ナノテクノロジーの分野において、デルフトにあるTNOのVan Leeuwenhoek Laboratory(VLL)はオランダ最大級の(クリーンルームを備えた)研究施設の一つです。 ここでの研究には航空宇宙分野における光学および計測機器に関する研究が含まれます。 ここでの課題の一つは大気圏外の「宇宙」にできるだけ近い環境を作り出すことです。 つまり、可能な限り高い真空度と試験を行う大型タンク内で -160 °C以下という極めて低い温度を実現することを目指すことを意味します。 これらの試験の後、その空間は大量の(5～6 立方メートル)の圧縮空気が送り込まれます。

Franco Brouwer氏はTNOのCREF(Corporate Real Estate & Facilities)部門においてテクノロジープロジェクトリーダーを務めており、その職務の一環として、設備のメンテナンスおよび改修を担当しています。 CREFにおいて、Teun Brusseeは本プロジェクトを監督したTNOのエンジニアリング部門を担当しました。 彼は言います：「タンクの再加熱や加圧に使用する圧縮空気は極めて乾燥している必要があります。」 圧縮空気とともに混入した水分子は測定対象物上で結露する可能性があります。 こうした分子が多すぎるとまず試験の測定結果に干渉する恐れがあり、さらに試験に使用している試料に深刻な損傷を与える可能性もあります。

事前監査

圧縮空気のクオリティに対する要求の高まり、試験依頼の増加および試験設備の利用可能性に関する顧客の要望を踏まえ、TNOは圧縮空気システムの更新を行う時期が来たと判断しました。

その第一段階として、Festoが事前監査を実施しました。 Koen Leeflangは公認監査人であり、圧縮空気システム全体の点検および改修において豊富な経験を有しています。「当社は定期的に企業を訪問し、圧縮空気システム全体の状況を把握するための監査を実施しています。」 これはISO 11011に基づいて行われており、どこに変更が必要かを判断するための優れた出発点となります。 容量の増強をご希望のお客様にとって、必ずしもコンプレッサの追加が必要とは限りません。 場合によっては配管の配置変更や、より太いパイプへの交換、あるいは多額の投資を必要としない別の賢明な解決策が解決の鍵となることがあります。 さらに、ほぼすべてのケースにおいて、省エネ対策をご提案することができます。

TNOにとってはこの問題はもう少し複雑だった。 一方で、圧縮空気のクオリティ向上を求める声があり、生産能力の拡大も必要とされていました。 しかし、事前調査の結果、すべてのユーザーが最高のクオリティの圧縮空気を必要としているわけではないことも明らかになりました。 したがって、すべての利用者に極めて乾燥した圧縮空気を供給するためにまったく新しい圧縮空気システムを構築するのは不必要にコストがかさむことになるでしょう。

プロジェクトグループ

事前監査およびTNOの要件により、圧縮空気システムの大幅な改修が必要となりました。 TNO, Festo, Royal HaskoningDHVで構成されるワーキンググループの立ち上げが不可欠となりました。 後者はTNOのデルフト研究所の建設および改修プロジェクトのプロジェクトマネージャーであるAnnelies Hemmerが代表を務めました。 「こうしたプロジェクトではプロジェクト計画書の作成、関連予算の策定および実現可能性の評価などが私の担当業務です。」 「この点において、FestoおよびTNOとの協力は極めて有意義なものとなりました。」

彼女は続けます：「この共同プロジェクトにおいて、Festoは圧縮空気システムの改造と拡張に関する技術的な提案を行います。」 TNOはこれが実際に望ましい結果をもたらすかどうかを評価する必要があり、私はその評価に基づき、本提案の財政的な実現可能性を検討します。 合意が得られた後、Royal HaskoningDHVがプロジェクトの実施に着手し、クライアントと協議の上、下請業者やサプライヤーを決定します。 例えば特定の継手や各種機器はFestoから供給され、エアドライヤはこの分野の専門業者から調達されました。

コンプレッサレベルでの冗長化

Festoの提案は2段階式圧縮空気システムに重点を置いていた。 その結果、この第1のシステムは極めて高い(乾燥)クオリティの圧縮空気を供給します(ISO 8573-1:2010のクラス2.1.1)。 2つ目は専用の配管を通じて標準クオリティの圧縮空気(ISO 8573-1:2010のクラス2.4.1)を供給します。 特筆すべき点はこれら2つのシステムの間に、必要に応じて両者を接続できる、いわゆる「緊急バルブ」が設置されていることです。 これにより、圧縮空気システムの圧力が低下する恐れがある場合(例：利用者が多すぎる場合など)、テストが失敗したり、一時的に停止したりすることを防ぎます。

生産能力とクオリティ

処理能力とクオリティの両方を確保するため、既存の3台のコンプレッサに加え、コンプレッサ1台と新しいドライヤ1台が追加されました。 Koen Leeflang：「まず後者から説明しますとこの新しいドライヤは-70°Cを下回る圧力露点を実現できる特殊な吸着式ドライヤです。 この圧力露点はドライヤ本体に搭載された専用センサによって監視されるほか排出ラインに設置された専用の圧力露点センサによっても監視されます。 これを新しいコンプレッサと組み合わせることで、真空タンクを加圧するために必要な、極めて乾燥した圧縮空気が得られます。 標準的な圧縮空気を十分に確保したい他のユーザーには4台目のコンプレッサを利用してもらうことができます。 このようにコンプレッサには冗長性が確保されているため、TNOは顧客に対し、システムの稼働率を最大限に高めることができます。

Teun Brussee：「このシステムにより、適切な場所で適切なクオリティの圧縮空気を確実に供給できるだけでなく、必要のない場所で高いクオリティな圧縮空気を生成するために無駄なエネルギーを消費することもありません。」 現在使用している 9～10bar単位の圧力を下げることで、さらにエネルギーの消費が削減されます。 例えば7.5barまで。 「もしこれでも十分であることが判明すれば、ここでさらに省エネ対策を進めることができます。」

協力

このシステムは現在、すべてのユーザーが満足のいく形で稼働しています。 こうして、三者は単なる良好な協力関係以上のものを築き上げたことを、満足感を持って振り返っています。 Teun Brussee：「Koenの知識と尽きることのない情熱のおかげで、私たちのあらゆる要望に応える解決策を見出すことができました。その結果、処理能力の向上、信頼性の向上、そして望んでいたクオリティの圧縮空気を確保することができました。」 すべて、エネルギー効率に優れています。 パーティー同士がこのように協力し合えるのは素晴らしいですね。