コラム

2021.9.9

コンプレッサーとは~種類別に構造と特長を理解しよう!

コラム

コンプレッサー(圧縮機)とは

こちらの記事では、「コンプレッサーとは何か」「どういう仕組みをしているか」など図と写真を使って分かりやすくお伝えいたします。 

まずコンプレッサーの種類について、容積型(ようせきがた)のコンプレッサーは「スクリューコンプレッサー」「レシプロコンプレッサー」「スクロールコンプレッサー」の3つに分類されます。 

コンプレッサーの選定ポイントとして、コンプレッサーの使用条件や必要空気量に応じた構造の選定が重要になります。 

コンプレッサー(圧縮機)の種類と特長 

コンプレッサーを種類別に構造と特長について考えてみましょう。 

スクリューコンプレッサー

最も普及している種類のコンプレッサーがスクリューコンプレッサーです。スクリューコンプレッサーはオスとメスロータの2本のスクリュー間で連続して圧縮する構造です。ローターの回転により連続圧縮するため、レシプロコンプレッサーに比べて、振動と騒音が小さく、中~大容量のコンプレッサーに多く採用されています。 

(図の引用先IHI、写真はスクリュー機から取り外したオスメスローターです。) 

レシプロンコンプレッサー

次に、レシプロコンプレッサーはシンプルな構造になっており、空気やガスなどさまざまな用途に使用されています。しかし、往復運動で圧縮を繰り返すため騒音、振動が大きくなります。そのため、周囲への騒音が気になる場所の設置には向いていません。比較的小型の機種に多く採用されている構造のコンプレッサーです。 

(図の引用先:ビルディマガジン、写真はレシプロ構造の小型コンプレッサーです。) 

 

スクロールコンプレッサー

3つ目にご紹介するコンプレッサーは、一番、低振動・低騒音に優れているスクロールコンプレッサーです。このスクロールコンプレッサーの構造は、渦巻き状の圧縮部が回転して空気を圧縮するというコンパクトな構造となっています。小容量のコンプレッサーに採用されており、主に、低騒音を重視される環境に設置されています。 

(図の引用元:日立産機システム、写真はスクロール本体です。) 

 

スクリューコンプレッサーとオイルについて

スクリューコンプレッサーは(コンプレッサーの種類と特長:スクリューコンプレッサー)の写真のようなにスクリューローターが噛み合いながら回転することで空気を圧縮します。この時、オイルはミスト状となり高温・高圧な空気と共に攪拌(かくはん)されます。ローター間の隙間を埋めることにより、圧縮される気体の漏れを防止し、また発熱を抑止する役目を担っています。オイルはミスト状で吹きつけられるため、大量の空気(酸素)と接触することになります。また、空気は断熱圧縮により高温となり、理論値としては20℃の空気を5倍の圧力に圧縮した場合に180℃程度までになります。さらに空気中の水分も含まれており、「酸素、高温、水」というオイルの劣化を加速させる過酷な条件が揃ってしまいます。そのため、スクリューコンプレッサーで使用されるオイルには、過酷な条件、中でも熱酸化に耐えうることが求められます。機能の不足するオイルを使用した場合、オイルフィルター目詰まり、オイル交換時期の早まりが発生します。オイルセパレータの目詰まりによって、温度が上昇し機械が停止する等の重大なトラブルも発生します。 

 

スクリューコンプレッサー内の経路では、常に高温・高圧の空気が通過しています。オイルセパレータも例外ではなく、補足されたオイルは常に高温・高圧の空気にさらされ、劣化が起こりやすい環境にあります。その中で、劣化によってスラッジと呼ばれる黒色の劣化物を生成します。そのスラッジがセパレータに吸着し、圧縮空気の通り道を塞いでしまい、圧力損失が発生する場合があります。その時、コンプレッサーは必要とする吐出圧力に届くまで、回転を続けることになるため負荷がかかり続けます。その結果、機械内の温度が上昇し、停止してしまうという悪循環につながります。 

 

コンプレッサーの主な製造メーカー

日立産機システム、北越工業、アネスト岩田、コベルコ、アトラスコプコなど 

 

羽田コンプレッサーの実績

今回は、スクリューコンプレッサーの整備実績と新規導入実績をご紹介いたします。 

スクリューコンプレッサー(圧縮機)の整備実績

2021年7月 

日立OSP-37VARN2 スクリューコンプレッサー本体 

日立OSP-15VARN2 オイルセパレータ交換、給油中 

 

まとめ

今回のコラムでは、コンプレッサー(圧縮機)の種類と特長をご紹介いたしました。 

種類によって、特長が違いコンプレッサーの使用条件や必要空気量に応じた構造の選定が重要になります。 

 

弊社では、コンプレッサー専門のプロとして、コンプレッサーの新規導入・修理・定期点検のすべてをご対応いたします。ぜひ、今回の記事を参考に御社の使用目的に適したコンプレッサーの選定をしてみてはいかがでしょうか。