春の朝、屋外の収納棚に近づくと、問題が目につく前に、その音で気づくことがあります。扉の内側には水滴が浮かび、底部には1センチほどの水が溜まり、10月にはなかった錆の線が走っています。パネルは防水テストに合格し、ガスケットも新品で、漏れ箇所は見つかりません。なぜなら、漏れがないからです。水は空気中を漂う蒸気として入り込み、金属が周囲の空気の温度よりも冷たくなった一晩で液体に変化したのです。この過程を間違えると、何年もヒーターや通気口、ガスケットを買い続け、収納棚を乾燥させることができなくなります。

ヒーターを使う前に、図面よりも現場の状況で重要なことが3つあります。それは、1日の気温差がどれくらい大きいか、キャビネットがホースで水をかけられるのか、それとも雨に濡れるだけなのか、そして誰がキャビネットを開けて排水口とパッキンを確認するのか、ということです。

水はどこから来るのか、そして最初に気づくことは何か

運転状況	内部で何が起こるか	現場で目にするもの	通常の制御
昼夜の気温差	空気は露点を超えて冷え、水蒸気を放出する。	パネルにビーズ、下部に錆の線	ヒーターは湿度調節器によって制御されます
冷えるにつれて、暖かく湿った空気が吸い込まれる	蒸気が入り込み、冷たい金属の上で凝縮する。	入口付近の腐食、メッキ部分への毛羽立ち	膜型通気口、密閉された入口
ホースで水をかけるか、高圧洗浄機で洗う	雨水をはじくガスケットを通り抜けて水が流れ込む	水たまり、湿ったターミナルレール	IP規格準拠のエントリー、低点排水
片面に太陽が当たる	照明の当たった壁は暖かくなり、日陰になった壁は涼しいままです。	冷たいドアや側壁に水滴	日よけまたは断熱材
負荷サイクル	機器は日中は空気を暖め、夜間は待機状態となる。	春と秋に集中する故障	デューティサイクルを下回るヒーターの連続運転
沿岸部または熱帯地域	年間を通して絶対湿度が高い	留め具のブルーム、トラッキング、ブリスター	ステンレス製ファスナー、検査時間の短縮

密封された箱は乾燥箱ではない

侵入等級は、試験条件下で外部から水が侵入した際にキャビネットがどのように動作するかを示します。内部で発生する水については何も示していません。IP66規格のステンレス製キャビネットに水たまりができているのを見たことがありますし、安価な塗装済みの箱が10年間乾燥状態を保っていたのを見たこともあります。違いはシールではありませんでした。空気は動きます。太陽光でキャビネットが熱くなると外に押し出され、夜になると再び吸い込まれます。すべてのグランドプレート、ガスケットランド、ブリーザー、コンジットの配線はその経路の一部です。蒸気は気体であり、気体は液滴よりもはるかに外に留めておくのが難しいため、適切に製造および試験されたキャビネットでも電気機器の筐体内に結露が発生するのです。

温度変化がポンプです

キャビネットをゆっくりと動くふいごに例えて考えてみましょう。温めると少し空気が押し出され、冷えるとあらゆる隙間から新鮮な空気が吸い込まれます。外気の湿気はキャビネット内部に入り込み、最初に冷える表面、つまり扉の表面、底面、熱を発していない部品の表面などに水分が溜まります。片側の壁に日光が当たると、日当たりの良い面は温かく保たれる一方で日陰の面は冷えていくため、状況はさらに悪化します。海岸付近では、この水分膜に塩分が含まれているため、表面が濡れていると感じるずっと前から、下部に腐食が現れるのです。

ケーブルの引き込み口はすべて蒸気の侵入口となる

ホーステストに合格したグランドプレートでも、一日中水蒸気を通してしまう可能性があります。水滴は水分子に比べて非常に大きいため、水流を遮断するガスケットは防湿層にはなりません。厚さよりも圧縮の方が重要です。ガスケットが平らに圧縮されていたり、図面で指定されているよりも多くのM20穴が開いているプレートでは、空気の往復が容易になります。そのため、ケーブルのレイアウトだけを変更した改修工事でも、以前はなかった湿気の問題が発生することがあります。弊社の侵入試験手順書では、出荷前にその境界をどのようにチェックするかについて説明しています。

実際にはどれくらいの水量が必要なのでしょうか？

数字で説明すると、「少しの結露」は無害に聞こえるかもしれませんが、実際はそうではありません。1000 x 800 x 300 mm のキャビネットを例にとってみましょう。取り付けパネル、ダクト、部品が占める分を差し引くと、約 0.24 m³ の自由空間が残ります。30 °C、相対湿度 70% の空気は、1 立方メートルあたり約 21 g の水分を保持できます。これを一晩かけて 15 °C まで冷却すると、約 13 g の水分を保持できます。その差は、1 サイクルあたり約 2 グラムの液体です。これは、端子台に薄い膜ができ、ラベルが剥がれるほどの量です。これを 30 晩繰り返すと、漏水がなかったキャビネットで発生する腐食のほとんどが説明できます。これが、電気機器筐体における結露の実際の規模です。

結露が故障につながる前の状態

電気機器の筐体内で結露が発生する様子を目の当たりにすることは滅多にありません。後になってその痕跡を見つけるのです。一番低い場所に錆の線や白い粉状のものが見られる。部品の下のパネルに水染みができている。筐体が温まると窓が曇って水が抜ける。メッキ部品に緑色の毛羽が生えている。弾力性を保てず、光沢が出て硬くなっているガスケット。1つの筐体に2つか3つでもこうした兆候が見られたら、湿気の点検を始めるべきです。

3つの制御戦略とその組み合わせ方

湿気を遮断したり、制御可能な経路でキャビネット内を呼吸させたり、表面を十分に温めて水蒸気が結露しないようにしたりすることができます。優れた設計のほとんどは、この3つのうち2つを満たしています。加熱のみを行うのは一般的ですが、しばしば過剰な容量が必要となり、密閉のみを行うのは最も弱い方法です。なぜなら、圧力差によって最終的には水が侵入する経路が見つかるからです。

コントロールをサイトに合わせる

結露防止ヒーターと湿度調節器

ヒーターは何も乾燥させません。表面温度を露点より数度高くすることで、水蒸気がしばらくの間水蒸気の状態を保つようにします。そのため、消費電力よりも作動温度の閾値が重要になります。サイズは、キャビネットの容積ではなく、露出表面積と夜間の温度変化に基づいて決定し、設置場所の湿度が変動する場合は湿度調節器で作動させてください。ヒーターのサイズ選定手順については、弊社のガイドをご覧ください。

圧力補償式通気口

メンブレン式通気口は、液体の水やほとんどの塵埃を遮断しながら圧力を均一化するため、空気はガスケット部分ではなくフィルターを通して流れます。設置場所によって性能が大きく左右されます。地面に近い場所に設置すると湿った空気を吸い込み、雨が降り注ぐ場所に設置すると、1シーズンで詰まってしまいます。水が溜まる可能性のある場所よりも高い、日陰になる場所に設置してください。

排水、低地、排水栓

いずれにせよ水が発生するのであれば、端子レール以外の場所に排水口を設けてください。底面を傾斜させるか、溝を成形し、低い位置にプラグを取り付け、排水口がケーブル経路を塞がないようにして、排水口が詰まって配線が水浸しにならないようにしてください。毎晩開閉するキャビネットの場合、ねじ込み式プラグ付きの排水溝設計は、別のシールよりも効果的です。

乾燥剤、断熱材、日よけを補助的な対策として用いる。

乾燥剤は、密閉された小さな空間内で一時的に効果を発揮しますが、飽和状態になると効果がなくなるため、あくまでも初期調整の補助手段として考えてください。断熱材と日除けは、温度変動の根本原因である日射熱の侵入を抑制します。壁に既に固定されているキャビネットの場合、日除けの設置が最も安価で効果的な対策となることが多いです。

水分管理戦略を策定する5つのステップ

1. 場所の気候、日照条件、ホースで水をかける習慣、ドアを開ける頻度などを書き留めてください。
2. 夜間に観測された最も暖かい室内空気と最も冷たい金属との間の温度差を測定する。
3. メイン制御を選択してください：ヒーター、制御換気、または排水。
4. 露点が許す限り小さくしてください。ヒーターが大きすぎると、ガスケットが焼けてしまいます。
5. 定期点検をスケジュールに組み込む：排水口、通気口、ガスケットを一定間隔で点検する。

毎年春になると浸水するポンプ場

海岸近くの市営ポンプ場では、2シーズンにわたって腐食の苦情が続いたため、屋外キャビネット4台をより高い防水性能を持つステンレス製のものに交換した。しかし、1年も経たないうちに、新しいキャビネットでも同じ問題が発生した。底部に水が溜まり、取り付けパネルに錆が発生し、毎年春には給水モジュールが故障するのだ。キャビネットは西向きに設置され、負荷は断続的で、ほとんどの週でドアが開け放たれていたため、内部の温度は暖かい午後と寒い夜の間で大きく変動した。誰も防水性能が問題ではないとは言いたがらなかった。最終的に問題を解決したのは、日陰側に膜状の通気口を設け、湿度調節器に小型ヒーターを取り付け、低い場所に排水口を設け、さらに作業員が春に点検をきちんと行ったことだった。

屋外用囲いを指定する前に購入者が尋ねる湿気に関する質問

IP規格の等級が高いほど、結露を防ぐ効果はありますか？

いいえ。この定格は外部からの水の侵入に対するものです。結露は、キャビネット内部の空気中に既に存在していた水分です。

何も漏れていないのに、なぜ飼育ケースの中が濡れているのでしょうか？

キャビネットが呼吸する際に暖かい空気が水蒸気を運び込み、表面が露点以下に冷えると水蒸気は再び液体に戻る。

筐体は完全に密閉すべきでしょうか、それとも通気口を設けるべきでしょうか？

圧力を逃がすのは良いが、意図的に逃がす必要がある。膜構造であれば、圧力はろ過された場所に逃げるが、密閉された空間でも継ぎ​​目から空気が漏れる。

結露防止ヒーターのサイズはどのように選べば良いですか？

キャビネットの容積ではなく、露出表面積と夜間のスイングから始めましょう。次に、デューティサイクルを確認してください。

通気口はどこに取り付けるべきですか？

日陰になっている斜面で、水が溜まる可能性のある最高水位よりも高く、かつ、降り続く雨の影響を受けない場所。

乾燥剤袋だけで十分でしょうか？

小型で密閉性の高い容器に入れておけば、数ヶ月は持ちます。飽和状態になると反応が止まるので、継続的に作動する制御装置と組み合わせて使用​​してください。

熱帯気候でヒーターを使えば、室内を乾燥した状態に保つことができるだろうか？

効果はあるものの、絶対湿度が高いと露点は年間を通して外気温に近い値になるため、換気と排水の方がより大きな役割を果たす。

屋外用筐体のガスケットはどのくらいの頻度で交換すべきですか？

交換は、使用状況に応じて行うべきであり、カレンダーに記入して交換するべきではありません。硬化したガスケットは、見た目は無傷でも蒸気を透過させてしまいます。

結露は、水が目に見えるようになる前に電子機器に損傷を与える可能性がありますか？

はい、それが一般的な流れです。端子台に薄い膜が形成されると、ベースから水が流れ出るずっと前から腐食が始まります。

電気機器の筐体内部に結露が発生するのは、必ずしも設計上の欠陥を意味するのでしょうか？

必ずしもそうとは限りません。設置場所の揺れが想定仕様よりも大きい場合、防音室はやはり圧縮されてしまうため、制御戦略が原因だと考えられるのが一般的です。

この枠組みは、私たちが独自に考案したものではありません。IEC 60529保護等級規格は、筐体定格の背後にある侵入試験の実施方法を規定しており、米国国立気象局の露点解説は、そのサイクルを左右する空気の特性を解説し、英国保健安全庁（HSE）の電気安全に関するガイダンスは、機器内部の水がなぜ危険となるのかを説明しています。これらのいずれも特定の筐体を承認するものではなく、制御方法は、お客様が説明された現場の状況によって決まります。

ジュワイン決定境界

密閉されたキャビネット内に水が発生するのは、空気量、湿度、および日々の温度変化によって予測可能な結果です。これは、誰かが間違ったガスケットを取り付けたという証拠ではなく、新しいガスケットに交換しても解決しません。現場の状況を適切に説明し、温度変化に合った制御装置を選択し、水が発生する表面からサイズを決定し、実際にメンテナンスが行われる場所に設置してください。電気機器の筐体内の結露に関するセカンドオピニオンが必要な場合は、Jewein社が現場の説明と照らし合わせて修正済みの図面を確認し、ヒーター、換気、排水設備について確認いたしますので、図面をお送りください。