不凍液および冷却液の超音波脱気

超音波脱気は、冷却液や凍結防止液から溶存ガスを除去するための非常に効果的で効率的な方法です。特にプローブタイプのソニケーターを使用することで、これらの重要な液体が最適な性能を発揮し、保護するために設計された機器やシステムを確実に保護することができます。産業界が冷却システムにより高い性能と信頼性を求め続ける中、超音波脱気はこれらのシステムの寿命と効率を確保する上で不可欠なプロセスであり続けるでしょう。

超音波脱気・脱泡の利点

クーラントの超音波脱気・脱泡は、従来の方法に比べていくつかの利点があり、産業用途に非常に効果的です。

超音波脱気・脱泡の利点

• 迅速なプロセス： 超音波ガス抜きは、従来の方法よりも速く、クーラントから溶存ガスを素早く除去します。
• 効率的なガス除去： 超音波によって発生するキャビテーション効果により、酸素を含むガスを徹底的に除去し、気泡のない均質なクーラントを実現します。
• 熱性能の向上： 気泡を除去することで、超音波脱気はクーラントの熱伝導率と全体的な冷却効率を高めます。
• エネルギー効率： このプロセスはエネルギー効率に優れ、他の脱ガス法で通常使用される加熱や真空システムの必要性を低減する。
• インライン統合： 超音波脱ガスは、連続的なインラインプロセスに簡単に組み込むことができ、大量のクーラントをリアルタイムで処理することができます。
• システム保護の強化： 効果的なガス除去は、キャビテーションや腐食などの問題を防ぎ、冷却システムの寿命と信頼性を向上させます。

 
超音波が強力なキャビテーションを発生させ、クーラントから酸素を含む溶存ガスを急速に除去するため、プロセスは大幅に高速化され、効率化されます。これにより、より徹底した脱ガスが行われ、キャビテーション、腐食、熱性能低下の原因となる気泡のない均質なクーラントが維持されます。さらに、超音波脱気はエネルギー効率に優れ、連続的なインラインプロセスに容易に組み込むことができるため、加熱や真空システムを必要とせず、大量の冷却水をリアルタイムで処理することができます。その結果、冷却効率が向上し、システムコンポーネントの保護が強化され、冷却システムの信頼性と寿命が全体的に向上します。

なぜ脱ガスが必要なのか？

脱ガスは、様々な産業用途、特に不凍液や冷却液（クーラント）のような高性能または繊細な環境で使用される液体を扱う場合に重要なプロセスです。これらの液体には、酸素や窒素のような溶存ガスが含まれていることが多く、操作上のいくつかの問題につながる可能性があります。これらのガスの存在は、キャビテーションを引き起こし、熱伝導率を低下させ、冷却システム内の腐食につながります。特にキャビテーションは、金属部品の孔食や浸食を引き起こし、寿命や効率を著しく低下させる。さらに、気泡は液体の流れを妨げ、冷却回路の効率低下や閉塞を引き起こす可能性がある。したがって、クーラントや不凍液が最適な性能を発揮し、システムの効率を維持し、関係する部品の寿命を延ばすためには、脱ガスが必要です。
 

超音波脱気：超音波により液体中の気泡を除去します。

クーラントの脱ガスとその産業的意義

産業環境では、クーラントと凍結防止液の品質と信頼性が最も重要です。これらの液体は、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、重機産業で広く使用されており、最適な運転温度を維持し、オーバーヒートを防止する上で重要な役割を果たしています。これらの液体に溶存ガスがないことを保証することは、先に述べた問題を回避するために不可欠である。例えば自動車エンジンでは、冷却液中に気泡が存在するとホットスポットにつながり、エンジンの冷却効率を低下させ、エンジン故障の原因となる可能性がある。繊細な部品からの熱を放散するために冷却液が使用される電子機器では、気泡が局所的な加熱と部品の故障につながる可能性があります。これらの流体の重要な性質を考慮すると、工業プロセスでは、機械や装置の性能と安全性を維持するために、信頼性が高く効率的な脱気方法が必要となります。

超音波脱気 – 動作原理

超音波脱気とは、高周波の音波を利用して液体から溶存ガスを除去する高度な技術である。このプロセスは、超音波が液体内に高圧ゾーンと低圧ゾーンを交互に作り出すキャビテーション現象を利用している。低圧の段階では、液体内に小さな真空の気泡が形成される。この気泡が高圧相で崩壊し、液体から溶存ガスが急速に排出される。超音波脱気に使用される音波は、用途にもよるが、通常20kHzから数MHzの範囲である。超音波の強度と周波数は、異なるタイプの液体に対して脱気プロセスを最適化するために調整することができる。超音波脱気は非常に効率的で、小規模な実験室環境から大規模な工業プロセスまで適用できる。
 

フローセル装置を用いた超音波脱気。この実験は、容積0.8ガロン、不活性ガス流量0.2sfcm/分、強度275W/cm2の小規模水ループを試作したものである。この結果、酸素除去時間が約70％短縮された。
研究と写真Rubio et al.

クーラントと不凍液の超音波脱気

クーラントや凍結防止液に適用する場合、超音波脱気は従来の脱気方法と比較していくつかの利点があります。真空脱気や加熱などの従来の方法は、時間がかかり、エネルギーを消費し、すべての溶存ガスを除去するのに有効でない場合があります。一方、超音波脱気は、より迅速でエネルギー効率が高く、より高度なガス除去が可能である。このプロセスは、クーラントや不凍液が均質で気泡のない状態を維持することに特に効果的です。液体を完全に脱気することで、超音波処理はキャビテーション、腐食、流れの詰まりなどの問題を防止し、冷却システムの全体的な性能と信頼性を向上させます。

インライン脱気用工業用プローブタイプソニケーター

工業用途では、インライン脱気用のプローブ型ソニケーターの使用がますます普及しています。これらのソニケーターは、生産ラインに直接組み込むことができるように設計されており、クーラントや凍結防止液を処理しながら連続的かつ効率的に脱気することができます。プローブタイプのソニケーターは、液体がシステム内を流れる際に超音波を直接照射することで、脱気をリアルタイムで確実に行います。このインラインプロセスは、一貫した高品質の生産物を維持することが不可欠な大規模なオペレーションに特に有益です。工業用プローブタイプのソニケーターは一般的に堅牢で、大量の液体を扱うことができるため、自動車製造、電子機器冷却システム、その他の重工業アプリケーションでの使用に最適です。超音波の周波数と出力をカスタマイズできるため、脱気プロセスをアプリケーションの特定のニーズに合わせることができ、クーラントや凍結防止液の品質と性能を維持するための多用途で効率的なソリューションを提供します。

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：