多くの企業ユーザーはドライヤーを導入していますが、ドライヤーを使用しても圧縮空気中の水分が凝縮しないことを保証することはできません。以下では、ドライヤー通過後の圧縮空気から水分が完全に除去されない様々な原因と、実際の状況に基づいた解決策を分析します。
圧縮空気が乾燥機を通過した後、脱水が不完全になる原因と解決策
1. 圧縮空気中の水分の90%は空気貯蔵タンクに捕捉されます。冷凍式乾燥機や非加熱式再生式乾燥機は、残りの微量の気体状の水分のみを処理できます。空気貯蔵タンクは、圧縮空気の乾燥と浄化において最も重要かつ基本的な設備です。
2. しかし、空気貯蔵タンクは液体の水分しか分離できません。圧縮空気は、その圧力に対応する圧力露点以下に冷却することで初めて、空気貯蔵タンクで水分を分離することができます。そのため、アフタークーリングの効果は圧縮空気の水分含有量に大きな影響を与えます。
3. 冷凍式乾燥機の圧力下露点は周囲温度より10℃低くする必要がありますが、最適な圧力下露点は4℃です。これは、水の密度が4℃で最も高くなり、分離しやすくなり、氷による詰まりが発生しないためです。
4. 原理上、非加熱式再生式乾燥機は気体水分(水蒸気)のみを処理できます。多量の液体水が非加熱式再生式乾燥機に流入すると、機械の性能に重大な影響を与えます。
要約すると、アフタークーラーと空気貯蔵タンクは最も重要な水分除去装置です。その他の乾燥装置は補助的な役割しか果たさず、圧縮空気乾燥の中心となるべきではありません。
具体的な原因と解決策
1. 冷却フィンの詰まり
冷却フィンを塞ぐ埃やその他のゴミは、圧縮空気の冷却効率を低下させ、圧力下露点を上昇させます。これにより、後処理装置における水分除去が困難になります。例えば春には、空気圧縮機の冷却器が柳の尾状花序で詰まることがよくあります。**解決策**:空気圧縮ステーションの窓にフィルタースポンジを設置し、定期的に冷却器の埃を吹き飛ばすことで、圧縮空気の効率的な冷却と正常な水分除去を確保します。
2. 水気分離器(スクリュー式空気圧縮機の水分除去装置)の故障
エアコンプレッサーにサイクロン分離器(分離効率を高めるために内部にスパイラルバッフルを追加したもので、圧力損失が増加する可能性があります)が使用されている場合、分離効率が高くなるのは定格処理能力時のみです。定格能力から逸脱すると、効率が低下し、露点が上昇します。**解決策**:水気分離器を定期的に点検し、詰まりなどの不具合があれば速やかに対処してください。湿度の高い夏季に水気分離器から排水できない場合は、直ちに点検・修理を行ってください。
3. 設計範囲を超える過剰な圧縮空気消費
空気圧縮ステーションとユーザーエンド間の圧力差が大きいと、空気流速が上昇し、圧縮空気と吸着剤の接触時間が短くなります。これにより、乾燥機内での空気の流れが不均一になり、中央部に過剰な流量が集中し、その部分の吸着剤が急速に飽和します。飽和した吸着剤は水分を吸収できなくなり、「チャネリング」(圧縮空気が中央部を大量の水分を運ぶ現象)が発生し、ユーザーエンドに液体の水が溜まります。さらに、圧縮空気は低圧端への輸送中に急速に膨張するため、温度が大幅に低下します。温度が圧力下露点を下回ると、水蒸気は過飽和状態で凝縮します。冬季には、これがパイプラインの内壁で急速に凍結し、徐々に閉塞を引き起こす可能性があります。
解決策:圧縮空気の流量を増やす。例えば、プロセス空気に計装用空気の余剰分を補充し、制御弁を介して計装用空気をプロセスエアドライヤーの前端に接続することで、プロセス圧縮空気の供給不足とドライヤーの吸着塔における「チャネリング」の問題の両方を解決します。
4. 吸着乾燥機における吸着剤の緩い充填
吸着式乾燥機は活性アルミナを使用しています。充填が緩んでいると、高圧圧縮空気の影響で吸着剤が擦れ合い、衝突して粉砕を引き起こします。粉砕によって吸着剤間の隙間が広がり、大量の圧縮空気が効果的に処理されずに通過し、最終的には乾燥機の性能が低下します。この問題は、集塵フィルターに大量の液水とスラッジが発生することで顕在化します。
解決策: 活性アルミナをできる限りしっかりと充填し、使用後は定期的に点検して補充してください。
5. 圧縮空気中の油が活性アルミナの「油中毒」を引き起こす
スクリュー式空気圧縮機は、熱伝導率の高い過冷却剤を用いて圧縮空気を冷却します。圧縮空気と冷却剤が完全に分離されていない場合、吐出空気に油分が混入します。油分は活性アルミナボールの表面に付着し、毛細管現象を阻害して水分吸着機能を阻害します(いわゆる「油中毒」)。
解決策:エアコンプレッサー内のオイルとガスの分離を確実にし、効果的なオイル除去を実現するために、オイル除去後のフィルターエレメントを定期的に交換してください。また、ユニット内の過冷却剤の過剰充填を避けてください。