JP2002519539A - 振動性で流動の反転する衝突ガスを用いて繊維性ウェブから水を除去するための方法 - Google Patents

振動性で流動の反転する衝突ガスを用いて繊維性ウェブから水を除去するための方法

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Abstract

(57)【要約】 繊維性ウェブから水を除去するための方法および装置が開示される。この方法は約１０％から約９０％までの水分含有量を有する、繊維性ウェブを準備し、１５Ｈｚから１，５００Ｈｚまでの周波数を有する、振動性で、流動の反転する衝突ガスを準備し、振動性で、流動の反転する衝突ガスを放出するように設計される、複数個の放出口を有するガス分配装置を準備し、振動性で、流動の反転する衝突ガスを複数個の放出口を通してウェブに衝突させ、これにより、ウェブから水を除去する工程を含む。装置は繊維性ウェブを受け入れ、ウェブを流れ方向に運ぶように設計されるウェブサポート、振動性で、流動の反転する衝突ガスを発生するように設計される、少なくとも１個の振動発生器および振動発生器と連絡し、振動性で、流動の反転する衝突ガスをウェブに供給する、少なくとも１個のガス分配装置を構成する。このガス分配装置はウェブサポート放出口との間に衝突距離を形成するようにウェブサポートと並置される、複数個の放出口で終わる。この放出口はウェブの衝突面積を規定している、予め決められたパターンを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は強く、柔らかく、しかも吸収性の繊維性ウェブを製造するための方法
に関する。特に、本発明は繊維性ウェブを脱水する方法に関する。
【０００２】 発明の背景 紙ウェブのような繊維構造体は多様な方法によって製造されている。たとえば
、紙ウェブは参照としてここに取り入れられる、トロクハンらに付与された１９
９６年９月１７日発行の米国特許第５，５５６，５０９号明細書、アンパルスキ
ーらに付与された１９９６年１２月３日発行の米国特許第５，５８０，４２３号
明細書、ファンに付与された１９９７年３月１１日発行の米国特許第５，６０６
，７２５号明細書、トロクハンらに付与された１９９７年５月１３日発行の米国
特許第５，６２９，０５２号明細書、アンパルスキーらに付与された１９９７年
６月１０日発行の米国特許第５，６３７，１９４号明細書およびマクファーラン
ドらに付与された１９９７年１０月７日発行の米国特許第５，６７４，６６３号
明細書に従い製造することができる。抄紙ウェブは、また、ジョンソンらに付与
された１９８５年４月３０日発行の米国特許第４，５１４，３４５号明細書、ト
ロクハンに付与された１９８５年７月９日発行の米国特許第４，５２８，２３９
号明細書、トロクハンに付与された１９８５年７月１６日発行の米国特許第４，
５２９，４８０号明細書、トロクハンに付与された１９８７年１月２０日発行の
米国特許第４，６３７，８５９号明細書およびトロクハンらに付与された１９９
４年８月２日発行の米国特許第５，３３４，２８９号明細書に説明されるような
、通気乾燥法を用いて製造することができる。上記特許明細書の開示は参照とし
てここに取り入れられる。
【０００３】 抄紙工程の進行中に紙から水を除去するのに、典型的には、数工程を経る必要
がある。最初に、典型的には、繊維の水性分散体は９９％よりも多い水分と、１
％よりも少ない繊維とを含む。この９９％の水分は機械的に除去され、繊維濃度
は約２０％になる。この後、プレス操作および／または熱操作、および／または
通気乾燥操作、あるいはこれらの方法のいずれかの組み合わせた方法で、典型的
には、水の約１％よりも少なくなるまで除去し、ウェブ繊維濃度を約６０％まで
高める。最後に、残っている水分を最終乾燥操作（典型的には、乾燥シリンダを
使用する）で除去し、これにより、ウェブの繊維濃度を約９５％まで高めること
ができる。
【０００４】 除去する必要のある水がこのように多量であるので、水の除去は工業用抄紙工
程においてエネルギ集約量の最も大きい操作の一つになっている。ある調査によ
れば、抄紙は１９８５年の時点で３，９５６．２５×１０14Ｊ（３．７５×１０ 14 ＢＴＵ）よりも大きいエネルギを使用する、乾燥用総エネルギ消費における主
要な工業となっている（サラマらの論文「天然ガスの競合局面：工業用固体乾燥」
エネルギ・エンバイロンメント・アナリシス社、１９８７年）。したがって、抄
紙工程において抄紙機の能力を高め、操作でのコストを引き下げるような、より
効率な水除去方法は紙製造工業に多大な利益をもたらすことになる。
【０００５】 抄紙技術において固定流動による衝突ガスおよび紙を乾燥するシリンダドライ
ヤを使用することはよく知られている（たとえば、ポラットらの「パルプおよび
紙の乾燥」ハンドブック・オブ・インダストリアル・ドライイング、６４３−６
８２頁、１９８７年）。典型的には、衝突フードがティッシュ製品を製造するた
めのヤンキードライヤと共に使用されている。２８７．７ｍ2（３，０００平方
フィート）あたり約３．６２９ｋｇ（８ポンド）から４．９９０ｋｇ（１１ポン
ド）の比較的小さい坪量を有する、ウェブでは約０．５秒で水分を除去する。こ
れは０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり毎時間約１９．０５０ｋｇ（４
２ポンド）の蒸発率に相当し、総蒸発量の約７０％がこの衝突フードの働きによ
って達成されている。比較的重い坪量を有する紙製品の乾燥率は少なからず遅く
なる。たとえば、２８７．７ｍ2（３，０００平方フィート）あたり約１３．６
０８ｋｇ（３０ポンド）の坪量を有する、新聞用紙はシリンダドライヤ上におい
て毎時間０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり約２．２６８ｋｇ（５ポン
ド）の蒸発率を有する。たとえば、ピー・エンクビストらによるヴァルメット・
テクノロジ・デイズ’９７において提案される「ティッシュ抄紙機のヴァルメッ
ト高速、高温ヤンキーフード」（米国、ウイスコンシン州、オシコシにおいて１
９９７年６月１２−１３日開催）を参照する。
【０００６】 また、紙を含む、多様な製品から水を除去するのに力を貸す蒸気ジェット音源
によって生じるエネルギのような音波エネルギを使用することが知られている。
ロッドウィンに付与された１９７２年６月１３日発行の米国特許第３，６６８，
７８５号明細書は抄紙ウェブを乾燥するための音波乾燥法と衝突流動乾燥法とを
組み合わせることを教示する。ロッドウィンらに付与された１９７２年１０月３
日発行の米国特許第３，６９４，９２６号明細書は抄紙ウェブから湿分を転移す
るためにウェブを通過させながら、音響発生器からの激烈な音響にさらす、音波
乾燥部を有する抄紙ドライヤを教示する。ロッドウィンらに付与された１９７３
年８月７日発行の米国特許第３，７５０，３０６号明細書は移動中のウェブから
浮き上がった湿分を運び去るためにトラフ状のリフレクタに沿って間隔をあけて
設けた蒸気ジェット音源および低圧の第２の空気を用いる、ウェブおよびロール
の音波乾燥法を教示する。
【０００７】 上記の教示によれば、音波／音響エネルギを発生するための手段および固定流
動による衝突／掃気空気を発生するための独立した手段を備える、音響発生器、
蒸気音源およびその類似物のような、従来技術に従う音響エネルギは極めて強力
な音響源を必要としており、膨大な量のエネルギを消費する。サイレン、ホーン
、蒸気音源およびその類似物のような、従来の音響発生器の効率が、典型的には
、１０から２０％を超えないことはこの技術分野ではよく知られている。望まし
い乾燥効果を得るためには、また、空気を圧縮する補助コンプレッサのような、
追加機器および望ましい音響圧力を発生する増幅器が必要とされている。
【０００８】 ところで、従来技術の固定流動による衝突と対照的に、振動性で、流動の反転
する空気またはガスを用いて紙ウェブに衝突させる方法が多大な利点をもたらす
ことが見出された。この方法によれば、乾燥／脱水率を高めることができ、エネ
ルギの節約を果たすことが可能である。比較的低い周波数を有する、振動性で、
流動の反転する空気またはガスは従来技術によるものと比べて抄紙工程における
熱伝達および物質移動率を増大するのに有効な手段であると考える。
【０００９】 振動燃焼技術は熱と関係する工程において熱伝達および物質移動を増大する、
有用な商業的方法である。商業用利用には工業用および家庭用加熱装置、ボイラ
、石炭ガス化、スプレー乾燥および危険物焼却を含む。たとえば、次の米国特許
明細書は振動燃焼に関する幾つかの工業用利用について開示する。マンサワーら
に付与された１９９１年１０月２２日発行の第５，０５９，４０４号明細書、マ
ンサワーに付与された１９９２年７月２８日発行の第５，１３３，２９７号明細
書、マンサワーに付与された１９９３年３月３０日発行の第５，１９７，３９９
号明細書、マンサワーに付与された１９９３年４月２７日発行の第５，２０５，
７２８号明細書、マンサワーに付与された１９９３年５月１８日発行の第５，２
１１，７０４号明細書、マンサワーに付与された１９９３年１０月２６日発行の
第５，２５５，６３４号明細書、マンサワーらに付与された１９９４年４月２６
日発行の第５，３０６，４８１号明細書、マンサワーらに付与された１９９４年
１０月１１日発行の第５，３５３，７２１号明細書およびマンサワーらに付与さ
れた１９９４年１１月２２日発行の第５，３６６，３７１号明細書。これらの特
許明細書の開示は振動燃焼技術を説明する目的のために参照としてここに取り入
れられる。ピー・エー・エイベックらによる“振動燃焼：衝突ジェットによる熱
伝達の促進” と題する論文（コンバッション・サイエンス・アンド・テクノロ
ジィ、１９９３年、第９４巻、１４７−１６５頁）は平板に衝突させる瞬間的な
ジェット流を発生するために振動燃焼器を使用する、対流熱伝達の促進方法につ
いて説明する。この論文は固定流動による衝突と比べて対流熱伝達を促進できる
ことを伝える。
【００１０】 出願人は振動性で、流動の反転する衝突が従来の脱水および／または乾燥工程
と比べてウェブ脱水および／または乾燥工程において熱伝達および物質移動が格
段に増大すると考える。特に、振動性で、流動の反転する衝突により抄紙機速度
を増加でき、および／またはウェブを乾燥するのに必要な空気量を減少できると
いう、多大な利点を得ることが可能になり、これにより、機器の大きさが小型化
し、ウェブ乾燥／脱水操作、−したがって−全抄紙工程の資本コストが低下する
と考える。これに加えて、振動性で、流動の反転する衝突においては上記に参照
される現在の譲受人によって製造される、各部の濃度が異なるウェブを実質的に
均一に乾燥するができる。また、振動性で、流動の反転する衝突は繊維性ウェブ
の脱水および／または乾燥に単独で適用し、あるいは通気乾燥法、固定流動によ
る衝突乾燥法および乾燥シリンダ乾燥法のような、他の脱水方法と組み合わせて
適用しても成功を収めると考える。
【００１１】 ウェブから水を効果的に除去するために振動性で、流動の反転する空気または
ガスは、多くの場合、特に、ウェブの幅を横切って（すなわち、幅方向に）実質
的に均一な方法でウェブに作用させなければならない。これに代わる方法では、
ウェブの幅を横切って振動性衝突ガスを吹く方法とは異なる、予め決められた特
殊な方法への変更も望ましく、これにより、ウェブの各領域で相対的な湿分含有
量および／または乾燥率を調節することができる。いずれの例でも、振動性で、
流動の反転する空気またはガスを分配する間を通じてウェブの、特に、幅方向の
表面全域にわたって調節することはウェブから水を除去する工程を有効にするの
に極めて重要である。
【００１２】 今日、工業的規模の最新の抄紙機で製造されるウェブは幅が約２５４ｃｍ（１
００インチ）から１，０１６ｃｍ（４００インチ）で、直線速度で毎分２１３３
．６ｍ（７，０００フィート）までの速さで走行する。このような高速走行と結
び付ついたウェブの幅はその表面全域にわたって振動性ガスの分布を（多分、均
一に）調節することを困難にする。たとえば、振動燃焼のような、振動性で、流
動の反転する空気またはガスを発生する、既存の装置は流動の反転する空気また
はガスに求められる、比較的大きい面積を横切る方向に実質的に均一な振動場を
発生するように、仮に適応させたとしても、意図したとおりに適応できない。
【００１３】 したがって、本発明の目的は振動性で、流動の反転する衝突ガスを用いて繊維
性ウェブから水分を除去するための方法および装置を提供することにある。また
、本発明の別の目的は振動性で、流動の反転する空気またはガスの分布をウェブ
の表面全域にわたって効果的に調節することを可能にするガス分配装置を提供す
ることにある。さらに、本発明の別の目的はウェブに振動性で、流動の反転する
空気またはガスを実質的に均一に吹くことのできるガス分配装置を提供すること
にある。
【００１４】 発明の概要 本発明は衝突媒体としての振動性で、流動の反転する空気またはガスを用いて
繊維性ウェブから水を除去するための新規な方法および装置を提供する。本発明
の方法および装置は初期ウェブ形成工程から後乾燥工程に至る全抄紙工程の多様
な工程において使用することが可能である。したがって、繊維性ウェブは約１０
％から約９０％までの広い範囲の水分含有量を有する。すなわち、これはウェブ
の繊維濃度において約９０％から約１０％までである。
【００１５】 方法の態様では、本発明は繊維性ウェブを準備し、予め決められた周波数、す
なわち、１５Ｈｚから１，５００Ｈｚまでの周波数を有する、振動性で、流動の
反転する衝突ガスを準備し、複数個の放出口を備え、振動性で、流動の反転する
衝突ガスをウェブの予め決められた部分に供給するように設計される、ガス分配
装置を準備し、放出口を通して振動性で、流動の反転する衝突ガスをウェブに衝
突させ、これにより、ウェブから水を除去する工程を構成する。好ましくは、振
動性で、流動の反転する衝突ガスはウェブの衝突面積を規定している、予め決め
られたパターンでウェブに衝突させる。
【００１６】 繊維性ウェブを準備する第１の工程は複数の抄紙繊維を準備する工程を含む、
ウェブを紙層形成する工程で先行する。本発明は、また、乾式エアレイ法で形成
したウェブまたは再湿潤したウェブの使用を予定している。このウェブは本発明
の方法および装置によって水を除去する前は不均一な水分分布を有する。すなわ
ち、ウェブのある部分の繊維濃度はウェブの他の部分の繊維濃度と相違している
。
【００１７】 本発明の水除去装置は流れ方向およびこの流れ方向と垂直な幅方向を有する。
本発明の装置は繊維性ウェブを受け入れ、繊維性ウェブを流れ方向に運ぶように
設計されるウェブサポート、約１５Ｈｚから約１，５００Ｈｚまでの周波数を有
する、振動性で、流動の反転する空気またはガスを発生するように設計される、
少なくとも１個の振動発生器およびこの振動発生器と連絡し、振動性で、流動の
反転する空気またはガスをウェブの予め決められた部分に供給する、少なくとも
１個のガス分配装置を構成する。このガス分配装置はウェブサポート（またはウ
ェブサポート上にウェブを置いたとき、そのウェブ）と並置される、複数個の放
出口を構成する。ウェブサポートと放出口とは双方の間に衝突域を形成する。こ
の衝突域は衝突距離“Ｚ”によって規定されている。換言すると、この衝突距離
Ｚは放出口とウェブサポートの間の間隙である。好ましくは、複数個の放出口は
ウェブの衝突面積“Ｅ”を規定している、予め決められたパターンを構成する。
振動性で、流動の反転するガスはそのガスをウェブの衝突面積全域にわたって実
質的に均一に分布させるようにウェブに衝突する。これに代わるものでは、振動
性で、流動の反転するガスはそのガスをウェブの衝突面積全域にわたって不均一
に分布させるようにウェブに衝突し、これにより、ウェブの湿分分布を調節する
。
【００１８】 本発明に従うと、振動発生器は周期速度／運動量成分および平均速度／運動量
成分を有する、振動性で、流動の反転する空気またはガスを発生するように設計
される。好ましくは、この振動発生器で発生する音圧は、下記に詳述されるよう
に、大きい振幅を有する周期運動に変換される。これは正サイクルと入れ替わる
負サイクルを構成し、正サイクルは負サイクルよりも大きい運動量および周期速
度を有する。
【００１９】 好ましい、ある振動発生器は、一般に、燃焼室、空気吸込み口、燃料入口、お
よび共鳴チューブを備える、振動燃焼器を構成する。この共鳴チューブは音響定
常波を発生する共鳴器として働く。この共鳴チューブは、さらに、ガス分配装置
と連絡している。ここで用いられるとき、用語“ガス分配装置”とは振動発生器
によって発生した振動性で、流動の反転する空気またはガスのための閉じた経路
を構成し、振動性で、流動の反転する空気またはガスをウェブの予め決められた
（上記のように定義される）衝突面積に衝突させ、ウェブから水を除去するよう
に設計される、チューブ、テールパイプ、ブローボックスなどを組み合わせたも
のについて定義している。このガス分配装置は振動燃焼器の望ましい運転モード
または振動燃焼器によって発生した流動の反転するガスの周期特性に悪影響を及
ぼす妨害的干渉を最小に保ち、好ましくは、これをすべて回避するように設計さ
れる。このガス分配装置は振動性で、流動の反転する空気またはガスについて、
好ましくは、複数個の放出口またはノズルを通してウェブに分配する。好ましい
振動性で、流動の反転する空気またはガスの周波数は約１５Ｈｚから約１，５０
０Ｈｚまでの範囲内である。振動発生器の形式および／または水分除去工程の望
ましい特性に応じてより好ましい周波数は１５Ｈｚから５００Ｈｚまでであり、
最も好ましい周波数は１５Ｈｚから２５０Ｈｚまでである。振動発生器が振動燃
焼器からなるとすれば、好ましい周波数は約７５Ｈｚから約２５０Ｈｚまでであ
る。本発明の振動発生器としてヘルムホルツ形共鳴器を使用してもよい。ヘルム
ホルツ形振動発生器は、典型的には、望ましい周波数を達成するように同調させ
る。振動燃焼器では、放出口の出口においてガス温度を約２６０°Ｃ（５００°
Ｆ）から約１，３７１．１１°Ｃ（２，５００°Ｆ）までに保つようにする。
【００２０】 振動発生器の他の実施例においては低周波音装置を構成する。この低周波音装
置はパルセータを介して空気吸込み口と連絡する共鳴室を構成する。このパルセ
ータは共鳴室および共鳴チューブにおいて増幅される、可聴下音圧（低周波数）
の振動する空気を発生する。この低周波音装置の振動性で、流動の反転する空気
の好ましい周波数は１５Ｈｚから１００Ｈｚまでである。もし、必要であれば、
低周波音装置を構成する装置は低周波音装置から発生する振動性で、流動の反転
する空気を加熱するための手段を備えてもよい。
【００２１】 振動性で、流動の反転する衝突空気またはガスは平均速度および対応する平均
運動量によって特徴づけられる、平均成分ならびに周期速度および対応する周期
運動量によって特徴づけられる、振動、すなわち、周期成分の２つの成分を有す
る。燃焼ガスが燃焼室からガス分配装置に達し、それを通って、そこから“前方
”に移動する間の振動サイクルは正サイクルと呼び、衝突ガスの逆流が発生する
間の振動サイクルは負サイクルと呼ぶ。正サイクルの平均振幅は正振幅であり、
負サイクルの平均振幅は負振幅である。正サイクル中、衝突ガスはウェブサポー
ト上に置いたウェブにかけて正方向に向く正速度を有し、負サイクル中、衝突ガ
スは負方向に向く負速度を有する。正方向は負方向と反対であり、正速度は負速
度に対して反対である。正速度成分は負速度成分よりも大きく、平均速度は正方
向を有する。
【００２２】 振動燃焼器は燃焼室内で、典型的には、１６０−１９０ｄＢ級の強い音圧を発
生する。この音圧は燃焼室において最大レベルに達する。共鳴チューブの開放端
のために音圧は共鳴チューブの出口において低下する。この音圧の降下により周
期速度は漸増しながら、共鳴チューブの出口において最大に達する。最も好まし
いヘルムホルツ形振動発生器では、振動性衝突ガスの放出過程で最大周期速度に
達するために音圧は共鳴チューブの出口において最小になる。この音圧の低下に
より従来の音響的にレベルを高めた工程で付随して発生する騒音を効果的に減少
させることができる。
【００２３】 燃焼室の測定した音圧に基づいてガス分配装置の出口において周期速度は約３
０４．８ｍ／ｍｉｎ（１，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４０ｍ／ｍｉｎ
（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）、好ましくは、約７６２ｍ／ｍｉｎ（２，５００
ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４０ｍ／ｍｉｎ（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）ま
での値を計算で求めることができる。より好ましい周期速度は約１，５２４ｍ／
ｍｉｎ（５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４０ｍ／ｍｉｎ（５０，００
０ｆｔ／ｍｉｎ）までである。平均速度は約３０４．８ｍ／ｍｉｎ（１，０００
ｆｔ／ｍｉｎ）から約７，６２０ｍ／ｍｉｎ（２５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）、好
ましくは、約７６２ｍ／ｍｉｎ（２，５００ｆｔ／ｍｉｎ）から約７，６２０ｍ
／ｍｉｎ（２５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）、より好ましくは、約１，５２４ｍ／ｍ
ｉｎ（５，０００）から約７，６２０ｍ／ｍｉｎ（２５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）
までである。
【００２４】 約１０％から約６０％までの水分含有量を有するウェブの場合、本発明の装置
および方法は０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり毎時間６８．０３８ｋ
ｇ（１５０ポンド）およびそれ以上の水除去率を達成することができると考える
。この望ましい水除去率を達成するために振動性で、流動の反転するガスは、好
ましくは、ウェブの表面全域にわたってウェブと実質的に均一接触している、振
動“流動場”を形成する。これを達成する一つの方法はガス分配装置から振動性
ガス流を生じさせることで、ガス分配装置が振動性ガスを実質的に等分に分け、
放出口を通してウェブの乾燥表面に衝突させる。したがって、本発明の装置は予
め決められる、好ましくは、調節可能なパターンに従いウェブに振動性で、流動
の反転する衝突空気またはガスを放出するように設計される。この放出口の分布
パターンは変えることができる。好ましい一つの分布パターンは規則正しい、千
鳥配列からなるパターンを構成する。
【００２５】 ガス分配装置の放出口は、これに限られないが、円形、全体的に長方形、長円
形のスリットなどを含む、多様な形状を有する。この放出口は各々開口面積“Ａ
”および等価直径“Ｄ”を有する。合計開口面積“ΣＡ”とは放出口の個々の開
口面積をすべて足し合わせて形成される、一つになった開口面積のことである。
連続工程のいずれかの時期に流動の反転する衝突場によって打たれるウェブの一
部の領域は衝突面積“Ｅ”である。
【００２６】 好ましくは、ウェブはウェブサポート、より好ましくは、流れ方向に移動する
ウェブサポートによって支持する。好ましい実施例では、ガス分配装置の放出口
とウェブサポートとを互いに動かし、衝突距離を変化させるために自動化装置と
と同様に、たとえば、従来の手動機構のような、衝突距離を調節する手段を備え
る。この衝突距離は脱水工程の少なくとも１つのパラメータまたはウェブに関係
するいずれかのパラメータを測定する、制御装置からの信号に応じて自動的に調
節することができる。好ましい実施例では、衝突距離は約６．３５ｍｍ（０．２
５インチ）から約１５２．４ｍｍ（６．０インチ）までの範囲である。この衝突
距離は衝突域、すなわち、放出口とウェブサポートとの間の区域を規定する。好
ましい実施例において、放出口の等価直径Ｄに対する衝突距離Ｚの比（すなわち
、Ｚ／Ｄ）は約１．０から約１０．０である。衝突面積Ｅに対する合計開口面積
ΣＡの比（すなわち、ΣＡ／Ｅ）は０．００２から１．０００までであり、好ま
しくは、０．００５から０．２００までであり、より好ましくは、０．０１０か
ら０．１００までである。
【００２７】 一実施例において、ガス分配装置は少なくとも１個のブローボックスを構成す
る。このブローボックスは複数個の放出口を有する、底部プレートを備える。ブ
ローボックスは実質的に平面状の底部プレート有する。これに代わるものでは、
ブローボックスの底部プレートは、たとえば、凸面形状または凹面形状のような
非平面または曲面形状を備えてもよい。ブローボックスの一実施例では、全体的
に凸面状の底部プレートが複数個の区間片によって形成される。
【００２８】 振動性で、流動の反転する空気またはガスを角度を付けて吹くのは本発明にお
いて有利に使用することができる。ウェブサポートの全体平面（またはウェブの
衝突面積Ｅと関係する面）と放出口から流出する、正方向に向く空気またはガス
の振動流との間の角度はほぼ０°から９０°の範囲内にある。これらの角度は流
れ方向、幅方向ならびに流れ方向および幅方向の中間に向けることができる。
【００２９】 複数個のガス分配装置はウェブの幅を横切って配置される。この配置によりウ
ェブ幅方向にウェブ脱水工程の条件を調節する場合の柔軟性を向上させることが
できる。たとえば、このような配置においてはウェブの幅方向に濃度差があると
きもそれに合わせて個別に衝突距離を調節することが可能になる。もし、望まれ
るのであれば、個々のガス分配装置は規則正しい、好ましくは、千鳥配列のパタ
ーンでウェブの表面全域にわたって分布させる。
【００３０】 流動の反転する衝突ガスの振動場はウェブに衝突させる固定流動（非振動性）
衝突ガスと組み合わせて有利に使用することができる。好ましい一実施例は流動
の反転するガスと固定流動のガスとを次々交替しつつ吹くように構成される。振
動性ガスおよび固定流動のガスのいずれか一方、または双方はウェブサポートに
対して角度を保つジェット流を生成する。
【００３１】 このウェブサポートは、たとえば、抄紙バンドまたはベルト、ワイヤまたはス
クリーン、乾燥シリンダなどのような、多様な構造を含む。好ましい実施例では
、ウェブサポートは毎分３０．４８ｍ（１００フィート）から３，０４８ｍ（１
０，０００フィート）までの速度で流れ方向に走行する。より好ましくは、ウェ
ブサポートの速度は毎分３０４．８ｍ（１，０００フィート）から３，０４８ｍ
（１０，０００フィート）までの速度である。本発明の装置は、たとえば、ウェ
ブ形成、ウエットウェブ移動、前乾燥、（ヤンキードラムのような）乾燥シリン
ダ乾燥および後乾燥のような、全抄紙工程の主要な工程において適用することが
できる。衝突域の好ましい一つの位置は乾燥シリンダとこの乾燥シリンダと並置
される、乾燥フードとの間に形成される領域である。この例では、ウェブサポー
トは乾燥シリンダの表面からなる。一実施例において、衝突フードはシリンダド
ライヤのウェット側に配置される。乾燥滞留時間は乾燥シリンダを取り囲むフー
ドによる囲いと抄紙機速度との兼合いによって調節する。この方法は各部の濃度
が異なる抄紙ウェブで湿分勾配が生じるのを取り除くのに特に有用である。
【００３２】 好ましいウェブサポートの一実施例はウェブ接触面およびこのウェブ接触面と
反対側の背面を有する、流体浸透性エンドレスベルトまたはバンドからなる。こ
の形式のウェブサポートは、好ましくは、強化構造物と結合される構成物および
ウェブ接触面から背面にかけて延びる、少なくとも１個の流体浸透性偏向通路を
構成する。この構成物は実質的に連続した構造からなる。これに代わるものでは
、または追加して、構成物は不連続な複数個の突起物を構成してもよい。ウェブ
接触面が実質的に連続した構成物によって形成されるとすれば、ウェブ接触面は
実施的に連続した組織からなり、少なくとも１個の偏向通路は実質的に連続した
構成物を貫通して延びる、構成物によってその周囲を囲われる、不連続な複数個
の偏向通路を備える。
【００３３】 本発明の方法および装置を用いることによりウェブの濃度が異なる部分から同
時に水を除去することができる。振動性で、流動の反転する方法の脱水特性は脱
水されるウェブの濃度差に左右されるとしても、乾燥シリンダまたは通気乾燥法
を使用する、従来の工程と比較して濃度差に左右される程度がはるかに小さい。
したがって、本発明の方法は脱水工程の水除去特性−最も重要な点として水分除
去率−について脱水されるウェブの各部分における相対的な濃度差による束縛か
ら効果的に切り離すことができる。
【００３４】 本発明の方法は単独または通気乾燥法と組み合わせるどちらの方法でも、抄紙
製造工程のある工程で乾燥シリンダを利用するのを除外することができる。本発
明の好ましい適用例の一つは、たとえば、真空源によって生じた圧力を含む、通
気乾燥法と組み合わせることである。本発明の装置は真空ピックアップシューま
たは真空ボックスのような、真空装置と組み合わせて有利に使用することができ
る。この例では、ウェブサポートは、好ましくは、流体浸透性である。この真空
装置は、好ましくは、ウェブサポートの背面、より好ましくは衝突域と一致する
領域に並置される。この真空装置は流体浸透性ウェブサポートを通してウェブに
圧力を作用させる。この例では、振動発生器によって発生した振動性で、流動の
反転するガスおよび真空装置によって生じた圧力を協働するように作用させ、こ
れにより、これらの方法を個別に利用する工程と比べて組み合わせた脱水工程に
おける効率を格段に向上させることができる。
【００３５】 任意的に、本発明の装置は境界層を含む、衝突域から水を除去する補助手段備
える。このような補助手段は大気圧を有する外部領域と連絡している、複数個の
スロットを構成する。これに代わるものでは、または追加して、補助手段は真空
源を構成してもよく、少なくとも１個の真空スロットは衝突域および／または衝
突域に隣接する領域から真空源にかけて延ばし、これにより、衝突域と真空源と
の間を連通させるようにする。
【００３６】 発明の詳細な説明 本発明の方法の第１の工程は繊維性ウェブを準備することからなる。ここで用
いられるとき、用語“繊維性ウェブ”または単に“ウェブ”６０（図１および図
６ないし図９）とはセルロース繊維、合成繊維またはこれらの組み合わせたいず
れかの繊維を構成している、巨視的に平坦な基材を呼ぶ。このウェブ６０は、こ
れに限られないが、従来のありふれた方法および通気乾燥法を含む、この技術分
野においてよく知られたいずれかの抄紙方法によって製造できる。このウェブ６
０を構成している、繊維は未使用の抄紙繊維と共に、再使用、または２次の抄紙
繊維を含む。このような繊維は広葉樹繊維、針葉樹繊維および非木材繊維からな
る。ここで用いられるとき、用語“繊維性ウェブ”は、これに限られないが、９
２．９ｍ2（１，０００ｆｔ2）あたり約１１，３３９．８ｇ（２５ｌｂ）から９
２．９ｍ2（１，０００ｆｔ2）あたり約４５，３５９．２ｇ（１００ｌｂ）の坪
量を有する、ボード級ウェブと共に、２８７．７ｍ2（３，０００ｆｔ2）あたり
約３，６２８．７ｇ（８ｌｂ）から２８７．７ｍ2（３，０００ｆｔ2）あたり約
９，０７１．８ｇ（２０ｌｂ）の坪量を有する、ティッシュウェブを含む。さら
に、この繊維性ウェブは、これに限られないが、２８７．７ｍ2（３，０００ｆ
ｔ2）あたり約１３，６０７．８ｇ（３０ｌｂ）から２８７．７ｍ2（３，０００
ｆｔ2）あたり約３６，２８７．４ｇ（８０ｌｂ）級の坪量を有する、クラフト
ぺーパウェブ、９２．９ｍ2（１，０００ｆｔ2）あたり約１８，１４３．７ｇ（
４０ｌｂ）から９２．９ｍ2（１，０００ｆｔ2）あたり約４５，３５９．２ｇ（
１００ｌｂ）級の坪量を有する、漂白ペーパボードおよび２８７．７ｍ2（３，
０００ｆｔ2）あたり約１３，６０７．８ｇ（３０ｌｂ）の、典型的な坪量を有
する、新聞用紙を含む。
【００３７】 繊維性ウェブ６０を準備する第１の工程はこのウェブを形成する工程によって
先行する。当業者はウェブ６０を形成することは複数の繊維６１（図８）を準備
する工程を含むことを容易に理解することができる。図８に示す典型的な連続抄
紙工程においては複数の繊維６１は、好ましくは、液体キャリア中に浮遊してい
る。より好ましくは、複数の繊維６１は水性分散液を構成している。水性分散液
を準備するための機器はこの技術分野ではよく知られており、したがって、図８
には示されていない。繊維６１を含む水性分散液は、図８に示すように、ヘッド
ボックス６５内に準備する。図８においては１個のヘッドボックス６５だけを示
しているが、本発明のこれに代わるものでは多数のヘッドボックスを配置しても
よいと理解することができる。このヘッドボックスおよび繊維を含む水性分散液
を準備するための機器は、典型的には、参照としてここに取り入れられる、モー
ガンおよびリッチに付与された１９７６年１１月３０日発行の米国特許第３，９
９４，７７１号明細書に開示されるものである。この抄紙繊維を含む水性分散液
の準備および水性分散液の模範的な特性については参照としてここに取り入れら
れる、米国特許第４，５２９，４８０号明細書により詳細に記述されている。本
発明は、また、乾式エアレイ法で形成されるウェブ６０の使用も予定している。
このような方法は、たとえば、エス・アダナーによる「ペーパ・マシン・クロー
ジング」、テコノミック・パブリッシング社（ペンシルベニア州、ランカスタ）
１３８頁、１９９７年に記述されている。本発明は、また、再湿潤されるウェブ
６０の使用も予定している。前もって製造した乾燥ウェブの再湿潤は、たとえば
、再湿潤ウェブをエンボス加工し、このエンボス加工されたウェブを乾燥するこ
とによって３次元ウェブ構造を生じるために使用される。本発明は、また、ファ
ーリングトンに付与され、キンバーリィ−クラーク・ワールドワイド社、（Ｋｉ
ｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ，Ｉｎｃ．，ウィスコンシン州
、ニーナ）に譲渡された１９９７年８月１２日発行の米国特許第５，６５６，１
３２号明細書に開示される抄紙方法の使用も予定している。
【００３８】 本発明の装置１０および方法は、後により詳細に説明される、図８に示す初期
ウェブを形成する工程から後乾燥の工程に至る全抄紙工程の多様な工程において
有用である。したがって、本発明の目的のために繊維性ウェブ６０は約１０％か
ら約９０％までの繊維濃度を有し、−別に述べるとすれば−繊維性ウェブ６０は
約９０％から約１０％までの水分含有量を有する。もちろん、本発明の方法およ
び装置１０は次の点に従い特定の要求を満たすために調節することができ、より
好ましくは、調節しなければならない。これは脱水／乾燥前のウェブの水分含有
量および脱水／乾燥後の望ましい水分含有量、望ましい脱水／乾燥率、連続工程
での好ましい移動速度、滞留時間（すなわち、ウェブ６０のある部分が流動の反
転する衝突ガスによって作用を受ける時間）および他の以下に論じられる関連フ
ァクタである。このウェブ６０は本発明の方法および装置１０で水を除去する前
には不均一な水分分布を有する。
【００３９】 ここで用いられるとき、用語“乾燥”とは蒸発によって繊維性ウェブ６０から
水（または水分）を除去することを意味する。この蒸発は液相から気相すなわち
水蒸気への水の相変化を伴う。用語“脱水”とは除去される水の相変化を生じる
ことなく、ウェブ６０から水を除去することを意味する。この乾燥と脱水とを区
別することは本発明の背景では全抄紙工程（図８）中の特定の工程ではある方法
による水の除去が他の方法よりも適切であるために重要である。たとえば、初期
ウェブを形成する工程（図８のI、II）では自由水を主として機械的手段を用い
て除去する。これ以後のプレス、および／または熱および／または通気乾燥工程
（図８のIIIおよびIV）においては、一般に、水を除去するためには気化しなけ
ればならない。
【００４０】 ここで用いられるとき、用語“水の除去”または“水除去”（またはこれらの
置き換え）は総称概念であり、不可分に、または組み合わせて乾燥および脱水の
双方を含んでいる。類推して、用語“水分除去率”または“水分を除去する比率
”は脱水、乾燥、またはこれらの組み合わせたものについて称する。類似して、
用語“水除去装置”はウェブ６０から乾燥、脱水、またはこれらの組み合わせに
よって水分を除去するように設計される、本発明の装置に対して適用する。接続
的、離接的組み合わせの“脱水および／または乾燥”（または、単に脱水／乾燥
）は、ここに定義されるように、次の１つ：脱水、乾燥、または脱水および乾燥
の組み合わせを包含する。
【００４１】 脱水の成果はウェブ６０内に存在する水の形態に依存する。ウェブ形成工程で
は、水はウェブ６０内に異なる幾つかの形態：自由（全水分含有量に対して約２
０％）、ミクロポア（約４０％）、コロイド性結合（約２０％）および化学吸着
（約１０％）で存在する（エイチ、ムラリッドハラらによる「ドライイング・テ
クノロジィ」３（４）５２９−５６６頁、１９８５年）。自由水は真空技術を用
いて除去することができる。しかしながら、抄紙繊維のミクロポアに存在する水
をウェブ６０から除去するのは繊維と水との間に形成される毛管作用による力の
ために自由水を除去する場合と比べてはるかに難しく、それに打ち勝つ必要があ
る。コロイド性結合水および化学吸着水の双方は従来技術を用いたのでは抄紙繊
維と水との強い水素結合のためにウェブから除去することができず、熱処理を用
いて除去しなければならない。本発明の装置および方法は水除去に関係する乾燥
および脱水技術の双方に適用することができる。
【００４２】 本発明の装置１０はウェブサポート７０と組み合わせる振動発生器２０を構成
する。このウェブサポート７０はウェブ６０に対して発生した流動の反転する衝
突ガスを浸透させるように、振動発生器２０の近くにウェブ６０を運ぶように設
計される。ここで用いられるとき、用語“振動発生器”とは周期速度／運動量成
分および平均速度／運動量成分を有する、振動性で、流動の反転する空気または
ガスを発生するように設計される装置について称する。好ましくは、振動発生器
２０によって発生する音圧は大きい振幅を有する周期運動に変換され、以下に詳
述されるように、正サイクルと入れ替わる負サイクルを構成しており、この正サ
イクルは負サイクルよりも大きい運動量および周期速度を有する。
【００４３】 本発明において有用である振動発生器２０の一形式は音響発生器およびチュー
ブ、すなわち、一端を大気に開放し、他端を密閉している、実質的に均一な直径
のテールパイプを構成する。このチューブの長さＬは相対する両端を測定した長
さである（図４）。このチューブは音響定常波を発生する共鳴器として作用する
。この技術分野でよく知られるように、音響定常波はチューブの開放端において
波腹（最大速度および最小圧力）を有し、チューブの密閉端において波節（最小
速度および最大圧力）を有する。好ましくは、これらの定常波は次の条件を満た
す。Ｌ＝ω（２Ｎ＋１）／４、ここで、Ｌはチューブの長さであり、ωは定常波
の波長であり、Ｎは整数（すなわち、Ｎ＝１，２，３…など）である。
【００４４】 共鳴チューブの１／４波長を有する音（すなわち、Ｌ＝ω／４、Ｎ＝０）は、
典型的には、この技術分野において基本波として定義される。他の音波は１次高
調波（Ｎ＝１）、２次高調波（Ｎ＝２）、３次高調波（Ｎ＝３）…などとして定
義される。本発明においては、好ましい共鳴チューブは音響発生器よって発生す
る周波数の１／４と等しい長さ有する。すなわち、好ましい振動発生器２０はＮ
＝０として基本波の音響波を発生する。定常波は共鳴器の密閉端において最大圧
力を保ちながら、テールパイプ共鳴器内で空気圧を変化させる。音響周波数およ
び波長は次の等式に従って関係づけることができる。Ｆ＝Ｃ／ω、ここで、Ｆは
音響周波数であり、Ｃは音速である。この基本波を発生する振動発生器２０の例
では、周波数と波長との関係は先に定義した関係から、特に、公式Ｆ＝Ｃ／４Ｌ
として記述することができる。
【００４５】 図４は振動燃焼器２１を構成する、好ましい振動発生器２０の一例を示してい
る。図４に示す振動燃焼器２１は燃焼室１３、空気吸込み口１１、燃料入口１２
および共鳴チューブ１５を構成している。ここで用いられるとき、用語“共鳴チ
ューブ”１５とは共鳴チューブ１５の幾何学的形状によって定まる予め決められ
た方向に移動する間に燃焼ガスがある周波数で縦に振動する、振動発生器２０の
一部分について称する。当業者は共鳴チューブ１５に作用する力の振動数、すな
わち、燃焼室１３内で生じる燃焼ガスの振動数が共鳴チューブ１５の固有振動数
と同等もしくは近似しているとき、共振（共鳴）が発生すると理解することがで
きる。この共鳴チューブ１５を含む、振動発生器２０は異なる方法で使用するた
めに共鳴チューブ１５が燃焼室１３内に生じた高温燃焼ガスを振動性（すなわち
、振動している）で、流動の反転する衝突ガスに変換するように設計される。
【００４６】 図４において、空気吸込み口１１および燃料入口１２は空気および燃料をそれ
ぞれ燃焼室１３に導くために燃料と空気との混合気を作る燃焼室１３と連絡して
いる。好ましくは、この振動燃焼器２１は、また、燃焼室１３内の燃料と空気と
の混合気を点火するための点火器１４を備える。また、振動燃焼器２１は振動燃
焼器２１の燃焼サイクルに関係する各パラメータと同時に、空気および燃料の供
給量を調節する空気調節弁１１ａおよび燃料調節弁１２ａを備える。
【００４７】 共鳴チューブ１５は、さらに、ガス分配装置３０と連絡している。ここで用い
られるとき、用語“ガス分配装置”とは振動発生器２０で発生する、振動性で、
流動の反転する空気またはガスのための閉じた経路を構成し、振動性で、流動の
反転する空気またはガスをウェブ６０の予め決められた衝突域に衝突させ、そこ
から水分を除去するように設計される、チューブ、テールパイプ、ボックスなど
を組み合わせたものについて称する。このガス分配装置３０は振動燃焼器２１の
望ましい運転モードまたは振動燃焼器２１によって発生する、流動の反転するガ
スの振動特性に悪影響を及ぼす、妨害的干渉を最小に保ち、好ましくは、これを
すべて回避するように設計される。当業者は本発明の装置１０の、少なくとも実
現可能な実施例（図１、図９および図４）においてはガス分配装置３０が単一の
共鳴チューブまたは複数個の共鳴チューブ１５で構成してもよいことを理解する
ことができる。換言すると、幾つかの例において共鳴チューブ１５は、ここに定
義されるように、振動燃焼器２１およびガス分配装置３０の双方について固有の
部分を構成してもよい。このような例では、共鳴チューブ１５およびガス分配装
置３０を“共鳴ガス分配装置”と呼び、参照符号３５によって示すものとする。
たとえば、図４、図１および図９に示すように、共鳴ガス分配装置３５は複数個
の共鳴チューブ、またはテールパイプ１５を構成してもよい。この点に関し、“
ガス分配装置３０”と“共鳴ガス分配装置３５”との区別は多少形式的であり、
用語“ガス分配装置” と“共鳴ガス分配装置３５”とは殆どの実施例において
交換可能である。
【００４８】 特定の実施例と関係なく、ガス分配装置３０または共鳴ガス分配装置３５は振
動性で、流動の反転する衝突空気またはガスを、好ましくは、放出口、またはノ
ズル３９を通してウェブ６０に分配する。ウェブ６０に衝突させる、振動性で、
流動の反転する衝突空気またはガスの好ましい周波数Ｆは約１５Ｈｚから約１，
５００Ｈｚまでの範囲である。より好ましい周波数Ｆは１５Ｈｚから５００Ｈｚ
までであり、最も好ましい周波数Ｆは１５Ｈｚから２５０Ｈｚまでである。振動
発生器２０が振動燃焼器２１で構成されるとすれば、好ましい周波数は７５Ｈｚ
から２５０Ｈｚまでである。
【００４９】 典型的な振動燃焼器は次の方法で運転する。空気と燃料とを燃焼室１３に導き
、そこで混合させた後に、混合気を点火器１４で点火する。これにより、振動燃
焼器２１が始動する。混合気の燃焼により燃焼ガスの温度は急激に高まり、燃焼
室１３の内部ではガスの体積が急激に上昇する。高温燃焼ガスが膨張したとき、
空気調節弁１１ａおよび燃料調節弁１２ａを閉止する。これにより、燃焼ガスが
燃焼室１３と連絡している共鳴チューブ１５にかけて膨張する。図４において、
上述したように、共鳴チューブ１５は、また、ガス分配装置３０を構成し、共鳴
ガス分配装置３５を形成している。このガス分配装置３０は図４Ａおよび図４Ｂ
に符号“Ａ”として示される、開口面積を有する、少なくとも１個の放出口３９
を備えている。高温の振動ガスは開口面積Ａを通ってガス分配装置３０を流出す
る（図４）。
【００５０】 当業者は図４が本発明において使用できる、振動燃焼器２１の一形式を示すこ
とを理解する。この技術分野においては多様な形式の振動燃焼器が知られている
。幾つかの例は、これに限られないが、フルトン（登録商標）社（Ｆｕｌｔｏｎ
Ｃｏ．，ニューヨーク州、パラスキー）から入手可能なガス燃焼器、ジェー・
ジレー社（Ｊ．Ｊｉｒｅｈ Ｃｏｒｐ．，カリフォルニア州、サン・ラファエル
）によって製造される振動ドライヤおよびソノテック社（Ｓｏｎｏｔｅｃｈ Ｉ
ｎｃ．，ジョージア州、アトランタ）のよって製造されるセロ（登録商標）バー
ナを含む。
【００５１】 図２０は低周波音装置２２を構成している、振動発生器２０の異なる実施例を
示している。この低周波音装置２２はパルセータ２４を介して空気吸込み口１１
と連絡する、共鳴室２３を構成している。このパルセータ２４は共鳴室２３およ
び共鳴チューブ１５において増幅させる、可聴下音圧（低周波数）の振動する空
気を発生する。図２０に示す低周波音装置２２は、さらに、パルセータ２４およ
びディフューザ２６間の空気圧を等しく保つ均圧孔２８、変換ボックス２５およ
び振動周波数を調節する音波コントローラ２７を備えている。また、低周波音装
置２２には、たとえば、音波コントローラ２７と空気吸込み口１１との間の連絡
を制御する制御弁２６のような、多くの弁が使用されている。振動発生器２０が
低周波音装置２２で構成されるとすれば、振動性で、流動の反転する空気の好ま
しい周波数は１５Ｈｚから１００Ｈｚまでである。図２０に図式的に示す低周波
音装置２２はインフラフォンＡＢ社（ＩｎｆｌａｆｏｎｅＡＢ Ｃｏ．，スエー
デン国）のよってインフラフォン（登録商標）の名称で製造されている。低周波
音発生器はオルソンらに付与された１９８５年５月２１日発行の米国特許第４，
５１７，９１５号明細書、オルソンらに付与された１９８７年６月１３日発行の
米国特許第４，６３５，５７１号明細書、オルソンらに付与された１９８６年６
月３日発行の米国特許第４，５９２，２９３号明細書、オルソンらに付与された
１９８８年１月２６日発行の米国特許第４，７２１，３９５号明細書、サンドス
トロームに付与された１９９４年９月２７日発行の米国特許第５，３５０，８８
７号明細書に記述されている。これらの特許明細書の開示は低周波振動を発生す
る装置を説明する目的のために参照としてここに取り入れられる。
【００５２】 低周波音装置２２を構成している、本発明の装置１０は低周波音装置２２によ
って放出される振動空気を加熱する手段（図示せず）を備える。もし、必要であ
れば、この手段は衝突域に隣接する領域に配置される、電気ヒータまたは温度調
節可能な熱伝達要素を構成する。これに代わるものでは、ウェブ６０はウェブサ
ポート７０を通して加熱してもよい。しかしながら、幾つかの実施例（少なくと
も抄紙製造工程の幾つかの工程では）低周波音装置２２は加熱手段を備えなくて
もよい。たとえば、低周波音装置２２は大気温度で効果的に作動させることがで
きると考える。この低周波音装置２２は、また、固定流動による衝突ガスに加え
る振動場を発生するように使用することもできる。
【００５３】 振動発生器２０を振動燃焼器２１で構成する例では、振動性で、流動の反転す
る波動の音響周波数が少なくとも部分的に振動燃焼器２１に用いる、（引火性の
ような）燃料の特性に依存している。振動発生器２０ならびに振動発生器２０お
よび低周波音装置２２を構成する実施例の場合、共鳴装置３０の設計および幾何
学的形状を含む、他の幾つかのファクタが振動性で、流動の反転する衝突空気ま
たはガスによって生じる音響場の周波数に影響を及ぼす可能性がある。共鳴ガス
分配装置３０が、たとえば、図１および図９に図式的に示すような、複数個の共
鳴チューブ１５からなるものとすれば、こうしたファクタは、これに限られない
が、共鳴チューブ１５の直径Ｄ（図９）および長さＬ（図４）、共鳴チューブ１
５の数および燃焼室１３（図４）または共鳴室２３（図２０）の容積に対する共
鳴チューブ１５の容積の比を含む。
【００５４】 ヘルムホルツ形共鳴器は本発明の振動発生器２０として使用することが可能で
ある。当業者が理解できるように、ヘルムホルツ形共鳴器は上述した開放端およ
び密閉端を有する、共鳴チューブに類似して機能する。波腹を有する音響定常波
はヘルムホルツ形共鳴器の開放端で発生する。したがって、波節はヘルムホルツ
形共鳴器の密閉端に存在する。このヘルムホルツ形共鳴器は長さ方向に沿って一
定した直径（したがって、容積）を持たない。典型的には、ヘルムホルツ形共鳴
器はチューブ容積Ｗｔを有する、共鳴チューブと接続される、チャンバ容積Ｗｒ
を備えた大きなチャンバを構成する。この異なる容積を有する要素の組み合わせ
は音響波を発生させる。本発明にとって有用である、好ましいヘルムホルツ形共
鳴器、すなわち、ヘルムホルツ形振動発生器２０は、上記したように、所定の音
響周波数で波長の１／４と等しい定常波を発生する。ヘルムホルツ形振動発生器
２０の音響周波数は次の等式によって記述することができる。Ｆ＝（Ｃ／２πＬ
）×（Ｗｔ／Ｗｒ）0.5、ここで、Ｆは振動性で、流動の反転する空気またはガ
スの周波数であり、Ｃは音速であり、Ｌは共鳴チューブの長さであり、Ｗｔは共
鳴チューブの容積であり、Ｗｒは燃焼室１３の容積である。したがって、ヘルム
ホルツ形振動発生器２０はチャンバ容積Ｗｒ、チューブ容積Ｗｔおよび共鳴チュ
ーブ１５の長さＬを調整することで所定の音響周波数に達するように同調させる
。
【００５５】 振動燃焼器２１を構成している、ヘルムホルツ形振動発生器２０は運転におけ
る燃焼効率が高く、共鳴モードも高いレベルにあるので、好ましい。このヘルム
ホルツ形振動燃焼器２１は、典型的には、所定の燃焼室１３の容積Ｗｒの範囲で
エネルギ放出に伴って１ＢＴＵ（すなわち、英国熱量単位）あたり毎時間最大の
圧力変化を生じる。この結果生じる高い振動レベルは下流側の熱交換装置で生じ
る圧力損失を軽減するのに有用な望ましい圧力レベルに昇圧させる。本発明で使
用するヘルムホルツ形振動燃焼器２１の圧力変化は、図２に図表化して示すよう
に、負方向ピークＱ２のときの約６．８９５×１０3Ｐａ（１ｐｓｉ）から正方
向ピークＱ１のときの約３４．４７５×１０3Ｐａ（５ｐｓｉ）まで変動する。
これらの圧力変化は燃焼室１３内で約１２０デシベル（ｄＢ）から約１９０ｄＢ
までの音圧レベルを発生する。図３は図２に示す図表と類似する図表を示してお
り、音圧Ｐに対する位相のずれを伴う周期速度Ｖｃの分布を示している。
【００５６】 振動性で、流動の反転する衝突ガスは平均速度Ｖおよび対応する平均運動量Ｍ
によって特徴づけられる、平均成分ならびに周期速度Ｖｃおよび対応する周期運
動量Ｍｃによって特徴づけられる、振動、すなわち周期成分の２つの成分を有す
る。理論に拘束されることなく、出願人は流動の反転する平均および振動成分は
、原理的に、次の方法で衝突ガスが発生すると考える。燃焼室１３を流出してガ
ス分配共鳴装置３０に達したガス状の燃焼生成物は（燃焼ガスおよびその流量の
平均速度Ｖに比例する）大きな平均運動量Ｍを有する。混合気の燃焼が燃焼室１
３内で本質的に完了したとき、燃焼室１３を高速で流出する燃焼ガスの慣性によ
り燃焼室１３内には部分的な真空が生じ、この真空の発生により出口付近にある
燃焼ガスの一部が燃焼室１３に戻って行く。残りの排ガスは平均速度Ｖでガス分
配共鳴装置３０を通って振動発生器２０を流出する。燃焼室１３内で生じた部分
的な真空により空気調節弁１１ａおよび燃料調節弁１２ａが開き、これにより、
空気および燃料が再び燃焼室１３に流入し、燃焼サイクルが繰り返される。
【００５７】 ここで用いられるとき、燃焼ガスが燃焼室１３からガス分配装置３０に達し、
それを通って、そこから前方に移動する間の振動サイクルは“正サイクル”と呼
び、衝突ガスに反転する流動が発生する間の振動サイクルは“負サイクル”と呼
ぶ。これに倣って、正サイクル平均振幅は“正振幅”であり、負サイクルの平均
振幅は“負振幅”である。類推して、正サイクル中、衝突ガスはウェブサポート
７０上に置かれたウェブ６０にかけて“正方向”Ｄ１に向く“正速度”Ｖ１を有
し、負サイクル中、衝突ガスは“負方向”に向く“負速度”Ｖ２を有する。正方
向Ｄ１は負方向Ｄ２と反対であり、正速度Ｖ１は負速度Ｖ２に対して反対である
。周期速度Ｖｃは、工程中、いずれかの瞬間に流動の反転するガスの瞬間速度を
規定する。これに対して、平均速度Ｖは燃焼ガスの周波数Ｆの振動によって形成
される、流動の反転する振動場の結果としての速度を特徴づけており、負サイク
ルと入れ替わる、正サイクルの連鎖を発生する。当業者は正速度成分Ｖ１が負速
度成分Ｖ２よりも大きく、平均速度Ｖは正方向Ｄ１を有し、したがって、振動性
で、流動の反転する衝突ガスは正方向Ｄ１に運動し、すなわち、振動燃焼器２１
を出てガス分配装置３０に到達すると理解することができる。また、周期速度Ｖ
ｃが正速度Ｖ１からそれと反対の負速度Ｖ２に絶え間なく変化するので、周期速
度Ｖｃが向きを変える瞬間、すなわち、正速度Ｖ１および負速度Ｖ２に対して周
期速度Ｖｃ＝０の瞬間が発生しなければならない。それゆえ、各々正速度Ｖ１お
よび負速度Ｖ２は基準を零としてその絶対値を零から最大値まで変化する。した
がって、正サイクル中、正速度Ｖ１は平均周期速度Ｖｃであり、流動の反転する
衝突ガスの負サイクル中、負速度Ｖ２は平均周期速度Ｖｃであるということがで
きる。
【００５８】 この平均速度Ｖは少なくとも２つのファクタによって規定されると考える。第
１に、燃焼室１３内で燃焼する空気およびガスは、好ましくは、望ましい燃焼範
囲を通じてガスの化学量論的流動を生成する。たとえば、燃焼濃度を増す必要が
生じたならば、燃料供給比率を増加する。燃料供給比率が増加すると、燃焼室１
３内の圧力波動は強まり、これに合わせて空気調節弁１によって吸込まれる空気
量が増加する。したがって、好ましい振動燃焼器２１は望ましい燃焼比を通じて
実質的に一定した化学量論値を自動的に維持することができる。もちろん、燃焼
化学量論値は、必要であれば、空気調節弁１１ａおよび燃料調節弁１２ａの運転
特性、（共鳴チューブ１５を含む）振動燃焼器２１の幾何学的形状および他のパ
ラメータを変更することによって変えることができる。第２に、燃焼ガスは吸込
む空気および燃料の温度よりも格段に高い温度を保っているので、空気および燃
料の粘度は燃焼ガスの粘度よりも高くなる。この高い粘度を有する空気および燃
料により空気調節弁１１ａおよび燃料調節弁１２ａを通過する空気および燃料の
流動抵抗がガス共鳴装置３０を通過する空気および燃料の流動抵抗と比べて大き
くなる。
【００５９】 本発明に従うと、振動燃焼器２１は燃焼室１３内で１６０ｄＢから１９０ｄＢ
級の音圧Ｐを発生する。この音圧Ｐは燃焼室１３において最大レベルに達する。
共鳴チューブ１５の開放端ために音圧Ｐは共鳴チューブ１５の出口において低下
する。この音圧Ｐの降下により周期速度Ｖｃは漸増しながら、共鳴チューブ１５
の出口において最大に達する。最も好ましいヘルムホルツ形振動発生器２０では
、−振動する衝突ガスの放出過程で最大周期速度Ｖｃに達するために−音圧は共
鳴チューブ１５の出口において最小になる。この音圧Ｐの降下により従来の音響
的にレベルを高めた工程で付随して発生する騒音を効果的に減少させることがで
きる。たとえば、幾つかの振動燃焼器２１を用いた本発明に従い管理される実験
においては放出口３９から約２．５４ｃｍ（１．０インチ）ないし約６．３５ｃ
ｍ（２．５インチ）までの距離を保って測定した音圧Ｐは約９０ｄＢから１２０
ｄＢまでであった。したがって、本発明の好ましい方法および装置１０は従来の
１７０ｄＢの平均音圧（たとえば、米国特許第３，６９４，９２６号明細書、２
欄、１６−２５行参照）を有する、音響的にレベルを高めた固定衝突方法と比べ
て一段と低い騒音レベルで運転することができる。
【００６０】 燃焼室１３の測定した音圧Ｐに基づいてガス分配装置３０の出口において周期
速度Ｖｃは約３０８．８ｍ／ｍｉｎ（１，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２
４０ ｍ／ｍｉｎ（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）、好ましくは、約７６２ｍ／
ｍｉｎ（２，５００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４０ ｍ／ｍｉｎ（５０，０
００ｆｔ／ｍｉｎ）までの値を計算で求めることができる。より好ましい周期速
度Ｖｃは約１，５２４ｍ／ｍｉｎ（５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４
０ｍ／ｍｉｎ（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）までである。図５に示す図表は音響
圧力Ｐと周期速度Ｖｃとの相互作用を示している。先に説明したように、本発明
の好ましい方法に従うとすれば、周期速度Ｖｃは振動発生器２０内おいて放出口
３９を通ってガス分配装置３０から流出する出口において最大に達するのに対し
て、燃焼室１３内で燃料−空気の混合気の燃焼で生じた音響圧力Ｐはガス分配装
置３０の出口において低下する（図５に示す図表において、符号“ａ”は最初の
燃焼が起こる燃焼室１３内の位置と一致し、符号“ｂ”は放出口３９から流出す
る出口と一致する）。本発明に従うと、平均速度Ｖは約３０８．８ｍ／ｍｉｎ（
１，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約７，６２０ｍ／ｍｉｎ（２５，０００ｆｔ／ｍ
ｉｎ）までであり、比Ｖｃ／Ｖは約１．１から約５０．０である。より好ましく
は、平均速度Ｖは約７６２ｍ／ｍｉｎ（２，５００ｆｔ／ｍｉｎ）から約７，６
２０ｍ／ｍｉｎ（２５，０００ｆｔ／ｍｉｎ）までであり、比Ｖｃ／Ｖは約１．
１から約１０．０である。周期速度Ｖｃは共鳴チューブの入口から共鳴チューブ
の出口、したがって、ガス分配装置３０の放出口３９までの間で振幅が増大する
。この振幅の増大により燃焼ガスとガス分配装置３０の内壁面との間の対流熱伝
達を一段と高めることができる。本発明に従うと、最大熱伝達はガス分配装置３
０の放出口３９の出口において達成することができる。
【００６１】 振動燃焼は次の幾つかの文献に記述されている。たとえば、ノムラらによる「
振動燃焼乾燥方法における熱伝達、物質移動特性」、ドライイング‘８９Ｅｄ、
エー・エス・マジュムダ及びエム・ロクエス・ヘミソフィア／テーラー フラン
シス、Ｎ．Ｙ．，５４３−５４９頁、１９８９年、ヴィー・アイ・ハンビーによ
る「ガス燃焼振動燃焼器における対流熱伝達」ＡＳＭＥジャーナル・オブ・エンジ
ニアリング・フォア・パワー、９１巻、４８−５２頁、１９８６年、エー・エー
・プットマンによる「振動燃焼」、プログレス・エナージィ・コンバッション・サ
イエンス、１９８６年、１２巻、４−７９頁、パーガマン・ジャーナル ＬＴＰ
、ジョン、エム、コアリスらによる「工業用プロセスにおける振動燃焼による熱
伝達の促進」 工業用燃焼技術に関する１９８６年のシンポジュームの会報、シ
カゴ、３９−４８頁、１９８６年、ピー・エー・エイベックらによる「振動燃焼
：衝突ジェットによる熱伝達の促進」コンバッション・サイエンス・アンド・テ
クノロジィ、１９９３年、９４巻、１４７−１６５頁。これらの論文は振動燃焼
および振動燃焼器の多様な形式を説明する目的のために参照としてここに取り入
れられる。しかしながら、慎重に、特に言及しなければならない点は、本発明の
ためにこれらの振動燃焼器のうち、振動を伴う正サイクルおよび負サイクルの連
鎖を与える衝突ガス、すなわち、−ここで使用されるような−振動性で、流動の
反転する衝突ガスを発生できる、振動燃焼器のみが適合するという、ことである
。衝突ガスの流動の反転する特性により、以下にさらに説明するように、従来の
固定流動による衝突ガスを上回る大きな脱水およびエネルギ節約効果を得ること
ができる。
【００６２】 振動発生器２０およびウェブサポート７０を含む、本発明の装置１０は予め決
められたパターン、好ましくは、調節可能なパターンに従い振動性で、流動の反
転する衝突空気またはガスをウェブ６０に放出できるように設計される。図１、
図６、図７および図８はウェブサポート７０に対する振動発生器２０の主な配置
を示している。図１において、振動発生器２０はウェブサポート７０に支持され
、流れ方向、すなわち、ＭＤに移動する、ウェブ６０に対して振動性で、流動の
反転する衝突空気またはガスを放出する。ここで用いられるとき、“流れ方向”
とは機器を通過するウェブ６０の流れと平行である。幅方向、すなわち、ＣＤは
流れ方向と垂直で、ウェブ６０の全体平面と平行である。図１および図９におい
て、共鳴ガス分配装置３５は少なくとも１個の放出口３９を有する、共鳴チュー
ブ１５、すなわち、スロットの幅方向に並ぶ、幾つかの列を構成するように、図
式的に示されている。しかしながら、共鳴チューブ１５または放出口３９の数は
ウェブ６０の表面に対する分布パターンと同様に、これに限られないが、全脱水
工程のパラメータ、衝突空気またはガスの（たとえば、温度のような）特性、ウ
ェブ６０の種類、放出口３９とウェブサポート７０との間に形成される衝突距離
Ｚ（図１および図７Ａ）、滞留時間、本発明の脱水工程が完了した後のウェブ６
０の望ましい繊維濃度およびその他を含む、多様なファクタによって影響を受け
ると理解することができる。この放出口３９は、図９に示す模範的な実施例にお
ける円形に構成する必要はない。この放出口３９は、これに限られないが、図４
Ｂに示す全体的に長方形に形成するものを含む、これに適するいずれかの形状に
構成してもよい。
【００６３】 ここで用いられるとき、符号“Ｚ”として示される、用語“衝突距離”とはガ
ス分配装置３０の放出口３９とウェブサポート７０上のウェブ６０と接触する表
面との間に形成される間隙を意味する。本発明の装置１０の好ましい実施例では
、衝突距離Ｚを調節する手段を備える。この手段はガス分配装置３０の放出口３
９およびウェブサポート７０が互いに動作する、すなわち、互いに相手に向かい
、相手から離れるように動く、自動装置と同様に、手動機構を構成することがで
き、これにより、衝突距離Ｚを調節することが可能になる。この衝突距離Ｚは、
先見的には、図１に図式的に示すように、制御装置９０から与えられる制御信号
に応じて自動的に調節可能に構成する。この制御装置９０は脱水工程の少なくと
も１つのパラメータ、またはウェブ６０の少なくとも１つのパラメータを測定す
る。たとえば、制御装置９０は水除去にさらす前および／または後の、あるいは
水除去工程を通じてウェブ６０の水分含有量を測定する（図１）。ウェブ６０の
水分含有量が予め設定したレベルを超えたとき、または下回ったとき、水分測定
装置は衝突距離を調節するように、誤差を修正する信号を出力する。これに代わ
るものでは、またはこれに追加して、制御装置９０は本発明に従いウェブ６０が
流動の反転する衝突作用を受ける間、ウェブ６０の温度を測定するように設計さ
れる、温度センサを構成してもよい。当業者は、通常、紙の許容し得る温度が１
４８．８９°Ｃ（３００°Ｆ）から２０４．４４°Ｃ（４００°Ｆ）を超えない
ことを理解する。したがって、ウェブの温度制御はガス分配装置３０の放出口３
９を流出するときに流動の反転する衝突ガスが１３７１．１１°Ｃ（２，５００
°Ｆ）まで上昇する、本発明の方法においては、特に、重要である。したがって
、先見的には、衝突距離Ｚはウェブ６０の温度を測定するように設計される、温
度制御装置９０から与えられる制御信号に応じて自動的に調節可能に構成する。
ウェブ６０の温度が予め設定したしきい値よりも高くなったとき、制御装置９０
は衝突距離Ｚを調節（多分、増加）するために誤差を修正する信号を出力し、こ
れにより、ウェブ６０の温度を下げる条件を作り出す。上記パラメータおよび他
の脱水工程のパラメータは単独で、あるいは組み合わせて衝突距離Ｚを調節する
ための特性入力として使用することができる。
【００６４】 好ましい実施例では、衝突距離Ｚは６．３５ｍｍ（０．２５インチ）から１５
２ｍｍ（６インチ）まで変化する。この衝突距離Ｚは衝突域、すなわち、振動発
生器２０によって発生した振動性で、流動の反転するガスが浸透する、放出口３
９とウェブサポート７０との間の区域を規定する。本発明の装置１０および方法
の望ましい実施例では、放出口３９の等価直径Ｄに対する衝突距離Ｚの比、すな
わち、Ｚ／Ｄは約１．０から約１０．０までである。この“等価直径Ｄ”は、こ
こでは、円形の幾何学的形状を有する放出口３９の開口面積と同等の関係にある
、非円形からなる放出口３９の開口面積を規定するために用いられる。いずれか
の幾何学的形状からなる面積は公式Ｓ＝１／４πＤ2に従い記述することができ
る。ここで、Ｓはいずれかの幾何学的形状からなる面積であり、π＝３．１４１
５９、Ｄは等価直径である。たとえば、長方形を有する放出口３９の開口面積は
直径“ｄ”を有する等価面積“ｓ”の円として表わすことができる。この後、直
径ｄは公式ｓ＝１／４πｄ2から算出することができる。ここで、ｓは公知の長
方形の面積である。上述した例では、直径ｄはこの長方形の等価直径Ｄである。
もちろん、円の等価直径はその円の実際の直径である（図４および図４Ａ）。
【００６５】 流動の反転するガスの振動場をウェブ６０に供給するのに適する、ガス分配装
置３０の多様な設計には１個の真っ直ぐなチューブまたはスロット１５（図４）
あるいは複数個のチューブ１５（図１）を構成したものを含む。共鳴チューブ１
５の幾何学的形状、相対的な大きさおよび数は求められる熱伝達の分布、乾燥面
の面積の相対的な大きさおよび工程の他のパラメータに左右される。特定の設計
と関係なく、ガス分配装置３０はある定まった特性を具備しなければならない。
第１に、先に説明したように、ガス分配装置３０が共鳴チューブ１５を構成し、
これにより、共鳴ガス分配装置３５を形成するのであれば、共鳴ガス分配装置３
５は、上記のように、燃焼室１３内で発生した燃焼ガスを振動性で、流動の反転
する衝突ガスに変換、または転換しなければならない。第２に、ガス分配装置３
０は振動性で、流動の反転する衝突ガスをウェブ６０に供給しなければならない
。このガス分配装置３０が衝突ガスをウェブ６０に供給しなければならないとい
う、条件により衝突ガスはウェブ６０およびウェブ６０に隣接する境界層からの
水分を少なくとも部分的に取り除くように、ウェブ６０内に含まれる水と活発に
交わらなければならない。衝突ガスをウェブ６０に供給するという、条件は衝突
ガスがウェブ６０に、少なくとも部分的に浸透することを除外しないと理解しな
ければならない。もちろん、本発明の幾つかの実施例では、衝突ガスはウェブの
全厚または厚みを貫いて浸透することができ、これにより、ウェブ６０から水を
置換し、加熱し、蒸発し、除去することが可能である。
【００６６】 ガス分配装置３０の設計は本発明に従い、０．０９２９ｍ2（１平方フィート
） あたり毎時間６８．０３８ｋｇ（１５０ポンド）およびそれ以上の望ましい水除
去（すなわち、ウェブ脱水および／または乾燥）率を得るために重要である。ウ
ェブ６０の衝突面積との関係では放出口３９の合計開口面積だけでなく、ウェブ
のその衝突面積全域にわたる放出口３９の分布パターンもまた重要である。ここ
で用いられるとき、符号“ΣＡ”により示される用語“合計開口面積”とは放出
口３９の個々の開口面積Ａのすべてを足し合わせて形成される、１つになった開
口面積について称する。ここでは、連続した工程のいずれかの時期に振動性で、
流動の反転する衝突場によって打たれるウェブ６０の一部の面積が“衝突面積Ｅ
”として示されている。この衝突面積ＥはＥ＝ＲＨとして算出することができる
。ここで、Ｒは衝突面積Ｅの長さ（図１）であり、Ｈはウェブ６０の幅（図９お
よび図１１）である。距離Ｒはガス分配装置３０の幾何学的形状から定まり、図
１に示すように、特に、複数個の放出口３９によるパターンの流れ方向の寸法に
よって規定される。言い換えると、衝突面積Ｅとは複数個の放出口３９のパター
ンに従って外郭線で囲われた領域と一致する面積のことである。合計開口面積Σ
Ａとウェブの衝突面積Ｅとの関係は両者の比ΣＡ／Ｅによって定まり、これは０
．００２から１．０００までの範囲である。本発明の好ましい実施例によれば、
比ΣＡ／Ｅは０．００５から０．２００までである（すなわち、ΣＡはＥに対し
て０．５％から１０％の範囲で構成する）。より好ましい比ΣＡ／Ｅは０．０１
０から０．１００までである。
【００６７】 本発明に従うと、約１０％から約６０％の水分含有量を有する、ウェブ６０の
場合、水分除去率は０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり毎時間１１．３
３９ｋｇ（２５ポンド）から１３．６０７ｋｇ（３０ポンド）よりも大きい。好
ましい水分除去率は０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり毎時間２２．６
７９ｋｇ（５０ポンド）から２７．２１５ｋｇ（６０ポンド）よりも大きい。よ
り好ましい水分除去率は０．０９２９ｍ2（１平方フィート）あたり毎時間３４
．０１９ｋｇ（７５ポンド）から６８．０３８ｋｇ（１５０ポンド）に等しいか
、それよりも大きい。ウェブ６０の望ましい水分除去率を達成するために、好ま
しくは、振動性で、流動の反転する衝突ガスはウェブ６０の衝突面積Ｅの部分で
表面全域にわたって実質的に均一に接触する振動性“流動場”を形成しなければ
ならない。この振動場はガス分配装置３０から流出する振動ガスの流れが網状に
配置した放出口３９を通って実質的に等分に分かれ、ウェブの乾燥面に衝突する
ときに発生させなければならない。また、ガス分配装置３０内の振動性衝突ガス
の温度制御は振動燃焼器２１およびガス分配装置３０内で濃度の影響を受ける可
能性があるために必要である。ガス分配装置３０から放出口３９を通って流出す
る過程でガス温度を制御するのはこうした工程における水分除去率を調節するの
に力を貸すために望ましい。当業者はこのガス温度制御が振動燃焼器２１および
ガス分配装置３０の外壁面での水冷却用ジャケットまたは空気冷却／ガス冷却の
使用により達成できると容易に理解することができる。共鳴チューブ１５内の火
炎の前面位置を調節すると同時に、放出口３９におけるガス温度を調節するため
に昇圧した冷却空気、また振動燃焼器２１内の熱を回復させるために伝熱フィン
を使用してもよい。
【００６８】 好ましくは、幾つかの指針に従うことを条件として、振動場が様々な幾何学的
形状を有する放出口３９を用いて分布させることができることを見出した。第１
に、音響場の性質を維持するのに燃焼室１３内で発生した共鳴圧力が放出口３９
から流出する出口で最大かつ均一に振動場として変換できるように、共鳴ガス分
配装置３５は、好ましくは、各々共鳴チューブ１５の容積および長さについて等
しくする必要がある。第２に、共鳴ガス分配装置３５（または、ガス分配装置３
０）の設計は、好ましくは、燃焼室１３内の“背圧”を最小に保つ必要がある。
背圧は空気調節弁１１ａの動作（特に、動作が空気力学的特性に関係するもので
あるとき）に悪影響を及ぼし、この結果、振動燃焼器によって発生した動圧およ
び衝突ガスの周期速度Ｖｃを減少させてしまう。第３に、複数個の放出口３９の
合計開口面積ΣＡは共鳴チューブ１５の合計開口（横断面）面積と相互の関係を
持たせる必要がある。幾つかの実施例では、複数個の放出口３９の合計開口面積
ΣＡは、好ましくは、共鳴チューブ１５の合計開口（横断面）面積と等しくする
必要があるという、ことである。しかしながら、他の実施例においては、振動性
で、流動の反転するガスの温度分布を（多分、均一に）調節するために開口面積
を等しくしなくてもよい。放出口３９の合計開口面積ΣＡとの類推により当業者
は“共鳴チューブ１５の合計開口面積”とは振動ガスの流れと垂直の仮想横断面
でみたときに個々の共鳴チューブ１５によって形成される、１つになった開口面
積について称することを理解できる。
【００６９】 ウェブ６０に対する放出口３９の平面における分布パターンは変えることがで
きる。たとえば、図９は千鳥配列からなる規則正しい分布を示す。千鳥配列の規
則正しい分布からなるパターンは衝突ガスをより均一に衝突させることができ、
したがって、ウェブ６０の衝突域に対するガス温度および速度分布をより均一に
保つことが可能になる。放出口３９は、図４Ｂに示すように、実質的に長方形に
形成してもよい。この長方形の放出口３９はウェブ６０の全幅−これに代わるも
のでは−ウェブ６０の幅のいずれかの一部分だけを覆うように設計することがで
きる。
【００７０】 図１０および図１１は複数個の放出口３９を有する、各々一端が底部プレート
３７で終わる、複数個のブローボックス３６からなるガス分配装置３０を示して
いる。この放出口３９はこの技術分野で知られたいずれかの方法で底部プレート
３７を貫通して透孔を形成している。図１０では、ブローボックス３６は全体的
に台形であるが、ブローボックス３６の形状は他の形状も可能であると理解する
ことができる。同様に、図１０に示すブローボックス３６は実質的に平面状の底
部プレート３７を有するが、底部プレート３７は非平面、または曲面状に形成し
てもよく、むしろ、こうしたものが好ましいことが見出されている。たとえば、
図１２は凸面の底部プレート３７を有するブローボックス３６を示し、図１４は
凹面の底部プレート３７を有するブローボックス３６を示している。凸面形状か
らなる底部プレート３７においては平面状底部プレート３７と比べて衝突域にお
ける振動ガスの温度がより高くなることが見出されている（図１３Ａ）。同時に
、凹面形状からなる底部プレート３７においては方法および装置の他のすべての
特性が等しい、平面状底部プレート３７によって与えられるウェブ６０の衝突面
積を横切る方向のガス温度分布と比べてより均一に保つことができる（図１４Ａ
）。
【００７１】 図１２は横断面が凸曲面状である底部プレート３７を示しているが、図１３は
複数個の区間片によって形成される、全体的には凸面状の底部プレート３７から
なる異なる実施例を示している。図１３は第１の区間片３１、第２の区間片３２
および第３の区間片３３の３つの区間片からなる底部プレート３７を示している
。図示の横断面において、区間片３１、３２、３３は互いの間に角度を設け、横
断面において“折れた線”を形成している。もちろん、底部プレート３７の形状
と同様に、区間片の数は図１３に示すものと相違させてもよい。たとえば、図１
３に示す区間片３１、３２、３３は各々実質的に平面状の横断面形態を備えてい
る。しかしながら、それぞれの区間片３１、３２、３３は図１２に示す底部プレ
ート３７に類似して個別に曲面状（図示せず）に構成してもよい。
【００７２】 当業者は凹面形状（曲面であっても、そうでなくても）を有する底部プレート
３７の場合、先に定義した衝突距離Ｚは各々放出口３９間で異なると理解するこ
とができる。したがって、ここで用いられるとき、この凹面状底部プレート３７
の場合、衝突距離Ｚは個々のウェブサポート７０のウェブ接触面と個々の放出口
３９との間の、ウェブ６０の衝突域毎に開口面積Ａおよび放出口３９の数を考慮
して決める、衝突距離Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３などの算術平均である。図１３は、たと
えば、底部プレート３７が横断面に衝突距離Ｚ３を有する３個の放出口３９、衝
突距離Ｚ２を有する２個の放出口３９（区間片３１、３２にそれぞれ１個）およ
び衝突距離Ｚ２を有する２個の放出口３９（区間片３１、３２にそれぞれ１個）
を備えるものを示している。すべての放出口３９が互いに等しい開口面積Ａを持
つものと仮定すれば、全部の底部プレートの衝突距離は（Ｚ３×３+Ｚ１×２+Ｚ
２×２）／７として算出することができる。仮に、放出口３９が同等でない開口
面積Ａを持つとすれば、相違する面積Ａは個々の放出口３９の相違による寄与分
を考慮して等式に含ませる。衝突距離Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３などは放出口３９の幾何
学的軸が底部プレート３７のウェブと向き合う面によって形成される仮想線を横
切る点を基準に測定する。この衝突距離Ｚを算出する、同一の方法は、これを使
用するとすれば、当業者が理解できるように、乾燥シリンダ８０（図７、図７Ａ
および図８IV）を構成している、ウェブサポート７０の場合にも適用することが
できる。
【００７３】 本発明では、上記と異なる放出口３９を含む、ガス分配装置３０の設計および
構成の置換について予定している。たとえば、底部プレート３７の複数個の透孔
は、図９Ａに示すように、予め決められたパターンで分布させる長円形からなる
スリット状の孔を構成してもよい。同様に、望まれるのであれば、円形の放出口
３９とスリット状の放出口３９とを組み合わせたもの（図示せず）を本発明の装
置に使用してもよい。
【００７４】 本発明においては、また、振動している、流動の反転する空気またはガスをあ
る角度を付けて吹き、有利に使用することを考える。“角度”を付けて吹くとは
振動している、正方向に向く空気またはガス流とウェブサポート７０のウェブ接
触面との間に鋭角を形成することを意味する。図１２および図１３はこの振動し
ている、衝突空気またはガスを角度を付けて吹く実施例を示している。しかしな
がら、慎重に、特に言及しなければならないのは、振動している、空気またはガ
スを角度を付けて吹くのは底部プレート３７の形状が凸面状、凹面状、そうでな
ければ、曲面状（または“折られた”もの）である場合、必然的に重要でないと
いうことである。換言すると、曲面状または折られた底部プレート３７は、図１
３に示すように、振動している、空気またはガスを（たとえば、ウェブサポート
７０に垂直に）角度を付けることなく、吹くことは容易になし得る。類似して、
平面状底部プレート３７には振動性で、流動の反転する空気またはガスを角度を
付けて吹くように設計される放出口３９（図示せず）を形成することができる。
もちろん、振動している、空気またはガスを角度を付けて吹くのはブローボック
ス３５以外の手段、たとえば、ブローボックス３５を使用しない、それぞれ一端
が放出口３９で終わる、複数本のチューブを使用しても可能である。理論に拘束
されることには応じず、出願人は振動性空気またはガスを角度を付けて吹く方法
でもたらされる、ウェブ脱水上の利点は振動している、空気またはガスの角度の
ある流れによる“吹き取り”効果がガス流とウェブ６０の表面との間に保たれる
鋭角によって助長されると考える。
【００７５】 図１２Ａにおいて、符号“λ”はウェブサポート７０の、全体的に、すなわち
、巨視的に単一面からなる表面と、放出口３９を通過する空気またはガスの振動
している、正方向に向く流れとの間に形成される、総称的な角度を示している。
ここで用いられるとき、用語“全体的な”面（または平面）および巨視的に単一
の表面の双方は構造の細部と関係なく、ウェブサポート７０の平面について示し
ている。もちろん、絶対平面からの微小なずれは、好ましいものではないが、許
容されるものである。また、振動している、流動の反転する空気またはガスを角
度を付けて吹くのは幅方向（図１２）、流れ方向（図示せず）ならびに流れ方向
および幅方向の双方（図示せず）に対してなし得るように構成することができる
。本発明に従うと、この角度“λ”はほぼ０°から９０°までである。個々の角
度λ（λ１、λ２、λ３）は、図１２Ａにλ１＞λ２＞λ３として示すように、
互いの間で相違させることができる（幾つかの実施例では、好ましくは、相違す
る）。当業者は先に角度λについて与えた教示が類推により図１４に示す凹面状
底部プレート３７にも適用できると理解することができる。
【００７６】 図１５は複数個のガス分配装置３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をウェブ６０
の幅を横切って配置する、本発明方法に係る実施例を示している。この配置によ
れば、ウェブ６０の全幅にわたって脱水工程の条件を調節する場合の柔軟性を向
上させることができ、したがって、ウェブ６０の（多分、幅方向の）それぞれの
部分で相対的な水分量および／または脱水率を調節することが可能になる。たと
えば、このような配置においては、ウェブ６０のそれぞれの部分に合わせて個別
に衝突距離Ｚを調節することができる。図１５において、ガス分配装置３０ａは
衝突距離Ｚａを有し、ガス分配装置３０ｂは衝突距離Ｚｂを有し、ガス分配装置
３０ｃは衝突距離Ｚｃを有する。各々衝突距離Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃはお互いから独
立して個別に調節することができる。衝突距離Ｚを調節する手段９５が設けられ
る。図１５は各々ガス分配装置３０を有する、３個の振動発生器２０を示してい
るが、異なる実施例では、１個の振動発生器２０が各々衝突距離Ｚを独立して調
節可能な手段を有する、複数個のガス分配装置３０を備えるようにしてもよい。
【００７７】 ２個ないしそれ以上の振動燃焼器２１を構成する本発明の方法に係る実施例で
は、一組みの振動発生器２０を互いにごく接近させた直列形態で有利に運転する
ことができる。この配置（図示せず）によれば、直列の各振動燃焼器２１間で燃
焼時期を位相１８０°だけ遅らせることができ、燃焼に伴う騒音発生を一段と減
少させることが可能になる。この配置においては、また、振動燃焼器内で生じる
動圧レベルをより高めることができ、ガス分配装置３０の放出口３９から流出す
る、振動性で、流動の反転する衝突ガスの周期速度Ｖｃをより増大することが可
能になる。この周期速度Ｖｃが早まることにより工程の脱水効率を向上させるこ
とができる。
【００７８】 本発明に従うと、流動の反転する衝突ガスの振動場は固定流動による衝突ガス
と組み合わせて有利に使用することができる。特に、好ましい運転モードは振動
性で、流動の反転するガスと固定流動によるガスとを交替しつつ、次々吹くよう
に構成する。図６はこのような方法の実施例に係る主な装置を図式的に示してい
る。図６において、ガス分配装置３０は放出口３９を有する共鳴チューブ１５を
通して振動性で、流動の反転する衝突ガスを供給する。一方、固定流動式ガス分
配装置５５は放出口５９を有するチューブ５５を通して固定流動の衝突ガスを供
給する。図６において、方向矢印“Ｖｓ”は固定流動によるガスの速度（または
運動）を図式的に示し、方向矢印“Ｖｃ”は振動性で、流動の反転するガスの周
期速度（または振動運動）を図式的に示している。ウェブ６０が流れ方向ＭＤに
走行するとき、振動性で、流動の反転するガスと固定流動（非振動性）ガスとを
次々ウェブ６０に衝突させる。この処理手順はウェブ６０が流れ方向に走行する
ときに流れ方向に沿って繰り返し何回か実施する。振動性の流動場が残っている
水を蒸発させて“掃気し”、これにより、固定流動の衝突ガスによって水を除去
するのを助長する。この組み合わせにより固定流動衝突乾燥装置の乾燥性能を高
めることが可能になる。本発明においてはこの固定流動によるガスと、振動性で
、流動の反転するガスとを組み合わせる方法を使用する工程で衝突ガスを角度を
付けて吹く方法も予定していると理解すべきである。この例では、振動性で、流
動の反転するガスおよび固定流動によるガスのいずれか一方、または双方は先に
詳細に説明したように、ウェブサポート７０の対して“角度”を付けてジェット
流を生成する。
【００７９】 図６において、振動性衝突ガスおよび固定流動のガスを発生する手段は同じ振
動発生器２０を構成するように図式的に示されている。この例では、固定流動に
よるガスの温度制御がウェブ６０の熱による劣化を防ぎ、または水分除去率を調
節するために必要となる。しかしながら、振動発生器２０が独立している、分離
させた固定流動式発生器を設けてもよいと理解することができる。後者の配置に
よるものは当業者の知識の範囲内にあり、したがって、ここでは図示されない。
【００８０】 本発明においては燃焼器の運転周波数に合わせるために振動燃焼器の燃焼中に
おける希釈剤の噴射について連続的に、あるいは周期的にどちらかの方法で実施
することを予定する。ここで用いられるとき、“希釈剤”は一段とガス量を増す
ために振動燃焼器２１の燃焼室１３に加える液体またはガス状物質からなる。振
動燃焼器２１で発生する振動性流動場の平均速度Ｖを増大させるためにパージガ
スの添加も使用することができる。より大きい平均速度Vを得るには振動性流動
場の流動反転特性を広範にわたって変化させる。これは独立してガス分配装置３
０の幾何学的形状、空気調節弁１１ａの空気力学的特性および振動燃焼器２１の
燃焼率によって振動性流動場の特性を調節することにより振動性流動場の特性す
べてにわたってより良好に調節できる利点がある。さらに、炭酸ガス（ＣＯ2）
のような希釈ガスを使用するならば、ウェブ６０に衝突させる振動性流動場の熱
流速が全体的に増すためにエンタルピ値（すなわち、熱容量）が高くなる利点が
ある。平均速度Ｖの増大は、また、工程の水分除去効率を向上させる対流物質移
動を助長する。
【００８１】 天然ガスで運転するヘルムホルツ形振動燃焼器において発生する燃焼副産物は
、典型的には、約１０−１５％の水蒸気を含んでいる。この水分は振動燃焼器お
よび生成した燃焼ガスの運転温度が高温であるために過熱蒸気として存在する。
本発明の方法および装置では、振動燃焼器２１に水または蒸気を追加して噴射す
ることを予定している。この噴射は補助蒸気発生機器を用いることなく、その場
所で追加した分の過熱蒸気を発生する。振動性で、流動の反転する衝突ガスの流
動場に追加される過熱蒸気はウェブ６０に供給される熱流速を増大するのに効果
的である。
【００８２】 本発明の振動燃焼器２１は、また、燃焼濃度を増すために空気を昇圧して燃焼
室１３に送るための手段を備える。この例では、第１に、大きな流動抵抗により
ヘルムホルツ形共鳴器内で増幅される動圧を増加することができる。第２に、昇
圧した空気の使用により燃焼器２１に過給することができ、大気吸気条件で得ら
れる燃焼率と比べて燃焼率を向上することが可能になる。本発明では、空気プレ
ナム、推力増強用オーグメンタまたは過給機の使用を予定している。
【００８３】 図８は全抄紙工程における衝突領域の主な位置（I、II、III、IV、V）を図式
的に示している。図示の位置はこれ以外のものを除く意図はなく、単に、全抄紙
工程の特定の工程と関係させて乾燥装置１０の幾つかの実現可能な配置を示すこ
とを意図するものと理解すべきである。また、図８は通気乾燥工程を図式的に示
しているが、本発明の装置１０は、たとえば、在来方法による工程（図示せず）
のような、他の抄紙工程にも等しく適用することが可能である。当業者が理解で
きるように、図８に示す幾つかの抄紙工程はウェブ形成（位置I）、ウェットウ
ェブ移送（位置II）、前乾燥（位置III）、（ヤンキードライヤのような）乾燥
シリンダ乾燥（位置IV）および後乾燥（位置V）を含む。先に説明したように、
衝突ガスの物理的な特性を含む、本発明方法の特性は抄紙工程の特定の工程でウ
ェブ６０の水分含有量を含む、多くのファクタによって決定される。
【００８４】 衝突領域の好ましい一つの位置は、図７、図７Ａおよび図８（位置IV）に示す
ような乾燥シリンダ８０と並置される、乾燥シリンダ８０および乾燥フード８１
間に形成される領域である。衝突ガスの振動性流動場は乾燥フード８１内におい
て用いるガスの対流熱伝達および対流物質移動の双方を改善する。この改善によ
り従来の固定流動による衝突フードを用いたものと比べて水分除去率を増大する
ことができ、抄紙機速度をより早めることが可能になる。図８（位置IV）に示す
ように、衝突フードはシリンダドライヤの“ウェット”側に配置される。乾燥滞
留時間は乾燥シリンダを取り囲むフードによる囲いと抄紙機速度との兼合いによ
って調節する。この方法は、後に詳述されるように、現在の譲受人によって製造
される、各部の濃度が異なる紙ウェブで水分勾配が生じるのを取り除くのに特に
有用である。
【００８５】 大規模工業用用途における従来の通気乾燥工程は、典型的には、エンドレス抄
紙ベルトを構成している、流体浸透性ウェブサポート７０を使用している。図１
６ないし図１９に示すウェブサポート７０はウェブ接触面７１およびこのウェブ
接触面７１と反対側の背面７２を有する。このウェブサポート７０は、さらに、
強化構造物７４と結合される構成物７３およびウェブ接触面７１から背面７２に
かけて延びる、複数個の流体浸透性偏向通路７５を構成している。この構成物７
３は、図１７に示すように、実質的に連続した構造からなる。この例では、ウェ
ブ接触面７１は実質的に連続した組織を構成している。これに代わるものでは、
または追加して、構成物７３は、図１８および図１９に示すように、不連続な複
数個の突起物を構成してもよい。好ましくは、この構成物７３はウェブ接触面７
１に予め決られた模様を形成する。抄紙工程中、ウェブ接触面７１は、好ましく
は、ウェブ６０にこの模様を刻印する。構成物７３に本質的に連続した組織模様
が選ばれたならば（図１７）、不連続な偏向通路７５は構成物７３の全体にわた
って分布させ、構成物７３によってその周囲を囲むようにする。不連続な突起物
を構成している組織模様が選ばれたならば（図１９）、複数個の偏向通路７５は
個々の突起物７３を取り囲む、本質的に連続した通路７５を構成する。図１８お
よび図１９に示すように、個々の不連続な突起物７３が不連続な通路７５ａ有す
る実施例も可能である。強化構造物７４は主として互いに背中合わせの面７１、
７２間に配置され、ウェブサポート７０の背面７２と面一の面を保っている。こ
の強化構造物７４は構成物７３のための支持を与える。強化構造物７４は、典型
的には、製織で作られ、偏向通路７５と重なる位置にある強化構造物７４の一部
は抄紙繊維が偏向通路７５を完全に通り抜けてしまうのを防いでいる。強化構造
物７４に製織ファブリックを使用するのを望まないとき、構成物７３に適当な強
度を与え、構成物７３を支持するために、たとえば、スクリーン、ネットあるい
は複数個の孔を有するプレートのような非製織要素を使用してもよい。
【００８６】 本発明において使用する、流体浸透性ウェブサポート７０は明細書の開示が参
照としてここに取り入れられる、次の明細書のいずれかに従い製造する。これら
はジョンソンらに付与された１９８５年４月３０日発行の米国特許第４，５１４
，３４５号明細書、トロクハンに付与された１９８５年７月９日発行の米国特許
第４，５２８，２３９号明細書、スマルコスキーらに付与された１９９２年３月
２４日発行の米国特許第５，０９８，５５２号明細書、１９９３年１１月９日発
行の米国特許第５，２６０，１７１号明細書、トロクハンに付与された１９９４
年１月４日発行の米国特許第５，２７５，７００号明細書、ラスクらに付与され
た１９９４年７月１２日発行の米国特許第５，３２８，５６５号明細書、トロク
ハンらに付与された１９９４年８月２日発行の米国特許第５，３３４，２８９号
明細書、ラスクらに付与された１９９５年７月１１日発行の米国特許第５，４３
１，７８６号明細書、ステルジェス・ジュニアらに付与された１９９６年３月５
日発行の米国特許第５，４９６，６２４号明細書、トロクハンらに付与された１
９９６年３月１９日発行の米国特許第５，５００，２７７号明細書、トロクハン
らに付与された１９９６年５月７日発行の米国特許第５，５１４，５２３号明細
書、トロクハンらに付与された１９９６年５月７日発行の米国特許第５，５１４
，５２３号明細書、トロクハンらに付与された１９９６年９月１０日発行の米国
特許第５，５５４，４６７号明細書、トロクハンらに付与された１９９６年１０
月２２日発行の米国特許第５，５６６，７２４号明細書、トロクハンらに付与さ
れた１９９７年４月２９日発行の米国特許第５，６２４，７９０号明細書、エヤ
ースらに付与された１９９７年５月１３日発行の米国特許第５，６２８，８７６
号明細書、ラスクらに付与された１９９７年１０月２１日発行の米国特許第５，
６７９，２２２号明細書およびエヤースらに付与された１９９８年２月３日発行
の米国特許第５，７１４，０４１号明細書である。ウェブサポート７０は、また
、ウェンドらに付与され、キンバーリィ−クラーク・ワールドワイド社（Ｋｉｍ
ｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｃ．，ウイスコンシン州、
ニーナ）に譲渡された１９９７年９月３０日発行の米国特許第５，６７２，２４
８号明細書またはチーウらに付与され、リンゼイ・ワイヤ社（ｌｉｎｄｓｅｙ
Ｗｉｒｅ Ｉｎｃ．，ミシシッピィ州、フローレンス）に譲渡された１９９５年
７月４日発行の米国特許第５，４２９，６８６号明細書に従う乾燥ファブリック
を構成してもよい。
【００８７】 上記浸透性ウェブサポートを用いて現在の譲受人によって製造されるウェブは
各部分の濃度が異なっている。図１６および図１８を参照すると、抄紙中、この
ウェブ６０は主要な２つの部分を有する。構成物７３と一致し、それと接する第
１の部分６１は、いわゆる“ナックル”を構成しており、偏向通路７５内に偏る
繊維で形成される、第２の部分６２は、いわゆる“ピロウ”を構成している。抄
紙中、全体的に構造物７３の模様と幾何学的に一致する、第１の部分６１はウェ
ブサポート７０の構成物７３に当接して模様が刻印される。ウェブの最終製品に
おいては（第１の部分６１の“ナックル”から形成される）第１の領域の実質的
に連続した組織はウェブサポート７０の本質的に連続した構成物７３に密着して
形成される。この例では、（第２の部分６２の“ピロウ”から形成される）最終
製品の第２の領域は第１の領域の組織全体にわたって分散し、そこから延びる複
数個の膨らみを構成する。ウェブ最終製品の膨らみは、抄紙工程中、所定の位置
で全体的にウェブサポート７０の偏向通路７５と幾何学的に一致させてピロウか
ら形成される。このウェブ６０は明細書の開示が参照としてここに取り入れられ
る、トロクハンに付与された１９８５年７月１６日発行の米国特許第４，５２９
，４８０号明細書、トロクハンに付与された１９８７年１月２０日発行の米国特
許第４，６３７，８５９号明細書、スマルコスキーらに付与された１９９４年１
１月１５日発行の米国特許第５，３６４，５０４号明細書およびラスクらに付与
された１９９７年１０月２１日発行の米国特許第５，６７９，２２２号明細書の
いずれかに従い製造される。
【００８８】 理論に拘束されることなく、出願人はピロウを構成している繊維が偏向通路７
５に偏るために第２の部分６２（すなわち、ピロウ）の密度が第１の部分６１(
すなわち、ナックル)の密度よりも小さくなると考える。さらに、第１の部分６
１は後に、たとえば、（ヤンキー乾燥ドラムのような）乾燥シリンダに当接して
刻印が与えられる。この刻印によりウェブ６０の第２の部分６２の密度と比べて
第１の部分６１の密度がさらに増加する。
【００８９】 従来の通気乾燥工程は単にウェブサポート７０を通してウェブ６０に空気を吹
く方法で、部分６１および部分６２の双方を脱水できない。ウェブに空気を吹く
工程では、典型的には、第２の部分６２だけが真空吸引によって脱水できるのに
対して、第１の部分６１は水分が残ったままになる。通常、第１の部分６１は、
たとえば、ヤンキー乾燥ドラムのような乾燥シリンダに密着させ、加熱すること
によって乾燥する。
【００９０】 さて、本発明の方法および装置１０を使用した場合、真空吸引を含む、通気乾
燥法と組み合わせて使用しても、使用しなくても、ウェブ６０の第１の部分６１
および第２の部分６２の双方から同時に水を除去することができると考える。し
たがって、本発明の方法は単独または通気乾燥法と組み合わせて使用するどちら
の方法でも、抄紙製造工程で乾燥シリンダを利用するのを除外することができる
と考える。しかし、本発明の方法の好ましい適用例の一つは通気乾燥法と組み合
わせることである。ウェブサポート７０が、好ましくは、流体浸透性で、より好
ましくは、上述した図１６ないし図１９に示す形式のものである場合、本発明の
装置１０は真空装置４３（図８、位置III）と組み合わせて有利に使用すること
が見出されている。ここで用いられるとき、用語“真空装置”とはこの技術分野
でよく知られた真空ピックアップシューおよび真空ボックスのいずれか一方、ま
たは双方の総称であり、それらについて称する。振動発生器２０で発生した振動
性で、流動の反転するガスならびに真空装置４３によって発生する真空は協働す
るようにして有利に作用させることができ、これにより、これらの方法を個別に
利用する工程と比べて組み合わせた脱水工程における効率を格段に向上させるこ
とができる。流動の反転する衝突乾燥法および通気乾燥法を組み合わせた脱水と
関係する幾つかのデータは下記表２から表５に示している。
【００９１】 さらに、振動性で、流動の反転する方法の脱水特性は脱水されるウェブの密度
差に左右されるとしても、乾燥シリンダまたは通気乾燥法を使用する、従来の工
程と比較して密度に左右される程度がはるかに小さいことが見出された。したが
って、本発明の方法は脱水工程の水除去特性−最も重要な点として水除去速度−
について脱水されるウェブの各部分における相対的な密度差による束縛から効果
的に切り離すことができる。これは機器能力を高め、密度に差異のあるウェブ脱
水工程の場合、抄紙機の生産速度を高めることが可能になる。
【００９２】 図７Ａは曲面からなるウェブサポート７０´（乾燥シリンダ８０）および複数
個の放出口３９を有するガス分配装置３０を構成している装置１０の一部を示し
ている。このウェブ６０は乾燥シリンダ８０に密着して置かれ、流れ方向ＭＤに
運ばれるようになっている。このウェブ６０が図１６ないし図１９に示す形式の
ウェブサポート７０から乾燥シリンダ８０に運ばれたとき、上述したように、ウ
ェブ６０はナックル６１およびピロウ６２を構成する。このナックル６１は乾燥
シリンダ８０と直接接触（好ましくは、乾燥シリンダ８０と密着する）し、一方
、ピロウ６２は、図１６ないし図１９に図式的に示すように、ウェブサポート７
０の幾何学的形状のために外方向に延びる。結果として、ピロウ６２と乾燥シリ
ンダ８０との間に空所６３が生じる。これらの空所６３は乾燥シリンダ８０から
ピロウ６２にかけての熱伝達を著しく制限することなり、ピロウ６２を効果的に
乾燥するうえで妨げになる。本発明の装置１０および方法は高温の振動ガスにつ
いてピロウ６２を含む、ウェブ６０に直接衝突させることによってこうした問題
を取り除くことができる。したがって、本発明の装置１０および方法においては
全抄紙工程からピロウを乾燥する通気乾燥工程を除外する条件を作り出すことが
可能で、これにより、機器コストを削減し、エネルギ節約効果を向上させること
ができる。
【００９３】 図７Ｂは乾燥シリンダ８０´および、たとえば、図１６ないし図１９に示すよ
うな流体浸透性抄紙ベルトを構成している、ウェブサポート７０との間に押し付
けられたウェブ６０を示している。図７Ｂに示す乾燥シリンダ８０´は微小孔を
有する媒体８０ａで覆われている。この形式の乾燥シリンダ８０´はすべてがエ
ンサインらに付与された１９９４年１月４日発行の米国特許第５，２７４，９３
０号明細書、１９９５年８月１日発行の米国特許第５，４３７，１０７号明細書
、１９９６年７月３０日発行の米国特許第５，５３９，９９６号明細書、１９９
６年１２月１０日発行の米国特許第５，５８１，９０６号明細書、１９９６年１
２月１７日発行の米国特許第５，５８４，１２６号明細書、１９９６年１２月１
７日発行の米国特許第５，５８４，１２８号明細書に主として開示されている。
これらの特許明細書の開示は参照としてここに取り入れられる。振動性で、流動
の反転する衝突と、上記した特許明細書に記述される方法との組み合わせは繊維
性ウェブ６０から水分を除去する比率を向上するために有利に使用できると考え
る。図７Ａおよび図７Ｂにおいて、符号“Ｖｃ”として示される方向矢印は振動
性で、流動の反転するガスの運動を図式的に示す。
【００９４】 本発明の方法に係る優れた水分除去率は衝突ガスの振動性で、流動の反転する
特性によるものであると考える。通常、従来の水除去方法を実施する間、ウェブ
から蒸発した水分はウェブの露出した表面に隣接する領域に境界層を形成する。
この境界層は衝突ガスがウェブ内に浸透するのを妨げる傾向があると考える。本
発明の振動性衝突空気またはガスの流動の反転する特性は水分の蒸発で生じた境
界層に“掃気”効果を発生し、境界層を薄く、（または“希薄”）にする。この
境界層の希薄化により境界層が振動性空気またはガスに及ぼす抵抗を減少させ、
したがって、ウェブ内に深く浸透する、振動性空気またはガスの連続サイクルを
可能にすると考える。この結果、ウェブの各部の濃度が異なっていても、それに
関係なく、ウェブをより均一に加熱することができる。
【００９５】 さらに、ヘルムホルツ形振動発生器２０によって発生した流動の反転するガス
の振動場では、振動性ガスの流動の反転する特性により対流熱伝達係数が大きく
なり、熱流速が増加する。流動の反転する振動場は脱水率がより向上できるだけ
でなく、従来の固定流動による衝突と比較して同様の条件のもとでウェブ表面温
度を驚くほど低下させることも見出された。理論に拘束されることなく、出願人
は衝突ガスの振動性で、流動の反転する性質によりウェブ６０の乾燥面にある自
由空気との混合が起こり、極めて高い冷却効果を生じると考える。これは瞬間的
にウェブ６０の表面を冷却し、蒸発した水分による境界層を取り除くのを容易に
する。周期的に入れ替わる表面の冷却および熱による加熱と境界層の“掃気”と
を組み合わせることで従来の固定流動による衝突と比べて対等な条件のもとで本
発明の方法は水分除去率を劇的に高めること可能になる。ウェブ６０の表面に作
用する振動性で、流動の反転するガスの温度と比べてウェブ表面温度が低くなる
傾向から、ウェブには逆効果を生じることなく、振動性で、流動の反転するガス
の温度だけを大きく高めることが可能になる。このような高温が保たれることに
より従来の固定流動による衝突と比べて実質的に水分除去率を向上させることが
できる。たとえば、高速ヤンキードライヤのフードでは、典型的には、固定流動
による衝突で最高温度は約５３７．７８°Ｃ（１，０００°Ｆ）から６４８．８
９°Ｃ（１，２００°Ｆ）で使用されている。本発明に従う場合、振動性で、流
動の反転するガスはウェブ６０を劣化させることなく、１，０９３．３３°Ｃ（
２，０００°Ｆ）以上の衝突温度で使用することができる。
【００９６】 次の表１および表２は模範的な本発明の方法および装置１０の幾つかの特性を
示している。表１においては装置１０に関係するパラメータを示している。次の
容積および運転特性を有する、主として図４に示すプロパン燃焼式振動燃焼器２
１は本発明の従う抄紙乾燥率を評価するために使用される。
【００９７】
【表１】 試験はＴＡＰＰＩジャーナル、第９巻、第３号、１９９６年３月に公表された
チモシィ・パターソンらによる論文“ウェブ加熱技術の評価装置−開発、能力、
仮成績および可能な利用法”に従って実施した。ここに説明したような流動の反
転するガスの加熱した振動場のもとで典型的な工業用抄紙機速度を保って１枚の
シートを流した。この方法では、シートをウェブが工業用抄紙工程で負わされる
熱力学的および空気力学的条件とほぼ同一条件にさらすようにした。水分除去率
は調節した滞留時間を通じてシートを高温に保つ振動性流動にさらす前後の坪量
の差に基づいて測定した。滞留時間はパターソンらの参照文献に説明されるよう
なそりに向けた２個の光線用目によって測定した。試験滞留時間の変動率は約５
％である。
【００９８】 湿潤シート試料は２０．３２ｃｍ×２０．３２ｃｍ（８インチ×８インチ）の
寸法を有する。このシート試料を雲母またはスクリーンサポートのどちらかの上
面に配置した１９．０５ｃｍ×１９．０５ｃｍ（７．５インチ×７．５インチ）
の支持プレートによって支持した。温度測定器を装備したモータ駆動のそりに搭
載したホルダに全組み立て体を固定した。このシートの上面および底面に装着し
た熱電対は試料ホルダが乾燥域（すなわち、試料が本発明に従い水除去にさらさ
れる区域）に入ったときに動作を開始する、ディジタルデータ収録装置を用いて
１０００Ｈｚ／チャンネルで試験した。
【００９９】 音圧Ｐおよび周波数Ｆをキスラー・インスツルメント社の５００４モデル・デ
ュアルモード増幅器およびテクトロニックス４５３Ａモデル オシロスコープを
使用する、音響プローブで測定した。音圧ＰはＶｃ＝Ｐ・Ｇｃ／ｄｔ・Ｃとして
、周期速度Ｖｃを算出するのに使用した。ここで、Ｇｃは重力常数であり、ｄｔ
はガス密度であり、Ｃは音速である。すべての値は放出口の出口での温度で評価
した。
【０１００】 平均速度Ｖは余分の空気がなく、完全燃焼であると仮定し、振動燃焼器におい
て消費された燃料を測定して算出した。流量標準単位（ＳＣＦＨ）に変換される
、実際の燃料の読みを燃焼生成物の総流量を算出するのに使用した。この後、燃
焼生成物の総流量を排気管の横断面積で割って平均速度Ｖを算出し、出口ジェッ
ト温度を求めて補正した。振動燃焼器２１で使用した燃料は約１６５から約１８
０ＳＣＦＨ（立方フィート毎時間）の範囲であった。すべての試験で燃焼室１３
内の音圧Ｐは約１７５ｄＢ（実効値）に達する値を測定した。
【０１０１】 表２は本発明に従い管理された幾つかの試験結果について要約している。この
装置１０は図１４に図式的に示され、上述される、台形ブローボックス３６を構
成している、ガス分配装置３０を備えている。多孔構造の凹面状底部プレート３
７は３０．４８ｃｍ×３０．４８ｃｍ（１２インチ×１２インチ）、厚さ３．１
７５ｍｍ(１／８インチ)および規則正しい、千鳥配列の並びに分布させた直径Ｄ
６．３５ｍｍからなる１４４個の放出口３９を有する。この放出口は底部プレー
ト３７の凹形状によって振動性で、流動の反転するガス流を角度を付けて吹くこ
とができる。角度λは９０°（ブローボックス３６の中心軸に近い放出口３９）
から４２°（周辺域の放出口３９）の範囲内にある。衝突距離Ｚ（第４列）は本
発明の技術に従い設計され、算出されている。“プレート”（第３列）として表
２に示されるウェブサポートはウェブ試料シートを支える固体雲母プレートから
なる。“スクリーン”はテイラー標準スクリーンスケールに従う（０．８３３ｍ
ｍ（０．０３２８インチ）の正味開口を有する）２０メッシュのスクリーンであ
る。当初繊維濃度（第５列）および坪量（第６列）は工業標準法を用いて測定し
た。“当初”繊維濃度とは本発明に従って水分除去試験が実施される、まさに直
前に測定した繊維濃度を意味する。周期速度Ｖｃ（第７列）および平均速度Ｖ（
第８列）は先に説明した手順に従い算出した。ガス温度（第９列）は放出口３９
の出口で高速応答熱電対によって測定した。滞留時間（第１０列）は先に述べた
方法によって測定した。
【０１０２】 試料取り扱いに伴う水分損失については調節した。対照試験は試料を取り扱い
中に失われる水分、モータ駆動のそりに取り付けた試料を駆るために失われる水
分を決定するために各試験条件に代えて振動流動衝突を行わずに実施した。水分
除去率（第１１列）は当業者が理解できるように、試験重量変化から対照走行の
重量変化分を引き、得た答えをウェブ面積および滞留時間で割って算出した。試
験水分除去率の変動率は約１５％である。全試料（第１列）について数回ずつ試
験（第２列）を実施し、得られた結果についてこの技術分野で知られる、通常の
方法で平均値を求めた。
【０１０３】
【表２】 表３（項目は表２と同様に並べている）は図１２に図式的に示す凸面状底部プ
レート３７を有するブローボックス３６を構成している、ガス分配装置３０に関
係するデータを示している。表２および表３に示すように、平面状底部からなる
ブローボックス３６と関係する滞留時間が凸面状底部からなるブローボックス３
６と関係する滞留時間よりも全体的に大きいにもかかわらず、凸面状底部プレー
ト３７を有するブローボックス３６で達成される脱水率（第１１列）は平面状底
部プレート３７を有するブローボックス３６で達成されるものよりも著しく高い
。たとえば、表３の試料８および試料１１と表２の試料２とを対比すると、表２
の衝突距離Ｚおよび滞留時間が脱水率に益するように出現するとして、表３のガ
ス温度および平均速度Ｖが脱水率に益するように出現する限り、表３の乾燥率は
表２の乾燥率に対して約２倍ほど高い値になる。むしろ、驚くのは表２および表
３に示す条件のもとで乾燥／脱水される紙ウェブ試料に焦げまたは変色が少しも
発生しないということである。これは本発明で使用される振動ガス温度、通気乾
燥における従来技術の制限温度および固定流動による衝突ガス温度が高温である
ことを考えると全く予想し難いことであった。
【０１０４】
【表３】 比較のために表５は１個のテールパイプ１５を備えたガス分配装置３０を構成
する装置１０を用いて実施した試験の結果を示している。このテールパイプ１５
は各々放出口３９を有する、６４個のチューブに分岐するように構成している。
６４個のチューブは各々１２．７ｃｍ×３０．３８ｃｍ（５インチ×１２インチ
）からなる２分割した一続きの衝突域を形成するように放出口３９を２組みに等
分に分割した。この放出口３９の各組みは規則正しい、千鳥配列の並びからなる
。３つの放出領域は上記衝突域と１つおきに並んでいる。この放出領域の総面積
は３５．５６ｃｍ×３０．４８ｃｍ（１４インチ×１２インチ）である。放出口
３９は各々直径が９．５３ｍｍ（０．３７５インチ）である。テールパイプ１５
および個々の分岐チューブの双方は放出口３９の出口でガス温度を下げるために
空冷される。試験装置のさらに詳しい要項は表４に与えられている。
【０１０５】
【表４】
【０１０６】
【表５】 先に説明したように、振動性で、流動の反転するガスは正サイクルになったと
きにウェブ６０と衝突し、負サイクルになったときはウェブ６０から離れて引き
返し、これにより、ウェブ６０内に含まれる水分を外に運び出す。ウェブ６０か
ら抽出された水分は、典型的には、ウェブ６０の表面に隣接する境界層内に蓄積
される。したがって、境界層およびそれに隣接する領域に蓄積される水分を減少
させ、あるいは防ぐことは望ましい。本発明に従うと、装置１０は境界層および
衝突域の周囲の領域を含む、衝突域からの水分を除去する補助手段４０を備える
。図１では、このような補助手段４０は大気圧を有する外部領域と連絡している
スロット４２を構成するように示されている。これに代わるものでは、または追
加して、補助手段４０は真空源４１を構成してもよい。後者の例では、真空スロ
ット４２は衝突域および／または衝突域に隣接する領域から真空源４１にかけて
延ばし、これにより、双方の間を連通させるようにする。
【０１０７】 本発明の方法は超音波エネルギを利用するものと組み合わせて使用することが
できる。この超音波エネルギの利用は参照としてここに取り入れられる、トロク
ハンおよびセナパティの名義で１９９８年４月２３日に出願した特許出願番号０
９／０６５，６５５号に記述されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はエンドレスベルトまたはバンドによって支持される、走行ウェブに振動
性で、流動の反転する衝突空気またはガスを放出する振動発生器を示す、本発明
の装置および好ましい連続工程の図式的側面図である。
【図２】 図２は振動性で、流動の反転する衝突空気またはガスの正サイクル速度Ｖ１お
よび負サイクル速度Ｖ２を構成する、周期速度Ｖｃおよび平均速度Ｖを示す図表
である。
【図３】 図３は音圧Ｐに対する位相のずれを伴う周期速度の分布を示す、図２に示す図
表に類似する図表である。
【図４】 図４は本発明の装置および方法で使用できる、振動燃焼器の図式的側面図であ
る。
【図４Ａ】 図４Ａは振動燃焼器の直径Ｄおよび開口面積Ａを有する、円形放出口を示す、
図４の４Ａ−４Ａ線に沿う部分的正面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは長方形を有する、放出口を備える振動燃焼器の異なる実施例である。
【図５】 図５は振動燃焼器における音圧Ｐと正速度Ｖｃとの相互依存性を示す図表であ
る。
【図６】 図６は流れ方向に走行するエンドレスベルトまたはバンドによって支持された
ウェブに固定流動による衝突空気またはガスと入れ替わりつつ、振動性で、流動
の反転する衝突空気またはガスを次々衝突させる振動発生器を示す、本発明の装
置および方法の実施例の図式的正面図である。
【図７】 図７はウェブが支持される、乾燥シリンダに付属する乾燥フードを構成する、
本発明の装置の図式的正面図である。
【図７Ａ】 図７Ａはウェブを運ぶ乾燥シリンダからなるウェブサポートおよび複数個の放
出口を備える、振動発生器のガス分配装置を含む、本発明の装置の図式的断面図
である。
【図７Ｂ】 図７Ｂは振動性で、流動の反転するガスがウェブサポートと乾燥シリンダの表
面との間に押し付けられたウェブにウェブサポートを通して吹き出す、流体浸透
性ベルトからなるウェブサポートを示す、図７Ａに示す装置に類似する図式的横
断面図である。
【図８】 図８は全抄紙工程に本発明の装置を適用することが可能な幾つかの位置を示す
、本発明の連続抄紙工程の図式的側面図である。
【図９】 図９はウェブの表面と対面する振動発生器の放出口の規則正しいパターンの一
実施例を示す、図１の９−９線に沿う図式的断面図である。
【図９Ａ】 図９Ａは規則正しいパターンで分布する長方形開口からなる放出口の図式的平
面図である。
【図１０】 図１０はブローボックスを貫いて延びる複数個の放出口を有する、ブローボッ
クスで終わる、振動発生器のガス分配装置の好ましい一実施例の図式的横断面図
である。
【図１１】 図１１は流れ方向に間隔をおいて配置したマルチブローボックスを示す、図１
０の１１−１１線に沿う図式的平面図である。
【図１２】 図１２は凸曲面状底部を有するブローボックスの実施例の図式的断面図である
。
【図１２Ａ】 図１２Ａは振動性で、流動の反転する空気またはガスを流体浸透性ウェブサポ
ートに対して角度をつけて吹く、図１２に示すブローボックスのより詳細な図式
的断面図である。
【図１３】 図１３は全体的に凸面形状に形成する、複数個の互いに結合される区域からな
る底部を有する、ブローボックスの実施例の図式的断面図である。
【図１３Ａ】 図１３Ａは図１２に図式的に示す曲面状底部、または図１３に図式的に示す底
部を有する、ブローボックスの出口から流出する振動性で、流動の反転するガス
または空気の温度分布を示す図表である。
【図１４】 図１４は凹曲面状底部を有する、ブローボックスの実施例の図式的断面図であ
る。
【図１４Ａ】 図１４Ａは図１４に図式的に示す凹曲面状底部を有する、ブローボックスの出
口から流出する流動の反転する衝突ガスの温度分布を示す図表である。
【図１５】 図１５は幅方向にお互いから間隔をおいて配置した複数個の振動発生器を示す
、本発明方法の実施例の図式的側面図である。
【図１６】 図１６は繊維性ウェブを載せている、強化構造物と結合される、実質的に連続
した構成物からなる流体浸透性ウェブサポートの実施例の図式的側面図である。
【図１７】 図１７は（明瞭化のために繊維性ウェブが示されない）図１６に示すウェブサ
ポートの図式的平面図である。
【図１８】 図１８は繊維性ウェブを載せている、強化構造物と結合される、不連続な複数
個の突起物を構成する、流体浸透性ウェブサポートの実施例の図式的側面図であ
る。
【図１９】 図１９は（明瞭化のために繊維性ウェブが示されない）図１８に示すウェブサ
ポートの図式的平面図である。
【図２０】 図２０は低周波音装置を構成する、本発明において有用な振動発生器の実施例
の図式的側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (71)出願人 ＯＮＥ ＰＲＯＣＴＥＲ ＆ ＧＡＮＢＬ Ｅ ＰＬＡＺＡ，ＣＩＮＣＩＮＮＡＴＩ， ＯＨＩＯ，ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ Ｆターム(参考） 4L055 BD04 BD06 BD07 CF01 CF50 EA13 EA19 EA20 EA26 FA16 GA29

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ） 約１０％から約９０％までの水分を有する繊維性ウ
    ェブを準備し、 （ｂ） 予め決められた周波数を有する振動性で、流動の反転するガスを準備
    し、 （ｃ） 衝突面積を規定している前記ウェブの予め決められた部分に該振動性
    で、流動の反転するガスを供給するように設計される、好ましくは非ランダムで
    千鳥配列に分布させた複数個の放出口を構成している、ガス分配装置を準備し、 （ｄ） 前記複数個の放出口がそれぞれ該振動性で、流動の反転するガス流を
    放出するように、該振動性で、流動の反転するガスを前記複数個の放出口を通し
    て前記ウェブに衝突させ、 この場合、前記衝突ガスは、好ましくは、約１５Ｈｚから１，５００Ｈｚまで
    の周波数で振動する正サイクルおよび負サイクルの連鎖、好ましくは、２６０°
    Ｃ（５００°Ｆ）から１３７１．１１°Ｃ（２，５００°Ｆ）までの温度、好ま
    しくは、約３０４．８ｍ／ｍｉｎ（１，０００ｆｔ／ｍｉｎ）から約１５，２４
    ０ｍ／ｍｉｎ（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）までの周期速度を有し、 前記正サイクルは正振幅を有し、前記負サイクルは前記正振幅よりも小さい負
    振幅を有し、 前記周期速度は前記正サイクル中、前記ウェブに向けて正方向に向く正速度を
    構成し、前記負サイクル中、前記正方向と反対の負方向に向く負速度を構成して
    おり、前記正速度は前記負速度よりも大きく、ここでは該振動性で、流動の反転
    するガスが前記正サイクル中に少なくとも部分的に前記ウェブ内に浸透し、負サ
    イクル中に前記ウェブおよび該ウェブに隣接する領域から水を引き出し、これに
    より、前記ウェブから水分を除去する、 工程を含むことを特徴とする、繊維性ウェブから水を除去するための方法。
  2. 【請求項２】 前記振動性で、流動の反転するガスが前記ウェブの衝突面積
    全域にわたって均一に分布するように前記ウェブに衝突する請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記振動性で、流動の反転するガスが前記ウェブの衝突面積
    全域にわたって不均一に分布するように前記ウェブに衝突し、これにより、前記
    ウェブの水分分布を調節するようにした請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記衝突ガス流の少なくとも一部の該正方向に向くガス流と
    前記ウェブの該衝突面積の表面とが互いの間に鋭角を形成している請求項１、２
    および３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 （ａ） 約１０％から約９０％までの水分を有し、また、流
    れ方向およびこの流れ方向と垂直な幅方向を有する、前記繊維性ウェブと協同す
    るウェブ接触面およびこのウェブ接触面と反対側の背面をさらに備えている、ウ
    ェブサポートによって支持される繊維性ウェブを準備し、 （ｂ） 前記ウェブを載せている前記ウェブサポートを前記流れ方向に走行さ
    せる手段を準備し、 （ｃ） 約１５Ｈｚから約１，５００Ｈｚまでの周波数を有する、振動性で、
    流動の反転するガスを発生し、かつ放出するように設計される振動発生器を準備
    し、 （ｄ） 前記振動発生器と流動連絡し、各々等価直径Ｄと振動性で、流動の反
    転するガスがそれを通して放出される開口面積と合計開口面積を有する、複数個
    の放出口で終わるガス分配装置を準備し、 （ｅ） 前記複数個の放出口から予め決められた衝突距離Ｚを保って前記ウェ
    ブを載せている前記ウェブサポートを配置し、これにより、前記放出口と前記ウ
    ェブサポートとの間の衝突域を規定し、さらに、前記放出口のパターンがそれと
    一致する前記ウェブの衝突面積を規定しており、前記複数個の放出口の合計開口
    面積が前記衝突面積の約０．５％から約２０％の範囲内にあり、比Ｚ／Ｄが１か
    ら１０までの範囲内にあり、 （ｆ） 前記ウェブを載せている前記ウェブサポートを前記流れ方向に毎分３
    ０．４８ｍ（１００フィート）から３，０４８ｍ（１０，０００フィート）の速
    度で走行させ、 （ｇ） 前記振動発生器を運転し、該振動性で、流動の反転するガスを前記放
    出口を通して前記ウェブに衝突させ、これにより、前記ウェブから水分を除去す
    る、 工程を含むことを特徴とする、繊維性ウェブから水分を除去するための方法。
  6. 【請求項６】 前記工程（ａ）において、前記ウェブサポートが流体浸透性
    エンドレスベルトまたはバンドからなり、好ましくは、前記ウェブサポートが構
    成物と前記ウェブサポートの該ウェブ接触面および背面の間にて延びる複数個の
    流体浸透性通路とを有しており、 前記構成物が、好ましくは、さらに、前記複数個の通路の周囲を囲む連続した
    構造からなり、かつ、前記ウェブサポートの該ウェブ接触面を形成する連続した
    網状組織を形成している請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記工程（ａ）において、前記ウェブサポートが乾燥シリン
    ダの表面からなる請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記放出口と前記ウェブサポートとの間の該衝突区域から水
    分を除去する補助手段を準備する工程を含み、この場合、前記補助手段は、好ま
    しくは、真空源を構成しており、少なくとも１個の真空スロットが前記真空源か
    ら前記衝突区域にかけて延びており、これにより、前記衝突域と前記真空源との
    間で流動連通するようにした請求項５、６および７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 非振動性で、固定流動の衝突ガスを発生し該非振動性ガスを
    前記ウェブに衝突させる手段を準備する工程を含み、前記工程（ｅ）において、
    好ましくは、該振動性で、流動の反転するガスと非振動性ガスとを順次前記ウェ
    ブに衝突させるようにした請求項５、６、７、および８のいずれか１項に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記ウェブサポートの該背面と並置するように真空装置を
    準備する工程を含み、前記真空装置を運転し、これにより、前記流体浸透性ウェ
    ブサポートを通して前記ウェブから水分を除去するようにした請求項５、６、７
    、８および９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 流れ方向およびこの流れ方向と垂直な幅方向を有する抄紙
    工程のための水分除去装置であって、前記装置が繊維性ウェブをその上に受け入
    れ、該繊維性ウェブを前記流れ方向に運ぶように設計されるウェブサポートと、 １５Ｈｚから１，５００Ｈｚまでの範囲の予め決められた周波数を有する振動
    性で、流動の反転する空気またはガスを発生し、かつ、放出するように設計され
    る、少なくとも１個の振動発生器と、 前記少なくとも１個の振動発生器と流動連絡し、該振動性で、流動の反転する
    空気またはガスを前記ウェブの予め決められた部分に供給する少なくとも１個の
    ガス分配装置とを備え、 前記ガス分配装置は、前記ウェブサポートと前記放出口が好ましくは約６．３
    ５ｍｍ（２．２５インチ）から約１５２．４ｍｍ（６．００インチ）までの衝突
    距離で規定される衝突区域を形成するように、前記ウェブサポートと並置される
    複数個の放出口で終わり、前記複数個の放出口がそれと一致する前記ウェブの衝
    突面積を規定しており予め決められたパターンを構成しており、この場合、前記
    複数個の放出口が各々等価直径と振動性で、流動の反転する空気またはガス流が
    それを通して放出される開口面積とを有し、前記等価直径に対する前記衝突距離
    の比が、好ましくは、１から１０までの範囲からなり、ここでは前記ガス分配装
    置の該複数個の放出口がその放出口の個々の前記開口面積を共に足し合わせて形
    成される合計開口面積を有し、前記合計開口面積が、好ましくは、前記ウェブの
    該衝突面積の約５％から約２０％までの範囲からなる装置。
  12. 【請求項１２】 前記衝突距離を調節する手段を備える請求項１１に記載の
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記複数個の放出口のパターンが前記流れ方向および前記
    幅方向の少なくとも１つに前記ウェブの該衝突面積全域にわたって前記衝突ガス
    の温度を均一に分布させるように設計される、非ランダムの配列を構成する請求
    項１１および１２のいずれか１項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記少なくとも１個の振動発生器が約７５Ｈｚから約２５
    ０Ｈｚまでの周波数を有する振動性で、かつ、流動の反転する空気またはガスを
    発生する振動燃焼器からなり、前記複数個の放出口が各々、好ましくは、その放
    出口から流出するとき、約２６０°Ｃ（５００°Ｆ）から約３７１．１１°Ｃ（
    ２，５００°Ｆ）までの温度および約３０４．８ｍ／ｍｉｎ(１，０００ｆｔ／
    ｍｉｎ)から約１５，２４０ｍ／ｍｉｎ（５０，０００ｆｔ／ｍｉｎ）までの周
    期速度を有する、振動性で、流動の反転する空気またはガス流を放出する請求項
    １１、１２および１３のいずれか１項に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも１個の振動発生器が約１５Ｈｚから約１０
    ０Ｈｚまでの周波数を有する、振動性で、流動の反転する空気を発生する、低周
    波音装置からなる請求項１１、１２、１３および１４のいずれか１項に記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記ウェブサポートが乾燥シリンダの表面からなる請求項
    １１、１２、１３、１４および１５のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記放出口と前記ウェブサポートとの間に形成される衝突
    区域から水分を除去する補助手段を備え、前記補助手段が、好ましくは、真空源
    を有しており、少なくとも１個の真空スロットが前記真空源から前記衝突区域に
    向けて延びており、これにより、前記衝突区域と前記真空源との間を流動連通す
    るようにした請求項１１、１２、１３、１４、１５および１６のいずれか１項に
    記載の装置。
  18. 【請求項１８】 非振動性で、固定流動のガスを発生し、前記ウェブに衝突
    させる手段を備え、前記振動性で、流動の反転するガス流と前記非振動性で、固
    定流動のガス流とを、好ましくは、交替しつつ順次前記ウェブに衝突させるよう
    にした請求項１１、１２、１３、１４、１５、１６および１７のいずれか１項に
    記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記ウェブサポートの背面と並置され、前記流体浸透性ウ
    ェブサポートを通して前記ウェブから水分を除去する真空装置を備える請求項１
    １、１２、１３、１４、１５、１６、１７および１８のいずれか１項に記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】 流れ方向およびこの流れ方向と垂直な幅方向を有する、抄
    紙工程のための水分除去装置であって、前記装置が 繊維性ウェブをその上に受け入れ、該繊維性ウェブを前記流れ方向に運ぶよう
    に設計される流体浸透性ウェブサポートと、 約１５Ｈｚから約２５０Ｈｚまでの周波数を有する、振動性空気またはガスを
    発生するように設計される振動発生器と、 前記振動発生器と流動連絡するガス分配装置と、 前記ガス分配装置は前記ウェブサポートと並置されると共に、該ウェブサポー
    ト上に置かれた前記ウェブに振動性で、流動の反転する空気またはガスを供給す
    る複数個の放出口で終わっており、前記ウェブサポートおよび前記放出口は双方
    の間に衝突距離Ｚを形成しており、前記複数個の放出口がそれと一致する前記ウ
    ェブの衝突面積を規定する、予め決められたパターンを構成しており、前記複数
    個の放出口が前記衝突面積と前記放出口との間に流動の反転するガスの均一な振
    動場を与えてなり、非振動性で、固定流動のガスを発生し、前記非振動性ガスを
    前記ウェブに衝突させる手段とを備えた装置。
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