＜間接容器＞＜専用水槽＞＜液循環＞と超音波no.５６
この各種技術を適切に組み合わせることで、
表面改質、洗浄、化学反応促進、乳化分散・・・
の適応技術として提案させていただいています。
＜＜超音波システム研究所＞＞
Supersonic wave washing technology
超音波洗浄技術
Supersonic wave stir technology
超音波攪拌技術
Supersonic wave reforming technology
超音波改質技術
＜音響流＞を利用した超音波システムno.1
直感と意志
朝永振一郎
『物理学とは何だろうか』上・下
1979 岩波新書
このときカルノーは蒸気エンジンのかわりに
ピストンのついた空気エンジンを構想するのだが、
そこで「熱だめ」や「ピストンをじわじわと動かす」
という段階が必要になる。
ボルツマンが狙ったことは、
確率論と力学の関係をはっきりさせたいという、
その一点に尽きる、
もしボルツマンが長生きしていたら、
ボルツマンが時代をまとめる科学を構築したかもしれない
コメント
上記の全体的な思考は
強い「直感と意志」から生まれていると感じます
「直感と意志」 西田幾多郎:著
私は昔、
プロチノスが自然が物を創造することは直観することであり、
万物は一者の直観を求めると云つた直観の意義を、
最能く明にし得るものは、我々の自覚であると思ふ。
自覚に於ては、我が我を対象として知るのであり、
知ることは働くことであり、創造することである、
而して此の知るといふことの外に我の存在はない。
．．．．．．．．．
併し作用が作用の立場に於て反省せられた時、
時は更に高次的な立場に於て
包容せられて意志発展の過程となる。
而して乍用の乍用自身が自覚し、創造的となる時、
意志は意志自身の実在性を失つて一つの直観となる。
而してかゝる直観を無限に統一するものが一者である、
一者は直観の直観でなければならぬ。
流体の科学〈中〉波動 (単行本)
• 単行本: 227ページ
• 出版社: 日刊工業新聞社 (2002/03)
流体の科学について（中巻へのはしがき）
上巻の上梓以来7年が経過した．
その間に蓄積された資料のうち，
流体の波動に関する部分のみをここに収めた．
上巻のはしがきに標榜した精神はここでも変わらない．
つまり「青い星」地球を表徴する2つの流体，水と空気，
について我々が18世紀から持っている手法である古典力学，
19世紀から持っている熱力学だけを頼りに，
それでも21世紀に生きる我々の
知的好奇心を刺激するに足ると思われる現象をとり上げた．
大別するとそれは水面波，音波，衝撃波／膨張波となる．
技術の分野では，
これらは海岸工学，音響学，航空宇宙工学／機械工学に対応する．
他方水面波のかなりの部分を占める
ソリトンは前世紀後半に勃興した数理物理学の分野である．
現象解明にあたって解析的手法を重視し，
上巻で要求された予備知識以上のものを仮定せずに，
式を順次追うだけで理解できるよう，
「行間をとばす」ことを極力避けた．
これは本シリーズを貰くもうひとつの姿勢である．
数値流体力学が主流となった時代下で
教育された研究者が多数派となった現在，
ブラックボックス化した知識の累積が
想像力／創造力の枯渇を招く
という危険を予防しなければならないからである．
感想
想像力／創造力の枯渇は、
情報や知識による「観察する力」にあらわれていると考えます
事実が見えない
事実を追求しない
事実を信じない
事実・・・
この本は、今の現実を心配して書かれていたように思います
私は、
「渦巻ポンプ講義
生源寺順（著）養賢堂(1943)」を読んだとき
人に技術を説明するための、
誠実な努力を非常に感じました
その理由が、
情報を利用して
事実を追求していく方法が貫かれていることにあった
と思います
複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射する技術
超音波システム研究所は、
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を応用・発展させました。
今回開発した応用技術は
定在波の制御により、キャビテーションと加速度の効果を
具体的な伝搬周波数のペクトルとして変化させるという技術です。
超音波＜制御＞技術no.４０
超音波の非線形性現象を認識して、
その効果を利用しています。
＜＜超音波システム研究所＞＞
Sound Flow water effect
Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect.
Ultrasonic measurement and analysis techniques．
脱気マイクロバブル発生装置
音響流制御
キャビテーション制御
超音波伝搬状態の計測・解析
＜ガラス容器＞と＜液循環＞による超音波制御 No.６３
＜ガラス容器＞と＜液循環＞による超音波制御
ガラス容器の設定により、
超音波（キャビテーション）と
音響流を制御できます。
超音波振動子の設置方法による、
定在波の制御技術を応用しています。
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波
＜新しい超音波システムの制御技術＞ ジャグリング制御
動画の事例＜超音波振動子：1台の場合＞
ガラス容器の特徴を利用した設定により、
超音波（キャビテーション）と
音響流を確認することができます。
その結果として、超音波の状態を制御することができます。
＜＜超音波システム研究所＞＞
＜新しい超音波システムの制御 ！！＞
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
上記のシャノンの定理を超音波システムに応用（適用）します
Ｆ ： 超音波の発振・出力時間
Ｄ ： 循環ポンプの運転時間
H ： 基本サイクル（キャビテーション・加速度のピークの発生する）
V ： 脱気装置の運転時間
N ： 超音波出力の異なる周波数の数
説明
各種データの時系列変化の様子を解析（注１）して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波の音圧サイクル、
超音波・循環ポンプ・脱気装置の関係性
システムの影響範囲 を見つけます
この関係性からボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、
自然なシステムの状態に適した制御となり、
効率の高い超音波システムとなります
Ｆ・Ｄ・Ｖの関係は時間の経過とともにトレードオフの関係になります、
そのために各種の運転として
他の条件を停止させた状態で運転する方法が必要になります
これまでにも、結果としては適切と思える状態が発生することが
ありましたが、数日から数ヶ月後には適切でなくなり、
再調整することがありました
このような経験の中から適切なモデルを検討していましたが、
ジャグリングモデルは大変良く適合するとともに、
高い効率と安定性を示しました
超音波の目的（キャビテーションの強さ、
加速度の強さ、 等）に対して、
各種の運転時間調整で対応することが可能です
但し、一般的な時間を提示できないのはシステムの系として
水槽やポンプの構造による影響が大きいため、
そこに合わせる必要があるためです
特に、水槽の強度バランスが悪い場合は適応できません
（理由は水槽自身に大きな振動の吸収
あるいは減衰する傾向があるためです）
参考として、単純な応用例を提示します
３００リットルの水槽で３０リットル毎分の
循環ポンプと脱気装置の場合
超音波１ ----------
．．．．
超音波２ --------- ---------
．．．．
脱気装置 ----- ----- -----
．．．
循環ポンプ ----- ----- -----
．．．．
＊超音波出力：２分 １００-２００ワット、
＊脱気装置 １分、
＊循環ポンプ １分
ポイント
システムを「時間で移動するボールのジャグリング状態」として
捉えることが重要です
トレードオフの関係にあるパラメータを
適切にバランス運転することを可能にします
通信の理論を考えたシャノンが
ジャグリングの理論を考えた理由もそこにあるように思います
注１）情報量基準を用いた時系列データの
多変量自己回帰モデルによる解析
注２）新しい発想ですので、
特許による制約等はありません、自由に応用発展させてください
上記の脱気装置（ヒータによる液温管理）と
循環ポンプ（オーバーフロー水槽）は
水槽構造により不要になる場合もあります
その場合にもモデル化による設定と制御により
非常に高い効率が実現できます
１５００リットル以上の水槽でも、
２種類の周波数による５００ワット以下の１台の出力で
制御により安定した強い均一な状態を実現しました
簡単な実験で確認してください、
溶存酸素濃度の絶対値は問題でありません、
バランスをとればどの様な状態（天候や水槽等の環境）でも
水槽全体に超音波が広がります
超音波の状態を理解して検討するためには
流体力学（三次元非定常圧縮性粘性流れ・ソリトン・液体の状態）を
正しくイメージすることが重要だと思います
しかし、不思議なくらい再現性と安定性がありますので
実験で確認することを提案します
注３）強い振動が水槽全体に広がるので、
水槽の構造に弱い部分があると水漏れ等の問題が発生します
特に、角部での溶接は注意が必要です
注4）十分な解明は難しいとおもいますが、
効率は実際に製作することで上昇しつづけています
（ 水槽に黄金比を採用することは強度以外に
流体に対する影響が大きいように思います ）
超音波システムに関する、コンサルティングを行っています
超音波システムに関する、問い合わせや相談がある方は
メールでの連絡をお願いします
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名称 超音波システム研究所
業務内容 超音波システムに関するコンサルティング
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＜音響流＞を利用した超音波システムno.４０
超音波（キャビテーション）と
音響流を
適正に設定することで、
目的に合わせた超音波の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波システム研究所 no.２５
金粉の分散実験
お酒に入った金粉を超音波分散している様子です
Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect
注：この容器は効率がよくありません
＜理由＞
１：ガラスの材質
２：形状
３：金粉と超音波と容器のバランス
複数の超音波振動子を制御するシステム技術
目的に合わせた超音波の効果を
効率よく安定した状態で利用できる
（複数の異なる周波数の振動子を
同時に出力して使用する）
「超音波システム」として
ご提案（設計・製造・販売・コンサルティング）させていただきます
時系列データのフィードバック解析を利用した、
キャビテーションのダイナミック特性測定評価技術を開発いたしました。
これまでに、開発した制御技術（注）と組み合わせることで、
超音波洗浄・攪拌・表面改質・・・に用いた結果、
超音波の利用目的に合わせた、
最適なキャビテーションと加速度の状態設定（評価）が、可能となりました。
