JPS62243891A - 繊維材料精製装置 - 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】 本発明は相対的に移動する摩砕面を備えた装置における
繊維材料の精製に関するものである０本発明は主として
粉砕された繊維材料を精製する、例えばＴＭＰ、　ＣＴ
ＭＰ、　ＣＭＰまたは多量生産パルプまたは機械的パル
プの生産用の他の方法によってチップをパルプに精製す
ることに関するものである。

本発明による方法および装置の主目的は、本発明方法お
よび装置によるエネルギ変換をきわめて高効率のものと
して、そのような精製中のエネルギ消費を減少すること
であ°る。精製装置において、パルプのｔｏｎ当りのエ
ネルギ消費は約１０００ＫＷ１１である。このエネルギ
量の中僅かな部分だけが繊維化に使用され、圧倒的に多
い部分は繊維材料中の湿気をまた多分添加された液体を
蒸気に変換するのに使用される。

摩砕溝内で生じた蒸気は、摩砕溝を支配する圧力の蒸気
が溝を通る繊維材料の自然の通過を困難にして摩砕区域
における繊維材料の滞留時間をいちじるしく減少するた
め、望ましくない。

本発明者等の１９８６年２月１１日付けのスエーデン国
特許出願第Ｂ６．０Ｑ５８２−４号には、精製装置にお
ける繊維材料の精製中、一部は摩砕面上の切削要素の数
を減少することにより摩砕周波数を減少することによっ
て、一部は摩砕面を円筒形または円錐形にすることによ
り摩砕面間の滞留時間を延長することによって、またさ
らに一部は精製中摩砕溝から生じた蒸気の大部分を除去
することにより摩砕溝内の滞留時間を延長することによ
って、エネルギ消費を減少することが開示されている。

本発明は、円筒形または好ましくは円錐形に設けられた
摩砕溝を備えた精製装置において、精製中摩砕溝から生
じた蒸気をできるだけ多く簡単かつ実際的方法で除去し
かつ蒸気を装置から排出することにより、摩砕溝におけ
る繊維材料の滞留時間を延長することを可能にする方法
および装置を提供するものである。摩砕溝における繊維
材料の短い滞留時間中に多量の蒸気を除去することに関
しては問題があるため、多量の繊維材料は蒸気に追随し
、そこで蒸気と繊維材料の多段分離が必要となるが、本
発明は上記多段分離を簡単かつ有効な手段で解決するも
のである。

繊維材料精製中のエネルギ消費の減少に貢献することが
、それ自体、本発明の方法および装置の主目的である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

装置のハウジングは主として三つの部分、すなわち一つ
の円錐形同心前方部分１、後方部分２および入口部分３
から成っている。前方部分１は、適当なパフキングまた
はシール例えば０−リング５．６を備えた摺動面４にお
いて入口部分３に連結されている。同様にハウジング前
方部分１はその最大直径部分において、パフキングまた
はシール８．９を備えた摺動面７において後方部分２に
組み合わされている。入口部分３はその左側に開口を有
し、矢印１０で示した繊維材料は装置に到達することが
できる。後方部分２はその右端高所にパイプ等に連結す
る固定フランジ１２を備えた出口１１を有し、その出口
１１を通って処理された繊維材料が矢印１３で示された
ように装置から排出する。出口１１は回転軸に対して接
線方向に適当に配置することができる０図面においては
１つの出口しか示されていないが、実際の運転ではそれ
以上の適当数の例えば反対方向に配置された二つの出口
とすることができる。

ハウジング前方部分ｌはその円錐形内面に、第２図にそ
の断面が明瞭に示された、主として軸方向に向いた適当
数の摩砕リブ２０を備えている。

摩砕リブ２０は、°′黒色で示された摩砕セグメント２
１に固定されるかまたはその一部を成している。

第１図および第２図において、摩砕セグメント２１はハ
ウジング部分ｌの内部円錐面２２内に嵌合しかつそれに
適当な方法で固定された円錐形装置として示されている
。しかしながら摩砕セグメントは下記に説明するように
組立式とすることができる。

ハウジング後方部分２は内部円錐面１４および軸３０を
包囲する円筒状部分１５を有する。さらにハウジング後
方部分２は、矢印１７で示したように、装置から排出す
る蒸気用の出口１６を有する。出口部分１６は開口１８
を通って装置の内部室に連通している。実際の装置にお
いて、軸からはり同じ距離にかつ前記軸の周りに二つ以
上の蒸気出口を一様に配置するのが適当である。軸３０
に対して、軸を包囲する円筒形部分３１を備えたロータ
、ハウジング部分１とほぼ同じ円錐角を有する円錐形マ
ントル３２、およびその内面１４にハウジング後方部分
２と同じ円錐角を有する円錐形部分３３が固定されてい
る。ロータはその前方部分に、円周方向に分布しかつね
じ３６によって軸３０に固定されたた多数の翼３５を備
えた、入口部分３４を備えている。

ロータの円錐形マントル３２はその外側に適当数の摩砕
リブ３７を備え、その摩砕リブ３７は図面に黒色で示さ
れた一つ以上の片とすることのできる摩砕セグメント３
８に固定されている。

軸３０はその右側部分に軸受および運転中軸に回転運動
を伝達する駆動装置５０を備えている。

ロータは摩砕リブ３７に隣接して端部がロータの内部室
４０に終る通孔３９を有する。この孔は、それらが回転
方向４１に対してリブの回転の陰になるように、すなわ
ちそれらが懸濁物の圧力が最低であるリブの右側に隣接
するように、ロータの摩砕リブに接近して設けるのが好
ましい、マントル３２は、結局第１図に破線で示されま
たさらに第２図に点線で示された、軸方向リブ４２を室
４０内に備えるのが好ましい、ロータは、ロータマント
ル３２と壁３３が接合するところに多数の開口を備え、
また壁３１と３３が接合するところに多数の開口４５を
備えている。壁３３の外側には多数のリブ４６が固定さ
れ、そのリブ４６は軸の区域から開口４５を通り開口４
４を通って外方にリング状溝４７まで延長し、さらにそ
こから出口１１が回転に対して接線方向に延長するのが
好ましい。

摩砕セグメント２１はハウジング内でかつ符号３８を付
したロータ上で上記のように部分に分割されそれは交換
を一層容易にする。各部分はノ１つ。

ジングの各ロータと同じ長さを有するが、例えば各円周
の僅か１／６の長さしか有しない、このような要素の例
が第３図および第４図に示されている。摩砕セグメント
部分は、１２の部分を備えた精製装置において通常行わ
れるように、ねじによってロータマントルに固定される
。他の摩砕装置に対するのと同様にそのような摩砕パタ
ーンは使用および所望の結果に従って変更することがで
きる。第３図に示すパターンは高いリブ７２によって包
囲された低い区域から成っている。矢印７３で示した回
転方向に対して開ロア４は、第１図のマントル３２の開
口３９に対応して、摩砕生蒸気の流通を可能にするため
圧力がもつとも低い軸方向リブの下流側に配置されてい
る。リブ８２および開口８４は回転方向８３に関して第
４図に対応して図示されている。

回転方向で見てリブの前側における圧力は後側の圧力よ
り大きく、後側の圧力は第１図の室４０内のロータ内側
の圧力よりも大きい。蒸気量ロア４．８４の大きさおよ
び数は、蒸気の排出の必要に従って、蒸気発生がもつと
も多い精製区域に一層大きいかつ一層多い開口が必要と
されるように、適当に配置される。もつとも普通の場合
、それは最大の直径を有するすなわち周速度が一層大き
くまた摩砕リブ間の距離がもつともしばしば最小となる
ロータの部分とすべきである。

いわゆる摩砕周波数はロータ回転速度およびリブまたは
切削要素の数に対応する０通常毎分１５００−１０００
回転の回転速度が使用され、その速度に通常のリブの数
を掛けると６０００−２００００　Ｈｚの周波数となる
０本発明の場合、ロータの回転およびリブの数を３００
　８００Ｈｚの周波数がハウジング内のそしてロータ上
の切削要素またはリブの数を主として通常の４００−６
００から２０−３０に減少することによって得られるよ
うに組合わせている。

摩砕区域における繊維材料から発生した蒸気の大部分を
導出することによりまた摩砕周波数の思い切った減少に
より、摩砕区域における約１・、２秒に達する平均繊維
滞留時間を得ることができ、その時間は平均として通常
の円板精製装置におけるよりも約２００倍も長い、繊維
パルプの成る摩砕度を得るためのエネルギ消費は、本発
明により繊維バルブ生産のトン当りほとんど半分になる
ことが期待される。

上記の典型的な装置は下記のように作用する。

繊維材料例えば木材チップ１０は、例えば図示しない供
給装置により、入口部分３を通って閉鎖したハウジング
内に供給され、駆動装置５０により適当な回転速度で運
転するロータの周りに分配される。一部はねじの供給圧
力により一部は円錐形摩砕溝の遠心力により、１維材料
は入口から図面の右側に繊維材料用出口１１に送られる
０ｗ！砕溝を通過する開繊維材料は摩砕をうけるが、摩
砕とはこの場合ロータの回転およびロータとともに移動
する摩砕リブ３７およびハウジング内の固定リブ２０の
作用によるチップの粉砕を意味している。

摩砕中熱が発生し、その熱はチップ内の水または液体を
蒸気に変化させる。この蒸気はもしそれが摩砕溝を出る
ことが可能でないならば、摩砕溝内で利用可能な容積の
大部分を占める。理論的に蒸気は摩砕区域における利用
可能な容積の９９％４占める。蒸気を有効な方法で摩砕
溝内の繊維パルプからできるだけ分離することがそれ自
体重要である。

本発明装置において、蒸気は多分摩砕溝を半径方向内方
に溝から開口３９を通って排出する。もし繊維材料およ
び蒸気に対するロータの分離作用が蒸気に有効に作用し
て蒸気を開口を通してロータの内部にまた繊維材料を摩
砕溝の外方に移動するならば、繊維材料の成る部分、と
くに一層小さい粒子が蒸気に従って半径方向内方に流れ
る。したがって孔３９の大きさおよび数は、孔を通って
内方に流れる蒸気速度が不適当な量の繊維材料が蒸気に
追随する程には大きくないように、することが重要であ
る。

繊維材料の大部分は摩砕中摩砕空間において外方に上記
のように移動し、出口１１を通って装置を排出する。ｍ
維材料部分が多分追随する発生した蒸気の大部分は、ロ
ータ室４０に集められ、そこでロータの回転による蒸気
からの繊維材料の第１の分離は、重い繊維材料がロータ
内側円錐面に沿い、多分リブ４２により開口４４に向か
って外方に投出され、ロータ後方部分の溝４７に到達す
るように起こる。蒸気はそれ自体内方に流れ、開口４５
を通ってロータ室４０から排出する。この点において、
蒸気は孔３９を通った後、蒸気の流れ速度を減少するた
め、ロータ内側の比較的大きい室４０内に達する０本発
明の特徴的部分は、蒸気が開口３９を通って摩砕区域か
ら導出された後、さらにロータ内部の狭くされた溝を通
って導かれることはないが、かなり減速して大きい室に
流出しさらに積極的に蒸気からの繊維材料の有効な分離
を可能にする方向に流出することである。

開口４５の外側において蒸気および追随する繊維粒子は
翼４６に遭遇し、それにより蒸気および繊維粒子は２回
目の分離を行い、粒子はロータとハウジング後方部分の
間の円錐形空間に角度をなして外向きに導かれ、最後に
開口４４を通って流出してくる繊維材料の部分に遭遇し
、そこでそれらはその材料とともにハウジング外側溝４
７に投出され、そこで−緒に磨潰された繊維材料は装置
の出口１１を通って排出される。蒸気はそれ自体間口４
５を通って、また開口１８を通って流れ続け、繊維粒子
なしに開口１６を通って適当な場所に導出される。

所要の摩砕効率を得るためにハウジングのリブ２０とロ
ータのリブ３７の間の距離を適当に調節するため、その
調節は図面に示された装置の概略の設計に対して下記の
方法で行われる。ハウジング入口部分３および後方部分
２は基部に固定され、一方前方部分１は摺動面４および
７において軸線方向に例えば液圧シリンダ６０によって
移動可能である。この設計により、管系さもなくば入口
部分３における送りねじおよび繊維材料出口連結部を備
えた後方部分２、蒸気出口連結部分、軸、ロータ、軸受
および駆動装置５０は摩砕溝の調節中移動することはな
い、さらにハウジング後方部分２とロータ翼４６の間の
溝はもし摩砕溝が変更されるとしても、一定に保たれる
利点がある。それにより、翼４６が蒸気および繊維材料
の有効な分離を維持することには変わりがない。

上記のように本発明は、有効かつ比較的簡単な方法で、
摩砕中の発生した上記をできるだけ多く導出し摩砕溝の
利用可能な容積が繊維材料に利用され上記によって占有
される容積を最小にすることにより、装置における繊維
材料の滞留したがって摩砕された繊維材料の生産量をい
ちじるしく増大することを可能にするものである。同時
に、有効な方法で蒸気から追随する繊維材料の多段分離
が達成され、そこで装置から分離された蒸気は比較的清
浄のまま排出することができ、それにより他の場合には
サイクロン等の複雑な分離装置を通してさらに浄化する
必要のある他の目的のため使用することができる。処理
された繊維材料と蒸気の量の間に適当な平衡を得るため
、もつとも好ましい結果が得られるように、繊維材料出
口１１と蒸気出口１６の間の圧力平衡を測定、制御する
ことが望ましい。

図示しかつ説明した実施例装置は、勿論特許請求の範囲
の枠内でその技術的構成を変更することができるもので
ある０例えば、成る場合には蒸気孔３９を半径方向の代
わりに斜めにすることが有利と考えられる。勿論それら
は、もしそれが処理される繊維材料に関して積極的な影
響を持つと考えられるならば、その大きさ等、本発明の
構想を阻害しない限り、他の形状例えば円錐形、内向き
または外向きに拡大する形状をもつこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は目的に適した実施例装置の縦断面図。 第２図は第１図の「−■線に沿う断面図、第３図および
第４図は異なった摩砕パターンをもった摩砕セグメント
の断面図。 １・−・−前方部分、２−・・−後方部分、３−入口部
分。 １１・・・・−出口、　　　１６−　　出口部分、　　
　１８−・開口。 ３１−・・−円筒形部分、３２−・−円錐形マントル。 ３３・・・・・円錐形部分、３９・・−・・開口、　　
　４０−　　室。 ４３−・−・リブ、４４・・−・−開口、　　　　４５
−−−−一開口。 ４６−・−・−・・・−リブ、４７・・・−・リング状
溝。 ７４．８４−ｍ−−・開口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主として内部摩砕面を備えたハウジング（１、２、
   ３）および外部摩砕面を備えたハウジング内側のロータ
   （３１、３２、３３）より成り、それらの間に外向きの
   円錐形摩砕溝が設けられその溝から精製中発生した蒸気
   の一部がロータ摩砕面の内向き開口（３９）を通つて導
   出されそこで蒸気が膨脹中前記開口を通つてロータ内側
   の室（４０）に導かれる装置において繊維材料を精製す
   る方法であつて、前記方法は、遠心力によつて繊維材料
   の多分蒸気に追随する部分が装置内で二つの分離段階、
   すなわち、ロータ室内に於ける第１段階およびロータと
   ハウジングの間における第２段階を行い、蒸気は主とし
   て二つの段階において繊維材料から放出された後装置か
   ら導出されることを特徴とする、繊維材料精製方法。 ２、第１分離段階は重い繊維材料がロータ内部室（４０
   ）の円錐形拡大内面（３２）の端部における出口開口（
   ４４）に向かつて外方に導出され一方蒸気および多分追
   随する残留繊維材料がロータ軸（３０）に一層近い出口
   開口（４５）を通つて室から導出されることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の精製方法。 ３、第２分離段階はロータ外側の区域でロータとハウジ
   ングの間のロータの外向き溝で起こりそこにロータは主
   として多数の半径方向リブ（４６）を備えそのリブは繊
   維材料をハウジング内壁（４７）に沿つて外向きに導出
   しそこに処理された繊維材料の大部分の出口（１１）が
   設けられていることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   項に記載の精製方法。 ４、蒸気から第１および第２分離段階で分離された繊維
   材料がハウジング内側の処理された繊維材料の大部分と
   ともに導出され前記剤量とともにハウジングから排出さ
   れることを特徴とする、特許請求の範囲第３項に記載の
   精製方法。 ５、主として閉鎖された内部摩砕面を備えたハウジング
   （１、２、３）であつて前記内部摩砕面が外部摩砕面を
   備えたロータ（３１、３２、３３）から摩砕溝によつて
   分離されたハウジング（１、２、、３）を備え、前記外
   部摩砕面が主として半径方向内方にロータ軸に向つて設
   けられた開口（３９）によつて貫通され、前記開口（３
   ９）が摩砕溝とロータ内側に設けられた室（４０）の間
   の連結部を形成し、繊維材料入口（３）がハウジング内
   にそして繊維材料流の方向で見て後方に処理された繊維
   材料用出口（１１）ならびに蒸気用出口に向つて設けら
   れた繊維材料精製装置において、ロータ室のマントル（
   ３２）が外向き円錐形延長部を有しその最先端に室に流
   入する繊維材料の排出用の第１の組の開口（４４）を有
   し、また軸にもつとも近いその延長部に他の蒸気排出用
   開口（４５）を有し、その外側の蒸気の排出用の第２組
   の開口（４５）においてロータはロータ後部（４３）と
   包囲するハウジング（２）の間に主として半径方向の多
   数の翼（４６）を備え、前記翼は最大ロータ摩砕直径の
   点におけるリング状溝（４７）に向かつて延長し、そこ
   にまた処理された繊維材料用出口（１１）が設けられ軸
   にもつとも近い翼の内端の他の組の開口（４５）が蒸気
   用ハウジング出口（１８、１６）と連通していることを
   特徴とする、繊維材料精製装置。 ６、ロータマントルならびにその摩砕セグメント（３８
   ）が主として半径方向内向きに回転軸に向かつて設けら
   れた開口（３９、７４、８４）によつて貫通されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の精製
   装置。 ７、ロータ室（４０）がマントル内側に蒸気とともに流
   入する繊維材料の回転およびそこからの輸送を改善する
   ため主として軸方向に設けられたリブまたは翼（４２）
   を備えていることを特徴とする、特許請求の範囲第５項
   に記載の精製装置。 ８、ロータ摩砕セグメントおよびマントルの開口（３９
   、７４、８４）が摩砕面の突出したリブ（３７、７２、
   ８２）の間に好ましくは回転の蔭に設けられたことを特
   徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の精製装置。 ９、ロータに沿う単位長さ当りの開口（３９、７４、８
   ４）の数が開口の間の軸方向距離が異なることにより異
   なつていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に
   記載の精製装置。 １０、ロータ長手方向における開口の開口面積は繊維材
   料出口（１１）にもつとも近い開口面積が繊維材料入口
   （３）にもつとも近い開口面積より大きいように異なつ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載
   の精製装置。 １１、閉鎖されたハウジングが互に摺動面によつて嵌合
   する三つの部分（１、２、３）より成りその入口部分（
   ３）および後方部分（２）が固定され、ハウジング摩砕
   リブ（２０）を備えた中間部分（１）がハウジングとロ
   ータ摩砕リブ間の所望の溝幅を調節するように軸方向に
   移動可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第５
   項に記載の精製装置。