(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の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おいて、製紙原料入口はスクリーン装置の上部または下部に位置し、リジェクト出口は製紙原料入口と上下反対側に位置し、製紙原料入口に隣接する原料入口室と、リジェクト出口に隣接するリジェクト室と、原料入口室とリジェクト室の中間に位置し、スクリーンシリンダの入口側の面に隣接するスクリーン入口室と、スクリーンシリンダの出口側の面に隣接するアクセプト室と、アクセプト室を囲繞して設けられ、アクセプト出口に隣接するアクセプト出口室とを有してなり、原料入口室とスクリーン入口室との間およびアクセプト室とアクセプト出口室との間には流れを絞る円環状のオリフィスを形成するような円筒状の堰板を設け、上記２個のオリフィスはスクリーンシリンダを挟んで上下反対側に位置しており、上記２個のオリフィスの作用によってスクリーンシリンダを通過する製紙原料の流速は全円周にわたって一様で偏りがなくなっており、上記２個オリフィスで発生する差圧は共に０．０３〜０．１ｋｇ／ｃｍ２であることを特徴とするスクリーン装置。
【請求項２】
スクリーン入口室はスクリーンシリンダの内側に位置し、アクセプト室はスクリーンシリンダの外側に位置している請求項１記載のスクリーン装置。
【請求項３】
スクリーン入口室はスクリーンシリンダの外側に位置し、アクセプト室はスクリーンシリンダの内側に位置している請求項１記載のスクリーン装置。
【請求項４】
製紙原料入口はスクリーン装置の下部に位置し、リジェクト出口はスクリーン装置の上部に位置している請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のスクリーン装置。
【請求項５】
製紙原料入口はスクリーン装置の上部に位置し、リジェクト出口はスクリーン装置の下部に位置している請求項１ないし請求項３のいずれか１つに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５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７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６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はベーンの下端部同志を連結するリングである。なお、図６において、１２はスクリーン装置、１２ａはケージである。２は原料入口、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５または図６に示す従来のスクリーン装置において、製紙原料入口２およびアクセプト出口４はそれぞれ１個所設けられている。したがって、それらはスクリーンシリンダ９に対しては円周方向に偏って位置しており、スクリーンシリンダ９を通過する製紙原料Ａの流速はスクリーンシリンダ９の円周方向に一様でなく、製紙原料入口２およびアクセプト出口４に近い部分の流速が他の部分の流速より速くなっている。このためスクリーンシリンダ９の全開口面積が有効に利用されておらず、スクリーンシリンダ９の流速の速い部分の局部摩耗を引き起こしている。
【０００６】
さらに、図５に示すスクリーン装置を抄紙機のヘッドボックス前に使用する場合にはベーン１０ａがアクセプト出口４付近を通過する毎に圧力変動があるので、アクセプトＢの流れに脈動が発生し、ヘッドボックスの性能に影響を及ぼすことも考えられる。
【０００７】
本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、スクリーン入口室の入口およびアクセプト室の出口にそれぞれ流量を絞るオリフィスを設けることにより、スクリーンシリンダの全開口面積を通る流速について円周方向の偏りを無くして、スクリーンシリンダの全開口面積が有効利用されるスクリーン装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、製紙原料入口はスクリーン装置の上部または下部に位置し、リジェクト出口は製紙原料入口と上下反対側に位置し、製紙原料入口に隣接する原料入口室と、リジェクト出口に隣接するリジェクト室と、原料入口室とリジェクト室の中間に位置し、スクリーンシリンダの入口側の面に隣接するスクリーン入口室と、スクリーンシリンダの出口側の面に隣接するアクセプト室と、アクセプト室を囲繞して設けられ、アクセプト出口に隣接するアクセプト出口室とを有してなり、原料入口室とスクリーン入口室との間およびアクセプト室とアクセプト出口室との間には流れを絞る円環状のオリフィスを形成するような円筒状の堰板を設け、上記２個のオリフィスはスクリーンシリンダを挟んで上下反対側に位置している。
【０００９】
上記スクリーン装置において、スクリーン入口室はスクリーンシリンダの内側にあっても外側にあってもよい。また、製紙原料入口はスクリーン装置の上部にあっても下部にあってもよい。
【００１０】
次に本発明の作用を説明する。原料入口室とスクリーン入口室との間に円環状のオリフィスを設けたので、製紙原料はスクリーンシリンダの上方または下方から全周にわたって一様な流れで流入する。また、アクセプト室とアクセプト出口室との間に円環状のオリフィスを設けたので、アクセプトはスクリーンシリンダの下方または上方から全周にわたって一様な流れで流出する。したがって、スクリーンシリンダを通過する製紙原料の流速は全円周にわたって一様で偏りがなく、スクリーンシリンダの全開口面積が有効利用され、局部摩耗も起こらない。
【００１１】
さらに、本発明のスクリーン装置を抄紙機のヘッドボックス前に使用すれば、ベーンの回転により引き起こされる脈動がヘッドボックスの性能に影響するおそれがない。
【００１２】
【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は本発明の請求項２および請求項４に対応するスクリーン装置の一実施形態の断面図である。なお、本図において、図５、図６に示した従来のスクリーン装置と共通する部分については同一の符号を付しており、重複した説明は省略する。図２、図３、図４についても同様である。図１に示すスクリーン装置２０が図５に示す従来のスクリーン装置１と異なる点は、（１）図５では原料入口室５とスクリーン入口室６との間には流れを絞る構造がなにもないのに対し、図１では原料入口室５ａとスクリーン入口室６ａとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２０ｂを形成するような円筒状の堰板２０ａを設けていること。（２）図５ではアクセプト室８は直接アクセプト出口４と連通しているのに対し、図１ではアクセプト室８ａを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に連通するアクセプト出口室８ｂを有していて、アクセプト室８ａとアクセプト出口室８ｂとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２０ｄを形成するような円筒状の堰板２０ｃを設けていること。である。
【００１３】
したがって、本実施形態のスクリーン装置２０は円筒状のスクリーンシリンダ９とスクリーンシリンダ９の円周面に沿って回転する複数のベーン１０ａを有してなり、製紙原料ＡをアクセプトＢとリジェクトＣに選別するスクリーン装置２０において、製紙原料入口２はスクリーン装置２０の下部に位置し、リジェクト出口３はスクリーン装置２０の上部に位置し、製紙原料入口２に隣接する原料入口室５ａと、リジェクト出口３に隣接するリジェクト室７と、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６ａと、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８ａと、アクセプト室８ａを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に隣接すアクセプト出口室８ｂとを有してなり、原料入口室５とスクリーン入口室６ａとの間およびアクセプト室８ａとアクセプト出口室８ｂとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２０ｂ、２０ｄを形成するような円筒状の堰板２０ａ、２０ｃを設け、上記２個のオリフィス２０ｂ、２０ｄはスクリーンシリンダ９を挟んで上下反対側に位置している。
【００１４】
図２は本発明の請求項２および請求項５に対応するスクリーン装置の実施形態を示す断面図である。図２に示すスクリーン装置２１が図１に示すスクリーン装置２０と異なる点は、図１では製紙原料入口２がスクリーン装置２０の下部にあり、リジェクト出口３が上部にあるのに対し、図２では製紙原料入口２がスクリーン装置２１の上部にあり、リジェクト出口３が下部にあることである。
【００１５】
したがって、本実施形態のスクリーン装置２１は円筒状のスクリーンシリンダ９とスクリーンシリンダ９の円周面に沿って回転する複数のベーン１０ａを有してなり、製紙原料ＡをアクセプトＢとリジェクトＣに選別するスクリーン装置２１において、製紙原料入口２はスクリーン装置２１の上部に位置し、リジェクト出口３はスクリーン装置２１の下部に位置し、製紙原料入口２に隣接する原料入口室５ｂと、リジェクト出口３に隣接するリジェクト室７ａと、原料入口室５ｂとリジェクト室７ａ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６ｂと、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８ｃと、アクセプト室８ｃを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に隣接するアクセプト出口室８ｄとを有してなり、原料入口室５ｂとスクリーン入口室６ｂとの間およびアクセプト室８ｃとアクセプト出口室８ｄとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２１ｂ、２１ｄを形成するような円筒状の堰板２１ａ、２１ｃを設け、上記２個のオリフィス２１ｂ、２１ｄはスクリーンシリンダ９を挟んで上下反対側に位置している。
【００１６】
図３は本発明の請求項３および請求項５に対応するスクリーン装置の実施形態を示す断面図である。図３に示すスクリーン装置２２が、図６に示す従来のスクリーン装置１２と異なる点は、（１）図６では原料入口室５とスクリーン入口室６との間には流れを絞る構造がなにもないのに対し、図３ではスクリーン入口室６ｃを囲繞して原料入口室５ｃを設け、原料入口室５ｃとスクリーン入口室６ｃとの間に流れを絞る円環状のオリフィス２２ｂを形成するような円筒状の堰板２２ａを設けたこと。（２）図６ではアクセプト室８は直接アクセプト出口４と連通しているのに対し、図３ではアクセプト室８ｅを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に連通するアクセプト出口室８ｆを有していて、アクセプト室８ｅとアクセプト出口室８ｆとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２２ｄを形成する円筒状の堰板２２ｃを設けていること。である。
【００１７】
したがって、本実施形態のスクリーン装置２２は、円筒状のスクリーンシリンダ９とスクリーンシリンダ９の円周面に沿って回転する複数のベーン１１ａを有してなり、製紙原料ＡをアクセプトＢとリジェクトＣに選別するスクリーン装置２２において、製紙原料入口２はスクリーン装置２２の上部に位置し、リジェクト出口３はスクリーン装置２２の下部に位置し、スクリーン入口室６ｃを囲繞して設けられ、製紙原料入口２に隣接する原料入口室５ｃと、リジェクト出口３に隣接するリジェクト室７と、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６ｃと、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８ｅと、アクセプト室８ｅを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に隣接するアクセプト出口室８ｆとを有してなり、原料入口室５ｃとスクリーン入口室６ｃとの間およびアクセプト出口室８ｅとアクセプト出口室８ｆとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２２ｂ、２２ｄを形成するような円筒状の堰板２２ａ、２２ｃを設け、上記２個のオリフィス２２ｂ、２２ｄはスクリーンシリンダ９を挟んで上下反対側に位置している。
【００１８】
図４は本発明の請求項３および請求項４に対応するスクリーン装置の実施形態を示す断面図である。図４に示すスクリーン装置２３が、図３に示すスクリーン装置２２と異なる点は、（１）図３では製紙原料入口２がスクリーン装置２２の上部にあり、リジェクト出口３が下部にあるのに対し、図４では製紙原料入口２がスクリーン装置２３の下部にあり、リジェクト出口３が上部にあること。（２）図３ではロータ１１のベーン１１ａは円板１１ｂから垂下しているのに対し、図４ではロータ１３のベーン１３ａは円板１３ｂから立ち上がっていること。である。
【００１９】
したがって、本実施形態のスクリーン装置２３は、円筒状のスクリーンシリンダ９とスクリーンシリンダ９の円周面に沿って回転する複数のベーン１３ａを有してなり、製紙原料ＡをアクセプトＢとリジェクトＣに選別するスクリーン装置２３において、製紙原料入口２はスクリーン装置２３の下部に位置し、リジェクト出口３はスクリーン装置２３の上部に位置し、スクリーン入口室８ｇを囲繞して設けられ、製紙原料入口２に隣接する原料入口室５ｄと、リジェクト出口３に隣接するリジェクト室７と、原料入口室５ｄ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６ｄと、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８ｇと、アクセプト室８ｇを囲繞して設けられ、アクセプト出口４に隣接するアクセプト出口室８ｈとを有してなり、原料入口室５ｄとスクリーン入口室６ｄとの間およびアクセプト室８ｇとアクセプト出口室８ｈとの間には流れを絞る円環状のオリフィス２３ｂ、２３ｄを形成するような円筒状の堰板２３ａ、２３ｃを設け、上記２個のオリフィス２３ｂ、２３ｄはスクリーンシリンダ９を挟んで上下反対側に位置している。
【００２０】
次にこれらの実施形態の作用を説明する。原料入口室５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとスクリーン入口室６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとの間に円環状のオリフィス２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂを設けたので、製紙原料Ａはスクリーンシリンダ９の上方または下方から全周にわたって一様な流れで流入する。また、アクセプト室８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇとアクセプト出口室８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈとの間に円環状のオリフィス２０ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２３ｄを設けたので、アクセプトＢはスクリーンシリンダ９の下方または上方から全周にわたって一様な流れで流出する。したがって、スクリーンシリンダ９の開口面を通過する製紙原料Ａの流速は全円周にわたって一様で、偏りがなく、スクリーンシリンダ９の全開口面積が有効利用され、局部摩耗も起こらない。
【００２１】
さらに、本発明のスクリーン装置を抄紙機のヘッドボックス前に使用すれば、ベーンの回転により引き起こされる脈動がヘッドボックスの性能に影響するおそれがない。
【００２２】
以上述べたスクリーン装置において、オリフィスにおいて発生する差圧は、０．０３〜０．１ｋｇ／ｃｍ２（約３，０００〜１０，０００Ｐａ）程度にするのがよい。ちなみに、スクリーンシリンダにおける差圧は、０．６ｋｇ／ｃｍ２（約６０，０００Ｐａ）、スクリーン装置に製紙原料を送るポンプの吐出圧力は、１．５〜２．５ｋｇ／ｃｍ２（約０．１５〜０．２５ＭＰａ）程度である。
【００２３】
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。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のスクリーン装置は、スクリーンシリンダに流入するスクリーン入口室の入口およびスクリーンシリンダから流出するアクセプト室の出口にそれぞれ流れを絞る円環状のオリフィスを設けたので、スクリーンシリンダの全開口面における製紙原料の流れは全周にわたって一様で、偏りがなく、スクリーンシリンダの全開口面積が有効利用され、局部摩耗も起こらない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断面図である。
【図２】本発明のスクリーン装置の他の実施形態の断面図である。
【図３】本発明のスクリーン装置の他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明のスクリーン装置の他の実施形態の断面図である。
【図５】従来のスクリーン装置の断面図である。
【図６】従来の他のスクリーン装置の断面図である。
【図７】スクリーンシリンダの斜視図である。
【符号の説明】
２  製紙原料入口
３  リジェクト出口
４  アクセプト出口
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  原料入口室
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  スクリーン入口室
７  リジェクト室
８ａ、８ｃ、８ｅ、８ｇ  アクセプト室
８ｂ、８ｄ、８ｆ、８ｈ  アクセプト出口室
９  スクリーンシリンダ
２０、２１、２２、２３  スクリーン装置
２０ａ、２０ｃ、２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃ、２３ａ、２３ｃ  堰板
２０ｂ、２０ｄ、２１ｂ、２１ｄ、２２ｂ、２２ｄ、２３ｂ、２３ｄ  オリ    フィス
【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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【図７】
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