LW-18/12 窒素コンプレッサー – 要求の厳しい産業用途向けの中流量高圧オイルフリーN2ブースター

LW-18/12は、吐出圧力1.20MPaで毎分18m³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、化学合成、および高圧と高純度が求められる特殊な工業用ガス供給向けに特別に設計されています。潤滑油による汚染は一切なく、連続運転に対応し、最も過酷な環境下でも24時間365日稼働できるよう最適化されています。

製品概要

の LW-18/12 窒素圧縮機 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、この製品は特殊なニッチ市場を占めており、絶対流量よりも高い吐出圧力が優先される用途向けに設計されています。定格容量は 18 m³/分 そして並外れた 1.20 MPaの吐出圧力この装置は、標準的な中圧窒素ブースターと、多段式特殊ガス圧縮機の超高圧領域との間のギャップを埋めるものです。

LW-18/12を従来の高圧代替品と区別するのは、 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、追加の下流精製工程を必要とせずに、高純度化学合成、医薬品グレードの窒素注入、電子機器グレードのプロセスガス供給に即座に対応できる設計となっています。特に1.20MPaでは、高圧下での油分混入の除去が指数関数的に困難かつ高コストになるため、オイルフリー認証は極めて重要です。

その 二段二列 (二列二级) 構成は、1.20 MPa の吐出圧力で要求される高圧比に対して熱力学的に最適化されています。段階的圧縮と中間冷却により、各シリンダーの吐出温度が安全な動作範囲に制限され、PTFE シール要素の完全性が維持され、バルブの耐用年数が延長されます。堅牢な構造—2632 × 1550 × 2332 mm そして 3.00トンこれは、LWシリーズの特徴であるコンパクトな設置面積を維持しながら、高圧運転を維持するために必要な堅牢なエンジニアリングを反映しています。

技術仕様 – LW-18/12

* 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-18/12は特殊な 自己潤滑ピストンリングおよびライダーバンドシステム 高性能PTFE複合材にガラス繊維、ブロンズ粒子、二硫化モリブデンを強化材として製造されています。この先進的な配合により、外部炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数0.06未満を実現し、1.20 MPaの吐出圧力に伴う高温下でも油蒸気の持ち越しリスクを完全に排除します。化学合成および医薬品製造のオペレーターにとって、これは ISO 8573-1クラス0にネイティブ準拠 この圧力レベルでは本来必須となる高圧油除去システムの設備投資、エネルギー消費、または維持管理の負担を伴わずに済む。

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-18/12 の熱力学的特性は、一般的な窒素入口条件 (0.05～0.10 MPa) から 1.20 MPa の吐出圧力を達成するために重要です。低圧シリンダーと高圧シリンダーの極限圧力比を分割することで、コンプレッサーは各段の吐出温度を 160 °C 以下に制限します。段間の高効率シェルアンドチューブ式インタークーラーは圧縮熱を除去し、PTFE シール要素の熱劣化を防ぎ、同等の圧力比を目指す単段設計と比較してバルブプレートの耐用年数を約 50% 延長します。段式アプローチは体積効率も向上させ、単位電力あたりの窒素供給量を増やします。

3. 強化された高圧シリンダー構造

LW-18/12の高圧シリンダーは、 GG30 グレー鋳鉄 標準圧力モデルと比較して、壁厚が厚く、ヘッドボルトが強化されています。シリンダーヘッドには、1.20 MPa でのブローバイを防ぐためにステンレス鋼のファイアリングを備えた多層ガスケットシステムがあります。バルブケージアセンブリは、 SS316L鍛造棒材 鋳造ではなく、気孔率の高い繰り返し圧力負荷下で致命的な破損につながるリスクを排除しています。すべての高圧部品は、組み立て前に100%磁粉探傷検査（MT）および超音波探傷検査（UT）を受け、表面下の欠陥を検出します。

4. 標準380V産業用モータードライブ

LW-18/12は 160kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1効率クラスIE3に準拠。標準の低電圧構成は、中電圧インフラを必要とせず、既存の380V産業用配電盤に直接統合できるため、6kVまたは10kVバスシステムを持たない施設でも利用可能です。160kWの定格電力は、18m³/分の流量と1.20MPaの圧力に最適化されており、中流量高圧用途において、設備投資コストと運転効率の良好なバランスを実現しています。

アプリケーションシナリオ

高圧化学合成および反応器不活性化

化学製造施設では、LW-18/12は高圧窒素を供給します。 反応器の不活性化、触媒床の保存、および緊急窒素注入 高圧で運転されるプロセス容器へ窒素を注入します。1.20 MPaの吐出圧力は、一般的な化学反応器や蒸留塔の運転圧力を克服するのに十分であり、中間圧力昇圧なしで直接窒素を注入できます。オイルフリー設計は化学合成において極めて重要です。なぜなら、微量の油分混入でも貴金属触媒を汚染したり、望ましくない副反応を引き起こしたり、高純度製品の流れを汚染したりする可能性があるからです。18 m³/分の処理能力は、中規模化学プラント内で並列運転される複数の反応器システムをサポートします。

医薬品用高圧窒素注入

医薬品製造施設では、高純度窒素が必要とされる。 滅菌容器の不活性化、凍結乾燥チャンバーの加圧、および無菌充填ラインのパージ. LW-18/12 高圧窒素圧縮機 凍結乾燥チャンバーの運転に必要な1.20 MPaの圧力を供給しながら、ISO 8573-1クラス0のオイルフリー認証を維持します。18 m³/分の処理能力により、中規模製薬工場内の複数の凍結乾燥機、滅菌貯蔵タンク、充填ラインに同時に供給できます。オイルフリー設計により、FDAの規制措置やバッチ拒否につながる可能性のある製品汚染のリスクを排除します。

電子機器用高圧プロセスガス供給装置

半導体製造およびフラットパネルディスプレイ製造において、窒素は 高圧ウェーハハンドリング、チャンバーパージ、および化学気相成長（CVD）プロセスサポートLW-18/12の1.20 MPaの吐出圧力は、高圧で動作するプロセス装置への高純度窒素供給に十分です。電子機器製造においては、オイルフリー認証は必須条件です。なぜなら、たとえ1000ppm以下のオイル汚染であっても、ウェーハの欠陥、デバイスの歩留まり低下、高感度光学コーティングの性能低下を引き起こす可能性があるからです。18 m³/分の容量は、クリーンルーム内のプロセス装置群をサポートします。

窒素ボンベの充填とガス配送

工業用ガス販売業者やシリンダー充填ステーションでは、液体窒素気化器や膜発生器などの低圧源から標準的な工業用ガスシリンダー（通常20℃で15MPa）に充填するために高圧窒素コンプレッサーが必要です。LW-18/12は、 第1段ブースター 多段階充填システムでは、窒素を0.10MPaから1.20MPaまで圧縮し、その後、シリンダー圧力まで高圧圧縮します。オイルフリー設計により、充填されたシリンダーは、オイル汚染によるシリンダーの真空引きや再パージを必要とせずに、医療用、食品用、電子機器用窒素市場の純度仕様を満たします。

材料と構造

LW-18/12は、高圧窒素環境下での使用、耐腐食性、そして過酷な条件下での長寿命化のために特別に選定された最高級素材で構成されています。

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すべて、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。高圧部品には、欠陥許容度ゼロを保証するために、磁粉探傷検査（MT）と超音波探傷検査（UT）が追加で実施されます。

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-18/12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、固有の力のバランスが確保され、 5～6トンの鉄筋コンクリート製パッドパッドは、分析機器や精密加工工具などの隣接する敏感な機器への振動伝達を防ぐため、弾性防振装置（固有振動数8～12Hz）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。

冷却水システムの設計

冷却水の需要は約 22 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。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 (高圧冷却器の 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)。水質がぎりぎりの場所で、高圧熱交換器のスケール形成と腐食を防ぐために、サイドストリームろ過と化学処理を備えた密閉型冷却塔を強く推奨します。

予防保守スケジュール

LW-18/12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。オイル交換のスケジュールを立てる必要はなく、潤滑油サンプルを分析する必要もなく、オイルフィルターエレメントを交換する必要もなく、オイルセパレーターカートリッジを監視する必要もありません。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、1.20 MPaのクリーンな窒素環境下で3,500～5,500時間の使用寿命を実現します。高圧バルブアセンブリは、バルブプレートとスプリングにかかる​​機械的ストレスが増加するため、低圧モデルよりも頻繁な点検が必要です。

法令遵守および安全認証

LW-18/12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。

パフォーマンスと効率の分析

LW-18/12は 比消費電力は約8.89kW/m³/分 吐出圧力1.20 MPaで供給される窒素。この比出力は、圧力比の上昇に伴う熱力学的損失のため、低圧モデルよりも高いが、高圧オイルフリーピストンコンプレッサーのセグメント内では依然として競争力がある。参考までに、同等の圧力比で動作するオイル潤滑スクリューコンプレッサーは通常9.5～10.5 kW/m³/minを消費するのに対し、ダイヤフラムコンプレッサー（オイルフリー高圧サービスによく選ばれる）は12 kW/m³/minを超えることがある。

標準的な年間8,000時間の運用スケジュールにおいて、LW-18/12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72,000～144,000kWhのエネルギー節約平均的な産業用電力料金が$0.08/kWhの場合、これは年間$5,760～$11,520の直接運転コスト削減に相当します。ただし、LW-18/12を選択する主な経済的要因は通常、 油関連消耗品の排除と高圧油除去装置の使用回避 わずかなエネルギー節約ではなく、より重要なことだ。

1.20 MPa では、下流のオイル除去装置のコストと複雑さが法外なものになります。この圧力での一般的なオイル潤滑式コンプレッサーでは、複数の段階の凝集ろ過、活性炭吸着、および連続オイル監視計器が必要となり、これらを合わせるとコンプレッサーの出力の 5～8% を消費し、年間 $8,000～$15,000 のメンテナンス費用がかかります。LW-18/12 のオイルフリー設計は、この寄生負荷とメンテナンスの負担を完全に排除し、 高圧窒素圧縮における総所有コストの大幅な削減.

カスタマイズおよびOEM対応

当社では、LW-18/12を特定の高圧用途の要件、現場の状況、および統合上の制約に合わせて調整するための包括的なカスタマイズオプションを提供しています。

• 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、高圧計装機器、および制御盤は、吊り上げ用ラグとアンカーボルトテンプレートが一体化された構造用鋼製スキッド上に予め組み立てられています。すべての高圧システムを工場で事前テストすることで、現場での試運転時間を短縮し、起動リスクを最小限に抑えます。
• 危険区域構成： ATEX Zone 2およびIECEx規格に準拠したモーターおよび電気機器用筐体は、爆発性雰囲気が発生する可能性のある化学プラントなどの設備への設置に適しています。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も可能です。
• 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、およびプラントDCS/SCADAシステムとのシームレスな統合が可能です。自動負荷/アンロード制御と圧力調整により、変動する需要プロファイルに合わせて最適な運転を実現します。
• 高圧安全システム： 冗長構成の高圧安全弁、破裂板アセンブリ、および自動遮断弁を組み込むことで、特定の安全度水準（SIL）要件を満たすことができます。4～20mA出力の圧力トランスミッターにより、吐出圧力を継続的に監視できます。
• 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システム、周囲温度55℃までの熱帯地域向け電気部品、および1メートルで84dB(A)から70dB(A)に騒音を低減するIP54規格の防音筐体。
• OEMおよびプライベートブランド： 特殊な産業市場にサービスを提供する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、ブランド名入りの銘板、地域に合わせたドキュメントパッケージを提供します。

カスタム構成は以下から入手可能です 最小注文数量：1個技術レビューと提案書の作成には通常5～7営業日かかります。標準納期は12～14週間ですが、リピート注文の場合は注文確定後8～10週間で納品されます。

事例研究：医薬品凍結乾燥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： 注射用生物製剤およびワクチンを専門とするヨーロッパの製薬製造施設

チャレンジ： この施設の凍結乾燥チャンバーでは、チャンバーの加圧とストッパーの挿入に1.00～1.20MPaの高圧窒素が必要でした。既存の供給源は週に一度配送される高圧窒素ボンベに依存しており、年間18万ユーロを超える費用がかかり、冬季には供給が頻繁に途絶えるという問題がありました。また、この施設はボンベの輸送や気化損失による二酸化炭素排出量を削減するよう、規制当局からの圧力にも直面していました。

解決： 私たちは供給しました LW-18/12 オイルフリー窒素コンプレッサー 共通のスキッド上に小型のVPSA窒素発生装置（純度99.9%、20 m³/分）と組み合わせて設置されています。LW-18/12はVPSA製品を0.08 MPaから1.20 MPaまで圧縮し、凍結乾燥チャンバーの窒素ヘッダーに直接供給します。オイルフリー設計により、EU GMP Annex 1（無菌製造）のオイルフリープロセスガスに関する要件への準拠が確保されています。チャンバーのサイクル中の需要の急増を吸収するために、下流に2 m³の高圧バッファー容器が設置されています。

18か月後の定量的な結果：

• 窒素供給コスト： 58%削減 （年間18万ユーロから7万5600ユーロ）対シリンダー供給
• 供給の信頼性： 100% オンサイト発電天候による混乱はゼロ
• 窒素純度： 一貫して99.9%以上 油分含有量が0.01 mg/m³未満であり、GMP要件を満たしている。
• 二酸化炭素排出量： 65%削減 シリンダー輸送および蒸発損失の排除により
• メンテナンス： 年1回の定期点検 （4,000時間間隔）と週ごとのシリンダー処理量を比較
• 返済期間： 2.1年 ガソリン代の節約だけに基づいて

「LW-18/12の導入により、シリンダー配送への依存が解消され、窒素供給を完全に管理できるようになりました。オイルフリー認証はGMP（医薬品製造管理基準）遵守に不可欠であり、コスト削減効果は当初の予測を上回りました。特に、二酸化炭素排出量の削減効果には、当社のサステナビリティチームが大変満足しています。」 — 医薬品製造部門エンジニアリング担当ディレクター

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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