JPH0122018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相互に相対的に回転可能な磨砕部材
を具え、これらの磨砕部材に回転中心から離間し
た位置で磨砕表面が形成され、これらの磨砕表面
により、好ましくは軸線方向にのびる被磨砕材料
の磨砕空間が画定された、小片の、好ましくは、
リグノセルロース含有材料を磨砕するためのデイ
スク型磨砕装置に関する。本発明の特に重要な応
用分野は、木材チツプその他同様のセルロース含
有材料からフアイバーまたは紙パルプを製造する
離解機または精砕機である。

デイスク型磨砕装置には、主として半径方向に
延びる磨砕空間が磨砕部材間に形成されており、
磨砕空間は遠心力が相対的に低い出発材料の中心
送出帯域からのびている。したがつて、該出発材
料またはパルプ材に作用する遠心力が回転中心か
らの半径方向距離の増大とともに急激に増大す
る。磨砕空間の外側部分に被磨砕材料がとどまつ
ている期間を延長するため、1978年２月17日出願
の米国特許第877809号において、全遠心力の一部
分だけをパルプ材を動かすように作用させてパル
プ材を外側空間部分によつて決定される流れ方向
に動かすように外側磨砕帯域における磨砕空間を
軸線方向に延長させて構成することが提案され
た。これがため、磨砕空間の半径方向外側部分を
適切に構成して磨砕帯域の外周出口側に向かうパ
ルプ材の流速を制限するようにしているが、かか
る構造では、中心送出帯域における遠心力の作用
が低くて外側磨砕帯域への供給が十分でなく、所
望の最高能力で磨砕装置を作動させることができ
ないという現象が生じ、依然として問題がある。
したがつて、被磨砕材料の送出を促進するための
機械的装置を装置の中心区域に設けることを試み
たが、しかし、これらの装置は、急速に摩耗する
ために、頻繁に交換することが必要であることか
ら、予想したほど効果的ではないことがわかつ
た。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、被磨砕
材料が傾斜磨砕空間に絶えず十分に供給されるよ
う被磨砕材料を傾斜磨砕空間に前進させて装置の
磨砕能力を完全に利用し得るようにするにある。

本発明の特徴は、回転磨砕部材にその円周方向
に互に離間して設けた複数個の羽根と２個の環状
側壁とによつて、中心部入口から磨砕空間に向け
て外方にのびる半径方向給送通路を画定し、該給
送通路内を通して、被磨砕材料を遠心力の作用に
より磨砕空間に送出するよう構成した点にある。

これらの半径方向給送通路内に被磨砕材料がス
トランドまたは柱状に充満し、中心部入口から外
側の磨砕空間の入口に向けて押されることによつ
て、該給送通路内において、被磨砕材料は最大の
遠心力を受ける。該半径方向通路の壁は完全に回
転部材内に位置しているから、相互に相対的に回
転しそして突条及び溝条を有する磨砕表面間をパ
ルプ材が通過する内側磨砕空間におけると同様の
遅延が生じない。

以下、本発明を添付図面に示す好適実施例につ
いて説明する。

第１図において、１０は回転軸１２に固着され
た回転磨砕デイスクまたはローターを示す。デイ
スク１０の外側部分上に軸線方向に延びる磨砕表
面１６が設けられている。この磨砕表面は固定リ
ング１８上の固定磨砕表面１４と協働する。両磨
砕表面には既知の方法で条溝および突条が設けら
れ、好ましくは、回転磨砕デイスク１０および固
定リング１８上にそれぞれ取付けたセグメント２
０および２２に分割されている。好ましくは、円
錐形の両磨砕表面がパルプ材を通す磨砕空間２４
を画定し、この磨砕空間はローターの軸に対して
45゜より小さい角度、好ましくは30゜より小で、特
に、15゜〜8゜を最適角度範囲とする傾斜角ａで傾
斜している。磨砕空間を形成する回転磨砕デイス
ク１０および固定リング１８は、耐圧ケーシング
によつて包囲され、この耐圧ケーシングは２個の
部分すなわちケース２６と端板２８とから成る。
端板２８に固定リング１８がねじ３０によつて固
着されている。

軸１２は軸線方向に変位可能で、これにより磨
砕空間２４を調整し得るようにするとともに磨砕
表面間に所要の磨砕圧力を発生し得るようにして
いる。軸１２を軸線方向に動かすため、例えば、
米国特許第3212721号明細書に記載されているよ
うな流体サーボモータ機溝（図示を省略）を用い
ることができる。

例えば木材チツプはコンベヤスクリユー３２に
よつて回転磨砕デイスク１０の中心に供給され
る。コンベヤスクリユー３２はケーシング２６，
２８に固着された管状ケース３４内に軸１２と同
軸に配置される。管状ケース３４は被磨砕材料の
垂直入口開口３６と水平入口開口３８とを有す
る。両入口開口は、例えば、圧縮スクリユーまた
は被磨砕材料を上昇圧力および／または上昇温度
下で準備するための滞留容器（図示せず）を介挿
し、または介挿しない回転弁のような気密送入装
置によつて既知の方法で大気から耐圧シールされ
る。ケーシング２６，２８はパツキン箱４０によ
つて軸１２に対して耐圧シールされ、同様に、パ
ツキン箱４２が管状ケース３４とコンベヤスクリ
ユー３２の駆動軸との間に介挿されている。

コンベヤスクリユー３２は被磨砕材料を回転磨
砕部材１０の中心に向け前進させ、この中心に位
置するベーン付そらせローター４４によつて被磨
砕材料を半径方向に給送する。被磨砕材料は回転
磨砕部材自身内に円周方向に対称的に配置されて
回転磨砕部材によつて全体を包囲された多数の半
径方向給送通路４６内に導入される。半径方向給
送通路４６は仕切壁すなわち羽根４８によつて互
に分離され、被磨砕材料を傾斜した磨砕空間２４
に向けて直接に投出する。仕切壁すなわち羽根４
８は磨砕部材の中心から磨砕空間２４に向け半径
方向外方にのびている。仕切壁は直線的に等しい
広さで延びていて、この場合、半径方向給送通路
の断面積は半径方向外方に向け増大し、この結
果、被磨砕材料に遠心力により最大の効果が加え
られる。しかし、通路壁をポンプ羽根と同様に後
方に曲げることもできる。半径方向給送通路４６
は磨砕空間２４の幅より数倍大きい軸方向延長部
を有する。したがつて、給送通路は磨砕空間２４
が保持し得る量より遥かに多くの量の被磨砕材料
を収容することができる。

半径方向給送通路４６に供給された被磨砕材料
はこの半径方向給送通路内に部分的に蓄積され、
回転磨砕部材１０と一緒に回転する半径方向柱状
体を形成し、これらの柱状体は全体の蓄積重量お
よび回転作用によつて遠心力により固定磨砕表面
１４の一次帯域に向けて押しつけられる。

これにより、被磨砕材料は一次的に分解され、
これと同時に、磨砕帯域のより大きい直径の部分
に向つて移動する被磨砕材料に磨砕空間の傾斜角
度に正比例する遠心力の小ベクトルが作用し、被
磨砕材料は回転磨砕部材１０のセグメント２０と
固定磨砕部材１８のセグメント２２との間でさら
に処理される。これらセグメント相互間の間隔は
回転磨砕部材１０を支持している軸１２を軸線方
向に変位させることによつて所定の作動値に調節
される。

上述した形式の磨砕装置は、極めて効率が高
く、したがつて、軸１２を経て供給されたエネル
ギは極めて高い値に達する。このエネルギの大部
分は熱に変わり、したがつて、磨砕空間２４内に
加圧蒸気が発生する。この発明の米国出願と同時
に出願された米国特許願に記載されているよう
に、発生した蒸気の大部分は、回転磨砕表面から
半径方向内方に延びる通路５０を経て収集通路５
４へと磨砕空間内で処理中のパルプ材から分離さ
れる。かかる通路５０は、複数個、磨砕表面の円
周方向及びパルプ材の流れ方向に互に離間させて
設けられている。図示の例では、分離した蒸気は
回転磨砕デイスク１０の通路５４を経て半径方向
内方に案内され、ベーン付きそらせ部材４４の後
方の室５６を経て半径方向給送通路４６に導入さ
れる。

磨砕処理中に発生し、遠心力の作用によつて実
質的に全てのパルプ材が除去されることによつて
分離された蒸気の大部分は上述の通路を経て装置
の入口側に戻され、被磨砕材料を予熱するために
利用される。これにより蒸気とともに流出した完
全に処理されてないパルプ材を最終的に分解する
ために磨砕空間２４に戻すことができる。

固定端板２８と回転磨砕デイスク１０の中心部
との間に形成される空間５８は長期間の作動によ
り磨砕表面に除々に生じた摩耗を補償するための
回転磨砕デイスク１０の軸線方向の再調整を行な
うに十分な軸線方向寸法を有する。この空間５８
には水のような液体を管６０を経て加圧供給し、
これによりパルプ材が空間５８内に進入するのを
防止するとともに被磨砕材料に液体を供給する。

最終的に処理されたパルプは出口６２を経て磨
砕装置のケーシングから流出する。

本発明は図示の例に限定されるものでないこと
勿論であり、本発明の範囲内で種々の変更を加え
ることができる。これがため、磨砕空間内で発生
した蒸気を磨砕空間から通路を経て、例えば、上
述した同時出願の明細書に記載されているような
他の方法で取出すこともできる。

半径方向給送通路４６の両側壁を磨砕部材１０
によつて形成することは必ずしも必要でなく、端
板２８に向けて開放することもできる。この場合
羽根４８は端板２８のような隣接する滑らかな表
面に近接して協働し、これにより半径方向給送通
路４６が相互に分離される。羽根４８の機能は、
かかる場合、被磨砕材料を磨砕空間２４に向けて
外方に送るだけである。すなわち、羽根４８は実
際上被磨砕材料に磨砕作用を加えない。

被磨砕材料に対する半径方向に延びる予備的磨
砕空間を形成する短かい区域を半径方向給送通路
４６と磨砕空間２４との間に設けてもよい。

前述したところから明らかなように、半径方向
給送通路４６の軸線方向幅は、磨砕空間２４の各
突条間の各条溝の幅より数倍大である。

上述したところから明らかなように、本発明
は、被磨砕材料の半径方向給送通路からＹ形また
はＶ形で２個の対向する主として軸線方向に延び
る２個の磨砕空間を具える磨砕装置に応用するこ
ともできる。この場合、共通の半径方向給送通路
は、前述したように回転磨砕部材の軸に対して所
定の傾斜角を有する円錐形の各軸線方向磨砕空間
のそれぞれの入口部分に接続される。Ｙ形または
Ｖ形の実施例は、本質的に、第１図に示す装置の
右側の端板２８を、半径方向給送通路４６に接続
する磨砕空間を形成する回転磨砕デイスク１０と
リング状の固定磨砕部材１８に替えたものに相当
する。かかる２個の磨砕空間を設ける例におい
て、２個のリング状の固定磨砕部材をそれら相互
及び回転磨砕デイスクに対して調整するため、各
固定磨砕部材の衝合端縁に互に向けてのびる指片
有するラビリンスシールを設けてもよい。かかる
例においては、各回転磨砕デイスクの回転方向は
同方向または反対方向のいずれでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデイスク型磨砕装置の上
部の縦断面図、第２図は第１図の−線断面図
である。 １０：回転磨砕デイスク、１２：回転軸、１
４：固定磨砕表面、１６：回転磨砕表面、１８：
固定磨砕部材、２４：磨砕空間、３２：コンベヤ
スクリユー、４４：ベーン付そらせローター、４
６：半径方向給送通路、４８：羽根（仕切壁）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対的に回転する磨砕部材１０，１８と、被
   磨砕材料を送入する中心入口３４と、回転磨砕デ
   イスク１０の軸に対し90゜の角度でのびる被磨砕
   材料給送用の半径方向給送通路４６と、半径方向
   給送通路４６の外側出口に接続し回転磨砕デイス
   ク１０の軸方向に傾斜した磨砕空間２４を構成す
   る磨砕表面１４，１６とを有する小片、例えばリ
   グノセルローズ含有材料など用のデイスク型磨砕
   装置において、 回転磨砕デイスク１０の軸に対し90゜の角度で
   のびる半径方向給送通路４６内にその周囲方向に
   間隔をあけて複数の羽根４８が設けられ、各羽根
   ４８が各羽根と同様に回転磨砕デイスク１０に設
   けられた２側壁と共に、中心入口から半径方向外
   方の磨砕空間２４へとのびる半径方向給送通路４
   ６を画定していることを特徴とするデイスク型磨
   砕装置。 ２ 前記磨砕表面に溝および突条が形成され、ま
   た前記各羽根４８が前記突条より軸線方向に幅広
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のデイスク型磨砕装置。 ３ 前記羽根が２つの環状側壁間の間隔とほぼ同
   じ幅を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項のいずれかに記載のデイスク型磨
   砕装置。 ４ 傾斜した磨砕空間内で発生した蒸気を回転磨
   砕部材に形成した内方に延びる通路５０−５４及
   びこの通路から他の通路を通して回転磨砕部材１
   ０の半径方向給送通路４６に戻すよう構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいづ
   れか一つに記載のデイスク型磨砕装置。