(57)【要約】  流体媒体（Ｍ）の成分分離のための装置（１）であって、上記成分を分離するための素子（３）であり、上記分離素子（３）の上流及び／又は下流の境界を規定することに寄与する分離素子（３）と、少なくとも１つの導管（Ｃ）が接続される閉チャンバ（２）と、を備え、上記導管（Ｃ）は、少なくとも１つの駆動可能な封鎖手段（５）を備え、その駆動は上記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な閉鎖及び開放が可能であり、さらに、上記装置（１）は、上記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．００８Ｈｚより高い周波数で周期的に制御することが可能な、上記封鎖手段（５）の駆動を制御するための手段（７）を備える、ことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体媒体（Ｍ）の成分分離のための装置（１）であって、
前記成分の分離素子（３）であって、前記分離素子（３）の上流及び／又は下流の境界を規定することに寄与する前記分離素子（３）と、
少なくとも１つの導管（Ｃ）が接続される閉チャンバ（２）と、
を備え、
前記導管（Ｃ）は、少なくとも１つの駆動可能な封鎖手段（５）を備え、前記封鎖手段（５）の駆動は、前記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な閉鎖及び開放が可能であり、
当該装置（１）は、前記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．００８Ｈｚよりも高い周波数で周期的に制御することが可能な、前記封鎖手段（５）の駆動を制御するための手段（７）を備える、
ことを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記封鎖手段（５）の駆動を制御するための手段（７）は、前記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．０３Ｈｚよりも高い周波数にて、周期的に指令することができる、
請求項１に記載の流体媒体（Ｍ）の成分分離のための装置（１）。
【請求項３】
前記制御手段（７）を管理するための手段（８）を備え、前記管理手段は、サイクルを実行することが可能であり、前記サイクルのそれぞれは、少なくとも１つの前記封鎖手段（５）の駆動段階（ＰＡ）と、少なくとも１つの前記封鎖手段（５）の非駆動段階（ＰＩ）と、を備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体媒体（Ｍ）の成分分離のための装置（１）。
【請求項４】
前記封鎖手段（５）は、前記導管（Ｃ）に対する位置、及び、前記導管（Ｃ）に対する幾何学的形状に基づいて、全体、又は、部分的に前記導管（Ｃ）を封鎖するか、又は、封鎖しないようにする、少なくとも１つの素子（Ｅ）を備え、前記素子（Ｅ）は、移動可能な支持手段（５１）に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の分離装置（１）。
【請求項５】
前記封鎖手段（５）は、回転ディスク（５６）上に取り付けられる少なくとも１つのフラップ（５５）を備え、前記管理手段（７）は、前記管理手段（８）を介する前記ディスク（５６）の運動を可能、又は、不可能にし、結果として、前記フラップ（５５）は、
前記封鎖手段（５）の駆動段階（ＰＡ）中に、前記導管（Ｃ）を少なくとも部分的に封鎖するか、又は、封鎖しないように継続的に移動可能であり、
前記封鎖手段（５）の非駆動段階（ＰＩ）中に、前記導管（Ｃ）を少なくとも部分的に封鎖するか、又は、封鎖しないように、固定位置で固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の分離装置（１）。
【請求項６】
前記封鎖手段（５）の駆動段階（ＰＡ）は、前記導管（Ｃ）の少なくとも部分的な、開放が後に続く閉鎖により規定される、少なくとも１つの閉鎖開放シーケンス（Ｓ）を含み、前記シーケンス（Ｓ）は、１分より短い、好ましくは３０秒より短い、例えば１５秒より短い継続時間を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の分離装置（１）。
【請求項７】
前記制御手段（７）の前記管理手段（８）は、駆動段階（ＰＡ）を、前記サイクルを実行するための時間の５０％未満で継続する、及び／又は、駆動段階（ＰＡ）を、２分未満、好ましくは１分未満、例えば３０秒間継続することができる、
ことを特徴とする請求項３に記載の分離装置（１）。
【請求項８】
前記制御手段（７）の前記管理手段（８）は、駆動段階（ＰＡ）中に、前記導管（Ｃ）を、前記封鎖手段により少なくとも部分的に閉鎖及び開放する振幅を、６０、４０、又は、少なくとも２０％より大きくするか、又は等しくすることができる、
ことを特徴とする請求項３に記載の分離装置（１）。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の前記装置（１）を使用する目詰まり除去方法であって、
次のステップ、
前記流体媒体（Ｍ）を前記分離素子（３）上に載置することと、
０．００８Ｈｚより高い周波数の一連のサイクルによる前記封鎖手段（５）の駆動を介して、前記分離素子（３）の目詰まりを除去するように、前記分離素子（３）のインタフェースに圧力変動を生じさせることであって、前記サイクルのそれぞれが、少なくとも１つの、全体又は部分的な閉鎖開放シーケンス（Ｓ）を含む、前記圧力変動を生じさせることと、
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、流体媒体の成分分離の分野に含まれ、前述の媒体は、液体、気体、又は、固体とすることができる。
「流体」は、変形可能な媒体のことを指す。本発明によれば、分離は、空間内のそれらの大きさ、特に三次元の大きさ、つまり、それらの幾何学的な体積、に基づく媒体の成分の差分分離である。それゆえに、成分の分離は、上記流体媒体中のそれらの大きさに基づいて、且つ、それらの移動挙動に基づいて、実行されるであろう。
【０００２】
本発明は、特に、流体媒体の成分分離のための装置に関する。
このような装置は、特に、リサイクル及び／又は産業廃棄物処理の分野、具体的には、紙等の食品包装の分野に適用されるであろう。
【０００３】
より一般的には、筆記用紙、新聞用紙、衛生用紙、包装用紙、等の製造を可能にするために、新たな、又は、リサイクルされたセルロースから製紙用パルプを用意する分野が、本発明により影響を受ける。
【０００４】
周知の方法において、従来技術の分離装置は、穿孔された篩が装備された槽を備える。この篩は、それらの大きさに基づいて混合流体の様々な要素の分離を可能にする。混合流体は上記篩の上流に到達し、「受容部」と呼ばれる、この混合流体の一部は篩を通過し、一方、「残留部」と呼ばれる、他の部分は上記篩で遮断される。
【０００５】
篩の種類、これらの穿孔の内径、分離される混合流体の種類、篩の上流の圧力及び下流の圧力、に応じて、篩の上流の表面は目詰まりの恐れがある。篩の目詰まりは、分離工程の継続を妨げる。実際に、混合流体の成分の凝集は、篩を詰まらせるかもしれず、さらに、選択的な分離機能の実行を妨げ得る。この凝集の存在は、循環を停止すると共に、篩を通る受容部の通過を遮断するであろう。より具体的には、流体媒体の懸濁液中に存在する固形成分と、この固形成分の大きさが穿孔の大きさと同規模であることと、により、これらの成分は、穿孔上又は穿孔内で一体となることがあり、穿孔を使用不可能にする。
【０００６】
目詰まりを回避するか又は削減するための１つの解決法は、篩の穿孔の内径を大きくすることであるが、このことは、大きさに基づく差分分離工程の質に悪影響を及ぼすことがあり、製紙分野において、不純物の無い製紙用パルプ繊維の十分な質及び／又は量を得ることはできないであろう。
【０００７】
篩の穿孔の内径を変更することなくこの目詰まりを回避するための従来の解決法は、回転式の目詰まり除去刃が装備されたロータを用いることである。上記のロータは、分離槽内の大抵は上流に、圧力下で、又は、圧力下ではなく、篩に近接して配置される。篩に近接するロータの刃の運動は、篩を通過するパルプの流れに対向する流れを局所的に生成するであろう。この対向流は、篩上に詰まった、媒体の成分の凝集を破壊することを可能にし得る。この現象は一般的には、「ロータによる目詰まり除去効果」と呼ばれる。
【０００８】
しかしながら、目詰まり除去刃を備えるロータの解決法は、いくつかの欠点を有する。刃の数及び構造は固定され、その結果、頻度、強度、及び、目詰まり除去時間は、ロータの回転速度を変更することによってのみ変更され得る。これらのパラメータを変更するための１つの解決法は、ロータの回転速度を速めることにて構成される。しかし、この解決法は、余剰のエネルギ消費を産み出し、且つ、分離「選択性」、つまり、それらの大きさに基づいて成分を分離する能力を低下させる。工業的規模では、分離選択性の低下は、より早い摩耗、特に刃のより早い摩耗だけでなく、余剰コストの原因となる。結果として、余剰コストは、初期投資、増大するエネルギ消費、分離品質、及び、複雑なメンテナンス作業の頻度の増加、に関連し得る。
【０００９】
さらに、上記ロータは、槽内に直接載置されて、分離される媒体に接触するという欠点を有する。それゆえに、分離される媒体が、ロータ自体により汚染される恐れがある。さらに、ロータが摩耗した場合に、ロータの一部又は全体を交換するために、槽内で行われる分離工程を停止する必要がある。摩耗又は欠陥のあるロータを交換するために、槽内の分離工程を停止することは、工業生産の場合には経済的損失となる。
【００１０】
分離篩の目詰まり除去のための槽の内部でのロータの使用は、それが、高価であり、相当量のエネルギを消費し、摩耗の場合には分離工程が停止されることを必要とし、さらに、複雑な機械的構造を備えることから、それゆえに、十分な解決法ではない。
【００１１】
それゆえに、より効果的に篩の目詰まりを除去し、より効果的に流体媒体の成分を分離するために、効果的で、好ましくは分離工程中に適用可能な、別の解決法を見つけるべき理由がある。
【００１２】
篩の目詰まり除去のための従来技術の解決法は、それらが、互いに独立する３つの目詰まり除去のパラメータ、すなわち、頻度、継続時間及び強度、を調節することができないことから、それゆえに、十分でない。しかし、産業的観点から、例えば、篩の摩耗、その穿孔の内径、分離される媒体の不純物、及び、所望の生産物に基づいて、これらの３つのパラメータは調節及び制御できる必要がある。流体媒体の成分分離のための既存の設備の性能を向上するためだけでなく、使用する分野に応じて、それらの大きさ及び／又は運転コストを削減するために、別の解決法を見つけることが好ましい。
【００１３】
本発明は、分離素子の上流及び／又は下流の境界を規定することに寄与する分離素子と、少なくとも１つの導管が取り付けられる閉チャンバと、を備える、流体媒体の成分分離のための装置を提案することにより最先端の技術の欠点を補うことを目的とする。
【００１４】
それゆえに、本発明に特有の形態において、
上記導管は、少なくとも１つの駆動可能な封鎖手段を備え、その駆動は、上記導管Ｃの少なくとも部分的な閉鎖及び開放を可能にし、
且つ、
上記装置は、上記導管Ｃの少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．００８Ｈｚより高い周波数にて周期的に制御することが可能な、上記封鎖手段の駆動を制御するための手段を備える。
【００１５】
さらに、他の特徴によれば、
上記封鎖手段の駆動を制御するための手段は、上記導管Ｃの少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．０３Ｈｚより高い周波数にて周期的に指令することができ、
上記装置は、上記制御手段を管理するための手段を備え、上記管理手段は、サイクルを実行することが可能であり、サイクルのそれぞれは、上記封鎖手段の少なくとも１つの駆動段階ＰＡと、上記封鎖手段の少なくとも１つの非駆動段階ＰＩと、を含み、
上記封鎖手段は、上記導管Ｃに対するその位置、及び、上記導管Ｃに対するその幾何学的形状、に基づいて、全体、又は、部分的に、上記導管Ｃを封鎖するか、又は、封鎖しないようにする、少なくとも１つの素子Ｅを備え、上記素子Ｅは、可動支持手段上に取り付けられ、
上記封鎖手段は、回転ディスク上に取り付けられた少なくとも１つのフラップを備え、上記管理手段は、管理手段を介するディスクの運動を可能、又は不可能にし、結果として、上記フラップは、
・上記封鎖手段の駆動段階ＰＡ中に、少なくとも部分的に上記導管Ｃを継続的に封鎖するか、又は、封鎖しないように移動可動であり、
・上記封鎖手段の非駆動段階ＰＩ中に、少なくとも部分的に上記導管Ｃを封鎖するか、又は、封鎖しない固定位置で固定され、
上記封鎖手段の駆動段階ＰＡは、上記導管Ｃの少なくとも部分的な開放が後に続く閉鎖により規定される少なくとも１つの閉鎖開放シーケンスＳを含み、上記シーケンスＳは、１分より短い、好ましくは３０秒より短い、例えば１５秒より短い、継続時間を有し、
上記制御手段の上記管理手段は、駆動段階ＰＡを、サイクルを実行するための時間の５０％未満で継続する、及び／又は、駆動段階ＰＡを、２分未満、好ましくは１分未満、例えば３０秒間継続する、ことができ、
上記制御手段の上記管理手段は、駆動段階ＰＡ中に、上記導管Ｃを、上記封鎖手段により少なくとも部分的に閉鎖及び開放する振幅を、６０、４０、又は、少なくとも２０％より大きくするか、又は等しくすることができる。
【００１６】
本発明はまた、本発明による装置を使用する目詰まり除去方法に関し、次のステップ、
上記流体媒体Ｍを上記分離素子上に載置することと、
０．００８Ｈｚより高い周波数の一連のサイクルによる上記封鎖手段の駆動を介して、上記分離素子の目詰まりを除去するように、上記分離素子のインタフェースに圧力変動を生じさせることであって、サイクルのそれぞれが、少なくとも１つの、全体又は部分的な閉鎖開放シーケンスＳを含む、圧力変動を生じさせることと、
を含む。
【００１７】
本発明の他の特徴及び有利な点は、添付の図を参照して、次の本発明の限定されない実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】３つの異なる実施形態による本発明の装置１の図を、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれにて概略的に示す。
【図２】２つの同一のサイクルの連続を含む第１の具体的な実施形態に従って、素子Ｅによる導管Ｃの封鎖率、つまり、０から１００％の間で変動する導管の封鎖強度を、時間の関数として概略的に示し、上記サイクルは、封鎖手段の非駆動段階、及び、封鎖手段の駆動段階を含み、上記駆動段階は２つの開放閉鎖シーケンスを含む。
【図３】本発明による封鎖手段５の実施形態の図を概略的に示す。
【図４】他の具体的な動作モードを概略的に示し、ここでは、素子Ｅによる導管Ｃの封鎖率は、時間の関数として、３０から９０％の間に含まれる限界値の間を変動し、また、サイクルは駆動段階及び非駆動段階を含み、上記駆動段階は、開放が後に続く開放閉鎖シーケンスを含む。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、図１に見ることができる、流体媒体Ｍの成分分離のための装置１に関する。上記媒体Ｍは、液体及び／又は気体及び／又は固体の形態であってもよい。
本発明によれば、分離は、媒体Ｍの上記成分の大きさの相違によって実行される。
【００２０】
上記装置１は、例えばセルロース繊維の、ろ過、浄化、分留、濃縮、又は、水のろ過の分野にて用いられ得る。
特に、分離装置１は、製紙分野、具体的には、回収紙のリサイクリングに用いられ得る。この紙、つまり、セルロース繊維は、不要な成分を取り除くために浄化されなければならないであろう。例えば、再生紙の分野において、不要な成分は、金属材料、又は、プラスチック材料、又は、無機物質であり得る。この場合において、媒体Ｍは、セルロース繊維から分離することが望まれるいくつかの不要成分を有する混合物にて構成される。
【００２１】
分離装置１は、具体的には、浄水所にて、特に、大きい径を有する汚染又は非汚染廃棄物を水から分離するために水を処理することにも用いられ得る。例えば、処理される水は、一般的には「懸濁材料」と呼ばれる、石、土、又は、他の不要な要素等の無機物質を含む。
【００２２】
本発明による装置１は、流体媒体Ｍの成分を分離するための少なくとも１つの分離素子３を備える。上記分離素子３は、「下流」と呼ばれる第２面３２とは対照的に、上記媒体Ｍと接触する「上流」と呼ばれる第１面３１を備える。
【００２３】
上記分離素子３は、成分が媒体Ｍから上記分離素子３を通過することを可能にするか、又は、可能にしない、１つ又はいくつかの穿孔４を備える。
「穿孔４」という用語は、分離素子３における較正された開口４を指し、これらの開口の内径は、分離したい媒体Ｍの様々な成分の大きさ、及び、望ましい偏析度によって決まる。例えば、穿孔は、計測幅０．１５ｍｍのスリット、直径２ｍｍの孔、又は、１５０メッシュクロスであってもよい。
【００２４】
上流側第１面３１を通過し、下流側第２面３２から外に出る、穿孔４を通過する媒体Ｍの成分は、受容部「Ａ」である。
穿孔４を通過せず、分離素子３の上流第１面３１上に保持されて留まる媒体Ｍの成分は、拒絶部「Ｒ」である。
【００２５】
図１Ａから１Ｃに見られるように、上記分離素子３は、少なくとも１つの導管Ｃが接続される閉チャンバ２の境界を規定することに寄与する。これらの図にて示される矢印は、装置１内の受容部Ａ及び／又は拒絶部Ｒ及び／又は媒体Ｍの移動方向を示す。
【００２６】
本発明によれば、上記導管Ｃは、成分の通過を可能にする開口領域６を備える。
図１Ａに見ることができる１つの具体的な実施形態によれば、少なくとも１つの導管Ｃに接続される閉チャンバ２は、分離素子３よりも上流である。本実施形態において、導管Ｃは、媒体Ｍの流入供給、及び、拒絶部Ｒの排出の両方で用いられ得る。
【００２７】
図１Ｂに見ることができる他の具体的な実施形態によれば、少なくとも１つの導管Ｃに接続される閉チャンバ２は、分離素子３よりも下流である。この場合において、導管Ｃは、受容部Ａのための排出管として用いられる。
【００２８】
特に製紙用パルプを用意する分野にて適用される、図１Ｃに見ることができる本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記分離素子３は、閉チャンバ２の内部にある。好ましくは、この分離素子３は、閉チャンバ２の中央に配置される。この好ましい実施形態において、閉チャンバ２は、媒体Ｍ流入供給導管Ｃ１、受容部Ａのための排出管Ｃ２、及び、拒絶部Ｒのための排出管Ｃ３を含む少なくとも３つの導管Ｃを備える。
【００２９】
本発明によれば、「Ｐ１」は、上記分離素子３より上流の圧力を指すであろう。同様に、「Ｐ２」は、上記分離素子３より下流の圧力を指すであろう。
本発明によれば、流体媒体Ｍから受容部Ａ又は拒絶部Ｒの分類区分への成分分離は、
流体媒体Ｍを分離素子３より上流に供給することと、
圧力Ｐ１を上記分離素子３より上流に適用することと、
圧力Ｐ２を上記分離素子３より下流に適用することと、
圧力Ｐ１が、圧力Ｐ２よりも大きいことを確実にすることと、
により実行される分離である。
【００３０】
「圧力を適用する」という表現は、例えば、ポンプ、コンプレッサ、水柱、又は、当業者に明らかな他の任意の技術的解決法である、加圧又は減圧手段を用いることにより、圧力が得られるという意味である。この圧力は、大気圧を用いることによっても得ることができる。
【００３１】
この供給は、流体媒体Ｍが分離素子３の面３１に直接接触することを可能にする。Ｐ１とＰ２との間の圧力差は、受容部Ａが上記穿孔４を通って通過することを可能にする。
分離素子３を通過できる、流体媒体Ｍの成分の分離は、Ｐ１がＰ２よりも大きいか又は等しい場合に、特に可能である。
【００３２】
流体媒体Ｍからの成分の分離は、上記分離素子３の上流と下流との間に存在する圧力差により、特に可能となる。本発明による装置１を用いると、この圧力差は、分離素子３の表面全体にわたって見られ、それゆえに、この作用は全体に及ぶ。
【００３３】
このことは、篩の、ロータの刃が見られる位置のみに圧力差を生じる、最先端技術のロータのみを備える装置と比べて有利である。従来技術において、ロータは、本発明の装置１とは異なり局所的な圧力差の作用のみを引き起こす。
【００３４】
Ｐ１とＰ２との間の圧力値の差が不十分な場合には、分離素子３の穿孔４は、流体媒体Ｍの成分にて、部分的に、又は、全体が塞がれ得ることに留意する必要がある。媒体Ｍの成分は、その後、分離素子３を詰まらせ、受容部Ａの通過を悪化させる、及び／又は、阻止する、１つ又はいくつかの、成分の凝集を形成する。上記媒体Ｍの成分の凝集は、分離素子３の面３１上に、部分的に、又は、全体に存在することがあり、結果として、受容部Ａと拒絶部Ｒとの間の分離が正確に実行されることを阻止する。
【００３５】
分離素子３の表面の全体の、又は、部分的な目詰まりの場合には、媒体Ｍの受容部Ａと拒絶部Ｒとの間の分離は、もはや、効率的には実行されない。
本発明の１つの特異性によれば、装置１は、分離素子３の目詰まり除去を可能にするために十分に、Ｐ１とＰ２との間の圧力差を変更することを可能にする導管Ｃの封鎖手段５を備える。より具体的には、分離素子３の目詰まりの状態は、Ｐ１とＰ２との間の圧力差に関連している。本発明の目的は、導管Ｃの封鎖率に作用することにより、これらの圧力条件を変更することである。それゆえに、チャンバ２に接続される導管Ｃ内の流体の通路は本発明により変更され、本発明は、圧力条件Ｐ１及びＰ２、それゆえに、目詰まり状態の変化の好ましい結果を有する。
【００３６】
上記封鎖手段５は導管Ｃの内部に配置されるので、それらは本発明による装置１の閉チャンバ２の外部にある。これらの封鎖手段５は、閉チャンバ２の内部に生じる圧力に作用し、圧力を変更することを可能にする。
【００３７】
本発明によれば、封鎖手段５は、可動支持部５１上に取り付けられる少なくとも１つの素子Ｅを備える。上記素子Ｅは、上記導管Ｃに対する、その位置及びその幾何学的形状に基づいて、上記導管Ｃを、全体、又は、部分的に、封鎖するか、又は、封鎖しないようにする。
【００３８】
導管Ｃの部分的又は全体の封鎖は、上記導管Ｃの開口領域６を通る成分、例えば受容部Ａ又は拒絶部Ｒ、の通過流量を変更することを可能にするであろう。
成分分離工程中の、上記導管Ｃ内の上記通過流量の変更、又は、時点ｔにおけるこの通過流量のキャンセルでさえ、閉チャンバ２内の内部圧力Ｐ１及び／又はＰ２の変動を生じさせ得る。
【００３９】
それゆえに、全体又は部分的な導管Ｃの封鎖は、閉チャンバ２内の内部圧力の変動と連動して、分離素子３より上流及び下流の圧力Ｐ１とＰ２との間の差を変動させることを可能にする。このＰ１とＰ２との間の圧力差の変動は、導管Ｃの封鎖によりもたらされる現象である。Ｐ１とＰ２との間の圧力差のこの変動現象は、分離工程中に実行され得る。
【００４０】
全体又は部分的な導管Ｃの封鎖によりもたらされるＰ１とＰ２との間の圧力差のこの変動現象は、インタフェース及び分離素子３にかかる圧力変動をもたらす。
より具体的には、選択的に、刃を備えるロータの作用により支援される、及び／又は、媒体Ｍの供給作用により支援される、及び／又は、補助流体、例えば、希釈水、の流れの作用により支援される、Ｐ１とＰ２との間の圧力差の十分な変動が、分離素子３の面３１を詰まらせ得る、又は、穿孔４を塞ぎ得る、媒体Ｍの成分の凝集を取り除くことを可能にする。
【００４１】
それゆえに、封鎖手段５の存在は、導管Ｃ内の通過流量における変動を介して、Ｐ１とＰ２との間の差の変動を生じさせる。結果として、封鎖手段５の存在により、分離素子３の目詰まり除去への関与が可能となる。
【００４２】
本発明は、非圧縮性と考えられるか、又は、０．５ｋｇ／Ｌよりも大きい密度を有する流体の輸送の場合に、特に効果的である。製紙用パルプの場合には、流体は、主に水を含むと共に約１ｋｇ／Ｌの密度を有し、このことは、導管Ｃの封鎖効果を非常に効果的にする。
【００４３】
本発明の他の特異性によれば、封鎖手段５が駆動可能であり、それらの駆動は、素子Ｅを用いて、導管Ｃを、少なくとも部分的に、開放するか、又は、閉鎖することが可能である。
【００４４】
本発明によれば、封鎖手段５の駆動は、支持手段５１の連続的な運動が反映される。逆に、封鎖手段５の非駆動は、支持手段５１の固定及び不動の位置が反映される。
本発明の１つの特異性によれば、装置１は、封鎖手段５の駆動のための制御手段７、つまり、素子Ｅの支持手段５１の運動を制御する手段７、を備える。
【００４５】
それゆえに、上記制御手段７は、上記導管Ｃの少なくとも部分的な閉鎖及び開放の制御を可能にする。
換言すれば、制御手段７は、封鎖手段５を駆動又は非駆動にし、つまり、それらは、支持手段５１の運動、それゆえに、素子Ｅの導管Ｃに対する移動を生じさせるか、又は、生じさせない。
【００４６】
より具体的には、分離素子３上に存在する凝集を効果的に除去するために、上記制御手段７は、上記導管Ｃの少なくとも部分的な閉鎖及び開放を、０．００８Ｈｚよりも高い周波数、又は、２分よりも短い時間により、周期的に制御する。好ましくは、上記周波数は０．０１６Ｈｚよりも高く、これは、１分よりも短いか又は等しいサイクル時間に相当する。
【００４７】
より有利には、上記周波数は０．０３３Ｈｚよりも高く、これは、３０秒よりも短いか又は等しいサイクル時間に相当する。
本発明によれば、装置１は、上記制御手段７のための管理手段８も備え、上記管理手段８は、サイクルを実行することが可能である。
【００４８】
例えば、これらのサイクルの周波数が０．０３３Ｈｚよりも高い場合には、この手段は、サイクルのそれぞれを、３０秒より短い時間にわたり実行する。このため、サイクルのそれぞれの間隔は３０秒より短い。それゆえに、３０秒毎に、新しいサイクルが始まる。
【００４９】
サイクルのそれぞれは、図２又は図４に示すように、少なくとも１つの封鎖手段５の駆動段階ＰＡ、及び、少なくとも１つの封鎖手段５の非駆動段階ＰＩを含む。
図２は、２つの連続的な導管Ｃの封鎖サイクルを有する、導管Ｃの封鎖率の展開の例を、時間の関数として示す。
【００５０】
導管Ｃの封鎖率は、導管Ｃを封鎖する素子Ｅの領域を、導管Ｃの全領域６により割った比率を表す。それゆえに、封鎖率１０％は、１００％開放した導管Ｃが０．１ｍ２の領域を有する場合に、素子Ｅは、導管Ｃの領域の０．０１ｍ２を封鎖し、０．０９ｍ２の流体通過区域が残る。同様に、封鎖率９０％は、０．０１ｍ２の通過区域のみが残り、素子Ｅが導管Ｃの領域の０．０９ｍ２を封鎖することを意味する。
【００５１】
この封鎖率は、分離素子３に適用される、所望の目詰まり除去効果の有効性と関連し得る。実際に、程度の差はあるけれども、導管Ｃの大幅な封鎖は、上記導管Ｃ内の流量条件を変化させ、このことは、上述した圧力Ｐ１及びＰ２に影響し、それゆえに、目詰まり除去及び分離効果を変化させる。
【００５２】
図２は、以下の略語、
ＰＡ：封鎖手段５の駆動段階
ＰＩ：封鎖手段５の非駆動段階
Ｓ：素子Ｅによる導管の開放及び閉鎖シーケンス
Ｏ：導管Ｃの開放
Ｆ：導管Ｃの閉鎖
Ｄｓ：開放及び閉鎖シーケンスの継続時間の秒数
Ｄｏ：開放継続時間の秒数
Ｄｆ：閉鎖継続時間の秒数
を用いる。
【００５３】
駆動段階ＰＡは、支持手段５１、それゆえに導管Ｃに対する素子Ｅ、の運動が反映され、一方、非駆動段階ＰＩは、上記支持手段５１、導管Ｃに対する素子Ｅ、の固定が反映される。
【００５４】
本発明によれば、封鎖手段５の駆動段階ＰＡは、導管Ｃを閉鎖し、その後、開放する少なくとも１つのシーケンスＳを含む。換言すれば、駆動段階ＰＡは、素子Ｅの導管Ｃに対する少なくとも１回の閉鎖及び開放動作を含み、その結果、上記素子Ｅは、上記導管Ｃを少なくとも部分的に、１サイクルの間に少なくとも１回閉鎖する。
【００５５】
本発明によれば、実行されるそれぞれのサイクルに関して、駆動段階ＰＡの継続時間は、このサイクルを実行するための継続時間の５０％よりも短い。結果として、付加的な非駆動段階の継続時間は、サイクルの継続時間の５０％よりも長い。本発明のこの特異性の有利な点は、効果的な目詰まり除去を実行するための封鎖実行時間と、本発明の効果のない通常の生産時間と、のバランスを取ることである。
【００５６】
より具体的には、本発明によれば、上述したサイクルの継続時間と組み合わせると、駆動段階ＰＡの継続時間は、２分サイクルの６０秒、１分サイクルの３０秒、３０秒サイクルの１５秒、よりも短いか、又は、等しくなければならない。
【００５７】
相補的に、非駆動段階ＰＩの継続時間は、６０秒、３０秒、及び、１５秒よりもそれぞれ長い。
閉鎖開放シーケンスＳのそれぞれは、その振幅により規定される。「振幅」は、シーケンスの最大封鎖率と、同じシーケンスの最小封鎖率との間の差を指す。例えば、図２に示されるように、封鎖率が０％（開放）から１００％（閉鎖）まで変動する場合に、そのとき、シーケンス中の振幅は、１００％、又は、最大となることが可能である。他の例によれば、封鎖率が、導管Ｃの２０％閉鎖から７５％閉鎖まで変動する場合に、そのとき、振幅は、７５−２０＝５５％である。非常に小さい振幅は、封鎖の変動が小さいことを意味する。これに対して、高振幅は、封鎖の変動が、大きいか、又は、最大でさえあることを意味する。
【００５８】
例えば、製紙プロセスの回路（ｃｉｒｃｕｉｔ  ｄｅ  ｐｒｏｃｅｄｅ  ｐａｐｅｔｉｅｒ）にて調節バルブを使用する場合には、このプロセスの装置における所望の効果は、何よりも圧力を狂わせないことであるので、バルブ開放の変動量は非常に小さく、一般的には、５％より小さい。本発明において、逆も求められ、ここで、装置１が、類似のシーケンスＳのための高振幅を有することを可能にできることは重要である。
【００５９】
１つの好ましい実施形態によれば、シーケンスＳ中の封鎖率の振幅は、常に２０％より大きい。より好ましい実施形態によれば、それは、４０％より大きい。特に好ましい実施形態によれば、シーケンスＳの振幅は６０％より大きい。
【００６０】
「ノミナル封鎖率」は、非駆動段階ＰＩ中の、導管Ｃの全領域の、素子Ｅによる封鎖割合を指す。
１つの好ましい使用モードによれば、シーケンスＳ中の駆動段階の振幅は、非駆動段階ＰＩ中に適用されるノミナル封鎖率より、常に少なくとも１５％大きい。
【００６１】
換言すれば、素子Ｅの面積及び素子Ｅの可動支持手段５１上での位置が、シーケンスＳの実行中に、素子Ｅによる封鎖面が、ノミナル封鎖面、つまり、非駆動段階ＰＩ中に、導管Ｃの全領域の、素子Ｅにより封鎖される割合、に対して大幅に変動することを確実にすることを可能にする。
【００６２】
最後に、閉鎖開放シーケンスＳのそれぞれは、その継続時間Ｄｓにより、且つ、強度Ｉとも呼ばれる封鎖率により、規定される。
シーケンスＳの継続期間Ｄｓは、上記導管Ｃの封鎖又は閉鎖方向への素子Ｅの移動工程の継続期間Ｄｆと、導管Ｃの開放のための、他方向への移動の継続期間Ｄｏと、の和に相当する。
【００６３】
上記導管Ｃの閉鎖Ｄｆ及び開放Ｄｏ継続時間は、
上記支持手段５１の運動速度、つまり、素子Ｅが導管Ｃの開口領域６の前に移動する速度と、
導管Ｃの開口領域６よりも大きいか又は小さい割合を示し得る素子Ｅの幾何学的形状と、
により決まる。
【００６４】
本発明によれば、特に、本発明の、公称生産の中断時間を最小化するために、素子Ｅの迅速な動作を保証することが必要である。結果として、空気圧シリンダにより制御される掘削機用バルブの従来の解決法は、それらが遅すぎるために十分でない。それらは、流体Ｍの通常の分離工程を、永続的に中断する恐れがあり得る。素子Ｅの１つの具体的な解決法が、以下に説明される。
【００６５】
概して、本発明によれば、シーケンスＳのそれぞれのために、その最小値と最大値との間で封鎖率を変動させるために必要な時間、又は、継続時間Ｄｆは、１０秒未満、好ましくは５秒未満、より好ましくは２秒未満に維持されなければならない。相互的に、継続時間Ｄｏは、１０秒、好ましくは５秒、より有利には２秒より短い同一の継続時間を順守しなければならない。
【００６６】
１つの好ましい実施形態によれば、本発明による閉鎖開放シーケンスＳの全継続時間Ｄｓは、最大生産量と、目詰まりの初期によるより少ない生産量、又は、目詰まり除去工程が進行中であることによる非生産と、の間の許容可能な平均生産量を可能にするために、２０秒未満、好ましくは１０秒未満、より有利には、４秒未満か又は４秒に等しい。
【００６７】
本発明によれば、制御手段７の管理手段８は、支持手段５１の運動継続時間、及び、支持手段５１それゆえに素子Ｅの移動速度を規定する。
これらの管理手段８はまた、支持手段５１、それゆえに、素子Ｅの固定継続時間も規定する。それゆえに、管理手段８は、封鎖手段５の駆動段階ＰＡから非駆動段階ＰＩへ移行する時点を規定し、特に、支持手段５１が停止している間の、素子Ｅの導管Ｃに対する位置を規定する、ことを可能にする。
【００６８】
管理手段８は、封鎖手段５の駆動段階ＰＡの継続時間だけでなく、非駆動段階ＰＩの継続時間も制御する。
換言すれば、管理手段８は、サイクルの継続時間及び上記サイクルの繰り返し頻度を制御する。
【００６９】
本発明によれば、上記封鎖手段５は、非常に多数のサイクル、１年に約１，０００，０００（１００万）サイクルであるにも関わらず、高い動作速度及び制御された摩耗を保証するための特別な構造を備える、掘削バルブ、ボールバルブ、又は、バタフライバルブであってもよい。
【００７０】
図３に見ることができる１つの具体的な実施形態によれば、封鎖手段５は回転ディスク５６にて構成される。このディスク５６は、支持ウェブ５１、及び、導管Ｃを封鎖するための少なくとも１つのフラップ５５から構成され、上記ディスク５６は、フラップ５５のための支持手段５１としての機能を果たす。
【００７１】
換言すれば、これらの封鎖手段５は、素子Ｅとして、任意の形をとり得る上記フラップ５５を少なくとも備える。ディスク５６の連続的な回転は、上記閉鎖フラップ５５の連続的な回転を引き起こし、閉鎖フラップ５５は、次第に導管Ｃを封鎖する。フラップ５５は、駆動段階中の媒体Ｍの成分分離工程の間、この連続的な運動に従い移動可能である。
【００７２】
これに対して、非駆動段階中、ディスク５６は固定され、それゆえに、フラップ５５も同様にされる。フラップ５５の導管Ｃに対する固定位置は、管理手段８により管理される。
【００７３】
本実施形態によれば、管理手段８は、上記フラップ５５が、
上記封鎖手段５の上記駆動段階中に、上記導管Ｃを、全体又は部分的に封鎖するか、又は、封鎖しないように、時間と共に、連続的な運動に従い移動可能であること、
又は、
上記封鎖手段５の非駆動段階中に、上記導管Ｃを、全体又は部分的に封鎖するか、又は、封鎖しないように、固定位置にて固定すること、
をできるようにする。
【００７４】
ディスク５６の回転速度は、例えば、管理手段８としてオートマトン管理（ａｕｔｏｍａｔｅ  ｇｅｒａｎｔ）を、制御手段７としてディスク５６を回転させるモータと接続される周波数変換器を、用いることにより調節され得る。
【００７５】
さらに、封鎖率又は強度を、回転ディスク５６上に存在するフラップ５５の形状及び数の関数として調節することも可能である。
実際には、シーケンスＳの導管Ｃの閉鎖継続時間Ｄｆは、回転ディスク５６上に存在する閉鎖フラップ５５の数及び内径により決まる。
【００７６】
フラップ５５の数が多い場合、及び／又は、上記フラップ５５の口径が導管Ｃの開口領域６よりも大きい場合には、開口領域６の閉鎖継続時間Ｄｆは、ディスク５６の同一の回転速度に対して、フラップ５５の数がより少なく且つ口径が小さい場合よりも長くなるであろう。
【００７７】
それゆえに、フラップ５５の形状及び数は、ディスク５６の回転速度を変更することなく、導管Ｃの封鎖継続時間を調節することを可能にする。
それゆえに、本発明による装置１によれば、流体媒体Ｍの特徴、及び、分離素子３に目詰まりする凝集の実際の又は見込みの外観が、サイクル内のシーケンスＳの数、駆動段階ＰＡの継続時間、及び、非駆動段階ＰＩの継続時間を特定するであろう。部分的な、又は、全体的な封鎖の現象は、装置１における媒体Ｍの成分分離工程の前、間、又は後のこれらのサイクルの実行によりペースが調節される。
【００７８】
サイクルの内容は、分離素子３の目詰まりを避けるために得ることが必要とされるであろうＰ１とＰ２との間の圧力差に基づいて特徴付けられる。この圧力差は、分離される媒体Ｍの種類、又は、穿孔４の内径によって決まるであろう。封鎖手段５は、それゆえに、インタフェース全体にわたり、また、分離素子３の近傍で、圧力差を変更且つ変動させることができ、それにより、分離素子３の目詰まり除去を引き起こすことができるという有利な点を備える。
【００７９】
換言すれば、封鎖手段５は、分離工程中に、導管Ｃ内の通過流量を変更することにより、分離素子３の目詰まり除去、又は、目詰まり除去の向上を可能にするＰ１とＰ２との間の圧力差の変動を生じさせることができるという有利な点を備える。封鎖手段５は、分離中に、媒体Ｍと分離素子３の面３１との間のインタフェースにおける圧力差を周期的に変更することを可能にし、それゆえに、結果として、面３１に目詰まりし得る媒体Ｍの凝集を取り除く。このように、封鎖手段５は、本発明の装置１を介した媒体Ｍの成分の分離工程中に、目詰まりを防止するか、又は、目詰まり除去を向上させることを可能にする。
【００８０】
本発明による装置１にて実行される分離工程中に、封鎖手段５の、存在、配置、構造、及び、特定されたサイクルによる非駆動が後に続く駆動が、分離素子３の全表面の効果的な目詰まり除去を可能にする。
【００８１】
本発明の装置１は、それゆえに、分離素子３の目詰まりを防止することを可能にする。装置内の目詰まり現象の排除は、
拒絶率Ｒを削減する、
媒体Ｍの成分差分分離の質を最適化するために、最小穿孔内径４で動作する、
受容部Ａと拒絶部Ｒとの間の選択性を最大化する、
分離素子３の目詰まりにより分離工程が停止しない、
より高い成分濃度で動作する、
といった有利な点を有する。
【００８２】
本発明の装置１は、それゆえに、頻度、継続時間、強度に関して調節可能な目詰まり除去を実行することを可能にし、これは、その中で分離工程が実行されるチャンバ２の外部に存在する封鎖手段５を駆動することにより、遠隔で実行される。
【００８３】
１つの特定の実施形態によれば、図４に示されるように、封鎖率の変動は、導管Ｃの０％から１００％封鎖の間に含まれる値に限定されなくてもよい。この特定の実施形態において、駆動段階ＰＡは、開放Ｄｏ２が後に続く、開放Ｄｏ１及び閉鎖Ｄｆ１のシーケンスＳを含む。図４に示されるように、駆動段階ＰＡ中のサイクルの開始時において、導管Ｃの素子Ｅによる封鎖率は３０％である。封鎖手段５の最初の駆動は、継続時間Ｄｏ１の間、導管Ｃを開放する。結果として、素子Ｅによる封鎖率は１０％に低下する。それから、未だ続く駆動段階において、素子Ｅによる閉鎖Ｄｆ１は、この封鎖率の９０％への増加を生じさせ、その次に、２度目の開放Ｄｏ２は、それが再び３０％に低下することを引き起こす。非駆動段階において、封鎖率の値は、次のサイクルの開始まで３０％のままである。結果として、この特定の実施形態において、サイクルのため、制御手段７は、封鎖率が、３０から９０％が含まれる、導管Ｃの素子Ｅによる封鎖率の限界値、の間に含まれるように、封鎖手段５を駆動する。
【００８４】
それゆえに、本発明によれば、動作条件、及び、特に目詰まり状態に基づいて、適用される封鎖率のカスタマイズされた調節を提供することが可能である。
１つの特定の実施形態によれば、本発明による装置１は、分離素子３の表面３１上に存在する凝集を、機械的な油圧動作を介して取り除くことができる、刃を備えるロータが、分離素子３に近接して装備されてもよい。本発明の装置１の存在は、より遅いロータを用いて作業することを可能にし、それにより、ロータ及び／又は分離素子３のエネルギ消費及び早期の摩耗が制限される。
【００８５】
本発明はまた、以下のステップ、
上記流体媒体Ｍを、分離素子３上に載置することと、
０．００８Ｈｚより高い周波数の一連のサイクルによる封鎖手段５の駆動又は非駆動を介して、分離素子３の目詰まりを除去するように分離素子３のインタフェースに圧力変動を生じさせることであって、サイクルのそれぞれが、少なくとも１つの導管Ｃを全体又は部分的に閉鎖及び開放するための少なくとも１つのシーケンスＳを含む、圧力変動を生じさせることと、
を含む、本発明の装置１を使用する目詰まり除去方法に関する。
【００８６】
本発明の装置１は、多数の適用分野、例えば、新しいパルプ、梱包箱、新聞用紙、雑誌のようなセルロース繊維の処理又はリサイクルの分野、にて使用可能である。
本発明の装置１は、特に、流体ろ過のための、又は、抄紙機において、浄化、分留、洗浄、又は、濃縮工程に用いられ得る。
【００８７】
浄化工程のために、パルパー内で紙が水と混合され、その結果、セルロース繊維が懸濁液中に置かれる。混合の後、得られた製紙用パルプは、排除されるべき不要な要素を含む。これらの不要な要素は、例えばリサイクル用紙の場合には、接着剤、インク、無機物質、ステープル、等の粒子であり得る。セルロース繊維を不要な要素から分離するために、浄化工程が浄化装置にて篩を用いて実行される。上記篩は、大部分が穿孔を通り抜けることが意図される流体媒体、ここでは水、の様々な成分による目詰まりの影響を受けやすい。この浄化工程のための本発明の装置１の使用は、目詰まりを防止するか又は目詰まり除去を向上するために有利である。
【００８８】
分留工程に関して、目的は、それらの大きさ及び／又は剛性に基づいて、篩を通してセルロース繊維を分離することである。非常に良好な分離性能を得ることを目的として、篩の穿孔は非常に小さくてもよく、例えば、０．２ｍｍから３ｍｍの間に含まれる直径の孔、又は、０．０５ｍｍから１ｍｍの間に含まれる幅のスリット、であってもよい。これらの穿孔の小ささは、分離工程を、分離工程が継続することを妨げる、篩の目詰まりの恐れに対して敏感にする。この適用に関して、０．１から０．２バールの間に含まれるＰ１とＰ２との間の圧力差は、この場合において、篩のインタフェース近傍、又は、インタフェースでの目詰まり現象を防止することを可能にすることに留意する必要がある。それゆえに、この分留工程のために本発明の装置１を用いることは、この目詰まりを防止するために有利である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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