JPS6320954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抄紙機ヘツドボツクスの整流装置に関
するものである。

従来の抄紙機ヘツドボツクスの１例を第１図に
示す。第１図において紙原料液の流れとその機能
について説明すると、１は矩形ヘツダで、チユー
ブバンクに均一に原料を供給するために、下流に
行くにしたがい流路の断面積を小さくしてある。
また巾方向の流量を均一にするため、矩形ヘツダ
１に入つて来た一部は、す通りさせて再び矩形ヘ
ツダに循環させるようになつている。２はチユー
ブバンクで、テーパチユーブ３の入側のチユーブ
３ａは径を小さくして圧損を増し、巾方向に均一
分配が得られるようにしてある。また出側３ｂは
口径を大きくし、低速で鎮静部４に入るように
し、流れの混合を容易にしており、かつ流れの方
向を90゜変えるに十分なチユーブ長さになつてい
る。

４は鎮静部で、巾方向通しの室で圧力と流れを
均一にするものである。また５は多孔板であり、
同多孔板５によつて圧損を与え、原料を巾方向に
均一分配するようになつている。また多孔板５に
より各々のコンバージングチヤンネル６に原料を
均一に分配する。７はスライスボデイで、スライ
ス開口部８にむかつて、頂板９、底板１０は収れ
んしている。また頂板９は支点１１を中心にして
回転でき、スライス開口部８の隙間を変えること
ができるようになつている。一方スライス開口部
８の隙間の巾方向の微調整は、スライスリツプ１
２を図示しない巾方向に並べられたジヤツキによ
つて機械的に撓ませて行なう。

更に多孔板のあとの流れには、穴から出た噴流
の影響で速度むらや、渦が多数存在する。この流
れの乱れを減衰させるため、スライス室は複数個
のシート状の抑流素子１３で分割され、複数のコ
ンバージングチヤンネル６を形づくつている。ま
た抑流素子１３の一端１３ａは多孔板５に支持さ
れ、原料液の流れによつて等しい間隔で保持され
ている。

しかしながら第１図に示す従来装置では、多孔
板５の穴の流速を上げると、巾方向の流量分配は
良くなるが、ジエツトが乱れるので、多孔板の上
流にもう１つの流量分配用のチユーブバンク２が
必要であつた。また第２図には多孔板５の下流の
流れが図示されているが、従来のものは多孔板の
下流面の穴と穴の間に大きな流れのよどむ部分６
ａが生じ、穴から出た噴流の速度が回りの速度と
同じになるためには、長い距離が必要であり、ま
た濃度むらも生じていた。

また第１図に示す従来装置では、コンバージン
グチヤンネル６の出口部分６ｂにおいて、巾方向
に局所的にわずかな流速差があることが、流れの
可視化によつて観察される。このように流速の差
が局所的にあると、スライスリツプ後のジエツト
に於いても、その速度差によつて乱れが発生し、
ジエツトの厚みむらにつながる。なお、速度差の
原因としては、多孔板の影響による噴流の個性が
消失していないためと考えられる。

また高濃度原料を低速で流した場合、多孔板の
後のコンバージングチヤンネル６において、第２
図に示すように多孔板５の穴から噴出するジエツ
トとジエツトの間に複数個の三角形の濃度の薄い
ところ６ａが巾方向に観察される。この原因とし
ては、噴流と噴流の間には水は回り込めるが、繊
維は噴流コアの流れと一緒に流れ易く、回り込み
にくいため、図に示す三角形のところは濃度が薄
いと考えられる。この低濃度のすじが下流に伸び
ており、下流に押し流されていくのが観察され
る。

ところで水中に噴出した円形噴流の個性が消失
するのは、一般的に噴流直径の12倍〜36倍が必要
である。抑流素子１３がある場合は噴流は壁面の
抵抗により、その個性が急速に消失するが、それ
でも完全に巾方向均一になるためには従来のスラ
イスボデイ長さでは充分でないことが分つた。一
方スライスボデイの長さを長くすると、スライス
ボデイ部の固有振動数が低下し、頂板、底板の振
動によつてスライス室の円容積が変化し、ジエツ
トの噴出速度にむらが生じることもあつた。

本発明者が先に提案した実願昭55−146948号
（実公昭60−23359号公報）のヘツドボツクスで
は、従来のスライスボデイにおいて固有振動数を
上げて実用上問題のないレベルまでもつて行くこ
とに成功したが、噴流の影響を消すために、これ
以上スライスボデイ長を長くすることは好ましく
ない。また他方多孔板の穴径を小さくすると、ス
ライスボデイの長さを短くできるが、紙原料液が
閉塞するため、穴径は現状より小さくは出来な
い。

また原料を巾方向に均一にするためには、チユ
ーブバンクと多孔板の絞り効果によつているの
で、多孔板の開孔率を小さくして絞り効果を大き
くすると、チユーブバンクを省けることにもなる
が、多孔板の開孔率を現状より小さくすると、噴
流速度が速くなり、噴流の個性が消失する距離が
長くなる。従つてチユーブバンクを省いてコンパ
クトにすることもむずかしかつた。

次に第２１図〜第２３図は走行する帯状物４８
に対し、パイプ４６のドリル穴４７からシヤワー
６１を噴出させるようにした従来のシヤワー装置
を示すものである。第２１図はパイプ４６に設け
たドリル穴４７のシヤワー装置を示し、第２２図
及び第２３図はドリル穴４７を設けたパイプ４６
の正面図及び側断面図である。しかしながらこの
第２１図〜第２３図に示す従来のシヤワー装置で
は、ドリル穴４７の真下の部分にシヤワー６１が
多くかかる欠点があつた。

第２４図〜第２６図は従来のスリツトノズルの
シヤワー装置を示す。先ず第２４図及び第２５図
はパイプ４９にスリツト５１を設け、同スリツト
５１よりシヤワー６１を帯状物４８に噴射させる
ようにしたものであるが、この場合にはスリツト
５１の加工がむずかしいばかりでなく、スリツト
５１の部分が巾方向で切れているので、構造上弱
く、かつ精度が出ない等の欠点があつた。また開
孔率がドリル穴のものに比べて大きく、流入側と
流出側で巾方向に流量むらがあつた。

また第２６図に示す従来のシヤワー装置は、外
パイプ５０内に内パイプ５２が設けられ、外パイ
プ５０にはスリツト５３が、内パイプ５２にはド
リル穴５４が反対向きに設けられている。この従
来のシヤワー装置は巾方向の流量むらを少なくす
るために２重管になつているが、外側のパイプ径
が大きくなる欠点があつた。

本発明は前記従来の欠点を解消するために提案
されたもので、抄紙機ヘツドボツクスの整流装置
において、複数のドリル穴の下流側に連続してヘ
ツドボツクスの噴出口に平行で、巾方向に延在
し、かつ前記ドリル穴の直径よりも小さい間隔の
スリツトを直結したことにより、多孔板の後の流
れにおいて穴から出た噴流の影響をなくして巾方
向に均一な流れを得ることができ、また高濃度で
低流速であつても低濃度のストリークができない
ようにし、かつスライスボデイの長さを短くして
コストダウンを計ると共に、スライス室の耐振性
を向上させ、チユーブバンク、鎮静部、多孔板の
機能を合せた整流装置を提供せんとするものであ
る。

以下本発明の実施例を図面について説明する
と、第４図〜第７図は本発明の実施例を示し、１
４は矩形ヘツダ、１５はドリルプレート、１６は
スリツトプレート、１７は頂板、１８は底板、１
９は抑流素子、２０はスライスリツプ、２１はス
ライス流路、２２はスライスボデイである。

さて第４図〜第７図において、ドリルプレート
１５を通過した流体は、スリツトプレート１６に
よつて流れが絞られるが、スリツトの部分は巾方
向に流路が制限されていないので、流体は巾方向
に拡がりながら流れる。なお、２３は低濃度部分
である。

次にドリルプレートとスリツトプレートの第４
図、第５図の場合と異なる実施例について説明す
ると、第８図イの実施例はスリツトプレート２５
をドリルプレート２４にボルトで締め付けて取付
けた場合である。第８図ロはスリツトプレート２
５とドリルプレート２４を一体物とした場合であ
る。また第９図イはドリルプレート２６には巾方
向通しの溝２６ａがあり、スリツトプレート２７
にはドリルプレート２６の溝２６ａに差し込むこ
とができる巾方向に長い突起２７ａを設け、この
溝２６ａと突起２７ａの係合により両プレート２
６，２７を結合するようにした場合である。な
お、図中２７ｂは抑流素子取付部を示す。

次に第９図ロは巾方向に長い抑流素子２８が巾
方向に長い突起２８ａによつてドリルプレート２
９の巾方向通しの溝２９ａに保持されている。ま
た抑流素子２８の取付け部２８ｂによつてスリツ
ト部３０が形成されている。

次に第１０図に示す巾方向に長い抑流素子３１
には、巾方向に通しの溝３１ａがあり、この溝３
１ａにドリルプレート３２の巾方向に長い突起３
２ａが係合することによつて両者は保持されてい
る。また抑流素子の取付け部３１ｂによつてスリ
ツト部３３が形成されている。なお、前記各実施
例におけるドリルプレート、スリツトプレート、
抑流素子は金属でなくてもよく、プラスチツク等
で作ることもできる。

次に第１１図〜第１８図によりスリツトプレー
トのスリツト形状について説明する。なお、スリ
ツトプレートの端部の形状としては、前記第１１
図〜第１８図に示すものなどが考えられるが、こ
れだけに限定されるものではない。先ず第１１図
の３４はドリルプレート、３５はスリツトプレー
トで、スリツト流路３５ａは先細である。また第
１２図のスリツトプレート３６のスリツト流路３
６ａは未広である。第１３図のスリツトプレート
３７のスリツト流路３７ａは先細になつたあと平
行部がある。更に第１４図のスリツトプレート３
８のスリツト流路３８ａはなめらかな曲線で先細
となつている。

次に第１５図のスリツトプレート３９における
スリツト流路３９ａは、ドリルプレート３４の穴
３４ａの中心線の方向と傾きをなして設けられて
いる。この場合にはスリツト出口のジエツトの向
きが変えられる。また第１６図のスリツトプレー
ト４０におけるスリツト流路４０ａは、その向き
が曲つている。従つてこの場合にはスリツト出口
のジエツトの向きは、ドリルプレート３４の面と
ほぼ平行な向きで出すことができる。

次に第１７図のスリツトプレート４１における
スリツト流路４１ａは、直角に２回折れ曲がり、
ドリルプレート３４の穴３４ａの中心線からオフ
セツトしている。また第１８図のスリツトプレー
ト４２におけるスリツト流路４２ａは、２回折れ
曲がり、ドリルプレートの穴３４ａの中心線から
オフセツトしている。

次に第１９図イ，ロ及び第２０図イ，ロにより
ドリルプレートの穴形状及びパターンについて説
明すると、第１９図イ，ロは正方形の穴パターン
をもつドリルプレート４３を示し、４３ａはドリ
ルプレートの穴、４４はスリツトプレートであ
る。また第２０図イ，ロは斜めにずらした穴パタ
ーンをもつドリルプレート４５を示し、４５ａは
ドリルプレート４５の穴である。

第２７図及び第２８図はドリルスリツトを用い
た本発明の実施例を示すシヤワー装置を示すもの
で、５５はパイプ、５６はドリル穴、５７はスリ
ツト部、５８はスリツトプレート、５９はボル
ト、６０はナツト、４８は走行する帯状物、６１
はシヤワーである。この実施例は前記従来の第２
１図〜第２５図に比べスリツト状のジエツトが得
られ、ドリル穴だけのものに比べて性能向上を計
ることができる。また従来のスリツトだけのノズ
ルに比べて開孔率を小さくすることが容易で、巾
方向に流量を均一に分配できる。また第２８図ロ
の如くスリツトは２枚の板によつて構成され、ス
リツト幅の調整ができ、かつ機械加工はスリツト
だけのノズルよりも簡単である。

以上詳細に説明した如く本発明は構成されてい
るため、ドリル穴とスリツトを出たあとに、膜状
の噴流が得られるので、スライス流路の長さが従
来よりも短くでき、巾方向に均一な流れが得られ
る。また本発明によると、ドリルスリツトを出た
あと、すぐにジエツトが巾方向に拡がるので、低
濃度部分が従来よりも極端に減少し、低濃度スト
リークの発生が抑止される。更にスライスボデイ
の長さが短くなり、耐振性が向上し、紙の流れ方
向の坪量むらがなくなる。

また本発明のドリルスリツトによる抄紙機ヘツ
ドボツクスの整流装置は、下流側に噴流の影響に
よる速度むらが出にくいので、開口率を小さくで
き、従来の（チユーブバンク）＋（多孔板）の抵抗
係数と同等以上の値が得られ、従来の（チユーブ
バンク）＋（鎮静部）＋（多孔板）の代りに使用でき
るため、スペースを短縮できる。また流れの方向
転換は、ドリルスリツトのドリルプレートで行な
うことができるため、多孔板の上流は巾方向に流
れるヘツダーパイプでよい。更にスリツト部分で
は流体はスリツト方向に拡がりながら流れるた
め、繊維の塊も拡大され、分割されるため繊維分
散も良くなる。

また前述の従来装置では、多孔板の下流面の穴
と穴との間に大きな流れのよどむ部分が生じ、穴
から出た噴流の速度が回りの速度と同じになるた
めには、長い距離が必要であり、また濃度むらも
生じていた。

本発明では、第７図に示すように上流側の穴の
出口においてスリツトプレートの前面で流れが絞
られたのち、流路深さがスリツトプレートの上下
端面で浅くなつているので、流れはスリツト状流
路が延在している巾方向に流れる。従つて第６図
に示す如く、流れのよどみ部が小さく、噴流速度
も従来の単に穴から出る場合に比べて短い距離
で、回りの速度と同じになつて行く。

また第１図の従来装置では、多孔板の穴からの
速度を上げると、巾方向の流量分配は良くなる
が、ジエツトが乱れるので、多孔板の上流にもう
１つの流量分配用チユーブバンクが必要であつ
た。

本発明では、ドリル穴の直径よりも小さい間隔
のスリツトを直結したことにより、ドリル穴の出
口が絞られて流速が上がり、巾方向の流量分配を
良くすると共に、下流のスリツト部で噴流の減速
が速やかに行われるので、本発明の整流装置を使
用した場合、チユーブバンクが不用となる。従つ
てヘツドボツクスがコンパクトに構成できる等の
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イは従来のヘツドボツクスの１例を示す
側断面図、第１図ロは同平面図、第２図は第１図
イにおけるジエツトの状態を示す説明図、第３図
は第１図イにおける要部の詳細図、第４図は本発
明の実施例を示すドリルスリツトの拡大平面断面
図、第５図は本発明の実施例を示すドリルスリツ
トを用いたヘツドボツクスの側断面図、第６図イ
は第４図におけるジエツトの噴出状態を示す説明
図、第６図ロは同正面図、第７図は同ドリルスリ
ツト直後の流れの状態を示す説明図、第８図イ，
ロ、第９図イ，ロ及び第１０図は夫々第５図と異
なる本発明の他の実施例を示すノズルプレート及
びスリツトプレートの結合状態を示す断面図、第
１１図、第１２図、第１３図、第１４図、第１５
図、第１６図、第１７図及び第１８図は夫々第５
図と異なる他の実施例のスリツト形状を示す断面
図、第１９図イ及び第２０図イは夫々本発明の実
施例を示すドリルプレートの穴形状を示す側断面
図、第１９図ロ及び第２０図ロは夫々第１９図イ
及び第２０図イの正面図、第２１図は従来のシヤ
ワー装置の斜視図、第２２図は第２１図における
パイプの正面図、第２３図は第２２図の側断面
図、第２４図は第２１図と異なる従来のシヤワー
装置の斜視図、第２５図イ、第２６図イは夫々第
２４図におけるパイプのスリツトを示す正面図、
第２５図ロ及び第２６図ロは夫々第２５図イ及び
第２６図イの側断面図、第２７図は本発明の実施
例を示すドリルスリツトを設けたシヤワー装置の
斜視図、第２８図イは第２７図におけるパイプの
正面図、第２８図ロは同側断面図である。 図の主要部分の説明、１５……ドリルプレー
ト、１６……スリツトプレート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抄紙機ヘツドボツクスの整流装置において、
   複数のドリル穴の下流側に連続してヘツドボツク
   スの噴出口に平行で、巾方向に延在し、かつ前記
   ドリル穴の直径よりも小さい間隔のスリツトを直
   結したことを特徴とする抄紙機ヘツドボツクスの
   整流装置。