JPH0120277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ある種の従来技術の容器の場合にあ
つた実際上の問題を克服する、セルロース性チツ
プ材料を処理する容器の構造と、このような容器
を使用してチツプ材料等を処理する方法に関す
る。

従来、チツプ材料等を処理するための直立型円
筒状容器は、該容器の底部に配設され且つ垂直軸
の周りに回動可能である、該容器の全断面に亘つ
て該チツプ材料の一様な下降運動を生ぜしめ且つ
該チツプ材料の該容器出口への適当な運動を保証
するためのスクレーパを有している。このような
スクレーパは通常パルプ蒸解がま、含浸容器等に
使用されている。本発明によれば、ある特別の状
況のもとでは処理容器内で望ましくないパルプ強
度の低下が生ずることがわかつた。本発明によれ
ば、ある状況のもとでのパルプ強度低下の原因は
実質的に蒸解温度またはその近くの熱アルカリ液
の存在のもとで回転するスクレーパにより該チツ
プに及ぼされる機械的作用の結果であるというこ
とが確定された。このような問題は、米国特許第
4104113号、その開示はここでは参照により編入
されているが、に開示されているように二容器式
油圧蒸解がまシステムの第一の処理容器の底部で
最も起こり易い。このようなシステムの第一の容
器の底部で、該容器の底部から第二の処理容器の
頂部へ該チツプ材料を排出せしめる（放出せしめ
る）ために熱液が加圧状態で導入される。

本発明によれば、従来のシステムにあつたパル
プ強度低下の問題が、該チツプ材料の一様な降下
及び容器出口への適当な運動を生ぜしめる所望の
機能を該スクレーパに行なわしめながら、排除さ
れ得る。これは本発明によれば、該スクレーパの
領域における温度が、繊維材料の強度の実質的低
下が該スクレーパにより繊維材料に及ぼされる機
械的作用によつて生じないように十分低い第一の
温度であるように、該スクレーパを容器底部内に
流入する加熱された液体から隔離することにより
達成される。このような隔離は、容器底部の上に
擬底を備え該擬底の直上に回動可能に該スクレー
パを装架し該容器から出口を含む容器底部までチ
ツプを降下せしめるために該擬底に中央開口を備
えることにより達成される。処理液が、チツプ材
料等をそれに混入し混入されたチツプを出口から
排出せしめるために、該擬底の下方の容器底部内
に導入される。導入された処理液は該第一の温度
より実質的に高い第二の温度であつて、該スクレ
ーパからの機械的作用が第二の温度である液体に
混入されたチツプに及ぼされるならばパルプの強
度の実質的低下が生ずるように該第二の温度は十
分に高い。第一の温度は好ましくは約230〓乃至
300〓（約110℃乃至149℃）に維持され、第二の
温度は（セルロース性繊維材料の蒸解を行なうた
めの蒸解温度に近い）約335〓乃至350〓（約168
℃乃至177℃）である。

本発明の主目的は、熱アルカリ蒸解液の存在の
もとで材料に及ぼされる機械的作用によるパルプ
強度の実質的低下が生じない（特に二容器式油圧
蒸解がまシステムにおける）セルロース繊維材料
の処理のための改良方法及び装置を提供すること
にある。本発明のこの目的及び他の目的は、以下
の説明及び特許請求の範囲から明らかになるであ
ろう。

第１図は本発明による教旨を組込んだ従来の二
容器式油圧蒸解システムを示している。このよう
な二容器式システムは米国特許第4104113号に詳
細に述べられている。本発明はこのような二容器
式システムに対して最も適しているが、本発明に
よる方法及び装置は、高温処理液の存在のもとで
容器底部で繊維材料に機械的作用を及ぼすスクレ
ーパにより容器の底部でパルプの分解が生ずる如
何なるシステムにおいても使用され得る。

第１図の装置はセルロース性繊維材料の蒸解の
ための装置を含んでいて、この装置は通常頂部及
び底部を有する第一の直立型処理容器１と、該第
一の容器から離れていて頂部と底部を有し且つ実
質的に液体で満たされている第二の直立型処理容
器２と、処理液に混入されたセルロース性繊維材
料を該第一の容器１の頂部へ供給せしめるための
装置３と、処理液に混入され処理液を含浸せしめ
られたセルロース性繊維材料の該第一の容器１の
底部から該第二の容器２の頂部への第一の流路を
構成するための装置４と、該第二の容器２内でそ
の液位の下に構成される繊維材料柱Ｄと、該第二
の容器２の頂部から回収される液体の第二の流路
を構成するための装置５と、該第二の流路内の液
体を加熱するための装置６と、該第二の流路の加
熱装置から流れる加熱された液体の一部を該第一
の流路４内に供給せしめ該加熱された液体の残り
を該第一の容器１の底部に供給せしめるための装
置７と、蒸解された繊維材料を該第二の容器の底
部から回収するための装置８とを含んでいる。

処理液に混入されたセルロース性繊維材料を該
第一の容器１の頂部に供給せしめるための装置３
は、好ましくは（木材チツプ，藁，バガス，葦ま
たは他のセルロース性植物材料であり得る）セル
ロース性繊維材料を中に入れたチツプ貯蔵容器１
１と、回転低圧弁１３と、スチーミング容器１４
と、（例えば１気圧以上の圧力の）低圧蒸気を該
容器１４に供給せしめるための管１５と、スチー
ミング中に追い出された空気が流れる管１７とを
含んでいる。該スチーミング容器１４から、セル
ロース性繊維材料は管１８に進み、処理液（蒸解
液）が管１８内の繊維材料に供給される。該繊維
材料は、チツプが混入されている流れの圧力のブ
ーストをなすために固定ケーシング内で回転する
ポケツトを備えたロータを有する通常の高圧伝達
弁１９内に流入する。ポンプ２０により加圧され
た循環液が該繊維材料を該伝達弁１９内に運搬
し、処理液に混入された繊維材料は管２１を通つ
て第一の（含浸）処理容器１の頂部へ流れ、管２
３は処理容器１の頂部からポンプ２０へ通じてい
る。該容器１の頂部からの液体の回収と管２３を
通してのその再循環をなすために該容器１の頂部
にストレーナ網２５が備えられている。容器１の
頂部に配設された供給スクリユー２７が、（レベ
ル制御装置により監視され得る）繊維材料柱Ｅを
構成するために該繊維材料を容器１内に供給せし
める。伝達弁１９から濾過装置２９を通つて液体
を管１８に供給せしめる管３４に通じている低圧
管に、ポンプ２８が配設されている。この循環回
路を流れる液体の一部は濾過装置２９により管３
０を通つて除去され、この液体は回収装置３１に
進むかまたはポンプ３３の作用により管３２内に
そして最終的に管２３内に進む。流量制御弁３５
が管３０に備えられてもよい。

第一の直立型処理容器１内で含浸が行なわれ
る。含浸せしめられたセルロース性繊維材料は装
置４内に進み最終的に第二の処理容器２に入る。
第一の流路を構成するための装置４は、容器１の
底部に配設された出口４０と、該出口４０から第
二の処理容器２の頂部に延びている管４１と、繊
維材料を容器２内へ導入し容器２内で柱Ｄを構成
するための第二の容器２の頂部にある装置４２と
を含んでいる。該装置４２は任意の適当な供給装
置を含み得るが、好ましくは逆漏斗形管４３を含
んでいて該管４３の底部の下で第二の容器内の繊
維材料柱が構成されるので、該柱Ｄの上での容器
２の頂部領域４４からの処理液のスクリーンを使
用しない回収が行なわれ得る。

第二の流路を構成するための装置５は容器２の
頂部でそれを通して液体を回収するための（図示
しない）通常のスクリーンを含み得るが、好まし
くはスクリーンを使用しない回収が（上述の米国
特許第4104113号により詳細に述べられているよ
うに）容器２内の繊維材料柱Ｄの上方の室４４内
で容器２の一部に回収管４５を備えることによつ
て行なわれる。第二の流路５内に配設されたポン
プ４６は液体を回収するための吸引装置を備えて
いて、管４５は加熱装置６を通つて含浸容器１の
底部にある入口４７へ通じている。該入口４７を
通つて第一の処理容器１の底部に流入する液体は
加熱されてほゞ蒸解温度（即ち335〓乃至350〓
（約168℃乃至177℃））になる。第二の流路を構成
するための装置５は好ましくは新しい処理液（蒸
解液）の貯蔵源４９と、該貯蔵源４９から該第二
の流路内のポンプ４６の上流側で第二の流路の管
４５に通じている管４８とを含んでいる。（他の
形態によれば、貯蔵源４９と管４８は管４５の代
りに管３２に連結され得る。） 蒸解及び洗浄処理容器を含む第二の処理容器２
は、蒸解ゾーンＢ及び洗浄ゾーンＣを含んでい
る。蒸解された繊維材料は、管５０により供給さ
れ且つ容器２を液体で満たして維持するように制
御された量で容器２の下端にポンプで送られる洗
浄液によつて、溶器２内で逆流して洗浄される。
管５０を通つて流れる液量は圧力応答弁５１によ
り制御され、該弁５１のポジシヨンは洗浄ゾーン
Ｃ内の圧力に応答する。洗浄液は通常のストレー
ナ網５２により回収され加熱装置５３内の蒸気に
より間接的に加熱され入口管５０に戻され得る。
加熱された洗浄液は容器２内でゆつくり下降する
チツプ柱を通つて逆流して上に運ばれ、通常のス
トレーナ網５４を通つて出て行き、管５５を通つ
て最終回収装置に送られる蒸解液の廃液の含有物
を排除する。出口管５７と協働して蒸解された繊
維材料を第二の容器２の底部から回収するための
装置８を形成する通常の回転スクレーパ５６が容
器２の底部に備えられている。

第二の流路５の加熱装置６は如何なる直接また
は間接加熱装置を含んでいてもよく、該加熱装置
６の温度は蒸解液を第一及び第二の流路において
所定の温度にするように制御される。第二の流路
５を流れる加熱された液体の一部を第一の流路４
内に供給せしめ該加熱された液体の残りを第一の
容器１の底部の入口４７に供給せしめるための装
置７は、好ましくは管４５と４１の間に延びてい
る管６０に配設された調整弁５９を含んでいる。
該弁５９のポジシヨンは手動装置により調整され
得、または管４５と４１の流量に応答してもよ
い。

第１図の装置を利用したセルロース性繊維材料
を蒸解する方法によれば、処理液に混入されたセ
ルロース性繊維材料は―チツプ貯蔵容器１１，ス
チーミング容器１４，高圧伝達弁１９及び供給ス
クリユー２７から―第一の容器１の頂部に供給さ
れ容器１内に繊維材料柱Ｅを構成する。該繊維材
料の含浸が容器１内で行なわれ、処理液に混入さ
れ処理液を含浸せしめられたセルロース性繊維材
料のために容器１の底部の出口から実質的に液体
で満たされている容器２の頂部４４に第一の流路
４が構成されている。繊維材料柱Ｄが第二の容器
２内でその液位の下に構成されていて、液体は第
二の容器２の頂部（室４４）から回収される。第
二の流路５が第二の容器から第一の容器１の底部
まで回収される液体のために構成されていて、装
置６による液体の加熱が第二の流路５内の液体の
運搬中に行なわれる。第二の流路５を流れる加熱
された液体の一部は―管６０の弁５９を通つて―
第一の流路４の管４１に供給せしめられ、該加熱
された液体の残りは第一の容器１の底部の入口４
７に供給せしめられる。蒸解された繊維材料は処
理容器２の底部から管５７を通つて回収され、洗
浄液が管５０を通つて逆流するように容器２内の
繊維材料に導入されるならば洗浄は処理容器２内
で（ゾーンＣにおいて）行なわれ得る。

上述の二容器システムは第一の容器１の底部に
配設された垂直軸の周りに回転可能なスクレーパ
を含んでいる。以上述べたものはすべて公知であ
る。本発明によれば、該スクレーパの領域におけ
る容器１内の温度が、繊維材料の強度の実質的低
下が該スクレーパにより繊維材料に及ぼされる機
械的作用によつて生じないが該スクレーパが第一
の容器の底部への繊維材料の一様な供給を保証す
るに十分なほど低い第一の温度であるように、該
容器１の底部への管４５を流れる加熱された液体
から容器１の底部に配設された通常のスクレーパ
を隔離するための装置が備えられている。

本発明によるこのような隔離装置は、容器１内
でその底部７１の上に配設された擬底７０を含ん
でいる。通常のスクレーパ７２が該スクレーパ７
２を装架するための装置により垂直軸の周りに回
転するように該擬底の直上に備えられており、こ
のような装架装置は通常の速度可変モータ７４等
により駆動され得る垂直軸７３を含んでいて、該
軸は容器１の底部の最下点７６にあるブツシユ７
５を通つて延びている。該スクレーパ７２は通常
のプレード７８を有する複数のスクレーパアーム
７７を含んでいる。

擬底７０に比較的大きい開口８０を画成する装
置が備えられていて、該開口８０は該スクレーパ
７２の作用のもとで容器の底部７１へのチツプ材
料等の通路をなす。該スクレーパ７２は容器１か
ら底部７１へのチツプ材料の一様な降下と出口４
０へのその適当な移動を保証する。加熱された処
理液は加圧状態で管４５と補助的な導入装置とか
ら容器底部７１へ導入されてチツプを開口８０を
通して底部７１内に運搬し出口４０から流路４１
内に排出せしめる。該底部７１に導入された液体
の温度は、該スクレーパからの機械的作用が第二
の温度である液体に混入されたチツプに及ぼされ
るならばパルプの強度の実質的な低下が生ずるほ
ど十分高い、ほヾチツプの蒸解を行なうための蒸
解温度即ち約335〓乃至350〓（約168℃乃至177
℃）である。スクレーパの領域にあるチツプの底
部７１にある加熱された液体からの隔離を該擬底
７０と関連する構造体により行なうことによつ
て、そして容器１内に導入されたチツプ及び混入
された液体の温度を適当に制御することによつ
て、該スクレーパ７２の領域における温度は、該
スクレーパ７２によりパルプに及ぼされる機械的
作用の結果としてのパルプの強度の実質的低下が
生じないように十分低い、約230〓乃至300〓（約
110℃乃至149℃）に維持される。

底部７１及びチツプの開口８０を通り出口４０
までの流路を画成するための、そして加熱された
処理液を容器の底部７１に導入するための種々の
構造体は大幅に異なつていてもよい。このような
構造体は第２図の実施例と第３図及び第４図の実
施例において大幅に異なつている。

第２図の実施例においては、円形断面で且つ容
器１と同心である開口８０を通る流路を画成する
円筒状壁部材８２が備えられている。軸７３は部
材８２により画成された流路を通つてそれと同心
に延びていて、開口８０から出口４０へ段々断面
が大きくなるように流路を画成するための装置が
備えられている。このような装置は、軸７３を包
囲し且つ擬底７０の開口８０の直上で最大径部分
を出口４０の直上で最小径部分を各々有する逆円
錐台形シユラウド８４を含んでいる。かくして、
開口８０を通り出口４０への流路は一般に環状で
ある。

第２図の実施例においては、出口４０は容器の
底部の最下点７６から半径方向外側への通路を備
えている。液体を加圧状態で底部７１内に導入す
るための装置は、管４５に加えて、液体を出口路
と実質的に符合して底部７１内に半径方向に導入
する（第２図の矢印Ｒ参照）ための装置と、円筒
状部材８２の周囲の複数の位置で液体を導入する
（第２図の矢印Ｓ参照）ための装置とを含んでい
る。このような液体導入装置は、管４５のＹ字連
結部８６と、該円筒状部材８２により画成された
流路を包囲する円錐形ヘツダー８７とによつて画
成されていて、該ヘツダー８７の内部と連通する
ように該部材８２の周囲に複数の開口８８が配設
されている。該Ｙ字連結部の一つの枝管８９は該
円錐形ヘツダー８７に通じていて、該Ｙ字連結部
の他方の枝管９０は実質的に半径方向に延びてい
て出口４０を通る流路と符合している。底部７
０，容器１，ヘツダー８７と部材８２の間の領域
は圧力を均等化するために液体で満たされてい
る。 第２図の実施例においては、開口８８を流
れる液体はチツプを該円筒状部材８２を通つて運
搬し、部材８２とシユラウド８４とにより画成さ
れた流路の断面積の増加と、通路Ｒに導入された
液体の指向性の流れとの組合せが液体に混入され
たチツプを出口４０から管４１に排出せしめる。

第３図及び第４図の実施例においては、開口８
０から出口４０まで流路を画成する装置が、擬底
の開口８０から下に向つて外側に広がつて延びて
いる円錐形部材９２を含んでいる。該円錐形部材
９２は開口８０において擬底７０の拡張された末
端部として形成されていてもよい。該流路を画成
する装置はさらに閉じた底部９４を含む円錐台形
シユラウド９３を含んでいる。該シユラウド９３
は軸７３を包囲していて実質的に部材９２の頂部
に配設された最小径部分と部材９２の底部の直下
に配設された最大径部分とを有している。

第３図及び第４図の実施例においては、出口４
０は、チツプを混入された液体が容器１から出る
ために接線方向に流れなければならないように、
配設されている。これは、第４図からわかるよう
に、接線方向に配設された出口パイプ４０の内側
延長部を設けることにより達成される。出口９５
は円錐形部材９２の底部の垂直方向上方に配設さ
れている。

第３図及び第４図の実施例においては、液体を
溶器底部７１に導入するための装置は、実質的に
出口９５と垂直方向に同じ高さで液体を接線方向
に導入するための管４５の第一の枝管９６を含ん
でいる。入口枝管９６からの接線方向の流れは、
第４図において曲線矢印で示されているように、
液体に混入されたチツプを該出口９５の開口内に
捕捉されるように方向づけられている。この実施
例における液体導入装置はさらに、第４図におい
て半径方向に延びている矢印により示されている
ように、円錐形シユラウド９３の底部９４により
半径方向外側に偏向されるように容器底部の最下
点７６から上方に液体を導入するための管４５の
第二の枝管９７を含んでいる。

本発明の第３図及び第４図の実施例において
は、開口８０を通過するチツプは入口９７から上
方に向つて且つ半径方向に流れている液体により
運搬され、（その底部９８を含む）円錐形部材９
２により画成される流路の形状，出口９５と入口
９６の相対配置及び入口９６に導入された液体の
方向性がチツプ及び混入された液体を出口９５に
向けそれを通して排出せしめる。

かくして本発明によれば、スクレーパの領域に
おける容器内の温度が、パルプの強度の実質的低
下が該スクレーパによりパルプに及ぼされる機械
的作用によつて生じないが該スクレーパが容器の
底部への繊維材料の一様な供給と他の処理容器へ
排出するためのパルプの出口への適当な移動を保
証するように位置せしめられるに十分なほど低
い、容器底部内に流入する加熱された液体から該
スクレーパを隔離するための方法及び装置が提供
されることがわかるであろう。

本発明はここでは現在最も実用的で且つ好まし
い実施例であると考えられるものについて図示さ
れ述べられているが、多くの変形例が本発明の範
囲内でなされ得ることは当業者にとつて明らかで
あり、その範囲はすべての同等の装置、システム
及び方法を含むように特許請求の範囲の最も広い
解釈が与えられるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による教旨を使用した例示的な
二段蒸解システムの概略図、第２図は第１図の第
一の容器の底部の一部破断側面図、第３図は第一
の容器の変形形態の一部破断側面図、第４図は第
３図の４−４線に沿う断面図である。 １，２…直立型処理容器、３，７…供給装置、
４，５…流路、６，５３…加熱装置、８…回収装
置、１１…チツプ貯蔵容器、１３…回転低圧弁、
１４…スチーミング容器、１５，１７，１８，２
１，２３，３０，３２，３４，４１，４８，５
０，５５，６０…管、１９…高圧伝達弁、２０，
２８，３３，４６…ポンプ、２５，５２，５４…
ストレーナ網、２７…供給スクリユー、２９…濾
過装置、３１…回収装置、３５…流量制御弁、４
０…出口、４２…導入装置、４３…逆漏斗形管、
４４…頂部領域、４５…回収導管、４７…入口、
４９…貯蔵源、５１…圧力応答弁、５６…回転ス
クレーパ、５７…出口管、５９…調整弁、７０…
擬底、７１…底部、７２…スクレーパ、７３…垂
直軸、７４…速度可変モータ、７５…ブシユ、７
６…最下点、７７…スクレーパアーム、７８…ブ
レード、８０，８８…開口、８２…円筒状壁部
材、８４…逆円錐台形シユラウド、８６…Ｙ字連
結部、８７…円錐形ヘツダー、８９，９０，９
６，９７…枝管、９２…円錐形部材、９３…円錐
台形シユラウド、９４，９８…底部、９５…内側
延長部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 頂部と底部を有する第一の直立型処理容器
   と、該第一の容器から離れていて頂部と底部を有
   し且つ実質的に液体で満たされている第二の直立
   型処理容器と、処理液に混入されたセルロース性
   繊維材料を該第一の容器の頂部へ供給せしめるた
   めの装置と、処理液に混入され処理液を含浸せし
   められたセルロース性繊維材料の該第一の容器の
   底部から該第二の容器の頂部への第一の流路を構
   成するための装置と、該第二の容器内でその液位
   の下に構成される繊維材料柱と、該第二の容器の
   頂部から該第一の容器の底部まで回収される液体
   のための第二の流路を構成するための装置と、該
   第二の流路内の液体を加熱するための装置と、該
   第二の流路の加熱装置から流れる加熱された液体
   の一部を該第一の流路内に供給せしめ該加熱され
   た液体の残りを該第一の容器の底部に供給せしめ
   るための装置と、蒸解された繊維材料を該第二の
   容器の底部から回収するための装置と、該第一の
   容器内に装架された垂直軸の周りに回転するよう
   に取付けられたスクレーパとを含んでいるセルロ
   ース性繊維材料の蒸解のための装置において、 該スクレーパの領域における該第一の容器内の
   温度が、繊維材料の強度の実質的低下が該スクレ
   ーパにより繊維材料に及ぼされる機械的作用によ
   つて生じないが該スクレーパが該第一の容器の底
   部への繊維材料の一様な供給を保証するに十分な
   ほど低い第一の温度であるように、該第一の容器
   内でその底部の上に中央開口を有する擬底を配設
   し、該擬底の直上に該スクレーパが回動可能に配
   設されていることを特徴とする装置。 ２ 処理液に混入されたセルロース性繊維材料を
   第一の容器の頂部内に供給する段階と、処理液に
   混入され処理液を含浸せしめられたセルロース性
   繊維材料の該第一の容器の底部から該繊維材料の
   蒸解を行うための蒸解温度に近い処理液で実質的
   に満たされる第二の容器の頂部への第一の流路を
   構成する段階と、該第二の容器内でその液位の下
   に繊維材料柱を構成する段階と、該第二の容器の
   頂部から液体を回収する段階と、該第二の容器か
   ら該第一の容器の底部まで回収される液体の第二
   の流路を構成する段階と、該第二の流路を輸送中
   に該流体を加熱する段階と、第二の流路内を流れ
   る加熱された液体の一部を該第一の流路に供給し
   また残りの加熱された液体を該第一の容器の底部
   に供給する段階と、蒸解された繊維材料を該第二
   の容器の底部から回収する段階とを連続的に含ん
   でいる、その底部の直上に配設された垂直軸の周
   りに回動可能なスクレーパを有する第一の容器
   と、第二の容器を利用してセルロース性繊維材料
   を蒸解する方法において、 該スクレーパの領域における該第一の容器内の
   温度を、繊維材料の強度の実質的低下が該スクレ
   ーパにより繊維材料に及ぼされる機械的作用によ
   り生じないが該スクレーパが該第一の流路内に流
   入する加熱された液体に混入されるよう該第一の
   容器の底部への繊維材料の一様な供給を保証する
   に十分なほど低い第一の温度に維持する段階を備
   えていて、 該スクレーパの領域における該第一の容器内の
   温度を第一の温度に維持する段階が、該第一の容
   器内でその底部の上に中央開口を有する擬底を配
   設し、該擬底の直上に該スクレーパが回動可能に
   配設されていることにより達成されることを特徴
   とする方法。