新しい集塵システムの適切な設計と設置に関する記事や資料はたくさんあり、予防保全のためのチェックリストや手順書も多く用意されています。それとは対照的に、このシリーズでは、「使用中の集塵機がうまく機能していない場合の対応方法」というトピックを取り上げ、集塵機で最も一般的な故障モードを特定して定義し、次に問題を診断して、対策手順について詳しく説明します。本記事での集塵機は、自動でフィルターを清掃するタイプの装置で、バグハウスやカートリッジ式のものを指します。（サイクロン、ミストコレクターなどのその他の装置は、本記事の対象外とします。）
メンテナンスのヒントに関する本シリーズでは、次の4つの主要な故障モードに焦点を当てます。
- 集塵機の漏れ
- フードの風量不足（こちらの記事）
- フィルターの使用期間が短い
- 電気関連の問題
故障モードとは、装置が十分に稼働しないために現れる問題のことです。必ずしも完全な故障または稼働不能を意味するものではありません。この用語は、設計どおりに機能していない箇所を特定するために使用しています。さらに深刻な場合には、その故障モードによって装置／システム（または製造プロセス）が稼働できなくなることがあります。他にも多くの故障モードがありますが、上記の4つが最も一般的です。他2つのメンテナンスのヒント記事をお楽しみに。
注：この記事では、火災や爆発といった故障モードは意図的に除外しています。これらはより複雑で、別途詳しい分析が必要となるためです。さらに、トラブルシューティングや是正措置の提案を検討する際には、細心の注意を払う必要があります。一見簡単そうに見える作業でも、適切な個人用保護具の着用やロックアウト・タグアウト、高所・閉所の安全手順などを理解した専門の担当者だけが行ってください。電気に関わる作業は、有資格の電気技師が行う必要があります。懸念点がある場合は、作業せず専門家にご依頼ください。専門家をご紹介します。
メンテナンスのヒント#2：フードの風量不足
フードでの風量不足など、集塵システムのフードの性能に影響を与える要因はたくさんあります。性能を低下させる可能性がある要因には、次のものがあります。
システムの初期設計
集塵機フードの風量の初期要件は、最適なフードの位置の決定など、複数の設計基準を満たす必要がある値となるため、常に確認してください。必要な空気量を決定する変数には、フードがプロセスを密閉したりカバーしたりする度合い、フードの形状と構造などが含まれます。これらの変数は、フードが効果的に機能するために必要な全空気量に影響します。『Industrial Ventilation：A Manual of Recommended Practice』（ACGIH発行）は、フードの物理的な位置と形状に基づいて十分な空気量を推定する方法を概説しています。初期の空気量見積もりで用いた前提条件を再確認すると、フードの構成について、当初の設計意図と現在の実態との間に違いがあることがしばしば明らかになります。
システム設計の変更
フードの設計は問題ないように見えても、空気量不足で性能が不十分であるように思われる場合は、次のステップとして、ダクトのレイアウトを調整して、各フードに適切に空気が分配されるよう徹底します。初期設計をレビューすると、システム内の空気分布を調整した課題や意図しない設計変更が明らかになる場合があります。
ダクトのレイアウト
システム内の各位置にあるフードから設計した空気量が確実に取り込まれるよう、ダクトのレイアウトとシステム設計には設計上の判断が多数組み込まれています。場合によっては、規格またはコードに、すべてのフードを開くなどの要件が含まれる場合もがありますが、関連装置を使用していないときは一部のフードを閉じることが許可される場合もあります。また、システムの微調整またはバランス調整に使用される一般的な設計コンポーネント（ブラストゲート）が、システム設計を把握していない従業員、もしくは摩滅/摩耗によって調整されることもあります。どちらの場合においても、システム内に誤って新しい風量分布パターンを作成してしまいます。現状を比較して初期設計をレビューすることで、空気分配が不十分である原因を特定することができます。委託時に作成されたシステムの要約文書が残っている場合は、現在の値と初期値を比較することもできます。初期設計時の文書がない場合は、設計評価を行って、フードへの風量分布不足に影響を与えている設計上の問題を特定する必要が出てくるかもしれません。このシステム評価には、集塵機全体の静圧損失の規定、ファンの静圧と流量容量の要件を含める必要があります。設計レビューの際には、現在の推測事項がシステム構成と一致しているかどうかを確認するため、チェックすべき項目が多数あります。現在のシステムがシステム設計に適合しているか検討する際は、次のことを考慮してください。
- 初期設計では、システム内の空気の加速が考慮されていますか？
- 設計と実際のダクトの長さとサイズは一致していますか？
- エルボーとブランチの数とサイズはすべて設計と一致していますか？
- 設計は、既存集塵機のインレットと排気ダクトの形状を考慮していますか？
- 設計時に想定されていた集塵機の必要エネルギー量はどの程度でしたか？（フィルターが清浄な状態ではなく、汚れている状態での圧力損失を考慮してください）
- 設計時にファンの性能（システム効果）に対するダクトの影響を考慮していましたか？
確認事項：
- ファンのインレットまたはアウトレットのエルボー
- ダクトサイズ（ファンのインレットよりも小さいかどうか）
- インレットまたはアウトレットのダンパー
- ファンのアウトレットにダクトがない
- システム内の他の部品がファンの静圧要件に含まれていたかどうか
検討事項：
- 排気の後
- 還気ダクト
- バックドラフトダンパー
- 爆発分離装置
- 排気管
ダクトの抵抗の増加
多数の上記要因によって、適切な空気量が各フードに入らなくなり、システム内の1つまたは複数のフードの性能に影響を与える可能性があります。システム内の搬送速度の低下により、ダクト内に材料が蓄積することも、システム内の1つまたは複数のフードへの流量を低下させる原因となります。
集塵システムの運用
集塵機内のフィルターが圧力損失の大きい状態で動作している場合、抵抗の増加により各フードの全空気量が減少します。フィルターをある程度の期間使用している場合は、フィルターの効果が期待できる耐用年数が終了しており、交換が必要な場合があります。ただし、比較的新しいフィルターの差圧の損失が大きい場合は、別の原因を調査する必要があります。
最近、フィルター性能を早期に低下させた可能性のある異常が集塵機に発生しましたか？または、集塵機のクリーニングシステムで一時的な障害が発生し、フィルターが適切にクリーニングまたは再調整されない状態になっていますか？後者の問題を是正することで、フィルターの圧力損失値が期待値に戻り、システムの空気量が回復し、風量とフードの性能が向上します。パルスクリーンフィルターのクリーニングシステム性能を低下させる典型的な問題として、利用できる圧縮空気の圧力または量が不十分であることが挙げられます。圧縮空気の圧力が十分な場合は、パルスタイミング（周波数とドウェルの両方）を確認すると問題が明らかになる場合があります。また、すべての部品が正常に動作していることを確認する際は、ハードウェアの状態を確認するのが効果的です。多くのパルスクリーニングシステムにはソレノイドバルブなどが備えられていますが、こうしたアイテムは摩耗することがあり、時折交換が必要になる場合があります。
フードの性能は、集塵機の最大限のシステム性能を決定づける要因となるため、フードの動作状況に注意を払うことは重要です。フードに必要な風量に注意することで、持続的な性能を確保できます。さらに、フードが適切に設計されていると、システム運用に必要な工場の空気量とエネルギーを節約しつつ、必要な性能を発揮できます。
フードと風量に注意してください。とても大切です！
