JPH0224956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微細材料用リフアイナー、ことにた
わみ弾性を有する精整面板を備えた紙パルプ用リ
フアイナーに関するものである。

従来の技術 従来の紙料精整方法は、紙料が叩解後、蒸解
器、またはその他のパルプ化装置から供給される
につれこれを剛性摩砕面すなわち剛性精整面間に
通して繊維材料を叩解して、繊維を更に分離しそ
の物理的変形を果たすことを包含するものであつ
た。

上記目的のために、リフアイナーの実質的な改
良が、1983年４月18日出願の米国特許出願第
486006号（特開昭59−199894号に対応）に開示さ
れている。上記出願の発明によれば、従来、回転
デイスクリフアイナーにおいて要求されていた典
型的な拘束剛性が不必要となり、相互に軸方向に
動けて相対的に回転して、作動圧力に応答して調
節できるたわみ弾性を有する精整面支持円板を採
用することで最適材料加工結果を達成する構造上
及び作動上の実質的な改良がなされた。更に詳細
に述べると、回転子は軸方向に間隔をへだてた複
数の円板を担持しており、円板の半径方向外縁に
は、固定子の補完精整面に対向しこれと共働する
精整面リング板を担持している。

円板を通る紙料の整流を維持するために、円板
には開口を設けてある。作動に際しては、大量の
抄紙原料を上記開口に流さなければならない。し
かし精整円板における機械的強度要求のため、こ
れらの開口は出来るだけ小さくなければならな
い。他方、リフアイナーの容積効率に対しては、
出来るだけ流速が大きくなければならず、抄紙原
料の流れの力はリフアイナーを通して維持されな
ければならない。このために、リフアイナー内に
圧力勾配を生ずる傾向があり、精整が不均一とな
りパルプ離解が貧弱となる。それゆえに、精整パ
ルプを用いる抄紙機において適切なウエブ形成の
制御を維持するのが困難になるのである。

発明が解決しようとする課題 本発明の重要な目的は、可撓性自動調整精整円
板を備えたリフアイナーにおいて、出来るだけ均
一な紙料流の分布と精整円板の安定性とを得るこ
とにある。

本発明のその他の目的は、可撓性円板装置を有
するリフアイナー及び精整される材料流を付勢す
る手段を提供し、有害な圧力勾配を軽減すること
にある。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、紙料が横
断して流れる加工室の中で回転子と固定子とが相
対峙して精整域を形成している可撓性デイスクリ
フアイナーにおいて、前記固定子が、前記加工室
に固定した環状装着板に取着された複数の固定子
環状精整円板を包含し、前記回転子が、前記固定
子環状精整円板と軸方向に交互に配置され回転軸
に保持板を介して装着された軸方向にたわみ弾性
を有する複数の回転子環状精整円板を包含し、前
記固定子環状精整円板の内側縁部および前記回転
子環状精整円板の外側縁部に、対向する両円板上
で相対面させて環状精整面板をそれぞれ配設し、
前記回転子環状精整円板には前記紙料の横断流れ
の上流側円板から下流側円板になるにしたがつて
開口面積が漸進的に小さくなるようにした紙料流
均等化開口を穿設し、これら紙料流均等化開口
に、円板面に対して傾斜した羽根を設けるが、こ
れらの羽根の数を前記開口面積に対応して開口面
積が大きければ多く小さければ少なく設けたこと
を特徴とする可撓性デイスクリフアイナーを提供
する。

実施例 開示された精神及び新規な概念の範囲を逸脱し
ないで、各種の変形や修正が行われてもよいが、
添付図面に関連して下記の代表的実施例から、本
発明のその他の目的、特徴及び利点が容易に明ら
かになるであろう。

本発明を実施する可撓性デイスクリフアイナー
装置は、各種の繊維材料を個々の繊維に分解しフ
イブリル化するのに適しており、特に抄紙原料を
製造する際の木材パルプを精整するために、製紙
工業において用いるのに適している。実施例とし
て単一のリフアイナー装置が示されているが、パ
ルプ精整工程において、パルプ繊維を順次分解す
る場合、本発明による一連のリフアイナー装置を
用いてもよいことは理解されるであろう。

図示の好適な実施例において、デイスクリフア
イナー装置１０には固定室ハウジング１１があ
り、このハウジングでは軸受構造体１３を包含す
る従来の軸受手段に軸１２が回転するように支持
されている。軸１２は、例えばモータ（図示せ
ず）のような適宜の手段で駆動される。軸１２の
自由端の先にこれと同軸に短軸１４が設けられて
いる。回転子１７のボス１５が短軸１４と共に回
転するキー１８によつてこの短軸１４に取付けら
れている。軸１２が回転すると、ハウジング１１
内に画成されている加工室１９の中で回転子１７
が回転する。この加工室の中に装架され回転子１
７に対して作用するのは固定子２０である。図示
の実施例によると、回転子１７は、たわみ弾性を
有する複数の環状精整円板２１を有する。これら
の環状精整円板２１は回転子内に長手方向に一定
の間隔で取付けられ、これら環状精整円板よりも
大径の内径及び外径を有するたわみ弾性の環状精
整円板２２に対して作動する。所望により、これ
ら互いに作用する回転子の環状精整円板及び固定
子の環状精整円板は、もつと多くともまたは少な
くともよいが、図示の場合には、３枚の回転子の
環状精整円板２１が２枚の固定子の環状精整円板
２２と組み合つている。

好適な実施例においては、回転子の環状精整円
板２１は、その一端縁で正確に長手方向に一定間
隔をへだててボス１５に装着されている。即ち、
これらの環状精整円板の半径方向内縁にボス１５
を収容している。ボルト２３と適宜のスペーサ２
４が環状精整円板２１をボス１５に取付けてい
る。短軸１４の末端にボルト２７によつて保持板
２５が取付けられている。そして、短軸１４の端
部には保護キヤツプ２８が取付けられている。回
転子の環状精整円板２１と同軸でこれと共に作用
する固定子の環状精整円板２２を支持するには環
状装着板２９である。この環状装着板は、加工室
１９の内側を画成して半径方向に延在している壁
３１にねじ３０によつて取付けられている。ボル
ト３２が回転子の環状精整円板２２の半径方向外
縁と環状装着板２９とを結合している。

固定子の環状精整円板と回転子の環状精整円板
は、その間隔をへだてて互いに入り組んでいる端
縁には、精整板手段が設けられている。すなわち
各回転子の環状精整円板２１はその半径方向外縁
に、実質的にこの環状精整円板２１より幅狭の一
対の環状精整リング板３３を担持している。環状
精整リング板３３の環状精整円板２１への取付け
は、ねじ３４によつて行なうのがよい。環状精整
リング板３３の対向面の精整面３５は、固定子の
環状精整円板２２の半径方向内縁に担持されてい
る隣接する同径の環状精整リング板３８の精整面
３７と小間〓をもつて対向している。環状精整円
板２２の端縁にねじ３９等の手段で環状精整リン
グ板３８が取付けられている。

回転子１７の最も端部にある環状精整円板２１
は、同心であつて同様に延在している環状精整リ
ング板４０に対向する精整面を有する最端部の環
状精整リング板３３を備えている。環状精整リン
グ板４０は、固定子の一部であつて、その一端は
固定子支持体である環状装着板２９に支持されて
おり、他端では装着リング４１に支持されてい
る。装着リング４１は、閉止板４２に担持されて
おり、この閉止板はボルト４３（第２図）によつ
て固定室ハウジング１１に取付けられ、壁３１と
対向して加工室１９の側部を画成している。

精整されるパルプ原料は、入口４４を経て加工
室１９に供給され回転子の軸線に沿つて流れ、共
働する回転子の環状精整円板と固定子の環状精整
円板との間、更に詳細には、軸方向に対面して共
働する精整面によつて形成される精整域、を均一
に横断する。すなわち全パルプ原料は、加工室１
９からほぼ半径方向または接線方向に延在してい
る出口４４ａ（第２図）への途中で前記精整面の
間を通過しなければならない。

紙料流を均一なものとしかつ精整を均一に行な
うために、入口４４に最も近い環状精整円板２１
から加工室１９の反対側または回転子１７の内側
まで、順次大きくなる断面流域または寸法を有す
る開口を回転子の環状精整円板２１に設ける。紙
料は回転子及び固定子の精整面により形成される
摩砕精整間〓を半径方向に通過した後、固定子円
板支持構造体の半径方向の開口４７（第２図）に
よつて形成されている通路を経て加工室の外周を
通り、次いで周辺部の出口４４ａを経て排出され
る。勿論、所望により、処理される紙料の精整流
の方向は、逆方向としてもよい。こうすれば、出
口４４ａは入口となり、入口４４は出口となる。
また、選択によつては、回転子と固定子の順序を
逆にしてもよい。すなわち、回転子を固定子とし
て構成し、固定子を回転子として構成してもよ
い。

前述のように環状精整円板は軸方向にたわみ弾
性を有するので、これらは特に有効な自動復元作
用と自動調心作用とを有し、このため精整面間の
精整作用は均一になる。換言すれば、環状精整円
板２１，２２は、その環状精整リング板３３，３
８が相対回している間に、精整間〓を横断する紙
料によつて生起される流体動圧に応答して動く。
回転子の環状精整円板２１が外径約46センチ（18
インチ）で、固定子の環状精整円板２２が外径約
61センチ（24インチ）である実際の構成では、全
環状精整円板２１，２２の所望厚みは約18ミリ
（0.70インチ）で、環状精整円板はガラス繊維製
である。他方、環状精整リング板３３，３８，４
０はステンレス鋼製で、約8.97ミリ（0.375イン
チ）の厚みであり、その精整面には高さと幅が約
1.57ミリ（0.062インチ）のリブまたはバー４８
を備え、リブ間隔は約4.75ミリ（0.187インチ）
で環状精整リング板の半径方向内縁から外縁まで
所望方向に傾斜している。

環状精整円板２１の好適な材料はガラス繊維か
またはガラス繊維とエポキシ樹脂の組成物である
が、たとえばスコツチプライ（Scotchply）強化
プラスチツクタイプ1002型クロスプライ
（Crossply）、またはステンレスばね鋼のような他
の高い強度対弾性率比を有する材料を選択しても
よい。材料と厚みの選択は以下のようになるべき
である。すなわち、環状精整円板は軸線方向にた
わみ弾性を有している。換言すれば、作動中に耐
トルク性を発揮し遠心負荷に対抗するように可撓
性を有するが、半径方向及び円周方向に対しては
完全な抵抗性を有するものである。環状精整リン
グ板に関してはステンレス鋼と説明したが、例え
ばニツケル−硬ステンレス鋼、セラミツクまたは
その類似物のような比較的硬質で比較的非可撓性
の耐摩耗性材料とすることができきる。

第２図及び第３図に最も良く示されているよう
に、環状精整円板２１の紙料流均等化開口４５
は、回転子の転流均等化効率を最大にするように
設計されている。それゆえ、入口４４に最も近い
符号Ａで示されている回転子の環状精整円板２１
の紙料流均等化開口４５は最大断面流域を有して
いる。符号Ｂで示されており、入口４４から離れ
る方向であつて円板Ａから軸線方向に間隔をへだ
てている次の環状精整円盤２１は入口４４からの
流動材料の実質的移動距離が大きくなるに従つて
円板Ａの紙料流均等化開口４５より小さい断面流
域の紙料流均等化開口４５を有している。同じ理
由で、符号Ｃで示されている下流の次の環状精整
円板２１の紙料流均等化開口４５は、環状精整円
板Ｂの紙料流均等化開口４５よりも小さい断面流
域を有している。好適な実施例では、各環状精整
円板２１は90゜の間隔をもつて配列された４個の
紙料流均等化開口４５を備えており、これら環状
精整円板の紙料流均等化開口４５は軸線方向に整
合している。

機械的強度を確保するために回転子の環状精整
円板２１の紙料流均等化開口４５は出来るだけ小
さくなければならないので、リフアイナーに大量
の紙料が流れるのを助成する手段が設けられてい
る。このような手段を用いないと環状精整円板の
最適化機能すなわちたわみ弾性による自動均等化
性能に対して有害な圧力勾配が大きくなる可能性
があるのである。この手段は、紙料流均等化開口
４５と協同して圧力を均等化し、流れを付勢する
羽根４９からなるものである。好適な実施例で
は、環状精整円板Ａ，Ｂ，Ｃの紙料流均等化開口
を通る断面流域が順次減少することを考慮して、
比例する数の羽根を各環状精整円板に設ける。例
えば、環状精整円板Ａの紙料流均等化開口４５に
関連して、円周方向に等間隔に３枚の羽根４９を
設ける。環状精整円板Ｂの各紙料流均等化開口４
５には２枚の羽根４９が、また環状精整円板Ｃの
各紙料流均等化開口には１枚の羽根を設ける。各
羽根４９は少なくともその関係する紙料流均等化
開口４５の半径方向域にわたつて延在しており、
且つこの環状精整円板の両側に等しい長さで延在
している。各羽根４９は、回転方向を示している
矢印５０を示している第３図から最もよくわかる
ように、環状精整円板の回転方向に傾斜してい
る。即ち、各羽根は、その環状精整円板の上流側
に先導縁を、下流側に後尾縁を有しており、先導
縁は環状精整円板の回転方向に向いている。これ
により、環状精整円板２１が作動回転すると、羽
根４９は矢印５１で示されているように羽根車と
して作用して紙料流均等化開口を通り下流に紙料
を押し進める力と、回転子の環状精整リング板３
３と固定子の環状精整リング板３８とにより形成
される精整域に向かう遠心方向の力とを与える。
同時に、羽根４９の進行面上の流体圧と流体が通
る羽根の牽引力とが、実質的に力ベクトルを釣合
わせる背圧反力５２を生じる。その結果、大量で
高速の紙料スラリーがリフアイナーに流れても、
環状精整円板２１にわたる有害な圧力勾配または
力勾配は実質的に生じない。

羽根４９の取付けは、環状精整円板２１と羽根
を製作する材料により、所望のいかなる方法で行
われてもよい。ガラス繊維の構造体のものでは、
羽根は環状精整円板と共に機能的に一体の構造体
としてもよい。関連する紙料流均等化開口４５に
対する羽根４９の位置は、紙料流均等化開口の各
後尾端に羽根４９の一枚があるというものが好適
である。このようにして、環状精整円板Ａに対し
て、一枚の羽根４９が、係合する紙料流均等化開
口４５の後尾端に離接している。第２の羽根４９
は、関係する紙料流均等化開口４５に沿つた中間
位置にあり、第３の羽根４９は紙料流均等化開口
４５の先導端に隣接しているが先導端から実質的
に間隔をへだてて位置している。環状精整円板Ｂ
に関しては、羽根４９の中の一枚は紙料流均等化
開口４５の後端に隣接しており、第２の羽根４９
は、第１の羽根に間隔をへだてて位置している
が、紙料流均等化開口４５の先導端からは離れて
いる。環状精整円板Ｃにおいては、一枚だけの羽
根４９が紙料流均等化開口４５の後尾端に隣接し
て設置してある。

上述の作動圧均衡手段により、第５図及び第６
図に示されているような手段を用いてもよい。即
ち、回転子の環状精整円板２１′を通る流れを形
成せしめる紙料流均等化開口４５′に設ける圧力
均衡手段は、固定子の環状精整円板２２′の半径
方向内方の伸長部５４に担持され、半径方向内方
に延在し、ほぼ軸線方向に傾斜した受部羽根５３
である。第５図に最もよく示されているように、
固定子の環状精整円板の伸長部５４は、固定子の
環状精整円板２２′に担持され、環状精整リング
板３８の内径から内方に一定距離だけ延在してい
る。羽根５３は少なくとも紙料流均等化開口４
５′の半径幅と同長である。この紙料流均等化開
口は、第１図ないし第４図において紙料流均等化
開口４５に関して記載したものと同一の構造であ
り、加工室１９の入口側から反対側まで継続して
いる回転子の環状精整円板２１′において、順次
断面流域が縮小している。各組の羽根５３はその
半径方向内端が各リング５５によつて結合されて
おり、これらのリングの内径は、回転子１５と間
〓を保つて入る。

固定子の環状精整円板２２′に圧力均衡用の羽
根５３を装着するが、各組の羽根５３は隣接する
回転子の環状精整円板２１′から等間隔になるよ
うにしてある。上流端及び下流端が環状精整リン
グ板３８の精整面とほぼ平面整合して装着される
ように羽根５３の幅があることが望ましい。羽根
５３の端縁とこれと隣接する回転子の環状精整円
板２１′との間隔は、隣接する回転子の環状精整
リング板３３の幅とほぼ等しい。

最適の圧力均衡作用を得るには、羽根５３の枚
数は、リフアイナーの紙料入口に最も近い回転子
の環状精整円板２１′の方を多くする。そして第
１組から内方の次の組になるにつれ羽根５３は順
次枚数が少なくする。第６図に最もよく示されて
いるように、各組の羽根５３は、完全円周上に等
間隔に配置してあるので、各回転子の環状精整円
板２１に複数の紙料流均等化開口４５′が回転方
向に一定間隔で位置していても、環状精整円板２
１の圧力は等しく均衡している。

各組の各羽根５３は、矢印５７によつて示され
ているように、ほぼ回転子の回転方向に上流の環
状精整円板２１′に向つて傾斜している。これに
より、処理される紙料スラリーがリフアイナーの
入口側から最も近い環状精整円板２１′に向かつ
て移動し、矢印５８によつて示されているように
紙料流均等化開口４５′を通り、第１の羽根５３
に衝突すると、材料は矢印５９で示されるよう
に、羽根５９によつて環状精整リング板３３，３
８間の精整間〓に向かつてほぼ半径方向外方に指
向され、また矢印６０で示されているように、第
２の回転子の環状精整円板２１′の紙料流均等化
開口に向つてこれを通り、下流方向に流れ、第２
組の羽根５３と衝突する際に流れ模様が反復され
る。ついで、精整域の下流端で最後の環状精整円
板２１′の紙料流均等化開口４５′を通る。矢印６
１によつて示されているように、紙料スラリーの
流速と圧力により十分な背圧ベクトルが羽根５３
により発生し、環状精整円板２１′の下流側に加
えられ、回転子の環状精整円板２１′の上流側に
加えられた圧力勾配を平均化する。その結果、各
回転子の環状精整円板の両側の圧力は、実質的に
釣合い、たわみ弾性を有する回転子の環状精整円
板はリフアイナーの作動中に、最も有利に作用す
るようになる。

本発明の精神及び新規な概念の範囲を逸脱しな
いで、各種の改変及び修正が行われてもよいこと
は理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を具現する可撓性パルプ
デイスクリフアイナーの部分断面図、第２図は第
１図の−線に沿つて実質的に切断して示す破
断断面図、第３図は第２図の−線に沿つて実
質的に切断し実質的に拡大して示す部分断面図、
第４図は第３図の−線に沿う正面図、第５図
は第１図と同様な面で実質的に切断したリフアイ
ナーデイスク装置の変形を示す断面図、第６図は
第５図の−線に沿つて実質的に切断した断面
図である。 １０……デイスクリフアイナー装置、１１……
固定室ハウジング、１２……軸、１３……軸受構
造体、１４……短軸、１５……ボス、１７……回
転子、１８……キー、１９……加工室、２０……
固定子、２１……環状精整円板、２２……環状精
整円板、２３……ボルト、２４……スペーサ、２
５……保持板、２７……ボルト、２８……保護キ
ヤツプ、２９……環状装着板、３０……ねじ、３
１……壁、３２……ボルト、３３……環状精整リ
ング板、３４……ねじ、３５……精整面、３７…
…精整面、３８……環状精整リング板、３９……
ねじ、４０……環状精整リング板、４１……装着
リング、４２……閉止板、４３……ボルト、４４
……入口、４４ａ……出口、４５…紙料流均等化
開口、４７……開口、４８……リブまたはバー、
４９……羽根、５３……受動羽根、５４……伸長
部、５５……リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 紙料が横断して流れる加工室１９の中で回転
   子１７と固定子２０とが相対峙して精整域を形成
   している可撓性デイスクリフアイナーにおいて、
   前記固定子２０が、前記加工室１９に固定した環
   状装着板２９に取着された複数の固定子環状精整
   円板２２を包含し、前記回転子１７が、前記固定
   子環状精整円板と軸方向に交互に配置され回転軸
   １２に保持板２５を介して装着された軸方向にた
   わみ弾性を有する複数の回転子環状精整円板２１
   を包含し、前記固定子環状精整円板２２の内側縁
   部および前記回転子環状精整円板２１の外側縁部
   に、対向する両円板上で相対面させて環状精整面
   板３８，３３をそれぞれ配設し、前記回転子環状
   精整円板２１には前記紙料の横断流れの上流側円
   板から下流側円板になるにしたがつて開口面積が
   漸進的に小さくなるようにした紙料流均等化開口
   ４５を穿設し、これら紙料流均等化開口に、円板
   面に対して傾斜した羽根４９を設けるが、これら
   の羽根の数を前記開口面積に対応して開口面積が
   大きければ多く小さければ少なく設けたことを特
   徴とする可撓性デイスクリフアイナー。