好適な実施形態の以下の詳細な説明において、この一部を形成する添付の図面が参照され、図面において、本発明が実践され得る特定の好適な実施形態が、限定としてではなく、図示として示されている。他の実施形態も利用され得、また、変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得るということが理解されるべきである。
図1は、本開示によるディスクリファイナー10の概略部分断面図を図示している。ディスクリファイナー10は、第1のハウジングセクション12および第2のハウジングセクション14を備えたハウジングを含み、第1のハウジングセクション12および第2のハウジングセクション14は、ボルト締めされ得るか、または、その他の方法で一緒に固定して取り付けられ得る。ハウジングセクション12、14は、入口部16、出口部18、およびリファイナー内側キャビティー64を画定しており、リファイナー内側キャビティー64は、1つまたは複数の対のリファイニング部材を含有している。図1に示されている実施形態は、2対のリファイニング部材、たとえば、第2のリファイニング部材30と対にされる第1のリファイニング部材20、および、第4のリファイニング部材50と対にされる第3のリファイニング部材40を含む、ダブルディスクリファイナー10である。第1のリファイニング部材20は、第1のリファイニング表面24を備えた第1のリファイニング本体部22を含み、第2のリファイニング部材30は、第2のリファイニング表面34を備えた第2のリファイニング本体部32を含む。第3のリファイニング部材40は、第3のリファイニング本体部42および第3のリファイニング表面44を含み、第4のリファイニング部材50は、第4のリファイニング本体部52および第4のリファイニング表面54を含む。リファイニング部材20、30、40、50のそれぞれは、メインサポートフレームと関連付けられており、メインサポートフレームは、本明細書で説明されているように、第1のハウジングセクション12に固定された固定サポートフレーム66と、可動サポートフレーム68とを含む。
第1の、第2の、第3の、および第4のリファイニング本体部22、32、42、52は、実質的に同一の外径を有する概してディスク形状になっていることが可能である(図2および図3を参照)。第1および第2のリファイニング部材20、30は、第1のリファイニング表面24が第2のリファイニング表面34に面するように配置されており、第3および第4のリファイニング部材40、50は、第3のリファイニング表面44が第4のリファイニング表面54に面するように配置されている。第1のリファイニング部材20は、第2のリファイニング部材30から間隔を離して配置され、それぞれのリファイニング表面24、34の間に第1のリファイニングスペース60を画定している。第3のリファイニング部材40は、第4のリファイニング部材50から間隔を離して配置され、それぞれのリファイニング表面44、54の間に第2のリファイニングスペース62を画定している。ディスクリファイナー10は、米国特許出願公開第2006/0037728A1号に図示されているものと同様の構造を有することが可能であり、その開示は、参照により本明細書に組み込まれている。
図1に示されている実施形態では、第1および第4のリファイニング部材20、50は、静止しており、第2および第3のリファイニング部材30、40は、第1および第4のリファイニング部材20、50に対して回転する。第1のリファイニング部材20は、ボルトまたは他の適切な締結具(図示せず)によって、サポートフレーム66に固定され得る。第2および第3のリファイニング部材30、40は、サポート70に取り付けられ得、サポート70は、回転可能なシャフト72に連結されており、回転可能なシャフト72から半径方向外向きに延在している。サポート70は、シャフト72に連結されており、シャフト72とともに回転するようになっており、また、シャフト72に沿って軸線方向に移動可能である。シャフト72は、第1のモーター74によって駆動され、サポート70ならびに第2および第3のリファイニング部材30、40が、ディスクリファイナー10の動作の間にシャフト72とともに回転するようになっている。シャフト72は、中心軸線72Aを有しており、中心軸線72Aは、第2および第3のリファイニング部材30、40の回転の軸線と概して同軸になっている。シャフト72は、固定サポートフレーム66に回転可能に装着され得、第1および第2のリファイニング部材30、40がメインサポートフレームと関連付けられるようになっている。サポート70は、本明細書で説明されているように、第1および第4のリファイニング部材20、50に対して、シャフト72に沿って、たとえば、実質的に中心軸線72Aに沿って、軸線方向に移動可能であり得る。第4のリファイニング部材50は、ボルトまたは他の適切な締結具(図示せず)によって、可動サポートフレーム68に固定され得る。したがって、サポート70およびシャフト72は、メインサポートフレームに関連付けられたローターを画定することが可能であり、第2および第3のリファイニング部材が、回転ローター部材を画定することができるようになっており、第1および第4のリファイニング部材20、50が、非回転ステーター部材を画定することができるようになっている。ローターの回転は、第1および第4のリファイニング部材20、50それぞれに対する第2および第3のリファイニング部材30、40の移動を実現する。
可動サポートフレーム68は、第2のハウジングセクション14の中に装着され得、第2のモーター76に連結されており、第2のモーター76は、可逆電気モーターを含むことが可能であり、可逆電気モーターは、適切な位置に固定されている。第2のモーター76は、矢印Aによって示されている実質的に水平方向の(すなわち、軸線方向の)方向に、可動サポートフレーム68を移動させる。リファイナー10は、たとえば、第2のモーター76および可動サポートフレーム68に連結されているジャックスクリュー(図示せず)を含むことが可能であり、その第2のモーター76は、ジャックスクリューを回転させ、可動サポートフレーム68を移動させることが可能であり、たとえば、第4のリファイニング部材50が、可動サポートフレーム68に取り付けられている。この移動は、ギャップのサイズ、すなわち、第1および第2のリファイニング部材20、30と第3および第4のリファイニング部材40、50との間に画定された第1および第2のリファイニングスペース60、62のサイズを調節する(図8および図9も参照)。他の実施形態(図示せず)では、ギャップのサイズの制御は、1つまたは複数の磁気軸受によって実現され得る。シャフト72の軸線方向の位置を制御する磁気軸受は、シャフト72に固定されている回転ローター部材の位置を制御するために使用され得る。磁気軸受は、非回転ステーター部材のうちの1つまたは複数が取り付けられているメインサポートフレーム(すなわち、可動サポートフレーム68)の1つまたは複数の追加的な可動セクションの軸線方向の位置を制御するために使用され得る。
本明細書でさらに議論されることとなるように、木材繊維を含む木材パルプのスラリーが、リファイニングスペース60、62を通過する。ジャックスクリューは、第1の方向に回転するときに、第3のリファイニング部材40に向けて内向きに可動サポートフレーム68および第4のリファイニング部材50の移動を引き起こす。次いで、第4のリファイニング部材50は、第2のリファイニングスペース62を通過するパルプスラリーに軸線方向の力を印加し、それは、第3のリファイニング部材40に軸線方向の力を印加し、第3のリファイニング部材40、サポート70、および第2のリファイニング部材30が第1のリファイニング部材20に向けて内向きに移動することを引き起こす。ジャックスクリューは、第1の方向とは反対側の第2の方向に回転するときに、第3のリファイニング部材40から外向きに離れる可動サポートフレーム68および第4のリファイニング部材50の移動を引き起こす。これは、第2のリファイニングスペース62を通過するパルプスラリーに第4のリファイニング部材50によって印加される軸線方向の力を低減させ、それは、パルプスラリーによって第3のリファイニング部材40に印加される軸線方向の力を低減させる。第1のリファイニングスペース60を通過するパルプスラリーによって印加される軸線方向の力は、次いで、第2のリファイニング部材30、サポート70、および第3のリファイニング部材40が第4のリファイニング部材50に向けて移動することを引き起こすのに十分である。第1および第2のリファイニングスペース60、62を通過する木材スラリーによって第2および第3のリファイニング部材30および40に対抗して印加される軸線方向の力がおおよそ等しくなるまで、これは起こる。
いくつかの実施形態では(図示せず)、ディスクリファイナー10は、さらなるモーターおよび第2の回転可能なシャフトをさらに含むことが可能であり、第1および/または第4のリファイニング部材20、50は、第2の回転可能なシャフトに連結され得、第1および/または第4のリファイニング部材20、50が、それぞれ第2および/または第3のリファイニング部材30、40に対して反回転可能となることができるようになっている。他の実施形態では(図示せず)、ディスクリファイナー10は、1対だけのリファイニング部材を含むことが可能であり、一方のリファイニング部材は、非回転ステーター部材であり、他方のリファイニング部材は、回転ローター部材である。さらなる実施形態では(図示せず)、ディスクリファイナーは、3対以上のリファイニング部材を含むことが可能である。一層さらなる実施形態では(図示せず)、ディスクリファイナー10は、1つまたは複数の対のリファイニング部材を伴う円錐形状のリファイナーを含むことが可能である。
図2および図3は、それぞれ、本開示の1つの実施形態によるパルプリファイナーの中で使用するための、第1のリファイニング本体部22および第2のリファイニング本体部32のリファイニング表面24、34の平面図である。本明細書では詳細に議論されていないが、それぞれ第3および第4のリファイニング本体部42、52のリファイニング表面44、54の構造は(図1を参照)、それぞれ第1および第2のリファイニング本体部22、32のリファイニング表面24、34と実質的に同様であることが可能である。
図1および図2を参照すると、第1のリファイニング本体部22は、複数のセクション、たとえば、セクション22A~22Cを含むことが可能であり、それらは、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられており、半径方向外側縁部27を含むディスク形状のリファイニング本体部22を形成している。リファイニング表面24は、複数の細長いリファイナーバー26を含み、複数の細長いリファイナーバー26は、リファイナー溝部28によって互いに分離されている。図2に示されていないが、第1のリファイニング本体部22の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー26およびリファイナー溝部28を含むこととなるということが理解される。リファイナーバー26は、半径方向内側の場所23から第1のリファイニング本体部22の半径方向外側縁部27に向けて半径方向外向きに延在している。リファイナーバー26は、図2に示されているようにさまざまな角度で斜めになっていることが可能であり、それぞれのセクション22A~22Cは、異なる方向に斜めになっているリファイナーバー26の1つまたは複数のセグメント(別個にラベルを付されてはいない)を含むことが可能である。図2の中のそれぞれのセクション22A~22Cの中のリファイナーバー26およびリファイナー溝部28は、そうでなければ、構造が同様になっていることも可能である。
図3に示されているように、第2のリファイニング本体部32は、同様に、複数のセクション、たとえば、セクション32A~32Cを含むことが可能であり、それらは、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられており、半径方向外側縁部37を含むディスク形状のリファイニング本体部32を形成している。リファイニング表面34は、複数の細長いリファイナーバー36を含み、複数の細長いリファイナーバー36は、リファイナー溝部38によって互いに分離されている。図3に示されていないが、第2のリファイニング本体部32の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー36およびリファイナー溝部38を含むこととなるということが理解される。リファイナーバー36は、半径方向内側の場所33から第2のリファイニング本体部32の半径方向外側縁部37に向けて半径方向外向きに延在している。リファイナーバー36は、図3に示されているようにさまざまな角度で斜めになっていることが可能であり、それぞれのセクション32A~32Cは、異なる方向に斜めになっているリファイナーバー36の2つ以上のセグメント(別個にラベルを付されてはいない)を含むことが可能である。図3の中のそれぞれのセクション32A~32Cの中のリファイナーバー36およびリファイナー溝部38は、そうでなければ、構造が同様になっていることも可能である。
リファイナー10を通る木材繊維を含む木材パルプのスラリーの経路が、図1の中の矢印Bを介して図示されている。図1~図3を参照すると、パルプスラリーは、入口部16を通ってディスクリファイナー10に進入し、第1のリファイニング部材20の中の中央アパーチャー21を介してリファイナー内側キャビティー64の中へ通る。リファイナー内側キャビティー64は、固定サポートフレーム66および可動サポートフレーム68によって部分的に画定され得る。リファイニング表面24、34は、リファイニング本体部22、32の中心の近く(たとえば、中央アパーチャー21の近く)に位置付けされているものなどのような、リファイナーバーの1つまたは複数の追加的な列(ラベルを付されていない)を含むことが可能である。これらの追加的なリファイナーバーは、他のリファイナーバー26よりも幅広くなっており、より遠くに間隔を離して配置されており、大きい繊維束がリファイニングスペース60に進入する前にそれらを分解することが可能である。木材繊維は、リファイニング部材20、30、40、50同士の間を半径方向外向きに進行する。第1のリファイニング部材20と第2のリファイニング部材30との間に画定された第1のリファイニングスペース60、および、第3のリファイニング部材40と第4のリファイニング部材50との間に画定された第2のリファイニングスペース62は、別個の経路を画定しており、それに沿って、木材繊維が入口部16から出口部18へ進行することが可能である。木材繊維は、一度に、第1および第2のリファイニングスペース60、62のうちの1つだけを通過するということが考えられる。リファイナー溝部28、38は、第1のリファイニング部材20と第2のリファイニング部材30との間に画定されたリファイニングスペース60の一部であると考慮され得る。リファイニングスペース60を通る木材繊維のフローの大部分が、リファイナー溝部28、38を通過するということが考えられる。同様に、第3および第4のリファイニング部材40、50のリファイナー溝部(図示せず)は、第3のリファイニング部材40と第4のリファイニング部材50との間に画定されたリファイニングスペース62の一部であると考慮され得る。リファイニングスペース62を通る木材繊維のフローの大部分が、第3および第4のリファイニング部材40、50のリファイナー溝部(ラベルを付されていない)を通過するということが考えられる。処理の後、木材繊維は、少なくとも部分的に遠心力の作用の下で、出口部18を介してリファイナー10を退出する。
図4Aおよび図4Bは、第1のリファイニング本体部22のリファイニング表面24の1つの部分の詳細図であり、図5Aおよび図5Bは、第2のリファイニング本体部32のリファイニング表面34の対応する部分の詳細図である。図6Aおよび図6Bは、それぞれ、ライン6A-6Aおよび6B-6Bに沿って見られたリファイニング本体部22、32の部分断面図であり、図4A、図4B、図5A、および図5Bに示されているように、リファイナーバー26、36の2つの実施形態を図示している。図7は、図4A、図4B、図5A、および図5Bの中のライン7-7に沿って見られた部分断面図である。
図4A、図5A、図6A、および図7に示されている実施形態では、それぞれのリファイナーバー26、36は、第1のリファイナーバー26A、36Aおよび第2のリファイナーバー26B、36Bを含むことが可能である。第1のリファイナーバー26A、36Aは、第1のリファイナー溝部28A、38Aによって互いに分離され得、第2のリファイナーバー26B、36Bは、第2のリファイナー溝部28B、38Bによって互いに分離され得る。第1および第2のリファイナー溝部28A、38A、28B、38Bは、約2mm~約6mmの幅WGを有することが可能である。図6Aおよび図7に示されているように、第1のリファイナーバー26A、36Aは、隣接する第1のリファイナー溝部28A、38AのフロアF1から上向きに延在する第1の最大高さH1を含み、第2のリファイナーバー26B、36Bは、隣接する第2のリファイナー溝部28B、38BのフロアF2から上向きに延在する第2の最大高さH2を含み、第2の最大高さH2は、第1の最大高さH1よりも小さい。H1とH2との間の最小の高さの差が、図6Aの中のD1として示されている。いくつかの例では、第1のリファイナーバー26A、36Aの半径方向外側部分RO1は、第1の最大高さH1から第2の最大高さH2へのステップダウンを含むことが可能である。
いくつかの例では、第2の最大高さH2は、第1の最大高さH1よりも少なくとも0.35mm小さいことが可能である。他の例では、第2の最大高さH2は、第1の最大高さH1よりも少なくとも0.70mm小さいことが可能である。さらなる例では、第1のリファイナーバー26A、36Aの第1の最大高さH1は、隣接する第1のリファイナー溝部28A、38AのフロアF1から測定されるときに、約4mm~約10mmであることが可能である。特定の例では、第2のリファイナーバー26B、36Bの第2の最大高さH2は、隣接する第2のリファイナー溝部28B、38BのフロアF2から測定されるときに、第1の最大高さH1よりも約0.35mm~約1.5mm小さいことが可能である。別の特定の例では、第2のリファイナーバー26B、36Bの第2の最大高さH2は、隣接する第2のリファイナー溝部28B、38BのフロアF2から測定されるときに、第1の最大高さH1よりも約0.7mm~約1.5mm小さいことが可能である。さらなる例では、第1のリファイナーバー26A、36Aおよび第2のリファイナーバー26B、36Bは、それぞれのリファイナーバー26A、36A、26B、36Bの側縁部同士の間に延在する約2mm~約8mmの幅W26を含むことが可能である。
第1のリファイナーバー26A、36Aのそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の半径方向内向きの位置P1からリファイニング表面24、34の上の第1の半径方向外向きの位置P2へ延在している。第2のリファイナーバー26B、36Bのそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の第2の半径方向外向きの位置P3へ延在している。第2の半径方向外向きの位置P3は、第1の半径方向外向きの位置P2よりもリファイニング本体部22、32の最も外側のパーツ(たとえば、半径方向外側縁部27、37)の近くにあることが可能である。いくつかの例では、半径方向内向きの位置P1は、半径方向内側の場所23、33におけるまたはその近くの位置を含むことが可能である。第2のリファイナーバー26B、36Bは、約0.6cm~約10cmの、好ましくは、約2cm~約10cmの長手方向の長さL1を含むことが可能である。
いくつかの実施形態では、第2のリファイナーバー26B、36Bは、図4A、図5A、および図6Aに示されているように、第1のリファイナーバー26A、36Aと一体になっていることが可能であり、第2のリファイナーバー26B、36Bが第1の半径方向外向きの位置P2から第2の半径方向外向きの位置P3へ延在するようになっている。特定の実施形態では、第2のリファイナーバー26B、36Bは、第1の半径方向外向きの位置P2から第2の半径方向外向きの位置P3へ連続的に下向きに傾斜していることが可能である。図6Aに示されているように、第2のリファイナーバー26B、36Bの高さは、第2の最大高さH2から第2の最小高さH2’へ実質的に長手方向の長さL1全体に沿って連続的に減少していることが可能である。別の特定の実施形態では、第2のリファイナーバー26B、36Bは、図6Aの中の点線によって示されているように、第1の半径方向外向きの位置P2から第2の半径方向外向きの位置P3へ実質的に水平方向に延在していることが可能であり、第2のリファイナーバー26B、36Bが、第2のリファイナーバー26B、36Bの実質的に長手方向の長さL1全体に沿って第2の最大高さH2になるようになっている。他の実施形態では(図示せず)、第1のリファイナーバー26A、36Aは、所定のスペースだけ第2のリファイナーバー26B、36Bから半径方向に分離され得る。
図4A、図5A、および図7を参照すると、リファイニング表面24、34は、第1のリファイナー溝部28A、38Aの少なくとも一部分の中に提供されているダム29、39を含むことが可能である。ダム29、39は、隣接する第1のリファイナーバー26A、36Aの高さと実質的に同じであるかまたはそれよりも小さい高さを含むことが可能である。ダム29、39は、第1および第2のリファイナーバー26A、36A、26B、36Bによって係合されるように、第1のリファイナー溝部28A、38Aから木材繊維を転向させる役割を果たしている。
図1、図4A、図5A、および図6Aを参照すると、木材繊維を含む木材パルプのスラリーがリファイナー10のフレーム66(たとえば、入口部16)に供給されるときには、第1のリファイナーバー26A、36Aは、パルプスラリーの中の木材繊維をリファイニングするように適合されており、一方、第2のリファイナーバー26B、36Bは、繊維束を分解または分離するように適合されている。リファイニングは、繊維の小さい塊を分裂させて低減させ、繊維結合を実現するために外部または内部のフィブリル化を誘発させ、および/または、長い木材繊維の長さが低減されるように、木材パルプスラリーの中のかなりの数の長い木材繊維を切断するために使用され得る。しかし、リファイニングプロセスは、また、とりわけ、軟木材などのような長い繊維のリファイニングの間に、木材繊維のいくらかが小さい高密度の繊維束(「フレーク」)へと再形成することを引き起こす。繊維束は、完成した紙製品の引張強度、形成など、下流コンポーネントを詰まらせる一連のパルプの種子形成に悪影響を与える可能性があり、および/または、紙製品生産の間の繊維からの流体/水のドレン排出を抑制する可能性がある。したがって、フレークは、デフレーキングと呼ばれるプロセスの中で、リファイニングの後に分裂されるべきである。本明細書で使用されているように、「デフレーキング」という用語は、リファイニングの間に形成された繊維束を分裂させるプロセスを表すために使用されている。リファイニングが従来のパルプリファイナーを伴うときには、デフレーキングが、典型的に、1つまたは複数の後続のリファイナーの中で起こり、それは、多くの場合、低いパワーで動作し、および「ティックラー」リファイナーまたはデフレーカーと称される。別個のリファイナーまたはデフレーカーの使用は、システムのコストおよび複雑さを増加させる。加えて、ティックラーリファイナーおよび関連のラインおよびタンクならびに下流のマシンチェストは、以前のランからの残留量の繊維を蓄積することが可能であり、繊維束の継続的な形成を可能にする。ティックラーリファイナーの中の処理は、非類似のパルプスラリーが一緒にリファイニングされるときに、繊維の特性を劣化させる可能性がある。本開示によるリファイニング部材20、30、40、50は、リファイニングおよびデフレーキングが単一のリファイナー10の中で実施され得るように、異なる高さのリファイナーバー26A、26B、36A、36Bを組み込むことによって、これらの問題を解決するということが考えられる。
第2の最大高さH2よりも大きい第1のリファイナーバー26A、36Aの第1の最大高さH1は、繊維がリファイニングスペース60の一部分を通過するときに、木材繊維が高い強度の剪断力および圧縮力を受けるということを意味しており、このリファイニングスペース60の一部分は、第1のリファイナー溝部28A、38Aによって少なくとも部分的に画定されており、対向する第1および第2のリファイニング表面24、34の上の第1のリファイナーバー26A、36Aのカッティング側縁部126A、136Aによって係合されている(図8および図9も参照)。したがって、第1のリファイナー溝部28A、38Aによって少なくとも部分的に画定されており、リファイニング表面24、34の上の半径方向内向きの位置P1からリファイニング表面24、34の上の第1の半径方向外向きの位置P2へ延在している、リファイニングスペース60の一部分は、リファイニングゾーンを少なくとも部分的に画定することが可能である。いくつかの例では、それぞれのリファイニング本体部22、32の半径方向内側の場所23、33は、リファイニングゾーンの始まりを画定することが可能である。リファイニングされた繊維が、第2のリファイナー溝部28B、38Bによって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分の中へ通るときに(たとえば、図6Aの中のおおよそ第1の半径方向外向きの位置P2からおおよそ第2の半径方向外向きの位置P3へ)、第2のリファイナーバー26B、36Bは、第2の最大高さH2を含み、繊維に印加される力の強度は、低減される高さに応答して減少する(図8および図9も参照)。したがって、第2のリファイナー溝部28B、38Bによって少なくとも部分的に画定され、リファイニング表面24、34の上の第1の半径方向外向きの位置P2から第2の半径方向外向きの位置P3へ延在している、リファイニングスペース60の部分は、デフレーキングゾーンを少なくとも部分的に画定することが可能である。デフレーキングゾーンの中の繊維に印加される力の減少は、繊維をさらにリファイニングすることなく、または、繊維を最小にしかリファイニングせずに、リファイニングの間に形成された繊維束を分解すると考えられる。図6Aに示されている実施形態では、第2のリファイナーバー26B、36Bは、第1および第2のリファイニング本体部22、32の半径方向外側部分(別個にラベルを付されていない)の周りにデフレーキングゾーンを画定する環状のリングを形成している。第2のリファイナーバー26B、36Bの第2の最大高さH2は、繊維のリファイニングを停止するために、および、デフレーキングを始めるために、第1のリファイナーバー26A、36Aの第1の最大高さH1よりも少なくとも約0.35mm小さくあるべきであるということが考えられる。リファイニングゾーンは、それぞれのリファイニング表面24、34の上のリファイニングゾーンおよびデフレーキングゾーンの両方によって画定される全面積の60%以上を含むことが可能である。
図4B、図5B、および図6Bに示されている実施形態では、それぞれのリファイナーバー26’、36’は、第1のリファイナーバー26A’、36A’、第2のリファイナーバー26B’、36B’、第3のリファイナーバー26C、36C、および、第4のリファイナーバー26D、36Dを含むことが可能である。第1のリファイナーバー26A’、36A’および第2のリファイナーバー26B’、36’は、図4A、図5A、図6A、および図7に示されているような、および、本明細書で説明されているような、第1のリファイナーバー26A、36Aおよび第2のリファイナーバー26B、36Bと実質的に同様であることが可能であるが、第1および第2のリファイナーバー26A’、36A’、26B’、36B’は、より短い距離を半径方向外向きに延在していることが可能である。第1のリファイナーバー26A’、36A’は、第1のリファイナー溝部28A’、38A’によって互いに分離され得、第2のリファイナーバー26B’、36B’は、第2のリファイナー溝部28B’、38B’によって互いに分離され得る。第1および第2のリファイナー溝部28A’、38A’、28B’、38B’は、約2mm~約6mmの幅WGを有することが可能である。第3のリファイナーバー26C、36Cは、第3のリファイナー溝部28C、38Cによって互いに分離され得、第4のリファイナーバー26D、36Dは、第4のリファイナー溝部28D、38Dから互いに分離され得る。図6Bに示されているように、第3のリファイナーバー26C、36Cは、隣接する第3のリファイナー溝部28C、38CのフロアF3から上向きに延在する第3の最大高さH3を含み、第4のリファイナーバー26D、36Dは、隣接する第4のリファイナー溝部28D、38DのフロアF4から上向きに延在する第4の最大高さH4を含み、第4の最大高さH4は、第3の最大高さH3よりも低い。第3の最大高さH3は、第1の最大高さH1’に実質的に等しいことが可能であり、第4の最大高さH4は、第2の最大高さH2に実質的に等しいことが可能である。H3とH4との間の最小の高さの差が、図6Bの中のD2として示されている。いくつかの例では、第3のリファイナーバー26C、36Cの半径方向外側部分RO2は、第3の最大高さH3から第4の最大高さH4へのステップダウンを含むことが可能である。第3および第4のリファイナー溝部28C、38C、28D、38Dは、約2mm~約6mmの幅WGを有することが可能である。
いくつかの例では、第4の最大高さH4は、第3の最大高さH3よりも少なくとも0.35mm小さいことが可能である。他の例では、第4の最大高さH4は、第3の最大高さH3よりも少なくとも0.70mm小さいことが可能である。さらなる例では、第3のリファイナーバー26C、36Cの第3の最大高さH3は、隣接する第3のリファイナー溝部28C、38CのフロアF3から測定されるときに、約4mm~約10mmであることが可能である。特定の例では、第4のリファイナーバー26D、36Dの第4の最大高さH4は、隣接する第4のリファイナー溝部28D、38DのフロアF4から測定されるときに、第3の最大高さH3よりも約0.35mm~約1.5mm小さいことが可能である。別の特定の例では、第4のリファイナーバー26D、36Dの第4の最大高さH4は、隣接する第4のリファイナー溝部28D、38DのフロアF4から測定されるときに、第3の最大高さH3よりも約0.7mm~約1.5mm小さいことが可能である。さらなる例では、第3のリファイナーバー26C、36Cおよび第4のリファイナーバー26D、36Dは、それぞれのリファイナーバー26C、36C、26D、36Dの側縁部同士の間に延在する約2mm~約8mmの幅(別個にラベルを付されていない)を含むことが可能である。
第1のリファイナーバー26A’、36A’のそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の半径方向内向きの位置P1’からリファイニング表面24、34の上の第1の半径方向外向きの位置P2’へ延在している。第2のリファイナーバー26B’、36B’のそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の第2の半径方向外向きの位置P3’へ延在している。第3のリファイナーバー26C、36Cのそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の第3の半径方向外向きの位置P4へ延在している。第4のリファイナーバー26D、36Dのそれぞれは、リファイニング表面24、34の上の第4の半径方向外向きの位置P5へ延在している。第4の半径方向外向きの位置P5は、第1の、第2の、および第3の半径方向外向きの位置P2’、P3’、およびP4よりもリファイニング本体部22、32の最も外側のパーツ(たとえば、半径方向外側縁部27、37)の近くにあることが可能である。第4のリファイナーバー26D、36Dは、約0.6cm~約10cmの、好ましくは、約2cm~約10cmの長手方向の長さL2を含むことが可能である。
いくつかの実施形態では、第2のリファイナーバー26B’、36B’は、図4B、図5B、および図6Bに示されているように、第1のリファイナーバー26A’、36A’と一体になっていることが可能であり、第2のリファイナーバー26B’、36B’が第1の半径方向外向きの位置P2’から第2の半径方向外向きの位置P3’へ延在するようになっている。いくつかの実施形態では、図4B、図5B、および図6Bに示されているように、第3のリファイナーバー26C、36Cは、第2のリファイナーバー26B’、36B’と一体になっていることが可能であり、第3のリファイナーバー26C、36Cが第2の半径方向外向きの位置P3’から第3の半径方向外向きの位置P4’へ延在するようになっており、第4のリファイナーバー26D、36Dは、第3のリファイナーバー26C、36Cと一体になっていることが可能であり、第4のリファイナーバー26D、36Dが第3の半径方向外向きの位置P4から第4の半径方向外向きの位置P5へ延在するようになっている。特定の実施形態では、第2のリファイナーバー26B’、36B’は、第1の半径方向外向きの位置P2’から第2の半径方向外向きの位置P3’へ連続的に下向きに傾斜していることが可能である。図6Bに示されているように、第2のリファイナーバー26B’36B’は、約0.6cm~約10cmの、好ましくは、約2cm~約10cmの長手方向の長さL1を含むことが可能である。第2のリファイナーバー26B’、36B’の高さは、第2の最大高さH2から第2の最小高さH2’へ実質的に長手方向の長さL1全体に沿って連続的に減少していることが可能である。別の特定の実施形態では、第2のリファイナーバー26B’、36B’は、図6Bの中の点線によって示されているように、第1の半径方向外向きの位置P2’から第2の半径方向外向きの位置P3’へ実質的に水平方向に延在していることが可能であり、第2のリファイナーバー26B’、36B’が、第2のリファイナーバー26B’、36B’の実質的に長手方向の長さL1全体に沿って第2の最大高さH2になるようになっている。特定の実施形態では、第4のリファイナーバー26D、36Dは、第3の半径方向外向きの位置P4から第4の半径方向外向きの位置P5へ連続的に下向きに傾斜していることが可能である。図6Bに示されているように、第4のリファイナーバー26D、36Dの高さは、第4の最大高さH4から第4の最小高さH4’へ実質的に長手方向の長さL2全体に沿って連続的に減少していることが可能である。別の特定の実施形態では、第4のリファイナーバー26D、36Dは、図6Bの中の点線によって示されているように、第3の半径方向外向きの位置P4から第4の半径方向外向きの位置P5へ実質的に水平方向に延在していることが可能であり、第4のリファイナーバー26D、36Dが、第4のリファイナーバー26D、36Dの実質的に長手方向の長さL2全体に沿って第4の最大高さH4になるようになっている。他の実施形態では(図示せず)、第3のリファイナーバー26C、36Cは、一定のスペースだけ第4のリファイナーバー26D、36Dから半径方向に分離され得る。
図4B、図5B、および図7を参照すると、リファイニング表面24、34は、本明細書で説明されているように、第1のおよび/または第3のリファイナー溝部28A’、38A’、28C、38Cの少なくとも一部分の中に設けられているダム29、39を含むことが可能である。
図4A、図5A、および図6Aの中の第1および第2のリファイナーバー26A、36A、26B、36Bに関して説明されているように、図4B、図5B、および図6Bの中の第1のリファイナーバー26A’、36A’は、木材繊維をリファイニングするように適合されており、図4B、図5B、および図6Bの中の第2のリファイナーバー26B’、36B’は、繊維束を分解するように適合されている。第3のリファイナーバー26C、36Cは、(第1のリファイナーバー26A’、36A’と同様に)木材繊維をリファイニングするように適合されており、一方、第4のリファイナーバー26D、36Dは、本明細書で説明されているように、(第2のリファイナーバー26B’、36B’と同様に)繊維束を分解するように適合されている。
図1、図4B、図5B、および図6Bを参照すると、第1のリファイナー溝部28A’、38A’および第3のリファイナー溝部28C、38Cによって少なくとも部分的に画定されており、リファイニング表面24、34の上の半径方向内向きの位置P1’から第1の半径方向外向きの位置P2’へ、および、第2の半径方向外向きの位置P3’から第3の半径方向外向きの位置P4へ延在している、リファイニングスペース60の部分は、本明細書で説明されているように、それぞれ、第1および第2のリファイニングゾーンを少なくとも部分的に画定することが可能である。第2のリファイナー溝部28B’、38B’および第4のリファイナー溝部28D、38Dによって少なくとも部分的に画定されており、リファイニング表面24、34の上の第1の半径方向外向きの位置P2’から第2の半径方向外向きの位置P3’へ、および、第3の半径方向外向きの位置P4から第4の半径方向外向きの位置P5へ延在している、リファイニングスペース60の部分は、本明細書で説明されているように、それぞれ、第1および第2のデフレーキングゾーンを少なくとも部分的に画定することが可能である。第2のリファイナーバー26B’、36B’の第2の最大高さH2は、繊維のリファイニングを停止するために、および、デフレーキングを始めるために、第1のリファイナーバー26A’、36A’の第1の最大高さH1よりも少なくとも約0.35mm小さくあるべきであるということが考えられる。同様に、第4のリファイナーバー26D、36Dの第4の最大高さH4は、繊維のリファイニングを停止するために、および、デフレーキングを始めるために、第3のリファイナーバー26C、36Cの第3の最大高さH3よりも少なくとも約0.35mm小さくあるべきであるということが考えられる。第1および第2のリファイニングゾーンは、それぞれのリファイニング表面24、34の上の第1および第2のリファイニングゾーンならびにデフレーキングゾーンの両方によって画定される全面積の60%以上を含むことが可能である。
図8および図9は、本開示による第1および第2のリファイニング部材20、30/130の第1および第2のリファイニング本体部22、32/132の部分断面図である。第1のリファイニング部材20は、第2のリファイニング部材30から間隔を離して配置され、第2のリファイニング部材30に隣接しておよび第2のリファイニング部材30の真向かいに位置決めされている(図1を参照)。図8に示されている実施形態では、本発明によるリファイニング本体部、たとえば、第1のリファイニング本体部22は、従来のリファイニング本体部132と対にされている。第1のリファイニング本体部22は、第1のリファイナーバー26A、第1のリファイナー溝部28A、第2のリファイナーバー26B、および第2のリファイナー溝部28Bを含み、それらは、図4A、図4B、図6A、図6B、および図7に関して本明細書で説明されているように、第1および第2のリファイナーバー26A、26Bならびに第1および第2のリファイナー溝部28A、28Bに対応することが可能である。第1および第2のリファイナーバー26A、26Bならびに第1および第2のリファイナー溝部28A、28Bに関して図8の中で説明されている特徴は、本明細書で説明されているように(図4B、図5B、および図6Bを参照)、それぞれ、第3および第4のリファイナーバー26C、26Dならびに第3および第4のリファイナー溝部28C、28Dに等しく当てはまるということが理解される。従来のリファイニング本体部132は、従来のリファイナーバー136およびリファイナー溝部138を含み、従来のリファイナーバー136は、リファイナーバー136の実質的に長手方向の長さ全体に沿って均一な高さになっている。他の実施形態では(図示せず)、非回転ステーター部材、たとえば、第1のリファイニング部材20は、従来のリファイナーバーを含むことが可能であり、従来のリファイナーバーは、実質的にそれらの長さ全体に沿って均一な高さになっており、回転ローター部材、たとえば、第2のリファイニング部材30は、本開示によるリファイナーバー26A、26Bおよびリファイナー溝部28A、28B(図1を参照)を含むことが可能である。
第1のギャップG1は、図8において、第1のリファイナーバー26Aの外側表面S26Aと従来のリファイナーバー136の外側表面S136との間に画定されている。第2のリファイナーバー26Bが連続的に下向きに傾斜している例では、第2のギャップG2が、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26Bと従来のリファイナーバー136の外側表面との間に画定され得、G2は、G1よりも大きい。第2のリファイナーバー26Bが実質的に水平方向に延在している例では(図8において点線によって示されている)、第3のギャップG3が、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26B’と従来のリファイナーバー136の外側表面S136との間に画定され得、G3は、G1よりも大きい。図8に示されているように、第2のリファイナーバーのうちの1つ(たとえば、第2のリファイナーバー26B)が傾斜している実施形態では、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26Bと従来のリファイナーバー136の外側表面S136との間の距離は、第3のギャップG3に対応する最小距離から第2のギャップG2に対応する最大距離へ、第2のリファイナーバー26Bの長手方向の長さ(ラベルを付されていない;図6Aおよび図6Bを参照)の少なくとも一部分に沿って連続的に増加することが可能である。
図9に示されている実施形態では、本発明による1つのリファイニング本体部、たとえば、第1のリファイニング本体部22は、本発明による別のリファイニング本体部、たとえば、第2のリファイニング本体部32と対にされている。第1のリファイニング本体部22は、第1のリファイナーバー26A、第1のリファイナー溝部28A、第2のリファイナーバー26B、および第2のリファイナー溝部28Bを含み、それらは、図4A、図4B、図6A、図6B、および図7に関して本明細書で説明されているように、第1および第2のリファイナーバー26A、26Bならびに第1および第2のリファイナー溝部28A、28Bに対応することが可能である。第2のリファイニング本体部32は、第1のリファイナーバー36A、第1のリファイナー溝部38A、第2のリファイナーバー36B、および第2のリファイナー溝部38Bを含み、それらは、図5A、図5B、図6A、図6B、および図7に関して本明細書で説明されているように、第1および第2のリファイナーバー36A、36Bならびに第1および第2のリファイナー溝部38A、38Bに対応することが可能である。第1および第2のリファイナーバー26A、26B、36A、36Bならびに第1および第2のリファイナー溝部28A、28B、38A、38Bに関して図9の中で説明されている特徴は、本明細書で説明されているように(図4B、図5B、および図6Bを参照)、それぞれ、第3および第4のリファイナーバー26C、26Dならびに第3および第4のリファイナー溝部28C、28Dに等しく当てはまるということが理解される。
第1のギャップG1は、第1のリファイニング本体部22の第1のリファイナーバー26Aの外側表面S26Aと第2のリファイニング本体部32の第1のリファイナーバー36Aの外側表面S36Aとの間に画定されている。第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26Bおよび第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36Bが両方とも連続的に下向きに傾斜している例では、ギャップG4は、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26Bと第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36Bの外側表面S36Bとの間に画定され得、G4は、G1よりも大きい。第2のリファイナーバーのうちの一方(たとえば、第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26B)が連続的に下向きに傾斜しており、第2のリファイナーバーのうちの他方(たとえば、第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36B)が実質的に水平方向に延在している(点線によって図9の中に示されている)例では、ギャップG5は、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26Bと第2のリファイナーバー36Bの外側表面S36B’との間に画定され得、G5は、G1よりも大きい。第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26Bおよび第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36Bが両方とも実質的に水平方向に延在している(点線によって図9に示されている)例では、ギャップG6は、第2のリファイナーバー26Bの外側表面S26B’と第2のリファイナーバー36Bの外側表面S36B’との間に画定され得、G6は、G1よりも大きい。いくつかの特定の例では、G4は、G5よりも大きくなっており、G5は、G6よりも大きい。
図9に示されているように、第2のリファイナーバー26B、36Bのうちの一方または両方が傾斜している実施形態では、第2のリファイナーバー26B、36Bの外側表面S26B、S26B’、S36B、S36B’同士の間の距離は、それぞれの第2のリファイナーバー26B、36Bのうちの一方または両方の長手方向の長さ(ラベルを付されていない;図6Aおよび図6Bを参照)の少なくとも一部分に沿って連続的に増加することが可能である。たとえば、1つのリファイニング本体部、たとえば、第1のリファイニング本体部22が、傾斜した第2のリファイナーバー26Bを含むときには、第2のリファイナーバー26B、36Bの外側表面S26B、S36B’同士の間の距離は、ギャップG6に対応する最小距離から第3のギャップG5に対応する最大距離へ増加することが可能である。両方のリファイニング本体部22、32が、傾斜した第2のリファイナーバー26B、36Bを含むときには、第2のリファイナーバー26B、36Bの外側表面S26B、S36B同士の間の距離は、ギャップG6に対応する最小距離から第2のギャップG4に対応する最大距離へ増加することが可能である。
図8および図9に示されているすべての実施形態では、回転可能なリファイニング部材(たとえば、第1のリファイニング部材20;図1を参照)が、静止しているリファイニング部材(たとえば、第2のリファイニング部材30/130;図1を参照)に対して回転するときに、木材繊維を含むパルプスラリーが、リファイナー10のフレーム66(たとえば、入口部16)(図1を参照)に供給され、第1のリファイニング本体部22と第2のリファイニング本体部32/132との間に画定されているリファイニングスペース60に進入する。図8を参照すると、第1のリファイニング本体部22の第1のリファイナー溝部28Aおよび第2のリファイニング本体部132のリファイナー溝部138によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分に木材繊維が進入するときに、第1および第2のリファイニング本体部22、132は、第1のリファイニング本体部22の第1のリファイナーバー26Aと第2のリファイニング本体部132の従来のリファイナーバー136との間に第1のギャップG1を画定するように間隔を離して配置されており、本明細書で説明されているように、リファイナーバー26Aおよび136が互いに相互作用し、木材繊維をリファイニングするようになっている。第1のギャップG1は、リファイニングが起こるようにするために、約0.9mmよりも小さくあるべきであり、好ましくは、約0.2mm~約0.9mmの間にあるべきであるということが考えられる。
引き続き図8を参照すると、第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナー溝部28Bおよび第2のリファイニング本体部132のリファイナー溝部138によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分の中へ木材繊維が通るときに、第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26Bと第2のリファイニング本体部132のリファイナーバー136との間の距離が増加させられ、リファイニングが停止しデフレーキングが始まるということが考えられるようになっている。第2のリファイナーバー26Bが連続的に下向きに傾斜している実施形態では、距離は、第1のギャップG1から第2のギャップG2へ増加する。第2のリファイナーバー26Bが実質的に水平方向に延在している実施形態では、距離は、第1のギャップG1から第3のギャップG3へ増加する。第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26Bと第2のリファイニング本体部132のリファイナーバー136との間の距離、すなわち、G2またはG3は、デフレーキングが起こるようにするために、約0.9mm~約1.5mmの間にあるべきであるということが考えられる。
図9を参照すると、それぞれ第1および第2のリファイニング本体部22、32の第1のリファイナー溝部28A、38Aによって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分に木材繊維が進入するとき、第1および第2のリファイニング本体部22、32は、第1のリファイナーバー26A、36A同士の間に第1のギャップG1を画定するように間隔を離して配置されており、リファイナーバー26A、36Aが、本明細書で説明されているように、互いに相互作用し、木材繊維をリファイニングするようになっている。それぞれ第1および第2のリファイニング本体部22、32の第2のリファイナー溝部28B、38Bによって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分の中へ木材繊維が通るときに、第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26Bと第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36Bとの間の距離は、ギャップG4、G5、またはG6のうちの1つまで増加し、リファイニングが停止しデフレーキングが始まるようになっている。第1のギャップG1は、リファイニングが起こるようにするために、約0.9mmよりも小さくあるべきであり、好ましくは、約0.2mm~約0.9mmの間にあるべきであり、ギャップG4、G5、G6は、デフレーキングが起こるようにするために、約0.9mm~約1.5mmの間にあるべきであるということが考えられる。
図1、図6A、図6B、図8、および図9を参照すると、リファイニング本体部22、32/132の間に画定されているギャップG1およびG2、G3、G4、G4、G5、G6は、たとえば、ジャックスクリュー(図示せず)を介して可動サポートフレーム68に連結されている第2のモーター76を介して、第1または第2のリファイニング部材20、30のうちの少なくとも1つに軸線方向の圧力を印加することによって調節され得る。シングルディスクリファイナーに関して、第2のリファイニング部材30は、可動サポートフレーム68に直接的に連結され得、可動サポートフレーム68が第2のモーター76およびジャックスクリューを介して移動されるときに、第2のリファイニング部材30が可動サポートフレーム68とともに移動するようになっている。ダブルディスクリファイナー10に関して、第2のリファイニング部材30が上記に説明されているように移動され、すなわち、ジャックスクリューが第1の方向に回転するときに、それは、第3のリファイニング部材40に向けて内向きへの可動サポートフレーム68および第4のリファイニング部材50の移動を引き起こす。次いで、第4のリファイニング部材50は、第2のリファイニングスペース62を通過する木材スラリーに軸線方向の力を印加し、それは、第3のリファイニング部材40に軸線方向の力を印加し、第3のリファイニング部材40、サポート70、および第2のリファイニング部材30が第1のリファイニング部材20に向けて内向きに移動することを引き起こす。
リファイナーバー26A、36A、136の間に画定されているギャップG1は、第2のモーター76(手動で制御されるか、または、第2のモーター76に連結されているコントローラー/プロセッサーを介して制御される)およびジャックスクリューを介して、第1のリファイニング部材20に対する第2のリファイニング部材30の位置決めを調節することによって、実質的に一定のギャップ値に維持され得、リファイニングスペース60を通って流れる一定の量のパルプを処理するために、事前決定された回転速度で稼働する第1のモーター74(手動で制御されるか、または、第1のモーター74に連結されているコントローラー/プロセッサーを介して制御される)によって入力/発生させられることを必要とされるパワーの量が、所定の入力パワーレベルに維持されるようになっており、そのパワーレベルは、オペレーターまたは第1のモーター74を制御するコントローラー/プロセッサーによって監視される。たとえば、パルプが、0.572m3(151ガロン)毎分の流量で50.8cm(20インチ)直径Andritz(登録商標)Twinflo IIIB低コンシステンシーリファイナーのリファイニングスペース60を通って移動しており、第1のモーター74が800RPMの一定の回転速度で稼働している場合には、第1のモーター74によって入力されるパワーが114キロワットに等しくなるまで、第1のリファイニング部材20に対して第2のリファイニング部材30を移動させるように、第2のモーター76が制御される。第1のモーター74によって入力されるパワーが114キロワットに等しくなるときには、第1のリファイニング部材20と第2のリファイニング部材30との間のギャップサイズは、0.57mmの値であるということが推定される。
引き続き図1、図6A、図6B、図8、および図9を参照すると、デフレーキングを実現するために必要とされるギャップG2、G3、G4、G4、G5、G6は、リファイニング本体部22、32/132が曝される負荷または流量(すなわち、リファイニングスペース60を通って流れるパルプスラリーのリットル毎分)に応じて変化することが可能であるということが考えられる。たとえば、リファイニング本体部22、32/132が軽く負荷をかけられているときには、第2のリファイナー溝部28B/28B’、38B/38B’によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の部分の中へ繊維の通過のときに、たとえば、図6Aおよび図6Bに示されているように、第1の半径方向外向きの位置P2/P2’および/または第3の半径方向外向きの位置P4を通過する木材繊維の移動のときに、ほとんど即座に、木材繊維のリファイニングが停止することが可能であり、デフレーキングが始まることが可能である。リファイニング本体部22、32/132が重く負荷をかけられているときには、木材繊維のいくらかのリファイニングが、第2のリファイナー溝部28B/28B’、38B/38B’によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の少なくとも一部分に沿って継続することが可能である。
リファイニング本体部22、32/132が重く負荷をかけられている状況では、第1のリファイニング本体部22の第2のリファイナーバー26B/26B’および第2のリファイニング本体部32の第2のリファイナーバー36B/36B’のうちの一方または両方が連続的に下向きに傾斜している実施形態は、リファイナーバー26B/26B’とリファイナーバー136/36B/36B’との間の十分な距離が、第2のリファイナー溝部28B/28B’、38B/38Bによって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース60の少なくとも一部分に沿って実現されることを保証するのにとりわけ有利である可能性があり、リファイニングが停止することおよびデフレーキングが起こることを可能にする。加えて、リファイニング本体部22、32のリファイニング表面24、34は、時間の経過とともに摩耗および劣化する可能性がある。とりわけ、高い強度の、高エネルギーリファイニングの大部分を実施する第1および第3のリファイナーバー26A/26A’、26C、36A/36A’、36Cは、デフレーキングを実施する第2および第4のリファイナーバー26B/26B’、26D、36B/36B’、36Dよりも速く摩耗する可能性がある(デフレーキングは、一般的に、リファイニングよりも低い強度および低いエネルギーである)。リファイニング本体部22、32/132の位置は、本明細書で説明されているように調節され、第1および第3のリファイナーバー26A/26A’、26C、36A/36A’、36Cの間の第1のギャップG1を、それらの外側表面S26A、S36Aが擦り減り始めるときに、実質的に一定の値に維持することが可能である。しかし、第2および第4のリファイナーバー26B/26B’、26D、36B/36B’、36Dの間のギャップG2、G3、G4、G4、G5、G6は、調節可能でない可能性がある。したがって、第2のリファイナーバー26B/26B’、36B/36B’のうちの一方または両方、および/または、第4のリファイナーバー36B/36B’、36Dのうちの一方または両方が傾斜している実施形態は、リファイニングゾーンとデフレーキングゾーンとの間の移行が、第1および第3のリファイナーバー26A/26A’、26C、36A/36A’、36Cが擦り減るときに、第2および第4のリファイナーバー26B/26B’、26D、36B/36B’、36Dの長手方向の長さ(ラベルを付されていない;図6Aおよび図6Bを参照)に沿って半径方向外向きにシフトすることを可能にすると考えられる。
図10および図11は、本開示の別の実施形態による、それぞれ、第1のリファイニング本体部22’および第2のリファイニング本体部32のリファイニング表面の一部分の平面図である。図1、図10、および図11を参照すると、第1および第2のリファイニング本体部22’、32’は、それぞれ、本明細書で説明されているように、図1に示されているディスクリファイナー10などのようなパルプリファイナーの中で使用するためのリファイニング部材(たとえば、第1および第2のリファイニング部材20、30)の一部であることが可能である。第1および第2のリファイニング本体部22’、32’をそれぞれ含むリファイニング部材20、30のそれぞれは、メインサポートフレームと関連付けられ得、メインサポートフレームは、第1のハウジングセクション12に固定された固定サポートフレーム66と、可動サポートフレーム68とを含む。1つのリファイニング部材(たとえば、第1のリファイニング本体部22’を含む第1のリファイニング部材20)は、リファイナー10のサポートフレーム66に固定され、非回転ステーター部材を画定することが可能である。別のリファイニング部材(たとえば、第2のリファイニング本体部32’を含む第2のリファイニング部材30)は、サポート70に固定され得、サポート70は、シャフト72とともに回転し、メインサポートフレームに関連付けられているローターを画定し、ローターの回転が、第1のリファイニング部材20に対する第2のリファイニング部材30の移動を実現するようになっている。また、第1および第2のリファイニング本体部22’、32’と同様の第3および第4のリファイニング本体部を有する第3および第4のリファイニング部材(図示せず)も提供され得る。
図10に示されているように、第1のリファイニング本体部22’は、複数のセクション22A’~22C’を含み、それらは、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられ得、半径方向外側縁部27を含むディスク形状のリファイニング本体部22’を形成している。それぞれのセクション22A’~22C’は、複数の細長いリファイナーバー26’を含み、複数の細長いリファイナーバー26’は、リファイナー溝部28’によって互いに分離されている。図10に示されていないが、第1のリファイニング本体部22’の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー26’およびリファイナー溝部28’を含むこととなるということが理解される。リファイナーバー26’は、半径方向内側の場所23’から第1のリファイニング本体部22’の半径方向外側縁部27’に向けて半径方向外向きに延在している。第1のリファイニング本体部22’のそれぞれのセクション22A’~22C’は、少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント22B-1および少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント22B-2を含む、1つまたは複数の半径方向に延在するパイ形状のセグメントを含むことが可能である。
図11に示されているように、第2のリファイニング本体部32’は、対応する複数のセクション32A’~32C’を含み、複数のセクション32A’~32C’は、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられ得、半径方向外側縁部37’を含むディスク形状のリファイニング本体部32’を形成している。それぞれのセクション32A’~32C’は、複数の細長いリファイナーバー36’を含み、複数の細長いリファイナーバー36’は、リファイナー溝部38’によって互いに分離されている。図11に示されていないが、第2のリファイニング本体部32’の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー36’およびリファイナー溝部38’を含むこととなるということが理解される。リファイナーバー36’は、半径方向内側の場所33’から第2のリファイニング本体部32’の半径方向外側縁部37’に向けて半径方向外向きに延在している。第2のリファイニング本体部32’のそれぞれのセクション32A’~32C’は、少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント32B-1および少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント32B-2を含む、1つまたは複数の半径方向に延在するパイ形状のセグメントを含むことが可能である。本明細書では詳細に議論されていないが、図1の第3および第4のリファイニング本体部42、52は、本明細書で説明されているように、それぞれ、第1および第2のリファイニング本体部22’、32’と実質的に同様の構造を含むことが可能である。
図10および図11の第1および第2のリファイニング本体部22’、32’のうちの少なくとも1つは、それぞれ、隣接する半径方向に延在するパイ形状のセグメント(たとえば、22B-2および32B-2)の中のリファイナーバー26’、36’とは異なる1つまたは複数の特質を含むリファイナーバー26’、36’の少なくとも1つの半径方向に延在するパイ形状のセグメント(たとえば、22B-1および32B-1)を備えた1つまたは複数のセクション22A’~22C’、32A’~32C’を含む。図12Aおよび図12Bは、部分断面図であり、そこでは、図10および図11の第1および第2のリファイニング本体部22’、32’は、互いに間隔を離して配置され、互いに隣接しておよび互いの真向かいに位置決めされている(図1を参照)。図12Aでは、第1のリファイナーバー26-1は、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント22B-1のリファイニング表面24-1(本明細書で第1のリファイニング表面とも称される)の上に位置付けされ得、第1のリファイナーバー26-1は、第3のリファイナーバー36-1から間隔を離して配置され、第3のリファイナーバー36-1に隣接しておよび第3のリファイナーバー36-1の真向かいに位置決めされており、第3のリファイナーバー36-1は、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第3のパイ形状のセグメント32B-1のリファイニング表面34-1(本明細書で第3のリファイニング表面とも称される)の上に位置付けされ得る。図12Bでは、第2のリファイナーバー26-2は、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント22B-2のリファイニング表面24-2(本明細書で第2のリファイニング表面とも称される)の上に位置付けされ得、第2のリファイナーバー26-2は、第4のリファイナーバー36-2から間隔を離して配置され、第4のリファイナーバー36-2に隣接しておよび第4のリファイナーバー36-2の真向かいに位置決めされており、第4のリファイナーバー36-2は、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第4のパイ形状のセグメント32B-2のリファイニング表面34-2(本明細書で第4のリファイニング表面とも称される)の上に位置付けされ得る。
図10、図11、および図12Aを参照すると、第1のリファイナーバー26-1は、第1のリファイナー溝部28-1によって互いに分離されており、それぞれの隣接する第1のリファイナー溝部28-1のフロアF1’から上向きに延在する第1の最大高さH1’を含むことが可能である。第3のリファイナーバー36-1は、第3のリファイナー溝部38-1によって互いに分離されており、それぞれの隣接する第3のリファイナー溝部38-1のフロアF3’から上向きに延在する第3の最大高さH3’を含むことが可能である。図12Aに示されているように、第1および第3のリファイナーバー26-1、36-1は、互いに実質的に同様であることが可能であり、第1および第3の最大高さH1’、H3’は、実質的に等しいことが可能である。
図10、図11、および図12Bを参照すると、第2のリファイナーバー26-2は、第2のリファイナー溝部28-2によって互いに分離されており、隣接する第2のリファイナー溝部28-2のフロアF2’から上向きに延在する第2の最大高さH2’を含むことが可能である。第4のリファイナーバー36-2は、第4のリファイナー溝部38-2によって互いに分離されており、隣接する第4のリファイナー溝部38-2のフロアF4’から上向きに延在する第4の最大高さH4’を含むことが可能である。図12Bに示されているように、第2および第4のリファイナーバー26-2、36-2は、互いに実質的に同様になっていることが可能であり、第2および第4の最大高さH2’、H4’は、実質的に等しいことが可能である。それぞれのパイ形状のセグメント22B-1、22B-2、32B-1、32B-2の中のリファイナーバー26-1、26-2、36-1、36-2のすべては、互いに対して同じ高さを含むことが可能である。
第2のリファイナーバー26-2の第2の最大高さH2’は、第1のリファイナーバー26-1の第1の最大高さH1’よりも小さいことが可能である。いくつかの例では、第2の最大高さH2’は、隣接する第2のリファイナー溝部28-2のフロアF2’から測定されるときに、第1の最大高さH1’よりも少なくとも0.35mm小さいことが可能である。他の例では、第2の最大高さH2’は、隣接する第2のリファイナー溝部28-2のフロアF2’から測定されるときに、第1の最大高さH1’よりも少なくとも0.70mm小さいことが可能である。さらなる例では、第1のリファイナーバー26-1の第1の最大高さH1’は、それぞれの隣接する第1のリファイナー溝部28-1のフロアF1’から測定されるときに、約4mm~約10mmにあることが可能である特定の例では、第2のリファイナーバー26-2の第2の最大高さH2’は、それぞれの隣接する第2のリファイナー溝部28-2のフロアF2’から測定されるときに、第1の最大高さH1’よりも約0.35mm~約1.5mm小さくなっていることが可能である。別の特定の例では、第2のリファイナーバー26-2の第2の最大高さH2’は、それぞれの隣接する第2のリファイナー溝部28-2のフロアF2’から測定されるときに、第1の最大高さH1’よりも約0.7mm~約1.5mm小さくなっていることが可能である。さらなる例では、第1のリファイナーバー26-1および第2のリファイナーバー26-2は、それぞれのリファイナーバー26-1、26-2の側縁部同士の間に延在する約2mm~約8mmの幅を含むことが可能である(図示せず;図7を参照)。第4のリファイナーバー36-2の第4の最大高さH4’(それは、第2の最大高さH2’に対応することが可能である)は、第3のリファイナーバー36-1の第3の最大高さH3’(それは、第1の最大高さH1’に対応することが可能である)よりも小さいことが可能である。
図1、図10、図11、図12A、および図12Bを参照すると、第2のリファイニング部材30が第1のリファイニング部材20に対して回転するときに、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第3のパイ形状のセグメント32B-1のリファイニング表面34-1は、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント22B-1のリファイニング表面24-1を通り過ぎることとなり、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第4のパイ形状のセグメント32B-2のリファイニング表面34-2は、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント22B-2のリファイニング表面24-2を通り過ぎることとなる。木材パルプのスラリーが、リファイナー10のフレーム66(たとえば、入口部16)に供給され、リファイニングスペース60を通過し、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第3のパイ形状のセグメント32B-1のリファイニング表面34-1が、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント22B-1のリファイニング表面24-1を通り過ぎるときには、第3の最大高さH3’を有する第3のリファイナーバー36-1が、第1の最大高さH1’を有する第1のリファイナーバー26-1の反対側に位置決めされることとなり、第1および第3のリファイナーバー26-1および36-1がかなりの数の木材繊維をリファイニングするようになっている。第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第4のパイ形状のセグメント32B-2のリファイニング表面34-2が、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント22B-2のリファイニング表面24-2を通り過ぎるときには、第4の最大高さH4’を有する第4のリファイナーバー36-2が、第2の最大高さH2’を有する第2のリファイナーバー26-2から反対側に位置決めされることとなり、第2および第4のリファイナーバー26-2および36-2が、本明細書で説明されているように、木材パルプスラリーの中の複数の木材繊維束を分解または分離するようになっている。第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第3のパイ形状のセグメント32B-1のリファイニング表面34-1が、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第2のパイ形状のセグメント22B-2のリファイニング表面24-2を通り過ぎるとき、および、第2のリファイニング本体部32’の少なくとも1つの第4のパイ形状のセグメント32B-2のリファイニング表面34-2が、第1のリファイニング本体部22’の少なくとも1つの第1のパイ形状のセグメント22B-1のリファイニング表面24-1を通り過ぎるときには、低強度のリファイニングが起こる可能性がある。
図10および図11に示されているように、それぞれのリファイニング本体部22’、32’のセクション22A’~22C’、32A’~32C’のうちの1つまたは複数は、いくつかの例では、3つの半径方向に延在するパイ形状のセグメント22B-1、22B-1、22B-3および32B-1、32B-2、32B-3をそれぞれ含むことが可能である。いくつかの特定の例では、2つのセグメント(たとえば、22B-1、22B-3および32B-1、32B-3)は、第1または第2の最大高さH1’、H2’のうちの一方を有するリファイナーバーを含むことが可能であり、1つのセグメント(たとえば、22B-2および32B-2)は、第1または第2の最大高さH1’、H2’のうちの他方を有するリファイナーバーを含むことが可能であり、第2の最大高さH2’は、第1の最大高さH1’よりも小さい。たとえば、セグメント22B-1、22B-3は、第1のリファイナーバー26-1を含むことが可能であり、セグメント32B-1、32B-3は、第3のリファイナーバー36-1を含むことが可能であり、セグメント22B-2は、第2のリファイナーバー26-2を含むことが可能であり、セグメント32B-2は、第4のリファイナーバー36-2を含むことが可能である。他の例では(図示せず)、セクション22A’~22C’、32A’~32Cのうちの1つまたは複数は、リファイナーバーの2つのセグメントだけをそれぞれ含むことが可能であり、または、リファイナーバーの4つ以上のセグメントをそれぞれ含むことが可能である。さらなる例では(図示せず)、セクション22A’~22C’、32A’~32C’のうちの1つまたは複数は、別個のセグメントを含まなくてもよく、セクション全体が、1つの高さのリファイナーバーを含むようになっている。本開示によるリファイニング本体部(たとえば、リファイニング本体部22’、32’のうちの1つ)は、従来のリファイナーバー(たとえば、すべてが同じ高さのものになっているリファイナーバー)を含むリファイニング本体部と対にされ得るということが理解される。
対向する第1および第3のリファイナーバー26-1、36-1の間のギャップは、リファイニングが起こるようにするために、約0.9mmよりも小さくあるべきあり、好ましくは、約0.2mm~約0.9mmの間にあるべきであり、また、対向する第2および第4のリファイナーバー26-2、36-2の間のギャップは、デフレーキングが起こるようにするために、約0.9mm~約1.5mmの間にあるべきであるということが考えられる。
図13および図14は、本開示の別の実施形態による、それぞれ、第1のリファイニング本体部222の第1のリファイニング表面224および第2のリファイニング本体部232の第2のリファイニング表面234の一部分の平面図である。図1、図13、および図14を参照すると、第1および第2のリファイニング本体部222、232は、本明細書で説明されているように、図1に示されているディスクリファイナー10などのようなパルプリファイナーの中で使用するためのリファイニング部材(たとえば、それぞれ、リファイニング部材20、30)の一部であることが可能である。第1および第2のリファイニング本体部222、232をそれぞれ含むリファイニング部材20、30のそれぞれは、メインサポートフレームと関連付けられ得、メインサポートフレームは、第1のハウジングセクション12に固定された固定サポートフレーム66と、可動サポートフレーム68とを含む。1つのリファイニング部材(たとえば、第1のリファイニング本体部222を含む第1のリファイニング部材20)は、リファイナー10のサポートフレーム66に固定され、非回転ステーター部材を画定することが可能である。別のリファイニング部材(たとえば、第2のリファイニング本体部232を含む第2のリファイニング部材30)は、サポート70に固定され得、サポート70は、シャフト72とともに回転し、メインサポートフレームに関連付けられているローターを画定し、ローターの回転が、第1のリファイニング部材20に対する第2のリファイニング部材30の移動を実現するようになっている。
図13に示されているように、第1のリファイニング本体部222は、複数のセクション(別個にラベルを付されていない;図2および図3を参照)を含み、それらは、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられ得、半径方向外側縁部227を含むディスク形状のリファイニング本体部222を形成している。第1のリファイニング表面224は、複数の細長い第1のリファイナーバー226を含み、複数の細長い第1のリファイナーバー226は、第1のリファイナー溝部228によって互いに分離されている。第1のリファイナーバー226は、半径方向内側の場所223から第1のリファイニング本体部222の半径方向外側縁部227に向けて半径方向外向きに延在している。第1のリファイナーバー226は、図13に示されているように、さまざまな角度で斜めになっていることが可能であり、リファイニング本体部222のそれぞれのセクションは、異なる方向に斜めになっているリファイナーバー226の1つまたは複数のセグメント(ラベルを付されていない)を含むことが可能である。第1のリファイニング本体部222は、第1のリファイナーバー226と第1のリファイニング本体部222の半径方向外側縁部227との間に位置付けされている歯400の1つまたは複数の環状の列またはリングをさらに含む。図13に示されていないが、第1のリファイニング本体部222の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー226、リファイナー溝部228、および歯400を含むこととなるということが理解される。
図14に示されているように、第2のリファイニング本体部232は、複数のセクション(別個にラベルを付されていない;図2および図3を参照)を含み、それらは、ボルト締めされているかまたはその他の方法で一緒に取り付けられ得、半径方向外側縁部237を含むディスク形状のリファイニング本体部232を形成している。第2のリファイニング表面234は、複数の細長い第2のリファイナーバー236を含み、複数の細長い第2のリファイナーバー236は、第2のリファイナー溝部238によって互いに分離されている。第2のリファイナーバー236は、半径方向内側の場所233から第2のリファイニング本体部232の半径方向外側縁部237に向けて半径方向外向きに延在している。第2のリファイナーバー236は、図14に示されているように、さまざまな角度で斜めになっていることが可能であり、リファイニング本体部232のそれぞれのセクションは、異なる方向に斜めになっているリファイナーバー236の1つまたは複数のセグメント(ラベルを付されていない)を含むことが可能である。第2のリファイニング本体部232は、第2のリファイナーバー236と第2のリファイニング本体部232の半径方向外側縁部237との間に位置付けされている歯400の1つまたは複数の環状の列またはリングをさらに含む。図14に示されていないが、第2のリファイニング本体部232の他のセクション(ラベルを付されていない)は、同様に、リファイナーバー236、リファイナー溝部238、および歯400を含むこととなるということが理解される。加えて、本明細書では詳細に議論されていないが、図1のそれぞれ第3および第4のリファイニング本体部42、52のリファイニング表面44、54の構造は、本明細書で説明されているように、それぞれ第1および第2のリファイニング本体部222、232のリファイニング表面224、234と実質的に同様の構造を含むことが可能である。
図15および図16は、それぞれ、図13および図14の第1および第2のリファイニング表面224、234の1つの部分の詳細図である。図17は、第1のリファイナーバー226および歯400B、ならびに、第2のリファイナーバー236および歯400A、400Cの部分断面図であり、第1のリファイナーバー226および歯400Bは、図13および図15の第1のリファイニング本体部222の上に位置付けされ得、第2のリファイナーバー236および歯400A、400Cは、図14および図16の第2のリファイニング本体部232の上に位置付けされ得、第1のリファイニング本体部222は、第2のリファイニング本体部232から間隔を離して配置され、第2のリファイニング本体部232に隣接しておよび第2のリファイニング本体部232の真向かいに位置決めされており、それらの間にリファイニングスペース260を画定している。図15~図17を参照すると、第1のリファイニング表面224は、第1のリファイナーバー226を含み、第1のリファイナーバー226は、第1のリファイナー溝部228によって互いに分離されており、第2のリファイニング表面234は、第2のリファイナーバー236を含み、第2のリファイナーバー236は、第2のリファイナー溝部238によって互いに分離されている。第1および第2のリファイニング表面224、234のうちの一方または両方は、ダム229、239を含むことが可能であり、ダム229、239は、本明細書で説明されているように、第1および第2のリファイナー溝部228、238の少なくとも一部分の中に設けられている。第1および第2のリファイナーバー226、236のそれぞれは、それぞれの第1および第2のリファイニング表面224、234の上で半径方向内向きの位置P100から第1の半径方向外向きの位置P200へ延在している。いくつかの例では、半径方向内向きの位置P100は、それぞれの半径方向内側の場所223、233におけるまたはその近くの位置を含むことが可能である(図13および図14を参照)。第1および第2のリファイナーバー226、236は、それぞれ、それぞれのリファイナーバー226、236の側縁部同士の間に延在する約2mm~約8mmの幅W226、W236を含むことが可能である。
第1のリファイニング表面224は、第1の歯400Bを含み、第1の歯400Bは、第1のリファイナーバー226の半径方向外側縁部RO226と第1のリファイニング本体部222の半径方向外側縁部227との間に位置付けされている。第1の歯400Bは、第1のリファイニング表面224の上の第3の半径方向外向きの位置(たとえば、P400)へ延在しており、第3の半径方向外向きの位置P400は、第1のリファイニングバー226の第1の半径方向外向きの位置P200よりも、第1のリファイニング本体部222の最も外側のパーツ(たとえば、半径方向外側縁部227)の近くにある。第2のリファイニング表面234は、第2の歯400A、400Cを含み、第2の歯400A、400Cは、第2のリファイナーバー236の半径方向外側縁部RO236と第2のリファイニング本体部232の半径方向外側縁部237との間に位置付けされている。第2の歯400A、400Cは、第2のリファイニング表面234の上の第2または第4の半径方向外向きの位置(たとえば、P300またはP500)へ延在しており、第2および第4の半径方向外向きの位置P300、P500は、第2のリファイニングバー236の第1の半径方向外向きの位置P200よりも、第2のリファイニング本体部232の最も外側のパーツ(たとえば、半径方向外側縁部237)よりも近くにある。
引き続き図15~図17を参照すると、歯400A~400Cは、同心円状のリングで配置され得、それぞれのリファイニング表面224、234から互いに向けて実質的に垂直方向に突出することが可能である。第1の歯400Bを含むリングは、第1の実質的に平面的なエリア282によって、第1のリファイナーバー226の半径方向外側縁部RO226から間隔を離して配置されており、また、第2の実質的に平面的なエリア284によって、リファイニング本体部222の半径方向外側縁部227から間隔を離して配置されている。第2の歯400Aを含むリングは、第1の実質的に平面的なエリア286によって、第2のリファイナーバー236の半径方向外側縁部RO236から間隔を離して配置されており、第2の実質的に平面的なエリア288によって、第2の歯400Cを含むリングから間隔を離して配置されている。図15~図17に示されている実施形態では、第1のリファイニング本体部222の第1のリファイニング表面224は、第1の歯400Bの1つの同心円状の列/リングを含み、第2のリファイニング本体部232の第2のリファイニング表面234は、第2の歯400A、400Cの2つの同心円状の列/リングを含み、第1および第2の歯400A~400Cは、それぞれのリファイニング表面224、234の上に配置されており、第1の歯400Bが第2の歯400A、400Cと噛み合うようになっている。他の実施形態では(図示せず)、第1のリファイニング表面224は、歯の2つ以上の同心円状のリングを含むことが可能であり、第2のリファイニング表面234は、歯の1つの同心円状の列、または、歯の3つ以上の同心円状のリングを含むことが可能である。すべての実施形態では、リファイニング本体部のうちの一方は、他方のリファイニング本体部よりも1つ少ない歯のリングを含むこととなり、歯は、それぞれのリファイニング本体部の上に配置されており、一方のリファイニング本体部からの歯が、当技術分野で知られているように、他方のリファイニング本体部の歯と噛み合うようになっている。
歯400A~400Cは、当技術分野で公知の任意の適切な形状および/または寸法を含むことが可能であるということが理解される。図17の中の歯400Aに関して図示されているように、いくつかの例では、第1および第2の歯400A~400Cのそれぞれは、実質的にピラミッド形のまたは台形の形状を含むことが可能であり、底面402、半径方向内向きに面する表面404、半径方向外向きに面する表面406、歯400Aの中心軸線(ラベルを付されていない)に向けて内向きにわずかに角度を付けられた側部(別個にラベルを付されていない)、および、概して平面的な外側表面408を備えている。それぞれの歯400A~400Cの半径方向内向きにおよび外向きに面する表面404、406は、底面402からそのそれぞれの外側表面408に向けて傾斜していることが可能である。それぞれの歯400A~400Cの外側表面408は、歯400A~400Cの反対側にあるそれぞれの実質的に平面的なエリア282、284、288の平面に対して実質的に平行であることが可能である。他の例では(図示せず)、第1および第2の歯400A~400Cのそれぞれは、一定の形状を含むことが可能であり、一定の形状は、実質的に三角形の形状、長方形の形状、または、任意の他の適切な幾何学的な形状である。図15~図17に示されているように、歯400A~400Cの底面402は、円周方向の寸法よりも大きい半径方向の寸法を含むことが可能であるが、他の実施形態では(図示せず)、底面402は、円周方向の寸法よりも小さい半径方向の寸法を含むことが可能である。いくつかの場合において、歯400A~400Cの底面402の少なくとも一部分は、少なくとも0.6cmの長手方向の長さ(ラベルを付されていない)を(すなわち、半径方向に)含むことが可能であり、いくつかの特定の場合において、長手方向の長さは、0.6cm~約2cmを有することが可能である。他の場合において、歯400A~400Cの底面402の少なくとも一部分は、幅(ラベルを付されていない)を円周方向に含むことが可能であり、幅は、(たとえば、1つのリファイナーバー226、236のW226、W236、および、1つの隣接する溝部228、238の幅WGとを)組み合わせられた幅に実質的に等しい。幅WGは、約2mm~約6mmにあることが可能である。たとえば、歯400A~400Cの底面402は、円周方向に少なくとも約10mmを有することが可能である。他の場合において、歯400A~400Cの底面402は、円周方向に約10mm~20mmの間を有することが可能である。加えて、歯400A~400Cのうちの1つまたは複数の半径方向内向きにおよび外向きに面する表面404、406または側部のうちの1つまたは複数は、1つまたは複数の半径方向に延在する突起を含むことが可能であり、1つまたは複数の半径方向に延在する突起は、歯400A~400Cと木材繊維との相互作用に影響を与え、木材繊維束を分離することが可能である。歯400A~400Cは、米国特許第8,342,437B2号に図示されているものと同様の構造を有することが可能であり、その開示は、参照により本明細書に組み込まれている。
図17に示されているように、第1のリファイナーバー226は、隣接する第1のリファイナー溝部228のフロアF100から上向きに延在する第1の高さH100を含み、第2のリファイナーバー236は、隣接する第2のリファイナー溝部238のフロアF200から上向きに延在する第2の高さH200を含む。いくつかの例では、第1および第2のリファイナーバー226、236の第1および第2の高さH100、H200は、互いに実質的に等しいことが可能であり、約4mm~約10mmを有することが可能である。第1および第2のリファイニング本体部222、232は、第1のギャップG100によって間隔を離して配置されており、第1のギャップG100は、第1のリファイナーバー226の外側表面S226と第2のリファイナーバー236の外側表面S236との間に画定されている。第2のギャップG200は、歯400A~400Cの概して平面的な外側表面408と歯400A~400Cの反対側にある実質的に平面的なエリア282、284、288のそれぞれ1つとの間に画定されており、G200は、G100よりも大きいことが可能である。いくつかの例では、隣接するそれぞれの第1または第2のリファイナー溝部228、238から上向きに延在する歯400A~400Cの高さ(ラベルを付されていない)は、約8~10mmであることが可能である。図17に示されているように、歯400A~400Cは噛み合わせられており、それぞれの歯400A~400Cの半径方向内向きにまたは外向きに面する表面404、406のうちの一方または両方の一部分が、軸線方向に、たとえば、図1の中の矢印の方向に、隣接する歯400A~400Cの半径方向内向きにまたは外向きに面する表面404、406の一部分と重複するようになっている。歯400A~400Cの重複している部分は、第3のギャップG300によって間隔を離して配置され得、第3のギャップG300は、歯400A~400Cのそれぞれの半径方向内向きにまたは外向きに面する表面404、406の間に画定されている。いくつかの例では、G300は、G200に実質的に等しいことが可能である。他の例では、G300は、G200よりも小さいかまたはG200よりも大きいことが可能である。
図1および図17を参照すると、木材パルプのスラリーがリファイナー10のフレーム(たとえば、入口部16)に供給されるときには、木材繊維が、たとえば、おおよそ第1の半径方向内向きの位置P100からおおよそ第1の半径方向外向きの位置P200へ第1および第2のリファイナー溝部228、238によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース260の部分の中へ通る。第1および第2のリファイナーバー226、236は、本明細書で説明されているように、互いに相互作用し、木材パルプの中のかなりの数の木材繊維をリファイニングする。第1のギャップG100は、リファイニングが起こるようにするために、約0.9mmよりも小さくあるべきであり、好ましくは、約0.2mm~約0.9mmの間にあるべきであるということが考えられる。次いで、リファイニングされた木材繊維は、たとえば、おおよそ第1の半径方向外向きの位置P200からおおよそ第4の半径方向外向きの位置P500へそれぞれの第1および第2の実質的に平面的なエリア282、284、286、288によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース260の部分の中へ通る。第2および第3のギャップG200およびG300は、デフレーキングが起こるようにするために、約0.9mm~約1.5mmの間にあるべきであるということが考えられる。歯400A~400Cは、本明細書で説明されているように、木材パルプスラリーの中の複数の木材繊維束を分解または分離するように適合されている。G200は、G100よりも大きくなっており、おおよそ第1の半径方向外向きに第1の位置P200において、リファイニングが停止し、デフレーキングが始まるようになると考えられる。
図1および図15~図17を参照すると、リファイニング本体部222、232のリファイニング表面224、234、とりわけ、第1および第2のリファイナーバー226、236の外側表面S226、S236、および、歯400A~400Cの外側表面408は、時間の経過とともに摩耗および劣化する可能性がある。この摩耗を補償するために、それぞれ第1および第2のリファイニング本体部222、232を含む第1および第2のリファイニング部材20、30の間の間隔が、本明細書で説明されているように再調節され得、第1のギャップG100が実質的に一定のままであるようになっている。リファイナーバー226、236がより激しいリファイニングの機能を果たし、典型的に歯400A~400Cよりも速く摩耗するときに、第1および第2のリファイニング本体部222、232のこの調節は、第2のギャップG200が減少することを引き起こすことが可能である。摩耗のこの差は、歯400A~400Cの選択に織り込まれ得(たとえば、歯400A~400Cのために使用される金属のタイプ、第2のギャップG200の初期サイズ、歯400A~400Cの形状など)、それぞれの第1および第2の実質的に平面的なエリア282、284、286、288によって少なくとも部分的に画定されているリファイニングスペース260の部分に木材繊維が進入するときに、リファイニングが停止してデフレーキングが始まることを保証するために、十分な第2のギャップG200が維持され得るようになっている。リファイニング本体部222、232が新しいときには、第3のギャップG300は、第2のギャップG200に実質的に等しいかまたは第2のギャップG200よりも大きいことが可能である。リファイニング表面224、234が摩耗し、リファイニング部材20、30が互いにより近くに移動されるとき、第3のギャップG300が第2のギャップG200よりも小さくなるまで、第3のギャップG300は減少することが可能である。
本明細書で説明されているすべての実施形態において、図1のリファイナー10は、コントローラー(図示せず)に連結され得、コントローラーは、たとえば、繊維束の数、サイズなど(「Wide Shives」とも称される)、フィブリル化、カナダ標準濾水度、繊維長さ、繊維幅、キンク、カール、粗さ、ファインの数(number of fines)など、リファイナー10の下流の1つまたは複数の場所において測定される1つまたは複数の繊維特性に関して、繊維分析器(たとえば、Valmet(登録商標)MAPパルプ分析器(Valmet Corp.))からのデータを受け取る。このデータに基づいて、コントローラーは、フィードバックループの一部としてリファイナー10の動作を制御することが可能である。たとえば、コントローラーは、所定のターゲット範囲の中に1つまたは複数の繊維特性を維持するために、1つまたは複数の対のリファイニング部材20、30、40、50の間の間隔を調節することが可能である。いくつかの例では、コントローラーは、また、このデータに基づいて、リファイナー10の1つまたは複数の回転ローター部材(たとえば、第2および第3のリファイニング部材30、40)の回転速度を増加または減少させることが可能であるということが考えられる。他の例では、コントローラーは、たとえば、リファイニングギャップG1、G100およびデフレーキングギャップG2、G3、G4、G5、G6、G200、G300のサイズを変化させることなどによって、リファイナー10の動作を制御し、特定のサイズ(たとえば、約150~2,000ミクロンの幅、および、0.3mm~40mmの長さ)の繊維束の所定の数(たとえば、1,000ppm)よりも小さいリファイニングされた軟木材パルプを発生させることが可能である。
他の例では、本開示によるリファイニング部材20、30、40、50は、直列に配置されている複数のリファイナーのうちの1つまたは複数の中に据え付けられ得、それぞれのリファイナーは、図1のリファイナー10と実質的に同様であることが可能である。コントローラーは、所定のターゲット範囲の中に1つまたは複数の繊維特性を維持するために、複数のリファイナーのうちの1つまたは複数の動作を制御することが可能である。いくつかの特定の例では、本開示によるリファイニング部材20、30、40、50は、一連の最後のリファイナーの中にだけ据え付けられ得、他の例では、本開示によるリファイニング部材20、30、40、50は、リファイナーのうちの2つ以上の中に据え付けられ得る。
図18は、木材繊維を処理するための例示的な方法を図示するフローチャートである。図1の中のリファイナー10のコンポーネントが参照されるが、方法は、この構造にのみ限定されるわけではないということが理解される。方法は、ステップ500において、少なくとも第1の対のリファイニング部材20および30、40および50を含むリファイナー10を提供することによって開始することが可能である。少なくとも1つの対のリファイニング部材は、第1のリファイニング表面24を含む第1のリファイニング本体部22を含む第1のリファイニング部材20と、第2のリファイニング表面34を含む第2のリファイニング本体部32を含む第2のリファイニング部材30とを含むことが可能である。第1のリファイニング表面24は、第1のリファイナー溝部28Aによって分離されている第1のリファイナーバー26Aと、第2のリファイナー溝部28Bによって分離されている第2のリファイナーバー26Bとを含むことが可能であり、第1のリファイナーバー26Aは、隣接する第1のリファイナー溝部28AのフロアF1から上向きに延在する第1の最大高さH1を有しており、第2のリファイナーバー26Bは、隣接する第2のリファイナー溝部28BのフロアF2から上向きに延在する第2の最大高さH2を有している。第2のリファイニング表面34は、第2の部材リファイナー溝部38によって分離されている第2の部材リファイナーバー36を含むことが可能である。第1のリファイニング部材20は、第2のリファイニング部材30から間隔を置いて配置され、それらの間にリファイニングスペース60を画定することが可能である。第2の部材リファイナーバー36の少なくとも一部分は、第1のリファイニング部材20の第2のリファイナーバー26Bの真向かいになるように位置決めされ得、第2の部材リファイナーバー36の一部分と第2のリファイナーバー26Bとの間のギャップG2、G3、G4、G5、G6が画定されるようになっている。
方法は、ステップ510において、第1および第2のリファイニング部材20、30が互いに対して移動するように、第1のリファイニング部材20または第2のリファイニング部材30のうちの少なくとも1つを回転させることを継続することが可能であり、また、ステップ520において、スラリーがリファイニングスペース60を通過するように、木材繊維を含む木材パルプのスラリーをリファイナー10に供給する。ステップ530において、軸線方向の圧力は、スラリーが供給されるときに、第1のリファイニング部材20または第2のリファイニング部材30のうちの少なくとも1つに供給され得、第2の部材リファイナーバー36の一部分と第2のリファイナーバー26Bとの間のギャップG2、G3、G4、G5、G6が、約0.9mm~約1.5mmの間にあるようになっており、ギャップG2、G3、G4、G5、G6を通過する木材繊維束の少なくとも一部分が分離され、その後に、方法が終了することが可能である。
本発明の特定の実施形態が図示されて説明されてきたが、さまざまな変更および修正が、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得るということが理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲の中において、本発明の範囲内にあるすべてのそのような変形例および修正例をカバーすることが意図されている。