スクリュー式コンプレッサーにおける潤滑油の機能

I. 空気圧縮機油の主要機能と運転要件

エア コンプレッサーオイル 主に圧縮機シリンダーや吐出バルブなどの可動部を潤滑するとともに、錆止め、腐食防止、シール性、冷却という4つの重要な役割を果たす。

空気圧縮機は高圧・高温条件下で連続運転され、システム内に凝縮水が発生するため、油には以下の主要な性能が求められる：

優れた高温酸化安定性

カーボン堆積の発生が少ないこと

適切な粘度および粘度－温度特性

優れた水分分離性能および錆・腐食防止性能

II. 空気圧縮機油に必要な主要性能要件

1. ベースオイルの品質は高い基準を満たさなければならない

エアーコンプレッサー用油の基礎油は、主に鉱物油系と合成油系の2つのカテゴリーに分けられます。これらの品質は完成油の性能を直接左右し、通常配合の95％以上を占めます。

鉱物油系基礎油：溶剤精製、溶剤脱ろう、水素添加処理、または粘土補助精製などの工程を経て製造され、その後複数の添加剤と混合して最終製品となります。基礎油の精製度が深くなるほど、重質芳香族およびゴム成分の含有量が低くなり、炭素残留物の値も低下し、酸化に対する耐性が向上します。これにより、コンプレッサー系統内のカーボン堆積の発生が抑えられ、優れた油水分離性と長寿命が実現します。

合成基礎油：ブレンドまたは添加剤の配合を通じて化学的に合成された有機液体から調製され、主成分はポリマーまたは高分子量有機化合物である。一般的な種類には、合成炭化水素（ポリα-オレフィン）、有機エステル（ジエステル）、SNOT潤滑剤、ポリアルキレングリコール、フルオロシリケートおよびリン酸エステルが含まれる。鉱物油に比べて著しく高価であるものの、優れた総合的な経済効果を発揮する——優れた酸化安定性、カーボン堆積の発生が少なく、標準的な鉱物油の温度範囲を超える潤滑性能、長寿命、そして鉱物油では耐えられない過酷な条件下での性能を実現する。

2. 基礎油には狭い蒸留範囲の分画を使用しなければならない

空気圧縮機の運転条件を分析すると、基礎油の蒸留特性がコンプレッサー油の品質向上において極めて重要であることがわかる。軽質分と重質分を混合した広い蒸留範囲の油を使用すると、以下の2つの主要な問題が生じる：

軽分画は揮発性が高すぎるため、シリンダー内に注入された後、作動面から早期に分離し、潤滑効果が低下します。

重質分画は揮発性が低く、潤滑作業を終えた後も作動領域から迅速に蒸発せず、残渣として蓄積されます。時間の経過とともに、これらの残留物は熱と酸素の影響で容易に炭素堆積物を形成します。

したがって、エアーコンプレッサー油には広い蒸留範囲の混合ベースオイルではなく、蒸留範囲の狭いベースオイルを使用すべきです。例えば、広い蒸留範囲を持ち多くの残渣成分を含むベースオイルで製造されたコンプレッサーオイル第19号は、コンプレッサー運転中に著しく炭素堆積が増加しました。この残渣の多いベースオイルを蒸留範囲の狭いベースオイルに置き換えることで、炭素堆積の生成を大幅に低減できます。

3. 粘度は実際の運転条件に適合していなければなりません

動力伝達の潤滑において、油膜厚さは粘度が高くなるほど増加しますが、摩擦もそれに応じて増大します。粘度の選定には精密なバランスが必要です。

粘度が低すぎる場合：油膜強度が不十分となり、部品の摩耗が促進され、装置の寿命が短くなります。

粘度が高すぎる場合：内部摩擦が増加し、圧縮機の比動力消費が上昇してエネルギー消費および油消費量が増大します。また、ピストンリング溝、バルブ、排気通路に堆積物を生じる可能性もあります。