(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機の繊維の懸濁液中に取り込まれた軽い汚染物質の粒子を遠心力で分離する逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、
第一の端から第二の端に亘り均一に収斂する円形断面の中空の円錐形本体と、
前記中空の円錐形本体の第一の端の付近の位置に配置された接線方向入口と、
前記第一の端を貫通して中空の円錐形本体内に伸長する円錐形の旋回流ファインダであって、前記軽い汚染物質の粒子に対する上層流出口を画成する前記旋回流ファインダと、
抄紙機の繊維に対して前記第二の端部に配置された下層流出口とを備え、
前記中空の円錐形本体が、前記第一の端部付近に内径を画成し、前記第一の端部と前記第二の端部との間の長さを画成し、該長さ対該内径との比が少なくとも２０：１であり、これにより、３°以下の夾角を画成する逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項２】
請求項１に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記中空の円錐形本体が、前記第一の端部を横断して伸長し且つ前記旋回流ファインダを形成するキャップを備える、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記旋回流ファインダが、截頭円錐形である外面を有し、該外面が、前記第一の端部から前記中空の円錐形本体内に伸長するに伴い拡がる、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記上層流出口が、前記第一の端部を貫通して前記中空の本体内に伸長するに伴い拡がる、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記接線方向入口の面積が、前記上層流出口の面積に略等しい、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記下層流出口の面積が、前記接線方向入口の面積、又は前記上層流出口の面積の何れよりも大きい、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項７】
請求項１に記載の逆ハイドロサイクロンクリーナにおいて、前記比が、少なくとも23：１であり、2.5°以下の夾角を画成する、逆ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項８】
抄紙機の紙料の懸濁液から軽量な汚染物質の粒子を除去する逆流ハイドロサイクロンクリーナにおいて、
その長さの相当な部分に亙って円錐形の形態を有し且つ基部と、頂部と、該基部及び該頂部の間を伸長する軸線とを画成する中空の細長い本体であって、
前記基部から前記頂部に向けて均一に収斂する中空の細長い本体と、
前記基部を閉じるキャップと、
該キャップ内に取り付けられた旋回流ファインダであって、前記軸線と整合され且つ前記頂部と反対方向に収斂する、前記軽量な汚染物質の粒子に対する上層流出口を画成する、旋回流ファインダと、
前記基部に隣接して前記中空の円錐形本体を貫通する接線方向入口と、
前記頂部に形成された、抄紙機の繊維に対する下層流出口とを備え、
前記中空の円錐形本体が、前記基部に隣接する内径と、前記基部と前記頂部との間にて前記軸線に沿った長さとを画成し、前記長さ対前記内径との比が少なくとも２０：１である、逆流ハイドロサイクロンクリーナ。
【請求項９】
抄紙機の紙料の懸濁液から軽量な汚染物質の粒子を除去する、逆流サイクロンクリーナにおいて、
その長さの相当な部分に亙って円錐形の形態を有し、基部と、頂部と、該基部及び該基部との間を伸長する軸線とを画成する、中空の本体であって、前記基部から前記頂部に向けて均一に収斂する、中空の本体と、
該中空の本体の前記基部を閉じるキャップと、
該キャップにより取り付けられ且つ前記本体内に伸長する旋回流ファインダであって、前記本体内に伸長するに伴い、拡がる旋回流ファインダと、
前記軽量な汚染物質の粒子を受け取り得るように、軸線と整合状態にて、前記旋回流ファインダに形成された逆クリーナの上層流出口であって、前記頂部と反対方向に収斂する、逆クリーナの上層流出口と、
抄紙機の紙料の懸濁液を受け取り得るように、前記基部付近にて前記本体を貫通する接線方向入口と、
抄紙機の繊維を受け取るための前記頂部における下層流出口と、
前記入口の面積に略等しい逆クリーナの上層流出口の面積であって、前記上層流出口又は前記入口の何れの面積よりも大きい、逆クリーナの上層流出口の面積とを備え、
前記本体が、前記基部付近の内径と、前記基部と前記頂部との間の軸線に沿った長さとを画成し、前記長さ対前記内径との比が、少なくとも２０：１である、逆流サイクロンクリーナ。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、抄紙機の繊維、さもなければ、抄紙機の紙料として一般に公知である繊維の懸濁液を清浄化するのに使用されるハイドロサイクロンクリーナ、より具体的には、滞在時間が長い逆清浄化ハイドロサイクロンに関する。
２．関連技術の説明
「正清浄（forward cleaning）」及び「逆清浄（reverse cleaning）」という語は、抄紙機の紙料を清浄化する技術にて十分に理解されるに至っており、主として、サイクロン型遠心力クリーナを作動させる方法に関するものである。正クリーナとして接続され且つ使用されるサイクロン型クリーナの例において、精選紙料が円錐体の基部にて除去される一方、スクリーン粕は頂部から除去され、このことは、1945年6月5日付けで付与されたサムソン（Samson）及びその他の者の米国特許第2,377,524号及び1969年12月30日付けで付与されたグランデリウス（Grundelius）及びその他の者の米国特許第3,486,619号に記載されている。逆クリーナシステムにおいて、サイクロン型クリーナは、精選紙料が円錐体の頂部から除去される一方、より軽量なスクリーン粕は基部から排出され、このことは、1975年10月14日付けで付与されたブラウン（Braun）の米国特許第3,912,579号、及び1971年１月26日付けで付与されたブラウン及びその他の者の米国特許第3,557,956号に記載されている。
ハイドロサイクロンクリーナは、抄紙機の紙料の処理のため長年に亙り使用されており、特に、望ましくない重量及び軽量成分を水性基から除去することによりかかる紙料を清浄にするため使用されている。米国特許第3,912,579号に開示されたようなブラウンの技術が登場する迄、かかるハイドロサイクロンクリーナは、「従来的」な方法と見なされる方法にて作動されており、この場合、より重質な成分が底部又は頂部の出口から排出される一方、重質な汚染物質が存在しない「良質」な繊維及び水は円錐体の基部の頂部出口から排出される。
ハイドロサイクロン内の流れ状態が研究され且つ特許文献に報告されており、ハイドロサイクロンを詳細に分析し、最適な直径及び円錐体の壁の最適なテーパー、即ち勾配を得ようとする理由のため、２つの特許が、特に注目される。こうした特許には、サムソン及びその他の者の米国特許第2,377,524号及びトムリンソン（Tomlinson）の米国特許第3,096,275号が含まれる。
サムソン及びその他の者は、従来使用されていたよりも遥かに長い円錐体の長さを提案し、円錐体の長さ対基部の直径の比を約11：１（基部における円錐体の直径が7.62ｃｍ（３インチ）、円錐体の長さが83.82ｃｍ（33インチ）、４ページ、２欄、12−15行）から約15：１（５ページ、２欄30−50行）とすることを推奨している。この後者の例は、約3.6°の円錐体の夾角を提供する。
分離すべき重い材料は旋回流の外側迄且つ円錐体の内側傾斜面に沿って流れるため、円錐体の角度自体が大き過ぎると、より重い成分の分離に対する抵抗力が作用し、それは、急激な円錐体の角度であれば、こうしたより重い成分が頂部の出口まで流れるのに抵抗力が作用するからである。より小さい円錐体の角度を使用するにも拘わらず、サムソン及びその他の者は、特に優れた結果を得ることができず、それは、重い汚染物質と共に、底部のスクリーン粕の開口部から良質の繊維の乾燥重量の20％乃至33％を失う為である（３ページ、２欄、15−30行、及び５ページ、１欄、29−51行）。この良質な繊維の損失量が大きいことは、少なくとも一部、良質な抄紙機の繊維は、水よりも大きい比重を有し、ハイドロサイクロンの壁まで運ばれて、その後に、より重質な汚染物質と共に分離されるためである。
トムリンソンの米国特許第3,096,275号は、ハイドロサイクロンの効率的な寸法及び形状を設定するという課題を再度研究したものであり、この実施例13の表IIIにおいて、当該発明者は、「サムソン及びグループにより選択された」寸法を有する装置を試験した（12欄、24−33行）。当該発明者は、直径17.78ｃｍ（７インチ）乃至30.48ｃｍ（12インチ）の頂部分を有する大径の円錐体を使用することを推奨し、また、夾角を10°乃至18°に増大させている（４欄、38−45行）。その結果、トムリンソンは、スクリーン粕の出口からの排出物を極く少量に制御することができ、この流れにて、供給される全固体の内、僅か1.31％しか含んでいないようにすることができる（４欄、73行）。大きい円錐体及び急な壁の角度を採用することにより、内部せん断力を大きくし、それにより良質な繊維の保持量を高めることができるとしている（７欄、55−75行）。
ブラウン及びその他の者がハイドロサイクロンを「逆クリーナ」として作動させ始めたとき、ハイドロサイクロンの構造体は、トムリンソンが好適とした形状と略同一のままである。この構造は、軽量なスクリーン粕を除去するのに有効であり、それは、より重い「良質な」紙繊維と重い汚染物質と分離させる力が最早、不要となるためである。しかしながら、トムリンソンは、より大きい夾角であれば、より優れた分離メカニズムが得られると認識しているから、円錐体の長さを長くすることにより、特に、逆洗浄のためにハイドロサイクロンの形状を最適にするための努力は何ら為されていない。このため、軽量な汚染物質を抄紙機の紙料からより効率よく分離し得る特別な設計とされた逆ハイドロサイクロンが必要とされている。
発明の概要
その最も広義において、本発明は、その長さの相当な部分に亙って円錐形であり、その基部付近に接線方向入口を有する細長い中空体を備える、逆ハイドロサイクロン紙料クリーナである。この円錐形部分は、上述したように、長さ対直径の比が少なくとも20：１であり、好ましくは少なくとも23：１である。この流れに作用する、少なくとも殆どの境界状態は、「円筒形」ではなくて、例えば、「円錐形」であり、本体は、流体がクリーナに沿って下方に流れるとき、流れ中にある程度環状の加速を生じさせるの十分なテーパーを保つ必要があるという点においてのみ長さ対直径の比が制限される。この円錐形部分は、３°以下の夾角を有し、典型的に、少なくとも２秒の平均滞在時間、即ち滞留時間を提供する。
円錐形本体の基部は、載頭円錐形の旋回流ファインダを取り付けるキャップにて終端となっている。該円錐形断面の旋回流ファインダは、下層流（スクリーン粕）及び上層流（精選紙料）の出口を画成し、このため、下層流の出口の面積は、上層流の出口の面積に略等しく、又はそれよりも僅かに大きい。下層流及び上層流の出口は、その各々が本体の内部に向けて拡がる対向した載頭円錐形の通路の端部に配置されている。特に一つの好適な形態において、接線方向入口が、上層流（精選紙料）出口の面積に略等しい面積を有するようにする。
本発明が適用される典型的な逆ハイドロサイクロンクリーナは、圧力降下の値が約30乃至90ｐｓｉの範囲であり、0.5％以下、又は約２％以内の濃度の紙料にて作動可能である。該クリーナは、液体のスクリーン粕の量が約30乃至70％の範囲にあり、一般に、その長径は約15.24ｃｍ（６インチ）以下である。
好適な逆クリーナは、繊維含有量が極めて少ないスクリーン粕の下層流を発生させることが判明している。この繊維の含有量が少ないことに寄与する１つの重要なファクタは、長さ対直径の比が遥かに小さい従来の逆クリーナを貫通する動きと比較して、流体が長い円錐形の本体を貫通してら旋状に流れるときに利用可能な滞留（保持）時間が長いことである。この更なる滞留時間は、比重に依存して、成分が内方又は外方の何れかに半径方向に動く機会を大きくし、これにより、分離効果を増大させることになる。
この滞留時間は、スクリーン粕の粒子が最大直径である円錐体の内面領域から出て、頂部における旋回流ファインダに達する円錐体のコア、又は中心の上方にら旋状に流れるスクリーン粕の流れに入るのに必要とされる「必要な平均半径方向速度」という語で規定することができる。例えば、フィート／秒で表したこの時間が長ければ長い程、軽量なスクリーン粕と良質な繊維とはより完全に分離される。必要な平均半径方向速度（ＮＡＲＶ）の計算値は、円錐体の基部の半径、即ち最大直径を平均保持時間で割った値である。この平均保持時間は、入口における体積流量に等しく、立方フィートのような内部体積で割った、毎秒当たりの立方フィートの値となる。本発明のクリーナは、ＮＡＲＶがより小さく、3.05ｃｍ（0.10フィート）／秒以下である。
スクリーン粕の繊維量が少ないことに寄与するもう１つのファクタは、円錐体の長さのため、また、出口により画成される内方にテーパーが付けられた載頭円錐形の両側通路のため、流れの安定性が増すことであり、このため、粒子が半径方向に分離し始めたならば、環状の流体層間の混合が少なくなる。同様に、本体を熱可塑性材料で成形する工程にて形成される円滑な内面は、流れの安定性を増し、これにより、クリーナの内面の表面積が増大することに起因する力の損失を相殺するのに役立つ。流れを安定化させることを別にして、載頭円錐形の旋回流ファインダの外面が外方にテーパーが付けられているため、流れがクリーナの軸線に沿って内方に動くとき、接線方向入口から上層流の出口迄、繊維が「短絡状」に流れるのを妨げる。
本発明のこの逆クリーナは、円錐体の長さを臨界的なものにする２つの重要な条件を基本とするものである。こうした条件は次の通りである。
１）汚染物質が外壁にて接線方向に入り、外壁にて保持されなければならない正クリーナの場合と異なり、スクリーン粕が外壁から接線方向に入り、軸方向中心まで進まなければならないこと。正クリーナにて、水よりも重い良質な繊維が中央の上層流内まで液圧により運ばなければならないこと。
２）汚染物質が半径方向内方に動く間に、良質な成分は、半径方向外方に動かなければならないことである。
求心的加速等式（ＣＡ＝接線方向速度の２乗値を中心軸線からの半径方向距離で割った値）から、円錐体の直径が増大するため、円錐体を通って動く間に、その流体は連続的に加速される。一般に、水（比重1.0）である流体媒質よりも比重の大きい粒子がハイドロサイクロンの内壁に向けて半径方向外方に移動する。逆クリーナ内にて除去された汚染物質は、流体媒質よりも小さい比重を有し、軸方向中心に向けて半径方向内方に向けて移動する。全体の流れは、外壁に隣接する部分から開始するため、こうしたより軽量な材料には、軸方向中心まで動き得るように特定の時間間隔を提供する必要がある。この必要な時間は、クリーナの直径、及び流体及び繊維の濃度に対する汚染物質の物理的な性質の関係によって決まる。内部で混合すれば、こうした流体が軸方向中心まで移動する動きが妨害される。また、この混合は、繊維及びその他の材料が外壁まで移動する動きを妨げる。不安定な流れの混合が繊維の移動、又は繊維自体を外壁に保持することを妨げるとき、その繊維は、スクリーン粕の流れ中に液圧によって運ぶことができ、そのスクリーン粕中の繊維含有量を５乃至８の倍数、或いはそれ以上、増大させることができる。
逆クリーナにおいて、繊維が精選紙料の下層流中にあることが好ましい一方、汚染物質は、スクリーン粕の上層流中にあることが好ましい。繊維及び汚染物質が半径方向の反対方向に移動するため、移動した半径距離当たりの保持時間がより長くなり、また回転流がより安定的となる結果、繊維を受け取る一方で、汚染物質を排出することがより促進される。長いテーパー付き円錐体の結果、回転速度が連続的に加速されて、安定性が増大する。このため、正クリーナと異なり、逆クリーナにおいて、汚染物質の半径方向への動きを最適にすることができる。サムソン及びその他の者は、Ｌ／Ｄの比が約15乃至１の場合、良質な繊維の損失量が大きいことを明らかにしているが、夾角を更に小さくし且つ／又は相対的な長さを更に長くすれば、トムリンソンより確認されたように、正クリーナにおいて、生産性は更に低下することになる。
本発明によるクリーナの設計におけるその重要な考慮事項は、その長さの相当な部分に亙って円錐形の形状でなければならない点である。実際には、作用可能なクリーナの相当な部分が完全に円筒形であってはならないが、クリーナの本体は、キャップ内の旋回流ファインダの軸方向長さに沿って、円錐形ではなくて、円筒形とすることができる。かかる任意の円筒形部分は、軸方向に測定したとき、本体内の旋回流ファインダの深さよりも著しく長くないことが必要である。
逆クリーナを使用する適用例及びそのシステムは、その開示内容を引用して本明細書に含めた、1996年6月20日付けで出願されたPCT／US96／10679号の「紙料懸濁液に対する正／逆クリーナシステム及びその方法（Forward／Reverse Cleaner Systems and Methods for Suspension of Paper Stock）」という名称の同時係属のＰＣＴ出願に記載されている。
従って、本発明の一つの目的は、クリーナ本体の主要部分が円錐形であり、長さ対直径の比が少なくとも20：１であり、その円錐形部分の夾角が３°以下である、抄紙機紙料の逆型ハイドロサイクロンクリーナを提供することである。
本発明の別の目的は、軽量な汚染物質の分離を最適にし且つ繊維を良好に保持し得るように比較的十分に安定した流れ状態下にて、著しく長い滞留時間が提供されるようにする、逆流クリーナを提供することである。
本発明の更に別の目的は、旋回流ファインダには、載頭円錐形の外面が形成され、また、該ファインダがクリーナ内に伸長するに伴って拡がる、上述したハイドロサイクロンクリーナを提供することである。
本発明のその他の目的及び有利な点は、以下の説明、添付図面、及び添付した請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の逆クリーナの一部切欠いた概略図的な断面図である。
図２は、本発明の逆クリーナを内蔵する２段階の清浄化システムの概略図である。
図３は、図１に概略図で図示した逆クリーナの一つの好適な実施の形態の一部切欠いた横断面図である。
図４は、図３のクリーナの入口端の沿った拡大部分断面図である。
好適な実施の形態の詳細な説明
最初に、図１及び図３を参照すると、逆クリーナ１０は、熱可塑性材料で形成され且つその基部１６付近に接線方向入口１４を有する細長い中空本体１２を備えている。該本体は、その長さの相当な部分に亙って、好ましくは、その作用可能な長さの少なくとも90％に亙って円錐形であるが、基部の僅かな部分は、上述したように、円筒形とすることができる。好適な熱可塑性材料は、非充填ナイロン及びポリエチレンを含む。円錐形本体１２の基部１６は、同様に熱可塑性材料から成る端部キャップ１８に接続され、該端部キャップ１８は、載頭円錐形の旋回流ファインダ２２を取り巻く略平面状の環状面２０を画成する。細長い本体１２の僅かな部分は、キャップ１８に隣接する部分を円筒形とすることができるが、かかる円筒形部分は、旋回流ファインダ２２の内端を超えて顕著な距離、軸方向に伸長してはならない。
細長い円筒形の本体１２及び旋回流ファインダ２２は、それぞれ、上層流出口２４及び下層流出口２６を画成する。接線方向入口１４及び上層流出口２４の面積は略等しい一方、下層流出口２６の面積は、上層流出口２４の面積に略等しいか、又はそれよりも僅かに大きい。上層流出口２４及び下層流出口２６は、内方にテーパーが付けられた載頭円錐形の両側通路２８、３０の端部の位置に配置されている。
基部１６における本体１２の直径（内径）は、15.24ｃｍ（６インチ）以上ではならず、好ましくは約7.62ｃｍ（３インチ）以下とする。本体１２の内部により形成された夾角は、３°以下とし、Ｌ／Ｄの比が少なくとも20：１となるようにする。
使用時、紙の破砕繊維及び汚染物質の粒子を取り込んだ水は、接線方向入口１４を介して円錐形本体１２の内部に接線方向に噴射される。円錐形本体１２内の流体は、各々が同一方向に回転する環状に配置された２つの流れ領域を形成する。即ち、下層流出口２６に向けてら旋状に流れる、円錐形本体１２の内壁付近の外側流れ領域と、該外側流れ領域の間にて上層流出口２４向けてら旋状に流れ且つ中央の空気核を形成する内側流れ領域とを形成する。
当該技術分野にて周知であるように、流体に作用し且つ比較的比重の小さい汚染物質に作用する力は、より軽量な汚染物質の粒子を内側流れ領域に向けて、従って、スクリーン粕を構成する上層流出口２４に向けて移動させる。比較的大きい比重の繊維に作用する力は、繊維を外側流れ領域に向けて、従って、精選紙料出口を構成する下層流出口２６に向けて動かす。図１に多少誇張して示した、旋回流ファインダ２２の出口の載頭円錐形の外形は、繊維及び汚染物質の粒子が接線方向入口１４から外層流出口２４に「短絡」するのを妨げる。
典型的に、クリーナにおける圧力降下は、約30乃至約90ｐｓｉの範囲内であり、紙料の入口濃度は約0.5％乃至約２％の範囲である。典型的に、40乃至60ｐｓｉの範囲の圧力降下は、直径約1.5875ｃｍ（5／8インチ）の供給材の開口部、精選紙料ポート及びスクリーン粕ポートにとって一般的なものである。上述したように、測定したＮＡＲＶの値が約2.13ｃｍ（0.07フィート）／秒であり、平均保持時間が約1.5乃至２秒であることを意味する。
液体のスクリーン粕の率は、30乃至70％の範囲である。円錐形の分離器部分の長直径は、約7.62ｃｍ（３インチ）以下である。実際の保持時間は、臨界的ではないが、保持時間と、軽量な粒子が内方に進むのに要する半径方向距離との間の関係は重要である。半径方向に進む距離及び利用可能な時間は、スクリーン粕出口への中央流れに達する迄に軽量な粒子が進むときのその典型的な半径方向速度に変換される。円錐形部分の比が20：１であれば、この分離は、確実となる。
逆クリーナ１０の有利な点は、以下の一例としての説明から最も良く明らかとなる。逆クリーナ１０は、内径７ｃｍ（2.75インチ）及び有効長さ約1.65ｍ（65インチ）であり、長さ対直径の比が約24：１、夾角が2.4°である、基部１６を有する円錐形本体１２を備える構造とした。この円錐形本体１２は、直径1.19ｃｍ（0.469インチ）の接線方向入口１４を有するようにした。また、該逆クリーナ１０は、直径1.59ｃｍ（0.625インチ）の入口３２を有する旋回流ファインダ２２を備えている（図１）。該クリーナは、出口２４における下層流の直径が1.19ｃｍ（0.469インチ）であり、出口２６における下層流の直径が1.27ｃｍ（0.500インチ）である。旋回流ファインダ２２は、入口端内に3.25ｃｍ（1.28インチ）だけ伸長し、逆円錐形面２２Ａにおける最大外径は2.7ｃｍ（1.06インチ）であり、壁２０における外径は2.54ｃｍ（1.0インチ）とした。
紙料の重量比濃度が１％の流体約30ｇｐｍ（130リットル／分）を60ＰＳＩ（405ｋＰａ）の入口圧力にて接線方向入口を介して圧送した。下層流（精選紙料）から流体の約60％を回収し、上層流（スクリーン粕）から流体の約40％を回収した。出口２６における精選紙料の紙料濃度は重量比で約２％であり、重量比で約95％の初期紙料を含んでいる一方、出口２４におけるスクリーン粕は、紙料濃度が0.018％乃至0.025％の範囲であり、初期紙料を重量比で約５％しか含んでいなかった。
全て円錐形の本体を有する、本発明に従って実質的に形成された逆流クリーナの性能は、入口及び基部端部における本体の相当部分が円筒形である、クリーナを同一状態下にて作動させてその性能と比較した。このクリーナは、次の特性を備えるものとした。即ち、完全に円筒形のクリーナの基部直径は、７ｃｍ（2.75インチ）で、夾角３°であり、長さが約134.62ｃｍ（53インチ）（理論値）であるようにした。入口、精選紙料及びスクリーン粕の開口部の直径は、上記の文節に記載した通りとした。第二のクリーナは、同一の円筒形本体を使用し、この円筒形本体は、その大径端にて、長さ40.64ｃｍ（16インチ）で内端に達する直径が７ｃｍ（2.75インチ）の円筒形本体部分に接続され、該円筒形本体の全長は約17.53ｍ（69インチ）とした。同一の条件、即ち、入口濃度が49℃（120°Ｆ）にて約１％であり、クリーナにおける圧力降下が60ｐｓｉにて、同一の紙料に対して双方のクリーナを作動させた。そのクリーナの各々は、入口端にて同一のキャップ及び旋回流ファインダを使用した。
全円錐形クリーナは、固体のスクリーン粕の率が３％であり、このことは、固体の97％が精選紙料内に保持される一方、一部円筒形のクリーナの固体のスクリーン粕の率は12.9％であり、このことは、良質な繊維が僅か87.1％しか保持されないことを意味する。効率の点にて、全円錐形の装置は、一部円筒形、一部円錐形の装置よりも繊維を節約する点にて４倍以上も効率的であり、この効率の差は、円錐形部分を一部円筒形クリーナ内の入口キャップから分離する実質的に円筒形部分が存在するためであると考えられる。
図２に図示するように、この逆クリーナ１０の一つの適用例は、２段階清浄化システム４０の第一の段として使用することであり、この場合、逆クリーナ１０の上層流（スクリーン粕）は、スルーフロークリーナ４２に供給され、このスルーフロークリーナ４２の精選紙料は、逆クリーナ１０の希釈液として再循環される。このスルーフロークリーナは、1979年5月2日付けで付与されたセイファート（Seifert）及びその他の者の米国特許第4,155,839号に記載され、ブラック・クラウソン・カンパニー（Black Clawson Company）のシャートル（Shartle）部門から7.62ｃｍ（３インチ）の「Ｘクロン（X-Clone）」クリーナとして製造且つ販売されているものと同一の構造とすることができる。
図３には、本発明の逆流クリーナの好適な実施の形態の断面図が図示されており、この場合、部品は、図１に使用したものと同一の番号で表示されており、また、円錐体の角度及びその相対的な長さは、略実際の尺度で示してある。図４は、端部キャップ１８の好適な形態を図示する、その入口端に沿った拡大断面図である。
該端部キャップ１８は、本体１２の後方伸長部として形成された円筒形凹所８０内に挿入されて且つ中空のカップ８２によりその位置に保持されている。端部キャップ１８は、Ｏリング８４により凹所８０の面に密封されている。
ハイドロサイクロンクリーナ１０の精選紙料の出口端は、流体の流れストレーナ挿入体９２を受け入れ得るように精選紙料の出口２６を近接して取り巻く領域内の箇所９０にて拡張していることが好ましい。該挿入体９２は、出口２６から出る紙料の懸濁液の回転速度を妨げる内側リブを備えて従来通りに形成されている。更に、同様に拡張端９２の上に支持された出口端に覗き窓９５を加えて、ハイドロサイクロンの作動が観察可能であるようにすることも従来通りである。
本明細書に記載した装置の形態は、本発明の一つの好適な実施の形態を構成するものであるが、本発明は、この装置の形態にのみ限定されるものではなく、添付した請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱せずに、その形態に変更を加えることが可能であることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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