圧縮空気の露点とは何か？圧力露点、測定方法および乾燥等級の解説

圧縮空気の露点とは何ですか？

圧縮空気システムにおいて、露点気体中の水蒸気が液状の水へと凝縮し始める臨界温度を指します。圧縮空気の温度が露点以下に下がると、空気中に含まれる水分が析出して結露水となります。露点を把握し、適切に管理することは、配管の腐食を防ぎ、空気圧機器の損傷を回避し、製品品質を確保するうえで極めて重要です。

圧力露点と常圧露点の違い

圧縮空気について議論する際には、必ず区別しなければなりません。圧力露点と常圧露点。

• 圧力露点（PDP）：圧縮空気がシステムの実際の作動圧力下で示す露点温度を指す。これは、圧縮空気システム内部の水分状態を評価するための最も直接的な指標である。
• 常圧露点（ADP）：圧縮空気を標準大気圧に開放した際に測定される露点温度を指す。

空気は圧縮されることで水蒸気を保持する能力が変化するため、圧力露点は通常、常圧露点よりも低くなります。工業上の用途や各種規格では、圧縮空気の乾燥度を評価する基準として、一般に圧力露点が用いられます。

圧縮空気の露点の測定方法

圧力露点を正確に測定するには専用の計測機器が必要であり、一般的な測定手法には次のようなものがあります。

• 冷鏡法：鏡面を冷却して表面に結露が生じるまで降温し、光学的原理を用いて結露発生時の温度を測定する。この方法は高い精度を有し、校正の基準として広く用いられるが、応答速度が遅く、汚れの影響を受けやすいという欠点がある。
• 酸化アルミニウムセンサー：酸化アルミニウムコンデンサの水分吸収量の変化に伴う特性を利用して露点を測定します。低露点（乾燥空気）の測定に適しており、応答速度が速い一方で、定期的な校正が必要です。
• ポリマー薄膜センサー高分子ポリマー薄膜の静電容量または抵抗の変化を基に湿度を検出する。耐汚染性および安定性に優れ、産業現場における連続モニタリングに広く用いられている。

実際の測定においては、サンプリング配管を短くかつ保温し、適切なガス流量を制御するとともに、環境温度の急激な変動を回避することで、測定データの精度を確保する必要があります。

圧縮空気の乾燥等級の解説

圧縮空気の品質を規格化するため、国際標準化機構は関連規格を制定し、圧縮空気の湿度（圧力露点）を複数の区分に分類しています。乾燥等級一般的な等級区分は以下のとおりです。

• レベル1：露点圧力 ≤ -70℃ 水分に極めて敏感な精密機器、電子製造および製薬業界に適しています。
• レベル2：露点圧力 ≤ -40℃ 主に塗装、空気圧制御計器および一般的な精密加工に用いられます。
• レベル3：露点圧力 ≤ -20℃、ほとんどの一般的な産業用空気圧工具および一般的な製造工程に適用できます。
• レベル4：露点圧力 ≤ +3℃ 水分要求が高くない粗放型の産業用途に適しています。
• レベル5と6：露点温度はそれぞれ ≤ +7℃ と ≤ +10℃ 通常、水分に対する特別な制限のない単純なパージや低圧システムに用いられます。

適切な乾燥レベルの選定には、プロセス上の要求事項、環境条件、および設備の運用コストを総合的に検討し、システムの信頼性と経済性の最適なバランスを実現する必要があります。