この記事でわかること
- 固結した粉体・粒体の掘り崩し作業が負担になる理由
- スコップや棒による人力作業を省力化する方法
- エアースコップで固結物を崩す方法
- 崩した資材をジェクターで回収・搬送する方法
- ジェクターとエアースコップの役割分担
- サイロ・ホッパー・槽などでの活用方法
- 固結発生時にジェクターを取り外して対応する流れ
- コンプレッサー・工場内エアーを利用する方法
- 固結物をそのままジェクターへ入れる際の注意点
- 導入前に確認したい資材・設備条件
はじめに
工場やプラントでは、粉体・粒体が固まってしまい、
「スコップで少しずつ崩している」
「棒を使って塊を突き崩している」
「固まった資材を人が掘り出している」
といった作業が行われることがあります。
粉体・粒体は本来サラサラと流れるものでも、
- 水分
- 湿気
- 自重
- 長期間の保管
- 資材そのものの付着性
などによって固結することがあります。
特に、
サイロ下部
ホッパー
槽
タンク
設備内部
などでは、固結した資材を人力で崩してから回収しなければならないケースがあります。
このような作業では、
「崩す作業」と「回収・搬送する作業」を分けて機械化する
という考え方があります。
固結物を崩す
↓
エアースコップ
崩した資材を回収・搬送する
↓
ジェクター
という役割分担です。
本記事では、固まった粉体・粒体をスコップなどで人力で崩している現場を、エアースコップとジェクターによって省力化する方法について解説します。
なぜ粉体・粒体を人力で崩す作業が発生する？
粉体・粒体は、常にサラサラした状態とは限りません。
例えば保管当初は、
粉体
↓
流動性がある
状態でも、
長期間保管
↓
圧縮・吸湿
↓
固結
する場合があります。
特にサイロ下部は固結しやすい場合がある
サイロでは、大量の資材を縦方向に貯蔵します。
そのため下部には、
上にある資材の重量
がかかります。
資材によっては、この圧力によって締め固まり、流動性が低下する場合があります。
ホッパーの排出口周辺でも発生する
ホッパーでは資材が下部へ集まります。
しかし、
水分
付着性
粒径
形状
などの条件によって、排出口付近で資材が固まることがあります。
固結すると自然に排出できない
通常なら、
資材
↓
排出口
と流れるところが、
固結
↓
動かない
↓
排出できない
となります。
そこで人が、
スコップ
棒
工具
などを使って固結物を崩す作業が発生します。
固結物をスコップで崩す作業は負担が大きい
通常の粉体をすくう作業と、
硬く締まった粉体を掘り崩す作業
では負担が大きく異なります。
固結が強い場合には、
スコップを差し込む
↓
力をかける
↓
塊を崩す
↓
再び差し込む
という作業を何度も繰り返します。
作業姿勢が悪い場所ではさらに負担
固結が発生する場所は、必ずしも作業しやすい場所とは限りません。
例えば、
- サイロ下部
- ホッパー周辺
- 槽内部
- 設備内部
- 狭い場所
などです。
こうした場所では、不自然な姿勢で掘り崩し作業を行うことがあります。
「崩した後の資材」も処理しなければならない
固結物を崩せば作業終了ではありません。
崩した資材を、
スコップですくう
↓
容器へ入れる
↓
運ぶ
↓
別設備へ投入
という作業が続く場合があります。
実際には二つの重作業がある
つまり、
作業①
固結した資材を崩す
作業②
崩した資材を回収・搬送する
という二つの作業です。
この両方を人力で行っている場合があります。
そこで「崩す」と「運ぶ」を分けて機械化
この工程を、
固結物
↓
エアースコップ
↓
崩す
崩した資材
↓
ジェクター
↓
回収・搬送
とします。
エアースコップとは？
エアースコップは、
圧縮空気を利用して対象物を掘削・崩すための機器
です。
人がスコップへ大きな力をかけて掘り崩す代わりに、圧縮空気を利用して固結した資材を崩します。
固結物を搬送可能な状態へ戻す
エアースコップの役割は、
固結物
↓
崩す
↓
細かくする
↓
流動しやすくする
ことです。
ジェクターとは？
ジェクターは、
圧縮空気を利用して粉体・粒体を吸引・搬送する空気搬送機
です。
崩した資材を、
吸引
↓
ホース内を搬送
↓
離れた場所へ排出
できます。
ジェクターは「崩す設備」ではない
ここは重要です。
ジェクターは粉体・粒体を搬送できますが、
大きく硬く固まった資材そのものを破砕する設備ではありません。
大きな固結物をそのまま吸わせると？
固結した大きな塊をそのままジェクターへ入れると、
- 吸引口
- ホース
- 接続部
などで閉塞する可能性があります。
そのため、
エアースコップ
↓
適度に崩す
ジェクター
↓
吸引・搬送
という順番が重要です。
基本的な作業方法
例えば槽内部に固結した粉体が残っている場合です。
①ジェクターで回収開始
まず、吸引できる状態の資材をジェクターで回収します。
↓
②固結部分が出てくる
吸引できる資材を取り除くと、硬く固まった部分が現れます。
↓
③ジェクターを一度停止・取り外す
固結物を無理に吸引し続けません。
↓
④エアースコップを使用
固結した資材を崩します。
↓
⑤搬送可能な状態にする
大きな塊が残らないよう、ジェクターで扱いやすい状態まで崩します。
↓
⑥エアースコップを取り外す
↓
⑦ジェクターへ戻す
↓
⑧崩した資材を吸引・搬送
という流れです。
サイロではどう使う？
例えば、
サイロ
↓
排出口
↓
ジェクター
↓
搬送先
という設備構成です。
通常時は、サイロから排出される資材をジェクターで搬送します。
サイロ内部で固結・ブリッジが発生
途中で、
資材
↓
固結
↓
排出口へ落ちない
となった場合には、ジェクターへの供給が止まります。
一度ジェクターを取り外す
この場合、
ジェクター停止
↓
取り外し
↓
エアースコップ
へ切り替えます。
固結を崩したら搬送を再開
エアースコップによって、
固結
↓
崩す
↓
資材が再び流れる
状態にしてから、
ジェクター再接続
↓
搬送再開
とします。
ホッパーでも同じ考え方
ホッパー下部で資材が固まっている場合も、
通常
↓
ジェクターで搬送
固結発生
↓
ジェクター取り外し
エアースコップ
↓
固結解消
ジェクター
↓
搬送再開
という運用を検討できます。
槽・タンク清掃にも応用
粉体・粒体を保管していた槽では、
中央部分
↓
比較的サラサラ
壁面・底部
↓
固結
という状態になる場合があります。
吸える部分から先にジェクターで回収
まず、
サラサラした資材
↓
ジェクター
で回収します。
その後、
底面に残った固結物
↓
エアースコップ
で崩します。
最後に再びジェクターで回収
エアースコップで崩した資材を、
ジェクター
↓
吸引
↓
搬送先
へ送ります。
つまり、
吸う
↓
崩す
↓
再び吸う
という運用です。
人力作業をどこまで減らせる？
従来、
スコップで崩す
↓
スコップですくう
↓
バケツへ入れる
↓
バケツを運ぶ
としていた場合です。
エアースコップ＋ジェクターなら
エアースコップ
↓
崩す
ジェクター
↓
吸引
↓
ホース搬送
とできます。
「すくって持ち上げる」を減らせる
ジェクターでは資材をホース内で搬送するため、
スコップですくう
↓
持ち上げる
↓
容器へ入れる
という工程を減らせる可能性があります。
「運ぶ」を減らせる
ジェクターでは、条件によって長距離搬送も可能です。
そのため、
崩した資材
↓
バケツ
↓
台車
↓
回収場所
ではなく、
崩した資材
↓
ジェクター
↓
ホース
↓
回収場所
とできます。
高所への搬送にも対応できる場合がある
例えば、
槽内部
↓
地上の回収設備
など、高低差がある現場でもジェクターを活用できます。
条件によっては、
排出側で水平200m程度、垂直100m程度
の搬送が可能なケースがあります。
実際の搬送能力は、資材・距離・高低差・ホースルートなどによって変わります。
固結物の回収で重要なのは「塊の大きさ」
例えば、
粉体自体はジェクターで搬送可能
でも、
固結によって大きな塊になっている
場合があります。
この場合、
「元の粒径」
だけでは判断できません。
最大の塊を見る
例えば本来は、
数mmの粒体
でも、
固結
↓
数十cmの塊
になっている場合があります。
そのままでは搬送できない可能性があります。
エアースコップで適切な大きさまで崩す
そのため、
固結物
↓
エアースコップ
↓
細かくする
↓
ジェクター
という工程にします。
水分を含む資材には注意
固結の原因が水分の場合、
崩した後も資材自体に強い付着性が残る場合があります。
この場合、単純に細かくすれば必ず搬送できるとは限りません。
ヘドロ状になると閉塞する可能性がある
水分と資材が混ざり合い、
粘りの強いヘドロ状
になっている場合には、ジェクターやホース内部で閉塞が発生する可能性があります。
そのため実物の状態を確認することが重要です。
液体が多い状態とは条件が異なる
一方で、池のように液体が十分にあり、資材が液体中に存在しているような状態であれば、ジェクターを使用できるケースがあります。
つまり、
液体が十分にある状態
と、
水分と粉体が混ざった粘性の高い状態
は分けて考える必要があります。
エアースコップとジェクターはどちらも圧縮空気式
この2つの機器には、
圧縮空気を動力として使用する
という共通点があります。
コンプレッサーを利用できる
現場では、
可搬式コンプレッサー
または、
据置型コンプレッサー
などから圧縮空気を供給できます。
工場内エアーも利用できる可能性
工場に既設の圧縮空気設備がある場合には、条件を満たせば工場内エアーを利用することもできます。
例えば、
通常時
↓
工場エアーでジェクター
固結発生
↓
ジェクター停止
エアースコップへ切り替え
↓
工場エアー
という運用です。
圧力だけでなく空気量を見る
工場内エアーを使用する場合には、
「圧力があるから使える」
とは限りません。
確認したいのは、
- 圧力
- 空気量
- 配管径
- 取り出し口
- 他設備の使用状況
などです。
同時使用を前提としない
今回の運用では、
ジェクター
＋
エアースコップ
を常時同時に使用するわけではありません。
基本的には、
ジェクター
↓
停止
エアースコップ
↓
使用
エアースコップ
↓
停止
ジェクター
↓
再開
という切り替えです。
そのため同じエアー源を利用できる場合がある
必要空気量や現場設備の条件が合えば、
同じ圧縮空気供給源を切り替えて使用する方法も検討できます。
どんな現場で検討できる？
例えば、
- サイロ下部で原料が固まる
- ホッパー内部でブリッジする
- 槽の底に粉体が固着する
- 長期間保管した粉体を掘り出している
- 固結した副産物を人力で回収している
- スコップで崩したあとバケツで運んでいる
- 固結が発生するたび搬送設備が止まる
といった現場です。
「毎回人が崩す」が改善ポイント
例えば、
通常運転
↓
詰まる
↓
作業員を呼ぶ
↓
スコップで崩す
↓
清掃
↓
搬送再開
を繰り返している場合です。
1回10分でも年間では大きな作業になる
例えば、
1回10分
×
1日3回
×
年間250日
なら、
年間125時間
になります。
一つ一つは小さな作業でも、繰り返すことで大きな工数になります。
「設備停止時間」も確認する
固結対応では、
人の作業時間
だけでなく、
その間に設備が止まっている時間
も重要です。
固結解消を早くできれば復旧も早くなる可能性
エアースコップによって固結を効率よく崩すことができれば、
搬送停止
↓
固結解消
↓
搬送再開
までの時間を短縮できる可能性があります。
ただし根本的なブリッジ対策が必要な場合もある
固結やブリッジが非常に頻繁に発生する場合には、
エアースコップで毎回対応する
ことだけが最適とは限りません。
発生頻度によって対策を変える
例えば、
年に数回
↓
エアースコップで対応
毎日何度も発生
↓
サイロ形状や供給設備そのものを検討
など、現場条件によって考え方は変わります。
エアースコップは「発生した固結を解消する」設備
つまり、
ブリッジを絶対に発生させない設備
ではありません。
発生した固結物を崩し、作業を復旧させるための方法
として活用します。
導入前に確認したいこと① 搬送物
まず、
何が固まっているか
を確認します。
例えば、
- 粉体
- 粒体
- 木質系資材
- 灰
- 砂状資材
- 原料
- 副産物
などです。
確認したいこと② 固結状態
例えば、
軽く固まっている
手では崩れない
スコップが必要
非常に硬い
などです。
確認したいこと③ 固結する量
例えば、
表面だけ
数十kg
数百kg
槽全体
など、固結量も重要です。
確認したいこと④ 発生場所
- サイロ下部
- ホッパー
- 槽
- タンク
- 配管入口
- 製造設備内部
などです。
確認したいこと⑤ 現在の作業方法
例えば、
現在は2人でスコップ作業
棒で突いている
ハンマーなどで外側から衝撃を与えている
などです。
現在の作業方法が分かると、省力化効果を検討しやすくなります。
確認したいこと⑥ 崩した後の処理方法
ここも重要です。
例えば、
崩した後
↓
その場に落とすだけ
なのか、
崩した後
↓
50m先へ運ぶ
のかでは設備構成が変わります。
「崩す＋搬送」を一つの工程として考える
今回の方法では、
固結解消だけではなく、
その後の回収・搬送まで含めて省力化する
ことがポイントです。
現場写真があると検討しやすい
例えば、
- 固結物
- サイロ
- ホッパー
- 排出口
- 作業スペース
- 現在使用しているスコップ
- 搬送先
などの写真があると初期検討がしやすくなります。
実際の資材でテストする方法もある
固結状態や搬送性を判断しにくい場合には、実際の資材を使ってテストできます。
テストで確認できること
例えば、
- エアースコップで崩せるか
- どの程度まで細かくできるか
- ジェクターで吸引できるか
- ホース内で閉塞しないか
- 必要な搬送能力が出るか
- 必要な圧縮空気
などです。
「今スコップでやっている」だけでも相談できる
例えば、
「固まった粉体を毎日スコップで崩している」
「崩した材料をバケツで運んでいる」
「ホッパーが詰まるたびに作業員が対応している」
といった現在の作業内容からでも構いません。
エコ・ワークでは作業工程から設備構成をご提案
固結物を扱う現場では、
単純に、
ジェクターを入れる
エアースコップを入れる
だけではなく、
現在の、
固結
↓
掘り崩し
↓
回収
↓
運搬
↓
排出
という工程全体を見ることが重要です。
エコ・ワークでは、ジェクター・エアースコップの販売だけでなく、全国の現場で機器の使い方や運用方法の指導も行っています。
まとめ
粉体・粒体を扱う工場やプラントでは、
- 水分
- 湿気
- 自重
- 長期保管
- 資材特性
などによって固結が発生し、
人がスコップや棒を使って崩している
場合があります。
さらに固結物を崩したあと、
すくう
↓
容器へ入れる
↓
運ぶ
という作業まで人力で行っているケースもあります。
こうした工程では、
エアースコップ
↓
固結物を崩す
ジェクター
↓
崩した資材を吸引・搬送する
という役割分担を検討できます。
ジェクターで搬送中に固結やブリッジが発生した場合には、
ジェクター停止
↓
ジェクターを取り外す
↓
エアースコップで固結を解消
↓
エアースコップを取り外す
↓
ジェクターを再接続
↓
搬送再開
という運用が可能です。
また、ジェクターとエアースコップはいずれも圧縮空気を利用するため、条件によっては同じコンプレッサーや工場内エアーを利用できます。
「固結した粉体を毎回スコップで崩している」
「ホッパーが詰まるたびに人が対応している」
「固結物を崩した後の運搬も人力で行っている」
「ブリッジ発生時の復旧作業を省力化したい」
「ジェクターとエアースコップを組み合わせて使いたい」
という場合には、お気軽にエコ・ワークまでお問い合わせください。
現在の作業方法・搬送物・固結状態・発生場所・回収後の搬送先などを確認し、エアースコップによる固結解消とジェクターによる回収・搬送を組み合わせた運用方法をご提案いたします。
関連記事
粉体・粒体の固結やブリッジを解消するには？ジェクター＋エアースコップを使った回収・搬送方法を解説
→ ジェクターとエアースコップを組み合わせる基本的な考え方と運用方法を紹介しています。
サイロ・ホッパーのブリッジを解消するには？エアースコップ＋ジェクターを使った粉体・粒体搬送を解説
→ サイロ・ホッパー内部でブリッジが発生した場合の具体的な対応方法を解説しています。
粉体搬送設備のトラブル事例集｜詰まり・摩耗・粉じん問題の対策まとめ
→ 粉体・粒体搬送で発生する閉塞や詰まりなどの代表的なトラブルについて紹介しています。
粉体・粒体搬送設備の改善相談は何を伝えればいい？お問い合わせ前に準備しておきたい情報を解説
→ 現在の作業方法や搬送物など、改善相談時に確認したい情報を紹介しています。
粉体・粒体搬送設備のデモはできる？導入前に確認したいポイントを解説
→ 実際の搬送物を使用して、固結物の崩し方や搬送性を確認する方法を紹介しています。