(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のスクリーンシリンダと該スクリーンシリンダの周面に対向して該スクリーンシリンダの内側に配設された円筒型ロータとを同軸上にそなえた紙料攪拌精選装置において、
該円筒型ロータの外周に該スクリーンシリンダの周面に向かって回転方向後方に傾斜して延びる攪拌面を軸方向に複数そなえ、上記複数の攪拌面を周方向にずらして階段状に配設し、
該スクリーンシリンダ表面と上記の各攪拌面との間の隙間に楔効果を発生させ該隙間に該紙料を持ち込むように、上記複数の攪拌面がいずれも回転方向後方に向けてやや傾斜して形成されている
ことを特徴とする、紙料攪拌精選装置。
【請求項２】
上記の各攪拌面は、該円筒型ロータの外周に設けられた翼の回転方向前面に形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の紙料攪拌精選装置。
【請求項３】
上記の各攪拌面の径方向先端部には縁が形成されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の紙料攪拌精選装置。
【請求項４】
該翼は、回転方向後方に向けて径方向厚みが次第に薄くなっていくように形成されている
ことを特徴とする、請求項３記載の紙料攪拌精選装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙料を攪拌して紙料中の良質繊維と異物とを分離精選する紙料攪拌精選装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機の上流側には、紙料攪拌精選装置がそなえられている。紙料攪拌精選装置は、回転するロータを用いて紙料（濃度０．２〜２０％の紙料溶液）を攪拌するとともに、複数の孔又はスリットを有するスクリーンにより紙料中の良質繊維と異物とを精選分離する装置である。
【０００３】
この紙料攪拌精選装置には大きく分けて２つのタイプがある。一つは、図５に示すように、平板型のスクリーンプレート１０３とスクリーンプレート１０３に対向するように設けられた平板型ロータ１０２とをそなえた装置である。この装置では、紙料は入り口１０４から容器１０１内に希釈水と共に投入され、平板型ロータ１０２とスクリーンプレート１０３との隙間で攪拌されて離解された後、スクリーンプレート１０３の孔又はスリット（図示略）を通って出口１０５から放出される。一方、紙料に含まれる重量異物はトラップ１０６から排出され、未離解片や軽量異物はリジェクト１０７から系外に排出される。
【０００４】
もう一方は、図６に示すように、円筒型のスクリーンシリンダ２０３とスクリーンシリンダ２０３の内側に設けられた円筒型ロータ２０２とをそなえた装置である。この装置でも紙料は希釈水と共に入り口２０４から容器２０１内に投入され、円筒型ロータ２０２とスクリーンシリンダ２０３との隙間（攪拌室）で攪拌されて離解された後、スクリーンシリンダ２０３の目孔を通って出口２０５から放出される。紙料に含まれる重量異物はトラップ２０６から、未離解片や軽量異物はリジェクト２０７から系外に排出される。
【０００５】
図７，図８はそれぞれ上記の平板型ロータ１０２，円筒型ロータ２０２の構成を示す斜視図である。まず、平板型ロータ１０２は、図７に示すように環状部材１１１の周面に複数（ここでは２つ）の翼１１２を等間隔で配設することにより構成されている。翼１１２の回転方向前面には、スクリーンプレート１０３に向かって後方に傾斜する作用面（攪拌面）１１３が形成されている。この平板型ロータ１０２がスクリーンプレート１０３の表面から所定の隙間を保って旋回することにより、翼１１２の作用面１１３の楔効果により紙料を翼１１２とスクリーンプレート１０３との隙間に持ち込み、紙料を攪拌して離解するようになっている。
【０００６】
一方、円筒型ロータ２０２は、図８に示すように筒状部材２１１の周面に軸方向にやや傾斜して延びる複数（ここでは２つ）の翼２１２を等間隔で設けることにより構成されている。翼２１２の回転方向前面には、スクリーンシリンダ２０３の内周面に向かって回転方向後方に傾斜する作用面（攪拌面）２１３が形成されている。この円筒型ロータ２０２がスクリーンシリンダ２０３の内周面から所定の隙間を保って旋回することにより、翼２１２の作用面２１３の楔効果により紙料を翼２１２とスクリーンシリンダ２０３との隙間に持ち込み、紙料を攪拌して離解するようになっている。
【０００７】
なお、上記の平板型ロータ１０２とスクリーンプレート１０３との隙間、及び円筒型ロータ２０２とスクリーンシリンダ２０３との隙間は、いずれも狭く設定するほど紙料の離解精選効率は向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の紙料攪拌精選装置には次のような課題があった。
つまり、従来の紙料攪拌精選装置では、平板型ロータ１０２の作用面１１３をスクリーンプレート１０３に向かって傾斜させることにより、また、円筒型ロータ２０２の作用面２１３をスクリーンシリンダ２０３に向かって傾斜させることにより楔効果によって隙間に紙料を持ち込み易くしているものの、紙料に含まれる異物も隙間に詰まり易かった。このため、隙間はある程度広く設定せざるを得ず、離解精選効率の向上が制限されるという課題があった。
【０００９】
さらに、隙間に異物が停滞することによりスクリーンシリンダ１０３，２０３が摩耗し、これにより紙料の離解精選効率が低下するという課題もあった。
また、上記の課題を解決するために作用面１１３を回転周方向に、また、作用面２１３を軸方向に大きく傾斜させることも提案されたが、紙料が作用面１１３，２１３から逃げやすくなってしまい離解精選効率の向上は図れなかった。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑み創案されたものであり、異物のつまりを防止し、ロータとスクリーンとの隙間を狭めることを可能にして紙料の離解精選効率を向上できるようにした、紙料攪拌精選装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の紙料攪拌精選装置は、円筒状のスクリーンシリンダと該スクリーンシリンダの周面に対向して該スクリーンシリンダの内側に配設された円筒型ロータとを同軸上にそなえた紙料攪拌精選装置において、該円筒型ロータの外周に該スクリーンシリンダの周面に向かって回転方向後方に傾斜して延びる攪拌面を軸方向に複数そなえ、上記複数の攪拌面を周方向にずらして階段状に配設し、該スクリーンシリンダ表面と上記の各攪拌面との間の隙間に楔効果を発生させ該隙間に該紙料を持ち込むように、上記複数の攪拌面がいずれも回転方向後方に向けてやや傾斜して形成されていることを特徴としている（請求項１）。
上記の各攪拌面は、該円筒型ロータの外周に設けられた翼の回転方向前面に形成されていることが好ましい（請求項２）。
また、上記の各攪拌面の径方向先端部には縁が形成されていることが好ましい（請求項３）。
該翼は、回転方向後方に向けて径方向厚みが次第に薄くなっていくように形成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の関連技術及び本発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の関連技術の紙料攪拌精選装置について説明する。本技術の紙料攪拌精選装置は、従来の平板型のスクリーンプレートと平板型ロータとをそなえた紙料攪拌精選装置（図５参照）において、平板型ロータの構成に改良を加えたものであり、スクリーンプレート等の構成は従来と同様である。したがって、ここでは特徴のある平板型ロータの構成のみについて説明を行ない、他の構成については説明を省略する。なお、図１は本紙料攪拌精選装置にかかる平板型ロータの斜視図であり、前記した従来の平板型ロータ（図７参照）と同一の部位については図中同一の符号を付して示している。
【００１４】
図１に示すように、本紙料攪拌精選装置にかかる平板型ロータ２は、複数（実用上は２〜５０個、図１中では３個）のロータ要素片２ａを軸方向に同心に重ね合わせることにより構成されている。各ロータ要素片２ａの高さ（軸方向厚さ）は、重ね合わせたときの全高が従来の平板型ロータ（図７参照）の高さと略等しくなるように設定されている。
【００１５】
各ロータ要素片２ａは、円環状の環状部材１１の周面に複数（実用上は２〜１６枚、図１中では２枚）の翼１２を等間隔で配設することにより構成されている。翼１２は径方向に延びており、その回転方向前面には平板型ロータ２の回転軸と略平行〔すなわちスクリーンプレート（図５参照）に略垂直〕な作用面（攪拌面）１３が形成されている。また、作用面１３の下端部（スクリーンプレート側端部）には縁１４が形成されている。
【００１６】
各ロータ要素片２ａは、翼１２の作用面１３が上側（スクリーンプレートから遠い側）のロータ要素片２ａの翼１２の下側に位置するように、周方向に順々にずれた状態で重ね合わせられている。これにより、各作用面１３は、スクリーンプレートに近づくほど回転方向後方に位置するようになっており、平板型ロータ２の旋回時には、スクリーンプレート表面と各作用面１３との間で楔が形成されるようになっている。なお、各ロータ要素片２ａは、環状部材１１を軸方向にボルト締め、或いは溶接することにより互いに固定されている。
【００１７】
本技術にかかる平板型ロータ２は上述のように構成されているので、装置の運転時には以下のように作用する。
すなわち、各ロータ要素片２ａが翼１２を周方向に順々にずらした状態で重ね合わせられることにより、平板型ロータ２の旋回時にはスクリーンプレート表面と各翼１２の作用面１３との間で楔が形成され、この楔効果により紙料が最下段の翼１２とスクリーンプレートとの隙間に持ち込まれやすくなる。
【００１８】
また、スクリーンプレート表面と各翼１２の作用面１３との間の楔効果は、同時に紙料に含まれる異物も隙間に持ち込み易くしてしまうが、本紙料攪拌精選装置にかかる平板型ロータ２では、各翼１２の作用面１３をスクリーンプレートに対して略垂直に形成しているので、紙料中の異物は作用面１３によりはね除けられる。このため、異物が最下段の翼１２とスクリーンプレートとの隙間に詰まり難く、スクリーンプレートの摩耗が減少する。
【００１９】
したがって、本紙料離解精選装置によれば、スクリーンプレート表面と各翼１２の作用面１３との間の楔効果により最下段の翼１２とスクリーンプレートとの隙間に紙料を持ち込むことができるとともに、異物によるスクリーンプレートの摩耗が減少するので隙間を狭く設定することができ、紙料の離解精選効率を向上させることができるという利点がある。
【００２０】
また、未離解紙料は作用面１３の下端部に形成された縁１４に引っかかりやすい。このため、縁１４により未離解紙料を保持してスクリーンプレートの孔（スリットを含む）に擦り付けることができ、未離解紙料を効率よく離解精選することができるという利点もある。
なお、上述の本発明の関連技術では、環状部材１１の周面に複数の翼１２を配設して構成されるロータ要素片２ａを重ね合わせることにより平板型ロータ２を構成しているが、本紙量攪拌精選装置にかかる平板型ロータの構成はこれに限定されるものではない。例えば、上記の環状部材１１を重ね合わせた厚みを有する１つの環状部材の周面に、上記の翼１２を図１に示すような配置でボルト締めや溶接により固定するようにしてもよい。また、上述のように作用面を有する複数の翼を組み合わせるのではなく、図２に示す平板型ロータ４０のように、環状部材４１の周面の軸方向には一つの翼４２のみをそなえ、この翼４２の回転方向前面に複数の作用面４３を階段状に形成するようにしてもよい。
【００２１】
次に、本発明の一実施形態としての紙料攪拌精選装置について説明する。本実施形態の紙料攪拌精選装置は、従来の円筒型のスクリーンシリンダと円筒型ロータとをそなえた紙料攪拌精選装置（図６参照）において、円筒型ロータの構成に改良を加えたものであり、スクリーンシリンダ等の構成は従来と同様である。したがって、ここでは特徴のある円筒型ロータの構成のみについて説明を行ない、他の構成については説明を省略する。なお、図３は本紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータの斜視図であり、前記した従来の円筒型ロータ（図８参照）と同一の部位については図中同一の符号を付して示している。
【００２２】
図３に示すように、本紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータ２２は、複数（実用上は２〜５０個、図３中では３個）のロータ要素片２２ａを軸方向に同心に重ね合わせることにより構成されている。各ロータ要素片２２ａの高さ（軸方向厚さ）は、重ね合わせたときの全高が従来の円筒型ロータ（図８参照）の高さと略等しくなるように設定されている。
【００２３】
各ロータ要素片２２ａは、円環状の環状部材３１の周面に複数（実用上は２〜１６枚、図３中では２枚）の翼３２を等間隔で配設することにより構成されている。翼３２の回転方向前面には、円筒型ロータ２２の回転軸に平行（スクリーンシリンダの内周面に垂直）で、且つ回転方向後方に向けてやや傾斜して形成された作用面（攪拌面）３３がそなえられている。作用面３３の径方向先端部には縁３４が形成され、この縁３４よりも回転方向後方側は、翼３２の径方向厚みが次第に薄くなっていくように形成されている。
【００２４】
各ロータ要素片２２ａは、翼３２の作用面３３が上側（容器側）のロータ要素片２２ａの作用面３３の回転方向後方に位置するように、周方向に順々にずれた状態で重ね合わせられている。なお、各ロータ要素片２２ａは、環状部材３１を軸方向にボルト締め、或いは溶接することにより互いに固定されている。
本発明の一実施形態としての紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータ２２は上述のように構成されているので、装置の運転時には以下のように作用する。
【００２５】
すなわち、各ロータ要素片２２ａの翼３２に形成される作用面３３は回転方向後方に傾斜しているので、円筒型ロータ２２とスクリーンシリンダとの隙間（攪拌室）に入り込んだ紙料は、楔効果により翼３２の縁３４とスクリーンシリンダとの隙間に持ち込まれやすくなる。
このとき、スクリーンシリンダ表面と各翼３２の作用面３３との間の楔効果は、同時に紙料に含まれる異物も隙間に持ち込み易くしてしまうが、本紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータ２２では、複数のロータ要素片２２ａに分割することによって複数の作用面３３が階段状につながるようにし、各作用面３３の軸方向長さを短かくしているので、異物が作用面３３の縁３４とスクリーンシリンダとの隙間に持ち込まれた場合でもそのまま停滞し難く、スクリーンシリンダの摩耗が減少する。
【００２６】
したがって、本紙料離解精選装置によれば、スクリーンシリンダ表面と各翼３２の作用面３３との間の楔効果により翼３２とスクリーンプレートとの隙間に紙料を持ち込むことができるとともに、異物によるスクリーンプレートの摩耗が減少するので隙間を狭く設定することができ、紙料の離解精選効率を向上させることができるという利点がある。
【００２７】
また、未離解紙料は作用面３３の先端部に形成された縁３４に引っかかりやすいので、縁３４により未離解紙料を保持してスクリーンシリンダの孔に擦り付けることができ、未離解紙料を効率よく離解精選することができるという利点もある。
なお、上述の実施形態では、環状部材３１の周面に複数の翼３２を配設して構成されるロータ要素片２２ａを重ね合わせることにより円筒型ロータ２２を構成しているが、本紙量攪拌精選装置にかかる円筒型ロータの構成はこれに限定されるものではない。例えば、上記の環状部材３１を重ね合わせた厚みを有する１つの筒状部材の周面に、上記の翼３２を図３に示すような配置でボルト締めや溶接により固定するようにしてもよい。また、上述のように作用面を有する複数の翼を組み合わせるのではなく、図４に示す円筒型ロータ５０のように、筒状部材５１の周面の軸方向には一つの翼５２のみをそなえ、この翼５２の回転方向前面に複数の作用面５３を階段状に形成するようにしてもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態の円筒型ロータは、翼を筒状部材の内周面に設けることによって、円筒型ロータの内側にスクリーンシリンダを有する紙料攪拌精選装置にも適用することができ、さらに、筒状部材の内周面，外周面の双方に翼を設けることによって、両側にスクリーンシリンダを有する紙料攪拌精選装置にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の紙料攪拌精選装置によれば、円筒型ロータの外周にスクリーンシリンダの周面に向かって回転方向後方に傾斜して延びる攪拌面を複数そなえ、上記複数の攪拌面を周方向にずらして階段状に配設され、該スクリーンシリンダ表面と上記の各攪拌面との間の隙間に楔効果を発生させ該隙間に該紙料を持ち込むように、上記複数の攪拌面がいずれも回転方向後方に向けてやや傾斜して形成されているので、スクリーンシリンダと各攪拌面との間の楔効果によりスクリーンシリンダと各攪拌面との隙間に容易に紙料を持ち込むことができるとともに、各攪拌面の軸方向長さを短くすることができるので、紙料中の異物が攪拌面とスクリーンシリンダとの隙間に挟まった場合でも挟まった異物がそのまま停滞する可能性は低くなる。したがって、円筒型ロータとスクリーンシリンダとの隙間を狭く設定することが可能になり、紙料の離解精選効率を向上させることができるという利点がある（請求項１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の関連技術の紙料攪拌精選装置にかかる平板型ロータの斜視図である。
【図２】  本発明の関連技術の紙料攪拌精選装置にかかる平板型ロータの変形例の斜視図である。
【図３】  本発明の一実施形態としての紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータの斜視図である。
【図４】  本発明の一実施形態としての紙料攪拌精選装置にかかる円筒型ロータの変形例の斜視図である。
【図５】  従来の紙料攪拌精選装置の構成を示す模式図である。
【図６】  従来の紙料攪拌精選装置の構成を示す模式図である。
【図７】  従来の平板型ロータの斜視図である。
【図８】  従来の円筒型ロータの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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