粉体搬送設備は、製造工場、焼却施設、バイオマス発電所、各種プラントなど、さまざまな現場で利用されています。
一方で、粉体や粒体は、
などによって挙動が大きく変わるため、設備条件が合っていないとさまざまなトラブルが発生します。
代表的なものとして、
- 配管が詰まる
- ホッパーから材料が出てこない
- 粉じんが飛散する
- ホースや配管が摩耗する
- 搬送量が徐々に低下する
といった問題があります。
こうしたトラブルは、単に作業効率を低下させるだけではありません。
設備停止、清掃工数の増加、部品交換、作業員の負担増加などにつながる場合もあります。
この記事では、粉体搬送設備で発生しやすい代表的なトラブルと、その原因・対策についてまとめて解説します。
粉体搬送設備でトラブルが発生する理由
粉体や粒体は、液体のように一定の条件で流れるとは限りません。
同じ材料であっても、
- 水分が増えた
- 保管期間が長くなった
- 粒径が変わった
- 搬送距離が伸びた
- 配管ルートを変更した
- 処理量を増やした
といった条件変化によって搬送状態が変わることがあります。
また、設備側でも、
- エアー量不足
- ホースの劣化
- 配管内部への堆積
- エア漏れ
- 摩耗
- フィルターの目詰まり
などが発生すると、本来の搬送能力を発揮できなくなる場合があります。
粉体搬送トラブルを改善するには、
「症状だけを見る」のではなく、
「搬送物側の条件」と「設備側の条件」の両方を確認することが重要です。
トラブル① 配管・ホースが詰まる
粉体搬送設備で代表的なトラブルのひとつが、配管やホースの閉塞です。
完全に詰まって搬送できなくなる場合だけでなく、
- 搬送量が徐々に低下する
- 配管内に材料が残る
- 特定のエルボ付近で滞留する
といった症状から始まることもあります。
主な原因
配管詰まりの原因としては、
- 搬送速度不足
- 含水率の上昇
- 配管内壁への材料付着
- 材料の過剰供給
- 異物や大きな塊の混入
- エルボが多い配管レイアウト
- 搬送距離の増加
- エアー量不足
などが考えられます。
水分による付着
粉体が水分を含むことで、粒子同士や配管内壁への付着性が高くなる場合があります。
特に微粉体では、少量の付着物が徐々に蓄積して配管断面を狭くし、搬送能力低下や閉塞につながる場合があります。
曲管・エルボでの滞留
配管の方向が変わるエルボ部分では、材料の流れ方や速度が変化します。
曲がりが多い配管では圧力損失も大きくなるため、搬送条件によっては材料が滞留しやすくなります。
主な対策
- 搬送物の含水率・性状を確認する
- エアー量を確認する
- 材料供給量を見直す
- 不要なエルボを減らす
- 配管内部を定期的に確認する
- 詰まりが発生する位置を特定する
- 搬送条件を再設定する
同じ場所で繰り返し閉塞する場合は、単純に清掃するだけでなく、
「なぜその位置で詰まるのか」
を確認することが重要です。
詳しくは、
→ 「粉体搬送で配管が詰まる原因とは？現場でよくあるトラブルと対策を解説」
をご覧ください。
トラブル② ホッパー内でブリッジが発生する
ホッパーやサイロ内部で、材料がアーチ状に固まり、排出口から出てこなくなる現象を「ブリッジ現象」と呼びます。
ホッパー内部には材料が残っているにもかかわらず、排出口付近で流れが止まるため、その先の搬送設備へ材料を安定供給できなくなります。
主な原因
- 含水率・湿気
- 粉体の付着性
- 粒径
- 粒子形状
- 圧密
- ホッパー角度
- 排出口径
などが影響します。
現場で起こる問題
ブリッジが発生すると、
- 原料供給が停止する
- 搬送量が不安定になる
- 生産設備を止める必要が生じる
- 作業員による突き崩しが必要になる
といった問題につながります。
また、ブリッジが突然崩れることで、一度に大量の材料が搬送設備へ流れ込み、配管閉塞を引き起こす可能性もあります。
主な対策
- ホッパー形状・角度の見直し
- 排出口径の確認
- 水分・保管環境の管理
- バイブレーター
- エアレーション
- 粉体性状に応じた供給方法の検討
すでに形成された固結物については、材料を崩してから回収・搬送する方法もあります。
詳しくは、
→ 「ブリッジ現象とは？ホッパー内で粉体が流れなくなる原因と対策」
をご覧ください。
トラブル③ 粉じんが飛散する
粉体を取り扱う現場では、搬送そのものだけでなく粉じん対策も重要です。
特に、
などでは、投入・排出・積み替え作業時に粉じんが発生する場合があります。
粉じんが発生しやすい場所
- ホッパーへの投入時
- フレコンへの排出時
- コンベアから別設備へ移す場所
- 人力による袋詰め・積み替え
- 回収作業時
などがあります。
粉じんによる問題
粉じんが飛散すると、
- 作業環境の悪化
- 清掃作業の増加
- 設備周辺への堆積
- 作業者の視界悪化
- 周辺設備への粉体侵入
などにつながる場合があります。
主な対策
搬送経路を密閉する
ホースや配管を利用した密閉搬送にすることで、開放状態で材料を移し替える回数を減らせる場合があります。
集粉・集じん設備を使用する
排出側で発生する微粉体を回収する場合は、集粉機や集じん機との組み合わせを検討します。
エコ・ワークでは、空気搬送機「ジェクター」と集粉機「ジェクロン」を組み合わせ、
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコン
といった構成も使用されています。
→ 集粉機「ジェクロン」の詳しい情報はこちら
トラブル④ ホース・配管が摩耗する
粉体・粒体を搬送すると、材料がホースや配管内部へ衝突します。
そのため、対象物によっては設備内部の摩耗が進みます。
特に、
など、硬く摩耗性のある材料では注意が必要です。
摩耗しやすい場所
材料が均一にすべての部分を摩耗させるとは限りません。
特に、
- エルボ
- 曲管
- 排出部分
- 材料が高速で衝突する場所
では摩耗が集中する場合があります。
摩耗が進むとどうなる？
摩耗が進行すると、
- ホースに穴が開く
- 配管が薄くなる
- エア漏れが発生する
- 粉体が外部へ漏れる
- 搬送能力が低下する
といった問題につながる可能性があります。
主な対策
- 摩耗箇所を定期点検する
- 摩耗性に適したホースを使用する
- エルボ・排出部分を重点的に確認する
- 搬送速度が過度に高くないか確認する
- 消耗部品を計画的に交換する
ジェクターでは、対象物によって排出側の摩耗が大きくなる場合があるため、エコ・ワークでは条件に応じてセラミック補強耐摩耗ホースをご提案しています。
詳しくは、
→ 「粉体・粒体による摩耗とは？搬送設備の寿命を延ばすための対策を解説」
も参考にしてください。
トラブル⑤ 搬送能力が徐々に低下する
「設備は動いているのに、以前より材料を運べなくなった」
というトラブルもあります。
例えば、
- 回収に時間がかかるようになった
- 1時間あたりの搬送量が減った
- 吸引力が弱く感じる
- 搬送物が配管内に残る
といった症状です。
主な原因
- 配管内部への材料堆積
- ホースの劣化
- エア漏れ
- 接続部の緩み
- フィルター・集粉設備の目詰まり
- コンプレッサー能力不足
- 搬送物の性状変化
- 搬送距離・配管構成の変更
などが考えられます。
「設備故障」と決めつけない
搬送能力が低下すると、設備本体の故障を疑いがちです。
しかし実際には、
「材料が湿っていた」
「ホースに小さな穴が開いていた」
「配管内部へ材料が堆積していた」
「現場変更で搬送距離が伸びていた」
といった条件変化が原因となる場合もあります。
まずは設備全体と使用条件を確認することが重要です。
トラブル⑥ 粉体が設備へ付着する
配管閉塞と関連して起こりやすいのが、材料の付着です。
粉体が、
- ホース
- 配管
- ホッパー
- 排出部
- 集粉設備
などへ付着すると、設備内部に徐々に材料が蓄積します。
主な原因
- 含水率
- 油分
- 微粒子
- 静電気
- 温度変化
- 材料特有の粘着性
などが考えられます。
付着が進むことで、
- 搬送能力低下
- 清掃頻度増加
- 配管閉塞
- 製品の混入・コンタミ
などにつながる場合があります。
対象物の状態を確認し、搬送設備だけでなく保管・供給工程も含めて見直す必要があります。
トラブル⑦ 搬送物が分離・偏析する
粒径や比重の異なる材料を混合した状態で搬送する場合は、偏析にも注意が必要です。
搬送中に、
- 重い粒子
- 軽い粒子
- 大きな粒子
- 小さな粒子
の動き方が異なることで、混合状態にばらつきが発生する場合があります。
品質管理が重要な原料では、単に「運べる」だけでなく、
「搬送後の材料状態に問題がないか」
まで確認することが重要です。
トラブルを減らすために確認したい5つのポイント
粉体搬送設備のトラブルを減らすためには、日常的に次のポイントを確認しておくことが重要です。
1．搬送物の性状
- 粒径
- 比重
- 含水率
- 付着性
- 摩耗性
などが変化していないか確認します。
2．搬送条件
- 搬送距離
- 高低差
- エルボ数
- 材料供給量
- エアー量
などを確認します。
3．ホース・配管
- 摩耗
- 穴あき
- 材料堆積
- 接続部
などを定期的に確認します。
4．周辺設備
コンプレッサー、集粉機、フィルターなどの状態も搬送能力に影響します。
5．設備変更履歴
トラブルが発生する前に、
「材料を変更した」
「配管ルートを変更した」
「処理量を増やした」
などの変更がなかったか確認します。
設備そのものだけではなく、「以前との違い」を探すことで原因を特定しやすくなります。
トラブルが続く場合は設備選定そのものを見直す
清掃や部品交換を繰り返しても同じトラブルが発生する場合は、現在の設備が現場条件に合っているかを見直す必要があります。
例えば、
- 搬送物が変わった
- 必要搬送量が増えた
- 搬送距離が伸びた
- 人力作業を減らしたい
- 粉じん対策を強化したい
- メンテナンス負担を減らしたい
といった場合です。
このようなケースでは、部分的な修理だけでなく、搬送方式そのものを比較する価値があります。
空気搬送機「ジェクター」
エコ・ワークでは、圧縮空気を動力として粉体・粒体を吸引・搬送する空気搬送機「ジェクター」を取り扱っています。
ジェクター本体は駆動部を持たないシンプルな構造で、
など、さまざまな対象物の回収・搬送に使用されています。
ただし、ジェクターであればすべての粉体トラブルを解決できるというわけではありません。
対象物の性状や搬送距離、含水率、必要搬送量などを確認し、現場条件に合った設備を選定することが重要です。
→ 空気搬送機「ジェクター」の詳しい情報はこちら
実際の搬送物でテストできます
粉体搬送トラブルでは、材料名だけでは原因を判断しにくいケースがあります。
実際の対象物を使用してテストすることで、
- 安定して吸引できるか
- 必要な搬送量を確保できるか
- 材料が付着しないか
- ホース内で詰まりが発生しないか
- 摩耗対策が必要か
- 集粉設備が必要か
- 適した機種はどれか
などを事前に確認できます。
「現在の粉体搬送設備でトラブルが続いている」
「別の搬送方法を検討したい」
「ジェクターで搬送できるか確認したい」
といった場合も、対象物や現場条件をご相談ください。
［ジェクターの詳しい情報を見る］
［現場テスト・設備改善について相談する］
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よくある質問
粉体搬送で最も多いトラブルは何ですか？
現場によって異なりますが、配管閉塞、付着、ブリッジ、粉じん、摩耗、搬送能力低下などが代表的なトラブルです。
複数の原因が同時に関係している場合もあります。
配管が頻繁に詰まる場合はどうすればいいですか？
詰まりを取り除くだけでなく、
- 詰まる位置
- 搬送物の状態
- エアー量
- 配管レイアウト
- 材料供給量
などを確認することが重要です。
搬送能力が急に落ちた場合は設備故障ですか？
必ずしも設備本体の故障とは限りません。
ホースの穴あき、エア漏れ、材料付着、含水率変化、配管内部の堆積などでも搬送能力が低下する場合があります。
粉じんを減らす方法はありますか？
ホース・配管による密閉搬送や、集粉・集じん設備との組み合わせなどが考えられます。
対象物や排出方法によって適した方法は異なります。
摩耗しやすい材料にはどのようなものがありますか？
ブラスト材、砂類、セラミックボールなど、硬く摩耗性のある材料ではホース・配管の摩耗が進みやすい場合があります。
トラブルが多い場合、搬送設備を交換した方がいいですか？
必ずしも交換が必要とは限りません。
まずは搬送物、設備状態、配管条件、必要能力などを確認し、調整・改造で対応できるか、新規設備が必要かを判断します。
まとめ
粉体搬送設備では、
- 配管閉塞
- ブリッジ
- 粉じん飛散
- ホース・配管の摩耗
- 搬送能力低下
- 材料付着
- 偏析
など、さまざまなトラブルが発生する可能性があります。
こうした問題は設備本体だけでなく、
- 搬送物の性状
- 含水率
- 搬送距離
- 配管レイアウト
- エアー量
- 材料供給量
- 設備の摩耗・劣化
など複数の条件が関係しています。
そのため、トラブルが発生した際は単に症状を解消するだけでなく、
「なぜ発生したのか」
を確認することが重要です。
また、同じ問題を繰り返す場合は、現在の設備や搬送方式が現場条件に適しているかを見直す必要があります。
エコ・ワークでは、対象物や搬送距離、現場条件を確認したうえで、空気搬送機「ジェクター」や集粉機「ジェクロン」を活用した設備構成をご提案しています。
実際の搬送物を使用した現場テストについてもご相談いただけます。