(57)【要約】パルプ・スクリーニング装置１０の動作が、多要素フォイル１４を採用することにより改善される。このフォイル１４は、フォイル前部セクション２２と、このセクション２２から間隔をおいて追従するフォイル後部セクション２４とを有し、両セクションの隣接面の一方が、フォイル前部セクション２２の圧力側３８の一部分によって形成され、他方が、フォイル後部セクション２４の前端により形成されている。隣接面は、フォイル前部セクション２２の圧力側２８から、フォイル後部セクション２４のキャンバ低圧側３４へ流体の流れを方向付けるための流体通路４２の対向壁部を形成している。完成した多要素フォイル１４の迎え角αはフォイル後部セクション２４の迎え角より有意に小さく設定され、それによってフォイル後部セクション２４により発生せしめられる負圧パルスが増大し、スクリーニング装置の動作が改善される。
2006509113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒軸線を有する実質的に円筒形のスクリーン、フォイル、該フォイルを前記円筒軸線の周りで回転するように取り付ける手段を有するパルプ・スクリーニング装置において、
前記フォイルがフォイル前部セクションとフォイル後部セクションとを有し、前記フォイル前部セクションは、前記フォイルが前記円筒軸線を中心として回転する際に前記フォイルの運動方向の先頭にあり、前記フォイル後部セクションは、前記フォイル前部セクションの後端と前記フォイル後部セクションの前端とを分離する空間を提供するように、前記運動方向に前記フォイル前部セクションから間を隔てて追従しており、且つ流体用の通路を形成しており、
前記各フォイル・セクションが、前記スクリーンから離れた方を向く高圧側と、前記スクリーンの方を向いた前記スクリーンに隣接して位置するキャンバ状の低圧側とを有しており、
前記フォイル前部セクションの後端に隣接する前記フォイル前部セクションの前記圧力面は、前記フォイル後部セクションの前端が配置されるのに隣接する部分を有し、それによって前記フォイル前部セクションの前記圧力面の前記部分の面と、前記フォイル後部セクションの前端の隣接面とが、前記通路の対向壁部を画成しており、
前記フォイル前部セクションの前記高圧側と、前記通路の前記対向壁部と、前記フォイル後部セクションの前記キャンバ低圧側とは、前記フォイル前部セクションの前記高圧側を通過する流体が前記通路を通って前記フォイル後部セクションの前記キャンバ低圧側に沿って流れるように相対配置されており、
前記フォイルは第１迎え角（α）に、前記フォイル後部セクションは第２迎え角（θ）に設定されている
パルプ・スクリーニング装置。
【請求項２】
前記第１第迎え角（α）と第２迎え角（θ）とが異なる請求項１に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項３】
前記第２迎え角（θ）が第１第迎え角（α）より大である請求項２に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項４】
前記第１第迎え角（α）が０°から４５°までの範囲であり、また前記第２迎え角（θ）が０°から６０°までの範囲である請求項１に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項５】
前記第１第迎え角（α）が５°から１５°までの範囲であり、また前記第２迎え角（θ）が５°から２５°までの範囲である請求項１に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項６】
前記通路が、前記軸線と平行に測定して実質的に一様な幅であって、前記フォイル前部セクションの高圧面の、前記部分との交差箇所で通路の口からテーパになっている幅と、対向面の間の最小幅（ｗ）とを有している請求項１または請求項４に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項７】
前記最小幅（ｗ）が０．１から５．０センンチメートル（ｃｍ）までの範囲である請求項６に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項８】
前記最小幅（ｗ）が０．５から２．０センンチメートル（ｃｍ）までの範囲である請求項６に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項９】
前記フォイル前部セクションが、そのキャンバ面に沿って測定した第１長さ（ｘ＋ｙ）を有し、前記フォイル後部セクションが、そのキャンバ面に沿って測定した第２長さ（ｚ）を有し、前記第１長さと前記第２長さの比が０．５から１０までの範囲である請求項１に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項１０】
前記フォイル前部セクションが、そのキャンバ面に沿って測定した第１長さ（ｘ＋ｙ）を有し、前記フォイル後部セクションが、そのキャンバ面に沿って測定した第２長さ（ｚ）を有し、前記第１長さと前記第２長さの比が１から４までの範囲である請求項１に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項１１】
前記部分が、前記フォイル前部セクションに形成されたネスティング・キャビティを有し、前記フォイル後部セクションの前記前端が、該ネスティング・キャビティに受容される請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【請求項１２】
前記部分が、前記フォイル前部セクションに形成されたネスティング・キャビティを有し、前記フォイル後部セクションの前記前端が、該ネスティング・キャビティに受容される請求項５に記載のパルプ・スクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は改良型スクリーン装置に関するものであり、より詳細には、本発明は、スクリーンを通してパルプを吸引するため、およびスクリーンを洗浄するためにハイドロフォイルを使用する（製紙産業で使用されるような）改良型パルプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーンの前を通過するようにフォイルを動かすことによって圧力パルスを発生させ、それによってパルプスクリーンを洗浄するための、フォイルを備えたロータの使用は周知であり、長い間この産業分野で実施されてきた一般的な技術である。圧力パルス、特に負圧パルスは、アパーチャ内の繊維をバックフラッシュする逆流を発生させることによってアパーチャを洗浄する。この洗浄技術は相応に効果的であるが、従来のフォイルまたはロータが効果的に発生させ得る最大負圧パルスは制限されている。公知技術のいくつかの特定の例を以下で説明する。
【０００３】
ルンドベリ（Ｌｕｎｄｂｅｒｇ）らを発明者とする国際公開第９０／０５８０７号のパンフレット（１９９０年５月３１日発行；ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＳＥ８９／００５６８号）は一般的なスクリーニング装置を開示するとともに、（フォイルに向かい合う）ロータ上のウィング要素の使用を教示している。このウィング要素は、回転方向におけるウィングの前端が後端よりスクリーン近くに位置し、且つウィングが、運動方向（周方向）で測定してスクリーンの半径方向寸法の少なくとも２倍の寸法を有し、それによって既にスクリーンを通過して出口側へ流れた液体を、スクリーンを通して入口側へ戻す吸引力を発生させ、入口側のパルプを希釈し、スクリーンの孔を洗浄するように構成されている。
【０００４】
アラヤスキ（Ａｌａｊａｓｋｉ）らを発明者とする国際公開第９３／２２４９４号のパンフレット（１９９３年１１月１１日発行；ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＦＩ／００１５１）は特殊なパルス発生器を開示しており、このパルス発生器は、パルスを局所的に限定するように構成され、それによってパルス発生器の洗浄作業が改善され、またそのことでスクリーニング効果が高められる。
【０００５】
イーガン（Ｅｇａｎ）らを発明者とする国際公開第９４／２５１８３号のパンフレット（１９９４年１１月１０日発行；ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ９４／０４５８２）には、キャンバ面から突出する可動部分を有する、特殊で調節可能なハイドロフォイルの使用が開示されている。この可動部分の位置を調節することでスクリーンとロータ間の最適間隔が得られ、それによってスクリーニング装置の作業が改善される。
【０００６】
アルカワ（Ａｌｋａｗａ）による欧州特許第０９５０７５４号明細書（１９９８年１０月２０日発行）には、フォイル前端に隣接するスクリーンに対し液体圧力を加え、フォイル後端に隣接するスクリーンを洗浄するために負圧を加えるフォイル形式の撹拌装置が開示されている。
【０００７】
１９９８年９月１日付けでチェン（Ｃｈｅｎ）に発行された米国特許第５７９９７８９号明細書では、従来型の撹拌器またはフォイルを使用すること、およびスクリーニング・システムの作業を改善するために特別に設計されたスクリーン・バーを使用することが教示されている。
【０００８】
日本特許第９３−２４３３９２号は、スクリーニング装置の動作を改善するためにスクリーンの低圧側にアンギュラー・バーを使用することを示している。
【０００９】
航空機産業では、多要素構成のキャンバ型エアフォイルを用いることによりフォイルのキャンバ面からフォイルに沿って通過する空気の分離のない高い迎え角が達成される。その結果、多要素エアフォイルの使用により、より高い揚力が得られ、このエアフォイルは、実際にフォイルからの流れの分離（失速）開始を遅延させ、より高い迎え角とキャンバの増大とを可能にする。失速条件は、空気をウィングまたはフォイルの高圧側からウィング低圧側の境界層へ通過させることにより遅延する。この空気の噴射は、流れをフォイルに付着したまま残しておく境界層を再励起する。多要素エアフォイルは、通常、空気力学的な用途に使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、スクリーニング処理の効率を改善するための改良型フォイルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
広義には、本発明は、円筒軸線を有する実質的に円筒形のスクリーンと、フォイルと、円筒軸線を中心として回転するようにフォイルを取り付ける手段とを含むパルプ・スクリーニング装置に関するものであり、フォイルは、フォイル前部セクションとフォイル後部セクションとを有し、フォイル前部セクションは、円筒軸線を中心として回転する際にフォイルの運動方向で前方にあり、フォイル後部セクションは、前部から間隔をおいて、前記運動方向で前部の後方に位置し、フォイル前部セクションの後端と、フォイル後部セクションの前端とは隔離されて、流体用の通路を形成する空間を提供しており、前部および後部セクションの各々が、スクリーンと反対側に高圧側を、またスクリーン側にスクリーンに対向して隣接するキャンバ付けされた低圧側を有し、フォイル後部セクションの前端は、フォイル前部セクションの後端の一部分に隣接して位置し、前部フォイルの圧力面の前記一部分の面と、フォイル後部セクションの後端の隣接面とが、通路の対向壁部を形成しており、フォイル前部セクションの高圧側と、通路の対向壁部と、フォイル後部セクションのキャンバ付けされた低圧側とが相対的に配置され、それによってフォイル前部セクションの高圧側を通過する流体が、通路を通して、後部のキャンバ低圧側に沿って流れるようになっている。前部フォイル・セクションは第１迎え角（α）に、フォイル後部セクションは第２迎え角（θ）に設定される。
【００１２】
前記第１迎え角（α）と第２迎え角（θ）とは異なることが好ましい。
前記第２迎え角（θ）は前記第１迎え角（α）より大きいことが好ましい。
前記第１迎え角（α）は０°〜３０°であることが好ましいが、より好ましくは５°〜１５°である。前記第２迎え角（θ）は０°〜６０°であることが好ましいが、より好ましくは５°〜１５°である。
【００１３】
好ましくは、通路は、軸線と平行に測定して実質的に一様な幅であって、フォイル前部セクションの高圧面とキャビティとの交差箇所に位置する通路口からテーパである幅と、対向する面の間の最小幅（ｗ）を有している。
【００１４】
好ましくは、前記測定最小幅（ｗ）は０．１〜５センチメートル（ｃｍ）であり、より好ましくは０．５〜２センチメートル（ｃｍ）である。
【００１５】
好ましくは、フォイル前部セクションは、そのキャンバ面に沿って測定した第１長さ（ｘ＋ｙ）を有し、フォイル後部セクションは、そのキャンバ面に沿って測定した第２長さ（ｚ）を有し、これら双方の長さの比が、１から２まで、および１から０．１までの範囲であり、より好ましくは１から１まで、および１から０．２５の範囲となるであろう。
【００１６】
好ましくは、前記一部分は、フォイル前部セクションに形成されたネスティング・キャビティを含み、このキャビティ内にフォイル後部セクションの前端が受容される。
【実施例】
【００１７】
さらなる特徴、目的、および利点が、添付図面に関連させて行う以下の本発明の好適な実施例についての詳細な説明から明らかになろう。
【００１８】
図１は、点１２で示した円筒軸線を有する通常の直円筒パルプスクリーン１０を示している。図ではロータが複数のフォイル１４によって示されており、このフォイルは、矢印１６で略示されるように、軸線１２を中心として回転するように取り付けられている。従来の動作として、図示する装置内で清浄化されるパルプがスクリーン１０の内側に導入され、清浄化されたパルプは、矢印２０が示すようにスクリーン１２を通過して周囲のチャンバ１８に集められ、そこから作業の次の段階へ送られる。矢印２０は流れの好適な方向を示しているが、逆方向の流れで作業するスクリーンも公知であり、その場合、チャンバ１６は流入チャンバとなり、スクリーニングされたパルプはスクリーン１０の内側へ集められる。本発明は、軸線１２へ向かうパルプ流、および軸線１２から離れるパルプ流のいずれのタイプの動作にも適応できるが、ここに開示する実施例は、軸線１２から離れるパルプ流の場合である。当業者であれば、容易に流れを逆にすることができる。
【００１９】
本発明は、そのようなスクリーン・ロータに通常採用されている従来のフォイルまたはロータ部材を、以下で詳細に開示するタイプの多要素フォイル（ＭＥＦ）で置き換えることができる。各フォイル１４の機能は、従来のように動作してスクリーニング動作を容易にできることである。前述したように、フォイルの主な作用の１つは、フォイル後端のところに負圧パルスを発生させ、それによって材料をスクリーンを通して引き戻し、スクリーンを洗浄することである。フォイルはまた、フォイル前端に隣接して正圧を発生させるような形状とされ、それによってスクリーンを通過するように材料を推進させる。図示する実施例のフォイル１４は、フォイル１４の前端に隣接して圧力パルスが発生するように構成されている。本発明のＭＥＦ１４の使用により、圧力パルスの大きさ、特にフォイル１４の後端のところでの負圧パルスの大きさを増すことができ、それによってスクリーンの動作が改良される。
【００２０】
図２に示す本発明の実施例は、２フォイル・セクションを有するＭＥＦ１４であり、このＭＥＦは、矢印１６で示すように円筒軸線１２を中心として回転する際にフォイル１４の運動方向において先行するフォイル前部セクション２２と、運動方向１６においてセクション２２を追尾するフォイル後部セクション２４とを有している。
【００２１】
フォイル前部セクション２２は、スクリーン１０に向いたキャンバ面２６と、キャンバ面２６と反対側の空気力学的に滑らかな面２８とを有している。セクション２２の前端２９に後続するキャンバ面２６は、スクリーンとキャンバ面２６との間の間隔が符号３０で示した選択最小値に達するまでスクリーン１０に接近するように、輪郭付け且つ方向付けされており、この選択最小値となる箇所は、セクション２２の前端２９から距離ｘ、セクション２２の後端３２から距離ｙの位置にある。ｘ／ｙの比は、通常は１から１０まで、好ましくは１から０５までの範囲となろう。
【００２２】
フォイル後部セクション２４は、主として、そのキャンバ（低圧）面３４に吸引（低）圧を発生させるように形成されている。このキャンバ面３４はスクリーン１０に対向しており、これは、セクション２４の後端４４のところでのより高い（低圧）負圧パルス発生の助けとなる。平坦な、あるいは高圧側の（空気力学的に滑らかな）面３６は、フォイル後部セクション２４の、スクリーン１０とは反対の側を形成している。
【００２３】
面２６，３４のキャンバまたは形状は、従来の設計慣習に基づいてそれぞれ選択される。
【００２４】
フォイル前部セクション２２の後端３２に隣接する面２８は、ネスティング部分３８を有するように形成され、このネスティング部分はフォイル後部セクション２４の前端４０とスクリーン１０との間に位置している。ネスティング部分３８と前端４０とは、それらの間に間隔または通路４２が生じるように、ロータ（図示せず）に相対的に取り付けられており、この通路の対向壁部はネスティング部分３８と前端４０との隣接面によって形成されている。この通路４２は、流体流をフォイル前部セクション２２の平坦な側すなわち高圧側から、フォイル後部セクション２４のキャンバ側すなわち低圧側へ繋げるように方向付けている。
【００２５】
前端４０から後端４４までを測定した、フォイル後部セクション２４のキャンバ面３４の長さｚは、面２６の長さｘ＋ｙと相互に関連付けられている。後端３２で終わる、２個のフォイル２２，２４間の隙間すなわち通路４２の位置（すなわち両フォイルの相対寸法）は、フォイル・セクション２２のキャンバ面２６に沿う流れが失速点に達する前に後端３２に達するように選択されている。失速点は、周知のように、フォイル形状、迎え角等の複合関数である。実際には、フォイル後部セクション２４の長さｚは、フォイル前部セクション２２の長さｘ＋ｙの約１／２〜１／４である。
【００２６】
フォイル１４の、すなわちフォイル前後部セクション２２，２４の軸方向有効長さ（軸線１２と平行）は、実質的にスクリーンの軸線方向全長となるであろうことが理解されよう。最も適当と思われる構成は、スクリーン軸線方向全長の１／４または１／３だけの軸方向長さの一連の短いフォイル１４であろう。すなわち千鳥状（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）に配置された短い軸方向長さの複数フォイル１４がスクリーン１０の全長にわたって延びている。全長フォイル１４および／または短い区分長さの複数フォイル１４の構成を使用することができる。
【００２７】
したがって通路４２もまた実質的にスクリーン１０の軸線方向全長にわたって延びており、前端４０とフォイル・セクション２２の面２８のネスティング部分３８の隣接壁部との間で、実質的にフォイル１４の軸線方向全長にわたって実質的に一様の間隔を維持している。
【００２８】
図２から分かるように、通路４２は、流れ方向で前端４０に隣接する通路４２の通路口から最小幅箇所４１までテーパになっており、通路４２はこの最小寸法箇所で、部分３８と、後部セクション２４の前端４０に後続する隣接面３４との間に最小幅ｗを有している。この最小幅ｗは、通常、０．１〜５ｃｍである。
【００２９】
周知のように、ネスティング部分３８の曲率は、次のように設計される。すなわち、面２８に沿って流れる流体が、通路４２の一方の側を形成する部分３８に沿って進むように維持され、そして部分３８に沿って流れる流体が最小幅箇所４１またはその近傍で不適当な乱流を発生させることなく面３４に移転し、面２６を離れて流れてくる流体と合流してその流体の移転を補助し、それによって面２６に沿った流体の流れを面３４に沿った流れに円滑に移転するように、同様に面２６からの流れを（通路を通して）面３４へ円滑に移転するように設計されている。実際にフォイル・セクション２２，２４の両方が、第１フォイルの後端３２での流れの分離を防止するように、前端２９，４０と後端３２，４４の両方で空気力学的である。後端４４は、面３４，３６に沿った流れが円滑性を増すように空気力学的（鋭角）であり、それによってフォイル上での抗力が低減され、ロータ（フォイル１４）の回転に要する力が低減される。満足なものと判明したキャンバの一形式が数学的に計算され、当該技術分野では国家航空諮問委員会（ＮＡＣＡ）形式として、より詳細には２つのエアフォイルにカットされ再付形されたＮＡＣＡ８４２１エアフォイルとして知られている。
【００３０】
フォイル前部セクション２２は、セクション２２の前端２９につながる半径に対して角度調節可能に、且つまた矢印５０により略示したように軸線１２に対して半径方向に移動してスクリーン１０に対し接近または離間できるように、ロータ（図示せず）に取り付けることができる。フォイル後部セクション２４は、矢印の組５２によって示すように調節可能に取り付けることができる。しかし、所定の取り付けにおいては、一旦最適位置が決まれば、セクション２２，２４の配置および配向は通常は固定される。
【００３１】
２つのフォイル・セクション２２，２４を含むフォイル１４の迎え角α。迎え角αを決定付ける弦５４は、前部セクション２２の前端２９から後部セクション２４の後端４４まで延びている。すなわち、フォイル１４の迎え角αは、破線５６で示すように、パルプを通るフォイルの相対運動方向の間の角度である。
【００３２】
フォイル後部セクション２４の迎え角θは、キャンバ面３４の前端４０および後端４４を結ぶ弦５８と、破線５６との間の角度によって決定され、角度αと有意に異なっている。
【００３３】
角度θは、概して角度αより有意に大であり、最大で約３倍大である。いくつかの特定の例では、例えばフォイル１４が迎え角ゼロの場合（α＝０°）、フォイル後部セクション２４の迎え角θもゼロであってもよい（θ＝０）。したがって、ある場合には、αはθと等しくてもよい（α＝θ）。
【００３４】
（フォイル１４の）第１迎え角αは０°〜４５°、好ましくは５°〜１５°であり、（フォイル後部セクション２４の）第２迎え角θは０°〜６０°、好ましくは５°〜２５°であろう。
【００３５】
動作時には、フォイル前部セクション２２の面２８に沿って流れる流体は、ネスティング部分３８の面に沿って、部分３８とフォイル・セクション２４の前端４０との間の通路４２を流過し、最小幅箇所４１のあたりで部分３８を去り、フォイル後部セクション２４のキャンバ面３４に沿って流れる。この面３４に沿った流れは、面２６からの流れが面３４上を通過する際にこの流れを安定させ、その結果フォイル後部セクション２４の迎え角θは、従来型の単一部材フォイルで通常達成されるよりも有意に増大させることができる。流体を面２８から隙間すなわち通路４２内へ確実に円滑に流入させるには、流れの分離を防ぎ、過度の力の費消を生じさせる抗力を低減するように、面２８のネスティング部分３８の幾何形状を空気力学的にしなければならない。部分３８の面は、フォイル・セクション２４の前端４０の面形状に適合するよう設計されており、これによって以下で図３を参照して説明するように、フォイル・セクション２２，２４が一緒に単一の空気力学的フォイルとして動作することができるようになる。
【００３６】
図２の場合、フォイル前部セクション２２の後端３２に隣接する面２６，２８の形状、およびフォイル後部セクション２４の前端に隣接する面３４の形状が、２つのフォイル間の流れを容易にする空気力学的なものである。図３では、ネスティング部分３８がキャビティ形状の空気力学的構成に変更されて、通路４２Ａはより曲がりくねっている。これは、流体が面部分３８Ａにしたがって通路４２Ａを通過することを困難にするが、エアフォイル１４全体はより空気力学的に構成され、抗力を低減するという利点を有している。
【００３７】
指摘したように、フォイル前部セクション２２の圧力面２８の後端から延びている、あるいは後端を形成している図３に示した部分３８Ａは、図２に示したものから変更されて、部分３８Ａによって規定されるキャビティがフォイル後部セクション２４の前端を受け入れるようになされ、また図２の実施例において面３８と面３４とが対向壁部を形成しているのと同様に、前端４０と面３４の隣接部分とが通路４２Ａの一方の壁部を形成し、面３８Ａが通路４２Ａの対向面を形成する。
【００３８】
本発明を２つのフォイル・セクション２２，２４で構成されたフォイル１４について説明したが、必要であれば、航空機産業で多セクション・フォイルが使用されているのと同様に、より多くの連続するセクションを使用することもできよう。
【００３９】
以上、本発明を説明してきたが、当業者には特許請求の範囲に定義された本発明の範囲を逸脱することなしに、修正が可能であることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が組み込まれたパルプ・スクリーニング装置の軸線方向の略示図。
【図２】本発明の多要素フォイル（ＭＥＦ）を示す略示横断面図。
【図３】図２同様の横断面図だが、フォイル前部セクションが空気力学的な形状のキャビティを有し、このキャビティにフォイル後部セクションの前端が受容されている図。
【符号の説明】
【００４１】
１０  円筒形パルプスクリーン
１２  円筒の軸線
１４  フォイル
１６  回転方向の矢印
１８  チャンバ
２２  フォイル前部セクション
２４  フォイル後部セクション
２６  キャンバ面
２８  空気力学的な面
２９  フォイル前部セクションの前端
３２  フォイル前部セクションの後端
３４  キャンバ面
３８  ネスティング部分
４０  フォイル後部セクションの前端
４２  通路
４４  フォイル後部セクションの後端
【図１】
2006509113.tif 000003
【図２】
2006509113.tif 000004
【図３】
2006509113.tif 000005
【国際調査報告】
2006509113.tif 000006
2006509113.tif 000007