スクリューコンベヤ 設計と搬送量 充填率 回転数

スクリューコンベヤ 設計

スクリューコンベヤ 設計の計算式と搬送量

スクリューコンベヤの設計では、まず「どれだけ運ぶか」を計算式で分解し、直径・ピッチ・回転数の組み合わせを作ります。株式会社アイエヌジーの解説では、搬送量（m3/h）を \(Q = 60 × A × P × n × η\) として扱い、Aを羽根の有効面積、Pをピッチ、nを回転数、ηを充填率としています（Aは「羽根外径面積−軸外径面積」）。
同じページで、容積から質量へ変換するには嵩比重（ton/m3）を掛けて t/h を見積もる、と整理されています。
農業用途（穀類・肥料・飼料原料など）では、見かけ上は同じ「粒状」でも、含水率や粉の混ざり具合で流動性が変わり、η（充填率）を欲張るほどムラが出やすくなるため、計画値は保守的に置いた方が結果として安定します。

スクリューコンベヤ 設計の充填率と見掛け密度

充填率は「断面がどれだけ材料で満たされて搬送されるか」を示す重要パラメータで、粉体技術ポケットブックを引用した資料では、運搬物の種類ごとに目安のφ（充填効率）が示されています（例：穀類など軽くてさらさらしたものφ=0.45、小粒でさらさらφ=0.38、摩耗性のあるものφ=0.25）。
また同資料は、φや見掛け密度γは正確には実測が必要、と明記しており、現場物性のブレが設計誤差に直結する点を強調しています。
「乾式粉粒体の設計では満タン計算をしない」考え方として、別資料では充填率を50～70%程度に設定するのが標準的、という説明もあり、定量性・詰まり回避・安定供給を優先する設計思想が読み取れます。

スクリューコンベヤ 設計の回転数とピッチ

ピッチは能力と詰まりやすさのバランスを左右し、一般論として「羽根の外径＝ピッチ」にするケースが多い、と解説されています。
一方、粉体技術ポケットブック由来の設計例では「スクリューピッチを径の半分ぐらい、充填効率を0.8程度として、最高回転数表を参考に回転数を決定する」といった“前提条件を置いた設計の組み立て”が紹介されており、まず安全側の仮定で径と回転数の当たりを付ける流れが分かります。
さらに同資料では「回転数が最高回転数の50％以上になるときは、スクリュー径を大きくして計算しなおす」とされ、回転数で無理に能力を稼ぐ設計を避ける判断基準が提示されています。

スクリューコンベヤ 設計の軸シールと粉体

粉体搬送で見落としやすいのが「シール周りの粉の侵入・堆積」で、資料では粉体が局部的に集中すると“腰が強くなる”性質があり、ケーシングの隙間空間に硬い層として堆積固着することがある、と説明されています。
軸シールの選定では、乾式でグランドパッキンを使うケースが多い一方、微粉では二重パッキン＋ランタンリング＋エアーパージという考え方も示され、粉がシール面へ入り込む前提で対策を組む発想が重要です。
また同資料は、オイルシールは乾式では使わない（潤滑油がにじむ前提のため）と説明しており、粉体・穀粉・飼料粉など“油を嫌う現場”では特に注意点になります。

スクリューコンベヤ 設計の独自視点：穀類と肥料の現場条件

農業現場のスクリューコンベヤは、プラントのように一定条件で回し続けるより、「ロットが変わる」「含水率が揺れる」「異物が混ざる」「夜露で付着する」など“日ごとの物性変化”が出やすい点が特徴です（この揺れが、設計上はγ（見掛け密度）とη（充填率）の変動として効いてきます）。
そのため、設計初期に決めた能力が同じでも、実運用では「回転数を上げて対応」より「充填率を安定させる」方向（供給を安定化、ホッパ形状、ブリッジ対策、清掃性）に寄せた方が、詰まり停止や過負荷を減らしやすくなります。
特にホッパ供給一体のスクリューフィーダでは、貯留量が増えるほど重量圧力が起動抵抗として効き、起動時が厳しくなると説明されているため、農繁期の連続運転だけでなく「頻繁な起動停止」を想定して余裕を見ておくのが安全です。
設計計算（充填効率・回転数の目安・物性クラスの考え方）の参考：https://www.screwfeeder.jp/technique/414
計算式（Q=60×A×P×n×η）と、充填率・シール・ホッパ設計など実務観点の参考：https://www.ing-web.com/content/screw-conveyor.html

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