JP2014055377A - 製紙原料用スクリーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原料の離解を促進することができる製紙原料用スクリーン装置を提供する。
【解決手段】製紙原料Ａを良質繊維であるアクセプトＢと異物とに選別するスクリーン入口室６と、このスクリーン入口室６で選別された異物を離解してリジェクトＣを生成する離解部２５と、離解部２５で生成されたリジェクトＣが送られるリジェクト室７と、を備えた製紙原料用スクリーン装置において、スクリーン入口室６と離解部２５との間に、異物を脱水して離解部２５へ送る脱水部３０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙パルプ工場などで古紙を原料として紙、板紙、ファイバーボードなどを製造する際に製紙原料を良質繊維であるアクセプトと、プラスチックや砂などの異物であるリジェクトに選別する製紙原料用スクリーン装置に関する。

従来、製紙原料を良質繊維であるアクセプトと、プラスチックや砂などの異物であるリジェクトに選別するスクリーン装置が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
図３は、従来の製紙原料用スクリーン装置１の一例を示す断面図である。このスクリーン装置１では、製紙原料Ａは、製紙原料入口２から原料入口室５内に流入する。また、スクリーン装置１内には、スクリーンシリンダ９とロータ１０が設けられており、このロータ１０には、複数枚のベーン１０ａがロッド１０ｂを介して取り付けられている。このベーン１０ａは、ロータ１０の高速回転に伴って、スクリーンシリンダ９の円周面に沿って高速回転する。これにより、原料入口室５の上方に位置するスクリーン入口室６内では、ロータ１０の働きで強制渦流が形成される。

ここで、１ａはスクリーン装置１のケージである。５は原料入口２に隣接する原料入口室であり、７はリジェクト出口３に隣接するリジェクト室である。６は原料入口室５とリジェクト室７の中間に位置し、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａに隣接するスクリーン入口室であり、８はスクリーンシリンダ９の出口側の面９ｂに隣接するアクセプト室である。４はアクセプト出口である。また、Ｂはアクセプト、Ｃはリジェクトである。

原料入口室５からスクリーン入口室６内に送られた製紙原料Ａは、強制渦流による入口圧と出口圧との差圧および遠心力の作用で、アクセプトＢと異物とに分別される。より詳細には、アクセプトＢは、スクリーンシリンダ９を通過してアクセプト室８に流入する。一方、プラスチックや砂などの異物はスクリーンシリンダ９を通過することができず、スクリーンシリンダ９のスクリーン入口室６側の面９ａに張り付くことになるが、ベーン１０ａの作用で引き剥がされ、スクリーンシリンダ９の内面を螺旋状に上方に流れてゆき、離解部２５へと入り込む。

離解部２５は、ロータ１０側に取り付けられてロータ１０と共に回転する離解用ロータ２５ａと、本体側に取り付けられた離解用ステータ２５ｂで構成されている。スクリーンシリンダ９を通過できなかった異物は、この離解部２５のポケット２６内でさらに解繊されてリジェクトＣとなり、上方のリジェクト室７へと流れ込む。

リジェクト室７では、一部のリジェクトＣは、リジェクト出口３から外部に流出する。一方、それ以外のリジェクトＣは、ロータ１０内の中空部分１０ｃに入り込み、開口部２２ｂを通って再びスクリーン入口室６へと戻される。これにより、戻されたリジェクトＣは、再びスクリーンシリンダ９によってアクセプトＢとリジェクトＣに選別される。

また、ロッド１０の上側には、供給された製紙原料Ａを希釈するための希釈水供給口１１が設けられている。これにより、希釈水Ｄをスクリーン入口室６内へ供給し、製紙原料Ａの濃度を調整することができるようになっている。

特開２００２−２８５４８５号公報 特開２００２−２８５４８６号公報 特開２００２−２８５４８７号公報 特開２００２−２８５４８９号公報

しかしながら、上述した離解工程では、スクリーンシリンダ９を通過できなかった異物の濃度が低い場合（水分が多い場合）、離解部２５のポケット２６内から異物が流れ出し易く、離解部２５で十分に異物を離解することができない場合がある。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、原料の離解を促進することができる製紙原料用スクリーン装置を提供するためのものである。

上述課題を解決するため、本発明は、製紙原料を良質繊維であるアクセプトと異物とに選別するスクリーン入口室と、このスクリーン入口室で選別された前記異物を離解してリジェクトを生成する離解部と、前記離解部で生成されたリジェクトが送られるリジェクト室と、を備えた製紙原料用スクリーン装置において、前記スクリーン入口室と前記離解部との間に、前記異物を脱水して前記離解部へ送る脱水部を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、離解部に高濃度の異物を送ることができるようになる。

また、前記脱水部は、脱水によって得られた水分を前記リジェクト室へ注水する注水構造を備えていてもよい。
この構成によれば、離解部で解繊された後のリジェクトＣの濃度を低くすることができるようになる。

さらに、前記スクリーン入口室は、アクセプトを選別するためのスクリーンシリンダと、このスクリーンシリンダの内側で回転するロータとで構成され、前記脱水部は、前記スクリーンシリンダ側に取り付けられた脱水用シリンダと、前記ロータ側に取り付けられて回転する脱水用ロータとで構成されていてもよい。
この構成によれば、脱水用シリンダとスクリーンシリンダ、および脱水用ロータとロータを別々に構成し、それぞれを取付・分解することができるようになる。

また、前記ロータには、周方向に間隔をあけて複数配置され、外側に向けて突出し、前記製紙原料を前記スクリーンシリンダに押圧するベーンが設けられ、前記脱水用ロータには、周方向に間隔をあけて複数配置され、前記ベーンと周方向でずれた位置で外側に向けて突出し、前記異物を前記脱水用シリンダに押圧する脱水用羽根が設けられていてもよい。
この構成によれば、ベーンと脱水用羽根とで渦流を発生させることができるようになる。

さらにまた、前記脱水部を着脱可能に構成し、前記脱水部を外して前記スクリーン室と前記離解部とを接続して利用可能になっていてもよい。
この構成によれば、脱水部が不要な場合に、脱水部を取り外して運転することができるようになる。

本発明に係るスクリーン装置では、前記スクリーン入口室と前記離解部との間に、前記異物を脱水して前記離解部へ送る脱水部を設けているので、異物を脱水して、濃度の高い状態で離解部を通すことで、異物が離解部のポケットから流れ出し難くすることができる。そのため、異物が離解部で留まる時間が長くなり、異物の離解を促進することができる。

本発明に係るスクリーン装置の概要を示す側部断面図である。 図１のＸ−Ｘ線で切断した状態を示す断面図である。 従来のスクリーン装置の概要を示す側部断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る製紙原料用スクリーン装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、従来構造（図３参照）と同一のものは同一の符号を付して説明する。また、本実施の形態で使用される上下、横、などの方向は、図１を基準にしたものである。

図１は、本発明に係るスクリーン装置２０の概要を示す側部断面図であり、原料入口がスクリーン装置の下部にある例を示している。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線における断面図である。

スクリーン装置２０は、図１に示すように、外側筐体を構成する略中空円柱形状のケージ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（以下、これらを総称してケージ２１という）を備えており、上下方向に積み重ねて組み立てられている。このケージ２１の外側には、図１に示すように、左側下部に位置する製紙原料入口２と、左側上部に位置するリジェクト出口３と、右側部に位置するアクセプト出口４とが形成されている。

これらのケージ２１には、製紙原料入口２から製紙原料Ａが供給され、アクセプトＢとリジェクトＣとに選別される。選別されたリジェクトＣは、リジェクト出口３から排出され、アクセプトＢは、アクセプト出口４から抽出される。

ケージ２１の内部には、ケージ２１の底面を貫通してケージ２１の内方まで上下方向に延びるロータ１０が設けられている。このロータ１０は、図１の矢印Ｔ方向に回転可能に構成されている。また、ロータ１０は、ケージ２１の下側に設けられた図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。

ケージ２１の内方に位置するロータ１０の形状は、図１に示すように、上側が解放されたコップ形状（有底円筒状）に形成されている。このコップ形状の側壁２２ａの下側には、開口部２２ｂが設けられている。この開口部２２ｂは、コップ形状の中空部分と外部とが連通するように、横方向に向けて貫通する態様で形成されている。すなわち、コップ形状の中空部分１０ｃは、詳細は後述するが、ロータ１０の上方から送流されるリジェクトＣを開口部２２ｂへ導くための循環路として機能する。

また、側壁２２ａの外周には、複数本のロッド１０ｂが外側横方向に延びており、これらのロッド１０ｂの先端部には、複数枚のベーン１０ａが取り付けられている。これらのベーン１０ａは、図２に示すように、円周方向に間隔を空けて４つ設けられている。これにより、ロータ１０の高速回転に伴って、ベーン１０ａも一緒に回転するようになる。

また、ケージ２１の内部には、スクリーン装置２０の下側に位置する原料入口室５と、この原料入口室５の上側に位置するスクリーン入口室６とがそれぞれ設けられている。

原料入口室５は、ケージ２１ａの壁部と、底面と、下側に向けて突出するアクセプト室８の底壁部とで画成されている。この原料入口室５は、製紙原料入口２と連通しており、供給された製紙原料Ａは、まず、原料入口室５に入り込むことになる。

スクリーン入口室６は、ロータ１０の側壁２２ａ外周面と、スクリーンシリンダ９とで画成されている。原料入口室５内の製紙原料Ａは、ロータ１０の強制渦流によってこのスクリーン入口室６内に入り込むようになる。

スクリーンシリンダ９は、図１に示すように、ロータ１０の回転軸と同一の中心を有する円筒形状に形成されており、この中空内部にロータ１０やベーン１０ａが配置されている。また、スクリーンシリンダ９とベーン１０ａとの間には、わずかに隙間が設けられており、ベーン１０ａが回転する際にスクリーンシリンダ９とベーン１０ａとが干渉しないようになっている。

アクセプト室８は、アクセプト出口４と連通している。また、スクリーン入口室６とアクセプト室８とは、スクリーンシリンダ９を挟んで横方向に隣り合うように構成されている。より詳細には、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａ（内側面）がスクリーン入口室６に面し、出口側の面９ｂ（外側面）がアクセプト室８に面している。このスクリーンシリンダ９には、図示しない複数のスロット或いは複数の穴（図示せず）が形成されている。この複数のスロット或いは複数の穴は、製紙原料ＡをアクセプトＢと異物とに選別するための機能を果たしている。すなわち、これらの複数のスロット或いは複数の穴を通過したものは、アクセプトＢとして選別され、通過できなかったものは、異物として選別される。

これにより、スクリーンシリンダ９を通過したアクセプトＢは、アクセプト室８内に入り込み、アクセプト出口４からスクリーン装置２０の外部（例えば、次工程のスクリーン装置）へと送られるようになる。

一方、スクリーンシリンダ９を通過できなかった異物は、スクリーン入口室６やスクリーンシリンダ９よりも上側に位置する脱水部３０へと送られる。この脱水部３０は、ケージ２１ｃと、ロータ１０の上部に取り付けられた脱水用ロータ３１と、スクリーンシリンダ９の上部に取り付けられた脱水用シリンダ３２とを備えている。

脱水用ロータ３１は、ロータ１０にボルト等の締結部材（図示せず）によって着脱可能に取り付けられている。また、脱水用ロータ３１の外周面には、脱水用羽根３３が設けられている。この脱水用羽根３３は、図２に示すように、周方向に間隔を空けて４つ設けられており、脱水用ロータ３１の外周面よりも外側に向けて突出する態様で形成されている。

この脱水用羽根３３の断面形状は、図２に示すように、一端部３３ａ（図２の右側端部）および他端部３３ｂ（図２の左側端部）から頂点部３３ｃに向かってそれぞれ緩やかに湾曲しながら突出している。この頂点部３３ｃは、図２に示すように、他端部３３ｂ側に近い位置にある。また、脱水用羽根３３は、図１に示すように、脱水部３０の上下方向の長さとほぼ等しい長さに１段構成となるように形成されている。

脱水用シリンダ３２は、スクリーンシリンダ９と同様に、円筒形状に形成されており、その内部に脱水用ロータ３１や脱水用羽根３３が配置されている。この脱水用シリンダ３２の側部には、異物から排出される水分が通過するための複数の脱水孔（図示せず）が形成されている。この脱水孔の孔径をより小さくすることで、水分のみが排出され、未離解片がこの脱水孔から流出しないようにすることができる。これにより、未離解片の全てを離解部２５へと効率よく送ることができる。
また、脱水用シリンダ３２は、スクリーンシリンダ９にボルトなどの締結部材によって着脱可能に取り付けられている。同様に、ケージ２１ｃについても、ケージ２１ｂおよび２１ｄとボルトなどの締結部材によって着脱可能に取り付けられている。

この脱水部３０は、ケージ２１ｃ、脱水用ロータ３１および脱水用シリンダ３２を取り外すことによって、スクリーン装置２０から脱水部３０を取り外すことができる。すなわち、スクリーン入口室６から送られる異物を、脱水部３０を介せずに、詳細は後述する離解部２５へと直接入り込ませるようにすることもできるようになっている。

また、脱水部３０には、図１に示すように、脱水用ロータ３１の壁部と脱水用シリンダ３２とで画成された脱水室３４と、脱水用シリンダ３２を挟んで脱水室３４の横側に位置する排水室３５とが設けられている。また、排水室３５の外側には、排水口３６が設けられている。

これにより、スクリーン入口室６から送られてきた異物は、脱水室３４内へと入り込む。入り込んだ異物は、脱水用ロータ３１の回転に伴って回転する脱水用羽根３３の遠心力によって、脱水用シリンダ３２に押圧される。このとき、異物の中の水分（排水Ｅ）は、脱水用シリンダ３１の複数の脱水孔を通過して、排水室３５内に入り込む。一方、脱水された異物は、渦流によってさらに上方へと送られ、詳細は後述する離解部２５へと入り込むようになる。

離解部２５は、図１に示すように、リジェクト室７の内部に形成されている。このリジェクト室７は、ケージ２１ｄと、離解部２５とで画成されている。離解部２５は、脱水用ロータ３１側に固定されてロータ１０と共に回転可能な離解用ロータ２５ａと、ケージ２１ｄ側に固定された離解用ステータ２５ｂとで構成されている。この離解用ロータ２５ａと離解用ステータ２５ｂとの間には、脱水部３０で脱水された異物が通過するための、ポケット２６が形成されている。このポケット２６は、図１に示すように、段差状に形成されており、離解用ロータ２５ａと離解用ステータ２５ｂの斜めの対峙面にわずかな隙間を空けて形成されたものである。また、離解部２５の中央部には、ロータ１０のコップ形状の上側開口とほぼ等しい大きさに形成された開口部２５ｃが形成されている。

これにより、ポケット２６を通過する異物は、攪拌乱流によって流体剪断作用を受け、未離解の原料がさらに解繊されることになる。この離解部２５を通過して生成されたリジェクトＣは、離解部２５の上方に位置するリジェクト室７へと入り込むようになる。

リジェクト室７に引き込まれたリジェクトＣ（解繊された原料も含む）は、その一部がリジェクト出口３から排出される。一方、それ以外のリジェクトＣは、リジェクト室７からロータ１０の中空部分１０ｃへと入り込み、開口部２２ｂを通過して再度スクリーン入口室６へと戻される。

また、リジェクト室７の上部中央には、図１に示すように、上下方向に延びる排水注入口３７が設けられている。この排水注入口３７は、脱水部３０の排水口３６から排出される排水Ｅを、再び中空部分１０ｃ内に注水するためのものである。排水口３６と排水注入口３７とは、図示しない配管によって連結されている。これらによって、排水を再度リジェクト室７へ戻す注水構造が構成されている。

次に、本発明の実施の形態にかかるスクリーン装置２０の作用について、図１および図２に基づいて説明する。
スクリーン入口室６から上方に送られる異物には、濃度が低い（水分が多く含まれている）ものがある。しかしながら、離解部２５で未離解原料を解繊するためには、異物の濃度が高い方が好ましい。すなわち、濃度が低いと離解部２５で解繊される前にリジェクト室７へ流出してしまい好ましくない。そのため、脱水部３０で異物から水分を取り除き、高濃度にすることで、離解部２５での解繊がより良好に行われるようにする。

一方、離解部２５を通過してリジェクト室７に入り込んだリジェクトＣは、異物の濃度が高いとリジェクト出口３で滞り、うまく排出されない場合がある。また、ロータ１０の中空部分１０ｃ、開口部２２ｂを通って再びスクリーン入口室６内へ送られるリジェクトＣについても、濃度が高いと循環が滞る場合がある。そのため、排水部３０から排出した排水Ｅをリジェクト室７へ戻す注水構造を用いて、リジェクトＣの濃度を元に戻すようにする。

本発明の実施の形態に係るスクリーン装置２０によれば、スクリーン入口室６と離解部２５との間に、異物を脱水して離解部２５へ送る脱水部３０を設けているので、離解部２５に送られる異物の濃度が高くなり、異物が離解部２５で十分に解繊されるようになる。これにより、リジェクトＣに含まれる良質原料が、離解部２５でより解繊されることになり、循環するリジェクトＣからより多くのアクセプトＢを抽出することができる。その結果、効率の良いスクリーン装置２０を提供することができる。

また、脱水部３０は、脱水によって得られた水分（排水Ｅ）をリジェクト室７へ注水する注水構造（排水口３６、排水注入口３７）を備えているので、離解部２５を通過したリジェクトＣの濃度を低くすることができる。そのため、リジェクト出口３から排出されるリジェクトＣの流れが滞る可能性が低減されるとともに、循環するリジェクトＣの流れが開口部２２ｂで滞る可能性が低減される。その結果、メンテナンスの頻度を低減し、運転効率の高いスクリーン装置２０を提供することができる。

さらに、スクリーン入口室６は、アクセプトＢを選別するためのスクリーンシリンダ９と、このスクリーンシリンダ９の内側で回転するロータ１０とで構成され、脱水部３０は、スクリーンシリンダ９側に取り付けられた脱水用シリンダ３２と、ロータ１０側に取り付けられて回転する脱水用ロータ３１とを備えているので、スクリーンシリンダ９とは別個に脱水用シリンダ３２を取付・交換することができる。また、ロータ１０とは別個に脱水用ロータ３１を取付・交換することができる。これにより、組立およびメンテナンス性に優れたスクリーン装置２０を提供することができる。

また、ロータ１０には、周方向に間隔をあけて複数配置され、外側に向けて突出し、製紙原料Ａをスクリーンシリンダ９に押圧するベーン１０ｂが設けられ、脱水用ロータ３１には、周方向に間隔をあけて複数配置され、ベーン１０ｂと周方向でずれた位置で外側に向けて突出し、異物を脱水用シリンダ３２に押圧する脱水用羽根３３が設けられているので、ベーン１０ｂと脱水用羽根３３の周方向でのずれによって、スクリーン入口室６内での強制渦流を発生し易くなる。これにより、製紙原料Ａは、スクリーン室６内で滞ることなく上方へと送られるようになる。その結果、運転効率の良好なスクリーン装置２０を提供することができる。

さらにまた、脱水部３０を着脱可能に構成し、脱水部を外して前記スクリーン室と前記離解部とを接続して利用可能になっているので、供給される製紙原料Ａの種類などによって脱水作業が不要な場合に、脱水部３０を取り外して、より効率のよい運転をすることができる。

以上、本発明の実施の形態に係るスクリーン装置２０について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本実施の形態におけるリジェクト出口３等の入出口の位置は、スクリーン装置２０の内部構造に合わせて適宜変更が可能である。例えば、製紙原料入口２を左側上部に配置し、リジェクト出口３を左側下部に配置することもできる。このような構造であっても、スクリーン入口室６と離解部２５との間に、異物中の水分を脱水する脱水部３０を設けることによって、離解部２５での解繊を効率的に行うことができる。

また、本実施の形態では、脱水部３０の脱水用羽根３３は、上下方向において１段構成となるようにしているが、多段構成にしてもよい。この場合、上下に隣接する脱水用羽根３３およびベーン１０ｂは、周方向でずれた位置にそれぞれ配置することで、１段構成にする場合と比較して、さらに渦流を発生させやすくなる。

１ スクリーン装置
１ａ ケージ
２ 製紙原料入口
３ リジェクト出口
４ アクセプト出口
５ 原料入口室
６ スクリーン入口室
７ リジェクト室
８ アクセプト室
９ スクリーンシリンダ
９ａ 入口側の面
９ｂ 出口側の面
１０ ロータ
１０ａ ベーン
１０ｂ ロッド
１０ｃ ロータの中空部分
１１ 希釈水供給口
２０ スクリーン装置
２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ） ケージ
２２ａ 側壁
２２ｂ 開口部
２４ オリフィス
２５ 離解部
２５ａ 離解用ロータ
２５ｂ 離解用ステータ
２５ｃ 開口部
２６ ポケット
３０ 脱水部
３１ 脱水用ロータ
３２ 脱水用シリンダ
３３ 脱水用羽根
３３ａ 一端部
３３ｂ 他端部
３３ｃ 頂点部
３４ 脱水室
３５ 排水室
３６ 排水口
３７ 排水注入口
Ａ 製紙原料
Ｂ アクセプト
Ｃ リジェクト
Ｄ 希釈水
Ｅ 排水

Claims (5)

1. 製紙原料を良質繊維であるアクセプトと異物とに選別するスクリーン入口室と、このスクリーン入口室で選別された前記異物を離解してリジェクトを生成する離解部と、前記離解部で生成されたリジェクトが送られるリジェクト室と、を備えた製紙原料用スクリーン装置において、
   前記スクリーン入口室と前記離解部との間に、前記異物を脱水して前記離解部へ送る脱水部を設けたことを特徴とする製紙原料用スクリーン装置。
2. 前記脱水部は、脱水によって得られた水分を前記リジェクト室へ注水する注水構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の製紙原料用スクリーン装置。
3. 前記スクリーン入口室は、アクセプトを選別するためのスクリーンシリンダと、このスクリーンシリンダの内側で回転するロータとで構成され、
   前記脱水部は、前記スクリーンシリンダ側に取り付けられた脱水用シリンダと、前記ロータ側に取り付けられて回転する脱水用ロータとを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製紙原料用スクリーン装置。
4. 前記ロータには、周方向に間隔をあけて複数配置され、外側に向けて突出し、前記製紙原料を前記スクリーンシリンダに押圧するベーンが設けられ、
   前記脱水用ロータには、周方向に間隔をあけて複数配置され、前記ベーンと周方向でずれた位置で外側に向けて突出し、前記異物を前記脱水用シリンダに押圧する脱水用羽根が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の製紙原料用スクリーン装置。
5. 前記脱水部を着脱可能に構成し、前記脱水部を外して前記スクリーン室と前記離解部とを接続して利用可能になっていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の製紙原料用スクリーン装置。