この記事でわかること
- サイロ・ホッパーでブリッジが発生する仕組み
- ブリッジによって粉体・粒体が排出できなくなる理由
- 搬送設備が正常でも資材が流れないケース
- エアースコップでブリッジを崩す方法
- ブリッジ解消後にジェクターで搬送を再開する方法
- ジェクターとエアースコップの役割分担
- 人力で固結物を崩す作業を減らす考え方
- サイロ下部へジェクターを接続する場合の注意点
- 工場内エアーやコンプレッサーを利用する方法
- ブリッジが発生する現場で確認したいポイント
はじめに
粉体・粒体をサイロやホッパーへ貯蔵している現場では、
「サイロには材料が入っているのに排出口から出てこない」
「途中までは順調だったのに急に材料が流れなくなった」
「ホッパー下部を叩かないと材料が落ちてこない」
といった問題が発生することがあります。
原因の一つが、
ブリッジ
です。
ブリッジが発生すると、粉体・粒体がサイロやホッパー内部でアーチ状に固まり、下部の排出口まで落ちてこなくなることがあります。
この状態では、
排出口
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
次工程
という搬送設備を設置していても、ジェクターへ資材そのものが供給されません。
つまり、
搬送機が正常でも資材を搬送できない
という状態です。
こうした場合には、一度ジェクターを取り外し、圧縮空気式の「エアースコップ」を使用して固結・ブリッジを解消してから、ジェクターによる搬送を再開する方法があります。
本記事では、サイロ・ホッパーで発生するブリッジの仕組みと、エアースコップ＋ジェクターを使った対処方法について解説します。
サイロ・ホッパーの「ブリッジ」とは？
サイロやホッパーでは、内部に貯蔵した粉体・粒体を下部の排出口から取り出します。
通常なら、
資材
↓
資材
↓
資材
↓
排出口
と、自重によって下方向へ流れていきます。
しかし資材の状態によっては、途中で材料同士が支え合うように固まることがあります。
排出口の上に「橋」ができる
イメージすると、
資材
資材
資材
＼ ／
＼／
空洞
↓
排出口
という状態です。
排出口の上に資材による橋のような構造が形成されるため、
ブリッジ
と呼ばれます。
サイロ内部には資材が残っている
ブリッジが厄介なのは、
サイロが空になったわけではない
という点です。
上部には大量の資材が残っています。
しかし、
ブリッジ
↓
空洞
↓
排出口
となっているため、下部からは材料が出てきません。
搬送設備側から見ると「材料が来ない」
例えば、
サイロ
↓
ジェクター
↓
搬送先
という設備の場合です。
ジェクター自体は正常に作動していても、
サイロ
↓
ブリッジ
↓
資材供給停止
となれば搬送できません。
「ジェクターが吸わない」と感じる場合もある
現場では、
「ジェクターが急に吸わなくなった」
と感じるかもしれません。
しかし実際には、
ジェクター
→ 正常
圧縮空気
→ 正常
搬送ホース
→ 正常
サイロ
→ ブリッジ発生
という可能性があります。
搬送トラブルでは原因の切り分けが重要
資材が搬送できなくなった場合には、
- 圧縮空気は供給されているか
- ホースが閉塞していないか
- ジェクターへ材料が供給されているか
- サイロ内部でブリッジしていないか
などを確認します。
なぜブリッジが発生する？
ブリッジの発生には、さまざまな条件が関係します。
例えば、
- 水分
- 湿気
- 粒径
- 粒子形状
- 付着性
- 資材の自重
- 保管期間
- サイロ・ホッパー形状
などです。
原因① 水分・湿気
粉体によっては、水分を含むことで粒子同士が付着しやすくなります。
乾燥状態
サラサラ
↓
排出しやすい
だったものが、
吸湿
↓
付着
↓
固結
↓
流れにくい
という状態になることがあります。
原因② 長期間の保管
粉体・粒体を長期間サイロへ入れたままにしていると、資材が徐々に締まり、固結する場合があります。
特に、
長期間保管
↓
久しぶりに排出
というタイミングで問題が表面化することがあります。
原因③ 資材の自重
サイロ下部には、上にある資材の重量がかかります。
そのため大量に貯蔵する設備では、下部の材料が圧縮されやすくなります。
原因④ 資材そのものの性質
同じサイロを使用しても、
サラサラした粒体
と、
細かく付着性のある粉体
では流動性が異なります。
そのためブリッジ対策は、設備だけでなく実際の搬送物を見て考える必要があります。
ブリッジが発生したらどうする？
例えば、
サイロ
↓
ジェクター
↓
搬送先
という構成で順調に搬送していたとします。
途中で資材が出なくなり、ブリッジが確認された場合には、
ジェクターによる搬送を一度停止します。
ジェクターを取り外す
今回の運用では、
ジェクターを接続したまま無理にブリッジを解消しようとするのではなく、一度取り外します。
流れとしては、
搬送停止
↓
圧縮空気停止
↓
ジェクター取り外し
です。
エアースコップへ切り替える
ジェクターを取り外したあと、
エアースコップ
を使用します。
エアースコップは圧縮空気を利用して、固結した資材などを崩す機器です。
人力で掘る代わりに圧縮空気を利用
従来、
スコップ
棒
工具
などで固結物を崩している場合があります。
エアースコップでは圧縮空気を利用して、固まった材料を崩していきます。
ブリッジを崩して資材を再び流す
目的は、
サイロ内部の資材を再び排出口まで流れる状態に戻すこと
です。
ブリッジ
↓
エアースコップ
↓
崩す
↓
資材が落ちる
という流れです。
ブリッジ解消後はジェクターへ戻す
資材が再び排出口へ流れる状態になったら、
エアースコップを取り外す
↓
ジェクターを再接続
↓
圧縮空気供給
↓
搬送再開
とします。
ジェクター＋エアースコップの基本運用
整理すると、
通常時
サイロ
↓
ジェクター
↓
搬送先
ブリッジ発生
サイロ
↓
資材停止
↓
ジェクター停止
ブリッジ解消
ジェクター取り外し
↓
エアースコップ
↓
固結物を崩す
復旧
エアースコップ取り外し
↓
ジェクター再接続
↓
搬送再開
という運用です。
「同時使用」ではなく「切り替えて使用」
ジェクター＋エアースコップというと、
2台を同時に動かす
という意味に捉えられることがあります。
今回の方法では、
通常時はジェクター、固結・ブリッジ発生時はエアースコップ
と役割を切り替えます。
ジェクターの役割
ジェクターは、
資材を吸引・搬送する
ことが役割です。
例えば、
サイロ
↓
ジェクター
↓
50m先の設備
など、粉体・粒体を離れた場所まで搬送します。
エアースコップの役割
エアースコップは、
固結物を崩す
ことが役割です。
つまり、
固結
↓
エアースコップ
↓
流動可能な状態
にします。
「崩す」と「運ぶ」を分ける
この2つを組み合わせると、
エアースコップ
↓
崩す
ジェクター
↓
運ぶ
という設備構成になります。
人力でブリッジを崩す作業を減らせる可能性
ブリッジが発生した現場では、
スコップ
↓
人力で掘る
棒
↓
突いて崩す
といった方法が取られる場合があります。
固結が硬いほど負担が大きい
軽く固まっている程度なら人力でも対応できます。
しかし、
- 長期間圧縮された粉体
- 湿気で固まった資材
- 大量の材料
- 深いホッパー
などでは作業負担が大きくなります。
エアースコップで掘り崩し作業を省力化
こうした場合に、
人力だけで崩す
↓
エアースコップで崩す
へ変更できれば、作業負担を軽減できる可能性があります。
サイロ下部へジェクターを直接接続する現場にも
ジェクターは、床にある資材を吸引するだけでなく、
サイロ下部の排出配管へ直接接続して使用する
こともできます。
例えば、
サイロA
↓
排出配管
↓
ジェクター
↓
搬送配管
↓
サイロB
という構成です。
サイロ間搬送ではブリッジ対策も重要
この設備では、
ジェクターによる搬送能力
だけではなく、
サイロAから安定して材料が出てくるか
が重要になります。
バイオマス発電所でもサイロ間搬送にジェクターを活用
実際にバイオマス発電所では、ペレット由来のカスを一時貯蔵するサイロ下部の配管へジェクターを接続し、
一時貯蔵サイロ
↓
ジェクター
↓
搬送配管
↓
フレコン詰め用サイロ
へ資材を搬送する方法が採用されています。
こうした設備でも供給側の状態を見る
ジェクターが安定して動いていても、
サイロ内部で固結
↓
ブリッジ
↓
資材供給停止
となれば搬送できません。
そのため、サイロ間搬送では、
搬送側＋供給側
を一体で考える必要があります。
活用例① 原料サイロ
原料サイロから、
混合機
ホッパー
製造設備
などへ粉体・粒体を送る場合です。
ブリッジが発生したら、
ジェクター停止
↓
エアースコップ
↓
搬送再開
という運用を検討できます。
活用例② 回収サイロ
製造工程から発生した、
- 粉
- カス
- 副産物
などを一時貯蔵するサイロです。
長期間保管すると固結する資材では、排出時の対策が必要になることがあります。
活用例③ ホッパー
ホッパー内部でも、
排出口周辺
↓
資材が固まる
↓
排出停止
ということがあります。
こうした場合にも、エアースコップによる固結解消を検討できます。
活用例④ フレコンからの投入工程
フレコン内部の粉体・粒体でも、保管状態によっては固まることがあります。
そのまま次設備へ供給しにくい場合には、資材状態に応じた崩し作業が必要になります。
ブリッジが発生するたびに設備を変更する必要はない
粉体・粒体の性質によっては、完全にブリッジを防ぐことが難しい場合もあります。
そこで、
発生したときに短時間で復旧できる方法を用意しておく
という考え方もあります。
「予防」と「復旧」は別に考える
例えば、
サイロ形状の改善
振動装置
流動化設備
などは、ブリッジを発生しにくくする対策です。
一方、
エアースコップ
は、
発生した固結・ブリッジを崩して復旧する
という用途で活用できます。
現在の設備を大きく変更したくない場合にも
既存サイロを使用していて、
普段は問題ない
↓
時々ブリッジする
という場合があります。
このためだけに設備全体を更新するのではなく、
通常時
↓
ジェクター
トラブル時
↓
エアースコップ
という運用も検討できます。
両方とも圧縮空気で作動
ジェクターとエアースコップには共通点があります。
どちらも、
圧縮空気
を利用します。
コンプレッサーを利用
例えば現場へ可搬式コンプレッサーを持ち込み、
通常時
↓
ジェクター
ブリッジ発生時
↓
ジェクター停止
↓
エアースコップ
という使い方ができます。
工場内エアーを利用できる可能性もある
工場に圧縮空気設備がある場合には、条件が合えば工場内エアーを使用できます。
その場合、
工場エアー
↓
ジェクター
または、
工場エアー
↓
エアースコップ
という運用を検討できます。
空気量の確認が重要
工場内エアーの場合、
圧力だけでなく、
必要な空気量を確保できるか
を確認します。
配管径も確認
コンプレッサー自体には余裕があっても、
サイロ付近まで来ている配管が細い
場合には、十分な空気量を供給できないことがあります。
そのため、
- コンプレッサー能力
- 圧力
- 空気量
- 配管径
- 使用場所
などを確認します。
ジェクターの着脱方法も重要
ブリッジが比較的発生しやすい現場で、
ジェクター
↓
取り外し
↓
エアースコップ
↓
再接続
という運用をする場合、
ジェクターを着脱しやすい設備構成
にしておくことも重要です。
復旧に時間がかからない構成を考える
例えば、
ブリッジ発生
↓
取り外しに30分
↓
ブリッジ解消
↓
再接続に30分
では、設備停止時間が長くなります。
現場条件によっては、接続方法も含めて運用を考えます。
大きな塊をそのままジェクターへ入れない
エアースコップでブリッジを崩したあとも注意が必要です。
大きな固結物が残っている場合、
そのままジェクターへ供給すると閉塞する可能性があります。
搬送できる大きさまで崩す
エアースコップで、
大きな固結物
↓
細かく崩す
↓
流動性を回復
↓
ジェクター
という状態にします。
資材によって対応方法は変わる
例えば、
乾燥した粉体
湿った粉体
ペレット
砂状資材
では固まり方が異なります。
そのため、
「ブリッジしている」
という情報だけで最適な方法を判断できない場合があります。
導入前に確認したいポイント① 資材
まず、
何が固まっているのか
を確認します。
例えば、
- 粉体原料
- 粒体
- ペレット
- 灰
- 砂
- 副産物
などです。
確認ポイント② 固結の硬さ
例えば、
手で崩れる
スコップが必要
かなり硬い
など、固結状態を確認します。
確認ポイント③ ブリッジが発生する位置
- サイロ中央
- サイロ下部
- ホッパー出口
- 排出配管入口
など、発生場所を確認します。
確認ポイント④ 発生頻度
例えば、
毎回発生する
月に1回程度
長期停止後だけ発生する
などです。
頻度によって設備対策の考え方も変わります。
確認ポイント⑤ 現在の解消方法
例えば、
現在は、
スコップで崩している
棒で突いている
設備を叩いている
などです。
現在の作業方法が分かれば、省力化できる部分を検討しやすくなります。
写真や動画からでも初期検討できる
例えば、
- サイロ全体
- ホッパー
- 排出口
- 固結物
- 現在の作業
- ジェクター接続部分
などの写真があると検討しやすくなります。
実際の資材を使ったテストも可能
固結の程度や搬送性を判断しにくい場合には、実際の資材を使用して確認する方法があります。
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
- 崩した後にジェクターで搬送できるか
- ホースが閉塞しないか
- 必要な圧縮空気
- 適したジェクター
などです。
「ジェクターが吸わない」という相談からでもよい
原因が分からない場合でも構いません。
例えば、
「途中から吸わなくなる」
「サイロには材料があるのに出てこない」
「排出口の上で固まっているようだ」
という情報から原因を整理します。
搬送設備だけでなく現場全体を見る
粉体・粒体搬送では、
ジェクター
ホース
コンプレッサー
だけでなく、
搬送物がジェクターへ到達するまでの工程
を見ることが重要です。
エコ・ワークでは運用方法までご提案
ブリッジが発生する現場では、
単純にジェクターを設置するだけではなく、
- 通常時の搬送方法
- ブリッジ発生時の判断
- ジェクター停止
- ジェクター取り外し
- エアースコップによる固結解消
- ジェクター再接続
- 搬送再開
まで含めて考える必要があります。
エコ・ワークでは機器の販売だけでなく、全国の現場でジェクター・エアースコップの使い方や運用方法の指導も行っています。
まとめ
サイロ・ホッパーでは、粉体・粒体の状態によって、
ブリッジ
が発生することがあります。
ブリッジが発生すると、
サイロには資材がある
↓
しかし排出口へ落ちない
↓
ジェクターへ供給されない
↓
搬送できない
という状態になります。
この場合、
ジェクターの吸引力を上げる
のではなく、
供給側の固結・ブリッジを解消する
ことが必要です。
そこで、
通常時
↓
ジェクターで搬送
ブリッジ発生
↓
ジェクター停止・取り外し
エアースコップ
↓
固結・ブリッジを崩す
ジェクター再接続
↓
搬送再開
という運用を検討できます。
ジェクターは、
吸引・搬送
エアースコップは、
固結・ブリッジの解消
と、それぞれ役割が異なります。
また、両方とも圧縮空気を利用するため、条件によっては可搬式・据置型コンプレッサーや工場内エアーを利用できます。
「サイロ下部で材料が詰まる」
「ホッパーから粉体が落ちてこない」
「ジェクターで搬送中に突然材料が出なくなる」
「ブリッジを毎回人力で崩している」
「既存サイロのブリッジ対策を考えたい」
「ジェクターとエアースコップを組み合わせたい」
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。
搬送物・固結状態・ブリッジの発生位置・設備構造・現在の解消方法などを確認し、ジェクターによる搬送とエアースコップによるブリッジ解消を組み合わせた運用方法をご提案いたします。
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