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JP2013139000A - Ultrasonic atomizing device and ultrasonic atomization method of the same - Google Patents

Ultrasonic atomizing device and ultrasonic atomization method of the same Download PDF

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JP2013139000A
JP2013139000A JP2012000720A JP2012000720A JP2013139000A JP 2013139000 A JP2013139000 A JP 2013139000A JP 2012000720 A JP2012000720 A JP 2012000720A JP 2012000720 A JP2012000720 A JP 2012000720A JP 2013139000 A JP2013139000 A JP 2013139000A
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JP
Japan
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ultrasonic
frequency
liquid
frequency band
treated
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012000720A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Samejima
良二 鮫島
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Takuma Co Ltd
Original Assignee
Takuma Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic atomizing device which can suppress the performance degradation of an ultrasonic transducer caused by components other than alcohol included in discarded alcohol, and can also control a work to detach the ultrasonic transducer to clean.SOLUTION: This ultrasonic atomizing device 1 includes a treatment container 10 where a liquid to be processed is put, one or more ultrasonic transducers 20a, 20b and 20c disposed on a bottom of the treatment container 10, and a controller 40 that drive-controls the ultrasonic transducers to be switchable among two or more stages to generate a frequency to atomize the processed liquid and to generate a frequency to clean the ultrasonic transducer.

Description

本発明は、廃棄アルコール類や、霧化されず残留して超音波振動子に付着するような物を含有する液体の超音波霧化装置、その方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic atomizing apparatus for liquid containing waste alcohols and other substances that remain without being atomized and adhere to an ultrasonic vibrator, and a method thereof.

日本酒を超音波で霧化させて高濃度のアルコールと低濃度のアルコール残液を得る方法が知られている(特許文献1)。また、アルコール類含有の液体を超音波で霧化して、燃焼装置(バーナ)の燃料に利用することが知られている(特許文献2)。   A method is known in which Japanese sake is atomized with ultrasound to obtain a high-concentration alcohol and a low-concentration alcohol residue (Patent Document 1). In addition, it is known that an alcohol-containing liquid is atomized with ultrasonic waves and used as a fuel for a combustion device (burner) (Patent Document 2).

特開平09−187601JP 09-187601 特開2008−309359JP2008-309359

しかしながら、廃棄日本酒の種類は多く、中にはにごり酒のように、ろ過されずに固形物が混じったものもある。これをそのまま超音波霧化すると固形物や糖分が超音波霧化装置の底部に設置した超音波振動子に付着したり、堆積したりする。このように固形物や糖分が超音波振動子に付着や堆積をすると、所定エネルギーの超音波を発生できず、超音波振動子本来の性能が短時間で低下するという問題がある。特に、所定時間だけ装置を稼動させるような(例えば昼間)間欠運転の場合、超音波停止中の固形物や糖分の沈降・堆積が著しい。   However, there are many types of discarded sake, and some of them, like nigari sake, are mixed with solid matter without being filtered. If this is subjected to ultrasonic atomization as it is, solids and sugars adhere to or accumulate on the ultrasonic vibrator installed at the bottom of the ultrasonic atomizer. As described above, when solid matter or sugar adheres to or accumulates on the ultrasonic vibrator, there is a problem that ultrasonic waves having a predetermined energy cannot be generated, and the original performance of the ultrasonic vibrator is degraded in a short time. In particular, in the case of intermittent operation in which the apparatus is operated only for a predetermined time (for example, during the daytime), sedimentation and accumulation of solids and sugars during the ultrasonic stop are significant.

そして、超音波振動子やその周りに固形物などが付着・堆積した場合には、装置内の被処理液をすべて排出し、超音波振動子を装置から取り外して、超音波振動子を洗浄する必要があり、大変面倒であった。   If solid matter adheres to or deposits around the ultrasonic vibrator, all of the liquid to be processed in the apparatus is discharged, the ultrasonic vibrator is removed from the apparatus, and the ultrasonic vibrator is cleaned. It was necessary and very troublesome.

そこで、上記問題に鑑みて、本発明は、廃棄アルコール類に含まれるアルコール以外の成分が原因となって超音波振動子の性能が低下することを抑制でき、かつ超音波振動子を取り外して洗浄する作業も抑制することができる超音波霧化装置およびその超音波霧化方法を提供することを目的とする。また、本発明は、霧化されず残留して超音波振動子に付着するような含有物が原因となって超音波振動子の性能が低下することを抑制できる超音波霧化装置およびその超音波霧化方法を提供する。   Therefore, in view of the above problems, the present invention can suppress the deterioration of the performance of the ultrasonic vibrator due to components other than alcohol contained in the waste alcohols, and remove the ultrasonic vibrator and perform cleaning. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic atomizing device and an ultrasonic atomizing method thereof that can suppress the work to be performed. In addition, the present invention provides an ultrasonic atomizer that can suppress degradation of the performance of an ultrasonic vibrator due to inclusions that remain without being atomized and adhere to the ultrasonic vibrator, and the ultrasonic atomizer. A sonic atomization method is provided.

本発明の超音波霧化装置は、
超音波処理される被処理液を入れる処理容器と、
前記処理容器の底部に配置される1つまたは複数の超音波振動子と、
前記被処理液を霧化させるための振動数を発生する第1周波数帯域と、前記超音波振動子を洗浄するための振動数を発生する第2周波数帯域とを切り替え可能に前記超音波振動子を駆動制御する制御部と、を有する。
The ultrasonic atomizer of the present invention is
A processing container for storing a liquid to be treated with ultrasonic waves;
One or more ultrasonic transducers disposed at the bottom of the processing vessel;
The ultrasonic transducer capable of switching between a first frequency band for generating a frequency for atomizing the liquid to be treated and a second frequency band for generating a frequency for cleaning the ultrasonic transducer. And a control unit for driving and controlling the device.

この構成により、被処理液(廃棄アルコール類)に含まれるアルコール以外(被処理液が水道水であれば純水以外)の成分(固形分、糖分、不純物など)が超音波振動子あるいはその周辺に付着や堆積しても、簡単に超音波振動子あるいはその周辺を洗浄して、固形物を被処理液に溶かす(あるいは分散させる)ことができるため、超音波振動子の性能を低下させることなく、長時間の連続運転が可能となる。そして超音波振動子を取り外して洗浄するという手間も抑制でき、定期的な清掃作業が不要となる。「被処理液」として、例えばバイオエタノール、日本酒、ワイン、焼酎等のアルコール発酵液が例示され、それらの廃棄用も含まれる。   With this configuration, components other than the alcohol contained in the liquid to be treated (waste alcohol) (other than pure water if the liquid to be treated is tap water) (solid content, sugar, impurities, etc.) Even if it adheres to or accumulates on the surface, the ultrasonic vibrator or its surroundings can be easily washed to dissolve (or disperse) the solid matter in the liquid to be treated, thus reducing the performance of the ultrasonic vibrator. And continuous operation for a long time is possible. In addition, it is possible to suppress the trouble of removing and cleaning the ultrasonic vibrator, and periodic cleaning work becomes unnecessary. Examples of the “liquid to be treated” include alcohol fermentation liquids such as bioethanol, sake, wine, shochu, and the like, including those for disposal.

上記制御部は、所定期間(例えば6時間、12時間)、第1周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動して被処理液を霧化処理し、次に例えば1分〜10分間、第2周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動して超音波振動子を洗浄処理する。洗浄処理時間は、長時間の霧化処理時間に対し1回当たり2分から5分程度でもよい。洗浄処理時間は短時間でよいため、霧化処理運転へ実質的に影響がない。なお、被処理液に応じて、霧化処理運転は1回(6時間または12時間)に制限されず、12時間以上連続に行ってもよく、洗浄処理運転も霧化処理運転の合間に数分間行うものでもよく、霧化処理の連続運転の後に定期的行ってもよい。   The control unit drives the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in the first frequency band for a predetermined period (for example, 6 hours or 12 hours), and atomizes the liquid to be processed. The ultrasonic vibrator is driven to clean the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in the second frequency band for 1 to 10 minutes. The cleaning time may be about 2 to 5 minutes per time for a long atomization time. Since the cleaning processing time may be short, the atomization processing operation is not substantially affected. Depending on the liquid to be treated, the atomization treatment operation is not limited to one time (6 hours or 12 hours), and may be performed continuously for 12 hours or more, and the number of washing treatment operations is between the atomization treatment operations. It may be performed for a minute or periodically after the continuous operation of the atomization treatment.

また、制御部は、超音波霧化装置を間欠運転する場合に、霧化処理運転の前に洗浄処理運転をするように超音波振動子を駆動する。また、制御部は、上記間欠運転において停止期間中に洗浄処理運転をするように超音波振動子を駆動する。   Moreover, a control part drives an ultrasonic transducer | vibrator so that a washing process operation may be performed before an atomization process driving | operation, when an ultrasonic atomizer is intermittently operated. Further, the control unit drives the ultrasonic transducer so as to perform the cleaning processing operation during the stop period in the intermittent operation.

また、上記発明の実施形態として、前記制御部は、前記被処理液に含まれる物質を凝集させるための振動数を発生する第3周波数帯域と、前記第1周波数帯域と、前記第2周波数帯域とを切り替え可能に前記超音波振動子をさらに制御する。   As an embodiment of the invention, the control unit is configured to generate a frequency for aggregating a substance contained in the liquid to be treated, a third frequency band, the first frequency band, and the second frequency band. The ultrasonic transducer is further controlled to be switchable.

この構成によれば、制御部は、第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動し、被処理液中のアルコール成分以外の成分(不純物、固形分、糖分など)を凝集させることができる。予め凝集させることで、被処理液中のアルコール成分以外(純水以外)の成分濃度を低下させ、超音波振動子への付着・堆積を抑制させることができる。あるいは、霧化後、超音波振動子に付着したアルコール成分以外の成分を除去し濃縮した液を第3周波数帯域の周波数で凝集することで、これら成分を効率良く分離・排出することができる。   According to this configuration, the control unit drives the ultrasonic vibrator so as to generate the frequency of the frequency in the third frequency band, and the components other than the alcohol component (impurities, solids, sugars, etc.) in the liquid to be treated ) Can be agglomerated. By aggregating in advance, the concentration of components other than the alcohol component (other than pure water) in the liquid to be treated can be reduced, and adhesion / deposition to the ultrasonic transducer can be suppressed. Alternatively, after atomization, components other than the alcohol component adhering to the ultrasonic vibrator are removed and concentrated to agglomerate at a frequency in the third frequency band, whereby these components can be efficiently separated and discharged.

上記制御部は、所定期間(例えば6時間、12時間)、第1周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動して被処理液を霧化処理し、次に例えば1分〜10分間、第2周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動して超音波振動子を洗浄処理し、次に例えば1分〜10分間、第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動して凝集処理する。凝集処理は、被処理液中の溶化物および/または分散物を凝集させる処理である。凝集処理時間は、1分〜10分程度でもよく、2分から5分程度でもよい。第3周波数帯域(凝集の周波数)は、第2周波数帯域(洗浄の周波数)より大きく、第1周波数帯域(霧化の周波数)より小さいことが好ましい。   The control unit drives the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in the first frequency band for a predetermined period (for example, 6 hours or 12 hours), and atomizes the liquid to be processed. The ultrasonic vibrator is driven to drive the ultrasonic vibrator so as to generate the frequency having the frequency of the second frequency band for 1 minute to 10 minutes, and then, for example, the third frequency band for 1 minute to 10 minutes. The ultrasonic transducer is driven so as to generate a frequency having a frequency of agglomeration. The agglomeration treatment is a treatment for aggregating the lysate and / or dispersion in the liquid to be treated. The aggregation treatment time may be about 1 to 10 minutes, or about 2 to 5 minutes. The third frequency band (aggregation frequency) is preferably larger than the second frequency band (washing frequency) and smaller than the first frequency band (atomization frequency).

上記のように霧化処理、洗浄処理、凝集処理の順番に3段階の処理サイクルを繰り返し運転してもよい。また霧化処理、洗浄処理を2段階の処理サイクルを複数回繰り返し、その処理サイクルの合間に凝集処理の運転を行ってもよい。また、凝集処理の後に、凝集した固形物を排除する排除処理を行うことが好ましい。排除処理は、処理容器内の固形物を、被処理液を排出するとともに排出するようにしてもよい。処理容器に被処理液を排出するための配管が開閉弁を介して設けられており、開閉弁を開放させることで、被処理液および凝集した固形物が配管を通じで処理容器外に排出される構成が例示される。   As described above, the three-stage treatment cycle may be repeatedly operated in the order of the atomization treatment, the washing treatment, and the aggregation treatment. Further, the atomization process and the cleaning process may be repeated two or more times, and the aggregation process may be operated between the process cycles. Moreover, it is preferable to perform the exclusion process which excludes the aggregated solid substance after an aggregation process. In the exclusion process, the solid in the processing container may be discharged together with the liquid to be processed. A pipe for discharging the liquid to be processed is provided in the processing container via an on-off valve. By opening the on-off valve, the liquid to be processed and the agglomerated solid matter are discharged out of the processing container through the pipe. The configuration is illustrated.

また、洗浄処理、霧化処理、凝集処理の順番に3段階の処理サイクルを繰り返し運転してもよい。また霧化処理、凝集処理の順番に2段階の処理サイクルを複数回繰り返してもよい。また、定期的に、凝集処理の後に、凝集した固形物を排除する排除処理を行うことが好ましい。   Further, a three-stage processing cycle may be repeatedly operated in the order of the cleaning process, the atomization process, and the aggregation process. Further, the two-stage processing cycle may be repeated a plurality of times in the order of the atomization processing and the aggregation processing. Moreover, it is preferable to periodically perform an exclusion process for eliminating the aggregated solid matter after the aggregation process.

また、上記発明の実施形態として、前記第1周波数帯域は1.5MHz〜2.4MHzであり、前記第2周波数帯域は20kHz〜40kHzである。また、上記発明の実施形態として、前記第3周波数帯域は50kHz〜500kHzである。   As an embodiment of the above invention, the first frequency band is 1.5 MHz to 2.4 MHz, and the second frequency band is 20 kHz to 40 kHz. As an embodiment of the above invention, the third frequency band is 50 kHz to 500 kHz.

被処理液に応じて(例えば種類、性状、複数物の混合状態)、上記第1周波数帯域の1.5MHz〜2.4MHzを任意の周波数、例えば、1.6MHz、2.4MHzに設定し、霧化処理する。また、第2周波数帯域の20kHz〜40kHzを任意の周波数、例えば20kHz、40kHzに設定し、洗浄処理する。また、第3周波数帯域の50kHz〜500kHzを任意の周波数、例えば200kHz、500kHzに設定し、凝集処理する。   Depending on the liquid to be treated (for example, types, properties, mixed state of a plurality of objects), 1.5 MHz to 2.4 MHz of the first frequency band is set to an arbitrary frequency, for example, 1.6 MHz, 2.4 MHz, Atomize. In addition, the second frequency band of 20 kHz to 40 kHz is set to an arbitrary frequency, for example, 20 kHz or 40 kHz, and the cleaning process is performed. Moreover, 50 kHz-500 kHz of the 3rd frequency band is set to arbitrary frequencies, for example, 200 kHz and 500 kHz, and aggregation processing is performed.

また、上記発明の実施形態として、前記被処理液が廃棄アルコール類である。廃棄アルコール類は、例えば、廃棄日本酒、廃棄ワイン、廃棄焼酎などの廃棄される酒類が挙げられる。アルコールとして、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール等が挙げられ、これらアルコールに不純物が含まれるものも被処理液として用いることができる。廃棄酒の不純物として、例えば、糖類が挙げられる。   Moreover, as an embodiment of the above invention, the liquid to be treated is a waste alcohol. Examples of the discarded alcohols include discarded alcoholic beverages such as discarded sake, discarded wine, and discarded shochu. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, butanol, and the like, and those containing impurities in the alcohol can also be used as the liquid to be treated. Examples of the waste liquor impurities include saccharides.

また、上記発明の実施形態として、前記被処理液が水道水である。水道水中の純水以外の不純物は、霧化処理を長時間すると超音波振動子に付着したり堆積したりするが、洗浄処理をすることで不純物の固形物をふたたび被処理液中に溶かす(あるいは分散させる)ことができる。   Moreover, as an embodiment of the above invention, the liquid to be treated is tap water. Impurities other than pure water in tap water adhere to or accumulate on the ultrasonic vibrator when the atomization process is carried out for a long time, but the solid matter of impurities is again dissolved in the liquid to be treated by washing ( Or dispersed).

また、他の本発明の超音波霧化方法は、
超音波処理される被処理液を処理容器に供給する供給工程と、
霧化運転期間において、前記処理容器内の被処理液に対し第1周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動させて霧化を行う霧化工程と、
洗浄運転期間において、前記被処理液に対し第2周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように前記超音波振動子を駆動させて超音波振動子の洗浄を行う洗浄工程とを含む。
In addition, another ultrasonic atomization method of the present invention,
A supply step of supplying a liquid to be processed to be subjected to ultrasonic treatment to a processing container;
In the atomization operation period, an atomization step of performing atomization by driving an ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency of the first frequency band for the liquid to be processed in the processing container;
A cleaning step of cleaning the ultrasonic vibrator by driving the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in the second frequency band for the liquid to be treated in the cleaning operation period.

この構成により、被処理液(廃棄アルコール類)に含まれるアルコール以外(被処理液が水道水であれば純水以外)の成分(固形分、糖分、不純物など)が超音波振動子あるいはその周辺に付着や堆積しても、簡単に超音波振動子あるいはその周辺を洗浄して、固形物を被処理液に溶かす(あるいは分散させる)ことができるため、超音波振動子の性能を低下させることなく、長時間の連続運転が可能となる。そして超音波振動子を取り外して洗浄するという手間も抑制できる。   With this configuration, components other than the alcohol contained in the liquid to be treated (waste alcohol) (other than pure water if the liquid to be treated is tap water) (solid content, sugar, impurities, etc.) Even if it adheres to or accumulates on the surface, the ultrasonic vibrator or its surroundings can be easily washed to dissolve (or disperse) the solid matter in the liquid to be treated, thus reducing the performance of the ultrasonic vibrator. And continuous operation for a long time is possible. And the trouble of removing the ultrasonic transducer and cleaning it can be suppressed.

また、上記発明の実施形態として、前記被処理液に含まれる物質を凝集させるための第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように前記超音波振動子を駆動させて物質を凝集させる凝集工程と、前記凝集工程で凝集された凝集物を排出する排出工程と、をさらに含む。   Further, as an embodiment of the above invention, the aggregation is performed by aggregating the substance by driving the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in a third frequency band for aggregating the substance contained in the liquid to be treated. And a discharging step of discharging the aggregates aggregated in the aggregation step.

この構成によれば、第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動し、被処理液中のアルコール成分以外(純水以外)の成分(不純物、固形分、糖分など)を凝集させることができる。そして凝集した固形物を装置外(処理容器外)に排除することで、被処理液中のアルコール成分以外(純水以外)の成分濃度を低下させ、超音波振動子への付着・堆積を抑制させることができる。   According to this configuration, the ultrasonic vibrator is driven so as to generate the frequency of the frequency in the third frequency band, and components other than the alcohol component (other than pure water) (impurities, solid content, sugar content) in the liquid to be treated Etc.) can be agglomerated. By removing the aggregated solids outside the device (outside the processing container), the concentration of components other than alcohol components (other than pure water) in the liquid to be processed is reduced, and adhesion and deposition on the ultrasonic transducer are suppressed. Can be made.

実施形態1に係る超音波霧化装置である。1 is an ultrasonic atomizer according to Embodiment 1. 超音波霧化装置の第1の運転フローを示す図である。It is a figure which shows the 1st driving | running flow of an ultrasonic atomizer. 超音波霧化装置の第2の運転フローを示す図である。It is a figure which shows the 2nd driving | running flow of an ultrasonic atomizer. 超音波霧化装置の第3の運転フローを示す図である。It is a figure which shows the 3rd driving | running flow of an ultrasonic atomizer. 実施形態2に係る超音波霧化装置である。It is an ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る超音波霧化装置の仕切り壁の開口部の説明図である。It is explanatory drawing of the opening part of the partition wall of the ultrasonic atomizer which concerns on Embodiment 2. FIG.

(実施形態1)
本発明に係る実施形態1の超音波霧化装置を図面を参照しながら説明する。図1は、超音波霧化装置の模式図である。なお、本発明は図1又は後述の図4に示す超音波霧化装置の構成に限定されない。以下において被処理液を廃棄日本酒Rとして説明する。
(Embodiment 1)
The ultrasonic atomizer of Embodiment 1 which concerns on this invention is demonstrated referring drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an ultrasonic atomizer. In addition, this invention is not limited to the structure of the ultrasonic atomizer shown in FIG. 1 or FIG. 4 mentioned later. Hereinafter, the liquid to be treated will be described as waste sake R.

超音波霧化装置1は、超音波処理される被処理液(廃棄日本酒R)を入れる処理容器10と、処理容器10の底部に配置された複数の超音波振動子20a、20b、20cと、廃棄日本酒Rを霧化させるための振動数を発生する第1周波数帯域と、超音波振動子20a、20b、20cを洗浄するための振動数を発生する第2周波数帯域とを切り替え可能に超音波振動子20a、20b、20cを駆動制御する制御部40とを有する。超音波振動子20a、20b、20cは、図示していないが他にも設置してある。別実施形態として、超音波振動子が単一の構成もある。超音波振動子は、特に制限されず、発生する周波数(振動数)を複数段に切り替え可能になっている。   The ultrasonic atomizer 1 includes a processing container 10 for storing a liquid to be processed (discarded sake R) to be subjected to ultrasonic processing, and a plurality of ultrasonic vibrators 20a, 20b, 20c arranged at the bottom of the processing container 10, An ultrasonic wave that can be switched between a first frequency band that generates a frequency for atomizing the waste sake R and a second frequency band that generates a frequency for cleaning the ultrasonic transducers 20a, 20b, and 20c. And a control unit 40 that drives and controls the vibrators 20a, 20b, and 20c. Although not shown, the ultrasonic transducers 20a, 20b, and 20c are also installed. As another embodiment, there is a configuration in which the ultrasonic transducer is single. The ultrasonic transducer is not particularly limited, and the generated frequency (frequency) can be switched to a plurality of stages.

また、処理容器10には、廃棄日本酒Rを供給するための供給管11が設けられている。この供給管11は、廃棄日本酒Rを蓄えるクッションタンク30に接続される。クッションタンク30内の廃棄日本酒Rは、ポンプPで供給管11を通じて処理容器10に供給される(供給工程)。霧化処理を行う場合、超音波振動子から液面までの高さを一定(略一定)にする。液面高さを検知するセンサ13で液面高さを検知し、検知情報を制御部40へ送り、制御部40が液面高さを一定に維持するようにポンプPを駆動制御している。また、霧化処理で廃棄日本酒Rは減少していくため、その減少分が補充される。なお、このクッションタンク30には廃棄日本酒Rが上流の廃棄タンクから供給される。   Further, the processing vessel 10 is provided with a supply pipe 11 for supplying the waste sake R. The supply pipe 11 is connected to a cushion tank 30 that stores discarded sake R. Waste sake R in the cushion tank 30 is supplied to the processing container 10 through the supply pipe 11 by the pump P (supply process). When performing the atomization process, the height from the ultrasonic transducer to the liquid surface is made constant (substantially constant). The sensor 13 that detects the liquid level height detects the liquid level height, sends detection information to the control unit 40, and the control unit 40 drives and controls the pump P so that the liquid level height is maintained constant. . Moreover, since the amount of waste sake R is reduced by the atomization process, the decrease is replenished. The cushion tank 30 is supplied with waste sake R from an upstream waste tank.

また、処理容器10には、廃棄日本酒Rの供給量が多くなると、オーバー分をクッションタンク30へ返すためのオーバーフロー配管12が設けられている。オーバーフロー配管12は、所定の液面位置に合わせて設置されていてもよい。なお、検知センサ13を設置せずに、オーバーフロー配管12を用いて被処理液を循環させていてもよい。   Further, the processing vessel 10 is provided with an overflow pipe 12 for returning the excess amount to the cushion tank 30 when the amount of waste sake R increases. The overflow pipe 12 may be installed according to a predetermined liquid level position. In addition, you may circulate the to-be-processed liquid using the overflow piping 12, without installing the detection sensor 13. FIG.

また、処理容器10の廃棄日本酒Rの液面より上方に、超音波振動子ごとに対応して整流筒14a、14b、14cが設置されている。この整流筒によって、下方の霧(霧化処理で生じた霧)を導入して上方に流し、霧の流れを整える(乱流を抑制する)。この整流筒の内部に一定気流を生じさせるためファンが設置されていてもよい。なお、この整流筒は必須構成ではないが、容器内空間が大きいほど整流筒を設置したほうが、外部に排出される霧中のアルコール濃度のばらつきを低減できるための好ましい。   Further, rectifying cylinders 14a, 14b, and 14c are installed above the liquid level of the waste sake R in the processing container 10 corresponding to each ultrasonic transducer. By this flow straightening cylinder, the lower mist (fog generated by the atomization process) is introduced and flowed upward to regulate the mist flow (suppress turbulence). A fan may be installed to generate a constant air flow inside the rectifying cylinder. Although the flow straightening cylinder is not an essential component, it is preferable that the flow straightening cylinder is installed as the space in the container is larger because variation in alcohol concentration in the mist discharged to the outside can be reduced.

また、処理容器10の図1において右側上方にキャリアガスを供給するためのキャリア供給管16が設置されており、この供給管16はキャリアガス供給源と接続されている。キャリアガスは、例えば、空気、不活性ガス、高濃度酸素ガスである。処理容器10の図1において左側上方には、霧化処理で生じた霧とキャリアガスとを処理容器10外に排出する霧排出管17が設けられている。霧排出管17は、例えば、燃焼装置(ガスバーナー)へ接続されて、霧化処理で生じた霧が燃料として利用される。   Further, a carrier supply pipe 16 for supplying a carrier gas is installed on the upper right side of the processing container 10 in FIG. 1, and this supply pipe 16 is connected to a carrier gas supply source. The carrier gas is, for example, air, an inert gas, or a high concentration oxygen gas. A mist discharge pipe 17 that discharges the mist generated by the atomization process and the carrier gas to the outside of the processing container 10 is provided on the upper left side of the processing container 10 in FIG. The mist discharge pipe 17 is connected to, for example, a combustion device (gas burner), and mist generated by the atomization process is used as fuel.

また、処理容器10の底部には、容器内の廃棄日本酒Rを排出するための排出部50が設置され、開閉弁を開放させて廃棄日本酒Rを容器外に排出させることができる。制御部40は、この開閉弁に指令を出し、弁を自動で開・閉制御することができる。なお、開放弁は手動式であってもよい。   Moreover, the discharge part 50 for discharging | emitting the waste sake R in a container is installed in the bottom part of the processing container 10, and the waste sake R can be discharged | emitted out of a container by opening an on-off valve. The control unit 40 can issue a command to the open / close valve to automatically open / close the valve. The open valve may be a manual type.

制御部40は、専用ハードウエアで構成されていてもよく、情報処理装置とソフトウエアプログラムの協働作用で構成されていてもよい。   The control unit 40 may be configured by dedicated hardware, or may be configured by a cooperative action of the information processing apparatus and the software program.

次に制御部40による超音波振動子の制御フローについて図2、3を参照しながら説明する。まず、制御部40は、霧化運転期間(例えば、8時から17時の期間)において、処理容器10内の廃棄日本酒Rに対し第1周波数(例えば、1.6MHz)の振動数が発生するように超音波振動子20a、20b、20cを駆動させて霧化を行う(S1:霧化工程)。霧化処理中に、各超音波振動子に固形物が付着あるいは堆積する。次いで、洗浄運転期間(18時から5分間)において、廃棄日本酒Rに対し第2周波数(例えば、40kHz)の振動数が発生するように超音波振動子20a、20b、20cを駆動させて超音波振動子20a、20b、20cの洗浄を行う(S2:洗浄工程)。この洗浄によって、各超音波振動子に付着したり堆積したりしていた固形物が廃棄日本酒R中に溶解あるいは分散する。   Next, the control flow of the ultrasonic transducer by the control unit 40 will be described with reference to FIGS. First, the control unit 40 generates a frequency of the first frequency (for example, 1.6 MHz) for the waste sake R in the processing container 10 during the atomization operation period (for example, the period from 8:00 to 17:00). Thus, the ultrasonic transducers 20a, 20b, and 20c are driven to perform atomization (S1: atomization step). During the atomization process, solid matter adheres to or accumulates on each ultrasonic transducer. Next, during the cleaning operation period (5 minutes from 18:00), the ultrasonic vibrators 20a, 20b, and 20c are driven so that the frequency of the second frequency (for example, 40 kHz) is generated with respect to the waste sake R. The vibrators 20a, 20b, and 20c are cleaned (S2: cleaning process). By this washing, the solid matter that has adhered to or deposited on each ultrasonic vibrator is dissolved or dispersed in the waste sake R.

図3Aの処理フローには凝集処理と排出処理がさらに付加されている。霧化処理と洗浄処理は図2と同じであるため省略する。制御部40は、ステップS12の洗浄処理の後、廃棄日本酒Rに溶解(分散)した固形分、糖分などを、所定期間(例えば、5〜10分程度)、第3周波数(例えば、500kHz)の振動数を発生させるように超音波振動子20a、20b、20cを駆動させて上記固形分、糖分などを凝集させる(S13:凝集工程)。これによって、廃棄日本酒R中に凝集物(固形物)が形成される。次いで、凝集工程で凝集された凝集物を、廃棄日本酒Rとともに排出部50から排出する(S14:排出工程)。これによって、凝集物を処理容器10から完全に排出させることができる。   An aggregation process and a discharge process are further added to the processing flow of FIG. 3A. The atomization process and the cleaning process are the same as those in FIG. After the washing process in step S12, the control unit 40 sets the solid content, sugar content, etc. dissolved (dispersed) in the waste sake R at a third frequency (eg, 500 kHz) for a predetermined period (eg, about 5 to 10 minutes). The ultrasonic vibrators 20a, 20b, and 20c are driven so as to generate the vibration frequency to aggregate the solid content, sugar content, and the like (S13: aggregation process). Thereby, aggregates (solid matter) are formed in the waste sake R. Next, the agglomerates aggregated in the aggregation process are discharged from the discharge unit 50 together with the waste sake R (S14: discharge process). Thereby, the aggregate can be completely discharged from the processing container 10.

上記実施形態1の図2の運転フローでは、霧化工程の霧化処理時間を8時から17時の期間として、次いで、洗浄工程を行ったが、これに制限されず、例えば、次の霧化処理タイミングの前に洗浄工程を行ってもよい。   In the operation flow of FIG. 2 of the first embodiment, the atomization process time of the atomization process is set to the period from 8 o'clock to 17:00, and then the cleaning process is performed. You may perform a washing | cleaning process before chemical conversion processing timing.

上記実施形態1の図3Aの運転フローでは、霧化工程、洗浄工程、凝集工程、排出工程を一連の流れとして説明したが、これに制限されず、例えば、霧化工程と洗浄工程とを、複数回繰り返した後で、凝集工程と排出工程とを行ってもよい。また、洗浄工程、霧化工程、凝集工程の順に行ってもよい。   In the operation flow of FIG. 3A of Embodiment 1 described above, the atomization process, the cleaning process, the aggregation process, and the discharge process are described as a series of flows, but are not limited thereto, for example, the atomization process and the cleaning process, After repeating a plurality of times, the aggregation step and the discharge step may be performed. Moreover, you may perform in order of a washing | cleaning process, an atomization process, and an aggregation process.

さらなる別実施形態の運転フローを図3Bに示す。ここでは、ステップS21の霧化工程とステップS22の凝集工程とステップS23の排出工程が行われ、洗浄工程が省略されている例である。すなわち、超音波処理方法は、超音波処理される被処理液を処理容器に供給する供給工程と、霧化運転期間において、前記処理容器内の被処理液に対し第1周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動させて霧化を行う霧化工程と、前記被処理液に含まれる物質を凝集させるための第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように前記超音波振動子を駆動させて物質を凝集させる凝集工程と、前記凝集工程で凝集された凝集物を排出する排出工程とを含む構成である。洗浄工程の替わりに凝集工程を定期的に行って被処理液中の固形分、糖分を凝集させておいて、超音波振動子への固形分などの付着を減少させることができる。   The operation flow of still another embodiment is shown in FIG. 3B. Here, the atomization process of step S21, the aggregation process of step S22, and the discharge process of step S23 are performed, and the cleaning process is omitted. That is, in the ultrasonic treatment method, in the supply step of supplying the treatment liquid to be treated with ultrasonic waves to the treatment container and the atomization operation period, the vibration of the first frequency band with respect to the treatment liquid in the treatment container An atomization step of atomizing by driving an ultrasonic transducer so as to generate a number, and generating a frequency of a frequency in a third frequency band for aggregating substances contained in the liquid to be treated The structure includes an aggregating step of aggregating a substance by driving the ultrasonic vibrator, and a discharging step of discharging the aggregate aggregated in the aggregating step. Instead of the cleaning process, the aggregation process is periodically performed to aggregate the solid content and sugar content in the liquid to be treated, thereby reducing the adhesion of the solid content to the ultrasonic vibrator.

霧化運転から洗浄運転への切り替えとして、上記のような定期的な間欠運転(タイマー制御による運転切り替え、手動切り替え運転)のほかに、発生した霧中のアルコール濃度の低下(低下率)によって、霧化運転から洗浄運転へ自動的に切り替えることができる。かかる場合、例えば、アルコール濃度測定器を処理容器10内(整流筒14a内、霧排出管17内部またはその入口周辺など)に設置しておき、霧化運転中の霧のアルコール濃度値を測定し、制御部40へ送る。制御部40は、アルコール濃度測定器から送られてきたアルコール濃度値が閾値以下になったとき(或いは、アルコール濃度値の低下ライン傾きが所定値以下になったとき)、超音波振動子の性能が低下したと判断し、洗浄運転に切り替え制御する。   As switching from atomization operation to cleaning operation, in addition to the above-mentioned periodic intermittent operation (operation switching by timer control, manual switching operation), a decrease in alcohol concentration in the generated fog (decrease rate) The automatic operation can be switched to the washing operation. In such a case, for example, an alcohol concentration measuring device is installed in the processing container 10 (in the rectifying cylinder 14a, in the mist discharge pipe 17 or in the vicinity of the inlet thereof), and the alcohol concentration value of the mist during the atomization operation is measured. To the control unit 40. When the alcohol concentration value sent from the alcohol concentration measuring instrument becomes equal to or less than the threshold value (or when the decrease line slope of the alcohol concentration value becomes equal to or less than the predetermined value), the control unit 40 performs the performance of the ultrasonic transducer. Therefore, the control is switched to the cleaning operation.

(実施形態2)
図4に示す実施形態2の超音波霧化装置1は、実施形態1のそれと同一の構成を有し、さらに仕切り壁を有する構成である。この仕切り壁について説明する。
(Embodiment 2)
The ultrasonic atomizer 1 of Embodiment 2 shown in FIG. 4 has the same configuration as that of Embodiment 1, and further has a partition wall. This partition wall will be described.

処理容器10の底部に複数の超音波振動子20a、20b、20cが所定間隔で複数個設置されている。隣り合う超音波振動子間に仕切り壁18a、18b、18cが底部から液面より上方にまで伸びて設けてある。この仕切り壁は、複数の超音波振動子を含むブロック単位に設けてあってもよい。   A plurality of ultrasonic transducers 20a, 20b, and 20c are installed at a predetermined interval on the bottom of the processing vessel 10. Partition walls 18a, 18b, 18c are provided between adjacent ultrasonic transducers so as to extend from the bottom to above the liquid level. This partition wall may be provided in a block unit including a plurality of ultrasonic transducers.

図5に示す各仕切り壁18aには、上下に移動可能な開口部19aが形成されている。図5(a)に示すように、開口部19aが液面に位置しているとき、この開口部19aを通じて被処理液が左右に移動可能である。一方、被処理液を排出部50から排出させたいときに、図5(b)に示すように、開口部19aを容器底面に位置させて、被処理液を移動可能にする。なお、仕切り壁で囲まれた中で同様の排出部を底部にそれぞれ形成してもよい。   Each partition wall 18a shown in FIG. 5 has an opening 19a that can move up and down. As shown in FIG. 5A, when the opening 19a is positioned on the liquid surface, the liquid to be treated can move left and right through the opening 19a. On the other hand, when it is desired to discharge the liquid to be processed from the discharge unit 50, as shown in FIG. 5B, the opening 19a is positioned on the bottom of the container so that the liquid to be processed can be moved. In addition, you may form the same discharge | emission part in a bottom part among each surrounded with the partition wall.

制御部40は、この仕切り壁18a、18b、18cで区切られた超音波振動子単位に、処理内容を異なるように制御できる。例えば、制御部40は、超音波振動子20a、20bを霧化処理している間に、超音波振動子20cを洗浄処理するように制御する。また、別実施例として、制御部40は、超音波振動子20a、20bを霧化処理している間に、超音波振動子20cを凝集処理するように制御する。また、制御部40は、上記実施形態1で説明した図2、3A,3Bの運転フローを、仕切り壁で区切られた超音波振動子単位に実行できるように各超音波振動子を制御できる。   The control unit 40 can control the processing content to be different for each ultrasonic transducer unit partitioned by the partition walls 18a, 18b, and 18c. For example, the control unit 40 performs control so that the ultrasonic transducer 20c is cleaned while the ultrasonic transducers 20a and 20b are being atomized. As another example, the control unit 40 controls the ultrasonic transducer 20c to be agglomerated while the ultrasonic transducers 20a and 20b are being atomized. Moreover, the control part 40 can control each ultrasonic transducer | vibrator so that the operation flow of FIG. 2, 3A, 3B demonstrated in the said Embodiment 1 can be performed per ultrasonic transducer | vibrator unit divided by the partition wall.

(実施形態3)
上記実施形態1,2では、被処理液として廃棄日本酒を例にして説明したが、本発明は、被処理液として水道水を用い、超音波霧化装置を加湿装置に適用できる。水道水中の純水は超音波振動子で霧化されるが、不純物(例えばカルキ等)は超音波振動子に付着あるいは堆積する。本発明では、洗浄処理することで、超音波振動子に付着等したカルキを水道水中に溶解(または分散)させることができる。また、水道水中のカルキなどを予め凝集させておき、超音波振動子への付着量を抑制したり、凝集物として簡単に排除したりできる。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, waste sake has been described as an example of the liquid to be treated. However, the present invention can use tap water as the liquid to be treated and apply the ultrasonic atomizer to the humidifier. Pure water in tap water is atomized by an ultrasonic vibrator, but impurities (for example, chalk) adhere to or accumulate on the ultrasonic vibrator. In the present invention, by performing the cleaning treatment, the chalk attached to the ultrasonic vibrator can be dissolved (or dispersed) in tap water. Further, it is possible to agglomerate the calcite and the like in tap water in advance to suppress the amount of adhesion to the ultrasonic vibrator, or to easily eliminate it as an aggregate.

1 超音波霧化装置
10 処理容器
20a、20b,20c 超音波振動子
40 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic atomizer 10 Processing container 20a, 20b, 20c Ultrasonic vibrator 40 Control part

Claims (8)

超音波処理される被処理液を入れる処理容器と、
前記処理容器の底部に配置される1つまたは複数の超音波振動子と、
前記被処理液を霧化させるための振動数を発生する第1周波数帯域と、前記超音波振動子を洗浄するための振動数を発生する第2周波数帯域とを切り替え可能に前記超音波振動子を駆動制御する制御部と、を有する超音波霧化装置。
A processing container for storing a liquid to be treated with ultrasonic waves;
One or more ultrasonic transducers disposed at the bottom of the processing vessel;
The ultrasonic transducer capable of switching between a first frequency band for generating a frequency for atomizing the liquid to be treated and a second frequency band for generating a frequency for cleaning the ultrasonic transducer. And an ultrasonic atomizing device.
前記制御部は、前記被処理液に含まれる物質を凝集させるための振動数を発生する第3周波数帯域と、前記第1周波数帯域と、前記第2周波数帯域とを切り替え可能に前記超音波振動子をさらに駆動制御する、請求項1に記載の超音波霧化装置。   The control unit is capable of switching between the third frequency band for generating a frequency for aggregating the substance contained in the liquid to be treated, the first frequency band, and the second frequency band, and the ultrasonic vibration. The ultrasonic atomizer according to claim 1, further controlling driving of the child. 前記第1周波数帯域は1.5MHz〜2.4MHzであり、前記第2周波数帯域は20kHz〜40kHzである、請求項1または2に記載の超音波霧化装置。   The ultrasonic atomizer according to claim 1 or 2, wherein the first frequency band is 1.5 MHz to 2.4 MHz, and the second frequency band is 20 kHz to 40 kHz. 前記第3周波数帯域は50kHz〜500kHzである、請求項2または3に記載の超音波霧化装置。   The ultrasonic atomizer according to claim 2 or 3, wherein the third frequency band is 50 kHz to 500 kHz. 前記被処理液が廃棄アルコール類である、請求項1に記載の超音波霧化装置。   The ultrasonic atomizer of Claim 1 whose said to-be-processed liquid is waste alcohols. 前記被処理液が水道水である、請求項1に記載の超音波霧化装置。   The ultrasonic atomizer according to claim 1, wherein the liquid to be treated is tap water. 超音波処理される被処理液を処理容器に供給する供給工程と、
霧化運転期間において、前記処理容器内の被処理液に対し第1周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように超音波振動子を駆動させて霧化を行う霧化工程と、
洗浄運転期間において、前記被処理液に対し第2周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように前記超音波振動子を駆動させて超音波振動子の洗浄を行う洗浄工程と、を含む超音波霧化方法。
A supply step of supplying a liquid to be processed to be subjected to ultrasonic treatment to a processing container;
In the atomization operation period, an atomization step of performing atomization by driving an ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency of the first frequency band for the liquid to be processed in the processing container;
A cleaning step of cleaning the ultrasonic vibrator by driving the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in a second frequency band for the liquid to be treated during the cleaning operation period. Atomization method.
前記被処理液に含まれる物質を凝集させるための第3周波数帯域の周波数の振動数を発生させるように前記超音波振動子を駆動させて物質を凝集させる凝集工程と、
前記凝集工程で凝集された凝集物を排出する排出工程と、をさらに含む請求項7に記載の超音波霧化方法。
An aggregating step of aggregating the substance by driving the ultrasonic vibrator so as to generate a frequency having a frequency in a third frequency band for aggregating the substance contained in the liquid to be treated;
The ultrasonic atomization method according to claim 7, further comprising a discharging step of discharging the aggregates aggregated in the aggregation step.
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