JPS6071792A - デイスクリフアイナー - 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】 産業上の利用分野 本発明は、細粒材料用リン、アイナに関し、更に詳細に
は、たわみ弾性を有する精整円板を備えた紙パルプ用リ
ファイナーとその精整方法に関するものである。

従来の技術 従来の紙料精整方法は、紙料が叩解機、蒸解器、または
その他のパルプ化装置から供給されると、玖略、繊維材
料を叩解し、繊維を更に分離し、物理的変形を行なう剛
性磨砕面または精整面間に紙料を通すことを包含してい
る。

上記目的のために、リファイナーの実質的改良が、１９
８３年４月１８日出願し、本願と同一譲受人に譲渡した
米国特許出願番号４８６，００６号に開示されている。

上記出願によれば、従来、回転ディスクリファイナ−に
おいて必要とされる典型的な拘束剛性が克服され、精整
面からの最適材相加工結果を達成するために、相互に軸
方向に相対回転して、作動圧力に応答して調節できるた
わみ弾性を有する精整面支持円板を設けることによって
、構造上及び作動上の実質的改良が達成された。更に詳
細に述べると、回転子は軸方向に間隔をへだてた複数の
円板を担持しており、円板の半径方向夕）縁には、固定
子の補完精整面に対向し、これと共イリノする精整面リ
ング板を相持している。

円板を通って精整される紙料の整流を維持するために、
円板にはそこを通る開口を備えている。

作動に際しては、大量の抄紙原料は上記開口に流さなけ
ればならない。精整円板における機械的必要強度により
、これらの開口は出来るだけ小さくなければならない。

他方、リファイナの容積効率に対しては、出来るだけ流
速が大きくなければならず、抄紙原料の流れ力はりファ
イナ−を通して維持されなければならない。このように
、リファイナーにわたって圧力勾配への傾向になり不均
一な精整と貧弱なパルプ離解を生じ、それゆえに、精整
パルプを用いる抄紙機において適切なウーブ形成の制御
を維持するのが困難になる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の重要な目的は、可撓性自動調整精整円板を備え
たりファイナ−において、出来るだけ均一な紙料流に分
配し、精整円板の安定性をうろことにある。

本発明のその他の目的は、可撓性円板装置を有するリフ
ァイナー及び精整される拐料流を伺勢する方法と手段を
提供し、有害な圧力またはカの勾配を軽減することにあ
る。

問題点を解決する手段 上記目的を達成するために、本発明は、抄紙原料を精整
するために特に有用であって、紙料を移送する加工室の
回転子の一部と固定子の一部に複数の共働する精整面を
有し、前記転送中に紙料を精整するだめの精整域を設け
た装置において、前記回転子の一端縁に装着され、軸方
向に間隔なへだてており、１つ軸方向にたわみ弾性を有
する複数の環状精整円板と、固定子の精整面と共働する
ために、その対向縁に精整面を設けた相持手段と、前記
円板を通過する紙料流均等化開口と、前記円板の両側の
圧力を平衡にするために、前記開口と関連して共働する
手段とからなるディスタリファイナーを提供する。

作用 精整域を設けた加工室を通って転移する抄紙原料を精整
ずろ方法において、前記精整域の抄紙原料に、固定子の
精整面と、回転子の対向端縁に装着され、ｔｌｌ＋ｌｌ
上間隔をへたてており且つ軸方向にたわみ弾性を有する
複数の環状精整円板の一端で共働する精整面との作用を
与え、紙料を前記円板の流れ均等化開口に通すように指
向させ、ついで前記円板の両側の紙料圧を均衡させる方
法は、本発明によって提供される。

実施例 開示された精神及び新規な概念の範囲を逸脱しないで、
各種の変形や修正が行われてもよいが、添伺図面に関連
して下記の代表的実施例から、本発明のその他の目的、
特徴及び利点が容易に明らかになるであろう。

本発明を実施する可撓性ティスフリファイナー装置は、
各種の繊維材料を個々の繊維に分解しンイブリル化する
のに適しており、特に抄紙原料を製造する際の木材パル
プを精整するために、製紙工業において用いるのに適し
ている。実施例として単一のりファイナ−装置が示され
ているが、パルプ精整工程において、パルプ繊維を順次
分解する場合、本発明による一連のりファイナ−装置を
用いてもよいことは理解されるであろう。

好適な装置において、装置１０には、固定室・・ウジン
グ１１を含み、ハウジングには軸受構造体１３を含む従
来の軸受手段に軸１２が回転するように支持されている
。軸は、例えばモータ（図示せず）のような適宜の方法
で駆動される。軸１２の自由端と同軸に延在して短軸１
４が設けられている。精整回転子１７のボス１５が短軸
１４と同時に回転するキー１８によって取付けられてい
る。

軸１２が回転すると、ハウジング１１によって且つ−・
ウジング内に画成されている精整加工室１９の中で回転
子１７が回転する。室の中に、回転子１７と共働して精
整固定子２０が装着されている。

図示によると、回転子１７は、たわみ弾性を有する複数
の環状精整円板２１からなり、該円板は、適宜の大内径
及び外径を有するたわみ弾性を備えた環状精整円板２２
と共働して回転子に長手方向に適宜の間隔をへだててい
る。所望すれば、共働する回転子円板及び固定子円板は
、°もうと多くともまたは少くともよいが、図示の場合
には、３枚の回転子円板２１が２枚の固定子円板２２と
、固定子の固定精整構造体と共に、組み合い方式で共働
している。

好適な装置においては、回転子円板２１は、一端縁で正
確に長手方向に一定間隔をへだててボス１５に装着され
ている。即ち、円板の半径方向内縁にボス１５を収容し
ている。ボルト２３と適宜のスペーサ２４が円板２１を
ボス１５に取付けてイル。短軸１４の末端にボルト２７
によって保持板２５が取付けられている。そして、短軸
の端部には装置を被覆するように保護キャップ２８が数
句けられている。回転子円板２１と同軸に共働する固定
子円板２２を支持するのに、環状装着板２９が設けられ
ており、環状装着板は、室１９の内側を画成して半径方
向に延在している壁３１にねじ３０によって取付けられ
ている。ボルト３２が固定子円板２１０半径方向外縁と
装着板２９とを結合しているう 固定子円板と回転子円板との間隔をへたてて隣接して挾
持されている端縁には、精整板手段が設けられている。

このために、各回転子円板２】はその半径方向外縁に、
実質的に円板２１より幅狭の一対の環状精整リング板３
３を相持している。

板３３の円板２１への取付けは、ねじ３４によって行わ
れてもよい。精整板３３０対向面の精整面３５は、固定
子円板２２の半径方向内縁に担持され且つこれに数句け
られている隣接する同径の環状リング板３８の対向精整
面３７と小間隙をもって共働している。円板２２の端縁
にねじ３９等の手段が精整板３８を挟持するように取イ
テ］けている。

回転子１７０対向端にあり、最も端部にある精整円板２
１は、同心であって同様に延在している精整リング板４
０に対して共働ずろ精整間隙を・＼だてた最端部のリン
グ板３３の精整面を備えている。前記精整リング板４０
は、固定子装置の一部であって、その装置の一端では固
定子支持体２９に支持されており、装置の他端では装着
リング４１に支持されて〜・るっ装着リング４１は、閉
止板４２に相持されており、閉止板はボルト４３（第２
図）によってハウジング１１に取付けられ、壁３１と対
向して室１９の側部を画成している。

精整されるバルブ原料は、入口４４を経て室１９に供給
され、共働する回転子精整円板と固定子精整円板、更に
詳細には、軸方向に対面して共働する精整板面によって
形成される精整域を均一に横断するように、回転子１７
と同軸状に室１９に導入されろ。そして全紙料は、前記
精整板面を、室１９からほぼ半径方向または接線方向に
延在している出口４４ａへの途中で通過しなければなら
ない。

均一な紙料流と精整を付勢するために、入口４４に最も
近い円板２１から室１９０反対側または内側の円板１７
捷で、順次大きくなる断面流域寸たは寸法を有する開口
または出入口を回転子円板２１に設けるのが望ましい。

紙料は回転子及び固定子精整面によって共働して設けら
れた磨砕精整間隙を半径方向に通過した後、固定子円板
支持構造体の半径方向開口４７によって形成されている
通路を経て室の外周を通り、ついで周辺の出口４４ａを
経て室から排出される。勿論、所望するならば、処理さ
れる紙料の精整流の方向は、逆方向であってもよい。こ
れにより、出口４４ａは入口になり、入口４４は出口に
なる。捷だ、選択によっては、回転子と固定子の順序を
逆にしてもよい。即ち、回転子を固定子として構成し、
固定子を回転子どして構成してもよい。

軸方向にたわみ弾性を有することにより、円板に担持さ
れているリング板の精整面間の精整作用を均一にするた
めに、精整円板２１．２２は特に有効な自動復元と自動
調心を達成されるのが望ましい。換言すれば、円板２１
．２２は、その精整板と精整円板が相対回転している間
に、精整間隙を横断する材料によって生起される流体動
圧に応答する。回転子の精整円板２１が外径約１８イン
チで、固定子円板２２が外径約２４インチである実際の
構成では、全円板２１．２２の所望厚みは約０．７０イ
ンチで、円板はガラス繊維製である。他方、精整リング
板３３，３８，４０はステイア　Ｌ／ス鋼製で、各々、
全てが約０．３７５インチの厚みであり、その精整面に
は高さと幅が約０．０６２インチのリブまたは棒４８を
備え、リブ間隔は約０．１８フインチで板の半径方向内
縁から外縁まで所望方向に傾斜している。

精整円板２１の好適な材料はガラス繊維かまたはガラス
繊維とエポキシ樹脂の組成物であるが、５ｃｏｔｃｈｐ
ｌｙの強化プラスチック１００２型Ｇｒｏｓｏｐｌｙま
たはばねステンレス鋼とその類似物のようなその他の適
宜の材料等の弾性率に対して高強力比を有する他の利料
を選択してもよい。材料と厚みの選択は以下のようにな
さるべきである。即ち、円板は軸方向にたわみ弾性を有
してし・る。換言すれば、作動中に有効な耐トルク性と
遠心負荷に対抗するように、可撓性を有するが半径方向
及び円周方向に対して完全な抵抗性を有するものである
。精整板に関してはステンレス鋼を説明したが、材料は
、例工ばニッケルー硬ステンレス鋼、セラミックまたは
その類似物のような比較的硬質で比較的非可撓性の＃］
摩耗性材料であるべきである。

第２図及び第３図に最もよく示されているように、円板
２１の流れ均等化開口４５は、回転子の軸流均等化効率
を最大にするように設計されている。それゆえ、入口４
４に最も近い符号（Ａｌで示されている回転子円板２１
の開口４５は最大断面流域の開口４５を有しており、符
号ｆＢｌで示されており、入口４４から離れる方向であ
って円板囚から軸方向に間隔をへたてている次の円板２
１は、入口４４からの流動材料の実質的移動距離が大き
くなるに従って円板囚の開口４５より小さい断面流域の
開口４５を有している。同じ理由で、杓号ｆｃＩで示さ
れている下流の次の円板２１の開口４５ば、円板ｔＢｌ
の開口４５に対して比例して小さい断面流域を有してい
る。所望の装置では、各円板２１は９０°の間隔をもっ
て配列された４個の開口４５を備えており、数枚の円板
の開口４５は軸方向に整列されている。

機械的強度の必要条件に対して、回転子円板２１の開口
４５は出来るだけ小さくなければならないが、リファイ
ナーを通る大量の紙料の処理を付勢する装置が設けられ
ている。前記流れ伺勢手段がないと、精整円板の最適機
能、更に詳細には、たわみ弾性により自動均等化性能に
対して有害な圧力勾配が大きくなる可能性がある。前記
手段は。

開【コ４５に対して共働して圧力を均等化し、流れを伺
勢するフィンまたは羽根４９からなることが望ましい。

所望の装置において、円板（５）、（Ｂｌ、（Ｃ１の開
口を通る断面流域が順次減少することを考慮して、比例
した数の羽根を数枚の各円板に設ける。

例えば、円板（Ａｌの開口４５に関連して、円周方向に
等間隔に３枚の羽根４９を設けてもよい。円板＋ＢＩの
各開口４５には２枚の羽根４９が、円板ｆｃＩの各開口
には１枚の羽根を設けてもよい。各羽根４９は少くとも
係合している開口４５０半径方向域にわたつ゛て延在し
ており、且つ係合している円板の各両側に等しい長さで
延在している。各羽根４９は、回転方向を示している矢
印５０を記載している第３図に最もよく示されているよ
うに、円板の回転方向に傾斜している。即ち、各羽根は
、その円板の上流側に先導縁を、円板の下流側に後尾縁
を有しており、先導縁は円板の回転方向に向いている。

これにより、円板２１が作動回転すると、羽根４９は矢
印５１で示されているように羽根車として作用し、回転
子と固定子の共働作用する精整板３３．３８により付与
される精整域に向う遠心方向と共に、係合している開口
４５を経て下流に紙料を推進する力の成分を与えている
。同時に、羽根４９の進行面上の流体圧と流体が通る羽
根の牽引力が、実質的に力ベクトルを釣合わせる矢印５
２で示されているように背圧反力を牛じる。その結果、
大量で高速の紙料スラリーはリファイナーで処理されて
も、円板２１にわたる有害な圧力勾配または力勾配は実
質的に除去される８羽根４９の取付けは、円板２１と羽
根を製作する相料により、所望のいかなる方法で行われ
てもよい。ガラス繊維の構造体のものでは、羽根は円板
と共に機能的に一体の構造体に硬化してもよい８保合し
ている開口４５に対する羽根４９の位置は、開口の各後
尾端に羽根４９の中の一枚があるというものが好適であ
る。このようにして、円板ｆＡｌに関して、一枚の羽根
４９が係合する開口４５の後尾端に隣接しである。第２
の羽根４９は、係合する開口４９に沿った中間位置にあ
り、第３の羽根４９は、開口４５の先導端に隣接してい
るが先導端から実質的に間隔をへだてて位置している。

円板ｔＢｌに関しては、羽根４９の中の一枚は係合して
いる開口４５の後尾端に隣接してあり、第２の羽根４９
は、第１の羽根に間隔なへだてて位置しているが、係合
する開口４５の先導端から離れている。円板ｆｃｌにお
いては、単一の羽根４９が係合している開口４５の後尾
端に隣接して設置しているう回転子円板２１に装着され
、開口４５に対して共働する羽根４９によって形成され
た作動圧均衡手段よりも、第５図及び第６図に示されて
いるような装置を利用してもよい。即ち、回転子円板２
１′を通る流れを伺与する開口４５′に対して共働する
圧力均衡手段は、固定子円板２２′の半径方向内方伸長
部５４に担持され、半径方向内方に延在し、はぼ軸方向
に傾斜した受動羽根５３である。

第５図に最もよく示されているように、固定子円板の伸
長部５４は、固定子円板２２′に担持され、その他の点
について第１図の円板２２と同一である精整リング板３
８の内径から内方に一定距離だけ延在している。羽根５
３は少くとも開口４５′の半径幅と同長であり、開口は
、第１図ないし第４図において開口４５に関して記載し
たものと同一の構造であり、室１９の入口側から室の反
対測寸で継続している回転子円板２１′において、順次
断面流域が縮小していてもよい。各組の羽根５３はその
半径方向内端は、各リング５５によって結合されており
、リングの内径は、回転子１５と間隙を有している。

固定子円板２２′に圧力均衡羽根５３を装着することに
より、各組の羽根５３は隣接する回転子円板２１’から
等間隔になるように適合されていることが認められる。

上流端及び下流端がｎ！整版３８の精整面とほぼ平面整
合して装着されるように羽根５３０幅があることが望ま
しい。羽根５３の端縁とこれと隣接する回転子円板２１
’との間隔は、隣接する回転子の精整リング板３３０幅
とほぼ等しい。

最適の圧力均衡作用を奏するには、羽根５３の枚数は、
リファイナーの紙料入口に最も近い回転子円板２１′間
の組が多い。そして第１組から内方の次の組の羽根５３
は順次枚数が少なくなっている。第６図に最もよく示さ
れているように、各組の羽根５３は、完全円周上に等間
隔にあるので、各回転子円板２１に複数の開口４５／が
回転方向に一定間隔で位置していても、円板２１の圧力
が等しく均衡している。

各組の各羽根５３は、矢印５７によって示されているよ
うに、はぼ回転子の回転方向に上流の円板２１”に向っ
て傾斜している。これにより、処理される紙料スラリー
がリファイナーの入口側から最も近い円板２１′に向っ
て移動し、矢印５８によって示されているように開口４
５′を通り、第１組の羽根５３に衝突すると、材料は矢
印５９で示されているように、羽根５９によって精整板
３３．３８間の精整間隙に向ってほぼ半径方向外方に指
向され、また矢印６０で示されているように、第２の回
転子円板２１’の開口に向ってこれを通り、下流方向に
流れ、第２組の羽根５３と衝突する際に流れ模様が反覆
される。ついで、精整域の下流端で最後の円板２１′の
開口４５′を通る。矢印６１によって示されているよう
に、紙料スラリーの流速と圧力により、部分な背圧ベタ
トルが羽根５３により発生し、円板２１／の下流側に加
えられ、回転子円板２１′の上流側に加えられた圧力勾
配を平均化する。その結果、各回転子円板の両側の圧力
は、実質的に釣合い、たわみ弾性を有する回転子円板装
置はりファイナ−の作動中に、最も有利に作用するよう
になる。

本発明の精神及び新規な概念の範囲を逸脱しないで、各
種の改変及び修正が行われてもよいことは理解されるで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を具現する可撓性ノ（ループディ
スクリファイナ−の部分断面詳細図、第２図は、第１図
の■−■線に治って実質的にＩＪＪ断じて、食い違い平
面で切断した部分は詳細に示した直径方向に縮尺した破
断断面図、第３図は第２図のｍ−Ｉ線に宿って実質的に
切断し実質的に拡大した部分断面詳細図、第４図は、第
３図の■−ｆｆ線の面で切断した正面図、第５図は、第
１図と同様な而で実質的に切断したりファイナ−ディス
ク装置の変形を示す縦断面詳細図、第６図は、第５図の
ＶＴ−ＶＴ線に沼って実質的に切断した断面詳細図であ
る。 １０・・ディスタリファイナー装置、１１・・ハウジン
グ、１２・・軸、１３・・軸受、　１４・・短軸、１５
・・ボス、１７・・回転子、１８・・キー、１９・・精
整加工室、２０・・固定子、２１　、２１’・・精整円
板（回転子円板）、２２゜２２′・・精整円板（固定子
円板）、　２３．２７・・ボルト、２４・・スペーサ、
２５・・保持板、２８・・保護キャップ、２９・・環状
装着板、３０・・ねじ、：３３　、３８・・環状精整リ
ング板、３４・・ねじ、３５．３７・・精整面、４０・
・精整リング板、４１・・装着リング、４２・・閉止板
、４３・・ボルト、４４・・入口、４４ａ・・出口、４
５　、４５’　・・開口、４７・・開口、４８・・リブ
、４９・・羽根、５０，５１，５２　°　°矢印、５３
・・羽根、５４・・伸長部、５５・・リング、５７　、
５８　、５９　、６０　、６１　・・矢印。 代理人　木村正６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抄紙原料を精整するために特に有用であって、紙料が横
   断する加工室を備え、前記室の回転子の一部と固定子の
   一部に複数の共働する精整面を有し、前記横断中に紙料
   を精査するための精整域を設けた装置において、前記回
   転子の一端縁に装着され、軸方向に間隔をへたてており
   、且つ軸方向にたわみ弾性を有する複数の環状精整円板
   と、固定子の精整面と共働するために、その対向縁に精
   整面を設けた担持手段と、前記円板を通過する紙料流均
   等化開口と、前記円板の両側の圧力を均衡させるために
   、前記開口と関連して共働する手段とからなるテイスタ
   リファイナー。