KR101503080B1 - 고강도 음향파 인가를 개선하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면 음향파, 예를 들면 초음파 및 기체 매질, 예를 들면 스팀이 처리 구역에서 합치된 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법(및 대응하는 시스템)이 제공된다. 이는 하나 이상의 고강도 음향파 발생기 및/또는 반사기의 결합에 의해 달성된다. 이 방식으로, 음향파가 직접 기체 매질에 영향을 주도록 제 2 발생기 또는 반사기가 위치됨으로서 기체 매질의 영역(또는 기치 매질이 물체에 영향을 주는 장소)에서의 개선된 효율이 성취된다.
기체 매질, 음향파 발생기, 하트만 발생기, 르바슈르 휘슬,

Description

고강도 음향파 인가를 개선하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ENHANCED HIGH INTENSITY ACOUSTIC WAVES APPLICATION}
본 발명은 일반적으로 하나 이상의 물체 또는 아이템 또는 입자에 고강도 음향파를 인가하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 보다 명확하게는 음파(가청음) 또는 초음파 주파수의 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
기체 내에서의 고강도 음향파(음파 및/또는 초음파)는 기체 분자가 매우 빠른 속도 및 변위를 갖도록 한다. 일례로서, 160dB(발생기의 개구로부터 대략 10cm에서)의 음파 압력 레벨(sound pressure level: SPL)은 22.000Hz에서 4.5m/s의 입자 속도와 33μm의 변위에 대응한다. 즉, 고강도 음향파의 인가는 기체 분자의 운동 에너지를 현저하게 증가시킨다.
고강도 음향파의 인가에 따른 기체 매질 내의 기체 분자의 큰 변위 및 고 운동 에너지는 고체 물체 주변의 기체 또는 공기를 높은 양의 에너지로 진동하게 할 것이다. 진동하는 기체 또는 공기가 고체 물체 또는 입자와 상호작용하면, 열 전도 및/또는 질량 수송과 같은 프로세스가 개선된다.
어떤 고강도 음향파 발생기는 고강도 음향파를 발생시키기 위해서 가압 스팀 또는 공기 또는 다른 유형의 기체 매질을 사용한다. 일례는 예를 들어 동일 출원인 에 의해 유럽 특허 EP 1381399에 개시된 초음파 발생기이다. 이 발생기에서, 초임계(즉, 초음파) 스팀의 분사 스트림(stream)은 노즐로부터 발사되어 초음파를 발생시키는 공진기에서 서서히 감소한다. 공진기에서의 제동시에 그 동작 원리를 초음속 스팀의 자동 진동에 기반하는 발생기는 하트만(Hartmann) 발생기라고 하거나 또는 널리 공지된 하트만의 원리에 따라 작동한다고 한다. 여러 유형의 하트만 발생기가 존재한다(예를 들어 종래의, 스템-제트(stem-jet), 디스크-제트(disk-jet) 및 슬롯-제트(slot-jet) 뿐만 아니라 라발노즐(Laval-nozzle) 하트만 발생기). 가압 기체 매질을 사용한 다른 유형의 고강도 음향파 발생기(즉, 기체-분사 발생기)는 르바슈르 휘슬(Levavasseur whistle)이다.
이러한 발생기에서, 도 1에 관한 소정의 발생기에 대하여 논의되는 바와 같이, 발생된 초음파 및 기체는 특정 방향(발생기의 특정 설계에 의존하는)으로 전파된다.
이와 같은 발생기의 통상적인 특성은 기체 스팀 및 음향파가 합치하지 않는다는 것이다.
전형적으로, 이와 같은 음향파 장치의 사용은 소정의 목적을 위해서 발생된 음향파의 사용을 주로 포함했고 반면에 기체 매질은 어떤 특정한 사용 없이 부산물로서 더 인식되었다.
이와 같은 전형적인 음파 장치에서 스팀은 최근까지 특정 목적을 갖는 기체 구동 매질로 사용되지 않았다.
최근의 하트만 발생기에서의 가열 스팀과 같은 가열 기체 매질을 사용하여 초음파를 발생시키는 것은 동일 출원인에 의한 유럽 특허 EP 1381399에 기술된 바와 같이 식품류의 살균 처리를 또한 크게 개선한다. EP 1381399는 식품류를 손상시키지 않고 식품류의 표면에 세균 등을 효과적으로 살균하기 위한 가열 스팀 및 초음파의 인가를 개시한다. 가압 스팀은 상기 프로세스에서 초음파를 발생시키는 초음파 발생기를 통해서 가압된다. 스팀은 식품류에 지향되고 초음파는 에너지를 공급함으로써 살균 프로세스를 개선한다.
도 1에서 아주 더 상세하게 나타내고 설명되는 바와 같이, 이와 같은 다양한 유형의 하트만 발생기 및 르바슈르 휘슬 등에서(종래의, 스템-제트, 디스크-제트 및 슬롯-제트 등), 기체 매질은 라벨링(labeling)된 화살표(A)로 표시되는, 즉 일반적으로 기체 매질에 의해 처리되거나 영향을 받는 물체 쪽으로 지향되는 일반적인 방향을 갖고, 반면에 발생된 초음파는 기체 매질의 일반적인 방향(A)과는 상이하게 라벨링된 2개의 화살표(B)로 표시되는 일반적인 방향을 가질 수 있다. 사용하는 동안, 영향을 받거나 처리되는 물체의 처리 또는 영향 구역 또는 영역에 스팀이 도달하기 전 또는 그때와 실질적으로 동시에 초음파로부터 이익을 얻기 위해서는 발생된 초음파의 적어도 일부가 음파 발생기로부터 빠져나온 이후의 기체 매질의 적어도 일부와 합치하도록 반사되어야 한다. 상기 반사는 예를 들어 반사기, 벽, 등을 적절한 곳에 위치시키고/위치시키거나 단순히 살균 장치의 설계에 의해서 제공받는다.
그러나, 종래의 반사기를 사용하여 초음파를 반사해야 할 필요성으로 인해 에너지에서의 일부 손실이 발생되고 그로 인해 상기 프로세스의 에너지에서 일부가 손실된다. 더욱이, 초음파를 적절한 반응 또는 처리 구역에서 충분한 또는 최선의 에너지로 스팀 또는 기체 매질과 접촉하도록 확보하기 위해서 필요한 반사기를 어떻게 설계하고 어디에 위치시키는가 또는 살균 장치 또는 초음파 발생기를 전반적으로 어떻게 설계해야 하는가는 현재 단순하지 않다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 단점을 적어도 어느 정도까지 경감시키는, 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법(및 대응하는 시스템)을 제공하는 것이다.
부가적인 목적은 간단한 방식으로 초음파의 효율적인 인가를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법에 의해 적어도 어느 정도까지 달성되며, 상기 방법은, 기체 매질을 사용하는 제 1 음향파 발생기에 의해 고강도 음향파를 발생시키는 단계로서, 상기 기체 매질은 상기 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후로, 상기 제 1 음향파 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파의 제 2 일반적인 방향과 상이한 제 1 일반적인 방향을 갖는, 고강도 음향파 발생 단계; 제 2 음향파 발생기에 의해 고강도 음향파를 발생시키는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 음향파 발생기는 상기 제 2 음향파 발생기에 의해 발생된 상기 발생된 고강도 음향파들의 적어도 일부가 상기 제 1 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후의 상기 기체 매질의 적어도 일부 쪽으로 지향하도록 서로에 관하여 위치되는, 고강도 음향파 발생 단계를 포함한다.
이 방식에서, 제 1 발생기로부터의 기체 매질이 예를 들어 영향을 받거나 처리되는 하나 이상의 물체, 아이템, 입자 등의 처리 또는 영향 구역 내지 영역에 도달하기 전에 또는 실질적으로 동시에 상기 제 2 발생기가 상기 기체 매질에 직접 영향을 주도록 위치됨으로써 기체 매질의 영역(또는 기체 매질이 어떤 것에 영향을 미치는 영역)에서의 개선된 효율이 획득된다. 이것은 발생된 고강도 음향파를 다른 방법으로 기체 매질로 향하도록 지향 또는 편향하는 것이 필요한 음향파 발생기를 포함하는 장치의 종래의 반사기 또는 특정한 설계의 필요성을 피하거나 감소시킨다. 반사기 또는 특정 설계는 제 1 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파를 지향하여 추가적인 에너지를 공급함으로써 기체 매질에 또한 영향을 주는데 사용될 수 있다는 점에 주목해야 한다(비록 제 2 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파만큼 종래의 반사기를 사용하는 것이 효율적이지 않을지라도).
그와 같은 기체 구동 음향파 발생기에 관하여 전형적으로 사용되는 반사기는 종래의 반사기에 의해서 이해될 것이다.
일 실시예에서, 기체 매질은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀 또는 초가열 스팀이다. 이 방식에서, 스팀에 의한 효율적인 살균이 성취되어 예를 들어 식품류 등에 사용 가능하다.
대안적으로, 상기 제 1 음향파 발생기 및/또는 상기 제 2 발생기의 기체 매질은 오존, 산화 에틸렌 및 수소염화불화탄소와 이의 혼합물, 알칼리 원소, 수산화물 증기, 불소 및 염소 뿐만 아니라 CHF3, CF4, SF6, BCL3와 같은 이들을 기반으로 하는 기체, 순 산소 및 염소와 이들의 혼합물, 촉매와 같은 고체 물체 또는 다른 유형의 물체에 반응하는 촉매 프로세스를 개선하는데 적합한 기체 매질, 냉기체 및 냉각재, 및 열기체 및 이의 혼합물의 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 고강도 음향파 발생기에 의한 고강도 음향파는 초음파이다.
일 실시예에서, 상기 제 2 음향파 발생기에 의해 발생된 발생된 고강도 음향파는 약 120 내지 약 160dB, 적어도 120dB, 적어도 140dB, 약 120dB 내지 약 160dB, 약 120dB 내지 140dB, 약 140dB 내지 160dB, 그리고 약 160dB 이상:의 그룹으로부터 선택된 음파 강도를 갖는다.
일 실시예에서, 제 2 음향파 발생기는 기체 매질을 사용하여 음향파를 발생한다.
일 실시예에서, 제 1 음향파 발생기 및 제 2 음향파 발생기는 동일한 유형이다.
일 실시예에서, 상기 제 1 음향파 발생기의 기체 매질은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀이거나 초가열 스팀이고 상기 제 2 음향파 발생기의 기체 매질은 공기이다. 이 방식에서, 제 2 발생기의 공기는, 적절하게 위치될 경우, 제 1 발생기의 스팀을 저지하여 한 방향으로 분산하도록 하여 그로 인해 소정의 구역 내지 영역 내에서 스팀을 보다 장시간 또는 보다 효율적으로 유지할 수 있다. 이것은 아이템이 보다 장기간동안 스팀과 접촉할 것이기 때문에 예를 들어 아이템, 예를 들어 식품류를 살균할 때 유익하다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기에 의해 고강도 음향파를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 4개의 음향파 발생기는 상기 4개의 음향파 발생기 중 각각의 발생된 고강도 음향파의 적어도 일부가 다른 음향파 발생기 중 하나의 기체 매질로 향하도록 서로에 관하여 위치된다. 이 방법으로, 4개의 발생기의 기체 매질 영향 하에 있고 4개의 발생기의 음향파의 에너지가 공급되는 매우 효율적인 처리 구역 또는 영역이 제공된다. 이와 같은 배열의 일례는 도 11에 도시된다.
일 실시예에서, 상기 방법은 발생된 고강도 음향파의 적어도 일부가 상기 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기의 상기 기체 매질 쪽으로 지향되는 4개의 추가적인 음향파 발생기에 의해 고강도 음향파를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 4개의 추가적인 음향파 발생기는 공기를 사용해서 고강도 음향파를 발생시키고, 상기 추가적인 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후로의 상기 공기는 상기 4개의 음향파 발생기의 상기 제 1 그룹의 기체 매질이 소정의 영역으로부터 분산하는 것을 저지한다. 이 방식에서, 기체 매질의 분산은 매우 효율적으로 저지된다. 이와 같은 배열의 일례는 도 11에 도시된다.
일 실시예에서, 제1 고강도 음향파 발생기 및/또는 제 2 고강도 음향파 발생기는: 통로를 규정하는 외부 및 내부, 개구, 및 상기 내부에 제공되는 캐비티(cavity)를 포함하고, 상기 제1 고강도 음향파 발생기 및/또는 상기 제 2 고강도 음향파 발생기는 가압된 기체 매질을 수용하고 상기 가압된 기체 매질을 상기 개구로 통과시키도록 적응되며, 상기 가압된 기체 매질은 상기 캐비티 쪽으로 분사배출된다.
일 실시예에서, 제 2 고강도 음향파 발생기 대신에 반사기가 제공되고, 상기 반사기는 상기 제 1 음향파 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파를 상기 제 1 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후의 기체 매질의 적어도 일부 방향으로 반사(또는 편향)하며, 상기 반사기는 일반적으로 포물선 또는 타원 형상을 갖는다. 이 방식에서, 상기 제 1 발생기의 기체 매질에 영향을 주는 제 2 음향파 발생기의 필요성 없이도 상기 발생된 음향파가 매우 효율적이고 집중적으로 상기 기체 매질 방향으로 지향되도록 제공된다.(비록 제 2 음향파 발생기 또는 추가적인 음향파 발생기가 다른 목적 또는 제 1 발생기의 기체 매질의 추가적인 영향을 위해 여전히 제공될 수 있을지라도).
본 발명은 부가적으로 고강도 음향파의 개선되는 인가에 대한 고강도 음향파 발생기 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은, 기체 매질을 사용하여 고강도 음향파를 발생시키는 제 1 음향파 발생기로서, 상기 제 1 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후의 기체 매질은 상기 제 1 음향파 발생기에 의해 발생된 발생 고강도 음향파의 제 2 일반적인 방향과 상이한 제 1 일반적인 방향을 갖는, 제 1 음향파 발생기 및 고강도 음향파를 발생시키는 적어도 하나의 제 2 음향파 발생기를 포함하고, 상기 제 1 음향파 발생기 및 제 2 음향파 발생기는 상기 제 2 음향파 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파의 적어도 일부가 상기 제 1 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후의 기체 매질의 적어도 일부 쪽으로 지향되도록 서로에 관하여 위치된다.
이에 대한 시스템 및 실시예는 이에 대한 방법 및 실시예에 대응하고 동일한 이유로 동일한 이점을 갖는다. 본 발명에 따는 시스템의 이점을 갖는 실시예는 부가 청구항에서 규정되고 다음의 설명에서 상세하게 기술된다.
상기 발명의 이러한 그리고 다른 양상은 도면에 도시된 예시 실시예를 참고하여 명확해지고 명료해질 것이다:
도 1은 고강도 음향파 발생기의 일 예시를 개략적으로 도시한다;
도 2는 고강도 음향파 발생기의 다른 예시를 개략적으로 도시한다;
도 3은 제 1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 4는 제 1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 대안 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 5는 제 1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 6은 고강도 음향파 발생기의 부가적인 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 7은 도5의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 8은 디스크 형상의 디스크 분사(즉, 디스크-분사 하트만 초음파 발생기)의 형태로 고강도 음향파의 실시예를 개략적으로 도시한다;
도 9는 개구(302), 기체 통로(303) 및 캐비티(304)를 보다 선명하게 도시한 도 8에서의 고강도 음향파 발생기(301)의 지름에 따른 단면도이다;
도 10은 고강도 음향파 발생기의 다른 실시예를 연장된 몸체 형태로 개략적 으로 도시한다;
도 11은 다수의 고강도 음향파 발생기를 포함하는 장치를 개략적으로 도시한다; 그리고
도 12는 효율적인 발사기를 갖는 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 고강도 음향파 발생기의 일례를 개략적으로 도시한다. 기체 매질(101), 이 특정 예에서는 스팀을 사용하여 고강도 음향파(102)를, 이 특정 예에서는 초음파의 형태로서 발생시키는 분사 스트림 고강도 음향파 발생기(301), 이 특정 예에서는 초음파 발생기의 예가 도시된다. 스팀(101)은 빗금 친 영역으로 나타난 원뿔과 같은 형상 내에서 스팀(101)에 의해 처리되거나 영향을 받는 하나 이상의 물체를 향하여 화살표(A)에 의해 개략적으로 지시되는 일반적인 방향으로 이 특정 장치를 빠져나온다. 스팀(101)은, 특히 상기 스팀이 초가열 스팀인 경우에, 처리되는 물체(들) 및/또는 입자(100)로 열을 전달하고, 반면에 고강도 초음파(102)는 스팀(101)과 접촉할 때 스팀(101)으로 에너지를 전달한다.
발생된 초음파(102)는 음향파 발생기(301: 예를 들어 도 8 및 도 9 및 관련된 설명을 참조하라)의 설계에 따라 스팀의 일반적인 방향(A)과는 상이한 화살표(B)에 의해 개략적으로 표시되는 일반적인 방향으로 전파된다. 방향의 상이함은 작동 원리 및 다양한 유형의 하트만 발생기, 르바슈르 휘슬 등의 설계에 기인하고, 스팀의 물리적인 속성(압력, 탈출 속도, 유입 속도와 같은), 발생기의 특정 설계(특정 설계에서 사용된 파트 사이의 다양한 각도: 예를 들어 도 8 및 도 9를 참조 하라) 등에 따라서 변한다. 발생기의 다른 설계 및 달리 사용된 물리적 속성은 상기 방향을 도시된 것과 상이하게 할 것이고 또한 발생된 초음파(102) 및/또는 빠져나오는 스팀(101)의 크기 및/또는 범위에 영향을 미칠 것이다. 더욱이, 발생된 초음속 '개방 원뿔(102)'의 시작점(즉, 발생기(301)에 가장 근접한 원뿔의 첨단)은 예를 들어 빠져나오는 스팀 원뿔(101)과 오버랩하거나 그 이내로 보다 근접하여 위치될 수 있다. 대안적으로, 초음파 '원뿔(102)'은 빠져나오는 스팀 '원뿔(101)'과 이격되어 위치될 수 있다.
사용하는 동안, 영향을 받거나 처리되는 물체 및/또는 입자(100)의 처리 또는 영향 구역 또는 영역에 스팀이 도달하기 전에 또는 실질적으로 동시에 고강도 초음파(102)로부터 이익을 얻기 위해서는 발생된 초음파(102)의 적어도 일부가 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 스팀(101)의 적어도 일부와 합치되도록 반사되어야 한다. 반사는 예를 들어 특정 반사기를 특정 장소에 위치시키거나 스팀 인가 장치를 적절하게 설계함으로서 제공될 수 있다.
그러나, 언급된 것처럼, 초음파의 일반적인 방향(B)과 스팀의 일반적인 방향(A)간 차이로 인해 종래의 반사기를 사용할 경우에는 음향파의 반사가 요구되므로 스팀에 의한 물체 및/또는 입자로의 처리 또는 영향의 효율의 감소가 야기되어, 복잡한 설계 및 제조 공정을 필요로 한다.
도 1(및 실시예에서의 다른 도면)은 3차원 장치의 단면도, 즉, 스팀 원뿔(101)은 3차원 스팀 원뿔의 단면이고 초음파 원뿔(102)은 발생기(301)로부터 외부로 원형 방식(즉, 원뿔(102)이 위로부터 보이는 발생기(301) 주위로 현재 360도 이다)으로 연장되는 3차원 전파 초음파의 단면도를 도시한 것이 이해될 것이다. 더욱이, 도시된 원뿔 및 형상은 정형화되지만 실제 실시예에서는 완전한 이상적인 형상은 아닐 것이다.
이와 같은 방식으로 작동하는 고강도 음향파 발생기의 일례가 도 8 및 도 9에 관하여 도시되고 설명된다.
도 2는 고강도 음향파 발생기의 다른 예를 개략적으로 도시한다. 기체 매질(101)을 사용하여 고강도 음향파(012)를 발생시키는 분사 스팀 고강도 음향파 발생기(301)의 예가 도시된다. 기체 매질(101)은 빗금에 의해 표시되는 원뿔과 같은 형상 내의 화살표 (A)에 의해 개략적으로 지시되는 일반적인 방향으로 기체 매질(101)에 의해 처리되거나 영향을 받는 하나 이상의 물체 및/또는 입자(100) 쪽으로 이 특정 장치(301)를 빠져나온다.
발생된 고강도 음향파(102)는 음향파 발생기(301)의 작동 원리로 인해 기체 매질의 일반적인 방향(A)과는 상이한 화살표 (B)의 일반적인 방향으로 전파된다.
이와 같은 방식으로 작동하는 고강도 음향파 발생기의 일례는 도 10과 관련하여 도시되고 설명된다. 도 1의 설계가 실질적으로 원형 방식으로 파를 발생시키는 반면에 이 설계는 실질적으로 원뿔과 같은 선(위로부터 보이는)으로 고강도 음향파를 발생시킨다.
고강도 음향파의 일반적인 방향(B)과 기체 매질의 일반적인 방향(A)간 차이는 상술한 것처럼 효율면에서 손실을 야기한다.
도 3은 제 1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 실시 예를 개략적으로 도시한다. 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 추가적인 또는 제 2 고강도 음향파 발생기(301')가 도시된다. 제 1 고강도 음향파 발생기(301)는 도 1과 관련되어 기술된 유형일 수 있고 예를 들어 종래, 스템-제트, 라발노즐 등, 하트만 발전기, 르바슈르 휘슬 등일 수 있다.
제 1 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)는 앞서 설명한 것처럼 음향파 발생기(301)의 설계로 인하여 제1발생기(301)로부터의 기체 매질의 일반적인 방향(A)과는 다른 화살표 (B)에 의하여 개략적으로 지시되는 일반적인 방향으로 전파된다.
제 2 고강도 음향파 발생기(301')는 임의의 종류의 고강도 음향파 발생기로서, 제1발생기와 같은 발생기거나 또는 다른 유형, 예를 들어 기체 매질을 사용하지 않는 발생기일 수 있다. 제 2 발생기(301')에 의해 발생된 고강도 음향파(102)는 화살표(B')에 의해 개략적으로 지시되는 일반적인 방향으로 전파된다.
제 1 음향파 발생기(301) 및 제 2 음향파 발생기(301')는 제 2 음향파 발생기(301')로부터 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 제 1 음향파 발생기(301)로부터의 기체 매질(101)의 적어도 일부 방향으로 지향되는 일반적인 방향(B')을 갖도록 서로에 관하여 위치된다.
제 2 발생기(301')에 의해 발생된 고강도 음향파를 제 1 발생기(301)로부터의 기체 매질(101) 쪽으로 직접 지향함으로써, 소정의 영역, 처리 구역 또는 그 같은 곳(도시되지 않음)에서 하나 이상의 물체 또는 입자를 처리하는 경우에 에너지를 가능한 직접적으로 공급해서 그 에너지가 기체 매질(101)에 직접 영향을 미치도 록 하여 기체 매질의 효율성을 증가시킨다. 고강도 음향파는 예를 들어 기체 매질이 영향을 받거나 처리되는 물체의 처리 또는 영향 구역이나 영역에 도달하기 전에 또는 실질적으로 동시에 기체 매질과 접촉해야 한다. 이것은 종래의 반사기 또는 발생된 고강도 음향파를 다른 방법으로 기체 매질 방향으로 지향하거나 편향해야 하는 음향파 발생기를 포함하는 장치의 특정 설계에 대한 필요성을 피하거나 감소시킨다. 추가적인 에너지를 공급해서 기체 매질에 또한 영향을 주기 위해서 반사기 또는 특정 설계가 제1발생기에 의해 발생된 고강도 음향파를 지향하는데 여전히 사용되는 것에 주목해야 한다(비록 제 2 발생기로부터의 고강도 음향파만큼 효율적이지는 않더라도).
도 12와 관련하여 설명된 것처럼, 일 양상에 따르면, 특정 효율 반사기는 에너지를 음향파로부터 기체 매질(동일 발생기에 의해 생성되는)로 공급하여 소정의 영역, 처리 구역 또는 그와 같은 곳(도시되지 않음)에서 하나 이상의 물체 또는 입자를 처리하는 경우의 기체 매질의 효율을 증가시키는데 사용될 수 있다. 이것은 추가적인 음향파 생성기에 대한 필요성을 피한다(제 2 및 추가적인 발생기가 존재할지라도 제 1 발생기의 기체 매질로의 직접 에너지를 공급할 목적으로). 이러한 특정 실시예에 대해, 그와 같은 반사기는 발생기(301)의 우측 옆에 위치될 수 있다.
도면에서, 도시된 원뿔(101; 102)의 크기, 방향 등은 음향파의 강도 등과 같은 어떤 특정 물리적 속성에 관한 것은 아니고 단지 설명을 목적으로 한다. 2개의 발생기(301; 301')의 강도는 동일하거나 다를(어느 하나가 다른 하나보다 큰) 수 있다. 더욱이, 도 1과 관련하여 주목되는 것처럼, 형상, 크기 및 방향은 인가에 따라 가변될 수 있다.
제 2 발생기(301')의 특정 위치는 또한 가변될 수 있고 예를 들어, 제 1 발생기(301)보다 마주하는 것보다 위에 배치되거나 또는 제 1 발생기(301)보다 더 높게 위치될 수 있다(제 2 발생기(301')의 음향파(102)가 제 1 발생기(301)의 기체 매질(101)에 직접 영향을 주는 한).
이 특정예가 2개의 발생기를 도시할지라도 주어진 장치는 예를 들어 도 11에 도시된 것과 같은 구조에서 추가적인 발생기를 포함할 수 있슴이 이해될 것이다.
기체 매질(102)은 예를 들어 , 초가열 스팀, 공기, 스팀 또는 초가열 스팀과 공기와의 혼합물, 또는 일반적으로 예를 들어 식품류의 살균, 바인더 인가(binder application) 및/또는 섬유의 공기 흐름을 통한 건조 등에 사용되는 임의의 기체 매질일 수 있다. 스림 또는 초가열 스팀과 공기와의 혼합물이 사용되면 공기가 스팀을 매우 쉽게 응축하지 못하도록 하는 장점을 갖는다.
대안적으로, 상기 제 1 및/또는 상기 제 2 발생기의 기체 매질은 오존, 산화 에틸렌 및 그의 수소염화불화탄소와의 혼합물, 알칼리 원소, 수산화물 증기, 불소 및 염소뿐만 아니라 CHF3, CF4, SF6, BCL3 과 같이 이들을 기반으로 하는 기체, 그리고 예를 들어 실리콘 웨이퍼 및 다른 재료의 소위 '드라이 에칭(dry etching)'을 위해 극소전자공학에서 사용되는 순 산소 및 염소와 이들의 혼합물의 그룹으로부터 선택된다.
기체 매질(102)은 또한 예를 들어, 촉매와 같은 고체 물체 또는 다른 유형의 물체에 반응하는 촉매 프로세스를 개선하는데 적합한 기체 매질일 수 있다. 더욱이, 기체 매질(102)은 예를 들어 프로세스가 물체를 냉각하는 경우에는 냉기체 및 냉각제 또는 프로세스가 물체를 가열하는 경우에는 열기체일 수 있다. 고강도 음향파의 인가는 또한 처리되는 고체 주위에 존재하는 박판 하부층을 감소시키거나 제거할 것이다.
도 4는 제 1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 추가적인 또는 제 2 고강도 음향기(301')가 도시된다. 이 구조는 제 1 발생기가 다른 유형이라는 점, 즉, 이 구조에서의 제 1 발생기가 도 3의 구조에서의 제 1 발생기처럼 실질 원형 방식 대신 실선으로(도 10에 도시된 것처럼) 또는 실제 지점으로 고강도 음향파를 공급하는 것과 제 1 발생기(301) 및 제 2 발생기(301')가 동일한 유형인 것을 제외하고 도 3의 구조에 대응한다.
동일한 효과 및 장점은 도 3과 관련하여 설명된 것처럼 성취된다.
다음으로, 하나의 발생기는 단지 다른 발생기의 기체 매질에만 영향을 미쳐야만 하므로 제 1 발생기 및 제 2 발생기 간 정확한 구분은 행해지지 않는다. 이에 중하여 참조기호 (B') 및 (301')는 다음의 도면에서 사용되지 않을 것이다.
도 5는 제1 발생기 및 제 2 발생기가 도시된 고강도 음향파 발생기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 각각이 도 1에 도시된 발생기 또는 도 3의 제 1 발생기에 해당하는, 제 1 및 제 2 고강도 음향파 발생기(301)가 도시된다. 이 특정 구조에서, 각각의 발생기는 기체 매질(101)을 사용하므로, 각각의 발생기(301)의 기체 매질(101)은 다른 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파에 의해 직접 영향을 받는다.
일 양상에 따르면, 도 12에 관련하여 설명된 것처럼, 특정 효율 반사기는 소정의 영역, 처리 구역 등(도시되지 않음)에서의 하나 이상의 물체 또는 입자를 처리하는 경우 에너지를 음향파로부터 기체 매질(동일한 발생기에 의해 생성된)로 공급하여 기체 매질의 효율을 증가하는데 사용된다. 이것은 추가적인 음향파 발생기의 필요성을 피한다(제 1 발생기의 직접 에너지를 공급할 목적을 위해서 제 2 발생기 및 추가적인 발생기가 여전히 존재할 수 있을지라도). 이 특정 실시예에 대하여, 이와 같은 2개의 반사기가 사용될 수 있다. 이는 발생기(301)의 각 측, 즉, 이 특정 도면상에서 좌의 최외측 및 우의 최외측에 위치된다.
도 6은 고강도 음향파 발생기의 부가적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시된 발생기에 각각 해당하는 2개의 발생기(301)가 도시된다. 이 실시예는 하나의 발생기(301)로부터 발생된 고강도 음향파(102)가 다른 발생기의 기체 매질(101)에 직접 영향을 주고 그 역도 가능하도록 발생기(301) 중 하나가 다른 발생기로 회전하거나 반사한다는 점에서 도 3의 실시예와는 다르다. 전체 2개뿐인 발생기를 사용하면 각각의 발생기의 기체 매질이 다른 발생기의 고강도 음향파에 의해서 개선되므로 이것은 매우 간소하고 효율적인 구조를 제공한다.
다른 구조 및/또는 발생기에 대해 다른 경우에서 설명된 것처럼 서로에 관한 발생기의 위치는 가변될 수 있다. 일례는 예를 들어 2개의 발생기가 자리를 바꾸거 나 이동되어 서로 마주하더라도 고강도 음향파는 여전히 다른 발생기의 기체 매질에 직접 영향을 주는 경우이다(예를 들어 우측 발생기가 180도 회전하여 위로 이동한 도 4의 실시예).
도 7은 도 5의 실시예의 대안을 개략적으로 도시한다. 도시된 발생기(301)는 그것들이 이격 분리되는 대신 서로 인접하여 위치되는 차이를 제외하고 도 5에서 도시된 발생기에 대응한다.
도 8은 디스크 형상의 디스크 분사의 형태인 고강도 음향파 발생기(즉, 디스크-분사 하트만 초음파 발생기)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 고강도 하트만 초음파 발생기(301), 이의 예로 소위 디스크-분사의 실시예가 도시된다. 발생기(301)는 일반적으로 환형 외부(305) 및 일반적으로 환형 캐비티(304)가 리세스(recess)된 실린더형 내부(306)를 포함한다. 기체는 환형 기체 통로(303)를 통해서 환형 개구(302)로 확산될 수 있고, 그 개구로부터 캐비티(304)로 운반될 수 있다. 외부(305)는 예를 들어 외부(305)의 하부에 실 또는 다른 조정 기구(도시되지 않음)를 제공함으로써 내부(306)에 관하여 조정 가능할 수 있으며, 그것들 사이에 희망하는 간격이 획득되는 경우에, 내부(306)에 대하여 외부(305)를 고정하는 조임 수단(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 초음파 장치는 4기압의 기체 압력에서 약 22kHz의 주파수를 발생시킬 수 있다. 그러므로 기체의 분자는 초당 약 22,000회로 4.5m/s의 속도로 33μm까지 이동할 수 있다. 이 값은 단지 초음파 장치의 크기 및 속성의 개념을 제공하기 위해서 포함된 것이지 결코 도시된 실시예를 제한하지 않는다.
도 9는 개구(302), 기체 통로(303) 및 캐비티(304)의 형상을 보다 명확하게 설명하는 도 8에서의 고강도 초음파 발생기(301)의 지름에 따른 단면도이다. 도 8에 관하여 언급된 것처럼, 개구(302)는 일반적으로 환형이다. 기체 통로(303) 및 개구(302)는 실질적으로 환형인 외부(305) 및 그 내부에 배열된 실질적으로 실린더형인 내부(306)에 의해 규정된다. 개구(302)에 의해 분사 배출되는 기체는 내부(306)에 형성된 실질적으로 원주형인 캐비티(304)를 때리고, 그 후에 고강도 초음파 발생기(301)를 빠져나온다. 이전에 언급한 것처럼 외부(305)는 기체 통로(303)의 외면을 규정하며 게다가 고강도 초음파 발생기의 개구를 형성하는 내부 원주형의 외부 표면을 따라 약 30도의 각으로 경사져 있으므로, 이로부터 기체 분사는 확산시 팽창한다. 내부 원주의 내부 표면 상에서 약 60도의 대응하는 경사와 접하여, 상술한 경사는 개구(302)를 외부로 규정하는 예각 원주의 가장자리를 형성한다. 내부(306)는 개구와 마주하고 개구(302)를 내측으로 규정하는 자신의 외부 원주에 약 45도의 경사를 갖는다. 외부(305)는 내부(306)에 관하여 조정될 수 있으므로, 그로 인해 기체 분사를 때리는 캐비티(304)의 압력이 조정될 수 있다. 캐비티(304)가 리세스된 내부(306)의 상부는 진동하는 기체 분사가 고강도 초음파 발생기의 개구에서 팽창하도록 약 45도의 각으로 또한 경사져 있다.
도 10은 연장된 몸체의 형태로 고강도 음향파 발생기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 연장된 실질적으로 레일 형상의 몸체를 포함하는 고강도 음향파 발생기(301)가 도시되고, 그 몸체는 기능적으로 도 8 및 도 9에 도시된 실시예와 동일하다. 이 실시예에서, 외부는 하나의 레일 형상부(305)를 포함하고, 레일 형상 의 다른 부분(306)과 접하여 초음파 장치(301)를 형성한다. 기체 통로(303)는 레일 형상부(305) 및 레일 형상의 다른 부분(306) 사이에 제공된다. 기체 통로는 기체 통로(303)로부터 방출되는 기체를 레일 형상의 다른 부분(306)에 제공되는 캐비티(304)로 전달하는 개구(302)를 갖는다. 이러한 실시예의 하나의 장점은 레일 형상의 몸체가 원형 몸체보다 훨씬 넓은 표면을 덮는 것이 가능하다는 점이다. 이 실시예의 다른 장점은 고강도 음향파 발생기가 압축 성형 과정으로 실행되어 그로 인해 재료의 비용을 감소시킬 수 있다는 점이다. 발생된 고강도 음향파는 예를 들어 도 2, 도 4 및 도 6에 도시된 것처럼 발생될 수 있다.
도 11은 다수의 고강도 음향파 발생기를 포함하는 장치를 개략적으로 도시한다. 실질적으로 한 줄로 정렬된 4개의 발생기(301) 및 유사한 방식으로 정렬된 마주하는 다른 4개의 발생기(301)로 배열된 8개의 고강도 음향파 발생기(301)가 도시된다. 각 측의 중앙의 2개의 발생기(301), 즉, 음향파를 한 방향으로 발생시키기만 하는 발생기(301)는 일 실시예에서 도 2, 도 4 및 도 10에 도시된 발생기에 대응한다. 각 측의 중앙의 2개의 발생기(301)는 이 실시예에서 2개의 중앙 발생기(301) 중 하나에 의해 발생된 발생 음향파(102)가 소정의 각도로 2개의 중앙 발생기(301)의 다른 발생기(301) 방향으로 전파하고, 그 역도 동일하도록, 즉, 특정 측의 중앙 발생기(301) 중 하나의 음향파(102)가 그 특정한 측의 다른 중앙 발생기의 기체 매질(101) 방향으로 지향되고 그 역도 동일하도록(즉, 도 6의 실시예에 대응하는) 위치된다. 이 실시예에서, 특정한 측에 대한 2개의 중앙 발생기의 기체 매질(101)은 예로서, 스팀을 더 손쉽게 응축하지 못하도록 유지하는 예를 들어 공기의 혼합물을 포함한 스팀 또는 초가열 스팀이다.
추가적인 발생기(301)는 각각의 측의 2개의 중앙 발생기의 각 측에 위치된다. 이 실시예에서, 이 추가적인 발생기(301)는 또한 도 2, 도 4, 도 6 및 도 10에 도시된 유형이다. 이 실시예에서, 이러한 추가적인 발생기(301)의 기체 매질(101)은 공기이다. 추가적인 발생기(301)는 중앙 발생기(301)의 스팀 또는 초가열 스팀에 직접 영향을 주도록 위치된다. 이 추가적인 발생기(301)의 기체 매질(101)은 발생기로부터의 어떤 고강도 음향파에 의해서 직접 영향을 받지 않는다.
특정 장치는 매우 효율적인 처리 구역에 다량의 에너지를 효율적으로 수용한 집중 스팀 또는 초가열 스팀을 제공해서 스팀 또는 초가열 스팀에 의하여, 예를 들어 식품류 등을 살균하는 것과 같은, 진행 또는 처리를 개선한다. 처리 구역은 모든 8개의 발생기로부터(각 측에 4개) 고강도 음향파를 수용하고 네 개의 발생기(각 측에서 2개의 중앙 발생기)로부터 스팀 또는 초가열 스팀(예를 들어 공기의 혼합물을 포함하는)을 수용한다. 4개의 추가적인 발생기(301)로부터 도달하는 공기는 스팀에 대한 일종의 장벽을 제공하므로 기체의 속도 및 밀도 및 온도의 차이에 따라 처리 구역에서의 스팀 또는 초가열 스팀을 '캡슐화'하거나 어느 정도까지 유지한다. 4개의 추가적인 발생기(301)가 존재하지 않으면 스팀 또는 초가열 스팀은 처리 구역에서 보다 빠르게 떠나거나 분산할 것이다.
양측 사이의 거리는, 각 측이 4개의 발생기(301)를 포함하므로, 필요한 구성에 따라 가변될 것이다. 예를 들어, 도 11에 도시된 두 측은 원뿔이 서로 접촉하도록 함께 더 근접하여 위치될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 하나 이상의 발생기는 예를 들어 도 1에 도시된 유형이다. 다른 대안적인 실시예에서, 매우 효율적인 처리 구역이 있으면서도 4개의 추가적인 발생기를 포함하는 실시예만큼 효율적으로 스팀을 상기 구역에 유지하지 못하는 4개의 추가적인 발생기는 존재하지 않는다. 일 실시예에서, 장치는 예를 들어 중앙 발생기의 좌측 또는 대안적으로 우측에 또는 대안적으로 상측에 또는 대안적으로 하측에 또는 이를 결합하여 위치한 2개의 추가적인 발생기를 단지 포함한다.
도 12는 효율적인 반사기를 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한다. 발생기(301)가 기체 매질(101)을 사용하여 고강도 초음파(102)를 발생시키는 앞서 기술된 발생기에 해당하는 음향파 발생기(301)가 도시된다. 기체 매질(101)은 빗금 영역에 의해 표시된 것처럼, 원뿔과 같은 형상에서 기체 매질(101)에 의해 처리되거나 또는 영향을 받는 하나 이상의 물체 및/또는 입자(도시되지 않음)를 향하여 일반적인 방향으로 특정 장치(301)를 빠져나온다.
발생된 고강도 음향파(102)는 음향파 발생기(301)의 작동 원리에 따라 기체 매질의 일반적인 방향과는 상이한 일반적인 방향으로 전파한다. 그러나, 이 특정 실시예에서, 기체 매질(101)을 향해서, 예를 들어 기체 매질(101)에 의해 처리되거나 영향을 받는 하나 이상의 물체 및/또는 입자(도시되지 않음)를 향하여 발생된 고강도 음향파를 반사하는(또는 편향하는) 반사기(105)가 제공된다.
이 실시예에서, 반사기(105)는 제 2 고강도 음향파 발생기(제 1 발생기의 기체 매질에 영향을 주려는 목적을 위한) 대신에 제공되고, 여기서 반사기는 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 기체 매질(101)의 적어도 일부를 향 하여 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파를 반사하며, 반사기(105)는 일반적으로 포물선 또는 타원 형상을 갖는다.
이 방식으로, 기체 매질(동일 발생기에 의해 발생된)을 향하여 발생된 음향파의 매우 효율적이고 집중된 방향은 소정의 발생기의 기체 매질에 직접 영향을 주기 위한 제 2 음향파 발생기의 필요성 없이도 제공되어(하나 이상의 추가적인 음향파 발생기가 추가 기체/스팀, 추가적인 음향파, 제 1 발생기의 기체 매질로의 추가적인 영향 등을 제공하는 것과 같이 여전히 다른 목적에 대해 제공될지라도) 음향파 또는 초음파가 적절한 반응 또는 처리 구역에서 충분하고 최상의 에너지로 스팀 또는 기체 매질과 접속하도록 운반될 수 있다.
이로 인해서, 하나 이상의 특정 효율적인 반사기는 소정의 영역, 처리 구역 등과 같은 영역에서(도시되지 않음) 하나 이상의 물체 또는 입자를 처리하는 경우 에너지를 음향파로부터 기체 매질(동일한 발생기의)로 공급하여 기체 매질의 효율을 증대시키는데 사용될 수 있다. 이는 추가적인 음향파 발생기(직접적인 에너지 공급 목적을 위한)에 대한 필요성을 피하거나 감소시킨다.
일반적으로 포물선이나 타원 형상을 가지면 음향파의 매우 효율적인 집중, 즉, 포물선형 또는 타원형의 집중점에 근접/주위로의 집중이 가능하다.
일반적으로 포물선의 형상에 의하여 반사기는 실질적이거나 일반적으로 포물선인 반사기의 세로 방향(즉, 반사기의 폐쇄 종단 및 개방 종단 간 방향)으로 지나가는 중심선을 통하는 단면을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.
일반적으로 타원 형상에 의하여 반사기는 실질적이거나 일반적으로 타원형인 반사기의 세로 방향(즉, 반사기의 폐쇄 종단 및 개방 종단 간 방향)으로 지나가는 중심선을 통하는 단면을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.
이와 같이 효율적인 포물선 또는 타원형의 반사기의 사용은 응용 가능한 상술한 다양한 다른 실시예와 결합될 수 있다.
반사기는 발생기에 관하여 도시된 것과는 다르게 위치될 수 있는, 예를 들어 포물선의 하부가 발생기 아래에 위치될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 2개의 반사기는 예를 들어 2개의 발생기(도 5 또는 도 7에 도시된 것처럼)의 각 측 상의 하나의 반사기가 양 발생기를 에워싸도록 또한 제공될 수 있다.
장치의 다른 예는 도 12에 도시된 것처럼 반사기가 각각 인접할 그러한 방식으로 위치되는 2개의 발생기일 수 있다.
다른 예는 음향파의 두 방향을 제공하는 발생기(도 1에 도시된 것과 같은)의 각 측의 하나에 2개의 반사기가 있을 수 있다.
특정 반사기의 특정 형상은 조절을 위해 어느 정도까지 변형될 수 있는데, 왜냐하면 음향파 소스가 진정한 또는 이상적인 정확한 소스가 아니기 때문이다.
청구항에서, 괄호 사이에 위치된 어떠한 참조 부호도 청구항을 제한하도록 작성된 것은 아니다. "포함하는"이란 용어는 청구항에 기재되지 않은 다른 구성요소 내지 단계를 배제하지 않는다. 구성요소에 선행하는 "하나의"란 단어는 그와 같은 구성요소의 복수의 존재를 배제하지 않는다.

Claims (22)

  1. 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법에 있어서:
    기체 매질(101)을 사용하는 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 고강도 음향파(102)를 발생시키는 단계로서, 상기 기체 매질(101)은 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후에, 상기 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)의 제 2 일반적인 방향(B)과 상이한 제 1 일반적인 방향(A)을 갖는, 고강도 음향파 발생 단계,
    제 2 음향파 발생기(301')에 의해 고강도 음향파(102)를 발생시키는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 음향파 발생기(301) 및 제 2 음향파 발생기(301')는 상기 제 2 음향파 발생기(301')에 의해 발생된 상기 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 상기 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 지향하도록 서로에 관하여 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 매질(101)은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀 또는 초가열 스팀인 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 음향파 발생기(301')에 의해 발생된 상기 고강도 음향파(102)는 초음파인 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 음향파 발생기(301')에 의해 발생된 상기 발생된 고강도 음향파(102)는:
    약 120 내지 약 160dB,
    적어도 120dB,
    적어도 140dB,
    약 120dB 내지 약 160dB,
    약 120dB 내지 140dB,
    약 140dB 내지 160dB, 및
    약 160dB 이상:의 그룹으로부터 선택된 음파 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 음향파 발생기(301')는 기체 매질(101)을 사용하여 음향파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 음향파 발생기(301)의 기체 매질(101)은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀 또는 초가열 스팀이고 상기 제 2 음향파 발생기(301')의 기체 매질(101)은 공기이거나, 또는 상기 제 1 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 음향파 발생기(301')의 기체 매질(101)은 오존, 산화 에틸렌 및 수소염화불화탄소와 이의 혼합물, 알칼리 원소, 수산화물 증기, 불소 및 염소뿐만 아니라 CHF3, CF4, SF6, BCL3와 같은 이들을 기반으로 하는 기체, 순 산소 및 염소와의 이들의 혼합물, 촉매와 같은 고체 물체 또는 다른 유형의 물체에 반응하는 촉매 프로세스를 개선하는데 기체 매질, 냉기체 및 냉각재, 및 열기체 및 이의 혼합물의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기(301)에 의해 고강도 음향파를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 4개의 음향파 발생기(301)는 상기 4개의 음향파 발생기(301) 중 각각으로부터 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 다른 음향파 발생기(301) 중 하나의 기체 매질(101) 쪽으로 지향되도록 서로에 관하여 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 상기 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기(301)의 상기 기체 매질(101) 쪽으로 지향되는 4개의 추가적인 음향파 발생기에 의해 고강도 음향파(102)를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 4개의 추가적인 음향파 발생기(301)는 공기(101)를 사용해서 고강도 음향파를 발생시키고 상기 공기(101)는 상기 추가적인 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후로 상기 4개의 음향파 발생기(301)의 상기 제1그룹의 기체 매질(101)을 소정의 영역으로부터 분산하는 것을 저지하는, 고강도 음향파를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 고강도 음향파 발생기(301')는:
    통로(303)를 규정하는 외부(305) 및 내부(306),
    개구(302), 및
    상기 내부(306)에 제공되는 캐비티(304)를 포함하고,
    상기 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 고강도 음향파 발생기(301')는 가압된 기체 매질(101)을 수용하고 상기 가압된 기체 매질(101)을 상기 개구(302)로 통과시키도록 적응되며, 상기 가압된 기체 매질은 상기 캐비티(304) 쪽으로 분사 배출되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 2 고강도 음향파 발생기(301') 대신에 2개의 제 1 반사기(105)가 제공되고, 상기 제 1 반사기(105)는 상기 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)를 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 반사하며; 추가적인 고강도 음향파 발생기(301') 및 2개의 추가적인 반사기가 제공되고, 상기 추가적인 반사기는 상기 추가적인 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)를 상기 추가적인 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 상기 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 반사하도록 적응되며; 상기 추가적인 반사기는 일반적으로 포물선 또는 타원 형상을 가지며; 상기 제 1 고강도 음향파 발생기 및 상기 추가적인 고강도 음향파 발생기(301')는 자신 각각의 빠져나온 이후의 기체 매질(101)이 다른 고강도 음향파 발생기 쪽으로 지향하는 일반적인 방향을 갖는 방식으로 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파의 인가를 개선하는 방법.
  12. 고강도 음향파의 인가를 개선하는 고강도 음향파 발생기 시스템에 있어서:
    기체 매질(101)을 사용하여 고강도 음향파(102)를 발생시키는 제 1 음향파 발생기(301)로서, 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 상기 기체 매질(101)은 상기 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 발생 고강도 음향파(102)의 제 2 일반적인 방향(B)과 상이한 제 1 일반적인 방향(A)을 갖는 제 1 음향파 발생기(301), 및
    고강도 음향파(102)를 발생시키는 적어도 하나의 제 2 음향파 발생기(301')를 포함하고,
    상기 제 1 음향파 발생기(301) 및 제 2 음향파 발생기(301')는 상기 제 2 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 지향되도록 서로에 관하여 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기체 매질(101)은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀 또는 초가열 스팀인 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    적어도 하나의 고강도 음향파 발생기(301')에 의해 발생된 고강도 음향파는 초음파인 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 상기 발생된 고강도 음향파(102)는:
    약 120 내지 약 160dB,
    적어도 120dB,
    적어도 140dB,
    약 120dB 내지 약 160dB,
    약 120dB 내지 140dB,
    약 140dB 내지 160dB, 그리고
    약 160dB 이상:의 그룹으로부터 선택된 음파 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 음향파 발생기(301')는 기체 매질(101)을 사용하여 음향파를 발생시키도록 적응된 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  17. 삭제
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 음향파 발생기(301)의 기체 매질(101)은 스팀 또는 초가열 스팀 또는 공기와 혼합된 스팀 또는 초가열 스팀이고 상기 제 2 음향파 발생기(301')의 기체 매질(101)은 공기이거나, 또는 상기 제 1 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 음향파 발생기(301')의 기체 매질(101)은 오존, 산화 에틸렌 및 수소염화불화탄소와 이의 혼합물, 알칼리 원소, 수산화물 증기, 불소 및 염소 뿐만 아니라 CHF3, CF4, SF6, BCL3와 같은 이들을 기반으로 하는 기체, 순 산소 및 염소와 이들의 혼합물, 촉매와 같은 고체 물체 또는 다른 유형의 물체에 반응하는 촉매 프로세스를 개선하는데 기체 매질, 냉기체 및 냉각재, 및 열기체 및 이의 혼합물의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 시스템은 고강도 음향파를 발생시키는데 적응된 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기(301)를 포함하며, 상기 4개의 음향파 발생기(301)는 상기 4개의 음향파 발생기(301) 중 각각으로부터 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 다른 음향파 발생기(301) 중 하나의 기체 매질(101) 쪽으로 지향되도록 서로에 관하여 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시스템은 고강도 음향파(102)를 발생시키도록 적응되고 상기 발생된 고강도 음향파(102)의 적어도 일부가 상기 제 1 그룹의 4개의 음향파 발생기(301)의 상기 기체 매질(101) 쪽으로 지향되는 4개의 추가적인 음향파 발생기를 포함하며, 상기 4개의 추가적인 음향파 발생기(301)는 공기(101)를 사용해서 고강도 음향파를 발생시키고 상기 공기(101)는 상기 추가적인 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후로 상기 4개의 음향파 발생기(301)의 상기 제1그룹의 기체 매질(101)을 소정의 영역으로부터 분산하는 것을 저지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  21. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 고강도 음향파 발생기(301')는:
    통로(303)를 규정하는 외부(305) 및 내부(306),
    개구(302), 및
    상기 내부(306)에 제공되는 캐비티(304)를 포함하고,
    상기 제 1 고강도 음향파 발생기(301) 및 상기 제 2 고강도 음향파 발생기(301')는 가압된 기체 매질(101)을 수용하고 상기 가압된 기체 매질(101)을 상기 개구(302)로 통과시키도록 적응되며, 상기 가압된 기체 매질은 상기 캐비티(304) 방향으로 분사 배출되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
  22. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 시스템은 제 2 고강도 음향파 발생기(301') 대신에 2개의 제 1 반사기(105)를 포함하고, 상기 제 1 반사기(105)는 상기 제 1 음향파 발생기(301)에 의해 발생된 고강도 음향파(102)를 상기 제 1 음향파 발생기(301)로부터 빠져나온 이후의 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 반사하도록 적응되며; 상기 시스템은 추가적인 고강도 음향파 발생기 및 2개의 추가적인 반사기를 포함하고, 상기 추가적인 반사기는 상기 추가적인 음향파 발생기에 의해 발생된 고강도 음향파(102)를 상기 추가적인 음향파 발생기로부터 빠져나온 이후의 상기 기체 매질(101)의 적어도 일부 쪽으로 반사하도록 적응되며; 상기 추가적인 반사기는 일반적으로 포물선 또는 타원형의 형상을 가지며; 상기 제 1 음향파 발생기 및 상기 추가적인 고강도 음향파 발생기는 빠져나온 이후의 자신 각각의 기체 매질(101)이 다른 고강도 음향파 발생기 쪽으로 지향하는 통상 방향을 갖는 방식으로 위치되는 것을 특징으로 하는 고강도 음향파 발생기 시스템.
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