JPH02501670A - ウェブ処理用圧力ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ウェブ処理用圧力ノズル装置 本発明はウェブ処理用圧力ノズル装置に関する。ノズル装置はノズルボックスを 有し、この装置はウェブに対向して置かれた搬送面とこれらの面に関連して設け られ互いに対向して吹き出しを行なう２個のノズル孔とを含み、これらのノズル 孔はノズルボックスの内壁と外壁ないし同等物とによって画成される空間の外側 に置かれる。

本発明のノズル装置は、ペーパウェブおよび他の連続ウェブの無接触支持ならび に、乾燥、加熱、または冷却等の処理用に意図されている。

製紙およびその処理にはガス吹き出しによる装置が一般に使用される。この種の 装置では、吹き出しガスは、各種ノズル装置によってウェブの片側ないし両側に 案内され、この処理ガスは再利用または排出のために吸い出される。および／ま たは、処理ガスはウェブの両側から排出される。

ウェブの無接触処理による従来装置は多数のノズルボックスを含み、ウェブを支 持し乾燥するガス流はこれらを介してウェブに向けられる。従来装置のノズルは ふたつのグループに分けられる。すなわち、正圧力のノズルと負圧力のノズルで ある。正圧力のノズルはエアクッション原理に基づき、負圧力のノズルはウェブ な引付け、その走行を安定させる０周知のように、ウェブな引付ける力はウェブ に平行なガス流の場であり、この場によってウェブとノズルの搬送面との間に静 止負圧力が形成される。

正圧力ノズルならびに負圧力ノズルでは、所望の方向に空気を導くために、いわ ゆるコアンダ効果を使用するのが普通である。

従来の負圧力ノズルからウェブに加えられる力は比較的低く、そのため、重量ウ ェブの処理またはウェブ張力が低い場合には使用できない、したがって、通常、 負圧力ノズルは、５メートル以下の長さで両側にウェブ支持用の案内ロールを備 えた装置に使用される。　正圧力ノズルからウェブに加えられる力は比較的高く 、そのため、圧力ノズルを使用して、重量ウェブおよび、全（張力の加えられて いないウェブの処理ができる。しかし、従来の圧力ノズルでは、はとんどの場合 、ウェブにほぼ垂直に強い噴射を与え、これによってウェブの長さ方向において 不均一な熱転送分布を生じさせる。これにより、しばしば、処理後のウェブ品質 に損傷が生じる。

従来の圧力ノズルの吹き出しは不安定であり、この開口から、直ちに、ノズル間 の吸引空間へ向けられることもある。その結果、熱転送効率が低下し、ウェブ走 行が不安定にな、コ。

これらの従来技術は、例えば、米国特許第３、５４９．０７０号ならびにスエー デン特許第３４１，８７０号、同第３５２．１２１号に記載されている。上記に おいては、コアンダ効果によるノズルによって、吹き出しジェットを曲げウェブ に平行にすることが提案されている。

噴射の出口方向はウェブに対して９０°なので、ジェットがノズルの案内面から 離れる前には、曲げられてウェブに平行にされる時間がない、Ｄ、貰、　ＭｃＧ ｌａｕｇｈｉｎｅおよび１．　ＧｒｅｂｅｒのＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｎ　 ｔｈｅ　５ｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ　ａ　ＦｌｕｉｄＪｅｔ　ｆｒｏｍ　ａ　Ｃ ｕｒｖｅｄ　５ｕｒｆａｃｅ”　ＴｈｅＡｍｅｒｉｃａｎ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏ ｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ。

Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｆｌｕｉｄｓ、　１９７６によれば、ノズルから排出 されたジェットは分離されずに曲面４５°〜７０°に続き、角度７０６を越えな い６分離されたジェットはウェブに当たり、衝突位置で熱転送係数が最大になり 、ここから、ジェットはノズル間の吸引空間への通路を探し、ノズル内にノズル スロット間の空間、すなわちノズルのいわゆる搬送面の領域が処理されないよう にする。これによって、この領域では、熱転送が実質的にゼロになる。

本発明に最も近い従来技術として１本出願人のフィンランド特許第６８．７２３ 号（米国特許第４．２４７．９９３号に相等）がある、ここに記載の負圧力ノズ ルの主な特徴は、ガスの流れ方向に、負圧アノズルのノズル孔が案内曲面の入り 口端の平面の前に設けられること、および、案内面の曲率に対するノズル孔の幅 の比率が、実際のガニ流量の場合、実質的に案内曲面の終端の前でガス流が分離 されるように選択されることである。

本発明に最も近い従来技術として１本出願人のフィンランド特許第６０．２６１ 号（米国特許第４．３８４．６６６号に相等）があり、正圧力ノズルが記載され ている。ここに記載の正圧力ノズルの新規な特徴は、ノズルの搬送面に対して、 ノズル孔が次の様に設けられる点である。すなわち、ガスジェットは分離されず に搬送面に沿って、ノズル孔間に形成されたへこみまで導かれ、ガスジェットの 導かれる角度は最大で７０°であり、および、このへこみは鎮静空間として働く ような形状であり、つまり、対向するジェットが出会いエアクッションを形成し 、これは、ウェブを支持し、ウェブ走行方向に十分長く延在する。

本発明の目的は、フィンランド特許第６０．２６１号に記載の圧力ノズル装置を 更に発展させることである。

本発明の特定の目的は、非対称のノズル装置であって、その新規な構造と非対称 性により、ノズル上を走行するウェブにおいて、ノズルへの接触およびウェブ重 量の横方向の不均一性、ならびにウェブ張力に起因する波形成の傾向を阻止し、 波形成をおこすことなくウェブがノズルに対して静かに走行するようにすること である。

これらの目的ならびに後述する目的を達成するために、本発明のノズル装置の特 徴は、ノズル装置の構成が圧力を受けた搬送面の垂直中心面に関して非対称であ ることである。この構成で、ノズル装置は該搬送面に対して次のように設けられ た第１のノズル孔を有する。ちなわち、ノズル孔からき出されたガスジェットが 、ノズル孔間の領域まで搬送曲面（１６）に接触している。更に、ノズル装置は これに関連して設けられた該搬送曲面の端部領域内、または、ガス流方向内に設 けられた第２のノズル孔を有する。この端部の前方で、案内曲面の曲率に対する 第２のノズル孔の幅の比率は、第２のノズル孔で実際に発生する流量に対して、 のぞましくは、第１のノズル孔と第２のノズル孔間の搬送面の前で、ガス流が第 ２のノズルの案内曲面から離されるように選択される。　゛ 本発明に置けるノズル構成の非対称性によって、ノズル孔からの、それらの間の 搬送面に関して互いに対向する吹き出し空気流は、互いに出会い、渦流を生ぜず に重なり合ってより強くなることが可能である。この結果、ノズルに関するウェ ブ処理を改善し、および、ウェブの横方向のしわならびに波形成を阻止、または 少なくとも実質的な減少を達成できる。

本発明では、互いに対向して吹き出し空気を出すノズル孔のサイズを適当に選び 、場合によっては、それらから吹き出される空気ジェット速度を適当な比に調節 することによって、あらゆる点において、またウェブの横方向の波形成阻止の点 でも、ノズル装置を最適動作に調整可能である。

本発明は、望ましくは、ノズルの案内曲面からガス流が分離されるノズル構成内 のノズルを、走行方向に支持され検査されるウェブの外側に設けることで実施さ れる。この装置で、本発明の他のすべての利点が達成される。

次に添付図面の実施例を参照して本発明の詳細な説明するが、本発明はこれらの 実施例に厳密に制限されるものではない。

第１図は、ノズルの実施例を例示する不等角投影図である。

第２図は、第１図のノズルの形状および構造をより詳細に示す。

第１図と第２図に示すノズル装置はノズルボックスを含み、ノズルボックスの内 部１０から開口１１を経て吹き出されるガスがノズルの側部空間１２．１３へ送 られる。側部空間１２、ｉ３は、ノズルの内壁部１４．１５と外壁部２０．２１ とによって形成される。内壁部１４．１５は、その頂部において、たとえば、互 いに対向して実質的に円・（半径Ｒ１、Ｒ２）の円弧の形状および、たとえば、 実質的に円（Ｒ３）の円弧の形状に形成され、壁部１４．１５．１６は中央面Ａ −Ａに関して対称である。搬送面１６はこのように形成され、ウェブＷはこの上 をＢ方向に（最小距離Δ）進む、ノズルボックスの外壁部２０．２１の平面部２ ２．２３は対向し、内側壁部１４．１５および曲面部（半径Ｒ１，Ｒ２）ととも にノズル孔１７．１８を形成する。

第１のノズル孔１８は壁部１５の曲部Ｒ１に角度ａｌの始点で設けられる。角度 ａｌはノズル孔１８からのガスジェットの出力方向Ｓ１と対向して走行するウェ ブＷの面との間の角度、同時に、ノズル孔１８の出口から搬送面Ｌ−Ｌに達する ガスジェットの案内面の曲率の角度である。同時に、想定した面Ｌ−Ｌはその下 に凹部１９を画成する。この凹部１９は、排出および鎮静空間として働く、ここ で、逆方向のガスジェットｖ１．ｖ２が出会い、エアクッションを形成する。エ アクッションはウェブＷを支持し、ウェブＷの走行方向Ｂに十分な長さで延在す る。この凹部１９において、搬送面１６の曲率半径Ｒ３は、案内面１５．１６の 屈曲部の曲率半径Ｒ１゜Ｒ２よりも実質的に大きいことが望ましい。

第１図および第２図に示すように、ノズル装置の構造は、中央面Ａ−Ａについて 非対称である。これは。

ウェブＷの走行方向Ｂで、後者、つまり第２のノズル１７．２３．１４が、ウェ ブＷの走行方向で最初に置かれた第１のノズル１８．２２．１５に比べて異なる 位置に置かれるからである。第２のノズル孔１７からの吹き出し出力方向Ｓ２は 、ウェブＷの面に対してほぼ垂直である。

すなわち、第２のノズルの方向Ｓ２は第１のノズルの方向Ｓｌと異なっている。

第２図によれば、ノズル室の壁１４は第２のノズル孔１７のレベル面Ｔ１から面 Ｔ２まで連続し、この面Ｔ２はレベル面ＴＩからｈの高さである０面Ｔ２から壁 の屈曲部が始まり、その曲−率半径はＲ２で示され、これは、第１のノズル１８ に関連しておかれた対応する壁部の半径Ｒ１と等しいことが望ましい、コアング 効果により、ノズル孔１７から排出されるガス流はセクタａ２内の案内曲面に添 って流れる。セクタａ２は、上記のように４５°〜７０°の範囲内で変化する。

したがって、ある位置において、ガス流速度ｖ２が極めて高いウェブＷの面に垂 直な速度成分ｖｐとウェブＷの面に平行な速度成分ＶＳとを含む場合には、ガス 流は案内曲面１４（Ｒ２）から分離する。

この速度成分ｖｓはウェブＷの走行方向Ｂに反対の方向であることが望ましい０ 本発明によれは、対向するガス流ｖ１．ｖ２は安定状態で結合することが望まし く、これによって、ウェブＷの横方向にしわを生じさせる渦が抑えられ、空気は 凹部１９を通してウェブＷの両側へ穏やかに放出される６ 第１のノズル孔１８のサイズは１．５〜２．５ｍｍの範囲内が望ましく、これに 対応して第２のノズル孔１７のサイズは１．５〜２．０　ｍｍが望ましい、第１ のノズルと第２のノズルでの空気速度ｖｌ、ｖ２は１５〜５０ｍ／ｓの範囲内が 望ましく、ノズル装置の最適運転のためには、互いに異なっていてもよい（ｖｌ ＃　ｖ２）。

本発明の望ましい実施例によれば、第１のノズルと第２のノズルの案内曲面の曲 率半径は、Ｒ１にＲ２＝１０〜３５ａｍである。第２のノズル１７でのレベルＴ ｌとＴ２との間の高さｈの差は、ｈ＝ｏ〜Ｒ１／２である１本発明の特に有利な 実施例によれば、ｈ＝ｏである。

第１のノズル孔１８の上記角度ａｌは、ジェット（ｖｌ）が方向付けられてウェ ブＷに十分に平行になるまで第１の吹き出しが曲面１６から離れない様に選択さ れる。角度ａ１は最大７０°で望ましくは４０°〜６０＠ぐらいである。凹部１ ９の領域内で対向するジェットｖｌとｖ２は合流し、ウェブＷを支持する比較的 広いエアクッションが搬送面１６の上方に形成される。凹部１９の上方の熱転送 率はノズル孔１７と１８の間の領域においても満足する状態に留まる。

第２図にはノズルの垂直中央面Ａ−Ａが示されているが、これは搬送面１６内の 凹部１９の底部中央を通っている０重要な点は、圧力ノズルの構成が以上のよう に、ならびに上記目的のために中央面Ａ−Ａに関して非対称なことである。

次に特許請求項を記載するが、本発明の各種詳細は特許請求項に示される発明性 を有する概念の範囲であり、単に例として示した上記詳細とは異なっても良い。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ウェブ処理用圧力ノズル装置において、該ノズル装置は、ノズルボックスを 有し、前記ノズル装置は、ウェブに対向して置かれた搬送面（１６）と該搬送面 に関連して設けられ互いに対向して吹き出しを行なう２個のノズル孔（１７．１ ８）とを含み、該ノズル孔はノズルボックスの内壁（１４．１５）と外壁（２０ ．２１）ないし同等物とによって画成される空間の外側に配置され、前記ノズル 装置は、該ノズル装置の構成が圧力を受けた搬送面（１６）の垂直中心面（Ａ− Ａ）に関して非対称であり、この構成で、前記ノズル装置は、前記ノズル孔から 吹き出されたガスジェット（Ｖ１）が、ノズル孔（１７．１８）間の領域まで搬 送曲面（１６）に接触するように前記搬送面（１６）に関して設けられた第１の ノズル孔（１８）を有し、前記ノズル装置はさらに、搬送曲面（１４，Ｒ２）の 端部領域内に設けられた、または、ガス流方向（ｖ２）内に関連して設けられた 第２のノズル孔（１７）を有し、前記端部の前方で、案内曲面（１４）の曲率（ Ｒ２）に対する前記第２のノズル孔（１８）の幅の比率は、該第２のノズル孔で 実際に発生する流量（ｖ２）に対して、望ましくは、第１のノズル孔と第２のノ ズル孔（１７，１８）間の前記搬送面の前で、前記ガス流が前記第２のノズルの 前記案内曲面から離されるように選択されることを特徴とするウェブ処理用圧力 ノズル装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のノズル装置において、前記第１および第２のノズ ル孔（１７、１８）での前記案内曲面（Ｒ１．Ｒ２）はステップ無しに前記搬送 面（１６）に合流し、該搬送面（１６）はノズル組み合わせ装置の搬送領域の中 央に凹部（１９）を形成し、該凹部（１９）は望ましくは該ノズル組み合わせ装 置の中央面（Ａ−Ａ）にほぼ対象であり、該凹部（１９）は安定な鎮静空間とし て作用する形状で、ここで互いに対向し別々に方向付けられた前記ガスジェット （ｖ１．ｖ２）が出会い安定状態で合流し、該ウェブ（Ｗ）を支持し該ウェブ（ Ｗ）の走行方向（Ｂ）に十分な距離だけ延在するエアクッションを形成し、該エ アクッションは少なくとも該ウェブ（Ｗ）の横方向において実質的に渦を生じな いことを特徴とするウェブ処理用圧力ノズル装置。
3. ３．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において、前記ノズル装置の前 記第１のノズル孔（１８）は前記ウェブ（Ｗ）の走行方向（Ｂ）に関連して前記 ウェブ（Ｗ）の入り口側に配置され、前記第２のノズル孔（１７）は前記ウェブ の出口側に配置されることを特徴とするウェブ処理用圧力ノズル装置。
4. ４．請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の装置において、第１のノ ズル孔と第２のノズル孔（１７．１８）に関連して設けられた前記案内曲面の曲 率半径（Ｒ１．Ｒ２）は実質的に等しく、Ｒ１≒Ｒ２＝１０〜３５ｍｍの範囲に あることを特徴とするウェブ処理用圧力ノズル装置。
5. ５．請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の装置において、前記案内 曲面（Ｒ２）の前端部の平面（Ｔ２）から前記第２のノズル孔（１７）の出口平 面（Ｔ１）への距離ｈは、ｈ＝０〜６ｍｍ、望ましくはｈ＝０〜２ｍｍであるこ とを特徴とするウェブ処理用圧力ノズル装置。
6. ６．請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の装置において、前記第１ のノズル孔および第２のノズル孔（１８．１７）で使用される空気の吹き出し率 は、１５〜５０ｍ／ｓ、望ましくは４０ｍ／ｓであることを特徴とするウェブ処 理用圧力ノズル装置。
7. ７．請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の装置において、前記第１ のノズル孔（１８）の幅は１．５〜２．５ｍｍで、前記第２のノズル孔（１７） の幅は１．５〜２．０ｍｍであることを特徴とするウェブ処理用圧力ノズル装置 。
8. ８．請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の装置において、前記第１ のノズル孔および第２のノズル孔（１８．１７）の相対的なサイズならびに前記 案内曲面（Ｒ１．Ｒ２）近傍のかつこれに関する前記ノズル孔（１７．１８）の 位置は、前記ノズルからのエアジェットの速度（ｖ１．ｖ２）を、圧力を受けた 該搬送面（１６）上でおよびこれに関連して設けられた前記凹部（１９）内にお いて、特に、該ウェブ（Ｗ）の横方向のしわまたは波の形成を減少させる点で最 適かつ安定した援助効果が発揮されるように設定または調整することを特徴とす るウェブ処理用圧力ノズル装置。