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ロータリー圧縮機は、回転圧縮要素が搭載されています。ロータリー圧縮機には、スクリュー圧縮機が含まれます。スクリュー圧縮機の市場は特に多様ですが、スクリュー圧縮機の構造および動作の基本原理は、ほとんどすべてのメーカーが同じです。この圧縮機では、圧力がスクリューの回転によって低減されます。
スクリュー圧縮機の動作原理は、120年以上前から知られていて、構造は20世紀の30年代に開発され、1934年に特許を取得しました。スクリュー圧縮機の開発は、20世紀の成功物語です。最初に、ローターの製造コストが高かったため、そんなに需要がありませんでしたが、開発の時にその問題は解決されました。スクリュー圧縮機は工場に圧縮空気をたくさん供給する必要がある場合に使用されます。スクリュー圧縮機の特徴は、振動や騒音が少ないことです。利点として簡単なメンテナンスがあげられます。
スクリュー部はコンプレッサーの重要な部分で、15年から20年の寿命を持つ信頼性の高い部分です。スクリューは、可変速度で調整することができ、その速度を減速することで圧縮空気の量が換えられます。
スクリュー圧縮機には高い振動や騒音を発生する部分がありません。そのためスクリュー圧縮機は、工場現場に直接設置することができます。廃熱は、冬期に暖房として使用することができます。
圧縮機は、各種気体（空気、冷媒、天然ガス、特殊ガス、アンモニア、酸素、窒素など）から通常の大気圧よりも高い圧力を得るために使用されます。
ロータリー圧縮機は容積式圧縮機の一種です。容積式圧縮機は、気体の圧力を高めて、その容積を減少します。
ロータリー圧縮機は、回転要素の構造から名前付けられました。これらの機器は、カムローター、液体、スクリューや板を用いて気体を圧縮します。市場の需要に応じて、多くの製造企業の努力で、コンパクトで効率的な圧縮機が開発されました。
ロータリー圧縮機には、スクリュー、カムローター（ルーツ式）、ベーン、スクロールと液体リング圧縮機の種類があります。
構造の違いを除いて、このタイプの圧縮機は、いくつかの共通の特徴を持っています。レシプロ圧縮機から区別する最も重要な特徴は多数のバルブが存在しないことです。ロータリー圧縮機は、レシプロ圧縮機より軽重量、シンプルな構造を持ち、1つまたは複数のローターを搭載することがあります。ローター型の構造は特徴機器の基本特徴になり、作動モードとサイズはタイプにより違います。
ロータリー圧縮機は、多くの場合、単一の駆動付き機器になります。また、インライン配置、中間インバータの有無の機器もあります。
ほとんどのロータリー圧縮機は、電動モーターを搭載するが、携帯型圧縮機は内燃機関を搭載することがあります。
スクリュー圧縮機は空気、気体および冷却剤を圧縮するために広く使用される機器です。スクリュー圧縮機の効率的な作動は、ローターの適切な設計に主に依存します。この種の圧縮機は、業界でよく使用されます。ここ数十年では、このタイプの圧縮機は、低圧と高効率で作業するときにガス業界で広く普及してきました。吸引圧は非常に低くすることができ、圧縮は400psigまで達成します。
スクリュー圧縮機は、レシプロ圧縮機と遠心圧縮機に近い性能を持っています。例えば、40000 cfmの大型のスクリューは一般用途範囲圧縮機の遠心圧縮機の代わりに使われ、自動車用空調用の小型機器は一般用途範囲圧縮機のレシプロ圧縮機の代わりに使われます。
構造
圧縮機の動作要素は互いに向かって回転する2つのスクリューローターです。左ローターが時計回りに回転するとき、右ローターが反時計回りに回転します。ローターとハウジングは小さな隙間で分けられます。両方のローターは、圧縮機を駆動する駆動軸に取り付けられることがあります。圧縮機は気体の入口および出口を有します。スクリュー圧縮機は、異なる材料からを作られます。ローターの熱処理は通常必要とされます。
動作原理
図1に表示されるロータリースクリュー圧縮機は、気体をハウジングとスクリューの間に保持する2本のスクリューまたはローターからなります。モーターは、雄ローターを駆動し、次に雄ローターは雌ローターを動かします。両方のローターは、入口と出口を有するハウジング内に配置されます。気体は、入口を通って、圧縮機に流入し、ローター間の空隙を埋めます。ローターが動くときに、気体がローターで圧縮され、それによってその容積を減少します。圧縮機の稼働中にローター間には直接的な接触がないため、ローター表面の摩耗がなくなり、全機器の安全性が高まり、ガスの供給が安定します。
種類概要
このタイプの圧縮機は、オイルフリーまたはオイル注入機器があります。オイル注入スクリュー圧縮機は潤滑油がハウジング内に保持される気体中に注入されます。この場合、潤滑剤はまた、圧縮機を冷却するために使用されます。気体はセパレータで圧縮される潤滑剤と気体の混合物から除去されます。ロータリースクリュー圧縮機は、潤滑剤と気体の混合物を冷却するために1から8回毎分に再循環させ、その後に分離します。スクリュー圧縮機は閉じた潤滑システムを使用するため、少量の油が必要とされます。オイル粘度は気体の比熱容量に応じて選択されます。
乾式圧縮機にはローターが、潤滑剤（または冷媒）なしで運動します。圧縮の熱は、圧縮機から除去され、1段までその動作を制限します。
オイルフリースクリュー圧縮機は、通常、特別な条件のために使用されます。油がないため、同じ高圧力を達成するためにオイル圧縮機のように多段を必要としません。一部のオイルフリー圧縮機は、冷却剤として水を使用します。オイルと空気用に別々の孔が使用されます。
大部分の産業用空気スクリュー圧縮機は、30から200馬力の容量を有するエンジンを使います。これらの圧縮機は圧力を増加させるために膨張室が小さくされ、膨張室内の気体を維持する1つから3つのスクリューローターを使用します。内部の圧力を落とすため、停止のときにバルブが開かれ、運転開始が滑らかになります。
工業用スクリュー圧縮機は、週7日間24時間動作でき、通常はこのように使用されると、より効果的に長く動作するようになります。スクリュー圧縮機は正しく選択された場合、エネルギー効率の高い圧縮機の一つになることがあります。
普通、オイル圧縮機は、圧縮機を潤滑するための最小圧力を達成するまで、空気がシステムに入らないように最小圧力弁を備えます。オイルフィルタは油中の汚染物質を除去し、もう１つのオイルフィルタは粗い汚れを除去します。圧縮機には圧縮機がアイドル状態のときの圧力を維持するために、バイパスバルブを搭載します。
オイルフリー圧縮機は、要素が少し異なります。普通は、2つのスクリュー対があり、空気はその間の放熱器で冷却され、両方の対の歯車は減速機のハウジング内に配置され、その減速機は潤滑されます。オイルシールと高圧がスクリューをオイル流出から防ぎます。
ロータリースクリュー圧縮機の潤滑剤は、圧縮機ハウジング内に注入されます。回転ローターは気体と潤滑剤の混合物と接触します。薄い潤滑膜が金属同士接触を防止するという役割に加えて、潤滑剤はまた、高圧の熱い気体はローターの間のシールに入って再び圧縮されるときに発生する気体の再圧縮を防止するシール機能を果たします。再圧縮は、排出温度の計算値を超え、最終的に機器の安定性を失う原因になります。潤滑剤はまた、気体の圧縮工程中に熱を除去する冷却剤として機能します。
ロータリー圧縮機の主な利点
用途範囲
スクリュー圧縮機は、一般的に、様々な業界で連続稼働のために使用され、固定および携帯タイプがあります。能力は3馬力（2.2キロワット）から1200馬力（890キロワット）以上、圧力は低から1,200 psi（8.3 MPa）以上あります。
スクリュー圧縮機は、その位相変化に基づいて、気体、蒸気または多相混合物を含む多数の媒体で作動します。長時間稼働する冷媒およびプロセスガス圧縮機は、高い効率を有しながら、空気圧縮機、特に携帯型には、効率よりサイズおよびコストが最も重要です。
スクリュー圧縮機は、圧縮を必要とするほとんどの用途分野に最適です。
種類概要と構造
図２はカムローター圧縮機の概略図です。通常、高容量が要求される現場で使用されます。これらの機器は、回転部分が互いに接触しないため、潤滑用のオイル供給を必要とせず、メンテナンスの必要性が低くなり、非常に信頼性が高いです。供給空気は100％オイルフリーです。圧縮機の容量は動作速度によります。
大規模（5000cfm以上）の機器は、そのモーターに直接接続され、小型はVベルト変速機で接続されます。駆動モーターは、通常、電動機です。また、圧縮機はお客様のドライブに接続するための裸のシャフトで仕入れることがあります。追加部品として、吸音機、バルブ、フィルタ、圧力逃がし弁および補償機を含むことができます。
圧縮機の主要な部分はローター、ハウジング、歯車、ベアリング、シールです。通常ローターのカム状はインボリュートか、サイクロイドです。ローターとハウジング間のギャップは、通常、漏れを防ぐために最小限で作製されます。ローターは２つ、３つのカムまであります。本体は、通常、鋳鉄で作られ、アルミニウム本体は特別な条件のために使用します。一般的にスプレー潤滑を使用しますが、一部の機器では、外部潤滑システムを取り付けます。
動作原理
カムローター圧縮機の動作原理は、通常に接触するカムローターが潤滑されないこと以外、スクリュー圧縮機の動作原理と同様です。この圧縮機の特異性は気体が内部で圧縮しないことです。ローターは、シリンダ内の平行なシャフトに取り付けることがあります。歯車の組み合わせは、ローターの回転を同期させます。カムは、互いに接触しません。カムローターが回転すると、気体はカムとハウジングの間に入り、その回転で圧縮され、その後、排出パイプに流れます。ベアリングやタイミング歯車は潤滑されます。
用途範囲：
この型は、空気および中性ガス混合物を圧縮するために適切です。
用途分野：
カムローターを有するロータリー圧縮機は、変動の出力圧力で比較的一定の流量を必要とされる現場で使用されます。例えば、材料の輸送、液体ガス処理、天然ガス抽出および蒸気回収、低圧気体および空気供給、排水処理、土壌の浄化、セメント工場です。
種類概要と構造
図3はロータリーベーン圧縮機の概略図です。ロータリーベーン圧縮機がローターとハウジング内に偏心的に取り付けられる複数のスライドプレードから構成されます。
この圧縮機は、オイルフリーとオイルタイプがあります。オイル圧縮機は、最も有効で、90％の効率に達することができます。また、オイルフリー圧縮機よりも高い圧力を作成します。
この種の圧縮機は、固定または携帯型、１段または多段、電動モーターまたは内燃エンジンによって駆動することがあります。オイルフリーのロータリーベーン圧縮機は比較的低い圧力（2バール）で使用され、オイルタイプ圧縮機は1段で13バールの圧力を達成するのに十分な効率を有します。
駆動として一番使用されるのは電動モーターです。小型には（100馬力未満）Vベルト駆動が使用されます。
シリンダは、通常、鋳鉄で作られます。入口および出口部は、フランジ接続されます。潤滑型の場合、ベーンはフェノール樹脂を含んだ積層アスベストで構成されます。無潤滑システムでは黒鉛が使用されます。ローターは炭素鋼で作られます。大規模な機器は、ローターが鋳鉄、シャフトが炭素鋼から作られます。
動作原理
遠心力によってベーンが広がってシリンダの内面に沿って移動します。回転でベーンの間のチャンバの容積がいつも変化します。ローターが回転すると、気体はより高容積の空間内に入り、より低容積の空間から圧縮気体として供給されます。
ロータリーベーン型圧縮機の潤滑は作動中に一度行われます。潤滑剤は、圧縮機に注入され、循環せずに圧縮気体と一緒に排出されます。潤滑剤は、圧縮機ハウジングとベーンの間に薄膜を形成します。羽根はハウジングの表面を滑るため、圧縮機システム内の高圧に耐える潤滑剤が必要とされます。
用途範囲
ロータリーベーン圧縮機は、レシプロ圧縮機と競合するほど、気体回収および気体の圧力増加に使用されます。これらは効率面で負けるが、非常にコンパクトで、軽量で、特別な基礎を必要としません。この型は、通気のためにも使用されます。ロータリーベーン圧縮機は、天然ガスやメタン用の圧縮機としての信頼性が高いです。
用途分野
特に注意するところは、シリンダーの損傷の原因となるため、ベーンの摩耗状態です。
構造および概要
液体リング圧縮機は、ピストンとして圧縮液体リングを使用するため、圧縮機の唯一の種類です。単一のローターはハウジング内に偏心配置されます。ローターに気体用の入口と出口が配置されます。一般的な構成材料として、シリンダは鋳鉄、シャフト炭素鋼、ローター部品は鋼を使用します。構造的には、液体リング圧縮機は、単段および多段式の両方あります。
動作原理
圧縮する流体媒体は、シリンダとローターに部分的に注入され、ピストンが動くとリングを形成します。ピストンは、ハウジング内に移動するとガスポケットが形成されます。気体は、液体リングとローターの表面が形成するキャビティ内に圧縮されます。吸入側に膨張室の容積が増加すると気体が入り、吐出側に容量が減少すると気体が圧縮され、排出パイプに供給されます。液体として通常、水が使用されます。
主な利点
用途範囲
この圧縮機は、蒸気、有害および有毒気体、ほこりや液体を含む高温気体を圧縮するために使用されます。気体と流体が反応した後、気体の温度がわずかに上昇し、ほぼ等角シールを作ります。液体リング圧縮機は、信頼性の高い、安全な稼働を必要とし、特別な技術条件を必要とする場合に、使用されます。
用途分野
構造および概要
スクロール圧縮機は、相対的揺動運動する2つの渦巻き要素を用いて圧縮が行われ、軌道上を運動する容積機器です。
スクロール圧縮機のアイデアは古くから知られていましたが、まだ新しい技術です。スクロール圧縮機の最初の特許は、フランス人技師レオンクロワによって1905年に発行されたが、高精度加工の開発とともに1970年だけに動作するプロトタイプの作製に成功しました。現在、スクロール圧縮機は、商業用および家庭用として使用されます。
スクロール圧縮機は完全に密封です。スクロール、カップリング、カウンタウェイト、モーターと軸受が溶接ステンレススチールハウジング内に取り付けられます。空調用スクロール圧縮機のほとんどは、垂直な構造を持っています。ハウジングは、垂直に配置された円筒容器で、低圧部分と高圧部分に分割されます。ハウジングの下部は、液体および油の貯蔵所として機能します。スクロールは通常、炭素鋼の加工物から作られます。渦巻きは正確な連動をするように、スクロールの制作に特に注意が払われます。
動作原理
スクロール圧縮機は、2つの渦巻き、１つ固定、もう1つエンジンと繋がった移動するものを使用します。渦巻きは、お互いに入れ込むため、相互運動するときに気体用の空洞が形成されます。可動スクロールは徐々に固定スクロールの周りの軌道に移動しながら気体が中心に強制圧縮されます。空洞が移動すると、容積が減少するために気体を圧縮します。
主な利点
スクロール技術は、いくつかの利点を提供します。吸排の大きな穴が吸引排出時に発生する圧力損失を低減します。また、これらの過程の物理的分離は、吸入気体への熱の伝達を低減します。スクロール圧縮機の利点は、小型と中級のレシプロ圧縮機よりも軽量です。異なる圧縮比で動作する高率な機器です。また、利点は、圧縮部品の少数とバルブがないことのおかげで低騒音や低振動、高安全性と長寿命を含みます。
用途分野
スクロール圧縮機は25トンまでの異なる寸法で製造されます。これらは家庭や商業暖房、換気および空調システムに広く使用されます。例えば、卸売りの牛乳を冷却するために、コンテナ輸送、海上コンテナ、食品ショーケース、水クーラーによく使用されます。スクロール圧縮機は、圧縮空気とオイルフリー圧縮空気を生産するために使用されます。
水平密閉型スクロール圧縮機は、天然ガス、空気とヘリウムで動作し、油冷を使用します。この圧縮機の別の用途は、油田におけるガス蒸気の回収です。
スクリュー部は、連動する螺旋状の雄と雌ローターから作られます。ハウジングとローターは、それらの間に非常に小さな隙間で分離されます。ローターは回転する際に、それらと本体との間に形成される空間が減少するように、ローターは歯車のような連動をします。この空間に入る任意のガスが圧縮されます。
圧縮機の容量はローターの形状や寸法によって異なります。
現代のスクリュー圧縮機形状の一覧
スクリュー部は、ハウジングの全部分と2つのローター、適切な潤滑剤が完全に当てはめられた場合のみに動作します。圧縮機潤滑剤が重要です。
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