上、残った気泡の大きさの相違に対しても影響を及ぼして定量化を困難にすると共に、気泡の微小化を計測する上で、かき混ぜによって元々の気泡が消泡化され過ぎる場合、気泡の微細化効果や消泡効果を測るという目的を果たせなくなるので、突き棒によるかき混ぜ工程は非実施とした。そこで、手順4としては、収容容器4内に注入された流動体である生コンクリートに対して、発泡スチロール片を、収容容器4と専用の型枠ホルダとの間に挟み込んで、専用の型枠ホルダの外側面を木槌を用いて叩くことで間接的に微小な衝撃振動を加え収容容器4内に生コンクリートが概ね行き渡るようにした。
[手順5]
この未硬化状態で供試体とした。振動等を印加する際には、流動体変動的慣性力付与装置1の設置台10上に供試体を収容容器4ごと配設して治具12を介して設置台10に対して固定した。
[手順6]
この状態で、予め設定された振動条件に沿って供試体に対して鉛直方向の単振動を印加した。
[手順7]
振動後は、速やかに治具12から流動体を収容容器4ごと取り外して、非振動系にて必要十分な養生期間だけ静置した。
[手順8]
脱型の際には、モールドを台の上に置いて、型枠のハーフカットに沿って、型枠を割きつつ、供試体を型枠から脱型した。
[手順9]
脱型された供試体は、回転ステージの中心上に配置され、水平面内において回転ステージを所定の回転角度毎に回転させながら都度、供試体の周面を正面からの定点から写真撮影し、全周相当分以上に亘って写真を撮って記録した。
[手順10]
各試験体毎に全周分撮影された画像の内、最も大きな気泡がより多く残存している位相からの周面画像を各振動条件毎に表に整理した。
A cylindrical concrete specimen forming form (container 4) with a diameter of 100 mm and a height of 100 mm was placed in a dedicated form holder.
[Step 3]
A required weight of about 2 kg of ready-mixed concrete, which had been thoroughly mixed in advance, was poured into the
[Step 4]
The conventional procedure is to level the poured fresh concrete with a ram, but if you use the process of stirring and leveling with a ram, air bubbles may or may not remain depending on the mixing method, and some may remain. It also affects the difference in bubble size, making it difficult to quantify, and when measuring bubble miniaturization, if the original bubbles are defoamed too much due to stirring, the bubble miniaturization effect may be difficult to quantify. The stirring process using a poking rod was not performed because it would no longer serve the purpose of measuring the foaming effect. Therefore, in
[Step 5]
This uncured state was used as a specimen. When applying vibrations or the like, the specimen was placed together with the
[Step 6]
In this state, vertical simple harmonic motion was applied to the specimen according to preset vibration conditions.
[Step 7]
After the vibration, the fluid was immediately removed from the
[Step 8]
During demolding, the mold was placed on a stand, and the specimen was demolded from the mold while splitting the mold along the half-cuts of the mold.
[Step 9]
The demolded specimen is placed on the center of a rotating stage, and the rotating stage is rotated in a horizontal plane at predetermined rotation angles, and each time the peripheral surface of the specimen is photographed from a fixed point from the front. I took and recorded photos over the course of more than a lap.
[Step 10]
Among the images taken for the entire circumference of each test specimen, circumferential images from the phase in which the largest number of bubbles remained were organized in a table for each vibration condition.
時間一定とし、振動数10、20、30Hzの各振動数条件に対して、全振幅を1.0~5.0mmまで0.5mm刻みで加振した。その結果を図9にまとめた。図9から解る通り、1[G]以下或いは1[G]に近い振動条件では、気泡は殆ど微細化されず、元のまま残存する。また、所定以上の加速度を印加している場合には、元々存在していた筈の大きなサイズの気泡が無く、他方、細分化された比較的小さな気泡が残存している。尚、ここでの振幅は、全振幅(peak to peak)を意味し、所謂通常の意味の振幅の二倍に相当する。 The time was constant, and the total amplitude was 1.0 to 5.0 mm in 0.5 mm increments under each frequency condition of 10, 20, and 30 Hz. The results are summarized in Figure 9. As can be seen from FIG. 9, under vibration conditions of 1 [G] or less or close to 1 [G], the bubbles are hardly miniaturized and remain as they are. Further, when an acceleration of a predetermined value or higher is applied, there are no large-sized bubbles that were originally present, and on the other hand, relatively small segmented bubbles remain. Note that the amplitude here means the total amplitude (peak to peak), and corresponds to twice the so-called normal amplitude.
次に、図9において比較的綺麗に気泡が微細化された条件である振動数20Hzと30Hzにおける全振幅3.5mmの振動条件に対して、それぞれ振動時間を30秒から60秒まで30秒間隔で、60秒から300秒までを60秒刻みで加振した。その結果を図10にまとめた。図10から解る通り、20Hzのものでは、30秒時点で残存しているサイズの気泡は、その後の60秒から300秒までほぼ均等に残存していることが解る。つまり、或る一定の振幅、一定の加速度で、これに対応した一定の振動数の振動を印加し続けても元々存在していたより大きな(加振前にターゲットとされた比較的大きな)サイズの気泡は一様に消泡しているものの、より小さな或るサイズ以下の気泡は残存し得ることが解る。 Next, for the vibration conditions of a total amplitude of 3.5 mm at frequencies of 20 Hz and 30 Hz, which are the conditions in which the bubbles were relatively finely refined in Figure 9, the vibration time was changed from 30 seconds to 60 seconds at 30 second intervals. Then, vibration was applied in 60 second increments from 60 seconds to 300 seconds. The results are summarized in Figure 10. As can be seen from FIG. 10, in the case of 20 Hz, bubbles of the size remaining at 30 seconds remain almost evenly from 60 seconds to 300 seconds thereafter. In other words, even if you continue to apply vibrations of a certain frequency, with a certain amplitude and a certain acceleration, a larger size than the originally existing (relatively large target before the vibration) will be generated. It can be seen that although the bubbles are uniformly defoamed, smaller bubbles smaller than a certain size may remain.
次いで、図9において比較的綺麗に気泡が微細化された条件である振動数30Hzにおける全振幅3.5mmの振動条件を30秒間加振した前行程のものに対して、更に続けて全振幅を0.4mmに低下させつつ、振動数は30Hzから262Hzまで適宜の値での設定とした後工程でも30秒間加振した。その結果を図11にまとめた。図11から解る通り、部分的に幾分か微細化若しくは消泡化されているようにも見受けられるものの実際には、前工程において残存していたサイズの気泡が後工程の後にも残存していると考えられる。つまり、加振する際の振幅が、気泡サイズに比して過小な場合には、著しく大きな振動数若しくは加速度の振動を印加しても微細化されたり、消泡されたりしないということが解る。 Next, in contrast to the previous step in which vibration was applied for 30 seconds under the conditions of vibration of a total amplitude of 3.5 mm at a frequency of 30 Hz, which is the condition in which the bubbles were relatively finely refined in Fig. 9, the total amplitude was further increased. While lowering the vibration to 0.4 mm, the vibration frequency was set at an appropriate value from 30 Hz to 262 Hz, and vibration was applied for 30 seconds in the post-process. The results are summarized in Figure 11. As can be seen from Figure 11, although it appears that the bubbles have been partially refined or defoamed, in reality, the bubbles of the same size that remained in the previous process remain after the post process. It is thought that there are. In other words, it can be seen that if the amplitude of vibration is too small compared to the bubble size, the bubbles will not be made finer or disappear even if vibrations with a significantly large frequency or acceleration are applied.
更に、図9において比較的綺麗に気泡が微細化された条件である振動数20Hzにおける全振幅3.5mm、即ち加速度2.8[G]の振動条件であって、図10において十分な振動時間、即ち180秒間に亘って加振した振動条件を前行程としたものに対して、更に続けて加速度が2.8[G]で一定となる振動条件で、全振幅を1.8mmから1.0mmまで0.2mm刻みで低下させて後工程として追加120秒間加振した。その結果を図12にまとめた。図12から解る通り、前工程と後工程とでは加速度は何れも1[G]よりも適度に大きな2.8[G]と設定され、後工程の振幅としては前行程の半分程度に設定され、その結果として、前工程で残存していたであろう無加振状態に存在していた最大サイズの気泡より細分化されはしたが、細分化された気泡として残存していたサイズの気泡が、後工程の後には、ほぼ一様に更なる細分化が進行し、微細化されたことが解る。他方、他の工程を経た何れの供試体にも共通して、更なる微細な気泡が残存していることが解る。つまり、振幅が1.0mm~1.8mmの間程度の振動条件では反応しない程、小さなサイズの気泡が残存しているといえる。これらの微細な気泡を更に微細化するためには、更に振幅が小さく、加速度は一定以上となる振動を印加すればよい。 Furthermore, under the vibration conditions of a total amplitude of 3.5 mm at a frequency of 20 Hz, that is, an acceleration of 2.8 [G], which is the condition in which the bubbles were relatively finely refined in FIG. 9, sufficient vibration time was observed in FIG. In other words, the previous stroke was a vibration condition in which vibration was applied for 180 seconds, and then the total amplitude was changed from 1.8 mm to 1.5 mm under a vibration condition in which the acceleration was constant at 2.8 [G]. It was lowered in 0.2 mm increments until it reached 0 mm, and was vibrated for an additional 120 seconds as a post-step. The results are summarized in Figure 12. As can be seen from Figure 12, the acceleration in both the front and rear steps is set to 2.8 [G], which is moderately larger than 1 [G], and the amplitude in the rear step is set to about half that of the front step. As a result, the bubbles of the largest size that would have remained in the previous process in the non-excitation state were fragmented, but the bubbles of the size that remained as fragmented bubbles were It can be seen that after the post-process, further subdivision proceeded almost uniformly, resulting in miniaturization. On the other hand, it can be seen that even finer air bubbles remain in common in all the specimens that have undergone other processes. In other words, it can be said that bubbles remain small enough to not react under vibration conditions where the amplitude is between 1.0 mm and 1.8 mm. In order to further refine these fine bubbles, it is sufficient to apply vibrations with a smaller amplitude and an acceleration of a certain level or higher.
尚、図12において、後工程における振幅1.8mmの供試体における比較的大きなサイズの気泡は、当該前工程と後工程の後にも残存している気泡であって残存性気泡であり、このような微細化されずに残存し得る気泡の類は、特に、被振体である流動体が、ペースト状の流動体中に細骨材や粗骨材を含んで成る場合において希に見受けられるものである。この種の残存性気泡を崩壊させるには、残存性気泡を囲繞する骨材、特に粗骨材が形成する気泡捕捉構造の破壊が効果的であり、そのためには、気泡捕捉構造の要素たる粗骨材の固有振動数の振動を印加して、共振させることが好ましい。 In FIG. 12, the relatively large bubbles in the specimen with an amplitude of 1.8 mm in the post-process are residual bubbles that remain after the pre-process and post-process. Bubbles that can remain without being made into fine particles are rarely seen, especially when the fluid to be vibrated contains fine aggregate or coarse aggregate in a paste-like fluid. It is. In order to collapse this type of residual air bubbles, it is effective to destroy the air bubble trapping structure formed by the aggregate surrounding the residual air bubbles, especially coarse aggregate. It is preferable to apply vibration at the natural frequency of the aggregate to cause resonance.
次いで、図9において比較的綺麗に気泡が微細化された条件である振動数30Hzにおける全振幅3.5mm、即ち加速度6.3[G]の振動条件を180秒間加振した前行程のものに対して、更に続けて全振幅を前行程における振幅の半分程度である1.8mmに低下させつつ、加速度を6.3[G]を保持する条件として振動数は42Hzと設定した後工程にて120秒間加振した。その結果を図13にまとめた。図13から解る通り、前工程と後工程とでは加速度は何れも1[G]よりも十分に大きな6.3[G]と設定され、後工程の振幅としては前行程の半分程度に設定され、その結果として、前工程で残存していたであろう無加振状態に存在していた最大サイズの気泡より細分化されはしたが、細分化された気泡として残存していたサイズの気泡が、後工程の後には、ほぼ一様に更なる細分化が進行し、微細化されたことが解る。勿論、つぶさに表面を観れば、十分に微細化が進行した結果として残された微細化気泡が見て取れる。この残存している微細化気泡のサイズは0.7mm未満であり、コンクリート製品としては十分に許容されるものである。また、図12や図13の結果からも判る通り、適正な振動条件であるということを前提として、振動時間の経過に伴って振動条件、即ち、振幅をターゲット気泡サイズに合わせて縮小して行きつつ、加速度を一定以上に保持するように振動数を遷移させて行くことが効果的であると言える。 Next, in Figure 9, the vibration conditions of a total amplitude of 3.5 mm at a frequency of 30 Hz, that is, an acceleration of 6.3 [G], which is the condition in which the bubbles were relatively finely refined in Fig. 9, were applied for 180 seconds. On the other hand, in the post process, the total amplitude was further reduced to 1.8 mm, which is about half of the amplitude in the previous process, and the frequency was set to 42 Hz to maintain the acceleration at 6.3 [G]. It was vibrated for 120 seconds. The results are summarized in Figure 13. As can be seen from Figure 13, the acceleration in both the front and rear steps is set to 6.3 [G], which is sufficiently larger than 1 [G], and the amplitude in the rear step is set to about half that of the front step. As a result, the bubbles of the largest size that would have remained in the previous process in the non-excitation state were fragmented, but the bubbles of the size that remained as fragmented bubbles were It can be seen that after the post-process, further subdivision proceeded almost uniformly, resulting in miniaturization. Of course, if you look closely at the surface, you can see the microscopic bubbles left behind as a result of sufficient microfabrication. The size of the remaining fine bubbles is less than 0.7 mm, which is fully acceptable for use as a concrete product. In addition, as can be seen from the results in Figures 12 and 13, assuming that the vibration conditions are appropriate, the vibration conditions, that is, the amplitude, are reduced as the vibration time passes to match the target bubble size. However, it can be said that it is effective to change the frequency so as to maintain the acceleration above a certain level.
また、別の実施例として、セメントと細骨材と水のみから成り、粗骨材を含まない流動体を直方体状の型枠に注入し、その直後に全振幅2.0mm、振動数30Hzの鉛直方向の振動を収容容器ごと入力して加振した結果を図14にまとめた。本実施例においては、流動体中に粗骨材が無いことから所定時間以上加振し続けると、殆ど見えない程度にまで気泡が微細化されて消泡化されることが解る。 In addition, as another example, a fluid consisting only of cement, fine aggregate, and water without coarse aggregate is injected into a rectangular parallelepiped formwork, and immediately after that, a fluid with a total amplitude of 2.0 mm and a frequency of 30 Hz is poured. Figure 14 summarizes the results of applying vertical vibrations to the entire storage container. In this example, since there is no coarse aggregate in the fluid, if the vibration is continued for a predetermined period of time or longer, the bubbles will become fine and defoamed to the extent that they are almost invisible.
図15は本実施形態に係る流動体変動的慣性力付与装置1のシステム構成を示すブロック図である。流動体変動的慣性力付与装置1は、各部を統括的に制御する制御部50を具える。制御部50には、往復動アクチュエータ14、記憶部52、計測部54、入力部56、表示部58が接続される。記憶部52は、例えばランダム・アクセス・メモリ(RAM)、リード・オンリー・メモリ(ROM)、若しくはフラッシュメモリのような半導体メモリ素子、ハードディスク等のような記憶デバイスであり、往復動アクチュエータ14による振動の設定(振幅、振動数、加速度、振動方向、振動回数、波形、振動時間等)、流動体中の気泡の大きさの閾値、往復動アクチュエータ14の振動に伴う慣性力情報(振動回数、振動時間等)の閾値等を記憶する。
FIG. 15 is a block diagram showing the system configuration of the fluid variable inertia
検出部54は、収容容器4内の流動体の物理状態の検出を行い、ここでは流動体中の気泡の大きさの検出を行う。従って検出部54は、外側から収容容器4内の流動体を撮影可能なカメラ、撮影された画像から気泡を検知して該気泡の大きさを解析する演算回路等を有して成る。なお物理状態は、流動体に作用する加速度の大きさとしてもよく、その場合検出部54は、収容容器4に設置される加速度センサから出力される加速度に基づいて流動体に作用する加速度を検出する。
The
入力部56は、操作者の操作を受付け、その操作内容をCPU50に出力する。入力部56は、キーボード、マウス、レバー、ディスプレイと一体的に設けられるタッチセンサ及び/又は音声入力を行うためのマイクロフォン等である。
The
表示部58は、操作画面や、メニュー画面等の各種画面を表示するディスプレイであり、具体的には例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid CrystalDisplay)、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。また表示部58と共に音声案内を出力するスピーカを設けてもよい。
The
次に図16のフローチャートを参照して流動体変動的慣性力付与装置1による加振制御(変動的慣性力付与の制御)について説明する。流動体変動的慣性力付与装置1の制御部50は、記憶部52から振動の設定を読み出し、当該設定に応じて振動し得るように、往復動アクチュエータ14を介して設置台10を加振する(ステップS1)。なお記憶部52から振動の設定を読み出す代わりに、入力部56に振動の設定を入力させてもよい。その場合、制御部50は、表示部58に変動幅、変動数の入力欄と、変動の入力を促す案内等を表示し、入力部56による入力を受け付ける。
Next, vibration control (control of variable inertia force application) by the fluid variable inertia
また往復動アクチュエータ14による変動は、上述の実施例から変動的な慣性力によって流動体に1[G]を超える加速度を付与するようにその変動幅及び/又は変動数が設定される。これにより、設置台10が鉛直方向に変動、即ち往復動し、設置台10に固定された収容容器4が鉛直方向に往復動する。収容容器4に収容されている流動体には、鉛直方向の往復動により全体に亘って一様に変動的な慣性力が付与され、流動体中の気泡を微細化若しくは消泡する。
Further, as for the fluctuations caused by the reciprocating
制御部50は、検出部54によって収容容器4内の流動体中の気泡を検出する(ステップS2)。制御部50は、検出した各気泡の大きさの計測を行い、閾値以上の大きさの気泡が存在しているか否かを判定する(ステップS3)。制御部50は、閾値以上の大きさの気泡が存在するとき(ステップS3、Yes)、ステップS2に戻り流動体中の気泡の大きさの検出を継続する。
The
制御部50は、閾値以上の大きさの気泡が存在しないとき(ステップS3、No)、存在している気泡の大きさに基づいて往復動アクチュエータ14の駆動制御を行い、変動の設定を変更する(ステップS4)。即ち、制御部50は、検出した気泡の大きさが記憶部52に記憶している気泡の大きさの閾値未満のとき、変動の設定を変更する。これは、気泡の大きさが所定の大きさに細泡化されると、そのまま加振し続けても気泡の大きさが変わらなくなるためである。
When there are no bubbles larger than the threshold value (step S3, No), the
従って、気泡の大きさが閾値未満となったとき、加速度を一定以上に保持しながら、変動数及び/又は変動幅を変更する。このときの変更は、変動数を低下させ変動幅を増加させる場合と、変動数を増加させ変動幅を縮小させる場合の何れでも良いが、上述した図12、図13の結果から変動幅を縮小して変動数を増加させるようにすることが好ましい。制御部50は、上記ステップS1~S4の動作を検出される気泡が所望の大きさ以下となるまで、繰り返し、気泡が所望の大きさ以下になったとき、加振処理を終了する。
Therefore, when the size of the bubble becomes less than the threshold value, the number of fluctuations and/or the width of fluctuation is changed while maintaining the acceleration above a certain level. The change at this time can be either to reduce the number of variations and increase the range of variation, or to increase the number of variations and reduce the range of variation, but based on the results shown in Figures 12 and 13 above, the range of variation is reduced. It is preferable to increase the number of fluctuations. The
なお、制御部50は、加速度が変化し得るように変動を制御してもよい。従って変動数を一定に保持しながら、加速度及び/又は変動幅を変化させてもよく、或いは変動幅を一定に保持しながら、加速度及び/又は変動数を変化させてもよい。なお加速度を1[G](地球上の重力加速度の一倍)以下にすると、気泡の微細化又は消泡が起こらないことから、加速度は1[G]を超えるように設定する。また、制御部50による制御は、気泡の大きさだけでなく、異常な動作や流動体の異常な動き、例えば、流動体を構成する成分の分離や異常な流動等を監視して制御するように構成することが好ましい。異常な現象が検出された場合には、変動数や変動幅、加速度等を変更したり、或いは、変動自体を停止するなどして対処するように設定してもよい。
Note that the
制御部50は、流動体が外側から内部の気泡を視認可能な程度に透明度が高い場合、上記のように計測部54によって流動体中の気泡の大きさを計測し、気泡の大きさに応じて変動を設定する、フィードバック制御を行うことで、流動体中の気泡を所望の大きさ未満に確実に微細化或いは消泡させることができる。従って美観が良く、高品質の製品を低コストで効率良く製造することができる。
When the fluid has such high transparency that bubbles inside the fluid can be seen from the outside, the
なお、フィードバック制御を用いないで加動制御を行っても良い。例えば慣性力情報としての変動時間を計り、変動時間に応じて変動の設定を変更するようにしてもよい。図17に示すフローチャートを参照して変動時間による加動制御について説明する。制御部50は、記憶部52から変動の設定を読み出し、当該設定に応じて変動し得るように、往復動アクチュエータ14を介して設置台10を加動する(ステップSA1)。なお記憶部52から変動の設定を読み出す代わりに、入力部56に変動の設定を入力させてもよい。
Incidentally, the acceleration control may be performed without using the feedback control. For example, the fluctuation time may be measured as inertial force information, and the fluctuation settings may be changed according to the fluctuation time. The acceleration control based on variable time will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. The
制御部50は、計時機能によって変動台10の加動開始時からの変動時間を計り(ステップSA2)、変動時間が閾値(例えば30秒)となったか否かを判定する(ステップSA3)。制御部50は、変動時間が閾値未満のとき(ステップSA3、No)、変動時間が閾値となったか否かの判定を継続する。
The
制御部50は、変動時間が閾値となったとき(ステップSA3、Yes)、変動の設定を変更する(ステップSA4)。従って、変動時間の経過によって加速度を一定以上に保持しながら、変動数及び/又は変動幅を変更する。また制御部50は、変動の設定変更後、所定時間変動を行って加動制御を終了する。
When the variation time reaches the threshold (Step SA3, Yes), the
なお、変動時間と変動の設定との関係は、適宜設定し得るものであって流動体の種類、性状、微細化による気泡の大きさ等によって設定すればよい。なお生コンクリート中の気泡の微細化又は消泡においては、上述した図9~図14等及びその説明において示した加速度、変動数、変動幅、変動時間等を考慮して設定することが好ましい。 Note that the relationship between the fluctuation time and the fluctuation setting can be set as appropriate, and may be set depending on the type and property of the fluid, the size of bubbles due to miniaturization, etc. Note that it is preferable to set the refinement or defoaming of bubbles in fresh concrete in consideration of the acceleration, number of fluctuations, fluctuation width, fluctuation time, etc. shown in FIGS. 9 to 14 and their explanations.
また、上記のフィードバック制御を用いない加動制御では、変動時間を適用した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく変動回数を計り変動回数が閾値(例えば、変動回数を600回に設定する)となったとき、変動の変更を行うようにしてもよい。また、加動制御において、収容容器に加速度センサを設けておき、制御部50が加速度センサによって測定された加速度を監視しながら、加振制御を行うようにしてもよい。例えば設定された加速度と計測された加速度とに差異が生じたとき、計測された加速度が設定された加速度となるように加動制御を行う。
In addition, in the above-mentioned acceleration control that does not use feedback control, the case where variation time is applied has been explained as an example, but the present invention is not limited to this. ), the fluctuation may be changed. Furthermore, in the vibration control, an acceleration sensor may be provided in the storage container, and the vibration control may be performed while the
なお、上述した実施形態においては、変動を振動に、加動を加振に、変動数を振動数に、変動幅を振幅に読み替えてもよく、また、治具を壁部16と閉塞部18とで構成した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。例えば図18(a)に示すように設置台10の中央部を囲むように配設した四本の円柱62と、各円柱62間を架け渡すように架設される着脱可能な固定板64によって治具60を構成してもよい。また固定板64の下面に押さえ部64aを配設する。押さえ部64aは、樹脂製やゴム製等の弾性を有し、固定板64の面方向に沿った下方に突出する。
In the embodiment described above, the variation may be read as vibration, the application may be read as excitation, the number of changes may be read as frequency, and the width of variation may be read as amplitude. Although the explanation has been given using an example of a case where the configuration is configured with the following, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18(a), four
この治具60を具えた場合、収容容器4を載置台10に載置するとき、先ず固定板64を取り外して四本の円柱62に囲まれる上部空間を開放し、上部空間を介して収容容器4を円柱62に囲まれる空間の中央部に載置する。或いは水平方向に沿って円柱62間を通して円柱62に囲まれる空間の中央部に載置する。そして固定板64を架設することで、押さえ部64aが収容容器4を下方、即ち設置台10側に押し付ける。従って収容容器4は、設置台10と固定板64との間で挟持され固定される。
When equipped with this
なお、円柱62の数は、四本に限定するものではなく適宜設定可能であり、固定板64の設置方法についても適宜設定可能である。例えば、図18(b)に示すように、載置台10に三本の円柱部62を配設すると共に、何れかの円柱部62間に不図示の連結板を設置し、固定板64と連結板とを蝶番66を介して連結して、治具を構成してもよい。このように固定板64を開閉可能に配設してもよい。
Note that the number of
また治具は、収容容器4の上面を押さえて固定するものに限定しない。例えば図19に示すように、収容容器4が下端部にリブ4aを具える場合、治具70は、リブ4aに係合して収容容器4の上下方向に移動を規制するものであればよい。即ち、治具70は、載置台10に固定され、鉛直方向に立設する立設部72と、立設部72の先端に形成される係止爪74とを具える。
Further, the jig is not limited to one that presses and fixes the upper surface of the
係止爪74は、先端部が載置台10の外周面の面方向内向きに突出する。従って、係止爪74と載置台10との間には、リブ4aを嵌入させ得る空間が形成される。その空間にリブ4aを嵌入することで収容容器4は、治具70に係合されて鉛直方向(振動方向)の移動が規制されて固定される。勿論、収容容器4のリブ4aの位置は、下端部に限定するものではなく、上端部や、下端部と上端部との間等、適宜設定可能である。また治具70は、リブ4aの高さ方向の位置に相当するように、立設部72の高さ方向の長さが設定される。
The distal end of the locking
なお、変動的な慣性力を規定する変動数、変動幅及び加速度の何れか一つを所定に保ちながら、他を変更させた場合を例に説明したが、勿論、これに限定されるものではない。即ち変動数、変動幅、加速度の内、二つの要素を所定に保つようにしてもよい。この場合においては、二つの要素が決まると残る要素も決まり、変動数、変動幅、加速度全てが一定に保持されることとなる。 The explanation has been given using an example in which one of the number of fluctuations, the width of fluctuation, and the acceleration that define the fluctuating inertia force is kept at a predetermined value while the other is changed, but of course, the present invention is not limited to this. do not have. That is, two elements among the number of fluctuations, the width of fluctuation, and the acceleration may be kept at a predetermined value. In this case, once the two elements are determined, the remaining elements are also determined, and the number of fluctuations, the width of fluctuation, and the acceleration are all held constant.
1…流動体変動的慣性力付与装置、4…収容容器、10…設置台、12,60,70…治具、14…往復動アクチュエータ、14a…駆動ロッド、16…壁部、16a…溝、18…閉塞部、18a…側面部、18b…蓋部、20,30,40…流動体、22,34,41…気泡、31,42…粗骨材、32,43…細骨材、33,44…セメントペースト、50…制御部、52…記憶部、54…計測部、56…入力部、58…表示部、62…円柱部、64…固定板、64a…押さえ部、66…蝶番、72…立設部、74…係止片。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
上記設置台に設置された上記容器内で、上記流動体全体に鉛直方向、鉛直方向と水平方向の合成方向、及び/又は鉛直面内の回転方向に、一様に変動的慣性力を付与する慣性力付与手段と、
を有する変動的慣性力付与装置であって、
上記慣性力付与手段は、1.0~5.0mmの範囲内の全振幅で、地球の重力加速度の2倍(2G)以上の加速度による慣性力を付与することを特徴とする変動的慣性力付与装置。 an installation stand for installing and fixing a container containing a fluid containing bubbles and/or voids;
In the container installed on the installation stand, a variable inertial force is uniformly applied to the entire fluid in the vertical direction, the combined direction of the vertical and horizontal directions, and/or the rotational direction in the vertical plane. Inertial force applying means;
A variable inertia force applying device having:
The above-mentioned inertial force applying means is a variable inertial force characterized in that it applies an inertial force with an acceleration of twice the earth's gravitational acceleration (2G) or more with a total amplitude within the range of 1.0 to 5.0 mm. Granting device.
前記制御手段及び/又は駆動手段は、上記検出手段によって検出したの上記気泡の大きさ及び/又は上記加速度が所定状態であるとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする請求項2に記載の変動的慣性力付与装置。 comprising a detection means for detecting the size of bubbles in the fluid in the container and/or the acceleration applied to the fluid;
The control means and/or the drive means may control any one of the number of fluctuations, the width of fluctuation per unit time, and the acceleration when the size of the bubble and/or the acceleration detected by the detection means are in a predetermined state. The variable inertia force applying device according to claim 2 , characterized in that the above-mentioned changes are made.
前記制御手段及び/又は駆動手段は、上記カウンタによる慣性力情報が閾値を超えたとき、変動数、変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする請求項2に記載の変動的慣性力付与装置。 a counter that measures inertial force information starting from the time when the inertial force applying means starts applying inertial force;
3. The control means and/or the drive means change one or more of the number of fluctuations, the width of fluctuation, and the acceleration when the inertial force information obtained by the counter exceeds a threshold value. Variable inertia force applying device.
上記変動部に対して前記容器を着脱可能に固定できる固定手段を具え、
上記固定手段は、
前記容器を所定範囲内に固定するための立設部と、
上記所定範囲内に配置された容器を変動方向に押圧しながら保持可能な保持部と、を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の変動的慣性力付与装置。 The inertial force applying means is a variable unit that moves the installation base to reciprocate in a predetermined direction,
comprising a fixing means that can detachably fix the container to the variable part,
The above fixing means is
an upright part for fixing the container within a predetermined range;
6. The variable inertial force applying device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a holding portion capable of holding a container placed within the predetermined range while pressing it in a variable direction.
上記設置台を所定方向に往復動させ、上記容器内で上記流動体に鉛直方向、鉛直方向と水平方向の合成方向、及び/又は鉛直面内の回転方向に一様に変動的慣性力を付与する変動力付与手段としての変動部と、
上記変動部に対して上記容器を着脱可能に固定できる固定手段と、を具え、
上記変動部は、地球の重力加速度の2倍(2G)以上の加速度による変動的慣性力を付与し、
上記固定手段は、
上記容器を所定範囲内に固定するための立設部と、
上記所定範囲内に配置された上記容器を変動方向に押圧しながら保持可能な保持部と、を有することを特徴とする変動的慣性力付与装置。 an installation stand on which a container containing a fluid containing bubbles is installed;
The installation table is reciprocated in a predetermined direction, and a variable inertial force is uniformly applied to the fluid in the container in the vertical direction, the composite direction of the vertical and horizontal directions, and/or the rotational direction in the vertical plane. a variable part as a variable force imparting means;
fixing means capable of detachably fixing the container to the variable part;
The variable part applies a variable inertial force due to an acceleration of twice the earth's gravitational acceleration (2G) or more,
The above fixing means is
an upright part for fixing the container within a predetermined range;
A variable inertia force applying device comprising: a holding portion capable of holding the container disposed within the predetermined range while pressing the container in a variable direction.
上記慣性力付与手段は、1.0~5.0mmの範囲内の全振幅で、地球の重力加速度の2倍(2G)以上の加速度による慣性力を付与することを特徴とする変動的慣性力付与装置。 A fluid containing air bubbles and/or voids contained in a container is subjected to a uniformly fluctuating inertial force in the vertical direction, a composite direction of the vertical and horizontal directions, and/or a rotational direction in the vertical plane. A variable inertia force applying device having an inertia force applying means for applying,
The above-mentioned inertial force applying means is a variable inertial force characterized in that it applies an inertial force with an acceleration of twice the earth's gravitational acceleration (2G) or more with a total amplitude within the range of 1.0 to 5.0 mm. Granting device.
上記流動体に対して地球の重力加速度の2倍(2G)以上の慣性力を付与し得、該慣性力を規定する変動幅、単位時間当たりの変動数、加速度の何れか一つ以上を一定に保ち、上記容器内で流動体全体に鉛直方向、鉛直方向と水平方向の合成方向、及び/又は鉛直面内の回転方向に一様に変動的慣性力を付与する慣性力付与ステップを実行させることを特徴とする変動的慣性力付与プログラム。 An inertial force applying device having an installation stand for installing and fixing a container containing a fluid containing bubbles and/or voids,
An inertial force of twice the earth's gravitational acceleration (2G) or more can be applied to the above fluid, and one or more of the fluctuation range, number of fluctuations per unit time, and acceleration that define the inertial force is kept constant. and perform an inertia force applying step of uniformly applying a variable inertia force to the entire fluid in the vertical direction, a composite direction of the vertical and horizontal directions, and/or a rotational direction in the vertical plane. A variable inertia force imparting program characterized by:
前記慣性力付与ステップは、検出された上記気泡の大きさ及び/又は上記加速度が所定状態であるとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする請求項9又は10に記載の変動的慣性力付与プログラム。 further performing a detection step of detecting the size of bubbles in the fluid in the container and/or the acceleration applied to the fluid;
The step of applying inertial force is characterized in that when the detected size of the bubble and/or the acceleration are in a predetermined state, one or more of the number of fluctuations, the width of fluctuation per unit time, and the acceleration is changed. The variable inertia force application program according to claim 9 or 10.
上記慣性力情報が閾値を超えたとき、変動数、単位時間当たりの変動幅、加速度の何れか一つ以上を変化させることを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の変動的慣性力付与プログラム。 Further performing a step of measuring inertial force information starting from the time when the application of the inertial force starts,
Variable inertia according to any one of claims 9 to 11, characterized in that when the inertia force information exceeds a threshold value, any one or more of the number of variations, the width of variation per unit time, and acceleration is changed. Empowerment program.
14. The variable inertia force application program according to claim 9, wherein the variable inertia force is applied by reciprocating the installation base in a predetermined direction.
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