空気圧縮機の時間あたりの吐出量はいくらリットルですか

空気圧縮機の吐出量に関する基本概念

空気圧縮機の発生量（一般に吐出量または体積流量と呼ばれる）とは、単位時間当りに圧縮機の最終段から排出されるガスの体積を、標準吸気状態に換算した値を指します。工業規格では、発生量は通常、立方メートル毎分（m³/min）またはリットル毎秒（L/s）表記の仕方はこれです。1時間あたりのガス発生量（L/時）を算出するには、分または秒単位の値にそれぞれの換算係数を乗じるだけです（たとえば、1 m³/分は60,000 L/時に相当します）。したがって、空気圧縮機の1時間あたりのガス発生量には絶対的な定まった値はなく、機器の仕様によって数千リットルから数万立方メートルまで幅があります。

時間当たりのガス生産量に影響を与える核心的な要因

実際の運転において、空気圧縮機の吐出量は、さまざまな物理的および設計上の要因によって制約されます。

• モーター出力と本体設計同じ排気圧力において、駆動電動機の出力が大きいほど、またメインローターやシリンダーの設計がより最適化されているほど、一般に吸入・圧縮できる空気量が増え、産生ガス量も高くなります。
• 排気圧力の設定発生ガス量は排気圧力と反比例の関係にあります。末端のガス使用設備でより高い圧力が必要になると、コンプレッサーの各サイクルごとに排出されるガスの体積が相応に減少し、結果として時間当たりの総発生ガス量が低下します。
• 圧縮の原理と級数スクリュー式、ピストン式、遠心式など、圧縮機の種類や単段・二段圧縮の構成によって容積効率には差が生じます。二段圧縮は通常、排気温度を低減し容積効率を向上させるため、同等の駆動動力条件下でより大きな吐出ガス量が得られます。
• 吸気環境状態空気の密度は温度、湿度および標高の影響を受けます。高温・高湿または高標高の環境では吸入空気の密度が低下し、コンプレッサーが実際に吸い込む空気量が減少するため、換算した標準状態での発生ガス量も低下します。

実際のガス生産量をどのように評価するか

機器の銘板に記載されている「公称排気量」は、特定の標準運転条件（例えば、所定の吸気温度・圧力および相対湿度）下で測定された理論上の最大値です。実際の作業環境において、実際の発生ガス量を評価するには、次の各種損失を考慮する必要があります。

• システムの漏れと圧力降下配管の継手やバルブ、空気圧用部品からの微小なリークに加え、フィルターやドライヤーによる圧力損失も、末端での実際の利用可能空気量をコンプレッサー出口の発生流量より低下させます。
• 設備の老朽化と保守状態運転時間が経過するにつれて、吸気弁、油ガス分離器、ピストンリングなどの部品の摩耗により内部漏れが増大し、実際の吐出空気量は徐々に低下します。

科学的な機種選定と余裕の確保

生産ラインの安定稼働を確保するため、毎時のガス発生量に応じて空圧機を選定する際には、各使用設備の消費流量を単純に加算するだけでは不十分です。正しい手法は、すべての末端設備の最大消費流量を把握し、それに同時使用係数、さらに予備として10% まで 20% のガス発生残量これにより、配管の漏れや今後の設備増設のニーズに対応できるだけでなく、コンプレッサーが長期間にわたりフルロードで稼働し続けることを防ぎ、設備の使用寿命を延ばしつつ総合的なエネルギー消費を低減できます。