マテリアルシール型スクリューフィーダーに関する基礎的研究

1.本研究において粉体層と壁面との間の摩擦係数を正しく測定することは重要な基礎的事項である。従来から一面剪断試験法による測定が行われているが、必ずしも妥当な結果が得られているとはいえない。ここでは傾斜板法による測定の特長と問題点を詳細に検討した。その経過は次の通りである。(1)従来から行われている単一セル方式と、新たにセルの重量をキャンセルするカウンタバランス方式を考案し、その装置を作製した。(2)非付着性粉粒体の代表として平均粒径0.8mmの標準砂を、付着性微粉体の例として小麦粉およびコーンスターチを用いて測定を行った結果、カウンタバランス方式では再現性のある結果が得られた。(3)単一セル方式ではセル重量の影響が明瞭に現われ、セル重量が大となるほど測定結果は例えば非付着性粒体でも大きな付着力が出現するなど不合理な結果となる。(4)単一セル方式でもセル重量が試料粉体の重量よりもかなり小さい場合にはカウンタバランス方式で得られた結果に近くなる。ただしセル重量を無視することができる重量比(資料重量との比)は粉体によって異なり、標準砂で<0.12,小麦粉で<0.3,コーンスターチでは<0.4であった。この限界値も水分や雰囲気の湿度により変ることが考えられる。したがってカウンターバランス方式によるほうがよいという結果が得られた。2.マテリアルシール型スクリューフィーダーの性能に関しては以下の知見が得られた。(1)背圧120kPaまで実験を行ったが、小麦粉の場合供給速度は0から70kPaまでは急速に低下するが70kPa以下ではほぼ一定となり、スクリューの回転速度にも無関係となる。(2)マテリアルシール部の長さは140〜188mmの範囲では供給能力に影響を及ぼさないが、188mmの場合は空隙率が小さくなった。(3)スクリューのトルクは背圧と共に増加するが、シール部が188mmの場合はそれが顕著であった。

1.本研究において粉体層と壁面との間の摩擦係数を正しく測定することは重要な基礎的事項である。従来から一面剪断試験法による測定が行われているが、必ずしも妥当な結果が得られているとはいえない。ここでは傾斜板法による測定の特長と問題点を詳細に検討した。その経過は次の通りである。(1)従来から行われている単一セル方式と、新たにセルの重量をキャンセルするカウンタバランス方式を考案し、その装置を作製した。(2)非付着性粉粒体の代表として平均粒径0.8mmの標準砂を、付着性微粉体の例として小麦粉およびコーンスターチを用いて測定を行った結果、カウンタバランス方式では再現性のある結果が得られた。(3)単一セル方式ではセル重量の影響が明瞭に現われ、セル重量が大となるほど測定結果は例えば非付着性粒体でも大きな付着力が出現するなど不合理な結果となる。(4)単一セル方式でもセル重量が試料粉体の重量よりもかなり小さい場合にはカウンタバランス方式で得られた結果に近くなる。ただしセル重量を無視することができる重量比(資料重量との比)は粉体によって異なり、標準砂で<0.12,小麦粉で<0.3,コーンスターチでは<0.4であった。この限界値も水分や雰囲気の湿度により変ることが考えられる。したがってカウンターバランス方式によるほうがよいという結果が得られた。2.マテリアルシール型スクリューフィーダーの性能に関しては以下の知見が得られた。(1)背圧120kPaまで実験を行ったが、小麦粉の場合供給速度は0から70kPaまでは急速に低下するが70kPa以下ではほぼ一定となり、スクリューの回転速度にも無関係となる。(2)マテリアルシール部の長さは140〜188mmの範囲では供給能力に影響を及ぼさないが、188mmの場合は空隙率が小さくなった。(3)スクリューのトルクは背圧と共に増加するが、シール部が188mmの場合はそれが顕著であった。