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スクリュー式とレシプロ式コンプレッサーの違いとは?

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スクリュー式とレシプロ式コンプレッサー比較画像

工場のコンプレッサーの更新を検討する際、「今と同じレシプロ式でいいのか、スクリュー式にすべきか」「静かになると聞いたがスクリュー式は高い」「そもそも何が違うのかよくわからない」といったお困りごとはありませんか。

コンプレッサーは10年以上使う設備です。選び方を間違えると、電気代・保守費・騒音といった形で長く負担が残ります。

今回はそのようなスクリュー式とレシプロ式の違いについて、構造の差から選定の判断基準までをご紹介いたします!

違いは「往復させるか、回転させるか」

結論からお伝えすると、両者の差は空気を圧縮する仕組みにあり、そこから運転の得意・不得意がすべて決まります。

レシプロ式(往復動式) シリンダの中でピストンを往復させ、空気を押し縮めます。自動車のエンジンと同じ構造です。仕組みが単純で、高い圧力をつくりやすく、本体価格も抑えられます。一方で往復運動のため振動と騒音が大きく、吐出空気に脈動が出ます。連続して回し続けると発熱が大きくなるため、休みを挟みながらの運転が前提になります。

スクリュー式(回転式) かみ合った2本のローターが回転し、その隙間で空気を連続的に押し込んで圧縮します。回転運動なので振動が少なく静かで、脈動もほとんどありません。連続運転に強く、大きな風量を安定して供給できます。ただし本体価格は高く、ローターとオイルの管理が必要です。

比較表

項目レシプロ式スクリュー式
圧縮方式ピストンの往復ローターの回転
適した容量帯小容量(0.75〜37kW程度)中〜大容量(11kW以上)
吐出圧力高圧まで対応しやすい0.7〜0.85MPa前後が中心
脈動あり(レシーバタンクで緩和)ほとんどなし
騒音・振動大きい小さい
運転パターン断続運転向き連続運転向き
効率部分負荷では有利な場合あり連続・高負荷で有利
本体価格安い高い
日常保守エアフィルタ、ベルト、バルブエアフィルタ、オイル、オイルセパレータ
主なオーバーホールバルブ・ピストンリング交換本体(エレメント)の分解整備
設置据付が容易排熱・換気の計画が必要
使用年数の目安10〜15年10〜15年(本体整備を挟む)

選定を分ける5つの判断軸

1. 空気の使い方が連続か、断続か

最も重要な軸です。エアを使う設備が一日中動いており、消費量が安定しているならスクリュー式が向いています。加工時だけエアガンを使う、成形機のエア抜きだけ、といった断続的な使い方であればレシプロ式で十分です。

スクリュー式は無負荷運転中も定格の2〜3割程度の電力を消費します。使用量が少ない工場に大きなスクリュー式を入れると、動いていない時間の電気代がかさみます。

2. 必要な空気量を実測しているか

更新時に最も多い失敗が、過大選定です。「今が22kWだから次も22kW」と決めてしまうケースがよくありますが、設備が減っていたり、逆に増設で足りなくなっていたりします。

現状の負荷率(負荷運転時間の割合)を1週間ほど測ってください。負荷率が3割程度しかないなら、1サイズ下げるか、インバータ機に替えるだけで電気代が大きく変わります。

SNGでは生産設備の増強によるエアー不足を受け、コンプレッサーを大型機へ更新した事例がございます。仮設コンプレッサーを用いて、生産ラインを止めずに入れ替えを行いました。詳しくは下記をご覧ください。
>>55kwコンプレッサー増設工事

エアタンクと架台を設置し大型機へ入れ替えた55kWコンプレッサー増設工事の施工完了後
施工事例:55kWコンプレッサー増設工事(施工完了後)

3. 圧縮空気に油分が入ってよいか

塗装、食品、電子部品、医療機器などでは、空気中の油分が製品不良につながります。この場合はオイルフリー仕様が必要です。スクリュー式にはオイルフリー機がそろっており、大風量を安定供給できます。レシプロ式にもオイルフリー機はありますが、容量が限られます。

油分が問題にならない一般的な加工工場であれば、給油式で問題ありません。

4. 設置場所の条件

スクリュー式は静かなため、工場内に設置しても作業環境を悪化させません。逆にレシプロ式は騒音と振動が大きく、事務所や検査室の近くには向きません。

一方でスクリュー式は排熱が大きく、換気が不十分だと吸込温度が上がって能力が落ち、故障の原因にもなります。狭い機械室に押し込む計画であれば、換気設備もあわせて検討が必要です。

SNGではコンプレッサー室の換気改善事例がございます。室温上昇による設備停止の懸念を、吸気用換気扇の増設で解消しました。詳しくは下記をご覧ください。
>>換気扇設置工事

コンプレッサー室の窓を加工して吸気用の有圧換気扇を2台増設した換気扇設置工事の施工完了後
施工事例:コンプレッサー室の換気扇設置工事(施工完了後)

また、SNGではスクリュー式コンプレッサーの整備事例もございます。詳しくは下記をご覧ください。
>>スクリューコンプレッサー整備

コンプレッサー導入事例写真
施工事例:スクリュー式コンプレッサー導入工事(試運転時)

5. 初期費用とランニングコストのどちらを重視するか

コンプレッサーの生涯コストは、その大半を電気代が占めます。本体価格は全体の1割程度にすぎません。

したがって、稼働時間が長い工場ほど本体価格の差はすぐに埋まります。一日8時間・週5日以上動かすのであれば、電気代で判断すべきです。逆に、たまにしか使わない予備機や小規模な用途では、初期費用の安いレシプロ式が合理的です。

インバータ機という選択肢

近年のスクリュー式には、必要な空気量に合わせて回転数を変えるインバータ機があります。使用量が時間帯によって変動する工場では、無負荷運転のムダが減り、消費電力を1〜2割下げられることがあります。

ただし、常に高負荷で使う工場では固定速機のほうが効率がよく、インバータ機の価格差を回収できません。負荷変動が大きいかどうかで判断してください。

複数台ある工場では、台数制御(複数台を必要量に応じて自動で運転・停止させる制御)を組み合わせると、さらに効率が上がります。

既存コンプレッサーの寿命や、オーバーホールと買い替えの判断基準については、こちらのコラムで詳しく解説しております。
>>工場のコンプレッサーの寿命は10年?オーバーホールと買い替えの判断基準

選び方のまとめ

レシプロ式が向いているケース

  • エアの使用が断続的で、稼働時間が短い
  • 必要な空気量が少ない(おおむね7.5kW以下)
  • 初期費用を抑えたい
  • 高い吐出圧力が必要

スクリュー式が向いているケース

  • 一日中エアを使い、消費量が安定している
  • 必要な空気量が多い
  • 騒音・振動を抑えたい
  • オイルフリーの空気が必要
  • 電気代を下げたい

まとめ

コンプレッサーの選定は、カタログの型式を比べる前に、自社の使い方を数字にすることから始まります。

  • レシプロ式は断続運転・小容量・低コスト向き、スクリュー式は連続運転・大容量・低騒音向き
  • 更新時はまず現状の負荷率を測る。過大選定が最大のムダになる
  • 稼働時間が長いほど、本体価格より電気代で判断すべき
  • 負荷変動が大きいならインバータ機、複数台あるなら台数制御を検討する

現状の負荷率がわからない、どのサイズが適正か判断できないという場合は、実際の運転データを取るところからご相談ください。

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