JP4623903B2 - 製紙におけるパルプ成分混合方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、第１パルプ成分が外方管に沿って混合点に送給され、他のパルプ成分が前記混合点に前記外方管内に配置される少なくとも１つの内方管に沿って送給され、それによって前記パルプ成分の流れが前記混合点において結合する紙の製造においてパルプ成分を混合するための製紙におけるパルプ成分混合方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、第１パルプ成分を混合点に導くための外方管、および前記外方管内に配置される少なくとも１つの内方管を含み、それによって前記内方管がその外方端部によって少なくとも前記外方管と実質上平行に配置され、第２パルプ成分が、送給されるべき前記パルプ成分の流れが前記混合点において結合するような構成において前記混合点に導かれるように配置されている紙の製造においてパルプ成分を混合するための製紙におけるパルプ成分混合装置に関する。
【０００３】
（発明の背景）
種々の流体および所望のパルプおよび他の物質が互いに混合されねばならない製紙の種々の過程において幾つかの要点がある。例えば、繊維パルプは密集させられかつ繊維パルプを製紙機のヘッドボックスに導く前に繊維懸濁液および希釈水をそれに送給することによって所望されるように希釈されている。着色、保存および充填剤のごとき所望の添加剤が、また、主要な流れに混合され得る。流体は種々の管混合器を使用してまたはタンク内の機械的な混合器によって混合され得る。円錐およびＴおよびＹ継ぎ手のごとき種々の管継ぎ手が管内で行っている混合のために利用される。さらに、添加剤はこれらを主要な流れに対して半径方向に噴射として送給することによって流体の流れに混合されることができる。しかしながら、公知の解決による問題は、混合が満足のいく方法において行われず、過程の次の段階において種々の問題を生じている。例えば、希釈または密集における内部混合の結果として繊維流れの密度（コンシステンシー）の変化は製品の品質に問題を導き易い。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の目的は管内でパルプ成分を混合するための新規かつ改良された解決を提供することにある。
【０００５】
本発明による方法は、混合点において波状断面を有する内方管端部によって混合されるようにパルプ成分の流れに乱流を発生し；そして前記内方管端部の近傍に位置決めされかつ外方管の内面に配置される別個の形状部分によって前記発生された乱流を案内し、前記形状部分の最大断面が流れの方向において前記内方管の最も外方端部の後ろであることによって特徴付けられる。
【０００６】
さらに、本発明による装置は、内方管の外方端部が波状の断面を有しており、それによりその断面が混合されるべき流れに乱流を発生するように配置され；混合点に関連して前記発生された乱流を案内するために外方管の内面に配置される形状部分があり；そして前記形状部分の最大の断面が流れの方向において前記内方管の最も外方端部の後であることによって特徴付けられる。
【０００７】
本発明の必須の概念は、パルプ成分が互いに内部に配置された管に沿ってこれらのパルプ成分の混合点に送給されることである。混合するために、内方管端部の断面は波状に作られ、それによりその断面がパルプ成分の流れに乱流を発生する。乱流の混合作用は混合点に関連して外方管の内面に配置される形状部分によって強められ、その形状部分が発生された乱流を案内しかつ強める。さらに、本発明の好適な実施例の必須の概念は、形状部分の断面が流れの方向において外方管の半径および周部方向に変化し、それによって形状部分が直線前方縁部から円の扇形部分にかつ直線の後方部分に戻って変化するということである。
【０００８】
本発明の利点は、混合されるべきパルプ成分が以前より効率的にかつ信頼し得るように互いに混合されることができ、それにより混合から結果として生じる製造過程の次の段階における以前の問題が回避され得るということである。これは、もちろん、本方法の効率を改善しかつ均一な品質を有する製品の製造を可能にする。そのうえ、良好な混合は、同様に、現在劣っている混合が過重な成分の送給によって補償されなくてよいため、主要な流れに混合されるべき追加の成分を少量にすることができる。本発明による形状部分は波状断面を有する内方管端部によって発生される乱流の強化を許容し、パルプ成分のより効率的な混合が結果として達成される。さらに、エジェクタ作用として知られているものは形状部分によって減少され得る。形状部分が、その断面積がゼロから始まりかつゼロで終わるように形成されるので、繊維または他の成分部分は形状部分に付着せず、しかも容易に清浄に維持される。適宜な波状形状および適宜な寸法を有する内方管を適宜に寸法付けられかつ内方管の端部に対して適切に位置決めされた形状部分と結合することは各々の特別な場合において考え得る最良の結果を付与する混合器の適応を許容する。
【０００９】
本発明を添付図面においてより詳細に説明する。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は本発明による装置を示す簡単化した図である。この装置は外方管１を含んでおり、その１側が外方管の構造を示すために図において切断されている。内方管２が、外方管２と実質上平行に、外方管内に配置されている。好ましくは、管１および２は同軸的に配置されている。図に示された第１の流れＶ１は外方管内に流れ、一方第２の流れＶ２は内方管内に流れている。管内を流れているパルプ成分は、流体と繊維と水の混合物のごとき適宜に乾燥した固体、または代替的に、希釈水のごときほとんど流体の混合物である。一般に、例えば、パルプからなっている主要な流れは外方管および内方管によって制限された環状チャンネルに沿って導かれる。対応して、主要な流れに混合されるような副次的な流れは内方管によって制限されるチャンネルに沿って導かれ、その副次的な流れは、例えば、希釈水または幾つかの添加剤からなっている。流れが、また、反対の方法において配置され得ることは明らかである。流れＶ１およびＶ２は図においてＳによって示される混合点において互いに混合される。混合は流れ内に乱流を発生することによって引き起こされる。このために、内方管の端部２’の断面形状は波状である。波状形状は、例えば、正弦波、鋸歯状波、矩形波または、それによって流れが渦巻きにされ得る、目的に適用し得る他の波状形状に言及している。さらに、内方管は波状端部の前に流動化部３を含むことができる。この種の流動化部は、とくに流れている物質の密度が高い（プラグフロー）とき、さらに、混合を高める。図に示された流動化部はまず流れの方向に集中する部分を含み、その部分は次いで急速に拡大して、流量および圧力の変化を生じる。かかる流動化部の構造および作動原理は当該技術に熟練した者に知られておりかつそれゆえここではより詳細に説明されない。
【００１１】
本発明の概念によれば、形状部分４ａないし４ｃは内方管の端部に続いている部分において外方管に配置され、その部片の目的は内方管端部２’の波状断面形状によって発生された乱流に影響を及ぼしかつしたがってさらにパルプ成分の混合を高めることにある。かかる形状部分は外方管の内周上に配置されておりそしてそれらの数および寸法付けは所望のごとく決定される。好ましくは、管１の周部上に互いに等間隔でかつ管の長手方向軸線の方向に内方管から等間隔で配置された３つの形状部分がある。形状部分の好適な断面は図３ａにおいて見ることができる。流れの方向から見て、形状部分の面積は、その前方縁部が周部の方向に直線面であるため最初にゼロであり；流れ方向に進むとき、面積は円の扇形として形成された断面に半径方向に増大する。面積が管１の半径方向に増大すると同時に、流れの方向に進んで、前方縁部は周部方向に減少し始める。それゆえ、形状部分の後方縁部は、図３ｂにおいて明瞭に見ることができるように、再び直線である。かかる形状部分は、また、半径方向の鋭い縁部が前方に向けられるような構成において、すなわち、図に示されるのと正確に反対の構成において配置され得る。両方の場合において、直線面として始まり、その面積が実質上ゼロでかつ再び直線面として終了することは形状部分を表している。かかる形状部分は、流れ内の繊維および他の物質がそれに容易に付着しないため、容易に清浄に維持できる。さらに、かかる形状部分は流れを互いに柔軟に向けかつこの方法においてパルプ成分の混合に影響を及ぼしている。図は形状部分の前方縁部が内方管の端部にあることを示しているけれども、形状部分および内方管の端部をそれらが方法の部分を重ねるような構成において、しかも形状部分の最大の断面が流れの方向において内方管の後にあるような構成において配置することもまったく実現可能である。したがって、流れは形状部分が流れを案内する前に乱流の結果として十分に混合する時間を有している。対応して、形状部分は流れの方向に内方管の端部から予め定めた距離に配置され得る。
【００１２】
図３ｃは、とくに、流れ方向において内方管の端部の前で外方管１の内面上に配置される第２の形状部分５ａないし５ｃを示している。かかる形状部分は、また、乱流を発生しかつ混合を高める。これらの形状部分は、図に示されるように、ピラミッド形状にすることができるか、または代替的に、混合点が使用され得る後で形状部分を同様に倣っている。
【００１３】
本発明による装置の混合特性は、内方管の波状端部に対して形状部分の位置を変化することにより、形状部分の寸法および／または形状を変化することによりかつ適宜な数の種々の形状部分を結合することにより調整され得る。さらに、形状部分は、幾つかの場合に、外方管の長手方向軸線の方向において内方管端部から僅かに異なる距離においてかつ周部上で不規則な間隔において配置されることができる。形状部分は、また、調整可能である。これは、例えば、管に対してかつ相対的に形状部分の位置の調整を許容する。それらの形状および寸法に関して、形状部分は、また、それらが異なる方法において調整され得るような構造において構成され得る。
【００１４】
図４は、外方管の方向において幾つかの、この場合に、３本の内方管２ａないし２ｃを有する解決を示している。所望ならば、より多くの内方管を設けてもよい。各内方管端部の断面は波状である。半径方向において増大しかつ周部の方向において減少している形状部分は混合点に関連して配置される。混合点の前の第２の形状部分が、また、使用され得る。
【００１５】
さらに、形状部分は、幾つかの場合において、外方管内の内方管の支持を容易にするために使用され得る。
【００１６】
図面および関連の説明は本発明の概念を例示するためにのみ向けられる。本発明の細部は請求項の範囲内で変化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の概略断面斜視図である。
【図２】 僅かに異なった角度から見られた対応する装置を示す斜視図である。
【図３ａ】 先行する図による装置の断面を略示する図である。
【図３ｂ】 先行する図による装置の断面を略示する図である。
【図３ｃ】 先行する図による装置の断面を略示する図である。
【図４】 本発明による装置のさらに他の応用を示す概略断面図である。

Claims (11)

1. 第１パルプ成分が外方管（１）に沿って混合点（Ｓ）に送給され、他のパルプ成分が前記混合点に前記外方管内で配置される少なくとも１つの内方管（２；２ａ〜２ｃ）に沿って送給され、それによって前記パルプ成分の流れ（Ｖ１〜Ｖ４）が前記混合点（Ｓ）において結合する紙の製造においてパルプ成分を混合するための製紙におけるパルプ成分混合方法において、
   前記混合点（Ｓ）において波状断面を有する内方管端部（２’）によって混合されるように前記パルプ成分の流れ（Ｖ１〜Ｖ４）に乱流を発生し、
   前記内方管端部（２’）の近傍に位置決めされかつ前記外方管（１）の内面に配置される別個の形状部分（４ａ〜４ｃ）によって前記発生された乱流を案内し、前記形状部分の断面積は流れの方向に変化し、前記形状部分の最大断面を有する部分が流れの方向において前記内方管の最も外方端部の後ろに配置されることを特徴とする製紙におけるパルプ成分混合方法。
2. 前記混合点（Ｓ）に少なくとも１つの流れを導く前に前記パルプ成分の流れ（Ｖ１〜Ｖ４）の前記少なくとも１つの流れを流動化することを特徴とする請求項１に記載の製紙におけるパルプ成分混合方法。
3. 前記外方管の内側に幾つかの内方管を配置し、それにより幾つかの別個の流れが前記混合点（Ｓ）に導かれることを特徴とする請求項１または２に記載の製紙におけるパルプ成分混合方法。
4. 第１パルプ成分を混合点（Ｓ）に導くための外方管（１）、および前記外方管内に配置される少なくとも１つの内方管（２；２ａ〜２ｃ）を含み、それによって前記内方管がその外方端部によって少なくとも前記外方管と略平行に配置され、第２パルプ成分が、送給されるべき前記パルプ成分の流れ（Ｖ１〜Ｖ４）が前記混合点（Ｓ）において結合するような構成において前記混合点に導かれるように配置されている紙の製造においてパルプ成分を混合するための製紙におけるパルプ成分混合装置において、
   前記内方管の外方端部（２’）が波状の断面を有しており、それによりその断面が混合されるべき流れ（Ｖ１〜Ｖ４）に乱流を発生するように配置され、
   前記混合点（Ｓ）に関連して前記発生された乱流を案内するために前記外方管（１）の内面に配置される形状部分（４ａ〜４ｃ）があり、前記形状部分の断面積は流れの方向に変化し、前記形状部分の最大の断面有する部分が流れの方向において前記内方管の最も外方端部の後ろに配置されることを特徴とする製紙におけるパルプ成分混合装置。
5. 流れの方向において前記形状部分（４ａ〜４ｃ）の面積が最初ゼロであり、次いで前記面積が前記外方管の半径およびまたは周部方向に再びゼロに減少するまで前記外方管の半径および周部方向に大きくなり、それによって前記形状部分の前方および後方縁部が直線でありかつそれらの間の部分において前記形状部分の面積が円の扇形の形を有していることを特徴とする請求項４に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
6. 前記形状部分（４ａ〜４ｃ）の前記前方縁部が前記外方管（１）の周部方向において直線面であり、そして前記形状部分の前記後方縁部が、順次、前記外方管の半径方向において直線面であることを特徴とする請求項５に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
7. 前記形状部分（４ａ〜４ｃ）の前記前方縁部が前記外方管（１）の半径方向において直線面であり、そして前記形状部分の前記後方縁部が、順次、前記外方管の周部方向において直線面であることを特徴とする請求項５に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
8. 前記装置が前記混合点（Ｓ）の前に前記外方管（１）の内面上の第２の形状部分（５ａ〜５ｃ）からなることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
9. 前記内方管（２；２ａ〜２ｃ）が前記波状端部（２’）の前に流動化部を含むことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
10. 前記形状部分の位置が調整可能であることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。
11. 前記形状部分の形状が調整可能であることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１項に記載の製紙におけるパルプ成分混合装置。

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