研發實驗室空壓機系統應採用獨立供氣或由工廠產線分接?

我們拜訪過許多研發實驗室或品質設計測試中心的客戶, 沒有工廠的研發型企業基本上研發實驗室與品質設計測試中心是獨立的空壓機系統; 然而許多自己有工廠且這幾個研究發展與品質部門使用的空壓機, 多數生醫製藥廠或IC高科技工廠會利用既有使用的空壓機系統分接工廠或產線空氣管路給 研發實驗室與品質設計測試中心使用，我們認為採用這種方式有幾點必須加以考量的：

研發專案需求與工廠生產時段匹配

研發實驗室或品質設計測試中心的作業是依據專案進度的里程碑需求，實驗或測試時經常必須執行到深夜, 或者是利用非上班的假日使用壓縮空氣來進行試驗；因此會有大部分的時間即使工廠產線是休息停線的，工廠大馬力數的空壓機仍舊必須啟動運轉來供應實驗室的用氣。這樣常見的情境會造成下列的影響 :

  1. 工廠產線用氣量大, 實驗室用氣量小; 舉例而言, 一座生醫製藥工廠可能需要使用到30~100馬力的無油螺旋式空壓機排氣量. 而研發實驗室卻只可能只需要1~5馬力的無油渦卷式空壓機排氣量. 如此, 大馬力空壓機啟動打氣沒多久就需要空車, 再過一陣子就會空久停機; 然後又沒多久又要啟動打氣, 於是陷入啟停頻繁的應用工況, 導致耗電以及影響空壓機的轉動部品損害。(下圖即是30馬力螺旋式空壓機應對3~5馬力排氣量需求的工況所呈現的空壓機運轉狀況)
  2. 螺旋式空壓機只要啟動運轉, 即使是不產生排氣量的空車狀況, 仍舊會有70%左右的耗能耗電; 而且雖然是空車, 但是軸承與潤滑油等仍舊在執行功能, 計算進去運轉時數以比對需要保養的時間點; 也就是說, 分接管路至研發實驗室或品質設計測試中心會增加大馬力空壓機的運轉時數而增加維護保養費用。
  3. 廠務或工務或工程部門人員通常主要是以支援工廠產線為主, 通常會搭配工廠產線作息; 如果研發實驗室需要用氣時, 是否能夠配合作業或者必須由研發實驗室人員自行操作, 這也是一個考慮因素.

管路長度, 管路洩漏與壓縮空氣品質

工廠的空壓管路路徑通常十分長, 經過分接會更加長，因此需要許多金屬管並經過彎頭與閥門…等配件，管路洩漏達25%以上 (請參考下圖國際統計資料)；研發實驗室與品質設計測試中心的壓縮空氣品質：乾燥程度、微生物允許量、含油分量以及固態顆粒雜質…等相對難以掌握。

通常壓力露點低於-26℃就能夠抑制微生物滋長, 如果管路產生洩漏, 依據費克定理 (Fick’s Law) 會讓管外的水分子特過洩漏口擴散至管內影響壓縮空氣乾燥程度; 空壓管路越長, 末端管路的壓縮空氣品質越難掌控!

密閉空調空間的實驗室更須在意壓縮空氣品質

研發實驗室與品質設計測試中心多為密閉空調空間，各種過濾器與濾材的品質與隨著時間遞減的過濾效果難以確保不佳的空氣品質透過設備與裝置的氣動閥, 氣壓缸或電磁閥閥門或噴嘴釋出影響空間空氣品質。

要控制壓縮空氣品質對於實驗結果減少非預期變數的影響, 縮短與其他系統的連結是一個相對較可靠的作法; 因此, 我們建議等級越高的研發實驗室應該盡量避免由工廠產線或其他來源分接空壓管路!

尤其多數食品飲料與化妝品工廠或部分保健食品工廠採用有油式空壓機 (只要末端使用作業區符合ISO 8573-1 Class 1.2.1空氣品質等級, 不直接或間接接觸到食材也是被HACCP或ISO 22000接受的), 之後再採用活性碳過濾器或活性碳槽來吸附油氣通常還是無法完全擄獲攔阻油氣; 採用分接進入研發實驗室或食品安全實驗室後, 在儀器設備運作時各種裝置釋放壓縮空氣到密閉空調空間, 對於長期處在密閉空調空間的科學家, 研發工程師或品質工程師以及研究助理的身心健康都不是好的環境!

至於研發型新創公司需要長期研發奮戰, 尤其在生醫製藥公司與IC設計公司，必須持續且長期地投入產品技術研發與製程研究發展、品質確效、認證與核准以及市場開發；許多設備的需求往往是依據專案應運而生, 無法說得準何時需要哪種固定規格的設備. 因此，無油渦卷式空壓機系統GoUseAir長期租用彈性換機的服務方案, 對於增加研發型新創企業的效率、營運彈性與減少資本支出更顯出是彌足珍貴的專業服務!

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生醫製藥與IC設計研發實驗室空壓機系統

特定行業研發實驗室, 品質測試中心與工廠對於壓縮空氣品質與應用工況較敏感者, 無油渦卷式空壓機是一種合適的選擇; 單模組可以滿足實驗室空壓機, 多模組則可以應對中大型研發中心, 品質測試中心與工廠應用. 通常 :

20~40hp的多模組無油渦卷式空壓機 適合 : 生醫製藥GMP工廠, 生物科技GMP工廠, 食品飲料GMP工廠, IC高科技廠辦與醫療院所.

1~5hp的單模組與7.5~15hp的多摩 組無油式空壓機 適合 : 實驗室, 研發中心與品質測試中心; 當然部分小型GMP工廠與高科技廠房也能夠使用多模組7.5~15hp的機型.

未來服務工業提供以日本岩田無油式空壓機與日本ORION乾燥過濾系統為載具的解決方案已經在台灣哪些領域有著顯著的實績? 就讓我們一起來審視一下日本岩田無油式空壓機的結合適合哪些行業應用工況!

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台南 六甲 林鳳營

乾燥機配置在空氣桶後面或前面影響研發實驗室空壓機系統空氣品質嗎?

壓縮空氣品質影響最深遠的四個汙染物包括 : 含水 (氣) 量, 含油 (氣) 量, 固態顆粒大小與數量, 以及微生物含量. 尤其在壓縮空氣中的含水 (氣) 量的影響是即時且明顯的. 不論是冷凍式乾燥機或吸附式乾燥機, 除了設計製造的品質以及設備故障有影響之外, 從技術層面來看, 影響乾燥機乾燥能效並後續影響選型與耗能的直接要素主要有下列四項 :

  1. 必須處理的風量以及乾燥機能夠處理的風量.
  2. 乾燥機的入口溫度.
  3. 乾燥機所處的環境溫度.
  4. 空壓機系統的操作壓力範圍.

這四項直接要素卻又深刻地被空壓機系統的配置與環境因素所影響, 我們先不討論其他影響四個主要要素的間接要素, 聚焦在空壓機系統設備的配置來加以探討; 在這邊我們也單純化, 以空壓機, 乾燥機與空氣桶三個設備各一組的配置方式來探討. 首先, 我們先來看看第一種可能配置 : 空壓機 + 乾燥機 + 空氣桶 –>連結到需求端的二次側管路系統 (請參考下圖的配置方式). 我們也假設空壓機的實際供氣量為425L/min, 而需求端的用氣量為300L/min, 空氣桶總容量115L (內置桶35L+外置桶80L); 空壓機啟動壓力為 7.0 bar, 空壓機的停機壓力為 8.0 bar.

空壓機+乾燥機+空氣桶的系統配置

空壓機的排氣溫度通常為環境溫度加上15度C~30度C (依據各種型式空壓機以及各家空壓機品牌設計不同), 採用上述配置設計則空壓機的出口溫度等於乾燥機的入口溫度; 也就是說, 如果環境溫度是攝氏35度C, 乾燥機入口溫度會是50~65度C (如果環境溫度是40度C, 則乾燥機入口溫度變成70度C). 乾燥機的處理風量主要是來自空壓機的實際排氣量, 因為空氣桶壓力降至7.0 bar時, 空壓機會滿載運轉輸出至乾燥機, 然後注入空氣桶; 所以乾燥機必須處理425L/min的壓縮空氣量.

上述 “空壓機+乾燥機+空氣桶" 的空壓機系統配置, 如果選用TRX5HD (耗電0.4kW) 最好的狀況是乾燥程度為壓力露點10度C; 如果要達到壓力露點5度C的空氣乾燥程度, 則必須選擇TRX10HD (耗電0.5kW) 的乾燥機, 乾燥機的能耗必須增加25%.

結論 : 空壓機+乾燥機+空氣桶 的系統配置, 將有幾個影響壓縮空氣乾燥程度的變數放大

  1. 乾燥機必須處理的壓縮空氣處理量較大 (因為直接處理來自空壓機的滿載實際排氣量)–>可能必須選型較大處理風量的乾燥機.
  2. 乾燥機的入口溫度較高 (因為直接承受來自空壓機運轉出口的溫度).–>乾燥機的處理效果下降.

空壓機+空氣桶+乾燥機的系統配置

空氣桶具備幾種重要功能, 包括 : 壓縮空氣儲存, 壓縮空氣進入空氣桶撞擊圓形內部會形成旋風除水集水效果, 壓縮空氣會降溫. 因此, 採用"空壓機+空氣桶+乾燥機"的配置模式, 在同樣的空壓機實際排氣量, 相同環境溫度, 以及相同操作壓力範圍條件, 下面是計算的選型結果 :

我們先來看看整個系統的運作方式 : 空壓機在空氣桶壓力降到7.0 bar時, 開始滿載啟動注入壓縮空氣到空氣桶, 然後空氣桶壓力達到8.0bar時, 空壓機停止運轉; 這個時候, 有將近80%的冷凝水透過空氣桶旋風效果以及空氣桶讓壓縮空氣降溫至30~35度C被蒐集在空氣桶底部, 透過手動或自動排水排除.

乾燥機的負荷部分分析起來, 會是如下工況 :

  1. 入口溫度降至35度C以下.
  2. 80%冷凝水已經被空氣桶處理, 因此只要處理其中20%即可.
  3. 需要處理的壓縮空氣來自需求端的用氣量; 因為現場需要時, 壓縮空氣才會從空氣桶流動至乾燥機, 再流動至現場使用端, 也就是說, 處理風量為上面提到的使用狀況300L/min, 而不是空壓機滿載運轉的425L/min.

我們可以降低選型標準入氣型的TRX5D (耗電0.3kW), 然後達到極佳的壓縮空氣乾燥程度壓力露點 < 攝氏5度C. 相對於 “空壓機+乾燥機+空氣桶" 的系統配置要達到相同壓力露點, 必須選用TRX10HD (耗電0.5kW) 的乾燥機節能66.7%.

有時候空壓機排氣量小於乾燥機很多的時候, 我們也是會選擇TRX5D的標準入氣型乾燥機來直接處理來自空壓機的壓縮空氣, 因為空壓機滿載壓縮空氣排氣量小於乾燥機可以處裡的風量不少, 壓力露點仍舊可以達到不錯的狀態. 主要原因是因為TRX5D已經是一般冷凍式乾燥機最小的設計了, 再則許多分接給使用現場的配氣分岐塊在空氣桶上比較好固定的緣故. 例如 : 岩田無油渦卷式空壓機一馬力 (74L/min)可以直接將空壓機與乾燥機連結使用; 三馬力 (255L/min) 與 五馬力 (425L/min) 則必須看環境條件 (例如 : 夏天容易環境溫度高, 或者是可選擇的乾燥機高溫型, 或哪些影響乾燥機出口乾燥程度的原因) 來決定兩者選擇那一種配置.

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宜蘭河畔

為何針對研發中心實驗室空壓機多會建議採用無油式空壓機?

許多具有領先地位的企業或者研發型企業或者是因為自身需要, 也或者是因為法規規定 (例如: 衛服部就有食品飲料工廠設置檢驗室或實驗室訂有規範) 而設置研發中心或者研發實驗室. 大多數行業的研發中心或實驗室設置空壓機系統時, 當然第一考慮是壓縮空氣品質是否會因為壓縮空氣的水氣, 油氣或固態顆粒, 甚至是微生物孳生數量影響實驗或開發成果; 但是往往忽略了身在實驗室或研發辦公室或品質測試中心密閉空調空間的科學家, 研發工程師或研究助理也需要潔淨的空氣品質讓身心健康.

我們審查過許多工廠的壓縮空氣系統, 也觀察到許多有油式空壓機系統從供給端, 傳輸, 以及需求端整個過程中, 到處都可以看到油氣造成的油汙, 油垢與乳化的油水; 請參考工廠實際發現的照片！

食品飲料BCAS 102指南針對食品安全提出對壓縮空氣的建議, 直接或間接接觸食品時應確保壓縮空氣品質達到ISO8573-1 Class 1.2.1, 生技製藥行業則依據無塵室的空氣品質等級間接等同於要求了壓縮空氣品質等級, 而IC半導體等高科技行業則依據製程品質經驗制定壓縮空氣品質等級. 為了一勞永逸, 藥典也好, IC半導體科技行業也罷, 多建議採用無油式空壓機是較佳的選擇. 原因在於使用有油式空壓機, 在後端再以活性碳過濾器或者是活性碳槽來處理油氣, 往往得不到需要的結果; 因為只要是濾材或者是吸附材都會有飽和的時候, 濾效或吸附效果會隨著時間經過衰減!

任何在密閉空調空間的研發實驗室, 我們都會建議採用無油式空壓機, 主要原因有三點 :

  1. 壓縮空氣品質汙染物的來源 (參考下圖) 來自大氣, 空壓機, 儲氣桶以及管路之中, 而最主要的來源是空壓機, 尤其是採用工業化學潤滑油的有油式空壓機產生的油氣 (Oil Carry-Over), 一般有油式空壓機螺旋式排氣含油量約2~5ppm, 有油往復式更高達10ppm以上; 這些隨著壓縮空氣排放出去的油份, 是主要的汙染物來源.
  2. 空壓機排氣中含油量雖然部分可以透過活性碳過濾器, 活性碳槽吸附, 但是並無法全部被擄獲, 跑到後面的油氣會縮短過濾器的壽命, 甚至會影響吸附式乾燥機的化學分子篩或氧化鋁吸附油氣而乾燥效果降低.
  3. 跑到需求端則影響到的更是重大, 主要是影響實驗產品的結果以及密閉空間裡研究人員的健康!
有油式空壓機必須更換許多與潤滑油有關的零件部品以及耗材
無油渦卷式空壓機系統在IC設計研發中心潔淨的空壓機機房

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日本岩田研發中心實驗室無油空壓機系列

日本岩田無油式空壓機與乾式無油真空幫浦從日本的產業研發中心實驗室應用到全球的GMP工廠與高科技廠房支援生產, 已經成為中小型無油式空壓機的領導品牌; 未來服務工業與岩田空壓機不是世界最大的空壓機品牌, 但是我們卻是世界最大的無油渦卷式空壓機品牌! 岩田無油式空壓機與乾式無油真空幫浦在下列領域提供十分傑出的應用協助 :

岩田無油式空壓機與真空幫浦行業應用

研發中心實驗室無油式空壓機系列產品

研發中心, 實驗室, 品質測試中心, GMP工廠或高科技廠辦需要的空壓機系統的如下特性, 都能夠在岩田無油式空壓機得到對應的解決方案.

  1. 極低的噪音值 : 無油渦卷式最低噪音值41dB, 無油往復式空壓機最低噪音值43dB….
  2. 穩定可靠 : 岩田無油渦卷式空壓機機體壽命長達30,000小時以上, 整機在正常保養與正常環境條件下, 均能夠陪伴科學家與專家職人一輩子!
  3. 百分之百無油 : 無油渦卷式空壓機取得德國TUV ISO8573-1 Class 0 國際無油認證證書.
  4. 節能環保 : 無油所以環保, 高效運轉創造節能特性!
  5. 近百年的市場淬鍊與驗證, 雖然在研發中心實驗室應用, 也不用擔心被當白老鼠!

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日本實驗室空壓機第一品牌__岩田無油渦卷式空壓機

未來服務工業偕同日本岩田空壓機專業提供生技製藥, IC設計以及食品飲料的研發中心, 實驗室, 品質測試中心, GMP工廠以及高科技廠辦符合規範的潔淨壓縮空氣!

各式無油式空壓機可選配內置乾燥機, 標準內置空氣桶 (無油渦卷式空壓機則為1至5馬力渦卷), 無油渦卷式空壓機並取得ISO8573-1 Class 0 百分之百無油國際認證證書! 超靜音室內型全天候無油渦卷式空壓機, 滿足新藥實驗室與IC設計研發中心與品質測試中心!

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#未來服務工業

#岩田無油式空壓機

#研發中心

#新藥實驗室

#品質測試中心

生醫製藥與IC設計空壓機首選 : 岩田無油渦卷式空壓機

未來服務工業與日本岩田空壓機不是世界最大的空壓機品牌, 但是卻是世界最大的無油渦卷式空壓機品牌. 岩田無油渦卷式空壓機每年從日本福島工場銷售超過40,000台, 累積已經在全球銷售超過600,000台. 主要的行業應用在 : 生技製藥, IC半導體, 齒科以及食品飲料行業.

將近百年的企業, 目前日本岩田福島空壓機工場已經全面自動化; 因為全球領先的研究發展與品質管理, 岩田無油渦卷式空壓機機體壽命是同業的1.5~2.0倍, 穩定可靠程度冠全球!

多模組無油渦卷式空壓機節能超越變頻式空壓機

GoUseAir長期租用服務方案

空壓機系統解決方案有賴具備專業技術與實務經驗的團隊, 未來服務工業團隊平均長達20年以上空壓機系統行業應用經驗, 提供最適化的系統規劃與建置; 搭配穩定可靠且環保節能的產品載具, 因此能夠提供客戶 " 安心 Peace of Mind" ! 未來服務工業推出以日本岩田無油渦卷式空壓機及日本ORION乾燥過濾系統 1~20馬力為解決方案載具的長期租用服務方案, 提供客戶生產競爭力與營運彈性的方案!

應用需求場合

如果客戶的公司或機構有如下的剛性需求, 深入瞭解未來服務工業的GoUseAir長期租用服務方案, 應該有機會瞭解合宜的解決方案 :

  1. 需要高品質潔淨乾燥的無油壓縮空氣.
  2. 需要相當安靜的運轉噪音; 例如 : 研發辦公室, 實驗室, 廠辦場所….
  3. 需要能夠彈性更換產氣量與空氣品質需求的場合.
  4. 需要提供穩定考靠的壓縮空氣氣源.

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研發實驗室空壓機耐久型與商用型差在哪裡? 以無油往復式為例

許多朋友採用中小型活塞式空壓機,而且目前有不少朋友採用有油式的活塞式空壓機。請容許我們先提一下在密閉空調空間我們十分不建議採用有油式空壓機 (不管是哪一種有油式空壓機)；因為有油活塞式空壓機壓縮熱溫度會高達攝氏180度C~200度C, 潤滑油進行降溫潤滑過程，會產生相當數量的油氣，並且隨著管路在空調空間逸散影響環境空氣品質。除此之外，油垢與油氣混合冷凝水造成油乳化跑到診療或車機，對於電磁閥、主軸或氣壓缸都是致命傷。

商用型空壓機一般應用在裝潢噴漆、木工、招牌製作….等每日需要空壓機啟動運轉低於累積小於2小時的設計；也就是說, 一般商用型的設計是以每年起動運轉時數300~900小時 (中端<500小時/年; 高端<900小時/年) 為設計基準。因為是為了應付這樣的輕負荷需求，所以包括空壓機的氣缸、活塞以及連桿並不需要太精密且也不需要太堅固強壯。

商用型無油空壓機結構分析

正式進入正題，交流關於工業型空壓機與商用型空壓機的主要差異：結構耐用程度。我們將以往復式 (活塞式) 來區分比較，而且以往復式空壓機最主要的部品活塞連桿組作為最主要的範例說明；至於工業型有油式與工業型無油式活塞空壓機先歸類成同一類，暫時不區分。下圖是商用型往復式空壓機的機體解剖圖，請各位參考並注意活塞連桿的主要結構：

商用型無油活塞式空壓機機體解剖圖

商用型活塞連桿組

商用型空壓機採用的馬達娆組

鋁線或者銅包鋁線娆組

馬達純銅娆組成為行銷工具?

基本上活塞的結構類似銅板的形狀，活塞與連桿的連結是靠鉚釘卯入，活塞與氣缸壁則靠類似橡膠襯墊或鐵氟龍O型環來保持氣密。活塞與連桿的材質通常是鋁合金，汽缸或汽缸蓋也是鋁合金以傳統銑床與鑽床快速加工，精度與表面粗度較粗糙。因為活塞連桿的連結屬於硬式連結，活塞與汽缸靠類似O型的橡膠或鐵氟龍襯墊容易產生間隙或變位卡住，效率衰減會比較快。不過本來商用型的設計就不是設計用來長時間負荷運轉或提供長期使用的，因此這樣的結構設計在DIY、木工、噴漆或商業用途只要價格便宜，是可以被消費者接受的。

工業型無油往復式空壓機

長壽穩定型或者說工業型設計因為材質選擇、加工精度，各種部品匹配、機器的運轉保護以及散熱設計均需要經過長期驗證; 因此，一般設計會以每年實際運轉時數超過2,000小時以上者為基礎。

無油往復式機體設計

岩田無油活塞機構材質分析

一般工業用活塞連桿組

一般無油活塞式的材質多為特殊鋁合金及鐵氟龍環; 但是結構類似

活塞、氣缸與氣缸蓋的材質通常是矽鋁合金 (增加耐磨度) 或球墨鑄鐵活塞 (更耐用)，連桿則多數是FC300的鑄鐵，並經過NC或CNC專用銑床做精度加工；尤其是連桿下方與軸承套入的部分更加在意精度要求。

活塞與連桿也是採用小軸承活塞內軸連結，可以順著氣缸與氣缸壁的磨耗狀況有些許彈性應對；軸承一般8,000~10,000小時必須更換，當然活塞有活塞環及刮油環 (如果是有油式) 來與氣缸壁接觸做密封與抗磨損。

下面照片中的機體馬達是實驗室或研發中心經常看到的空壓機型式，筆者以目前市場上屬於中高端的商用型無油往復式空壓機來做分析 (請參考下圖擷取自使用手冊之資料)；我們逐步來解析為何這型中高端商用型無油往復式空壓機應用在商用領域十分不錯，但是應用在工業輕中負荷就會比較辛苦….。

商用型無油往復式空壓機應用限制

操作注意事項中的2-5明確標示，這一類機體馬達的設計強力建議不要高於整個使用運轉循環的70%運轉負荷；也就是說，經常超過70%負載運轉，容易造成機體馬達燒掉。

高端商用無油活塞式機體更換

另外一方面，機體本身建議每年檢查且兩年就必須更換氣缸、活塞壓縮環及閥組；往往因為更換不容易且只換零件不划算，所以在機體馬達燒掉之後才會想到換整組的機體馬達….這樣的結果會產生極高的使用者營運機會成本！兩年到每三年就必須擔心機體馬達燒掉，每次更換的時間又不短，每次更換的費用也不低。因此，我們建議評估無油空壓機時，除了噪音與佔地空間之外，耐久可靠以及後續的維護保養成本才是關鍵！

岩田機體氣缸與整個機體散熱設計比較

為了延長各種零件部品的壽命, 日本岩田無油往復式空壓機則是採用兩段壓縮設計，為了降低壓縮腔高溫並設計他力二段式冷卻 (第二段強制他力風扇冷卻設計；氣缸與氣缸蓋的散熱鰭片深度與密度增加散熱面積，當然鋁壓鑄或鑄鐵砂模費用也相對高很多，詳見下圖比較)，陶瓷氣缸、高分子密合樹脂活塞 (可以隨著與氣缸磨損程度自然膨脹維持間隙)。

P.S. 日本岩田無油渦卷式空壓機在正常保養及環境條件下，機體壽命長達馬達啟動運轉30,000小時才需要觀察是否需要更換本體…；更何況GoUseAir方案提供使用者日本鹽田無油渦卷式空壓機不需要投入太多關心也不需要自己關注維護保養的使用權方案…。

日本岩田適合實驗室與研發中心無油空壓機

日本岩田無油式空壓機適合場域

  1. 無油渦卷式空壓機 : 特別適合住宅區、辦公區、住辦混合大樓或住商混合大樓。
  2. 靜音型無油往復式空壓機 : 適合廠辦大樓、工業區 (內部也帶桶)。
  3. 開放式無油往復式空壓機 : 適合廠辦大樓轉動設備專區、一般工業區。

三型式空壓機噪音值比較(自家比較)

工業長壽命耐久無油空壓機通常是大機體低轉速、馬達、電氣部品元件….也都有相當的差異，包括：馬達娆線銅線材質是高純銅還是鋁線材鍍銅？是否有足夠的安全或機械保護設計？…。

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有油式空壓機的潤滑油跑到哪裡去了?

過去經常聽到客戶在驚呼他們使用的空壓機系統潤滑油整個像倒的一樣衝到現場去了, 空壓機本身不是有油細分離器 (Oil Separator) 嗎? 管路不是有安裝管路過濾器 ( 多號稱含油量控制在 < 0.1mg/m3), 有安裝精密過濾器 (多號稱含油量控制在 < 0.01mg/m3), 有安裝活性碳過濾器 (多號稱含油量控制在0.003mg/m3) 嗎? 有的客戶甚至安裝了活性碳槽來增加油霧與油氣的吸附量. 一般製藥廠或者是高科技廠辦都會制定壓縮空氣品質含油量低於0.01mg/min (ISO8573-1 Class 1) 以下等級, 但是最後為了避免困擾, 還是會選用無油式空壓機. 食品飲料業則多數因為成本考量, 在台灣約有80%以上仍舊採用有油式空壓機系統; 生技廠健康食品部門則仍有60%以上採用有油式空壓機系統. 本篇將分享有油式空壓機潤滑油跑到哪裡去了? 跑掉多少量? 以及其對產品品質與管路後續處裡的種種成本影響.

觀油鏡 (油位計)

用過有油式空壓機的人都會被交代每天或者至少每週必須去看一下觀油鏡的油位，看看潤滑油是否太少了，以免機體燒毀或失去潤滑卡死。觀油鏡的種類不盡相同，例如：有的類似直尺狀刻劃上上下限油位 (例如下圖)，有的則是圓形的油位視窗 (通常小型的空壓機會採用)。

但是油到底跑到哪裡去了？否則潤滑油油位為甚麼會下降？下面我們舉三個最常見的可能原因, 然後做相關分析。

一、潤滑油隨著壓縮空氣跑到空氣管路、加工設備及專業人員工作現場。下表是油耗量

       (排氣含油量) 相對較少的螺旋式空壓機使用手冊資料，進行分析。

有油式空壓機含油量 01

使用手冊提到油細分離器(必須定期更換), 且隨著更換時間使用越久，排氣含油量會越高;前期排其含油量約3ppm；也就是說，假設一台50馬力有油式空壓機排氣量6,500~7,100L/分鐘，假設一年運轉6,000小時 (360,000分鐘), 就會產氣量234,000,000~255,600,000L/年 (如果以國際統計最常的負荷落在60~75%, 則約200,000,000L/年), 約略計算約有7.67L潤滑油流失 (約有超過1/3桶20L的潤滑油) 的潤滑油會跑到工作現場或積在管路當中, 所以必須經常注意油位並適時添加潤滑油。

有油式空壓機含油量

排氣含工業化學潤滑油的影響：

  1. 工業潤滑油氣隨著空氣管路跑到機器設備或者是作業現場, 第一線工作人員在噴槍或者設備真空產生器釋放的時候, 難免吸到化學潤滑油。
  2. 化學潤滑油氣隨著空氣管路跑到機器設備，冷凝水混合到潤滑油會產生油乳化，如果跑到電磁閥, 氣動閥, 氣壓缸或機器主軸軸承，容易造成設備故障。
  3. 管路中積累油垢，長期容易在管路中滋生細菌，對於空氣環境衛生與空氣品質是看不到的影響。(請見下圖靠近機器設備的冷凍式乾燥機熱交換器吸入側吸入機器設備周圍空氣積累了一堆油垢；該乾燥機已經經過清潔之後仍舊從鈑金縫不斷滲出潤滑油)。

二、工業化學潤滑油因為空壓機內部跑油路多出來的管路漏油。
有油式空壓機因為必須處理潤滑油的運作，因此多了不少油管、電磁閥、油過濾耗材…這些零件部品、耗材或者管路的連結都需要接頭或者襯墊或者O型環，有接合面就會產生洩漏的可能性且賣得越便宜的空壓機越想省成本，因此省錢的作法越容易漏油！這個部分需要特別注意的是漏油的油霧與油氣會沾附在隔音棉, 內部零件部品, 電氣部品或者甚至滲漏出來到地面; 容易引發電線短路走火與人員滑倒…等工安意外!

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三、潤滑油與冷凝水結合成劣化的油乳化冷凝水必須被排放(請參考下面實際影片)。

        有油式空壓機系統必須耗費許多人員無形的成本去關注運轉狀況，包括：油位是否正常？冷凝水中是否含有乳化的油？潤滑油與耗材是否要更換了？留意現場不要滑倒…。
許多廠商會告訴客戶後面使用濾油的過濾器就能夠克服, 實際上會有兩個問題：

  1. 管路及精密過濾器無法完全過濾掉油霧，且完全無法過濾油氣；活性碳過濾器雖然可以吸掉部分油氣，但是前期效果較佳，隨著濾材吸油的飽和程度效果會越來越差 (通常約1,000小時就必須更換); 請詳見下列影片示意。
  2. 濾材越多，維護保養的成本越高；工務或廠務人員必須隨時注意耗材是否需要更換的關注度要越高, 或者是必須利用儀器On-Line監測含油量。如果發生油跑到現場的問題，也很難去責難工務或者是工程或者是廠務的同仁, 因為有油式空壓機妥善率與過濾裝置的極限在哪裡誰也很難去掌握!

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研發實驗室用岩田無油渦卷式空壓機有哪些特點?

研發實驗室, 品質設計中心與研發測試中心通常需要相對潔淨的廠辦空間, 除了符合國際認證的壓縮空氣品質要求之外, 低噪音與不佔空間是十分重要的設計.

我們深刻體會到這樣的需求, 因此導入日本在研發實驗室與品質測試中心採用率最高的日本岩田無油渦卷式空壓機來對應滿足客戶的需求; 日本岩田一馬力到五馬力無油渦卷式空壓機是最受客戶青睞的機型. 能夠滿足這類客戶的特點到底在哪裡?

佔地面積十分小

如果以常見的 60 x 60 cm 地磚來比較, 佔地面積從1馬力到5馬力都小於一塊標準地磚的面積; 這樣的設計, 讓動輒每坪數十萬元或數百萬元的廠辦或商辦獲得極大的舒緩.

世界最小噪音設計

日本岩田的SLP Premium系列 (2馬力與3馬力) 噪音值分別為41dB與44dB, 是全球噪音值最低的機型; 而標準型的噪音值分別為–

  1. 一馬力SLP07EE(D) 噪音值為45dB.
  2. 二馬力SLP15EF(D) 噪音值為45dB.
  3. 三馬力SLP22EF(D) 噪音值為49dB.
  4. 五馬力SLP37EF(D) 噪音值為49dB.
SLP15EF噪音實際量測

低噪音的需求通常只有30%來自內部人員無法忍受噪音所產生的身心壓力的需求, 而實際上有70%則是鄰近的企業或人員無法忍受噪音導致的身心壓力抗議而產生的.

0級無油國際認證證書取得

日本岩田無油渦卷式空壓機是 ISO8573-1 Class0 百分之百無油國際認證的機型, 確保產出的潔淨無油的壓縮空氣; Oil Free, Trouble Free. 有油式空壓機除了空氣品質的含油量影響產品或製程品質之外, 油氣逸散在密閉空調空間對於人員的健康也是不好的!

潔淨無汙染的環境

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