JP5048846B2 - 抄紙機若しくはその類の乾燥セクションにおける省エネルギのための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明の目的は、下記の独立請求項のプリアンブルによる抄紙機若しくはその類の乾燥セクションにおける省エネルギのための装置及び方法に関する。

抄紙機若しくは板紙抄紙機の乾燥セクションでは、乾燥されるべきウェブは、高温の乾燥シリンダに接触する２つ以上のワイヤにより支持されて搬送される。欠点は、あるポイントにて、乾燥ワイヤからの接触から離脱するウェブの傾向があり、これにより、走行性の問題を起こす。問題のポイントは、特にいわゆるオープニングニップ、即ちウェブとワイヤが乾燥シリンダから離れるポイントである。そのポイントまでは、ウェブは、ワイヤとシリンダの間で走行され、ワイヤがシリンダから離脱するとき、ウェブは、シリンダ表面に追従する傾向にあり、これにより、ウェブから離れる傾向となる。また、問題のその他のポイントは、いわゆるクロージングニップがあり、そこでは、ウェブ及びワイヤはシリンダに接触するように至らされる。このポイントでは、ウェブは、ニップに形成される過剰圧力に起因してワイヤから離れる傾向にある。オープニング及びクロージングニップは、乾燥シリンダ間に位置する回転ロールに関連して乾燥シリンダにて双方が存在する。

乾燥シリンダの間のポケットスペースに負圧を生成するためにブロー又はサクションボックス及び回転サクションロールのような異なる種類の走行性要素を使用することは従来から知られている。負圧は、ワイヤとのウェブの接触を維持することを促進し、それにより、抄紙機の走行性を向上する。しかし、走行性要素により負圧を生成することは、通常、相当な量のエネルギを消費する。特許文献１は、紙の制御されたそり及び良好な走行性を狙った抄紙機のインピンジメントユニットを開示するが、エネルギを節約する解決策を開示しない。

フィンランド特許第110442号

本発明の目的は、先行技術による問題点を低減し又は完全に無くすことである。
本発明の目的は、特に２つの乾燥シリンダと１つの回転ロールの間のポケットスペースに負圧を生成するときに、抄紙機又はその類の乾燥セクションにおけるエネルギ消費を低減することである。

本発明の目的は、抄紙機又はその類の走行性を損なうことなくポケットスペースに負圧を生成するためにより低い負圧の使用を可能とすることである。

本発明の更なる目的は、第１乾燥シリンダのオープニングニップ及び第２乾燥シリンダのクロージングニップに関連してワイヤとのウェブの接触を維持することを促進することである。

とりわけ、上述の目的を実現するために、本発明による装置及び方法は、添付の独立請求項の特徴部分に提示されることにより特徴付けられる。

この文章で言及される実施例は、該当する場合は、本発明による装置及び方法の双方に関連するが、これは常に別々に言及されない。

本発明による典型的な装置は、２つの乾燥シリンダと１つの回転ロールの間のポケットスペースに関連した抄紙機又はその類の乾燥セクションにおけるエネルギを節約する装置であって、前記ポケットスペースを区画する構成要素として、
・第１乾燥シリンダと、
・マシン長手方向に見て前記第１乾燥シリンダの後に配置された第２乾燥シリンダと、
・前記第１及び第２乾燥シリンダよりも鉛直方向で下方で、且つ、マシン長手方向で前記第１及び第２乾燥シリンダの間に水平方向に配置されるように構成された回転ロールと、
・前記第１乾燥シリンダから前記回転ロールへと走行し、そこから更に前記第２乾燥シリンダへと走行するように構成されたワイヤであって、該ワイヤにより支持されるウェブと共にウェブ経路を画成し、該ウェブ経路では、前記ウェブは、該ワイヤと前記第１及び第２乾燥シリンダの間と前記回転ロールの外周上の該ワイヤの外面へと案内されることができる、ワイヤとを含む。
当該装置は、更に、ボックス状の走行性要素を含み、
該走行性要素は、前記ペーパーマシンのクロス方向に長く、前記ウェブ走行部の全幅に亘って実質的に延在し、前記ポケットスペース内に主に少なくとも配置され、入口側と、下部と、出口側とを備え、
入口側では、前記走行性要素は、前記ポケットスペースから離れる方向に、前記ウェブ走行部の走行方向に実質的に抗して空気を噴くために、該走行性要素と前記第１乾燥シリンダの間のギャップに関連して入口側ブローノズルを備える。第１シール要素は、前記回転ロールと前記走行性要素の間のギャップにおいて、前記走行性要素の前記下部に、該ギャップをシールして前記回転ロールの動作を強化するために、配設される。

従って、第２乾燥シリンダは、マシン方向で、第１乾燥シリンダの後に配置され、第１及び第２乾燥シリンダの長手軸が、略平行になり、同一の水平レベルに配置されるようにする。典型的な乾燥セクションは、同一レベルに配置されたかかる平行な多数の乾燥シリンダを含む。回転ロールは、ロールの長手軸が乾燥シリンダの長手軸と略平行であるように、２つの隣接する乾燥シリンダ間に配置されるが、ロールは、乾燥シリンダよりも鉛直方向で下方のレベルに位置する。回転ロールは、その表面が乾燥シリンダの表面に触れないように、乾燥シリンダ間に配置される。

本発明による典型的な方法は、２つの乾燥シリンダと１つの回転ロールの間のポケットスペースに関連した抄紙機又はその類の乾燥セクションにおけるエネルギを節約する方法であって、
ワイヤは、前記第１乾燥シリンダ、前記回転ロール及び前記第２乾燥シリンダにより支持されて移動され、前記第１及び第２乾燥シリンダ、回転ロール及びワイヤは、ポケットスペースを画成し、前記ワイヤは、該ワイヤに支持されるウェブと共に、ウェブ経路を形成し、該ウェブ経路では、前記ウェブは、前記ワイヤと前記第１及び第２乾燥シリンダの間と前記回転ロールの外周上の該ワイヤの外面へと案内されることができ、
前記ポケットスペースは、その外部のスペースとの間がボックス状の走行性要素によりシールされ、
該走行性要素は、前記ペーパーマシンのクロス方向に長く、前記ウェブ走行部の全幅に亘って実質的に延在し、前記ポケットスペース内に主に少なくとも配置され、入口側と、下部と、出口側とを備え、
入口側では、前記走行性要素は、該走行性要素と前記第１乾燥シリンダの間のギャップに関連して入口側ブローノズルを備え、該ブローノズルにより、ブローノズル空気は、前記ポケットスペースから離れる方向に、前記ウェブ走行部の走行方向に実質的に抗して噴かれる。前記回転ロールの動作は、前記走行性要素の前記下部に配置された第１シール要素により前記回転ロールと前記走行性要素の間のギャップをシールすることによって、強化される。

第１シール要素が走行性要素と回転ロールの間のギャップをシールするように、走行性要素の下部に、回転ロールに向かって第１シール要素を配置すると同時に、走行性要素と第１乾燥シリンダの間のギャップをシールするために第２シール要素を配置することによって、ポケットスペースを支配する負圧は、これらの２つのシールにより非常に強化することができる。例えば、回転サクションロールの動作は、第１シール要素が、走行性要素と回転サクションロールの間のギャップに関連して、走行性要素の下部に配置されるときに、非常に強化される。実際には、負圧を生成するのに必要とされるロールからの吸引は提言され、これは、サクション要素のエネルギ消費を必然的に低減する。それにより達成されるエネルギ節約は、相当でありうり、驚くほど高くもなりうる。ある計算によれば、乾燥セクションのエネルギ消費は、それ故に、１０％ほど低減され、ときには１５％、又は２０％さえも低減されることができる。

この出願では、ポケットスペースの出口側及び入口側は、次の意味を有する。ポケットスペースは、マシンの水平長手方向で、ポケットスペースの中間にて、ウェブ走行部の全幅を有する仮想的な鉛直平面により出口側及び入口側に分割できる。入口側、即ちデバイス第１乾燥シリンダと回転サクションロールの間、及び、出口側、即ち回転サクションロールと第２乾燥シリンダの間では、ポケットスペースは、ワイヤで境界付けられ、それ故に、走行中は、ワイヤにより形成されるウェブ経路及びウェブによっても境界付けられる。
この出願において、第１負圧領域は、第１乾燥シリンダ、回転ロール、及び、それらを介して走行するワイヤ、走行性要素、回転ロールに向けられる第１シール要素、及び、第１乾燥シリンダの位置でワイヤ及びワイヤにより支持されるウェブ走行部に向けられる第２シール要素により境界付けられるスペースである。負圧は、例えば、回転ロールの内側で支配する負圧により、ロールの全周に配置された開口を介して第１負圧領域に影響させることで、生成されることができる。

この出願では、第２負圧領域は、シール要素の上方に位置するポケットスペースの一部におけるスペースであり、当該第２負圧領域は、シール要素に加えて、第１乾燥シリンダ及び走行性要素の入口側により境界付けられる。負圧領域は、主に、ポケットスペースから離れる方向に、ウェブ経路に向けた空気のブローにより生成される。

以前は、乾燥シリンダと回転ロールの間のポケットスペースの負圧は、走行性要素の入口側のブローノズルに加えて、出口側のブローノズルを用いて制御されており、出口側のブローノズルにより、空気は、ポケットスペースから噴き出され、走行性要素の出口側と第２乾燥シリンダの間のギャップを介したポケットスペース内への空気の入りが防止される。本発明の一実施例によれば、第１シール要素は、回転サクションロールの表面との接触から離れる方向に、回転ロールの出口側の表面に沿ってロールの回転方向に移動する空気流をガイドする。第１シール要素は、走行性要素と回転ロールの間のスペース内への空気の入りに対する具体的な物理的障害としても機能する。従って、可能な限り少ない量の空気は、シール要素と回転ロールの間の第１負圧領域内に、即ち走行性要素と回転ロールの間の中に入る。上述したことに起因して、十分な負圧は、第１負圧領域において、従前よりも非常に低い負圧により生成されることができる。従って、抄紙機又はその類の乾燥セクションにおけるエネルギ消費を大幅に低減することができる。それ故に、本発明に起因して、エネルギ消費は、同一の生産速度を維持しつつ、抄紙機の乾燥セクションにおいて低減することができ、或いは、走行速度は、乾燥セクションにおいて同一のエネルギ消費を維持しつつ増加することができる。

第１シール要素に起因して、回転ロールのオープニングニップ後、空気は、走行性要素及び回転ロールの間にガイドされるのに代えて、実質的にウェブ走行方向にポケットスペースから離れる方向でガイドされる。これと同時に、ウェブ走行方向にガイドされる流れは、ポケットスペースから空気を連れ出し、これは、走行性要素と第２乾燥シリンダの間のギャップにも負圧をもたらし、それ故に、ウェブをワイヤに取り付いたままにする。これに起因して、本発明による装置において出口側ブローノズルは必要でなく、それ故に、例えばブロアを用いて、装置により必要とされる負圧を得るために必要とされる空気の量は、顕著に低減され、３０％以上低減されさえする。シール要素により生成される噴出作用は、乾燥セクションの走行速度が増加したときに強調され、これは、走行性及びエネルギ効率の観点から利点がある。

第１シール要素は、例えばシールストリップとして実現されることができ、これを用いると、出口側での空気の案内は、回転ロールの表面から離れる方向に効率的に方向付けることができ、それぞれ、先行技術で一般的に使用される出口側の噴射を完全にも削減することができ、これにより、例えば生産される紙の１トン当たりのエネルギの相当な節約を得ることができる。本発明の好ましい実施例によれば、走行性要素の出口側は、ブローノズル又はブローギャップが実質的に不要であり、即ち、走行性要素の出口側では、アクティブブローを生成する要素ないし部品は存在しない。

本発明の好ましい実施例によれば、第１シール要素は、走行性要素の下部の出口側部分にて、即ちポケットスペースを境界付ける出口側のウェブ走行部からの距離が、水平方向で、出口側と出口側ウェブ走行部との間の水平距離の１−５０％であり、好ましくは１−２５％であり、最も好ましくは１−２０％であるポイントにて、構成される。第１シール要素は、従って、入口側ウェブ走行部よりもポケットスペースを境界付ける出口側ウェブ走行部により近くに配置されることができる。この実施例の利点は、回転ロールの上側表面の可能な限り大きな部分が、第１シール要素により境界付けられる第１負圧領域内に、即ちマシン長手方向に見て第１シール要素の入口側に留まることである。これにより、例えば、回転サクションロールの吸引は、第１負圧領域の負圧を生成するために可能な限り効率的に利用されることができる。

第１シール要素は、好ましくは、空気流れの観点から、走行性要素の出口エッジにより定まる平面に接触する流線型で、配設される。本発明の一実施例では、第１シール要素は、走行性要素の下部と接触して配置される、即ちシール要素は、走行性要素の下側面に、回転ロールに向かう表面に配置される。第１シール要素は、走行性要素の下部の出口側部上以外に設けることができるが、回転ロールの作用の観点からそのポイントが好ましい位置である。本発明の１つの好ましい実施例では、第１シール要素は、走行性要素の下面に配設され、概して走行性要素の下面の中間に配置される。これは、第１シール要素と走行性要素の下面との接続ポイントから走行性要素の下面の入口側の第１エッジまでの距離が、出口側の第２エッジまでと概して同じであることを意味する。

本発明の一実施例によれば、第１シール要素は、従って、シールストリップである。第１シール要素は、好ましくは、抄紙機又はその類のクロス方向に長く、少なくともウェブ走行部の全幅に亘って実質的に延在する。本発明の一実施例によれば、第１シール要素は、マシーンの横方向で複数の部品に分割される。シール要素は、幾つかのシール要素部品を組立であることができ、各シール要素部品の長さは、最終のシール要素の長さよりも短い。これにより、輸送中の長い筋かいを回避することができるので、シール要素の搭載、輸送及び貯蔵は、容易である。別の個別のシール要素部品は、互いに異なる特性を有することができ、これにより、第１シール要素の特性は、マシーンのクロス方向、即ちポケットスペースの長手方向で変化することができる。第１シール要素を製造するために異なる材料から製造されるシール要素部品を使用することによって、マシーンクロス方向でも第１負圧領域の圧力状態を正確に制御しガイドすることができる。シール要素部品は、互いに設計が異なることができる。従って、第１シール要素は、幾つかの隣接する別のシール要素部品から形成することができ、各シール要素部品は、端部同士が結合されて第１シール要素を形成し、設計及び／又は材料が互いに異なることができる。

本発明のその他の実施例によれば、１つ以上、例えば２つ又は３つ、ときには４つ若しくは５つもの第１シール要素は、走行性要素と回転サクションロールの間のギャップに関連してシール要素の下部に設けられることができ、これにより、シール要素は、例えばマシーン方向に連続して及び／又はそれらのシール作用に関して傾斜を付けて配置されることができ及び／又は寸法又は材料が異なることができる。好ましくは、第１シール要素は、少なくとも１室型のラビリンスシールであり、好ましくは、多室型のラビリンスシールである。ラビリンスシールは、典型的には、２つ，３つ，４つ又は５つの室を備える。
従って、本発明の好ましい実施例によれば、装置は、第１負圧領域であって、
・第１シール要素と、
・走行性要素の下部及び入口側と、
・走行性要素と第１乾燥シリンダの間に、シール要素の入口側に接触して配置される第２シール要素と、
・第１乾燥シリンダと回転ロールの間のウェブ経路と、
・ロールのクロージングニップと第１シール要素の間の回転ロールの上面とにより境界付けられる第１負圧領域を含む。
走行中、目的は、第１負圧領域において、典型的には、凡そ、５０−７００Paの間、より好ましくは１００−５００Ｐａ、最も好ましくは１５０−３００Ｐａ、標準の大気圧（約１バール、即ち１０５Ｐａ）よりも低い負圧を維持することである。

本発明の一実施例によれば、第２シール要素の上述の位置は、より正確に言及すると、実質的に第１乾燥シリンダのオープニングニップに関連している。第２シール要素は、好ましくは、抄紙機又はその類のクロス方向に長く、ウェブ走行部の全幅に亘って実質的に延在する。

本発明の一実施例によれば、第２シール要素は、好ましくは、少なくとも一室型のラビリンスシールであり、好ましくは、２つ、３つ、４つ若しくは５つ又は６つの室を含むことができる多室型のラビリンスシールである。第２シール要素は、例えばテフロン（登録商標）やアルミニウムのような金属から作成することができるストリップから形成することができる。第２シール要素は、多段化されることもでき、即ち、幾つかのシール要素を含むこともできる。第２シール要素が多段化される場合、即ち幾つかのシール要素を乾燥シリンダの回転方向で連続して含む場合、当該連続したシール要素は、それらのシール作用に多段化されることができ及び／又は例えばそれらの寸法又は材料において異なることができる。本発明のその他の実施例によれば、また、第２シール要素は、マシーンの横方向に複数の部分に分割されることもでき、これにより、シール要素は、幾つかの別の個々のより短いシール要素部品の組立であることができる。個々の第２シール要素部品は、互いに異なる特性を有することができ、これにより、第２シール要素の特性も、マシーンのクロス方向、即ちポケットスペースの長手方向で変化することができる。異なる材料から作成される第２シール要素部品を使用することによって、第１負圧領域の圧力状態は、従前よりも精度良く制御することができる。第２シール要素部品は、互いに設計が異なることができる。

第２シール要素の動作及び構造に関連した実際の実施例は、例えば、米国特許出願10/532,962に対応するフィンランド特許第115232号に詳細に開示される。

本発明の一実施例によれば、本装置は、更に、第２シール要素の上方に位置するポケットスペースの一部に第２負圧領域を含み、当該第２負圧領域は、第２シール要素に加えて、第１乾燥シリンダ及び走行性要素の入口側により境界付けられる。また、本装置は、更に、第２負圧領域において第１負圧領域より高い負圧を生成できるように第２負圧領域において負圧を生成する手段を含む。

走行中、目的は、第２負圧領域において、典型的には、800−5000Paの間、より好ましくは1000−3000Ｐａ、最も好ましくは1500−2500Ｐａ、標準の大気圧（約１バール、即ち１０５Ｐａ）よりも低い負圧を維持することである。

本発明の一実施例によれば、第２負圧領域において負圧を生成する手段としては、入口側のブローノズルが言及され、その目的は、第２負圧領域から空気を噴出すこと及び／又はそこに入る空気に抵抗を与えることである。この実施例では、空気の噴射は、ポケットスペースから離れる方向に、ウェブ走行部の走行方向に抗して生じる。コアンダ効果は、それ自体知られた態様で空気流れを生成しそれを方向付けるためのブローを実行するために使用することができる。

ブローノズルからは、空気流れは、湾曲又はまっすぐの表面に向けられ、そこで、空気流れは、当該表面に沿って移動する。湾曲又は真っ直ぐの表面に正接するウェブ走行部は、あたかも表面により支持されているかのように固定された距離で、湾曲又は真っ直ぐの表面の近傍に制御された態様で落ち着く傾向にある。

第１及び第２シール要素の双方の材料は、例えばテフロン（登録商標）、プラスティック、ゴム、複合材料又は、スチールやアルミニウムのような金属であることができる。材料に対する要件は、空気の自由な流れを防止できるような十分な剛性である。更に、それは、小さい片が分離された場合に、パルプ化の際に問題を起こさないようにするために、容易に再パルプ化可能であり若しくは完全に再パルプ化不能であるべきである。

本発明の一実施例では、第１及び第２シール要素の回転ロール及び／又は第１乾燥シリンダからの距離は調整されることができる。従って、第１負圧領域の負圧は、稼動状態に適するように調整されることができる。ときどき、実際に観測されることとして、第１シール要素は、第１負圧領域における負圧が相当に上昇するような効率的なシーリングを生成する。ある理由により、第１負圧領域からの吸引が、負圧を減少させるために低減できない場合は、第１シール要素の位置は、回転ロールから更に離れるように調整されることができ、これにより、シール要素と回転ロールの間のギャップが増加する。このギャップから、空気は、出口側のオープニングニップから第１負圧領域へと漏れることが可能とされる。第１シール要素に調整手段を設けることが可能であり、該調整手段により、走行性要素の下部からのシール要素の延長は、より長く又は短くなるように調整することができる。第２シール要素を対応して調整可能に構成することは可能である。

典型的な抄紙機では、走行性要素、乾燥シリンダ及び回転ロールは、抄紙機又はその類のクロス方向に長い。それ故に、これらにより画成されるポケットスペースは、マシンのクロス方向で同様に長い。

走行性要素の入口側は、抄紙機又はその類の長手方向で第１乾燥シリンダ側にある走行性要素の部分又は表面、好ましくは半分を意味する。それぞれ、走行性要素の出口側は、抄紙機又はその類の長手方向で第２乾燥シリンダ側にあるボックス状の走行性要素の部分又は表面、好ましくは半分を意味する。走行性要素の下部は、回転ロールに最も近くに位置する走行性要素の部分又は表面を意味し、当該下部は、回転サクションロールに実質的に向かうように構成された下面を含む。

尚、ポケットスペースの両端部は、典型的には、例えば、ギャッププレートのような、先行技術によるエンドプレートにより、シールされる。エンドプレートは、マシーンの両側に、マシーン方向に従って鉛直面内に設けられ、乾燥シリンダ、回転ロール、ワイヤ及びウェブ走行部は、それらの間のスペース内に境界付けられる。本発明の好ましい実施例によれば、回転ロールは、回転サクションロールである。これにより、回転ロール内部を支配する負圧により第１負圧領域に負圧を生成することができ、当該負圧は、ロールの全周に設けられる開口を介して第１負圧領域に作用するようにされることができる。本発明の一実施例によれば、本装置は、それ故に、回転サクションロール内部に負圧を生成する手段を含み、したがって、第１負圧領域よりも高い負圧を、回転サクションロール内に生成でき、これにより、第１負圧領域から回転サクションロールの内部への空気流れを生成する。ロールの内部への回転サクションロールの周囲上の吸引する流れは、第１圧力領域の方向でアクティブであり、ワイヤ及びワイヤ走行部がロールの表面から離れる瞬間（出口ポイント）にて開始し、ワイヤ及びワイヤ走行部がロールの表面に出会う瞬間（入口ポイント）にて終わる。

回転ロールが、内部に空気を吸引しないロールである場合、負圧は、例えば、負圧流路に負圧領域を接続することによって、生成することができる。この種の負圧流路は、例えば、走行性要素内を走ることができ、そこから、接続は、第１負圧領域に、例えば走行性要素の下側表面に形成される開口に構成される。負圧は、ポケットスペース又はその近傍において維持されるその他の負圧領域への接続により負圧領域を接続することによって構成されることもできる。本発明の一実施例では、負圧を生成する手段との接続を有さない回転ロールは、かくして回転ロールとして使用することができる。回転サクションロールが回転ロールとして使用されない場合、ロールは、より自由に選択することができ、これにより、例えば溝付きロール、穿孔ロール、溝及び孔付きロール若しくは平滑なロールを使用することができる。使用されるロールがサクションロールで無い場合、相当なコスト節約が達成される。サクション接続部を備える穿孔ロールジャケットは、非常に大きいコストアイテムを形成する。これは、特に、同一の構造が乾燥セクションで繰り返され、幾つかの対応するロールが必要とされるためである。本発明の一実施例では、回転ロールは、溝を含む。溝は、典型的には、ロールの軸に対して直角に配置され、即ちロールの外周まわりに走行するように配置される。溝の幅は、典型的には、４−８ｍｍ、好ましくは５−７ｍｍであり、それらの深さは、約２−６ｍｍ、好ましくは約３−５ｍｍである。隣接する溝間の距離は、典型的には、１２−２５ｍｍ、好ましくは１５−２０ｍｍである。溝付き及び孔付きサクションロール（vac-roll)、溝付き及び孔付きロール、溝付きロール、穿孔ロール若しくは平滑ロールは、回転ロール／回転サクションロールとして機能することができる。

本発明の一実施例によれば、回転ロールに向く第１シール要素のエッジは、回転ロールの溝に勘合されることができる凸部（ライズ）を含む。或いは、第１シール要素は、柔軟な摩耗材料から作成でき、これにより、使用中の機械的な磨耗は、シールストリップの凸部を生成し、当該凸部は、回転ロールの溝に対応する。シール要素は、例えばテフロン（登録商標）で作成でき、若しくは、互いに高密度に集合された多数の薄い剛毛を含むブラシ状であることができ、剛毛は、回転ロールの溝をブラシ掛けするとと同時に、第１負圧領域に空気が入るのを防止する。

ロールが回転サクションロールである場合、好ましくは、ロールは溝及び孔付きであり、また、その負圧は、回転サクションロールの上方のポケットスペースから空気を引き、特に第１負圧領域から空気を引く。回転サクションロールは、好ましくは、先行技術によるロールであり、そのジャケットは、孔を備え、そのジャケット表面は、溝を設けることもできる。溝は、好ましくは、開口を介して走行するように構成され、これにより、サクション効果が外周の領域上の溝内に、長い距離と領域に亘って、広がり、これにより、紙とロールの間の密着を強化し、開口の直径の領域の２−３倍だけである比較的制限された領域である開口の領域だけに留まらないという、利点が達成される。溝及び開口は、ウェブ走行部の全幅に関して配設され、これにより、溝及び開口は、全体のウェブ走行部の幅を実質的にカバーする。この出願では、より高い負圧とは、より低い絶対圧力を意味する。それぞれ、より低い負圧は、より高い絶対圧力を意味する。負圧は、標準の大気圧よりも低い圧力を意味する。

知られた解決策では、回転サクションロール内の負圧は、約２０００−２５００Paである。本発明による装置に起因して、例えばファンにより対処される、負圧を生成するために必要な空気の量は、大幅に低減することができ、これは、例えば、ウェブ幅の１メートル当たり単位時間当たり８００−１０００立方メートルのレベルからウェブ幅の１メートル当たり単位時間当たり４００立方メートルのレベルまで、相当なエネルギ節約に影響を有する。回転サクションロールの負圧は、回転サクションロールの上方のポケットスペースから、特に第１負圧領域から空気を引く。回転サクションロールに負圧を生成するために、大量のエネルギを消費する必要が無い。これは、空気流れ及びブローを方向付ける要素が、先行技術よりも精度良く且つ経済的に使用され、ブローの部分を全体として無くすことができるためである。

本発明の一実施例によれば、流路（バイパス）は、第１及び第２負圧領域の間に、走行性要素内に配設され、当該流路に沿って、空気は、当該負圧領域間で移動することが可能とされ、また、当該流路により、例えば所望の態様で圧力差のバランスを取るように、流れを調整することによって負圧領域の負圧をガイドすることが可能である。バイパス流路は、それにより、当該負圧領域間における制御されたアクティブな漏出流路である。
この実施例によれば、本装置は、
・シール要素の上方に位置するポケットスペースの一部における第２負圧領域であって、シール要素に加えて、第１乾燥シリンダ及び走行性要素の入口側により境界付けられる第２負圧領域と、
・第２負圧領域において第１負圧領域より高い負圧を生成できるように、第２負圧領域において負圧を生成する手段とを含む。本発明の一実施例によれば、互いに負圧領域を接続する流路は、マシーン方向で各部分に分割され、各部分は、マシーンクロス方向で互いに隣接して配置される。走行性要素は、マシーン方向で各部分へと対応する態様で分割されることができ、これにより、走行性要素は、少なくとも１つ、好ましくは幾つかの仕切り壁をマシーン方向に備えることができる。このようにして、ポケットスペースは、個別に制御されることができる幾つかの隣接する負圧セクションへと分割することができる。これは、各走行状況に適すような負圧条件の最適化を可能とする。隣接する負圧セクションの第１及び第２負圧領域は、例えば、第１負圧領域では、最も外側のセクションで、第１負圧が支配し、当該第１負圧が、最も外側のセクション間の位置する中間負圧セクションの第１負圧領域における負圧よりも高いか低い、実質的に異なる負圧になるように、最適化することができる。対応する態様で、最も外側の負圧セクション及び中間負圧セクションの第２負圧領域における負圧が互いに異なることができる。

第１負圧領域と第２負圧領域の間の圧力差を調整するために、バルブ又は絞り弁を使用することが可能であり、バルブ又は絞り弁は、好ましくは抄紙機の他の制御手段と共に、又は抄紙機の側から、非駆動側（tending side）又は駆動側から制御されることができる。調整は、圧力及び／又は流れの調整に基づくことができる。

幾つかの隣接する負圧セクションが使用される場合、互いに第１及び第２負圧領域に接続する流路におけるバルブ、絞り弁、回転プレート若しくは他の調整手段を、互いに独立して別々に回転し又は調整することが可能であり、従って、シール要素により分離された第１負圧領域における負圧は、クロスマシン方向の異なる位置にて第２負圧領域とは異なるように調整されることができる。

本発明の一実施例によれば、本装置は、負圧領域間の流路に分割された通紙領域を含み、当該領域の動作は、テール通紙中及びその後に正確な態様で制御される。テール通紙中、流路内の空気流及び／又は圧力は、一の値へと制御されることができ、通紙後、即ち幅広いウェブが走行する通常の稼動状況では、第２の値へと制御されることができる。テール通紙領域は、ウェブ走行部に対して、非駆動側、駆動側、若しくはウェブ走行部の中央領域に配置されることができる。

本発明の一実施例は、１つ又は幾つかのテール通紙手段を含み、当該テール通紙手段は、例えば、テールエンドを形成し、搬送し、受け、ガイドし、更に搬送するために必要とされる異なる種類の装置であることができる。これらの装置は、異なる種類の水カッター、ドローを傾斜させる手段、ダンパー及び測定装置の異なる種類の装置であることもできる。テール通紙手段は、非駆動側又は駆動側のいずれかで、ウェブ走行部のエッジ領域に配置されることができる。また、それらは、ウェブ走行部の中央領域、例えば中心ラインにあることができる。テール通紙セクターに対して、特に好ましくは、ブローやサクションのためのような、異なる特性の可能性のためのシールストリップが設けられる。適切な表面粗さ、コーティングは、テール通紙領域又はテール通紙セクターにおける回転サクションロールのジャケット上に組み込まれることもでき、これは、別のテール通紙領域としても考えられるジャケットの延長部として結合されることができる。

２つの乾燥シリンダと１つの回転サクションロールの間のポケットスペースの概略図。 抄紙機の回転サクションロールと乾燥シリンダに関連した先行技術の構成を示す図。 １つの回転サクションロールと２つの乾燥シリンダに関連した本発明の第１実施例による構成を示す図。 図３の構成の第１負圧領域と第２負圧領域を示す図。 本発明の第２実施例による構成を示す図。 ロール表面の断面として回転ロールの表面に形成された溝及びシールリップにおける対応する凸部の一例を示す図。 シールストリップ及び回転ロールの境界の一例を示す図。 シールストリップ及び回転ロールの境界の一例を示す図。

本発明は、添付の概略図面を参照して以下でより詳細に説明される。

図１は、抄紙機の乾燥セクションにおける２つのシリンダ１，２と１つの回転サクションロール３の間に、知られた本発明の構成の部分を形成するポケットスペース９を概略図で示す。

ポケットスペース９は、第１乾燥シリンダ１、第２乾燥シリンダ２、回転サクションロール３及びワイヤ５ａ，５ｂにより境界付けられる。より詳細には、ポケットスペース９は、その入口側９ａでは、第１乾燥シリンダ１と回転サクションロール３の間のワイヤドロー５ａにより、ポケットスペースの出口側９ｂでは、回転サクションロール３と第２乾燥シリンダ２の間のワイヤドロー５ｂにより境界付けられる。水平方向ｘ及び抄紙機の長手方向Ｌでの回転サクションロールの位置は、乾燥シリンダ１，２間であるが、鉛直方向ｙでは、当該シリンダ１，２よりも低い。シリンダ１，２及びロール３の回転方向は、矢印Ｒにより指示される。理解されるべきこととして、上述の構造は、抄紙機又は板紙抄紙機の乾燥セクションにおいてその実質的な部分が繰り返されることによって繰り返される。個別の例外及び特注のマイナーな構造は、例えばテール通紙手段により生成でき、テール通紙手段は、例えば、テールエンドを形成し、搬送し、受け、ガイドし、更に搬送するために必要とされる異なる種類の手段である。これらの手段は、異なる種類の水カッター、ドローを傾斜させる手段、ダンパー及び測定装置の異なる種類の装置であることもできる。
本図及び他の図では、ウェブ走行部は、２つの乾燥シリンダとワイヤの間をそれぞれ走行し、回転サクションロール上でワイヤの外側を走行する。
図１は、また、次を示す。
・第１乾燥コーティング１のオープニングニップ７ａ、即ちワイヤ５ａが、第１乾燥シリンダ１の外周から離れ回転サクションロール３に向かうポイント、
・回転サクションロールのクロージングニップ８ａ、即ちワイヤ５ａが、第１乾燥シリンダ１の後、回転サクションロール３との接触に至るポイント、
・回転サクションロール３のオープニングニップ８ｂ、即ちワイヤ５ｂが、回転サクションロール３の外周から離れ第２乾燥シリンダ２に向かうポイント、
・第２乾燥シリンダ２のクロージングニップ７ｂ、即ちワイヤ５ｂが、回転サクションロール３の後、第２乾燥シリンダ２との接触に至るポイント。

図２は、抄紙機の乾燥シリンダ１，２と回転サクションロール３の間のポケットスペース９に関連した先行技術の構成であって、この例ではブローボックスである走行性要素１０を備える構成を示す。ブローボックスは、ポケットスペース９内の負圧領域を生成するために２つのブローノズル１１、１２を備える。走行性要素１０の入口側１０ａに関して、入口側ブローノズル１１が存在し、入口側ブローノズル１１は、ポケットスペース９の入口側で、走行性要素１０と第１乾燥シリンダ１の間のギャップに関連して、矢印１３に従ってポケットスペース９から離れるウェブ走行部９の走行方向に抗して、空気を噴き、また、走行性要素の入口側１０ａと第１乾燥シリンダ１の間のギャップを介してポケットスペース９内にウェブ走行部６により連行される空気が入るのを防止する。ブローノズル１１は、コアンダ効果を利用することができる。更に、ポケットスペース９の負圧は、出口側ブローノズル１２により制御され、出口側ブローノズル１２は、ポケットスペース９の出口側９ｂで、矢印１４に従いウェブ走行部６の走行方向に空気を噴き、これにより、ポケットスペース９から空気を排出し、走行性要素の出口側１０ｂと第２シリンダ２の間のギャップを介してポケットスペース内に空気が入るのを防止する。ブローボックス１０に加えて、ポケットスペース９の負圧は、回転サクションロール３により生成される。回転サクションロール３のサクションは、矢印１５により示され、サクションの一部のみが示される。

図３は、抄紙機の回転サクションロール３と２つの乾燥シリンダ１，２に関連した本発明の第１実施例による構成を示す。シールストリップ１９は、ブローボックスの下部１０ｃの出口側に配置される。ブローボックスの入口側１０ａでは、ラビリンスシール２０は、回転サクションロール３に先行するブローボックスと第１乾燥シリンダ１の間のオープニングニップ７ａに関して配置される。第１負圧領域９１は、ポケットスペース内に生成され、当該第１負圧領域９１は、ラビリンスシール２０、入口側乾燥シリンダ１と回転サクションロール３の間のウェブドロー６ａ、回転サクションロールの上面、シールストリップ１９、ブローボックスの下部１０ｃ及び入口側１０ａ、ポケットスペースの端部のギャッププレートにより境界付けられる。シールストリップ１９の目的は、回転サクションロール３の表面に関して離れる、ロール３の回転方向Ｒに、回転サクションロール３の出口側３ｂ表面に関連して移動する空気流１６をガイドすることである。本目的は、空気流１６が、第１圧力領域９１に入るが回転サクションロール３のオープニングニップ８ｂの後にウェブ走行部６ｂの方向にポケットスペース９から離れる方向（矢印１６により指示）にガイドされるように、空気流１６をガイドすることである。

第２負圧領域９２は、負圧が通常第１９１よりも高いが、ブローボックスの入口側１０ａでのブローノズル１１からの空気ジェット１３に起因してラビリンスシール２０の上方に位置するポケットスペースの部分に形成される。ブローノズル１１の空気ジェット１３は、走行性要素の入口側に向けられ、そこで、好ましくは、開口の列又は細いスリットにより外側に向けられる。流れは、ウェブ走行部の進む方向に抗して湾曲表面の方向に上側に上昇する造形された延長部に追従する。第２負圧領域９２は、下部がラビリンスシール２０により境界付けられ、側方では、第１シリンダ１及びブローボックスの入口側１０ａ及びポケットスペースの端部のギャッププレートにより境界付けられる。ポケットスペースの外側の空間は、参照符号２９で指示される。

図４では、図３の構成の第１負圧領域９１は、粗い傾斜したハッチングで、第２負圧領域９２は、細かい傾斜したハッチングで示される。

図５は、抄紙機の回転サクションロール３と２つの乾燥シリンダ１，２に関連した本発明の他の実施例による構成を示す。ブローボックスの入口側１０ａでは、ラビリンスシール２０は、回転サクションロール３の前に位置する第１乾燥シリンダ１とブローボックスの間のオープニングニップ７ａに関連して配置される。第１負圧領域９１は、ポケットスペース内に生成され、当該第１負圧領域は、ラビリンスシール２０、入口側乾燥シリンダ１と回転サクションロール３の間のウェブドロー６ａ、回転サクションロールの上面、ブローボックスの下部１０ｃ及び入口側１０ａ及びシールストリップ１９により境界付けられる。第２負圧領域９２は、負圧が通常第１負圧領域９１よりも高いが、ブローボックスの入口側１０ａでのブローノズル１１からの空気ジェット１３に起因してラビリンスシール２０の上方に位置するポケットスペースの部分に形成される。第２負圧領域９２は、下部がラビリンスシール２０により境界付けられ、側方では、第１シリンダ１及びブローボックスの入口側１０ａ及びポケットスペースの端部のギャッププレートにより境界付けられる。ポケットスペースの外側の空間は、参照符号２９により指示される。ラビリンスシールは、多段のシールとしても実現されることができる。図５の構成の第１負圧領域９１は、粗い傾斜したハッチングで、第２負圧領域９２は、細かい傾斜したハッチングで示される。本例ではブローボックスである走行性要素１０は、第１負圧領域９１と第２負圧領域９２の間に配置されたバイパス流路２２を備え、バイパス流路２２により、負圧領域９１，９２の間の圧力又は圧力差は、制御された望ましい態様で、調整され、例えばバランスを取ることができる。

図６ａは、シールストリップの前面図として、エッジ６５に形成された凸部（ライズ）６１であって、互いに均一に配置されることができる凸部を示す。凸部６１は、回転サクションロール３の表面上の対応する溝６２まで延在する。凸部６１は、回転サクションロール内の溝６２内に嵌ることができ、従って、ロール３の表面上を走行する膜は、溝６２の位置でも切られ又はかき取られることができる。これらの凸部６２により、空気膜の走行は、溝６２を介しても回転サクションロール３の表面上で切られ又は防止されることができ、これにより、シールストリップ１９の動作は、凸部がない場合よりも効率的である。凸部６１は、回転サクションロールに設けられる溝６２の底部６３に略近くまで延在することができる。溝付き回転サクションロール３では、溝６２の典型的な幅は、５−７ｍｍであり、溝間の距離、即ち首部６４の幅は、典型的には、１５−２０ｍｍである。溝６２の深さ、即ち首部６４の表面と溝６３の底部の間の距離は、典型的には、約３−５ｍｍである。シールストリップは、直接的な接触を防止するために、約０．５−１．０ｍｍの幅及び高さの隙間を備えるそれぞれの寸法を備える。図示されるシールストリップの凸部６１の形態は、正方形又は長方形であるが、その上部から丸みを付けることができ、これにより、それぞれの溝も丸みを付けることができる。従って、異なる種類のプロフィールツールは、凸部及び溝を製造するために使用することができる。図６ｂは、図６ａに示すものと同一の状況を拡大図で示す。図６ｃは、本発明の一実施例を示し、直線のエッジ６５を有するシールストリップ１９は、溝付きの回転サクションロール３の近くに至らされる。従って、エッジ６５は、ロールの溝６２に入るであろう凸部を備えない。シールストリップのエッジ６５と、シールストリップに最も近い位置のロールのポイント、即ち首部の表面６４との間の距離は、例えば０．５−１．０ｍｍに維持される。

シールストリップは、例えばシールストリップが走行性要素１０に固定されるポイントまわりに回転されるように適合できる。これにより、シールストリップ及び溝の清掃がより容易である。回転は、例えば機械的、空気式又は油圧式に実現されることができる。シールストリップ１９は、例えば隣接する要素により組み立てられることができ、これにより、ストリップの輸送がより容易であり、長くて薄いストリップに対して押さえ材が必要とされない。更に、このとき、溝６２に対応する凸部６１は、製造がより容易であり、例えば、位置に起因したライン間隔における欠陥は、長いピースで簡単に繰り返されることができない。

本発明は、上述の例として示された実施例に限定されず、添付の請求項に定義される保護範囲内に広範囲にわたると解釈される目的である。

Claims (18)

1. ２つの乾燥シリンダと1つの回転ロールの間のポケットスペースに関連した抄紙機の乾燥セクションにおけるエネルギを節約する装置であって、前記ポケットスペースを区画する構成要素として、
   ・第１乾燥シリンダと、
   ・マシン長手方向で前記第１乾燥シリンダの後に配置された第２乾燥シリンダと、
   ・前記第１及び第２乾燥シリンダよりも鉛直方向で下方で、且つ、マシン長手方向で前記第１及び第２乾燥シリンダの間に水平方向に配置されるように構成された回転ロールと、
   ・前記第１乾燥シリンダから前記回転ロールへと走行し、そこから更に前記第２乾燥シリンダへと走行するように構成されたワイヤであって、該ワイヤにより支持されるウェブと共にウェブ走行部を形成し、該ウェブ走行部では、前記ウェブは、該ワイヤと前記第１及び第２乾燥シリンダの間と前記回転ロールの外周上の該ワイヤの外面へと案内されることができる、ワイヤとを含み、
   当該装置は、更に、ボックス状の走行性要素を含み、
   該走行性要素は、前記抄紙機のクロス方向に長く、前記ウェブ走行部の全幅に亘って延在し、前記ポケットスペース内に主に少なくとも配置され、入口側と、下部と、出口側とを備え、
   入口側では、前記走行性要素は、前記ポケットスペースから離れる方向に、前記ウェブ走行部の走行方向に抗して空気を噴くために、該走行性要素と前記第１乾燥シリンダの間のギャップに関連して入口側ブローノズルを備え、
   第１シール要素は、前記回転ロールと前記走行性要素の間のギャップにおいて、前記走行性要素の前記下部に、該ギャップをシールして前記回転ロールの動作を強化するために、配設され、
   第２シール要素は、前記走行性要素と前記第１乾燥シリンダの間に、前記走行性要素の入口側と接触して配設され、
   前記第１シール要素は、前記回転ロールからの前記シール要素の距離を調整する手段を備えることを特徴とする、装置。
2. 前記第１シール要素は、前記走行性要素の下部の出口側に配設される、請求項1に記載の装置。
3. 前記シール要素は、前記走行性要素の出口側により定まる平面と関連した流線形の態様で、空気流れを考慮して適合される、請求項1に記載の装置。
4. 前記第１及び／又は第２シール要素は、シールストリップである、請求項1〜３のうちのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第１及び／又は第２シール要素は、少なくとも単一室型のラビリンスシールである、請求項1〜４のうちのいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１及び／又は第２シール要素は、多室型のラビリンスシールである、請求項1〜４のうちのいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第１及び／又は第２シール要素は、前記抄紙機のクロス方向に長く、前記ウェブ走行部の全幅に亘って延在する、請求項1〜６のうちのいずれか１項に記載の装置。
8. 前記第１及び／又は第２シール要素は、前記マシーンの横方向で複数の部分に分割される、請求項1〜７のうちのいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第２シール要素は、前記シール要素の距離を調整する手段を備える、請求項1〜８のうちのいずれか１項に記載の装置。
10. 前記回転ロールは、回転サクションロールである、請求項1〜９のうちのいずれか１項に記載の装置。
11. 当該装置は、前記回転サクションロールの内側に負圧を生成する手段を含み、第１負圧領域よりも高い負圧を前記回転サクションロール内で生成でき、これにより、前記第１負圧領域から前記回転サクションロール内へ空気流れを提供する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記回転ロールは、溝を含む、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の装置。
13. 前記回転ロールに向く前記シール要素のエッジは、凸部を含む、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の装置。
14. 前記シール要素の凸部は、前記回転ロールの溝内に勘合されることができる、請求項１２に記載の装置。
15. ２つの乾燥シリンダと1つの回転ロールの間のポケットスペースに関連した抄紙機の乾燥セクションにおけるエネルギを節約する方法であって、
    ワイヤは、前記第１乾燥シリンダ、前記回転ロール及び前記第２乾燥シリンダにより支持されて搬送され、前記第１及び第２乾燥シリンダ、回転ロール及びワイヤは、ポケットスペースを画成し、前記ワイヤは、該ワイヤに支持されるウェブと共に、ウェブ走行部を形成し、該ウェブ走行部では、前記ウェブは、前記ワイヤと前記第１及び第２乾燥シリンダの間と前記回転ロールの外周上の該ワイヤの外面へと案内されることができ、
    前記ポケットスペースは、その外部のスペースとの間がボックス状の走行性要素によりシールされ、
    該走行性要素は、前記抄紙機のクロス方向に長く、前記ウェブ走行部の全幅に亘って延在し、前記ポケットスペース内に主に少なくとも配置され、入口側と、下部と、出口側とを備え、
    入口側では、前記走行性要素は、該走行性要素と前記第１乾燥シリンダの間のギャップに関連して入口側ブローノズルを備え、該ブローノズルにより、ブローノズル空気は、前記ポケットスペースから離れる方向に、前記ウェブ走行部の走行方向に抗して噴かれ、
    前記回転ロールの動作は、前記走行性要素の前記下部に配置された第１シール要素により前記回転ロールと前記走行性要素の間のギャップをシールすることによって、強化され、
    前記回転ロールからの前記第１シール要素の距離を調整することを特徴とする、方法。
16. 前記ギャップは、前記走行性要素の前記下部の出口側に関してシールされる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ギャップは、前記回転ロールの溝と前記シーリング要素の間でシールされる、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 空気は、前記ポケットスペースから前記回転ロールへと吸引される、請求項１５〜１７のうちのいずれか１項に記載の方法。

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