エアコンプレッサーの取り付け方法: ピストンとネジのガイド

エアコンプレッサーの取り付け方法: 直接の答え

をインストールする エアコンプレッサー 正しくするには、次の 5 つの主要なタスクを順番に完了する必要があります。 設置場所の選択と準備 、専用の正しく定格された電源の接続、圧縮空気配管システムの組み立てと接続、安全装置と制御装置の構成、および制御された試運転起動の実行。これらの手順のいずれかをスキップしたり急ぐことは、コンプレッサーの早期故障、保証の無効、そして最も重大な職場の安全事故の主な原因となります。をインストールしているかどうか ピストン（レシプロ）エアコンプレッサー または 回転式 スクリューエアコンプレッサー 基本的な設置順序は同じですが、各タイプの特定の要件は、換気、防振、潤滑、電力需要の点で大きく異なります。

このガイドでは、メーカーの設置基準や業界のベストプラクティスから導き出された特定の寸法、電気パラメータ、配管仕様など、両方のタイプのコンプレッサーを実際に詳細に説明しています。

設置を開始する前にコンプレッサーの種類を理解する

ピストン空気圧縮機とスクリュー空気圧縮機の設置要件は大きく異なるため、計画時にこの 2 つを混同すると、損害の大きなミスが発生します。基本的な違いを事前に理解することで、設置場所、電気、換気、配管の設計上の決定が決まります。

ピストンエアコンプレッサーの特性

ピストン (往復式) エアコンプレッサーは、クランクシャフトによって駆動される 1 つまたは複数のピストンを使用して、シリンダー内の空気を圧縮します。で動作します デューティサイクル — 通常 1 段モデルの場合は 60 ～ 75%、2 段モデルの場合は 50 ～ 60% — 過熱を防ぐために、1 時間のうちの一部で動作し、残りの時間は停止することを意味します。インストール時の主な影響:

• 往復運動により大きな振動が発生します。ゴム製防振マウントと慎重なパイプ接続設計が必要です
• より高い騒音レベルを生成します: 通常 75～90dB(A) 工業用モデルの場合は 1 メートルで
• 圧縮空気を貯蔵し、圧力変動をスムーズにするには、統合または別個のエアレシーバータンクが必要です
• 温度サイクルによりレシーバー内に大量の凝縮水が生成される - 自動ドレンバルブが必須
• 購入コストの削減。断続的な需要のアプリケーションに適しています

スクリューエアコンプレッサーの特徴

ロータリー スクリュー エアコンプレッサーは、2 つの噛み合うヘリカル ローターを使用して空気を連続的に圧縮します。のために設計されています 100% 連続使用 を超える持続的な圧縮空気需要がある産業施設にとって好ましい選択肢です。 1日あたり4～6時間 。インストール時の主な影響:

• 動作中にかなりの熱が発生します。 75kWスクリューコンプレッサー ほぼ消散する 熱として 68 ～ 70 kW 周囲の空気に放出されるため、専用の換気または熱回収システムが必要
• ピストンコンプレッサーよりも振動が少ない - 標準の防振マウントは引き続き推奨されますが、フレキシブルパイプコネクタはそれほど重要ではありません
• 最新の防音エンクロージャの騒音レベルの低下: 通常 62～75dB(A) 1メートルのところで
• 凝縮水の処分には油水分離器が必要 — スクリューコンプレッサーの凝縮水にはコンプレッサーオイルが含まれており、ほとんどの管轄区域では排水管に直接排出できません。
• 購入コストが高くなります。継続的な高使用率による圧縮空気単位あたりのエネルギーコストの削減

ステップ 1 — サイトの選択と準備

設置場所は、コンプレッサーの設置において最も重要な決定事項です。設置場所が不適切であると、過熱、過度のノイズ伝播、摩耗の加速、および機械の耐用年数全体にわたって続くメンテナンスアクセスの問題が発生します。

床と構造の要件

エアコンプレッサーは、機械の動作重量を支えることができる平らで水平なコンクリート床に設置する必要があります。あ ドライヤー一体型75kWスクリューコンプレッサー 通常は重さを量る 1,200～1,800kg ;床の定格荷重 (通常は kN/m² で指定) に疑問がある場合は、構造エンジニアによって確認されていることを確認してください。床は内側まで水平でなければなりません ±2mm/メートル — コンプレッサーが水平ではない場合、スクリューユニット内のオイル分布が不均一になり、ピストンユニット内のベアリングの摩耗が促進されます。 15 kW を超えるピストン コンプレッサーの場合、専用の慣性ベース (コンクリート パッド) 厚さ150～200mm 振動を吸収するために、機械の設置面積から四方に少なくとも 300 mm 延長することをお勧めします。

サービスアクセスと換気のための空間距離

ほとんどのコンプレッサーメーカーは、設置マニュアルに最小クリアランス距離を指定しています。一般的な業界ガイドラインとしては次のとおりです。

• 前面と側面 (サービス アクセス パネル): 最小値 1,000mm（1メートル） — 機械の位置を変更することなく、フィルター交換、オイル交換、ベルトの検査に十分です
• 後部 (スクリューコンプレッサーの冷却空気排出口): 最小値 1,500mm — または、高温の排出空気の再循環を防ぐために外部に直接ダクトを接続します
• ユニットの上: 最小値 1,000mm 頭上のメンテナンスと昇降アクセス用
• 複数のコンプレッサー間: 最小値 1,500～2,000mm ユニット間の熱相互作用を防ぐため

周囲温度と換気要件

ほとんどのエアコンプレッサーの周囲温度は次のとおりです。 5°C ～ 40°C (41°F ～ 104°F) 。周囲温度 40°C を超える温度で動作すると、熱によるシャットダウンが発生し、スクリューコンプレッサーのオイル劣化が促進され、モーターの寿命が短くなります。換気風量は、ユニットの熱遮断に基づいて計算する必要があります。のために 37kWスクリューコンプレッサー 約 34 kW の熱を遮断するため、温度が 10°C 上昇したときに必要な換気気流は次のとおりです。

Q (m3/s) = 熱遮断率 (kW) ÷ (1.2 × Cp × ΔT) = 34 ÷ (1.2 × 1.005 × 10) ≈ 2.8 m3/s (≈ 10,080 m3/時間)

この空気の流れは、大きなルーバー開口部を通した自然換気か、ダクトを備えた機械式換気ファンのいずれかによって供給する必要があります。適切な換気を計算して提供することなく、密閉された部屋や換気の悪い部屋にコンプレッサーを決して設置しないでください。これは最も頻繁に違反される設置要件であり、サーマルシャットダウンやコンプレッサーの早期故障の主な原因です。

吸入空気の質

コンプレッサーは、吸入空気が清潔で、涼しく、乾燥した場所に設置してください。以下の場所に近い場所は避けてください。

• 塗装ブースまたは溶剤保管庫 - 吸気中の溶剤蒸気は火災の危険性があり、圧縮空気を汚染します。
• 溶接領域 - 金属粉塵とヒュームにより、ピストン コンプレッサーのバルブとシリンダーの摩耗が促進されます。
• 蒸気または排気の排出点 - 湿度が上昇すると、凝縮水の量と腐食速度が大幅に増加します
• ろ過を行わずに荷積みドックまたは屋外エリアに積み込む - 粉塵の負荷により吸気フィルターの寿命が短くなり、圧縮チャンバーに侵入します。

ステップ 2 — 電気接続: サイズ設定と安全性

エアコンプレッサーの電気設置は、地域の電気規定 (米国では NEC、ヨーロッパでは IEC 60364、オーストラリアでは AS/NZS 3000) に従って、資格のある電気技術者が行う必要があります。電気設備が正しくないと火災の危険があり、コンプレッサーの保証が直ちに無効になります。

電気要件の決定

ケーブルと保護装置を注文する前に確立する必要がある 3 つの重要な電気パラメータは次のとおりです。

• 全負荷電流 (FLC): モーターの銘板に記載されています。あ 15 kW (20 HP) コンプレッサーモーター、400 V 三相 およそを描画します 28–30A FLC .
• 始動電流 (突入電流): ダイレクトオンライン (DOL) スターティングドロー 6～8× FLC 起動時。 15 kW DOL モーターは最大で 210 A、3 ～ 8 秒 始動中。スターデルタスターターはこれを約に削減します 2～3× FLC ;可変周波数ドライブ (VFD) は始動電流を次のように制限します。 1.0～1.5× FLC .
• 供給電圧と位相: 上のコンプレッサー 2.2kW (3馬力) 事実上常に三相です。利用可能な電源電圧がモーターの銘板と一致していることを確認してください。415V 電源で 380V モーターを動作させると、絶縁寿命が継続的に低下します。

ケーブルのサイジングと保護デバイスの選択

ケーブル断面積は、連続電流定格とケーブル全長にわたる電圧降下の両方を考慮してサイズ設定する必要があります。一般的なガイドラインとして、配電盤からコンプレッサーまでの電圧降下は以下を超えてはなりません。 供給電圧の3% (400V システムでは 12V)。 30 メートルを超える配線の場合は、最小電流定格要件よりも 1 導体サイズだけケーブルを大きくします。保護装置はモーターの始動特性に応じて選択する必要があります。

• サーキットブレーカー: モーター定格 (タイプ D またはモーター保護) のサーキット ブレーカーを使用してください。 FLC の 125 ～ 150% 迷惑なトリップを発生させずに始動突入に耐えられるようにする
• モーター過負荷リレー: に設定 FLC の 100 ～ 115% — 持続的な過負荷に対する熱保護を提供しながら、短い開始ピークの通過を許可します
• 遮断スイッチまたはロック可能な断路器: A 必須の安全要件 — 安全なメンテナンスを可能にするために、コンプレッサーの見える範囲に設置し、オフ位置でロックできる必要があります。

接地と接着

コンプレッサーのフレーム、モーター本体、およびユニットに接続されているすべての金属製圧縮空気配管は、施設の接地 (アース) システムに接続する必要があります。専用のものを使用する 相導体断面積の少なくとも 50% のサイズの機器接地導体 (NEC 表 250.122 による)。接地が不十分だと感電の危険があり、静電気放電現象が発生する原因になります。特に塗装やコーティング作業の近くでは危険です。

ステップ 3 — 防振と防振取り付け

ピストンコンプレッサーから建築構造物に伝わる振動は、騒音の増幅、硬いパイプ接続部の疲労亀裂、留め具の緩み、コンプレッサー自体の早期摩耗を引き起こします。適切な防振はオプションではありません。

ピストンコンプレッサー用防振マウント

コンプレッサーの各脚の下に防振ゴム マウント (防振装置またはパッド マウントとも呼ばれます) を取り付けます。コンプレッサーの動作重量を取り付けポイントの数で割った定格のマウントを選択します。 固有振動数 3 ～ 8 Hz — 通常 24 ～ 30 Hz のコンプレッサー動作周波数 (1,450 ～ 1,800 rpm マシンの場合) を大幅に下回ります。マウントが硬すぎる（固有振動数が高すぎる）と、絶縁の利点が得られません。のために 4 つの取り付けポイントにある 250 kg の 2 段ピストン コンプレッサー 、各マウントの耐荷重は約 62.5 kg です。適切なたわみ特性を備えた定格 60 ～ 70 kg のマウントを選択してください。

フレキシブルパイプコネクタ

ピストンコンプレッサーの出口に硬質鋼管や銅管を直接接続しないでください。剛性の高い接続部を介して伝わる振動により、最初の固定支持点でパイプが疲労し、数か月以内に亀裂や漏れが発生します。をインストールします フレキシブルホースコネクタまたはフレキシブル金属編組コネクタ コンプレッサー出口で — 最小 長さ300～500mm ピストンコンプレッサーの場合、振動吸収を最大化するために 90° の方向転換が推奨されます。フレキシブル コネクタは、システムの最大動作圧力と温度に対して定格が定められている必要があります。

ステップ 4 — 圧縮空気配管システムの設置

コンプレッサーに接続された圧縮空気分配システムは、コンプレッサー自体と同じくらい重要です。不適切に設計された配管システムは、過度の圧力降下 (ツールでの有効作動圧力の低下)、凝縮水の蓄積 (腐食や空圧機器の汚染の原因)、および漏れを引き起こし、コンプレッサーを必要以上に長く激しく作動させます。

パイプ材質の選択

• アルミニウム パイプ システム (例: Transair、Prevost): ほとんどの産業設備に最適な最新の選択肢です。軽量、腐食がなく、漏れがなく、プッシュフィットまたはネジ接続で、完全に再構成可能です。までの圧力に適しています 13～16バール システムによって異なります。初期コストはスチールよりも高くなりますが、設置の人件費は低く、長期的な腐食メンテナンスは不要です。
• 亜鉛メッキ鋼管: 従来の選択肢、高圧定格 (最大 50 bar) が広く入手可能です。時間の経過とともに内部腐食やスケールの形成が起こりやすく、錆粒子がエアツールや計器類を汚染します。ねじ継手にはねじシーラント (PTFE テープまたはパイプドープ) と定期的な締め直しが必要です。
• 銅管： 耐食性に優れ、滑らかな内径により圧力損失を最小限に抑えます。ろう付けまたは圧入継手が必要です。取り付けには高度なスキルが必要です。誘電体フィッティングを使用しない場合は、銅とアルミニウムの直接接触 (電気腐食) を避けてください。
• PVC または標準プラスチック パイプ: 圧縮空気には適していません。 PVC は圧力衝撃により粉砕し、コンプレッサーオイルによって劣化します。これは、OSHA および圧縮空気サービスに関するほとんどの産業安全基準によって禁止されています。圧縮空気サービス用に特別に定格され、ラベルが貼られたパイプのみを使用してください。

圧力損失を最小限に抑えるためのパイプのサイジング

コンプレッサー/レシーバーから分配リングまでのメインヘッダーパイプは、圧力降下を制限するサイズにする必要があります。 配電システム全体で 0.1 bar (1.5 psi) 以下 最大流量時。流量とパイプの長さに基づいた実際のサイズのガイドとして、次のとおりです。

配管レイアウトと凝縮水管理

すべての圧縮空気分配配管を次の方法で取り付けます。 最小勾配 1:100 (1 メートルあたり 10 mm) 空気の流れの方向にドレンを排出し、自動ドレンバルブが設置されている低い位置にドレンを導きます。すべてのブランチ接続を メインヘッダーの上部 — 決して底からではありません — 凝縮水が工具や機器に流れ落ちるのを防ぎます。をインストールします 水分分離器およびフィルター・レギュレーター・ルブリケータ (FRL) ユニット 主要な使用ポイントごとに。

ステップ 5 — 安全装置と圧力システムの準拠

圧縮空気システムは、ほとんどの管轄区域で圧力容器および圧力システムとして分類されており、必須の安全要件の対象となります。違反した場合、罰金、保険の無効、さらには事件が発生した場合には刑事責任が発生します。

圧力リリーフバルブ

すべてのコンプレッサーとレシーバータンクには、 圧力リリーフバルブ (PRV) は最大許容作動圧力 (MAWP) の 110% 以下に設定 システムの。 PRV は、PRV と圧力源の間に隔離バルブを設けずに圧力ラインに設置する必要があります。PRV は常に動作できる必要があります。 PRV は毎年テストし、テスト後にきれいに再装着できない場合は交換する必要があります。

圧力計と自動制御装置

• コンプレッサーのコントロールパネルから見えるレシーバー出口に圧力計を取り付けます。ゲージ範囲は次のとおりです 使用圧力の1.5～2倍 通常の動作範囲で正確な読み取りを実現します。
• コンプレッサーの圧力スイッチまたは電子コントローラーを次のように設定します。 0.5バール下でカットイン 最大定格使用圧力でカットアウトします。差圧が狭すぎるとサイクルが短くなり、モーターやコンプレッサーのコンポーネントが損傷します。
• をインストールします 高温シャットダウン スクリューコンプレッサーのセンサー - 最新のユニットにはこれが組み込まれていますが、メーカーが指定した制限値 (通常は) でシャットダウンするように接続され、調整されていることを確認してください。 油温105～115℃ ）。

受水槽検査・登録

エアレシーバータンクは定期検査の対象となる圧力容器です。 EU では、これは圧力機器指令 (PED 2014/68/EU) に該当します。米国では ASME セクション VIII および現地管轄の要件に基づいて適用されます。オーストラリアでは AS 3788 に基づいて規制されています。新しいレシーバータンクには、 筆記試験の計画 最初の使用前に確立され、通常は検査間隔が 外部検査は2年ごと、内部検査は4年ごと ほとんどの管轄区域で。コンプレッサーまたはその近くで検査日誌を保管してください。

ステップ 6 — 始動前チェックと最初のコミッショニング始動

コミッショニングの開始時は、インストール エラーが明らかになり、事前に検出できなかった場合、多くの場合、破壊的なエラーが発生します。系統的な開始前チェックリストにより、新しいマシンへの損傷を防ぎます。

ピストンエアコンプレッサーの始動前チェックリスト

1. クランクケース内のオイルレベルがサイトグラス上で正しいレベルにあることを確認します。 オイルなしでピストンコンプレッサーを始動しないでください 。マニュアルに指定されているグレードのオイルを使用してください (通常は SAE 30 または SAE 40 の非洗浄性コンプレッサー オイル)。
2. すべてのボルトと留め具がしっかりと締められていることを確認してください。新しい機械では輸送中の振動により留め具が緩みます。
3. ベルトの張力が正しいことを確認します (ベルト駆動の場合)。 ベルトスパン 300 mm あたり 10 ～ 15 mm 適度な指の圧力がかかるのが一般的です。
4. アンローダーバルブが機能していることを確認します。これにより、コンプレッサーが無負荷圧力下で起動できるようになり、起動トルクが減少します。
5. レシーバーのドレンバルブを完全に開きます。ドレンを開いた状態でコンプレッサーを始動し、タンクから残留水分を除去してから、圧力が上昇したらドレンを閉じます。
6. モーターをバンプスタートし (電力を瞬間的に加えます)、フライホイールまたは冷却ファンの矢印に対する回転方向を観察します。 回転方向を間違えるとコンプレッサーがすぐに壊れてしまいます 。正しくない場合は、三相電源線のいずれか 2 本を交換してください。
7. 無負荷で実行する 5～10分 、圧力が上昇する前に、異常な騒音、振動、または過熱を監視します。

スクリューエアコンプレッサーの始動前チェックリスト

1. オイルセパレータータンクの覗き窓でコンプレッサーオイルのレベルを確認します。最低マークを下回っている場合は、メーカー指定の合成コンプレッサーオイルを充填します。典型的な 37kWスクリューコンプレッサー およそ必要 オイル 12 ～ 16 リットル .
2. 冷却空気の入口と出口の経路に障害物がないことを確認してください。起動中に一時的に障害物があったとしても、サーマル シャットダウンが発生する可能性があります。
3. すべての電気接続がしっかりしていて、コントロール パネルに障害コードが表示されていないことを確認します。
4. 最低圧力バルブ (通常は次のように設定されています) が設定されていることを確認します。 4～4.5バール ) が取り付けられ、機能します。これにより、起動中および負荷変化中に最小のオイル循環圧力が維持されます。
5. コンプレッサーをフル負荷で始動させる前に、バンプスタート方式を使用してモーターの回転方向を確認してください。
6. コンプレッサーをアンロード モードで起動し、一定時間実行できるようにします。 3 ～ 5 分 オイルを循環させ、積み込む前に暖機運転を行います。
7. 最初の負荷運転中に油温、吐出温度、システム圧力を監視します。すべてがメーカーの仕様内で安定するはずです。 10～15分 .

設置後: 追加する必要がある空気処理装置

適切に設置されたコンプレッサーは加圧空気を供給しますが、必ずしもそうであるとは限りません。 きれいで乾燥した油のない空気 デリケートな用途に適しています。以下の空気処理装置は、オプションのアクセサリではなく、完全な設置の一部と見なす必要があります。

• 冷媒式エアドライヤー： 圧縮空気を通常の圧力露点まで冷却します。 3℃ 、水蒸気の大部分を凝縮して除去します。湿気によって空気圧ツールや機器が損傷したり、配電システムに腐食が発生したりするあらゆる用途に不可欠です。アフタクーラーおよびレシーバのすぐ下流に設置してください。
• パティキュレートフィルター（凝集フィルター）： コンプレッサーオイルのエアロゾルや粒子を徹底的に除去します。 0.01ミクロン — 塗装、食品加工、製薬、電子機器の用途に必要です。乾燥機の下流側に設置してください。
• 活性炭フィルター: 油蒸気と臭気を除去します。圧縮空気が食品、飲料、または呼吸用空気に接触する場合に必要です。コアレッシングフィルターの後の最終段として設置します。
• 自動排水弁: レシーバー、アフタークーラー、ドライヤー、各フィルターボウルに取り付けます。タイマー操作またはゼロロスデマンドドレンにより、手動ドレンによる圧縮空気を無駄にすることなく、ドレンの蓄積を防ぎます。自動排水のないレシーバーには液体の水が蓄積し、内部の腐食が促進され、下流の空気が汚染されます。
• 油水分離器: スクリューコンプレッサーの凝縮水処理には必須です。コンプレッサーオイルを凝縮水から分離し、オイル含有量を達成します。 20ppm未満 — ほとんどの管轄区域で法的釈放に必要な基準値。油水分離器を使用しない凝縮水の排出は、ほとんどの国で環境違反です。

よくあるインストールの間違いとその回避方法

次のエラーは、ピストン コンプレッサーとスクリュー コンプレッサーの両方の設置で最も頻繁に観察され、それぞれに簡単な予防策があります。

• 電源のサイズを小さくする: コンプレッサー専用ではない既存の回路を使用すると、迷惑なトリップ、モーターに損傷を与える電圧低下、および過負荷の導体による火災の危険が発生します。必ず、次のようなサイズの専用回路を設置してください。 FLC 最小値の 125% .
• 密閉された空間または換気されていない空間に設置する場合: コンプレッサー室が加熱し、周囲温度が 40°C を超えると、最初の動作から数時間以内にサーマルシャットダウンが発生します。設置前に必ず適切な換気気流を計算して提供してください。
• 硬質パイプをコンプレッサー出口に直接接続する: 特にピストンコンプレッサーでは、最初のパイプジョイントが数週間以内に亀裂が入ります。フレキシブルコネクタは必ず最初の配管部品としてコンプレッサー出口に取り付けてください。
• 完全な開始前に回転方向を確認できませんでした: コンプレッサーを逆回転で始動すると、たとえ短時間であっても、スクリューコンプレッサーのオイルポンプが破損し、ピストンコンプレッサーのコネクティングロッドが曲がります。必ずバンプスタートして、最初に回転方向を確認してください。
• 小さめの配水管を使用する場合: サイズが小さいパイプでの圧力降下により、コンプレッサーはそれを補うためにより高いカットアウト圧力で動作することになり、エネルギー消費と摩耗が増加します。メインヘッダーのサイズは、最大流量で 0.1 bar ドロップ未満になるように設定してください。
• 自動排水弁を省略した場合： 手動排水は日常業務において日常的に無視されます。レシーバー内に水が蓄積すると、腐食が促進され、ウォーターハンマーが発生し、空圧ツールが汚染されます。自動ドレンは、高コストの問題を低コストで防止できます。