JP3681914B2 - 拡張ニッププレスを用いた抄紙機のプレス部 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機のプレス部に関するものであり、このプレス部は、少なくとも１つの拡張ニップと、少なくとも２つの他のニップとを有し、このプレス部には、脱水すべき紙ウエブが実質的に密閉のドローとしてプレス布および平滑ロール面またはそれと同等の転送バンドで支持されて通されている。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機の前部の後に続くプレス部において、１つまたはいくつかの拡張ニッププレスを用い、ウエブの走行方向のプレス領域を実質的にロールプレスニップにおけるよりも長くすることは、従来技術で既知である。初期において、拡張ニッププレスは板紙抄紙機において、また厚手の等級の紙のみにより通常用いられていたが、拡張ニッププレスはまた薄手の等級の紙、例えば新聞用紙や上質紙にも導入されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に最も密接に関連している従来技術に関しては、次の特許公報と特許出願を参照する。すなわち、フィンランド特許出願第890530号 (ドイツ公開公報第3808293.4 号に対応）、ドイツ実用新案登録第8805966 号、フィンランド特許出願第913886号 (ドイツ公開公報第4026021 号に対応）、本出願人のフィンランド特許出願第811403号、米国特許第4,257,844 号、同第4,704,192 号、および同第5,120,399 号である。さらに、論文誌 Wochenblatt fur Papierfabrikation第19号 (1993）、第180 〜182 頁、"Die Flexonip （登録商標）- Pressen"の文献を参照するが、この文献は J.M. Voith 社の最新の拡張ニッププレスの構造のいくつかを説明している。
【０００４】
上述の文献に説明されているものを含む従来技術のプレス部は、ある種の問題と開発の必要性を伴っているが、それらは本発明の正しさを証明するのに役立っている。これらの問題と欠点の最も重要なものを次に論じる。
【０００５】
フィンランド特許出願第890530号（図３および図４）に説明されているプレス部には、１つの拡張ニッププレスからその拡張ニッププレスのグライドベルト・マントルの面上の第２および／または第３の拡張ニッププレスへの転送が欠点である。なぜならば、それは、吸水性でなくかつ良好なウエブ転送性および付着性を有する平滑面を必要とするからである。この引用文献では、第１のニップは水を効率的に両方向へ除去する拡張ニップではなく、その全体の概念はいくつかのニップからなるコンパクトなプレス部ではない。
【０００６】
ドイツ実用新案登録第8805966 号では、その欠点は、図１および図２に示す実施例においてはとりわけ、２つの別個の拡張ニッププレスだけからなるプレス部にある。そのプレス部では、それらの拡張ニップの両方において高負荷プレスを同じプレスフェルトの面で行ない、さらにウエブは２つの再湿潤用フェルトの間のニップ間の長い距離にわたって一方のフェルトの表面を移送される。前記引用文献の図３、５および６に示すようなプレス部の幾何学的配置はもっとコンパクトであるが、同じプレスフェルトが両方の拡張ニップを通って走行し、このフェルトの吸水能力は第２の拡張ニップではもはや十分に効率的ではない。ウエブの一方の拡張ニップから他方への転送は、プレスフェルトの表面構造の差に完全に左右されるが、ウエブ転送を確保するための装置は全く用いられたことがない。
【０００７】
フィンランド特許出願第913886号の図１、1a、２、３、3aおよび3bに示すプレス部には、全部のニップを通って走行し、フェルトより低い脱水能力を有する転送手段を用いるという欠点がある。第１のニップでは大量の水が除去されるため、一方向の脱水は前記転送手段を用いることによって制限される。図２、2a、３、3a、3bに示すような構造に用いられる転送手段は、拡張ニッププレスのグライドベルトからなり、その場合、第１のニップにおける一方向の脱水は完全に除外される。前記グライドベルトは完全に不浸透性で平滑でなければならない。
【０００８】
フィンランド特許出願第811403号、フィンランド特許第75,382号、または米国特許第4,257,844 号では、高脱水能力の拡張ニッププレスを第１のニップとして、または他の場合に使用することは提案されていないし、また乾燥部への密閉ウエブ転送手段も提案されていない。
【０００９】
米国特許第5,120,399 号では、第１のニップとして１つの方向に脱水するシングルフェルト拡張ニップの使用だけを提案しており、プレス部は２つのニップを有しているが、コンパクトな多ニッププレス部は全く提案していない。
【００１０】
本発明は従来技術の更なる開発を行ない、上述の欠点のほとんどを実質的に回避できるようにすることを目的とする。
【００１１】
本発明は、とくに機械方向におけるかなりコンパクトなプレス部の構造を提供することを目的とする。これはとくに、既存のロールニップからなるプレス（例えば本出願人の (Sym-press II（登録商標））を、より高い脱水能力を有し１つまたはいくつかの拡張ニップを採用した新しいプレス部に代えることが必要な抄紙機の近代化において、重要な目的となる。
【００１２】
本発明は、効率的な２面・対称脱水が拡張ニップで行なわれるプレス部を提供することを特定の目的とする。
【００１３】
さらに本発明は、紙ウエブの確実な転送がその前段階から第１のニップへ、そこから第２のニップへ、さらに存在する場合はその次のニップへ行なわれるプレス部を提供することを目的とする。
【００１４】
またさらに本発明は、第１のニップにおいてプレス部の充分に高い脱水能力とウエブの充分に高い乾燥固形残分に役立つ比較的高いプレス負荷を用いることができるプレス部を提供することを目的とする。後者の特性は重要である。なぜならば、乾燥固形残分が増加すると、ウエブの強度も増加し、それによって第１のニップの後のプレス部を通る無妨害で確実なウエブの転送に役立つからである。
【００１５】
さらに本発明は、充分に対称的な脱水を行ない、それによってウエブ構造のＺ方向の良好な対称性を確保することを目的とする。
【００１６】
本発明は、例えば25〜35m/s のオーダの高いウエブ速度であっても、支持され信頼性のあるウエブの乾燥部全体にわたる転送を行なうことを特有の目的とする。
【００１７】
本発明は、ウエブを加熱するためのスチームボックス、赤外線ヒータまたはそれと同等のものを用いることが可能であり、それにより脱水を強化できるプレス部を提供することを必須でない他の目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的と後にわかる他の目的を達成するため、本発明は次の特徴を有する。すなわち、
− プレス部の第１のニップは拡張ニッププレスであり、そのプレス領域を通って吸水性の２つの対向したプレス布が通り、第１の拡張ニッププレスでは脱水がウエブの両面から２つの方向へ行なわれること。
− 拡張ニッププレスにおける上部プレス布はピックアップ布であり、ピックアップ布はその下面で成形ワイヤから紙ウエブを運ぶこと。
− プレス部における少なくもの２つの他のニップは、平滑面付きセンタロールに関連して形成され、センタロールは拡張ニッププレスの高さより実質的に高い位置に設けられ、他のニップのうちの第２のニップでは、プレス布がピックアップ布からなり、第３のニップはそれ自体が吸水性のプレス布を有すること。
− 第１の拡張ニッププレスの後では、紙ウエブの走行方向はａ≧〜450 として選ばれた角度ａで転向すること。
【００１９】
本発明によれば、抄紙機のプレス部を通して紙ウエブがプレス布と平滑ロール面の支持で密閉ドローとして通過する。プレス部の第１のニップは拡張ニッププレスであり、このプレス領域を介して２枚の対向した吸水プレス布が通っている。拡張ニッププレスにおける上部プレス布はピックアップ布であり、これは紙ウエブを成形ワイヤから運ぶ。プレス部には、少なくとも２つの他のニップがあり、これらは平滑面付きセンタロールに関連して成形されている。センタロールは拡張ニッププレスの高さより高い位置に取り付けられている。他のニップのうちの第２のものでは、プレス布はピックアップ布であり、第３の他のニップはそれ自体が吸水性のプレス布を有している。拡張ニッププレスの後では、紙ウエブの走行方向はａ≧〜450 に選択された角度ａで転向する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に添付図面に示す本発明の実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の内容に決して厳格に限定されることはない。
【００２１】
図１ないし７によれば、紙ウエブＷは成形ワイヤ10から分離され、ピックアップ点Ｐで、ピックアップ・サクションロール12のサクション領域12a により支援され、ピックアップフェルト11上へ転送される。ピックアップフェルト11は、第１の拡張ニップNP1 において吸水上部布として働き、その中へウエブＷがフェルト11の下面で転送される。拡張ニップNP1 には吸水下部フェルト28があり、これはガイドロール29により案内される。図１、２、３、５、６および７によれば、第１の拡張ニップNP1 における下部プレス要素は可撓性マントル21を設けたホースロール20である。マントル21の内部にはプレスシュー22があり、それは油圧シリンダにより負荷され、その圧力は、拡張ニップNP1 における圧搾圧力のレベルと分布をウエブＷの進行方向および横断方向の両方で調節するために、調整することができる。ホースロール21はそれ自体公知のプレス要素であり、その構造に関しては、本出願人のフィンランド特許出願第905798号の図10、図11、図12（米国特許出願第 07/795,043 号および同第08/026,851号に対応）を例として参照する。図１、２、３、６および７によれば、拡張ニップNP1 の上部プレス要素は、一体マントル、好ましくは可変クラウン・プレスロール13であり、これには、溝付き面などの中空面13' が設けられ、好ましくは駆動歯車が設けられている。拡張ニップNP1 における高プレス負荷のため、プレスロール13の一体マントルは、対応する多孔サクションロールマントルに機械的に好ましい構成になっている。
【００２２】
図４に示すプレス部は、上述の実施例とは拡張ニップNP1 に対して、可撓性マントル21を設けたホースロール20a が上部ロールとして、さらに一体マントルプレスロール13a が下部ロールとして配置されている点で、異なっている。
【００２３】
図５は本発明の例外的な変形を示す。これは、基本的には、上述のものと同等に有利ではないが、拡張ニップNP1 の上部ロール13b は多孔マントル13''を設けたサクションロールであり、そのマントルの内部には２つの連続するサクション領域13c および13d がある。前記領域のうち、第１のもの13c は拡張ニップNP1 のプレス領域に面し、次の領域13d はウエブＷと上部フェルト11の走程が垂直方向に転向されるセクタに配置されている。例外的な場合では、サクションロール13b を、例えば拡張ニップNP1 が平均よりも低いときは、薄手の等級の紙に用いることができるが、その場合、マントル13''は拡張ニッププレスにおける圧力負荷に絶えるようにすることができる。
【００２４】
第１の拡張ニッププレスNP1 において、高いウエブ走行速度でさえもウエブについて充分に長い滞留時間と効率的な脱水が得られる。前記脱水はさらに２面、かつ対称的である。拡張ニップNP1 に到着した時のウエブＷの乾燥固形残分は、典型的には12〜20% の範囲であり、拡張ニップNP1 の直後でのウエブＷの乾燥固形残分は、基本的には30〜40% の範囲である。プレス部で生ずる全脱水のうち、拡張ニップで生ずる効率的脱水の割合は、典型的には30〜75% の範囲であり、最も一般的には35〜55% の範囲である。
【００２５】
図１、４、５、６および７によれば、拡張ニップNP1 における上部ロール13、13b またはホースロール20a （図４）によって、上部フェルト11とウエブＷの走行方向が転向し、ウエブは前記フェルトに支持されてセクタａにわたって、すなわち実質的に水平から実質的に垂直な方向に（図５）、または比較的急峻に上方斜めに転送される。上部フェルト11とウエブＷの走行方向のこの変更（角度ａ）は、プレス部の占める空間の利用の改善に役立つ。基本的には、前記角度ａ≧〜450 である。図１では、前記角度ａ≒70°であり、図３では前記角度はかなり大きく ａ≒170 °である。
【００２６】
図１、４、６および７によれば、下部フェルト28のガイドロール29a は上方の位置に取り付けられ、下部フェルト28がウエブＷを拡張ニップ領域NP1 の後で直接案内し、拡張ニップNP1 の後にウエブＷが確実に上部フェルト11に従うようにし、これをさらに、上部フェルト11のループの内側に取り付けたサクションボックス14a によって確保できるようにしている。前記ボックスの反対側では、スチームボックス14b またはこれと同等の赤外線照射器が作動し、これによってウエブＷの自由面が熱線または媒体にさらされ、これによって水の除去は、その後に続くニップN1、N2、NP2 において、それ自体公知の作用モードを利用して促進される。
【００２７】
図２および３によれば、拡張ニップNP1 の後に、ウエブＷは、フェルト11と28の間の直線走路に従って案内される。図２によれば、ウエブＷは、下部フェルト32から、逆転サクションロール16のサクション領域16a によって分離される。前記サクション領域16a 上にはスチームボックス17が取り付けられ、これはスチームボックス14b の機能と同様の機能を有している。図２では、サクションロール16はウエブＷと上部フェルト11の走程を水平から垂直に転向する。図３では、同様のサクションロール18がウエブＷと上部フェルトの方向をそのサクション領域18a 上でほぼ180 °にわたって転向する。上述のように、比較的大きな角度ａの方向変更によって、かなりコンパクトなプレス部が提供される。前記比較的大きな角度の方向変更は、例えば25〜35m/s の速度範囲の高いウエブ速度であっても、第１の拡張ニップNP1 で行なわれる両面の効率的脱水により可能となる。この脱水により、ウエブＷの乾燥固形残分と強度は、大きな方向変化ａと高い遠心力を許容するレベルにまで増大されている。
【００２８】
図１ないし７によれば、プレス部は平滑面31付きセンタロール30を有し、これに関連して、好ましくは２つのロールニップN1およびN2が設けられている。ロールニップN1およびN2におけるプレス領域の長さは、典型的にはほとんど１桁分だけ、拡張ニップNP1 およびNP2 におけるよりも実質的に短く、その場合、プレス領域の長さは典型的には100 〜300mm である。図２ないし７によれば、前記ロールニップN1、N2は平滑面31付きセンタロール30の連続する上部四半部分に配置され、この配列によってセンタロール31上では有利なニップ負荷の分布が得られる。
【００２９】
図３において、上述のものとは異なり、拡張ニップNP1 の中空面13' 付き上部プレスロール13もまた第２のロールニップN1をセンタロール30とともに形成している。図３に示すプレス部構造はとくにコンパクトであり、その水平方向の寸法L1はとくに短い。図３に示すようなプレス構造の他の利点は、必要な場合には３つのロールニップでもセンタロールに関連して用いることができることである。
【００３０】
拡張ニップNP1 の上部フェルト11は、ピックアップフェルトでもあるが、また第２のロールニップN1において吸水プレス布として働き、その後でウエブＷはセンタロール30の平滑面に追従し、上部フェルト11から離れる。第３のロールニップN2は中空面32' 付きプレスロール32とともにセンタロール30によって形成されている。第３のロールニップN2を通って、プレスフェルト33が走行し、これは吸水性であり、ガイドロール34によって案内される。
【００３１】
図１、４および５によれば、ウエブＷはセンタロール30の平滑面31から短い自由ドローW0として分離され、ガイドロール35により案内され逆転サクションロール37のサクション領域37a により補助されて、下部フェルト36上へ転送される。下部フェルト36は第２の拡張ニップNP2 において下部プレス布として働く。図１および４によれば、第２の拡張ニップNP2 は、可撓性マントル41と負荷シュー42を設けた下部ホースロール40によって形成されている。拡張ニップNP2 の上部ロールは一体マントル、好ましくは可変クラウン・平滑面39' 付きプレスロール39である。拡張ニップNP2 の後で、ウエブＷはプレスロール39の平滑面に追従し、そこからこれは短い自由ドローW1として分離され、紙ガイドロール53を越えて乾燥ワイヤ52へ送られる。プレスロール39および／またはセンタロール30は加熱してもよく、この加熱は例えばロールマントルにある穴を通って循環する熱水によって行なうことができる。その詳細に関しては本出願人のフィンランド特許出願第925634号および同第924754号に参照される。図１および４において、第２の拡張ニップNP2 の手前の下部フェルト36のループ内にはサクションボックス38またはこれと同等のものが設けられている。下部フェルト36の後者のガイドロールは参照番号54で示す。図４および５によれば、第２の拡張ニップNP2 の上部支持ロールの上部セクタにはドクタ43があり、これによって、損紙となるウエブＷは、横方向の損紙トラフのなかに、または横方向の損紙コンベア44に送られ、抄紙機の側面へ、さらにパルパーへ送られる。
【００３２】
図１、４、５および７において、いくつかの用法では、拡張ニップNP2 は、図１の括弧内に参照符合N3で示すものと同様のロールニップに代えることができる。このような場合、上部ロール39は、好ましくは平滑面39' 付きプレスロールであり、下部ホースロール40の位置には、中空面付きで一体マントルの剛性プレスロールが、必要な場合は可変クラウンプレスロールがある。
【００３３】
図２および３によれば、ウエブＷはロールニップN1およびN2の後でセンタロール30の平滑面31から短い自由ドローW0として分離され、紙ガイドロール35により案内された乾燥ワイヤ52の下面へ送られ、その面上にサクションボックス51によって保持され、さらに第１の乾燥シリンダ50またはこれと同等の導入シリンダへ送られる。
【００３４】
図６によれば、センタロール30の周囲には転送バンドループ60a が取り付けられ、これは紙ウエブＷを第３のロールニップN2の後でサクション転送ロール53a へ送る。ウエブＷは、転送布ループ60a の平滑外面から分離され、さらに前記サクション転送ロール53a のサクション領域53b および53c により補助されながら乾燥ワイヤ52へ送られる。図７によれば、比較的長い転送バンドループ60b が用いられ、これによってウエブＷは、密閉ドローとして第２の拡張ニップNP2 へ、またはその代わりとしてロールニップN3（括弧内に表示）の中へ、さらに転送サクションロール53a への実質的に水平な走程として転送バンドループ60b の上面上に運ばれる。ロール53a のサクション領域53b により補助されて、ウエブＷは乾燥ワイヤ52へ送られ、その上でこれは、サクションボックス51a および51b の負圧により支援されながら、保持される。転送バンドループ60a 、60b はガイドおよび張力ロール61により案内され、ガイドロール62により駆動される。転送バンドループ60a 、60b の平滑外面はドクタ63によって清潔に保たれる。
【００３５】
図７において、第２の拡張ニッププレスNP2 は、そのプレス領域を通って転送バンドループ60b が走行するが、下部プレス要素が平滑ホースマントル40a を設けたホースロール40A になり、上部プレス要素が中空面39a 付きプレスロール39A になるように、配列されている。拡張ニッププレスNP2 を通って上部プレス布36A が走り、これはガイドロール54A によって案内される。拡張ニッププレスNP2 は、同様のロールニップに代えることができるが、これは図７の括弧内に参照番号N3によって示す。
【００３６】
図８は、ウエブ成形ワイヤ10に関連して取り付けた１次プレスニップN0を示すが、この１次プレスニップによってウエブＷの乾燥固形残分は、例えば約12% から約18% に上昇する。１次プレスニップN0はワイヤ10のサクションロール16と中空面17' 付き上部プレスロール17の間に形成されている。１次プレスニップN0に面して、ワイヤ10のサクションロール16のサクション領域16a がある。比較的浸透性があり、目の粗い吸水プレス布18が１次プレスニップN0を通って走行し、プレス布18はガイドロール18a により案内される。１次プレスニップN0には、比較的低い直線負荷を使用して、この段階では低強度であるウエブの構造が破壊されないようにすることが望ましい。
【００３７】
１次プレスニップN0でプレスされたウエブＷは、成形ワイヤ10でワイヤ駆動ロール19の手前のピックアップ点Ｐへ送られ、ピックアップ布11上へ転送される。これに乗って、図１ないし７のいずれかに示すプレスサクションを通過する。ここで強調することは、図８に示す１次プレスニップN0は本発明によるどのようなプレス部にも用いることができるが、好ましくは平均よりも厚手の紙または板紙を製造する抄紙機、および／または脱水が平均より困難な等級のパルプを用いる場合、あるいは機械の走行速度が非常に高い場合に、用いることができることである。１次ニップN0の使用により、プレス部の脱水能力の増大と１次プレスニップN0の後のウエブＷの強度にも役立てることができ、このことはまた、プレス部が機械速度に対する隘路となっている場合、その抄紙機の走行速度の増大に役立つ。１次プレスニップN0にはまた、本出願人の前記フィンランド特許出願第905798号に提示されているように、拡張ニッププレスNP0.を設けるてもよい。その場合、プレスロール17の位置には、破線で示すホースロール（90）またはこれと同等のものがある。
【００３８】
拡張ニップNP1 において、ホースロール20、20a の支持ロール13は、原則として、好ましくはサクションロールではない。なぜならば、多孔サクションロールマントルの負荷容量がニップの負荷を、実際には約150kN/m に制限しているからである。しかし、図５において、サクションロール13b が前記支持ロールの代わりに提案されている。この場合、ウエブＷのロールニップN2への転送は、サクションロール13b のサクション領域13c および13d がウエブＷを確実に転送するので、かなり容易になる。支持ロールは、好ましくは中空面付きロール13、例えば溝付きおよび／または盲穴付き一体マントルロールであり、これは幅広機械（3m以上）では好ましくは可変クラウンロールである。
【００３９】
以上、センタロール30に関連してとくに２つのロールニップN1およびN2を設けた本発明の実施例を説明した。ある場合には、とくに厚手の等級の紙または板紙を用いる場合、本発明をまた実行して、ロールニップN1および／またはN2のうちの一方または両方の位置に単数または複数のニップを用いることができる。これらのニップは、図１ないし７に破線により示し、括弧内に参照符号NP2'およびNP3'で示す。このような場合、ホースロール70は第２の拡張ニップNP2'を形成し、ホースロール80はあると考えられる第３の拡張ニップNP3'を、もしあれば、センタロール30に関連して形成する。拡張ニップNP2'および／またはNP3'をセンタロールに関連して用いる場合、基本的には、センタロールに関連する第２のニップがロールニップN1となり第３のニップが拡張ニップNP3'となるがニップの他の組合せも可能な実施例が好ましい。
【００４０】
図９において、図２に示す実施例の修正版を示すが、これでは逆転サクションロール16がセンタロール30とともにロールニップN1を形成している。逆転サクションロール160 のサクション領域160aではスチームボックス170 が設けられている。さらに、図２とは異なり、センタロールに関連している第２のニップは拡張ニップNP2 であり、これは可撓性マントル81とプレスシュー82を設けたホースロール80によって形成されている。
【００４１】
図１ないし８に示すプレス部は、例えば新聞用紙、SC紙、LWC 原紙および上質紙などの印刷用紙級に最適であるが、前記プレス部はまた、例えば段ボール用ライナまたは中芯原紙などの板紙にも用いることができる。
【００４２】
次に、本発明によるプレス部の様々なニップにおける様々な直線負荷の最も広くかつ望ましい範囲を示すが、本発明をこれらの数値に限定するものではない。
【００４３】
第１の拡張ニップNP1 = 100 〜1400 kN/m 、好ましくは200 〜800 kN/m
第２の拡張ニップNP2 = 150 〜1400 kN/m 、好ましくは400 〜1200 kN/m
第２のニップ (第１のロールニップ）N1 = 50 〜150 kN/m、好ましくは70〜130 kN/m
第３のニップ（第２のロールニップ）N2 = 70 〜200 kN/m、好ましくは90〜150 kN/m
第４のニップ（第３のロールニップ）N3 = 70 〜200 kN/m、好ましくは90〜150 kN/m
プレス部のフレームはフェルトとロールを迅速に取り替えることができる通常のフレームである。拡張ニップNP1、NP2 (NP2'、NP3') には、通常より若干重くかつ厚手のプレスフェルトを用いることが好ましい。なぜならば、拡張ニップNP1 、NP2 （NP2'、NP3') で除去される水の量が多く、さらに高い圧力インパルスで紙上に布または中空面の跡を付け易いからである。拡張ニッププレスでは、グライドベルトマントル21、41、81は、好ましくは例えば溝付き、盲穴付きまたは他の凹部を設けた中空面のものである。
【００４４】
本発明によれば、とくにコンパクトなプレス部を作り、例として、例えば抄紙機の走行速度を増すためにプレス部の脱水能力を増大させる抄紙機の近代化において、プレス部を、例えば本出願人のSym-Press II（登録商標）プレスなどの、ロールニップだけの３つまたは４つのニップからなる既存のプレス部の代わりに、用いることができるようにしている。このコンパクトさは、次の寸法の例によって説明する。すなわち、図１では水平方向の寸法L1≒3200〜7200mmであり、図２では水平方向の寸法L2≒2200〜3600mmであり、また図３では同様の水平方向の寸法L3≒1200〜1900mmである。図１ないし３に示す垂直方向の寸法H1は、原則として、H1≒1900〜2900mmの範囲である。これらの寸法は他の要因の中でも機械の幅に左右され、幅が広くなれば、ロールの直径も大きくなる。
【００４５】
図１において、参照符号D1からD10 は様々なロールの標準的で好ましい直径を示す。前記直径は、好ましくは次のもの（寸法をミリメートルで示す）から選択される。すなわち、D1≒1100、D2≒1250、D3≒1800、D4≒1000、D5≒1600、D6≒700 、D7≒1100、D8≒1250、D9≒1800、そしてD10 ≒1830である。
【００４６】
本発明の様々な詳細は、特許請求の範囲に定義された本発明の概念の範囲内で改変し、例示のためのみに上述したものと異なるてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、プレス部の第１の拡張ニッププレスにおいて効率的な両面脱水が達成され、これによって、ウエブの構造のＺ方向の対称性とウエブの両面の密度および多孔率の対称性が確保される。また、第１の拡張ニッププレスにおいて、ウエブに関して比較的高い乾燥固形残分が得られ、ウエブの方向を実質的に拡張ニッププレスの後で、破損の危険なしに変えることができる。これによって、コンパクトな構造を有し、かつ近代化の点で機械方向に充分に小さな空間しか占めないプレス部を提供することができる。
【００４８】
さらに、本発明では、プレス部全体を通して、ウエブの密閉ドローまたは実質的に密閉されたドローがほんの非常に短い自由ドローにより達成される。とくに厚手の等級の紙および／または平均より速いウエブ速度の場合、拡張ニッププレスをプレス部における最終のニップとして用い、拡張ニッププレスでは、排水方向が拡張ニッププレスの手前のロールニップにおける方向と反対になり、これによってウエブのＺ方向の対称性が確保または改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】拡張ニッププレスを第１および最終のプレスとして用いる本発明による第１の実施例の概略側面図である。
【図２】拡張ニッププレスを２つのロールニップが後に続く第１のプレスニップとして用いる本発明による第２の実施例を示す図である。
【図３】図２に示すプレス部の変形であり、拡張ニップの上部プレスロールがその上方セクタでプレスの平滑面センタロールとともにロールニップを形成している図である。
【図４】図１に示すプレス部の変形であり、拡張ニッププレスのホースロールが上部プレス要素として配置され、剛性の一体マントルの中空面プレスロールが下部プレス要素として配置されている図である。
【図５】図１および４に示すプレス部の例外的な変形であり、図１に示す拡張ニップの一体マントルの中空面上部ロールがサクションロールに代えられて、その対応する位置に配置されている図である。
【図６】主に図２に類似した本発明の変形を示し、特定の転送バンドループがロールニップのセンタロールの周囲に配列されている図である。
【図７】主に図１に類似したプレス部の変形を示し、特定の転送バンドループがロールニップのセンタロールの周囲に配列され、このバンドループによってウエブを密閉ドローとして第２の拡張ニッププレスも通して、その後さらに乾燥ワイヤへ運ぶ図である。
【図８】成形ワイヤと関連して配置し、本発明によるプレス部の様々な変形と有利に連結することができる脱水１次プレスを示す図である。
【図９】図２に示す実施例の改造であり、同時に、逆転サクションロールが第２のロールニップをセンタロールとともに形成している図である。
【符号の説明】
10 成形ワイヤ
11,28,33,36 プレス布
30 センタロール
31,39 平滑ロール面
W 紙ウエブ
NP1 拡張ニッププレス
N1,N2,NP2',NP3' ニップ
H1 センタロール取付け高
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機のプレス部に関するものであり、このプレス部は、少なくとも１つの拡張ニップと、少なくとも２つの他のニップとを有し、このプレス部には、脱水すべき紙ウエブが実質的に密閉のドローとしてプレス布および平滑ロール面またはそれと同等の転送バンドで支持されて通されている。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機の前部の後に続くプレス部において、１つまたはいくつかの拡張ニッププレスを用い、ウエブの走行方向のプレス領域を実質的にロールプレスニップにおけるよりも長くすることは、従来技術で既知である。初期において、拡張ニッププレスは板紙抄紙機において、また厚手の等級の紙のみにより通常用いられていたが、拡張ニッププレスはまた薄手の等級の紙、例えば新聞用紙や上質紙にも導入されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に最も密接に関連している従来技術に関しては、次の特許公報と特許出願を参照する。すなわち、フィンランド特許出願第890530号 (ドイツ公開公報第3808293.4 号に対応）、ドイツ実用新案登録第8805966 号、フィンランド特許出願第913886号 (ドイツ公開公報第4026021 号に対応）、本出願人のフィンランド特許出願第811403号、米国特許第4,257,844 号、同第4,704,192 号、および同第5,120,399 号である。さらに、論文誌 Wochenblatt fur Papierfabrikation第19号 (1993）、第180 〜182 頁、"Die Flexonip （登録商標）- Pressen"の文献を参照するが、この文献は J.M. Voith 社の最新の拡張ニッププレスの構造のいくつかを説明している。
【０００４】
上述の文献に説明されているものを含む従来技術のプレス部は、ある種の問題と開発の必要性を伴っているが、それらは本発明の正しさを証明するのに役立っている。これらの問題と欠点の最も重要なものを次に論じる。
【０００５】
フィンランド特許出願第890530号（図３および図４）に説明されているプレス部には、１つの拡張ニッププレスからその拡張ニッププレスのグライドベルト・マントルの面上の第２および／または第３の拡張ニッププレスへの転送が欠点である。なぜならば、それは、吸水性でなくかつ良好なウエブ転送性および付着性を有する平滑面を必要とするからである。この引用文献では、第１のニップは水を効率的に両方向へ除去する拡張ニップではなく、その全体の概念はいくつかのニップからなるコンパクトなプレス部ではない。
【０００６】
ドイツ実用新案登録第8805966 号では、その欠点は、図１および図２に示す実施例においてはとりわけ、２つの別個の拡張ニッププレスだけからなるプレス部にある。そのプレス部では、それらの拡張ニップの両方において高負荷プレスを同じプレスフェルトの面で行ない、さらにウエブは２つの再湿潤用フェルトの間のニップ間の長い距離にわたって一方のフェルトの表面を移送される。前記引用文献の図３、５および６に示すようなプレス部の幾何学的配置はもっとコンパクトであるが、同じプレスフェルトが両方の拡張ニップを通って走行し、このフェルトの吸水能力は第２の拡張ニップではもはや十分に効率的ではない。ウエブの一方の拡張ニップから他方への転送は、プレスフェルトの表面構造の差に完全に左右されるが、ウエブ転送を確保するための装置は全く用いられたことがない。
【０００７】
フィンランド特許出願第913886号の図１、1a、２、３、3aおよび3bに示すプレス部には、全部のニップを通って走行し、フェルトより低い脱水能力を有する転送手段を用いるという欠点がある。第１のニップでは大量の水が除去されるため、一方向の脱水は前記転送手段を用いることによって制限される。図２、2a、３、3a、3bに示すような構造に用いられる転送手段は、拡張ニッププレスのグライドベルトからなり、その場合、第１のニップにおける一方向の脱水は完全に除外される。前記グライドベルトは完全に不浸透性で平滑でなければならない。
【０００８】
フィンランド特許出願第811403号、フィンランド特許第75,382号、または米国特許第4,257,844 号では、高脱水能力の拡張ニッププレスを第１のニップとして、または他の場合に使用することは提案されていないし、また乾燥部への密閉ウエブ転送手段も提案されていない。
【０００９】
米国特許第5,120,399 号では、第１のニップとして１つの方向に脱水するシングルフェルト拡張ニップの使用だけを提案しており、プレス部は２つのニップを有しているが、コンパクトな多ニッププレス部は全く提案していない。
【００１０】
本発明は従来技術の更なる開発を行ない、上述の欠点のほとんどを実質的に回避できるようにすることを目的とする。
【００１１】
本発明は、とくに機械方向におけるかなりコンパクトなプレス部の構造を提供することを目的とする。これはとくに、既存のロールニップからなるプレス（例えば本出願人の (Sym-press II（登録商標））を、より高い脱水能力を有し１つまたはいくつかの拡張ニップを採用した新しいプレス部に代えることが必要な抄紙機の近代化において、重要な目的となる。
【００１２】
本発明は、効率的な２面・対称脱水が拡張ニップで行なわれるプレス部を提供することを特定の目的とする。
【００１３】
さらに本発明は、紙ウエブの確実な転送がその前段階から第１のニップへ、そこから第２のニップへ、さらに存在する場合はその次のニップへ行なわれるプレス部を提供することを目的とする。
【００１４】
またさらに本発明は、第１のニップにおいてプレス部の充分に高い脱水能力とウエブの充分に高い乾燥固形残分に役立つ比較的高いプレス負荷を用いることができるプレス部を提供することを目的とする。後者の特性は重要である。なぜならば、乾燥固形残分が増加すると、ウエブの強度も増加し、それによって第１のニップの後のプレス部を通る無妨害で確実なウエブの転送に役立つからである。
【００１５】
さらに本発明は、充分に対称的な脱水を行ない、それによってウエブ構造のＺ方向の良好な対称性を確保することを目的とする。
【００１６】
本発明は、例えば25〜35m/s のオーダの高いウエブ速度であっても、支持され信頼性のあるウエブの乾燥部全体にわたる転送を行なうことを特有の目的とする。
【００１７】
本発明は、ウエブを加熱するためのスチームボックス、赤外線ヒータまたはそれと同等のものを用いることが可能であり、それにより脱水を強化できるプレス部を提供することを必須でない他の目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的と後にわかる他の目的を達成するため、本発明は次の特徴を有する。すなわち、
− プレス部の第１のニップは拡張ニッププレスであり、そのプレス領域を通って吸水性の２つの対向したプレス布が通り、第１の拡張ニッププレスでは脱水がウエブの両面から２つの方向へ行なわれること。
− 拡張ニッププレスにおける上部プレス布はピックアップ布であり、ピックアップ布はその下面で成形ワイヤから紙ウエブを運ぶこと。
− プレス部における少なくもの２つの他のニップは、平滑面付きセンタロールに関連して形成され、センタロールは拡張ニッププレスの高さより実質的に高い位置に設けられ、他のニップのうちの第２のニップでは、プレス布がピックアップ布からなり、第３のニップはそれ自体が吸水性のプレス布を有すること。
− 第１の拡張ニッププレスの後では、紙ウエブの走行方向はａ≧〜450 として選ばれた角度ａで転向すること。
【００１９】
本発明によれば、抄紙機のプレス部を通して紙ウエブがプレス布と平滑ロール面の支持で密閉ドローとして通過する。プレス部の第１のニップは拡張ニッププレスであり、このプレス領域を介して２枚の対向した吸水プレス布が通っている。拡張ニッププレスにおける上部プレス布はピックアップ布であり、これは紙ウエブを成形ワイヤから運ぶ。プレス部には、少なくとも２つの他のニップがあり、これらは平滑面付きセンタロールに関連して成形されている。センタロールは拡張ニッププレスの高さより高い位置に取り付けられている。他のニップのうちの第２のものでは、プレス布はピックアップ布であり、第３の他のニップはそれ自体が吸水性のプレス布を有している。拡張ニッププレスの後では、紙ウエブの走行方向はａ≧〜450 に選択された角度ａで転向する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に添付図面に示す本発明の実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の内容に決して厳格に限定されることはない。
【００２１】
図１ないし７によれば、紙ウエブＷは成形ワイヤ10から分離され、ピックアップ点Ｐで、ピックアップ・サクションロール12のサクション領域12a により支援され、ピックアップフェルト11上へ転送される。ピックアップフェルト11は、第１の拡張ニップNP1 において吸水上部布として働き、その中へウエブＷがフェルト11の下面で転送される。拡張ニップNP1 には吸水下部フェルト28があり、これはガイドロール29により案内される。図１、２、３、５、６および７によれば、第１の拡張ニップNP1 における下部プレス要素は可撓性マントル21を設けたホースロール20である。マントル21の内部にはプレスシュー22があり、それは油圧シリンダにより負荷され、その圧力は、拡張ニップNP1 における圧搾圧力のレベルと分布をウエブＷの進行方向および横断方向の両方で調節するために、調整することができる。ホースロール21はそれ自体公知のプレス要素であり、その構造に関しては、本出願人のフィンランド特許出願第905798号の図10、図11、図12（米国特許出願第 07/795,043 号および同第08/026,851号に対応）を例として参照する。図１、２、３、６および７によれば、拡張ニップNP1 の上部プレス要素は、一体マントル、好ましくは可変クラウン・プレスロール13であり、これには、溝付き面などの中空面13' が設けられ、好ましくは駆動歯車が設けられている。拡張ニップNP1 における高プレス負荷のため、プレスロール13の一体マントルは、対応する多孔サクションロールマントルに機械的に好ましい構成になっている。
【００２２】
図４に示すプレス部は、上述の実施例とは拡張ニップNP1 に対して、可撓性マントル21を設けたホースロール20a が上部ロールとして、さらに一体マントルプレスロール13a が下部ロールとして配置されている点で、異なっている。
【００２３】
図５は本発明の例外的な変形を示す。これは、基本的には、上述のものと同等に有利ではないが、拡張ニップNP1 の上部ロール13b は多孔マントル13''を設けたサクションロールであり、そのマントルの内部には２つの連続するサクション領域13c および13d がある。前記領域のうち、第１のもの13c は拡張ニップNP1 のプレス領域に面し、次の領域13d はウエブＷと上部フェルト11の走程が垂直方向に転向されるセクタに配置されている。例外的な場合では、サクションロール13b を、例えば拡張ニップNP1 が平均よりも低いときは、薄手の等級の紙に用いることができるが、その場合、マントル13''は拡張ニッププレスにおける圧力負荷に絶えるようにすることができる。
【００２４】
第１の拡張ニッププレスNP1 において、高いウエブ走行速度でさえもウエブについて充分に長い滞留時間と効率的な脱水が得られる。前記脱水はさらに２面、かつ対称的である。拡張ニップNP1 に到着した時のウエブＷの乾燥固形残分は、典型的には12〜20% の範囲であり、拡張ニップNP1 の直後でのウエブＷの乾燥固形残分は、基本的には30〜40% の範囲である。プレス部で生ずる全脱水のうち、拡張ニップで生ずる効率的脱水の割合は、典型的には30〜75% の範囲であり、最も一般的には35〜55% の範囲である。
【００２５】
図１、４、５、６および７によれば、拡張ニップNP1 における上部ロール13、13b またはホースロール20a （図４）によって、上部フェルト11とウエブＷの走行方向が転向し、ウエブは前記フェルトに支持されてセクタａにわたって、すなわち実質的に水平から実質的に垂直な方向に（図５）、または比較的急峻に上方斜めに転送される。上部フェルト11とウエブＷの走行方向のこの変更（角度ａ）は、プレス部の占める空間の利用の改善に役立つ。基本的には、前記角度ａ≧〜450 である。図１では、前記角度ａ≒70°であり、図３では前記角度はかなり大きく ａ≒170 °である。
【００２６】
図１、４、６および７によれば、下部フェルト28のガイドロール29a は上方の位置に取り付けられ、下部フェルト28がウエブＷを拡張ニップ領域NP1 の後で直接案内し、拡張ニップNP1 の後にウエブＷが確実に上部フェルト11に従うようにし、これをさらに、上部フェルト11のループの内側に取り付けたサクションボックス14a によって確保できるようにしている。前記ボックスの反対側では、スチームボックス14b またはこれと同等の赤外線照射器が作動し、これによってウエブＷの自由面が熱線または媒体にさらされ、これによって水の除去は、その後に続くニップN1、N2、NP2 において、それ自体公知の作用モードを利用して促進される。
【００２７】
図２および３によれば、拡張ニップNP1 の後に、ウエブＷは、フェルト11と28の間の直線走路に従って案内される。図２によれば、ウエブＷは、下部フェルト32から、逆転サクションロール16のサクション領域16a によって分離される。前記サクション領域16a 上にはスチームボックス17が取り付けられ、これはスチームボックス14b の機能と同様の機能を有している。図２では、サクションロール16はウエブＷと上部フェルト11の走程を水平から垂直に転向する。図３では、同様のサクションロール18がウエブＷと上部フェルトの方向をそのサクション領域18a 上でほぼ180 °にわたって転向する。上述のように、比較的大きな角度ａの方向変更によって、かなりコンパクトなプレス部が提供される。前記比較的大きな角度の方向変更は、例えば25〜35m/s の速度範囲の高いウエブ速度であっても、第１の拡張ニップNP1 で行なわれる両面の効率的脱水により可能となる。この脱水により、ウエブＷの乾燥固形残分と強度は、大きな方向変化ａと高い遠心力を許容するレベルにまで増大されている。
【００２８】
図１ないし７によれば、プレス部は平滑面31付きセンタロール30を有し、これに関連して、好ましくは２つのロールニップN1およびN2が設けられている。ロールニップN1およびN2におけるプレス領域の長さは、典型的にはほとんど１桁分だけ、拡張ニップNP1 およびNP2 におけるよりも実質的に短く、その場合、プレス領域の長さは典型的には100 〜300mm である。図２ないし７によれば、前記ロールニップN1、N2は平滑面31付きセンタロール30の連続する上部四半部分に配置され、この配列によってセンタロール31上では有利なニップ負荷の分布が得られる。
【００２９】
図３において、上述のものとは異なり、拡張ニップNP1 の中空面13' 付き上部プレスロール13もまた第２のロールニップN1をセンタロール30とともに形成している。図３に示すプレス部構造はとくにコンパクトであり、その水平方向の寸法L1はとくに短い。図３に示すようなプレス構造の他の利点は、必要な場合には３つのロールニップでもセンタロールに関連して用いることができることである。
【００３０】
拡張ニップNP1 の上部フェルト11は、ピックアップフェルトでもあるが、また第２のロールニップN1において吸水プレス布として働き、その後でウエブＷはセンタロール30の平滑面に追従し、上部フェルト11から離れる。第３のロールニップN2は中空面32' 付きプレスロール32とともにセンタロール30によって形成されている。第３のロールニップN2を通って、プレスフェルト33が走行し、これは吸水性であり、ガイドロール34によって案内される。
【００３１】
図１、４および５によれば、ウエブＷはセンタロール30の平滑面31から短い自由ドローW0として分離され、ガイドロール35により案内され逆転サクションロール37のサクション領域37a により補助されて、下部フェルト36上へ転送される。下部フェルト36は第２の拡張ニップNP2 において下部プレス布として働く。図１および４によれば、第２の拡張ニップNP2 は、可撓性マントル41と負荷シュー42を設けた下部ホースロール40によって形成されている。拡張ニップNP2 の上部ロールは一体マントル、好ましくは可変クラウン・平滑面39' 付きプレスロール39である。拡張ニップNP2 の後で、ウエブＷはプレスロール39の平滑面に追従し、そこからこれは短い自由ドローW1として分離され、紙ガイドロール53を越えて乾燥ワイヤ52へ送られる。プレスロール39および／またはセンタロール30は加熱してもよく、この加熱は例えばロールマントルにある穴を通って循環する熱水によって行なうことができる。その詳細に関しては本出願人のフィンランド特許出願第925634号および同第924754号に参照される。図１および４において、第２の拡張ニップNP2 の手前の下部フェルト36のループ内にはサクションボックス38またはこれと同等のものが設けられている。下部フェルト36の後者のガイドロールは参照番号54で示す。図４および５によれば、第２の拡張ニップNP2 の上部支持ロールの上部セクタにはドクタ43があり、これによって、損紙となるウエブＷは、横方向の損紙トラフのなかに、または横方向の損紙コンベア44に送られ、抄紙機の側面へ、さらにパルパーへ送られる。
【００３２】
図１、４、５および７において、いくつかの用法では、拡張ニップNP2 は、図１の括弧内に参照符合N3で示すものと同様のロールニップに代えることができる。このような場合、上部ロール39は、好ましくは平滑面39' 付きプレスロールであり、下部ホースロール40の位置には、中空面付きで一体マントルの剛性プレスロールが、必要な場合は可変クラウンプレスロールがある。
【００３３】
図２および３によれば、ウエブＷはロールニップN1およびN2の後でセンタロール30の平滑面31から短い自由ドローW0として分離され、紙ガイドロール35により案内された乾燥ワイヤ52の下面へ送られ、その面上にサクションボックス51によって保持され、さらに第１の乾燥シリンダ50またはこれと同等の導入シリンダへ送られる。
【００３４】
図６によれば、センタロール30の周囲には転送バンドループ60a が取り付けられ、これは紙ウエブＷを第３のロールニップN2の後でサクション転送ロール53a へ送る。ウエブＷは、転送布ループ60a の平滑外面から分離され、さらに前記サクション転送ロール53a のサクション領域53b および53c により補助されながら乾燥ワイヤ52へ送られる。図７によれば、比較的長い転送バンドループ60b が用いられ、これによってウエブＷは、密閉ドローとして第２の拡張ニップNP2 へ、またはその代わりとしてロールニップN3（括弧内に表示）の中へ、さらに転送サクションロール53a への実質的に水平な走程として転送バンドループ60b の上面上に運ばれる。ロール53a のサクション領域53b により補助されて、ウエブＷは乾燥ワイヤ52へ送られ、その上でこれは、サクションボックス51a および51b の負圧により支援されながら、保持される。転送バンドループ60a 、60b はガイドおよび張力ロール61により案内され、ガイドロール62により駆動される。転送バンドループ60a 、60b の平滑外面はドクタ63によって清潔に保たれる。
【００３５】
図７において、第２の拡張ニッププレスNP2 は、そのプレス領域を通って転送バンドループ60b が走行するが、下部プレス要素が平滑ホースマントル40a を設けたホースロール40A になり、上部プレス要素が中空面39a 付きプレスロール39A になるように、配列されている。拡張ニッププレスNP2 を通って上部プレス布36A が走り、これはガイドロール54A によって案内される。拡張ニッププレスNP2 は、同様のロールニップに代えることができるが、これは図７の括弧内に参照番号N3によって示す。
【００３６】
図８は、ウエブ成形ワイヤ10に関連して取り付けた１次プレスニップN0を示すが、この１次プレスニップによってウエブＷの乾燥固形残分は、例えば約12% から約18% に上昇する。１次プレスニップN0はワイヤ10のサクションロール16と中空面17' 付き上部プレスロール17の間に形成されている。１次プレスニップN0に面して、ワイヤ10のサクションロール16のサクション領域16a がある。比較的浸透性があり、目の粗い吸水プレス布18が１次プレスニップN0を通って走行し、プレス布18はガイドロール18a により案内される。１次プレスニップN0には、比較的低い直線負荷を使用して、この段階では低強度であるウエブの構造が破壊されないようにすることが望ましい。
【００３７】
１次プレスニップN0でプレスされたウエブＷは、成形ワイヤ10でワイヤ駆動ロール19の手前のピックアップ点Ｐへ送られ、ピックアップ布11上へ転送される。これに乗って、図１ないし７のいずれかに示すプレスサクションを通過する。ここで強調することは、図８に示す１次プレスニップN0は本発明によるどのようなプレス部にも用いることができるが、好ましくは平均よりも厚手の紙または板紙を製造する抄紙機、および／または脱水が平均より困難な等級のパルプを用いる場合、あるいは機械の走行速度が非常に高い場合に、用いることができることである。１次ニップN0の使用により、プレス部の脱水能力の増大と１次プレスニップN0の後のウエブＷの強度にも役立てることができ、このことはまた、プレス部が機械速度に対する隘路となっている場合、その抄紙機の走行速度の増大に役立つ。１次プレスニップN0にはまた、本出願人の前記フィンランド特許出願第905798号に提示されているように、拡張ニッププレスNP0.を設けるてもよい。その場合、プレスロール17の位置には、破線で示すホースロール（90）またはこれと同等のものがある。
【００３８】
拡張ニップNP1 において、ホースロール20、20a の支持ロール13は、原則として、好ましくはサクションロールではない。なぜならば、多孔サクションロールマントルの負荷容量がニップの負荷を、実際には約150kN/m に制限しているからである。しかし、図５において、サクションロール13b が前記支持ロールの代わりに提案されている。この場合、ウエブＷのロールニップN2への転送は、サクションロール13b のサクション領域13c および13d がウエブＷを確実に転送するので、かなり容易になる。支持ロールは、好ましくは中空面付きロール13、例えば溝付きおよび／または盲穴付き一体マントルロールであり、これは幅広機械（3m以上）では好ましくは可変クラウンロールである。
【００３９】
以上、センタロール30に関連してとくに２つのロールニップN1およびN2を設けた本発明の実施例を説明した。ある場合には、とくに厚手の等級の紙または板紙を用いる場合、本発明をまた実行して、ロールニップN1および／またはN2のうちの一方または両方の位置に単数または複数のニップを用いることができる。これらのニップは、図１ないし７に破線により示し、括弧内に参照符号NP2'およびNP3'で示す。このような場合、ホースロール70は第２の拡張ニップNP2'を形成し、ホースロール80はあると考えられる第３の拡張ニップNP3'を、もしあれば、センタロール30に関連して形成する。拡張ニップNP2'および／またはNP3'をセンタロールに関連して用いる場合、基本的には、センタロールに関連する第２のニップがロールニップN1となり第３のニップが拡張ニップNP3'となるがニップの他の組合せも可能な実施例が好ましい。
【００４０】
図９において、図２に示す実施例の修正版を示すが、これでは逆転サクションロール16がセンタロール30とともにロールニップN1を形成している。逆転サクションロール160 のサクション領域160aではスチームボックス170 が設けられている。さらに、図２とは異なり、センタロールに関連している第２のニップは拡張ニップNP2 であり、これは可撓性マントル81とプレスシュー82を設けたホースロール80によって形成されている。
【００４１】
図１ないし８に示すプレス部は、例えば新聞用紙、SC紙、LWC 原紙および上質紙などの印刷用紙級に最適であるが、前記プレス部はまた、例えば段ボール用ライナまたは中芯原紙などの板紙にも用いることができる。
【００４２】
次に、本発明によるプレス部の様々なニップにおける様々な直線負荷の最も広くかつ望ましい範囲を示すが、本発明をこれらの数値に限定するものではない。
【００４３】
第１の拡張ニップNP1 = 100 〜1400 kN/m 、好ましくは200 〜800 kN/m
第２の拡張ニップNP2 = 150 〜1400 kN/m 、好ましくは400 〜1200 kN/m
第２のニップ (第１のロールニップ）N1 = 50 〜150 kN/m、好ましくは70〜130 kN/m
第３のニップ（第２のロールニップ）N2 = 70 〜200 kN/m、好ましくは90〜150 kN/m
第４のニップ（第３のロールニップ）N3 = 70 〜200 kN/m、好ましくは90〜150 kN/m
プレス部のフレームはフェルトとロールを迅速に取り替えることができる通常のフレームである。拡張ニップNP1、NP2 (NP2'、NP3') には、通常より若干重くかつ厚手のプレスフェルトを用いることが好ましい。なぜならば、拡張ニップNP1 、NP2 （NP2'、NP3') で除去される水の量が多く、さらに高い圧力インパルスで紙上に布または中空面の跡を付け易いからである。拡張ニッププレスでは、グライドベルトマントル21、41、81は、好ましくは例えば溝付き、盲穴付きまたは他の凹部を設けた中空面のものである。
【００４４】
本発明によれば、とくにコンパクトなプレス部を作り、例として、例えば抄紙機の走行速度を増すためにプレス部の脱水能力を増大させる抄紙機の近代化において、プレス部を、例えば本出願人のSym-Press II（登録商標）プレスなどの、ロールニップだけの３つまたは４つのニップからなる既存のプレス部の代わりに、用いることができるようにしている。このコンパクトさは、次の寸法の例によって説明する。すなわち、図１では水平方向の寸法L1≒3200〜7200mmであり、図２では水平方向の寸法L2≒2200〜3600mmであり、また図３では同様の水平方向の寸法L3≒1200〜1900mmである。図１ないし３に示す垂直方向の寸法H1は、原則として、H1≒1900〜2900mmの範囲である。これらの寸法は他の要因の中でも機械の幅に左右され、幅が広くなれば、ロールの直径も大きくなる。
【００４５】
図１において、参照符号D1からD10 は様々なロールの標準的で好ましい直径を示す。前記直径は、好ましくは次のもの（寸法をミリメートルで示す）から選択される。すなわち、D1≒1100、D2≒1250、D3≒1800、D4≒1000、D5≒1600、D6≒700 、D7≒1100、D8≒1250、D9≒1800、そしてD10 ≒1830である。
【００４６】
本発明の様々な詳細は、特許請求の範囲に定義された本発明の概念の範囲内で改変し、例示のためのみに上述したものと異なるてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、プレス部の第１の拡張ニッププレスにおいて効率的な両面脱水が達成され、これによって、ウエブの構造のＺ方向の対称性とウエブの両面の密度および多孔率の対称性が確保される。また、第１の拡張ニッププレスにおいて、ウエブに関して比較的高い乾燥固形残分が得られ、ウエブの方向を実質的に拡張ニッププレスの後で、破損の危険なしに変えることができる。これによって、コンパクトな構造を有し、かつ近代化の点で機械方向に充分に小さな空間しか占めないプレス部を提供することができる。
【００４８】
さらに、本発明では、プレス部全体を通して、ウエブの密閉ドローまたは実質的に密閉されたドローがほんの非常に短い自由ドローにより達成される。とくに厚手の等級の紙および／または平均より速いウエブ速度の場合、拡張ニッププレスをプレス部における最終のニップとして用い、拡張ニッププレスでは、排水方向が拡張ニッププレスの手前のロールニップにおける方向と反対になり、これによってウエブのＺ方向の対称性が確保または改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】拡張ニッププレスを第１および最終のプレスとして用いる本発明による第１の実施例の概略側面図である。
【図２】拡張ニッププレスを２つのロールニップが後に続く第１のプレスニップとして用いる本発明による第２の実施例を示す図である。
【図３】図２に示すプレス部の変形であり、拡張ニップの上部プレスロールがその上方セクタでプレスの平滑面センタロールとともにロールニップを形成している図である。
【図４】図１に示すプレス部の変形であり、拡張ニッププレスのホースロールが上部プレス要素として配置され、剛性の一体マントルの中空面プレスロールが下部プレス要素として配置されている図である。
【図５】図１および４に示すプレス部の例外的な変形であり、図１に示す拡張ニップの一体マントルの中空面上部ロールがサクションロールに代えられて、その対応する位置に配置されている図である。
【図６】主に図２に類似した本発明の変形を示し、特定の転送バンドループがロールニップのセンタロールの周囲に配列されている図である。
【図７】主に図１に類似したプレス部の変形を示し、特定の転送バンドループがロールニップのセンタロールの周囲に配列され、このバンドループによってウエブを密閉ドローとして第２の拡張ニッププレスも通して、その後さらに乾燥ワイヤへ運ぶ図である。
【図８】成形ワイヤと関連して配置し、本発明によるプレス部の様々な変形と有利に連結することができる脱水１次プレスを示す図である。
【図９】図２に示す実施例の改造であり、同時に、逆転サクションロールが第２のロールニップをセンタロールとともに形成している図である。
【符号の説明】
10 成形ワイヤ
11,28,33,36 プレス布
30 センタロール
31,39 平滑ロール面
W 紙ウエブ
NP1 拡張ニッププレス
N1,N2,NP2',NP3' ニップ
H1 センタロール取付け高
Claims (11)
- プレス部が少なくとも３つの連続したニップを含み、脱水すべき紙ウェブは密閉されたドローとして、プレス布および平滑ロール面に支持されて前記プレス部を通され、
前記プレス部の第１のニップは、複数貫通孔を有するマントルを設けたサクションロールを上部プレス要素として含むプレス部で形成されていて、
２つの対向した吸水性のプレス布は、該２つのプレス布の間に前記ウェブをはさみながら第１のニップのプレス領域を通して送られて、該第１のニップでは脱水が前記紙ウェブの両面から２つの方向へ行なわれ、
前記プレス部の第２および第３のニップは平滑面付きセンタロールに関連して形成され、該センタロールは前記第１のニップの高さより高い位置に設けられ、
前記第１のニップにおける上部プレス布は、前記紙ウェブを前記成形ワイヤからピックアップするピックアップ布であり、該ピックアップ布は、その下面で、前記第１のニップおよび第２のニップを通して前記紙ウェブを運び、該第１のニップの後では、前記紙ウェブは前記サクションロールによって下部プレス布から分離され、前記上部プレス布および紙ウェブの走行方向は45 度以上の角度ａに転向され、
前記第３のニップはそれ自身の吸水性のプレス布を有している、成形部の成形ワイヤ上に形成される紙ウェブを脱水する抄紙機のプレス部において、
前記第１のニップは第１の拡張ニッププレスの拡張ニップであることを特徴とする抄紙機のプレス部。 - 請求項１に記載のプレス部において、前記サクションロールは２つの連続するサクション領域からなり、そのうちの第１の領域は前記第１の拡張ニッププレスのプレス領域のある領域内に位置し、また他方の領域は前記上部布および前記紙ウェブがその方向を前記角度ａに転向する転向セクタに位置することを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１または２に記載のプレス部において、前記第２および第３のニップのうち少なくとも１つはロールニップであることを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１または２に記載のプレス部において、前記第２および第３のニップのうち少なくとも１つは拡張ニップであることを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載のプレス部において、前記第２および第３のニップは前記センタロールの両端の上部の四半分に取り付けられていることを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし５のいずれかに記載のプレス部において、前記第１の拡張ニッププレスは、可撓性マントルを設けたホースロールで形成された下部プレス要素を含み、該マントルの内面に対して、圧力媒体の圧力によって負荷されたプレスグライドシューが前記拡張ニッププレス領域にて作用することを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載のプレス部において、前記第３のニップの下流には、別個の第４のプレスニップが前記プレス部に設けられていることを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項７に記載のプレス部において、前記第４のニップは別個の第２の拡張ニッププレスで形成され、該ニッププレスには１枚の下部プレス布が設けられ、その場合、下部プレス要素は可撓性ホースマントルを設けたホースロールであり、上部プレス要素は平滑面付きプレスロールであり、該プレスロールの平滑面上で前記紙ウェブは乾燥部の乾燥ワイヤ上へ、またはその近くに通されていることを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載のプレス部において、前記第１の拡張ニッププレスの後で、前記紙ウェブの自由面は、該ウェブを加熱する媒体に対し て露呈され、該媒体は、前記紙ウェブの反対側にサクション装置が配置されている領域においてスチームボックスから供給され、これによって第２のおよび連続するプレスニップにおける脱水を強化することを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載のプレス部において、前記第１の拡張ニッププレスの後で、前記紙ウェブの自由面は、該ウェブを加熱する媒体に対して露呈され、該媒体は、赤外線照射器から供給され、これによって第２のおよび連続するプレスニップにおける脱水を強化することを特徴とする抄紙機のプレス部。
- 請求項１ないし 10のいずれかに記載のプレス部において、前記プレス部のセンタロールおよび／または前記第２の拡張ニッププレスのプレスロールは加熱可能であることを特徴とする抄紙機のプレス部。
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