JPH0460685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は製紙用原料のふるい分け装置に関する
ものである。 （従来技術） 製紙用原料のふるい分け装置として従来よく知
られている圧力式スリツトスクリーンは、第２６
図及び第２７図に示すように細長いスリツト状の
孔を有するスクリーンシリンダ１（第２９図）を
備えている。ポンプによつて送られてきた紙料
は、入口部２から流入して内側ケーシング３で形
成される外周を取りまく流路４に進み、紙料中の
金属片、砂など重量異物は、入口部２と反対の接
線方向に設けたトラツプ５から系外に排出され
る。流路４を循環している紙料は、スクリーンシ
リンダ１と軸受スタンド６により形成した環状の
スクリーニング室７へ、矢印８で示す方向に上部
から入り、下方に流れる過程でスクリーンシリン
ダ１を通過して濾過選別され、出口部９から放出
される。 一方、スクリーンシリンダ１を通過できない大
きさのプラスチツク、結束繊維、木片などの異物
は、スクリーニング室７をそのまま流下してリゼ
クト出口部１０から排出される。また主軸１１の
上部から吊るされ、電動機１３によつて駆動され
る翼形部片１２（第３３図、第３４図）は、スク
リーンシリンダ表面に沿つて連続的に高速で回転
して紙料を攪拌し、スクリーンシリンダ表面の通
過できない異物を取り除き、常にスクリーンシリ
ンダを清浄にする働きをすると同時に、互いに集
まつて生成した繊維塊（フロツク）を強く攪拌す
ることにより分解し、繊維がスクリーンシリンダ
を通過する流れを助長する。 また第２９図及び第３０図に於いて、円筒状の
スクリーンシリンダ１の両端には、スクリーン装
置本体に装着するためのテーパリング１５がテー
パピン１６で取付けられている。スクリーンシリ
ンダ１は、その軸にほぼ平行で周方向に配列した
多数のスリツト開口１９を備えている。スクリー
ニング室７に面するスクリーンの表面１７には、
スクリーンシリンダの厚み方向に真直ぐで、あら
かじめ規定された寸法だけ隔てて互いに平行な壁
で構成されるスリツト開口１９があり、スクリー
ンシリンダの表面と平行壁とが交わるほぼ直角の
入口コーナ部２１を有している。 スクリーンシリンダの裏面１８には、スリツト
開口１９と較べて充分大きい開口寸法を有する逃
げ溝２０が設けられている。第３３図は従来のス
クリーン清掃装置の構造を示したもので、翼形部
片１２はスパイダ２２と補強シリンダ２３を用い
て組立てられ、スクリーンシリンダの表面を横切
り円形の経路に沿つて運動するよう取付けられ
る。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら翼の原理に基づく所定の攪拌、清
掃効果を得るためには、翼形部片１２とスクリー
ンシリンダの隙間は1.5〜2.5mmと極めて狭くし、
翼形部片を１秒当り10ｍ乃至30ｍの高速度で駆動
する必要がある。このため高速回転に耐えるため
の剛性を確保するために付加的な支持部片および
補強部片を必要とし、組立てに際しても高度な技
術を要する。このような支持部片および補強部片
は紙料中の繊維の付着、結束の原因となる表面部
分を形成し、大きな動力損失を生ずるため、脈動
対策が必要であるなどの種々の欠点があつた。 前述の如く従来の圧力式スリツトスクリーン
は、第２８図に示すように、スクリーンシリンダ
１のスクリーニング室７に面した表面に沿つて狭
い間隔で翼形部片１２を運動させて、翼の原理に
より正圧と負圧とから成るパルス圧力を発生させ
て紙料を攪拌し、スクリーンプレートの閉塞を防
止するものである。したがつて、所定のパルス圧
力を得るために翼形部片１２を回転させるが、翼
で攪拌される紙料液は、翼とスクリーンシリンダ
１との間にあるものに限定されず、スクリーンシ
リンダ１から、半径方向に翼よりも更に離れたと
ころにある紙料液までも攪拌する。従つてスクリ
ーンシリンダ表面にて所要の攪拌を行なうための
動力消費が大きい。 以上の如く消費動力が大きいけれども、最大の
攪拌は翼の近傍で、行なわれているため、紙料通
過のための動力効率は下がる。これを補うため、
スクリーンシリンダ１の表面に、翼形部片１２を
近づけている。この場合、振れによるシリンダ１
と翼形部片１２の干渉を防ぐため、同部片１２は
頑丈に作られている。従つて硬い異物が紙料液に
混じつて入つてきてシリンダ１と翼形部片１２の
間に噛込まれると、双方、特にシリンダ１に重大
な損傷を生ずる。 前記の如く、翼形部片１２をシリンダ１の表面
近くに設けてあるにも拘らず、シリンダ１の表面
での攪拌が不十分で、シリンダ１を通過すべき繊
維がリゼクト出口１０から流出し、繊維歩留りが
低下する。この傾向は良質の長繊維程顕著となる
欠点があつた。 翼形部片１２はその回転軸方向に連続したもの
であり、紙料出口９又は入口２の近くを間欠的に
通過する。この時第２８図に示す圧力波が紙料配
管中に伝播されて抄紙機のヘツドボツクスに達す
ると、紙の流れ方向で坪量の変動を起こす、いわ
ゆる圧力脈動問題となる。この場合翼形部片１２
を駆動するに要する動力が大きい程、圧力脈動の
エネルギーも大となるため、問題は大きくなり、
脈動吸収対策もむづかしくなる欠点があつた。 本発明は、従来のふるい分け装置における消費
動力が大きい、脈動があるなどの問題点を解決し
ようとするものである。 （問題点を解決するための手段） このため本発明は、ロータとスクリーンシリン
ダとを組合せてなる圧力式スリツトスクリーンを
有するふるい分け装置において、同ロータは表面
に突起を有し、スクリーンシリンダは軸方向に細
長いスリツト開口を有し、同開口の入口コーナ部
の片側又は両側に面取りを施してなるもので、こ
れを問題点解決のための手段とするものである。 （作用） 本発明において、ロータによる攪拌は、スクリ
ーンシリンダの表面とロータドラムで形成される
薄い環状の攪拌室の紙料に対してのみ作用するの
で、紙料のつれ廻り流れに基づくスリツト入口開
口部の強い攪拌と、攪拌室のマクロ的な攪拌を効
率よく実現できる。 また本発明は、軸方向に細長いスリツト開口の
入口コーナ部の片側又は両側に面取りを施してあ
るので、この面取りにより流れの剥離現象に基づ
く紙料の強い攪拌作用が得られ、スリツト開口に
繊維が引掛かることはない。従つて目詰まりが防
止できる。 （実施例） 以下本発明の実施例を図面について説明する
と、第１図〜第１８図は本発明の実施例を示す。
先ず第１図及び第２図について説明すると、スク
リーン清掃装置はスクリーンシリンダ１の円筒面
と同芯のロータドラム２４とし、回転に伴う紙料
の攪拌とつれ廻り流れを発生させるため、突起部
２５を設けている。なお符号１〜１１及び１３の
部品は、従来の第２７図と同じであるので、ここ
では詳細な説明は省略する。 第３図〜第５図に本発明のスクリーン清掃装置
の実施例を示す。図において突起部２５の形状、
大きさ、ロータドラム面上の位置は、繊維の引掛
りがないこと、マクロ的な攪拌が十分行なわれる
こと、ロータドラム回転に伴つたつれ廻り流れが
十分あること、製作し易いこと等を考慮して決め
られる。第３図〜第５図では、突起部２５の形状
は円柱、四角柱、三角柱の場合を例示している
が、突起部の形状はこれに限定されるものではな
い。 一般に、ロータドラムと突起部は、共にステン
レス鋼などの金属材料で製作し、第１０図に示す
如く突起部２５はロータドラム２４に溶接により
取付けられる。この方法では、スクリーンシリン
ダ表面と突起部の隙間と同程度の大きさの金属
片、砂利などの硬質異物が混入し、隙間部に噛込
んだ場合や、何らかの原因で運転中に突起部とス
クリーンシリンダ表面とが接触した場合は、スク
リーンシリンダ表面に重大な損傷を生ずる。 こうした問題を解消する目的で、本発明のロー
タでは突起部をウレタンゴム等の弾性体で製作
し、ロータドラムに第１１図及び第１２図に示す
如く嵌込み、接着等の手段で取付けることができ
る。この方法により、スクリーンシリンダ表面の
損傷を完全に防止できる。 またロータドラムには第６図〜第８図に示すよ
うに、開孔２６を設けることができる。この開孔
２６を設けたことにより、攪拌室内の紙料を供給
紙料と局所的に交換することになり、攪拌室内の
マクロ的な攪拌を促進する効果がある。なお、開
孔２６の形状、大きさ、個数は任意である。 次に本出願人が先に実願昭58−108190号にて出
願したスクリーンシリンダの構造を第１３図〜第
１６図に示す。先ず第１５図に示すように、ロー
タドラム２４の回転に伴う紙料の連れ廻り運動
が、矢印２７の方向である場合、流れの下流側の
入口コーナ部に第１６図の如く面取り２８を施
す。面取り２８のスクリーンシリンダ１の厚み方
向の深さ、及び面取り２８のスクリーンシリンダ
１の法線に対する角度は任意であるが、面取り２
８によつて生成される攪拌領域が、スクリーン開
口部１９の入口に達する様にする。なお面取りを
大きくし過ぎると、スクリーン開口部１９の入口
では剥離による攪拌流れが大幅に減衰するように
なり望ましくない。 また別の実施例を第１７図及び第１８図に示
す。図において紙料のつれ廻り運動が矢印２７の
方向である場合、流れの下流側と上流側の入口コ
ーナ部にそれぞれ面取り２８，２９を施したもの
である。第１７図及び第１８図では面取り２８と
２９は中心線対称であるが、非対称でも良い。ま
た面取り２８，２９の深さおよび角度は、第１５
図及び第１６図の実施例と同様任意である。な
お、圧力式スリツトスクリーンの構造は、第２図
では主軸１１は縦軸であるが、横軸でもよく、ス
クリーンシリンダについても、第２図ではロータ
ドラム２４の外側にスクリーンシリンダ１があ
り、紙料を内側から外側に通過させる様になつて
いるが、これと逆にロータドラム２４の内側面に
突起部２５を設けて、スクリーンシリンダをその
内側に設け、紙料を外側から内側に通過させても
よい。またロータドラムの内外面に突起を設け、
その内側及び外側にスクリーンシリンダを設けて
もよい。 次に以上の如く構成された実施例について作用
を説明すると、第１９図に示すように、流路の拡
大部では角度が大きくなると、境界層内の圧力
勾配が不安定となり、境界層が流路表面から剥が
れることがあり、これは一般に剥離現象として知
られている。この剥離部分では、流路表面で逆流
する方向の渦流れを生じ、強い攪拌作用を有して
いるので、ここでは攪拌領域と呼ぶものとする。 本発明は、従来では翼形部片１２による紙料の
攪拌が広い環状のスクリーニング室７の全体に及
ぶのに対し、ロータによる攪拌は第１図及び第２
図に示す如く、スクリーンシリンダ１の表面とロ
ータドラム２４で形成される薄い環状の攪拌室３
０の紙料に対してのみ作用するので、紙料のつれ
廻り流れと、攪拌室のマクロ的な攪拌を効率よく
実現することができる。 このつれ廻り流れを用いて、剥離現象を生ずる
ように、第１６図の２８または第１８図の２８及
び２９に示す如くスリツト開口１９の入口コーナ
部に面取りを施し、低い消費動力でスリツト入口
開口部に強い攪拌領域を生起させ、紙料はスリツ
ト開口１９を通過せしめ、スリツト開口１９より
も大きい異物は通過させないことにより選別をす
るものである。 （発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は構成されてい
るので、スクリーンシリンダの表面に紙料が詰ら
ない様にする為の動力が少なくて済む。第２０図
は従来形のものと、本発明による円柱突起を有す
るロータとの比較試験を、スクリーン直径250mm
のモデルで行なつた結果を示す。図において旋回
速度10ｍ／secで比較すると、本発明によるもの
が、従来に比べ約1/3に低減していることが分る。 従来のスクリーンシリンダと翼形部片の組合せ
では、第２３図に示す前縁部に迎え角αを有して
いるので、隙間Ｘより若干大きい硬質異物３１を
噛込み易く、第２２図に示すように、翼形部片１
２がスクリーンプレートに沿つて連続しているた
め、噛込んだ硬質異物は必ず隙間部を通過しなけ
ればならないので、スクリーンシリンダ表面と翼
形部片の相方に損傷を生ずる欠点があつた。 一方、本発明のスクリーンシリンダとロータの
組合せでは、第２４図及び第２５図に示すよう
に、突起部は不連続であるから、隙間Ｙより若干
大きい硬質異物３１ａは容易に突起の周りを通過
する。また第２３図に示す従来形の隙間Ｘが1.5
〜2.5mmであるのに対し、本発明では隙間Ｙが４
〜５mmの広い場合でも性能を発揮するので、噛込
みの対象となる硬質異物のサイズが大きくなり、
異物混入の確率も低減される。従つて、硬質異物
の噛込みによるスクリーンシリンダ表面の損傷を
防止できる。 更に、本発明の突起部の材質をウレタンゴム等
の弾性体とすることにより、何らかの原因で硬質
異物を隙間Ｙの部分に噛込んだ場合でも、突起部
の弾性変形によりスクリーンシリンダ表面の損傷
を完全に防止できる。また弾性体によるロータ突
起部は、長期間の使用に伴う摩耗、損傷に対して
第１１図及び第１２図に示す如く嵌込み又は接着
で取付けることにより、該当部分のみを容易に取
替えできる。 また本発明は、軸方向に細長いスリツト開口の
入口コーナ部の片側又は両側に面取りを施してあ
るので、繊維の塊りが流れの剥離によつて攪拌さ
れ、分解された後でスリツトに入る。スリツト入
口開口部は、スクリーンプレート表面に沿つた流
れの剥離作用により、スリツト入口開口部に仮り
に繊維が引掛つたとしても、次の瞬間には異なつ
た方向に押流されるため、繊維は引剥がされるこ
とになり、結果としてスリツト開口部に繊維は引
掛ることはできない。したがつて、目詰まりが防
止され、従来繊維が引掛つていたスリツト入口開
口部のコーナが無くなつたため、繊維は液の流れ
と共に移動するようになり、スリツトを通過し易
くなつた。この結果第１表に試験結果を示した如
く、繊維の歩留りが大幅に改善される。 スクリーン直径：250mmの従来形スクリーンシ
リンダと翼形部片との組合せと、つれ廻り流れの
下流側に面取りを施した本発明による同サイズの
スクリーンシリンダとロータとの組合せで、比較
試験を実施した結果を第１表に示す。

【表】 試験結果はスリツト隙間を0.3mmとし、供給紙
料濃度と通過（アクセプト）紙料濃度の比率を百
分率で表わしたもので、概略、繊維歩留りに一致
する。第１表の結果から、本発明により、繊維歩
留りがスリツト通過速度により若干のバラツキが
あるが、75％から95％に大幅に向上することが解
かる。 次に本発明による円柱突起を有するロータの圧
力変動の測定結果を第２１図に示す。図において
ロータ回転数と突起列数とで定まる基本周波数
（1N成分）は、本試験では21.7ヘルツであるが、
第２１図では圧力変動のピークは不明瞭で、かつ
低レべルであり問題はない。また、2N、3Nの高
周波成分に明瞭なピークが認められるが、いずれ
も30ヘルツ以上であり、周波数が高いため、原料
配管中で容易に減衰される。従つて、本発明のロ
ータでは圧力式スリツトスクリーンに起因する脈
動対策は不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すふるい分け装置
の１部断面平面図、第２図は同１部断面正面図、
第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８
図及び第９図は夫々本発明の実施例を示すロータ
ドラムの斜視図、第１０図は第９図のＸ〜Ｘ断面
図、第１１図及び第１２図は夫々第１０図と異な
る弾性突起部の側断面図、第１３図は本発明の実
施例を示すスクリーンシリンダの斜視図、第１４
図は第１３図のＡ〜Ａ断面図、第１５図は第１４
図のＢ〜Ｂ断面図、第１６図は第１５図における
○印部の拡大図、第１７図は第１５図と異なる実
施例の第１４図のＢ〜Ｂ断面図、第１８図は第１
７図の○印部の拡大図、第１９図は攪拌領域にお
ける速度分布図、第２０図は本発明と従来におけ
る旋回速度と正味消費動力との関係を示す線図、
第２１図は本発明における周波数と圧力変動との
関係を示す線図、第２２図は従来のスクリーンシ
リンダと翼形部片の組合せを示す正面図、第２３
図は第２２図の要部の平面断面図、第２４図は本
発明の実施例を示すスクリーンシリンダとロータ
の組合せを示す正面図、第２５図は第２４図の要
部の平面断面図、第２６図は従来の圧力式スリツ
トスクリーンの１部断面平面図、第２７図は同１
部断面正面図、第２８図は第２７図におけるスク
リーンシリンダと翼形部片との関係を示す説明
図、第２９図は従来のスクリーンシリンダの斜視
図、第３０図は第２９図のA′〜A′断面図、第３
１図は第３０図のB′〜B′断面図、第３２図は第
３１図における○印部の拡大図、第３３図は従来
の翼形部片の斜視図、第３４図は第３３図のＣ〜
Ｃ断面図である。 図の主要部分の説明、１……スクリーンシリン
ダ、１９……開口部、２４……ロータドラム、２
５……突起部、２８，２９……面取り。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロータとスクリーンシリンダとを組合せてな
   る圧力式スリツトスクリーンを有するふるい分け
   装置において、同ロータは表面に突起を有し、ス
   クリーンシリンダは軸方向に細長いスリツト開口
   を有し、同開口の入口コーナ部の片側又は両側に
   面取りを施してなることを特徴とするふるい分け
   装置。