(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維懸濁液、特に廃紙から得られる繊維懸濁液を処理するための加圧分離装置（10）であって、ハウジング（14）と、前記ハウジング内にスクリーン軸（34）に対して回転対称的に配置された静止スクリーン（38）と、前記スクリーンによって取り囲まれ、モータ（18）によってスクリーン軸を中心に駆動されるロータ（36）とを具え、該スクリーンは供給チャンバ（54）を取り囲んで、これをハウジング内でスクリーンの外側にある合格材料用チャンバ（58）から区分し、前記ロータの外周面はスクリーン軸（34）の方向に相次いで配置された複数の軸方向セクション（90,92）を有するとともにスクリーン（38）と協働し、前記ロータの外周面はスクリーンの入口側の面と共に前記供給チャンバを半径方向に限定しており、更にこの装置は前記供給チャンバの第１軸端（54a）に連通する被処理懸濁液用入口（46）と、前記供給チャンバ（54）の第２軸端（54b）に連通する不合格材料排出用出口（50）とも具え、特殊輪郭のエレメント（86a〜86d,88a〜88d）がロータ（36）の外周面に設けられ、繊維懸濁液内に正負の圧力パルスを発生させるように構成され、前記特殊輪郭エレメントはロータの円周方向並びにスクリーン軸の方向に延在し、それぞれが繊維懸濁液を回転方向に駆動するための第１フランク（Ｉ）と、合格材料用チャンバ（58）からスクリーン（38）を通して供給チャンバ（54）内に液を吸入するための第２フランク（II）とを具え、前記第２フランク（II）はロータの回転方向で前記第１フランク（Ｉ）の後方にあるものにおいて、ロータの外周面の軸方向セクション（90,92）の各々は、ロータの円周方向に互いに間をあけて配置された少なくとも二つの特殊輪郭エレメント（86a〜86d,88a〜88d）と、ロータの円周方向で互いに連続する二つの特殊輪郭エレメント（86a〜86d,88a〜88d）の間に配置されたロータ外周面セクタ（86a'〜86d',88a'〜88d'）とを含み、該特殊輪郭エレメントはロータ外周面セクタを越えて半径方向に突出し、該ロータ外周面セクタはスクリーン入口側の面に平行で且つスクリーン軸（34）に関して回転対称的なロータの外周面（84）の一部をなし、ロータの円周方向で測定した場合、最小長さL'（L1',L2'）を有するロータ外周面セクタ（86a'〜86d',88a'〜88d'）と、該ロータ外周面セクタの前方にあって最大長さＬ（L1,L2）を有する特殊輪郭エレメント（86a〜86d,88a〜88d）との各対について、Ｌ×0.3≦L'≦Ｌの関係があり、更に、前記特殊輪郭エレメント（86a〜86d,88a〜88d）は、スクリーン軸（34）の方向に見て、ロータ外周面セクタ（86a'〜86d',88a'〜88d'）が前記特殊輪郭エレメントの間でスクリーン（38）によって取り囲まれたロータ（36）の全領域に沿って連続的なチャンネル（200）を形成し、前記第１フランク（Ｉ）が軸方向（34）と鋭角（α）をなすように配置されていることを特徴とする加圧分離装置。
【請求項２】
第１フランクが供給チャンバ内の繊維懸濁液に供給チャンバの第２軸端に向かう軸方向搬送効果を与えるように、前記第１フランクの長手方向が軸方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の加圧分離装置。
【請求項３】
前記第２フランクの後縁がスクリーン軸に平行に延在していることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項４】
前記第１フランクがその前方に設けられているロータ外周面セクタを越えて半径方向に突出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項５】
ロータが、供給チャンバの第１軸端に対面する少なくとも一つの第１の軸方向セクションと、該第１軸方向セクションと軸方向に隣接する少なくとも一つの第２の軸方向セクションとを有し、該第２軸方向セクションの特殊輪郭エレメントの第１フランクは、第１軸方向セクションの特殊輪郭エレメントの第１フランクに対して回転方向で後方にずれ、ロータの円周方向に測定した特殊輪郭エレメントの長さは、軸方向に相互に隣接する二つの前記軸方向セクションのロータ外周面セクタが回転方向に相互にオーバーラップするように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項６】
ロータの円周方向に測定した前記オーバーラップの量がロータ外周面セクタの一つの長さの少なくとも50％であることを特徴とする請求項５に記載の加圧分離装置。
【請求項７】
第１の軸方向ロータ円周面セクションの特殊輪郭エレメントが、ロータの円周方向に測定して第２セクションにおけるよりも短いことを特徴とする請求項５又は６に記載の加圧分離装置。
【請求項８】
半径方向に測定した特殊輪郭エレメントの第１フランクの高さが、第１の軸方向セクションにおいては第２軸方向セクションにおけるよりも低いことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項９】
モータが、その出力周波数を制御可能な周波数変換器によって給電される三相交流モータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項１０】
前記周波数変換器が、供給チャンバと合格材料用チャンバの間の差圧を測定するための測定装置によって制御可能であることを特徴とする請求項９に記載の加圧分離装置。
【請求項１１】
ロータが円筒状で中空のロータ本体を有し、該ロータ本体の外周面がロータ外周面セクタを形成し、特殊輪郭エレメントの第１フランクが、ロータ本体の外周面に取付けられたストリップによって形成され、第２フランクが側面視で円弧状に湾曲した金属シートによって形成され、該シートの前縁は前記ストリップに取付けられ、後縁はロータ本体の外周面に取付けられていることを特徴とする請求項１〜10のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項１２】
前記ストリップがロータ本体に溶接されていることを特徴とする請求項11に記載の加圧分離装置。
【請求項１３】
前記金属シートがストリップとロータ本体とに溶接されていることを特徴とする請求項11又は12に記載の加圧分離装置。
【請求項１４】
ロータ本体の外周壁と特殊輪郭エレメントとによって形成された空洞がシールされていることを特徴とする請求項11〜13のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項１５】
ロータ本体の外周壁と特殊輪郭エレメントとによって形成された空洞がプラスチックで充填されていることを特徴とする請求項11〜14のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項１６】
前記プラスチックが現場発泡の発泡プラスチックであることを特徴とする請求項15に記載の加圧分離装置。
【請求項１７】
特殊輪郭エレメントが中実のプラスチック体であることを特徴とする請求項１〜10のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項１８】
回転方向に見て前方に設けられている特殊輪郭エレメントの前面が金属ストリップで形成されていることを特徴とする請求項17に記載の加圧分離装置。
【請求項１９】
スクリーンの入口側の面が乱流発生形状を有することを特徴とする請求項１〜18のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２０】
ロータの円周方向に測定した特殊輪郭エレメントの長さが、200mm〜450mmであることを特徴とする請求項１〜19のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２１】
ロータが10〜40m/sの円周速度でモータによって駆動されることを特徴とする請求項１〜20のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２２】
ロータが15〜30m/sの円周速度でモータによって駆動されることを特徴とする請求項21に記載の加圧分離装置。
【請求項２３】
10〜15m/sの円周速度を有するロータに対して、スクリーンが１〜3.5mmの直径を有する孔の形状のスクリーン開口を有することを特徴とする請求項１〜22のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２４】
15〜40m/sの円周速度を有するロータに対して、スクリーンが0.5〜1.5mmの直径を有する孔の形状のスクリーン開口を有することを特徴とする請求項１〜22のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２５】
10〜15m/sの円周速度を有するロータに対して、スクリーンが0.4〜0.6mmの幅を有するスロットの形状のスクリーン開口を有することを特徴とする請求項１〜22のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２６】
15〜40m/sの円周速度を有するロータに対して、スクリーンが0.1〜0.35mmの幅を有するスロットの形状のスクリーン開口を有することを特徴とする請求項１〜22のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２７】
特殊輪郭エレメントの第１フランクが、これによって繊維懸濁液が回転する方向にロータの円周速度まで加速されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜26のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【請求項２８】
軸方向に相互に隣接する特殊輪郭エレメントが、軸方向に直接接続されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の加圧分離装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は繊維懸濁液用の加圧分離装置、特に廃紙から得られる繊維懸濁液を処理するための加圧分離装置に関し、この装置はスクリーン軸に対して回転対称的に配置された静止スクリーンを内部に有するハウジングと、モータによってスクリーン軸を中心に駆動されるロータとを具え、該スクリーンは供給チャンバを取り囲んで、これをハウジング内でスクリーンの外側にある合格材料用チャンバから区分し、前記ロータの外周面はスクリーンの入口側の面と共に前記供給チャンバを半径方向に限定しており、更にこの装置は前記供給チャンバの第１軸端に連通する被処理懸濁液用入口と、前記供給チャンバの第２軸端に連通する不合格材料排出用出口をも具え、特殊輪郭のエレメントがロータの外周面に設けられ、繊維懸濁液内に正負の圧力パルスを発生させるように構成されている。
この形式の加圧分離装置における基本的な問題点は、適切な対策が行われない場合には、被処理懸濁液に含まれる不純物や繊維の団塊によってスクリーンの入口側の面でスクリーンの開口が詰まって、スクリーンを通過して合格材料用チャンバ内に入る使用可能な繊維懸濁液の処理量が極端に減少することにある。更に、そのような加圧分離装置の作動の際に、被処理懸濁液中に含まれている繊維がスクリーンの入口側の面に繊維フリースを形成する傾向があり、それによって、スクリーンの開口を通じて合格材料用チャンバ内に入る所望の長短の長さを有する使用可能な繊維の処理量が抑制され、更に殆どの場合、繊維懸濁液の好ましくない分別が行われ、被処理懸濁液中の繊維成分中の長い方の繊維がスクリーンを通過して合格材料用チャンバに入ることが前記繊維フリースによって妨げられる。
前述の問題点のすべて又は一部を解決するために、多くの対策が提案され、冒頭に述べた形式の加圧分離装置において、スクリーンの開口が特殊輪郭のエレメントによって生じる負の圧力パルスによって逆洗されるように構成されている。即ち供給チャンバに負圧相を発生させて、液を合格材料用チャンバからスクリーンの開口を通じて供給チャンバ内に吸引し、スクリーンの開口から、その入口側の面に堆積した不純物や繊維の団塊を洗浄する。
従来技術における第１の対策は、スクリーンの開口を搬送方向（即ち供給チャンバから合格材料用チャンバに向かう方向）に拡がった形に形成し（例えば米国特許明細書3,581,903参照）、スクリーン開口の閉塞の危険性を減少させている。
スクリーン開口を逆洗浄すると共にスクリーンの入口側の面での繊維フリースの形成を防止するために、別の加圧分離装置は軸に直交する断面が翼型の回転清掃羽根をスクリーンの入口側の面近傍に有するロータを具え（米国特許明細書4,276,159参照）、これによって正負の圧力パルスを発生させると共に、入口側の面が拡がったスクリーン開口によって“荒れた”表面を入口側の面に形成し、回転するロータ羽根と供給チャンバ内並びにこのような形状のスクリーンの入口側の面にある繊維懸濁液との相互作用によって、被処理繊維懸濁液にスクリーンの入口側の面及びその近傍で乱流を発生させ、これらの乱流がスクリーンの入口側の面での繊維フリースの形成に妨げる。
加圧分離装置のロータの構成、特に加圧分離装置の供給チャンバ及び／又は合格材料用チャンバ内で正負の圧力パルスを発生する特殊輪郭エレメントの構成に関しても種々の提案がなされている。米国特許明細書4,276,159に記載された前述の清掃羽根、及びスクリーン軸にほぼ平行に延在して中空円筒状のロータ本体の外周壁に固定されたストリップ型の特殊輪郭エレメントは長い間常習化されている。互いにかなりの距離を隔てて配列されたこのようなストリップ型の特殊輪郭エレメントの例は、ドイツ特許25,26,657の第３図及び米国特許4,200,537の第３図に示されている。これに関して後者の特許には、ロータ本体の外周面を越えて半径方向に突出する即ちロータ本体の外周面にほぼ垂直の延在して回転方向に関して前方に位置するほぼ三角形断面を有する第１フランク（flank）と、背面に向かって下方に傾斜する第２フランクとを有するストリップ型の特殊輪郭エレメントが示されている。加圧分離装置の供給チャンバ内の繊維懸濁液は、垂直な第１フランクによって回転方向に加速されて正の圧力パルスが発生し、一方、傾斜した第２フランクによって負の圧力パルスが発生する。
更に、東ドイツ特許129,814、米国特許3,912,622、3,726,401、3,400,820にもロータの形状が開示されているが、これら公知のロータ形状は次に述べる本発明に関しては、あまり重要ではない。
その他の従来からの提案は、スクリーン軸の方向にスクリーンに沿って連続する清掃羽根即ちストリップ型特殊輪郭エレメントのために、繊維懸濁液中に圧力パルスが発生し、これらのパルスは加圧分離装置に続く製紙機械のブレストボックス内にかなりの乱れを生じさせる（即ち製紙機械のワイヤネット上に不均一な繊維フリースが形成される）問題を生じる。この問題に対する基本的な対策は、スクリーン軸を横切って特殊輪郭エレメントを数個のセグメントに分割し、これらのセグメントを円筒状ロータ本体の外周面にその軸方向に配列すると共にロータの円周方向に互いにずれるように配列することにある。この点に関し、軸方向のロータ部分の特殊輪郭エレメントのセグメントは、ロータの円周方向に列をなし、隣合う二つのセグメントの間には間隙が設けられ、（ロータの円周方向に測った）セグメントと間隙の長さ及び前記ずれは、（スクリーン又はロータ軸方向に見て）軸方向のロータ部分の前記セグメントが、隣接する軸方向ロータ部分のセグメント同士の間の間隙をカバーするような寸法に選ばれている。こうしたロータの構成の例は、ドイツ特許明細書37,01,669（特に第３図）に開示されている。このロータにおいては、回転方向に関して前方にある前記セグメントの前部表面即ち第１フランクは、ロータ軸に垂直な断面において凹んだ円弧状輪郭をなし、この輪郭は背面に向かって一定の角度で対角線状に上昇し、半径方向には回転方向と反対向きに円筒状ロータ本体の外周面から外側に向かって延び、該セグメントによって発生する圧力パルスの衝撃効果を減少させるように構成されている（ドイツ特許明細書37,01,669の第１欄、12〜14行参照）。
最後に、冒頭に述べたタイプの加圧分離装置は、米国特許明細書4,855,038及び後者に対応するヨーロッパ特許明細書0 206 975−Ｂに開示され、そのロータはドラム型中空体として構成され、該ロータ本体の外周壁はロータの円周方向に相互に直結されている二つの特殊輪郭エレメントを形成し、各エレメントは、ロータの直径平面に設けられた垂直方向の前部第１フランクと、該第１フランクに接続され回転方向と反対向きに下方に傾斜した第２フランクとを有する。これらの特殊輪郭エレメントのそれぞれは、ロータ軸又はスクリーン軸方向にロータの全長にわたって延在し、これはロータ軸に平行に延在する特殊輪郭エレメントの前部第１フランクにも当てはまる。更に、この公知の加圧分離装置は円筒状スクリーンを有し、その入口側の面は（スクリーン開口を考慮しない場合にも）平滑ではなく、凹凸を有する。この公知の加圧分離装置のロータの構成及びスクリーンの入口側の面の構成は、スクリーンのそれぞれの領域を正又は負の圧力パルスに常に曝し、加圧分離装置の供給チャンバ内の繊維懸濁液に大きな乱流を生じさせて凹凸を有するスクリーンの入口側の面で繊維懸濁液を回転方向に大きく加速させ、かなりの量の液を合格材料用チャンバから吸引して、特殊輪郭エレメントの長い傾斜した第２フランクによってスクリーンを通じて供給チャンバ内に導入し、これらのすべての対策の組合せによってスクリーンの入口側の面に繊維フリースが形成されることを確実に防止するものである。
本発明は、冒頭に述べた形式の加圧分離装置であって、比較的細かいスクリーン開口によってすべてのコンシステンシー（consistency）の範囲の被処理繊維懸濁液を良好に分離可能で、しかも中断のない連続作業が可能な分離装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、この目的は、繊維懸濁液、特に廃紙から得られる繊維懸濁液を処理するための加圧分離装置であって、ハウジングと、前記ハウジング内にスクリーン軸に対して回転対称的に配置された静止スクリーンと、前記スクリーンによって取り囲まれ、モータによってスクリーン軸を中心に駆動されるロータとを具え、該スクリーンは供給チャンバを取り囲んで、これをハウジング内でスクリーンの外側にある合格材料用チャンバから区分し、前記ロータの外周面はスクリーン軸の方向に相次いで配置された複数の軸方向セクションを有するとともにスクリーンと協働し、前記ロータの外周面はスクリーンの入口側の面と共に前記供給チャンバを半径方向に限定しており、更にこの装置は前記供給チャンバの第１軸端に連通する被処理懸濁液用入口と、前記供給チャンバの第２軸端に連通する不合格材料排出用出口とを具え、特殊輪郭のエレメントがロータの外周面に設けられ、繊維懸濁液内に正負の圧力パルスを発生させるように構成され、前記特殊輪郭エレメントはロータの円周方向並びにスクリーン軸の方向に延在し、それぞれが繊維懸濁液を回転方向に駆動するための第１フランクと、合格材料用チャンバからスクリーンを通して供給チャンバ内に液を吸入するための第２フランクとを具え、前記第２フランクはロータの回転方向で前記第１フランクの後方にあるものにおいて、ロータの外周面の軸方向セクションの各々は、ロータの円周方向に互いに間をあけて配置された少なくとも二つの特殊輪郭エレメントと、ロータの円周方向で互いに連続する二つの特殊輪郭エレメントの間に配置されたロータ外周面セクタとを含み、該特殊輪郭エレメントはロータ外周面セクタを越えて半径方向に突出し、該ロータ外周面セクタはスクリーン入口側の面に平行で且つスクリーン軸に関して回転対称的なロータの外周面の一部をなし、ロータの円周方向で測定した場合、最小長さL'（L1',L2'）を有するロータ外周面セクタと、該ロータ外周面セクタの前方にあって最大長さＬ（L1,L2）を有する特殊輪郭エレメントとの各対について、Ｌ×0.3≦L'≦Ｌの関係があり、更に、前記特殊輪郭エレメントは、スクリーン軸の方向に見て、ロータ外周面セクタが前記特殊輪郭エレメントの間でスクリーンによって取り囲まれたロータの全領域に沿って連続的なチャンネルを形成し、前記第１フランクが軸方向と鋭角をなすように配置されていることを特徴とする加圧分離装置、によって達成される。
本発明の加圧分離装置によれば、高いコンシステンシーを有する被処理繊維懸濁液、即ち約４％以上の材料密度を有する懸濁液から最良の分離結果を得ることが可能である。これは、（ロータの円周方向に測定して）比較的長い特殊輪郭エレメントを使用して、その前方の第１フランクが比較的強力な正の圧力パルスを発生し、回転方向に繊維懸濁液を大きく加速し、一方、長い傾斜した第２フランクが合格材料用チャンバからスクリーンを通じて大量の液を吸引して供給チャンバに導入し、以てスクリーンの入口側の面に繊維フリースが形成されることを防止する事実と、回転方向の特殊輪郭エレメント同士の間に間隙が設けられ、その寸法は特殊輪郭エレメントによって生じた圧力パルスの間にスクリーンの入口側の面に薄い繊維フリースが形成され、これが補助フィルタ層として作用するような長さに設定されている事実とによってもたらされる。従って、本発明は米国特許明細書4,855,038の加圧分離装置の基本思想とは反対のことを教示している。一方、本発明の加圧分離装置では、スクリーンの入口側の面に厚い繊維フリースが形成されないの、これに起因する欠点が避けられる。本発明の加圧分離装置によって得られる利点と、避けられる不利益とに関する詳細を次に述べる。
廃紙から回収される処理を要する繊維懸濁液は、通常、加圧分離装置の普通の作業温度で本来塑性変形可能な、又は塑性変形可能にされた接着剤粒子を含んでいる。米国特許明細書4,855,038に記載されている形式の加圧分離装置では、生じる強力な正の圧力パルスのためにこれらの接着剤粒子は加圧されて、そのかなりの部分はスクリーンの入口側の面に繊維フリースが無いことに起因して小さなスクリーンの開口でさえも通過してしまう。本発明の加圧分離装置は、特殊輪郭エレメント同士の間の間隙によって、薄い繊維フリースを形成して、この欠点を解消するものである。
スクリーン入口側の面に厚い繊維フリースが形成されると、繊維懸濁液中の繊維部分、即ち合格材料として好適な長い繊維が不合格材料内に多く入り込み、比較的短い繊維が合格材料内に分散すると言う不都合が生じる。しかし、スクリーンの入口側の面に繊維フリースが全く無いと、髪の毛等の長い繊維状不純物が合格材料中に混入する不都合が生じる。この点に関し、本発明の加圧分離装置は、スクリーンの入口側の面に薄く形成された繊維フリースが使用可能な長い繊維をかなりの程度合格材料中に通過させる一方、実験によれば、繊維フリースが長い繊維状不純物がスクリーンを通過しないように阻止するので、分離効果を挙げることができる。本発明の加圧分離装置においては、度重なる繊維の好ましくない分別を回避することができる。
本発明の加圧分離装置では、いわゆる不合格材料（スクリーンに遮られて戻される被処理繊維懸濁液の成分）は、ロータと供給チャンバの第２軸端に隣接するスクリーンとの間の環状間隙の領域において、装置の分別機能が恒久的に阻害される程度には厚くならない。これは、特殊輪郭エレメントが比較的長い傾斜した第２フランクを有し、従って合格材料用チャンバからスクリーンを通じてかなりの量の液を吸引して供給チャンバに導入し、それによって不合格材料が薄められることと、供給チャンバ又はロータの一方の軸端から他端まで貫通するチャンネルが特殊輪郭エレメント同士の間に存在しているので、スクリーンとロータの外周面との間の間隙領域が広くなり、比較的薄い繊維懸濁液が入口側の面に供給チャンネルの端部からこの広い間隙領域に沿って、スクリーンを通じての脱水によって被処理繊維懸濁液が既に非常に濃くなっている供給チャンバの領域に流入するようになっているためである。加圧分離装置においては、被処理繊維懸濁液が装置に供給される際の圧力に起因して、供給チャンバ内の繊維懸濁液はスクリーン又はロータの軸に平行な流れ成分を有する。しかし、上述の間隙によって形成された拡大間隙領域のために、この軸方向の流れ成分は、米国特許明細書4,855,038及びドイツ特許明細書37 01 669に示されている従来の分離装置と比較して減少し（しかし、特殊輪郭エレメントの前部第１フランクの前方では、ロータ外周面とスクリーンの間の環状間隙において流れは拡大断面となっている）、特殊輪郭エレメントの尖った前部第１フランクは強力な長手方向の流れを「突っ切る」必要がないので、ロータを駆動するのに使用されるエネルギは減少する。
本発明の加圧分離装置のスクリーンは、入口側の面での薄い繊維フリースの形成にもかかわらず、（同じサイズのスクリーン開口を持つものと仮定して）米国特許明細書4,855,038の加圧分離装置に比して高い処理能力を有する。なぜならば、本発明の加圧分離装置の特殊輪郭エレメントの傾斜した第２フランクが短い負圧即ち吸引フェーズを有し、その間は供給チャンバからスクリーンを通じて合格材料用チャンバに導入される好ましい流れを生じることができないからである。これによって、（同じ処理能力であると仮定して）米国特許明細書4,855,038による公知の加圧分離装置の特殊輪郭エレメントの場合には、補助のフィルタ層として機能する繊維フリースが欠けているため、大きな正の圧力パルスが必要となり、結果として前述の接着剤粒子が押圧されてスクリーンの開口を通過し合格材料用チャンバに入るパーセンテージが高くなる。強力な正の圧力パルスとそれによって生じるスクリーンの開口を通じての高い流量のために、同じことが被処理繊維懸濁液に含まれている長い繊維状不純物についても当てはまる。
既に述べたように、米国特許明細書4,855,038による公知の加圧分離装置のロータの特殊輪郭エレメントの前面即ち第１フランクは、スクリーン又はロータの軸に正確に平行に延在している。本発明の加圧分離装置の好適例においては、各特殊輪郭エレメントの第１フランクの長手方向は、軸方向に対して鋭角を形成している。このため、スクリーンの使用寿命が大幅に長くなる。前述の公知の加圧分離装置においては、後述する幾つかの理由のためにスクリーンは破損し易い。特に、特殊輪郭エレメントは前部に段を有して強力な正の圧力パルスを発生し、公知の加圧分離装置ではスクリーンに作用する加圧力は特殊輪郭エレメントの前縁の軸方向の運動に起因して外周面のライン（スクリーン軸に平行なライン）に沿ってスクリーンに導かれる。加圧分離装置のスクリーンを可能な限り薄く構成し、スクリーンの開口の流れ抵抗とこれに関連するスクリーンを通過する際の圧力低下を減少させて、加圧分離装置に供給するポンプの能力を高くしなくてもよいようにしているので、米国特許明細書4,855,038による加圧分離装置のスクリーンは破損の危険性が大きい。本発明の加圧分離装置の好適例に述べたれたように、回転方向の前方に設けられた特殊輪郭エレメントの第１フランクがスクリーン軸に対して僅かに傾斜していると、これらの第１フランクによって生じた正の圧力パルスに起因する加圧力はスクリーンの外周面に沿って導入されないので、スクリーンの耐久性不足による破損が防止される。
前述の利点を得るために、特殊輪郭エレメントの第１フランクは、スクリーン軸に関してあらゆる方向に傾斜している。例えば、特殊輪郭エレメントの第１フランクが供給チャンバ内の繊維懸濁液に対して、供給チャンバの第２軸端から第１軸端に向かう軸方向搬送効果を作用させるように傾斜を選び、加圧分離装置では公知のように、供給チャンバの後部に位置している既に濃くなった被処理繊維懸濁液を再び軸方向に引き戻して分別される繊維懸濁液のコンシステンシーが均一になり、使用可能な繊維が更に広範に合格材料用チャンバ内に分離されるようにすることも考えられる。しかし、本発明の加圧分離装置の実施例においては、供給チャンバ内の繊維懸濁液に対して該供給チャンバの第２軸端に向かう軸方向搬送効果が付与されるように、各特殊輪郭エレメントの第１フランクの長手方向を軸方向に対して傾斜させることが好ましい。これによって分別結果は更に改善される。この搬送効果により、まだ濃くなっていない繊維懸濁液は供給チャンバの入口側からその後部領域（供給チャンバの第２軸端に対面する領域）に運ばれ、それによって分別される繊維懸濁液のコンシステンシーはロータ又はスクリーンに沿って（軸方向に）均一化される。
特殊輪郭エレメントの第１フランクが軸方向に傾斜している本発明の加圧分離装置においては、特殊輪郭エレメントは、その第２フランクの後縁がスクリーン軸に平行に延在し、前述したチャンネル即ち広くなった環状間隙領域の内部断面が狭くならないようにすることが望ましい。
前部に設けられている特殊輪郭エレメントの第１フランクによって、正の圧力パルスが発生すると共に繊維懸濁液が回転方向に駆動される。特殊輪郭エレメントの第１フランクがほぼ半径方向にこのフランクの前方に存在するロータ外周面セクタを越えて突出するように構成された場合に、両者が最良に達成される。しかし、第１フランクは半径方向にも僅かに傾斜し、即ち、内部に向かって（ロータ軸に向かう方向に）且つ後方に向かって（回転方向と反対向きに）も傾斜し、一方、（ドイツ特許明細書37 01 669に示されているように）対角線状に外方且つ後方に傾斜している第１フランクにより、特殊輪郭エレメントの前部に位置する繊維懸濁液はスクリーンに対して半径方向に外側にのみ押され、回転方向には殆ど加速されない。
本発明の加圧分離装置においては、すべての特殊輪郭エレメントは、スクリーンによって取り囲まれたロータの外周面の全長にわたってロータ軸方向に延在している。この場合、ロータは（ロータの円周方向に延在する）一列のみの特殊輪郭エレメントとそれらの間に配置された間隙とを有する。しかし、高い材料密度を有する繊維懸濁液を分別するには、別のロータ構成の加圧分離装置が望ましい。この加圧分離装置においては、ロータは、供給チャンバの第１軸端に対面する少なくとも一つの第２の軸方向ロータ円周面セクションをこの第１セクションに軸方向に隣接して有し、前記第２セクションの特殊輪郭エレメントの第１フランクは回転方向と反対側の第１セクションの特殊輪郭エレメントの第１フランクに関して後方にずれており、ロータの円周方向に測定した特殊輪郭エレメントの長さは、軸方向に相互に隣接する二つの軸方向ロータセクションのロータ外周面セクタ（間隙）が回転方向に相互にオーバーラップするような寸法になっている。特にこの加圧分離装置のロータは、二つの軸方向セクションと（ロータの円周方向に延在する）特殊輪郭エレメントとその間に配置された間隙の列を有し、これによって一つの列の特殊輪郭エレメントとこの列の間隙とが、他の列のエレメントと間隙に対してロータの円周方向に相互にずれており、両方の列の間隙が両方の列又は両方のロータセクションを越えて軸方向に延在するチャンネルを形成している。このロータの構成により、次のような利点が得られる。特殊輪郭エレメントにおいては、前部第１フランクがロータ又はスクリーンの一方の軸端から他方の軸端まで延在し、これらの第１フランクが（従来技術と同様に）ロータ軸に平行に延在する場合には、被処理繊維懸濁液に含有されている不純物と繊維がこれらの尖った第１フランクに堆積したり凝集したりして、第１フランクの半径方向の外側縁とスクリーンとの間に詰まり、加圧分離装置を作動不能にしたり、スクリーンの破損を招く危険性がある。前述した特殊輪郭エレメントのジグザグ状配列は、前部第１フランクが供給チャンバの第２軸端の方へ向かう搬送効果を持つように軸方向に関して傾斜している場合に、特に効果的である。加圧分離装置の入口の搬送圧力によって生じるロータの外周面とスクリーンの間の環状間隙を通る軸方向流のみでも、第１軸方向ロータセクションの特殊輪郭エレメントの第１フランクにおける堆積材料は、第１フランクに沿って供給チャンバの第２軸間の方に滑り、供給チャンバの第２軸端に対面する第１ロータセクションの特殊輪郭エレメントの縁に到達すると、そこで生じる乱流によって繊維懸濁液に混合し、堆積材料は繊維懸濁液が第２の軸方向ロータセクションの特殊輪郭エレメントの次の第１フランクに係合する前に破壊される。この好ましくない堆積材料の軸方向の排出は、特殊輪郭エレメントの第１フランクが前述したように傾斜している場合に更に増加する。スクリーンを通じて前もって脱水されてそのコンシステンシーが増加している分別されるべき繊維懸濁液は、特殊輪郭エレメントの前述のジグザグ状配列によって、ロータ外周面とスクリーンの間の環状空間領域で更に充分に分別され、この領域で分別効果が向上する。更に、前述の特殊輪郭エレメントのジグザグ状配列によって、スクリーンを横切る加圧力即ち特殊輪郭エレメントに起因する正の圧力パルスによって生じたスクリーンに作用する加圧力の分布が一層良好になる。
前述のチャンネル即ちロータの外周面とスクリーンの間の環状空間の拡がった領域の効果を特殊輪郭エレメントのジグザグ状配列によって充分に維持し、軸方向に相互に隣接した特殊輪郭エレメントの前部第１のフランクの（回転方向における）充分なずれによって、スクリーン又はロータの軸方向の全長にわたって繊維懸濁液を適当に流動化させるには、軸方向に相互に隣接したロータ外周面セクタ（間隙）のオーバーラップ（ロータの円周方向に測定して）は、ジグザグ状に配列された特殊輪郭エレメントを有する本発明の特に好ましい実施例においては、一つのロータ外周面セクタの長さの少なくとも約50％である。
基本的には、異なる軸方向ロータセクションの特殊輪郭エレメントを同一構成にしてもよい。しかし、ロータ外周面とスクリーンの間の環状空間の種々の軸方向領域において被処理繊維懸濁液のコンシステンシーが異なることを考慮して、特殊輪郭エレメントをこれに対応して異なる構成とし、以てこの環状空間の特定の軸方向領域に不必要な強力な正負の圧力パルスを生じ、別の領域に弱過ぎる正負の圧力パルスを生じることのないようにすることが望ましい。従って、前述のジグザグ状に配列された特殊輪郭エレメントを有する本発明の加圧分離装置の好適実施例においては、第１の軸方向ロータ円周面セクションにおける特殊輪郭エレメントが、ロータの円周方向に測定して、第２の軸方向ロータ円周面セクションにおけるよりも短い寸法を有することが望ましい。この構成に代えて、又はこれに加えて、前記と同じ目的のために、半径方向に測定した第１の軸方向ロータ円周面セクションにおける特殊輪郭エレメントの第１フランクの高さは、第２の軸方向ロータ内周面セクションにおけるよりも低くすることが望ましい。
既に述べたように、特殊輪郭エレメントの第１フランクを、繊維懸濁液がこれによって回転方向に効果的に加速されるように構成することが望ましい。このように構成された特殊輪郭エレメントの第１フランクは、この特殊輪郭エレメントによって最大の正の圧力パルスと特に強力な乱流が発生して、繊維懸濁液がロータの円周速度まで回転方向に加速されるので特に好ましい。
加圧分離装置の効率、処理能力、及び分別作用は、スクリーンから特殊輪郭エレメントまでの最小半径距離、特殊輪郭エレメントの構造と配列にかなりの割合で依存し、更に基本的には特殊輪郭エレメントの回転速度に依存している。本発明の加圧分離装置において、ロータの回転速度の増加は、より強力な乱流を発生させるだけでなく、スクリーンの入口の面に本来或る程度は望ましい繊維フリースを薄くすることができる。このような繊維フリースが薄ければ、繊維懸濁液又はそれに含まれる繊維の好ましくない分別が減少する。その他に、繊維フリースが薄く形成されれば、合格材料のコンシステンシーが高くなり、不合格材料のコンシステンシーが低くなり、最終的に分別純度が減少する。当然、ロータの回転速度の増加は、最終的にロータとスクリーンの摩耗と破損の増加を招く（廃紙から得られた繊維懸濁液は常に砂や金属粉のような研磨性不純物を含んでいる）。一方、高いコンシステンシー即ち材料密度を有する繊維懸濁液を分別する場合には、薄い繊維懸濁液の場合よりも高い回転速度を必要とする。本発明の加圧分離装置においては、短い（ロータの回転方向に測定して）及び／又は低い（半径方向に測定して）特殊輪郭エレメントを使用しているので、ロータの高速回転による欠点を回避することが可能である。念のために言うと、特殊輪郭エレメントを高速回転するれば、小さな開口（小径の孔又は狭いスロット）のスクリーンの使用が可能になり、分別純度が改善される。
従来公知の加圧分離装置は、非常に特定されたロータ回転速度の下での作業のみを可能にするロータの駆動手段を有している。しかし、前記の説明から、被処理繊維懸濁液のコンシステンシー即ち材料密度を考慮に入れ、又は特定の分別結果を得るために、一台の同じ加圧分離装置を異なるロータ回転速度で作動させることが望ましいことは明らかである。これは本発明によれば、ロータを駆動するモータとして、出力周波数を制御可能な周波数変換器から電力を供給される三相交流モータを使用することによって達成される。このような加圧分離装置においては、ロータの回転速度は周波数変換器の設定を変更することによってのみ変えられ、該三相交流モータ用の供給電流の周波数によって、この回転速度がそれぞれの所望の分別工程又は分別結果に応じて調整される。
スクリーンの入口側の面に形成される繊維フリースの厚さは、本発明の加圧分離装置においてはロータの回転速度に大いに依存しており、一方、この形成された繊維フリースの厚さは、スクリーンの入口側の面と他方の面の間、即ち供給チャンバと合格材料用チャンバとの間の差圧の大きさに影響を与える。本発明によれば、この差圧は周波数変換器用の標準パラメータとして使用可能である。本発明の加圧分離装置の好適実施例においては、周波数変換器は供給チャンバと合格材料用チャンバとの間の差圧を測定する測定器によって制御可能である。このようにして、スクリーンの入口側の面に形成される繊維フリースの厚さを予め決め、これによって所望の差圧を形成することにより、分別結果を予定することが可能である。
特に、本発明の加圧分離装置を合理的に製作するためと、特殊輪郭エレメントが前部第１フランクの領域で摩耗や破損を生じないようにするために、本発明は加圧分離装置のロータの幾つかの好適な実施例を提案する。
特別に複雑な工具を使用せずに製作可能な一つの実施例では、ロータは中空円筒状のロータ本体を有し、その外周面にはロータ外周面セクタが形成され、特殊輪郭エレメントの第１フンランクが前記ロータ本体の外周面に取付けられたストリップによって形成され、特殊輪郭エレメントの第２フランクが側面図で円弧状に湾曲した金属シートで形成され、その前縁は前記ストリップに取付られ、その後縁はロータ本体の外周面に取付けられている。前記ストリップと金属シートはねじ等によってロータ本体又はストリップに取付け可能であるが、好適例ではストリップはロータ本体に溶接され、及び／又は金属シートはストリップとロータ本体に溶接されている。このようにして得られた特殊輪郭エレンメントにおいては、液体を透過させないように空洞がシールされ、以て不均衡が生じないように注意が払われている。この問題は、ロータ本体の外周壁と特殊輪郭エレメントとによって形成された空洞を、硬化可能な注型用樹脂等のプラスチックで充填することによっても解決される。しかし、現場で発泡する発泡プラスチックを使用すれば、これらの空洞が完全に充填され、液体が空洞内に侵入しなくなるので更に好ましい。
このように構成された特殊輪郭エレメントの場合には、ストリップを比較的容易に交換可能である。これは、特殊輪郭エレメントの前部第１フランクを形成する該ストリップが摩耗と破損を生じ易いことから、極めて重要なことである。
これの代わりに、本発明の特殊輪郭エレメントをプラスチックの射出成形部品として経済的に製造可能な中実のプラスチック体で構成してもよい。この中実プラスチック体は、摩耗又は破損した場合には全体として交換可能である。しかし、回転方向の前方に設けられた特殊輪郭エレメントの前面がこの中実プラスチック体の中に挿入されている金属ストリップで形成されている場合には、摩耗・破損が生じた時にこの金属ストリップのみを通常通りに取り替えればよいので、この必要はない。
本発明によって構成されたロータやスクリーンの入口側の面に厚過ぎる繊維フリースが形成されないようにするために入口側の面を平滑にしたスクリーンの助けによって、特定の分別機能を得るための充分な乱流を発生することができない場合には、スクリーンの入口側の面が乱流発生輪郭を具えた本発明の加圧分離装置を使用すべきである。この輪郭は従来技術において公知である。
本発明のその他の特徴、利点及び詳細は、特許請求の範囲並びに添付図面に基づいて次に述べる本発明の加圧分離装置の好適実施例から明らかになるであろう。
第１図は本発明の加圧分離装置の部分側断面図であり、これはロータ又はスクリーンの直径の垂直平面での断面である。
第２図は第１図の２−２線に沿う断面図である。
第３図は、第１図の加圧分離装置のスクリーンとロータを、第１図よりも大きいスケールで示したものである。
第４図は第１図の左から見たロータの正面図であり、スクリーンが軸断面で表されている。
第５図はロータ外周面のレイアウト、即ちロータの全周面を一つの平面として表した平面図である。
フレーム16に立設されたモータ18も、支持体12に支えられたハウジング14を具えた第１図の加圧分離装置10に付属している。該モータは回転電流又は三相交流モータであり、プーリ20とＶベルト22によってプーリ24を駆動し、該プーリ24は前記フレーム16とハウジング14に回転自在に取付けられたロータシャフト26に固定されている。
基本的にハウジング14は、第１図の左方の前壁28と、ロータシャフト26と同軸に設けられた円筒状ハウジングシェル30と、これと相互に気密に結合されたハウジング蓋32から構成されている。加圧分離装置の軸はロータシャフト26の軸でもあるが、符号34で示されている。
圧力シールされた状態で前壁28を貫通して延びるロータシャフト26は全体として符号36で示されたロータを担持し、該ロータは軸34と同軸の円筒状スクリーン38によって取り囲まれ、ロータシャフト26によって軸34を中心として駆動可能であり、前記スクリーンはハウジングシェル30に固定された二つの環状ハウジングエレメント40、42によって取付けられ、これによって支持されている。
図示の実施例においては、（軸34の方向の）ロータ36の軸方向長さは、ハウジングリング40,42の間のスクリーン38の作動領域の軸方向長さに等しい。特別な効果を得るために、このロータ36の軸方向長さをスクリーン38の軸方向長さよりも大きく又は小さくすることも可能である。
第１図によれば、ハウジング14の右端には入口接続ピース46が設けられ、これを通じて被処理繊維懸濁液即ち分別対象の繊維懸濁液が、図示しないポンプ等によって加圧分離装置内に搬入される。スクリーン38の上方のほぼ中央には、出口接続ピース48がハウジングシェル30に取付けられ、これを通じて（矢印Ａで示された）いわゆる合格材料が加圧分離装置から排出される。合格材料は、スクリーン38を通過した繊維懸濁液の一部である。最後に第１図の左端には、第２の出口接続ピース50が取付けられ、これを通じて（第２図に矢印Ｒで示された）いわゆる不合格材料が加圧分離装置から排出される。この不合格材料は、スクリーン38を通過できなかった被処理繊維懸濁液の一部である。
不合格材料用の出口接続ピース50が接線方向に設置されているように（第２図参照）、入口接続ピース46の配置を第１図とは別のものとし、被処理繊維懸濁液がハウジング14に接線方向に流入するようにしてもよい。更に、加圧分離装置10の構成によって合格材料を下方に排出することが可能な場合には、勿論、出口接続ピース48をハウジングシェル30の底部に配置してもよい。
前述の加圧分離装置の構成は従来から公知であり、又、次に述べる基本的な機能に関しても同様である（この基本機能の説明に続いて、本発明独特の構成について述べる）。
入口接続ピース46を通じて加圧分離装置10に供給された被処理繊維懸濁液は、先ず、入口チャンバ52に到達し、次にロータ36の外周面とスクリーン38の間の環状チャンバ（以後供給チャンバ54と称する）に入る。被処理繊維懸濁液は該供給チャンバ54の第１軸端54aを経てこのチャンバ内に入る。軸34を中心として回転するロータ36と、必要に応じて入口接続ピース46の接線方向配列と、被処理繊維懸濁液を加圧分離装置10に導入する圧力とによって、繊維懸濁液は供給チャンバ54の第１軸端54aから第２軸端54bに向かって供給チャンバ54内を螺旋状に流れる。これによって、繊維懸濁液の一部は、スクリーン38の開口を通過して合格材料用チャンバ58に到達する。不合格材料は第２軸端54bで供給チャンバ54を離れて不合格材料用チャンバ56に到達し、そこから第２出口接続ピース50を経て加圧分離装置を離れる。
本発明の好適実施例においては、軸34は少なくともほぼ水平に延在している。しかし、基本的には、軸34が少なくともほぼ垂直に延在するように加圧分離装置を構成してもよい。
次に、この加圧分離装置の特徴とそれに基づく作用について述べる。
スクリーン38の開口が比較的小さいため、供給チャンバ54と合格材料用チャンバ58の間に差圧が生じる。実際、合格材料用チャンバ内の圧力は供給チャンバ内の圧力より低い。本発明によれば、この差圧を求めるため、入口接続ピース46と第１出口接続ピース48に設けられた第１圧力伝達手段62と第２圧力伝達手段64からなる測定装置60が具えられている。これらの手段は、それぞれ、入口チャンバ52と合格材料用チャンバ58内に設けてもよい。これらの手段は、指示装置70,72が設けられたライン66,68を経て差形成装置74の出力端に接続され、この差形成装置はその出力端に差圧に比例した制御信号を発し、該信号はライン76を経て周波数変換器78の制御入力端に入力される。この変換器は、図示しない電流源から周波数f1の三相交流電流を供給され、三相交流モータ18を駆動するための周波数f2の三相交流電流を出力する。従って、この周波数f2は差形成装置74によって出される制御信号の関数である。このようにして、ロータ36は、この制御信号の関数であり従って供給チャンバ54と合格材料用チャンバ58の間の差圧の関数でもある回転速度で駆動される。指示装置70,72の代わりに、又はそれに加えて、ライン66,68にポテンショメータその他の調節エレメントを設け、圧力伝達手段62,64から出力される信号をこれらの調節エレメントによって調整し、ライン76に供給される制御信号の前記差圧への依存性に影響を与えてもよい。
第３図〜第５図に基づいて、本発明のロータ36の特徴について詳述する。
ロータシャフト26に固定されたハブ80は、円筒状ロータシェル84を有する閉じた中空の円筒状ロータ本体82を担持している。該シェルは供給チャンバ54の第１軸端54aに第１軸端84aを有し、供給チャンバの第２軸端54bに第２軸端84bを有し、更に二組の特殊輪郭エレメントをその外側面に有している。即ち、第１の組は特殊輪郭エレメント86a,86b,86c,86dで構成され、第２の組は特殊輪郭エレメント88a,88b,88c,88dで構成されている。第１組の特殊輪郭エレメントは、ロータの円周方向即ちロータの回転方向Ｕに、各エレメント同士の間に間隙86a',86b',86c',86d'を有する第１列をなし、この列は入口チャンバ52に対面する第１の軸方向ロータセクション90を形成する。第２の組の特殊輪郭エレメント88a〜88dは、間に間隙88a',88b',88c',88d'を有する第２の同じような列をなし、この第２列は不合格材料用チャンバ56に隣接する第２の軸方向ロータセクション92を形成する。図示の実施例においては、すべての特殊輪郭エレメントは、所望の分別結果及び／又は被処理繊維懸濁液のタイプに応じて、（軸34の方向に測定して）同じ高さになっているが、第１列の高さを第２列の高さより大きく又は小さくしてもよい。更に、二つ以上のこうした列を有するロータを設けてもよい。
第２図及び第４図に示すように、各特殊輪郭エレメントは回転方向Ｕに関して前方に設けられた前面即ち第１フランクＩを有し、該フランクはロータシェル84の円周状外周面に対して垂直に延在している。同様に、第１フランクＩに直接に接続された後面即ち第２フランクIIを有する。この第２フランクは回転方向Ｕと反対向きに半径方向に内側に軸34の方に傾斜しているので、特殊輪郭エレメントは、軸34に垂直な平面において、軸34と同軸に湾曲した極端な鋭角三角形に似た断面を有する。第１フランクＩによって供給チャンバ54内に強力な正の圧力パルスと乱流が発生し、更に、供給チャンバ54内の繊維懸濁液は該第１フランクＩによって大きく加速され、最大で特殊輪郭エレメントの回転速度にまで達する。一方、傾斜した第２フランクIIは負の圧力パルスを発生し、これによって液が合格材料用チャンバ58から吸い戻され、スクリーンの開口を通じて供給チャンバ54内に流入する。スクリーン38の内面が公知のように「荒れた」即ち凹凸を与えられている場合には、回転方向Ｕに向かう繊維懸濁液の流れ成分に起因して、供給チャンバ54内に特に強力な乱流が発生する。この凹凸を有するスクリーンは加圧分離装置において公知であり、且つ図面にこれを表現することは難しいので、この形状を図面から読み取ることは不可能である。
本発明では、第１フランクＩは軸34に対して平行には延在しておらず、軸34の方向に対して鋭角αをなしている。実際、フランクＩは、供給チャンバ54内の繊維懸濁液の軸34の方向に関する流れ成分が供給チャンバの第１軸端54aからその第２軸端54bに向かって増加するように、軸34の方向に対して傾斜している。
第５図から判るように、図示の実施例では第１列の特殊輪郭エレメント86a〜86dは、ロータの回転方向即ち回転方向Ｕに測定して、第２列の特殊輪郭エレメント88a〜88dよりも短い。この構成によって、供給チャンバ54内でその第１軸端54aから第２軸端54bに向かって増加する繊維懸濁液の異なるコンシステンシーに応じて特殊輪郭エレメントの効果を調節することが可能になる。第５図に示す好適実施例では、第１列の各特殊輪郭エレメント86a〜86dは、円周角45゜（これが特殊輪郭エレメントの最大長さL1である）にわたって延在し、従って、第１フランクＩは軸34の方向に一定の角度で延在し且つ第２フランクIIの後縁は軸34に平行に並んでいるので、特殊輪郭エレメントの長さはロータシェル84の第２軸端84bに向かって減少する。第１列の間隙86a'〜86d'の最小長さL1'も45゜であり、これはこの列の特殊輪郭エレメントの最大長さL1に等しく、そのため、ロータシェル84の第２軸端84bに向かって間隙の長さは増加している。
第２列の特殊輪郭エレメント88a〜88dの最大長さL2はこの実施例では53゜である。本発明によれば、第２列の特殊輪郭エレメントの数は第１列の特殊輪郭エレメントの数に等しいので、第２列の間隙88a'〜88d'の最小長さL2'に対しては、37゜の小さい値となる。
同様に第５図から判るように、第２列の特殊輪郭エレメント88a〜88dとその間隙が第１列の特殊輪郭エレメント又は間隙に対して回転方向Ｕと反対向きにずれ、これによって特殊輪郭エレメント又は間隙の長さに対して、ずれ即ち変位の大きさが調整され、両方の列の軸方向に相互に隣接する間隙がロータの回転方向Ｕ即ち円周方向にオーバーラップし、該間隙が軸方向にロータシェル84の一方の軸端84aから他の軸端84bに向かう貫通チャンネル（連続的なチャンネル）を形成するように構成されている。第５図に示された実施例では、前記チャンネルの内部幅L3は25゜であり、この幅は観察者が軸34の方向にロータを正面から見た時の幅である。
図示の好適実施例では、第１列の特殊輪郭エレメントの長さは、第１列の間隙の長さにほぼ等しく、第２列の特殊輪郭エレメントの長さは、第１列の特殊輪郭エレメントの長さよりも大きく、第２列の間隙の長さは第２列の特殊輪郭エレメントの長さよりも小さく、第１列の間隙の長さよりも小さい。
本発明による二つの列の特殊輪郭エレメントの配列によって段96が形成され、これによって次の効果が得られる。即ち、特殊輪郭エレメント86a〜86dの第１フランクＩで生じる可能性のある繊維及び不純物の堆積が、供給チャンバ54内の繊維懸濁液の軸方向の流れ成分に起因して第１列の特殊輪郭エレメントの第１フランクＩに沿って供給チャンバ54の第２軸端54bに向かう方向に滑動して段96に達し、その領域でそこに生じている強力な乱流によって破壊され、繊維懸濁液に混合され、第２列の特殊輪郭エレメント88a〜88dの第１フランクＩにおける繊維と不純物の堆積物も軸方向に運ばれて不合格材料用チャンバ56に到達する。
上述のように、特殊輪郭エレメントと間隙の長さは円周角で表現されている。実際の本発明の加圧分離装置においては、前記長さL1とL2は約200mmから約450mmの範囲に存在する。
ロータの回転速度の調節によって得られるロータの円周速度は約10m/sから約40m/sの範囲であり、一般的に約15〜30m/sの円周速度で最良の分別結果が得られる。
スクリーン38の開口38aが孔であって、ロータが約10〜15m/sの円周速度で作動する場合には、その直径は約1mm〜約3.5mmであることが望ましい。円周速度が高くなると、小さい孔を使用することが可能になる。本発明の加圧分離装置は約15m/s〜約40m/sの円周速度で作動することが望ましいので、スクリーン開口として約0.5〜約1.5mmの直径の孔が選ばれる。スクリーン開口38aがスロットの場合には、ロータの円周速度が約10〜約15m/sであれば、その幅は約0.4mm〜約0.6mmとするべきである。同じくスロットの場合、高いロータ円周速度に対しては細かいスクリーン開口が使用され、ロータ円周速度は約15〜約40m/sが好ましいので、この場合には約0.1mm〜約0.35mmの幅を有するスロット型スクリーン開口が推奨される。
第３図と第４図から図示の好適実施例の特殊輪郭エレメント86a〜86d又は88a〜88dの構成が判る。ロータシェル84を無視すれば、これらの特殊輪郭エレメントは、それぞれ、第１フランクＩを形成するストリップ100と、第２フランクIIを形成する湾曲金属シート102と、二つの側壁104とで構成され、第３図を参照すれば、第１フランクＩの傾斜部分とストリップ100の傾斜部分のために、両側壁はその長手方向の延長部分に対して垂直にはならず、所定の角度をなしている。ロータシェル84とストリップ100と金属シート102と側壁104とに取り囲まれた空洞106は、液が透過しないように発泡プラスチック等の充填材で充填されてシールされ、ロータに不均衡が生じないようになされている。同じことがロータ本体82の空洞に対してもなされている。
内幅L3を有するチャンネル200が第４図から特に明瞭に判ることに注目されたい。
【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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