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フレキシブルスクリューコンベア
(フレキシブルスクリューコンベア)
フレキシブルスクリューコンベアとは、柔軟性のある搬送チューブの内部でスクリューを回転させ、粉体や粒体を押し進める搬送装置です。一般的なスクリューコンベアのような剛性の高いケーシングを使用せず、樹脂製などの曲げられるチューブを用いるため、直線だけでなく緩やかに曲がった経路や傾斜した経路にも対応しやすいことが特徴です。
床面付近の原料投入部から、上方にあるホッパー、計量機、混合機などへ原料を搬送する用途で使用されます。比較的省スペースで設置でき、既設設備の間を通すような配管構成も検討しやすい一方、搬送物の付着性、圧縮性、粒径、摩耗性などによって適否が大きく変わるため、原料特性に応じた選定が重要です。
フレキシブルスクリューコンベアの仕組み
フレキシブルスクリューコンベアは、主に搬送チューブ、内部のスクリュー、駆動モーター、減速機、原料投入口、排出口などで構成されます。スクリューを回転させると、チューブ内の原料がスクリューのらせん形状に沿って搬送方向へ移動します。
内部のスクリューは、中心軸を持たないスパイラル状の構造が用いられることがあります。この構造では、搬送チューブ内に原料が入りやすく、緩やかな曲線経路にも対応できます。ただし、装置の構造や呼称はメーカーによって異なるため、実際の選定ではスクリュー形状、チューブ材質、駆動位置などを確認します。
駆動部は搬送先側に設ける構成が多く、スクリューを引っ張る方向で回転させます。設備によっては搬送元側に設ける場合もあります。原料の種類、搬送距離、傾斜角度、設置スペースに応じて、適した構成を選定します。
主な用途
フレキシブルスクリューコンベアは、粉体や小粒の原料を比較的短い距離で搬送する設備に使用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。
- 袋開封部からホッパーや計量機への原料搬送
- 床面付近から上方設備への傾斜搬送
- 混合機や充填機への原料供給
- 複数設備の間を避ける緩やかな曲線経路での搬送
- 既設設備への後付け搬送経路の追加
- 搬送設備の設置面積を抑えたい工程
例えば、作業者が原料袋を低い位置で開封し、その原料を上部の貯留ホッパーへ搬送する構成があります。作業者が原料を高所へ持ち上げる必要を減らし、投入作業の負担を軽減する目的でも利用されます。
一般的なスクリューコンベアとの違い
一般的なスクリューコンベアは、鋼製のトラフやパイプ内で、中心軸を持つスクリューを回転させる構造が多く、直線的な水平・傾斜搬送に適しています。剛性が高く、大きな搬送能力や長い搬送距離に対応しやすいことが特徴です。
フレキシブルスクリューコンベアは、柔軟性のあるチューブを使用するため、設置経路の自由度を確保しやすく、比較的簡潔な構成にできます。一方で、急な曲がりや過度な傾斜ではスクリューやチューブへの負荷が増え、搬送能力が低下することがあります。
どちらが適するかは、搬送物、搬送距離、必要能力、設置経路、清掃性、摩耗性などを総合して判断します。
設計・制御上のポイント
搬送物の特性
粉体のかさ密度、粒径、流動性、付着性、圧縮性、摩耗性などは、搬送能力や装置寿命に影響します。流動性の高い粉体は搬送しやすい場合がありますが、非常に細かい粉体では、チューブ内で締まりやすくなることがあります。
圧縮によって固まりやすい粉体、繊維が長い原料、粘着性の高い原料、大きな塊を含む原料などでは、安定搬送が難しい場合があります。原料名だけで判断せず、実際の状態を確認することが重要です。
搬送距離・傾斜・曲率
搬送距離が長くなるほど、スクリューとチューブの摩擦抵抗が増え、必要な駆動力も大きくなります。傾斜角度が大きい場合や、曲がりが多い場合も搬送能力が低下しやすくなります。
チューブを急角度で曲げると、スクリューがチューブ内面へ強く接触し、摩耗や振動、駆動負荷の増加につながります。装置ごとに許容される最小曲げ半径を確認し、できるだけ緩やかな経路とします。
供給量と搬送能力の調整
投入口へ原料を過剰に供給すると、チューブ内で原料が詰まり、モーターの過負荷やスクリューの変形につながる可能性があります。上流側のホッパーや供給機と連動し、搬送能力を超えない量を供給します。
インバーターでスクリューの回転速度を変更することで、搬送量を調整できます。ただし、回転速度と搬送量は必ずしも正確に比例せず、原料残量や充填状態によって変動します。定量供給が必要な場合は、計量機や別の供給機と組み合わせます。
始動・停止の順序
始動時は、フレキシブルスクリューコンベアを先に運転し、正常に回転していることを確認してから原料を供給します。停止時は、原料供給を先に止め、チューブ内の原料をできるだけ排出してからコンベアを停止します。
原料が充填された状態で停止すると、再起動時の負荷が大きくなり、起動できない場合があります。設備の運用上、満載状態から再起動する可能性がある場合は、必要なモーター容量や制御方法を検討します。
摩耗・発熱・異常監視
スクリューは搬送中にチューブ内面と接触するため、使用に伴ってスクリューやチューブが摩耗します。研磨性の高い原料では摩耗が早く進む可能性があるため、材質や交換方法を確認します。
詰まりや異物の混入によって回転抵抗が増えると、モーターの過電流や発熱が発生します。インバーター異常、過負荷、回転検出などを監視し、異常時には原料供給と搬送を停止します。
清掃と品種切り替え
チューブ内やスクリュー表面に原料が残留すると、異なる品種への混入につながる場合があります。品種切り替えがある設備では、スクリューやチューブの取り外し方法、清掃手順、残留許容量を検討します。
水洗いが必要な場合は、チューブ、スクリュー、駆動部が洗浄条件に対応できるかを確認します。洗浄後に水分が残ると粉体が付着しやすくなるため、乾燥方法も重要です。
他の搬送方式との使い分け
大きな高低差を垂直に搬送する場合は、バケットコンベアが適することがあります。長距離や複雑な配管経路で粉体を搬送する場合は、空気輸送システムが選択肢となります。
フレキシブルスクリューコンベアは、比較的短い距離で、緩やかな曲がりや傾斜を含む経路を、省スペースで構成したい場合に適しています。ただし、粉体によって搬送状態が大きく異なるため、必要に応じて実粉体による搬送テストを行います。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、搬送する粉体・粒体の特性、必要な搬送能力、搬送距離、傾斜角度、設置経路、前後設備との取り合いを確認し、フレキシブルスクリューコンベアを含む搬送設備の構成を検討します。
コンベア単体だけでなく、投入ホッパー、供給機、計量機、混合機、排出シュートなどを含む機械構成や、モーター、インバーター、センサ、安全機器を組み込んだ制御盤を設計します。
PLCによる始動・停止順序、上流・下流設備とのインターロック、過負荷や詰まりの監視、タッチパネルへの運転状態・警報表示にも対応します。搬送量を安定させる必要がある場合は、計量機や供給機との組み合わせ、インバーターによる速度調整も含めて検討します。
よくある質問
Q. フレキシブルスクリューコンベアは曲げて設置できますか？
A. 緩やかな曲線経路には対応できますが、急な曲げや曲がりの多い経路では摩擦抵抗が増え、搬送能力や寿命へ影響します。機器ごとの最小曲げ半径を確認して設計します。
Q. 垂直方向へ搬送できますか？
A. 傾斜搬送には使用できますが、垂直に近づくほど搬送能力や駆動負荷が変化します。必要な揚程や原料特性によっては、バケットコンベアなど別方式が適する場合があります。
Q. 定量供給に使用できますか？
A. 回転速度によって搬送量を調整できますが、原料の充填状態などによって供給量が変動する場合があります。高い精度が必要な場合は、計量機や専用の定量供給機と組み合わせます。
Q. どのような粉体でも搬送できますか？
A. すべての粉体に適するわけではありません。付着性、圧縮性、繊維質、粒径、摩耗性などによって適否が異なるため、原料特性を確認し、必要に応じて搬送テストを行います。
Q. 既設設備へ後付けできますか？
A. 投入口と搬送先の位置、搬送距離、曲げ半径、周囲のスペース、電源や制御条件が合えば追加できる場合があります。清掃やスクリュー交換に必要な作業スペースも含めて検討します。