JPH0423038B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 繊維材料を内部に導入しうるように構成され
た入口、濾過された繊維材料をそこから除去しう
るように構成された第１出口、排出物用第２出口
を有するハウジング、前記ハウジング内に成形面
を有するスクリーン、スクリーン付近において予
定速度で移動し前記スクリーンとともに環状スク
リーン室を形成するロータを有し、前記ロータは
少くとも部分的に成形されたスクリーンに向いた
面を有するパルプ濾過装置であつて、ロータ４，
２３は上端で開き繊維材料がロータ４，２３の内
側に流れるように構成されまた濾過室１２の少く
とも一部に沿つて複数の孔３５を備え該孔は繊維
材料をロータ４，２３を通して濾過室１２に導入
するが好ましくない不純物が前記濾過室１２に入
るのを防止するような大きさに構成されたことを
特徴とする前記パルプ濾過装置。

２ 前記ロータ４，２３の成形面は溝２５，２６
を有し、ロータ４，２３は入口側面および出口側
面を有しロータ４，２３の双方の面は溝付きであ
ることを特徴とする請求項１記載の装置。

３ 前記ロータ４，２３の成形面は溝２５，２６
を有し、前記溝は底面２７，２９および二つの側
面２８，２９；３１，３２を有し、その一方の側
面２８，３１は傾斜し他方の側面２９，３２は底
面２７，３０に垂直であり、前記傾斜面２８，３
１は底面２７，３０に5°ないし60°の角度をなす
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

４ 前記ロータ４，２３の成形面は溝２５，２６
を有し、前記溝は上面３３，３４、底面２７，３
０および二つの側面２８，２９；３１，３２を有
し、その一方の側面２８，３１は傾斜し他方の側
面２９，３２は底面２７，３０に垂直であり、前
記傾斜面２８，３１は底面２７，３０に5°ないし
60°の角度をなすことを特徴とする請求項３記載
の装置。

５ 前記スクリーン３の成形面は孔を備えた溝を
有し、前記溝２５，２６および前記ロータ４，２
３の孔３５はスクリーン３の溝および孔より大き
いことを特徴とする請求項２記載の装置。

６ 前記スクリーン３の成形面は溝を有し前記溝
の両側面はスクリーン３の包絡面にほぼ垂直であ
ることを特徴とする請求項１記載の装置。

７ 前記スクリーン３は溝を備えた円筒形スクリ
ーン板であり、前記孔は溝の底にあり、前記溝の
底面は包絡面に平行であり、前記溝は二つの面お
よび上面を有し、前記溝の一方の側面はスクリー
ン３の方絡面にほぼ垂直であり他方の側面は前記
包絡面に対して湾曲していることを特徴とする請
求項１記載の装置。

８ 前記ロータ４，２３の成形面は離れた成形バ
ーによつて形成されていることを特徴とする請求
項１記載の装置。

明細書 本発明は一般に0.3％ないし６％のコンシステ
ンシーを有する繊維懸濁物を濾過する装置に関
し、とくに木材部分および種々の大きさおよび型
式の好ましくない粒子を含む紙パルプを濾過する
装置に関する。

米国特許出願第738743号にはパルプ濾過装置が
記載され、該装置は容器、容器内の円筒形スクリ
ーン、一定速度でスクリーン近傍で移動する回転
要素容器の未濾過のパルプ入口、濾過済みパルプ
出口、スクリーンと作動的に連通する排出物用を
別の出口を備えている。回転要素はスクリーンの
包絡面に平行な第１底面、傾斜面および側面から
形成された成形面を有する。側面は第１底面にほ
ぼ垂直である。傾斜面は第１面に対して30°ない
し60°の角度をなしている。上面は第１面に平行
である。スクリーンもまた溝を備えている。

製紙工程において、パルプは木材を繊維に分解
する木材処理によつて製造される。木材の異なつ
た特性のため、同じ木材からでさえある種の繊維
は分解せず、排出物を構成する、通常デブリス、
シーブまたはスリバと称する繊維の束としして拡
散する。また除去しなければならないバークのよ
うな他の不純物も存在する。スクリーンはうけ入
れ部分から排出物と称せられる好ましくない不純
物および繊維の束を分離しなれればならない。排
出部分に繊維の束と一緒に運ばれる繊維のかなり
の損失を回避するため、不純物を有効にかつ選択
的に除去することが必要である。

別の用途には別の要求があることはいうまでも
ない。ある用途においては、たとえば紙に対し
て、長繊維が最終製品に強度を与えるため、長繊
維とくに二次繊維の高い含有量を達成することが
必要である。一方、別の用途に対しては反対であ
る。たとえば新しいまたはパルプミル繊維におい
て、排出物中の長繊維を排出物精製のため凝集す
ることが望ましい。

ある用途においては、スクリーンを一層円滑な
流れ状態で作用させる一方、別の用途においては
一層乱流状態でスクリーンを作動させることが有
利である。

環状濾過区域を構成するスクリーン部材および
ロータを有するパルプ濾過装置において、材料は
濾過区域の入口端から進入し角度をなして濾過面
に沿つて移動して材料のうえ入れ部分は濾過面を
通過し、パルプの排出部分は濾過面に沿いほぼら
せん状の通路を移動し排出端において濾過区域か
ら排出する。濾過工程の間繊維材料に伴う液体は
濾過面を繊維より一層容易に通過する。したがつ
て、材料が濾過区域に沿つて移動するとき、繊維
対水の比が増加することを意味するコンシテンシ
ーを発生する傾向がある。もしこの比があまりに
も大きくなりすぎると、濾過工程はスローダウン
するか阻止されさえする。このスローダウンまた
阻止を防止するため、一層多くの水を材料に加え
て水のある部分を置換することは通常のプラクテ
イスであり、水は入口側の満足な濾過のコンシス
テンシーを維持するように濾過面を通過する。

入口側に濾過のコンシステンシーを維持するた
め使用される別の方法は、装置に故意に過度に希
釈された材料を供給して、過剰の水が入口におい
て濾過区域を通つて十分に連続濾過しうるように
することである。しかしながら、濾過中一層多く
の水を添加する方法ならびに最初に材料を過度に
希釈することは添加される水の量によつて濾過容
量をなくするような好ましくない影響を生ずる。

上記課題を解決するため多くの提案がなされ
た。西暦1975年、S.E.E.Ahlforsに特許されたス
ウエーデン国特許第374148号の装置は、粗い濾過
ドラムおよび細かい濾過ドラムを有し、前者は後
者を包囲し、かつパルス発生装置および該パルス
発生装置の後側または直ぐ後方の孔を備えてい
る。この装置は改装用として現存するハウジング
に容易に使用しえない欠点を有し、一方のドラム
を他方のドラムとは別に、二つのドラムを回転す
るため、二つのモータが必要であるために、きわ
めて高価である。

西暦1979年にSund Defibrator Aktieboragに
特許されたフイランド国特許第66218号には、回
転する粗い濾過ドラムおよび細かい濾過ドラムが
設けられた濾過装置が記載されている。前者は吸
い込みにより細かいスクリーンドラムの開口に詰
まつた不純物を除去する給送装置を備えている。
粗い濾過作用および精密な濾過作用を含むこの提
案は、高生産コストおよび低い一般的性能のた
め、部分的成功しか得られなかつた。さらに、給
送管の大きさおよび作用条件により、この装置は
改装用として通常のハウジングに容易に使用する
ことはできない。

フインランド国特許第66218号の装置は、西暦
1986年９月発行のTappi Journal第27頁、および
Tappi Proceedings、（1986）Engineerring
Confence、第585〜587頁にも記載されている。

異なつたコンシステンシーのパルプは異なつた
外径のスクリーンを必要とする。異なつた外形は
異なつた用途に対して異なつた物理的特性を有す
るパルプ懸濁物を必要とする。

本発明の目的は長繊維はをスリバおよびデブリ
ス等の繊維の束から分離する効率および選択性に
ある。

別の目的は円滑な流れにおいてならびに一層乱
流状態において作用する濾過装置を得ることにあ
る。

なお別の目的は濾過作用の間水を添加すること
なくまた最初に過度に希釈された材料を使用する
ことなく所要の濾過効率を維持することにある。

さらに別の目的は0.3％から0.6％までのパルプ
供給コンシステンシーにおいて使用しうる濾過装
置を得ることにある。

なお別の目的は、各種のパルプ懸濁物に対し
て、各種の外形のスクリーンとともに使用可能
な、低コンシステンシー懸濁物に対して必要な給
送効果を発生しうる、そして高コンシステンシー
材料に対しては必要な乱流を発生するロータを得
ることにある。

上記目的を達成するため、本発明による濾過装
置は繊維材料を内部に導入しうるように構成され
た入口、うけ入れられる濾過された材料をハウジ
ングから除去しうるように構成された出口、排出
物の出口を有するハウジング、ハウジング内の成
形スクリーン、スクリーン付近で予定速度で移動
しスクリーンとともに環状濾過室を形成するロー
タを有し、ロータはスクリーンに面する側に少な
くとも１つの部分的に成形された面を有し、多数
の突起が濾過室の長手方向の一部に沿つて複数の
孔を備え該孔は繊維材料を濾過室に導入しうるが
好ましくない不純物が室に入るのを防止するよう
な大きさにされている。

本発明の他の目的および特徴は図面に基づいて
なされる下記の記載から明らかになるである。

第１図は本発明による濾過装置の、部分破断側
面図。

第２図は、とくにロータがスクリーンの入口側
に設けられた、本発明による濾過装置の実施例を
示す。ロータはつねにスクリーンの入口側に設け
られているが、装置は流出または流入型として使
用することができる。第２図の流出型において、
パルプはスクリーン内側から外側に流れ、スクリ
ーンの成形面はスクリーン内側にある。

第３図、第４図、第５図、第６図、第７図およ
び第８図は本発明によるロータとともに使用しう
るスクリーン板を示す。

第９図は流入型として構成された装置を示す。

第９図の装置において、パルプはスクリーン外
側から内側に流れスクリーンの成形面はスクリー
ンの外側にある。

第１図、第２図において、濾過装置は加圧ハウ
ジング１、ハウジング内に設けられた円筒形スク
リーン３、軸５内に取付けられたロータ４を有す
る。ハウジングは未濾過パルプ懸濁液をハウジン
グ上部の室７に導入することを可能にする入口
６、うえ入れられる（濾過された）材料用出口
８、排出室１９および下端における排出される材
料の出口９を有する。濾過室１２は円筒形スクリ
ーンとロータとの間に形成されている。符号１５
はうけ入れ室を示す。

符号２はハウジングの着脱可能なカバーを示
し、符号１１は濾過室上端を閉鎖する板を示す。
スクリーン部材を構造１０に固定する円筒形スク
リーンの上端のフランジ１４および構造１０は、
流入室であるハウジング上部の第１室７とうけ入
れ室である第２室１５との間の隔壁を構成する。
うけ入れ室１５はハウジングの垂直壁１６の円筒
スクリーンとの間に形成され、第２室は円筒形ス
クリーンを囲んでいる。ハウジングは付加的構造
１７を有し、構造１７はフランジ１８とともに第
２室と第３室１９との間の隔壁を形成し、第３室
１９はハウジングの底部の排出室である。材料入
口６は直接第１室と連通し、うけ入れ室８は直接
第３室に連通している。

実質的に、ロータ長さの少なくとも一部に沿つ
て延びる軸方向パーまたは翼２０は、ロータ内面
に隣接した支持体上に取付けられている。板２１
はロータ下端を閉鎖している。ロータドラム２３
下端の開口２２はロータの内部空間と排出室との
間を連通している。

スクリーン板３は成形面を有する。第２図に示
す一実施例において、円筒形スクリーン板は入口
面に溝２４を有する。またロータの内側および外
側は溝２５，２６を形成されるが、ロータはスク
リーンに向いて只一つの成形面を有するに過ぎな
い。成形面は連続している必要はない。

ロータのスクリーン側溝２５は底面２７および
二つの側面２８，２９を形成されている。ロータ
の入口側溝２６は同様に底面３０および二つの側
面３１，３２によつて形成されている。

底面２７，３０は全体的に側面３２，２９に垂
直である。側面２８，３１は円筒形内外面に対し
ては全体的に傾斜している。角度αは上面３３と
傾斜面２８との間に形成され、この実施例におい
ては5°と60°の間にある。角度βは包絡面３４の
側面３１の間に形成され10°と60°との間にある。

符号H₁は底面２７とロータ外面の上面３３と
の間の距離を示し、1/16インチ（1.58mm）と２イ
ンチ（50.8mm）との間にある。符号H₂は底面３
０とロータ入口側の包絡面３４との間と距離を示
し、1/16インチ（1.58mm）と２インチ（50.8mm）
との間にある。符号B₁およびB₂はロータのそれ
ぞれ外面および内面の底面２７，３０の幅を示
し、1/8（3.17mm）および２インチ（50.8mm）の
することができる。

ロータ２３はその上端から始まるその軸線方向
長さ（第１図のＬ）の一部に沿つて延び、かつ繊
維材料がロータを通ることができる孔の入口開口
３６より大きい異物が濾過区域１２に入るのを防
止する大きさの複数の孔３５を有する。孔の入口
開口はロータ入口側溝２６の底面に設置され、排
出開口３７はロータ出口面の上面３３上または傾
斜面２８にもしくは底面上に設置される。

ロータの孔は円筒形または好ましくは断面溝付
きである。孔の排出開口は入口開口より大きいの
が好ましい。

ロータの溝ならびに孔は第２図の実施例におい
てスクリーンの溝および孔より大きいが、これは
必要ではない。ロータはまた成形されたがバーか
ら構成することもでき、バーは組み立てられたと
きその間に開口する縦方向を形成し、開口はロー
タの孔を形成する。成形バーは第２図に示すよう
にロータの開口を通つて引かれた点線によつて示
されている。

ロータ両面の傾斜側面は、第２図の実施例にお
けるロータの回転方向に対して、先端面であるか
または後端側面である。

ロータは異なつた方向に、すなわち、第２図に
示すように高効率のため時計方向に、また高容量
を達成するため反時計方向に回転する。

溝２５，２６は第２図に示すように相対的に設
置され、すなわち傾斜面が溝の下流側にくる。し
かしながら、溝２５，２６の一方または双方は垂
直面２９，３２が溝の下流側にくるように形成す
ることもできるすべての第２番目の溝はその下流
側に傾斜面を有し、他方の垂直面であるように溝
を形成することもできる。群をなす溝は溝のある
群がその下流側に傾斜面を有し、つぎの溝の群は
垂直面とすることもできる。

第１図、第２図の流出作用において、パルプ懸
濁物は入口６を通つて装置上端の第１室７に供給
され、ロータ４に流入する。繊維材料はロータの
孔を通つて濾過部材に流れ、孔より大きい粒子は
ロータの孔を通過できない。ロータの大きい断面
積は重い異物がロータ下端の開口２２を通つて排
出することを可能にし、またパルプ懸濁物がロー
タ内面を通つてほとんど半径方向に流れることを
可能にする。ロータの回転溝面と軸線方向の流れ
阻止部材２０によつてほとんど回転を阻止された
パルプ懸濁物との相互作用により、強さの強いパ
ルスおよび乱流を発生し、それらは繊維のマツト
が溝２６の開口に形成されることを防止してい
る。溝面に対する流れ阻止部材の位置および傾斜
を調節することにより、パルスおよび乱流の強さ
を変化することができる。もし望むならば、希釈
水を流れ阻止部材を通してロータ下部の溝面に向
けて流すこともできる。

濾過室に入る材料はロータによる円周運動うけ
またスクリーン面上の溝にほぼ垂直方向に流れる
とき強いパルスおよび乱流を生ずる。溝の方向と
スクリーン板円筒の軸線との角度は0°から45°で
ある。うけ入れられる繊維はスクリーンの孔を通
つてスクリーンを囲む室１５に流れ、うけ入れい
る材料として出口８を通つて除去される。ロータ
の孔またはスクリーンを通らなかつた材料は、ハ
ウジング下端の室１９に集められ、排出物として
出口９を通つて排出される。

ロータとスクリーンとの間の濾過室１２は狭い
ものは約１mmであり広いものは約50mmである。

スクリーン室は狭いとき１mmないし３mmであ
り、ローター溝面と互いに向き合うスクリーンと
の有効液圧作用が達成され、濾過に有利な状態が
得られる。そこでまたスクリーンが６％までの高
コンシステンシー材料を有効に処理することを可
能になる。

第３図、第４図の実施例において、スクリーン
の溝は底面４０を有し、底面４０はスクリーン面
の包絡面４２、溝の底に立つて見たときの上流側
面４４および下流側面４５とほぼ平行である。第
３図において、スクリーン面の包絡面と上流側面
４４との間の角度α、すなわちこの側面に近いス
クリーン面の包絡面に接する平面とこの側面との
間の角度はほぼ90°であり、スクリーン面の包絡
面と下流側面４５との間の角度βは5°ないし60°
である。第４図において、角度αは5°ないし60°
であり、角度βは90°である。スクリーン板の孔
は溝の底面４０に設けられている。

第５図に示す実施例において、溝５２はＵ型
で、両側面４４，４５はスクリーン面の包絡面に
ほぼ垂直である。

第６図の実施例において、スクリーン面は波状
で、溝の両側４４，４５はスクリーン面の包絡面
に対して傾斜している。

スクリーンに面しないロータ面は溝付きとする
必要はなくロータ全面を溝付きとすることは必要
でない。

ロータの入口側もまた、たとえば第３図〜第８
図に示すような、成形面とすることができる。

例 １ この例は、外径20インチ（50cm）、厚さ3/8イン
チ（9.5cm）の円筒形ロータを有する代表的濾過
装置を示す。

ロータの溝の深さ（H₁およびH₂）
1/8in（3.17mm） 底面の幅（B₁およびB₂） （3/16in（4.76mm） 角度（αおよびβ） 50° 軸方向溝３６の幅 1/16in（1.58mm） 溝の円周方向間隔、すなわち連続溝２６間の距離
0.5in（12.7mm） スクリーン室の幅（Ｗ） 3/16in（47.6mm） 第７図の実施例において、スクリーンにおけ
る、溝は、底面および上面二つの側面を有し、一
側面はスクリーンの包絡面に垂直であり、他の側
面は包絡面に対して凸または凹に湾曲している。

第８図において、溝の側面は逆Ｖ型である。

第１図、第２図は流出型を意図しているが、第
９図による装置は容易に流入型に適用可能であ
り、それによれば、パルプはロータ外面に供給さ
れ、孔を通つて内方に流れ、スクリーン室に流入
する。その後うけ入れ部分はスクリーンの細かい
孔をうけ入れ室に入り、スクリーン室の残つた排
出部分は排出室に向かつて移動する。この作用は
大きいごみ型粒子を除去するときとくに有利であ
る。

本発明による装置の他の利点は、それが通常の
スクリーンハウジングに改装され、使用でき大き
い経費節約を得られることである。