JP4301619B2 - ダブル抄網形フォーマー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプ懸濁液からパルプウェッブ、特に湿紙ウェッブを抄造するためのダブル抄網形フォーマーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として下記の刊行物を参照する。すなわち:
刊行物D1=欧州特許第0489094号明細書(PA04668);
刊行物D2=専門誌”Papier”(1970年刊、第10A号、第779頁〜第784頁);
刊行物D3=ドイツ連邦共和国特許第4301103号明細書(PA05055);
刊行物D4=ドイツ連邦共和国特許第4328997号明細書(PA05179);
刊行物D5=ドイツ連邦共和国特許出願第19733316号明細書、未公開(PA10569);
刊行物D6=ドイツ連邦共和国特許出願第19720258号明細書、未公開(PA10534)。
【0003】
本発明は、刊行物D1に記載された発明を出発点とする。当該刊行物D1に基づいて、互いに相俟って1つのダブル抄網ゾーンを形成する2本の抄網ベルトを配備したダブル抄網形フォーマーは公知である。前記の抄網ゾーンの始点において両抄網ベルトは互いに相俟って1つの楔形入口ギャップを形成し、該楔形入口ギャップは流送箱(フローボックス)からパルプ懸濁液を直接受け取る。要するにこれが所謂ギャップ・フォーマーである。前記の楔形入口ギャップにおいて直接、2本の抄網が1本の回転可能なフォーミングロールを介して走行する。抄網走行方向で見て該フォーミングロールの後方に位置するダブル抄網ゾーンの範囲内においては両抄網ベルトは実質的にフォーミング条片及び/又はフォーミングシューと接触するにすぎない。
【0004】
公知のダブル抄網形フォーマーの若干の構造型式では両抄網はダブル抄網ゾーンの範囲内においてほぼ水平方向にか又は上り勾配を成して斜向方向に延在している。従って上側抄網のループ内に位置している脱水装置は、水を導出するために比較的高い負圧を必要とする。別の構造型式では両抄網ベルトは、下から上へ向かってほぼ垂直に延びており、しかも楔形入口ギャップにおいて先ず、概ねサクションロールとして構成されたフォーミングロールを介して延びている。該フォーミングロールの上位に位置している脱水ボックスは、水を導出するために少なくとも若干の変向ガイド面を必要とし、かつ場合によってはこのために矢張り負圧接続部を必要とする。
【0005】
刊行物D1に記載された構造型式のダブル抄網形フォーマーは、特に楔形入口ギャップに直接配置されたフォーミングロールの実施形態の点で定評があり、実地において賞用されている。このフォーミングロールの存在に基づいて両抄網ベルトは楔形入口ギャップの直後ではフォーミングロールの周面に沿って、比較的シャープに湾曲された経路を介してガイドされる。それというのはフォーミングロールの周壁が、楔形入口ギャップに配置されたフォーミンクシューの大きな曲率半径に対比して比較的小さな曲率半径を有しているからである。ところで流送箱から流出する懸濁液噴流が楔形入口ギャップ内へ入ると、比較的多量の懸濁水分がほぼ直線的に上側抄網を通流する。その際に噴流水は迅速にかつ機械全幅にわたって均等に上側抄網から分離する。この状況は、迅速かつ特に均等なウェッブ地合(紙層)形成のために著しく寄与する。コンパクトにして低廉な構造型式の抄造機における迅速なウェッブ紙層形成にも拘わらず、高品質の抄造済みパルプウェッブが得られる。
【0006】
ダブル抄網ゾーンの始端部に配置されたフォーミングロールの更なる利点は次の通りである。すなわち:周知のように下側抄網のみならず、上側抄網も縦方向に緊張されており、かつ循環走行時にこの縦方向張力をもってフォーミングロールを介して変向ガイドされる。これによって、走行方向に延在する所謂「抄網パイプ」を形成する危険が防止される。換言すれば上側抄網は特にウェッブ地合形成にとってクリティカルな起点領域において横方向でも緊張状態に保たれ、これも矢張り均等な地合形成のために寄与する。殊に湿紙ウェッブ(紙匹)における所謂「縦縞」の形成が回避される。
【0007】
刊行物D1に基づいて公知になっているダブル抄網形フォーマーの欠点は、操業中に負圧を準備するために比較的多量のエネルギが消費されることである。更に又、所謂「水堰止め」が生じた場合に、抄造機の起動が困難になることが多い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、公知のダブル抄網形フォーマーを改良して、ダブル抄網ゾーンの脱水エレメントを従来よりも低い負圧で運転することができると同時に、可能な限り僅かな経費で安定した運転状態を形成しかつ連続運転を維持できるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、請求項1の特徴部に記載した通り、楔形入口ギャップに直接位置するフォーミングロールを維持したままで、ダブル抄網ゾーンが下向きに急勾配で延びている点にある。これによって抄網を透過する懸濁水の比較的大部分が、単に重力の作用によって、或いは少なくとも重力の著しい支援を受けて導出される。フォーミングロールの周壁は従来のように、水を一時的に貯えるための複数の凹所を有している。この場合に重要な点は、貯えられた水がフォーミングロールの周壁から下方へ向かって撒水されることである。従って大抵の場合(例えば比較的低い作業速度の場合)フォーミングロールをサクションロールとして構成する必要はない。勿論またフォーミングロールがサクションロールであってもよいが、この場合は従来よりも僅かな負圧で作動させることが可能である。
【0010】
フォーミングロールに後続する脱水エレメントにおいても、すでに述べたように水が重力の支援を受けて導出されるので、負圧の高さは従来よりも僅かである(但し脱水エレメントにおいて負圧を発生させることが絶対必要と云うわけではない)。この状況はフォーマーの起動を容易にしかつ(水堰止めの危険のない)安定した作動状態を生ぜしめることを容易にする。
【0011】
流送箱の高位配置は逆流の危険を低下させる(これは抄造速度が低速の場合、特に重要である)。更に又この高位配置によって流送箱は、接近し易い綺麗な領域に位置することになり、かつ、流送箱のための制御エレメントにとっての環境条件、例えば抄造済みの紙ウェッブの所望の面重量当りの横断面形状を調整するためにセクション別に希釈水を添加するために配置せねばならない制御弁にとっての環境条件も良くなる。同じくフォーミングロールは、従来よりも好ましい位置に在るので、フォーミングロールの組付け又は組外しも簡便にクレーンによって行なうことができる。
【0012】
従来のようにフォーミングロールの領域で既に両抄網ベルトを透過して、極めて多量の水量の導出が行なわれる。すなわち湿紙ウェッブの地合形成はすでにダブル抄網ゾーンの始端域において極めて迅速に、それにも拘わらず極めて均等に行なわれる。事情次第では又、フォーミングロールの領域において導出される水量比率分を更に高めることも可能である。これに対応して、後続の定置の脱水エレメント(例えば脱水条片)の領域で導出すべき水量は減少する。これによって、かつ使用真空の減少によって、一層良好な強度特性、特に裂け強度が見込まれる。
【0013】
新規な設計は、長網部の改造のために著しく適している。それというのは、実在する長網の高さは重要でないからである。従来の設計では流送箱を収容するのが往々にして困難になる場合があった。
【0014】
急勾配で下方へ向かって延びるダブル抄網ベルトを装備したダブル抄網形フォーマーは確かに刊行物D2に基づいて公知ではあるが、しかしながら刊行物D2に開示されている技術では、両抄網ベルトによって巻掛けられるフォーミングロールの手前には、両抄網ベルトによって巻掛けられた凸面状に湾曲されたフォーミングシューが設けられている。
【0015】
本発明のその他の有利な構成は、請求項2以降の記載及び図面に関する以下の説明に基づいて明らかである。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【0017】
図1に示したダブル抄網形フォーマーは2本の抄網ベルト、つまり下側抄網ベルト11と上側抄網ベルト12を有している。両抄網ベルトは、フォーミングロール30を起点としてダブル抄網ゾーンを形成している。上側抄網ベルト12がフォーミングロール30の周面に沿って下側抄網ベルト11と接触する前、該上側抄網ベルトはブレストロール32を介して走行する。フォーミングロール30とブレストロール32との間で両抄網ベルト11,12は互いに相俟って楔形入口ギャップ28を形成し、該楔形入口ギャップは流送箱26からパルプ懸濁液を直接受取る。流送箱26は略示したにすぎないが、抄造された湿紙ウェッブの所望の面重量当り成形横断面を調整するために、公知のようにセクション別に制御可能な希釈水添加部を装備した流送箱であるのが有利である。
【0018】
符号20で総体的に図示したダブル抄網形フォーマーは、フォーミングロール30の領域における上側抄網ベルト12のループの内部に水捕集装置39を有している。該水捕集装置に、ダブル抄網ゾーンの起点で浸透する懸濁水の大部分が先ず到達する。これは主として、フォーミングロール30の、下降する上部象限内で行なわれる。フォーミングロール30のほぼ回転軸線の高さレベルで、両抄網ベルト11,12は、両者間に形成されるパルプウェッブと一緒に、フォーミングロール30から下方へ向かって走行し、次いで、上側抄網ベルト12のループ内に配置された凸面状に湾曲されたフォーミングシュー36を介して走行する。該フォーミングシュー36は多数の脱水条片34でもって上側抄網ベルト12に接触している。脱水条片34間を通って懸濁水の一部分が水捕集装置39内へ流過する。懸濁水の別の残分は下側抄網ベルト11を通って水捕集装置39′内へ流入する。該水捕集装置39′には、公知のようにフレキシブルに下側抄網ベルト11に圧着可能なフォーミング条片38を設けることも可能である。フォーミングシュー36の領域内では前記フォーミング条片38に代えて、図2に示したように下側抄網ベルト11に少なくとも1つのデフレクタ40を配設することも可能である。
【0019】
フォーミングロール30の周壁は公知のように、例えばハニカムカバー及び該ハニカムカバーの上に固着されたスクリーンスリーブの形の、水を一時的に貯えておくための凹所を有している。必要とあれば付加的にフォーミングロール30をサクションロールとして構成しておくことも可能である。これは図示の全ての実施例について当て嵌まる。しかしサクション装置29は図1と図6で図示されているにすぎない。また上側抄網ベルト12のループの内部に配置された水捕集装置39並びにフォーミングシュー36は、必要とあれば負圧源29′に接続することもできる。
【0020】
全ての実施例に共通している点は、ダブル抄網ゾーンにおいて両抄網ベルト11及び12がフォーミングロール30を起点として直ちに急勾配で下方へ向かって走行することである。この領域ではダブル抄網ゾーンは仮想鉛直平面に対して10゜〜50゜の角度aを形成しており、しかもこのダブル抄網ゾーン区分では上側抄網ベルト12は常に下側抄網ベルト11の上面に位置している。前記角度aは45゜よりも小であるのが有利である。急勾配で下方へ向かって走行するダブル抄網ゾーン区分では、更に別の脱水エレメント、たとえば下側抄網ベルト11に接触するサクションボックス37を設けておくことも可能である。
【0021】
図1〜図3及び図6に示した実施例では、急勾配で下方へ向かって延びるダブル抄網ゾーン区分の端部には、両抄網ベルト11,12をほぼ水平な走行方向に変向ガイドする変向ガイドローラ42が設けられている。この変向ガイド点では下側抄網ベルト11のループ内に、上側抄網ベルト12を下側抄網ベルト11及び該下側抄網ベルト上に載っている湿紙ウェッブから離間させる分離用サッカー15が設けられている。上側抄網ベルト12はこの分離点から案内ローラ46を介してブレストロール32へ戻り走行する。下側抄網ベルト11は、分離用サッカー15を経た後(必要ならば少なくとも1つの別のサクションボックス37′を介して)スクリーンサクションロール33へ走行し、次いで複数本の案内ローラ41を経てフォーミングロール30へ戻り走行する。前記スクリーンサクションロール33の直ぐ後方で、地合(紙層)形成済みの湿紙ウェッブは、公知のようにフェルト9と受取りローラ8によって下側抄網ベルト11から取出される。
【0022】
図1及び図4〜図6では流送箱26の流出方向は、ほぼ水平方向であり、或いは図示のように僅かに上り勾配を成すように方位づけられている。僅かに上り勾配を成して流出するように流送箱を配置することによって得られる利点は、抄紙機が一時的に運転を停止した場合でも流送箱が空運転することが無く、従ってこの運転停止中に冷却によって変形することもない。図1及び図4〜図6に示した流送箱の配置に相応して上側抄網ベルト12は、フォーミングロール30の、下降する上部象限のほぼ全体にわたって巻掛けられる。これとは異なって図2及び図3では、フォーミングロール30における上側抄網ベルト12の巻掛けゾーンは、より小さく設けられている。従って流送箱26′の流出方向は、上から斜め下方に向かって方位づけられている。楔形入口ギャップ28の位置を時として変化させたい場合は、図2に二重矢印25で示唆したように流送箱26′及びブレストロール32′を、フォーミングロール30の回転軸線を枢軸として旋回させることが可能である。これに関しては刊行物D4を参照されたい。
【0023】
若干の実施例について該当することであるが、図2及び図3に示したようにフォーミングロール30の周面に沿って、フレキシブルに上側抄網ベルト12に圧着可能な少なくとも1つのフォーミング条片27を設けることも可能である。これは明細書冒頭で挙げた刊行物D3に基づいて公知である。
【0024】
図3に示した実施例の特殊性は、急勾配で下方へ向かって延びるダブル抄網ゾーン区分において等圧脱水エレメント16,17が設けられていることである。該等圧脱水エレメントは穿孔プレート又はプレートセグメントから成っているのが有利である。一方の等圧脱水エレメント16は、定置の(場合によってはサクション作用を有する)脱水ボックスの構成部分でありかつ例えば上側抄網ベルト12に接している。これに対向配置されている等圧脱水エレメント17は、空圧チューブ50を介して別の定置の脱水ボックス上に載っている。これによって該等圧脱水エレメント17は、選択可能な力によってフレキシブルに下側抄網ベルト11に当接可能である。この形式の等圧脱水エレメントは、明細書冒頭で挙げた刊行物D5に記載された特許出願対象である。またダブル抄網ゾーンのほぼ水平方向区分にも、このような脱水エレメントを配置することが可能である。図6によればフォーミングロール30と等圧脱水エレメント16,17との間では、抄網直線走行区において両抄網ベルトが一時的に離間するのを避けるために(特に穿孔された)凸面状に湾曲された案内面14が上側抄網ベルト12に当接されている。
【0025】
図4に示した実施例の特殊性は、ダブル抄網ゾーンの範囲内では両抄網ベルト11,12が、フォーミングロール30を除けば定置の脱水エレメントとだけ、つまりフォーミングシュー36(必要ならばフォーミング条片38及びサクションボックス37)とだけ接触する点にある。前記サクションボックス37には定置の分離用サッカー15が後置されている。該分離用サッカーから上側抄網ベルト12は案内ローラ42′を介して上方へ向かって戻し案内される。分離用サッカー15の後方で下側抄網ベルト11は急勾配で更に下方へ向かって(有利には別のサクションボックス37′を介して)走行し、次いで湿紙ウェッブはフェルト9及び受取りローラ8によって下側抄網ベルト11から受取られる。
【0026】
図5には別の実施形態が図示されている。この実施形態では、急勾配で下方に向かって延びるダブル抄網ゾーン区分の端部で、上側抄網ベルト12のループ内にスクリーンサクションロール35が設けられており、該スクリーンサクションロールを介して両抄網ベルト11,12は、間に湿紙ウェッブを介在させた状態で走行する。スクリーンサクションロール35は、分離用サクションゾーンを有しており、該分離用サクションゾーンにおいて下側抄網ベルト11は湿紙ウェッブ及び上側抄網ベルト12から分離される。従ってこの場合は湿紙ウェッブはフェルト9及び受取りローラ8によって上側抄網ベルト12から受取られる。
【0027】
全ての実施例について該当することは、フォーミングロール30が比較的大きな直径Dを有している点である。ロール直径は例えば1.5m〜2.5mであってよい。楔形入口ギャップ28の両側面を密封するためには、明細書冒頭で挙げた刊行物D6に記載のシールエレメントを設けることが可能である。
【0028】
図1〜図3及び図6に示したように両抄網ベルト11,12によって一緒に巻掛けられる変向ガイドローラ42は、抄網ベルトの局所的な速度差を全く又は極く僅かしか発生させないようにすることを保証する。従って湿紙ウェッブのS字状案内はノン・クリティカルなものと判定される。湿紙ウェッブの中央は、フォーミングシュー36もしくは等圧脱水エレメント16,17の領域に至るまでなお液状である。それ故にこの領域内では両抄網ベルト間に力を全く又は極く僅かしか伝達することができない。要するに小さな局所的な速度差は許容される訳である。抄網縁部の摩耗及び抄造済み湿紙ウェッブの強度特性に対するネガティブな影響は、湿紙ウェッブのS字状案内に基づいて完全に或いは少なくともほぼ回避される。
【0029】
図示の実施例は次のように変化することができる。すなわち:下側抄網ベルト11に対してフレキシブルに圧着可能なフォーミング条片38の少なくとも1つ(例えば図1)及び/又は上側抄網ベルト12に対してフレキシブルに圧着可能なフォーミング条片27の少なくとも1つ(例えば図2)に代えて、同日出願されたPA10658号明細書 に記載の所謂フォーミング・ウォーターノズルを使用することも可能である。
【0030】
図6に示した実施例の重要な特殊性は、湿紙ウェッブの全形成が地合形成条片無しに、要するにパルプ懸濁液内へ圧力脈動を導入することになる地合形成条片無しに行なわれる点にある。換言すれば等圧脱水エレメントしか存在せず、つまり(殊に有利にはサクションロールとしての)フォーミングロール30と案内面14以外には、図3に基づいて説明した等圧脱水エレメント16,17しか存在していない。これによって、地合形成された湿紙ウェッブ内には、高い比率のパルプ紙料と填料が残留する。
【0031】
図示の実施例、特に図6に示した実施例は次のように変形することができる。すなわち:急勾配で下方に向かって延びるダブル抄網ゾーンの端部で上側抄網ベルト12のループ内に、下側抄網ベルト11を湿紙ウェッブから分離するための分離用サッカーが配置される。前記湿紙ウェッブは上側抄網ベルトと一緒に変向ガイドローラ42を介して走行し、該変向ガイドローラは前記湿紙ウェッブを(予め例えば長網上で地合形成された)別の湿紙ウェッブと一緒に氈床へ移送する。従ってこの場合本発明のダブル抄網形フォーマーは、多層紙ウェッブ又は多層厚紙ウェッブの1つの紙層を形成するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第1実施例の概略側面図である。
【図2】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第2実施例の概略側面図である。
【図3】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第3実施例の概略側面図である。
【図4】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第4実施例の概略側面図である。
【図5】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第5実施例の概略側面図である。
【図6】本発明によるダブル抄網形フォーマーの第6実施例の概略側面図である。
【符号の説明】
8 受取りローラ、 9 フェルト、 11 下側抄網ベルト、 12上側抄網ベルト、 14 案内面又は案内プレート、 15 分離用サッカー、 16,17 等圧脱水エレメント、 20 ダブル抄網形フォーマー、 25 旋回方向を示す二重矢印、 26,26′ 流送箱、 27フォーミング条片、 28 楔形入口ギャップ、 29 サクション装置、 29′ 負圧源、 30 フォーミングロール、 32,32′ ブレストロール、 33 スクリーンサクションロール、 34 脱水条片、 35 スクリーンサクションロール、 36 フォーミングシュー、 37,37′ サクションボックス、 38 フォーミング条片、 39,39′ 水捕集装置、 40 デフレクタ、 41 案内ローラ、 42変向ガイドローラ、 42′ 案内ローラ、 46 案内ローラ、 50 空圧チューブ、 a 角度、 D 直径
Claims (8)
- パルプ懸濁液からパルプウェッブを抄造するためのダブル抄網形フォーマーであって、
a)下側抄網ベルト(11)と上側抄網ベルト(12)とが相俟って1つのダブル抄網ゾーンを形成しており、
b)回転するフォーミングロール(30)の形の脱水エレメントを介して前記の両抄網ベルト(11,12)を走行させるダブル抄網ゾーンの第1区分において両抄網ベルトが前記フォーミングロールにおいて、流送箱(26)から流出するパルプ懸濁液を直接受取る1つの楔形入口ギャップ(28)を形成してギャップ・フォーマーを構成しており、
c)前記ダブル抄網ゾーンの第2区分では前記の両抄網ベルト(11,12)が、両者間で形成されるパルプウェッブと共に別の脱水エレメント(36,37又は16,17)を介して走行し、
d)前記ダブル抄網ゾーンの終端部では前記の両抄網ベルト(11,12)が、一方の抄網ベルトを、形成されたパルプウェッブ及び他方の抄網ベルトから分離する分離装置(15,35)を介して走行し、
e)ダブル抄網ゾーンがフォーミングロール(30)を直接起点として急勾配で下方へ向かって延びている形式のものにおいて、
f)フォーミングロール(30)に追加して設けられた前記別の脱水エレメント(36,37又は16,17)に続いて、変向ガイド装置(42)が、両抄網ベルト(11,12)を、急勾配で下方へ向かってガイドする走行経路から、フォーミングロール(30)から離れる方向にほぼ水平な区分又は緩勾配区分へ変向ガイドし、
g)急勾配で下方へ向かって延びるダブル抄網ゾーン区分内に、上側抄網ベルト(12)に接する凸面状に湾曲されたフォーミングシュー(36)が設けられており、フォーミングシュー(36)の領域内で下側抄網ベルト(11)に少なくとも1つのデフレクタ(40)が配設されていることを特徴とする、ダブル抄網形フォーマー。 - ダブル抄網ゾーンの、急勾配で下方へ向かって延びる第2区分が仮想鉛直平面に対して、10゜〜50゜の角度(a)、殊に45゜より小さい角度(a)を成している、請求項1記載のダブル抄網形フォーマー。
- フォーミングロール(30)における上側抄網ベルト(12)の巻掛け角度の大きさが、流送箱(26′)と、上側抄網ベルト(12)を前記フォーミングロールへガイドするブレストロール(32′)とを前記フォーミングロールの回転軸線を枢軸として旋回させることによって可変である(図2)、請求項1又は2記載のダブル抄網形フォーマー。
- フォーミングロール(30)の周面に、上側抄網ベルト(12)に対してフレキシブルに圧着可能な少なくとも1つのフォーミング条片(27)が設けられている、請求項1から3までのいずれか1項記載のダブル抄網形フォーマー。
- 急勾配で下方へ向かって延びるダブル抄網ゾーン区分内に等圧脱水エレメント(16,17)が設けられており、しかも1つの定置の等圧脱水エレメント(16)が一方の抄網ベルト(12)に接しており、かつ前記等圧脱水エレメントに対向配置された少なくとも1つの等圧脱水エレメント(17)が、選択可能な力によってフレキシブルに他方の抄網ベルト(11)に当接可能である(図3)、請求項1から4までのいずれか1項記載のダブル抄網形フォーマー。
- 等圧脱水エレメント(16,17)がプレートとして又はプレートセグメントとして構成されている、請求項5記載のダブル抄網形フォーマー。
- 等圧脱水エレメント(16,17)が流体透過性である請求項5又は6記載のダブル抄網形フォーマー。
- 両抄網ベルト(11,12)がフォーミングロール(30)の直後に、上側抄網ベルト(12)に当接する凸面状に湾曲された案内プレート(14)を介して走行する(図6)、請求項1記載のダブル抄網形フォーマー。
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