JP4530545B2 - 紙パルプの濾過のためのフィルター装置と使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、紙バルプの濾過の問題に関し、特に、古紙をパルプ化することで得られる紙パルプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙パルプの技術分野において、種々のフィルター装置を用い、異物を除去し又繊維の長さにより紙パルプの繊維を分類し、水分の部分除去により紙パルプ密度を増加させることは知られている。
【０００３】
公知のフィルター装置では、フィルターをロータとステーターとで構成し、その一つをふるいと称し、スロットや孔のような小孔を含み濾過作用をなし、他は逆洗フィルターと称され、逆洗の働きをさせかつ小孔の詰りを防止する圧パルスを作る手段を含んでいる。ふるいは静止又は回転し、逆に、逆洗フィルターは静止ふるいとともに回転しかつ回転ふるいに対し静止する。加えて、流体はふるいを介して外側から内側へ、即ち求心作用により流れるか、或いは、内側から外側へと遠心作用によって流れる。
【０００４】
このタイプの装置において、パルプは円筒形のふるいの一端に達し、円筒形のふるいと逆洗フィルターとの間のスペースに流れ込み、他端へと流出する。
パルプがフィルター内へ入ると、パルプはその厚みを増す。
パルプが徐々に厚くなることは、パルプのかたまりを作りかつふるいの詰りを作る。
パルプが前もって良く分散させられていたとしても、パルプの前進中に現れるパルプの群の危険があり、より大きなかたまりはより詰りの原因となる。
【０００５】
もし逆洗フィルターが回転しているなら、パルプを逆洗フィルターと共に回転させよう。もし逆洗フィルターが静止部材なら、フィルターはパルプを回転させよう。二つのケースにおいて、逆洗フィルターによって生じる圧パルスによる逆洗効果は逆洗フィルターとパルプとの間の速度偏差に直接関係しよう。多くのパルプのふるいの端部への前進は逆洗を低効率とさせ、同時に、ふるいが詰まり傾向となろう。
【０００６】
加えて、細いスロットのふるいでは長い繊維が短い繊維より通り難く、短い繊維に対する長い繊維の割合はパルプの前進と共に増加し、これはパルプのかたまりと詰りを促進させる。
このような促進は、パルプがフィルター内へ前進したとき、ふるいの単位面積当りの製造の徐々なる低下をもたらす。
【０００７】
多くの特許の目的は、ふるいに沿う移動中、フィルターのパルプ生産性の低下に対処することにあり、強力な分散域および／又はパルプの減速域の創成にある。
特に、フランス特許１，５３９，８１６明細書において、出願人は流体の速度からふるいの面に平行な成分を除くため、じゃま板を用いることを提案する。
米国特許４，３８３，９１８明細書はふるいとローターとの間に渦流を作るじゃま板の使用を提案する。
フランス特許２，６１３，３９０明細書はふるいをいくつかの部分に分離しかつふるいの部分間に希釈のための水を導入することを提案する。
英国特許２，２２２，９６７明細書は２個のふるいを取付け、ふるいの面とローターとの間に配された静止フランジによりふるいを分けることを開示する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらの装置の全ては、ふるいと逆洗フィルターとを有するフィルター装置の操作を改良したが、しかし、充分とは言えない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
−−速度偏差が増加する領域は、１個以上のバッフルである。
−−分散と速度偏差を増加させる領域は結合できる。
【００１０】
本発明は、円筒形のふるいと逆洗フィルターとからなるフィルター装置又は浄化装置に関し、逆洗フィルターには圧の変動を作るブレードが設けられ、ふるいはほぼ同形の少なくとも二つの部分を有し、これらの部分が流体の速度からある成分を除去する手段により互いに分離されており、手段はふるいの面に平行であり、渦流を作り、手段がバッフルであり、バッフルは、一方で、ふるいの部分間に配されたふるいのリング内に設けられた空隙、他方で、各空隙を担持するふるいの各リングに対向する逆洗フィルターにより担持された環状のデフレクターからなり、流体流の大部分が空隙を通過することが必要である。
【００１１】
又、本発明は次の配列の全て又は一部よりなる。
ａ．．ふるいはリングの積層体よりなる。
ｂ．．ふるいはグリットの積層体よりなり、各グリットが、繊維と並設することにより得られ、繊維がロータの回転軸心に平行又は直交或いは傾斜している。
ｃ．．ふるいは孔又はスロットを備える円筒形の金属板の積層体よりなる。
ｄ．．ふるいの異なる部分が異なる方法で作られている。
ｅ．．空隙が平行六面体である。
ｆ．．空隙が円筒形の中空容積部である。
ｇ．．いくつかの空隙が希釈パイプに接続される。
ｈ．．逆洗フィルターがシリンダーからなり、環状リングよりなるふるいと同数の環状の反らせ部材（デフレクター）をシリンダーが備え、環状リングには空隙が設けられ、逆洗フィルターのリングが空隙に対向して配され、多くのバッフル（じゃま部材）を形成する。
ｉ．．逆洗フィルターにより担持されたブレードの数、型式、厚みおよび傾きが環状反らせ部材（デフレクター）の間で変化可能である。
ｊ．．加えて、装置がふるいの入口部に配された強力なかき回しのための領域を含む。
ｋ．．ふるいの入口に配された強力なかき回し域内での渦流が、逆洗フィルターに固定されたフランジおよびふるいに固定されたフランジにより作られる。
【００１２】
又、本発明の目的は、紙パルプの処理のためにこの装置の使用のプロセスにあり、フィルター装置の各部は、合格品のための出口を含み、ふるいの環状リングが任意に希釈入口を含み、フィルター装置が、入口、廃棄物の出口、希釈入口を含み、合格品のための出口の制御を操作することで、逆洗フィルターの回転を減速させ、エネルギーの節約、廃棄物の低流速を維持させることにある。
この発明の目的は次の要件を含み得る。
ａ）装置の入口と出口の少なくとも１つとの間のパルプの差圧を基にしてロータ速度を調整し、又は、
ｂ）合格品のための出口の少なくとも１つでの流速を基にしてロータ速度を調整し、又は、
ｃ）ふるいの１個以上の部分からの不合格品の割合は、合格品の流速と希釈流の速度を考慮して装置からの不合格品の流速を調整することで制御され、又は、
ｄ）調整装置の２つ又は３つを組合せる。
【００１３】
本発明の目的は、紙パルプの濾過のために前述した装置の使用にある。
本発明の理解を容易にするため、限定されない例が添付図面に示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至６の全てにおいて、ヨーロッパ特許第０７０７１０９号明細書に記載される如く、ふるいは断面Ｕ字状の積層された環体１を含み、複数の環体１は、荷重を前もって付与するタイロッド４により共に組立てられる２個のリング２，３により互いに圧接されている。Ｕ字部のベースには小孔（スロット又は孔）が穿設される。
パルプは図の左側（リング２側）に位置する端部までフィルター内に達する。パルプは矢視ｆ１によって示される如く、逆洗フィルター５とふるいとの間のスペース６内を循環させることにより反対側へ排出する。
【００１５】
しかしながら、本発明は前述の特別なふるい構造に限定されることなく、以下に記述する如く、いかなる形の円筒状のふるいにも適用できる。
本発明によれば、パルプが運ばれる部分で減速を示す領域が作られる。
この目的のために、図１と２に示す如く、パルプの回転運動を下げる一連の遮へい板即ち反らせ板（バッフル）がふるいの内に用いられる。
【００１６】
これらの図を参照することにより、１個以上の環体１は多くの隔壁体２０により置き換えられる。隔壁体２０はふるいの全円周部上に配される平行六面体の空隙Ｃを２個の環体１のフランジにより作る。
【００１７】
環状の隔壁体である環状デフレクター２１が隔壁体２０に対向して配され、この環状デフレクター２１はフィルターの軸心に直交し、ロータである逆洗フィルター５により担持される。
かくして、矢視ｆ２により示される如く、パルプの流れは環状デフレクター２１により反らされ、ふるいに結合される隔壁体２０に衝突し、空隙Ｃを介してスペース６へ戻るよう流れる。
【００１８】
これはパルプの回転スピードの減速をなし、同時に、分散効果と流動効果をもつパルプのかき回しを作る。
流動はかき回した状態およびふるいの開口、孔、又はスロットへの流れを促進するパルプの群なしの状態として定義されよう。
ふるいは２つの部分に分けられる。
第１の部分は空隙Ｃの上流側で、第２の部分は下流側である。
２つの部分は空隙Ｃのリング即ち環体により分離される。
【００１９】
図１において、バッフルを構成する隔壁体２０と環状デフレクター２１はふるいの中心に置かれ、図３において、バッフルは端部近くに、即ちパルプの厚み故に詰まり（ふさがり）効果が顕著である端部に近接して配される。
図４は図１と３の例の組合せである。
図５に示した実施例によれば、濁流が逆洗フィルターに固定されたフランジ１０及びふるいに固定されたフランジ１１により付加的に作られる。
フランジ１０と１１は放射状又は傾きかつ反対方向に傾斜したものである。
好ましくは、図５に示された如く、フランジ１０，１１の形状は互いに重なるものである。
フランジが配される領域において、パルプの良好な分散を実行する強力なかき回しが得られる。
図６は図１の装置に用いる求心フィルターを示す。
同じ部品は同じ引照番号をもつ。
【００２０】
この図において、環体１を含むふるいは逆洗フィルター５の内側に配される。
パルプはふるいの端部を介して到達しかつスペース６内を循環し、スペース６が環体１を含むふるいと逆洗フィルター５との間に配される。
環体１を含むふるいの領域において、Ｕ字状断面の環体が隔壁体２０により置き換えられる。
隔壁体２０はシリンダーの軸心に平行であり、逆洗フィルター５が環状デフレクター２１を含む。
図１のケースにおいて、パルプが環状の隔壁体２０により反らされかつ隔壁体２０に衝突する。
【００２１】
図７乃至１７は本発明によるプロセスを用いる装置の変形例を示す。
図７は円筒形のふるい３０を示し、ふるい３０は僅かな遊び（０.０５mmと１mmとの間）で互いに近接して垂直に配されるバー３１からなりかつ水平リング３２，水平リングである環状リング３３，水平リングである環状リング３４，水平リングである環状リング３５，水平リング３６と水平リング３７に固定される。
これらリング３２−３７は、タイロッド３８を横切りかつシリンダーの軸心に平行である。タイロッド３８は２個の端の水平リング３２と水平リング３７に固定され、タイロッド３８の締め付けによりユニットとして保持される。
【００２２】
図８は、図７のふるいの内部に配されるロータである逆洗フィルター４０を示す。
このロータである逆洗フィルターは円筒形（シリンダー）であり、３個の環状リングである環状デフレクター４１，４２，４３よりなる。
環状リングである環状デフレクター間に含まれる領域において、環状デフレクターに紙パルプ工業界でフオイル（ｆｏｉｌｓ）と呼ばれるブレード４５が配される。
フオイルであるブレード４５の働きは、ふるいの詰まりを防止する圧／部分真空パルスを作ることである。
リングである環状デフレクター４１−４３は環状リング３３，３４，３５に対向するようロータである逆洗フィルターに配される。
ふるいの環状リング３３，３４と３５がバッフルを形成するようロータである逆洗フィルターのリングである環状デフレクター４１，４２，４３と共に働く。
【００２３】
図８に示すように、環状リングである環状デフレクター４１，４２，４３がロータである逆洗フィルター４０の４つのゾーンを画定する。
ブレード４５即ちフオイルの形状、数、傾きは１つのゾーンから次のゾーンへと変え得る。
【００２４】
図９は図７のふるいを内部からみた図である。
環状リング３３，３４，３５は空隙Ｃを画定するよう中空である。
この例において、ふるい３０は並置のバー３１からなり、空隙ＣはふるいがＵ字状体からなる図１乃至６のケースの如く作られていない。
図９に示される如く、環状リング３３，３４，３５は、図１乃至６の空隙Ｃとみかけ上同じ形状をもつ平行六面体空隙を構成するリングよりなる。
環状リング３３および／又は環状リング３４のいくつかの空隙Ｃは希釈入口のための希釈パイプ５０に接続されるオリフィスよりなる。
【００２５】
図１０と１１は図９の拡大詳細図である。
図１２は、平行六面体の空隙Ｃを用いる代りに、円筒形の空隙或いは沈め孔Ｄを用いる変形例を示しそのいくつかが希釈パイプ５０に結合される。
【００２６】
図１２（沈み孔Ｄ）と図１３（平行六面体の空隙Ｃ）に示す如く、環状リング３３（３４，３５）とともに働く環状デフレクター４１（４２，４３）の環状リングが円筒形の孔Ｄ又は空隙Ｃの中心となるよう配される。
矢印Ｆは、環状リング３３，環状デフレクター４１のＦに配される域から来るパルプが空隙Ｃ又はＤの内にいかに強制されるかを示し、この空隙とリングである環状デフレクター４１がパルプを減速させるバッフルを形成する。
バー３１が輪３１ａにより保持されることをこれらの図に示す。
【００２７】
図１４は他の変形例を示し、この例で同じ要素に同じ引照番号を使う。
この例において、ふるい３０は静止体であり、フオイルであるブレード４５を担持するロータである逆洗フィルター４０の外側に配される。
逆洗フィルター４０のリングである環状デフレクター４１がふるい３０の環状リング３３と対向し、環状リング３３の空隙Ｃが環状リングである環状デフレクター４１とともに一連のバッフルを形成する。
この図において、水のパイプである希釈パイプ５０が空隙Ｃの底に通じる。
【００２８】
これはバッフルにより生じる減速とパルプの希釈作用とを結合させることを可能とし、フィルター装置を通るとパルプの厚みを増すことになる。
【００２９】
図１６を参照して、本発明によるフィルター要素は頂部から底部へと以下よりなることが分る。
−−ふるい３０のための上部端の水平リング３２、
−−多くの空隙Ｃを構成する中間リングである環状リング３３、そのいくつかが希釈パイプ５０に通じる。
−−環状リング３３に類似する第２の中間リングである環状リング３４、
−−タイロッド（図示なし）により水平リング３２に結合される下部端リングである水平リング３７、
−−多くのバッフルを画定するよう、ロータである逆洗フィルターにより担持されかつ環状リング３３の空隙Ｃに対向して配される環状リングである環状デフレクター４１、
−−ロータである逆洗フィルターにより担持され、環状リング３４の空隙Ｃに対向して配される第２の環状リングである環状デフレクター４２。
【００３０】
ふるい３０とロータである逆洗フィルター４０よりなるフィルター要素は３個のゾーンＸ，Ｙ，Ｚに分けられ、底部から始まる。
清浄されようとするパルプは装置のベースＱに達する。
ゾーンＸは、ふるい３０を通過したいわゆる“合格品”のための出口パイプ６０を構成し、ゾーンＹは合格品のための出口パイプ６１を構成し、ゾーンＺは合格品のための出口パイプ６２を構成する。
【００３１】
１つのゾーンから次のゾーンにパルプが移動するとパイプはその厚みを増しかつ綿状にかたまることは知られている。
厚みの増加は逆洗効率を低下させるか、たとえば、それを増速により補うと、エネルギーの消費が大となる。
環状リング３４と環状リング３３の空隙Ｃ又はＤに通じる希釈パイプ５０内への水の導入はこの厚みを小さくさせかつロータを減速させる。
かくして、エネルギーの消費を抑制できる。
【００３２】
その上部において、装置はカバー６３、廃棄物のための出口Ｒを有す。
入口Ｑと合格品のための出口パイプ６０，６１，６２の圧の少なくとも１つとの間の差圧に基づいてロータである逆洗フィルター４０の速度を調整することが可能である。
出口パイプ６０，６１、又は６２内の１個以上の流速に基づいてロータである逆洗フィルター４０の速度を調整することもできる。
【００３３】
いずれのケースにおいても、これはロータである逆洗フィルター４０の回転速度を下げ、必要なエネルギーの量を減少させ得る。
ふるいは、種々の方法で、図１乃至６の如くＵ字状断面のリングの積層により、或いは、図１２と１３の並置のバーにより得られるグリッド（格子）を積層することにより、又は図１５の孔やスロットを備える円筒形のシートメタルのつみ重ねにより作られる。
【００３４】
かくして、たとえば、ふるいはプレート７０よりなり、プレート７０内の溝７１は円形のカッターで切削除され、次いで、スロット即ち溝が円形のやすりで加工される。
傾斜した形の逆洗ブレード４５を用いることにより装置内でのパルプの循環を増速させるポンプ作用が得られる。
【００３５】
ふるい３０がもつ部分と同じくロータである逆洗フィルター４０をいくつかの部分に分け、数、形状、傾きに関し異なっているブレード４５を用いることを可能にする。
同じ方法にて、ふるいの異なる部分が異なる構成を持ち得る。
【００３６】
図示した全ての例において、空隙Ｃ又はＤの端がふるい３０の内壁の１つと全く同レベルとなる。
空隙の端がふるい３０の内部に僅かに突出するよう空隙を使用することも、もしこのことがふるい３０内へのロータである逆洗フィルター４０の導入の妨げとならない即ち環状リングである環状デフレクター４１，４２が通ることができるなら、可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はバッフルで得られる減速域を含む第１実施例の図である。
【図２】 図２は図１の矢視ＡＡよりみた断面図である。
【図３】 図３は図１の第１変形例の図である。
【図４】 図４は図１の第２変形例の図である。
【図５】 図５は図１による減速域を含む本発明の第２実施例の図である。
【図６】 図６は図１の減速装置、特に求心フィルターを使用する第３実施例の図である。
【図７】 図７は本発明によるふるいを示す斜視図である。
【図８】 図８は図７のふるいの内部に配されるロータである逆洗フィルターを示す斜視図である。
【図９】 図９は図７のふるいの内部分を示す部分斜視図である。
【図１０】 図１０は図９の部分拡大図である。
【図１１】 図１１は図９の部分拡大図である。
【図１２】 図１２は図７，９，１０と１１のふるいの変形例の内部の部分斜視図である。
【図１３】 図１３は本発明によるフィルター要素の変形例の部分図である。
【図１４】 図１４は本発明によるフィルター要素のふるいの他の変形例を示す部分図である。
【図１５】 図１５は本発明によるフィルター要素の縦断面図である。
【図１６】 図１６はフィルター装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ 環体
２ リング
３ リング
４ タイロッド
５ 逆洗フィルター
６ スペース
１０ フランジ
１１ フランジ
２０ 隔壁体
２１ 環状デフレクター
３０ ふるい
３１ バー
３１ａ 輪
３２ 水平リング
３３ 環状リング
３４ 環状リング
３５ 環状リング
３６ 水平リング
３７ 水平リング
３８ タイロッド
４０ 逆洗フィルター
４１ 環状デフレクター
４２ 環状デフレクター
４３ 環状デフレクター
４５ ブレード
５０ 希釈パイプ
６０ 出口パイプ
６１ 出口パイプ
６２ 出口パイプ
６３ カバー
７０ プレート
７１ 溝

Claims (8)

1. 円筒形のふるい（３０）と逆洗フィルター（４０）を有し、前記ふるいの詰まりを解消させる圧力変動を作るブレード（４５）が逆洗フィルターに設けられ、逆洗フィルターを構成するのは、デフレクターよりなるバッフルにより互いに分離されるほぼ同径の少なくとも２つの部分であり、前記デフレクターよりなるバッフルが、ふるいの面に平行であり、渦流を作るものである、フィルター装置において、
   前記２つの部分が、一方でふるいの環状リング（３３，３４，３５）内に設けた空隙（Ｃ、Ｄ）、他方で、空隙を担持するふるいの各リングに対向する逆洗フィルターによって担持されている環状デフレクター（２１，４１，４２，４３）よりなるバッフルで分けられ、流体流の大部分を前記空隙を通過させることが特徴のフィルター装置。
2. 前記ふるい（３０）が積層リングからなる請求項１記載のフィルター装置。
3. 前記空隙が平行六面体（Ｃ）である請求項１乃至２のいずれかに記載のフィルター装置。
4. 前記空隙が円筒形の中空容積部（Ｄ）である請求項１乃至２のいずれかに記載のフィルター装置。
5. いくつかの前記空隙が希釈パイプ（５０）に接続されている請求項３又は４記載のフィルター装置。
6. 前記ふるいの入口に、逆洗フィルターに固定されたフランジ（１０）およびふるいに固定されたフランジ（１１）が配された、請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルター装置。
7. フィルター装置の各部分（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が合格品のための出口パイプ（６０，６１，６２）を含み、ふるい（３０）の各環状リング（３３，３４）が希釈入口を含み、フィルター装置が、又、入口Ｑ、希釈パイプ（５０）を介して廃棄物と希釈入口のための出口の廃棄物出口Ｒを含み、入口Ｑと出口Ｒとにより合格品のための出口調整を操作することにより、逆洗フィルター（４０）の回転速度を減少させる、請求項１乃至６のいずれかによるフィルター装置の使用方法。
8. 前記逆洗フィルター（４０）の速度が出口パイプ（６０，６１，６２）を出る合格品の流速を基に調整される請求項７記載の方法。

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