コニカルツインスクリューの混合性能が他のタイプより優れているのはなぜですか?

1. 幾何学的構造設計の最適化
(1) テーパーチャネルと動的ギャップ
円錐型ツインスクリューの直径は、入口から出口に向かって徐々に小さくなり、テーパーチャネルを形成します。この設計により、材料は輸送プロセス中に圧縮とせん断力の二重の効果を継続的に受けます。
圧縮効果: チャネルの断面積が徐々に減少し、材料の密度が増加し、分散混合が促進されます。
せん断勾配: スクリューとバレルのギャップが軸方向に沿って変化し、不均一なせん断場が生成され、凝集粒子が効果的に分解され、分散効果が向上します。

(2) 非対称配置と撹拌範囲の拡大
円錐型ツインスクリューは通常、非対称配置 (1 つの大きなスクリューと 1 つの小さなスクリューなど) を採用して撹拌カバー範囲を拡大します。これは、比重や混合比の差が大きい材料に特に適しています。たとえば、粉体と液体の混合では、小さなスクリューは流動性の低い領域に浸透し、大きなスクリューは全体的な循環効率を向上させます。

2. 複合運動モードの相乗効果

円錐型ツインスクリューは、公転（円錐の中心軸の周りの回転）と自転（スクリュー自体の回転）の複合運動により、さまざまな材料流動モードを生み出します。

(1) 対流混合

スクリューの回転により、材料が下部の螺旋から上部に持ち上げられ、公転により材料が円錐の壁に沿って円を描くように移動して、垂直方向と水平方向の双方向対流が形成されます。

従来のミキサー（ドラム型など）と比較して、混合効率が2～3倍向上し、負荷係数が20～40％増加します。

(2) せん断および拡散混合

スクリューの回転と自転の遠心力により、材料が螺旋表面から放射状に排出され、高強度のせん断が発生して凝集体が分解されます。同時に、材料は重力の作用で自由落下し、ランダム拡散を形成します。

(3) 混合デッドゾーンの排除

従来のミキサーでは底部に材料が蓄積する傾向がありますが、円錐型ツインスクリューでは、以下の設計によりこの問題を回避しています。

カンチレバースクリューには底部ベアリングがありません。機械的な障害が減り、底部の材料がスパイラルによって完全に撹拌されます。

リフティングプレート構造: 一部のモデルでは、スクリューの底部に傾斜したリフティングプレートがあり、デッドコーナーの材料を循環に参加させます。

3. 幅広い複合材料への適応性
(1) 比重の異なる材料との互換性
円錐型ツインスクリューのテーパー設計と複合動作により、軽量の粉末と高密度粒子を同時に処理できます。たとえば、製薬業界で薬物賦形剤 (密度差が最大 10 倍) を混合する場合、均一な分布を実現できます。

(2) 熱に弱い材料の保護
混合プロセスは主に対流であり、せん断熱の発生が少ないため、局所的な過熱による熱に弱い成分（ビタミンや酵素など）の不活性化を回避できます。エネルギー消費はドラムミキサーの1/10に過ぎず、温度上昇をさらに抑えます。

(3) 多相混合機能
固体-固体、固体-液体、液体-液体の混合をサポートし、スプレー装置を統合して加湿または反応プロセスを実現することもできます。たとえば、食品業界では、粉末香料と液体顔料を同時に混合します。

4. エネルギー消費と効率のバランス

(1) 省エネ設計
円錐構造内の材料の自然な流れにより、機械抵抗が低減され、スクリュー速度を最適化することで、従来の機器と比較してエネルギー消費が50％削減されます。

CNC多軸リンケージ加工技術により、スクリューの噛み合いクリアランスの精度はミクロンレベルに達し、摩擦損失が低減します。

（2）生産能力が高く、メンテナンスが容易
排出口はコーンの底部にあり、空気圧バルブが装備されているため、急速排出（30秒以内に90％の材料を排出可能）が可能で、連続生産に適しています。
ボトムフリーベアリング設計により、故障箇所が減り、メンテナンスサイクルが従来の機器の2倍以上に延長されます。