特許 7615458 精製機内のブレードギャップを調整するためのアレンジメント及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】精製機内のブレードギャップを調整するためのアレンジメント及び方法

(51)【国際特許分類】

   D21D 1/22 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

D21D1/22

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020205534

(22)【出願日】2020-12-11

(65)【公開番号】P2021096250

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2023-09-11

(31)【優先権主張番号】20196089

(32)【優先日】2019-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(73)【特許権者】

【識別番号】515183610

【氏名又は名称】バルメット テクノロジーズ オサケユキチュア

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ユハ アロネン

【審査官】佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７１６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３７９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５２７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１２０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ２１Ｄ １／００－１／４０

Ｇ０１Ｈ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

精製機内のブレードギャップを調整するためのメカニズムであって、当該メカニズムは、
前記精製機の少なくとも１つの精製要素と前記精製機の少なくとも１つの他の精製要素との間のブレードギャップを調整するために、該少なくとも１つの精製要素を該少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすように構成された少なくとも１つのローディング装置と、
動作中の前記精製機の振動を測定するための少なくとも１つの振動測定装置と、
前記精製機の測定された振動に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御することにより、前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素との間の前記ブレードギャップを調整するように構成可能な少なくとも１つの制御ユニットと、
を含み、
前記少なくとも１つの制御ユニットは、
前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素の方に動かすよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御することと、
前記精製機の測定された振動を表す振動測定信号を前記振動測定装置から受信することと、
受信した前記振動測定信号を前記精製機の振動について設定可能な条件と比較することと、
前記精製機の振動について設定可能な前記条件を満たす前記振動測定信号に対応して、設定可能な距離に従い前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素から離すよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御することと、
を行うよう構成可能であり、
前記少なくとも１つの制御ユニットは、前記精製機の振動について設定可能な前記条件を満たした前記振動測定信号に対応して前記少なくとも１つの精製要素が前記少なくとも１つの他の精製要素から離された後に、設定可能な時間間隔で、設定可能な距離に従い前記少なくとも１つの精製要素が前記少なくとも１つの他の精製要素の方に周期的に動かされるよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成可能であり、
前記設定可能な距離についての設定値は、前記設定可能な時間間隔の間の前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素との間の精製面の摩耗の量を表す、メカニズム。

【請求項2】

前記少なくとも１つの制御ユニットは、前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素とが互いに接触するまで前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素の方に動かすよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成可能であり、前記接触に対応して、前記少なくとも１つの制御ユニットは、前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素から離すよう前記少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成されている、請求項１に記載のメカニズム。

【請求項3】

前記メカニズムは、前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を表す位置測定信号を提供するための位置測定装置を含み、
前記少なくとも１つの制御ユニットは、
前記位置測定装置から位置測定信号を受信することと、
前記位置測定信号に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を制御することと、
を行うように構成可能である、請求項１又は２に記載のメカニズム。

【請求項4】

前記ローディング装置は少なくとも１つのサーボモータを含み、該サーボモータは、該サーボモータのシャフトの回転位置を測定するための位置測定装置を含み、
前記少なくとも１つの制御ユニットは、
前記サーボモータのシャフトの測定された回転位置を表す位置測定信号を前記位置測定装置から受信することと、
前記サーボモータのシャフトの測定された回転位置と、前記少なくとも１つの精製要素及び前記サーボモータのシャフトの連結に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を決定することと、
前記位置測定信号に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を制御することと、
を行うように構成可能である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のメカニズム。

【請求項5】

前記振動測定装置は、前記精製機のフレーム構造に取り付け可能に構成された振動測定センサである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のメカニズム。

【請求項6】

前記少なくとも１つのローディング装置により動かされる前記少なくとも１つの精製要素は、前記精製機の回転子である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のメカニズム。

【請求項7】

精製機内のブレードギャップを調整するための方法であって、当該方法は、
少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素の方に動かすステップと、
動作中の前記精製機の振動を測定するステップと、
動作中の前記精製機の振動を表す振動測定信号を、前記精製機の振動について設定可能な条件と比較するステップと、
前記精製機の測定された振動に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすこと及び前記精製機の振動について設定可能な条件を満たす振動測定信号に対応する設定可能な距離に従い前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素から離すことにより、前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素との間のブレードギャップを調整するステップと、
前記精製機の振動について設定可能な前記条件を満たす振動測定信号に対応して前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素から離した後に、設定可能な時間間隔で、設定可能な距離に従い前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素の方に周期的に動かすステップであって、前記設定可能な距離についての設定値は、前記設定可能な時間間隔の間の前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素との間の精製面の摩耗の量を表す、ステップと、
を含む方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つの精製要素と前記少なくとも１つの他の精製要素とが互いに接触するまで前記少なくとも１つの精製要素を前記少なくとも１つの他の精製要素の方に動かすステップであって、前記接触に対応して、前記少なくとも１つの精製要素が前記少なくとも１つの他の精製要素から離される、ステップ、を含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を表す位置測定信号を提供するステップと、
前記位置測定信号に基づいて、前記少なくとも１つの精製要素の前記少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を制御するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は精製機（refiner）に関する。とりわけ、本発明は、精製機内で実質的に向かい合って配置された精製要素（refining elements）間のブレードギャップ（blade gap）のサイズの調整に関する。

【背景技術】

【0002】

精製機、例えばリグノセルロース含有繊維材料を精製するための精製機は、向かい合って配置された複数の精製要素を含む。通常、リグノセルロース含有繊維材料を精製するための精製機は、向かい合って配置された２つの精製要素を含み、そのうちの一方は固定精製要素であり、他方は固定精製要素に対して回転するように配置された回転可能な精製要素である。向かい合った精製要素の間には自由距離、即ち、精製チャンバ又はブレードギャップがあり、精製されるべきリグノセルロース含有繊維材料が精製チャンバ又はブレードギャップ内に供給される。ブレードギャップ内では、リグノセルロース含有繊維材料は、精製要素の精製面（refining surfaces）の特性及び精製機の動作特徴、例えば回転可能な精製要素の回転速度及び／又はブレードギャップ内で広がる圧力によって決定される精製効果を受ける。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

リグノセルロース含有繊維材料の通常の精製において、繊維材料の繊維長に対して実質的に影響を及ぼすことなく、すなわち繊維長に実質的に影響を及ぼさすことなく又は繊維を短く切断することなしに繊維の特性に影響を与えることを意図している。したがって、この種の精製用途においては、ブレードギャップの調整は、従来、精製機の主モータの電力制御に基づいてきた。しかしながら、精製機の主モータの電力制御は、とりわけ繊維長に影響を与えることを意図する、すなわち繊維を切断して長さを短くするような、非常に正確な一定のブレードギャップが不可欠な用途、例えばミクロフィブリルセルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリルセルロースの製造等の精製用途では適用可能ではない。

【0004】

本発明の目的は、精製機内のブレードギャップを調整するための新たなアレンジメント及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、独立請求項の特徴によって特徴付けられる。

【0006】

本発明は、動作中の精製機の振動を測定し、測定した精製機の振動に基づいて少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすことにより精製機の精製要素間のブレードギャップを調整するという考えに基づく。

【0007】

本発明の利点は、非常に妥当な数の異なる装置を含むアレンジメントにより、ブレードギャップのサイズが非常に正確に調整され得ることである。

【0008】

本発明の一部の実施形態は従属請求項にて開示されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

以下では、添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態により本発明をより詳細に説明する。

【図1】図１は、精製機内のブレードギャップを調整するためのアレンジメントを概略的に示す。

【図2】図２は、精製機内のブレードギャップを調整するための方法を概略的に示す。

【図3】図３は、精製機内のブレードギャップを調整するための別の方法を概略的に示す。 分かりやすくするために、図面は、本発明の一部の実施形態を簡略化したものを示す。同様の参照番号は図中の同様の要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、円錐形の精製機１を部分的に断面で示した非常に概略的な側面図である。精製機１は、リグノセルロースを含有する木質系繊維材料を精製するのに利用され得る。精製機１は、精製機の半径方向Ｒに示すように直径がより小さい第１の端部Ｅａと、直径がより大きい第２の端部Ｅｂとを有する。

【0011】

精製機１は、精製機１の第１の端部Ｅａの方を向いた第１の端部と、精製機１の第２の端部Ｅｂの方を向いた第２の端部とを有する固定精製要素３、すなわち固定子３を含む。分かりやすくするために、固定子３の第１の端部を示すためにも参照符号Ｅａを用い、固定子３の第２の端部を示すためにも参照符号Ｅｂを用いている。固定子３は精製機１のフレーム構造２に支持される。精製機１のフレーム構造２は図１においてかなり簡略化して示している。

【0012】

固定子３は、精製面を有する少なくとも１つの固定子ブレード要素４を含む。そのため、固定子ブレード要素４は固定子３において、固定子３により精製すべき材料に対して精製効果を与える精製要素を形成する。そのため、固定子３は、固定子３の完全な精製面５を提供する単一の固定子ブレード要素を含み得る。通常、固定子３は２つ以上のセグメント様の固定子ブレード要素を含み、それらが共に固定子３の完全な精製面５を形成する。通常、各固定子ブレード要素４の精製面、すなわち固定子３の精製面５は、ブレードバーと、ブレードバーの間のブレード溝とを当業者に知られた形で含む。固定子３の精製面５のブレードバー及びブレード溝は、図１を分かりやすくするために図示していない。図１の実施形態では、固定子ブレード要素４は、固定子ブレード要素４を貫通する開口４ａをさらに含む。

【0013】

精製機１は、精製機１の第１の端部Ｅａの方を向いた第１の端部と、精製機１の第２の端部Ｅｂの方を向いた第２の端部とを有する回転可能な精製要素６、すなわち回転子６をさらに含む。したがって、分かりやすくするために、回転子６の第１の端部を示すためにも参照記号Ｅａを用い、回転子６の第２の端部を示すためにも参照記号Ｅｂを用いている。

【0014】

回転子６は、精製面を有する少なくとも１つの回転子ブレード要素７を含む。そのため、回転子ブレード要素７は回転子６において、回転子６により精製すべき材料に精製効果を与える精製要素を提供する。そのため、回転子６は、回転子６の完全な精製面８を提供する単一の回転子ブレード要素を含み得る。通常、回転子６は２つ以上のセグメント様の回転子ブレード要素を含み、それらが共に回転子６の完全な精製面８を形成する。通常、各回転子ブレード要素７の精製面、すなわち回転子６の精製面８は、ブレードバーと、ブレードバーの間のブレード溝とを当業者に知られた形で含む。回転子６の精製面８のブレードバー及びブレード溝は、図１を分かりやすくするために図示していない。図１の実施形態では、回転子ブレード要素７は、回転子ブレード要素７を貫通する開口６ａをさらに含む。

【0015】

回転子６は、少なくとも１つの回転子ブレード要素７が支持される回転子フレームの少なくとも一部を形成するハブ９を含む。図１では、ハブ９をかなり簡略化して示す。回転子６のハブ９はシャフト１０に接続され、シャフト１０が延びる方向は精製機１の軸方向を形成し、図１において矢印Ａで概略的に示す。シャフト１０は精製機１の主モータ１１に接続されている。主モータ１１はシャフト１０を回転させるように配置され、シャフト１０により回転子６は例えば図１の矢印ＲＤで示す回転方向に回転させられる。精製機１の他のパーツに鑑みた場合、主モータ１１のサイズは図１においてかなり小さくなっている。

【0016】

固定子３と回転子６とは、固定子３と回転子６との間に精製チャンバ１２が、すなわちブレードギャップ１２が存在するように互いに対して実質的に向かい合って配置されている。精製チャンバ１２又はブレードギャップ１２は、繊維材料が精製される容積を形成する。図１において、精製機１の他の構成要素に対するブレードギャップ１２のサイズは誇張されている。向かい合う固定子３と回転子６との間の自由距離Ｄはブレードギャップ１２のサイズを示す。ブレードギャップ１２内で精製すべき繊維材料にもたらされる精製効果は、固定子３と回転子６との間の距離Ｄを調整することにより、すなわち、精製チャンバ１２又はブレードギャップ１２のサイズを調整することにより調整され得る。

【0017】

精製機１は、精製機１の第１の端部Ｅａに第１の供給通路１３をさらに含み、回転子６の第１の端部Ｅａの側の回転子６の内部容積によって提供される第１の供給チャンバ６’内に矢印ＦＭ１で概略的に示す第１の繊維材料の留分（fibre material fraction）が第１の供給通路１３を介して供給される。精製機１は、精製機１の第２の端部Ｅｂに第２の供給通路１４をさらに含み、回転子６の第２の端部Ｅｂの側の回転子６の内部容積により提供される第２の供給チャンバ６’’内に矢印ＦＭ２で概略的に示す第２の繊維材料の留分が第２の供給通路１４を介して供給される。第１の繊維材料の留分ＦＭ１及び第２の繊維材料の留分ＦＭ２は同じ又は異なる品質のものであり得る。

【0018】

図１の精製機１の動作は以下の通りである。

【0019】

第１の繊維材料の留分ＦＭ１は第１の供給通路１３を介して第１の供給チャンバ６’に供給され、さらに、第１の供給チャンバ６’にある開口６ａを介してブレードギャップ１２内に供給される。第１の繊維材料の留分ＦＭ１は、回転子６が回転された場合に精製される。第２の繊維材料の留分ＦＭ２は第２の供給通路１４を介して第２の供給チャンバ６’’に供給され、さらに、第２の供給チャンバ６’’にある開口６ａを介してブレードギャップ１２内に供給され、そこで第２の繊維材料の留分ＦＭ１が精製される。そのため、開口６ａは第１の供給チャンバ６’及び第２の供給チャンバ６’’をブレードギャップ１２に接続する。そのため、第１の繊維材料の留分ＦＭ１及び第２の繊維材料の留分ＦＭは、回転子６が回転された場合に、固定子３及び回転子６の精製面５、８によって提供される精製効果をブレードギャップ１２内で受ける。ブレードギャップ１２内で精製された第１の繊維材料の留分ＦＭ１及び第２の繊維材料の留分ＦＭは、固定子ブレード要素４の開口４ａを通してブレードギャップ１２から、固定子ブレード要素４の後ろの放出チャンバ１５内に放出される。そのため、開口４ａはブレードギャップ１２を放出チャンバ１５に接続する。ブレードギャップ１２内への及びブレードギャップ１２外への第１の繊維材料の留分ＦＭ１及び第２の繊維材料の留分ＦＭ２の流れは、それぞれの矢印ＦＭ１及びＦＭ２で概略的に示す。参照符号ＦＭ１＋ＦＭ２で示す矢印で概略的に示すように、精製された第１の繊維材料の留分ＦＭ１及び第２の繊維材料の留分ＦＭ２は、さらなる処理のために放出通路１６を介して放出チャンバ１５から精製機１外へと放出される。繊維材料の留分ＦＭ１及びＦＭ２が受ける精製効果は、固定子３と回転子６との間の距離Ｄを調整することにより、すなわち精製チャンバ１２又はブレードギャップ１２のサイズを調整することにより調整され得る。

【0020】

図１は、固定子３と回転子６との間の距離Ｄを調整するために、すなわち精製チャンバ１２又はブレードギャップ１２のサイズを調整するために、矢印ＡＤで概略的に示すように回転子６を軸方向Ａに前後に動かすため精製機１のシャフト１０に連結され得るローディング装置（loading device）１６を概略的に示す。

【0021】

図１のローディング装置１６は、図１に示すように、回転子６のシャフト１０に直接又は連結要素１９を介して間接的に連結された作動装置１７を含む。作動装置１７は、作動装置１７の動作に応じて、固定子３と回転子６との間の距離Ｄを小さくするために、すなわち、ブレードギャップ１２のサイズを小さくするために、回転子６を精製機１の第１の端部Ｅａの方に動かすか又は固定子３と回転子６との間の距離Ｄを大きくするために、すなわち、ブレードギャップ１２のサイズを大きくするために、精製機１の第２の端部Ｅｂの方に動かすように構成されている。作動装置１７は、例えば、ボールねじアクチュエータ又は遊星ねじアクチュエータ等の作動シリンダであり得る。回転子６のシャフト１０の代わりに、作動装置１７、ひいてはローディング装置１６は、何らかの他の手段により回転子１０に接続されるように配置され得る。

【0022】

図１のローディング装置１６は、さらに、回転子６の動きを制御するために作動装置１７の動作を制御するために、作動装置１７に接続されるか又は作動装置１７に連結して配置される調整装置１８をさらに含む。調整装置１８は、固定子３と回転子６との間の距離Ｄを小さくするために回転子６を精製機１の第１の端部Ｅａの方に動かすか又は固定子３と回転子６との間の距離Ｄを大きくするために回転子６を精製機１の第２の端部Ｅｂの方に動かすよう作動シリンダ１７を動作させるように構成されている。

【0023】

従来、ブレードギャップの調整は精製機１の主モータ１１の電力制御に基づくものであった。その理由は、通常の精製では、繊維長に実質的に影響を及ぼすことなく又は繊維を短く切断することなく、リグノセルロース含有繊維材料内の繊維の特性のみに影響を与えることを意図したものだからである。しかしながら、精製機１の主モータ１１の電力制御は、繊維を切断して長さを短くすることにより繊維長に影響を及ぼすことを意図し、正確で一定なブレードギャップが望ましい精製用途には適用可能でない。この種の精製用途の例としては、例えば、マイクロフィブリルセルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリルセルロース（ＮＦＣ）の製造が挙げられる。

【0024】

本明細書で開示する解決策によれば、精製機内のブレードギャップを調整するためのアレンジメントは、精製要素間のブレードギャップを調整するために、精製機の少なくとも１つの精製要素を、精製機の精製要素の少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすように構成された少なくとも１つのローディング装置と、動作中の精製機の、すなわち運転中の精製機の振動を測定するための少なくとも１つの振動測定装置と、測定した精製機の振動に基づいて少なくとも１つのローディング装置を制御することにより少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素に対して動かすことにより精製要素間のブレードギャップを調整するように構成可能な少なくとも１つの制御ユニットとを含む。

【0025】

図１の実施形態を参照して、精製機１内のブレードギャップ１２を調整するためのアレンジメントは、固定子３に対して回転子６を動かすために回転子６に連結されたローディング装置１６を含み、ローディング装置１６は、矢印ＡＤで概略的に示すように、軸方向Ａに回転子６を前後に動かすことができる。

【0026】

図１のアレンジメントは、動作中の精製機１の振動を測定するための振動測定装置２０をさらに含む。加速度センサ等の振動測定センサであり得る振動測定装置２０は、図１に示すように、精製機１のフレーム構造２等の精製機１の非可動部に配置されることが好ましい。一実施形態によれば、振動測定装置２０は、精製機１の供給端のケーシングにおける固定子ブレード要素の固定点に配置され、係る固定点は振動測定装置２０のための強固な場所を提供する。

【0027】

図１のアレンジメントは、測定した精製機１の振動に基づいてローディング装置１６を制御して回転子６を固定子３に対して動かすことにより向かい合って配置された精製要素３、６の間のブレードギャップ１２を調整するように構成可能な制御ユニット２１をさらに含む。制御ユニット２１からローディング装置１６への、とりわけローディング装置１６の調整装置１８への制御信号を矢印ＣＯ－１６で概略的に示す。

【0028】

アレンジメントの一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニットは、少なくとも１つのローディング装置を制御して少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素に方に動かし、振動測定装置から、測定された精製機の振動を表す振動測定信号を受信し、受信した振動測定信号を精製機の振動について設定可能な条件と比較し、精製機の振動について設定可能な条件を満たす振動測定信号に対応する設定可能な距離に従って、少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素から離すよう制御するように構成可能である。

【0029】

この実施形態によれば且つ図１の実施形態を参照して、制御ユニット２１は回転子６が固定子３の方に動かされるようにローディング装置１６を制御するように構成されている。それと同時に、制御ユニット２１は、動作中の精製機１の振動を表す振動測定信号ＶＭＳを振動測定装置２０から受信する。制御ユニット２１は、振動監視ユニットと、振動測定信号ＶＭＳのための可能な増幅ユニットとを含む。制御ユニット２１は、測定された振動測定信号ＶＭＳを、精製機１の振動について設定される設定可能な条件ＳＥＴ－Ｖと比較するように構成され、条件ＳＥＴ－Ｖは、精製機１の振動について設定される基準制限値を提供することを意図している。精製機１の振動について設定される条件又は基準制限値ＳＥＴ－Ｖは、振動測定信号ＶＭＳの振幅又は周波数等の振動測定信号ＶＭＳの特定の特性を表し得る。振動測定信号ＶＭＳの特性は、少なくとも固定子３と回転子６との間の距離に依存し、精製機１が動作中にあり、回転子６が固定子３に近づくと、少なくとも振動測定信号ＶＭＳの振幅が増加する傾向にある。

【0030】

制御ユニット２１は、振動測定信号ＶＭＳが振動測定信号ＶＭＳの特性について設定された条件ＳＥＴ－Ｖに到達するまで、回転子６を固定子３の方に動かすようにローディング装置１６を制御するように構成されている。精製機１の振動について設定された条件ＳＥＴ－Ｖを満たす振動測定信号ＶＭＳに対応して、制御ユニット１６は、所望のブレードギャップサイズＳＥＴ－Ｄ又はブレードギャップ１２のサイズのための設定値ＳＥＴ－Ｄが得られるようにするために回転子６を固定子３から離すべき距離について設定される設定可能な距離ＳＥＴ－ＢＷに対応する距離だけ回転子６を固定子３から離すようローディング装置１６を制御するように構成されている。ローディング装置１６の動作を制御するために設定された特定の制御信号ＣＯ－１６は、ローディング装置１６と回転子６との間の既知の機械的連結により、精製機１の軸方向Ａへの回転子６の特定の動作を提供するため、ブレードギャップ１２のサイズ、すなわち固定子３と回転子６との間の距離Ｄが正確に調整され得る。

【0031】

アレンジメントの一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニットは、精製要素が互いに接触するまで少なくとも１つの精製要素が少なくとも１つの他の精製要素の方に動かされるように少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成可能である。

【0032】

この実施形態によれば、図１の実施形態を参照して、制御ユニット２１は、固定子３と回転子６とが互いに接触するまで回転子６が固定子３の方に動かされるようにローディング装置１６を制御するよう構成されている。回転子６の精製面８が固定子３の精製面５に接触すると、ブレードギャップ１２のサイズ、すなわち回転子６の精製面８と固定子３の精製面５との間の距離Ｄはゼロであり、このことを、振動測定信号ＶＭＳについて設定された条件ＳＥＴ－Ｖに基づいて制御ユニット２１が振動計測信号ＶＭＳから検出することができる。回転子６の精製面８と固定子３の精製面５とが互いに接触したことを示す振動測定信号ＶＭＳに対応して、制御ユニット２１は、制御ユニット２１において設定された所定の距離ＳＥＴ－ＢＷに従って回転子６を固定子３から離すようローディング装置１６を制御するように構成されている。

【0033】

ここで、設定可能な所定の距離ＳＥＴ－ＢＷは、ブレードギャップ１２のサイズのための設定値ＳＥＴ－Ｄに対応し得る。制御ユニット２１は、固定子３と回転子６とが互いに接触した後にローディング装置１６と回転子６との間の機械的結合を考慮して、ブレードギャップ１２のサイズ、すなわち固定子３の精製面５と回転子６の精製面８との間の距離Ｄが、固定子３の精製面５と回転子６の精製面８との間の距離Ｄについて設定された設定値ＳＥＴ－Ｄに対応するように回転子６を固定子３から離すように構成されている。回転子６と固定子３とが互いに接触するまで回転子６を固定子３の方に動かし、その後に固定子３の精製面５と回転子６の精製面８との間の距離Ｄについて設定された設定値ＳＥＴ－Ｄに対応する距離だけ回転子６を固定子３から離すことにより、ブレードギャップ１２のサイズが非常に正確に調整され得る。そのような方法の実施形態を図２で概略的に開示する。

【0034】

ブレードギャップ１２のサイズのための設定値ＳＥＴ－Ｄは、実際の精製用途によって変化し得る。通常、設定値ＳＥＴ－Ｄは０．０００５～０．２ｍｍであり得る。マイクロフィブリルセルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリルセルロース（ＮＦＣ）の製造の場合、ブレードギャップ１２のサイズは例えば０．００１～０．０２ｍｍであり得る。

【0035】

アレンジメントの一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニットは、精製機の振動について設定可能な条件を満たす振動測定信号に対応して少なくとも１つの精製要素が少なくとも１つの他の精製要素から離された後に、少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素の方に周期的に動かすよう少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成可能である。

【0036】

この実施形態によれば、図１の実施形態を参照して、制御ユニット２１は、精製機１の振動について設定された条件ＳＥＴ－Ｖを満たす振動測定信号ＶＭＳに対応して回転子６が固定子３から離された後に、回転子６が固定子３の方に戻るようにローディング装置１６を制御するように構成されている。固定子３の方に回転子６を戻すことの意図は、固定子３及び回転子６の精製面５、８の摩耗に対応して、ブレードギャップ１２のサイズをその設定値ＳＥＴ－Ｄで実質的に維持することである。

【0037】

アレンジメントの一実施形態によれば、制御ユニットは、設定可能な時間間隔で設定可能な距離に従って少なくとも１つの精製要素を少なくとも１つの他の精製要素の方に周期的に動かすよう少なくとも１つのローディング装置を制御するように構成可能である。

【0038】

この実施形態によれば、図１の実施形態を参照して、制御ユニット２１は、時間間隔について設定された設定値ＳＥＴ－Ｔに従って、回転子６を固定子３の方に間欠的に動かすようにローディング装置１６を制御するように構成され、その後に制御ユニット２１は回転子６を固定子３の方に動かすようにローディング装置１６を制御するように構成されている。設定値ＳＥＴ－ＦＷは、１回で回転子６を固定子３の方にどれだけの距離動かすかを決定するように構成されている。設定値ＳＥＴ－ＦＷは、時間間隔ＳＥＴ－Ｔの間の固定子３及び回転子６の精製面５、８の磨耗の量を表す。この実施形態によれば、固定子３及び回転子６の精製面５、８の摩耗を正確に補償することができ、ブレードギャップ１２のサイズがその設定値ＳＥＴ－Ｄで実質的に一定に維持され得る。そのような方法の実施形態を図３で概略的に開示する。

【0039】

精製面の磨耗の補償のための設定値ＳＥＴ－ＦＷと、各時間間隔についての設定値ＳＥＴ－Ｔは、実際の精製用途に応じて変化し得る。通常、設定値ＳＥＴ－ＦＷは０．００１～０．０１ｍｍの間で変化し、時間間隔ＳＥＴ－Ｔの間の精製面の摩耗についての推定値又は経験値に基づき得る。実施に応じて、設定値ＳＥＴ－ＦＷは、精製機１の軸方向Ａにおける回転子６の意図した動き又はブレードギャップ１２のサイズＤの意図した変化を表し、後者は、制御ユニット２１により、精製機１の軸方向Ａにおける回転子６の特定の意図した動きに変換される。設定値ＳＥＴ－Ｔは、例えば数分～数十時間であり得る。時折、制御ユニット２１は回転子６が固定子３に接触するまで回転子６を固定子３に方に動かすようにローディング装置１６を制御し、その後にブレードギャップ１２のサイズについて設定された設定値ＳＥＴ－Ｄに対応する距離に従って回転子６を固定子３から離すようにローディング装置１６を制御することにより、例えば、精製面の磨耗が予測した精製面の摩耗と異なることによるブレードギャップ１２のサイズの起こり得る偏差を取り除く。

【0040】

アレンジメントの一実施形態によれば、アレンジメントは、少なくとも１つの精製要素の少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を表す位置測定信号を提供するために位置測定装置を含み、少なくとも１つの制御ユニットは位置測定装置から位置測定信号を受信し、位置測定信号に基づいて少なくとも１つの精製要素の少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を制御するように構成可能である。

【0041】

この実施形態によれば、図１の実施形態を参照して、アレンジメントは、回転子６の固定子３に対する位置を表す位置測定信号ＰＭＳを提供するために位置測定装置２２を含む。制御ユニット２１は位置測定装置２２から位置測定信号ＰＭＳを受信し、さらに、位置測定信号ＰＭＳに基づいて、ローディング装置１６により回転子６の固定子３に対する位置を制御するように構成されている。この実施形態によれば、回転子６の固定子３に対する位置は、位置測定信号ＰＭＳが回転子６の固定子３に対する位置についてのフィードバック信号を提供するため、正確に決定及び制御できる。

【0042】

アレンジメントの一実施形態によれば、ローディング装置は少なくとも１つのサーボモータを含み、少なくとも１つのサーボモータは、該サーボモータのシャフトの回転位置を測定するための位置測定装置を含み、少なくとも１つの制御ユニットは、位置測定装置から、測定したサーボモータのシャフトの回転位置を表す位置測定信号を受信して、測定したサーボモータのシャフトの回転位置及び少なくとも１つの精製要素とサーボモータのシャフトとの連結に基づいて、少なくとも１つの精製要素の少なくとも１つの他の精製素子に対する位置を決定し、さらに位置測定信号に基づいて少なくとも１つの精製要素の少なくとも１つの他の精製要素に対する位置を制御するように構成可能である。

【0043】

この実施形態によれば、図１の実施形態を参照して、ローディング装置１６は、調整装置としてサーボモータ２３を含み、サーボモータ２３は、サーボモータ２３のシャフト２３’の回転位置を測定するための位置測定装置２２を含む。制御ユニット２１は、サーボモータ２３のシャフト２３’の測定した回転位置を表す位置測定信号ＰＭＳを位置測定装置２２から受信し、サーボモータ２３のシャフト２３’の測定した回転位置と、回転子６とサーボモータ２３のシャフト２３’との機械的連結に基づいて、回転子６の固定子３に対する位置を決定するように構成されている。加えて、制御ユニット２１は、位置測定信号ＰＭＳに基づいて、回転子６の固定子３に対する位置を制御するように構成されている。位置測定装置２２を備えるサーボモータ２３は、固定子３に対する回転子６の位置調整を非常に正確に実施することができる手段を提供する。

【0044】

上記で開示した解決策では、ブレードギャップ１２のサイズは、非常に妥当な数の異なる装置を含むアレンジメントにより非常に正確に調整され得る。

【0045】

ブレードギャップ１２のサイズの正確な調整は、ミクロフィブリルセルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリルセルロース（ＮＦＣ）の製造においてとりわけ重要である。本明細書において、「ナノフィブリルセルロース」と用語は、植物系の、とりわけ木質系の繊維材料に由来する別々のセルロースミクロフィブリルの一群又はミクロフィブリルの束を意味する。ナノフィブリルセルロース（ＮＦＣ）の同義語としては、例えば、ナノフィブリル化セルロース、ナノセルロース、マイクロフィブリルセルロース、セルロースナノファイバ、ナノスケールセルロース、マイクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）又はセルロースマイクロフィブリルが挙げられる。粉砕の程度に応じて、別々のセルロースミクロフィブリル又はミクロフィブリルの束の粒径は数ナノメートル（ｎｍ）又は数マイクロメートル（μｍ）である。別々のセルロースミクロフィブリル又はミクロフィブリルの束の平均長は例えば０．２～２００μｍであり、平均直径は例えば２～１０００ｎｍであり得る。

【0046】

本明細書で開示したブレードギャップのサイズを調整するためのアレンジメントは、向かい合った精製要素の間のギャップを測定することを意図する測定センサを追加で含み得る。通常、そのような測定センサは向かい合った精製要素のうちの一方に配置され、例えば、ブレードギャップのサイズの振動ベースの調整の較正に利用され得る。

【0047】

図１の実施形態では、精製機１は単一の固定子及び単一の回転子を含む円錐状の精製機であるが、本明細書に開示の精製機のブレードギャップを調整するための解決策は、任意の数の固定子及び／又は回転子を備える円錐状の精製機にも適用され得る。精製機の固定子及び／又は回転子の精製面は、図１に示すように開口を含むか又は精製面は、何ら開口を含まず実質的に均一であり得る。精製すべき繊維材料の供給は、精製機の一端のみで又は精製すべき繊維材料が固定精製要素の開口を介して精製機に供給される場合には精製機の一方側で行われ得る。上記から明らかなように、円錐状の精製機では、ブレードギャップを調整する場合、精製要素の動きは精製機の軸方向Ａで起こり、ブレードギャップのサイズの変化は、精製要素の円錐状構造の上昇角度に応じて精製機の軸方向Ａと半径方向Ｒとの間の所定の角度で起こる。

【0048】

さらに、円錐状の精製機の代わりに、本明細書で開示の解決策は、精製機の半径方向に、すなわち精製機の軸方向に実質的に垂直な方向に延びるディスク状の精製要素を含むディスク状の精製機においても実施され得る。ディスク状の精製機では、ブレードギャップを調整する場合、精製要素の動き及びブレードギャップ１２のサイズの変化は精製機の軸方向Ａで起こる。ディスク状の精製機内で動かされる精製要素も、固定精製要素又は回転精製要素のいずれかであり得る。ディスク状の精製機も任意の数の固定子及び／又は回転子を有していてもよい。ディスク状の精製機の基本的な構造及び動作原理は精製機の分野の当業者に知られているため、本明細書ではより詳細には開示しない。

【0049】

さらに、円錐状の精製機及びディスク状の精製機の代わりに、本明細書で開示の解決策は、所定数の円筒状の固定子及び／又は回転子を含む円筒状の精製機にも適用可能である。円筒状の精製機では、ブレードギャップの調整は通常固定子の直径を調整して行われるため、精製要素の動き及びブレードギャップのサイズの変化は精製機の半径方向Ｒで起こる。円筒状の精製機では、制御ユニットによってローディング装置に印加されるそれぞれの制御信号に対応して固定子の直径を変化させ、それにより固定子又は固定子ブレード要素を回転子又は回転子ブレード要素の方に動かすために、ローディング装置は固定子に作動的に接続されるように配置され得る。円筒状の精製機の基本的な構造及び動作原理も精製機の分野の当業者に知られているため、本明細書ではより詳細には開示しない。

【0050】

上記の実施例において、開示した精製機は、とりわけリグノセルロース含有繊維材料を精製することを意図していた。リグノセルロース含有繊維材料を精製するための精製機に加えて、本明細書で開示のブレードギャップのサイズを調整するための解決策は、鉱物、天然ポリマー及び合成ポリマー、炭素、石炭、金属又はそれらの任意の混合物若しくは合金等の他の材料を精製することを意図した精製機にも適用され得る。

【0051】

技術の進歩に伴って、本発明の概念を様々な方法で実施できることは当業者にとって明らかであろう。本発明及びその実施形態は上述した例に限定されず、特許請求の範囲で変化し得る。

【図1】

【図2】

【図3】