JP2012505974A - スクリーニング装置のロータの製造方法、ロータ、及びロータ用乱流素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、スクリーニング装置のロータを製造する方法及びスクリーニング装置のロータ構造に関する。本発明のロータ構造は特に、パルプ・紙業界における繊維懸濁液のスクリーニングに適している。本発明に係る装置は、新規なロータの建造に関し、特に、ロータ面上に乱流素子を固定するための新規な手段に関する。本発明のロータ（１０）には、ロータ面の少なくとも一部に残りのロータ面（１４）とは異なる面構成を有する少なくとも１つの領域（１２）が設けられるとともにその領域（１２）上に乱流素子（３０）が固定されて、容易に交換可能な乱流素子（３０）が設けられる。

Description

本発明は、スクリーニング装置のロータの製造方法及びスクリーニング装置のロータ構造に関する。本発明のロータ構造は、パルプ・紙業界において繊維懸濁液をスクリーニングするのに特に適している。本発明に係る装置は、新なロータの建造に関し、特に、ロータ面上に乱流素子を固定するための新規な手段に関する。

パルプ・紙業界において近年使用されているスクリーニング装置は、ほぼ例外なく、加圧スクリーニング装置、すなわち、スクリーニングすべきパルプが加圧状態で導入されるいわゆる圧力スクリーンである。最も普及している圧力スクリーンは、固定スクリーンシリンダと、それと協働する回転ロータとを備える。スクリーンシリンダの目的は、ロータが中を回転するスクリーニング空洞に流入したフレッシュ・パルプ又は繊維懸濁液を、受容物と称する受容可能な繊維フラクションと、廃棄物と称する廃棄可能な繊維フラクションとに分別することにある。スクリーンシリンダ、そしてもちろんロータは、フレッシュな繊維懸濁液、受容物、及び廃棄物のためのダクトを有するスクリーンハウジング内に位置している。通常、繊維懸濁液のインレットダクト又はインレットが、スクリーンハウジングの一端にあり、また廃棄物のためのアウトレットがハウジングの他端にある。受容物のためのアウトレットは、スクリーニング空洞に対してスクリーンシリンダの反対側に位置する受容体空洞に連通している。ロータの目的は、スクリーニングされる繊維懸濁液に、乱流、正圧パルス及び負圧パルスを生成することにある。この目的は、ロータに特定の乱流素子を設けることによって達成される。

現在、ほとんど使用されてはいないが、スクリーンシリンダが回転する一方で乱流及び圧力の生成手段が固定されたスクリーン装置も知られていることは理解されるべきである。スクリーンシリンダに対して相対的に回転するものであると言うことができるため、「ロータ」という表現は、この種の乱流生成手段をも包含するものと考えられる。また、「スクリーンシリンダ」という表現は、開口、例えば穴やスロットを有するとともに、回転対称形状を有する全てのスクリーニング手段を包含することも理解されるべきである。よって、円錐形状や円錐台形状もまた包含されるとともに、先行技術から周知である。

圧力スクリーンは、ほとんどの場合、その軸が立設位置になるように位置付けられる。しかしながら、繊維懸濁液は加圧されるため、圧力スクリーンの軸は、水平方向を含む任意の方向に位置付けすることが可能である。繊維懸濁液の加圧供給によって、繊維懸濁液を圧力スクリーン内の、上部、底部、又は中央領域へと導入することができる。

圧力スクリーンはまた、スクリーンシリンダ内の受容物の流通方向に基づき、２つのグループに分類することができる。受容体の流れが径方向外方の場合、スクリーンを流出（アウトフロー）スクリーンと称し、受容物の流通が径方向内方の場合、スクリーンを流入（インフロー）スクリーンと称する。

先行技術によれば、原則として、パルプ・紙業界において通常使用されている２つの異なる種類のロータがあり、その意図は、周知のように、スクリーン面を清浄に保つ、言い換えれば、スクリーン面のミシン目が詰まるのを防止し、フレッシュな、すなわちスクリーニングされていない繊維懸濁液を含むスクリーニング空洞において十分な乱流を維持することにある。ロータの種類は、開ロータ、閉ロータと称される。開ロータの一例が、特許文献１に開示されており、ここで、ロータは、円筒状の固定スクリーンシリンダ内に配置されている。このロータは、同心軸と、スクリーンシリンダの表面近くに延在するフォイル形状の多数の乱流素子を備えている。各フォイルは、スクリーニング装置の動作時にはフレッシュ・パルプを含む空洞内を通って延在する一対のアームによって、軸上に支持されている。上記特許のフォイルは、ロータの軸及びスクリーンシリンダの軸線と、ある角度を形成する。しかしながら、フォイルは、軸線に対して平行に配置されていてもよい。フォイルが、又はフォイルによって繊維懸濁液が移動している間、フォイルの先端面が、スクリーン面に正の圧力パルスを印加して、受容可能な繊維を、スクリーニング開口を通じて押し出す一方、フォイルの後端面が、受容物空洞からスクリーニング空洞への逆流を生成することによってスクリーン面のミシン目を開くために、あるいは、繊維がスクリーン面に蓄積したりスクリーニング開口をブロックしたりするのを防ぐために、スクリーン面に負の圧力パルスを印加する。

他の種類のロータ、すなわち、閉ロータの一例が、例えば、特許文献２で説明されており、ここで、ロータは、スクリーンシリンダ内に位置付けられた略円筒状の閉ボディである。ロータ面には、乱流素子すなわち突起が設けられており、この例において、乱流素子は、略半球形状である。この種類の装置において、フレッシュな繊維懸濁液は、ロータとスクリーンシリンダとの間に送給されて、ロータの突起、いわゆるバンプが、この場合、乱流と、スクリーンシリンダに向かう圧力パルスと、スクリーンシリンダから離れる圧力パルスとを生成する。言い換えれば、各バンプの先端面が、パルプをスクリーンシリンダの方へ押し、バンプの後端面が、スクリーンシリンダの開口から、蓄積された繊維を引き出す吸引パルスを引き起こす。多くの場合、閉ロータ面は、円筒状である。より広義には、円錐台形形状又はドーム形状のロータもあるので、回転対称なロータ面についても説明する。加えて、回転対称形状を文字通りには有さないロータも存在する。そのような選択肢の一つが、２つの径方向又は略径方向に配置された表面が半シリンダ表面を結合するように互いに取り付けられた２つの同一のシリンダ半体からなる、いわゆるＳ−ロータである。また、環状の表面を形成するように配置された多数の平面状の、場合によっては矩形状の部材からなるロータが存在する。さらに、順に重ねて取り付けられた多数のディスクからなるロータが存在する。これらディスクは、楕円状外側面を有し、また、これらディスクは、隣接する２つのディスクの中心がロータの回転軸線に沿って広がる同一面上に位置しないように位置付けられている。

閉ロータの表面に配置される乱流素子の形状については、非常に多くの異なる代替例が存在する。第１の代替例は、すでに上に述べたように、おおよそ半球状のバンプである乱流素子である。第２の代替例は、軸方向又は螺旋状に延在する隆起からなり、これも丸い上面を有する。第３の代替案は、溝付ロータ面からなり、この溝が、底面と、傾斜した側面と、ロータの外殻面に垂直な側面とからなるものである。溝は、軸方向に配向されているか、螺旋状であるかのどちらかである。底面の幅によって、ロータ面は溝付ではなく隆起付と呼ぶこともできるだろう。第４の代替例は、突起からなるものであり、ある意味、突起の長さが５０〜２００ｍｍ程度になるように切断された隆起を除き、上記隆起付ロータに類似している。この突起の種類には、多くの変形例がある。突起の先端面は、ロータ面に対して垂直であってもよいし傾斜していてもよく、また、軸方向に配向されていてもよいし、いずれかの方向に傾斜していてもよい。突起は、ロータの外殻面に平行か又はいずれかの方向に傾斜している上面を有しても有さなくてもよい。突起はまた、ロータ面に対して傾斜した又は垂直な後端面を有している。よって、１つに４つの変形例があり、それぞれいくつかの選択肢があるため、突起の形状の可能な代替案の数は非常に多い。そして最後に、第５の代替案として、突起の表面（先端面、上面、及び後端面）を、滑らかに変化するように配置することによって、それらが、それぞれが異なる半径を有する（ことも可能である）幾つかのセクションからなる湾曲面を形成するものがある。事実、第５の代替例は、開ロータのフォイルと閉ロータを組み合わせることによって形成され、ここでフォイルは、（スクリーン面の反対側を向く面に小さな変更を加えることも可能）ロータの表面に取り付けられている。よって、上述した表面の選択肢を考慮に入れると、それらは平面状セクションを含んでいてもよいが、乱流素子の可能な形状の数はさらに多くなる。

さらにもう１つのロータの種類について述べる。これは、ロータが、両方の種類の乱流素子、すなわち、閉ロータ面にそれらの底部から固定された突起と、短いアームによってロータ面に取り付けられた又は長いアームによってロータ軸に取り付けられたフォイルの両方を有するので、ある意味、開ロータと閉ロータとの組み合わせである。そのため、このロータは、一部閉又は一部開ロータと称することができる。

本発明は、乱流素子の断面形状はその長さに係らず、少なくとも部分的に閉じたロータの表面に取り付けられる乱流素子に関する。閉又は一部閉ロータに関して、乱流素子は、典型的には、ロータの閉じた面に、溶接によって固定される。これは、乱流素子が、閉ロータ面に対向するそれらの底面が、ロータ面の曲率に一致する曲率を有するように製造されなければならないことを意味する。この段階において、圧力スクリーンを設計する際に、設計者は一顧客又は一生産率のみのために圧力スクリーンを設計することはできず、生産率が互いに大きく異なるパルプ又は紙工場の要求を満たすことができる必要がある。設計者が上記要求を果たす唯一の方法は、異なる顧客の異なる生産率に適合する一連の圧力スクリーンを設計することである。通常、圧力スクリーンの生産率を変える方法は、スクリーンシリンダの直径又は高さ、若しくはその両方を変更することである。これは、実際のところ、ロータの直径が変わる場合には、同様の乱流素子を、一連の圧力スクリーンの全てのロータに使用することはできないということを意味する。それにより、原則として、各ロータ径のために、特別に製造した乱流素子が必要になり、これによって素子の製造工程が複雑になる。乱流素子を溶接によって固定する他の欠点は、素子が交換しなければならない程度に摩耗した際に分かる。素子を完全に新しいものに交換しなければならないと判断した場合には、素子の周囲全ての溶接線を開くのに時間がかかり、面倒な仕事である。

素子を容易に交換できる乱流素子構造が先行技術から知られている（図１を参照）この乱流素子は、ロータ面上に特定の支持体によって固定される。素子の支持体への固定は、支持体に配置された蟻継ぎ挿入部と乱流素子に配置された対応する蟻継ぎ溝部によって行われる。蟻継ぎ挿入部を蟻継ぎ溝部に嵌合させるように、素子を押し付け、その後、乱流素子を、乱流素子の両端の保持ネジによって締結する。乱流素子の支持体は溶接によってロータ面上に固定され、支持体上の蟻継ぎ挿入部は挿入部の外面からロータ外殻の内側の支持体を通って特定のナット状素子へと延出するネジによって固定される。乱流素子のこの種類の固定によって、乱流素子の交換が容易になるが、それでもなお幾つかの欠点がある。まず、指示体の内面がロータ面を追従するため、あるロータ径用に設計された支持体は、他の直径を有するロータに関連して使用することができない。支持体の半径とロータの半径とが正確に一致しないと、支持体とロータ面との間に隙間が形成されてしまう。隙間には繊維が集まり易いため、その存在は望ましくない。第２に、先行技術の支持体は、乱流素子よりも明らかに大きいロータ面上の領域を覆う、すなわち、乱流素子の周方向両端において素子の外側に延出するため、支持体も磨耗する傾向があり、そのため支持体を時折交換する必要があり、他の周知の先行技術のロータのロータ面から溶接された乱流素子を緩めるための面倒な仕事が生じてしまう。第３に、各乱流素子は、乱流素子を蟻継ぎ支持体に対して押し付けることができるように、支持体の側部に素子の長さ及び幅を有する自由領域が必要になる。蟻継ぎ支持体は、多くの場合軸方向なので、この自由領域は、支持体の軸方向側部に配置する必要がある。よって、この先行技術の乱流素子及び特定の支持体によるその固定は、それ以前の先行技術に対して利点は供するが、同時に少なくとも３つの欠点、つまり、各ロータ径のための特別な支持体が必要なこと、支持体が交換を要すること、及び乱流素子の設置のために支持体の側部に自由領域が必要になることをもたらす。

米国特許第４，１９３，８６５号 米国特許第３，４３７，２０４号

本発明の方法及びロータ構造の目的は、先行技術のロータ構造及びその製造が有する欠陥及び／又は欠点の少なくとも幾つかを修正することである。本発明のロータが解決する基本的な問題は、様々なロータ径及びそれによって提起される乱流素子をロータ上に固定するための要求に関する。

本発明は、異なる直径のロータを有する一連のスクリーニング装置全体に、又は少なくとも、異なる直径の幾つかのロータに、同様の乱流素子を使用できるような面構成を有するロータを提供することによって、上記課題を解決する。

本発明の第１の好適な実施例によれば、乱流素子が固定される位置において、ロータ面を平坦に製造する。これにより、ロータの表面に対向する乱流素子の表面も、平坦、すなわち、平面状に製造することができ、それによって、一連のスクリーン全体のために１種類のみの乱流素子で済む。もちろん、他の要因によって他の種類の素子が必要になることもあるが、それでもそれらの底面に対して特別配慮する必要はない。

本発明の第２の好適な実施例によれば、乱流素子が固定される位置において、好ましくは一連のスクリーンの全てのロータのサイズ／直径に対して同じ曲率になるように、ロータ面を製造する。好ましくは、ロータの表面に対向する乱流素子の表面を、その曲率が、一連のスクリーンの中で最大の直径を有するロータの曲率と同じになるように、湾曲に製造する。それにより、最小で、一連のスクリーン全体のために必要な乱流素子が１種類のみで済む。しかしながら、特にロータが鋳造ロータとして製造される場合には、複雑な面形状の一部として、より小さな曲率を使用することもできる。言い換えれば、本実施例において、ロータの表面に対向する乱流素子の表面は、その表面上に乱流素子が取り付けられる予定の一連のロータのうち、少なくともほとんどのロータの直径による曲率とは異なる曲率を有する。

本発明の第３の好適な実施例によれば、ロータ面には、溝及び／又は隆起、より一般的な用語では、凹部及び／又は凸部、が設けられる。これらは、ロータ径にかかわらず一連のロータの全てのロータにおいて同様となるように設計され、一方では、その形状から、乱流素子を正確にロータ面上の予定した位置に位置付けるために使用される。

本発明が解決する他の問題は、乱流素子及び図１に示す先行技術のロータに関連してすでに上述したその支持体の磨耗に関する。ここで、本発明の乱流素子は、容易な交換性の要求を満たし、乱流素子が、それをロータ面上に取り付ける手段を覆うため、乱流素子が唯一の磨耗する部品となる。よって、本発明の乱流素子を交換する際には、乱流素子の支持体の摩耗を容易に補正することができない図１のロータとは異なり、ロータは新品同様である。

本発明の更なる好適な実施例によれば、ロータ面には、乱流素子が固定される位置において、乱流素子が固定される係留手段が設けられる。さらに、乱流素子には、素子をロータ面上に位置付ける時に係留手段が嵌合する空洞が設けられる。

本発明の他の更なる好適な実施例によれば、ロータ面には、乱流素子が固定される位置において、乱流素子が固定される位置毎に少なくとも１つの凸部が設けられる。もちろん、乱流素子には、素子をロータ面上に位置付ける時にその少なくとも１つの凸部が嵌合する空洞が設けられる。

本発明のこれらの実施例及び他の実施例を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

先行技術に係る乱流素子の固定の仕方を示す。 本発明の好適な実施例に係るロータ面の部分３Ｄ図を示す。 本発明の第１の好適な実施例に係る係留手段が設けられたロータ面を、部分３Ｄ図で示す。 本発明の第１の好適な実施例に係る乱流素子を、３Ｄ図で示す。 本発明の第１の好適な実施例に係るシムを示す。 本発明の第２の好適な実施例に係る係留手段が設けられたロータ面を、３Ｄ図で示す。 本発明の第２の好適な実施例に係るロータ面上に固定された乱流素子の部分断面を示す。 ロータ面上に位置付けられた乱流素子の軸方向断面を、係留手段を取り除いた状態で示す。 ａ〜ｅは、乱流素子が固定される領域におけるロータ面構成の幾つかの好適な実施例を示す。

図２によれば、本発明の第１の実施例のロータは、例えばシリンダのような回転対称体からなる。他の可能な選択肢としては、代替例をいくつか挙げると、円錐形、円錐台形、卵形、切頭卵形等がある。また、すでに上の［０００７］段落で述べたように、回転対称体以外の他の選択肢としての面も疑問となる。しかしながら、上記及び［０００７］段落で述べた様々な選択肢は単なる例として理解されるため、閉じた面を有する他の閉ロータ形状もまた、本発明に関連して利用してもよい。図２によれば、ロータ１０の表面には、領域１２（１つの領域のみ示す）が設けられている。領域１２は、ロータの残りの領域１４の構成とは異なる構成、図示の場合では、ロータの残りの領域１４の曲率とは異なる曲率を有している。残りの領域１４の曲率は、ロータの直径によって規定される。領域１２は、ロータ１０が完成して利用可能になった時に、乱流素子を固定する領域である。典型的には、乱流素子は、ロータ表面の外周面積、すなわち、スクリーン面に対向する面積の約１０〜５０％、好ましくは約１５〜３５％を覆う。ロータ面に異なる構成／曲率の領域１２を設ける理由は、異なる直径を有する一連のロータの全てのロータが、一連のロータに亘って同じ構成／曲率を有する領域１２を有していると、全てのロータに対応させるために必要な乱流素子が１種類のみで済むということがある。もちろん、乱流素子の構成を変更する他の理由がある場合には、変更することも可能であるが、素子の底面は維持される、言い換えれば、変更する必要がない。よって、乱流素子の製造が、少なくとも多少、容易になる。

異なる構成／曲率を有する領域１２の製造又は形成の点から必要となる構成／曲率を考慮すると、ロータが円筒状であるような場合には、領域１２の半径は、少なくとも、一連の圧力スクリーンにおいて最大のロータシリンダの半径であることが好ましい。この場合、乱流素子が位置することになる位置において、最大のものを除く全てのロータを加工／形成しなければならない。領域１２の半径をより大きくすると、全てのロータを加工／形成しなければならなくなる。加工に使用する機械によっては、乱流素子の座面、すなわち領域１２を、平坦又は平面状に、つまり無限大の直径を有するように加工するのが最も容易である。しかしながら、特にロータを鋳造によって製造する場合には、ロータの表面に、ロータの残りの部分よりも小さい曲率を有する凸部を設けることが可能であるということも理解されるべきである。

図３に示す実施例によれば、ロータ面は、その加工された領域１２に、乱流素子をロータ上に固定するための係留手段２０が設けられる。係留手段２０は、溶接、接着、はんだ付け又はリベットのような通常の固定手段によって、若しくは、ネジ又はボルトによって、ロータ１０の表面に取り付けることができる。係留手段２０は、乱流素子によって完全に覆われるので、リベット、ボルト、又はネジは、これらリベット、ボルト、又はネジのヘッドが係留手段２０上に見えるように固定することができる。よって、固定手段のヘッドに繊維が集まるようなリスクは無い。係留手段２０は、それらが領域１２の境界１６の内側に、好ましくはある程度の間隔を残して、完全に嵌るように、その寸法が決められる。係留手段の側面に設けられた凹部は接合部２４のためのものであり、それによって、乱流素子に接合部のための追加的なスペースを設ける必要がない。

図４によれば、本発明の好適な実施例に係る乱流素子３０には、空の空洞３２が設けられており、この空洞３２の寸法は、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、係留手段２０の外寸に対応している。乱流素子３０のサイズ及び形状は、ロータ１０の運転条件に応じて必要とされるものとすることができる。しかしながら、必ずしもそうである必要はないが、乱流素子３０の外周は、乱流素子３０が略全域に亘って領域１２を覆うように、領域１２の境界１６に対応していることが有利となる。言い換えれば、本明細書において既に述べた全ての種類の乱流素子が使用できるが、同様に、ここで述べていない他の種類を使用することもできる。よって、素子３０の軸方向長さは、数センチメートルからロータ１０の全長までの間であればどのような長さでもよい。これにより、乱流素子は、単一の係留手段によってではなく、２つ以上の係留手段によって固定することも可能である。この場合、これら２つ以上の係留手段は、乱流素子の寸法に応じて、軸方向、周方向、又は螺旋方向、若しくはこれらの任意の組み合わせで、ロータ面上に位置付けることができる。乱流素子３０は、作用面３４と、乱流素子３０の軸方向端部に位置する側壁３６’及び３６’’と、底面３８との３つの異なる部分からなると考えることができる。作用面３４は、スクリーンシリンダに対向する乱流素子３０の略周方向に延在する径方向外側面であり、スクリーニング装置の運転時には、この作用面３４に沿って、スクリーニングすべきパルプが流れる。側壁又は端壁３６’及び３６’’は、必ずしもそうである必要はないが通常、ロータ面に対してほぼ直角である。そして、底面３８は、係留空洞３２のための開口と、乱流素子３０を受け止める位置におけるロータ面の、加工面又は非加工面、の構成／曲率に対応する構成／曲率とを有している。言い換えれば、底面はロータ面に対向し、ロータ面に対して載置される。本発明のこの好適な実施例の本質的な特徴は、底面が空洞に続く開口を完全に囲むことによって、開口の連続的なリムを形成することである。

好ましくは、必ずしもそうである必要はないが、乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’には、係留空洞３２へと開口する穴４０が設けられる。係留手段２０には、好ましくは、乱流素子３０を係留手段２０上の且つロータ面１２に対して適切な位置に保持する固定ネジを受け止めるためのタップ穴２２が設けられる（図２を参照）。乱流素子３０の側壁又は端壁３６’及び３６’’に設けられた穴４０は、ロータの略径方向、つまり、素子底面３８に対して略直角の方向に伸長されていてもよい。これにより、素子３０の高さを調節する必要がある場合に、乱流素子３０とロータ面１２との間にシム５０（図５を参照）を配置することが可能になる。また、係留手段２０と乱流素子３０との間の嵌合が密着したものでない場合には、シム５０を楔形状とすることが可能であろう。これにより、素子３０の（周方向における）先端部での高さをその後端部での高さよりも高くすること、又はその逆が可能になる。好ましくは、乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’に設けられた穴４０及び固定ネジは、固定ネジを締めた時に、ネジのヘッドが乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’と面一になるように、共に設計される。これにより、穴／ネジヘッドに繊維が集まる可能性を最小限に抑えることができる。

また、ネジ以外の、乱流素子を固定するための他の手段を使用してもよい。一例として、乱流素子の側壁に設けられた穴を通して、係留手段に設けられた止まり穴又は貫通穴に押し込められるロックピンがある。ロックピンは、係留手段内部において（ネジの長さに対応する）ある長さだけ延在させてもよいし、係留手段を貫通させて乱流素子の反対側の側壁に設けられる穴の中まで延在させてもよい。ロックピンを使用する際には、乱流素子の側壁に設けられる穴は、好ましくは、乱流素子を取り換える必要がある場合にドリルで開けられる小さなネジ付カバー又は小さな接合ドットで閉じるのが好ましい。他の選択肢として、ロックピンを乱流素子の第１の側壁から第２の側壁に延在するように配置し、これにより、ピンのいずれかの端部の小さな接合ドットによって十分にピンを適切な位置に係止させることができる。

乱流素子を固定するさらに他の手段としては、止まり穴を係留手段の端部に配置し、それに対応する固定ピンを乱流素子の係留空洞の端部に設けるものがある。乱流素子の他端部は、取り外し可能なピン又はネジで係留手段に取り付けることができる。

図６は、本発明の他の好適な実施例に係る、係留手段２０’が設けられたロータ１０を示している。図２及び３に関連して説明した実施例とちょうど同じように、加工された又は形成された領域１２が、ロータ１０の概ね回転対称な又は通常円筒状の表面１４に設けられる。領域１２には、係留手段２０’が設けられている。係留手段２０’は、溶接、接着、はんだ付け又はリベットによって、若しくはロータ１０の外殻内に又は外殻を通して延在するボルト又はネジによって、ロータ面上に取り付けられている。本実施例において、係留手段２０’はロータ面上において、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、軸方向に位置付けられる。係留手段２０’は、上面１２０を有しており、この上面１２０は、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、係留手段の底面に対して平行である。係留手段の底面は、係留手段２０’が取り付けられる領域１２の表面に対して載置されている。係留手段２０’の側面１２２は、本実施例では、凹部１２４を有しており、これにより、係留手段２０’をロータ面上に固定するために使用される可能性のある接合部を凹部１２４内に位置付けることができるため、接合部のための特別な追加の空間を乱流素子の係留空洞に設ける必要がない。係留手段２０’の長手方向両端部には、傾斜面１２６及び１２８が、係留手段２０’の底面と鈍角を形成するように設けられている。言い換えれば、係留手段２０’の上面１２０は、底面、すなわちロータ面に対して載置される表面よりも長い。傾斜面のうち一方の面１２８、すなわち、係留手段２０’の端部の一方は、形成された領域１２の軸方向境界１６に対して、反対側の面１２６又はその境界１６に対向する端部よりも、近くに位置付けてもよい。このように取り付けられた係留手段２０’は、その端面１２６及び１２８によって、乱流素子３０’をロータ面上に取り付けるために使用される蟻継ぎの第１要素を形成する。

図６もまた、係留手段２０’と共に用いられる別体の係止部材を図示している。別体の係止部材は、ロックネジ１３０と、ロッキングブロック１３２とを備えている。ロッキングブロック１３２は、幅広のヘッド部１３４と、幅狭のフット部１３８とを有するＴ字状部材である。ロッキングブロック１３２は、２つの端部を有しており、第１の端部は、係留手段の傾斜面１２６と協働するように設計された傾斜面１３６を有しており、第２の端部は、ネジ１３０と協働する面を有している。ロッキングブロック１３２はさらに、傾斜面１３６がそれと鈍角を形成する上面を有している。係留手段２０’の面１２６がなす鈍角及びロッキングブロック１３２の鈍角は、好ましくは等しい。

図７は、ロータの形成された面領域１２上の（図６において説明した）係留手段を除いた状態での、ロータ１０上に置かれた乱流素子３０’の部分断面を示している。言い換えれば、図７は、主に、乱流素子３０’の内部構造を示している。より詳しくは、図７は、乱流素子３０’をロータ面上に取り付けた時に係止部材が位置付けられる乱流素子３０’の第１の端部を示している。図４において説明した実施例と同様に、乱流素子３０’は、係留手段を収容するための内部係留空洞１５０を有している。よって、係留空洞１５０のサイズ及び形状は、概ね、係留手段のそれに対応している。係止部材を収容する係留空洞１５０の第１の端部において、乱流素子３０’には、好ましくは、乱流素子３０’の第１の端部又は側壁１５４を貫通するネジ穴１５２が設けられる。乱流素子３０’の内側には、ネジ穴１５２が位置する係留空洞１５０の第１の端部において、カラー１５６が設けられている。カラー１５６は、好ましくは、乱流素子３０’の内部空洞１５０の周面から内側に延出する左右対称のＵ字状形状を形成する。カラー１５６の寸法は、ブロック１３２を空洞１５０の第１の端部に配置することができるように、（図６において説明した）Ｔ字状ロッキングブロック１３２の寸法に一致するように選択されている。言い換えれば、カラー１５６の高さは、ロッキングブロック１３２のフット部１３８の高さに対応し、カラー１５６から空洞１５０の上部（図７における上面）への距離は、ロッキングブロック１３２のヘッド部１３４の高さに対応し、Ｕ字状カラー１５６の脚部間の距離は、ロッキングブロック１３２のフット部１３８の幅に対応している。カラー１５６の長さは、より自由に選択することができるが、好ましくは、ロッキングブロック１３２の長さよりも若干長い。よって、内部空洞１５０の端部は、ロッキングブロックのＴ字状断面に対応するＴ字状断面を有している。もちろん、ロッキングブロック１３２及びＴ字状空洞の寸法は、十分な運転公差を確保されるように選択されている。高さはロータのほぼ径方向に沿って測長され、長さはロータのほぼ軸方向、若しくはより一般的には係留手段又は乱流素子の軸方向に沿って測長されることは、上記説明から理解されるべきである。

乱流素子の第２の端部壁１５８（図８において最も良く示される）、すなわち、カラー１５６及びネジ穴１５２とは反対側の空洞１５０の第２の端部には、係留手段の面１２８（図６を参照）と協働するように設計された傾斜面１４０が設けられている。傾斜面１４０は、係留空洞１５０の上面（図７及び８における上面）と鋭角を形成している。よって、空洞１５０の第２の端部における傾斜面１４０及びロッキングブロック１３２の傾斜面１３６は、第２の蟻継ぎ素子を形成する。

本発明のこの好適な実施例においても、本発明の本質的な特徴は、底面が空洞に続く開口を完全に囲むことによって、開口の連続的なリムを形成することであることは理解されるべきである。

乱流素子３０’は、図６、７、及び８を参照して以下に説明するように、ロータ上に搭載される。第１に、これまでに述べた実施例と同様に、ロータ面１０には、好ましくは、ある一連のロータのロータサイズ／直径の全て又はほぼ全てに共通の曲率を有する領域１２が設けられる。第２に、係留手段２０’を、溶接、接着、はんだ付け又はリベットによって、若しくはボルト又はネジによって、領域１２上に固定する。第３に、Ｔ字状ロッキングブロック１３２を、乱流素子における内部空洞１５０の第１の端部に形成されたＴ字状空洞内へと押し込む。第４に、ネジ穴１５２の反対側の素子３０’の端部がまず係留手段２０’上に載置されて、係留手段２０’の傾斜面１２８が乱流素子３０’における内部空洞１５０の第２の端部の傾斜面１４０に接触するように、乱流素子３０’を、ロータ上に載置して、係留手段２０’を収容する。その後、乱流素子３０’の第１の端部を、ロータ面に対して押し付ける。これには、係留手段２０’の先端がロッキングブロック１３２の先端を通過できるように、ロッキングブロックが、Ｔ字状空洞内深く（図７及び８の左側）に位置していることが必要である。そして最後に、ロッキングブロック１３２の面１３６が係留手段２０’の面１２６に接触して乱流素子３０’と係留手段２０’とが互いに係止されるまで、ロックネジ１３０の先端がロッキングブロック１３２に接触してロッキングブロック１３２を空洞１５０内のより深く（右側へ）に押し始めるように、ネジ１３０をネジ穴１５２内にねじ込む。

図６、７及び８において説明した本発明の実施例を参照すると、本発明は、幾つかの変形例又は変更例を有し得ることは理解されるべきである。例えば、ネジを用いた係止は、図示の例とは異なる形態で配置されていてもよい。選択肢の１つとしては、（ネジ山が設けられていない）単なる穴を、乱流素子の端面に配置し、ネジ付きの止まり穴を、乱流素子の端面に設けた穴に沿うように、ロッキングブロック内に設ける。ここで、ロックネジは、Ｔ字状空洞の内側端面と協働するカラー又はフランジを有している必要がある。これにより、ネジを一方向にねじ込むことによって、ロッキングブロックを一方向に（右側へ）押し進めるとともに、ネジを逆方向にねじ戻すことによって、ロッキングブロックの逆方向、すなわち、図６、７及び８における左側への移動が可能になる。他の選択肢としては、再び単なるネジ山が設けられていない穴を、乱流素子の端面に配置する。しかし、この選択肢では、別体のナット又は対応するネジ付き部材を、ネジ無し穴の端部、好ましくはＴ字状空洞の端部に配置することによって、本実施例に関連して元々説明した態様でロッキングブロックを操作するためにネジを使用することができる。

図６、７及び８において説明した実施例を、図５において説明したシム５０と共に容易に使用できることは理解されるべきである。実際、シムを使用する際の制約は、傾斜面１２６及び１２８が径方向に延在する高さのみである。言い換えれば、乱流素子及びロッキングブロックの傾斜面が、十分な長さに亘って係留手段の傾斜面と接触する限り、乱流素子は確実に固定される。

これまで説明した全ての実施例は、ロータ面の乱流素子が固定される位置に、全てのロータサイズと同様の曲率を有する平滑なロータ面領域を設けることに基づいている。しかしながら、他の選択肢として、ロータ面の乱流素子が取り付けられる領域に、非平滑面構成を設けてもよい。全てのロータサイズに対して等しくこの構成を配置することによって、一連のロータ全体に対して必要となる乱流素子が１種類のみで済む。よって、この面構成は、係留手段又は乱流素子のロータ面上での位置決めを補助する加工された若しくは配置された溝又は凹部を、ロータ面に含んでもよい。この面構成はまた、ロータ面上に単独で若しくは溝又は凹部と共に配置された隆起又は突起を含んでいてもよい。ロータ面上に隆起又は突起を配置する利点は、この隆起又は突起が、乱流素子又は係留手段のロータ面上での位置決めを補助するだけではない。必要なら、乱流素子及び／又は係留手段と、ロータ面すなわち隆起又は突起との間で直接、非径方向に固定することができるため、乱流素子又は係留手段をロータ面上に取り付けるのを容易にする。言い換えれば、本発明の先の実施例で必要であった係留手段として働くように、隆起又は突起を配置又は加工することが可能である。実際、乱流素子の内部空洞に一致する適切な形状を持つ突起及びそれに乱流素子を取り付けるための手段を設けるのと同じように簡単である。

図９ａ〜９ｆは、面構成の選択肢の幾つかの好適な実施例を示している。図９ａの構成は、３本の外周面隆起と、それら隆起の側部に、４本の溝とを有している。この種の面構成を製造する選択肢として、まず、加工面が、乱流素子が固定される予定の領域の長さに対応する軸方向（ロータ軸線方向）長さ及び隆起の先端まで伸びる深さを有するように、第１の平滑面をロータ面に加工する。次の工程では、４つの溝をロータ面に深く、それらの間に隆起が残されるように形成する。図９ｂでは、軸方向に延びる隆起及び溝を有している。この面構成は、他の形成方法を採用してもよいが、図９ａに関連して説明したように形成することができる。もちろん、溝及び隆起の方向は必ずしも周方向又は軸方向である必要はなく、あらゆる方向を適用することが可能である。同様の事が、表面が波打っている、すなわち、隆起及び溝の縁が鋭利ではなく湾曲している、図９ｃ及び９ｄに示す面構成にも言える。図９ｅは、平滑底面に小さい凹部又は突起が設けられた面構成を示しており、ここで、凹部又は突起は、図示のように規則的なパターンで配置されてもよいし、同じランダムなパターンが乱流素子が固定される予定の全ての領域に適用される限りにおいて、ランダムなパターンで配置されてもよい。そして最後に、図９ｆは、面構成が平滑面からなる選択肢を示しており、ここで、表面は、偏心状、例えば楕円状になるように湾曲している。

上記に鑑み、本発明の最も単純な実施例は、乱流素子が取り付けられる予定の領域ではロータ面の残りの領域とは異なる面構成を有するとともに、乱流素子が、その底面に相補的な面構成を有している、ロータである。乱流素子は、ロータ面に対して、溶接によって、又は他の周知の固定手段によって、固定することができる。よって、平滑な、又は平面状の、又は平坦な面に始まり、係留手段、すなわち乱流素子が固定される手段を有する面に至るまで、様々な異なる面構成の選択肢が存在する。よって、乱流素子の底面にもまた選択肢がある。すなわち、代替例をいくつか挙げると、底面は、平滑、又は平面状、又は平坦であってもよく、溝が設けられていてもよく、また、ロータ面の係留手段のための空洞を有していてもよい。実際、適切に設計された溝は、係留種端のための空洞と考えられる。よって、係留手段は、ロータ面に別体で取り付け可能な部品であってもよいし、若しくは、外殻の外側表面の残りよりも径方向外側に延在するロータ外殻の材料部分であってもよい。

本発明のさらにもう１つの好適な実施例によれば、ロータ面には、図９ａから９ｆまでに関連して説明した溝、凹部又は突起、若しくは乱流素子とロータ面との間に面領域を加えるための他の適用可能な手段が設けられる。本実施例の本質的な特徴は、別体の乱流素子を支持するための板材が必要ないように、乱流素子自身の底面に補完的な溝、突起又は凹部を設けることである。よって、本発明の本実施例は、例えば、乱流素子をロータ面上に接着又ははんだ付けできるように、ロータと乱流素子の表面に補完的な構成を設けることに基づいている。よって、表面積を増加させる目的は、乱流素子をロータ面上に取り付けるための接着剤又ははんだ付けの使用を容易にすることである。溝、凹部又は突起のさらに好適な特徴は、乱流素子とロータ面との間の接続に機械的強度を加えることである。言い換えれば、溝、凹部又は突起は、乱流素子にかかる負荷の少なくとも一部を受け止めるような形状にすることができる。乱流素子のロータ面上への固定は、もちろん、接着やはんだ付け以外のいずれの周知の手段によって行ってもよい。

ここまで、ロータの製造については説明していない。しかしながら、製造方法が異なると、乱流素子が配置される予定の領域における面構成を作成する機会も異なってくるため、ロータの製造は、本発明に関連している。原則として、ロータを製造するには２つの選択肢がある。１つ目として、ロータを鋳造した後、少なくとも鋳造の品質及びロータが導入される工場での位置に応じて、ロータ面をある程度滑らかに加工してもよい。ここで、ロータを鋳造することによって、乱流素子が配置される予定の領域に必要な面構成を、ロータ面に設けることが可能になる。よって、ロータを鋳造する時に、通常丸いロータ面に、凹部及び突起の両方、つまり、溝、窪み、隆起又はバルブ等を設けることができる。鋳造によって、領域を、ロータ面の残りの部分の曲率より小さな曲率を持つように配置する、つまり、ロータ面に突起を設けることが可能になる。鋳造後、ロータ面を再び、そして多くの場合、さらに加工して表面の品質を向上させる。

ロータを製造する２つ目の選択肢は、所望の厚さを有する金属板材からロータを巻き、巻いた板材の両端部を互いに溶接してロータ外殻を形成する。通常、ロータの製造は、エンドキャップを、軸受部を介して、ロータ外殻の軸方向端部に溶接して進められる。しかしながら、ある種類のロータでは、ロータの一方又は両方の端部が閉じておらず、ロータ外殻のその軸への取り付けが他の適切な方法によって行われるものがある。いずれにせよ、本発明を鑑み、ロータのその軸への取り付けは、特に重要ではない。乱流素子が配置される領域における面構成に関して、巻いたロータの場合には、鋳造されたロータほど多くの機会があるわけではない。言い換えれば、２つの選択肢があるだけである、すなわち、一方は所望の形状の１つ以上の凹部をロータ面に加工すること、他方は凹部をロータ面に押圧形成することである。しかしながら、押圧形成は原則的に、ロータ外殻の両端から行うことができるので、ロータ面の残りの部分よりも径方向外側へ延在する突起を形成することが可能である。しかしながら、押圧形成によって形成した突起の形状は、鋳造によって形成したものよりも制限される。

ここまでの記載は、本発明の幾つかの好適な実施例のみについて説明したものであり、本発明をこれまでに開示の詳細な構造に限定する目的は全くないことは理解されるべきである。よって、例えば、ロータ上の乱流素子の形状、サイズ及び数は、ロータの設計者が実用的であると考えるものであればどのようなものであってもよいことは明らかである。また、ロータの形状及びサイズも、ロータが設計されるところの具体的な用途によって必要とされるものであればどのようなものであってもよい。よって、ロータの全面、又は、ロータ面の（必ずしもそうである必要はないが好ましくは、軸方向の）一部のみに、本発明で説明したある面構成を有する領域を設けることができる。言い換えれば、例えば、ロータ面の長手方向セクションを上記したように加工する一方、他のセクションには、必要であれば、他の何らかの手段によってロータ面上に取り付けられる乱流素子を設けてもよい。さらに、本発明のロータは、流入（インフロー）スクリーンと流出（アウトフロー）スクリーンのどちらに関連しても使用できることは明らかである。また、最後に、「ロータ」という言葉は、上記説明及び請求項にて、パルプ・紙業界におけるスクリーニング装置に配置され、一方ではスクリーニングされる繊維懸濁液に乱流を生成し、他方ではスクリーンシリンダのようなスクリーニング手段に圧力パルスを印加するような、あらゆる手段を包含するものであることは指摘されるべきである。よって、「ロータ」がスクリーニング手段に対して相対的な動きをするものである限り、乱流生成・圧力印加手段は、「ロータ」という言葉で称する。言い換えれば、回転スクリーニング手段と協働的に配置される固定の乱流生成・圧力印加手段もまた、「ロータ」と称する。

【書類名】明細書
【発明の名称】スクリーニング装置のロータの製造方法、ロータ、及びロータ用乱流素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーニング装置のロータの製造方法及びスクリーニング装置のロータ構造に関する。本発明のロータ構造は、パルプ・紙業界において繊維懸濁液をスクリーニングするのに特に適している。本発明に係る装置は、新なロータの建造に関し、特に、ロータ面上に乱流素子を固定するための新規な手段に関する。
【０００２】
パルプ・紙業界において近年使用されているスクリーニング装置は、ほぼ例外なく、加圧スクリーニング装置、すなわち、スクリーニングすべきパルプが加圧状態で導入されるいわゆる圧力スクリーンである。最も普及している圧力スクリーンは、固定スクリーンシリンダと、それと協働する回転ロータとを備える。スクリーンシリンダの目的は、ロータが中を回転するスクリーニング空洞に流入したフレッシュ・パルプ又は繊維懸濁液を、受容物と称する受容可能な繊維フラクションと、廃棄物と称する廃棄可能な繊維フラクションとに分別することにある。スクリーンシリンダ、そしてもちろんロータは、フレッシュな繊維懸濁液、受容物、及び廃棄物のためのダクトを有するスクリーンハウジング内に位置している。通常、繊維懸濁液のインレットダクト又はインレットが、スクリーンハウジングの一端にあり、また廃棄物のためのアウトレットがハウジングの他端にある。受容物のためのアウトレットは、スクリーニング空洞に対してスクリーンシリンダの反対側に位置する受容体空洞に連通している。ロータの目的は、スクリーニングされる繊維懸濁液に、乱流、正圧パルス及び負圧パルスを生成することにある。この目的は、ロータに特定の乱流素子を設けることによって達成される。
【０００３】
現在、ほとんど使用されてはいないが、スクリーンシリンダが回転する一方で乱流及び圧力の生成手段が固定されたスクリーン装置も知られていることは理解されるべきである。スクリーンシリンダに対して相対的に回転するものであると言うことができるため、「ロータ」という表現は、この種の乱流生成手段をも包含するものと考えられる。また、「スクリーンシリンダ」という表現は、開口、例えば穴やスロットを有するとともに、回転対称形状を有する全てのスクリーニング手段を包含することも理解されるべきである。よって、円錐形状や円錐台形状もまた包含されるとともに、先行技術から周知である。
【０００４】
圧力スクリーンは、ほとんどの場合、その軸が立設位置になるように位置付けられる。しかしながら、繊維懸濁液は加圧されるため、圧力スクリーンの軸は、水平方向を含む任意の方向に位置付けすることが可能である。繊維懸濁液の加圧供給によって、繊維懸濁液を圧力スクリーン内の、上部、底部、又は中央領域へと導入することができる。
【０００５】
圧力スクリーンはまた、スクリーンシリンダ内の受容物の流通方向に基づき、２つのグループに分類することができる。受容体の流れが径方向外方の場合、スクリーンを流出（アウトフロー）スクリーンと称し、受容物の流通が径方向内方の場合、スクリーンを流入（インフロー）スクリーンと称する。
【０００６】
先行技術によれば、原則として、パルプ・紙業界において通常使用されている２つの異なる種類のロータがあり、その意図は、周知のように、スクリーン面を清浄に保つ、言い換えれば、スクリーン面のミシン目が詰まるのを防止し、フレッシュな、すなわちスクリーニングされていない繊維懸濁液を含むスクリーニング空洞において十分な乱流を維持することにある。ロータの種類は、開ロータ、閉ロータと称される。開ロータの一例が、特許文献１に開示されており、ここで、ロータは、円筒状の固定スクリーンシリンダ内に配置されている。このロータは、同心軸と、スクリーンシリンダの表面近くに延在するフォイル形状の多数の乱流素子を備えている。各フォイルは、スクリーニング装置の動作時にはフレッシュ・パルプを含む空洞内を通って延在する一対のアームによって、軸上に支持されている。上記特許のフォイルは、ロータの軸及びスクリーンシリンダの軸線と、ある角度を形成する。しかしながら、フォイルは、軸線に対して平行に配置されていてもよい。フォイルが、又はフォイルによって繊維懸濁液が移動している間、フォイルの先端面が、スクリーン面に正の圧力パルスを印加して、受容可能な繊維を、スクリーニング開口を通じて押し出す一方、フォイルの後端面が、受容物空洞からスクリーニング空洞への逆流を生成することによってスクリーン面のミシン目を開くために、あるいは、繊維がスクリーン面に蓄積したりスクリーニング開口をブロックしたりするのを防ぐために、スクリーン面に負の圧力パルスを印加する。
【０００７】
他の種類のロータ、すなわち、閉ロータの一例が、例えば、特許文献２で説明されており、ここで、ロータは、スクリーンシリンダ内に位置付けられた略円筒状の閉ボディである。ロータ面には、乱流素子すなわち突起が設けられており、この例において、乱流素子は、略半球形状である。この種類の装置において、フレッシュな繊維懸濁液は、ロータとスクリーンシリンダとの間に送給されて、ロータの突起、いわゆるバンプが、この場合、乱流と、スクリーンシリンダに向かう圧力パルスと、スクリーンシリンダから離れる圧力パルスとを生成する。言い換えれば、各バンプの先端面が、パルプをスクリーンシリンダの方へ押し、バンプの後端面が、スクリーンシリンダの開口から、蓄積された繊維を引き出す吸引パルスを引き起こす。多くの場合、閉ロータ面は、円筒状である。より広義には、円錐台形形状又はドーム形状のロータもあるので、回転対称なロータ面についても説明する。加えて、回転対称形状を文字通りには有さないロータも存在する。そのような選択肢の一つが、２つの径方向又は略径方向に配置された表面が半シリンダ表面を結合するように互いに取り付けられた２つの同一のシリンダ半体からなる、いわゆるＳ−ロータである。また、環状の表面を形成するように配置された多数の平面状の、場合によっては矩形状の部材からなるロータが存在する。さらに、順に重ねて取り付けられた多数のディスクからなるロータが存在する。これらディスクは、楕円状外側面を有し、また、これらディスクは、隣接する２つのディスクの中心がロータの回転軸線に沿って広がる同一面上に位置しないように位置付けられている。
【０００８】
閉ロータの表面に配置される乱流素子の形状については、非常に多くの異なる代替例が存在する。第１の代替例は、すでに上に述べたように、おおよそ半球状のバンプである乱流素子である。第２の代替例は、軸方向又は螺旋状に延在する隆起からなり、これも丸い上面を有する。第３の代替案は、溝付ロータ面からなり、この溝が、底面と、傾斜した側面と、ロータの外殻面に垂直な側面とからなるものである。溝は、軸方向に配向されているか、螺旋状であるかのどちらかである。底面の幅によって、ロータ面は溝付ではなく隆起付と呼ぶこともできるだろう。第４の代替例は、突起からなるものであり、ある意味、突起の長さが５０〜２００ｍｍ程度になるように切断された隆起を除き、上記隆起付ロータに類似している。この突起の種類には、多くの変形例がある。突起の先端面は、ロータ面に対して垂直であってもよいし傾斜していてもよく、また、軸方向に配向されていてもよいし、いずれかの方向に傾斜していてもよい。突起は、ロータの外殻面に平行か又はいずれかの方向に傾斜している上面を有しても有さなくてもよい。突起はまた、ロータ面に対して傾斜した又は垂直な後端面を有している。よって、１つに４つの変形例があり、それぞれいくつかの選択肢があるため、突起の形状の可能な代替案の数は非常に多い。そして最後に、第５の代替案として、突起の表面（先端面、上面、及び後端面）を、滑らかに変化するように配置することによって、それらが、それぞれが異なる半径を有する（ことも可能である）幾つかのセクションからなる湾曲面を形成するものがある。事実、第５の代替例は、開ロータのフォイルと閉ロータを組み合わせることによって形成され、ここでフォイルは、（スクリーン面の反対側を向く面に小さな変更を加えることも可能）ロータの表面に取り付けられている。よって、上述した表面の選択肢を考慮に入れると、それらは平面状セクションを含んでいてもよいが、乱流素子の可能な形状の数はさらに多くなる。
【０００９】
さらにもう１つのロータの種類について述べる。これは、ロータが、両方の種類の乱流素子、すなわち、閉ロータ面にそれらの底部から固定された突起と、短いアームによってロータ面に取り付けられた又は長いアームによってロータ軸に取り付けられたフォイルの両方を有するので、ある意味、開ロータと閉ロータとの組み合わせである。そのため、このロータは、一部閉又は一部開ロータと称することができる。
【００１０】
特許文献３には、繊維懸濁液をスクリーニングするためのロータ構造が開示されている。このロータは、ロータフォイルのための径方向アームが取り付けられるロータ軸に相当するロータ本体を備えている。フォイルは、ロータ本体から一定の距離の位置に配置されている。フォイルは、スクリーンシリンダに対向するフォイル表面からフォイルを貫通して延在するネジによって、アームに取り付けられている。アームの径方向内端は、ロータ本体の開口に挿入され、開口内で溶接されている。
【００１１】
特許文献４には、製紙原料スクリーンのためのディスクロータが開示されている。ロータは、軸と当該軸の上端に配置された平板ディスクとからなっており、スクリーンシリンダの内部は、大部分が解放されている。ディスクは、ロータフォイルがディスクの外周に取り付けられてスクリーンシリンダに近接して回転するように、スクリーンシリンダの内面近くにまで延在している。フォイルは、スクリーンシリンダに対向するフォルダ表面からフォルダを貫通して延在するボルトによって、ディスクに取り付けられる。フォイルが固定されるディスク表面は平坦化されている。
【００１２】
特許文献５には、スクリーニング装置のためのロータが開示されている。このロータは、内部に乱流素子のための開口が形成された閉円筒状本体からなる。乱流素子には、乱流生成凸状部と、開口に嵌合されるフット部とが設けられている。開口は、ロータ本体表面の凹部に囲まれている。凹部は、乱流素子が凹部に収まり、ロータ面に滑らかに接続されるようなサイズを有している。乱流素子は、焼き嵌め及び／又は接着によって、開口に固定される。
【００１３】
特許文献６には、ロータ本体（ロータ軸に対応する）と、アームによってロータ本体に取り付けられたフォイルとからなるスクリーンロータが開示されている。フォイルは、常に、ロータ本体から一定の距離の位置に配置される。
【００１４】
本発明は、乱流素子の断面形状はその長さに係らず、少なくとも部分的に閉じたロータの表面に取り付けられる乱流素子に関する。閉又は一部閉ロータに関して、乱流素子は、典型的には、ロータの閉じた面に、溶接によって固定される。これは、乱流素子が、閉ロータ面に対向するそれらの底面が、ロータ面の曲率に一致する曲率を有するように製造されなければならないことを意味する。この段階において、圧力スクリーンを設計する際に、設計者は一顧客又は一生産率のみのために圧力スクリーンを設計することはできず、生産率が互いに大きく異なるパルプ又は紙工場の要求を満たすことができる必要がある。設計者が上記要求を果たす唯一の方法は、異なる顧客の異なる生産率に適合する一連の圧力スクリーンを設計することである。通常、圧力スクリーンの生産率を変える方法は、スクリーンシリンダの直径又は高さ、若しくはその両方を変更することである。これは、実際のところ、ロータの直径が変わる場合には、同様の乱流素子を、一連の圧力スクリーンの全てのロータに使用することはできないということを意味する。それにより、原則として、各ロータ径のために、特別に製造した乱流素子が必要になり、これによって素子の製造工程が複雑になる。乱流素子を溶接によって固定する他の欠点は、素子が交換しなければならない程度に摩耗した際に分かる。素子を完全に新しいものに交換しなければならないと判断した場合には、素子の周囲全ての溶接線を開くのに時間がかかり、面倒な仕事である。
【００１５】
素子を容易に交換できる乱流素子構造が先行技術から知られている（図１を参照）この乱流素子は、ロータ面上に特定の支持体によって固定される。素子の支持体への固定は、支持体に配置された蟻継ぎ挿入部と乱流素子に配置された対応する蟻継ぎ溝部によって行われる。蟻継ぎ挿入部を蟻継ぎ溝部に嵌合させるように、素子を押し付け、その後、乱流素子を、乱流素子の両端の保持ネジによって締結する。乱流素子の支持体は溶接によってロータ面上に固定され、支持体上の蟻継ぎ挿入部は挿入部の外面からロータ外殻の内側の支持体を通って特定のナット状素子へと延出するネジによって固定される。乱流素子のこの種類の固定によって、乱流素子の交換が容易になるが、それでもなお幾つかの欠点がある。まず、指示体の内面がロータ面を追従するため、あるロータ径用に設計された支持体は、他の直径を有するロータに関連して使用することができない。支持体の半径とロータの半径とが正確に一致しないと、支持体とロータ面との間に隙間が形成されてしまう。隙間には繊維が集まり易いため、その存在は望ましくない。第２に、先行技術の支持体は、乱流素子よりも明らかに大きいロータ面上の領域を覆う、すなわち、乱流素子の周方向両端において素子の外側に延出するため、支持体も磨耗する傾向があり、そのため支持体を時折交換する必要があり、他の周知の先行技術のロータのロータ面から溶接された乱流素子を緩めるための面倒な仕事が生じてしまう。第３に、各乱流素子は、乱流素子を蟻継ぎ支持体に対して押し付けることができるように、支持体の側部に素子の長さ及び幅を有する自由領域が必要になる。蟻継ぎ支持体は、多くの場合軸方向なので、この自由領域は、支持体の軸方向側部に配置する必要がある。よって、この先行技術の乱流素子及び特定の支持体によるその固定は、それ以前の先行技術に対して利点は供するが、同時に少なくとも３つの欠点、つまり、各ロータ径のための特別な支持体が必要なこと、支持体が交換を要すること、及び乱流素子の設置のために支持体の側部に自由領域が必要になることをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第４，１９３，８６５号明細書
【特許文献２】米国特許第３，４３７，２０４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０２９，８２１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６６３，０３０号明細書
【特許文献５】ドイツ特許公開公報第４０ ２８ ７７２号明細書
【特許文献６】欧州特許公開公報第１ １４３ ０６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の方法及びロータ構造の目的は、先行技術のロータ構造及びその製造が有する欠陥及び／又は欠点の少なくとも幾つかを修正することである。本発明のロータが解決する基本的な問題は、様々なロータ径及びそれによって提起される乱流素子をロータ上に固定するための要求に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、異なる直径のロータを有する一連のスクリーニング装置全体に、又は少なくとも、異なる直径の幾つかのロータに、同様の乱流素子を使用できるような面構成を有するロータを提供することによって、上記課題を解決する。
【００１９】
本発明の第１の好適な実施例によれば、乱流素子が固定される位置において、ロータ面を平坦に製造する。これにより、ロータの表面に対向する乱流素子の表面も、平坦、すなわち、平面状に製造することができ、それによって、一連のスクリーン全体のために１種類のみの乱流素子で済む。もちろん、他の要因によって他の種類の素子が必要になることもあるが、それでもそれらの底面に対して特別配慮する必要はない。
【００２０】
本発明の第２の好適な実施例によれば、乱流素子が固定される位置において、好ましくは一連のスクリーンの全てのロータのサイズ／直径に対して同じ曲率になるように、ロータ面を製造する。好ましくは、ロータの表面に対向する乱流素子の表面を、その曲率が、一連のスクリーンの中で最大の直径を有するロータの曲率と同じになるように、湾曲に製造する。それにより、最小で、一連のスクリーン全体のために必要な乱流素子が１種類のみで済む。しかしながら、特にロータが鋳造ロータとして製造される場合には、複雑な面形状の一部として、より小さな曲率を使用することもできる。言い換えれば、本実施例において、ロータの表面に対向する乱流素子の表面は、その表面上に乱流素子が取り付けられる予定の一連のロータのうち、少なくともほとんどのロータの直径による曲率とは異なる曲率を有する。
【００２１】
本発明の第３の好適な実施例によれば、ロータ面には、溝及び／又は隆起、より一般的な用語では、凹部及び／又は凸部、が設けられる。これらは、ロータ径にかかわらず一連のロータの全てのロータにおいて同様となるように設計され、一方では、その形状から、乱流素子を正確にロータ面上の予定した位置に位置付けるために使用される。
【００２２】
本発明が解決する他の問題は、乱流素子及び図１に示す先行技術のロータに関連してすでに上述したその支持体の磨耗に関する。ここで、本発明の乱流素子は、容易な交換性の要求を満たし、乱流素子が、それをロータ面上に取り付ける手段を覆うため、乱流素子が唯一の磨耗する部品となる。よって、本発明の乱流素子を交換する際には、乱流素子の支持体の摩耗を容易に補正することができない図１のロータとは異なり、ロータは新品同様である。
【００２３】
本発明の更なる好適な実施例によれば、ロータ面には、乱流素子が固定される位置において、乱流素子が固定される係留手段が設けられる。さらに、乱流素子には、素子をロータ面上に位置付ける時に係留手段が嵌合する空洞が設けられる。
【００２４】
本発明の他の更なる好適な実施例によれば、ロータ面には、乱流素子が固定される位置において、乱流素子が固定される位置毎に少なくとも１つの凸部が設けられる。もちろん、乱流素子には、素子をロータ面上に位置付ける時にその少なくとも１つの凸部が嵌合する空洞が設けられる。
【００２５】
本発明のこれらの実施例及び他の実施例を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】先行技術に係る乱流素子の固定の仕方を示す。
【図２】本発明の好適な実施例に係るロータ面の部分３Ｄ図を示す。
【図３】本発明の第１の好適な実施例に係る係留手段が設けられたロータ面を、部分３Ｄ図で示す。
【図４】本発明の第１の好適な実施例に係る乱流素子を、３Ｄ図で示す。
【図５】本発明の第１の好適な実施例に係るシムを示す。
【図６】本発明の第２の好適な実施例に係る係留手段が設けられたロータ面を、３Ｄ図で示す。
【図７】本発明の第２の好適な実施例に係るロータ面上に固定された乱流素子の部分断面を示す。
【図８】ロータ面上に位置付けられた乱流素子の軸方向断面を、係留手段を取り除いた状態で示す。
【図９】ａ〜ｅは、乱流素子が固定される領域におけるロータ面構成の幾つかの好適な実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２７】
図２によれば、本発明の第１の実施例のロータは、例えばシリンダのような回転対称体からなる。他の可能な選択肢としては、代替例をいくつか挙げると、円錐形、円錐台形、卵形、切頭卵形等がある。また、すでに上の【０００７】段落で述べたように、回転対称体以外の他の選択肢としての面も疑問となる。しかしながら、上記及び【０００７】段落で述べた様々な選択肢は単なる例として理解されるため、閉じた面を有する他の閉ロータ形状もまた、本発明に関連して利用してもよい。図２によれば、ロータ１０の表面には、領域１２（１つの領域のみ示す）が設けられている。領域１２は、ロータの残りの領域１４の構成とは異なる構成、図示の場合では、ロータの残りの領域１４の曲率とは異なる曲率を有している。残りの領域１４の曲率は、ロータの直径によって規定される。領域１２は、ロータ１０が完成して利用可能になった時に、乱流素子を固定する領域である。典型的には、乱流素子は、ロータ表面の外周面積、すなわち、スクリーン面に対向する面積の約１０〜５０％、好ましくは約１５〜３５％を覆う。ロータ面に異なる構成／曲率の領域１２を設ける理由は、異なる直径を有する一連のロータの全てのロータが、一連のロータに亘って同じ構成／曲率を有する領域１２を有していると、全てのロータに対応させるために必要な乱流素子が１種類のみで済むということがある。もちろん、乱流素子の構成を変更する他の理由がある場合には、変更することも可能であるが、素子の底面は維持される、言い換えれば、変更する必要がない。よって、乱流素子の製造が、少なくとも多少、容易になる。
【００２８】
異なる構成／曲率を有する領域１２の製造又は形成の点から必要となる構成／曲率を考慮すると、ロータが円筒状であるような場合には、領域１２の半径は、少なくとも、一連の圧力スクリーンにおいて最大のロータシリンダの半径であることが好ましい。この場合、乱流素子が位置することになる位置において、最大のものを除く全てのロータを加工／形成しなければならない。領域１２の半径をより大きくすると、全てのロータを加工／形成しなければならなくなる。加工に使用する機械によっては、乱流素子の座面、すなわち領域１２を、平坦又は平面状に、つまり無限大の直径を有するように加工するのが最も容易である。しかしながら、特にロータを鋳造によって製造する場合には、ロータの表面に、ロータの残りの部分よりも小さい曲率を有する凸部を設けることが可能であるということも理解されるべきである。
【００２９】
図３に示す実施例によれば、ロータ面は、その加工された領域１２に、乱流素子をロータ上に固定するための係留手段２０が設けられる。係留手段２０は、溶接、接着、はんだ付け又はリベットのような通常の固定手段によって、若しくは、ネジ又はボルトによって、ロータ１０の表面に取り付けることができる。係留手段２０は、乱流素子によって完全に覆われるので、リベット、ボルト、又はネジは、これらリベット、ボルト、又はネジのヘッドが係留手段２０上に見えるように固定することができる。よって、固定手段のヘッドに繊維が集まるようなリスクは無い。係留手段２０は、それらが領域１２の境界１６の内側に、好ましくはある程度の間隔を残して、完全に嵌るように、その寸法が決められる。係留手段の側面に設けられた凹部は接合部２４のためのものであり、それによって、乱流素子に接合部のための追加的なスペースを設ける必要がない。
【００３０】
図４によれば、本発明の好適な実施例に係る乱流素子３０には、空の空洞３２が設けられており、この空洞３２の寸法は、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、係留手段２０の外寸に対応している。乱流素子３０のサイズ及び形状は、ロータ１０の運転条件に応じて必要とされるものとすることができる。しかしながら、必ずしもそうである必要はないが、乱流素子３０の外周は、乱流素子３０が略全域に亘って領域１２を覆うように、領域１２の境界１６に対応していることが有利となる。言い換えれば、本明細書において既に述べた全ての種類の乱流素子が使用できるが、同様に、ここで述べていない他の種類を使用することもできる。よって、素子３０の軸方向長さは、数センチメートルからロータ１０の全長までの間であればどのような長さでもよい。これにより、乱流素子は、単一の係留手段によってではなく、２つ以上の係留手段によって固定することも可能である。この場合、これら２つ以上の係留手段は、乱流素子の寸法に応じて、軸方向、周方向、又は螺旋方向、若しくはこれらの任意の組み合わせで、ロータ面上に位置付けることができる。乱流素子３０は、作用面３４と、乱流素子３０の軸方向端部に位置する側壁３６’及び３６’’と、底面３８との３つの異なる部分からなると考えることができる。作用面３４は、スクリーンシリンダに対向する乱流素子３０の略周方向に延在する径方向外側面であり、スクリーニング装置の運転時には、この作用面３４に沿って、スクリーニングすべきパルプが流れる。側壁又は端壁３６’及び３６’’は、必ずしもそうである必要はないが通常、ロータ面に対してほぼ直角である。そして、底面３８は、係留空洞３２のための開口と、乱流素子３０を受け止める位置におけるロータ面の、加工面又は非加工面、の構成／曲率に対応する構成／曲率とを有している。言い換えれば、底面はロータ面に対向し、ロータ面に対して載置される。本発明のこの好適な実施例の本質的な特徴は、底面が空洞に続く開口を完全に囲むことによって、開口の連続的なリムを形成することである。
【００３１】
好ましくは、必ずしもそうである必要はないが、乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’には、係留空洞３２へと開口する穴４０が設けられる。係留手段２０には、好ましくは、乱流素子３０を係留手段２０上の且つロータ面１２に対して適切な位置に保持する固定ネジを受け止めるためのタップ穴２２が設けられる（図２を参照）。乱流素子３０の側壁又は端壁３６’及び３６’’に設けられた穴４０は、ロータの略径方向、つまり、素子底面３８に対して略直角の方向に伸長されていてもよい。これにより、素子３０の高さを調節する必要がある場合に、乱流素子３０とロータ面１２との間にシム５０（図５を参照）を配置することが可能になる。また、係留手段２０と乱流素子３０との間の嵌合が密着したものでない場合には、シム５０を楔形状とすることが可能であろう。これにより、素子３０の（周方向における）先端部での高さをその後端部での高さよりも高くすること、又はその逆が可能になる。好ましくは、乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’に設けられた穴４０及び固定ネジは、固定ネジを締めた時に、ネジのヘッドが乱流素子３０の側壁３６’及び３６’’と面一になるように、共に設計される。これにより、穴／ネジヘッドに繊維が集まる可能性を最小限に抑えることができる。
【００３２】
また、ネジ以外の、乱流素子を固定するための他の手段を使用してもよい。一例として、乱流素子の側壁に設けられた穴を通して、係留手段に設けられた止まり穴又は貫通穴に押し込められるロックピンがある。ロックピンは、係留手段内部において（ネジの長さに対応する）ある長さだけ延在させてもよいし、係留手段を貫通させて乱流素子の反対側の側壁に設けられる穴の中まで延在させてもよい。ロックピンを使用する際には、乱流素子の側壁に設けられる穴は、好ましくは、乱流素子を取り換える必要がある場合にドリルで開けられる小さなネジ付カバー又は小さな接合ドットで閉じるのが好ましい。他の選択肢として、ロックピンを乱流素子の第１の側壁から第２の側壁に延在するように配置し、これにより、ピンのいずれかの端部の小さな接合ドットによって十分にピンを適切な位置に係止させることができる。
【００３３】
乱流素子を固定するさらに他の手段としては、止まり穴を係留手段の端部に配置し、それに対応する固定ピンを乱流素子の係留空洞の端部に設けるものがある。乱流素子の他端部は、取り外し可能なピン又はネジで係留手段に取り付けることができる。
【００３４】
図６は、本発明の他の好適な実施例に係る、係留手段２０’が設けられたロータ１０を示している。図２及び３に関連して説明した実施例とちょうど同じように、加工された又は形成された領域１２が、ロータ１０の概ね回転対称な又は通常円筒状の表面１４に設けられる。領域１２には、係留手段２０’が設けられている。係留手段２０’は、溶接、接着、はんだ付け又はリベットによって、若しくはロータ１０の外殻内に又は外殻を通して延在するボルト又はネジによって、ロータ面上に取り付けられている。本実施例において、係留手段２０’はロータ面上において、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、軸方向に位置付けられる。係留手段２０’は、上面１２０を有しており、この上面１２０は、必ずしもそうである必要はないが好ましくは、係留手段の底面に対して平行である。係留手段の底面は、係留手段２０’が取り付けられる領域１２の表面に対して載置されている。係留手段２０’の側面１２２は、本実施例では、凹部１２４を有しており、これにより、係留手段２０’をロータ面上に固定するために使用される可能性のある接合部を凹部１２４内に位置付けることができるため、接合部のための特別な追加の空間を乱流素子の係留空洞に設ける必要がない。係留手段２０’の長手方向両端部には、傾斜面１２６及び１２８が、係留手段２０’の底面と鈍角を形成するように設けられている。言い換えれば、係留手段２０’の上面１２０は、底面、すなわちロータ面に対して載置される表面よりも長い。傾斜面のうち一方の面１２８、すなわち、係留手段２０’の端部の一方は、形成された領域１２の軸方向境界１６に対して、反対側の面１２６又はその境界１６に対向する端部よりも、近くに位置付けてもよい。このように取り付けられた係留手段２０’は、その端面１２６及び１２８によって、乱流素子３０’をロータ面上に取り付けるために使用される蟻継ぎの第１要素を形成する。
【００３５】
図６もまた、係留手段２０’と共に用いられる別体の係止部材を図示している。別体の係止部材は、ロックネジ１３０と、ロッキングブロック１３２とを備えている。ロッキングブロック１３２は、幅広のヘッド部１３４と、幅狭のフット部１３８とを有するＴ字状部材である。ロッキングブロック１３２は、２つの端部を有しており、第１の端部は、係留手段の傾斜面１２６と協働するように設計された傾斜面１３６を有しており、第２の端部は、ネジ１３０と協働する面を有している。ロッキングブロック１３２はさらに、傾斜面１３６がそれと鈍角を形成する上面を有している。係留手段２０’の面１２６がなす鈍角及びロッキングブロック１３２の鈍角は、好ましくは等しい。
【００３６】
図７は、ロータの形成された面領域１２上の（図６において説明した）係留手段を除いた状態での、ロータ１０上に置かれた乱流素子３０’の部分断面を示している。言い換えれば、図７は、主に、乱流素子３０’の内部構造を示している。より詳しくは、図７は、乱流素子３０’をロータ面上に取り付けた時に係止部材が位置付けられる乱流素子３０’の第１の端部を示している。図４において説明した実施例と同様に、乱流素子３０’は、係留手段を収容するための内部係留空洞１５０を有している。よって、係留空洞１５０のサイズ及び形状は、概ね、係留手段のそれに対応している。係止部材を収容する係留空洞１５０の第１の端部において、乱流素子３０’には、好ましくは、乱流素子３０’の第１の端部又は側壁１５４を貫通するネジ穴１５２が設けられる。乱流素子３０’の内側には、ネジ穴１５２が位置する係留空洞１５０の第１の端部において、カラー１５６が設けられている。カラー１５６は、好ましくは、乱流素子３０’の内部空洞１５０の周面から内側に延出する左右対称のＵ字状形状を形成する。カラー１５６の寸法は、ブロック１３２を空洞１５０の第１の端部に配置することができるように、（図６において説明した）Ｔ字状ロッキングブロック１３２の寸法に一致するように選択されている。言い換えれば、カラー１５６の高さは、ロッキングブロック１３２のフット部１３８の高さに対応し、カラー１５６から空洞１５０の上部（図７における上面）への距離は、ロッキングブロック１３２のヘッド部１３４の高さに対応し、Ｕ字状カラー１５６の脚部間の距離は、ロッキングブロック１３２のフット部１３８の幅に対応している。カラー１５６の長さは、より自由に選択することができるが、好ましくは、ロッキングブロック１３２の長さよりも若干長い。よって、内部空洞１５０の端部は、ロッキングブロックのＴ字状断面に対応するＴ字状断面を有している。もちろん、ロッキングブロック１３２及びＴ字状空洞の寸法は、十分な運転公差を確保されるように選択されている。高さはロータのほぼ径方向に沿って測長され、長さはロータのほぼ軸方向、若しくはより一般的には係留手段又は乱流素子の軸方向に沿って測長されることは、上記説明から理解されるべきである。
【００３７】
乱流素子の第２の端部壁１５８（図８において最も良く示される）、すなわち、カラー１５６及びネジ穴１５２とは反対側の空洞１５０の第２の端部には、係留手段の面１２８（図６を参照）と協働するように設計された傾斜面１４０が設けられている。傾斜面１４０は、係留空洞１５０の上面（図７及び８における上面）と鋭角を形成している。よって、空洞１５０の第２の端部における傾斜面１４０及びロッキングブロック１３２の傾斜面１３６は、第２の蟻継ぎ素子を形成する。
【００３８】
本発明のこの好適な実施例においても、本発明の本質的な特徴は、底面が空洞に続く開口を完全に囲むことによって、開口の連続的なリムを形成することであることは理解されるべきである。
【００３９】
乱流素子３０’は、図６、７、及び８を参照して以下に説明するように、ロータ上に搭載される。第１に、これまでに述べた実施例と同様に、ロータ面１０には、好ましくは、ある一連のロータのロータサイズ／直径の全て又はほぼ全てに共通の曲率を有する領域１２が設けられる。第２に、係留手段２０’を、溶接、接着、はんだ付け又はリベットによって、若しくはボルト又はネジによって、領域１２上に固定する。第３に、Ｔ字状ロッキングブロック１３２を、乱流素子における内部空洞１５０の第１の端部に形成されたＴ字状空洞内へと押し込む。第４に、ネジ穴１５２の反対側の素子３０’の端部がまず係留手段２０’上に載置されて、係留手段２０’の傾斜面１２８が乱流素子３０’における内部空洞１５０の第２の端部の傾斜面１４０に接触するように、乱流素子３０’を、ロータ上に載置して、係留手段２０’を収容する。その後、乱流素子３０’の第１の端部を、ロータ面に対して押し付ける。これには、係留手段２０’の先端がロッキングブロック１３２の先端を通過できるように、ロッキングブロックが、Ｔ字状空洞内深く（図７及び８の左側）に位置していることが必要である。そして最後に、ロッキングブロック１３２の面１３６が係留手段２０’の面１２６に接触して乱流素子３０’と係留手段２０’とが互いに係止されるまで、ロックネジ１３０の先端がロッキングブロック１３２に接触してロッキングブロック１３２を空洞１５０内のより深く（右側へ）に押し始めるように、ネジ１３０をネジ穴１５２内にねじ込む。
【００４０】
図６、７及び８において説明した本発明の実施例を参照すると、本発明は、幾つかの変形例又は変更例を有し得ることは理解されるべきである。例えば、ネジを用いた係止は、図示の例とは異なる形態で配置されていてもよい。選択肢の１つとしては、（ネジ山が設けられていない）単なる穴を、乱流素子の端面に配置し、ネジ付きの止まり穴を、乱流素子の端面に設けた穴に沿うように、ロッキングブロック内に設ける。ここで、ロックネジは、Ｔ字状空洞の内側端面と協働するカラー又はフランジを有している必要がある。これにより、ネジを一方向にねじ込むことによって、ロッキングブロックを一方向に（右側へ）押し進めるとともに、ネジを逆方向にねじ戻すことによって、ロッキングブロックの逆方向、すなわち、図６、７及び８における左側への移動が可能になる。他の選択肢としては、再び単なるネジ山が設けられていない穴を、乱流素子の端面に配置する。しかし、この選択肢では、別体のナット又は対応するネジ付き部材を、ネジ無し穴の端部、好ましくはＴ字状空洞の端部に配置することによって、本実施例に関連して元々説明した態様でロッキングブロックを操作するためにネジを使用することができる。
【００４１】
図６、７及び８において説明した実施例を、図５において説明したシム５０と共に容易に使用できることは理解されるべきである。実際、シムを使用する際の制約は、傾斜面１２６及び１２８が径方向に延在する高さのみである。言い換えれば、乱流素子及びロッキングブロックの傾斜面が、十分な長さに亘って係留手段の傾斜面と接触する限り、乱流素子は確実に固定される。
【００４２】
これまで説明した全ての実施例は、ロータ面の乱流素子が固定される位置に、全てのロータサイズと同様の曲率を有する平滑なロータ面領域を設けることに基づいている。しかしながら、他の選択肢として、ロータ面の乱流素子が取り付けられる領域に、非平滑面構成を設けてもよい。全てのロータサイズに対して等しくこの構成を配置することによって、一連のロータ全体に対して必要となる乱流素子が１種類のみで済む。よって、この面構成は、係留手段又は乱流素子のロータ面上での位置決めを補助する加工された若しくは配置された溝又は凹部を、ロータ面に含んでもよい。この面構成はまた、ロータ面上に単独で若しくは溝又は凹部と共に配置された隆起又は突起を含んでいてもよい。ロータ面上に隆起又は突起を配置する利点は、この隆起又は突起が、乱流素子又は係留手段のロータ面上での位置決めを補助するだけではない。必要なら、乱流素子及び／又は係留手段と、ロータ面すなわち隆起又は突起との間で直接、非径方向に固定することができるため、乱流素子又は係留手段をロータ面上に取り付けるのを容易にする。言い換えれば、本発明の先の実施例で必要であった係留手段として働くように、隆起又は突起を配置又は加工することが可能である。実際、乱流素子の内部空洞に一致する適切な形状を持つ突起及びそれに乱流素子を取り付けるための手段を設けるのと同じように簡単である。
【００４３】
図９ａ〜９ｆは、面構成の選択肢の幾つかの好適な実施例を示している。図９ａの構成は、３本の外周面隆起と、それら隆起の側部に、４本の溝とを有している。この種の面構成を製造する選択肢として、まず、加工面が、乱流素子が固定される予定の領域の長さに対応する軸方向（ロータ軸線方向）長さ及び隆起の先端まで伸びる深さを有するように、第１の平滑面をロータ面に加工する。次の工程では、４つの溝をロータ面に深く、それらの間に隆起が残されるように形成する。図９ｂでは、軸方向に延びる隆起及び溝を有している。この面構成は、他の形成方法を採用してもよいが、図９ａに関連して説明したように形成することができる。もちろん、溝及び隆起の方向は必ずしも周方向又は軸方向である必要はなく、あらゆる方向を適用することが可能である。同様の事が、表面が波打っている、すなわち、隆起及び溝の縁が鋭利ではなく湾曲している、図９ｃ及び９ｄに示す面構成にも言える。図９ｅは、平滑底面に小さい凹部又は突起が設けられた面構成を示しており、ここで、凹部又は突起は、図示のように規則的なパターンで配置されてもよいし、同じランダムなパターンが乱流素子が固定される予定の全ての領域に適用される限りにおいて、ランダムなパターンで配置されてもよい。そして最後に、図９ｆは、面構成が平滑面からなる選択肢を示しており、ここで、表面は、偏心状、例えば楕円状になるように湾曲している。
【００４４】
上記に鑑み、本発明の最も単純な実施例は、乱流素子が取り付けられる予定の領域ではロータ面の残りの領域とは異なる面構成を有するとともに、乱流素子が、その底面に相補的な面構成を有している、ロータである。乱流素子は、ロータ面に対して、溶接によって、又は他の周知の固定手段によって、固定することができる。よって、平滑な、又は平面状の、又は平坦な面に始まり、係留手段、すなわち乱流素子が固定される手段を有する面に至るまで、様々な異なる面構成の選択肢が存在する。よって、乱流素子の底面にもまた選択肢がある。すなわち、代替例をいくつか挙げると、底面は、平滑、又は平面状、又は平坦であってもよく、溝が設けられていてもよく、また、ロータ面の係留手段のための空洞を有していてもよい。実際、適切に設計された溝は、係留手段のための空洞と考えられる。よって、係留手段は、ロータ面に別体で取り付け可能な部品であってもよいし、若しくは、外殻の外側表面の残りよりも径方向外側に延在するロータ外殻の材料部分であってもよい。
【００４５】
本発明のさらにもう１つの好適な実施例によれば、ロータ面には、図９ａから９ｆまでに関連して説明した溝、凹部又は突起、若しくは乱流素子とロータ面との間に面領域を加えるための他の適用可能な手段が設けられる。本実施例の本質的な特徴は、別体の乱流素子を支持するための板材が必要ないように、乱流素子自身の底面に補完的な溝、突起又は凹部を設けることである。よって、本発明の本実施例は、例えば、乱流素子をロータ面上に接着又ははんだ付けできるように、ロータと乱流素子の表面に補完的な構成を設けることに基づいている。よって、表面積を増加させる目的は、乱流素子をロータ面上に取り付けるための接着剤又ははんだ付けの使用を容易にすることである。溝、凹部又は突起のさらに好適な特徴は、乱流素子とロータ面との間の接続に機械的強度を加えることである。言い換えれば、溝、凹部又は突起は、乱流素子にかかる負荷の少なくとも一部を受け止めるような形状にすることができる。乱流素子のロータ面上への固定は、もちろん、接着やはんだ付け以外のいずれの周知の手段によって行ってもよい。
【００４６】
ここまで、ロータの製造については説明していない。しかしながら、製造方法が異なると、乱流素子が配置される予定の領域における面構成を作成する機会も異なってくるため、ロータの製造は、本発明に関連している。原則として、ロータを製造するには２つの選択肢がある。１つ目として、ロータを鋳造した後、少なくとも鋳造の品質及びロータが導入される工場での位置に応じて、ロータ面をある程度滑らかに加工してもよい。ここで、ロータを鋳造することによって、乱流素子が配置される予定の領域に必要な面構成を、ロータ面に設けることが可能になる。よって、ロータを鋳造する時に、通常丸いロータ面に、凹部及び突起の両方、つまり、溝、窪み、隆起又はバルブ等を設けることができる。鋳造によって、領域を、ロータ面の残りの部分の曲率より小さな曲率を持つように配置する、つまり、ロータ面に突起を設けることが可能になる。鋳造後、ロータ面を再び、そして多くの場合、さらに加工して表面の品質を向上させる。
【００４７】
ロータを製造する２つ目の選択肢は、所望の厚さを有する金属板材からロータを巻き、巻いた板材の両端部を互いに溶接してロータ外殻を形成する。通常、ロータの製造は、エンドキャップを、軸受部を介して、ロータ外殻の軸方向端部に溶接して進められる。しかしながら、ある種類のロータでは、ロータの一方又は両方の端部が閉じておらず、ロータ外殻のその軸への取り付けが他の適切な方法によって行われるものがある。いずれにせよ、本発明を鑑み、ロータのその軸への取り付けは、特に重要ではない。乱流素子が配置される領域における面構成に関して、巻いたロータの場合には、鋳造されたロータほど多くの機会があるわけではない。言い換えれば、２つの選択肢があるだけである、すなわち、一方は所望の形状の１つ以上の凹部をロータ面に加工すること、他方は凹部をロータ面に押圧形成することである。しかしながら、押圧形成は原則的に、ロータ外殻の両端から行うことができるので、ロータ面の残りの部分よりも径方向外側へ延在する突起を形成することが可能である。しかしながら、押圧形成によって形成した突起の形状は、鋳造によって形成したものよりも制限される。
【００４８】
ここまでの記載は、本発明の幾つかの好適な実施例のみについて説明したものであり、本発明をこれまでに開示の詳細な構造に限定する目的は全くないことは理解されるべきである。よって、例えば、ロータ上の乱流素子の形状、サイズ及び数は、ロータの設計者が実用的であると考えるものであればどのようなものであってもよいことは明らかである。また、ロータの形状及びサイズも、ロータが設計されるところの具体的な用途によって必要とされるものであればどのようなものであってもよい。よって、ロータの全面、又は、ロータ面の（必ずしもそうである必要はないが好ましくは、軸方向の）一部のみに、本発明で説明したある面構成を有する領域を設けることができる。言い換えれば、例えば、ロータ面の長手方向セクションを上記したように加工する一方、他のセクションには、必要であれば、他の何らかの手段によってロータ面上に取り付けられる乱流素子を設けてもよい。さらに、本発明のロータは、流入（インフロー）スクリーンと流出（アウトフロー）スクリーンのどちらに関連しても使用できることは明らかである。また、最後に、「ロータ」という言葉は、上記説明及び請求項にて、パルプ・紙業界におけるスクリーニング装置に配置され、一方ではスクリーニングされる繊維懸濁液に乱流を生成し、他方ではスクリーンシリンダのようなスクリーニング手段に圧力パルスを印加するような、あらゆる手段を包含するものであることは指摘されるべきである。よって、「ロータ」がスクリーニング手段に対して相対的な動きをするものである限り、乱流生成・圧力印加手段は、「ロータ」という言葉で称する。言い換えれば、回転スクリーニング手段と協働的に配置される固定の乱流生成・圧力印加手段もまた、「ロータ」と称する。

Claims (45)

1. 少なくとも部分的に閉じたロータ面（１４）と、前記閉じた面（１４）に配置された乱流素子（３０）とを有するロータ（１０）である、パルプ・紙業界のためのスクリーニング装置のロータを製造する方法であって、
   （ａ）前記少なくとも部分的に閉じたロータ面に、残りのロータ面（１４）とは異なる面構成を有する領域（１２）を設ける工程と、
   （ｂ）前記乱流素子（３０）を、前記領域（１２）上に取り付ける工程と
   を含む方法。
2. 工程（ａ）の後で且つ工程（ｂ）の前に、異なる面構成を有する前記領域（１２）に、係留手段（２０，２０’）を設け、前記乱流素子（３０，３０’）に、前記係留手段（２０，２０’）のための空洞（３２）を設けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ロータ面の前記領域（１２）に、少なくとも１つの突起又は少なくとも１つの凹部の形態の面構成を設け、前記乱流素子（３０，３０’）に、相補的な底面（３８）を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記領域（１２）に、少なくとも１つの突起、例えば隆起を設け、前記乱流素子（３０）を前記少なくとも１つの突起に取り付けることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 異なる面構成を有する前記領域（１２）に、前記残りのロータ面（１４）の直径を越える直径を与えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 異なる面構成を有する前記領域（１２）を、平坦、すなわち、平面状に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
7. 異なる面構成を有する前記領域（１２）に、境界（１６）を設け、前記ロータ面によって覆われる方向を除く全ての方向から前記乱流素子（３０，３０’）が前記係留手段を覆うように、前記境界（１６）内に前記係留手段（２０，２０’）を取り付けることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
8. 前記係留手段（２０，２０’）を、溶接、接着、はんだ付け、リベットによって、若しくは、ネジ又はボルトによって、前記ロータ面上に取り付けることを特徴とする請求項２，３，又は７に記載の方法。
9. 前記乱流素子（３０）を、ネジ又はピンによって、前記係留手段（２０）に取り付けることを特徴とする請求項２，７，又は８に記載の方法。
10. 前記乱流素子（３０’）を、蟻継ぎによって、前記係留手段（２０’）に取り付けることを特徴とする請求項２，７，又は８に記載の方法。
11. 前記乱流素子（３０）を、溶接、接着、又ははんだ付けによって、前記ロータ面上に取り付けることを特徴とする請求項１，３，５，又は６に記載の方法。
12. パルプ・紙業界のためのスクリーニング装置のロータであって、少なくとも部分的に閉じたロータ面（１４）と、前記閉じた面（１４）に配置された乱流素子（３０）とを有するロータ（１０）において、前記ロータ面の少なくとも一部には、残りのロータ面（１４）とは異なる面構成を有する少なくとも１つの領域（１２）が設けられ、前記領域（１２）上に、前記乱流素子（３０，３０’）が固定されていることを特徴とするロータ。
13. 前記少なくとも１つの領域（１２）の直径が、前記残りのロータ面（１４）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１２に記載のロータ。
14. 前記少なくとも１つの領域（１２）は、平坦、すなわち、平面状であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のロータ。
15. 前記少なくとも１つの領域（１２）には、少なくとも１つの隆起又は少なくとも１つの溝、より一般的には、少なくとも１つの突起又は少なくとも１つの凹部が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のロータ。
16. 異なる面構成を有する前記少なくとも１つの領域（１２）は、境界（１６）を有し、前記少なくとも１つの隆起、より一般的には、少なくとも１つの突起は、前記境界（１６）内における前記乱流素子（３０，３０’）のための係留手段として働くことを特徴とする請求項１２に記載のロータ。
17. 異なる面構成を有する前記少なくとも１つの領域（１２）は、境界（１６）を有し、係留手段（２０，２０’）が、前記境界（１６）内において前記ロータ面上に固定されることを特徴とする請求項１２，１３，又は１４に記載のロータ。
18. 前記乱流素子（３０，３０’）には、前記係留手段（２０，２０’）を収容するための空洞（３２，１５０）が設けられていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のロータ。
19. 少なくとも部分的に閉じた面（１４）を有し、前記閉じた面に配置された乱流素子（３０）が設けられたロータ（１０）である、パルプ・紙業界のためのスクリーニング装置のロータにおいて、前記ロータ面には、係留手段（２０，２０’）が設けられ、前記乱流素子（３０，３０’）には、前記係留手段（２０，２０’）を収容するための係留空洞（３２，１５０）が設けられ、前記乱流素子（３０，３０’）は、取り外し可能に前記係留手段（２０，２０’）に固定されることを特徴とするローラ。
20. 前記乱流素子（３０，３０’）は、作用面（３４）と、２つの側壁（３６’，３６’’；１５４，１５８）と、前記空洞（３２，１５０）のための開口を有する底面（３８）とを有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のロータ。
21. 前記乱流素子（３０，３０’）は、作用面（３４）と、２つの側壁（３６’，３６’’）と、底面（３８）とを有し、前記底面（３８）は、前記残りのロータ面（１４）とは異なる面構成を有する前記ロータ面領域（１２）に対して相補的であることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のロータ。
22. 前記乱流素子の前記側壁（３６’，３６’’；１５４）のうち少なくとも１つには、前記空洞（３２，１５０）へと延在する開口（４０；１５２）が設けられていることを特徴とする請求項２０に記載のロータ。
23. 少なくとも１つのシム（５０）が、前記乱流素子（３０，３０’）を所望の高さに持ち上げるために、前記乱流素子（３０，３０’）と前記ロータ面との間に配置されることを特徴とする請求項１２〜２２のいずれか１項に記載のロータ。
24. 前記シム（５０）は、楔形状であることを特徴とする請求項２３に記載のロータ。
25. 前記乱流素子（３０，３０’）は、前記ロータ面の外周面積の約１０〜５０％、好ましくは約１５〜３５％を覆うことを特徴とする請求項１２又は１９に記載のロータ。
26. 前記係留手段（２０）は、前記乱流素子（３４）を前記係留手段（２０）に固定するための少なくとも１つの開口（２２）を、その表面に有することを特徴とする請求項１６又は１９に記載のロータ。
27. 前記乱流素子（３０’）は、蟻継ぎによって、前記係留手段（２０’）に取り付けられることを特徴とする請求項１６又は１９に記載のロータ。
28. 前記蟻継ぎは、前記係留手段（２０’）に形成された第１の部分と、前記乱流素子（３０’）に連結して配置された第２の部分とから形成されることを特徴とする請求項２７に記載のロータ。
29. 前記係留手段（２０’）は、前記蟻継ぎの前記第１の部分を形成する傾斜面（１２６，１２８）を有することを特徴とする請求項２８に記載のロータ。
30. 前記蟻継ぎの前記第２の部分は、前記係留空洞（１５０）の第１の端部に設けられた可動ロッキングブロック（１３２）と、前記第１の端部とは反対側の前記係留空洞（１５０）の第２の端部に設けられた傾斜面（１４０）とから形成されることを特徴とする請求項２８又は２９に記載のロータ。
31. 前記係留空洞（１５０）の前記第１の端部には、前記ロッキングブロック（１３２）を収容するためのＴ字状空洞が設けられていることを特徴とする請求項３０に記載のロータ。
32. 前記ロッキングブロック（１３２）には、前記係留手段（２０’）の前記傾斜面（１２６）と接続するための傾斜面（１３６）が設けられていることを特徴とする請求項３０に記載のロータ。
33. 前記乱流素子（３０’）には、前記係留空洞（１５０）の前記第１の端部に、ロッキングブロック（１３２）を操作するための開口（１５２）が設けられていることを特徴とする請求項３０に記載のロータ。
34. 前記開口（１５２）には、前記ロッキングブロック（１３２）を前記係留手段（２０’）に対して押し付けるためのネジ（１３０）又は対応する係止手段が設けられていることを特徴とする請求項３３に記載のロータ。
35. 作用面と、第１の端部壁（１５４）と、第２の端部壁（１５８）と、底面とを有する乱流素子である、パルプ・紙業界のためのスクリーニング装置のロータに関連して使用される乱流素子において、前記底面には、前記乱流素子（３０’）を前記ロータ上に取り付けるために使用される空洞（１５０）に通じる開口が設けられていることを特徴とする乱流素子。
36. 前記端部壁（１５４，１５８）の少なくとも１つには、前記空洞（１５０）へと延在する穴（１５２）が設けられていることを特徴とする請求項３５に記載の乱流素子。
37. 前記空洞（１５０）は、第１の端部及び第２の端部を有し、前記空洞（１５０）の前記第１の端部における前記第１の端部壁（１５４）は、穴（１５２）を有し、前記空洞（１５０）の前記第２の端部における前記第２の端部壁（１５８）には、蟻継ぎ面（１４０）が設けられていることを特徴とする請求項３５に記載の乱流素子。
38. 前記空洞（１５０）の前記第１の端部には、蟻継ぎ面（１３６）を有する取り外し可能なロッキングブロック（１３２）が設けられていることを特徴とする請求項３７に記載の乱流素子。
39. 前記穴（１５２）には、前記ロッキングブロック（１３２）を移動させるための手段が設けられていることを特徴とする請求項３８に記載の乱流素子。
40. 前記ロッキングブロック（１３２）を移動させるための前記手段は、ネジ（１３０）であることを特徴とする請求項３９に記載の乱流素子。
41. 前記開口は、連続するリムによって囲まれていることを特徴とする請求項３７に記載の乱流素子。
42. 作用面（３４）と、第１の端部壁（３６’，１５４）と、第２の端部壁（３６’’，１５８）と、底面（３８）とを有する乱流素子である、パルプ・紙業界のためのスクリーニング装置のロータの表面に直接取り付けられる乱流素子において、
    前記素子（３０，３０’）の前記底面（３８）には、前記ロータ面に配置された補完的な形状に一致する溝、凹部又は突起が設けられていることを特徴とする乱流素子。
43. 前記乱流素子（３０，３０’）は、前記ロータ面上に取り付けられる唯一の可視素子を形成することを特徴とする請求項４２に記載の乱流素子。
44. 前記溝、凹部又は突起が配置されている前記素子（３０，３０’）の前記底面（３８）は、表面に前記乱流素子（３０，３０’）が取り付けられることになる一連のロータのうち少なくともほとんどの前記ロータの直径による曲率とは異なる曲率を有することを特徴とする請求項４２又は４３に記載の乱流素子。
45. 前記溝、凹部又は突起が配置されている前記底面（３８）は、平面状、すなわち、平坦に配置されていることを特徴とする請求項４２又は４３に記載の乱流素子。

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