JPH0411086A - フロス浮選の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［０００１１ 共有に係る米国特許第４３９９０２８号に示されている
ように、液状懸濁紙料から小さい不純物粒子を分離する
ためのフロス浮選装置は周知であり、その特許の権利者
は生成した紙料が製紙に再使用されるように廃紙の脱イ
ンキに用いるためのフロス浮選装置の開発及び製造に特
に関心をもっている。例えば現在製紙工業は、ティッシ
ュの製造に用いられる紙料を製造するため、使用済みの
新聞紙の脱インキや、また帳簿用紙のような廃棄白紙の
脱インキにも多大な関心を示している。

［０００２］ 前述の特許は概略円筒形の側壁と、フロスの共通の放出
管路を取囲む複数の垂直に堆積された、環状の浮選セル
をなすように協働する内側仕切壁とからなるフロス浮選
装置を開示でいる。脱インキし、あるいは他の形で浄化
すべき紙料の懸濁液が、紙料がセル内に移送される際に
紙料のエアレーションを行うための手段を含む入口によ
って上側セルに供給される。最も上側のセルの液体の上
部に生ずる不純物を含むフロスはすくい取られてフロス
放出管路に移送され、またそのセルを通過する際に浄化
された紙料は再びエアレーションを伴って次の下側のセ
ルに移送され、紙料が最も下側のセルから受取った紙料
の出口側管路まで通過する際に逐次各々の下側のセルに
おいて同じ工程が反復される。

［０００３］ 前記の特許において、紙料が各セルに移送される際にそ
のエアレーションを行う、「散布装置」として知られる
機構はセルへの入口管路の横方向に延びる軸上の各セル
に移送される紙料懸濁液の通路に回転するように装着さ
れた、焼結青銅等の多孔質材料の中空シリンダ部材から
なる。このシリンダが回転するときにその内側に圧縮空
気が供給され、シリンダの細孔への空気の通過及びそれ
からの放出により紙料の所望のエアレーションとセル内
でのフロスの生成を行う泡体が形成される。

［０００４］ 本発明の主なる目的は所定の時間における紙料の製造量
で表したフロス浮選装置の容量を増大させることであり
、本発明はいくつかの特徴によりこの目的を達成してい
る。これらの特徴の１つは、上昇して紙料の上部のフロ
スの層を形成する際に不純物粒子を収集するエアレーシ
ョンのなされた紙料中の泡体として分布する空気の体積
を増大させるものであり、他の特徴は、流れの表面に達
して所望の液体紙料の上部のフロスの層の形成を加速す
るために紙料中の泡体が移動しなければならない距離を
減少させるものである。

［０００５］ 後者の特徴は通常の脱インキ率でのエアレーションのな
された紙料中の空気の、例えば８５〜９０％のように、
大部分が自然に毎秒５．１ｃｍ（２インチ）程度の速度
で表面に向かって上昇するという事実の発見によるもの
である。しかしながらこの速度でも泡体が上部へ向かう
途中で出会う不純物によりそれに付着しかくして紙料の
上部のフロスの層内に移送されよう。

［０００６］ それゆえエアレーションのなされた紙料の流れが薄い膜
状に拡がったときに、それによるフィルム上部への紙料
中の空気泡の移動距離の減小により膜の上部におけるフ
ロスの層の形成が著しく促進され、この層は膜の他の液
状部分から分離される。この発見により作用する本発明
のいくつかの実施例は以下の本発明の好ましい実施例に
ついての説明に包含されている。

［０００７］ 本発明のこれらの特徴を具体化したフロス浮選装置は前
述の米国特許に示されている特徴を有する散布装置を用
いることができるが、本発明の目的及び成果は２つの他
の形の散布装置を設けるものであり、その１つは移動す
る部分を必要とせずフロス浮選装置へ移送する紙料に非
常に効果的なエアレーション作用を生ぜしめるなめに紙
料が供給される圧力だけに依存するという利点を与える
。より詳細には、本発明によって与えられる散布装置の
１つは製紙用の紙料が製紙装置の形成部材に移送される
「エキスプロージョン・チャンバ」型のヘッドボックス
に類似している。

［０００８］ このようなヘットボックスが製紙装置に用いられるとき
に、ヘットボックスに供給される高速な紙料の流れが急
速な膨張あるいはチャンバ内の障害物に当たることによ
る流れの速度及び方向が急に変化して、流れを分解ない
し「破裂」させそれによって乱れの発生による紙料の効
果的な混合及び破砕を生せしめる。本発明を実施する際
に、不純物粒子を紙料の上部の生成したフロスの層内に
収集し移送しながら、生成したエアレーションのなされ
た紙料を空気泡が表面に上昇する周囲に放出する直前に
破裂による紙料と空気との完全な混合を行うために、同
じ作用に依存することになる。

［０００９］ 本発明によって与えられる他の形の散布装置の主たる作
用の要素は、各セルへの紙料の入口管路の横方向に延び
る軸上で回転するように装着され、また混合ないし剪断
の作用が可能な多数の周方向に間隔をおいたリブまたは
他の突出部等の不規則な外面を有するドラム状のロータ
である。紙料の入口管路はまたロータの上流側からこれ
に入′す、ロータの全幅にわたっていて間に回転するた
めの間隙がある程度に上流側のロータの面にごく近接し
た位置にある放出ノズルを有する空気供給管路が設けら
れている。

［００１０］ この装置の動作の際に、液状の懸濁紙料が比較的低い流
速で入口管路を通ってセルに移送されるが、ロータはそ
の外面を比較的高い直線速度で空気ノズルの出口側端部
を通り走行させるような速度で駆動される。この面はノ
ズルの出口を所望の高い速度で通過し、それによって同
時にノズルから紙料の入口管路内に空気を引入れ、また
その空気を周囲の紙料と混合させる。試、験的操作にお
いて、空気泡の紙料との混合だけでなく、紙料の全成分
の混合という、極めて大きい混合作用が生じて、従来の
フロス浮選装置と比較して必要な電力が格段に減少する
という結果となることがわかっている。

［００１１］ この形の散布装置を変形したものにおいて、前述の特徴
を有する２つのロータが紙料の入口管路を横切って側部
と側部を接する関係で配置され、これらのロータの各々
の外面にその上流側から空気を移送するように別個の空
気供給管路が配置されている。各々のロータは、空気を
その供給管路から、セルに向かって流れる紙料の流れに
押込ませて両方のロータがこれを通って流れる紙料のエ
アレーションを直接行うようにする方向に駆動される。

［００１２］ 本発明の他の目的及び利点は添付の図面を参照して以下
の好ましい実施例の説明において示され、明らかとなろ
う。

［００１３］ 本発明によるフロス浮選装置の全体的構造が図１に複数
の脚部１３を含む台部構造上に垂直に堆積された状態で
配置された実質的に同じ構造の２つのセル１１及び１２
からなるタワー１０として示されている。作動時に通常
「グレー」ストックと称する処理すべきエアレーション
のなされた懸濁紙料が最初に複数の入口管路により最も
上側のセル１１に移送され、各々のセルにおいて逐次浮
選浄化処理を経た後に下側セルの底部から受容された紙
料として放出される。タワー１０は前述の特許及び出願
に示されるように付加的なセルを含むようにしてもよい
ことがわかるであろう。

［００１４］ セル１１と、またタワーにおける他の各々のセルは円筒
形の外壁２０と、円筒形の内壁２１と、円筒形の中間仕
切壁２２とからなり、その全てが共通の環状底壁２３と
協働して内側及び外側の同心状の環状チャンバ２４及び
２５をなす。これらの壁部の直径は所望の流速及び容量
を与えるように選択されるのが好ましく、−例として３
つの壁部の直径を、外壁２０が１８３ｃｍ（６フイート
）　中間壁部２２が１２２ｃｍ（４フイート）　内壁２
１が３０．５ｃｍ（１フイート）としてもよい。

［００１５］ 内壁２１は実際にはタワーの全てのセルに共通なフロス
の放出管路の上部をなす筒体であり、第１図に示される
ように１つまたはそれ以上のシャワー２７を用に、例え
ば５．１ｃｍ（２インチ）またはそれ以下の小さい寸法
だけ、中間壁部２２より低く、また中間壁部２２の方は
、例えば１５ｃｍ（６インチ）のより大きい寸法だけ外
側壁部２０より低くなっていて、壁部２１及び２２の各
々が外側のチャンバからのオーバフロー用出口として作
用する。さらに中間壁部２２は例えば１５ｃｍ（６イン
チ）程度の半径方向範囲の水平な面を有する環状バッフ
ル２７を有しているが、その目的及び機能は後に説明す
る。

［００１６］ セル１１にはタワーの外側の供給源（図示せず）から外
側チャンバ内に圧力をかけてグレーストックを移送する
ように配置された１本またはそれ以上の紙料の入口管路
１５が設けられている。各々の入口管路１５は紙料が外
側チャンバの底部に入る際に紙料のエアレーションを行
うための散布手段を取囲んでいる。本発明の利点のいく
つかは前述の特許に示されている散布装置を用いてなさ
れるが、前述の寸法のセル１１で最適な結果を得るため
に、全体的に３０で示された２つの新規な散布装置を用
いるべきである。

［００１７］ 図４を参照すると、散布手段３０の基本的部分はニュー
ンズ（Ｎｅｗｎｓ）及びアトウッド（Ａｔｔｗｏｏｄ）
の米国特許第４０８３７５０号に開示されている破裂型
製紙機フローボックスである。このフローボックス３２
は放出スロット４０をなすスライスリップを形成するよ
うに下側の出口壁部３９と協働する上側壁部３８に向か
って底側壁部３６から上方に接近してゆく上流側壁部３
４及び下流側壁部３５を有する破裂型チャンバ３３を収
容している。好ましい動作条件では、上側のスライスリ
ップ３８がスロット４０の有効高さを調節するための、
ヒンジ結合されたまたは他の垂直方向に調節可能な壁部
３４との連結部を有するべきである。

［００１８］ 各々のフローボックス３２は上流側壁部３４を通じて個
々に小さい流れ面積を有する複数の流入管４２によって
破裂チャンバ３３と連結されたマニホルド４１から圧力
をかけた紙料を供給される。各々のマニホルド４１はポ
ンプ（図示せず）または他の加圧された供給源から続く
対応する入口管路１５によって圧力をかけた紙料を供給
される。さらに各々のフローボックス３２には連続的な
空気供給源が設けられ、これは必要であれば以下に説明
するように加圧されよう。空気は供給管４３から個々の
筒体４４によって小さい管４２の各々に直接供給される
のが好ましい。

［００１９］ フローボックス３２は、その下側スライスリップ３９が
壁部２３と一直線上にあり外側スロット４０が壁部上面
とほぼ一直線上にあって紙料をこの壁部の面に沿って放
出するように外側チャンバ２５の底側壁部２３の適当な
大きさの開口に装着されている。さらにスロット４０は
上側のスライスリップ３８の延長部をなす反せ板４５に
よって延長し寸法が変化せしめられ、その半径方向内側
の縁部がスロット４０の内側を取囲むように、それが取
付けられている壁部２１の外面に合致するように屈曲し
ている。

［００２０１ 反せ板４５はスライスリップ３８への連結部から上方に
離れるように傾斜しており、その外側縁部はその内側縁
部から異なる半径で屈曲していて、その外側縁部に沿っ
て延長したスロット４０の幅を減小させ最終的な高さを
増大させるようにこれと協働する側壁４６が設けられて
いる。前述の寸法のセルについての十分な例において、
スロット４０の出口端部は幅が２３ｃｍ（９インチ）で
、高さが１．３ｃｍ　（０，５インチ）であり、また反
せ板４５は長さが５１ｃｍ（２０インチ）であり、その
傾斜及び半径方向の寸法は延長したスロットの出口端部
が幅１１ｃｍ（４，５インチ）、高さ６ｃｍ（２，４イ
ンチ）となるようなものである。

［００２１３ 試験的作動において、前述のような反せ板４５を付加す
るとスロット４０が最も小さい流れの面積を有する上側
スライスリップ３８の端部を直接通過して紙料がチャン
バ２５内に放出されるよりも多大の利点が与えられる。

より詳細には、反せ板４５を用いることにより付加でき
る空気の量を非常に増大させられることがわかっている
。例えば大気圧で付加される空気の量が反せ板のない場
合の紙料の体積の５％に等しければ、反せ板を付加する
ことによりその割合を紙料の体積の２５〜３０％にまで
増大させられる。

［００２２］ 反せ板４５によって与えられる他の利点はこのような反
せ板がないときに紙料の体積供給率を大きくすることに
より生じ得るようなチャンバ２５における渦を少なくす
ることである。より詳細には、反せ板４５がないときに
、紙料はチャンバ２５にこれに接触して入り、外壁２０
の内面近くを進んでゆくが、これは渦作用を発生させよ
うとするものである。これに対して、入ってくる流れが
反せ板２５によって中間壁部２２に沿って向けられ制限
されていれば、流れが壁部２０に跳ね返るまでチャンバ
２５を横切ろうとし、その周辺近くでの渦状パターンで
なくチャンバ２５中でジグザグ状のパターンを続けるで
あろう。

［００２３］ 作動時に入口の管４２から入ってくる放出流が比較的高
い速度で破裂チャンバ３３に入ると、流れは同時に壁部
３５及び３６により減速せしめられまた下方にそれから
上方に曲がって放出スロット４０に達すると加速する。

入口の管４２からの複合した紙料及び空気の流れが破裂
チャンバ３３を通過する途中で混合すると、空気が懸濁
液と完全に混合する多数の小さい泡体に破細され非常に
多数の小さい泡体にまで大きさが減小して放出スロット
４０からのほぼ一様にエアレージョンのなされた紙料の
放出流となる。

［００２４］ このエアレーションのなされた流れが外側の環状チャン
バ２５に入りそれを循回し始めると、空気泡がチャンバ
内の液体の上部に上昇して、上昇する泡体に付着する固
体の不純物粒子を含む同様に循回するフロスの層として
そこに収集される。前述のように、空気泡の大部分は紙
料がチャンバ２５を回って進む際に比較的急速に上昇す
るであろう。チャンバ２５内の液体が仕切壁２７の上方
のレベルに達した直後に、その液体が溢れてバッフルの
上面全体を通ってチャンバ２４に拡がるが、これは格段
の実際的利点を与える。

［００２５］ 図３を参照すると、バッフル２７を横切って流れる懸濁
液の液体部分５０はずっと厚いフロスの層５１によって
覆われた比較的薄い膜となろう。しかしながら薄い膜５
０はまだかなりの量の不純物を含有する泡体を含み、ま
た膜の垂直方向の寸法が、装置を通過する流量によって
好ましくは２．５〜１０ｃｍ（１〜４インチ）程度に小
さいので、この泡体が液体の上部に達してすでにそこに
あるフロスの層に加わる前に進むのはそれに応じた短い
距離となろう。

［００２６］ 試験的作動において、本発明の装置のこの動作特性は所
定の時間に装置で製造される紙料の量で示したその効率
及び容量の両方を、例えば前述の特許及び出願に示され
ている装置での毎分６５２リツトル（１７５ガロン）に
比較して、毎分１８９３リツトル（５００ガロン）に、
増大させる。さらにバッフル２７がチャンバ２５の上部
近くでの紙料の流れのパターンをほぼ周方向から主とし
て半径方向にするので、フロスの層は自然にセルから放
出されるように内壁２０に向かって進むようになり、こ
の流れのパターンの変化によりまたチャンバ２５内での
浮選する紙料の死点の可能性が効果的に除去される。

［００２７］ 装置の通常の連続的作動の際に、液体の上部でのフロス
の収集の主たる部分は外側チャンバ２５において行われ
る。壁部２２及びバッフル２７を越えて内側チャンバに
入る流れの液体部分はそこで循回し続け、付加的な空気
泡がその上部に上昇してチャンバ２５からのフロスの層
に加わり、この層はチャンバ２４を横切って進んで前述
のように内壁２０から溢れタワーの底部に落下する。チ
ャンバ２４の底部における比較的清浄な紙料は１つまた
はそれ以上の出口５４を通って連続的に後退し、この出
口から管５５がポンプ５６に達し、ポンプ５６から管５
７が次の下側のセル、すなわち図１におけるセル１２へ
の入口管路１５の各々に、圧力をかけた紙料を供給する
。

［００２８］ 最も下側のセル１２から受容された紙料は動作弁６１を
有する共通の出口管路６０に連通している。この弁６１
は、内側チャンバ２４の各々における液体のレベルを、
壁部２２及びバッフル２７から溢れるフロスがチャンバ
２４を横切って継続し同様に壁部２０の上部から列状に
配置された筒体２０及び漏斗部分２６によって構成され
るフロス放出管路内に溢れることができるように内壁な
いし筒体２０の上部のすぐ下側に維持するために、第１
のチャンバ２４におけるレベル検出手段等により、自動
的に調節されよう。

［００２９］ 前述の特許に示された装置において、１つだけの環状チ
ャンバがあり、入口及び出口は比較的低いせきの両側に
あって、紙料は入口から出口に進むためにこのせきを越
えて流れなければならない。波または他の望ましくない
乱れの形成を防止するために、このような装置の作動時
にセルの回りの紙料の流量を比較的低く維持することが
必要であることがわかっている。また紙料がまだ非常に
多くの泡体を含む間に紙料がせきの上を短絡して出口に
達することが可能である。

［００３０］ これに対して、本発明のセルは１対の比較的深い環状の
チャンバを有し、紙料の入口及び出口は短絡ができない
ように２つのチャンバの底部またはその近くにある。ま
たバッフル２７から溢れる際の紙料の作用により内側チ
ャンバ２４の面に近接した紙料におけるほぼ半径方向の
流れの成分が生じ、その結果としての筒状壁部２０への
、またその内へのフロス層の動きにより、特にこの壁部
２０が図５に関連して以下に説明するように偏心して配
置されているときに、前述の特許及び出願に示されるよ
うなすくい取り装置の必要性が減少する。

［００３１］ 図５は本発明による変更した構造を示しており、ここで
エアレーションのなされたグレーストックが図４に関連
して説明した同じ構造の１つまたはそれ以上のフローボ
ックス３２によってチャンバ２５内に移送されるが、各
々のこのようなフローボックスはその放出スロットが垂
直に延びるようにしてセルの外壁２０に装着されている
。このような装置の場合、フローボックスは、それから
セル壁部２０の内面に沿った紙料の流れを放出すると渦
を促進することになるので、放出しないように配置され
るべきである。しかしながらむしろヘットボックスは、
図２における反せ板４５によって得られた結果と同様に
、それからの流れがチャンバ２５を循回する際にこれを
横切るように向けられ前後に跳ね返らされるようにして
図５に示されるように配置されるべきである。

［００３２］ 図５に示される変更した装置において、フローボックス
３２から出口のすぐ下流側に、壁部２０の半径方向に合
せてチャンバ２５にバッフルを装着することによって渦
発生が効果的に防止される。例えば前記した寸法のセル
では、内側及び下側の縁部がそれぞれ壁部２０及び２３
に取付けられている幅１５ｃｍ（６インチ）及び高さ３
０ｃｍ（１２インチ）のシート状金属の矩形バッフル６
によって十分な結果が得られている。

［００３３］ 図５はまた筒状の壁部２１がセル壁部２０及び２２の共
通の中心に対して横方向に偏倚して、すなわち偏心して
配置されている本発明の他の任意的変更例を示している
。この形態では、チャンバ２４内の紙料の上部のフロス
がチャンバの外周に集積し循回する傾向にあれば、その
半径方向内側の部分はチャンバの狭い部分に接近する際
に依然として筒状壁部２０内に落下し、これは循回する
フロスの層の他の部分のカスケード化を促進するであろ
う。

［００３４］ 図６は図１〜３に示された装置のいくつかの他の任意的
変更例を示している。

より詳細には、外側チャンバ２５内の紙料が壁部２２の
高さまで上昇すると図１〜３に示されるような装置にお
いてバッフル２７から溢れながらその壁部から溢れるよ
うにバッフル２７が省略されている。それゆえ本発明の
浮選セルのこの単純化された変更例はエアレーションの
なされた紙料をほぼ直線状の距離を流れる薄い膜内に拡
げるための手段を含まない。しかしながらこれは実際に
内側チャンバ２４から出口に達する前に紙料が進まなけ
ればならない１対の比較的深いチャンバを与えるもので
あり、かくして前述の特許及び出願に示される装置にお
けるような出口に短絡し得ない。それゆえ図６に示され
る本発明の形態は従来のセルに比較して格段に改善され
た性能及び容量を与えるものである。

［００３５］ 図６はまたセル１１の上部を取囲みタワー１０に大気圧
以上の圧力をかけるために加圧された空気の入口連結部
６６が設けられたカバー６５からなる本発明の付加的な
任意的特徴を示している。これは一連の筒状壁部２０を
通してフロスを排出させるのを加速するのに特に有用で
あり、カバー６５はセル内の大気圧以上の圧力に対する
抵抗力の増大のために６７で示されるように内方にくぼ
んでいるのが好ましい。ここで説明する本発明の他の実
施例は任意的変更例として同様に加圧されるものである
ことがわかるであろう。

［００３６］ 図７は本発明の他の実施例を示すもので、紙料の流れは
フローボックス３２と実質的に構造が同じでマニホルド
７２及び空気入口連結部７３から多数の小さい入口管７
１によって同様に供給がなされるフローボックス７０に
よって形成される。フローボックス゛７０は、はぼ水平
であるが好ましくはこれかられずかに下方に傾斜してい
て壁部７８を有するテーブル７７の上面に比較的薄い膜
７６とじて［００３７］ 膜７６の厚さは１．３ｃｍ（１／２インチ）程度に比較
的小さいので、最初にこの膜全体に分布した多数の泡体
は膜がテーブル７７の下流側端部に接近する際［００３
８］ そのときフロスからの液体の分離は、受容された紙料が
テーブル７７の上部に所望の液体レベルを維持するため
の動作弁８６が設けられた放出管８５を有するヘッダー
８４内に落下する際に通る排出スロット８２によって容
易になされる。フロスはテーブル７７の下流側端部から
放出管路地８８を有するヘッダー８７内に溢れる。

［００３９］ 図１に関連して説明したのとほぼ同じようにして、図７
に示されるような複数のユニットを直列状に連結して各
々の連続したユニットからの受容管路８５がそれから下
流側の次のユニットの入口マニホルド７２に連結される
ようにできることがわかるであろう。またフローボック
ス７０はここで説明゛したいずれかの他のエアレーショ
ン手段に置換えられることも理解されよう。

［００４０１ 図８は本発明による他の形のフロス浮選装置を示し、こ
こで垂直壁部を有するケーシング９０はエアレーション
のなされた紙料がここで説明したいずれかの形のような
エアレーション手段９３から続く管路９２によって上部
カバー９４を通って上方から移送される。図示のように
球形に屈曲した概略水平方向の上面を有するバッフル９
５はブラケット９６のような手段によって下側で管路９
２に心合せされた状態で支持されており、ケーシング９
０の内周より小さい外周になっていてその間に環状のス
ロット９９を与える。

［００４１］ 図８に示される装置での作動時に、バッフル９５に入込
むエアレーションのなされた紙料がそれによってバッフ
ルの上面を覆う薄い膜となって拡がり、またこの膜の厚
さが小さいために、その中の泡体が急速に表面まで上昇
してフロスの出口１０１を通って排出するようにフロス
の層を形成するが、この出口１０１はフロスの排出を加
速するように真空源に連結されているのが好ましい。さ
らにバッフルの上部を横切ってフロスの出口１０１にフ
ロスを吹飛ばすように圧力空気の入口１０３がケーシン
グ９０の反対側に設けられよう。

［００４２］ 受容された紙料の出口管路１０４はケーシング９０の底
部から続いており、図１に関連して示したように、ケー
シング９０における液体のレベルをフロスの出口１０１
のレベルのすぐ下側に維持するように作動する動作弁１
０５が設けられるべきである。図６に示される装置は円
形に形成されるのに限定されるものではなく、シートに
垂直な方向に細長くすることができるのがわかるが、そ
の場合に入口管路９２、フロス排出管路１０１および空
気入口管路１０３は円形ではなくてスロット形にするこ
とができよう。

［００４３］ 図９は本発明によるさらに他の形のフロス浮遊装置を示
し、これは図８に示される装置と同様に、水平断面で円
形であるか、あるいはシートに垂直な方向に細長くされ
よう。この装置は、好ましくはケーシング１１０が円筒
形の場合に円錐台形で、ケーシングが細長い場合に屋根
形であるバッフル１１２をその上部の下側に装着してい
るチャンバ１１１を取囲む垂直壁部を有するケーシング
１１０からなる。いずれの場合にも、バッフル１１２の
底部の外周はケーシング１１０の外周より小さくてその
間に環状のスロット１１５がある。

［００４４］ グレーストックの供給管路１１６は前述のいずれかのエ
アレーション手段を介してチャンバ１１１に連結される
が、これは空気人口１１９と、管路１１６の下流側端部
をバッフル１１２の上方に近接して間隔をおいた状態で
支持された下流側端部を有する入口管路１２１に連結す
る多数の小さい筒体１２０とからなるエアレーション手
段として示されている。さらに入口管路１２１の放出端
部は、それ自体と空気の入口連結部１２４を有する管路
１２２との間に環状の通路１２３を与えるだけ十分によ
り大きい内径の筒状カラー１２２によって取囲まれてい
る。カラー１２３は間にスロット１２６をなすようにバ
ッフル１２６に平行な状態で外方に拡がったスカート部
１２５を含み、この部分１２５はそれ自体とケーシング
１１０との間に環状のスロット１２８をなすようにバッ
フル１１２から上方に拡がっている外側部分１２７まで
達している。

［００４５］ 作動時にエアレーションのなされたグレーストックのバ
ッフル１１２に向かう供給の流れが環状のスロット１２
６における薄い膜として拡がり、それからこの膜がスロ
ット１２６より外方に流れ続けると、その中の空気泡が
急速にバッフル部分１１３とケーシング壁部との間の環
状の空間における所望のフロスの層１３０を形成する。

さらに環状の通路１２３の下端部を通る紙料の流れによ
り空気の入口１２４を加圧することにより増大するスロ
ット１２６の入口端部内への付加的な空気の流れを生ぜ
しめるベンチュリ型の状態が形成され、この空気はフロ
スの層に半径方向外向きに吹つける作用をなしてこの層
がついにはケーシングの上部から、ケーシング１１０を
取囲むトラフ等の適当な収集管路手段内に溢れる。

［００４６］ フロスがこのようにして除去されている間に、紙料の液
体成分は環状のスロット１１５を通ってケーシング１１
０の底部に、最終的には放出管路１３１及び調節可能な
動作弁１３２を通って下方に流れる。連続的な作動の際
の好ましい条件として、破線１３６で示されるように、
弁１３２はチャンバ１１１内の液体のレベルをバッフル
１１２の外周の上方に維持するようにレベルセンサー１
３５によって動作するであろう。

［００４７］ 図１０は概略的に図８及び９に示されるのと同様な本発
明の他の形態を示している。図１０において、ケーシン
グ１４０がより小さい直径の円板の形のバッフルを取囲
んでいてその間に環状のスロット１４２を形成する。円
板１４１は孔がなくても、あるいは貫通する孔１４３を
有していてもよく、その中心に円錐台形のボス１４５が
設けられている。

［００４８］ 紙料供給管１５０がボス１４５に心合せされて部分的に
嵌合した状態で上方に支持されてその間に環状のスロッ
ト１５１をなしている。環状のカラー１５２が円板１４
１に対してわずかに上方になるようにして同様に支持さ
れており、このカラーはその間の環状の通路１５５を形
成するのに十分に管１５０の外径より犬きい内径になっ
ている。

［００４９］ 作動時にスロット１５１を通り通路１５５の下端部を通
過する紙料の流れによりベンチュリ効果が生ずるが、こ
れは円板１４１の上部に沿って所望のフロスの層が形成
されるように紙料のエアレーションを行う通路１５５を
通る空気の流れを引起こす。この空気の流れはフロスの
層を半径方向外向きに押付けて、フロスの層が円板１４
１の外周を越えて適当な受入れトラフ１５６内に流れる
。同時に円板１４１の上部の液体の膜は半径方向外向き
に流れて、円板の縁部を越えてスロット１４２を通り流
れ、あるいは円板に孔があれば、紙料の膜の一部が孔１
４３を通ってチャンバ１４０内に流れよう。

［００５０］ ここで散布装置３０の代りに用いられる本発明による他
の形の散布装置を示す図１１〜１４を参照すると、図１
１及び１２に示されるフロス浮選装置の全体的構造は４
つのセル２１０，２１１．２１２．２１３が複数の脚部
２１５を含む基台構造上に垂直方向に堆積された状態で
配置されたタワーからなる。個々のセル２１０〜２１３
は各々同じ構造であり、作動時に通常「グレー」ストッ
クと称する、処理すべき紙料の懸濁液が最初に最も上側
のセル２１０に移送され、４つのセルの各々における逐
次的な浄化処理の後に、最も下側のセル２１３の底部か
ら受容された紙料として放出される。

［００５１］ 紙料は各々の連続したセルに移送される際にエアレーシ
ョンがなされ、セルの上部に上昇する生成したフロスが
それとともに不純物を含有し、４つのセル全部に共通で
タワーの底部に出口を有する管路手段を通じて放出され
る。より詳細には、セル２１０への紙料の入口管路２２
０はタワーの外側から続く供給管２２１からセル２１０
の底部内に接線方向に紙料を移送するように配置されて
いる。入口管路２２０は、以下に詳細に説明するように
、紙料がセルに入る際にそのエアレーションを行うため
の手段を有している。

［００５２］ 筒体２２２はセル２１０の内壁をなしていて、これに環
状の形を与え、また４つのセル全部に共通なフロスの放
出管路の上部をなしている。筒体２２２の上側端部はセ
ル２１０からのフロスのオーバーフロー出口をなしてお
り、それゆえセル２１０の外壁２２３の上部のレベルよ
り下側に間隔をおいている。すくい取りローラ２２５は
、前述の米国特許第４３９９０２８号に詳細に示されて
いるように、フロスをセル２１０内の液体の上部がら筒
体２２２内に移動させ、筒体２２２の底部における漏斗
部２２６がこのフロスを次の下側のセル２１１における
筒体２２２の上部に移送する。

［００５３］ 受容された紙料はセル２１０からセルの底壁部２３１に
近接した筒体２２２の壁部に配置された出口部２３０を
通って流れる。エルボ−２３２がこの部分２３０から半
径方向にセルの外側に達する筒体２３３まで続いており
、ここでセル２１１の紙料の入口管路２２０の入口端部
に対して角度をなして下方に続く管２３５に結合してお
り、最後に受容された紙料が管２３６によって底部セル
を出てゆく。各々の筒体２２２の端部の上部に配置され
たシャワー２３７は連続した管２２２及び漏斗部２２６
によって形成された管路のフロスを洗浄するための液体
を与える。

［００５４］ 紙料をセル２１０の底部内に接線方向に移送することに
より、セルの外壁とフロスの筒体２２２との間のほぼ中
間の半径を有する円筒形のせき２３８によって部分的に
案内されるように、セルの内部に垂直なパターンで進め
られる。このせきは入ってくる紙料が出口に短絡するの
を防止して、セルに入ってくる際に混合される空気泡が
これに付着した不純物粒子とともに表面に上昇するため
の時間を有するのに十分なだけ長くセルを循回するよう
にする。

［００５５］ 本発明の新規なエアレーションの機構の好ましい実施例
が図１３及び１４に示されている。その主要な部分は各
々の紙料の入口管路２２０の矩形部分の横方向に延びる
ように軸受２４３によって装着され電動モータ２４４等
の手段によって駆動される軸２４２上の端側ヘッド２４
１によって支持された孔のない概略円筒形のシェルから
なるドラム状のロータ２４０である。

［００５６］ ロータ・シェルの外面は周方向に間隔をおいた状態でロ
ータの縦方向に延びていて交互に対応する数の凹溝２４
６をなすのに十分な断面の寸法のリブ２４５として示さ
れた多数の突出部が設けられている。例えば約１３ｃｍ
（５インチ）の直径を有するロータと、２０〜２５ｃｍ
（８〜１０インチ）の垂直方向の寸法を有する管路２２
０とで、ロータの半径方向に測定して０．４ｃｍ（０，
１５５インチ）、ロータの周方向に測定して約０．３ｃ
ｍ　（０，１２５インチ）の寸法を有する矩形断面のリ
ブにして、隣接するリブ間に１．３ｃｍ（１／２インチ
）の幅の間隔を有するリブによって良好な結果が得られ
ている。流体をその通路で推し進めることが可能なフィ
ンまたは突片等の他の突出部が縦方向のリブ２４５の代
りに用いられる。

［００５７］ エアレーション機構の他の部分はロータ２４０の上流側
の紙料の入口管路２２０に入りロータ２４０の長さに等
しい最大の幅まで流れの方向に拡がるノズル部分２５２
を含む空気供給管路２５０である。管路２５０は、ノズ
ル部分２５２の放出端部２５５が、ロータの外面に対し
接線方向で管路２２０を通る流れの方向におけるロータ
の軸を通る平面に平行な平面とロータの軸とのほぼ中間
にある位置においてロータに最も近接するように、ロー
タ２４０に偏心した状態で配置されている。ノズル２５
２の放出端部２５５はリブ２４５の半径方向に外側の面
によって形成される円にできるだけ従うように斜面状に
、あるいは丸くされていてその間に走行の間隙を与えて
いる。

［００５８］ 空気管路２５０の上流側端部は大気に開いていてもよく
、あるいは送風機または他の供給源によって大気圧より
わずかに高い圧力をかけた空気を供給してもよい。いず
れの場合にも作動は、ロータ２４０が、例えば６１０〜
１２２０ｍ／分（２０００〜４０００フイ一ト／分）の
範囲の速度のような、十分高い表面速度で回転するとき
に、その結果としての連続したリブ２４５がノズル端部
２５５を急速に通過することにより空気が管路２２０が
ら対応した直線方向の速度で引込２２０を通って対応す
るセルに入る紙料の流れ内に放出されよう。

［００５９］ あるいは紙料の流れが好ましい条件である２、４〜３ｍ
／秒（８〜１０フイ一ト／秒）程度の比較的遅い直線方
向速度であれば、その結果はロータと管路２２０の近接
する壁部との間に紙料の流れとの空気の顕著な混合作用
となり、これはまた空気泡が紙料中に広く分布し、それ
によって所望のフロスを生ぜしめるであろう。さらに特
にインキを微細な不純物粒子として凝結させるのに従来
用いられている化合物のような、いかなる化合物や不純
物粒子が紙料中にあっても、それに対して同じ混合作用
がなされるであろう。

［００６０］ 本発明によって得られる重要な利点の中に、ロータ２４
０を駆動するのに必要な電力が比較的低いということが
ある。より詳細には、前述の寸法の管路２２０及びロー
タ２４０で、ロータが空気の供給を遮断して駆動される
ときに、試験により空気が空気管路２５０に供給されて
いるときより必要電力が２１０倍大きいことが示されて
いる。これらの事実は本発明による作動において、ロー
タ２４０はそれを通って流れる紙料中に分布させる微細
な泡体として空気を細分し、それによって対応するセル
２１０内に移送される紙料における所望のフロスの条件
を生ぜしめるようにロータ２４０が空気のマントルにお
いて有効に作用していることを示している。

［００６１］ 図１５は本発明による変更したエアレーション装置を示
しており、ここで１対のロータが他の点では管路２２０
に一致する紙料の入口管路２６０に備えられている。よ
り詳細には、管路の上側及び下側の壁部の各々はそれぞ
れ実質的にロータ２４０と同じ構造のロータ２６５の一
方の上半分または下半分を取囲むような形状にした円筒
形部分２６１．２６２を含む。

［００６２］ 管路２６０及びロータ２６５は２つのロータの間の紙料
の流れの通路を形成するようになっており、各々のロー
タにはノズル端部２５５及びロータ２４０について前述
したように対応するロータ２６５に対して同じ空間的関
係となるように配置された放出端部を有するそれ自体の
空気入口管路２６６が設けられている。

作動時に２つのロータはそれらの近接する部分がともに
対応するセル内への紙料の流れと同じ方向に移動するよ
うに反対方向に駆動される。その他の点で本発明のこの
形の動作は図１３に関連して前述したのと同じである。

［００６３］ ここに説明した方法と、この方法を実施するための装置
の形態とは本発明の好ましい実施例をなすものであるが
、本発明はこの方法及び装置の形態そのものに限定され
るのではなく、その範囲を逸脱することなく変更がなさ
れるものであることがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明によるフロス浮選装置を示す部分的に破断
した上面図である。

【図２】 図２は図１に示された装置の上面図である。

【図３】 図３は第１の拡大した部分図である。

【図４】 図４は図２における直線４−４上にとったより拡大した
断面図である。

【図５】 図５は図１〜３における装置をある程度変更したものを
示す平面図である。

【図６】 図６は本発明の他の形態を示す図３と同様の図である。

【図７】 図７は本発明の他の実施例を示す概略的な透視図である
。

【図８】 図８は本発明の異なる実施例を示す垂直断面における概
略的な図である。

【図９】 図９は本発明のさらに他の実施例を示す図８と同様の図
である。

【図１０１ 図１０は本発明のさらに他の実施例を示す図８と同様の
図である。 【図１１】 図１１は本発明による他の形の散布装置を含むフロス浮
選装置を示す部分的に破断した側面図である。

【図１２】 図１２は図１１に示された装置の上面図である。

【図１３】 図１３は図１４における直線１３−１３上の断面図であ
る。

【図１４】 図１４は図１２及び図１３における直線１４−１４上の
非常に拡大した断面図である。

【図１５】 図１５は本発明の他の実施例を示す図１４と同様の図で
ある。

【書類名】

【図１】 図面

【図２】

【図３１ 【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】 ｔ

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底壁部（２３、２３１）及び側壁部（２０
   、２２、２２２、２２３）を有する浮選チャンバをなす
   容器（１０、２１０）と、エアレーションのなされた紙
   料の懸濁液の流れを上記チャンバ内にその中で循回する
   ように上記底壁部に近接した位置に移送し上記紙料中の
   泡体が上記チャンバ内の紙料を通って上昇して上記チャ
   ンバの上部に近接してフロスを形成するための入口管路
   （１５、２２０、２６０）を含む手段と、上記フロスを
   上記チャンバ内の液体から除去するための手段（２４、
   ２２５）と、上記チャンバからの液体出口手段とからな
   るフロスの浮選により紙料の懸濁液から不純物粒子を分
   離するための装置にして、上記エアレーシヨンのなされ
   た紙料を上記チャンバに移送するための手段が （ａ）中心軸を有していて該軸が上記入口管路（２２０
   、２６０）の横方向に延びるようにしてその管路に回転
   するように装着されたドラム状のロータ（２４０、２６
   ５）と、（ｂ）外面に多数の突出部（２４５）を有する
   上記ロータと、（ｃ）上記ロータの上流側の上記入口管
   路の部分内に延びる空気供給管路（２５２、２６６）と
   、 （ｄ）上記ロータの表面に近接した状態で配置された放
   出ノズル（２５５）を含む上記空気供給管路と、 （ｅ）上記ロータを、その外面の突出部が上記ノズルか
   ら放出された空気を上記ロータを通って上記チャンバ内
   に流れる紙料と混合させるようにするだけの十分に高い
   回転速度で連続的に駆動するための手段（２４４）と、
   からなる、あるいは、 （ｆ）ある程度の体積容量のチャンバ（３３）を取囲む
   対向する上流側壁部（３４）及び下流側壁部（３５）を
   含むフローボックス（３２）と、（ｇ）上記チャンバ（
   ３３）を上記紙料の破裂チャンバとして作用させるよう
   に紙料を上記下流側壁部（３５）に向かって上記上流側
   壁部（３４）を通って上記チャンバに移送するように連
   結された上記取囲まれたチャンバの体積容量に比較して
   小さい流れの面積の紙料通路手段（４２）と、 （ｈ）上記破裂チャンバから下流側に延びスロットの出
   口（４０）をなすように協働する出口壁部（３８、３９
   ）と、 （ｉ）上記スロットの出口を上記入口管路に連結する手
   段（４５）と、（ｊ）上記破裂チャンバにおいて上記紙
   料のエアレーシヨンを行うため空気を上記入口通路手段
   を通って上記破裂チャンバに入る紙料と混合するように
   上記紙料の入口通路手段に移送するための手段（４４）
   と、からなることを特徴とするフロスの浮選により紙料
   の懸濁液から不純物を分離するための装置。
2. 【請求項２】容器内のフロスの浮選により紙料の懸濁液
   から不純物を除去するための方法にして、 （ａ）上記紙料を上記容器に通ずる概略矩形断面の入口
   管路（２５０、２６０）を通って流れるようにすること
   と、 （ｂ）上記管路における不規則な外面を有するドラム形
   のロータ（２４０、２６５）をを上記管路の横方向に延
   びる軸上で回転するように位置決めすることと、（ｃ）
   供給された空気（２５５、２６６）を上記軸の上流側の
   上記ロータの面に向けることと、 （ｄ）上記ロータ（２４０、２６５）を、上記空気を泡
   体に分解し該泡体を上記ロータの近くから上記容器に上
   記管路を流れる紙料中に分布させるのに十分な速度で連
   続的に回転させることと、の各ステップからなることを
   特徴とするフロスの浮選により紙料の懸濁液から不純物
   粒子を除去するための方法。
3. 【請求項３】（ａ）半径方向に間隔をおいた外側、内側
   及び中間の垂直な環状壁部（２０）（２１）（２２）と
   、外側及び内側の同心状の環状チャンバ（２５）（２４
   ）及び中心の放出管路（２１）を形成するように上記垂
   直な壁部に連結された環状の底側壁部（２３）と、 （ｂ）エアレーションのなされた紙料の流れを上記外側
   チャンバ（２５）内に循回するようにその底側壁部に近
   接した位置に移送して上記紙料中の泡体が上記チャンバ
   の上部に近接してフロスを形成するように上記チャンバ
   内の紙料を通って上昇するようにするための手段（３０
   ）と、 （ｃ）上記外側チャンバから上記内側チャンバへのオー
   バフロー出口を与えるように上記外側壁部（２０）より
   低い上記中間壁部（２２）と、（ｄ）上記中間の壁部か
   ら溢れる紙料を薄い膜状状に拡げて該溢れる紙料の上部
   にフロスの層を形成するためのある程度の半径方向の幅
   の概略水平方向の環状上面をなす上記中間壁部上の手段
   （２７）と、（ｅ）上記内側チャンバ内の液体レベルを
   上記外側チャンバのレベルに近接して維持しながら上記
   内側チャンバから上記放出管路へのオーバフロー出口を
   与えるように上記中間壁部（２２）よりわずかに低い上
   記内側壁部（２１）と、（ｆ）上記内側チャンバ（２４
   ）の底部から受容された紙料の出口をなす手段（５４）
   と、 （ｇ）上記内側チャンバ内の上記紙料のレベルを上記内
   側壁部の上部に十分に近接して維持して上記紙料の上部
   のフロスを上記内側壁部から上記内側壁部によって形成
   される上記放出管路内に溢れさせるように上記出口から
   受容された紙料の流れを制御するための手段（６１）と
   、からなることを特徴とする紙料の懸濁液から不純物粒
   子を除去するためのフロスの浮選装置。