不凍液および冷却液の超音波脱ガス

超音波脱ガスは、冷却液や不凍液から溶存ガスを除去するための、非常に効果的かつ効率的な方法です。産業現場での利用、特にプローブ型超音波処理装置の使用により、これらの重要な液体が最適な性能を発揮し、保護対象である機器やシステムを守ります。産業界が冷却システムにさらなる性能と信頼性を求め続ける中、超音波脱ガスは、これらのシステムの長寿命と効率を確保するために不可欠なプロセスであり続けます。

超音波脱ガス・脱気の利点

冷却液の超音波脱ガス・脱気には、従来の方法に比べていくつもの利点があり、産業用途で非常に高い効果を発揮します。

超音波脱ガス・脱気の利点

• 迅速な処理： 超音波脱ガスは従来の方法よりも速く、冷却液から溶存ガスを迅速に除去します。
• 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、酸素を含むガスが十分に除去され、気泡のない均質な冷却液が得られます。
• 熱性能の向上： 超音波脱ガスは気泡を除去することで、冷却液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が高く、他の脱ガス方法で通常使用される加熱設備や真空システムの必要性を低減します。
• インラインへの組み込み： 超音波脱ガスは連続インラインプロセスに容易に組み込むことができ、大量の冷却液をリアルタイムで処理できます。
• システム保護の強化： 効果的なガス除去により、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生み出し、冷却液から酸素を含む溶存ガスを迅速に除去するため、このプロセスは大幅に速く、より効率的です。これにより、脱ガスがより徹底され、冷却液の均質性が保たれるとともに、キャビテーション、腐食、熱性能の低下を引き起こす可能性のある気泡がなくなります。また、超音波脱ガスはエネルギー効率が高く、連続インラインプロセスに容易に組み込めるため、加熱設備や真空システムを必要とせず、大量の冷却液をリアルタイムで処理できます。その結果、冷却効率が向上し、システム構成部品の保護が強化され、冷却システム全体の信頼性と寿命が向上します。

なぜ脱ガスが必要なのでしょうか？

脱ガスはさまざまな産業用途で重要なプロセスであり、特に不凍液や冷却液（クーラント）など、高い性能が求められる環境や影響を受けやすい環境で使用される液体を扱う場合に重要です。これらの液体には酸素や窒素などの溶存ガスが含まれていることが多く、運転上のさまざまな問題につながる可能性があります。こうしたガスの存在は、キャビテーションや熱伝導率の低下、冷却システム内部の腐食を引き起こす可能性があります。特にキャビテーションは、金属部品に孔食や浸食を生じさせ、その寿命と効率を大幅に低下させる可能性があります。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につながる可能性があります。したがって、冷却液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、接触する部品の寿命を延ばすためには、脱ガスが必要です。
 

超音波脱ガス：超音波が液体中に閉じ込められた気泡を除去します

冷却液の脱ガスと産業における重要性

産業現場では、冷却液や不凍液の品質と信頼性が極めて重要です。これらの液体は、自動車、航空宇宙、電子機器、重機産業で広く使用されており、最適な動作温度の維持と過熱の防止に不可欠な役割を果たしています。前述の問題を回避するには、これらの液体に溶存ガスが含まれていないことを確実にする必要があります。例えば、自動車のエンジンでは、冷却液中の気泡によって局所的な高温部が生じ、エンジンの冷却効率が低下し、エンジン故障につながる可能性があります。影響を受けやすい部品の放熱に冷却液を使用する電子機器では、気泡が局所的な温度上昇や部品故障につながる可能性があります。これらの液体の重要性から、産業プロセスでは、機械や機器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ガス方法が必要です。

超音波脱ガス – 動作原理

超音波脱ガスは、高周波の音波を使用して液体から溶存ガスを除去する先進的な技術です。このプロセスは、超音波が液体内部に高圧領域と低圧領域を交互に形成する、キャビテーションという現象を利用します。低圧の段階では、液体内に小さな真空気泡が形成されます。その後、これらの気泡は高圧の段階で崩壊し、液体から溶存ガスが迅速に排出されます。超音波脱ガスに使用する音波の周波数は、用途に応じて通常20 kHzから数MHzの範囲です。超音波の強度と周波数を調整することで、さまざまな種類の液体に対して脱ガスプロセスを最適化できます。超音波脱ガスは非常に効率的であり、小規模な実験室環境にも、大規模な産業プロセスにも適用できます。
 

フローセル構成を用いた超音波脱ガス。この実験では、容量0.8 ガロン、不活性ガス流量0.2 sfcm/min、強度275 W/cm2の小規模な試作水循環系を使用しました。これは、酸素除去時間が約70%短縮されることを示しています。
研究および画像：Rubio et al. 2016

冷却液および不凍液の超音波脱ガス

超音波脱ガスを冷却液や不凍液に適用すると、従来の脱ガス方法に比べていくつもの利点が得られます。真空脱ガスや加熱などの従来の方法は、時間がかかり、大量のエネルギーを消費することがあり、すべての溶存ガスを除去するうえで同等の効果が得られない場合もあります。一方、超音波脱ガスは、より速く、エネルギー効率が高く、より高いガス除去率を達成できます。このプロセスは、冷却液や不凍液の均質性を保ち、気泡のない状態を確保するうえで特に効果的です。これは、液体の熱的特性と流動特性を維持するために極めて重要です。超音波処理は、液体を十分に脱ガスすることで、キャビテーション、腐食、流路の閉塞などの問題の防止に役立ち、冷却システム全体の性能と信頼性を高めます。

インライン脱ガス用の産業用プローブ型超音波処理装置

産業用途では、インライン脱ガスにプローブ型超音波処理装置を使用することがますます普及しています。これらの超音波処理装置は生産ラインに直接組み込めるように設計されており、処理中の冷却液や不凍液を連続的かつ効率的に脱ガスできます。プローブ型超音波処理装置は、システム内を流れる液体に直接超音波を放射することで作動し、リアルタイムでの脱ガスを確実に行います。このインラインプロセスは、安定した高品質の生産物を維持することが不可欠な大規模操業において、特に有益です。産業用プローブ型超音波処理装置は通常、堅牢で大量の液体を処理できるため、自動車製造、電子機器の冷却システム、その他の重工業用途に最適です。超音波の周波数と出力を個別に調整できるため、脱ガスプロセスを用途固有のニーズに合わせることができ、冷却液や不凍液の品質と性能を維持するための汎用性が高く効率的なソリューションを提供します。

設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質

Hielscherの超音波処理装置は、最高水準の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業施設に円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。

Hielscher UltrasonicsはISO認証企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力の目安を示しています。