JPH06190270A - 超音波により化学反応を行わせる反応器 - Google Patents

超音波により化学反応を行わせる反応器

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JPH06190270A
JPH06190270A JP5214163A JP21416393A JPH06190270A JP H06190270 A JPH06190270 A JP H06190270A JP 5214163 A JP5214163 A JP 5214163A JP 21416393 A JP21416393 A JP 21416393A JP H06190270 A JPH06190270 A JP H06190270A
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JP
Japan
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reactor
ultrasonic
chemical reaction
wall
ultrasonic transducers
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JP5214163A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Berger
ハーラルト・ベルガー
Norbert Dragesser
ノルベルト・ドラゲッザー
Rudolf Heumueller
ルドルフ・ホイミュラー
Erich Schaetzer
エリッヒ・シェッツァー
Manfred Wagner
マンフレート・ヴァグナー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種の温度にて、超音波の支援により異質相
間、均質相間、バッチ毎、又は連続的な化学反応を確実
に開始し、実施することが出来る反応器を提供すること
を目的とする。 【構成】 少なくとも３つの超音波変換器１５が反応器
１０の底部１３に配置され、少なくとも６つの超音波変
換器１５が壁１４に配置されることを特徴とする、超音
波作用により化学反応を行わせる反応器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波の作用により化
学反応を行わせる反応器に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記型式の反応器は、スチーブン・Ｖ．
レイ（Steven V. Ley）及びキャロライン・Ｍ.Ｒ.ロウ
（Caroline M.R. Low）が、Springer-Verlag 1989の18
乃至28ページに記載した「合成における超音波（Ultras
ound in Synthesis）」という論文に掲載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記論文によれば、こ
の反応器は、超音波変換器が取り付けられた容器を備
え、この容器には液体媒体（例えば、水）が充填されて
おり、反応混合体を保持する反応容器がその液体媒体に
浸漬されるようになっている。この反応器は、液体媒体
の音響出力が調節不能であり、液体媒体が使用されるに
伴なって、超音波の強さ及び周波数が共に変化するとい
う欠点がある。この超音波は、媒体を通過するときに更
に減衰され、このため、反応容器内の音響的強さは、通
常、有効下限値を僅かに上廻る程度に過ぎない。別の危
険な特徴は、反応結果が再現可能であるか否かは、浴内
の反応容器の位置及び反応容器に反応混合体を充填する
程度によって略決まることである。
【０００４】別の実施例では、角状の超音波変換器が反
応容器内に配置されると共に反応混合体内に浸漬され
る。この実施例の欠点は、音波が超音波変換器のロッド
状端部の極く付近に集中されるのみであり、反応容積の
大部分には音波が作用しない点である。
【０００５】更に別の実施例では反応容器にノズルが設
けられ、振動板の形態の超音波変換器がそのノズル内に
突出している。反応混合体はこのノズルを通じて振動板
上に送出される。この型式の反応器は液相間の反応に適
するのみであり、液相と固相間の反応には適用不可能で
ある。
【０００６】本発明の目的は上述の従来の反応器の問題
点を解決することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の本発明の目的は、
反応器の底部に少なくとも３つの超音波変換器が配置さ
れ、反応器の壁に少なくとも６つの超音波変換器が配置
された反応器により実現される。
【０００８】この超音波変換器は反応器の底部及び壁に
一体化され、また、キャップが設けられている。この反
応器の底部及び壁は二重壁にすることが出来る。別の実
施例では、反応器の底部に少なくとも５つの超音波変換
器が配置され、反応器の壁に少なくとも８つの超音波変
換器を配置される。
【０００９】本発明による反応器の利点は、概ね種々の
温度で、超音波の支援により異質相間、均質相間、バッ
チ毎、又は連続的な化学反応を確実に開始し、実施する
ことが出来る点である。更に、音響出力を調節すること
により超音波の効果を変化させることが可能であるとい
う利点もある。
【００１０】
【実施例】以下、単に一つの可能な実施例を示す添付図
面を参照して本発明の特徴を詳細に説明する。
【００１１】図は、上方部分１及び下方部分２を備える
撹拌容器１０の形態の反応器を示す。容器１０の上方部
分１には充填ポート１１、１２が設けられている。化学
抵抗性材料で形成することが望ましい下方部分２には、
その底部１３及びその壁１４に、超音波を伝送する電気
機械変換器（超音波変換器）１５が設けられる。超音波
変換器１５は、底部及び壁に接着され、又は溶接によっ
て、底部及び壁に一体化される。この反応器の可能な最
大音響出力は、設けられる超音波変換器の数により決ま
る。反応器１３の底部に設けられた超音波変換器１５及
び反応器の壁１４に設けられた変換器は、必要な場合に
は、可調節型超音波発生器１６によりケーブル７を介し
て互いに独立に駆動することにより、その超音波出力を
変化させることが出来る。超音波変換器１５は、キャッ
プ６により周囲の作用から遮蔽することができ、このキ
ャップは保護ガスで洗浄される。反応器１３の下方部分
には、更に、底部出口弁８を備えることができ、又、二
重ジャケット３を設けることにより、ジャケット３を通
じて冷却又は加熱媒体を送出することができる。このよ
うに、個々の超音波変換器１５間の冷却又は加熱を保証
することができる。また、反応器には撹拌装置９を更に
設けることも出来る。
【００１２】上述の反応器は、無機及び有機合成反応を
超音波により工業的規模で確実に且つ容易に行うことを
許容する。均質な液相においても、異質相（液体／固体
及び液体／液体）間においても、共に反応が可能であ
る。この超音波変換器は、容器の底部１３及び容器の壁
１４に取り付けて、個々に、又は一つの群として互いに
独立に作動させることができる。後者の場合、最初に底
部の変換器群により少量の反応材料に経済的且つ効果的
な音波作用を付与し、次に、壁の変換器群をスイッチ・
オンにして大量の材料に対する出力を増大することがで
きるという利点がある。反応器に取り付けられた超音波
変換器をキャップ６で包み込み、また、必要な場合に
は、キャップ６を保護ガスで洗浄することにより、爆発
の危険のある区域内で反応器を作動させることも可能で
ある。
【００１３】反応材料は、入口４及び出口５を有する容
器２の下方部分に取り付けられた二重ジャケット３を介
して、音波作用中、必要に応じて加熱し又は冷却するこ
とができる。同様に、一つの成分を潅流する状態におい
ても、または同時に蒸留する状態においても、反応させ
ることが可能である。
【００１４】例えば、反応成分又は保護ガスの供給は、
容器１の上方部分の接続部を介して行うことも可能であ
る。必要性及び反応器の寸法に従って、必要なだけ多数
の超音波変換器１５を反応器１０の底部１３及び壁１４
に取り付けることができる。反応器の公称容積が約５０
リットルの場合、底部１３に５つの超音波変換器１５を
設け、壁１４に８つの超音波変換器１５を設ければ十分
であることが確認されている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の反応器に
よれば、種々の温度で、超音波の支援により異質相間、
均質相間、バッチ毎、又は連続的な化学反応を確実に開
始し、実施することが出来る点である。更に、音響出力
を調節することにより超音波の効果を変化させることが
可能であるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の反応器を示し、上方部分及
び下方部分を備える撹拌容器の形態の反応器を示す断面
図である。
【符号の説明】
１ 容器の上方部分 ２ 容器の下方
部分 ３ 二重ジャケット ４ 入口 ５ 出口 ７ ケーブル ８ 弁 ９ 撹拌器 １０ 反応器 １１ 充填ポー
ト １２ 充填ポート １３ 底部 １４ 壁 １５ 超音波変
換器 １６ 可調節型超音波発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ・ホイミュラー ドイツ連邦共和国デー−63110 ロトガウ, シュトラントプロメナーデ ３ (72)発明者 エリッヒ・シェッツァー ドイツ連邦共和国デー−64625 ベンスハ イム，ケルテンシュトラーセ 37 (72)発明者 マンフレート・ヴァグナー ドイツ連邦共和国デー−65719 ホフハイ ム・アム・タウヌス，レーンシュトラーセ 10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波により化学反応を行わせる反応器
    において、少なくとも３つの超音波変換器（１５）が該
    反応器（１０）の底部（１３）に配置され、少なくとも
    ６つの超音波変換器（１５）が壁（１４）に配置されて
    いることを特徴とする、超音波により化学反応を行わせ
    る反応器。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の反応器において、前記
    超音波変換器（１５）は前記底部（１３）及び前記壁
    （１４）に一体化され、前記変換器にはそれぞれキャッ
    プ（６）が設けられている、前記反応器。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の反応器において、前記
    底部（１３）及び前記壁（１４）が二重壁で構成されて
    いる、前記反応器。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の反応器において、少な
    くとも５つの超音波変換器（１５）が前記底部（１３）
    に配置され、少なくとも８つの超音波変換器（１５）が
    前記壁（１４）に配置されている、前記反応器。
JP5214163A 1992-08-28 1993-08-30 超音波により化学反応を行わせる反応器 Pending JPH06190270A (ja)

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