JP2002030589A - 細砕セルロース繊維材の処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量および高さが小さく、廉価の細砕セルロ
ース繊維材の処理システムを提供する。 【解決手段】 頂部に細砕セルロース繊維材入口を有す
る蒸解カン、細砕セルロース繊維材のスラリーを含有
し、出口を有する、実質的に大気圧のスラリー含有構造
体、上記スラリー含有構造体出口および蒸解カンに連結
し、細砕セルロース繊維材を蒸解カンに供給するための
スラリーポンプ、蒸解カンから過剰の液体を戻すための
導管、前記液体およびスラリー含有構造体を、前記液体
が実質的に大気圧においてフラッシュ蒸発しない温度に
保つための手段、を備えることを特徴とする細砕セルロ
ース繊維材の処理システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、特願平８−５０２
２１５号（以下原出願という）の分割出願であり、本出
願の発明は細砕セルロース繊維材の処理システムに関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】連続蒸解カンで、細砕
セルロース繊維材、例えば、木材チップをパルプ化する
際には、この繊維材に対して圧力および温度を上げなが
ら（例えば、１５０℃、１６５ｐｓｉ）巻き込まれた空
気を脱し、蒸解液で浸透する処理を行う。このチップに
対しスチーム処理し、同時に温度を上げながら、空気を
追い出し、エアロックを介して圧力を上げ、加熱された
蒸解液で浸透作用を行い、しかる後にスラリーとしてこ
れを蒸解カンへ輸送するのが普通である。

【０００３】過去において、上記の空気追い出し、加
熱、加圧、および供給の諸機能を行わせるために、容
量、高さとも大きく、高価な装置が提供されている。こ
の装置を収め、あるいは支持するためには、特殊な建物
や鉄架構を建造しなければならないのが普通である。こ
のような建物あるいは鉄架構は、構造用鋼およびコンク
リートを材料にして建造され、用役設備、階段並びに吹
き抜け設備および他の附属設備を必要とし、連続蒸解カ
ンシステムのコストに多大な影響を与えている。また、
チップをこのシステムの入口に輸送するのに使われるコ
ンベヤーのコストもシステムの全高に左右されることが
大である。具体的には、一日約１，５００トンの容量を
有する蒸解カンではこのシステムは、普通は高さが約１
１５フィート程度となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】原出願の発明によれば、
蒸解カンへ細砕セルロース繊維材のスラリーを輸送する
システムが提供され、これは従来のものに比較して数々
の利点を有する。原出願の発明によれば、この供給装置
は、従来のシステムに較べて容量および高さが小さく、
廉価である。例えば、原出願の発明のシステムは、高さ
は約６０フィートしかないが、従来技術の同じサイズの
蒸解カンならば高さが１１５フィートもある。また、原
出願の発明のシステムは、より高い供給能力を有する。
すなわち、特定の機器サイズに対しては、単位時間当た
りより多くのスラリーを蒸解カンの頂部へ送ることが可
能である。原出願の発明のシステムのサイズは、非常に
小さいので、従来の建物や鉄架構を全くなくしてしまっ
たり、少なくともダウンサイジングすることができるの
で、従来のものに較べて顕著に経済的であるから、従来
のシステムによりはるかに金のかからない完全なシステ
ムとすることができるようになる。

【０００５】従来の供給システムでは、高圧フィーダ
ー、つまり米国特許第４，３７２，７１１号に記載のよ
うな高圧ロータリー輸送装置は、高い位置にあるコンク
リート製の架台に据え付けられている。このような据え
付け方が必要なのは、この高圧フィーダー経由でチップ
シュートからチップを抜き出すのに使われる抜き出し装
置を効果的に運転するのに、ある最小の静水頭を要する
からである。チップビンは、普通大きな円筒形の槽であ
り、チップフィーダーと低圧フィーダーとによって、水
平なスチーム処理槽へ結合されている。一方、スチーム
処理槽には、垂直で、一般に円筒形の高圧チップシュー
トが結合され、このシュートには、高圧フィーダーの頂
部が結合されている。循環ループには、高圧フィーダー
の下に据え付けられている低圧ポンプが含まれるが、チ
ップシュートのレベルを制御する加圧のレベルタンクも
含まれる。

【０００６】原出願の発明に従えば、高圧フィーダー自
体を除いて、供給システムの殆ど全ての構成部品が改変
され、その結果該機器の高さおよび容積が小さくなり、
ある一つのケースでは高圧フィーダーの有効能力が大き
くなるものである。

【０００７】原出願の発明の態様の一つで、高圧フィー
ダーの高さを最小限に抑え、同時に高圧フィーダーの有
効能力を上げるのに最大の効果のある態様に従えば、高
圧フィーダーに関連した低圧循環ループへの改変が行わ
れる。高圧フィーダーの頂部にチップシュートを、高圧
フィーダーの下部にチップシュートポンプを配置する、
いわゆる「吸い込み経由」システムに代わって、原出願
の発明のこの態様に従えば、ポンプ経由システムが提供
される。原出願の発明のこの態様では、チップスラリー
を蒸解カンへ供給するシステムは、以下の部品を備え
る。すなわち、低圧入口、低圧出口、高圧入口、および
高圧出口を備える高圧ロータリー輸送装置であって、蒸
解カンへ細砕セルロース材を供給するために、該高圧出
口が、蒸解カンへ運転上は接続され（例えば、直接、ま
たは浸透槽を経由するなどして）ている高圧ロータリー
輸送装置。細砕セルロース繊維材のスラリーを保持し，
頂部、底部、および底部近くの出口を備える槽。該槽の
出口と輸送装置の低圧入口との間に接続されたスラリー
ポンプ。および、輸送装置の低圧出口から該槽へ液を戻
す循環ループ。上記の槽、スラリーポンプ、および高圧
輸送装置は、実質的に地面の上に据え付けられるのが普
通である。すなわち、これらを重ねて据え付ける必要は
なく、コンクリート製の架台も、高圧フィーダーを据え
付けるのには不必要である。

【０００８】原出願の発明によるシステムの循環ループ
は、槽中のレベル制御用の実質的に常圧のレベルタンク
に接続されてるインライン液抜き出し装置を備えている
のが普通である。高圧フィーダーで液がフラッシュする
ことから生じるウォーターハンマー（水撃）を避けるた
めには、循環ループ中に循環液の温度を下げるための手
段、例えば、液冷却器（間接熱交換器）または液がフラ
ッシュしても構わない槽が設けられる。該熱交換器の反
対側には温度センサを設けることもできるし、熱交換器
を通過する冷却剤の流量をこの温度センサに応答して制
御する制御器も設けることができる。この循環ループ中
の液の温度は、白液を加える前に冷却することによって
制御することもできる。米国特許第５，３０２，２４７
号明細書において用いられている方法と同じような方法
を、この白液を冷却するのに用いることができる。この
白液冷却は、上流の温度センサで検出される温度を基準
にして制御することができる。

【０００９】原出願の発明のシステムには、同じスラリ
ーポンプから分岐供給される第二の（もしくはもっと多
くの数の）高圧ロータリー輸送装置を備えることができ
る。スラリーポンプと輸送装置低圧入口との間の圧力、
および循環ライン中の圧力を検知する圧力センサを有す
る循環ラインに流量制御バルブを設けるのもよい。この
流量制御バルブは、該圧力センサに応答して制御され
る。

【００１０】上に記載のようなポンプ経由のチップ供給
方法を用いると、チップ輸送システムの高さは約２０〜
３０フィート下げることができ、これに相応して関連機
器も単純化される。またこのシステムを用いると、高圧
フィーダーが速く回ることができ、また一基より多くの
基数のフィーダーを併行に運転することができるので、
新しいシステムの場合は、設計が単純になり、既存のシ
ステムの場合は、容量が上がることになる。従来の抜き
出し設計では、チップシュートポンプの吸い込み口があ
るので、フィーダーの底部の圧力が低下する。スラリー
が２２０°Ｆを超える温度（高圧フィーダーでのスラリ
ー温度は典型的には約２４０〜２６０°Ｆ）の時には、
圧力が低下すると、高温の液はフラッシュし、従って水
撃が起こる恐れがある。フラッシュを起こさせる可能性
は、フィーダーの速度が大きくなればなるほど増加する
が、それは圧力損失が増加するからである。現在のとこ
ろ、水撃を起こさせる可能性がネックとなって、従来的
高圧フィーダーの運転可能速度に限界が生じている。
（フィーダーによっては、回転数が普通１１ｒｐｍに制
限されている。）原出願の発明のポンプ経由システムに
よれば、液出口に吸い込み口が存在しないので、水撃を
起こさせる可能性は、完全に無くならないにせよ、最小
限に抑えられる。従って、この高圧フィーダーは、高速
で運転でき、従って容量が増大し、その結果新しいシス
テムでは小さなユニットのものを用いてよく、一方既存
の高圧フィーダーの場合は高速で運転することができ、
従って容量が増大させることができる。

【００１１】また、ポンプ経由設計は、流量を大きく取
れるからフィーダーの容量を増大させる可能性も有す
る。上で論議したように、チップシュート循環中の流
れ、すなわち、チップシュートから、フィーダー経由、
チップシュート経由などの流れは、フィーダーの圧力損
失およびフラッシュの危険性によって制限を受けてい
る。フィーダーでフラッシュする危険性は、このポンプ
経由システムでは最小限に抑えられているので、より多
い液流量をフラッシュすることなしに達成することが可
能である。これらの、より多い液流量をフィーダーに流
すと、フィーダーの間隙をチップで充填するのに助けに
なるので、フィーダーの容量が増大する。

【００１２】また、このポンプ経由システムは、チップ
シュートスラリー中に空気または巻き込みガスを含んで
いる系の効率を向上させる。チップ／液スラリーに空
気、または他のガスが存在していると、高温液のフラッ
シュ温度が低下する。圧力１５ｐｓｉｇ下にある液が２
５０⁰Ｆでフラッシュするとすれば、圧力１５ｐｓｉｇ
下で巻き込み空気を含む液はこれより少し低い温度、例
えば、２３０°Ｆでフラッシュするものである。

【００１３】ポンプ経由システムおよび押し出しシステ
ム（すなわち、加圧チップシュートと常圧レベルタンク
とを有するシステム）では、フラッシュを起こさせる低
圧領域が、高圧輸送装置の中やその回りに発生しないの
で、空気が存在している時に有利である。ポンプ経由設
計では、低圧領域は常圧チップシュートポンプの羽根車
の所にある。押し出しシステムにおいては、低圧領域
は、常圧レベルタンクにあるが、この場合はむしろフラ
ッシュは、予備スチーム処理用のスチームを発生するの
に有利であるとも言える。

【００１４】原出願の発明の別の態様によれば、輸送シ
ステムの高さは・・従来の円筒形チップビンに代えて・
・一次元縮小部とサイドレリーフ付の遷移部を二箇所有
するホッパーを用いることによって更に顕著に小さくさ
れる。このようなホッパーの一般設計は、米国特許第
４，９５８，７４１号明細書（この特許の開示内容を参
考文献として本明細書に引用する）に示されているし、
チップビンとして使用するのに好適な詳細構造は、１９
９４年２月１日出願の米国特許出願第０８／１８９，５
４６号明細書に示されており、この特許出願の開示内容
を参考文献として本明細書に引用する。従来の円筒形チ
ップビンに代えて一次元縮小部を有するホッパーを用い
ることによって、約１５フィート程度の高さ低下を得る
ことが可能である。

【００１５】原出願の発明の別の態様によれば、フィー
ダーを満たす駆動力を賦与する新しいチップシュートポ
ンプを用いて、従来の輸送システムの中間圧上昇装置を
無くすることが可能である。これは、チップシュート
（槽）を実質的に常圧（すなわち、１バールまたはこれ
より少し高い圧力）で運転することによって行い得る。
この場合チップシュートは、圧力遮断なしにチップビン
へ直結されている。すなわち、この場合は低圧フィーダ
ーが無くて済むので、輸送システムの高さが約５フィー
トほど低下する。

【００１６】輸送システムの高さは、従来のチップシュ
ートを、一次元縮小部とサイドレリーフ、例えば、米国
特許第４，９５８，７４１号明細書に示されるものを有
する槽で置き換えることによって更に低下させることが
できる。こうすると、概略５〜１０フィートは更に高さ
が低下する。

【００１７】上に記載の改変点をすべて用いると、従来
システムの４０〜５０％しかない高さを有する輸送シス
テムを提供することが可能となり、今まで必要であった
大がかりな鉄架構（附属の階段並びに吹き抜け設備や用
役設備なども含めて）や高圧フィーダーを支持するコン
クリート製架台などの必要は無くなるのである。例え
ば、一日１、５００トンの容量の連続蒸解カンに対して
普通用いられる高さ１１５フィートの輸送システムの代
わりに、高さ約６０フィートの輸送システムを提供する
ことができることにもなる。

【００１８】また、他の改変点も提供することができ
る。例えば、原出願の発明の別の態様によれば、蒸解カ
ンへスラリーを輸送するシステムに含まれるものに、高
圧輸送装置に関連して以下の部品がある。すなわち、細
砕セルロース繊維材のスラリーを保持し，頂部、底部、
および底部近くの出口を備える高圧の槽。該槽の上に据
え付けられているチップビンであって、高圧の該槽へ細
砕セルロース遷移材を供給するための低圧フィーダー経
由で該槽へ結合されているチップビン。輸送装置の低圧
出口から槽へ液を戻すための循環ループ。および、槽の
スラリーレベルを制御するための、循環ループに配設さ
れた実質的に常圧のレベルタンク、並びに液を加圧し、
これをレベルタンクから槽へポンプ輸送するための、槽
とレベルタンクとの間に設けられたポンプ。上記の輸送
装置は、実質的に地面の上に据え付けられるのが好まし
い。チップビンは上記のようなものであることが好まし
い。また、スチームを通す導管を設けるのが好ましく、
これは常圧レベルタンクでフラッシュする液から発生す
るスチームをチップビンへ輸送するために設けられる。

【００１９】加圧されていない、常圧のレベルタンクを
用いる利点の一つは、大きなタンクを用いることが、実
際的だからである。現在用いられている加圧のレベルタ
ンクは、サイズに制限がある。それは、ＡＳＭＥ（すな
わち、米国機械技術者協会）圧力容器設計規格に合致し
た大きな槽を設計し製作するコストが高いからである。
圧力のかからない槽ならば、大きくとも安価に建造する
ことができる。また、大きくて、圧力のかからないレベ
ルタンクは、システム運転における短期と長期の両方の
変化、すなわち「スイング」があっても、その制御と調
和が良好に行われる。短期のスイングとは、例えば、蒸
解カンの生産速度の変化であり、チップ供給の際の変化
である。長期スイングとは、例えば、チップ湿分あるい
はチップ容積の変化である。大きなレベルタンクから蒸
解カンへの補給液流量は、蒸解カンの圧力を環視するこ
とによって制御することができる。

【００２０】原出願の発明の別の態様によれば、高圧輸
送装置に加えて、蒸解カンへスラリーを輸送するシステ
ムが提供されるが、それは以下のものを備える。すなわ
ち、細砕セルロース繊維材のスラリーを保持し，頂部、
底部、および底部近くの出口を備える実質的に常圧の
槽。該槽の上に据え付けられている実質的に常圧のチッ
プビンであって、該槽へ圧力隔離無しに直結されている
チップビン。輸送装置の低圧出口から槽へ液を戻すため
の循環ループ。および、槽のスラリーレベルを制御する
ための、循環ループに配設された実質的に常圧のレベル
タンク。

【００２１】また原出願の発明は、細砕セルロース繊維
材の処理システムをも包含する。この処理システムは以
下のものを備える。すなわち、頂部近くに細砕セルロー
ス繊維材入口を有する蒸解カン。および蒸解カンへ繊維
材スラリーを供給する部品要素の組み合わせ（この組み
合わせは、以下のものを包含する。すなわち、低圧入
口、低圧出口、高圧入口、高圧出口を有する高圧ロータ
リー輸送装置であって、該高圧出口が細砕セルロース繊
維材スラリーを蒸解カンへ供給するために蒸解カンへ運
転上は結合されている高圧ロータリー輸送装置；細砕セ
ルロース繊維材のスラリーを保持し、頂部、底部、およ
び前記底部近くの出口を備える槽；該槽の上に据え付け
られているチップビンであって、該槽へセルロース繊維
材を供給するために該槽へ結合されているチップビン；
輸送装置の低圧出口から槽へ液を戻すための循環ルー
プ；および、槽のスラリーレベルを制御するための、循
環ループに配設されたレベルタンク）。および、蒸解カ
ンの高さの約３５％未満の最大高さを有する構成部品の
組み合わせ。

【００２２】上に記載のシステムを用いると、蒸解カン
へチップスラリーを（浸透槽を経由するかもしくは蒸解
カンの頂部へ直接に）輸送するに当たり、高圧輸送装置
を従来のものより顕著に高い運転速度で、例えば、約１
５ｒｐｍ以上の運転速度で運転し、同時に容量を増大さ
せることが可能となる方法が提供される。

【００２３】一方、本件分割出願の発明は、（１）頂部
に細砕セルロース繊維材入口を有する蒸解カン、細砕セ
ルロース繊維材のスラリーを含有し、出口を有する、実
質的に大気圧のスラリー含有構造体、上記スラリー含有
構造体出口および蒸解カンに連結し、細砕セルロース繊
維材を蒸解カンに供給するためのスラリーポンプ、蒸解
カンから過剰の液体を戻すための導管、前記液体および
スラリー含有構造体を、前記液体が実質的に大気圧にお
いてフラッシュ蒸発しない温度に保つための手段、を備
えることを特徴とする細砕セルロース繊維材の処理シス
テムを要旨とするものであり、その好ましい態様とし
て、

【００２４】（ａ）上記（１）において、スラリー含有
構造体が、細砕セルロース繊維材のスラリーを含有する
槽を含み、かつ頂部と底部とを有するものであり、その
出口が底部近傍にあることを特徴とするものであり、
（ｂ）上記（ａ）において、スラリーポンプが前記槽の
出口に連結されていることを特徴とするものであり、
（ｃ）上記（ａ）において、蒸解カンが連続蒸解カンか
らなること、そして低圧入口、低圧出口、高圧入口およ
び高圧出口を有する高圧輸送装置を含み、前記高圧出口
は細砕セルロース繊維材を連続蒸解カンに供給するため
に連続蒸解カンに連結していること、さらに前記スラリ
ーポンプは前記槽の出口と前記輸送装置の低圧入口とを
連結していることを特徴とするものであり、（ｄ）上記
（ｃ）において、過剰の液体を戻すための前記導管が蒸
解カンから前記槽へ過剰な液体を戻すための循環ループ
を含むことを特徴とするものであり、（ｅ）上記（１）
および（ａ）〜（ｄ）のいずれかにおいて、蒸解カンが
連続蒸解カンであることを特徴とするものである。

【００２５】また、本件分割出願のもう一つの発明は、
（２）頂部に細砕セルロース繊維材入口を有する連続蒸
解カン、細砕セルロース繊維材のスラリーを含有し、頂
部、底部を有し、頂部の近傍に出口を有する、実質的に
大気圧の槽、低圧入口、低圧出口、高圧入口および高圧
出口を有し、該高圧出口がセルロース繊維材を前記蒸解
カンに供給するために前記蒸解カンに連結している高圧
輸送装置、前記槽の出口と前記輸送装置の低圧入口とを
連結し、細砕セルロース繊維材を前記蒸解カンに供給す
るためのスラリーポンプ、過剰な液体を前記蒸解カンか
ら戻すための導管、を備えることを特徴とする細砕セル
ロース繊維材の処理システムを要旨とするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１の従来的システムには、細砕
セルロース繊維材（例えば、木材チップ）スラリー輸送
システム１０とこれに関連する従来的連続蒸解カン１
１、例えばニューヨーク州グレンス フォールス（Ｇｌ
ｅｎｓ Ｆａｌｌｓ）のカミヤ社（Ｋａｍｙｒ．Ｉｎ
ｃ．）販売のものが示される。輸送システム１０は、カ
ナダ特許第１，１５４，６２２号明細書に記載のような
一般に円筒形のチップビンを備えるが、これはその頂部
にエアロック１３を備え、その下にチップメーター１４
と低圧フィーダー１４’とが取り付けられ、これらを経
由してチップビン１２と水平なスチーム処理槽１５とが
連結されている。水平なスチーム処理槽１５の底部に連
結されているのは、チップシュート１６で、これは今度
は高圧輸送装置１７の上に取り付けられるとともにそれ
に連結されている。輸送装置１７は、低圧入口１８、低
圧出口１９、高圧入口２０、および高圧出口２１を備え
る。高圧出口２１は、図１に示されるように蒸解カン１
１の頂部に直接か、若しくは浸透槽などを介して、連続
蒸解カン１１に運転上連結されている。高圧ポンプ２２
は、蒸解カン１１への出口２１へ連結されているライン
２１’にスラリーをポンプ輸送する駆動力を与える。チ
ップシュートポンプ２３は、装置１７の下に据え付けら
れ、低圧出口１９を経由して循環ループ２４へ低圧ライ
ン中の液を引っ張る吸い込み源となる。循環ループ２４
は、普通サンド分離器２５、レベルタンク２７へ接続さ
れたインライン抜き出し装置、およびチップシュート１
６への戻しライン２８を備える。レベルタンク２７は、
・・加圧状態にあるが・・チップシュート１６のレベル
を制御する。過剰の液は、ライン２９に除かれ、系の所
望の場所（例えば、蒸解カン１１の頂部であるが、ここ
には図１に３１で示されるように白液が添加される）へ
ポンプ３０で移送される。白液は、所望ならば循環ルー
プ２４の３２の所へも添加することができる。

【００２７】図２は、実際の蒸解カンアセンブリにおい
て輸送システム１０が、どんな構成部品から成っている
かを、参照番号３３で総称される建物または鉄架構と関
連させて示すもので、この建物または鉄架構は、鋼梁構
造３４、フィーダー１７を据え付けるためのコンクリー
ト製架台３５、架台３５内で装置１７の下に配設される
チップシュートポンプ２３、階段並びに吹き抜け設備３
６、用役設備などを備えている。エアロック１３へのチ
ップ輸送コンベヤーは、図２には示されないが、重量の
多い構造物であり、そのコストはシステム１０の高さに
直接関係しているのが普通である。

【００２８】システム１０の高さは、図３に参照数字３
８で概略示されているが、普通は１、５００トン／日の
連続蒸解カンに対して約１１５フィートである。架台３
５は、建物３３内で基礎３９の上に載っている。

【００２９】図４は、原出願の発明の供給システム４０
の第一態様を示す。輸送システム４０の、従来技術のシ
ステム１０と同じ構成部品は、同じ参照数字で示され
る。システム４０は、新しい型のチップビンを用いると
いうだけがシステム１０と異なる。従来の一般的に円筒
形のチップビン１２とスチーム処理槽１５とを使用する
代わりに、チップビン４１は、一次元縮小部とサイドレ
リーフ付の遷移部を二箇所有するホッパーからなる。こ
のチップビンは、１９９４年２月１日に出願された米国
特許出願第０８／１８９，５４６号明細書に記載のよう
なものであることが好ましい。この開示内容を本明細書
に参考文献として引用するが、該チップビンは、カリフ
ォルニア州サンルイスオビスポ（Ｓａｎ Ｌｕｉｓ Ｏ
ｂｉｓｏｐｏ）のＪ．Ｒ．ヨハンソン社（Ｊ．Ｒ．Ｊｏ
ｈａｎｓｏｎ，Ｉｎｃ．）から市販されているような
「ダブルダイアモンドバック（ＤＯＵＢＬＥ ＤＩＡＭ
ＯＮＤＢＡＣＫ）ホッパー設計のもので、米国特許第
４，９５８，７４１号明細書に一般的に記載されている
ものである。このホッパー４１には、前記米国特許出願
第０８／１８９，５４６号明細書に記載されているよう
にスチーム処理部分が内包されている。図４に示される
構成を用いると、輸送システム４０の高さは、図３の従
来システムの高さより約１５フィート低くなる。例え
ば、従来システム１０が約１１５フィートの高さ３８な
らば、高さ４２は約１００フィートである。

【００３０】図５は、図４の輸送システムの変形を示
し、この場合高圧フィーダー１７は、実質的に地面３９
の上に据え付けられる。ホッパー４１の「ダブルダイア
モンドバック」設計は、図５では、関連するスクリュー
フィーダー４３と同じく、より明快に見える。また、こ
の態様では、従来型のコンベヤーシステム４４が示され
るが、それは、エアロック１３の頂部へチップを輸送す
るためである。

【００３１】図５の態様では、実質的に常圧のレベルタ
ンク４６を用いることによって高圧フィーダー１７を地
面の上に据え付けることができる（こうするとコンクリ
ート架台３５の高さだけ輸送システム４５の位置が下が
る）。従来システムのポンプ２３は用いないけれども、
ポンプ４７を、高圧フィーダー１７から常圧レベルタン
ク４６への反対側に設け、シュート１６内の所望スラリ
ー濃度を維持するためにタンク４６からシュート１６へ
液を循環する。チップシュート１６の圧力によって、ス
ラリーは高圧フィーダー１７へ押し出され、その結果図
５のシステムは吸い込みシステムではなくて実質的に
「押し出し」システムとなる。高温液が常圧レベルタン
ク４６へ入ってフラッシュするスチームは、スチーム導
管４８を通り、ライン４９経由の添加スチームの補助と
して使われ、ホッパー／ビン４１へ流れ、その中のチッ
プをスチーム処理する。図５の制御バルブ４８’は、チ
ップビン４１に供給されるスチーム容積を制御するもの
であることに留意する。

【００３２】図６の輸送システム５０は、システム４０
に似たものであるが、違いはシュート１６が常圧のシュ
ートであって、（システム１０やシステム４０のよう
な）加圧でないことである。チップビン４１は、圧力遮
断なしにシュート１６へ（フィーダー４３を経て）直接
に結合されている。すなわち、低圧フィーダー１４‘は
なくなっている。従ってシステム５０の高さ５１は、高
さ４２よりも約５フィート低い、例えば、９５フィート
である。

【００３３】図７と図８とは、輸送システムの高さ削減
に最も影響を有し、また高圧フィーダー１７の能力を効
果的に増加する原出願の発明のシステムの構成部品を示
す。図７の態様では、スラリーを保持する槽は、シュー
ト１６でなく、頂部５４（図８を参照のこと）と底部５
５、そして底部５５に近接するスラリー出口とを有す
る、一般に円筒形の直立槽５３である。チップシュート
ポンプ２３は無くなっており、その代わりに、スラリー
ポンプ５７を用いるポンプ経由システムが設けられてい
る。スラリーはこのポンプによって高圧輸送装置１７の
低圧入口１８へ槽５３から送られる。

【００３４】図８の好ましい態様に見られるように、循
環ループ５９中の液の少しは、インライン抜きだし装置
１６を経由して抜き出され、レベルタンク、例えば、図
５の態様のタンク４６のような常圧レベルタンクへと流
れる。液の残りはループ５９に流れ、最終的には槽５３
へ戻る（勿論、サンド分離器や他の従来機器も循環ルー
プ５９に備えることができる）。液のフラッシュに基づ
く水撃を最小限化するか、あるいは無くしてしまうため
には、循環されている液を、積極的に冷やすか、あるい
は温度低下手段６０などを用いるなどして、その温度を
下げてやることである。この手段６０としては、単に、
液のある程度を膨張もしくはフラッシュさせ、フラッシ
ュしたスチームを除去することができる装置か、あるい
は・・図８に示されるように・・この手段６０として
は、冷媒の流れ６１を含む間接熱交換器でもよい。ライ
ン６１中の冷媒の流れは、従来の制御器６３を用いてバ
ルブ６２を制御することによって制御される。バルブ６
２を流れる冷媒の流れを制御するためのデータは、ポン
プ５７と輸送装置１７との間にある第一温度センサ６４
と、間接熱交換器６０と槽５３との間にある第二温度セ
ンサ６５とを用いて提供される。センサ６４、センサ６
５によって検出される温度に依存して、制御器６３は、
バルブ６２を制御し、熱交換器６０へ、より多くの冷媒
液を流すか、もしくはより少ない液を流すかが行われ
る。図８に見られるように、冷却時６０の下流側に白液
を添加することができるのは、ライン６６で示される通
りである。

【００３５】また、この戻し循環ライン５９の液の温度
は、白液を６６の箇所に添加する前に、白液を冷却する
ことによって制御することもできる。米国特許第５，３
０２，２４７号明細書に記載の方法と類似の方法も白液
を冷却するのに用いることができる。この白液冷却は、
上流の温度センサ６４で検出された温度に基づいて制御
することもできる。

【００３６】また循環ループ５９には、普通は流量器６
７、流量制御バルブ６８、第一圧力センサ６９、および
第二圧力センサ７０が備えられる。圧力センサ６９、７
０は、輸送装置１７の出入側にあり、これらで検出され
る圧力低下が高いと、インライン抜きだし装置２６か高
圧フィーダー１７のいずれかが閉塞していることを示唆
する。センサ６４とセンサ７０との間の圧力差は、流量
器６７からのデータを含む制御器６３を経由してバルブ
６８を制御することによって制御することができる。

【００３７】別法の制御法としては、計器６７を流れる
流量をバルブ６８を介して制御し、ついでセンサ６９と
７０の間の圧力低下を利用してフィーダー１７の速度を
制御することができる。圧力降下が大きくなるに従って
可変速度モーター駆動のフィーダーの速度を下げること
ができる。

【００３８】図８に示されるようなシステムを用いて、
同じ槽５３と同じポンプ５７に多数の異なる高圧輸送装
置を接続して操作することができる。例えば、図８には
第二の高圧輸送装置１７’が示されるが、これにはまた
スラリーがスラリーポンプ５７によって供給される。こ
れらのフィーダーは一基以上の蒸解カンへ供給すること
ができる。図８に示されるようなポンプ経由システムを
用いると、一基のフィーダー、または複数のフィーダー
１７、１７’の回転を速くして、より高い能力を持たせ
ることが可能である。ちなみにフィーダー１７とフィー
ダー１７’は並行である。従って新しいシステムの設計
を単純化し、既存のシステムの能力を増強することがで
きる。例えば、一基の典型的な高圧フィーダー１７の速
度は、約１１ｒｐｍから約１５ｒｐｍまで、さらにはそ
れ以上にも上げることができる。高圧フィーダーの有効
能力を増加することができる能力は、それ自体価値があ
ることであり、高圧フィーダーの有効能力を増加する必
要性に関しては長年必死の努力が払われてきた（例え
ば、米国特許第５，２３６，２８５号明細書および第
５，２３６，２８６号明細書を参照のこと）。これらの
フィーダーにはそれぞれ個別にチップシュート循環部品
（すなわち、レベルタンク、インライン抜きだし装置な
どなど）を設けることもできるし、あるいは該部品を共
通に設けることもできる。

【００３９】図７および図８のシステム７２は、高さ７
３を有するが、この高さは、ポンプ経由システムを用い
ない場合に較べて約２０〜３０（普通は約２５〜３０）
フィート低い。例えば、高さ７３・・これは図５のシス
テム４５の高さに較べても低いが・・は、約６８フィー
トとなろう。

【００４０】図９は、さらに高さを低くできる特徴を有
するシステム７５を示す。システム７５はシステム７２
と同じようのものであるが、違いは、従来の実質的に円
筒形の槽である槽５３の代わりに、これは、一次元縮小
部とサイドレリーフ付の槽で、図９〜図１４には参照番
号７６と総称して示してある槽であることである。この
槽は、米国特許第４，９５８，７４１号明細書に記載さ
れているようなもので、カリフォルニア州サンルイスオ
ビスポのＪ．Ｒ．ヨハンソン社から「ダブルダイアモン
ドバックホッパー」なる商標で市販されている。システ
ム７５の高さ７７は、約６０フィートであるから、高さ
３８の約４０〜５０％となる。

【００４１】図１０〜図１４は、槽７６を更に詳細に示
すもので、図１０と図１１には一次元縮小部がより明白
になっている。図１２〜図１４に示されているのは、そ
れぞれ切断線１２−１２〜切断線１４−１４で示された
高さにおける該槽の切断面の構造である。すなわち、槽
７６の頂部７８・・これはチップビン４１へ接続されて
いるのであるが・・は図１２に示されるように基本的に
は円形の断面７９を有する。テーパ付／縮小領域８０
は、図１３に見られるように、一般に「レース場型楕
円」構造を有している。底部の部分８１は、エルボ８３
を介してスラリーポンプ５７に連なるものであるが、こ
れも図１４に示されているように一般に円形の断面を有
し、その直径は断面７９の直径の約１０〜４０％に過ぎ
ない。留意すべきは、部分８１は、その高さ方向に対し
て全部が円形なのでなく、円形なのは、エルボ８３に連
なる小部分の底部だけであるということである。つま
り、部分８１は、レース場型形状８０と円型形状８２と
の間の遷移部をなしているわけである。

【００４２】従って、原出願の発明が提供する各構成部
品要素の組み合わせで得られる高さは、従来の輸送シス
テムよりも全体としては最高でも非常に低い高さを有す
る。例えば、原出願の発明のシステムの最高の高さは、
蒸解カン１１の高さの約３５％よりも低く、一方既存の
技術において従来の輸送システムは、関連する蒸解カン
の約６０〜７０％の高さを有する。従って明らかに分か
ることは、原出願の発明に従えばパルプ工場のコストを
大幅に最小限化し、加えてその能力を増大する極めて有
利なシステムが提供される。

【００４３】上述した本件分割出願の発明に係る、細砕
セルロース繊維材の処理システム（１）および（２）
は、その構成が図１〜図９に示されている。先ず、処理
システム（１）および（２）における蒸解カンは図１中
の参照数字１１によって示されており、細砕セルロース
繊維材のスラリーを含有する実質的に大気圧のスラリー
含有構造体ないし槽は、図７、図８および図９において
参照数字５３、７６によって示されている。またスラリ
ーポンプは図７、図８および図９において参照数字５７
によって示されており、過剰な液体を蒸解カンから戻す
ための導管は、図１、図２、図５および図８において、
蒸解カン１１の頂部からポンプ２２を経由して高圧輸送
装置１７の高圧入口２０に戻るラインによって示されて
いる。

【００４４】また、処理システム（１）における液体ス
ラリー含有構造体を、前記液体が大気圧においてフラッ
シュ蒸発しない温度に保つ手段は、図８における温度低
下手段６０によって示されている。また、処理システム
（２）における高圧輸送装置は、図１、図４〜図９にお
いて参照数字１７によって示されている。また、処理シ
ステム（１）における好ましい態様（ａ）〜（ｅ）も図
１〜図９に示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 連続蒸解カン用の従来技術によるチップ輸送
システムの概略図である。

【図２】 図１のチップ輸送システムを据え付けるため
の典型的な建物／鉄架構のアイソメ図である。

【図３】 図１および図２の輸送システムの概略側面図
である。

【図４】 原出願の発明の例示的システムの第一態様
の、図３のものと同じような図である。

【図５】 原出願の発明の輸送システムの第二態様の概
略の端面図である。

【図６】 原出願の発明の第三の例示的システムに対す
る図４のものと同じような図である。

【図７】 原出願の発明のシステムの第四の例示的変形
に対する図６のものと同じような図である。

【図８】 チップビンを有しない図７のシステムの概略
図であるが、循環ループとこれに関連する他の構成部品
を示している。

【図９】 図７のものと同じような図であるが、原出願
の発明のシステムの第五態様についてのものである。

【図１０】 図９の態様のスラリー保持槽の端面図であ
る。

【図１１】 図１０の槽の端面図である。

【図１２】 図１１の槽の断面図であり、線１２−１２
に沿って切断したものを示す。

【図１３】 図１１の槽の断面図であり、線１３−１３
に沿って切断したものを示す。

【図１４】 図１１の槽の断面図であり、線１４−１４
に沿って切断したものを示す。

【符号の説明】

１０，４０，４５，５０，７２，７５…スラリー輸送シ
ステム、１１…連続蒸解カン、１２，４１…チップビ
ン、１７…高圧輸送装置、１８…低圧入口、１９…低圧
出口、２０…高圧入口、２１…高圧出口、２４，５９…
循環ループ、２７，４６…レベルタンク、５３，７６…
槽、５４…頂部、５５…底部、５７…スラリーポンプ、
６０…熱交換器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂部に細砕セルロース繊維材入口を有す
   る蒸解カン、 細砕セルロース繊維材のスラリーを含有し、出口を有す
   る、実質的に大気圧のスラリー含有構造体、 上記スラリー含有構造体出口および蒸解カンに連結し、
   細砕セルロース繊維材を蒸解カンに供給するためのスラ
   リーポンプ、 蒸解カンから過剰の液体を戻すための導管、 前記液体およびスラリー含有構造体を、前記液体が実質
   的に大気圧においてフラッシュ蒸発しない温度に保つた
   めの手段、を備えることを特徴とする細砕セルロース繊
   維材の処理システム。
2. 【請求項２】 スラリー含有構造体が、細砕セルロース
   繊維材のスラリーを含有する槽を含み、かつ頂部と底部
   とを有するものであり、その出口が底部近傍にあること
   を特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 【請求項３】 スラリーポンプが前記槽の出口に連結さ
   れていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 【請求項４】 蒸解カンが連続蒸解カンからなること、
   そして低圧入口、低圧出口、高圧入口および高圧出口を
   有する高圧輸送装置を含み、前記高圧出口は細砕セルロ
   ース繊維材を連続蒸解カンに供給するために連続蒸解カ
   ンに連結していること、さらに前記スラリーポンプは前
   記槽の出口と前記輸送装置の低圧入口とを連結している
   ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
5. 【請求項５】 過剰の液体を戻すための前記導管が蒸解
   カンから前記槽へ過剰な液体を戻すための循環ループを
   含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 【請求項６】 蒸解カンが連続蒸解カンであることを特
   徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステ
   ム。
7. 【請求項７】 頂部に細砕セルロース繊維材入口を有す
   る連続蒸解カン、 細砕セルロース繊維材のスラリーを含有し、頂部、底部
   を有し、頂部の近傍に出口を有する、実質的に大気圧の
   槽、 低圧入口、低圧出口、高圧入口および高圧出口を有し、
   該高圧出口がセルロース繊維材を前記蒸解カンに供給す
   るために前記蒸解カンに連結している高圧輸送装置、 前記槽の出口と前記輸送装置の低圧入口とを連結し、細
   砕セルロース繊維材を前記蒸解カンに供給するためのス
   ラリーポンプ、 過剰な液体を前記蒸解カンから戻すための導管、を備え
   ることを特徴とする細砕セルロース繊維材の処理システ
   ム。