圧縮空気システムにおける圧力と流量の理解

編集部注：この記事は2017年に初公開され、正確性、網羅性、新情報の追加のために完全に更新されました。

圧縮空気システムにおいて、圧力と流量は必ず遭遇する最も一般的な用語の2つです。エアコンプレッサの調査を始めたばかりでも、プロバイダーから見積もりを取る段階でも変わりません。圧力と流量は、施設がコンプレッサを適切にサイジングし、適切な空気量と流量でアプリケーションを駆動して無駄なエネルギーを出さないための重要な測定値です。

圧力とは？

圧力は、面積にかかる力の測定値であり、コンプレッサが任意の時点で特定の作業を実行する能力を決定します。コンプレッサはプロセス完了に必要な適切な圧力（力）を提供しなければなりません。圧力が低すぎれば作業が完了せず、高すぎれば機器を損傷し予期せぬ故障を招きます。

圧力の測定方法

圧力はポンド毎平方インチ（psi）で測定されます。例えば50 psiとは、1平方インチあたり50ポンドの圧力がかかっていることを意味します。既存システムのPSIを確認するには、エアコンプレッサのエアゲージを見てください——ここにシステム圧力が表示されます。

流量とは？

流量は、コンプレッサシステムの出力レートを示す体積の測定値であり、コンプレッサが特定のタスクを継続して実行する能力とも見なせます。必要な流量は、タスク完了に要する時間の長さに依存します。流量が不足すると、コンプレッサはリザーバータンクの圧力を再構築するために休止を余儀なくされます。

流量の測定方法

流量は、特定の圧力における立方フィート毎分（cfm）で測定され、適用される馬力（HP）に直接比例して増加します。そのため、ホームセンターで売られている小型コンプレッサと、大規模製造施設にある産業用コンプレッサを比較すれば、なぜ産業用がはるかに高いCFMを達成できるかがわかります。

HP、CFM、PSIの詳細はこちら。

圧力と流量の連携

これらの測定値の意味がわかったところで、両者の関係を見てみましょう。目標は、アプリケーションに適切な空気流量（CFM）を正しい圧力（PSI）で供給することです。例えば、10ポンドのブロックを長いテーブル上で動かすとしましょう。100 psiの空気圧ではブロックを動かせないかもしれませんが、115 psiなら動きます。これがプロセスに必要な最小圧力を知る重要性です。盲目的に圧力を上げると、不必要なエネルギー消費増を招きます。単に圧力を2 psi上げるだけで、同じ気流を維持するために必要なエネルギーが1%増加します。

気流は、10ポンドのブロックをテーブル上で動かす頻度を考慮します。わずかな距離を1時間ごとに動かすだけなら、小型コンプレッサと小型エアタンクで需要を満たせます。しかし、数時間にわたりブロックを常に動かし続ける必要があるなら、より大型で連続流量の大きいコンプレッサが必要です。

過圧縮（オーバープレッシャライゼーション）に注意

注意すべきポイントの一つ：圧縮空気システムの過圧縮！ アプリケーションに必要な圧力と流量を正確に把握するのは難しいため、多くの施設が過圧縮しがちです。これは、プロセスを確実に稼働させるためにシステム圧力（PSI）を上げてしまうことです。しかし、これは深刻なエネルギーロスと高コストを招きます。

結論

圧力と流量を理解すれば、プロセス需要に基づいてコンプレッサをサイジングし、エネルギー要件を削減し、生産性を向上させ、ライフサイクルコストを低減できます。システム仕様の決定に自信がない場合は、圧縮空気オーディットの実施や、地元の圧縮空気エキスパートへの相談をお勧めします。いつでも www.atlascopco.com/air-usa でご相談承ります！