ツインスクリュー エアコンプレッサーガイド:動作、テント、選択のヒント

二軸スクリュー空気圧縮機は、最新の圧縮空気システムの主力製品です。工場、作業場、プロセスラインにクリーンで安定した圧縮空気を供給し、ピストンコンプレッサーよりもはるかに少ない振動と脈動を実現します。アップグレードを検討している場合、または老朽化したコンプレッサーの交換を検討している場合は、その仕組みと利用可能な選択肢を理解することが、費用対効果の高い決定への第一歩となります。このガイドでは、ツイン スクリュー エアコンプレッサーの動作方法を説明し、重要な設計バリエーションを比較し、購入時に注意すべき点について説明します。

二軸スクリューエアコンプレッサーの仕組み

二軸スクリューエアコンプレッサーの中心部には、密閉されたハウジング内の噛み合う一対のローターがあります。通常、1 つのローターは凸状のローブを備えた雄型です。もう 1 つは、凹面の空間が一致する女性の形です。ローターが回転すると、吸気側のローブ間の空間が拡大し、大気を引き込みます。回転が続くと、ローブが噛み合い、空気の体積が小さくなり、圧力が上昇します。最後に、圧縮空気は吐出ポートに到達し、チャンバーから出ます。

この回転容積式原理は、機械が一連のパルスではなく連続的な空気の流れを供給することを意味します。オイルフリー設計ではローターは決して接触しませんが、オイルインジェクション設計ではシールと潤滑の両方を行うオイルでコーティングされています。往復部品がないため振動が少なく、電動モーターやタイミングギヤを備えたオイルフリーモデルとの直結が可能です。

最新のスクリュー コンプレッサーは通常、開始/停止、ロード/アンロード、または可変速ドライブによって制御されます。スタート/ストップでは、圧力の上昇と下降に応じてモーターがコンプレッサーをオン/オフします。ロード/アンロードではモーターは連続的に動作しますが、目標圧力に達するとブローダウンバルブが開きます。可変速ドライブはモーター速度を実際の空気需要に一致させ、負荷が変動するアプリケーションでエネルギーを節約します。

実際には、ツイン スクリュー設計は、最新の制御装置と組み合わせることで、設置面積が小さく、メンテナンスが少なく、優れた部分負荷効率を実現します。ほとんどの産業用途において、5.5 kW 以上ではスクリュー コンプレッサーがデフォルトの選択肢となっている理由は、これらの利点によって説明されています。

オイルフリーツインスクリューコンプレッサーとオイルインジェクションツインスクリューコンプレッサー

通常、オイルフリー技術とオイルインジェクション技術のどちらを選択するかが、最初の主要な仕様決定になります。 2 つのアプローチは圧縮チャンバーにおいて異なり、空気の質、メンテナンス、総運用コストに影響を与えます。

オイルインジェクション（マイクロオイル）マシン

オイルインジェクション式ツイン スクリュー コンプレッサーは、計量された量のオイルを圧縮チャンバーに注入します。このオイルは、ローター間の微細な隙間をシールし、圧縮熱を吸収し、コンポーネントを潤滑するなど、一度にいくつかの役割を果たします。オイルは熱を奪うため、コンプレッサーは過熱することなく、より高い圧力比で動作できます。その後、コアレッシングフィルターとオイルセパレーターを使用して圧縮空気からオイルを分離する必要がありますが、依然として空気流中にオイルの痕跡が現れる可能性があります。

オイルフリーマシン

オイルフリーツインスクリューコンプレッサーは、タイミングギアを使用してローターの同期を保ち、金属間の接触を防ぎます。ローターは PTFE やその他のポリマーなどの耐摩耗性素材でコーティングされており、圧縮スペースにオイルがなくても回転します。この設計は、完全にオイルフリーの圧縮空気を生成します。これは、オイル汚染が許容できない用途では不可欠です。

単純な比較により、トレードオフが明らかになります。

オイル噴射式マシンに関する一般的な懸念の 1 つは、オイルのキャリーオーバーです。セパレータは、負荷とオイルの品質に応じて、通常は年に 1 回、または 1,000 ～ 2,000 時間ごとに定期的に交換する必要があります。オイルフリーの機械ではこの問題は回避されますが、長期間のサービス間隔の後にローターのコーティングを検査する必要があります。どちらのタイプも定期的なメンテナンスが必要ですが、サービススケジュールが異なります。

厳しい空気純度要件を満たす必要がある企業にとって、 オイルフリーツインスクリューエアコンプレッサラインナップ ISO 8573-1 クラス 0 空気の確実性を提供します。 Haidebao のオイルフリー製品はそのような用途向けに作られており、適切な乾燥機やフィルターと組み合わせることができます。

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1 段階圧縮と 2 段階圧縮

2 番目の主な選択肢は圧縮アーキテクチャです。単段コンプレッサーは、1 つのローター セット内で空気を吸気から最終圧力まで圧縮します。 2 ステージユニットは、ステージ間にインタークーラーを備え、2 つのステップで仕事を行います。

単段二軸スクリュー機械はよりシンプルで安価です。これらは通常、吐出圧力が 7 ～ 10 bar で、デューティ サイクルが中程度の場合に使用されます。 1 シフトで稼働するプラント、または時折高い需要が発生するプラントの場合、単一ステージ モデルが最も経済的な選択肢となる可能性があります。

2 段階機械は、連続使用時または圧力が 10 bar を超える場合に高い効率を実現します。インタークーラーはステージ間の気温を下げ、第 2 圧縮ステージに必要なエネルギーを削減します。これにより、比電力消費量が低下し、吐出温度が低下するため、乾燥機や下流の機器に優しくなります。初期投資は高くなりますが、電気代の節約は時間の経過とともに回収できます。

たとえば、単段コンプレッサーを備えた 10 bar で稼働しているプラ​​ントでは、吐出温度が約 80 ～ 100°C になる可能性があります。中間冷却を備えた 2 段ユニットでは温度を 40 ～ 70°C に下げることができ、下流の乾燥機の負荷も軽減されます。

多くの中規模プラントでは、 単段マイクロオイルツインスクリューコンプレッサー が実用的な出発点です。 Haidebao のシングルステージ シリーズは、10 馬力から 75 馬力までの一般的なパワー バンドをカバーします。操作が高圧または継続的に大きな負荷で実行される場合、 2段マイクロオイルツインスクリューコンプレッサーシリーズ 100 馬力および 120 馬力モデルでは、これらの条件に対処できるように設計されています。

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主な利点と一般的な用途

オイルまたはオイルなしの選択に加えて、ツイン スクリュー コンプレッサーのカテゴリーには、いくつかの運用上の利点があります。

• 連続動作: ピストンマシンによくあるデューティサイクルの制限がなく、100% のデューティサイクルで動作します。
• 低振動と低騒音: 回転運動で発生する脈動がはるかに少ないため、基礎要件が簡素化されます。
• コンパクトなレイアウト: パッケージ全体が小さなスキッドに収まり、床スペースを節約します。
• エネルギー効率: 最新のスクリューエレメントは、内部漏れを最小限に抑える精密なプロファイルで設計されています。
• 長寿命: 適切なメンテナンスを行えば、多くのユニットは 50,000 時間以上稼働します。

同じ流量のレシプロコンプレッサーと比較して、スクリューコンプレッサーは通常 30 ～ 40% 小さく、軽量です。コンプレッサー室を改修する場合、これは重要です。

一般的なアプリケーションには次のものがあります。

• 空気圧ツールと計器類
• 包装・搬送ライン
• 食品および飲料の加工
• 製薬および研究室の空気
• 電子機器の組み立てとクリーンルーム
• 一般プラントユーティリティエア

同じ空気需要を持つ工場は 2 つとないため、最終仕様は実際の圧力、流量、空気品質の要件に基づいて決定する必要があります。大型のコンプレッサーはエネルギーを無駄にします。サイズが小さいと圧力降下や生産中断の原因となります。

適切なツインスクリューエアコンプレッサーの選び方

選択肢を絞り込むには、銘板の番号から始めます。必要な流量 (CFM) またはリットル/分、作動圧力 (bar または psi)、およびシフト全体の需要パターンが必要です。

これらのパラメータを取得したら、さまざまなメーカーのコンプレッサー パッケージを比較できます。購入価格以外にも目を向けましょう。最も関連する指標は比出力であり、使用圧力における 100 CFM あたりの kW (または m3/min あたりの kW) として表されます。効率が 5% 向上したコンプレッサーは、その寿命にわたって数千ドルの電力を節約できます。

総所有コストには、消費エネルギー、メンテナンス部品、オイル交換、フィルター交換、ダウンタイム損失が含まれます。多くの場合、エネルギーは圧縮空気システムの生涯コストの 70 ～ 80% を占めます。したがって、より効率的なコンプレッサーへの投資はすぐに回収できます。

コンプレッサーはシステムの一部にすぎないことに注意してください。エアレシーバー、ドライヤー、フィルターは、実際に供給される圧力と品質に影響を与えます。システムを設計するときは、チェーン全体を念頭に置いてください。コンプレッサーがどのように製造され、生産のあらゆる段階でテストされるかを確認したい場合は、次の手順を実行できます。 私たちの工場を訪問してください 自分でプロセスを検査します。

ツインスクリューエアコンプレッサーの選択は長期的な投資です。適切な機械は 10 年以上にわたって信頼性の高い圧縮空気を提供しますが、間違った機械を使用すると、ダウンタイムが繰り返され、高額な修理が発生する可能性があります。圧力、流量、空気品質のニーズを定義したら、経験豊富なコンプレッサーのサプライヤーにご相談ください。正確な見積もりまたはアプリケーションについての相談については、 弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせください .