超音波で霧を立てる

仕組み

液面に超音波を当てると細かい波が立ち、波の山の先端がちぎれて粒が飛びます。霧が液面から立ちのぼる形で、圧力で裂く水圧だけで霧にするとは力の出どころが違います。Lang 1962 は波長を、表面張力を密度と周波数の2乗で割った量の3乗根に比例させ、粒径をその0.34倍と置きました。周波数を上げるほど粒は細かくなります。部品は超音波ミストユニットです。

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粒径と圧力の目安

Wang ら 2025 は多モードの振動子を734・949・1530・2063 kHzで回し、平均粒径7.71・6.57・4.87・4.43 µmを得ました（純水・30 W・1条件あたり約8000粒）。分布は対数正規です。栽培側では Tunio ら 2022 の超音波フォガーが平均4.89 µm、d50が3.08 µm、d90が13.14 µm。基準の違いは個数基準と体積基準で押さえられます。

根に届くまで

細かい霧は落ちにくく、気流に乗って漂います。ところが Tunio ら 2022 では、この4.89 µmの区でレタスがうまく育たず、多くの指標で有意差が出ませんでした。根長は15分間隔で平均11.25 cmと最小です。小さすぎる粒は根に当たる前に流されたり蒸発したりする、という筋道になり、そこは霧は細かいほどよく育つ？が正面から受けます。

詰まりと劣化

振動子は液に沈めて使うので、水位が変わると霧の量が変わります。液に溶けた塩が振動面に固まると出力が落ち、見た目には霧が薄くなるだけで気づきにくいところです。養液そのものを霧化する構成では、濃さと汚れがそのまま面に乗ります。薄くなったまま気づかない側の見え方は気づいたら霧が出ていないの項目にあります。

値の出どころ

Wang ら 2025（Ultrasonics Sonochemistry 112:107166）は純水を使った装置単体の測定で、高速度カメラと画像処理で粒を数えています。栽培の結果ではありません。栽培側の 4.89 µm は Tunio ら 2022 の温室試験（レタス・4種のノズル×4通りの間隔）から。Lang 1962 の式は粘度を含まないので、粘りのある液では実測と合わないことが知られています。