ルーツブロワーの説明: アプリケーションに適したタイプを選択する方法

ルーツブロワーがプロセス産業でデフォルトの選択肢であり続ける理由

米国 EPA のデータによると、曝気だけで下水処理施設の総電気代の 50 ～ 70% を占めます。その番号の後ろで動作している送風機は、ほとんどの場合、 ルーツブロワー — 吐出圧力に関係なく、シャフトの回転ごとに一定量のガスを移動させる容積式機械。この 1 つの特性、つまり背圧の変化に対して一定の流れを実現するという特性が、エンジニアが何十年もこの特性を指定し続ける理由です。

しかし、「ルーツブロワー」は幅広いマシンをカバーします。間違ったバリアントを選択すると、エネルギーの無駄、早期の摩耗、または完全なプロセスの失敗を意味します。このガイドでは、それらがどのように機能するか、数値が何を意味するか、どのタイプがどのジョブに適しているかを説明します。

ルーツブロワーの仕組み

逆回転する 2 つのローブ (現在ではほとんどの場合 3 つのローブ) が、内部圧縮を行わずに吸気ポケットから排出ポートまで空気を掃き出します。圧力は、閉じ込められたガスが排出側の高圧システムに到達したときにのみ発生します。その結果、断熱圧力が急激に上昇し、熱が発生します。この熱の管理は、ルーツブロワー設計における中心的なエンジニアリング課題です。

ローター間に金属間の接触がないため、潤滑油が気流に入りません。これは、食品加工、医薬品の充填、およびクリーンルームの空気輸送にとって重要な利点です。シャフト端のタイミングギアによりローブの同期が維持されます。

コアパフォーマンス仕様の概要

標準トライローブ ルーツブロワーs cover a flow range of 0.6 to 713.8 m³/min そして圧力上昇 9.8～98kPa 500 ～ 2,000 RPM のシャフト速度で。これらの数字は、小型の水産養殖タンクから大規模な自治体の曝気槽に至るまで、驚くほど幅広い用途に及びます。

4 つの応用分野 - どのモデルを使用するか

1. 廃水曝気

これは、世界的に最もボリュームのあるユースケースです。活性汚泥槽内の好気性バクテリアは、安定した中断のない酸素供給を必要とします。これはまさに容積式ブロワーが提供するものです。ほとんどの自治体のプラントは、標準曲線内に十分収まる 40 ～ 60 kPa の背圧で稼働しています。の 排水専用エアレーション ルーツブロワー 90 °C (58.8 kPa 時) の水冷切り替え閾値を備えており、継続的な高負荷動作中にユニットを保護します。制御キャビネットを備えたパッケージ化されたユニットは、騒音を 1 m で 77 dB 未満に抑えることができます。これは、住宅地の近くに設置されたプラントにとって重要です。

2. 空気輸送

セメント、小麦粉、プラスチック ペレット、フライアッシュなどのバルク固形物を輸送するには、パイプラインのさまざまな抵抗に対して一定の圧力を維持するブロワーが必要です。の 空気搬送 ルーツブロワ 同じ 0.6 ～ 713.8 m3/min の流量範囲で 9.8 ～ 98 kPa の圧力帯域全体にわたって定格されているため、システム設計者は短い水平走行と長い垂直リフトに柔軟に対応できます。

3. 危険場所でのガスの取り扱い

石油化学プラント、可燃性溶剤ライン、石炭処理コンベヤでは標準モーターを使用できません。の 防爆ルーツブロワー は、EX DⅡ BT4 / EX DⅡ CT4 のモーター認定を取得しており、最も一般的なゾーン 1 およびゾーン 2 のエリア分類を満たしています。流量および圧力パラメータは標準シリーズと一致しているため、再配管することなくアップグレード時に非Exユニットと交換できます。

4. 高温プロセスガス

キルンオフガスの回収、MVR (機械的蒸気再圧縮) 蒸発、および乾燥回路により、標準的なエラストマーや潤滑剤が許容できる温度をはるかに超える温度が上昇します。の 高温高圧ルーツブロワ 最大 500 °C のガス温度と最大 1.2 MPa の動作圧力に対応します。この仕様範囲では、多くのプラント レイアウトでブロワーの上流に高価な熱交換器を設置する必要がなくなります。

実用的な選択チェックリスト

モデルを指定する前に、次の 4 つのパラメータを固定してください。

• 実際の入口条件での必要流量 (m3/min) — 高度と入口温度を修正します。海抜ゼロメートルで定格されたブロワーは、高地ではより少ない質量流量を供給します。
• システム圧力上昇 (kPa) — パイプの摩擦、ディフューザーの背圧、フィルターの圧力降下が含まれます。 10 ～ 15% の設計マージンを追加します。
• ガスの組成と温度 — きれいな乾燥空気、湿った空気、または腐食性ガスには、それぞれ異なる材料の選択が必要です。プロセスガスが入口で 90 °C を超える場合は、高温ユニットまたは水冷ケーシングが必須です。
• サイトの分類と騒音制限 — 危険区域には認定された防爆モーターが必要です。騒音に敏感な場所では、音響エンクロージャまたは水中設置を指定する必要があります。

流量要件が季節的に変化する場合（養殖池、変動する生産スケジュール）、周波数変換起動キャビネットを介してブロワーと可変周波数ドライブ（VFD）を組み合わせることが、ハードウェアを変更せずに部分負荷のエネルギー消費を削減する最速の方法です。

よくあるサイズ間違いとその回避方法

オーバーサイズは見た目以上に危険です。あ ルーツブロワー running at well below its design point ローターのクリアランスを横切るスリップフローの増加、相対的な吐出温度の上昇、シールの摩耗の加速が見られます。常に、主要なプロセス条件で定格流量の 70% ～ 100% で動作するサイズにします。

サイズが小さすぎると、モーターが継続的に過負荷で動作する原因になります。ピーク需要が平均よりも大幅に高い場合は、ほとんどの場合、低負荷で 1 台の特大ブロワーを稼働させるのではなく、1 台のユニットをスタンバイ状態にして 2 台のマシンを設置することを検討してください。

最後に、逆止弁を無視しないでください。マルチブロワーシステムでは、適切に定格された逆止弁が、アイドルユニットによる逆回転、つまり数分以内にタイミングギアを損傷する故障モードを防ぎます。

知っておくべきメンテナンス間隔

3 ローブ ルーツ ブロワーは、バルブ プレート、ピストン、オイル インジェクションを必要とせず、メンテナンスの手間がかからない設計になっています。一般的なサービス スケジュールは、2,000 ～ 4,000 運転時間ごとのギアボックス オイル交換、月次の入口フィルタ検査 (ほこりの多い環境ではさらに頻繁)、V ベルト駆動構成の場合は 500 時間ごとのベルト張力チェックに重点を置いています。フレキシブルカップリングを備えた直結ユニットにより、ドライブトレインのメンテナンスがさらに軽減されます。

温度と振動は、早期警告の最良の 2 つの指標です。一定の速度と圧力で吐出温度が突然上昇する場合は、通常、内部クリアランスの増大または入口フィルタの部分的な詰まりを示します。振動の増加は通常、ベアリングの磨耗または材料の蓄積によるローターの不均衡を示します。