(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルローズパルプをポンピングし易くする方法において、
（ａ）ポンプ（３０）のポンプ入口をスタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）の排出開口（５０２、６０２、７０２）に取り付ける段階と、
（ｂ）低圧側から高圧側へパルプを送る手段を使用して、８〜１８％の中間濃度且つ８０℃以上の高温のセルローズパルプを、入口開口（５０５、６０５、６０５’、７０５、７０５’）を通って、前記スタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）に供給する段階と、
（ｃ）前記スタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）を大気から閉鎖し、前記スタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）に超大気圧を提供することにより、前記スタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）の上部のガス空間（５１０、６１０、７１０）を加圧する段階と、
（ｄ）前記セルローズパルプを前記ポンプ入口を介して前記パルプポンプ（３０）中へ流入させる段階と、
（ｅ）前記セルローズパルプを前記パルプポンプ（３０）によって更にポンピングする段階と、
（ｆ）前記セルロースパルプのポンピング中の蒸気の形成を最小限にするため、前記スタンドパイプ（５００、６００、７００、８００）内の超大気圧を維持する段階と
を含むことを特徴とするセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項２】
前記セルロースパルプが、１００℃より大きい温度であることを特徴とする請求項１に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項３】
前記スタンドパイプ（５００）の上端部から前記ガス空間（５１０）および前記スタンドパイプ（５００）へパルプを供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項４】
前記スタンドパイプ（６００、７００、８００）の底端部にパルプを供給することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項５】
前記ポンプ（３０）により前記スタンドパイプ（６００）からパルプをポンピングする前に、前記スタンドパイプ（６００）の閉じた上端部の前記ガス空間（６１０）の圧力に抗して、前記スタンドパイプ(６００)の底端部にパルプを供給（６０６）し、それにより、前記スタンドパイプ（６００）内のセルロースパルプを加圧することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項６】
セルロースパルプを低圧側から前記スタンドパイプ（５００）内の高圧側へ供給し、それにより、前記スタンドパイプ（５００）内のセルロースパルプを加圧することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項７】
前記ガス空間（５１０、６１０、７１０）を加圧することにより、セルロースパルプを加圧することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項８】
スタンドパイプ（６００）に加圧ガス流体を導入（６０８）し、それにより前記ガス空間（６１０）をパルプの上方に形成することにより、前記スタンドパイプ（６００）内のセルロースパルプを加圧し、重力と流体圧力の両方の作用により前記パルプを前記ポンプ入口に入れることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項９】
前記スタンドパイプ（５００、６００、７０６、８００）からパルプをポンピングする前記パルプポンプ（３０）からガス／蒸気を引き、該ガス／蒸気を前記ガス空間（５１０、６１０、７１０）に送り返すことにより、前記ガス空間（５１０、６１０、７１０）およびセルロースパルプを加圧することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする方法。
【請求項１０】
中間濃度のセルローズパルプをポンピングし易くする装置において、
頂部および底部を有し、大気から閉鎖され、前記頂部にガス空間（５１０、６１０、７１０）を有するスタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)と、
低圧側から前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)へパルプを送る送り手段（５０６、６０６、７０６、８０６）と、
前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)内の前記ガス空間（５１０、６１０、７１０）および前記セルロースパルプを加圧し、前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)内に超大気圧を供給する加圧手段（５０８、６０８）と、
パルプポンプであって、該パルプポンプが前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)の底部に接続されたポンプ入口を有し、パルプが前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)の底部から前記ポンプ入口に流れることができるようになっている、パルプポンプと
を含むことを特徴とするセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１１】
前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)の上端部が圧力カバー（５０４、６０４、７０４、８０４）により閉鎖されていることを特徴とする請求項１０に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１２】
前記送り手段がポケットフィーダ（５０６）、容積形ポンプ、あるいは前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)の圧力カバーあるいは壁、あるいはハウジングに配置されているその他の圧力保持手段であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１３】
前記送り手段が、前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)に向かって輻合している入口パイプ（６０９、７０９）内に配置されているスクリューフィーダ（６０６、７０６、８０６）であることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１４】
前記送り手段がパルプを洗浄装置、濾過装置、あるいは濃縮装置から前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)まで転送するように配置されているスクリューフィーダ（６０６、７０６、８０６）であることを特徴とする請求項１０から請求項１３までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１５】
前記送り手段（７０６）がパルプをドラムあるいはデイスクフィルタあるいは洗浄装置から排出するために使用されるスクリューフィーダの延長部であることを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１６】
前記加圧手段が、外部の空気、他のガス、または蒸気を前記スタンドパイプにポンピングするようになっているコンプレッサ（６０８）またはブロアであることを特徴とする請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１７】
前記加圧手段が、前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)から前記パルプをポンピングする前記パルプポンプ（３０）からガスまたは蒸気を引くようになっている真空ポンプ（５０８）であることを特徴とする請求項１０から請求項１６までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１８】
前記加圧手段が、低圧側からパルプを前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)中へ送る送り手段（５０６、６０６、７０６、８０６）であることを特徴とする請求項１０から請求項１７までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項１９】
前記加圧手段が、前記パルプポンプ（３０）からガス／蒸気を引き、該ガス／蒸気を前記ガス空間（５１０、６１０、７１０）に送るようになっている真空ポンプ（５０８）であることを特徴とする請求項１０から請求項１８までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項２０】
前記スタンドパイプ(５００、６００、７００、８００)の底端部に、前記パルプを受けるためのパルプ入口開口（６０５、６０５’、７０５、７０５’）が存在することを特徴とする請求項１０から請求項１９までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【請求項２１】
前記スタンドパイプ（７００）の内部に、前記スタンドパイプの実質的に鉛直な壁に取り付けられた膜（７１４）を有し、該膜（７１４）が、前記スタンドパイプ（７００）の頂部のガス空間（７１０）から前記スタンドパイプ（７００）の底部のパルプ空間を物理的に分離していることを特徴とする請求項１０から請求項２０までのいずれか１項に記載されたセルローズパルプをポンピングし易くする装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景と要約
本発明は中間濃度のセルローズパルプをポンピングすることに関する。本発明は特に、スタンドパイプあるいは同様の小さいサイズのパルプ用の槽であって、通常パルプが貯蔵塔、処理塔、洗浄装置、濾過装置、圧搾装置、濃縮装置等から排出されてくる槽からパルプをポンピングすることに関する。詳しくは、本発明はスタンドパイプから高温のパルプをポンピングすることに関する。
中間濃度のパルプをポンピングする場合、パルプのガス含有分が周知の問題である。それ程周知ではない問題はパルプ中に蒸気が介在したり、あるいはある処理条件下においてはパルプにおいて蒸気が形成されることである。この現象、すなわちポンピングすべき材料にガスが介在することに基づく問題はパルプをポンピングするために使用する遠心ポンプの作動によってもたらされる。遠心ポンプは、それが通常の遠心ポンプであろうと、あるいは中間濃度のパルプをポンピング可能な流動遠心ポンプ（ＭＣ（登録商標）ポンプ）であろうと、その入口においてある程度吸い込みヘッドを形成する傾向がある。このように圧力が低下するとパルプ中に介在する液体の沸点を下げる。この要素は、パルプがインペラの目の中へ滑らかに流入しないようにする、パルプとポンプの入口通路との間の高度の表面摩擦と共に相俟って、ある条件下ではパルプ内の液体を沸騰させ、蒸気を発生させる。このことは、特にパルプの濃度が高い場合にいえることであって、その理由は濃度（中間濃度のパルプは典型的に約８から１８％の間の濃度を有している）が高ければ高いほど、著しい量の蒸気がより簡単に形成されるからである。
蒸解がまや漂白槽からの排出が水の沸点に近い温度で行われるような近代的なパルプ工場においてよくあることであるが、パルプを高温（すなわち約８０℃以上）でポンピングする場合問題はさらに厳しくなる。１００℃以上の温度を有するポンプを一方の処理工程から別の処理工程にポンピング出来るとすれば有利である。前述した種類の蒸気の形成は、例えば、ポンプのインペラの前方において蒸気の泡を形成し、その結果多数の望ましくない結果をもたらすように、ポンプのポンピング性能に顕著に影響する。
ポンピングを阻害している基本的な問題、すなわち遠心インペラの前方でガスあるいは蒸気の泡を形成することは遠心ポンプにおいてパルプからガスあるいは蒸気を分離する手段を利用し、かつガスや気泡のサイズが所望レベルに留まるような量にガスの気泡をガスから排出する手段を利用することにより克服される。これらの例が米国特許第５，０７８，５７３号、同第５，１１４，３１０号、同第５，１１６，１９８号、同第５，１５１，０１０号、および同第５，１５２，６６３号並びに欧州特許第Ｂ−０  ４７８  ２２８号に記載されている。このようなポンプには、通常インペラを通してインペラの裏側まで、そこから（遠心インペラと同じシャフトか、あるいは遠心ポンプとは別個のシャフトのいずれかに配置されている）真空ポンプまで、そしてそこから大気あるいは、その他の何らかの位置、例えばガス収集システムまで延びているガス流路が設けられている。
これらのポンプにおいては、ガスおよび蒸気の分離は遠心インペラによって発生した吸引力により、かつ可能なら真空ポンプによって発生した吸引力によりパルプを入口流路において螺旋状に回転させることにより実行される。ポンプからガスあるいは蒸気を除去するにはスタンドパイプの底と、好ましくは真空ポンプを備えたガス排出部との間である程度の差圧が必要とされる。スタンドパイプは、従来のパルプ工場（典型的にはクラフト製紙工場）における洗浄装置、濃縮装置、漂白塔、あるいは貯蔵塔からパルプを受け取る比較的小型の槽である。「スタンドパイプ」という用語は本明細書において使用しているが、この用語はパルプ製造技術分野において「スタンドパイプ」として技術的に知られていない可能性のある小型の類似の槽も網羅する意図であることを理解すべきである。必要な差圧は、真空ポンプによって発生する亜大気圧と正味の正の吸引ヘッド、すなわち入口圧との和である。しかしながら、亜大気圧の最大値はポンプ入口におけるパルプの温度によって決まる。入口高さが低くて、温度が例えば１００℃に近いとすれば、実際には真空ポンプによって何ら吸引は行われ得ず、そのためガスあるいは蒸気は単に入口圧によって排出される。このことは、たとえ入口圧が高いとしても、パルプの濃度が特に高いとすれば起こることであって、そのため表面摩擦が有効圧力を極めて低い値まで下げる。
ガスを分離することの他に、吸引（すなわち減圧）によって水の沸点を下げ、蒸気の形成を促進する。もしも蒸気の形成が始まるとすれば、実際には形成される蒸気の量には限度がなく、ガス分離系が過負荷状態となり、すなわち蒸気を全て除去することが不可能で、そのため悪影響をもたらす。この種の蒸気形成は数種の対策、すなわちパルプの温度を下げること、ポンプの入口高さを上げること、あるいはポンプの入口を加圧することにより克服することが可能である。実際には、近代的な工場では、殆どの作業を１００℃に近い温度、あるいは時にはそれより高い温度で実行することを要求しているので、温度を下げることは問題外である。入口高さ、すなわち正味の正の吸引ヘッドを上げることは、例えば、洗浄装置がパルプ工場の２階に配置されているとすれば、スタンドパイプやポンプを１階より下の深い穴に位置させることが実用的でないように、パルプ工場での構造上の制限から不可能であることが多い。また、濃度がより高くなると、いずれにしてもパルプとスタンドパイプの壁との間の表面摩擦によってスタンドパイプの底での真正の有効圧力を下げてしまうのでスタンドパイプの高さを上げることは不可能であり、あるいは意味がなくなる。パルプはスタンドパイプの壁に「垂れ下がり」、簡単には下方へ流れ落ちない。この問題に対する解決策はスタンドパイプの円錐度を増す、すなわちスタンドパイプを下向きに急激に広くすることである。しかしながら、この方法は、スタンドパイプの底の直径が大きくなるのでパルプのかなりの部分がスタンドパイプの底に残り、その結果スタンドパイプの排出ポートの前方で棚つり現象をもたらすため、不可能な構造につながる。
換言すれば、蒸気形成の問題に対する唯一の実用的な解決方法はポンプの入口を加圧することである。従来技術において、前述の問題の少なくともあるものを解決するために使用しうる数個の装置が提案されている。しかしながら、これらの問題は、特許文書あるいは文献において、広範囲に論じられていない。従来技術は典型的に、遠心ポンプの入口、すなわち通常はＭＣ（登録商標）ポンプの入口を加圧する手段を論じている。そのような装置は米国特許第４，８７７，３６８号、同第４，８８４，９４３号、同第５，０００，６５８号および同第５，１０６，４５６号に示されている。また、多数のその他の文書および論文が同様の目的に対する同様の装置について記載している。図１から図４までにおいて、パルプを排出ポンプの入口まで送る役目を実行するその他の若干の構造的実施例が示されている。
しかしながら、送り装置をスタンドパイプの底に配置させることは、必ずしも故障の無い作動を保証するとは限らず、あるいは前記の問題を解決する最も有効な方法ではない。実際に、別の遠心ポンプを使用することにより、中間濃度のパルプが何らかのパルプを入れた槽から別の処理段階等に転送される限り、特に前記槽からのパルプの排出が問題であった。パルプがポンプのインペラまで良く流れないか、あるいはパルプが確実に流れるようにするがために送り装置が使用されている場合、パルプは着実に送り装置まで流れなかった。換言すれば、中間濃度のパルプは送り装置の周り、およびその上位に開放した空洞を形成した。この減少はパルプの棚つり現象と称されている。
通常、スタンドパイプの十分な入口高さを保証したり、あるいはスタンドパイプの下位に広がっている構造を提供することにより、あるいはスタンドパイプにおいて大きな垂直の送りスクリューを提供する等してパルプの棚つり現象は阻止されてきた。また、排出ポンプの出口の流れの一部をスタンドパイプ内のパルプに再循環して戻すよう提案されてきた（例えば、米国特許第５，１０６，４５６号を参照されたい。）そのような再循環の目的は、スタンドパイプ内の含有物を着実に下向きに圧搾するために、均質とされ、殆ど脱ガスされた、濃縮パルプをスタンドパイプ内のパルプ中へ導入することである。
しかしながら、遠心ポンプ中へパルプが流れることを保証する前述の手段は、前述の欠点の他に、その使用を魅力的でなくする更に別の特徴を有している。前述の装置の全ては、スタンドパイプ内に位置した、殆どの場合はスタンドパイプの底部分に位置したある種の送り装置を必要とする。そのような送り装置は、中間濃度のパルプを扱うことによって生じる全ての物理的および動的な応力に耐える必要があるという事実のためにがっしりした構造を有する必要があるため、それ自体高価である。また、同じ理由からそのような従来技術による装置はそれらのロータを回転させるために極めて効率的な駆動手段を必要とする。最後に、スタンドパイプの底部における送り装置の位置はスタンドパイプの底部の構造を複雑とし、そのためそのコストを増加させる。換言すれば、従来技術による装置を使用することにより、遠心ポンプへパルプが着実に流れるのを保証するためには極めて高価なものとなる。それでも依然として、スタンドパイプにおいてパルプが下向きに流れることを保証するために通常何ら対策がなされていないためスタンドパイプ内をパルプが着実に下向きへ流れるか定かではない。
更に、概ね大気に対して開放している、通常のスタンドパイプを使用する上で一つに限度がある。大気に開放されることは、またパルプの温度が１００℃を越えないこと、さもなければパルプ内の水が沸騰を始めることを意味する。
本発明によれば、ポンピング能力の低下に関わる問題は全く異なる方法でポンプの入口開口を加圧することにより解決される。このことは、ポンプの入口が接続されているスタンドパイプを加圧することにより実施される。ポンプの入口における低圧に関わる問題を解決することの他に、スタンドパイプへのパルプの流れが弱いことに関わる問題も新規な本発明による方法により解決された。そして、最後に、前記解決方法はスタンドパイプにおいて実際に無制限の温度を使用することが可能なので、１００℃を超える温度で連続的に、一連の漂白塔、中間の加圧された洗浄装置、濃縮装置および濾過装置での作動が可能となる。
スウェーデン特許第Ｂ−４２６９５９号において、デイスクフィルタのシャフトを通してフィルタ部分に空気を吹き込むことにより、濃縮されたパルプケーキが加圧された空気によって除去されるデイスクフィルタが開示されている。ケーキの排出と同時に、空気はデイスクフィルタの内部ならびにフィルタの排出シュートを加圧する。排出シュートには、容積式ポンプである濃縮材料ポンプ中へパルプを別のスクリューが送り込む別の送りシュートと実質的に同じ垂直方向水準においてパルプが入る装置の端部にパルプを送る長手方向の送りスクリューが設けられている。本明細書においては、濃縮材料ポンプは、デイスクフィルタにおいて圧力が所定水準に保たれうることを保証する最終の圧力ロックである。換言すれば、前述の装置は、濃縮材料ポンプの上流においては固いパルプの詰まりは殆どないが、濃縮材料ポンプはその機械的構造のため圧力ロックとして作用するように作動する。少なくとも、濃縮材料ポンプはデイスクフィルタ内で圧力を使用していないことは明らかである。
米国特許第３，０９６，２３４号はパルプが約４．５％の濃度で蒸解がまから液体転送プレスに排出され、ゼンキプレスにおいて濃度が２０−４０％までに挙げられる連続蒸解システムを記載している。パルプは（概ね蒸解温度で）前記プレスから希釈タンクに排出され、そこで濃度は、著しく低い温度の液体で２−１０％の間に調整される。パルプはさらにポンプにより希釈タンクから汲み出される。本文書は希釈タンクを加圧することを教示している。希釈タンクを加圧する目的はタンクへのパルプの流量を調整しし、蒸解がま内で適正な温度を維持することであると説明されている。換言すれば、希釈タンクの加圧は、正に希釈タンクへパルプが着実に流れるようにし、かつ蒸解がま内で適正な圧力を維持するために実行される。
米国特許第５，４１１，６３３号は、直立のオゾン反応槽からのパルプが直立の保持槽に排出される中間濃度のオゾン漂白について述べており、前記反応槽は所謂上向き流れ式であり、保持槽は所謂下向き流れ式である。漂白されたパルプは脱ガス流動ポンプにより底から保持槽から排出される。反応槽と保持槽の双方は加圧されるが、このことは単にオゾン含有ガスを圧縮してオゾン漂白を可能とすることにより実行される。更に、Ｄ２はポンピングに関わる問題を認識していないという事実の他に、Ｄ２と本発明との間には別の差がある。換言すれば、オゾン漂白を低温、すなわち約５０℃において実行することにより本特願にて述べる問題が存在しないようにするのが通常のやり方である。
前述の問題は、本発明による約８−１８％の濃度を有するセルローズパルプをポンピングする新規な方法によって解決されている。本発明の方法は、（ａ）ポンプの入口をスタンドパイプの排出開口に装着する段階と、（ｂ）スタンドパイプを大気から閉鎖することによりスタンドパイプにおいて約８−１８％の濃度を有するセルローズパルプを加圧する段階と、（ｃ）スタンドパイプ内において超大気圧を保つ段階と、（ｄ）セルローズパルプをポンプの入口を通してポンプ中へ流入する段階と、そして（ｅ）セルローズパルプをポンプを使用してスタンドパイプからポンピングする段階とを含む。
本発明の方法の別の好適な特徴は、加圧されたガスを利用して、スタンドパイプを加圧することによりパルプを重力と流体圧との双方の作用によりポンプの入口へパルプを強制的に送ることによりパルプより上のガス空間を形成することである。
前述の方法を実行する装置は、頂部および底部を有するスタンドパイプと、入口を有するパルプポンプとを含み、前記パルプポンプの入口がスタンドパイプの底部に接続され、そのためパルプはスタンドパイプの底部分からポンプの入口まで流れうるようにする。本装置においては、スタンドパイプは大気から閉鎖されていることが好ましく、その頂部分にガス空間を有している。
【図面の簡単な説明】
図１ａ及び図１ｂは中間濃度のパルプをスタンドパイプから排出しやくする第１の例の従来技術による装置の概略側断面図および上面図を示し、
図２ａ及び図２ｂは第２の例の従来技術による装置のみの図１ａ及び図１ｂに類似の図面を示し、
図３ａ及び図３ｂは第３の例の従来技術の装置を除いて図１ａ及び図１ｂに類似の図面を示し、
図４は第４の例の装置の側断面図を示し、
図５は本発明による装置の第１の好適実施例の概略側断面図を示し、
図６ａ及び図６ｂは本発明による装置の第２と第３の好適実施例の概略側断面図を示し、
図７ａ及び図７ｂは本発明による装置の第４と第５の好適実施例の概略側断面図を示し、および
図８は本発明による図６の好適実施例の概略側断面図を示す。
図面の詳細説明
図１ａから図４までに、中間濃度のパルプをスタンドパイプから排出し易くするために使用し得る種々の送り装置が示されている。図１ａと図１ｂとはスタンドパイプからパルプを排出するための第１の装置の例を示している。スタンドパイプ１０の底部には出口開口と、それに装着されたポンプ３０（例えばアルストロムポンプ社（Ahlstrom Pumps Corporation）によって販売されているＭＣ（登録商標）ポンプ）に向かってパルプを送る遠心ポンプのように作動するロータ２０が設けられている。ロータ２０は真直あるいは湾曲した羽根２２を有している。もしも羽根２２が真直であるとすれば、それらはラジアル型あるいは傾斜型でよい。ロータ２０を囲むスタンドパイプ１０の底部領域１２は円形とし、好ましくは接線方向の出口１８を備えているかあるいは遠心ポンプの螺旋状のハウジング１４のように形成すればよい。ロータ２０の軸線は図１ａに示すように垂直でよいが、もしもスタンドパイプ１０の底部が水平でないとすれば、代替的に傾斜させてもよい。スタンドパイプ１０は頂部から底部に向かって断面積が増加するのが好ましく、そのためパルプが重力により容易に下向きに流れるようにしている。しかしながら、特に濃度が低い場合、スタンドパイプ１０の壁は代替的に平行に、好ましくは水平、あるいは傾斜、あるいは垂直とすることが出来る。
図２ａと図２ｂはスタンドパイプからパルプを排出するための、第２の例の装置を示す。図２ｂにおいては、水平軸線の周りの垂直平面において回転するように位置づけられたロータ１２０が示されている。ロータ１２０は実質的に円筒形の渦巻室（volute）あるいは、従来のポンプ３０（例えば、ＭＣ（登録商標）ポンプ）が取り付けられている接線方向の出口１１８を有する螺旋状の渦巻室１１６のいずれかによって囲まれている。図に示すように、スタンドパイプ１１０の少なくとも底部部分には平坦な壁部分１０２が設けられ、該壁部分を貫通してロータの駆動装置が配置されている。図面はロータの水平軸線を示しているが、前記軸線は傾斜させてもよい。
図３ａと図３ｂとはスタンドパイプからパルプを排出する装置の第３の例を示す。本実施例においては、ロータ２２０の水平のシャフト２２４がスタンドパイプ２１０を横切って延び、駆動装置（Ｄ）端と自由端との両位置において軸受で支持されることが好ましい。ロータ２２０はスタンドパイプ２１０の底部領域において実質的に中央に配置されることが好ましい。ロータ２２０は両吸い込み形であるので、ロータ２２０は両面において中央プレート２２６を有し、該プレートに湾曲した、あるいは真直の羽根２２２が装着されている。ロータ２２０は、従来のポンプ３０に取り付けられた接線方向の出口２１８を有している、円筒形あるいは、好ましくは螺旋形のハウジング２１６のいずれかによって囲まれている。
図４はスタンドパイプから中間濃度のパルプを排出する装置の第４の例を示す。スタンドパイプ４００の底部には、スタンドパイプ４００からパルプを排出するポンプ３０に向かってパルプを送るプロペラ２８が設けられている。本実施例の好ましい特徴によれば、プロペラ２８の回転速度はポンプ３０のインペラの回転速度より少なくとも５％、より好ましくは少なくとも１０％だけ速い。しかしながら、プロペラは送りスクリュウ、あるいは遠心インペラと同じシャフトに、あるいは別の駆動装置（例えば、モータ）によって駆動される別個のシャフトのいずれかに装着された一組の送りブレード、すなわち羽根に取り替えることが可能であることを理解すべきである。
図１ａから図３ｂまでに示す送り装置並びに図４に示す装置の全ては、インペラの目の中へ下向きにパルプが確実に流れるようにする手段を欠いている。全ての装置は棚つり現象（arching）が発生した場合には役に立たない。この問題に対する解決方法は以下の例と関連して説明する。
図５は本発明の第１の好適実施例を示す。スタンドパイプ５００には、上端に圧力カバー５０４を有している直立した加圧ハウジングが設けられている。圧力カバーにはポケットフィーダ５０６が設けられている（要素５０４、５０６は集合してスタンドパイプ５００を超大気圧に保ちうる手段の一つの例を構成している）。ポケットフィーダ５０６は、順次配置された２個の弁、ゲート、あるいはポートを有し、かつ弁、ポートあるいはゲートの間にパルプ室を有しており、「下側」の弁が閉鎖している間、「上側」の弁が開放して前記室を充填し、「上側」の弁が閉鎖した後、「下側」の弁が開放してパルプ室を空にするように作動する装置、あるいはピストンフィーダ、あるいは適当な容積式ポンプ、あるいはより低圧側からより高圧側へパルプを運ぶ何らかのその他の適当な手段に代えることが可能である。しかしながら、前記搬送手段は必ずしも圧力カバーに位置づける必要はないが、代替的に、例えば、圧力ハウジングの実質的に垂直の壁に配置してもよいことを理解すべきである。
圧力ハウジング、すなわち、スタンドパイプ５００は実質的に円筒形で、かつ（または）僅かに下向きに広がっていることが好ましい。スタンドパイプ５００には、その下端において出口開口５０２、および出口開口５０２と連通して配置されている遠心ポンプ３０が設けられている。遠心ポンプ３０は流動遠心ポンプすなわちＭＣ（登録商標）ポンプであることが好ましい。スタンドパイプ５００には更に、スタンドパイプ５００の内部空洞を加圧する、すなわちその中でガス空間５１０を形成する手段５０８が設けられている。加圧手段５０８は、例えばスタンドパイプ５００からパルプを排出するポンプ３０からガスあるいは蒸気を（例えば、配管５０９を介して）吸引し、分離されたガス／蒸気をスタンドパイプ５００へ送る真空ポンプである。ガス抜きするために遠心ポンプに連結されている真空ポンプの作動原理は、真空ポンプが遠心ポンプにおいてある程度の亜大気圧を保持するようなものであることが多い。また、真空ポンプは、遠心ポンプから全てのガスを常に吸引することが可能なような寸法に通常されているので、基本的に大気から追加の空気を吸引する構造体が設けられているように過大寸法とされている。パルプから分離されたガスおよび追加の空気とにより、真空ポンプはスタンドパイプのガス空間を加圧することが可能である。ある程度ガスがパルプ配管において上流にある送り手段から逃げ、またある程度のガスがパルプ粒子の間の空間で溜まりポンプに吸引されることは殆ど避けられない。換言すれば、追加の補給空気はスタンドパイプから逃げたガスを補う。上述した脱ガス真空ポンプは極めて安価であって、スタンドパイプを加圧する従来からの方法である。脱ガス真空ポンプからの排出分は、ある場合に若干のファイバが脱ガス装置に吸引されるようにスタンドパイプ中へ導かれるので、ファイバはスタンドパイプに戻され、使用に帰される。加圧は、代替的に全体的に独立したポンプ手段によって、例えば外気、その他の何らかのガス、あるいは蒸気をスタンドパイプ５００中へ汲み出すコンプレッサあるいはブロワによって実行することが可能である。また、スタンドパイプの加圧は、加圧を行なうための何らかの個別の装置を必要とすることなくパルプ工場の加圧空気配管から実行しうることは明らかである。
図６ａと図６ｂは本発明の別の好適実施例を示す。図６ａと図６ｂとに示す、スタンドパイプは垂直方向に指向された、好ましくは製作を容易にするために実質的に円筒形の圧力ハウジング６００と、その上端における圧力カバー６０４とから構成されている。スタンドパイプ６００の底端部には、流動遠心ポンプ、すなわちＭＣ（登録商標）ポンプあるいは通常の非流動性の遠心ポンプでよい遠心ポンプ３０を使用してファイバ懸濁物を排出するための出口開口６０２が設けられている。図６ａに示すスタンドパイプの底端部にもまた、先行の処理段階からのパルプを受け取るための入口開口６０５が設けられている。図６ｂに示すスタンドパイプ６００の壁にはパルプの表面Ｓ近く、好ましくはその下位に、先行の処理段階からのパルプを受け取るための入口開口６０５′が設けられている。これらの実施例の双方において、入口開口６０５および６０５′には入口開口６０５および６０５′に向かって輻合している（converging）入口パイプ６０９が設けられている。本実施例においては送りスクリュウである送り手段６０６はスタンドパイプ６００の外側から入口パイプ６０９中へ延在し、入口パイプ６０９および入口開口６０５および６０５′とを介してスタンドパイプ６００中へ着実な流れでパルプを送る。輻合している入口パイプ６０９内で入口開口６０５、６０５′中に向かって加圧されると、パルプはスタンドパイプ６００が超大気圧になるようにするプラグを形成する。
スタンドパイプ６００内である程度の圧力とガス空間６１０とを保つ若干の代案を説明する。第１の代案は図５に関して説明したものと均等のものであり、すなわちスタンドパイプ６００を加圧するためにスタンドパイプ６００の上側端においてコンプレッサあるいは何らかのその他の手段を使用することである。別の代案は、処理工程を開始しながら、遠心ポンプ３０を未だ始動させていないままスタンドパイプ６００の充填を開始することである。換言すれば、スタンドパイプ６００はある水準Ｓまで充填されガス空間６１０を形成し、スタンドパイプ６００の頂部において所望の圧力に達し、その後遠心ポンプ３０が始動する。次の過程は、スタンドパイプ６００の頂端において圧力により規定される所望の高さにスタンドパイプ６００内でのパルプの水準Ｓが保たれるようなものである。ポンプの能力は、パルプの水準Ｓの関数としてポンプ３０からの流出する流れを調整する弁６１２あるいはガス空間６１０の圧力の関数としてポンプ３０からの流出する流れを調整する弁６１２′によって調整することが出来る。必要であれば、また、（図６ａに示す）コンプレッサ６０８あるいはスタンドパイプ６００を加圧するその他の何らかの手段を配置することが可能である。スタンドパイプの作動を制御する最良の方法はスタンドパイプ６００内のガス空間およびパルプの水準とを個別に監視することである。換言すれば、コンプレッサ６０８あるいはブロワはガス空間内で一定の圧力を提供するために調整され、遠心ポンプから流出する流れはスタンドパイプ内でパルプの水準Ｓを最適値、あるいは上限と下限との間のある値に保つ。当然、入口開口６０５および６０５′の位置およびポンプ３０から流出する流れを制御する方法とは図に示すように相互に関連していないが、弁６１２′は、入口開口６０５をスタンドパイプ６００の底部に位置させて、かつ弁６１２をスタンドパイプ６００の壁においてより高く位置づけた入口開口６０５′と関連させて使用してもよい。
図７ａと図７ｂとは、スタンドパイプ７００の頂部の構造を除いて図６ａと図６ｂとに示すものと基本的に同じである。そのため、参照番号は先頭の数字が「７」であることを除いて同じ要素を指示する。本実施例において、スタンドパイプの内部には、スタンドパイプ７００の実質的に垂直の壁に対して装着された膜７１４が設けられている。膜はゴム、あるいはその目的に対して適当なその他の材料から構成することが好ましい。膜７１４はスタンドパイプ７００の底部分におけるパルプ空間をスタンドパイプ７００の頂部分におけるガス空間７１０から分離している。加圧されたガスからパルプをこのように物理的に分離することによってガスがパルプと混合しないことを保証する。ガス空間７１０の加圧は前述の実施例に関連して既に前述したものと同じ手段によって実行することが出来る。図７ｂにおいて、ポンプの圧力弁７１２′をガス空間における圧力に対して調整することが出来る態様が示されている。この種の調整は、スタンドパイプに常に十分な量のパルプが入っている、すなわちスタンドパイプ７００を空に出来ないことを保証する。
前述の送り手段６０６および７０６は図６ａ、図６ｂ、図７ａおよび図７ｂに示すように、ドラムの排出シュート、あるいはデイスクワッシャあるいは濃縮装置からパルプを排出する手段を組み合わせるか、あるいは図８に示すようにパルプをスタンドパイプ８００中へ送り込むための別個の手段８０６を設けてよい。実際、例えば、送り手段７０６はドラム、あるいはデイスクフィルタあるいは洗浄装置からパルプを排出するために使用するスクリューフィーダの延長部として示されている。前述の図６から図８まではスタンドパイプの先行する洗浄装置、濾過装置あるいは濃縮装置との組み合わせを示しているが、送り手段、排出手段、および加圧手段を備えたスタンドパイプを、スタンドパイプが必要とされる全ての位置に接続し得ることを理解すべきである。スタンドパイプの壁にある入口開口の位置は、パルプの表面より下に位置することが望ましい、あるいはもしも膜が使用されたとすれば、その膜より下に位置することが望ましいことを除いてそれほど厳格ではない。スタンドパイプ内のパルプの表面に入口開口か近ければ近いほど、パルプがスタンドパイプ内に長時間滞留しないことを保証する。しかしながら、もしもそのようなことが危険と考えられるとすれば、パルプをスタンドパイプの底を介してスタンドパイプ中へ送るような配置とすることが可能である。また、入口パイプを、それがパルプをスタンドパイプ内のパルプの表面に排出するような高さにスタンドパイプの底を通して延ばすことも可能である。
本発明を現在最も実用的で、かつ好ましい実施例と考えられるものと関連して説明してきたが、本発明は開示した実施例に限定されるのではなく、逆に請求の範囲に記載の精神と範囲内に含まれる各種の修正や均等な装置をも網羅する意図であることを理解すべきである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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