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コンプレッサに必要なドライヤ

How-To Compressed Air Wiki Air Treatment Drying

これまで、圧縮空気システム内の凝縮水が悪影響を与えるおそれがあることを説明してきました。圧縮空気から凝縮水を除去するのが重要な理由と、このために使用できる選択肢を簡単に確認してみましょう。

ドライヤが圧縮空気システムに必要な理由

圧縮空気システム用のドライヤの選択

コンプレッサ内に水分が発生するのは避けられません。しかし適切に処置することで、空圧式機械、エアモータ、バルブなどの構成部品に害が及ぶことを防止して、最終製品が汚染される可能性を回避できます。不要なメンテナンス修理や生産シャットダウンのリスクを回避するために、乾燥していて清浄で、運転に適した圧縮空気を維持するために必要な適切な措置を事前に講じておくことをお勧めします。圧縮空気内のドライヤの重要性に関する詳細は、こちらでご覧いただけます。

湿った圧縮空気の処理に適したドライヤの選択は、圧縮空気を利用する機械の要件および水分許容レベルに大きく依存します。産業用施設や製造用施設の大半では、冷凍式エアドライヤを使用してこのような要件を満たすことができます。一方、吹き付け塗装、研究所、特定の印刷、空圧式ツールで圧縮空気を利用する場合は、非常に乾燥した空気を供給する乾燥剤式ドライヤが必要です。

様々なタイプの冷凍式ドライヤを確認して、事業に最適な選択肢を見極めましょう。

非循環型と循環型の冷凍式ドライヤの相違点

乾燥した空気が必要とされ、臨界露点は必要ない用途に最適な選択肢は、冷凍式ドライヤです。経済的で、予算とニーズに応じて非循環型と循環型を選択できます。

非循環型ドライヤ:
限られた予算内で圧縮空気品質を向上させたい場合は、最初に非循環型の冷凍式ドライヤを検討すべきです。「非循環型」という用語は、このタイプのドライヤが冷凍コンプレッサを常に動かし、全負荷状態を下回っていても、ホットガスバイパスバルブで冷媒の方向を変更することを意味します。冷凍式エアドライヤ内で圧縮空気の温度が3℃(37°F)まで下がると、水は蒸気の状態から結露し、空気は乾燥してほとんどの用途に適したものになります。非循環型ドライヤはシンプルで信頼性が高い機械であり、設計と運用を簡素化するよう、最小限のオプションしか付属していません。

このタイプの冷凍式ドライヤは価格が手頃で初期投資のコストが最も低いにもかかわらず、乾燥した清浄な圧縮空気を提供します。非循環型ドライヤは容易に設置でき、運転が簡単なため、性能、品質、期待される結果を実現する能力において市場の標準となっています。ロータリスクリュエアコンプレッサとの併用に最適ですが、ピストンエアコンプレッサといっしょに使用する場合は高温仕様が適しており、それをお勧めします。「非循環型」という名前が示すとおり、このドライヤはドライヤ内に入ってくる圧縮空気の負荷に関係なく、常に稼働します。つまり、全負荷でも無負荷でもエネルギー消費量はほぼ同じだということです。したがって、販売されている他の選択肢ほどエネルギー効率が高くありません。エネルギーの節約が優先事項ではなく、施設の露点の変動を圧縮空気ドライヤで最小化するだけであれば、非循環型ドライヤは魅力的な選択肢となります。

循環型ドライヤ:
非循環型冷凍式とは違い、循環型は熱質量コントローラや周波数コントローラといった他の機器を使用します。これによりドライヤに入ってくる圧縮空気の需要に基づいてドライヤのオンとオフを切り替えることができ、最終的にエネルギー効率が大きく向上します。循環型ドライヤはすべてが顧客指向で設計され、性能と信頼性を実現します。循環型ドライヤの初期コストは非循環型よりも高目ですが、長期的なソリューションとして考えた場合のコスト、あるいはライフサイクルを通したコストは最低です。循環型ドライヤは信頼性が高く、設置が容易で、設置面積が狭く、騒音が低レベルです。前述のように、エネルギーを最大限節約し、圧損を低くします。このような利点があるため、循環型ドライヤはコストがやや高いものの、特に装置のライフサイクルを通したコストを考慮したとき、どのような圧縮空気システムにとっても大きなメリットがあります。設備の空気需要が変動する場合は、循環型ドライヤが最適です。 

ドライヤ搭載型のメリット

ほとんどの施設では確保されているスペースが貴重であり、圧縮空気システムの最適化において多くの会社の選択肢は限られています。スペースが限られていても乾燥した圧縮空気が必要なとき、一部のメーカーはエアコンプレッサに冷凍式ドライヤを搭載する選択肢を提供します。ドライヤ搭載型では、圧縮空気を効果的に除湿しながら投資を保護することができます。スペースの必要性を小さくし、設備の初期コストも削減すると同時に、圧縮空気のニーズに適した小型、静音、便利なソリューションとなります。圧縮空気装置の販売員は、圧縮空気乾燥のすべての選択肢を検討し、ニーズに合った可能な限り最高のソリューションを選択できるよう支援できる必要があります。

冷凍式ドライヤと乾燥剤式ドライヤの相違点

圧縮空気ドライヤを決定する際の最も大きな要素は、必要とされる露点や望ましい露点です。既に説明したように、冷凍式エアドライヤは3~5℃(37~41°F)の露点を提供する機能を備えており、ほとんどの用途にはこれで十分です。ただし、それよりも高い品質の圧縮空気がプロセスに要求される場合は、乾燥剤式ドライヤをシステムに導入する必要があります。再生型の乾燥剤式ドライヤは、-70℃(-100°F)まで到達できる機能を標準で搭載し、圧縮空気システムに清浄で乾燥した空気を提供します。冷凍式エアドライヤとは異なり、再生型の乾燥剤式ドライヤには圧縮空気から水蒸気を吸着するビーズ状の乾燥剤が使用されています。

吸着プロセス時に水蒸気は乾燥剤のビーズに付着します。その際、乾燥剤の組成は変化しません。乾燥剤のビーズが湿気で飽和状態になると、乾燥したパージ用空気、熱、またはその両方の組み合わせによって湿った乾燥剤を乾かすための再生プロセスが行なわれます。このタイプの乾燥剤ドライヤは一般にツインタワー構造であり、一方のタワーで湿った空気を乾燥させ、もう一方のタワーで乾燥剤のビーズを再生し、水分を除去します。

乾燥剤式ドライヤの選択肢

再生型の乾燥剤式ドライヤは標準で-20℃(-25°F)、-40℃/F、-70℃(-100°F)のいずれかの露点を提供するように設計されています。ただし、使用されるパージ用空気のコストを圧縮空気システムに考慮する必要があります。乾燥剤式ドライヤには、プロセス中のパージ用空気量に応じて様々なタイプの再生方式があります。パージ量が多いほど大型のコンプレッサが必要で、結果的に電力消費量とライフサイクルのコストが増加します。

非加熱乾燥剤式ドライヤは、必要とするパージ用空気が16~25%で、最も経済的ですが、最も効率性が低いと考えられています。非加熱乾燥剤式ドライヤを検討する場合は、必ずエアコンプレッサのサイズ決定時に余分のパージ用空気を考慮してください。施設のニーズを満たすために必要な圧縮空気と乾燥プロセスに必要なパージ用空気を十分に提供するためには、このような計算が必要です。

加熱パージ乾燥剤式エアドライヤは、ビーズによる乾燥プロセスの一部に内部ヒータまたは外部ヒータを使用します。このタイプの乾燥剤式ドライヤでは、タワーの再生に必要なパージ用空気量は10%未満に低下します。このドライヤは再生に必要なパージ用空気を削減するよう設計され、その機能を備えているため、非加熱乾燥剤式ドライヤよりも当初の投資額が高くなります。しかし、ライフサイクル中のエネルギー効率に優れています。

外部加熱による乾燥剤式ドライヤでは、外部からのパージ用空気を加熱して温度を上げて乾燥剤ビーズに供給し、乾燥と再生のプロセスを補います。このタイプのプロセスに使用されるパージ用空気は平均0~4%なので、効率的な乾燥剤式ドライヤの1つと言えます。外部加熱による乾燥剤式ドライヤでパージ用空気を不要にするために、ブロワを使用することで、加熱した空気が乾燥剤ベッド中を循環します。効率性の高さから、ブロワ加熱乾燥剤式ドライヤは最も高価な選択肢となりがちですが、ライフサイクルを通したエネルギー消費量の観点では、投資に対する利益率も最も高くなります。

結論として、冷凍式ドライヤと乾燥剤式ドライヤのどちらが必要かは、主として対象プロセスの具体的な空気品質要件に左右されます。運転の障害となり、シャットダウンのためにコストがかかったり製品が汚染される可能性が少ない清浄で乾燥した空気を実現するうえで、ドライヤは重要な役割を担っています。適切な乾燥システムに今すぐ投資することで、結果的に大幅なコスト削減が可能になり、顧客の満足する製品や結果を提供できます。

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