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。
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