JPS6045691A - 再生故紙離解用パルパ−タ−ビン - 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】 ービンに関し、特に、再生故紙から得られる繊維から紙
バルプを生産する前段階として、そ扛を処理するだめの
パルパー装置の一部をなすタービンに関する。また本発
明は、概ね螺旋状を呈していると見做しうるタービンに
関するものである。

紙パルプを製造するに際し、使用済の紙を再生するには
、非常に広い場所を要する。この使用済の紙を再生する
最初の段階は、そのロットを、水が供給されている装置
に入ｎて、繊４ｆｌを分解し、また、ローブ、ワイヤー
、プラスチック材料などのような比較的大きな異物を簡
単に分別するために，この用紙を処理する。

近年、特にプラスチックを紙と組み合わせて使用するこ
とが多くなっているため，使用済用紙の再生は、ますま
す難しくなってきておシ、プラスチック部分を細片化し
ないで、繊維を離解することが重要な課題と寿っている
。プラスチック部分を細片化してし寸うと、それを分離
するのが困難となるからである。

また、５７７Ｌ’乃至５０２程度の適当な容量を有し、
かつ、その大きさに関係なく．十分に作動しうるような
パルパーが強く望まれている。

さらに、パルパーのタービンの設計上に重要々ことは、
乾燥物質を、例えば、重量で２０％若しくはそれ以上と
いう高い割合で含む混合物が得られる」：うにしなけｎ
ばならないということである。

本発明の背足 現在、使用済用紙を処理する際に、繊維を離解し、かつ
、特にプラスチックのような異物を除去するため、２種
類の装置がよく用いらｎでいる。

その一つは、破砕弐子列であシ、他は、パルパーとして
よく知られている装置である。

ふるいは、通常、水平軸を有する回転シリンダーの形を
なし、かつ、破砕用のバー若しくはボールを備えており
、かつこの破砕弐子列の下流には、分別装置が設けられ
ている。

しかし、とｔらの装置は、作動が緩慢で，処理量が少な
く、しかも、これらの装置にかけらｎる混合物のバルブ
濃度は、乾燥物質が２乃至３チと低いため、次に必要な
濃縮操作の費用が高いものとなる。

パルパーは、概ね開放円筒の形をした装置で、その底部
には、ブレードを有するロータが設けられている。多く
の場合、ロータは比較的平らであり、処理さ１，る材料
を、強い遠心作用によって、底部を形成しているグリッ
ド即ち格子板に接触させる。寸断された材料の一部は、
底部を通過し、ついで、分別装置または２次パルパーで
処理さね。

る。

これらの装置の欠点は、乾燥物質の含有率の低い製品の
みしか搬送できないこと、また、再生に用いら九る繊維
部分と、そうでないもの、例えば。

ロープ、金属、プラスチックのようなものまでも、必要
以上に寸断してしまうことである。

しかし、大切なことは、繊維部を過度に寸断しないこと
であり．またプラスチックのよう外異物も，できるだけ
、寸断するべきでないということでちる。かかる見地か
ら，以上述べた装置では、所期の目的を達成することは
できない。

そのほか、［ヘリコ（■“ｌｅｌｉｃｏ　）Ｊ型ノ．く
ルバーとして知らｎているパルパーがある。これは、乗
直軸を有する螺旋状のタービンを備え，このタービンが
、利ｔ１に、軸方向に下向きの運動と、それに続いて、
平滑な底部沿いの遠心運動を与える。

これらの装置において、繊維の離解け、繊維同士が摩掠
することによって行われ、一方、遠心作用が加わった材
利け、比較的に動くことの々い材料に対して放出される
。寸断さｎる量は少量であるので、異物は、そのままに
残って分割されないが、紙の繊＆ｆｉは分離される。

これらの装置は、底部にグリッドがなく、通常、不連続
的に作動し、パルパーの内容物は、良いパルプと異物と
を分離するセパレータに送り込まれる。このセパレーク
は、本発明の出願人による、１９８３年３月２５日出願
のフランス特許出願番号第８３．０７１９２９号明細書
に記載されている。

こｎ、らの装置によって得られる濃度は、乾燥物質が約
１５係含むものでち）、こｎは、下流に置かねている分
級機で希釈するのに十分高い値である。

しかし、と彊らのパルパー装置の欠点は、小型につくる
ことが難かしいことである。螺旋部のバランスをとるに
は、３枚のブレードを１２０°間隔で配置し、ブレード
の間に、３つの流路を作らなけ九ばならない。これらの
流路は、上部においては、垂直のシャフトの周りを捷わ
って、ピッチの小さい螺旋を形成し、かつ下方では広が
って、遠心式末広状流路を形成している。

４０−ハルパーを用いて処理するだめのこの装置の例は
、高さ２．１ｍ、直径２ｍで５かつ、５０乃至７０ｃｍ
の幅の流路を形成する４枚の螺旋ブレードを有するもの
である。

しかし１例えば容量が約５７ｎ３以下というように、装
置が小さくなると、この螺旋タービンはうまく働かなく
なる。それは、螺旋ブレードの間の間隔があまりにも狭
く、１だ、材料がブレードの間で目詰り状態を起こすた
めである。

ブレードの間の間隔を十分に天きくするため。

そのピッチを広げると、螺旋部の上方において、材料に
大きな遠心速度成分が加えられ、そのため、パルパーの
適切な運転に支障をきたすことになる。

他方、パルパーがよシ大きくなると、軸に沿う線速度が
、螺旋下部周辺の線速度に比べて、かなり低いため、こ
の下部に、繊維の離解に対して十分な接線方向の遠心出
口速度が得ら九るように力る。、 しかし、小型と＆ｆｔばなるほど、繊維の離解能力の妨
げとなる過剰遠心分離を起こさないようにするため、よ
りゆつくシと回転させてやらなけｎばならない。

本発明の目的は、以上述べた欠点を解消し、かつ、容量
の範囲の広いパルパーを、安価に、しかも効率よくつく
ることができ、特に、小型で能率的なユニットを製作し
うるパルパー用螺旋タービンを提供することにある。

本発明の要約 本発明による螺旋状タービンは、シャフトを備え、シャ
フトに、そお、と同軸で、かつ連続状になった少なくと
も２枚の螺旋ディスクが取付けらｎており、該ディスク
は、小さなピッチを有し、かつおよそコ３６０°にわた
って広がっており、かつ、ディスクの螺旋状ピッチに対
して１〜１．５倍の距離をもって、シャフトに沿って離
隔しておシ、また、タービンの底部には、シーヤフトに
対して直交する渦巻状断面を有し、かつ放射状に伸長す
るフィンが取付けらｎでいることを特徴とする。

なお、次のようにするのが好址しい。

（ａ）　上刃の螺旋ディスクのピンチを、軸に垂直な面
に対するディスクの周囲部の傾斜が、１０°乃至５０″
の範囲、好ましくは約１５°となるように設定する。

（ｂ）　螺旋ディスクの平均直径を、タービンの頂部か
らその底部にかけて、次第に大きくする。

（ｅ）　底部のフィンを、凡そ２５°乃至３５°の角度
を有するベルヌーイ製線を形成するＪ：うに湾曲させる
。すなわち、フィン上の各点における螺旋　□に対する
接線が、この点を通る円の接線と２５゜乃至３５°、好
ましくは３０°の一定角度をなすようにする。

（ｄｌ　各種の螺旋ディスクを、３６０°をディスクの
数で割った角度で、互いにずらせて設ける。

本発明の上記した特徴と、それ以外の特徴と長所とを、
以下、添付の図面を参照して、詳細に説明する。

図面について説明する。

一般的な形状を有するパルパー＋１１の底部に設けられ
ている本発明によるタービンは、垂直軸線（９）をイ）
するシャフト（２）を備えている。このシャフト（２）
には、その頂部から下方へ向かって、互いに離隔する螺
旋ディスク（３１（４）　（５１が取り付けられ、かつ
その底部には、螺旋状のフィン（６１（７１（８１が取
付けられている。

螺旋ディスク（３）（・＋１　（５１は、シャフト（２
）の周りでアルギメデススクリューの形を呈する螺旋巻
きを形成しており、かつ各ディスクは、シャフト（２）
をほぼ１回転（３６０°）分に亘って広がっている。各
ディスクのピッチは小さく、その周辺における傾斜角α
は、凡そ］５°である。

Ｒ接する２枚のディスクの間のシャフト（２）に沿う距
離ＡＢは、下方に行くほど次第に大きくなっている。こ
の間隔によシ、上下に隣接する２枚のディスクによって
画定される流路の高さが、決定され、処理材料は、この
流路を通って下降して行く。この間隔は、相当広い範囲
に亘って変えることができる。本発明によれば、距離Ａ
Ｂは、ディスクのピッチの少なくとも１５倍、好ましく
は約２倍とするのがよい。

渦巻状のフィン（６）（力（８）を、その底部から見た
状態を、第４図に示しである。

その大体の形状は、シャフト（２）から渦巻状に広がる
フィンの格好をしている。その曲線は、２５゜乃至３５
°の間の一定の接線角度βを有するベルヌーイ（ｌ３ｅ
ｒｎｏｕｉｌｌｉ）描線を描くようにするのがよい。

フィン（６１（７１（Ｆｌｌの高さは、シャフト（２）
から先Ｊ、；ｉ５部にかけて低くなるようにし、かつま
た、各フィンの最高部を、それに最も近い螺旋ディスク
の近傍にもって行くのが好ましい。

このようなフィンは、少なくとも３枚設けるのが好まし
い。各フィンは、ディスク（３）（４）（５）によって
画定さｆる円の直径よシも大きい直径を有する円に内接
している。

このようにして形成されたアセンブリは、凡そ６０乃至
８０°の頂角γを有する円錐体オたは釣鐘のような形状
のものに内接している。

本発明によるタービンは、このよう力構成であって、互
いに前隅し、下方へ行くほど直径が犬きくなっている一
連の螺旋ディスクと、その下方に位置する渦巻状フィン
を有する遠心ローターが取イζ］けらｆ−ているシャフ
ト状のものである。

本発明の利点は５次の通りである。

頂部から底部へかけて連続するブレードを備えておらず
、その代わりに、互いに分離して並置さγまたディスク
を備えているので、十分に大きな流路を確保することが
でき、かつ螺旋ディスクの傾斜を、小さくすることがで
きる。

その結果、処理される材料は、詰っだシ、有害力遠心作
用を受けることなく、タービンの上部から、ｊ、ｌｊ　
ｌ’ｆ方向に移動する。

しかも、渦巻状フィンは、タービンの底部で、適切かつ
有効な遠心作用を発揮するので、渦巻状フィンによる材
料の供給は、きわめて効果的になる。

そのため、容量が５−以下の小さいユニットとして構成
することが可能であり、寸だ、５７７ＩＩＪ乃至５０−
の大きいユニットにすることもできる。

本発明によるタービンは、２０係以上、即ちリットル当
９乾燥物質２００１以上という高濃度で運転することが
でき、これによって、タービンによる繊維の離解能力は
増大する。

こｎは、処理される材料とタービンとの接触が非常に少
ないためと、遠心分離が、タービンの底部で集中して行
なわれるためである。寸だ、このことによシ、パルパー
の運転及び下流のセパレータに対するエネルギーの消費
量か減少することにもなる。

さらに、タービン部分の形を簡単にできるために、その
製造コストを、大幅に削減しうる。

市販さ九ている「ヘリコ（）Ｔｅｌｊｃｏ）　Ｊ型ター
ビンの製造コストに比べて、本発明によるタービンのそ
れは、−乃至一でちシ、格段の差がある。

５ 従って、本発明によるタービンによりば、このようなパ
ルパーに対する新しい発展性への期待が１１自ヒと々る
。

第２図に示す実施例においては、タービンは、凡そ１８
０°ず彊て位置する２枚の螺旋ディスク（３）（１）庖
（ｉｉｆｉえ、−力、第３図の実施例においては、約１
２０　’ずつずｎ、ている３枚のディスク（３１（４）
　＋５）が設けられている。

とわらのす７１角度により、ディスクの直径が異方るの
に応じて、最良の回転バランスが得らすることと々る、
。

チャンネルが狭くなって詰シが起きるのを避けるだめ、
各螺旋ディスクは、−周以上に亘らない、１：うにする
のがよい。

寸だディスクを、小刻みに分割して、その広がり庖゛も
つと小さな角度とすることもできる。この場合、ディス
クの前縁部の数が多くなり過ぎて、材料の過剰分解を起
こしたり、また、詰シ状態をきたさないよう、ディスク
の周縁部を、回転方向になるべく接近させておくのが好
ましい。

螺旋状フィン（（ｉｌ　（７）　（８）を支持するワッ
シャθ０は、タービンの底部に設けるのが好捷しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるタービンを備えるパルパーの縦
断正面図である。 第２図は、２枚のディスクと３枚の渦巻状フィンを有す
る本発明によるタービンの正面図である。 第３図は、３枚のディスクと：う枚の渦巻状フィンを有
する本発明によるタービンの正面図である。 第４図は、第２図のタービンを下から見た底面図である
。 第５図は、同じタービンを上から見た平面図である。 （１）パルパー　（２）シャフト （３］　（４）　（５）螺旋ディスク　（６）（力（８
）フィン（９）垂直軸線　（１０）ワッシャ （（至）傾斜角　（β接線角度 （γ）頂角 りγ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＣＩ＋　螺旋形の再生故紙離解用パルパータービンであ
   つス、 シャツｉ−＋２１を備え、該シャフトには、少なくとも
   ２枚の螺旋ディスク（３１（４１が、シャフトと同軸で
   、かつ連続状に取付けら肛、該ディスクは、小さなピッ
   チを有し、凡そ３６０°にわたって広がり、かつ、一つ
   のディスクの螺旋状ピッチと少なくとも同じかまたは１
   ５倍の距離をもって、シャフト（２）に沿って離隔して
   おり、また、タービンの底部に、シャフト（２）から出
   て渦巻状を々して放射状に伸長するフィン（６）（力（
   ８）が取付けらｔていることを特徴とする螺旋形状の再
   生故紙肉（［角イ用パルパータービン。 （２）　シャフト（２）に直交する面に対する螺旋ディ
   スク（３）（４）（５）の周囲の傾斜が、凡そ１５°で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   のタービン。 （３）　シャフト（２）に沿って測った２枚の螺旋ディ
   スク同士の間隔が、ディスク（３１（４）　（５１の中
   のどれか一つのピッチの少なくども２倍であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に
   記載のタービン。 （４）螺旋ディスクの平均直径が、タービンの頂部から
   その底部の方に向かって増大していることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいｆｎ、か
   にａ己載のタービン。 （５）螺旋ディスク（３）（４）（５）が、凡そ６０°
   乃至８０°の頂角を有する円錐に内接するように、その
   直径が下方へ行くほど増大していることを特徴とする特
   許請求の範囲第（４）項に記載のタービン。 （６）螺旋ディスク（３１＋４１　Ｆ５＋が、概ね３６
   ０°に等しい角をディスクの数で割った角度で、ずらし
   て設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第＋
   １１項乃至第（５）項のいず八かに記載のタービン。 （７）シャフト（２）の周囲に設けられている螺旋ディ
   スクｆ３）　（４１ｆ５）の広がシが、凡そ３６０°で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第
   （６）項のいずれかにＲ己載のタービン。 （８）　下方の各フィン（６１＋７）　ｆ８１が、２５
   °乃至３５°の角度を有するベルヌーイ描線を描くよう
   にして設けらねていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項乃至第（力項のいずれかに記載のタービン。 （９１下方のフィン（６）（力（８）が、シャフト（２
   ）から周辺部にかけて、高さが次第に低くなる湾曲ブレ
   ードから形成さｎていることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載のタービ
   ン。 （１０）下刃のフィン（Ｇ’ｌ　＋７）　（８）の先端
   が、螺旋ディスク（３）（４）（５）の直径よυ大きい
   直径を有する円に内接するよう方位置にあることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（９）項のいず
   れかに記載のタービン。