JP3576601B2 - ヘッドボックスの調節方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紙／板紙抄紙機のヘッドボックスの調節方法と装置に関するものであり、本発明による方法と装置によれば、紙／板紙ウエブの幅全体にわたって信頼できるように紙の重量プロファイルに対して、さらに紙／板紙ウエブの幅全体にわたって紙／板紙ウエブの繊維配列プロファイルに対しても有利に作用することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に知られているように、ヘッドボックスから流出するパルプ懸濁液の排出流は紙／板紙抄紙機の横の方向に一定の速度のものでなければならない。横方向の流れ、これは繊維配列の歪を生じさせるが、例えば強度と伸縮の異方性などの、生産される紙の品質要因に影響を与える。横方向の異方性の強度と変化もまた紙の印刷特性に影響を及ぼす。特に重要なことは、紙における繊維メッシュの方向分布、すなわち配列の主軸が紙の主軸の方向と一致すること、およびその配列がこれらの軸に対して対称をなしていることである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ヘッドボックスにおけるパルプ流ダクトのエッジでは、少量のパルプが流れる。このエッジ効果がプロファイルに非常に強い線形歪を生じる。ヘッドボックスの乱流発生器におけるプロファイル欠陥は、通常、流れダクトの横領域内のプロファイルに非線形歪を生じる。
【０００４】
紙の乾燥収縮による重量プロファイルの不均一性をスライスのクラウン形成によってそのスライスをパルプ噴射の中央で厚くして修正する試みがなされている。紙ウエブは乾燥すると、ウエブの中央領域においては横領域におけるよりも収縮度が低く、その収縮率は原則として、中央で約４％、横領域で約５〜６％である。前記収縮プロファイルはウエブの横方向の重量プロファイルにおいても同様な変化を生じさせるので、収縮のために、横方向の重量プロファイルがプレス後に均等であったウエブの乾燥重量プロファイルは乾燥中に変化し、そのため、ウエブの両方の横領域において重量はその中央領域におけるよりも若干大きくなる。従来技術から知られているように、前記重量プロファイルをプロファイル・バーによって調節し、ヘッドボックスのプロファイル・バーは中央領域においては横領域におけるよりも開くようにする。前記配置により、パルプ懸濁液はウエブの中央領域へ強制移動される。前記状況はさらに繊維配列の整列に影響を及ぼす。繊維メッシュの方向分布の、すなわち配列の主軸が紙の主軸の方向と一致している必要があり、その配列はこれらの軸に対して対称になっている必要がある。前記プロファイル・バーの調節において、配列の変化は、パルプ懸濁液流が横の方向に成分を受けるために生じる。
【０００５】
ヘッドボックスのリップの調節もまた、例えばその調節の目的が重量プロファイル、すなわち供給されるパルプ懸濁液層の厚さのプロファイルにしか影響を及ぼさないはずであっても、パルプ噴射の横方向の流れに変化を生じる。したがって、横方向の流れは繊維配列の分布と直接関係がある。
【０００６】
従来技術では、繊維配列の調節を試みる装置方式が別に知られており、ウエブの重量プロファイルの調整を試みる装置方式が別に知られている。しかし、重量プロファイルを従来技術の方法で、プロファイル・バーによって調節すると、ウエブの繊維配列もまたどうしても同時に影響を受ける。
【０００７】
従来技術から、抄紙機のヘッドボックスにおいて紙ウエブの繊維配列の歪を調整する方法が知られている。この方法では、複数の中間流がヘッドボックスの乱流発生器のレベルに配置されている横の流路へ流入され、前記流れの大きさと相互の均衡を調整することによってパルプ懸濁液の横方向の流れに影響を与え、それによって繊維配列の歪を調整している。この横方向の流路へ流入された流れによって横方向の流速が生じ、それが繊維配列の歪を補正する。
【０００８】
他方、本出願人の初期のフィンランド特許出願第８８４４０８号からは、抄紙機のヘッドボックスにおいて紙ウエブの繊維配列の分布を機械の横方向に調整する方法が知られており、その方法では、吐出噴射の横方向の速度成分は、乱流発生器の乱流チューブを整列させることによって調整されている。
【０００９】
上述の紙ウエブにおける繊維配列調整用の従来技術の方法によると、原則としては、線形歪のプロファイルだけしか調整することができない。この従来技術は、繊維配列の調整には適しているが、使用する場合、一般的には、均一に分布した配列と比較すると、大きな非線形残留欠陥さえも残ってしまう。この従来技術の方法は、配列の歪を基本的に調整するのによく適している。しかし、この従来技術の方法によれば、ウエブの中央領域の配列に発生することがある、例えば乱流発生器のパイプ系統内の欠陥から発生する個々の欠陥を調整することはできない。
【００１０】
プロファイル・バーの調整に関しては多くの方法が知られているが、これらの場合、重量プロファイルが測定され、抄紙機のヘッドボックス内のプロファイル・バーの位置が変更され、そのプロファイル・バーによってワイヤ上に吐出されるパルプ懸濁液の厚さが左右され、これによって紙ウエブの重量が左右される。上述のように、しかし、前記調整は配列において欠点を生じるが、それはこの調整によって流れがいたるところで絞られ、それによって横方向の速度成分がその流れの中に生成されるからである。
【００１１】
本出願人のフィンランド特許第５０，２６０号からは、１つの方式が知られているが、それでは、ヘッドボックスがその幅全体にわたって隔壁により複数の区画に分割され、その個々の区画内にはパルプ流へ希釈水を供給する成分流の通路用の少なくとも１つのダクトがある。
【００１２】
本願発明において、詳細な方法と装置の方式を説明しているが、それによればパルプ懸濁液の濃度は、希釈流がその中へ導入される幅の位置に留まり、交差する方向で他の区画へ移動されることがないように、ウエブの幅の様々な位置で確実に調整することができる。
【００１３】
重量の濃度調整の目的は、横方向の重量プロファイルと繊維配列プロファイルの間の相互依存関係を解消することにある。重量の横方向のプロファイルを濃度のプロファイルリングによって調整する場合、例えば、ゼロ・ウォータを用いる場合、希釈水の最大量はその濃度領域の全流量の５０％ になる。この水量が横の流れを発生せず、さらに濃度調整の目的を失わないようにするために、希釈流の量を、乱流発生器から来る水量が機械の横方向に一定になるように補正する必要がある。混合／濃度調整流量は一定になる必要がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による方法と設備の解決方法は、ヘッドボックスが、パルプ入口ヘッダと、パルプ流の方向から見て該パルプ入口ヘッダの後に、中間室の中へ開口している複数のパイプを有するディストリビュータ・マニホールドと、該中間室に関連して配置されている減衰室と、該中間室の後に、それぞれの出口端では排出ダクトの中へ、またそれぞれの入口端では該中間室の中へ開口している複数のチューブを有する乱流発生器とを有し、該ヘッドボックスの幅に沿って様々な位置へパルプ懸濁液流が導入され、前記流れの濃度は２つの成分流を混合させることによって調節することが可能なヘッドボックスの調節方法において、該パルプ懸濁液へ送り込まれる流れの濃度調節にあたって、２つの成分流は、追加流を該パルプ懸濁液流に導入して混合され、該混合流の混合比は前記追加流を調節することにより調節され、該追加流は該ヘッドボックスの入口ヘッダから取り出されたパルプ流へ流入されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によればまた、ヘッドボックスが、パルプ流の流れの方向において、パルプ入口ヘッダと、中間室内に開口している複数のディストリビュータパイプを有するディストリビュータ・マニホールドとを含み、前記中間室は、それに関連して配置されている減衰室を有し、該減衰室によって前記中間室内にあるパルプの圧力を調節し、前記中間室には乱流発生器が続き、該乱流発生器の複数の乱流チューブは排出ダクトの中へ開口し、流れが該ヘッドボックスのパルプ懸濁液に導入され、紙の重量は前記流れの濃度を調節することによってウエブの幅全体にわたり所望のレベルに調節することができるヘッドボックスの調節装置において、該パルプ懸濁液へ流入される流れは少なくとも２つの成分流からなり、該装置は該ヘッドボックス内の幅の様々な位置に複数の追加流ダクトを有し、それらのダクトを介して、追加流が該パルプ懸濁液へ導入され、該追加流ダクトは該パルプ入口ヘッダから流出される該パルプ流の複数のパイプのどれかの系統に連通していることを特徴とするヘッドボックスの調節装置が提供される。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、ヘッドボックスの調節装置においては、ヘッドボックスはパルプ入口ヘッダと、そのパルプ入口ヘッダの後に、そのパルプ流の方向から見て、複数のパイプが中央室内へ開口しているディストリビュータ・マニホールドとを有している。ヘッドボックスは、中央室に関連して配置された減衰室と、その中央室の後に、複数のチューブをその出口端では排出ダクト内へ、またその入口端では中央室内へ開口している乱流発生器とを有している。本方法において、ヘッドボックスの幅に沿って様々な位置にパルプ懸濁液が導入されるが、前記流れの濃度は２つ成分流を混合することによって調節することができる。その方法では、パルプ懸濁液へ流入される流れの濃度調整においては、２つ成分流は、追加流をパルプ懸濁液流に導入して混合される。この混合流の混合比は前記追加流を調整することによって調整される。この追加流はヘッドボックスの入口ヘッダから取り出されたパルプ流へ流入される。
【００１７】
【実施例】
次に添付図面に示す本発明のいくつかの実施例を参照して、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されることはない。
【００１８】
図１は、本発明による紙／板紙抄紙機のヘッドボックスを示し、そのヘッドボックスはパルプ懸濁液Ｍの流れ方向Ｓに向かって、入口ヘッダ10と、ディストリビュータ・パイプ11a_1.1、11a_1.2 ...、11a_2.1、11a_2.2 ...が一方を他方の上にかつ並んで配置されたディストリビュータ・マニホールド11と、中央室12と、並んでかつ一方を他方の上に配置された多数の乱流チューブ13a_1.1、13a_2.1...、13a_1.2、13a_2.2... を有する乱流発生器13と、乱流発生器13の乱流チューブ13a_1.1、13a_2.1...、13a_1.2、13a_2.2... が内部へ開口している排出ダクト14 とから成る。排出ダクト14は、固定下部リップ壁15と、関節継手Ｎを中心に旋回する上部リップ壁16によって画成されている。以下に、本発明を説明し、また抄紙機について言及するときは、板紙抄紙機とそのヘッドボックスも関係することは明白である。さらに、本発明によるヘッドボックスは、中央室内へ開口している減衰室17を有している。この減衰室17は機械の全幅にわたって伸びており、その中央室12はダクト18を介して減衰室17の内部空間Ｄに連通している。空間Ｄ内の圧力が調整されると、中央室12内にあるパルプＭの圧力度合が調整されて、減衰室17により決められた一定のレベルに維持される。図１に示すように、オーバーフローＱ₂ がダクト18を介して減衰室17内へ供給される。オーバーフロー敷居Ｔを越えてオーバーフローＱ₂ はトラフＧへ、さらにトラフＧから終端ダクトＥへ入る。圧力は空間Ｄへ、フランジ継手Ｆを介して送り込まれる。均圧室17は内部圧力空間Ｄを有し、それに向けて流れＱ ₂ が中央室12からパルプＭ用に供給される。圧力は均圧室17の空間Ｄ内へ導入され、空間Ｄからの圧力の排出は別のバルブにより調節される。したがって、空間Ｄにある圧力によって、均圧室の中の空間Ｄ内へ送り込まれたパルプＭ（流れＱ ₂ ）の圧力レベルは調節され、そのようにして中央室12内のパルプＭにさらに作用する圧力も調整される。減衰室17の下に配置されているトラフＧの両端には排水ダクトＥがあり、流れＱ ₂ は均圧室17へ入りさらにトラフＧを通り抜けてパルプ循環へ戻る。前記流れＱ₂ によって、パルプＭの余剰量は中央室から除去されるが、中央室はその混合流Ｑ₁ ＋Ｑ₃ を一定の数値に留めておくために、希釈流Ｑ₁ が混合点に導入される時は、変位しなければならない。
【００１９】
図４は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って取った断面図である。図に示すように、均圧室１７は機械の全幅にわたって延びており、そのため均圧室の幅のすべての位置から、ダクト連結部１８は機械の幅全体に延びている中央室１２内へ入っている。乱流発生器１３は中央室１２の後にはっきりと配置されている。
【００２０】
本発明の解決方法において、希釈流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ は上述の種類のヘッドボックス内を通り乱流発生器１３へ流入する。本発明の方式では、各希釈流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ は乱流発生器１３の幅の様々な位置内へ、望ましくは中央のレベルにある乱流チューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ に流入するが、この場合追加流、すなわち希釈流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ を前記幅の位置に配置されているチューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ によって形成されている隔室へ流入させることによって、紙の重量は、前記追加流が幅の各特定の位置で、中央室から出て乱流発生器１３の乱流チューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ 内へ既に流入しているパルプＭ、すなわちそのパルプ流Ｑ_３．１、Ｑ_３．２．．．Ｑ_３．ｎ と混合されるので、幅の各特定の位置で調節される。
【００２１】
図１に示す乱流発生器１３は、並んで幅の方向と縦の方向に配置されている多数の乱流チューブを有する。中央のレベルの乱流チューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ は追加流ダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．．２０ａ_ｎ 、望ましくはゼロ・ウォータダクト、望ましくはパイプに連通されている。各流れダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． はバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．．２１ａ_ｎ を有し、これにより追加流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ のスロットルが調整され、したがって流速が調整され、希釈水入口ヘッダ１９から乱流発生器１３内のチューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ で構成されているそれぞれの特定の隔室へ送られる流量が調整される。この追加流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ が乱流チューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．．１３ａ_３．ｎ へ流入すると、それは乱流チューブの混合室１３０ において、中央室から送られたパルプ流Ｑ_３．１、Ｑ_３．２．．．Ｑ_３．ｎ と混合される。本発明による方式において、導入される追加流Ｑ_１ の量は中央室１２から流出するパルプＭの流量Ｑ_３ から差し引かれる。したがって、合計流量Ｑ_４ ＝Ｑ_１ ＋Ｑ_３ は混合比がバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．．２１ａ_ｎ による追加流の調整により調節されている間は一定に保たれる。Ｑ_３ の余剰流は、流れＱ_２ として、減衰室Ｄへ送られ、さらに前記室から出て、パルプの循環へ戻る。
【００２２】
図２は、図１のＸ断面の別の図である。乱流発生器１３の中央層内の乱流チューブ内へは、通常の濃度のパルプ流Ｑ_３ がヘッドボックスの中央室１２から流入する。乱流発生器１３の乱流チューブにおいて、各追加流Ｑ_１ はパルプ流Ｑ_３ と効率的に混合される。追加流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ は乱流発生器１３の乱流チューブ内の混合室１３０ に流入する。この混合室１３０ により、流れＱ_１ とＱ_３ は均等に混合することができ、中央室１２内に維持された均一な圧力はその混合点へ送られる。混合流Ｑ_１ ＋Ｑ_３ の量は一定に保たれているが、その混合比は追加流Ｑ_１ によって調整される。図の実施例において、乱流発生器における中央層は調節層として用いられる層であり、この層で、追加流、望ましくは水流と、中央室１２から出る平均濃度のパルプＭの流れが合流される。このような場合、調整された濃度の流れは乱流発生器１３を通り抜け、前記流れＱ_４．１、Ｑ_４．２．．．Ｑ_４．ｎ は垂直の方向に、乱流発生器の他のチューブから出てくるパルプＭ流の他の非調整流と合流するが、ウエブの幅の各位置では、中央層はウエブの重量を調節する層として機能する。
【００２３】
本発明によるヘッドボックスは、作動している間はその重量が追加流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ の調整によって明らかに調整されるように調節される。したがって、運転中は、プロファイル・バーが移動しないので、プロファイル・バーＫの制御およびモニタシステムはその時は継続されない。プロファイル・バーＫがある場合、それは運転開始時だけ繊維配列の事前調整のために使用される。このプロファイル・バーは、重量の調整には決して使用されない。プロファイル・バーＫは、たまにスペーシング操作や手動操作に使用される複数の調節用のスピンドルを有している。
【００２４】
追加流Ｑ_１ は、望ましくは水だけを含む流れ、すなわちいわゆるゼロ・ウォータ流である。追加流Ｑ_１ もまた、濃度が全体的にヘッドボックス内のパルプ懸濁液の平均濃度と異なり、したがって流れＱ_３ の濃度とも異なるパルプ流にすることもできる。
【００２５】
図３は、図１の線Ｉ−Ｉに沿って取った断面図である。各追加流ダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． は、望ましくはパイプであるが、バルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．． を有しており、この場合抄紙機の幅の方向において、流れＱ_４．１、Ｑ_４．２．．．Ｑ_４．ｎ の所望の混合比を幅の各位置で調節することができ、その流れは乱流発生器１３から、その乱流チューブ１３ａ_３．１、１３ａ_３．２．．． から出て来る際、さらに調整流としてパルプ懸濁噴射の幅の所望の位置で機能する。
【００２６】
図４は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って取った断面図である。希釈水入口ヘッダ１９からは、希釈液、望ましくは希釈水がダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． 内へ送り込まれ、各ダクト、望ましくはパイプ内に配置されているバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．． により、希釈流はそのバルブの調整にしたがって前記流れを絞ることによって調節される。
【００２７】
図５は、図１に示す減衰室１７の断面図である。図に示すように、減衰室１７は機械の幅全体にわたって延びている。
【００２８】
図６は、図２に示す方式の拡大図である。中央室１２からは、流れＱ_３．１ が乱流発生器１３の乱流チューブ１３ａ_３．１内の混合室１３０ へ流入する。前記混合室内へは、流れダクト２０ａ_１が希釈液用に設けられている。図６の実施例において、この流れダクトは混合室にその混合室の長さに対して中央に結合している。混合室１３０ の流れＳ（矢印Ｓ）の方向における断面流面積はＡ_１ であり、この面積は乱流発生器の乱流チューブ内の混合室の後に続いているダクト部分１３１ の断面流面積Ａ_２ よりも実質的には大きい。
【００２９】
図７は、図６の線ＩＶ−ＩＶに沿って取った断面図である。
【００３０】
図８は、混合室に関連した構造の第２の実施例を示す。フランジ部品１３２０は流れダクト１３２ を有している。この流れダクト１３２ は円形部の直線ダクト部分１３２ａ_１ と、その中に断面流面積Ａ_３ と、混合室１３０ の壁１３０’に連結している円錐状に広がるダクト部分１３２ａ_２ から成る。流れダクト１３２ は中央室１２と混合室１３０ の間に配置されている。断面流面積Ａ_３ は、混合室１３０ の断面流面積Ａ_１ よりも実質的には小さい。フランジ部品１３２０は押ばめ金具またはネジ付き継手によって、中央室１２により画成されている乱流発生器１３のフレーム１３Ｒ の面の中に作られている逃げｆ_１ と連結されている。さらに、この実施例において、混合室１３０ には乱流チューブ内にダクト部１３１ が続いているが、その断面流面積は混合室１３０ の断面流面積よりも実質的には小さい。
【００３１】
図９は、混合室に関連した実施例を示すが、パイプまたはダクト１３３ が中央室１２から混合室１３０ の中へ延びている。パイプ１３３ が混合室１３０ の中へ延びて、このパイプが混合室１３０ の端部で開口し、混合室１３０ の中心軸Ｘ_１ 上の中央に位置するようにする。中央室１２からの流れＱ_３ はパイプ１３３ を介して混合室１３０ へ入る。その外面１３３’上に、パイプ１３３ はスロットルフランジ１３３ｄ、望ましくは環状フランジを有するが、それは前記外面から突き出て、それによって希釈流Ｑ_１ が絞られる。環状フランジ１３３ｄはパイプ１３３ の円周上に配置されている。希釈流Ｑ_１．１ はパイプ１３３ の面１３３’と混合室１３０ の面１３０’の間の空間内へ、図９に示す方法で２つの希釈用ダクト２０ａ_１’ 、２０ａ_１に沿って流入する。もちろん、希釈流ダクトは１本だけにすることもできる。空間を考慮して、図９に示す方法で２つのダクトを使うことができる。また、パイプ１３３ はフランジ１３３ｃ、望ましくは環状フランジをその端部に有し、そのフランジによってパイプは乱流発生器のフレーム１３Ｒ 内の逃げｆ_２ に連結されている。この連結は、押ばめ金具またはネジ付き継手によって行なわれる。これはまた、接着により達成することもできる。フランジ１３３ｃの前面は中央室１２に面して配置されている。
【００３２】
図１０は、図９の線Ｖ−Ｖに沿って取った断面図である。追加流ダクト２０ａ_１からの流れＱ_１ は、パイプのフランジ１３３ｄを迂回しているパイプ１３３ の端部へ環状に流れる。流れＱ_３ とＱ_１ は、混合室内でパイプ１３３ の端部で混合される。
【００３３】
図１１は、本発明による紙／板紙抄紙機のヘッドボックスを示し、そのヘッドボックスはパルプ懸濁液Ｍの流れの方向Ｓに向かって、入口ヘッダ１０と、ディストリビューション・マニホールド１１と、中央室、すなわち本願発明では混合室１２と、多数の乱流チューブ１３ａ_１．１、１３ａ_２．１．．．、１３ａ_１．２、１３ａ_２．２．．． を並べて、かつ一方を他方の上に配して成る乱流発生器１３と、乱流発生器１３の乱流チューブ１３ａ_１．１、１３ａ_２．１．．．、１３ａ_１．２、１３ａ_２．２．．． が中に開口している排出ダクト１４とを有している。この排出ダクト１４は固定下部リップ壁１５と、関節継手を中心に旋回する上部リップ壁１６とによって画成されている。次に、本発明を説明し、抄紙機について言及する時には、板紙抄紙機とそのヘッドボックスも関連することは明白である。
【００３４】
図１１に示す構造において、中央室１２は抄紙機のヘッドボックスの幅の方向において、多数の区画またはブロック１２ａ_１、１２ａ_２．．． １２ａ_ｎに分割されて並んで配置されている。各ブロック１２ａ_１、１２ａ_２．．． は追加流２０ａ_１、２０ａ_２．．．２０ａ_ｎ 、望ましくはゼロ・ウォータダクト、および望ましくはパイプと連結されている。各流れダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． はバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．．２１ａ_ｎ を有し、これによって追加流Ｑ_１ のスロットルが調節され、したがってその速度と、中央室１２へ、すなわちそれぞれの特定の時間にその対応した区画１２ａ_１、１２ａ_２、１２ａ_３．．． １２ａ_ｎの中へ流入される流量も調節される。
【００３５】
各区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． はディストリビューション・マニホールド１１のディストリビューション・パイプ１１ａ_１、１１ａ_２ ．．．と連結されている。入口ヘッダ１０からは、平均濃度のパルプ流がディストリビュータ・パイプ１１ａ_１、１１ａ_２．．． を通って抄紙機のヘッドボックスの中央室１２へ、すなわち前記室１２の様々な区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． 内に流入される。各追加流Ｑ_１ は高速でダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． へ導入され、それによって中央室１２内の区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． においてパルプ流Ｑ_３ と効率的に混合される。区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． １２ａ_ｎから、この混合流Ｑ_４ は乱流発生器１３へ、その上列の乱流チューブ１３ａ_１、１３ａ_２、 １３ａ_３．．．、 １３ａ_ｎ内へ流入される。
【００３６】
混合室１２において、各混合区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． は隔室としてヘッドボックスの幅の方向に配列されて各区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． は分離され、隣接区画とは連通していない。さらに、各区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． からは、オーバーフロー２２ａ_１、２２ａ_２．．．２２ａ_ｎ が減衰室１７の中へ配置されている。これらのオーバーフロー２２ａ_１、２２ａ_２．．． は共通の空気空間２３を有している。各オーバーフローは、望ましくは中央室１２内の区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． の上に取り付けられている空間から生成され、その空間はオーバーフロー２２ａ_１、２２ａ_２．．． の共通の空気空間と、各オーバーフローのための別個のオーバーフロー敷居１８０ａ_１ 、１８０ａ_２．．．とから成っている。各オーバーフロー空間は隣接する空間に対して、仕切壁１７０ａ_１ 、１７０ａ_２．．．によって画成されている。したがって、本発明による装置の方式では、オーバーフロー敷居１８０ａ_１ 、１８０ａ_２．．．の高さを調節することによって中央室１２の区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． に広がっている圧力を調節することができ、さらにこのようにして、オーバーフロー敷居の位置を調節することによって隔室１２ａ_１、１２ａ_２．．． から出る流れＱ_４ の流量を調節することができる。オーバーフローは共通の排出ダクトＥ_１ の中へ開口している。
【００３７】
追加流Ｑ_１ がダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． に沿ってヘッドボックスの平均濃度のパルプ懸濁液流Ｑ_３ へ導入されると、排出流がオーバーフローＱ_２ として生成される。この場合、乱流発生器１３へ流入し、それから流出した混合流Ｑ_４ はディストリビューション・チューブ１１ａ_１、１１ａ_２．．． から出てくる流れＱ_３ と等しい量を有している。したがって、混合比が、追加流Ｑ_１ を流れＱ_３ の中へダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． に沿って送り込むことによって調節されると、乱流発生器１３の乱流チューブ１３ａ_１、１３ａ_２．．． へ流入する流量Ｑ_４ は一定に保たれる。したがって、オーバーフローＱ_２ の量は、導入された追加流Ｑ_１ の量に等しくなる。
【００３８】
追加流Ｑ_１ は、望ましくは水だけで構成される流れ、すなわちいわゆるゼロ・ウォータ流である。追加流Ｑ_１ は、またその濃度が全体的にヘッドボックス内のパルプ懸濁液の平均濃度と異なり、したがって、流れＱ_３ の濃度と異なるパルプ流にすることもできる。
【００３９】
図１２は、図１１の線ＶＩ−ＶＩに沿って取った断面図である。図に示すように、各オーバーフロー区画、すなわちブロック１２ａ_１、１２ａ_２．．． １２ａ_ｎは仕切壁１７０ａ_１ 、１７０ａ_２．．．によって画成されている。区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． のオーバーフローは、オーバーフロー敷居１８０ の反対側に設置されている共通の出口Ｅの中へ開口している。各追加流ダクト２０ａ_１、２０ａ_２．．． はバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．． を有しており、この場合、抄紙機の幅の方向において、流れＱ_４．１、Ｑ_４．２．．．Ｑ_４．ｎ の所望の混合比を幅の各位置で調節することができるが、その流れは乱流発生器１３からのその乱流チューブ１３ａ_１、１３ａ_２．．． から出てくるので、さらに調整流としてパルプ懸濁液噴射の幅の所望の位置で機能する。区画またはブロック１２ａ_１、１２ａ_２．．． １２ａ_ｎは、幅の各位置で壁１７０ａ_１ 、１７０ａ_２．．．がヘッドボックス内の中間室の下部から垂直にその上部へ、さらにオーバーフロー空間へ延び、そこで各オーバーフロー空間を前記幅の位置の区画のところで複数のブロックに分割するように作ることができる。これらの区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． はまた、それらが底部Ｄを有し、その場合ブロックまたは区画１２ａ_１、１２ａ_２．．． が抄紙機のヘッドボックスの中間室１２の中へ、その中の幅の各位置に形成されるように、さらにそれらのブロックが中間室１２の上部内に配置され、壁１７０ａ_１ 、１７０ａ_２．．．と、底部Ｄとによって画成されるように作ることもできる。
【００４０】
図１３は、抄紙機のヘッドボックスにおける配置の一部を示す斜視図であり、上述したように、幅の方向に、パルプ懸濁液の濃度と繊維配列の調整を互いに個別に幅の所望の位置で行なうことができるようにしてある。
【００４１】
図１４は、抄紙機のヘッドボックスの原理の図であり、そのヘッドボックスは、隔室の配置がパイプの連結によって行なわれていることを除いた他の点では、図１１ないし図１３に示す実施例に類似している。流量Ｑ_４．１、Ｑ_４．２．．． の調節のために、バルブ２４ａ_１、２４ａ_２．．． が各オーバーフローパイプ２２０ａ_１ 、２２０ａ_２．．．に取り付けられている。図の実施例において、各追加流Ｑ_１．１、Ｑ_１．２．．．Ｑ_１．ｎ は入口ヘッダ２５から、追加流パイプ２０ａ_１、２０ａ_２．．． に設けられているバルブ２１ａ_１、２１ａ_２．．． によって調整されながら、ディストリビューション・マニホールド１１内のディストリビューション・チューブ１１ａ_１、１１ａ_２．．． 内へ直接に流入される。このディストリビューション・チューブ１１ａ_１、１１ａ_２．．． はさらに中間室１２内に設置されている別個のパイプ２６ａ_１、２６ａ_２．．． の中へ通っており、そのパイプ２６ａ_１、２６ａ_２．．． はオーバーフローパイプ２２０ａ_１ 、２２０ａ_２．．．と連結されている。このオーバーフローパイプ２２０ａ_１ 、２２０ａ_２．．．は減衰室１７内へ開口しており、それはオーバーフロー２２０ａ_１ 、２２０ａ_２．．．の共通の収集室２８と、共通の空気室２３と、共通のオーバーフロー敷居２９と、共通の出口Ｅから成っている。
【００４２】
図１５は、図１４の線ＶＩＩ−ＶＩＩ に沿って取った断面図である。中間室１２内に配置されているパイプ２６ａ_１、２６ａ_２．．． は、混合流Ｑ_３ ＋Ｑ_１ が中間室１２内のパルプ流の残りと混合するのを防止する。
【００４３】
図１６は、図１４の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ に沿って取った断面図である。
【００４４】
図１７は、本発明の実施例を示すが、この実施例では、流量Ｑ_４ は、乱流発生器１３内の上列に幅の方向で交互に隣接して乱流チューブ１３ａ_１、１３ａ_２．．． 内に配置されているバルブ３１ａ_１、３１ａ_２．．．３１ａ_ｎ によって調節される。
【００４５】
図１８は、図１７の線ＩＸ−ＩＸ に沿って取った断面図である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による方法および装置における望ましい実施例において、希釈液は直接に乱流チューブへ、その混合室の中へ流入される。その導入された希釈流は中間室から既に導入されているパルプ流と入れ代わり、このパルプ流は、それ自体の量だけ前記希釈流と混合される。したがって、総流量は一定不変である。本発明の第２の実施例において、流量はヘッドボックスの幅の様々な位置で調節することができるので、繊維配列を抄紙機の幅の方向の全体の流れにおいて調節することができる。前記実施例において、その流れは、全体に、パルプ入口ヘッダの後のパイプ系統の中へ、この実施例では、複数のディストリビュータ・パイプの系統の中へ導入される。この方式において、ヘッドボックスは幅の方向に複数の隔室に分割され、パルプ流と希釈流は各隔室へ送り込まれるが、混合点の後には、減衰室へのオーバーフローがある。したがって、幅の各位置では、紙の重量の調整に加えて、流れの圧力、すなわち流量を幅のそれぞれの特定の位置で調整することができ、したがって、紙の繊維配列の調整を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紙／板紙抄紙機のヘッドボックスの中へゼロ・ウォータがそれ自身のダクトにしたがって導入されている断面側面図である。
【図２】図１の断面Ｘを示す図である。
【図３】図１の線Ｉ−Ｉに沿って取った部分断面図である。
【図４】図１の線ＩＩ−ＩＩ に沿って取った部分断面図である。
【図５】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩ に沿って取った断面図である。
【図６】乱流発生器内の乱流チューブの混合室の構造の拡大図である。
【図７】図６の線ＩＶ−ＩＶ に沿って取った拡大断面図である。
【図８】乱流チューブの混合室に関連した第２の実施例を示す図である。
【図９】乱流発生器内の乱流チューブの混合室に関連する本発明による第３の実施例を示す図である。
【図１０】図９の線Ｖ−Ｖに沿って取った拡大断面図である。
【図１１】希釈流がディストリビュータ・パイプの系統に流入されている本発明の実施例を示す図である。同図は、紙／板紙抄紙機のヘッドボックスの概略図であり、そのヘッドボックスの中へゼロ・ウォータがそれ自身のダクトにしたがって流入して、ヘッドボックスの幅の所定の位置で混合比を調整し、中間室はオーバーフローを有し、混合比の調整に応じて、流量を一定に保つ。
【図１２】図１１の線ＶＩ−ＶＩ に沿って取った断面図である。
【図１３】図１１と図１２に示す紙／板紙抄紙機の幅の方向におけるブロックの構造の部分斜視図である。
【図１４】紙／板紙抄紙機のヘッドボックスの幅全体にわたって様々な位置に形成されている別個の複数の区画、またはブロックをパイプの連通により作った抄紙機のヘッドボックスの原理図と断面図である。
【図１５】図１４の線ＶＩＩ−ＶＩＩ に沿って取った断面図である。
【図１６】図１４の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ に沿って取った断面図である。
【図１７】流量Ｑ_４ が乱流発生器の上列の乱流チューブに取り付けられているバルブによって調整される、本発明による実施例を示す図である。
【図１８】図１７の線ＩＸ−ＩＸ に沿って取った断面図である。
【符号の説明】
１０ パルプ入口ヘッダ
１１ ディストリビュータ・マニホールド
１１ａ_１， １１ａ_２ ディストリビュータ・パイプ
１２ 中間室
１２ａ_１， １２ａ_２ 隔室
１３ 乱流発生器
１３ａ_１， １３ａ_２ 乱流チューブ
１４ 排出ダクト
１５ 固定下部リップ壁
１６ 上部リップ壁
１７ 減衰室
１８ ダクト
１９ 希釈水入口ヘッダ
２０ａ_１， ２０ａ_２．．． 追加流パイプ
２１ａ_１， ２１ａ_２．．．，２４ａ_１， ２４ａ_２．．．，３１ａ_１， ３１ａ_２．．． バルブ
２２ａ_１， ２２ａ_２．．． オーバーフロー
２３ 空気空間
２５ 入口ヘッダ
２６ａ_１， ２６ａ_２．．．，１３３ パイプ
１３０ 混合室
１３１，１３２ ダクト部
１３３ｃ，１３３ｄ フランジ
１３０’，１３３’ 外面
１７０ａ_１，１７０ａ_２ 仕切壁
１８０，１８０ａ_１，１８０ａ_２．．． オーバーフロー敷居
Ａ 断面流面積
Ｋ プロファイル・バー
Ｍ パルプ懸濁液
Ｑ 流れ
Ｓ 流れ方向

Claims (23)

1. ヘッドボックスが、パルプ入口ヘッダと、パルプ流の方向から見て該パルプ入口ヘッダの後に、中間室の中へ開口している複数のディストリビュータ・パイプを有するディストリビュータ・マニホールドと、該中間室に関連して配置されている減衰室と、該中間室の後に、それぞれの出口端では排出ダクトの中へ、またそれぞれの入口端では該中間室の中へ開口している複数の乱流チューブを有する乱流発生器とを有し、該ヘッドボックスの幅に沿って様々な位置へパルプ懸濁液流が導入され、前記流れの濃度は２つの成分流を混合させることによって調節することが可能なヘッドボックスの調節方法において、前記２つの成分流は、追加流と、前記ヘッドボックスの入口ヘッダから取り出されたパルプ懸濁液流であり、該２つの成分流は、該追加流を該パルプ懸濁液流に導入して混合され、該混合流の混合比は前記追加流を調節することにより調節され、該追加流と該パルプ懸濁液流の合流点の後で、該混合流の一部はオーバーフローとして除去され、その残りは、流れとして前記排出ダクトへ送られ、前記追加流は直接に前記ヘッドボックスのディストリビュータ・マニホールドのディストリビュータ・パイプへ、さらに該ディストリビュータ・パイプから中間室内のパイプを介して前記乱流発生器の乱流チューブへ流入されることを特徴とするヘッドボックスの調節方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記パルプ懸濁液へ流入される前記流れの濃度調節において、前記２つの成分流は、前記追加流を前記中間室から流出する該パルプ懸濁液流に導入して混合され、該混合流の混合比は、前記追加流の絞り量をバルブによって増減して前記追加流を調節することによって調整されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記追加流はその入口ヘッダから、前記ヘッドボックスの幅の様々な位置のそれぞれに配置されている追加流ダクトへ流入されることを特徴とする方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、ウエブの重量は、前記追加流を調節することによってのみ調節され、運転中にはプロファイル・バーの調節およびモニタは用いられないことを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記パルプ懸濁液へ流入される前記流れの濃度調節において、前記混合流における混合比は、前記追加流の絞り量をバルブによって増減して前記追加流を調節することによって調整され、該追加流と該パルプ懸濁液流の前記合流点の後で該混合流の一部は前記オーバーフローとして除去され、その残りは流れとしてヘッドボックス内のパルプ懸濁液へ流入され、このような場合、例えば、合計流が該流れが大きくなるに従って増加すると、その余剰量は前記オーバーフローとして除去され、前記排出ダクトへの流れを不変に保つことを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、流れの方向においてオーバーフローの後に、前記中間室から出る調節された混合比の流れは前記乱流発生器へ流入され、該追加流はヘッドボックス内の平均パルプ懸濁液濃度に一致する濃度を有する流れに流入され、該追加流は水流から成ることを特徴とする方法。
7. 請求項５または６に記載の方法において、前記混合流の前記ヘッドボックスの幅の方向における混合は、該ヘッドボックスの中間室を該ヘッドボックスが少なくともその幅全体にわたって複数の区画に分割されるように隔室を分割することによって防止され、それぞれの区画は隣接する区画から隔絶され、それによって該混合流のヘッドボックスの幅の方向における混合が防止されることを特徴とする方法。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載の方法において、前記中間室は仕切壁により複数の区画またはブロックに分割され、各区画は該方法におけるその独自のオーバーフローを有していることを特徴とする方法。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載の方法において、前記区画室から出る各流れの流量は前記中間室内の区画に関連したオーバーフローを調節することによって調節されることを特徴とする方法。
10. 請求項５ないし９のいずれかに記載の方法において、前記流れの流量は各オーバーフローに関連したバルブの絞り量を調節することによって調節されることを特徴とする方法。
11. 請求項９に記載の方法において、前記流れの流量は前記バルブの絞り量を調節することによって、したがって該流れの流れ抵抗を調節することによって調節されることを特徴とする方法。
12. 請求項５ないし11のいずれかに記載の方法において、前記追加流は入口ヘッダからヘッドボックスの全体の幅の様々な位置に設けられた追加流ダクトのそれぞれに流入されることを特徴とする方法。
13. ヘッドボックスが、パルプ流の流れの方向において、パルプ入口ヘッダと、中間室内に開口している複数のディストリビュータ・パイプを有するディストリビュータ・マニホールドとを含み、前記中間室は、それに関連して配置されている減衰室を有し、該減衰室によって前記中間室内にあるパルプの圧力を調節し、前記中間室には乱流発生器が続き、該乱流発生器の複数の乱流チューブは排出ダクトの中へ開口し、流れが該ヘッドボックスのパルプ懸濁液に導入され、紙の重量は前記流れの濃度を調節することによってウエブの幅全体にわたり所望のレベルに調節することができるヘッドボックスの調節装置において、該パルプ懸濁液へ流入される流れは少なくとも２つの成分流からなり、該２つの成分流は、追加流と、前記ヘッドボックスの入口ヘッダから取り出されたパルプ懸濁液流であり、該装置は該ヘッドボックス内の幅の様々な位置に複数の追加流ダクトを有し、それらのダクトを介して、該追加流が該パルプ懸濁液へ導入され、該追加流ダクトは該パルプ入口ヘッダから流出される該パルプ流の複数のパイプのどれかの系統に連通しており、該混合流の混合比は前記追加流を調節することにより調節され、該追加流と該パルプ懸濁液流の合流点の後で、該混合流の一部はオーバーフローとして除去され、その残りは、流れとして前記排出ダクトへ送られ、前記追加流ダクトはディストリビュータ・マニホールドのディストリビュータ・パイプに直接に連結されていることを特徴とするヘッドボックスの調節装置。
14. 請求項13 に記載の装置において、前記追加流ダクトは流れを調節するバルブを有し、そのバルブによって流れ抵抗が調節され、したがって該追加流の流量も調節されることを特徴とする装置。
15. 請求項13に記載のヘッドボックスの調節装置において、該装置は前記混合流の該ヘッドボックスの幅の方向における混合を防止する手段を有し、さらに該装置は該ヘッドボックスの幅の方向に複数の区画を有し、それぞれの区画には前記オーバーフローが設けられ、これによって、該オーバーフローを使用して各区画ごとに、該区画を出る混合パルプ流の流量が該パルプ懸濁液に導入される追加流の量に関係なく不変に保たれることを特徴とする装置。
16. 請求項15に記載の装置において、前記追加流ダクトは前記流れを調節するバルブを有し、該バルブによって流れ抵抗が調節され、したがって該流れの流量も調節され、複数の区画への分割は該中間室内で行われていることを特徴とする装置。
17. 請求項15または16に記載の装置において、個々の区画のそれぞれに関連した前記各オーバーフローは、該オーバーフローを調節し、それにより前記中間室から出る混合流の流量を調節する手段を有することを特徴とする装置。
18. 請求項15ないし17のいずれかに記載の装置において、前記中間室内の各区画は前記乱流発生器に、該乱流発生器の幅の前記関連位置に配置されている少なくとも１つの乱流チューブで連結されていることを特徴とする装置。
19. 請求項15ないし18のいずれかに記載の装置において、前記流れの混合点の後の隔室の配列はパイプによって行なわれ、該パイプはオーバーフローダクトに連結され、オーバーフローを調節するバルブを有することを特徴とする装置。
20. 請求項19に記載の装置において、前記オーバーフローダクトはパイプであることを特徴とする装置。
21. 請求項15ないし20のいずれかに記載の装置において、前記オーバーフローパイプは前記中間室内に取り付けられて、該パイプを介して前記混合流がディストリビュータ・マニホールドのディストリビュータ・パイプから前記乱流発生器の乱流チューブへ流入されることを特徴とする装置。
22. 請求項15ないし18または21のいずれかに記載の装置において、該装置は前記乱流発生器の乱流チューブ内に配置されているバルブを有し、該流れの流れ抵抗が前記バルブにより調節され、したがって該流れの流量も調節されることを特徴とする装置。
23. 請求項15に記載の装置において、前記各オーバーフローは高さの位置を調節可能なオーバーフロー敷居を有していることを特徴とする装置。

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