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ジェットクーラについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ジェットクーラのメーカー8社一覧や企業ランキングも掲載しております。ジェットクーラ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:DCM株式会社、2位:株式会社太陽商会、3位:日本精器株式会社となっています。
ジェットクーラとは、圧縮空気を用いて物体を冷却する装置です。
小型の冷却装置であるため、場所を選ばず利用することができます。環境に優しい、壊れにくいといった特徴もあります。他の冷却装置ではフロンなどの冷媒が用いられていますが、冷媒が大気中に放出されると、環境に悪影響を与えることがあります。ジェットクーラは圧縮空気を用いるだけなので、環境に優しい冷却装置となっています。またジェットクーラは、摺動部品がなく非常に単純な構造です。そのため部品故障が少なく、長く用いることができます。
ジェットクーラは様々な産業分野で冷却用途に用いられています。
ジェットクーラが使われる主な場面は、はんだ付けです。はんだ付けとは、スズと鉛の合金 (はんだ) を熱で溶かして固めることで部品同士を接合する方法です。主に電子部品で使われています。
近年では、人体への影響から鉛フリーのはんだが使われるようになりました。しかし鉛フリーでは不均一に固まることがあり、不均一に固まるった場合、クラックが発生するなどし製品不良につながります。均一にはんだを固めるために、ジェットクーラを用いて急冷を行います。ジェットクーラによる急速冷却がはんだの結晶構造を微細化し、均一な凝固を促進します。
ジェットクーラは、はんだ付け工程以外にも様々な用途で用いられています。
ジェットクーラは、渦の力を利用して冷たい風を生み出しています。まずはコンプレッサを使って、装置内に圧縮空気を送り込みます。空気を圧縮することでエネルギーが蓄えられ、強い力を生み出すことができます。圧縮空気の送り込み、渦の生成、温度による空気の分離を繰り返すことで、定常的に冷却を行うことが可能になります。
圧縮空気は装置内にある渦流発生器を通ります。発生器では接線方向に空気が放出され、高速回転します。高速回転により渦が発生します。
渦は回転しているため、遠心力が働きます。遠心力の働きにより圧力と密度が上昇します。ボイルシャルルの法則により、圧力と密度の上昇に伴い温度も増加します。
渦は出口に向かって動きます。出口に移動するとき空気が膨張するため、渦の中心部では温度が下がります。中心部から外側に向かって熱が放出されるため、渦の中心と外で温度差ができます。冷たい中心部の空気は出口から放出され、冷却に使われます。温かい外側の空気は逆方向から排出されます。
ジェットクーラは大きく分けて、渦流発生部と冷風・熱風分離部の2つの部分で構成されています。
渦流発生部は、圧縮空気を高速で回転させ渦流を発生させる役割を担います。 この部分は、円筒形のケーシングと、その内部に接線方向に設けられた複数のノズルで構成されています。コンプレッサーから供給された圧縮空気はこれらのノズルから勢いよく噴射され、ケーシング内で高速の渦流を形成します。
冷風・熱風分離部は、渦流発生部で発生した渦流を温度差に基づいて冷風と熱風に分離する役割を果たします。 この部分は、渦流発生部に接続された円錐形のチューブと、その両端に設けられた冷風出口と熱風出口で構成されています。渦流は円錐形のチューブ内を移動する過程で、遠心力によって中心部と外周部に分離されます。中心部は低温の冷風となり冷風出口から、外周部は高温の熱風となり熱風出口から排出されます。
参考文献
https://www.jreco.or.jp/furontaisaku_pdf/materials-1.pdf
https://www.mekasys.jp/series/detail/id/BN_0025
https://nissin-san.co.jp/publics/index/74/
http://www.kogi.co.jp/bumon_kikai_13.html
https://godhanda.co.jp/blog/50751661-2/
http://www.technitron.co.jp/material2/handa.html
https://handa-npo.com/knowledge01
https://www.anest-iwata.co.jp/compressor/tech/2.html
https://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~masako/exp/kichu/experiment/theory/boyle-charles.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
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