- ベストアンサー
エアレシーバータンクの空気量について
- エアレシーバータンクの空気量について質問です。35℃、0.69MPa時のタンク内のエア量を計算する際には温度が関係しますか？
- エアレシーバータンク内のエア量についてわからないことがあります。温度の変化がエア量にどのような影響を与えるのでしょうか？
- エアレシーバータンクの容積は変わらず、温度が上昇するとエア量が少なくなるのでしょうか？
- 機械保全
- 回答数6
- ありがとう数5
- みんなの回答 （6）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
＞レシーバータンク内の空気量について質問です。5m3のエアレシーバータンクがあります。35℃、0.69MPa時のタンク内のエア量を計算で出す際、温度は関係するのでしょうか？ 厳密な計算をする場合は温度も関わってきます。 気体の場合、ボイル・シャルルの法則(気体の状態方程式)が広範囲の温度、圧力に対して適用できます。 このため、その量(体積)を計算するときは特定の温度、圧力の条件下に換算すればOKです。 この時の温度、圧力は統一さえしていれば好きな値で構いません。 利便性からよくつかわれる条件があり、以下のようになります。 1.出力時の条件が一定の場合(出力時の温度、圧力が一定の場合) この場合は出力条件に換算するのが便利です。 例）単動シリンダを1個だけ駆動 単動シリンダを同じ駆動圧で複数駆動 複動シリンダを往復同じ圧力で駆動 2.出力時の条件が不明または複数ある場合 この場合は回答(3)１Ｎの涙さんご紹介のANRまたは 回答（4）lumiheartさんご紹介の標準状態に換算することが多いです。 個人的なイメージでは圧空機器の場合はANR、半導体成長などの理化学、プロセス機器は標準状態を用いる感じです。 湿度については結露が生じない限り、体積には影響しません。 このため標準状態の方は湿度の規定はないはずです。 結露があるとしても、通常のエアーならば全体に対する水分の割合はあまり大きくないのでほぼ無視して構わないと思います。 (どちらかというと配管の錆の方が問題) ただ、0℃と20℃での違いで生じる7％よりも配管体積によって生じる誤差の方が大きくなることも多々あると思います。 (エアーの場合、配管もタンクとしてふるまいます。さらに細いけど総延長が長いから意外と体積があります。) ＞例えば、圧力は変わらないとして、温度が0→20℃上昇した場合、ボイルシャルルで計算すれば5m3→5.4m3になります。しかし、タンク内の容積は変わらないので、エアレシーバータンク内のエア量は少なくなると考えるべきなのでしょうか？ その考えでいいと思います。温度上昇により膨張した0.4m3分の空気は定圧機構(レギュレーターなど)によって外部に排出されることになります。
その他の回答 (5)
回答(１)の再出です。 追記を確認してください。 結局は、エアレシーバータンクの役割を考えますと、１、脈動防止、２、コンプレッサーの保護、 ３、バッファー又は充填、なので、エアレシーバータンクは流量管理ではなく圧力なので、 使用温度での圧力管理となります。 それは、コンプレッサーからのエア供給量とアクチュエーター等に使用される使用量の対比で、 実際は確認するので、結局あまり意味が無くなります。 コンプレッサーからのエア供給量とアクチュエーター等に使用される使用量の対比で、 コンプレッサーの能力を選定します。 エアレシーバータンクの役割は、１、脈動防止、２、コンプレッサーの保護、 ３、バッファー 又は充填、なので、メインではありません。 コンプレッサーからのエア供給量 ＞ アクチュエーター等に使用される(平均)使用量 に設定し、コンプレッサーからのエア供給量がオーバーする率が、通常ではレシーバータンク の容量を温度変化で確認する誤差より非常に大きく設定するので、意味がありません。 折角、温度変化も考慮した計算をしても、結局計算をしただけで意味がないのです。 貴殿は、初心者なので、一回は計算をして、そのパーセンテージを覚えておくことは、 有意義なことではありますがね。
すいません、回答では有りません なんと業界が違うと基準が違う事を発見した http://www.ryutai.co.jp/frame/ftech-data.htm ## JIS B 7551：1999 フロート形面積流量計 ## 基準状態での流量 1 atm 0℃ 基準状態流量 ノルマル流量 （ntp） ＊JIS表記での圧力単位は1atmではなくて101.3kPaです 所謂、ノルマル流量は０℃基準 ０℃と２０℃では大きく違うと思うのだが？ （２９３－２７３℃）／２７３℃＝７％ 実用上の誤差は大した事ないのであろうか？
お礼
自分もそう思います。 かなり違うような… でも、現場では所詮なんでしょうかね。
回答(2)さんの言うように回答(1)さんはピントが外れている気がする ↓URL中に空気の膨張率の記載があり t [℃]における空気の密度ρ [kg/m3]は、大気圧をP [atm]とすると、 1.293 P ρ = －－－－－－－－ と表せる。 とあります 1 + 0.00367 t 例えば、圧力が0.69 MPa(6.81 atm)→0.1 MPa(1 atm)、温度が0→20℃上昇した場合 ρ0°/ρ20° = ｛1.293*6.81/(1+0.00367*0)｝/｛1.293*1/(1+0.00367*20)｝≒7.31 ここで空気の密度ρ [kg/m3]自体の、質量自体は変わらないと考えておくと、 リザーバータンク内の空気は、※ANRに換算すれば体積が 7.31 倍になると判る （厳密には湿度が変われば密度も変わるので、体積も関係するが、ここでは無視した） 5m^3のエアレシーバータンクであれば、5000 L*7.31≒36,550 L/min(※ANR) と考えれば良いと思う ※ANRとは参照基準大気（さんしょうきじゅんたいき、ANR;Atmosphere Normale de Reference） 「温度20℃、絶対圧101.3kPa (760mmHg)、相対湿度65%の空気」 JIS B 8393:2000：空気圧－標準参考空気・・・ANRの記述あり この、L/min(※ANR) という単位に換算することが、回答(2)・ohkawa さんの 言いたい部分であろうがANRという空気量で考えれば比較対象し易いだろうし 一般的に電磁弁やら空気圧機器に於いては、ISO準拠でこの表示になっている 一体何を知りたいのかが良くわからないのだが「下手の考え休むに似たり」 空圧メーカーかコンプレッサー・メーカーに直接聞いたほうが良いし早い 部分的なことをココで質問しても、System全体を説明できる訳でもないし、 増してや初心者で何処まで理解しているかも此方は判らないのだからねぇ 戻って、実際の湿度や大気圧などを計測し計算するのを私は一度も経験無い 他の回答者も言うように、配管圧損やレシーバータンクに予め余裕を10%以上は 持たせるので、当然ながら、実務上は選定という意味からは無視しても問題ない
お礼
実際には湿度も考えないといけないのですね… 考えていませんでした。考え直します。 ありがとうございます。
物理の問題として考えると、「エアレシーバー」という用途（使用目的）は 考慮する必要はなく、単に空気を入れる5m3の容器ということになります。 この容器に、35℃、0.69MPaの空気が入っているとき、空気の量は？と問われ たら「5m3 です。」と答えるか、中に入っている空気の質量を計算して答える ことになるでしょう。 この容器に、35℃、0.69MPaの空気が入っているとき、0℃、0.1MPaに換算して 何 m3になるかと問われれば、圧力と温度の関係を、ボイルシャルルの法則を 使って計算すれば次の通り答えが出せます。 5 m3 ×（0.69 MPa/0.1 MPa)×｛（0℃＋273）/（35℃＋273)｝＝30.58 m3 要点は、中に入っている「空気の量」を、どのような条件で表すのかを明確 にすることです。そうすれば、迷わずに計算できると思います。 実用問題に戻って、35℃、0.69MPaの空気が入っている5m3のエアレシーバータ ンクから、負荷として接続さてているアクチュエータで利用可能な空気の量 はどれほどか？ただし、コンプレッサからの空気の供給はないものとする。 のような問題だとすれば、負荷に関わる条件が必要になりますから、上記の 物理の問題のように簡単な計算では求められません。
お礼
深く考えるとどんどん難しくなりますね。 まずは一歩一歩考えていきます。 ありがとうございました。
エアレシーバータンクの役割を考えますと、 １、脈動防止 ２、コンプレッサーの保護 ３、バッファー又は充填 です。 ですから、エアレシーバータンク単体ではなく、コンプレッサーからの供給量や、 アクチュエーター等の使用量を考えることが重要です。 通常は、室内での使用なので、最低使用温度を零°として、平均使用温度を20℃として、 計算をします。 そして、零℃や35℃を超える使用条件は、前述の計算での誤差範囲内として考え、それだけ ぶれても役割が果たせると考えて計算をします。 ですが、コンプレッサーからの供給量や、アクチュエーター等の使用量を設定温度で考察します と、エアレシーバータンク単体で考えるよりは、影響が少なくて無視してもよい内容となります。 計算確認をしてみてください。 ですから、URLのように温度考慮をしない、計算例を出しています。 温度考慮をしないのは、0～35℃程度の一般的な室内での使用方法でのことです。 エアレシーバータンクの役割を考えますと、例えば、 ※ 零℃で、コンプレッサーからエアが供給量され、エアレシーバータンクに一旦貯蔵され、 アクチュエーター等に使用される仕様で計算をしてみる ※ 20℃で、コンプレッサーからエアが供給量され、エアレシーバータンクに一旦貯蔵され、 アクチュエーター等に使用される仕様で計算をしてみる ※ 35℃で、コンプレッサーからエアが供給量され、エアレシーバータンクに一旦貯蔵され、 アクチュエーター等に使用される仕様で計算をしてみる を計算してみてください。 同じ温度で、エアを生産し、貯蔵し、消費するので、実際の誤差程は実用影響がありません。 計算をしてみてください。
お礼
単純な計算はわかっていたのですが、いろいろ条件が変わるとどうなの？ と悩んでました。わかりやすかったです。 ありがとうございました。
お礼
ありごとうございます。 とてもわかりやすかったです。