オイルフリー潤滑圧縮機は特殊な設計でオイルフリー環境下での潤滑と放熱を実現し、その核心方式は以下の通りである
一、潤滑方式
- 水潤滑技術
- 原理: 潤滑油の代わりに水を使用し、水膜で潤滑、冷却、密封、騒音低減の四つの機能を実現します。 水は圧縮の過程で均一な水膜を形成し、ロータ、軸受などの運動部品の表面を覆い、金属の直接接触を減らし、摩耗を低減する。
- メリット:
- ゼロオイル汚染: 圧縮空気は油分を全く含まず、食品、医薬などの業界のCLASS 0基準を満たしている。
- エコ性: 排水は特別な処理を必要とせず、直接排出したり、回収したりすることができます。
- 高効率シール: 水膜は機械的な隙間を充填し、空気漏れを防止し、圧縮効率を高める (排出空気量はドライスクリューより25% 多い)。
- 応用シーン: 水潤滑単軸圧縮機は食品加工、製薬、電子製造など高純度ガスが必要な分野に広く使用されています。
- 材料の自己潤滑と特殊設計
- 自己潤滑材料: 一部の圧縮機はテフロン (PTFE)、黒鉛などの耐摩耗材料を用いてピストンリング、シール充填剤または軸受を製造し、材料自体の低摩擦特性を利用して摩耗を低減する。
- ギャップ設計: 精密加工によりロータとハウジング、ロータの間に微小な隙間を確保し (例えば、オイルフリースクリュー圧縮機ロータの隙間を0.01-0.05mmに制御) 、直接接触を避け、同時にガス圧力でシールを実現する。
- 同期ギア: ドライスクリュー圧縮機は同期歯車で陰陽ロータを駆動し、ロータ間の無接触回転を確保し、摩耗をさらに低減する。
二、放熱方式
- 水冷システム
- 水ジャケット冷却: シリンダまたはコンプレッサのハウジングの外に水ジャケットを設置し、循環冷却水で圧縮中に発生する熱を吸収します。 例えば、オイルレス潤滑スクリュー圧縮機はシリンダーの外に水ジャケットを設置し、水の比熱容量が大きく、熱伝導性が良いという特徴を利用して、熱を素早く奪う。
- 水膜の放熱: 水潤滑コンプレッサーでは、水膜は潤滑だけでなく、部品の摩擦による熱を直接吸収し、潤滑と放熱の二重機能を実現します。
- 空冷と構造の最適化
- フィン放熱: 一部のオイルレス圧縮機 (例えば、オイル噴射潤滑圧縮機がモデルチェンジしたオイルレス機種) は、シリンダーの外にフィンを設置し、放熱面積を大きくすることで熱の放出を加速する。
- ランナーデザイン: コンプレッサ内部の気流通路を最適化し、専用の流路を設置して気流が熱を奪うように誘導する。 例えば、ある特許技術はシリンダーと連結体の間のランナー設計を通じて、気流を吹出口から流出させたときにシリンダーとモーターケースの熱を奪い、放熱効率を高める。
- 吸熱リングと熱伝導ロッド: 高効率オイルフリースクロール圧縮機は吸熱リングを採用して内部の熱を吸収し、熱伝導ロッドを通して熱をヒートシンクに伝達して、急速な冷却を実現します。
- 等温圧縮設計
- 水潤滑圧縮機は水の冷却作用で、圧縮過程は等温圧縮 (温度上昇が遅い) に近く、断熱圧縮 (温度急激上昇) に比べてエネルギーと熱の発生を著しく低下させた根本的に放熱需要を減らす。
