「金銀の山」と「緑の水と緑の山」の両方を手に入れることは、製造業企業が追求する目標となっている。省エネルギーと排出削減を効果的に行うためには、企業はより省エネで環境に優しい設備を導入するだけでなく、高性能な潤滑油を設備に導入する必要がある。これにより、企業のエネルギーコストを削減できるだけでなく、二酸化炭素排出量も削減できる。
エアコンプレッサー機械エネルギーをガス圧エネルギーに変換する装置であり、圧縮空気圧発生装置です。空気動力の供給、自動化装置の制御、地下通路の換気など、さまざまな場面で使用できます。鉱業、繊維産業、冶金産業、機械製造業、土木工学、石油化学産業など、幅広い産業で利用されており、多くの企業の生産・操業に不可欠な基幹設備です。
の機能エアコンプレッサー空気圧縮機は非常に強力で、企業の生産における「模範的な働き手」と言えるが、そのエネルギー消費量を過小評価してはならない。調査によると、空気圧縮機システムの消費電力は、ガスを使用する企業の総消費電力の15%から35%を占める。また、空気圧縮機のライフサイクルコスト全体のうち、エネルギー消費コストは約4分の3を占める。したがって、空気圧縮機のエネルギー効率改善は、企業の省エネルギーと二酸化炭素排出量削減にとって特に重要である。
コンプレッサーの省エネによる経済的メリットを簡単な計算で見てみましょう。132kWのコンプレッサーを例にとると、スクリュー式空気圧縮機例として、フルロード運転の場合を考えてみましょう。132kWは1時間あたり132度の電力消費を意味します。フルロード運転1日の電力消費量は132度×24時間で3168度となり、1年間の電力消費量は1156320度です。1キロワット時あたり1元で計算すると、132kWのスクリュー式空気圧縮機をフルロードで1年間運転した場合の電力消費量は1156320元となります。エネルギー節約率が1%であれば、1年間で11563.2元節約でき、エネルギー節約率が5%であれば、1年間で57816元節約できます。
機械設備の運転中の動力源である潤滑油は、その性能を向上させることで一定の省エネルギー効果を発揮することが、内燃機関の応用分野で実証されています。潤滑によって、内燃機関の燃料消費量を100キロメートルあたり5～10%効果的に削減できます。研究によると、機械設備の摩耗とエネルギー効率の低下の80%以上は、頻繁な始動・停止、連続的な高温・低温運転の段階で発生しています。筆者は、潤滑によって摩耗を低減し、エネルギー効率を向上させるためには、これら3つの重要な要素から着手する必要があると考えています。
現在、各OEMは独自のベンチテストを実施しており、これにより機器の実際の動作条件をより直接的にシミュレートできます。ベンチテストで評価される摩耗低減効果と省エネルギー効果は、実際の動作条件により近いものとなります。しかし、ベンチテストは費用がかかることが多いため、摩耗低減効果と省エネルギー効果の評価を実験室レベルまで進めれば、OEMのベンチテストのコスト削減と効率向上につながると筆者は考えています。
しかしながら、業界にはコンプレッサーオイルの省エネ効果を評価する特別な方法は存在しないが、筆者は内燃機関オイルに関する長年の研究成果を参考に、以下の実験を通して実験室レベルでのコンプレッサーオイルの省エネ効果を評価できると考えている。
1. 粘度評価
粘度は潤滑油の重要な指標であり、それを表現する方法は数多く存在する。
動粘度は最も一般的な粘度であり、流体の流動性や内部摩擦特性を反映する指標です。動粘度を測定することで、様々な温度における流体の流動性や潤滑性能を評価することができます。
ブルックフィールド回転粘度は、米国ブルックフィールド家が先駆けて開発した回転粘度測定法であり、その名称もブルックフィールド家が考案したものです。この方法は、ローターと流体の間に発生するせん断力と抵抗力の独特な関係を利用して粘度値を求め、様々な温度におけるオイルの回転粘度を評価するもので、トランスミッションオイルの一般的な指標となっています。
低温見かけ粘度とは、一定の速度勾配下における対応するせん断応力をせん断速度で割った値を指します。これはエンジンオイルの一般的な粘度評価指標であり、エンジンの冷間始動性能と良好な相関関係があり、低温条件下でのエンジンオイルのポンプ性能不足による不具合を予測することができます。
低温ポンプ粘度とは、低温条件下でオイルポンプが各摩擦面にオイルを送り出す能力を評価する指標です。エンジンオイルの一般的な粘度評価指標であり、エンジンの始動性能、始動時の摩耗性能、および始動時のエネルギー消費量と直接的な関係があります。
2. 摩耗評価
潤滑性と摩擦低減は、潤滑油の最も重要な特性の一つです。摩耗評価は、油製品の耐摩耗性能を評価する最も直接的な方法でもあります。最も一般的な評価方法は、四球式摩擦試験機です。
四球摩擦試験機は、点接触圧力下での滑り摩擦の形で潤滑剤の耐荷重能力を評価します。これには、最大非焼き付き荷重PB、焼結荷重PD、総合摩耗値ZMZが含まれます。また、長期摩耗試験を実施し、摩擦を測定し、摩擦係数、摩耗スポットサイズなどを計算します。特殊なアクセサリを使用すると、材料の端面摩耗試験や模擬摩耗試験も実行できます。四球摩擦試験は、オイル製品の耐摩耗性能を評価するための非常に直感的で重要な指標です。さまざまな工業用オイル、トランスミッションオイル、金属加工オイルの評価に使用できます。潤滑油のさまざまな用途に応じて、さまざまな評価指標を選択することもできます。直接的な耐摩耗性および極圧データを提供するだけでなく、実験中の摩擦曲線の傾向と線型を観察することで、油膜の安定性、均一性、連続性も直感的に評価できます。
さらに、微小運動摩耗試験、微小ピッチング防止試験、ギアおよびポンプ摩耗試験はすべて、石油製品の耐摩耗性能を評価するための有効な手段である。
様々な耐摩耗性能試験を通して、オイルの摩耗低減能力を直接的に反映させることができ、これは潤滑油の省エネルギー効果を評価するための最も直接的なフィードバックでもある。
投稿日時：2024年7月1日
