エアーコンプレッサー

エアーコンプレッサーとは（製造業の圧縮空気ユーティリティ）

エアーコンプレッサー（空気圧縮機）は、大気を吸い込み、圧縮して圧縮空気として供給する設備です。製造業では、空圧工具の駆動、搬送・治具の作動、ブロー、塗装、包装、計装エアなど、工程を支える基盤ユーティリティとして使われます。

圧縮空気は「電気よりも高コストなエネルギー」になりやすい一方、使い方と管理次第で省エネと品質安定の両方に効きます。設備選定だけでなく、配管・空気品質・漏れ対策・保全までを一体で考えることが重要です。

工場での主な用途

仕組み（基本構成と流れ）

エアーコンプレッサーの基本は「吸気 → 圧縮 → 冷却 → 貯蔵 → 供給」です。工場の信頼性は、コンプレッサー本体だけでなく周辺機器と配管設計で大きく変わります。

• 吸気フィルタ：粉じんを除去し、圧縮部の摩耗を抑える
• 圧縮機本体：空気を圧縮（方式により特性が異なる）
• アフタークーラ：圧縮熱を冷却し、ドレン（水分）を凝縮させる
• エアタンク（レシーバタンク）：需要変動を吸収し、圧力を安定させる
• エアドライヤ：水分を除去し、配管の腐食や不具合を防ぐ
• フィルタ類：油分・水分・微粒子を段階的に除去する
• 配管・末端機器：圧力損失を抑え、必要圧を確保する

主な種類と特徴（方式の選び分け）

オイル式とオイルフリー（品質要求で決める）

圧縮方式とは別に、「潤滑油が圧縮空気に混入しうる構造かどうか」も重要です。

• オイル式（油潤滑）：一般用途で採用されやすい。フィルタで油分管理を行う
• オイルフリー：食品・医薬・クリーン工程など、油分リスクを下げたい用途で選ばれやすい

用途の空気品質に合わせて、オイルフリーを選ぶのか、オイル式＋高性能フィルタで設計するのかを決め、用途別に配管を分けるとトラブルを減らせます。

空気品質の考え方（露点・粉じん・油分）

製造業の圧縮空気トラブルは、水分と異物が原因になりがちです。工程側の要求に合わせて、乾燥（露点）とろ過段数を設計します。

• 水分：配管のさび、バルブ固着、塗装不良、計装トラブルの原因
• 粉じん：ノズル詰まり、機器摩耗、異物混入リスク
• 油分：塗装はじき、接着不良、臭気、製品汚染リスク

一般的な目安として、ブロー・一般空圧と、塗装・計装・クリーン用途は求める品質が異なります。用途混在の工場は、ライン分離と末端フィルタで要求を満たすのが現実的です。

導入メリット（生産性・安全・品質）

• 多様な工程を一本のユーティリティで支えられる（分岐供給が容易）
• 工具が軽く取り回しやすい場合があり、作業負担を下げやすい
• 治具・搬送の自動化と相性が良く、省人化に直結しやすい
• 空気品質を整えることで、塗装・接着・計装の不良や停止を減らせる

選定のポイント（失敗しない仕様決め）

1）必要空気量（流量）を積み上げる

空圧工具やシリンダーの使用量（L/min）を合算し、同時使用率を掛けてピーク流量を見積もります。見積もりが難しい場合は、現場の同時使用パターン（段取り・ピーク時間帯）を先に整理すると精度が上がります。

2）必要圧力は「末端必要圧＋配管損失」で決める

一般的な工場では0.7MPa前後が多い一方、末端で0.5MPa必要でも、配管・フィルタ・ドライヤで圧力損失が発生します。供給圧を上げると電力が増えやすいので、安易に上げずに損失低減（配管径、ループ配管、フィルタ詰まり対策）も合わせて検討します。

3）稼働パターンに合わせて制御方式を選ぶ

• 稼働が一定：一定速運転＋適正台数構成
• 稼働が変動：インバータ制御や台数制御で部分負荷効率を確保

4）ドライヤ方式を用途で決める

• 冷凍式：汎用。一般工場で採用されやすい
• 吸着式：より低露点が必要な場合に検討（計装・特殊工程など）

5）騒音・設置・排熱

コンプレッサー室の換気不足は、吸気温度上昇による能力低下や停止につながります。設置スペース、メンテ動線、排熱処理、騒音対策を最初に押さえると後戻りが減ります。

運用コストの要点（省エネは漏れ対策が最優先）

圧縮空気は「作るのに電力がかかる」ため、運用コストの支配要因は次の3つになりやすいです。

• エア漏れ：継手・カプラ・ホースの劣化で発生。定期点検で最も効果が出やすい
• 過剰圧力：設定圧を上げるほど消費電力が増えやすい
• 過剰ブロー：ノズル形状や間欠制御で削減余地が大きい

省エネ施策の進め方は、まず漏れを潰し、次に圧力を適正化し、最後にブローや末端機器の効率改善を行う流れが現場実装しやすいです。

保全・メンテナンスの基本（停止トラブルを減らす）

• ドレン処理：ドライヤ・タンク・フィルタのドレン排出を確実にする（自動ドレンは詰まり点検も含む）
• 吸気フィルタ：目詰まりは能力低下と電力増の原因
• フィルタエレメント：差圧上昇は圧力損失と品質低下につながる
• オイル管理（オイル式）：オイル交換、オイルフィルタ、オイルセパレータの管理
• 異音・振動・温度：早期兆候として点検記録に残す

安全面の注意点（圧縮空気の事故を防ぐ）

• ブローの安全：人体に直接吹き付けない。飛散物対策（保護メガネ等）を徹底
• 配管・ホース：劣化・抜け・破裂の点検。カプラの確実な固定
• エアタンク：法令や社内基準に沿った点検・管理を実施
• 停止・隔離：保全時は残圧抜きとロックアウトを徹底

スマートファクトリー視点：見える化でコストと停止を同時に下げる

最近は、圧縮空気を電力と同じようにモニタリングし、改善につなげる工場が増えています。導入効果が出やすい指標は次のとおりです。

• コンプレッサー電力（kW）と稼働率
• 供給圧力のトレンドと圧力低下アラーム
• 流量の時間帯変動（ピークの特定）
• フィルタ差圧（目詰まりの予兆）
• エア漏れの推定（夜間・休止時の流量）

まとめ（エアーコンプレッサーは設備選定より運用設計が効く）

• エアーコンプレッサーは、製造現場の基盤ユーティリティであり、生産性と品質に直結する
• 方式は流量・稼働パターンで選ぶ。空気品質は用途別に設計する
• 運用コストはエア漏れ、過剰圧力、過剰ブローが支配しやすい
• ドレン、フィルタ、差圧、温度などの基本管理で停止トラブルを減らせる
• 見える化を加えると、省エネと安定稼働を両立しやすい

よくある質問（Q&A）

Q1. 工場用エアーコンプレッサーの圧力はどれくらいが一般的ですか？

A1. 工場の一般用途では0.7MPa前後が多い一方、重要なのは末端機器が必要とする圧力を満たすことです。配管やフィルタで圧力損失が出るため、末端必要圧と損失を見積もって設定します。

Q2. ドライヤは必須ですか？

A2. 多くの工場で推奨されます。水分は配管のさび、バルブ不良、塗装不良の原因になりやすいためです。用途により冷凍式か吸着式を選びます。

Q3. 電気代を下げるには何から手を付けるべきですか？

A3. まずエア漏れ対策です。次に設定圧力の適正化、最後にブローの最適化や末端機器の改善を行うと、現場で効果が出やすい順番になります。

Q4. オイルフリーを選べば空気は完全にきれいになりますか？

A4. オイル混入リスクは下がりますが、粉じんや水分は別問題です。用途に必要な空気品質に合わせて、ドライヤとフィルタ構成、配管の清浄管理をセットで設計します。

Q5. 圧力低下や工具の力不足が起きる原因は何ですか？

A5. 流量不足、配管径不足、フィルタ目詰まり、タンク容量不足、同時使用ピークの見落としが代表的です。末端圧と差圧（フィルタ差圧）を測ると切り分けが早くなります。