JPH09508682A - 製紙原料用混練機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、製紙原料製造用混練機であって、ほぼ円筒状をなすタンク（２；１２０）を具備し、該タンクは内壁上に、原料流の回転を中断することができる垂直リブ（２１）を有し、更に、垂直軸線（Ｘ；Ｙ）を有するロータ（１３；１３０）を具備し、該ロータが該タンク（２；１２０）内に配置され、かつ該ロータには螺旋形状をなす羽根（３２；１３２）が設けられる、製紙原料製造用混練機を開示する。上記各羽根の外縁部が連続的な保持翼（３４；１３４）を有し、該保持翼がタンクの底部に向かう方向を向いており、該翼が各羽根の開始点から展開されており、即ち該翼が、底部から最も離れたロータ部分から始まって、底部上の螺旋の終端の約一回転手前で終わっている。

Description

【発明の詳細な説明】 製紙原料用混練機 本発明は、製紙原料製造用混練機に関する。 製紙工業において混練機（kneader）と称される機器が、水槽内に使用済みの 紙を導入することによって得られる製紙原料を製造するために使用されるという ことが公知である。水内の紙の割合は、所謂低密度混練機では１％から６％の間 であり、一方所謂高密度混練機では１２％から１８％の間であることができる。 混練機の作用は、セルロース繊維を分割し、かつ水内にセルロース繊維の均質 な懸濁を形成することにある。混練機の別の重要な機能は、紙を汚しているイン クをセルロース繊維から分離してセルロース繊維を再生すると共にインクの無い 新しい紙を再構成するようにすることにある。 混練機の特定の作用は、切頭円錐状ロータを用いて紙をふやかすと共に紙を連 続的に混合することにあり、タンクの底部上にロータのより大きな基部が配置さ れ、ロータは、ロータ軸周りに縦方向に螺旋状に巻かれた数枚の羽根を有する。 製紙原料は、羽根の螺旋によって形成された通路を通して底部に搬送され、次 いでこの製紙原料は底部から頂部へ移動して再び元に戻り、これがロータを介し て数回繰り返される。インクからの紙の分離は、隣接するセルロース繊維間の擦 れ作用によって得られ、この擦れ作用は、ロータ羽根によって形成された通路の 螺旋を横切って製紙原料が下降する間に発生する。従って、ロータ羽根によって 形成された通路を横切る製紙原料の永続時間が長くなるほど、擦れ作用が大きく なり、従ってインクからの紙の分離作用と紙繊維の均 質性とが大きくなるということが判る。混練機用に使用されている実際の技術に 鑑み現在利用可能なロータは、底部に向けてより大きな基部を有する切頭円錐形 態を有する３枚以上の羽根を備えたロータであり、ロータの軸線を含むロータの 垂直断面において、各羽根の断面はロータ軸線に対して角度をなし、この角度は 一般的に直角ではない。 或るロータでは、タンクの底部と反対向きの方向で羽根断面とシャフト軸線と が鋭角をなす。しかしながら、別のロータでは、羽根が鋭角の代わりに鈍角をな す。鋭角をなすロータの方が、鈍角をなすロータに比べてより効率的な混練作用 を有するということが判っている。また、回転中に作業をする羽根部分は、螺旋 形態を有する羽根の表面全体に比べて極く僅かの周辺領域であることが判ってい る。 また、長い作業時間の後交換されるべき磨耗したロータでは、羽根の表面の大 半の部分が摩損されていないということが判っている。従って、混練機の標準的 な運転中には、製紙原料の流れが螺旋の主要部分および羽根表面の主要部分に関 係しておらず、製紙原料の流れは、摩損が観察される周辺部分のみに関係してい る。 紙の混練が、ロータの螺旋に沿って摺動する間に隣接するセルロース繊維間で 行われることを考慮すると、原料流の内の極く僅かの部分がロータ内部に導かれ ると共に原料流の内の残りの主要部分が遠心力の作用のためにロータ外部に残さ れるならば、混練時間は、羽根が完全に作業する場合のロータに関する理論的時 間に較べて遥に長くならざるを得ない。 同じ事が、吸収される動力についても言える。なぜならば、遠心力のためにロ ータから排出された材料はロータの回転に対して抵抗を及ぼし、斯くしてより高 い吸収動力が生じるからである。 本発明の目的は、上述の不利点を克服することにある。ロータが、羽根間でロ ータ自体の螺旋の中に製紙原料を維持する特性を有し、その結果羽根が表面全体 に亘って均一でかつ連続的に作業するような混練機を提供することが意図される 。 また、セルロース繊維間でより効率的な擦れ作用が得られ、それによりインク とセルロース繊維間でより効率的な分離が実施されるようにすることが意図され る。 更に、同一の動力がロータ軸に及ぼされたときに水内の紙のより高い濃度を支 持することができる混練機を得ることが意図される。 上述の目的は、製紙原料製造用混練機であって、ほぼ円筒状をなすタンクを具 備し、該タンクは内壁上に、原料流の回転を中断することができる垂直リブを有 し、更に、垂直軸線を有するロータを具備し、該ロータが該タンク内に配置され 、かつ該ロータには螺旋形状をなす羽根が設けられる、製紙原料製造用混練機に おいて、上記各羽根の外縁部が連続的な保持翼を有し、該保持翼がタンクの底部 に向かう方向を向いており、該翼が各羽根の開始点から展開されており、即ち該 翼が、底部から最も離れたロータ部分から始まって、底部上の螺旋の終端の約一 回転手前で終わっていることを特徴とする、製紙原料製造用混練機によって達成 される。 本発明によれば、有利なことに、羽根の外縁部上に形成された翼が原料流に保 持作用を施し、その結果流れをロータの外部に滑り出させる遠心力の作用が回避 されることができる。 実際、外縁部上に翼が存在することにより、原料流に作用する求心力成分が実 現され、これにより原料流がロータ軸に向けて引き込まれる。 その結果紙の流れは、ロータ羽根によって形成されたすべての通路を均一に満 たす。本発明によるロータによれば、同一の動力を用 いて水の中の紙の濃度を濃くすることができ、それにより水の大幅な節約ができ 、または動力が低減されることができる。更に、ロータが混練作業をより効率的 に実施するので、混練に必要とされる時間が低減されることができる。また、セ ルロース繊維間の摺動作用が大幅に増大されるので、インクとセルロース繊維間 の分離が改善される。 以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について詳細に説明す る。図面中において、 図１は、本発明による混練機のロータの斜視図である。 図２は、本発明による混練機の断面図である。 図３は、ロータの回転軸に垂直をなす断面におけるロータの羽根を示す。 図４は、別の実施例による混練機のロータの羽根を示す図３と同様の断面図で ある。 図５は、本発明による混練機の別の実施例の縦断面図である。 図面を参照すると、その全体を参照符号１によって表される本発明による混練 機（kneader）の断面が図２に示される。このような混練機は円筒状タンク２を 具備し、この円筒状タンク２は、ロータによって巻き起こされる回転流を中断す ることができる一組の垂直リブ２１を有する。ロータ３が円筒状タンク２の底部 上に配置され、このロータ３のシャフト３１は、図示しないエンジンによって駆 動される。ロータには３枚の羽根３２が形成される。各羽根３２は螺旋形状をな し、かつ各羽根３２はロータ３のシャフト３１の軸線Ｘの周りに巻かれる。図１ から判るように、各羽根３２は、底部に近付くにつれて幅が広くなる表面を有す る。各羽根３２の表面３３は、ロータの垂直断面内においてシャフト３１の軸線 Ｘに対してタンクの底部に向かう方向に角度αをなして、ロータのシャフトに結 合 し、この角度αは９０°よりも小さい。このような角度は、原料流をロータの中 心に運ぶのをより容易にすると共に、原料をロータの中心に向かう方向に保持し かつ維持するのに役立つ。 図１および図２から判るように、各羽根３２の外縁部上に、全体を参照符号３ ４によって表される連続的な保持翼が形成され、この保持翼３４は、タンクの底 部に向かう方向を向いている。このような翼は、各羽根の開始点から展開されて おり、即ち羽根の頂部から始まって、羽根が形成する螺旋の終端の約一回転手前 で終わっている。この翼３４は、二つの羽根間に導かれた原料の塊上に作用する 求心力成分をもたらすように作用し、その結果、二つの羽根間に導かれた原料の 塊が、ロータの中心に向けて押し込まれると共に羽根の表面３３全体を占める。 斯くして、ロータ周りで回転している状態から、遠心力の作用のために滑り出 してしまう原料の塊は、ほとんど無視し得るものとなる。 図３に、ロータ３の軸３１に垂直をなす水平面内においてロータの羽根が採り 得る一つの配置を示す。図３に示す実施例では、軸３１に対する羽根の連結が半 径方向形式を採っている。実際、羽根３２は、ロータの中心から始まる半径のよ うである。 図４に示す好ましい実施例では、羽根３２はシャフト３１に対して接線方向に 延びている。上述のように、翼３４はタンクの底部に向かう方向を向いており、 これらの翼３４が成す角度は、ロータの羽根の個数に応じて、また羽根間の塊の 流れに付与することが意図される遠心力に応じて、ロータの製造後に変更される ことができる。 図５に、本発明による混練機の別の実施例を示す。図５から判るように、その 全体を参照符号１００によって表される混練機にはロ ータ１３０が設けられ、このロータ１３０は垂直軸線Ｙを有し、羽根１３２の外 縁部上に配置された連続的な保持翼１３４は、弧１３７を形成するように並べら れる。このようにロータ１３０は全体的に円錐状の輪郭を採り、この円錐状の輪 郭は、側方凹表面を有しかつタンク１２０の底部に向かって収束し、図５から判 るようにロータ１３０はタンク１２０の底部上で保持される。 連続的な保持翼１３４が並ぶことによって形成されるこのような弧１３７の形 状により、ロータ１３０はその上方端部において、タンク１２０の底部上でのロ ータ１３０の基部における下方直径１３９よりも大きな直径１３８を有する。 ロータの直径を基部から上方端部に向けて増大させることにより、次のような 利点が得られる。即ち、上昇中に流れが捕らえられ、その結果内方部分に負圧部 分を有するロータの外方表面における流れが、支持される可能性がなくなると共 に容易に壊れるという利点が得られる。 更に、この事実により、より高密度の原料を使用することが可能にされ、その 結果より高い生産性が得られる。 以上の説明から、本発明による混練機の両方の実施例が上述の目的を達成する ことが判るであろう。 本発明による混練機の更に別の実施例も、本発明の範囲内に入るものと見做さ れるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．製紙原料製造用混練機（１；１００）であって、 ほぼ円筒状をなすタンク（２；１２０）を具備し、該タンクは内壁上に、原料 流の回転を中断することができる垂直リブ（２１）を有し、 更に、垂直軸線（Ｘ；Ｙ）を有するロータ（１３；１３０）を具備し、該ロー タが該タンク（２；１２０）内に配置され、かつ該ロータには螺旋形状をなす羽 根（３２；１３２）が設けられる、製紙原料製造用混練機において、 上記各羽根（３２；１３２）の外縁部が連続的な保持翼（３４；１３４）を有 し、該保持翼がタンクの底部に向かう方向を向いており、該翼が各羽根の開始点 から展開されており、即ち該翼が、底部から最も離れたロータ部分から始まって 、底部上の螺旋の終端の約一回転手前で終わっていることを特徴とする、製紙原 料製造用混練機。 ２．各羽根（３２；１３２）の表面がロータの垂直断面内でロータのシャフト に対して角度（α）を形成し、ロータのシャフト（３１）に対して各羽根の表面 によって形成されるタンクの底部に向かう該角度（α）が９０°よりも小さいこ とを特徴とする、請求項１に記載の製紙原料製造用混練機（１；１００）。 ３．上記ロータの平面に垂直をなす水平平面における各羽根（３２；１３２） の断面がロータの回転軸線に対して半径方向に配置されることを特徴とする、請 求項１または２に記載の製紙原料製造用混練機（１；１００）（図３）。 ４．上記ロータの平面に垂直をなす水平平面における各羽根（３２；１３２） の断面が該ロータのシャフトに対して接線方向に延び ていることを特徴とする、請求項１または２に記載の製紙原料製造用混練機（１ ；１００）（図４）。 ５．上記ロータ（３）は縦断面において、タンク（２）の底部に向かって広が る切頭円錐輪郭を有し、該ロータの縦方向軸線（Ｘ）が、垂直方向に配置される と共に該タンク（２）の縦方向軸線と一致することを特徴とする、請求項１に記 載の製紙原料製造用混練機（１）。 ６．上記ロータ（１３０）が縦断面において、側方凹表面を有する切頭円錐輪 郭を有し、該ロータの縦方向軸線（Ｙ）が、ほぼ垂直に配置されると共にタンク （１２０）の縦方向軸線と一致し、羽根の外縁部（１３２）が弧（１３７）を形 成するように並べられることを特徴とする、請求項１に記載の製紙原料製造用混 練機（１００）。 ７．上記ロータ（１３０）の上記切頭円錐輪郭が上記タンク（１２０）の底部 に向けて収束しており、該ロータの頂端部における外径（１３８）が該タンク（ １２０）の底部における下方直径（１３９）よりも大きいことを特徴とする、請 求項６に記載の製紙原料製造用混練機（１００）。