圧縮空気システムの水分除去方法
大気中の空気には、目に見えなくても常に水分が存在することをご存知ですか？圧縮空気システムで空気が圧縮され、露点を超えて冷却されると、液体の水として凝縮します。これはジレンマを生みます。圧縮空気システムは乾燥空気を前提としており、空気が湿っていると正常に機能できません。具体的には、空気は液体水分を含まず、相対湿度50%未満である必要があります。これにより腐食を防止できます。
圧縮空気中の水分がもたらすダメージ
液体水分がエアシステムに及ぼす具体的なトラブル：
- 制御エアラインを塞ぎ、計器の読み取りや作動を妨げ、一般的な計装不具合を引き起こす
- エアツールの適切な潤滑を妨げ、ツールを損傷させる
- ウォーターハンマー現象を引き起こし、設備と配管を損傷させる
- 製品の腐敗と製品完全性の喪失を招く
- エアストリームから水がプロセスに入り込み、プロセスに直接影響を与える
腐食防護のための水分除去は、空気を使用する設備とエアシステム自体の両方にとって重要です。錆とスケールから生じるパーティキュレートがラインを汚染し、エアシステムコンポーネントを損傷させます。最悪の場合、腐食が配管破損を招き、漏れが発生して必要なプロセスに空気が届かなくなります。
多くのメーカーが圧縮空気ドライヤーを水分除去手段の1つとして使用しています。コンプレッサー吐出空気は加熱され、水で100%飽和状態です。空気が冷却されると液体水が凝縮し始めます。空気はシステムの奥へ進むほど冷たくなる傾向があり（屋外など寒冷エリアを通過してプロセスに到達することも多い）、エアネットに入れる前に空気を乾燥させる方がはるかに効果的です。
フィルターとセパレーターはシステムから液体水滴を除去できますが、水蒸気を除去することはできません。水蒸気を除去するにはドライヤーを使用する必要があります。
圧縮空気からの水分除去
圧縮空気から水分を除去する5つの手法：
- 冷却＋分離はその名の通り。高温圧縮空気を冷却し、大量の水を凝縮させます。凝縮した水を空気から分離。通常アフタークーラー、または熱交換器で高温圧縮空気を冷却し、そうでなければ凝縮する水を析出させます。
- 過圧縮は、意図した作業圧力より高い圧力まで空気を圧縮し、分離後、作業圧力まで膨張させて目的のプロセスで使用できるようにします。このプロセスは高エネルギーのため、非常に小さなエアフローにのみ適しています。
- メンブレン乾燥は、空気中のガス成分の選択的透過を利用して水蒸気を分離します。ろ過済み湿潤圧縮空気がシリンダーに入ると、水蒸気がメンブレンコーティングを透過し繊維上に集積。一方、乾燥空気は繊維を通過し続けます。
- 吸収乾燥は、塩化ナトリウムや硫酸などの吸収材に水蒸気を結合させる化学プロセス。吸収材は固体または液体で、他の乾燥法より一般的ではありません。
- 吸着乾燥は、湿潤空気を吸湿性材料「デシカント」上に流して乾燥させます。典型的材料：シリカゲル、分子ふるい、活性アルミナ。パージ再生式吸着ドライヤー、加熱パージ再生式、ブロワー再生式、圧縮熱再生式があります。
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