(57)【要約】      （修正有）【課題】パルプを生産するためのエネルギー消費の減少、生産されるパルプの高い繊維品質、およびリファイナープレートセグメントの長い稼働年数をもたらす、エネルギー効率を高め、ディスク間に比較的大きな作用間隙を可能にするコニカルリファイナープレートの提供。【解決手段】リファイニングプレート４０の凸状コニカル基板上の凸状コニカルリファイニング表面が対向するリファイナープレート４０の凹状コニカルリファイニング表面に向き合うように適合されており、前記凸状コニカルリファイニング表面は、バー４２と隣接するバー４２の間に形成される溝４４を含む凸状コニカルリファイニング表面を含み、前記バー４２それぞれの角度は、リファイナーの回転軸と平行な参照線４９に対して少なくとも１５度増加し、角度４６はホールドバック角であり、リファイニング表面の外周部で１０〜４５度であり、前記バー４２のそれぞれはリーディング側壁を含む。【選択図】図３
2013044084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイニングプレートセグメントであって、該リファイニングプレートセグメントは、プレートの凸状コニカル基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状コニカルリファイニング表面は、バーと、隣接するバーの間に形成された溝とを含み、それぞれのバーの角度は、リファイナーの回転軸に平行な参照線に対して、放射状に外側の方向に沿って少なくとも１５度増加しており、この角度は、リファイニング表面の外周部において１０〜４５度のいずれかの範囲であるホールドバック角度であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁へと向かって外側に延びている突起を含み、前記不規則な表面は、リファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びていることを特徴とする凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２】
バーのそれぞれが、バー全体にわたって延びるプレートの放射に対して湾曲した長手方向の形状を有する請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３】
前記角度が、放射状に外側の方向に沿って連続的および徐々に増加する請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項４】
前記角度が、放射状に外側の方向に沿って段階的に増加する請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項５】
リファイニング表面への放射状に内側の入口において、バーのそれぞれが、バーに対応する放射ラインの２０度以内の角度で配置されている請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項６】
リファイニングプレートセグメントが、回転リファイニングコーンのために適合されており、リファイナーに装着されたときに静止凹状リファイニングコーンに向き合うように適合されている請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項７】
リファイニング表面が、複数のリファイニングゾーンを含み、第一のリファイニングゾーンは比較的広いバーと広い溝を有し、第二のリファイニングゾーンは比較的狭いバーと狭い溝を有し、第二のリファイニングゾーンはプレートセグメント上において第一のリファイニングゾーンから放射状に外側にある請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項８】
ホールドバック角が、第二のリファイニングゾーンのバーに関するものである請求項７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項９】
不規則な表面が、一連の傾斜を含み、それぞれの傾斜がそれぞれの溝の基板においてより低いエッジを有し、一連の傾斜が少なくとも部分的にリーディング側壁の上方に延びている請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項１０】
不規則な表面が、リファイニング表面の入口に達することなくバーに沿って延びている請求項１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項１１】
リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのための凸状コニカルリファイナープレートであって、該リファイナープレートは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、前記バーは放射状に外側のセクションを少なくとも有し、該セクションは、バーの入口において対応する放射ラインに対して放射ラインの２０度以内のそれぞれのバーの角度と、バーの外周部において１０〜４５度の範囲のホールドバック角度を有し、前記角度はバーの放射状に内側の入口から外側の外周部までで少なくとも１５度増加し、  バーのそれぞれは、放射状に外側のセクションにおいて不規則な表面を有する側壁を含み、前記不規則な表面は、側壁から隣接するバーの上の側壁へ向けて外側に延びる突起を含み、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバーの上の側壁へ向けて外側に延びる突起を含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びていることを特徴とする凸状コニカルリファイナープレート。
【請求項１２】
バーのそれぞれが、バー全体にわたって延びるプレートの放射に対して湾曲した長手方向の形状を有する請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項１３】
前記角度が放射状に外側の方向に沿って連続的および徐々に増加する請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項１４】
前記角度が放射状に外側の方向に沿って段階的に増加する請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項１５】
放射状に内側のリファイニング表面への入口において、バーのそれぞれが、バーに対応する放射ラインの２０度以内の角度で配置されている請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項１６】
リファイニングプレートセグメントが回転リファイニングコーンのために適合されており、リファイナーに装着されたときに静止凹状リファイニングコーンに向き合うように適合されている請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項１７】
不規則な表面の突起が、ジグザグ状、鋸歯状、一連の段差状、正弦または横向きのＺパターンの少なくとも一つのパターンを形成する請求項１１の凸状コニカルリファイナープレートセグメント。
【請求項１８】
不規則な表面上の突起が、バーの幅を、不規則な表面がある側壁を有するバーの部分に沿って、バーの幅の少なくとも５分の１だけ変化させている請求項１１の凸状コニカルリファイナープレートセグメント。
【請求項１９】
リファイニング表面が、外側のリファイニング表面を含み、該リファイニング表面が内側のリファイニングセクションのバーにおける密度より高いバーの密度を有する請求項１１の凸状コニカルリファイナープレートセグメント。
【請求項２０】
不規則な表面の突起が、側壁の上方エッジにおいて最も顕著であり、プレートの基板の直近でより顕著でない請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２１】
リファイニング表面が、複数のリファイニングゾーンを含み、第一のリファイニングゾーンが比較的広いバーと広い溝を有し、第二のリファイニングゾーンが比較的狭いバーと狭い溝を有し、第二のリファイニングゾーンがプレートセグメント上で第一のリファイニングゾーンから放射状に外側にある請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項２２】
ホールドバック角が、第二のリファイニングゾーンのバーに関するものである請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項２３】
不規則な表面が、一連の傾斜を含み、それぞれの傾斜がそれぞれの溝の基板においてより低いエッジを有し、一連の傾斜が少なくとも部分的にリーディング側壁の上方に延びている請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項２４】
不規則な表面が、リファイニング表面の入口に達することなくバーに沿って延びている請求項１１の凸状コニカルリファイニングプレート。
【請求項２５】
リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのための凸状コニカルリファイニングプレートセグメントであって、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  凸状コニカルリファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、前記バーのそれぞれはバーに対応する放射ラインに対してある角度にあり、バーへの入口での角度は、放射ラインの２０度以内であり、角度はバーに沿って放射状に外側の方向に少なくとも１５度増加し、角度はリファイニング表面の外周部において１０〜４５度の範囲であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁へと向って外側に延びている突起を含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びていることを特徴とする凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２６】
バーのそれぞれが、バー全体にわたって延びているプレートの放射に対して湾曲した長手方向の形状を有する請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２７】
前記角度が、放射状に外側の方向に沿って連続的および徐々に増加する請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２８】
前記角度が、放射状に外側の方向に沿って段階的に増加する請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項２９】
リファイニングプレートセグメントが、回転リファイニングコーンのために適合され、リファイナーに装着されたとき、静止凹状リファイニングコーンに向き合うように適合されている請求項２５の凸状コニカルリファイニングセグメント。
【請求項３０】
不規則な表面の突起が、ジグザグ状、鋸歯状、一連の段差状、正弦または横向きのＺパターンのうちの少なくとも一つのパターンを形成する請求項２５の凸状コニカルリファイナープレートセグメント。
【請求項３１】
不規則な表面上の突起が、バーの幅を、不規則な表面がある側壁を有するバーの部分に沿って、バーの幅の少なくとも５分の１だけ変化させている請求項２５の凸状コニカルリファイナープレートセグメント。
【請求項３２】
リファイニング表面が、外側リファイニング表面を含み、該リファイニング表面が内側のリファイニングセクションのバーにおける密度より高いバーの密度を有する請求項２５の凸状コニカルリファイナープレートセグメント
【請求項３３】
不規則な表面の突起が、側壁の上方エッジにおいて最も顕著であり、プレートの基板の直近でより顕著でない請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３４】
リファイニング表面が、複数のリファイニングゾーンを含み、第一のリファイニングゾーンが比較的広いバーと広い溝を有し、第二のリファイニングゾーンが比較的狭いバーと狭い溝を有し、第二のリファイニングゾーンがプレートセグメント上で第一のリファイニングゾーンから放射状に外側にある請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３５】
ホールドバック角が、第二のリファイニングゾーンのバーに関するものである請求項３４の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３６】
不規則な表面が、一連の傾斜を含み、それぞれの傾斜がそれぞれの溝の基板においてより低いエッジを有し、一連の傾斜が少なくとも部分的にリーディング側壁の上方に延びている請求項２５の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３７】
リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのための凸状コニカルリファイニングプレートセグメントであって、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  凸状コニカルリファイニング表面はバーと、バーの間にある溝とを含み、前記バーのそれぞれはバーに対応する放射ラインに対してある角度にあり、バーへの入口での角度は、放射ラインの２０度以内であり、角度はバーに沿って放射状に外側の方向に少なくとも１５度増加し、角度はリファイニング表面の外周部において１０〜４５度の範囲であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁から離れて内側に延びているくぼみを含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びていることを特徴とする凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３８】
リーディング側壁が、半円または長方形の形状を含む請求項３７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項３９】
リファイナーが、高コンシステンシーリファイナーである請求項３７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項４０】
リファイナーが、中コンシステンシーリファイナーである請求項３７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項４１】
リファイナーが、６％より下のコンシステンシーで作動する請求項３７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。
【請求項４２】
不規則な表面が、リファイニング表面の入口に達することなくバーに沿って延びている請求項３７の凸状コニカルリファイニングプレートセグメント。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はリグノセルロース材のためのコニカルリファイナーまたはディスク−コニカルリファイナーに関するものであり、例えば、メカニカルパルプ、サーモメカニカルパルプおよび種々のケミサーモメカニカルパルプ（メカニカルパルプおよびメカニカルパルプ化プロセスと総称する）の製造に使用されるリファイナーである。
【先行技術】
【０００２】  コニカルリファイナーまたはディスク−コニカルリファイナーのコニカルゾーンはメカニカルパルプ化プロセスで使用される。セルロース原料、典型的には木材または他のリグノセルロース材（木材チップと総称する）が、リファイナーディスクの一つの中央を通って供給され、ローターディスクの回転によって生み出される強い遠心力によって外側に押し出される。リファイナープレートはリファイナーディスクの対向する表面のそれぞれに装着される。木材チップは対向するリファイナープレートの間を、一般的に放射方向に、プレートの外周部へ移動し、ディスクセクションがある場合は（ディスク−コニカルリファイナーにおいては）、ディスクセクションへ移動する。コニカルリファイナー（またはディスク−コニカルリファイナーのコニカルセクション）において、凸状ローターエレメントは、木材チップを凹状ステーターエレメントへ押し出す。
【０００３】  水蒸気は供給メカニズムの主要な構成要素である。リファイニング中に生じる水蒸気は、コニカルゾーンを通って木材チップと置き換わる。
【０００４】  コニカルリファイナーおよびディスク−コニカルリファイナーにおいて、リファイナーローターは、従来は１分間あたり１５００〜２０００回転（ＲＰＭ）の回転速度で操作されている。木材チップがリファイニングエレメントの間にある間、エネルギーはローターおよびステーターに装着されているリファイナープレートを介して材料に伝えられる。
【０００５】  リファイナープレートは一般的にバーと溝、ならびにダムのパターンを特徴とし、一体となって木材チップに繰り返しの圧縮およびせん断作用を与える。材料に与えられる圧縮およびせん断作用は材料からリグノセルロース繊維を分離し、材料のある程度の量の解繊または繊維化をもたらすが、通常は望ましくない繊維の切断がある程度の量で生じる。繊維の分離および解繊は、未処理の木材チップを適切な板または紙製造用繊維成分に変換するために必要である。
【０００６】  メカニカルパルプ化プロセスにおいて、大きな量の摩擦が例えば木材チップとリファイナープレートとの間で起こり、この摩擦はプロセスのエネルギー効率を減少させる。メカニカルパルプ化において適用されるエネルギーの効率は、１０％（パーセント）〜１５％のオーダーであると推定されている。
【０００７】  より高いエネルギー効率、例えばより低い摩擦で働くリファイナープレートを開発する努力が達成されており、これらの努力は、ディスク間の作用間隙を減少することに関してである。エネルギー効率を改善するための従来の技術は、典型的には、リファイナープレートセグメントの前面についてのデザイン上の特徴を含み、それは通常リファイナープレート上のリファイニングゾーンを横切る木材チップの供給をスピードアップさせるものである。これらの技術は、木材チップがリファイナープレートの間を流れることによって形成される繊維状パッドの厚さを減少させるという結果をもたらす。エネルギーがリファイナープレートによってより薄いファイバーパッドに加えられると、木材チップに加えられる圧縮率は与えられたエネルギー投入に対してより大きくなり、木材チップのリファイニングにおいてより効率的なエネルギー使用をもたらす。
【０００８】  ファイバーパッドの厚さの減少は、より狭い作用間隙、例えば対向するリファイナープレートの間のクリアランスをもたらす。間隙の減少は、木材チップの繊維の切断の増加、ディスクによって製造されるパルプの強度特性の減少、リファイナープレートの摩耗率の増加およびリファイナープレートの稼働年数の減少という結果をもたらす。リファイナープレートのの稼働年数は、作用間隙が減少すると指数関数的に減少する。
【０００９】  エネルギー効率は、リファイナーディスクの外周方向で最大となると信じられており、一般的に、同じことがフラットリファイニングゾーンおよびコニカルリファイニングゾーンに当てはまる。リファイナープレートの相対的な速度は、プレートの外周領域で最大である。リファイナープレート上のリファイニングバーは、リファイナープレートの外周領域で、より高い速度で、対向するプレート上で互いに交差する。リファイニングバーのより高い交差速度は、プレートの外周領域において、リファイニング効率を増加させると信じられている。
【００１０】  木材繊維は、従来のリファイナープレートの外周領域を通って迅速に流れる傾向があり、この傾向は、リファイナープレートの形状がフラットであるかまたはコニカルであるかを問わない。外周領域での繊維の迅速性は、遠心力およびディスク間で生じる水蒸気の前への流れによって作りだされる力の影響による。外周領域で保持時間が短いことによって、リファイニング表面の最も効率的な部分において行うことができる仕事量が制限される。
【発明の要約】
【００１１】  リファイニングゾーンの外周の方向に、より多くのエネルギーインプットがシフトするようにリファイナープレートをデザインすることは、全体のリファイニング効率を増大させ、パルプを精製するのに消費されるエネルギーを減少させるはずである。リファイナープレートは、リファイニングゾーンの外周で、繊維の保持時間を増大させるようにデザインされており、それによってリファイニング効率を増大させ、改善する。エネルギーインプットがリファイニングゾーンの外周部にシフトすると、リファイナープレート間の作用間隙は、リファイナープレートの稼働年数を長くするために十分に広くすることができる。
【００１２】  新規なコニカルリファイナープレートが発明され、このリファイナープレートは、ある態様では、エネルギー効率を高め、ディスク間に比較的大きな作用間隙を可能にする。エネルギー効率および大きい作用間隙は、パルプを生産するためのエネルギー消費の減少、生産されるパルプの高い繊維品質、およびリファイナープレートセグメントの長い稼働年数をもたらす。
【００１３】  ある態様では、リファイナープレートは、凸状コニカルロータープレートセグメントの集合体であり、各セグメントはバーを有する外側のリファイニングゾーンを有し、各バーは湾曲した長手方向の形状を有する放射状に外側のセクションと、ギザギザ状、鋸歯状または不規則な壁面を有するリーディング側壁を少なくとも有する。リーディング側壁上の不規則な表面は、形状が半円、長方形または曲線である突起として実現されてもよい。
【００１４】  湾曲したバーおよびバーの間に生ずる湾曲した溝は、外側ゾーンでの木材チップ供給材料の保持時間を増加させ、これにより外側ゾーンでの木材チップ供給材料のリファイニングを増大させる。さらに、リーディング側壁上のギザギザ状の表面も、外側ゾーンでの木材チップ供給材料の保持時間を増加させるように作用する。
【００１５】  他のプレートと向き合う凸状コニカルリファイニング表面を有するリファイニングプレートが発明され、前記凸状リファイニング表面は、表面から立ち上がる複数のバーを含む。バーは放射状に外側に、プレートの外周部エッジの方向へ延びており、バーの少なくともリーディング側壁上にギザギザ状または不規則な表面を有する。バーは湾曲しており、例えば指数関数な弧を有するかまたは渦巻き状の弧内にある。リファイニングプレートは、凸状コニカルロータープレートであってもよく、リファイナーにおいて凹状コニカルステータープレートに対向して配置される。
【００１６】  リグノセルロース材のメカニカルリファイニングのためのリファイニングプレートが発明され、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、それぞれのバーの角度は、バーに対応する放射ラインに対して、放射状に外側の方向に沿って少なくとも１５度増加しており、この角度はリファイニング表面の外周部において１０〜４５度、１５〜３５度、１５〜４５度、２０〜３５度のいずれかの範囲であるホールドバック角（ｈｏｌｄｂａｃｋ  ａｎｇｌｅ）であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁へと向って外側に延びている突起を含み、前記不規則な表面は、リファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【００１７】  リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイニングプレートセグメントが発明され、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、それぞれのバーの角度は、バーに対応する放射ラインに対して、放射状に外側の方向に沿って少なくとも１５度増加しており、この角度はリファイニング表面の外周部において１０〜４５度または１５〜３５度の範囲のホールドバック角であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は、側壁から隣接するバーの上の側壁へと向って外側に延びているバーにおいてくぼみを含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【００１８】  バーのそれぞれは、バー全体にわたって延びているプレートの放射に対して湾曲した長手方向の形状を有していてもよい。角度は、放射状に外側の方向に沿って連続的におよび徐々に、または放射状に外側の方向に沿って段階的に増加してもよい。リファイニング表面への放射状に内側の入口において、バーが、バーに対応する放射ラインの１０、１５または２０度以内の角度でそれぞれ配置されていてもよい。さらに、リファイニングプレートセグメントが回転リファイニングディスクのために適合されており、リファイナーに装着されたとき回転リファイニングディスクに向き合うように適合されていてもよい。
【００１９】  リファイニング表面は複数のリファイニングゾーンを含んでいてもよく、第一のリファイニングゾーンは比較的広いバーと広い溝を有し、第二のリファイニングゾーンは比較的狭いバーと狭い溝を有し、第二のリファイニングゾーンはプレートセグメント上において第一のリファイニングゾーンから放射状に外側にあり、第二のリファイニングゾーンのためのホールドバック角は１０〜４５、１５〜４５および２０〜３５度のいずれかの範囲であってよい。
【００２０】  バーのリーディング側壁上の不規則な表面は一連の傾斜を含んでいてもよく、各傾斜がそれぞれの溝の基板においてより低いエッジを有し、少なくとも部分的にリーディング側壁の上方に延びている。リーディング側壁上の不規則な表面は、半円形状、長方形または曲線形状（ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ  ｓｈａｐｅ）の突起として実現されてもよい。
【００２１】  リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイナープレートが発明され、該リファイナープレートは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、  前記バーは少なくとも放射状に外側のセクションを有し、該セクションは、バーの入口において対応する放射ラインに対して放射ラインの１０、１５または２０度以内のそれぞれのバーの角度と、バーの外側の外周部において１０〜４５、１５〜３５、１５〜４５および２０〜３５度のいずれかの範囲のホールドバック角度を有し、前記角度はバーの放射状に内側の入口から外側の外周部までで少なくとも１０〜１５度増加し、  バーのそれぞれは、放射状に外側のセクションにおいて不規則な表面を有する側壁を含み、前記不規則な表面は、側壁から隣接するバーの上の側壁へ向って外側に延びている突起を含み、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバーの上の側壁へと向って外側に延びている突起を含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【００２２】  他の態様では、リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイナープレートが発明され、該リファイナープレートは基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、  前記バーは少なくとも放射状に外側のセクションを有し、このセクションは、バーの入口において対応する放射ラインに対して放射ラインの１０、１５または２０度以内のそれぞれのバーの角度と、バーの外側の外周部において１０〜４５、１５〜３５、１５〜４５および２０〜３５度のいずれかの範囲のホールドバック角度を有し、前記角度はバーの放射状に内側の入口から外側の外周部までで少なくとも１０〜１５度増加し、  バーのそれぞれは、放射状に外側のセクションにおいて不規則な表面を有する側壁を含み、前記不規則な表面は、側壁から隣接するバーの上の側壁へ向って外側に延びているバーにおけるくぼみを含み、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバーの上の側壁へと向って外側に延びるバーにおけるくぼみを含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【００２３】  リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイニングプレートセグメントが発明され、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、前記バーのそれぞれはバーに対応する放射ラインに対してある角度にあり、バーへの入口での角度は、放射ラインの１０、１５または２０度以内であり、角度はバーに沿って放射状に外側の方向に少なくとも１０〜１５度増加し、角度はリファイニング表面の外周において１０〜４５、１５〜３５、１５〜４５および２０〜３５度のいずれかの範囲であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁へと向って外側に延びている突起を含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【００２４】  他の態様では、リグノセルロース材のメカニカルリファイナーのためのリファイニングプレートセグメントが発明され、該リファイニングプレートセグメントは、基板上に凸状コニカルリファイニング表面を含み、該リファイニング表面は対向するリファイナープレートの凹状コニカルリファイニング表面に向かい合うように適合されており、  前記凸状リファイニング表面は、バーと、バーの間にある溝とを含み、前記バーのそれぞれはバーに対応する放射ラインに対してある角度にあり、バーへの入口での角度は、放射ラインの１０、１５または２０度以内であり、角度はバーに沿って放射状に外側の方向に少なくとも１０〜１５度増加し、  角度はリファイニング表面の外周において１０〜４５、１５〜３５、１５〜４５および２０〜３５度のいずれかの範囲であり、  前記バーのそれぞれは、不規則な表面を有するリーディング側壁を含み、前記不規則な表面は側壁から隣接するバー上の側壁へと向って外側に延びているバーにおけるくぼみを含み、前記不規則な表面はリファイニング表面の外周部またはその近傍から延び、バーに沿って放射状に内側に延びているが、リファイニング表面の入口に達していなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は、セルロース材をパルプに変換するかまたはパルプを解繊させるためのコニカルメカニカルリファイナーの概略図である。
【００２６】
【図２】は、ディスク−コニカルリファイナープレートの配置の断面図である。
【００２７】
【図３】は、コニカルローターリファイナープレートセグメントの斜視図である。
【００２８】
【図４】は、ローター、ステーターの各コニカルゾーンプレートの断面図を示す。
【００２９】
【図５】は、凸状コニカルローターデザインの平面図を示す。
【００３０】
【図６】は、新規なローターデザインに対向するのに使用できるであろう従来の凹状コニカルステータープレートの平面図を示す。
【発明の詳細な説明】
【００３１】  比較的粗いバーと溝の配置を有し、有効なリファイニングゾーンの外周領域において該リファイニングゾーン中の繊維状パッドを長く保持するための他の特徴を有するコニカルローターリファイナープレートが発明された。これらの特徴は、バーの交差する回数がより少ないこと（より少ない圧縮機会）と、材料の格段に長い保持時間（これらは、コニカルローターエレメント又はコニカルローターリファイナープレートの特別なデザインによってもたらされる）とともにリファイニング表面の外周部への表面エリアによってリファイニングエネルギーを集中させる。これは厚い繊維マットの高圧縮率をもたらし、より大きい作用間隙を維持することとなる。対向するプレートの間の繊維の量を減らすことによって高い強度を達成する代わりに、高強度の圧縮は、バーの交差機会の回数を減らすことおよびそれぞれのバーの交差時に存在する繊維の量を増やすことにより達成される。
【００３２】  図１は、コニカルリファイナーまたはディスク−コニカルリファイナー１０を図示する概略図であり、このリファイナーはフィードシステム１２から供給されるセルロース材をパルプ１４に変換するかまたはフィードシステム１２からの木材パルプを解繊させ、改良されたパルプ１４とする。リファイナー１０は、円錐形または部分的に円錐形のメカニカルリファイニング装置である。リファイナー１０は、モーター１８によって駆動されるローター１６を含む。ローターリファイニングプレート２０をローター１６の円錐台の表面上に装着する。付加的なローターリファイニングプレート２２を任意にローター１６の前面の平面上に装着してもよい。これらのリファイニングプレートはローター１６とともに回転する。ローター１６の円錐台の円錐表面上のローターリファイニングプレート２０は、ローター１６の軸２４の周りの一般的に環状の軌道を回転する。ローター１６の前面のローターリファイニングプレート２０は、ローターの軸に対して垂直の面で回転する。
【００３３】  リファイナー１０はコニカルステーター２６を含み、このコニカルステーター２６はローター１６の円錐台部分を取り囲む。ステーター２６はステーターリファイニングプレート２８を含み、このステーターリファイニングプレート２８は、ローター１６上のローターリファイニングプレート２０に対向する。狭い間隙３０は、ローターリファイニングプレート２０とステーターリファイニングプレート２８との間にある。同様に、ステーターディスク３２はローター１６の前面に対面する。付加的なステーターリファイニングプレート３３はステーターディスク３２の上にあり、間隙３４によってローター１６の前面上の付加的なローターリファイニングプレート２２から隔てられている。
【００３４】  セルロース材、例えば木材チップやパルプは、ローター１６の軸２４に沿って中央入口３６の中へ流れる。セルロース材が付加的なローター、ステーターの各リファイニングプレート２２、３３との間の間隙３４へ流れ込むと、セルロース材は、回転しているローターリファイナープレート２２によって与えられる遠心力によって、間隙３４を通って放射状に外側に移動する。セルロース材が付加的なローター、ステーターの各リファイナープレート２２、３３の外側の周辺に到達すると、ローター１６の円錐台部分上のローター、ステーターの各リファイナープレート２０、２８との間の狭い間隙３０の中へ流れる。セルロース材はローター１６によって与えられる遠心力によって狭い間隙３０を通って軸方向に放射状に移動する。セルロース材が間隙３４および３０を通って移動すると、セルロース材は大きな圧縮力およびせん断力にさらされ、これらの力によってセルロース材はパルプまたはさらに精製パルプとなる。
【００３５】  図２は、コニカルローター、ステーターの各リファイニングプレート２０、２８との間の間隙３４および付加的なローター、ステーターの各リファイニングプレート２２、３３との間の間隙３０を示すディスク−コニカルリファイナープレートの配置の断面図である。それぞれのリファイニングプレート２０、２２、２８および３３の前面は、バー３８と溝４０によリ形成されるファイニングパターンを有し、バー３８と溝４０は、それぞれのリファイニングプレート２０、２２、２８または３３の前表面を横切って一般的に放射状に延びている。溝４０の底部は、それぞれのリファイニングプレート２０、２２、２８または３３の基板にある。溝の間のブリッジは基板から延び上がっている。溝４０は、隣接するバー３８との間の、プレート２０、２２、２８または３３の基板の上方の容積を有する。
【００３６】  バー３８および溝４０のパターンは、バー３８の間の距離、バー３８の長さ、バー３８の長手方向の形状および他の要素により大きく変化する。プレート２０および２２がローター１６とともに動くと、ローターリファイニングプレート２０、２２上のバー３８は、ステーターリファイニングプレート２８、３３上のバーと繰り返し交差する。バー３８の交差により間隙３０、３４で繊維パッドに与えられるパルス状の力は、繊維パッド中のセルロース材に加えられるせん断力と圧縮力における実質的な要素である。
【００３７】  リファイニングプロセスは、セルロース材で形成され、コニカルリファイナーまたはディスク−コニカルリファイナー１０のプレート間の作用間隙３０、３４の中を移動する繊維パッドに周期的な圧縮とせん断を加える。リファイニングプロセスのエネルギー効率は、せん断で加えられるリファイニングエネルギーのパーセンテージを減少させること及びより低い圧縮率によって改善される。圧縮率の増大は、本明細書に開示されているプレートデザインで、プレートの放射状に外側の領域にあるギザギザ状のリーディング側壁を有する粗いバーによって達成される。せん断の量は、比較的広い作用間隙３０または３４によって減少するが、これらの間隙は従来のエネルギー効率のより高いリファイナープレートと比較して広い。
【００３８】  リファイナー１０中のローター、ステーターの各リファイニングプレート２０、２２、２８、３３の間の比較的広い作用間隙３０または３４によって、プレート２０、２２、２８または３３の間で形成されるパルプパッドはより厚くなる。
【００３９】  高い圧縮力は、類似の高エネルギー効率装置で使用されている従来のロータープレートと比べて有意に粗いリファイナープレートを使用して、厚いパルプパッドで達成され得る。粗いリファイナープレートは、高エネルギー効率リファイナーで通常使用されている細かいファインリファイナープレートと比べて、比較的少ないバー３８を有する。バー３８の数がより少なくなると、ローター１６上のバー３８がステーター２６上のバー３８を横切って通過する際に加えられる圧縮サイクルが減少する。より少ない圧縮サイクルに投入されるエネルギーは、圧縮およびせん断のそれぞれの機会における強度を増大させ、エネルギー効率を増大させる。
【００４０】  本明細書に開示されているローターリファイナープレート２０および２２のデザインは、高い繊維保持および高い圧縮を達成し、繊維の長さを保ち、リファイナープレートの摩耗寿命を改善しつつ高いエネルギー効率を提供する。これらのデザインは、コニカルリファイナーおよびディスク−コニカルリファイナーのための凸状コニカルローターリファイナープレート２０において使用され、その際に既存または新規のステータープレートのデザインが凹状コニカルステーターリファイニングプレート２８上で使用される。
【００４１】  図３は、コニカルローター１６のためのリファイナープレート４０の斜視図である。リファイナープレート４０は比較的粗いバー４２と溝４４の配置を有し、バー４２の間の間隔は、従来の高エネルギーローターリファイニングプレートで用いられるものより大きい。バー４２は、回転の方向５０において、側壁のリーディング表面上の、バーの外周部のギザギザ状の表面において、後方傾斜角（ｂａｃｋ  ｓｗｅｐｔ  ａｎｇｌｅ）４６を有する。これらの特徴によって、プレート４０の放射状に外側の部分５２における繊維パッドの保持時間が増大する。外側部分５２はエネルギーの多くを作用間隙３０または３４の繊維パッドに加えるので、外側部分５２は一般的にリファイニングに最も効率の良い部分である。後方傾斜角４６と側壁上のギザギザ状の表面４８によって、放射状に外側の部分５２においてパルプに加えられるリファイニングエネルギーが集中する。これらの特徴が、粗いバー４２と溝４４のパターンと組み合わさり、バー交差の頻度（圧縮機会）を減少させ、リファイニングゾーンの放射状に外側の部分５２における繊維保持時間を実質的に増大させる。繊維パッドに加えられる圧縮の頻度がより少ないと、放射状に外側の部分５２におけるパッドの保持時間がより長くなり、比較的広い作用間隙３０または３４によって、厚い繊維マットの圧縮率が高くなる。
【００４２】  従来の低エネルギーリファイニングプレートは、狭い作用間隙を有し、対向するプレートの間の繊維の量を減少させ、これによってエネルギーをパルプの少ない集積物に集中させている。これに対して、リファイニングプレート４０を用いて、高強度圧縮が達成されるが、これは、作用間隙３０、３４が比較的広く、これによってそれぞれのバー交差部に存在する繊維の量を増加させ、セルロース材を処理するリファイナーの能力を増大させるようになっているからである。
【００４３】  リファイナープレート４０は湾曲したバー４２を有し、これらのバーは、コニカルリファイニングゾーンの放射状に外側の部分５２において少なくとも存在するリーディング側壁の上にギザギザ状の表面４８を有する。湾曲４６およびバー４２のリーディング側壁上のギザギザ状の表面４８によって、繊維マットが減速し、これによってリファイニングゾーンの放射状に外側の部分５２におけるパルプの保持時間が増加する。増加した保持時間によって、パルプへのエネルギー投入がより効率的であるリファイナーの外周部へのより大きいエネルギーの投入が可能となる。
【００４４】  リーディング側壁のギザギザ状の表面４８は、種々の大きさと形状をとり得る。表面４８は外側の突起を有し、これらの突起はギザギザ状のコーナ（角部）、例えば鋸歯形状、一連の“７”の形状においてコーナ（角部）にポイント（頂点）を有する。これらは、バーの長さに沿って３ｍｍ〜８ｍｍの間だけ互いに間隔をあけて配置されている。リーディング側壁エッジ上のギザギザ状の表面４８の突起は、例えば１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの間の深さを有し、深さはバーの幅に延びている。突起の深さは、バー４２の幅によって制限されることがある。バー４２は、２．５ｍｍと６．５ｍｍとの間の平均幅を有する。バー４２の幅は、リーディング側壁上のギザギザ状の表面４８の特徴、特に突起によって変化する。
【００４５】  他の態様では、バー４２の表面のくぼみが突起と置き換わる。くぼみは図に示されていないが、突起と同じ場所にあり、突起と同じ大きさである。
【００４６】  バー４２上の後方傾斜角４６は次第に増加する角度である。角度４６は、バー４２と、軸２４およびローター１６の円錐表面と平行な参照線４９との間の角度であり、リファイナープレートの放射状に内側の入口５６領域において参照線４９に対して０度または１０、１５、２０度以内である。角度４６は、これがバー４２に沿って放射状に、そして軸的に外側に動くに従って少なくとも１０〜１５度だけ増加する。リファイナープレート４０の外周部において、角度４６はホールドバック角度であり、１０〜４５度、１５〜３５度、１５〜４５度および２０〜３５度のいずれかの範囲である。
【００４７】  図４、図５および図６は、ローター、ステーターの各コニカルゾーンプレートの断面図、凸状コニカルローターデザインの平面図および新規なローターデザインに対して用いられる従来の凹状コニカルステータープレートの平面図をそれぞれ示す。コニカルロータープレート１４０およびコニカルステータープレート１５０が作用間隙１５２によって隔てられていることが示されている。ロータープレート１４０は上述したとおりである。ステータープレート１５０は、バー１５４と溝１５６とを含み、これらは参照線１４８と平行であるか、または所望であると考えられる角度をなしている。ダム１５８が溝１５６に配置され、溝１５６を通る繊維の移動を減速させ、繊維を溝１５６の深くに移動させ、ダム１５８の隆起部の方へ流れ上がるようにしてもよい。ステータープレート１５０のプレートデザインは、従来のプレートデザインでもよく、まだ開発されていないステータープレートデザインでもよいが、ステータープレート１５０は、本発明に開示されているロータープレート１４０のデザインとともに依然として使用される。
【００４８】  ステーター、リファイナーの各プレート１４０、１５０は、ステーター、ローターの対応する表面上に設置するために、わずかに凸状または凹状の湾曲を有してもよい。ステータープレート１５０は、ステーター上に環状に配置される。同様に、ロータープレート１４０はローターの円錐台部分の上に環状に配置される。
【００４９】本発明を現時点で最も実用的で好ましい態様と考えられるものとの関係で記述したが、本発明は開示された態様に限定されるものではなく、添付の請求項に記載された発明の要旨と範囲内に含まれる種々の修正物および等価物におよぶことを意図していることを理解されたい。
【図１】
2013044084.tif 000003
【図２】
2013044084.tif 000004
【図３】
2013044084.tif 000005
【図４】
2013044084.tif 000006
【図５】
2013044084.tif 000007
【図６】
2013044084.tif 000008
【外国語明細書】
【TITLE OF INVENTION】
CONICAL ROTOR REFINER PLATE ELEMENT HAVING CURVED BARS AND SERRATED LEADING EDGES
【TECHNICAL FIELD】
【０００１】   The invention relates to conical refiners or disc-conical refiners for lignocellulosic materials, such as refiners used for producing mechanical pulp, thermomechanical pulp and a variety of chemi-thermomechanical pulps (collectively referred to as mechanical pulps and mechanical pulping processes).
【PRIOR ART】
【０００２】Conical refiners, or conical zones of disc-conical refiners, are used in mechanical pulping processes.  The raw cellulosic material, typically wood or other lignocellulosic material (collectively referred to as wood chips), is fed through the middle of one of the refiners discs and propelled outwards by a strong centrifugal force created by the rotation of a rotor disc.  Refiner plates are mounted on each of the opposing faces of the refiner discs. The wood chips move between the opposing refiner plates in a generally radial direction to the outer perimeter of the plates and disc section when such a section exists (in disc-conical refiners).  In conical refiners (or conical section of disc-conical refiners), the convex rotor element propels the wood chips into the concave stator element.  
【０００３】Steam is a major component of the feeding mechanism.  Steam generated during refining displaces the wood chips through the conical zone.
【０００４】In conical and disc-conical refiners, the refiner rotor conventionally operates at rotational speeds of 1500 to 2100 revolutions per minute (RPM).  While the wood chips are between the refining elements, energy is transferred to the material via refiner plates attached to the rotor and stator elements. 
【０００５】The refiner plates generally feature a pattern of bars and grooves, as well as dams, which together provide a repeated compression and shear actions on the wood chips.  The compression and shear actions acting on the material separates the lignocellulosic fibers out of the raw material, provides a certain amount of development or fibrillation of the material, and generates some amount of fiber cutting which is usually less desirable.  The fiber separation and development is necessary for transforming the raw wood chips into a suitable board or paper making fiber component.
【０００６】In the mechanical pulping process, a large amount of friction occurs, such as between the wood chips and the refiner plates.  This friction reduces the energy efficiency of the process.  It has been estimated that the efficiency of the energy applied in mechanical pulping is in the order of 10% (percent) to 15%.  
【０００７】Efforts to develop refiner plates which work at higher energy efficiency e.g., lower friction, have been achieved and typically involve reducing the operating gap between the discs.  Conventional techniques for improving energy efficiencies typically involve design features on the front face of refiner plate segments that usually speed up the feed of wood chips across the refining zone(s) on the refiner plates.  These techniques often result in reducing the thickness of the fibrous pad formed by the wood chips flowing between the refiner plates.  When energy is applied by the refiner plates to a thinner fiber pad, the compression rate applied to the wood chips becomes greater for a given energy input and results in a more efficient energy usage in refining the wood chips.
【０００８】Reducing the thickness of the fiber pad allows for smaller operating gaps, e.g., the clearance between the opposing refiner plates.  Reducing the gap may result in an increase in cutting of the fibers of the wood chips, a reduction of the strength properties of the pulp produced by the discs, an increased wear rate of the refiner plates, and a reduction in the operating life of the refiner plates.  The refiner plate operational life reduces exponentially as the operating gap is reduced. 
【０００９】The energy efficiency is believed to be greatest toward the periphery of the refiner discs, and in general, the same applies for both flat and conical refining zones.  The relative velocities of refiner plates are greatest in the peripheral region of the plates.  The refining bars on the refiner plates cross each other on opposing plates at a higher velocity in the peripheral regions of the refiner plates.  The higher crossing velocity of the refining bars is believed to increase the refining efficiency in the peripheral region of the plates.
【００１０】The wood fibers tend to flow quickly through the peripheral region of the conventional refiner plates, regardless of whether they are flat or conical in shape.  The quickness of the fibers in the peripheral region is due to the effects of centrifugal forces and forces created by the forward flow of steam generated between the discs. The shortness of the retention period in the peripheral region limits the amount of work that can be done in that most efficient part of the refining surface.  
【BRIEF SUMMARY OF INVENTION】
【００１１】  Designing the refiner plates to shift more of the energy input toward the periphery of the refining zone(s) should increase the overall refining efficiency and reduce the energy consumed to refine pulp.  The refiner plates are designed to increase the retention period of the fibers in the periphery of the refining zone(s), thereby increasing and improving the refining efficiency.  As the energy input is shifted to the periphery of the refining zone(s),   operating gap between the refiner plates may be made sufficiently wide so as to provide a long operating life for the refiner plates.
【００１２】   A novel conical refiner plate has been conceived that, in one embodiment, has enhanced energy efficiency and allows for a relatively large operating gap between discs.  The energy efficiency and large operating gap may provide reduced energy consumption to produce pulp, a high fiber quality of the produced pulp, and a long operating life for the refiner plate segments.
【００１３】  In one embodiment, the refiner plate is an assembly of convex conical rotor plate segments having an outer refining zone with bars that have at least a radially outer section with a curved longitudinal shape and leading sidewalls with wall surfaces that are jagged, serrated, or otherwise irregular.  The irregular surface on the leading sidewall may also be embodied as protrusions that are semi-circular, rectangular or curvilinear in shape.
【００１４】  The curved bars and resulting curved grooves between bars increase the retention time of the wood chip feed material in the outer zone and thereby increase the refining of the material in the outer zone.  Further, the jagged surfaces on the leading sidewalls also act to increase the retention time of feed material in the outer zone.
【００１５】  A refining plate has been conceived with a convex conical refining surface facing another plate; the convex refining surface includes a plurality of bars upstanding from the surface.  The bars extend radially outward toward an outer peripheral edge of the plate, and have a jagged or irregular surface on at least the leading sidewall of the bars.  The bars are curved, such as with an exponential or in an involute arc.  The refining plate may be a convex conical rotor plate, and is arranged in a refiner opposite a concave conical stator plate.  
【００１６】   A refining plate segment has been conceived for a mechanical refining of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, the convex refining surface including bars and grooves between the bars, wherein an angle of each bar with respect to a radial line corresponding to the bar increases at least 15 degrees along a radially outward direction, and the angle is a holdback angle in a range of any of 10 to 45 degrees, 15 to 35 degrees, 15 to 45 degrees and 20 to 35 degrees at the periphery of the refining surface, and wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inwardly along the bars and may not reach an inlet of the refining surface. 
【００１７】  A refining plate segment has been conceived for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, the convex refining surface including bars and grooves between the bars, wherein an angle of each bar with respect to a radial line corresponding to the bar increases at least 15 degrees along a radially outward direction, and the angle is a holdback angle in a range of 10 to 45 degrees or 15 to 35 degrees at the periphery of the refining surface, and wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface that includes recesses in the bar extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface and extends radially inward along the bars and may not reach an inlet of the refining surface. 
【００１８】  The bars may each have a curved longitudinal shape with respect to a radial of the plate extending through the bar. The angles may increase continuously and gradually along the radially outward direction or in steps along the radially outward direction.  At the radially inward inlet to the refining surface, the bars may be each arranged at an angle within 10, 15 or 20 degrees of a radial line corresponding to the bar. Further, the refining plate segment may be adapted for a rotating refining disc and to face a rotating refining disc when mounted in a refiner. 
【００１９】  The refining surface may include multiple refining zones, wherein a first refining zone has relatively wide bars and wide grooves and a second refining zone has relatively narrow bars and narrow grooves, wherein the second refining zone is radially outward on the plate segment from the first refining zone, and wherein the holdback angle for the second refining zone may be in a range of any of 10 to 45, 15 to 45 and 20 to 35.
【００２０】  The irregular surface on the leading sidewall of the bars may include a series of ramps, each having a lower edge at the substrate of each groove, extending at least partially up the leading sidewall.  The irregular surface on the leading sidewall may be embodied as protrusions on the semi-circular, rectangular or curvilinear shapes.
【００２１】  A refiner plate has been conceived for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, and the convex refining surface includes bars and grooves between the bars, wherein the bars have at least a radially outer section having an angle of each bar with respect to a corresponding radial line at the inlet of the bar within 10, 15 or 20 degrees of the radial line, and the holdback angle is an angle in a range of any of 10 to 45, 15 to 35, 15 to 45 and 20 to 35 at an outer periphery of the bars, wherein the angle increases at least 10 to 15 degrees from a radially inward inlet of the bars to the outer periphery, and the bars each include a sidewall having an irregular surface in a radially outer section, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bars and may not reach an inlet of the refining surface.
【００２２】  In another embodiment, a refiner plate has been conceived for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, and the convex refining surface includes bars and grooves between the bars, wherein the bars have at least a radially outer section having an angle of each bar with respect to a corresponding radial line at the inlet of the bar within 10, 15 or 20 degrees of the radial line, and the holdback angle is an angle in a range of any of 10 to 45, 15 to 35, 15 to 45 and 20 to 35 at an outer periphery of the bars, wherein the angle increases at least 10 to 15 degrees from a radially inward inlet of the bars to the outer periphery, and the bars each include a sidewall having an irregular surface in a radially outer section, wherein the irregular surface includes recesses in the bar extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes recesses in the bar extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bars and may not reach an inlet of the refining surface.
【００２３】  A refining plate segment has been conceived for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate; the convex refining surface including bars and grooves between the bars, wherein each bar is at an angle with respect to a radial line corresponding to the bar, and the angle at the inlet to the bars within 10, 15 or 20 degrees of the radial line, the angle increases at least 10 to 15 degrees in a radially outward direction along the bar, and the angle is in a range of any of 10 to 45, 15 to 35, 15 to 45 and 20 to 35 at the periphery of the refining surface, and wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bars and may not reach an inlet of the refining surface.  
【００２４】  In another embodiment, a refining plate segment has been conceived for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising: a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate; the convex refining surface including bars and grooves between the bars, wherein each bar is at an angle with respect to a radial line corresponding to the bar, and the angle at the inlet to the bars is within 10, 15 or 20 degrees of the radial line, the angle increases at least 10 to 15 degrees in a radially outward direction along the bar, and the angle is in a range of any of 10 to 45, 15 to 35, 15 to 45 and 20 to 35 at the periphery of the refining surface, and wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes recesses in the bar extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bars and may not reach an inlet of the refining surface. 
【BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS】
【００２５】  FIGURE 1 is a schematic diagram of a conical mechanical refiner for converting cellulosic material to pulp, or for developing pulp.
【００２６】  FIGURE 2 is a cross-sectional view of a disc-conical refiner plate arrangement.
【００２７】  FIGURE 3 is a perspective view of a conical rotor refiner plate segment.
【００２８】  FIGURE 4 shows a cross-section of rotor and stator conical zone plates.
【００２９】  FIGURE 5 shows a top view of a convex conical rotor design.
【００３０】  FIGURE 6 shows top view of a conventional concave conical stator plate that could be used opposing the novel rotor design.
【DETAILED DESCRIPTION OF INVENTION】
【００３１】  A conical rotor refiner plate has been conceived with a relatively coarse bar and groove configuration, and other features to provide for a long retention time for the fibrous pad in the effective refining zone at a peripheral region of that zone.  These features concentrate the refining energy by surface area toward the periphery of the refining surface, together with a lower number of bar crossings (less compression events) and a much longer retention time for the raw material, caused by the specific design of the conical rotor elements or conical rotor refiner plates.  This results in a high compression rate of a thick fiber mat, thus maintaining a larger operating gap.  Instead of achieving high intensity by reducing the amount of fiber between the opposing plates, high intensity compressions are achieved by lowering the number of bar crossing events and increasing the amount of fiber present at each bar crossing.
【００３２】  FIGURE 1 is a schematic diagram illustrating a conical refiner or disc-conical refiner 10 which converts cellulosic material provided from a feed system 12 to pulp 14, or which develops wood pulp from the feed system 12 and results in improved pulp 14.  The refiner 10 is a conical or partially conical mechanical refining device.  The refiner 10 includes a rotor 16 driven by a motor 18.  Rotor refining plates 20 are mounted on the frustoconical surface of the rotor 16.  Additional rotor refining plates 22 may be optionally mounted on a front planar face of the rotor 16.  These refining plates rotate with the rotor 16. The rotor refining plates 20 on the frustoconical conical surface of the rotor 16 turn in a generally annular path around the axis 24 of the rotor 16.  The rotor refining plates 20 on the front face of the rotor 16 turn in a plane perpendicular to the rotor axis.
【００３３】  The refiner 10 includes a conical stator 26 which surrounds the frustoconical portion of the rotor 16.  The stator 26 includes stator refining plates 28 that are opposite the rotor refining plates 20 on the rotor 16.  A narrow gap 30 is between the rotor refining plates 20 and stator refining plates 28.  Similarly, a stator disc 32 faces the front of the rotor 16.  Additional stator refining plates 33 are on the stator disc 32 and are separated by a gap 34 from the additional rotor refining plates 22 on the front of the rotor 16. 
【００３４】  Cellulosic material, such as wood chips and pulp, flows into a center inlet 36 along the axis 24 of the rotor 16.  As the cellulosic material flows into the gap 34 between the additional rotor and stator refining plates 22 and 33, the cellulosic material is moved radially outward through the gap 34 by centrifugal forces imparted by the rotating rotor refiner plate 22.  As the cellulosic material reaches the outer perimeter of the additional rotor and stator refiner plates 22 and 33, it flows into the narrow gap 30 between the rotor and stator refiner plates 20 and 28 on the frustoconical portion of the rotor 16.  The cellulosic material moves axially and radially through the narrow gap 30 due to the centrifugal force applied by the rotor 16. As the cellulosic material moves through the gaps 34 and 30, the cellulosic material is subjected to large compression and shear forces which convert the cellulosic material to pulp or further refine the pulp. 
【００３５】  FIGURE 2 is cross-sectional view of a disc-conical refiner plate arrangement showing the gaps 34 and 30 between the conical rotor and stator refining plates 20 and 28 and the additional rotor and stator refining plates 22 and 33.  The front face of each refining plate 20， 22， 28, and 33 has a refining pattern formed of bars 38 and grooves 40 which extend generally radially across the front surface of each refining plate 20， 22， 28, or 33.  The bottoms of the grooves 40 are at the substrate of the each refining plate 20， 22， 28, or 33.  Bridges between the grooves extend up from the substrate.  The grooves 40 are the volumes between adjacent bars 38 and above the substrate of the plate 20， 22， 28, or 33.
【００３６】  The pattern of bars 38 and grooves 40 can vary widely in terms of the distance between bars 38, the length of bars 38, the longitudinal shape of the bars 38 and other factors.  As the plates 20 and 22 move with the rotor 16, the bars 38 on the rotor refining plates 20 and 22 repeatedly cross over the bars on the stator refining plates 28 and 33.  The pulsating forces imparted to the fiber pad in the gaps 30 and 34 due to the crossing of the bars 38 is a substantial factor in the shear and compression forces applied to the cellulosic material in the fiber pad.
【００３７】  The refining process applies a cyclical compression and shear to a fibrous pad, formed of cellulosic material, moving in the operating gaps 30 and 34 between the plates of a conical refiner or disc-conical refiner 10.  The energy efficiency of the refining process may be improved by reducing the percentage of the refining energy applied in shear and at lower compression rates.  The increased compression rate is achieved with the plate designs disclosed herein by the coarse bars with jagged leading sidewalls at the radially outward regions of the plates.  The amount of shearing is reduced by relatively wide operating gaps 30 or 34, which are wide as compared to conventional higher energy efficiency refiner plates. 
【００３８】  A relatively wide operating gap 30 or 34 between the rotor and stator refining plates 20， 22， 28, and 33 in a refiner 10, results in a thicker pulp pad formed between the plates 20， 22， 28, or 33.  
【００３９】  High compression forces can be achieved with a thick pulp pad using a significantly coarser refiner plate, as compared to conventional rotor plates used in similar high energy efficiency applications. A coarse refiner plate has relatively few bars 38 as compared to a fine refiner plate typically used in high energy efficiency refiners.  The fewer number of bars 38 reduces the compression cycles applied as the bars 38 on the rotor 16 pass across the bars 38 on the stator 26. The energy being transferred into fewer compression cycles increases the intensity of each compression and shear event and increase energy efficiency. 
【００４０】  The rotor refiner plate 20 and 22 designs disclosed herein achieve high fiber retention and high compression to provide high energy efficiency while preserving fiber length and improving wear life of the refiner plates.  These designs are to be used in convex conical rotor refiner plates 20 for conical and disc-conical refiners, where any existing or new stator plate design may be used on the concave conical stator refining plates 28.
【００４１】  FIGURE 3 is a perspective view of a refiner plate 40 for a conical rotor 16.  The refiner plate 40 may have a relatively coarse bar 42 and groove 44 arrangement wherein the separation between bars 42 is greater than with conventional high energy rotor refining plates.  The bars 42 may have a back swept angle 46 at their outer perimeter and jagged surfaces 48 on the leading face of the sidewalls in the direction 50 of rotation.  These features increase the retention time of the fibrous pad in the radially outward portion 52 the plate 40.  The outward portion 52 is generally the most effective portion for refining because this portion 52 applies much of the energy to the fiber pad in the operating gap 30 or 34.  The back swept angle 46 and jagged surfaces 48 on the sidewall concentrate the refining energy, applied to the pulp in the radially outward portion 52.  These features combine with a coarse bar 42 and groove 44 patterns to reduce the frequency of bar crossings (less compression events) and substantially increase the fiber retention period in the radially outward portion 52 of the refining zone.  The lower frequency of compressions applied to the fiber pad, longer period of the pad in the radially outward portion 52, and relatively wide operating gap 30 or 34 achieve a high compression rate of a thick fiber mat.
【００４２】  Conventional low energy refining plates may have narrow operating gaps to reduce the amount of fiber between the opposing plates and thereby concentrate the energy on a relatively small accumulation of pulp.  In contrast, high intensity compressions are achieved with the refining plate 40 such that the operating gap 30, 34 may be relatively wide and thereby increase the amount of fiber present at each bar crossing and the capacity of the refiner to process cellulosic material.
【００４３】  The refiner plate 40 may have curved bars 42 with jagged surfaces 48 on the leading sidewalls at least in the radially outward portion 52 of the conical refining zone.  The curvature 46 and jagged surfaces 48 on the leading sidewalls of the bars 42 slows the fibrous mat and thereby increases the retention of the pulp in the radially outward portion 52 of the refining zone.  The increased retention period allows for greater energy input towards the periphery of the refiner where energy input into the pulp is more efficient.
【００４４】  The jagged surfaces 48 of the leading sidewall may be of various sizes and shapes.  The surfaces 48 may include outer protrusions having jagged corners, e.g., points on a saw-tooth shape and corners in a series of “7” shape, that are spaced apart from each other by between 3 mm to 8 mm along the length of the bar.  The protrusions of the jagged surfaces 48 on the leading sidewall edge have a depth of, for example, between 1.0 mm to 2.5 mm, where the depth extends into the bar width.  The depth of the protrusions may be limited by the width of the bars 42.  A bar 42 may have an average width of between 2.5 mm and 6.5 mm.  The bar 42 width varies due to the jagged surface 48 features, particularly the protrusions, on the leading sidewall.
【００４５】In another embodiment, recesses in the surface of the bars 42 replace the protrusions.  The recesses are not shown in the drawings, but would be in the same locations and have the same dimensions as the protrusions.
【００４６】  The swept back angle 46 on the bars 42 may be a progressively increasing angle.  The angle 46 between a bar 42 and a reference line 49 parallel to the axis 24 and the conical surface of the rotor 16 may be zero or within ten, fifteen or twenty degrees of the reference line 49 at the radially inward inlet 56 region of the refiner plate.  The angle 46 may increase at least ten to fifteen degrees as the angle 46 moves radially and axially outward along the bar 42.  At the outer periphery of the refiner plate 40, the angle 46 is a holdback angle and may be in a range of any of 10 to 45, 15 to 35, 15 to 45 and 20 to 35 degrees.
【００４７】  FIGURES 4, 5 and 6 are a cross-section of rotor and stator conical zone plates, a top view of a convex conical rotor design, and a top view of a conventional concave conical stator plate that could be used opposing the novel rotor design, respectively.  A conical rotor plate 140 and a conical stator plate 150, which are separated by an operating gap 152, are shown.  The rotor plate 140 is described above.  The stator plate 150 may include bars 154 and grooves 156 that are parallel to the reference line 148, or at any angle deemed to be desirable.  Dams 158 may be arranged in the grooves 156 to slow the movement of fibers through the grooves 156 and to cause fibers moving deep in the grooves 156 to flow up toward the ridges of the dams 158.  The plate design for the stator plate 150 may be a conventional plate design or a yet to be developed stator plate design, and may still be used with the rotor plate 140 designs disclosed herein. 
【００４８】  The stator and refiner plates 140 and 150 may have a slight convex or concave curvature to seat on the corresponding surface of the stator or rotor.  The stator plates 150 are arranged in an annular array on the stator.  Similarly, the rotor plates 140 are arranged in an annular array on the frustoconical portion of the rotor.
【００４９】  While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not to be limited to the disclosed embodiments, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. 
1.    A refining plate segment for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising:
a convex conical refining surface on a convex conical substrate of the plate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, 
the convex conical refining surface including bars and grooves formed between adjacent bars, wherein an angle of each bar with respect to a reference line parallel to a rotational axis of the refiner increases at least 15 degrees along a radially outward direction, and the angle is a holdback angle ina range of any of 10 to 45 degrees at a periphery of the refining surface, and
wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface,   wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface and extends radially inward along the bar.
2.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the bars each have a curved longitudinal shape with respect to a radial of the plate extending through the bar.
3.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the angle increases continuously and gradually along the radially outward direction.
4.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the angle increases in steps along the radially outward direction.
5.     The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein at a radially inward inlet to the refining surface, the bars are each arranged at an angle within 20 degrees of a radial line corresponding to the bar.
6.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the refining plate segment is adapted for a rotating refining cone and adapted to face a static concave refining cone when mounted in a refiner.
7.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the refining surface includes multiple refining zones, wherein a first refining zone has relatively wide bars and wide grooves, and a second refining zone has relatively narrow bars and narrow grooves, and wherein the second refining zone is radially outer on the plate segment from the first refining zone.
8.    The convex conical refining plate segment of claim 7 wherein the holdback angle refers to the bars of the second refining zone.
9.    The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the irregular surface includes a series of ramps, each having a lower edge at the substrate of each groove, extending at least partially up the leading sidewall. 
10.   The convex conical refining plate segment of claim 1 wherein the irregular surface extends along the bar without reaching an inlet of the refining surface.
11.   A convex conical refiner plate for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising:
a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, and
the refining surface including bars and grooves between the bars, wherein the bars have at least a radially outer section having an angle of each bar with respect to a corresponding radial line at the inlet of the bar within 20 degrees of the radial line and a holdback angle in a range of any of 10 to 45 degrees at an outer periphery of the bars, wherein the angle increases at least 15 degrees from radially inward inlet of the bars to the outer periphery, and 
the bars each include a sidewall having an irregular surface in a radially outer section, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar,
wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface and extends radially inwardly along the bar.
12.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the bars each have a curved longitudinal shape with respect to a radial of the plate extending through the bar.
13.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the angle increases continuously and gradually along the radially outward direction.
14.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the angle increases in steps along the radially outward direction.
15.    The convex conical refining plate of claim 11 wherein at a radially inward inlet to the refining surface, the bars are each arranged at an angle within 20 degrees of a radial line corresponding to the bar.
16.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the refining plate segment is adapted for a rotating refining cone and to face a concave static refining cone when mounted in a refiner. 
17.   The convex conical refiner plate segment of claim 11 wherein the protrusions of the irregular surface form a pattern that is at least one of a zig-zag, sawtooth, series of bumps, sinusoid, or a sideways Z-pattern.
18.   The convex conical refiner plate segment of claim 11 wherein the protrusions on the irregular surface vary the width of the bar by at least one-fifth the width of the bar along the portion of the bar having the sidewall with the irregular surface.
19.   The convex conical refiner plate segment of claim 11 wherein the refining surface includes an outer refining surface having a higher density of bars than a density of bars in an inner refining section.
20.   The convex conical refining plate segment of claim 11 wherein the protrusions of the irregular surface are most pronounced at an upper edge of the sidewall and are less pronounced proximate a substrate of the plate. 
21.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the refining surface includes multiple refining zones, wherein a first refining zone has relatively wide bars and wide grooves, and a second refining zone has relatively narrow bars and narrow grooves, and wherein the second refining zone is radially outward on the plate segment from the first refining zone.
22.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the holdback angle refers to the bars of the second refining zone.
23.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the irregular surface includes a series of ramps each having a lower edge at the substrate of each groove, extending at least partially up the leading sidewall.
24.   The convex conical refining plate of claim 11 wherein the irregular surface extends along the bar without reaching an inlet of the refining surface.
25.   A convex conical refining plate segment for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising:
a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate;
the convex conical refining surface including bars and grooves between the bars, wherein each bar is at an angle with respect to a radial line corresponding to the bar, and the angle at the inlet to the bars is within 20 degrees of the radial line, the angle increases at least 15 degrees in a radially outward direction along the bar, and the angle is in a range of 10 to 45 degrees at the periphery of the refining surface, and 
wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bar.
26.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the bars each have a curved longitudinal shape with respect to a radial of the plate extending through the bar.
27.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the angles increase continuously and gradually along the radially outward direction.
28.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the angle increases in steps along the radially outward direction.
29.    The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the refining plate segment is adapted for a rotating refining cone and to face a concave static refining cone when mounted in a refiner. 
30.   The convex conical refiner plate segment of claim 25 wherein the protrusions of the irregular surface form a pattern that is at least one of a zig-zag, sawtooth, series of bumps, sinusoid, or a sideways Z-pattern.
31.   The convex conical refiner plate segment of claim 25 wherein the protrusions on the irregular surface vary the width of the bar by at least one-fifth the width of the bar along the portion of the bar having the sidewall with the irregular surface.
32.   The convex conical refiner plate segment of claim 25 wherein the refining surface includes an outer refining surface having a higher density of bars than a density of bars in an inner refining section.
33.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the protrusions of the irregular surface are most pronounced at an upper edge of the sidewall and are less pronounced proximate a substrate of the plate. 
34.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the refining surface includes multiple refining zones, wherein a first refining zone has relatively wide bars and wide grooves, and a second refining zone has relatively narrow bars and narrow grooves, and wherein the second refining zone is radially outward on the plate segment from the first refining zone.
35.   The convex conical refining plate segment of claim 34 wherein the holdback angle refers to the bars of the second refining zone.
36.   The convex conical refining plate segment of claim 25 wherein the irregular surface includes a series of ramps each having a lower edge at the substrate of each groove, extending at least partially up the leading sidewall. 
37.   A convex conical refining plate segment for a mechanical refiner of lignocellulosic material comprising:
a convex conical refining surface on a substrate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate;
the convex conical refining surface including bars and grooves between the bars, wherein each bar is at an angle with respect to a radial line corresponding to the bar, and the angle at the inlet to the bars is within 20 degrees of the radial line, the angle increases at 15 degrees in a radially outward direction along the bar, and the angle is in a range of 10 to 45 degrees at the periphery of the refining surface, and 
wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface, wherein the irregular surface includes recesses extending inwardly from the sidewall away from a sidewall on an adjacent bar, and the irregular surface extends from at or near the outer periphery of the refining surface, and extends radially inward along the bars.
38.   The convex conical refining plate segment of claim 37 wherein the leading sidewall comprises a semi-circular or rectangular shape.  
39.   The convex conical refining plate segment of claim 37 wherein the refiner is a high consistency refiner.
40.   The convex conical refining plate segment of claim 37 wherein the refiner is a medium consistency refiner.
41.   The convex conical refining plate segment of claim 37 wherein the refiner operates at consistencies below 6%.
42.   The convex conical refining plate segment of claim 37 wherein the irregular surface extends along the bar without reaching an inlet of the refining surface.
1.ABSTRACT
A refining plate segment for a mechanical refiner of lignocellulosic material including: a convex conical refining surface on a convex conical substrate of the plate, wherein the refining surface is adapted to face a concave conical refining surface of an opposing refiner plate, the convex conical refining surface including bars and grooves formed between adjacent bars, wherein an angle of each bar with respect to a reference line parallel to a rotational axis of the refiner increases at least 15 degrees and the angle is a holdback angle is 10 to 45 degrees at a periphery of the refining surface, and wherein the bars each include a leading sidewall having an irregular surface having protrusions extending outwardly from the sidewall toward a sidewall on an adjacent bar.
2.Selected drawing
FIg.3
【Ｆｉｇ．１】
2013044084.tif 000009
【Ｆｉｇ．２】
2013044084.tif 000010
【Ｆｉｇ．３】
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【Ｆｉｇ．４】
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【Ｆｉｇ．５】
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【Ｆｉｇ．６】
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