JPH05500086A - プラグスクリュフィーダ - 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】 本発明は、木材チップのようなばら材料用の圧縮型フィーダの性能を向上させる ための方法に関する。

パルプおよび製紙工業は、円筒形または円錐形ケージの内側で回転するスクリュ の原理に基った圧縮装置（プラグスクリュフィー力を利用しており、この場合、 スクリュの入口で有効な容積が吐出部で有効な容積より大きい。ケージには、通 常円錐形に穿設された穴、または圧縮される材料から絞り出された液体の排水を 行うよう１こ百ｃａｌされたスロツトまたはバーが備えられるのがよい。このケ ージには、通常、圧縮された材料がスクリュと共に回転するのを防止するために 、バー、ピンまたはスロットのような回転止め装置が備えられている。

「繍酊訪法および装置ｊと称する米国特許第２．９４３．０１２号は、木材チッ プを圧縮して過剰な水を除去し木材チップを更にプラグ中へ圧縮するプラグスク リュフィーダ組立体を開示している。プラグから層を機械的に剥離するために、 機械的な力がプラグに対して成る角度で加えられる。調整可能なチョーク装置に より開口部での吐出を制限し、且つバレルの直径を一様に維持しながらシャフト の直径を漸次増大させることによって、プレスバレルに圧力を発生させる。

このような圧縮装置の幾つかの代表的な用途は次の如くである。

（１））ピッチ、木材抽出物、塩および他の天然物質、あるいは搬送または処理 中にばら材料が吸収した物質を除去すること、（２））木材チップまたは他の繊 維物質のようなばら材料が液浴またはンヤワーにより圧縮装置からの吐出時に膨 張して液体にさらされるとき、かかるばら材料の薬品含浸における液体含浸量を 向上させること、（３））前段階すなわち浸漬段階で吸収された液体を抽出する こと、そして（４））処理操作において成る圧力から別の圧力へ進行する際に圧 力シールを行うことである。　在来のプラグスクリュフィーダは、１．５：１〜 ２：ｌの範囲の理論容積圧縮比を有する。最近になって、３．５・１〜４．５： １の圧縮比を有するフィーダが設計され製造されている。

プレスサファイナ（ｐｒｅｓｓａｆ　１ｎｅｒ）と呼ばれる他の装置およびフレ ンチ・オイル・プレスと呼ばれる同様な装置は、同様な用途があり、通常、６： ｌまたはそれより高い理論圧縮比を有している。

γ木材チップの含浸」と称する米国特許第２．９７５．０９６号はプラグスクリ ュフィーダを開示しているが、このフィーダでは、プラグスクリュフィーダの第 １部分で木材チップから流体か押出され、プラグスクリュフィーダの次の部分で 含浸用液体がコンシスチンシーの高い木材チップに添加される。また、この装置 は回転シャフトに円錐形構成体を使用することを開示している。円錐形構成体の 外面は室の内側に極めて近接しており、圧縮された材料が室内の制限箇所でプラ グシールを行う。この特許の第１図はスクリュフィーダを開示しているが、スク リュフィーダは木材チップをプラグスクリュフィーダの室へ強制的に供給するよ うには設計されていない。

チップの薬品含浸方法において、チップへの薬品の不適当な浸透の結果、生成物 の品質がより劣悪になり、収率が一層低下するのは常識である。プラグスクリュ フィーダの非効率を考慮して、多くの人が、個々の繊維へのより一様な薬品添加 を達成するためにチップの含浸を試みる前にチップを細断することに頼っていｔ ユ 解繊前に高収率の方法でチップに薬品処理を施すと、その結果生じた繊維は低い 湿潤ウェッブ強度を示し、増大エネルギが所定の自由度に達することが必要とさ れる。薬品処理前に解繊が起こると、湿潤ウェッブ特性が高められ、所定の自由 度を達成するのに必要とされるエネルギが低減される。

チップの薬品処理の前にチップに対して高圧縮装置を使用すると、その結果、所 定の自由度までの湿潤ウェッブ特性か保持され、低いエネルギ消費がより低くな る。チップの高圧縮の結果、Ｓｌ／Ｓ２繊維壁部に沿って繊維転位が起こって増 大比表面積を与え、その結果、パルプ特性が向上されるものと思われる。また、 チップに破断および峻く起こり、それにより、チップへの薬品の十分な浸透が可 能となる。　化学灼熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）のような高収率方法は、特に亜硫 酸塩法と比較して、主として、より高い収率に起因してＢＯＤ、　ＣＯＤおよび 毒性生成物を含有する流出物の量を減少させるが、それにもかかわらず、ＣＴｆ 法からの流出物は極めて毒性の強いものであり、多くの微粉砕機はそれらの流出 物許容量を満たずのに難点がある。最も毒性の強い流出物の流れのうち１つは、 プラグスクリュフィーダからのプレス物である。高圧縮比のプラグスクリュフィ ーダを使用することによって、−膜流出物の流れとは別個に処理することができ る非常に濃縮された流出物の流れを抽出することが可能である。

プラグスクリュフィーダの種々の使用は、室とシャフト支持フライトとの間に圧 力を生じる多くの機構を含む。室の内径は円筒形でも円錐形でもよく、或いは制 限領域を有していてもよい。シャフトの直径またはシャフト上のフライトの直径 の変化とともに、これらの特徴のすべてにより、プラグスクリュフィーダで処理 される木材チップまたは他の材料に及ぼされる圧力の変化を生じる。プラグスク リュフィーダの室は、このプラグスクリュフィーダが過剰な水を追い出すのに使 用されるか、木材チップを精製したり過剰な流体を除去し且つ精製したりするの に使用されるかに応じて、バー、スクリーンで構成してもよいし、或いは一体で あってもよい。種々の用途では、圧力及び処理量は、室内の空隙、室内の制限部 、シャフトまたはフライトの成形、およびスクリュフィーダに加えられるトルク によって制限される。本出願人は、多くの用途において、プラグスクリューフィ ーダの向上した効率及び処理重力く、木材チップまたは他の材料を加圧下でプラ グスクリュフィーダに供給することによって、達成されることを見出した。

いくつかの会社は高性能の高圧縮プラグスクリュフィーダを構成しようとしてき たが、多くの問題が生じた。中でも、まず、真の圧縮比が理論比より非常に小さ く、プラグの回転に因りユニットの詰まりが起こった。

プラグスクリュフィーダの理論圧縮比は、入口帯域における初めの包囲ポケット またはフライトの間隔の容積を、吐出帯域における最後の包囲ポケットまたはフ ライトの間隔の容積で割った値である。実際の圧縮比が理論値に等しくない理由 は、（１）入口帯域の不適切な線、及び、（２）圧縮円錐体から入口領域への逆 流、であると考えられる。

以上のことに加えてチッププラグの回転の結果、実際の容勤媚鼾直よりも非常に 低（なる。非均−な材料である木材チップは中実の洞才の略１／２の充填嵩密度 を有している。例えば、トウヒ材の場合、チップの嵩密度は略１２１ｂｓ／ｆｔ である。製造試験の結果、代表的なプラグスクリュフィーダは、計算において１ ２１ｂｓ／［Ｌの充填密度を使用した場合、その理論容量の６０％を有している 。

プラグスクリュフィーダの充填および供給を向上させようとして多くの試みがな されてきた。パイブレークおよび回転櫂および攪拌機の使用を含めて、種々の種 類の入口シュートの設計が試された。しかしながら、これらの装置のすべてがス クリュの入口帯域に充填するのに主として重力に頼っている。

逆流の問題を減らし且つ搬送効率を高めようとするのに、米国特許第４．４７５ ．４５２号に記載のものと同様な回転止め装置が試された。これらの装置は性能 を向上させはしたが、それらの効果は、理論値に対する実際値が１０％未満しか 向上しなかっ總 しかも、充填密度がチップの大きさの分類分けおよびその均一性に影響される未 制御の変数であるので、所定の状況下で有効圧縮比を予想したり制御したりする ことが事実上不可能である。

本発明の木材チップのようなばら材料の圧縮装置は使用中の圧縮装置と関連した 不適切なおよび／または予想不可能な入口充填の限界を解消する。圧縮装置の入 口に対する変化強制供給スクリュは圧縮装置の入口部分に材料を押し入れること により１スーパーチヤージヤ１のように働き、かくして入口における増大された 均一な充填密度をもたらす。また、十分に充填された入口は圧縮円錐体からの逆 流を防ぐ。この場合、スクリュの十分な圧縮は材料に働くのに有効であり、かく して効果的な圧縮比を増大する。

本発明の一実施例は、入口と、円筒形または円錐形ケージ内で作用するスクリュ と、出口とを備え、入口で有効な空間の容積が出口で有効な空間の容積よりも大 きい木材チップのようなばら材料の圧縮装置において、ばら材料を加圧下でこの 圧縮装置の入口に供給する手段を設けたことを特徴とする圧縮装置に関する。

本発明の他の実施例では、ばら材料を加圧下で本発明の装置の入口に供給する手 段は可変圧力下にあるのがよい。

本発明の更に他の実施例では、可変速度の強制供給スクリュが入口圧力を制御す るのに使用される。

本発明の他の実施例は、木材のようなばら材料を圧縮する方法において、圧縮す べき材料を加圧下で圧縮装置の入口に供給し、円筒形または円錐形ケージ内のス クリュを作動させ、出口におけるより入口における方が大きい容積を有すること を特徴とする方法に関する。

この方法の一実施例では、圧縮可能な材料を供給するための手段は圧縮装置に可 変の供給圧ツノを与えるように可変である。

この方法の更に他の実施例では、可変の速度制御供給スクリュがコンプレッサに 対する圧縮可能な物質の入口圧力を制御するのに使用される。

強制供給スクリュは可変速度の駆動装置を育している。強制供給スクリュに加え られるトルクを調整することによって、充填密度が影響され、それにより圧縮フ ィーダの圧縮比を調整して方法の要件を満たすことができる。

強制供給スクリュに作用するトルクを増大させることにより下記の事１ｈ（４） ６＜起こると言うことが認められた。

（１）圧縮装置に対する動力の要求量が増大する。

（２腋体の抽出量が増大する。

（３）圧縮装置から出る材料の乾燥度が増大する。

（４材料の離解度か増大する。

第１図はプラグスクリュフィーダの概略図である。第１図でわかるように、プラ グスクリュフィーダ１は、動力源２と、動力駆動シャフト３と、伝動装置４と、 スクリュ駆動シャツｌ−５と、スクリュ６とから構成されており、これらの構成 要素はすべて相互に連結されている。スクリュ６は、圧縮円錐体または円筒体７ 内に包囲されている。この圧縮円錐体または円筒体７はスクリーン板８を有して おり、ばら材料の圧縮および濃縮中、液体がこのスクリーン板８を通して排出さ れる。プラグスクリュフィーダＩは、入口ハウジング９および出口ハウジング１ ０を有している。入口ハウジング９は、強制供給円筒体１２の内側に強制供給ス クリュ１１を設けて構成されている。強制供給円筒体１２は、サージ瓶１３の下 に位置している。強制供給スクリュ１１は、駆動シャフト１４により可変供給ス クリュ動力源〕５に取付けられている。出口ハウジング１０は、吐出室Ｉ６、吐 出圧Ｌ］１７、及び流体ダンパすなわち吹き戻しダンパ１８を有している。プラ グスクリュ６は、入口ハウジング９に近接した箇所１９て始まり、出口ハウジン グ１０に近接した最小容積のフライトまたはポケット２０まで容積が減少してい る一連のフライトまたはポケットで構成されている。圧縮円錐体又は円筒体７の 壁部には、一連の回転止めピン２１が設けられている。

作動中、圧縮材料が、サージ瓶■３および強制供給円筒体１２に装填される。

動ノＪ源２を作動し、プラグスクリュｌを回転し、圧縮円錐体または円筒体７内 の圧縮可能な物質を圧縮し始める。可変供給スクリュ動力源をオンにし、供給ス クリュ１１により圧縮可能な材料を最大容積のフライトポケット１９に押し入れ 続ける。スクリュプラグ１の動力源２および可変供給スクリュ動力源１５を制御 することによって、プラグスクリュフィーダＩの容積の大きいフライト１９およ び次のフライトへの圧縮可能な供給物の圧縮を制御する。

平成　年　月　日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．材料の入口および少なくとも１つの出口を有し、材料から過剰な流体を除去 するための、あるいは材料を精製するためのプラグスクリュフィーダにおいて、 材料を加圧下でプラグスクリュフィーダの入口に供給する手段を備えたことを特 徴とするプラグスクリュフィーダ。
2. ２．材料を加圧下で圧縮装置の入口に供給する手段は可変であることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載のプラグスクリュフィーダ。
3. ３．材料を加圧下でプラグスクリュフィーダの入口に供給する手段は強制供給ス クリュであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のプラグスクリュフィー ダ。
4. ４．材料の入口および少なくとも１つの出口を有し、材料から過剰な流体を除去 するための、あるいは材料を精製するためのプラグスクリュフィーダの収率を向 上させる方法において、 材料を加圧下でプラグスクリュフィーダの入口に供給する工程を有することを特 徴とする方法。
5. ５．材料を加圧下でプラグスクリュフィーダの入口に供給するための可変供給装 置を使用することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。
6. ６．材料を加圧下でプラグスクリュフィーダの入口に供給する手段が強制供給ス クリュであることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。