Dramatic improvement in performance of attachments for ultrasonic homogenizers: Development of Acoustic Jet Booster

• Project/Area Number: 23K17734
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 青柳 学 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (80231786)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 孔 徳卿 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (50868974)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 超音波 / ホモジナイザー / 音響流 / ブースター / キャビテーション

Outline of Research at the Start

大気中で超音波振動子先端から強力超音波が放射されるときに音響流が発生するが，既存の振動面近傍に小径穴付き円筒を配置するだけで非常に速い音響流ジェットが発生する現象を発見した。この現象は流体中での超音波作用を劇的に向上させる可能性を持つため，作業の時短効果が望め，その波及効果は大きい。
本研究では音響流の流速増大の原理を解明し，音響流ブースターの設計開発を可能にすることを目的とする。音響流ブースターの形状と音響流の発生および流路形成の関係を大気中，液中で解明する。既存の超音波ホモジナイザーの後付けのアタッチメントとして使える。また，音響流ジェットの向きを変えることで，回転，移動を実現する。