可変ピッチ送風機は、運転中に羽根の角度（ピッチ）を調整することで、風量および静圧を柔軟に制御できる軸流送風機です。鉱山や大型産業設備の換気では、採掘範囲の拡大や稼働設備の変化、季節変動などにより、必要な通気量が時間とともに変動します。固定ピッチ送風機では、こうした変化に対して余裕を見た設計が必要となり、軽負荷時に過剰な風量や電力消費が発生しがちです。可変ピッチ送風機は、羽根角度を連続的または段階的に調整することで、その時点で必要な風量に合わせた運転が可能となり、省エネと安定通気を両立する手段として高く評価されています。
可変ピッチ送風機の構造は、羽根根元に設けられたピッチ調整機構が特徴です。ハブ内部には油圧または機械式のリンク機構が組み込まれ、外部からの操作信号に応じてすべての翼角が同時に変化するよう設計されています。小さなピッチ角では風量・静圧ともに低くなり、大きなピッチ角では風量・静圧が増加します。これにより、送風機回転数を大きく変えずに運転点を広い範囲で調整でき、インバータ制御と組み合わせれば、よりきめ細かな風量制御が可能です。鉱山用主扇として採用する場合、通気計画やガス管理計画に合わせて、昼夜・季節・採掘ステージごとに最適なピッチ設定を行い、電力コストと安全性の最適バランスを追求できます。
運転制御の面では、可変ピッチ送風機は通気計算や現場測定に基づいたフィードバック制御と相性が良い機種です。坑内各所の風量・風速・ガス濃度を監視し、必要な通気量に応じてピッチ角や回転数を自動調整することで、過不足のない換気を維持できます。また、電力料金や需要家契約に合わせて負荷平準化を行うことも可能で、ピークカットやデマンド制御の観点からも有利です。非常時には、ピッチを一時的に変更することで一時的な風量増加を図るなど、柔軟な運転が行えますが、安全性確保のためには事前の通気シミュレーションと運用ルールの整備が不可欠です。
保守・信頼性の観点では、可変ピッチ送風機は通常の固定ピッチ機に比べて構造が複雑であるため、定期点検と適切なメンテナンスが重要となります。ピッチ調整機構のシール・ベアリング・リンク部・油圧ユニットなどは、摩耗やシール劣化による油漏れ、ガタつきが性能低下や異常振動の原因となるため、メーカー推奨の点検周期に従った整備が求められます。とはいえ、適切に維持管理された可変ピッチ送風機は、長期にわたって安定した性能を発揮し、鉱山換気や産業換気の分野で大幅な省エネと柔軟な通気制御を実現します。可変ピッチ送風機は、運転点最適化とライフサイクルコスト低減を目指す換気システムにとって、有力な選択肢となる高機能送風機です。
