JPH04506843A - 繊維懸濁液の分離方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 繊細懸濁液の分離方法とその装置 本発明は、望ましくない比較的小さな粒子を含む繊細懸濁液を、ろ適用材の壁を 持つ中空のろ過器本体とろ過器本体が収容されている容器からなるろ過装置によ り分離するための方法に関する１本発明はまた、繊維懸濁液を分離する装置にも 関係する。

この種の公知のろ過装置においては、分離すべき繊維懸濁液はろ過器本体が少な くとも部分的に懸濁液中に浸されているような容器に供給される。容器内の繊維 懸濁液の静水圧が働いて懸濁液中の細片をその液中に浸されたろ過器本体のろ適 用材の壁の部分を強制的に通過させ、その結果繊維はろ適用材の上に堆積し、繊 維の層を形成する。形成された繊維層はそれ自身ろ過媒体を構成し、これはろ過 器本体のろ適用材よりも事実上よりち密であり、容器内の繊維懸濁液から水を通 過させるだけである。

繊維懸濁液を濃縮するためのろ過装置は米国特許第４．１３８，３３８号で知ら れているが、これは濃縮すべき繊維懸濁液の注入用タンクを備えた円盤形ろ過器 について開示している。注入用タンクから繊維懸濁液が容器内に直接的に流れ込 む、その容器内には円盤形ろ過器が繊維懸濁液中に浸されている０円盤形ろ過器 の脱水能力を増すために、多数の噴射部材が液体、たとえばある分量の濃縮すべ き繊細懸濁液を容器内の懸濁液中に浸されているろ適用材の円盤状の壁の上に吹 きかけるために配置され、その結果壁土にち密な繊維層の形成が防止される。

上述した公知のろ過装置は、望ましくない比較的小さな粒子を繊維懸濁液から分 離するには不適当である。

その理由は、そのような小さい粒子の大部分はろ適用材の上にできたち密な繊維 層または分離過程での濃縮された繊維懸濁液によって捕捉されるからである。し たがって、実際には公知のろ過器は通常繊維懸濁液の濃縮、すなわち単なる懸濁 液の脱水にのみ使用される。

それで通常は、望ましくない比較的小さい粒子は先ず他種の分離装置、たとえば 浮選装置により繊維懸濁液から分離される。そして、このようにして洗浄された 繊維懸濁液は、たとえば上述した種類の公知のろ過装置により脱水できる。

廃紙パルプから製紙する場合、上記の望ましくない比較的小さい粒子は、大体は 印刷用インキから成立っているが、これらの粒子は、つくられた紙が灰色味を帯 びるのを避けるために廃紙パルプから分離される。

今までのところ、そのような廃紙パルプからの製紙の有利さは不十分である。し かし、関係官庁は１紙の浪費の減少と原木材の節約を目的とした廃紙パルプから の製紙の要求を、製紙業者に対して強化する傾向にある。

本発明の目的は繊維懸濁液、望ましくは廃紙パルプからつくられた懸濁液の洗浄 と脱水のための費用を減らすような新しい分離方法を提供することである。さら に本発明の目的はこの新しい分離方法を達成するための新しい装置を提供するこ とである。

これらの目的は始めに述べたたぐいの方法、すなわち前記の望ましくない粒子の 大部分を含んだ懸濁液の細小部分を、前記のろ適用材の壁を通して、中空のろ過 器本体の中に強制的に入り込ませるために、分離すべき繊維懸濁液全体を少なく とも１個の液体噴流の形にして、前記ろ適用材の壁の上に吹きかけること、また それにより、主として容器内の繊維を含んだ繊維懸濁液の粗大部分をろ過器本体 の外側に残すこと、液体噴流とろ適用材との間の相対的な変位手段を備えている こと、および前記の脱水された粗大部分を容器から排出することを特徴とする方 法により達成される。

得られた利点は、１つのそして同一のろ過装置内で繊維懸濁液が望ましくない小 さな粒子から分離され、脱水されるということであり、これは、望ましくない小 さな粒子の分離用と繊維懸濁液の脱水用とに２台の別個の装置を用いる通常の方 法と比較して、経費の可成りの節約を意味している８分離すべき繊維懸濁液を前 記ろ適用材の壁に向けて吹きかけることにより、吹きかけられた比較的大きな特 有の表面をもつ細長い繊維は、これらと周囲の媒質（空気または液体）との間の 摩擦による抗力のため急速に減速されるのに対して。

比較的小さな特有の表面をもつ望ましくない比較的小さな粒子は事実上その速度 を維持し、それにより前記ろ適用材の壁を貫通する。前記繊維の急速な減速は、 これらの繊維がろ適用材の中に押し入らず、またろ適用材のふるい分けのための 通路を詰まらせないという有利さがある。

本発明はまた、ろ適用材の壁を備えた中空のろ過器本体、ろ過器本体を収納する 容器、分離すべき繊維懸濁液を供給するための手段、繊維懸濁液をろ過器本体の ろ適用材の壁に吹きかけるための噴射手段、ならびにこの噴射手段とろ適用材の 壁との間の相対的な変位を与える手段からなる、望ましくない比較的小さな粒子 を含む繊維懸濁液を分離するための装置にも関係するものである。新しい分離装 置は本来、前記供給用手段は分離すべき繊維懸濁液を前記噴射手段だけで供給す るように配置されていること、前記噴射手段は、大部分の前記の望ましくない比 較的小さい粒子を含む繊維懸濁液の細小部分を前記ろ適用材料の壁を通して中空 のろ過器本体内に強制的に入り込ませ、主として容器内の繊維を含む繊維懸濁液 の粗大部分をろ過器本体の外側に残すため、ろ過器本体の壁に繊維懸濁液を吹き かけるのに適合しており、前記繊維懸濁液の粗大部分は運転中、前記ろ適用材の 壁を通して脱水され、また、前記の脱水された粗大部分を容器から排出するため の手段が備えられていることを特徴としている。

前記変位手段は、ろ過器本体ろ適用材の壁を前記の粗大片のたまりの表面を通し て交互に上下に変位させるのに適しており、前記噴射手段は繊維懸濁液を前記粗 大部分のたまりの上方にあるろ適用材の壁の部分に吹きかけるように配置されて いることが望ましい、このことにより、繊維懸濁液は空気という媒質を通して小 さな摩擦抗力のもとで吹きかけられ、それにより、繊維懸濁液を前記の粗大部分 のたまりを通して吹きかけるのと比較して、繊維懸濁液の液体分の比較的大きな 部分がろ適用材を通して直接通過することができる。

前記噴射手段は、繊細懸濁液を前記の粗大部分のたまりの中にあるろ適用材の壁 の部分に吹きかけるために配置されているのが有利である。これにより、生成さ れた比較的ち密な繊維層は噴射手段からの液体噴流により、動作中に連続的にろ 適用材から取り除かれ。

このことは、ろ適用材は動作中は少なくとも部分的にはち密な繊維層が無いから 、容器内の繊維懸濁液の粗大部分はろ適用材を通してより有効に脱水されるとい う利点がある。

前記噴射手段は、装置運転中、粗大部分のたまりの中を下方に動き、したがって 、比較的薄い繊維層でおおわれているだけのろ適用材の壁の部分に繊維懸濁液を 吹きかけるために、適切に配置される。前記噴射手段は、前記粗大部分のたまり の表面付近にあるろ適用材料の壁の前記下方に動く部分のある区域に、繊維懸濁 液を吹きかけるのに有利に配置される。前記区域では、生成された繊維層は非常 に薄く、吹きかけられた繊維懸濁液により容易に溶かされる。

前記変位手段は、ろ適用材の壁に前記粗大部分のたまりを通しての上下の回転変 位を与えるために、水平軸の周りにろ過器本体を回転させるように配置すること が望ましい、これにより、ろ適用材は前記の粗大片のたまりの上方のろ過器本体 の位置で容易に連続的に洗浄される。

ろ過器本体は、たとえばろ適用材の周壁を有する水平回転ドラムで構成されるか 、または相互に間隔を置いた２つのろ適用材の側壁を有する少なくとも１つの垂 直環状の回転円盤でもよい。

本発明は、以下において添付図を参照してさらに詳細に説明される。

すなわち５図１は本発明による装置の一実施例であるドラム形ろ過器を図式的に 示す。

図２は図１のｎ−ｔｔ線に沿う断面を示す。

図３は図２に示された実施例の変形を示す。

図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を示す。

図５は本発明による装置の別の実施例の円盤形ろ過器を図式的に示す。

図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面の一部を示す。

図７は図５の■−■線に沿う一断面を示し、図８は噴射ノズルの一変形を示して いる。

図１に示されたドラム形ろ過器は、ろ適用材の円形の周壁２をもつ水平ドラムｌ の形式の中空のろ過器本体からなる。ドラム１は容器３内で回転可能に軸受けさ れている。運転中、ドラム１は容器３内の生成された繊維懸濁液の粗大部分のた まりの中に一部浸されている３駆動用モーター４はドラム１をその中心軸の周り に回転させるため、歯車５を介してドラム１とかみ合っている（ドラムｌの回転 方向は図１に矢印で示されている）。

分離すべき繊維懸濁液は、容器３の中の前記粗大部分のたまりの上方、周壁２の 沈下する側にある噴射部材６、および前記粗大部分のたまりの中に配置された２ 個の噴射部材７と８を用いてドラムろ過器に供給される。噴射部材６ないし８は 繊維懸濁液を分離するためにドラム１の周壁２に沿い軸方向に延びた供給用バイ ブ９ないし１１をそれぞれ含んでいる（図２）、各供給用バイブ９ないし１１は 周壁２に対向した多数の噴射ノズル１２（ここでは８個）を備えている。別の方 法としては、各供給用バイブ９ないし１１は、引き延ばされた１個の出口をもっ ただ２個の噴射ノズル１３を備えることもありうる（図３および４）、噴射部材 ７は、粗大部分の表面から少し離れた所で周壁２の沈下する側の一区域１４に、 繊維懸濁液を吹きかけるのに適している。

噴射部材６の上方には生成された繊維層を周壁２から除去するための装置１５が 設けられている。除去装置１５は除去された繊維層をコンベヤースクリュー１７ を備えた槽１６に移すものである。

ドラム１の内部はろ過室１８になっているが、該ろ過室は生成された細小部分を ドラム形ろ過器から排出するための図示されていない装置に接続されている。

除去装置１５と噴射部材６との中間に９周壁２のろ適用材を洗浄液、たとえば水 で洗浄するための噴射部材１９が１個設けられている。

図１によるドラム形ろ過器は次のように操作される分離すべきすべての繊維懸濁 液、たとえば廃紙バルブから生産され、約０．５％の繊維と事実上印刷インキか ら成る望ましくない小さい粒子と水とを含む繊維懸濁液は、駆動用モーター４に よるドラム１の回転中、噴射部材６ないし８を用いてろ適用材の周壁２の上に液 体噴流の形で吹きかけられ、該懸濁液は１周壁２をろ過室８の中へ通過し、また 事実上、望ましくない小片と水とを含む懸濁液細小部分と、容器３内に受け取ら れ、事実上繊維と水を含む懸濁液粗大部分とに分離される。容器３内に生成され た粗大部分のたまりの中の静水圧により、水は前記たまりからろ適用材の周壁２ を通過してろ過室１８に押し込まれ、それにより繊維は周壁上に堆積し、繊維バ ルブの層をつくる。この層は、周壁２が粗大部分のたまりの中へ降りて行くとき 、該壁土に急速に生成され、また周壁２が前記たまりの中を変位する間に次第に 厚みを増す、しかし、区域１４に沿う周壁２の上の繊維バルブの層は未ださほど 厚くなく、噴射部材７からの懸濁液噴射により容易に除去できる０周壁２が噴射 部材７からの懸濁液噴射位置を通過したとき、再び繊維バルブの層が周壁２の上 に生成されるが、この層は、次は噴射部材８からの懸濁液噴射により容易に除去 される。このようにして、粗大部分のたまりの中の屑！！２の沈下する側は、事 実上繊維パルプの厚くち密な層は無く、粗大部分のたまりは周壁２の沈下する側 で周壁２を通して有効に脱水されることになる。

周壁２の上昇する側には繊維バルブの厚い層が生成され、これは周壁にしたがっ て粗大部分のたまりから除去装置１５に送られる。この装置は繊維バルブを周壁 ２から除去し、そのバルブを槽１６に運び、その後コンベヤースクリュー１７が ドラム形ろ過器から繊維バルブを排出する０周壁２の除去装置１５により繊維バ ルブが除かれたばかりの部分は、噴射部材Ｉにより洗浄され、その後は上述の動 作が繰り返される。

図１によるドラム形ろ過器は得られた繊維バルブが約８ないし１２％の濃度を持 つように操作できる。しかし、約３ないし４％のより低濃度の繊維バルブが許容 されるなら、除去装置１５は周壁２の上昇する側での繊維懸濁液の粗大部分用の 容器３内のオーバーフローで置き換えることもできる。この場合、分離すべき繊 維懸濁液のための噴射部材を、さらに粗大部分のたまりの上でドラム２に沿フて 追加配置することもでき、これはドラム形ろ過器の容量を増加するであろう。

図５に示す円盤形ろ過器は５ろ適用材の壁２１をもつ多数の垂直環状の中空円盤 ２０からなる。これらの円盤２０は中空のシャフト２２を介して容器２３の中で 相互に同軸で回転可能に軸受されている。装置の操作中、これらの円盤は容器２ ３内部の生成された粗大部分のたまりの中に一部浸されている。駆動用モーター ２４は円盤２２をシャフト２２の周りに回転させるために、歯車２５を介してシ ャフト２２にかみ合っている（円盤２２の回転方向は図５に矢印で示されている ）分離すべき繊維懸濁液は、容器２３内部の前記粗大部分のたまりの上、円盤２ ２の沈下する側に置かれた１個の噴射部材２６と、前記粗大部分のたまりの中に 置かれた２個の噴射部材２７と２８とによって円盤形ろ過器に供給される。繊維 懸濁液を分離するために、噴射部材２６ないし２８は円盤２に沿って軸方向に延 びる供給用パイプ２９ないし３１をそれぞれ含んでいる。各供給用パイプ２９な いし３１は円盤２０の側壁２１に沿って放射状に延びる多数の分配用パイプ３２ に接続されている。各分配用バイブ３２は繊維懸濁液を隣接する側壁２】に吹き かけるための噴射用ノズル３３を備えている（Ｆ！１Ａ６）、２つの隣接する円 盤２０の間に延びる分配用バイブ３２のそれぞれは、ある一つの円盤の側壁２１ に吹きかけるための９個の噴射ノズル３３と、他の円盤２０の隣接する側壁２１ に吹きかけるための９個の噴射ノズル３３を持っている（図７）。

円盤２０の内部は、生成された細小部分を円盤形ろ過器から排出するための図示 されていない装置に接続されたろ過室３４を形成しているシャフト２２の内部に 連通している。

円盤２０の内部に接続された滴下用脚を用いて１円盤形ろ過器は得られた繊維バ ルブが約８ないし１２％の繊維濃度を持つように操作でき、それにより濃縮され た繊維バルブは、ろ過技術で周知の図示されていない除去装置により、前記粗大 部分のたまりの上方１円盤の側壁から除去できる。この場合各日盤２０はたとえ ば１２個の部屋３５に分割されており、これらの部屋は円盤の回転中、軸方向の パイプ３６を経由して各滴下用脚に次々と接続される。別の方法として、円盤形 ろ過器は滴下用脚なしで操作できるが、その場合得られる繊維バルブの濃度は約 ３ないし４％にすぎない。

この場合、繊維バルブは排出口を通って容器２３から直接除去できる。

円盤形ろ過器の操作はドラム形ろ過器のそれと類似しており、したがってドラム 形ろ過器についての前の記述から明らかである。

比較的小さい断面積の通路を持つ噴射ノズルＪ２゜３３を使用しなければならな い場合、噴射ノズル１２．３３が繊維バルブで詰まる危険が、たとえば操作中に 噴射ノズルＬ２，３３の通路内の突然の圧力降下の際に起り得る。この場合、各 噴射ノズル１２．１３は開口部に向って断面積が増加するように有利に作ること ができ（図８）、それにより繊維バルブの詰まりまたはふさがりは、操作圧力が 圧力降下の後に回復したとき、容易にノズルを通過させることができる。

要約 繊維懸濁液はろ適用材の壁（２）を持つ中空のろ過器本体（１）および容器（３ ）を持つろ過装置により分離される０分離すべき全部の繊維懸濁液が、前記の望 ましくない粒子の大部分を含む懸濁液の細小部分を前記ろ適用材の壁を通して中 空のろ過器本体に押し入れるために、少なくとも１個の液体噴流の形で前記壁（ ２）に吹きかけられ、それにより主として容器内の繊維を含む生成された繊維懸 濁液の粗大部分をろ過器本体の外側に残す、液体噴流とろ適用材との間の相対的 変位が用意されている。前記生成された粗大部分はろ適用材の壁を通して脱水さ れ、前記脱水された粗大部分は容器から排出される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［請求項１］ろ過用材の壁（２，２１）を持つ中空のろ過器本体（１，２０）お よびろ過器本体を収容する容器（３，２３）からなるろ過装置により、望ましく ない比較的小さい粒子を含む繊維懸濁液を分離するための方法において、 大部分の前記望ましくない粒子を含む懸濁液中の細小部分を前記ろ過用材の壁を 通して中空のろ過器本体（１，２０）の中に押し入れるために、分離すべき全部 の繊維懸濁液を少なくとも１つの液体噴流の形で前記ろ過用材の壁（２，２１） に吹きかけ、それにより、主として容器（３，２３）内の繊維を含む生成された 繊維懸濁液中の粗大部分をろ過器本体の外側に残し、液体噴流とろ過用材との間 の相対的変位を与え、前記繊維懸濁液中の粗大部分を、ろ過用材の壁を通して脱 水し、 前記脱水された粗大部分を容器から排出する、ことを特徴とする繊維懸濁液の分 離方法。 ［請求項２］ろ過用材の壁（２，２１）を持つ中空のろ過器本体（１，２０）お よびろ過器本体を収容する容器（３，２３）と、分離すべき繊維懸濁液を供給す るための手段と、繊維懸濁液をろ過用材の壁に吹きかけるために配置された噴射 手段（６ないし８、２６ないし２８）と、噴射手段とろ過用材の壁との間の相対 的変位を与えるための手段（４および５、２４および２５）とからなる、望まし くない比較的小さい粒子を含む繊維懸濁液を分離するための装置において、前記 供給手段は分離すべき繊維懸濁液を前記噴射手段（６ないし８、２６ないし２８ ）だけで供給するように配置されており、前記噴射手段は、大部分の前記望まし くない比較的小さい粒子を含む繊維懸濁液中の細小部分を前記ろ過用材の壁を通 過して中空のろ過器本体内に押し入れ、主として容器（３，２３）内の繊維を含 む繊維懸濁液の粗大部分のたまりをろ過器本体の外側に残すために、繊維懸濁液 をろ過器本体の壁（２，２１）の上に吹きかけるのに適しており、前記繊維懸濁 液の粗大部分は運転中に前記ろ過用材の壁を通して脱水されるものであり、 また、前記脱水された粗大部分を容器から排出するための手段（１５ないし１７ ）を備えている、ことを特徴とする繊維懸濁液の分離装置。 ［請求項３］前記変位手段（４および５、２４および２５）がろ過用材の壁（２ ，２１）を、前記粗大部分のたまりの表面を通過して交互に上下に変位させるの に適合していることを特徴とする請求項２記載の装置。 ［請求項４］前記噴射手段（６ないし８、２６ないし２８）が繊維懸濁液を、前 記粗大部分のたまりの上のろ過用材の壁（２，２１）の部分に吹きかけるために 配置されている請求項３記載の装置。 ［請求項５］前記噴射手段（６ないし８、２６ないし２８）が繊維懸濁液を、前 記粗大部分のたまりの中にあるろ過用材の壁（２，２１）の部分に吹きかけるた めに配置されている請求項３または４記載の装置。 ［請求項６］前記噴射手段（６ないし８、２６ないし２８）が繊維懸濁液を、運 転中、前記粗大部分のたまりの中を下方に動くろ過用材の壁（２，２１）の部分 に吹きかけるために配置されている請求項５記載の装置。 ［請求項７］前記噴射手段（６ないし８、２６ないし２８）が織雄懸濁液を、ろ 過用材の壁（２）の前記の下方に動く部分で前記粗大部分のたまりの表面付近に 位置する区域（１４）の上に吹きかけるために配置されている請求項６記載の装 置。 ［請求項８］前記変位手段（４および５、２４および２５）が、ろ過用材の壁（ ２，２１）を前記粗大部分のたまりの表面を通過して上下に回転変位させるため の１つの水平軸の周りに、ろ過器本体（１，２０）を回転させるために配置され ている請求項３ないし７のいずれか１項に記載の装置。 ［請求項９］中空のろ過器本体がろ過用材の周壁（２）を持つ水平ドラム（１） により構成され、該ドラムは前記水平軸と同軸であり、またその周りに回転でき る請求項８記載の装置。 ［請求項１０］噴射手段（６ないし８）は、ドラム（１）の周壁（２）に沿って 軸方向に延びる繊維懸濁液のための供給用パイプ（９ないし１１）を含み、少な くとも１個の噴射ノズル（１２）は繊維懸濁液をろ過用材の周壁に吹きかけるた めの供給用パイプに接続されている請求項９記載の装置。 ［請求項１１］中空のろ過器本体が、相互に間隔を置いたろ過用材の２個の側壁 （２１）を持つ少なくとも１個の垂直環状の円盤（２０）で構成されており、該 円盤は前記水平軸と同軸でかつその周りに回転できる請求項８記載の装置。 ［請求項１２］噴射手段（２６ないし２８）が繊維懸濁液のための１個の供給用 パイプ（２９ないし３１）と、供給用パイプに接続され前記ろ過用材の側壁（２ １）に沿って延びている分配用パイプ（３２）と、繊維懸濁液をろ過用材の隣接 した側壁に吹きかけるための各分配用パイプに接続された少なくとも１個の噴射 ノズル（３３）とからなる請求項１１記載の装置。 ［請求項１３］ろ過器本体は多数の円盤（２０）で構成され、２個の隣接する円 盤（２０）の間に延びる各分配用パイプ（３２）は前記の隣接する円盤のうちの １個の円盤の側壁（２１）を噴射するための少なくとも２個の噴射ノズル（３３ ）を備え、また他の円盤の隣接する側壁を噴射するための少なくとも１個の噴射 ノズルを備えている請求項１２記載の装置。