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コンプレッサの基礎知識

コンプレッサの基礎知識

知っているようで知らない、
コンプレッサの基本。

「空気からどうやって動力を生み出すのか?」「どんな種類があるのか?」
意外と奥が深いコンプレッサの世界を、専門用語を抑えてシンプルに紐解きます。
最適な一台を見つけるための第一歩として、ぜひご活用ください。

目次

コンプレッサとは?

空気は体積を縮めることで圧力が高まり、圧縮された空気は常に大気圧へ戻ろうとする性質を持っています。
コンプレッサはこの性質を利用し、空気を圧縮してエネルギーとして蓄え、各種空気圧機器へ供給することで、さまざまな作業を実現する機械です。

吐出圧力によって機器の分類が異なり、10kPa 未満のものは「ファン」、10kPa〜0.1MPa 未満は「ブロワ」、そして 0.1MPa 以上のものが「コンプレッサ」と呼ばれます。

コンプレッサは動力源の違いにより、エンジン駆動式とモータ駆動式の2タイプがあります。

エンジン駆動コンプレッサ

  • 主な産業
  • 建設
  • 土木
  • 災害

電源が確保できない屋外環境で使用され、
建設・土木・災害対応など
移動性が求められる現場で使用されています。

モータ駆動コンプレッサ

  • 主な産業
  • 製造
  • 科学
  • 食品

工場や設備における常設空気源として、
製造業・化学・電力・食品など
多様な産業で使用されています。
近年では工場内レイアウトの最適化や
空調負荷の削減を目的に
屋外設置できるモデルの需要も高まってきています。

圧縮方式の分類

コンプレッサは圧縮方式により次のように分類されます。

圧縮方式の分類(フローチャート)横にスクロール

容積形コンプレッサの種類

容積形コンプレッサにはさまざまな方式がありますが、当社では高効率かつ安定したエア品質を実現するためにスクリュー式を採用しています。

圧縮方式 形状 圧縮方法 特徴
スクリュー
(ツイン) AIRMAN
採用

形状

スクリュー

圧縮方法

オスメス一対のねじれたロータがかみ合っており、ロータの回転によりネジ溝にできる容積を変化させて圧縮する

特徴

  • 騒音・振動が小さい
  • 吐出空気の脈動が小さい
  • 中〜大型クラスで高効率
  • 摩耗部が少なく連続運転に強い
  • メンテナンス周期が長い
  • ×スクリュロータの加工が複雑
スクロール

形状

スクロール

圧縮方法

固定スクロールと旋回スクロールで形成されたラップ(渦巻状の羽根部分)を180°ずらした状態でかみ合わせ、両ラップに仕切られた空間の容積を変化させて圧縮する

特徴

  • 騒音・振動が小さい
  • 吐出空気の脈動が小さい
  • 小型クラスで高効率
  • ×ラップの加工精度や機械的強度などがネックになり大型化が困難
  • ×チップシールがあり連続運転に不向き
レシプロ
(往復動式)

形状

レシプロ

圧縮方法

シリンダ内のピストンが往復運動することにより、容積を変化させて空気を圧縮する

特徴

  • 構造がシンプルであり、安価である
  • ×往復運動のため、騒音・振動が大きい
  • ×吐出空気の脈動が大きい
  • ×摺動部品が多く、消耗部品が多い

給油式とオイルフリー式の違い

コンプレッサは吐出空気の品質により、給油式とオイルフリー式の2種類に分類されます。
吐出空気中に微量のオイルが混入しても支障のない一般工業用途であれば給油式、吐出空気中へのオイルの混入が許されないクリーンエア用途であればオイルフリー式が用いられます。

モーター出力 給油式 オイルフリー式
特徴 圧縮室にオイルを注入しスクリュロータの潤滑・冷却・密封を行って圧縮する 圧縮室にオイルを注入せずに圧縮する
吐出空気品質 圧縮空気中に微量のオイルが含まれる 圧縮過程でオイルを使用しないため、クリーンエアを供給できる
使用用途 最も一般的であり、オイルが混入しても支障のない工業用途で使用されている クリーンエアを必要とする食品・医療・半導体関連などの業界で使用されている
  • 給油式

    特徴

    圧縮室にオイルを注入しスクリュロータの潤滑・冷却・密封を行って圧縮する

    吐出空気品質

    圧縮空気中に微量のオイルが含まれる

    使用用途

    最も一般的であり、オイルが混入しても支障のない工業用途で使用されている

  • オイルフリー式

    特徴

    圧縮室にオイルを注入せずに圧縮する

    吐出空気品質

    圧縮過程でオイルを使用しないため、クリーンエアを供給できる

    使用用途

    クリーンエアを必要とする食品・医療・半導体関連などの業界で使用されている

モータコンプレッサの制御方式

コンプレッサの「制御」とは、いわば自動車のアクセルワークのようなもの。
工場の空気の使用量に合わせて、吸い込み弁やモータの動きをどうコントロールするかを決める仕組みです。

制御方式の選び方ひとつで、毎月の「電気代」はもちろん、供給する圧縮空気「圧力変動」が変わるため、使用用途に応じて選ぶことが大事です。

代表的な3つの制御方式の特徴を解説します。

  • インバータ制御方式

    インバータ制御方式

    負荷変動の大きい用途に最適であり、最も省エネ効果に優れています。
    消費空気量の増減に応じてインバータでモータ回転速度を自動制御し、所定の圧力を維持しながら、使用状況に合わせた圧縮空気の供給が可能です。
    また、吐出圧力の設定によって最大吐出空気量を自動で変化させる機能も有しています。

  • 2位置制御方式

    2位置制御方式

    イニシャルコストとランニングコストのバランスが良い制御方式です。
    設定された上限圧力と下限圧力でフルロード(全負荷運転)とアンロード(無負荷運転)の2段階で容量制御する方式です。
    アンロード時にはレシーバタンク内の圧力を大気に開放することで動力低減を図ります。

  • レギュレータ制御方式

    レギュレータ制御方式

    吐出圧力の安定性を求める場合に最適です。
    消費空気量の増減に応じてレギュレータで吸込み弁の開度を制御し、吸い込む空気量を無段階で自動的に制御します。