JP2022171628A - ブレード要素 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレード要素の供給区画の近くに位置する粉砕部の摩耗を改善すること。【解決手段】 繊維材料を粉砕する粉砕装置（１）のためのブレード要素を提供する。ブレード要素は、粉砕部（２０、２４、２５、２６）と、粉砕部の間の自由空間（２１）とを含む少なくとも１つの粉砕区画（２２）及びブレード要素（４、８）の長手方向（Ｘ）に少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの供給区画（２３）を含み、各供給区画（２３）は、それぞれの粉砕区画（２２）に繊維材料を供給することを意図する。粉砕部は、ブレード要素の周方向に延びる第１の寸法（ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃ、ｄ２４ａ、ｄ２４ｂ、ｄ２４ｃ）と、ブレード要素の長手方向（Ｘ）に延びる第２の寸法（ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃ、ｅ２４ａ、ｅ２５ａ、ｅ２６ａ）とを有する。ブレード要素（４、８）の同じ長手（Ｘ）位置で、粉砕部の第１の寸法は、ブレード要素の周方向（Ｃ）においてブレードエレメントの供給区画に向かって増加するように構成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は繊維材料を粉砕する粉砕装置に関する。特に、本発明は、繊維材料を粉砕する粉砕装置のためのブレード要素に関する。

繊維材料を精製するための精製機及び繊維材料を分散するための分散機は、繊維材料を粉砕するための粉砕装置である。材料は、少なくとも１つが回転している２つの対向する粉砕要素間で粉砕される。前記粉砕装置に適用可能なブレード要素は繊維材料を粉砕するための粉砕面を含み、該粉砕面は、粉砕部と、粉砕部の間の自由空間とを含む少なくとも１つの粉砕区画と、少なくとも１つの粉砕部に繊維材料を供給するために、ブレード要素の長手軸の方向に少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの供給区画とを含む。

この種のブレード要素の課題は、とりわけ、供給区画の隣に位置して供給区画に供給される繊維材料に最初に接触する粉砕部の摩耗率が高いことである。回転可能な粉砕要素では、それらの粉砕部は回転可能な粉砕要素の回転方向に面する粉砕区画の側にあり、静止した粉砕要素では、故に、回転可能な粉砕要素の回転方向に対して反対の方向に面する粉砕区画の側にある。前記粉砕部の摩耗率の増加は、供給区画の近くに位置する粉砕部にわたる繊維含有材料の強い乱流に起因する。この摩耗の増加は、粉砕部頂部の摩耗及び粉砕部の丸みとしてとりわけ目立ち、ブレード要素の動作効率を低下させる。

本発明の目的は、繊維材料を粉砕するための粉砕装置のための新たなブレード要素と、繊維材料を粉砕するための新たな粉砕装置とを提供することである。

本発明は、独立請求項の特徴によって特徴付けられる。

本発明は、ブレード要素の供給区画の近いブレード要素の強度及び耐摩耗性を向上させるアイデアに基づく。

この解決策の利点は、供給区画の隣又は近くに位置するブレード要素の粉砕部の延長された動作寿命であり、それによりブレードセグメントの粉砕面の満足のいく動作特性がより長く維持され得る。

本発明の一部の実施形態は従属請求項に開示されている。

添付の図面を参照しながら、好適な実施形態により本発明を以下でより詳細に説明する。
図１は、円錐状の粉砕装置の概略断面図である。 図２は、精製機の固定子及び回転子の概略部分断面図である。 図３は、精製機のブレード要素の概略平面上面図である。 図４は、精製機のブレード要素の概略平面上面図である。 図５は、分散機のブレード要素の概略上面図である。 明瞭にするために、図面は、本発明の一部の実施形態を簡略化した形で示す。同様の参照符号は図中の同様の要素を示す。

図１は、円錐状の粉砕装置１の断面の側面図を概略的に示す。粉砕装置１は、例えば、リグノセルロースを含有する木質材料又は紙又は板紙の製造するために用いるのに好適な別の繊維材料等の繊維材料を粉砕するために用いられ得る。図１に示す粉砕装置１は、円錐状の粉砕要素を有する円錐型のものであるが、円盤状又は円錐状又は円筒状の粉砕要素を有する粉砕装置も、ここでの例と同様に用いられ得る。一般に、粉砕装置は、少なくとも一方が回転する少なくとも２つの実質的に反対に位置する粉砕要素と、各２つの実質的に反対に位置する粉砕要素の間に形成される粉砕間隙とを含む。以下では、回転可能な粉砕要素を１つだけ有する粉砕装置について説明する。

図１の粉砕装置１は、フレーム２と、フレーム２で支持された、定常の固定粉砕要素３、すなわち固定子３とを含む。フレーム２は、固定子３が粉砕装置１のフレーム２に固定される別個の本体を備えていない限り、固定子３のための本体を提供する。

固定子３は、粉砕部と、粉砕部の間の自由空間又は隙間とを含む１つ以上の固定子ブレード要素４を含む。粉砕部は、それぞれのブレード要素の基材から突出し、処理すべき繊維材料、すなわち、粉砕すべき繊維材料に粉砕効果を及ぼすように構成される突起である。粉砕部に隣接するか又はそれらの間にある自由空間は、ブレード要素４に沿った繊維材料の流れのための流路を提供する。各１つ以上の固定子ブレード要素４の粉砕部及び自由空間は、それぞれのブレード要素４の粉砕面５を形成する。固定子３の完全な粉砕面は、固定子３の全周にわたって延びる単一の固定子ブレード要素４の粉砕面５から形成されるか又はより一般的には、ブレードセグメントの形態を有し、固定子３の全周にわたって延びる完全な粉砕面５が設けられるように、固定子３において互いに隣接して固定される２つ以上のブレード要素４の粉砕面５から形成される。後者の場合、各固定子ブレードセグメント４の粉砕面５は、固定子３の完全な粉砕面の一部のみを提供する。分かりやすくするために、本明細書では、各１つ以上の固定子ブレード要素４の粉砕面及び固定子３の完全な粉砕面の両方に同じ参照符号５を付す。加えて、固定子３のセグメント様のブレード要素及び固定子３の全周にわたって延びる単一ブレード要素を示すために同じ参照符号４が用いられ得る。

粉砕装置１は回転可能な粉砕要素６、すなわち粉砕装置１の回転子６をさらに含む。回転子６はハブ７を含む。回転子６は、ハブ７に支持される１つ以上の回転子ブレード要素８をさらに含み、各回転子ブレード要素８は粉砕部と、粉砕部の間の自由空間又は隙間を含む。各１つ以上の回転子ブレード要素８の粉砕部及び自由空間は、それぞれのブレード要素８の粉砕面９を形成する。回転子６の完全な粉砕面は、固定子６の全周にわたって延びる単一の回転子ブレード要素８の粉砕面９から形成されるか又はより一般的には、ブレードセグメントの形態を有し、回転子６の全周にわたって延びる完全な粉砕面９が設けられるように、回転子６において互いに隣接して固定される２つ以上のブレード要素８の粉砕面９から形成される。後者の場合、各回転子ブレードセグメント８の粉砕面９は、回転子６の完全な粉砕面の一部のみを提供する。分かりやすくするために、本明細書では、各１つ以上の回転子ブレード要素８の粉砕面及び回転子６の完全な粉砕面の両方に同じ参照符号９を付す。加えて、回転子６の区画様のブレード要素及び回転子６の全周にわたって延びる単一ブレード要素を示すために同じ参照符号８が用いられ得る。

回転子６のハブ７は、シャフト１１により駆動モータ１０に接続されているため、回転子６は固定子３に対して、例えば矢印ＲＤの方向に回転できるようにできる。そのため、矢印ＲＤは回転子６の意図する回転方向ＲＤを示す。

粉砕装置１は、図１には示されていないが、ローディング装置も含み得る。ローディング装置は、矢印Ａで概略的に示すように、シャフト１１に取り付けられた回転子６を前後に動かして、固定子３と回転子６との間の粉砕間隙１２、すなわち粉砕チャンバ１２のサイズを調整するために用いることができる。異なる適用可能なローディング装置の構造及び動作が当業者に一般的に知られているため、本明細書ではより詳細には開示しない。

処理すべき繊維材料は、水と繊維材料とからなり、通常３～４０％の粘度を有する混合物である繊維パルプの形態で、矢印Ｆで示すように供給チャンネル１３を介して粉砕装置１に供給される。粉砕装置１に供給される繊維材料は、より小さな直径を有する粉砕間隙１２の第１の端部１２’又は供給端部１２’を通って粉砕間隙１２に入る。粉砕間隙１２では、繊維材料が処理される一方で、材料に含まれる水は蒸発し得る。既に処理された、すなわち粉砕された繊維材料は、より大きな直径を有する粉砕間隙１２の第２の端部１２’’又は排出端部１２’’を通って粉砕間隙１２から流出して、放出チャンバ１４に入る。放出チャンバ１４から、処理された材料は放出流路１５を介して、矢印Ｄにより概略的に示すように粉砕装置１から取り除かれる。

本明細書で説明する解決策のブレード要素は、円錐状の粉砕装置に加えて、円盤状及び円筒状の粉砕装置に、また円錐状部分及び円盤状部分の両方を含む粉砕装置に適用可能であることが強調される。

一実施形態によれば、粉砕装置１は繊維材料を精製するための精製機であるため、繊維材料は、バージン繊維材料又はリサイクル繊維材料であり得る。精製において、繊維材料の繊維特性に影響を与えるために、処理すべき繊維材料に精製効果が及ぼされる。粉砕装置１が精製機である場合、粉砕要素３、６、すなわち固定子３及び回転子６は精製機の精製要素として実施され、粉砕要素３、６の粉砕面５、９は精製要素の精製面及びブレード要素の精製面として実施される。精製要素／ブレード要素の精製面はブレードバーと、ブレードバーの間のブレード溝とを含む。精製面において、ブレードバーは、処理すべき繊維材料に精製効果を及ぼすように構成された粉砕部を形成する。ブレードバーは、典型的には、真っすぐな、湾曲した又はそれらの長手方向に実質的に連続した形状を有する長手方向のリッジであり、各ブレードバーの長さは通常その幅よりも実質的に大きい。ブレード溝は、精製面に沿った繊維材料の流れのための流路をブレードバーの間に提供するために、ブレードバーの間に残る自由空間又は隙間である。ブレード溝の長手方向の形状は、隣接するブレードバーの長手方向の構造又は形状に従う。したがって、各ブレード溝の長さも通常その幅よりも実質的に大きい。

図２は、円錐状の精製機として実施されている粉砕装置１の固定子３及び回転子６の部分断面図である。図２において、明確にするために、回転子６は固定子３に対して非動作位置に動かされている。固定子３は、固定子３の周方向に互いに隣り合って固定された複数のブレードセグメント４を含み、ブレードセグメント４は、それぞれのブレードセグメント４の精製面５を形成するブレードバー及びブレード溝を含む。同様に、回転子６は、回転子６の周方向に互いに隣り合って固定された複数のブレードセグメント８を含み、ブレードセグメント８は、それぞれのブレードセグメント８の精製面５を形成するブレードバー及びブレード溝を含む。明確にするために、図２では回転子６のハブを省略している。回転子６の意図する回転方向ＲＤも図２に概略的に示す。

図３は、図２の精製機の固定子３又は回転子６の一部を形成するために適用可能なブレードセグメント４、８の極めて概略的な平面上面図である。ブレードセグメント４、８は、精製機の第１の端部１２’の方に、すなわち、直径がより小さい固定子３又は回転子６の端部の方に向けられた内端縁１６又は第１の端縁１６又は供給端縁１６を含む。精製すべき繊維材料は、ブレードセグメント４、８の精製面５、９に第１の端縁１６を介して提供又は供給される。

ブレードセグメント４、８は、精製機の第２の端部１２’’の方に、すなわち、直径がより大きい固定子３又は回転子６の端部の方に向けられた外端縁１７又は第１の端縁１７又は放出端縁１７を含む。精製された繊維材料は、精製面５、９から第２の端縁１７を介して放出される。

ブレードセグメント４、８の長手方向又はブレードセグメント４、８の長手軸は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６と外端縁１７との間で延びる。ブレードセグメント４、８の長手方向又は長手軸は、明確にするために、ブレードセグメント４、８の左側で矢印Ｘにより図３に概略的に示す。ブレードセグメント４、８の長手軸Ｘは、円錐状又は円筒状の粉砕装置を意図するブレードセグメントについては、ブレードセグメントの軸方向を含意し、円盤状の粉砕装置を意図するブレードセグメントについては、ブレードセグメントの径方向を含意する。ブレードセグメント４、８の長手軸Ｘに垂直なブレードセグメント４、８の方向は、ブレードセグメント４、８の周方向又は横軸である。周方向又は横軸は、明確にするために、ブレードセグメント４、８の下で矢印Ｃにより図３に概略的に示す。

ブレードセグメント４、８は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８の外端縁１７まで延びる第１の側縁１８又は前側縁１８をさらに含む。第１の側縁１８は、回転子６の回転の間に反対の位置にある精製要素（固定子／回転子）内の対向ブレードセグメントの縁部と最初に出会うブレードセグメント４、８の縁部である。そのため、回転子６では、回転子６の意図する回転方向ＲＤに向けられるブレードセグメント８の側縁を提供し、固定子３では、回転子６の意図する回転方向ＲＤに対して反対方向に向けられるブレードセグメント４の側縁を提供する。

ブレードセグメント４、８は、ブレードセグメント４、８の周方向で第１の側縁１８の反対側にある第２の側縁１９又は後側縁１９をさらに含む。第２の側縁１９は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８の外端縁１７まで延びる。そのため、第２の側縁１９は、回転子６の回転の間に反対の位置にある精製要素（固定子／回転子）内の対向ブレードセグメントの縁部と最後に出会うブレードセグメント４、８の縁部である。そのため、回転子６では、回転子６の意図する回転方向ＲＤに対して反対方向に向けられるブレードセグメント８の側縁を提供し、固定子３では、回転子６の意図する回転方向ＲＤと同じ方向に向けられる側縁を提供する。図２の実施形態では、第１の側縁１８及び第２の側縁１９は真っ直ぐであるが、それらは湾曲していてもよい。

前縁及び後縁は、バー／溝のパターン、とりわけバーの傾斜から当業者に容易に認識される。ブレードバー２０は、供給端から放出端へと繊維材料が適切に流れるのを確かなものにするために、それらは内端縁及び前側縁から外端縁及び後端縁へと上昇するように常に傾斜する。

ブレードセグメント４、８は、ブレードバー２０及びブレード溝２１を含む精製面５、９を含み、ブレードバー２０及びブレード溝２１は、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃに第１の寸法を有し、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘ又は軸若しくは径方向Ｘに第２の寸法を有する。そのため、ブレードバー２０の第１の寸法は、ブレードセグメント４、８の横軸Ｃに沿ったブレードバー２０の周方向寸法であり、ブレードバー２０の第２の寸法は、ブレードセグメント４、８の長手軸Ｘに沿ったブレードバー２０の軸又は径方向の寸法である。ブレードバー２０及びブレード溝２１を含むブレードセグメント４、８の精製面５、９の区画は、ブレードセグメント４、８の精製区画２２、すなわち粉砕区画２２を形成する。ブレードバー２０が実質的にないブレードセグメント４、８の精製面５、９の区画はブレードセグメント４、８の供給区画２３を形成する。供給区画２３は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８の外端縁１７の方に延び、図３に概略的に示すように外端縁１７まで延び得る。精製すべき繊維材料は、さらに回転子６の回転に応じて、ブレードセグメント４、８の内端縁１６を介して供給区画２３に入り、供給区画２３からさらに精製区画２２に流入する。単一のブレードセグメント４、８は１つ以上の精製区画２２及び１つ以上の供給区画２３を含み得る。

とりわけ供給区画２３の隣の又は近接した位置におけるブレードバー２０の過度の摩耗を防止して、満足のいく動作効率でもってブレードセグメント４、８の動作寿命を延ばすために、ブレードセグメント４、８の同じ長手位置に、すなわち、長手方向におけるブレードセグメント４、８の同じ位置で、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバー２０の第１の寸法が、ブレードセグメント４、８の周方向において供給区画２３から離れたブレードバー２０よりも供給区画２３の近くにあるブレードバー２０の方が大きくなるように構成された実施形態を図３に示す。

図３は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８内の特定の長手位置でブレードセグメント４、８の周方向に延びる破線の基準線Ｌを概略的に示す。そのため、基準線Ｌ上の長手位置は基準線Ｌが延びる各ブレードバー２０について同じであり、それぞれのブレードバー２０を参照符号２０ａ、２０ｂ、２０ｃで示す。図３から、基準線Ｌにおけるブレードバー２０ａの第１の寸法ｄ２０ａは、ブレードバー２０ｂの対応する第１の寸法ｄ２０ｂよりも大きく、ブレードバー２０ａは、ブレードセグメント４、８の特定の長手又は軸方向Ｘの位置で、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバー２０ｂよりも供給区画２３に近いことが分かる。同様に、基準線Ｌにおけるブレードバー２０ｂの第１の寸法ｄ２０ｂは、ブレードバー２０ｃの対応する第１の寸法ｄ２０ｃよりも大きく、ブレードバー２０ｂは、ブレードセグメント４、８の特定の長手又は軸方向Ｘの位置で、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバー２０ｃよりも供給区画２３に近い。

明確にするために、ブレードバー２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃの相互の寸法又は１つのブレードバーから別のブレードバーでのブレードバー２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第１の寸法の変化は図３で大幅に誇張されている。

図３の実施形態は、ブレードセグメント４、８における同じ長手又は軸方向位置で、ブレードセグメント４、８の周方向における少なくとも１つのブレードバー２０の第１の寸法がブレードセグメント４、８の周方向における少なくとも１つの別のブレードバー２０の第１の寸法よりも大きくなるように、ブレードセグメント４、８における同じ長手又は軸方向の位置で、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバー２０の第１の寸法が、ブレードセグメント４、８の周方向において、供給区画２３の方で大きくなるように構成されている。少なくとも１つの別のブレードバー２０はブレードセグメント４、８の周方向にあり、最初に言及した少なくとも１つのブレードバー２０よりも供給区画２３から離れている。そのため、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおいてブレードバー２０の第１の寸法が大きくなる方向は、供給区画２３の方を指す矢印を含む線Ｌの端部によって概略的に示されるように供給区画１３に向かう方である。

図３に示すそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃは、ブレードセグメント４、８の周方向における各ブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの幅である。なお、第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃは、それぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの実際の幅ｗ２０ａ、ｗ２０ｂ、ｗ２０ｃではない。何故なら、ブレードバー２０はブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘに対して角度ＡＧで配置されているからである。すなわち、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおけるそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃは、各ブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの実際の幅ｗ２０ａ、ｗ２０ｂ、ｗ２０ｃ及びブレードセグメント４、８の長手方向Ｘに対するブレードバー角度ＡＧに比例する。

図３に開示されているブレードバーの構成の効果は、パルプ混合物内の異物又は汚染物質による衝撃及び衝突によって生じる破断に対するブレードバーの強度の増大と、ブレードバー２０、とりわけブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおいて供給区画２３に最も近いブレードバー２０の耐摩耗性の向上である。これは、精製すべき繊維材料に及ぼされる精製効果の観点から、満足のいく動作特性でもってブレードセグメントの長い動作寿命を提供する。

図３の実施形態では、ブレードセグメント４、８における同じ長手Ｘ位置で、ブレードセグメント２０の周方向において供給区画２３により近いブレードバー２０の第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃが供給区画２３からより離れて位置する隣接するブレードバー２０の第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃよりも大きくなるように、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第１の寸法ｄ２０ａ、ｄ２０ｂ、ｄ２０ｃは、ブレードセグメント４、８の周方向において、供給区画２３に向かって実質的に連続して増加するように構成されている。

ブレードセグメント４、８の一実施形態によれば、ブレードセグメント４、８における同じ長手位置で、隣接するブレードバー２０のグループにおいてブレードバーの第１の寸法は等しいが、ブレードバー２０の第１の寸法は、ブレードセグメント４、８の周方向において供給区画２３により近い隣接するブレードバーのグループにおいてより大きくなるように、ブレードセグメント４、８の周方向におけるブレードバーの第１の寸法は、ブレードセグメント４、８の周方向において、供給区画２３に向かって段階的に増加するように構成されている。

一実施形態によれば、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおけるブレードセグメント４、８の同じの長手又は軸方向又は径方向Ｘ位置で、供給区画２３の最も近くに位置するブレードバー２０と、供給区画２３から最も離れて位置するブレードバー２０との間のブレードバー２０の第１の寸法の増加は１０～８０％であり、好ましくは１０～５０％又は１０～３０％である。

一実施形態によれば、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおけるブレードセグメント４、８の同じ長手又は軸方向又は径方向Ｘ位置で、供給区画２３の最も近くに位置するブレードバー２０の幅は繊維の種類に応じて１～１０ｍｍであり、短繊維パルプの場合には通常１～５ｍｍであり、長繊維パルプの場合には３～７ｍｍである。一例として、ユーカリ含有パルプ等の短繊維パルプを３～６％の低粘度で精製する場合、１０～３０°の急角度のブレードバー角度ＡＧを有する精製機では、内端縁及び前側縁に最も近いブレードバー２０の実際の幅は１．３ｍｍであるのに対して、ブレードバー２０の内端縁及び後縁に最も近いブレードバー２０の実際の幅は１．１ｍｍであり、実際の幅の増加は約２０％である。長繊維軟材パルプの場合のそれぞれの幅は、供給区画に最も近いもので６ｍｍであり、反対側の縁に最も近いものの４ｍｍであり、幅の増加は約５０％である。

図４は、図３と同じブレードセグメント４、８を開示する。そのため、図３は、図２の精製機内における固定子３又は回転子６の一部を形成するために適用可能なブレードセグメント４、８の大幅に概略的な平面上面図である。図３のブレードセグメント４、８は、上記で開示したブレードセグメント４、８のいくつかの可能な追加の実施形態及びブレードセグメント４、８のこれらの追加の実施形態にとりわけ関連する参照符号の提示の明確性を改善するために図４に再度示される。

図４では、特定の周方向Ｃ位置に、すなわち、ブレードセグメント４、８のそれぞれの供給区画２３からブレードセグメント４、８の粉砕区画２２の横軸Ｃに沿った特定の位置に、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘに延びる破線の基準線Ｌ’がある。そのため、基準線Ｌ’の周方向Ｃ位置は、基準線Ｌ’が延びる各ブレードバー２０について同じであり、それぞれのブレードバー２０は、ここでも再び参照符号２０ａ、２０ｂ、２０ｃで示される。図４から、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおける基準線Ｌ’でのブレードバー２０ａの第２の寸法ｅ２０ａは、ブレードバー２０ｂの対応する第２の寸法ｅ２０ｂよりも大きいことが分かる。ブレードバー２０ａは、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおいて、ブレードセグメント４、８の特定の周方向Ｃ位置でブレードバー２０ｂよりも外端縁１７に近くにある。同様に、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおける基準線Ｌ’でのブレードバー２０ｂの第２の寸法ｅ２０ｂは、ブレードバー２０ｃの対応する第２の寸法ｅ２０ｃよりも大きい。ブレードバー２０ｂは、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて、ブレードセグメント４、８の特定の周方向Ｃ位置でブレードバー２０ｃよりも外端縁１７に近くにある。

ここでも再び、明確にするために、ブレードバー２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃの相互寸法又は１つのブレードバーから別のブレードバーへのブレードバーバー２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第２の寸法の変化は、図４で大幅に誇張されている。

そのため、図４の実施形態はブレードセグメント４、８を開示し、ブレードセグメント４、８における同じ周方向位置で、少なくとも１つのブレードバー２０の第２の寸法が少なくとも１つの別のブレードバー２０の第２の寸法よりも大きくなるように、ブレードセグメント４、８における同じ周方向位置で、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおけるブレードバー２０の第２の寸法は、ブレードセグメント４、８の長手方向におけるブレードセグメント４、８の外端縁１７に向かって増加するように構成されている。少なくとも１つの別のブレードバー２０は、ブレードセグメント４、８の長手方向において、ブレードセグメント４、８の外端縁１７から離れて、すなわち、最初に言及した少なくとも１つのブレードバー２０よりもブレードセグメント４、８の内端縁１６の近くにある。そのため、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおけるブレードバー２０の第２の寸法の増加の方向は、ブレードセグメント４、８の外端縁１７に向かって、すなわち、ブレードセグメント４、８の外端縁の方を指す矢印を含む線Ｌ’の端部によって概略的に示されるように、ブレードセグメントの長手方向Ｘで起こる。

図４に示すそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃは、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおけるそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの幅である。なお、ここでは、第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃはそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの実際の幅ｗ２０ａ、ｗ２０ｂ、ｗ２０ｃではない。何故なら、ブレードバー２０はブレードセグメント４、８の長手方向Ｘに対して角度ＡＧで配置されているからである。つまり、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおけるそれぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃは、それぞれのブレードバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの実際の幅ｗ２０ａ、ｗ２０ｂ、ｗ２０ｃ及びブレードセグメント４、８の長手方向Ｘに対するブレードバー角度ＡＧに比例する。ブレードバー角度は通常明らかに４５°未満であるため、第２の寸法についてのブレードバー角度ＡＧの重要性は第１の寸法よりも顕著に大きい。

図４に開示のブレードバーの構成の効果は、ブレードバー２０、とりわけブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて、ブレードセグメントの外端縁１７に近いブレードバー２０の耐摩耗性を高めることである。この高い摩耗率は、ブレードセグメント４、８の外端縁１７に実質的に近いブレードバーの高い摩耗率にさらされる（subjected against）。この高い摩耗率は、ブレードセグメントの外周で円周速度がより高くなることに起因する。これは、ブレードバーの摩耗率に影響を与えるせん断力が円周速度に依存するからである。図４の実施形態により、外縁におけるブレードバー２０は摩擦から良好に守られるため（saved from rubbing off）、精製間隙が外縁まで一定で維持される。図４の実施形態は、精製すべき繊維材料に及ぼされる精製効果の観点から、満足のいく動作特性でもってブレードセグメントのさらに長い動作寿命を提供する。

図４の実施形態では、ブレードセグメント４、８における同じ周方向Ｃ位置で、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて外端縁１７の近くにあるブレードバー２０の第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃが、外端縁１７から離れて位置する第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃよりも大きくなるように、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおけるバー２０ａ、２０ｂ、２０ｃの第２の寸法ｅ２０ａ、ｅ２０ｂ、ｅ２０ｃは、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて、ブレードセグメント４、８の外端縁１７に向かって実質的に連続して増加するように構成されている。

ブレードセグメント４、８の一実施形態によれば、ブレードセグメント４、８における同じ周方向Ｃ位置で、隣接するブレードバー２０のグループにおいてブレードバー２０の第２の寸法は等しくなるが、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて外端縁１７のより近くにある隣接するブレードバー２０のグループにおいてブレードバー２０の第２の寸法が大きくなるように、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおけるブレードバー２０の第２の寸法は、外端縁１７に向かって段階的に大きくなるように構成されている。ここで、隣接するブレードバー２０のグループという用語は、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘで隣接する２つ以上のブレードバー２０を指す。

一実施形態によれば、ブレードセグメント４、８の長手又は軸方向Ｘにおけるブレードセグメント４、８の同じ周方向Ｃ位置で、内端縁１６の最も近くに位置するブレードバー２０と、内端縁１６から最も離れて位置するブレードバー２０との間のブレードバー２０の第２の寸法の増加は１０～１００％であり、好ましくは１０～５０％である。

図３及び図４の実施形態では、各ブレードバー２０は、その長さに沿って一定の幅を有するが、上記で開示した設計原理は、その幅がその長さに沿って増減するように構成されたブレードバーにも適用され得る。

一実施形態によれば、粉砕装置１は、繊維材料を分散するための分散機であるため、繊維材料はリサイクルされた繊維材料であり得る。分散では、繊維材料内の汚染物質を分解して、分散された繊維材料のさらなる使用における汚染物質の悪影響を軽減するために又は汚染物質の除去を促進するために、処理すべき繊維材料に分散効果が及ぼされる。粉砕装置１が分散機である場合、粉砕要素３、６、すなわち、固定子３及び回転子６は分散機の分散要素として実施され、粉砕要素３、６の粉砕面５、９は分散要素の分散面として実施される。分散要素の分散面は突出部と、突出部の間の隙間とを含む。突起部は、処理すべき繊維材料に分散効果を及ぼすように構成される分散部を分散面において形成する。突出部は、典型的には、実質的に長さ及び幅が小さい構造を有し、突出部の長さは、典型的には、突出部の幅よりも実質的に大きくない。しかしながら、突起部の形状は、例えば、様々な種類の多角形又はピラミッド等を含む、様々の形で変化し得る。間隙は、分散面に沿った処理すべき繊維材料の流れのための流路を提供するために、突出部の間に残る自由空間又は隙間である。分散機の分散面では、隣接する突起部間の距離は、典型的に、隣接するブレード溝間の距離、すなわち、精製機の精製面におけるブレード溝の幅よりもはるかに大きい。

図５は、円盤状の分散機における固定子３又は回転子６の一部を形成するために適用可能なブレードセグメント４、８の極めて概略的な平面上面図である。図５のブレードセグメント４、８の基本的な構造は図３のものと同様であり、主要な違いは、図５のブレードセグメント４、８が円盤状の粉砕要素を意図するものであるのに対して、図３のブレードセグメント４、８は円錐状の粉砕要素を意図するものである点である。

ブレードセグメント４、８は分散面５、９を含み、分散面５、９は突出部２４、２５、２６又は歯２４、２５、２６と、突出部２４、２５、２６の間の隙間２７とを含む。突出部２４、２５、２６は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８の長手方向Ｘの異なる位置に位置する周方向に延びる列に配置され、各列は好適な数のそれぞれの突出部２４、２５、２６を有する。突出部２４、２５、２６及び隙間２７は、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃに第１の寸法を有し、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘに第２の寸法を有する。突起部２４、２５、２６の第１の寸法は故に突起部２４、２５、２６の周方向の寸法であり、突起部２４、２５、２６の第２の寸法は故にブレードセグメントの長手軸Ｘに沿った突起部２４、２５、２６の寸法である。突出部２４、２５、２６及び間隙２７を含むブレードセグメント４、８の分散面５、９の区画は分散区画２２、すなわち、ブレードセグメント４、８の粉砕区画２２を形成する。突出部２４、２５、２６が実質的にないブレードセグメント４、８の分散面５、９の区画は、ブレードセグメント４、８の供給区画２３を形成する。供給区画２３は、ブレードセグメント４、８の内端縁１６からブレードセグメント４、８の外端縁１７の方に延び、図５に概略的に示すように外端縁１７まで延び得る。処理すべき繊維材料は、回転子６の回転に応じて、ブレードセグメント４、８の内端縁１６を介して供給区画２３に入り、供給区画２３から分散区画２２にさらに流入する。単一のブレードセグメント４、８は１つ以上の分散区画２２及び１つ以上の供給区画２３を含み得る。

とりわけ供給区画２３の隣の又は近接した位置における突出部２４、２５、２６の過度の摩耗を防止して、満足のいく動作効率でもってブレードセグメント４、８の動作寿命を延ばすために、図５に実施形態を示す。この実施形態では、ブレードセグメント４、８の同じ長手又は径方向Ｘ位置で、突出部２４の第１の寸法ｄ２４ａ、ｄ２４ｂ、ｄ２４ｃは、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおいて供給区画２３から離れた突出部２４よりも、供給区画２３に近い突出部２４で大きくなるように構成されている。突起部２５、２６の寸法についても同じ特性が適用される。そのため、前縁１８に最も近い第１の歯２４ａ、２５ａ、２６ａは、後縁１９に向かって次の歯２４ｂ、２５ｂ、２６ｂよりも幅が大きい。

とりわけブレードセグメント４、８の外端縁１７の隣の又は近接した位置における突出部２４、２５、２６の過度の摩耗を防止して、ブレードセグメント４、８の動作寿命を延ばすために、図５に実施形態を示す。この実施形態では、ブレードセグメント４、８の同じ周方向Ｃ位置で、突出部２４、２５、２６の第２の寸法ｅ２４ａ、ｅ２５ａ、ｅ２６ａは、ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘにおいて、突出部２５よりも外端縁１７の近くにある突出部２６で大きくなり、同様に、外端縁１７から離れた突出部２４よりも外端縁１７に近い突出部２５で大きくなるように構成されている。

上記の図３及び図４の実施形態に関連するブレードバー２０の寸法に関する説明は、「ブレードバー」という用語を（ブレードセグメント４、８の長手方向Ｘと分散面５、９における突出部２４、２５、２６の適用向きとの間の可能な角度を含む）「突出部」という用語に置き換えることにより、図５の実施形態における突出部２４、２５、２６の寸法に適用可能であり、当業者にとって自明である。ブレードセグメント４、８の長手又は径方向Ｘに対する突出部２４、２５、２６の適用向きにより、ブレードセグメント４、８の周方向Ｃにおける突出部２４、２５、２６の第１の寸法及びブレードセグメント４、８の長手又は径方向Ｘにおける突出部２４、２５、２６の第２の寸法は、突出部２４、２５、２６の幅又は長さを与えると考えられる突出部２４、２５、２６の実際の寸法と異なり得る。

技術の進歩に伴い、本発明の概念は様々な方法で実施することができることは、当業者にとって自明であろう。本発明及びその実施形態は、上記で説明した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の内で変化し得る。

Claims (12)

1. 繊維材料を粉砕する粉砕装置のためのブレード要素であって、当該ブレード要素は、
   内端縁及び外端縁と、
   粉砕部と、粉砕部間の自由空間とを含む少なくとも１つの粉砕区画であって、該粉砕部は、当該ブレード要素の周方向に延びる第１の寸法と、当該ブレード要素の長手方向に延びる第２の寸法とを有する、少なくとも１つの粉砕区画と、
   を含み、
   当該ブレード要素は、
   当該ブレード要素の長手方向に少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの供給区画であって、該供給区画のそれぞれは、前記粉砕区画のそれぞれに繊維材料を供給することを意図したものである、少なくとも１つの供給区画、
   をさらに含み、
   当該ブレード要素の同じ長手位置で、前記粉砕部の第１の寸法は、当該ブレード要素の周方向において、前記供給区画に向かって増加するように構成され、
   少なくとも１つの粉砕部の第２の寸法が当該ブレード要素の長手方向において、前記外端縁から離れた少なくとも１つの別の粉砕部の対応する第２の寸法よりも大きくなるように、当該ブレード要素の同じの周方向位置で、前記粉砕部の第２の寸法は、当該ブレード要素の長手方向において、前記外端縁に向かって増加するように構成されている、ブレード要素。
2. 前記ブレード要素の周方向において、前記供給区画の近くにある前記粉砕部の第１の寸法が、前記供給区画から離れて位置する前記粉砕部の第１の寸法よりも大きくなるように、前記粉砕部の第１の寸法は、前記供給区画に向かって実質的に連続して増加するように構成されている、請求項１に記載のブレード要素。
3. 隣接する粉砕部のグループにおいて前記粉砕部の第１の寸法は等しいが、前記粉砕部の第１の寸法は、前記ブレード要素の周方向において前記供給区画の近くにある隣接する粉砕部のグループにおいて大きくなるように、前記粉砕部の第１の寸法は、前記供給区画に向かって段階的に増加するように構成されている、請求項１に記載のブレード要素。
4. 前記粉砕部の第１の寸法は、前記ブレード要素の周方向における前記粉砕部の幅である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブレード要素。
5. 前記ブレード要素の周方向における前記粉砕部の幅は、前記粉砕部の実際の幅及び前記ブレード要素の長手方向に対する前記粉砕部の角度に比例する、請求項４に記載のブレード要素。
6. 前記ブレード要素の同じ長手位置で、前記供給区画の最も近くに位置する前記粉砕部と、前記供給区画から最も離れて位置する前記粉砕部との間で、前記粉砕部の第１の寸法の増加は１０～８０％であり、好ましくは１０～５０%である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブレード要素。
7. 前記ブレード要素の長手方向において、前記外端縁に近い前記粉砕部の第２の寸法は前記外端縁から離れて位置する前記粉砕部の第２の寸法よりも大きくなるように、前記粉砕部の第２の寸法は前記ブレード要素の外端縁に向かって実質的に連続して増加するように構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブレード要素。
8. 隣接する粉砕部のグループにおいて前記粉砕部の第２の寸法は等しいが、前記粉砕部の第２の寸法は、前記外端縁の近くにある隣接する粉砕部のグループにおいて大きくなるように、前記粉砕部の第２の寸法は、前記外端縁に向かって段階的に増加するように構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブレード要素。
9. 前記内端縁の最も近くに位置する前記粉砕部と、前記内端縁から最も離れて位置する前記粉砕部との間で、前記粉砕部の第２の寸法の増加は１０～１００％であり、好ましくは１０～５０％である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のブレード要素。
10. 繊維材料を粉砕する粉砕装置であって、当該粉砕装置は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のブレード要素を少なくとも１つ含む、粉砕装置。
11. 前記粉砕装置は、繊維材料を精製するための精製機である、請求項１０に記載の粉砕装置。
12. 前記粉砕装置は、繊維材料を分散するための分散機である、請求項１０に記載の粉砕装置。

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