中古 日立 Hitachi コンプレッサー OSP-22M6AN2

コンプレッサー(空気圧縮機)は、大気を吸い込んで圧力を高め、圧縮空気として工場や研究施設に送り出すユーティリティ機器です。圧縮空気は電気や水と並ぶ基盤エネルギーで、エアシリンダーなどの動力、搬送、塗装、ブローまで幅広く使われます。工場のほか、ビルや病院でも使われています。

圧縮方式は、閉じ込めた空間の容積を縮めて圧力を上げる容積型と、羽根車で空気を加速して圧力に変える速度型(ターボ式)に大きく分かれます。一般の工場や研究室で多いのは容積型で、主にレシプロ、スクロール、スクリューの3方式があります。レシプロはシリンダー内のピストンの往復運動で圧縮する方式です。構造が単純で空気以外のガスにも使えますが、振動と騒音は大きめで、おおむね15kW以下の機種に多く採用されます。スクロールは、渦巻き状の固定側と旋回側の部材の間にできる空間を中心へ向かって縮めていく方式で、低振動・低騒音でコンパクトなため小容量機に向いています。スクリューは雄と雌の2本のロータがかみ合って連続的に圧縮する方式で、脈動や振動が小さく、中〜大容量機や連続運転の主流です。さらに大流量の用途では、遠心式などのターボ式が使われます。

潤滑の方式によって、給油式とオイルフリー式に分かれます。給油式は圧縮室に油を入れて潤滑・冷却・シールを行う方式で、構造が比較的単純です。その代わり吐出空気に微量の油分が混ざり、ドレン(凝縮水)も油を含むため、処理が必要になります。オイルフリー式は、樹脂製のピストンリングやチップシールなどで油なしの圧縮を行い、食品、医薬、電子部品、分析装置まわりなど油分を嫌う用途で選ばれます。

選定ではまず、吐出空気量と圧力を確認します。吐出空気量はL/minやm3/minで表され、日本ではJIS B 0142に基づき、吸込み状態(20℃、絶対圧760mmHg、湿度65%)に換算した値で示すのが一般的です。乾燥空気基準の標準状態に換算すると、その約0.92倍になります。汎用機の吐出圧力は0.7〜1.0MPa程度が中心ですが、エアシリンダーなどの使用圧力は0.4MPa前後のことが多いです。そのため、使用圧力に配管での圧力損失を足した値が、実際に必要な吐出圧力の目安になります。必要量の合計には、漏れや将来の増設を見込んで余裕を持たせます。

運用面で重要なのは、エネルギー消費の大きさです。コンプレッサーの電力は工場全体の消費電力量の10〜30%程度を占めることがあります。吐出圧力を0.1MPa下げると、理論上の動力は約8%減り、漏れの減少分も合わせると10%程度の省エネが見込めます。一般の工場では、圧縮空気の漏れが20%程度あるといわれます。配管の圧力損失は配管口径の5乗に反比例するため、ドライヤを含む全圧力損失は0.05MPaを目標に、0.1MPa程度までに抑えるのが望ましいとされます。容量の調整には、負荷/無負荷の切替制御のほか、回転数を変えるインバータ制御が広く使われ、使用量の変動が大きい現場ほど効果が出やすくなります。

圧縮すると空気中の水分が凝縮するため、実際の設備はコンプレッサー単体ではなく、空気槽、エアドライヤ(冷凍式・吸着式など)、フィルタ、ドレン排出器を組み合わせて構成します。吸込みフィルタの目詰まりは圧縮比を上げて動力を増やすため、フィルタや油回収エレメントの定期交換も性能維持に欠かせません。小型のオイルフリースクロール機は、実験室や装置の付帯設備として近くに置かれることも多く、設置場所の換気と排熱にも注意が必要です。