【化学プラント・塗装工場必見】防爆環境に最適な動力源はエアモーター
「防爆環境で安全に使える動力源はどれか？」「電動モーターは使えないのか？」とお悩みではありませんか？引火性ガスや爆発性粉塵が存在する危険な環境では、火花や高温が爆発事故を引き起こすリスクがあります。エアモーターは電気を一切使用しないため、防爆環境でも安全に使える動力源です。
本記事では、防爆環境の基礎知識から、エアモーターと防爆電動モーターの比較、実際の導入事例まで、安全管理者・設備担当者が知っておくべき情報を解説します。
防爆環境とは？爆発事故を防ぐための基礎知識
防爆環境とは、可燃性ガス・蒸気・粉塵が存在し、爆発事故のリスクがある場所を指します。このような環境では、通常の電気設備が火花や高温を発生させ、爆発の引き金となる可能性があります。
燃焼三要素と爆発のメカニズム
爆発が発生するには、以下の3つの要素が同時に揃う必要があります。
燃焼３要素
- 可燃物（燃える物質） 引火性ガス、溶剤蒸気、可燃性粉塵など
- 支燃物（酸素）: 空気中の酸素
- 点火源（着火エネルギー） 火花、高温、静電気など
防爆が必要な産業・現場
石油・化学プラント
石油精製、化学製品の製造現場では、可燃性ガスや溶剤蒸気が常に存在します。バルブ開閉、攪拌機、ポンプ駆動など、あらゆる動力源に防爆対策が必須です。
塗装・塗料製造ライン
塗料には揮発性有機溶剤が含まれており、塗装ブース内や塗料循環ポンプ周辺は高濃度の可燃性蒸気が発生します。塗膜剥離設備、スプレー機器、搬送装置など、防爆仕様が求められます。
粉体取扱設備（穀物サイロ、製粉工場等）
穀物粉、小麦粉、砂糖、樹脂粉末など、微細な可燃性粉塵は空気中に浮遊すると粉塵爆発を引き起こします。粉体搬送、攪拌、篩い分け設備など、粉塵が発生する場所では防爆対策が必要です。
防爆環境における動力源の選択肢
防爆環境で使用できる動力源には、主に以下の3種類があります。
防爆のエアモーター
特徴
- 電気を使用しない
- 火花・高温部が発生しない
- 過負荷時も焼損しない
防爆仕様の電動モーター
特徴
- 耐圧防爆構造または安全増防爆構造
- 火花や高温を外部に漏らさない設計
- 国内では労働安全衛生法に基づく型式検定の対象
油圧モーター
特徴
- 電気を使用しない（油圧ポンプは別途必要）
- 高トルク・高出力
- 油漏れリスクがある
どれを選ぶかは、駆動対象・必要トルク・設置環境によって決まります。ここからは、エアモーターがどのような考え方で防爆環境に適しているのかを説明します。
エアモーターが防爆である理由
エアモーターは、防爆環境において「防爆」として認められる動力源です。その理由を詳しく見ていきましょう。
電気を使用しない構造
エアモーターは、圧縮空気のみを動力源としているため、電気火花そのものが発生しません。
火花・高温部が発生しない
エアモーターは、圧縮空気の膨張エネルギーを利用するため、燃焼や摩擦による高温部が発生しません。さらに、圧縮空気の断熱膨張による自己冷却効果があり、運転による発熱が抑えられます。
モーター内部の陽圧による湿気・粉塵侵入防止
エアモーターは、運転中にモーター内部が陽圧（内部から外部へ圧力がかかる状態）になるため、外部の湿気や粉塵が侵入しません。これにより、湿気や埃がモーター内部に入るのを防ぎます。
過負荷時も焼損しない安全設計
エアモーターは、負荷がモーターのトルク許容を超えると減速し、やがて停止します。このとき加熱やスピンドルの破損は起こらず、過負荷が解除されると再び回り始めて通常の運転状態に戻ります。停止を繰り返しても同様です。
保全の視点で見ると、過負荷が起きても、それが故障として残らないということでもあります。
なお電動モーターは、防爆構造という形で安全性を担保する設計になっています。耐圧防爆構造や安全増防爆構造がこれにあたります。エアモーターは、電気を使わない構造そのもので危険源を持たないという考え方です。どちらが優れているかではなく、担保の仕方が違います。
防爆環境でのエアモーター活用事例
実際の防爆環境で、エアモーターがどのように活用されているのか、具体的な導入事例をご紹介します。
総合金属加工メーカー 防爆環境での塗膜剥離設備
使用環境・用途
防爆環境に対応するため、塗膜剥離設備への改造にエアモーター（製品品番：8209-A）を組み込んでいます。エアモーターを使用することで、塗膜を効率的に剥離することができます。
導入いただいた経緯
客先の納期や現行設備の必要なトルクに合わせたエアモーターを選定するため、担当者に納期や在庫品の確認を行ったところ、在庫品の中から検討設計していただき購入に至りました。
導入してよかった点
- 高い信頼性 ARO(インガソールランド)製のエアモーターは故障が少なく、安心して使用できます
- 優れたメンテナンス性 部品一つから購入できる点はとても安心でした
- 性能面での満足度 導入後も減速比・トルクの大きさ共に満足しています
化学プラント バルブ開閉・攪拌機・ポンプ駆動
国内大手重工業メーカーの製造ラインにて、長年にわたりエアモーターが採用されています。
塗装ライン 塗料循環ポンプ
大手自動車メーカーの車両組立ラインにおいて、エアモーターが使用されています。
海外エネルギー関連企業 大規模インフラ・プラント施設
大規模な重要インフラ・プラント施設において、エアモーターが導入されています。過酷な環境下でも安定稼働する信頼性が、国際的にも評価されています。
※使用実績であり、保証期間ではありません。使用環境により異なります。
防爆環境でエアモーターを導入する際の注意点
エアモーター自体は防爆ですが、システム全体の安全性を確保するため、以下の点に注意が必要です。
エア供給設備の防爆対応
エアコンプレッサーや圧力調整弁など、エア供給設備にも防爆対策が必要です。コンプレッサーが防爆エリア外に設置されている場合は問題ありませんが、防爆エリア内に設置する場合は、防爆仕様のコンプレッサーを選定してください。
配管からの漏洩リスク管理
エア配管からの漏洩は、圧縮空気が急激に膨張する際に静電気を発生させる可能性があります。定期的な配管点検と、漏洩検知システムの導入が推奨されます。
静電気対策（アース工事）
エアモーター本体や配管に静電気が蓄積すると、放電により着火源となる可能性があります。金属製のモーターや配管は、確実にアース（接地）してください。
定期点検・メンテナンスの重要性
エアモーターは耐久性が高いですが、ベーンやシール部品は消耗します。定期的な点検とメンテナンスにより、性能を維持し、予期せぬトラブルを防ぎます。
まとめ 防爆環境では防爆のエアモーターがおすすめ
防爆環境での動力源選定では、安全性が最優先です。エアモーターは、以下の理由で防爆環境に最適な選択肢です。
エアモーターの防爆性能
- 電気を一切使用しない防爆
- 火花・高温部が発生しない
- 過負荷時も焼損しない安全設計
- メンテナンスが容易
- 多くの防爆環境で使用可能
実績
- 石油・化学プラント、塗装ライン、自動車製造など、幅広い産業で採用
- インガソール・ランドは130年以上の歴史を持ち、世界中で信頼されている
防爆環境では、「万が一」のリスクを徹底的に排除することが求められます。防爆のエアモーターは、電気火花のリスクを低くする動力源です。
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※記載の性能や実績は、特定の条件下で得られたものです。すべての環境で同じ結果を保証するものではないため、導入前には必ず担当者へご相談ください。