JP2004501294A - 取付け装置によってヘッドボックス内のベーンの平坦度を保証する方法、そのような取付け装置を備えるヘッドボックス、及びそのための取付け装置 - Google Patents

Abstract

横方向溝（２０）の下流支持壁（２５）と協働するための係合部材（２２）を含む取付け装置によってヘッドボックス内に取付けられるベーン（１４）の平坦度を保証する方法であって、ベーン（１４）は、作動時に原料からの剪断力と取付け装置からの保持力の影響を受ける。本発明によれば、外側係合ダウエルは、剪断力を受けるために、所定の期間中に唯一の係合ダウエル（２２ａ）として下流支持壁（２５）と協働するように、ベーンの側縁部（３１、３２）に取付けられ、それによってベーンの下流端部（３３）内に機械横方向の引張応力が発生することになる。また、本発明は、このような取付け装置を有するヘッドボックス、及びそのための取付け装置に関し、ベーンの上流端部（２１）の内側区域（３５）内又はその下流側のベーンは、前記期間中に下流支持壁に対して機械方向に自由に移動できるように配置されている。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、取付け装置によってヘッドボックス内に着脱自在に取付けられるベーンの平坦度を保証する方法に関し、取付け装置は、ベーンの上流端部においてベーンに連結される複数の係合部材と、ベーンの係合部材を収容するための縦溝とを有し、この溝は、係合部材と協働するための係合部材に対向する内側の下流及び上流支持壁を有し、ベーンは、作動時に該ベーンに沿って流れる原料が引き起こす剪断力及び取付け装置がベーンに与える保持力の影響を受けるようになっている。
【０００２】
また、本発明は、ファイバーウェブを湿式成型するためのフォーマの成型区域に原料の噴流を供給するためのヘッドボックスに関し、ヘッドボックスは、
チャンバを有するスライスと、
スライスチャンバ内に開口する乱流チャンネルと、乱流チャンネルを区画する少なくとも１つの固定部材とを含む乱流発生器と、
スライスチャンバ内に配置されている少なくとも１つのベーンと、
ベーンを固定部材に着脱自在に取付けるための取付け装置と、
を備え、取付け装置は、
ベーンの上流端部でベーンに連結される複数の係合部材と、
ベーンの係合部材を収容するための縦溝を有する細長い構造部材と、
を含み、この溝は、係合部材と協働するための、係合部材に対向する内側の平行な下流及び上流支持壁を有している。
【０００３】
また、本発明は、ファイバーウェブを湿式成型するためのフォーマ内の成型区域に原料の噴流を供給するためのヘッドボックスの乱流発生器の固定部材にベーンを着脱自在に取付けるための取付け装置に関し、
チャンバを有するスライスと、
スライスチャンバ内に配置されている少なくとも１つのベーンと、
を備え、乱流発生器は、スライスチャンバ内に開口する乱流チャンネルと、乱流チャンネルを区画する固定部材とを含み、
取付け装置は、
ベーンの上流端部でベーンに連結される複数の係合部材と、
ベーンの係合部材を収容するための縦溝を有する細長い構造部材と、
を含み、この溝は、前記係合部材と協働するための、係合部材に対向する内側の平行な下流及び上流支持壁を有している。
【０００４】
（背景技術）
前述の形式の公知のヘッドボックスは、ベーンの上流端部に一列に配置され、機械横方向に延びる横長の係合本体又は係合ダウエルの形態の係合部材を有する。係合ダウエルはベーンから突出する部分を有し、連結バーの支持壁と協働するようになっている。ベーンは、作動時に、該ベーンに沿う原料流が引き起こす機械方向の剪断力、並びに下流に配置されている支持壁が係合ダウエルに及ぼす機械方向とは逆方向の保持力の両方の影響を受け、作動時に、保持力は、各係合ダウエルの間に均等に分布することが意図されている。しかしながら、実際には、保持力は各係合ダウエルの間に均等に分布しない場合があり、ベーン上の剪断力はベーンの下流端部に機械横方向の局部的な圧縮応力を引き起こす。この圧縮応力はベーンの歪みを引き起こしてその下流端部を平坦でない状態にするが、このことは、原料の良好な層状化は平坦な分離ベーンに依存するので、特に原料の２つの層を分離する分離ベーンにおいては望ましくない。分離ベーンが平坦でないと、例えばペーパーウェブの他の部分とは異なる秤量をもつ線傷が現れる場合もある。
【０００５】
前述の圧縮応力は、所定の公差範囲内での係合ダウエルの位置のばらつきの結果として生じる場合がある。公差範囲内での係合ダウエルの位置は、例えば、特定の係合ダウエルが他の係合ダウエルよりも下流側にあるといった、理想的な位置から外れる場合があり、この場合、保持力は各係合ダウエルの間で不制御の様態で分布するので、ベーンの下流端部に圧縮応力が現れ、結果的に歪みが生じる可能性がある。
【０００６】
また、圧縮応力は、例えば、グラスファイバー強化エポキシ樹脂等のプラスチック材料で作られ、下流端部が上流端部に比べて相対的に薄くなるように機械方向に次第に厚さが薄くなっているベーンに現れることがある。プラスチック材料で作られたベーンは、取付け前の保管時に外気から水分を吸収し、更に原料から液体を吸収する場合はヘッドボックスに取付けた後に水分を吸収する。厚さが異なる結果として、ベーンの厚さが薄い下流端部は、ベーンの厚さが厚い上流端部よりも早く飽和することになる。下流端部が下流縁部から離れる方向に飽和した状態になると、下流端部は機械横方向に長くなるが、ベーンの厚い未飽和の上流端部の外形寸法はそのままである。下流端部のベーンの伸張は、ベーンの下流縁部を凸形状に、上流縁部を凹形状にしようとする。このように部分的に飽和されたベーンが作動時に原料からの剪断力による影響を受けると、保持力は各係合ダウエルの間で不均一に分布することになりベーンの下流端部が歪んだ状態になる。
【０００７】
（発明の開示）
本発明の目的は、前述の種々の問題を本質的に解決してベーンの平坦度を有効に保証する方法を提供することである。
本発明の別の目的は、作動時にベーンの平坦度を保証するように設計されている取付け装置、及び各々のベーンのための取付け装置を備えるヘッドボックスを提供することである。
【０００８】
本発明による方法は、少なくとも１つの外側係合部材又は２つ又はそれ以上の係合部材の１つの外側グループをベーンの各々の側縁部の近傍に取付け、２つの外側係合部材又は各係合部材の２つの外側グループは、作動時に少なくとも１つの所定期間に唯一の係合部材として下流支持壁と協働して前記剪断力を受け、それによってベーンの下流端部には機械横方向の引張応力が発生するようになっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によるヘッドボックス及び取付け装置は、複数の係合部材が、少なくとも１つの外側係合部材及び２つ又はそれ以上の係合部材の１つの外側グループをベーンの各々の側縁部の近傍に含み、２つの外側係合部材又は各係合部材の２つの外側グループは、作動時に少なくとも１つの所定期間に唯一の係合部材として、流動原料がベーン内に発生させる剪断力を受けるために下流支持壁２５と協働するように配置され、それぞれ２つの外側係合部材及び各係合部材の２つの外側グループによって規定される上流端部の内側区域は、係合部材を有さないか又は少なくともベーンの無負荷状態において前記下流支持壁の上流に配置される内側係合部材を有しており、結果的に、内側区域内及びその下流側のベーンは、前記期間中又はその一部の期間中に前記下流支持壁に対して機械方向に自由に移動できるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、ロール型ツインワイヤーフォーマ内の成型領域へ通じる空隙１内へ製紙原料の３層噴流を供給するように設計されているヘッドボックスを概略的に示す。ツインワイヤーフォーマは、内側フォーミングワイヤ２、回転自在なフォーミングロール３、外側フォーミングワイヤ４、及び回転自在なブレストロ−ル５を有する。
【００１１】
ヘッドボックスは、乱流チャンネル６のグループと、乱流チャンネル６の下流に配置されているスライス７とを含む乱流発生器を有し、スライス７は、上流端から製紙原料の流れ方向に次第に狭くなり下流端のスライス開口９で終わるチャンバ８を含む。
【００１２】
乱流チャンネル６は、例えば３つの異なる原料をスライスチャンバ８へ供給するために３つの部分で構成される。下側部分及び中間部分の各々は、相互に隣接して配置されている２列の乱流チャンネル６を有し、一方で、上側部分は、３列のそのような乱流チャンネル６を有する。乱流チャンネル６の列は、機械横方向に延び、乱流チャンネル６の隣り合う列は、機械横方向に延びる細長い堅固な固定部材１０によって区画される。固定部材１０は、スライスチャンバ８に対向する側面開口１２を備える細長い通し係合溝１１を有する（図２参照）。乱流チャンネル６のグループは、上流端において供給装置（図示せず）に連結されており、供給装置は、３つの原料貯蔵部と、関連部分の乱流チャンネル６の列に各々の原料を均等に分配すると共に各々の列内の乱流チャンネル６に原料を均等に分配するための適切なフロースプレッダとを含む。
【００１３】
図示の実施形態において、ヘッドボックスは、スライスチャンバ８を、乱流チャンネル６の列に連通する７つの収束チャンバ１５に分割する６枚のベーンを有する。ベーン１４の２枚は、３つの原料を相互に分離するように配列され、スライス開口９を通り過ぎて所定距離だけ延び、結果的に３層噴流を形成するようになっている原料分離ベーン１４ａを構成する。また、原料分離ベーン１４ａは乱流発生機能を有する。他のベーンは、スライス開口９から所定距離だけスライスチャンバの内側に位置する自由端を有する乱流ベーン１４ｂに過ぎない。ベーン１４は比較的剛性が高く、通常はチタンである金属材料か、又は通常はグラスファイバー強化エポキシ樹脂又はカーボンファイバー強化エポキシ樹脂であるプラスチック材料で作られている。ベーン１４は、原料流の種々の圧力及び速度に耐えるよう十分に硬い。各々のベーン１４は、細長い構造部材１６と、ベーン１４の上流端部２１に配置されている係合部材２２とを備える取付け装置によって、固定部材１０に対して着脱自在に取付けられている。図示の実施形態において、構造部材１６は、連結バーと、ベーン１４の平面に対して直角に配置された円筒形係合ダウエル（図２参照）の係合部材２２とから構成される。例えば、青銅等の金属製の連結バー１６は、ベーン１４の幅と同じ長さであり、順番に、下流に位置する係合部１７、可撓性のあるウエスト部１８、及び上流に位置して旋回軸を形成する係合部１９を含む。係合部１７には、細長い通し溝２０が設けられており、ベーン１４の上流端部２１及び係合ダウエル２２を収容して、機械方向に見てベーン１４及び連結バー１６を相互に固定するようになっている。溝２０には、それぞれベーン１４の平面に対して直角な下流支持壁２５及び上流支持壁２６を有する、対向する内側凹部２３、２４が設けられている。実質的に円形断面を有する係合部１９は、固定部材１０の係合溝１１に収容され、連結バー１６を機械方向に旋回自在に固定するようになっている。
【００１４】
各々の係合ダウエル２２は、ベーン１４の平らな両面から反対方向へ突出する自由端部２７、２８を有する。係合ダウエル２２の長さは、内側凹部２３、２４の各底面の間の距離よりも幾分短い。係合ダウエル２２の直径は、凹部２３、２４の幅よりも幾分小さい。
【００１５】
前述の圧縮応力及びこれに関連した歪みがどのように発生するかの原理を説明するために、従来技術の取付け装置に関する前述のベーン１４の１枚を概略的に示す図３から図６を参照する。ベーン１４は、上流縁部２９、上流縁部２９に平行な下流縁部３０、及びこれらの間に延びる互いに平行な２つの平行側縁部３１、３２を有する。図２に示す支持壁２５、２６は、図３及び図４においては、２本の平行な破線で示されている。係合ダウエル２２は、ベーン１４の上流縁部２９から所定距離だけ離れて平行に走る線に対して、予め定められた第１の公差範囲内で可能な限り真っ直ぐである列内に相互に同じ間隔でもって配置される。下流に位置する支持壁２５は、予め定められた第２の公差範囲内で端から端まで可能な限り真っ直ぐに形成される。前記一方又は両方の公差範囲によって、下流支持壁２５に対する係合ダウエル２２の位置は様々である。このことは図３に示されており、係合ダウエル２２ｅは、他の係合ダウエル２２よりも下流側、即ち下流支持壁２５により接近して配置されている。図４は作動時の金属製ベーン１４を示し、作動時、ベーン１４に沿って流れる原料によって引き起こされる剪断力は、係合ダウエル２２を下流支持壁２５に向けて押し付ける。剪断力は、ベーン１４の表面に沿って作用し、図４において、Ｆｓで表す下向きの力の矢印によって示される。下流支持壁２５によって係合ダウエル２２に作用する保持力は、Ｆｒで表す上向きの力の矢印によって示される。図４から分るように、係合ダウエル２２ｅの初期の位置は、他の係合ダウエル２２よりも下流側にあるので、係合ダウエル２２ｅに作用する保持力Ｆｒは、隣接する係合ダウエル２２に作用する保持力Ｆｒよりも大きい。結果的に発生する負荷の結果として、ベーン１４には、図４においてベーン１４の両側縁部３１、３２にＭｂで表すモーメント矢印によって示される、機械方向の曲げモーメントが加わる。曲げモーメントは、ベーン１４の下流端部３３において機械横方向の圧縮応力を引き起こす。図４に示すように、圧縮応力はＳｔで表す張力矢印によって示されている。圧縮応力Ｓｔは、図４において下流端部３３の波線で示すようにベーン１４を歪める。
【００１６】
前述のように、吸湿性プラスチック材料で作られ、厚さが機械方向に次第に薄くなるようなベーンにおいては、ベーンの薄い下流端部は、厚い上流端部よりも早く飽和するので歪みが発生することがある。そのようなベーン１４を図５及び図６を参照して以下に説明するが、ベーン１４は、例えば、流れる原料に接触状態にある所定の作動期間の後の無負荷状態で示されている。ベーン１４の下流端部３３が下流縁部３０から離れる方向に飽和されると、下流端部３３は機械横方向に伸張されるが、ベーン１４の厚い未飽和の上流端部２１の外形寸法はそのままである。従って、ベーン１４に張力が生じ、ベーンはその平面内で曲がることになり、図５に示すように、ベーンの下流縁部３０は凸形状に、上流縁部２９は凹形状になろうとする。図４に示すベーンと同様に、作動時には、中間の係合ダウエル２２は、ベーン１４の側縁部３１、３２の近くに配置されている係合ダウエル２２よりも多くの保持力を受けるので、各係合ダウエル２２の間の荷重分布は不均一になる。この場合、合成荷重も同様に、機械方向の曲げモーメント、ベーン１４の下流端部３３における機械横方向の圧縮応力、及びベーン１４の下流端部３３の歪みをもたらす。プラスチック材料で作られたベーンは、図３及び図４に関連して説明した公差依存型の歪みが生じる場合があり、湿潤膨張によって引き起こされる前述の歪みを強める結果となることを理解されたい。
【００１７】
図７は、本発明の第１の実施形態による取付け装置の各部材を備えるベーン１４を無負荷状態で示す。図８は、作動時の図７のベーン１４を示す。ベーン１４は、機械方向に一致する中心線３４に対して左右対称である。外側係合ダウエル２２ａは、ベーン１４に負荷をかける流動原料によって引き起こされる剪断力Ｆｓを受けるために、作動時に下流支持壁２５と協働するようにベーン１４の各側縁部３１、３２に隣接して配置されている。２つの外側係合ダウエル２２ａの間に延びるベーン１４の上流端部２１の内側区域又は中央部分３５には係合ダウエルが存在しないので、ベーン１４の内側区域３５は、該内側区域３５の下流側に位置するベーンの上側部分と同様に、支持壁２５に対して機械方向に自由に移動できるように構成されている。この変位は、原料流の速度変化によって生じる場合がある。もしくは、ベーン１４がプラスチック材料で作られ、その厚さが機械方向に次第に薄くなる場合は、湿潤膨張が進む結果としてベーン１４の張力状態が変化することによって生じる場合がある。保持力Ｆｒ及び剪断力Ｆｓは協働して曲げモーメントＭｂを引き起こすが、この曲げモーメントＭｂは、ベーン１４をその平面内で曲げ、ベーン１４の下流縁部３０を伸張させ、ベーン１４の下流端部３３に機械横方向の引張応力を発生させる。これらの引張応力は、図８にＳｄで表す応力矢印によって示される。変位は、金属ベーンの場合、ヘッドボックスが動き始める瞬間から所定の機械速度に達した瞬間までである、第１の期間中に起こり得る。その後、機械速度が高くなると、第１の機械速度と第２の機械速度との間にわたる第２の期間が始まる。ベーンがプラスチック材料で作られている場合、第１の期間は、原料がヘッドボックス内を流れ始める瞬間からベーンの湿潤膨張が終了する瞬間までであり、ここにおいては、同一の又は変更された機械速度を使用することができる。湿潤膨張が終了した後に、所望の高い機械速度に達する瞬間までの第２の期間を開始できる。中央区域３５内には係合ダウエルが無いので、外側係合ダウエル２２ａの取付け位置におけるベーンの強度、及び原料の層状化に悪影響を与えてはいけない下流縁部３０の位置以外の規制を受けることなく、ベーンの中央区域３５は自由に前方へ移動することができる。本実施形態では、ベーンの下流端部３３には圧縮応力は全く発生しない。
【００１８】
図９は、本発明の第２の実施形態による取付け装置の各部材を備える無負荷状態のベーン１４を示し、外側グループ３６を形成する３つの係合ダウエル２２ｂが、ベーン１４の各々の側縁部３１、３２に近接して配置されている。係合ダウエル２２ｂは、機械横方向に互いに隣接して一列に配置される。ここでも同様に、２つの外側グループ３６の間に広がるベーンの上流端部２１の内側区域３５には係合ダウエルが存在しないので、ベーン１４の内側区域３５並びにその下流区域は、下流支持壁２５に対して機械方向に自由に移動できるように構成されている。保持力Ｆｒ及び剪断力Ｆｓは協働して図１０に示すような曲げモーメントＭｂを引き起こす。曲げモーメントＭｂは、ベーン１４をその平面内で曲げて、ベーン１４の下流縁部３０を伸張させ、ベーン１４の下流端部３３に機械横方向の引張応力Ｓｄを発生させる。図７によるベーンに関して説明したのと同様の状況下で変位が起こり得る。
【００１９】
図１１は、本発明の第３の実施形態による取付け装置の各部材を備える無負荷状態のベーン１４を示し、本実施形態は、前述の実施形態よりも高速の原料流に適している。ベーン１４には、図９及び図１０に関連して説明した第２の実施形態と同様に、外側グループ３６内に配置されている係合ダウエル２２ｂ、並びに２つの内側グループ３７内に配置されている係合ダウエル２２ｃを備え、内側グループ３７の各々のグループは３つ係合ダウエル２２を備える。係合ダウエル２２ｃの内側グループ３７は、外側グループ３６から所定の間隔をあけて配置されている。係合ダウエル２２ｃの各々の内側グループ３７は、下流支持壁２５から、例えば約５ｍｍの所定の間隔をあけて配置されている。この場合、係合ダウエル２２ｂの外側グループ３６までの距離は約２０００ｍｍであってもよい。第１の期間は、原料がヘッドボックスを通って流れ始めると開始し、例えば内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃが下流支持壁２５と接触した場合に終了するが、この期間では、内側区域３５は、原料からの剪断力Ｆｓの影響を受けて機械方向に変位し、ここにおいてはベーン１４の下流縁部３０は伸張されてベーン１４の下流端部３３に機械横方向の引張応力Ｓｄが発生する。この期間の終了時には、機械の速度は所定値になっている。従って、下流支持壁２５及び係合ダウエル２２ｂの外側グループ３６に対する各々の内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃの位置は、各々の原料の流速に関して決定的に重要であることを理解されたい。増大した機械速度が固定される瞬間までの第２の期間中に、内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃによって規定される内側部分区域３５ａは、機械方向前方に移動するが、ベーン１４の下流端部３３に圧縮応力が現れる危険がある場合、この移動は変位した位置によって制限される。ベーンがプラスチック製であり、厚さが次第に薄くなる場合、最大原料流速度又は機械速度を選択して内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃの位置を決定する際に湿潤膨張現象を考慮する必要がある。内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃが下流支持壁２５に接触状態にある場合は、機械速度を現在の値よりも高める代わりに、ベーンの下流端部３３に依然として存在する引張応力を利用して、湿潤膨張に由来する圧縮応力を補償することができる。
【００２０】
長さ８００ｍｍ、幅５５００ｍｍ、上流端部２１での厚さ４ｍｍ、及び下流端部３３での厚さ０．５ｍｍの寸法を有し、例えば、２０００ｍ／分の最大原料流速度を受けることが意図されたプラスチック製のベーン１４においては、隣り合う２つの外側グループ３６と内側グループ３７との間の適切な距離は約２０００ｍｍとすることができる。この場合、内側グループ３７の係合ダウエル２２ｃは、ベーン１４の無負荷状態で見ることができる、下流支持壁２５から約５ｍｍの位置に配置できる。各々のグループ３６、３７の係合ダウエルは、互いに約５０ｍｍだけ離して配置することが好ましい。各々のグループ３６、３７の係合ダウエル２２ｂ、２２ｃは、２つの隣り合う係合ダウエルから下流支持壁２５までの距離がそれぞれ最も近いベーン１４の側縁部３１、３２から離れるに従って増加するように配置することが好ましい。この距離の適切な増加は、約０．１ｍｍである。
【００２１】
本発明は、各々のグループ内の３つの係合ダウエル２２に限定されないことを理解されたい。各々のグループ内に２つ又は４つといった、更に多くの又は少ない係合ダウエル２２を使用できる。また、本発明は、係合ダウエル２２の２つの内側グループ３７に限定されるものではない。例えば、外側及び内側グループ３６、３７の間に、支持壁２５から間隔をあけて、追加の係合ダウエル２２のグループを配置することもできる。
【００２２】
図１３は、本発明の第４の実施形態による取付け装置の各部材を備える無負荷状態のベーン１４を示し、係合ダウエル２２は、側縁部３１、３２の間に延びる湾曲線に沿って一列に、中心線３４に対して左右対称に配置される。図示の実施形態において、係合ダウエル２２は等間隔に配置されているが、別の実施形態（図示せず）では、その間隔は異なっていてもよく、例えば、係合ダウエルの複数のグループでは、同一グループ内の各係合ダウエルの間の距離は等しいが、各グループでは距離が異なるような、規則正しいパターンに分布させることができる。図１３に示す実施形態において、側縁部３１、３２に最も近接して配置されている、例えば３個から５個の所定数の係合ダウエルは、係合ダウエルの外側グループに属するとみなすことができるが、他の係合ダウエルは、前述の湾曲線形状及び各係合ダウエルの間の距離に応じて、順次配置された別個の内側係合ダウエルを構成するか、又は係合ダウエルの内側グループ３７を形成するとみなすことができる。このようなベーンに対して直ちに最高機械速度が作用する場合、期間は、原料がヘッドボックスを通って流れ始めた瞬間に始まり、原料からの剪断力Ｆｓの影響の結果として、中心線３４に最も近い係合ダウエル２２が同様に下流支持壁２５と接触する状態になる瞬間まで続き、この期間中には、図１４に示すように、下流縁部３０が伸張され、下流端部３３に機械横方向の引張応力Ｓｄが発生する。ベーンがプラスチック製でその厚さが次第に薄くなり、中央区域内ではもはや前方へ移動できない場合は、その期間の終了時にはこのような大きな過剰の引張応力が下流端部に存在することができ、残留湿潤膨張は、この過剰の引張応力よって均衡される圧縮応力を与える。引張応力がゼロまで低下し、ベーンが依然として未飽和の場合、即ち湿潤膨張が進んでいない場合は、それに対応する程度に最大機械速度を下げる必要がある。結果的に機械速度が最大速度よりも低い速度に設定され、ベーンの中心線３４から所定距離だけ離れて配置されている少なくとも２つの内側係合ダウエル又は各係合ダウエルの２つの内側グループが下流支持壁２５に接触状態にあるような、内側区域の所定の変位に対応する瞬間に終了する、前述の期間よりも短い期間が存在することを理解されたい。
【００２３】
図１３に示すベーンにおいて、係合ダウエルは、ベーンが無負荷の場合に機械方向に所定の延長部を有する湾曲線に沿って一列に配置される。このようなベーンを、前述の各支持壁の間の距離が機械方向に延びる湾曲線の延長部よりも短い連結バー内に取付けることによって、ベーンを連結バーの溝内に取付けた時点でベーンの下流端部に引張応力を与えることができる。湾曲線に関連して、支持壁を形成する狭い凹溝により、ベーンの側縁部の最も近くに配置されている外側係合ダウエルは、溝内にベーンを挿入する同時に溝の下流に配置されている支持壁と協働するようになり、この支持壁からの支持力を受けることができる。前述の剪断力及び保持力と同様に、支持力は、ベーンをその平面内で曲げ、下流縁部を伸張させ、ベーンの下流端部に機械横方向の引張応力を発生させる。これらの引張応力は、ヘッドボックスの始動段階、即ち原料がベーンに影響を及ぼす期間になる前にベーンが適切に平坦であることを保証する。
【００２４】
所定の機械速度、例えば最大速度（圧縮応力が発生しない）において、ベーンの下流縁部が一直線又は実質的に一直線であることを保証するために、原料の流れがその機械速度で一定の剪断力を及ぼすまで、及び／又はベーンがプラスチック製であり厚さが次第に薄くなる場合にベーンが完全に飽和されるまで、下流縁部は、ベーンがとり得る変位に等しい程度まで予備成型することができる。図１３及び図１４は、係合ダウエル２２がそれに沿って配置される湾曲線と同じ曲率でもって予備成型されている前述の凹形下流縁部３０を有するベーンを示す。従って、ベーンを取付けると、凹形下流縁部３０は伸張されて一直線形状になる。また、側縁部は、中心線３４に対して傾斜するように予備形成されている。
【００２５】
別の実施形態（図示せず）によれば、内側の係合ダウエルは、外側の係合ダウエル又は外側グループの係合ダウエルが置かれている直線に沿って配置され、この場合、下流支持壁は、小さな凹部を備えるか、又は大きな凹部を有する部分を備えるか、又は円弧形状等の所定の凹形状を備え、結果的にこの鏡像関係であってもベーンの自由な変位が可能になるように設計されている。また、下流端壁に所定の第１の半径を有する凹形状をもたせて、第１の半径よりも大きな所定の第２の半径を有する湾曲線に沿って係合ダウエルを配置することも可能である。
【００２６】
本発明によれば、ベーン１４の歪みは、実質的に唯一の係合ダウエル２２として少なくとも限定された期間中に前記剪断力を受けるが、同時にベーン１４の上流端部２１の内側区域３５が前記限定された期間中又はその一部の期間中に下流支持壁２５に対して機械方向に自由に移動させるために、即ち係合ダウエルからの外側保持力の影響を受けることなく移動させるために、下流に置かれている支持壁２５と協働するように、ベーン１４の側縁部３１、３２の近傍に１つ又はそれ以上の係合ダウエル２２を順序正しく配置することで回避される。前述のように係合ダウエルを配置することにより、係合ダウエルは、作動時にベーン１４に作用する剪断力Ｆｓ、係合ダウエル２２に作用する保持力Ｆｒ、及び曲げモーメントＭｂを引き起こし、曲げモーメントＭｂは、正常な作動条件下において常にベーン１４をその平面内で曲げてベーン１４の下流端部３３に機械横方向の引張応力Ｓｄを発生させる。本発明の原理に従って係合ダウエル２２を配置すると、前述の圧縮応力がベーン１４の下流端部３３に発生するのを防止できる。従って、本発明の特徴は、ベーンを歪めて原料の層状化に悪影響を与える可能性があるベーンの圧縮応力を防止する。
【００２７】
本発明は、係合ダウエル２２の形態の係合部材に関連して説明されているが、他の形式の係合部材によって本発明を実施できることを理解されたい。更に、係合部材は、係合ダウエル等の複数の個別の部材として設計されているが、それらは本発明の原理に従って下流支持壁と協働する連続的な係合部材で構成することもできる。
【００２８】
また、前述のものとは異なる取付け装置を使用して、本発明を実施できることを理解されたい。ベーン１４を、例えば、細長い連結バー１６と同じ機能を有すると共に連結バーのものと同様の支持壁を有する溝を有する固定部材１０に直接取付けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ロール型ツインワイヤーフォーマ内のフォーミング領域へ通じる空隙内に原料の多層噴流を供給するように取付けられている多層ヘッドボックスの機械方向の部分断面図である。
【図２】
図１によるヘッドボックス内の１つのグループの乱流チャンネルと関連する、ヘッドボックスのスライスチャンバ内にベーンの１つを取付けるための装置の断面図である。
【図３】
無負荷状時の金属製ベーンの上面図であり、従来の取付け装置の各部材を示す。
【図４】
作動時の図３によるベーンの上面図である。
【図５】
吸湿性プラスチック材料製のベーンの上面図であり、従来の取付け装置の各部材を示す。
【図６】
図５の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
【図７】
無負荷時のベーンの上面図であり、本発明の第１の実施形態による取付け装置の各部材を示す。
【図８】
作動時の図７によるベーンの上面図である。
【図９】
無負荷時のベーンの上面図であり、本発明の第２の実施形態による取付け装置の各部材を示す。
【図１０】
作動時の図９によるベーンの上面図である。
【図１１】
無負荷時のベーンの上面図であり、本発明の第３の実施形態による取付け装置の各部材を示す。
【図１２】
作動時の図１１によるベーンの上面図である。
【図１３】
無負荷時のベーンの上面図であり、本発明の第４の実施形態による取付け装置の各部材を示す。
【図１４】
作動時の図１３によるベーンの上面図である。

Claims (19)

1. ベーン（１４）の上流端部（２１）で前記ベーンに連結されている複数の係合部材（２２）と、前記ベーン（１４）の前記係合部材（２２）を収容するための縦溝（２０）とを含む取付け装置であって、前記溝（２０）が、前記係合部材（２２）と協働するように、前記係合部材に対向する内側の下流及び上流支持壁（２５、２６）を有し、前記ベーン（１４）が、作動時に前記ベーンに沿って流れる原料が引き起こす剪断力及び前記取付け装置が前記ベーン（１４）に与える保持力の影響を受ける、前記取付け装置によってヘッドボックス内に着脱自在に取付けられる前記ベーン（１４）の平坦度を保証する方法であって、
   少なくとも１つの外側係合部材（２２ａ）又は２つ又はそれ以上の係合部材（２２ｂ）の１つの外側グループ（３６）を前記ベーン（１４）の各々の側縁部（３１、３２）の近傍に取付ける段階を含み、
   前記２つの外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記２つの外側グループ（３６）は、作動時に少なくとも１つの所定期間中に唯一の係合部材（それぞれ２２ａ又は２２ｂ）として、前記下流支持壁（２５）と協働して前記剪断力を受け、それによって前記ベーン（１４）の前記下流端部（３３）には機械横方向の引張応力が発生することを特徴とする方法。
2. 前記保持力が前記ベーン（１４）の前記側縁部に作用して、前記剪断力の影響の下で、前記側縁部の間の前記ベーン（１４）の一部分（３５）が機械方向に自由に移動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ベーン（１４）の前記下流縁部（３０）を伸張させて、前記ベーン（１４）の前記下流端部（３３）に機械横方向の前記引張応力が発生するように、前記剪断力及び前記保持力の影響下で前記ベーン（１４）を曲げることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. ファイバーウェブを湿式成型するためのフォーマ内の成型区域に原料の噴流を供給するためのヘッドボックスであって、
   チャンバ（８）を有するスライス（７）と、
   前記スライスチャンバ（８）内に開口する乱流チャンネル（６）と、前記乱流チャンネル（６）を区画する少なくとも１つの固定部材（１０）とを含む乱流発生器と、
   前記スライスチャンバ（８）内に配置されている少なくとも１つのベーン（１４）と、
   前記ベーン（１４）に対して前記ベーンの上流端部（２１）で連結される複数の係合部材（２２）と、前記ベーン（１４）の前記係合部材（２２）を収容するための縦溝（２０）を有する細長い構造部材（１６）とを含み、前記溝（２０）が、前記係合部材（２２）と協働するための前記係合部材に対向する平行な内側の下流及び上流支持壁（２５、２６）を有する、前記ベーン（１４）を前記固定部材（１０）に着脱自在に取付けるための取付け装置と、
   を備え、
   前記複数の係合部材（２２）は、少なくとも１つの外側係合部材（２２ａ）又は２つ又はそれ以上の係合部材（２２ｂ）の１つの外側グループ（３６）を前記ベーン（１４）の前記側縁部（３１、３２）の各々の近傍に含み、前記２つの外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記２つの外側グループ（３６）は、作動時の少なくとも１つの所定期間に、唯一の係合部材（それぞれ２２ａ又は２２ｂ）として前記下流支持壁（２５）と協働して、流動原料が前記ベーン（１４）内に引き起こす剪断力を受けるように配置されており、前記２つの外側係合部材（２２ａ）及び各係合部材（２２ｂ）の２つの外側グループ（３６）のそれぞれによって規定される前記上流端部（２１）の内側区域（３５）は、係合部材を有さないか又は少なくとも前記ベーン（１４）の無負荷状態において前記下流支持壁（２５）の上流に配置されている内側係合部材（２２ｃ）を有しており、結果的に、前記内側区域（３５）内及びその下流側の前記ベーン（１４）は、前記期間中又はその一部の期間中に、前記下流支持壁（２５）に対して機械方向に自由に移動できるように配置されていることを特徴とするヘッドボックス。
5. 前記内側係合部材（２２ｃ）は、前記外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記外側グループ（３６）から所定距離だけ離れて配置されている少なくとも２つの内側グループ（３６）を形成し、前記内側係合部材（２２ｃ）の各々は、前記下流支持壁（２５）から所定距離だけ離れて配置されていることを特徴とする請求項４に記載のヘッドボックス。
6. 各々のグループ（３６、３７）内の２つの隣り合う係合部材（２２ｂ、２２ｃ）の前記下流支持壁（２５）からの前記所定距離は、前記ベーン（１４）の前記側縁部（３１、３２）から離れるに従って増加することを特徴とする請求項５に記載のヘッドボックス。
7. 前記距離の増加は、約０．１ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のヘッドボックス。
8. 前記係合部材（２２）は、等しい又は等しくない間隔でもって、側縁部（３１、３２）の間に延びる湾曲線に沿って配置されることを特徴とする請求項４に記載のヘッドボックス。
9. 無負荷状態において、前記ベーン（１４）は、予備成型された凹形下流縁部（３０）を有し、作動時に、前記下流縁部は伸張され、前記外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記外側グループ（３６）に関連する前記ベーン（１４）の前記変位によって実質的に一直線形状になることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載のヘッドボックス。
10. 前記期間の終了時であってもベーンに圧縮応力が生じないことを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載のヘッドボックス。
11. 前記構造部材（１６）は、前記溝（２０）を含む係合部（１７）、可撓性ウエスト部（１８）、及び前記固定部材（１０）の溝内に取付けるための係合部（１９）を備える連結バーを含むことを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１項に記載のヘッドボックス。
12. ファイバーウェブを湿式成型するためのフォーマ内の成型区域に原料の噴流を供給するためのヘッドボックスの乱流発生器の固定部材（１０）に、ベーン（１４）を着脱自在に取付けるための装置であって、
    チャンバ（８）を有するスライス（７）と、
    前記乱流発生器であって、前記スライスチャンバ（８）内に開口する乱流チャンネル（６）と、前記乱流チャンネル（６）を区画する前記固定部材（１０）とを含む乱流発生器と、
    前記スライスチャンバ（８）内に配置されている少なくとも１つのベーン（１４）と、
    前記取付け装置であって、前記ベーン（１４）に対して前記ベーンの上流端部（２１）で連結される複数の係合部材（２２）と、前記ベーン（１４）の前記係合部材（２２）を収容するための縦溝（２０）を有する細長い構造部材（１６）とを含み、前記溝（２０）が、前記係合部材（２２）と協働するように前記係合部材に対向する内側の平行な下流及び上流支持壁（２５、２６）を有する、取付け装置と、
    を備え、
    前記複数の係合部材（２２）は、少なくとも１つの外側係合部材（２２ａ）又は２つ又はそれ以上の係合部材（２２ｂ）の１つの外側グループ（３６）を前記ベーン（１４）の前記側縁部（３１、３２）の各々の近傍に含み、前記２つの外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記２つの外側グループ（３６）は、作動時の少なくとも１つの所定期間に、唯一の係合部材（それぞれ２２ａ又は２２ｂ）として前記下流支持壁（２５）と協働して、流動原料が前記ベーン（１４）内に引き起こす剪断力を受けるように配置されており、前記２つの外側係合部材（２２ａ）及び各係合部材（２２ｂ）の２つの外側グループ（３６）のそれぞれによって規定される前記上流端部（２１）の内側区域（３５）は、係合部材を有さないか又は少なくとも前記ベーン（１４）の無負荷状態において前記下流支持壁（２５）の上流に配置されている内側係合部材（２２ｃ）を有しており、結果的に、前記内側区域（３５）内及びその下流側の前記ベーン（１４）は、前記期間中又はその一部の期間中に、前記下流支持壁（２５）に対して機械方向に自由に移動できるように配置されていることを特徴とする取付け装置。
13. 前記内側係合部材（２２ｃ）は、外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の外側グループ（３６）から所定距離だけ離れて配置され、各々の内側係合部材（２２ｃ）は、前記下流支持壁（２５）から所定の距離だけ離れて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 各々のグループ（３６、３７）内の２つの隣り合う係合部材（２２ｂ、２２ｃ）の前記下流支持壁（２５）からの前記所定距離は、前記ベーン（１４）の前記側縁部（３１、３２）から離れるに従って増加することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記距離の増加は、約０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 前記係合部材（２２）は、等しい又は等しくない間隔でもって、側縁部（３１、３２）の間に延びる湾曲線に沿って配置されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
17. 無負荷状態において、前記ベーン（１４）は、予備成型された凹形下流縁部（３０）を有し、作動時に、前記下流縁部は伸張され、前記外側係合部材（２２ａ）又は各係合部材（２２ｂ）の前記外側グループ（３６）に関連する前記ベーン（１４）の前記変位によって実質的に一直線形状になることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記期間の終了時であってもベーンに圧縮応力が生じないことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記構造部材（１６）は、前記溝（２０）を含む係合部（１７）、可撓性ウエスト部（１８）、及び前記固定部材（１０）の溝内に取付けるための係合部（１９）を備える連結バーを含むことを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の装置。