空気圧縮機の銘板に記載された吐出量を、エアバッファタンクの入口における吸入流量としてそのまま入力してもよいでしょうか。

銘板に記された排気量の意味

空気圧縮機の銘板に記載された吐出量は、一般に、設備が特定の定格条件下で示す公称容積流量を指し、圧縮機の能力等級を表すのに用いられます。この数値は通常、定格回転数、定格吸気条件、定格吐出圧力および試験方法に依存しており、バッファタンクの入口における任意の運転時点での実際の体積流量とは一致しません。

なぜバッファタンクの入口に直接入力できないのですか

• 計量状態が異なる可能性があります：銘板に記載された排気量は、吸気状態または標準状態で表記されている場合がありますが、バッファタンクの入口流量は、圧縮後の一定の圧力および温度条件下におけるガスの状態に対応しています。
• 温度と圧力は体積に影響を与えるガスの体積流量は、圧力や温度の変化に伴って変動します。入口配管区間の圧力上昇、温度変化、あるいは冷却器の運転などにより、体積流量は変化します。
• 実際の運転では常に満載とは限りません。：負荷の変動、解凍、周波数制御による調整、および用気量の変動などにより、瞬時流量は銘板値から逸脱します。
• 漏れと抵抗は無視できない配管、バルブ、フィルタ、冷却器および継手では圧力損失が生じるほか、内部漏れや外部漏れが発生する可能性もあります。
• 湿度と結露は乾燥空気量に影響を及ぼす：空気中の水分は、圧縮および冷却の過程で析出するおそれがあり、バッファタンクへの有効なガス量に影響を及ぼす。

どのような場合に近似して使用できますか

初期見積もりのみを実施し、設備が連続して満負荷運転するという前提の下では、銘板に記載された排気量をバッファタンクの入口流入量の参考値として用いることができます。ただし、この値は名目上のものであり、正確な設計値ではないことを明確にしておく必要があります。タンク容積や充圧時間、圧力降下の検証、安全解放あるいは制御システムの設計に用いる場合には、そのまま適用するのは適切ではありません。

工学的にはより確実な処理方法

• 銘板の口径を確認する：技術資料において、排気量に対応する状態・圧力・温度および試験条件を確認してください。
• 統一計算基準：流量を同一の基準状態、例えば標準状態、吸気状態、またはバッファタンク入口の実際の状態に統一して換算する。
• 運転条件を考慮する：空気圧縮機の制御方式、負荷率、用気曲線および加減載頻度を考慮して、平均流量とピーク流量を算定する。
• 修正余裕を追加する：配管の配置、ろ過・浄化設備、漏洩状況および保守状態を踏まえ、修正余裕を確保する。
• 実測データを優先して採用する既存のシステムにおいては、流量計、圧力記録および加圧時間の測定により、設計パラメータの校正を行うことができる。

バッファタンクの設計で留意すべき事項

エアバッファタンクの主な役割は、圧力を安定させ、脈動を緩和し、圧縮空気を貯留するとともに、コンプレッサの制御と連携することです。したがって、入口の吸入流量はあくまで入力条件の一つにすぎず、使用側の負荷変動、許容圧力差、充填時間、排水方式、安全装置、およびシステム全体の抵抗なども併せて考慮する必要があります。銘板に記載された吐出量のみを基準として設定すると、実際の負荷変動を過小評価しやすくなり、結果としてバッファ容積の選定が小さすぎたり大きすぎたりするおそれがあります。

結論的提言

銘板に記載された排気量は、空圧機の能力を判断し、概算を行う際の参考にはなりますが、補正を行わずにそのままエアバッファタンクの入口流量として用いることはお勧めしません。より信頼性の高い方法としては、銘板に記載された流量の定義を確認したうえで、実際の圧力・温度・湿度、運転負荷および配管条件を考慮して、バッファタンク入口の流量に換算することが望まれます。