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機器選定プログラムについて
結露について


空気圧機器選定プログラムでは、空気交換が不十分による結露の場合のみを対象に結露確率を予測しています。予測結果が0%の場合、他のメカニズムに起因する結露は実際に起こる可能性があります。

1、結露現象

2、結露のメカニズム

  A、  空気交換が不十分による結露

  B  機器表面の低温化による結露

 3、結露の防止対策

(1)ミストが発生しないようにする

(2)発生したミストが溜まらないようにする

             A、空気交換が不十分による結露の場合

             B、機器表面の低温化による結露

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1、結露現象

 通常、空気圧システムの結露は、調質後の圧縮空気がアクチュエータの作動中に発生する結露(水分の凝縮)を指します。

 この結露は現象的に内部結露と外部結露があります。

内部結露:空気自身の温度低下のため、空気中の水分が機器あるいは配管の内部に結露

外部結露:低温空気がそれに接触する機器を冷やし、機器の外表面に環境空気中の水分が結露

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2、結露のメカニズム

結露発生の根本的な原因は、空気の断熱変化による温度低下にあることが一般的に知られていますが、内部結露と外部結露、小さいアクチュエータの結露と大きいアクチュエータの結露など種々の形態があり、それぞれのメカニズムは異なります。

A、空気交換が不十分による結露

長い配管・小さいアクチュエータの場合は、空気交換の不十分による内部結露が起こることが多い。メカニズムは図1をご参照ください。

            圧力降下    


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B、機器表面の低温化による結露

大きいシリンダで大負荷を駆動する場合やメータイン回路を使用する場合は、機器表面の低温化による結露が起こります。この場合、内部結露と外部結露の両方が起こります。メカニズムは図2をご参照ください。

図2 機器表面の低温化による結露のメカニズム

 

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3、結露の防止対策


1)ミストが発生しないようにする

 

供給空気の湿度を低くしたり、圧力を低くしたり、速度制御弁の有効断面積を小さく調整したりするなどの方法はあります。しかし、既存の除湿装置の能力及び使用条件の制限のため対応しきれないケースが多い。例えば、通常の冷凍式ドライヤ又はヒートレスドライヤによる露点は−20〜−50℃程度であるのに対して0.5MPaの圧縮空気を大気圧まで断熱膨張させた場合に約−90℃の温度低下があるので、結露 防止には限度があります。

(2)発生したミストが溜まらないようにする

    A、 空気交換が不十分による結露の場合

a、配管法: シリンダと配管中の残存空気が供給される新しい空気と十分に混合し、残存空気を排出させるように、シリンダ容積に対して配管容積の割合を小さくします。

実験結果により

 シリンダ内空気の大気圧換算体積×0.7≧配管容積

にすれば、結露発生に至らないことが見出されています。

b、急速排気弁法:図3のように、急速排気弁をシリンダの近くに設置して、シリンダ内の空気を大気へ直接排出し、高湿度の空気がたまらないようにします。装置レイアウトの都合上どうしても配管法で対応できない場合は、この急速排気弁による結露防止回路を使用することが望ましい。


c、バイパス配管法:図4のように、チェック弁とバイパス管を使って、給気と排気を一方通行させることにより、空気の交換は十分に行われます。実験結果により、供給圧力が0。7MPa以下の場合、バイパス管の長さを配管全長の約15%にすれば結露の防止が出来ます。

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B、機器表面の低温化による結露

空気の温度を急激に低下させないために、スピードコントローラを小さく絞ったり、作動頻度を落としたりすることが考えられます。この場合、メータイン回路をなるべく避けることが望ましい。

注:

空気圧機器選定プログラムVer2では、空気交換が不十分による結露の場合のみを対象に結露確率を予測しています。予測結果が0%の場合、他のメカニズムに起因する結露は実際に起こる可能性があります。

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