JP3355578B2

JP3355578B2 - 繊維懸濁液を処理する装置

Info

Publication number: JP3355578B2
Application number: JP51895493A
Authority: JP
Inventors: アラヤースキ，ティモ; ラークソ，カレビ; レイネ，アンテロ; ルヨッコイ，リスト
Original assignee: アンドリツオサケユキチュア
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: ATE154957T1; DE69311898D1; FI921801A; DE69311898T2; CA2118410A1; WO1993022494A1; FI92227B; DE69311898T3; EP0637348A1; ES2106333T5; JPH07505928A; CA2118410C; TW239873B; EP0637348B2; FI92227C; EP0637348B1; ES2106333T3; FI921801A0; US5547083A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は繊維懸濁液（fiber suspension）を処理す
る装置に関する。前記装置は木材加工産業においてパル
プをスクリーニングしかつ濃縮するために特に適用可能
である。さらに正確に述べると、この発明の装置の発明
の概念は使用されるスクリーンまたは濃縮機（thickne
r）のパルス部材の構造に関する。

原則として、二つの既知の型式のパルス部材がある。
これらのパルス部材の両方が一般に使用されており、そ
れらの目的は、知られているように、スクリーン表面を
清浄に保ち、換言すると、スクリーン表面上に繊維マッ
トが形成されることを阻止することにある。一つの型式
は、例えば、米国特許第4,193,865号明細書によるロー
タにより例示されている。この米国特許においては、前
記ロータは固定されたスクリーンシリンダの内部に回転
可能に取り付けられており、かつスクリーンシリンダの
表面に近接して配置されたブレードを備えている。前記
特許によれば、ブレードはシリンダの軸線に対して所定
角度をなしている。スクリーンの表面は該スクリーンの
表面の開口部を清掃するブレードを移動することにより
圧力パルスをうける。また、スクリーンシリンダの両側
にブレードを有する実施例もある。従って、処理される
懸濁液がシリンダの内部または外部に供給され、そして
適格液がシリンダの外部または内部から送出される。

述べる価値のある別の一つのロータの型式は米国特許
第3,437,204号明細書による型式である。この米国特許
のロータは実質的に円筒形の閉ざされた本体であり、該
本体の表面はほぼ半球体形の突起部、いわゆる、バルジ
（bulges）を備えている。前記装置においては、パルプ
はロータシリンダとその外側のスクリーンシリンダとの
間の処理スペースに送られ、それによりロータの突起
部、すなわち、バルジがその前面によりパルプをスクリ
ーンシリンダに押し込み、かつその後面によりスクリー
ンシリンダの穴から繊維フロックを除去する両方の作用
をする。この種類の構造はパルプに対して高度の濃縮作
用をおよぼすので、上記の装置においては、繊維懸濁液
のスクリーニングを満足に行うために、スクリーンシリ
ンダの異なる高さに三つの稀釈水接続部が設けられてい
る。また、米国特許第3,363,759号明細書には、相応し
た「突起ロータ」（bump rotor）が開示されている。

また、上記の円筒形のロータのその他の実施例も知ら
れており、これらの実施例と関連してスクリーンシリン
ダに面する多数の種類の突起部を種々の刊行物に開示さ
れているように使用することができる。

ドイツ特許出願第30 06 482号明細書には、節分離
器が開示されている。この節分離器においては、円筒形
のロータの表面上にプレート材料で製造されたプラウ
（plough）状の突起部が設けられ、該突起部によりロー
タとスクリーンシリンダとの間のパルプが強い混合力を
うけて、それにより繊維をスクリーンシリンダを通して
最も効果的に通過させ、そして節、砕片等を繊維から分
離する。

米国特許第3,400,820号明細書には、偏心部分または
ローブで構成されたロータが開示されている。このロー
タの流体接触部分の勾配は間隙が増大する領域ならびに
間隙が減少する領域においてゆるやかになっている。こ
の勾配の角度は移動方向に対して15゜よりも小さい。こ
の勾配が両方の方向に等しいので、ロータの作動は少し
も最適ではない。間隙が減少する領域がパルプをスクリ
ーン面に向けて押圧するので、スクリーンシリンダの開
口部が詰まりやすく、それにより間隙が増大する部分は
繊維の集塊を開口部外にひき出すために十分な負圧を発
生することができない。他方、この特許に示された構造
のさらに別の欠点はロータとスクリーン面との間で木の
節等のようなすべての不純物を粉砕する傾向があること
である。他方では、もしも不純物が石または金属の粒子
のような固い物質であれば、ロータがこれらの粒子をス
クリーンシリンダを通して押し込むおそれがある。

米国特許第4,188,286号および第4,202,761号明細書に
は、スクリーンシリンダの内部に回転可能な円筒形のロ
ータが設けられたスクリーン装置が開示されている。こ
のスクリーンシリンダ側に面するロータ上には突起部が
配置され、これらの突起部はＶ字形の軸線方向の横断面
を有し、それによりロータの一つの回転端縁において
は、スクリーンシリンダに最も近接しかつロータのリム
に平行であり、しかもロータの表面に実質的に垂直な端
面を有する表面がある。これらの突起部はすべての突起
部がロータの軸に対して同じ向きに配列されるようにロ
ータシリンダの表面上に軸線方向に所定の角度位置をな
して配置されている。

従来技術の刊行物によれば、パルプをこの装置のスク
リーンシリンダの一方の側に供給することができる。も
しもパルプがスクリーンシリンダの外側に供給され、そ
して適格パルプがスクリーンシリンダの内部、換言する
と、ロータ側から送出されれば、ロータの回転方向は適
格パルプが突起部の角度位置により下向きの分力をうけ
かつ前記の傾斜した上昇する表面が前面として作用する
ように設定されている。しかしながら、もしもパルプが
ロータとスクリーンシリンダとの間に供給され、換言す
ると、適格パルプがスクリーンシリンダの外側から送出
されれば、回転方向は前者と反対になる。突起部はパル
プの下向きの流れを低減させる傾向があり、かつロータ
シリンダの表面に対して直立した表面は前面として作用
する。

しかしながら、この産業における実際の経験により、
上記の装置がすべての状況において十分に満足に作用し
ないことが判明した。この装置は、また、適格パルプを
稀釈する傾向があり、それゆえに、一定の濃度を有する
パルプが必要である場合には適用することができない。
フォイルロータ（foil rotor）のフォイルが相互にか
なり離れている（４個ないし８個のフォイル）ので、次
のフォイルが繊維マットを拭い取る前にスクリーンシリ
ンダ上には繊維マットが常に形成される。従って、スク
リーンの使用は効率的でない。そのうえ、前記のロータ
の型式は寸法を正確に決定しかつ入念に仕上げることが
必要であるために、製造コストが高くなる。スクリーン
シリンダの表面上に蓄積する繊維懸濁液を拭い取るフォ
イルの能力が比較的に低い。さらに、航空機の翼に似た
横断面を有する慣用のフォイルはスクリーニング（scre
ening）において諸問題をひき起こす。流体力学的に適
切に設計された湾曲した前縁が処理しようとする懸濁液
をフォイルとスクリーン面との間に詰まらせ、換言する
と、前縁が強い圧力行程をひき起こし、この強い圧力行
程のために不純物、例えば、破片がスクリーン面の開口
部を通過する傾向が生ずる。高い圧力により開口部に押
し込まれるこのような破片を除去できるようにするため
に、非常に強い負圧パルスが必要である。

上記のパルス部材のすべてについて特有なことは、例
えば、より高い圧力差を使用することによりスクリーニ
ング能力の増大を目指すときに、または穴またはスロッ
トのサイズを小さくすることにより適格品の純度の向上
を目指すときに、スクリーンシリンダが詰まる傾向を生
ずる状態になることである。従って、問題はスクリーン
シリンダを清浄に保つことであり、清浄な状態を確実に
保つことによりスクリーニングと関連したその他の要素
を最適化する機会が得られる。これについては、下記の
発行された特許が十分に例示している。現在市販されて
いる最も進歩した実施例はフィンランド特許第77279号
による方法および前記方法を実施する装置である。前記
特許による方法の特性は繊維懸濁液が強さおよび有効方
向が変化する軸線方向の力をうけ、軸線方向の力の方向
および強さはスクリーンシリンダの有効な点と対向面
（counter surface）との間の軸線方向の位置により左
右されかつ吐出端部に向かう流れの方向を依然として連
続して維持する繊維懸濁液の軸線方向速度プロフィルを
変更するために使用される。

上記の装置により、前述した従来技術の装置よりも良
好な結果が得られ、換言すると、能力、透明度（clarit
y）等についてより良好な結果が得られる。しかしなが
ら、前記装置はその特徴を最重要視することが意図され
るときに問題を発生しやすい。

本発明はスクリーンの表面が圧力の作用を清浄にされ
る箇所を越えて「逸脱」させることなく前記スクリーン
の表面を清浄にするパルスをうけることを特徴とするス
クリーニング装置のパルス部材に関する。また、本発明
によるパルス部材の特徴は繊維マットが厚ければ厚いほ
ど、またはスクリーンの表面の詰まりが悪化すれば悪化
するほど、スクリーンの表面を清掃するパルスがより強
くなることである。

本発明による装置の一実施例の特徴は前縁とスクリー
ンシリンダに面する後縁とを有する連続した表面を有す
るパルス部材を備え、スクリーンシリンダおよびパルス
部材の少なくとも一方が軸に回転可能に取り付けられ、
前記スクリーンシリンダに面する前記の少なくとも一つ
の連続した表面が前記後縁に向かって広がる横断面積を
有する少なくとも二つの実質的に円周方向に延びるチャ
ンネルを備え、前記チャンネルによりスクリーンシリン
ダの前記表面が前記スクリーンの表面を清浄に維持する
ために強い吸引作用をうけることにある。

また、本発明による装置の第２実施例の特徴は前面と
後面とを有する少なくとも１個の要素を備えた連続した
表面を有するパルス部材を備え、前記要素が前記前面か
ら離れた前記後面に沿って広がる横断面積を有する少な
くとも一つの実質的に円周方向に延びるチャンネルを備
え、前記チャンネルによりスクリーンシリンダの表面が
前記表面を清浄に維持するために強い吸引作用をうける
ことにある。

本発明による装置の一実施例を添付図面を参照して以
下にさらに詳細に説明する。添付図面において、第１図は本発明によるパルス部材装置が意図されたス
クリーニング装置または濃縮装置の部分断面図であり、第2a図から第2d図までは従来技術のロータの部分断面
図を例示し、第3a図から第3j図までは本発明によるパルス部材の好
ましい実施例を例示し、第4a図から第4d図までは本発明によるパルス部材の別
の好ましい実施例を例示し、第5a図および第5b図は本発明によるパルス部材のさら
にその他の好ましい実施例を例示し、第６図は第4c図によるロータを第2a図に例示した慣用
のロータと比較した場合の圧力差の関数としての適格パ
ルプの流れを示したグラフであり、そして、第７図は第4c図によるロータを第2a図に例示した慣用
のロータと比較した場合の圧力差の関数としてのエネル
ギ消費量を示したグラフである。

好ましい一実施例によるスクリーニング装置１は、第
１図によれば、外側ケーシング２と、パルプを導入する
導管３と、適格パルプ送出導管４および不適格パルプ排
出導管５のそれぞれと、固定スクリーンシリンダ６と、
実質的に円筒形またはおそらくは円錐形のロータ７と、
駆動装置９を備えたロータ７の軸８とを備えている。ス
クリーンシリンダ６は原則として従来知られている型式
のうちのいずれかの型式とすることができるが、大部分
の場合には、最良の結果はフィンランド特許第67588号
による付形（contoured）スクリーンシリンダを使用す
ることにより得られる。第１図による装置は、主とし
て、繊維懸濁液が導管３を通して供給され、導管３から
スクリーンシリンダ６とロータ、さらに一般的には、パ
ルス部材７との間の間隙に流れ、そこからいわゆる処理
スペースに流れるように作用する。さらに一般的には、
処理しようとするパルプはスクリーンシリンダ６に面す
るパルス部材７の側のスペースに流れ、換言すると、パ
ルス部材７が内部に処理しようとするパルプが供給され
たスペース内に配置されている。スクリーンシリンダ６
の開口部を通って流れた適格パルプは、もしも濃縮機が
問題になれば、当然、濾液は導管４を通して除去され、
そしてスクリーンシリンダ６とロータ７との間の環状の
間隙の下端部まで流れたパルプは不適格パルプ排出導管
５から排出される。また、第１図からスクリーンシリン
ダ６に面するロータ７の面が部材、すなわち、要素10を
備え、要素10の形状は例えばフィンランド特許第77279
号明細書に例示されているように、領域により、換言す
れば、ロータの軸線方向の部分が配置された領域により
変更することができる。

回転軸に関して対称であり、通常、円筒形であるが、
しばしば、円錐形または二重の円錐形（double conica
l）または同様な形状に形成された第１図に例示したパ
ルス部材は、ある場合には、いわゆるブレードまたはフ
ォイル（foil）と置き換えることができ、これは実際に
はスクリーンシリンダの内部全体が繊維懸濁液により満
たされることを意味する。従って、パルス部材はアーム
により軸に装着されたフォイルにより構成され、そして
フォイルは繊維懸濁液がフォイルの下を流れることが許
容されるようにスクリーンの面に近接して延びている。
スクリーンの表面からのフォイルの距離は、通常、例え
ば、フィンランド特許第77279号明細書に例示された部
材の距離よりもかなり小さい。第２図は従来技術から知
られている種々の表面型のパルス部材Ｐを例示してい
る。第2a図は例えば米国特許第2,835,173号明細書に示
された上記のフォイルロータによるフォイル20、アーム
22およびスクリーンシリンダ６の一部分を例示してい
る。フォイルの回転方向はこれと関連して説明するその
他のパルス部材の回転方向と同様に矢印Ａで例示してあ
る。また、破線で示した矢印Ｂはもしもパルス部材Ｐが
固定されていればスクリーンシリンダ６が回転する方向
を示す。フォイル20の前縁24はスクリーン６の表面に向
かって圧力パルスを導く。この圧力パルスのために、適
格パルプおよびパルプ中の棄却される粒子の両方がスク
リーンシリンダ６を通して流れる傾向を生ずる。フォイ
ル20の後縁に終端するフォイル20の後面26は再びスクリ
ーン６の表面上に吸引作用を生じ、この吸引作用によ
り、おそらくはスクリーン６の表面に粘着した不純物が
スクリーン６の面から除去される傾向を生ずる。しかし
ながら、フォイル20は通常パルス部材７の全長に沿って
延びているので、吸引作用がスクリーン上に作用する逆
圧が最低値に保たれる領域、すなわち、スクリーンの表
面がさもなければ既に開口している領域まで軸線方向に
移動することが可能である。他方、動力消費がほとんど
速度の二乗に比例して増大し、かつスクリーンシリンダ
６に作用する機械的な応力が速度に直接に関連して増大
するので、フォイル20の回転速度を増大することによ
り、または後面の傾斜角を増大することによりフォイル
20により発生する負圧パルスの強さを増大させることは
できない。

第2b図は球形キャップの形状に形成されたいわゆる突
起ロータの突起部30を例示している。この突起部30は、
単にその形状のために、その前面32によりスクリーン６
の表面に対してかなり弱い圧力パルスを導き、かつ後面
34上に同様な弱い吸引パルスを発生する。そのうえ、バ
ルジ、すなわち、突起部30の形状は吸引パルスを自由な
側に導き、これらの自由な側で圧力パルスは容易に消滅
する。

第2c図はパルス手段40、例えば、米国特許第5,000,84
2号明細書に例示されたロータのいわゆるバルジを例示
している。このバルジは前面42によりパルプの円周方向
の流速を加速しかつスクリーン６の表面に正圧パルスを
加えて、後面44によりスクリーン６の表面に粘着した繊
維を除去する。

第2d図は、例えば、米国特許第4,981,583号明細書に
例示されたさらに別のロータの実施例50を例示してい
る。前記パルス部材はその前面52により正圧パルスを短
時間の間発生し、この正圧パルスにより、適格パルプが
スクリーンシリンダ６を通して押し込まれ、そしてその
後面により負のパルスをより長い時間発生し、それによ
り繊維がスクリーン６の表面から除去される。

第2a図から第2d図までのすべての上記の実施例の特徴
は今日使用されているパルスよりも強いスクリーンの表
面を清掃するパルスを発生させることができることであ
るが、その場合には、パルス部材をスクリーンの表面に
極めて近接して配置することが必要であるために、問題
が発生する。スクリーニング装置に流入する異物、例え
ば、木の実、砂利および節がパルス部材とスクリーンシ
リンダとの間のスペース中に入るときにスクリーンシリ
ンダを破損する。ロータ上の突起部の前面とスクリーン
シリンダとの間の距離が小さいときには、繊維もまたス
クリーンの開口部まで極めて強く流れるので、繊維の除
去は機械的なスクレーパによってのみ可能である。

第3a図から第3g図までは第2c図に例示したパルス手段
40を備えたパルス部材Ｐを例示している。パルス要素、
すなわち、パルス部材のバルジ40のスクリーンの表面を
清浄にするために重要である後面44と、スクリーン６の
表面に平行な表面46の軸線方向に隔置された側面とは、
表面46よりもスクリーンの表面にかなり近く延びている
この実施例による翼状部材（wings）48を備えている。
翼状部材48の目的は後面44によりかつ部分的に表面46に
より発生した吸引パルスがバルジ40の両側に脱出するこ
とを阻止して、それにより吸引パルスをスクリーンの表
面と事実上完全に衝突させることであり、これが前記吸
引パルスの唯一の目的である。第3d図は第3a図によるバ
ルジの正面図である。この吸引パルスの強さは、実際問
題として、後面44がその都度遭遇する流路の横断面積に
対する表面46と翼状部材48とスクリーン６の表面との間
の表面積の関係に正比例する。換言すると、流路の横断
面積が増大するときに、負圧もまた、増大する。第3d図
は破線44′により後面44の位置を例示し、後面44におい
ては、バルジ40とスクリーン６の表面との間の流路の横
断面積が表面46の上方の横断面積のほぼ二倍である。従
って、バルジ40の高さ、幅および長さが実際問題として
吸引パルスの強さを決定する。また、後面の勾配が緩や
かであるほど、圧力差の増大がより緩やかになり、漏洩
量がより多くなり、負圧の量に影響をおよぼすと述べる
ことができる。もしもバルジをより高く形成すれば、パ
ルス部材の動力消費量がかなり増大するので、バルジ40
が第3c図に示すようにくさび形に形成されるように翼状
部材48′を配置することにより後面を広げることによ
り、エネルギ消費量を僅かに減少させると共に吸引パル
スの強さを高めることが可能になる。

バルジおよび翼状部分の構造については、ほとんど数
えきれない数の代替案がある。いわゆるバルジは図示し
たように長手方向の横断面において多角形の要素で構成
することができるが、また、前面の前縁がスクリーンの
表面に最も近接して延びる三角形の横断面を有する要素
で構成することができる。また、バルジの傾斜した後面
は真っ直ぐに形成するか、または湾曲した形状に形成す
ることができる。ある場合には、翼状部材はバルジの前
縁よりもスクリーンの表面に近く延びる必要はないが、
翼状部材は傾斜した後面の側部のみに設けることができ
る。翼状部材の外縁とスクリーンシリンダとの間の間隙
はバルジの前縁とスクリーンシリンダとの間の距離と実
質的に同じであることが好ましい。翼状部材は真っ直ぐ
に形成するか、または湾曲した形状に形成することがで
き、かつスクリーンの表面に面する翼状部材の外縁もま
た、スクリーンの表面に従って真っ直ぐに形成するか、
または湾曲した形状に形成することができる。バルジ
は、また、その上にまたはその側部に翼状部分が取り付
けられず、しかも、例えば、長方形の横断面を有する平
坦な部材である素材を使用して、素材の表面上に凹部を
機械加工して、凹部の側縁が翼状部分と対応するように
高く保たれるように製造することもできる。凹部の形状
はもちろん隅部から長方形に、または凹面状に、または
湾曲した形状に形成し、または隅部から先細に形成する
ことができる。第3e図から第3j図までは翼状部材または
同様な部材の方向に関するさらに別の実施例を示してい
る。第3h図から第3j図までには、バルジの傾斜した後面
が平坦でなく、凹面を形成するいくつかの実施例が例示
されている。第3h図においては、後面がバルジの長手方
向の軸線に対して対称であるのに対して、第3i図および
第3j図においては、凹面形の後面が非対称に形成されて
いる。この種類の凹面形の後面はもちろん第3c図、第3e
図から第3g図までのすべての実施例ならびに関連したす
べてのその他の実施例に適用することができる。

第4a図から第4d図まではフォイル型ロータ、すなわ
ち、パルス部材Ｐに主として適用される本発明による好
ましい実施例を例示している。しかしながら、第4a図、
第4c図から第4g図までの実施例は「フォイル」が該フォ
イルをそれらの軸に固定するためにアームを使用しない
でロータの表面上に取り付けられるように円筒形のロー
タにも適用することができる。第4a図に例示した実施例
はフォイルロータＰの慣用のフオイル20であり、スクリ
ーンシリンダの表面に面するフォイル20の表面はその後
縁26よりも前縁24においてスクリーンシリンダ６の表面
に近く配置されている。この図の実施例におけるフォイ
ル20の表面はスクリーンシリンダの表面に近接して延び
る翼状部材60を備えており、前記翼状部材はフォイル20
の表面に対して好ましくは直立しかつパルス部材Ｐの軸
線に対して垂直にかつ好ましくは相互に等間隔にフォイ
ル20上に取り付けられている。翼状部材60の流路がフォ
イル20とスクリーンの表面との間に形成された結果、流
路の横断面が長方形であり、そして横断面積がフォイル
の前縁から後面に向かって後方に増大している。このよ
うな方法を使用することにより、フォイルロータＰによ
り発生した吸引力をスクリーンシリンダの適切な領域に
向かってより良好に導くことができ、それによりフォイ
ル20の清浄化作用が強められる。もちろん、翼状部材6
0′が相互に平行であり、または翼状部材60′の傾斜角
が変化するように翼状部材60、60′を前記の直立平面か
ら僅かに傾斜した位置に配置することも可能である。前
記傾斜角が変化するときに翼状部材の間に形成されたチ
ャンネルまたはみぞのすべてまたはその一部分を広げる
ことができる。第4c図および第4d図に示したブレードは
実質的に厚く、かつブレードの傾斜した後面上の翼状部
材60′は、好ましい一実施例によれば、翼状部材の間の
チャンネルがブレードに機械加工されて、それによりチ
ャンネルの間に残された材料が翼状部材を形成するよう
に形成される。翼状部材は半径方向の平面に配置する
か、またはそれらの長手方向の軸線が前記の半径方向の
平面に対して傾斜するように配置することができる。翼
状部材の長手方向の軸線の傾斜角は45゜よりも小さいこ
とが好ましい。別の一実施例によれば、フオイルそれ自
体は非常に薄いプレートで構成され、それによりフォイ
ルそれ自体がその前縁により実際にいかなるパルスをも
スクリーンの表面に導かないように構成されている。翼
状部材はフォイルに溶接されるか、またはあるその他の
適切な手段により固定されることが好ましい。さらに別
の一つの実施例によれば、フォイルの前縁はスクリーン
シリンダ（第4d図）の半径に平行であるか、または前記
半径から僅かに傾斜している。しかしながら、前記傾斜
角は両方の方向に30゜よりも小さく形成されている。

さらに別の一つの実施例は、例えば、第4b図によるプ
レート材料でパルス部材Ｐのフォイル20′を構成するこ
とである。前記パルス型がスクリーンの表面の開口部を
詰まらせる傾向があるので、薄いプレートを使用するこ
とにより前述したようにスクリーンの表面に向かう弱い
圧力パルスが得られ、これが一つの利点になるので、薄
いプレートが望ましい。プレート材料で製造されたフォ
イルについて述べる価値がある重要な適用例はいわゆる
ワイヤスクリーンと共に使用されるロータである。その
理由はワイヤスクリーンが大きい圧力パルスに耐えられ
ないからである。スクリーンシリンダに作用する圧力パ
ルスが弱ければ弱いほど、ワイヤスクリーンの耐久力が
より良好になり、換言すると、ワイヤスクリーンの信頼
度が高まり、安全に使用される。

第4b図により、プレート材料で製造されたフォイルＰ
上にチャンネル70がプレス成形され、またはその他の方
法で形成されて、それにより局部的な吸引領域がチャン
ネルの上方にスクリーンシリンダに向けられる。前記吸
引領域を異なるフォイル上に組み合わせるように配置す
ることにより、パルス部材の１回または数回の各々の回
転の間にスクリーンの表面全体を清浄にすることができ
る。連続して配置された２個のフォイルを示す第4e図お
よび第4f図を参照されたい。この種類の構成の一つの利
点はフォイル20′それ自体の平面の方向をスクリーンの
表面の方向と同じに維持することができ、それにより流
れ抵抗が慣用のフォイルロータと比較して実質的に減少
する。同じ理由で、この実施例によるフォイルは、懸濁
液の圧力がフォイルの下部をスクリーンシリンダに向か
って押圧しないので、かなり軽い材料で製造することが
できる。チャンネル70の前方に発生した負圧のみがフォ
イルをスクリーンシリンダに向かって引っ張る作用をす
る。上記のチャンネルの形状および方向は上記の型式の
いずれであってもよい。好ましい一実施例によれば、ブ
レードＰの前縁はチャンネル70がブレードの前縁まで延
びておらず、前記前縁から所定の距離を隔てた位置に起
点を有するように線形でありかつ中実である。

例えば、長方形のフォイル素材20′′にみぞ70′を機
械加工して、前記チャンネルを形成するようにチャンネ
ル（第4d図）を製造することも可能である。このブレー
ドは半径方向に幾分厚くかつその前面は半径方向に対し
て±30゜の角度を形成している。このブレードに機械加
工されたチャンネルは第3a図から第3i図までに示した任
意の横断面形状に形成することができ、またその他の形
状もまた、予期された機能をはたしさえすれば、適用可
能である。第4d図の実施例においては、チャンネルの底
部が平坦でなく、片側に丸みがつけられ、従ってその上
面図が対称になっていない。しかしながら、前記チャン
ネルの形状は正確に垂直な形状またはＶ字形から湾曲し
た底部の設計まで変更することができる。第4d図は、ま
た、２個の連続したフォイルＶおよびＷがそれらのみぞ
70′が組み合わされて配置されるように構成され、それ
により第１フォイルＶに続くフォイルＷのスクリーンの
表面を清浄にするみぞがフォイルＶのみぞの底部が平面
状から湾曲した形状に変化する高さにおいて起点を有す
る態様を例示している。このような方法により、スクリ
ーンシリンダ全体が同等の清浄化吸引段階をうける。前
記のフォイル状のパルス部材は、もちろん、従来技術の
慣用のフォイル状のパルス部材と同様に、慣用の金属、
またはセラミック、または複合材料、またはそれらの組
み合わせから製造することができる。

本発明による構成はパルプをスクリーンの表面に沿っ
て回転させるために同じ部材が使用されるかどうか、ま
たはその回転が別の部材により行われるかどうかという
事実による影響をうけず、それによりフォイルの横断面
の設計は無関係である。しかしながら、本発明の一つの
目的がスクリーンシリンダに向かう半径方向の圧力パル
スの発生を阻止することにあり、このような圧力パルス
を発生するロータ構造体を使用することを回避すべきで
あることを念頭におくべきである。例えば、スクリーン
シリンダに向かって30゜よりも小さい角度に傾斜した前
面を有するロータ構造体はスクリーンの表面に向かって
強いパルスを発生するので、回避すべきである。

第5a図および第5b図はさらに本発明によるパルス部材
Ｐのいくつかの異なる表面構成を例示している。これら
の表面構成のすべてはパルス部材Ｐの表面上の突起部の
側面がスクリーン６の表面に近接して延びる翼状部材ま
たはプレートを備え、それにより負圧が突起部の側部ま
で「脱出する」ことを阻止するという代表的な特徴を有
している。この突起部は長方形の要素（第5b図）または
ロータの表面に対して垂直な前面と、湾曲したまたは傾
斜した後面とを備えた要素のいずれであってもよく、こ
れらの要素のすべては半径方向の平面内に実質的に延
び、またはロータの軸線に平行な突起部とスクリーンの
表面との間のチャンネルの幅が増大するように半径方向
の平面から離れる方向に延びる翼状部材を備えている。
または、チャンネルの横断面積が前面から離れて後面に
沿って広がるように形成される。

スクリーンの表面からパルス部材の表面上の突起部、
すなわち、フォイルまたは円筒形または円錐形の部材ま
たは同様な部材までの距離が慣行により数ミリメートル
から10ミリメートルを超える値までの範囲内に維持され
ていることを一般的に述べることができる。さて、スク
リーンの表面から前記翼状部材までの距離は１ミリメー
トルから４ミリメートルまでの範囲内で変化することが
好ましい。行われたテストからこのようなプレートを備
えたパルス部材のスクリーンの表面を清掃する能力が従
来技術によるパルス部材と全く異なっていることが理解
できよう。

また、明らかなように、スクリーンの表面を清浄にす
るチャンネルをロータのまわりに円周方向に列をなして
配置することは合理的ではなく、チャンネルをある程度
組み合わせて配置して、それによりスクリーンの表面の
すべてにわたって清浄化吸引作用を発生させることがで
きる。従って、例えば、フォイルロータが使用されると
きに、ひき続くフォイル内のチャンネルが完全にまたは
部分的に組み合わされるように配置することが可能であ
りかつ好ましい。さらに、本発明の主な目的の一つがパ
ルス部材とスクリーンの表面との間に負圧の領域を発生
させることにあることに留意すべきである。この目的は
スクリーンの表面からフォイルまでの間隙がフォイルの
後面に向かって増大するようにフォイルを配置すること
により達成される。本発明の別の一つの目的は負圧が前
記領域の側部まで脱出することを阻止することにある。
この目的は前記領域の側部までスクリーンの表面に近接
して延びる翼状部材または同様な部材を配置することに
より達成される。フォイル型のパルス部材のフォイル
と、特にその負圧を発生する要素、すなわち、チャンネ
ル部分、凹部、みぞまたは同様な部分が効率的に機能を
はたすために、フォイルが好ましくはロータの軸線方向
の第１端部（通常、上端部）から軸線方向の第２端部
（通常、下端部）まで延びるべきである。もしもそれが
不可能であれば、各々のフォイルについて相互に隣接し
た可能な限り多数のチャンネルを設けるべきであり、各
々のフォイルについて少なくとも２個のチャンネルを設
けるべきである。もしも１個のみのチャンネルが使用さ
れれば、フォイルとスクリーンの表面との間に発生した
負圧がすべての方向に極めて容易に脱出することが可能
である。そのうえ、フォイルが短ければ短いほど、フォ
イルの軸線方向の端部がフォイルの流れ特性に対してお
よぼす妨害作用がより大きくなり、従って非常に短いフ
ォイルはその予期された機能を全くはたすことができな
い。

また、本発明のさらに一つの目的は負圧がフォイルの
後縁に向かって脱出することを阻止することにある。こ
の目的はフォイルとスクリーンの表面との間の負圧がフ
ォイルの下方から材料を容易に吸引しないようにフォイ
ルの後縁を半径方向に延びるように配置することにより
達成することができる。同じ機能をはたすための別の一
つの方法はパルス部材の下部が完全に閉ざされ、すなわ
ち、例えば、円筒形のロータ上にバルジを固定するよう
に閉ざされたロータ本体の表面上にパルス部材を配置す
ることである。

本発明の１対の好ましい実施例に関する措置の一例と
して、次のデータを記載する。

I.円筒形のロータロータの直径ロータの軸線方向の長さバルジの半径方向の高さバルジの軸線方向の幅スクリーンの表面からのバルジの上面までの距離 II.フォイル型ロータフォイルの軸線方向の長さフォイルの円周方向の長さフォイルの厚さ翼状部材の間の距離フォイルとスクリーンの表面との間の間隙第６図および第７図は第2a図に示した従来技術による
ロータと比較した本発明によるロータ、換言すると、第
4c図によるロータにより得られたテスト結果をグラフで
例示している。図面の破線は慣用の従来技術のロータに
よる結果を示し、そして連続線は本発明によるロータに
よる結果を示す。実際のテストはTMPパルプを使用して
行われ、TMPパルプの濃度は1.0％であった。先ず、従来
技術によるロータを使用することにより、パルプの流量
のグラフおよびエネルギ消費量のグラフの両方を圧力差
の関数として試験された。その後、プレートの傾斜角が
約15゜でありかつフォイルの方向における隣接した翼状
部分の間の距離が約25mmであるように第4c図によるロー
タの表面上に翼状部分が取り付けられ、そして同様なテ
ストが行われた。テスト結果から、本発明によるロータ
を使用するときに、例えば、圧力差Ｐ＝20であるとき
に、30％高いパルプの容積流量が得られることが理解で
きよう。または、逆にいうと、パルプの特定の流量Ｖ
（150）が30％以上低い圧力差Ｐにおいて得られる。

上記の得られたテスト結果はパルス部材の表面上に流
れの方向に開口したチャンネルを配置することによりス
クリーンの表面を清浄にする作用をかなり強めることが
でき、それにより装置のエネルギ消費量を低くしかつ装
置の処理能力を高めることができる。本発明における上
記のチャンネルの特性はチャンネルが流れを受ける端部
から閉ざされ、換言すると、好ましい一実施例によれ
ば、チャンネルが流れを受けるパルス部材の前縁まで延
びておらず、前縁の真後ろに起点を有することである。

上記の説明はスクリーンシリンダを回転可能にしかつ
パルス部材を固定することも可能であることのみを述べ
ているけれども、前記構造もまた、本発明の範囲に属す
る。また、上記の説明は適格液体と不適格液体とをスク
リーニングすることのみを教示しているけれども、構造
的に類似した装置が使用される濃縮用に利用することが
できる。もちろん、濃縮する場合に、濾液はスクリーニ
ングにおいて適格として選別された液体に相当し、そし
て濃縮されたパルプは不適格品として排出される。その
うえ、濃縮プロセスにおいて、スクリーンの表面上に濃
縮された繊維マットはスクリーンの表面から除去される
繊維またはその他の不適格粒子に相当する。もちろん、
本発明による装置をパルプおよび製紙産業の繊維懸濁液
をスクリーニングする以外のその他の物質をスクリーニ
ングするためにも使用することができる。

上記の事項から明らかになるように、本発明による装
置を使用することにより、従来技術による装置の欠点を
なくし、または最小にとどめることが可能になると同時
に、使用されるスクリーニング圧力が従来使用されてい
る圧力よりも高いけれども、スクリーンシリンダが以前
よりも容易に清浄に保たれることが保証されたときにス
クリーン装置の最大能力がかなり増大した。それと同時
に、回転可能な部材、すなわち、パルス部材またはスク
リーンシリンダの回転速度を低減することができ、従っ
て、必要な動力ならびにパルス部材およびスクリーンプ
レートの両方の磨耗が減少する。しかしながら、上記の
実施例が例示にすぎず、かつ本発明の範囲を決定する添
付した請求の範囲に記載の事項以外に本発明を限定する
ために示されたものではないことに留意されなければな
らない。従って、上記の説明および同封した図面におけ
るすべての細部およびそれらの変型、変更はパルス部材
が記載した機能をはたす限りは相互に組み合わせること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラークソ，カレビフィンランド国エフアイエヌ ― 48601 カルフラ，ピー．オー．ボックス18，エイ．アフルストロムコーポレイション気付 (72)発明者レイネ，アンテロフィンランド国エフアイエヌ ― 48601 カルフラ，ピー．オー．ボックス18，エイ．アフルストロムコーポレイション気付 (72)発明者ルヨッコイ，リストフィンランド国エフアイエヌ ― 48601 カルフラ，ピー．オー．ボックス18，エイ．アフルストロムコーポレイション気付 (56)参考文献特開昭61−153114（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−133009（ＪＰ，Ａ) 特開平１−26792（ＪＰ，Ａ) 特表昭62−503109（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21D 5/00 - 5/28 B01D 29/25 B01D 33/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維懸濁液を処理する装置にして、該装置
が外側ケーシング（２）と、繊維懸濁液を該装置内に導
入し、そして該装置から二つの選別された部分を送出す
るための導管（3,4,5）と、スクリーン表面を有するス
クリーンシリンダ（６）と、一つの軸線と前記スクリー
ン表面に面する少なくとも一つの連続した表面とを有す
るパルス部材（Ｐ）とを備え、前記の連続した表面が前
縁と、後面および後縁の一方とを有し、前記スクリーン
シリンダ（６）および前記パルス部材（Ｐ）のうちの少
なくとも一方が軸に回転可能に取り付けられていて、ス
クリーンシリンダ（６）に面する前記の少なくとも一つ
の連続した表面には、少なくとも二つの実質的に円周方
向のチャンネルが設けられている装置において、前記チャンネルが前記後縁に向かってまたは前記前縁か
ら離れる方向に前記後面に沿って増大する横断面積を有
し、前記チャンネルによって、負圧領域が前記パルス部
材（Ｐ）とスクリーン表面との間に作られスクリーンシ
リンダ（６）のスクリーン表面にスクリーン表面を清浄
に維持するために強い吸引作用を及ぼし、さらに、チャ
ンネルの側面が前記後縁の近くへスクリーン表面の形状
に倣って延在していて、負圧が前記領域の側部から逃げ
ないようにしていることを特徴とする装置。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載の繊維懸濁液を処
理する装置にして、前記の連続した表面が前縁と後縁と
を有し、前記少なくとも二つの実質的に円周方向に延び
るチャンネルが前記後縁に向かって広がる横断面積を備
えていることを特徴とする装置。
【請求項３】請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記チャンネルがパルス部材（Ｐ）の前記の連続した表
面からスクリーンシリンダの前記スクリーン表面の近く
に延びる翼状部材（60,60'）の間に形成されていること
を特徴とする装置。
【請求項４】請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記パルス部材（Ｐ）が少なくとも１個のフォイル（2
0,20"）を有し、スクリーンシリンダ（６）に面するフ
ォイルの連続した表面がスクリーンシリンダ（６）の前
記スクリーン表面の近くに延びる翼状部材（60,60'）を
備えていることを特徴とする装置。
【請求項５】請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記パルス部材（Ｐ）が前記スクリーン表面に面する表
面を有する少なくとも１個のフォイル（20'）を有し、
前記フォイルの表面が前記の横断面積が広がったチャン
ネルとチャンネル側部とを形成する凹部またはみぞ（7
0,70'）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項６】請求の範囲第３項に記載の装置において、
前記翼状部材（60,60'）が真っ直ぐなプレートまたは湾
曲したプレートであることを特徴とする装置。
【請求項７】請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記パルス部材が回転可能でありかつスクリーンシリン
ダ（６）が固定されていることを特徴とする装置。
【請求項８】請求の範囲第２項に記載の装置において、
前記パルス部材（Ｐ）が固定されかつスクリーンシリン
ダ（６）が回転可能であることを特徴とする装置。
【請求項９】請求の範囲第３項、第４項または第６項に
記載の装置において、前記翼状部材（60'）が前記パル
ス部材（Ｐ）の軸線に垂直な平面に対して傾斜した位置
に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項１０】請求の範囲第３項、第４項または第６項
に記載の装置において、前記翼状部材（60'）がパルス
部材（６）の軸線に垂直な平面に対して傾斜した位置に
配置され、前記傾斜角が増大して前記チャンネルが広が
っていることを特徴とする装置。
【請求項１１】請求の範囲第５項に記載の装置におい
て、前記凹部またはみぞが前記パルス部材（Ｐ）の前記
軸線に垂直な平面に対して傾斜した位置に配置されてい
ることを特徴とする装置。
【請求項１２】請求の範囲第４項または第５項に記載の
装置において、前記の少なくとも１個のフォイル（20,2
0',20"）が前記スクリーン面の軸線方向の全長に沿って
少なくとも部分的に延びていることを特徴とする装置。
【請求項１３】請求の範囲第４項、第５項または第12項
に記載の装置において、前記の少なくとも１個のフォイ
ル（20,20',20"）が前記スクリーン面の軸線方向の全長
に沿って軸線方向に延びていることを特徴とする装置。
【請求項１４】請求の範囲第４項または第５項に記載の
装置において、前記パルス部材（Ｐ）が軸を有し、かつ
前記の少なくとも１個のフォイル（20,20',20"）が前記
繊維懸濁液が前記フォイルの下を流れることを可能にす
る少なくとも１個のアームにより前記軸に取り付けられ
ていることを特徴とする装置。
【請求項１５】請求の範囲第９項、第10項または第11項
に記載の装置において、前記翼状部材（60,60'）または
前記凹部またはみぞ（70,70'）の傾斜角が45゜よりも小
さいことを特徴とする装置。
【請求項１６】請求の範囲第３項、第４項または第５項
に記載の装置において、前記スクリーン面（６）から前
記翼状部材（60,60'）または前記フォイル（20'）の前
記の連続した表面の一つの表面までの距離が1.0mmから
4.0mmであることを特徴とする装置。
【請求項１７】請求の範囲第４項または第５項に記載の
装置において、前記の少なくとも１個のフォイル（20,2
0',20"）が金属、セラミックまたは複合材料またはそれ
らの組合わせで製造されていることを特徴とする装置。
【請求項１８】請求の範囲第４項または第５項に記載の
装置において、前記の少なくとも１個のフォイル（2
0'）が板材料で製造されていることを特徴とする装置。
【請求項１９】請求の範囲題４項または第５項に記載の
装置において、前記の少なくとも１個のフォイル（2
0"）が実質的に長方形の素材に前記チャンネル、みぞま
たは凹部を機械加工することにより該素材から製造され
ていることを特徴とする装置。
【請求項２０】請求の範囲第３項、第４項または第18項
に記載の装置において、前記の少なくとも１個のフォイ
ル（20,20"）が半径方向に対して傾斜角を有する前面を
有し、前記傾斜角が30゜よりも小さいことを特徴とする
装置。
【請求項２１】請求の範囲第４項または第５項に記載の
装置において、少なくとも２個のフォイルを備え、前記
フォイル（20,20'）の前記チャンネル、みぞまたは凹部
が組み合わされていることを特徴とする装置。
【請求項２２】請求の範囲第２項に記載の装置におい
て、前記チャンネル、凹部またはみぞ（70,70'）が前記
の少なくとも一つの連続した表面の前記前縁または前記
前縁から所定の距離を隔てた位置に起点を有することを
特徴とする装置。
【請求項２３】繊維懸濁液を処理する装置にして、該装
置が外側ケーシング（２）と、繊維懸濁液を該装置内に
導入し、そして該装置から二つの選別された部分を送出
するための導管（3,4,5）と、スクリーン表面を有する
スクリーンシリンダと、前記スクリーンシリンダの前記
スクリーン表面に面する連続した表面を有するパルス部
材（Ｐ）とを備え、前記の連続した表面が前面（42）と
後面（44）とを有する少なくとも１個の要素（40,50）
を備え、前記スクリーンシリンダ（６）および前記パル
ス部材（Ｐ）の少なくとも一方が軸に回転可能に取り付
けられていて、前記要素（40,50）が少なくとも一つの
実質的に円周方向に延びるチャンネルを備えている装置
において、前記チャンネルが前記後面（44）に沿って前記前面（4
2）から離れる方向に広がり、前記チャンネルによりス
クリーンシリンンダ（６）のスクリーン表面が前記スク
リーン表面を清浄に維持するために強い吸引作用をうけ
ることを特徴とする装置。
【請求項２４】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記チャンネルが前記要素（40,50）からスクリー
ンシリンダ（６）のスクリーン表面の近くに延びる翼状
部材（48,48'）の間に形成されていることを特徴とする
装置。
【請求項２５】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記要素が二つの軸線方向に向かい合った側面を有
する突起部（40,50）であり、前記側面がスクリーンシ
リンダの前記スクリーン表面の近くに延びる翼状部材
（48.48'）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２６】請求の範囲第24項に記載の装置におい
て、前記翼状部材が前記要素の後面（44）を凹面に機械
加工して、前記後面（44）の軸線方向に向かい合った端
縁を形成し、前記端縁が前記後面（44）の中央部分より
も高くすることにより形成されていることを特徴とする
装置。
【請求項２７】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記要素がスクリーンシリンダ（６）の前記スクリ
ーン表面の近くに延びるいくつかの翼状部材（60,60'）
を備えている突起部（20）であることを特徴とする装
置。
【請求項２８】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記要素が前記前面から離れる方向に広がるチャン
ネルを形成する凹部またはみぞ（70'）を備えている突
起部（20"）であることを特徴とする装置。
【請求項２９】請求の範囲第25項または第26項に記載の
装置において、前記突起部（20,20"）が前記パルス部材
（Ｐ）の軸線方向の全長に沿って実質的に延びているこ
とを特徴とする装置。
【請求項３０】請求の範囲第24項または第25項に記載の
装置において、前記翼状部材（48,48',60,60'）が真っ
直ぐなプレートまたは湾曲したプレートであることを特
徴とする装置。
【請求項３１】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記パルス部材（Ｐ）が実質的に円筒形または円錐
形であり、またはさもなければ回転軸に対称であること
を特徴とする装置。
【請求項３２】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記パルス部材（Ｐ）が回転可能でありかつスクリ
ーンシリンダ（６）が固定されていることを特徴とする
装置。
【請求項３３】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記パルス部材（Ｐ）が固定されかつスクリーンシ
リンダ（６）が回転可能であることを特徴とする装置。
【請求項３４】請求の範囲第24項、第25項、第26項また
は第27項に記載の装置において、パルス部材（Ｐ）の軸
線に垂直な平面に対して傾斜した位置に、前記翼状部材
（48',60,60'）が配置されまたは前記端縁が機械加工さ
れていることを特徴とする装置。
【請求項３５】請求の範囲第24項、第25項、第26項また
は第27項に記載の装置において、前記傾斜角が増大して
前記チャンネルが広がるようにパルス部材（Ｐ）の軸線
に垂直な平面に対して傾斜した位置に、前記翼状部材
（48',60,60'）が配置されまたは前記端縁が機械加工さ
れていることを特徴とする装置。
【請求項３６】請求の範囲第34項または第35項に記載の
装置において、傾斜角が45゜よりも小さいことを特徴と
する装置。
【請求項３７】請求の範囲第24項、第25項、第26項また
は第27項に記載の装置において、スクリーン面（６）か
ら前記翼状部材（48,48',60,60'）または前記端縁まで
の距離が約1.0mmから4.0mmであることを特徴とする装
置。
【請求項３８】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記パルス部材（Ｐ）の前記面上に少なくとも二つ
の要素があり、該要素の前記チャンネル（70'）が組み
合わされていることを特徴とする装置。
【請求項３９】請求の範囲第23項に記載の装置におい
て、前記要素（20,40）の前記前面（24,42）が半径方向
に対して30度よりも小さい角度を形成していることを特
徴とする装置。