JPH11513079A - 布地クリーニングの装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくした水量で単数又は複数の超高圧水ジェット（１４）より成る乾燥機布(３６)をクリーニングする方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】 布地クリーニングの装置と方法 発明の分野 本発明は布地、特に抄紙機に使用される布地クリーニングの装置と方法に関す る。従来の技術 抄紙工程では、エンドレスベルト、布地又は網目スクリーンが紙形成中に除去 されるべき水を使っている間、紙シートを支持するのに使われている。正規の使 用中に抄紙で使われる乾燥機ワイヤやスクリーンは紙シートとの相互作用で不純 物により汚れてくる。このことはスクリーンの水と空気の処理能力及びことによ ると紙の品質の低下を招く通気性を減少させる。従って、一定の操作状態を保持 するにはスクリーンを斯かる不純物から解放し続けることが必要である。 歴史的には、乾燥機のスクリーンクリーニングは機械が停止中に通常のシャワ ーを用いてバッチ洗滌基準で行っていた。機械が製紙している間の斯かるバッチ 洗滌タイプのクリーニングは必要とされる過剰な水量が乾燥工程をめちゃめちゃ にするので不可能である。連続乾燥機スクリーンクリーニングは通常のシャワー に較べて本質的に水使用量を少なくする単一ジェットで布を横切るシャワーを使 って行われていた。使用されるノズルは通常のシャワーで使用されるのと同様な １mmの程度又はそれより僅かに小さい開口を持つ標準設計である。シャワーは0. 7〜２MPa程度の通常の圧力で動作する。この時点で工程に水を加える効果は布地 から水を除去するために空気ジェットを加えること、水を加熱すること、又は布 ベルトの帰りのループで出来るだけ離れた上流にシャワーを設置することで更に 低下させることが出来る。ある場合には、これらの技術は種々の制限によって使 用できないが、上記改良案をすべて使ったとしても、乾燥機スクリーンの連 続クリーニングは条痕付けに鈍感になる程度に実行できるに過ぎない。 クリーニングの一提案を米国特許4,540,469で説明した。この特許では孔のサ イズをそのままで水の圧力を上げることを提案した。この変更で速度が増加し水 量も増加するけれども、乾燥ワイヤを通過する水も又増加するので布に残る水は 少なくなるであろうことを述べた。圧力範囲３〜９MPaで満足する結果を持つ通 常のレベルに全水量を保持するような方法でノズルのサイズを小さくできる。こ れ以上水量を小さくすることはより細い流れを得てクリーニング効果が減少する と言う不都合な理由であることを本特許は教える。本特許は又より高い圧力で用 いられる水の容積は、もしそれが使用されるより高い水量がクリーニングを改良 はするが布地に残る水は一定のままになっていて圧力と共に増加するならば、最 適であることも教える。このことはクリーニングは水量の関数であるという従来 の信条どおりである。この指針に従って、布地中に保持されている水分はその上 に付着しているものよりも寧ろ布地を通って運ばれる水から結果する要素によっ てのみ減少できる。 抄紙機布の現在のクリーニングでは前述の如く布の上に液体ジェット又はファ ンが噴霧される。これらのジェットは汚染物を追出す流れの機械的エネルギー、 布から汚染物を流し出す液体の流量、又は汚染物を追出すか弛める化学作用に頼 っている。このシステムは製紙工程への一般的適用に申分ないことを立証した。 然し、抄紙機の乾燥機部では布地の中の水分の不連続性により敏感であるべきこ とがシートを十分に乾かすために問題になり得る。もし乾燥機布をきれいにする のに余りに多くの水が使用されるならば、乾燥機の効率は妥協させられる。もし 一点にだけ水が付けられると、シートはシャワーによって布に残った水分の条痕 により縞になり得る。代表的には、単一のジェットシャワーが布から水を追出す のに空気ジェットと併せて使用されるが、この方法は屡々不適当である。 従って、スクリーン、特に乾燥機のスクリーンのクリーニングを改良するには 、尚効率的なクリーニングで条痕が付くのを減らすか消してしまうことが望まし い。発明の要約 それ故本発明の主目的は抄紙機における布のクリーニングの改良した手段を提 供するにある。 条痕を付けることさもなければ紙の品質に影響を及ぼすことを不可能にするか 又は減少させるようなクリーニングを提供することは更なる目的である。乾燥機 の布の個別用の、又は布地一般用のクリーニングを提供することも更なる目的で ある。尚更なる目的は水の使用量及び布地中に保持される水を減らす使用法のよ うなクリーニングを提供するにある。 これら及びその他の目標は抄紙用布のクリーニングにおいて本発明の超高圧水 ジェットの使用により達成される。この点に関して、従来の考え方とは違ってク リーニングは実用上可能なノズルの大きさと圧力の高さの両方に依存し、クリー ニングと損傷は布に加えられる水流のエネルギー密度に関係することを教える。 流体の流れは流れを作り出す孔のサイズと孔の後の流体圧により特徴付けられる ことが出来る。針状ジェット型シャワーでは、これらのパラメーターは流体質量 流量と速度に直接解釈できる。斯かる流れが乾燥機のスクリーンのような対象物 に衝突する時、流れの衝突により発生する力は質量流量と速度の積に比例し又発 生する工率は速度の２乗の質量流量倍に比例する。時間について積分すると、工 率はエネルギーとなる。それ故適切なクリーニングは流れの速度が比例的に増加 するならば質量（水の流量）を実質上減少させて使うことで得ることができる。 布の損傷はもし全エネルギー密度（面積によって分割された時間の工率倍）が増 加しないならば、増加しないであろう。ノズルの孔サイズを小さくするとより高 速を達成するために圧力を増加するにつれて流量を減らしても良いであろう。工 率は速度の２乗で増加するので水の流量を大きく減少させてエネルギー適用を制 御することによりクリーニングと損傷のバランスをとることが出来る。図面の簡単な説明 本発明によりその目標と利点はここで図面と共にするべき記述で理解されるで あろう； 図１−クリーニング用のノズルに水を供給する高圧ポンプと減圧ノズルの透視 図、本発明の教程を組入れる； 図２−高圧水流を用いた布地のクリーニングの概略図、本発明の教程を組込む 。望ましい実施例の詳細な説明 本発明は大きく水の条痕を減らしながら乾燥機の布又はその他の布の効率的な クリーニングを提供する。効果が布の損傷又はクリーニングとして測定されるよ うな布の上への水のジェットの主な効果はジェットにより布に加えられる工率に 比例することが決定されていた。工率とは時間を通じてのエネルギーである。エ ネルギーは1/2mv²即ち、水が布にぶっつかる時の速度の２乗の水の質量の半分倍 である。水がオリフィスを通って流れる時、その速度はノズルの後の圧力の平方 根に比例する。質量流量は速度とオリフィスの面積に比例する。例えば、通常の シャワーは２MPaで操作する直径１mmのノズルを使用し又２l/minの体積流量で布 に約40Wを加える。本発明ははるかに高い圧力とはるかに小さなオリフィスを用 いて等価なエネルギーを加えることが出来る。例えば、40Wは約11MPaの圧力で直 径0.25mmのノズルを通って達成でき、0.25l/minの体積流量を結果する。この大 きく減少した流量は痕跡を付かなくするであろう。 より詳細に図面で説明する、図１は本発明の超高圧部（システム１０）の概略 説明図である。システム１０はＡＥＳ技術システム社（４３６クェーカー街、私 書箱７０１０、クィーンズバリー、ニューヨーク１２８０４）製の最近実用化で は布の上に水を噴霧しながら布を横切るようなジェット又はノズルより成る。代 ャワーは二つの方法で本システム受入れのために修正される：高圧ホース１２が 標準ホースに代って使われる、又小さなオリフィスのサファイアノズル１４が使 われる。高圧ポンプ１６は水を望ましい圧力、通常12.4MPaに圧縮する。この12. 4MPaの圧力は通常の40Wのクリーニング工率を1.4MPa超過する予備因子を準備す る。水の入口の調整器１８とフィルター２０はポンプ１６とノズル１４の間にあ る減圧弁２２と共にポンプ１６に連結される。空気の入口の調整器２４も又同じ くポンプ1６に連結されている空気圧力計２６と共に与えられる。適当な容量と 圧力能力のあるどんなポンプでも使用可能である。 例えば60ミクロンの精密フィルター２８がノズル１４の前に用意される。ノズ ル１４は図２で概略図示されているトラック３２に沿って走るカート３０によっ て支持される。このトラック配列の例は米国特許No．4,701,242で公開され、そ の公開例はここでは参考に組込まれている。 前述の小さな直径を持つ高圧では、高圧ノズル１４のクリーニングの有効面積 は少なくてもその直径の三倍であることは知られている。それ故ノズルは、もし で走ることが出来る。 図２では第二の実施例が示される。この例では三つのノズルが多岐管３４に保 持される。これらは布３６を横切るトラック３２に沿って走るカート（図示され ていない）に連結されている。布３６に衝突している液体の流れ３８が示されて いる。矢印４０は布の移動方向を図示している。一つのノズルで十分なクリーニ ングを与えるのに、三つのノズルはクリーニングの安全係数であり又もし布の面 を横切る布クリーニングの差が問題になるのであればシャワーの横断速度に機会 を与える。多岐管３４は布３６に大体垂直な軸の周りに回転できるように取付け られる。多岐管３４の回転はノズルの通路の間の間隔を変えさせる。布の上のノ ズルの配列はこうして調整できる。三つのノズルでさえ、従来の圧力シャワーを 超えた容積的に本質的な利点が与えられる。本発明は更に、米国特許4,598,238 で記述したように通常の振動シャワーにも使用できる、そこではノズルは、ここ で前述したように、非常に小さく改造され圧力は非常に高くなる。 斯くして本発明によりその目的と利点は実現され又望ましい実施例が公開され ここで詳細の説明したけれども、その範囲はそれにより限定されるべきではなく 、以下の請求項により決定されるべきものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年６月１１日 【補正内容】 請求の範囲 １． 約11Mpa及びそれ以上の圧力で水のジェットを用意し、そこでジェットの 望ましいエネルギー量が維持されるようにジェットの圧力量の変化が使用される 水の質量と速度の変化を許すこと、 クリーンにするべき布に前記水のジェットを衝突させること及び 布の移動方向と実質上垂直な方向に前記布を横切って前記ジェットを動かすこ とからなる、そこの上に衝突する水ジェットの効果により一方向に移動する布を クリーニングする方法。 ２． 更に水のジェットを作り出すのに約0.25mmのオリフィス直径を有するノズ ルを備える段階を含む請求項１に記載の方法。 ３． 更にノズルを通る水の量を毎分約0.26リットル又はそれ以下に減少させる 段階を含む請求項１に記載の方法。 ４． 更に布に衝突させる複数の水のジェットを備える段階を含む請求項１に記 載の方法。 ５． 高圧水ジェットを作り出すオリフィスを有するノズル； 少なくとも約11MPaの水圧を作り出す圧力手段、前記圧力手段はノズルに連結 され且つ水ジェットを作り出すためにそこに少なくとも11MPaの高圧液体流を供 給し、そこでジェットの望ましいエネルギー量が維持されるようにジェットの圧 力量の変化が使用される水の質量と速度の変化を許す； 水ジェットがクリーニングの目的でそこの上に衝突できるように布の移動方向 と垂直な方向にノズルが布を横断することを可能にする手段からなる、水ジェッ トのそこの上への衝突の効果により一方向に移動する布をクリーニングする装置 。 ６． 前記オリフィスが水のジェットを作り出すのに約0.25mmであるような請求 項５に記載の装置。 ７． ノズルに供給する水の容積を調整する手段を含む請求項６に記載の装置。 ８． オリフィスに供給される水の容積が毎分約0.26リットル又はそれ以下で あるような請求項７に記載の装置。 ９． クリーニングの目的で布に衝突する複数の高圧水ジェットを作り出す複数 のオリフィスを含む請求項８に記載の装置。 １０．クリーニングの目的で布に衝突する複数の高圧水ジェットを作り出す複数 のオリフィスを含む請求項５に記載の装置。 １１．前記複数のオリフィスが布上への水ジェットの衝突の場所を調整できるよ うに配置されているような調整可能な多岐管を含む請求項８に記載の装置。 １２．前記複数のオリフィスが布上への水ジェットの衝突の場所を調整できるよ うに配置されているような調整可能な多岐管を含む請求項１０に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カーステンセン・ペーター・ティ. アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12808、 アディロンダック、バレンタイン ロード 53 (72)発明者 パナレルロ・サルバトーレ・シー. アメリカ合衆国、ニュージャージー州 08080 ソーエル、クリアブルック レー ン ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 約11Mpa及びそれ以上の圧力で水のジェットを用意すること、 クリーンにするべき布に前記水のジェットを衝突させること及び 布の移動方向と実質上垂直な方向に前記布を横切って前記ジェットを動かすこと からなる、水ジェットの衝突の効果により布をクリーニングする方法。 ２． 更に水のジェットを作り出すのに約0.25mmのオリフィス直径を有するノズ ルを備える段階を含む請求項１に記載の方法。 ３． 更にノズルを通る水の量を毎分約0.26リットル又はそれ以下に減少させる 段階を含む請求項１に記載の方法。 ４． 更に布に衝突させる複数の水のジェットを備える段階を含む請求項１に記 載の方法。 ５． 高圧水ジェットを作り出すオリフィスを有するノズル； 少なくとも約11MPaの水圧を作り出す圧力手段、前記圧力手段はノズルに連結 され且つ水ジェットを作り出すためにそこに少なくとも11MPaの高圧液体流を供 給する； 水ジェットがクリーニングの目的でそこの上に衝突できるように布の移動方向 と垂直な方向にノズルが布を横断することを可能にする手段からなる、水ジェッ トのそこの上への衝突の効果により布をクリーニングする装置。 ６． 前記オリフィスが水のジェットを作り出すのに約0.25mmであるような請求 項５に記載の装置。 ７． ノズルに供給する水の容積を調整する手段を含む請求項６に記載の装置。 ８． オリフィスに供給される水の容積が毎分約0.26リットル又はそれ以下であ るような請求項７に記載の装置。 ９． クリーニングの目的で布に衝突する複数の高圧水ジェットを作り出す複数 のオリフィスを含む請求項８に記載の装置。 １０．クリーニングの目的で布に衝突する複数の高圧水ジェットを作り出す複数 のオリフィスを含む請求項５に記載の装置。 １１．前記複数のオリフィスが布上への水ジェットの衝突の場所を調整できるよ うに配置されているような調整可能な多岐管を含む請求項８に記載の装置。 １２．前記複数のオリフィスが布上への水ジェットの衝突の場所を調整できるよ うに配置されているような調整可能な多岐管を含む請求項１０に記載の装置。