説明
ZW-4/8 窒素コンプレッサー – 高圧小規模用途向け高精度オイルフリーN2ブースター
ZW-4/8は、吐出圧力0.80MPaで毎分4m³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、高圧実験室供給、精密機器の不活性化、高圧と絶対的な純度が不可欠なコンパクトな産業用窒素ブースト向けに設計されています。
製品概要
の ZW-4/8 窒素コンプレッサー は、高吐出圧力とコンパクトな設置面積が両立する必要がある用途向けに設計された、精密に設計されたオイルフリーピストンコンプレッサーです。定格容量は 4 m³/分 そして、 0.80 MPaこの装置は、実験施設、精密製造施設、小規模工業プロセスにおける高圧窒素供給の厳しい要件に対応します。
従来のコンプレッサーは圧力性能または純度のいずれかを犠牲にするが、ZW-4/8は 完全オイルフリーの圧縮機構ピストンリングとライダーバンドは、高度な自己潤滑性PTFE複合材で製造されており、炭化水素系潤滑剤を使用せずに作動するため、窒素ガス流に油分が混入することはありません。この本来の無油性は、GC-MSキャリアガス供給、医薬品の無菌処理、半導体ウェハーの取り扱いなど、微量の油蒸気でも製品の完全性を損なう可能性がある用途において不可欠です。
の 二段二列 (二列二级) アーキテクチャは、0.80 MPa の吐出圧力目標に特化して最適化されています。ZW-4/8 は、中間冷却を備えた 2 つの圧縮ステージに圧力比を分散させることで、吐出温度を安全な範囲内に維持しながら、単段設計では達成できない高圧出力を実現しています。コンパクトな寸法により、 2250 × 1296 × 2200 mm そして重さはちょうど 2.00トン このユニットは、狭い機械室、移動式スキッド、およびコンテナ型窒素供給システムへの設置に適しています。
技術仕様 – ZW-4/8
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | ZW-4/8 | – |
| パターン | 二段二列 (二列二级) | – |
| 容量 | 4 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 0.80 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 2250 × 1296 × 2200 | mm |
| 重さ | 2.00 | t |
| 力 | 30 | kW |
| 電圧 | 380 | 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. 高圧オイルフリーピストン技術
ZW-4/8は 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 高密度PTFE複合材にガラス繊維とブロンズ粒子を強化材として製造されたこれらのリングは、外部潤滑なしで0.08以下の摩擦係数を実現し、 ISO 8573-1 クラス0 オイル含有量 圧縮窒素流における認証。これは、高圧用途において特に重要です。高圧用途では、圧力比によって油分汚染が増幅され、下流での油分除去が飛躍的に困難かつ高コストになるためです。
2. 高圧比を実現するための2段階圧縮
の 2段2列構造 熱力学的に、窒素発生器の一般的な出口圧力である0.05～0.10 MPaから0.80 MPaの吐出圧力を達成するためには、この工程が不可欠です。第1段シリンダーは窒素を約0.25～0.30 MPaの中間圧力まで圧縮し、その後、中間段クーラーが圧縮熱を除去します。次に、第2段シリンダーが圧力を最終的な目標値である0.80 MPaまで上昇させます。この段階的なアプローチにより、各段の吐出温度が160℃以下に抑えられ、PTFEシール部材の熱劣化を防ぎ、高圧下でもバルブプレートの完全性を維持します。
3. 高出力密度とコンパクトな設置面積
で 2250 × 1296 × 2200 mmZW-4/8は、3m²未満の床面積で0.80MPaの吐出圧力を実現します。これは、他のコンプレッサー技術では達成が難しい組み合わせです。コンパクトな垂直クランクケース設計により、縦方向の設置面積を最小限に抑えつつ、日常的なメンテナンスのための十分なアクセス性を確保しています。 重量2.00トン 標準的なフォークリフトを使用して運搬および設置が可能であるため、ZW-4/8は既存の機械室、移動式窒素供給スキッド、およびコンテナ型プロセスユニットへの後付け設置に適しています。
4. 高効率380Vモーター駆動
ZW-4/8は 30kW、380V、50Hzの三相誘導電動機 IEC 60034-1 IE3効率クラスに準拠。標準の低電圧構成は、特殊な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ます。この電気的な簡便性は、中電圧開閉装置が高額になりすぎる小規模施設、研究所、移動式設備にとって特に価値があります。30kWの定格電力は、圧縮能力と電力需要の優れたバランスを実現し、断続運転用途における運用コストを管理しやすいものにします。
アプリケーションシナリオ
高圧実験用窒素供給装置
研究室や分析施設では、ガスクロマトグラフィーのキャリアガス、質量分析計のネブライザーガス、不活性雰囲気グローブボックスの供給用に高圧窒素が必要です。ZW-4/8 は、 0.80 MPaの吐出圧力 高圧窒素レギュレーターや複数の機器に同時に供給する分配マニホールドへの窒素供給に十分な容量を備えています。オイルフリー認証により、追加の精製カートリッジやオイルモニタリング機器を必要とせずに、分析機器の厳しい純度要件を満たす窒素供給が可能です。4 m³/分の容量は、8～12台のGC-MSシステム、または4～6台のICP-MS機器を並列運転しても余裕をもって対応できます。
精密製造および半導体不活性化
電子機器および半導体製造において、窒素は ウェハ搬送時の不活性化、リフロー炉の雰囲気制御、および部品保管用ドライキャビネット. ZW-4/8 高圧窒素圧縮機 グローブボックスやウェーハ搬送チャンバー内で大気圧以下の不活性環境を維持する精密圧力レギュレータに必要な0.80 MPaの圧力を供給します。これらの用途では、オイルフリー設計が極めて重要です。なぜなら、ナノグラムレベルの油分汚染であっても、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、精密部品の光学面の汚染を引き起こす可能性があるからです。
医薬品の無菌処理および無菌充填
医薬品製造施設では高圧窒素を使用して 無菌充填ラインの不活性化、バイアルヘッドスペースの置換、および凍結乾燥機チャンバーのパージZW-4/8の0.80 MPaの吐出圧力は、HEPAフィルター付き分配システムと精密圧力調整器を通して窒素を供給するために必要な圧力を提供し、アイソレーターや制限アクセスバリアシステム（RABS）内の無菌バリア圧力を維持します。オイルフリー認証により、追加のオイル除去バリデーションを必要とせずに、FDA 21 CFR 211.72（機器の構造）およびEU GMP Annex 1（無菌医薬品）への準拠が保証されます。
小型VPSA窒素ブースター
ほぼ大気圧で純度99.5～99.9%の窒素を生成するコンパクトなVPSA窒素発生装置において、ZW-4/8は低圧の窒素を0.80MPaまで圧縮し、高圧で供給します。コンパクトな設計により、コンプレッサーをVPSA発生装置と同じスキッドに搭載できるため、床面積を最小限に抑えた統合型窒素供給システムを構築できます。オイルフリーの圧縮経路は、カーボン分子ふるいを炭化水素による汚染から保護し、発生装置の分離効率を維持するとともに、不可逆的な汚染を防ぐことで吸着剤の寿命を延ばします。
材料と構造
ZW-4/8は、高圧窒素との適合性、耐腐食性、および長期的な機械的信頼性を考慮して選定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、ISO 1940 G2.5バランス |
| ピストンリング | PTFE-ガラス-青銅複合材 | 自己潤滑性、オイルフリー定格 |
| 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設計 |
| インタークーラー | 炭素鋼製シェル／SS304製チューブ | コンパクトなシェルアンドチューブ式、耐水圧試験1.5倍 |
| 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設計、冷却水温度32℃ |
| 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、以下の基準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。溶接部は100%放射線検査（RT）を受け、各圧力容器は最大許容使用圧力（MAWP）の1.5倍の圧力で最低30分間の水圧試験を受ける。
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-4/8は重量2.00トンで、コンパクトな垂直設計のため重心が低いのが特徴である。 3～4トンの鉄筋コンクリート製パッド 弾性防振装置（固有振動数8～12Hz）に取り付けられており、安定した動作に十分です。2列対向シリンダー配置により、一次慣性力が本質的に相殺され、近くの精密実験装置や精密製造機械への振動伝達が最小限に抑えられます。必要なクリアランス：バルブのメンテナンス用に非駆動側1.0m、モーターへのアクセス用に駆動側0.8m、日常点検用に頭上1.5m。
冷却水仕様
冷却水の需要は約 8 m³/h 入口温度は32℃を超えないようにしてください。水分配回路は、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。許容される水質：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。専用の冷却水設備がない実験室設備向けには、給水が全く不要となるコンパクトな空冷式アフタークーラーオプションも用意されています。
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 | 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、またはプレートのひび割れ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し、必要に応じて交換する。 |
ZW-4/8 のオイルフリー設計は、潤滑式代替品と比較してメンテナンスの複雑さを大幅に軽減します。オイル交換のスケジュールを立てる必要はなく、オイルサンプルを分析する必要もなく、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。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、清浄な窒素環境下で4,000～6,000時間の使用寿命を達成する。
法令遵守および安全認証
ZW-4/8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。
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独立試験済み
ISO 9001:2015、ISO 14001:2015
⚠️安全に関するお知らせ
窒素は無臭、無色の窒息性ガスです。ZW-4/8 のすべての設備には、コンプレッサー室および隣接エリア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 に従って、周囲酸素濃度を 19.5% 以上に保つ必要があります。アラームインターロックは、O₂ が 19.5% で作動し、O₂ が 18.0% で強制シャットダウンするように設定する必要があります。密閉されたコンプレッサー室への立ち入りには、携帯型酸素モニターとバディシステムが必要です。高圧窒素システムには、ASME BPVC Section VIII の要件を満たす圧力逃がし装置を装備する必要があります。
パフォーマンスと効率の分析
ZW-4/8は 比消費電力は約7.50kW/m³/分 吐出圧力0.80 MPaでの窒素の圧縮能力。この比出力は、小型コンプレッサーに固有のスケール効率の低下により、当社の大型LWシリーズモデルよりも高くなっていますが、5 m³/min未満の高圧オイルフリーピストンセグメントでは依然として競争力があります。比較のために、この圧力とサイズ範囲のオイル潤滑スクリューコンプレッサーは通常8.0～9.5 kW/m³/minを消費し、ダイヤフラムコンプレッサー（オイルフリー高圧用途によく選ばれる）は12 kW/m³/minを超える場合があります。
年間8,000時間の運転サイクルにおいて、ZW-4/8の効率の優位性は、効率の低い代替品と比較して、およそ 12,000～32,000kWhのエネルギー節約 年間。$0.08/kWhの場合、これは年間$960～$2,560の電気料金削減に相当します。ただし、ZW-4/8を選択する主な経済的要因は通常、 石油関連消耗品および下流精製装置の排除 わずかなエネルギー節約ではなく、より重要なことだ。
の 高圧窒素圧縮の総所有コスト 小規模用途では、メンテナンス作業と消耗品が主なコスト要因となります。ZW-4/8のオイルフリー設計により、オイル交換（年間300～600ドル）、フィルター交換（年間150～300ドル）、セパレーターカートリッジ交換（年間400～800ドル）、オイル分析（年間100～200ドル）が不要となり、潤滑油を使用する代替品と比較して、消耗品費を年間合計950～1,900ドル削減できます。さらに、下流のオイル除去装置（凝縮フィルター、活性炭吸着装置、オイルモニター）が不要になるため、設備投資を3,000～8,000ドル削減できます。
カスタマイズおよびOEM対応
当社は、ZW-4/8を特定の設置上の制約やエンドユーザーの要件に合わせて調整するための柔軟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パッケージ： コンプレッサー、モーター、クーラー、コントロールパネルが構造用鋼製スキッドに予め組み立てられており、フォークリフト用ポケットと吊り上げ用アイが備えられています。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： ZW-4/8は、ディーゼル発電機、冷却システム、窒素貯蔵装置を内蔵した公道走行可能なトレーラーに搭載することができ、建設現場、パイプラインのメンテナンス、緊急対応などのための完全移動式の高圧窒素供給装置となる。
- 空冷構成： オプションの空冷式アフタークーラーを使用することで冷却水の供給が不要になるため、ZW-4/8は配管設備のない実験室への設置や、水の供給が限られている移動式用途に適しています。
- PLCとリモート監視： オプションで、7インチHMIタッチスクリーン、イーサネット接続、SMS/Eメールによるアラーム通知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統合のための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規格の防音筐体は、1メートル離れた場所での騒音を82dB(A)から66dB(A)に低減し、研究室やオフィスに隣接する機械室など、騒音に敏感な環境における屋内設置に適しています。
- 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、特注の塗装デザイン、ブランドロゴ入りの銘板、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：医薬品無菌充填ラインの窒素供給システムへのアップグレード
クライアント： タイにある、無菌注射剤を専門とする医薬品製造施設
チャレンジ： 当該施設では、潤滑油式往復動窒素コンプレッサーを用いて、無菌充填ラインに高圧窒素（0.70 MPa）を供給していた。窒素流中の油分濃度が1.5 mg/m³と検出され、国際的なバイヤーとの製品品質契約で定められた0.1 mg/m³の制限値を超えていた。また、この油分によって窒素供給システムの0.22 μm絶対フィルターが頻繁に目詰まりを起こし、設計上の6ヶ月間隔ではなく3週間ごとにフィルターを交換する必要が生じていた。
解決： 私たちは供給しました ZW-4/8 オイルフリー窒素コンプレッサー 既存のコンプレッサー室に土木工事なしで設置できるよう、空冷式アフタークーラー（冷却水不要）、シーメンス製LOGO! PLC制御盤、および一体型0.5 m³サージタンクを備えたカスタムスキッドに、直接交換可能な構成で設置しました。吐出圧力は0.80 MPaで、充填ラインレギュレーターで要求される0.70 MPaを上回る安全マージンを確保しています。
24ヶ月後の結果：
- 窒素油含有量： 1.5 mg/m³から0.01 mg/m³未満に減少ISO 8573-1クラス0認証を取得
- フィルター交換の絶対間隔： 期間が3週間から8ヶ月に延長されました。フィルターコストを年間14,000円節約し、生産停止時間を削減する
- 総維持費： 45%減少 オイル交換、フィルター交換、セパレーターのオーバーホールが不要になったため
- 製品の品質に関する苦情： 石油関連の拒否はゼロ 運用開始以来、国際的なバイヤーとの契約を維持
- 予期せぬシステム停止： イベントゼロ 24ヶ月間の連続稼働
「ZW-4/8コンプレッサーのおかげで、オイル汚染の問題は完全に解決しました。フィルター交換費用は85%削減され、設置以来、窒素純度に関する品質不良は一件も発生していません。空冷式オプションは嬉しい誤算でした。冷却水が不要になったことで、管理すべきユーティリティが一つ減りました。」 — 医薬品製造施設の品質保証マネージャー
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
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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、特殊ガスソリューションなど、当社の製品ポートフォリオの詳細については、当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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