この記事でわかること
- 粉体・粒体搬送設備にバックアップを用意する理由
- 搬送設備停止が生産ラインへ与える影響
- 固定設備を二重化する以外のバックアップ方法
- 可搬式搬送設備を予備設備として活用する考え方
- 工場内エアーを利用した緊急時の運用方法
- ジェクターによる長距離・高所への仮設搬送
- バックアップ設備を平常時にも活用する方法
- エコワークによる全国での運用サポート
はじめに
製造工場やプラントでは、
- スクリューコンベア
- ベルトコンベア
- バケットエレベーター
- 空気搬送設備
など、さまざまな設備によって粉体・粒体が搬送されています。
通常は問題なく稼働していても、
- モーター故障
- ベルト破損
- チェーン破損
- 配管閉塞
- ホース破損
- 搬送先設備の故障
などによって、突然搬送できなくなる可能性があります。
このとき、
「搬送設備が復旧するまで生産ライン全体を止めるしかない」
という状態になっていないでしょうか。
粉体・粒体搬送は、製造工程そのものではなくても、
原料を供給できなければ生産できない
製品や副産物を排出できなければ設備を動かせない
という意味で、生産ラインに欠かせない工程です。
そこで考えておきたいのが、
搬送設備が停止したときに使用できるバックアップ搬送ルート
です。
本記事では、粉体・粒体搬送設備の故障へ備える方法と、可搬式の空気搬送設備をバックアップとして活用する考え方について解説します。
粉体搬送設備が止まると何が起こる？
例えば、
原料サイロ
↓
搬送設備
↓
製造設備
というラインがあるとします。
製造設備そのものに問題がなくても、途中の搬送設備が停止すれば原料を供給できません。
つまり、
搬送設備故障
↓
原料供給停止
↓
製造設備停止
↓
生産停止
となる可能性があります。
搬送設備は生産ラインの「つなぎ役」
粉体・粒体搬送設備は、単独で製品を作る設備ではありません。
しかし、
工程A
↓
搬送
↓
工程B
というラインでは、搬送設備がなければ工程同士がつながりません。
そのため搬送設備が停止すると、
前工程は材料を排出できない
後工程は材料を受け取れない
という状態になることがあります。
搬送設備は目立ちにくい設備ですが、生産ライン全体の稼働率へ大きく影響する場合があります。
バックアップ設備とは？
バックアップ設備とは、通常使用している設備が使用できなくなったときに、代わりに使用する設備や搬送ルートです。
例えば、
通常：
サイロ
↓
スクリューコンベア
↓
ホッパー
バックアップ：
サイロまたは取り出し口
↓
仮設搬送設備
↓
ホース
↓
ホッパー
という構成です。
メイン設備が復旧するまでの間だけ、別ルートで材料を搬送します。
固定搬送設備を完全に二重化する方法
最も確実な方法の一つが、
メイン設備と同じ設備をもう1系統設置する
ことです。
例えば、
搬送ラインA
＋
搬送ラインB
としておけば、Aが停止してもBへ切り替えられます。
非常に重要な製造工程では、このような冗長化が合理的なケースもあります。
ただし完全二重化にはコストがかかる
同じ固定設備を2系統設置する場合には、
- 搬送機
- 配管
- 架台
- 電源
- 制御盤
- 設置スペース
- メンテナンス
も基本的に2系統必要になります。
年間を通してほとんど故障しない設備であれば、
「予備設備へどこまで投資するか」
という問題が出てきます。
そこで「可搬式をバックアップにする」という考え方
すべての搬送設備を完全二重化するのではなく、
可搬式の搬送設備を1台保有し、必要な場所でバックアップとして使用する
方法があります。
例えば、
通常時
→ 工場内清掃や原料投入
設備故障時
→ 故障ラインのバックアップ搬送
として使用します。
これなら、
非常時だけのために設備を眠らせておく必要を減らせます。
ジェクターを仮設搬送設備として活用
空気搬送機「ジェクター」は、圧縮空気を利用して粉体・粒体を、
- 吸引
- 搬送
- 投入
- 排出
できる設備です。
ホースを利用するため、固定配管とは別の搬送ルートを一時的に構築できます。
例えば、
通常ライン故障
↓
ジェクター設置
↓
吸引ホース
↓
排出ホース
↓
次工程
という運用です。
故障設備そのものを迂回できる可能性
例えば、
設備A
↓
スクリューコンベア
↓
設備B
というラインでスクリューコンベアが停止した場合、
条件が合えば、
設備A
↓
ジェクター
↓
仮設ホース
↓
設備B
とすることで、故障設備を一時的に迂回できる可能性があります。
もちろん、
- 材料の取り出し口
- 搬送量
- 設備Bへの投入方法
などを確認する必要があります。
「100％の能力」ではなく「生産を止めない能力」を考える
バックアップ設備では、必ずしもメイン設備と同じ搬送能力が必要とは限りません。
例えば通常ラインが、
5t/h
で搬送していたとしても、
バックアップ時は、
2t/hでも最低限生産を継続できる
という場合があります。
この場合、
通常能力100％を再現することより、完全停止を避けること
に価値があります。
例えば生産量を落として継続する
通常：
生産量100％
設備故障後：
搬送不能
↓
生産量0％
ではなく、
バックアップ搬送へ切り替え
↓
生産量40～60％
でも運転できれば、復旧までの生産ロスを抑えられる可能性があります。
バックアップ設備では、
「最低限どれくらい搬送できれば生産を継続できるか」
を把握しておくことが重要です。
バックアップ① 原料供給
例えば、
フレコン
↓
固定搬送設備
↓
ホッパー
という原料供給ラインが停止した場合です。
バックアップとして、
フレコン
↓
ジェクター
↓
ホッパー
という構成を準備しておけば、原料供給を継続できる可能性があります。
バックアップ② 設備間搬送
製造設備Aから設備Bへの中間搬送設備が停止した場合には、
設備A
↓
仮設ジェクター
↓
設備B
と直接搬送できる可能性があります。
既存工場ではホースを利用することで、設備や柱を避けながらルートを構築しやすいことも特徴です。
バックアップ③ 排出・回収
製造設備から材料を排出する設備が故障すると、
設備内部に材料が溜まり続け、最終的に生産を止めなければならない
場合があります。
その場合、
設備排出口
↓
ジェクター
↓
仮設回収先
として、材料を別ルートへ逃がす方法も検討できます。
バックアップ④ 清掃・残材回収
通常の搬送設備が停止した際には、修理前に内部の材料を抜き出す必要がある場合があります。
その場合にも、
設備内部
↓
ジェクター
↓
フレコン
として、残留物回収へ利用できます。
つまり1台の可搬式設備を、
生産継続用の仮設搬送
と、
修理前の残材回収
の両方へ活用できる可能性があります。
吸引側は5m程度を推奨
ジェクターでは、吸引側について5m程度を推奨しています。
現場によっては10m程度で使用しているお客様もいますが、基本的には搬送物の近くへジェクター本体を配置します。
例えば、
設備A
↓
吸引ホース5m程度
↓
ジェクター
↓
排出ホース
↓
設備B
という構成です。
バックアップルートは排出側を長くする
ジェクターでは、
吸引側を短くし、長い距離は排出側で送る
という考え方が基本です。
そのため、
「バックアップ先が100m離れている」
場合でも、
100m吸引する
のではなく、
材料近くへジェクターを設置
↓
排出側を100m伸ばす
方法を検討します。
排出側200m程度の長距離搬送にも対応可能
搬送物やホース径、圧縮空気供給能力、搬送ルートなどの条件によりますが、ジェクターでは排出側200m程度の長距離搬送が可能なケースがあります。
これはバックアップ設備としても大きなメリットです。
例えば、
通常ラインは建屋内部を固定配管で接続
していても、
故障時は、
建屋外を迂回
↓
別の入口から次工程へ接続
という仮設ルートを構築できる可能性があります。
故障箇所を大きく迂回できる
設備トラブルでは、
故障設備の周辺へホースを通せない
場合があります。
排出側を長く取れるのであれば、
設備
↓
通路
↓
建屋外
↓
別ルート
↓
搬送先
など、通常とは異なるルートを設定できる可能性があります。
可搬式＋ホース搬送の強みの一つです。
高さ100m程度の搬送が可能なケースもある
ジェクターでは条件によって、高さ100m程度の高所搬送が可能なケースもあります。
例えば、
地上側の仮設設備
↓
上階ホッパー
あるいは、
地下設備
↓
地上回収先
というバックアップルートです。
固定式のバケットエレベーターなどが停止した場合でも、現場条件によっては空気搬送を代替手段として検討できます。
距離・高さだけでは判断できない
バックアップルートを設計する場合には、
- 搬送物
- 粒径
- 比重
- 水分
- 必要搬送量
- 水平距離
- 高低差
- ホース径
- 曲がり
- エアー供給能力
を確認します。
「200m以内だから大丈夫」
「高さ100m以下だから大丈夫」
と距離だけで判断することはできません。
工場内エアーをバックアップ動力として活用
ジェクターは圧縮空気を動力として使用します。
圧縮空気は、
- 可搬式コンプレッサー
- 据置型コンプレッサー
- 条件を満たした工場内エアー
から供給できます。
工場内に十分な圧縮空気設備があれば、
工場エアー＋ジェクター＋ホース
をバックアップシステムとして利用できる可能性があります。
工場エアーなら緊急時の立ち上げを早めやすい
例えばバックアップ設備を使用するたびに、
コンプレッサー手配
↓
搬入
↓
設置
↓
接続
する必要があると、運転開始まで時間がかかります。
一方、
ジェクターを現場へ移動
↓
既設エアーへ接続
↓
ホース接続
↓
運転開始
とできれば、バックアップ設備を比較的短時間で立ち上げられる可能性があります。
工場エアーの取り出し位置もバックアップ計画に入れる
非常時になってから、
「このエアー取り出し口は空気量が足りない」
と分かっても困ります。
そのため、
設備A停止時
→ エアー取り出し口A
設備B停止時
→ エアー取り出し口B
など、平常時に確認しておくことが重要です。
圧力だけでなく空気量を確認する
工場エアーを使用する場合には、
- 圧力
- 空気量
- 配管径
- 取り出し口径
- 同時使用設備
を確認します。
特に非常時でも他の生産設備を運転するのであれば、
バックアップ搬送を開始したことで工場エアー全体が不足しないか
も確認する必要があります。
バックアップ設備も定期的に使用する
非常用設備で問題になりやすいのが、
何年も使っていないため、いざというときに使い方が分からない
という状態です。
そのためジェクターを、
- 日常清掃
- 定期回収
- 原料投入
- 定期修繕
などで普段から使用しておけば、操作方法を維持できます。
「非常用専用」にしないメリット
例えば1台のジェクターを、
平常時
→ コンベア下の清掃
月1回
→ ホッパー残留物回収
定修時
→ 炉内資材回収
緊急時
→ メイン搬送設備のバックアップ
として使用します。
これなら、設備の稼働率を高めながら非常時の備えにもできます。
操作を知っている人を増やす
バックアップ設備を用意していても、
特定の1人しか使えない
状態では、その人が不在の場合に運用できません。
ジェクターはシンプルな構造で、基本的な操作方法を習得すれば自社スタッフでも運用しやすい設備です。
公開済み記事でも、設備選定では「少人数で運用できるか」「基本操作を習得しやすいか」「属人化しにくいか」という視点が重要とされています。
バックアップ運用を標準化する
例えば、
メイン設備A故障時
- 使用ジェクター
- 吸引ホース
- 排出ホース
- エアー取り出し口
- 排出先
- 必要人数
メイン設備B故障時
- 使用ジェクター
- ホースルート
- 排出先
- 必要搬送量
のように決めておけば、トラブル発生後に一から考える必要がありません。
写真で仮設ルートを残しておく
一度テストしたバックアップルートは、
- ジェクター設置位置
- ホース接続
- エアー取り出し口
- ホースルート
- 排出先
を写真で残しておくことも有効です。
次回は同じ配置を再現できます。
ホース・継手もバックアップ設備の一部
ジェクター本体だけ保有していても、
必要な、
- 吸引ホース
- 排出ホース
- エアーホース
- カプラー
- 継手
がなければ使用できません。
非常時を想定する場合には、
設備本体＋周辺部品まで一式
として準備することが重要です。
予備ホースも準備する
ホースは搬送物によって摩耗します。
公開済み記事でも、摩耗性の高い材料を扱う場合には、予備ホースを準備しておくことで穴が開いた際の設備停止時間を短縮できるとしています。
バックアップ設備でも、
「使おうとしたらホースが使用できない」
という状態を避ける必要があります。
摩耗性の高い材料では耐摩耗ホース
例えば、
などを搬送する場合には摩耗対策も必要です。
ジェクターでは排出側が特に摩耗しやすい箇所になります。
そのためエコワークでは、搬送物に応じて排出部へ接続するセラミック補強耐摩耗ホースをご提案しています。
微粉体ならジェクロンもバックアップ構成へ
焼却灰やフライアッシュなどでは、搬送だけでなく排出先での粉じん対策も必要です。
その場合には、
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコン
という構成をバックアップとして準備する方法もあります。
これにより、
- 搬送
- 空気と資材の分離
- 集粉
- フレコン回収
まで対応できます。
バックアップ設備を用意する価値をどう判断する？
すべての搬送設備へバックアップが必要とは限りません。
判断する際には、
その設備が止まったら何が止まるか
を考えます。
例えば、
設備A停止
↓
工場全体停止
であれば、バックアップの重要度は高くなります。
一方、
設備B停止
↓
翌日に回収すれば問題ない
のであれば、緊急性は低くなります。
「停止1時間の損失」を考える
例えば搬送設備が停止すると、
- 生産停止
- 作業員待機
- 復旧作業
- 納期への影響
が発生します。
設備停止1時間あたりの損失が大きい現場ほど、バックアップ搬送設備を保有する価値も高くなります。
固定設備の完全二重化と比較する
バックアップ方法を考える場合には、
方法① 固定設備を二重化
メリット
→ すぐ切り替えやすい
デメリット
→ 設備投資が大きくなりやすい
方法② 可搬式設備をバックアップ
メリット
→ 複数工程へ共用しやすい
デメリット
→ ホース設置などの準備が必要
といった違いがあります。
現場の重要度や停止損失に応じて使い分けます。
事前テストが重要
バックアップ設備は、
「多分使えるだろう」
では不十分です。
実際の搬送物を使用して、
- 安定して吸引できるか
- 必要搬送量を確保できるか
- 距離を送れるか
- 高低差を克服できるか
- 工場エアーで運転できるか
を確認しておくことが重要です。
本番を想定して一度設置してみる
例えば、
「スクリューコンベアが故障した」
という想定で、
ジェクターを移動
↓
ホースを設置
↓
工場エアーへ接続
↓
搬送開始
まで実際に行ってみます。
その際、
作業開始まで何分かかったか
も測定しておくと、緊急時の復旧計画へ活用できます。
エコワークでは全国で運用指導を行っています
バックアップ搬送では、
- ジェクターをどこへ設置するか
- どこから材料を取り出すか
- どの工場エアーを使うか
- ホースをどのルートで通すか
- どこへ搬送するか
を事前に検討しておく必要があります。
エコワークではジェクターを販売するだけでなく、全国の現場で使い方や運用方法の指導も行っています。
通常運転時の使用方法だけでなく、
「この搬送設備が止まった場合、ジェクターでどこまで代替できるか」
というバックアップ運用についても、現場条件を確認しながらご提案します。
ご相談時に確認したい情報
バックアップ搬送をご検討の場合には、
- 搬送物
- 粒径・最大粒径
- 比重
- 含水率
- 通常時の搬送量
- バックアップ時に最低限必要な搬送量
- メイン搬送設備
- 搬送元
- 搬送先
- 水平距離
- 高低差
- ホースを通せるルート
- コンプレッサーの有無
- 工場エアーの圧力・空気量
- 使用可能な取り出し口
- 現場写真
- 設備レイアウト
などがあると、具体的なバックアップ構成を検討しやすくなります。
まとめ
粉体・粒体搬送設備は、製造設備の間をつなぐ重要な設備です。
そのため搬送設備が停止すると、
製造設備そのものに故障がなくても、生産ライン全体が止まる
可能性があります。
対策として、
固定設備を完全に二重化する
方法だけでなく、
可搬式搬送設備をバックアップとして使用する
方法もあります。
- 吸引
- 搬送
- 投入
- 排出
を行える可搬式設備です。
圧縮空気は、
コンプレッサーまたは条件を満たした工場内エアー
から供給できます。
また条件によって、
排出側200m程度の長距離搬送
や、
高さ100m程度の高所搬送
にも対応できる可能性があります。
吸引側については5m程度を推奨しており、現場によっては10m程度で使用しているケースもあります。
「搬送設備が止まると工場全体が停止する」
「予備設備を完全二重化するほどの予算はかけにくい」
「非常時だけ仮設で別ルートを作りたい」
「工場エアーを使ったバックアップ搬送を用意したい」
「非常用設備を普段の清掃にも活用したい」
といった課題がありましたら、お気軽にエコワークまでお問い合わせください。
通常運用だけでなく、設備故障時まで見据えた搬送方法をご提案いたします。
関連動画
鋼管工場内 溶接砂搬送・分別作業
→ 工場内でジェクターを使用して砂状資材を搬送している事例です。
パーライト保温材回収・投入作業
→ 仮設設備によって資材の回収・搬送・投入を行っている事例です。
タンカー船内 木質ペレット回収・搬送作業
→ ホースを利用して離れた場所まで資材を搬送している事例です。
関連記事
粉体・粒体搬送設備の停止時間を減らすには？安定稼働につながる改善ポイントを解説
→ 設備停止を減らし、生産への影響を抑えるための点検・設備改善について解説しています。
粉体搬送設備を長持ちさせるには？設備寿命を延ばす保全・メンテナンスのポイント
→ 突発停止を防ぐための点検や消耗品管理について解説しています。
設備内に残った粉体・粒体を効率よく回収する方法とは？残材回収の課題と対策を解説
→ 設備停止後に内部へ残った材料を回収する際の考え方を紹介しています。
粉体・粒体搬送設備は既設ラインへ後付けできる？導入時に確認したいポイント
→ 既存設備を大きく変更せず、仮設・後付けの搬送ルートを構築する際のポイントを解説しています。
粉体・粒体搬送設備の費用対効果とは？設備導入で期待できる改善ポイントを解説
→ 設備費だけでなく、作業時間・人件費・停止時間まで含めて投資効果を考える方法を紹介しています。
バキューム車では対応できない現場とは？空気搬送機との違いと使い分けを解説
→ 外部業者やバキューム車と、自社で使用できる空気搬送機をどのように使い分けるか解説しています。