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テーブルフィーダー／サークルフィーダー
(テーブルフィーダー／サークルフィーダー)
サークルフィーダー
テーブルフィーダー・サークルフィーダーとは、ホッパー内またはホッパー下部に設けた円形の回転体を動かし、粉体や粒体を連続的に取り出す供給装置です。回転するテーブルやリング状の部材によって原料を移動させ、掻き取り部や排出口から下流の計量機、混合機、搬送装置などへ供給します。
流動性が低くブリッジを起こしやすい粉体、反対に流動性が高くフラッシングを起こしやすい粉体、かさ密度が小さい繊維質の原料など、スクリューフィーダーでは安定供給が難しい原料に使用されることがあります。装置の構造や名称はメーカーによって異なるため、原料特性や必要な供給能力に合わせた選定が重要です。
テーブルフィーダー・サークルフィーダーの仕組み
一般的なテーブルフィーダーは、ホッパーの下部に円形のテーブルを設け、モーターで回転させる構造です。ホッパーからテーブル上へ出た原料を、固定された掻き取り板などによって排出口へ導きます。テーブルの回転速度や掻き取り位置、排出口の開口量を調整することで、供給量を変化させます。
サークルフィーダーは、円形またはリング状の供給機構を回転させ、ホッパー内の原料を排出口へ移動させる方式です。ホッパー底部の比較的広い範囲から原料を取り出せる構造もあり、ホッパー内で原料が偏って流れることや、特定部分に原料が滞留することを抑える目的で使用されます。
テーブルフィーダーとサークルフィーダーは、どちらも回転運動を利用して原料を取り出しますが、回転体、掻き取り部、排出口の構造は製品によって異なります。そのため、名称だけで方式を判断せず、実際の機械構造と供給原理を確認する必要があります。
適用される粉体と主な用途
テーブルフィーダー・サークルフィーダーは、ホッパーから自然に排出しにくい粉体や、供給量が安定しにくい原料に適用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。
- ブリッジやラットホールを起こしやすい粉体の供給
- フラッシングによって流れ込みやすい微粉体の供給
- かさ密度が小さい繊維質・フレーク状原料の供給
- 計量機や混合機への定量供給
- 複数原料を扱う配合設備での原料供給
- ホッパーの高さを抑えたい設備への組込み
スクリューフィーダーでは、付着、圧縮、かみ込みなどによって供給が不安定になる原料があります。テーブルフィーダーやサークルフィーダーでは、原料を強く押し込まずに広い範囲から取り出せる構造にすることで、安定した供給を実現できる場合があります。
スクリューフィーダーとの違い
スクリューフィーダーは、らせん状の羽根を回転させ、原料を軸方向へ押し進めます。搬送と供給量の調整を同時に行いやすく、多くの粉体・粒体に使用されています。
一方、テーブルフィーダー・サークルフィーダーは、回転体と掻き取り機構などによってホッパーから原料を取り出します。原料をスクリュー内部で押し進めないため、圧縮によって固まりやすい粉体や、繊維がスクリュー軸へ巻き付きやすい原料などで選択肢となります。
ただし、どちらの方式が適するかは、粉体の名称だけでは判断できません。流動性、付着性、圧縮性、粒径、繊維長、含水率などを確認し、必要に応じて実粉体による供給テストを行います。
設計・制御上のポイント
粉体特性に応じた機械構造
原料のかさ密度、流動性、付着性、圧縮性、粒径、繊維質の有無などに応じて、回転体の径、回転速度、掻き取り部の形状、排出口の寸法を決定します。原料が付着しやすい場合は、テーブルやホッパー内面への堆積、掻き取り部へのかみ込みにも配慮します。
ホッパーの形状も供給状態に影響します。原料が中央部だけ、または外周部だけから排出されると、ホッパー内に偏りや滞留が生じることがあります。供給機単体ではなく、ホッパー形状や原料の充填状態を含めて検討することが重要です。
供給能力と回転速度
供給量は、回転体の速度、排出口の開口量、原料が回転体へ載る量などによって変化します。インバーターでモーターの回転速度を変更することで、供給能力を調整できます。
ただし、回転速度と供給量が常に正確な比例関係になるとは限りません。ホッパー内の原料残量や締まり具合、粉体の状態によって、同じ回転速度でも供給量が変動する場合があります。高い供給精度が必要な場合は、計量機と組み合わせて重量値を確認しながら制御します。
粗供給・微供給の切り替え
バッチ計量では、計量開始時は高速で粗供給し、目標重量に近づくと低速の微供給へ切り替えます。PLCからインバーターへ多段の速度指令を出し、計量値に応じて回転速度を変更します。
目標重量の手前で供給機を停止しても、排出口付近に残った原料が計量機へ落下することがあります。そのため、実際の計量結果を確認し、速度切替重量、停止重量、落差補正値を調整します。
付着・滞留と清掃性
回転体、掻き取り部、ホッパー底部に原料が付着すると、供給量の変動や動作抵抗の増加につながります。異なる原料を切り替えて使用する設備では、残留した原料が次の原料へ混入する可能性もあります。
接粉部の材質や表面処理、点検口の位置、分解方法などを検討し、清掃や保守を行いやすい構造とします。摩耗性の高い原料では、回転体や掻き取り部の交換方法も考慮します。
異常監視とインターロック
原料のかみ込み、付着、異物の混入などによって回転抵抗が増えると、モーターや減速機へ過大な負荷がかかる場合があります。モーターの過電流、インバーター異常、回転検出などを監視し、異常時には供給を停止します。
下流側の計量機や搬送装置が受入可能な状態であることを確認してから運転し、満杯や異常が発生した場合は供給を停止するインターロックも必要です。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、粉体特性、必要な供給能力と精度、設置スペース、清掃性、前後工程との取り合いを確認し、テーブルフィーダー・サークルフィーダーを含む供給設備を選定・設計・製造します。
供給機単体だけでなく、ホッパー、計量機、供給ゲート、搬送装置を含む機械設計、モーターやインバーターを組み込んだ制御盤設計、PLCによる粗供給・微供給制御、タッチパネル画面の設計まで一体的に対応します。
計量実績や異常履歴の保存、品種ごとの速度・補正値の管理、生産管理システムや配合管理システムとの連携についても、設備の運用に応じて検討します。
粉体は種類や保管状態によって流れ方が異なるため、ハカルプラスでは実際の粉体を用いたテストにも対応しています。供給能力、供給量の安定性、付着、滞留、フラッシングなどを確認し、テスト結果を供給機の選定や機械設計、制御条件へ反映します。
よくある質問
Q. どのような粉体に適していますか？
A. ブリッジやフラッシングを起こしやすい粉体、かさ密度の小さい繊維質の原料などで採用されることがあります。ただし、適否は粉体特性や必要な供給量によって異なるため、実際の粉体を確認して選定します。
Q. テーブルフィーダーとサークルフィーダーは同じ装置ですか？
A. いずれも円形の回転機構を利用する供給装置ですが、回転体、掻き取り部、排出口などの構造はメーカーや機種によって異なります。名称だけではなく、実際の供給原理と構造を確認する必要があります。
Q. 供給量を変更できますか？
A. インバーターで回転速度を変更するほか、排出口や掻き取り部の条件を調整することで供給量を変更できます。高い精度が必要な場合は、計量機の重量値に応じて速度を制御します。
Q. スクリューフィーダーより計量精度が高いですか？
A. 一律にどちらが高精度とはいえません。粉体特性に適した方式を選ぶことが重要です。スクリューフィーダーで安定供給が難しい粉体では、テーブルフィーダーやサークルフィーダーによって供給状態が改善する場合があります。
Q. 実際の粉体で事前に供給状態を確認できますか？
A. ハカルプラスでは、実粉体を使用した粉体テストに対応しています。供給能力や安定性、付着、滞留などを確認し、機器選定と設計条件の検討に活用します。
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