KR19990028518A - 흡입 박스 - Google Patents
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Abstract
셀룰로오스 섬유질을 포함하는 웨브를 생산하는 기계용 흡입 박스로서, 상기 흡입 박스는 천공 재킷(1)을 구비한 회전 흡입 롤(2)의 내부에 위치하며, 상기 흡입 박스(3)는 상기 흡입 롤의 내부 표면(5)에 반하여 위치한 흡입구(6)를 구비하는 흡입 체임버(4) 및 상기 흡입 체임버 내에 부압력을 발생시키고 상기 흡입 롤 내의 천공들(8)을 통해 물을 상기 흡입 체임버로 흡입하는 흡입 커넥션(7)을 포함한다. 상기 흡입구(6)에는 상기 흡입 롤(2)의 회전 방향과 교차하는 방향으로 배치되어 있으며 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면(5)의 근처에 상기 흡입 롤의 세로 방향으로 흡입 슬릿들(11)을 형성하는 리브들(10)이 제공된다.
Description
종이 기계의 경우, 헤드 박스 뒤 및 프레스 섹션 내 두 곳 모두에 흡입 롤을 사용하여 생산 중인 웨브의 습기를 제거한다. 흡입 롤은 그 재킷의 전체 영역 및 그 내부에 있는 흡입 박스에 천공(perforation)들을 가지는 롤러이며, 상기 흡입 박스는 상기 흡입 롤의 내부 표면에 부착되거나 압착되며, 그들 사이는 밀봉된다. 상기 흡입 박스의 목적은 웨브로부터 물을 흡입하고 웨브를 통해 공기를 끌어당겨 공기와 함께 상기 웨브로부터 습기를 제거하는 것이다.
기계가 증가하는 속도로 작동함에 따라, 다시 말해 롤의 회전 속도가 증가함에 따라, 상기 흡입 롤의 작동은 무력해진다. 진공은 물을 상기 흡입 롤 내의 천공으로, 일부는 롤로, 끌어당긴다. 그러나 원심력에 의해 상기 물의 대부분은 흡입 박스 그 자체 내로 들어가지 않는다. 상기 원심력에 의해 물의 일부분이 상기 흡입 롤 내의 천공 안으로 그리고 상기 흡입 롤의 외부로 되돌아가기도 한다. 이러한 이유로, 상기 웨브로부터 제거된 물은 그 습기를 유지하면서 상기 웨브의 하면에 남게된다. 흡입 단계 이후에, 상기 롤 내부로부터 발산된 물은 다시 상기 웨브 또는 상기 프레스 섹션의 펠트를 적신다. 상기 롤 내의 천공들은 상기 롤을 회전하는 다량의 물을 포함하며, 상기 물의 일부는 상기 웨브 또는 펠트를 적시며 상기 웨브의 공급면을 통과한다. 또한 상기 롤의 천공에 남아있는 물 및 상기 물에 포함되어 있는 분자들은 천공을 막으려 하는 경향을 지니며 상기 흡입 펌프에서 요구하는 힘을 증가시킨다.
상기 흡입 롤의 작동을 강화하기 위해, 상기 흡입 박스 내의 진공 레벨을 증가시키는데, 이는 자연적으로 상기 진공 펌프에 의해 요구되는 힘이 증가한다는 것을 의미한다. 이것이 상기 방법이 생산하는 유일한 효과일 것이다. 기계의 속도를 증가시키는 것은 구동 섹션의 효율성을 증가시킴으로써 또는 기계의 길이나 스팀 소비를 증가시킴으로써 구현된다.
본 발명은 청구항 1의 전문에서 서술하고 있는 흡입 박스에 관한 것이다.
아래에서 본 발명 및 종래 기술은 단순히 종이 기계에 관하여 서술하고 있지만 본 발명을 배타적으로 종이 기계에만 제한하는 것은 아니다. 따라서 본 출원에서 사용하는 '종이 기계'라는 단어는 일반적으로 종이 또는 판지 기계 또는 셀룰로오스 섬유질을 포함하는 웨브(web)를 생산하기 위해 펄프 제조업자들이 사용하는 기계들을 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 흡입 롤(2)의 단면도이다.
본 발명의 목적은 상기의 문제점들을 제거하는 것이다. 본 발명의 구체적인 목적은 흡입 롤에 의해 보다 효율적으로 습웨브를 탈수하고 보다 효율적으로 상기 흡입 롤로부터 상기 흡입 박스로 물을 배수하는 새로운 형태의 흡입 박스를 소개하는 것이다.
본 발명의 독특한 특징에 대하여 청구항을 참조하라.
셀룰로오스 섬유질을 포함하는 웨브를 제조하는 기계에 있어서의 본 발명에 따른 흡입 박스는 천공된 재킷을 구비한 회전 흡입 롤의 내부에 존재한다. 상기 흡입 박스는 흡입 롤의 내부 표면에 반(反)하여 위치한 흡입구를 구비하는 흡입 체임버 및 상기 흡입 체임버 내에 부압력(negative pressure)을 발생시키고 흡입 롤의 천공들을 통해 상기 흡입 체임버 내로 물을 유인하는 흡입 커넥션을 포함한다. 본 발명에 따라, 상기 흡입 박스의 흡입구에는 흡입 롤의 내부 표면 근처에 상기 흡입 롤에 대하여 세로 방향으로 위치한 흡입 슬릿(slit)을 형성하는 리브들 또는 슬랫(slat)들이 제공된다. 따라서 본 발명은 흡입구의 단면 유동 면적을 감소시킴으로써, 유동 속도를 증가시켜 흡입 롤 내의 천공들을 통해 유도된 물이 천공을 거친 후에도 계속하여 같은 방향으로 흘러, 격자의 슬릿으로, 나아가 흡입 박스로 흘러 들어가도록 한다는 관찰 결과에 입각한 것이다.
상기 리브는 상기 흡입구의 전체 길이와 폭을 걸쳐 확장된 격자를 형성하며, 상기 격자에 있어서 상기 리브는 흡입 롤의 내부 표면을 향하여 가리키는 날카로운 전위 에지를 포함하며, 상기 전위 에지는 흡입 롤 내의 천공들로부터 발산되는 물방울을 절삭하거나 잡는 것이 바람직하다.
상기 리브의 날카로운 전위 에지는 상기 흡입 롤의 내부 표면과 일정한 간격으로 위치한다; 이 간격은 예를 들어 1 - 4 mm일 수 있으며, 바람직하게는 2 -3 mm이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 리브의 전위 에지는 상기 흡입 롤의 내부 표면과 직접적으로 접촉한다. 다시 말해 상기 내부 표면과 마찰한다. 재료를 적절하게 선택하여 그들이 마찰할 때 상기 리브가 상기 흡입 롤의 내부 표면을 손상시키지 않도록 구현할 수 있다. 따라서 필요할 때마다 대체할 수 있고 보충할 수 있는 연한 재료로 이루어진 전위 에지를 상기 리브들에 제공할 수 있으며, 또한 전체 리브는 흡입 롤의 내부 표면을 손상시키지 않는 적당한 재료로 구성될 수 있다.
상기 리브의 날카로운 전위 에지로부터 시작하며 물방울과 부딪치는 상기 리브의 전위 표면은 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면과 90°이상의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 물방울은 수직 방향으로 상기 리브들을 때리지 않고, 그 대신 경사각으로 상기 리브와 부딪치는 것이 바람직하다. 이는 물방울의 운동 에너지는 부분적으로 유지되며, 그 운동 방향은 흡입 박스를 향하여 회전한다는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 흡입 박스의 흡입구에는 흡입에 의해 흡수된 물과 증기를 냉각하는 냉각 장치가 제공되며, 자연적으로 이는 압력 강하를 가져오며 흡입 박스의 흡입구 내의 흡입 효과를 증가시킨다.
상기 냉각 장치는 리브 근처에 위치한 물 분무 제트에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 정밀한 물 제트는 희망 방향을 향하는데 흡입 롤의 재킷의 반대 방향으로 그리고 주로 흡입 박스의 흡입 체임버를 향하는 것이 바람직하다.
본 발명의 흡입 박스는 종래 기술과 비교하여 중요한 이점을 가진다. 본 발명을 적용함으로써, 건조될 웨브로부터 상당히 효율적으로 물을 제거하고, 상기 물이 건조되는 웨브로 되돌아가는 것을 허용하지 않으면서 흡입 롤로 흡수된 물을 그것으로부터 제거하는 것이 가능하다. 실시된 예비 테스트에 의하면, 냉각 장치를 사용하지 않고 격자를 사용함으로써, 흡입 롤을 거친 웨브의 용적을 약 2% 증가하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 흡입 박스는 종이 기계의 에너지 소비와, 종이의 품질 및 특성과, 기계의 속도에 중요한 긍정적인 효과를 미친다.
아래에서, 본 발명에 의해 제공되는 흡입 박스의 개략적인 단면을 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 도면은 수 미터, 예를 들어 5 - 10m의 길이를 가지는 원형 재킷 1에 의해 형성된 흡입 롤(2)의 단면도를 도시한다. 상기 전체 재킷 1에는 그 원주 및 길이의 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 위치한 천공들 8이 제공되지만, 본 도면은 단지 재킷의 일부분에만 천공들을 도시한다. 흡입 롤 내부에는, 흡입 체임버 4, 흡입 롤의 내부 표면에 반하여 열린 흡입구 6, 및 상기 흡입 체임버 4내에 진공을 생산하기 위한 흡입 커넥션 7을 포함하는 흡입 박스 3가 제공된다.
상기 흡입구 6의 가장자리에는 내부 표면 5에 대하여 프레스된 밀봉장치 16 및 17들이 제공되며, 또한 상기 흡입구의 말단에도 해당 밀봉장치들이 제공되어, 전체로서의 상기 흡입구는 상기 흡입 롤의 내부 표면 5에 대하여 비교적 단단하게 프레스되도록 한다. 따라서 상기 흡입 체임버 4 내에 존재하는 진공은 상기 흡입 롤 내에 있는 상기 천공 8을 통하여 흡입을 야기시킨다. 상기 밀봉장치들 16 및 17은 밀봉 구조, 다시 말해 압축 공기에 의해 상기 내부 표면 5에 대하여 밀착된 밀봉 구조로 이루어질 수 있다.
다수의 신장된 리브 10들은 상기 흡입구 6 내에 서로 일정한 간격으로, 상기 흡입 롤의 회전 방향 9과 교차하는 방향으로, 상기 흡입구의 전체 길이를 걸쳐 확장되어 배치된다. 상기 리브들은 상기 전체 흡입구를 덮는 격자를 형성하여 상기 흡입구 내에 다수의 신장된 흡입 슬릿 11을 하나씩 제공하도록 한다. 상기 리브들은 코먼지지(common support: 18)에 부착되며, 그들은 상기 흡입 롤의 내부 표면 5을 향하여 가리키는 날카로운 전위 에지 12들을 가진다. 상기 날카로운 에지들은 상기 내부 표면 5으로부터 짧은 거리에 있다. 또한 상기 리브들은 비스듬하게 탑재되어, 상기 날카로운 전위 에지 12로부터 시작하는 전위 표면 13은 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면 5과 90°이상의 각도를 형성한다.
또한 상기 흡입 박스에는 상기 리브들에 의해 구성되는 격자 아래의 흡입구 6 근처에 위치하며 상기 흡입구 6의 전체 길이를 걸쳐 확장되는 두 개의 파이프가 제공되며, 상기 파이프들은 냉각 장치 14를 구성한다. 상기 파이프들에는 상기 흡입 롤 2 및 상기 리브들 10에 의해 구성되는 격자의 반대편을 향해, 다시 말해 주로 상기 흡입 체임버 4를 향하는 제트들 또는 구멍들이 제공된다.
본 도면에 의해 도시되는 흡입 박스의 작동은 아래와 같다. 흡입 롤에 의해 탈수될 와이어 및 와이어 상부의 웨브는 회전 흡입 롤 주위를 이동한다. 흡입 박스 3 내의 부압력은 물을 웨브 및 와이어로부터 상기 흡입구 6과 마주보는 천공들 8로 흡수하면서, 흡입구 6을 통해 천공들 8 내로의 흡입을 발생시킨다. 상기 물은 천공을 통해 상기 흡입 롤의 내부 표면 5으로 흐르며, 상기 리브들 10에 의해 형성된 격자를 통해 상기 흡입구 6의 단면 유동 면적을 감소시킴으로써 비교적 강한 흡입 흐름이 흡입 슬릿을 통해 흡입 체임버 4를 향하여 계속되도록 한다. 상기 흡입 롤의 내부 표면 5상의 물방울이 상기 리브의 날카로운 전위 에지 12들을 동시에 때릴 때, 리브에 의해 방향이 정해지는 상기 흡입 흐름 내의 상기 물방울은 상기 흡입 박스를 통과한다.
처리될 웨브가 비교적 따뜻하고, 부압력이 비교적 높기 때문에, 흡입에 의해 제거될 상기 물의 상당 부분은 스팀의 형태이다. 이러한 이유로, 리브들 아래에 냉각 장치 14가 제공되어 흐르는 스팀을 냉각시킨다. 따라서 상기 스팀을 물로 응축시키며 상기 리브 아래의 흡입구에 다량의 압력 강하를 발생시킨다. 나아가 이는 흡입구가 흡입 롤에 대하여 미치는 영향을 강화하며 또한 따라서 탈수 효과를 가져온다.
상기에서, 첨부된 도면을 참조로 하여 실시예를 통해 설명하였지만, 청구항에 의해 정의되는 발명 사상의 범위 내에서 본 발명의 서로 다른 실시예가 가능하다.
Claims (9)
- 셀룰로오스 섬유질을 포함하는 웨브를 생산하는 기계용 흡입 박스로서, 상기 흡입 박스는 천공된 재킷(1)을 구비한 회전 흡입 롤(2)의 내부에 위치하며, 상기 흡입 박스(3)는 흡입 롤의 내부 표면(5)에 반하여 위치한 흡입구(6)를 구비하는 흡입 체임버(4) 및 상기 흡입 체임버 내에 부압력을 발생시키고 물을 상기 흡입 롤 내에 위치한 천공(8)들을 통해 상기 흡입 체임버로 흡입하는 흡입 커넥션(7)을 포함하는 흡입 박스이며,상기 흡입구(6)에는 상기 흡입 롤(2)의 회전 방향과 교차하는 방향으로 배치되어 있으며 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면(5) 근처에서 상기 흡입 롤의 세로 방향으로 흡입 슬릿들(11)을 형성하는 리브들(10)이 제공되는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 1에 있어서, 상기 리브(10)는 상기 흡입구(6)의 전체 폭과 길이를 걸쳐 확장되는 격자를 구성하는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 1에 있어서, 상기 리브(10)는 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면(5)을 향하여 가리키는 날카로운 전위 에지(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 3에 있어서, 상기 리브의 상기 전위 에지(12)는 상기 흡입 롤의 내부 표면(5)과 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 3에 있어서, 상기 리브의 전위 에지(12)는 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면(15)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 3에 있어서, 상기 날카로운 전위 에지(12)로부터 시작한 전위 표면(13)은 상기 흡입 롤의 상기 내부 표면(5)과 90°이상의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 1에 있어서, 상기 흡입구에는 상기 흡입 롤(2) 내에 있는 천공(8)들을 통해 흡입된 스팀을 냉각하여 부압력을 증가시키기 위한 냉각 장치(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 7에 있어서, 상기 냉각 장치(14)는 상기 리브들 근처에 배치된 물 분무 제트(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
- 청구항 8에 있어서, 상기 제트(15)들은 상기 흡입 체임버(4)를 향하여 상기 리브들(10)과는 떨어진 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 흡입 박스.
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