エアコンプレッサーの運転中にオイルセパレーターに影響を与えるもの

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オイルセパレータは、圧縮空気の品質を決定する重要な部品です。オイルセパレータの主な機能は、圧縮空気中の油分濃度を低減し、圧縮空気中の油分濃度を5ppm以内に保つことです。

圧縮空気中の油分含有量は、オイルセパレーターだけでなく、セパレータータンクの設計、空気圧縮機の負荷、油温、潤滑油の種類にも関係します。

エアコンプレッサーの出口ガス中の油分含有量はセパレータータンクの設計に関連し、エアコンプレッサーの出口ガス流量はオイルセパレーターの処理能力と一致する必要があります。一般的に、エアコンプレッサーはオイルセパレーターに合わせて選定する必要があり、オイルセパレーターの流量はエアコンプレッサーの流量以上である必要があります。エンドユーザーによって必要な最終差圧は異なります。

実用上、エアコンプレッサーに用いられるオイルセパレーターの最終圧力差は0.6~1barであり、高流量時にはオイルセパレーターに蓄積される汚れも増加します。これは汚水量で測ることができます。したがって、オイルセパレーターの寿命は時間で測ることはできず、オイルセパレーターの最終圧力差のみで寿命を判断します。空気入口濾過は、下流のフィルターエレメント(潤滑油フィルターエレメントとオイルセパレーター)の寿命を延ばすことができます。潤滑油フィルターエレメントとオイルセパレーターの寿命を制限する主な要因は、塵埃などの粒子に含まれる不純物です。

オイルセパレータは表面の固体粒子(オイル酸化物、摩耗粒子など)によって性能が制限され、最終的には差圧の上昇につながります。オイルの選定はオイルセパレータの寿命に影響を与えます。試験済みの、酸化防止剤と耐水性を備えた潤滑剤のみを使用してください。

圧縮空気と潤滑油によって形成される油ガス混合物では、潤滑油は気相と液相の形で存在します。気相の油は、液相の油が蒸発することによって生成されます。油の量は、油ガス混合物の温度と圧力、および潤滑油の飽和蒸気圧に依存します。油ガス混合物の温度と圧力が高いほど、気相の油が多くなります。明らかに、圧縮空気中の油分を減らす最も効果的な方法は、排気温度を下げることです。ただし、オイルインジェクションスクリュー空気圧縮機では、排気温度は水蒸気が凝縮するほど低くてはなりません。ガス状油の含有量を減らすもう1つの方法は、飽和蒸気圧の低い潤滑油を使用することです。合成油と半合成油は、飽和蒸気圧が比較的低く、表面張力が高いことがよくあります。

エアコンプレッサーの低負荷時には、オイル温度が80℃を下回る場合があり、圧縮空気中の水分含有量が比較的高くなります。オイルセパレーター通過後、フィルター材に付着した過剰な水分がフィルター材の膨張と微細孔の収縮を引き起こし、オイルセパレーターの有効分離面積を減少させます。その結果、オイルセパレーター抵抗が増加し、目詰まりが早期に発生します。

以下は実際のケースです。

今年3月末、ある工場のエアコンプレッサーからオイル漏れが頻繁に発生していました。メンテナンス担当者が現場に到着すると、機械は稼働していました。エアタンクからオイルがさらに排出され、機械のオイルレベルも大幅に低下していました(オイルレベルミラーの下のマークを下回っていました)。制御盤には、機械の動作温度がわずか75℃しか表示されていませんでした。エアコンプレッサーユーザーの設備管理担当者に尋ねたところ、機械の排気温度は60℃前後であることが多いとのことでした。機械のオイル漏れは、機械が長期間低温運転されたことが原因であると暫定的に判断されました。

メンテナンス担当者は直ちに顧客と連携し、機械を停止させました。オイルセパレーターのオイルドレンポートからさらに水が排出されました。オイルセパレーターを分解したところ、オイルセパレーターのカバー下とフランジに大量の錆が確認されました。これにより、機械のオイル漏れの根本原因は、長期間の低温運転中に大量の水分が蒸発しきれなかったことであることが確認されました。

問題分析:本機のオイル漏れの表面的な原因は油量の問題ですが、より深い原因は、本機の長期低温運転により圧縮空気中の水分がガス状で蒸発できず、オイル分離フィルターの材料構造が損傷し、結果として本機のオイル漏れが発生したことです。

処理の提案: ファンの開口温度を上げて機械の動作温度を上げ、機械の動作温度を 80 ~ 90 度に適切に保ちます。


投稿日時: 2020年7月10日