JPS61296193A - プレツシヤスクリ−ン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、製紙原料のスラリーを合格分（アクセプト）
と廃棄分（リジェクト）とに選別する高濃度プレッシャ
スクリーンに関する。

従来の技術 アイ、ジュー。クラーク・ボウンダ　（１，Ｊ。

Ｃ１ａｒｋ−Ｐｏｕｎｄｅｒ）は、アメリカ合衆国特許
第３．：１６３゜７５９号において選別装置を発表して
いる。この選別装置は、ロータから間隔を隔てたなめら
かな内面を有するスクリーンまたはバスケットを用いた
ものであり、このロータはその外面に突起を有し、これ
により選別域において局部的な容積変化を生じさせてい
る。またクラーク・ポウンダは、アメリカ合衆国特許第
３．４３７，２０４号で類似の装置を発表している。こ
の装置では、原料が選別域を流れスクリーンを通過する
につれ、原料内に希釈液を導入することで廃棄分を減少
させている。ジョセフ、ニー、ポルトン５ザ、サード（
ＪｏｓｅＰｈ　　Ａ。

Ｂｏｌｔｏｎ　ＩＩＩ　）　　と　ピータ−、イー、レ
ブランク　（Ｐｅｔｅｒ　Ｅ、ＬｅＢｌａｎｋ　）もま
た、アメリカ合衆国特許第３，７２６，４０１号におい
て、間隔を隔ててこぶ状の突起を設けたロータを用いる
ことを発表している。

このこぶ状の突起は、選別作用時に脈動を発生せしめる
もので、この脈動は交互に生ずる選別用の正パルスとス
クリーン清掃用の負パルスとよりなる。

ニューヨーク州グレンフォールのオールストロム、マシ
ーナリ、インコーポレーテッド（ＡｈｌｓｔｒｏｍＭａ
ｃｈｉｎｅｒｙ　Ｉｎｃ、）は、プレッシャスクリーン
装置で使用する「プロファイル」というスクリーンを生
産している。

発明の概要 本発明の主目的は、最小限の繊維等級で廃棄分の割合が
低く、しかも動力消費も少ない高濃度プレッシャスクリ
ーンの装置を提供することにある。

上記の目的は、製紙原料のスラリーをロータとスクリー
ンとの間の選別域に流し、この選別域内に連続する周期
的な正と負のパルスを生成せしめることにより達成せし
められる各々のパルスは振動周期の大略５０％に及ぶも
のとする。典型的には、従来のスクリーンでは、脈動サ
イクルは非常に短い正パルスと幾分長い負パルスを包含
し、サイクルの５０％にはパルスは存在しない。５０−
５０脈動サイクルにさらされながら流れるスラリーは、
選別域内で連続的な容積変化にさらされる。選別はプロ
ファイルスクリーンを設けたり、プロファイル表面を有
するロータを設けたりすることで有利に成し遂げられる
。ロータのプロファイル表面には、ロータの回転方向に
向くブラントリード部と、この面に引き続いてスクリー
ンから引っ込む円弧面があり、このためロータとスクリ
ーンとの間の容積が増加する。有利には、ロータの端部
から見る時、このロータはあたかも二重又は四重のカム
構造のように見えるようにするのである。連続する正負
のパルスを発生せしめるのに加えて、このカム構造はス
クリーンに沿って原料のはげしい乱流を生じさせるので
ある。

実施例 第１図ないし第４図において、選別装置１０が概路図示
されている。この選別装置は、ハウジング１２、■対の
端壁１４．１６及びほぼ円筒状の外壁１８を包含してい
る。製紙材料のスラリーはポンプで圧送され、入口導管
２０を通って一方の端部にある開口部２２を介してハウ
ジング１２に入り、廃棄分出口２４や合格分出口２６に
向かって流れる。

ハウジング内に装架され前記の流れの流路内にあるのは
、プロファイルスクリーン２８である。このプロファイ
ルスクリーンは、ハウジングの内面に１対のリング３０
によって装架され、この１対のリングは外壁１８やプロ
ファイルスクリーン２８と共に合格分の室３２を形成す
る。

ロータ３４は、駆動装置３８によって駆動される駆動シ
ャフト３６に装架されている。このロータ３４は中空円
筒４０を包含しており、この中空円筒は駆動シャフト３
６にキー４４で固定された部材４２に着設されている。

ロータ３４は、さらに外壁を中空円筒４０に連結すると
共に、ロータの両端部をスラリーの流れに対して密閉す
る端板４６を包含している。

第２図に最もよく示されているように、ロータ３４は矢
印５２で示す回転方向に面する。１対のブラントリード
部５０とこれらブラントリード部のあとに続く弓形部分
５４とを包含するカム状の形状に構成されている。

図示の構造では、これら弓形部分５４は同一の曲率半径
のもので互いに回転軸に関し直径方向にその中心を片寄
らせである。ここではふたつの半円筒形の構造体しか示
されていないが、非常に大きなプレッシャスクリーンに
はこれ以上の数の半円筒形構造体を設けてもよい。この
明細書や特許請求範囲において、ロータに関して用いら
れる「プラント」という言葉は、成る量の原料を補へえ
ることができ、これを・−夕の速度まで加速せしＰるよ
うな形状の表面を意味するものとする。従ってたとえば
、ブラントリード部５０を回転方向に関して前方に傾け
たり、あるいは凹状の形状とすることも可能である。

第３図および第４図によれば、ふたつの異なる輪郭をも
つスクリーンの表面が図示されている。

すなわち第３図ではプロファイル５６であり、第４図で
はプロファイル５８である。通常、プロファイルはスク
リーンの内面に設けられているだけであるが、図示され
ている形状のプロファイル以外の形状のものも用いるこ
とができる。

上述の振動現象を実現した後、幾何学的要因、力学的要
因及び原料のもつ要因を包含するその発生原因を決定す
るための研究に着手した。幾何学的要因の分野において
は、するどい正の圧力パルス、正負の圧力パルスの領域
、スクリーン板表面の条件及びロータとスクリーンとの
間のすきまについて研究された。力学的要因では、ロー
タの表面速度、パルスの周波数及びスクリーン通過時の
圧力損失が研究された。原料のもつ要因としては、濃度
、温度及び繊維の種類を包含している。

４．５％濃度の牛乳カートン容器原料を用いて研究がな
された。２５ＨＰの消費動力で３００Ｔ／Ｄ以上の処理
が出来る０、７８インチ（１９，８ｍｍ）の穿孔スクリ
ーンや００５５インチ（１，４ｍｍ）の穿孔スクリーン
を用いて約１．２０（ＩＧＰＭ（４，５４２り７分）の
ポンプ容量を達成した。重量で５．５％が廃棄される時
には、０．７８インチ（１９，８ｍｍ）の穿孔スクリー
ン使用時には５２％の残骸を除去でき、０．０５５イン
チ（１，４ｍｍ）の穿孔スクリーン使用時には７１％の
残骸を除去できることがわかった。人口に対する合格分
のろ水度は、０．０７８インチ（２ｍｍ）の穿孔スクリ
ーンでは平均８ポイント低下し、０，５５インチ（１４
ｍｍ）の穿孔スクリーンでは１０ポイント増加した。こ
れらのスクリーンはすべての試験において安定しており
、牛乳カートン容器原料を容易に選別できる。

前述の試験を実施するに当たり、牛乳カートン容器原料
は約３０分間１．５％次亜塩素酸ナトリウムを含むＩＱ
ＯＯ＃　）リダイン（Ｔｒｉｄｙｎｅ）中でパルプ化し
た。この原料は、パルプ化装置の１７８インチ（３，２
ｎ＋ｍ）の穿孔を５．０１％の濃度で抽出されたもので
ある。この原料には少しの残骸も加えられていないにも
かかわらず、このパルプの中には小さな薄片やプラスチ
ックが多数存在した。本質的に、このパルプはパルプ化
装置の１７８インチ（３，２ｍｍ）穿孔で事前にふるい
分けられていたのである。

第２図に示すロータは、０．０７８インチ（２ｍｍ）の
−７＝ 穿孔スクリーンと０．０５５インチ（１，４ｍｍ）の穿
孔スクリ・−ンが使用されており、このローＡｏＲＰＭ
の一定速度で回転する。このスクリーンシステムでは、
最初に水を充満させて、パルプを５％から４．５％に希
釈した。一連の流れは、流量に対する圧力損失の曲線が
生じうるように選択された。これらの試験では、約１０
％の廃棄分を受け入れるように維持した。入口における
合格分と廃棄分の原料サンプルは、ひとつの試験では公
称ミルプロダクションレートを採用し、第２の試験では
ポンプ容量を採用した。第３の試験でもポンプ容量を採
用したが、ただし廃棄分は５％とした。

下記の表１及び表２は、上述の試験データを示表−１は
０．０７８インチ（２ｍｍ）の穿孔スクリーンのデータ
を記録したものである。ここではモータ負荷の減少につ
れて流量が増加していることに注目すべきである。これ
は、主として原料流速が入口でより速いことに起因する
もので、このことは原料流速に比較してロータの速度を
減少させると共に必要動力をより小さくする。高流量時
の必要動力は約０．０８ＨＰＤ／Ａｃｃ、Ｔｏｎ、であ
る。廃棄分の割合が１０％の時には濃度がわずかに変化
しており、廃棄分の割合が５％の時にはより大きな変化
を示していることは注目に値する。ろ氷炭の変化は、廃
棄分の割合の影響を示していないし、たとえ入口から合
格分にかけての変化があるとしても小さな−ら１ζ＝ 表２は０．０５５インチ（１，４ｍｍ）の穿孔スクリー
ンのデータを記録したものである。動力は本質的に上記
とほぼ等しく、高流量時で、０．１１（ＰＤ／Ｔ以下で
ある。このスクリーンを用いた場合のろ氷炭の変化は、
供給量に比べてより低い廃棄分ＣＦＳを説明することに
よって、供給量に比べてより高い合格性ＣＦＳを説明す
るものである。このことはより小さな穿孔にとっては正
常なことであるが、しかしこの影響は廃棄分に含まれる
大きなプラスチックによって拡大される。これはろ氷炭
を低下させるのに十分な大きさであり、また濃度を変え
うる十分な軽さである。

第６図においては、合格性に対する圧力低下を両方のス
クリーンについて示したものである。両スクリーンの上
限はポンプ容量によるものであり、スクリーンによるも
のではない。０．０５５インチ（１，４ｍｍ）の曲線は
ほぼ最大量であるが、０．０７８インチ（２ｍｍ）の曲
線は容量の追加が可能であることを示している。

第７図においては、両スクリーンで除去できる残骸が廃
棄分の重量％の推定と共に示されている。

図示によれば、０．０５５インチ（１，４＋ｎ＋ｎ）穿
孔スクリーンは、０．０７８インチ（２ｍｍ）穿孔スク
リーンに比べてよりすぐれた残骸除去の性能を有してい
る。５．５％重量廃棄分の廃棄分割台において、０．０
７８インチ（２ｍｍ）穿孔スクリーンの残骸除去は５２
％となり、０．０５５インチ（１，４ｍｍ）穿孔スクリ
ーに９ｔｒとなる。

残骸成分は、イメージアナライザを用いて測定される。

４横の１グラムビユーシートは、各々のバルブサンプル
から作られる。この分析器は、可能な限り大きな区画で
紙を計測できるように配置され、その区画はおおよそ紙
の８０％に達する。目視可能な粒子を計測できるように
感度を合わせた。

倍率は目視が可能な１．４倍まで分析器との関連で達成
した。これらの試験結果は、各入口で測定した残骸領域
と合格性や廃棄分とのサンプルを示して表３として下記
に表示している。この残骸除去（ｊ、つぎの計算式で計
算される。

−１３＝ 表　　３ 試験１　試験２　試験３　試験４ 人　　　口０．０１３１ｇ　０．００６８１０．００５
１２０．００６２０合格分０．００４７３０．００２２
２０．００２５１０．００１８２廃棄分０．０２８４５
０．０２３２４０．０１７８６０．００６２０％残骸除
去　６４．１　　６７　　　５１　　　７０．にれらの
試験や観察から、ここで述べられているロータやスクリ
ーンが何故従来技術である他のスクリーン装置よりも優
秀に機能するかといった理論が生みだされた。

従来のローブスクリーン、フォイルスクリーン及び類似
品は、原料が動いて通過する時に正パルスを生みだして
おり、原料に対して激しいエネルギーを有意義に伝える
ことはなかった。このような設計によって生じる最小の
原料流がある。末完方向にロータの速度まで加速する。

このような高速時に、原料はプロファイルスクリーン２
８を通過して重要な乱流を円筒表面に発生させ、高い流
動性を得る。この高い流動性により、原料中の個々の繊
維を集めたりもつれさせたりするといった凝集作用を防
ぎ、従来のスクリーンに比べてより高い濃度でもスクリ
ーンが機能するのである。凝集が発生した場合、個々の
繊維はスクリーン円筒形孔を通過することができなくな
る。このため従来の選別はより低い濃度で実施されてい
た。ここで前もって注意すべきことは、１行程では約５
０％の行程が正パルスであり、５０％が負パルスとなる
ことである。このことは、従来のスクリーンとは本質的
に異なるもので、従来のスクリーンは正負の周期にある
パルスだけではなく本質的にはゼロの周期にあるパルス
も有していた。本発明における長期負パルスは、スクリ
ーン板を通じての逆流あるいはフラッシングを生じせし
める。プロファイルスクリーンの設計上の理由から、繊
維が逆方向に向けて通過することは、正パルス時のスク
リーン作用方向に通過することに比べると非常に困難で
ある。さらにスクリーンバスケット外面上には、正パル
ス時にブラン襄リード部がスクリーンシリンダー内部に
発生させる乱流と比較して非常に小さな乱流がある。従
って、負パルスの周期中に合格分側からスクリーンの入
口側に向かう逆流は水の初期流のみである。スクリーン
の合格分側原料は、合格分側にマットを形成する傾向が
あるが、このことによって脱水作用が生じるにすぎない
。

この理論は、試験によって見いだされて具体化したもの
で、一般に合格分の濃度は少なくとも入口の濃度よりも
わずかに高く、廃棄分の濃度は人口の濃度に比べて低い
。従って、合格分はある程度まで脱水され、各行程の負
パルス段階にもっともよく類似している。試験もまた、
スクリーンの穿孔が小さいほど脱水現象が大きいことを
示している。このことは大穿孔スクリーンにおいてはマ
ットの形成が貧弱であることから説明することができる
。このような大穿孔は、陰パルス時において合格竹繊維
が水と共に逆流するのを許すものである。

本発明より以前の従来の選別法においては、どのスクリ
ーンを用いても約２％の濃度で実施されており、しかも
効果が低いにもかかわらず約４％濃度で運転されていた
。本発明のスクリーンは４％、５％及び６％濃度で運転
されており、残骸除去効率の低下が全くないうえ廃棄分
割合の増加も全くない。濃度が増加する他の公知のスク
リーンは全て残骸除去効率が減少し、廃棄分割合は増加
する。本発明のスクリーンにおいて、濃度の増加は効率
の低下や廃棄分割衾加とは一致しない。

この結果は、本発明のスクリーンに関する事実によって
説明できる。この事実とはロータのブラントリード部が
より大きな乱流と原料の流動化を生みだし、それによっ
て原料が高濃度でスクリーン板を流通できるようにした
ことである。負パルスの段階では、逆流又は脱水作用に
よってスクリーンで原料を希釈していたが、これは正常
に濃化した選別域の原料や他のスクリーンで生じた廃棄
分が除去されることによる。

さらに本発明によってもたらされるもうひとつの優位性
は、他のブレード又はフォイルタイプに比べてロータと
スクリーンのすき間を広く取れることである。原料に含
まれるくずや残骸は、ロータとスクリーンとの間に入り
込むことがなくなるであろう。これは、他のタイプのス
クリーンでは問題となることである。

本発明に関しては、特に図示した実施例を参照し、また
明確な試験結果を参照して述べているが、本発明に関す
るさまざまな変更や修正が本発明の意図τ範囲からはず
れるものでないことは、当業者にとって明白であろう。

従って、道理に従って当然この技術に寄与する範囲に含
まれるものとして、上述のすべての変更や修正を正当な
ものとして特許の範囲に含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプレッシャスクリーンの縦断面図
、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は第
１の実施例のプレッシャスクリーンにおいてプレッシャ
スクリーンの内面とロータのプロファイル表面との関係
を示す部分断面図、第４図は第２の実施例のプロファイ
ルスクリーンにおける第３図と類似の部分断面図、第５
図はプレッシャスクリーンで測定した振動を示すグラフ
図、第６図は本発明のプレッシャスクリーンにおいて合
格分に対する圧力低下を示すグラフ、第７図は本発明の
プレッシャスクリーンにおいて残骸除去に対する廃棄分
電量を百分率で示すグラフである。 １０・・選別装置、１２・・ハウジング、１４．１６・
・端壁、１８・・外壁、２０・・入口導管、２２・・開
口部、２４・・廃棄分出口、２６・・合格分出口、２８
・・プロファイルスクリーン、３０・・リング、３２・
・合格分の室、３４・・ロータ、３６・・駆動シャフト
、３８・・駆動装置、４０・・中空円筒、４２・・部材
、４４・・キー、４６・・端板、５０・・ブラントリー
ド部、５４・・弓形部分、５６．５８・・プロファ（ほ
か１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製紙原料のスラリーを受け入れる入口、合格分出口及び
   廃棄分出口を包含するハウジングと、輪郭づけられた内
   面及び外面を包含し前記ハウジングに内設した中空円筒
   形のスクリーンと、前記スクリーンを前記ハウジングの
   内部に装架して前記スクリーンの回りに合格分の室を画
   成し、この合格分の室が前記合格分出口と連通すると共
   に、前記入口から前記合格分出口まで前記スクリーン及
   び前記合格分の室を経て連通するようにこの合格分の室
   を前記入口から密閉した装架装置と、回転出力部を包含
   する駆動装置と、前記回転出力部に接続すると共に前記
   入口と前記廃棄分出口との間に前記スクリーンから一定
   の間隔を保って内設し、回転方向に面するブラントリー
   ド部を有する非円形外面を含む外壁装置を包含するロー
   タとで構成されるプレッシャスクリーン装置。