(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースチップから化学セルロースパルプを製造する連続蒸解缶であって、
セルロースチップで充満された下部と気体で充満された上部とを備える気相式連続蒸解缶槽と、
前記上部に少なくとも部分的には配置され、チップと液とを前記蒸解缶槽に導入し、チップから黒蒸解液の一部分を分離する反転セパレーターと、
駆動シャフトに近接し、セパレーターのチップ出口にも近接して配置され白液または蒸解液を排出する液出口孔と、
駆動シャフトと同軸であって、蒸解缶の頂部入口から液出口孔まで延びる液入口通路と
を含むことを特徴とする化学セルロースパルプ製造連続蒸解缶。
【請求項２】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、前記液出口孔が駆動シャフトの周りに配置された複数の孔であることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項３】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、前記液出口孔が駆動シャフトと共に回転することを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項４】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、駆動シャフトの底部入口に接続された液入口導管を更に含み、前記駆動シャフトが、前記底部入口からコンベヤーを経由して液出口孔まで延びる液導管を更に含むことを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項５】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、駆動シャフトの底部入口に接続された液入口導管を更に含み、前記駆動シャフトが中空であることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項６】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、駆動シャフトの底部入口に接続された液入口導管と、トップセパレーターの中心垂直シャフトにオフセットして配置されたチップ入口とを更に含むことを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項７】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、駆動シャフトの頂部入口に接続された液入口導管を更に含み、前記駆動シャフトが蒸解缶の頂部入口から液出口孔に延びる液導管を含むことを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項８】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、駆動シャフトに設けられた固定スリーブに接続された液入口導管を更に含み、前記スリーブが前記駆動シャフトに設けられたカラーに回転自在に接続され、前記液出口孔が前記カラーに設けられていることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項９】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、前記液出口孔が、液をチップに噴霧するノズルを備えることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項１０】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、前記液出口孔が、チップ排出個所の上にあることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項１１】
請求項１に記載の連続蒸解缶において、前記液出口孔が、コンベヤーの長さ方向に沿って配置されていることを特徴とする連続蒸解缶。
【請求項１２】
セルロースチップから化学セルロースパルプを製造する気相式連続蒸解缶に蒸解液を添加する方法であって、
前記蒸解缶の気相部分に設けられた反転トップセパレーターに供給システムからセルロースチップのスラリーを導入するステップと、
前記トップセパレーターから前記蒸解缶の気相部分にセルロースチップのスラリーを分散するステップと、
前記スラリーが前記トップセパレーターを流れているとき、あるいは前記スラリーが前記トップセパレーターから前記蒸解缶の気相部分に分散されているときに、液を前記スラリーに導入するステップと、
を含み、かつ、
前記液が、トップセパレーターのセンターシャフトを通って導入されること
を特徴とする蒸解液添加方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の蒸解液添加方法において、前記液が、前記センターシャフトから、シャフトに設けられた液出口孔を通ってスラリーに導入されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の蒸解液添加方法において、前記液出口孔の少なくとも一個が、スラリーを送るコンベヤーの上のセンターシャフトに設けられることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の蒸解液添加方法において、前記液出口孔の少なくとも一個が、前記コンベヤーの近くに設けられ、前記コンベヤーがセンターシャフトと同軸のスラリーコンベヤーであることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の蒸解液添加方法において、前記トップセパレーター中のスラリーから黒蒸解液を抽出するステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の蒸解液添加方法において、前記液が、前記トップセパレーターのセンターシャフトの下部入口を通って導入され、前記スラリーが、センターシャフトの軸方向にオフセットされて配置されている入口を通って前記トップセパレーターに導入されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の蒸解液添加方法において、前記液が、前記トップセパレーターのセンターシャフトの上部に至る入口を通って導入されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース繊維を処理してパルプを製造するのに用いられる気相式蒸解缶に関する。本発明は、特に蒸解缶の気相部分に蒸解液を注入する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸解缶は、木材チップのようなセルロース繊維材を処理するのに用いられる圧力蒸解槽である。蒸解缶には圧力が加えられ、蒸解液が注入され、チップはセルロースパルプに処理され、セルロースパルプからは紙製品が製造される。二相式蒸解缶、別名気相式蒸解缶は、下部はセルロース繊維と蒸解缶液のスラリーで部分的に充満され、スラリーの上部は高圧スチーム域（気体域とも称される）となっている圧力容器を備える。この気相域は、その下の液相液に較べて圧縮性であるので、気相式蒸解缶内の圧力は普通、蒸解缶頂部の気体の圧力によって決定される。
【０００３】
従来技術の気相式蒸解缶は、米国特許第６，０２４，８３７号、第３，３８０，８８３号、第３，４２９，７７３号、第３，５３２，５９４号、第３，５７８，５５４号、および第３，８０２，９５６号の各明細書に記載されている。最近発行された米国特許第６，０２４，８３７号明細書は、本出願と同じ出願人によるものであり、この米国特許明細書全文を参考文献として本明細書に引用する。
【０００４】
気相式蒸解缶では、木材チップは普通、蒸解缶の頂部のスチーム充満域に導入されるとき、スチームに曝されることによって加熱される。気相式蒸解缶では、チップを加熱用スチームに直接曝すが、それは、チップレベルを蒸解缶の液レベルより高くすることによって行われる。チップは、トップセパレーターで槽に分散され、チップ堆積の山の頂部に落ち着く過程でスチームに曝される。
【０００５】
気相式蒸解缶は、反転トップセパレーターを備えていることが知られている。トップセパレーターは木材チップ、または他のセルロース材のスラリーを連続蒸解缶の圧力容器に装入するのに用いられる。チップは、チップ堆積の山の頂部から下降し下のスラリーへ進み、蒸解缶を下方に移動するに連れて蒸解される。蒸解缶は一般に、直立の塔のような槽であり、高さは１００フィート（３３メートル）を超えることが多い。反転トップセパレーターは蒸解缶の頂部域に取り付けられる。蒸解缶の頂部域には、気相部分があり、気相域の下の蒸解缶部分は液とチップのスラリーで充満されている。
【０００６】
木材チップ、または他の細砕セルロース繊維材は普通、別個の供給システムを用いて連続蒸解缶の入口に供給される。チップ供給システムは普通、チップを脱気し、加熱し、加圧し、チップに蒸解液を導入し、チップと液のスラリーとし、このチップスラリーを蒸解缶のトップセパレーターに流すための機器を含む。気相蒸解缶では、チップスラリーはトップセパレーターに導入され、ここでチップは蒸解缶の頂部の気体空間に分散される。反転トップセパレーターでは、木材チップを蒸解缶の頂部で外に分散する前にある程度の蒸解液が抜き出される。トップセパレーターでは、チップは、蒸解缶槽の上部のスチームの部分に分散される。木材チップは、トップセパレーターを溢流し、スチームの部分を通って、セパレーター下部のチップ堆積の山に流下する。
【０００７】
トップセパレーターは、反転スクリューコンベヤーである。チップと液のスラリーは、蒸解缶槽の外部のチップ供給システムに接続されている導管経由で、このコンベヤーの底部に供給される。チップは、スクリューコンベヤーの中を上向きに移動される。気相式蒸解缶の頂部から溢流するにつれて、チップは気相蒸解缶の上部のスチーム充満空間に自由落下する。スクリューコンベヤーの周りにはスクリーンドラムが設けられており、この作用で過剰な液は、セパレーターの頂部に運ばれたチップから外部に流出できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための手段】
槽の上部に液を添加する必要性が存在するので、反転トップセパレーターのチップコンベヤーを駆動するシャフトの内部または周辺部の通路を通して液を導入する液導入システムが開発された。セパレーターのシャフトは、蒸解缶の頂部を貫通し、蒸解缶の垂直シャフトと一致している。セパレーターシャフトはセパレーターのスクリューコンベヤーを回転駆動する。セパレーターシャフトは、液、例えば、白液の通路となるように適応されており、液は槽に入って、トップセパレーターを溢流してスチームに曝されるチップ上に分散される。
【０００９】
液入口をトップセパレーターに接続する配置を、以下に幾つか開示する。頂部液入口には、セパレーターシャフトの周りのスリーブ、シャフト近接の導管、中空シャフトの液通路、または液がトップセパレーターに流れる他の導管を備えることができる。上記液通路は、セパレーターシャフトに沿って液出口まで延びることができる。液出口はセパレーターコンベヤーのチップ出口の上に位置する。第２の実施の形態では、蒸解缶より上のトップセパレーターシャフトには改造を加えずに、液入口パイプは、トップセパレーターの直ぐ上に、シャフトの回りの固定スリーブに対してある角度をもって延びている。上記スリーブはセパレーターシャフトの周りの回転するカラーに嵌る。このカラーは、セパレーターの上の液排出孔を備える。第３の実施の形態では、液入口パイプは、蒸解缶槽の側壁に沿って延び、セパレーターシャフトの底部端に接続される。この場合、トップセパレーターシャフトは、底部からトップセパレーターの上の出口孔まで延びる液通路を備える。
【００１０】
実施の形態の一つでは、本発明は、セルロースチップから化学セルロースパルプを製造する連続蒸解缶であり、この連続蒸解缶は、セルロースチップで充満された下部と気体で充満された上部とを備える連続蒸解缶槽と、前記上部に少なくとも部分的には配置され、チップと液とを前記蒸解缶槽に導入し、チップから液の一部分を分離する反転セパレーターとを備える。そして前記セパレーターは、コンベヤーに接続された駆動シャフトと、駆動シャフトに近接し、セパレーターのチップ出口にも近接して配置された液排出孔とを備える。
【００１１】
本発明の利点は、これらに限定されるものではないが、以下の諸点を含む。すなわち、気相式蒸解缶の頂部域に液を注入すること、液注入によって蒸解缶中の黒液を希釈すること、槽の頂部に更に液を注入することによって蒸解缶槽の下部から黒液抽出を容易に行えること、蒸解缶頂部に添加された液で槽中の黒液を希釈することによって蒸解缶の洗浄性の改良が行われること、槽の頂部に白液を注入することによって蒸解缶中の液のアルカリ特性が向上すること、他の薬剤または処理添加剤を注入することによって蒸解ケミストリーの変形が行われること、およびトップセパレーターの中心部に液を注入することによってトップセパレーターにおける液分散が一層均一に行えることなどが、利点として挙げられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、気相式連続蒸解缶１０の頂部を示す。この蒸解缶は、パルプ製造システムの中で唯一の蒸解槽でもよく、あるいは複数の槽がある中の一つの槽であってもよく、この場合、他の一つの槽は浸透槽でも差し支えない。気相式連続蒸解缶１０は、細砕セルロース繊維材、普通は木材チップを蒸解液、例えばクラフト白液と混合したスラリーを受け入れる。このスラリーは普通、最初にチップ供給システム、例えば米国、ニューヨーク州グレンズフォールズ（Glens Falls）のアンドリッツ社（Andritz Inc.）販売のロー・レベル（Lo-Level）（登録商標）供給システムで処理される。
【００１３】
図１の気相式蒸解缶１０には、入口導管１１経由でチップと液のスラリーが供給される。このスラリーは、業界で「反転トップセパレーター」として知られる垂直に配置されたスクリューコンベヤー１２を用いて蒸解缶に導入される。このトップセパレーターを変形し、シャフトにオフセットして配置されるチップ入口３０と、液入口３２とを備えることができる。液入口３２は、トップセパレーター１２の垂直シャフトと同軸になるように配置され、セパレーター１２の駆動シャフト３３の底部に設けられる（図２を参照のこと）。
【００１４】
チップスラリーは、セパレーター１２のスクリューコンベヤー３８によって上向きに送られる。チップとスラリーは、矢印１３で示されるようにセパレーター１２の頂部から排出される。スラリーが上向きに送られるとき、円筒形スクリーン１４から液を抽出し、抽出された液を導管１５により供給システムに戻すことによって液の一部は、トップセパレーター１２のスラリーから取り出される。セパレーター１２から排出されたチップと液１３とは、気体充満域１６からチップ堆積の山１７に落ちる。スチームは、スチーム源２３からスチーム導管２２経由で気体域１６に供給される。
【００１５】
チップのスチーム加熱を続けるため、チップ堆積の山１７のレベルは、図１に示すように、蒸解液のレベル１８の上に維持される。スチーム加熱後、チップが槽に沈み込んだとき、チップは液レベル１８の下になり、蒸解液に浸漬され、この部分において蒸解処理が続行する。スクリーン１９（蒸解缶の液の部分の多様なレベルに設けられる）が従来のように用いられ、蒸解缶槽を下向きに流れるチップから、黒液蒸解液の一部を取り出すことができる。追加の蒸解液を蒸解缶に、普通多様なスクリーンレベルの位置で注入することができる。
【００１６】
図２は、液導管３４に接続された中央底部入口３２を備えるトップセパレーター１２の拡大図を示す。導管３４は、白液、濾過液、黒液のような液源に接続され、パルプ製造ケミストリーを向上するため添加剤を添加することもできる。この導管は、液を加圧状態で送ることができ、液は、トップセパレーター１２のチップの上またはその近くの孔４０と７２から圧力が加わった状態で排出される。
【００１７】
トップセパレーター（ＴＳ）１２は、円筒形側壁スクリーン１４と底部スクリーン３６とを備え、両スクリーンはスクリーンドラムを構成し、過剰な液は、チップがスクリューコンベヤー３８上を上向きに送られるとき、チップスラリーから取り出される。スクリーンドラム内には、スクリューコンベヤー３８があり、これは、チップが底部心違い入口３０から送られてくるとき、このチップを上向きに送る。チップは、矢印１３で示されるように、トップセパレーター１２の頂部から排出される。チップは、排出されるとき、スチームに曝され、下に沈んでいるチップ堆積の山の上に落下する。
【００１８】
白液は、先ず中空のスクリュー駆動シャフト３３の中を通ってトップセパレーター１２を上向きに流れ、スクリューコンベヤー３８の上の出口孔４０から外に流出する。液は、スクリューコンベヤー３８を溢流するチップと共に排出される。チップは、コンベヤー３８の頂部から流れるにつれて、白液で表面処理され、スチームに曝される。トップセパレーター上のパドル５６は、液出口の上にあり、シャフト３３とスクリュー３８と共に回転する。これらのパドル５６が設けられていることによって、チップをスチーム中に分散するのが効率的に行われる。
【００１９】
図３は、トップセパレーター１２に取り付けられた液入口の第２の実施の形態を示すものである。この図では液入口４１は、圧力容器の頂部に接続されている。液入口４１は、固定入口エルボ４２に連なり、このエルボ４２は、トップセパレーター１２の回転駆動シャフト４６と同軸の回転入口シリンダー４４とに接続している。駆動シャフト４６は中空とすることができ、駆動シャフト４６の中央通路経由で入口シリンダー４４から白液を流すことが可能となる。入口シリンダー４４は、駆動シャフト４６と共に回転することができ、従来のパッキング箱４８に装着されている。ギアボックス５０は、駆動シャフト４６、入口シリンダー４４，およびトップセパレータースクリューコンベヤー３８を回転自在に駆動する。駆動シャフト４６は、蒸解缶槽の半球形トップセパレーターヘッド５４の所に位置するパッキング箱５２を通って下に延びている。二重耐圧シールパッキング箱は公知であり、ここに用いることができる。
【００２０】
トップセパレーター１２の駆動シャフト４６は、蒸解缶槽のヘッド５４を通って下に延びている。駆動シャフト４６は、槽中の回転チップ混合パドル５６と回転スクリューコンベヤー３８とを支持して回転する。駆動シャフト４６に設けられている出口孔４０は、駆動シャフト４６に沿って下向きに流れる液の出口となる。出口孔４０は、トップセパレータースクリューコンベヤー３８の上に配置され、これらの出口孔４０から白液が、トップセパレーターを溢流しスチーム蒸気に曝されるチップの上に放出される。液が放出される出口孔４０，７２は、トップセパレーター１２の上で駆動シャフト４６に接続されている混合パドル５６の上および／または下に双方とも配置することができる。更に、これらの出口孔は、セパレーターの更に下方、例えばコンベヤースクリュー３８の第１翼の下に配置しても差し支えない。これらの出口孔は、セパレーターシャフトの周囲に配置することもできるし、シャフトと共に回転しても回転しなくてもよい。
【００２１】
図４は、トップセパレーターの頂部に液を注入する装置の第３の実施の形態を示す。トップセパレーターの回転駆動シャフト６０は、蒸解缶槽の下方に延び、トップセパレーターのスクリューコンベヤー３８に接続されている。スリーブ６１は、トップセパレーターシャフト６０の周りで、パドル５６とスクリューコンベヤー３８の直ぐ上に延びている。スリーブ６１は、回転駆動シャフト６０の周りに固定された状態で取り付けることができる。
【００２２】
スリーブ６１は、回転カラー６２に嵌っており、回転カラー６２はセパレーター駆動シャフト６０に同軸になっている。回転カラー６２には、スリーブ６１からの白液が回転カラー６２に設けられている出口孔４０から流出する液流路が備えられている。これらの孔４０から、液が、スクリューコンベヤー３８を溢流するチップに向けて放出される。回転カラー６２は、駆動シャフト６０の底部の周りに嵌り、このシャフト６０により回転される。更に、このカラー６２は、パドル５６とスクリューコンベヤー３８とを回転自在に支持することができる。円環状のシール６８をカラー６２とスリーブ６１との間に設けることもできる。この円環状シールは、テフロン(Teflon)（登録商標）または他の類似のコーティング材料で被覆されたルーズなスリーブ接続器材で差し支えない。
【００２３】
白液は、圧力容器１０に入るため、槽壁６６を横断しスリーブ６１に延びる入口チューブ６４を通って流れる。入口チューブ６４は、セパレーター駆動シャフト６０とある角度をなして槽中に入る。入口チューブ６４は、固定スリーブ６１に接続されている。液は、スリーブ６１にある通路（複数を含む）を通って流れ、スリーブ６１の底部から出て、カラー６２の開放空間に入る。この開放空間の後には、出口孔４０，７２がある。液は孔４０から流出し、スクリューコンベヤー３８を溢流するチップに放出される。孔４０にスプレーノズル７０を設けてもよく、チップに液を均一に分散することができる。
【００２４】
本発明の他の変形としては、スクリューコンベヤーの垂直方向の長さに沿って分散配置された孔７２を更に設けることができる。これらの追加された孔７２があると、チップが上向きにコンベヤーに送られるにつれて、液がチップに掛けられる。更に、孔７２は、スクリューの上部のみ（例えば、スクリューコンベヤーの垂直方向の全長の上部２０％〜３０％において）、またはスクリューの全長にわたって配置することができる。チップがスクリューに存在している間に液を添加することによって、この新たに追加された液が、チップスラリー中の黒液を（スクリーンシリンダー１４を通して）押し出すことができる。更に、孔４０と７２経由で注入される液は、白液、濾過液、黒液でもよく、パルプ製造ケミストリーを向上するため添加剤を添加したものでもよい。
【００２５】
本発明の好ましい態様は、本発明者が知る限りにおいて、当業者が通常の実験を行うだけで本発明を利用することが可能なように、本明細書に十分詳細に記載した。しかし本明細書に開示の実施の形態は、本発明の可能な実施の形態のすべてであるとは言えない。本発明の技術思想と特許請求の範囲に含まれる本発明の他の実施の形態は、本発明によって網羅されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  気相式蒸解缶の入口部と上部とを、一部は断面で、一部は立面で示す概略側面図であり、多様な（別のタイプの）液注入装置を備えていることを示す図である。
【図２】  反転トップセパレーターに用いられる入口液注入装置底部の拡大側面図である。
【図３】  反転トップセパレーターに用いられる同軸入口液注入装置の第２の実施の形態の拡大側面図である。
【図４】  反転トップセパレーターに用いられる同軸入口液注入装置頂部の拡大側面図である。
【符号の説明】
１０…気相式蒸解缶、１１…チップと液の入口導管、１２…トップセパレーター、１３…矢印、１４…側壁スクリーン、１５…導管、１６…気体充満域、１７…チップ堆積の山、１８…蒸解液レベル、１９…スクリーン、２２…スチーム導管、２３…スチーム源、３０…底部心違いチップ入口、３２…液入口、３３，４６…駆動シャフト、３４…液導管、３６…底壁スクリーン、３８…スクリューコンベヤー、４０，７２…排出孔、４１…液入口、４２…入口エルボ、４４…回転入口シリンダー、４８…パッキン箱、５０…ギアボックス、５２…パッキング箱、５４…半球形トップセパレーターヘッド、５６…混合パドル、６０…回転駆動シャフト、６１…スリーブ、６２…回転カラー、６４…入口チューブ、６６…槽壁、７０…スプレーノズル。
【図１】
0004170780.tif 000002
【図２】
0004170780.tif 000003
【図３】
0004170780.tif 000004
【図４】
0004170780.tif 000005