可燃性冷媒（R290、R1270などの炭化水素やA2L合成ブレンド）を使用する特殊な産業用冷凍用途では、機器設計は厳格な防爆指令に準拠する必要があります。FrascoldのATEX認証半密閉スクリューコンプレッサーは、危険区域ゾーン1およびゾーン2環境での着火リスクを排除するように設計されています。この技術分析では、厳しい熱的および機械的負荷下での安全な操作を可能にする構造変更、シーリング材、および監視パラメータを検討します。
防爆エンクロージャーと電気アーキテクチャ
可燃性冷媒を取り扱う際の主な危険は、電気火花による着火のリスクです。Frascold ATEXコンプレッサーは、IP65またはIP66の防塵・防水規格に準拠したヘビーデューティー端子ボックスに内部電気部品を封入することで、このリスクを軽減します。
- エンクロージャー構造:端子ケーシングは、高グレードのダクタイル鋳鉄製で、防爆表面コーティングが施されています。接合部の火炎ギャップクリアランスは0.05mm未満の公差で機械加工されており、内部アークが外部の爆発性ガス雰囲気に着火しないことを保証します。
- ケーブルグランドと配線:周囲温度定格が-40℃から+80℃のATEX定格Ex-dケーブルグランドは、電源ラインの防爆封じ込めを維持するために必要です。
機械式シャフトシールとトライボロジー保護
可燃性ガス圧縮用に設計されたオープンタイプおよび半密閉構成では、駆動シャフトに沿った動的なガス封じ込めには特殊なメカニカルシールが必要です。
- シール材:接触リングは炭化ケイ素製で、カーボン・グラファイトの相手面と組み合わされています。この材料の組み合わせは、低い摩擦係数と高い熱伝導率を提供し、局所的なホットスポットの形成を防ぎます。
- エラストマーの完全性:静的および動的シールリングは、フッ素ゴム（FKM）または水素化ニトリルゴム（HNBR）製です。これらの化合物は、最大28 barの圧力下で、合成ポリオールエステル（POE）潤滑剤および炭化水素冷媒に暴露された際の化学的劣化や膨潤に耐性があります。
- ローター加工精度:半密閉コンプレッサーのスクリューローターは、5:6の非対称プロファイルを採用し、±0.005mmの寸法公差で機械加工され、表面粗さはRa 0.4ミクロン未満に制御されています。これにより、内部ガス漏れと摩擦熱発生が最小限に抑えられます。
熱管理とシステム安全統合
冷蔵倉庫およびプロセス冷却用途での長期的な信頼性を保証するには、運転温度を厳密に制御する必要があります。ATEX指令では、表面温度が指定された自然発火限界（温度クラスT3またはT4）を下回ることが要求されます。
- 温度センサー:内蔵のPT100抵抗温度検出器は、吐出ガスと巻線の温度を継続的に監視し、温度が120℃を超えると自動シャットダウンをトリガーします。
- 潤滑監視:差圧オイルスイッチは、ローターベアリングへの継続的なオイル供給を保証します。定期的なコンプレッサーメンテナンス中に、モーター巻線絶縁の誘電破壊を防ぐために、オイルの酸性度と水分含有量をチェックする必要があります。
結論
Frascold ATEXスクリュー冷凍コンプレッサーは、堅牢な機械設計と特殊な材料技術を統合し、危険区域の厳格な基準を満たしています。マイクロ公差ローター、SiCメカニカルシール、IP65端子エンクロージャーを備えた認証済み機器を選択することで、産業用冷凍オペレーターは、効率や信頼性を犠牲にすることなく、環境に優しい冷媒を安全に使用できます。
