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締切り済みの質問

漏斗内の内容物に穴ができる理由

砂煙発生装置を製作しようと思っています。

そこで、漏斗型の器に粉体(2μm)程度の砂を入れて、自重落下で下に落としエアーで飛ばす装置を考えましたが、以下の問題が発生しました。

【問題点】
最初は砂が自重で落下してくるが、時間が経過すると漏斗の穴の径と同等の穴が砂にでき最終的にまったく砂が落下しなくなる。

砂に穴があく現象の要因がわからず、対応に困っています。
摩擦や湿気などが原因なのでしょうか?

現状は、定期的に手動で振動を与えて対応しています。

投稿日時 - 2012-06-02 21:00:00

QNo.9471380

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回答(3)

> 最初は砂が自重で落下してくるが、時間が経過すると漏斗の穴の径と同等の穴が砂に
> でき最終的にまったく砂が落下しなくなる。

> 砂に穴があく現象の要因がわからず、対応に困っています。
> 摩擦や湿気などが原因なのでしょうか?
YESです。摩擦です。湿気は摩擦係数上昇の要因の一つと考えればよいでしょう。

> 現状は、定期的に手動で振動を与えて対応しています。
良いアイデアです。撹拌する方法等(棒を突っ込む)もベターでしょう。

粒子が大きくなりますが、パチンコ屋でパチンコの玉がパチンコ台の裏側上部で引掛かる
のも同じような原因です。
40年程前はよく発生していましたし、パチンコ台の両アーチ釘の間に落下する箇所でも
稀に発生していました。

結局、パチンコの玉が、    ○○
              ○  ○
             ○    ○
アーチ構成になると落下し難くなるし、
                    ○○    
                    ○○
                    ○○
                    ○○
壁状になると、壁を崩す水平の力が自重から発生し難く(非常に弱い力しか発生しない)
壁が維持されます。

小さい頃、砂場で遊んだ時、手で深い穴を掘ったことはあるでしょう。
側壁は、約90°やそれ以上でも崩れなかったことを覚えていませんか?

投稿日時 - 2012-06-04 09:07:00

粉体プラントではホッパー内面にブリッジが出来て
粉が落ちなくなる事はよくあります
エアーで飛ばしたり
ホッパーに振動を加えたりしてます

本件の事例は「ファンネルフロー」と思われる
http://www.mohno-pump.co.jp/learning/manabiya/c_class/c3c.html


対策:
http://www.biwa.ne.jp/~futamura/sub8.htm
http://www.mi-nagi.co.jp/example/example-medium/index_5.html
http://www.exen.co.jp/technology/reason/trouble.html

>自重落下で下に落としエアーで飛ばす装置
とあるので、そのエアーが所謂コンプレッサのエアーなら
エアー配管から分岐して漏斗内に入れてやるのが手っ取り早いでしょう


振動を与えるなら
http://www.uras-techno.co.jp/vibrator/index.html
この方式が簡単

投稿日時 - 2012-06-02 23:48:00

お礼

具体的な解決案を提示していただき有難うございます。

投稿日時 - 2012-06-03 20:12:00

原因は粉体どうしの摩擦力ですが、原因はご質問の内容だけでは判りませんね
紛体の形状や、湿気や表面の汚染など考えられる事はいくつかあります。

漏斗で供給できるためには落下限界角が漏斗の傾斜より小さい必要があります
漏斗の穴の径と同等の穴ができてしまうとすると
限界角がほぼ垂直近いので、漏斗による供給は無理です。

まず紛体を少量握り固めてみてください。
圧力が掛かっている時ギュと固まるような感覚があっても
手を開くとサラサラになるようなら紛体の形状原因の可能性が高いです。
2μm程度の場合は振動よりも漏斗下部数箇所にエア吹き込み口を作って
紛体を流動状態にするほうが効果的だと思います。

湿気の場合は乾かすのが前提ですね
表面が汚染されてる場合には、完全に乾燥しきらないので別途対策が必要

回答(2)さんが具体的な提案をしてくれましたのであまり補足はないのですが

>これは漏斗下部からエアを当てて、砂を攪拌するような意味合いでしょうか?
攪拌する必要はありません。
紛体どうしの間にエア潤滑層が生じるくらいの量でOK
これは紛体の性質でカットアンドトライが必要です。
これによって、回答(2)さんのマスフロー状態にします。

攪拌するほどの送り込み量を入れると排出効率が逆に悪くなりますし
ちゃんとフィルタ付きの蓋をしないと舞い上がった紛体で大変なことになりますよ。

投稿日時 - 2012-06-02 22:04:00

補足

回答有難うございます。

>圧力が掛かっている時ギュと固まるような感覚があっても
>手を開くとサラサラになるようなら紛体の形状原因の可能性が高いです。
回答者様のご指摘の通りの現象が発生します。

>紛体を流動状態にするほうが効果的だと思います。
これは漏斗下部からエアを当てて、砂を攪拌するような意味合いでしょうか?

ご質問ばかりで申し訳ありませんが、よろしかったらご回答お願いします。

投稿日時 - 2012-06-02 23:07:00

お礼

親切な回答とても助かりました。

投稿日時 - 2012-06-03 20:15:00

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