JP3258018B2 - 流動媒体を横方向に分配するための方法および装置 - Google Patents

流動媒体を横方向に分配するための方法および装置

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    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/02Influencing flow of fluids in pipes or conduits
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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  • Pipe Accessories (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動媒体を均一に分散させ、またそれを横方
向に分配するための方法および装置に関するものであ
る。媒体は、様々な種類の材料の液体、気体、気泡また
は混合物からなるものでよい。
本発明の適用例としてセルロースを挙げることがで
き、また製紙業においては繊維懸濁液からウェブを形成
する必要があるが、ウェブの幅はしばしば10mを越え、
また縦方向にも横方向にも高い均一性の要求を満たさな
ければならない。ウェブの均一性はこの工程の効率と経
済性にとって決定的に重要である。
こうして、例えば繊維懸濁液の液体処理に際して、す
なわち繊維懸濁液の洗浄または漂白および脱水に際し
て、パルプを走行支持体上に供給し、また横方向にも縦
方向にもできるだけ均一に横方向に分配することが不可
欠である。また処理液をパルプウェブの全面にわたって
均一に分配することも不可欠である。均一な分配はチャ
ネル化(channelization)を防止し、またそれにより液
体処理や脱水のむらを防ぐ。
設備機器を最適に利用するため、例えば液体処理に関
連して、脱水されるべきセルロース繊維の懸濁液は最高
可能濃度で供給され、かつ液体が吸引除去される支持体
上に形成されなければならない。この支持体は多孔ロー
ルでも、あるいはプレーンワイヤでもよい。要求される
最高可能濃度は、装置が十分な均一性を持って媒体を横
方向に分配し、かつその工程の要求を満足させる均質な
ウェブを形成する能力によって左右される。繊維懸濁液
を全幅にわたって均一に分配することの難しさはパルプ
濃度の増加とともに急速に増大するが、これは繊維網の
剪断強度が増すためである。
繊維懸濁液の分配が不均一であれば、脱水も不均一と
なり、それにより液体処理の効率が悪くなるばかりでな
く、プレス内の繊維を傷つけ、それによりパルプの品質
を劣化させることもある。例えばプレス内でロール間に
挟み込んだとき、パルプウェブの繊維くずや厚い部分が
高い圧力を受けると、そうした荷重負担部分で繊維が傷
つくこともある。
こうして繊維懸濁液、並びに処理液の均一な分配は最
終製品の品質および工程の経済性にとって最も重要であ
ることは明らかである。上記問題を解決するために多く
のさまざまな分配装置が開発されてきたが、多くの場
合、とりわけ高い繊維濃度でシート形成する際に、問題
はまだ残っている。
本発明は、供給された流動媒体の分散と横方向の分配
をさらに向上させることができることを含意している。
本発明によれば、媒体が、管路に垂直な平面内で湾曲し
た流路の中で流れの向きを変え、実質上均一に分配され
て平行に流出する。この流路は曲線状の湾曲を持ってい
てもよいし、折れ線状の湾曲を持っていてもよい。
本発明による方法の好ましい特徴によれば、湾曲した
流路が実質上放物線の形を持つこと、および媒体が放物
線の焦点を通って供給され、向きを変えるのがよい。
本発明による方法の他の好ましい特徴によれば、湾曲
した流路が実質上円弧の形を持つこと、および媒体が円
弧の弦の中心を通って供給され、向きを変えるが、その
中心から流路までの距離が弦の長さの約1/4であるのが
よい。
本発明による方法の更に他の好ましい特徴によれば、
媒体の流れは流路内で向きを変えるが、その際に、横に
広がった媒体の流れを大きさが等しい複数の扇形に分
け、また流出する流れを幅が等しい複数の部分に分けた
とき、個々の扇形が対応する部分に媒体を供給するよう
にするのがよい。
本発明による方法の更に他の好ましい特徴によれば、
流出する平行な媒体の流れを可動支持体上に、その支持
体とある角度を成して広げるのがよい。
本発明による方法の更に他の好ましい特徴によれば、
流出する平行な媒体の流れを可動支持体上に、その支持
体と平行な方向に広げるのがよい。
又、本発明による装置の好ましい特徴によれば、2つ
のチャンバは内壁によって分離され、その内壁の端が、
ハウジング内の偏向面とともに、流路を形成しているの
がよい。
本発明による装置の他の好ましい特徴によれば、湾曲
した流路の高さhが、その幅bの1/8から1/2の間にあ
り、好ましくは約1/4であること、および出口開口部の
幅が湾曲した流路の幅と一致しているのがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
供給管路から分配チャンバへの入口が、分配チャンバの
幅のほぼ中央で、しかも流路から、流路の幅bの1/8か
ら1/2の間の距離に位置しているのがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
湾曲した流路は実質上放物線を形をしており、また供給
管路の入口は、放物線の焦点を通るように位置している
のがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
湾曲した流路は実質上円弧の形をしており、また供給管
路の入口は、流路から、流路の幅bの約1/4の距離に位
置しているのがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
湾曲した流路は実質上下記の式で表される湾曲を持って
おり、 y=X/tan(π・X/b) また供給管路の入口が、流路から流路の幅bの約b/π
の距離に位置しているのがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
供給管路は半円形の断面を持ち、平坦な側が流路から遠
いほうにあるのがよい。
本発明による装置の更に他の好ましい特徴によれば、
出口開口部のところに可動支持体が用意されており、ま
た出口開口部が、支持体に対して0から90度の角度を成
す方向に向いているのがよい。
付属図面を参照しながら以下で本発明をさらに詳しく
説明する。
図1は、本発明による横方向分配装置を示す図であ
る。
図2は、図1のII−IIで切断した断面図である。
図3は、図2のIII−IIIで切断した断面図である。
図4から図6は、本発明による装置のさまざまな実施
例を示す図である。
図1に示した本発明の実施例は、横方向分配のための
装置および繊維材料からなるパルプウェブの形成に関す
るものである。この装置は、実質上長方形の広い出口開
口部2を持った分配ハウジング1と、繊維懸濁液のため
の供給管路3とを含んでいる。出口開口部の方向は透水
性走行支持体4に対してある角度を成していてもよい
し、あるいは平行でもよい。走行支持体は例えばプレー
ンワイヤでも、あるいは多孔ロールでもよい。
分配ハウジング1は分配チャンバ5を備えており、分
配チャンバは実質上供給管路3と直交するように配置さ
れ、また上記管路3との連結部から末広がりに一方向
に、管路に垂直な平面内で湾曲した流路まで延びてお
り、この流路は偏向面11を持っている。分配ハウジング
1はさらに出口チャンバ6を備えており、出口チャンバ
は流路8のところの偏向部から出口2まで反対方向に伸
びている。2つのチャンバ5、6はハウジング1内の内
壁7で分離されているが、流路8を介して互いに連通し
ている。こうして、横方向に関して湾曲した流路8は、
内壁7の自由端と偏向面11とによって規定されている
が、この偏向面は横方向に関して曲線状の湾曲形状を持
っていてもよいし、折れ線状の湾曲形状を持っていても
よい。折れ線形状は、流路8が実質上平坦な、または真
っ直ぐさまざまな部分によって規定され、それらが合同
してその流路の湾曲を画定していることを意味する。こ
の流路はまた、異なった湾曲を持ったさまざまな部分か
ら組み立ててもよい。
管路に垂直な平面内で湾曲した偏向面11は、縦方向に
ついては、ある半径で湾曲させてもよいし、またそうす
るのが好ましい。あるいはその代わりに、例えば多少乱
流となるように、流れ特性に影響を及ぼす特殊な効果を
達成するため、偏向面を平面にしたり、または他の何ら
かの形状を与えてもよい。内壁7は、流路8を規定して
いる端部が媒体の流れ方向に、より短い延長部を持つよ
うに形成してもよいし、より長い延長部を持つように形
成してもよい。この端部は丸みを付けてもよいし、ある
いは尖っていてもよい。流路8の寸法、すなわち偏向面
11と壁7の端の形態は、工程および最終製品の要件に適
応していなければならない。
横方向に関して湾曲した流路8は、分配チャンバ5か
らの流動媒体が流路8内で出口チャンバ6のほうに向き
を変え、実質上均一に分配された平行な流れとなるよう
に形成しなければならない。これは湾曲した流路8を、
その高さhがその幅bの1/8から1/2の間になるように、
好ましくは約1/4となるように、しかも出口開口部2が
流路8と同じ幅を持つように形成することで達成でき
る。供給管路3から分配チャンバ5への入口は、分配チ
ャンバの幅のほぼ中央に、しかも流路8から、流路8の
幅bの1/8から1/2の間の距離、好ましくは約1/4〜1/3の
距離に位置させるものとする。
流路8は、好ましくは実質上放物線の形とし、また供
給管路3は放物線の焦点を通るように位置させる。ある
いはその代わりに、流路8は円弧の形を持っていてもよ
い。このとき供給管路3は、流路8に対して、弦の長
さ,すなわち流路の幅bの約1/4の距離をもつように円
弧の弦の中心に連結される。
例えば長繊維セルロースパルプから成るパルプウェブ
を高濃度で形成するとき、繊維懸濁液は供給管路3を通
して12%までの濃度で、好ましくは5〜10%の濃度で供
給することができる。このとき流速は5〜50m/s、好ま
しくは8〜20m/sとすることができる。分配チャンバ5
に入った繊維懸濁液はハウジング1の内壁7に突き当た
り、それによって向きを変える。繊維懸濁液は高速で仕
切り壁7に衝突し、エネルギー強度の高い領域を生み出
し、それによって繊維網が解きほぐされ、またパルプが
流動化する。懸濁液は入口から徐々に速度を落としつつ
外向きに、末広がりの分配チャンバ5の中を広がりなが
ら流路8に達し、そこで再び出口チャンバ6のほうに向
きを変え、この出口チャンバを通って懸濁液は実質上平
行に、一定速度で出口開口部2および支持体4へと流れ
る。
特に流路8が放物線の形をしており、しかもパルプが
放物線の焦点を通るように供給され、そこから外向きに
広がっているとき、流れのあらゆる部分は流路8内で向
きを変え、出口2に実質上垂直な広がった平行な流れと
なる。流れのどの部分をとっても、供給管路3との連結
部から流路8を経て出口2まで、分配チャンバ5内の方
向に係わりなく、実質上等しい長さの経路を持つ。これ
は、入口から出口までの圧力降下が出口2の全幅にわた
って一定であり、その結果全幅にわたって媒体の均一な
分配を確実にすることを意味する。実際上、たとえ流路
8が上に述べた以外の湾曲を持っているときでも、実質
上同じ効果を達成できる。
また流路8の湾曲は、媒体の流れが分配チャンバ内に
供給され、そこで180度にわたって広がったのち、流路
8内で向きを変えるが、その広がった流れを大きさが等
しい複数の扇形に分け、また出口2を幅が等しい複数の
部分に分けたとき、個々の扇形が対応する出口の部分に
媒体を供給するように形成することが適当なこともあ
る。こうした曲線形状は一般に下記の式で表すことがで
きる。
このとき最大高さhはb/πである。このとき流路8は
曲線状の、あるいは折れ線状の湾曲形状を持っていても
よいし、あるいは異なった湾曲形状のさまざまな部分か
ら組み立ててもよい。
可能な限り出口開口部2には、可動性の、あるいは可
撓性のリップ9を備えつけることができ、このリップ
は、形成されるパルプウェブをさらに安定させるため、
分配ハウジング1からある距離だけ延びている。
供給管路3に半円形の断面を与え、管路の平坦な側を
流路8から遠いほうとしてもよい。
図4に本発明の実施例を示すが、ここで繊維懸濁液は
透水性支持体4の移動と平行に注がれている。図1に示
した実施例と比べて、図4はパルプウェブの反対側、す
なわち流路8内で偏向面11に面している側が支持体に接
触している点においても異なっている。
図5に示した実施例では、繊維懸濁液は下から供給さ
れ、湾曲面上に、例えばロール上に注がれている。ここ
で流路8は平坦な偏向面11で規定されている。
図6による実施例は図5に対応しているが、しかしこ
こでのロールは反対方向に回転し、また出口2は下を向
いている。
本発明をパルプ懸濁液を分配するための装置として説
明してきたが、しかし本発明はまた、均一な横方向の分
配を得ようと努める他の流動媒体に対しても適用できる
ことは明白である。その一例は処理液を材料層の全面に
わたって供給することである。
こうして本発明は、上に記載した実施例のみに限定さ
れず、本発明の概念の範囲内で変形してもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−14805(JP,A) 特開 昭53−14809(JP,A) 実開 平1−51697(JP,U) 実開 平1−102193(JP,U) 特公 昭47−18042(JP,B1) 特公 昭47−18041(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D21F 1/00 - 13/12 F15D 1/00 - 1/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体、ガス、泡、または異なった種類の材
    料から成る混合物等の流動媒体を横方向に均一に分配
    し、分散させる方法であって、 管路(3)内の流れである媒体を、分配チャンバ(5)
    内で横方向に広げながら流れの向きを変え、その後再
    び、横方向に関して湾曲した流路(8)内で出口チャン
    バ(6)の方へ向きを変え、広い開口部(2)を介して
    実質上均一に分配された流出する平行な流れの形に広げ
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】液体、ガス、泡、または異なった種類の材
    料から成る混合物等の流動媒体を横方向に均一に分配
    し、分散させるための装置であって、その装置が広い出
    口開口部(2)を持った分配ハウジング(1)と、媒体
    を供給するための管路(3)とから構成されており、 分配ハウジング(1)は分配チャンバ(5)と出口チャ
    ンバ(6)とで形成され、分配チャンバは供給管路
    (3)と実質上直交するように配置され、また上記管路
    との連結部から末広がりに、横方向に湾曲した流路
    (8)まで延びており、また出口チャンバは流路(8)
    から出口開口部(2)まで反対方向に延びており、この
    2つのチャンバ(5、6)は流路(8)を介して互いに
    連通しており、媒体はこの流路内で向きを変え、実質上
    均一に分配された平行な流出する流れとなることを特徴
    とする装置。
JP51094594A 1992-11-04 1993-10-06 流動媒体を横方向に分配するための方法および装置 Expired - Fee Related JP3258018B2 (ja)

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FI (1) FI113671B (ja)
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