JPH0459937A - Method for bubble refining by ultrasonic wave and apparatus therefor - Google Patents

Method for bubble refining by ultrasonic wave and apparatus therefor

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JPH0459937A
JPH0459937A JP17049390A JP17049390A JPH0459937A JP H0459937 A JPH0459937 A JP H0459937A JP 17049390 A JP17049390 A JP 17049390A JP 17049390 A JP17049390 A JP 17049390A JP H0459937 A JPH0459937 A JP H0459937A
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JP
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ultrasonic
bubbles
gas
bubble
liquid
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JP17049390A
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Inventor
Shinichiro Tomino
伸一郎 冨野
Yasuyuki Nakao
安幸 中尾
Tsutomu Namieno
勉 波江野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To refine bubbles present in a liquid, to promote the reaction of the process and to improve its efficiency by blowing a gas into a liquid while ultrasonic waves are excited and passing the gas into an area where cavitation bubbles are densified. CONSTITUTION:One end of a ultrasonic horn 1 is fitted with a ultrasonic oscillator 2 as well as the other end is immersed into a vessel 3 filled with a liquid 4, and ultrasonic waves are excited thereto. Together with this, a gas 7 is blown into the vessel 3 from a nozzle 8 to form bubbles 5. At the time of the excitation of the ultrasonic waves in the liquid, the bubbles 5 are infiltrated into a cavitation area 6 formed at the tip of the ultrasonic horn 1. In this way, the refining of the bubbles can surely and easily be executed, and the effect of the treating process of executing the gas blowing into the liquid can remarkably be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液中にガスを吹き込んで処理を行うプロセス
、すなわち、水処理における曝気処理や、溶融金属の精
錬、気泡塔等における、超音波による気泡微細化方法お
よびその装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention is applicable to processes in which gas is blown into liquid for treatment, such as aeration treatment in water treatment, molten metal refining, bubble columns, etc. The present invention relates to a method and device for making bubbles finer using sound waves.

[従来の技術] 液中に存在する気泡を微細化する方法には、いくつかの
方法かある。例えは、汚水を生物学的に処理するための
曝気装置に関しては、特開昭63−178899号公報
に示されるものかある。この曝気装置11は、第10図
に示すように、処理槽中に設置した旋回羽根12の表面
に多孔質の膜16を貼り、膜を通してガス7を吹き込み
、該旋回羽根12を回転させることにより、気泡か多孔
質膜を離脱する際にせん断力を加え、微細気泡を発生さ
せるものである(以下この方法を第1の方法と称する)
[Prior Art] There are several methods for making bubbles present in a liquid fine. For example, an aeration device for biologically treating wastewater is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 178899/1983. As shown in FIG. 10, this aeration device 11 is constructed by pasting a porous membrane 16 on the surface of a swirling vane 12 installed in a processing tank, blowing gas 7 through the membrane, and rotating the swirling vane 12. , a shearing force is applied when the bubbles leave the porous membrane to generate fine bubbles (hereinafter this method will be referred to as the first method).
.

次に、熔融金属の精錬プロセスにおいては、特開昭59
−179079号公報に示されるものがある。この方法
は、第11図に示すように、ガスを吹き込むノズルの形
状をガスが吐出する際に旋回流が加わるように加工して
あり、このガスが旋回することにより生ずる液(熔融金
属)との接触面のせん断力により、気泡を微細化せしむ
ものである(以下この方法を第2の方法と称する)。
Next, in the refining process of molten metal,
There is one shown in Japanese Patent No.-179079. In this method, as shown in Figure 11, the shape of the nozzle through which the gas is blown is modified so that a swirling flow is applied when the gas is discharged, and the liquid (molten metal) that is generated by the swirling of the gas is The bubbles are made finer by the shear force of the contact surface (hereinafter, this method will be referred to as the second method).

また、超音波による液中気泡の微細化方法として、特開
平1−127624号公報に示される方法がある。この
超音波による気泡微細化装置は、第12図に示すように
、ガス7を吹き込むノズル8に超音波を加振し、気泡を
微細化せしめるものである(以下この方法を第3の方法
と称する)。
Furthermore, as a method for making bubbles in liquid finer using ultrasonic waves, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-127624. As shown in Fig. 12, this ultrasonic bubble miniaturization device applies ultrasonic waves to a nozzle 8 into which gas 7 is blown to make the bubbles microscopic (hereinafter, this method will be referred to as the third method). ).

第12図中2は超音波振動子、4は液、20は耐火物を
示す。
In FIG. 12, 2 indicates an ultrasonic vibrator, 4 indicates a liquid, and 20 indicates a refractory.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、これらの方法には、いくつかの問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, these methods have several problems.

まず、¥S1の方法においては、ガス吹き込み時点での
気泡微細化は達成できるが、気泡の上昇過程において凝
集合体して粗大な気泡となってしまうことは避は難く、
気泡上昇過程でも気泡を微細な状態で維持するためには
、何らかの気泡微細化手段を別途用いる必要があった。
First, in the method of ¥S1, it is possible to achieve fine bubbles at the time of gas injection, but it is inevitable that the bubbles will aggregate and coalesce into coarse bubbles during the rising process.
In order to maintain the bubbles in a fine state even during the bubble rising process, it was necessary to separately use some kind of bubble refinement means.

次に、第2の方法においては、第1の方法の問題点の他
に、ガス吹き込み時の気泡微細化を達成するためには、
ある一定態上のガス吹き込み圧力を確保する必要があっ
た。
Next, in the second method, in addition to the problems of the first method, in order to achieve bubble refinement during gas blowing,
It was necessary to maintain a certain constant gas blowing pressure.

最後に、第3の方法においては、第1の方法の問題点の
他に、第13図に示すように、ノズル8からのガス7吹
き込み量の増大に伴い、ガスの連続相の長さ(以下、こ
の長さを気泡到達距離14と称する)がある値以上にな
ると、微細化しきれない気泡5が発生するため、工業的
な規模のプロセスへの適用が困難であるという問題があ
った。
Finally, in the third method, in addition to the problems of the first method, as shown in FIG. 13, the length of the continuous phase of the gas ( Hereinafter, this length will be referred to as the bubble reach distance 14) If the length exceeds a certain value, bubbles 5 that cannot be further refined will be generated, making it difficult to apply to industrial-scale processes.

本発明は以上のような従来技術に改善を加えて、液中に
存在する気泡の微細化を図ることにより、曝気処理プロ
セスや溶融金属の1+i!錬プロセス等の反応促進と効
率化を図ることを目的とする。
The present invention improves the prior art as described above, and by making the bubbles present in the liquid finer, the aeration process and the molten metal 1+i! The purpose is to promote reactions and improve efficiency in metallization processes, etc.

[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、 (1)超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで処
理を行うにあたり、キャビテーション気泡の密なる領域
(以下、キャビテーション領域と称する)内にガスを通
過させることを特徴とする超音波による気泡微細化方法
、(2)超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで
処理を行うにあたり、液中に存在する気泡の通過する範
囲を、超音波加振による生成するキャビテーション領域
で覆うことを特徴とする超音波による気泡微細化方法、 (3)超音波を加振しながら液中にノズルを通してガス
を吹き込むに際し、ノズルの開口部を超音波加振により
生成するキャビテーション領域で覆うことを特徴とする
超音波による気泡微細化方法、 (4)超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで処
理を行うにあたり、ガスの流路を超音波ホーンの内部に
設け、この流路を通じてガスを吹き込む時にノズル先端
に生成するガスの連続相の長さを超音波加振により生成
するキャビテーション領域の到達長さ以下にすることを
特徴とする超音波による気泡微細叱方Y去、 (5)周波数を30kHz以下とすることを特徴とする
前記(1) 、 (2) 、 (3)項または(4)項
記載の超音波による気泡m細化方法、 (6)超音波出力を100W以上とすることを特徴とす
る前記(1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)項
または(5)項記載の超音波による気泡微細化方法、(
7)u音波加振装置本体と液中に浸漬させた超音波ホー
ンまたは超音波先端チップ(以下、超音波ホーンと称す
る)を備えたことを特徴とする超音波による気泡微細化
装置、 (8)超音波ホーンは、気泡の上昇方向に対し、角度を
つけて設置したことを特徴とする前記(7)項記載の超
音波による気泡微細化装置、(9)超音波ホーンは、液
中に存在する気泡の通過する範囲の30cm以内に設置
したことを特徴とする前記(7)項または(8)項記載
の超音波による気泡微細化装置、 (10)超音波ホーンは、ガスを吹き込むノズル開口部
の30cm以内に設置したことを特徴とする前記(ア)
項または(8)項記載の超音波による気泡微細化装置、 (11)超音波ホーンは、複数、設置することを特徴と
する前記(7) 、 (8) 、 (9)項または(1
0)項記載の超音波による気泡微細化装置、 (12)超音波ホーンの内部にガス通路を形成し、液中
にガスを吹き込む該超音波ホーンのノズルの孔数を複数
、設けたことを特1穀とする前記(ア)項記載の超音波
による気泡微細化装置、 (13)超音波ホーン先端径を5mm以上としたことを
特徴とする前記(7) 、 (8) 、 (9) 、 
(10) 、 (++)項または(12)項記載の超音
波による気泡微細化装置、 を要旨とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above objects, the present invention has the following objectives: (1) When performing treatment by blowing gas into a liquid while exciting ultrasonic waves, a region with dense cavitation bubbles (hereinafter referred to as (2) A method of bubble miniaturization using ultrasonic waves, which is characterized by passing a gas through a cavitation region (referred to as a cavitation region). An ultrasonic bubble miniaturization method characterized by covering the range through which existing bubbles pass with a cavitation region generated by ultrasonic excitation; An ultrasonic bubble miniaturization method characterized by covering the opening of a nozzle with a cavitation region generated by ultrasonic vibration during injection; In performing this, a gas flow path is provided inside the ultrasonic horn, and when gas is blown through this flow path, the length of the continuous phase of gas generated at the nozzle tip is the length reached by the cavitation region generated by ultrasonic excitation. (5) Items (1), (2), (3) or (4) above, characterized in that the frequency is 30 kHz or less; (6) The ultrasonic wave output is 100W or more, as described in (1), (2), (3), (4) or (5) above. The ultrasonic bubble miniaturization method described, (
7) An ultrasonic bubble atomization device characterized by being equipped with a u-sonic wave excitation device body and an ultrasonic horn or ultrasonic tip (hereinafter referred to as an ultrasonic horn) immersed in a liquid, (8) ) The ultrasonic horn is installed at an angle with respect to the rising direction of the bubbles. The ultrasonic bubble atomization device according to item (7) or (8), characterized in that the device is installed within 30 cm of the range through which existing air bubbles pass; (10) the ultrasonic horn is a nozzle for blowing gas; (a) above, characterized in that it is installed within 30 cm of the opening;
The ultrasonic bubble atomization device as described in item (7), (8), (9) or (1) above, characterized in that a plurality of ultrasonic horns are installed.
The ultrasonic bubble atomization device according to item 0), (12) a gas passage formed inside an ultrasonic horn, and a plurality of nozzles of the ultrasonic horn for blowing gas into the liquid. The ultrasonic bubble atomization device according to item (A) above as a special feature, (13) the ultrasonic horn having a tip diameter of 5 mm or more (7), (8), (9). ,
The gist of the present invention is the ultrasonic bubble micronization device described in (10), (++) or (12).

[作   用〕 まず、本発明者らは、超音波による液中気泡の微細化メ
カニズムを第1図に示す水モデル実験装置により検討し
た。該実験装置を簡単に説明すると、超音波ホーン1 
(材質は、金属でもセラミックス製でも可)の一端に超
音波振動子2を装着し、他端を液4を満たした容器3中
に浸漬し、超音波加振を行うことにより、ガス7をノズ
ル8から吹き込んで生成した気泡5に及ぼす超音波ホー
ン1の先端の超音波振動の影響を調査するためのもので
ある。
[Function] First, the present inventors investigated the mechanism of miniaturization of bubbles in liquid by ultrasonic waves using a water model experimental apparatus shown in FIG. To briefly explain the experimental equipment, the ultrasonic horn 1
The ultrasonic vibrator 2 is attached to one end (the material can be made of metal or ceramics), the other end is immersed in the container 3 filled with the liquid 4, and the gas 7 is excited by ultrasonic vibration. The purpose of this study is to investigate the influence of ultrasonic vibrations at the tip of the ultrasonic horn 1 on the bubbles 5 produced by blowing from the nozzle 8.

その結果、第2図に示すように、超音波の液中加振時に
超音波ホーン1の先端に生ずるキャビテーション領域6
内に侵入した気泡5のみが、微細化することを見いだし
た。これは、気泡の微細化メカニズムとして、キャビテ
ーション領域6内に存在しているキャビテーション気泡
9が圧壊する際に生ずる巨大な衝撃圧が、気泡を形成す
る気泡界面張力以上の力となって、気泡界面に作用する
ためである、と考えられる。
As a result, as shown in FIG.
It has been found that only the bubbles 5 that have entered the interior become finer. This is because, as a bubble refinement mechanism, the enormous impact pressure generated when the cavitation bubbles 9 existing in the cavitation region 6 collapse becomes a force greater than the bubble interfacial tension that forms the bubbles, and the bubble interface This is thought to be because it acts on

すなわち、液中に存在する気泡5は、ガス吹き込み時で
も、気泡上昇過程においても、キャビテーション領域6
内を通過させれば、微細化することがわかった。この結
果、曝気処理や精錬プロセスにおいて、気泡を微細化す
ることにより、反応の促進や効率の向上、さらには気泡
破裂に伴う液表面の揺動やスプラ・ソシュを低減するこ
とが可能となった。
In other words, the bubbles 5 existing in the liquid form the cavitation region 6 both during gas blowing and during the bubble rising process.
It was found that if the particles were allowed to pass through the interior, they would become finer. As a result, by making the bubbles smaller during aeration and refining processes, it has become possible to accelerate reactions and improve efficiency, as well as reduce liquid surface fluctuations and splatter caused by bubble bursting. .

[実 施 例] 以下、図に示す実施例について説明する。[Example] The embodiment shown in the figures will be described below.

まず、第3図に示す実験装置にて、水中に超音波加振し
、超音波ホーン1先端に生成するキャビテーション領域
6の長さ10に及はす超音波周波数と出力(超音波ホー
ン先端振幅)の影響を調査した。この時、超音波ホーン
1の材質は、チタン製で、超音波ホーンの先端径は40
mmであった。この結果を第4図に示した。第4図から
、超音波周波数を10k)lzと20 kHzで比へる
と、同一超音波ホーン先端振幅では、低周波数(10k
)12)のほうが、キャビテーション領域長さが大きく
なること、また、出力(超音波ホーン先端振幅)が大き
くなるほど、キャビテーション領域長さが大きくなるこ
とがわかった。つまり、超音波による気泡微細化の効率
を向上させるためには、低周波で高出力にすることが有
効であると考えられる。
First, using the experimental apparatus shown in Fig. 3, ultrasonic vibration is applied to water, and the ultrasonic frequency and output (ultrasonic horn tip amplitude ) was investigated. At this time, the material of the ultrasonic horn 1 is titanium, and the tip diameter of the ultrasonic horn is 40 mm.
It was mm. The results are shown in FIG. From Figure 4, if we compare the ultrasonic frequencies between 10k)lz and 20kHz, we can see that with the same ultrasonic horn tip amplitude, the lower frequency (10k)
) 12), it was found that the length of the cavitation region becomes larger, and that the length of the cavitation region becomes larger as the output (ultrasonic horn tip amplitude) becomes larger. In other words, in order to improve the efficiency of bubble miniaturization by ultrasonic waves, it is considered effective to use low frequency and high output.

次に、第3図に示す実験装置にて、水中に超音波加振し
、超音波ホーン1の先端に生成するキャビテーション領
域6の長さ10に及ぼす超音波ホーン先端径の影響を調
査した。この結果を第5図に示す。第5図から、超音波
ホーン先端径を20mmと40mmで比へると、同一超
音波ホーン先端振幅では、超音波ホーン先端径か大きい
(40mm)はうが、キャビテーション領域長さが大き
くなることかわかった。つまり、超音波による気泡微細
化の効率を向上させるためには、超音波ホーン先端径を
大きくすることが有効であると考えられる。
Next, using the experimental apparatus shown in FIG. 3, ultrasonic waves were excited into water, and the influence of the diameter of the ultrasonic horn tip on the length 10 of the cavitation region 6 generated at the tip of the ultrasonic horn 1 was investigated. The results are shown in FIG. From Figure 5, when comparing the ultrasonic horn tip diameters of 20 mm and 40 mm, with the same ultrasonic horn tip amplitude, the ultrasonic horn tip diameter is larger (40 mm), but the cavitation region length becomes larger. I understand. In other words, in order to improve the efficiency of bubble miniaturization by ultrasonic waves, it is considered effective to increase the diameter of the tip of the ultrasonic horn.

そして、第1図に示す実験装置にて、水中に空気を吹き
込んで気泡を生成し、超音波を加振して気泡微細化効果
を調査した。発明者らの観察によれば、吹き込みガス流
量に関係なく、キャビテーション傾域内に侵入した気泡
は、全て当初(@細化される以前の)気泡径の1/10
以下に微細化された。
Then, using the experimental apparatus shown in FIG. 1, air was blown into water to generate bubbles, and ultrasonic waves were applied to investigate the bubble refinement effect. According to the inventors' observations, regardless of the blown gas flow rate, the bubbles that entered the cavitation gradient region were all 1/10 of the initial bubble diameter (before being thinned).
It has been refined below.

また、第6図に示す実験装置にて、水と空気の二相流れ
に空気の気泡の通る流路断面を全てキャビテーション領
域6で覆うように超音波加振したところ、流路を上昇し
てくる全ての気泡5を微細化することが可能であること
がわかった。図中3は容器、4は水である。
In addition, using the experimental apparatus shown in Fig. 6, when ultrasonic waves were applied to a two-phase flow of water and air so that the entire cross section of the flow path through which air bubbles passed was covered with the cavitation region 6, the air bubbles rose up the flow path. It has been found that it is possible to make all the bubbles 5 fine. In the figure, 3 is a container and 4 is water.

さらに、第7区に示す実験装置にて、空気7を吹き込む
ノズル8の断面を全てキャビテーション領域6で覆うよ
うに超音波加振したところ、気泡到達長さがキャビテー
ション領域よりも小さいガス流量範囲においては、全て
の気泡を微細化することが可能なことがわかった。
Furthermore, using the experimental equipment shown in Section 7, when ultrasonic vibration was applied so that the entire cross section of the nozzle 8 that blows air 7 was covered with the cavitation region 6, it was found that in the gas flow rate range where the bubble reaching length was smaller than the cavitation region. It was found that it is possible to make all the bubbles fine.

そして、第8図に示す実験装置にて、超音波ホーン1の
中にガス7の流路を設け、このガス流路を通して空気を
水中に吹き込み、超音波加振したところ、気泡到達長さ
がキャビテーション領域6よりも小さいガス流量範囲に
おいては、全ての気泡を微細化することが可能なことが
わかった。
Then, using the experimental apparatus shown in Fig. 8, a flow path for gas 7 was provided in the ultrasonic horn 1, air was blown into water through this gas flow path, and ultrasonic vibration was applied. It has been found that in a gas flow rate range smaller than the cavitation region 6, it is possible to make all the bubbles fine.

最後に、第8図の実験装置における同一超音波加振条件
での気泡微細化が可能な吹き込みガス量の増大を図るた
め、第6図の超音波ホーンのノズル形状を第9図(A)
 、 CB) に示すように変更(孔数を増大)し、ガ
ス流路を通じて空気を水中に吹き込み、超音波加振した
ところ、気泡到達長さがキャビテーション領域よりも小
さいガス流量範囲においては、全ての気泡を微細化する
ことが可能なことがわかった。この結果、第8図に示す
ような方法による超音波による気泡微細化の効率向上(
同一超音波加振条件における気泡微細化比率増大)には
、ガス吹き込みノズルの孔数を増大し、気泡到達距離を
減少させることが有効なことがわかった。
Finally, in order to increase the amount of blown gas that enables bubble refinement under the same ultrasonic excitation conditions in the experimental apparatus shown in Fig. 8, the nozzle shape of the ultrasonic horn shown in Fig. 6 was changed to that shown in Fig. 9 (A).
, CB) was changed as shown in (increasing the number of holes), air was blown into the water through the gas flow path, and ultrasonic vibration was applied. In the gas flow range where the bubble reaching length was smaller than the cavitation region, all It was found that it is possible to make the bubbles smaller. As a result, the efficiency of bubble miniaturization by ultrasonic waves is improved by the method shown in Figure 8 (
It was found that increasing the number of holes in the gas blowing nozzle and decreasing the bubble reach distance was effective for increasing the bubble refinement ratio under the same ultrasonic excitation conditions.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明は液中を上昇する気泡をキャ
ビテーション領域内に導いて微細化するものであるから
、気泡の微細化を確実にかつ容易に行うことができ、液
中へのガス吹き込みを行う処理プロセスの効果を著しく
増大させることができる顕著な効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, since the present invention guides the bubbles rising in the liquid into the cavitation region and makes them fine, the bubbles can be made fine easily and reliably. There is a significant effect that the effectiveness of the treatment process in which gas is blown into the liquid can be significantly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実験装置を例示する断面図、第2図は
本発明に係るキャビテーション領域を説明する模式図、
第3図は実験装置を例示する断面図、第4図及び第5図
は実験結果を示す、超音波ホーン先端振幅とキャビテー
ション領域長さとの関係を示す図、第6図、第7図、第
8図は本発明の実施例装置を示す断面図、第9図(A)
及び(B)は本発明に係るノズルを例示する側面図及び
正面図、第10図、第11図(八)、(B)、M 12
図は従来技術の説明図、第13図は吹き込みガスの連続
相の長さを説明する断面図である。 1・・・超音波ホーン 2・・・超音波振動子3・・・
容器     4・・・液体 5・・・気泡 6・・・キャビテーション領域 7・・・ガス     8・・・ノズル9・・・キャビ
テーション気泡 10・・・キャビテーション領域長さ 11・・・曝気装置  12・・・旋回羽根13・・・
膜体    14・・・気泡到達距離他4名 第1図 第3図 IO:キャビテーション領域長さ 第4図 超音ホーン先端振幅(μm) 第5図 超音ホーン先端振幅(μm) 第 図 3・容器 第 図 ア (△)
FIG. 1 is a sectional view illustrating the experimental apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the cavitation region according to the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the experimental apparatus, FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the experimental results, and diagrams showing the relationship between the ultrasonic horn tip amplitude and the cavitation region length. FIGS. FIG. 8 is a sectional view showing an embodiment of the device of the present invention, and FIG. 9(A)
and (B) are side and front views illustrating the nozzle according to the present invention, FIGS. 10 and 11 (8), (B), M 12
The figure is an explanatory diagram of the prior art, and FIG. 13 is a cross-sectional diagram illustrating the length of the continuous phase of the blown gas. 1... Ultrasonic horn 2... Ultrasonic vibrator 3...
Container 4... Liquid 5... Bubbles 6... Cavitation area 7... Gas 8... Nozzle 9... Cavitation bubbles 10... Cavitation area length 11... Aeration device 12...・Swirl blade 13...
Membrane body 14... Bubble reach distance and 4 others Figure 1 Figure 3 IO: Cavitation area length Figure 4 Ultrasonic horn tip amplitude (μm) Figure 5 Ultrasonic horn tip amplitude (μm) Figure 3. Container diagram A (△)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで処理
を行うにあたり、超音波加振にともない生成するキャビ
テーション気泡の密なる領域内にガスを通過させること
を特徴とする超音波による気泡微細化方法。 2 超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで処理
を行うにあたり、液中に存在する気泡の通過する範囲を
、超音波加振により生成するキャビテーション気泡の密
なる領域で覆うことを特徴とする超音波による気泡微細
化方法。 3 超音波を加振しながら液中にノズルまたは羽口を通
じてガスを吹き込むに際し、ノズルの開口部を超音波加
振により生成するキャビテーション気泡の密なる領域で
覆うことを特徴とする超音波による気泡微細化方法。 4 超音波を加振しながら液中にガスを吹き込んで処理
を行うにあたり、ガスの流路を超音波ホーンの内部に設
け、この流路を通じてガスを吹き込む時にノズル先端に
生成するガスの連続相の長さを超音波加振により生成す
るキャビテーション気泡の密なる領域の到達長さ以下に
することを特徴とする超音波による気泡微細化方法。 5 周波数を30kHz以下とすることを特徴とする請
求項1、2、3または4記載の超音波による気泡微細化
方法。 5 超音波出力を100W以上とすることを特徴とする
請求項1、2、3、4または5記載の超音波による気泡
微細化方法。 7 超音波加振装置本体と液中に浸漬させた超音波ホー
ンまたは超音波先端チップを備えたことを特徴とする超
音波による気泡微細化装置。 8 超音波ホーンは、気泡の上昇方向に対し、角度をつ
けて設置したことを特徴とする請求項7記載の超音波に
よる気泡微細化装置。 9 超音波ホーンは、液中に存在する気泡の通過する範
囲の30cm以内に設置したことを特徴とする請求項7
または8記載の超音波による気泡微細化装置。 10 超音波ホーンは、ガスを吹き込むノズル開口部の
30cm以内に設置したことを特徴とする請求項7また
は8記載の超音波による気泡微細化装置。 11 超音波ホーンを、複数、設置したことを特徴とす
る請求項7、8、9または10記載の超音波による気泡
微細化装置。 12 超音波ホーンの内部にガス通路を形成し、液中に
ガスを吹き込む該超音波ホーンのノズルの孔数を複数、
設けたことを特徴とする 請求項7記載の超音波による気泡微細化装置。 13 超音波ホーンの液中に浸漬する側の径を5mm以
上としたことを特徴とする請求項7、8、9、10、1
1または12記載の超音波による気泡微細化装置。
[Claims] 1. A method characterized in that when processing is performed by blowing gas into a liquid while applying ultrasonic waves, the gas is passed through a dense region of cavitation bubbles that are generated as a result of the ultrasonic vibrations. A method of bubble miniaturization using ultrasonic waves. 2. When processing is performed by blowing gas into the liquid while applying ultrasonic waves, the area through which the bubbles existing in the liquid pass is covered with a dense area of cavitation bubbles generated by the ultrasonic vibrations. This is a bubble miniaturization method using ultrasonic waves. 3 Ultrasonic bubbles characterized in that when gas is blown into a liquid through a nozzle or tuyere while applying ultrasonic waves, the opening of the nozzle is covered with a dense area of cavitation bubbles generated by the ultrasonic vibrations. Refinement method. 4. When processing by blowing gas into liquid while exciting ultrasonic waves, a gas flow path is provided inside the ultrasonic horn, and when gas is blown through this flow path, a continuous phase of gas is generated at the nozzle tip. A method for making bubbles finer using ultrasonic waves, characterized in that the length of the bubbles is made equal to or less than the length reached by a dense region of cavitation bubbles generated by ultrasonic excitation. 5. The method of ultrasonic bubble miniaturization according to claim 1, 2, 3, or 4, characterized in that the frequency is 30 kHz or less. 5. The ultrasonic bubble micronization method according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, characterized in that the ultrasonic output is 100 W or more. 7. An ultrasonic bubble micronization device characterized by comprising an ultrasonic vibration device main body and an ultrasonic horn or ultrasonic tip immersed in a liquid. 8. The ultrasonic bubble atomization device according to claim 7, wherein the ultrasonic horn is installed at an angle to the upward direction of the bubbles. 9. Claim 7, characterized in that the ultrasonic horn is installed within 30 cm of the range through which air bubbles present in the liquid pass.
Or the bubble micronization device using ultrasonic waves according to 8. 10. The ultrasonic bubble atomization device according to claim 7 or 8, wherein the ultrasonic horn is installed within 30 cm of a nozzle opening for blowing gas. 11. The ultrasonic bubble atomization device according to claim 7, 8, 9 or 10, characterized in that a plurality of ultrasonic horns are installed. 12 A gas passage is formed inside the ultrasonic horn, and the number of holes of the nozzle of the ultrasonic horn that blows gas into the liquid is plural.
8. The ultrasonic bubble micronization device according to claim 7, further comprising: an ultrasonic bubble micronization device. 13. Claims 7, 8, 9, 10, 1, characterized in that the diameter of the side of the ultrasonic horn that is immersed in the liquid is 5 mm or more.
13. The ultrasonic bubble micronization device according to 1 or 12.
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