(57)【要約】【課題】目詰まりが生じ難く運転を停止させることなく連続的な処理が可能なディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システムを提供すること。【解決手段】古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度に希釈させた紙料スラリから異物を連続的に排出するものであって、紙料スラリが供給される希釈撹拌槽４１の底部に配置され、紙料スラリのみを通過させ異物の通過を遮断するディスクスクリーンと、そのディスクスクリーン上を回転するロータ６１とを有するディスク式濾過装置４０。【選択図】図３
2007016377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度に希釈させた紙料スラリから異物を除去するディスク式濾過装置において、
紙料スラリが供給される希釈撹拌槽の底部に配置され、紙料スラリのみを通過させ異物の通過を遮断するディスクスクリーンと、そのディスクスクリーン上を回転するロータとを有するものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載するディスク式濾過装置において、
前記ディスクスクリーンには、紙料スラリが通らないようにして径方向に配置された案内溝が形成されていることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するディスク式濾過装置において、
前記ロータは、複数の撹拌羽根が中心から放射状に伸び、その下のディスクスクリーン側に撹拌突起が固定されているものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するディスク式濾過装置において、
前記ディスクスクリーンは、排出管を備える環状に形成されたチャンバの上面を塞ぐようにして取り付けられたものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するディスク式濾過装置において、
紙料スラリが供給される前記希釈撹拌槽は、上部が開放されたものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載するディスク式濾過装置において、
案内溝の先に異物を回収するための回収タンクが希釈撹拌槽に管部材を介して吊り下げられるようにして取り付けられていることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載するディスク式濾過装置において、
前記希釈撹拌槽には排出口の手前に液面より低いゲートが設けられ、軽量異物を含んだ紙料スラリが連続的にゲートを越えて排出口から排出され次工程に送られるようにしたものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項８】
請求項７に記載するディスク式濾過装置において、
前記希釈撹拌槽は、前記ゲートの斜面と連続する傾斜面が形成され、その傾斜面に穿設された孔に外側から水を供給する給水管が取り付けられ、その給水管から供給された水が前記傾斜面やゲートに沿って流れるように案内する案内板が前記孔を覆って取り付けられたものであることを特徴とするディスク式濾過装置。
【請求項９】
縦型円筒容器の上部に設けられた供給口から紙料が供給され、上下に多段の撹拌羽根を備えた垂直回転軸が縦型円筒容器内で回転することにより、紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを連続的に作る縦型連続式パルパーと、その縦型連続式パルパーから取り出された紙料スラリを希釈水を加えて濃度を希釈しつつ異物を取り除くディスク式濾過装置とを有する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記縦型連続式パルパーから紙料スラリが供給される希釈撹拌槽の底部に配置され、紙料スラリのみを通過させ異物の通過を遮断するディスクスクリーンと、そのディスクスクリーン上を回転するロータとを有するものであることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１０】
請求項９に記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記ディスクスクリーンに紙料スラリが通らないようにして径方向に配置された案内溝が形成されていることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記ロータが、中心から放射状に伸びた複数の撹拌羽根に対し、その羽根に沿ってディスクスクリーン側に突設された撹拌突起を備えるものである
ことを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記ディスクスクリーンが、排出管を備える環状に形成されたチャンバの上面を塞ぐようにして取り付けられたものであることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、紙料スラリが供給される前記希釈撹拌槽の上部が開放されていることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記案内溝の先に異物を回収するための回収タンクが希釈撹拌槽に管部材を介して吊り下げられるようにして取り付けられていることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１４のいずれかに記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記希釈撹拌槽には排出口の手前に液面より低いゲートが設けられ、軽量異物を含んだ紙料スラリが連続的にゲートを越えて排出口から排出され次工程に送られるようにしたものであることを特徴とする紙料再生システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載する紙料再生システムにおいて、
前記ディスク式濾過装置は、前記希釈撹拌槽に前記ゲートの斜面と連続する傾斜面が形成され、その傾斜面に穿設された孔に外側から水を供給する給水管が取り付けられ、その給水管から供給された水が前記傾斜面やゲートに沿って流れるように案内する案内板が前記孔を覆って取り付けられたものであることを特徴とする紙料再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度の紙料スラリから異物を除去するディスク式濾過装置に関し、特にディスクスクリーンの目詰まりに対する洗浄作業の頻度を大幅に減らすことができるディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や地球環境保全の要求が高まり、古紙および損紙のリサイクル率が高くなってきており、これまで脱墨や異物除去が困難であった雑誌の他、ラミネート処理された紙容器なども紙料として用いられるようになってきている。
古紙や損紙などの紙料について資源サイクルを行うためには、古紙などから紙料スラリがつくられる。そのためのパルパーは、容器内に水や薬剤を混合した溶液と紙料とを投入し、一定期間混合撹拌して離解が完了した後、排出口を開放して紙料スラリを全量取り出すいわゆるバッチ式のものや、紙料スラリを連続して取り出すものとして本出願人が提案する特開２００３−１９３３８３号公報に開示された連続式パルパーなどがある。
【０００３】
その一つの連続式パルパーでは、縦型円筒容器内に水や薬品が注入された溶液中に破砕紙料が投入されて溶け込み、ロータの撹拌によって破砕紙料の離解が徐々に進んで均質な紙料スラリが作られる。そして、縦型円筒容器内で作られた紙料スラリは、取出管から希釈撹拌槽に送り出され、そこには白水が注入されて希釈された紙料スラリが撹拌機によって撹拌されて濃度が薄められる。その後、紙料スラリはヤンソンスクリーンなどの濾過装置によって除塵され、異物が除去されて一旦蓄積される。そして、その後は後続の処理工程へと搬送される。
【０００４】
ところで、濾過装置の一つであるヤンソンスクリーンでは、水平に配置した目の細かいフィルタからなるスクリーンに紙料スラリが投入され、そのスクリーンに振動を与えることにより、異物を取り除いて濾過した紙料スラリを得ることができる。また、濾過装置には、こうした振動式スクリーンの他にも特開平１１−２２２７８９号公報に開示された回転式スクリーンを用いたものがある。図９は、当該公報に記載された回転ドラム式濾過装置を示した図である。
【０００５】
この濾過装置は、ケーシング１００の内部に有底の中空円筒体１１０が設けられている。中空円筒体１１０は、リジェクト出口１０１側端が開口しており、紙料スラリ２００の入口１０２側が底面となっている。底部外周には、紙料スラリ排出口１１１が適宜間隔で形成されている。また、中空円筒体１１０の外周には、ねじれを有してロータ１２０の回転により紙料スラリ２００を矢印Ｋ方向に送る機能を有したスクレーパブレード１１２（紙料スラリ移動手段）が適宜間隔で形成されている。そして、スクレーパブレード１１２の外側には、スクリーンプレート１１３を有するスクリーンシリンダ１１４がケーシング１００と一体になって設けられ、そのスクリーンシリンダ１１４にはアクセプト原料出口１０３が連通している。
【０００６】
こうした濾過装置では、入口１０２から供給された紙料スラリ２００は、ケーシング１００内部を循環してスクリーンプレート１１２の表面を繰り返し移動し、スクレーパブレード１１２のねじれによる矢印Ｋ方向の送り作用により、スクレーパブレード１１２とスクリーンプレート１１３の間隔であるスクリーンプレート対面通路１１５をリジェクト出口１０１方向（図の上方）に押し出される。そして、紙料スラリ２００は、このように中空円筒体１１０の内側と外側で繰り返し循環し、スクリーンプレート１１３の表面を繰り返し移動させることにより、アクセプト原料３００とリジェクト４００が精度よく分離されることとなる。
【特許文献１】特開２００３−１９３３８３号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２２２７８９号公報（第４−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の濾過装置は、スクリーンの目詰まりが進むと処理能力が落ちるため、定期的に異物の除去を行う洗浄作業を行わなければならない。すると、紙料再生システムとして特許文献１に示した連続式パルパーを利用した場合、パルパーの連続処理は可能であっても、濾過装置を洗浄するため一旦運転を止めなければならず、連続式であることの利点が損なわれる。特にヤンソンスクリーンの場合には、スクリーンに振動を与えていても上から流れて通る紙料スラリによって異物の目詰まりが起こり易く、またそのままの状態が残りやすい。従って、従来の濾過装置は、頻繁に清掃作業を行わなければならず、連続運転時間が短くなってしまう。一方で、清掃間隔を伸ばして連続運転時間を長くした場合は、目詰まりによって処理能力を低下させてしまう。
【０００８】
また、前記特許文献２に使用される回転ドラム式濾過装置の場合、ケーシング１００内部を循環してスクリーンプレート１１３の表面を繰り返し移動するが、異物が下に沈んで体積するためヤンソンスクリーンほど目詰まりによる処理能力の低下は起きない。しかし、定期的にケーシング１００内の異物除去を行わなければならず、その際には連続式パルパーの運転を止めなければならないため、程度の差はあるがヤンソンスクリーンを用いた濾過装置の場合と同様な問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、目詰まりが生じ難く運転を停止させることなく連続的な処理が可能なディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るディスク式濾過装置は、古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度に希釈させた紙料スラリから異物を除去するものであって、紙料スラリが供給される希釈撹拌槽の底部に配置され、紙料スラリのみを通過させ異物の通過を遮断するディスクスクリーンと、そのディスクスクリーン上を回転するロータとを有するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、前記ディスクスクリーンに紙料スラリが通らないようにして径方向に配置された案内溝が形成されていることが好ましい。
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、前記ロータが、複数の撹拌羽根が中心から放射状に伸び、その下のディスクスクリーン側に撹拌突起が固定されているものであることが好ましい。
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、前記ディスクスクリーンが、排出管を備える環状に形成されたチャンバの上面を塞ぐようにして取り付けられたものであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、紙料スラリが供給される前記希釈撹拌槽が、上部が開放されたものであることが好ましい。
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、案内溝の先に異物を回収するための回収タンクが希釈撹拌槽に管部材を介して吊り下げられるようにして取り付けられていることが好ましい。
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、前記希釈撹拌槽に排出口の手前に液面より低いゲートが設けられ、軽量異物を含んだ紙料スラリが連続的にゲートを越えて排出口から排出され次工程に送られるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るディスク式濾過装置は、前記希釈撹拌槽に前記ゲートの斜面と連続する傾斜面が形成され、その傾斜面に穿設された孔に外側から水を供給する給水管が取り付けられ、その給水管から供給された水が前記傾斜面やゲートに沿って流れるように案内する案内板が前記孔を覆って取り付けられたものであることが好ましい。
【００１３】
一方、本発明に係る紙料再生システムは、縦型円筒容器の上部に設けられた供給口から紙料が供給され、上下に多段の撹拌羽根を備えた垂直回転軸が縦型円筒容器内で回転することにより、紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを連続的に作る縦型連続式パルパーと、その縦型連続式パルパーから取り出された紙料スラリを希釈水を加えて濃度を希釈しつつ異物を取り除くディスク式濾過装置とを有するものであって、前記ディスク式濾過装置は、前記縦型連続式パルパーから紙料スラリが供給される希釈撹拌槽の底部に配置され、紙料スラリのみを通過させ異物の通過を遮断するディスクスクリーンと、そのディスクスクリーン上を回転するロータとを有するものであることを特徴とする。
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置のディスクスクリーンに、紙料スラリが通らないようにして径方向に配置された案内溝が形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置のロータが、中心から放射状に伸びた複数の撹拌羽根に対し、その羽根に沿ってディスクスクリーン側に突設された撹拌突起を備えるものであることが好ましい。
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置のディスクスクリーンが、排出管を備える環状に形成されたチャンバの上面を塞ぐようにして取り付けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置が、紙料スラリが供給される前記希釈撹拌槽の上部が開放されていることが好ましい。
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置が、前記案内溝の先に異物を回収するための回収タンクが希釈撹拌槽に管部材を介して吊り下げられるようにして取り付けられていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置の希釈撹拌槽には排出口の手前に液面より低いゲートが設けられ、軽量異物を含んだ紙料スラリが連続的にゲートを越えて排出口から排出され次工程に送られるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る紙料再生システムは、前記ディスク式濾過装置の希釈撹拌槽に前記ゲートの斜面と連続する傾斜面が形成され、その傾斜面に穿設された孔に外側から水を供給する給水管が取り付けられ、その給水管から供給された水が前記傾斜面やゲートに沿って流れるように案内する案内板が前記孔を覆って取り付けられたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る紙料再生システムでは、縦型連続式パルパーで水や薬品を注入して満たされた溶液に供給口から破砕済紙料が投入され溶液に溶け込み、上下に多段の撹拌羽根が回転することによって紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリが連続的に作られる。そして、本発明に係るディスク式濾過装置では、パルパーからの紙料スラリが希釈撹拌槽に供給され希釈水が加えられて希釈され、その撹拌槽の底部に配置されたディスクスクリーンを通して異物を排除した紙料スラリが得られる。その際、ディスクスクリーンの上ではロータが回転してディスクスクリーンの目孔にはまり込んだ異物を除去しているため、目詰まりが生じ難く運転を停止させることなく連続的な処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明に係るディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システムについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。ここで、図１は、紙料再生システムにおける縦型連続式パルパーを中心とした構成を示した図である。
縦型連続式パルパー１の上流側には、破砕機２が設けられ、圧縮梱包されたベール８を破砕した破砕紙料が縦型連続式パルパー１へ供給される。破砕機２には第１、第２コンベア３，４が配置され、破砕機２と縦型連続式パルパー１との間には第３コンベア５が配置されている。第１、第２コンベア３，４ではベール８が破砕機２へと搬送され、第３コンベア５では破砕機２で破砕されて放出された破砕紙料９を搭載し、縦型連続式パルパー１へと搬送するようになっている。そして、その縦型連続式パルパー１では、この破砕紙料と溶液とが入れられ紙料スラリが作られ、下方から排出される。
【００１８】
次に図２は、縦型連続式パルパー１の全体構成を示した図である。縦型連続式パルパー１は、図示するように、架台１１上に縦型円筒容器１０が立設されている。縦型円筒容器１０には、その上端に破砕紙料９が投入される供給口１２が形成され、下端の側部には紙料スラリが取り出される取出管３１が形成されている。縦型円筒容器１０内には、縦方向中心部に垂直回転軸１４が回転可能に支持され、その垂直回転軸１４には、架台１１の下部に設けられたモータ１５の駆動力が減速機１６を介して伝達するように構成されている。
【００１９】
縦型円筒容器１０内に立設された垂直回転軸１４には、螺旋状のパルピングロータ１７が最上部に取り付けられ、その下には複数の撹拌ロータ１８が上下多段に取り付けられている。パルピングロータ１７は切欠部が形成され、供給口１２から入れられた破砕紙料９がその切欠部からパルピングロータ１７の下に落ちていくようになっている。一方、上下多段に設けられた撹拌ロータ１８は、その羽根の枚数が上段部分のものが２枚、中段のものが３枚、そして下段のものが４枚というように徐々に増えるように形成されている。これは、上から下にかけて羽根の枚数を増やすことによって撹拌力を段階的に増加させるためである。
【００２０】
また、縦型円筒容器１０の内壁には、内部を流れる破砕紙料９の撹拌が促進されるように、縦方向には複数の垂直リブ２１が突設されるとともに、各段の撹拌ロータ１８の中間高さに水平リブ２２が突設されている。
一方、縦型円筒容器１０の底部には取出口１３へ紙料スラリを取り出すためのスクリューフィーダ１９が設けられている。このスクリューフィーダ１９は、モータ２０の回転速度を制御することによって紙料スラリの吐出量を調整できるようになっている。そして、そのスクリューフィーダ１９の先には、縦型円筒容器１０から吐出された紙料スラリの異物を除去するディスク式濾過装置４０が設けられている。
【００２１】
縦型円筒容器１０には紙料を離解させるための薬品など（例えば、ＮａＯＨ、脱墨剤、Ｎａ２ＳｉＯ３、Ｈ２Ｏ２、スチーム）が供給されるが、そのための配管が縦型円筒容器１０に接続されている。縦型円筒容器１０に配管が接続されてできた一のライン２５には水が流され、他のライン２６にはスチームが流されるようになっている。そのうちライン２５は分岐して２方向に分かれ、それぞれの分岐ラインに電磁開閉弁２７，２８が接続され、他方のライン２６には電磁開閉弁２９が接続されている。そして、電磁開閉弁２７の二次側には例えばＮａＯＨ、脱墨剤、Ｎａ２ＳｉＯ３が送り込まれ、電磁開閉弁２８の二次側にはＨ２Ｏ２が送り込まれるようになっている。
【００２２】
次に、図３は、紙料再生システムにおける紙料スラリのディスク式濾過装置の構成を示した断面図である。縦型円筒容器１０の底部には取出管３１が設けられ、そこにモータ２１の駆動によって回転するスクリューフィーダ１９が挿入されている（図２参照）。縦型円筒容器１０内で作られた紙料スラリは、この取出管３１を流れて取出口１３から押し出されるようになっている。そして、本実施形態では、紙料スラリの流れを規制するフラッパ３２が取出口１３に取り付けられている。取出口１３の先端は斜めに形成され、そこに押し当てられて開口を塞ぐフラッパ３２が前後方向に回動するように上部に軸支されている。フラッパ３２には取付金具３３が突設され、そこに開閉を制御するシリンダ３５が設けられている。シリンダ３５は、そのシリンダチューブが支持フレーム３６に対して揺動可能に軸支され、シャフト３５ａの先端がフラッパ３２の取付金具３３にピン結合されている。
【００２３】
縦型円筒容器１０の隣には取出管３１を介してディスク式濾過装置４０が設けられている。このディスク式濾過装置４０は、箱体の希釈撹拌槽４１内に取出管３１が差し込まれ、その内部には紙料スラリが溜まるように深くなった濾過容器４１ａが形成されている。そして、その濾過容器４１ａの底部分には紙料スラリを濾過させるスクリーン濾過部６０が構成されている。スクリーン濾過部６０は、駆動モータ４２の回転をシャフト４３に伝え、濾過容器４１ａ内に設けられたシャフト４３先端のロータ６１が回転するように構成されている。そして、こうしたロータ６１の下にディスクスクリーンが配置され、重量異物を取り除いて紙料スラリを濾過するように構成されている。
【００２４】
駆動モータ４２の回転軸にはプーリ４４が固定され、シャフト４３に固定されたプーリ４６との間に回転を伝達するＶベルト４５が掛け渡されている。こうしたプーリ４４，４６とＶベルト４５とからなる回転伝達部はカバー４７によって覆われている。希釈撹拌槽４１には軸受台４８が吊設され、駆動モータ４２やベルトカバー４７は、ブラケットを介して又は直接、その軸受台４８に対して取り付けられている。更に、軸受台４８には上下に２個の軸受４９が固定され、その軸受４９によってシャフト４３が回転自在に支持されている。
【００２５】
次に図４は、スクリーン濾過部６０部分を抜き出して示した図である。濾過容器４１ａには、底部に環状のチャンバ５１が形成され、そのチャンバ５１には、濾過された紙料スラリを次工程へと送る排出管５２が連結されている。回転を伝達するシャフト４３は、このチャンバ５１の中心を通って配置され、底部に設けられたパッキンボックス５３を通して先端部が濾過容器４１ａ内に挿入している。パッキンボックス５３には、漏れ防止のためのランタンリングやグランドパッキンが内装されている。そして、そのシャフト４３上端には、ロータカバー６２を被せてロータ６１が取り付けられている。ここで図５は、スクリーン濾過部６０を示した平面図である。
【００２６】
スクリーン濾過部６０のロータ６１は、四枚の撹拌羽根６１ａが中心から放射状に伸び、その中心に円形のロータカバー６２が被せられている。そして、その下にはチャンバ５１の上方に開けられた開口部を塞ぐようにディスクスクリーン６３が設けられている。ディスクスクリーン６３は、紙料スラリ内の異物の通過を遮断するメッシュのフィルタで構成され、チャンバ５１と同様に環状に形成されたものである。そして、ディスクスクリーン６３には、特にその一部を遮断するようにして径方向に案内溝６４が形成されている。図６は、スクリーン濾過部６０の一部を概念的に示した横向きの断面図であり、特に案内溝６４の部分を示している。
【００２７】
スクリーン濾過部６０は、ディスクスクリーン６３に図示するように凹んだ案内溝６４が形成され、そのディスクスクリーン６３との間に僅かな隙間を空けた非接触状態のロータ６１が、ディスクスクリーン６３の上面に沿って回転するように構成されている。このとき、ディスクスクリーン６３上の紙料スラリを効率良く撹拌できるように、ロータ６１は撹拌羽根６１ａの下に撹拌突起６１ｂが突設されている。
【００２８】
ここで図７は、図３に示す希釈撹拌槽４１の内部を平面で示した図である。濾過容器４１ａは、円筒状の空間が構成され、その中の曲面部分にはすり鉢状に一対の案内プレート５４が形成され、紙料スラリの流れが下方のスクリーン濾過部６０へ向くように構成されている。ところで、スクリーン濾過部６０のディスクスクリーン６３に形成された案内溝６４は、ディスクスクリーン６３を通らない紙料スラリ内の異物がそこを通って送られるようにしたものである。従って、案内溝６４の先には図３に示すように、異物を回収するための回収タンク５５が設けられている。回収タンク５５はカプセル型をした容器であり、希釈撹拌槽４１に円筒管５６を介して吊り下げられるように設けられている。そして、濾過容器４１ａには、スクリーン濾過部６０が設けられた底部に、回収タンク５５の円筒管５６へと収束するようにガイド５７が形成されている。
【００２９】
次に、以上のように構成したディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システム紙料再生システムの作用について説明する。
本実施形態の縦型連続式パルパー１では、電磁開閉弁２７，２８，２９の駆動によって水や薬品を注入して溶液が満たされ、そこに供給口１２から破砕紙料９が投入される。供給口１２から投入された破砕紙料９は、縦型円筒容器１０内の溶液に溶け込み、パルピングロータ１７によって下方へと誘導される。この段階では破砕紙料９のままの塊として存在しているものもあるが、パルピングロータ１７に切欠きが形成されて１ピッチ未満になっているため、その塊は切欠部から下方へと落ちていく。
【００３０】
一方、縦型円筒容器１０の底部では前述したように紙料スラリがスクリューフィーダ１９によって取出管３１を通って吐出されるため、上から供給された破砕紙料９は、縦型円筒容器１０内を底部に向かって順に沈んでく。そして、下降するに従って刃数の多くなる下段の撹拌ロータ１８によって破砕紙料９の離解が徐々に進むことになる。
撹拌ロータ１８は回転速度が遅く平面的な撹拌となるため、そのままでは溶液内の紙料がかき回されてできた回転方向の流れに乗ってしまう。しかし、縦型円筒容器１０の内側壁に付設された垂直リブ２１や水平リブ２２によって紙料の流動が阻止され、撹拌ロータ１８との連れ回りが防止される。
【００３１】
撹拌ロータ１８は刃数が上段では少ないので未離解な状態であっても下方への移動がスムーズであり、その一方で下段の撹拌ロータ１８では刃数が多くなっているので撹拌力が増加し、均質な紙料スラリが作られることになる。また、下段では撹拌力が大きいので離解繊維に付着しているインク粒子を分離する能力も大きくなる。そして、供給口１２から投入された紙料は、こうした撹拌によって溶液内で離解しながら縦型円筒容器１０内を下降し、水分中の濃度が１５〜２０パーセント程の均質な紙料スラリとなって取出管３１を通って取出口１３から吐出される。
【００３２】
縦型円筒容器１０内で作られた紙料スラリは、取出管３１内に流れ込み、そこでスクリューフィーダ１９の回転によって取出口１３から希釈撹拌槽４０に送り込まれる。このとき、紙料によって縦型円筒容器１０内に滞留する時間を制御する必要があるときは、スクリューフィーダ１９の回転数を落とすことによって単位時間当たりに吐出される紙料スラリの量を減少させることができる。そして、紙料スラリが送り込まれたディスク式濾過装置４０では、希釈撹拌槽４１内に希釈ポート５８から希釈水が供給される。
【００３３】
濃度が１５〜２０パーセントで取出口１３から送り込まれた紙料スラリは、ディスク式濾過装置４０内で希釈水と混ざり合い、濃度が２〜４パーセントまで薄められる。ところで、紙料再生システムでは、紙料スラリの濃度管理が重要であるため、スクリューフィーダ１９の回転によって縦型円筒容器１０内における紙料の滞留時間を調節することが行われ、更には開始直後など縦型円筒容器１０内で十分な時間をとる必要があるため、取出口１３からディスク式濾過装置４０側へ流れ出ないようにフラッパ３２が閉じられる。
【００３４】
濾過容器４１ａでは、底部に設けられたスクリーン濾過部６０によって紙料スラリから重量異物が除去され、重量異物の除去された紙料スラリがチャンバ５１へと流れ排出管５２を通って送り出される。なお、排出管５２を通って送り出される紙料スラリは入口原料の７０〜８０％を占め、軽量異物を含んだ紙料スラリが全体の２０〜３０％を占める。軽量異物を含んだ紙料スラリは、液面よりも低いゲート６５を越えて排出口５９から連続的に排出され、ドラムスクリーン（図示せず）により紙料スラリと軽量異物が分離されて次工程へと送られる。
【００３５】
スクリーン濾過部６０は、濾過容器４１ａの駆動モータ４２によってロータ６１が回転している。つまり、駆動モータ４２の回転は、その出力軸に設けられたプーリ４４からＶベルト４５を介してプーリ４６の固定されたシャフト４３に伝えられ、そのシャフト４３に取り付けられたロータ６１が濾過容器４１ａの底部で回転する。
【００３６】
濾過容器４１ａ内の紙料スラリは、その自重によってディスクスクリーン６３を通り抜けてチャンバ５１へと流れるが、その際、紙料スラリ内の異物は、ディスクスクリーン６３に引っかかって下流のチャンバ５１へは送られない。
こうしてディスクスクリーン６３に取り除かれた異物は、そのままでは従来のヤンソンスクリーンと同様に目孔を詰まらせてしまい、紙料スラリの流れを悪くすることになる。しかし、本実施形態のディスク式濾過装置４０では、その異物が引っかかるディスクフィルタ６３の上面側をロータ６１が回転して目詰まりを防止している。
【００３７】
希釈撹拌槽４１は上部が開放され、その中の紙料スラリには大気圧がかかっているだけなので、ディスクスクリーン６３への押し込み水頭（加圧）が小さい。そうした状態でディスクスクリーン６３上をロータ６１が回転すると（図５において反時計方向）、撹拌突起６１ｂによって紙料スラリがかき混ぜられて撹拌する。その際、回転するロータ６１によって回転方向前方の圧力が高まり、後方の圧力が低くなる。従って、ディスクスクリーン６３を通って、紙料スラリが上方の濾過容器４１ａと下方のチャンバ５１との間を行き来する。特に案内溝６４部分では紙料スラリが通り抜けできないため、図６に示すようにロータ６１が通過する際、ロータ６１の前後で圧力差が大きくなって矢印で示すようなディスクスクリーン６３を通り抜ける流れが生じ、ディスクスクリーン６３を揺らすことになる。
【００３８】
こうして目孔に嵌って目詰まりを起こしていた重量異物が取り除かれ、案内溝６４に落ちて回収タンク５５へと送られる。重量異物はディスクスクリーン６３によって止められ、通常はロータ６１の回転によってディスクスクリーン６３上には回転する流れができているため、その流れにのって案内溝６４へ送られる。そして、案内溝６４に入った重量異物は押し流されてガイド５７によって円筒管５６へと移動し、その円筒管５６内を落ちて回収タンク５５へと沈んで回収される。
【００３９】
従って、本実施形態では、ディスクスクリーン６３上をロータ６１が回転して異物による目詰まりを防止しているため、目詰まりによる処理能力の低下を抑えることができる。そして、目詰まりが生じ難いため運転を止めて頻繁に洗浄作業を行う必要がなくなり、連続式パルパーの連続運転による効果を発揮させることができるようになった。
また、重量異物は回収タンク５５に回収されていくが、運転中に取り出し作業を行う必要はなく、ある程度溜まった時点であって運転を停止している時に扉５５ａを開けて取り出すようにすればよい。
【００４０】
また、本実施形態では、放射状に伸びた撹拌羽根６１ａに撹拌突起６１ｂと突設させてロータ６１を構成したので、ディスクスクリーン６３上の紙料スラリをかき混ぜようとする抵抗が大きくなり、その分ロータ６１前後の圧力差が大きくなって目孔を塞いでいる異物の除去効率が良くなる。
また、ディスクスクリーン６３の下にはチャンバ５１が設けられて紙料スラリが溜まるようになっているので、ロータ６１の回転によってできる圧力差によって紙料スラリがディスクスクリーン６３を上下に行き来することにより効果的に異物の除去ができる。
【００４１】
また、紙料スラリが供給される希釈撹拌槽４１の上部が開放され、ディスクスクリーン６３への押し込み水頭（加圧）が小さいので、ディスクスクリーン６３の目孔に嵌った異物も取り除きやすくなっている。
更に、回収タンク５５が希釈撹拌槽４１に円筒管５６を介して吊設されているので、一度そこに入った異物が舞い上がってしまうことなく確実に回収することができる。
【００４２】
ところで、図８は、前記実施形態のディスク式濾過装置４０に改良を加えたディスク式濾過装置７０を示した断面図である。ディスク式濾過装置４０は、前述したように、濾過容器４１ａの底部に設けられたスクリーン濾過部６０によって入口原料の７０〜８０％が重量異物を除去した紙料スラリとしてチャンバ５１から排出管５２へと送り出される。一方、残る軽量異物を含んだ紙料スラリは、別の排出口７１から連続的に排出され、ドラムスクリーン（図示せず）によって紙料スラリと軽量異物が分離されて次工程へと送られる。図８に示したディスク式濾過装置７０は、この軽量異物を含む紙料スラリが排出されやすいように改良が加えられたものである。なお、改良部分以外はディスク式濾過装置４０と同じ構成である。
【００４３】
希釈撹拌槽４１には、取出口１３の反対側に排出口７１が形成され、不図示のドラムスクリーンに連結されている。そして、その排出口７１側に突き出すように傾斜したゲート７３が取り付けられている。希釈撹拌槽４１には回収タンク５５より排出口７１側に傾斜面７２が形成され、ゲート７３は、その斜面が傾斜面７２と連続するように取り付けられる。なお、この場合、傾斜面７２とゲート７３との間に多少の段差があっても、特許請求の範囲に記載する連続した取り付けに該当する。
傾斜面７２には孔があけられ、希釈撹拌槽４１の外側から給水管７５が接続され、そこから内部に水（押水）が供給されるようになっている。そして、送り込まれた押水によって傾斜面７２やゲート７３に沿った流ができるように、傾斜面７２には孔を覆って上方に開口した案内板７６が取り付けられている。
【００４４】
よって、改良を加えたディスク式濾過装置７０では、給水管７５から希釈撹拌槽４１内に押水が送られると、その押水が案内板７６に当たって傾斜面７２やゲート７３に沿って矢印のように流れる。そのため、スクリーン濾過部６０を通過した紙料スラリは、こうした押水の流れにのってゲート７３を越え、排出口７１から連続的に排出される。そのため、軽量異物を含む紙料スラリが滞留することなく、押水の流れによってゲート７３を容易に越えて排出されやすくなった。
【００４５】
以上、本発明に係るディスク式濾過装置及びこれを用いた紙料再生システムについて一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ディスク式濾過装置４０を縦型連続式パルパー１に組み合わせた紙料再生システムを示したが、ディスク式濾過装置４０を連続式パルパーとして別のものや、更にはバッチ式パルパーと組み合わせた紙料再生システムとしもよい。いずれにしても目詰まりが生じ難く運転を停止させることなく連続運転が可能なディスク式濾過装置としての効果を奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】紙料再生システムの一実施形態における縦型連続式パルパーを中心とした構成を示した図である。
【図２】紙料再生システムの一実施形態における縦型連続式パルパーの全体構成を示した図である。
【図３】紙料再生システムの一実施形態における紙料スラリのディスク式濾過装置の構成を示した断面図である。
【図４】ディスク式濾過装置の一実施形態を示した断面図である。
【図５】ディスク式濾過装置の一実施形態を示した平面図である。
【図６】ディスク式濾過装置の案内溝部分を概念的に示した断面図である。
【図７】紙料再生システムの一実施形態における紙料スラリのディスク式濾過装置の内部を示した図である。
【図８】改良を加えた紙料スラリのディスク式濾過装置の構成を示した断面図である。
【図９】従来の回転式スクリーンを示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    縦型連続式パルパー
１０  縦型円筒容器
１４  垂直回転軸
１７  パルピングロータ
１８  撹拌ロータ
４０  ディスク式濾過装置
４１  希釈撹拌槽
４１ａ  濾過容器
４２  駆動モータ
５１  チャンバ
５５  回収タンク
６０  スクリーン濾過部
６１  ロータ
６１ａ  撹拌羽根
６２  ロータカバー
６３  ディスクスクリーン
６４  案内溝
６５  ゲート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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