Details

1. はじめに
コンプレッサテストリグは、現実的で制御された条件下でオイル注入式ロータリースクリューコンプレッサの潤滑油を評価・特性分析するために設計されています。主な機能は、通常はAtlas Copco GA 15 A 13（または同等品）のオイル注入式ロータリースクリューコンプレッサを閉ループで運転し、圧力、温度、流量および関連パラメータを継続的に監視することです。テストオイル（ISO VG 32–100）を持続的に運転することで、下流コンポーネントを検査し、酸化安定性、摩耗特性、および負荷下での全体性能に関する結論を導きます。

主な目的:
 ● オイル性能評価: コンプレッサオイルの酸化傾向と寿命を判定。  
 ● データ駆動型診断: 統合DAQ/PLCシステムを介してリアルタイムデータ（圧力、温度、流量）を取得し、試験後分析に活用。  
 ● 安全性および規格準拠: 欧州機械指令2006/42/EG（CE）または同等のインド規格に準拠。インターロック、安全逃がし弁、緊急停止装置を搭載。

2. 技術仕様

    

        
パラメータ
        
仕様
    
    

        
コンプレッサーの種類
        
オイル注入式ロータリースクリュー（Atlas Copco GA 15 A 13 または同等品）
    
    

        
モーター出力
        
15 kW (20 HP)
    
    

        
入力電圧
        
415 VAC、三相、50 Hz、63 A
    
    

        
最大吐出圧力
        
12.5 bar（公称）；安全逃し弁 14 bar
    
    

        
最大流量
        
71 CFM（約120 m³/h）@ 130 °C
    
    

        
対応オイルグレード
        
ISO VG 32、46、68、100
    
    

        
オイルタンク容量
        
500 L、垂直鋼製容器（IS 2062 E 250 BR）、15 barまで耐圧試験済み
    
    

        
流量計範囲
        
0–150 LPM（タービン式、4–20 mA 出力）
    
    

        
圧力トランスミッタ
        

            • 吸込: 0–2.5 bar abs（Wika S20）

            • 吐出/リザーバ: 0–16 bar ゲージ × 4（Wika S20）
        
    
    

        
温度トランスミッタ
        
0–150 °C（Wika TR 10 × 5、6 mmプローブ）
    
    

        
冷却システム
        
オイルクーラー + 循環ポンプ（出口 ≤ 130 °C）；下流にエアクーラー + セパレーター
    
    

        
リザーバ安全弁設定圧
        
14 bar（角シート弁で12.5 barで排水）
    
    

        
HMI/DAQハードウェア
        

            • PLC: Siemens SIMATIC S7-1200

            • 産業用PC: Intel i7、8 GB RAM、1 TB HDD、Windows 10 Pro、21インチ TFT モニター
        
    
    

        
制御パネル（VFD）
        
Schneider ATV212、22 kW、三相、MCCB、過負荷リレー、プッシュボタン、タワーライト、非常停止付き
    
    

        
安全インターロック
        
過熱 (> 130 °C → VFD停止)、過圧 (> 14 bar → 逃し弁)、低オイルレベル警報
    
    

        
設置面積（概算）
        
2.5 m × 1.5 m × 1.8 m（コンプレッサースキッド、パネル、リザーバの合計）
    
    

        
コンプレッサースキッド寸法
        
1.3 m × 0.78 m × 1.2 m
    
    

        
DAQキャビネット寸法
        
0.6 m × 0.8 m × 1.8 m
    
    

        
VFD制御パネル寸法
        
0.8 m × 0.3 m × 1 m
    
    

        
リザーバ寸法
        
Ø 1 m × 1.2 m
    
    

        
構造材質
        
スキッド: IS 2066 MS板（10 mm）+ ISMC-100 チャンネル; リザーバ: IS 2062 E 250 BR 鋼; 配管: SS/PK
    
    

        
塗装/コーティング
        
スキッド: 粉体塗装; リザーバ: プライマー + 防錆トップコート
    
    

        
計装精度
        

            • 圧力: ±1 % FS（Wika 233.50.100）

            • 温度: ±0.5 °C（Wika TR 10）
        
    


3. 主な機能ブロック
リグは4つの主要サブシステムに分かれ、各サブシステムは統合されたテストループを形成します:
 1. コンプレッサアセンブリ
  - 機械: 15 kW電動モーターで駆動されるオイル注入式ロータリースクリューコンプレッサ。  
  - 動作: テストオイルを内部ベアリングとスクリューに通し、オイルを含んだ空気をセパレーターへ排出。

 2. 電力制御ユニット（VFDパネル）
  - 可変周波数ドライブ: Schneider ATV212（22 kW、三相）がモーター速度を制御し、圧力、温度、流量の設定値を維持。  
  - 電気パネル: MCCB、プッシュボタン、タワーライト（赤/黄/緑）、非常停止、およびモーター過熱、過圧、故障条件用インターロックを装備。

 3. データ取得 & 制御（DAQ/PLC）
  - PLC: Siemens SIMATIC S7-1200（全アナログ/デジタルI/O用）  
  - HMI/産業用PC: Advantech産業用コンピュータ（Intel i7、8 GB RAM、1 TB HDD、Windows 10 Pro）でリアルタイム監視用ソフトウェアを搭載  
  - センサー:
   ▪ 圧力トランスミッタ（Wika S20、吸込0–2.5 bar abs、吐出/リザーバ0–16 barゲージ）  
   ▪ 温度トランスミッタ（Wika TR 10、0–150 °C、6 mmプローブ）  
   ▪ 流量計（タービン式、0–150 LPM、4–20 mA出力）  
   ▪ 電力計（必要に応じて）  

4. 空気/オイル冷却 & 貯蔵
  - オイルクーラー + 循環ポンプ: コンプレッサへのオイル入口温度を維持、VFD制御で出口 ≤ 130 °C。  
  - エアクーラー + セパレーター: 圧縮空気を冷却しオイルを分離、リザーバに貯蔵。  
  - リザーバ: 500 L垂直鋼製容器（IS 2062 E 250 BR）、15 bar耐圧試験済み、リフティングフック、排水弁（½″ BSPM）、ゲージポート（¼″ + ½″ BSPM）付き。  
  - 安全弁: リザーバに14 barで設定、12.5 barで角シート弁経由で自動排水。

4. 詳細油圧回路
閉ループオイル回路は次の通りです:  
 1. オイル注入: タンクからコンプレッサベアリングへオイルを供給。  
 2. 排出分離: オイル+空気混合物がセパレーターに入り、オイルはタンクに戻り、空気はエアクーラーを通過。  
 3. オイル冷却: 分離オイルはオイルクーラーを通過（温度トランスミッタ6.3/6.4）。  
 4. 流量計（7.0）: オイル流量（0–150 LPM）測定。  
 5. サンプリングポイント: ラボ分析用オイル採取。  
 6. 安全弁（8.0）: 回路を14 bar以上の過圧から保護。  
 7. オイルタンク（9.0）: 500 L容量、レベルインジケータ、排水、点検ポート付き。  
 8. コンプレッサへ戻す: オイルはコンプレッサ注入口へ再循環（圧力トランスミッタ5.1が0–16 barゲージを測定）。

油圧回路ラベル:
● 1.0 = コンプレッサ吸込  
● 2.0 = VFDパネル  
● 3.0 = 電力計  
● 4.0 = 吸込圧力トランスミッタ  
● 5.1–5.5 = 吐出/リザーバ圧力トランスミッタ  
● 6.1–6.6 = クーラー周辺温度トランスミッタ  
● 7.0 = 流量計  
● 8.0 = 安全弁  
● 9.0 = オイルリザーバ  
● 10.0 = リザーバ自動排水弁  
● 11.0 = 圧力計  
● 12.0 = エアドライヤ（クリーン圧縮空気供給用）  
● 13.0 = オプション計装（露点センサー等）

5. 機械および構造部品
1. ベーススキッド & フレーム
 o ISMC-100チャンネル（脚）と10 mm厚MSベースプレート（IS 2066）で製作、承認図面に基づき溶接、粉体塗装。  
 o 4隅にリフティングフック（16 mm厚MS）、ジャッキおよびクレーン作業に対応。

2. エアリザーバ & マニホールド
 o シェルとドームエンド: IS 2062 E 250 BR、楕円エンド、15 bar耐圧試験済み。  
 o マニホールドブロック: MS製、½″ BSPMソケット装着、浸透探傷検査済み。  
 o プライマー + トップコート塗装、24時間乾燥。

3. 配管 & 継手
 o 高圧チューブ（SS/PK）およびコンプレッサ、クーラー、リザーバ、弁を接続。全接続部18 barで漏れ検査済み。  
 o リザーバ底部に自動排水弁（Parker/Festo、½″ BSPM）、空気駆動角シート弁（Parker/Festo、½″ BSPM）で制御。

4. 冷却パッケージ
 o オイル・エアクーラーはオイル ≤ 130 °Cを維持（130 °Cで重要遮断）。  
 o VFD制御ファン/モーターで吐出温度に応じ可変冷却。

5. 計装取り付け
 o 圧力計（Wika 233.50.100、0–21 bar、1 % FS）を吸込/吐出ラインおよびリザーバに設置。  
 o ゲージ/トランスミッタをSSソケット（SA-105、3000#）に取り付け、遮断弁付き。  
 o 流量計（タービン、1″ BSPF）をオイルクーラー下流に設置。  
 o 温度トランスミッタを6 mmサーモウェルに挿入、オイルクーラー前後および吐出に設置。

6. 電気 & 制御アーキテクチャ
 ● 電源入力: 三相、415 VAC、63 A（顧客供給）

 ● VFDパネル:
     - Schneider ATV212（22 kW）  
     - MCCB、過負荷リレー、ヒューズ、コンタクタ、モーター保護  
     - プッシュボタン: START, STOP, RESET; 非常停止（マッシュルームヘッド）  
     - タワーライト（緑=準備完了、黄=運転中、赤=故障）

 ● PLC/DCSキャビネット:
     - Siemens S7-1200 CPU、4–20 mAループ用アナログ入力（圧力、温度、流量）  
     - デジタルI/Oでインターロック、アラーム、モーター/バルブ制御  
     - SMPSおよびMCBを回路図通りに設置  
     - PLCと産業用PC間Ethernetリンク

 ● HMI/産業用PC:
     - 21インチTFTモニター、キーボード、マウス  
     - タンク水位、オイル温度、圧力、アラーム状態をリアルタイム表示  
     - 全パラメータのログ記録、CSV/Excel出力可能

 ● 安全インターロック:
     - 過熱（オイル > 130 °C → VFD停止）  
     - 過圧（リザーバ > 14 bar → 安全弁作動、アラーム）  
     - 低オイルレベル → コンプレッサ停止  
     - HMIでのパスワード保護による不正操作防止

7. 材料表（主要部品）

  

    
項目番号
    
部品番号
    
説明
    
メーカー／型式
    
数量
  
  

    
1
    
2A3876P0001
    
オイル注入式ロータリースクリューコンプレッサ、20 HP／15 kW
    
Atlas Copco GA 15 A 13
    
1
  
  

    
2
    
2A3876P0002
    
可変周波数ドライブ（22 kW, 三相）
    
Schneider ATV212
    
1
  
  

    
3
    
2A3876P0003
    
エネルギーメーター（必要に応じて）
    
標準
    
1
  
  

    
4
    
2A3876P0004
    
圧力トランスミッタ、0–2.5 bar abs
    
Wika S20
    
1
  
  

    
5
    
2A3876P0005（×4）
    
冷却要素付き圧力トランスミッタ、0–16 bar
    
Wika S20
    
4
  
  

    
6
    
2A3876P0006（×5）
    
温度トランスミッタ、0–150 °C
    
Wika TR 10
    
5
  
  

    
7
    
2A3876P0007
    
流量計、0–150 LPM（タービン式）
    
標準
    
1
  
  

    
8
    
–
    
VFD（追加、必要に応じて）
    
標準
    
1
  
  

    
9
    
2A3876P0009
    
オイルタンク、500 L、15 bar、縦型設置
    
Neometrix
    
1
  
  

    
10
    
2A3876P0010
    
圧力計、0–21 bar、精度1 % FS
    
Wika 233.50.100
    
1
  


8. 品質保証 & 試験プロトコル
8.1. 工場受入試験（FAT）
出荷前、各リグは以下を実施:  
 ● 油圧整合性: 18 barで漏れ試験、全配管/継手漏れなし確認  
 ● 圧力/温度精度: NABL認定ラボで校正証明書取得  
 ● 外観検査: 寸法（コンプレッサスキッド 約1.3 m × 0.78 m × 1.2 m）、ラベル、プッシュボタン・ゲージ取り付け確認  
 ● エアリザーバ: 耐圧試験証明書、溶接記録、リフティングフック、ポートサイズ確認（¼″ × 2、½″ × 2、入口/出口 1½″ × 2）  
 ● 安全 & インターロック: 非常停止、アラームブザー、タワーライト、モーターインターロック、逃がし弁検証、HMIパスワード保護  
 ● 機能試験:  
   • VFD段階的立ち上げ、コンプレッサ起動確認  
   • オイル冷却性能: 入/出口温度記録（40–84 °C範囲）、130 °C以下で遮断  
   • 圧力試験: 吸込、運転、吐出圧力を10分毎に記録、リザーバ12.5 barで排水、14 barで安全弁作動確認

8.2. 現地受入試験（SAT）
BPCL設置後（3週間以内）:  
 ● 機械設置確認: 基礎、水平、配列確認  
 ● 電気接続確認: 電源（3Φ 415 VAC, 63 A）、接地、配線ルート確認  
 ● 機能運転: 4,000 hrのフルロード運転（最低期待信頼性）  
 ● ドキュメント引き渡し:  
   1. ユーザーマニュアル & メンテナンスマニュアル（ハード/ソフトコピー各2部）  
   2. 技術図面一式（GA、回路、BOM）  
   3. コンプレッサ試験証明書、2年保証書  
   4. BPCLオペレータ向けトレーニング（Neometrixサービスエンジニア）

9. 運転手順
1. 起動手順
 ● タンクのオイルレベル確認、規定まで充填  
 ● リザーバ排水弁閉鎖  
 ● VFDパネル起動、パラメータ設定（目標RPM/圧力）  
 ● PLC/PC起動、HMIアプリケーション開始  
 ● HMIで「START」押下、VFDが設定速度まで上昇、コンプレッサスプールアップ  
 ● オイル入/出口温度監視、必要に応じVFD制御ファン調整

2. データ記録
 ● HMIは1秒ごとに吸込圧、吐出圧、リザーバ圧、オイル温度、周囲条件、流量を記録  
 ● アラーム閾値: オイル温度 > 130 °C（VFD停止）、リザーバ圧 > 14 bar（安全弁作動）

3. 停止手順
 ● HMIでVFD速度徐々に減速  
 ● 無負荷でコンプレッサをアイドル運転  
 ● 角シート弁を開きリザーバ圧力放出  
 ● VFD → PLC → 主電源オフ  
 ● サンプリングポイントで残油排出、ラボ分析用採取  
 ● 最終試験報告書記録（オイル温度、圧力、運転時間、消費電力）

10. 材料 & 安全機能
 ● 構造鋼: スキッド、リザーバシェル、支持構造にIS 2062 E 250 BR  
 ● 溶接基準: 認定溶接士、重要接合部に浸透探傷検査  
 ● 塗装: スキッドは粉体塗装、リザーバはプライマー + 防錆塗装  
 ● 安全:  
   - VFDパネルおよびDAQキャビネットの非常押ボタン  
   - タワーライト（緑=準備完了、黄=運転中、赤=故障）  
   - 警報ブザー  
   - 過熱・過圧インターロック  
   - 操作インターフェースのパスワード保護

11. 消耗品 & メンテナンス
 ● コンプレッサオイル: テストグレード（ISO VG 32, 46, 68, 100）、BPCL供給  
 ● フィルタ:  
   - インラインオイルフィルタ、200 hrごと交換  
   - エアドライヤカートリッジ、6か月毎または湿度アラーム時交換  
 ● 冷却液: オイルクーラー用水/グリコール混合液（周囲 > 35 °Cの場合）  
 ● 推奨予備部品:  
   - 圧力トランスミッタ（各レンジ1個予備）、温度センサー（1個予備）  
   - Vベルトセット（ベルト駆動時）、フランジ用Oリングおよびガスケット  
   - VFD/PLC用ヒューズ・遮断器  
   - タワーライト電球、HMI-PCバックアップストレージ

12. レポート & 納品物
各テスト運転後、納品物:  
1. オイル性能レポート
 ● オイル入/出口温度 vs 時間  
 ● 圧力曲線（吸込、吐出、リザーバ）  
 ● 流量 vs 時間  
 ● 観察結果（サージ、圧力降下、異常温度上昇）

2. コンプレッサログ
 ● 総運転時間、VFD RPMプロファイル、消費電力（kWh）

3. 不適合 & メンテナンスログ
 ● センサー/校正の逸脱  
 ● 漏れや安全弁作動  
 ● 実施したメンテナンス（フィルタ交換、カップリング確認）

4. 最終まとめ
 ● オイルの酸化性および適合性に関する結論  
 ● 次回試験サイクルまたはオイル交換間隔の推奨

まとめ:
このコンプレッサテストリグは、完全統合型CEグレードプラットフォームとして設計され、以下を実現します:  
 ● 15 kWオイル注入式ロータリースクリューコンプレッサを制御下で運転  
 ● オイル/空気を冷却・分離し、テストオイルを長時間（≥4,000 hr）再循環  
 ● PLC/DAQおよび産業用PC HMIで包括的データを記録  
 ● 安全基準（圧力逃がし、インターロック、非常停止）を遵守  
 ● コンプレッサ潤滑油の堅牢で再現可能なテストを提供