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電磁フィーダー
(でんじフィーダー)
電磁フィーダー
電磁フィーダーとは、電磁石によって発生させた振動を利用し、粉体や粒体を一定方向へ供給する装置です。トラフと呼ばれる搬送部を細かく振動させることで、原料を少しずつ前方へ移動させます。
振動の強さを電磁フィーダーコントローラで調整できるため、比較的大きな供給量から微量供給まで幅広く対応できます。計量機と組み合わせ、粗供給と微供給を切り替えることで、処理能力と計量精度の両立を図る用途にも適しています。
ハカルプラスでは、供給量や要求精度だけでなく、粉体の粒度、かさ密度、付着性、流動性などを確認し、必要に応じて実粉体による供給テストを行って、機種やトラフ形状、制御方法を検討します。
電磁フィーダーの仕組み
電磁フィーダーは、電磁石、ばね、可動部、トラフ、コントローラなどで構成されます。電磁石を周期的に吸引させると、ばねで支持されたトラフが前後または斜め方向に振動します。
トラフが前方へ動くときに原料を運び、戻るときに原料が慣性によってわずかに滑る動作を繰り返すことで、粉体や粒体を連続的に供給します。モーターでスクリューを回す方式とは異なり、回転する搬送部品を使用せずに供給できます。
振動フィーダーとの関係
振動フィーダーは、振動によって原料を搬送する装置の総称です。その中でも、電磁石を振動源として使用する方式が電磁フィーダーです。
電磁式は応答が速く、コントローラからの指令によって振幅を細かく変更しやすいことが特長です。供給量を段階的に切り替えたり、停止直前に供給量を絞ったりする計量制御に利用できます。
一方、ピエゾ素子を用いた振動フィーダーなど、異なる駆動方式もあります。必要な供給能力、原料性状、装置寸法、制御性を比較して選定します。
幅広い供給量への対応
電磁フィーダーは、トラフの幅や長さ、振動条件を変更することで、比較的大きな供給量から少量供給まで対応できます。ただし、同じ装置で全範囲を高精度に供給できるとは限りません。
必要な最大供給量に対して余裕が大きすぎる機種を選ぶと、微量域での調整が難しくなる場合があります。反対に、小型機へ過大な供給能力を求めると、原料が滞留したり、振動が不安定になったりします。
目標供給量、計量時間、要求精度を整理し、適切な機種と運転範囲を決めることが重要です。
粉体特性と供給性能
電磁フィーダーの供給性能は、原料の性状によって大きく変わります。確認する主な項目は次のとおりです。
- 粒度と粒度分布
- かさ密度
- 水分と付着性
- 流動性と圧縮性
- 摩耗性と壊れやすさ
- 静電気の発生しやすさ
流動性の高い原料は、停止後もトラフ上を流れて過量投入となることがあります。付着性の高い粉体では、トラフへの堆積によって供給量が徐々に変化します。また、ホッパー内でブリッジやラットホールが発生すると、フィーダーが動作していても原料が供給されません。
粉体テストによる選定
カタログ上の供給能力は、標準的な原料と条件で示されていることが多く、実際の粉体で同じ能力を得られるとは限りません。特に、微粉、吸湿性粉体、凝集しやすい原料では、実粉体による確認が有効です。
供給テストでは、振幅、トラフ形状、原料層の厚さ、ホッパー出口寸法などを変えながら、最大供給量、最小供給量、供給のばらつき、停止後の落下量を確認します。
重量制御への利用
ホッパースケールや電子台秤と組み合わせる場合は、計量値を見ながら電磁フィーダーの供給量を制御します。計量開始時は大きな振幅で粗供給を行い、目標重量へ近づくと振幅を下げて微供給へ切り替えます。
フィーダーを停止しても、トラフ上や空中に残っている原料は計量機へ落下します。この停止後に加算される重量を落差量として考慮し、目標重量より手前で停止させます。
原料性状や供給速度によって落差量は変化するため、実績値から補正量を更新する制御を組み合わせる場合があります。
速度制御とコントローラ
電磁フィーダーコントローラでは、電磁石へ与える電力を調整して振幅を変化させます。PLCからアナログ信号や段階指令を与え、運転・停止、粗供給、微供給などを切り替えます。
振幅を上げれば供給量も増える傾向がありますが、必ずしも比例するとは限りません。原料層の厚さ、ホッパー内の残量、付着状態などによって供給量が変わるため、実機で指令値と供給量の関係を確認します。
共振と設置条件
電磁フィーダーは、ばねと可動部の共振を利用して効率よく振動させます。ばねの状態や取付条件が変わると、振幅や供給量が不安定になることがあります。
周辺の架台が弱い場合、振動が設備側へ逃げたり、ほかの計量機へ伝わったりします。十分な剛性を持つ架台へ設置し、防振ゴムや支持方法を適切に選定します。
計量機と同じ架台へ設置する場合は、フィーダーの振動が重量値へ影響しないよう、構造と重量安定判定を検討します。
静電気と粉じんへの対策
粉体がトラフ上を移動すると、原料とトラフの摩擦によって静電気が発生することがあります。静電気は粉体の付着、供給量の変動、電子機器の誤動作などにつながる可能性があります。
装置の接地、導電性材料の採用、帯電しにくい構造、周囲湿度などを確認します。可燃性粉じんを扱う場合は、静電気だけでなく、使用場所の危険性や必要な防爆仕様について個別に検討します。
異常時の確認
供給量が低下した場合は、トラフへの付着、ホッパー出口の詰まり、原料残量、振幅設定、ばねや取付部の緩みを確認します。フィーダーが振動していても原料が出ない場合は、ホッパー内でブリッジが発生している可能性があります。
供給量が安定しない場合は、原料の水分やかさ密度の変化、トラフ上の原料層、周辺設備から伝わる振動も点検します。異常音や振幅の急な変化がある場合は、運転を停止し、電磁石、ばね、固定部の状態を確認します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、目標供給能力、計量精度、粉体特性、清掃方法、設置スペースを確認し、電磁フィーダーと周辺機器を選定します。
粉体テストによる機種確認、ホッパーやトラフの検討、電磁フィーダーコントローラ、計量機、制御盤、PLCを組み合わせ、粗供給・微供給、落差補正、重量安定判定まで含む計量制御を構成します。
付着、ブリッジ、振動伝達、静電気などの条件についても確認し、実際の原料と運用に適した設備を検討します。
よくある質問
Q. 電磁フィーダーと振動フィーダーは同じ装置ですか？
A. 振動フィーダーは振動式供給装置の総称で、電磁フィーダーは電磁石を振動源に使用する方式です。
Q. 電磁フィーダーで微量供給できますか？
A. 振幅を小さくして微量供給できますが、必要精度に合った機種、トラフ、原料条件の確認が必要です。
Q. カタログの供給能力だけで機種を選定できますか？
A. 粒度、水分、付着性、かさ密度によって能力が変わるため、扱いにくい粉体では供給テストを推奨します。
Q. フィーダーを停止しても重量が増えるのはなぜですか？
A. トラフ上や空中に残った原料が停止後も落下するためです。落差量を見込んで目標値より手前で停止します。
Q. 既設の計量設備へ電磁フィーダーを追加できますか？
A. 設置スペース、架台強度、計量機への振動、制御信号などを確認し、追加できる場合があります。
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