JP2010539348A - パルプを脱水するための装置 - Google Patents

Abstract

セルロース・パルプの脱水のための脱水ドラム２が、その両端に配置された２つの端板２８、３０を有している。脱水ドラム２はさらに支持パイプ３８を有し、支持パイプ３８は少なくとも１５ｍｍの材料厚さの円筒形スリーブ形状であり、且つそのそれぞれの端部で端板２８、３０に接続されている。液体透過層４８が支持パイプ３８の外側に配置されており、またスペーサ要素４２によって支持パイプの外側周縁部４４から所定の距離を置いて適所に保持されている。支持パイプ３８はその周縁部に沿って少なくとも１０個の開口部４０を備え、液体透過層４８を通過する液体はこれら開口部を通して支持パイプ３８の内部に浸入することが可能である。

Description

本発明は、セルロース・パルプを脱水するための脱水ドラムに関するものであり、前記脱水ドラムは、脱水ドラムの両端に配置された２つの端板を有し、また脱水ドラムはその外側周縁部に沿って、スクリーン・プレート又はフィルター・ネットなどの液体透過層を有し、セルロース・パルプはその脱水のために液体透過層に押し付けて圧縮することが可能であり、端板のそれぞれは、その中央部で軸受装置の第１の部分を支持する。

パルプの懸濁液、特にセルロース・パルプの懸濁液を脱水するときには、しばしば脱水ドラムが使用される。一般に脱水ドラムは、その外側にフィルター・ネット又はスクリーン・プレートを有し、パルプは、トラフと脱水ドラムの間に形成された隙間で、そのフィルター・ネット又はスクリーン・プレートに押し付けられて圧縮される。パルプから押し出された水は、フィルター・ネット又はスクリーン・プレートを通過し、脱水ドラム内の中央シリンダの外側に形成された長手方向のダクトに入る。次いで水は、次の処理のためにドラムから外へ、ドラムの長手方向の軸と平行に案内される。一般的には、パルプから不純物を除去するために、部分的に脱水されたパルプに水をかける洗浄ステップも含まれる。

セルロース・パルプを脱水するためのこの種の装置の実例が、米国特許第６，３１１，８４９号に開示されている。米国特許第６，３１１，８４９号に開示される装置は、反対方向に回転する２つの平行な脱水ドラムを有する。湿潤パルプが各ドラムの下側部分に供給され、次いで中央のニップに向かって案内されると同時に、それぞれのドラムとトラフの間で圧縮される。例えば米国特許第６，３１１，８４９号の図３に示されるように、液体はダクト内で軸方向に除去される。

米国特許第６，３１１，８４９号に開示されるタイプの脱水ドラムの欠点は、場合によっては、水をドラムから速やかに十分に除去することが難しい可能性があることである。特にパルプが比較的乾燥している脱水工程の最後では、押し出された水をパルプと接触しているスクリーン・プレートの表面から抜き出すことが重要になるため、これは不都合である。

本発明の目的は、パルプを脱水するための脱水ドラムを提供することであり、当該脱水ドラムは、パルプから押し出された水を受け入れる高い能力を有する。

この目的は、導入部分で記述した脱水ドラムによって達成され、当該脱水ドラムは支持パイプをさらに有し、この支持パイプは少なくとも１５ｍｍの材料厚さの円筒形スリーブの形状であって、その端部で端板に接続されており、前記液体透過層は支持パイプの外側に配置され、且つスペーサ要素によって支持パイプの外側周縁部から所定の距離を置いて適所に保持されており、支持パイプはその周縁部に沿って少なくとも１０個の開口部を備え、液体透過層を通過する液体はこれら開口部を通して支持パイプの内部に浸入可能であることを特徴とする。

この脱水ドラムの利点は、パルプから押し出された水を受け入れる高い能力を有すること、及び支持パイプによって高い機械的強度も有することであり、機械的強度が高いことは、パルプが高い圧力を受けることが可能であり、したがって高い乾燥物含有量を得るようにパルプを脱水することができることを意味している。支持パイプの高い機械的強度によって、機械的な観点から見ると比較的弱いが、高い液体透過性を有する液体透過層を利用することが可能になる。他の利点は、パルプから押し出された水が速やかに液体透過層を出ることが可能であり、その結果、パルプが水によって再び湿潤されないことである。

一実施例によれば、支持パイプは、支持パイプの内部に浸入した液体を外部に出せるようにする少なくとも１つの開口部を有する。この実施例の１つの利点は、支持パイプの中に浸入した液体が、支持パイプ自体の開口部を通って前記パイプを出ることもできることである。したがって、水を脱水ドラムから流出させるための陥凹部を端板に設ける必要がない。

一実施例によれば、脱水ドラムはその長さに沿って、圧縮されたセルロース・パルプを受けるように配置された部分を有し、前記開口部の少なくとも１つが前記部分の軸方向外側に配置される。この実施例の１つの利点は、液体を、パルプを押し付けて圧縮する領域に隣接するドラムから外へ効率的に移送することができることである。

好ましい実施例によれば、支持パイプは実質的に内部構造物を有していない。この実施例の１つの利点は、ドラムが大量の液体を受け入れることが可能であること、及びドラムの内部で泡立つ危険性が低減されることである。また実質的に内部構造物を有していない支持パイプを備えた脱水ドラムは、製造及び維持が容易である。

好ましい実施例によれば、脱水ドラムは中心軸のまわりを回転するように配置され、その中心軸は、脱水ドラムに押し込まれた液体を集めるように配置された隔離壁を支持している。この実施例の１つの利点は、異なる位置で脱水ドラムに押し込まれた液体を、互いに隔てられた状態に保つことができることである。他の利点は、ドラムの上側部分に押し込まれた液体がドラムの下側部分に接触するのを防止すること、したがってドラムの下側部分の外側に位置するパルプを濡らすのを防止することができることである。隔離壁は適切には軸から支持パイプに向かって延びており、軸は支持パイプ内の開口部を通って浸入した液体を受け入れ、且つその液体を軸受装置を介して支持パイプから外へ案内するように配置される。

適切には、支持パイプは金属で製造され、１５〜５０ｍｍの範囲の材料厚さを有する。この実施例の１つの利点は、支持パイプ内に開口部が形成されるにもかかわらず、支持パイプが十分な機械的強度を有し、また重くなりすぎないことである。

好ましい実施例によれば、支持パイプ内の前記少なくとも１０個の開口部のそれぞれが、１〜２００ｃｍ^２の範囲の開口面積を有している。この実施例の１つの利点は、これによって支持パイプの機械的強度が著しく低下することなく、開口部が詰まる危険性が小さくなることである。さらに好ましい実施例では、開口部のそれぞれが１．５〜１００ｃｍ^２の範囲の開口面積を有している。

適切には、支持パイプ内のすべての開口部の総開口面積は、支持パイプの内部側面積の少なくとも１０％に相当する。この開口面積の１つの利点は、それによって比較的大量の液体を支持パイプの内部に速やかに移送することが可能になることである。

本発明の他の目的及び特徴は、明細書及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

次に、添付図面を参照して本発明についてさらに詳しく説明する。

セルロース・パルプを脱水するための装置の第１の実施例を示す概略断面図である。 図１に示す脱水ドラムを断面ＩＩ−ＩＩに沿って示す断面図である。 図２に示す脱水ドラムの部分ＩＩＩを示す拡大断面図である。 図１に示す脱水ドラムを断面ＩＶ−ＩＶに沿って示す３次元断面図である。 セルロース・パルプを脱水するための装置の第２の実施例を示す概略断面図である。 図５に示す脱水ドラムを断面ＶＩ−ＶＩに沿って示す３次元断面図である。 セルロース・パルプを脱水するための装置の第３の実施例を示す概略断面図である。 図７に示す脱水ドラムを断面ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って示す３次元断面図である。 例えば図７に示す装置で使用するための別の脱水ドラムを示す断面図である。 例えば図７に示す装置で使用するためのさらに別の脱水ドラムを示す断面図である。

図１は、湿潤セルロース・パルプを脱水するための装置１を、側面から見た断面図として示している。装置１は、第１の脱水ドラム２及び第２の脱水ドラム４を有している。脱水ドラム２は、図１の矢印Ｒによって示すように、時計回りに回転するように配置される。第２の脱水ドラム４は反対方向、即ち反時計回りに回転するように配置されるが、その他については、第２の脱水ドラム４が第１の脱水ドラム２に対してミラー反転したものであるとしても、各部品及び機能は第１の脱水ドラム２と同様であり、したがって、ここでは第２の脱水ドラム４についてこれ以上詳しく説明しない。

装置１はさらにトラフ６を有し、第１の脱水ドラム２は、トラフ６の内部で回転するように配置される。トラフ６はその下側部分に、湿潤セルロース・パルプ、即ち乾燥物含有量が典型的には３〜１５重量％（全固形分）の範囲であるセルロース・パルプのための入口８を有している。トラフ６は、３つの液体入口１０、１２、１４を備え、それらを通してパルプに洗浄水を供給することができる。トラフ６は、ドラム２の周縁部の約２４０°に沿ってドラム２を取り囲んでいる。

パルプの脱水中、湿潤パルプは、矢印Ｍによって示すように、入口８を介してトラフ６に送り込まれ、次いで、トラフ６とドラム２の間に形成された隙間７で圧縮される。パルプに含まれる水は絞られ、図１の矢印Ｗによって示すように、ドラム２の周縁部を通ってドラム２の内部に入る。内部に押し込まれた水はドラム２の底部に蓄積し、矢印Ｌによって示すように、ドラム２の底部からドラム２の周縁部を通り、排出流路１６を介して流出する。

十分に脱水されると、パルプは図１に示す点１８でトラフ６を出て、次いで、第２の脱水ドラム４で対応する方法によって脱水されたパルプに押し付けられ圧縮される。典型的には２５〜４０重量％（ＴＳ）の乾燥物含有量を有することができる脱水されたセルロース・パルプをドラム２からこすり落とすように、スクレーパ２０が配置され、それによって脱水されたパルプは、矢印Ｐによって示すように、ピット２２の中に落下して装置１を出る。

脱水されたパルプの純度を高めるために、入口１０、１２、１４を通して洗浄水を供給することができる。これは、矢印Ｃによって示すように、洗浄水がパルプを通過し、不純物を伴ってドラム２の内部に浸入することを意味している。ドラム２の内部には隔離壁２４が配置され、この隔離壁２４は洗浄水を集め、そして入口８の最も近くに位置するトラフ６の部分でパルプから絞り出された水から洗浄水を隔離した状態に保つ。次いで、隔離壁２４によって集められた洗浄水は、以下でさらに詳しく説明するように、ドラム２がそのまわりを回転する軸ジャーナルとしても働く固定された長手方向の軸２６を介して、ドラム２から外へ案内される。

ドラム２は、パルプから大量の水をドラム２の内部に効率的に絞り出すことを可能にし、また前記水が効率的な方法でドラム２の内部から流し出され、排出流路１６を通って装置１を出ることも可能にするという利点を有している。ドラム２は隔離壁２４によって、パルプから最初に絞り出された水であって、通常は洗浄水より多量の不純物を含む水から洗浄水を隔離することも可能にする。

図２は、図１に示す断面ＩＩ−ＩＩに沿った第１の脱水ドラム２の断面図である。ドラム２は、ドラム２の液体移送層３２の両端に配置された２つの端板２８、３０を有しているが、それについて以下でさらに詳しく説明する。端板２８、３０のそれぞれが、関連付けられた層３４、３６の形の軸受装置の第１の部分を備えている。したがってドラム２は、先に言及したように、軸受３４、３６の形の軸受要素によって固定された長手方向の軸２６に軸支され、それによって軸２６のまわりを回転することができる。図１に示す隔離壁２４によって集められた洗浄水は、矢印Ｄによって示すように中空である軸２６を通って外部に案内され、次いで、例えば次の洗浄に用いることができる。

脱水ドラム２は、２つの端板２８、３０に取り付けられた円筒形スリーブの形の支持パイプ３８を有している。支持パイプ３８は、図１にも示すように、支持パイプ３８全体に実質的に均一に分布させた全部で約２２０個の楕円形の開口部４０を備えている。図１に示すトラフ６によって液体がパルプから絞り出されると、液体はこれらの開口部４０を通ってドラム２の内部に流入し、図１に示す排出流路１６でドラム２の内部から出ることができる。図２から明らかになるように、支持パイプ３８の長さに沿ったいずれかの位置で得られる任意の断面は、少なくとも１つの開口部４０を横断する。２２０個の開口部４０が軸方向に延びる２６の列に分けられる図示した実例では、支持パイプ３８の周縁全体に沿って見ると、そうした任意の断面は１３個又は２６個の開口部４０を横断するようになっており、例えば例示的な断面を示すＣＣを考えると、支持パイプ３８の周縁全体に沿って見たとき、それは前記軸方向を向いた２６の列のそれぞれの開口部４０を横断する。これにより、支持パイプ３８の長さに沿ったどの断面を考えるかにかかわらず、断面が少なくとも１つの開口部４０を横断することを理解されたい。

図３は、液体移送層３２をより正確に説明するために、図２に示す領域ＩＩＩをさらに詳しく示したものである。支持パイプ３８は金属、適切にはステンレス鋼で製造され、適切には約１５〜５０ｍｍの材料厚さＴを有する。比較的大きい材料厚さＴ、即ち少なくとも１５ｍｍの厚さによって支持パイプ３８は高い機械的強度を有し、それは、トラフ６とドラム２の間でパルプに大きい力を作用させることが可能であることを意味している。適切には、楕円形の開口部４０のそれぞれが、約７〜２０ｃｍの最大幅Ｂ１、及び約５〜１２ｃｍの最小幅Ｂ２を有する。開口部４０のそれぞれについて、開口面積は約２５〜２００ｃｍ^２である。すべての開口部４０の総開口面積は、支持パイプ３８の内部側面積全体の約２０％に相当し、即ち、内部側面積全体の約２０％が開放されている。

薄板リング４２の形のスペーサ要素が支持パイプ３８の外側に配置され、支持パイプ３８の周縁部４４に沿って延びている。図１にも示すように、いくつかの補剛パイプ４６が、薄板リング４２を通り軸方向に支持パイプ３８に沿って延び、薄板リング４２を所望の間隔を置いた状態に保つように配置される。薄板リング４２の外側には、スクリーン・プレート４８の形の液体透過層が配置されている。薄板リング４２は、適切には支持パイプ３８の周縁部４４から約２０〜７０ｍｍの高さＨを有している。それぞれが約３〜７ｍｍの材料厚さを有する薄板リング４２の間には、実質的に支持パイプ３８の周縁部４４に沿って延びる開放ダクト４７が形成されている。そうしたダクト４７の幅は、約１０〜３０ｍｍである。図２を参照して前述したように、支持パイプ３８の長さに沿ったいずれかの位置で得られる任意の断面は、少なくとも１つの開口部４０を横断する。これは、ダクト４７のそれぞれが少なくとも１つの開口部４０、或いはより具体的には、図２の断面ＣＣによって示されるように最大２６個の開口部４０と接触することを意味している。

ドラム２をセルロース・パルプの脱水に用いるとき、図１に示す隙間７でパルプから絞り出された水は、図３の矢印Ｗによって示すように、スクリーン・プレート４８を通過し、続いて薄板リング４２の間の隙間４７を通り、支持パイプ３８に形成された開口部４０を経由してドラム２の内部に浸入する。図１に示すように、支持パイプ３８はドラム２の回転中に水を運ぶ役目をする内部構造を有しておらず、したがって、液体は速やかにドラム２の底部に流れる。ドラム２の底部に蓄積されると、液体は、図３の矢印Ｌによって示すように、開口部４０、薄板４２の間の隙間４７、及びスクリーン・プレート４８を通ってドラム２から速やかに流出する。したがって脱水ドラム２の設計により、隙間７でパルプから絞り出された液体は開口部４０を経由して速やかにドラム２の内部に流入し、次いでドラム２の底部に蓄積された液体は、回転中のドラム２に伴われることなく、同じ開口部４０を通ってやはり速やかにドラム２から流出し、さらに図１に示す排出流路１６を通って外部に出る。

図４は、図１に示す断面ＩＶ−ＩＶに沿った脱水ドラム２の斜視図である。図４は、隔離壁２４によって集められた洗浄液が固定軸２６にどのように案内され、固定軸２６を通ってドラム２から流出するかを示している。したがって、図４の矢印Ｄによって示す洗浄液は、軸受３６及び固定軸２６を収容するように製造された端板３０内の開口部を通ってドラム２を通過する。

図５は、セルロース・パルプを脱水するための装置１００を示している。装置１００は、第１の脱水ドラム１０２及び第２の脱水ドラム１０４を有している。ドラム１０２は、図５の矢印Ｒによって示すように、時計回りに回転するように配置され、ドラム１０２と同様の設計を有するドラム１０４は、反対方向、即ち反時計回りに回転するように配置される。装置１００はさらにトラフ１０６を有し、第１の脱水ドラム１０２は、トラフ１０６の内部で回転するように配置される。トラフ１０６はその下側部分に、湿潤セルロース・パルプのための入口１０８を有し、トラフ１０６とドラム１０２の間に形成された隙間１０７で湿潤セルロース・パルプを圧縮することができる。パルプに含まれる水は絞られ、図５の矢印Ｗによって示すように、ドラム１０２の周縁部を通ってドラム１０２の内部に入る。装置１００と図１に示す装置１の間の主な違いは、装置１００には、図１に関連して説明したドラムの内部に配置された隔離壁及び軸がまったくないことである。したがって、入口１１０、１１２、１１４を介して供給可能な洗浄水は、図５の矢印Ｃによって示すようにドラム１０２の中に流入し、ドラム１０２の底部で絞り出された水Ｗと混合した後、矢印Ｌによって示すように、排出流路１１６を通ってドラム１０２から流出する。

図６は、図５に示す断面ＶＩ−ＶＩに沿って見た、第１の脱水ドラム１０２を示している。ドラム１０２は、図２〜４に関連して説明した支持パイプ３８と実質的に同じ設計を有する支持パイプ１３８を備えている。支持パイプ１３８は、そのそれぞれの端部で端板１２８、１３０に取り付けられる。端板１２８、１３０のそれぞれが、関連付けられた軸ジャーナル１３４、１３６の形の軸受装置の第１の部分を備えている。したがって、先に言及したように、ドラム１０２は軸ジャーナル１３４、１３６によって、図６には示されていない軸受を有する装置１００の中に軸支され、よって、装置１００の中に回転自在に配置される。支持パイプ１３８は、基本的には図３に関連して先に説明したものと同じ原理に従って、薄板リング及びスクリーン・プレートを支持する。図５に示す隙間１０７でパルプから絞り出された水は洗浄水と同様に、図３に関連して先に説明した原理に従って、支持パイプ１３８内の開口部１４０を通ってドラム１０２の内部に浸入し、同じ開口部１４０を通ってドラム１０２の内部から流出することができる。

図５及び図６に記載した脱水ドラム１０２は、特に洗浄液を、パルプから絞り出された他の液体から隔離する必要がない場合に好都合である。

図７は、湿潤セルロース・パルプを脱水するための装置２００を側面から見た断面図として示している。装置２００は、第１の脱水ドラム２０２及び第２の脱水ドラム２０４を有している。脱水ドラム２０２は、図７の矢印Ｒによって示すように、反時計回りに回転するように配置される。脱水ドラム２０４は、反対方向、即ち時計回りに回転するように配置されるが、その他については、第２の脱水ドラム２０４が第１の脱水ドラム２０２に対してミラー反転したものであるとしても、各部品及び機能は第１の脱水ドラム２０２と同様である。

装置２００はさらにトラフ２０６を有し、第１の脱水ドラム２０２は、トラフ２０６の内部で回転するように配置される。トラフ２０６はその上側部分に、湿潤セルロース・パルプのための入口２０８を有している。トラフ２０６はその下側部分に、洗浄水を供給するための３つの液体入口２１０、２１２、２１４を備えている。トラフ２０６は、ドラム２０２の周縁部の約２４０°に沿ってドラム２０２を取り囲んでいる。

パルプの脱水中、湿潤パルプは、矢印Ｍによって示すように、入口２０８を介してトラフ２０６に送り込まれ、次いで、トラフ２０６とドラム２０２の間に形成された隙間２０７で圧縮される。パルプに含まれる水は絞られ、図７の矢印Ｗによって示すように、ドラム２０２の周縁部を通ってドラム２０２の内部に入る。ドラム２０２の内部には、押し込まれた水を集める隔離壁２２４が配置されている。次いで、隔離壁２２４によって集められた水は、ドラム２０２がそのまわりを回転する軸ジャーナルとしても働く固定された長手方向の軸２２６を介して、ドラム２０２から外に案内される。

十分に脱水されると、パルプは図７に示す点２１８でトラフ２０６から放出され、次いで、第２の脱水ドラム２０４で対応する方法によって脱水されたパルプに押し付けられる。脱水されたセルロース・パルプをドラム２０２からこすり落とすようにスクレーパ２２０が配置され、それによって脱水されたパルプは、矢印Ｐによって示すように、コンベヤ・ウォーム（図示せず）を有する搬送パイプ２２２を通して除去され、装置２００を出る。

入口２１０、２１２、２１４を介して供給される洗浄水は、矢印Ｃによって示すように、ドラム２０２の内部に浸入し、ドラム２０２の底部に蓄積する。実質的に垂直なパイプの形を有する排出流路２１６が、軸２２６から下方にドラム２０２の底部まで延びている。排出流路２１６は吸上げポンプ（図示せず）に接続され、洗浄水を軸２２６を経由してドラム２０２から吸い出すように適合されている。軸２２６は、隔離壁２２４によって集められた水が洗浄水と混合するのを防止する仕切り壁２２７を備えている。

図８は、図７に示す断面ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って見た、第１の脱水ドラム２０２を示す断面図である。ドラム２０２は、ドラム２０２の液体移送層２３２の両端に配置された２つの端板２２８、２３０を有し、また液体移送層２３２は、図２及び３に関連して先に説明した層３２と同じタイプのものである。端板２２８、２３０のそれぞれが、関連付けられた軸受２３４、２３６の形の軸受装置の第１の部分を備えている。したがってドラム２０２は、軸受２３４、２３６の形の軸受要素よって固定された長手方向の軸２２６に軸支され、それによって軸２２６のまわりを回転することができる。

脱水ドラム２０２は、２つの端板２２８、２３０に取り付けられた円筒形スリーブの形の支持パイプ２３８を有している。支持パイプ２３８は、図７にも示す約２２０個の開口部２４０を備え、液体が図７に示すトラフ２０６でパルプから絞り出されると、液体はその開口部２４０を通してドラム２０２の内部に流入することができる。

隔離壁２２４によって集められた水は、図８の矢印Ｌによって示すように、軸２２６を通って外部に案内される。排出流路２１６を通して吸い上げられた洗浄水は、矢印Ｄによって示すように軸２２６を通して外部に案内され、次いで、例えば次の洗浄に用いることができる。図８から明らかになるように、仕切り壁２２７は２つの液体が混合するのを防止する。

図９は、装置１、特に前述の装置２００で使用することができる、脱水ドラム３０２の形の別の実施例を示している。図９に示す脱水ドラム３０２は、図８に関連して先に説明した支持パイプ２３８と実質的に同じタイプのものである支持パイプ３３８を有している。しかし、支持パイプ３３８は支持パイプの長さＬＳに関して、支持パイプ３３８の図７に示すトラフ２０６などのトラフによってカバーされるように企図された部分Ｚを超えて延びている。支持パイプ３３８は多数の開口部３４０を備え、その設計は図３に関連して説明した開口部４０と同じタイプのものである。図９から明らかになるように、支持パイプ３３８は、図９に示すように、支持パイプ３３８の左端部に位置する開口部３４０の第１の外側列３４１、及び支持パイプ３３８の右端部に位置する開口部３４０の第２の外側列３４３を有している。図９から明らかになるように、第１及び第２の列３４１、３４３は、トラフによってカバーされるように企図された部分Ｚの外側に位置している。したがって、開口部３４０の第１及び第２の列３４１、３４３が位置する領域で、パルプが支持パイプ３３８に押し付けられることはない。したがって、開口部３４０の第１及び第２の列３４１、３４３は、部分Ｚでドラム３０２の中に押し込まれた水を流出させるのに用いることができる。このために、ドラム３０２の下に、第１の排出流路３１６及び第２の排出流路３１７が設けられている。矢印Ｌ１は、液体をどのようにドラム３０２の底部から第１の列３４１内の開口部３４０を通して流出させ、第１の排出流路３１６を介して放出することができるかを示している。矢印Ｌ２は、液体をどのようにドラム３０２の底部から第２の列３４３内の開口部３４０を通して流出させ、第２の排出流路３１７を介して放出することができるかを示している。例えば図１に関連して先に説明した原理に従って、パルプから絞り出された液体から洗浄液を隔離するために、ドラム３０２がそのまわりを回転するように適合された固定軸３２６上に隔離壁３２４を配置することができる。それに応じて、図９に示すドラム３０２を使用するときには、排出流路２１６について図８に関連して説明した方法で液体をドラムから吸い上げる必要がない。

図１０は、前述の装置１、１００又は２００で使用することができる脱水ドラム４０２の形の別の実施例を示している。図１０に示す脱水ドラム４０２はステンレス鋼から製造され、図９に関連して先に説明した支持パイプ３３８と実質的に同じタイプのものである支持パイプ４３８を有し、支持パイプ４３８はその長さＬＳに関して、支持パイプ４３８の図７に示すトラフ２０６などのトラフによってカバーされるように企図された部分Ｚを超えて延びている。支持パイプ４３８は、そのそれぞれの端部で端板４２８、４３０に取り付けられ、端板４２８、４３０のそれぞれが、図６に示したものと同様の関連付けられた軸ジャーナル４３４、４３６の形の軸受装置の第１の部分を備えている。それに応じて、ドラム４０２は、適切な軸受を備えた装置１、１００又は２００の中に軸支することが可能になり、したがって、装置１、１００又は２００の中に回転自在に配置することができる。支持パイプ４３８は、多数の開口部４４０を備えている。典型的には、開口部４４０は円形孔とすることが可能であり、そうした孔はそれぞれ１４ｍｍの直径を有する。図１０から明らかになるように、支持パイプ４３８は、開口部４４０の外側列４４１を有し、その外側列４４１は、図１０に示すように支持パイプ４３８の左端部に位置し、またトラフによってカバーされるように企図された部分Ｚの外側に位置している。したがって、開口部４４０の外側列４４１が位置する領域で、パルプが支持パイプ４３８に押し付けられることはなく、その結果、開口部４４０の外側列４４１は、部分Ｚでドラム４０２の中に押し込まれた水を流出させるのに用いることができる。矢印Ｌ１は、液体をどのようにドラム４０２の底部から第１の列４４１内の開口部４４０を通して流出させ、第１の排出流路４１６を介して放出することができるかを示している。ドラム４０２は、図２及び３に関連して先に説明した層３２と同じタイプのものである液体移送層４３２を有している。支持パイプ４３８の材料厚さＴは、約２０ｍｍである。支持パイプ４３８の長さＬＳは、約２．６ｍである。図１０に示す設計を変更して、支持パイプを２．６ｍより短くすることも長くすることもできることが理解されるであろう。支持パイプの長さＬＳを４ｍ以上にするなど、支持パイプを長くする場合には、材料厚さＴを、最大５０ｍｍ、又はさらに最大７０ｍｍなどさらに大きくする。支持パイプを長くする場合には、図９に示したものと同様の方法で２つの排出流路を利用することも可能である。

添付の特許請求の範囲によって定められる範囲内で、前述の実施例について多くの変更形態が考えられることが理解されるであろう。

これまで、２つの脱水ドラムを備えた装置１、１００、２００について説明してきた（例えば、図１の脱水ドラム２、４を参照されたい）。ただ１つの脱水ドラムを有する装置を設計することも可能であり、その場合、パルプの脱水は主にトラフに突き当たって行われる。ただ１つの脱水ドラムを設ける場合には、パルプをドラムに押し付けて圧縮する外部のロールを用いてもよい。

これまで、支持パイプ３８が、楕円形である２２０個の開口部４０をどのように備えているかについて説明してきた。円形、四角形、三角形など異なる形をした開口部を用いることも可能であることが理解されるであろう。さらに、支持パイプ３８内の開口部４０の数は、その大きさ及び浸入することが許容される水の量に応じて変更することができる。適切には、少なくとも１０個の開口部４０、好ましくは少なくとも５０個の開口部４０が用いられ、好適には、そうした開口部４０は支持パイプ３８の周縁部４４に沿って実質的に均一に分布される。

適切には、開口部４０はそれぞれ、約１〜２００ｃｍ^２、さらに好ましくは１．５〜１００ｃｍ^２に相当する開口面積を有する。開口面積がさらに小さくなると、開口部４０に繊維が詰まり、水が所望されるように速やかに開口部４０を通過することができなくなる危険性が高まる。各開口部４０の開口面積が過度に大きくなると、支持パイプ３８の機械的強度が低下する。例えば図３に記載したタイプの楕円形の開口部４０の場合、そうした楕円形の開口部４０それぞれの開口面積は、適切には２５〜２００ｃｍ^２である。開口部４０が好都合には穿孔によって形成することが可能な円形孔の形を有する場合、孔の直径は約１２〜７０ｍｍ、さらに好ましくは約１４〜５０ｍｍが適当であり、それは、そうした円形の開口部それぞれの開口面積が約１〜４０ｃｍ^２、さらに好ましくは約１．５〜２０ｃｍ^２であることに相当する。支持パイプ３８内の開口部４０が、例えば約１２〜１８ｍｍの直径を有するなど比較的小さい円形孔である場合には、そうした孔を、図３による薄板４２の間に形成された隙間４７の中央に位置決めすること、即ち、薄板４２がこうした比較的小さい円形孔のかなりの部分を覆わないようにすることが都合がよい場合がある。

例えば図３に示すように、液体を開口部４０を通して支持パイプ３８の中に速やかに移送することができるように、また必要な場合には、液体を開口部４０を通して外部へ速やかに移送することができるようにするには、支持パイプ３８内のすべての開口部４０の合計の面積に相当する総開口面積を比較的大きくすべきである。これは、総開口面積を支持パイプ３８の内部側面積の少なくとも１０％にすべきことを意味している。例えば支持パイプ３８が、１メートルの内径及び３メートルの長さを有する場合、その内部側面積は、３．１４×１ｍ×３ｍ＝９．４ｍ^２である。この場合、すべての開口部４０の総面積は０．９４ｍ^２以上にすべきである。支持パイプ３８の強度を考慮すると、すべての開口部４０の総面積は、内部側面積の４０％を超えるべきではなく、即ち、すべての開口部４０の総面積は３．８ｍ^２を超えるべきではない。各開口部が楕円形であり、図３に従ってＢ１＝１４ｃｍ、Ｂ２＝７ｃｍの寸法を有する場合、そうした開口部はそれぞれ、７７ｃｍ^２の開口面積を有する。支持パイプ３８の内部側面積の２０％に相当する総開口面積が望まれる場合、これは前述の実例では１．８８ｍ^２の総開口面積に相当し、１．８８ｍ^２／７７ｃｍ^２（／孔）＝２４４孔が必要になることになる。各開口部が楕円形ではなく円形で１６ｍｍの直径を有する場合、即ち、１つの開口部あたりの開口面積が２ｃｍ^２である場合、必要な孔の数は１．８８ｍ^２／２ｃｍ^２＝９４００孔である。

これまでの説明では、スペーサ要素は薄板リングで構成されている。他のタイプのスペーサ要素を用いて液体透過層を支持パイプからある距離のところに位置決めし、液体をその内部でスクリーン・プレートから支持パイプ内に形成された開口部まで運ぶことが可能なダクトを形成することもできることが理解されるであろう。

先に言及したように、支持パイプ３８、１３８、２３８、３３８、４３８の材料厚さＴは少なくとも１５ｍｍであり、最大７０ｍｍとすることができる。多くの場合、支持パイプの材料厚さＴは１５〜５０ｍｍの範囲である。

前述の説明では、液体透過層はスクリーン・プレートで構成されている。この種のプレートは、典型的にはそれぞれの直径が０．５〜１．５ｍｍである多数の小さい孔を有する金属プレートとすることができる。例えばフィルター・ネット、ワイヤクロスなど、他のタイプの液体透過層を用いることも可能である。

Claims (14)

1. セルロース・パルプの脱水のための脱水ドラムであって、前記脱水ドラム（２）は、該脱水ドラム（２）の両端に配置された２つの端板（２８、３０）を有し、また前記脱水ドラム（２）は、その外側周縁部に沿ってスクリーン・プレート（４８）又はフィルター・ネットなどの液体透過層を有し、セルロース・パルプはその脱水のために前記液体透過層に押し付けて圧縮することが可能であり、前記各端板（２８、３０）はその中央部分で軸受装置（３４、３６）の第１の部分を支持している脱水ドラムにおいて、
   前記脱水ドラム（２）が支持パイプ（３８）をさらに有し、前記支持パイプ（３８）は、少なくとも１５ｍｍの材料厚さ（Ｔ）の円筒形スリーブ形状を有し、且つそのそれぞれの端部で前記端板（２８、３０）に接続されており、前記液体透過層（４８）は、前記支持パイプ（３８）の外側に配置され、且つ複数のスペーサ要素（４２）によって前記支持パイプ（３８）の外側周縁部（４４）から所定の距離を置いて適所に保持されており、前記支持パイプ（３８）はその周縁部に沿って少なくとも１０個の開口部（４０）を備え、前記液体透過層（４８）を通過する液体が、前記開口部（４０）を通して前記支持パイプ（３８）の内部に浸入可能であることを特徴とする脱水ドラム。
2. 前記支持パイプ（３８、３３８、４３８）は、該支持パイプ（３８、３３８、４３８）の内部に浸入した液体が外部に出ることを可能にする少なくとも１つの開口部（４０、３４０、４４０）を有している請求項１に記載の脱水ドラム。
3. 前記脱水ドラム（３０２、４０２）は、その長さ（ＬＳ）に沿って、圧縮されたセルロース・パルプを受けるように配置された部分（Ｚ）を有し、前記開口部（３４０、４４０）の少なくとも１つが前記部分（Ｚ）の軸方向外側に配置されている請求項２に記載の脱水ドラム。
4. 前記支持パイプ（３８、１３８、２３８、３３８、４３８）が実質的に内部構造物を有していない請求項１から３までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
5. 前記各端板（１２８、１３０）が、前記軸受装置の前記第１の部分を形成する軸ジャーナル（１３４、１３６）を備えている請求項１から４までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
6. 前記各端板（２８、３０）が、前記軸受装置の前記第１の部分を形成する軸受（３４、３６）を備えている請求項１から４までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
7. 前記脱水ドラム（２、２０２、３０２）が、中心軸（２６、２２６、３２６）のまわりを回転するように配置されている請求項１から６までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
8. 前記中心軸（２６、２２６、３２６）は、前記脱水ドラム（２、２０２、３０２）に押し込まれた液体を集めるように配置された隔離壁（２４、２２４、３２４）を支持している請求項７に記載の脱水ドラム。
9. 前記隔離壁（２４、２２４、３２４）は前記軸（２６、２２６、３２６）から前記支持パイプ（３８、２３８、３３８）に向かって延びており、前記軸（２６、２２６、３２６）は、前記支持パイプ（３８、２３８、３３８）内の前記少なくとも１０個の開口部（４０、２４０、３４０）を通して浸入した液体を受け取り、該液体を前記軸受（３４、２３４、２３６）を介して前記支持パイプ（３８、２３８、３３８）から外へ案内するように配置されている請求項８に記載の脱水ドラム。
10. 前記支持パイプ（２３８）の内部に浸入した液体を吸い上げるように配置されたダクト（２１６）が、前記軸受（２３４）を介して前記支持パイプ（２３８）内に延びている請求項５から９までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
11. 前記支持パイプ（３８）が金属で製造され、また１５〜５０ｍｍの範囲の材料厚さ（Ｔ）を有している請求項１から１０までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
12. 前記支持パイプ（３８）内の前記少なくとも１０個の開口部（４０）のそれぞれが、１〜２００ｃｍ^２の範囲の開口面積を有している請求項１から１１までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
13. 前記支持パイプ（３８）内のすべての開口部（４０）の総開口面積が、前記支持パイプ（３８）の内部側面積の少なくとも１０％に相当する請求項１から１２までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。
14. 前記スペーサ要素は、前記ドラムのまわりに延びる薄板リング（４２）であって、前記支持パイプ（３８）によって支持される薄板リング（４２）で形成されている請求項１から１３までのいずれか一項に記載の脱水ドラム。

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