Technology
バケットコンベア
(バケットコンベア)
バケットコンベアとは、ベルトやチェーンに取り付けた複数のバケットへ粉体や粒体を入れ、主に下方から上方へ連続的に搬送する装置です。「バケットエレベーター」と呼ばれることもあり、限られた設置面積で大きな高低差を搬送できるため、原料受入設備、貯蔵設備、計量・配合設備などで使用されます。
搬送物をバケットですくい上げて密閉されたケーシング内を移動させるため、ベルトコンベアなどの開放型搬送装置と比べて、粉じんの飛散や原料のこぼれを抑えやすいことが特徴です。一方で、搬送物の付着、バケット内の残留、ベルトやチェーンのずれ、排出口での詰まりなどを考慮した設計と制御が必要です。
バケットコンベアの仕組みと構成
バケットコンベアは、主にバケット、バケットを取り付けるベルトまたはチェーン、上部と下部のプーリーまたはスプロケット、駆動モーター、減速機、ケーシング、投入口、排出口、張り調整機構などで構成されます。
下部の投入口へ供給された原料をバケットが受け取り、ベルトまたはチェーンの循環によって上方へ搬送します。上部に到達すると、バケットの反転や遠心力、重力などを利用して原料を排出口へ放出し、その後、空になったバケットが下部へ戻ります。
搬送方式には、比較的速い速度で運転し、遠心力を利用して原料を排出する方式と、低速で運転し、重力によって穏やかに排出する方式などがあります。粉体の流動性、粒体の破損しやすさ、必要な搬送能力などに応じて方式を選定します。
主な用途と使用される工程
バケットコンベアは、粉体や粒体を低い位置から高い位置へ搬送する工程で使用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。
- 原料受入口からサイロやホッパーへの搬送
- 計量機や混合機の上部への原料供給
- 製造工程間における粉体・粒体の垂直搬送
- 袋開封設備から貯蔵設備への移送
- 複数階にまたがる設備への原料搬送
- 狭い設置面積で高低差を確保したい設備
例えば、床面付近で投入した原料を上階のホッパーへ搬送し、そこから計量機や供給機へ送る構成があります。垂直方向をバケットコンベアで搬送し、その前後をスクリューコンベアや空気輸送設備などで接続することもあります。
他の搬送方式との違い
スクリュー式搬送との違い
スクリュー式搬送は、回転するらせん状の羽根によって原料を押し進めます。比較的短い距離の水平・傾斜搬送や定量供給に適しています。一方、バケットコンベアは、大きな高低差を垂直方向へ搬送する用途に適しています。
空気輸送との違い
空気輸送は、空気流を利用して配管内で粉体を搬送します。曲がりや高低差のある経路を構成しやすい一方、ブロワやコンプレッサによる空気の供給が必要です。バケットコンベアは機械的に搬送するため、搬送空気を必要としませんが、ベルト、チェーン、バケットなどの定期的な点検が必要です。
設計・制御上のポイント
搬送物に合わせた方式選定
粉体や粒体のかさ密度、粒径、流動性、付着性、摩耗性、破損しやすさなどを確認し、バケットの形状や容量、取付間隔、搬送速度を決定します。破損しやすい粒体では、投入時や排出時の衝撃を抑える構造が必要です。
付着性の高い粉体では、バケット内に原料が残り、搬送能力の低下や異なる原料への混入につながる場合があります。原料が排出されやすいバケット形状、表面処理、清掃方法などを検討します。
供給量と搬送能力の調整
投入口から原料を過剰に供給すると、バケットからのこぼれ、下部ケーシング内への堆積、モーターの過負荷などが発生する可能性があります。上流側のスクリューフィーダーやロータリーフィーダーと連動し、バケットコンベアの搬送能力を超えないように供給量を調整します。
PLCでは、バケットコンベアが正常に運転していることを確認してから上流側の供給機を起動します。停止時は、原料供給を先に停止し、ケーシング内の原料を搬送し終えてからバケットコンベアを停止する制御が一般的です。
ベルト・チェーンのずれと張り管理
ベルトやチェーンの張りが適切でないと、蛇行、スリップ、スプロケットからの外れ、振動などが発生する場合があります。張り調整機構を設けるとともに、必要に応じて蛇行検出や位置ずれ検出を行います。
使用に伴ってベルトやチェーンが伸びるため、定期的に張り、摩耗、損傷状態を点検します。バケットの取付部やボルトの緩みも、脱落やケーシング損傷の原因となるため確認が必要です。
詰まり・逆転・過負荷への対策
排出口の詰まりや下流設備の停止によって原料が排出できなくなると、上部やケーシング内に原料が滞留します。モーターの過電流、回転検出、排出口の詰まり検出、搬送先の満杯信号などを監視し、異常時には上流側の供給を停止します。
停止中に搬送物の重量によって逆転する可能性がある設備では、逆転防止機構やブレーキを検討します。また、運転指令を出しているにもかかわらず回転が検出されない場合は、ベルト切れやチェーン外れなどの異常として警報を出します。
粉じんと安全への配慮
ケーシングを密閉していても、投入口や排出口、点検口などから粉じんが漏れる場合があります。接続部のシール、集塵設備、点検口の構造などを検討します。粉じん爆発の危険性がある原料では、原料特性や使用環境に応じた防爆・静電気対策が必要です。
回転部、チェーン、プーリー、スプロケットなどにはカバーを設け、点検扉が開いた状態では起動できないインターロックを検討します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、搬送する粉体・粒体の特性、必要な搬送能力、揚程、設置スペース、前後工程との取り合いを確認し、バケットコンベアを含む搬送設備の構成を検討します。
バケットコンベア単体だけでなく、投入口、排出口、ホッパー、供給機、計量機、混合機などを含む機械設計や、モーター、センサ、安全機器を組み込んだ制御盤設計に対応します。
PLCによる起動・停止順序、上流・下流設備とのインターロック、回転異常、過負荷、詰まり、満杯などの異常監視、タッチパネル画面の設計まで、設備全体に合わせて制御します。運転時間や異常履歴の保存、生産管理システムとの連携についても、設備の運用に応じて検討します。
よくある質問
Q. バケットコンベアは垂直方向へ搬送できますか？
A. 主に垂直方向や急傾斜方向への搬送に使用されます。必要な揚程、搬送能力、原料特性に合わせて、バケット容量、搬送速度、駆動容量を選定します。
Q. 粉体と粒体のどちらにも使用できますか？
A. 粉体・粒体の両方に使用できますが、付着性、摩耗性、粒径、破損しやすさなどによって適したバケット形状や排出方式が異なります。
Q. バケット内に原料は残りますか？
A. 原料の付着性やバケット形状によっては、一部が残留する場合があります。品種切替がある設備では、排出しやすい形状や清掃方法、残留許容量を検討します。
Q. 搬送中の異常はどのように検出しますか？
A. モーターの過負荷、回転検出、ベルトやチェーンの蛇行、排出口の詰まり、搬送先の満杯などを監視します。異常を検出した場合は上流側の供給を停止し、タッチパネルなどへ警報を表示します。
Q. 既設設備へ追加できますか？
A. 設置スペース、必要な揚程、搬送能力、建屋の高さや強度、前後設備との接続条件が合えば追加できる場合があります。点検や部品交換に必要な作業スペースも含めて検討します。