JPH05209390A - ふるい分け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製紙用原料のふるい分け装置に用いるスクリ
ーンシリンダの摩耗を防ぎ、スクリーンシリンダ全体を
交換しなくてすむようにする。 【構成】 圧力式スクリーンにおけるスクリーンシリン
ダ５を使用する製紙用原料のふるい分け装置において、
同スクリーンシリンダ５のスクリーンを、マット状の繊
維塊を分解するためのポケット２３を形成する組立リン
グ２５と撹拌バー２４とよりなる部材と、スリット開口
１９と逃げ溝２０を形成する部材とに分けて形成してな
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】製紙用原料のふるい分け装置として従来
よりよく知られている圧力式スクリーンは、図９及び図
１０に示すような構造に形成されており、ポンプで送ら
れてきた紙料は、入口部１から流入して内側ケーシング
２で形成される外周を取巻く流路３に進み、紙料中の金
属片、砂などの重量異物は、入口部１と反対の接線方向
に設けたトラップ４から系外に排出される。また流路３
を循環している紙料は、円筒状のスクリーンシリンダ５
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で示す如く上部から入り、下方に流れる
過程でスクリーンシリンダ５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５を
通過できない大きさのプラスチック、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
ジェクト出口部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によって駆動される翼状部
片１２（図１３、図１４）は、スクリーンシリンダ５の
表面に沿って連続的に１秒当り１０ｍ乃至３０ｍの高周
速度で回転駆動して紙料を撹拌し、図２０に示すように
翼状部片１２の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、負圧パルスによりスクリーンシリ
ンダ表面の通過できない異物を剥取り、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
って生成した繊維塊（フロック）を強く撹拌することに
より分解し、繊維がスクリーンシリンダ５を通過する流
れを助長する。図１３は翼状部片（フォイル）１２を用
いたスクリーン清掃装置の構造を示したもので、翼状部
片１２はスパイダ１４と補強リング１５を用いて組み立
てられ、スクリーンシリンダの表面を横切り円形の経路
に沿って運動するよう取付けられる。

【０００３】図１１及び図１２は別の従来の圧力式スク
リーンの構造を示したもので、スクリーニング室７はス
クリーンシリンダ５とロータドラム１６（図１５、図１
６）で形成されている。図１５と図１６はロータドラム
を用いたスクリーニング清掃装置の構造を示したもの
で、スクリーンシリンダ５の円筒面と同芯のロータドラ
ム１６には、回転に伴う紙料の撹拌と圧力パルスを発生
させるために突起部２９を設けている。突起部２９の形
状、大きさ、ロータドラム１６面上の位置は、繊維の引
掛かりがないこと、マクロ的な撹拌が十分行なわれるこ
と、製作し易いこと等を考慮して決められる。なお、図
１５及び図１６では、突起部２９の形状は円柱と四角柱
を例示しているが、突起部２９の形状はこれに限定され
るものではない。図１７〜図１９は従来の円筒状のスク
リーンシリンダの構造の１例を示したもので、スクリー
ンシリンダ５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１７，１７が、テーパピン１８で
取付けられている。スクリーンシリンダ５は、その軸に
ほぼ平行で周方向に配列した多数のスリット開口１９を
備えている。スリット開口１９はスクリーニング室７に
面するスクリーンの表面２１に形成されるもので、スク
リーンシリンダ５の厚み方向に真っ直ぐで、予め規定さ
れた寸法だけ隔てて互いに平行な壁で構成されている。
更にスクリーンの裏面２２には、スリット開口１９に比
べて十分大きい開口寸法を有する逃げ溝２０が設けられ
ている。図２５は流路の拡大部で発生する流れの剥離現
象について説明したもので、流路の拡大部では角度φ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δが流路表面から剥がれる。この流れの剥離部分で
は流路表面で逆流する方向の強い渦流れが生じ、強力な
撹拌作用を有しているので、ここでは撹拌領域と呼ぶも
のとする。

【０００４】図２６は前記図１３〜図１８で示した従来
のスクリーンシリンダにおける翼状部片１２、又はロー
タドラム１６及び突起部２９の旋回運動により生起する
紙料のつれ回り運動流れと、撹拌領域について説明した
ものである。流路の拡大部はスクリーン表面２１に対し
てスリット開口１９のみであるから、つれ回り運動流れ
は実質的にスクリーン表面２１から剥離せず、撹拌領域
はスリット開口１９の内部に限定されるため撹拌が不十
分で紙料中の細長い繊維が相互に絡み合って、スリット
開口１９の入口部にマット状の繊維塊を形成する傾向が
助長され、スクリーンシリンダ５を通過すべき繊維がリ
ジェクト出口１０から流出して繊維歩留りが低下する。
この傾向は有用な長繊維ほど顕著となる欠点がある。こ
の問題を解決するため、従来も図２１〜図２４に示す構
造のスクリーンシリンダ５が使用されている。つまりス
リット開口１９と逃げ溝２０の関係は従来のスクリーン
シリンダと同じであるが、スリット開口１９を、スクリ
ーン表面２１に対してスクリーンシリンダ５の径線方向
に偏って設け、スリット開口１９の入口部にポケット２
３を形成しているのが特徴である。ポケット２３の形成
の方法は、図２３に示すように任意形状の溝をスクリー
ン表面２１に加工して、その溝の底部にスリット開口１
９を設ける方法や、図２４に示すようにスリット開口１
９のつれ回り運動流れの下流側のコーナ部を面取りする
方法など種々のポケット形成の方法があるが、ポケット
２３とスリット開口１９及び逃げ溝２０は一体となって
いる。

【０００５】次にスリット開口１９の入口部にポケット
２３を有するスクリーンシリンダ５の旋回運動により生
起する紙料のつれ回り運動流れと、撹拌領域に関する作
用を図２７及び図２８により説明する。この場合は流路
がポケット２３により急拡大しているため、つれ回り運
動流れがスクリーン表面２１から剥離してポケット２３
部に撹拌領域を形成する。スリット開口１９の入口部の
マット状の繊維塊は、流れの剥離による強力なマイクロ
・タービュレンスによる撹拌作用で分解された後に、個
々の繊維の状態でスリット開口１９に入るため、目詰ま
りが防止されて繊維がスリット開口１９を通過し易くな
る。この結果、繊維の歩留りが大幅に改善され、スクリ
ーンの単位面積当りの処理能力が増大する。従って製紙
用原料のふるい分け装置として、スリット開口１９の入
口部にポケット２３を有するスクリーンシリンダが多用
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来製紙用原料のふる
い分け装置として使用される圧力式スクリーンでは、紙
料中に混入する砂分などの摩耗性物質により、スクリー
ンシリンダの摩耗が進行する。図１７〜図１９に示した
従来のスクリーンシリンダでは、図２９に示すように、
スリット開口１９のコーナ部からの摩耗の進行に伴って
スリット開口１９の寸法が規定の値に対して拡がるた
め、実用上で使用に堪えなくなる。このように摩耗が進
行したスクリーンシリンダのスリット開口１９の寸法
を、規定の値に修復することは実際的には不可能である
ため、新しいスクリーンシリンダに取替える必要があ
り、この期間が摩耗寿命となる。同様に、図２１〜図２
４に示したスリット開口１９の入口部にポケット２３を
有するスクリーンシリンダ５では、図３０〜図３１に示
すように、スリット開口１９のコーナ部からの摩耗の進
行は殆どないが、ポケット２３を形成しているスクリー
ン表面２１から摩耗が進行するため、ポケット２３部の
高さが摩耗の進行に伴って低くなり、撹拌領域が縮小す
るため撹拌効果が低下し、最終的には使用に堪えなくな
る。このように摩耗が進行したスクリーンシリンダ５の
ポケット２３部を所定の形状に修復することは実際的に
は不可能であるため、やはり新しいスクリーンシリンダ
に取替える必要があり、この期間が摩耗寿命となる。摩
耗寿命は摩耗性物質の特性と含有量により左右される
が、一般に数箇月から数年の使用により、高価なスクリ
ーンシリンダ全体を取替える必要があり、運転経費を増
大させる問題があった。

【０００７】砂分などの摩耗性物質によるアブレーシブ
摩耗は、硬度の高い材料を使用することで摩耗の進行速
度を抑制して摩耗寿命を長くすることが一般に知られて
いる。従来のスクリーンシリンダでは、ＳＵＳ６３０析
出硬化系のステンレス鋼などの、ＳＵＳ３０４等のオー
ステナイト系のステンレス鋼と比べて硬度の高い材料を
採用することは、スリット開口の加工が困難となるため
実用出来なかった。またＳＵＳ３０４などのオーステナ
イト系のステンレス鋼にスリット開口を加工した後に、
窒化処理などの表面硬化する方法も硬化層の深さが不十
分で加工費用に対する効果の面で実用的でなかった。本
発明は前記従来の問題を解決するために提案されたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、圧力
式スクリーンにおけるスクリーンシリンダを使用する製
紙用原料のふるい分け装置において、同スクリーンシリ
ンダのスクリーンを、マット状の繊維塊を分解するため
のポケットを形成する部材と、スリット開口と逃げ溝を
形成する部材とに分けて形成してなるもので、これを課
題解決のための手段とするものである。

【０００９】

【作用】本発明は、製紙用原料のふるい分け装置として
使用される圧力式スクリーンに用いるスクリーンシリン
ダにおいて、マット状の繊維塊を分解するためのポケッ
トを形成する部材と、スリット開口と逃げ溝を形成する
部材とを分けることにより、夫々の必要な特性に応じた
材料を採用できるようになる。例えば、対摩耗性が要求
されるポケット形成の部材は硬度の高いＳＵＳ６３０析
出硬化系のステンレス鋼（硬度ＨＢ：３２５〜３７５）
を使用し、スリット開口の易加工性が要求されるスリッ
ト開口と逃げ溝を形成する部材はＳＵＳ３０４等のオー
ステナイト系のステンレス鋼（硬度ＨＢ：１８７以下）
や、快削ステンレス鋼を使用する。前記の如くスクリー
ンを構成する部材を分けることにより、摩耗寿命による
取替えは実質的にポケットを形成する部材のみとなるた
め、運転経費を大幅に低減出来る。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図８は本発明の実施例を示し、図中１は入口
部、２は内側ケーシング、３は流路、４はトラップ、５
はスクリーンシリンダ、６は軸受スタンド、７はスクリ
ーニング室、８は矢印、９は出口部、１０はリジェクト
出口、１１は主軸、１２は翼状部片、１３は電動機、１
７はテーパリング、１８はテーパピン、１９はスリット
開口、２０は逃げ溝、２１はスクリーンの表面、２２は
スクリーンの裏面、２３はポケットであり、これらは前
記従来と同一であるため、これらの詳細な説明は省略す
る。次に図１〜図８において従来と相違する点を説明す
ると、スクリーン表面２１に接近して組立リング２５を
用いて撹拌バー２４を、スリット開口１９とほぼ平行に
等間隔に設ける。組立リング２５の位置は、スリット開
口１９と相隣合うスリット開口１９の間となることが望
ましい。また撹拌バー２４と組立リング２５とで構成す
る組立部材は、紙料のつれ回り運動流れにより回転しな
いように、固定ピン２７などを介して押えリング２６な
どでスクリーンシリンダに固定する。図６はスリット開
口１９の入口部で相隣合う撹拌バー２４とスクリーン表
面２１で形成するポケット２３における、旋回運動によ
り生起する紙料のつれ回り運動流れと撹拌領域に関する
作用を示している。この場合は流路が撹拌バー２４によ
り形成したポケット２３により急拡大しているため、つ
れ回り運動流れがスクリーン表面２１から剥離してポケ
ット２３部に撹拌領域を形成する。スリット開口１９の
入口部のマット状の繊維塊は、流れの剥離による強力な
マイクロ・タービュレンスによる撹拌作用で分解された
後に、個々の繊維の状態でスリット開口１９に入るた
め、目詰まりが防止されて、繊維がスリットを通過し易
くなる。この結果、繊維の歩留りが大幅に改善されスク
リーンの単位面積当りの処理能力が増大する。

【００１１】また図７に示すように、紙料中に混入する
砂分などの摩耗性物質により撹拌バー２４の摩耗は避け
られないが、ＳＵＳ６３０析出硬化系のステンレス鋼な
どの硬度の高い材料で撹拌バー２４を製作することで、
摩耗の進行速度を抑制して摩耗寿命を長くすることが出
来る。また長期間の運転使用により、図７に示す如く撹
拌バー２４が摩滅してポケット部の高さが低くなり、撹
拌領域が縮小して撹拌効果が低下した場合は、スリット
開口１９を有するスクリーンシリンダ本体はそのまま
で、撹拌バー２４と組立リング２５とで構成する組立部
材のみを取替えることにより、スクリーンシリンダのポ
ケット２３部を所定の形状に容易、かつ安価に修復する
ことが出来る。なお、以上の実施例の説明では、スクリ
ーンシリンダ５の開口がスリット状の場合について説明
してきたが、図８に示すように、開口が丸孔２８の場合
も本発明は適用出来る。

【００１２】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明は、製紙
用原料のふるい分け装置として使用される圧力式スクリ
ーンに用いるスクリーンシリンダのスクリーンを、マッ
ト状の繊維塊を分解するためのポケットを形成する部材
と、スリット開口と逃げ溝を形成する部材とを分けるこ
とにより、夫々の必要な特性に応じた材料を採用できる
ようになる。例えば、対摩耗性が要求されるポケット形
成の部材は、硬度の高いＳＵＳ６３０析出硬化系のステ
ンレス鋼（硬度ＨＢ：３２５〜３７５）を使用し、スリ
ット開口の易加工性が要求されるスリット開口と逃げ溝
を形成する部材はＳＵＳ３０４等のオーステナイト系の
ステンレス鋼（硬度ＨＢ：１８７以下）や、快削ステン
レス鋼を使用する。このようにスクリーンを構成する部
材を分けることにより、摩耗寿命による取替えは実質的
にポケットを形成する部材のみとなるため、運転経費を
大幅に低減出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すふるい分け装置の一部断
面平面図である。

【図２】図１の一部断面正面図である。

【図３】本発明の実施例を示すスクリーンシリンダの斜
視図である。

【図４】図３のＡ〜Ａ拡大断面図である。

【図５】図４におけるポケットを形成する部材の斜視図
である。

【図６】本発明の実施例を示すスクリーンシリンダのシ
リンダ表面における紙料のつれ回り運動流れを示す説明
図である。

【図７】図６のスクリーンシリンダにおける撹拌バーの
摩耗状態を示す断面図である。

【図８】本発明の図５と異なる実施例のポケットを形成
する部材の斜視図である。

【図９】従来のふるい分け装置の１例を示す一部断面平
面図である。

【図１０】図９の一部断面正面図である。

【図１１】図９と異なる構造の従来のふるい分け装置を
示す一部断面平面図である。

【図１２】図１１の一部断面正面図である。

【図１３】従来のスクリーンシリンダ内に装着する翼状
部片の斜視図である。

【図１４】図１３のＣ〜Ｃ断面図である。

【図１５】従来のスクリーンシリンダ内に装着するロー
タドラムの斜視図である。

【図１６】図１５と異なる構造の従来のロータドラムの
斜視図である。

【図１７】従来のスクリーンシリンダの１例を示す斜視
図である。

【図１８】図１７のＧ〜Ｇ拡大断面図である。

【図１９】図１８のスクリーンシリンダのスクリーンを
Ｄ〜Ｄ線で切断して示す拡大斜視図である。

【図２０】従来の翼状部片の原理を示す説明図である。

【図２１】従来の図１７と相違する構造のスクリーンシ
リンダの斜視図である。

【図２２】図２１のＥ〜Ｅ拡大断面図である。

【図２３】図２２のスクリーンシリンダのスクリーンを
Ｆ〜Ｆ線で切断して示す拡大斜視図である。

【図２４】図２３と異なる構造のスクリーンシリンダの
スクリーンの表面を示す斜視図である。

【図２５】従来のスクリーンシリンダにおける流路の拡
大部で発生する流れの剥離現象を示す説明図である。

【図２６】従来のスクリーンシリンダの１例における紙
料のつれ回り運動流れを示す説明図である。

【図２７】従来の図２６と異なる構造のスクリーンシリ
ンダにおける紙料のつれ回り運動流れを示す説明図であ
る。

【図２８】図２６、図２７と夫々異なる構造のスクリー
ンシリンダにおける紙料のつれ回り運動流れを示す説明
図である。

【図２９】従来のスクリーンシリンダのスクリーン表面
におけるスリット開口の摩耗の進行状態を示す断面図あ
る。

【図３０】図２９と異なる構造のスクリーンシリンダの
スクリーン表面の摩耗の進行状態を示す断面図である。

【図３１】図２９、図３０と夫々異なる構造のスクリー
ンシリンダのスクリーン表面の摩耗の進行状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 入口部 ２ 内側ケーシング ３ 流路 ４ トラップ ５ スクリーンシリンダ ７ スクリーニング室 ９ 出口部 １０ リジェクト出口 １１ 主軸 １２ 翼状部片 １３ 電動機 １７ テーパリング １８ テーパピン １９ スリット開口 ２０ 逃げ溝 ２１ スクリーンの表面 ２２ スクリーンの裏面 ２３ ポケット ２４ 撹拌バー ２５ 組立リング ２６ 押えリング ２７ 固定ピン ２８ 丸孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０３Ｂ 5/00 Ｚ 8925−4Ｄ // Ｂ０７Ｂ 1/24 8925−4Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力式スクリーンにおけるスクリーンシ
   リンダを使用する製紙用原料のふるい分け装置におい
   て、同スクリーンシリンダのスクリーンを、マット状の
   繊維塊を分解するためのポケットを形成する部材と、ス
   リット開口と逃げ溝を形成する部材とに分けて形成した
   ことを特徴とするふるい分け装置。