ギアドライブとベルトドライブ
エアコンプレッサーの駆動システムは、一般にダイレクト ドライブとベルト ドライブの 2 つのカテゴリに分類されます。これら 2 つの方法の相対的な利点については、業界内で長い間議論の対象となってきました。スクリューエアコンプレッサーの文脈では、「ダイレクトドライブ」とは、モーターシャフトがカップリングとギアボックスを介してローターを駆動するセットアップを指します。厳密に言えば、これは本当の意味での直接駆動ではありません。真のダイレクト ドライブとは、モーターとローターが直接接続 (同軸配置) され、両方が同じ速度で動作することを意味します。これは非常にまれな構成です。したがって、ダイレクトドライブではエネルギー損失がゼロであるという考えは正しくありません。
代替手段は、さまざまな直径のプーリーを使用してローター速度を調整できるベルト ドライブ システムです。ここで説明するベルト ドライブ システムは、次の基準を満たす最先端の自動化テクノロジーを表しています。
ベルトの張力はあらゆる動作状態に合わせて最適化されます。
過度の初期張力が回避され、ベルトの耐用年数が大幅に延長され、モーターとローターのベアリングへの負荷が軽減されます。
適切なプーリーのアライメントが常に維持されます。
ベルトの交換は迅速かつ簡単で、元の設定を再調整する必要はありません。
ベルトドライブシステム全体が安全かつ確実に動作します。
駆動比
効率
高品質のギアドライブは 98% ～ 99% の効率を達成できますが、適切に設計されたベルトドライブも通常の動作条件で 99% の効率に達します。 2 つの違いは、駆動方式そのものではなく、メーカーの設計と製造品質に依存します。
無負荷エネルギー消費量
ギア駆動システムでは、ギアボックスの適切な潤滑を確保するために、一般に無負荷圧力を 2.5 bar 以上 (場合によっては 4 bar に達することもあります) に維持する必要があります。
ベルト駆動システムでは、ローターによって引き込まれるオイルがローターとベアリングに十分な潤滑を提供するため、理論的には無負荷圧力をゼロにすることができます。ただし、安全上の理由から、圧力は通常約 0.5 bar に維持されます。 160 kW のギア駆動エアコンプレッサーが年間 8,000 時間動作し、そのうち 15% (1,200 時間) がアイドリングに費やされると考えてください。同じ出力定格のベルト駆動コンプレッサーと比較すると、この機械は年間 28,800 kWh の追加電力を消費します (アイドリング時の圧力差が 2 bar であると仮定すると、エネルギー消費量は約 15% 異なります)。長期的には、これは多大なコストとなります。
油の損失
経験豊富なユーザーは、ギアボックスがオイル損失の場合に最初に損傷を受けるコンポーネントであることを知っています。ベルト駆動システムには、このような特有のリスクはまったくありません。
ユーザーの要件に合わせた動作圧力の設計
ユーザーが必要とする動作圧力は、メーカーが提供する標準仕様と異なることがよくあります。たとえば、ユーザーが 10 bar の圧力を必要とする場合、下流の処理装置、配管の長さ、システムの気密性などの要因を考慮して、実際のコンプレッサーの動作圧力を 11 または 11.5 bar に設定する必要がある場合があります。このような場合、通常は定格 13 bar の標準コンプレッサーが設置され、特定の要件を満たすように出口圧力が現場で調整されます。このシナリオでは、最終動作圧力は低くなりますが、ローター速度は増加しないため、空気供給量は基本的に変化しません。
最新のベルトドライブ技術を利用するメーカーは、プーリーの直径を変更するだけでユーザーのニーズに正確に一致する動作圧力を設計できるため、ユーザーは同じ出力定格のモーターからより高い空気出力を得ることができます。ギア駆動システムでは、このレベルの柔軟性は提供されません。
設置されているコンプレッサーの圧力を変更する
生産プロセスの変更により、既存のコンプレッサーの設計圧力が高すぎたり低すぎたりして不適切になる場合があります。このパラメータの調整は、ギア駆動のコンプレッサーでは難しくコストがかかりますが、ベルト駆動モデルの場合はプーリーの交換だけで済む簡単な作業です。
新しいベアリングの取り付け
ローターベアリングの交換が必要な場合、ギア駆動コンプレッサーではギアボックスとメインシャフトベアリングを同時にオーバーホールする必要があり、ユーザーにとっては法外な出費であることが多いです。ベルト駆動のコンプレッサーではこの問題は発生しません。
シャフトシールの交換
すべてのスクリュータイプのエアコンプレッサーにはリングタイプのシャフトシールが採用されており、一定の耐用年数が経過すると交換が必要になります。ギア駆動のコンプレッサーでは、シャフト シールにアクセスするにはモーターとカップリングを切り離す必要があります。このプロセスには時間と労力がかかり、メンテナンスコストが増加します。対照的に、ベルト駆動コンプレッサーはプーリーを取り外すだけで済むため、作業がはるかに簡単になります。
モーターまたはローターベアリングの故障
ギア駆動のコンプレッサーでは、モーターまたはローターのベアリングの故障が接続された重要なコンポーネントに影響を及ぼし、直接的および間接的な損傷を引き起こすことがよくあります。この問題は、ベルト駆動のコンプレッサーでは発生しません。
構造ノイズ
ギア駆動コンプレッサーでは、モーターとローターがしっかりと接続されているため、圧縮チャンバーのローターからの振動がギアボックスとモーターのベアリングに伝達されます。これにより、モーターベアリングの摩耗が促進されるだけでなく、機械の騒音レベルも増加します。
