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超音波専用水槽の設計・製造技術を開発

製品カタログ

超音波の伝搬状態に関する計測・解析技術を応用

超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態に関する計測・解析技術を応用して、
超音波専用水槽の設計・製造技術を開発しました。

今回開発した技術により
 水槽の最大長さ:3cm(液量5cc)~
       600cm(液量8000リットル)の
 超音波専用水槽に対して、
 超音波洗浄や表面改質・・・に適した
 超音波の利用効率、キャビテーションと音響流のダイナミック制御、
 対象物への伝搬状態・・・を利用目的に合わせて実現出来ます。

従来の水槽(あるいは振動子)設計や製造においては
 音響特性に対する考慮が十分でないために、
 振動の干渉・減衰による不均一・不安定な事象により
 超音波の寿命・水槽のトラブル・・・が起きやすい傾向があります。

この技術は、
 現状の水槽・振動子・・に対しても
 問題点(洗浄液の各種分布、水槽・振動子の設置方法)を検出し
 改善・改良を行うことができます。

適切な設計による効果は
 超音波洗浄の主要因である、音響流(非線形現象)を、
 音圧測定解析に基づいて、理解・評価する事で、
 洗浄対象物の超音波による表面刺激が最適化され
 小さい出力で高い音圧や幅広い超音波の周波数伝搬を実現します。

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このカタログについて

ドキュメント名 超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
ドキュメント種別 製品カタログ
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超音波専用水槽製造資料 超音波システム研究所 斉木 内側寸法 1014*514*476mm
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参考:標準設定 液深は、液の温度変化、超音波の伝搬速度の変化、水面の波・・により 理論値よりも若干大きな値に設定しています 変更する場合には標準設定値に以下の修正を行ってください ±26.8mm ±53.6mm ±80.5mm ・・・・
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液面位置の設定 72kHz単独照射 28kHz単独照射 (300W超音波 出力 45%) (300W超音波 出力 25%)
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<振動子から液面までの標準高さ> 1波長=音速÷周波数 注:音速は液温・粘度により変化します 40kHz の場合、1500000(mm/秒)÷40000(Hz)=37.5mm・・・1波長 定在波は、37.5mm÷2=約18.8mm 標準高さ 18.8*8=150mm 168.8mm 187.5mm ・・・ 281.3mm 300.0mm 318.8mm ・・・・・ 28kHzの場合、1500000(mm/秒)÷28000(Hz)=53.6mm・・・1波長 定在波は、53.6mm÷2=約26.8mm 標準高さ 53.6*3=160.8mm 187.6mm ・・・ 294.8mm 321.6mm ・・・ 72kHzの場合、1500000(mm/秒)÷72000(Hz)=20.8mm・・・1波長 定在波は、20.8mm÷2=約10.4mm 標準高さ 10.4*15=156mm 166.4mm 176.8mm 187.2mm・・・ 291.2mm 301.6mm ・・・・ 100kHzの場合、1500000(mm/秒)÷100000(Hz)=15mm・・・1波長 定在波は、15mm÷2=約7.5mm 標準高さ 7.5mm*20=150mm 165mm 180mm 187.5mm 195mm・・・ 292.5mm 300.0mm・・・ 38kHz の場合、1500000(mm/秒)÷38000(Hz)=39.4mm・・・1波長 定在波は、39.4mm÷2=約19.7mm 標準高さ 19.7*8=157.6mm 177.3mm 197mm ・・・ 295.5mm 315.2mm ・・・
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仕様(最大出力)300W 28kHz+40kHz(300W超音波 出力 30%)
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脱気ファインバブル発生液循環装置
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<応用事例> 間接水槽3 寸法(内寸):W960×D250×H310mm 注:外形寸法は W,D 内寸+板厚+80mm 間接水槽2 寸法(内寸):W880×D450×H200mm 注:外形寸法は W,D 内寸+板厚+80mm 間接水槽1 寸法(内寸):W445×D290×H325mm 注:外形寸法は W,D 内寸+板厚+80mm
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注意:水漏れについて1 低周波の超音波(20-30kHz)と高周波(50-200kHz)を同時に利用した場合 効率よく水槽全体に超音波振動が伝搬することで、バルブ接続部分にも振動が伝搬 し、水が送り出される可能性があります 下記写真のバルブ接続部分です
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水の量は240分(4時間)で1滴程度です (2種類の超音波(1種類は30kHz以下)を高い効率で連続照射しないと起きません) 基本的には、シーリング材で対処可能です シーリング材が除去された場合は塗るようにしてください <補足説明> 通常の超音波利用においては、 水槽に、このような超音波振動が伝搬しませんので 起き無い現象ですが、本水槽では超音波の振動が 効率よく(非線形現象を含んで)伝搬するために発生する現象です 但し、現状の超音波水槽においてもステンレスの溶接が悪い場合には 超音波照射時の割れが起きている場合があります 液漏れまでの振動現象ではありませんが超音波が大きく減衰します ( 超音波エネルギーで溶接部が割れ、 超音波照射していない状態でも液漏れする事象は 基本的な超音波装置レベルとしての強度不足となります )
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注意:水漏れについて2 消耗品(参考) 超音波システムの特別な場合の消耗品として以下を提示します 1:シールテープ ●テープ幅(mm): 12 ●テープ長さ(m):15 ●テープ厚さ(mm): 0.075 ●基材:フッ素樹脂 ●耐熱温度(℃): -190~+380 (260度以下推奨) 説明 従来の超音波では、配管接続内部のシールテープの部分に 高い音圧の高周波の伝搬現象は起きませんが 本装置では、高周波(100kHz)と低周波(38kHz)の最大出力(各 300W) により、シールテープが分解され水漏れの可能性があります (5時間ぐらい経過しないと検出できないレベルです) 定期的(1 ヶ月に1度程度)に配管部分の水漏れを確認して 正常な動作による水漏れが発生している場合 (ふき取った水滴が翌日も、漏水部分に水滴として発生している)には コーティングのシーリング材を取り除き、シールテープの巻きなおしを行ってください
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<その他 注意事項・参考写真>
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注意:間接水槽のセットについて 間接水槽をセットした状態で、超音波水槽1に水を入れると 次の写真のような状態になります 間接水槽に(水と同様な比重の)洗浄液を安全に10-15cmの深さ以上入れると 次の写真のような状態になります 安全に行うためには、次の写真のように冶工具を使用してください 但し、超音波照射時は冶工具を取り外すようにしてください 下記のような冶工具を 水槽補強として使用する場合は取り外す必要はありません
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特徴 超音波専用水槽として、設計・製造していますので 適切に使用していただくと、使用期間が長くなるほど音響特性の効果が 現れます。従って、超音波の利用効率が高くなります
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以上