説明
ZW-3.1/5~20 窒素コンプレッサー – 柔軟な産業用途向け可変圧力オイルフリーN2ブースター
ZW-3.1/5~20は、0.50～2.00MPaの幅広い圧力範囲で毎分3.1m³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。パイロットプラント、研究開発施設、および吐出圧力の調整が必要な小規模な工業プロセス向けに設計されています。潤滑油による汚染がなく、設置面積がコンパクトで、多様な窒素供給に対応できるよう最適化されています。
製品概要
の ZW-3.1/5~20 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ファミリーの中で他に類を見ない汎用性の高いソリューションであり、 0.50 MPaから2.00 MPaまでの可変吐出圧力機能この圧力の柔軟性により、ZW-3.1/5~20は、窒素需要特性が頻繁に変化するパイロットプラント、研究開発施設、小規模な工業プロセス、または1台のコンプレッサーで圧力要件の異なる複数の用途に対応する必要がある場合に最適です。
定格容量 3.1 m³/分 入口圧力0.50MPaにおいて、このコンパクトなユニットは独自の技術によりオイルフリーの窒素圧縮を実現します。 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圧縮経路に炭化水素潤滑剤がないことで、 ISO 8573-1 クラス0 油分含有量認証 ネイティブな特性を備えているため、追加の精製装置を必要とせず、実験室グレードの窒素、医薬品製造プロセス開発、電子機器の試作にすぐに使用できます。
コンプレッサーは 二段二列 (二列二级) 非常にコンパクトな設置面積を持つ構成 2250 × 1296 × 2200 mm 乾燥重量はわずか 2.60トン2列対向シリンダー設計は、本質的に一次慣性力を打ち消すため、特別な防振設備なしで比較的低い基礎にも設置できます。 380V、75kWモーター 既存の低電圧産業用配電システムに直接統合できるため、中電圧開閉装置が不要になります。
技術仕様 – ZW-3.1/5~20
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | ZW-3.1/5~20 | – |
| パターン | 二段二列 (二列二级) | – |
| 容量 | 3.1（入口圧力0.50MPa時） | m³/分 |
| 吐出圧力範囲 | 0.50～2.00 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 2250 × 1296 × 2200 | mm |
| 重さ | 2.60 | t |
| 力 | 75 | kW |
| 電圧 | 380 | V |
| ガス媒体 | 窒素（N₂） | – |
| 潤滑 | オイルフリー | – |
* 容量は入口圧力0.50MPaにおける定格値です。実際の容量は入口圧力と吐出圧力の設定によって異なります。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、および運転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. 多様な用途に対応できる可変吐出圧力
ZW-3.1/5~20の決定的な特徴は、 吐出圧力の調整範囲は0.50MPaから2.00MPaです。この汎用性は、調整可能な吸引弁アンローダー、可変クリアランスポケット制御、および幅広い圧力比に対応できる堅牢な2段圧縮構造の組み合わせによって実現されています。パイロットプラントのオペレーターや研究開発施設にとって、これは、1台のコンプレッサーで複数のプロセス要件に対応できることを意味します。例えば、あるキャンペーンでは0.50 MPaの低圧不活性化、別のキャンペーンでは1.20 MPaの中圧反応器ブランキング、さらに別のキャンペーンでは2.00 MPaの高圧ガス移送といったように、個別のコンプレッサーへの投資や時間のかかる機器の切り替えを行うことなく、これらの要件を満たすことができます。
2. オイルフリーPTFE複合材シール技術
ZW-3.1/5~20は独自の 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 ガラス繊維とブロンズ粒子で強化された高性能PTFE複合材から製造されています。これらのリングは、外部炭化水素潤滑剤なしで0.08未満の摩擦係数で動作し、 ISO 8573-1 クラス0 オイル含有量 圧縮窒素流中において。研究室、医薬品パイロットプラント、電子機器開発施設にとって、この天然オイルフリー認証は、下流のオイルろ過装置の必要性を排除し、設備投資と継続的なメンテナンスの複雑さの両方を軽減します。PTFE配合は、調整可能な圧力運転に伴う変動する熱条件に合わせて特別に設計されています。
3. インタークーリングを備えたコンパクトな2段式アーキテクチャ
の 2段2列圧縮レイアウト 低圧シリンダーと高圧シリンダー間の圧力比を分割し、中間段のシェルアンドチューブ式クーラーで圧縮熱を除去します。この段式アプローチは、圧力範囲が広いZW-3.1/5~20にとって特に重要であり、最高圧力設定（2.00 MPa）でも各段の最大吐出温度を制限します。中間クーラーは、全運転範囲でガス温度を160℃以下に維持し、PTFEリングの完全性を保ち、バルブプレートの耐用年数を延ばします。また、2列対向シリンダー配置により、固有の一次力バランスが実現され、振動伝達が低減され、より軽量な基礎への設置が可能になります。
4. 標準380Vダイレクトドライブで容易な統合を実現
ZW-3.1/5~20は 75kW、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、降圧変圧器、または特殊な開閉装置を必要とせず、既存の380V産業用配電盤に直接統合できます。この電気的な簡便性は、中電圧の電気インフラが不足している可能性のあるパイロットプラントや研究開発施設にとって特に有利です。また、消費電力はわずか75kWであるため、電力容量が限られている施設でも、デマンド料金を最小限に抑え、電気工事許可の取得を簡素化できます。
アプリケーションシナリオ
パイロットプラントおよびプロセス開発
化学・製薬パイロットプラントでは、プロセスキャンペーンに応じて様々な圧力の窒素が頻繁に必要となる。 ZW-3.1/5~20 可変圧力窒素コンプレッサー 反応器の充填・排出作業には低圧不活性化（0.50～0.80 MPa）、撹拌槽型反応器には中圧ブランケット（1.00～1.50 MPa）、触媒充填およびフィルタープレス作業には高圧ガス移送（1.80～2.00 MPa）を提供できます。この多圧対応機能により、複数のコンプレッサーや減圧ステーションが不要となり、設備投資とプラント設置面積の両方を削減できます。
研究開発ラボ
大学の研究室、政府系研究機関、企業の研究開発センターでは、多様な実験プログラムに対応できる汎用性の高い窒素供給装置が求められています。ZW-3.1/5~20は、グローブボックスの不活性化やシュレンクライン操作用の低圧窒素（0.50 MPa）、高圧反応容器やオートクレーブ用の中圧窒素（1.00～1.50 MPa）、ガスクロマトグラフィーのキャリアガスや質量分析計のイオン化源用の高圧窒素（2.00 MPa）を供給できます。オイルフリー認証を取得しているため、追加の精製を行うことなく、分析機器の厳しい要件を満たす高純度窒素が供給されます。
小規模VPSA窒素増量
小型VPSA窒素発生装置（容量5～15Nm³/h）は、ほぼ大気圧の窒素を生成します。ZW-3.1/5~20は、この低圧窒素を用途に応じた圧力まで昇圧し、需要の変化に応じて出力圧力を柔軟に調整できます。これは、低圧貯蔵タンクのブランキングと高圧プロセス容器の不活性化など、圧力要件の異なる複数の窒素消費施設にサービスを提供する施設にとって特に有益です。
電子機器の試作および半導体開発
電子機器の試作施設や半導体開発ラボでは窒素が必要 リフロー炉の雰囲気制御、ワイヤボンディングの不活性化、および部品保管用ドライキャビネットZW-3.1/5~20は可変圧力機能を備えているため、低圧リフロー炉（0.50～0.80 MPa）と高圧ワイヤボンディング装置（1.50～2.00 MPa）の両方に単一の供給源から対応できます。オイルフリー設計は電子機器用途において非常に重要です。なぜなら、微量の油分汚染でも、はんだ接合部の欠陥、コンフォーマルコーティングの密着不良、高感度な光学部品やMEMS部品の汚染を引き起こす可能性があるからです。
材料と構造
ZW-3.1/5~20は、窒素との適合性、可変圧力での使用、および長期信頼性を考慮して厳選された材料で構成されています。
| 成分 | 材料 | 仕様 |
|---|---|---|
| シリンダーブロック | ねずみ鋳鉄 | GG25 / HT250、一体型冷却通路 |
| クランクシャフト | 鍛造合金鋼 | 42CrMo4、Q&T、動的バランス調整済み |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅複合材 | 自己潤滑式、可変圧力定格 |
| ライダーバンド | PTFE複合材 | ピストンガイド、耐摩耗性 |
| バルブプレート | ステンレス鋼 | SS316、同心円リングスプリング式 |
| インタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS304製チューブ | ASME VIII Div.1、1.5倍水圧試験 |
| アフタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS304製チューブ | フィン付きチューブ、冷却水温度32℃対応 |
| ベースフレーム | 構造用鋼 | 溶接された、振動減衰マウント |
すべての圧力支持部品は以下に準拠します 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。溶接部は100%放射線検査（RT）を受け、各圧力容器は最低30分間、最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で水圧試験を受ける。
設置およびメンテナンスに関するガイドライン
基礎および空間要件
ZW-3.1/5~20は重量2.60トンで、低重心のコンパクトな垂直設計が特徴です。 4～5トンの鉄筋コンクリート製パッド 標準的なエラストマー製防振装置（固有振動数8～12Hz）に取り付けることで、安定した動作を実現します。2列対向シリンダー配置により、一次慣性力が相殺され、振動伝達が最小限に抑えられます。必要なクリアランスは、バルブへのアクセス用に非駆動側1.0m、モーターメンテナンス用に駆動側0.8m、定期点検用に頭上1.5mです。コンパクトな設置面積により、既存の機械室、コンテナ型ユニット、または移動式スキッドへの設置が可能です。
冷却水仕様
冷却水の需要は約 15 m³/h 入口温度は32℃を超えないこと。水回路はシリンダージャケットとインタークーラーに並列に水を供給します。水質：pH 6.5～8.5、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃換算)、塩化物 < 50 mg/L、浮遊物質 < 30 mg/L。水道水の供給が安定していない設備には、0.5 m³のバッファータンクを備えたコンパクトな密閉型冷却塔が推奨されます。
メンテナンス間隔
| 間隔 | サービス項目 | 対応が必要 |
|---|---|---|
| 毎日 | 目視および動作確認 | 漏れ、異音、冷却水の流れを点検する |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | 炭素堆積物、スプリングの疲労、または亀裂がないか確認してください。 |
| 1,000時間 | ピストンリング摩耗評価 | 溝のクリアランスを測定し、0.20 mmを超える場合は交換してください。 |
| 4,000時間 | 中間サービス | ピストンリング、ライダーバンド、バルブアセンブリを交換する |
| 8,000時間 | 大規模な改修 | クランクシャフトを点検し、ベアリングのクリアランスを測定する。 |
オイルフリー設計により、オイル交換、フィルター交換、セパレーターのメンテナンスが不要になります。消耗品は PTFE製ピストンリングおよびライダーバンド通常、清浄な窒素雰囲気下では4,000～6,000時間稼働する。
法令遵守および安全認証
ZW-3.1/5~20は、以下の国際規格に適合しています。
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
ISO 8573-1 クラス0（油分含有量）、テュフ・ラインランドによる試験済み
ISO 9001:2015、ISO 14001:2015
窒素は無臭の窒息性ガスです。すべての設備において、コンプレッサー室の酸素濃度を継続的に監視する必要があります。換気は、OSHA 29 CFR 1910.146に基づき、酸素濃度を19.5%以上に維持する必要があります。酸素濃度が19.5%に達すると警報が鳴り、18.0%に達すると強制停止します。作業員が入室する際には、携帯型酸素濃度計とバディシステムが必要です。
パフォーマンスと効率の分析
ZW-3.1/5~20は、吐出圧力設定によって変化する比消費電力を実現し、約 0.50 MPaで24.2 kW/m³/分 に 2.00 MPaで24.2 kW/m³/分 （消費電力75kW、容量3.1m³/分に基づく）。スケール効率の低下により、比出力は大型コンプレッサーよりも高くなりますが、ZW-3.1/5~20の主な価値提案は、 多用途性―複数の単圧コンプレッサーを1台の調整可能なユニットに置き換えることができる。
低圧（0.50 MPa）、中圧（1.20 MPa）、高圧（2.00 MPa）の各用途にそれぞれ別のコンプレッサーが必要となる設備において、ZW-3.1/5~20は、2台の追加コンプレッサー、関連する配管および計装機器、そしてそれらが占める床面積にかかる初期費用を削減します。 フレキシブル窒素圧縮システムの総所有コスト たとえ比消費電力がわずかに高くなることを考慮に入れたとしても、複数の単機能コンプレッサーを維持するよりも、多くの場合コストは低くなります。
カスタマイズおよびOEM対応
ZW-3.1/5~20については、柔軟なカスタマイズが可能です。
- スキッドマウント型パッケージ： コンプレッサー、モーター、クーラー、制御装置がフォークリフト用ポケット付きの構造用鋼製スキッド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。
- 移動式トレーラーユニット： 建設現場や遠隔地への完全な移動式窒素供給を実現するため、ディーゼル発電機と冷却システムを内蔵した公道走行可能なトレーラーに搭載されています。
- PLCとリモート監視： オプションで、HMIタッチスクリーン、イーサネット接続、SMS/Eメールアラーム機能を備えたシーメンス製LOGO!またはS7-1200 PLCが選択可能です。SCADAシステムとの統合に対応するため、Modbus TCP/IPにも対応しています。
- 音響エンクロージャー： コンパクトなIP54規格準拠の筐体は、1メートル離れた場所での騒音を82dB(A)から68dB(A)に低減し、実験室やオフィスに隣接する場所への設置に適しています。
- OEMおよびプライベートブランド： 販売代理店およびシステムインテグレーター向けに、特注塗装、ブランドロゴ入りネームプレート、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ご利用いただけます 最小注文数量：1個設計提案は3～5営業日以内に行います。標準納期は10～12週間、最短8週間での対応も可能です。
事例研究：製薬パイロットプラントにおける窒素供給
クライアント： シンガポールの製薬開発会社
チャレンジ： パイロットプラントでは、反応器の不活性化用の0.50 MPaユニット、フィルタープレス操作用の1.20 MPaユニット、触媒充填用の2.00 MPaユニットという3つの独立した窒素圧縮機が稼働していた。これら3つの圧縮機は床面積を過剰に占有し、それぞれに個別のメンテナンススケジュールが必要で、年間メンテナンス費用は合計で$32,000であった。潤滑油を使用する圧縮機の1つからオイルが混入し、医薬品有効成分（API）のバッチが汚染され、$150,000の損失が発生した。
解決： 私たちは供給しました ZW-3.1/5~20 オイルフリー可変圧力窒素コンプレッサー コンパクトなスキッドに制御機能を統合したユニットです。このユニットは既存の3台のコンプレッサーをすべて置き換え、12平方メートルの床面積を解放するとともに、油汚染のリスクを完全に排除しました。圧力調整はHMIパネルで行い、オペレーターは各プロセスキャンペーンに必要な圧力を選択できます。
18ヶ月後の結果：
- 床面積： 12平方メートルが解放されました 3台のコンプレッサーを1台に統合することで
- 年間維持費： 55%削減 ($32,000～$14,400)
- 油汚染事故： ゼロ 運用開始以来
- プロセスの柔軟性： 圧力変更は5分以内に完了します HMI経由で、以前は2時間かかっていたコンプレッサー交換作業が短縮されました。
- 返済期間： 1.8年 メンテナンス費用の削減と汚染損失の回避に基づく
「ZW-3.1/5~20のおかげで、窒素供給が劇的に簡素化されました。コンプレッサー1台で3台分の働きをしてくれるので、API規格のバッチにオイルが混入する心配もなくなりました。コントロールパネルから圧力を変更できる機能は、パイロットプラントの操業において画期的な進歩です。」 — プロセスエンジニアリングマネージャー
よくある質問と選択ガイド
関連製品およびソリューション
LWシリーズ大容量窒素コンプレッサー
極低温空気分離装置（ASU）のバックアップ、VPSA（真空圧力調整装置）の昇圧、および産業用パイプライン配管向けに設計された、高流量オイルフリーピストンコンプレッサー（20～130 m³/分）。吐出圧力は0.30～0.80 MPaの固定値です。
DWシリーズ高圧窒素コンプレッサー
窒素注入、パイプライン加圧、化学合成用の固定圧力式オイルフリーコンプレッサー（0.40～2.00 MPa）。処理能力は2～130 m³/分。
当社の包括的な概要については、 工業用窒素圧縮機 ポートフォリオをご覧になりたい場合は、弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせいただくか、オンラインカタログをご覧ください。
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