(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-20
(54)【発明の名称】石膏スラリーミキサ出力キャニスタ
(51)【国際特許分類】
B01J 4/00 20060101AFI20230113BHJP
【ＦＩ】
B01J4/00 103
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022522351
(86)(22)【出願日】2020-10-22
(85)【翻訳文提出日】2022-04-13
(86)【国際出願番号】 US2020056878
(87)【国際公開番号】W WO2021086717
(87)【国際公開日】2021-05-06
(31)【優先権主張番号】62/926,734
(32)【優先日】2019-10-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/024,877
(32)【優先日】2020-09-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】596172325
【氏名又は名称】ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100148633
【弁理士】
【氏名又は名称】桜田 圭
(72)【発明者】
【氏名】ラッシュ、ジェイソン
(72)【発明者】
【氏名】クレル、マイケル
(72)【発明者】
【氏名】エヴァソール、レズリー
(72)【発明者】
【氏名】ロザリオ、ドミンゴ
【テーマコード（参考）】
4G068
【Ｆターム（参考）】
4G068AA01
4G068AB17
4G068AC20
4G068AD01
(57)【要約】
上端（１８）、反対側の下端（２０）を有し、かつキャニスタ内部（２２）を画定するキャニスタハウジング（１６）と、上端（１８）に固定されたカバー（２６）と、上端（１８）と動作関係にあるスラリー入口（３０）と、上端（１８）に関連付けられ、かつ内部（２２）に依存して螺旋流面（５２）を有するスパイラルブロック（４６）と、を含む、石膏スラリーミキサ出力キャニスタ（１０）が提供される。流れ分配器（６０）は、下端（２０）に固定され、内部（２２）と流体連通しており、スラリー出口（６２）は、下部キャニスタハウジング端（２０）によって画定される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
石膏スラリーミキサ出力キャニスタであって、上端、反対側の下端を有し、かつキャニスタ内部を画定するキャニスタハウジングと、
前記上端に固定されたカバーと、
前記上端と動作関係にあるスラリー入口と、
前記上端に関連付けられ、かつ前記内部に依存して螺旋流面を有するスパイラルブロックと、
前記下端に固定され、前記内部と流体連通している流れ分配器と、
前記下部キャニスタハウジング端によって画定されたスラリー出口と、を備える、石膏スラリーミキサ出力キャニスタ。
【請求項2】
前記上端が、前記カバーの取り付けに対応するための半径方向に延在するフランジを有する、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項3】
前記スラリー入口は、前記入口が前記ハウジングに合流する非円形断面および矩形断面のうちの１つを有する、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項4】
前記スパイラルブロックが、前記カバーの下面に固定されている、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項5】
前記スパイラルブロックが、前記スラリー入口と流体連通し、かつ前記螺旋流面の端部を形成する垂直入口壁を有し、前記スパイラルブロックが、前記ハウジングの垂直高さの約５０％を占めることが好ましい、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項6】
前記螺旋流面が、３６０°の円弧を画定する、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項7】
前記スパイラルブロックが、約４．５インチ、±１インチ、約８．５インチ±１インチ、および約１０インチ±１インチの垂直高さのうちの１つを有する、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項8】
前記流れ分配器が、中央開口部と流体連通する複数のロブを有する出口開口部を画定する、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項9】
前記流れ分配器が、中央開口部と連通する複数のロブ状凹部を画定する複数の半径方向に内向きに突出する歯を含む、請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項10】
前記歯は、前記歯の先端が、前記中央開口部の最も内側の円周を形成するように、半径方向に内向きに先細になった内部幾何学形状を画定する、請求項９に記載のキャニスタ。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／９２６，７３４号からの優先権の利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／９２６，７３４号からの優先権の利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本発明は、石膏スラリー製造装置の改善、特に、石膏壁板の生産中にスラリーミキサから可動コンベヤベルトにスラリーを分配するための改善された装置に関する。
【0003】
石膏壁板製造の基本技術は、米国特許第１，５００，４５２号、同第２，２０７，３３９号、および同第４，００９，０６２号に開示されており、これらはすべて参照により組み込まれる。石膏生成物は、焼き石膏を水に分散させてスラリーを形成し、次いで、スラリーを所望の形状の成形型または表面に鋳造し、焼き石膏（硫酸カルシウム半水和物または無水物）と水とを反応させて水和石膏（硫酸カルシウム二水和物）を形成することによって、スラリーを凝結させて、硬化石膏を形成することによって生成されることがよく知られている。また、水性泡をスラリーに混合して気泡を生成することにより、軽量石膏生成物を生成することもよく知られている。これにより、硬化石膏が形成される前に気泡がスラリーから漏出しない場合、凝結した石膏生成物中に所望の空隙の分布がもたらされる。空隙は、しばしば「発泡石膏」と呼ばれる最終生成物の密度を低下させる。
【0004】
石膏壁板スラリーミキサは、典型的には、焼き石膏、水、および当技術分野で周知の他の添加剤を受け取るための入口を有する混合チャンバを画定するハウジングを含む。ミキサには、スラリーに混合される内容物を撹拌するように構成されたインペラまたは他のタイプの撹拌器が含まれる。排出ゲートまたは抽出器は、ミキサから分配システムへのスラリーの流れを制御する。泡および／または他の添加剤は、スラリーが実質的に混合された後、典型的には、水性泡または他の所望の添加剤、例えば、遅延剤、促進剤、分散剤、デンプン、バインダ、およびポリリン酸塩、トリメタリン酸ナトリウムなどを含む強度向上生成物が通る排出ゲートの外側側壁の泡噴射口を通してスラリーに添加される。適切な石膏ミキサは、米国特許第５，６４３，５１０号、同第５，６８３，６３５号、同第６，４９４，６０９号、および同第６，８７４，９３０号に記載されており、これらはすべて参照により組み込まれる。
【0005】
石膏壁板スラリーミキサの設計における共通の問題は、スラリーを移動させ続けなければならず、自由な流れへの障害物、またはスラリーが集合して、早期に凝結されそうな場所を避けなければならないことである。このような早期の凝結は、石膏の塊を作り出し、これは、結果として生じる壁板パネルに不規則性を形成する。スラリーの早期の凝結を防止するように設計されたそのようなデバイスの１つは、参照により組み込まれる米国特許第８，４７５，７６２号に開示されている。そのようなデバイスは、ブートと呼ばれ、所望の分布パターンを提供しながら、ミキサ内のスラリー流量を維持する。ミキサとブートとの間にキャニスタを提供し、スラリー流量を維持して、ミキサから壁板コンベヤラインへの流路における停滞流ゾーンを防止することが知られている。
【0006】
石膏スラリーミキサでは、従来、キャニスタはミキサの前面に取り付けられており、ミキサ内で量を変更できるような調整は行われていなかった。システム設計者にとっての問題には、ミキサとブートの間の領域への様々なホースラインの配線、直径、および接続が含まれる。
【0007】
したがって、スラリー流量を維持し、ミキサからコンベヤラインへの流れ特性を改善する改善されたスラリー分配装置が必要とされている。
【発明の概要】
【0008】
上記の必要性は、スラリーがミキサから排出され、ホースの必要な長さを短縮し、ブートに移行する前に泡とスラリーのより良いブレンドを可能にするレベルを維持することを可能にする本改善されたミキサ出力キャニスタによって、満たされているか、または超えられている。本キャニスタは、基本的に、ミキサ出力排出ホースの配線を容易にし、スラリーとの泡のブレンドを改善することを可能にする、ホースからブートへの移行の代替物である。
【0009】
本ミキサキャニスタは、スラリー分配を簡素化する。生産結果を改善するために、より高いスラリー出力速度が達成される。本キャニスタには、キャップを備えた概ね円筒形のハウジングと、キャップに固定され、かつキャップから依存して、逆螺旋流面を画定するスパイラルブロックと、が含まれる。スパイラルブロックは、キャニスタ内にスパイラルスラリー流を作り出すように構成および配置され、これは、早期の凝結および望ましくない凝集を防止するのに十分な速度を有する。スパイラルブロックから垂直に離間された流れ分配器は、スパイラルスラリー流を所望の線形流に変換するものであり、これは、当技術分野において周知のように、出口ブートへの方向、および最終的に１枚の面紙上の壁板コンベヤライン上への堆積に、より好適である。
【0010】
好ましい実施形態では、キャニスタハウジングは、約８．５インチの高さを有し、スパイラルブロックは、約４．５インチの高さを有し、したがって、ハウジングの高さの５０％以上を占める。さらに、流れ分配器は、約３インチの好ましい高さを有するため、スパイラルブロックと流れ分配器との間に画定された流れチャンバは、約１．０インチの比較的短い高さを有する。この出願の目的のために、「約」は、列挙された寸法における±１インチを指す。
【0011】
より具体的には、上端、反対側の下端を有し、かつキャニスタ内部を画定するキャニスタハウジングと、上端に固定されたカバーと、上端と動作関係にあるスラリー入口と、上端に関連付けられ、かつ内部に依存して螺旋流面を有するスパイラルブロックと、を含む、石膏スラリーミキサ出力キャニスタが提供される。流れ分配器は、下端に固定され、内部と流体連通しており、スラリー出口は、下部キャニスタハウジング端によって画定される。
【0012】
一実施形態では、上部ハウジング端は、カバーの取り付けに対応するための半径方向に延在するフランジを有し、スパイラルブロックは、カバーの下面に締結される。また、スラリー入口は、入口がハウジングに合流する非円形の断面を有し、好ましい実施形態では、スラリー入口は、入口がハウジングに合流する矩形の断面を有する。
【0013】
一実施形態では、スパイラルブロックは、スラリー入口と流体連通する垂直入口壁を有し、螺旋流面の端部を形成する。好ましくは、螺旋流面は、３６０°の円弧を画定する。一実施形態では、スパイラルブロックは、約４．５インチ、±１インチの垂直高さを有し、ハウジングは、約８．５インチ±１インチの垂直高さを有する。さらに、ハウジングは、約１０．５インチ±１インチの垂直高さを有することが好ましい。
【0014】
一実施形態では、流れ分配器は、中央開口部と流体連通する複数のロブを有する出口開口部を画定する。また、流れ分配器は、中心開口部と連通する複数のロブ状凹部を画定する複数の半径方向に内向きに突出する歯を含む。歯は、歯の先端が中央開口部の最も内側の円周を形成するように、半径方向に内向きに先細になった内部幾何学形状を画定することが好ましい。また、流れ分配器の垂直高さは、約３．０インチ、±１インチである。好ましい実施形態では、スパイラルブロックは、ハウジングの垂直高さの約５０％を占める。
【0015】
別の実施形態では、上端、反対側の下端を有し、かつキャニスタ内部を画定するキャニスタハウジングと、上端に固定されたカバーと、上端に固定されたスラリー入口と、上端に関連付けられ、かつ内部に依存して螺旋流面を有するスパイラルブロックと、を含む、石膏スラリーミキサ出力キャニスタが提供される。流れ分配器は、下端に固定され、内部と流体連通している。スラリー出口は、下部キャニスタハウジング端によって画定され、スパイラルブロックは、ハウジングの高さの約５０％を占める垂直高さを有し、流れ分配器は、約３インチの垂直高さを有する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
ここで、図１～図５を参照すると、本スラリーミキサ出力キャニスタの第１の実施形態は、概して１０で示される。キャニスタ１０は、ミキサ出力ホース１２とミキサブート入口１４との間の接続、およびそれらとの流体連通のために構成および配置される。適切なミキサ出口ブートは、参照により組み込まれる米国特許第８，４７５，７６２号に開示されている。ミキサからの石膏スラリーおよび混合泡の流れ方向は、矢印「Ａ」によって示される。
【0018】
キャニスタ１０には、好ましくは円筒形および管状であるキャニスタハウジング１６が含まれるが、他の管状形状（多角形を含むがこれに限定されない）が企図される。ハウジング１６の上端１８は、下端２０と反対側にあり、キャニスタ内部２２は、ハウジング内に画定される。カバー２６の確実な取り付けに対応するために、半径方向に延在するフランジ２４が、好ましくは上端１８に設けられる。フランジ２４へのカバー２６の取り付けは、当技術分野で周知のように、締結具２８、好ましくはネジ付きボルトなどによって達成される。
【0019】
フランジ２４の下に垂直に位置するのは、キャニスタハウジング１６の上端１８と動作関係にあるスラリー入口３０である。自由端３２において、スラリー入口３０は、ミキサ出力ホース１２に接続するための円形断面３４を有する。しかしながら、入口３０がキャニスタハウジング１６への接続に向かって進むにつれて、入口は、該入口が該ハウジングに合流する非円形断面３６を有する。また、入口３０は、入口が好ましくは円筒形キャニスタハウジング１６と接合する弓形縁３８を有する。したがって、入口３０は、キャニスタハウジング１６内の開口部４０と流体連通している。好ましい実施形態において、スラリー入口３０は、当技術分野において周知のように、溶接、締結具、および／または化学接着剤によって、キャニスタハウジング１６に固定される。キャニスタハウジング１６の別の特徴は、対応するミキサインフラストラクチャ（図示せず）へのキャニスタ１０の取り付けを容易にするためにハウジングの外部４４に固定された少なくとも１つの取り付けバー４２である。
【0020】
次に、図１、図３、図６、および図７を参照すると、本キャニスタ１０の重要な特徴は、キャニスタ内部２２に依存して、ハウジング１６の内部プロファイルに従うスラリー流路を作り出すスパイラルブロック４６である。また、好ましくは、締結具などによってカバー２６の下面４８に締結されたスパイラルブロック４６は、開口部４０の上のキャニスタ内部２２、またはカバーと開口部との間の領域を満たす。したがって、スパイラルブロック４６の存在により、結果として生じる壁板パネル内に塊を作り出す、早期に凝結され得る迷走スラリーの望ましくない集合が防止される。
【0021】
より具体的には、スパイラルブロック４６は、カバー２６の下面４８に取り付けるように構成された概ね円筒形の取り付け端５０を有する。取り付け端の反対側には、表面の一部が他の部分から垂直に変位しているものの、好ましくは、完全な３６０°円弧で延在する螺旋流面５２がある。図１に見られるように、スパイラルブロック４６がカバー２６に取り付けられると、ブロックは、キャニスタ内部２２に依存する。
【0022】
図６に見られるように、スパイラルブロック４６は、スラリー入口３０およびハウジング開口部４０と流体連通する垂直入口壁５４を有する。また、入口壁５４は、螺旋流面５２の端部を形成する。壁５４の上縁５６は、図６に見られるように、螺旋流面５２の上部垂直限界を画定し、これは、スパイラルブロック４６が反転してキャニスタ内部２２に挿入されると、実際には、表面の下部限界である。また、垂直入口壁５４は、開口部４０の１つの縁と整列される（図３）。入ってくるスラリーは、開口部４０を通過し、垂直入口壁５４によって誘導され、依存するスパイラルブロック４６の螺旋流面５２の構成に起因して、内部２２内で円形またはスパイラル流を開始する。
【0023】
次に、図２および図８～図１０を参照すると、本ミキサキャニスタ１０の別の構成要素は、スパイラルブロック４６によって作り出された概ね円形またはスパイラル流を収容し、流れをより直線的または層状にするように再配向するように構成および配置された流れ分配器６０である。後者の流れは、当技術分野で周知のように、スラリーがブートから放出され、壁板生産コンベヤ上の可動面紙の上を流れるため、より望ましい。
【0024】
好ましい実施形態では、流れ分配器６０は、キャニスタハウジング１６の下端２０に固定的に位置し、スラリー出口６２を画定する。流れ分配器６０上の環状溝６４は、流れ分配器をキャニスタハウジング１６に固定するために、止めねじ（図２）などの少なくとも１つの締結具６６によって係合される。また、流れ分配器６０は、キャニスタ内部２２と流体連通している。
【0025】
より具体的には、流れ分配器６０は、機械加工、鋳造などによって一体的に形成された部分であり、中央開口部７２と流体連通する複数の円周方向に配置されたロブ７０を有する出口開口部６８を画定する。ロブ７０は、複数の半径方向に内向きに突出する歯７４（図９）によって画定され、各ロブは、２つの隣接する歯の間に位置する。また、歯７４は、歯の先端７６が中央開口部７２の最も内側の円周を形成するように、半径方向に内向きに先細になった内部幾何学形状を画定する。図１０に見られるように、流れ分配器６０の壁７８は、概ね楔形の断面を画定し、歯７４の先端７６は、楔の先端を形成する。また、歯７４は、先端７６に向かって先細になる上部プレート部分８０および下部プレート部分８２から形成される。好ましい実施形態では、流れ分配器６０は、壁７８によって画定される垂直高さを有し、好ましくは、高さ３．０インチ、±１インチである。
【0026】
ここで、図１１～図２１を参照すると、本スラリーミキサ出力キャニスタの代替的な実施形態は、概して１００で示されている。キャニスタ１０と共有される構成要素は、同一の参照番号でマークされている。２つのキャニスタ１０、１００の１つの主な区別は、キャニスタ１０内のキャニスタハウジング１６が、約１０インチ±１インチの垂直高さを有することである。しかしながら、キャニスタ１００では、キャニスタハウジング１０２は、約８．５インチ±１インチの垂直高さを有する。また、スパイラルブロック１０４は、約４．５インチ±１インチの垂直高さを有するため、スパイラルブロックは、ハウジング１０２の高さの約５０％を占める垂直高さを有する。
【0027】
キャニスタ１００の別の特徴は、流れ分配器６０が約３．０インチ±１インチの垂直高さを有するため、キャニスタ内部２２に約１．０インチが残っていることである。したがって、流れチャンバ１０６（図１３）は、スパイラルブロック１０４と流れ分配器６０との間のキャニスタ内部２２に画定され、約１．０インチの垂直高さを有する。ハウジング１０２内のこの構成要素の配置は、キャニスタ１００を通るスラリー速度を含むパフォーマンスの向上をもたらし、キャニスタを通るスラリーの流れが迅速化され、スラリー量が維持されるため、壁板生産ラインの従来のスラリーディスペンサーと比較して、望ましくない凝集または早期の凝結が有意に減少することが分かった。
【0028】
本石膏スラリーミキサ出力キャニスタの特定の実施形態が本明細書に記載されているが、変更および修正が、より広範な態様において本発明から逸脱することなく、以下の特許請求の範囲に記載されるように行われ得ることが、当業者によって理解されるであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【国際調査報告】