早在2010年,Kaijo Corporation (US 7,726,325) 公司獲得了一項(xiàng)關(guān)于對(duì)液體進(jìn)行有效和快速“脫氣”的專利。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這一過(guò)程涉及到了使液體以足夠速度流經(jīng)一個(gè)限流點(diǎn)(例如管道收窄處),利用這一限流點(diǎn)導(dǎo)致下游液體稀薄(伯努利原理)進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)壓,再利用這種負(fù)壓將溶解的氣體從液體中除去。 如此提取出的氣體形成足夠大小的氣泡,使其受到充分浮力而上升至液體表面,不再被重新吸收進(jìn)入液體。
這一理念引起超聲波清洗行業(yè)的濃厚興趣,因?yàn)槿芙庠谝后w中的氣體對(duì)于超聲波空化有不利影響。一般情況下,超聲波處理水箱中的新鮮液體在使用之前會(huì)先“脫氣”,以實(shí)現(xiàn)最佳空化效果。根據(jù)水箱大小不同和包括溫度和化學(xué)藥劑等因素的影響,脫氣過(guò)程可能耗時(shí)幾分鐘到數(shù)小時(shí),通常也會(huì)利用超聲波能量來(lái)加快這一過(guò)程。另外,添加化學(xué)藥劑能夠顯著且肉眼可見地加快液體的除氣速度。 使用新工藝的必然優(yōu)勢(shì)是,能夠?qū)⒁后w先脫氣再輸送至工藝水箱,從而顯著降低甚至消除使用常規(guī)方法進(jìn)行后續(xù)脫氣的需要。這有可能在水箱顯著減少水箱重新注水時(shí)間。這種設(shè)備設(shè)計(jì)也可用于閉環(huán)系統(tǒng)中,在長(zhǎng)期使用期間能夠?qū)⒁后w中的溶解氣體維持在較低水平。
就像人們?cè)诼犝f(shuō)新理念之后的反應(yīng)那樣,超聲波行業(yè)內(nèi)的企業(yè)(包括 Kaijo)開始利用這一理念來(lái)驗(yàn)證其效果,并尋找能夠在更大范圍內(nèi)以其它方式利用這一理念的可能性。很快人們便發(fā)現(xiàn)這種設(shè)備在(通過(guò)逆向滲透和去離子處理得到的)超純水中對(duì)空化效果具有非常好的增強(qiáng)作用。這一發(fā)現(xiàn)令人非常驚訝,原因是,首先,采用這種方式處理后的水之中所含的溶解氣體通常非常少,其次,對(duì)逆向滲透/去離子處理后的水進(jìn)行空化所面臨的困難通常是因?yàn)槿狈π纬煽栈瘹馀菟璧某珊宋稽c(diǎn)或“種子”,而不是因?yàn)橛腥芙鈿怏w的存在。
這真是一個(gè)令人驚訝的結(jié)果! 考慮到這種新的脫氣設(shè)備不僅能夠生成具有足夠大小從而能夠上浮至液體表面(這正是發(fā)明該設(shè)備的主要目的)的氣泡,還能夠生成大量的保持懸浮于液體之中的較小氣泡(微氣泡)。那么這些微氣泡是否能充當(dāng)空化氣泡生成和成長(zhǎng)所需的位點(diǎn)呢? 這個(gè)問(wèn)題的答案很可能是肯定的。
小氣泡和微小氣泡似乎確實(shí)能夠擔(dān)當(dāng)空化氣泡的成長(zhǎng)所需的成核位點(diǎn)。另一個(gè)比較廣泛的觀點(diǎn)是微氣泡需要準(zhǔn)確具備“正確”大小才能夠擔(dān)當(dāng)成核位點(diǎn)。但這種觀點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果并不一致。 事實(shí)上,人們發(fā)現(xiàn)向更大體積的水中加入少量利用此設(shè)備處理過(guò)的水,能夠增強(qiáng)整個(gè)水體中的空化和內(nèi)爆效應(yīng)。