ZW-2/4 窒素コンプレッサー – 小規模空気分離用コンパクトオイルフリーN2ブースター

ZW-2/4は、吐出圧力0.40MPaで毎分2m³の窒素を供給する、2段2列のオイルフリーピストン式窒素コンプレッサーです。コンパクトな極低温空気分離装置、実験室用窒素供給装置、および小規模VPSA窒素発生装置向けに設計されています。潤滑油による汚染がなく、省スペース設計で、信頼性の高い連続運転を実現します。

製品概要

の ZW-2/4 窒素コンプレッサー 当社のオイルフリーピストンコンプレッサーシリーズの中で、コンパクトでありながらパワフルなソリューションであり、小規模な極低温空気分離、実験室用ガス供給チェーン、コンパクトなVPSA窒素発生システムにおける窒素ブースト用途向けに特別に設計されています。 2 m³/分 吐出圧力 0.40 MPaこのユニットは、限られた工業スペースにも設置可能なコンパクトなサイズで、プロ仕様の性能を発揮します。

従来の潤滑式コンプレッサーは油蒸気の混入によって窒素の純度が損なわれるのに対し、ZW-2/4は完全に オイルフリー潤滑構造この設計思想により、下流工程でのオイルろ過の必要性がなくなり、メンテナンススケジュールが大幅に短縮され、医薬品の研究開発、電子機器の試験、食品保存研究所などの高感度な用途において、窒素の純度に関するコンプライアンスが保証されます。

コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) ピストン構成は、圧力比全体にわたって圧縮効率を最適化します。各圧縮段には独立した冷却回路が備わっており、長時間の運転サイクルでも吐出温度が安全な熱範囲内に維持されます。コンパクトな鋳鉄製フレームと精密にバランス調整されたクランクシャフトアセンブリは、 60,000時間以上 標準的なサービス間隔における運用寿命。

技術仕様 – ZW-2/4

* すべての仕様は標準基準条件（ISO 1217、附属書C）に基づいています。実際の性能は、設置場所の標高、周囲温度、および吸気条件によって異なる場合があります。

主な特長とエンジニアリング上の利点

1. 超コンパクトな設置面積

ちょうど 720 × 763 × 1475 mm 重量600kgのZW-2/4は、設置面積が0.55m²未満です。このコンパクトな形状により、大学の研究室、病院のガス供給室、小規模製造工場など、スペースが限られている既存施設への改修設置に最適です。2列シリンダーの垂直配置により、水平方向の設置面積を最小限に抑えながら、2段階の熱力学的効率を完全に維持します。

2. オイルフリーPTFEピストン技術

ZW-2/3は 自己潤滑性PTFE複合ピストンリングおよびライダーバンドシステム 炭化水素系潤滑油を一切使用せずに作動する。これにより、 ISO 8573-1 クラス0 オイル含有量認証を取得しているため、最も高純度な窒素用途にも適しています。圧縮室からオイルを除去することで、微量の酸素を含む窒素流におけるオイル誘発重合のリスクが排除され、高純度ガスの取り扱いにおける重要な安全上の考慮事項が解消されます。

3. 小規模における2段階効率

ほとんどの小型コンプレッサーは、単段設計を採用することで効率を犠牲にしています。ZW-2/4は、 2段階圧縮アーキテクチャ 中間冷却により、約 9.25 kW/m³/分この容量クラスとしては異例の性能です。中間段のシェルアンドチューブ式冷却器により、第2段の入口温度が低下し、体積効率が向上し、バルブの耐用年数が延長されます。

4. 低慣性クランクシャフト設計

鍛造合金鋼クランクシャフトは動的にバランス調整され、 ISO 1940 G2.5 また、低慣性設計により、迅速な起動・停止サイクルを実現します。これは、コンプレッサーを連続運転ではなく必要に応じて作動させる必要がある実験室用途において特に有効です。2列対向シリンダー配置により自然な力相殺効果が得られ、基礎工事の要件を軽減し、特別な慣性ブロックなしで標準的な工業用床材への設置を可能にします。

アプリケーションシナリオ

小規模極低温空気分離

コンパクトな極低温空気分離装置では、 50～200 Nm³/hの窒素ガスZW-2/4は、コールドボックスとプロセス配管ネットワーク間の主要なブースターとして機能します。その2 m³/分の容量は、小型液体窒素プラントやミニASUシステムの出力と正確に一致します。0.40 MPaの吐出圧力は、近隣のプロセス機器、グローブボックス、計装ガスパネルへの配管配管に十分なヘッドを提供します。

実験室・研究用ガス供給

研究室、大学の化学科、製薬研究開発施設では、 高純度窒素 不活性雰囲気下での作業、溶媒蒸発、クロマトグラフィー用キャリアガスなどに使用できます。ZW-2/4はオイルフリー認証を取得しており、炭化水素系汚染物質がGC-MS、HPLC、ICP-MSなどの高感度分析機器に悪影響を与えることはありません。コンパクトなサイズのため、実験室のガス分配パネルのすぐ隣に設置でき、大気汚染の原因となる長い配管を不要にします。

小型VPSA窒素発生装置

のために 小型VPSA窒素発生装置 パッケージ内では、ZW-2/4コンプレッサーが低圧窒素生成物（吸着床からの圧力が通常0.05～0.10MPa）を圧縮し、使用可能な分配圧力まで昇圧します。オイルフリー設計は、VPSAシステムが油蒸気によって永久的に劣化する分子ふるい吸着剤に依存しているため、非常に重要です。コンパクトな設置面積により、コンプレッサーをVPSAスキッドに直接組み込むことができ、完全なターンキー方式の窒素生成パッケージが実現します。

電子機器製造およびはんだ付け

電子機器組立工場では、窒素は ウェーブはんだ付けの不活性化、リフロー炉の雰囲気制御、および部品の保管ZW-2/4の吐出圧力0.40MPaは、一般的なはんだ付け機の窒素圧要件（0.20～0.35MPa）に十分対応しており、使用箇所で圧力調整が可能です。オイルフリー認証により、はんだ接合部やフラックス残渣への炭化水素汚染を防ぎ、高信頼性電子機器における電気伝導性の問題を防ぎます。

材料と構造

ZW-2/4は、窒素との適合性、コンパクトな耐久性、およびメンテナンスの容易性を考慮して選定された材料で構成されています。

すべての圧力支持部品は、 GB 150 圧力容器規格に準拠。コンパクトなインタークーラーは、最小限の設置面積で最大限の熱伝達を実現するアルミニウム製フィンチューブ構造を採用し、ユニット全体の高さを抑えながら、中間段冷却効率を維持しています。溶接部は出荷前に設計圧力の1.5倍の静水圧試験を受けています。

設置およびメンテナンスに関するガイドライン

基礎と取り付け

わずか600kgのZW-2/4は、 標準的な強化工業用床材 専用の慣性ブロックは不要です。本機には、伝達振動を2 mm/s RMS未満に低減する4つの防振マウントが付属しています。最小設置クリアランス：前面800 mm（バルブアクセス）、側面500 mm、背面600 mm（クーラーアクセス）。コンパクトな設置面積（720 × 763 mm）により、標準的な実験室設備ベイや小型機械室への設置が可能です。

冷却要件

冷却水流量の必要量は約 3.5 m³/h 入口温度32℃の場合。冷却水設備のない施設の場合、オプション 空冷式アフタークーラーパッケージ 専用ファンとフィンチューブ式熱交換器を用いて外気を利用する方式も利用可能です。この構成では全体の高さが200mm高くなりますが、冷却水配管は不要になります。

電気接続

18.5kWモーターは標準で動作します 380V/3相/50Hz 産業用電源。モーター保護機能（過熱保護＋短絡保護）を備えた32Aの回路ブレーカーの使用を推奨します。モーターはEUエコデザイン指令に準拠したIE3効率クラスです。北米向け設置の場合、460V/60Hzモーター仕様もご用意できますが、納期が2～3週間長くなります。

メンテナンススケジュール

オイルフリー構造により、メンテナンスが劇的に簡素化されます。潤滑油フィルター、オイルサンプリングプログラム、分離エレメントの交換は不要です。主な消耗品は PTFE製ピストンリングおよびライダーバンド清浄な窒素環境下での標準的な耐用年数は4,000～6,000時間です。摩耗部品はすべてユニットの前面と上部からアクセスできるため、コンプレッサーを設置場所から移動させることなくメンテナンスが可能です。

法令遵守および安全認証

ZW-2/4窒素圧縮機は、以下の国際規格および規制要件を満たしているか、またはそれらを上回っています。

パフォーマンスと効率の分析

ZW-2/4は 比消費電力は約9.25kW/m³/分 吐出圧力0.40 MPaで窒素を圧縮します。この比出力は、小規模圧縮の物理的特性により、大容量ユニットよりも高くなりますが、コンパクトなオイルフリーピストンコンプレッサーのカテゴリー内では優れた効率を示しています。参考までに、この容量範囲の一般的なオイル潤滑式スクリューコンプレッサーは10～12 kW/m³/minを消費し、ダイヤフラムコンプレッサー（高純度用途によく使用される）は15 kW/m³/minを超える場合があります。

年間4,000時間の運転サイクルにおいて、ZW-2/4のオイルフリーの利点により、約 年間潤滑油およびフィルター費用：$800～$1,200 潤滑油を使用する代替品と比較して。コンパクトな設計により、専用のコンプレッサー室や冷却塔が不要で、電気インフラも最小限に抑えられるため、設置コストも削減されます。 小型窒素圧縮機の総所有コスト エネルギーとメンテナンスが大きな課題であり、ZW-2/4はその両方を最適化します。

18.5 kWのモーターは IE3プレミアム効率 ZW-2/4はIE2モーターと比較して電気損失を3～5%削減します。時間帯別料金制の電力料金で運用されている施設では、ZW-2/4の高速起動・停止機能（低慣性クランクシャフト）により、圧縮をオフピーク料金時間帯にシフトするデマンドレスポンス戦略が可能になり、運用コストをさらに削減できます。

カスタマイズおよびOEM対応

標準のZW-2/4構成に加え、特定の設置環境に合わせたカスタマイズソリューションも提供しています。

• 空冷パッケージ： 空冷式インタークーラーとアフタークーラーを内蔵しているため、冷却水は不要です。遠隔地への設置や移動式窒素発生トレーラーに最適です。全高が200mm高くなります。
• 防音エンクロージャー： 1mの距離で騒音レベルを82dB(A)から68dB(A)に低減し、屋内実験室への設置に適しています。筐体には換気ファンと酸素濃度測定ポートが内蔵されています。
• 可変周波数ドライブ（VFD）： 窒素需要の変動に合わせてコンプレッサーの出力を調整し、部分負荷効率を15～25%向上させます。圧力トランスデューサーとPID制御を搭載し、自動速度調整が可能です。
• スキッドマウント型ターンキーシステム： 窒素受入タンク（500L）、圧力調整パネル、水分計が予め組み立てられています。現場での設置作業は、電気配線とガス供給口の接続のみとなります。
• 防爆型： ATEXゾーン2認証取得済みのモーターおよび電気部品。危険区域への設置に適しています。380V/50Hzおよび460V/60Hzの電源システムに対応しています。

カスタマイズ構成の最小注文数量は 1ユニット標準納期は6～8週間、カスタマイズパッケージは8～10週間です。システムインテグレーターおよびガス機器販売業者向けに、OEMプライベートラベルおよび共同ブランドのドキュメントをご用意しております。

事例研究：大学研究室における窒素供給システムのアップグレード

クライアント： 東アジアを代表する研究大学、材料科学科

チャレンジ： 当研究室が現在保有している高圧窒素ボンベ（200バール、50リットルボンベ）は、複数のグローブボックス操作、不活性雰囲気炉、および熱分析装置の同時使用には不十分であることが判明した。ボンベの交換は実験の中断を招き、複数階建ての実験棟におけるボンベの取り扱いは安全上の懸念事項となっていた。

解決： 私たちは供給しました ZW-2/4 オイルフリー窒素コンプレッサー 小型VPSA窒素発生装置（0.08MPaで99.9%の窒素を生成）と500Lの受液タンクを統合した。コンパクトなコンプレッサーは既存の機械室（床面積1.2m×1.5m）内に収まり、オイルフリー認証を取得しているため、部門の分析純度要件を満たしている。

結果：

• 窒素供給の継続性： 100% オンデマンド利用可能シリンダー交換の遅延を解消する
• 年間運営コスト： 58%削減 シリンダーのレンタルと配送（$12,400から$5,200まで）との比較
• 実験室の安全： シリンダーの手動取り扱いを廃止 狭いエレベーターや廊下空間で
• 窒素純度： 一貫して99.95%以上 油分含有量が0.01 mg/m³未満であり、すべての分析機器要件を満たしている。

「ZW-2/4は、私たちの研究室の業務を大きく変革しました。実験中に窒素が不足する心配がなくなり、コンパクトなサイズのおかげで貴重な研究室スペースを犠牲にする必要もなくなりました。オイルフリー認証を取得しているため、分析結果が炭化水素汚染によって損なわれる心配がないという安心感を得られます。」 — 材料科学部門研究室マネージャー

よくある質問と選択ガイド

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当社の全製品ラインナップをご覧ください 工業用窒素圧縮機オイルフリー酸素コンプレッサー、水素ブースター、特殊ガス処理ソリューションなど、幅広い製品を取り揃えています。用途に応じた最適なソリューションやカスタムパッケージ設計については、当社のエンジニアリングチームまでお問い合わせください。

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当社のアプリケーションエンジニアは、お客様の窒素流量、圧力、純度に関する正確な要件に合わせてコンプレッサーの仕様を選定することに特化しています。お問い合わせから48時間以内に、無料の技術提案書、レイアウト図、ライフサイクルコスト分析をご提供いたします。