(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状で、母線方向に多数のスロットが穿設されたスクリーンシリンダとスクリーンシリンダの入口側の円周面に沿って回転する複数のベーンを有してなり、製紙原料をアクセプトとリジェクトに選別するスクリーン装置に於いて、上記ベーンの断面形状は、入口側の面に凸凹をつけたり、溝を設けたりしていない通常のスクリーンシリンダに使用される断面が勾玉状のベーンを頭部の厚さが半分程度になるように平面で切断してスクリーンシリンダ面と反対側を除去し、さらに残ったものについて回転方向の先端側を平面で切断除去して形成したものであり、頭部が厚く、後端に向かって次第に薄くなっており、ベーンのスクリーンシリンダ側の面とスクリーンシリンダ面との隙間は先端が最も狭く後端に向かって次第に大きくなっており、ベーンのスクリーンシリンダと反対側の面の先端部はスクリーンシリンダの接線と６０°以下の鋭角をなしていて、ベーンが回転したときに、ベーンの先端でスクリーンシリンダ入口面付近の濃縮した製紙原料をスクリーンシリンダに押し込まずに入口面から引き剥がして撹拌するようになっており、スクリーンシリンダの入口側の面は凸凹をつけたり、溝を設けたりして呑み込みをよくしていることを特徴とするスクリーン装置。
【請求項２】
スクリーンシリンダの入口側の面はスクリーンシリンダの内面である請求項１記載のスクリーン装置。
【請求項３】
スクリーンシリンダの入口側の面はスクリーンシリンダの外面である請求項１記載のスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙パルプ工場などで古紙を原料として紙、板紙、ファイバーボードなどを製造する際に製紙原料を良質繊維であるアクセプトと、プラスチックや砂などの異物であるリジェクトに選別する製紙原料用スクリーン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は製紙原料用スクリーンの断面図である。１はスクリーン装置である。製紙原料Ａは製紙原料入口２から原料入口室５内に流入する。なお、図では製紙原料入口２はスクリーン装置１の下部にあるが上部にあってもよい。スクリーン装置１内にはスクリーンシリンダ９とロータ１０が設けられており、ロータ１０には２〜４枚のベーン１０ａがロッド１０ｂを介して取り付けられており、ベーン１０ａはスクリーンシリンダ９の円周面に沿って高速回転している。１ａはスクリーン装置１のケージである。５は製紙原料入口２に隣接する原料入口室であり、７はリジェクト出口３に隣接するリジェクト室である。６は原料入口室５とリジェクト室７の中間に位置し、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａに隣接するスクリーン入口室であり、８はスクリーンシリンダ９の出口側の面９ｂに隣接するアクセプト室である。４はアクセプト出口である。Ｂはアクセプト、Ｃはリジェクトである。
【０００３】
図５はスロットＤを有するスクリーンシリンダ９の斜視図である。スクリーンシリンダ９は丸孔のものもあるが、スロットＤの幅を狭くして精選度を上げても処理量があまり下がらないことから、近年はスロットのものが多く使われている。スロットＤはスクリーンシリンダ９の母線方向に多数穿設されている。ベーン１０ａは断面が勾玉状のものが多く使われており、スクリーンシリンダ９の内面に沿って、狭い間隙を介して高速回転し、スクリーンシリンダ９のスロットＤに正圧と負圧を交互に有効に発生して閉塞を防止するようになっている。製紙原料Ａ（スラリ）はスクリーン入口室６内で、ロータ１０の働きで強制渦流を形成し、入口圧と出口圧との差圧および遠心力の作用でスクリーンシリンダ９を通ってアクセプト室８に流入する。製紙原料Ａ中の良質原料はスクリーンシリンダ９を通ってアクセプト室８内にアクセプトＢとして流入し、プラスチックや砂などの異物はスクリーンシリンダ９を通過することができず、スクリーンシリンダ９のスクリーン入口室６側の面９ａに張り付くことになるが、ベーン１０ａの作用で引き剥がされ、スクリーンシリンダ９の内面を螺旋状に上方に流れてリジェクトＣとなり、リジェクト出口３から外部に流出する。アクセプトＢはアクセプト出口４から外部に流出する。リジェクトＣ中にはアクセプトとなるべき良質原料も残っているので、２次スクリーンにより処理して良質原料を回収する。
【０００４】
図４は製紙原料用スクリーンの他の形態を示すもので、スクリーン入口室６はスクリーンシリンダ９の外側、アクセプト室８はスクリーンシリンダ９の内側になっている。図において、１１はロータで、２〜４枚のベーン１１ａの上端は円板１１ｂの外縁に固着されている。円板１１ｂは中心部で軸１１ｃに支持されている。１１ｄはベーン１１ａの下端部同志を連結するリングである。なお、図４において、１２はスクリーン装置、１２ａはケージである。２は製紙原料入口、４はアクセプト出口、３はリジェクト出口、Ａは製紙原料、Ｂはアクセプト、Ｃはリジェクトである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２（Ａ）は従来のスクリーン装置のベーンを水平面で切断した断面図である。図において、９はスクリーンシリンダ、１０ａはベーンである。ベーン１０ａは２〜４個設けられており、スクリーンシリンダ９の内周面９ａに沿って速度Ｖで回転している。速度Ｖは通常１５〜２５ｍ／ｓである。ベーン１０ａとスクリーンシリンダ９の内面９ａとの隙間は、先端側の最も狭い所でａ＝３〜８ｍｍ、後端の最も広い所ｂで最も狭い所ａよりも約１０ｍｍ程度大きい。なお、ベーン１０ａは製紙原料入口２側の端部が回転方向に進んでおり、リジェクト出口３側の端部が回転方向に遅れているねじれを有していて、リジェクトＣをリジェクト出口３方向に送る機能を有している。
【０００６】
ベーン１０ａの先端の断面は円形をしていているので、スクリーンシリンダ９の内面９ａに沿って回転すると正圧が発生し、製紙原料Ａは矢印ｃに示すように、スクリーンシリンダ９を内側から外側に流出する。また、スクリーンシリンダ９の内面９ａとベーン１０ａとの隙間は最も狭い隙間ａから後端に向かってｂまで広くなっているので、負圧が発生し、アクセプト室８から矢印ｄに示すように、アクセプトＢがスクリーンシリンダ９を逆流してスクリーン入口室６内に流入する。このように、主に負圧の作用でスクリーンシリンダ９の内面９ａに張り付いた異物を引き剥がしてスクリーンシリンダ９の中心方向に押し流すので、スクリーンシリンダ９の目詰まりを防止する。
【０００７】
以上説明したような断面が勾玉状のベーン１０ａでは速度Ｖが大きいので、抵抗も大きく駆動動力が大きい。そこで、駆動動力を低減すべく、本願発明者等はベーン１０ａの形状を変えてその影響を調べることとした。
【０００８】
図２（Ｂ）はかかるテストの１つを示している。発明者等はベーン１０ａを逆回転方向に見たときの投影面積が大きいことが抵抗を大きくしている原因と考えて、図のＡの部分を切断してベーン１０ａの頭部の厚さを半分にしたベーン１０ｘについてテストを行った。そのテストでは数％程度の動力減を達成することができた。
【０００９】
一方、スクリーンシリンダ９の入口側の内面９ａは、従来平滑な面であったが、処理量を増すため、近年、その面に凹凸を付けたり（たとえば、特公平２−６０７９０号）、溝を設けたり（たとえば、特公平１−１５６３３号）、することが行われるようになり、スクリーンシリンダ９のスロットＤへの製紙原料Ａの呑み込みがよくなった。元来、スクリーンシリンダ９の入口側の内面９ａ付近には製紙原料（スラリ）ＡがスロットＤを通過して行く際、通過できない分が濃縮した形で存在しているが、従来のベーン１０ａは先端部ではそれをスロットＤに押し込むようにしていたが、ベーン１０ｘでもその押し込み作用は残っているので、先に説明した新形で呑み込みがよくなっているスクリーンシリンダ９ではスクリーンシリンダ９の入口側の内面９ａと出口側の面９ｂとの間の差圧を少し大きくすると、先に述べたベーン１０ｘの押し込み作用で容易に目詰まりを起こしてしまうことが分かった。
【００１０】
そこで発明者等は、図２（Ｃ）に示すように、さらにＢの部分を切断して、先端の部分が鋭角になっているベーン１０ｙについてテストを行ったところ、非常に良い結果が得られた。
【００１１】
本発明はテスト結果で得られたかかる知見に基づいてなされたもので、ベーンの先端部でも、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａ付近の濃縮したスラリの攪拌を行うことによりスクリーンシリンダ９の通過性をよくすることのできるベーンを有するスクリーン装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスクリーン装置は、円筒状のスクリーンシリンダとスクリーンシリンダの円周面に沿って回転する複数のベーンを有してなり、製紙原料をアクセプトとリジェクトとに選別するスクリーン装置において、上記ベーンの断面形状は頭部が大きく、後端に向かって次第に細くなっており、ベーンのスクリーンシリンダ側の面とスクリーンシリンダ面との隙間は先端から後端に向かって次第に大きくなっており、ベーンのスクリーンシリンダと反対側の面の先端部はスクリーンシリンダの接線と鋭角をなしているものである。
【００１３】
上記鋭角の角度は６０°以下であるのが好ましい。
【００１４】
次に本発明の作用を説明する。スクリーンシリンダに吸い寄せられたスラリがスロットを通過して行く際、通過できない成分がスクリーンシリンダの入口側の面の付近に濃縮した形で存在している。従来はこれをベーンの後側で発生する負圧によりスクリーンシリンダの入口側の面から引き剥がすようにしていたが、本発明ではベーンの前側でもこれを行うことによってスクリーンシリンダの入口側の面付近での攪拌が進み、スラリの通過性がよくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のスクリーン装置のベーンを水平面で切断した断面図である。なお、本発明のスクリーン装置は、図３または図４に示したスクリーン装置のベーン１０ａ、１１ａの形状に関するものである。図において、９はスクリーンシリンダ、２０はベーンである。ベーン２０の断面形状は頭部が大きく、後端に向かって次第に細くなっている。ベーン２０は２〜４個設けられており、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａに沿って速度Ｖで回転している。速度Ｖは通常１５〜２５ｍ／ｓである。ベーン２０のスクリーンシリンダ側の面２０ａとスクリーンシリンダ９の内面との隙間は先端の最も狭い所ａでａ＝３〜８ｍｍ、後端の最も広い所ｂで最も狭い所ａよりも約１０ｍｍ程度大きい。ベーン２０のスクリーンシリンダ９と反対側の面２０ｂの先端部２０ｃはスクリーンシリンダ９の接線９ｔと鋭角αをなしている。鋭角αの角度は６０°以下であることが好ましい。ベーンの幅Ｌは、Ｌ＝１００〜１５０ｍｍである。
【００１６】
図６は本発明のスクリーン装置の他の実施形態を示すもので、図４に示すスクリーン装置に適用した場合を示している。本実施形態ではスラリＡはスクリーンシリンダの外面から内面に向かって流入するようになっている。２１はベーンである。ベーン２１のスクリーンシリンダ９側の面２１ａとスクリーンシリンダ９外面との隙間は、先に述べたベーン２０と同様であり、ベーン２１のスクリーンシリンダ９と反対側の面２１ｂの先端部２１ｃもスクリーンシリンダ９の接線９ｔと鋭角αをなしている。
【００１７】
次にこれらの実施形態の作用を説明する。スクリーンシリンダ９に吸い寄せられたスラリＡがスロットＤを通過して行く際、通過できない成分がスクリーンシリンダ９の入口側の面９ａの付近に濃縮した形で存在している。従来はこれをベーン１０ａの後側で発生する負圧によりスクリーンシリンダ９の入口側の面９ａから引き剥がすようにしていたが、本発明ではベーン２０の前側でもこれを行うことによってスクリーンシリンダ９の入口側の面９ａ付近での攪拌が進み、スラリＡの通過性がよくなる。
【００１８】
すなわち、スクリーンシリンダ９の入口側の面９ａ付近に濃縮された形で存在するスラリＡはベーン２０、２１の進行に伴い、矢印ｅで示すように、スクリーンシリンダ９から離れる方向に押し流され、スクリーンシリンダ９から離れた部分のスラリＡと混合し、スクリーンシリンダ９付近の濃縮が解消する。したがって、スラリＡは容易にスクリーンシリンダ９を通過し、スクリーンシリンダ９の内外の差圧が小さくても大きな処理量が得られるとともに、差圧を多少大きくしても目詰まりが発生しない。
【００１９】
本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のスクリーン装置のベーンは、先端が鋭角をなしているので、スクリーンシリンダ付近のスラリの濃縮が解消し、スラリのスクリーンシリンダの通過抵抗が小さくなり、スクリーン装置の処理量が増大するとともに、目詰まりが発生しにくくなるなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリーン装置のベーンの部分の水平断面図である。
【図２】ベーンの形状のテストの状況を示す図である。
【図３】従来のスクリーン装置の断面図である。
【図４】従来の他のスクリーン装置の断面図である。
【図５】スクリーンシリンダの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態のベーンの部分の水平断面図である。
【符号の説明】
９  スクリーンシリンダ
９ａ  スクリーンシリンダの入口側の面
２０、２１  ベーン
Ａ  製紙原料（スラリ）
Ｂ  アクセプト
Ｃ  リジェクト
【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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