JP2021038491A - 多段型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を可能にする、製紙原料を連続的に多量に処理することができる技術を提供する。【解決手段】筒状のスクリーンバスケット１１及び回転自在に設けられたロータ１２を有し、ロータ１２が回転することにより製紙原料Ｍを、スクリーンバスケット１１を通過した良質原料Ｍ１と、スクリーンバスケット１１を通過しなかった残余原料Ｍ２とに選別するスクリーン装置１０と、筒状のスクリーンバスケット３１及び回転自在に設けられたロータ３２を有し、ロータ３２が回転することにより残余原料Ｍ２を、スクリーンバスケット３１を通過した良質原料Ｍ３と、スクリーンバスケット３１を通過しなかった残余原料Ｍ４とに選別するスクリーン装置３０と、を備える多段型スクリーン１であって、スクリーン装置１０及びスクリーン装置３０は、ロータ１２の回転軸線ｘ１及びロータ３２の回転軸線ｘ２が鉛直方向に延びるように鉛直方向に並んで配置されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、多段型スクリーンに関する。

従来、紙パルプ工場等で古紙を原料として紙、板紙、ファイバーボード等を製造する際に、製紙原料を良質の繊維を含む製紙原料と、プラスチックや砂等の異物を含む製紙原料とに選別するスクリーン装置が知られている。

スクリーン装置において製紙原料を選別する場合、異物を含む製紙原料を排出する排出口を閉じて、製紙原料を供給する供給口を開放した状態において製紙原料を供給しながら選別する技術がある。排出口を閉じた状態で所定の時間にわたってスクリーン装置を運転すると、良質な繊維を含む製紙原料は回収口から回収される一方で、スクリーン装置内部には異物を含む製紙原料が次第に堆積してくる。

次いで、製紙原料の供給口を閉じてスクリーン装置内部に希釈水を供給する。この状態においてスクリーン装置を運転することにより、製紙原料に含まれている良質な繊維はさらに回収され、スクリーン装置内部には、ほぼ異物のみが残るようになる。最終的に、排出口を開放することにより異物が排出される。

上記技術は、製紙原料からの良質な繊維の回収率が非常に高く、繊維の回収という点において効率のよい技術である。しかしながら、スクリーン装置の運転中において、途中から供給口を閉鎖してしまうため、スクリーン装置の運転時間当たりの選別処理される製紙原料量は小さい。

これに対して、複数のスクリーン装置を接続するスクリーンシステムが公知である。このスクリーンシステムにおいて異物を含む製紙原料を排出する上流側のスクリーン装置の排出口は、下流側のスクリーン装置の供給口に接続されている。上流側のスクリーン装置において異物を含むものとして排出された製紙原料は、下流側のスクリーン装置において選別処理される（例えば、特許文献１）。

連続的に製紙原料を複数のスクリーン装置において連続的に処理することにより、製紙原料の処理量も多く、製紙原料から異物を高精度で排除することができ、抄紙された紙の品質も高くなる。

特開２０１６−１５１０６８号公報

ところで、製紙原料を複数のスクリーン装置において処理する場合、スクリーン装置の下流側には、例えば、抄紙機等のより大きな機械が配置されており、各スクリーン装置の設置場所が制限されることがある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、省スペース化を可能にする、製紙原料を連続的に多量に処理することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る多段型スクリーンは、筒状の一次スクリーンバスケット及び前記一次スクリーンバスケットの内側に回転自在に設けられた一次ロータを有し、前記一次ロータが回転することにより、前記一次スクリーンバスケットと前記一次ロータとの間に供給された製紙原料を、前記一次スクリーンバスケットを通過した一次良質原料と、前記一次スクリーンバスケットを通過しなかった一次残余原料とに選別する一次スクリーン装置と、筒状の二次スクリーンバスケット及び前記二次スクリーンバスケットの内側に回転自在に設けられた二次ロータを有し、前記二次ロータが回転することにより、前記一次スクリーン装置から前記二次スクリーンバスケットと前記二次ロータとの間に供給された前記一次残余原料を、前記一次スクリーンバスケットを通過した二次良質原料と、前記二次スクリーンバスケットを通過しなかった二次残余原料とに選別する二次スクリーン装置と、を備え、前記一次スクリーン装置及び前記二次スクリーン装置は、前記一次ロータの第一回転軸線及び前記二次ロータの第二回転軸線が鉛直方向に延びるように鉛直方向に並んで配置されていることを特徴とする。

上記の態様によれば、連続的に二段階に分けて製紙原料から良質な繊維を回収することができる多段型スクリーンをコンパクトに構成することができる。２つのスクリーン装置を重ねることにより、設置場所が制限された場所においても一台分のスクリーン装置の設置広さに２台のスクリーン装置を設置することができる。また、既存のスクリーン装置を多段型スクリーンに交換する場合であっても、既存のスクリーン装置と略同じ設置スペースが必要になるだけである。

また、前記二次スクリーン装置は、前記一次スクリーン装置の上側に配置されていてもよい。この態様によれば、水平方向に限られた設置環境において高さ方向に空いた空間を利用することができる。また、既存の一次スクリーン装置に対して簡単に取り付けることができる。

また、前記一次スクリーン装置及び前記二次スクリーン装置は、前記第一回転軸線と前記第二回転軸線とが一致するように配置されていてもよい。この態様によれば、各スクリーン装置において発生する多段型スクリーンに対する回転振動の影響を抑えることができる。

また、前記二次ロータは、前記第二回転軸線方向に延在し、前記第二回転軸線を中心に回転自在に設けられた第二シャフトと、前記第二シャフトの外周面に少なくとも部分的に前記第二回転軸線を中心に螺旋状に延びる第二スクリュー羽根と、を有し、前記第二シャフトは、前記製紙原料を前記二次スクリーンバスケットとの間で選別するとともに、前記第二回転軸線に並ぶ前記第二スクリュー羽根の間で脱水するようになっていてもよい。この態様によれば、二次スクリーン装置において製紙原料から繊維を回収するとともに、異物を脱水された状態において排出することができる。

また、前記スクリュー羽根には延び方向に沿って複数の孔が形成されていてもよい。この態様によれば、第二シャフトに沿って搬送されていく製紙原料の一部は、スクリュー羽根の孔から落ち上流側に戻すことにより二次スクリーン装置における製紙原料の滞留時間を稼ぎ、繊維の回収効率を高めることができる。

また、前記二次スクリーン装置は、前記二次スクリーンバスケット内の前記一次残余原料に液体を供給する液体供給部を有していてもよい。この態様によれば、一次スクリーン装置において異物の割合が高くなった製紙原料に液体を加えることにより、二次スクリーン装置において製紙原料から良質な繊維を含む製紙原料を回収しやすくすることができる。

また、前記一次スクリーン装置から前記二次スクリーン装置へ供給される前記一次残余原料の供給量を調整する弁をさらに備えていてもよい。この態様によれば、二次スクリーン装置における処理量を調節して、二次スクリーン装置における過度な作業負担を回避することができる。

また、前記一次スクリーン装置は、前記第一回転軸線方向に延在し、前記第一回転軸線を中心に回転自在に設けられた第一シャフトと、前記第一シャフトの外周面に少なくとも部分的に前記第一回転軸線を中心に螺旋状に延びる第一スクリュー羽根と、を有し、前記第一シャフトが回転することにより、前記一次残余原料の一部が前記第一スクリュー羽根によって前記第一回転軸線方向に押し流されて、前記一次スクリーンバスケットと前記一次ロータの間に戻されるようになっていてもよい。この態様によれば、一次スクリーン装置において製紙原料を循環させることができるので、多段型スクリーン全体としてより効率的に良質な繊維を含む製紙原料を回収することができる。

本発明によれば、省スペース化を可能にしつつ製紙原料を連続的に多量に処理することができる。

第１の実施の形態に係る多段型スクリーン装置を示す概略的な断面図である。 第２の実施の形態に係る多段スクリーン装置を示す概略的な断面図であり、二次スクリーン装置の供給室が拡大された状態を示す。 第２の実施の形態に係る多段スクリーン装置を示す概略的な断面図であり、二次スクリーン装置の供給室が縮小された状態を示す。 変形例に係る攪拌ロータを示す図であり、図（ａ）は攪拌ロータの正面図であり、図（ｂ）は攪拌ロータの斜視図である。 変形例に係る攪拌ロータの本体部の展開図である。 攪拌ロータにおける攪拌プレートの正面図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った攪拌プレートの断面図である。 図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った攪拌プレートの断面図である。 変形例に係る攪拌ロータと、スクリーンバスケットとの関係を示す概略図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

紙の製造工程においては、木材チップや古紙から得たパルプ原料に、填料、サイズ剤、紙力増強剤、歩留剤等の各種薬品を適宜添加して、製紙原料を調製する。本発明に係る多段型スクリーン１は、製紙原料を連続的に、良質の繊維を含む製紙原料と異物を含む製紙原料とに選別するスクリーンシステムである。本発明に係る多段型スクリーン１は、抄紙製造ラインに適用されるものであり、特定の抄紙製造ラインに限定されない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る多段型スクリーン１の概略的な部分断面図である。本発明に係る多段型スクリーン１は、一次スクリーン装置１０と、二次スクリーン装置３０と、を備える。一次スクリーン装置１０は、筒状の一次スクリーンバスケット（以下、「スクリーンバスケット」ともいう）１１及び一次スクリーンバスケット１１の内側に回転自在に設けられた一次ロータ（以下、「攪拌ロータ」ともいう）１２を有し、一次ロータ１２が回転することにより、一次スクリーンバスケット１１と一次ロータ１２との間に供給された製紙原料Ｍを、一次スクリーンバスケット１１を通過した一次良質原料Ｍ１と、一次スクリーンバスケット１１を通過しなかった一次残余原料Ｍ２とに選別する。二次スクリーン装置３０は、筒状の二次スクリーンバスケット（以下、「スクリーンバスケット」ともいう）３１及び二次スクリーンバスケット３１の内側に回転自在に設けられた二次ロータ（以下、「攪拌ロータ」ともいう）３２を有し、二次ロータ３２が回転することにより、一次スクリーン装置１０から二次スクリーンバスケット３１と二次ロータ３２との間に供給された一次残余原料Ｍ２を、二次スクリーンバスケット３１を通過した二次良質原料Ｍ３と、二次スクリーンバスケット３１を通過しなかった二次残余原料Ｍ４とに選別する。一次スクリーン装置１０及び二次スクリーン装置３０は、一次ロータ１２の第一回転軸線（以下、「回転軸線」ともいう）ｘ１及び二次ロータ３２の第二回転軸線（以下、「回転軸線」ともいう）ｘ２が鉛直方向に延びるように鉛直方向に並んで配置されている。以下、多段型スクリーン１の構成について具体的に説明する。

一次スクリーン装置１０は、スクリーンバスケット（一次スクリーンバスケット）１１と、攪拌ロータ１２と、ハウジング１３と、駆動装置１４と、を有する。ハウジング１３は、スクリーンバスケット１１及び攪拌ロータ１２を収容している。攪拌ロータ１２は、スクリーンバスケット１１の内側に収容されている。

ハウジング１３には、供給室Ｓ１と、選別室Ｓ２と、送出室Ｓ３と、排出室Ｓ４と、が形成されている。供給室Ｓ１は、ハウジング１３内において、スクリーンバスケット１１及び攪拌ロータ１２の下側に形成されている。供給室Ｓ１には供給管路Ｐ１が接続されている。供給管路Ｐ１を通じてハウジング１３の外部から供給室Ｓ１に製紙原料Ｍが供給される。供給管路Ｐ１を通じて供給された製紙原料Ｍは、ハウジング１３の下方から上方に向かって選別室Ｓ２へ圧送ポンプ（図示せず）によって供給される。

選別室Ｓ２は、径方向でスクリーンバスケット１１と攪拌ロータ１２との間に形成されている。選別室Ｓ２において、製紙原料Ｍは、良質な繊維を含む一次良質原料Ｍ１と異物を含む一次残余原料Ｍ２とに選別される。一次製原料Ｍ１は、スクリーンバスケット１１を通り抜けて送出室Ｓ３へ移動する。選別室Ｓ２は、スクリーンバスケット１１及び攪拌ロータ１２の上流Ｆ１側の端部と下流Ｆ２側の端部との間を回転軸線ｘ１に沿って延びている。

送出室Ｓ３は、ハウジング１３とスクリーンバスケット１１との間に形成されている。送出室Ｓ３には、スクリーンバスケット１１と攪拌ロータ１２との作用によりスクリーンバスケット１１を通り抜けた一次良質原料Ｍ１が集められる。送出室Ｓ３には送出管路Ｐ２が接続されている。一次良質原料Ｍ１は、送出管路Ｐ２を通じて送出室Ｓ３からハウジング１３の外部へ、例えば、抄紙機へと送り出される。

排出室Ｓ４は、ハウジング１３内において、スクリーンバスケット１１及び攪拌ロータ１２の上側に形成されている。排出室Ｓ４には、攪拌ロータ１２の攪拌作用によりスクリーンバスケット１１を通り抜けることができなかった一次残余原料Ｍ２が集められる。一次スクリーン装置１０において処理されて排出室Ｓ４に集まった一次残余原料Ｍ２は、二次供給管路Ｐ３を介して二次スクリーン装置３０に送られる。また、排出室Ｓ４に集まった一次残余原料Ｍ２の一部は、排出室Ｓ４から攪拌ロータ１２の中空部１５へと入り込み、再度、選別室Ｓ２へと戻される。

スクリーンバスケット１１は、円筒状に形成されている。スクリーンバスケット１１は、その側周部に製紙原料Ｍを選別するための複数の穴（図示せず）が形成されている。スクリーンバスケット１１における穴を通じて、選別室Ｓ２に供給されてきた製紙原料Ｍから特に一次良質原料Ｍ１を選別する。スクリーンバスケット１１の穴を通過して製紙原料Ｍから選別された良質の繊維を含む一次良質原料Ｍ１は、送出室Ｓ３に集められる。

攪拌ロータ１２は、円筒状の本体部２０と、複数の攪拌ベーン２１とを有する。本体部２０は、回転軸線ｘ１に沿った断面が略円錐台状に形成されている。本体部２０は、周壁部２２と、底壁部２３とを有する。周壁部２２は、回転軸線ｘ１を中心に延びている。周壁部２２は、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって回転軸線ｘ１から離れるように延びている。つまり、本体部２０の外径は、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって連続的に大きくなっている。周壁部２２は、複数の開口部２４を有する。開口部２４を介して攪拌ロータ１２の中空部１５と選別室Ｓ２とは連結されている。

底壁部２３は、下流Ｆ２側で本体部２０を閉鎖する。これにより、攪拌ロータ１２の中空部１５は、周壁部２２と底壁部２３とによって画定されていて、上流Ｆ１側に向かって開放している。

周壁部２２の外周面には、径方向外側に延びる複数のロッド２５が設けられている。各ロッド２５の先端部には攪拌ベーン２１が取り付けられている。攪拌ベーン２１は、周方向に間隔を空けて本体部２０の周壁部２２にロッド２５を介して取付けられている。これにより、攪拌ロータ１２の高速回転に伴って、攪拌ベーン２１も一緒に回転する。

駆動装置１４は、一次スクリーン装置１０の下側に設けられている。駆動装置１４の回転シャフト（第一シャフト）１６は、攪拌ロータ１２の底壁部２３を貫通している。回転シャフト１６の先端は、本体部２０の下流Ｆ２側の端部付近にまで延びている。回転シャフト１６は、攪拌ロータ１２の底壁部２３に固定されている。したがって回転シャフト１６の回転と共に、攪拌ロータ１２も一緒に回転する。

回転シャフト１６の先端部における外周面には、少なくとも部分的に回転軸線ｘ１を中心に螺旋状に延びる２枚のスクリュー羽根１７が設けられている。スクリュー羽根１７は、回転シャフト１６の外周面から径方向に張り出している。２枚のスクリュー羽根１７は、回転軸線ｘ１を中心にそれぞれ異なる方向に螺旋状に延びている。

なお、回転シャフト１６は、回転シャフト１６が回転することにより、一次残余原料Ｍ２の一部がスクリュー羽根１７によって回転軸線ｘ１方向に押し流されて、スクリーンバスケット１１と攪拌ロータ１２の間に戻されるように回転する。具体的には、回転シャフト１６の回転に伴うスクリュー羽根１７の作用により、選別室Ｓ２を下流Ｆ２の側に通り抜けて排出室Ｓ４に達した一次残余原料Ｍ２の一部が上流Ｆ１に送り戻される。

一次スクリーン装置１０と二次スクリーン装置３０との間における一次残余原料Ｍ２の移動は、二次供給管路Ｐ３を介してのみ可能である。二次供給管路Ｐ３は、その一端が排出室Ｓ４に接続されている。二次供給管路Ｐ３は、後述する二次スクリーン装置３０のハウジング３３内を通って、多段型スクリーン１の設置状態において二次スクリーン装置３０の上端部から抜け、次いで、下方に延びている。二次供給管路Ｐ３の他端は、二次スクリーン装置３０の供給室ＳＳ１に接続されている。

二次供給管路Ｐ３は、流量制御弁Ｖを有する。流量制御弁Ｖは、二次スクリーン装置３０へ供給される一次残余原料Ｍ２の供給量を調整する。一次残余原料Ｍ２の供給量を調整することにより、二次スクリーン装置３０における処理量が過度に増えすぎないようにすることができる。二次供給管路Ｐ３内を圧送される流量制御弁Ｖは、一次スクリーン装置１０側の一端と、二次供給管路Ｐ３側の他端との間に設けられている。

二次スクリーン装置３０は、一次スクリーン装置１０の上側に配置されている。二次スクリーン装置３０は、一次スクリーン装置１０に対して同軸的に、つまり、回転軸線ｘ１と後述する回転軸線ｘ２とが一致するように設けられている。これにより、各スクリーン装置１０，３０における回転振動も抑制することができる。

二次スクリーン装置３０は、スクリーンバスケット３１と、攪拌ロータ３２と、ハウジング３３と、駆動装置（図示せず）と、を備える。ハウジング３３は、スクリーンバスケット３１及び攪拌ロータ３２を収容している。

ハウジング３３には、供給室ＳＳ１と、選別室ＳＳ２と、送出室ＳＳ３と、排出室ＳＳ４と、が形成されている。供給室ＳＳ１は、ハウジング３３において、スクリーンバスケット３１及び攪拌ロータ３２の下側に形成されている。供給室ＳＳ１は、回転軸線ｘ２に沿った断面が略台形状に形成されている。

供給室ＳＳ１を画定する隔壁は、鋼板等により形成されている。供給室ＳＳ１は、ハウジング３３の下側において一次スクリーン装置１０の排出室Ｓ４に突入している。供給室ＳＳ１には二次供給管路Ｐ３が接続されている。二次供給管路Ｐ３を通じて一次スクリーン装置１０から供給室ＳＳ１に一次残余原料Ｍ２が供給される。二次供給管路Ｐ３を通じて供給された一次残余原料Ｍ２は、ハウジング３３の下方から上方に向かって選別室ＳＳ２へ供給される。

選別室ＳＳ２は、ハウジング３３において径方向でスクリーンバスケット３１と攪拌ロータ３２との間に形成されている。選別室ＳＳ２において、一次残余原料Ｍ２は、良質な繊維を含む二次良質原料Ｍ３と異物を含む二次残余原料Ｍ４とに選別される。二次良質原料Ｍ３は、スクリーンバスケット３１を通り抜けて送出室ＳＳ３へ移動する。選別室ＳＳ２は、スクリーンバスケット３１及び攪拌ロータ３２の上流Ｆ１側の端部と、下流Ｆ２側の端部との間を回転軸線ｘ２に沿って延びている。選別室ＳＳ２において供給室ＳＳ１から供給された二次製原料Ｍ２は、流れ方向Ｆにおいて上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって流れる。

二次スクリーン装置３０は、液体供給管路（液体供給部）Ｐ４を有する。液体供給管路Ｐ４は、スクリーンバスケット３１の供給室ＳＳ１における二次残余原料Ｍ２に希釈水として水を供給する。二次残余原料Ｍ２に希釈水を供給することにより、二次残余原料Ｍ２中の異物の濃度を下げて二次スクリーン装置３０における繊維回収が促進される。

送出室ＳＳ３は、ハウジング３３とスクリーンバスケット３１との間で径方向に形成されている。送出室ＳＳ３には、スクリーンバスケット３１と攪拌ロータ３２との作用によりスクリーンバスケット３１を通り抜けた二次良質原料Ｍ３が集められる。送出室ＳＳ３には二次送出管路Ｐ５が接続されている。

排出室ＳＳ４は、ハウジング３３において、スクリーンバスケット３１及び攪拌ロータ３２の上側に形成されている。排出室ＳＳ４には、攪拌ロータ３２の攪拌作用によりスクリーンバスケット３１を通り抜けることができなかった異物が集められる。排出室ＳＳ４に集まった異物は、二次排出管路Ｐ６を介して外部に排出される。

スクリーンバスケット３１は、円筒状に形成されている。スクリーンバスケット３１は、その側周部に一次残余原料Ｍ２を選別するための複数の穴（図示せず）が形成されている。スクリーンバスケット３１における穴を通じて、一次残余原料Ｍ２から二次良質原料Ｍ３を選別する。一次残余原料Ｍ２から選別された二次良質原料Ｍ３は、スクリーンバスケット３１の穴を通過して送出室ＳＳ３に移動する。

攪拌ロータ３２は、円柱状のシャフト（第二シャフト）３４と、複数のスクリュー羽根３５とを有する。シャフト３４の上側の一端は、所定の駆動装置に連結されている。シャフト３４は、駆動装置からの駆動力が伝達されて回転させられる。一次スクリーン装置１０と、二次スクリーン装置３０とは、互いに別個の駆動装置により駆動されている。シャフト３４は、回転軸線ｘ２方向に延在し、回転軸線ｘ２を中心に回転自在に設けられている。シャフト３４は、一次残余原料Ｍ２をスクリーンバスケット３１との間で選別するとともに、回転軸線ｘ２に並ぶスクリュー羽根３５の間で脱水する。

２枚のスクリュー羽根３５がシャフト３４の上流Ｆ１側の端部における外周面に設けられている。スクリュー羽根３５は、少なくとも部分的に回転軸線ｘ２を中心に螺旋状に延びている。スクリュー羽根３５は、シャフト３４の外周面から径方向に張り出している。２枚のスクリュー羽根３５は、回転軸線ｘ２を中心にそれぞれ異なる方向に螺旋状に延びている。

スクリュー羽根３５は、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔（孔）３６を有する。この貫通孔３６を通じて一次残余原料Ｍ２の一部は、上流Ｆ１側に戻される。貫通孔３６は、上流Ｆ１側から螺旋状に延びるスクリュー羽根３５の一部分に形成されている。貫通孔３６は、スクリュー羽根３５の螺旋状の延び方向に沿って並んでいる。シャフト３４の回転に伴い一次残余原料Ｍ２は、２枚のスクリュー羽根３５の間を上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって押し上げられる。

スクリュー羽根３５の間で一次残余原料Ｍ２は、二次良質原料Ｍ３と二次残余原料Ｍ４とにさらに選別される。一次残余原料Ｍ２は、選別処理と共に脱水処理もされる。選別室ＳＳ２において二次良質原料Ｍ３が回収され、排出室ＳＳ４にはほぼ異物だけを含む二次残余原料Ｍ４が達する。

次に、本発明に係る多段型スクリーン１による製紙原料Ｍの選別方法について説明する。まず、製紙原料Ｍが圧送ポンプにより一次スクリーン装置１０の供給室Ｓ１に送り込まれる。送り込まれた製紙原料Ｍは、供給室Ｓ１の側から排出室Ｓ４の側に向かって選別室Ｓ２を通って圧送される。攪拌ロータ１２は、スクリーンバスケット１１に対して回転している。製紙原料Ｍは、回転している攪拌ロータ１２とスクリーンバスケット１１との間において選別室Ｓ２を流れていく。

製紙原料Ｍが流れ方向Ｆに沿って、上流Ｆ１から下流Ｆ２に流れるにつれて、製紙原料Ｍ中の繊維を含む一次良質原料Ｍ１が選別され、スクリーンバスケット１１の穴を抜けて送出室Ｓ３へと移動する。したがって、下流Ｆ２側に行くにつれて製紙原料Ｍ中の異物の割合が大きくなる。

回転軸線ｘ１に沿って選別室Ｓ２を流れる製紙原料Ｍは、攪拌ロータ１２によって攪拌されながら下流Ｆ２に流されていく。選別室Ｓ２を抜けて排出室Ｓ４に到達した一次残余原料Ｍ２の一部は、二次供給管路Ｐ３を通じて二次スクリーン装置３０に供給される。二次供給管路Ｐ３を流れる、二次スクリーン装置３０への一次残余原料Ｍ２の供給量は、流量制御弁Ｖによって調整されている。

一次残余原料Ｍ２の一部は、排出室Ｓ４から攪拌ロータ１２の中空部１５に送られる。中空部１５に送られた一次残余原料Ｍ２は、スクリュー羽根１７を備えた回転シャフト１６の回転により、下流Ｆ２から上流Ｆ１に戻される。中空部１５において上流Ｆ１側に戻された一次残余原料Ｍ２は、本体部２０の開口部２４を通じて供給室Ｓ１及び選別室Ｓ２に送られる。

二次供給管路Ｐ３を介して二次スクリーン装置３０の供給室ＳＳ１に供給された一次残余原料Ｍ２に、液体供給管路Ｐ４を介して希釈水が供給される。一次残余原料Ｍ２は、供給室ＳＳ１から選別室ＳＳ２へと流される。選別室ＳＳ２を上流Ｆ１から下流Ｆ２に搬送される過程において、二次スクリーンバスケット３１及び攪拌ロータ３２により、一次残余原料Ｍ２から繊維を回収しながら、回転軸線ｘ２に沿って螺旋状に延びるスクリュー羽根３５の間でプレスされる。スクリュー羽根３５によるプレス作用により、一次残余原料Ｍ２は脱水されながら、下流Ｆ２に搬送される。

選別室ＳＳ２から二次スクリーンバスケット３１を通って送出室ＳＳ３に集まった二次良質原料Ｍ３は、二次送出管路Ｐ５を通じて送出室ＳＳ３からハウジング３３の外部へ送り出される。

選別室ＳＳ２から排出室ＳＳ４に到達した二次残余原料Ｍ４は、もはやほぼ異物だけとなり、製紙原料としては利用することはなく、二次排出管路Ｐ６を介してハウジング３３の外部へ排出される。

以上のような多段型スクリーン１によれば、省スペース化を可能にしつつ製紙原料を連続的に処理することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、多段型スクリーン装置の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

＜第２の実施の形態＞
例えば、第２の実施の形態に係る多段スクリーン装置１Ａにおいては、二次スクリーン装置３０におけるシャフトとして、上記シャフト３４とは異なる可動シャフト４を使用してもよい。図２は、第２の実施の形態に係る多段スクリーン装置１Ａを示す概略的な断面図であり、二次スクリーン装置３０の供給室ＳＳ１が拡大された状態を示す。図３は、第２の実施の形態に係る多段スクリーン装置１Ａを示す概略的な断面図であり、二次スクリーン装置３０Ａの供給室ＳＳ１が縮小された状態を示す。なお、以下では第１の実施の形態と異なる構成についてのみ説明し、第１の実施の形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。

可動シャフト４は、軸線ｘ２に沿って移動自在であり、これにより、供給室ＳＳ１の容積は可変である。また、第２の実施の形態において製紙原料Ｍ２は、一次スクリーン装置１０の排出室Ｓ４から二次スクリーン装置３０の供給室ＳＳ１に直接的に供給されるようになっていてもよい。

二次残余原料Ｍ２は二次スクリーン装置３０に供給される前に、排出室Ｓ４において希釈水が供給されて二次残余原料Ｍ２の濃度は下げられている。可動シャフト４が軸線ｘ２に沿って一次スクリーン装置１０から離れる方向に移動することにより、供給室ＳＳ１の容積が拡大される（図８参照）。この状態において、一次スクリーン装置１０から二次スクリーン装置３０へ二次残余原料Ｍ２は供給される。これに対して、可動シャフト４が軸線ｘ２に沿って一次スクリーン装置１０に向かって移動することにより、供給室ＳＳ１の容積は減る。この状態において、一次スクリーン装置１０から二次スクリーン装置３０への二次残余原料Ｍ２の供給量が減じられる。これにより、一次スクリーン装置１０は閉塞されず、一次スクリーン装置１０から二次スクリーン装置３０への製紙原料の供給は、供給量を調節しつつ継続的に行われる。

＜攪拌ロータの変形例＞
上記第１及び第２の実施の形態における一次スクリーン装置１０における攪拌ロータとして、上記攪拌ロータ１２とは異なる攪拌ロータ５を使用してもよい。図４は、変形例に係る攪拌ロータ５を示す図であり、図（ａ）は攪拌ロータ５の正面図であり、図（ｂ）は攪拌ロータ５の斜視図である。

攪拌ロータ５は、円錐台状でかつ筒状の本体部５１と、板状の複数の攪拌プレート５２と、を有する。攪拌プレート５２は、一次スクリーンバスケット１１に対する間隔が、回転軸線ｘに沿った製紙原料の流れ方向Ｆに沿って上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって小さくなるように、本体部５１の外周面に沿った板状部として形成された。

攪拌ロータ５は、所定の駆動装置（図示せず）によって回転可能な回転シャフト５３に取り付けられている。駆動装置の回転シャフト５３の回転に伴い、攪拌ロータ５は回転方向Ｒに回転させられる。

本体部５１は、周壁部５１ａと、底壁部５１ｂとを有する（図９参照）。周壁部５１ａは、回転軸線ｘ回りに延びている。周壁部５１ａは、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって回転軸線ｘから離れるように延びている。つまり、本体部５１の外径は、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって連続的に大きくなっている。

底壁部５１ｂは、下流Ｆ２側で本体部５１を閉鎖する。これにより、攪拌ロータ５の中空部５４は、周壁部５１ａと底壁部５１ｂとによって画定されていて、上流Ｆ１側に向かって開放している。周壁部５１ａは、複数の開口部５１ｃを有する。開口部５１ｃは、底壁部５１ｂの側に設けられている。開口部５１ｃを介して攪拌ロータ５の中空部５４と供給室Ｓ１及び選別室Ｓ２とは連結されている。

図５は、攪拌ロータ５の本体部５１の展開図である。攪拌プレート５２は、回転軸線ｘの回りに所定の間隔をあけて本体部５１に設けられている。複数の攪拌プレート５２が回転軸線ｘに沿って本体部５１の外周面に設けられている。

攪拌プレート５２は、回転軸線ｘに沿って互いに平行に３段（上段、中段、下段）に分けられて本体部５１に設けられている。つまり、攪拌プレート５２は、本体部５１の回転軸線ｘに沿った異なる３つの位置にほぼ等間隔をあけて設けられている。複数の攪拌プレート５２の少なくとも一部は、回転軸線ｘに沿って異なる位置に形成されている。つまり、回転軸線ｘに沿って隣り合う攪拌プレート５２は、周方向にずれた位置に形成されている。回転軸線ｘに沿って隣り合う攪拌プレート５２は千鳥状に配置されている。なお、本体部５１において回転軸線ｘに沿って平行に設けられている攪拌プレート５２は３段に限られず、一次スクリーン装置１０の規格に応じて２段〜５段に分けて設けられていてもよい。

２つの攪拌プレート５２が各段に設けられている。各段において２つの攪拌プレート５２は、周方向に互いに所定の間隔をあけて設けられている。各段において２つの攪拌プレート５２は、径方向において対向する位置に設けられている。上段及び下段における攪拌プレート５２は、回転軸線ｘに沿って見て周方向に同じ位置に設けられている。中段における攪拌プレート５２は、周方向において上段及び下段における攪拌プレート５２の間に設けられている。なお、本体部５１において各段に設けられている攪拌プレート５２の数は２つに限られず、一次スクリーン装置１０の仕様に応じて３つ以上であってもよく適宜設定することができる。

図６は、攪拌ロータ５における攪拌プレート５２の正面図である。攪拌プレート５２は、製紙原料を一次スクリーンバスケット１１に対して回転方向Ｒに旋回させる。攪拌プレート５２の回転により、製紙原料に含まれる良質な繊維は一次スクリーンバスケット１１の穴を抜けて送出室Ｓ３に集められる。複数の攪拌プレート５２は、平面視略矩形状（又は平面視略台形状）に形成されている。

攪拌プレート５２は、下流縁５２ａ、上流縁５２ｂ、前方縁５２ｃ及び後方縁５２ｄにより周方向を画定されている。下流縁５２ａは、流れ方向Ｆにおいて下流Ｆ２側に位置する。上流縁５２ｂは、流れ方向Ｆにおいて上流Ｆ１側に位置する。前方縁５２ｃは、回転方向Ｒにおいて前方に位置する。後方縁５２ｄは、回転方向Ｒにおいて後方に位置する。攪拌プレート５２は、凹部５２ｅを有する。凹部５２ｅは、下流縁５２ａ、前方縁５２ｃ及び上流縁５２ｂに沿って延びる壁部５２ｆによって画定されている。下流縁５２ａは、上流縁５２ｂよりも短い。

前方縁５２ｃは、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって回転方向Ｒとは反対側に斜めに延びている。攪拌ロータ５の回転時に前方縁５２ｃに衝突する製紙原料は、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かってかつ回転方向Ｒとは反対方向に向かって流される。これにより、攪拌ロータ５の回転時に、回転方向Ｒとは反対側に相対的に流れる製紙原料を、下流Ｆ２に促進して流すことができる。

後方縁５２ｄは、製紙原料の流れ方向Ｆにおいて上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって回転方向Ｒに斜めに延びている。

回転方向Ｒにおいて攪拌プレート５２の前方縁５２ｃの側でかつ流れ方向Ｆにおいて上流Ｆ１に位置する角部５２ｇは、丸味付けされたＲ部として形成されている。これにより、上流Ｆ１から下流Ｆ２に流れる製紙原料は、角部５２ｇに沿って下流Ｆ２に円滑に流れていく。これにより、攪拌プレート５２に衝突した製紙原料の流れを妨げることを抑制することができる。

これに対して、仮に、破線で示すように角部５２ｇが尖端を持って形成された場合、流れ方向Ｆにおいて上流Ｆ１から下流Ｆ２に流れてきた製紙原料は、上流Ｆ１側に押し返されることになる。

角部５２ｇは、上流Ｆ１側を向いている。回転方向Ｒにおいて攪拌プレート５２の前方縁５２ｃの側でかつ流れ方向Ｆにおいて下流Ｆ２の側に位置する角部５２ｈは、丸味付けされたＲ部として形成されている。角部５２ｇにおけるＲ部は、角部５２ｈにおけるＲ部よりも曲率が小さくなるように丸味付けられている。

角部５２ｈは、流れ方向Ｆにおいて下流Ｆ２側を向いている。攪拌ロータ５が回転方向Ｒに回転した場合、回転方向Ｒとは反対側に向かって流される製紙原料は、攪拌プレート５２の角部５２ｈに沿って下流Ｆ２に流れるので、攪拌ロータ５の回転を妨げる抵抗を小さくすることができる。これにより、攪拌ロータ５の動力負荷を抑制することができる。

図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った攪拌プレート５２の断面図である。攪拌プレート５２は壁部５２ｆにおいて、本体部５１とは反対側に面する面５２ｉが本体部５１の外周面に沿って湾曲して形成されている。攪拌プレート５２は、本体部５１に面する面５２ｊにおいて、本体部５１の外周面における曲率に相当する曲率を持って形成されている。攪拌プレート５２は、本体部５１の外周面に沿って密着して一体に設けられている。

凹部５２ｅは、回転方向Ｒに沿って延びている。凹部５２ｅは、攪拌プレート５２において本体部５１に向かって凹に形成されている部位である。凹部５２ｅにおける攪拌プレート５２の面５２ｋは回転方向Ｒにおいて、前方縁５２ｃ側から後方縁５２ｄ側に向かって凹に湾曲して延びている。凹部５２ｅより後方縁５２ｄに向かって延びる面は本体部５１の外周面に向かって斜めに延びている。

各攪拌プレート５２は、本体部５１の外周面からこの外周面に沿って一次スクリーンバスケット１１の側に突き出ている。攪拌プレート５２は、例えば鋼材により形成されている。攪拌プレート５２は、面５２ｊの側で、例えば溶接により本体部５１の外周面に沿って貼り付けられている。

図８は、図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った攪拌プレート５２の断面図である。本体部５１からの下流縁５２ａの突出量は、本体部５１からの上流縁５２ｂの突出量よりも小さい。本体部１１の外周面からの下流縁５２ａ及び上流縁５２ｂの突出量は、攪拌プレート５２の厚さに相当する。攪拌プレート５２の厚さは、下流縁５２ａ、上流縁５２ｂ、前方縁５２ｃ及び後方縁５２ｄの長さよりも小さい。

凹部５２ｅにおける攪拌プレート５２の表面は、流れ方向Ｆにおいて、下流縁５２ａと上流縁５２ｂとの間で本体部５１の外周面に向かって凹に湾曲して延びている。流れ方向Ｆに沿った凹部５２ｅにおける攪拌プレート５２の面５２ｋは、上流Ｆ１側よりも下流Ｆ２側で本体部５１に接近している。

図９は、変形例に係る攪拌ロータ５と、一次スクリーンバスケット１１との関係を示す概略図である。上流Ｆ１側における、本体部５１と一次スクリーンバスケット１１との間隔Ｄ１は、下流Ｆ２側における、本体部５１と一次スクリーンバスケット１１との間隔Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。また、攪拌ロータ５において攪拌プレート５２と一次スクリーンバスケット１１との間隔は、上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かって小さくなっている。以下、一次スクリーンバスケット１１と攪拌ロータ５との間隔について、一次スクリーンバスケット１１の内周面と、攪拌ロータ５における攪拌プレート５２の下流縁５２ａ側の面５２ｉとの間隔を基準に説明する。

一次スクリーンバスケット１１の内周面と、本体部５１の下段に設けられた攪拌プレート５２の下流縁５２ａ側の面５２ｉとの間隔を「ｄ１」、本体部５１の中段に設けられた攪拌プレート５２の下流縁５２ａ側の面５２ｉとの間隔を「ｄ２」及び本体部５１の上段に設けられた攪拌プレート５２の下流縁５２ａ側の面５２ｉとの間隔を「ｄ３」とする。間隔ｄ１〜ｄ３は、回転軸線ｘに沿って上流Ｆ１から下流Ｆ２に向かうに連れて小さくなっている。つまり、各間隔の関係は、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３、となっている。

複数の攪拌プレート５２のうち、回転軸線ｘに沿った製紙原料の流れ方向に沿って上流Ｆ１側に設けられている攪拌プレート５２の本体部５１からの突出量は、下流Ｆ２側に設けられている攪拌プレート５２の本体部５１からの突出量よりも大きい。

下段に設けられている攪拌プレート５２の上流縁５２ｂにおける突出量ｔ１は、中段に設けられている攪拌プレート５２の上流縁５２ｂにおける突出量ｔ２よりも大きく、上段に設けられている攪拌プレート５２の上流縁５２ｂにおける突出量ｔ３よりも大きい。中段に設けられている攪拌プレート５２の突出量ｔ２は、上段に設けられている攪拌プレート５２の突出量ｔ３よりも大きい。つまり、各突出量の関係は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３、となっている。

攪拌ロータ５においては、上流Ｆ１における攪拌プレート５２の本体部５１からの突出量は、下流Ｆ２における攪拌プレート５２の本体部５１からの突出量よりも大きくなっている（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）。これにより、上流Ｆ１における攪拌量を多くしつつ、攪拌プレート５２と一次スクリーンバスケット１１との間隔の関係、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３、を維持して上流Ｆ１側における攪拌ロータ５の動力負荷を抑えることができる。また、攪拌プレート５２と一次スクリーンバスケット１１との間での製紙原料の攪拌量を多くすることにより、一次スクリーンバスケット１１に付着する異物を製紙原料自体により掻き取ることもできる。

１ 多段型スクリーン
１０ 一次スクリーン装置
１１ 一次スクリーンバスケット
１２ 一次ロータ
１６ 第一シャフト
１７ スクリュー羽根
２０ 本体部
２１ 攪拌ベーン
３０ 二次スクリーン装置
３１ 二次スクリーンバスケット
３２ 二次ロータ
３４ シャフト
３５ スクリュー羽根
３６ 孔
Ｐ４ 液体供給部
Ｖ 流量制御弁
ｘ１ 第一回転軸線
ｘ２ 第二回転軸線

Claims (8)

1. 筒状の一次スクリーンバスケット及び前記一次スクリーンバスケットの内側に回転自在に設けられた一次ロータを有し、前記一次ロータが回転することにより、前記一次スクリーンバスケットと前記一次ロータとの間に供給された製紙原料を、前記一次スクリーンバスケットを通過した一次良質原料と、前記一次スクリーンバスケットを通過しなかった一次残余原料とに選別する一次スクリーン装置と、
   筒状の二次スクリーンバスケット及び前記二次スクリーンバスケットの内側に回転自在に設けられた二次ロータを有し、前記二次ロータが回転することにより、前記一次スクリーン装置から前記二次スクリーンバスケットと前記二次ロータとの間に供給された前記一次残余原料を、前記二次スクリーンバスケットを通過した二次良質原料と、前記二次スクリーンバスケットを通過しなかった二次残余原料とに選別する二次スクリーン装置と、
   を備え、
   前記一次スクリーン装置及び前記二次スクリーン装置は、前記一次ロータの第一回転軸線及び前記二次ロータの第二回転軸線が鉛直方向に延びるように鉛直方向に並んで配置されている
   ことを特徴とする多段型スクリーン。
2. 前記二次スクリーン装置は、前記一次スクリーン装置の上側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多段型スクリーン。
3. 前記一次スクリーン装置及び前記二次スクリーン装置は、前記第一回転軸線と前記第二回転軸線とが一致するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多段型スクリーン。
4. 前記二次ロータは、
   前記第二回転軸線方向に延在し、前記第二回転軸線を中心に回転自在に設けられた第二シャフトと、
   前記第二シャフトの外周面に少なくとも部分的に前記第二回転軸線を中心に螺旋状に延びる第二スクリュー羽根と、を有し、
   前記第二シャフトは、前記製紙原料を前記二次スクリーンバスケットとの間で選別するとともに、前記第二回転軸線に並ぶ前記第二スクリュー羽根の間で脱水する
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の多段型スクリーン。
5. 前記第二スクリュー羽根には複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の多段型スクリーン。
6. 前記二次スクリーン装置は、前記二次スクリーンバスケット内の前記一次残余原料に液体を供給する液体供給部を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の多段型スクリーン。
7. 前記一次スクリーン装置から前記二次スクリーン装置へ供給される前記一次残余原料の供給量を調整する弁をさらに備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の多段型スクリーン。
8. 前記一次スクリーン装置は、
   前記第一回転軸線方向に延在し、前記第一回転軸線を中心に回転自在に設けられた第一シャフトと、
   前記第一シャフトの外周面に少なくとも部分的に前記第一回転軸線を中心に螺旋状に延びる第一スクリュー羽根と、を有し、
   前記第一シャフトが回転することにより、前記一次残余原料の一部が前記第一スクリュー羽根によって前記第一回転軸線方向に押し流されて、前記一次スクリーンバスケットと前記一次ロータの間に戻される
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の多段型スクリーン。