JP2007510818A - パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーニング装置およびスクリーンバスケット - Google Patents

Abstract

パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーニング装置であって、このスクリーニング装置は、スクリーンバスケット（８）と、スクリーンバスケットに沿ってスクリーニングされることになる懸濁液に圧力および吸気パルスを提供するためのロータ（２６）と、懸濁液の濃縮を作動中に相殺する希釈液体を供給するための希釈液体ヘッダ（２８）とを備える。ヘッダは、スクリーンバスケットを少なくとも２つの部分に分割しスクリーンバスケットの周囲に延びる管状チャネル（４６）を形成し、複数の希釈排出ノズルを備える。各排出ノズルは、少なくとも２つのチャネルセクションである、ヘッダのチャネル内に開口する入口チャネルセクション（６０）と、入口チャネルセクションの下流側の出口チャネルセクション（６２）とを含む、チャネル（５８）を形成し、入口チャネルセクションは出口チャネルセクションより実質的に広い。

Description

本発明は、ハウジングと、ハウジングの内部を中央チャンバおよび外側のほぼ環状のチャンバに分割する管状スクリーンバスケットと、スクリーニングされることになる懸濁液を中央チャンバまたは外側チャンバのいずれか一方に供給するための入口部材と、スクリーンバスケットを通過した懸濁液の発生物の受容する部分を排出するための受容出口部材と、懸濁液の発生物の拒絶する部分を排出するための拒絶出口部材とを備える、パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーニング装置に関する。スクリーンバスケットに沿ってスクリーニングされる懸濁液に圧力および吸気パルスを提供するために、ロータがハウジング内に配置される。この装置は、ハウジング内に、懸濁液の濃縮を相殺するための希釈液体を作動中に供給する希釈液体ヘッダをさらに備える。ヘッダは、スクリーンバスケットを少なくとも２つの部分に分割し、スクリーンバスケットの少なくともほぼ周囲に延びる管状チャネルを形成する。ハウジングの外側からヘッダのチャネルに希釈液体を供給するために、少なくとも１つの希釈液体供給導管が設けられる。ヘッダは、希釈液体を管状チャネルから排出するための複数の排出ノズルをさらに備える。

本発明はまた、スクリーニング装置内での使用に適するスクリーンバスケットにも関する。

このような複数段階のスクリーニング装置の形をとる装置は、スウェーデン特許第５２４５２７号明細書に開示されている。この複数段階装置の希釈液体ヘッダの管状チャネルは一定の断面積を有し、ヘッダの排出ノズルは同一である。

スウェーデン特許第５２４５２７号明細書による従来のヘッダの設計における課題は、それぞれの排出ノズル内における希釈液体の流量が大きく変動し得ることであり、そのために、管状チャネルに沿ってより下流側に配置される排出ノズル内の流量が、より上流側に配置されるノズル内の流量よりも多くなる。異なる排気ノズル内での流量が変動する結果、不利なことに、希釈液体が懸濁液に不均一に分布する。

管状チャネルの一定の断面積を有する従来のヘッダの排出ノズル内の流量を均一にする１つの解決案は、すべての排出ノズルを異なる大きさに設計することであろうが、そのために、より多くの上流側ノズルが広くなればなるほど、より多くの下流側ノズルが狭くなる。しかしながら、この解決策の不利な点は、とりわけ数多くの排出ノズルがあるとき、異なる排出ノズルの寸法を正確に決めるのが実際には極めて困難なことである。その上、一連の排出ノズルの寸法が正確に算出されたとしても、この一連の排出ノズルは、ヘッダの管状チャネルに供給される所定の主要な希釈液体の流れに適用されるだけである。その結果、排出ノズルを通る希釈液体の分布は、上記所定の主要な液体流より多いまたは少ない別の主要な液体流に対して均一とならない。

従来のヘッダの排出ノズル内に均一な流量を提供する別の解決策は、希釈液体の流れ方向にテーパを付ける管状チャネルを設計することであろうが、それにより、排出ノズルの入口部における希釈液体中の静圧は等しくなり、その結果、排出ノズル内の流量が等しくなる。しかしながら、異なる排出ノズルにおいて所望の等しい静圧状態を達成するのに、管状チャネルのテーパの程度がチャネルに沿って変動されなければならないため、このようなヘッダを設計することは複雑である。さらに、チャネルを正確にテーパ付けすることは、管状チャネルの希釈液体および壁面間の摩擦に依存している。

本発明の第１の目的は、スウェーデン特許第５２４５２７号明細書によるスクリーニング装置を改良することであって、それにより、スクリーニングされることになる懸濁液にヘッダが希釈液体を均一に分布させる。

本発明の第２の目的は、本発明の改良されたスクリーニング装置内で使用し、またスクリーンバスケットを商業的に作動される既存のスクリーニング装置に置き換えるための、スクリーンバスケットを提供することである。

第１の目的は、各排出ノズルが、少なくとも２つのチャネルセクションである、ヘッダのチャネル内で開口する入口チャネルセクション、および入口チャネルセクションの下流側の出口チャネルセクションを有し、入口チャネルセクションは出口チャネルセクションよりも実質的に広いことを特徴とする、冒頭で記述したタイプのスクリーニング装置によって達成される。その結果、より広い入口チャネルセクションは、チャネル内の主流の速度が実質的に減少する体積を形成し、主流の部分流が入口チャネルセクションで分流されるときに、主流の動圧は入口チャネルセクション内のほぼ等しい静圧に変換される。これらの静圧は、狭い出口チャネルセクションにほぼ等しい流量の液体流を供給する。

各排出ノズルの入口チャネルセクションは、希釈液体がヘッダによって供給されるとき、管状チャネルから排出ノズルの入口セクションに分流する、希釈液体の流れ内に生じる渦流を貯めるのに十分な大きさの体積を有してもよい。その結果、渦流は出口チャネルセクションにおいて生じなくなり、このことは、排出ノズルの排出側における既存の変動対抗圧力の衝撃を減少させることに関して有益となる。渦流が出口チャネルセクションにおいて生じると、対抗圧力が射出ノズルの排出側からヘッダのチャネル内へと材料を戻すことは、極めてより簡単となる。あるいは、ヘッダによって、すなわち、入口チャネルセクション内に渦流を生じさせることに助けられずに希釈液体が供給されるとき、各排出ノズルの入口チャネルセクションは、出口チャネルセクションの希釈液体の流れ内の渦流の発生を防ぐのに十分な大きさの体積を有することができる。

入口チャネルセクションの体積は、出口チャネルセクションの体積の０．２倍から２倍でなければならない。

本発明の実施形態によると、各排出ノズルの入口チャネルセクションは出口チャネルセクションの幅より２５％から１００％広い幅を有し、各排出ノズルの入口チャネルセクションの長さは、入口チャネルセクションの幅の５％から５０％である。

本発明の最も簡潔な一実施形態によると、排出ノズルは同一であり、ヘッダの管状チャネルはその長手方向において一定の断面積を有する。各排出ノズルチャネルは、細長いか、あるいは円形の横断面を有してもよい。

本発明の第２の目的は、パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーンバスケットによって達成され、スクリーンバスケットは、スクリーン開口部を備える管状マントル壁と、マントル壁上にあって、マントル壁の少なくともほぼ周囲に延びる希釈液体のための管状チャネルを形成する希釈液体ヘッダとを備え、ヘッダは複数の排出ノズルを備えている。スクリーンバスケットは、各排出ノズルが、少なくとも２つのチャネルセクションである、ヘッダのチャネル内に開口する入口チャネルセクションと、入口チャネルセクションの下流側の出口チャネルセクションとを含むチャネルを形成し、入口チャネルセクションは出口チャネルセクションより実質的に広いことを特徴とする。

本発明のスクリーンバスケットは、本発明の上述のスクリーニング装置のスクリーンバスケットと同様に設計されてもよい。

添付の図面を参照しつつ、本発明を以下により詳細に記述する。

図に示される同一のあるいは対応する要素は、同じ参照符号で表記される。

図１は、ハウジング２と、スクリーニングされることになる懸濁液をハウジング２に供給するための供給パイプ６に取外し可能に連結される入口部材４と、ハウジング２の内部を、中央チャンバの一端１２でスクリーニングされることになる懸濁液を受け取るための中央にあるほぼ管状のチャンバ１０と、スクリーンバスケット８を通過した懸濁液の受容する部分を受け取るための単一外側環状受容チャンバ１４とに分割する、管状スクリーンバスケット８と、受容する部分を受容チャンバ１４から排出するための受容出口パイプ１８に取外し可能に連結される受容出口部材１６と、中央チャンバの他端２４で、中央チャンバ１０から懸濁液の拒絶する部分を排出するための拒絶出口パイプ２２に取外し可能に連結される、拒絶出口部材２０とを備える、本発明によるパルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーニング装置を示す。スクリーンバスケット８に沿って懸濁液に圧力および吸気パルスを提供するために、ロータ２６が中央チャンバ１０内に配置される。希釈液体を、中央チャンバ１０の端部１２および２４の間で中央チャンバ１０に供給するために、希釈液体環状ヘッダ２８が設けられる。

図３および図４を参照すると、スクリーンバスケット８は、スロットの形状をとるスクリーン開口部を有する円筒状のマントル壁３０を備える。マントル壁３０は、ハウジング上の上部ショルダ３６およびハウジング上の下部ショルダ３８をそれぞれ封止する、上部フランジ３２および下部フランジ３４を備える。マントル壁３０は、２つの別々の円筒状部４０および４２に分割され、円筒状部４０および４２は環状ヘッダ２８によって軸方向に相互に連結される。ヘッダ２８は、長方形の断面を有しマントル壁３０の周囲に延びる管状希釈液体チャネル４６を形成する。ヘッダ２８は、希釈液体入口開口部４８と、チャネル４６からスクリーンバスケット８の内部に希釈液体を排出するための多数の排出ノズル５０とを備えている。ハウジング２の外側から希釈液体チャネル４６に希釈液体を供給するための希釈液体供給導管５１は、受容出口パイプ１８の壁部を通って延び、ヘッダ２８の入口開口部４８に連結される（あるいは、２つ以上の希釈液体入口開口部、好ましくは２つの開口部が備えられてもよい）。

図５は、従来の円筒状チャネル５４を形成する排出ノズルを備えるヘッダ５２内の典型的な希釈液体の流路を示す。図５のヘッダ５２内において、希釈液体は左側から右側に流れる。図５から明らかなように、希釈液体の主流から排出ノズルの円筒状チャネル５４に分流される希釈液体の部分流は、排出ノズルの遠い入口端部５６によって妨げられる（ヘッダ５２の希釈液体の主流の流れ方向に示される）。このように部分流が妨げられることによって、チャネル５４にわたりいくぶん一様でない流形が生じ、そのため、異なる流量の部分流がそれぞれのチャネル５４において生ずる。さらにまた、下部の圧力帯が部分流内において排出ノズルの近接入口端部５７に生ずる（ヘッダ５２の希釈液体の主流の流れ方向に示される）。これらの下部の圧力帯が、マントル壁３０を洗い流すロータ２６によって生じる瞬間的な対抗圧力によって、繊維がすぐ近くの入口端部からノズルチャネル５４に入りヘッダチャネル４６に蓄積するかもしれないという欠点を引き起こす可能性がある。

図６は、本発明による装置のヘッダ２８内の希釈液体の流路を示す。各排出ノズル５０は、２つの異なる円筒状チャネルセクションである、ヘッダ２８のチャネル４６内に開口する入口チャネルセクション６０と、入口チャネルセクション６０の下流側の出口チャネルセクション６２とを含む、円筒状チャネル５８を形成する。入口チャネルセクション６０は出口チャネルセクション６２よりも広く、チャネル４６の主流の速度が実質的に減少する体積を形成するので、主流の部分流がそれぞれの入口チャネルセクション６０に分流されるとき、主流の動圧が入口チャネルセクション６０内の実質的に等しい静圧に変換される。これらの静圧は、より狭い出口チャネルセクション６２のそれぞれに、実質的に等しい流量の部分流を供給する。その結果、ノズルチャネル５８内の部分流の圧力および流動分布が均質となり、それにより、回転するロータによって生じる瞬間的な対抗圧力に影響されにくい、チャネル５８を通る流れが発生する。

各出口チャネルセクション６２は、２ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍから１５ｍｍの範囲の直径を有する、円形の横断面を備えてもよい。あるいは、各出口チャネルセクション６２は、２ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍから１５ｍｍの範囲の幅を有する、スロットの形状をとってもよい。

上述のスクリーンバスケット８は、古いスクリーニング装置における従来の単一段階スクリーンバスケットと交換されるのに特に適している。希釈液体供給導管を連結するために既存の受容出口部材を使用することによって、古い装置のハウジングを再構築する必要はない。

作動時、スクリーニングされることになる繊維懸濁液は、入口部材４を介して、上面部１２でスクリーンバスケット８に供給される。スクリーンバスケット８において、懸濁液はマントル壁３０のセクション４０に沿ってスクリーニングされるため、一次の受容する部分がマントル壁３０のスクリーン開口部を通過するとともに、一次の拒絶する部分がスクリーンバスケット８の内側に発生する。一次の拒絶する部分は、排出ノズル５０を通って吹きかけられる希釈液体の制御流れによって希釈される。希釈された一次の拒絶する部分は、マントル壁３０のセクション４２に沿ってスクリーニングされるため、二次の受容する部分がマントル壁３０を通過するとともに、二次の拒絶する部分がスクリーンバスケット８の内側に発生し、次いで、拒絶出口部材２０を通ってスクリーンバスケット８から排出される。一次の受容する部分および二次の受容する部分は、組み合わされて、受容出口部材１６を通って排出される。

排出ノズル５０を通る希釈液体の流れは、スクリーンバスケット８に供給されている懸濁液の濃度および流れと、スクリーンバスケット８から排出されている二次の拒絶する部分の濃度および流れとに応じて制御されるため、マントル壁３０のセクション４２に入る一次拒絶分別物の濃度は、スクリーンバスケット８に供給されている懸濁液の濃度とほぼ同じになる。

図２は、スクリーンバスケットおよび希釈液体の供給が異なるように設計される点を除いて図１に示される実施形態と同様の、本発明のスクリーニング装置を示す。したがって、図２の装置は、２つの希釈液体入口導管６６および６８を備えるハウジング６４と、導管６６および６８のそれぞれに連結される２つの希釈液体入口開口部７２および７４を備えるスクリーンバスケット７０とを備える。この実施形態は、新規のスクリーニング装置に適している。

上記の図１および図２の代替実施形態として、本発明は、ロータが外側環状チャンバに配置され、懸濁液が外側環状チャンバからスクリーンバスケットを通って中央チャンバに供給されるタイプの、スクリーニング装置において実施されてもよい。

本発明のスクリーニング装置の第１実施形態の部分破断斜視図である。 本発明の第２実施形態の部分破断斜視図である。 図１による装置にはめ込まれるスクリーンバスケットの斜視図である。 図３に示されるスクリーンバスケットの断面斜視図である。 従来の円筒状チャネルを形成する排出ノズルを通過する、希釈液体の流れの形を示す図である。 本発明によって設計される排出ノズルを通過する希釈液体の流れの形を示す図である。

Claims (22)

1. ハウジング（２、６４）と、
   ハウジングの内部を中央チャンバ（１０）と外側のほぼ環状のチャンバ（１４）とに分割する、管状スクリーンバスケット（８、７０）と、
   スクリーニングされることになる懸濁液を、中央チャンバまたは外側チャンバのいずれか一方に供給するための入口部材（４）と、
   スクリーンバスケットを通過した懸濁液の発生物の受容する部分を排出するための受容出口部材（１６）と、
   懸濁液の発生物の拒絶する部分を排出するための拒絶出口部材（２０）と、
   スクリーンバスケットに沿ってスクリーニングされることになる懸濁液に圧力および吸気パルスを提供するために、ハウジング内に配置されるロータ（２６）と、
   懸濁液の濃縮を作動中に相殺する希釈液体を供給するための、ハウジング内の希釈液体ヘッダ（２８）であって、ヘッダが、スクリーンバスケットを少なくとも２つの部分（４０、４２）に分割しスクリーンバスケットの少なくともほぼ周囲に延びる管状チャネル（４６）を形成する、希釈液体ヘッダ（２８）と、
   ハウジングの外側からヘッダのチャネルに希釈液体を供給するための、少なくとも１つの希釈液体供給導管（５１、６６、６８）であって、ヘッダは、管状チャネルから希釈液体を排出するための複数の排出ノズル（５０）を備えている、希釈液体供給導管（５１、６６、６８）と
   を備える、パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーニング装置であって、
   各排出ノズルは、少なくとも２つのチャネルセクションである、ヘッダのチャネル（４６）内に開口する入口チャネルセクション（６０）と、入口チャネルセクションの下流側の出口チャネルセクション（６２）とを含む、チャネル（５８）を形成し、入口チャネルセクションは、出口チャネルセクションより実質的に広いことを特徴とする、スクリーニング装置。
2. 各排出ノズル（５０）の入口チャネルセクション（６０）は、希釈液体がヘッダ（２８）によって供給されるとき、管状チャネル（４６）から排出ノズルの入口チャネルセクションに分流する希釈液体の流れ内に生じる渦流を貯めるのに十分な大きさの体積を有する、請求項１に記載のスクリーニング装置。
3. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）は、希釈液体がヘッダ（２８）によって供給されるとき、出口チャネルセクション（６２）内に希釈液体の流れ内の渦流が形成されることを妨げるのに十分な大きさの体積を有する、請求項１または２に記載のスクリーニング装置。
4. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）の体積は、出口チャネルセクション（６２）の体積の０．２倍から２倍である、請求項１に記載のスクリーニング装置。
5. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）の幅は、出口チャネルセクション（６２）の幅より２５％から１００％広い、請求項１から４のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
6. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）の長さは、入口チャネルセクション（６２）の幅の５％から５０％である、請求項５に記載のスクリーニング装置。
7. 排出ノズル（５０）が同一である、請求項１から６のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
8. 管状チャネル（４６）は、その長さに沿って一定の断面積を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
9. 各排出チャネル（５８）は円形の横断面を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
10. 各排出チャネル（５８）は細長い横断面を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
11. 各排出ノズル（５０）は、管状チャネル（４６）から少なくともほぼ垂直に希釈液体を排出するために配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスクリーニング装置。
12. スクリーン開口部を備える管状マントル壁（３０）と、
    マントル壁上にあって、マントル壁の少なくともほぼ周囲に延びる希釈液体のための管状チャネル（４６）を形成し、複数の排出ノズル（５０）を形成する、希釈液体ヘッダ（２８）と
    を備える、パルプ懸濁液をスクリーニングするためのスクリーンバスケット（８、７０）であって、
    各排出ノズルは、少なくとも２つのチャネルセクションである、ヘッダ（２８）のチャネル（４６）内に開口する入口チャネルセクション（６０）と、入口チャネルセクションの下流側の出口チャネルセクション（６２）とを含む、チャネル（５８）を形成し、入口チャネルセクションは出口チャネルセクションより実質的に広いことを特徴とする、スクリーンバスケット（８、７０）。
13. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）は、希釈液体がヘッダによって供給されるとき、管状チャネルから排出ノズルの入口セクションに分流する希釈液体の流れ内に生じる渦流を貯めるのに十分な大きさの体積を有する、請求項１２に記載のスクリーンバスケット。
14. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）は、希釈液体がヘッダによって供給されるとき、出口チャネルセクション（６２）内に希釈液体の流れ内の渦流が形成されることを妨げるのに十分な大きさの体積を有する、請求項１２または１３に記載のスクリーンバスケット。
15. 入口チャネルセクション（６０）の体積は、出口チャネルセクション（６２）の体積の０．２倍から２倍である、請求項１４に記載のスクリーンバスケット。
16. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）は、出口チャネルセクション（６２）の幅より２５％から１００％広い幅を有する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。
17. 各排出ノズルの入口チャネルセクション（６０）の長さは、入口チャネルセクションの幅の５％から５０％である、請求項１６に記載のスクリーンバスケット。
18. 排出ノズル（５０）が同一である、請求項１２から１７のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。
19. 管状チャネル（４６）は、その長手方向において一定の断面積を有する、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。
20. 各排出チャネル（５８）は円形の横断面を有する、請求項１２から１９のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。
21. 各排出チャネル（５８）は、細長い横断面を有する、請求項１２から１９のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。
22. 各排出ノズル（５０）は、管状チャネル（４６）から少なくともほぼ垂直に希釈液体を排出するために配置される、請求項１２から２１のいずれか一項に記載のスクリーンバスケット。

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