(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が供給部、他端側が排出部とされ、供給部側から排出部側へ向けて下方に傾斜して配設され回転可能とされた円筒ドラムの胴部に、多数の孔が穿設され、且つ、この胴部には原料液を濾過液と固形分とに分離するための濾過用フィルタが内張りされた回転ドラム式回収装置であって、
前記供給部には、液体流を受けて回転する回転手段が設けられ、この回転手段の回転動力のみ、すなわち供給される原料液の保有するエネルギーのみで前記円筒ドラムが回転すると共に、前記円筒ドラムの近傍には、前記円筒ドラムの長手方向に沿って複数のノズルを有してドラム長手方向に沿って往復移動可能とした洗浄用シャワーパイプが配置され、前記円筒ドラムの外周部には、前記円筒ドラムの長手方向に対して傾斜したリング部材が設けられ、かつ前記洗浄用シャワーパイプは、前記リング部材に規制されることにより、前記円筒ドラムの回転に伴って長手方向に往復移動しながら洗浄水を噴射してドラムを洗浄するようにしたことを特徴とする回転ドラム式回収装置。
【請求項２】
前記円筒ドラムの胴部内面には、前記原料液の流れを規制するための螺旋状プレートが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ドラム式回収装置。
【請求項３】
前記回転手段は、複数の羽根部材を具備し、供給される原料液をこの羽根部材に衝突させて前記円筒ドラムを回転させることを特徴とする請求項１または２に記載の回転ドラム式回収装置。
【請求項４】
前記回転手段は、複数の液溜め部を具備し、該液溜め部に原料液が注入されたときの衝撃とその重量により前記円筒ドラムを回転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転ドラム式回収装置。
【請求項５】
前記濾過フィルタは、ワイヤークロスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転ドラム式回収装置。
【請求項６】
前記円筒ドラムに供給される原料液は、製紙工場の抄紙工程における白水であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転ドラム式回収装置。
【請求項７】
前記円筒ドラムに供給される原料液は、抄紙工程におけるプレスパートの搾水であり、該搾水から固形分として不純物を除去して白水を回収することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転ドラム式回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙工場において、パルプを主体とした液状の製紙原料や、所謂白水（製紙原料を含む水）から固形分を分離し、高濃度製紙原料、または液体側の白水を回収する回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、抄紙工程のワイヤーパート及びプレスパートでは、一般的に、紙料（紙の原料）を脱水して得られる白水は主に白水循環設備によって循環され、ストックインレット直前の工程に返して紙料の希釈水として使用されている。他方、余剰白水や濃度の低い白水等は、原料回収装置に送られ、高濃度の固形分としてパルプ原料を回収すると共に、同時に発生する低濃度白水を回収し、この低濃度白水は原料調成工程の希釈水やシャワー水等として使用されている。
【０００３】
ところが、プレスパートの搾水等は回収して使用される場合もあるが、紙を保持するフェルトを構成している毛あるいは繊維の一部の脱落等による不純物が多くて、白水として回収使用することが難しい場合がある。プレスパートの白水に限らず、このように不純物が多くて回収して使用することが難しい白水は、回収しないで排水処理設備に送って排水として処理されている。
【０００４】
また、上記の原料回収装置は白水回収装置とも呼ばれ、供給される白水をパルプの繊維分を主体とする原料と低濃度白水とに分離する装置であり、重力沈降式、浮上式、濾過式等の装置が用いられている。また、このうち、濾過式の回収装置としては、ドラムタイプ、デスクタイプ等が知られている。
【０００５】
また、上記用途とは異なるが、実公平７−５１１３１号公報には、製紙原料調整工程において、回転ドラム式のスクリーンを用いることにより、白水中の繊維の回収、低濃度製紙原料の濃縮、及びその他のスラリーの固液分離を行う内容について記載されている。即ち、ここに記載された装置は、胴部がパンチングプレートで構成され、且つ、このパンチングプレートの内面側にワイヤーネットが貼り付けられた円筒ドラムを有し、電動機等の駆動装置を用いてこの円筒ドラムを回転させながら、該円筒ドラムの一端側の原料供給部から原料液を供給することにより、固液分離することができる。更に、処理能力を向上させるために、円筒ドラム内面に、スクリーン部材で形成したスパイラル形状の移送部材を設けるようにしている。
【０００６】
また、特開平９−２５００９３号公報には、各種の古紙を再利用する製紙原料の脱墨装置で処理された紙料や白水中の繊維を回収する白水繊維回収機が開示され、金網が内張りされた円筒ドラム、円筒ドラム回転の補助をする羽根車等が記載されている。
【０００７】
ところで、上記抄紙工程で排水として処理しているプレスパートの搾水等は、部分的に（局所的に）回収できれば、製紙原料の収率（供給した原料に対して紙製造に有効に使用された原料の比率）や環境対策等の点で好ましいが、このような回収のために適切な装置が存在しているとは言えない。また、原料や白水を回収する回収装置は何れも駆動源として電動機等の外部動力を使用しているため、回収のためのエネルギーコストが高く付いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、製紙工場において、パルプを主体とした液状の製紙原料や、製紙原料から脱水されて生じる所謂白水から高濃度の固形分を分離して、製紙原料、或いは白水を回収する装置としては、様々な装置が使用されている。しかし、不純物を含んだプレスパートの搾水を回収しようとする場合のように、局所的に白水を回収する目的等で使用する場合には、装置自体がコンパクトであると共に、回収のためのエネルギーコストはできるだけ小さいことが要求されるので、従来より使用されている、電動機等の駆動装置を用いた白水回収装置は、このような用途としては不向きであるという欠点があった。そこで、コンパクトで、外部動力を必要としない回収装置の出現が望まれていた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、外部動力を必要とせずに円筒ドラムを回転させて、原料液を固形分と白水とに分離することのできる回転ドラム式回収装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、一端側が供給部、他端側が排出部とされ、供給部側から排出部側へ向けて下方に傾斜して配置され回転可能とされた円筒ドラムの胴部に、多数の孔が穿設され、且つ、この胴部には原料液を濾過液と固形分とに分離するための濾過用フィルタが内張りされた回転ドラム式回収装置であって、前記供給部には、液体流を受けて回転する回転手段が設けられ、この回転手段の回転動力のみ、すなわち供給される原料液の保有するエネルギーのみで前記円筒ドラムが回転すると共に、前記円筒ドラムの近傍には、前記円筒ドラムの長手方向に沿って複数のノズルを有してドラム長手方向に沿って往復移動可能とした洗浄用シャワーパイプが配置され、前記円筒ドラムの外周部には、前記円筒ドラムの長手方向に対して傾斜したリング部材が設けられ、かつ前記洗浄用シャワーパイプは、前記リング部材に規制されることにより、前記円筒ドラムの回転に伴って長手方向に往復移動しながら洗浄水を噴射してドラムを洗浄するようにしたことを特徴としたものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記円筒ドラムの胴部内面には、前記原料液の流れを規制するための螺旋状プレートが配設されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記回転手段が、複数の羽根部材を具備し、供給される原料液をこの羽根部材に衝突させて前記円筒ドラムを回転させることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記回転手段が、複数の液溜め部を具備し、該液溜め部に原料液が注入されたときの衝撃とその重量により前記円筒ドラムを回転させることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記濾過フィルタが、ワイヤークロスであることを特徴とし、一方請求項６に記載の発明は、前記円筒ドラムに供給される原料液が、製紙工場の抄紙工程における白水であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記円筒ドラムに供給される原料液が、抄紙工程におけるプレスパートの搾水であり、該搾水から固形分として不純物を除去して白水を回収することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の回転ドラム式回収装置は、製紙工場においてパルプを主体とした液状の製紙原料や、製紙原料から脱水されて生じる所謂白水から高濃度の固形分を分離して製紙原料や液体側の白水を回収する装置であり、この回収装置により分離される高濃度の固形分は、回収目的の高濃度製紙原料（パルプ繊維等）であっても良いし、除去して廃棄する目的の不純物（フェルトの脱毛等）であってもよい。また、高濃度の固形分を分離した後に残る白水は、回収してシャワー水等として再使用しても良いし、高濃度の固形分の回収のみが目的の場合は、排水として廃棄してもかまわない。
【００１９】
次に、図面に基づき本発明の回転ドラム式回収装置について説明する。本実施形態において取り上げる回収装置は、抄紙機のプレスパートの搾水として生じる白水を供給して（原料液として供給して）、白水中に含まれるフェルト脱毛等の不純物を固形分として除去し、不純物が除去された白水を回収してシャワー水等として再利用することを目的とするものである。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る回転ドラム式回収装置の構成を示す正面図、図２は同側面図である。同図に示すように、この回収装置１は円筒形状をなす円筒ドラム２と、該円筒ドラム２を回転可能に支持する回転ローラ１８を具備した架台３とに大別して構成されている。
【００２１】
円筒ドラム２は、原料液を供給して回転動力を発生させるための回転力発生室２ａと、円筒ドラム２内に供給される原料液（後述）を濾過して、固形分と白水とを分離するための濾過室２ｂとから構成されている。
【００２２】
濾過室２ｂの胴部４は、多数の孔（一例として、直径２５ｍｍの孔）が穿設されたパンチングプレート５（本実施形態の場合、開口率５０〜６８％程度が好ましい）で構成され、且つ、該パンチングプレート５の内側面には、例えば８０メッシュのワイヤークロス（濾過用フィルタ）６が貼り付けられている。更に、胴部４の内面にはフラットバー７が螺旋状に設けられており、該フラットバー７により円筒ドラム２内に原料液が供給された際に、この原料液の流れを規制し、固液分離が効果的に行えるようになっている。また、回転力発生室２ａとは反対側の濾過室２ｂの、端部（図１中、左側の端部）は、分離された固形分を排出する排出部１２とされている。
【００２３】
一方、回転力発生室２ａの端部は、円盤形状の蓋体８が水密的にとりけられており、該蓋体８の中央部には、この蓋体８の内側と外側を連通するように、原料液を供給するための供給パイプ９が取り付けられている。供給パイプ９の、回転力発生室２ａ側の先端部９ａは、横向きに略９０度曲げられている（図２参照）。
【００２４】
更に、回転力発生室２ａの内周面には、８箇所に羽根部材１０（図２参照）が取り付けられており、供給パイプ９を介して原料液が供給された際には、先端部９ａから流入する原料液が８個の羽根部材１０と順次衝突することにより、原料液の運動エネルギーが羽根部材１０に与えられると共に、羽根部材１０の有する液溜め部２３に原料液が溜まり（液溜り２４）、原料液の自重によるエネルギー（位置エネルギー）により、円筒ドラム２を回転させることができるような構成とされている。もちろん、液溜め部２３を有しない羽根部材１０の構成であっても構わないが、液溜め部２３を備えている方が大きな回転力が得られるので好ましい。
【００２５】
図３は、回転力発生室２ａと、濾過室２ｂとを仕切るために用いる仕切り板１１の構成図であり、図示のように、円盤形状の周囲部８箇所に切り欠き１１ａが形成されている。従って、回転力発生室２ａ内に供給された原料液は、この切り欠き１１ａを介して濾過室２ｂ側へ流入する。また、仕切り板１１にはキリ穴２５が加工されて、ここに羽根部材１０が取り付けられている。
【００２６】
また、円筒ドラム２の下部には、当該円筒ドラム２で濾過された白水を集水するための集水手段（図示省略）が設置されており、ワイヤークロス６及びパンチングプレート５を介して胴部４から脱水される白水を集水して次工程へ供給することができるようになっている。
【００２７】
架台３は、図１〜２に示すように、床面に設置されるベース部材１３と、該ベース部材１３に立設されて、円筒ドラム２の原料液供給側の端部を支持する２本の前部支柱１４と、円筒ドラム２の排出側を支持する２本の後部支柱１５と、後述する洗浄用シャワーパイプ２１を支持するための２本の洗浄パイプ用支柱１６と、原料液の供給パイプ９を支持する２本の供給パイプ用支柱１７とを具備している。
【００２８】
また、円筒ドラム２との接触部には、回転ローラ１８が取り付けられており、図１に示すように、円筒ドラム２の両端部には、回転ローラ１８が摺動するための溝部１９が設けられているので、円筒ドラム２に回転力が加えられた際には、回転ローラ１８がこの溝部１９を滑動することにより、架台３に対して円筒ドラム２が回転する。また、円筒ドラム２は原料液の供給側から固形分の排出部１２側（即ち、図１中右側から左側）へ向けて若干下方へ傾斜するように支持されており、傾斜による円筒ドラム軸芯方向のスラスト荷重は、主に円筒ドラム２と前記溝部１９の側部に接するように設けられたスラストローラー２６により支持される構造とされており、スラストローラー２６は支柱２７により支えられている。
【００２９】
２本の洗浄パイプ用支柱１６の頂部１６ａには、それぞれ２個の支持ローラ２０が配設され、図２に示すように、２個の支持ローラ２０の間には、洗浄用シャワーパイプ２１が挟持されている。洗浄用シャワーパイプ２１は、円筒ドラム２の長手方向に沿って、該円筒ドラム２の近傍に配置され、複数箇所に洗浄水を噴射するためのノズル２１ａが取り付けられている。更に、洗浄水供給用配管（図示せず）と接続するためのソケット２１ｂが取り付けられ、該ソケット２１ｂの部分を介して洗浄水が供給されるようになっている。
【００３０】
更に、図１に示すように、円筒ドラム２の外周部には、該円筒ドラム２の軸方向に対して若干傾斜したリング部材２２が設けられており、洗浄用シャワーパイプ２１は、このリング部材２２に規制されて該洗浄用シャワーパイプ２１の長手方向（図１に示す左右方向）にスライド（往復移動）することができるようになされている。従って、洗浄用シャワーパイプ２１に洗浄水を供給すると、各ノズル２１ａから円筒ドラム２に向けて洗浄水が噴射され、且つ、円筒ドラム２が回転しているときには、リング部材２２に規制されて洗浄用シャワーパイプ２１が左右にスライド移動するので、円筒ドラム２の胴部４の外周面に対して、均一に洗浄水を噴射することが可能となる。
【００３１】
次に、前述のように構成された本実施形態の動作について説明する。例えば、製紙工場における抄紙工程の、プレスパートで得らる搾水が原料液として供給パイプ９から供給されると、この原料液は、供給パイプ９の先端部９ａから円筒ドラム２の回転力発生室２ａ内に供給される。この際、図２に示すように、先端部９ａから流入する原料液は、羽根部材１０と衝突すると共に液溜め部２３に液が溜まるので、衝撃力と液の自重により円筒ドラム２には、回転力が加えられることになる。そして、前述したように、円筒ドラム２は、前部支柱１４及び後部支柱１５との間で、回転ローラ１８により支持されているので、円筒ドラム２の外周部に形成された溝部１９上を回転ローラ１８が滑動することにより、架台３に対して円筒ドラム２が回転する。
【００３２】
その後、回転力発生室２ａ内に流入した原料液は、仕切り板１１の切欠き１１ａを経て濾過室２ｂ内に流入し、螺旋状に取り付けられたフラットバー７に流れを規制されながら、濾過室２ｂの排出部１２側へと流れる。この際、円筒ドラム２は、原料液の供給側から排出側へ向けて若干下方へ（例えば、傾斜角度２度）傾斜しているので原料液は円滑に流れる。
【００３３】
そして、円筒ドラム２の胴部４は、パンチングプレート５で形成され、且つ、このパンチングプレート５の内面側には、ワイヤークロス６が貼り付けられているので、原料液はこのワイヤークロス６及びパンチングプレート５で濾過され、濾過された後の白水は円筒ドラム２の外部へ流出し、集水手段（図示省略）で集水された後、次工程へと送られる。
【００３４】
また、上記の処理で濾過された後の固形分（主として、フェルトの脱毛や繊維分）は、円筒ドラム２の回転に伴い、螺旋形状をなすフラットバー７により排出部１２側へ送り出され、固形分として集められる。
こうして、電動機等の動力源を用いずに円筒ドラム２を回転させて、供給された原料液を白水とフェルト脱毛等の固形分とに分離することができるのである。
【００３５】
このようにして、本実施形態に係る回転ドラム式回収装置１では、供給される原料液を羽根部材１０に衝突させることにより円筒ドラム２を回転させているので、電動機等の外部動力を必要とせずに、円筒ドラム２の回転による原料液の固液分離が可能となる。従って、省エネルギー、装置の小型化、メンテナンスの容易化を図ることが可能となる。
【００３６】
また、円筒ドラム２の内面に、螺旋形状のフラットバー７を設けているので、円筒ドラム２内に流入した原料液の流れを規制することができ、効率よく原料液を濾過することができる。更に、円筒ドラム２の外側から内側に向けて洗浄水を噴射するように構成しており、また、洗浄用シャワーパイプ２１を左右にスライド移動させることができるので、目詰まりを引き起こすことなくパンチングプレート５及びワイヤークロス６を均一に洗浄することができる。この際、洗浄用シャワーパイプ２１をスライド移動させるために電動機等の外部動力を使用せず、円筒ドラム２の回転力を利用して洗浄用シャワーパイプ２１をスライド移動させているので、ドラム駆動の場合と同様に、省エネルギー、装置の小型化、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図４に示すように、回転力発生室２ａ内の羽根部材１０の形状を変更し、液溜め部２３を大きくした回転手段を複数個設置し、該液溜め部２３に原料液を流入させて多量の液を溜めることにより、円筒ドラム２に液の自重を主体とした回転駆動力を与えるように構成することも勿論本発明の一実施形態である。
【００３８】
また、本発明の回転ドラム式回収装置は、電動機、エアモータ、アクチェータ等の外部動力を必要とせずに、供給される原料液の保有するエネルギーにより回転ドラムの回転や、洗浄用シャワーパイプの摺動が可能な構造を備えているが、停止時のメンテナンス用途や操業トラブル時の補助的用途として電動機等の駆動装置を備えることは勿論構わない。
【００３９】
また、上記した実施形態では、抄紙工程のプレスパートで得られる搾水を原料液として供給し、固液分離する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の固液の分離処理に使用することができるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転ドラム式回収装置では、回転手段としての羽根部材、或いは水溜め部に、原料液を衝突、或いは注入することにより、供給される原料液のエネルギーにより円筒ドラムを回転させるので、駆動用モータ等の電動駆動機構を必要とせずに、円筒ドラムを回転させて原料液を固形分と濾過液とに分離することができる。その結果、装置を小型化することができ、狭い場所にも設置可能である。また、省電力化を図ることができて、環境対策にもなる上に、駆動装置の簡素化によりメンテナンスを容易とすることもできる。
【００４１】
また、円筒ドラムの側部近傍に洗浄用シャワーパイプを配置し、且つ、この洗浄用シャワーパイプを円筒ドラムの外周に取り付けられたリング部材により左右方向にスライドさせながら円筒ドラムの胴部に向けて洗浄液を噴射することで、洗浄用シャワーパイプをスライドさせるための電動機等の駆動装置を別途設けずに、濾過用フィルタを均一に洗浄することができ、上記ドラム駆動の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
更に、抄紙機のプレスパートにおいて脱水して得られる白水が不純物を含んでいるため、そのままでは回収使用することが困難な場合に、本発明に係る回転ドラム式回収装置に供給して、不純物を固形分として除去することにより、白水の回収使用が可能となり、製紙原料流失により生じていた環境問題の解決や、製紙原料の収率向上、高温白水回収による省エネルギー等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ドラム式回収装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転ドラム式回収装置の構成を示す側面図である。
【図３】回転力発生室と濾過室とを仕切る仕切り板の構成を示す説明図である。
【図４】回転力発生室に配置する羽根部材の、液溜め部を大きくした例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  回転ドラム式回収装置
２  円筒ドラム
２ａ  回転力発生室
２ｂ  濾過室
３  架台
４  胴部
５  パンチングプレート
６  ワイヤークロス（濾過用フィルタ）
７  フラットバー（螺旋状プレート）
８  蓋体
９  供給パイプ
９ａ  先端部
１０  羽根部材（回転手段）
１１  仕切り板
１１ａ  切り欠き
１２  排出部
１３  ベース部材
１４  前部支柱
１５  後部支柱
１６  洗浄パイプ用支柱
１６ａ  頂部
１７  供給パイプ用支柱
１８  回転ローラ
１９  溝部
２０  支持ローラ
２１  洗浄用シャワーパイプ
２１ａ  ノズル
２１ｂ  ソケット
２２  リング部材
２３  液溜め部（回転手段）
２４  液溜り
２５  キリ穴
２６  スラストローラー
２７  スラストローラー用支柱
【図１】
0003806297.tif 000002
【図２】
0003806297.tif 000003
【図３】
0003806297.tif 000004
【図４】
0003806297.tif 000005