超声波能量集束系统的制作方法

本发明涉及超声波能量集束系统，更详细而言，涉及一种用于利用超声波能量(振动)，将化妆品乳液或液体燃料等与水混合(或重整)的超声波能量集束系统。

背景技术：

在化妆品乳液等中，水与油成分相互混合，但由于水与油成分具有相互不易混合的性质，因而独立地将水与油成分的粒子形成得较小(微细化)并混合。

另一方面，高粘性、低质量的液体燃料在燃烧过程中发生大量的有害气体，这种有害气体损害液体燃料的微粒化(微细化)，提高燃点，如上所述，如果液体燃料的燃点升高，则燃烧效率将减小，而且液体燃料不完全燃烧，结果存在导致消耗更多量的燃料的问题。因此，正在将高粘性、低质量的液体燃料进行重整(微细化)，防止燃料燃烧效率减小。

如上所述，作为用于将诸如化妆品乳液的相互不易混合的水与油成分迅速混合或使高粘性、低质量的液体燃料重整的装置的示例，可以列举超声波发生器。

作为具有如上所述目的的超声波发生器的以往技术，可以列举例如公开专利公报第10-1994-0000743号的液体燃料的超声波雾化器(以下统称“超声波发生器”)，在该专利文献中公开的超声波发生器由超声波振动发生装置、ac-dc转换器、振子、硬铝喇叭、钡燃料管、钡反射管及燃料雾化容器构成。

所述专利文献中公开的超声波发生器安装于液体燃料燃烧装置中的燃料供应管，使供应的燃料微细化，以此提高燃烧效率。

但是，就所述专利文献中公开的超声波发生器而言，如果重整的燃料量多或流速快，则在使全体液体燃料重整方面存在界限。

因此，要求开发一种超声波集束系统，能够对超声波发生器发生的超声波进行集束，混合量多或流速快的管路上的化妆品乳液，或迅速重整液体燃料。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)kr10-1994-0000743a

(专利文献1)kr10-2001-0085180a

(专利文献2)kr10-1556331b1

技术实现要素：

(要解决的技术问题)

因此，本发明正是为了解决曾用于混合化妆品乳液或重整液体燃料的以往超声波发生器具有的问题而研发的，其目的在于提供一种超声波能量集束系统，既能够使沿着流路流动的化妆品乳液或液体燃料的流速快、流量多，也能够利用多个超声波发生器，有效地混合及重整，而且，将各个超声波发生器发生的超声波集中于一处，增加其效果，提高效率。

(解决问题的手段)

如上所述的本发明的目的借助于如下超声波能量集束系统的超声波集束装置而实现，所述超声波集束装置包括：外壳，其包括贯通孔和多个插入孔，所述贯通孔位于中央，上下竖直地贯通形成，所述多个插入孔沿着外侧面呈辐射状水平形成，且与贯通孔连通；超声波发生器，其分别插入于多个插入孔，朝向贯通孔发生超声波振动；及固定装置，其使超声波发生器固定于外壳；超声波集束装置层叠安装1个或2个以上而构成。

而且，本发明的特征在于，超声波能量集束系统还包括：第一供应管，其与贯通孔连接并安装在位于下部的超声波集束装置的下面；第二供应管，其插入于第一供应管的内侧中央；排出管，其与贯通孔连接并安装于位于上部的超声波集束装置的上面；水供应部，其与第一供应管连接，向贯通孔供应水；及油成分供应部，其与第二供应管连接，向贯通孔供应油成分；通过第一供应管，使水沿着贯通孔向上流动，且通过第二供应管，向水的中央侧，供应流量比水相对较小的油成分。

另外，本发明的另一特征在于，还包括：第一供应管，其与贯通孔连接并安装于位于上部的超声波集束装置的上面；第二供应管，其插入于第一供应管的内侧中央；排出管，其与贯通孔连接并安装于位于下部的超声波集束装置的下面；水供应部，其与第二供应管连接，向贯通孔供应水；及油成分供应部，其与第一供应管连接，向贯通孔供应油成分；油成分为液体燃料；通过第一供应管，使油成分沿着贯通孔向下流动，且通过第二供应管，向油成分的中央侧，供应流量比油成分相对较小的水。

进一步地，本发明的又一特征在于，超声波发生器包括：换能器，其将振荡器生成的交流电变换成机械振动；助推器，其一端结合于换能器的下面，传递超声波振动；及喇叭，其在助推器的另一端一体形成，将通过助推器传递的超声波振动传递到贯通孔的中央侧。

进一步地，本发明的助推器包括：接触部，其为圆筒状，与换能器结合；固定部，其与接触部一体形成，且以直径比接触部相对较大的圆板状形成；振动传递部，其在固定部的另一侧面一体形成，直径比接触部相对较小地形成。

而且，本发明的又一特征在于，固定部在因振动导致的变位为零的拐点形成。

另外，其又一特征在于，外壳的插入孔形成3～6个。

(发明效果)

根据本发明，超声波集束装置由多个超声波发生器呈辐射状排列，构成得使超声波向中央集束，因而具有即使沿着流路流动的化妆品乳液或液体燃料的流速快、流量多，也能够有效地混合及重整的优点。

另外，本发明将超声波集束装置形成一个模块，可以容易地在流路上安装多个超声波集束装置，因而可以根据使用目的，应用于多样的环境。

附图说明

图1是显示本发明的超声波能量集束系统的实施例的立体图，

图2是图1中从外壳分离了超声波发生器和腔室的立体图，

图3是显示本发明的超声波能量集束系统的实施例的剖面图，

图4是显示本发明的外壳的示例的立体图，

图5是显示本发明的外壳的示例的剖面图，

图6是显示本发明的超声波发生器的示例的立体图，

图7是图6的主视图，

图8是显示将本发明的超声波能量集束系统用作在水中混合油成分的用途的示例的使用状态图，

图9是显示将本发明的超声波能量集束系统用作在液体燃料中混合水的用途的示例的使用状态图，

图10及图11是显示本发明的超声波能量集束系统的另一实施例的俯视图。

附图标记

1、1'、1"：超声波集束装置2：第一供应管

3：第二供应管4：排出管

5：水供应部6：油成分供应部

10：外壳11：贯通孔

12:插入孔13：安放槽

14：组装槽20：超声波发生器

21：换能器21a：振荡器

21b：组装螺栓22：助推器

22a：接触部22b：固定部

22c：振动传递部23：喇叭

30：密封构件40：腔室

41：凸缘部42：组装螺栓

具体实施方式

下面根据图示本发明优选实施例的附图，对本发明的构成和作用进行详细说明。

本发明旨在提供一种超声波能量集束系统，既能够使沿着流路流动的化妆品乳液或液体燃料的流速快、流量多，也能够利用多个超声波发生器，使化妆品乳液或液体燃料有效地混合及重整，而且，将各个超声波发生器发生的超声波集中于一处，能够增加其效果，为实现这种目的，本发明的超声波集束系统利用超声波集束装置1构成，这种超声波集束装置1由图1至如图3所示，包括外壳10、超声波发生器20及腔室40。

下面为了说明的便利，按超声波集束装置1中安装4个超声波发生器20的示例进行说明。

如图4所示，外壳10在中央上下竖直地形成有贯通孔11，沿着外壳10的外侧面，呈辐射状设置相同间隔地水平形成有4个插入孔12，与中央侧的竖直贯通孔11连通。

而且，在外壳10上，为了供后述超声波发生器20分别插入于插入孔12进行固定，沿着插入孔12四周形成有既定深度的安放槽13，沿着该安放槽13的外侧四周，形成有供后述腔室40组装的既定深度的组装槽14。此时，在组装槽14中，呈辐射状形成有多个螺丝结合孔(无附图标记)。

另外，插入孔12与后述超声波发生器20的助推器22及喇叭23设置既定间隔，以供形成缝隙的适当直径形成。

在外壳10的插入孔12，分别安装有超声波发生器20，借助于这种超声波发生器20，超声波被集束到外壳10的贯通孔11侧，并集中传递给沿着贯通孔11向上或向下流动的流体。

如图6及图7所示，如上所述的超声波发生器20包括：换能器21，其将振荡器21a生成的交流电变换成机械振动；助推器22，其一端结合于换能器21的下面，传递超声波振动；及喇叭23，其在助推器22的另一端一体形成，将通过助推器22传递的超声波振动传递到贯通孔11的中央侧。

其中，振荡器21a持续形成20khz～28khz范围的高频交流电，换能器21将振荡器21a形成的交流电变换成机械振动。

如果频率降低，则振动的强度加强，流体粒子增大，相反，如果频率升高，则振动的强度减弱，流体粒子进一步微细化。

另外，助推器22包括：接触部22a，其为圆筒状，借助于组装螺栓21b而螺合于换能器21；固定部22b，其与接触部22a一体形成，以直径比接触部22a相对较大的圆板状形成；振动传递部22c，其在固定部22b的另一侧面一体形成，且直径比接触部22a相对较小地形成。此时，固定部22b以上端直径比下端直径逐渐加大且上部弯曲的扩径喇叭状形成。

而且，就助推器22而言，通过换能器21传递的振动不减小而如实传递到一端的喇叭23是极为重要的，固定部22b在因振动导致的变位为零的拐点b形成。

由此，以通过换能器21生成的振动的变位以固定部22b为基准，两端部分成为最大拐点a、c，结果，将换能器21生成的振动如实地传递到助推器22一端的喇叭23侧，从而保证了其效率。

而且，喇叭23是对通过助推器22而从换能器21传递的振动进行放大并传递的结构，如图7所示，喇叭23形成有与贯通孔11相向的面凹陷变形的传递部23a，以便可以使振动更有效地传递给通过贯通孔11而向上或向下流动的流体。

借助于如上所述的超声波发生器20的构成，换能器21发生的振动通过助推器22，无振动(变位)减少地如实传递到喇叭23侧，借助于此，在沿着外壳10的贯通孔11流动的流体的粒子高效微细化的同时，相互不易混合的2种流体轻松、迅速地混合及/或重整。

在外壳10的组装槽14安装有腔室40，借助于这种腔室40，超声波发生器20被罩住而不露出于外部，同时，通过插入孔12而沿着贯通孔11流动的流体不泄漏到外部。

如上所述的腔室40一侧面开放，在内部形成有容纳空间，在开放的一侧的末端形成有凸缘41，沿着该凸缘41，形成多个贯通孔(无附图标记)，然后在这些贯通孔中分别插入组装螺栓42，螺合组装于组装槽14而贴紧。此时，在腔室40的容纳部，容纳有超声波发生器20的换能器21和接触部22a。

而且，在组装腔室40之前，为了保持气密，在助推器22的固定部22b与安放部13之间或固定部22b与腔室40的凸缘41之间，安装有板状的密封构件30。

如上所述的超声波集束装置1在流体流动的流路上层叠安装1个或2个以上，从而利用集束到贯通孔11侧的超声波振动，使沿着流路流动的2种流体混合及重整。

下面对利用上述超声波集束装置1构成的超声波能量集束系统的实施例进行说明。

<实施例1：化妆品乳液混合时>

实施例1是用作诸如化妆品乳液在水中使少量油成分混合的用途的示例，为此，如图8所示，多个超声波集束装置1上下层叠，第一供应管2与贯通孔11连接并安装于在层叠的多个超声波集束装置1中位于下部的超声波集束装置1的下面。

而且，在第一供应管2的内侧中央插入有第二供应管3。

另外，排出管4与贯通孔11连接并安装于在层叠的多个超声波集束装置1中位于上部的超声波集束装置1的上面，水供应部5连接于第一供应管2，水供应部5通过第一供应管2，沿着贯通孔11(流路)供应水。

进一步地，油成分供应部6连接于第二供应管3，油成分供应部6向贯通孔11的中央侧供应油成分。

如上所述构成的超声波集束系统通过水供应部5向第一供应管2供应水，沿着层叠的超声波集束装置1的贯通孔11向上流动，通过上部的排出管4排出，与此同时，通过油成分供应部6，沿着直径相对较小的第二供应管3，油成分(例如，天然油等)供应到水的中央部分。

此时，油成分比通过第一供应管2供应的水相对少量供应，因此，比重比水相对较小的油成分自然地轻易漂浮于水的上侧，并沿着贯通孔11向上流动，同时，受到超声波集束装置1发生的超声波振动的影响，水与油成分被微细化而容易相互混合。

如上所述，穿过超声波集束装置1并混合的流体，通过排出管4供应到独立配备的存储箱(图中未示出)或用于后续工序的装置。

<实施例2：液体燃料重整时>

实施例2是用作重整液体燃料的用途的示例，为此，如图9所示，多个超声波集束装置1上下层叠，在层叠的多个超声波集束装置1中位于上部的超声波集束装置1的上面，与贯通孔11连接并安装有第一供应管2。

而且，在第一供应管2的内侧中央插入有第二供应管3。

另外，在层叠的多个超声波集束装置1中位于下部的超声波集束装置1的下面，与贯通孔11连接地安装有排出管4，油成分供应部6连接于第一供应管2，油成分供应部6沿着贯通孔11(流路)供应油成分(液体燃料)。

进一步地，水供应部5连接于第二供应管3，水供应部5向贯通孔11的中央侧供应少量的水。

如上所述构成的超声波集束系统通过油成分供应部6向第一供应管2供应油成分(液体燃料)，沿着层叠的超声波集束装置1的贯通孔11向下流动，通过下部的排出管4排出，与此同时，通过水供应部5，沿着直径相对较小的第二供应管3，水供应到油成分的中央部分。

此时，水比通过第一供应管2供应的油成分相对少量供应，比重比油成分相对较大的水自然地下沉于油成分的下侧，并沿着贯通孔11向下流动，在此过程中，受到超声波集束装置1发生的超声波振动的影响，水与油成分被微细化，高粘性、低质量的液体燃料被微细化，因此，液体燃料的燃烧效率提高(重整)。

其中，本发明不是利用超声波集束装置1而只使油成分(液体燃料)微细化，而是混合了水，使水与油成分一同微细化，因而水与油成分混合，可以使油成分进一步微细化。

如此混合的流体通过排出管4，供应给独立配备的存储箱(图中未示出)或用于后续工序的装置，此时，可以与排出管4连接有油水分离器，因此，将利用超声波集束系统而相互混合的流体供应到油水分离器后，去除油成分中混合的水，从而可以获得重整并提高了品质的液体燃料。

另一方面，上述实施例中的图示给出了外壳10的插入孔12沿着外侧面而以相同间隔形成有4个的情形，但不同于此，也可以如图10及图11所示，以至少形成3～6个插入孔12，在各个插入孔12安装超声波发生器20的超声波集束装置1',1"来实施。

此时，在形成2个插入孔12、2个超声波发生器20相互相向安装的情况下，向贯通孔11侧发生的超声波，向未安装超声波发生器20的方向分散的可能性相对较高，因此，为了保证超声波振动的集束效率性，需要按相同间隔形成至少3个插入孔12，安装3个超声波发生器20。

与此相反，如果插入孔12形成6个以上，在6个以上的插入孔12分别安装超声波发生器20，那么，为了确保安装空间，外壳10的大小应增大或超声波发生器20应小型化，此时，如果外壳10的直径增大，则超声波集束装置1难以小型化，相反，如果超声波发生器20小型化，则可发生的振动强度也减小，流体的混合及重整的性能也一同减小，结果，如果考虑制作、安装及维护的困难性和与安装的超声波发生器20的个数成比例增加的振动强度、因超声波发生器20小型化而减小的振动强度，那么，安装6个以上超声波发生器20，其效率性将下降。

因此，本发明优选在外壳10上形成至少3～6个插入孔12，3～6个超声波发生器20呈辐射状配置。

优选助推器20的所述固定部22b在因振动导致的变位为零的拐点b形成，厚度均一时，拐点b在距助推器20起点的1/4λ地点。

另外，上面仅说明了混合及重整水与油成分或液体燃料与水的情形，但不同于此，也可以用作用于将2种以上多样的液态物质相互混合或重整的用途。

进一步地，上面为了说明的便利，对图示了优选实施例的附图和附图中显示的构成赋予附图标记和名称并进行了说明，但不得将其权利范围局限于作为本发明的一个实施例而在图中显示的形状和赋予的名称进行解释，为了更容易实施，可以变更为可从说明书预测的多样形状和单纯置换成发挥相同作用的构成，这是从业人员不言而喻的。