JP2003193384A - 紙料離解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙料離解装置に関し、低い動力で高い離解効
果を得られるようにする。 【解決手段】 紙料容器内に配置された多孔板１０３の
一面に近接して攪拌羽根１２１を備えるとともに、多孔
板１０３の他面に近接してポンプ羽根１５２を備え、攪
拌羽根１２１とポンプ羽根１５２とが共通の軸１０６周
りに回転できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙パルプ，回収
紙，抄紙機での損紙等の紙料を解かして離解するための
紙料離解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３，図１４は従来の紙料離解装置の
構成を示す概略図である。紙料離解装置は、通常、紙料
を収容する容器１の底部（或いは側面）に多数の孔（或
いは刃溝）を有する離解板３を備えている。この離解板
３には外周に複数個の羽根２１を有するロータ２が近接
配置されている。ロータ２の軸２３にはモータ２４が接
続されており、ロータ２はモータ２４からの動力伝達に
よって回転し、容器１内の紙料を攪拌離解するようにな
っている。

【０００３】紙料は３〜８％程度の濃度となるように希
釈水と共に容器１に投入される。紙料は容器１内でロー
タ２の羽根２１によって攪拌されて粗離解される。この
ときロータ２の回転は紙料の旋回流れを生むが、容器１
の内面には旋回方向に垂直な転向板１１が設けられてお
り、旋回流れはこの転向板１１によって縦流れに転向さ
れ、紙料は縦流れとなって容器１内部を循環する。この
攪拌によって細片になった紙料は、次いで羽根２１と離
解板３との隙間で細かく離解される。離解後の紙料は離
解板３の孔を通って離解板３の裏側に設けられたチャン
バ４の出口５から排出される。

【０００４】ロータ２及び離解板３の構造には、紙料の
離解の難易度に応じた種々の形態がある。図１５は図１
３，図１４の部分拡大図であり、比較的解け易い紙料用
に用いられるロータ及び離解板の詳細構造を示す斜視図
（一部破断図）である。なお、図中の矢印は紙料の流れ
を示している。この構造では、紙料の離解はロータ２の
羽根２１と離解板（多孔板）３の孔３４との協働により
行われる。すなわち、紙料はロータ２の回転により羽根
２１と離解板３との隙間に持ち込まれ、羽根２１の下縁
と離解板３の孔３４の縁と掴まれて擦られることにより
離解される。なお、羽根２１と離解板３との隙間は適度
の距離を保つ方が離解効果は良い。この構造では、ロー
タ２は軸２３の先端に固定されたフランジ２２にシム４
１を介して取り付けられており、離解板３と羽根２１と
の隙間を調整できるようになっている。

【０００５】一方、図１６は比較的解け難い紙料用に用
いられるロータ及び離解板の詳細構造を示す斜視図（一
部破断図）である。図１６に示すように、離解板（多孔
板）６０にはロータ５０の径方向に延びる複数の長孔６
１が形成されており、離解板６０の裏面（羽根５２と対
向する面と反対側の面）で長孔６１の外側には、環状の
固定刃６３が取り付けられている。また、ロータ５０の
フランジ５１は離解板６０の裏面に延びており、その外
周部分には上記の固定歯６３に対向するように環状の回
転刃５２が取り付けられている。この構造では、紙料は
ロータ５０の回転により羽根５２と離解板６０との隙間
に持ち込まれ、羽根５２の下縁と離解板６０の長孔６１
の縁と掴まれて擦られることにより離解される。さら
に、離解板６０の長孔６１を通った紙料は回転刃５２と
固定刃６３との間で離解され、離解板６０の外周部に形
成された循環穴６４から容器側へ戻っていく。離解後の
紙料は容器の底部に設けられた図示しない出口管より排
出される。なお、この構造でも、羽根５２と離解板６０
との隙間及び回転刃５２と固定刃６３との隙間は、いず
れも適度の距離を保つ方が離解効果は良い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の紙料離解
装置では、羽根２１，５２は容器内の紙料を引き裂いて
撹拌する作用と、離解板３，６０との隙間で更に紙料の
離解を促進させる作用とを兼ね備えている。しかしなが
ら、実際には紙料の大部分は前記作用部分に集中するこ
となく無駄に容器の中を旋回するだけであり、必ずしも
離解効果が良いとは言えなかった。また、撹拌を強くし
なければ紙料が浮いて作用部分に届かないため、紙料の
濃度が高くなると動力を大きくする必要があった。

【０００７】例えば図１５に示す構造では、紙料の大部
分は羽根２１と離解板３との隙間において離解される
が、周方向よりも半径方向の流れが強いために紙料を隙
間に持ち込み難かった。図１６に示す構造では、羽根５
１と離解板６０の他に回転刃５２と固定刃６３とを備え
るので、図１５に示す構造では離解し難い紙料でも離解
可能であるものの、その作用面が外周側にあるために多
くの動力が必要となる。また、両刃５２，６３の隙間が
狭いために内側部分で紙料が詰まり易いという課題もあ
った。

【０００８】本発明は、上記の課題に鑑み創案されたも
のであり、低動力で離解効果の高い紙料離解装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の紙料離解装置（第１の紙料離解装置）は、
紙料容器内に配置された多孔板の一面に近接して攪拌羽
根を備えるとともに、多孔板の他面に近接してポンプ羽
根を備えている。攪拌羽根とポンプ羽根とは共通の軸周
りに回転できるように構成されている。このような構成
により、紙料容器内の紙料はポンプ羽根の吸引作用によ
り多孔板の攪拌羽根側面に吸い寄せられ、攪拌羽根の縁
と多孔板の孔の攪拌羽根側縁との間で離解される。そし
て、孔を通った紙料はさらに孔のポンプ羽根側縁とポン
プ羽根の縁との間で離解される。すなわち、上記の構成
によれば、多孔板の両面が紙料の離解において有効に作
用するとともに、ポンプ羽根による吸引によってこの作
用部分に紙料を集中させることができるので、低動力で
紙料の離解を促進することができる。

【００１０】多孔板の各孔は、攪拌羽根及びポンプ羽根
の回転方向において他の何れかの孔と少なくとも一部が
重なるように形成されているのが好ましい。紙料の離解
は各羽根の縁と孔の縁との間で紙料を引き裂くことで行
うので、使用しているうちに羽根の縁は次第に磨耗して
いくが、このような構成によれば、作用部分が羽根の縁
に沿って連続的に分布するようになるので、羽根を均等
に磨耗させることができ、羽根の寿命を長くすることが
できる。

【００１１】多孔板の孔の形状には限定はなく、丸孔の
他、例えば楕円や長孔であってもよい。特に、孔が長孔
として形成される場合には、略径方向（羽根の回転円の
径方向）に向けて延びる長孔として形成するとともに、
攪拌羽根或いはポンプ羽根に対して０〜１５度の範囲で
傾斜させる。言い換えれば、攪拌羽根と長孔との間の挟
角、或いはポンプ羽根と長孔との間の挟角が０〜１５度
の範囲となるように攪拌羽根，ポンプ羽根，長孔の角度
を設定する。このような構成によれば、攪拌羽根と長孔
との間、或いはポンプ羽根と長孔との間において、鋏の
原理により紙料を効率的に切断することが可能になる。

【００１２】また、上記目的を達成するために本発明は
次の構成の紙料離解装置（第２の紙料離解装置）も提供
する。この紙料離解装置は、紙料容器内に層状に配置さ
れた複数の多孔板のうち最上層の多孔板の表面に近接し
て攪拌羽根を備えるとともに、最下層の多孔板の表面に
近接してポンプ羽根を備えている。攪拌羽根とポンプ羽
根とは共通の軸周りに回転できるように構成されてお
り、さらに多孔板についても隣接する多孔板間において
上記の回転軸周りに相対回転するように構成されてい
る。このような構成により、紙料容器内の紙料はポンプ
羽根の吸引作用により最上層の多孔板に吸い寄せられ、
攪拌羽根の縁と多孔板の孔の縁との間で離解される。そ
して、紙料は隣接する多孔板間において上側多孔板の孔
の縁と下側多孔板の孔の縁との間で離解されながら順次
多孔板を通過していき、最後に最下層の多孔板の孔の縁
とポンプ羽根の縁との間で離解される。すなわち、上記
の構成によれば、複数の多孔版の両面を紙料の離解にお
いて有効に作用させながら紙料を段階的に離解していく
とともに、ポンプ羽根による吸引によってこれら作用部
分に紙料を集中させることができるので、低動力で紙料
の離解を促進することができる。

【００１３】多孔板の各孔は、攪拌羽根及びポンプ羽根
の回転方向において他の何れかの孔と少なくとも一部が
重なるように形成されているのが好ましい。紙料の離解
は各羽根の縁と孔の縁との間で紙料を引き裂くことで行
うので、使用しているうちに羽根の縁は次第に磨耗して
いくが、このような構成によれば、作用部分が羽根の縁
に沿って連続的に分布するようになるので、羽根を均等
に磨耗させることができ、羽根の寿命を長くすることが
できる。同様に多孔板間においても、このような構成に
することで全体を均等に磨耗させることができる。

【００１４】また、多孔板の各孔は、隣接する多孔板と
の相対回転方向において隣接する多孔板の何れかの孔と
少なくとも一部が重なるように形成されているのが好ま
しい。一部でも隣接する多孔板の孔と重なっていれば、
その部分において紙料を引き裂いて離解することができ
るからである。また、多孔板の各孔の孔面積は、ポンプ
羽根側の多孔板ほど小さくなっていくのが好ましい。す
なわち、攪拌羽根側からポンプ羽根側に進むにつれて紙
料の通過面積を縮小させていく。これによりポンプ羽根
側に進むにつれて紙料の濃縮が起こるので、作用部分へ
多量の紙料を集中的に供給して紙料の離解を促進するこ
とができる。

【００１５】孔が長孔として形成される場合には、略径
方向（羽根の回転円の径方向）に向けて延びる長孔とし
て形成するとともに、隣接する攪拌羽根或いはポンプ羽
根或いは隣接する多孔板の各孔に対して０〜１５度の範
囲で傾斜させる。言い換えれば、攪拌羽根と隣接する多
孔板の場合には、攪拌羽根との間の挟角或いは隣接する
多孔板の長孔との間の狭角が０〜１５度の範囲となるよ
うに、ポンプ羽根と隣接する多孔板の場合には、ポンプ
羽根との間の挟角或いは隣接する多孔板の長孔との間の
狭角が０〜１５度の範囲となるように、両面が他の多孔
板に隣接する多孔板の場合には、隣接する少なくとも何
れかの多孔板の長孔との間の狭角が０〜１５度の範囲と
なるように、攪拌羽根，ポンプ羽根，各多孔板の長孔の
角度を設定する。このような構成によれば、攪拌羽根と
長孔との間、ポンプ羽根と長孔との間、或いは隣接する
２つの多孔板の長孔間において、鋏の原理により紙料を
効率的に切断することが可能になる。

【００１６】なお、上記の第１，第２の紙料離解装置の
何れにおいても、離解効率の観点からは、多孔板の各孔
は、攪拌羽根及びポンプ羽根の回転方向において３〜３
５ｍｍの孔幅（例えば丸孔の場合には直径、長孔の場合
には幅）に形成されているのが好ましい。また、多孔板
の開口率については１５〜５０％の範囲が好ましい。孔
の個数については、上記の孔幅及び開口率の範囲内にお
いて、できるだけ多い方が好ましい。孔の個数に比例し
て紙料の離解において有効に作用する縁（エッジ）の数
が増えるからである。

【００１７】また、上記の第１，第２の紙料離解装置に
おいて、好ましくは、ポンプ羽根により攪拌羽根側から
多孔板を通過してポンプ羽根側に吸い込まれた紙料を紙
料容器の上部へ多孔板を迂回して環流させる環流通路を
設ける。これにより離解紙料が未離解紙料の上に運ばれ
るので、離解紙料と未離解紙料とが混在して回流するこ
となく、未離解紙料を集中的に羽根と多孔版との作用部
分へ供給することができ、紙料の離解を促進することが
できる。この場合、より好ましくは、紙料容器の内面に
攪拌羽根の回転による旋回流れの発生を防止する旋回防
止壁を設け、この旋回防止壁の内部に上記の環流通路を
設ける。これにより旋回流れの発生による上記作用部分
への紙料の供給効率の低下を防止できるとともに、無駄
のないコンパクトな構造とすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （Ａ）第１実施形態 図１，図２は、本発明の第１実施形態にかかる紙料離解
装置の全体構成を示す概略図である。図中の矢印は紙料
の流れを示している。

【００１９】図１，図２に示すように、本実施形態の紙
料離解装置では、紙料を収容する容器１０１の底部に攪
拌離解部が設けられている。攪拌離解部には多数の孔が
形成された多孔板１０３が紙料を収容する容器１０１の
底部に固定して取り付けられている。そして、この多孔
板１０３を上下両面から挟むようにして、ロータ羽根
（攪拌羽根）１２１とポンプ羽根１５２とが近接配置さ
れている。ロータ羽根１２１はロータ１０２の外周に複
数毎（実用上は３〜１６枚、図１では６枚）設けられて
いる。ポンプ羽根１５２はロータ１０２を回転軸１０６
に取り付けるためのフランジ１５１に取り付けられてい
る。回転軸１０６にはＶベルト１０７を介してモータ１
０８が接続されており、ロータ羽根１２１及びポンプ羽
根１５２は、モータ１０８から回転軸１０６への動力伝
達によって一体となって回転するようになっている。

【００２０】容器１０１には、従来と同様に旋回流れを
縦流れに転向させるための転向板１１１Ａが設けられる
とともに、旋回流れの発生を防止するための旋回防止板
（旋回防止壁）１１１Ｂが新設されている。この旋回防
止板１１１Ｂの内部には紙料を循環させるための循環通
路１６０が形成されている。循環通路１６０はその一端
が容器１０１の上部に開口しており、他端が多孔板１０
３の裏側に設けられたチャンバ１０４の循環出口１５４
に接続されている。また、循環通路１６０の途中には離
解後の紙料を排出するための出口管１０５が設けられて
いるが、この出口管１０５は図示しないバルブによって
開閉されるようになっている。

【００２１】図３〜図５は紙料離解装置の要部である攪
拌離解部の構成を示す詳細図である。図３，図４に示す
ように多孔板１０３は中央に開口を有する円盤状であ
り、チャンバ１０４の蓋をするように、シム１４２を挟
みボルト１７０を用いてチャンバ１０４の胴部１０４ｂ
に取り付けられている。チャンバ１０４はその中央部に
スリーブ１０４ａが形成されており、このスリーブ１０
４ａに回転軸１０６の先端部が挿入されている。回転軸
１０６の先端部には回転軸１０６と同心にフランジ１５
１に設けられたスリーブ１５１ａが固定して取り付けら
れ、フランジ１５１のスリーブ１５１ａはチャンバ１０
４のスリーブ１０４ａに液漏れ防止用のシール１０９を
介して相対回転自在に接触している。

【００２２】フランジ１５１はクラウン部１５１ｂと鍔
部１５１ｃとを備えたハット形状を有し、上記のスリー
ブ１５１ａはクラウン部１５１ｂの下面に突設されてい
る。クラウン部１５１ｂは多孔板１０３の中央の開口か
ら上方へ突き出しており、鍔部１５１ｃは多孔板１０３
の裏面下方に位置している。鍔部１５１ｃの外径はチャ
ンバ１０４の内径よりもやや小さい程度に形成され、多
孔板１０３とフランジ１５１とチャンバ１０４とによっ
てドーナツ状の空間が形成されている。そして、この空
間内において鍔部１５１ｃの多孔板１０３側に、ポンプ
羽根１５２がボルト１８０を用いて取り付けられてい
る。ポンプ羽根１５２は、ドーナツ状の基体１５２ａ
と、基体１５２ａ上に一定の間隔で螺旋状（または放射
状）に形成された複数の刃１５２ｂとから構成されてい
る。ポンプ羽根１５２の刃１５２ｂは、多孔板１０３の
孔１１３が形成されている領域をカバーするように径方
向長さを設定されている。

【００２３】また、フランジ１５１のクラウン部１５１
ｂには、円錐形状を有するロータ１０２がシム１４１を
挟んでボルト１４０を用いて取り付けられている。ロー
タ１０２の外周部にはロータ羽根１２１が一体に設けら
れている。ロータ羽根１２１もポンプ羽根１５２と同
様、多孔板１０３の孔１１３が形成されている領域をカ
バーするように径方向長さを設定されている。

【００２４】このような構成により、回転軸１０６に動
力が伝達されるとフランジ１５１とロータ１０２とは一
体となって回転し、ポンプ羽根１５２とロータ羽根１２
１とは多孔板１０３を挟むようにしながらその表面に沿
って旋回する。ロータ羽根１２１の旋回は容器１０１内
の紙料を攪拌して紙料を粗離解させる。またロータ羽根
１２１の旋回は紙料の旋回流れを生むが、容器１０１の
内面には旋回方向に垂直な転向板１１１Ａ及び旋回防止
板１１１Ｂが設けられているので、旋回流れはこれら転
向板１１１Ａや旋回防止板１１１Ｂによって縦流れに転
向され、紙料は縦流れとなって容器１０１内部を循環す
る。

【００２５】一方、ポンプ羽根１５２の旋回は、紙料に
遠心力を作用させて多孔板１０３，フランジ１５１及び
チャンバ１０４に囲まれた空間内に紙料の径方向流れを
生む。この径方向流れによって紙料はチャンバ１０４の
胴部１０４ｂに形成された複数の循環出口１５４から循
環通路１６０へ排出されるとともに、ロータ羽根１２１
側からポンプ羽根１５２側へ多孔板１０３の孔１１３を
通って新たな紙料が吸い込まれてくる。このポンプ羽根
１５２による吸引作用により、容器１０１内の紙料は多
孔板１０３の孔１１３に向けて流れ込んでくる。

【００２６】図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。以
下、図５を用いて多孔板１０３，ロータ羽根１２１及び
ポンプ羽根１５２による攪拌離解作用について説明す
る。まず、容器１０１内の紙料はロータ羽根１２１の図
５中矢印方向の旋回によってロータ羽根１２１の上縁１
２２ａで粗離解される。粗離解された紙料はポンプ羽根
１５２の吸引作用によって多孔板１０３の表面へ吸い寄
せられ、多孔板１０３の表面においてロータ羽根１２１
の下縁１２２ｂと多孔板１０３の孔１１３の上縁１２３
との間で引き裂かれ、より細かく離解される。細かく離
解された紙料は孔１１３に流入し、孔１１３を通ってチ
ャンバ１０４内に流れ込む際、多孔板１０３の裏面にお
いてポンプ羽根１５２の上縁１２５と多孔板１０３の孔
１１３の下縁１２４との間で引き裂かれて、さらに細か
く離解される。そして、ポンプ羽根１５２の溝１１４
（刃１５２ｂ，１５２ｂ間の空間）を通って、チャンバ
１０４の循環出口１５４から循環通路１６０に排出され
る。

【００２７】このように、本実施形態にかかる紙料離解
装置によれば、多孔板１０３の表裏両面を紙料の離解に
おいて有効に作用させることができるとともに、ポンプ
羽根１５２による吸引によってこれら作用部分に未離解
紙料を集中させることができるので、羽根１２１，１５
２を高速で回転させずとも紙料を効率的に離解すること
ができる。すなわち、この紙料離解装置によればより少
ない動力で紙料の離解を促進することができ、離解効率
が飛躍的に向上する。また、多孔板１０３の表面のみな
らず裏面でも紙料を引き裂いて離解することができるこ
とから、難離解紙でも詰まることなく処理することがで
きる。なお、ロータ羽根１２１と多孔板１０３との隙
間、及びポンプ羽根１５２と多孔板１０３との隙間は、
いずれも適度の距離を保つ方が離解効果は良い。両隙間
はそれぞれシム１４１，１４２で調整することができ
る。

【００２８】また、本実施形態にかかる紙料離解装置に
よれば、多離解済の紙料はポンプ羽根１５２によって循
環通路１６０に押し出され、循環通路１６０を通って容
器１０１の上部へ循環されて未離解紙料の上へ運ばれ
る。このため、従来の様に離解済の紙料と未離解の紙料
とが共に回流することがなく、ロータ羽根１２１と多孔
板１０３との作用部分へ未離解紙料を集中的に供給する
ことができ、紙料の離解を促進することができる。この
結果、ロータ羽根１２１の大きさを小さくすることがで
き、また、回転速度も低くすることができるので、低動
力での運転が可能になる。

【００２９】上記の構成において、多孔板１０３の孔１
１３の直径は、紙料の繊維の大きさを考慮すると実用上
は３〜３５ｍｍの範囲が好ましく、多孔板１０３の開口
率（ロータ羽根１２１やポンプ羽根１５２が旋回する領
域における多孔板１０３の開口率）については、１５〜
５０％の範囲が好ましい。また、紙料の離解において有
効に作用する縁（エッジ）の数は孔１１３の個数に比例
して増えることから、孔１１３の個数は開口率が上記の
好ましい範囲を満たす限りは多い方が好ましい。

【００３０】また、多孔板１０３の各孔１１３は、図６
に示すように、ロータ羽根１２１及びポンプ羽根１５２
の回転方向（図中に矢印で示す）において他の何れかの
孔と少なくとも一部が重なるように配列されているのが
好ましい。例えば図中に二点差線で示す孔１１３Ａ′は
孔１１３Ａを回転方向に写像したものであり、孔１１１
Ｂと一部が重なっている。紙料の離解は図５に示すよう
にロータ羽根１２１の下縁１２２ｂと孔１１３の上縁１
２３との間、及びポンプ羽根１５２の上縁１２５と孔１
１３の下縁１２４との間で紙料を引き裂くことで行うの
で、使用しているうちに羽根の縁は次第に磨耗していく
が、このような構成によれば、作用部分が各羽根１２
１，１５２の縁１２２ｂ，１２５に沿って連続的に分布
するようになるので、各羽根１２１，１５２を均等に磨
耗させることができ、各羽根１２１，１５２の寿命を長
くすることができる。

【００３１】（Ｂ）第２実施形態 本発明の第２実施形態にかかる紙料離解装置について図
７〜図１０を用いて説明する。本実施形態にかかる紙料
離解装置は、第１実施形態とは攪拌離解部の構成に相違
がある。図７，図８に示すように、回転軸２０６の先端
にハット形状のフランジ２５１が取り付けられ、フラン
ジ２５１のクラウン部２５１ｂには円錐形状を有するロ
ータ２０２がシム３４１を挟んでボルト３４０で固定さ
れている。ロータ２０２の外周部には複数のロータ羽根
２２１が一定の間隔で一体に設けられている。ロータ２
０２には、図９に示すように複数の縁３２２ａ〜３２２
ｅを持つ段付刃３００がボルト３０１で取り付けられて
いる。また、フランジ２５１の鍔部２５１ｃには、ポン
プ羽根２５２の内周部がボルト３８０で固定されてい
る。ポンプ羽根２５２はドーナツ状の基体２５２ａと、
基体２５２ａ上に一定の間隔で設けられた複数の刃２５
２ｂとから構成されている。

【００３２】本実施形態かかる攪拌離解部には、ロータ
羽根２２１とポンプ羽根２５２とに上下を挟まれるよう
にして、中央に開口を有する円盤状の３枚の多孔板１０
３，２０３,３０３が僅かな隙間をあけて層状に配置さ
れている。このうち上下２枚の多孔板１０３,３０３は
チャンバ２０４に取り付けられた固定板であり、中央の
多孔板２０３はフランジ２５１に取り付けられた回転板
である。上下の多孔板１０３，３０３の間隔はシム３７
２とリング３７１で位置決めされ、チャンバ２０４の胴
部に別のシム３７３を介してボルト３７０で固定されて
いる。中央の多孔板２０３はリング３８１，３８３に上
下方向から挟まれ、シム３８２とポンプ羽根２５２とを
介してフランジ２５１にボルト３８０で固定されてい
る。

【００３３】ロータ羽根２２１は、最上層の多孔板１０
３の孔１１３が形成されている領域をカバーするように
径方向長さを設定されている。同様に、ポンプ羽根１５
２は、最下層の多孔板３０３の孔３１３が形成されてい
る領域をカバーするように径方向長さを設定されてい
る。なお、ロータ羽根２２１と多孔板１０３との隙間、
及びポンプ羽根２５２と多孔板３０３との隙間は、いず
れも適度の距離を保つ方が離解効果は良い。両隙間はそ
れぞれシム３４１，３７３で調整することができる。ま
た、多孔板１０３，２０３間、多孔板２０３，３０３間
の各隙間は、シム３７２，３８２で調整することができ
る。

【００３４】このような構成により、回転軸２０６に動
力が伝達されるとフランジ２５１とロータ２０２とは一
体となって回転する。そして、これらフランジ２５１や
ロータ２０２に固定されたポンプ羽根２５２，ロータ羽
根２２１及び中央の多孔板２０３は、チャンバ２０４に
固定された多孔板１０３，２０３を間に挟むようにしな
がら、それらの表面に沿って旋回する。

【００３５】図９は図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図であ
る。以下、図９を用いて多孔板１０３，２０３，３０
３，ロータ羽根２２１及びポンプ羽根２５２による攪拌
離解作用について説明する。まず、容器内の紙料はロー
タ羽根２２１の図９中矢印方向の旋回によってロータ羽
根２２１の上縁３２２ａで粗離解される。粗離解された
紙料はポンプ羽根２５２の吸引作用によって最上層の多
孔板１０３の表面へ吸い寄せられる。そして、多孔板１
０３の表面において、紙料の大きさに応じてロータ羽根
２２１の何れかの縁３２２ｂ〜３２２ｅと多孔板１０３
の孔１１３の上縁１２３との間で引き裂かれ、細かく離
解される。

【００３６】細かく離解された紙料は孔１１３に流入
し、孔１１３の出口において孔１１３の下縁１２４と中
央の多孔板２０３の孔２１３の上縁２２３との間で引き
裂かれ、さらに孔２１３の出口において孔２１３の下縁
２２４と最下層の多孔板３０３の孔３１３の上縁３２３
との間で引き裂かれて、より細かく離解される。そし
て、孔３１３を通ってチャンバ２０４内に流れ込む際、
多孔板３０３の裏面においてポンプ羽根２５２の上縁２
２５と孔３１３の下縁３２４との間でさらに引き裂かれ
て、さらに細かく離解される。離解された紙料は、ポン
プ羽根２５２の溝２１４を通って、図７に示すチャンバ
２０４の胴部に設けられた循環出口２５４から循環通路
に排出される。

【００３７】このように、本実施形態にかかる紙料離解
装置によれば、複数の多孔版１０３，２０３，３０３の
表裏両面を紙料の離解において有効に作用させながら紙
料を段階的に離解していくことができるとともに、ポン
プ羽根２５２による吸引によってこれら作用部分に紙料
を集中させることができる。したがって、第１実施形態
と同様に、より少ない動力で紙料の離解を促進すること
ができ、離解効率が飛躍的に向上するとともに、難離解
紙でも詰まることなく処理することができる。

【００３８】特に本実施形態によれば、紙料を多段階に
離解処理することから、第１実施形態よりもさらに細か
く紙料を離解させることができる。したがって、必ずし
も離解後の紙料を容器の上部へ環流させる必要は無く、
直接出口管から次の工程へ送ることもできる。つまり、
本実施形態にかかる紙料離解装置によれば、さらに単時
間に効率よく目的の離解度の紙料を得ることができると
いう利点がある。

【００３９】上記の構成において、第１実施形態と同様
に、各多孔板１０３，２０３，３０３の孔１１３，２１
３，３１３の直径は３〜３５ｍｍの範囲が好ましく、多
孔板１０３，２０３，３０３の開口率については１５〜
５０％の範囲が好ましい。また、特に本実施形態におい
ては、図１０に示すようにポンプ羽根２５２側の多孔板
ほど紙料の通過面積が小さくなるような孔面積の設定が
好ましい。つまり、最上層の多孔板１０３の孔１１３よ
りも中央の多孔板２０３の孔２１３の面積を小さくし、
中央の多孔板２０３の孔２１３よりも最下層の多孔板３
０３の孔３１３の面積を小さくする。このような構造に
よれば、これによりロータ羽根２２１側からポンプ羽根
２５２側に進むにつれて紙料の濃縮が起こるので、各作
用部分へ多量の紙料を集中的に供給して紙料の離解をさ
らに促進することが可能になる。

【００４０】また、本実施形態においても多孔板１０
３，２０３，３０３の各孔１１３，２１３，３１３は、
第１実施形態と同様（図６参照）、回転方向において同
一多孔板上の他の何れかの孔と少なくとも一部が重なる
ように形成されているのが好ましい。さらに、特に本実
施形態においては、多孔板１０３，２０３，３０３の各
孔１１３，２１３，３１３は、図８に示すように回転方
向において隣接する多孔板の何れかの孔と少なくとも一
部が重なるように形成されているのが好ましい。一部で
も隣接する多孔板の孔と重なっていれば、その部分にお
いて紙料を引き裂いて離解することができるからであ
る。

【００４１】（Ｃ）その他 以上、本発明の紙料精選装置について２つの実施形態を
説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、第１実施形態では容器１０１内面に
旋回防止板１１１Ｂを設けて、旋回防止板１１１Ｂの内
部に離解した紙料を容器１０１の上部に戻すための循環
通路１６０を形成しているが、ホース等の外部配管によ
って離解紙料を容器１０１内に戻すようにしてもよい。
勿論、このように紙料を循環させることなく、チャンバ
１０４から次工程へそのまま排出することも可能であ
る。

【００４２】また、ロータ羽根やポンプ羽根の縁は摩耗
し易いが、この磨耗対策として、図１１に示すような構
造（第１実施形態の変形例）を採用してもよい。図１１
に示すロータ羽根４２１は、その回転方向前部にあり溝
４２４を備えている。そして、あり溝４２４内に作用刃
物４２２ａ，４２２ｂが嵌め込まれて詰材４２３で固定
されている。作用刃物４２２ａはロータ羽根４２１の上
縁を形成し、作用刃物４２２ｂはロータ羽根４２１の下
縁を形成している。ポンプ羽根４５２は、基体４５２ａ
に形成されたあり溝４２７内に、作用刃物４２５ａ，４
２５ｂを嵌め込んで詰材４２６で固定することにより構
成されている。このような構成によれば、作用部分であ
る縁が磨耗した場合には、作用刃物４２２ａ，４２２
ｂ，４２５ａ，４２５ｂのみを交換すればよいので省資
源や保守性において有利である。なお、詰材４２３，４
２６としては積層板が望ましい。多孔板１０３について
は再研磨して再生使用することができ、研磨による厚み
の変化はシム１４１，１４２（図４参照）によって調整
することができる。

【００４３】また、ロータ羽根，ポンプ羽根の羽根配列
（ピッチ）や羽根形状には限定はなく、多孔板の孔形状
にも限定はない。多孔板の孔形状としては、図１２に示
す多孔板５０３のような長孔５１３を選択することもで
きる。この場合は、略径方向（羽根の回転円の径方向）
に向けて延びる長孔として形成するとともに、ロータ羽
根１２１との間の挟角が０〜１５度の範囲となるように
ロータ羽根１２１に対して傾斜させるのが好ましい。こ
のような構成によれば、ロータ羽根１２１と長孔５１３
との間において、鋏の原理により紙料を効率的に切断す
ることが可能になる。なお、第２実施形態のように複数
の多孔板が配置された形式では、隣接する多孔板の長孔
との間の狭角が０〜１５度の範囲となるように各多孔板
の長孔の角度を設定する。

【００４４】また、第２実施形態では３枚の多孔板１０
３，２０３，３０３を層状に配置しているが、より複数
枚の多孔板を配置してもよく、逆に上下２枚のみ配置し
てもよい。この場合、第２実施形態のように多孔板を奇
数枚配置して、上から奇数番目の多孔板は固定板とし、
偶数番目の多孔板はロータ羽根やポンプ羽根と一体に回
転する回転板とするのが構造上簡単で好ましい。勿論、
偶数毎の多孔板を配置することも可能であり、少なくと
も隣接する多孔板が相対回転していれば、何れの多孔板
を固定板にして何れの多孔板を回転板とするかは自由で
ある。

【００４５】また、第１実施形態ではロータ羽根１２１
及びポンプ羽根１５２を回転軸１０６に一体化して一体
的に回転させ、第２実施形態ではロータ羽根２２１，ポ
ンプ羽根２５２及び多孔板２０３を回転軸２０６に一体
化して一体的に回転させているが、それぞれの部材（ロ
ータ羽根，ポンプ羽根及び多孔板）を別々に回転させる
ようにしてもよい。すなわち、本発明においては、隣接
する２つの部材間において紙料を離解させることができ
るように、少なくとも隣接する２つの部材が相対回転し
ていればよいので、必ずしも全ての部材を一体的に回転
させる必要はない。したがって、何れかの部材を逆方向
に回転させることも勿論可能である。例えば第１実施形
態の場合であれば、新たにギヤ機構等を介装することに
よってロータ羽根１２１とポンプ羽根１５２とを逆の方
向に回転させてもよい。

【００４６】また、上述の実施形態では、開放した容器
の底部に攪拌離解部を設けた形式の紙料離解装置に本発
明を適用した場合に説明したが、本発明は密閉した容器
を備えた形式の装置や、攪拌離解部を容器側面に設けた
形式の装置にも適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１の紙料
離解装置によれば、多孔板の両面を紙料の離解において
有効に作用させることができるとともに、ポンプ羽根に
よる吸引によってこの作用部分に紙料を集中させること
ができるので、低動力で紙料の離解を促進することがで
きるという利点がある。

【００４８】また、本発明の第２の紙料離解装置によれ
ば、複数の多孔版の両面を紙料の離解において有効に作
用させながら紙料を段階的に離解していくことができる
とともに、ポンプ羽根による吸引によってこれら作用部
分に紙料を集中させることができるので、より低動力で
紙料の離解を促進することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる紙料離解装置の
全体構成を示す平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる紙料離解装置の
攪拌離解部の構成を示す斜視図（一部破断図）である。

【図４】図３に示す攪拌離解部の要部拡大断面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【図６】多孔板の好ましい孔配列を示す平面図である。

【図７】本発明の第２実施形態にかかる紙料離解装置の
攪拌離解部の構成を示す斜視図（一部破断図）である。

【図８】図７に示す攪拌離解部の要部拡大断面図であ
る。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。

【図１０】多孔板間における好ましい孔面積の設定例を
示す断面図である。

【図１１】第１実施形態にかかるロータ羽根及びポンプ
羽根の構造の変形例を示す断面図である。

【図１２】第１実施形態にかかる多孔板の孔形状の変形
例を示す要部の斜視図である。

【図１３】従来の紙料離解装置の全体構成を示す平面図
である。

【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視断面図である。

【図１５】従来の紙料離解装置の攪拌離解部の構成を示
す斜視図（一部破断図）である。

【図１６】従来の紙料離解装置の攪拌離解部の構成を示
す斜視図（一部破断図）である。

【符号の説明】

１０１ 容器 １０２，２０２ ロータ １０３，２０３，３０３，５０３ 多孔板 １０４，２０４ チャンバ １０６，２０６ 回転軸 １０８ モータ １１１Ａ 転向板 １１１Ｂ 旋回防止板 １１３，２１３，３１３ 孔（丸孔） １２１，２２１，４２１ ロータ羽根 １４１，１４２，３４１，３７２，３７３，３８２ シ
ム １５１，２５１ フランジ １５２，２５２ ，４５２ ポンプ羽根 １５２ｂ，２５２ｂ 刃 １５４，２５４ 循環出口 １６０ 循環通路 ３００ 段付刃 ４２２ａ，４２２ｂ ロータ羽根用の作用刃物 ４２５ａ，４２５ｂ ポンプ羽根用の作用刃物 ５１３ 長孔

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙料容器内に配置された多孔板と、 上記多孔板の一面に近接して回転する攪拌羽根と、 上記攪拌羽根の回転軸と同軸で上記多孔板の他面に近接
   して回転するポンプ羽根とを備えたことを特徴とする、
   紙料離解装置。
2. 【請求項２】 上記多孔板の各孔は、上記攪拌羽根及び
   上記ポンプ羽根の回転方向において他の何れかの孔と少
   なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴
   とする、請求項１記載の紙料離解装置。
3. 【請求項３】 上記多孔板の各孔が略径方向に向けて延
   びる長孔として形成され、上記攪拌羽根或いは上記ポン
   プ羽根に対して０〜１５度の範囲で傾斜していることを
   特徴とする、請求項１又は２記載の紙料離解装置。
4. 【請求項４】 紙料容器内に層状に配置された複数の多
   孔板と、 上記複数の多孔板のうち最上層の多孔板の表面に近接し
   て回転する攪拌羽根と、 上記攪拌羽根の回転軸と同軸で上記複数の多孔板のうち
   最下層の多孔板の表面に近接して回転するポンプ羽根と
   を備えるとともに、 上記多孔板は隣接する多孔板間において上記回転軸周り
   に相対回転するように構成されていることを特徴とす
   る、紙料離解装置。
5. 【請求項５】 上記多孔板の各孔は、上記攪拌羽根及び
   上記ポンプ羽根の回転方向において他の何れかの孔と少
   なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴
   とする、請求項４記載の紙料離解装置。
6. 【請求項６】 上記多孔板の各孔は、隣接する多孔板と
   の相対回転方向において隣接する多孔板の何れかの孔と
   少なくとも一部が重なるように形成されていることを特
   徴とする、請求項４又は５記載の紙料離解装置。
7. 【請求項７】 上記多孔板の各孔の孔面積は、上記ポン
   プ羽根側の多孔板ほど小さく設定されていることを特徴
   とする、請求項４〜６の何れかの項に記載の紙料離解装
   置。
8. 【請求項８】 上記多孔板の各孔が略径方向に向けて延
   びる長孔として形成され、隣接する上記攪拌羽根或いは
   上記ポンプ羽根或いは隣接する多孔板の各孔に対して０
   〜１５度の範囲で傾斜していることを特徴とする、請求
   項４〜７の何れかの項に記載の紙料離解装置。
9. 【請求項９】 上記多孔板の各孔は、上記攪拌羽根及び
   上記ポンプ羽根の回転方向において３〜３５ｍｍの孔幅
   に形成されていることを特徴とする、請求項１〜８の何
   れかの項に記載の紙料離解装置。
10. 【請求項１０】 上記多孔板の開口率が１５〜５０％で
    あることを特徴とする、請求項９記載の紙料離解装置。
11. 【請求項１１】 上記ポンプ羽根により上記攪拌羽根側
    から上記多孔板を通過して上記ポンプ羽根側に吸い込ま
    れた紙料を上記紙料容器の上部へ上記多孔板を迂回して
    環流させる環流通路を備えたことを特徴とする、請求項
    １〜１０の何れかの項に記載の紙料離解装置。
12. 【請求項１２】 上記紙料容器の内面に上記攪拌羽根の
    回転による旋回流れの発生を防止する旋回防止壁が設け
    られ、上記旋回防止壁の内部に上記環流通路が設けられ
    ていることを特徴とする、請求項１１記載の紙料離解装
    置。