【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は抄紙機ヘッドボックスの内面、特にスライス室及びリップ部の汚れを防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機のヘッドボックス内を流れる原料液の温度は、次工程のフォーマ、及びプレス部での脱水性を良くするために加温している場合もあるが、原料液の加温を特別に行なわない場合にあっても、抄紙機への原料供給、及び調成段階において各種処理のためにエネルギーが加えられることや、製紙工場全体としての新水使用量を抑制するために水を極力循環させて再利用を推進していること等によって、室温よりも高いのが通例であり、４０℃〜５０℃の場合も珍しくない。
【０００３】
一方、最新鋭の抄紙機では広巾且つ高速運転が前提であり、特に運転開始直後から高品質の安定運転が要求される。しかしながら、ヘッドボックスにおいては、運転開始と共に前記の室温以上の原料液が送られてくるが、ヘッドボックス各部の温度は室温のままで、原料液の温度より低い。このため、ヘッドボックス各部の温度が原料液の温度と熱的にバランスして平衡状態に達するまでに時間がかかる。その間に起こる熱変形によりヘッドボックス先端部のスライスリップ部の形状不安定が生じる。このことが、次工程のフォーマに送られる原料液ジェットの不安定となって表れ、結果として巾方向での紙の坪量変動となる。
【０００４】
この様な状況を早く収束させて安定状態とするため、ヘッドボックスの周囲に温水や加温空気を循環させて、熱的にバランスさせることが知られている。このことは、特許文献１や特許文献２に開示されている。しかしながら、これら公報においては、その基本概念が示されているに留まるので、より具体的な内容について図３〜図５を用いて説明する。
【０００５】
図３はヘッドボックスとツインワイヤフォーマの関係を示した概略図である。図３に示すようにヘッドボックス１は斜め上向きに設置されており、均一な原料ジェットがヘッドボックス１からツインワイヤフォーマ２に供給されて紙匹が形成され、次工程のプレス３へと送られる。ヘッドボックス１の概略構造は、図４に示すようになっている。
【０００６】
以下、図４によりヘッドボックス１の内部構造、作用について詳細に説明する。先ず、ヘッダ１４に流入した原料液はチューブバンク部１２において全巾方向に分配され、次いで、スライス室５０内において複数枚の整流及び繊維分散用フロープレート６により板状の流れとなってスライスリップ部４に向かって収束して行き、原料ジェット５となってツインワイヤフォーマ２へ送られる。原料ジェット５の厚みはリップの開度調整用ジャッキ１５により大きくは決められるが、巾方向の微細調整はスライスリップ微調整用ジャッキ１３によって行なわれる。
【０００７】
この部分には前述の熱変形抑制のため、スライスリップ部４を支持している構造体（スライスボディ）９にスライスボディチャンバ９ａとスライスボディ上部チャンバ１１とを配設して、これらの内部に温水を循環させている。又、スライスリップ部４の相手側の構造体（エプロンビーム）３９にはエプロンビームチャンバ１０を配設して、エプロンビームチャンバ１０内に温水を循環させるようにしている。このような対策によりヘッドボックス本体先端部の熱変形抑制が行なえる。
【０００８】
また、スライスリップ部４、及びその相手ビームであるエプロンビーム３９の先端部には汚れ防止を兼ねてスライスリップシャワー７、及びエプロンリップシャワー８が設けられ、各々から温水をかけるようにしている。更に、ヘッドボックス全体としての熱変形抑制のため、ヘッドボックス１の後端部に後端加温用上部チャンバ１８と後端加温用下部チャンパ１９とを配設し、これらにも温水循環を行なうことによって、ヘッドボックス１が全体として弓なりに熱変形することを防止している。
【０００９】
なお、ヘッドボックス全体としては、ヘッドボックス支持用ブラケット１７を支点として、ヘッドボックス角度調整用ジャッキ１６を動作させてヘッドボックス１をスイングさせることにより、原料ジェット５のツインワイヤフォーマ２に対する関係位置を調整することができるように構成されている。また、このジャッキ１６、及びブラケット１７部は、ヘッドボックス１の熱膨張による巾方向の伸びを吸収できる構造になっている。
【００１０】
図５は前述のヘッドボックス１に温水を循環させるシステムの概要を示している。以下、図５によって温水循環システムの構成、作用を説明する。スライスボディチャンバ９ａ、エプロンビームチャンバ１０、スライスボディ上部チャンバ１１、後端加熱用上部チャンバ１８、及び後端加熱用下部チャンバ１９（以下、各チャンバと記す）を加熱した後に戻ってくる温水は、温水タンク２０に集められる。また、スライスリップシャワー７やエプロンリップシャワー８（以下、各シャワーと記す）に送られた温水は温水タンク２０に戻ってこないので、この分は温水タンク２０の水量が減少する。この失われた水量は清水ヘッダ４８から補充される。温水タンク２０には液位伝送器２２が設けられ、その信号は液位調節計２１に送られ、液位調節計２１により清水ヘッダ４８と温水タンク２０とを結ぶ給水管に設けられた水位調節弁４０が制御される。これにより、温水タンク２０の液位は常に一定に保たれている。
【００１１】
温水タンク２０から温水循環ポンプ２４によって送られた温水は、水加熱器２５により加温された後、各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９、及び各シャワー７，８（以下、ヘッドボックス各部と記す）へ連続的に供給される。各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９での放熱や新水の補充に伴い、循環する温水の温度は降下するので、温水循環システムでは次のようにして温水の温度を制御している。
【００１２】
水加熱器２５出側の水温は、原料温度伝送器３５により検出した原料温度に、ヘッドボックス１での放熱量を考慮して決められるバイアス温度を加えて設定され、水温調節計２８，水温調節弁２６，水温伝送器２９等により設定された水温に制御される。これにより、水加熱器２５出口での温水の温度は常に一定の温度に保たれる。
【００１３】
さらに、放熱負荷が大きく、スライスリップ部４への影響も大きいスライスボディ上部チャンバ１１へ供給される温水温度については、分岐水加熱器３０により他の部分に供給される温水温度よりも更に高くすることができるように構成されている。すなわち、この温度は、水加熱器２５の場合と同様に原料温度伝送器３５で検出した原料温度に、スライスボディ上部チャンバ１１部での放熱量を考慮して決めたバイアス温度を加えて設定され、分岐水温調節計３３，分岐水温調節弁３１，分岐水温伝送器３４等により設定された水温に制御される。これにより、分岐水加熱器３０出口での温水の温度は常に一定の温度が保たれる。
【００１４】
この様にして温度制御された温水は、各シャワー、若しくは、各チャンバへ送られるが、それぞれへの水量はそれぞれに設けられた圧力計４２を参照しながら、それぞれに設けられた水量調節弁４１にて調節することができる。なお、温水タンク出口には温水タンク排水弁２３が、水加熱器２５，分岐水加熱器３０にはそれぞれスチームトラップ２７，３２が設けられ、温水や蒸気のドレーンの排出に備えられている。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭５９−２１１６９５号公報
【特許文献２】
実開平２−２２３９７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況において運転しているヘッドボックス１を点検や異常対応等の理由により一時停止するために、原料液送りポンプを止めると、ヘッドボックス１内に充満していた原料液、或いは白水は、流出、或いは逆流して無くなり、ヘッドボックス１内はやがて空になるのが一般である。この時ヘッドボックス１の内部、即ち、スライス室５０の内壁の接液面は、ほぼ原料液温度となっている。したがって、内壁面に付着している白水あるいは原料液等が乾燥すると、繊維質のもの等が汚れ物質としてヘッドボックス１内にこびり付いたように付着する。ヘッドボックス各部に温水を循環させている場合は、更に短時間で乾燥が起こるため、汚れ物質のこびり付きが顕著となる。
【００１７】
この汚れ物質は、一旦こびり付くと、その後高圧水とか洗浄剤で洗っても非常に取り除きにくい。さらに、汚れ物質が残留付着したままで運転を再開すると、原料液中の繊維が残留付着物にひっかかって大きく成長して異物となって、ヘッドボックス１内の流れに悪影響を与える。特にヘッドボックス１の先端のスライスリップ部４に付着した異物は原料ジェット５に直接影響を与えるため、次工程のフォーマ２で形成される紙の坪量が巾方向で不均一となる不都合を引き起こす。そしてこの残留異物は運転停止・再開を重ねる毎に増大し問題を大きくする。
【００１８】
したがって、ヘッドボックス１は運転停止後、内部をきれいに洗浄した後運転を再開するのが原則であるが、洗浄する前に一旦乾燥をして内壁面にこびり付いたものは、前述の様に非常に取り除きにくいため完全な除去が困難でその一部が残り、種々の問題を起す原因となっている。
以上、図３に示す様なヘッドボックス１が斜め上向きに設置されているツインワイヤフォーマ２の場合において説明をしたが、これに限らず、ヘッドボックス１が横向きあるいは下向きに設置されているツインワイヤフォーマの場合も全く同じ課題を抱えている。また、ヘッドボックス１からの原料ジェット５が進入するフォーマ入口部分がシングルワイヤとなっている各種フォーマあるいは長網形フォーマにおいても同じ状況である。
【００１９】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたものであり、抄紙機ヘッドボックスの運転停止後におけるヘッドボックス内面への汚れ物質の付着を抑制できるようにした、抄紙機ヘッドボックスの内面の汚れ防止方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前述のように、異物付着の要因はスライス室の内壁面の早期乾燥にある。したがって、ヘッドボックスの運転を停止した後は、内壁面が乾燥しない様にしておけばより容易に、しかもより完全にヘッドボックス内の洗浄が行なえる。ヘッドボックス内が空になっても接液面、特に先端部であるスライスリップ部が乾燥しないようにする方法としては、先ず第１に、ヘッドボックスを強制冷却してヘッドボックスの内面温度を下げることである。自然冷却ではヘッドボックスの温度が低下するまでに時間がかかり、ヘッドボックスの内壁面は乾燥してしまう。第２として、可能であれば接液面を湿潤状態に保てばよい。
【００２１】
第１のヘッドボックスを強制的に冷却する方法としては、ヘッドボックス各部に循環供給させている熱媒体の温度を低下させ、ヘッドボックスの温度を低下させる冷媒として作用させればよい。ただし、急に低温の熱媒体をヘッドボックス各部に循環させると、急激な温度低下によって収縮が原因となったヒートショックが発生してしまう。特に、剛性の少ないヘッドボックス先端部を中心に熱歪による永久変形が起きるおそれがある。したがって、熱媒体の温度は、ヒートショックを起さない程度で、且つ、可及的すみやかに低下させるのが好ましい。
【００２２】
ヘッドボックス各部に循環供給させている熱媒体の温度を低下させる方法としては、ヘッドボックスの熱媒体循環系から高温の熱媒体を排出して低温の熱媒体に置換していくことのが好ましい。この方法によれば、ヘッドボックス各部の急激な温度低下を招かず、ヒートショックを防止することができる。
ヘッドボックス各部に循環供給させる熱媒体としては、水等の液体やガスが挙げられるが、熱媒体として水を用いる場合には、ヘッドボックスの運転時に使用する汚れ防止用のシャワーを熱媒体循環系に接続することで、シャワーの水と兼用することができる。この場合、ヘッドボックスへの原料供給ポンプの停止後もシャワーを作動させることで、熱媒体循環系内の温水を消費することができ、高温の温水から低温の冷水への置換を促進することができる。
【００２３】
ヘッドボックス各部に循環供給させている熱媒体の温度を低下させる方法としては、ヘッドボックスの熱媒体循環系に加熱器と冷却器とを設け、ヘッドボックスの通常運転中は水加熱器によって熱媒体を加熱し、ヘッドボックスへの原料供給ポンプの停止に伴い冷却器によって熱媒体を冷却することも可能である。この方法によれば、熱媒体を消費することなく循環させることができる。勿論、上述の熱媒体循環系から高温の熱媒体を排出して低温の熱媒体に置換していく方法と併用することもでき、この場合には、より速やかにヘッドボックスを冷却することができる。
【００２４】
第２の接液面を湿潤状態に保つ方法としては、ヘッドボックス内面の温度をヘッドボックス内の空気の露点温度以下に下げることによって、ヘッドボックス内の接液面に結露を生じさせ、もって、湿潤状態を作り出すようにすればよい。さらに、原料供給ポンプを止めてヘッドボックスの運転を停止した後も、各シャワーは止めないで水の噴出をそのまま続けることで、ヘッドボックス先端部を濡らすようにしてもよい。シャワーから噴出される水が温水のままではヘッドボックス先端部の温度を上げるため、これら各シャワーの水温も低くすることで前述の接液面を湿潤状態にする効果が生じる。特にヘッドボックスが上向きに設置されている場合には、先端部にかけられた各シャワーからの水がヘッドボックス表面を伝って流下することによって、接液面が濡らされ湿潤状態が保たれるという効果もある。
【００２５】
また、ヘッドボックスからの原料ジェットを受入れるフォーマ入口部分がシングルワイヤとなっている各種フォーマあるいは長網形フォーマにおいては、通常は、エプロンリップシャワーの設置のみで、スライスリップシャワーは設置されない場合が一般的である。この場合もスライスリップシャワーを設置し、ヘッドボックスへの原料供給ポンプ停止と共にシャワー水の噴出を開始すれば、継続して水の噴出を続けているエプロンリップシャワーと協働してヘッドボックス先端部の乾燥を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（Ａ）第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態にかかる温水循環システムの概略構成を示すものである。この温水循環システムに本発明の抄紙機ヘッドボックスの内面の汚れ防止方法が適用されている。図１においては従来の温水循環システムと異なる部位を抜き出して示しており、図１に開示されていない他の部分については図５に示す従来の温水循環システムと同様である。したがって、図１に開示されていない部分については、図５を参照されたい。なお、図１において従来の温水循環システムと同一の要素については、同一の符号を付している。
【００２７】
本実施形態の温水循環システムにおいては、図１に示すように、水加熱器２５、及び分岐水加熱器３０への加熱源、即ち、蒸気ヘッダ４９からの蒸気の供給ラインに、遠隔操作蒸気止弁３７，３８が配設されている。さらに、温水タンク２０の排水側には、温水タンク排水弁２３と並列に遠隔操作排水弁３６、及び調整弁４３が配設されている。
【００２８】
上記の遠隔操作蒸気止弁３７，３８及び遠隔操作排水弁３６は、ヘッドボックス１（図５参照）への原料供給ポンプの停止信号により開閉操作される。すなわち、遠隔操作蒸気止弁３７，３８は停止信号により閉操作され、これにより蒸気ヘッダ４９から水加熱器２５及び分岐水加熱器３０への蒸気供給が停止される。同時に、遠隔操作排水弁３６は停止信号により全開とされ、これにより温水タンク２０内の温水の排出が開始される。
【００２９】
温水タンク２０からの温水の排出により温水タンク２０の液面は低下し、液位伝送器２２，液位調節計２１，水位調節弁４０等の働きにより清水ヘッダ４８から清水の補充が始まる。これにより、温水タンク２０内の温水温度は連続的に低下して行く。一方、水加熱器２５、及び分岐水加熱器３０への熱源は断たれているため、各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９（図５参照）へ循環供給される温水の水温は徐々に低下して行き、ついには清水ヘッダ４８の水温にまで低下する。温水温度の低下速度は、遠隔操作排水弁３６と直列に設けられている調整弁４３によって制御することができ、例えば調整弁４３が絞られることにより低下速度は遅くなる。
【００３０】
このように、本実施形態の温水循環システムによれば、ヘッドボックス１への原料供給ポンプの停止後、各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９（図５参照）へ循環供給される温水の水温が低下されていくので、ヘッドボックス１は強制的に冷却され、ヘッドボックス１の内面、特に繊細な影響を受ける先端部のスライスリップ部の乾燥を防ぎ、湿潤状態を保つことができる。このため、汚れ物質の付着や異物の成長を予防し、或いは少なくとも抑制できるとともに、汚れ物質や異物が付着した場合であっても、その清掃が容易となり、早く、きれいに洗浄することができる。
【００３１】
このことから、特に微妙なことにも影響を受けるヘッドボックス１の先端部に残留異物が無くなるために、原料液の流れが正常に保たれ原料液ジェットの外乱による乱れがなく、ストリークが発生しない。したがって、抄紙された紙の坪量に乱れが起きず、坪量プロファイルにストリークが生じてない良質の紙が得られる。また、ヘッドボックス１の内部清掃が容易であるため、停機時間が短縮されるという効果もある。
【００３２】
なお、スライスリップ部他のヘッドボックス１の先端部を含む内部清掃が終わった後、あるいはヘッドボックス１が十分冷却された後は、遠隔操作排水弁３６をリセットにより全閉とすれば温水循環システムから無駄な水を排出しなくて済む。また、ヘッドボックス本体各部から温水タンク２０へ戻る配管ラインに温度センサを設け、ヘッドボックス１への原料供給ポンプの停止後は、この温度センサがある設定値以下の温度を検出すると遠隔操作排水弁３６を全閉とする様にすることも可能である。
【００３３】
ヘッドボックス１の先端部を含む内部清掃が終わった後は、温水循環ポンプ２４を停止させてよいが、それまでは循環ポンプ２４は運転を続けるのが好ましい。また、遠隔操作蒸気止弁３７，３８を設けずに、水温調節弁２６及び分岐水温調節弁３１の制御によって過熱源である蒸気ヘッダ４９との連通を遮断しても同様の作用及び効果を得ることができる。ただし、制御の安定面を考慮すれば、遠隔操作蒸気止弁３７，３８を設けるのが好ましい。
【００３４】
（Ｂ）第２実施形態
図２は本発明の第２実施形態にかかる温水循環システムの概略構成を示すものである。本実施形態の温水循環システムは、清水ヘッダからの新水の温度が低くないために、第１実施形態にかかる温水循環システムではヘッドボックス内が十分冷却できない場合の循環システムである。図２においては第１実施形態の温水循環システムと異なる部位、具体的には図１のＡ部の変更箇所のみを示しており、図２に開示されていない他の部分については第１実施形態の温水循環システムと同様である。
【００３５】
本実施形態の温水循環システムでは、水加熱器２５と並列に冷却装置４４を有する熱交換器４５が設けられている。温水循環ポンプ２４からの循環水の循環経路は、三方切換弁４６により水加熱器２５と熱交換器４５との何れか一方に切り換えられるようになっている。三方切換弁４６は遠隔操作することができる。三方切換弁４６の操作により、温水循環ポンプ２４から熱交換器４５に循環水が送られた場合には、循環水は熱交換器４５によって冷却されてヘッドボックス各部へ供給される。熱交換器４５の出口には、水加熱器２５により加温した温水が熱交換器４５へ逆流しないように、チェックバルブ４７が配設されている。
【００３６】
本実施形態の温水循環システムの動作は、基本的には図１に示される第１実施形態のものと同様である。すなわち、ヘッドボックス１（図５参照）への原料供給ポンプ停止信号により、遠隔操作蒸気止弁３７，３８が全閉とされて循環水加熱用の熱源が断たれるとともに、遠隔操作排水弁３６が全開とされて温水タンク２０内の温水の排出が開始され、清水ヘッダ４８からの新水補充によって系内の温水は末加熱の新水に置換されて行く。
【００３７】
この状態である程度の間運転し、循環系内の水がほぼ新水に置換されて清水ヘッダ４８の水温に近づいた時、あらかじめ設定されたタイマーあるいは水温検出器からの信号により遠隔操作排水弁３６を全閉とし、同時に遠隔操作の三方切換弁４６を作動させて温水循環ポンプ２４からの循環水の循環経路を熱交換器４５側に切り換える。これにより、冷却装置４４を有する熱交換器４５でさらに冷却された水が、各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９（図５参照）へ供給されるようになる。
【００３８】
したがって、本実施形態の温水循環システムによれば、清水ヘッダからの新水の温度が低くない場合であっても、ヘッドボックス１内の清掃が終わるまで上記の状態、すなわち、循環水を熱交換器４５に通しながら循環システムを運転することにより、熱交換器４５で冷却された水によってヘッドボックス１を冷却することができ、汚れ物質等がヘッドボックス１内の接液面で乾燥してこびり付くことを抑制することができる。
【００３９】
（Ｃ）第３実施形態
本実施形態の温水循環システムは、第１実施形態の温水循環システムに設けられている装置を用いながら、その制御方法に工夫をすることにより、より効率良くヘッドボックスの冷却を行なおうとするものである。ここでは、第１実施形態の温水循環システムを示す図１、及び従来の温水循環システムを示す図５を参照しながら、本実施形態の温水循環システムの特徴について説明する。
【００４０】
本実施形態の温水循環システムでは、第１実施形態と同様、原料供給ポンプの停止信号が入力されたら、遠隔操作蒸気止弁３７，３８を操作して、蒸気ヘッダ４９から水加熱器２５及び分岐水加熱器３０への蒸気供給を停止する。温水循環ポンプ２４は運転を続け、循環水を各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９に供給し続ける。そして、遠隔操作排水弁３６を開いて温水タンク２０内の温水を排出するとともに、図５に示す各シャワー７，８の水量調節弁４１は開いたままとする。
【００４１】
ヘッドボックス１（図５参照）の運転停止後も各シャワー７，８の水量調節弁４１を開いたままとすることにより、各シャワー７，８からは水が噴出され続け、その分、温水循環システム内の温水の消費が進む。その結果、液位伝送器２２，液位調節計２１，水位調節弁４０等の働きにより清水ヘッダ４８から補充される清水との置換が促進され、温水循環システム内の温水の温度降下は第１実施形態に比較して速くなる。
【００４２】
したがって、本実施形態の温水循環システムによれば、第１実施形態に比較してより速くヘッドボックス１を冷却することができる。また、温水循環システム内の温水が清水に置換されていくにつれ、各シャワー７，８から噴出される水の水温も低下していくので、ヘッドボックス１を外部からも冷却することができ、各チャンバ９ａ，１０，１１，１８，１９（図５参照）によるヘッドボックス１の内部からの冷却と相まって、より効果的にヘッドボックス１を冷却することができる。
【００４３】
さらに、図４に示すようにヘッドボックス１が上向きに設置されている場合には、先端部にかけられた各シャワー７，８からの水がヘッドボックス１の内面を伝って流下することによって、スライス室やリップ部の接液面が濡らされ湿潤状態が保たれるという効果もある。
【００４４】
（Ｄ）その他
以上、本発明の実施形態を３つ説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、第３実施形態においては、遠隔操作排水弁３６は設けず、或いは使用せず、各シャワー７，８からの水の噴出のみによって温水循環システム内の温水を消費するようにしてもよい。また、第２実施形態の温水循環システムにおいて、ヘッドボックスの運転停止後も各シャワー７，８による水の噴出を続行するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ヘッドボックスへの原料供給ポンプの停止に伴ってヘッドボックスを強制的に冷却することで、ヘッドボックスの内面、特に繊細な影響を受けるスライス室及び先端部のスライスリップ部の乾燥を防ぎ、湿潤状態を保つことができる。このため、汚れ物質の付着や異物の成長を予防し、或いは少なくとも抑制できるとともに、汚れ物質や異物が付着した場合であっても、その清掃が容易となり、早く、きれいに洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる温水循環システムの概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる温水循環システムの概略図である。
【図３】ヘッドボックスとツインワイヤフォーマの関係を示した概略図である。
【図４】ヘッドボックスの内部構造を示す概略図である。
【図５】従来の温水循環システムの概略図である。
【符号の説明】
１ ヘッドボックス
２ ツインワイヤフォーマ
４ スライスリップ部
５ 原料ジェット
７ スライスリップシャワー
８ エプロンリップシャワー
９ａ スライスボディチャンバ
１０ エプロンビームチャンバ
１１ スライスボディ上部チャンバ
１８ 後端加温用上部チャンバ
１９ 後端加温用下部チャンバ
２０ 温水タンク
２４ 温水循環ポンプ
２５ 水加熱器
３０ 分岐水加熱器
３６ 遠隔操作排水弁
３７，３８ 遠隔操作蒸気止弁
４０ 水位調節弁
４１ 水量調節弁
４４ 冷却装置
４５ 熱交換器
４６ 三方切換弁
４８ 清水ヘッダ
４９ 蒸気ヘッダ
５０ スライス室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for preventing contamination of the inner surface of a paper machine head box, in particular a slicing chamber and a lip.
[0002]
[Prior art]
The temperature of the raw material liquid flowing in the head box of the paper machine may be heated to improve the dewaterability in the former and press section of the next process, but the raw material liquid is heated specially. Even if there is not, energy is added for various processing at the raw material supply and preparation stage, and water is circulated as much as possible in order to reduce the amount of new water used by the paper mill as a whole. In general, the temperature is higher than room temperature due to the promotion of reuse, and the case of 40 ° C. to 50 ° C. is not uncommon.
[0003]
On the other hand, state-of-the-art paper machines are premised on wide and high speed operation, and high quality stable operation is required especially immediately after the start of operation. However, in the head box, the raw material liquid at room temperature or higher is sent with the start of operation, but the temperature of each part of the head box remains at room temperature and is lower than the temperature of the raw material liquid. For this reason, it takes time until the temperature of each part of the head box reaches the equilibrium state in thermal balance with the temperature of the raw material liquid. Due to thermal deformation occurring during that time, the shape lip of the slice lip at the tip of the head box becomes unstable. This appears as an unstable raw material liquid jet sent to the former former, resulting in fluctuations in the basis weight of the paper in the width direction.
[0004]
In order to converge such a situation quickly and achieve a stable state, it is known to circulate warm water or warm air around the head box to achieve thermal balance. This is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. However, in these publications, only the basic concept is shown, and more specific contents will be described with reference to FIGS.
[0005]
FIG. 3 is a schematic view showing the relationship between the head box and the twin wire former. As shown in FIG. 3, the head box 1 is installed obliquely upward, and a uniform raw material jet is supplied from the head box 1 to the twin wire former 2 to form a web, and is sent to the press 3 in the next process. . The schematic structure of the head box 1 is as shown in FIG.
[0006]
Hereinafter, the internal structure and operation of the head box 1 will be described in detail with reference to FIG. First, the raw material liquid that has flowed into the header 14 is distributed in the entire width direction in the tube bank portion 12, and then becomes a plate-like flow in the slice chamber 50 by a plurality of flow plates 6 for rectification and fiber dispersion. It converges toward the section 4 and becomes a raw material jet 5 which is sent to the twin wire former 2. The thickness of the raw material jet 5 is largely determined by the lip opening adjustment jack 15, but the fine adjustment in the width direction is performed by the slice lip fine adjustment jack 13.
[0007]
In this portion, in order to suppress the above-described thermal deformation, a slice body chamber 9a and a slice body upper chamber 11 are disposed in a structure (slice body) 9 that supports the slice lip portion 4, and the inside Hot water is circulated. In addition, an apron beam chamber 10 is disposed in a structure (apron beam) 39 on the other side of the slice lip portion 4 so that hot water is circulated in the apron beam chamber 10. Such measures can suppress thermal deformation of the tip of the head box body.
[0008]
Further, a slice lip shower 7 and an apron lip shower 8 are provided at the tip of the slice lip portion 4 and the apron beam 39 which is the counterpart beam to prevent contamination, and hot water is applied from each. Further, in order to suppress thermal deformation of the entire head box, a rear end warming upper chamber 18 and a rear end warming lower champ 19 are disposed at the rear end of the head box 1, and hot water circulation is also performed on these. This prevents the head box 1 from being thermally deformed like a bow as a whole.
[0009]
As for the entire head box, the head box support bracket 17 is used as a fulcrum to operate the head box angle adjusting jack 16 to swing the head box 1 so that the position of the material jet 5 relative to the twin wire former 2 is changed. It is configured so that it can be adjusted. In addition, the jack 16 and the bracket 17 have a structure that can absorb the expansion in the width direction due to the thermal expansion of the head box 1.
[0010]
FIG. 5 shows an outline of a system for circulating hot water in the head box 1 described above. Hereinafter, the configuration and operation of the hot water circulation system will be described with reference to FIG. The heated water that returns after heating the slice body chamber 9a, the apron beam chamber 10, the slice body upper chamber 11, the rear end heating upper chamber 18, and the rear end heating lower chamber 19 (hereinafter referred to as each chamber) is: Collected in the hot water tank 20. Further, since the hot water sent to the slice lip shower 7 and the apron lip shower 8 (hereinafter referred to as each shower) does not return to the hot water tank 20, the amount of water in the hot water tank 20 decreases accordingly. This lost amount of water is replenished from the fresh water header 48. A liquid level transmitter 22 is provided in the hot water tank 20, and its signal is sent to the liquid level controller 21, and the liquid level controller 21 controls the water level provided in the water supply pipe connecting the fresh water header 48 and the hot water tank 20. The valve 40 is controlled. Thereby, the liquid level of the hot water tank 20 is always kept constant.
[0011]
Hot water sent from the hot water tank 20 by the hot water circulation pump 24 is heated by the water heater 25, and then each chamber 9a, 10, 11, 18, 19 and each shower 7, 8 (hereinafter, each part of the head box). To be continuously supplied. As the temperature of the circulating hot water decreases with the heat radiation in each chamber 9a, 10, 11, 18, 19 and the replenishment of new water, the hot water circulating system controls the temperature of the hot water as follows.
[0012]
The water temperature at the outlet side of the water heater 25 is set by adding a bias temperature determined in consideration of the heat radiation in the head box 1 to the raw material temperature detected by the raw material temperature transmitter 35. The water temperature is controlled by the valve 26, the water temperature transmitter 29, and the like. Thereby, the temperature of the hot water at the outlet of the water heater 25 is always maintained at a constant temperature.
[0013]
Further, the hot water temperature supplied to the slice body upper chamber 11 having a large heat radiation load and having a great influence on the slice lip 4 is made higher than the hot water temperature supplied to the other part by the branch water heater 30. It is configured to be able to. That is, this temperature is set by adding the bias temperature determined in consideration of the heat radiation amount in the slice body upper chamber 11 part to the raw material temperature detected by the raw material temperature transmitter 35 as in the case of the water heater 25. The water temperature set by the branch water temperature controller 33, the branch water temperature control valve 31, the branch water temperature transmitter 34, and the like is controlled. Thereby, the temperature of the warm water at the outlet of the branch water heater 30 is always kept constant.
[0014]
The temperature-controlled hot water is sent to each shower or each chamber. The amount of water to each of the water is controlled by referring to the pressure gauge 42 provided for each, and the water amount adjustment valve 41 provided for each. Can be adjusted. A hot water tank drain valve 23 is provided at the outlet of the hot water tank, and steam traps 27 and 32 are provided in the water heater 25 and the branch water heater 30, respectively, to prepare for drainage of hot water and steam.
[0015]
[Patent Document 1]
JP 59-2111695 A
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 2-22397
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
When the raw material liquid feed pump is stopped in order to temporarily stop the head box 1 operating in such a situation for reasons such as inspection or response to an abnormality, the raw material liquid or white water filled in the head box 1 is removed. In general, the head box 1 disappears due to outflow or reverse flow and eventually becomes empty. At this time, the inside of the head box 1, that is, the liquid contact surface of the inner wall of the slicing chamber 50 is substantially at the temperature of the raw material liquid. Therefore, when the white water or the raw material liquid adhering to the inner wall surface is dried, the fibrous material or the like adheres as a dirt substance stuck in the head box 1. When warm water is circulated in each part of the head box, the drying occurs in a shorter time, so that the sticking of the dirt substance becomes remarkable.
[0017]
Once this soiled substance has stuck, it is very difficult to remove it even if it is subsequently washed with high-pressure water or a cleaning agent. Further, when the operation is resumed with the dirt substance remaining attached, the fibers in the raw material liquid get caught on the residue deposit and grow large to become foreign matters, which adversely affect the flow in the head box 1. In particular, the foreign matter adhering to the slice lip 4 at the tip of the head box 1 directly affects the raw material jet 5, which causes a disadvantage that the basis weight of the paper formed by the former 2 in the next process is not uniform in the width direction. . The residual foreign matter increases every time the operation is stopped and restarted, and the problem becomes serious.
[0018]
Therefore, in principle, after the operation of the headbox 1 is stopped, the inside is cleaned again and the operation is resumed. However, if the headbox 1 is once dried and stuck to the inner wall surface before washing, Since it is difficult to remove, complete removal is difficult and part of it remains, causing various problems.
Although the description has been given of the case of the twin wire former 2 in which the head box 1 as shown in FIG. 3 is installed obliquely upward, the present invention is not limited to this, and the twin wire in which the head box 1 is installed laterally or downward is described. Forma has the same problem. The same situation applies to various formers or long net formers in which the former inlet portion into which the raw material jet 5 from the head box 1 enters is a single wire.
[0019]
The present invention has been devised in view of such problems, and it is possible to suppress the adhesion of dirt substances to the inner surface of the head box after the operation of the paper machine head box is stopped. An object is to provide a prevention method.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
As described above, the cause of foreign matter adhesion is the early drying of the inner wall surface of the slicing chamber. Therefore, after the operation of the head box is stopped, the inside of the head box can be cleaned more easily and more completely if the inner wall surface is not dried. As a method for preventing the liquid contact surface, particularly the slice lip portion at the tip, from drying even when the inside of the head box becomes empty, first, the head box is forcibly cooled to lower the inner surface temperature of the head box. That is. In natural cooling, it takes time until the temperature of the head box decreases, and the inner wall surface of the head box is dried. Second, the wetted surface may be kept wet if possible.
[0021]
As a method of forcibly cooling the first head box, the temperature of the heat medium circulatingly supplied to each part of the head box may be lowered to act as a refrigerant that lowers the temperature of the head box. However, if a low-temperature heat medium is suddenly circulated in each part of the head box, a heat shock caused by contraction occurs due to a rapid temperature drop. In particular, permanent deformation due to thermal strain may occur centering on the tip of the head box with low rigidity. Therefore, it is preferable to reduce the temperature of the heat medium as quickly as possible without causing a heat shock.
[0022]
As a method of reducing the temperature of the heat medium circulatingly supplied to each part of the head box, it is preferable to discharge the high-temperature heat medium from the heat medium circulation system of the head box and replace it with a low-temperature heat medium. According to this method, it is possible to prevent a heat shock without causing a rapid temperature drop in each part of the head box.
Examples of the heat medium to be circulated and supplied to each part of the headbox include liquids and gases such as water. When water is used as the heat medium, a stain prevention shower used during operation of the headbox is used as the heat medium circulation system. By connecting to, it can be used as shower water. In this case, the hot water in the heat medium circulation system can be consumed by operating the shower even after the raw material supply pump to the head box is stopped, and the replacement of the high temperature hot water with the low temperature cold water can be promoted. it can.
[0023]
As a method of lowering the temperature of the heat medium circulatingly supplied to each part of the head box, a heater and a cooler are provided in the heat medium circulation system of the head box, and the heat medium is heated by a water heater during normal operation of the head box. It is also possible to cool the heat medium with a cooler when the raw material supply pump to the head box is stopped. According to this method, the heat medium can be circulated without being consumed. Of course, it can also be used in combination with the above-described method of discharging a high-temperature heat medium from the heat medium circulation system and replacing it with a low-temperature heat medium. In this case, the head box can be cooled more quickly. .
[0024]
As a method for keeping the second wetted surface wet, the temperature of the inner surface of the head box is lowered below the dew point temperature of the air in the head box, thereby causing condensation on the wetted surface in the head box, A wet state may be created. Further, even after the raw material supply pump is stopped and the operation of the head box is stopped, the shower of water is continued without stopping each shower, so that the tip of the head box may be wetted. If the water jetted from the shower remains hot, the temperature at the tip of the head box is raised, and the water temperature of each of these showers is lowered to bring about the effect of making the liquid contact surface wet. Especially when the head box is installed upward, the water from each shower applied to the tip part flows down the head box surface, so that the wetted surface is wetted and the wet state is maintained. There is also.
[0025]
Also, in various formers or long-form formers where the former inlet for receiving the raw material jet from the headbox is a single wire, it is usually the case that only the apron lip shower is installed and the slice lip shower is not installed. Is. In this case as well, if a slice lip shower is installed and the water supply pump to the head box is stopped and the shower water starts to be ejected, the tip of the head box cooperates with the apron lip shower that continues to eject water. Can be prevented from drying.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(A) First embodiment
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hot water circulation system according to a first embodiment of the present invention. The method for preventing contamination of the inner surface of the paper machine head box of the present invention is applied to this hot water circulation system. In FIG. 1, a portion different from the conventional hot water circulation system is extracted and shown, and other parts not disclosed in FIG. 1 are the same as those of the conventional hot water circulation system shown in FIG. 5. Therefore, for parts not disclosed in FIG. 1, refer to FIG. In FIG. 1, the same elements as those of the conventional hot water circulation system are denoted by the same reference numerals.
[0027]
In the hot water circulation system of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a remote operation steam stop is provided in the water supply line to the water heater 25 and the branch water heater 30, that is, the steam supply line from the steam header 49. Valves 37 and 38 are provided. Further, on the drain side of the hot water tank 20, a remote control drain valve 36 and an adjustment valve 43 are arranged in parallel with the hot water tank drain valve 23.
[0028]
The remote operation steam stop valves 37 and 38 and the remote operation drain valve 36 are opened / closed by a stop signal of the raw material supply pump to the head box 1 (see FIG. 5). That is, the remotely operated steam stop valves 37 and 38 are closed by a stop signal, whereby the steam supply from the steam header 49 to the water heater 25 and the branch water heater 30 is stopped. At the same time, the remote control drain valve 36 is fully opened by a stop signal, thereby starting the discharge of the hot water in the hot water tank 20.
[0029]
As the hot water is discharged from the hot water tank 20, the liquid level of the hot water tank 20 is lowered, and replenishment of fresh water from the fresh water header 48 is started by the actions of the liquid level transmitter 22, liquid level controller 21, water level control valve 40, and the like. Thereby, the hot water temperature in the hot water tank 20 is continuously lowered. On the other hand, since the heat source to the water heater 25 and the branch water heater 30 is cut off, the temperature of the hot water circulated and supplied to each chamber 9a, 10, 11, 18, 19 (see FIG. 5) gradually increases. The temperature gradually decreases and finally decreases to the water temperature of the fresh water header 48. The rate of decrease in the hot water temperature can be controlled by an adjustment valve 43 provided in series with the remote control drain valve 36. For example, when the adjustment valve 43 is throttled, the rate of decrease is reduced.
[0030]
Thus, according to the hot water circulation system of this embodiment, after the raw material supply pump to the head box 1 is stopped, the hot water circulated and supplied to each chamber 9a, 10, 11, 18, 19 (see FIG. 5). Since the water temperature is lowered, the head box 1 is forcibly cooled, and the inner surface of the head box 1, particularly the slice lip portion at the tip portion that is delicately affected, can be prevented from being dried and kept in a wet state. For this reason, it is possible to prevent or at least suppress the adhesion of dirt substances and the growth of foreign substances, and even when dirt substances or foreign substances are attached, the cleaning becomes easy and it is possible to clean quickly and cleanly.
[0031]
For this reason, since there is no residual foreign matter at the tip of the head box 1, which is also influenced by particularly subtle things, the flow of the raw material liquid is kept normal, there is no disturbance due to the disturbance of the raw material liquid jet, and no streak occurs. . Therefore, the basis weight of the paper that has been made is not disturbed, and a good quality paper with no streak in the basis weight profile can be obtained. Moreover, since the internal cleaning of the head box 1 is easy, there is an effect that the stop time is shortened.
[0032]
After the internal cleaning including the tip of the head lip 1 such as the slice lip, or after the head box 1 has been sufficiently cooled, the remote control drain valve 36 can be fully closed by resetting the hot water circulation system. It is not necessary to drain wasteful water. In addition, a temperature sensor is provided in a piping line that returns from each part of the head box body to the hot water tank 20, and after the material supply pump to the head box 1 is stopped, if this temperature sensor detects a temperature below a certain set value, the remote control drain valve It is also possible to make 36 fully closed.
[0033]
After the internal cleaning including the tip of the head box 1 is completed, the hot water circulation pump 24 may be stopped, but until then, the circulation pump 24 is preferably continued to operate. Even if the remote control steam stop valves 37 and 38 are not provided and the communication with the steam header 49 as a superheat source is cut off by the control of the water temperature control valve 26 and the branch water temperature control valve 31, the same operation and effect are obtained. be able to. However, considering the control stability, it is preferable to provide the remotely operated steam stop valves 37 and 38.
[0034]
(B) Second embodiment
FIG. 2 shows a schematic configuration of a hot water circulation system according to a second embodiment of the present invention. The hot water circulation system of the present embodiment is a circulation system when the inside of the head box cannot be sufficiently cooled by the hot water circulation system according to the first embodiment because the temperature of fresh water from the fresh water header is not low. In FIG. 2, only the part different from the hot water circulation system of the first embodiment, specifically, the changed part of the A part of FIG. 1 is shown, and other parts not disclosed in FIG. 2 are shown in the first embodiment. This is the same as the hot water circulation system.
[0035]
In the hot water circulation system of the present embodiment, a heat exchanger 45 having a cooling device 44 is provided in parallel with the water heater 25. The circulation path of the circulating water from the hot water circulation pump 24 is switched to one of the water heater 25 and the heat exchanger 45 by a three-way switching valve 46. The three-way switching valve 46 can be operated remotely. When circulating water is sent from the hot water circulation pump 24 to the heat exchanger 45 by operating the three-way switching valve 46, the circulating water is cooled by the heat exchanger 45 and supplied to each part of the head box. A check valve 47 is arranged at the outlet of the heat exchanger 45 so that the hot water heated by the water heater 25 does not flow back to the heat exchanger 45.
[0036]
The operation of the hot water circulation system of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. That is, the remote operation steam stop valves 37 and 38 are fully closed by the raw material supply pump stop signal to the head box 1 (see FIG. 5), the heat source for circulating water heating is cut off, and the remote operation drain valve 36. Is fully opened and discharge of hot water in the hot water tank 20 is started, and hot water in the system is replaced with freshly heated water by replenishing fresh water from the fresh water header 48.
[0037]
In this state, the system is operated for some time, and when the water in the circulatory system is almost replaced with fresh water and approaches the water temperature of the fresh water header 48, the remote control drain valve 36 is set by a signal from a preset timer or a water temperature detector. Is closed at the same time, and the three-way switching valve 46 which is remotely operated is simultaneously operated to switch the circulation path of the circulating water from the hot water circulation pump 24 to the heat exchanger 45 side. Thereby, the water further cooled by the heat exchanger 45 having the cooling device 44 is supplied to each chamber 9a, 10, 11, 18, 19 (see FIG. 5).
[0038]
Therefore, according to the hot water circulation system of this embodiment, even when the temperature of fresh water from the fresh water header is not low, the above state, that is, the circulating water is heat-exchanged until the cleaning in the head box 1 is finished. The head box 1 can be cooled by the water cooled by the heat exchanger 45 by operating the circulation system while passing through the vessel 45, and dirt substances and the like are dried and stuck on the liquid contact surface in the head box 1. It can suppress sticking.
[0039]
(C) Third embodiment
The hot water circulation system of the present embodiment attempts to cool the head box more efficiently by devising the control method while using the device provided in the hot water circulation system of the first embodiment. It is. Here, the features of the hot water circulation system of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 showing the hot water circulation system of the first embodiment and FIG. 5 showing the conventional hot water circulation system.
[0040]
In the hot water circulation system of the present embodiment, as in the first embodiment, when a stop signal of the raw material supply pump is input, the remotely operated steam stop valves 37 and 38 are operated, and the water heater 25 and branch from the steam header 49 are operated. The supply of steam to the water heater 30 is stopped. The hot water circulation pump 24 continues to operate and continuously supplies the circulating water to the chambers 9a, 10, 11, 18, and 19. Then, the remote control drain valve 36 is opened to discharge the hot water in the hot water tank 20, and the water amount adjustment valves 41 of the showers 7 and 8 shown in FIG. 5 are kept open.
[0041]
Even after the operation of the head box 1 (see FIG. 5) is stopped, the water amount control valve 41 of each shower 7 and 8 is kept open, so that water continues to be ejected from each shower 7 and 8, and hot water circulation is performed accordingly. Consumption of hot water in the system will increase. As a result, the replacement with the fresh water replenished from the fresh water header 48 is promoted by the actions of the liquid level transmitter 22, the liquid level controller 21, the water level control valve 40, etc., and the temperature drop of the hot water in the hot water circulation system is the first. This is faster than the embodiment.
[0042]
Therefore, according to the hot water circulation system of the present embodiment, the head box 1 can be cooled more quickly than in the first embodiment. In addition, as the hot water in the hot water circulation system is replaced with fresh water, the water temperature of the water ejected from the showers 7 and 8 also decreases, so that the head box 1 can be cooled from the outside. In combination with cooling from the inside of the head box 1 by the chambers 9a, 10, 11, 18, 19 (see FIG. 5), the head box 1 can be cooled more effectively.
[0043]
Further, when the head box 1 is installed upward as shown in FIG. 4, the water from each shower 7, 8 applied to the tip portion flows down along the inner surface of the head box 1, thereby slicing There is also an effect that the wetted surface is maintained by wetting the wetted surfaces of the chamber and the lip.
[0044]
(D) Other
Although three embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the third embodiment, the remote control drain valve 36 is not provided or used, and the hot water in the hot water circulation system may be consumed only by ejecting water from the showers 7 and 8. Further, in the hot water circulation system of the second embodiment, water ejection by the showers 7 and 8 may be continued even after the operation of the head box is stopped.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by forcibly cooling the head box as the raw material supply pump to the head box stops, the inner surface of the head box, in particular, a slicing chamber that is sensitively affected, and Drying of the slice lip at the tip can be prevented and the wet state can be maintained. For this reason, it is possible to prevent or at least suppress the adhesion of dirt substances and the growth of foreign substances, and even when dirt substances or foreign substances are attached, the cleaning becomes easy and it is possible to clean quickly and cleanly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a hot water circulation system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a hot water circulation system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a relationship between a head box and a twin wire former.
FIG. 4 is a schematic view showing the internal structure of the head box.
FIG. 5 is a schematic view of a conventional hot water circulation system.
[Explanation of symbols]
1 Headbox
2 Twin wire former
4 Slice lip
5 Raw material jet
7 Slice lip shower
8 Apron lip shower
9a Slice body chamber
10 Apron beam chamber
11 Slice body upper chamber
18 Upper chamber for rear end heating
19 Lower chamber for rear end heating
20 Hot water tank
24 Hot water circulation pump
25 Water heater
30 Branch water heater
36 Remotely operated drain valve
37,38 Remotely operated steam stop valve
40 Water level control valve
41 Water control valve
44 Cooling device
45 heat exchanger
46 Three-way selector valve
48 Shimizu Header
49 Steam Header
50 slice room
