詰まって流れなくなるビン：アーチングとラットホーリング、そしてその原因となるゲート

板金から円錐を切り出す（または大きなじょうご、穴の開いたバケツでもよい）、それをトレイの上に立てる。 **まず機械的なかみ合い。** 最大の塊が排出口の約三分の一の大きさの粗骨材を充填する。詰まるはずで、排出口を上から覗くと、三つか四つの石が輪状に互いに挟まって見えるだろう。排出口を段階的に広げ、詰まりがなくなる大きさを探す。手順4にある六〜八倍則と比較せよ。 **次に粘着性のアーチング。** 空にして、クラッシャー細粒分または湿った砂を充填する。穴を一つ開けて排出させる。ここで残った状態を観察する。中央に縦の管が通り、材料が壁面に接したまま動かずに立っている。これが**ラットホール**であり、ビンは名目上まだ半分満たされている。 二回目の試験は、材料を一日放置した後にもう一度行う。明らかに排出が始めにくくなり、形成されるアーチはより大きなスパンになる。これが手順4にある時間的固結であり、ビンを作業シフトの終わりに空にし、そのまま放置しない理由そのものである。 詰まったビンを下から除去することは決してせず、排出口に手を入れることも決してしない。バルク固体は一気に崩れ落ちることがあり、死に至らしめるのに大きなビンである必要はない。

ホッパー内で材料が壁面に沿って流れるかどうかは、一つの数値で決まり、その数値は容易に得られる。 ホッパーの実際の材質の平板を用意せよ。「鋼」ではなく、そのホッパーを構成する鋼そのもので、実際の状態のまま用意すること：錆びている、塗装されている、ライニングされている、研磨されている、といった状態を含む。その上に、底が開いた浅いリング状の対象バルク固体を置く。材料が滑り始めるまで、平板をゆっくりと傾けよ。 その角度の正接が壁面摩擦係数である。角度、材料、表面状態、水分率の四つすべてを記録せよ。いずれか一つを変えると答えが変わるからである。 次に、異なる表面で同じことを繰り返せ。研磨されたステンレス鋼板や、錆びた軟鋼片の横にあるポリエチレンの切れ端は、教育的な比較となる。ある面では動かない同じ材料が、別の面では滑り落ちるのである。ホッパーへのライニングは単なるコーティング作業ではなく、力学の変更なのだ。 さらに、試料を一晩湿潤状態で放置した後にも同じことを繰り返せ。壁面摩擦は、この工程における最も一定ではない「定数」である。

これはラングの中で最も重要な一文です：**ゲートは流れを開閉し、フィーダーは流量を制御する。** 両者は互換性がなく、一方を他方の代わりに使うことが、ほとんどのビン閉塞の原因です。 その理由はステップ5の計算にあります。一部閉じたスライドゲートは小さな出口となり、小さな出口ではアーチングが起こります。流れが速すぎるためオペレーターがゲートを絞り、ビンが閉塞し、誰かがハンマーで叩く。そして結論として「材料が扱いにくい」と判断されてしまいます。 フィーダーは**全体の**出口の下に置かれ、出口全域にわたって材料を引き出します。ベルトフィーダー、テーパーフライトまたは可変ピッチのスクリュー、振動トレイなど、いずれも開口部全体を開いたまま排出量を計量します。 間違えやすい点は、フィーダーは出口の一端だけでなく、出口全体から材料を引き出さなければならないということです。長いスロットの下に等ピッチの通常のスクリューを置くと、後端が満杯になり、その後は材料を搬送するだけで新たに引き出さなくなります。その結果、ビンは最初の数フライトの上にラットホールができて空になり、残りの部分は停止したままになります。フライトをテーパー状にするか、ピッチを段階的に変えて、スクリューの能力がその長さ方向に沿って増加するようにしてください。 さらにインターロックを組み込みます。フィーダーはビンに充填される前に起動し、充填後に停止させることで、停止時にビンが満杯のまま放置されないようにします。この一つのシーケンス制御が、どのバイブレーターを取り付けるよりも多くの閉塞を防ぎます。

**米国特許 1,548,385、「Feed Hopper」、ロンドンのWilliam Edward Prescott、ニューヨークのBaker-Perkins Company Incorporatedへ譲渡、出願1923年12月12日、特許1925年8月4日。** 明細書はその目的を明確に述べている。ミキサーなどの機械へ *'semi-liquid, plastic, powdered or granulated substances'*（半液状、可塑性、粉状または粒状の物質）を供給するホッパーであり、*'improved means for agitating or keeping in movement the contents in order to facilitate the discharge or feed.'*（排出または供給を容易にするため、内容物を攪拌または移動状態に保つ改良された手段）を備えるものである。