圧縮空気：定義、構成要素、用途と安全性

特性と主要構成要素

主な特性には、圧力、容量および品質がある。圧力は利用可能な作動力を決定し、使用箇所ではレギュレーターとバルブによって制御される。一般的な作業場のシステムは、およそ80～120 psiの範囲で運転されることが多い。圧縮空気システムは通常、コンプレッサー本体、短期貯蔵用のレシーバータンク、圧力レギュレーター、配管、フィルターおよび凝縮水ドレンから構成される。効果的なシステムには、湿気や汚染物質を管理するためのドライヤーやセパレーターも追加される。

コンプレッサーの種類

• 往復動式（ピストン式）コンプレッサー：断続的な高圧運転や小規模設備に適する。
• ロータリースクリュー式およびロータリーベーン式コンプレッサー：連続的な産業用途と安定した流量が求められる場合に適する。
• 遠心式コンプレッサー：製造工場やプロセスプラントで非常に大きな容量を扱うために使用される。

処理、品質および規格

圧縮空気の品質は重要である。未処理の空気には水蒸気、油分および粒子状物質が含まれ、機器の損傷やプロセスの汚染を引き起こす可能性がある。代表的な処理には、ろ過、コアレッシングフィルター、冷凍式または吸着式ドライヤー、セパレーターが含まれる。呼吸用空気や食品加工などの特定用途では、追加の浄化、安全規格への適合および試験が必要となる。

用途と例

• エアモーターによってトルクと回転速度を得る、インパクトレンチ、グラインダー、ドリルなどの空気工具・空気圧機械。
• 空気圧アクチュエーターおよびバルブを用いる制御システムと計装。
• 表面処理および塗装、HVAC制御、包装システム、搬送システム。
• 医療用グレードの呼吸用空気や、産業におけるプロセス用ユーティリティなどの専門用途。

安全性、効率および注目すべき事項

圧縮空気は汎用性が高い一方、無償のものではない。空気の圧縮では、電気または機械的な入力が蓄積エネルギーと熱に変換され、その過程はエネルギー集約的になり得る。省エネルギー対策には、漏れの検出と修理、適切な容量選定、多段圧縮、および可変速駆動の利用がある。コンプレッサーから回収した熱は、暖房またはプロセス熱に再利用できる。安全上の問題には、蓄圧による危険性（圧力容器の健全性、配管破裂）、汚染された呼吸用空気、圧縮空気ブローガンの危険が含まれる。運転者は規格および保守計画に従わなければならない。技術的な背景については、圧力に関する考慮事項および関連資料の大気に関する情報を参照。