JP3476253B2 - ヘッドボックス用ブレード及び該ブレード近辺の乱流の低減方法 - Google Patents
ヘッドボックス用ブレード及び該ブレード近辺の乱流の低減方法Info
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Description
機用ヘッドボックス、特にパルプの流れ方向に敷設され
たブレードの端部の幾何学的形状に関する。
レード(薄いシート又は板)は周知である。このブレー
ドは、パルプの流れがヘッドボックスの出口付近で単一
の流れに結合されるまで各層からのパルプ流が混合しな
いように多層ヘッドボックスのパルプ流を分離する。そ
して、単一のパルプ流は、ヘッドボックスの出口から抄
紙機の形成面へ流動せしめられる。
画成される流路内での乱れを低減して、パルプを出来る
だけ乱されていない状態で抄紙機の形成面へ供給する。
流れの乱れは、ブレードの下流端でしばしば発生する。
このようなパルプ流の乱れを回避するため、従来、種々
の試みがなされて来た。例えば、ドイツ特許出願公開第
4323050号には、流路内で流れの収束度を増大さ
せて流速を大きくし、乱れによる乱流を減少させるよう
に設計したブレードが開示されている。
態を示している。図8に示されたブレード1は平らな下
流端1aを有している。矢印F1はヘッドボックスを経
てブレード1を流過するパルプ流の方向を示し、矢印F
2は下流端1aを通過し全体がDで示されているブレー
ド1にならうデッドスペースを示すパルプ流を表わして
いる。
いるブレード1を示している。矢印F1及びF2は下流
端部1aを流過するパルプ流を表わしており、ブレード
1の下流に全体がDで示されたデッドスペースが示され
ている。
ブレード1を示している。矢印F1及びF2は下流端部
1Aを流過するパルプ流を表わしており、ブレード1の
下流に全体がDで示されたデッドスペースが示されてい
る。
における流れの乱れは、鋭い端縁に向ってブレードの端
部にテーパーを付けることにより、低減され得る。然し
ながら、実際問題として、ブレードは、製造技術,単価
及び作動上の安全性の点から著しく鋭利に作ることはで
きない。一つの結果として、ブレード端部には厚さがあ
るため、流れの乱れ即ち周期的な流れの乱れが発生し
て、ブレード全体に振動を伝達する結果となる。この振
動の伝播により、パルプの各層の形成に乱れが発生す
る。
(米国特許第4349414号及び同第4445974
号に対応)には、ブレードに、パルプ流に空気を導入し
て乱れを減らす毛状端を形成することにより、ブレード
の乱流問題を解決する方法が提案されている。
みてなされたものであり、その目的とするところは、ブ
レードの下流端における流れの乱れを減らす方法と、か
かる乱れの低減を実行するためのブレードを提供しよう
とするものである。
に、本発明によれば、抄紙機のヘッドボックスを経て流
れるパルプ流の乱れを減らすための方法と装置が提供さ
れる。ヘッドボックスは、その一部に設置された複数の
ブレードを含んでいて、各ブレードはその下流端に、ヘ
ッドボックスを経て流れるパルプ流の方向の下流端の下
流に直接形成されるデッドスペースを有している。本発
明の方法と装置は、ブレードを流過するパルプ流を複数
の支流に分割してデッドスペース領域へ導くための小さ
い流路を形成することによってデッドスペースにパルプ
をどっと流すようにする手段を備えている。
流れは、ブレードにより画成された水路内における流れ
を乱すことなしに各ブレードの端において結合され、パ
ルプのシートを形成するのに欠陥となる点を抑制する。
本発明の方法及び装置によれば、ヘッドボックスのブレ
ード端近傍における乱れは、本明細書において「デッド
スペース」と呼ぶ各ブレード端直後(即ち、下流)のス
ペースにどっとパルプ流を流すことによって、消滅せし
められるか又は減らされる。デッドスペースには、ブレ
ード端に小さい流路を形成しパルプ流を複数の支流に分
割してデッドスペース内へ導くことにより、パルプ流が
どっと流し込まれる。
の端には、ブレードの形状に関係なく種々の大きさの流
速の変化が現われる。この流速の変化は、ブレードが移
動及び振動して流れが乱されることになる、周期的な乱
れの発生を誘発する結果となる。本発明によれば、流動
の乱れは、下記の一つ又は二つ以上の要因によって低減
され得る。
係数を変えるか及び/又はブレードの端部(即ち、先
端)に湿気を与えることによってブレード先端全体の固
有共振振動数を流動によって発生する励起振動数から離
す(機械的に離調する)ことによって、和らげる(即
ち、より柔軟にする)ことができる。又、ブレード先端
の振動数は、パルプの流動による励起振動数の整数倍で
ないようになされるべきである。
み溝(細長い窪んだ部分)を形成することにより、各ブ
レードの端部領域の機械的な結合を解くと、この領域の
幅はブレードの全幅よりも小さくなるので、その領域の
共振振動数は変わることになる。
な乱れを周期的に引き起こすこと)を最小限に抑えるか
又は除去するために、ブレード端での流速基準の水力学
的効率変化を変えてもよい。これは、デッドスペース
(即ち、ブレードにならったデッド水楔)をパルプ懸濁
液で満たすことより達成される。水圧の影響は、ブレー
ドの厚さを1mm以下にすることにより少なくすることも
できる。
溝の断面の一部が示されている。
例を示している。この例では、ブレード1の下流端部1
Aの片側表面が階段状に先細になるように形成されてい
る。
例を示している。この例では、ブレード1の下流端部1
Aが非対称に成形されていて、各角が二つの異なる半径
R1及びR2をもった円弧状に形成されている。
例を示している。この実施例では、ブレード1の下流端
部1Aに切り込みの溝3が形成されており、溝3の平面
形状は、図3(b)に示すように長方形であってもよい
し、図3(d)に示すように放物線状であってもよい。
又、溝3の深さは図4(a)に破線で示すように、一定
であってもよいし、始端から出口に向って増大するよう
に形成されていてもよい。但し、上記溝3の平面形状が
図4(c)に示すようにV字形の場合は、溝の深さは一
定である。
流端部1Aの正面図を示している。ここには、切り込み
溝の配置の二つの異なる実施例が示されていて、図4
(a)には両側の切り込み溝が対向して配置されている
例が、また図4(b)には両側の切り込み溝が互いに位
置をずらして配置されている例が示されている。
ている。この変形例においては、切り込み溝3は主流方
向に対して角度βをなすように形成されている。
例を示している。この実施例では、ブレード1の下流端
部1Aにブラシ4が設けられていて、流れの周期的な乱
れの形成が阻止されるようになされている。
は、異なった構成物の層を有する多層ヘッドボックスは
勿論同じパルプ構成物を有する単層ヘッドボックス用に
も利用することが出来るが、特に、濃度の異なる少なく
とも二つの異なる流れが出来る限り少ない乱れで結合さ
れる必要があるような多層ヘッドボックスに対して有用
である。
性を有する物質で充填された切り込み溝を有していても
よい。更に、本発明によるブレードは、ヘッドボックス
を通るパルプの流動方向における堅さがパルプの流動方
向と交差する方向における堅さよりも遙かに大きいよう
な繊維質の複合材料で構成されていてもよい。本発明に
よるブレードに好適な材料はカーボンフファイバープラ
スチック(CFP)を含む。又、下流端部がポリウレタ
ン又は「インバー」(Invar )なる商標名で市販されて
いる40−50%ニッケルを包む鉄−ニッケル合金から
成るブレードもまた好適である。
互いに組み合わせて適用することができるので、上記実
施例は本発明を明瞭に理解するためにのみ示されてもの
であって、本発明の範囲内で当業者により各種の修正及
び変形が可能であることは言うまでもない。
紙機用ヘッドボックスに用いられて、下流端の下流に生
じ易いパルプ流の乱れを有効に除去又は低減することが
でき、且つその実現に好適な長寿命のブレードを安価に
提供することができる。
の断面図である。
の断面図である。
を示すもので、(a)はその側面図、(b)はその平面
図、(c)及び(d)は互いに異なるその変形例を示す
平面図である。
図3(a)の右側面図である。
る。
の断面図である。
を示す断面図である。
断面図である。
示す断面図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面に切り込み溝がパルプの流
れ方向に形成され、ブレードの端部において複数のチャ
ンネルを形成する溝の表面は、各チャンネルの幅を横切
って延びており、前記チャンネルの端部における溝の深
さ及び幅は、ヘッドボックスを通って流れるパルプの流
れの方向において一定であることを特徴とするヘッドボ
ックス用ブレード。 - 【請求項2】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面に切り込み溝がパルプの流
れ方向に形成され、ブレードの端部において複数のチャ
ンネルを形成する溝の表面は、各チャンネルの幅を横切
って延びており、前記チャンネルの端部における溝の深
さは、ヘッドボックスを通って流れるパルプの流れの方
向にそって増大しており、かつ、前記溝の幅はヘッドボ
ックスを通って流れるパルプの流れの方向において一定
であることを特徴とするヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項3】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面に切り込み溝がパルプの流
れ方向に形成され、ブレードの端部において複数のチャ
ンネルを形成する溝の表面は、各チャンネルの幅を横切
って延びており、前記チャンネルの端部における溝の深
さは、ヘッドボックスを通って流れるパルプの流れの方
向において一定であり、かつ、前記溝の幅はヘッドボッ
クスを通って流れるパルプの流れの方向に沿って増大し
ていることを特徴とするヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項4】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面上に切り込み溝がパルプの
流れ方向に形成され、その平面形状が放物線状に形成さ
れていることを特徴とするヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項5】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面上に切り込み溝がパルプの
流れ方向に形成され、その平面形状が放物線状に形成さ
れていることを特徴とする請求項3に記載のヘッドボッ
クス用ブレード。 - 【請求項6】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面上に切り込み溝がパルプの
流れ方向に形成され、その平面形状が矩形状に形成され
ていることを特徴とするヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項7】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面上に切り込み溝がパルプの
流れ方向に形成され、その平面形状が矩形状に形成され
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッド
ボックス用ブレード。 - 【請求項8】 抄紙機のヘッドボックス用ブレードにお
いて、ブレードの端部の表面上に切り込み溝がパルプの
流れ方向に形成され、その平面形状が楔状に形成されて
いることを特徴とする請求項1又は3に記載のヘッドボ
ックス用ブレード。 - 【請求項9】 切り込み溝のパルプの流れ方向を横切る
横断面形状が矩形をなしていることを特徴とする請求項
1乃至3の何れかに記載のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項10】 切り込み溝のパルプの流れ方向を横切
る横断面形状が円弧状をなしていることを特徴とする請
求項1又は3の何れかに記載のヘッドボックス用ブレー
ド。 - 【請求項11】 切り込み溝のパルプの流れ方向を横切
る横断面形状が楔状をなしていることを特徴とする請求
項1又は3の何れかに記載のヘッドボックス用ブレー
ド。 - 【請求項12】 切り込み溝がブレードの上下面側に形
成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか
に記載のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項13】 上下両面側の切り込み溝が交互に位置
をずらして配置されていることを特徴とする請求項12
に記載のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項14】 上下両面側の切り込み溝が完全に向き
合うように配置されていることを特徴とする請求項10
に記載のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項15】 切り込み溝の中心線がパルプの流れ方
向に対して傾くように切り込み溝が形成されていること
を特徴とする請求項1乃至14に記載のヘッドボックス
用ブレード。 - 【請求項16】 上下両面側の切り込み溝の中心線が異
なる方向に向けられていることを特徴とする請求項15
に記載のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項17】 ヘッドボックスを通るパルプの流れ方
向の堅さが該流れ方向に交差する方向の堅さよりも遙か
に大きくなるように繊維質の複合材料により構成されて
いることを特徴とする請求項1乃至16の何れかに記載
のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項18】 本体部分はカーボンファイバープラス
チックで構成され、下流端部はポリウレタンと鉄−ニッ
ケル合金を含むグループから選択された材料で作られて
いることを特徴とする請求項1乃至16の何れかに記載
のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項19】 ブレード端にその幅全体に沿ってブラ
シが取り付けられており、該ブラシはヘッドボックスを
通ったパルプの流れ方向に向けられた剛毛を有している
ことを特徴とする抄紙機のヘッドボックス用ブレード。 - 【請求項20】 一部にブレードが設置されている抄紙
機用ヘッドボックスを介して流れるパルプ流の乱れを低
減する方法において、前記ブレードに前記請求項1乃至
19のいずれかに記載のブレード用いることによって、
パルプの主流から複数の支流を発生させてブレードの末
端の下流に形成されるデッドスペースへ導くことによ
り、該デッドスペースにパルプ流が流されるようにした
ことを特徴とする方法。
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