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圧縮空気の品質

Compressed Air Wiki Contaminants in Compressed Air Filtering Air Treatment

圧縮空気が適切な品質であることはユーザーにとって非常に重要です。汚染物質が含まれる空気が最終製品に触れると、不合格品のコストがすぐに容認できないほど高くなり、安価なソリューションがコストの最も高いソリューションになりかねません。企業の品質方針に沿った圧縮空気の品質を選択するだけでなく、将来の要件がどうなるかの判断を試みることも重要です。

空気の品質を考慮することが重要な理由

圧縮空気には、水滴状または蒸気状の水や油滴またはエアロゾル状のオイル、粉塵などの不要な物質が含まれます。圧縮空気の用途によっては、これらの物質が生産の妨げになり、さらにはコストが増加することもあります。空気処理の目的は、圧縮空気をユーザーにより指定された品質にすることです。工程における圧縮空気の役割が明確に定められていれば、その特定状況で収益性と効率性が最高となるシステムを見つけることは容易です。一言で言えば、圧縮空気が製品に直接触れるかどうか、つまり、たとえばオイルミストが作業環境で受け入れられるかどうかを判断すればよいのです。適切な機器を選択するには、体系的な方法が必要です。

フィルタの有用性

フィルタは、基本的に空気の粒子を汚染物の粒子から分離するものです。フィルタの粒子分離能力は、上記の(異なる粒子サイズにおける)各能力の組み合わせとなります。粒子サイズの範囲全体で効率的なフィルタは存在しないため、実際は各フィルタにはある程度の妥協が必要です。粒子サイズが様々な場合の分離能力に流速が影響することさえも、決定的な要因ではありません。


一般的に分離が最も難しいのは0.1μm~0.2μmの粒子です(浸入力が最も高い粒子サイズ)。上記のように、凝集フィルタの総捕捉効率は、すべての発生メカニズムの組み合わせに起因します。明らかなように、各メカニズムの重要性、その対象となる粒子サイズ、全体的な効率の値は、エアロゾルのサイズ分布、空気の速度、フィルタメディアの繊維直径の分布に大きく依存しています。


エアロゾル状のオイルと水の挙動は他の粒子と類似しており、結合型フィルタを使用して分離することも可能です。フィルタ内では、これら液状のエアロゾルが大きな滴と融合して、重力によりエアロゾルの下部に沈みます。このフィルタはエアロゾル状のオイルだけでなく、液状のオイルも分離できます。ただし、液状のオイルは本質的に濃度が高いため、圧損が高く、オイルのキャリーオーバが生じます。蒸気状のオイルを分離する場合は、フィルタに持続性のある吸着素材(通常は活性炭)が含まれていなければなりません。


すべてのフィルタは圧損が避けられず、これが圧縮空気システム内のエネルギー損失となります。密な構造の細かいフィルタは圧損の増加を招き、詰まりが早くなるため、より頻繁なフィルタの交換が必要となるとともに、メンテナンスコストが増加します。


粒子数と水およびオイルの存在の観点における空気の品質は、空気清浄度の業界標準であるISO 8573-1に定義されています。重要な工程における空気汚染のリスクをなくすには、クラス0に分類されている圧縮空気のみを使用することをお勧めします。さらにフィルタの寸法は、通常のフローを適切に処理するだけでなく、一定の詰まりにより生じるある程度の圧損に対処できる大きな容量しきい値を得られるものでなければなりません。


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