(57)【要約】  本発明は、特別な混合装置又はいくつかの特別な混合装置３１２により、且つ化学物質とは別個に混合装置に導入される供給液により、化学物質及び供給液を、混合装置３１２のノズル開口、即ち空間３００内で液面の高さより下に配置された開口を通して、空間内の又は空間３００内を流れる液体へと基本的に同時に排出することを可能にすることによって、化学物質が液体に供給されるように、化学物質を、開空間内の又は開空間内を流れる液体へと供給する方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質を、開空間内の又は開空間内を流れる液体へと供給する方法であって、前記化学物質が、特別な混合装置又はいくつかの特別な混合装置（２１２；３１２）により、且つ前記化学物質とは別個に前記混合装置（２１２；３１２）へと導入される供給液により、前記化学物質及び前記供給液を、前記空間（２００；３００）内の前記液面下に配置された前記混合装置（２１２；３１２）のノズル開口を通して、前記空間内の又は前記空間（２００；３００）内を流れる前記液体へと基本的に同時に排出することを可能にすることによって、前記液体に供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記供給液が、好ましくは、前記化学物質がその中へと供給されるものと同一の液体、清水、又は前記工程から得られるその他いくつかの循環液体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学物質が、前記供給液と共に上述の前記液体流れへと供給される前に、特別の混合液と混合されることが可能になることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記混合液が、好ましくは、前記化学物質がその中へと供給されるものと同一の液体、清水、又は前記工程から得られるその他いくつかの循環液体であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
組み合わされた化学物質供給液噴射が、上述した前記空間内の又はそこを流れる前記液体の前記表面を壊すことができないように、前記液体の表面の下方へと案内されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記化学物質と混合液との混合物が上述の前記液体流れと混合される０．５秒未満前に、前記化学物質を特別な混合液と混合することが可能になることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記化学物質が、泡消剤、或いは、濾過液、２次液体、又は廃水を処理するための化学物質であることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記化学物質及び供給液が、前記液体の流れ方向に対して基本的に垂直方向で前記液体へと噴射されることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
化学物質を、開空間内の、又は開空間内を流れる液体に供給するための装置であって、前記空間の前記外側壁部（３０２）又は前記底部のいずれかにて前記空間（２００；３００）と結合し、或いは、前記空間内で構造（２０４；２０８）と結合して、少なくとも１つの混合装置（２１２；３１２）が設けられ、前記混合装置（２１２；２１３）が、少なくとも前記化学物質のための、且つ前記化学物質をそれによって前記液体に供給する特別の供給液のための結合部を有するように、そのノズル開口が、前記空間（２００；３００）内の又は前記空間内を流れる前記液体の前記表面Ｓの下方に配置されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記混合装置（２１２；３１２）が、前記化学物質がそれを用いて希釈される混合液のための連結部をさらに有することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記空間（２００；３００）内の又は前記空間内を流れる前記液体を、前記混合装置（２１２；３１２）内で前記供給液として働くようにその中へと案内するために、前記空間（２００；３００）内にそのポンプが設けられたダクト構成（３１４；３１６；３１８）を備えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
議論されている前記開空間が、抄紙機のワイヤ・ピット（２００）、ワイヤ・シュート（３００）、濾過チャネル又は廃水ダクト（３００）であることを特徴とする、請求項９又は１０又は１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の流れに化学物質を供給するための方法及び装置に関する。本発明の方法及び装置は、特に、化学物質を、開空間内の液体又は開空間内を流れる液体へと供給しなければならないときに、良好に適用することができる。言及する価値がある有利な応用例は、ワイヤ・ピット、ワイヤ・シュート、濾過水ダクト、又は、例えば消泡剤がその中に供給される対応する部材など、抄紙機環境内の開空間である。
【背景技術】
【０００２】
当然ながら、様々な化学物質を液体流れに供給する、実質的に非常に多数の従来技術の方法がある。ただしこれらの方法は、以下から分かるようにいくつかの主な分類に分けることができる。まず、いかなる特別な調節又は混合手段も用いずに、単に、添加される液体を第２の液体内へと自由に流すことが可能である。この種の添加方法は、混合比又は混合均一性が重要である状況では使用することができない。添加される化学物質がかなり高価格である状況でも、用いることができない。次の適用可能な方法は、化学物質を厳密な割合で液体流れに供給することであり、それによって正確且つ経済的な割合が得られる。ただしこの場合でも、混合が不十分であることが知られているので、最適な用量に比べて、化学物質の用量が通常わずかに過剰になることを考慮しなければならない。ただし混合は、例えば流れチャネルの有孔壁部を通して化学物質を供給することによって改善することができ、それによって、混合される化学物質を、液体流れ全体に少なくとも拡散させることができる。最後に、化学物質が、混合器の上流で液体流れ中へと、又は混合器自体を通して液体中へと、厳密な割合で供給される状況を議論することができる。その場合、液体流れへの化学物質の混合効率は、完全に混合器の設計に依存する。
【０００３】
フィンランド特許第１０８８０２号は、紙の製造に関する混合の基本的な例として、抄紙機のヘッド・ボックスへと流れる繊維懸濁液中への歩留り向上剤の混合について議論する。紙の製造において、歩留り剤は、特に、抄紙機のワイヤ区間における微細繊維の歩留りを向上させるために使用される。上述のフィンランド特許では、混合装置は、実際、歩留り剤用の接続部を備える錐形ノズルである。混合装置は、抄紙器の短い循環での歩留り向上剤及びその他の化学物質両方の混合、並びにパルプ及び製紙業でのその他の応用例において、実用的且つ効率的である。しかし、いくつかの応用例で、供給及び／又は希釈液体によって運搬される様々な固体材料が、装置内に蓄積されることが観察されてきた。即ち、流れ方向に集中する装置のそのような部品は、固体材料を集めやすく、固体材料は、流れプロファイル、流れそれ自体を徐々に妨害し、最終的に装置を詰まらせる傾向がある。フィンランド特許出願第２００２１３５０号は、自己清浄性の供給ノズルを開示する。即ち、ノズルが目詰まりしやすい場合、その流れ状態が変化し、ノズルがその変化に反応して、固体を運搬する懸濁液が流れる流れダクトの断面流れ領域をより広く開き、それによって、ダクト内に捕らえられた固体粒子は、ノズルから逃れることができ流れ続けることができる。
【０００４】
この種の応用例では、即ち、例えば繊維懸濁液中への歩留り剤の供給では、上述の公報の混合装置及びノズルは、良好に動作するが、必要とされる化学物質の体積が、供給される懸濁液の流れに比べて非常に小さい場合、議論されたノズルは、例えば、化学物質の体積が小さいために処理液中への化学物質の適切に均一な分布を提供することができないので、それらの動作に関する限り最善ではない。
【０００５】
とりわけ、上記で議論された問題を解決するために、フィンランド特許出願第２００３１４６８号は、その構造が少量の化学物質を液体流れへと供給するのに非常に好ましい、新しいタイプの化学物質供給装置を開示する。上述の公報の供給装置は、所望の体積の、この場合は可能な限り小さい体積の化学物質を処理液流に均一に混合することができるように、好ましくは供給装置／ノズルの内側に配置されるかなり薄い管状パイプを収容する。化学物質を供給する管状パイプは、好ましくはある種の隔離された混合空間を有するように設計された供給装置の、特別のノズル部分へと化学物質を供給し、そこで、供給装置へとそれ自体の結合部を通して供給される化学物質と混合液とが混合され、そこからそれらは、混合された後に、混合空間内の開口を通してまず供給液へと、その後供給液によって処理液へと供給される。化学物質を、処理液流ダクトへと供給する前に、混合し、それを希釈して化学物質と液体の混合物にすることによって、処理液への化学物質の均一な混合が保証される。このような理由で、供給装置に供給される化学物質の体積を、供給装置に供給される液体、即ち、混合液、並びに、混合液及び化学物質を液体流れへと供給する供給液の、およそ１．５％未満にまですることができる。必要とされる場合は、１つではなく複数の、当該公報の供給装置を、処理液流ダクトと結合して設けることができる。
【０００６】
議論されているフィンランド特許公報の供給装置の構造、より具体的には供給ダクト端部にある隔離された混合空間は、別の方法でも化学物質の混合を改善する。液体化学物質は、隔離された混合空間の壁部に当たると、混合器の隔離された混合空間の内部全体に均一に「分散し」、より均一に希釈され混合液と混合される。この構造に加えて、供給装置は、化学物質を供給する管状ダクトの開口の中心に配置されるある種のさらなる同等物を収容することができ、それは、供給されるその他の液体への、さらには供給される液体流れへの混合を、さらに改善する。
【０００７】
化学物質は、個別に希釈することなく上記供給装置に供給することができる。即ち、化学物質の希釈は、供給装置の特定の隔離された混合空間内で混合液によって行われる。この解決法では、個別の希釈タンクの必要がなくなり、清水の消費が低減され、したがって運転及び保守コストが減少する。一方、必要に応じて、化学物質を、供給装置に供給する前に希釈することもできる。
【０００８】
前述の供給装置はとりわけ、いくつかの化学物質のみを挙げると、例えば消泡剤、ＴｉＯ２、蛍光増白剤、紙用染料、及びシリケートなどの化学物質を、流れている処理液へと供給するのに使用することもできる。即ち供給装置は、特に、流れている懸濁流の総体積に比べて化学物質の体積が小さい場合に、これらの化学物質を供給しなければならないすべての工程に適用することができる。工程の有利な例として、とりわけ、製紙工場の繊維懸濁流、様々なスラッジの濃縮、繊維再利用工程、及び漂白工程、並びに、一般に、濾液繊維懸濁液、スラッジ又はそれらに相当する媒体に、特に非常に少量の化学物質を供給する必要がある工程を挙げることができる。
【０００９】
上述の混合装置では、化学物質がそれによって例えば繊維懸濁液などの処理液へと供給される供給液は、化学物質がその中に供給されるものと同一の繊維懸濁液とすることができる。もちろん又、より多くの希釈懸濁液、様々な濾液又はそれらに相当する媒体、或いは単なる清水が、公報の装置で供給液として使用するのに適している。混合液も又、工程自体から得られる液体、又は清水のいずれかとすることができる。
即ち、別の工程段階から得られ、同時に化学物質の供給に使用することができるすべての液体によって、清水が節約され、例えば製紙工場の清水の消費が低減される。しかし、上述の様々な混合装置の応用例はすべて、ダクト内を流れる加圧された液体への化学物質の添加を扱ってきた。一方、開いた容器内の又は開いたダクト内を流れる液体に化学物質を添加することは、問題であると長い間考えられてきた。この種の問題点の例は、抄紙機のワイヤ・ピット、ワイヤ・スパウト、或いは、製紙業又はその他のいずれかで使用される２次液体ダクト又は濾過ダクトであり、例えば、消泡剤、又は上述の液体の処理に使用される化学物質は、化学物質を、薄いパイプから、ワイヤ・ピット、ダクト、又はチャネル内の液面へと緩やかに流すことを可能にすることによってそれらすべてに最も一般的に投与され、混合は流れの乱流のみに依存する。この種の開空間又はチャネル内の流速は、ほとんどの場合比較的低く、流れの乱流は、非常に弱いので、混合に時間がかかり、長い流れ距離が必要とされる。さらに、一方では流速が非常に低いため、もう一方では流れ体積が大きいことが多いため、いくつかの閉じたダクト流内で乱流を生み出すことを意図して使用される流れ障壁の使用が、かなり無益であることが留意されるべきである。
【００１０】
上記いずれかの公報による混合器がこの種の位置に設置され、消泡剤の必要性を考慮した場合、議論されている装置は、消泡剤の用量を約半分に低減することができるほど非常に効率的に、消泡剤を液体に混合することができることが分かった。実施した試験では、用量は、以前に使用されたものより６０％も低減することができた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
即ち、化学物質を開空間内の、又は開空間内を流れる液体に供給するための本発明の方法及び装置の特徴は、特別の混合装置又はいくつかの特別の混合装置により、且つ化学物質とは別に混合装置に導入される供給液により、化学物質及び供給液を、空間内の液面下に配置された混合装置ノズル開口を通して、空間内の又は空間内を流れる液体へと基本的に同時に排出することを可能にすることにより、上述の化学物質が液体に供給されることである。
【００１２】
本発明の方法及び装置の特徴的な特徴は、添付の特許請求の範囲によって開示される。
【００１３】
以下で、添付の図を参照しながら、本発明による方法及び装置をより詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、フィンランド特許第１０８８０２号の好ましい実施例の混合装置を概略的に示す。図１による混合装置３４は、実際、好ましくは基本的に錐形であるケーシング５０、その中に配置され必須ではないが好ましくはその対向端部に位置決めされるフランジ５２及び５４、並びに歩留り剤用の導管５６を備える、ノズルである。混合装置３４は、フランジ５２によって希釈媒体管へと、フランジ５４によって繊維懸濁流ダクトへと結合される。図による構成で、混合装置３４のケーシング５０は、フランジ５２から、混合装置の開口５８がその内側に配置されるフランジ５４に向かって収束する。ケーシング５０を錐形とする目的は、混合装置３４から繊維懸濁流内へと排出される噴流の速度が、繊維懸濁流の速度の少なくとも５倍になるように、混合装置３４内の媒体の流れを加速することである。図による実施例では、混合装置３４の開口５８を通って繊維懸濁流中へと排出される歩留り向上剤が開口５８の少なくとも円周上全体に均一に分配されることを保証するために、歩留り剤の供給導管５６が、好ましくは接線方向である。混合装置３４内部には、歩留り剤が導管５６を通じてその中に供給される、中央に配置された中空部材６０がある。即ち、導管５６は、混合装置３４の錐形壁部５０を貫通し、さらに、錐体５０と部材６０との間の環状空間を通って部材６０内へと続き、同時に、好ましくは部材６０をその位置に担持する。部材６０には、混合液が弁１６４及びダクト１６２を通じてその内部へと導入される、穴６２が軸方向に貫通し、したがって、液体が化学物質流の内部から繊維懸濁流ダクトへと排出される。部材６０内部で接線方向に案内される歩留り向上剤の流れは、混合装置の開口５８に向かう螺旋流れの形に変わり、歩留り向上剤が、（図によれば）部材６０の下方端部にて、それ自体の環状開口６４を有し、それを通って歩留り向上剤が、開口６４の外側から排出される供給液と、開口６４の内側から穴６２を通って排出される混合液と共に、扇形の噴流として繊維懸濁液内へと排出される。図は、歩留り向上剤が、開口６４を通って繊維懸濁流ダクト内へと排出される前は、混合液と全く接触しないことをはっきりと示す。
【００１５】
図２は、従来技術の別の供給ノズル３４を示す。これは、下方から、即ち液体流ダクト７０から始まり、繊維懸濁流ダクトに面する端部に設けられる錐形の縮小部８２を有する、実質的に円筒形のノズル・ケーシング８０を備える。この縮小は、供給ノズル３４を液体流れダクト７０に固定するための部材８６内の流れダクト７０へと続く、中央に配置された供給開口８４にて終端する。開口８８は、ノズル・ケーシング８０の側壁内、好ましくはその円筒部分内に設けられており、供給液を混合ノズル３４へと導入するための供給液導管１４４と連通する。流れダクト７０と反対側の、ノズル・ケーシング８０の端部は、円形中央開口９０、及びノズル・ケーシング８０の連続部として働く圧力媒体シリンダ９２を備え、そのもう一方の端部が、流れダクトの反対側のノズル・ケーシングの端部９４によって形成される。圧力媒体シリンダ９２の対向端部内に、ノズル・ケーシング８０の上端部と同様の中央円形開口９８を有する、端部プレート９６がある。
【００１６】
ノズル・ケーシング８０は、混合液供給装置１００の上述の端部９６及び９４の開口９８及び９０両方を通って、上方から延びる。これらの供給装置は、例えば、化学物質供給導管５６との流れ結合部を有する化学物質供給ダクト１４２、及び混合液供給ダクト１０４を備え、混合液供給ダクト１０４は、この実施例では化学物質供給ダクト１０２の内側の中央に配置される混合液供給導管１６２と連通し、供給ダクト１０２及び１０４は、その上端部で互いに結合される。化学物質供給ダクト１０２は、この実施例では同時に圧力媒体シリンダ９２のピストン・ロッドとして働くので、好ましくは、その長さの大部分に沿って円筒形である。ピストン自体は、化学物質供給ダクト１０２の外面にて固定され、圧力媒体シリンダ９２に対して封止される、ピストン・ディスク１０６である。圧力媒体シリンダ９２の両端部９４及び９６に、適当な封止が、シリンダの動作を保証するために提供されていることが自然である。
【００１７】
化学物質供給ダクト１０２は、その下部端部、即ちノズル・ケーシングの内側の繊維懸濁流ダクト７０に配置された端部に、錐形縮小部１０８を備え、これは基本的にノズル・ケーシング８０の錐体８２に配置され、その錐形延長部は、ノズル・ケーシング８０の錐体縮小部８２のそれと同様である。混合液供給ダクト１０４は、化学物質供給ダクト１０２の内側で中央に延び、化学物質供給ダクト１０２の錐体縮小部１０８の外側までの距離延びる。図は、化学物質の速度が繊維懸濁流の導入に適したレベルまでそこで上昇する狭いスロットが混合液供給ダクト１０４とノズル・ダクト１１０の壁部との間に形成されるようなやり方で、化学物質供給ダクト１０２が、錐体縮小部１０８の後に円筒形ノズル・ダクト１１０としてどのように連続するかを示す。
【００１８】
平常状態で、供給ノズルは、図２に示す動作位置にあり、化学物質供給ダクト１０２のノズル・ダクト１１０及び混合液供給ダクト１０４の両方が、基本的に繊維懸濁流ダクト壁部の高さにて、ノズル・ケーシング８０の外側に配置される。フラッシュ位置で、開口１１６を通って圧力媒体シリンダ９２に導かれる圧力媒体は、ピストン・ディスク１０６によって、化学物質及び混合液供給装置１００を上向きに押し、それによって錐体８２と１０８の間の距離が増大し、混合液供給ダクト１０４の端部１１８が、供給液流によってすべての不純物又は固体物が錐体間から開口８４を通して繊維懸濁流ダクトへとフラッシュされるほど高く上昇する。フラッシュ時間は好ましくは約１〜６秒であり、一定時間後に圧力媒体は、圧力媒体シリンダ９２の対向端部にて開口１２０を通してシリンダへと案内され、ディスク１０６が、化学物質及び混合液供給装置１００を動作位置へと押し戻す。上記機能は、供給液圧力、圧力差、又は体積流量によって案内される。
【００１９】
図３は、フィンランド特許出願第２００３１４６８で開示される供給装置、即ち供給ノズル３４の、好ましい実施例を示す。これは、下方から、即ち液体流れダクト７０から始まり、液体流れダクトに面する端部にて設けられる錐形縮小部８２を有する、実質的に円柱のノズル・ケーシング８０を備える。縮小部８２は、供給ノズル３４を液体流れダクト７０へと固定するために部材７４及び７６内の流れダクト７０に向かって続く、中心に配置された供給開口８４にて終端する。開口８８が、ノズル・ケーシング８０の側壁内、好ましくは、供給液を混合ノズル３４に導入するために導管１４４及び弁４２を通して供給液入口ダクトと連通するその円筒部分内に設けられている。
【００２０】
混合液供給ダクト１４２は、化学物質供給ダクト１６２と共に、供給装置３４の円筒形上方部分を形成する。両供給ダクト１４２及び１６２は又、ノズル・ケーシング８０内部で、液体流れダクト７０へと続く。供給ダクトの端部の位置は、ダクトの端部が好ましくは流れダクト内側に延びるように、液体流れダクト７０に対して調整可能である。流れダクト７０に対向するノズル・ケーシング８０の端部は、端部９４、及び混合液供給ダクト１４２のための円形開口９０を備える。供給ダクト１４２によって形成される上方区間にて、フランジ１３６及び可動ねじ／ナット結合１３８、又はそれに相当する部材が設けられ、それによって供給装置３４の上方区間（供給ダクト１４２）及び下方区間（ノズル・ケーシング８０）が、互いに取り付けられる。
【００２１】
これらの部材１３６及び１３８によって上方及び下方区間を互いに固定することに加えて、調整可能なねじ１３８は、供給装置３４の混合液供給ダクト１４２及び化学物質供給ダクト１６２の、流れダクト７０に対する位置を調整するために使用することができる。供給装置３４の調節可能性、並びに固定部材７４及び７６の構造によって、非常に様々な厚さの処理液流ダクト７０内で供給装置３４の使用する、即ち、それを係合することが可能になる。
【００２２】
供給ダクト１４２の側壁内、好ましくはその円筒部分内の、流れダクト７０から見て端部９４及び１３６、ノズル・ケーシング８０、並びに供給液供給開口８８より外側の位置に、混合液を供給装置３４へと供給するための開口５６がある。本実施例では、供給開口５６は、混合液を供給装置３４に導入するために、好ましくは供給開口３４に対して接線方向にある混合液供給ダクト１４６を通し、且つ、調整可能な弁４４を通して、混合液供給ダクトと連通する。
【００２３】
小体積の化学物質を供給するための好ましくは薄い管状部材である、化学物質供給ダクト１６２は、この実施例では上方から供給装置３４へと延びる。又この実施例では、供給ダクト１６２は、供給装置３４の上方で供給及び混合液ダクト１４４及び１４６と同じ方向へと曲げられている。供給される化学物質の量は、例えば化学物質供給ダクト１６２内に配置された弁４６によって制御することができる。化学物質供給ダクト１６２は、固定手段２０によって、供給装置３４の細長い外側端部２２に固定されている。供給ダクト１６２は、この実施例で、混合液供給ダクト１４２の内側で中央に配置することによって、混合液供給ダクト１４２と連通し、供給ダクト１４２の特定のノズル手段１５０付近へと続き、ノズル部分は、処理液流ダクト７０の内側に延びるように調整することができる。
【００２４】
この実施例で、化学物質供給ダクト１４２は、その下方端部、即ちノズル・ケーシングの内側の繊維懸濁流れダクト７０に配置された端部にて、錐体縮小部１４８が設けられ、錐体縮小部は、基本的にノズル・ケーシング８０の錐体８２に配置され、その錐体延長部はノズル・ケーシング８０の錐形縮小部８２と同様である。混合液供給ダクト４１２の錐体縮小部１４８は、供給液縮小部８２の下方縁部へと完全には延びないが、供給ダクトは、供給開口８４内側で円筒形ダクト１１６として連続し、これらの部材間の断面流れ領域が流れ方向で縮小され、さらに供給液の速度を上昇させる。処理液流ダクト７０内の処理液へと供給される、化学物質及び供給液の混合物の、供給時の流速は、処理液流の流速に比べて少なくとも５倍である。
【００２５】
混合液供給ダクト１４２の下方区間の円筒形ダクト１１６は、供給液及び流れている処理液から隔離される混合空間１５４を形成し化学物質の混合に必要とされる、ノズル手段１５０内で終端し、混合空間１５４から、化学物質（化学物質及び混合液の混合物）がまず、開口１５２を通って供給液流へと供給され、そこから均等な速度で、供給液と共に液体流れダクト７０へとさらに供給される。ノズル手段１５０内の隔離された混合空間１５４は、例えば混合液流ダクト１４２の椀状の「閉じた」端部１５６、及びその側部の開口１５２によって形成される。開口１５２は、ノズル手段１５０の混合空間１５４上方の壁部内に設けられている。混合液及びそれに混合される化学物質は、開口１５２を通って、実質的に放射状の扇の形で供給液へと放出される。開口１５２は、例をいくつかのみ挙げると、円形、角状、又は例えばスロット状の形とすることができる。管状の薄い化学物質供給ダクト１６２は、好ましくは開口１５２を通過して、ノズル手段１５０の端部１５６へと延びる。化学物質の噴流は、ノズル手段１５０の端部に当たり、そこから混合液の全体積へと均一に、さらに開口１５２を通って液体流れダクト７０へと分配されるので、本実施例によって、化学物質の良好な混合が保証される。即ち、化学物質の混合及び希釈は、化学物質が供給液と共に処理液へと導入する前に行われる。これによって、正確な量の化学物質が処理液流領域全体に混合されることが保証される。別の好ましい実施例によれば、必要に応じて、例えば錐体の形を有するある種のさらなる同等物が、化学物質供給ダクト１６２の端部にて完全にその中心に設けてあり、化学物質の噴流がそこに当たるときそれを分散させ、混合がより一層効率的に行われる。別の代替実施例は、ダクト１４２のそのような端部カップ１５６を提供することであり、その形態によって、例えばダクト１６２に対して中央位置にある端部カップの底部に、錐形の又はそれに対応しダクトに向かって先細になる突出部を配置することによって、ダクト１６２からの化学物質流が、ダクト１６２の別々の面に均一に分配される。
【００２６】
好ましくは、混合液流ダクト１４２のノズル手段１５０、及びその中の混合空間１５４は、混合液への化学物質の混合が、化学物質が処理液と混合される最大０．５秒前に行われるように、処理液流ダクト７０の内側に、又は少なくとも上述の流れダクト７０の内面に直接隣接して配置される。開口１５２が処理液流ダクト７０（概略的に示す）の壁部のすぐ内側に配置される、図３に示す状況と比べて、開口１５２は、供給液の環状供給開口８４、即ちダクト部分７６の内側に配置することもできる。
【００２７】
供給装置３４の開口８４から供給液を放出する目的は、化学物質噴射に、化学物質を液体流れダクト７０の流れ領域全体へと効率的に供給する必要とされる速度を与えることである。供給液は、開口１５２からほぼ放射状に放出される化学物質噴射に主に軸方向で当たり、化学物質に速さを与え、流れダクト７０内に流入する処理液への混合を向上させる。化学物質噴射の方向及び浸透度は、供給装置３４をねじ１３８によって調整し、供給圧力を弁４２、４４、及び４６によって調整することによって、所望どおりに制御することができる。
【００２８】
図４及び図５は、開空間内の又は開空間を流れる液体に化学物質を供給するための、本発明の好ましい実施例による構成を示す。この文脈で、開空間とは、液体が、大気又は対応する気層によって規定される表面を有する空間を意味する。そのような空間の例として、側方から（図４）及び上方から（図５）見た、抄紙機ワイヤ・ピット２００を示す。図４及び図５は、最近普及しているあるタイプのワイヤ・ピットを、提示されるワイヤ・ピットのタイプのみに関するものとして本発明を限定することなく、ワイヤ・ピットの一例としてのみ示す。まず、図示のワイヤ・ピット２００は、水が抄紙機のワイヤを通してそこへと濾過され、又は水が抄紙機の別々の脱水ユニットから、ダクト及び／又はチャネルを通してそこへと案内されるように動作する。図に示すワイヤ・ピット２００は、傾斜した底部２０５を含めたワイヤ・ピット２００の外壁、並びに、ワイヤ・ピットの液面Ｓの高さまで延びる中間壁２０４及び２０８の両方によって、チャンバ２０２、２０６、及び２１０が画成される、３チャンバ構造を有する。図の実施例で、チャンバ２０２及び２１０はさらに、チャンバ空間をスパウト２１４から分離する中間壁によって画成され、この壁部も又、液面Ｓの高さまで延びる。実際、チャンバの中間壁２０４及び２０８は、Ｌ字形態を有すると考えることができる。ワイヤ・ピットへと濾過され又は向けられる液体は、主に中間のチャンバ２０６に沿ってワイヤ・ピットの他端部にあるシュート２１４へと運ばれ、水は、そこからポンピングによってそこから除去される。ワイヤ・ピットの目的は一般に、ワイヤ・ピット又は液体が受けるその他の方策後に液体中の気体が液体のポンピングを妨げないように、製紙時に液体中に溶解し又はそれ以外の方法で混合される気体を、液体から分離させることである。気体の分離を促進するために、その用語を使用することができる場合、消泡剤がワイヤ・ピット内の液体の表面上へと、いかなる攪拌手段も伴わずに毎分０．５〜５リットル／分で流れることが可能になるように、消泡剤が液体に一般に混合される。用量は、例えば、議論されている抄紙機のサイズ及び製造される紙の等級による。消泡剤は、液体の表面張力を低減させ、それによって、液体中の気体をより容易に泡に分離することができ、次いで、泡が液体の表面へとより速く上昇し液体から出るように、それらをより急速に成長させることができる。
【００２９】
次に、本発明によれば、消泡剤は、中間壁２０４及び２０８と結合して配置される混合装置２１２の手段によって、中央のチャンバ２０６へと流れる液体へと投与され、それによって、消泡剤は、ワイヤ・ピット２００内の液体に迅速且つ均一に混合される。混合装置は又、中間壁に結合された位置に加えて、ワイヤ・ピット又は底部の壁部と結合して設けることができる。主な面は、一方では、化学物質の噴射が液体中で広範囲に分配されるように、他方では、表面の破損によって液体中への添加気体のさらなる混合が生じるので、液面が化学物質の噴射によって破壊されないように、化学物質の供給が、混合装置のノズル開口からワイヤ・ピット内の液面下の位置（図４に線Ｓによって示す）へと行われることである。好ましくは、必須ではないが、化学物質は、液体の運動方向に対して垂直に供給される。化学物質はそのように供給することができ、即ち、製紙工場に来た組成物で、又は製紙工場で別個に製造された混合物として供給することができ、又は、化学物質は、処理液、好ましくはワイヤ・ピット自体の内部の液体で希釈することができる。
【００３０】
図６は、開空間内又は開空間内を流れる液体へと化学物質を供給するための、本発明の別の好ましい実施例による方法を示す。この図は、例えばワイヤ・シュート、２次液体チャネル、濾過水チャネル、又は大気へと開いた対応する液体流れダクトとすることができる、液体流れダクト３００を示す。図に示す実施例で、化学物質は、化学物質噴射がダクト３００の断面流れ領域の基本的な部分を網羅するようにダクトの壁部３０２にてダクト３００の両側に配置された、混合装置３１２から供給される。同じ規則が、図４及び図５の実施例におけるような化学物質噴射の方向にも当てはまる。即ち、噴射全体は、流れている液体の表面Ｓの下方になければならない。
【００３１】
図６はさらに、混合装置３１２によって必要とされる液体をダクト３００から引き出すために、ダクト３１４がダクトの底部３０５にどのように結合されているかを、概略的に示す。この図の実施例では、ダクト３１４は、２つの分岐３１６及び３１８に分割され、それらは、液体を混合装置３１２へと運ぶ。液体を供給するためのポンプ（図示せず）は、好ましくはダクト３１４と結合して配置され、又はダクト３１４がダクト３１６及び３１８へと分岐する位置に配置される。完全にダクト３００のサイズに応じて、ダクト壁は、複数の混合装置３１２を備えることができる。ダクトが十分深い場合は、混合装置は、混合装置のノズル開口から排出される化学物質の噴射が液面に到達せず、又は少なくともそれを貫通しないことが保証される限り、ダクトの底部に配置することもできる。いくつかの小さいダクトには、唯一の混合装置３１２が適当な場合がある。このような場合は、又即ち、混合装置の構造を、それから排出される噴射が処理される断面流れ領域を可能な限り網羅するように設計することが好ましい。
【００３２】
図４及び図５の両方、及び図６に示す実施例では、使用される供給装置は、好ましくは、上記図１〜図３で提示した混合装置、又はその修正例である。即ち、初期状況は、それが何であれ化学物質が、特定の供給液によってダクト内を流れる液体中へと吐出され、それによって、化学物質は、噴射手段によってダクトの断面領域の基本的な部分へと浸透し、即ち、化学物質は、依然に使用された方法によるよりもより効率的に、基本的な液体へと混合される。
【００３３】
上記の消泡剤に加えて、本発明の方法は、開いた容器内の濾液又は廃水の処理のための、その他様々な化学物質を液体に供給するために使用することもできる。同様に、その他の化学物質はすべて、処理される液体に対するそれらの体積の大小に関わらず、図１〜図３が非常に異なるサイズの化学物質の体積にも適した混合装置を示すように、本発明の方法を用いて供給することができる。
【００３４】
上記から分かるように、開いたタンク内又は開いたダクト内を流れる液体中に様々な化学物質を混合するための、新規の方法及び装置が開発された。ただし、本発明を例えば木材工業及び／又は廃水処理などに限定することを全く意図せずに、本発明の最も好ましい実施例のいくつかのみを上記で説明してきた。したがって、本出願の分野及び本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術の化学物質供給装置を示す図である。
【図２】別の従来技術の化学物質供給装置を示す図である。
【図３】第３の従来技術の化学物質供給装置を示す図である。
【図４】化学物質を抄紙機のワイヤ・ピットへと供給する、本発明の第１の好ましい実施例による構成を示す図である。
【図５】図４の構成を上から見た図である。
【図６】化学物質をダクト内の液体流れに供給する、本発明の別の好ましい実施例による構成を示す図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開空間内を流れる液体に化学物質を供給する方法であって、前記化学物質は、
化学物質が前記混合装置（２１２；３１２）に導入され、
供給液が前記化学物質とは別個に前記混合装置（２１２；３１２）に導入され、
前記化学物質と前記供給液とが、前記空間（２００；３００）内の前記液面下に配置された前記混合装置（２１２；３１２）のノズル開口を通る排出と基本的に同時に、前記空間（２００；３００）内を流れる液体へと接触するように、特別の混合装置又は複数の特別の混合装置（２１２；３１２）によって液体に供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記供給液が、好ましくは、前記化学物質がその中へと供給されるものと同一の液体、清水、又は前記工程から得られるその他いくつかの循環液体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学物質が、前記供給液と共に前記液体流れへと供給される前に、特別の混合液と混合されることが可能になることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記混合液が、好ましくは、前記化学物質がその中へと供給されるものと同一の液体、清水、又は前記工程から得られるその他いくつかの循環液体であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
組み合わされた化学物質供給液噴射が、前記空間内を流れる前記液体の前記表面を壊すことができないように、前記液体の表面の下方へと案内されることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記化学物質と混合液との混合物が前記液体流れと混合される０．５秒未満前に、前記化学物質を特別な混合液と混合することが可能になることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記化学物質が、泡消剤、或いは、濾過液、２次液体、又は廃水を処理するための化学物質であることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記化学物質及び供給液が、前記液体の流れ方向に対して基本的に垂直方向で前記液体へと噴射されることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
開空間内を流れる液体に化学物質を供給する装置であって、前記空間（２００；３００）の前記外壁（３０２）又は前記底部にて前記空間と結合し、或いは、前記空間内の構造（２０４、２０８）と結合して、少なくとも１つの混合装置（２１２；３１２）が設けられ、そのノズル開口が、前記空間（２００；３００）内を流れる前記液体の前記表面Ｓの下方に配置され、前記混合装置（２１２；２１３）が、少なくとも前記化学物質のための、且つ前記化学物質をそれによって前記液体へと供給する特別の供給液のための結合部を有し、前記装置がさらに、前記化学物質のための、且つ前記供給液体のための、それらを前記液体に供給するまで離隔しておくための特別の区画を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記混合装置（２１２；３１２）が、前記化学物質がそれを用いて希釈される混合液のための連結部をさらに有することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記空間（２００；３００）内を流れる前記液体を、前記混合装置（２１２；３１２）内で前記供給液として働くようにその中へと案内するために、前記空間（２００；３００）内にそのポンプが設けられたダクト構成（３１４；３１６；３１８）を備えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
議論されている前記開空間が、抄紙機のワイヤ・ピット（２００）、ワイヤ・シュート（３００）、濾過チャネル又は廃水ダクト（３００）であることを特徴とする、請求項９又は１０又は１１に記載の装置。
【国際調査報告】
2008506857.tif 000009
2008506857.tif 000010
2008506857.tif 000011