JPS5930835B2 - 紙原料水のスクリ−ニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 製紙機械は製紙原料水をスクリーニングするために永年
広く用いられてきたが、このスクリーニング装置は閉鎖
されたハウジング内に対向したスクリーニング室とスク
リーン通過物受入室を画成する円筒状の多孔スクリーン
部材、前記いずれか一方の室内にあってスクリーンの多
孔面を開口状態に保ちスクリーン面に絡み付きやすい固
形物を排除するようにはたらくロータ部材をそなえてい
る。

通常、原料水はスクリーン部材の端部に隣接するスクリ
ーニング室に送入され、またスクリーン部材で排除され
た物質はスクリーン部材の反対端部に捕集されたうえこ
こから排出される。

本願出願人は米国特許第２３４７７１６号に端を発する
新技術を盛込んだ多数のスクリーンを製作販売してきた
が、最近同第２８３５１７３号にもとづくスクリーンで
ロータの構成として棒または翼部材を翼区間で密接配置
しこれらがスクリーン部材の表面と接触しないようにし
たものを具体化している。

同様なスクリーン装置は本出願人と競合するかたちで例
えば米国特許第２９７５８９９号、第３６１７００８号
、第３５８１９８３号にもとづいて市販されてきた。

従来の上述したごときスクリーン装置は、スクリーン部
材の寸法、間隔、多孔面の形状、翼部材の形状、ロータ
の形状その他きわめて多様である。

近年のスクリーン装置において、ロータ部材は表面に多
数の衝撃子またはその他の偏向部分をそなえたドラム状
の部材になっている。

その代表例は米国特許第３３６３７５９号および同第 ３７２６４０１号に示されている。

本発明によれば、前出のよ□うな縦型の市販スクリーン
装置におけると同様に原料流の一次流れ方向は下向きで
あり、原料水はこの場合スクリーン室に上方から流入す
るか、場合によってはスクリーニングの方向がスクリー
ン室の外側から内側に向かっている場合スクリーニング
室の中央になり、このためスクリーニングされる原料水
の連行したすべての比重の大きなスクリーン非通過物は
重力によってスクリーン下部のスクリーン非通過物排出
室に移動させられここから排出される。

従って、スクリーニング室からスクリーン非通過物が移
行するとき多孔スクリーンを損傷することが頻繁に起き
、このことは特にスクリーニング室が多孔スクリーン部
材の内側にあるスクリーン装置であって遠心力がスクリ
ーニング表面に沿って高比重物質を移動させる型式のも
のでは著しくなる。

近時、故紙原料中のスクリーン非通過物の内容は例えば
プラスチック片持にプラスチックフオームの破片のよう
に紙繊維よりも比重が軽いものが増大してきている。

スクリーニング室内の原料水にロータにより加えられる
循環運動は遠心力を発生して軽い物質を玄クリーニング
室とスクリーン非通過物受入室の中央に向かって混合さ
せる。

しかし、これらの濃縮された軽いスクリーン非通過物を
排出するためには、装置内でこれらの物質を上昇しやす
くしてしまう重力の作用にうち克ってこれらの物質をス
クリーン非通過物排出口から出ていかないようにしなけ
ればならない。

本発明の主たる目的は、スクリーニングされる原料水の
流入流れがスクリーニング室の真下に配置された原料流
入室から装置内に入り、かつ、スクリーンを通過する繊
維とほぼ同程度の比重をもった物質を含む比重の小さい
スクリーン非通過物を上記スクリーニング室の上方のス
クリーン非通過物受入室に捕集しここから前述の軽いス
クリーン非通過物を効果的に除去するために装置の上部
壁部材のほぼ中央に設けられたポートを経て排出するよ
うにした圧力スクリーンを提供することである。

原料流入ポートおよびスクリーン非通過物排出ポートの
上述のごとき配置は、流入原料水の連行する空気をスク
リーン非通過物受入室に上昇させて上記排出ポートから
逃がすので、スクリーニング室にはエアポケットが存在
しないで原料水が充満した状態に維持することができる
。

さらに、原料流入室およびスクリーニング室はこの室に
原料が流入するときに通る流入通路よりも大きな外径を
もった原料流入室の内部に環状の空間を作り出すように
構成されており、また原料流入室内には十分大きな遠心
力が作り出されてくず金属のような比重の大きなスクリ
ーン非通過物質が上記の環状空間内に捕集されてもスク
リーン部材と接触しないようにされている。

かくして排斥された比重の大きな物質は上記の環状空間
から時折排出させて、紙繊維とほぼ同程度かそれよりも
小さい比重の物質だけをスクリーニング室に到達できる
ようにする。

本発明によるスクリーニング装置の好適例では、比重の
小さな物質をスクリーン非通過物受入室の中央部に集中
させるとともに紙繊維に似た比重をもつがスクリーン部
材面の多孔を通らない程度の粒子をスクリーン非通過物
受入室に向かって運動させる特殊な構成のロータを組込
んでいる。

上記のロータはスクリーン部材の内面に近接して走過す
るとともに、ロータ軸線に対して傾斜していてスクリー
ン部材との間の空隙内の粒子に上昇方向の流れ成分を与
える複数の翼部材を含む。

このロータもまたこれらの翼部材を支持しかつプロペラ
としてはたらいてスクリーン室を通過する原料水の循環
旋回流を加速するための水かき状の複数のアーム部材を
そなえている。

添付図に従って以下本発明の実施例について詳述する。

本発明によるスクリーニング装置は基部１２上の直立部
１１に装着された円筒状の水平部分からなる主体・・ウ
ジング１０を含む。

円筒状の多孔スクリーン部材１３はノ・ウジング内部の
中央部分をスクリーニング室１５と半径方向に向いた排
出ポート１７を有する環状のスクリーン通過物受入室１
６とに分割する。

スクリーン部材１３には通常の寸法、形状、孔間隔をも
った例えば直径０．１５４センチメートル（０，０６２
インチ）の円孔な多数段げ開孔率が全面積の１０−１５
％となるような孔間隔をもった多孔部をそなえている。

またこれらの多孔は米国特許第３８４９３０２号におけ
るごとくスロット状であってもよい。

スクリーニング１３の下方には原料流入室２０があり、
これには接線方向の原料流入ポート２１からスクリーニ
ングすべき原料水が供給される。

このスクリーン部材１３は内径がノ・ウジング１０より
も小さく流通路が流入室２０からスクリーニング室１５
に原料水を流入させるようにされた下方リム部材２２を
有している。

このリム部材２２はハウジングの中心に環状スペーサ２
３によって位置決めされていて、ここに原料流入室２０
の外側をめぐって延在し内径がリム２２に等しい環状の
空間２５が画成される。

流入ポート２１かも原料水が接線方向に流入すると遠心
力が発生して金属片などの比重の大きい物質をリム２２
とスペーサ２３で形成された空間２５に移行させスクリ
ーニング室１５に流入させない。

排出ポート２６は流入ポート２１と反対の方向に接線方
向に保間配設されていて必要に応じて弁２７で周期的ま
たは間欠的に開放してたやすくスクリーン非通過物を排
出させるための捕集管になっている。

ハウジング１０の最上部はスクリーン部材１３を通過で
きなかった固形物を貯留するためのスクリーン非通過物
受入室３０をとり囲んでいる。

取外し自在のカバープレート３１はスクリーン非通過物
受入室３０の頂壁部を形成し、またこれには直径６０セ
ンチメートル（２４インチ）のハウジング１０に対して
比較的大径で１０〜２０センチメートル（４〜８インチ
）の中央部排出ポート３３が設けられている。

ポート３３からの排出パイプ３４には間欠的に動作可能
な制御弁３５が設けられている、さらに、室３０には後
述するように水で希釈するために一個以上の流入ポート
３６が設けられている。

スクリーニング室１６の内部には４０で示すロータ組立
体が組込まれ、このロータはベル形封止部兼支持ブラケ
ット４３上に取付けられ下端にシーブ４４と駆動装置４
５で示す駆動部をそなえた駆動軸４２上端にボス４１を
固着している。

ロータ組立体４０はほぼ同様のらせん状の４個の翼また
は棒部材５０を含む。

各翼部材５０は、チャンネル形をなし軸線方向の長さが
スクリーンシリンダの軸方向長さが３０センチメートル
（１２インチ）のときスクリーン内で１２．７センチメ
ードル（５インチ）程度のアーム５１によってロータの
ボス４１に取付けられている。

さらに、アーム５１はその中央部分が回転方向前方上向
きに傾斜していてアームの前縁面５２がプロペラの羽根
を形成し、スクリーニング室１５内の原料水の旋回運動
を促進するとともにこの旋回中の原料水に軸線方向の上
昇運動を与えるように構成されている。

上記以外の例えば棒部材を羽根または翼支持アームとし
て用いることもできる。

スクリーニングすべき原料水は１８０〜２７０ｒｒＬ／
分（６００〜９００フイ一ト／分）の流速で流入ポート
２１から原料流入室２６に供給され流入室２６内で遠心
力を発生して比重の大きい汚染物を室２００周壁に向け
て直接に向かって走過させ、この結果環状の空間２５内
で濃縮され排出ポート２６に高速で排出される。

それ故これらの比重の大きい物質はスクリーン部材１３
のリム部材２２で画成された流通路からスクリーニング
室に流入し得ることになる。

ロータ組立体４０はスクリーン非通過物に一連の作用を
及ぼす。

これはスクリーニング室１５およびスクリーン非通過物
受入室３０の双方の内部における遠心力を強化して軽質
のスクリーン非通過物を受入室３０の中央部に集中して
上昇させるが、このような効果は羽根支持アーム５１が
図示のごとく構成されてプロペラ作用を営むことによっ
てさらに増強される。

同時に羽根５０は通常のとおり原料水に渦流を起こさせ
て固形分をスクリーン部材１３表面を反覆して走過する
ように作用するとともに、スクリーン部材１３の多孔面
を通じて圧力パルスが発生してスクリーン面を通過でき
ない粒子が引き剥がされるようにされている。

羽根５０の傾斜は上記のような引き剥がされた粒子を上
昇運動させるが、このような運動はスクリーン部材１３
の内面に沿って延びた一本以上のらせん状のリブ５５に
よ″つて増強される。

概して言えば、各羽根５０とリブ５５が第１図に示すよ
うにたがいにほぼ直角に交差させると好結果が得られる
。

本発明は金属等の硬質の粒子がスクリーニング室に到達
し得ないように最大の効果を発揮するので、羽根５０の
設計およびリブ部材５５との間隔の調整を適切にして、
繊繊束なと原料水中の物質に対する破砕と離解作用を最
大限に拡大することができることに注目する必要がある
。

上述の動作諸条件の下では、スクリーン非通過物はその
受入室３０に向かって上昇し、ロータ組立体によって原
料水に旋回流が室３０に加えられ続けるので軽いスクリ
ーン非通過物は室の中央部に集中し、また残りは比重の
大きな大形のスクリーン非通過粒子からなることになる
。

スクリーン非通過物排出ポート３３からの排出流はスク
リーンの所望とする動作条件に従って調節され、スクリ
ーン非通過物を連続的または間欠的に抜取ることができ
る。

室３０からスクリーン非通過物を連続的に効果的に抜取
るにはまたポート３６から希釈水を導入することによっ
ても促進される。

第４図は、スクリーンに供給する原料水のコンシスチン
シーが比較的高い例えば固形分２％以上のときに特に有
用なスクリーン非通過物受入室をそなえたスクリーニン
グ装置の異性例を示す。

受入室６０は上端部に排出ポート６３を有するドーム状
カバープレート６１をそなえている。

さらに、排出バイブロ４はカバープレート６１から上向
きに直立しカバープレートに近い垂直部分に制御弁６５
が設けられている。

第４図の構成は、２つの利点をもたらす。

先ず第１に、カバープレートをドーム状にしたのでろう
斗の作用をして加圧状態の操業中に室６０に到達するす
べてのスクリーン非通過物がその排出ポート６３に向か
って上昇し続けるようになる。

この結果はカバープレート６１を図示のごとく切頭円錐
状にするかベル状にすると確実になる。

さらに、ポート６３とバイブロ５の寸法が比較的小さい
とスクリーン非通過物の排出に際してその流速が大きく
なり大径のポートやパイプのときに生じやすい詰りのお
それが最小化される。

必要に応じて、スクリーン非通過物受入室６０にも６６
で示すような希釈水用の１以上の流入ポートを設けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスクリーニング装置を示す第３図
の線１−１に沿って切取って見た縦断面図、第２図は第
１図の線２−２に沿って見た破断図、第３図は第１図の
線３−３に沿って見た破断図、第４図は本発明装置の頂
部の変更例を示す第１図と同様の部分縦断面図である。 １０・・・・・・ハウジング、１３・・・・・・スクリ
ーン部材、２０・・・・・・原料流入室、２０・・・・
・・原料流入ポート、１５・・・・・・スクリーニング
室、１６・・・・・・環状のスクリーン通過物受入室、
３０・・・・・・スクリーン非通過物受入室、４０・・
・・・・ロータ、４５・・・・・・駆動装置、３３・・
・・・・排出ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の構成要素からなることを特徴とする紙原料水
   のスクリーニング装置： （ａ） はぼ円筒状の縦形ノ・ウジング、（ｂ）
   該ハウジングの下方端にあって原料流入室を画成しかつ
   該原料流入室への原料水流人ポートを含む部材、 （ｃ）前記原料流入室の上方の前記ハウジングの中間部
   分に支持された円筒状の多孔スクリーン部材を含むとと
   もに前記中間部分を前記スクリーン部材の内側のスクリ
   ーニング室と外側の環状のスクリーン通過物受入室とに
   分離するスクリーン装置、 （ｄ） 前記原料流入室と協働して該原料流入部から
   流入する比重の大きい物質を受入れて保持する部材、 （ｅ） 前記の保持された比重の大きい物質を前記原
   料流入室から排出させるためのスクリーン非通過物排出
   部材、 （ｆ） 前記スクリーニング室の上方にスクリーン非
   通過物受入室を画成する部材、 （ｇ） 前記スクリーニング室内で回転して前記スク
   リーニング室内およびスクリーン非通過物受入室内の原
   料水を循環運動せしめるとともに前記スクリーン非通過
   物受入室の中央部の紙繊維よりも比重の小さい物質を濃
   縮するために装着されているロータ部材、 （旬 該ロータ部材の駆動装置、 （ｉ） 前記スクリーン非通過物受入室の上部壁部材
   、（ｊ） 該上部壁部材のほぼ中央に設置され前記ス
   クリーン非通過物受入室からのスクリーン非通過物を排
   出するための排出ポートを画成する部材。 ２、特許請求の範囲１記載のスクリーニング装置におい
   て、前記（ｄ）の保持部材が、前記原料流入室から前記
   スクリーニング室への原料流入通路を画成し内径を前記
   原料流入室よりも小さくなして前記原料流入室の周辺の
   環状の空間を形成する部材、および前記原料流入室内の
   原料水に遠心力を加えて前記原料流入ポートから流入す
   る比重の大きい物質を前記環状の空間内で濃縮せしめる
   部材を含む装置。 ３ 特許請求の範囲２記載のスクリーニング装置におい
   て、前記厚料流入ポートは前記原料流入室の接線方向に
   配設されて前記原料流入室内の原料水の内部に遠心力を
   発生せしめて比重の大きい物質を前記環状の空間に移動
   せしめること、さらに前記スクリーン非通過物排出部材
   は前記原料流入ポートと反対の向きに接線方向に配置さ
   れ前記比重の大きい物質を取出し排出するためのポート
   を含むこと。 ４ 特許請求の範囲１記載のスクリーニング装置におい
   て、前記ロータ部材は前記スクリーン部材を通過するに
   は大き過ぎる粒子を前記スクリーン非通過物受入室に向
   かって上昇移動せしめるために配設された複数の回転翼
   部材を含むこと。 ５ 特許請求の範囲１記載のスクリーニング装置におい
   て、前記ロータ部材はボス部材、前記スクリーン部材の
   内面に密接して内向きに保間配置された複数の回転翼部
   材、および前記ボス部材面の前記各翼部材を支持する事
   実上無孔のアーム部材を含み、該アーム部材は各々前縁
   面が刃としてはたらくとともに前記スクリーニング室内
   の原料水に連続的に循環運動を与えること。 ６ 特許請求の範囲５記載のスクリーニング装置におい
   て、前記アームおよび翼部材は前記ロータ部材の軸線に
   対して傾斜せしめられており、前記スクリーニング室内
   の循環している原料水に軸線方向の運動成分を導入して
   比重の小さい物質およびスクリーン部材を通過しなかっ
   た大き過ぎるスクリーン非通過物に対して運動を促進せ
   しめること。 ７ 特許請求の範囲１記載のスクリーニング装置におい
   て、前記スクリーン非通過物受入室に液体を導入して該
   室内に蓄積したスクリーン非通過物を希釈しこれによっ
   て前記排出ポートからの排出を助けるための流入ポート
   を画成する部材をさらに含んでなる装置。 ８ 特許請求の範囲１記載のスクリーニング装置におい
   て、前記上部壁部材は前記スクリーン非通過物受入室の
   内容物を前記スクリーン非通過物排出ポートに通流せし
   めるためのドーム形の頂壁をそなえてなること。