可変周波数スクリュー式空気圧縮機：効率、選定、用途に関する英国産業向け完全ガイド

現代の自動車のホワイトボディ組立では、空気圧抵抗スポット溶接ガン、トルク制御ナットランナー、塗装噴霧システムなどが用いられており、これらが圧縮空気ネットワークに非常に変動しやすく、予測不可能な需要プロファイルをもたらします。コベントリーの製造地区にある典型的なティア1自動車部品サプライヤーでは、シフトパターン、モデルチェンジ、ツールサイクルによって、需要が瞬時に30～50%変動することがあります。工場全体に設置された可変周波数スクリュー式空気圧縮機は、常用/待機ペアまたはマスタースレーブ方式のマルチコンプレッサーネットワークとして、これらの変動を吸収し、圧力が空気圧工具メーカーの指定供給範囲から逸脱しないようにします。その結果、工具の性能が安定し、トルク出力が検証され、溶接品質が予測可能になります。これらはすべて、IATF 16949品質システム準拠レポートに直接反映されます。VFDインバータパネルからのエネルギー監視データは、現場のMESシステムに直接エクスポートでき、英国の自動車OEMサプライヤー評価で標準となっている生産性および資源効率レポート作成をサポートします。

ヨークシャー全域における医薬品製造管理基準（GMP）に準拠した製造（ハロゲートの既存の製薬クラスターや、リーズ周辺の成長著しい医療機​​器メーカーを含む）には、ISO 8573-1クラス0またはクラス1の油、水、および微粒子に関する仕様を満たす計装空気とプロセス空気が必要です。オイル注入式エアエンドを備えたVFDスクリューコンプレッサー、包括的な下流ろ過（凝集フィルター、活性炭オイル蒸気吸着器、滅菌膜フィルターを含む）、およびステンレス鋼製バッファレシーバーにより、バッチトレーサビリティが完全に確保された、検証済みで文書化された圧縮空気供給が実現します。インバーターのソフトスタート機能により、起動時の微粒子による攪乱が排除され、これはMHRA（医薬品・医療製品規制庁）が規制するクリーンルーム環境におけるコンプライアンス要件となっています。エネルギー監視機能は、英国EU離脱後の規制で関連するしきい値を超える英国企業に維持されている英国エネルギー節約機会スキーム（ESOS）の監査要件を満たすためにも同時に使用されます。

シェフィールドの世界的に有名な特殊鋼および鍛造産業は、周囲温度が高く、金属微粒子による汚染があり、鍛造プレス負荷サイクル中に長時間ピーク状態が続き、その後短いアイドル期間が続くというデューティサイクルなど、圧縮空気機器にとって最も過酷な動作環境の一つとなっています。IP55規格の筐体にATEX認証を受けた保護オプションを備えた可変周波数スクリュー式空気圧縮機は、シェフィールドの特殊鋼産業の環境に特に適しています。アイドル時に圧縮機の回転速度を落とすことでエネルギーを節約し、エアエンドオイルへの熱負荷を軽減できます。これは、外部冷却水の温度が高い可能性のある高温の鍛造ベイでは特に重要です。地元のサプライチェーン向けに航空宇宙合金の鍛造品を加工しているシェフィールドの拠点では、従来の往復動圧縮機をインバータ駆動のスクリュー式ユニットに交換することで、エネルギーコストを28～34%削減し、現在の英国の電気料金で24～36ヶ月で投資回収できることが実証されています。

ノッティンガムシャー、レスターシャー、リンカンシャーを中心とした広大な食品・飲料生産クラスターでは、ブロー成形、包装、搬送工程において圧縮空気が製品に直接接触します。そのため、オイルの持ち越しをゼロにすることが求められますが、VFDスクリューコンプレッサーと多段式ステンレス鋼フィルターの組み合わせにより、これを確実に実現しています。周波数変換器は、圧力変動を起こすことなくマルチレーン包装ラインの需要変化に迅速に対応できるため、食品安全調査手続きの発動につながるボトル不良やシール不良をさらに防止します。NSF H1認証を取得した食品グレードのオイルは、Ever Powerシリーズ全体で利用可能で、小売業者の監査で厳しい圧縮空気品質要件が課されるこの地域のBRCGS認証施設に、さらなるコンプライアンスマージンを提供します。

シェフィールド・ビジネスパークにある14,000平方メートルの施設で、航空宇宙・防衛分野に長年サービスを提供してきた下請け製造業者であるハルフォード・プレシジョン・エンジニアリングは、合計132kWの設備容量を持つ3台の老朽化した固定速度スクリューコンプレッサーを稼働させていた。この相当な設備容量にもかかわらず、複数の5軸加工センターとロボット組立セルが同時に稼働するシフト交代時に、定期的に圧力低下が発生していた。その結果生じる圧力不安定性により、AS9100D公差で加工されたアルミニウム合金製航空機構造部品の寸法ばらつきが測定可能なレベルに達し、英国の大手航空宇宙OEMとのティア2認証にリスクをもたらす不適合報告の頻度が増加していた。

調達に先立って実施された圧縮空気監査により、3シフトにわたる実際の平均需要は設置容量の63%、ピーク時は92%に達することが判明しました。需要プロファイルが変動するため、可変周波数スクリュー式空気圧縮機ソリューションが明らかに有利でした。Halford Engineering社は、Ever Power社のCM160PVFユニット2台をマスタースレーブ構成で指定し、Ever Power社のマルチユニットシーケンスコントローラで制御し、既存の3台の機械すべてを置き換えました。Ever Power社の英国技術チームは、デューティポイントモデリング、配管図のレビュー、および監査からの詳細な計測データに基づいた現場固有の省エネルギー予測を提供しました。

試運転から12か月後、ハルフォード・エンジニアリングの現場エネルギーマネージャーは、圧縮空気システムの電力消費量が基準年と比較して34.8%削減されたと報告しました。これは、英国の現行産業用電力料金で年間約41,000ポンドの節約に相当します。リングメイン全体の圧力安定性は、測定された変動範囲が1.4バールから0.15バール未満に改善され、空気圧変動に起因する不適合報告率は、設置後12か月でゼロになりました。また、2台のコンプレッサーの設置により、N+1冗長性が確保され、以前は地元の圧縮空気業者と緊急レンタル契約を維持する必要があった生産停止リスクが解消されました。