ドナルドソン産業用空気フィルトレーション、Chrisald Klocker
集塵システムの性能を評価する際に、業界ではフィルターのEfficiency（効率）についての話題が多く上がります。 しかし、集塵機のフィルター効果は、方程式の一部にすぎません。
換気システムでは、 Exposure（ばく露）およびEmissions（排出）の他の2つの要素を監視することが重要です。 ここでは、それぞれの「E」が重要である理由と、それらが連携してシステム全体の性能を向上させる方法について説明します。
Exposure（ばく露）
製造工程およびその周辺では、有害な粉塵へのばく露に焦点を当てる必要があります。 これには次が含まれます。
- 施設で生産または使用される原料の特性と、
- 作業員がこれらの原料にさらされる可能性がある工程の場所。
有資格の産業衛生士は、施設を監査し、さまざまな職務を確認し、作業員が吸い込む空気のサンプルを採取できます。 これにより、特定のタスクの作業中にばく露される汚染物質の平均またはピーク濃度が決まります。
この確認後に施設を監査し、すべての逃散粉塵の発生源を特定し、適切な換気フードが設置されているかどうかを評価します。 フードはばく露を減らす効果的な手段ですが、粉塵の発生源の近くに効果的かつ適切に配置された場合にのみ効果を発揮します。 管理が必要となる、新たな粉塵発生エリアが見つかることもあるかもしれません。
フードを設置する場所が決定したら、フードのサイズを検討することも重要です。 既存のフードがある場合は、各換気排気フードで十分な換気や排気ができるどうか、または変更が必要かどうかを判断します。 集塵機は、中を通過する空気のみをフィルトレーションするため、フードが粉塵の20%を捕捉する場合、他の部品への投資額にかかわらずシステムは最大20%で稼働します。
次に、ダクトを確認します。 各フードから集塵機に粉塵やヒュームを運ぶための、ダクトの論理的な回路はできていますか？ ダクトのサイズは適切で、推奨される最低搬送速度は維持されていますか？ 粉塵が配管に蓄積されず、集塵機まで移動するための十分な空気量はありますか？
ばく露管理では、フードやダクトの設計を過度に強調することはできません。 集塵機の性能は、フードおよびダクトシステムがどれほどうまく連携し、ばく露エリアから捕捉した粉塵を集塵機まで搬送するかに応じて異なります。
Efficiency（効率）
ばく露エリアへの対処が完了したら、必要な集塵技術の検討に移ります。 優れた集塵機には、安定した予測可能な性能が備わっています。つまり、予測可能なエネルギーコストで安定した空気の量を維持しながら、集塵機に搬送される汚染物質を効果的に除去します。
集塵機の大きさやスタイルに応じて、安定した運転に必要なファンやクリーニングエネルギーは変化します。 必要な空気の量と、それを供給するための最も効率的なシステムの方法を検討してください。 システムで設計フローの維持が難しい場合、または過度にクリーニングを実行している場合は、新しい技術が必要な場合があります。
新規または既存の集塵機を評価するときは、フィルターの効率に注意する必要があります。ただし、新しいフィルターの評価のみには頼らないでください。 たとえば、MERV 14と評価されたフィルターは、特定の条件下または粉塵がまったくない状態で、試験粉塵を一定の割合で捕捉することを意味しています。 フィルターの評価は、新車の燃費とよく似ています。知っておくと便利ですが、実際の状態を反映することはほとんどありません。
実際の稼働では、再生式集塵機のフィルターは、高負荷時にパルスクリーニングされることがよくあります。 フィルターに蓄積されたすべての粉塵（ダストケーキ）に加えて、集塵機に入る新しい粉塵も処理する必要があります。 集塵機が安定した運転点に達すると、メディア上の粉塵濃度は、インレットの負荷の数千倍になります。 このため、安定した設定点で何を達成しているかという観点から、ばく露テストと排出テストを用いて集塵機を評価することで、換気システムの適切な性能を知ることができます。
Emissions（排出）
集塵機を通り抜けるものは、排気とみなされます。 ファンにより、フィルトレーションされた空気が集塵機から排出ポイントまで搬送されていると仮定すると、次の質問についての検討が必要になります。 「フィルトレーションされた空気の質に関して、建物内に戻す基準、もしくは屋外に排出する基準を設定していますか？ フィルトレーションされた空気以外の物質が、気流に存在する可能性はありますか？ 粒子、スチーム、またはガスは残っていますか？ これらの質問に関する懸念事項はありますか？ 今後どのような対応が必要ですか？」
信頼できる答えは、体系的なテストからのみ得ることができます。 大気質を監視する会社は、スタックテストを実行して、集塵機のアウトレットで排出される物質の量と濃度を測定できます。 一部の施設では、EPAにより継続的な排出の監視が義務付けられています。 その他の施設では、OSHAなどの基準が適用され、さまざまなテスト方法や、排出または作業員のばく露制限のいずれかが指示されている場合があります。
換気の必要性を評価し、排出制限を理解したら、集塵機またはフィルターのサプライヤーに相談して、工程に適した技術を見つけてください。 サプライヤーは、粉塵の負荷がエネルギーとクリーニングの消費にもたらす影響、費用対効果とエネルギー効率の両方を考慮した上で排出目標を達成する方法を理解するための手助けをしてくれます。 装置が1組の場合、初期コストを抑えて合理的なフィルター寿命を実現できますが、フィルターのサイズが大きいため、圧縮空気とクリーニングのコストは高くなります。 小型の集塵機では初期コストは高くなりますが、フィルターのクリーニング頻度が少なくなるため、圧縮空気とエネルギー消費量は低くなります。 また、フィルターのクリーニング頻度が減ると、排気量は減少します。
3つのEの管理
防塵システムの目的は、ばく露および排出を基準値の範囲内にとどまらせることであり、非常に重要な性能指標となっています。 集塵機とフィルターの効率は、それらの目標を達成した結果です。
施設はそれぞれ異なるため、3つの「E」を管理するには、以下の複数の専門家との協力が必要になる場合があります。
- 室内の大気質と作業員の潜在的なばく露を評価し、それらに対処する方法についての推奨事項を提供してくれる産業衛生士。
- 大気質目標に合わせて排気をテストする大気質モニタリング会社。
- 米国政府産業衛生士会議が発行した産業用換気設計マニュアルに従って、集塵システムを製造する資格を有する産業用換気設計者。
施設や工程に変更を加える場合は、必ずこれらの専門家に協力してもらうようにしてください。 集塵システムを変更すると、システム全体の空気量の繊細なバランスが崩れる可能性があります。 たとえば、別のダクトでシステムを使用すると、元のインレットからの空気を逸脱させる低い抵抗の経路が生成される場合があります。 産業用換気装置の設計者から、システムの変更に関する助言をもらう必要があります。 ばく露と排出を再テストすることで、変更されたシステムが設計どおりに機能していることも確認できます。
Klockerによる記事『The Three E's in Dust Collection』(2018年2月のPowder & Bulk Solids）をご覧ください。
