(57)【要約】  リグノセルロース材料のリファイナ（１００）のリファイニングディスク（３０）へ取り付けるように構成されたリファイナセグメント（１）が開示されている。リファイナセグメント（１）は、Ｎ個（Ｎ≧２）のバー（１０）と、Ｍ個（Ｍ≧２）のダム（１１）を備え、前記バー（１０）およびダム（１１、１１＊）が、本質的に箱形の領域（２０）が、隣接するバー（１０、１０＊）およびバー（１０、１０＊）の長さ方向に沿った異なる位置において前記隣接するバー（１０、１０＊）の間に延在する少なくとも二つのダム（１１、１１＊）によって画定される領域に形成されるパターンで配置され、かかる本質的に箱形の領域（２０）を画定するバー（１０、１０＊）の内の少なくとも１つが、前記本質的に箱形の領域（２０）内に配置されたバー弱化部（１２）を備え、前記本質的に箱形の領域（２０）内にトラップされた蒸気が、前記バー弱化部（１２）を介して前記本質的に箱形の領域（２０）から漏れることができる。かかるリファイナセグメントを設けられたリファイナディスクおよび、かかるリファイナセグメントを備えるリファイナも開示される。
2021521352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース材料のリファイナ（１００）のリファイニングディスク（３０）へ取り付けるように構成されたリファイナセグメント（１）であって、Ｎ≧２であるＮ個のバー（１０）と、Ｍ≧２であるＭ個のダム（１１）とを備え、前記バー（１０）およびダム（１１、１１＊）は、本質的に箱形の領域（２０）が、隣接するバー（１０、１０＊）と、バー（１０、１０＊）の長さ方向に沿った異なる位置において前記隣接するバー（１０、１０＊）の間に延在する少なくとも二つのダム（１１、１１＊）とによって画定される領域に形成されるパターンで配置され、かかる本質的に箱形の領域（２０）を画定するバー（１０、１０＊）の内の少なくとも１つが、前記本質的に箱形の領域（２０）内に配置されたバー弱化部（１２）を備え、前記本質的に箱形の領域（２０）内にトラップされた蒸気が、前記バー弱化部（１２）を介して前記本質的に箱形の領域（２０）から漏れることができる、リファイナセグメント（１）。
【請求項２】
前記バー弱化部（１２）が、ダム（１１）近傍の前記バー（１０、１０＊）に設けられている、請求項１に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項３】
前記パターンが、隣接するバー（１０、１０＊）と、バー（１０、１０＊）の長さ方向に沿った異なる位置の、前記バー（１０、１０＊）同士の間に延在する２つのダム（１１、１１＊）とによって画定される領域に設けられた、少なくとも１つの本質的に箱形の領域（２０）を提供し、バー弱化部（１２）が、リファイナ（１００）の使用中、前記リファイニングディスク（３０）の中心に最も近いダム（１１；１１＊）からの距離Ｌに設けられる、請求項１に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項４】
ダム（１１；１１＊）からの距離Ｌが、範囲０＜Ｌ≦１０ｍｍの距離から選択される、請求項３に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項５】
前記バー弱化部（１２）が、凹部を形成するためにバー（１０、１０＊）から材料が除去されたバー（１０、１０＊）の領域を備える、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項６】
前記凹部がくさび形状を有し、くさびの先端が、くさびの基部よりもバー（１０；１０＊）のバルクの中に深く設けられる深さＤに配置される、請求項５に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項７】
前記凹部の高さＨが、対応するバー（１０、１０＊）の高さをｈｂと規定するとき、範囲ｈｂ／２≦Ｈ≦ｈｂにある、請求項５〜請求項６のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項８】
凹部の深さＤが、対応するバー（１０、１０＊）の幅をｗｂと規定するとき、範囲ｗｂ／２≦Ｄ≦ｗｂにある、請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項９】
凹部が、バー（１０、１０＊）の長さ方向Ｒと凹部の一端（１１ａ）との間に角度αが形成されるように前記バー（１０、１０＊）に設けられ、前記角度αが範囲５°≦α≦１３５°にある、請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項１０】
前記リファイナセグメント（１）が、リファイナ（１００）のリファイニングディスク（３０）へ取り付けるように構成される円形セクタの形で提供される、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項１１】
前記円形セクタが、半径方向の位置Ｒから前記円形セクタの周縁に延在する領域にバー（１０）およびダム（１１）を備える、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項１２】
前記リファイニングディスクがロータディスクを備える、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項１３】
前記リファイニングディスクがステータディスクを備える、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のリファイナセグメント（１）。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のリファイナセグメントが設けられているリファイニングディスク（３０）を備えるリファイナ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
提案された技術は、一般に、リグノセルロース材料のリファイナのためのリファイナセグメントに関する。より詳細には、トラップされた蒸気の制御された排出を可能にする、バーおよびダムを設けたリファイナセグメントに関する。提案された技術はまた、そのようなリファイナセグメントを設けたリファイナディスクおよび、そのようなリファイナセグメントを備えるリファイナにも関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リグノセルロース材料の典型的なリファイナは、相対的に回転する２つのディスクを備え、それらの間で材料がリファインまたは離解される。一対の相対的に回転するディスクは、特に、ロータと呼ばれる１つの回転するディスクと、ステータと呼ばれる静止したディスクを備え得る。これらのディスク、またはその内の少なくとも１つは、材料のより効率的なリファイニングを得るために、多くの場合、リファイナセグメントと呼ばれるセグメントが設けられている。従来型リファイナセグメントには、多くの場合、バーおよびダムが設けられている。バーは、主にリグノセルロース材料の効率的なリファイニングを得るために利用される、セグメント上に配置される突起構造である。代わって、ダムの目的は、主に２つのリファイニングディスク間のディスクギャップ、例えば、ロータとステータとの間のディスクギャップ、または相対的に回転する２つのディスクを離隔するディスクギャップに向けて、材料の流れを案内、または持ち上げることである。材料がリファインまたは離解されるのは、ディスク間のディスクギャップ内である。
【０００３】
リファイナの通常使用時、リファイニングまたは離解動作は摩擦を発生し、それにより処理された材料が加熱される。木質パルプなどのリグノセルロース材料は、もともと水分を含んでいるため、摩擦によって水分が加熱され蒸気が発生する。発生した蒸気は、材料の流れに深刻な影響を与えるおそれがある。それは、材料の流れと相互作用し、材料の流れのための意図された経路を乱すおそれがある。
【０００４】
特定の種類のリファイナセグメントは、多くの場合、円形のリファイニングディスクの中心に関してほぼ半径方向に延在するバーと共に提供される。したがって、特定のリファイナセグメントは、半径方向に延在する複数のバーを含み得る。一方、ダムは、特定のダムが隣接する２つのバーに接触するように、リファイナセグメント上に設けられてもよい。すなわち、ダムは、隣接する２つのバーを接続する方向にまたがるように設けられる。この場合、ダムの目的は、バーの間の領域を流れる材料をディスクギャップに向かって持ち上げることである。各バーに複数のダムが設けられている一般的な場合では、形状の自然な結果として、隣接するバーの間に部分的に囲まれた多数の領域が形成される。これらの部分的に囲まれた領域は、隣接するバーの間に箱形の領域を画定する。
【０００５】
このような箱形の領域での特定の問題は、蒸気がそこに捕捉される可能性があることである。蒸気がその領域にトラップされるという事実に起因し、より多くの蒸気がトラップされるため、時間の経過と共に圧力は上昇する。高圧蒸気は、表面にできた孔を通って最終的に漏れ得るまで、箱形の領域の表面に常に衝撃を与える。これらの孔は、多くの場合、設けられたダムの内の１つに形成される傾向がある。この孔は、蒸気が１つの箱形の領域から排出され、場合によっては別の領域に入ることができる流路が最終的に形成するまで、ますます大きくなる。同じ手順が、ほぼすべてのダムが損傷するまで繰り返される。蒸気の流路はまた、材料の流れが一つの箱形の領域から排出し、別の領域に入ることを可能にする圧力低下を引き起こす。したがって、ダムがこれらの形成された蒸気流路によって損傷を受けるという事実は、材料の流れをリファイニングディスクのギャップに向かって案内、または持ち上げるときのダムの効率に悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
提案された技術は、隣接するバーおよびダムによって画定される箱形の領域に、蒸気がトラップされる事実に対する欠点を少なくとも軽減する機構を提供することを目的とする。
【０００７】
提案された技術の一般的な目的は、経時的に改善されたリファイニング効率と改善された材料の流れの制御との両方を有するリファイナセグメントを提供することである。
【０００８】
特定の目的は、バーとダムによって囲まれたリファイナセグメントの特定の領域内にトラップされた蒸気を、任意のダムに損傷を与える危険性を低減しつつ同領域に排出させるリファイナセグメントを提供することである。
【０００９】
提案された技術の別の目的は、リファイナセグメントの特定の領域内にトラップされた蒸気を、任意のダムに損傷を与える危険性を低減しつつ同領域に排出させる、リファイナセグメントを備えるリファイニングディスクを備えるリファイナを提供することである。
【００１０】
これらおよび他の目的は、提案された技術の実施形態によって満たされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様によれば、リグノセルロース材料のリファイナのリファイニングディスクへ取り付けるように構成されたリファイナセグメントであって、Ｎ個（Ｎ≧２）のバー１０とＭ個（Ｍ≧１）のダムとを備え、バーとダムは、隣接するバーと、隣接するバーの間に延在する少なくとも１つのダムとによって画定される領域に、本質的に箱形の領域が形成されるパターンで配置され、このような本質的に箱形の領域を画定するバーの内の少なくとも１つがバー弱化セクションを備え、このバー弱化部は、本質的に箱形の領域内に配置され、本質的に箱形の領域内にトラップされた蒸気が、バー弱化部を介して本質的に箱形の領域から漏れることを可能にするように設けられる、リファイナセグメントが提供される。
【００１２】
第１の態様の特定のバージョンは、リグノセルロース材料のリファイナのリファイニングディスクへ取り付けるように構成されたリファイナセグメントを提供する。リファイナセグメントは、Ｎ個（Ｎ≧２）のバーと、Ｍ個（Ｍ≧２）のダムを備える。バーとダムは、隣接するバーと、バーの長さ方向に沿った異なる位置で隣接するバーの間に延在する少なくとも２つのダムとによって画定される領域に、本質的に箱形の領域が形成されるパターンで配置され、このような本質的に箱形の領域を画定するバーの内の少なくとも１つがバー弱化部を備え、バー弱化部は、本質的に箱形の領域内に配置され、本質的に箱形の領域内にトラップされた蒸気が、バー弱化部を介して本質的に箱形の領域から漏れることを可能にするように設けられる。
【００１３】
第２の態様によれば、第１の態様によるリファイナセグメントを設ける、リファイニングディスクを備えるリファイナが開示される。
【００１４】
提案された技術の実施形態は、より制御された材料の流れを得るための機構を提供し、また、ダムに損傷を与える危険性を低減する。損傷したダムは、ダムによってリファイナのディスクギャップに向けて案内されるべき材料の流れが、リファイニングセグメントに沿って代替の通路または経路を見つけ得るという事実によって、リファイニング効率の低下をもたらすおそれがある。これは、それにより、より長いリファイニングプロセスおよび、より高いエネルギコストを余儀なくさせるおそれがある。
【００１５】
提案された技術は、ダムに損傷を与える危険性を低減するので、それは、リファイナセグメントの使用可能寿命をも延長する。
【００１６】
他の利点は、詳細な説明を読むことにより理解されるであろう。
【００１７】
本実施形態は、そのさらなる目的および利点と共に、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最もよく理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バーとダムを備えるリファイナセグメントが設けられたリファイナディスクの概略図である。バーおよびダムのパターンは、部分的に閉じ込められる領域をもたらす。
【図２】２つのダムによって接続された２つの隣接するバーと、提案された技術によるバー弱化部とを備える、リファイナセグメントの一部の概略図である。
【図３】３つのダムによって接続された２つの隣接するバーと、提案された技術による２つのバー弱化部とを備える、リファイナセグメントの一部を上から見た概略図である。
【図４Ａ】２つのダムによって接続された２つの隣接するバーと、提案された技術によるバー弱化部とを上から見た概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａのリファイナセグメントの一部を、より詳細に示す概略図である。
【図５Ａ】図４Ａで示されたリファイナセグメントの、一部の代替的な実施形態の概略図である。
【図５Ｂ】リファイナディスクの半径方向と平行な断面線に沿った、提案された技術の実施形態の概略図である。
【図６】提案された技術が使用され得るリファイナの概略断面図である。
【図７】図６に示されたリファイナの部品の概略図である。相対的に回転するリファイナディスクを備えるリファイナセクションの断面図が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面の全体に亘って、類似または対応する要素には同じ参照表記が使用される。
【００２０】
一般に、本明細書で使用されるすべての用語は、関連する技術分野における通常の意味にしたがって解釈されるべきである。ただし、異なる意味が明確に与えられている場合および／またはそれが使用される文脈から暗示される場合はこの限りではない。ａ／ａｎ／ｔｈｅの要素、装置、構成要素、手段、などへの全ての例は、明らかに別段の記載がない限り、要素、装置、構成要素、手段、などの少なくとも１つの例を参照するとオープンに解釈されるべきである。本明細書に開示された実施形態のいずれかの特徴は、適切な場合は常に、任意の他の実施形態に適用できる。同様に、任意の実施形態の任意の利点は、任意の他の実施形態に適用でき、逆も同様である。添付実施形態の他の目的、特徴および利点は、以下の説明から明らかであろう。
【００２１】
提案された技術をよりよく理解するために、関連する技術の簡単な概要および付随する技術的問題の分析から始めることが有用であろう。
【００２２】
この目的のために、図６を参照する。図６は、提案された技術を利用できるリファイナの概略図を示す。図６は、例示的なパルプリファイナを、断面図で模式的に示す。この構成は、本発明を理解するために必須ではない装置の全ての構成要素と共に、リファイナ装置の外側ケーシングを表すハウジング２６内に収容される。図示しない構成要素の例は、例えば回転シャフトを駆動するための電気モータ、リグノセルロース材料の供給機構などである。第２のハウジング３１の内部には、ロータリファイナディスク３０とステータリファイナディスク３０＊とがシャフトに沿って直線状に整列される。以下では、ロータリファイナディスク３０とステータリファイナディスク３０＊は、以後それぞれロータおよびステータと呼ばれる。ロータ３０は、軸受１６上に配置された回転シャフト１５に取り付けられている。回転シャフト１５は、シャフト１５および、それによってロータ３０を回転させるモータ（図示せず）に接続されている。ロータ３０に面するステータ３０＊は、リグノセルロース材料のための供給チャネル１４とリファイニング領域１９との間に延在して中央に配置された貫通孔３２を設けられてもよい。特定の実施形態では、ロータ３０には、リグノセルロース材料の流入に面する表面を有するセンタプレート１７が設けられてもよい。センタプレート１７の表面には、リグノセルロース材料を外側に導く構造が設けられてもよい。ロータ３０＊および／またはステータ３０には、パルプの誘導および粉砕を可能にするリファイナセグメントが設けられる。これらのリファイナセグメントには、バーおよびダムが設けられ得る。
【００２３】
使用中、木材チップまたは、例えばパルプのような調製木材などのリグノセルロース材料は、図示しない供給機構によって、供給チャネル１４を通して供給されることとなる。材料は、ステータ３０＊の孔３２を通過し、領域１９に入る。領域１９は、本質的に、ロータ３０とステータ３０＊との間の開放領域によって画定され、この領域は、動作中、非常に小さくされてもよい。領域１９に流入するリグノセルロース材料は、ロータ３０のセンタプレート１７に入射する。センタプレート１７は、リグノセルロース材料をロータおよび／ステータ上のリファイナセグメントに向けて誘導するように動作する。
【００２４】
提案された技術が使用され得るロータステータ構成の、より詳細な説明を提供するために図７を参照する。図７は、例えば上述のように、リファイナのハウジング３１に収容されたロータ-ステータ構成の断面側面図を示す。図は回転シャフトを中心に回転するように配置されたロータを示す。ロータには、ステータに面する表面に、リファイナセグメント１を備えるリファイニングディスク３０が設けられる。ステータには、ロータに面する表面に、リファイナセグメント１＊を備えるリファイニングディスク３０＊が設けられる。リファイニングディスクの目的の１つは、リファイナセグメント１；１＊を担持することであるので、リファイニングディスクは、リファイナの特定のバージョンでは、セグメントホルダと呼ばれることがある。また、図７には、リファイニングされるリグノセルロース材料のための流入口３２が示されている。流入口３２は、ステータの中心領域に配置される。流入口３２に対向するロータ側のリファイニングディスクの中心領域には、センタプレート１７が配置される。図６を参照して上述したセンタプレート１７の目的は、流入口３２から投入される材料をリファイニングディスクの外側部分に向かって分配することである。すなわち、センタプレート１７は、リファイナディスク上に配置されたリファイナセグメントに向かって材料を分配するように動作する。
【００２５】
提案された技術を利用できる一般的なリファイナを詳細に説明したので、提案された技術に関連する特定のリファイナセグメントを詳細に説明する。この目的のために、図１を参照する。
【００２６】
図１は、リファイナセグメント１を備えるリファイナディスク３０の概略図を示す。リファイナセグメント１は、この特定の例では円形セクタからなる。他のバージョンのリファイナセグメントもあるが、提案された技術は、すべての特定のリファイナセグメント形状に対して同様に機能する。乱雑さを避けるために、図面は、２つのリファイニングバー１０；１０＊を示し、これらはそれぞれが３つのダム１１；１１＊；１１＊＊関係する。ダム１１；１１＊；１１＊＊のそれぞれは、バー１０の位置から隣接するまたは近接するバー１０＊の位置まで延在する。しかしながら、それらは、各ダムがリファイニングディスク３０の中心Ｃに原点を有する半径方向に関して異なる位置に位置するので、空間的に離隔されている。バー１０；１０＊は、リファイナセグメント１の表面上の高さｈｂで突出する点に留意すべきであり、図２を参照されたい。したがって、隣接するバーの間の領域は、流路を画定する。ダム１１；１１＊；１１＊＊は、それらの最も高い部分が、バーの上側と本質的に同一平面になるように、リファイナセグメント１の表面から突出している点も留意すべきである。この特定の形状は、リファイナセグメント１上に、箱形の部分的に囲まれた領域２０を形成する。このような部分的に囲まれた領域２０は、隣接するバー１０；１０＊の対向する側面と、例えばダム１１と１１＊とに囲まれている。箱形の領域２０は、図２の点線によってさらに詳細に図示されている。図２はまた、ダムがくさび形の形状である特定の形状を示し、くさびの最高点は、隣接するバー１０；１０＊の上側とほぼ同じ高さである。くさび形ダム１１の傾斜は、箱形の領域２０に向けられている。通常、リファイナセグメント１は、複数のバーとダムを備え、それによって多数の箱形の領域２０が存在する。箱形の領域２０は、２つの近接するバー１０；１０＊および１つのダム１１だけで形成され得る点に留意すべきである。そのような領域は、長さ方向が一致する２つのバーによって形成することができ、それによって、それらが一致する位置とは異なる半径方向に単一のダム１１を設けて、三角形の箱形の領域２０を形成してもよい。提案された技術は、このような形状にも適用できる。特に、リファイナセグメント１は、ほぼ長方形の形状を有する領域２０と、三角形の形状を有する領域２０との両方を備えていてもよい。
【００２７】
前述したように、これらの箱形の領域２０を有するリファイナセグメントに関連する１つの特定の問題は、リファイニングプロセス中に生成された蒸気が、これらの領域にトラップされ得るという事実に関連する。この領域が蒸気トラップとして機能するので、それらの内部圧力は時間の経過と共に高まり、蒸気は、閉じ込められた表面のどこかに開口部が現れるまで、頻度を増しながら箱形の領域の表面に衝撃を与える。高圧蒸気の衝撃に起因するこのような開口部は、その後、排出路または退出路として機能し、プロセスが長く続くほど次第に大きくなる。このような蒸気排出路が、ダムに形成されることは非常に一般的である。これらの流路は、ある特定の領域、例えば、第１の箱形の領域に存在する材料が、隣接するまたは近接する箱形の領域に侵入し得ることにより、その領域に圧力低下をもたらす。これは望ましくない影響である。なぜなら、バーおよびダムを備えるリファイナセグメントの形状は、材料を、相対的に回転するディスク間のディスクギャップに向かって、すなわち、リファイニングディスクに関してリファイナセグメントの最高点に向かって導く手段を提供することを意図するからである。
【００２８】
提案された技術は、第１の態様によれば、ダムほど重要ではない位置で蒸気を箱形の領域から排出することを可能にする、特定の特徴を有するリファイナセグメントを提供することを目的とする。
【００２９】
この目的は、リグノセルロース材料のリファイナ１００のリファイニングディスク３０へ取り付けるように構成されたリファイナセグメント１によって得られる。リファイナセグメント１は、Ｎ≧２であるＮ個のバー１０と、Ｍ≧１であるＭ個のダム１１とを備え、バー１０およびダム１１は、隣接するバー１０、１０＊と、隣接するバー１０、１０＊同士の間に延在する少なくとも１つのダム１１とによって画定される領域に、本質的に箱形の領域２０が形成されるパターンで配置され、このような本質的に箱形の領域２０を画定するバー１０、１０＊の内の少なくとも１つは、本質的に箱形の領域２０内に配置されたバー弱化部１２を備え、本質的に箱形の領域２０内にトラップされた蒸気は、バー弱化部１２を経て本質的に箱形の領域２０から漏れることができる。
【００３０】
換言すれば、本質的に箱形の領域２０内にトラップされた蒸気が、バー弱化部１２を貫通または突破して、本質的に箱形の領域２０から漏れることができる機構を提供するリファイナセグメント１が提供される。
【００３１】
上述のリファイナセグメントの特定のバージョンは、リグノセルロース材料のリファイナ１００のリファイニングディスク３０へ取り付けるように構成されたリファイナセグメント１を提供する。リファイナセグメント１は、Ｎ個（Ｎ≧２）のバー１０と、Ｍ個（Ｍ≧２）のダム１１とを備える。バー１０およびダム１１は、隣接するバー（１０、１０＊）と、少なくとも２つのダム１１、１１＊とによって画定される領域に、本質的に箱形の領域２０が形成されるパターンで配置され、少なくとも２つのダム１１、１１＊は、バー１０、１０＊の長さ方向に沿った異なる位置において、隣接するバー１０、１０＊同士の間に延在し、このような本質的に箱形の領域２０を画定するバー１０、１０＊の内の少なくとも１つは、本質的に箱形の領域２０内に配置されたバー弱化部１２を備え、本質的に箱形の領域２０内にトラップされた蒸気は、バー弱化部１２を介して前記本質的に箱形の領域２０から漏れることができる。
【００３２】
図２は、そのようなリファイナセグメント１の１つの特定の実施形態の図を提供する。図をある程度明確にするために、隣接するバー１０；１０＊およびダム１１；１１＊によって閉じ込められた単一の箱形の領域２０のみを図示している。提案された技術は、バー１０；１０＊の内の少なくとも１つに、開口部分に面した側面に配置されたバー弱化部１２が設けられている。それは、バーが対向する面、すなわち、材料が流れるリファイナセグメントの表面と、バー１０；１０＊およびダム１１；１１＊とによって画定される箱形の領域に向けられた面の上に設けられる。バー弱化部１２は、任意の蒸気が突破して、蒸気排出路または蒸気退出路を作成する可能性が高い領域２０に、特定の弱い点または弱い部分を提供することを目的とする。バー弱化部１２は、切り欠きや切り口などの様々な形態、またはバーのバルクに延在する孔として提供されてもよい。バー弱化部は、バー１０＊を完全に貫いて延在しないことが好ましい。なぜなら、そのような流路は、隣接する箱形の領域２０に開口し、これにより、速やかな圧力平衡の達成をもたらすからである。箱形の領域２０のような高圧領域の存在は、相対的に回転するリファイニングディスク間の適正なディスクギャップを維持するために重要であることがわかっているので、これは望ましい特徴ではない。高圧領域は、対向するリファイニングディスクを離隔する一種のクッションとして機能し、ディスクギャップ内での材料の粉砕を可能にする。高圧領域が存在しない場合、ディスクギャップは次第に小さくなり、リファイニング動作に悪影響を及ぼす。ディスクギャップが非常に小さいと、リファイニングは、ほとんどが、ほとんど不要な接触リファイニングに起因するものとなる。
【００３３】
提案された技術は、両方の高圧領域が十分に長い間存在し、トラップされた蒸気によってダムが損傷しないことを確実にするために開発された。
【００３４】
本明細書で検討されるいくつかの実施形態は、添付の図面を参照して、ここでより完全に説明される。他の実施形態は、しかしながら、本明細書に開示された主題の範囲内に含まれ、開示された主題は、本明細書に記載された実施形態のみに限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、当業者に主題の範囲を伝えるための例として提供される。
【００３５】
図３は、２つのバー１０；１０＊および３つのダム１１；１１＊を備える単純なリファイナセグメント１の上から見た概略図を提供する。形状の結果として、２つの箱形の領域２０；２０＊が形成され、１つはダム１１；１１＊によって部分的に閉じ込められ、もう１つはダム１１＊；１１＊＊によって部分的に閉じ込められている。さらに、バー弱化部１２は、凹部を形成するためにバー１０＊から材料が除去されたバー１０＊の部分を備えることがさらに示されている。図３はまた、バー弱化部１２は、ダム１１＊；１１＊＊近傍のバー１０、１０＊に設けられていることを示す。好ましくは、上側の箱形の領域２０のバー弱化部は、ダム１１＊から距離Ｌに設けられ、ここで、Ｌは、好ましくは、範囲０≦Ｌ≦１０ｍｍの距離から選択される。下側の箱形の領域２０についても同様であり、ここで、好ましくは、バー弱化部は、ダム１１＊＊から長さＬで設けられる。
【００３６】
図４Ａは、バーおよびダムパターンが、隣接するバー１０、１０＊と、バー１０、１０＊の長さ方向に沿った異なる位置のバー１０、１０＊の間に延在する２つのダム１１、１１＊とによって画定される領域に提供される、少なくとも１つの本質的に箱形の領域２０をもたらし、バー弱化部１２は、リファイナ１００の使用中、リファイニングディスク３０の中心に最も近いダム１１；１１＊から距離Ｌに設けられる、リファイナセグメント１の図を提供する。
【００３７】
すなわち、箱形の領域が、隣接するバー１０；１０＊の対向する側面と、リファイナセグメントの半径方向に沿った２つの異なる位置の、バー１０；１０＊の間に延在するダム１１、１１＊と、によって画定される実施形態が図示されている。リファイナセグメント１を装着したディスクの中心に最も近いダム１１＊の近傍に、バー弱化部１２が設けられている。バー弱化部は、バー１０＊のバルクの中に延在する凹部として設けられる。凹部は、バルクの中に深さＤで延在してもよく、Ｄは、ｗｂが対応するバー１０、１０＊の幅を画定するとき、好ましくは、範囲ｗｂ／２≦Ｄ≦ｗｂにある。
【００３８】
図４Ｂは、図４Ａに示すバー弱化部１２の代替バージョンを提供する。図４Ｂでは、リファイナセグメント１の一部が図示されており、ここでは、箱形の領域２０に設けられる凹部はくさび形状を有し、くさびの先端が、くさびの基部よりもバー１０；１０＊のバルクの中に深く設けられる深さＤに配置される。深さＤは、対応するバー１０、１０＊の幅をｗｂと規定するとき、好ましくは、範囲ｗｂ／２≦Ｄ≦ｗｂにある。
【００３９】
提案された技術のさらに別の実施形態によれば、箱形の領域２０に設けられた凹部の高さＨが、対応するバー１０、１０＊の高さをｈｂと規定するとき、範囲ｈｂ／２≦Ｈ≦ｈｂにあるリファイナセグメント１が提供される。このような実施形態は、図５Ｂに概略的に示される。
【００４０】
本実施形態の特定のバージョンは、バー１０；１０＊と同じ高さを有する凹部、すなわち、リファイナセグメントの表面からバーと同じ高さまで、リファイナセグメント上に延在する凹部を提供する。別のバージョンは、下端はリファイナセグメント１の表面上のある特定の高さに設けられる高さｈｂ≦Ｈの凹部を有してもよい。凹部の上端は、バー１０；１０＊の上面で終端してもよい。また、凹部の上端は、バーの高さｈｂよりも低い、ある高さで終端してもよい。すなわち、凹部は、箱形の領域２０に面するバーの側面に設けられた切り口状の構造であってもよい。
【００４１】
提案された技術のさらに別の実施形態は、凹部が、バー１０、１０＊の長さ方向Ｒと凹部の一端１１ａとの間に角度αが形成されるように、バー１０、１０＊に設けられているリファイナセグメント１を提供する。角度αは、範囲５°≦α≦１３５°にあることが好ましい。図５Ａは、そのような実施形態における箱形の領域２０の図を提供する。図５Ａは、領域２０が、どのようにして２つの隣接するバー１０；１０＊と、異なる半径方向位置に設けられる２つのダム１１；１１＊との間に閉じ込められているかを示す。バー１０＊には、この例では、くさび形凹部の形でバー弱化部１２が設けられ、バー弱化部１２は、使用中、リファイニングディスクの中心に最も近いダム１１＊から距離Ｌに設けられる。くさびの先端は、バー１０＊のバルクの深さＤに設けられる。くさびは、箱形の領域２０に面するバー１０＊の側面に設けられる。さらに、くさびの表面１１ａ、すなわち、使用中、リファイニングディスクの中心に最も近いくさびの側面とバー１０＊の長さ方向との間に、角度αが形成されるように提供される。極座標系では、長さ方向は半径方向Ｒと一致し得る。しかしながら、バーの長さ方向は、半径方向Ｒに対して角度を付けることも可能である。
【００４２】
図５Ｂは、半径方向と平行な断面線から見た、先に記載された実施形態のいずれかの概略図を提供する。それは、一対のダム１１、１１＊がどのように箱形の領域２０を部分的に画定するか、およびダム１１＊に近いバーの内の１つにどのようにバー弱化部１２が設けられるかを示す。バー弱化部の高さＨは、リファイニングセグメントの表面上の高さからバーの全高ｈｂまで延在する。したがって、凹部は、バーの全高よりもわずかに低い高さを有する。
【００４３】
提案された技術は、リファイナのロータ側とステータ側との両方で利用され得る点に留意すべきである。提案された技術は、ロータまたはステータに同じように取り付けできるリファイニングディスク３０に取り付け可能である、リファイニングセグメント１の形で提供されてもよい。したがって、リファイニングディスク３０は、この特定の場合にはセグメントホルダと呼ばれることがあり、例として図７を参照のこと。しかしながら、リファイニングセグメントは、完全に一体化されたディスクの形態で提供されてもよく、それ自体がリファイニングディスクの一部を形成するか、またはリファイニングディスクを画定してもよい。この場合、リファイニングセグメント１およびリファイニングディスク３０は、ロータまたはステータに取り付けることができる一体型構造を形成する。
【００４４】
提案された技術の特定の実施形態によれば、このようにして、リファイニングディスクへの取り付けるように構成されるリファイナセグメント１が提供される。リファイニングディスクは、ロータリファイニングディスクまたはステータリファイニングディスクのいずれかであってもよく、それぞれロータディスクまたはステータディスクとも呼ばれる。
【００４５】
提案された技術の代替的な実施形態によれば、リファイナディスク３０と一体化されたリファイナセグメント１が提供される。すなわち、リファイニングセグメント１は、ロータリファイナディスクまたはステータリファイナディスクのいずれにもなり得る、リファイナディスクの形状で提供されることができる。
【００４６】
提案された技術によるリファイニングセグメント１はまた、リファイナディスク３０に取り付けられるセグメントの形状で提供されてもよい。リファイニングセグメントは、所望により、中心領域が取り除かれた円の形状で、または扇形の形状で提供されてもよい。したがって、リファイナディスク３０は、複数のリファイナセグメント１を備え、それにより、リファイニングセグメント１によって完全に覆われるか、または部分的に覆われてもよい。リファイニングセグメントは、特に、ロータディスクの一部を形成してもよく、同様にロータリファイナディスクを形成してもよい。リファイナセグメント１がロータリファイナディスクの一部を形成する場合、ロータリファイナディスク３０の中心領域は、センタプレート１７を備えてもよい。
【００４７】
一例として、提案された技術によるリファイナセグメント１は、リファイナ１００のリファイニングディスク３０への取り付けるために構成される扇形の形状で提供されてもよい。
【００４８】
特定の実施形態によれば、提案された技術によるリファイナセグメント１は、所定の半径方向の位置Ｒから扇形の周縁に延在する部分にバー１０およびダム１１を備え、すなわち、リファイナディスクの外側部分にバンドとして設けられることができる。
【００４９】
提案された技術の実施形態は、先に記載された実施形態のいずれかによる、リファイナセグメントが設けられたリファイニングディスク３０を備える、リファイナ１００を提供する。
【００５０】
一般に、本明細書で使用されるすべての用語は、関連する技術分野における通常の意味にしたがって解釈されるべきである。ただし、異なる意味が明確に与えられている場合および／またはそれが使用される文脈から暗示される場合はこの限りではない。ａ／ａｎ／ｔｈｅの要素、装置、構成要素、手段、などへのすべてのインスタンスは、明らかに別段の記載がない限り、要素、装置、構成要素、手段、などの少なくとも１つのインスタンスを参照するとオープンに解釈されるべきである。本明細書に開示された実施形態のいずれかの特徴は、適切な場合は常に、任意の他の実施形態に適用できる。同様に、任意の実施形態の任意の利点は、任意の他の実施形態に適用でき、逆も同様である。添付実施形態の他の目的、特徴および利点は、以下の説明から明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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