KR0186065B1

KR0186065B1 - 헤드박스 튜브뱅크 장치

Info

Publication number: KR0186065B1
Application number: KR1019940701054A
Authority: KR
Inventors: 리차리 이 허거트; 리차드 알 허거트; 유진 비 네일; 스콧 비 판타레오; 아놀드 제이 로리그; 토마스 디 로져스; 제이 에이 샨드스; 노리아키 다케구치
Original assignee: 레이몬드 더블유 캠벨; 벨로이트 테크놀로지스 인코오포레이티드
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1999-05-15
Also published as: WO1993007335A1; BR9206595A; PL170262B1; DE607249T1; JP2794057B2; EP0607249A1; FI941560A; FI110700B; US5183537A; NO941243D0; AU2751892A; CA2120738C; NO306868B1; DE69217237T2; EP0607249B1; AU657368B2; CA2120738A1; NO941243L; DE69217237D1; JPH06506274A

Abstract

종이 제조 기계에서 스톡(S)의 유동을 허용하게 되는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12)가 개시된다. 장치(12)는 튜브뱅크(12)를 견고하게 지지하기 위한 튜브뱅크 프레임(16)을 포함한다. 프레임(16)은 다수의 개구부(18,19,20,21)을 형성한다. 다수의 튜브(22,23,24,25)는 각각의 튜브가 개구부를 통해 연장되고 그 개구부에 의해 지지되도록 프레임(16)과 협력작동된다. 각각의 튜브는 상류 부분(26) 및 하류 부분(28)을 가지며, 상류 부분(26)은 튜브(22)를 통한 스톡(S)의 속도를 최대화하기 위해 대략 원형 형태로된 내부 횡기계방향 부분을 형성한다. 하류 부분(28)은 제1 및 제2단부(30,32)를 포함하며, 제1단부(30)은 상류 부분(26)에 연결되고, 제2단부(32)는, 스톡이 하류 부분(28)을 통해 유동되는 동안 스톡의 균일성, 안정성, 청결도를 향상하고 스톡의 진동을 낮추기 위해, 대략 사각형 형태로된 횡기계 방향의 유동구역을 갖는 하류 오리피스(34)를 형성한다.

Description

[발명의 명칭]

헤드 박스 튜브 뱅크 장치

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 헤드박스 튜브뱅크 장치 및 종이 제조기계내에서 상기 헤드박스를 통과하는 스톡(stock)의 유동을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 균일성, 안정성, 청결성을 향상시키고 각각의 튜브 및 노즐을 통해 스톡이 유동되는 동안 스톡의 진동을 낮추는 헤드박스 튜브뱅크 장치에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

종이 제조 업계에서, 스톡 또는 퍼니쉬(furnish)로 알려진 종이 펄프는 압력하에서 헤드박스로부터 이동 스크린으로 분출된다. 물은 종이의 웨브(web)가 스크린의 상부면 상에 형성되도록 스톡으로부터 스크린을 통해 배수된다.

특히, 헤드박스는 상류 및 하류 단부를 갖는 절편형 챔버(slice chamber)를 구비한다. 절편형 챔버의 하류 단부는 헤드박스로부터 분출되는 스톡의 막이 조절될 수 있도록 조절 가능한 얇은 립을 형성함으로써, 스톡이 최적의 각도에서 횡기계 방향으로 비교적 균일한 두께로 스크린과 접촉될 수 있게 된다.

스톡은 절편형 챔버의 상류 단부를 통해 절편형 챔버내로 유동된다. 그와 같은 상류 단부는, 압축 스톡이 튜브를 통해 유동하여 그 상류 단부를 통해 절편형 챔버내로 고르게 분배되도록 배열된 다수의 튜브에 의해 고압 스톡 공급원에 연결된다.

다수의 헤드가 대략 30피트 이상의 폭을 가지며, 다수의 튜브 또는 튜브뱅크를 통해 압축 스톡을 고르게 분배하는 문제는 매우 중요하다.

튜브뱅크를 통한 스톡의 유동을 안정시키기 위해 몇가지 시도들이 제안되었다. 또한 고속의 장치에서 스톡의 진동을 낮추려는 노력을 해왔다.

또한, 고속의 장치에서, 스톡내의 섬유의 분산을 향상시키거나 또는 튜브뱅크를 통해 유동하는 섬유를 고르게 분포하는 방법들이 시도되었다.

헤드박스에 요구되는 또다른 중요한 특징은 섬유 및 불순물의 집중을 방지할 수 있을 정도로 적절한 유동 속도를 갖도록 헤드박스가 청결해야 한다는 것이다.

따라서, 본 발명은 스톡이 튜브뱅크로부터 절편형 챔버로 유동하는 최대 개방 영역을 하류 단부가 구비하는 헤드박스 튜브뱅크를 제공하는 것이다. 그러한 높은 개방 영역 출구는 스톡의 유동 안정성을 향상시키고, 억제되지 않을 경우 주(main)유동을 따라서 발생할 수 있는 불필요한 이차 동작 또는 와류의 발생을 억제한다.

그러나, 전술한 청결성을 헤드박스 내에 유지시키기 위해서는, 스톡이 튜브뱅크의 개별 튜브 또는 노즐을 통해 극히 높은 속도로 유동하는 것이 필수적이다.

따라서, 튜브는 하류 단부에서 비교적 작은 높이를 가지게 되었다.

또한, 본 발명에 따르면, 튜브뱅크는 튜브의 상류 단부의 원형 횡단면으로부터 튜브의 하류 단부의 정방형 횡당면으로 유동이 변화하는 튜브 구성을 갖는다. 또한, 장방형 부분의 높이는 하류 단부 또는 배출구의 횡기계 방향 폭에 비해 작다.

그러나, 그와 같은 상태에서, 원형 단면으로부터 장방형 단면으로 변화를 할때 스톡의 유동이 균일하게 팽창하지 않는다는 것이 실험을 통해 나타났다. 통상, 그러한 유동은 장방형 부분의 일측벽 또는 다른 측벽에 부착되는 경향이 있으며, 따라서 튜브의 일측면을 따라 아래쪽에서 고속의 젯을 형성한다.

또한, 해결하기 힘든 또다른 문제는 비교적 제조가 용이하고, 종이 제조 기계의 헤드박스내에 존재하는 비교적 열악한 환경에 견딜 수 있을 정도로 충분한 견고성을 갖는 전술한 형태의 튜브의 구성이다.

전술한 문제점을 극복하기 위해, 장방형 덕트에서 균일한 유동이 성취되도록 스톡 유동은 일차로 원형 구역으로부터 대략 정사각형의 구역으로 팽창되어야 한다. 그후, 스톡 유동은 큰 종횡비를 갖는 장방형 구역으로 좁아진다. 본 발명에 따라 높은 종횡비의 장방형 구역이라는 용어는 횡기계 방향으로 비교적 넓고 높이가 비교적 낮은 장방형 구역을 의미한다.

전술한 튜브 구성은 이론적으로 올바른 것이지만 제조가 어렵고 필요 강도가 부족하다.

전술한 문제는 상류 단부를 따라 초기 원형 단면을 갖는 튜브를 제공함으로써 극복될 수 있는데, 그와 같은 튜브는 팽창되기 보다는 좁아지는 장방형의 하류 단부를 갖는다.

튜브가 그와 같이 좁아짐으로써 더욱 편평한 속도 프로파일 조성하며, 진동 정도를 낮추기 위해 헤드박스 튜브뱅크에 바람직한 특성을 조성하는 것으로 판명되었다.

전술한 튜브들은 상표면 CONCEPT III^TM에 사용되는 표준 튜브를 유압으로 압축함에 의해 비교적 쉽게 제조되는 것으로 판명되었다. 튜브는 외부 다이에서 압축되었다. 상표명 CONCEPT III^TM는 벨로이트사의 일반상표이다.

또한, 튜브들은 일렬로 배열되며, 일열에서 각각의 튜브가 인접 튜브에 대해 밀접하게 이격되었다. 열들은 높이 방향으로 서로에 대해 정렬되며, 인접한 열들은 그 사이에 도브 테일(dove-tail) 슬롯을 형성하여 절편식 챔버 내에 배치된 종동 요소(trailing element)의 상류 단부를 상기 슬롯내에 앵커식으로 고정시켰다.

또한, 그와 같은 상기 종동 요소 또는 베인(Vane)은 절편식 챔버로 유입될때 스톡의 유동이 느려지지 않도록 도브 테일 슬롯에 인접하여 두께가 증가되었다.

전술한 형상 및 종동 요소의 구성은 청결성을 유지함과 동시에 주 스톡 유동내에서 발생되는 심각한 이차 동작 또는 유동을 허용하지 않음으로써 더욱 안정적인 유동을 촉진시키기 위해 튜브 및 노즐의 높은 유동을 유지하는 것으로 판명되었다.

따라서, 본 발명의 일차적인 목적은 전술한 바와 같은 종래의 장치의 부적합성을 극복하고 종이 제조 업계에 상당한 기여를 할 수 있는 헤드박스 튜브뱅크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 질량 유동률이 튜브의 전체에서 일정하게 유지되어도, 튜브를 따르는 단면적의 변화에 따라 속도가 변화할 수 있도록, 각각의 튜브가 대략 원형의 형태를 갖는 상류 부분을 형성하는 헤드박스 튜브뱅크 장치를 제공하는 것이다. 전술한 바로써, 튜브 및 대략 장방형의 형태를 갖는 하류 오리피스를 유동하는 스톡의 속도를 최대화시켜, 균일성, 안정성, 청결성을 점진적으로 향상시키고 튜브 및 노즐을 통하여 스톡이 유동하는 동안 스톡의 진동을 낮추게 된다.

특히, 강도 및 청결성을 향상시키기 위해 입구는 원형으로 형성된다. 또한, 비교적 작은 튜브의 직경은 스톡의 속도를 상승시킴으로써 횡기계 방향의 균일성을 위한 충분한 저항을 발생시킨다.

본 발명의 또다른 목적은 튜브뱅크의 각각의 튜브를 지지하는 프레임이 다수의 개구부를 형성함으로써, 개구부는 수직으로 이격된 열로 배치되며, 각각의 인접열들 사이에는 종동 요소를 수납하기 위해 도브 테일형 홈이 형성되는 헤드박스 튜브뱅크 장치를 제공한다.

본 발명의 또다른 목적은, 각각의 종동 요소들이 도브 테일형의 슬롯내에 배치된 앵커식 고정부에 대해 바로 하류쪽으로 증가되는 두께를 갖게됨으로써, 각각의 튜브의 하류 오리피스에 대해 바로 하류로의 스톡유동의 안정성, 분포도, 및 청결성을 최적화하는 헤드박스 튜브뱅크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 각각의 튜브가 상류 단부 및 하류 단부를 갖는 상류 부분을 포함하며, 그 상류 부분은 상류 단부에서 하류 단부까지 원형의 형태를 갖는 헤드박스 튜브뱅크장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 각각의 튜브가 횡기계 방향으로 대략 균일한 유동 영역의 상류 길이 및 길이를 따라 유동 방향으로 감소하는 대략 장방형의 유동 영역을 갖는 하류길이를 갖는 하류 부분을 구비하는 헤드박스 튜브 뱅크장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 첨부된 도면에 기초한 상세한 설명을 참조로 당업자에게 명백해질 것이다.

[발명의 요약]

본 발명은 종이제조기계내의 스톡의 유동을 향상시키기 위한 헤드박스 튜브뱅크 장치 및 방법과 관련된다. 장치는 튜브뱅크를 견고하게 지지하기 위한 튜브뱅크 프레임을 구비하며, 프레임은 다수의 개구부를 형성한다. 다수의 튜브는 그 각각의 튜브들이 다수의 구멍중 하나를 통해 연장되고, 그 구멍에 의해 지지될 수 있도록 프레임과 협력작동된다. 다수의 튜브를 구성하는 개별 튜브들은 상류 및 하류 부분을 가지며, 스톡이 튜브를 통해 상류 부분으로부터 하류 부분으로 유동될 수 있게 된다. 상류 부분은 튜브를 통한 스톡의 속도를 최대화하기 위해 대략 원형 형태의 내부 횡기계 방향 구역을 형성한다.

하류 부분은 제1 및 제2단부를 가지며, 그 제1단부는 상류 부분에 연결된다.

하류 부분의 제2단부는, 횡기계 방향으로 대략 장방형 형태의 유동 영역을 가지는 하류 오리피스 또는 노즐을 구비함으로써, 균일성, 안정성, 청결성을 향상시키고, 스톡이 하류 부분을 통해 유동되는 동안 스톡의 진동을 낮추게 된다.

본 발명의 특정 실시예에서, 프레임은 스톡의 유동을 가로질러 횡기계 방향으로 연장한다.

또한, 다수의 개구부는 수직으로 이격된 다수의 열로 배치되어 각각의 열이 밀접하게 이격된 개구부를 2개 이상 포함하게 한다.

각각의 열에 위치되는 각각의 개구부는 인접한 열의 개구부에 대해 수직으로 정렬된다. 또한, 수직으로 이격된 각각의 열은 인접한 열에 대하여 배치됨으로써 그 사이에 도브 테일형 슬롯을 형성하며, 그 슬롯은 튜브뱅크 장치를 가로질러 횡기계 방향으로 대략 수평하게 연장한다.

또한, 헤드박스 튜브뱅크 장치는 다수의 종동 요소를 구비하며, 각각의 종동 요소는 상류 단부 및 단부를 갖는다. 각각의 종동 요소의 상류 단부는 튜브뱅크 프레임에 대해 종동 요소의 상류 단부를 이동 가능하게 협력 작동되는 앵커식 고정부를 형성한다.

각각의 종동 요소의 상류 단부는, 하류 오리피스에 대해 바로 하류에서 스톡의 안정성, 분산 및 청결성을 최적화 하기 위해 종동 요소의 하류 단부를 향하는 방향으로 앵커식 고정부에 대해 바로 하류방향으로 두께가 증가한다.

특히, 각각의 튜브의 상류 부분은 상류 단부 및 하류 단부를 포함한다. 상류 부분의 원형 형태는 그의 상류 단부에서 하류 단부에 이르기까지 거의 동일하다.

또한, 하류 부분의 제1단부는 상류 부분의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 상류 부분에 연결된다.

또한, 각각의 튜브의 하류 부분은 그 제1단부로부터 제2단부로 연장되는 원통형 채널을 구비한다. 원통형 채널은 상류 부분의 하류 단부를 수납함으로써, 하류 부분의 제1단부가 상류 부분의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 상류 부분에 연결되게 한다.

또한, 하류 부분의 제2단부와 상류 부분의 하류 단부 사이의 각각의 튜브의 하류 부분은 그 길이를 따라 횡기계 방향으로 거의 균일한 유동 영역을 갖는 상류 길이부를 포함한다.

또한, 각각의 튜브의 하류 부분은 대략 장방형이며 하류 부분의 제2단부를 향해 그 길이를 따라 감소하는 횡기계 방향의 유동 영역을 갖는 하류 길이부를 포함한다.

또한, 상류 길이부는 그 길이를 따라 대략 원형인 유동 영역을 형성하며, 그 원형 유동 영역은 상류 부분에 의해 형성된 원형 유동 영역보다 크게 형성된다.

이하, 첨부 도면에 기초한 상세한 설명을 참조로 다양한 개량 및 변형이 당업자에세 명백해질 것이다. 그러나 그러한 개량 및 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 의해 한정되는 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는다. 그러한 변형의 하나는 길이를 따라 거의 균일한 두께를 갖는 베인 또는 종동 요소를 제공하는 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 헤드박스 튜브뱅크 장치를 포함한 헤드박스의 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 본 발명에 따른 헤드박스 튜브뱅크 장치의 확대 단면도.

제3도는 제2도의 선 3-3을 취한 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 개구부의 열을 도시하는 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 튜브뱅크 장치의 튜브의 사시도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드박스 튜브뱅크 장치의 확대 단면도.

도면 전체에 걸쳐 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호가 기재되었다.

[발명의 상세한 설명]

제1도는 종이제조 기계의 헤드박스(10)의 단면도이다. 헤드박스(10)는 화살표(14)로 나타낸 스톡(S)이 유동하는 본 발명에 따른 헤드박스 튜브뱅크 장치(12)를 포함한다.

제2도는 제1도에 도시된 장치의 일부분의 확대 단면도이다. 장치(12)는 튜브뱅크 장치(12)를 견고하게 지지하기 위한 튜브뱅크 프레임(16)을 포함한다. 프레임(16)은 다수의 개구부(18,19,20,21)를 형성한다.

다수의 튜브(22,23,24,25)는 각각의 튜브(22,23,24,25)가 다수의 개구부(18,19,20,21)중 하나의 개구부에 의해 지지되고 그 개구부를 통해 연장하도록 프레임(16)과 협력작동한다.

다수의 튜브(22,23,24,25)중 튜브(22)는 상류 부분(26) 및 하류 부분(28)을 갖는다. 이로써, 화살표(14)에 의해 나타낸 바와 같이, 스톡(S)이 튜브(22)를 통해 상류 부분(26)에서 하류 부분(28)으로 유동하게 된다.

상류 부분(26)은 튜브(22)를 통한 스톡(S)의 속도를 최대화 하기 위해 대략 원형 형태의 내부 횡기계 방향 구역을 형성한다. 튜브 전체에 걸쳐 질량 유동률이 일정함에도 불구하고, 속도는 튜브를 따라 단면적의 변화에 따라 변한다.

하류 부분(28)은 제1 및 제2단부(30,32)를 갖는다. 하류 부분(28)의 제1단부(30)는 상류 부분(26)에 연결된다.

하류 부분(28)의 제2단부(32)는 균일성, 안정성, 청결성을 점차 향상시키고 하류 부분(28)을 통과하여 유동되는 스톡(S)의 진동을 낮추기 위해 대략 장방형의 형태이며 횡기계 방향으로의 유동 영역을 갖는 하류 오리피스 또는 노즐(34)을 형성한다.

제3도는 제2도의 선 3-3을 취한 확대 단면도로서, 화살표(CD)에 의해 나타낸 바와 같이, 스톡(S)의 유동(14)을 가로질러 횡기계 방향으로 연장하는 프레임(16)을 도시한다.

다수의 개구부(18,19,20,21)는 수직으로 이격된 다수의 열(36,37,38,39)을 형성한다.

특히, 제3도에 도시된 바와 같이, 이격된 다수의 열(36,37,38,39)중 각각의 열은 2개 이상의 개구부를 포함한다. 예컨데, 열(36)은 개구부(18,40)를 포함하며, 개구부(18,40)는 서로 밀접하게 이격된다.

예컨데, 열(36)의 각 개구부(18)는 인접한 열(37)의 개구부(19)에 대해 수직으로 배열된다.

열(36)과 열(37)을 통해 알 수 있듯이, 수직으로 이격된 다수의 열(36,37,38,39)중 각각의 열은, 튜브뱅크 징치(12)를 가로질러 횡기계 방향(CD)로 대략 수평으로 연장하는 도브 테일 슬롯(42)을 인접한 열과의 사이에 형성하기 위해 인접한 열에 대하여 배치된다.

다시 제2도를 살펴보면, 제2도에는 다수의 종동 요소(44,45,46)가 부분적으로 도시된다. 각각의 종동 요소(44,45,46)가 상류 단부(48,49,50)를 갖는다. 각각의 요소는 또한 하류 단부(52)(제1도)를 갖는다. 예컨데, 종동 요소(44)의 상류 단부(48)는, 튜브뱅크 프레임(16)에 대해 종동 요소(48)를 이동 가능하게 고정시키기 위해 도브 테일 슬롯(42)내에서 활주 가능하게 협력작동되는 앵커식 고정부(54)를 형성한다.

특히, 본 발명의 일실시예에서, 종동 요소(44,45,46)의 상류 단부(48,49,50)는, 안정성 및 청결성을 최적화하고 하류 오리피스(34)에 대해 바로 하류쪽으로 스톡(S)의 분산을 최적화 하기 위해 앵커식 고정부(54)에 대해 종동 요소의 하류 단부(52)를 향하는 방향으로 바로 하류에서 두께(T)가 증가한다.

제2도에 도시된 바와 같이, 상류 부분(26)은 각각 상류 단부(56) 및 하류 단부(58)를 포함한다. 상류 부분(26)의 원형 형태는 상류 부분(26)의 상류 단부(56)로부터 하류 단부(58)에 이르기까지 거의 동일하다.

하류 부분(28)의 제1단부(30)는, 상류 부분(26)의 상류 단부(56)와 하류 단부(58) 사이에서 상류 부분(26)에 연결된다.

또한, 하류 부분(28)은 그 제1단부(30)로부터 제2단부(32)를 향해 연장되는 원형 채널(60)을 포함한다. 원형 채널(60)은 상류 부분(26)의 하류 단부(58)를 내부에 수납함으로써, 하류 부분(28)의 제1단부(30)가 상류 부분(26)의 상류 단부(56)와 상류 단부(58) 사이에서 상류 부분(26)에 연결되게 한다.

또한, 상류 부분(26)의 하류 단부(58)와 하류 부분(28)의 제2단부(32) 사이의 하류 부분(28)은 길이를 따라 횡기계 방향으로 거의 균일한 유동 영역을 갖는 상류 길이부(L₁)를 포함한다.

또한, 하류 부분(28)은 대략 장방형이며 하류 부분(28)의 제2단부(32)를 향해 그 길이를 따라 감소하는 횡기계 방향의 유동 영역을 갖는 하류 길이부(L₂)를 포함한다.

특히, 상류 부분(26)의 원형 유동 영역은 그 길이방향을 따라 동일하다. 마찬가지로, 상류 길이부(L₁)를 통과하는 대략 원형의 유동 영역도 그 길이를 따라 동일하다. 그러나, 원형 유동 영역은 상류 부분(26)에서 보다 상류 길이부(L₁)에서 실질적으로 더 크다.

또한, 유동 영역은 하류 길이부(L₂)의 길이를 따라, 상류 길이부(L₁)에 의해 형성되는 것과 동일한 크기의 대략 원형 유동 영역으로부터, 제2단부(32)로 연장하는 장방형 유동 영역으로 변화하게 된다.

장방형 유동 영역은 제3도에 도시된 높이(H)보다 큰 제3도에 도시된 폭(W)을 갖는다.

제4도는 제2도에 도시된 개별 튜브(22)의 사시도이다. 튜브(22)는 상류 부분(26) 및 하류 부분(28)을 포함한다. 하류 부분은 원형 유동 영역을 형성하는 상류 길이부(L₁) 및 길이 방향을 따라 대략 장방형의 유동 영역으로 변화하는 하류 길이부(L₂)를 포함한다.

장치의 가동중, 화살표(14)로 나타낸 스톡(S)의 유동은 다수의 튜브(22,23,24,25)를 통과한다.

예컨데 튜브(22)의 경우, 상류 부분(26)의 유동 영역이 비교적 작기 때문에 유동(14)은 상류 부분(26)을 통해 고속으로 흐른다.

유동(14)은 상류 길이부(L₁)로 균일하게 유입되어 고르게 통과하는데, 이는 상류 길이부(L₁)가 원형 유동 영역을 형성함으로써 유동이 하나 또는 다른 측벽에 고착하려는 경향, 즉 상류 길이부(L₁)가 장방형일때 발생하게 되는 그러한 경향이 존재하지 않기 때문이다.

이후, 스톡 유동(14)은 원형 유동 영역에서 장방형 유동 영역으로의 변화가 시작되는 하류 길이부(L₂)로 유입한다. 일반적으로, 유동(14)이 장방형 길이부(L₂)의 하나 또는 다른 측벽에 고착하려는 경향이 있는데, 이는 폭(W)이 높이(H)보다 큰 경우에 특히 그러하다. 그러나, 장방형 유동 구역은 제2단부(32)를 향해 점감하여 스톡 유동(14)의 유동률이 길이부(L₂)를 따라 증가하게 한다. 결과적으로, 스톡 유동(14)은 장방형의 하류 오리피스(34)를 통해 고르게 분배된다.

본 명세서에서, 스톡 유동의 유동률 증가는 튜브의 길이를 따라 질량 유동률이 일정하게 존재하지만 스톡의 속도는 증가하는 것으로서 해석된다.

또한, 오리피스(34)로부터 바로 하류쪽으로 종동 요소의 두께(T)를 증대시킴으로써 스톡 유동(14)은 다시 증가하고, 이에 의해 스톡내의 와류 및 이차 동작의 발생이 방지된다.

도브 테일 슬롯(42)은 그 내부에 각각의 종동 요소를 이동 가능하게 앵커식으로 고정시키고 동시에 필요하면 분리될 수 있게 한다.

제5도는 제2도와 유사한 확대 단면도이나, 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 제5도에 도시된 실시예에서, 종동 요소(44A,45A 및 46A)는 그 길이를 따라 비교적 일정한 두께를 갖는다.

또한, 개구부(19A,20A 및 21A)는 프레임(16A)에 의해 형성된다. 이로써, 균일성, 안정성 및 청결성을 점차 향상시키고 각각의 튜브의 하류 부분(28A)을 통과하여 스톡이 유동하는 동안 스톡의 진동을 낮추도록 각각의 튜브의 하류 오리피스 도는 노즐(34A)이 대략 장방형 형태를 갖게 된다.

본 발명은 절편형 챔버로 스톡이 고르게 분배되게 하는 한편 튜브뱅크 장치의 청결성을 유지시키는 헤드박스 튜브뱅크 장치를 위한 독특한 튜브 형태와, 스톡을 분배시키기 위한 콤팩트한 튜브 형태를 제공한다.

Claims

스톡(S)의 유동이 통과하는 종이 제조 기계내의 헤드박스 튜브뱅크 장치로서, 튜브뱅크(12)를 견고하게 지지하며, 다수의 개구부(18,19,20,21)를 형성하는 튜브뱅크 프레임(16)과; 각각의 튜브가 상기 다수의 개구부(18,19,20,21)중 한 개구부를 통해 연장되고 그 개구부에 의해 지지될 수 있도록 상기 프레임(16)과 협력 작동되는 다수의 튜브(22,23,24,25)와; 각각 상류 단부(56) 및 하류 단부(58)를 갖는 다수의 종동 요소(44,45,46)를 구비하며, 상기 다수의 튜브(22,23,24,25)는 각각 상류 부분(26) 및 하류 부분(28)을 구비하여, 스톡(S)이 상기 튜브(22)를 통해 상기 상류 부분(26)으로부터 상기 하류 부분(28)으로 유동하게 하며, 상기 상류 부분(26)은 상기 튜브(22)를 통한 스톡(S)의 속도를 최대화 하기 위해 대략 원형 형태의 내부 횡기계 방향 구역을 형성하며, 상기 하류 부분(28)은 제1 및 제2단부(30,32)를 가지고 상기 제2단부(32)를 향해 좁아지며, 상기 하류 부분(28)의 상기 제1단부(30)는 상기 상류 부분(26)의 횡기계 방향 원형 구역보다 큰 대략 원형 형태의 내부 횡기계 방향 구역을 형성하고 상기 상류 부분(26)에 연결되며, 상기 하류 부분(28)의 상기 제2단부(32)는, 균일성, 안정성, 청결성을 점차 증대시키고 상기 하류 부분(28)을 통해 스톡(S)이 유동하는 동안 스톡(S)의 진동을 낮추기 위해 실질적으로 편평한 장방형 형태의 횡기계 방향으로의 유동 영역을 갖는 하류 오리피스(34)를 형성하며, 상기 하류 부분(28)은 일체형 연속 요소이며, 상기 프레임(16)은 스톡(S)의 유동(14)을 가로질러 횡기계 방향으로 연장하며, 상기 다수의 개구부(18,19,20,21)는 수직으로 이격된 다수의 열(36,37,38,39)을 포함하고 상기 수직으로 이격된 다수의 열의 각각은 인접한 열에 대해 배치됨으로써 튜브뱅크 장치(12)를 가로질러 횡기계 방향으로 대략 수평으로 연장하는 도브 테일 슬롯(42)을 그 사이에 형성하며, 상기 상류 단부(56)는, 상기 튜브뱅크에 대해 상기 종동 요소의 상기 상류 단부(56)를 이동 가능하게 고정시키기 위해 상기 도브 테일 슬롯(42)내에서 활주 가능하게 협력작동되는 앵커식 고정부를 형성하는 것을 특징으로 하는 스톡(S)의 유동이 통과하는 종이 제조 기계내의 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제1항에 있어서, 수직으로 이격된 다수의 상기 열(36,37,38,39)이 인접 개구부와 밀접하게 이격되는 2개 이상의 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제2항에 있어서, 상기 각각의 열에 있는 개구부가 인접 열에 위치된 개구부에 대해 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제1항에 있어서, 상기 종동 요소(44,45,46)의 상기 상류 단부(48,49,50)는 상기 하류 오리피스(34)에 대해 바로 하류쪽에서의 스톡(S)의 안정성, 분산 및 청결성을 최적화 하기 위해 상기 종동 요소(44,45,46)의 상기 하류 단부(52)를 향하는 방향으로 상기 앵커식 고정부(54)에 대해 바로 하류쪽으로 두께(T)가 증가되는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제1항에 있어서, 상기 상류 부분(26)이 상류 단부(56) 및 하류 단부(58)를 포함하며, 상기 원형의 형태가 상기 상류 부분(26)의 상류 단부(56)로부터 하류 단부(58)에 이르기까지 거의 동일한 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제5항에 있어서, 상기 하류 부분(28)의 상기 제1단부(30)가 상기 상류 부분(26)의 상류 단부(56)와 하류 단부(58)의 사이에서 상기 상류 부분(26)에 연결되는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제5항에 있어서, 상기 하류 부분(28)이 그 하류 부분(28)의 상기 제1단부(30)로부터 상기 하류 부분(28)의 상기 제2단부(32)를 향해 연장되는 원통형 채널(60)을 추가로 포함하며, 상기 원통형 채널(60)은 상기 상류 부분(26)의 상기 하류 단부(58)를 수납함으로써, 상기 하류 부분(28)의 상기 제1단부(30)가 상기 상류 부분(26)의 상기 상류 단부(56)와 상기 하류 단부(58) 사이에서 상기 상류 부분(26)에 연결되는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제7항에 있어서, 상기 상류 부분(26)의 상기 하류 단부(58)와 상기 하류 부분(28)의 상기 제2단부(32)사이의 상기 하류 부분(28)이 그 길이를 따라 횡기계 방향으로 거의 균일한 유동 영역을 갖는 상류 길이부(L₁)와, 상기 하류 부분(28)의 상기 제2단부(28)를 향해 그 길이를 따라 감소되는 대략 장방형의 횡기계 방향으로의 유동 영역을 갖는 하류 길이부(L₂)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).
제1항에 있어서, 상기 다수의 튜브(22,23,24,25)는 헤드박스 지지 구조물 내의 구조 부재인 것을 특징으로 하는 헤드박스 튜브뱅크 장치(12).