JP3891955B2 - Paper machine and paper making method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙原料層を走行させながら水分を除去して抄紙を行なう抄紙機及び抄紙方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、抄紙機では、ヘッドボックスから噴射したパルプ懸濁液(紙原料液)をワイヤ等により層状に保持してこの紙原料層(以下、湿紙ともいう)を走行させながら水分を除去して抄紙を行なうようになっている。
抄紙機における脱水手法は種々開発されており、例えば特許文献1には、図8(a)に示すように、フォーマ(フォーミングパート又は紙層形成パートともいう)の最終部における走行路上に、湿紙1表面に蒸気を供給する蒸気ボックス60をそなえた抄紙機が開示されている。
【0003】
このような抄紙機では、蒸気発生源10からの蒸気を、蒸気導入管を通して蒸気ボックス60に供給し、ワイヤ30上に保持されている湿紙1に蒸気を接触させることで凝縮させて伝熱する。
また、フォーマの最終部では、湿紙1は脱水完了前の状態、即ち、脱水が進んで空隙が形成された状態あるいは多孔質の状態になっていると考えられ、サクションボックス70によりワイヤ30を介して湿紙1下面を吸引することで、蒸気はこのような空隙や多孔に入り込み湿紙1内部に浸透する。この結果、蒸気の潜熱が水の顕熱に変換されて湿紙が昇温され、脱水率が向上する。
【0004】
フォーマを走行する湿紙1の脱水率は一様ではなく、一般に湿紙1の幅方向中央部では、幅方向左右端部よりも脱水率が低い。そこで、図8(b)に示すように、脱水率が比較的低いとされる湿紙1の幅方向中央部に幅方向左右側よりも多量の蒸気を接触させるために、蒸気ボックス60内部を幅方向において複数分割して蒸気供給室61を形成し、各蒸気供給室61に対応するバルブ11開度を適宜操作することで、幅方向中央部に位置する蒸気供給室61に、幅方向左右側に位置する蒸気供給室61の蒸気よりも多量の蒸気を供給する技術が開発されている。
【0005】
また、特許文献2にも、このように湿紙に蒸気を接触させることで湿紙を昇温する技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開昭55−137293号公報
【特許文献2】
米国特許第5149401号明細書
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者らは、蒸気加熱による湿紙の脱水率に関する鋭意研究を重ねるうち、脱水率をさらに高めるために蒸気供給量を増加しても、逆に脱水率が低下してしまう場合があることを見出した。これは、蒸気供給量を増加させるとともに、凝縮して水になる量が増加することが原因と考えられる。
【0008】
しかしながら、上述した従来の抄紙機では、このような蒸気供給量に対する脱水率変化については着目しておらず、必ずしも最適な蒸気供給量を設定しているとはいえず、脱水を効率良く行なうという点では課題を残している。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、抄紙機において、紙原料層をより効率良く脱水できるようにした、抄紙機及び抄紙方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の抄紙機は、ヘッドボックスから噴射した紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を除去して抄紙を行なう抄紙機において、該ヘッドボックスから噴射した該紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を脱水して紙層を形成するフォーミングパートに、該水分除去を促進するために該紙原料層(湿紙)を加熱する加熱手段として設けられ、該紙原料層への蒸気の供給を案内するとともに先端の開口部周縁を該ワイヤに当接又は近接させるようにして配置される蒸気ボックスを有してなり該紙原料層に蒸気を供給し該蒸気の凝縮作用により該紙原料層を加熱する蒸気式加熱手段と、該紙原料層が予め設定された目標温度になるように、該蒸気式加熱手段を通過する際の該紙原料層の原料濃度状態に対応して該蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を調整する調整手段と、該紙原料層を挟んで該蒸気ボックスと反対側にそなえられ、該蒸気ボックスから噴射された蒸気を吸引する第1のサクションボックスと、該蒸気ボックスの走行方向下流側端部よりも下流側にそなえられ、該紙原料層の水分を吸収して除去する装置と、をそなえていることを特徴としている。
【0010】
なお、ここでいう蒸気とは、飽和蒸気とは限らず、例えば加熱蒸気,湿り空気等であってもよい。また、上記の紙原料層の原料濃度状態をリアルタイムに検出してこの検出情報に基づいて蒸気供給量を調整したり、あるいは、紙原料層の原料濃度状態を予め求めておき、この予め求められた原料濃度状態に基づいて蒸気供給量を調整したりしてもよい。
【0011】
請求項2記載の本発明の抄紙機は、請求項1記載の構成において、上記の水分を吸収して除去する装置には、第2のサクションボックスが含まれることを特徴としている。
請求項3記載の本発明の抄紙機は、請求項1又は2記載の構成において、上記の水分を吸収して除去する装置には、サクションロールが含まれることを特徴としている。
請求項4記載の本発明の抄紙機は、請求項2又は3記載の構成において、該第2のサクションボックスの吸引力は、該第1のサクションボックスの吸引力よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【0012】
請求項5記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成において、該フォーミングパートは、該紙原料層の両面にワイヤをそなえたツインワイヤフォーマとして構成されていることを特徴としている。なお、本発明は必ずしもツインワイヤに限定されるものではなく、紙原料層の片面だけを保持する片面長網であっても良い。
【0013】
請求項6記載の本発明の抄紙機は、請求項5記載の構成において、該蒸気ボックスの先端の開口部周縁には、該蒸気ボックスの内外をシールするシール手段が設けられていることを特徴としている。
【0014】
請求項7記載の本発明の抄紙機は、請求項6記載の構成において、該シール手段は、該蒸気ボックスの先端開口部周縁に取り付けられて該ワイヤに当接するシール部材であることを特徴としている。
請求項8記載の本発明の抄紙機は、請求項6記載の構成において、該シール手段は、該蒸気ボックスの先端開口部周縁よりも該紙原料層の走行方向上流側に設けられ、気体を噴射することにより該紙原料層の伴流の該蒸気ボックス内への進入を抑制する気体噴射装置であることを特徴としている。また、この場合、気体噴射装置が上流側に向けて湿紙に対する噴射角を約15〜40°として気体を噴射することが好ましい。
【0015】
請求項9記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の構成において、該第1のサクションボックスの該紙原料層の走行方向下流側端部は、該蒸気ボックスの該走行方向下流側端部よりも下流側に配置されていることを特徴としている。
【0017】
請求項10記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜9のいずれか1項に記載の構成において、該蒸気ボックス内が該紙原料層の幅方向に複数に分割されると共に、該第1のサクションボックス内が、該蒸気ボックス内の分割と対応するように該紙原料層の幅方向に複数に分割され、該蒸気ボックス内及び該第1のサクションボックス内の各分割領域単位で蒸気の噴射状態及び蒸気の吸引状態の調整が可能になっていることを特徴としている。
【0018】
請求項11記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の構成において、該蒸気式加熱手段により供給される該蒸気は、該紙原料層に衝突噴流として作用することにより該紙原料層を加熱することを特徴としている。
請求項12記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の構成において、該調整手段を自動調整する制御手段をそなえていることを特徴としている。
【0019】
請求項13記載の本発明の抄紙機は、請求項12記載の構成において、該蒸気式加熱手段の近傍に、該蒸気式加熱手段を通過する際の該紙原料層の原料濃度を検出するための原料濃度検出手段が設けられ、該制御手段は、該原料濃度検出手段による検出情報に基づいて、該紙原料層が該目標温度まで昇温するように該蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を制御することを特徴としている。また、上記の原料濃度検出手段は、例えば水分率センサであり、この水分率センサにより検出された紙原料層の水分率から原料濃度を推定することができる。
【0020】
請求項14記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜13のいずれか1項に記載の構成において、該蒸気式加熱手段の設置箇所よりも該紙原料層の走行方向下流側に、該紙原料層を加熱する加熱手段として、該紙原料層に高温空気を吹き付けて該高温空気の衝突噴流により該紙原料層を加熱する空気噴流式加熱手段がそなえられていることを特徴としている。
【0021】
請求項15記載の本発明の抄紙機は、請求項1〜14のいずれか1項に記載の構成において、該加熱手段として、該紙原料層の一面から加熱を行なう第1の加熱手段と、該紙原料層の他面から加熱を行なう第2の加熱手段とが、設けられていることを特徴としている。
請求項16記載の本発明の抄紙方法は、ヘッドボックスから噴射した紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を除去して抄紙を行なう抄紙方法であって、該ヘッドボックスから噴射した該紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を脱水して紙層を形成するフォーミングパートにおいて該紙原料層が予め設定された目標温度になるように、該加熱対象箇所における該紙原料層に蒸気を供給し該蒸気の凝縮作用により該紙原料層を加熱するとともに該紙原料層を挟んで反対側から噴射された該蒸気を吸引し、さらにその下流側において該紙原料層から水分を吸収して除去することを特徴としている。なお、上述したように、ここでいう蒸気とは、飽和蒸気とは限らず、例えば加熱蒸気,湿り空気等であってもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
〔1〕第1実施形態
図1〜図3は本発明の第1実施形態としての抄紙機を説明するためのもので、図1は抄紙機を模式的に示す構成図、図2は蒸気ボックス及びサクションボックスを模式的に示す図であって、(a)は湿紙走行方向の断面図、(b)は(a)のA−A断面図、図3は湿紙の原料濃度に対する脱水率(脱水促進効果)の変化を示すグラフである。
【0023】
本抄紙機では、図1に示すように、ツインワイヤフォーマを採用しており、パルプ懸濁液(紙原料液)1aがヘッドボックス2によりワイヤ3a,3b間に噴射供給されると、これらワイヤ3a,3b間で層状に保持され湿紙(紙原料層)1の状態となり、この湿紙1は、ワイヤ3a,3bの張力により脱水を行なうフォーミングロール4や、搬送経路を湾曲させることにより脱水を行なうブレードシュー5等により脱水されるようになっている。
【0024】
また、ここではブレードシュー5の下流側において、湿紙1は、蒸気ボックス6により昇温されるとともに、この蒸気ボックス6と湿紙1を挟むように設置されたサクションボックス7により吸引されて脱水される。ここで、本実施形態に係る蒸気ボックス6及びサクションボックス7についてより詳細に説明する。
図2(a),(b)に示すように、加熱手段としての蒸気ボックス(蒸気式加熱手段)6は、蒸気ボックス本体6a,保温体6b,シール部材(シール手段)6cをそなえて構成されている。
【0025】
蒸気ボックス本体6aは、例えば走行方向長さ約100〜1000mmの機長を有し、内部空間が湿紙1幅方向において仕切壁6dにより複数の蒸気供給室6eに分割されている。また、仕切壁6dにより分割された各蒸気供給室6dには、蒸気発生源10からの蒸気を取り入れるための蒸気導入口6fと、ワイヤ3aに対向する面に先端開口部6gとが形成されている。なお、本実施形態では、蒸気ボックス本体6aの先端開口部6gにシール部材6cが装備され、このシール部材6cがワイヤ3aに当接している。
【0026】
また、各蒸気供給室6eに、蒸気発生源10からの蒸気を供給することで、ワイヤ3a,3b及び湿紙1の温度を約40〜100℃に加熱できるようになっている。なお、供給される蒸気を、湿紙1に衝突噴流としても作用させることが可能で、湿紙1を効率良く加熱できるようになっている。
保温体6bは、例えば断熱材又は断熱層を有する保温構造、あるいは電気ヒータ,加熱蒸気ジャケット,高温空気ジャケット等の加温装置であり、蒸気ボックス本体6aの外壁に取付けられ、蒸気ボックス本体6aを保温するようになっている。これにより、蒸気ボックス本体6aの内壁面(即ち、蒸気供給室6eの内壁面)における蒸気凝縮や結露を防止できるようになっている。
【0027】
シール部材6cは、各蒸気供給室6eの先端開口部6g周縁にワイヤ3aと当接するように装着されており、蒸気ボックス本体6a及び各蒸気供給室6eの内外をシールするように機能している。これにより、蒸気ボックス本体6a内部及び各蒸気供給室6e内部の密閉性が確保されるようになっている。なお、このシール部材6cには、シール性の観点からは、例えばゴム等の弾性材料が適しているが、一方で耐熱性も要求されるため、ベークライト等の熱に強い材料も適している。もちろん、耐熱ゴム等の弾性と耐熱性とを併せもつ材料がより好適である。
【0028】
このシール部材6cがない場合、先端開口部6g上流側とワイヤ3aとの隙間から伴流空気が進入するため、蒸気の湿紙1への接触が妨げられるおそれがあるが、上記のシール部材6cを装備することで、各蒸気供給室6e内における湿紙1全体に蒸気を確実に接触させることができる。つまり、蒸気が凝縮して湿紙1に付着する効率(凝縮付着効率)が低下してしまうのを防止できるようになっている。
【0029】
なお、各蒸気供給室6eに接続された供給管毎にバルブ(調整手段)11が設けられており、蒸気ボックス6に供給される蒸気は、蒸気発生源10からこれらのバルブ11を介して供給されるようになっている。また、コントローラ12により各バルブ11の開閉動作を制御することで、蒸気供給室6e内の蒸気供給量を別々に調整できるようになっている。なお、本実施形態でいう蒸気は、飽和蒸気,加熱蒸気,湿り空気のいずれであってもよい。
【0030】
サクションボックス7は、例えば蒸気ボックス6と同様の機長もしくは蒸気ボックス6よりも短い機長を有し、内部空間が湿紙1幅方向において蒸気ボックス本体6aと同様の幅で仕切壁により複数の吸引室7eに分割されている。また、仕切壁7dにより分割された各吸引室7eには、図示しない吸引装置に接続された吸引口7fと、ワイヤ3bに対向する面に先端開口部7gとが形成されている。さらに、サクションボックス7は、先端開口部7gがワイヤ3b面に当接するように設置されている。
【0031】
なお、一般に蒸気ボックス6とワイヤ3a,3bとは等しい幅で設定されるが、例えば蒸気ボックス6の幅がワイヤ3a,3bの幅よりも大きい場合、この先端開口部6gの露出部分から蒸気が漏れてしまうのを防止するために、前記露出部分に当接(又は近接)して蒸気の漏れを防止する部材が備えられていることが好ましい。本実施形態では、サクションボックス7の幅が蒸気ボックス6の幅と略等しく形成されており、このサクションボックス7が上記部材の機能を果たしている。
【0032】
そして、このような蒸気ボックス6及びサクションボックス7により、湿紙1が加熱昇温されて脱水されるようになっている。具体的には、蒸気ボックス6内に供給された蒸気は、ワイヤ3a表面及び湿紙1表面近傍において凝縮して高温水となる。そして、サクションボックス7の吸引作用により高温水が湿紙1内部へ入り込み、この高温水の熱伝達により湿紙1全体が昇温されるとともに、湿紙1内部の水分がサクションボックス7により吸引されて湿紙1が脱水されるようになっている。
【0033】
また、このような蒸気ボックス6内では昇温過程が進行中であり、蒸気ボックス6内に進入した湿紙1は蒸気ボックス6内で次第に昇温されるが、湿紙1全体が昇温されるには遅れが発生する。そこで、本抄紙機では、図1に示すように、蒸気ボックス6内で昇温され脱水効果が高くなった状態の湿紙1を、蒸気ボックス6下流側に設置したサクションロール8,サクションボックス9によりさらに脱水する。つまり、サクションロール8,サクションボックス9はサクション(吸引)することにより湿紙1の水分を湿紙1から吸収して除去するようになっている。これにより、より効率良く脱水することができ、脱水率を向上させることができる。
【0034】
ところで、前述したように、本発明者らは、脱水率をさらに高めるために蒸気供給量を増加しても、却って脱水率が低下してしまう場合があることを見出した。これは、蒸気供給量を増加すると供給熱量を高められる一方で、凝縮して水になる量が増加してしまい水分率の増加を招くためと考えられ、脱水率を向上させるには蒸気供給量をどのように設定するかが重要となる。
【0035】
そこで、一定のサクション条件下において、湿紙1の紙原料濃度に応じて脱水率がどのように変化するかを調べた。その結果を図3に示す。
図3は、蒸気供給量を大とした場合と小とした場合とにおける昇温効果による脱水向上特性と、サクション圧力を一定とした場合の脱水抵抗による脱水低下特性とを示している。
【0036】
例えば、蒸気供給による脱水促進効果の特性は、図3中のラインM1,M2で示すように、蒸気供給量が大きい場合も小さい場合も、原料濃度が高ければ高いほど水分は少なく湿紙1の質量は低いため熱容量は小さくなり、湿紙1の温度上昇は大きくなって、脱水率が高まる(即ち、湿紙1の昇温効果により脱水率が向上する)。ラインM1,M2を比較するとわかるが、当然ながら蒸気供給量が大きい場合(M1)の方が、小さい場合(M2)よりも脱水率は高くなる。
【0037】
一方、サクション圧力を一定とした場合、吸引による脱水促進効果の特性は、図3中のラインSで示すように、原料濃度が高ければ高いほど脱水抵抗は大きくなって、脱水率は低くなる。
したがって、蒸気供給が大の場合、ラインM1で示される蒸気供給による脱水促進効果と、ラインSで示される吸引による脱水促進効果とを足し合わせたものが実質的な脱水促進効果の特性であり、この脱水促進効果は図3中にラインL1で示すように、ある原料濃度まで上昇した後次第に下降するという山なりの特性を持つことになる。
【0038】
同様に、蒸気供給量が小の場合、実質的な脱水促進効果の特性は、このラインM2で示される蒸気供給による脱水促進効果と、ラインSで示される吸引による脱水促進効果とを足し合わせたもの、即ち、ラインL2となる。
一般に、脱水向上率に相当する脱水速度vはダルシー則に従い、式(1)で表わされる。
【0039】
【数1】
【0040】
この式(1)において、上下差圧ΔP,湿紙脱水抵抗係数Rmat,ワイヤ脱水抵抗係数Rwが一定であるとし、脱水速度vと水粘度μとの関係に着目すると、脱水速度vは水粘度μと反比例の関係にある。また、水粘度μと湿紙温度との間には、湿紙温度が高くなると水粘度μは小さくなるという関係がある。つまり、湿紙温度が高くなると脱水速度vは大きくなるという関係がある。
【0041】
通常、このダルシー則に従って、加熱蒸気により湿紙1は昇温されるため脱水速度が大きくなり脱水率が大きくなっていくが、これと同時に、原料濃度が増加するに従って脱水抵抗が増加するため、図3に示すような山なりの特性となり、蒸気供給状態に対応した最も効率のよい原料濃度が存在するのである。
【0042】
したがって、脱水率を向上させるには、このような特性を考慮し、湿紙1の原料濃度に応じて最適な蒸気供給量を設定することが好ましい。このため、本抄紙機には、図1に示すように、蒸気ボックス6上流側近傍に、且つ、湿紙1幅方向において各蒸気供給室6eの位置に対応する位置(即ち、湿紙1の加熱対象箇所)に、湿紙1の水分率〔原料濃度に対応する,原料濃度(%)=100−水分率(%)〕を検出する水分率センサ(原料濃度検出手段)13が設けられている(図1では1つのみ示す)。
【0043】
そして、コントローラ12は、各蒸気供給室6eを通過する湿紙1の温度が目標湿紙温度(湿紙1の原料濃度に対応するように予め設定された目標温度)になるように、各水分率センサ13からの検出情報に基づいて、各バルブ11の開閉動作を調整し各蒸気供給室6eの蒸気供給状態をリアルタイムで制御するようになっている。例えば、ある地点に蒸気供給室6eが配置され、この地点に進入する湿紙1の基準原料濃度が12%であるものとして、もし水分率センサ13により湿紙1の原料濃度が10%であると検出されたら、コントローラ12は蒸気供給量を増加させるようにバルブ11を制御し、もし水分率センサ13により湿紙1の原料濃度が14%であると検出されたら、コントローラ12は蒸気供給量を低減させるようにバルブ11を制御する。
【0044】
また、蒸気ボックス6内及びサクションボックス7内の各分割領域単位で蒸気の噴射状態及び蒸気の吸引状態を調整することができるので、湿紙1幅方向における脱水調整を容易に行なうことができる。
【0045】
さらに、ワイヤ3aを介して湿紙1に蒸気を供給するので、蒸気ボックス6の先端開口部6g周縁と湿紙1とが接触して湿紙1が破壊されてしまうことはなく、また、高温の蒸気が湿紙1に直接接触することにより生じるパルプの変質や変色を防止することができる。つまり、従来のような湿紙1に直接蒸気を吹き付ける構成の場合、湿紙1に損傷を与えないように蒸気ボックス6と湿紙1との間に隙間を設ける必要があり蒸気放出が多大であったが、本抄紙機では湿紙1の両面をワイヤ3a,3bで支持するツインワイヤを用いているため、蒸気ボックス6をワイヤに接触させることで湿紙1に損傷を与えないようにして上記の隙間をなくすことができ、従来に比べて蒸気放出量を抑制できる。すなわち、蒸気の損失を防止でき、供給蒸気を効率良く利用することができる。
【0046】
また、蒸気ボックス6のシール部材6cにより蒸気ボックス6内の密閉性が確保されるので、蒸気ボックス6の内部から外部への蒸気放出をさらに抑制することができる。
【0047】
さらに、従来は、湿紙1内部に蒸気を浸透させることにより湿紙1を昇温して脱水する点に着目しているため、蒸気が浸透しやすい状態、即ち、フォーマ最終部の湿紙1の「脱水完了前」であって湿紙1が多孔質の状態又は空隙が形成された状態となる位置に蒸気ボックス60及びサクションボックス70〔図8(a),(b)参照〕を設置する必要があった。一方、本抄紙機では、サクションボックス7の吸引作用により、湿紙1表面付近で凝縮した高温水と湿紙1内部の水分とを置換することで湿紙1を昇温して脱水する点についても着目しているため、従来のように必ずしも湿紙1内部に蒸気を浸透させる必要がない。
【0048】
つまり、従来は蒸気ボックスを脱水完了前の位置(即ち、フォーマ出口付近)に設置しなければならなかったのに対して、本発明によれば、より上流側に設置することが可能である。これにより、フォーマにおける湿紙1の脱水を上流側から促進することが可能になる。しかも、本抄紙機では、上述のように湿紙1の原料濃度状態に応じて最適な蒸気供給を行なうので、加熱脱水効率を高めることができる。したがって、フォーマにおける脱水を極めて効率良く行なうことが可能になり、ひいてはフォーマのコンパクト化が可能となり、フォーマの設置スペースを縮小できる効果もある。
【0049】
また、本抄紙機の蒸気凝縮による熱伝達効率は、従来の蒸気浸透による熱伝達効率の約25倍であり、従来と比べると非常に高効率である。したがって、従来は湿紙1の昇温が不十分であったためサクションボックス70下流側にサクションボックス9を設置したとしても高い脱水効果は得られないが、本抄紙機では湿紙1が十分に昇温されているため、サクションボックス7下流側のサクションロール8やサクションボックス14により高い脱水効果が得られ、湿紙1の脱水を促進することが可能である。
【0050】
なお、本実施形態では蒸気ボックス6及びサクションボックス7の内部空間を分割して各分割領域単位で蒸気の噴射状態及び蒸気の吸引状態の調整を行なう構成としたが、湿紙1幅方向における原料濃度差を無視できる場合にはこれらの内部空間を分割しない(即ち、仕切壁6d,7dを設けない)構成としてもよい。また、この場合、各水分率センサ13から代表原料濃度(例えば湿紙の幅方向中央部)を得て、この代表原料濃度に基づいて目標湿紙温度まで昇温するのに必要な蒸気供給状態を設定するようにしてもよい。あるいは、湿紙1幅方向において1箇所(例えば湿紙1の幅方向中央部)のみに水分率センサ13を設置し、この水分率センサ13から得られる原料濃度に基づいて目標湿紙温度まで昇温するのに必要な蒸気供給状態を設定するようにしてもよい。
【0051】
さらに、本実施形態では、水分率センサ13からの検出情報に基づいてコントローラ12によりバルブ11の開閉動作を自動調整するように構成したが、水分率センサ13からの検出情報に基づいてバルブ開閉動作を作業者が手動で行なうようにしてもよい。
また、本実施形態では、蒸気ボックス6及びサクションボックス7を、紙層を形成するフォーマにそなえる構成としたが、フォーマ下流側のプレスパート(フォーマで紙層形成された紙原料層を加圧して水分をさらに脱水するパート)にそなえてももちろんよい。
【0052】
〔2〕第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態としての抄紙機について説明する。
図4に示すように、本抄紙機は、第1実施形態の構成に加えて、サクションボックス7下流側の近接した位置にさらにもう1つのサクションボックス7Aを備えて構成されている。
【0053】
第1実施形態でも説明したように、蒸気ボックス6内では昇温過程が進行中であり、蒸気ボックス6内に進入した湿紙1は蒸気ボックス6内で次第に昇温されるが湿紙1全体が昇温されるまでには遅れが発生する。そこで、本抄紙機では、蒸気ボックス6内で昇温され脱水効果が高くなった状態の湿紙1を、サクションボックス7Aによりさらに脱水するようになっている。また、サクションボックス7Aは、脱水効果が高くなった状態の湿紙1を吸引するので、サクションボックス7の吸引力と等しくてもさらなる脱水を行なうことが可能であるが、サクションボックス7Aの吸引力をサクションボックス7の吸引力よりも大きく設定することが好ましい。これにより、より効率良く脱水することができ、脱水率を向上させることができる。
【0054】
〔3〕第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態としての抄紙機について説明する。
図5に示すように、本抄紙機は、第1実施形態の構成において、サクションボックス7の下流側端部が、蒸気ボックス6の下流側端部よりも下流側にくるように配置されて構成されている。
【0055】
上述したように、蒸気ボックス6で湿紙1全体が昇温されるまでには遅れが発生するため、サクションボックス7を下流側へずらして配置することで、より効率良く湿紙1を脱水することができ、脱水率をより向上させることができる。
なお、本実施形態では、第1実施形態に係るサクションボックス7を下流側へ所定距離だけずらして配置する構成としたが、第1実施形態に係るサクションボックス7の上流側端部はそのままの位置で固定し、サクションボックス7の下流側端部だけを蒸気ボックス6の下流側端部よりも下流側に位置するように構成してもよい。
【0056】
〔4〕第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態としての抄紙機について説明する。
図6に示すように、本抄紙機は、第1実施形態の構成において、蒸気ボックス6上流側端部の近傍に、上流側に向けて気体を噴射する気体噴射装置(シール手段)14を備えて構成されている。また、この気体噴射装置14が、上流側に向けて湿紙に対する噴射角θを約15〜40°として気体を噴射することが好ましい。
【0057】
これにより、伴流空気の蒸気ボックス6内への進入をより確実に抑制することができる。なお、この気体噴射装置14により伴流空気を十分に抑制できる場合は、蒸気ボックス6上流側のシール部材6cはなくてもよい。
【0058】
〔5〕第5実施形態
次に、本発明の第5実施形態としての抄紙機について説明する。
図7に示すように、本抄紙機は、第1実施形態に係る蒸気ボックス6及びサクションボックス7のユニットを2組備えて構成されている。具体的には、蒸気ボックス6(第1の加熱手段)6及びサクションボックス7のユニットと、蒸気ボックス(第2の加熱手段)6′及びサクションボックス7′とを設け、また、蒸気ボックス6により湿紙1の一面側に蒸気を供給するとともに、蒸気ボックス6′により湿紙1の他面側にも蒸気を供給する構成とする。これにより、湿紙1の両面を均一に脱水することができ、表裏差の少ない両面均一な製品を製造することが可能となる。
【0059】
〔6〕その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0060】
一般に、蒸気ボックス6の設置位置は設計上予め決められることになるが、この設置位置における湿紙1の原料濃度(基準原料濃度)も設計段階で予測できるため、抄紙機では、この基準原料濃度に対応する目標湿紙温度となるように蒸気供給が行なわれればよい。本実施形態では、水分率センサ13により実際の湿紙1の原料濃度状態を検出し、蒸気ボックス6を通過する湿紙1の原料濃度が上記の基準原料濃度とずれが生じた場合、このずれを補正するためにフィードバク制御により蒸気ボックス6の蒸気供給量を調整するように構成したが、このような原料濃度のずれがほとんど無視できる場合、水分率センサ13を設けずに、オープンループで常に一定の蒸気を供給するように構成してもよい。
【0061】
また、湿紙1の温度を検出する手段を設け、この検出情報に基づくフィードバック制御により、湿紙1が目標湿紙温度となるように蒸気供給を調整してもよい。このようにしても、効率良く湿紙1を昇温して脱水することが可能であり、脱水率を向上させることができる。
【0062】
また、蒸気ボックス6の下流側に、高温空気を湿紙1に吹き付けて高温空気の衝突噴流により湿紙1を加熱する空気噴流式加熱手段を設けてもよい。このように構成することで、蒸気ボックス6で昇温状態となった湿紙1をさらに昇温することができ、サクションロール8やサクションボックス9等による脱水効率を向上させることが可能となる。
【0063】
さらに、蒸気ボックス6は湿紙1の水分率が高い状態で用いると効果が高いため湿紙1の水分率が高いフォーマに設置するのが好ましいが、プレスパート上流部(入口付近)に設置してもよい。また、空気噴流式加熱手段は、フォーマにおける湿紙1の水分率よりも低い状態に用いると効果が高いためフォーマよりも湿紙1の水分率が低いプレスパートに設置するのが好ましいが、フォーマ下流部(出口付近)に設置してもよい。
【0064】
また、上記の実施形態では、蒸気ボックス6内の密閉性を確保するためにシール部材をワイヤ3aに当接するように構成したが、蒸気ボックス6内の密閉性が確保できれば、シール部材6cをワイヤ3aに近接するように構成してもよい。また、蒸気ボックス6の先端開口部6gがワイヤ3aに当接又は近接することで蒸気ボックス6内の密閉性を確保できれば、特にシール部材6cを設けなくてもよい。
【0065】
また、本発明は必ずしもツインワイヤに限定されるものではなく、紙原料層の片面だけを保持する片面長網であっても良い。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜5記載の本発明の抄紙機によれば、水分を除去するパートで、調整手段により、紙原料層が予め設定された目標温度になるように、蒸気式加熱手段を通過する際の紙原料層の原料濃度状態に対応して蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を調整するので、より効率良く紙原料層を昇温して脱水することが可能である。これにより、脱水率を向上させることができる。
また、蒸気式加熱手段には紙原料層への蒸気の供給を案内する蒸気ボックスが設けられ、該蒸気ボックスは、先端の開口部周縁をワイヤに当接又は近接させるようにして配置されているので、蒸気を効率良く紙原料層へ供給することができる。
さらに、第1のサクションボックスにより、紙原料層を挟んで蒸気ボックスと反対側に蒸気ボックスから噴射された蒸気を吸引するので、紙原料層表面で凝縮した高温水を紙原料層内部まで浸透させることができる。
加えて、蒸気ボックスの走行方向下流に、上記の第1のサクションボックスの他にさらに紙原料層の水分を吸収して除去する装置がそなえられているので、紙原料層全体が昇温した状態で脱水が可能となる。
特に、請求項4記載の本発明の抄紙機によれば、紙原料層の走行方向第2のサクションボックスの吸引力は、上流側の第1のサクションボックスの吸引力よりも大きく設定されているので、上流側の蒸気ボックスで昇温状態となった紙原料層の水分をさらに脱水することができ、脱水率をより向上させることができる。
【0067】
請求項6記載の本発明の抄紙機によれば、蒸気ボックスの先端の開口部周縁には、蒸気ボックスの内外をシールするシール手段が設けられているので、蒸気をより効率良く紙原料層へ供給することができる。
【0068】
請求項7記載の本発明の抄紙機によれば、シール手段は、蒸気ボックスの先端開口部周縁に取り付けられてワイヤに当接するシール部材であるので、蒸気ボックス内の密閉性を高めることができ、蒸気を紙原料層に効率良く供給することができる。
請求項8記載の本発明の抄紙機によれば、シール手段は、蒸気ボックスの先端開口部周縁よりも紙原料層の走行方向上流側に設けられ、気体を噴射することにより紙原料層の伴流の蒸気ボックス内への進入を抑制する気体噴射装置であるので、伴流空気の蒸気ボックス内への進入をより確実に抑制することができ、蒸気を紙原料層に効率良く供給することができる。
【0069】
請求項9記載の本発明の抄紙機によれば、第1のサクションボックスの紙原料層の走行方向下流側端部は、蒸気ボックスの走行方向下流側端部よりも下流側に配置されているので、昇温状態の紙原料層の水分をさらに脱水することができ、脱水率をより向上させることができる。
【0071】
請求項10記載の本発明の抄紙機によれば、蒸気ボックス内が紙原料層の幅方向に複数に分割されると共に、第1のサクションボックス内が、蒸気ボックス内の分割と対応するように紙原料層の幅方向に複数に分割され、蒸気ボックス内及び第1のサクションボックス内の各分割領域単位で蒸気の噴射状態及び蒸気の吸引状態の調整が可能になっているので、各分割領域単位で脱水率を調整することができる。
【0072】
請求項11記載の本発明の抄紙機によれば、蒸気式加熱手段により供給される蒸気は、紙原料層に衝突噴流として作用することにより紙原料層を加熱するので、より効率良く紙原料層を昇温させて脱水することができる。
請求項12記載の本発明の抄紙機によれば、調整手段を自動調整する制御手段をそなえているので、蒸気供給状態を自動で調整することができる。
【0073】
請求項13記載の本発明の抄紙機によれば、制御手段は、原料濃度検出手段による検出情報に基づいて、紙原料層が該目標温度まで昇温するように蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を制御するので、最適な脱水効率が得られる蒸気供給状態に調整することができる。
請求項14記載の本発明の抄紙機によれば、蒸気式加熱手段の設置箇所よりも紙原料層の走行方向下流側に、紙原料層を加熱する加熱手段として、紙原料層に高温空気を吹き付けて高温空気の衝突噴流により紙原料層を加熱する空気噴流式加熱手段がそなえられているので、蒸気式加熱手段において昇温状態となった紙原料層をさらに昇温して脱水することができ、脱水率をさらに向上させることができる。
【0074】
請求項15記載の本発明の抄紙機によれば、加熱手段として、紙原料層の一面から加熱を行なう第1の加熱手段と、紙原料層の他面から加熱を行なう第2の加熱手段とが、設けられているので、紙原料層の両面を均一に脱水することが可能である。
請求項16記載の本発明の抄紙方法によれば、紙原料層が予め設定された目標温度になるように、加熱対象箇所における紙原料層に蒸気を供給し蒸気の凝縮作用により紙原料層を加熱して、その後、紙原料層から水分を吸収して除去するので、より効率良く紙原料層を昇温して脱水することが可能である。これにより、脱水率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としての抄紙機を模式的に示す構成図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る蒸気ボックス及びサクションボックスを模式的に示すもので、(a)は湿紙走行方向の断面図、(b)は(a)のA−A断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態としての湿紙の原料濃度に対する脱水率(脱水促進効果)の変化を示すグラフである。
【図4】本発明の第2実施形態としての抄紙機を模式的に示す構成図である。
【図5】本発明の第3実施形態としての抄紙機を模式的に示す構成図である。
【図6】本発明の第4実施形態としての抄紙機を模式的に示す構成図である。
【図7】本発明の第5実施形態としての抄紙機を模式的に示す構成図である。
【図8】従来の抄紙機に係る蒸気ボックス及びサクションボックスを模式的に示すもので、(a)は湿紙走行方向の断面図、(b)は(a)のA−A断面図である。
【符号の説明】
1 湿紙(紙原料層)
1a パルプ懸濁液(紙原料液)
2 ヘッドボックス
3a,3b ワイヤ
4 フォーミングロール
5 ブレードシュー
6,6′,60 蒸気ボックス(蒸気式加熱手段)
6a 蒸気ボックス本体
6b 保温体
6c シール部材(シール手段)
6d 仕切壁
6e 蒸気供給室
6f 蒸気導入口
6g 先端開口部
7,7A,7′,70 サクションボックス
7d 仕切壁
7e 吸引室
7f 吸引口
7g 先端開口部
8 サクションロール
9 サクションボックス
10 蒸気発生源
11 バルブ(調整手段)
12 コントローラ(制御手段)
13 水分率センサ(原料濃度検出手段)
14 気体噴射装置(シール手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a paper machine and a paper making method for performing paper making by removing moisture while running a paper raw material layer.
[0002]
[Prior art]
In general, in a paper machine, a pulp suspension (paper raw material liquid) sprayed from a head box is held in layers by a wire or the like, and moisture is removed while running the paper raw material layer (hereinafter also referred to as wet paper). Paper making is done.
Various dewatering methods have been developed for paper machines. For example, in
[0003]
In such a paper machine, the steam from the
In the final part of the former, the
[0004]
The dewatering rate of the
[0005]
[0006]
[Patent Document 1]
JP 55-137293 A
[Patent Document 2]
US Pat. No. 5,149,401
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, while the present inventors have repeatedly conducted extensive research on the dewatering rate of wet paper by steam heating, even if the steam supply amount is increased to further increase the dewatering rate, the dewatering rate may decrease. I found out. This is considered to be caused by an increase in the amount of steam supplied and an increase in the amount of condensed water.
[0008]
However, the above-described conventional paper machine does not pay attention to such a dehydration rate change with respect to the steam supply amount, and it cannot be said that an optimum steam supply amount is necessarily set, and the dewatering is performed efficiently. In terms, there are still challenges.
The present invention has been conceived in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a paper machine and a paper making method in which a paper raw material layer can be dehydrated more efficiently in a paper machine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the paper machine of the present invention according to
[0010]
Note that the steam here is not limited to saturated steam, and may be, for example, heated steam, moist air, or the like. In addition, the raw material concentration state of the paper raw material layer is detected in real time and the steam supply amount is adjusted based on this detection information, or the raw material concentration state of the paper raw material layer is obtained in advance, and this is obtained in advance. The steam supply amount may be adjusted based on the raw material concentration state.
[0011]
The paper machine of the present invention described in
According to a third aspect of the present invention, there is provided a paper machine according to the first or second aspect, wherein the apparatus for absorbing and removing moisture includes a suction roll.
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second or third aspect, the suction force of the second suction box is set larger than the suction force of the first suction box. It is characterized by.
[0012]
Claim5The paper machine according to the present invention described in claimIn any one of 1-4In the described configuration, the forming part is configured as a twin wire former having wires on both sides of the paper raw material layer. The present invention is not necessarily limited to the twin wire, and may be a single-sided long net that holds only one side of the paper raw material layer.
[0013]
ContractClaim6The paper machine according to the present invention described in claim5In the described configuration, sealing means for sealing the inside and outside of the steam box is provided at the periphery of the opening at the tip of the steam box.
[0014]
Claim7The paper machine according to the present invention described in claim6In the described configuration, the sealing means is a sealing member that is attached to the peripheral edge of the tip opening of the steam box and abuts against the wire.
Claim8The paper machine according to the present invention described in claim6In the configuration described above, the sealing means is provided upstream of the peripheral edge of the opening of the steam box in the running direction of the paper raw material layer, and the steam box in the wake of the paper raw material layer by jetting gas It is characterized by being a gas injection device that suppresses entry into the interior. In this case, it is preferable that the gas injection device injects the gas toward the upstream side with an injection angle with respect to the wet paper being about 15 to 40 °.
[0015]
ContractThe paper machine of the present invention according to claim 9 is a claim.In any one of 1-8In the described configuration, theFirstThe downstream end portion in the running direction of the paper raw material layer of the suction box is characterized in that it is disposed downstream of the downstream end portion in the running direction of the steam box.
[0017]
Claim10The paper machine according to the present invention described in claim1-9In the configuration according to any one of the above, the inside of the steam box is divided into a plurality in the width direction of the paper raw material layer, and theFirstThe inside of the suction box is divided into a plurality in the width direction of the paper raw material layer so as to correspond to the division in the steam box.FirstIt is characterized in that the steam injection state and the steam suction state can be adjusted for each divided region in the suction box.
[0018]
Claim 11The paper machine according to the present invention described in claim 110In the configuration according to any one of the above, the steam supplied by the steam heating means heats the paper raw material layer by acting as a collision jet on the paper raw material layer.
Claim 12The paper machine according to the present invention described in
[0019]
Claim 13The paper machine according to the present invention described in claim 12In the configuration described above, a raw material concentration detecting means for detecting a raw material concentration of the paper raw material layer when passing through the steam heating means is provided in the vicinity of the steam heating means. Based on the detection information by the raw material concentration detection means, the steam supply state by the steam heating means is controlled so that the paper raw material layer is heated to the target temperature. Further, the raw material concentration detecting means is, for example, a moisture content sensor, and the raw material concentration can be estimated from the moisture content of the paper raw material layer detected by the moisture content sensor.
[0020]
Claim 14The paper machine according to the present invention described in
[0021]
Claim 15The paper machine according to the present invention described in
Claim 16Papermaking of the present invention as describedMethodIs a paper-making method in which the paper raw material liquid ejected from the head box is held in layers and paper is made by removing moisture while the paper raw material layer is runningSoAndIn a forming part in which the paper raw material liquid ejected from the head box is held in layers and water is dehydrated while the paper raw material layer is running to form a paper layer.Steam is supplied to the paper raw material layer at the location to be heated so that the paper raw material layer reaches a preset target temperature, and the paper raw material layer is heated by the condensing action of the steam.And sucking the vapor jetted from the opposite side across the paper raw material layer,furtherThatOn the downstream sideIt is characterized by absorbing and removing moisture from the paper raw material layer. As described above, the steam here is not limited to saturated steam, but may be, for example, heated steam, humid air, or the like.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] First embodiment
1 to 3 are diagrams for explaining a paper machine as a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing the paper machine, and FIG. 2 is a schematic diagram of a steam box and a suction box. FIG. 3A is a cross-sectional view in the wet paper running direction, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A, and FIG. It is a graph which shows.
[0023]
In this paper machine, as shown in FIG. 1, a twin wire former is adopted, and when a pulp suspension (paper raw material liquid) 1a is jetted and supplied between the
[0024]
Here, on the downstream side of the
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a steam box (steam heating means) 6 as a heating means comprises a
[0025]
The steam box
[0026]
Moreover, the temperature of the
The
[0027]
The
[0028]
Without the
[0029]
A valve (adjusting means) 11 is provided for each supply pipe connected to each
[0030]
The
[0031]
In general, the
[0032]
Then, the
[0033]
Further, the temperature raising process is in progress in such a
[0034]
By the way, as described above, the present inventors have found that the dehydration rate may decrease even if the steam supply amount is increased in order to further increase the dehydration rate. This is thought to be because the amount of heat supplied increases as the amount of steam supplied increases, while the amount of water that condenses into water increases, leading to an increase in moisture content. How to set is important.
[0035]
Therefore, it was examined how the dehydration rate changes according to the paper raw material concentration of the
FIG. 3 shows dehydration improvement characteristics due to the temperature rise effect when the steam supply amount is large and small, and dehydration reduction characteristics due to the dehydration resistance when the suction pressure is constant.
[0036]
For example, as shown by the lines M1 and M2 in FIG. 3, the characteristics of the dehydration promoting effect due to the steam supply are less in moisture content as the raw material concentration is higher, regardless of whether the steam supply amount is large or small. Since the mass is low, the heat capacity is reduced, the temperature rise of the
[0037]
On the other hand, when the suction pressure is constant, as shown by the line S in FIG. 3, the characteristic of the dehydration promoting effect by suction increases the dehydration resistance and the dehydration rate as the raw material concentration increases.
Therefore, when the steam supply is large, the sum of the dehydration promoting effect by the steam supply shown by the line M1 and the dehydration promoting effect by the suction shown by the line S is a characteristic of the substantial dehydration promoting effect, As shown by the line L1 in FIG. 3, this dehydration promoting effect has a mountainous characteristic that it gradually decreases after increasing to a certain raw material concentration.
[0038]
Similarly, when the steam supply amount is small, the characteristics of the substantial dehydration promotion effect are the sum of the dehydration promotion effect by the steam supply shown by the line M2 and the dehydration promotion effect by the suction shown by the line S. That is, the line L2.
In general, the dewatering speed v corresponding to the dewatering improvement rate is expressed by equation (1) according to Darcy's law.
[0039]
[Expression 1]
[0040]
In this equation (1), the vertical pressure difference ΔP, the wet paper web dewatering resistance coefficient Rmat, Wire dehydration resistance coefficient RwIs constant, and paying attention to the relationship between the dehydration rate v and the water viscosity μ, the dehydration rate v is inversely proportional to the water viscosity μ. Further, there is a relationship between the water viscosity μ and the wet paper temperature that the water viscosity μ decreases as the wet paper temperature increases. That is, there is a relationship that the dewatering speed v increases as the wet paper temperature increases.
[0041]
Usually, according to the Darcy law, the
[0042]
Therefore, in order to improve the dehydration rate, it is preferable to set an optimum steam supply amount according to the raw material concentration of the
[0043]
Then, the
[0044]
In addition, since the steam injection state and the steam suction state can be adjusted for each divided region in the
[0045]
Further, since steam is supplied to the
[0046]
Moreover, since the sealing property in the
[0047]
Further, conventionally, attention has been paid to the point that the
[0048]
That is, in the past, the steam box had to be installed at a position before the completion of dehydration (that is, near the former outlet), but according to the present invention, it can be installed more upstream. Thereby, dehydration of the
[0049]
Moreover, the heat transfer efficiency by the steam condensation of this paper machine is about 25 times the heat transfer efficiency by the conventional steam permeation, which is very high compared to the conventional one. Therefore, since the temperature of the
[0050]
In the present embodiment, the internal space of the
[0051]
Further, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the
[0052]
[2] Second embodiment
Next, a paper machine as a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 4, in addition to the configuration of the first embodiment, the present paper machine is configured to further include another
[0053]
As described in the first embodiment, the temperature raising process is in progress in the
[0054]
[3] Third embodiment
Next, a paper machine as a third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 5, the paper machine is configured such that, in the configuration of the first embodiment, the downstream end of the
[0055]
As described above, since there is a delay until the entire
In the present embodiment, the
[0056]
[4] Fourth embodiment
Next, a paper machine as a fourth embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 6, the paper machine includes a gas injection device (seal means) 14 for injecting gas toward the upstream side in the vicinity of the upstream end of the
[0057]
Thereby, the approach of the wake air into the
[0058]
[5] Fifth embodiment
Next, a paper machine as a fifth embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 7, the paper machine is configured to include two sets of a
[0059]
[6] Other
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0060]
Generally, the installation position of the
[0061]
Also, a means for detecting the temperature of the
[0062]
Moreover, you may provide the air jet type heating means which sprays high temperature air on the
[0063]
Further, the
[0064]
Further, in the above embodiment, the sealing member is configured to abut on the
[0065]
The present invention is not necessarily limited to the twin wire, and may be a single-sided long net that holds only one side of the paper raw material layer.
[0066]
【The invention's effect】
As detailed above,
Further, the steam heating means is provided with a steam box for guiding the supply of steam to the paper raw material layer, and the steam box is arranged so that the peripheral edge of the opening at the tip is in contact with or close to the wire. Therefore, steam can be efficiently supplied to the paper raw material layer.
Further, the first suction box sucks the steam injected from the steam box on the opposite side of the steam box across the paper material layer, so that the high temperature water condensed on the surface of the paper material layer penetrates into the inside of the paper material layer. be able to.
In addition, in addition to the first suction box, a device for absorbing and removing moisture from the paper raw material layer is provided downstream of the steam box in the running direction, so that the temperature of the entire paper raw material layer is raised. Can be dehydrated.
In particular, according to the paper machine of the present invention described in claim 4, the suction force of the second suction box in the running direction of the paper raw material layer is set to be larger than the suction force of the first suction box on the upstream side. Therefore, it is possible to further dehydrate the water content of the paper raw material layer heated in the upstream steam box, and to further improve the dehydration rate.
[0067]
ContractClaim6According to the described paper machine of the present invention, since the sealing means for sealing the inside and outside of the steam box is provided at the periphery of the opening at the tip of the steam box, steam can be supplied to the paper raw material layer more efficiently. Can do.
[0068]
Claim7According to the paper machine of the present invention described above, the sealing means is a sealing member that is attached to the peripheral edge of the opening of the end of the steam box and abuts against the wire. The paper raw material layer can be efficiently supplied.
Claim8According to the paper machine of the present invention described above, the sealing means is provided on the upstream side in the running direction of the paper raw material layer from the peripheral edge of the opening of the steam box, and the wake vapor of the paper raw material layer is injected by injecting gas. Since the gas injection device suppresses entry into the box, entry of wake air into the steam box can be more reliably suppressed, and steam can be efficiently supplied to the paper raw material layer.
[0069]
ContractAccording to the paper machine of the present invention described in claim 9,FirstSince the downstream end portion in the running direction of the paper raw material layer of the suction box is disposed downstream of the downstream end portion in the running direction of the steam box, the moisture in the heated paper raw material layer can be further dehydrated. And the dehydration rate can be further improved.
[0071]
Claim10According to the paper machine of the present invention described, the inside of the steam box is divided into a plurality in the width direction of the paper raw material layer,FirstThe inside of the suction box is divided into a plurality of width directions of the paper raw material layer so as to correspond to the division in the steam box.FirstSince the steam injection state and the steam suction state can be adjusted for each divided region unit in the suction box, the dehydration rate can be adjusted for each divided region unit.
[0072]
Claim11According to the described paper machine of the present invention, the steam supplied by the steam heating means heats the paper raw material layer by acting as a collision jet on the paper raw material layer, so that the temperature of the paper raw material layer is increased more efficiently. Can be dehydrated.
Claim 12According to the paper machine of the present invention described above, since the control means for automatically adjusting the adjusting means is provided, the steam supply state can be automatically adjusted.
[0073]
Claim 13According to the described paper machine of the present invention, the control means controls the steam supply state by the steam heating means based on the detection information by the raw material concentration detection means so that the paper raw material layer is heated to the target temperature. Therefore, it can be adjusted to a steam supply state in which optimum dewatering efficiency can be obtained.
Claim 14According to the paper machine of the present invention, the high temperature air is blown to the paper raw material layer as a heating means for heating the paper raw material layer on the downstream side in the running direction of the paper raw material layer from the installation location of the steam heating means. Air jet type heating means for heating the paper raw material layer by the impinging jet of air is provided, so the paper raw material layer that has been heated in the steam type heating means can be further heated to dehydrate it. The rate can be further improved.
[0074]
Claim 15According to the paper machine of the present invention, the first heating means for heating from one side of the paper raw material layer and the second heating means for heating from the other side of the paper raw material layer are provided as the heating means. Therefore, both surfaces of the paper raw material layer can be dehydrated uniformly.
Claim 16According to the papermaking method of the present invention described, steam is supplied to the paper raw material layer at the location to be heated so that the paper raw material layer reaches a preset target temperature, and the paper raw material layer is heated by the condensation action of the steam. Thereafter, moisture is absorbed and removed from the paper raw material layer, so that the temperature of the paper raw material layer can be increased and dehydrated more efficiently. Thereby, a dehydration rate can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a paper machine as a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B schematically show a steam box and a suction box according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a cross-sectional view in the wet paper running direction, and FIG. FIG.
FIG. 3 is a graph showing a change in dewatering rate (dehydration promoting effect) with respect to the raw paper concentration of the wet paper as the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a paper machine as a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a paper machine as a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a paper machine as a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram schematically showing a paper machine as a fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B schematically show a steam box and a suction box according to a conventional paper machine, where FIG. 8A is a cross-sectional view in the wet paper running direction, and FIG. 8B is a cross-sectional view along AA in FIG. .
[Explanation of symbols]
1 Wet paper (paper raw material layer)
1a Pulp suspension (paper raw material liquid)
2 Headbox
3a, 3b wire
4 Forming roll
5 Blade shoe
6, 6 ', 60 Steam box (steam heating means)
6a Steam box body
6b Insulation body
6c Seal member (sealing means)
6d partition wall
6e Steam supply room
6f Steam inlet
6g Tip opening
7,7A, 7 ', 70 Suction box
7d partition wall
7e Suction chamber
7f Suction port
7g Tip opening
8 Suction roll
9 Suction box
10 Steam source
11 Valve (Adjustment means)
12 Controller (control means)
13 Moisture content sensor (raw material concentration detection means)
14 Gas injection device (sealing means)
Claims (16)
該ヘッドボックスから噴射した該紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を脱水して紙層を形成するフォーミングパートに、該水分除去を促進するために該紙原料層を加熱する加熱手段として設けられ、該紙原料層への蒸気の供給を案内するとともに先端の開口部周縁を該ワイヤに当接又は近接させるようにして配置される蒸気ボックスを有してなり該紙原料層に蒸気を供給し該蒸気の凝縮作用により該紙原料層を加熱する蒸気式加熱手段と、
該紙原料層が予め設定された目標温度になるように、該蒸気式加熱手段を通過する際の該紙原料層の原料濃度状態に対応して該蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を調整する調整手段と、
該紙原料層を挟んで該蒸気ボックスと反対側にそなえられ、該蒸気ボックスから噴射された蒸気を吸引する第1のサクションボックスと、
該蒸気ボックスの走行方向下流側端部よりも下流側にそなえられ、該紙原料層の水分を吸収して除去する装置と、をそなえている
ことを特徴とする、抄紙機。In the paper machine that holds the paper raw material liquid jetted from the head box in layers and removes moisture while running this paper raw material layer,
In order to promote the removal of moisture in the forming part that forms the paper layer by dehydrating the paper raw material liquid ejected from the head box while holding the paper raw material layer in a running state. Provided with a steam box that guides the supply of steam to the paper raw material layer and is arranged so that the peripheral edge of the opening at the tip is in contact with or close to the wire. Steam-type heating means for supplying steam to the paper raw material layer and heating the paper raw material layer by the condensing action of the steam;
The steam supply state by the steam heating means is adjusted in accordance with the raw material concentration state of the paper raw material layer when passing through the steam heating means so that the paper raw material layer has a preset target temperature. Adjusting means ;
A first suction box provided on the opposite side of the steam box across the paper raw material layer and sucking the steam injected from the steam box;
A paper machine comprising: a device provided on the downstream side of the downstream end portion in the running direction of the steam box, and a device for absorbing and removing moisture from the paper raw material layer .
ことを特徴とする、請求項1記載の抄紙機。The paper machine according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の抄紙機。The paper machine according to claim 1 or 2, characterized by the above.
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の抄紙機。 4. The paper machine according to claim 2 , wherein the suction force of the second suction box is set larger than the suction force of the first suction box.
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抄紙機。The paper machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the forming part is configured as a twin wire former having wires on both sides of the paper raw material layer.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の抄紙機。The paper machine according to any one of claims 1 to 5 , wherein sealing means for sealing the inside and outside of the steam box is provided at the periphery of the opening at the tip of the steam box.
ことを特徴とする、請求項6記載の抄紙機。7. The paper machine according to claim 6 , wherein the sealing means is a sealing member that is attached to a peripheral edge of a front end opening of the steam box and abuts against the wire.
ことを特徴とする、請求項6記載の抄紙機。The sealing means is provided upstream of the peripheral edge of the opening of the steam box in the running direction of the paper raw material layer, and the wake of the paper raw material layer enters the steam box by injecting gas. The paper machine according to claim 6 , wherein the paper machine is a gas injection device to be suppressed.
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の抄紙機。The running direction downstream side end portion of the paper raw material layer of the first suction box is characterized in that it is arranged downstream of the running direction downstream side end portion of the steam box, according to claim 1 9. The paper machine according to any one of items 8 .
該蒸気ボックス内及び該第1のサクションボックス内の各分割領域単位で蒸気の噴射状態及び蒸気の吸引状態の調整が可能になっている
ことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の抄紙機。With the evaporated in air box is divided into a plurality in the width direction of the paper raw material layer, the inside first suction box, into a plurality of the width direction of the paper raw material layer so as to correspond to the split in the vapor box Divided,
Wherein the the evaporated adjustment of the suction state of the injection state and steam of the steam in the divided region unit in the gas box and the first suction box is enabled, one of the preceding claims 1 The paper machine described in the paragraph.
ことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の抄紙機。Vapor supplied by the steam heating means, characterized by heating the said paper raw material layer by acting as a collision jet into the paper material layer, according to any one of claims 1-10 Paper machine.
ことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の抄紙機。The paper machine according to any one of claims 1 to 11 , further comprising control means for automatically adjusting the adjusting means.
該制御手段は、該原料濃度検出手段による検出情報に基づいて、該紙原料層が該目標温度まで昇温するように該蒸気式加熱手段による蒸気供給状態を制御する
ことを特徴とする、請求項12記載の抄紙機。A raw material concentration detecting means for detecting the raw material concentration of the paper raw material layer when passing through the steam heating means is provided in the vicinity of the steam heating means,
The control means controls a steam supply state by the steam heating means so that the paper raw material layer is heated to the target temperature based on detection information by the raw material concentration detection means. claim 1 2 paper machine according.
ことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の抄紙機。As a heating means for heating the paper raw material layer on the downstream side in the running direction of the paper raw material layer from the place where the steam heating means is installed, high-temperature air is blown to the paper raw material layer and the high-temperature air impinges on the paper raw material layer. wherein the air jet type heating means for heating the paper stock layer is provided, the paper machine according to any one of claims 1 to 1 3.
ことを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の抄紙機。As the heating means, a first heating means for heating from one side of the paper raw material layer and a second heating means for heating from the other side of the paper raw material layer are provided. , paper machine according to any one of claims 1 to 1 4.
該ヘッドボックスから噴射した該紙原料液を層状に保持してこの紙原料層を走行させながら水分を脱水して紙層を形成するフォーミングパートにおいて該紙原料層が予め設定された目標温度になるように、該加熱対象箇所における該紙原料層に蒸気を供給し該蒸気の凝縮作用により該紙原料層を加熱するとともに該紙原料層を挟んで反対側から噴射された該蒸気を吸引し、さらにその下流側において該紙原料層から水分を吸収して除去する
ことを特徴とする、抄紙方法。A paper making method for making paper by removing moisture while running the paper raw material layer while holding the paper raw material liquid jetted from the head box in a layer form,
The paper raw material layer reaches a preset target temperature in a forming part in which the paper raw material liquid ejected from the head box is held in layers and water is dehydrated while the paper raw material layer is running to form the paper layer. As described above, the steam is supplied to the paper raw material layer at the heating target location, the paper raw material layer is heated by the condensing action of the steam, and the steam jetted from the opposite side across the paper raw material layer is sucked. A papermaking method, further comprising absorbing and removing moisture from the paper raw material layer on the downstream side .
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