説明
ZW-5.3/16 窒素コンプレッサー – 1.60 MPa 産業用途向け高圧オイルフリー N2 ブースター
ZW-5.3/16は、吐出圧力1.60MPaで毎分5.3m³の流量を実現するように設計された、2段3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、シリンダー充填、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、コンパクトな設置面積、高圧下での連続運転に最適化されています。
製品概要
の ZW-5.3/16 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ファミリーの中で、高圧用途に特化したソリューションであり、吐出圧力の上昇が主な運転要件となる用途向けに設計されています。定格容量は 5.3 m³/分 そして並外れた 1.60 MPaの吐出圧力この装置は、産業用窒素圧縮分野において独自の地位を占めており、従来の低圧ブースターと超高圧ガス充填システムとの間のギャップを埋めるものです。
ZW-5.3/16を従来の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、追加の下流精製装置なしで、高純度窒素ボンベ充填、医薬品グレード窒素注入、電子機器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1.60MPaでは、高圧下での油分混入の除去がより困難かつ高コストになるため、オイルフリー認証が極めて重要となります。
その 二段三列 (二列三级) この構成は、段階的な中間冷却によって熱負荷を管理しながら、1.60 MPaの吐出に必要な高圧比を実現します。コンパクトな寸法—1947 × 1900 × 2580 mmZW-5.3/16は、床面積が限られている既存の機械室やコンテナ型設備にも設置可能です。 3.97トンこのユニットは、標準的なフォークリフトを使用して運搬および設置することができます。
技術仕様 – ZW-5.3/16
| パラメータ | 価値 | ユニット |
|---|---|---|
| モデル | ZW-5.3/16 | – |
| パターン | 二段三列（二列三级） | – |
| 容量 | 5.3 | m³/分 |
| 吐出圧力 | 1.60 | MPa |
| コンプレッサーのサイズ（長さ×幅×高さ） | 1947 × 1900 × 2580 | mm |
| 重さ | 3.97 | t |
| 力 | 55 | 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PTFEシール技術
ZW-5.3/16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システム 高性能PTFE複合材にガラス繊維とブロンズ粒子を配合して製造されており、高圧用途向けに特別に配合されています。この材料は、外部炭化水素潤滑剤を使用せずに摩擦係数0.08未満を達成し、窒素流への油蒸気の混入を完全に排除します。1.60 MPaでは、高圧下では油滴の分離が困難になり、汚染物質が圧縮ガス中に濃縮されるため、油汚染のリスクは指数関数的に大きくなります。ZW-5.3/16の本来のオイルフリー設計により、 ISO 8573-1 クラス0準拠 下流でのろ過が不要なため、シリンダー充填や高純度プロセス用途において非常に重要な利点となります。
2. 2段3列圧縮構造
の 2段式、3列構成 ZW-5.3/16は、1.60 MPaの吐出に必要な高圧比を実現するために独自に設計されています。3列配置により、2列設計に比べて優れた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。段階的圧縮と中間冷却により、各段階の吐出温度が160℃以下に抑えられ、PTFEシール要素の完全性が維持され、バルブプレートの寿命が延びます。この熱管理は、断熱圧縮温度がポリマー製シールの安全な動作限界を超えてしまう高圧比において特に重要です。
3．省スペース設置に対応したコンパクト設計
で 1947 × 1900 × 2580 mmZW-5.3/16は、この性能を持つ高圧コンプレッサーとしては驚くほど省スペースです。コンパクトな設置面積は、機械の縦方向の寸法を最小限に抑えつつ、十分なメンテナンスアクセスを確保する最適化された垂直クランクケース設計によって実現されています。重量は3.97トンと軽量であるため、標準的なフォークリフトで運搬・設置が可能で、天井クレーンや特殊なリギングは不要です。この携帯性の高さから、ZW-5.3/16は、コンテナ式窒素供給システム、移動式シリンダー充填ステーション、および床面積が限られた既存のコンプレッサー室への後付け設置に最適です。
4. 標準380V直接接続モーター駆動
ZW-5.3/16は 55kW、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、中電圧インフラ、降圧トランス、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。この電気的な簡素化により、設備投資と試運転の複雑さの両方が軽減され、ZW-5.3/16は、ボトル入り窒素発生器や膜式発生器からオンサイト高圧圧縮へのアップグレードを検討している施設にとって魅力的な選択肢となります。
アプリケーションシナリオ
高圧窒素ボンベ充填
ZW-5.3/16は、 窒素ボンベ充填ステーション 工業用ガス販売業者、溶接用品会社、特殊ガス研究所向けにサービスを提供しています。1.60 MPa の吐出圧力は、高圧ブースターまたはカスケードシステムを介して標準的な工業用窒素ボンベを 15 MPa の作動圧力まで充填するのに十分です。5.3 m³/分の容量は、1 時間あたり約 20 ～ 25 本のボンベ (40 L、15 MPa) の充填速度をサポートし、中量充填作業に適しています。オイルフリー設計は、圧縮ガスに油分が混入すると、ボンベ使用時に下流のプロセスを汚染する可能性があるため、ボンベ充填には必須です。
石油化学分野における高圧窒素注入
石油化学および精製プラントの操業において、ZW-5.3/16は高圧窒素を供給します。 反応器の不活性化、触媒の保存、緊急時の容器のパージ、およびパイプラインの圧力試験1.60 MPaの吐出圧力は、ほとんどのプロセス容器および反応器システムの圧力定格を克服するのに十分であり、中間昇圧なしで直接窒素を注入できる。 ZW-5.3/16 高圧窒素圧縮機 これは、容器を不活性化したり、暴走反応を抑制したりするために迅速な窒素注入が必要となる緊急対応シナリオにおいて特に有用です。触媒床またはプロセスストリームに流入する1.60 MPaの窒素は完全に炭化水素を含まない状態である必要があるため、オイルフリー認証は必須です。
医薬品・バイオテクノロジープロセスガス
医薬品製造施設では、高純度窒素が必要とされる。 無菌処理不活性化、凍結乾燥、および無菌充填作業ZW-5.3/16はオイルフリー認証を取得しており、FDA 21 CFR、EU GMP Annex 1、および薬局方窒素規格への準拠を保証します。1.60 MPaの圧力は、複数の滅菌処理室、オートクレーブ、凍結乾燥機に供給する高圧窒素分配マニホールドへの供給に十分です。コンパクトな設置面積により、医薬品クリーンルームのサポートエリアやユーティリティ通路など、スペースが極めて限られている場所への設置が可能です。
電子機器・半導体製造
半導体製造施設では高圧窒素が必要 ウェーハハンドリングシステム、化学気相成長（CVD）プロセス、およびイオン注入チャンバーのパージZW-5.3/16の吐出圧力1.60MPaは、空気圧作動やプロセスガス供給のために高圧を必要とするプロセスツールに供給される高圧窒素ヘッダーへの供給に十分です。半導体用途では、微量の油分混入でも集積回路に致命的な欠陥を引き起こし、数百万ドル規模の歩留まり損失につながる可能性があるため、オイルフリー設計は絶対に譲れない条件です。
材料と構造
ZW-5.3/16は、高圧窒素との適合性、耐腐食性、および長寿命を実現するために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 | 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 | 自己潤滑性、2.0 MPaまでの高圧に対応 |
| 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 <0.05 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 |
| コネクティングロッド | 鍛造鋼製、バビットメタルベアリング使用 | 精密加工されたオイル潤滑式ビッグエンド |
| 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倍水圧試験 |
| 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製、使用圧力2.5MPaまで対応 |
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 または中国のGB 150規格に準拠しています。すべての溶接継手はASMEセクションV、第2条に従って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。
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-5.3/16は重量3.97トンで、低重心のコンパクトな垂直設計が特徴である。 5～6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対応します。3列対向シリンダー配置により、優れた力バランスを実現し、振動伝達を最小限に抑えます。必要なクリアランス：バルブメンテナンス用に非駆動側1.0m、モーター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 15 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。水質仕様：pH 6.5～8.5、総硬度 < 300 mg/L (CaCO₃換算)、塩化物含有量 < 50 mg/L (SS316チューブの腐食防止のため)、浮遊物質 < 30 mg/L。水道水の供給が安定していない設置場所には、0.5 m³のバッファタンクを備えたコンパクトな密閉型冷却塔をお勧めします。
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、冷却水流量、吐出温度を点検する |
| 250時間 | バルブプレートの点検 | 高圧バルブに炭素堆積物、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、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 | クランクシャフトを点検し、ベアリング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。 |
ZW-5.3/16 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。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、高圧の清浄な窒素条件下で3,000～5,000時間の使用寿命を達成する。
法令遵守および安全認証
ZW-5.3/16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、無色の窒息性ガスです。ZW-5.3/16から放出される窒素は、1.60 MPaの圧力で高速ジェット流を発生させ、密閉空間内の酸素を急速に置換する可能性があります。すべての設備には、酸素欠乏の継続的な監視、緊急換気システム、および窒素の危険性に関する従業員研修が必須です。緊急停止インターロックは、19.5% O₂（警報）で作動し、18.0% O₂で強制停止をトリガーする必要があります。
パフォーマンスと効率の分析
ZW-5.3/16は 比消費電力は約10.38kW/m³/分 吐出圧力1.60 MPaで窒素を圧縮します。圧力比が高いため、この比出力は低圧モデルよりも高くなりますが、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競争力があります。比較のために、同等の圧力比のオイル潤滑往復動コンプレッサーは通常11～13 kW/m³/minを消費し、ダイヤフラムコンプレッサー（高圧オイルフリーサービスによく選ばれる）は15 kW/m³/minを超える場合があります。
ZW-5.3/16の主な経済的利点は、わずかなエネルギー節約ではなく、 石油関連消耗品および下流精製装置の排除一般的な油潤滑式高圧コンプレッサーでは、四半期ごとのオイル交換（年間300～600ドル）、月ごとのオイル分析（年間200～400ドル）、年1回のフィルター交換（年間500～1,000ドル）、およびセパレーターカートリッジの交換（年間800～1,500ドル）が必要です。ZW-5.3/16はこれらの費用をすべて削減し、年間1,800～3,500ドルの消耗品コスト削減を実現します。
さらに、 高圧窒素圧縮の総所有コスト さらに、下流側の油分除去装置が不要になるため、コスト削減効果も高まります。1.60 MPaの圧力では、油分ろ過システムは著しく複雑化し、コストも高騰するため、多くの場合、多段式凝縮フィルターと活性炭吸着装置が必要となります。ZW-5.3/16は、オイルフリー設計を採用しているため、こうした設備投資や運転コストの負担を完全に排除できます。
カスタマイズおよびOEM対応
当社は、ZW-5.3/16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、フォークリフト用ポケットと吊り上げ用アイを備えた構造用鋼製スキッド上に組み立て済み。現場での設置作業は、電気接続と冷却水接続のみに軽減されます。
- 移動式シリンダー充填ステーション： ZW-5.3/16は、窒素貯蔵装置、シリンダー充填マニホールド、ディーゼル発電機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、建設現場や緊急対応用の完全移動式高圧窒素供給装置となる。
- 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が利用可能です。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規格準拠の防音筐体で、1メートル地点での騒音を84dB(A)から68dB(A)に低減します。騒音に敏感な環境の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、8週間以内の特急納品も可能です。
事例研究：窒素ボンベ充填ステーションのアップグレード
クライアント： タイで溶接、食品包装、製薬業界向けに産業ガスを販売する企業
チャレンジ： 顧客が使用していた既存の油潤滑式コンプレッサー（稼働期間12年）は、充填済み窒素ボンベへの油の混入が発生しており、製薬会社からの苦情や高額なボンベ洗浄作業が必要となっていた。また、コンプレッサーの容量が需要増加に対応できておらず、充填ピーク時にはボトルネックとなっていた。
解決： 私たちは供給しました ZW-5.3/16 オイルフリー窒素コンプレッサー インタークーラー、アフタークーラー、および40Lシリンダーを15MPaまで充填できる高圧充填マニホールドを一体化した特注スキッド上に構成されています。コンパクトなスキッドは、構造変更なしに既存の充填ベイ内に収まります。
18ヶ月後の結果：
- シリンダー油の汚染： 完全に排除された充填済みシリンダーすべてにおいてISO 8573-1クラス0を達成
- 顧客からの苦情： ゼロ オイル汚染またはシリンダーの品質に関連する
- 充填容量： 35%増加ピーク時のボトルネックを軽減する
- 維持費： 40%削減 オイル関連の修理やフィルター交換をなくすことで
- シリンダー洗浄費用： 脱落年間14兆8000円の節約
「ZW-5.3/16の導入により、当社のシリンダー充填作業は劇的に改善されました。オイル汚染の問題も、顧客からの苦情も一切なくなり、メンテナンスチームがコンプレッサーの点検に費やす時間は半分になりました。投資回収期間は2年未満でした。」 — 産業ガス販売会社のオペレーションマネージャー
よくある質問と選択ガイド
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酸素、窒素、水素、および特殊ガス用の縦型多段式オイルフリーコンプレッサー。シリンダー充填、ガス注入、化学プロセス用途向けに、最大9.00MPaの吐出圧力を実現します。
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、中～高圧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 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を含む製品ポートフォリオについては、弊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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