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ピストンコンプレッサとスクリュコンプレッサ:エアコンプレッサ技術の違いを探る

スクリュコンプレッサとピストンエアコンプレッサの選択:知っておくべきこと

ピストンコンプレッサとスクリュコンプレッサのどちらがお客様の事業に最適かわからない場合は、ピストンコンプレッサとスクリュコンプレッサの違いを調べて、情報に基づいて決定してください。

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お客様の産業ニーズに合わせてエアコンプレッサを選択する場合、スクリュコンプレッサとピストンエアコンプレッサの2つの主要タイプに行きつくことが多くあります。各タイプには明確なメリットとデメリットがあり、性能、効率、および費用対効果を最適化するためには、決定が重要になります。お客様の運用要件に合った情報に基づいた決定をできるように、複雑な情報を詳しく説明します。

産業用コンプレッサとは

産業用コンプレッサは、気体の体積を減少させて圧力を増加させる装置です。コンプレッサは、加圧されたエアに蓄えられたエネルギーを位置エネルギーに変換することで、ツール、機械、プロセスに動力を供給するさまざまな業界で不可欠です。

ピストンコンプレッサとスクリュコンプレッサのメリットとデメリット:

ピストンコンプレッサ:

  • メリット:小規模な用途に適したコスト効率で、圧力比が高く、シンプルな設計です。

  • デメリット:可動部品が多いためメンテナンスが多くなり、連続使用の効率が低く、騒音が大きくなる可能性があります。

ロータリスクリュコンプレッサ:

  • メリット:連続運転に適しており、低いノイズレベルで、大規模な用途に適したエネルギー効率です。

  • デメリット:初期コストが高く、より高度なメンテナンスが必要になる場合があります。

産業用コンプレッサを選択する際に検討する要素

産業用コンプレッサを選択する際には、エネルギー効率、ノイズレベル、メンテナンス、価格などの主要な重点分野と一致するいくつかの要素を検討することが不可欠です。アトラスコプコでは、これらの懸念に応えるさまざまな製品をご用意しており、お客様の特定のニーズに合ったコンプレッサを見つけることができます。

高いエネルギー効率

エアコンプレッサは、産業用電力使用量のかなりの部分を占めているため、エネルギー効率が非常に重要です。アトラスコプコの5-37 VSDsは、市場で最もエネルギー効率の高いコンプレッサであり、内蔵型可変速駆動(VSD)により、従来の定速モデルと比較して平均60%のエネルギー消費量削減を実現しています。この技術は、エアの需要に合わせてモータ回転数を調整し、電力使用量を最小限に抑え、運転コストを削減します。

VSD技術への投資にまだ踏み切れないお客様向けに、アトラスコプコは、GA 11-30 FLXデュアルスピードコンプレッサをご用意しています。これにより、従来の定速コンプレッサと比較して最大20%節約できます。GA FLXシリーズは、従来の定速コンプレッサでは実現できなかった2桁の省エネを実現するように開発および製造されています。 

騒音レベル

ノイズレベルは、職場の快適性と安全衛生規制を満たす上で重要です。アトラスコプコのコンプレッサは、非常に静かな設計になっており、VSD+コンプレッサなどの一部のモデルでは、62デシベルの低い運転を実現しています。これらのコンプレッサは、騒音低減エンクロージャと革新的な冷却ファン設計により、作業スペースの近くに設置するのに適しています。

メンテナンス

コンプレッサの寿命と効率を維持するには、定期的なサービスとメンテナンスが不可欠です。アトラスコプコは、工場で訓練を受けたサービス技術者と純正部品の全国ネットワークを提供し、お客様の機器を最高の効率で稼働させます。OEM部品による定期的なサービスは、休止時間を防ぎ、エネルギー効率を維持することができます。

価格

初期設備投資は重要な検討事項ですが、エネルギー、メンテナンス、潜在的な休止時間コストを含む総所有コストを評価する必要があります。

アトラスコプコのコンプレッサは、総所有コストを最小限に抑えることを念頭に設計されており、さまざまな予算ニーズに対応するためにさまざまな融資オプションをご用意しています。

ロータリスクリュコンプレッサは、連続運転や大量のエアのニーズに適しています。エネルギー効率、信頼性、そしてピストンコンプレッサよりも低いメンテナンス要件で知られています。

アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサは、連続運転や大量のエアを必要とする場合に適しています。GAシリーズの給油式ロータリスクリュコンプレッサは、その信頼性とエネルギー効率から推奨されます。これらのコンプレッサは、摂氏46度までの温度で運転でき、長期間にわたり効率を維持します。

ロータリスクリュコンプレッサを選択する際に検討すべき点は次のとおりです。

高いエネルギー効率

ロータリスクリュコンプレッサは、一般にピストンコンプレッサよりもエネルギー効率が高く、特に可変速駆動(VSD)が装備されている場合に優れています。VSDは、エアの需要に合わせてモータ回転数を調整し、エネルギーの無駄を削減します

等エントロピ効率は、コンプレッサの効率の尺度であり、パーセンテージが高いほど性能が優れていることを示します。ロータリスクリュコンプレッサの最大等エントロピ効率は約92%であり、大幅な省エネにつながります

価格と総所有コスト(TCO)

ロータリスクリュコンプレッサの初期コストは、ピストンコンプレッサよりも高くなることがありますが、効率の向上とメンテナンスコストの削減により、TCOが低くなることがよくあります。TCOには、購入価格、エネルギー消費量、メンテナンス、停止時間のコストが含まれます

信頼性と耐久性

ロータリスクリュコンプレッサは、その信頼性と耐久性で知られています。可動部品が少ないため、摩耗や損傷が少なく、長期間にわたって安定した性能が得られます。

この信頼性は、休止時間がコストのかかる厳しい産業環境では非常に重要です。

騒音レベル

ノイズレベルは、職場において重要な検討事項です。ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサよりも静かに運転する傾向があるため、作業スペースの近くに設置しても大きな騒音で邪魔になることはありません。

メンテナンス

ロータリスクリュコンプレッサは、可動部品が少ない設計のため、メンテナンスが簡単です。これにより、メンテナンスコストが削減され、サービスの頻度が減少します。ただし、選択したブランドとモデルのサービス技術者とスペアパーツの可用性を考慮することが重要です。

ロータリスクリュコンプレッサは、連続運転や大量のエアのニーズに適しています。エネルギー効率、信頼性、そしてピストンコンプレッサよりも低いメンテナンス要件で知られています。

アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサは、連続運転や大量のエアを必要とする場合に適しています。GAおよびGA FLXシリーズの給油式ロータリスクリュコンプレッサは、その信頼性とエネルギー効率から推奨されます。これらのコンプレッサは、摂氏46度までの温度で運転でき、長期間にわたり効率を維持します。

ロータリスクリュコンプレッサを選択する際に検討すべき点は次のとおりです。

高いエネルギー効率

ロータリスクリュコンプレッサは、一般にピストンコンプレッサよりもエネルギー効率が高く、特に可変速駆動(VSD)が装備されている場合に優れています。当社の第3世代のVSDコンプレッサであるGA VSDなどのVSDコンプレッサは、エアの需要に合わせてモータ回転数を調整し、エネルギーの無駄を削減します。しかし、これらのスマートVSDコンプレッサの初期投資コストが高すぎる場合は、GA FLXシリーズのデュアルスピードコンプレッサがエネルギー効率に優れた理想的な選択肢となります。  

等エントロピ効率は、コンプレッサの効率の尺度であり、パーセンテージが高いほど性能が優れていることを示します。ロータリスクリュコンプレッサの最大等エントロピ効率は約92%であり、大幅な省エネにつながります

価格と総所有コスト(TCO)

ロータリスクリュコンプレッサの初期コストは、ピストンコンプレッサよりも高くなることがありますが、効率の向上とメンテナンスコストの削減により、TCOが低くなることがよくあります。TCOには、購入価格、エネルギー消費量、メンテナンス、停止時間のコストが含まれます

信頼性と耐久性

ロータリスクリュコンプレッサは、その信頼性と耐久性で知られています。可動部品が少ないため、摩耗や損傷が少なく、長期間にわたって安定した性能が得られます。

この信頼性は、休止時間がコストのかかる厳しい産業環境では非常に重要です。

騒音レベル

ノイズレベルは、職場において重要な検討事項です。ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサよりも静かに運転する傾向があるため、作業スペースの近くに設置しても大きな騒音で邪魔になることはありません。

メンテナンス

ロータリスクリュコンプレッサは、可動部品が少ない設計のため、メンテナンスが簡単です。これにより、メンテナンスコストが削減され、サービスの頻度が減少します。ただし、選択したブランドとモデルのサービス技術者とスペアパーツの可用性を考慮することが重要です。

ピストンコンプレッサとロータリスクリュコンプレッサを比較する際には、その動作上の違いと、それが特定の作業に対する適合性とどのように関連しているかを理解することが重要です。ピストンコンプレッサは、レシプロコンプレッサとも呼ばれ、一般的に、短時間で激しいエアの噴射を必要とする用途に使用されます。一方、ロータリスクリュコンプレッサは、長期間にわたって安定したエアの流れを必要とする用途向けに設計されています。

動作上の違い

ピストンコンプレッサは、シリンダ内にエアを吸い込み、レシプロピストンで圧縮することで動作します。一般的に、低容量のエアのニーズに最適で、デューティサイクルは約60~70%であるため、過熱を防ぐために定期的にシャットダウンする必要があります。

一方、ロータリスクリュコンプレッサは、2つのインターロッキングロータを使用してエアを圧縮し、液体冷却されるため、100%のデューティサイクルを実現し、過熱のリスクを回避しながら連続運転が可能です。

高いエネルギー効率

一般的に、ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサよりもエネルギー効率が高く、単位入力エネルギー当たりでより多くのエアを供給します。たとえば、ピストンコンプレッサ、一般的に馬力(hp)あたり3~4立方フィート/分(cfm)を供給しますが、ロータリスクリュコンプレッサは、hpあたり4~5 cfmを供給します。この効率は、電力コストが高い場合に特に有益です。

空気品質

圧縮エアの品質も検討する必要があります。ピストンコンプレッサは、より高い内部温度で運転するため、圧縮エア中の水分が多くなる可能性があります。これには、追加の乾燥および洗浄成分が必要になる場合があります。ロータリスクリュコンプレッサは、低温で動作し、多くの場合、エア温度を下げるためにアフタクーラが内蔵されているため、エア品質が向上します。

メンテナンスと耐久性

ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサよりも可動部品が少ないため、摩耗や損傷が少なく、メンテナンス要件が低くなります。ピストンコンプレッサ、設計がシンプルでメンテナンスが容易ですが、可動部品が多いため、一般的に頻繁な整備が必要になります。

騒音とスペースの要件

ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサに比べて運転が静かであり、必要なスペースが少なくて済むため、作業スペースに近い場所に設置するのに適しています。

総所有コスト

ロータリスクリュコンプレッサの初期コストは、高くなる可能性がありますが、長期にわたる効率の向上とメンテナンスコストの削減により、総所有コストは、低くなる可能性があります。総所有コストには、購入価格、エネルギー消費量、メンテナンス、休止時間のコストが含まれます。

運転コストとエネルギー効率

一般的に、ロータリスクリュコンプレッサは、運転コストが低く、特に連続使用シナリオでは長期的にエネルギー効率が高くなります。ただし、ピストンコンプレッサは、小規模な用途や頻度の低い用途で節約できる場合があります。

アトラスコプコのVSD技術を採用したGAシリーズは、エネルギー効率が高いためお勧めします。特に、GA 5-37 VSDˢモデルは、大幅な省エネを達成でき、エネルギー消費を最小限に抑える設計を備えています。

エアコンプレッサのデューティサイクルは、お客様のニーズに合ったコンプレッサを選択する際に検討すべき重要な要素です。これは、コンプレッサが冷却のための休止時間を必要とせずに連続的に運転できる時間の割合を示します。この概念は、さまざまな用途への適合性に直接影響するため、ロータリスクリュやピストンコンプレッサなど、さまざまなタイプのコンプレッサを比較する場合、特に重要です。

定義と重要性

デューティサイクルは、コンプレッサの稼働時間を合計サイクル時間(稼働時間+休止時間)で割って計算するものであり、パーセンテージで表されます。たとえば、コンプレッサが6分間稼働し、10分間のサイクルで4分間休止している場合、デューティサイクルは60%になります。コンプレッサの過熱や故障の原因となるオーバーワークを防ぐには、デューティサイクルを理解することが不可欠です。

ロータリスクリュコンプレッサ

ロータリスクリュコンプレッサは、100%のデューティサイクルで運転できることで知られており、連続的なエアフローが必要な用途に最適です。このコンプレッサは、給油などの冷却メカニズムにより、過熱することなくノンストップで稼働するように設計されています。この機能は、製造プロセス、食品加工、医薬品など、長期間圧縮エアが必要な産業環境で特に有効です。

ピストンコンプレッサ

一方、ピストンコンプレッサは、デューティサイクルが低い用途に適しています。通常、デューティサイクルは25%~75%で、サイクルの間に冷却のための休止時間が必要です。

これらのコンプレッサは、連続運転ではなく、短時間で激しいエアの噴射を必要とする作業に最適です。DIYプロジェクト、小規模なワークショップ、またはエア需要が断続的となるシナリオなどの用途があります。

適切なコンプレッサの選択

エアコンプレッサを選択する際には、お客様の特定のエア需要に関連するデューティサイクルを検討することが重要です。連続または大量のエアを必要とする場合は、デューティサイクル100%のロータリスクリュコンプレッサが適しています。断続的に使用する場合や低容量のエアを必要とする場合は、デューティサイクルの低いピストンコンプレッサが適切な場合があります。

ロータリスクリュとピストン(レシプロ)コンプレッサを比較する場合、重要な違いは、各タイプの可動部品の数です。この違いは、メンテナンス要件、耐用年数、および全体的な信頼性に大きく影響します。

ロータリスクリュコンプレッサ:少ない可動部品

ロータリスクリュコンプレッサは、コンプレッサ内を移動するエアを圧縮する2つのインターロッキングロータを特徴としています。このコンプレッサは、ピストンコンプレッサと比較して可動部品が少なく、次のようなメリットがあります:

  • 摩耗と損傷の低減:可動部品が少なくなると、コンポーネントが摩耗する機会が少なくなります。これにより、耐用年数が長くなり、長期にわたりメンテナンスコストが削減される可能性があります。

  • 信頼性の向上:ロータリスクリュのシンプルな設計は、その信頼性に貢献します。可動部品が少ないと、故障する可能性のあるコンポーネントが少なくなるため、これらのコンプレッサは、連続運転において信頼性の高い選択肢となります

  • メンテナンスの簡素化:メンテナンスは必要ですが、ロータリスクリュコンプレッサのサービスの頻度と複雑さは、一般的にピストンコンプレッサよりも少なくなります。そのため、長期的なメンテナンスコストを削減できます。

ピストンコンプレッサ:可動部品の増加

ピストンコンプレッサは、シリンダ内のエアを圧縮するレシプロピストンで運転します。この設計には、本質的に、ピストン、コネクティングロッド、バルブなどの可動部品がより多く含まれており、いくつかの点でこれらの部品の動作に影響があります。

  • 摩耗と損傷の増加:可動部品の数が多いほど、摩耗や損傷が増加します。これにより、コンプレッサの耐用年数が短くなり、メンテナンスや部品交換の頻度が高くなります。

  • 高いメンテナンス要件:設計上、多くの可動部品の摩耗や損傷に対処するために、より頻繁なメンテナンスが必要になることがよくあります。一般的に設計上、メンテナンスが簡単ですが、全体的なメンテナンスの必要性は高くなる可能性があります。

  • 断続的な使用での信頼性の向上の可能性:これらの課題にもかかわらず、このコンプレッサは、連続運転を必要としない用途でも非常に信頼性が高くなります。この設計は、コンプレッサが休止し、使用の合間に冷却できる環境に適しています。

ロータリスクリュとピストンコンプレッサ間のエネルギー消費への影響を評価する場合、特に連続使用の場合は、各タイプの効率を考慮することが重要です。

ロータリスクリュコンプレッサ:エネルギー効率の向上

一般に、ロータリスクリュコンプレッサは、ピストンコンプレッサよりもエネルギー効率が高く、特に連続運転設定で使用する場合に優れています。この効率性は、次のようないくつかの要因によるものです。

  • 可変速駆動(VSD):VSDを搭載したロータリスクリュコンプレッサは、エア需要に合わせてモータ回転数を調整できるため、エネルギーの無駄を大幅に削減できます。

  • 連続運転:100%のデューティサイクル用に設計されたロータリスクリュコンプレッサは、休止時間を必要とせずに連続稼働が可能で、運転中の効率を維持します。

  • 内部温度の低下:ロータリスクリュコンプレッサは、低温で運転するため、冷却およびエア処理プロセスに必要なエネルギーを削減できます。

ピストンコンプレッサ:連続使用の効率が低下

ピストンコンプレッサは、断続的な使用に適していますが、連続稼働が必要な場合はエネルギー効率が低下します。これは次の理由によるものです:

  • 断続的なデューティサイクル:休止時間を設けて稼働時間を短縮するように設計されており、連続使用時の非効率性につながる可能性があります。

  • 運転温度が高い:内部温度が高いと、冷却およびエア処理のためのエネルギー消費量が増加する可能性があります。

エネルギー消費量削減技術

エネルギー消費量を削減するには、次のことを推奨します:

  • 漏れの防止:圧縮エアシステム内の漏れを防止し、運転圧力を可能な限り下げます。システムの圧力を1 bar下げるごとに、エネルギー消費量は約7%減少します。
  • プレクール給気口:吸入温度を下げると、エネルギー消費量が減少し、温度が1℃低下するごとに0.65%減少します。

  • 定期的なメンテナンス:推奨スケジュールに従ってフィルタを交換し、コンプレッサをメンテナンスすることで、エネルギー効率を維持できます。

  • ろ過の最適化:ロータリスクリュコンプレッサの高効率のろ過コンポーネントは、システム全体の効率と省エネに貢献します。

アトラスコプコのエネルギー効率に優れたソリューション

アトラスコプコのGA 5-37 VSDˢロータリスクリュコンプレッサは、市場におけるエネルギー効率の代表例として際立っています。定速モデルと比較して最大60%の省エネを実現します。その効率の鍵は、可変速度駆動(VSD)技術にあり、これにより、コンプレッサはエア需要に合わせてモータ回転数を自動的に調整し、エネルギーの無駄を大幅に削減できます。

アトラスコプコのGA FLXは、従来の定速モデルと比較して最大20%のエネルギーを節約できるため、最も高効率の非VSDコンプレッサです。 

エネルギー効率に貢献する特長

  • 可変速駆動(VSD):VSD技術は、アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサの特徴であり、エネルギー使用量とエア需要を密接に一致させることで、大幅な省エネを実現します。

  • 低いオイルキャリーオーバー:アトラスコプコのオイル潤滑式機械は、オイルキャリーオーバー率の低さ(3 ppm程度)を誇り、オイル分離プロセスで無駄になるエネルギーが少なくなります。

  • コンパクトな設計:これらのコンプレッサは、設置面積が小さく、特に冷凍式ドライヤを内蔵した「フルフィーチャ」タイプでは、設置スペースが削減され、さらには運転に必要なエネルギーも削減されます。

  • 先進のモータおよびドライブシステム:一部のアトラスコプコのコンプレッサでは、内部永久磁石モータ駆動およびインバータシステムを使用することで、従来の定速設計に比べて最大50%の省エネが可能です。

エアコンプレッサの選択に関して、特に屋内環境では、ノイズレベルとエア品質が重要な検討事項となります。アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサは、これらの問題に効果的に対処できるように設計されています。

ノイズレベル

アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサは静かに運転するように設計されているため、騒音が懸念される屋内での使用に適しています。たとえば、アトラスコプコのVSD+コンプレッサは、62デシベルの低いノイズレベルで運転できます。これは平均的な会話よりも静かです。

この低いノイズレベルは、いくつかの設計機能によって実現されています。

  • 革新的なVSD+技術:VSD+コンプレッサは、音を吸収する完全または部分的なエンクロージャを備えており、ノイズレベルを60 dB未満に低減します。作業者の邪魔にならずに生産ラインの隣に配置できます。

  • 機械的騒音の低減:モータとスクリュエレメントの間にカップリングやギアがないことが、コンプレッサの静かな運転に貢献しています。

空気品質

アトラスコプコのコンプレッサは、静音性だけでなく、高いエア品質も保証します。これは多くの用途で重要です。GAシリーズのオイルインジェクションロータリスクリュコンプレッサは、定速、デュアルスピード、可変速駆動など、さまざまなエア品質基準に適合するさまざまなバージョンをご用意しています。

エア品質に貢献する主な機能は、次のとおりです:

  • 給油:オイルインジェクションスクリュコンプレッサには、冷却、潤滑、騒音の消散などのいくつかの機能にオイルが必要であり、これが全体的なエア品質に貢献します

  • 高度なエア処理:アトラスコプコは、低露点のニーズに対応する冷媒乾燥や、露点をさらに低くする乾燥剤乾燥など、高度なエア処理技術を提供して、エアが特定の純度クラスに適合するようにします。

屋内環境の利点

低いノイズレベルと高いエア品質の組み合わせにより、アトラスコプコのロータリスクリュコンプレッサは、屋内環境で特に有益です。医療施設、実験室、食品加工業界での用途に不可欠な騒音の消散やエア純度を損なうことなく、作業スペースの近くに配置できます。

特定のノイズレベル

アトラスコプコでは、コンプレッサのノイズレベルに関する詳細情報を提供しています。これにより、お客様は特定の要件に基づいて、十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。たとえば、G/GXシリーズは、ピストンコンプレッサよりも静音性が高く、ノイズレベルが最大13%低減します。