JP2923528B2 - 低粘稠度の繊維スラリーを精製する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、低粘稠度及び中間粘稠度のリグノセルロー
ス材料の精製に係り、更に詳細には精製装置内に於いて
相対回転する精製プレートの間の精製間隙を制御するこ
とに係る。

リグノセルロース繊維のための低粘稠度用の精製装置
は、表面積や微小繊維を増大させるよう繊維を処理した
り、繊維をその長さが小さくなるよう切断するために使
用されている。低粘稠度の精製は、リグノセルロース材
料については、一般に約２〜５％繊維の粘稠度を有する
スラリーがポンプにより供給される精製装置に於ける精
製として知られている。現在のポンプ技術によれば約16
％繊維の粘稠度（「中間粘稠度」と呼ばれることがあ
る）までの粘稠度が可能である。かかる型式の精製装置
に於いては、流量の制御は一つの排出導管に設けられた
一つのスロットル弁により精製装置の排出側に於いて達
成される。このことは供給原料が精製装置の上流側に設
けられた装置によって計量される所謂高粘稠度の精製装
置に於ける制御とは対照的である。本明細書に於いて、
「低粘稠度」とは排出側に於いて流量が制御されるポン
プ送りされるスラリーを意味し、上流側にて計量される
高粘稠度と区別される。

従来の２ゾーン式の精製装置に於いては、両方の精製
ゾーンより排出される原料が一つの共通の排出導管を流
れるようになっており、従って、二つの精製ゾーンの間
に於ける精製プレートの厚さの僅かな差や他の因子が存
在しても各精製ゾーンの相対的な供給能力が変化する。
そのため一方の精製ゾーンが精製装置へ供給される総流
量の半分以上を精製し、その結果二つの精製ゾーンに於
ける精製が不均等になることがある。何故ならば、各精
製ゾーンに於ける推力及び各精製ゾーンへ供給される動
力は互いに等しいからである。また他の一つの欠点は、
流量が低い側の精製ゾーンに於ける精製間隙が小さくな
り、従ってプレートが接触する虞れが高く、またプレー
トの精製面の摩耗量が高くなるということである。かか
る不均等な流量の問題は、材料の流量が精製装置の最小
体積流量であり、流量が低い場合に得られる精製効果が
低い場合に特に顕著である。

1972年５月19日付けのフランス国特許第2,108,704号
には、二つの精製ゾーンと一つの共通の排出口とを有す
るが各精製ゾーンに連通する互いに独立の供給導管を有
してはいない低粘粘稠度のディスク型精製装置が開示さ
れている。各導管への供給は、ロータシャフトの軸線方
向位置に応答する制御装置により精製装置の上流側に於
いて制御される。

発明の概要 本発明は、対応する第三及び第四の研削面に対向する
第一及び第二の研削面を有し、これにより第一及び第二
の研削間隙、即ち第一及び第二の精製ゾーンを郭定する
ロータ部材が配置されたケーシング内にて繊維を処理す
る低粘稠度用の精製装置の改良に係る。低粘稠度の繊維
スラリーを精製する装置であって、ケーシング内に複数
の精製ゾーンを有する精製装置に於て、本発明の改良は
各精製ゾーンよりケーシング外の対応するユニークな排
出導管まで延在するユニークな排出流路と、各排出導管
内の流量を偏差的に調節する手段とを設けることを含ん
でいる。

本発明の好ましい実施形態によれば、ケーシングとロ
ータ部材との間に分割手段が設けられ、これにより二つ
の精製間隙よりの流出流が二つの互いに独立の流れに分
割される。二つの流れは互いに独立のノズルを経て精製
装置のケーシングより排出され、各排出導管には互いに
独立の流量制御弁が設けられる。第一及び第二の精製間
隙は従来の任意の要領にて監視される。一般に各間隙の
一方の面はその間隙の他方の面に対し相対的に軸線方向
へ移動可能であり、従って二つの精製間隙は可変であ
る。運転条件下に於いては、流量制御弁は生産必要量に
合致するよう精製装置のケーシングより排出される合計
の流量が調節される。しかし二つの弁の相対的な位置
は、二つの精製間隙の測定値が二つの精製ゾーンに於け
る間隙が所定の公差の範囲内にて互いに等しいことを示
すようになるまで調節される。

二つの精製ゾーンより個別に流れが排出されることに
より、二つの排出流を個別に流量制御することができ、
また二つの精製ゾーンの精製間隙が互いに等しくなるま
で流量を調節することができる。また精製装置よりの精
製された繊維の排出量を調節することにより、二つの研
削面の間に於ける精製装置内の圧力が変化される。この
圧力を変化させることにより、排出流の増減に応じて精
製間隙を増減させることができる。排出量を低減すると
圧力が上昇し、精製間隙が増大する。逆に排出量を増大
させると圧力が低下し、精製間隙が減少する。かかる調
節により運転時の精製間隙を等しくすることができる。
かくして二つの精製ゾーンに於ける精製作用を互いに等
しくすることができ、これによりパルプの品質をより均
一にすることができる。また二つの精製ゾーンを互いに
等しくすることにより、精製装置を比較的小さい精製間
隙にて運転させることができる。何故ならば、一方の間
隙が他方の間隙より小さくなることがなく、これにより
精製装置の制御が改善され、精製装置の潜在的な精製能
力が向上されるからである。また精製間隙を等しくする
ことにより、精製装置の一方の精製ゾーンに於ける精製
プレートが早期に摩耗する虞れが排除される。このこと
により精製プレートの寿命が改善され、これにより精製
プレートのコストが低減され、必要なプレートの交換回
数が低減され、これにより精製装置の使用可能時間が長
くなりダウンタイムが低減される。また本発明によれ
ば、プレートの摩耗に伴うパルプの品質の変化が防止さ
れる。

またかかる構造が二つ以上の精製ゾーンを有する精製
装置に組み込まれてもよく、その場合にも各精製間隙が
個別に監視され、各排出流を個別に流量制御することに
よって調節される。

また本発明は、二つの精製装置が直列に接続された実
施形態であって、第一の精製装置よりの分割された排出
流がその分割された状態に維持され、第二の精製装置の
二つの入口へ供給されるよう構成された実施形態に組み
込まれてもよい。第二の精製装置より貯蔵容器へ供給さ
れる排出流は一つであってもよく、また分割された流れ
であってもよい。この実施態様に於いては、排出流の制
御は第一の精製装置より二つの排出導管に於ける流量の
均等化に関するものであり、従って第二の精製装置の各
入口へ導入される供給材料の流量は更にポンプによる補
助が行われなければ互いに等しくなる。換言すれば、第
一の精製装置に対する制御は制御間隙を均等化するため
のものではなく排出流の流量を均等化するためのもので
ある。第二の精製装置の二つの排出導管に対する制御は
間隙の均等化又は流量の均等化が行われるよう最適化さ
れる。

他の実施携帯に於いては、精製装置内の複数の精製間
隙が、間隙を測定することによるのではなく、ある程度
精度は劣るが、排出導管に設けられた弁を偏差的に調節
して各排出導管内の圧力の測定値又は各排出導管内の流
量の測定値を互いに等しくすることにより、実質的に等
しくされる。間隙が直接測定される好ましい制御装置に
於いては、排出導管に於ける偏差的な調節はある所定の
最小値を越えて間隙を小さくさせるような過剰の調節を
回避するよう制限されてよい。これに対し間隙の測定が
行われない精製装置や、本発明による排出導管に対する
調節が間隙の測定結果に基づいては行われない精製装置
に於いても、オペレータは従来の制御に勝る利点を得る
ことができる。

更に本発明によれば、精製装置内に於ける圧力のアン
バランスに応じて間隙の変更が可能であることにより間
隙を均等化することができる。本発明を採用可能な多数
の精製装置に於いては、ロータは軸線方向に自由に移動
可能である。従ってスタートプレートを精製装置の運転
中に調節することができなくても、本発明に従って弁を
偏差的に調節することによって各精製間隙に於ける流量
を偏差的に制御することにより、ロータの位置が軸線方
向に調節され、これにより間隙の幅が実質的に等しくさ
れる。精製品質を向上させる上で最も重要な二つの因子
は、入力エネルギ（例えば電力）及び間隙の幅である。
精製装置によっては、ステータプレートは精製装置の運
転中にも調節可能であり、また本発明に従って流量が偏
差的に調節されることにより軸線方向へ移動することに
よって応答する。

図面の簡単な説明 本発明はこれらの目的及び他の目的や利点は以下の説
明より明らかとなる。

図１は平坦な中央ロータを有し、ロータの中央部を通
る垂直平面に対し対称的に軸線方向に供給され実質的に
半径方向に精製を行うよう構成され、互いに独立の排出
口がケーシングに設けられた本発明の一つの実施形態に
よる精製装置の中央部を一部破断して示す側面図であ
る。

図２は一方の側に設けられた固定された精製面と他方
の側に設けられた軸線方向に調節可能な精製面との間に
平坦なロータを有し、対応する互いに独立の排出口がケ
ーシングに設けられた本発明の第二の実施形態による精
製装置の図１と同様の断面図である。

図３は図２に示された精製装置のための好ましい制御
装置の説明図である。

図４は図３に示された制御装置に対応する好ましい制
御ロジックの説明図である。

図５はロータ部材が二つの先細円錐形の形態をなし、
円錐形の各精製ゾーンがケーシングに設けられた対応す
る排出口を有する本発明による第三の型式の精製装置の
部分断面図である。

図６はロータ部材が二つの末広円錐形の形態をなし、
円錐形の各精製ゾーンがケーシングに設けられた対応す
る互いに独立の排出口を有する本発明による第四の型式
の精製装置の部分断面図である。

図７は直列に接続された二つの精製装置が本発明に従
って互いに独立の排出導管を有する精製システムの説明
図である。

好ましい実施形態の説明 本発明は、繊維材料のスラリーを機械的に処理するた
めの種々の精製装置であって、精製装置のシャフトに垂
直な平面の両側に実質的に対称に配置された少なくとも
二つの精製ゾーンを有する精製装置に適用可能である。
かかる型式の第一の精製装置10が図１に示されている。
ケーシング12内には実質的に平坦なロータ14が配置され
ており、ロータは第一の研削面16を郭定する第一の環状
プレート及び第二の研削面18を郭定する第二の環状プレ
ートを担持している。ロータ14は符号20にて示された垂
直平面に実質的に平行であり、該垂直平面に対し対称で
ある。シャフト22が回転軸線24に沿って水平に延在して
おり、図に示されていないが従来の要領にて一端又は他
端に於いて駆動される。図１に示された精製装置は全て
の点に於て本発明に関連しており、平面20に対し対称で
あり、従って平面20の一方の側について記載される構造
は該平面の他方の側の構造と同一である。

供給導管26がケーシング12の一方の側に設けられた入
口30を経てリグノセルロース供給材料のポンプ送りされ
るスラリーを供給する。供給材料はロータに於いて遷移
領域32を経て半径方向外方へ方向転換され、第一の研削
面16及び該第一の研削面との間に第一の精製隙間38を郭
定するよう第一の研削面に隣接して配置された第三の研
削面34に沿って移動する。同様にロータ14の他方の側に
於いては、供給材料は第二の研削面18とこれに隣接して
配置された研削面36との間に形成された間隙40を通過す
る。

分割部材42がケーシング12よりロータ14の周縁部、即
ち外周部44まで延在しており、これにより第一の精製間
隙38より流出する精製された繊維及び第二の精製間隙40
より流出する精製された繊維を互いに分離された状態に
維持する。第一の精製間隙38より流出する繊維は排出口
46を経てケーシングより排出導管56へ排出され、第二の
精製間隙40より流出する繊維は孔48を経てケーシングよ
り排出導管58へ排出される。

精製装置の運転中には互いに対向する面16、34及び1
8、36を互いに離れる方向へ押圧する力が発生するの
で、間隙38及び40は変化する。従来の装置に於いては、
研削面34及び36は符号52、52′にて示されている如くピ
ストン又は他の手段による力によってロータ14へ向けて
内方へ付勢されたステータリングに取り付けられてい
る。間隙の幅の制御は所望の品質の繊維を生産する点に
於いて重要である。従って符号50、54にて示された間隙
センサが符号52にて示されている如くステータを移動さ
せるための制御装置への入力信号を発生するために使用
されてよい。

精製装置の構造は図１に示された実施形態に於いては
実質的に対称であるが、精製間隙38及び40の幅は例えば
ロータ14の両側より供給される材料の供給流量が変動す
るので必ずしも互いに等しい訳ではない。本発明によれ
ば、例えばセンサ50及び54により測定される間隙38及び
40の幅の差は、第一の流量56及び第二の流量58の少なく
とも一方を調節し、これにより二つの精製間隙の少なく
とも一方の幅を変更するために使用される。本発明に於
いては、精製間隙40はステータ51を制御することによっ
ては調節されないが、精製された繊維の排出流を調節す
ることによって精製装置10内の圧力、従って研削面16、
18、34、36に作用する圧力を制御することによって調節
される。特に間隙の幅の少なくとも一方は、間隙38及び
40の幅が所定の公差の範囲内にて互いに等しくなるよう
調節される。このことは図２及び図３との関連で後に詳
細に説明する要領にて間隙幅センサの信号に応答して導
管56及び58に設けられた制御弁57及び59により達成され
ることが好ましい。

図２はケーシング102を有しロータ104がシャフト105
により駆動される本発明による精製装置の第二の実施形
態100を示している。ロータ104は第一の環状プレート10
6と他方の側に設けられた第二の環状プレート108とを担
持している。第三の研削プレート110がケーシング102に
固定された支持部材112により固定状態にて支持されて
いる。プレート106の研削面114はプレート110の研削面1
16に隣接しており、これにより第一の精製間隙118を郭
定している。ロータ104の他方の側に設けられたステー
タリング部材120が研削面124を有するステータプレート
122を担持しており、ステータプレート122は研削面127
を有するプレート108に隣接して配置され、それらの間
に第二の精製間隙128を郭定している。ステータリング1
20は油圧装置又は他の装置により符号126にて示されて
いる如くロータ104に近付く方向又はこれより離れる方
向へ軸線方向に調節され得るようになっている。ロータ
104はシャフトに剛固に支持されているが、それ自身軸
線方向に移動可能である。何故ならば、シャフトは間隙
128と118との間の圧力バランスに応答してシャフトを軸
線方向に調節することを可能にする軸受に支持されてい
るからである。図１の実施形態に於いては、ロータ14は
軸線方向に移動することがなく、二つのステータリング
51は符号52、52′にて示されている如く調節可能である
が、図２の実施形態に於いては、ステータリング120及
びロータ104は符号126にて示されている如く軸線方向に
位置調節可能であり、プレート110はケーシング102に対
して固定されている。

また図２の実施形態に於いては、供給材料はロータの
右側にスラリーとしてポンプ送りされる。ロータのベー
ス部には通路129及び131が設けられており、これらの通
路により供給材料の流れは第一の精製間隙118を上方へ
半径方向に流れる第一の流れと、ロータのベース部を通
過した後第二の精製間隙128を経て半径方向外方へ移動
する第二の流れとに分割される。図２の実施形態に於い
ては、第一の精製間隙118は精製装置のモータ側端部に
ある間隙とも呼ばれ、第二の精製間隙128は精製装置の
調節側端部に設けられた間隙と見なされる。

図１の実施形態の場合と同様、分割リング132がケー
シング102よりロータ104の外周縁130まで環状に延在し
ている。図２の実施形態に於いては、環状の分割リング
132は符号136にて示された位置に於いて複数個の水平に
延在する脚部134に対し垂直に溶接されており、脚部134
はボルト138によりケーシング102に固定されている。従
って分割リング132は間隙118より流出し、ケーシング10
2に設けられた第一の排出口140を経て流れる精製された
繊維と、間隙128より流出しケーシング102に設けられた
第二の排出口142を経て排出される精製された繊維とを
互いに分離された状態に維持する。各排出流に対する流
量の制御は弁141及び143により行われる。それぞれ対応
する間隙の幅を示す信号をそれぞれライン148及び150へ
出力する間隙センサ144及び146が、固定されたプレート
110及びステータプレート122を貫通して設けられてい
る。

図３は図２に関連する本発明の好ましい実施形態に於
ける制御装置を示している。精製装置100は第一の排出
口140及び第二の排出口142と供給材料入口ノズル160と
を有している。図２の二つの精製間隙118及び128へ供給
される材料はポンプにより供給され、その一部は従来の
要領にて間隙118を経て半径方向に流れ、他の一部はロ
ータ104に設けられた孔131を通過した後間隙128へ流入
する。

図２の精製間隙118及び128の幅を示す信号はライン14
8及び150を経て図３に於いて符号172にて全体的に示さ
れた制御ステーションへ伝達される。制御ステーション
172は排出口140及び142に於ける流量を示す信号を受け
る。例えば排出口140を通過する排出流は導管176、弁18
0、フロートランスミッタ182を経て流れ、トランスミッ
タ182により検出された流量を示す信号は流量１により
示されたライン183を経て制御ステーション172へ供給さ
れる。同様に排出口142を経て排出された材料は導管178
に設けられた弁184及びフロートランスミッタ186を通過
し、トランスミッタ186により検出された流量を示す信
号は流量２にて示されたライン173を経て制御ステーシ
ョン172へ供給される。制御ステーション172は他の制御
機能として、精製装置100より排出される総流量（即ち
流量１及び流量２の信号により示される流量）が精製済
み繊維の容器179に於いて要求される総流量と所定の公
差の範囲内にて等しいことを監視する。この要求総流量
は電力ライン174を経て供給される電力の消費量により
示される繊維に対し与えられたパワーの関数である。

本発明によれば、二つの精製間隙の幅は弁180へ供給
される制御信号190若しくは弁184へ供給される制御信号
192を介して一方又は両方の流量を調節することにより
所定の公差の範囲内にて互いに等しくされる。かかる間
隙の制御はステータを軸線方向に調節すること、即ち
「開閉」の制御信号129との組合せにて使用されてもよ
く、またこれと組合せることなく使用されてもよい。換
言すれば、精製装置全体としての負荷、従ってパルプの
品質を制御するために従来の間隙制御ロジックが使用さ
れてよいが、排出流量の制御により二つの精製間隙が等
しくされる。この点に関し、トランスミッタ188及び弁1
80及び184の全体としての開弁量（合計の開弁量）、従
って総流量を制御する。測定された間隙を示す信号は二
つの弁の相対関係を制御する。もし間隙118が間隙128よ
りも小さければ、弁180は開弁し弁184は等量閉弁し、こ
れにより二つの間隙を互いに等しくし、精製装置よりの
総流量を一定に維持する。

このことは図４に示された制御ロジック200を使用す
ることによって好ましく達成される。モータ側端部の位
置を示すライン148上の出力信号は、調節側端部の位置
を示すライン150よりの信号と共に機能ブロック202へ供
給される。ブロック202に於いてはモータ側端部の位置
が調節側端部の位置により除算され、その出力は機能ブ
ブロック212へ供給される。またライン148よりのモータ
側端部の位置を示す信号は機能ブロック204にも供給さ
れ、ブロック204は最小位置限界を決定する。同様に機
能ブロック206がライン148及び150より信号を受け、調
節側端部の位置をモータ側端部の位置により除算し、そ
の出力信号を機能ブロック210へ供給する。調節側端部
のための最小位置限界もブロック208に於いて決定され
る。

レベルトランスミッタ188は精製済み繊維の容器179よ
り機能ブロック214へ信号を供給する。ブロック214は、
精製装置の一つの排出導管に設けられたスロットル弁を
調節することによって総流量を制御するために従来より
使用されている通常の制御ブロックである。本発明に於
いては、制御ループブロック214よりの出力は乗算器216
へ供給され、乗算器216は機能ブロック218より乗算係数
（典型的には0.5）を受ける。後に説明する如く、この
乗算器の演算により制御ループブロック214よりの出力
信号が半分にされ、最終的には弁180及び184へ供給さ
れ、これにより二つの弁の流量の合計が従来の制御装置
に於ける一つの弁の流量と等しくなる。

機能ブロック210及び212はそれぞれブロック206及び2
02に於ける除算結果を機能ブロック216よりの弁制御信
号と乗算する。機能ブロック210の出力は機能ブロック2
20及び222のロジックによって更に修正され、これによ
り弁180が機能ブロック204に於いて設定された最小位置
限界を越えて閉弁することを防止する制限が加えられ
る。また機能ブロック212よりの出力信号に対し機能ブ
ロック224及び226が作用することにより弁184に対し同
様の制限が加えられる。

従って図４に示された制御ロジックは弁180及び184を
通過する流れを互いに分離した状態にてこれらの弁に於
ける流量を同時に制御する状態を維持し、これによりモ
ータ側端部の位置の信号148及び調節側端部の位置の信
号150より導き出される精製間隙を等しくする。

制御装置の他の局面が図３に示されている如く組み込
まれれることが好ましい。図３の左方の領域に於いて、
未精製の供給材料は容器152より導管168を経てポンプ15
4へ供給され、更に粘稠度制御装置156及び導管15を経て
精製装置100の供給入口ノズル160へ供給される。導管15
8に設けられた圧力センサ162により入力信号が発生さ
れ、該入力信号に基づき弁164が導管168内の圧力を制御
する。粘稠度制御装置156よりの粘稠度制御信号に応答
して、導管168内の供給材料に対し弁166を経て希釈水が
添加される。粘稠度制御装置156よりの粘稠度を示す信
号はライン170を経て制御ステーション172にも供給され
る。

本発明は、導管158内の圧力、ライン170を経て供給さ
れる材料の粘稠度、ライン174を経て供給される電力、
精製装置の出力の総流量、精製された繊維の品質や他の
所望の特性を制御することに関連するロジックやアルゴ
リズムに関するものではない。即ち本発明は総流量及び
他の条件が特定されると、弁184及び180を調節すること
によって二つの間隙の幅を所定の公差の範囲内にて互い
に等しくなるよう調節するという点に於いて二次的な制
御に関するものである。

図５は先細円錐形の精製装置と呼ばれる他の一つの精
製装置の実施形態300を示している。ロータ302は大径の
端部308及び310の近傍にて互いに接続された二つの対称
的な切頭円錐形部分304及び306を有し小径の端部312及
び314のベース部がシャフトセグメント316に接続された
形状をなしている。またロータ302はシャフトの水平軸
線の周りに回転し得るよう符号318にて全体的に示され
たケーシング内に配置されている。

精製装置300はロータを通過する垂直平面320に対し対
称であり、従って垂直平面の一方の側についてのみ説明
する。供給材料は入口322を経て精製装置へ流入し、ロ
ータの小径の部分に於いて方向転換され、ロータの円錐
面328により担持された回転プレート326と符号332にて
示された位置に於いてケーシングにより剛固に支持され
たステータプレート330との間の円錐形の精製ゾーン、
即ち精製間隙324へ流入する。精製された繊維はロータ3
02の他方の円錐形の部分に形成された精製間隙334から
も流出する。

ケーシングに設けられた孔336が間隙324より流出する
繊維を排出し、孔338が間隙334より流出する繊維を排出
する。前述の実施形態の場合と同様、分割リング340が
平面320に位置するロータの頂点342に於いてケーシング
より円筒部まで延在し、これにより精製された繊維の二
つの流れを分離するようになっている。各排出導管には
制御弁344及び346が設けられている。

当業者は図３に示された制御装置を図１に示さた精製
装置10の実施形態や図５に示された精製装置300の実施
形態に容易に適合させることができる。

本発明は図６に示された末広円錐形の精製装置400の
如き他の一つの機械的構造に組み込まれてもよい。この
実施形態に於いては、ロータ402がケーシング401内にて
回転可能なシャフト416により支持されている。ロータ
は円筒形の中央部403を通る対称平面409に対し対称に中
央部403の両側に於いて小径部にて互いに接続された二
つの切頭円錐形の外方部407及び412よりなる形態をなし
ている。供給スラリーは入口導管410を経て対称平面409
に沿って導入され、円錐形の外方部へ向けて対称平面よ
り離れる方向へ軸線方向に流れる。ロータの円錐部は回
転する精製プレート422及び424を担持しているが、ステ
ータプレート426及び428はステータ支持リング408を介
してケーシングにより支持されている。

従って材料の流れは対称平面409より離れるよう二つ
の互いに逆の方向へ流れ、これにより外方部の大径部に
形成された第一の精製間隙411及び第二の精製間隙413よ
り流出する。

図示の実施形態に於いては、ステータリング408は入
口410及び対応する環状通路430とロータの大径部に設け
られた二つの排出領域415とを流体的に隔離している。
かくして第一の精製間隙411よりケーシングに設けられ
た第一の排出口417を経て流出する流れと、第二の精製
間隙413よりケーシングに設けられた第二の排出口419を
経て流出する流れとが互いに隔離された状態に維持され
る。前述の各実施形態の場合と同様、弁432及び434が設
けられている。

また本発明は図７に示されている如き状況に於いて各
精製間隙よりの流出流の流量を互いに等しくするために
使用されてもよい。精製装置100（図１参照）又は精製
装置400（図６参照）の如き二つ（又はそれ以上の）精
製装置が直列に接続されたシステム500は一つの供給流
を受けるが、精製装置10（図１参照）又は精製装置300
（図５参照）の如き第二の精製装置の互いに独立した供
給入口に連通する二つの互いに独立した導管へ排出流を
供給する。

この構成に於いては、メインスラリー供給導管158が
精製装置100へ供給原料を導入し、二つの精製間隙より
の流れは導管176及び178を経て下流側へ供給されるよう
それぞれ符号140及び142にて示された位置に於いて精製
装置より流出する。導管176内の材料は弁180を通過し、
入口27に於いて精製装置10へ導入されるが、導管178内
の材料は弁184を通過し、入口26に於いて精製装置10へ
導入される。精製装置10内に於いては、入口27及び26に
於ける材料はそれぞれ互いに独立した精製ゾーンに於い
て皿に精製され、対応する排出導管58、56を経て精製装
置より排出される。かくして排出された材料はそれぞれ
弁518及び520を経て精製済みの材料を貯容する容器179
へ流れる。

また図７は制御ステーション502に集約された状態に
て図３の制御装置が単純化された適用例を示している。
精製装置100内の間隙の幅を示す信号が、従来の制御法
に於いて使用されている他のデータと共にライン504を
経て制御ステーション502へ供給される。更に導管176及
び178内の流量を示す信号が一つの信号経路506を経てス
テーション502へ供給される。同様に精製間隙の幅及び
精製装置10より他の有用なデータを示す信号が信号経路
508を経て制御ステーション502へ供給され、導管58及び
56内の排出流の流量を示す信号もデータ経路510を経て
制御ステーション502へ供給される。レベル信号も貯容
容器179よりデータ経路512を経て制御ステーション502
へ伝達される。

上述のデータ経路を経て供給されたデータに基づく制
御信号が経路514を経て弁180及び184へ供給され、また
経路516を経て弁518及び520へ供給される。当業者には
理解され得る如く、図７に示された制御装置は定常運転
中にはメイン供給導管158を経て精製装置100へ供給され
る総流量が弁518及び520より流出する総流量に等しいこ
とを必要とし、このことは貯容容器179内の材料のレベ
ウが所望のレベルに維持されなければならないことを意
味する。かかる制約の下で、本発明によるシステムは、
一方又は両方の精製装置に於ける間隙の幅を実質的に等
しくし、或いは一方又は両方の精製装置の各間隙に於け
る流量を実質的に等しくすることによって性能を最適化
する際の融通性を与え、しかもシステム全体としての総
流量の要件を充足する。

また本発明の他の一つの構成に於いては、データライ
ン506若しくは510は導管176、178、58、56内の流量では
なく圧力の測定値を含んでいてよい。かかる実施形態に
於いては、制御ステーション502は例えば、弁180及び18
4より上流側の導管176及び178内の圧力を等しい値に維
持し、これによりそれぞれ排出口140及び142に対応する
各精製間隙の排出圧を等しくするよう、弁180及び184の
関係を維持する。かかる圧力の均等化は、図７のシステ
ムに示された一方又は両方の精製装置に於いて達成さ
れ、或いは図１、図２、図５、図６に示された各精製装
置の何れかについて達成されてよい。当業者は図４に示
された制御ロジックと同様の制御ロジックであって、総
流量を所望の流量に維持しつつ各排出導管内の圧力を均
等化する制御ロジックを容易に考案することができる。

上述の制御構造は二つ以上の精製ゾーンを有する精製
装置に使用されるよう当業者により容易に適合化され
る。かかる制御装置の一つが米国特許第4,783,014号に
記載されている。この精製装置はステータリングの間に
て軸線方向に互いに隔置された三つの回転ディスクによ
り郭定された六つの精製ゾーンを有している。勿論この
米国特許に記載された精製装置は、各精製ゾーンの間に
分割リングを含み、また各精製ゾーン毎に相互に独立の
排出口及び対応する弁を含むよう修正される。システム
が本発明の精製間隙幅調節機能を含んでいるか否かに拘
らず、各精製ゾーン内の流量又は各精製ゾーンの排出圧
の個別の制御を容易に達成することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D21D 1/30 D21D 1/22

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低粘稠度の繊維スラリーを精製する精製装
   置であって、ケーシング（12）と、前記ケーシング内に
   配置され対応する複数の対向する研削面（34、36）と共
   働して前記ケーシング内に複数の精製間隙（38、40）を
   郭定する複数の研削面（16、18）を有するロータ部材
   （14）と、前記精製間隙へ繊維スラリーを導入する手段
   （26、27）とを含む精製装置（10）にして、 前記複数の精製間隙の各々より前記ケーシング外へ個別
   に延在する排出流路（46、48、56、58、140、142）と、 前記排出流路に設けられ、該排出流路の各々を流れる繊
   維スラリーの流量を互いに他方の排出流路を流れる繊維
   スラリーの流量に対し偏差的に変化させる弁手段（57、
   59、180、184）と、 を含んでいることを特徴とする精製装置。
2. 【請求項２】請求項１の精製装置に於いて、前記排出流
   路に設けられ各排出流路内の流量を互いに偏差的に変化
   させる前記弁手段は、全ての排出流路の流量の総和を所
   定値に維持することを特徴とする精製装置。
3. 【請求項３】請求項１の精製装置に於いて、 前記精製間隙の幅を測定し対応する間隙幅信号（148、1
   50）を発生する手段（50、54、144、146）と、 前記間隙幅信号に応答し、前記弁手段を選択的に制御し
   て前記排出流路内の流量を偏差的に制御する手段（17
   2）と、 を含んでいることを特徴とする精製装置。
4. 【請求項４】請求項３の精製装置に於いて、前記弁手段
   を制御する手段（172）は前記精製間隙を測定する手段
   により測定される間隙を実質的に等しくするよう前記流
   量を偏差的に制御することを特徴とする精製装置。
5. 【請求項５】請求項１の精製装置に於いて、前記各排出
   流路に於ける流量を測定し対応する流量信号（183、17
   3）を発生する手段（182、186）を含み、前記弁手段は
   前記流量信号に応答することを特徴とする精製装置。
6. 【請求項６】請求項５の精製装置に於いて、前記弁手段
   は前記各排出流路に於ける流量を測定する手段により測
   定される流量を実質的に等しくするよう前記流量を偏差
   的に変化させるよう制御することを特徴とする精製装
   置。
7. 【請求項７】請求項１の精製装置に於いて、前記弁手段
   の上流側に於いて前記排出流路内の圧力を測定し対応す
   る圧力信号を発生する手段を含み、前記弁手段は前記圧
   力信号に応答することを特徴とする精製装置。
8. 【請求項８】請求項７の精製装置に於いて、前記弁手段
   は前記排出流路内の圧力を測定する手段により測定され
   る圧力を実質的に等しくするよう前記排出流路内の圧力
   を偏差的に制御することを特徴とする精製装置。
9. 【請求項９】請求項１の精製装置に於いて、前記ロータ
   部材に設けられた複数の研削面は前記ロータ部材を通る
   垂直平面の両側に設けられた第一及び第二の研削面より
   なり、前記ロータ部材の研削面に対向する複数の研削面
   は、前記ケーシング内に配置された手段であって前記第
   一の研削面との間に第一の幅可変の精製間隙を郭定する
   第三の研削面を有する手段と、前記ケーシング内に配置
   された手段であって前記第二の研削面との間に第二の幅
   可変の精製間隙を郭定する第四の研削面を有する手段と
   よりなっており、前記スラリーを導入する手段は前記第
   一及び第二の精製間隙へ同時に供給材料を供給し、これ
   により前記第一の精製間隙を経て前記ケーシングより排
   出される第一の排出流の流量が前記第一の精製間隙の幅
   に応じて変化し、前記第二の精製間隙を経て前記ケーシ
   ングより排出される第二の排出流の流量が前記第二の精
   製間隙の幅に応じて変化し、 前記第一及び第二の精製間隙の幅を測定し対応する第一
   及び第二の間隙幅信号（148、150）を発生する手段（5
   0、54、144、146）と、 前記間隙幅信号に応答し、前記弁手段を調節して前記第
   一及び第二の排出流の流量の少なくとも一方を調節し、
   これにより前記精製間隙の少なくとも一方の幅を変化さ
   せる制御手段（172）と、 を含んでいることを特徴とする精製装置。
10. 【請求項１０】請求項９の精製装置に於いて、前記制御
    手段は前記間隙幅信号を比較し、比較された前記間隙幅
    信号が所定の差の範囲内にて等しくなるまで前記排出流
    の流量の少なくとも一方を調節する制御信号を発生する
    ことを特徴とする精製装置。
11. 【請求項１１】請求項10の精製装置に於いて、 全ての精製間隙より流出し前記ケーシングより排出され
    た後に於ける総流量を示す総流量信号を発生する手段
    （172、173、183）と、 前記ケーシングより排出される所望の総流量を示す需要
    信号（174）を発生する手段と、 を含み、前記制御手段は前記総流量信号及び前記需要信
    号にも応答し、前記総流量信号及び前記需要信号が所定
    の差の範囲内にて互いに等しくなるまで前記排出流の流
    量を調節することを特徴とする精製装置。
12. 【請求項１２】請求項９の精製装置に於いて、前記制御
    手段は前記排出流路の少なくとも一方に設けられた弁
    （180、184）を使用して前記第一及び第二の排出流の流
    量の少なくとも一方を調節することを特徴とする精製装
    置。
13. 【請求項１３】請求項９の精製装置に於いて、 前記ケーシングと前記ロータ部材との間に延在する分割
    手段であって、前記ケーシングに設けられた第一の排出
    口（46）を経て排出されるよう前記第一の精製間隙より
    流出する流出流と前記ケーシングに設けられた第二の排
    出口（48）を経て排出されるよう前記第二の精製間隙よ
    り流出する流出流とを互いに隔離された状態に維持する
    分割手段（42、132、340）と、 それぞれ前記第一及び第二の排出口の下流側に設けられ
    た第一及び第二の弁（57、59）と、 を含み、前記制御手段は前記弁の少なくとも一方を調節
    することにより前記排出流の流量を調節することを特徴
    とする精製装置。
14. 【請求項１４】請求項９の精製装置に於いて、前記ロー
    タ部材（14）は軸線（24）に垂直に配向された二つの側
    面を有するディスクの形態をなし、前記ディスクの両側
    に互いに対称の第一及び第二の精製間隙（38、40）を有
    していることを特徴とする精製装置。
15. 【請求項１５】請求項９の精製装置に於いて、 前記ロータ部材（104）は実質的に平坦なディスクであ
    り、その軸線方向両側に環状に延在し且つ前記第一及び
    第二の研削面（114、127）を郭定する研削プレート（10
    6、108）を有しており、 前記第三の研削面（116）は前記ケーシングに剛固に且
    つ不動に固定されたプレート（110）により郭定されて
    おり、 前記第四の研削面（124）は軸線方向に変位可能に前記
    ケーシング内に支持されたプレート（122）により郭定
    されており、 前記ロータ部材はシャフト（105）により担持され、前
    記シャフトは軸線方向に変位可能であり、これにより前
    記第三の研削面に対し前記ロータ部材の前記第一の研削
    面を軸線方向に調節し得るよう構成されていることを特
    徴とする精製装置。
16. 【請求項１６】請求項９の精製装置に於いて、 前記ロータ部材（302）は大径部（308、310）を通る対
    称平面に対し対称になるよう前記大径部にて互いに接合
    され小径部（312、314）に近接してシャフト（316）に
    接続された二つの接頭円錐形よりなる部材（304、306）
    の形態をなし、前記第一及び第二の精製間隙（324、33
    4）より流出する流出流は前記対称平面へ向けて導かれ
    るようになっており、 前記対称平面に於いて実質的に環状に延在する分割手段
    であって、前記ケーシングに設けられた第一の排出口
    （336）を経て排出されるよう前記第一の精製間隙より
    流出する流出流と前記ケーシングに設けられた第二の排
    出口（338）を経て排出されるよう前記第二の精製間隙
    より流出する流出流とを互いに隔離する分割手段（34
    0）が設けられていることを特徴とする精製装置。
17. 【請求項１７】請求項９の精製装置に於いて、 前記ケーシングと前記ロータ部材との間に延在する分割
    手段であって、前記ケーシングに設けられた第一の排出
    口を経て排出されるよう前記第一の精製間隙より流出す
    る流出流と前記ケーシングに設けられた第二の排出口を
    経て排出されるよう前記第二の精製間隙より流出する流
    出流とを互いに隔離する分割手段（42、132、340）と、 前記ケーシングに設けられた前記排出口を経て排出され
    る前記第一及び第二の排出流の流量を測定し、対応する
    第一及び第二の排出流の流量信号を発生する手段と、 前記流量信号に応答し、前記第一及び第二の排出流の流
    量の少なくとも一方を調節して前記排出流の流量を所定
    の差の範囲内にて等しくする制御手段と、 を含んでいることを特徴とする精製装置。
18. 【請求項１８】請求項17の精製装置に於いて、前記制御
    手段は少なくとも一方の排出口の下流側に設けられた弁
    を使用して前記第一及び第二の排出流の流量の少なくと
    も一方を調節することを特徴とする精製装置。
19. 【請求項１９】請求項17の精製装置に於いて、それぞれ
    前記第一及び第二の排出口に対応する第一及び第二の弁
    を含み、前記制御手段は前記弁の少なくとも一方を調節
    することにより前記排出流の流量を調節することを特徴
    とする精製装置。
20. 【請求項２０】複製の精製ゾーンを有するケーシングへ
    供給される低粘稠度の繊維スラリーを精製する方法であ
    って、前記精製ゾーンに於ける流量を調節する手段が設
    けられ、精製された材料が前記精製ゾーンより前記ケー
    シングを経て排出される方法にして、 各精製ゾーンより排出される精製された材料を前記ケー
    シング内に於いて互いに隔離された状態に維持する工程
    と、 各精製ゾーンより前記ケーシングに流体的に接続された
    対応する個別の排出流路（56、58、140、142）を経て精
    製された材料を排出させ、これにより各排出流路は対応
    する一つの精製ゾーンより排出される精製された材料を
    互いに隔離された状態にて受けるようにする工程と、 前記ケーシングの下流側に於いて各排出流路内の流量を
    偏差的に調節し（57、59、141、143、180、184、518、5
    20）、これにより前記精製ゾーン内の流量を偏差的に調
    節する工程と、 を含んでいることを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】請求項20の方法に於いて、偏差的に調節
    された前記流れ（176、178）を更に精製すべく複数の供
    給流路（27、26）を経て供給スラリーとして第二のケー
    シング（10）へ供給する工程であって、前記第二のケー
    シングは複数の精製ゾーンを有し、精製された材料が各
    精製ゾーンより排出される工程と、 前記第二のケーシングの各精製ゾーンより排出される精
    製された材料を前記第二のケーシング内に於いて互いに
    隔離された状態に維持する工程と、 前記第二のケーシングの各精製ゾーンより前記第二のケ
    ーシングに流体的に接続された対応する個別の排出流路
    （58、56）を経て精製された材料を排出させ、これによ
    り前記第二のケーシングの各排出流路は前記第二のケー
    シングの対応する一つの精製ゾーンより排出される精製
    された材料を互いに隔離された状態にて受けるようにす
    る工程と、 前記第二のケーシングの前記排出流路内の流量を偏差的
    に調節する（518、520）工程と、 を含んでいることを特徴とする方法。