JPH0224957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多数のリフアイナデイスクを有する多
重あるいは多円板式のデイスクリフアイナに関す
る。このようなデイスクリフアイナにおいては多
数のリフアイナデイスクのうちの若干のものは他
のリフアイナデイスクに対して回転して、懸濁
液、例えば製紙用の紙料のような懸濁液を非常に
弱い強さで処理する。本発明では多数のリフアイ
ナデイスクを支持し駆動するために剛性なリンク
を使用し、この際リフアイナデイスクがそれぞれ
独立して軸線方向に並進することを許容してい
る。剛性リンクによる結合は回転によりピン結合
部に所要の運動を与えて、これによつて、他の支
持方式にみられるような大きな曲げ応力の集中を
なくすことができる。

従来の技術 ビータ、ダイジエスタまたはその他のパルプ化
機械からでる製紙原料すなわち紙料は、これを摩
砕面すなわち精砕面の間を通すことによつて精砕
するのが通常である。この精砕面によつて紙料中
の繊維材料がくずされ繊維がさらに分離してその
物理的変成が果たされるのである。

典型的なパルプリフアイナとしては、トーマス
（Thomas）の米国特許第3371873号明細書に記載
のものがあげられる。この型のパルプリフアイナ
は、環状の精砕面を一面あるいは両面に有する回
転リフアイナデイスクを包含する。この回転する
リフアイナデイスクの精砕面は非回転の環状の精
砕面と向かい合つており、両者の間に精砕帯域を
形成し、この精砕帯域内でパルプが作用を受ける
のである。回転リフアイナデイスク及びその精砕
面は、例えば鋳鉄や硬質のステンレス鋼のような
実質的にたわまない材料で作られる。非回転摩砕
面も同様な材料で作られ、高速回転のリフアイナ
デイスクによつて発生するトルクあるいはパルプ
原料が精砕帯域の間隔を通過する時に生ずる圧力
に抗するように剛に装架されている。精砕帯域の
間隙の軸線方向の調製は、リフアイナデイスクが
装架されているシヤフトの軸線方向の移動によ
る。

この型式の剛性デイスクリフアイナは、精砕帯
域の間隙の幅を正しく設定するためにわずかな許
容誤差で製造し組み立てなければならない。とい
うのは剛性リフアイナデイスクに加えられる負荷
は精砕工程において大変大きなものとなるので、
精砕面間の関係が負荷によつて変化することがな
いようにするには、大きくそして極めて丈夫な設
計が必要とされるからである。この結果として、
剛性デイスクリフアイナは非常にコスト高のもの
になる。それは、許容誤差をわずかなものとする
機械加工、大量の高張力リフアイナデイスク材料
が必要であること、嵩高な全体構造、制約された
機械能力、及び過度な位に要求される組み立て時
間などのためによるものである。

パルプリフアイナにおける実質的な改良は、弱
い強さで作動する多重デイスクリフアイナの発展
によつて成し遂げられて来た。例えば、マシユー
（Matthew）とキルヒナー（Kirchner）の発明に
なり出願人の所有する「たわみ性デイスクリフア
イナ及び精砕法」と題する米国特許出願第486006
号がある〔特願昭59−73163号（特開昭59−
199894号）がこれに対応〕。この出願に記載され
ている円板精砕機は複数個の半径方向に延びる、
相対回転可能な、軸線方向に向かい合う精砕面を
包含している。そして、これらの向かい合う精砕
面の間に、その相対回転中に懸濁液を通さなけれ
ばならない。このため精砕面の間に、および精砕
面上を横切つて原料を半径方向に流す手段が設け
てある。駆動装置は弾性的にたわめる支持装置を
用いたもので、これにより相対回転する精砕面
を、作動圧力に依存して軸線方向に互いに調整す
ることを許容し、その結果これら精砕面で最適の
原料加工が達成される。

前述の米国出願に記載されている発明の特定の
実施例においては、半径方向にせまい幅のリング
状の精砕面を形成するプレートを備えたパルプリ
フアイナが示されている。このプレートは軸線方
向に弾性的にたわめるかあるいは偏向可能なデイ
スク素子の互いにはさまれる周縁に装架されてい
る。一方の組のデイスク素子における、前述のは
さみ込まれた周縁から間隔を隔てたデイスク周縁
はロータに取付けてある。そして、もう一方の組
のデイスク周縁は回転しないようにあるいは前記
デイスクと逆の回転をするように取付けてある。
精砕面のプレートは適当な硬度を有し、実質的に
剛性のある材料で作る。一方、デイスク素子は軸
線方向に弾性的にたわめるが、半径方向及び円周
方向には変形に強く抗する材料で形成してある。
軸線方向にたわめるデイスク素子を支持するとい
うやり方であるので、パルプ精砕工程中に自動的
に精砕面の軸線方向自己調節が果たされて、圧力
の均等化、回転するデイスクと回転しないデイス
クとの間に実質的に均一な間隙幅を維持すること
ができるようになる。

上述の多重デイスクリフアイナは、精砕技術の
実質的な改良を果たしている。作用強さが弱いこ
の多重デイスクリフアイナの使用により、パルプ
の特性は従来の精砕技術をかなり上まわつて改良
し得ることがわかつた。元来このようなデイスク
リフアイナでは、リフアイナデイスクを引き止め
るためにたわみ性の隔膜を用いており、この隔膜
で精砕面に回転力を伝達するために必要とするね
じり剛性を与えていた。この隔膜の弾性は、デイ
スクリフアイナがその作動位置に負荷を加えられ
るにつれて各リフアイナデイスクがそれに隣接す
るリフアイナデイスクに接近するのに要求され
る、軸線方向の充分な動きを許容するものであつ
た。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、一旦精砕面に著しい摩耗が生ず
ると、精砕面同志を接近させ続けてデイスクリフ
アイナの能力を減じ、強さの弱い精砕を行なうの
にはさらに負荷量を大きくすることが要求され
た。隔膜内で起こるたわみは負荷の３乗に正比例
するので、このような支持は工場施設において現
実に生じ得る摩耗量からして不適当なものである
ことがわかつた。

上述の型式による従来の技術構造は操業に当た
つては様々な要求があるので、若干の難点に遭遇
した。すなわち、隔膜式の支持装置は実験室規膜
のプロトタイプでは有効であると証明されたが、
この機構を工場施設において生ずると予測される
軸線方向のたわみ及びねじり荷重にさらすとする
と、必ずしも有効であるとは限らない。その上、
要求される複雑な装架のやり方は、全体としてか
なりのコストを要することとなつた。

主要な問題の一つは、この機構では操業中に
屡々偶発的に起こるような大きな反転トルクに耐
えることができないことである。このことは、こ
のような荷重を受けるとそり返りがちな多くの型
式の単方向性使用に対して直接的に禁忌を示して
いる。

問題点を解決するための手段 本発明は従来の装置に勝るいくつかの利点を提
供する、リフアイナロータデイスクおよびリフア
イナステータデイスクの剛性結合を提供するもの
である。これらの利点は軸線方向のたわみ性の改
善、荷重担持部材における応力の緩和及び生産コ
ストの節減や信頼性の向上につながる構造の単純
化を包含する。

剛性リンクの枢動機構を特徴とする本発明は、
剛性リンクのピン接続部の回転によつて動きを生
じさせることにより、軸線方向移動中に他の装置
により与えられる大きな曲げ応力を緩和するので
ある。このリンクにおける応力状態はほとんど一
定であり、リフアイナデイスク組立体の軸線方向
位置に関係しない。この応力は、ほとんど純粋に
隔膜応力のことである。これは、リフアイナデイ
スクが軸線方向に移動するにつれて小さなねじり
応力を伴うねじり荷重がこれに課せられるために
生ずるものである。このねじり応力は、軸線方向
の移動限界においてほとんど無視してもよい位の
ものである。リンクには曲げるという要求はない
ので、このリンクは厚く剛性を大きく作ることが
でき、そり返りに対する抵抗力を備えさせ、これ
により前述の大きな反転トルクに打ち勝つことが
できる。

本発明によれば、ハウジングとこのハウジング
内に回転可能に装架したハブとを包含する多重デ
イスクリフアイナが提供される。ロータはハブと
共に回転するようにこのハブに取付けられてい
る。本発明の好適な実施形式において、このロー
タはスポークを有する形状としてある。複数個の
間隔を隔てたリフアイナロータデイスクはハブと
同軸で平行に間隔を隔てた関係で延在し、複数個
の間隔を隔てたリフアイナステータデイスクはこ
れらリフアイナロータデイスク間にはさみ込まれ
た関係にあり、かつこれらから間隔を隔ててこの
二組のリフアイナデイスク間に通路を形成して、
ここを精砕しようとする懸濁液が通れるようにし
ている。リフアイナステータデイスク及びリフア
イナロータデイスクには両者共に適宜なリブを設
けて、これにより懸濁液中の繊維を研削しまたフ
イブリル化するようにする。

ロータとリフアイナロータデイスクとを相互連
結する駆動手段が設けてある。この駆動手段は複
数個の剛性リンクを包含する。これら剛性リンク
のそれぞれは一端においてはロータに枢着され、
他端においてはリフアイナロータデイスクの一つ
に枢着されている。リフアイナロータデイスクは
環状の形状をなし、リンクはその内径側でリフア
イナロータデイスクに枢装してある。最も好適に
は、この駆動手段はロータ及びリフアイナロータ
デイスクのそれぞれに複数個の肩部ボルトを包含
する。このロータ及びリフアイナロータデイスク
上の肩部ボルト間には剛性リンクが延在し、これ
によりリフアイナロータデイスクを駆動する。

同様にして、リフアイナステータデイスクはハ
ウジング上にアンカー装置を使用して装架され
る。このリフアイナステータデイスクは、これと
アンカー装置とを相互接続する剛性リンクと協働
する。これら剛性リンクのそれぞれは、その端部
でアンカー装置とリフアイナステータデイスクと
に枢着してある。剛性リンクの接続を用いた本発
明のシステムは軸線方向のたわみ性を改善し、荷
重担持部材の応力を緩和し、構成を単純化して生
産コストを低減せしめかつ、信頼性を向上せしめ
るのである。

実施例 第１図において、符号１０は紙の製造において
紙料を精砕するのに用いる型式の多重デイスクリ
フアイナ装置を全体的に示すものとする。デイス
クリフアイナ装置１０は、外側ハウジングあるい
はケージ１１を包含している。

モータ（図示してない）で駆動されるシヤフト
１２は縮径ハブ部分１３（第３図参照）を有し、
このシヤフト１２とハブ部分１３との境い目には
位置決め肩部１４がある。ロータ１５はその軸線
方向の移動をこの位置決め肩部１４で制限され、
かつキー１６を介してハブ部分１３から駆動され
る。ボルト１８によつてハブ部分１３に取付けら
れたスラストプレート１７は、デイスクリフアイ
ナ装置の前端を閉じている。

紙料は入口１９から導入される。この入口１９
は、デイスクリフアイナ装置の前部または後部あ
るいはその両方にあつてもよい。この紙料は最終
的には放出開口２０から放出される。第１図に最
もよく見られるように、ロータ１５はこれから半
径方向に延びるスポーク１５ａないし１５ｅを有
する。これらのスポークは弧状の凹所２２で互い
に隔てられている。これらの凹所２２は、図中に
符号２３で全体を示すリフアイナデイスク組立体
内へと紙料の流れを絞るのを助成している。リフ
アイナデイスク組立体２３は１対の端板２４，２
５を包含する。これらの端板はハウジング１０に
動かないように固定されている。図示したこの特
定の装置は、リフアイナステータデイスク２９，
３０によつて分離せしめられているリフアイナロ
ータデイスク２６，２７，２８を包含する。リフ
アイナステータデイスク及びリフアイナロータデ
イスクは環状の形状をなし、向かい合う研削リブ
３１を包含する。これらのいくつかのリブを第１
図に示す。紙料はリフアイナロータデイスクとリ
フアイナステータデイスクとの間に互いにはさま
れた通路に流れ込み、ここで前記紙料を放出開口
２０の前にあるリフアイナロータデイスクとリフ
アイナステータデイスクとの間の相対回転作用に
よつて研削し、フイブリル化する。

環状のリフアイナロータデイスクの内周には、
第１図にある符号３３，３４，３５，３６，３７
の植込ボルトによる取付け装置が装架されてい
る。ここでは、植込ボルト３３ないし３７は、そ
れらのおのが相対するスポーク１５ａないし１５
ｅの軸線と平行になるように角張つて配置されて
いる。これらの軸線は共に、ハブ１３の軸線に対
して互い違いに垂直になつている。

第１図及び第２図によく描かれている剛性リン
クによつて、ロータ１５はリフアイナロータデイ
スクと駆動的に連結されている。ここには３個の
リフアイナロータデイスク２６，２７，２８があ
るので、それぞれのスポーク１５ａないし１５ｅ
には３個の剛性リンクが取付けてある。スポーク
１５ｄ及び取付装置あるいは植込ボルト３６に取
付けられたリンクが、第２図の符号４１で示され
ている。同様にして、剛性リンク４２，４３，４
４，４５は、リフアイナロータデイスクの半径方
向に延在する植込ボルトにロータ１５のその他の
スポークを連接している。リフアイナロータデイ
スクのリフアイナステータデイスクへの相対的な
軸線方向の移動を調節するのに微小ではあるが十
分な運動は、向かい合うリンクの端部が第２図に
あるリンクの一方の端部にあるボルト４６などの
肩部ボルト及びリンクのもう一方の端部にある肩
部ボルト４７で取付けられることによつて成し得
られる。リンク４２は、取付け装置３５とスポー
ク１５ｅとの間に肩部ボルト４８，４９によつて
それぞれ取付けられている。一方、リンク４３
は、取付け装置３４とスポーク１５ａとの間に肩
部ボルト５１，５２によつてそれぞれ取付けられ
ている。肩部ボルト５３，５４は、取付け装置３
３とスポーク１５ｂとの間のリンク４４を接合す
る。剛性リンク４５は、スポーク１５ｃと取付け
装置３７との間を肩部ボルト５５，５６によつて
支持している。肩部ボルトの部分拡大図を第５図
に示す。ここには、スポーク１５ａと取付け装置
３４との間にあるリンク４３の一部の取付け方法
を示してある。

リフアイナステータデイスクの取付け方法も本
質的に上述の方法と同様である。このことを第１
図及び第４図に示す。取付け装置あるいはハウジ
ング１１の内側で間隔を隔ててあるラグ５７ない
し６１が特別に与えてある。リフアイナステータ
デイスクには、第１図に見られるように突出部６
２ないし６６があり、ここで剛性リンク６７ない
し７１は、ハウジング上にある取付装置とリフア
イナステータデイスクとを連結している。肩部ボ
ルト７２ないし７６はそれぞれのリンクの一方の
端部をハウジングあるいはケージに取付け、ま
た、肩部ボルト７７ないし８１はもう一方の端部
をリフアイナステータデイスクに取付ける。第４
図に示されているように、これらの結合は紙料の
流れにおける圧力分布の不規則制を補正するリフ
アイナステータデイスクに微小ではあるが有効な
運動をさせるためにある。

枢動の点がリフアイナロータデイスクの内周に
向つて移動することにより、アームモーメントを
増大し、リンクの引張り応力を緩和している。

このように、本発明は軸線方向にそれぞれが独
立して並進することを許容する多数のリフアイナ
デイスクを支持し、駆動するための剛性結合を提
供している。剛性結合は、回転によりピン接合部
に運動を与えている。これによつて、他の支持装
置にみられる大きな曲げ応力を取り除く。

剛性結合は、前述の装置にいくつかの重要な利
点を提供している。これらは、軸線方向のたわみ
性の改善、荷重担持部材の応力の緩和、構成の単
純化による生産コストの低減及び信頼性の向上を
包含する。本発明は交互に反転するデイスクリフ
アイナを使用するために改良され、協働するリフ
アイナデイスクの対の数やリフアイナの大きさに
かかわらず、十分に作動する。このように、本発
明はデイスクリフアイナの大小にかかわらず等し
く使用でき得るものである。

本発明の範囲を逸脱しないで、各種の改良が上
記実施例になされることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示したもので、第１図
は一部断面図を含む本発明の側面図、第２図は第
１図の−線における断面図、第３図は第１図
の−線における断面図、第４図は所要の運動
を許容するリフアイナステータデイスクを支持す
る剛性リンクを含む装置の一部正面図及び断面
図、第５図はリンクのロータ及びリフアイナロー
タデイスクとの接合を示した部分拡大図である。 １０……デイスクリフアイナ装置、１１……ハ
ウジングまたはケージ、１２……シヤフト、１３
……ハブ、１４……位置決め肩部、１５……ロー
タ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ…
…スポーク、１６……キー、１７……スラストプ
レート、１８……ボルト、１９……入口、２０…
…放出開口、２２……凹所、２３……リフアイナ
デイスク組立体、２４，２５……端板、２６，２
７，２８……リフアイナロータデイスク、２９，
３０……リフアイナステータデイスク、３１……
リブ、３３，３４，３５，３６，３７……植込ボ
ルト、４１，４２，４３，４４，４５……リン
ク、４６，４７，４８，４９，５１，５２，５
３，５４，５５，５６……肩部ボルト、５７，５
８，５９，６０，６１……ラグ、６２，６３，６
４，６５，６６……突出部、６７，６８，６９，
７０，７１……リンク、７２，７３，７４，７
５，７６……肩部ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジング１１と、このハウジングの中で回
   転するように装架されたハブ部分１３と、前記ハ
   ブ部分と共に回転するようにこのハブ部分に取付
   けたロータ１５と、実質的に前記ハブの軸線方向
   に並列に間隔を隔てた関係で配置された環状のリ
   フアイナロータデイスク２６，２７，２８と、こ
   れらリフアイナロータデイスクと互い違いにはさ
   まれた関係で設けられ向かい合うリフアイナロー
   タデイスクとの間に精砕しようとする懸濁液を通
   すことのできる半径方向通路を形成する複数個の
   互いに間隔を隔てた環状のリフアイナステータデ
   イスク２９，３０と、一端を肩部ボルト４６，４
   ９，５２，５４，５５により前記ロータ１５に枢
   着され他端を肩部ボルト４７，４８，５１，５
   ３，５６により前記リフアイナロータデイスクの
   ひとつにその内側の縁部で枢着した複数個の第１
   の剛性リンク４１，４２，４３，４４，４５と、
   一端を肩部ボルト７２，７３，７４，７５，７６
   により前記ハウジング１１に枢着され他端を肩部
   ボルト８１，７７，７８，７９，８０により前記
   リフアイナステータデイスクのひとつにその外側
   の縁部で枢着した複数個の第２の剛性リンク６
   ７，６８，６９，７０，７１と、前記ハブ部分を
   含むシヤフト１２を駆動し結果として前記リフア
   イナロータデイスクを回転する駆動装置とを包含
   し、前記第１の剛性リンクの一端と前記ロータと
   を枢着する肩部ボルト４６，４９，５２，５４，
   ５５の向きが前記ハブ部分の軸線に直交する方向
   のものとすると共に、前記第１の剛性リンクの他
   端と前記リフアイナロータデイスクとを枢着する
   肩部ボルト４７，４８，５１，５３，５６の向き
   が前記第１の剛性リンクと前記ロータとを枢着す
   る肩部ボルト４６，４９，５２，５４，５５の向
   きと平行する方向としたこと、および前記第２の
   剛性リンクの他端と前記リフアイナステータデイ
   スクとを枢着する肩部ボルト８１，７７，７８，
   ７９，８０の向きが前記ハブ部分の軸線に直交す
   る方向とすると共に、前記第２の剛性リンクの一
   端と前記ハウジングとを枢着する肩部ボルト７
   ２，７３，７４，７５，７６の向きが前記第２の
   剛性リンクと前記リフアイナステータデイスクと
   を枢着する肩部ボルト８１，７７，７８，７９，
   ８０の向きに平行する方向としたことを特徴とす
   る多重デイスクリフアイナ装置１０。