JP2002275777A - 散気管およびこれを用いたフローテータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フローテータに組み込まれる従来の散気管
は、古紙繊維などが付着堆積し易く、製造に手間がかか
ってコストが嵩む。 【解決手段】 古紙原料液が供給される処理槽と、この
処理槽の下部に組み込まれて気泡を噴出するための散気
管２５とを具え、散気管２５から吹き出た気泡の表面に
古紙原料液中に介在するインキ粒子を付着させ、気泡を
処理槽の上部から溢流させ、古紙原料液からインキ粒子
を除去するようにしたフローテータにおいて、散気管２
５が円筒状をなすドラム部２６と、このドラム部２６内
に圧縮空気を導入するための空気導入口２７と、ドラム
部２６の外周面上に開口して気泡を吹き出すための複数
の散気口３０とを有し、ドラム部２６の軸線に沿った散
気口３０の長さＬをドラム部２６の円周方向に沿った散
気口３０の幅寸法Ｗよりも大きく設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、古紙原料液中に気
泡を噴出する散気管に関し、さらにこの散気管から噴出
する気泡の表面に古紙原料液中に介在するインキ粒子を
付着させ、気泡と共にこのインキ粒子を古紙原料液から
除去するフローテータに関する。

【０００２】

【従来の技術】再生紙は、一般に、印刷済みの古紙を離
解し、この古紙繊維に付着したインキを除去し、精選・
脱水した後、これを再び抄紙することにより得られる。
この場合、古紙繊維からインキを除去する脱墨処理に関
する事項は、後に続く精選処理に要する時間や、再生紙
の製造コストおよび品質を大きく左右する重要な因子と
なる。

【０００３】古紙脱墨処理を行うためのフローテーター
においては、離解され、そして薬品処理された古紙原料
液内に気泡を吹き込み、古紙原料液中の古紙繊維から遊
離したインキ粒子を古紙原料液中を上昇する気泡に付着
させ、古紙原料液表面に浮き上がるフロス、すなわちイ
ンキ粒子が付着した気泡を古紙原料液から排除すること
により、古紙原料液中のインキ粒子を除去するようにし
ている。この場合、古紙原料液中に微細な気泡を均等に
供給し、古紙原料液中に浮遊するインキ粒子と気泡とが
接触する機会を増やすようにすることが、大きな脱墨効
果を得る上で重要であり、例えば図５に示すような散気
管が従来から使用されている。図５に示した散気管１
は、古紙原料液が供給される処理槽の下部に駆動回転す
るように組み込まれており、内部が中空となって図示し
ないコンプレッサに回転継手を介して気密に接続する一
対の回転軸２，３と、処理槽内に位置する円筒状をなす
ドラム部４と、このドラム部４の外周面から放射状に突
出する多数の空気吹き出しノズル５とを有し、図示しな
い駆動装置によって回転しながら空気吹き出しノズル５
から所定流量の空気が処理槽内に噴射されるようになっ
ている。

【０００４】ドラム部４と空気吹き出しノズル５との連
結部分の断面構造を図６に示す。すなわち、個々の空気
吹き出しノズル５は、ドラム部４の外周面に形成された
多数の開口６にそれぞれ嵌合され、ろう付けなどによっ
てドラム部４に対して一体化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５および図６に示し
た従来の散気管１は、ドラム部４の外周面からの空気吹
き出しノズル５の突出量およびこの空気吹き出しノズル
５の内径などを正確に規定するため、ドラム部４に対し
て空気吹き出しノズル５を別部品にて形成し、これをド
ラム部４に穿設した開口６に対して所定の突出状態とな
るように空気吹き出しノズル５の基端部を嵌合し、これ
をろう付けなどによってドラム部４に対して一体的に固
定している。このため、個々の空気吹き出しノズル５を
ドラム部４に対して正確に位置決め保持する必要がある
上、これらを一体的に接合するためのろう付けなどの加
工が必要であり、そのための時間や手間が非常に嵩み、
極めて高価なものとなっている。

【０００６】また、ドラム部４の外周面から多数の空気
吹き出しノズル５が突出した構造となっているため、こ
のような散気管１を古紙原料液中で回転すると、空気吹
き出しノズル５の周囲に古紙繊維が付着し易く、これが
堆積して空気吹き出しノズル５の目詰まりを引き起こし
てしまうおそれがあった。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、古紙繊維などが付着堆
積しにくく、容易かつ低コストにて製造することが可能
な散気管およびこのような散気管を用いたフローテータ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
古紙原料液中に介在するインキ粒子を気泡の表面に付着
させて前記インキ粒子を前記気泡と共に前記古紙原料液
から除去するため、前記古紙原料液中に気泡を噴出する
散気管であって、円筒状をなすドラム部と、このドラム
部内に圧縮空気を導入するための空気導入口と、前記ド
ラム部の外周面上に開口して気泡を吹き出すための複数
の散気口とを具え、前記ドラム部の軸線に沿った前記散
気口の長さが前記ドラム部の円周方向に沿った前記散気
口の幅寸法よりも大きく設定されていることを特徴とす
るものである。

【０００９】本発明の第１の形態による散気管におい
て、空気導入口からドラム部内に供給される圧縮空気
は、個々の散気口から古紙原料液中に噴出し、気泡とな
って古紙原料液中に介在するインキ粒子がその表面に付
着し、古紙原料液の液面に浮上する。

【００１０】本発明の第２の形態は、古紙原料液が供給
される処理槽と、この処理槽の下部に組み込まれて気泡
を噴出するための散気管とを具え、前記散気管から吹き
出た前記気泡の表面に前記古紙原料液中に介在するイン
キ粒子を付着させ、当該気泡を前記処理槽の上部から溢
流させ、前記古紙原料液から前記インキ粒子を除去する
ようにしたフローテータにおいて、前記散気管が円筒状
をなすドラム部と、このドラム部内に圧縮空気を導入す
るための空気導入口と、前記ドラム部の外周面上に開口
して気泡を吹き出すための複数の散気口とを有し、前記
ドラム部の軸線に沿った前記散気口の長さが前記ドラム
部の円周方向に沿った前記散気口の幅寸法よりも大きく
設定されていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の第２の形態によるフローテータに
おいて、空気導入口からドラム部内に供給される圧縮空
気は、個々の散気口から古紙原料液中に噴出し、気泡と
なって古紙原料液中に介在するインキ粒子がその表面に
付着し、古紙原料液の液面に浮上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による散気管
において、ドラム部の軸線に沿って延在し、ドラム部の
外周面から突出する少なくとも１本の攪拌板をさらに設
けるようにしてもよい。

【００１３】本発明の第２の形態によるフローテータに
おいて、散気管をドラム部の軸線周りに駆動回転させる
駆動手段をさらに設けるようにしてもよい。この場合、
散気管の外周面の周速を毎秒５〜２０メートルの範囲に
設定することが有効であり、特に毎秒９〜１５メートル
の範囲に設定することが好ましい。

【００１４】

【実施例】本発明による散気管を用いたフローテータの
実施例について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明
するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらを
さらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に
記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも
応用することができる。

【００１５】本実施例におけるフローテータの概略構造
を図１に示す。すなわち、所定量の古紙原料液１１をそ
れぞれ導入する２連構造の処理槽１２, １３は、仕切り
壁１４を介して相互に連結された状態となっている。一
方の処理槽（以下、これを第１の処理槽と呼称する）１
２の下部の一端側には、先行する離解工程で得られた古
紙原料液１１をこの第１の処理槽１２内に供給するため
の原料液入口１５が設けられ、他方の処理槽（以下、こ
れを第２の処理槽と呼称する）１３の下部の他端側に
は、この第２の処理槽１３内の古紙原料液１１を取り出
して次の精選工程へ供給するための原料液出口１６が設
けられている。また、仕切り壁１４の下端には、第１の
処理槽１２側と第２の処理槽１３側とを連通する連通口
１７が形成され、この連通口１７を介して第１の処理槽
１２から第２の処理槽１３へ古紙原料液１１が流れるよ
うになっている。

【００１６】第１の処理槽１２の他端側には、上端が第
１の処理槽１２内の古紙原料液１１の液面よりも下方に
位置し、下端が第１の処理槽１２の底板１２ａに接合さ
れて連通口１７を仕切る仕切り板１８が仕切り壁１４に
沿ってこれと平行に立設され、第１の処理槽１２に対す
る気液分離槽１９を形成している。この気液分離槽１９
は、仕切り壁１４と、仕切り板１８と、図１の紙面に対
して垂直な方向に対向する第１の処理槽１２の図示しな
い一対の側壁とで形成され、第１の処理槽１２内の古紙
原料液１１は、仕切り板１８の上端によって形成される
原料液導入口２０からこの第１の気液分離槽１９内を流
下し、その下端の連通口１７から第２の処理槽１３内に
送り出されるようになっている。

【００１７】同様に、第２の処理槽１３の他端側には、
上端が第２の処理槽１３内の古紙原料液１１の液面より
も下方に位置し、下端が第２の処理槽１３の底板１３ａ
に接合されて原料液出口１６を仕切る仕切り板２１が第
２の処理槽１３の他端側の側壁１３ｂに沿ってこれと平
行に立設され、第２の処理槽１３に対する気液分離槽２
２を形成している。この気液分離槽２２は、第２の処理
槽１３の他端側の側壁１３ｂと、仕切り板２１と、図１
の紙面に対して垂直な方向に対向する第２の処理槽１３
の図示しない一対の側壁とで形成され、第２の処理槽１
３内の古紙原料液１１は、仕切り板２１の上端によって
形成される原料液導入口２３からこの第２の気液分離槽
２２内を流下し、その下端の原料液出口１６から取り出
されて回収されるようになっている。

【００１８】これら気液分離槽１９, ２２は、気液分離
槽１９, ２２内を流下する古紙原料液１１と、この古紙
原料液１１中に含まれる気泡およびインキ粒子が付着し
た気泡であるフロス（以下、一括してフロスと呼称す
る）２４とを分離させ、フロス２４を原料液導入口２
０, ２３から処理槽１２, １３の上方に浮上させる機能
を持つ。

【００１９】処理槽１２, １３の下部中央には、図１の
紙面に対して垂直な軸線回りに駆動回転する散気管２５
がそれぞれ設けられている。本実施例における散気管２
５の外観を図２に示し、その一部を抽出拡大した断面構
造を図３に示す。すなわち、本実施例における散気管２
５は、処理槽１２, １３内に位置する円筒状のドラム部
２６と、このドラム部２６の長手方向両端部に形成され
て処理槽１２, １３の側壁を液密に貫通し、図示しない
コンプレッサに回転継手を介して気密に接続する一対の
空気導入口２７が形成された一対の延在部２８と、これ
ら延在部２８から突出する一対の回転軸２９と、ドラム
部２６の外周面上に開口して古紙原料液１１中に気泡を
吹き出すための複数の散気口３０とを有し、図示しない
駆動装置によって図１中、矢印方向に回転する一方、コ
ンプレッサから一対の空気導入口２７を介してドラム部
２６内に供給される所定流量の圧縮空気が個々の散気口
３０から処理槽１２, １３内に噴射されるようになって
いる。

【００２０】散気管２５の回転速度は、散気口３０から
噴出する圧縮空気が古紙原料液１１中において微細な気
泡を形成する上で、散気管２５に対する圧縮空気の供給
量と相俟って極めて重要であり、そのドラム部２６の周
速が従来の散気管のドラム部の周速と同程度かそれ以
上、例えば毎秒９〜１５メートル程度に設定することが
有効である。しかしながら、散気管２５の高速化に伴っ
て駆動負荷も急激に増大するので、得られる効果に対す
る効率を考えて毎秒１１メートル前後に設定することが
より好ましいと考えられる。散気管２５に対する圧縮空
気の供給量は、フローテータを新設するのではない限
り、既設のコンプレッサをそのまま流用して従来のもの
と同程度に設定することが有効であると思われる。

【００２１】本実施例では、ドラム部２６の長手方向に
沿って延在する散気口３０群がドラム部２６の円周方向
に等間隔に６列形成されており、各列毎の散気口３０の
配列ピッチは、隣接する散気口３０群における散気口３
０の配列ピッチに対しドラム部２６の長手方向に沿って
半ピッチずれた状態となっている。また、ドラム部２６
の軸線に沿った個々の散気口３０の幅寸法Ｗは、従来の
散気管における空気吹き出しノズル（図５参照）の内径
と同程度、すなわち２０〜３０mm程度に設定されている
が、個々の散気口３０の長さＬを個々の散気口３０の幅
寸法Ｗよりも大きく設定する必要があり、通常は散気口
３０の長さＬをその幅寸法Ｗの３倍前後に設定すること
が好ましい。しかしながら、フローテータの大きさやそ
の操業条件によっては散気口３０の長さＬをその幅Ｗの
１.５〜４倍程度にすることも当然可能である。また、
これら散気口３０の数は、ドラム部２６に形成される散
気口３０全体の開口面積の合計が従来の散気管に設けら
れた空気吹き出しノズルの開口面積の合計とほぼ等しく
なるように設定すればよく、従って散気口３０の数は空
気吹き出しノズルの数の１／３程度に抑えることが可能
である。

【００２２】このように、本実施例における散気管２５
は、ドラム部２６に対して別部品である空気吹き出しノ
ズルをドラム部２６の外周面に後付けする必要がないの
で、散気管２５を容易かつ低コストにて製造することが
できる上、処理槽１２，１３内に供給される古紙原料液
１１中に気泡を発生させるための散気口３０がドラム部
２６の外周面上に開口しているだけのため、古紙繊維が
散気口３０に付着して散気口３０が塞がってしまうなど
の不具合を抑制することができる。

【００２３】前記処理槽１２, １３の上端部および仕切
り壁１４の上端には、古紙原料液１１の液面に浮き上が
るフロス２４を処理槽１２, １３の外部に排出するため
のフロス樋３１がそれぞれ設けられており、処理槽１
２, １３に導入された古紙原料液１１の液面からフロス
樋３１を乗り越えて溢流するフロス２４がフロス樋３１
を伝わって処理槽１２, １３外に排出されるようになっ
ている。

【００２４】なお、本実施例では各処理槽１２, １３の
散気管２５の上部にフロス２４の流れが偏らないように
整流するための整流板３２を設けている。

【００２５】従って、原料液入口１５から第１の処理槽
１２内に供給される古紙原料液１１は、散気口３０から
吹き出される圧縮空気は、散気管２５の高速回転によっ
て極めて微細な気泡となり、原料液入口１５から第１の
処理槽１２内に供給される古紙原料液１１と攪拌され
る。そして、古紙原料液１１中を上昇する気泡の表面に
この古紙原料液１１中に含まれるインキ粒子が付着して
フロス２４となり、古紙原料液１１の液面に浮上してフ
ロス樋３１へ溢流し、このフロス樋３１により排出され
る。

【００２６】第１の処理槽１２内にてインキ粒子が除去
された古紙原料液１１は、この第１の処理槽１２の上部
に開口する原料液導入口２０から第１の気液分離槽１９
を流下し、連通口１７から第２の処理槽１３内に供給さ
れる。この場合、古紙原料液１１が第１の気液分離槽１
９内を流下する間に、この古紙原料液１１中に含まれる
フロス２４が原料液導入口２０から第１の処理槽１２側
に排出されるため、第２の処理槽１３側に供給される古
紙原料液１１中に含まれるフロス２４は極めて少量とな
り、古紙原料液１１から効率良くフロス２４を除去する
ことができる。

【００２７】この古紙脱墨処理は、第２の処理槽１３で
も同様にして行われ、このようにしてインキ粒子が除去
された古紙原料液１１は、第２の処理槽１３の上部に開
口する原料液導入口２３から第２の気液分離槽２２を流
下し、原料液出口１６から取り出されて回収される。こ
の場合、古紙原料液１１が第２の気液分離槽２２内を流
下する間に、この古紙原料液１１中に含まれるフロス２
４が原料液導入口２３から第２の処理槽１３側に排出さ
れるため、回収される古紙原料液１１中に含まれるフロ
ス２４は極めて少量となる。

【００２８】既設のフローテータに対して上述した実施
例の如き散気管２５に交換し、この散気管２５の回転速
度を従来のものに対して約１０％程度高速化し、他の操
業条件を変更せずに古紙原料液１１の脱墨処理を行った
ところ、従来のものとほぼ同程度の品質のものを回収す
ることができ、本実施例による散気管２５が従来の散気
管とほぼ同程度の性能が得られ、しかも古紙繊維による
散気口３０の目詰まりなどが発生していないことを確認
できた。

【００２９】上述した実施例では、処理槽１２，１３を
２つ有する２連構造のフローテーターについて説明した
が、さらに多くの処理槽を連結することも可能である。
また、散気口３０から噴出する気泡をより微細化するた
め、本発明による散気管の他の実施例の断面構造を表す
図４に示すように、ドラム部２６の外周面から突出する
攪拌板３３をドラム部２６の軸線に沿ってねじ止めする
ようにしてもよい。この図４においては、先の実施例と
同一機能の要素にはこれと同一符号を記してある。

【００３０】なお、本発明の対象となるフローテータ
は、古紙原料液が供給される処理槽と、この処理槽の下
部に組み込まれて気泡を噴出するための散気管とを具
え、散気管から吹き出た気泡の表面に古紙原料液中に介
在するインキ粒子を付着させ、気泡を処理槽の上部から
溢流させ、古紙原料液からインキ粒子を除去する形式の
ものでありさえすれば、上述した散気管を除いて本実施
例以外に他の周知の形態のものを適宜採用することが可
能である。例えば、複数の処理槽に対して１本の散気管
が貫通するような構造のフローテータを採用することも
可能であり、この場合には各処理槽に臨むドラム部の外
周面に対する散気口の開口率を処理槽毎に変えるように
した散気管を採用することも有効である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の散気管によると、円筒状をなす
ドラム部の外周面上に開口して気泡を吹き出すための複
数の散気口を設け、ドラム部の軸線に沿った散気口の長
さをドラム部の円周方向に沿った散気口の幅寸法よりも
大きく設定したので、古紙繊維などが散気口に付着しに
くい散気管を容易かつ低コストにて製造することができ
る。

【００３２】また、ドラム部の外周面から突出する少な
くとも１本の邪魔板をドラム部の軸線に沿って延在させ
た場合には、散気管を回転することにより散気口から噴
出する気泡を微細化させることができる。

【００３３】本発明のフローテータによると、散気管の
円筒状をなすドラム部の外周面上に開口して気泡を吹き
出すための複数の散気口を設け、ドラム部の軸線に沿っ
た散気口の長さをドラム部の円周方向に沿った散気口の
幅寸法よりも大きく設定したので、古紙繊維などが散気
管に形成された散気口に付着しにくくなり、散気口の目
詰まりが防止されて古紙原料液中に介在するインキ粒子
を散気口から噴出する気泡と共に効率良く除去すること
ができる。

【００３４】ドラム部の軸線周りに散気管を駆動回転さ
せる駆動手段を設けた場合、散気管を回転することによ
り散気口から噴出する気泡をより微細化させることがで
きる。

【００３５】さらに、散気管の外周面の周速を毎秒５〜
２０メートル、より好ましくは毎秒９〜１５メートルの
範囲に設定した場合には、古紙原料液中に極めて微細な
気泡を噴出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフローテータの概略構造を表す断
面図である。

【図２】図１に示した実施例における散気管の外観を表
す正面図である。

【図３】図２に示した散気管における散気口の部分の拡
大断面図である。

【図４】本発明による散気管の他の実施例の構造を表す
断面図である。

【図５】従来の散気管の外観を表す斜視図である。

【図６】図４に示した散気管のドラム部と空気吹き込み
ノズルとの接合部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ 古紙原料液 １２ 第１の処理槽 １２ａ 底板 １３ 第２の処理槽 １３ｂ 側壁 １４ 仕切り壁 １５ 原料液入口 １６ 原料液出口 １７ 連通口 １８ 仕切り板 １９ 気液分離槽 ２０ 原料液導入口 ２１ 仕切り板 ２２ 気液分離槽 ２３ 原料液導入口 ２４ フロス ２５ 散気管 ２６ ドラム部 ２７ 空気導入口 ２８ 延在部 ２９ 回転軸 ３０ 散気口 ３１ フロス樋 ３２ 整流板 ３３ 攪拌板 Ｗ 散気口の幅寸法 Ｌ 散気口の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 之弘 東京都中央区銀座五丁目13番３号 王子エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 門脇 健太郎 東京都中央区銀座五丁目13番３号 王子エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4D037 AA13 AB02 BA03 BB04 BB05 4L055 AC09 CA36 EA26 FA22 GA35

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 古紙原料液中に介在するインキ粒子を気
   泡の表面に付着させて前記インキ粒子を前記気泡と共に
   前記古紙原料液から除去するため、前記古紙原料液中に
   気泡を噴出する散気管であって、 円筒状をなすドラム部と、 このドラム部内に圧縮空気を導入するための空気導入口
   と、 前記ドラム部の外周面上に開口して気泡を吹き出すため
   の複数の散気口とを具え、前記ドラム部の軸線に沿った
   前記散気口の長さが前記ドラム部の円周方向に沿った前
   記散気口の幅寸法よりも大きく設定されていることを特
   徴とする散気管。
2. 【請求項２】 前記ドラム部の前記軸線に沿って延在
   し、前記ドラム部の外周面から突出する少なくとも１本
   の攪拌板をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記
   載の散気管。
3. 【請求項３】 古紙原料液が供給される処理槽と、この
   処理槽の下部に組み込まれて気泡を噴出するための散気
   管とを具え、前記散気管から吹き出た前記気泡の表面に
   前記古紙原料液中に介在するインキ粒子を付着させ、当
   該気泡を前記処理槽の上部から溢流させ、前記古紙原料
   液から前記インキ粒子を除去するようにしたフローテー
   タにおいて、 前記散気管が円筒状をなすドラム部と、このドラム部内
   に圧縮空気を導入するための空気導入口と、前記ドラム
   部の外周面上に開口して気泡を吹き出すための複数の散
   気口とを有し、前記ドラム部の軸線に沿った前記散気口
   の長さが前記ドラム部の円周方向に沿った前記散気口の
   幅寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするフ
   ローテータ。
4. 【請求項４】 前記散気管を前記ドラム部の軸線周りに
   駆動回転させる駆動手段をさらに具えたことを特徴とす
   る請求項３に記載のフローテータ。
5. 【請求項５】 前記散気管の外周面の周速が毎秒５〜２
   ０メートルの範囲にあることを特徴とする請求項４に記
   載のフローテータ。
6. 【請求項６】 前記散気管の外周面の周速が好ましくは
   毎秒９〜１５メートルの範囲にあることを特徴とする請
   求項４に記載のフローテータ。