(57)【要約】  気体または液体形態の薬剤を材料流に混合するための装置は、材料の流通路の実質的に円形の各断面によって、入口（２）と出口（３）にそれぞれ接続されている入口部分（４）と出口部分（５）とを有するチャンバ（１）を備えている。薬剤供給手段（６）はチャンバ（１）に接続されている。チャンバの入口部分（４）の断面は、好ましくは面積を実質的に維持されながら楕円形から円形に変形している。薬剤供給手段（６）は、入口部分（４）と出口部分（５）間のチャンバ（１）の周辺に分散されている。
2005515883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体または液体形態の薬剤を材料流に混合するための装置であって、材料の流通路の実質的に円形の各断面によって、入口（２）と出口（３）とにそれぞれ接続されている入口部分（４）と出口部分（５）とを有するチャンバ（１）と、チャンバ（１）に薬剤を供給するための手段（６）とを備えており、チャンバの入口部分（４）の断面は、面積を実質的に維持されながら円形から楕円形に連続的に変形し、チャンバの出口部分（５）の断面は楕円形から円形に変形し、薬剤供給手段（６）は入口部分と出口部分間のチャンバ（１）の周辺に分散されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
チャンバの出口部分（５）は面積を実質的に維持されながら楕円形から円形に連続的に変形することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
密度スロットル（７）が、入口部分（４）と出口部分（５）間のチャンバ（１）に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
薬剤供給手段（６）は、密度スロットル（７）によって形成されている乱流ゾーンの先頭に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
薬剤供給手段（６）は密度スロットル（７）内に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
薬剤供給手段（６）は密度スロットル（７）の前に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
薬剤供給手段（６）は密度スロットル（７）の後ろに配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体または液体形態の薬剤を材料流に混合するための装置に関する。装置は、実質的に円形の各断面によって、パイプからの入口とパイプからの出口にそれぞれ接続されている入口部分と出口部分を有するチャンバを備えている。さらに、薬剤をチャンバに供給するための手段を備えている。薬剤がチャンバに供給されるのと同時に、材料流がチャンバを通過する。
【背景技術】
【０００２】
パルプ懸濁液の処理時には、種々の処理剤が、例えば加熱や漂白目的で混合されなければならない。パルプがパイプを介して輸送されるのと同時にパルプ中の薬剤を分解することが望ましい。加熱のためにパルプ蒸気が供給されるが、これは凝縮することによってそのエネルギー量をパルプに放出する。漂白の際、漂白剤が供給され、これはパルプと反応する。リサイクル繊維パルプの処理に関しては、印刷インクが浮遊によって分離され、これは、その結果空気がパルプ中で分解されることを示唆している。
【０００３】
あらゆる場合において、少量のエネルギー追加によって材料流への薬剤の均一な混合を達成することは困難である。パルプパイプへの蒸気の供給によってパルプを加熱する際、パイプ内部に広がる大量の蒸気泡による問題がしばしば生じる。これらの蒸気泡が急速に凝縮し、パイプと後続の機器に有害なキャビテーションをもたらす凝縮バング（ｂａｎｇ）が生成される。これはシステムに供給可能な蒸気量と、所望の温度上昇を制限する。パルプにおいて完全に均一な温度プロファイルを達成することもまた困難である。これらの問題を解決するために、蒸気をパルプに良好に混合するために大量のエネルギーが供給可能である。別の変形例は、パルプへの供給時に既に蒸気を分解しておくことである。パルプへの漂白剤の混合時に、比較的大量のエネルギーを使用して、漂白剤が分解されて、パルプ懸濁液における全繊維に輸送されることを保証する。エネルギー要求は、供給する漂白剤（反応速度）と、漂白剤の相（液体または気体）によってコントロールされている。ガス相における漂白剤の供給時の形状は、混合直後の好ましくない分離を回避するために重要である。可動部分のない混合装置の以前の解決策は、その形状設計と混合効率の低さゆえに適用分野を限定することを含んでいた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、新規の形状設計によって、多量のエネルギー追加、薬剤の分散不良による問題を解決し、パルプ懸濁液の流通路でのプラグ形成のリスクを回避するという目的を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下の基準に基づいている。
【０００６】
１．混合とは輸送である。薬剤は最も遠い繊維までの長い輸送距離によって１つのポイントで添加可能である。これは、大量のエネルギーが全繊維への輸送のために供給されなければならないことを意味している。薬剤は、全繊維までの短い輸送距離によって１つ以上のポイントで添加可能である。これは、全繊維への輸送に少量のエネルギーでよいか、あるいは全くエネルギーを必要としないことを意味している。
【０００７】
２．８乃至１８％の高い濃縮範囲のパルプ懸濁液は、プラグ形成のリスクなしでは圧縮に付されない。これは、装置の形状構成に関する高い要求を意味している。
【０００８】
本発明によると、材料流に対して実質的に円形の断面を有するパイプにチャンバが提供されている。チャンバは入口部分を有しており、その断面は面積を実質的に維持されながら円形から楕円形（ｏｂｌｏｎｇ）に連続的に変形し、また出口部分を有しており、その断面は好ましくは実質的に維持されている領域によって楕円形から円形に連続的に変形している。入口部分と出口部分間のチャンバの周辺に薬剤供給手段が接続されている。
【０００９】
好ましい実施形態によると、入口部分と出口部分間のチャンバの中央部分は平行な対向壁によって形成されており、これらは円形の壁部分によって一体化されている。あるいはまた、チャンバの中央部分の断面は楕円形であってもよく、または他の楕円設計を有していてもよい。
【００１０】
円形から楕円形断面へ、および楕円形から円形断面へのそれぞれの変形は、流れ方向の一定の距離を通って生じるべきである。この距離の最小の長さは適用目的と材料流の特徴によって決定される。楕円形断面の面積は高さと幅の積として矩形形状に画定されることが可能である。楕円形断面の最小の高さは材料流の特徴によって決定される。
【００１１】
チャンバは、入口部分と出口部分間の密度スロットルによって完成されてもよい。薬剤供給手段は最も狭い部分に配置可能であり、これは、混合剤の添加ポイントと材料流の全構成要素間の最短輸送距離となる。添加は、スロットル内、スロットルの前、またはスロットルの直後で生じてもよい。
【００１２】
チャンバを通過する材料流は流入パイプを介して供給され、流出パイプを介して排除される。その結果、円形から楕円形への断面の形状変化は、面積の変化なく、または面積の限定的変化によって生じ、材料流は実質的にいかなる圧縮にも付されない。本発明によると、材料流の流域の変形のみが生じる。
【００１３】
パイプの流れについての現在の理論によると、パイプ壁の流量はゼロである。これらの理論は、断面上に速度勾配が生じることを示唆している。この速度勾配が一定のサイズになると、パイプの流れはビスコース材料において層状状態から乱流状態に変化する。本発明によると、この現象は、楕円形断面における最小の高さが決定されることによって、一定の材料について層状状態から乱流状態への変化が生じるという点において利用される。密度スロットルをチャンバに配置することによって、材料流はさらに影響を受ける可能性があり、あるいはまたスロットル効果を、混合装置をより小型にするために利用することが可能である。形状構成の結果層状状態から乱流状態への変化が生じることによって、薬剤が乱流ゾーンにおいて添加される場合に薬剤の効率的な混合が達成される。
【００１４】
本発明は、本発明の様々な実施形態を図示する添付の図面を参照して以下により詳細に説明されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
材料流のための流入パイプ２と流出パイプ３とに接続されているチャンバ１が図１に示されている。これらのパイプ２、３は円形断面を有しており、チャンバ１の入口部分４と出口部分５に接続されている。入口部分４は、実質的に維持されている領域によって円形から楕円形に連続的に変化する断面を有しており、また出口部分５は、流れ方向で考慮して、面積を実質的に維持されながら楕円形から円形に連続的に変形する断面を有している。
【００１６】
示されている実施形態によると、入口部分４は出口部分５に直接続いているが、チャンバは入口部分と出口部分間の均一な楕円形断面によって一定の長さを有していてもよい。
【００１７】
入口部分４から出口部分５への移行において、処理剤供給手段６がチャンバ１の周囲全体に接続されている。これらの手段６は複数のノズルから適切に構成されることが可能であり、これらはチャンバ１の周縁に均一に分散されている。上記の通り、薬剤の混合は、チャンバ１の断面の形状変化によって生じる材料流の変形によって促進されている。
【００１８】
図２および図３はそれぞれ、図１のＡ−Ａに沿った断面によって、チャンバ１に密度スロットルのない第１の実施形態（図２）と、入口部分４と出口部分５間のチャンバ１に配置されている密度スロットル７を有する第２の実施形態（図３）の、２つの実施形態を示している。薬剤供給手段６は、チャンバ１の壁またはスロットル７に直接ノズルまたは楕円形スリット（図示せず）として形成されている。あるいはまた、手段６はスロットル７の直前または直後に配置可能である。スロットル７は、短期間の剪断応力がチャンバを通る材料流に生じることを示唆しており、これは特定の場合において、薬剤の混合をさらに促進することができる。好ましい実施形態によると、手段６はスロットルによって形成されている乱流ゾーンの先頭に配置可能である。手段６は、材料流に対する出口を有する小さな円形ホールからなる。
【００１９】
当然本発明は示されている実施形態に限定されないが、添付の請求項の範囲内で変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従った装置の一実施形態を示している。
【図２】図１のＡ−Ａに沿った断面によって代替実施形態を示している。
【図３】図１のＡ−Ａに沿った断面によって代替実施形態を示している。
【図１】
2005515883.tif 000003
【図２】
2005515883.tif 000004
【図３】
2005515883.tif 000005
【国際調査報告】
2005515883.tif 000006