近年、予算の削減傾向がすすみ、当施設も厳しい運営状況が続いています。 そんな状況下においても、お構いなしに機器の不具合は発生します。 そして専門業者に修理を頼もうにも、当施設の予算ではとても賄う事の出来ない金額の見積書が返ってきます。 そこで、自力で出来るものなら自力でやってしまおうと、他大学へ技術習得の勉強に行き、 なんとか修理（保守・整備）する事ができましたのでご紹介します。 結果的には費用を大幅に抑える事と同時に機器への理解も深める事ができ大成功でした。

＜液化用圧縮機の油面計が動作不良＞
液化用圧縮機にはヘリウムガスとオイルを分離するためのオイルセパレータタンクという部位があり、 このタンクには油面計（オイルレベルゲージ）が付帯しています。 圧縮機のオイルが適正な量であるのか日常点検ではここを確認します。 確認のタイミングは圧縮機が稼働中に行う必要があり、普段から稼働中にチェックしてきました。
さて、この圧縮機にはスクリュー部分にオイル受けが設置されていて、メカシールからの微量の漏れオイルを溜めるようになっています。 新規導入から8年間、漏れ出たオイルを定期的に捨ててきた事を踏まえると、油面は徐々に下がってくるはずなのですが、 確認すると油面計はいつもオイル多量（黄色い位置）を示したままです。 これはいったいどういう事なのでしょうか。 “いずれ減って適量になるだろう”と楽観視してきましたが、だんだん不安になってきました。
そこである時、圧縮機が停止するタイミングで油面計を確認してみると、表示が全く動いていない事がわかりました。 通常は圧縮機を停止すると循環していたオイルがタンクの底へ溜まるため、油面計は稼働時よりも高い位置を示すことになります。 結局のところ、稼働中に確認する事ばかりにとらわれて、実は油面計が動いていなかった事に長い事気が付かずにいた事になります。 さて、何年も油面が減らない事、油面計が全く動いていない事、これら踏まえると油面計の故障が疑われます。
オイルセパレータタンクの油面計 いつも同じ位置を示していた油面計


＜油面計の構造＞
油面計の構造は意外とシンプルで、油面の上下に合わせて浮き沈みするフロート（浮き球）と表示部分（色の塗ってあるコマ）からできています。 フロートと表示部は軸で繋がっており、フロートの浮き沈みに合わせて表示部が回転します。 下写真でわかるように、フロートが油面に合わせて下へ行くと表示部は警告カラーである赤色のLOWレベルを示し、 水平位置に浮上すれば緑色の適正量、上へ高く浮き上がれば黄色のHIGHレベルを示します。 サイトグラスの様に実際の液面を見る事が出来ないので、タンク内の油面位置は不明でしたが、 油面計とほぼ水平な位置がオイルの適正量である事が今回初めてわかりました。
油面計の構造：フロートが上下動すると、動きに合わせて表示部が回転する


＜整備の範囲と技術習得＞
油面の位置が不明であるという事は、ある日突然、油面低下で起動できなくなってしまうリスクを抱えているという事になります。 学内基盤設備としてこのような状況で運用していくわけにはいきませんので、早急に修理しないといけません。 まず、油面計を修理するためには、オイルセパレータタンクを開放しなくてはなりません。 また、油面計を取り外すとなると、内部にあるオイルを抜き取る必要も出て来ます。 この部分に関連するメンテナンスには、オイル交換、オイルセパレーターカートリッジの交換がありますが、 メンテナンススケジュールを確認すると時間間隔が非常に長く、めったに手を出さないレベルの整備となっています。 せっかくなので、この機会に関係する消耗品の交換は全て済ませてしまうのが良さそうです。 という事で、今回の油面計修理に合わせて、オイル交換、オイルセパレータカートリッジ交換、ついでにオイルフィルター交換を行う事を計画しました。

しかしながら、冒頭にも書いた通り業者へ依頼する予算も無く、しばらくは綱渡りのような気分の運用が続きました。 そんな折、他大学の技術職員の方から“他機種の圧縮機ながらほぼ構成が同じ圧縮機の整備を予定しているので学習に来てはどうか”とのありがたいお誘いを受けました。 上述のメンテナンススケジュールの時間スケールから考えると、タイミングが非常に良くかなり運が良かったです。
訪問先の大学では、作業を主体的にやらせてもらう事で、実際に触れて作業要領や状況判断、注意点などを学びました。 作業中は油まみれになるのでノートにメモを取る事はせず、なるべく写真を多く撮り（カメラも汚れるが仕方ない）、 後日写真を振り返りながら作業要領を文章に起こして、作業手順や注意点などを記した整備資料を作成しました。
整備を勉強した類似機種のBSD81 オイル抜き作業


＜修理・整備の決行＞
オイルおよび交換部品を調達後、学習してきた整備資料を参考にして作業に取りかかりました。 整備の失敗やトラブルに備えて、ヘリウムの需要状況および液化運転スケジュールを考慮した日程で行う必要があります。 主な手順は以下の通りです。

項目 備考
事前確認 各バルブのフローシートと実物の相対確認、バルブ操作による閉鎖区分の確認
電源とラインの縁切り フローシートを確認してバルブを閉じる
セパレータタンクへ圧力導入 前回運転後、保持できず抜けていたので圧張りした
オイル抜き 導入した内圧によりオイルを放出させて抜く
セパレータタンクの開放 付帯配管を取り外す際、セパレータタンクの二次側も外す事になるので内圧を抜いておく
セパレータタンク内の整備 油面計の修理、オイルセパレータカートリッジの交換等
新オイル充填 20L缶2本より36L充填するが、多めに入れておいて後で稼働中に抜いて調整する
セパレータタンクの組み立て 天板のボルト締め込み過ぎに注意、付帯配管の取り付け間違い注意
気密試験 圧張りして開放した箇所にガス漏れが無いか確認する
ガス置換 入り込んだ空気を追い出してヘリウムガスに置換する
試運転 ラインへ復旧させ、圧縮機を起動して様子を見る
油面調整 試運転中にオイルを抜いて油面が適量になるよう調整する
　
・事前確認
普段は自動制御で稼働させるので、圧縮機筐体内でどのバルブがどこにあって、どのような動きをしているのかなど全く把握してませんでした。 まずは各バルブのフローシートと実物の相対確認をしました。また、開放時のバルブ操作による圧力が密閉される閉鎖区分を確認する必要があります。
どれがどのバルブなのか?! テプラで番号を貼っておいた
バルブを閉じた際の圧力区分の色分け：3区分になる
　
・セパレータタンクへ圧力導入
前回運転終了時にセパレータタンク天板上のバルブV20を閉じておけば内圧を維持できるとの事らしいですが（メーカー確認）、抜けてしまいました。 圧力を導入する方法として、圧縮機を運転して昇圧する方法と、ガスボンベから加圧する方法があり、今回はガスボンベから圧力を導入しました。 加圧量はマニュアルによれば、適圧300〜500kPaとありましたが、情けない事にレンジ違いのレギュレーターしか持ち合わせが無く、80kPaまでしか加圧できませんでした。 しかし、この圧力でも排油は問題なくできました。
ガスボンベから加圧 付帯の継手で接続する
　
・オイル抜き
セパレータタンク、オイルクーラー、エアエンド（スクリュー）、オイルタンクそれぞれ底に継手が設置されているので、そこへ付帯のホースを接続します。 ちなみに、このメーカー付帯の継手（ドイツ製？）は接続した際、“カチッ”という手応えが乏しく分かりづらいです。 ちゃんと接続できているのか引っ張って抜けない事を確認するのが良いです。 バルブを開けると圧力がかかるので排油ホースの放出口側は手でしっかり保持して排油します。 また、エアエンドからの排油時はカップリング（モーターの軸）を手で回してやると、オイルが移動して来るので抜き残しが無くなるそうです。
低い狭い暗い手応え乏しい、接続には一苦労 エアエンド排油時はカップリングを手回し
　
・セパレータタンクの開放
セパレータタンク天板上に接続されている付帯配管を取り外します。 この内、銅管の配管はセパレータタンク側だけでなく、逆側の接続先も外します（両側外さないと配管が歪んでしまう）。 また、銅管の配管はどれも似ているので、再設置の際に分からなくならないように予めマークをしておくと良いです。
銅管配管はどれも似ている 黒、赤、緑など色違いで予めマークしておく
　
袋ナットが上向きなので回転方向に注意 ガスパイプは干渉しないよう上へ90度ひねる
　
吐出弁（PCV12）は重いので慎重に 向きが分からなくならないようマーク
　
セパレータカートリッジの取り外し 新旧比較：ほとんど汚れてない
　
ちなみに研修先で見た空気圧縮機の
フィルターはものすごく汚れていた		 セパレータタンク内部も汚れており
ヘリウムガスと空気の違いがすごい
　
・セパレータタンク内の整備
さて、問題の油面計修理ですが、結論から書くと故障してませんでした。 オイル抜きの過程で油面低下とともに、油面計が動いたので疑問に思っていたのですが、 セパレータタンクを開放して内部を確認したところ、物理的に何かが引っ掛かっているという事も無くスムーズに可動しました。 その後の新オイル充填の際も、油面上昇とともに正常に動いていました。 今まで動かなかったのは一体どういう事なのでしょうか？これに関しては後述します。
セパレータタンクの内部はきれい 油面計も動いていた！
　
・新オイル充填
オイル缶は持ち上げるには重いので、灯油を汲む際に用いる手動ポンプで充填しました。 充填中に油面計の動きも確認します。 充填必要量の36Lに対して一缶20L入りでしたので2本目の缶はポンプで汲めるところまでにしました（ポンプは缶の底まで届かない）。 なお、油面の適正位置は圧縮機が稼働中でないと確認できないので、整備の時点では多めに充填しておいて後で試運転中に抜き取る事で調整します。 ちなみに稼働中にオイルを補充する事はできません。 稼働中はタンク内圧が大気圧よりも高くなるので、オイル補充のために注油口を開放できないためです。 以前使っていた圧縮機は、ガスボンベからオイルボンベへ加圧して差圧でオイルを補充できる継手を備えてましたが、 残念ながら現在の圧縮機にはそういう機構はありません。
灯油ポンプが便利 油面計の動作状況を確認しながら
　
・セパレータタンクの組み立て
取り外したものをすべて元の通りに組み立てます。 天板の留めボルトは締め過ぎに注意します。 ある箇所を締め過ぎると、他箇所が相対的に緩くなり、そこを締め付け過ぎると他がまた緩くなる悪循環に陥るのでバランスを考えて締めます。
ボルトの締め過ぎに注意 ガスパイプは結構硬い
　
・気密試験
セパレータタンク内へはガスボンベより加圧、吐出先の二次側へは封じ切ったバルブを開けてガスを導入します。 発泡液やヘリウムガスを検知するリークディテクターを用いて、今回取り外した箇所に漏れが無いか一ヵ所毎に丁寧にチェックします。 ガスパイプのひねった可動部や、セパレータタンクから遠く離れたオイルフィルター（上記記述では割愛してますが今回交換しました）も忘れずにチェックします。
発泡液でチェック 簡易リークディテクターでもチェック
　
・ガス置換
バルブで仕切った３区間をそれぞれ真空引きします。 作業効率を踏まえると３区間同時に引けると楽なので、継手ホースは３組あると便利です。 なお、排油で使った継手ホースを真空引きでも用いると、オイル混じりのガスを引く事になるので、 ドライポンプで真空引きしてしまうとポンプ内部をオイルで汚染してしまう恐れがあります。 圧縮機のオイルが混じったとしても、オイル交換できるロータリーポンプを用いる方がベターでしょうか。
継手ホースが3組あれば３区間同時に引ける ロータリーポンプで真空引き
　
・油面調整
オイルの油面位置調整は圧縮機が稼働中に行う必要があるため、試運転させて行います。 オイルは少し多めに充填してあるので、抜き取りながら適量になるよう調整します。 今後のメカシールからの微量なオイル漏れも考慮して、今回は適量（緑色）と多量（黄色）の境目に調整しました。 なお、稼働中はオイル温度が上昇するのでセパレータタンクも熱くなり、火傷に注意が必要です。 整備した日は猛暑日でしたが安全のため長袖を着用して作業しました。
セパレータタンク底から抜き取り 抜き出したオイルは元の缶へ回収
　
稼働中の油面計表示：上限目一杯 停止時の油面計表示：少し増える


＜油面計が動かなかったわけ＞
圧縮機整備は二日間に渡りましたが無事成功しました。 今回のオイル交換では約40Lのオイルが排出されました。 当初、油面計が動かない事を故障と考え、油面計修理と、せっかくなのでオイル他、消耗品一式の交換を実施する事になりました。 しかし、今回の整備過程で油面計は排油中も充填中も正常に動いており、実は故障していない事がわかりました。 では、なぜ今まで油面計が動かなかったのでしょうか？ オイルが必要量36Lに対して約40L排出された事から推測すると、当初から油面位置が高過ぎて油面計の可動範囲を超えていたと考えられます。 あくまでも推測ですが、圧縮機の導入当初に業者さんが2缶40L充填した後、油面調整（抜き取り）を忘れた可能性も考えられます。
抜き取ったオイルの総量がなぜか約40L・・
　
＜費用の圧縮効果＞
今回は専門業者による見積額が、当施設の予算で賄える額を大幅に超えていたため、自力で行う事で費用の圧縮を図りました。 実際にどれほど費用を抑える事が出来たのか計算してみました。 なお、“実際に使った費用”には学習に行った旅費ももちろん含まれます。

液化用圧縮機整備：費用比較
業者見積 1,392,120円　
実際に使った費用 546,134円　
費用圧縮率 39.2％　
　
これによると圧縮率は約４割となり、見積額の半額以下で整備できた事になります。 実際に使った費用の内訳としては、交換した消耗品（オイルだけで約37万円）が大きく占めているので、 削りようの無い消耗品の費用を除けば、かなり切り詰められたと思います。

＜取り組んだ意義＞
今回の整備は費用を大幅に抑え、尚且つ整備技術の習得、機器構造の理解など、メリットが大いにありました。 専門業者に任せてきた事も、自らチャレンジしてみれば意外と出来るものもある、と自信にもつながりました。 技術職員たるもの、今後もこういう挑戦意欲を持ち続けたいと思いました。 一方で失敗して起動不能、液化設備の運用が停滞してしまうなどのリスクもあったため、気軽に行えるものではありませんでした。 整備しながら、かつてのレシプロ式液化機のオーバーホールを思い出しました。年に一回、やはり緊張感に満ちた整備でした。 手のかかるレシプロ式液化機からメンテナンスフリーと謳われるタービン式液化機に更新されてから久しいですが、 今回の整備と通じるところがあり思い出したのかもしれません。 あの頃も、さんざん他大学技術職員の諸先輩方にお世話になりました。 そして今回もまたまた、ご提案・ご指導いただいた事に心より感謝申し上げます。大変ありがとうございました。