JP4135823B2

JP4135823B2 - 製紙機械のヘッドボックス

Info

Publication number: JP4135823B2
Application number: JP00539598A
Authority: JP
Inventors: フォービライルキ
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: DE69711593T2; DE69711593D1; US5843281A; CA2226173C; CN1105803C; ATE215634T1; EP0857816A1; FI115645B; KR19980070508A; FI970140A0; FI970140A; EP0857816B1; JPH111884A; CN1188169A; BR9800013A; CA2226173A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィードバック接続レギュレーションシステムを用いて、紙ウエブの横断方向（クロスダイレクション）の斤量プロファイルをコントロールするダイリューションプロファイリングシステムを備えた製紙機械のヘッドボックスに関するものであって、前記ダイリューションプロファイリングシステムは、希釈液またはヘッドボックスにおけるストックサスペンション（紙料懸濁液）の粘稠度よりも低い粘稠度のストックサスペンションの供給ヘッダーを備え、このヘッダーからレギュレーションバルブが設けられた供給ダクトを介し希釈液がヘッドボックスのインレットヘッダーの前部壁とヘッドボックスのスライスダクトとの間の領域、さらに最も好ましくは、前記領域に配置された乱流ゼネレーターにおけるダクトへ供給される構成を備えている。
【０００２】
従来技術から知られているように、製紙機械のヘッドボックスにおいては、ストックサスペンション（紙料懸濁液）のスライスフロー（薄い層になった流れ）は、製紙機械の横断方向において、均一な速度で流れるようになっていなければならない。同様に、前記フローにおいては、横断方向に非常に早い速度が発生し、これは、良質な紙を作るために有害なものである。特に、横断方向に早い速度の部分が生じると、紙ウエブの両側領域の端縁の波状部分が強くなって、良質な紙が作れなくなる。前記スライスフローの横断方向における流れの速度を均一にし、横断方向に非常に早い速度を生じさせないことは、紙ウエブの全幅にわたり、均質な斤量、組織特性及び強度特性をもった紙を作るための要件であり、さらに、紙ウエブの両端縁から切り落とす部分の比率をできるだけ小さくする上での要件である。
【０００３】
前記要件を満足させるために、ストックフロー（紙料懸濁液のフロー）を抄紙ワイヤーへ放出する前に、ヘッドボックスのスライスダクト（上下方向の寸法が薄くなって伸びるダクト）の両側壁を介してストックフローの極く僅かな部分を除去する提案がなされている（例えば、ベロイト社のフィンランド特許第４３，８１２号参照）。また、別な提案として、水を前記側壁にそって流して、ストックフローの両端縁の粘稠度を低めて、紙ウエブの両端縁の硬化を防ぐ提案もなされている（ヴァルメット社のフィンランド特許第３０，０９５号参照）。これらの点については、さらに、米国特許第５，５６０，８０７号を参照されたい。
【０００４】
ストックフローにおける横断方向の速度をコントロールしないと、紙ウエブのファイバーオリエンテーション・プロファイルに歪みが生じ、製紙された紙の品質に悪影響を及ぼし、製紙された紙が湿度の変化に対し寸法的に安定しないものとなる。良質な紙を作るには、紙におけるファイバーの方向的分布の主軸、即ち、オリエンテーションが紙の主軸の方向と一致していなければならず、さらに、前記オリエンテーションは、前記軸に対し対称になっていることが必要になる。
【０００５】
ヘッドボックスにおけるストックフローの両端縁は、ヘッドボックスの垂直方向の壁と接触し、激しい摩擦作用が生じる。これがエッジ作用とよばれるもので、このエッジ作用によって、ファイバーのオリエンテーションに直線方向の強い歪みが生じてしまう。ヘッドボックスの乱流ゼネレーター（乱流発生装置）に欠点があると、フローダクトの横側領域内側のファイバー・オリエンテーションに非直線の歪みが通常発生する。
【０００６】
ヘッドボックスのフローダクトからストックフローを噴出する水平方向へ細く延びたスライス噴出部の中央部分の開口面積を部分的に広げて、噴出するストックサスペンションのジェット流の横断方向中央部分が両側縁に比べて厚くなるようにして抄紙ワイヤーへ放出する手段で、紙の乾燥収縮に起因する斤量の不均一さを補償する試みがなされている。紙ウエブが乾燥すると、紙ウエブの収縮度合いは、中央部分が約１〜３％収縮するのに対し、両側縁領域は、約４〜６％収縮し、中央部分の収縮率の方が低い。このような収縮プロファイルにより、紙ウエブにおける横断方向の斤量プロファイルにそれなりの変化が生じ、収縮により、プレスセクション後の横断方向斤量プロファイルが均一であった紙ウエブの乾燥斤量プロファイルは、乾燥の間、変化し、紙ウエブの両横側領域の斤量が中央領域の斤量よりもやや重くなる。従来技術においては、このような斤量プロファイルを調節するために、スライス噴出口の水平方向中央部分の噴出開口面積を他の部分よりも広げて、紙ウエブの中央領域におけるストックサスペンションの噴出量が大目になるようにし、ストックサスペンションが強制的に紙ウエブの中央領域に寄るようにする手段がとられているが、これもファイバーオリエンテーションのプロファイルに影響する問題がある。
【０００７】
前記した従来の技術の欠点を解消するために、例えば、米国特許第４，６８７，５４８号、フィンランド特許第７０，６１６；７５，３７７号に示されているような技術が提案されている。この技術は、エッジフィード機構と言われるものであって、この機構によれば、ヘッドボックスのインレットヘッダーからストックサスペンションをストックフローの両横側へエッジフローとして供給するもので、この供給には、ヘッドボックスの外側に配置したバイパスパイプを用いるか、又は、ヘッドボックスの乱流ゼネレーターの両脇に取り付けた横ダクトを用いて行うようになっている。
【０００８】
最近では、ヘッドボックスの横断方向において、前記斤量プロファイルを調節するために、例えばワイヤーウオーター又はヘッドボックスにあるストックサスペンションの粘稠度よりも粘稠度が低いストックサスペンションからなる希釈液を入れた希釈液供給のヘッドボックスをストックサスペンションのヘッドボックスとは別個に用意し、このような希釈液供給のヘッドボックスから希釈液をストックサスペンションフローの両横側に供給し、抄紙ワイヤーへ放出される紙料ウエブの横断方向両横側のストックサスペンションの粘稠度を下げ、紙料ウエブの横断方向の斤量プロファイルを調節する技術（以下、ダイリューションプロファイリングシステムという）が提案されている（フィンランド特許第９２，２２９号、ヨーロッパ特許出願０，６３３，３５２Ａ１参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記のダイリューションプロファイリングシステムは、構造的にも操作的にも複雑なものであり、これを簡易化することが、この発明の解決課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、前記したダイリューションプロファイリングシステムをさらに改良し、希釈液ヘッドボックスの構造を簡単なものにして、紙料ウエブにおける横断方向のファイバーオリエンテーションの歪みを適確にコントロールできるエッジフローを供給するヘッドボックス構造を提供することを目的とする。
【００１１】
この発明は、フィードバック接続レギュレーションシステムを用いて、紙ウエブの横断方向の斤量プロファイルをコントロールするダイリューションプロファイリングシステムを備えた製紙機械のヘッドボックスであって、前記ダイリューションプロファイリングシステムは、希釈液又はヘッドボックスにおけるストック懸濁液の粘稠度よりも低い粘稠度のストック懸濁液の供給ヘッダーを備え、このヘッダーからレギュレーションバルブが設けられた供給ダクトを介し希釈液がヘッドボックスのインレットヘッダーの前部壁とヘッドボックスのスライスダクトとの間の領域、さらに最も好ましくは、前記領域に配置された乱流ゼネレーターにおけるダクトへ供給される構成であって、前記ダイリューションプロファイリングシステムにおいては、エッジフロー供給機構がヘッドボックスの両側の横側部に装着されていて、このエッジフロー供給機構は、ダイリューションプロファイリングシステムのインレットヘッダーからエッジフローを前記ヘッドボックスの両側の横側領域へ送るダクトを備えており、前記エッジフローの速度及び／又は相互速度レシオが設定及び／又は調節でき、前記エッジフローによって、ストック懸濁液ジェット流にコントロールされた横方向の速度成分が生じ、横断方向のファイバーオリエンテーションプロファイルをコントロールするようにしたことを特徴とする製紙機械のヘッドボックスを要旨とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図示の実施例により、この発明を詳細に説明すると、製紙機械におけるヘッドボックス１０は、図５に示すようにストックサスペンション（紙料懸濁液）フローがメインストックパイプ５７を介して供給源から供給されるインレットヘッダー１１を備えている。このインレットヘッダー１１の下流に乱流ゼネレーター（乱流発生装置）１４が設けられている。乱流ゼネレーター１４には、例えば５本の乱流チューブ１５が上下方向に５段になって配列され、前記乱流チューブ１５の上流端部１５ｃがインレットヘッダー１１の前部壁１１ａに開口している。乱流チューブ１５の下流端部１５ｄは、スライス状の横方向に扁平（薄く）にされた開口先端Ａに向けて内径が徐々に狭められているスライスダクト１７に連通しており、このダクトは、上唇状の壁１６ａと下唇状の壁１６ｂとで囲まれている。乱流チューブ１５の下流端部１５ｄ（互いに水平状態に保持されている）の間には、関節状のジョイント１８ａが介在し、これらジョイント１８ａに翼板状のプレート１８の基部が取り付けられており，これらプレートの自由先端は、前記ダクトの開口先端Ａの内側近くに達している。そして、開口先端Ａから製紙原料サスペンションが図示されていないフォーミングワイヤ（抄紙ワイヤ）へ、又は、フォーミングワイヤの間のギャップへ噴流Ｊとなって放出される。この噴流Ｊの断面プロファイル（断面輪郭又は断面厚さ）は，以下に述べるダイリューション・プロファイリング・システムにより調整される。この発明においては、ウエブのファイバー配向の断面プロファイルの歪みは、エッジフロー（端縁フロー）Ｆａ，Ｆｂを利用することによってコントロールできるものである。このコントロールの原理は、１９８４年に本出願人によりすでに発見されており、これについては、米国特許第４，６８７，５４８号、フィンランド特許第７０，６１６号、同第７５，３７７号を参照されたい。
【００１３】
上記の先行技術と相違して、この発明においては、例えば、ヘッドボックス１０においては、ストックサスペンション（紙料懸濁液）の流れ方向にそって、先ず最初にインレットヘッダー１１、ついで、分配マニフォールドの静水チャンバー、そして、最後にスライスダクト１７が配置されているもので、スライスダクト１７の内部に図１，図２に示すように、プレート１８が設けられている。そして、この発明においては、エッジフロー（端縁への流れ）Ｆａ，Ｆｂが前記乱流ゼネレーターの側部（横脇部）に配置のダクトを介して前記乱流ゼネレーターの領域内へ供給されるようになっている。
【００１４】
この発明によるエッジフロー供給構造は、ダイリュウションプロファイリングヘッドボックスに新規な方式により取り付けられている。それ自体既に知られているダイリューションプロファイリングシステムは、原則としてワイヤウオーターである希釈液のための供給ヘッダー１２を備えており、このヘッダーは、図１，図２に示すように、インレットヘッダー１１の上位に配置され、これら両ヘッダー１２，１１は、仕切り壁１３によって連通しないように仕切られている。前記ダイリューションプロファイリングシステムは、図１，図２及び図４に最もよく示されている。図示のように、希釈液（ダイリューション）の供給ヘッダー１２には複数本の分配パイプ３０が連通していて、これら分配パイプ３０は、レギュレーションバルブ３５₁ 〜３５_N を経て分配パイプ３１に連結し、これらの分配パイプ３１の側部に複数本の水平の供給ダクト３２が連結し、これらダクトそれぞれの下流端は、上下方向に配列された乱流チューブ１５それぞれの内部と連通している。このように、各配列における乱流チューブ１５に対しては、希釈液分配パイプ３０，３１が配置されていて、希釈液供給ヘッダー１２における上流オリフィス３０ｃからスタートし、供給ダクト３２の内部に達する乱流チューブ１５の下流端で終わる希釈液供給ルートが構成される。そして、前記した分配パイプ３０，３１と供給ダクト３２とを経て希釈液フローＦＤ₁ 〜ＦＤ_N が希釈液供給ヘッダー１２からそれぞれの乱流チューブ１５へ流入するものであり、これらの希釈液フローは、中間に配置したレギュレーションバルブ３５₁〜３５_N により調節されるようになっている。それぞれの乱流チューブ１５へ流入した希釈液は、主流のストックフロー（紙料懸濁液フロー）と効率良く混合され、このようにして、製造される紙ウエブの斤量の断面プロファイルを形成するシステムが得られる。主流のストックフローと希釈液フローとを一緒にする点及び本発明の展開については、フィンランド特許出願９４６１８０；９４６１８１（原出願９０１５９３，１９９０年３月３０日出願、発明者リスト・サヴィア）を参照されたい。
【００１５】
図１に示すように、ダイリューションプロファイリングシステムのレギュレーションシステムは、符号４０で略図的に示してある。このレギュレーションシステム４０からレギュレーションシグナルＳ₁ 〜Ｓ₂ がレギュレーションバルブ３５₁ 〜３５_N へ送られる。レギュレーションシステム４０は紙料ウエブの斤量の断面プロファイルを計測するフレーム４１からのフィードバックシグナルＦＢＳを受けるもので、前記フレームは、製紙機械のドライエンド（図示せず）に既知の手段で取り付けられるものである。
【００１６】
この発明によれば、エッジフロー供給構造は、上記したダイリューションプロファイリングシステムと一体的な構成になっており、紙料ウエブの断面ファイバーオリエンテーションプロファイルをコントロールする目的をもっている。上記したように、そして、以下に記載するように、エッジフロー装置の部分を示す数字の符号にａ，ｂの符号が追加して付されている。ａの符号が追加されている数字の符号で示されているパーツは、図１から図４に図示してあるが、ｂの符号が追加されている数字の符号で示されているパーツの殆どは、図１から図４には、図示されていない。これは、数字の符号にａ，ｂが追加して付されたパーツは、同じものであって、ヘッドボックスの両側に対称に配置されたものであるからであり、したがって、例えば、図３の断面図には、一方側のパーツしか示さず、他方側のパーツは、図示省略されている。図１に示すように、レギュレーションシステム４０からのレギュレーションシグナルＳａ，ＳｂによりエッジフローＦａ，Ｆｂのレギュレーションバルブ２５ａ，２５ｂが制御される。これらのレギュレーションシグナルＳａ，Ｓｂは、マニュアルコントロールによるものか、または、クローズド／フィードバック接続レギュレーションシステム及びオンライン測定デバイスであるファイバーオリエンテーション・プロファイルの測定デバイスを使用するか、または、両者の併用によるものかである。ファイバーオリエンテーションをコントロールする前記フィードバック接続システムは、測定フレーム４１とフィードバックシグナルＦＢＳにより、その一部が示されている。
【００１７】
図１と図３とには、この発明の第１実施例が示されており、ヘッドボックス１０の両側面領域にバイパスパイプ２０ａ，２０ｂが配置してある。これらのバイパスパイプ２０ａ，２０ｂは、供給ヘッダー１２からヘッドボックスの乱流ゼネレーター１４の中間領域へ希釈液を送るもので、該中間領域は、ヘッドボックス１０の両側面領域に位置するものである。そして、前記バイパスパイプ２０ａ，２０ｂの下流端は、それぞれの分配部２１ａ，２１ｂに連通している。
【００１８】
前記分配部２１ａ，２１ｂから水平方向に供給ダクト２３ａ，２３ｂが乱流ゼネレーター１５のダクト１５ａ，１５ｂへ達している。横側部のダクト１５ａ，１５ｂの上流領域における乱流ゼネレーター１４の横側部にあっては、乱流を発生するチューブ１５は、インレットヘッダー１１の内部と連通していてなくともよく、前記チューブをインレットヘッダー１１の内部と連通させない場合は、インレットヘッダー１１の前壁に接続する前記チューブの上流端部を閉止するようにするなどしてよい。また別な手段として、乱流ゼネレーター１４の流れ方向全長にわたり横側部のダクト１５ａ，１５ｂをわたし、エッジフローＦａ，Ｆｂをダクト１５ａ，１５ｂ内に流れる”ノーマル”のストック懸濁液フローと組み合わせ、バイパスパイプ２０ａ，２０ｂの下流側において、エッジフローＦａ，Ｆｂと”ノーマル”のストック懸濁液フローとを混合させる。エッジフローＦａ，Ｆｂは，それぞれのダクト１５ａ，１５ｂに分流Fa₁ 〜Fa₅ ，Fb₁ 〜Fb₅ となって流入する。エッジフローＦａ，Ｆｂのフロー速度及び／又はフロー速度の相互レシオを設定又は調整することにより、ストック懸濁液噴流Ｊに横方向速度を発生させ、この横方向速度によってファイバーオリエンテーションプロファイルに生じた歪みを、例えば、米国特許第４，６８７，５４８号、フィンランド特許第７０，６１６；７５，３７７号に示唆されている理論により補正又は補償することができる。
【００１９】
図２と図４とに示された本発明の第２実施例によれば、エッジフローＦａ，Ｆｂの分配部２６ａ，２６ｂが横側部のダクト１５ａ，１５ｂと連通している。これらダクトは、ヘッドボックス１０の乱流ゼネレーター１４の両側に配置されているもので、好ましくは、垂直方向に整列した配置になっている。前記分配部２６ａ，２６ｂからの垂直のフローダクト２７ａ，２７ｂが前記ダクト１５ａ，１５ｂに連通しており、前記ダクト１５ａ，１５ｂは、乱流ゼネレーター１４内部の流れ方向全長にわたり設けられているものであり、前記フローダクト２７ａ，２７ｂは、エッジフローＦａ，Ｆｂの流れ方向にそって徐々に狭くなっている。前記横側部のダクト１５ａ，１５ｂの断面領域とフロー領域は、ノーマルの乱流チューブ１５の断面流れ領域よりも大きくなっていることが好ましい。希釈液供給ヘッダー１２からパイプ３０ａ，３０ｂ及びレギュレーションバルブ２５ａ，２５ｂを経てエッジフローＦａ，Ｆｂが前記フローダクト２７ａ，２７ｂへ流入し、ついで、前記横側部のダクト１５ａ，１５ｂ（縦方向配列）に流入する。これらダクトによって横方向を流れる希釈液の流れは、レギュレーションシステム４０（図１）からのレギュレーションシグナルＳａ，Ｓｂによって制御されるレギュレーションバルブ２５ａ，２５ｂによりコントロールされる。
【００２０】
ダイリューションプロファイリングシステムは、前記したモードと異なるモードでも実施できる。この点については、例えば、公開されたヨーロッパ特許出願第０，６３３，３５２Ａ１、フィンランド特許公開９２，２２９号を参照されたい。
【００２１】
この発明によるように、ダイリューションプロファイリングシステムをエッジフロー供給機構と一体的に組み合わせることにより、エッジフローについて、従来の技術よりも圧力に相違があり、この発明によるものの方が高い圧力になる。この発明におけるヘッドボックスにおいては、インレットヘッダーとスライスダクトとにおける圧力の相違は、通常、例えば、Δｐ₂ は約０．８バール（図２）であり、これは、従来技術のエッジフロー供給機構について使用のエッジフロー供給における圧力差に相当する。ダイリューションヘッドボックスにおける希釈液に対してインレットヘッダーにおいて使用される圧力は、上記の圧力よりも高く、例えば、Δｐ₁ は、約０．３バールである。圧力Δｐ₁ における前記の差と、圧力Δｐ₂ における上記の差とを合計すると、約３．８バールになり、これは、この発明によるエッジフロー供給に適用できるものである。
【００２２】
前記したダイリュウションプロファイリングシステムを使用するとき、ヘッドボックスを、均一の幅のスライス開口部Ａで操作できる。さらに、スライス開口部の断面プロファイリングに基づくＣＤ（断面）斤量レギュレーションを全く不要にすることができ、さらにはまた、前記プロファイリングを前記スライス開口部のベーシックな調節及び均等化のみに使用することができる。この結果、ストック懸濁液ジェット流におけるコントロールが難しい横方向の流れを実質的になくすことができる。
【００２３】
図５は、この発明によるエッジフロー供給機構に関連する機構の概観を示すもので、符号１００は、ヘッドボックスのレギュレーションシステムを示し、これは、図１のレギュレーションシステム４０を含む。レギュレーションシステム１００により、製紙機械のＣＤプロファイル、ダイリューションレシオ及び放出ジェット流Ｊの速度がコントロールされる。図５に示すストックフィードシステムは、ワイヤーピット５１を含み、このワイヤーピットは、ポンプ５２を介して製紙機械のショートサ−キュレーション部５０に連通していて、このショートサ−キュレーション部５０からメインのストックフローＦＭがメインのストックパイプ（紙料懸濁液供給パイプ）５７を経てヘッドボックス１０のインレットヘッダー１１へ供給される。ワイヤーピット５１から希釈液の第１給送ポンプ５３を介して希釈液が脱気器５５へ送られ、この脱気器５５から希釈液５４が圧力スクリーン５６を経て希釈液供給ヘッダー１２へ送られるものであるが、この希釈液は、図１，図２の場合と異なり、ヘッドボックスのヘッダー１１から分流させることもできる。希釈液供給ヘッダー１２から希釈液フローＦＤ₁ 〜ＦＤ_N がレギュレーションバルブ３５₁ 〜３５_N を経て乱流ゼネレーター１４の分配チューブ１５へ供給されるもので、この点については、前記した通りである。
【００２４】
以上、この発明の二つの実施例を記載したが、この発明の技術的範囲には、他の手段、他の実施例も当然に含まれるもので、この発明は、図１，図２，図５に記載したものに限定されるものではなく、要は、紙ウエブのＣＤ斤量をプロファイルするシステムが設けられていて、このシステムに、この発明によるエッジフロー供給機構が一体的に設けられている構成のものは、すべてこの発明の技術的範囲に含まれる。例えば、この発明は、前記米国特許４，６８７，５４８（フィンランド特許７０，６１６；７５，３７７）に示されたヘッドボックスに実施できるもので、このヘッドボックスの構成を参考として図６に示すと、このヘッドボックスの構成は、ストックサスペンションの流れの方向にそって順に、インレットヘッダー（２０）、分配マニフォールド（１９）、静止チャンバー（１８）、乱流ゼネレーター（１６）及びスライスダクト（１５）が配置されている。このような構成においては、この発明による前記したエッジフローＦａ，Ｆｂは、乱流ゼネレーター（１６）の部分へインレットヘッダーとは一体的で別個になっている供給ヘッダーから供給される。
【００２５】
【発明の効果】
前記したように、この発明によれば、ストックサスペンションのヘッドボックスと希釈液ヘッドボックスとを一体化して構造を簡単にし、エッジフローの供給構造、供給操作も簡易化し手、実用上の価値を高めたもので、さらにエッジフロー供給の圧力は、ストックサスペンションのヘッドボックスの圧力ロスにつながらず、ファイバーオリエンテーションの横断方向プロファイルの調節を幅広く行え、エッジフローとして希釈のために水を使用することで抄紙ワイヤーにおける横部分のスプラッシュが防げ、作業環境を汚染しなくなり、紙料ウエブの横断方向の斤量プロファイルが向上し、これまでは、紙料ウエブの両端縁の切り落とし部分が約１０〜１５ｃｍの幅寸法のものであったが、この発明によれば、約５ｃｍ程度の幅寸法で両端縁を切り落とすだけでよく、さらに、紙料ウエブの両横側が中央領域よりも厚くならず、これによって抄紙ワイヤーにおいての、及び、後においての紙料ウエブの取り扱いが楽になり、水などの希釈液とエッジフィード液体との圧送、処理を一体化できる実用上の利便さもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による第１実施例のエッジフロー供給機構が設けられたヘッドボックスの概略説明図である。
【図２】この発明による第２実施例のエッジフロー供給機構が設けられたヘッドボックスの概略説明図である。
【図３】図１の III−III 線にそう垂直方向に切断した断面図である。
【図４】図１のIV−IV線にそう垂直方向に切断した断面図である。
【図５】この発明を実施した例を示す図１から図４に示した機構に関連するレギュレーションシステムの説明図である。
【図６】米国特許４，６８７，５４８号に示されたヘッドボックスならびに関連の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１０ヘッドボックス
１１ヘッドボックスのインレットヘッダー
１２希釈液供給ヘッダー
１４乱流ゼネレーター
１５ダクト
３５₁ 〜３５_N レギュレーションバルブ
４０，１００，ＦＢＳフィードバック接続レギュレーションシステム
Ｆａ，Ｆｂエッジフロー
Ｊストックサスペンションジェット流

Claims

フィードバック接続レギュレーションシステム（４０，１００，ＦＢＳ）を用いて、紙ウエブの断面（クロスダイレクション）斤量プロファイルをコントロールするダイリューションプロファイリングシステムを備えた製紙機械のヘッドボックスであって、前記ダイリューションプロファイリングシステムは、希釈液又はヘッドボックスにおけるストック懸濁液の粘稠度よりも低い粘稠度のストック懸濁液の供給ヘッダー（１２）を備え、このヘッダーからレギュレーションバルブ（３５₁ 〜３５_N ）がそれぞれ設けられた各供給ダクトを介し希釈液がヘッドボックスのインレットヘッダー（１１）の前部壁（１１ａ）とヘッドボックスのスライスダクト（１７）との間のヘッドボックス幅方向にわたって供給される構成であって、前記ダイリューションプロファイリングシステムにおいては、エッジフロー供給機構がヘッドボックスの両側の横側部に装着されていて、このエッジフロー供給機構は、ダイリューションプロファイリングシステムの希釈液供給ヘッダー（１２）からエッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）を前記ヘッドボックスの両側の横側領域へ送るダクトを備えており、前記エッジフローの速度及び／又は相互速度レシオが設定及び／又は調節でき、前記エッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）によって、ストック懸濁液ジェット流（Ｊ）にコントロールされた横方向の速度成分が生じ、横断方向のファイバーオリエンテーションプロファイルをコントロールするようにしたことを特徴とする製紙機械のヘッドボックス。
ダイリューションプロファイリングシステムにおける希釈液供給ヘッダー（１２）にバイパスパイプ（２０ａ，２０ｂ）が設けられていて、これらのバイパスパイプを介して希釈液をヘッドボックスの乱流ゼネレーターの横側のダクト（１５ａ，１５ｂ）へ送り、前記バイパスパイプ（２０ａ，２０ｂ）には、レギュレーションバルブ（２５ａ，２５ｂ）が設けられていて、該バルブを手動及び／又はレギュレーションシステム（４０，１００）からの指令によって、前記エッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）をコントロールすることを可能にしたことを特徴とする請求項１に請求されたヘッドボックス。
前記エッジフローのパイプ（２０ａ，２０ｂ）は、分配部（２１ａ，２１ｂ）を介して、ヘッドボックスの乱流ゼネレーター（１４）における横側のチューブ（１５ａ，１５ｂ）に、すなわち、乱流ゼネレーター（１４）の流れ方向で、好ましくはその中間領域において、対応の横側のチューブ（１５ａ，１５ｂ）に、接続していることを特徴とする請求項２に請求されたヘッドボックス。
前記分配部（２１ａ，２１ｂ）は、乱流ゼネレーターの全高に実質的にわたっているフローダクト（２２ａ，２２ｂ）を備え、該フローダクトからフローダクト（２３ａ，２３ｂ）が乱流ゼネレーター（１４）における横側の複数本のフローチューブ（１５ａ，１５ｂ）へ達し、これらフローチューブ（１５ａ，１５ｂ）は、両横側それぞれに１列づつ垂直方向に配列されていて、各フローチューブ（１５ａ，１５ｂ）の上流部は、乱流チューブを構成していないものか、又は、閉じられているかの構成になっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に請求されたヘッドボックス。
ダイリューションプロファイリングシステムにおける希釈液のインレットヘッダーからの分配部（２６ａ，２６ｂ）がダイリューションプロファイリングのバルブ（３５₁ 〜３５_N ）の両側において、前記乱流ゼネレーター（１４）の横側のチューブ又は横側フローダクト（１５ａ）に接続し、そうして希釈液が、前記分配部を介して、前記インレットヘッダーから前記横側のチューブ又はフローダクトに流れることを特徴とする請求項１に請求されたヘッドボックス。
ヘッドボックスのダイリューションプロファイリングシステムの希釈液供給ヘッダー（１２）からの調節可能のエッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）の接続部分がヘッドボックスのインレットヘッダー（１１）の前面壁（１１ａ）に接近して配置されており、前記接続部分を介して、エッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）が乱流ゼネレーターの横側のすべてのダクトへ、又は、エッジフローダクトへ送られ、前記接続部分は、エッジフロー（Ｆａ，Ｆｂ）の流れ方向にそって徐々に狭くなるフローダクト（２７ａ，２７ｂ）を備えていることを特徴とする請求項５に請求されたヘッドボックス。
前記ヘッドボックスは、インレットヘッダー（１１）とスライスダクト（１７）との間に配置された乱流ゼネレーター（１４）を備え、前記スライスダクト（１７）は、流れの方向にそって徐々に狭く構成され、前記スライスダクト（１７）の内部に複数枚の翼状のプレート（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに請求されたヘッドボックス。
ダイリューションプロファイリングシステムにおいて、希釈液を供給する供給ヘッダー（１２）が、ヘッドボックス（１０）にインレットヘッダー（１１）上位に設けられるが、該インレットヘッダー（１１）とは、仕切り壁（１３）により仕切られていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに請求されたヘッドボックス。