JPS595719B2 - 抄紙機用液流偏向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動中の部材から比較的大きな噴出速度で
放出される液をさえぎってフィルム状に収集するだめの
湾曲形状の偏向部材を有する液流偏向装置に関する。

紙パルプ産業では、移動部材から高速で液が放出される
工程が多く用いられる。

例えばパルプ製造工程においてはパルプ懸濁を脱水する
ために遠心分離技術を使用する脱水装置には多量の液を
集めることが必要になる。

同様に移動部材から液が高速で放出されることは紙およ
び厚紙の形成装置およびプレス装置においてもしばしば
生ずる。

長網式ウェブ形成装置の形成区域においてはプレストロ
ールおよびワイヤロールから多量の液力高速で放出され
る。

その液は偏向装置によシさえぎられ、１個または複数の
°容器の方に向けられる。

プレス区域においては吸引ロールおよび溝ロールから放
出される液はいろいろの手段によって集められる。

紙パイプ産業に用いられるＬ述の全ての集液装置および
他の産業の同様の装置に共通の願望は、液がなるべく曝
気を受けないように容器に集められることと、集液装置
のいろいろの要素に高速で噴射される液が衝突すること
によって発生する騒音をできるだけ小さくすることであ
る。

高速で噴射される多量の液を集めることは、特に米国特
許第３０５６７１９号に記載されている高速ウェブ形成
装置の場合に特に重大な問題になる。

この種のウェブ形成装置においては繊維ウェブは、湾曲
支持体と該支持体の方に向う張力で保持されている有孔
ベルトの間の形成スペースの内部において形成される。

湾曲支持体は中実または孔あきロールとしても、中実ま
たは孔あきシューとしても良い。

形成スペースに導かれた紙料のリボン状ジェット流は有
孔ベルトを湾曲支持体の方向に引張る単位圧力と湾曲部
分を通過する紙料に発生する遠心力とによって脱水作用
を受ける。

液体は形成作業中にほぼ有孔ベルトの移動速度に等しい
速度でベルトを通って放出される。

上記米国％許第３０５６７１９号によるウェブ形成装置
は１分間５０００フィートＣ約１５００ ｍ ）以北の
高速で作動する。

これと同様の高速で作動するいろいろの種類の装置が現
在各国で実用化され、商業的にも成功を見ている。

と述の米国特許第３０５６７１９号によるウェブ形成装
置において有孔ベルトから高速で放出される液体を集め
るだめの収集装置は、湾曲した形成区域の全域に沿って
設けられた１個または複数の湾曲偏向部材を有する大型
の集液容器を具えて区る。

偏向部材の内側端部は有孔ベルトに近接して位置してい
る。

各々の偏向部材は形成区域のほぼ全幅にわたって延長し
てネ・す、有孔ベルトを通って放出される高速の噴流に
対向する凹面を具えている。

偏向部材は、噴射流を集めてそれを偏向部材の凹面上の
薄い層あるいはフィルムに変え、その過程において液に
曝気することと、液流の方向を変え、液流を容器の下方
部分に導いてからそれを容器外部に搬出することとの、
少なくとも２つの目的に用いられる。

上記の種類の集液装置の１つの問題は、非常に高速の噴
流が偏向部材の先端部から容器の壁部またはその底部に
溜められた液に衝突することである。

１枚まだは複数の有孔プレートまたはスクリーンを噴流
の細分化および減速のため容器底部と偏向部材の下流側
端部との間に介在させても良いが、その場合にも多少の
高速噴流が容器底部の液だまりに直接流入する。

また噴流が高速で有孔プレートまたはスクリーンに衝突
して曝気され大きな騒音を発生する。

また偏向部材の先端部に高速噴流の細分化装置を設けた
場合にも設けない場合にも液が曝気される傾向が必然的
に存在する。

液が曝気されると液の再循環に際して問題を生じ、望ま
しくない騒音を発生する。

本発明によりｈ述の種類の集液装置に用いられる改良さ
れた偏向装置が提供される。

本発明の目的である収集液の曝気の防止および騒音の減
少は、噴流源すなわち液がそれから放出される移動部材
から遠隔の側にある偏向部材の端部に沿って帯状に多数
の／」寸りを形成することによって達成される。

偏向部材によって収集されたほぼ全量の液は偏向部材の
外側端部から高速噴流として排出されることなくそれら
のｌド化を通過する。

液の流速は小孔を通過する過程において偏向部材に沿っ
て流れていた時の速度の小さな分数値に減少する。

本発明によれば、偏向部材は液がそれから放出されたと
ころの部材の長手方向とほぼ直角の方向に延長している
。

偏向部材は上記部材に近接して位置した内側端部および
遠隔側に位置した外側端部を有し、上記部材の移動方向
に対向して凹面をもつように湾曲した横断面を具えてい
る。

偏向部材の上記外側端部に近接した部分には、偏向部材
によシ集められたほぼ全量の液が上記部材から放出され
た時の速度よシ実質的に低い速度で通過するようにした
多数の／ド孔が形成されている。

偏向部材は上記部材から放出された液をさえぎシ、移動
フィルムとしてそれを集め、偏向部材の湾曲形状に基づ
く遠心力を該移動フィルムに与える。

偏向部材の表面の近くを高速で移動しているフィルム状
の少量の液について考えると、その少量の液は、ｌＪ′
−ｆＬの１流側端縁を越える点では、湾曲通路に沿って
流れるように遠心力により強制されなくなシ、その結果
として多少とも直線状に流れ、小孔中に流入する。

そのだめ上記の少量の液は小孔の下流側の壁部に衝突す
る。

小孔に入らなかった液フィルムが７」寸りの凹面側を閉
ざすため１／」９Ｌの下流側の壁面に対向した上記少量
の液は偏向部材の凹面側から小孔を通過する外にいかな
る通路ももたなくなる。

小孔において発生する実際の流れ条件は複雑であり、こ
こで詳細に分析することは必要ではない。

しかし実際には各々のＪｑＬは偏向部材とに集められた
フィルム状の液のわずかな部分をせん新作用によって残
シの液から分離し、そのわずかな液を比較的低速で偏向
部材の後面側から排出するように作用する。

本発明の試験装置を用いた実験において、Ｊ４Ｌから流
出する液の速度が偏向部材の表面に沿って流れていた時
の高速の約し％になることが確認されている。

次に図面に示した実施例について本発明の詳細な説明す
る。

図示の実施例において本発明による改良された偏向装置
は、上述の米国特許３０５６７１９号による抄紙用ウェ
ブ形成装置と共に用いられるものとして図示されている
。

ウェブ形成装置は、透過性あるいは不透過性の回転可能
な成形ロール１を有する。

金属製あるいは合成欅脂製の抄紙用のワイヤ３まだはフ
ェルトのような無端状ウェブは、形成ロール１の外周面
の一部の周りに巻かれており、まだ通常抄紙用のワイヤ
７である多数の小孔を有する無端ベルトがブレストロー
ル５の周りに導かれ、無端ウェブ即ちワイヤ３がその上
を密着して走行する形成ロール１の外周面の接触部分に
沿って走行する。

内側ワイヤ３と外側ワイヤ７との合流区域は符号９によ
って示しである。

紙料のリボン状ジェットはヘッドボックスのノズルから
テーパ状の流入区域９に噴出される。

形成ロール１の周りの内側ワイヤ３および外側ワイヤ７
の合流区域１３は、紙料を急速に脱水して繊維ウェブ状
に固定する形成区域をなしている。

脱水作用は合流区域１３に沿うどこかの個所において実
質的に停止する。

この個所の位置は、装置の構成、作動状態および紙料の
性状によって決まる。

第１図に概略的に示しだ装置においては、形、成ロール
１の周速およびベルト３，７の速度はしばしば１分間５
０００フイート（約１５００ｍ）以りになる。

紙料が外側ベルト７を通って脱水されるにつれ、脱水に
よって生じた水は、形成ロール１の表面およびベルトの
速度にほぼ等しい速度で放出される。

水の放出方向は形成区域１３の全域にわたってほぼ切線
方向になる。

換言すれば、形成区域１３のすべての点において移動中
のベルト７からほぼ切線方向に水が放出され、その結果
として、非常に高速の噴出水が形成区域に存在するよう
になる。

第１図には、形成区域１３から放出された水を収集する
だめの集水装置が概略的に示しである。

この集水装置は、出口２３を具えた容器２１を有し、容
器２１の底部に集められた水がその出口２３を経て除去
され、抄紙機の紙料調製部に戻されるようになっている
。

容器２１の内部には各々板状の部材から成る１組の偏向
部材１５が収容されている。

各々の偏向部材１５は抄紙機の幅方向に延長してネ・す
、形成区域１３に近接して位置された旧派側端部すなわ
ち内側端部を有し、はぼ形成区域１３からの水の噴出方
向に凹面をもつように湾曲している。

偏向部材１５は形成区域１３の円周方向に沿って相互か
ら隔置され、その上流側すなわち内側の端部がそれに近
接した形成区域１３上の点に関して形成区域１３に対し
ほぼ憎方向に位置されるような形状および配向を有する
。

そのだめ、偏向部材１５の多数の水滴から成る噴流の衝
突角度は比較的小さくなる。

図には外側ベルト７から放出された水滴状の噴流２５が
偏向板１５に衝突する状態が概略的に図示されている。

噴流２５は偏向部材１５の曲率のために偏向部材１５の
中心部に到達する時までにフィルム状になる。

偏向部材１５上に集められる水のフィルム中に同伴され
る空気量は湾曲した偏向部材１５により水に加えられる
求心力により最小になる。

噴流２５から放出された空気（矢印２９により示す）は
移動しているワイヤ７の巻付けによって生ずる吸引力に
より形成区域１３の方に吸引される。

容器２１に外部から空気を流入させる必要性および容器
２１内に真空が発生する傾向は、容器２１の内部の空気
の自然循環のため最小限となる。

これまでに説明した第１図による集水装置は、これまで
に知られていたものである。

以上に説明した集水装置においては偏向部材１５上に集
められた水のフィルムは、ごくわずか減速された状態で
偏向部材１５の下流側すなわち外側端部から流出し、高
速の流れとして容器２１の底部に集水されるであろう。

この水流は多くの騒音と乱流とを発生させ、容器２１の
壁部に飛まつがかけられ、容器２１の底部に集められた
水がかなりの曝気作用を受ける。

本発明によれば各々の偏向部材１５の下流側すなわち外
側の端部には、その全幅にわたって多数の小孔１９が帯
状に相互かられずかな間隔を置いて形成されている。

偏向部材１５北の水フィルムはその凹面に沿って流れて
いる間は求心力を受けているが、水フィルムが小孔１９
に出会うと求心力が消失する。

偏向部材１５の表面に近接して流れていた少量の水は湾
曲通路に沿って流れなくなシ、第３図に偏向部材１５の
表面の近くから引いた矢印により示されるように真直に
流れ、小孔１９の下流側の壁面に衝突する。

／Ｊ４Ｌ１９は凹面側において残りの水フィルムによシ
基土されるため、一度小孔１９にはいった水は／ＪｆＬ
１９を通過する以外の通路をもたなくなる。

ＪｔＬ １９の領域の流れの条件は／ド孔１９から小水
流がほぼ第３図の矢印ｖ２の方向（第１図では破線によ
シ示す方向）に生ずるような性質を有する。

本発明の試験装置を使用した実験によると、Ｊ４Ｌ１９
から流出する水流の速度ｖ２は、偏向部材１５に沿う水
フィルムの速度Ｖ□の約％である。

小孔１９の大きさと数および位置はそれほど重要ではな
いが、次のような一般的な規準に従って定めるべきであ
る。

第１に小孔１９は小さくすることが望ましいが基土ある
いは大きな液圧損をもたらすほど小さくしてはならない
。

Ｊ４Ｌ１９の直径を約に〜オインチ（約０．３２〜０．
６４ｃＷすとした場合に一般に良い成果が得られる。

また小孔１９は円形の形状とすると比較的容易に形成で
きるが、小孔１９の形状はそれほど重要でない。

小孔１９を形成する目的は高速の噴流２５が高速で容器
２１の壁部あるいは容器２１の底部の残留水に衝突する
のを防止することにするので、全ての小孔１９の全断面
積は、与えられた流れの条件の下に、全ての水フィルム
が小孔１９を通って流出するのに十分な値とすべきであ
る。

また小孔１９は抄紙機を横断する方向の偏向部材１５の
全幅にわたってほぼ一様に小孔１９から水が流出するよ
うなパターンに従って配列すべきである。

従って第２図に示したように互い違いの配列とすること
が望ましい。

最後に偏向部材１５の厚さは、小孔１９においでせん断
され小孔１９から流出する全ての水が小孔１９の下流側
壁部に衝突するように定めるべきである。

実際には偏向部材１５の構造旧の要求によって、好都合
な偏向部材１５の厚さＴ（第３図参照）が普通定められ
る。

小孔１９の直径約Δインチ（約０．６４ＣＷＩ）、水フ
ィルムの速度約５０００フイート／分（約１５００ｍ／
分）、／Ｊ４Ｌ１９の近くの偏向板１５の曲率Ｒ約１４
インチ（約３５°６ｃｍ）とした場合、偏向部材１５の
厚さは約５インチ（約０．３２ｚ）とするのが適当であ
る。

偏向部材１５の厚さの選択について考慮すべき事項は、
水が／ド孔１９の下流側の端縁部に衝突することなくせ
ん断されて小孔１９を通過しないようにすることである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、・本発明による集液装置を具えたウェブ形成
装置の概略側面図、第２図は、偏向部材の代表的な小孔
パターンを示す部分的な平面図、第３図は、偏向部材に
沿う液流の一部が各々の小孔においてせん断される状態
を説明するだめの部分的断面図である。 ３．７・・・・・・ワイヤ、１５・・・・・・偏向部材
、１９・・・・・・小孔、２５・・・・・・噴流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体がその移動中にそれから放出されるようにした
   移動部材と、該液体の少なくとも一部の流れをさえぎる
   ため該移動部材に近接して配置された少なくとも１個の
   板状偏向部材とを有し、該偏向部材は該移動部材の移動
   方向とほぼ直角の方向に延長し、該移動部材に近接して
   位置された内側端部および該移動部材から遠隔に配置さ
   れた外側端部を有し、更に該偏向部材は該移動部材から
   放出される該液体をさえぎってそれを移動フィルムとし
   てその上に収集するために該液体の移動方向に対してほ
   ぼ凹面となるように湾曲した横断面を具えている液流偏
   向装置において、該外側端部に近接した偏向部材の一部
   に多数の孔を形成し、偏向部材によシ収集された実質的
   に全ての液体が該移動部材からの放出速度よシも実質的
   に低い速度でそれらの孔を通過するようにしたことを特
   徴とする液流偏向装置。 ２ 移動部材から放出された流が、直接衝突することが
   ほとんどないような移動部材から遠隔の個所において帯
   状に偏向部材に多数のと配孔を形成して成る特許請求の
   範囲第１項記載の液流偏向装置。 ３ 偏向部材によシ集められだ液フィルムの横方向にほ
   ぼ一様な全流出領域が形成されるように１記孔を互い違
   い暉設して成る特許請求の範囲第１項記載の液流偏向装
   置。 ４ 上記孔が形成されている領域での偏向部材の曲率お
   よび１記孔の大きさおよび形状に関連した量の液が、１
   つの孔を越えて移動する時に求心力から解放されるとと
   および偏向部材に沿う液フィルムの流れの方向に対向し
   ている上記１つの孔の壁の一部にほぼ全体として衝突す
   ることによって１記１つの孔を通過するように上記領域
   での偏向部材の厚さを定めた特許請求の範囲第１項記載
   の液流偏向装置。