(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のスクリーンバスケットと、該スクリーンバスケットの内周面に沿って回転する撹拌羽根を有するロータとを備え、該ロータの回転により、前記スクリーンバスケット内に流入した繊維原料液の一部を、前記スクリーンバスケットとロータの間に形成される精選空間に導き、前記ロータと共に回転する撹拌羽根により、前記スクリーンバスケットの外周側にアクセプトを通過させると共に、前記スクリーンバスケットの内周側にリジェクトを残存させて精選するスクリーン装置において、
前記ロータは、筒状で、外周面に前記撹拌羽根を直接に形成されると共に注入孔を備え、内部に原料誘導管が設けられることにより前記原料誘導管の内周側の排出用原料室と外周側の注入用原料室とに区画され、前記スクリーンバスケット内に流入した繊維原料液のうち、前記精選空間に流入した一部を除く残部を、前記排出用原料室と前記注入用原料室とにそれぞれ誘導し、前記排出用原料室に誘導した繊維原料液をそのまま排出させ、前記注入用原料室に誘導した繊維原料液を前記注入孔を介して前記精選空間に注入させるようにしたことを特徴とするスクリーン装置。
【請求項２】
前記注入孔は、前記ロータの少なくとも上下２箇所の領域に形成したことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
【請求項３】
前記注入用原料室に、円周方向に区画する仕切部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン装置。
【請求項４】
前記仕切部は、ロータの径方向に対し、回転方向に向かって所定角度傾斜させたことを特徴とする請求項３に記載のスクリーン装置。
【請求項５】
前記注入用原料室の上方部に、ロータの回転に伴って円周方向に流動する繊維原料液を注入用原料室内へと導く原料取入板を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項６】
前記原料取入板の傾斜角度は、水平面に対して５〜４５°としたことを特徴とする請求項５に記載のスクリーン装置。
【請求項７】
前記原料誘導管は、外周面に螺旋状の案内部を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項８】
前記原料誘導管は、少なくとも下端部に下方に向かって徐々に拡開する拡開部を備え、前記注入孔は、前記原料誘導管の拡開部によって導かれた繊維原料液が流出される位置に形成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項９】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に比べて円周方向に長尺となるように形成したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項１０】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に離れた少なくとも２箇所の円周上に均等に形成し、前記仕切部は、下方側にのみ設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項１１】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に離れた各位置で、軸芯方向に位置をずらせて配置したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【請求項１２】
前記ロータの下方には、前記排出用原料室内に侵入した繊維原料液を外部に排出する排出路を形成したことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙パルプ製造において、繊維原料液の除塵精選工程に利用するスクリーン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スクリーン装置として、スクリーンバスケット内にロータを設け、このロータを回転駆動し、ロッドを介して取り付けたベーンをスクリーンバスケットの内周面に沿って回転させることにより、一端側から他端側に移動する製紙原料を精選するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８５４８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スクリーン装置では、製紙原料が一端側から他端側に向かって流動する際、スクリーンバスケットで濾過される。これにより、製紙原料が濃縮されて脱水状態となり、残滓となって残留しやすいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、スクリーンバスケットの全体に亘って良好な精選を行うことのできるスクリーン装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、円筒状のスクリーンバスケットと、該スクリーンバスケットの内周面に沿って回転する撹拌羽根を有するロータとを備え、該ロータの回転により、前記スクリーンバスケット内に流入した繊維原料液の一部を、前記スクリーンバスケットとロータの間に形成される精選空間に導き、前記ロータと共に回転する撹拌羽根により、前記スクリーンバスケットの外周側にアクセプトを通過させると共に、前記スクリーンバスケットの内周側にリジェクトを残存させて精選するスクリーン装置において、前記ロータは、筒状で、外周面に前記撹拌羽根を直接に形成されると共に注入孔を備え、内部に原料誘導管が設けられることにより前記原料誘導管の内周側の排出用原料室と外周側の注入用原料室とに区画され、前記スクリーンバスケット内に流入した繊維原料液のうち、前記精選空間に流入した一部を除く残部を、前記排出用原料室と前記注入用原料室とにそれぞれ誘導し、前記排出用原料室に誘導した繊維原料液をそのまま排出させ、前記注入用原料室に誘導した繊維原料液を前記注入孔を介して前記精選空間に注入させるようにしたものである。
【０００７】
この構成により、ロータの回転に伴って繊維原料液中の軽量浮遊不純物が渦巻きの中央部付近に集まり、排出用原料室を介して外部に排出される。一方、外周側の繊維原料液は、注入用原料室から注入孔を介してスクリーンバスケットの下方側に供給され、上方側で濾過された繊維原料液と合流し、脱水状態を緩和し、良好な精選環境を維持する。
【０００８】
前記注入孔は、前記ロータの少なくとも上下２箇所の領域に形成するのが好ましい。
【０００９】
前記注入用原料室に、円周方向に区画する仕切部を設けると、注水用原料室に流入した繊維原料液を強制的に注入孔から注入させることができ、スクリーンバスケットの下方側での精選環境をより一層良好なものとすることが可能となる点で好ましい。
【００１０】
前記仕切部は、ロータの径方向に対し、回転方向に向かって所定角度傾斜させると、繊維原料液を仕切部によって強制的に注入孔から注入する場合であっても、負荷を抑えてスムーズに注入させることが可能となる点で好ましい。
【００１１】
前記注入用原料室の上方部に、ロータの回転に伴って円周方向に流動する繊維原料液を注入用原料室内へと導く原料取入板を配設すると、繊維原料液を注入用原料室の下方へとスムーズに流動させやすくなる点で好ましい。
【００１２】
この場合、前記原料取入板の傾斜角度は、水平面に対して５〜４５°とするのが好適である。
【００１３】
前記原料誘導管は、外周面に螺旋状の案内部を備えると、より一層、繊維原料液を注入用原料室の下方へとスムーズに流動させやすくなる点で好ましい。
【００１４】
前記原料誘導管は、少なくとも下端部に下方に向かって徐々に拡開する拡開部を備え、前記注入孔は、前記原料誘導管の拡開部によって導かれた繊維原料液が流出される位置に形成すると、注入用原料室を下方に向かって流動する繊維原料液をスムーズに注入孔から注入させることが可能となる点で好ましい。
【００１５】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に比べて円周方向に長尺となるように形成すると、ロータの回転にも拘わらず、繊維原料液を注入しやすくなる点で好ましい。
【００１６】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に離れた少なくとも２箇所の円周上に均等に形成し、前記仕切部は、下方側にのみ設けると、スクリーンバスケットの全体に亘って均等に繊維原料液を供給することが可能となる点で好ましい。
【００１７】
前記注入孔は、ロータの軸芯方向に離れた各位置で、軸芯方向に位置をずらせて配置するのが好ましい。
【００１８】
前記ロータの下方には、前記排出用原料室内に侵入した繊維原料液を外部に排出する排出路を形成すると、ロータの回転によって中心部に集まってくる軽量な不純物混合原料を排出することが可能となる点で好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本実施形態に係るスクリーン装置を示す。このスクリーン装置は、スクリーン本体１内に配設したスクリーンバスケット２内で、ロータ３を回転することにより、上方から供給した繊維原料液を精選する。なお、各構成部品は、主にステンレスで構成されている。
【００２１】
スクリーン本体１は、円筒状で、上下面を閉鎖され、上方側面に原料供給管４を接続され、下方側面にアクセプト排出管５とリジェクト排出管６を接続されている。原料供給管４からは処理前の繊維原料液が供給され、アクセプト排出管５からは精選処理により得られるアクセプト（良質繊維）が排出され、リジェクト排出管６からは砂やプラスチック等の異物からなるリジェクトが排出される。また、スクリーン本体１の上下内周面には環状のガイド部７がそれぞれ延設されている。この上下のガイド部７にスクリーンバスケット２が保持される。なお、スクリーン本体１の底板中央部にはメカニカルシール８によって軸封された軸受部（図示せず）が設けられ、ロータ３の主軸２６が回転自在に支持されている。
【００２２】
スクリーンバスケット２は、縦長部材９を複数並設して筒状とし、これらを複数の保持部材１０で保持した構成である（詳しくは、特許第３３８６７９９号公報のスリットスクリーンを参照のこと）。各縦長部材９の間には、繊維原料液の種類や精選条件等に基づいて決定された所定の隙間が形成されている。
【００２３】
ロータ３は、図１及び図３に示すように、ロータ胴体１１の外周に撹拌羽根１２を設け、内部を原料誘導管１３で内外周に２分割し、内部下方側に底部材１４を配設した構成である。そして、ロータ３は、前記スクリーンバスケット２との間に繊維原料液を精選するための精選空間１５を提供する。
【００２４】
ロータ胴体１１は、筒状で、外周面の上下に、注入孔１６をそれぞれ４箇所ずつ均等に穿設されている。各注入孔１６は長穴で、上部注入孔１６ａは上下方向に長く、下部注入孔１６ｂは円周方向に長く、図５に示すように、上下で円周方向に位置をずらして形成されている。
【００２５】
なお、注入孔１６は、位置、形状、数量等を前述のものに限らず、自由に設計することが可能である。例えば、繊維原料液の繊維濃度の違いに応じて注入孔１６の位置や大きさ等を変更すればよい。すなわち、繊維原料液の繊維濃度が高ければ、注入孔１６の数量を増やし、開口面積を大きくすることにより、より適切な精選環境を提供することが可能となる。
【００２６】
撹拌羽根１２は、ロータ胴体１１の外周面の上下にそれぞれ４箇所等分で設けられている。各撹拌羽根１２は、ロータ３の回転により相対的に流動する繊維原料液の流動方向上流側から下流側に向かって流線型となるように形成されている。また、上下の各撹拌羽根１２は、図５に示すように、円周方向に位置をずらして設けられている。撹拌羽根１２の外面の最も突出した部分と、スクリーンバスケット２の内周面との間には、所定の間隙Ｇが形成されている。この間隙Ｇは、通常、５〜１５ｍｍに設定されている。なお、撹拌羽根１２の数量は自由に設計することができ、スクリーン装置の大きさに応じて４〜８箇所に等分に設けるのが好ましい。また、撹拌羽根１２は、上下方向に連続して設けたり、分割数を増やすことも可能である。分割数は自由に設計できるが、２〜４分割とするのが好ましい。したがって、ロータ胴体１１に設ける撹拌羽根１２は、８〜３２箇所とするのが好適である。
【００２７】
原料誘導管１３は、筒状で、下方部に下方に向かって径が大きくなる拡開部１７を備え、外周面には螺旋状に案内板１８が一体化されている。原料誘導管１３は、下端開口部を底部材１４に固定されると共に、上端開口部を４箇所等分に設けた原料取入板１９で支持され、ロータ胴体１１内を、内周側の排出用原料室２０と外周側の注入用原料室２１とに区画する。案内板１８及び原料取入板１９は、図４に示すように、水平面に対して下方に向かって徐々に傾斜するように形成されている。また、案内板１８は１回転以上の螺旋状に形成されている。なお、案内板１８及び原料取入板１９の水平面に対する傾斜角度ａ２は、使用条件に応じて５〜４５°とされている。これにより、ロータ３が回転すると、原料取入板１９が繊維原料液を注入用原料室２１へとスムーズに取り入れ、案内板１８が繊維原料液を加圧して強制的に下方へと移動させることができる。また、注入用原料室２１の下方部は、仕切壁２７によって各下部注入孔１６ｂに対応して複数領域に区画されている。仕切壁２７は、図３（ｂ）中、ａ１で示すように、ロータ３の径方向に対して回転方向に向かって傾斜するように形成されている。これにより、ロータ３が回転すると、流動抵抗を抑制しつつ、スムーズに下部注入孔１６ｂから繊維原料液を精選空間１５へと注入することが可能である。
【００２８】
底部材１４は、底板２２に主軸受金具２３を取り付け、連結補強部材２４で連結・補強した構成で、ロータ胴体１１の内周面に固定されている。底板２２には、回転中心に対して複数箇所に等分で貫通孔２２ａが形成されている。貫通孔２２ａは、底板２２の上面に固定した原料誘導管１３の内側、すなわち、排出用原料室２０と連通している。また、各貫通孔２２ａには排出路の一部を形成する連通管２５が接続され、この連通管２５は連結補強部材２４を貫通してその下面に開口している。主軸受金具２３には、主軸２６の上端部が連結されている。主軸２６は、図示しないモータの駆動により回転する。
【００２９】
次に、前記スクリーン装置の動作について説明する。
【００３０】
まず、原料供給管４を介して繊維原料液をスクリーン本体１内に供給する。また、図示しないモータを駆動してスクリーンバスケット２内でロータ３を回転させる。ロータ３の回転により、繊維原料液は作用する遠心力で渦巻状となると共に重力の影響を受け、ロータ３とスクリーンバスケット２の間に形成される精選空間１５へと流入する。
【００３１】
精選空間１５に流入した繊維原料液は、ロータ３の回転により、撹拌羽根１２が通過する際に加圧され、通過後に減圧される。これにより、加圧時にスクリーンバスケット２を構成する各縦長部材９の隙間からアクセプトのみが透過し、この隙間に詰まったリジェクトは減圧時に精選空間１５内に除去され、残存原料は下方へと移動する。スクリーンバスケット２を透過したアクセプトは、アクセプト排出管５を介して外部に排出される。
【００３２】
また、繊維原料液は、原料取入板１９により、注入用原料室２１へと強制的に流入される。注入用原料室２１に流入した繊維原料液は、ロータ３と共に回転する螺旋状の案内板１８によって加圧され、下方に向かって強制的に移動される。繊維原料液は、下方への移動途中で、作用する遠心力により上部注入孔１６ａを介して精選空間１５へと注入される。これにより、精選空間１５の上部で脱水された残存原料に繊維原料液が補給される。この結果、精選環境が改善され、残存原料が濾過しやすい状態となる。
【００３３】
注入用原料室２１では、繊維原料液がさらに下方へと移動し、原料誘導管１３の拡開部１７によってスムーズに水平方向へと方向変換される。また、仕切壁２７によって強制的に下部注入孔１６ｂへと導かれ、精選空間１５へと注入される。下部注入孔１６ｂは、前述ように、円周方向に長くなるように形成されているため、拡開部１７及び仕切壁２７の働きとも相俟って精選空間１５の下部領域に十分に繊維原料液を補給することができる。これにより、精選空間１５の下部側での精選環境も改善され、濾過しやすい状態となる。
【００３４】
このように、注入用原料室２１から各注入孔１６を介して残存原料に繊維原料液が補給される。このため、ロータ胴体１１に直接撹拌羽根１２を設けることにより、精選空間１５の容積が小さくなっているにも拘わらず、精選により繊維原料液の水分量が減少して脱水状態となることを防止できる。したがって、スクリーンバスケット２の全体に亘って濾過しやすい良好な精選環境を提供することが可能となる。またこの場合、スクリーンバスケット２への部分的な応力の影響を緩和することができるため、スクリーンバスケット２の長寿命化が可能となる。
【００３５】
また、ロータ３の排出用原料室２０の上方では、渦巻状となって液面及びその近傍に浮遊する軽量な不純物混合原料が中心部へと導かれる。これにより、不純物混合原料が排出用原料室２０を下方に向かって移動し、連通管２５からリジェクト排出管６を介して外部に排出される。なお、リジェクト排出管６から排出されたリジェクトは、他のスクリーン装置により２次あるいは３次処理するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロータ内に注入用原料室と排出用原料室を形成し、注入用原料室に流入した繊維原料液を注入孔を介してスクリーンバスケットの内周側に注入可能としたので、精選空間での残存原料の脱水を防止してスクリーンバスケットの全体に亘って良好な精選環境を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係るスクリーン装置の縦断面図である。
【図２】  本実施形態に係るスクリーン装置の横断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。
【図３】  （ａ）は図１に示すロータの縦断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】  図３に示す原料取入板及び案内板の部分拡大図である。
【図５】  図３に示すロータ胴体の展開図である。
【符号の説明】
１…スクリーン本体
２…スクリーンバスケット
３…ロータ
４…原料供給管
５…アクセプト排出管
６…リジェクト排出管
７…ガイド部
８…メカニカルシール
９…縦長部材
１０…保持部材
１１…ロータ胴体
１２…撹拌羽根
１３…原料誘導管
１４…底部材
１５…精選空間
１６…注入孔
１６ａ…上部注入孔
１６ｂ…下部注入孔
１７…拡開部
１８…案内板（案内部）
１９…原料取入板
２０…排出用原料室
２１…注入用原料室
２２…底板
２２ａ…貫通孔
２３…主軸受金具
２４…連結補強部材
２５…連通管（排出路）
２６…主軸
２７…仕切壁（仕切部）
Ａ…間隙
【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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