粉塵捕集のコスト削減のために、搬送速度を理解する

ドナルドソントリット、地区マネージャー、Ted Henderson

集塵に関しては、搬送速度の重要性と、搬送速度がシステムの適切な設計に与える影響を理解することが不可欠です。 ダクト内の空気移動が遅すぎても速すぎても、同様に問題となる重大な結果を招きます。 最適な搬送速度は粉塵のタイプによって異なりますが、最適な空気量やそれに応じた速度の選択、維持を行うために採用できる設計手法や装置があります。

工場換気マニュアルを参照する

ACGIHの『工場換気マニュアル¹』は、産業用換気の設計手法を決定するためのリソースとして業界で認知されているもので、搬送速度に関するガイダンスも含まれています。 一般に、粒子が重いほどダクト内の移動に必要な搬送速度が高くなります。 軽い粒子は低い搬送速度で移動できるため、運用コストを削減できます。  

不適切な搬送速度が原因で発生する問題

粒子の重さにかかわらず、ダクト内の空気に物質が蓄積しないようダクトを設計する必要があります。（図1）。

粉塵のダクト内沈降を防止するのに十分な速度の維持が重要ですが、一方で、ダクト内速度が高すぎても問題が発生します。 研磨性粉塵はダクトの材質を摩耗させ、最終的に交換が必要になります。また、速度が高すぎると摩耗が加速します。 さらに、空気を高速で移動させるには、多くのエネルギーが必要です。 静電容量が大きなファンを購入すると初期コストが増加し、日常的な稼働におけるエネルギーコストも増大します。 したがって、設計空気量を正確に適切な搬送速度で移動させることは、システム設計において重要な留意事項となります。

搬送速度を適切に制御することのメリット

搬送速度を制御する方法はいくつかありますが、まずは、初期の優れたダクト設計です。 ダクトの選択プロセスでは、設計空気量に基づいた適切な搬送速度を確保する必要があります。

実際の使用における課題の1つは、システムが常に理想的な設計エアフローで動作するとは限らないことです。 システム全体の空気量はかなり変化します。 たとえば、きれいなフィルターメディアにも最終的には粉塵が付着します。 汚染によりフィルター全体の抵抗が増加するとファンの送風量が減少し、ダクトシステムやフードを通過する風量が減少します。 この風量の減少は、通常、ファンの吐出しダンパーを開いて、フィルター上のダストケーキの蓄積による抵抗を相殺することで是正できます。 ただし、ダンパー方式は作業員が状況を監視する必要があります。 このアプローチの欠点は、粉塵の蓄積による抵抗がない新しいフィルターに交換した際、設計流量に戻すためにダンパーを閉じるのを忘れてしまうことです。 新しいフィルターを設置してシステムの風量は増加しているのにダンパーは完全に開いたまま、ということはよくあります。 このミスによりフードの風量が過剰になると、不要な物質まで捕集してしまうなどの問題が発生します。 ダクトシステムの摩耗率が増大するだけでなく、フィルター寿命が大幅に短くなり、頻繁な交換やメンテナンスが必要になります。