JPH07279079A - 抄紙機用ヘッドボックス - Google Patents
抄紙機用ヘッドボックスInfo
- Publication number
- JPH07279079A JPH07279079A JP6843094A JP6843094A JPH07279079A JP H07279079 A JPH07279079 A JP H07279079A JP 6843094 A JP6843094 A JP 6843094A JP 6843094 A JP6843094 A JP 6843094A JP H07279079 A JPH07279079 A JP H07279079A
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- JP
- Japan
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- head box
- pipe
- bent
- pulp slurry
- bent pipe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルプスラリーが抄紙用ヘッドボックスに流
入する前に、パルプスラリーに分散作用を与えることに
より、同ヘッドボックス内での繊維の分散効果を高める
ことができるようにする。 【構成】 ヘッドボックス５の流入管３の直前に互いに
曲率の方向が異なる曲がり管を連続して設ける。曲がり
管に流入したパルプスラリーの流れは、流路が曲率を有
するため遠心力を生じる。また第１曲がり管と第２曲が
り管の接続部では、曲率が急変するため遠心力の作用す
る方向が急激に変化する。このため繊維分散度が改善さ
れたスラリーがヘッドボックス５内に流入するため、ヘ
ッドボックス内での繊維分散が均一化され、品質の良い
紙を作ることができる。
入する前に、パルプスラリーに分散作用を与えることに
より、同ヘッドボックス内での繊維の分散効果を高める
ことができるようにする。 【構成】 ヘッドボックス５の流入管３の直前に互いに
曲率の方向が異なる曲がり管を連続して設ける。曲がり
管に流入したパルプスラリーの流れは、流路が曲率を有
するため遠心力を生じる。また第１曲がり管と第２曲が
り管の接続部では、曲率が急変するため遠心力の作用す
る方向が急激に変化する。このため繊維分散度が改善さ
れたスラリーがヘッドボックス５内に流入するため、ヘ
ッドボックス内での繊維分散が均一化され、品質の良い
紙を作ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抄紙機用ヘッドボックス
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は従来の抄紙機ヘッドボックスの
配管系統図を示す。図においてパルプスラリー１はポン
プ２で昇圧され、同ポンプ２の回転数を変えることによ
り流量制御され、流入管３を経てヘッドボックス５に送
られる。ヘッドボックス５に流入したパルプスラリー１
はここで幅方向に分配された後、ヘッドボックスの吐出
口６よりワイヤ７上に噴出される。ワイヤ７はロール８
で駆動されるようになっており、ワイヤ７上に形成され
たパルプスラリー中の水は、重力及び外力を与える別の
手段によって経時的に脱水され、ワイヤ７の中の空隙を
通って系外へ排出される。ワイヤ７上に噴出されたパル
プスラリーは主にパルプがワイヤ７上に残り、図示しな
い二次工程のプレスパートで脱水され、ドライヤで乾燥
された後、リールに巻き取られ、紙が製造される。な
お、ヘッドボックス５中では流路の断面積を変化させる
ことにより乱れを発生させ、これによってパルプスラリ
ー中の繊維の分散を均一にしているが、流入管３はなめ
らかな直管であるため、ヘッドボックス流入前にパルプ
スラリーに分散作用を与えることはできない。
配管系統図を示す。図においてパルプスラリー１はポン
プ２で昇圧され、同ポンプ２の回転数を変えることによ
り流量制御され、流入管３を経てヘッドボックス５に送
られる。ヘッドボックス５に流入したパルプスラリー１
はここで幅方向に分配された後、ヘッドボックスの吐出
口６よりワイヤ７上に噴出される。ワイヤ７はロール８
で駆動されるようになっており、ワイヤ７上に形成され
たパルプスラリー中の水は、重力及び外力を与える別の
手段によって経時的に脱水され、ワイヤ７の中の空隙を
通って系外へ排出される。ワイヤ７上に噴出されたパル
プスラリーは主にパルプがワイヤ７上に残り、図示しな
い二次工程のプレスパートで脱水され、ドライヤで乾燥
された後、リールに巻き取られ、紙が製造される。な
お、ヘッドボックス５中では流路の断面積を変化させる
ことにより乱れを発生させ、これによってパルプスラリ
ー中の繊維の分散を均一にしているが、流入管３はなめ
らかな直管であるため、ヘッドボックス流入前にパルプ
スラリーに分散作用を与えることはできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のように従来のヘ
ッドボックスでは、ヘッドボックス内部で生じる乱れに
より繊維フロックを破壊し、製品地合を向上させる繊維
分散を図っている。しかしながらパルプスラリーが高濃
度になった場合等では、ヘッドボックス内部における分
散作用だけでは十分な繊維分散が得られず、強度、塗工
品質、印刷品質等に影響を与える地合が、劣悪になる可
能性が指摘されていた。このようなことから十分な繊維
分散を図るために、ヘッドボックス内部に更に繊維分散
装置を設けることも考えられるが、このようにした場合
には構造が極めて複雑なものとなるなどの問題があっ
た。そこで本発明は地合改善のために、ヘッドボックス
流入前にパルプスラリーに分散作用を加えることによ
り、ヘッドボックスの分散効果を補足し、前記の問題点
を解決しようとするものである。
ッドボックスでは、ヘッドボックス内部で生じる乱れに
より繊維フロックを破壊し、製品地合を向上させる繊維
分散を図っている。しかしながらパルプスラリーが高濃
度になった場合等では、ヘッドボックス内部における分
散作用だけでは十分な繊維分散が得られず、強度、塗工
品質、印刷品質等に影響を与える地合が、劣悪になる可
能性が指摘されていた。このようなことから十分な繊維
分散を図るために、ヘッドボックス内部に更に繊維分散
装置を設けることも考えられるが、このようにした場合
には構造が極めて複雑なものとなるなどの問題があっ
た。そこで本発明は地合改善のために、ヘッドボックス
流入前にパルプスラリーに分散作用を加えることによ
り、ヘッドボックスの分散効果を補足し、前記の問題点
を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、ヘッ
ドボックスの流入管の直前に互いに曲率の方向が異なる
２つの曲り管を連続して設けてなるものであり、また曲
がり管の内面に断面積をパルプスラリーの流れ方向に変
化させる手段を設けるか、曲がり管の上流側にパルプス
ラリー流路の急拡大部を設けてなるもので、これを課題
解決のための手段とするものである。
ドボックスの流入管の直前に互いに曲率の方向が異なる
２つの曲り管を連続して設けてなるものであり、また曲
がり管の内面に断面積をパルプスラリーの流れ方向に変
化させる手段を設けるか、曲がり管の上流側にパルプス
ラリー流路の急拡大部を設けてなるもので、これを課題
解決のための手段とするものである。
【０００５】
【作用】本発明では、曲がり管に流入した流れは流路が
曲率を有するため遠心力を生じる。第１曲がり管と第２
曲がり管の接続部では曲率の方向が急変するため、遠心
力の作用する方向が急激に変化する。このため流れ場中
に強い剪断層を生じ、パルプスラリーは大きな力を受け
る。そしてそれと同時に斜線で示した領域のＺ−Ｚ′断
面内には図６に示したような複数の渦状２次流れが発生
する。この渦状２次流れは互いの境界面において複雑に
干渉し、強い乱れを生じる。この結果パルプスラリー中
の繊維の分散度は図７に示したように第２曲がり管に流
入後、急激に改善され、θ2 ＝９０°付近で最良とな
る。なお、ここでいう分散度とはパルプスラリーに光を
照射したときに得られる透過光量の平均値を標準偏差で
除したものであり、ここでは従来の直線流入管における
値を１として評価してある。分散度が大きい程繊維は良
好な分散状態にあり、逆に小さい程、フロックの多い劣
悪な分散状態にあることになる。従ってこの分散度が最
良となったところで連続曲がり管を流入部に接続するこ
とにより、繊維の分散状態が良好なパルプスラリーをヘ
ッドボックスに供給することが可能となる。
曲率を有するため遠心力を生じる。第１曲がり管と第２
曲がり管の接続部では曲率の方向が急変するため、遠心
力の作用する方向が急激に変化する。このため流れ場中
に強い剪断層を生じ、パルプスラリーは大きな力を受け
る。そしてそれと同時に斜線で示した領域のＺ−Ｚ′断
面内には図６に示したような複数の渦状２次流れが発生
する。この渦状２次流れは互いの境界面において複雑に
干渉し、強い乱れを生じる。この結果パルプスラリー中
の繊維の分散度は図７に示したように第２曲がり管に流
入後、急激に改善され、θ2 ＝９０°付近で最良とな
る。なお、ここでいう分散度とはパルプスラリーに光を
照射したときに得られる透過光量の平均値を標準偏差で
除したものであり、ここでは従来の直線流入管における
値を１として評価してある。分散度が大きい程繊維は良
好な分散状態にあり、逆に小さい程、フロックの多い劣
悪な分散状態にあることになる。従ってこの分散度が最
良となったところで連続曲がり管を流入部に接続するこ
とにより、繊維の分散状態が良好なパルプスラリーをヘ
ッドボックスに供給することが可能となる。
【０００６】次に前記複数の連続した曲がり管の内面が
図４に示したような断面積変化を有する場合、流れは断
面積変化に伴った圧力変化を生じる。また流れは絞り部
（断面積が減少する部分）において剥離するため、この
下流域に乱れの強い渦流が生じる。この結果連続曲がり
管の分散効果がさらに向上する。また図５に示したよう
に前記複数の連続した曲がり管の入口に急拡大管１１を
設けた場合は、急拡大管１１に流入した流れは、その拡
大部から剥離し、強い乱れを生じる。この乱れによって
パルプスラリー中の繊維の分散がさらに向上する。
図４に示したような断面積変化を有する場合、流れは断
面積変化に伴った圧力変化を生じる。また流れは絞り部
（断面積が減少する部分）において剥離するため、この
下流域に乱れの強い渦流が生じる。この結果連続曲がり
管の分散効果がさらに向上する。また図５に示したよう
に前記複数の連続した曲がり管の入口に急拡大管１１を
設けた場合は、急拡大管１１に流入した流れは、その拡
大部から剥離し、強い乱れを生じる。この乱れによって
パルプスラリー中の繊維の分散がさらに向上する。
【０００７】
【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１及び図２は抄紙機ヘッドボックス５の流入部４
の直前に連続した複数の曲がり管を設けた状態を示すも
のである。図において、ヘッドボックス５に接続される
流入管３は、第１曲がり管、第２曲がり管からなり、ポ
ンプで昇圧されたパルプスラリーは、第１，第２曲がり
管を経てヘッドボックス５に流入する。パルプスラリー
は後述する態様で流入管３内において繊維が分散され、
ヘッドボックス５に流入することになる。
と、図１及び図２は抄紙機ヘッドボックス５の流入部４
の直前に連続した複数の曲がり管を設けた状態を示すも
のである。図において、ヘッドボックス５に接続される
流入管３は、第１曲がり管、第２曲がり管からなり、ポ
ンプで昇圧されたパルプスラリーは、第１，第２曲がり
管を経てヘッドボックス５に流入する。パルプスラリー
は後述する態様で流入管３内において繊維が分散され、
ヘッドボックス５に流入することになる。
【０００８】ところで本実施例では、繊維分散に有効な
設定として曲がり管の曲率半径をＲ／ｄ＝２、曲がり数
を２としたが、種々の条件によりそれらの最適値は異な
るので、ここでは特に仕様を限定するものではない。ま
た曲がり管の断面形状としては、円形断面或いは矩形な
どの非円形断面が考えられるが、これは種々の条件に応
じて変更され得るものである。更に曲がり管はここでは
水平面内で曲がりを有する形状としたが、図８，図９に
示すような鉛直内の曲がり、図１０，図１１に示すよう
な軸が同一面内にない曲がり等、種々な曲がり方も採用
でき、特にその形状を限定するものではない。また曲率
も連続している必要はなく、図３に示すように複数の直
管をつなぎ合わせた形状のものであっても、遠心力を生
じるものであれば良い。更に第１及び第２曲がり管の角
度は繊維分散に最も有効な設定として、それぞれθ1 ＝
１８０°、θ2 ＝９０°としたが、条件により最適値は
異なるので、両角度の組合せは特に限定されるものでは
ない。だたし曲がり角が３０°より小さい場合は、その
分散作用は極めて微弱である。また曲がり角が１８０°
を超える場合は、速度分布、濃度分布の不均一性が顕著
に表れる。従って各曲がり管の曲がり角は３０°以上、
１８０°以下とすることが望ましい。
設定として曲がり管の曲率半径をＲ／ｄ＝２、曲がり数
を２としたが、種々の条件によりそれらの最適値は異な
るので、ここでは特に仕様を限定するものではない。ま
た曲がり管の断面形状としては、円形断面或いは矩形な
どの非円形断面が考えられるが、これは種々の条件に応
じて変更され得るものである。更に曲がり管はここでは
水平面内で曲がりを有する形状としたが、図８，図９に
示すような鉛直内の曲がり、図１０，図１１に示すよう
な軸が同一面内にない曲がり等、種々な曲がり方も採用
でき、特にその形状を限定するものではない。また曲率
も連続している必要はなく、図３に示すように複数の直
管をつなぎ合わせた形状のものであっても、遠心力を生
じるものであれば良い。更に第１及び第２曲がり管の角
度は繊維分散に最も有効な設定として、それぞれθ1 ＝
１８０°、θ2 ＝９０°としたが、条件により最適値は
異なるので、両角度の組合せは特に限定されるものでは
ない。だたし曲がり角が３０°より小さい場合は、その
分散作用は極めて微弱である。また曲がり角が１８０°
を超える場合は、速度分布、濃度分布の不均一性が顕著
に表れる。従って各曲がり管の曲がり角は３０°以上、
１８０°以下とすることが望ましい。
【０００９】図４は同曲がり管の内側に突起部１０を設
けることにより、断面積を変化させた第２実施例に係る
連続した曲がり管の断面図である。そしてこの断面積変
化のつけ方としては、緩やかな絞りによるもの、円弧
状、のこ歯状、或いは矩形状の粗さ要素によるもの等様
々な場合が考えられるが、流路断面積に変化を与えるも
のであれば、断面積変化のつけ方、位置、個数等は条件
により自由に変更され得るものである。図５は前記複数
の連続した曲がり管の入口に急拡大部１１を設けた場合
の第３実施例に係る断面図である。またこの急拡大部前
後の断面積比は、繊維分散に最も効果的な設定として
１：２としたが、断面積が２段階に異なるものであれば
この断面積比も特に限定されるものではない。
けることにより、断面積を変化させた第２実施例に係る
連続した曲がり管の断面図である。そしてこの断面積変
化のつけ方としては、緩やかな絞りによるもの、円弧
状、のこ歯状、或いは矩形状の粗さ要素によるもの等様
々な場合が考えられるが、流路断面積に変化を与えるも
のであれば、断面積変化のつけ方、位置、個数等は条件
により自由に変更され得るものである。図５は前記複数
の連続した曲がり管の入口に急拡大部１１を設けた場合
の第３実施例に係る断面図である。またこの急拡大部前
後の断面積比は、繊維分散に最も効果的な設定として
１：２としたが、断面積が２段階に異なるものであれば
この断面積比も特に限定されるものではない。
【００１０】また前記各実施例に係るヘッドボックスで
は、ヘッドボックス流入管に流入したパルプスラリーは
第１曲がり管において外向きの遠心力を受ける。そして
第２曲がり管に流入すると、遠心力の作用方向に急激に
変化するためパルプスラリーは強い分散作用を受け、そ
の分散は急速に改善される。そして分散が最良となった
段階で、ヘッドボックス流入部４に供給され、循環吐出
口９のバルブ開度で流量制御された後、良好な分散状態
を保ったままヘッドボックスに送られる。ヘッドボック
スに送られたパルプスラリーはそこで分散作用を受け、
吐出口６からワイヤ７上に噴出される。以上のようにし
て本発明では、パルプスラリー中の繊維の分散を均一化
することができる。なお、前記流入管の構成は、抄紙用
ヘッドボックスに限らず、紙コータ、紙料調整機、ＣＷ
Ｍ輸送配管等の流入管にも適用することができる。
は、ヘッドボックス流入管に流入したパルプスラリーは
第１曲がり管において外向きの遠心力を受ける。そして
第２曲がり管に流入すると、遠心力の作用方向に急激に
変化するためパルプスラリーは強い分散作用を受け、そ
の分散は急速に改善される。そして分散が最良となった
段階で、ヘッドボックス流入部４に供給され、循環吐出
口９のバルブ開度で流量制御された後、良好な分散状態
を保ったままヘッドボックスに送られる。ヘッドボック
スに送られたパルプスラリーはそこで分散作用を受け、
吐出口６からワイヤ７上に噴出される。以上のようにし
て本発明では、パルプスラリー中の繊維の分散を均一化
することができる。なお、前記流入管の構成は、抄紙用
ヘッドボックスに限らず、紙コータ、紙料調整機、ＣＷ
Ｍ輸送配管等の流入管にも適用することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、連続した複数の円形又は非円形断面を有する曲がり
管、或いは断面積変化をもたせたり、その入口に急拡大
部を接続したものを、ヘッドボックスの流入部直前に設
けることにより、ヘッドボックスに流入するパルプスラ
リー中の繊維の分散を促進させることができる。これに
よりヘッドボックスからワイヤ上に噴出されるスラリー
の分散性も向上し、製造される紙は地合の良好な高品質
なものとなる。従来、流入管において流れ方向を変える
ための曲がり管が存在する場合、遠心力の作用により原
料流れに偏流が生じ、それに伴い濃度分布も不均一とな
ると考えられていた。従って原料流れの偏流を防止する
ために、曲がり部に整流板を設ける等の対策が必要とさ
れていた。これに対し本発明による流入管では、第１曲
がり管と第２曲がり管の接続部において遠心力の作用す
る方向が逆転するため、原料流れの偏流は消滅し、濃度
分布は均一になる。また本発明による抄紙機ヘッドボッ
クスの流入管は、複数の曲がり管を接続しただけの単純
な構造であり、従来装置からの改造及び実施が容易、か
つ安価となる等の優れた効果を奏するものである。
ば、連続した複数の円形又は非円形断面を有する曲がり
管、或いは断面積変化をもたせたり、その入口に急拡大
部を接続したものを、ヘッドボックスの流入部直前に設
けることにより、ヘッドボックスに流入するパルプスラ
リー中の繊維の分散を促進させることができる。これに
よりヘッドボックスからワイヤ上に噴出されるスラリー
の分散性も向上し、製造される紙は地合の良好な高品質
なものとなる。従来、流入管において流れ方向を変える
ための曲がり管が存在する場合、遠心力の作用により原
料流れに偏流が生じ、それに伴い濃度分布も不均一とな
ると考えられていた。従って原料流れの偏流を防止する
ために、曲がり部に整流板を設ける等の対策が必要とさ
れていた。これに対し本発明による流入管では、第１曲
がり管と第２曲がり管の接続部において遠心力の作用す
る方向が逆転するため、原料流れの偏流は消滅し、濃度
分布は均一になる。また本発明による抄紙機ヘッドボッ
クスの流入管は、複数の曲がり管を接続しただけの単純
な構造であり、従来装置からの改造及び実施が容易、か
つ安価となる等の優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の第１実施例に係るヘッドボックスの流
入管の斜視図である。
入管の斜視図である。
【図２】図１の流入管の曲がり形状を示す側断面図であ
る。
る。
【図３】他の実施例の流入管の曲がり形状を示す側断面
図である。
図である。
【図４】断面積変化を有する連続した曲がり管の更に他
の実施例の側断面図である。
の実施例の側断面図である。
【図５】連続した曲がり管入口に急拡大部を設けた状態
の他の実施例の側断面図である。
の他の実施例の側断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る連続曲がり部における流
動状態を示す説明図である。
動状態を示す説明図である。
【図７】同連続曲がり部における分散状態を示す線図で
ある。
ある。
【図８】本発明の実施例に係る鉛直面内曲がりを有する
ヘッドボックスの平面図である。
ヘッドボックスの平面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】軸が同一面内にない曲がりを有する実施例に
係るヘッドボックスの平面図である。
係るヘッドボックスの平面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】従来のヘッドボックスの系統図である。
１ パルプスラリー ２ 輸送ポンプ ３ 流入管 ５ ヘッドボックス ７ ワイヤ ８ ロール １０ 管内突起部 １１ 急拡大部
Claims (4)
- 【請求項１】 ヘッドボックスの流入管の直前に互いに
曲率の方向が異なる２つの曲り管を連続して設けたこと
を特徴とする抄紙機用ヘッドボックス。 - 【請求項２】 前記各曲り管の角度θが３０°≦θ≦１
８０°であることを特徴とする請求項１記載の抄紙機用
ヘッドボックス。 - 【請求項３】 前記曲り管の内面に断面積をパルプスラ
リーの流れ方向に変化させる手段を設けたことを特徴と
する請求項１記載の抄紙機用ヘッドボックス。 - 【請求項４】 前記曲り管の上流側にパルプスラリー流
路の急拡大部を設けたことを特徴とする請求項１記載の
抄紙機用ヘッドボックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6843094A JPH07279079A (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 抄紙機用ヘッドボックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6843094A JPH07279079A (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 抄紙機用ヘッドボックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279079A true JPH07279079A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13373483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6843094A Withdrawn JPH07279079A (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 抄紙機用ヘッドボックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07279079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106192528A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-07 | 盐城市宏宇造纸机械有限公司 | 一种长纤维流浆箱及其运行工艺 |
| KR20230013127A (ko) * | 2020-05-29 | 2023-01-26 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | 기재 제조용 헤드박스 |
-
1994
- 1994-04-06 JP JP6843094A patent/JPH07279079A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106192528A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-07 | 盐城市宏宇造纸机械有限公司 | 一种长纤维流浆箱及其运行工艺 |
| KR20230013127A (ko) * | 2020-05-29 | 2023-01-26 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | 기재 제조용 헤드박스 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |