除氷は、機械的方法(削る、押す)、熱を加える、水の氷点を下げるように設計された乾燥または液体の化学物質(さまざまな塩または塩水、アルコール、グリコール)を使用する、またはこれらの異なる技術の組み合わせによって達成することができます。
電車と鉄道のスイッチ編集
電車のブレーキにたまる氷は、ブレーキの効率を悪くします。
北極地域の電車と鉄道のスイッチは、雪と氷の蓄積に大きな問題を抱えています。 また、寒冷地では常に熱源がないと機能しない。 列車では、除氷のためにヒーターを必要とするのは、主にブレーキ、サスペンション、連結器です。 レールでは、主にスイッチ類が凍結の影響を受けやすい。 この高出力電気ヒーターは、効率よく着氷を防ぎ、できた着氷を素早く溶かします。
ヒーターは、過熱してヒーターを破壊する可能性を避けるために、PTC材料、例えばPTCゴムで作られるのが好ましい。 これらのヒーターは自己制限され、調整用電子機器を必要としません。過熱することはできず、過熱保護も必要ありません。
AircraftEdit
地上では、凍結や降雨があると航空機に除氷することがよく行われますが、その際に使用されるのが除氷装置(de-icing)です。 凍結した汚染物質は、車両の空気力学的特性を阻害する。 さらに、外れた氷はエンジンにダメージを与える可能性がある。
除氷液は通常、金属表面を保護する染料や薬剤を含むグリコール-水溶液からなる。 様々なグリコールが使用される。 エチレングリコール(EG)はプロピレングリコール(PG)よりも使用温度(LOUT)が低いため、世界の一部で航空機の除氷にまだ使用されています。 しかし、エチレングリコールよりも毒性が低いため、PGの方が一般的です。:2-29
除氷液を塗布しても、そのほとんどは航空機の表面に付着せず、地面に落ちます。:101 空港では通常、使用済みの液体を回収し、地面や水路に浸透しないよう封じ込めシステムを使っています。 PGは無毒と分類されていますが、分解する際に大量の酸素を消費するため、水域を汚染し、水生生物の窒息の原因となります。 (環境への影響と緩和を参照)
Infrared heating de-icingEdit
Direct infrared heating has also been developed as a aircraft de-icing technique. この熱伝達メカニズムは、除氷液スプレーに対する空気の冷却効果により、従来の除氷で使用される熱伝達モード(対流および伝導)よりも大幅に高速である。
ある赤外線除氷システムでは、加熱プロセスが特殊な構造の格納庫内で行われることが必要である。 このシステムは、格納庫のスペースと関連する物流要件のため、空港運営者の間で限られた関心しか持たれていない。 米国では、このタイプの赤外線除氷システムは、2つの大きなハブ空港と1つの小さな商業空港で限定的に使用されている:80-81
別の赤外線システムは、格納庫の使用を必要としない、移動式のトラック搭載の加熱ユニットを使用しています。 塩化物系化合物(塩など)は、航空機やその他の機器に腐食性を及ぼすため、空港では使用されていない。34-35
尿素混合物も、低コストであることから舗装の除氷に使用されてきた。 しかし、尿素は散布後にアンモニアに分解されるため、水路や野生生物への汚染が大きく、米国の空港ではほぼ全廃されています。
RoadwaysEdit
2013年、北米では道路の除氷に推定1400万トンの塩が使用されました。 塩化ナトリウム(岩塩)は安価で大量に入手できるため、通常使用されます。 しかし、塩水は-18℃でも凍るため、それ以下の気温になると役に立ちません。 また、腐食性が強いので、ほとんどの自動車に使われている鉄や、コンクリート橋の鉄筋を錆びさせる。 また、濃度によっては動植物に対して毒性があるため、都市部では使用を控える動きもある。 最近の融雪剤には、塩化カルシウムや塩化マグネシウムなど、水の凝固点をより低い温度に下げるだけでなく、発熱反応も起こす塩が使われています。
最近では、塩に関連する環境問題を軽減し、通常塩水または固形物と一緒に車道に散布するとより長い残留効果を持つ有機化合物が開発された。 これらの化合物は、テンサイ精製やエタノール製造の蒸留工程など、農作業の副産物として発生することが多い。 その他の有機化合物としては、木灰や、道端の草や生ゴミから作られる酢酸カルシウム・マグネシウムという除氷塩があります。 さらに、一般的な岩塩に有機化合物や塩化マグネシウムを混ぜると、より低温(-34℃または-29°F)でも効果があり、単位面積当たりの散布量も少なくなる。 路面に埋め込まれたパイプの配列は、夏に太陽エネルギーを集め、その熱をサーマルバンクに伝え、冬に路面を0℃以上に維持するためにその熱を道路に戻すために使用されます。 この自動化された再生可能エネルギーの収集、貯蔵、供給は、化学汚染物質の使用による環境問題を回避します。
水をはじくことができる超疎水性表面は、氷を嫌うことにつながる氷の蓄積を防ぐために使用できることが、2012年に提案されました。
化学除氷剤編集
すべての化学除氷剤は共通の作業メカニズムを共有している:彼らは化学的に濃度に依存する特定の温度以上で水分子が結合するのを防ぐ。 この温度は純水の凝固点である0℃以下である(凝固点降下)。 また、発熱性の溶解反応により、さらに強力な溶融力を発揮する場合もある。 以下に、最も一般的に使用される除氷剤とその代表的な化学式を示す。
無機塩類
- 塩化ナトリウム(NaCl、食卓塩。 最も一般的な除氷剤)
- 塩化マグネシウム(MgCl
2、作業温度を下げるために塩によく加えられる) - 塩化カルシウム(CaCl
2。 塩化カリウム(KCl)
有機化合物
- 酢酸カルシウム・マグネシウム(CaMg
2(CH
3COO)
6) 酢酸カリウム (CH
3COOK) - ギ酸カリウム (CHO
2K) - ギ酸ナトリウム (HCOONa)
- ギ酸カルシウム (Ca(HCOO)
2) - 尿素 (CO(NH
2)
2)), 一般的な肥料 - Agricultural By-Products (generally used as additives to sodium chloride)
Alcohols, ジオールおよびポリオール
(これらは不凍剤であり、道路ではほとんど使用されません)
- メタノール(CH
4O) - エチレングリコール(C
2H
6O
2) - 3H
😯
2) - グリセリン (C
3H
😯
3)
流体の種類編集
航空機の除氷液にはいくつかの種類があります。 の2つに大別されます。
- 除氷液:除氷や除雪のために水で希釈した加熱グリコールで、ニュートン流体とも呼ばれる(水に似た粘性流体であるため)
- 耐氷液。 非ニュートン流体とも呼ばれ、氷の発生を遅らせたり、降雪やみぞれが積もるのを防ぐために使用されるもので、プロピレングリコールに増粘剤(半固形ゼラチンをイメージ)を加えたものです。 航空機が地上に静止している間は、氷の発生を抑えることができる。
場合によっては、両方のタイプの流体を航空機に適用し、まず汚染物質を除去するために加熱されたグリコールと水の混合物を適用し、次に航空機が離陸する前に氷が再形成されないように非加熱の濃縮流体を適用することがある。 これは「2段階手順」と呼ばれています。
メタノール除氷液は、小型から中型の一般的な航空機の小さな翼や尾翼の表面を除氷するために長年採用されており、通常は小さな手持ちの噴霧器で塗布されるものです。
モノエチレン、ジエチレン、プロピレングリコールは不燃性の石油製品で、同様の製品は自動車の冷却システムで最も一般的に見られます。 グリコールは非常に良い除氷特性を持ち、航空グレードはSAE/ISO/AEAタイプI(AMS 1424またはISO 11075)と呼ばれています。それは通常、オンランプまたは出発滑走路入口点アプリケーションのために1,500〜2,000 US gal(5,680 〜 7,570 L; 1,250 〜 1,670 imp gal)を含むトラック上のチェリーピッカーを使用して華氏95度(35℃)の水希釈汚染表面に適用されています。 航空機が除氷を受けたことを目視で容易に確認できるように、着色された液体が好ましい。 タイプIの液体が流出すると、泥水がピンク色になるように見えるので、”ピンクスノー “と呼ばれている。
1992年、Dead Sea Worksは死海の塩とミネラルをベースにした除氷剤の販売を開始した
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