建物シャッターは化学プラント設計で重要｜動線の確保

化学プラントのシャッター(shatter)設計について解説します。

土建の建具の1つでしかないシャッターですが、設計する要素はほとんどないと思うでしょう。

ところが、シャッターはプラントレイアウトに関連する大きな設計要素になりえます。

シャッターの適切に動かすためには、風の影響を考えないといけなくなり、これが出入口の方向を左右します。

結果、物の動線が大きく変わるので、プラントレイアウトに影響を与えるという話です。

シャッターの構造を知らないと、この辺りの話が少しわかりにくいと思いますので、この記事で解説します。

シャッター(shatter)の構造

まずはシャッターそのものの構造を見てみましょう。

下の図のようなイメージで理解すれば良いでしょう。

ここでは電動シャッターを想定します。

シャッターは巻き取り機とシャッター本体から構成されます。

巻き取り機はモーターと軸で構成されていると思えば良いでしょう。

モーターを回して軸を回転させ、軸に巻き取られているシャッター本体を動かします。

シャッターの開閉を検知するための近接スイッチを付けて、スイッチの作動条件とモーターの作動を連動させます。

制御というほど複雑なものではありませんね。

シャッターが特定の位置に降りてくるようにするために、ガイドレールを付けます。

構造としてはこれくらい。

こうやって考えるとシンプルな構造ですね。

手動シャッターの場合は巻き取り機としてのモーターがありません。

任意の位置でシャッターを止めたり、シャッターを自動的に戻したりする機構は機械的な部品で実現します。

全開のシャッターを下ろすときには棒を使ってアナログに下ろします。

シャッター(shatter)サイズ

シャッターサイズは設計すべき要素があります。

シャッターが必要な箇所は倉庫の入口や製品室の入口などです。

これが設計要素そのものですよね。

パレットに乗ったフレコンを電動フォークで運ぶ場合が最大サイズと考えて良いでしょう。

とはいえ、これらのサイズだけでシャッターのサイズが決まるわけではありません。

動線というややこしい要素が関連するからです。

動線を意識したシャッターサイズと言っても難しいでしょう。

実際には建屋の壁の大きさで取れる最大サイズとしてシャッターを選ぶことが多いです。

横方向の大きさはあまり制約がありませんが、高さ方向の制約が出てくる場面はあるでしょう。

古い工場だと3mもないくらいの低い高さの部屋にシャッターを付けるという場合があります。

こんな場所に機器を据え付けると、シャッターが邪魔になって機器を運べないというケースもあります。

風向き

シャッターの設計上は風向きをぜひとも考えたいです。

具体的には風と直面する方向にはシャッターを置かないというシンプルなもの。

シャッターを機械工学的な視点で見ると、大きな片持ち梁の状態になっています。

しかもその梁はヤング率が低く、梁とは呼べないようなもの。

ガイドレールがあると言っても固定しているわけではありません。

風圧の影響でシャッターは良く動きます。

シャッターが変形しガイドレールとこすれるように動くシャッターは、モーターの過負荷を起こす原因となります。

壊れたシャッターが開かずに、原料や製品を出せなかった。

なんて悲惨な経験をしたら、風向きは決しておろそかにできません。

搬入ルートの制約

シャッターの向きは搬入ルートと大きく関係します。

風向きを最優先にしたものの、プラントのレイアウトや搬入ルートの都合で向きを制限される場合はあるでしょう。

中にはやむをえず風と直面する方向にシャッターを置かざるを得ない場合もあります。

この場合は土建部門とよく話をしましょう。

いくつかの方法が考えられます。

このほかに、プラント建設などでシャッターを付ける場合には、設備の大きさとの関係も見ておきましょう。

大型の設備は建設中に搬入しておかないと、後でルートが狭くなってしまう場合があります。

その典型例の1つにシャッターがあります。

参考

関連記事

プラントレイアウトについて興味がある方は、以下の記事をご覧ください。

最後に

化学プラントで使うシャッターの基本的な考え方を解説しました。

電動シャッターが便利ですが、故障の原因になりやすいです。

風向きや搬入ルートなどプラント建設にも影響しますので、建設段階でよく考えたい要素です。

疎かにはできませんね。

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