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「粉が詰まる!」を解消する方法とは?

粉を容器から排出する際に問題となりがちな「粉詰まり」。

排出に時間がかかったり、排出が止まるなどで製品品質のムラにつながることもあります。

そもそもなぜ粉の出が悪くなる(詰まる)のでしょうか。

 

主な原因は粉の圧力と摩擦!

容器に入れた粉体の圧力(粉体圧)やそこから生じる摩擦により、粉が滑りにくくなり排出を妨げられます。

理想的な排出の状態:マスフロー

粉がスムーズに排出されている状態のことをマスフローと呼びます。

マスフロー

 

部分的に排出されている状態:ファネルフロー

粉の圧力と側面の摩擦により粉が固まってしまい、排出口の上部だけが流動している状態をファネルフロー
ファネルフローが進み排出が止まった状態をラットホールと呼びます。

このように粉が残留してしまう状態では粉の状態にムラが生じたり、品質が変わる恐れがあります。

ファネルフローとラットホール

 

詰まって排出されない状態:ブリッジ

粉の圧力などで排出口の上部がアーチ状に閉塞してしまい、
排出が止まっている状態のことをブリッジと呼びます。

ブリッジは排出口の上部に形成されるため、粉が排出されなくなります。

ブリッジ

 

 

このように、粉の排出時にはラットホール(ファネルフロー)やブリッジが
起こらないようにすることが粉のスムーズな排出に繋がりますが、
容器の形状や粉の種類などによって生じやすさは様々です。

また、ラットホールやブリッジが生じてしまった際には
速やかに解消できるような対策が必要です。

 

 では、どのような対策があるのでしょうか。

 

1.粉の排出に適した容器を使う

粉を貯蔵・排出するにはホッパー容器が多く使われます。
排出口のサイズや容器の仕様を変えて、粉の排出に適した容器を使うことが重要です。

1-1.排出口径を大きくする

排出口の径を大きくして、粉詰まりを防ぎます。

ホッパーのドレン径変更

1-2.ホッパー角度の変更

鋭角にすることで、粉が滑りやすくなり排出されやすくなります。

ホッパーの角度変更

1-3.偏心にする

偏心にすることで、通常のホッパーに比べて粉が滑りやすくなります。

ホッパーを偏心にする

1-4.フッ素樹脂コーティングをする

容器内面にフッ素樹脂コーティングを施すことで、滑り性を良くします。

静電気によって容器に粉が付きやすい場合は、帯電防止のコーティングもあります。

ホッパー内面コーティング加工

 

2.ブリッジブレーカーを使用する

ラットホールやブリッジを予防・解消する方法として、
容器に振動を与える方法や、容器内に空気を送り込む方法があります。

これらは一般的にブリッジブレーカー(アーチブレーカー/ラットホールブレーカー)と呼ばれています。

 

2-1.振動で粉の詰まりを無くす

タンクに振動を与えることで、ラットホールやブリッジを解消する方法です。

容器を叩く

手やハンマーで叩く

 

 手やハンマー等で容器を叩いて振動を与え、
 ラットホールやブリッジを解消します。

 最も手軽な方法ですが作業者の負担が大きく、
 容器の変形・破損の原因にもなります。

 

バイブレータ

バイブレータの例

 

 タンクを振動させ、ラットホールやブリッジの予防や解消ができます。

 取付方法はタンクの内面や外面、排出口など種類により様々です。

 

ノッカー

ノッカーの例

 

 ホッパーの外側からタンクに強い衝撃を与え、
 できてしまったラットホールやブリッジを解消します。

 

バイブレータとノッカーの違い point-gif_000

継続型:バイブレータ
振動を継続して与えることで粉詰まりを予防・解消します。

一撃型:ノッカー
粉詰まりが起きた時に衝撃を1回~数回与えて粉詰まりを解消します。

 

2-2.エアーで粉の詰まりを無くす

タンク内にエアー(空気)を送り込み、ラットホールやブリッジを解消する方法です。

エアレーター

エアレーターの例

 

 タンク内部にエアーやガスを送り込むことで、
 ラットホールやブリッジを解消します。

 

2-3.振動とエアーを組み合わせて粉の詰まりを無くす

振動とエアーを使ってラットホールやブリッジを解消する方法です。

ブローディスク

ブローディスクの例

 

 タンク内に取り付けてエアーと共に振動も起こすことで、
 ラットホールやブリッジを解消します。

 

3.併用する

粉の排出に適した容器とブリッジブレーカーを併用するなど、

複数の対策を実施することでより効果的となる場合があります。

  例)

  ・ホッパー角度を鋭角にし、排出口径を大きくする。

  ・ホッパーを偏心にして、ブリッジブレーカーを設置する。 など

 

 

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