銅製羽根車送風機は、羽根車に銅または銅合金を採用することで、回転部と固定部が接触した場合でも火花が発生しにくい特性を持たせた防爆性の高い送風機です。炭鉱やガス鉱山では、メタンガスや炭じんが存在する坑内環境で送風機を運転する際、機械的な衝撃や異物噛み込みなどによって金属同士が接触し、着火源となる火花が発生するリスクが問題となります。銅合金は鉄鋼材に比べて火花が生じにくく、粉じん爆発やガス爆発を防止する観点から、防爆構造の一部として羽根車材料に採用されてきました。銅製羽根車送風機は、こうした安全要求に応えつつ、鉱山換気・集じん・排気用途において安定した通風性能を提供する機種です。
構造的には、ケーシングやシャフトなど主要構造部材には一般的な炭素鋼や低合金鋼を使用しつつ、羽根車部分に銅合金を採用するのが一般的です。銅合金は比重が高く、強度や耐摩耗性の確保が課題となるため、適切な合金成分や熱処理条件を選定し、鉱山用送風機として必要な耐久性を確保する設計が求められます。羽根車とケーシングのクリアランスは、防爆規格や設計基準に基づいて慎重に設定され、万一異物が噛み込んでも大きな火花や発熱を生じにくいよう配慮されます。必要に応じて、銅製ライナや非火花材をケーシング内部に併用し、全体として火花発生リスクを低減する構造とすることもあります。
運用面では、銅製羽根車送風機は主に防爆局所送風機や防爆対向回転送風機、防爆還風送風機などに採用され、ガス・粉じんが混在する坑内での通風・集じん用途に用いられます。掘進切羽や採炭切羽周辺では、岩石片や工具片などの異物が送風機に吸い込まれる可能性があり、その際に羽根先端とケーシングが接触することで火花が発生するリスクがあります。銅製羽根車を採用した送風機であれば、このような接触時でも火花エネルギーを低く抑えられ、爆発性雰囲気の着火を防ぎやすくなります。また、粉じんを多く含む空気を扱う集じん送風機においても、銅製羽根車は火花防止という観点から高い安全性を提供します。
保守管理においては、銅製羽根車送風機は材料特性を理解したうえで点検や修理を行う必要があります。銅合金は鋼材に比べて柔らかく、表面に傷や変形が生じやすいため、羽根先端の摩耗や変形を定期的に確認し、必要に応じて軽微な修正やバランス調整を実施します。羽根車に付着した粉じんやスケールを清掃する際も、表面を傷つけないよう適切な工具と手順を選ぶことが重要です。また、羽根車重量が比較的大きくなる傾向があるため、軸受負荷や振動レベルの監視も欠かせません。設計通りのクリアランスを維持し、防爆構造全体の整合性を保つことで、銅製羽根車送風機は鉱山換気における高い安全性と信頼性を長期にわたり発揮します。
