エアコンプレッサのフィルタ・ドレン・エアドライヤの手入れ

⚙手入れと点検

• 吸込フィルタを清掃し、決まった時期に交換する吸込フィルタ（エアフィルタ）

  ブラシやエアで清掃し、目詰まりがひどければ交換する。スクリューは 6 か月ごとの掃除と 1 年ごとの交換（アネスト岩田）

  詰まると吸込み圧力が下がって圧縮比が大きくなり、むだな電力を使う（J-Net21）。本体・吐出空気の温度上昇や吐出量の低下の原因にもなる 日本産業機械工業会の資料には、目詰まりした写真の状態で空気量が約 4 % 減る例がある^[1][2][3][4]

• セパレータエレメントを定期的に交換するオイルセパレータエレメント

  2 年（8,000 時間）ごとに交換（アネスト岩田の例）

  詰まったり劣化したりすると油の分離が落ち、圧縮空気の油分が増え、油の消費が増える（アネスト岩田）。詰まりは負荷時に安全弁が吹く原因の一つ（アトラスコプコ）。炭化物がたまると発火の危険もある（日本産業機械工業会）^[1][5][4]

• オイルフィルタを定期的に交換するオイルフィルタ

  2 年（8,000 時間）ごとに交換（アネスト岩田の例）

  油を清浄に保ち、シール・冷却の性能を守る。油が汚れると電力のむだや温度異常の停止につながる^[1][5]

• オートドレンの排出を毎日確かめ、定期的に分解・清掃（交換）するオートドレン（ドレントラップ）

  毎日ドレンが出ているか、エア漏れがないかを見る。1 か月ごとに分解・洗浄（アネスト岩田 レシプロ付属ドライヤの例）。スクリュー内蔵ドライヤのオートドレントラップは毎年交換（アネスト岩田 LRS の例）

  詰まるとドレンが出ず、二次側の空気に水が混ざる。排出パイプの詰まりやフロート弁の故障が原因になる（アトラスコプコ） 日本産業機械工業会はドライヤの点検項目にオートドレンの分解・清掃を挙げている^[5][6][1][4]

• 油を含むドレンをそのまま流さないドレン（凝縮水）の処理

  ドレン処理装置で油を分けるか、産業廃棄物処理業者に委託する

  給油式のドレンには油が含まれる。アネスト岩田は、油分の排出基準を 5 mg/L 以下として、都道府県で基準が違うので市区町村の公害担当窓口で確認するよう勧めている 日本産業機械工業会の設置パンフレットも、関係する法令に水質汚濁防止法を挙げている^[7][8]

• 加圧露点を保つため、吸気温度・周囲温度・処理量・冷媒を管理する冷凍式エアドライヤ

  ドライヤの入口空気の温度、設置場所の温度、処理風量が仕様内かを見る。コンデンサのフィンを掃除する。冷媒の圧力・漏れは専門の業者に見てもらう

  加圧露点が上がると二次側で結露する。原因は吸気温度・周囲温度の高さ、吸気圧の低さ、容量超過、冷媒不足など（アトラスコプコ） 冷凍式ドライヤの排気口に吸気ダクトをつけて強制的に排気してはいけない。過冷却でドライヤの中のドレンが凍って壊れる（アネスト岩田）^[7][4][9][5]

• タンクの内外のさび・減肉を見て、改造しない空気タンク（第二種圧力容器）

  毎日ドレンを抜く。年1回以上、容器の内外面を掃除し、定期自主検査をする。第二種圧力容器明細書（原本）を保管する

  さびによる減肉・ピンホールで、エア漏れ・破損・破裂の重大事故の危険がある（日本産業機械工業会） 規制対象の容器は改造禁止で、主要構成部品の交換も原則できない（ガスケット等の消耗部品を同じ材質・寸法で替えるのは可）。明細書は検定日から 2 年を過ぎると再発行できず、なくすと使用・譲渡できなくなる（アネスト岩田）。強度計算なしで樹脂管から自作したタンクが 3 週間で破裂した事例がある（厚労省）^{[5][10][11][12]}

• 安全弁の設定と作動を確かめ、外したり設定を上げたりしない安全弁

  最高使用圧力以下で作動するよう調整する。2 個以上あれば、1 個を最高使用圧力以下、ほかを最高使用圧力の 3 % 増以下にできる（ボイラー則 第86条）。最高圧力付近で先端を引いて吹くことを確かめる（明治機械製作所）

  漏れていた安全弁を外してプラグでふさぎ、もう1個も整備不良で働かず、圧力調整装置も壊れていてエアタンクが破裂した事例がある（厚労省）。安全弁の固着で容器が破裂した例は多い 小形往復空気圧縮機の規格 JIS B 8342（定格出力 11 kW 以下の単動空冷 1 段・2 段）にも、附属の空気タンクの安全弁の性能の項目がある（規格の目次）^{[11][13][14][15]}

• 圧力計の狂いを確かめ、凍結・高温から守る圧力計

  タンクの圧力をゼロにしたとき針がゼロを指すかを見る（明治機械製作所）。最高使用圧力の位置に見やすい印をつける

  ボイラー則 第87条は、圧力計の内部を凍結させず 80 ℃以上にしない措置と、最高使用圧力の位置の表示を求めている アネスト岩田は、最大目盛が最高使用圧力の 1.5〜3 倍の圧力計を使うよう勧めている^[11][10][13]

• 必要な空気の品質に合わせてフィルタを選び、粗いものから順につなぎ、エレメントを替えるラインフィルタ（ろ過の順番とエレメント交換）

  使う機器が求める清浄等級（JIS B 8392-1・ISO 8573-1）を確かめ、ラインフィルタ（3 µm）→サブミクロンフィルタ（0.3 µm）→マイクロミストフィルタ（0.01 µm）のように粗いものから順に取り付ける（アネスト岩田の提案例）

  細かいフィルタを先につけると早く目詰まりし、圧力降下の原因になる（アネスト岩田）。ラインのオイルフィルタのエレメント交換は、吐出圧力を下げられる対策の一つ（J-Net21）^[16][3][17]

• 配管の圧力損失を小さく保ち、遮断弁とドレン抜きを正しく付ける工場のエア配管

  ドライヤを含む全圧力損失は 0.05 MPa を目標、0.1 MPa 程度までに抑える。ライン（系統）ごとに遮断弁を付け、全開・全閉で使うボール弁（フルボア）かバタフライ弁にする（玉形弁は不向き）（J-Net21）。配管途中にドレン抜きを設け、ドレン配管は機械ごとに単独にする（日本産業機械工業会）

  配管の圧力損失は口径の 5 乗に反比例する（J-Net21）。配管内部の汚れやさびでも圧力損失が増えるので、定期的な点検・清掃をする（アネスト岩田） コンプレッサ出口の逆止弁は位置に注意する。異常な高圧や、負荷・無負荷の頻繁な切替えの原因になる（日本産業機械工業会）^[3][8][18]

• 必要な換気量を確保し、排気が吸込みに戻らないようにするコンプレッサ室の換気

  吸気は建屋の下部から、排気は反対側の壁の上部から。排気ダクトは圧縮機ごとに付ける（集合させない）。換気量の目安は計算の項目

  室温が上がると性能・寿命が落ち、故障の原因になる（日本産業機械工業会・アネスト岩田）。冷却空気の不足や再循環は吐出温度の上昇の原因（アトラスコプコ）^[8][9][4]

• マグネットスイッチの接点、配線のゆるみ、盤内のほこり、アースを点検する電気部品・配線

  電磁開閉器の接点の荒れ、端子のゆるみを見る。盤内の粉じんを除く。漏電遮断器とアース（D 種接地）を確かめる

  接点の荒れ・破損は溶着や発火の可能性がある。電装部品にほこりがたまると誤動作や発火の事故につながる（日本産業機械工業会） 電源は十分な容量とし、一時的な電圧降下は −10 % 以内にする。インバータ機は高調波ノイズに注意し、電源線と信号線を分ける（日本産業機械工業会）。電気工事は電気工事士など有資格者が行う^[5][8][13]

▦スクリューコンプレッサの部品交換の目安（アネスト岩田 LRS-220BD、年 4,000 時間運転が基準）

交換の基準は保証期間とは別。運転時間が基準を上回る場合は時間で、環境が厳しい場合は早めに整備する。安全弁・冷却ファンモータ・コンプレッサモータ（絶縁抵抗・SPM）・エアクーラ・オイルクーラは交換部品以外に点検する部品^[1]（資料1件・参考）

▦給油式レシプロ（パッケージ）の点検整備の目安（アネスト岩田 CLP37EF-8.5(D)、年 2,500 時間運転が基準）

24 時間連続で年 200 日動かすなら、表の半分の時期に行う（アネスト岩田）。年数と運転時間の早いほうで行う。一部は販売店・メーカーに頼む内容^[6]（資料1件・参考）

▦圧縮空気の清浄等級（JIS B 8392-1:2012 ＝ ISO 8573-1:2010）

等級は［固体粒子：水分：オイル］の順に書く。例：［3:6:4］。数値はアネスト岩田が公開している等級表による（その表では等級 7〜9 の圧力露点・オイルは空欄）。冷凍式ドライヤの出口（加圧露点 10 ℃以下）は水分の等級 6 にあたる（アネスト岩田の提案例）^[16][17]

÷エア漏れ率の求め方と、漏れをなくしたときの省エネの試算（J-Net21）

1. 配管の末端（使用機器）をすべて閉じてコンプレッサを運転する
2. 圧力が使用範囲の下限 P2 から上限 P1 まで上がる時間 t1 を測る
3. 規定圧力で止めたあと、漏れで上限 P1 から下限 P2 まで下がる時間 t2 を測る
4. 漏れ率 Lp（％）＝ t1 ÷（t1 ＋ t2）× 100（コンプレッサの吐出量に対する漏れ量の割合）

漏れ率

Lp（%）＝ t1 ／（t1 ＋ t2）× 100

導き方

配管の内容積を V とすると、降圧中の漏れ量 Q ＝ (P1−P2)V ÷ (t2·P0)、昇圧中は (Qc−Q)·t1 ＝ (P1−P2)V ÷ P0。両式から Q ÷ Qc ＝ t1 ÷ (t1＋t2)（Qc はコンプレッサの吐出量、P0 は大気圧、圧力は絶対圧）

削減電力量

削減電力量（kWh/年）＝ 定格出力（kW）÷ 総合効率 ×（改善前の消費電力率 − 改善後の消費電力率）× 年間運転時間

計算例：条件

55 kW のインバータ制御スクリュー、年 6,000 時間、平均負荷率 70 %、漏れ率 8 %、モータ効率 94.5 % × インバータ効率 95 % ＝ 総合効率 90 %、電気料金 20 円/kWh

計算例：結果

部分負荷性能の図から、負荷率 70 % で消費電力 60 %、漏れゼロで負荷率 62 % になり消費電力 53 %。55 ÷ 0.90 ×（0.60 − 0.53）× 6,000 ≒ 25,700 kWh/年、約 51 万円/年

消費電力率は機種の部分負荷性能で変わる（J-Net21 の図はインバータ機・吸込み絞り機・ロードアンロード機を比べている）。メーカーの調査では工場の圧縮空気の 10〜20 % が漏れているとされる^[19]（資料1件・参考）

÷吐出圧力を下げたときの動力の減り方（理論断熱動力）

1. 吸込圧力 Ps と吐出圧力 Pd を絶対圧（MPa-abs）で表す（ゲージ圧 ＋ 0.1013）
2. 理論断熱動力 Lad を、下げる前と後の Pd で計算する（空気の比熱比 k ＝ 1.4、段数 m）
3. 動力の低減率 ＝ 1 − Lad（後）÷ Lad（前）
4. 漏れ量は圧力に比例するので、漏れの減少分も足す（漏れ率 × 圧力の下げ幅 ÷ 元の圧力）

理論断熱動力

Lad（kW）＝ m·k ／（k−1）× Ps·Qs ／ 0.06 × {（Pd ／ Ps）^((k−1)／(m·k)) − 1}　［Qs：吸込状態に換算した吐出量 m³/min］

漏れの減少

漏れの減少率 ＝ 圧力の下げ幅 ÷ 元の絶対圧。省エネ分 ＝ その減少率 × 漏れ率

計算例：条件

吐出圧力を 0.8 MPa-abs から 0.7 MPa-abs に下げる。1 段、吸込 0.1013 MPa-abs、漏れ率 20 %

計算例：結果

理論動力は約 8 % 減。漏れは 0.1 ÷ 0.8 ＝ 12.5 % 減り、12.5 × 0.2 ＝ 2.5 %。合わせて約 10 %（J-Net21）

アトラスコプコの FAQ は「0.1 MPa 下げると一般に 6〜7 % の省エネ」としていて、J-Net21 の理論値（約 8 %）より小さい。実際の効果は機種と制御方式で変わる。エアシリンダなどの使用圧は 0.4 MPa 前後で、これに配管の損失を足した圧力が必要な吐出圧力（J-Net21）。省エネルギーセンターも、消費量の低減・漏れの低減・圧力の低下を空気圧の省エネの柱に挙げている^[3][20][21]

÷ドレンの量の見積もり（アネスト岩田の計算方法）

1. 吸込空気の水分量（g/m³）＝ 吸込温度の飽和水蒸気量 × 相対湿度
2. 圧縮・冷却後の空気が持てる水分量を大気圧に換算：その温度（タンク表面温度、またはドライヤの加圧露点）の飽和水蒸気量 ÷ {（ゲージ圧 ＋ 0.1013）÷ 0.1013}
3. ドレン量（L/h）＝ 吐出空気量（m³/min）× 稼働率 × 60 ×（1 の値 − 2 の値）÷ 1000

ドレン量

ドレン量（L/h）＝ 吐出空気量 × 稼働率 × 60 ×（吸込空気の水分量 − 圧縮空気に残る水分量）÷ 1000

計算例：空気タンクの例

吸込 25 ℃・60 %（23.0 × 0.6 ＝ 13.8 g/m³）、吐出 1.285 m³/min・1.0 MPa、稼働率 50 %、タンク表面 55 ℃（103.9 g/m³ → 大気圧換算 9.56 g/m³）→ 1.285 × 0.5 × 60 ×（13.8 − 9.56）÷ 1000 ≒ 0.16 L/h、12 時間 × 30 日で約 60 L

計算例：冷凍式ドライヤの例

吐出 1.215 m³/min・0.85 MPa、稼働率 70 %、加圧露点 ＋15 ℃（12.8 g/m³ → 大気圧換算 1.36 g/m³）→ 1.215 × 0.7 × 60 ×（13.8 − 1.36）÷ 1000 ≒ 0.63 L/h、8 時間 × 20 日で約 100 L

手動のドレン弁ならできれば毎日抜く（アネスト岩田）^[22][7]（資料1件・参考）

÷コンプレッサ室の換気量の目安

1. 簡易式（日本産業機械工業会）：空冷式は 換気量（m³/h）＝ 700 × 圧縮機出力（kW）、水冷式は 110 × 圧縮機出力（kW）。室温上昇 5 ℃ の全体換気の場合
2. 熱量からの式（アネスト岩田）：放熱量 Qc（kcal/h）＝ 860 × 電動機出力（kW）
3. 必要換気量（m³/min）＝ Qc ÷（空気の比重量 1.2 kg/m³ × 許容温度上昇 Δt ℃ × 定圧比熱 0.24 kcal/(kg·℃) × 60）

簡易式

空冷：700 × kW（m³/h）、水冷：110 × kW（m³/h）

熱量から

換気量（m³/min）＝ 860 × kW ÷（1.2 × Δt × 0.24 × 60）

計算例：条件

空冷 3.7 kW、室温上昇 5 ℃

計算例：結果

熱量からの式：860 × 3.7 ＝ 3,182 kcal/h、3,182 ÷（1.2 × 5 × 0.24 × 60）≒ 36.8 m³/min（約 2,200 m³/h）。簡易式では 700 × 3.7 ＝ 2,590 m³/h

簡易式の方が多めに出る。換気扇の容量は建屋の静圧（50 Pa など）も考えて選び、換気方式と量は各メーカーに確かめる（日本産業機械工業会）^[8][9]