この記事でわかること
- 粉体・粒体搬送で配管レイアウトが重要な理由
- 搬送距離・高低差・曲がりが搬送能力へ与える影響
- ジェクターで「吸引側を短く、排出側を長く」する理由
- 配管の曲がりを減らした方がよい理由
- 摩耗性の高い材料を搬送するときの注意点
- 既存設備を活かして搬送ラインを構築する方法
- 配管レイアウトを決める前に確認したい現場情報
はじめに
粉体・粒体の搬送設備を検討するとき、
「搬送距離は50m程度だから問題ない」
「ホースをつなげば目的の場所まで運べる」
と、搬送距離だけを基準に考えてしまうことがあります。
しかし実際の搬送能力は、単純な距離だけでは決まりません。
同じ50mでも、
- 直線で搬送する
- 何度も曲がりながら搬送する
- 途中で高所へ立ち上げる
- 一度下げてから再び上げる
といった配管レイアウトの違いによって、搬送条件は変わります。
特に長距離搬送では、できるだけシンプルな搬送ルートをつくることが重要です。
この記事では、空気搬送機「ジェクター」を例に、粉体・粒体搬送設備の配管・ホースレイアウトを考える際のポイントを解説します。
実際のジェクターによるPKS回収・搬送動画
まずは、実際にジェクターを使用して材料を吸引・搬送している様子をご覧ください。
タンカー船内でのPKS（ヤシ殻）回収・搬送
→ PKS（ヤシ殻）をジェクターで吸引し、ホースを通して搬送している実際の作業動画です。
ジェクターは、お手持ちのコンプレッサー（圧縮空気）と接続するだけで、吸引・搬送・投入・排出（散布）を1台で行える空気搬送機です。
本体内部はシンプルなストレート構造で、モーターなどの駆動部を持ちません。
ジェクター本体から排出ホース・配管を延ばすことで、
材料のある場所
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
排出ホース・配管
↓
目的の回収場所
という搬送ラインを構成できます。
このとき重要になるのが、ホース・配管をどのように配置するかです。
なぜ配管レイアウトで搬送能力が変わる？
空気搬送では、空気の流れによって材料をホース・配管内部で移動させます。
そのため、
- 搬送距離
- 高低差
- 曲がり
- ホース・配管径
- 搬送物の性状
などによって搬送状態が変わります。
例えば、
直線50m
と、
水平20m → 90度曲がり → 垂直10m → 90度曲がり → 水平20m
では、同じ総延長50mでも条件は同じではありません。
後者は曲がりと高低差が加わるため、より搬送条件を慎重に確認する必要があります。
したがって設備選定では、
「何m搬送するか」だけではなく「どのようなルートを通るか」
まで確認することが重要です。
ポイント1．吸引側はできるだけ短くする
ジェクターの配管レイアウトで特に重要なのが、吸引側と排出側を分けて考えることです。
ジェクターでは、
吸引側をできるだけ短くし、長距離部分を排出側に取る
ことを基本としています。
例えば、材料を100m先まで搬送する場合、
材料
↓
吸引ホース5m
↓
ジェクター
↓
排出ホース・配管95m
↓
回収場所
といった構成を検討します。
吸引側は5m程度を推奨していますが、現場条件によっては10m前後で使用されるケースもあります。
ジェクター本体をできるだけ材料の近くへ配置し、長距離部分を排出側へ持っていくことがポイントです。
ポイント2．不要な曲がりを減らす
配管レイアウトでは、曲がりをできるだけ少なくすることも重要です。
材料が曲がり部分を通過すると、配管内壁へ衝突しながら方向を変えます。
そのため曲がりが増えると、
- 搬送抵抗が増える
- 搬送能力が低下する
- 材料が滞留しやすくなる
- 摩耗が集中しやすくなる
といった問題につながる場合があります。
例えば設備を避けるために、
右へ曲がる
↓
上へ上げる
↓
左へ曲がる
↓
再び下げる
といった複雑なルートをつくるよりも、可能であれば搬送ルートそのものを見直した方がよい場合があります。
ポイント3．高低差を確認する
粉体・粒体を高所へ搬送する場合、高低差も重要な条件です。
例えば、
- 地上から2階の設備へ投入する
- 地下ピットから地上へ搬出する
- 高所のホッパーへ原料を送る
- 工場内の異なる階へ材料を搬送する
といったケースです。
条件が合えば、ジェクターでは垂直約100m程度の搬送を検討できる場合があります。
ただし、
垂直100mまで必ず搬送できる
という意味ではありません。
実際には、
- 搬送物
- 粒径
- かさ密度
- 水分
- 必要搬送量
- 水平距離
- 高低差
- 曲がり
- ホース・配管径
- コンプレッサー能力
などを総合的に確認します。
ポイント4．長距離部分は排出側へ配置する
条件が合えば、ジェクターでは排出側で水平約200m程度の搬送を検討できる場合があります。
そのため長距離搬送では、
材料
↓
短い吸引側
↓
ジェクター
↓
長い排出側
↓
目的地
という構成を基本に考えます。
例えば、
「コンベア下にこぼれた材料を100m離れた回収場所まで運びたい」
という場合、
ジェクターを100m離れた回収場所へ置いて吸引ホースを100m延ばすのではなく、
材料の近くにジェクターを置き、吸引後に排出側で100m近く搬送する
という考え方です。
ポイント5．ホース・配管径を適切に選ぶ
ホースや配管の内径も搬送状態へ影響します。
例えば、
- 搬送物の最大粒径
- 必要搬送量
- コンプレッサー能力
- 搬送距離
などに対して適切な径を選ぶ必要があります。
単純に、
「太い配管ほど大量に運べる」
というわけではありません。
配管径を大きくすれば、それに応じた空気量も必要になります。
対象物・必要搬送量・コンプレッサー能力を確認したうえで、適切な機種とホース・配管径を選定します。
ポイント6．摩耗しやすい場所を考える
砂・ブラスト材・砕石・セラミックなど、摩耗性の高い材料を搬送する場合には、配管レイアウトと摩耗の関係も考える必要があります。
ジェクターでは、特に排出部が最も摩耗しやすい部分です。
そのため、摩耗対策として排出部へ接続するセラミック補強耐摩耗ホースを使用する方法があります。
また、長距離配管では曲がり部分にも材料が衝突します。
曲がりが多いレイアウトでは、
- エルボ
- ホースの曲げ部分
- 接続部
などの状態も定期的に確認することが重要です。
摩耗性の高い材料では、搬送できるかだけでなく、どこが摩耗しやすいかまで考えてレイアウトを決める必要があります。
ポイント7．できるだけ急な曲げを避ける
フレキシブルホースを使用すると、現場に合わせて搬送ルートを変更しやすくなります。
一方で、自由に曲げられるからといって、必要以上に急な曲げをつくるのは避けた方がよい場合があります。
急な曲がりでは、
- 材料が内壁へ衝突する
- 搬送抵抗が増える
- 材料が滞留する
- ホースが摩耗する
といった問題につながる可能性があります。
設備配置に余裕がある場合は、できるだけ緩やかなルートを検討します。
ポイント8．ホースのたるみや不要な上下を減らす
フレキシブルホースを床面へ長く這わせる場合、ホースが波打ったり、部分的にたるんだりすることがあります。
その結果、
下がる
↓
上がる
↓
再び下がる
という不要な高低差が生まれる場合があります。
こうした場所では材料が滞留しやすくなる可能性があります。
長距離搬送では、できるだけホースを整理し、不要な上下動を減らしたシンプルなルートにすることがポイントです。
既存設備を避けながら配管する場合
工場では、
- 生産設備
- コンベア
- 柱
- ダクト
- 配管
- 通路
などがすでに配置されているため、完全な直線ルートを確保できない場合もあります。
その場合は、
「既存設備を避けながら、どこまで曲がりを減らせるか」
を考えます。
例えば、
床面を何度も曲げて配管する
よりも、
一度高所へ立ち上げて、その後を直線的に搬送する
方が適している場合もあります。
どちらがよいかは、高低差・距離・材料・コンプレッサー能力などによって変わります。
既存設備へジェクターを後付けすることもできる
ジェクターは、新しく搬送ライン全体を構築するだけでなく、既存設備へ追加する方法も検討できます。
例えば、
既存ホッパー
↓
ジェクター
↓
追加配管
↓
既存の回収設備
あるいは、
コンベア下のこぼれ
↓
ジェクター
↓
排出配管
↓
既存ホッパー
といった構成です。
設備条件に応じて、
- フランジ
- ニップル
- ボールジョイント
- ホース
- 配管
などを使用して接続できます。
そのため、
既存設備をすべて撤去して新しい搬送設備へ変更する
のではなく、
現在人力で運搬している区間だけジェクターへ置き換える
といった設備改善も検討できます。
固定配管とフレキシブルホースを使い分ける
現場によっては、搬送ルートすべてをホースにする必要はありません。
例えば、
材料回収場所
↓
フレキシブル吸引ホース
↓
ジェクター
↓
固定配管
↓
フレキシブルホース
↓
回収設備
といった構成も考えられます。
吸引側ではホースを動かしながら作業し、長距離部分では固定配管を利用するなど、用途に応じて組み合わせることができます。
特に定期的に同じルートで搬送する場合は、既存設備との接続方法も含めて検討します。
配管レイアウトを決める前に現場で確認したいこと
搬送設備を検討するときは、少なくとも次の情報を確認します。
搬送物
- 材料名
- 最大粒径
- かさ密度・比重
- 水分
- 付着性
- 摩耗性
搬送ルート
- 吸引距離
- 排出距離
- 水平距離
- 高低差
- 曲がりの数
- 配管を通せる場所
- 既存設備との位置関係
必要搬送量
- 1時間あたりの必要量
- 1日あたりの処理量
- 希望する作業時間
コンプレッサー
- 使用圧力
- 空気量
- コンプレッサー容量
- 既設エアーの利用可否
これらを確認することで、ジェクターの機種やホース・配管径、搬送ルートを検討しやすくなります。
図面がなくても現場写真から検討できる
設備改善を検討していても、
「古い工場なので図面がない」
「正確な配管距離がまだ分からない」
というケースもあります。
その場合でも、
- 搬送したい材料の写真
- 材料が発生する場所
- 搬送先
- 現場全体
- 障害物
- おおよその距離
- おおよその高低差
などが分かれば、初期検討を進めやすくなります。
スマートフォンで撮影した現場写真や動画でも、搬送ルートを考える際の参考になります。
配管レイアウトが複雑な場合は搬送テストを検討
搬送距離が長い場合や、
- 曲がりが多い
- 高低差が大きい
- 材料が湿っている
- 摩耗性が高い
- 必要搬送量が決まっている
といった条件では、実際の搬送物を使用したテストが有効です。
特に、
「搬送できるか」
だけでなく、
「必要な量を必要な時間内に搬送できるか」
まで確認することが重要です。
設備導入や設備改善をご検討中の方は、お気軽にお問い合わせください。
対象物・必要搬送量・搬送距離・高低差・曲がり・コンプレッサー条件・現場写真などを確認し、現場に適したジェクターの機種や配管・ホース構成をご提案します。
よくある質問
配管の曲がりが多くても搬送できますか？
曲がりがあるから搬送できないとは限りませんが、曲がりが増えるほど搬送抵抗が増えるため、搬送条件へ影響します。
対象物・距離・高低差・曲がりの数などをまとめて確認します。
吸引ホースを長くすればジェクター本体を離れた場所へ置けますか？
ジェクターでは、基本的に吸引側をできるだけ短くし、長距離部分を排出側へ取る構成を推奨しています。
吸引側は5m程度を推奨していますが、現場条件によっては10m前後で使用されるケースもあります。
既存配管を利用できますか？
配管径・材質・ルート・接続方法などの条件によっては、既存配管を利用できる場合があります。
フランジやニップルなどを使用した接続方法も検討できます。
配管はすべて固定する必要がありますか？
固定配管だけでなく、フレキシブルホースを組み合わせる方法もあります。
作業場所ではホースを使用し、長距離部分を固定配管にするといった構成も検討できます。
図面がなくても相談できますか？
現場写真・動画、おおよその搬送距離、高低差、搬送物、必要搬送量などが分かれば、初期検討を進めることができます。
まとめ
粉体・粒体搬送では、単純な搬送距離だけでなく、配管・ホースのレイアウトが搬送状態に影響します。
特に確認したいのは、
- 吸引側をできるだけ短くする
- 長距離部分を排出側へ取る
- 不要な曲がりを減らす
- 高低差を確認する
- 適切なホース・配管径を選ぶ
- 摩耗しやすい場所を考える
- 不要なホースのたるみを減らす
といったポイントです。
条件が合えば、ジェクターでは排出側で水平約200m、垂直約100m程度の搬送を検討できる場合があります。
ただし、実際の搬送能力は材料や必要搬送量、配管レイアウト、コンプレッサー能力などによって変わります。
「何mあるか」だけではなく、「どのルートを通して、何を、どれだけ運ぶのか」まで確認して設備を設計することが重要です。
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