説明
LW-10/20 窒素コンプレッサー – 2.00 MPa 産業用途向け高圧オイルフリー N2 ブースター
LW-10/20は、吐出圧力2.00MPaで毎分10m³の流量を実現するように設計された、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。高圧窒素注入、ガスボンベ充填、および要求の厳しい石油化学プロセス用途向けに特別に設計されています。オイル汚染ゼロ、堅牢な構造、高圧下での連続運転に最適化されています。
製品概要
の LW-10/20 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製品群の中で、この製品は特殊な位置を占めており、大容量ではなく、高い吐出圧力が主な要件となる用途向けに設計されています。定格容量は 10 m³/分 そして並外れた 2.00 MPaの吐出圧力この装置は、中圧窒素供給と、著しく高いガス圧を必要とする高圧プロセス用途との間のギャップを埋めるものです。
LW-10/20を従来の代替品と区別するものは、 完全オイルフリーの圧縮機構 自己潤滑性PTFE複合ピストンリングとライダーバンドを採用することで、窒素製品ストリームへの炭化水素混入の可能性を排除し、追加の下流精製装置を必要とせずに、高純度窒素ボンベ充填、医薬品プロセスガス供給、電子機器グレード窒素用途に即座に対応できる設計を実現しました。特に、油分混入が集中し除去が困難な高圧用途においては、オイルフリー認証が極めて重要です。
コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) 標準的な入口条件から 2.00 MPa の吐出圧力を達成するために必要な大きな圧力比を管理するために不可欠な構成。各段は専用のインタークーラーによって独立して冷却され、ガス温度が安全な動作限界内に維持され、PTFE シール要素の寸法安定性が保たれます。堅牢なフレーム構造と精密に機械加工されたクランクシャフトアセンブリは、最低耐用年数が保証されています。 12万時間 標準的な保守手順に従って。
技術仕様 – LW-10/20
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | LW-10/20 | – |
| パターン | 二段二列 (二列二级) | – |
| 容量 | 10 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 2.00 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 2632 × 1550 × 2332 | mm |
| 重さ | 3.00 | t |
| 力 | 110 | kW |
| 電圧 | 380 / 6k または 10k | V |
| ガス媒体 | 窒素（N₂） | – |
| 潤滑 | オイルフリー | – |
* 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. 高圧オイルフリーPTFEシール技術
LW-10/20は独自の技術を採用しています 自己潤滑ピストンリングおよびライダーバンドアセンブリ 高圧用途向けに特別に配合された高性能PTFE複合材から製造されています。これらのリングは、外部の炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数を0.06未満にするために、ガラス繊維とブロンズ粒子で強化されています。2.00 MPaの吐出圧力では、低圧用途と比較して油蒸気の持ち越しリスクが増大するため、オイルフリー設計は単に有利なだけでなく、絶対に不可欠です。PTFE複合材の配合は、最高185℃までの温度で連続運転が可能で、高圧圧縮による熱応力下でも確実なシール性能を保証します。
2. 極端な圧力比を実現する2段階圧縮
の 2段階圧縮アーキテクチャ LW-10/20の熱力学的特性は、0.05～0.10 MPaの一般的な入口圧力から2.00 MPaの吐出圧力目標を達成するために不可欠です。全体の圧力比は約20:1～40:1で、低圧シリンダーと高圧シリンダーに分割され、各段は管理可能な圧力比で動作します。段間には高効率のシェルアンドチューブ式インタークーラーが設けられ、圧縮による大きな熱を除去し、吐出温度を165℃以下に維持し、PTFEシールエレメントの熱劣化を防ぎます。段付き圧縮がない場合、吐出温度はPTFE材料の安全動作限界を超えるため、この圧力レベルでは2段設計が必須となります。
3. 高圧荷重に耐える堅牢なフレーム構造
メインフレームは鋳造されています GG25 グレー鋳鉄 （ASTM A48 クラス 30B に相当）補強壁部と一体型冷却水通路を備えています。高圧シリンダーは、2.00 MPa のピーク圧力に伴う機械的応力に耐えるため、肉厚鋳造と追加のリブを備えています。 2列対向シリンダー配置 自然な一次力相殺効果により、単列設計と比較して基礎に伝達される不均衡な慣性力を80%以上低減します。この機械的利点は、ピストンにかかる最大ガス力が低圧用途よりも大幅に高い高圧コンプレッサーにおいて特に有効です。
4. 多様な設置環境に対応する柔軟な電圧構成
LW-10/20は 110kW誘導電動機 利用可能 380V、6kV、または10kV IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠した構成。標準の380V構成は、既存の低電圧配電インフラを備えた施設に適しています。一方、6kVおよび10kVオプションでは、降圧トランスなしで中電圧産業ネットワークに直接統合できます。この電気的な柔軟性により、LW-10/20は、小規模な産業施設から中電圧バスシステムを備えた大規模な統合プラントまで、幅広い設置環境に適応できます。
アプリケーションシナリオ
高圧窒素ボンベ充填ステーション
LW-10/20は、 窒素ボンベ充填作業 高圧ガスを15～20MPaの充填圧力で標準的な工業用シリンダーに圧縮する必要がある。コンプレッサーの吐出圧力2.00MPaはシリンダー充填圧力に直接達するわけではないが、効率的な中間ブースターとして機能し、下流の高圧充填コンプレッサーに必要な圧縮比を大幅に低減する。この段階的なアプローチにより、システム全体の効率が向上し、高価な高圧充填装置の摩耗が軽減される。シリンダー充填においては、オイルフリー設計が必須である。なぜなら、オイルが混入するとシリンダー内に閉じ込められ、最終使用者に届けられ、使用者のプロセスに悪影響を及ぼすからである。
石油化学高圧プロセス窒素
石油化学および精製プラントの操業において、LW-10/20は高圧窒素を供給します。 反応器触媒の保存、高圧容器への緊急窒素注入、およびパイプラインの圧力試験2.00 MPaの吐出圧力は、最大1.6 MPaの圧力で運転されるプロセス容器に窒素を注入するのに十分であり、起動、停止、および異常状態の間、正の不活性ガスブランケットを維持します。 LW-10/20高圧窒素ブースター また、プロセス配管や圧力容器の水圧試験にも使用され、乾燥状態を維持する必要のあるシステムでは、水の混入を防ぐために試験媒体として窒素が使用されます。
医薬品製造プロセス用ガス供給
医薬品製造施設では、高圧の高純度窒素が必要となる。 滅菌ろ過、凍結乾燥、および無菌充填作業LW-10/20はオイルフリー認証を取得しており、FDA 21 CFR 211.72（機器構造要件）およびEU GMP Annex 1（無菌医薬品の製造）への準拠を保証します。2.00 MPaの吐出圧力は、高圧で動作する無菌ろ過システム、スプレードライヤー、流動層処理装置に窒素を供給するのに十分なヘッドを提供します。10 m³/分の処理能力により、単一の製造施設内で複数の医薬品製造プロセスユニットに同時に供給できます。
電子機器高圧窒素パージ
半導体製造施設や電子機器組立工場では、高圧窒素が必要とされる。 ウェハハンドリングシステムのパージ、化学気相成長（CVD）チャンバーの洗浄、および精密部品の高圧乾燥LW-10/20の2.00 MPaの吐出圧力は、精密洗浄用途で使用される高速窒素ジェットの駆動や、ウェーハ搬送システム内の正圧維持に十分です。オイルフリー設計は、半導体用途において極めて重要です。半導体用途では、わずか数ppmの油分混入でも集積回路製造に致命的な欠陥を引き起こす可能性があるからです。
材料と構造
LW-10/20は、高圧窒素との適合性、耐熱性、および長寿命を考慮して厳選された高品質素材で構成されています。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック（LP） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、標準肉厚 |
| シリンダーブロック（HP） | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、補強壁＋リブ構造 |
| クランクシャフト | 鍛造合金鋼 | 42CrMo4、Q&T、ISO 1940 G2.5バランス |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅複合材 | 高圧対応、自己潤滑式、最高使用温度180℃ |
| ライダーバンド | PTFE複合材 | ピストンガイド、耐摩耗性、摩耗率 <0.04 mm/1000h |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、高圧同心円リング設計 |
| インタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | ASME VIII Div.1、1.5倍の耐圧試験、30分間保持 |
| アフタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS316製チューブ | 高圧フィン付きチューブ、32℃冷却水 |
| 高圧配管 | シームレスステンレス鋼 | SS316、ANSIクラス600フランジ |
すべての圧力支持部品は、以下の基準に厳密に従って設計および製造されています。 ASME BPVC セクション VIII ディビジョン 1 または中国規格GB 150に準拠。すべての溶接継手はASME Section V、Article 2に従って100%放射線検査（RT）を受け、完成した圧力容器はそれぞれ最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で最低30分間の静水圧試験を受けます。高圧配管システムは、2.00 MPaの運転圧力で漏れのない完全性を確保するために、ANSI Class 600フランジ接続を備えたシームレスSS316で製造されています。
設置およびメンテナンスに関するガイドライン
基礎および構造要件
LW-10/20は乾燥重量が3.00トンで、重心はベースプレートから約800mm上にあります。2列対向シリンダー設計により、高圧運転にもかかわらず不均衡力が最小限に抑えられ、 5～6トンの鉄筋コンクリート慣性ブロックブロックは、弾性防振装置（固有振動数7～10Hz）に取り付ける必要があります。最小クリアランス要件：バルブへのアクセス用に非駆動側で1.2m、モーターメンテナンス用に駆動側で1.0m、大規模オーバーホール時のクレーンアクセス用に頭上1.5m。高圧排出配管には特に注意を払い、振動による疲労を防ぐために適切に支持および固定する必要があります。
冷却水システムの設計
冷却水の需要は約 18 m³/h 入口温度が 32 °C を超えない状態で。水分配回路は、シリンダージャケット、インタークーラー、アフタークーラーに並列分岐で水を供給します。圧力比が高いため、インタークーラーは熱管理において特に重要であり、常に十分な冷却水流量を受け取る必要があります。水質仕様: pH 6.5～8.5、総溶解固形物 < 500 mg/L、塩化物含有量 < 50 mg/L (SS316 チューブの腐食を防ぐため)、懸濁固形物 < 30 mg/L、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃ 換算)。水質がやや劣る場所では、サイドストリームろ過を備えた密閉型冷却塔が推奨されます。
予防保守スケジュール
| 間隔 | サービス項目 | 対応が必要 |
|---|---|---|
| 毎日 | 運用検査 | 振動、異音、冷却水流量、吐出温度、圧力を確認してください。 |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | 吸込弁／吐出弁を取り外し、カーボン堆積物、スプリング疲労、亀裂がないか点検する。 |
| 1,000時間 | ピストンリング摩耗評価 | リング溝のクリアランスを測定し、クリアランスが0.20mmを超える場合はリングを交換してください。 |
| 3,000時間 | 中間オーバーホール | ピストンリング、ライダーバンド、バルブプレートアセンブリをすべて交換してください。 |
| 6,000時間 | 大規模な改修 | クランクシャフトジャーナルを点検し、メインベアリングのクリアランスを測定し、0.08 mmを超える場合はベアリングを交換する。 |
LW-10/20のオイルフリー設計は、潤滑式に比べてメンテナンスを大幅に簡素化します。オイル交換、オイル分析、フィルター交換、セパレーターカートリッジ交換は不要です。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これらは通常、高圧の清浄な窒素環境下で3,000～5,000時間の耐用年数を実現します。高圧バルブプレートは、機械的ストレスが増加するため、低圧バルブプレートよりも頻繁な点検が必要になる場合がありますが、全体的なメンテナンス負担は油潤滑システムよりも大幅に低くなります。
法令遵守および安全認証
LW-10/20窒素圧縮機は、以下の国際規格および規制枠組みを満たすか、またはそれらを上回るように設計、製造、および試験されています。
ASME BPVC セクション VIII Div.1、GB 150-2011、PED 2014/68/EU モジュール A
IEC 60034-1（IE3効率）、IEC 60204-1、ISO 12100機械安全規格
ISO 8573-1 クラス0（油分含有量）、TÜVラインランドによる独立試験済み
ISO 9001:2015（品質マネジメント）、ISO 14001:2015（環境マネジメント）
窒素は単純窒息性ガスに分類されます。吐出圧力が 2.00 MPa の場合、ガスの急速な放出と酸素の置換のリスクが著しく高まります。すべての LW-10/20 設備では、コンプレッサー室および隣接するすべてのエリアで酸素欠乏の継続的な監視を組み込む必要があります。高圧吐出配管には、MAWP の 110% 定格の圧力逃がし弁と、二次保護として破裂板を装備する必要があります。換気システムは、OSHA 29 CFR 1910.146 に従って、周囲の酸素濃度を 19.5% 体積以上に維持するように設計する必要があります。緊急停止インターロックは、19.5% O₂ (警報) で作動し、18.0% O₂ (強制停止) でコンプレッサーの自動隔離をトリガーする必要があります。この機器の操作または保守を行う前に、担当者は高圧ガスの安全手順について訓練を受ける必要があります。
パフォーマンスと効率の分析
LW-10/20は 比消費電力は約11.00kW/m³/分 吐出圧力 2.00 MPa で供給される窒素。この特定の出力値は、高圧圧縮の熱力学的現実を反映しており、圧力比とともに必要な仕事が大幅に増加します。高圧オイルフリーピストンコンプレッサーセグメント (吐出圧力 >1.50 MPa) 内では、この効率は競争力があり、多くの場合、オイルフリー高圧サービスの主要な代替手段であるダイヤフラムコンプレッサーよりも優れています。比較のために、同様の高圧用途で使用されるオイル潤滑往復動コンプレッサーは通常 11.5～13.0 kW/m³/min を消費し、ダイヤフラムコンプレッサーは 15 kW/m³/min を超える場合があります。
標準的な年間8,000時間の稼働スケジュールにおいて、LW-10/20の効率の優位性は、効率の低い代替機と比較して、およそ 年間40,000～80,000kWhのエネルギー節約$0.08/kWhの場合、これは年間$3,200～$6,400の直接的な電気料金削減に相当します。ただし、LW-10/20の主な経済的正当化は通常、 石油関連消耗品の排除と下流の油除去装置の回避 潤滑剤を使用した代替品では、それは必須となるだろう。 高圧窒素圧縮の総所有コスト オイルフリー運転を、完全な下流浄化を備えた潤滑システムと比較した場合、10年間の運転期間で推定25～35%の削減が見込まれる。
圧縮経路にオイルが存在しないことは、高圧時において特に重要です。なぜなら、圧力が上昇するにつれてオイル汚染の濃度が高まり、除去が困難になるからです。2.00 MPaでは、オイル蒸気の分圧は0.30 MPaの場合よりも大幅に高くなり、下流のオイルろ過システムの効率が低下し、コストも高くなります。LW-10/20は、オイルフリー設計を採用しているため、この課題を完全に解消します。
カスタマイズおよびOEM対応
LW-10/20を特定の設置環境、統合要件、エンドユーザーの仕様に合わせてカスタマイズするための包括的なオプションをご用意しています。
- スキッドマウント型ターンキーパッケージ： コンプレッサー、モーター、インタークーラー、アフタークーラー、高圧吐出配管、計装機器、制御盤が、一体型吊り上げラグとアンカーボルトテンプレートを備えた構造用鋼製スキッド上に予め組み立てられています。現場での設置作業は、電気接続と冷却水接続のみとなります。
- 危険区域構成： 石油化学プラント向けATEX Zone 2およびIECEx規格準拠のモーターおよび電気機器用筐体。ガス検知機能と自動換気インターロック機能を制御システムに組み込むことが可能です。
- 高度なプロセス制御： オプションとして、10インチHMIタッチスクリーンを備えたシーメンスS7-1200またはアレン・ブラッドリーCompactLogix PLC、Modbus TCP/IPまたはOPC-UAによるリモート監視、およびシームレスなDCS/SCADA統合が可能です。過圧時の自動アンロード機能や緊急遮断弁を含む高圧安全インターロックも搭載しています。
- 環境保護： 沿岸設置向けのC5-M海洋グレードコーティング、周囲温度55℃に対応した耐熱電気部品、1メートル地点での騒音を85dB(A)から72dB(A)に低減するIP54規格の防音筐体。
- OEMおよびプライベートブランド： ガス機器販売業者およびシステムインテグレーター向けに、特注の塗装色、ブランドロゴ入りの銘板、地域に合わせたドキュメントを提供します。
カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個設計提案書は通常3～5営業日以内に納品されます。標準納期は10～12週間ですが、条件を満たすご注文については8週間以内の特急納品も可能です。
事例研究：医薬品用窒素ボンベ充填ステーション
クライアント： インドの病院や製薬メーカーに医薬品ガスを供給するサプライヤー
チャレンジ： 顧客は、医療用窒素ボンベの充填に油潤滑式の高圧コンプレッサーを使用していた。充填されたボンベ内の油汚染レベルは1.5 mg/m³に達し、製薬会社や病院ガス基準で求められる0.1 mg/m³の基準値を上回っていた。また、油はボンベ充填マニホールド内の活性炭浄化層を劣化させ、6ヶ月ごとに交換する必要が生じていた。顧客からの苦情や規制当局の監視は増加の一途を辿っていた。
解決： 私たちは供給しました LW-10/20 オイルフリー窒素コンプレッサー 主ブースターとして、インタークーラー、アフタークーラー、およびシーメンスS7-1200 PLC制御パネルを統合したカスタムスキッド上に構成されています。2.00 MPaの吐出圧力は下流の高圧充填コンプレッサーに供給され、充填段階に必要な圧縮比を低減し、システム効率を向上させます。オイルフリー設計により、活性炭精製ベッドは完全に不要になりました。
18か月後の定量的な結果：
- 充填済みシリンダー内の窒素オイル含有量： 1.5 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0を達成
- 活性炭ベッドの交換： 完全に排除された消耗品費を年間14兆8000円節約
- 顧客からの苦情： ゼロ 運用開始以来、新たに3件の製薬契約を獲得
- 充填コンプレッサーのメンテナンス： 30%削減 入口圧力比が低いため
- 返済期間： 2.1年 コスト削減と新規契約収益に基づく
「LW-10/20は、当社の医療ガス事業にとって画期的な製品となりました。今ではすべてのお客様にISO 8573-1クラス0の窒素を保証できるようになり、以前は競争できなかった契約を獲得できるようになりました。オイルフリー設計のおかげで、最大の品質上の悩みが解消されました。」 — 医薬品ガス供給会社 マネージングディレクター
よくある質問と選択ガイド
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当社の包括的な概要については、 工業用窒素圧縮機 オイルフリー酸素圧縮機、水素圧縮機、二酸化炭素圧縮機、および特注設計の特殊ガスソリューションを含む製品ポートフォリオの詳細については、当社のアプリケーションエンジニアリングチームにお問い合わせいただくか、オンライン製品カタログをご覧ください。
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