JP4048258B2 - 古紙パルプの選別装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙パルプ工業、ファイバーボード工業等の古紙パルプを原料とする工業における、原料の異物分離を行う古紙パルプの選別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
古紙パルプを原料とする工業において、古紙原料を再生利用するためには、回収過程で混入するプラスチック、ビニール紐や雑誌等の背糊など、多様な異物を分離除去する必要がある。
【０００３】
一般に、異物の大きさがパルプ繊維よりも大きい場合や異物の形状がパルプ繊維と著しく異なる場合には、スクリーンと呼ばれる装置を用いてこれらの異物を除去している。
【０００４】
スクリーン装置としては、内部に小さな開口を多数設けたストレーナを有する密閉加圧式のものが広く利用されているが、その異物除去率は、スクリーンのリジェクト率（ストレーナを通過しない原料の入口原料に対する量的割合）と大きな関係を持っている。
【０００５】
図５に示すように、リジェクト率を高くすると異物除去率は向上するが、リジェクト率を低くすると異物除去率は低下する。
【０００６】
つまり、通常のスクリーンでリジェクト率を低くしようとすると、スクリーンプレート表面が詰まったり、リジェクト液の濃度が高くなって、リジェクトバルブに詰まりを生じたりする。また、何とか詰まらせずに運転できたとしても、リジェクト率を低くしすぎるとスクリーンの異物除去率は悪くなるため、良い精選効果を得ることができない。
【０００７】
従って、ある程度リジェクト率を高くしないと異物の少ないパルプを得ることはできないが、リジェクト率を高くするということは、同時に原料の収率が低くなってしまうことを意味している。
【０００８】
そこで、一般にスクリーン装置を利用して異物の分離除去をする場合、図５に示すようにそれ以上リジェクト率を増やしても異物除去率に対して影響が少なくなる２０〜２５％のリジェクト率を選び、そのリジェクト率を再処理する多次カスケードフローと呼ばれるフローに採用して、システム全体でリジェクト率を下げることを可能としている。
【０００９】
また、スクリーン工程に送り込まれるパルプスラリー中には多くの未離解原料が含まれているが、未離解原料は、パルプ繊維と比べて大きく、形状も異なるため、スクリーン装置内においては異物と同様な挙動を示す。
【００１０】
しかし、未離解原料は解繊すれば全く良質な原料であるため、これを分離除去してしまっては収率の向上を図ることができない。
【００１１】
そこで、一般的なスクリーンシステムでは離解機を設置し、これらの未離解原料を解繊している。また、離解機は、解繊に要する動力を有効に生かすため、スクリーンのリジェクトラインに組み込まれることが多い。
【００１２】
図６に最も一般的なカスケードフローを示す。
【００１３】
通常、多次カスケードフローを利用したスクリーンシステムでは、比較的粗大な異物を除去する粗選ステージＩと、さらに細かな異物を除去する精選ステージＩＩとに分かれている。
【００１４】
粗選ステージＩにおいては、１次スクリーンａのリジェクトを離解機ｈで離解した後、２次スクリーンｂで処理し、そのアクセプトを１次スクリーンａのアクセプトと合流させて精選ステージＩＩへ送る。また、２次スクリーンｂのリジェクトは、３次スクリーンｃで処理し、そのアクセプトは２次スクリーンｂに戻し、３次スクリーンｃのリジェクトのみを系外に排出する。
【００１５】
精選ステージＩＩにおいては、粗選ステージＩからのアクセプトを１次スクリーンｄで処理し、そのリジェクトを２次スクリーンｅで処理し、そのアクセプトを１次スクリーンｄのアクセプトと合流させて本システムのアクセプトとして排出される。また、２次スクリーンｅのリジェクトは、離解機ｉで離解した後、３次スクリーンｆで処理し、そのアクセプトを２次スクリーンｅへ戻し、３次スクリーンｆのリジェクトを４次スクリーンｇで処理し、そのアクセプトは３次スクリーンｆに戻され、４次スクリーンｇのリジェクトのみを系外に排出する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、カスケードするスクリーンの数を多くするほど精選度と収率を向上させることができる反面、設備規模が大きくなること、コストが高くなること、上記スクリーンシステムを運転するための動力が大きくなること、等の欠点を生じる。
【００１７】
そこで本発明は、最終段のスクリーンにおける異物除去方法及び構造に工夫を凝らすことにより、全体としてスクリーンシステムのスクリーン数を低減することができる古紙パルプの選別装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、古紙原料のパルプスラリー１２をケーシング１内に導入し、ケーシング１内に設けられたスクリーンプレート８上を移動させる過程で、スクリーンプレート８を通過するアクセプト原料１４と通過しないリジェクト１３に選別する古紙パルプの選別装置において、
ケーシング１は、パルプスラリー入口２と、アクセプト原料出口４と、リジェクト出口３を備え、前記ケーシング１内部には、スクリーンプレート８を有して前記アクセプト原料出口４と連通するスクリーンシリンダ９と、前記スクリーンプレート８上に沿って前記パルプスラリー１２を移動させるためのパルプスラリー移動手段を備えて回転するロータ５が設けられ、更に、該ロータ５の内部には脱水手段が設けてあり、該脱水手段は、リジェクト出口３から排出されたリジェクト１３を一端から導入して他端のリジェクト排出口４３からロータ５内に排出するようにした回転する中空パイプ４１ｂと、この中空パイプ４１ｂから排出されるリジェクト１３を受けるよう前記ロータ５に設けた網目状の脱水バスケット４７と、前記中空パイプ４１ｂに固定されて脱水バスケット４７上の異物を前記リジェクト排出口４３が設けられた他端側から一端側に向けて移動させる排出パドル４２とを備え、前記脱水バスケット４７で脱水した固形の異物を前記排出パドル４２により外部に排出するようにしたことを特徴とする古紙パルプの選別装置に係るものである。
【００１９】
また請求項２記載の発明は、パルプスラリー移動手段は、前記ロータ５と、このロータ５にスクリーンプレート８と対面するように取り付けたスクレーパブレード７とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置に係るものである。
【００２０】
また請求項３記載の発明は、脱水バスケット４７で脱水した水分をスクリーンプレート８上を移動するパルプスラリー１２に戻す脱水排出口４８をロータ５に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置に係るものである。
【００２１】
また、請求項４記載の発明は、スクリーンプレート８を通過しないで移動したリジェクト１３をパルプスラリー入口１２近傍に循環する循環パイプ５１をケーシング１に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置に係るものである。
【００２２】
また請求項５記載の発明は、スクリーンプレート８を通過しないで移動したリジェクト１３を希釈するための希釈水注入口１０をケーシング１に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置に係るものである。
【００２３】
上記手段の作用を説明する。
【００２４】
本発明では、スクリーンプレート８上に沿ってパルプスラリー１２を移動させるようにしてスクリーンプレート８を通過するアクセプト原料１４とスクリーンプレート８を通過しないで移動するリジェクト１３とに選別し、スクリーンプレート８を通過しないリジェクト１３を取り出し、スクリーンプレート８の内側に設けた脱水手段に導入して脱水するこようにしたので、最終的に固形の異物を取り出すことができ、異物の後処理が容易になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は古紙原料のパルプスラリー１２をアクセプト原料１４とリジェクト１３とに選別する構成と、リジェクト１３の脱水手段とを有するスクリーン装置の一実施の形態を示すものであり、図２は図１のＩＩ方向断面図、図３は図１のＩＩＩ方向断面図、図４は図１のＩＶ方向断面図である。
【００２７】
スクリーン装置を構成するケーシング１には、パルプスラリー入口２、リジェクト出口３、アクセプト原料出口４、さらには希釈水注入口１０がそれぞれ形成されている。ケーシング１の内部には、中空シャフト５ａ’と中空円筒体５ｂとからなるロータ５が設置されており、中空円筒体５ｂの外側には、図３に示すような凸状のスクレーパブレード７が取り付けられている。上記ロータ５とスクレーパブレード７によりパイプスラリー移動手段が構成されている。スクリーンプレート対面通路１１を挟んでスクレーパブレード７と対面する位置には、スクリーンプレート８を有するスクリーンシリンダ９が設けてあり、該スクリーンシリンダ９はアクセプト原料出口４に連なっている。
【００２８】
ロータ５の中空シャフト５ａ’内には回転軸４１ａが嵌合され、中空円筒体５ｂ内には回転軸４１ａと一体的の中空パイプ４１ｂが嵌合されて、ロータ５内部に脱水回転体４１が設置されている。
【００２９】
中空パイプ４１ｂは一端のジェクト導入口４４がリジェクト出口（３）に接続されており、中空パイプ４１ｂの他端にはロータ５内部にリジェクト（１３）を排出するリジェクト排出口４３が設けられている。中空パイプ４１ｂの外周部には、軸方向に適宜間隔でリジェクト１３内の固形の異物を外部に排出するための排出パドル４２が取り付けられている。
【００３０】
中空円筒体５ｂは、排出パドル４２の外側端部と対向して排出パドル４２を包囲するようにした網目状の脱水バスケット４７を有しており、さらにこの脱水バスケット４７の外側に形成したテーパ形状の底部には前記スクリーンプレート８に対面してケーシング１内に通じる脱水排出口４８が形成されている。中空円筒体５ｂの図１の右側端部には、リジェクト導入口４４と一体的に形成されて固形の異物４５を排出するようにした異物排出ダクト４６が形成されている。
【００３１】
排出パドル４２は、リジェクト導入口４４から中空パイプ４１ｂ内に導入され、リジェクト排出口４３から中空パイプ４１ｂの外側、つまり中空円筒体５ｂの内部に排出されるリジェクト１３を、矢印Ｂで示すように異物排出ダクト４６側（図１における右側）に押し出すような角度を以て中空パイプ４１ｂに取り付けられている。各排出パドル４２は、リジェクト１３の搬送速度を最初は早く、徐々に遅くなるように最終段に向って送り角度を徐々に大きくした例を示している。
【００３２】
中空シャフト５ａ’と回転軸４１ａは異なる角速度で回転することで、排出パドル４２を脱水バスケット４７に対して相対的に回転させることができるようになっており、これにより、リジェクト１３は脱水バスケット４７の内面を移動しつつ、遠心分離作用を受けた水分が脱水バスケット４７を通って、脱水排出口４８からケーシング１内に戻され、徐々に水分が少なくなり、最終的に固形分となった異物４５が異物排出ダクト４６から除去されるようになっている。
【００３３】
図１の右端下部に設けられたリジェクト出口３のリジェクト１３が、図４に示されるように循環パイプ５１（循環流路）により分岐されて図１の左端上部のパルプスラリー入口２の近くに戻されて循環するようになっている。
【００３４】
次に、図１に示すスクリーン装置の動作を説明する。
【００３５】
上記構成においてパルプスラリー入口２から供給されるパルプスラリー１２は、スクリーンプレート８上に導かれてスクリーンプレート８を通過するアクセプト原料１４と通過されないリジェクト１３とに分離される。更に、リジェクト出口３のリジェクト１３の一部は、図４に示されるように循環パイプ５１（循環流路）により図１のパルプスラリー入口２近傍に戻されるように循環する。
【００３６】
即ち、ケーシング１内に供給されたパルプスラリー１２は、回転しているロータ５のスクレーパブレード７のねじれによる矢印Ａ方向の送り作用により、スクレーパブレード７とスクリーンプレート８の間隔であるスクリーンプレート対面通路１１をリジェクト出口３方向（図１の上方）に押し出される。
【００３７】
この過程で、一部のアクセプト原料１４は、スクリーンプレート８からスクリーンシリンダ９内に導入され、アクセプト原料出口４から取り出される。残りのパルプスラリー１２は、中空円筒体５ｂの右側に押し出され、希釈水注入口１０からの希釈水が混合されて、リジェクト出口３に導かれ、一部は循環パイプ５１により再びスクレーパブレード７上に導かれる。
【００３８】
このように、パルプスラリー１２をスクリーンプレート８に繰り返し移動させることで、アクセプト原料１４とリジェクト１３を精度よく分離（選別）することができる。
【００３９】
パルプスラリー１２からアクセプト原料１４が分離されてリジェクト出口３に排出され循環パイプ５１によりパルプスラリー入口２側へ循環された残りのリジェクト１３は、リジェクト導入口４４から脱水回転体４１の中空パイプ４１ｂ内に導入され、リジェクト排出口４３から外部、即ちロータ５の中空円筒体５ｂ内に排出され、複数の排出パドル４２により高速から低速に徐々に速度を下げて図１の右方向に押し出され、その過程で、脱水バスケット４７から脱水される。
【００４０】
通常、水分の多いスラリーをある程度まで脱水するのは比較的容易であるが、ある程度脱水されたものを更に脱水するのは難しい。この点に関し、リジェクト排出口４３から排出された直後のリジェクト１３は、最も多く水分を含んでいるので、この脱水初期の時点では小さい傾き角度の排出パドル４２によってリジェクト１３を早く移動させることにより脱水バスケット４７上に厚い原料マットが形成されないようにして（共廻りを防止して）脱水を行い、脱水後期では原料マットが排出パドル４２によってフレーク状に掻き取られることにより流動化され、しかも傾き角度を大きくした排出パドル４２による遅い搬送速度によってゆっくり脱水が行われるようになるので、脱水バスケット４７の全領域にて効果的な脱水を行うことができる。フレーク状の異物４５は、最終的に異物排出ダクト４６から外部に除去される。
【００４１】
一方、脱水された水分は、中空円筒体５ｂの脱水排出口４８からケーシング１内に供給されて回収され、希釈水注入口１０から注入される希釈水と共にパルプスラリー１２を希釈する。
【００４２】
以上説明したように、図１に示すスクリーン装置によれば、ケーシング１内でパルプスラリー１２を循環させながらアクセプト原料１４とリジェクト１３を効果的に分離し、さらに内部の脱水手段によってリジェクト１３から脱水を行うので、最終的に固形の異物４５を取り出すことができ、異物の後処理が容易になる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、スクリーンプレート８上に沿ってパルプスラリー１２を移動させるようにしてスクリーンプレート８を通過するアクセプト原料１４とスクリーンプレート８を通過しないで移動するリジェクト１３とに選別し、スクリーンプレート８を通過しないリジェクト１３を取り出し、スクリーンプレート８の内側に設けた脱水手段に導入して脱水するようにしので、最終的に固形の異物を取り出すことができ、異物の後処理が容易になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 リジェクトの脱水手段を有するスクリーン装置の一実施の形態に係る構成を示す断面図である。
【図２】 図１のＩＩ方向断面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ方向断面図である。
【図４】 図１のＩＶ方向断面図である。
【図５】 従来のスクリーンにおけるリジェクト率と異物除去率の関係を示す特性図である。
【図６】 従来のスクリーニング工程のフローシートである。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ パルプスラリー入口
３ リジェクト出口
４ アクセプト原料出口
５ ロータ（パルプスラリー移動手段）
７ スクレーパブレード（パルプスラリー移動手段）
８ スクリーンプレート
９ スクリーンシリンダ
１０ 希釈水注入口
１２ パルプスラリー
１３ リジェクト
１４ アクセプト原料
４１ｂ 中空パイプ（脱水手段）
４２ 排出パドル（脱水手段）
４３ リジェクト排出口
４７ 脱水バスケット（脱水手段）
４８ 脱水排出口
５１ 循環パイプ

Claims (5)

1. 古紙原料のパルプスラリー（１２）をケーシング（１）内に導入し、ケーシング（１）内に設けられたスクリーンプレート（８）上を移動させる過程で、スクリーンプレート（８）を通過するアクセプト原料（１４）と通過しないリジェクト（１３）に選別する古紙パルプの選別装置において、
   ケーシング（１）は、パルプスラリー入口（２）と、アクセプト原料出口（４）と、リジェクト出口（３）を備え、前記ケーシング（１）内部には、スクリーンプレート（８）を有して前記アクセプト原料出口（４）と連通するスクリーンシリンダ（９）と、前記スクリーンプレート（８）上に沿って前記パルプスラリー（１２）を移動させるためのパルプスラリー移動手段を備えて回転するロータ（５）が設けられ、更に、該ロータ（５）の内部には脱水手段が設けてあり、該脱水手段は、リジェクト出口（３）から排出されたリジェクト（１３）を一端から導入して他端のリジェクト排出口（４３）からロータ（５）内に排出するようにした回転する中空パイプ（４１ｂ）と、この中空パイプ（４１ｂ）から排出されるリジェクト（１３）を受けるよう前記ロータ（５）に設けた網目状の脱水バスケット（４７）と、前記中空パイプ（４１ｂ）に固定されて脱水バスケット（４７）上の異物を前記リジェクト排出口（４３）が設けられた他端側から一端側に向けて移動させる排出パドル（４２）とを備え、前記脱水バスケット（４７）で脱水した固形の異物を前記排出パドル（４２）により外部に排出するようにしたことを特徴とする古紙パルプの選別装置。
2. パルプスラリー移動手段は、前記ロータ（５）と、このロータ（５）にスクリーンプレート（８）と対面するように取り付けたスクレーパブレード（７）とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置。
3. 脱水バスケット（４７）で脱水した水分をスクリーンプレート（８）上を移動するパルプスラリー（１２）に戻す脱水排出口（４８）をロータ（５）に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置。
4. スクリーンプレート（８）を通過しないで移動したリジェクト（１３）をパルプスラリー入口（１２）近傍に循環する循環パイプ（５１）をケーシング（１）に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置。
5. スクリーンプレート（８）を通過しないで移動したリジェクト（１３）を希釈するための希釈水注入口（１０）をケーシング（１）に備えたことを特徴とする請求項１記載の古紙パルプの選別装置。

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