JP3887721B2 - パルパー装置、パルパー装置の収容槽及び水流誘導部材 - Google Patents

Description

本発明は、振動が少なく、また、エネルギー効率の良い、パルパー装置、パルパー装置用の収容槽及びにパルパー装置の収容槽に用いる水流部材に関する。

ダンボールや古紙その他の紙（原料）をリサイクル等する際に、パルパー装置が用いられている。

図６は、そのようなパルパー装置の一例を模式的に示す一部切欠斜視図である。

従来のパルパー装置１０１は、収容槽（タブ）１０２と、ロータベーン１０３と、メッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４とを備える。

また、図６中、１０５ａ、１０５ｂ、で示す部材は、ロータベーン１０３を回転駆動させた際に、収容槽（タブ）１０２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーが、収容槽（タブ）１０２内において、ロータベーン１０３の方向に行くように調製する誘導部材を示している。

収容槽（タブ）１０２は、上部に、ダンボールや古紙その他の紙（原料）を投入する、原料投入口ｈ１０２ａを備える。

また、収容槽（タブ）１０２は、下部に、再生材（スラリー）を排出する排出口ｈ１０２ｂを備える。

また、収容槽（タブ）１０２は、上部収容槽部１０２ａと、上部収容槽部１０２ａの下方に接続された下部収容槽部１０２ｂとを備える。

収容槽（タブ）１０２は、再生材（スラリー）の排出効率を考慮して、上部収容槽部１０２ａが、円柱体形状又は概ね円柱体形状を有しており、下部収容槽部１０２ｂが、円錐体形状又は概ね円錐体形状を有しており、全体として、ホッパー形状になっている。

ロータベーン１０３は、収容槽（タブ）１０２の底部の排出口ｈ１０２ｂ上に、電動モータ等の回転駆動手段（図示せず。）により回転可能に設けられている。

ロータベーン１０３は、ロータ本体１０３ａと、原料切削刃１０３ｂ・・・と、回転流発生部材１０３ｃ・・・とを備える。

メッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４は、ロータベーン１０３の下方位置に、且つ、排出口ｈ１０２ｂ上に、排出口ｈ１０２ｂを覆うように設けられる。

メッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４のメッシュ孔（貫通孔）は、製造する再生材（スラリー）中に含まれる繊維の大きさ（規格）に合った、大きさにされる。

次に、パルパー装置１０１を用いて、ダンボールや古紙その他の紙（原料）から再生材（スラリー）を製造する方法を説明する。

ここでは、バッチ式の再生材（スラリー）の製造方法について説明する。

まず、排出口ｈ１０２ｂを閉じた状態にする。

次に、原料投入口ｈ１０２ａから、ダンボールや古紙その他の紙（原料）と水を収容する。

次に、パルパー装置１０１に電源を供給し、ロータベーン１０３を回転駆動する。
すると、ダンボールや古紙その他の紙（原料）は、原料切削刃１０３ｂ・・・により切断されたり粉砕されたりする。

また、ダンボールや古紙その他の紙（原料）は、ロータ本体１０３ａとメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４との協働（ロータ本体１０３ａの下面とメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４の上面との間における磨り潰しや粉砕）や、原料切削刃１０３ｂ・・・とメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４との協働（原料切削刃１０３ｂ・・・の各の下面とメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４の上面との間における磨り潰しや粉砕）によって細かくされる。

また、ロータベーン１０３を回転駆動すると、収容槽（タブ）１０２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーが、ロータベーン１０３及び回転流発生部材１０３ｃ・・・により、渦巻き流となり、ロータベーン１０３及び回転流発生部材１０３ｃ・・・側から、収容槽（タブ）１０２の内壁面方向に移動し、水流誘導部材１０５ａ、１０５ｂの効果により、再び、ロータベーン１０３方向に送られるようにされている。

再生材（スラリー）をバッチ式で製造する場合には、所定時間、収容槽（タブ）１０２内に収容した、水及び原料を、ロータベーン１０３で、攪拌、粉砕、すり潰しを行った後、ロータベーン１０３を回転したまま、排出口ｈ１０２ｂを開いた状態にする。

これにより、メッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４の目より小さい繊維を含む溶液（スラリー）が、排出口ｈ１０２ｂから排出される。

尚、上記では、バッチ式の再生材（スラリー）の製造方法について説明したが、連続式で再生材（スラリー）を製造する場合は、所定の目のメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４を排出口ｈ１０２ｂ上に取付け、排出口ｈ１０２ｂを開いた状態にし、ロータベーン１０３を回転駆動し、原料投入口ｈ１０２ａから収容槽（タブ）１０２に、ダンボールや古紙その他の紙（原料）と水を連続的に供給し、排出口ｈ１０２ｂから連続的に、メッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４の目より小さい繊維を含む溶液（スラリー）を排出するようにする。
特開２００３−１１９６８０号公報、図１を参照

しかしながら、従来のパルパー装置１０１は、再生材（スラリー）を製造するために、ロータベーン１０３を回転駆動すると、図７に示すように、収容槽（タブ）１０２の内面が、直線を基調とした部材で形成されているため、例えば、角部Ｃが障害となり、水流に乱れが生じ、水流のエネルギーが消耗されたり、例えば、角部Ｃにおいて生じた乱流等により、収容槽（タブ）１０２に振動を生じたり、また、例えば、角部Ｃにおいて生じた乱流等により、ロータベーン１０３に負荷がかかったりする、という問題が生じる。

また、パルパー装置１０１を用いて、収容槽（タブ）１０２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーを製造する際に、ロータベーン１０３を回転駆動すると、装置自体や原料等の組成・濃度によって、収容槽（タブ）１０２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーの回転流の状態が異なるので、水流誘導部材１０５ａ、１０５ｂを取付ける位置が装置毎に異なる場合があるが、従来の収容槽（タブ）１０２は、上部収容槽部１０２ａが、円柱体形状又は概ね円柱体形状を有しており、下部収容槽部１０２ｂが、円錐体形状又は概ね円錐体形状を有しているため、上部収容槽部１０２ａ用の水流誘導部材１０５ｂと、下部収容槽部１０２ｂ用の水流誘導部材１０５ａとを用意しなければならず、水流誘導部材の形状を少なくとも収容槽（タブ）１０２の内表面の形状に合わせて２種類用意しなければならない、という問題があった。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、再生材（スラリー）を製造するために、ロータベーンを回転駆動させた際に、パルパー装置に振動が発生せず、且つ、ロータベーンに大きな負荷がかかることを防止した、パルパー装置及びパルパー装置用の収容槽を提供すること、並びに、そのようなパルパー装置及びパルパー装置用の収容槽用の水流誘導部材を提供することを目的としている。

請求項１に記載のパルパー装置は、上部に原料投入口を有し、下部に排出口を有する収容槽と、収容槽の排出口を覆うように設けられたメッシュ板と、メッシュ板上に回転可能に設けられたロータベーンとを備え、収容槽の内面が球面又は概ね球面にされており、収容槽の内面に水流誘導部材を備え、水流誘導部材は、収容槽の内面に取付ける取付面が、収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされており、収容層の内面に、収容層の上部近傍位置から下部近傍位置にかけて、概ね縦方向に、取り付けられており、且つ、その断面が、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）の上流側が当たる傾斜面の角度をきつくし、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）の下流側が当たる傾斜面の角度を、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）に乱流が生じないようにするため、ゆるやかにした概ね三角形状にされている。

請求項２に記載のパルパー装置用の収容槽は、上部に原料投入口を有し、下部に排出口を有し、且つ、その内面が球面又は概ね球面にされている収容槽と、収容槽の内面に取り付けられた水流誘導部材とを備え、水流誘導部材は、収容槽の内面に取付ける取付面が、前記収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされており、収容層の内面に、収容層の上部側から下部側にかけて、概ね縦方向に、取り付けられており、且つ、その断面が、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）の上流側が当たる傾斜面の角度をきつくし、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）の下流側が当たる傾斜面の角度を、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流（スラリー流）に乱流が生じないようにするため、ゆるやかにした概ね三角形状にされている。

請求項１に記載のパルパー装置は、収容槽の内面が球面又は概ね球面にし、その内面に角部をなくすようにしているので、再生材（スラリー）を製造するために、ロータベーンを回転駆動させた際に、パルパー装置に振動が発生せず、且つ、ロータベーンに大きな負荷がかからない。

また、請求項１に記載のパルパー装置は、水流誘導部材として、収容槽の内面に取付ける取付面を、収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にしているので、水流誘導部材の収容槽への取付位置を変えたり、又は、その長さと収容槽への取付位置を変えたりして、その装置の収容槽に合った取付位置に、水流誘導部材を取付けることができる。

また、請求項１に記載のパルパー装置用の収容槽は、収容槽の内面が球面又は概ね球面にし、その内面に角部をなくすようにしているので、再生材（スラリー）を製造するために、パルパー装置にこの収容槽を用いれば、ロータベーンを回転駆動させた際に、パルパー装置に振動が発生せず、且つ、ロータベーンに大きな負荷がかからない。

また、請求項２に記載のパルパー装置用の収容層では、水流誘導部材の収容槽の内面に取付ける取付面が、収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされているので、水流誘導部材の収容槽への取付位置を変えたり、又は、その長さと収容槽への取付位置を変えたりすれば、その装置の収容槽に合った取付位置に、水流誘導部材を取付けることができる。

以下、本発明に係るパルパー装置、パルパー装置の収容槽及び水流誘導部材の一例を図面を参照しながら、更に、詳しく説明する。

図１は、本発明に係るパルパー装置の一例を模式的に示す一部切欠斜視図であり、図２は、図１に示すパルパー装置をその上方から見た状態を模式的に示す一部切平面図であり、図３は、図２中、Ａ−Ａ線に従う概略的な断面図である。

このパルパー装置１は、収容槽（タブ）２と、ロータベーン３と、メッシュ板（エキストラクション・プレート）４とを備える。

収容槽（タブ）２は、上部に、ダンボールや古紙その他の紙（原料）を投入する、原料投入口ｈ２ａを備える。

また、収容槽（タブ）２は、下部に、再生材（スラリー）を排出する排出口ｈ２ｂを備える。

ロータベーン３は、収容槽（タブ）２の底部の排出口ｈ２ｂ上に、電動モータ等の回転駆動手段（図示せず。）により回転可能に設けられている。

ロータベーン３は、ロータ本体３ａと、原料切削刃３ｂ・・・と、回転流発生部材３ｃ・・・とを備える。

メッシュ板（エキストラクション・プレート）４は、ロータベーン３の下方位置に、且つ、排出口ｈ２ｂ上に、排出口ｈ２ｂを覆うように設けられる。

メッシュ板（エキストラクション・プレート）４のメッシュ孔（貫通孔）は、製造する再生材（スラリー）中に含まれる繊維の大きさ（規格）に合った、大きさにされる。

パルパー装置１の以上の構成は、図６に示す従来のパルパー装置１０１の構成と同様であるが、パルパー装置１は、以下の点で、従来のパルパー装置１０１とその構成が異なっている。

まず、このパルパー装置１では、収容槽（タブ）２として、その内面が球面又は概ね球面にされているものを用いている。

図４は、パルパー装置１で用いる水流誘導部材を例示的に示す斜視図である。

水流誘導部材５は、収容槽２の内面Ｓ２に取付ける取付面Ｓ５が、収容槽２の内面Ｓ２と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされている。

即ち、水流誘導部材５の取付面Ｓ５の形状は、球形又は概ね球形にされている収容槽２の内面Ｓ２の一部を切り取った形状と同じ形状又は概ね同じ形状にされている。

水流誘導部材５は、収容槽２の内面Ｓ２に取付ける取付面Ｓ５が、収容槽２の内面Ｓ２と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされている限り、図４（ａ）に例示するように、板状のものであっても、図４（ｂ）に例示するように断面形状が略三角形状のものであっても、又は、図４（ｃ）に例示するように、水流（スラリー流）の上流側が当たる傾斜面の角度をきつくし、水流（スラリー流）の下流側が当たる傾斜面の角度を、水流（スラリー流）に乱流が生じないようにするため、ゆるやかにした三角形状のようなものであってもよい。

次に、パルパー装置１を用いて、ダンボールや古紙その他の紙（原料）から再生材（スラリー）を製造する方法を説明する。

ここでは、バッチ式の再生材（スラリー）の製造方法について説明する。

まず、排出口ｈ２ｂを閉じた状態にする。

次に、原料投入口ｈ２ａから、ダンボールや古紙その他の紙（原料）と水を収容する。

次に、パルパー装置１に電源を供給し、ロータベーン３を回転駆動する。

すると、ダンボールや古紙その他の紙（原料）は、原料切削刃３ｂ・・・により切断されたり粉砕されたりする。

また、ダンボールや古紙その他の紙（原料）は、ロータ本体３ａとメッシュ板（エキストラクション・プレート）４との協働（ロータ本体３ａの下面とメッシュ板（エキストラクション・プレート）４の上面との間における磨り潰しや粉砕）や、原料切削刃３ｂ・・・とメッシュ板（エキストラクション・プレート）４との協働（原料切削刃３ｂ・・・の各の下面とメッシュ板（エキストラクション・プレート）１０４の上面との間における磨り潰しや粉砕）によって細かくされる。

また、ロータベーン３を回転駆動すると、収容槽（タブ）２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーが、ロータベーン３及び回転流発生部材３ｃ・・・により、渦巻き流となり、ロータベーン３及び回転流発生部材３ｃ・・・側から、収容槽（タブ）２の内壁面方向に移動し、水流誘導部材５・・・の効果により、再び、ロータベーン３方向に送られるようにされている。

再生材（スラリー）をバッチ式で製造する場合には、所定時間、収容槽（タブ）２内に収容した、水及び原料を、ロータベーン３で、攪拌、粉砕、すり潰しを行った後、ロータベーン３を回転したまま、排出口ｈ２ｂを開いた状態にする。

これにより、メッシュ板（エキストラクション・プレート）４の目より小さい繊維を含む溶液（スラリー）が、排出口ｈ１０２ｂから排出される。

尚、上記では、バッチ式の再生材（スラリー）の製造方法について説明したが、連続式で再生材（スラリー）を製造する場合は、所定の目のメッシュ板（エキストラクション・プレート）４を排出口ｈ２ｂ上に取付け、排出口ｈ２ｂを開いた状態にし、ロータベーン３を回転駆動し、原料投入口ｈ２ａから収容槽（タブ）２に、ダンボールや古紙その他の紙（原料）と水を連続的に供給し、排出口ｈ２ｂから連続的に、メッシュ板（エキストラクション・プレート）４の目より小さい繊維を含む溶液（スラリー）を排出するようにする。

このパルパー装置１は、収容槽２の内面Ｓ２を球面又は概ね球面にし、図５に示すように、その内面に角部をなくすようにしているので、ロータベーン３を回転駆動すると、収容槽（タブ）２内に収容されている、ダンボールや古紙その他の紙（原料）及びこれらの粉砕途中物や粉砕物と水とのスラリーが、ロータベーン３及び回転流発生部材３ｃ・・・により、渦巻き流となり、ロータベーン３及び回転流発生部材３ｃ・・・側から、収容槽（タブ）２の内壁面方向に移動し、水流誘導部材５・・・の効果により、再び、ロータベーン３方向に送られるようにされる際に、従来のパルパー装置１０１の収容槽１０２において発生したような、収容槽１０２の角部Ｃが原因したような乱流が生じない。

この結果、このパルパー装置１では、再生材（スラリー）を製造するために、ロータベーン３を回転駆動させた際に、従来のパルパー装置１０１に比べ、パルパー装置１に振動が発生せず、且つ、ロータベーン３に大きな負荷がかからない。

また、図４から明らかなように、水流誘導部材５として、収容槽２の内面Ｓ２に取付ける取付面Ｓ５が、収容槽２の内面Ｓ２と同じ曲率又は概ね同じ曲率にしているものを用意すれば、水流誘導部材５・・・の収容槽２の内面Ｓ２への取付位置を変えたり、又は、その長さと収容槽２の内面Ｓ２への取付位置を変えたりすれば、パルパー装置１の収容槽２に合った取付位置に、水流誘導部材５・・・を取付けることができる。

また、この水流誘導部材５・・・は、収容槽２の内面Ｓ２に取付ける取付面Ｓ５が、その内面Ｓ２が球形又は概ね球形にされている収容槽２の内面Ｓ２と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされているので、処理する原料、処理する際の原料濃度等に応じて、水流誘導部材５の取付位置を変更するようなことが必要になった場合であっても、収容槽２の内面Ｓ２に取付けられている水流誘導部材５・・・を収容槽２の内面Ｓ２から取り外し、取り外した水流誘導部材５・・・を収容槽２の内面Ｓ２に取付位置や取付角度を変更して取付けることで、処理する原料、処理する際の原料濃度等に合った取付位置に、水流誘導部材５・・・を取付けることができる。

本発明に係るパルパー装置は、その使用時に振動が生じ難く、且つ、エネルギー効率も良いので、紙のリサイクルを行う際に、好適に用いることができる。

また、本発明に係るパルパー装置の収容槽をパルパー装置の収容槽に用いると、そのようなパルパー装置は、その使用時に振動が生じ難く、且つ、エネルギー効率も良い。即ち、本発明に係るパルパー装置の収容槽は、紙のリサイクルを行う際に用いるパルパー装置の収容槽として、好適に用いることができる。

また、本発明に係る水流誘導部材は、１種類のものを用意すればよい、という効果があり、製造コストの低減が図れるので、本発明に係るパルパー装置及びパルパー装置の収容槽に、好適に用いることができる。

本発明に係るパルパー装置の一例を模式的に示す一部切欠斜視図である。 図１に示すパルパー装置をその上方から見た状態を模式的に示す一部切平面図である。 図２中、Ａ−Ａ線に従う概略的な断面図である。 図１に示すパルパー装置で用いる水流誘導部材を例示的に示す斜視図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）の各々は、図１に示すパルパー装置で用いる水流誘導部材を例示的に示している。 図１に示すパルパー装置の収容槽内で生じる現象を模式的に説明する説明図である。 従来のパルパー装置の一例を模式的に示す一部切欠斜視図である。 従来のパルパー装置の収容槽内で生じる現象を模式的に説明する説明図である。

符号の説明

１ パルパー装置
２ 収容槽（タブ）
３ ロータベーン
４ メッシュ板（エキストラクション・プレート）
５ 水流誘導部材
ｈ２ａ 原料投入口
ｈ２ｂ 排出口
Ｓ５ 取付面

Claims (2)

1. 固定的に設けられ、上部に原料投入口を有し、下部に排出口を有する収容槽と、
   前記収容槽の排出口を覆うように設けられたメッシュ板と、
   前記メッシュ板上に回転可能に設けられたロータベーンとを備え、
   前記収容槽の内面が球面又は概ね球面にされており、
   前記収容槽の内面に水流誘導部材を備え、
   前記水流誘導部材は、
   前記収容槽の内面に取付ける取付面が、前記収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされており、
   前記収容層の内面に、前記収容層の上部近傍位置から下部近傍位置にかけて、概ね縦方向に、取り付けられており、且つ、
   その断面が、前記ロータベーンを駆動した際に生じる、水流の上流側が当たる傾斜面の角度をきつくし、前記ロータベーンを駆動した際に生じる、水流の下流側が当たる傾斜面の角度を、前記ロータベーンを駆動した際に生じる、水流に乱流が生じないようにするため、ゆるやかにした概ね三角形状にされている、パルパー装置。
2. 固定的に設けられ、上部に原料投入口を有し、下部に排出口を有し、且つ、その内面が球面又は概ね球面にされている収容槽と、
   前記収容槽の内面に取り付けられた水流誘導部材とを備え、
   前記水流誘導部材は、
   前記収容槽の内面に取付ける取付面が、前記収容槽の内面と同じ曲率又は概ね同じ曲率にされており、
   前記収容層の内面に、前記収容層の上部近傍位置から下部近傍位置にかけて、概ね縦方向に、取り付けられており、且つ、
   その断面が、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流の上流側が当たる傾斜面の角度をきつくし、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流の下流側が当たる傾斜面の角度を、ロータベーンを駆動した際に生じる、水流に乱流が生じないようにするため、ゆるやかにした概ね三角形状にされている、パルパー装置用の収容槽。

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