JP6656888B2 - セグメント化ローターキャップアセンブリ - Google Patents

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Description

本開示はリグノセルロース系材料を処理するために構成されたリファイナーに一般に関し、リファイナー内のローターキャップに特に関する。
発明の背景
メカニカルパルプ化プロセス、ディスパージョンプロセス、及び中質繊維板（「MDF」medium density fiberboard）プロセスは、回転しているディスク間又はコーン間でのリグノセルロース系材料の機械的処理を含んでいる。本出願において、「リファイナー」とは、リグノセルロース系材料中の繊維を、研磨面を有するリファイナープレートで離解、解繊及び切断するように構成されたメカニカルリファイナー、ディスパーザー、又は他の装置を指称するものと理解されたい。
リファイナーは、ディスクリファイナーと、コニカルリファイナーとに大別される。ディスクリファイナーは、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー及びツインリファイナーを含む。ダブルディスクリファイナーは、「逆回転リファイナー」としても知られている。シングルディスクリファイナーは、１つの静止ステーターディスクに対向して設置されている１つのローターディスクを一般に有する。ダブルディスクリファイナーは、反対方向に回転する２つの対向しているディスクを一般に有する。ツインリファイナーは、２つの静止ディスク間に配置されている回転ダブルサイドディスクを典型的に利用する。コニカルリファイナーは、入れ子状の（nested）先端を切り取ったコーンを使用して、リグノセルロース系材料を解繊、離解及び切断する。いくつかのコニカルリファイナーは、フラットリファイニングエリアを含み、次にコニカルリファイナーが続くが、一方、他のいくつかのコニカルリファイナーはコニカルセクションのみを含み、リグノセルロース系材料の解繊、離解及び切断がこのコニカルセクションにおいて実質的に完全に起こる。
リファイナーは、２つ又はそれ以上のディスク又はコーン上に装着されたリファイナープレートを典型的に有する。リファイナープレートは、バーと溝とのパターン、噛合歯のパターン又はそれらの組合せを含む研磨面を通常有する。リファイナープレートの研磨面は、木材繊維又は他のリグノセルロース系材料を処理して、パルプを形成するように一般に適合されている。リファイニングギャップは、対向して配置されているディスク又はコーン上に対向して配置されている研磨面を隔てている。メカニカルパルプリファイナーにおいて、リファイニングギャップは１ミリメートル（「mm」）未満の間隔を典型的に有する。メカニカルディスパーザーにおいて、リファイニングギャップの間隔は１ｍｍから約６ｍｍまでの範囲である。
ディスクリファイナーは、対向しているディスクの１つの中心において供給入口を一般に有する。シングルディスクリファイナーにおいては、供給入口はステーターの中心を通って通常延びている。運転中に、ローターは、通常、１分間あたり1,200〜1,800回転（「rpm」）の範囲で迅速に回転する。運転者はリグノセルロース系供給材料を供給入口から投入し、リグノセルロース系材料は回転しているローターの中心にあるローターキャップに迅速に接触する。リグノセルロース系供給材料がローターキャップに接触すると、ローターキャップ上の幅広いバーがリグノセルロース系供給材料をリファイニングギャップに投入させる（fling）。従って、ローターキャップは「フリンガー（flinger）」としても知られている。
ローターの半径長さに沿う高遠心力は、リグノセルロース系材料がリファイニングギャップを通過するようにし、それによってリファイナープレートの研磨面がリグノセルロース系繊維を離解、解繊及び切断することを可能にする。リグノセルロース系材料のこの離解、解繊及び切断はスチームを生成し、時間がたつにつれて研磨面の侵蝕をもたらす。リファイナーを一回通過した後、リグノセルロース系材料はリファイナープレートの外径にあるリファイニングギャップを一般に出る。リファイニングギャップから一旦追い出されると、リグノセルロース系材料はさらなる処理のために収集されることがあり、これには、付加的にリファイニングを通過させることが含まれる。
長期間にわたってリグノセルロース系供給材料に持続的に晒されると、ローターキャップの幅広いバーは磨砕する。リグノセルロース系材料中の混入物、例えば、砂、石、コンクリート片、きょう雑物、金属片、及び他の粗い生物由来物質がローターキャップの損耗を加速させる。大きな混入物、例えば金属片又はコンクリートは、ローターキャップのかなりの部分を削ぎ取り、ローターキャップを非対称に損耗させる。ローターキャップの損耗、特に不均一な損耗は、リグノセルロース系材料がリファイニングギャップに入る速度を乱し、最終的にリファイナーを不安定にし、リファイニング能力を減少させ、繊維品質を低下させる。
これらの問題を回避するために、通常、運転者はメカニカルパルプリファイナーを停止し、損耗を評価するためのメンテナンス期間を定めている。もしローターキャップが大いに劣化していれば、運転者は交換の処置を施す。運転停止時間はリファイナーのタイプに依存して変化するが、運転停止時間は一般に３時間から１２時間までの範囲であり、損耗したローターキャップを取り扱うために数人の作業員及び重機を必要とする。
ローターキャップは、スチール又は他の耐久性材料で通常は鋳造される。ローターキャップは重量が異なり、大型のローターキャップは100キログラム（「Kg」）を超える重量であることがある。運転者は、最軽量のローターキャップ以外のすべてのローターキャップを交換するときに、頭上式クレーン、フォークリフト又は類似の重機を通常は利用する。重機は、メンテナンスの時間、コスト及び人員の負傷リスクを増加させる。
ローターキャップの質量がローターの回転中心の周りに均等に分布するように位置され、ローターの運転中に均一な向心力を受けるローターキャップは、「誘導案内された」（piloted）ローターキャップとして知られている。もしローターキャップが不適切に誘導案内されれば、ローターキャップの不均一な重量分布及びアンバランスな物理的な力によって振動が生じ、ローターシャフトの損耗を加速することがある。不適切な誘導案内によって、対向して配置されているリファイナープレートが運転中に互いに接触するリスクが増加することもあり、それによって、激しいリファイナープレートの不安定化、作業員への危険性、及び周囲の機材への損傷の原因となる。
交換ローターキャップを誘導案内するために必要とされる時間は、メンテナンス期間に伴なう一時的コスト及び財務的なコスト（temporal and financial costs）と共に生産量の低減の原因となる。その結果、運転者はローターキャップの交換を遅らせ、ローターキャップの使用をローターキャップの耐用期間を超えて延ばすことがある。メンテナンスが遅れることによって、（例えば、不均一なローターキャップの損耗に由来して）メカニカルリファイナーの能力が非効率的になることがあり、これが安全性へのリスクをもたらし、エネルギー消費を増加させ、繊維品質に悪影響をおよぼすことがある。
そのため、運転要員に対する安全条件を改善しつつ、損耗したローターキャップの除去及び交換のためのメンテナンス時間を減少させる必要性が長い間認識されている。
従来のリファイナーローターキャップに起因する作業員の安全性へのリスク及び生産量の低減の問題は、ローターキャップセグメントの裏側に位置するキャップセグメント保持具を含むセグメント化ローターキャップアセンブリを使用することによって軽減され、各ローターキャップセグメントはキャップセグメント保持具によって保持されるように構成され、キャップセグメント保持具はローターの回転中心の周りで誘導案内され、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントをキャップセグメントの内径と外径との間の径において又はローターキャップセグメントの外径において誘導案内するために構成された保持手段を有する。
本開示は、ローターキャップセグメントが回転しているローターの遠心力（すなわち、ローターの質量が円運動の結果として受ける慣性）に抵抗するように、ローターキャップセグメントを位置させるために構成されたセグメント化ローターキャップアセンブリを利用するものである。高コンシステンシーリファイナーは、1,200〜1,800rpmで運転されるローターを一般に有し、セグメント化ローターキャップアセンブリは、ローターの円運動により生ずる対応する高い慣性に耐えるように構成されているのが望ましい。伝統的なシングルピースローターキャップのデザインにおいて、伝統的なローターキャップがピンによってローターの中心に正確に誘導案内されれば、この慣性は一般にごくわずかな懸念でしかない。伝統的なシングルピースローターキャップが、スチール又は業界でよく使用される他の類似の材料で作製されているならば、その材料の構造的一体性によって、運転下のローターの遠心力を相殺するために十分な向心力が一般に提供される。すなわち、シングルピースローターキャップの質量がローターの回転中心の周りに均等に分布されれば、遠心力と向心力は相殺され、それによってシングルピースローターキャップをバランスさせることができる。
例示的なローターキャップセグメントは、幾何学的な円環セクターの形状を典型的に有し、且つ環状セクターが先の尖ったクサビで終端しないように、環状に先端が切り取られた下部部分を有する。運転者が、複数のリファイナープレートセグメントをローターに直接的又は間接的に取り付け、そして他のローターキャップセグメントに隣接して取り付けると、複数のローターキャップセグメントは円環を典型的に形成する。他の例示的な実施態様において、セグメント化ローターキャップアセンブリはキャップセグメント保持具の中心に配置されている中心キャップセグメントをさらに含むことがある。さらに他の例示的な実施態様において、複数の中心キャップセグメントが提供されることがある。中心キャップセグメントを含む例示的なローターキャップセグメント及びキャップセグメント保持具は、ステンレススチール又は研磨性のリグノセルロース系供給材料及び腐蝕性のスチームとの頻繁な接触に耐えるように構成された他の材料で作製される。
元々はシングルピースであるローターキャップをセグメント化することは、シングルピースローターキャップの構造的一体性を除去し、複数の重心を作り出し、ローターキャップシステムをアンバランスにする。この事実にも拘わらず、出願人はローターキャップをセグメント化させることを決定し、ローターキャップセグメントを回転中心に誘導案内することを試みるよりも、むしろその代わりに、誘導案内する手段を、ローターキャップセグメントの中間径に提供することを試みることを決定した。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントはローターキャップセグメントの外径に誘導案内されることがある。もしローターキャップセグメントが不適切に誘導案内されれば、ローターの回転運動によって生ずる慣性は、ローターキャップセグメントがローターの回転中心から半径方向外側に移動することを引き起こし、このことは、振動を引き起こすか、ローターキャップセグメントがリファイニングギャップに入ることを引き起こすか、あるいはリファイナーの機能を妨害することになる。
この問題に対処するために、出願人は、ローターの周りに望ましく誘導案内されるキャップセグメント保持具を含むセグメント化ローターキャップアセンブリを提供した。キャップセグメント保持具は、一般に円形又は環状である。キャップセグメント保持具の前面は、特にローターの円運動中に、ローターキャップセグメントの背面上の位置決め手段を係合（engage）するように構成された保持手段を有する。このように、キャップセグメント保持具は、位置させ、ローターの円運動中にローターキャップセグメントが受ける慣性をバランスさせ、それによってローターキャップセグメントを誘導案内するのに十分な向心力を提供する。
例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの外径に誘導案内するように構成された保持手段を有する。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径と中径との中間にある径に誘導案内するように構成された保持手段を有することがある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの中径と内径との中間にある径に誘導案内するように構成された保持手段を有することがある。
保持手段は、キャップセグメントを誘導案内するように構成された保持リップ、ステップ、突出部、クランプ、ピン、歯状体、又は他の類似の保持手段である。保持手段が保持リップである実施態様において、位置決め手段は、ローターキャップアセンブリを、１つ又はそれ以上の保持リップによって規定された凹形スペースに位置づけ、ローターの円運動中に保持リップに係合するように構成された位置決めリップである。このように、保持リップ及び位置決めリップは、ローターキャップセグメントをローターキャップ保持具上に位置させ、ローターの回転運動の結果としてローターキャップセグメントが受ける慣性を相殺し、それによってローターキャップセグメントを誘導案内するように構成された向心力を提供する。保持手段が保持ステップである実施態様において、位置決め手段は、保持ステップに係合するように構成された位置決めステップである。保持手段がクランプである実施態様において、位置決め手段は、クランプとインターロックするように構成された１つ又はそれ以上の突出部である。位置決め手段がピンである実施態様において、保持手段は、ピンを受け入れるように構成された孔である。保持手段が歯状体である実施態様において、位置決め手段は、歯状体に係合し、歯状体とインターロックするように構成された歯状の窪みである。保持手段がキャップセグメントを誘導案内するように構成された他の保持手段である実施態様において、位置決め手段は、保持手段に係合するように構成された他の位置決め手段であり、それによって、保持手段は、ローターの円運動によって引き起こされるローターキャップセグメントの慣性を相殺するために十分な向心力を提供し、それによって保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、ローターの円運動中にキャップセグメント保持具上に位置づける。
リップ、ステップ、クランプ、ピン、歯状体、又は類似のインターロックメカニズムがローターキャップ上に配置されている実施態様において、キャップセグメント保持具上の保持手段は、ローターキャップセグメント上のインターロックメカニズムとインターロックするように構成され、これはローターキャップセグメントもまた同様であることを理解されたい。リップ、ステップ、クランプ、ピン、歯状体、又は類似のインターロックメカニズムは単独で使用されるか、又は本明細書に開示されているインターロックメカニズムと組み合わせて使用されることをさらに理解されたい。さらに、他の例示的な実施態様において、インターロックメカニズム（例えば、クランプ（clamps）と、該クランプ（the clamps）とインターロックするように構成された１つ又はそれ以上の突出部）を含むインターロックエレメントが、ローターキャップセグメント、中心キャップセグメント、キャップセグメント保持具、又はそれらの組み合わせ上に配置されることがある。キャップセグメント上に配置されたインターロックメカニズムのインターロックエレメントは、「キャップセグメントインターロックエレメント」として知られ、キャップセグメント保持具上のインターロックメカニズムのインターロックエレメントは「保持具インターロックエレメント」として知られ、中心キャップセグメント上に配置されているインターロックエレメントは「中心キャップセグメントインターロックエレメント」として知られている。位置決め手段と共に使用されるように構成された保持手段に加えて、インターロックメカニズムは、本開示において「誘導案内手段」と呼ばれることをさらに理解されたい。
保持手段が保持リップであるならば、保持リップは５ｍｍ〜１５ｍｍの高さを有する。保持リップは、保持リップの高さが、ローターキャップセグメントの背面から延びている位置決め突出部の側壁の高さに係合するために十分に高くなるように一般に構成されている。保持リップは、各保持リップがローターキャップセグメントの背面から延びている突出部の各側壁に実質的に接触するように、ローターキャップセグメントの背面から延びている突出部の側壁に係合するように構成されているのが望ましい。
ローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの外径との中間にある径において誘導案内するように構成された誘導案内手段を提供することによって、又はローターキャップセグメントをローターキャップセグメントの外径において誘導案内するように構成された誘導案内手段を提供することによって、出願人はローターキャップセグメントをシングルピースローターキャップの代わりに使用することが可能であることを見出した。
さらに、出願人は、ローターキャップの外径に近づく幅広いバー及びチャネルが、回転中心により近い幅広いバー及びチャネルよりも速い速度で損耗する傾向があることを見出した。従って、本開示の目的は、回転中心により近い使用可能な幅広いバー及びチャネルを使用し続けることを可能にしつつ、ローターキャップアセンブリの外縁に近い損耗した幅広いバーを局所的に交換することを可能にすることである。
所望の期間後、例えば２年に１回（biannually）ほど、取り外され、交換されるように構成されているローターキャップセグメントを得て、適切なリファイナーの運転能力を確実にし、それによって繊維品質を保持することが本開示の他の目的である。
ローターキャップセグメントを、キャップセグメント保持具上に、頭上式クレーンを使用する必要なく、手動で取り付けることを可能にすることが本開示のもう１つの目的である。
メンテナンス期間中のリファイナーの停止時間を減少させることが本開示のさらなる目的である。
キャップセグメント保持具と係合されたローターキャップセグメントに向心力を提供するように構成されたキャップセグメント保持具を提供することが本開示のまたさらなる目的である。
ローターキャップアセンブリの例示的な実施態様において、ローターキャップは、キャップセグメント保持具に隣接して配置されているキャップセグメント群を含む。キャップセグメント保持具は、リファイナーにおけるローターに装着されている。キャップセグメント保持具はローター上に配置されている背面サイドを有し、さらにキャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具がキャップセグメントとローターとの間に配置されるように、キャップセグメントに隣接している前面を有する。また他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具がキャップセグメント保持具の中心にある孔を規定するように、環状である。環状キャップセグメント保持具を含む実施態様において、ローター中心部分（例えばハブ）はローターに直接的に取り付けられることもあり、ローター中心部分は環状キャップセグメント保持具の中心にある孔を通って延びている。環状キャップセグメント保持具を含むそのような実施態様においては、キャップセグメント保持具の中心キャップセグメント又は中心部分が一般に存在しない。キャップセグメント保持具は、キャップセグメントのための誘導案内手段を有する。
本開示に従うローターキャップセンブリは、ディスクリファイナー又はコニカルリファイナーのいずれかのそれぞれと共に使用される。コニカルリファイナーに関しては、キャップセグメント保持具及びキャップセグメントは、ディスクリファイナーと共に使用されるキャップセグメント保持具と実質的に類似している。
他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント上の第１中間径において誘導案内するように構成された第１保持手段、及びローターキャップセグメントを、第１中間径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント上の第２中間径において誘導案内するように構成された第２保持手段をさらに含む。ある例示的な実施態様において、第２保持手段はローターキャップセグメント外径にあることがある。第１保持手段は、ローターキャップセグメントの第１中間径上の第１位置決め手段に係合し、第２保持手段は、ローターキャップセグメントの第２中間径上の第２位置決め手段に係合する。他の例示的な実施態様において、第１中間径は内側ローターキャップセグメント上に配置され、一方、第２中間径は外側ローターキャップセグメント上に配置される。内側ローターキャップセグメント及び外側ローターキャップセグメントを含む例示的な実施態様において、第１径は内側ローターキャップの外径にあり、第２径はローターキャップの外径にある。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントの２以上のセットがローター上に半径方向に配置されることがある。上記のものを組み合わせたものは、本開示の範囲内にあると考えられる。
保持手段は円周であることがある。ある例示的な実施態様において、一連の保持手段は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径又はローターキャップセグメントの中間径において係合するように構成されている。ローターキャップセグメント上の一連の位置決め手段は、保持手段に係合するように構成されている。他の例示的な実施態様において、保持手段は、円周であり、連続的であり、キャップセグメント保持具外径、キャップセグメント保持具中間径、又はそれらの組合せにおいて、キャップセグメント保持具上に配置される。キャップセグメント保持具上の保持手段は、ローターの回転中心（例えば、回転軸）から約１０ｍｍ〜約２５ｍｍの間に配置される。他の例示的な実施態様において、保持手段は、ローターキャップセグメント外径から約１０ｍｍ〜約２５ｍｍの間に配置される。ローターの回転中心から保持手段までの距離は、半径長さとして通常知られている。保持手段は、１２ｍｍの半径長さを有することが望ましい。
セグメント化ローターキャップを交換するための例示的な方法は、作動中のリファイナーの動作を停止させること、ローターにアクセスすること、ローターキャップをローターから外すこと、キャップセグメント保持具をローターの中心上に位置させること、キャップセグメントをキャップセグメント保持具上に位置させること、キャップセグメント保持具を、ローターキャップセグメントからキャップセグメント保持具を通ってローターへ延びているファスナーを使用することによって、ローターの中心上に固定することを含み、
前記キャップセグメント保持具は、前面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上に配置されている保持手段を有し、
前記ローターキャップセグメントは、背面サイド、及び背面サイド上の径において円周に配置されている位置決め手段を有し、
前記ローターキャップセグメントの位置決め手段は、キャップセグメント保持具の保持手段に係合している。
他の例示的な実施態様において、ファスナーはローターからキャップセグメント保持具を通ってローターキャップセグメントへ延びている。
他の例示的な方法において、キャップセグメント保持具は、プレートホルダーの中心の上に位置される。キャップセグメント保持具は、ローターキャップセグメントからキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びているファスナーによって、位置へ固定される。他の例示的な実施態様において、ファスナーはプレートホルダーからキャップセグメント保持具を通ってローターキャップセグメントへ延びている。
例示的なローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及び
ローターにおいて予め存在している固定用の孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及び各ローターキャップセグメントの背面上の位置決め手段を有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上の保持手段を有し、
前記複数のローターキャップセグメントは、キャップセグメント保持具の前面サイド上に配置され、
前記保持手段は、保持手段及び位置決め手段が複数のキャップセグメントをローターキャップセグメントの径において誘導案内するように、各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段に係合している。
ローターキャップアセンブリのキャップセグメント保持具は、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターに予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させる。
ローターキャップアセンブリの他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている。
さらに他の例示的な実施態様において、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径において誘導案内している。
さらに例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、中径と外径との間の中間径において誘導案内している。
他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段は、ローターキャップセグメントを、中径と内径との間の中間径において誘導案内している。
キャップセグメント保持具は、環状キャップセグメント保持具である。
例示的な実施態様において、ローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及びローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合されるように構成されているキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間に配置されているローターキャップセグメント中径、及び背面サイドから延びている突出部を有し、
該突出部は、突出部のサイドにおいて突出部側壁を有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、本体、及びキャップセグメント保持具の前面サイドから延びている保持リップを有し、
該保持リップは、保持リップのサイドにおいて保持リップの側壁を有し、
該保持リップ側壁の頂部、及びキャップセグメント保持具の本体が凹形スペースを規定しており、
前記突出部は、突出部の側壁が保持リップの側壁に接触するように、凹形スペース内に配置されている。
さらなる例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントをローターキャップセグメント外径において誘導案内する。他の例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。他の例示的な実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
例示的なローターキャップアセンブリは、キャップセグメント保持具上に誘導案内されるように構成された中心キャップセグメントをさらに含む。
キャップセグメント保持具が環状キャップセグメント保持具である実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
キャップセグメント保持具が環状キャップセグメントである他の実施態様において、保持リップ側壁は突出部側壁に接触し、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント中径との間の中間径において誘導案内している。
例示的な環状ローターキャップアセンブリは、複数のローターキャップセグメント、及びローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合しているキャップセグメント保持具を含み、
各ローターキャップセグメントは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及びキャップセグメントのインターロックエレメントを有し、
前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、及び保持具インターロックエレメントを有し、
キャップセグメントインターロックエレメントは、ローターキャップセグメント内径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント径において保持具インターロックエレメントに係合している。
例示的なキャップセグメント保持具は、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーはキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている。
ある例示的な実施態様において、キャップセグメントインターロックエレメントと保持具インターロックエレメントとがインターロックメカニズムを規定し、該インターロックメカニズムがローターキャップセグメントを、ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間の中間径において誘導案内している。
ローターキャップアセンブリがインターロックエレメントを含む実施態様において、キャップセグメント保持具は環状キャップセグメント保持具である。ファスナーは、複数のローターキャップセグメント、及びキャップセグメント保持具をローターに係合させるように構成されている。
ローターキャップアセンブリがインターロックエレメントを含む実施態様において、ローターキャップアセンブリは中心キャップセグメントをさらに含むが、該中心キャップセグメントは、回転中心、外径、及び中心キャップセグメントのインターロックエレメントを有し、該中心キャップセグメントのインターロックエレメントは、回転中心から半径方向に遠位する中心キャップの径において、保持具インターロックエレメントに係合するように構成されている。
前述のことは、添付の図面に示すように、本開示の例示的な実施態様の下記のより詳細な説明から明らかとなるであろう。図面は必ずしも縮尺通りのものではなく、開示されている実施態様を図示することに重点が置かれている。
図１Ａは、従来のシングルピースローターキャップ、ロータープレートホルダー及びステータープレートホルダーを有するシングルディスクリファイナーの断面図である。
図１Ｂは図１Ａのシングルディスクリファイナーの拡大図であり、これは回転中心の周りにシングルピースローターキャップを誘導案内することをさらに示している。
図２Ａは従来のシングルピースローターキャップの正面図である。
図２Ｂは従来のシングルピースローターキャップの側断面図である。
図３Ａは、セグメント化ローターキャップアセンブリの例示的な実施態様の正面図である。
図３Ｂは図３Ａの側断面図であり、ローターキャップセグメント及び中心キャップセグメントのための誘導案内配置（piloting arrangement）を示している。 図３Ｃは、ローターキャップセグメントのための誘導案内配置を示す他の例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリの側断面図である。
図４はリファイナープレートを有するローターディスク上に配置された例示的なセグメント化ローターキャップの斜視図である。
図５Ａは、環状キャップセグメント保持具に誘導案内されるように構成されたローターキャップセグメントの正面図である。
図５Ｂは、ライン５Ｂ−５Ｂに沿う図５Ａにおけるローターキャップセグメントの側断面図であり、環状キャップセグメント保持具をさらに示している。
図５Ｃは例示的なセグメント化環状ローターキャップの正面図である。
図６Ａは、ローター中心部分の周りに装着された例示的なローターキャップセグメント及び環状キャップセグメント保持具の側断面図である。
図６Ｂは、ローター中心部分の周りに装着された他の例示的なセグメント化ローターキャップセグメント及び環状キャップセグメント保持具の側断面図である。
好ましい実施態様についての下記の詳細な説明は、図示及び説明の目的のためのみに示されたものであり、論じ尽すこと又は発明の範囲及び要旨を制限することを意図するものではない。実施態様は、発明の原理及びその具体的な応用を最もよく説明するために選択され、記載されている。当業者は、本発明の範囲及び要旨から逸脱することなく、多くの変更が、本明細書に開示されている発明についてなされ得ることを認識するであろう。別途説明されない限り、対応する参照記号は、いくつかの図面を通して、対応する部材を示す。図面は本開示に従う種々の特徴及び構成要素の実施態様を示すが、これらの図面は必ずしも縮尺を通りのものではなく、ある特徴は本開示の実施態様をよりよく示すために誇張されており、そのような例示は、如何なる方法でも、本開示の範囲を制限するように解釈されるべきでない。
図１Ａは、チャンバー１０９を規定しているハウジング１０４を有する従来のシングルディスクリファイナー１０１の断面図である。ローター１０５はチャンバー１０９内に存在する。ローター１０５は、プレートサイド１７６ａ及びローターシャフトサイド１７７を有する。ローターシャフトサイド１７７は、ハウジング１０４内に配置されたシール１７８を介して延びるローターシャフト１９０に係合している。ファスナー１８３は、シール１７８をハウジング１０４に係合させている。シール１７８は、チャンバー１０９内の温度及び圧力を外部環境から隔離している。モーター(図示せず)はローターシャフト１９０に係合し、ローターシャフト１９０及びローター１０５を回転中心１０６の周りで駆動させる。
ステーター１０７はローター１０５に対向して配置されている。ステーター１０７は、ローター１０５のプレートサイド１７６ａに対向するプレートサイド１７６ｂを有する。ボルト１８１は、プレートホルダー１１３をステーター１０７における固定用の孔１８２を通じてステーター１０７のプレートサイド１７６ｂに係合させる。これらのボルト１８１は、プレートホルダー１１３を、ローター１０５における固定用の孔１８２を通じてローター１０５のプレートサイド１７６ａに同様に係合させる。ボルト１８１はステーター１０７を通って延びている。ボルト１８１はローター１０５を通って延びている。ファスナー１８３はプレートホルダー１１３に延び、ステーター１０７上のリファイナープレートセグメント１１５ｂを係合させる。同様に、ファスナー１８３はプレートホルダー１１３を通って延び、ローター１０５上のリファイナープレートセグメント１１５ａを保持する。プレートホルダー１１３は、ローター１０５と連通しない追加的なファスナーホールを提供することがある。これは、運転者が、プレートホルダー１１３をローター１０５に取り付ける前に、リファイナープレートセグメント１１５ａ、１１５ｂをシングルピースプレートホルダー上でアセンブリーすることを可能にする。
リファイナープレートセグメント１１５は、バーと溝とのパターン（図４参照）、噛合歯のパターン、又はこれらの組み合わせを含む研磨面を通常は有する。ローター１０５上のリファイナープレートセグメント１１５ａはステーター１０７上のリファイナープレートセグメント１１５ｂと接触せず、むしろ、リファイナープレートセグメント１１５ａ及びリファイナープレートセグメント１１５ｂの対向しているセットの間に、リファイニングギャップ１１９が存在する。
図示されているシングルディスクリファイナーにおいて、ステーター１０７はシングルピースローターキャップ１０３に対向して配置されている供給入口１１１をさらに規定する。ローター１０５が回転すると、運転者はリグノセルロース系供給材料Ｆを供給入口１１１に供給する。幅広いバー１３０がシングルピースローターキャップ１０３上に配置されることがある。リグノセルロース系材料Fが回転しているシングルピースローターキャップ１０３又は幅広いバー１３０に接触すると、シングルピースローターキャップ１０３又は幅広いバー１３０はリグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ１１９を通じてリファイニングエリア１６８に投げ入れる（図１における矢印によって示されている経路を参照）。リグノセルロース系繊維、スチーム及びデブリ（debris）がリファイニングギャップ１１９を通って流れると、リファイナープレートセグメント１１５上の研磨面によってリグノセルロース系繊維が、通常、離解、解繊及び切断されて、所望の長さ及び特性を有することになる。リファイニングギャップ１１９を通過した後、運転者はリファイニングされたリグノセルロース系繊維をさらなる処理のために収集することがあり、これには追加的にリファイナーを通過させることが含まれ得る。
図１Ｂは、図１Ａに示されたボックスＢの詳細図である。ローター１０５は、回転中心１０６の周りに均等に分布された重量を有するローターシャフト１９０を有する。ローターシャフト１９０は、ローター１０５のプレートサイド１７６ａにおいて凹形スペース１９５を規定するコア底部１９３から外側方向に延びているサイド１９２ａ、１９２ｂを有する。凹形スペース１９５は、回転中心１０６の周りに配置されている。プレートホルダー１１３の第１ブロック１９１は、凹形スペース１９５へ延びている。そのようにして、第１ブロック１９１は、プレートホルダー１１３をローターの回転中心１０６に誘導案内している。すなわち、ローターシャフト１９０のサイド１９２ａ、１９２ｂは、プレートホルダー１１３をローター１０５に誘導案内し、その結果、プレートホルダー１１３はプレートホルダーの重心の周りを回転する。
図１Ｂにおいて、プレートホルダー１１３は、シングルピースローターキャップ１０３の背面サイド１８８から延びているステップ１８７ａ、１８７ｂによって規定された凹形スペース１９７へ延びている第２ブロック１９６をさらに有する。ステップ１８７ａ、１８７ｂはシングルピースローターキャップ１０３を回転中心１０６の周りに位置づけ、シングルピースローターキャップ１０３の構造的一体性が、ローターの円運動の結果としてシングルピースローターキャップ１０３が受ける慣性をバランスする向心力を提供する。シングルピースローターキャップ１０３は、プレートホルダー１１３の第３のブロック１８４に係合している傾斜壁１８５ａ、１８５ｂによって中間径（ＭＤ）にさらに位置づけられている。
図２Ａは、従来のシングルピースローターキャップ２０３の正面図である。シングルピースローターキャップは８０ポンド〜２００ポンドの間の重量であり、回転中心２０６の周りに一般に誘導案内されるが、この回転中心がシングルピースローターキャップの重力中心と一般に一致する。シングルピースローターキャップの重量によっては、運転者が損耗したローターキャップ２０３を交換するときに、クレーン、フォークリフト又は他の重機を使用することを考慮することになる。シングルピースローターキャップ２０３は、リグノセルロース系供給材料Ｆ(図１Ａ)をリファイニングギャップ１１９(図１Ａ)へ指向させるように構成された幅広いバー２３８及び幅広いチャネル２３７を有する。このバージョンにおいて、シングルピースローターキャップ２０３は、ネジ筋付き孔２５０を通って延びているファスナー１８３を通じて背面からプレートホルダー１１３(図１Ａ)に固定されている。シングルピースローターキャップ２０３は、周辺に向かうネジ筋付き孔２５０を有し、より小さい径においてそのような孔を欠いている。
図２Ｂは、伝統的なシングルピースローターキャップ２０３の側断面図である。 シングルピースローターキャップ２０３は、前面サイド２２３及び背面サイド２８８を有する。シングルピースローターキャップ２０３は中径ＭＤ（middle diameter）において、シングルピースローターキャップ２０３の背面２８８から延びているステップ２８７ａ、２８７ｂを有する。ステップ２８７ａ、２８７ｂはシングルピースローターキャップ２０３を誘導案内し、それによってシングルピースローターキャップ２０３はローター２０５上の中心に置かれる。シングルピースローターキャップ２０３が回転すると、幅広いバー２３８及び幅広いチャネル２３７は、リグノセルロース系材料Ｆをリファイニングギャップ１１９へ指向させる。
図３Ａは、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の例示的な実施態様の正面図を示す。中心キャップセグメント３６５は回転中心３０６の周りに配置されている。例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５は中間径ＩＭＤ（intermediate diameter）において誘導案内されることがある。中心キャップセグメントの中間径ＩＭＤは、回転中心３０６と中心キャップセグメントの外径ＯＤ（outer diameter）との間に配置されている。中心キャップセグメントの外径ＯＤは、ローターキャップセグメントの内径ＩＤ(inner diameter)に隣接して配置されている。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５はないこともあり、キャップセグメント保持具３１８がローターキャップセグメント３１７のための保持手段を提供しつつ、リグノセルロース系供給材料Ｆに曝露されている中心部分３６５´を有するように構成されていることがある(図３Ｃ参照)。
図３Ａにおいて、ファスナー３８３は中心キャップセグメント３６５を通って延び、キャップセグメント保持具３１８で終端し、中心キャップセグメント３６５をキャップセグメント保持具３１８に係合させる。分離した孔（３５４、図３Ｂ参照）を通って延びているファスナー３８３は、キャップセグメント保持具３１８を、ローター１０５において予め存在している固定用の孔、又はプレートホルダー１１３における孔に係合させる。中心キャップセグメント３６５は、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３上の隣接する幅広いバー３３８ａによって規定された幅広いチャネル３３７を有する。中心キャップセグメント３６５上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ａは、ローターキャップセグメント３１７上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ｂと半径方向に位置が合い、それによって半径方向に位置合わせされた幅広いバー３３８ａ、３３８ｂは中心キャップセグメント３６５上のポイント（３０６参照）から延びているようにみえる。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５上の幅広いバー３３８ａはローターキャップセグメント３１７上の１つ又はそれ以上の幅広いバー３３８ｂと半径方向に位置が合わないこともある。
ローターキャップセグメント３１７は、中心キャップセグメント３６５又は中心キャップ部分３６５´の周りに回転中心から半径方向外側に配置されている。ローターキャップセグメント３１７は、幾何学的な円環の規則的なセグメント群であるように一般に構成されている。他の例示的な実施態様において、ファスナー３８３は、ローターキャップセグメント３１７、キャップセグメント保持具３１８を通って、さらにローター１０５において予め存在している孔を通って延び、キャップセグメント保持具３１８をローターキャップセグメント３１７とローター１０５との間にサンドイッチする。
図３Ｂは、各ローターキャップセグメント３１７がローターキャップセグメント３１７の背面サイド３７１から延びている突出部３４４を有することを示す。突出部３４４は、側壁３５９ａ、３５９ｂによって境界づけられている。保持リップ３１１が、キャップセグメント保持具３１８の本体３４７からセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３に向かって延びている。保持リップ３１１は、キャップセグメント保持具３１８の周りに環状に配置され得る。保持リップ３１１は、キャップセグメント保持具３１８の径の周りに配置されている単一の連続エレメントであると理解されるであろう。他の例示的な実施態様において、複数の保持リップ３１１がキャップセグメント保持具３１８上の共通の径の周りに配置されることもある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８上の異なる径に配置されている１つ以上の保持リップ３１１を有することがある。さらに他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、少なくとも１つの第１の共通の径の周りに配置された１つ以上の保持リップ３１１と、それに続く共通の径の周りに配置された１つ以上の保持リップとを有することがある。上記の実施態様の組合せも、本開示の範囲内にあると考えられる。
明確にするために、添え字「ａ」又は「ｂ」がエレメントの後に使用されているが、このエレメントはシングルピースとして、ローター１０５、６０５、ローターキャップセグメント３１７、４１７、５１７、６１７、ローターキャップセグメント保持具３１８、中心キャップセグメント３６５、又は環状ローターキャップセグメント保持具５２７、６２７の径の周りに拡がるように構成されている。そしてこれらの添え字「ａ」、「ｂ」はエレメントの上部部分をエレメントの下部部分から区別するために使用される。
保持リップ３１１ａは、突出部３４４の側壁３５９ａに接触するように構成された側壁３２６ａを有する。保持リップ側壁３２６ａは、キャップセグメント保持具３１８の本体３４７からセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の前面サイド３２３に向かって延びている側壁３２６ｂに対向して配置されている。保持リップ側壁３２６ａと、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂ間に配置されているキャップセグメント保持具３１８の本体３４７と、側壁３２６ｂとが、ローターキャップの突出部３４４を受け入れるために構成された凹形スペース３６２を規定する。ローターキャップ突出部３４４は、側壁３２６ａと側壁３２６ｂとの間に配置されている。このようにして、側壁３２６ａ、側壁３２６ｂは位置決め手段（例えば、ローターキャップの突出部３４４）を受け入れるために構成されたスペースを規定し、それによって、ローターの円運動の結果としてリファイナープレートセグメント３１７が受ける力をバランスさせるように構成された構造を提供しながら、ローターキャップセグメント３１７を、中心キャップセグメント３６５又は中心キャップ部分３６５´に対して位置づける。ファスナー３８３は、ローターキャップセグメント３１７を、キャップセグメント保持具３１８を介して、ローター１０５又はプレートホルダー１１３に係合させる。図示された例示的な実施態様において、ファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７における孔３５４から、キャップセグメント保持具３１８における孔３５４を通って延びているが、ファスナー３８３はローター１０５又はプレートホルダー１１３の中へ延びていない。ネジ筋付き孔３５０を通って延びるファスナーは、中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にキャップセグメント保持具３１８をサンドイッチし、それによって中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８をプレートホルダー１１３に保持している。図示されている実施態様において、孔３５４を通って延びているファスナー３８３はローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に係合させているだけである。このようにして、保持手段を有するキャップセグメント保持具３１８は、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合うように構成されたネジ筋付き孔３５０を有するが（４５０、図４参照）、一方で、ローター１０５において予め存在する孔と位置が合わない追加的な孔３５４をさらに提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転していないときに、ローターキャップセグメント３１７をキャップセグメント保持具３１８に固定するために十分な軸方向の力（例えば、回転中心３０６を示すラインに平行な力）を一般に提供する。ファスナー３８３は、ローター１０５が回転しているときに、ローターキャップセグメント３１７が受ける慣性Ｉに耐えるように構成されていない。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８上の各孔はローター１０５において予め存在している孔と位置が合うことがある。ネジ筋付き孔３５０に関するさらに他の例示的な実施態様において、追加的なファスナー３８３は中心キャップセグメント３６５を通って延び、中心キャップセグメント３６５をキャップセグメント保持具３１８におけるネジ筋付き孔３５０に固定する。あるいはネジ筋付き孔３５０が中心キャップセグメント３６５に見られ、プレートホルダー１１３における孔と一直線になり、ファスナー３８３が中心キャップセグメント３６５及びキャップセグメント保持具３１８を通って延び、キャップセグメント保持具が中心キャップセグメント３６５とプレートホルダー１１３との間にサンドイッチされるように、中心キャップセグメント３６５をプレートホルダー１１３に固定する。
理論に拘束されるものではないが、ローター１０５が回転しているときに、保持リップ３１１ａは、ローターの回転運動によって引き起こされる慣性Ｉを相殺するのに十分な向心力Ｃを提供する。この例示の実施態様において、保持リップ３１１ａはキャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤの近くに位置され、ローターキャップセグメント３１７を、ローターキャップセグメントの外径ＯＤとローターキャップセグメントの中径ＭＤとの間に配置されている中間径ＩＭＤに誘導案内するように構成されている。図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、キャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤ及びローターキャップセグメント３１７の外径ＯＤは、同一の外延を持つ。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメント３１７の外径ＯＤは、キャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤと同一の外延を持たないことがある。保持リップ３１１ｂは、セグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の底部において同様な機能を果たす。もしローターキャップセグメント３１７が回転運動中に受ける慣性Ｉを無効にするための保持リップ３１１ａ又は類似の手段が存在しないならば、ローターキャップセグメント３１７はキャップセグメント保持具３１８の外径ＯＤを超えて半径方向外側に移動し、そのような移動はローター１０５をアンバランスにし、ローターキャップセグメント３１７がリファイニングギャップ１１９に侵入し、リファイナーのメンテナンス又は交換の必要性を一般に加速する。
１つの突出部３４４を有するセグメント化ローターキャップ３１７がこれらの図において示されたが、複数の突出部（異なる寸法の複数の突出部を含む）を有するローターキャップ３１７、及び対応する位置決め手段が本開示の範囲内にあると考えられることを理解されたい。
図３Ｂは、キャップセグメント保持具３１８に配置された中心キャップセグメント３６５及びローターキャップセグメント３１７を有する例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の側断面図をさらに示す。中心キャップセグメント３６５及びローターキャップセグメント３１７は、例えば２年に１回などの所望の期間の後で取り外して交換することが可能であり、これにより、適切なリファイナー性能を確実にし、繊維品質の完全性を保持する。ファスナー３８３は、キャップセグメント保持具３１８がローターキャップセグメント３１７とローター１０５との間でクサビとされるように、ローターキャップセグメント３１７をローター１０５に一般に係合させる。
キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８の本体から延びている中心突出部３４５を有する。中心キャップセグメント３６５は、中心キャップセグメント３６５の背面サイド３６１から延びているステップ３３５ａ、３３５ｂを有する。中心キャップセグメント３６５のステップ３３５ａ、３３５ｂ及び背面サイド３６１は、凹形スペース３６７を規定する。この例示的な実施態様において、ステップ３３５ａ、３３５ｂは、回転中心３０６と保持リップ３１１ｂとの間の中間に実質的に位置される。中心突出部３４５は、凹形スペース３６５へ延びるように構成され、その結果、ステップ３３５ａ及びステップ３３５ｂが中心突出部３４５の側壁３６３ａ、３６３ｂに接触し、それによって回転中心３０６の周りの中心キャップセグメントを中心キャップセグメントの中径ＭＤに位置づける。
中心キャップセグメント３６５はシングルピースであるため、中心キャップセグメント３６５の連続構造によって、回転中心３０６の周りのローターの円運動によって引き起こされる慣性Ｉを無効にするために十分な向心力Ｃが提供される。中心キャップセグメント３６５によって与えられる向心力Ｃ、ステップ３３５ａ及びステップ３３５ｂによって提供される位置決定、及びキャップセグメント保持具３１８の中心突出部３４５が、回転中心３０６の周りの中心キャップセグメント３６５を、中心キャップセグメントの中径ＭＤに誘導案内する。他の誘導案内手段が中心キャップセグメント３６５を誘導案内するために使用されることがある。他の例示的な実施態様において、中心キャップセグメント３６５は、キャップセグメント保持具の中間径（ＩＭＤ）、キャップセグメント保持具の外径（ＯＤ）、又はそれらの組合せに誘導案内されることがある。キャップセグメント保持具３１８は鍛造され、精密な仕様に機械加工される。他の例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具は鋳造及び機械加工されることがある。図３Ｂ及び図３Ｃの例示の実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、キャップセグメント保持具３１８の背面サイド３８９から延びる位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂをさらに含む。キャップセグメント保持具３１８の位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂ及び本体３４７は、中心ローター突出部（図示せず）を受け入れるように構成された第２凹形スペース３７３を規定する。それぞれの位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂは、外壁３５３ａ、３５３ｂをそれぞれ有する。位置決めステップ３５１ｂについて特に言及すれば、位置決めステップ３５１ｂの外壁３５３ｂが、ローター１０５上に予め存在している環状突出部３９８の側壁３９６に係合する。予め存在している環状突出部３９８、及び位置決めステップ３５１ｂは、キャップセグメント保持具３１８をローター１０５上に位置づける。予め存在している環状突出部３９８は、ローターの円運動の結果としてキャップセグメント保持具３１８が受ける慣性力Ｉに等しく、反対向きである向心力Ｃを提供する。このようにして、位置決めステップ３５１ｂ、及び予め存在している環状突出部３９８は、キャップセグメント保持具３１８を、位置決めステップ３５１ｂの外壁３５３ｂを使用してローター１０３上に誘導案内する。この例示的な実施態様において、位置決めステップ３５１ａはキャップセグメント保持具３１８を実質的に同様に誘導案内する。他の例示的な実施態様では、キャップセグメント保持具３１８は、位置決めステップ３５１ａ、３５１ｂの内壁に誘導案内されることがあることを理解されたい。他の例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントが、インターロックしているエレメントの外壁又は内壁によって誘導案内されることがあることをさらに理解されたい。
図３Ｃは、例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ３０３の側断面図を示し、ローターキャップセグメント３１７の内径ＩＤによって境界づけられている中心部分３６５´がキャップセグメント保持具３１８における不可欠なエレメントである。この例示的な実施態様において、キャップセグメント保持具３１８は、図３Ｂにおける実施態様と同様に、回転中心３０６の周りでローター１０５上に位置づけられている。
保持リップ ３１１及びローターキャップ突出部３４４は、図３Ａ-図３Ｃにおけるローターキャップセグメント３１７を誘導案内するけれども、本明細書に開示されている誘導案内手段のいずれも単独で使用され、又は、本明細書に開示されている態様と両立する、ローターキャップセグメント３１７及びキャップセグメント保持具３１８を誘導案内するための他の誘導案内手段と組み合わされて使用されることがあることを理解されたい。
図４は、リファイナープレートセグメント４１５によって囲まれている例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ４０３に面する斜視図である。この図において、ファスナー４８３は、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０３及びリファイナープレートセグメント４１５の両方をローター（１０５参照）に係合させる。この特定の実施態様において、リファイナープレートセグメント４１５は、一連の交互するバー４１６と溝４１４とを有する。ダム４１２は２つ又はそれ以上のバー４１６を架橋し、それによって一般に半径方向（例えば、回転中心４０６を起点とし、ローター１０５の外径ＯＤに向かって外側に移動する方向）にある溝を隔てている。ダム４１２は、リグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ１１９へ押しやるようにし、リファイニングを促進する。図４はリファイナーを示しているが、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０６は、リグノセルロース系材料中の繊維を、研磨面を有するプレートで、離解、解繊及び切断するように構成されているディスパーザー又は他の装置で使用されるように構成されており、これは噛合歯のデザインを含むことがある。
図４に示されている例示的な実施態様において、セグメント化ローターキャップアセンブリ４０３は、ローターキャップセグメント４１７の１セットを含む。ローターキャップセグメント４１７は取り外し可能であり、所望の期間の経過後に交換される。図４における実施態様は、一体化した中心部分４６５´を有するローターキャップセグメント保持具４１８を有する。ファスナー４８３ａは、ローター１０５中の元々の孔４５０を使用して、キャップセグメント保持具４１８をローター１０５に係合させることができる。キャップセグメント保持具４１８は、ローター１０５の元々の孔と位置が合う貫通孔４５０を提供する。例示的なキャップセグメント保持具４１８は、向心力Ｃを、ローターキャップセグメントの外径ＯＤ（図３Ｂ参照）の近くの中間径ＩＭＤ（図３Ｂ参照）においてローターキャップセグメント４１７に適用するように構成された第１の保持リップ４１１ａを含む。
図５Ａは、環状キャップセグメント保持具５２７（図５Ｂ）を用いて、ローター６０５（図６Ａ、図６Ｂ）の中心部分６６６（図６Ａ、図６Ｂ）の周りに誘導案内されるように構成されたシングルローターキャップセグメント５１７を示す。ローターキャップセグメント５１７は、リグノセルロース系供給材料Ｆをリファイニングギャップ６１９（図６Ａ、図６Ｂ）へ投入するように構成されている幅広いバー５３８及び幅広いチャネル５３７を有する。ローターキャップセグメント５１７は、ローターキャップセグメント５１７の本体５５８の厚さｔ（図５Ｂ）より厚い厚さＴ（図５Ｂ）を有するファスナー５８３の周りにエリアＡをさらに有する。ファスナー５８３の周りのエリアＡは、ファスナー５８３のサイドを、流入するリグノセルロース系供給材料Ｆから保護し、それによってファスナーの損耗を減少させる。
図５Ｂは、ライン５Ｂ−５Ｂに沿ってとられた図５Ａにおける実施態様の側断面図である。環状キャップセグメント保持具５２７及びローターキャップセグメント５１７は、ファスナー５８３を受け入れるように構成された孔５５４を規定する。ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内するように構成されていないが、ファスナー５８３の頭部６８３ａ（図６Ａ）が、弱い向心力ｃを、ファスナー５８３の周りのエリアＡｂの下部部分に提供する。この弱い向心力ｃは、ローターキャップセグメント５１７の慣性Ｉを相殺するのに不十分であり、それ故に、ファスナー５８３はローターキャップセグメント５１７を誘導案内しない。ある例示的な実施態様において、ローターキャップセグメントの内径ＩＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおけるローターキャップセグメント５１７の厚さｔ´を超えている。ローターキャップセグメント５１７の本体５５８の厚さｔは、本体５５８に沿って、内径ＩＤから外径ＯＤまで、徐々に、連続的に減少する。
環状キャップセグメント保持具５２７は、シングルピースローターキャップセグメントの誘導案内プレートである。環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおいて誘導案内するように構成されている。他の例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの内径ＩＤとローターキャップセグメントの外径ＯＤとの間に配置されている中間径ＩＭＤにおいて誘導案内するように構成されている。さらに他の例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップセグメント５１７を、ローターキャップセグメントの中径ＭＤに誘導案内するように構成されている。
図５Ｂの例示的な実施態様において、環状キャップセグメント保持具５２７は、ローターキャップ突出部５４４の側壁５５９ａに係合するように構成された側壁５２６ａを有する保持リップ５１１ａを有する。この例示的な実施態様において、突出部５４４は、ローターキャップセグメント５１７の背面サイド５７１において、ローターキャップセグメント５１７の本体５５８から延びている。誘導案内リップ５１１ａは、ローターの円運動の結果としてローターキャップセグメント５１７が受ける慣性Ｉを無効にするために十分な向心力Ｃを提供し、それによってローターキャップセグメント５１７を外径ＯＤの近くに誘導案内する。
図５Ｃは、環状キャップセグメント保持具５２７と共に使用されるように構成された３つのローターキャップセグメント５１７の正面図である。例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ５０３におけるローターキャップセグメント５１７の数は、３つ又はそれ以上が望ましい。図５Ｃにおいて、セグメント化ローターキャップアセンブリ５０３は、環状セグメント化ローターキャップアセンブリ５０３の中心における中心孔５５５を規定しているエリアを有する。
図６Ａは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤとローターキャップセグメントの中径ＭＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内された例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ６０３が装着された、リファイナー６０１の側断面図である。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップセグメント５１７を図５Ｂで説明したのと同様に誘導案内する保持リップ５１１ａを有する。
環状ローターキャップアセンブリ６０３は、中心部分６６６の周りに配置されている。中心部分６６６は、リグノセルロース系供給材料Ｆを供給入口６１１からローターキャップセグメント６１７に向かって指向させ、最終的に、対向している、ローター６０５上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ａと、ステーター６０７上に配置されているリファイナープレートセグメント６１５ｂとによって規定されているリファイニングギャップ６１９に指向させることを促進するようにコニカル形状である。
この例示的な実施態様において、ローター６０５は予め存在している環状突出部６９８を有する。環状キャップセグメント保持具６２７は、内径ＩＤ及び外径ＯＤを有するシングルピースである。環状キャップセグメント保持具６２７の本体６９９は、予め存在している環状突出部６９８の高さｈ´と等しい高さｈを有する。 予め存在している環状突出部６９８は、環状キャップセグメント保持具６２７を回転中心６０６の周りに位置づける。環状キャップセグメント保持具６２７はシングル環状ピースであるので、環状キャップセグメント保持具６２７の構造的一体性によって、ローターの円運動によって引き起こされる慣性Ｉを相殺するために十分な向心力が提供される。このようにして、予め存在している環状突出部６９８及び環状キャップセグメント保持具６２７は、環状キャップセグメント保持具６２７をキャップセグメント保持具の内径ＩＤにおいて誘導案内する。
図６Ｂは、環状ローターキャップ保持具６２７を有する他の例示的なセグメント化ローターキャップアセンブリ６０３の断面図である。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップセグメント６１７を、ローターキャップセグメントの中径ＭＤとローターキャップセグメントの内径ＩＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内する。環状キャップセグメント保持具６２７は、ローターキャップの外径ＯＤにおいて、又はローターキャップの外径とローターキャップの中径ＭＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて、ローターキャップセグメントを誘導案内するように構成された環状キャップセグメント保持具６２７の長さｌ´（図６Ａ）より一般に短い長さｌを有する。ローターキャップセグメントは、ローターキャップセグメントの外径ＯＤにおけるローターキャップの厚さｔ´より厚い、回転中心６０６近くの厚さｔを有する。ローターキャップセグメント６１７は、リファイニングギャップ６１９を遮蔽することを避けるために外径ＯＤにおいてより薄い。ローターキャップセグメント６１７をローターキャップセグメントの中径ＭＤとローターキャップセグメントの内径ＩＤとの間の中間径ＩＭＤにおいて誘導案内することによって、運転者は、ローター６０５とリファイニングギャップ６１９との間に限定されたクリアランスがある場合において、ローターキャップセグメントを使用することを可能にする。
本発明は、例示の実施態様を参照して特に示され、説明されたが、当業者は、添付の請求項によって規定されている本発明の範囲から逸脱することなく、形態や細部に種々の変更がなされ得ることを理解するであろう。

Claims (24)

  1. ローターキャップアセンブリであって、このローターキャップアセンブリは、
    複数のローターキャップセグメント；及び
    ローターにおいて予め存在している固定用の孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具
    を含み、
    前記ローターキャップセグメントのそれぞれは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及び各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段を有し、
    前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、及びキャップセグメント保持具の前面サイド上の保持手段を有し、
    前記複数のローターキャップセグメントは、キャップセグメント保持具の前面サイド上に配置され、
    前記保持手段は、各ローターキャップセグメントの背面サイド上の位置決め手段に係合し、それによって保持手段及び位置決め手段が、複数のキャップセグメントをローターキャップセグメントの径において誘導案内していることを特徴とするローターキャップアセンブリ。
  2. キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターに予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  3. キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  4. 保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  5. ローターキャップセグメントが、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、中径と外径との間の中間径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  6. ローターキャップセグメントが、ローターキャップセグメント内径とローターキャップセグメント外径との間の途中の中径をさらに含み、保持手段及び位置決め手段が、ローターキャップセグメントを、中径と内径との間の中間径において誘導案内している請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  7. キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項１に記載のローターキャップアセンブリ。
  8. ローターキャップアセンブリであって、このローターキャップアセンブリは、
    複数のローターキャップセグメントを含み、
    各ローターキャップセグメントは、
    前面サイド、
    背面サイド、
    ローターキャップセグメント内径、
    ローターキャップセグメント外径、
    ローターキャップ内径とローターキャップ外径との間に配置されているローターキャップセグメント中径、及び
    背面サイドから延びており、そのサイドにおいて側壁を有する突出部を有し；
    さらに、ローターキャップアセンブリは、ローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合されるように構成されたキャップセグメント保持具を含み、
    該キャップセグメント保持具は、
    背面サイド、
    前面サイド、
    本体、及び
    キャップセグメント保持具の前面サイドから延びている保持リップを有し、
    該保持リップは、保持リップのサイドにおいて保持リップ側壁を有し、
    該保持リップ側壁の頂部、及びキャップセグメント保持具の本体は凹形スペースを規定し、
    前記突出部は、突出部側壁が保持リップ側壁に接触するように凹形スペース内に配置されていることを特徴とするローターキャップアセンブリ。
  9. キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  10. キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されているプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーがキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  11. 保持リップの側壁が突出部の側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメント外径に誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  12. 保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径において誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  13. 保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  14. キャップセグメント保持具上に誘導案内されるように構成された中心キャップセグメントをさらに含む請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  15. キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項８に記載のローターキャップアセンブリ。
  16. 保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの外径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項１５に記載のローターキャップアセンブリ。
  17. 保持リップ側壁が突出部側壁に接触しており、ローターキャップセグメントを、ローターキャップセグメントの内径とローターキャップセグメントの中径との間の中間径に誘導案内している請求項１５に記載のローターキャップアセンブリ。
  18. 環状ローターキャップアセンブリであって、この環状ローターキャップアセンブリは、
    複数のローターキャップセグメント；及び
    ローターにおいて予め存在している孔を通じてローターに係合しているキャップセグメント保持具
    を含み、
    前記ローターキャップセグメントのそれぞれは、前面サイド、背面サイド、ローターキャップセグメント内径、ローターキャップセグメント外径、及びキャップセグメントインターロックエレメントを有し、
    前記キャップセグメント保持具は、背面サイド、前面サイド、及び保持具インターロックエレメントを有し、
    前記キャップセグメントのインターロックエレメントは、ローターキャップセグメント内径から半径方向に遠位するローターキャップセグメント径において、保持具インターロックエレメントに係合していることを特徴とする環状ローターキャップアセンブリ。
  19. キャップセグメント保持具が、ローター上に予め存在している孔と位置が合う孔と、キャップセグメント保持具を通り、さらにローターにおいて予め存在している孔を通って延びているファスナーとをさらに含み、キャップセグメント保持具をローターに係合させている請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
  20. キャップセグメント保持具が、キャップセグメント保持具とローターとの間に配置されたプレートホルダーにおける孔と位置が合う孔をさらに含み、ファスナーはキャップセグメント保持具を通ってプレートホルダーへ延びている請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
  21. キャップセグメントインターロックエレメント及び保持具インターロックエレメントが、インターロックメカニズムを規定し、該インターロックメカニズムが、ローターキャップセグメントを、ローターキャップの内径とローターキャップの外径との間の中間径において誘導案内している請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
  22. キャップセグメント保持具が、環状キャップセグメント保持具である請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
  23. 複数のローターキャップセグメント及びキャップセグメント保持具を、ローターに係合させるように構成されているファスナーをさらに含む請求項１８に記載のローターキャップアセンブリ。
  24. 回転中心、外径を有する中心キャップセグメントをさらに含み、中心キャップセグメントインターロックエレメントが、回転中心から半径方向に遠位する中心キャップ径において、保持具インターロックエレメントに係合するように構成されている請求項１６に記載のローターキャップアセンブリ。
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