JP3649702B2 - 故紙処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、故紙に混入した異物と故紙パルプとを分離する故紙処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用及び廃棄物の省量化政策に伴い、故紙として回収される上質系故紙原料の中に、牛乳,ヨーグルト,ジュース等の食品パック及び食品トレイ等のラミネート加工された上質系故紙が相当量混入するようになってきており、この混入量は年々増える傾向にある。
【0003】
このような状況に対応するため、ラミネート故紙を含んだ故紙原料を、ビニール系異物と故紙パルプとに分離処理する故紙処理装置が求められている。
図8〜図10は従来の故紙処理装置を示すもので、図8はその各処理工程(処理設備)を示すブロック図、図9はそのパルパ及び補助パルパを示す模式的な断面図、図10はそのパルパのロータ及び離解板を示す模式的な上面図である。
【0004】
図8に示すように、従来の故紙処理装置は、故紙を搬送するコンベア10と、コンベア10により搬送された故紙が投入され濃度10〜20%で離解するパルパ20と、パルパ20における処理後、濃度3〜5%で離解するとともに異物を除去する補助パルパ30と、パルパ20及び補助パルパ30から故紙パルプ液を取り出すポンプ40と、ポンプ40により取り出された故紙パルプ液を収容する撹拌タンク50と、攪拌タンク50から故紙パルプ液を取り出すポンプ60と、ポンプ60から取り出された故紙パルプ液の重量異物を濃度0.5〜4%で分離するクリーナ70と、故紙パルプ液から軽量異物を分離するスクリーン80とをそなえて構成されている。なお、図8には図示を省略するが、スクリーン80の後工程において、必要に応じて、脱インキ装置、精選スクリーン、精選クリーナ、洗浄装置により故紙を処理する場合もある。
【0005】
ここで、従来の故紙処理装置におけるパルパ20とこのパルパ20に連結された補助パルパ30とについて説明する。
図9に示すように、パルパ20は、容器201と、この容器201の下部に形成され容器201内で離解された故紙パルプ液を排出する排出口206と、この排出口206の開口部を塞ぐようにそなえらえた離解板204と、容器201の底部にそなえられモータ209の回転駆動により軸205を中心に回転するロータ202と、ロータ202の下部にそなえられロータ202と一体となって回転するロータ203と、パルパ20で離解されずに残った異物及び故紙パルプを後述する補助パルパ30へ排出する排出口207とをそなえて構成されている。なお、容器201に投入された故紙パルプ液の漏れ防止のために容器201と軸205との摺接部分にシール208がそなえられている。
【0006】
ロータ202は、上部から下部へ向かって次第に径が大きくなるようなスクリュー状に形成されている。また、ロータ203は、図10に示すように、複数の羽根203aを有する円盤形状に形成されている。
このように形成されたロータ202及びロータ203が、軸205を中心に一体となって回転することにより、容器201内に投入された故紙パルプ液を攪拌し、ロータ203と離解板204との間で生じる剪断作用によって故紙パルプ液に含まれる故紙を離解するようになっている。
【0007】
図10に示すように、離解板204には、直径10〜15mmの多数の孔部204aが形成されている。従って、ロータ202及びロータ203により故紙が離解された後に濃度3〜5%に希釈され、ポンプ40(図9では図示省略)により吸引されることによって、故紙パルプ液は、この孔部204a及び排出口206を通って攪拌タンク50へ排出されるようになっている。
【0008】
一方、補助パルパ30は、図9に示すように、容器301と、この容器301の右側部に形成され容器301内で離解された故紙パルプ液を排出する排出口306と、この排出口306の開口部を塞ぐようにそなえらえた離解板304と、容器301の右側部にそなえられモータ309の回転駆動により軸305を中心に回転するロータ303と、パルパ20で離解されずに残った異物及び故紙パルプ液が投入される投入口307と、容器301の底部に形成され重量異物を排出する排出口311と、容器301の上部に形成され軽量異物を排出する排出口310とをそなえて構成されている。なお、容器301に投入された故紙パルプ液の漏れ防止のために容器301と軸305との摺接部分にシール308がそなえられている。
【0009】
ロータ303は、図10に示すパルパ20のロータ203と同様に、複数の羽根303aを有する円盤形状で形成されている。
このように形成されたロータ303が、軸305を中心に回転することにより、容器301内に投入された故紙パルプ液を攪拌し、ロータ303と離解板304との間で生じる剪断作用によって故紙を離解するようになっている。
【0010】
また、離解板304には、図10に示すパルパ20の離解板204と同様に、直径10〜15mmの多数の孔部304aが形成されており、ロータ303により離解された故紙パルプが、ポンプ40(図9では図示省略)により、この孔部304a及び排出口306を通って攪拌タンク50へ排出されるようになっている。
【0011】
従来の故紙処理装置は、上述のように構成されているので、いわゆるバッチ処理(間欠処理)により、まず、故紙を希釈水とともにパルパ20の容器201へ投入して、濃度10〜20%としてロータ202及びロータ203により攪拌し、故紙を相互摩擦及び剪断作用により離解する。
離解処理後、故紙パルプ液をパルパ20内で濃度4〜5%に希釈し、離解板204の孔部204aを通して排出口206から攪拌タンク50へ排出する。
【0012】
一方、離解されずに残った異物を含む故紙パルプ液は、容器201の排出口207及び補助パルパ30の投入口307を通って補助パルパ30の容器301へ移動する。
そして、容器301へ移動した故紙パルプ液をロータ303により攪拌し、故紙パルプ液中の故紙パルプを相互摩擦により離解する。このとき、離解された故紙パルプは離解板304の孔部304aを通って排出口306から攪拌タンク50へ排出される。また、故紙パルプ液中の重量異物は、容器301底部に沈み、排出口311を通って外部へ排出され、故紙パルプ液中の軽量異物は、容器301上部へ浮上し、排出口310を通って外部へ排出される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の故紙処理装置では、パルパ20の容器201に投入される故紙の大部分が、相互摩擦により実質的な離解処理が行なわれるロータ202及びロータ203付近(離解作用部分)に集中せず、ロータ202及びロータ203から離れた位置を旋回する場合が多く、パルパ20における故紙の離解効果が良くない。
【0014】
また、攪拌が弱いと故紙が浮いてしまい、上記の離解作用部分に届かない。この課題を解決するには攪拌を強くすることが考えられるが、投入する故紙パルプ液の濃度が高くなると攪拌のための動力を増加させる必要がある。特に、ラミネート紙を含む故紙処理では、パルパ20におけるロータ203と離解板204との間の狭い隙間(1〜3mm)において異物が細断され、故紙パルプだけでなく異物も一緒に孔部204aを通ってしまい、その後、ラミネート等の異物は一部ひも状に成長して、ポンプ40及びポンプ60のインペラや撹拌タンク50のアジテータに絡み付き、これらの性能を低下させるおそれがある。
【0015】
また、ひも状に成長しない細かい異物は、後工程のスクリーン80の目穴を通過してしまう。これを防止するため、スクリーン80の目穴を細かくしなければならず、スクリーン80における全体流量を確保するためには、スクリーン80のサイズを大きくしなければいけなくなった。これは、補助パルパ30でも同様で、ロータ303と離解板304との間の狭い隙間(1〜3mm)において異物が細断され、故紙パルプだけでなく異物も一緒に孔部304aを通ってしまい、上記同様の課題が生じる。
【0016】
このように、設備費,動力ともに増加しなければならないという欠点があった。
また、パルパ20における高濃度(10〜20%)での離解処理では、希釈と排出とに時間が掛かるため連続運転が困難であり、設備当たりの処理効率が低い。
【0017】
逆に、連続運転を行なうには、離解板204の孔部204aの通過能力の制限から、パルパ20の容器201内も低濃度(4〜5%)にせざるを得ず、低濃度にすると、ロータ202及びロータ203と故紙パルプとの相互摩擦が減って故紙パルプが離解され難くなり、動力の大部分が故紙パルプの回流に消費されてしまうため、離解効率が低下する。
【0018】
また、離解板204の孔部204aの通過能力を増加させるには径を大きくするか、あるいは、ポンプ40による吸引力を大きくすれば良いが、このようにすると、異物が孔部204aを通過し易くなるため、上記したように、後工程における課題が生じる。
さらに、補助パルパ30では、故紙パルプ液の濃度が低濃度(4〜5%)であるため、重量又は軽量異物とともに故紙パルプも流出してしまい、歩留まりが悪くなった。そして、これを回避するために、異物処理装置を追加することになり、設備費及び動力の両方とも増加した。
【0019】
また、補助パルパ30内の濃度を低くすると、一定の故紙を処理する際により大量の希釈水を用いることになり、補助パルパ30とポンプ40とを大きくする必要が生じる。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、故紙を高濃度で連続的に離解するとともに、故紙に混入している異物を確実に効率良く分離できるようにした、故紙処理装置を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の故紙処理装置(請求項1)は、故紙及び水を収容する横型のパルパと、該パルパ内で形成される故紙パルプ液に含まれた異物を除去するスクリーンとをそなえた故紙処理装置であって、該パルパが、接続管を介して該スクリーンに直接連結されるとともに、該パルパが、内部において該故紙パルプ液を横方向へ移動させながら処理するパルパボディと、該パルパボディ内部にそなえられたパルパロータと、該パルパロータ外周に突設され該故紙パルプ液を攪拌する複数の羽根部材と、該パルパボディ内周に該パルパロータに向けて突設された該羽根部材による該故紙の離解を促進する離解促進部材とをそなえ、上記の複数の羽根部材のうち、少なくとも、該故紙パルプ液が投入される該パルパ上流側に配設された羽根部材は、スパイラル状に配列されていることを特徴としている。
【0021】
該羽根部材が、該パルパロータの軸方向に対して半径方向に設けられ、該離解促進部材として、該羽根部材に対して所定の隙間を保って設けられた板状の第1の離解促進部材がそなえられていることが好ましい(請求項2)。
上記の第1の離解促進部材の該パルパボディ内周面から該パルパロータへの方向における長さが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に大きくなるように形成されていることが好ましい(請求項3)。
該羽根部材及び上記の第1の離解促進部材の軸方向及び/又は周方向のピッチが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に小さくなるように形成されていることが好ましい(請求項4)。
【0022】
該離解促進部材として、該パルパボディ内周面に、該故紙パルパ液の移動方向に延在する第2の離解促進部材がそなえられていることが好ましい(請求項5)。
該スクリーンは、空洞状のスクリーンボディと、該スクリーンボディ内に設けられ、外径が連続的に漸減する漸減部と、該漸減部の始端部と末端部とを連結する連結部とを有する外周面をそなえているスクリーンロータと、該スクリーンボディ内の該スクリーンロータ外周に対向して設けられ多孔を有するスクリーンバスケットとをそなえていることが好ましい(請求項6)。すなわち、スクリーンバスケットは、スクリーンロータとスクリーンバスケットとの間の隙間が次第に広くなるように形成されている。また、この隙間は、3〜15(好ましくは、略8)mmから10〜50(好ましくは、略40)mmへ次第に広くなるのが好ましい。
【0023】
また、スクリーンバスケットの孔部の径は、好ましくは1.5〜10mm、より好ましくは略6mmとする。
該連結部は、該末端部側に形成され外径が増加する傾斜部と、該始端部側に形成され該外周面と略直行するように起立した起立部とをそなえていることが好ましい(請求項7)。
【0024】
該スクリーンボディの外周で且つ下方に設けられた重量異物の排出口と、該スクリーンボディの外周で且つ上記の重量異物の排出口よりも上方に設けられた故紙パルプの排出口と、該スクリーンボディの該スクリーンロータ軸付近に設けられた軽量異物の排出口とをそなえていることが好ましい(請求項8)。
該スクリーンロータが、上記の軽量異物の排出口に接近して設けられ該重量異物を除去された残りの該故紙パルプ液を回転させる回転室と、該回転室内に該故紙パルプ液を導入する導入口と、該回転室内に導入された該故紙パルプ液を回転させる翼部とをそなえていることが好ましい(請求項9)。
【0025】
該回転室内に希釈水を供給する希釈水供給手段が設けられていることが好ましい(請求項10)。従って、回転室内に希釈水を供給し、軽量異物と故紙パルプとを低濃度で遠心分離して軽量異物を優先的に排出することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図1〜図6は、本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置を示すもので、図1はそのパルパ及びスクリーンを示す模式的な断面図、図2はその故紙の処理工程(処理設備)を示すブロック図、図3は図1におけるA−A矢視断面図、図4はスクリーンロータを示す模式的な斜視図、図5はスクリーンロータの始端部及び末端部を示す拡大矢視図、図6は図1におけるB−B矢視断面図である。なお、図1〜図6において、前述した従来例の故紙処理装置と同一の部位については同一の符号を用いて示している。
【0027】
図2に示すように、本故紙処理装置は、故紙を搬送するコンベア10と、コンベア10により搬送された故紙が投入され濃度6〜30%(好ましくは、略15%)で連続的に離解するパルパ2と、パルパ2における処理後、濃度0.5〜4%(好ましくは、略2%)で異物を除去するスクリーン8と、スクリーン8から排出される故紙パルプ液を収容する撹拌タンク50と、攪拌タンク50から故紙パルプ液を取り出すポンプ60と、ポンプ60から取り出された故紙パルプ液を濃度0.5〜4%(好ましくは、略1%)として重量異物を分離するクリーナ70とをそなえて構成されている。なお、図2には図示を省略するが、後工程において、必要に応じて、脱インキ装置、精選スクリーン、精選クリーナ、洗浄装置により故紙を処理する場合もある。
【0028】
本故紙処理装置は、パルパ2にスクリーン8を接続管507により直接連結するとともに、パルパ2及びスクリーン8の各構成を従来の故紙処理装置のもの(図9,図10)と異なる構成にしたことが特徴となっている。従って、以下、本発明にかかる故紙処理装置の特徴部分について、即ち、パルパ2及びスクリーン8について、詳しく説明する。
【0029】
図1に示すように、パルパ2は、主な構成要素として、容器(パルパボディ)501と、パルパロータ502と、羽根部材503と、第1の離解促進部材520と、第2の離解促進部材521とをそなえて構成されている。
パルパボディ501は、例えば、円筒空洞状に形成されており、パルパボディ501上流側の上部には、故紙を投入するための投入口511、また、パルパボディ501下流側の上部には、パルパボディ501内で離解された故紙パルプ液を排出する排出口506が形成されている。
【0030】
また、パルパボディ501には、管路523a,523b,523cを通してパルパボディ501内部に希釈水を供給する希釈水供給手段9がそなえられている。この希釈水供給手段9により、パルパボディ501内の故紙パルプ液の濃度をコントロールできるようになっている。なお、図1では、パルパボディ501の上流側から下流側へ順番に管路523a,523b,523cが接続される場合を示している。
【0031】
パルパロータ502は、図1に示すように、例えば円筒状に形成されており、軸505を有してパルパボディ501内にそなえられ、軸505の一端に接続されたモータ509が回転駆動することにより、パルパロータ502が軸505を中心に回転して(図3中矢印Cの方向へ回転して)故紙を離解するようになっている。なお、パルパボディ501に投入された故紙パルプ液の漏れ防止のためにパルパボディ501と軸505との摺接部分にシール508がそなえられている。
【0032】
羽根部材503は、パルパロータ502外周に、軸505に対して半径方向に突設されている。また、羽根部材503は、軸505を中心として放射線状に(図3参照)、且つ、パルパロータ502の上流側から下流側に亘ってスパイラル状に、複数突設されている。
さらに、羽根部材503は、パルパボディ501内周面に対する距離L1、及び、邪魔板520に対する距離L2を、例えば50〜200mm(より好ましくは、略125mm)の所定値となるように形成されている。
【0033】
第1の離解促進部材としての邪魔板520は、図3に示すように、パルパボディ501の内周にパルパロータ502へ向けて、且つ、周方向に亘って複数突設されている。なお、邪魔板520は、羽根部材503と干渉しないように羽根部材503に対して所定の隙間を保ってそなえられている。
また、邪魔板520は、図1に示すように、故紙が投入されるパルパボディ501上流側から、故紙パルプ液が排出されるパルパボディ501下流側へ亘って所定間隔をおいて複数突設され、且つ、パルパボディ501内周面からパルパロータ502への方向における邪魔板520の長さが、パルパボディ501の上流側から下流側へいくにしたがって次第に大きくなるように(即ち、邪魔板520の面積が大きくなるように)形成されている。
【0034】
第2の離解促進部材としての邪魔板521は、図3に示すように、パルパボディ501周方向の各邪魔板520間に、故紙パルパ液の移動方向に延在するように(即ち、パルパボディ501軸方向に亘って)複数そなえられている。
この邪魔板521は、パルパロータ502が回転する際、羽根部材503の先端部と干渉しないように、その高さ(パルパボディ501内周面から軸505方向への高さ)が上記の所定値よりも短く形成されていることはいうまでもない。
【0035】
このような邪魔板520,521がそなえられることにより、故紙パルプが後述するパルパロータ502の羽根部材503と共回りするのを防止して、故紙が、相互摩擦により邪魔板520及び邪魔板521と羽根部材503との間で効率的に離解できるようになっている。
スクリーン8は、図1に示すように、主な構成要素として、スクリーンボディ601,スクリーンロータ602,スクリーンバスケット604をそなえて構成されている。
【0036】
スクリーンボディ601は、例えば円筒空洞状の形状をしており、パルパ2から排出された故紙パルプ液を投入するための投入口607と、投入口607の下方且つスクリーンボディ601外周(底部)に設けられ重量異物を排出するための排出口615と、スクリーンボディ601の外周で且つ重量異物の排出口615よりも上方に設けられ離解された故紙パルプ液を排出するための排出口606と、スクリーンロータ602の軸605付近に軽量異物を排出するための排出口610とをそなえて構成されている。
【0037】
スクリーンバスケット604は、円筒空洞状の形状をしており、パルプボディ601の排出口606を塞ぐようにスクリーンボディ601内のスクリーンロータ602外周に設けられている。
また、スクリーンバスケット604には、直径1.5〜10mm(より好ましくは、略6mm)の孔部604aが多数形成されており、離解された故紙パルプ液が通過すべく機能している。
【0038】
スクリーンロータ602は、円筒状に形成されており、軸605を有してスクリーンボディ601内にそなえられ、軸605の一端に接続されたモータ609が回転駆動することにより、スクリーンロータ602が軸605を中心に回転して故紙パルプを離解するようになっている。また、スクリーンロータ602上流端面には、複数の掻き取り羽根617がそなえられており、スクリーンロータ602の回転中に異物が絡み付くのを防止するようになっている。なお、故紙パルプ液の漏れ防止のためにスクリーンボディ601と軸605との摺接部分にシール608がそなえられている。
【0039】
また、図4及び図5に示すように、スクリーンロータ602の外周面には、外径が連続的に漸減する漸減部(曲面)620aと、漸減部620aの始端部(縁)651と末端部656とを連結する連結部620bとが形成されている。なお、図4では、漸減部620a及び連結部620bが、スクリーンロータ602外周に2つ形成されている場合を示しているが、これらを1つのみ又は3つ以上形成することも考えられる。また、本実施形態におけるスクリーンロータ602の漸減部620aは、その始端部651とスクリーンバスケット604との間の距離が3〜15(好ましくは、略8)mm、その末端部656とスクリーンバスケット604との間の距離が10〜50(好ましくは、略40)mmになるように、外径が次第に減少した形状に形成されている(図6参照)。なお、以下、スクリーンロータ602とスクリーンバスケット604との間の空間を環状室といい、符号621で示す。
【0040】
連結部620bには、図5に示すように、末端部656側に設けられ末端部656側から始端部651側へ次第に外径が増加するように傾斜した傾斜部653と、始端部651側に設けられスクリーンロータ602の外周面(即ち、漸減部620a)と略直行するように起立した起立部652とが滑らかに連続して形成されている。なお、図5では、連結部620bが、取替え可能な替刃650として構成されており、ボルト655締めによりスクリーンロータ602に取り付けられている。
【0041】
また、スクリーンロータ602には、軽量異物の排出口610に接近して設けられ故紙パルプ液を回転させるための回転室657と、回転室657内に故紙パルプ液を導入するための導入口(切欠き)613と、回転室657内に導入された故紙パルプ液を回転させるための翼部612とが形成されている。
また、上述した希釈水供給手段9により、管路523e及びノズル611を介して回転室657に希釈水を供給し、回転室657内の濃度を低下させるようになっているとともに、管路523fを介してスクリーンロータ602の上流側の端面付近に希釈水を供給し、スクリーンロータ602端面や軸605等に異物が絡み付くのを防止するようになっている。さらに、希釈水供給手段9は、管路523dを介してパルパ2とスクリーン8とを接続する接続管507にも希釈水を供給できるようになっている。これにより、接続管507内の圧力をコントロールできるようになっている。
【0042】
したがって、図6に示すように、スクリーンロータ602が矢印Dの向きに回転すると、故紙パルプ液が、始端部651側付近の漸減部620aによりスクリーンバスケット604内表面の流速が上がり静圧成分が下がるので、内周側への負圧を受け、孔部604aを通過できずに引っ掛かった異物が引き戻され、孔部604aの目詰まりを防止できるようになっている。
【0043】
また、始端部651から末端部656へいくにしたがってスクリーンバスケット604と漸減部620aとの間の隙間が広くなるので、末端部656付近では正圧を受け、離解された故紙パルプ液はスクリーンバスケット604の孔部604aを通過して排出口606から排出されるようになっている。
本発明の一実施形態としての故紙処理装置は、上述のように構成されているので、パルパボディ501の投入口511から故紙を投入し、パルパロータ502で攪拌する。このとき、希釈水供給手段9により、管路523a,523bを介してパルパボディ501内に希釈水を供給して、故紙パルプ液の濃度が一定〔例えば、6〜30(好ましくは、略15)%〕になるように、また、負荷が一定になるように調整する。このように希釈された故紙パルプは、パルパロータ502の羽根部材503がスパイラル状に形成されているので、パルパロータ502が回転することにより、攪拌されながら次第にパルパボディ501の下流側へ移動していく。
【0044】
このような過程で、故紙パルプは、羽根部材503と邪魔板520との間で、及び、羽根部材503と邪魔板521との間で、それぞれ力を受けて、故紙パルプの相互摩擦により、確実に離解される。また、邪魔板520の長さ(又は面積)が下流側ほど大きくなっているので、下流側にいくにしたがって相互摩擦が起こり易く、より確実に且つ効率良く故紙パルプを離解できる。
【0045】
したがって、従来の故紙処理装置の課題であった、故紙パルプが容器の中を旋回するためだけに使われていた動力が不要となるとともに、離解効率を向上できる。
そして、離解処理されてパルプボディ501の下流側に到達した故紙パルプ液に、希釈水供給手段9により、管路523cを介して希釈水を供給して希釈した後、希釈された故紙パルプ液は排出口506を通り接続管507に移動する。このとき、希釈供給手段9により、管路523dを介して故紙パルプ液を更に希釈する。
【0046】
ここで、パルパボディ501内の故紙パルプ液は、比較的高濃度の故紙パルプ液で充満されているので、スクリーン8へ送られる故紙パルプ液の圧力は接続管507の高さと管路523c,523dの圧力とでコントロールすることができる。
このように、パルパ2では、高濃度の故紙パルプ液を連続的に離解することができる。
【0047】
その後、故紙パルプ液は、接続管507を経てスクリーン8の投入口607からスクリーンボディ601内に導入される。
故紙パルプ液がスクリーンボディ601内に導入された後、故紙パルプ液中に混入している重量異物は、スクリーン8の投入口607と同一接線方向に設けられた排出口615から間欠的に排出される。
【0048】
また、重量異物が取り除かれた故紙パルプ液は、スクリーンロータ602とスクリーンバスケット604との間の環状室(空間)621を軸方向下流側へ向かって移動していく間に、スクリーンバスケット604の多数の孔部604aで選別され、孔部604aの径よりも小さく離解された故紙パルプのみが排出口606からスクリーンボディ601外へ排出される。
【0049】
スクリーンバスケット604は、円筒形状をしているので面積が広く、多孔を小さくしても通過能力を大きくすることができ、通過能力を高めるため従来必要とされたポンプを必要としないので、スクリーンバスケット604の孔部604aを異物が通過し難く、また、たとえ異物が孔部604aに引っ掛かったとしてもスクリーンロータ602の漸減部620aの回転により生じる負圧で引き戻され、孔部604aの目詰まりを防止することができる。つまり、異物の除去効率を向上させることができる。
【0050】
このように、従来必要とされた補助パルパやポンプ等を必要とせず、設備費及び動力を節約できる。
また、ラミネート等の異物が、後工程においてひも状に成長することがないので、ポンプ60のインペラ(図示省略)や撹拌タンク70のアジテータ(図示省略)に絡み付くこともない。
【0051】
また、スクリーンロータ602に傾斜部653が形成されているので、回転抵抗が少なく、高速で且つ低動力でスクリーンロータ602を回転することができ、スクリーンバスケット604の通過能力を上げることができる。
一方、スクリーンバスケット604の孔部604aを通過できなかったポリエチレンラミネート等の軽量異物は、希釈水供給手段9により管路523eからノズル611を通って導入された希釈水で更に低濃度(0.5〜2%)で処理され、回転室657の導入口613を通り、翼部612により撹拌されると、回転するスクリーンロータ602の遠心作用により、軽量異物は回転中心に集まりやすくなり、この軽量異物が優先的に(図1に示す円形堰614を越えて)排出口610からスクリーンボディ601外へ排出される。従って、軽量異物とともに排出口610へ排出される故紙パルプが少なくなり、歩留まりをよくすることができる。
【0052】
このように、高濃度で連続運転を行なうことができるので、希釈と排出との時間は不要で、設備当たりの処理効率を良くすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0053】
例えば、本実施形態では、パルパロータ502外周に上流側から下流側に亘って羽根部材503を複数設けたが、図7に示すように、上流側の羽根部材503を多条スクリュー状の羽根部材503a,503bにしても良い。
また、この図7に示す例では、中流側及び下流側の羽根部材503は、軸方向に一定間隔をあけた位置において、それぞれ放射状に羽根部材503cを配置した構成になっている。この場合は、羽根部材503a,503bによって故紙パルプ液を軸方向駆動し、羽根部材503cによって故紙の離解を行なうことになる。
これにより、離解の初期段階において、パルパ2に投入された故紙パルプ液を確実に下流側へ流し、離解処理を進めることができる。
【0054】
また、羽根部材503及び邪魔板520の軸方向及び/又は周方向のピッチを離解が進んでいくにしたがって(即ち、下流側へいくにしたがって)次第に小さくなるようにしても良い。こうすることで、故紙パルプ液が下流側にいくほど離解処理能力を増加させることができる。
また、上流側の羽根部材を、図7に示す多条スクリュー状の羽根部材503a,503bにし、中流側及び下流側の羽根部材を図1に示す羽根部材503にするようにしても良い。
さらに、下流側にいくにしたがって、羽根部材のピッチを小さくして、下流側ほど離解をきめ細かく行なうようにしても良い。
【0055】
本実施形態では、邪魔板520の長さを、パルパボディ501の上流側から下流側へいくにしたがって大きくしたが、図7に示すように、所定長さに限定しても良い。
また、邪魔板520を、パルパボディ501内周面に上流側から下流側へ亘ってスパイラル状に突設しても良い。
【0056】
なお、パルパロータ502の軸505の支持方法としては、両端支持(両端に軸受けがある)でも、方持ち支持(片側に軸受け2組がある)でもどちらを用いても良い。
図1に示すスクリーン8を左右逆にして接続管507に取り付けても良い。なお、この場合、図7に示すように、符号709が重量異物の排出口となり、符号710bが軽量異物の排出口となる。また、このとき、符号710aで示す軽量異物除去のための新たな排出口を設けるようにしても良い。
【0057】
本実施形態では、スクリーンバスケット604に多数の孔部604aを設けたが、特に孔部でなくても良く、例えば、幅0.15〜0.5(より好ましくは、略0.3)mmのスリットを軸方向に形成するようにしても良い。
また、スクリーン8を、公知の振動スクリーンやドラム式スクリーンで代用しても良い。
【0058】
パルパロータ502の軸505及びスクリーンロータ602の軸605を、公知のインバータモータにより回転数を制御するようにしても良い。
本実施形態では、横型パルパ2及びスクリーン8にした。
【0059】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の本発明の故紙処理装置によれば、横型のパルパが、接続管を介してスクリーンに直接連結されるとともに、パルパが、内部において故紙パルプ液を横方向へ移動させながら処理するパルパボディと、パルパボディ内部にそなえられたパルパロータと、パルパロータ外周に突設され故紙パルプ液を攪拌する複数の羽根部材と、パルパボディ内周にパルパロータに向けて突設された羽根部材による故紙の離解を促進する離解促進部材とをそなえているので、故紙を横方向へ移動させながら、複数の羽根部材と離解促進部材との間で連続的に故紙を離解処理することができる。従って、故紙の離解処理をより効果的に行なうことができ、高濃度で故紙パルプの離解処理が可能である。
【0060】
また、高濃度で連続運転を行なうことができるので、故紙パルプ液の希釈と排出とにかかる時間を省略でき、設備当たりの処理効率を向上することができる。
そして、パルパで故紙を確実に離解処理できるので、補助パルパを必要とせず、パルパにおける離解処理の後、直接スクリーンで故紙に混入している異物を分離することができる。
また、上記の複数の羽根部材のうち、少なくとも、該故紙パルプ液が投入される該パルパ上流側に配設された羽根部材は、スパイラル状に配列されているので、パルパロータが回転することにより、パルパの上流側から投入された故紙パルプ液は次第に下流側(横方向)へ漸次移動していき、羽根部材及び第1の離解促進部材により確実に離解することができる。
【0061】
請求項2記載の本発明の故紙処理装置によれば、羽根部材が、パルパロータの軸方向に対して半径方向に設けられ、離解促進部材として、羽根部材に対して所定の隙間を保って設けられた板状の第1の離解促進部材がそなえられているので、羽根部材と第1の離解促進部材とが干渉することはなく、羽根部材と第1の離解促進部材との間における故紙パルプの相互摩擦作用の効果を向上させることができる。つまり、故紙をより確実に離解することができる。
【0062】
請求項3記載の本発明の故紙処理装置によれば、上記の第1の離解促進部材の該パルパボディ内周面から該パルパロータへの方向における長さが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に大きくなるように形成されているので、下流側にいくにしたがって相互摩擦が起こり易く、より確実に且つ効率良く故紙パルプを離解できる。
請求項4記載の本発明の故紙処理装置によれば、該羽根部材及び上記の第1の離解促進部材の軸方向及び/又は周方向のピッチが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に小さくなるように形成されているので、故紙パルプ液が下流側にいくほど離解処理能力を増加させることができる。
【0063】
請求項5記載の本発明の故紙処理装置によれば、離解促進部材として、パルパボディ内周面に、故紙パルパ液の移動方向に延在する第2の離解促進部材がそなえられているので、回転する羽根部材と第2の離解促進部材との相互作用により、故紙をさらに確実に離解することができる。
請求項6記載の本発明の故紙処理装置によれば、スクリーンは、空洞状のスクリーンボディと、スクリーンボディ内に設けられ、外径が連続的に漸減する漸減部と、漸減部の始端部と末端部とを連結する連結部とを有する外周面をそなえているスクリーンロータと、スクリーンボディ内のスクリーンロータ外周に対向して設けられ多孔を有するスクリーンバスケットとをそなえているので、末端部ではスクリーンバスケットとスクリーンロータとの間の隙間が広く、特にラミネート紙を含む故紙処理でも異物がスクリーンバスケットとの間で細断され難い。従って、離解された故紙パルプのみを排出することができ、異物の除去効率を向上できる。
【0064】
請求項7記載の本発明の故紙処理装置によれば、連結部は、末端部側に形成され外径が増加する傾斜部と、始端部側に形成され外周面と略直行するように起立した起立部とをそなえているので、スクリーンロータが高速で回転しても、傾斜部により抵抗が緩和されるとともに、起立部により故紙パルプの離解処理能力を維持できる。
【0065】
請求項8記載の本発明の故紙処理装置によれば、スクリーンボディの外周で且つ下方に設けられた重量異物の排出口と、スクリーンボディの外周で且つ上記の重量異物の排出口よりも上方に設けられた故紙パルプの排出口と、該スクリーンボディのスクリーンロータ軸付近に設けられた軽量異物の排出口とをそなえているので、スクリーンボディ底部に溜まる重量異物は下方の排出口から排出でき、故紙パルプ液中の重量異物を確実に分離できる。また、軽量異物は、故紙パルプ液よりも軽いので、スクリーンロータの回転中心に集まり、その近傍にある排出口から軽量異物が排出されるので、故紙パルプ液中の軽量異物を確実に分離できる。
【0066】
請求項9記載の本発明の故紙処理装置によれば、該スクリーンロータが、上記の軽量異物の排出口に接近して設けられ重量異物を除去された残りの故紙パルプ液を回転させる回転室と、回転室内に故紙パルプ液を導入する導入口と、回転室内に導入された故紙パルプ液を回転させる翼部とをそなえているので、重量異物を除去された残りの故紙パルプ液が導入口から回転室に入り、翼部により攪拌された後、軽量異物が回転室の回転中心に集まり、この回転中心付近に設けた排出口から軽量異物を排出することができる。これにより、軽量異物とともに流出する故紙パルプが少なくなるので、歩留まりを良くすることができる。従って、別の異物分離装置が不要となり、設備費及び動力を節約することができる。
【0067】
請求項10記載の本発明の故紙処理装置によれば、回転室内に希釈水を供給する希釈水供給手段が設けられているので、重量異物を除去された故紙パルプ液をさらに低濃度で処理することができ、回転するスクリーンロータの遠心作用により軽量異物を中心に集め易くすることができる。これにより、軽量異物と故紙パルプ液とをより高精度で分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置のパルパ及びスクリーンを示す模式的な断面図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置の各処理工程(処理設備)を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置の図1におけるA−A矢視断面図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置のスクリーンロータを示す模式的な斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置のスクリーンロータの始端部及び末端部を示す拡大矢視図である。
【図6】本発明の一実施形態にかかる故紙処理装置の図1におけるB−B矢視断面図である。
【図7】本発明の一実施形態にかかる変形例のパルパ及びスクリーンを示す模式的な断面図である。
【図8】従来の故紙処理装置における各処理工程(処理設備)を示すブロック図である。
【図9】従来の故紙処理装置におけるパルパ及び補助パルパを示す模式的な断面図である。
【図10】従来の故紙処理装置におけるパルパのロータ及び離解板を示す模式的な上面図である。
【符号の説明】
2 パルパ
8 スクリーン
9 希釈水供給手段
10 コンベア
20 パルパ
30 補助パルパ
40 ポンプ
50 攪拌タンク
60 ポンプ
70 クリーナ
80 スクリーン
201 容器
202 ロータ
203 ロータ
203a 羽根
204 離解板
204a 孔部
205 軸
206 離解された故紙パルプ液の排出口
207 故紙パルプ液の排出口
208 シール
209 モータ
301 容器
303 ロータ
303a 羽根
304 離解板
304a 孔部
305 軸
306 離解された故紙パルプ液の排出口
307 投入口
308 シール
309 モータ
310 軽量異物の排出口
311 重量異物の排出口
501 パルパボディ
502 パルパロータ
503 羽根部材
503a,503b スクリュー状の羽根部材
503c 羽根部材
505 軸
506 故紙パルプ液の排出口
508 シール
509 モータ
511 投入口
520 邪魔板(第1の離解促進部材)
521 邪魔板(第2の離解促進部材)
523a,523b,523c,523d,523e,523f 管路
601 スクリーンボディ
602 スクリーンロータ
604 スクリーンバスケット
604a 孔部
605 軸
606 離解された故紙パルプ液の排出口
607 投入口
608 シール
609 モータ
610 軽量異物の排出口
611 ノズル
612 翼部
613 切欠き(導入口)
614 円形堰
615 重量異物の排出口
617 掻き取り羽根
620a 漸減部
620b 連結部
621 環状室
650 替刃
651 始端部
652 起立部
653 傾斜部
655 ボルト
656 末端部
709 重量異物の排出口
710b 軽量異物の排出口
Claims (10)
- 故紙及び水を収容する横型のパルパと、該パルパ内で形成される故紙パルプ液に含まれた異物を除去するスクリーンとをそなえた故紙処理装置であって、
該パルパが、接続管を介して該スクリーンに直接連結されるとともに、
該パルパが、
内部において該故紙パルプ液を横方向へ移動させながら処理するパルパボディと、
該パルパボディ内部にそなえられたパルパロータと、
該パルパロータ外周に突設され該故紙パルプ液を攪拌する複数の羽根部材と、
該パルパボディ内周に該パルパロータに向けて突設され、該羽根部材による該故紙の離解を促進する離解促進部材とをそなえ、
上記の複数の羽根部材のうち、少なくとも、該故紙パルプ液が投入される該パルパ上流側に配設された羽根部材は、スパイラル状に配列されている
ことを特徴とする、故紙処理装置。 - 該羽根部材が、該パルパロータの軸方向に対して半径方向に設けられ、該離解促進部材として、該羽根部材に対して所定の隙間を保って設けられた板状の第1の離解促進部材がそなえられている
ことを特徴とする、請求項1記載の故紙処理装置。 - 上記の第1の離解促進部材の該パルパボディ内周面から該パルパロータへの方向における長さが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に大きくなるように形成されている
ことを特徴とする、請求項2記載の故紙処理装置。 - 該羽根部材及び上記の第1の離解促進部材の軸方向及び/又は周方向のピッチが、該パルパボディの上流側から下流側へいくにしたがって次第に小さくなるように形成されている
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の故紙処理装置。 - 該離解促進部材として、該パルパボディ内周面に、該故紙パルパ液の移動方向に延在する第2の離解促進部材がそなえられている
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の故紙処理装置。 - 該スクリーンは、
空洞状のスクリーンボディと、
該スクリーンボディ内に設けられ、外径が連続的に漸減する漸減部と、該漸減部の始端部と末端部とを連結する連結部とを有する外周面をそなえているスクリーンロータと、
該スクリーンボディ内の該スクリーンロータ外周に対向して設けられ多孔を有するスクリーンバスケットとをそなえている
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の故紙処理装置。 - 該連結部は、
該末端部側に形成され外径が増加する傾斜部と、
該始端部側に形成され該外周面と略直行するように起立した起立部とをそなえている
ことを特徴とする、請求項6記載の故紙処理装置。 - 該スクリーンボディの外周で且つ下方に設けられた重量異物の排出口と、
該スクリーンボディの外周で且つ上記の重量異物の排出口よりも上方に設けられた故紙パルプ液の排出口と、
該スクリーンボディの該スクリーンロータ軸付近に設けられた軽量異物の排出口とをそなえている
ことを特徴とする、請求項6又は7記載の故紙処理装置。 - 該スクリーンロータが、
上記の軽量異物の排出口に接近して設けられ該重量異物を除去された残りの該故紙パルプ液を回転させる回転室と、
該回転室内に該故紙パルプ液を導入する導入口と、
該回転室内に導入された該故紙パルプ液を回転させる翼部とをそなえている
ことを特徴とする、請求項8記載の故紙処理装置。 - 該回転室内に希釈水を供給する希釈水供給手段が設けられている
ことを特徴とする、請求項9記載の故紙処理装置。
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