サイロの設計と選定の原則

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形状 倉庫の形状を選定し決定する際の原則は、選ばれた形状が緩い物質の流動特性に適合し、物質の全体的な流動パターンを実現できることです。公称容量が小さいサイロの方が設計しやすく、公称容量が大きくなるほど考慮すべき要素が増えます。 正方形であれ、円形であれ、複合多角形であれ、まず考慮すべきは排出用の円錐の傾斜度です。使用する円錐の傾きは、サイロ内を流れる物質が均一に流れ、死んだ領域が生じないようにしなければなりません。また、円錐の傾きが急であればあるほど、流量は大きくなります； 一方、倉庫の断面から見ると、直筒部分ではどのような形状でもそれほど重要ではないが、下部の排出部分に円形のホッパーを用いた倉庫の方が、四角形のホッパーや平らな床を持つ倉庫よりも流動性がはるかに良く、後者の2種類の排出部分では流れないデッドスペースや過渡領域が容易にできてしまう； また、排出口について言えば、排出口のサイズは物質の流動状態に影響を与えます。排出口が大きい場合、物質の流動はほぼ全体として流れますが、排出口が小さい場合は流動が悪くなり、材料のアーチが発生しやすくなります。 排出口の上方に逆円錐形の構造を取り付けると、物質はより広範囲にわたって積極的に流動するようになり、サイロ内での物質の塊り上がりや出口管内での管の詰まりを防ぐのに役立ちます。 強度と構造 貯蔵庫の強度と構造を決定する際、設計者はより多くのことを考慮しなければならない。近年、固体物質の輸送装置が発展するにつれて、その輸送能力は大幅に向上した。気流輸送においては、希薄相、疎密相、密相といったさまざまな輸送方法がある。給材や排出時には、大量の気流と物質が倉庫の壁面に与える衝撃力が増大し、しかもそれは動的に変化する状態で作用するため、静的な計算方法ではその分析や考慮が不可能である。したがって、倉庫を設計する際には、このような問題を扱うために動的な計算方法を用いるべきである。 動力計算の理論によれば、供給時に気流と物質が倉庫の壁面に衝撃を与え、この衝撃力の大きさと頻度は動的に変化する；排出時には、貯蔵庫の圧力が変動し、倉壁の特定の部分にかかる圧力も動的に変化する。その結果、局部的な応力が上昇する可能性がある。専門家たちの研究によると、倉壁の圧力の変動ピーク値は、静的な計算値の数倍にも達することがある。 海外の一部の規格では、近年このような状況が考慮されており、比較的簡単な方法としては、静的計算の基礎の上に動的影響係数を加えて静的計算の誤差を調整するものがある。これらの係数は、実験や実際の経験からの総括によって得られる。 我が国では過去、サイロの計算には常に静的計算法が用いられてきました。サイロの壁厚は、物質が壁面に与える圧力の影響のみを考慮していました。現在設計されているサイロでは、物質の流速は比較的低いため、既存の設計経験や計算方法で分析しても安全です。そのため、鋼製やアルミ製のサイロも依然として静的計算によって設計することができます。 工学設計の事例において、中型・小型のサイロの場合、投入速度や排出速度が大きいときは、JIS B 8511やDIN 1055で示されている方法に従い、静的計算の基礎の上で動的影響係数を加えることで計算誤差を調整することができる。可能であれば実験を通じて関連する係数のデータを得ることができれば、動的設計の問題も解決できる。