JP4982684B2 - 吸引要素における方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は製紙機または同様物でのプロセス水を収集するための方法に関し、そこではワイヤーに設けられた幾つかの吸引要素からの水が本質的に途切れない液柱がそれぞれの吸引要素のそれぞれの出口管内に維持され、かつ前記液柱が共通収集容器に合流させられるような方式で導かれる。この発明はまた製紙機または同様物でのプロセス水を集めるための装置に関し、前記装置はワイヤー部分の下に設けられた吸引要素を含み、前記吸引要素は少なくとも一つの収集容器への本質的に垂直な出口管により連結されている。
【０００２】
従来公知の吸引ボックスの形の吸引要素を持つ製紙機及び同様物の場合において、前記要素からの出口管は一般的に本質的に開放された収集バットに連結されており、この収集バットは同時に水に含まれた空気のための脱気手段として機能することが多い。プロセス水は一般的に少なくとも部分的にこの収集バットから戻され、この水中に残る物質及びエネルギーの一部を再使用するために及びプロセスからの排出物の量を減らすために、プロセスの初期部分内の好適な段階に合流される。
【０００３】
このいわゆるロングシステムは始動時及び通常運転時の両方で並びに操業妨害の場合にプロセスをバランスすることができるべきであるので、このシステムは通常莫大な量の液体を含み、これが他方では遅い循環と汚染傾向を持つプロセスをもたらす。このロングシステムは機械の大部分に渡って延びるので、それは一般的に傾斜したまたは水平な管を持つ多くの長い延長部を含む。実施ではこれらの管が水中に常に残る空気が容易にエアポケットを形成し、それが逆にポンプ及び他の装置を妨害する不安定なプロセスをもたらすので問題を発生することが多いことを示した。空気はまた望ましくない発泡を起こし、それはタンク及び管中の自由表面上に付着し、追加の妨害を発生する。これらの問題を緩和するために、システムは一般的に機械の種々の部分へのポンプ輸送を可能とするために水からできるだけ多くの空気を除去するための特別の脱気手段を含む。しかし、実際には、同時に実際の液体流に妨害を発生することなしに、これらの脱気手段を十分に効果的とすることは困難である。従って、望ましくない空気の意味ある量が実際には常にプロセス水中に存在しているであろう。
【０００４】
ロングシステムは前記の莫大な容積と長いパイプラインを含むので、実際にまた全点で均一な流通状態を維持することは困難である。沈滞する水は従って共通問題であり、それはシステムの死角に汚物の蓄積をもたらす。この汚物は時たま脱離されることによりかつ蓄積物の形で液流に追従することにより妨害の一因となり、蓄積物は次いでポンプ及び弁を詰まらせかつ実際の製品に品質問題を起こす。
【０００５】
吸引要素の機能を維持するために吸引ボックスのバロメトリック出口管内の液柱が途切れないで保たれることが重要である。従来技術ではこれは水がそこからプロセスにポンプ輸送される一つまたはそれ以上の実質的に開放されたロックウォータータンクにその管を連結することにより解決された。実際にタンクは大きくなくてはならない。なぜなら満足的に機能するためにポンプはある入口圧を必要とするからである。同時に莫大な容積は汚染問題を起こし、それらはまた品質等の変更のような製造における迅速な変更を複雑にする。配管は実際に長い延長部を含むので、真空を阻止し運転上の問題を起こすエアポケットの形成を避けることがまた困難である。容積の大きいシステム自身また問題を起こす。なぜなら空間消費システムのために好適な場所を見出すことは常に容易ではないからである。
【０００６】
本発明の目的はこれらの問題への解決を提供すること及び小さな液体容積、小さな汚染危険及び自由液体表面の最小部分を持つ装置を提供することである。同時に効果的な脱気及び望ましくない発泡により起こされる欠点の減少を提供することが目的である。この装置はまたプロセスを制御するための簡単で効果的な手段を提示すべきである。
【０００７】
前記目的は添付請求の範囲に開示された方法でこの発明により解決を与えられる。従って、この発明によるプロセスは、出口管の液水準が少なくとも一つの別個の水準容器内の液水準を調節することにより調節され、この水準容器に向けてそれぞれの出口管からの水が少なくとも一つの閉じられたかつ本質的に水平な収集チャネル内に導かれ、この収集チャネルはこの収集チャネル内の液体が同時に前記の途切れない液柱の下方部を形成するような方式で幾つかの出口管に対して共通していることにより特徴付けられる。この発明による装置は少なくとも一つの本質的に閉じられかつ一般的に水平な収集チャネルから構成され、この収集チャネルに前記出口管がチャネル液水準以下で連結していることにより特徴付けられる。
【０００８】
この発明の好適実施例が一般的に添付図面に関して例として以下に説明される。図面において、
図１はこの発明の一実施例による装置の全体図を開示し、
図２はこの発明による出口管と水平収集チャネル間の連結の代替実施例を開示し、
図３は吸引ボックスから収集管までのバロメトリック管の好適連結を開示し、
図４はチャネルの底が本質的に水平であるように配置され、一方その上部が傾斜しているように配置され、それによりチャネルの高さが水準容器に向く方向に増加するような収集チャネルの大きく強調された部分を示し、そして
図５ａから５ｃはこの発明による収集チャネルの種々の代替断面を開示する。
【０００９】
図１による装置は一般的に製紙機または同様物を含み、そこでは矢印の方向に走行する材料ウェブ１がそれ自身知られた方式で配置され、従ってウェブからの液体は吸引ボックス２，２ａ−−−−−２ｎの形で設けられた吸引要素または同様要素により別個に吸い出される。吸引ボックス２により吸い出されない水を収集するためのバックウォータートレイまたはセーブオールトレイ３，３ａがワイヤーの下に配置されている。セーブオールトレイは、プロセス方向の初めに位置する部分３がプロセス水をいわゆるショートシステムまたは循環４に導き、一方プロセス方向の後に位置する部分３ａがプロセス水をいわゆるロングシステム５に向けて導くように、一般的に分割されている。例示された好適実施例においてこれらのプロセス水部分のポンプ輸送は脱ガスポンプ６，７により実施される。これら脱ガスポンプは例えば米国特許５８６１０５２により詳細に記載されている。
【００１０】
好適には材料ウェブ１に沿って連続的に配置されている吸引ボックス２，２ａ−−−−−２ｎ内に好適な減圧と適切な脱水を維持するために、吸引ボックスの出口管８−−−−−８ｎがそれらの上部がそれ自身知られた方式で吸引ボックスに連結されているいわゆるバロメトリック管の形で設けられている。この発明によれば、それぞれの出口管８−−−−−８ｎの下部１６は連結部１７がより明確には例えば図５ａに示されるようにチャネル９内の液体１９の表面１８の下に位置するように特別の要素を介して共通収集チャネル９に連結されている。
【００１１】
図１に示された実施例において収集チャネル９は一つの単一チャネルとして開示されているが、実際にはチャネルは平行に及び／または連続的に配置された幾つかの別個のチャネルに分割されることもできる。平行チャネル９，９ｍは更に各それぞれのチャネルがある濃度のまたは特定の液体留分の特別の要求による更なる処理のためのある起源の液体のみをまたは主としてその液体を収集するように配置されることができる。平行チャネル９，９ｍは更に、例えば別の種類の収集システムを持つ従来の現存するプラントの連続的変更の場合に、並びに例えばトップワイヤーの吸引ボックス２ｍからの水を他所からの水と組合わせてまたは別個にのいずれかで輸送するために使用されることができる。図１においてかかる装置は部分的に破線により参照番号８ｍと９ｍによりそれぞれ概略的に示されている。
【００１２】
図１はそれぞれの吸引ボックス２，２ａ−−−−−２ｎ内に如何に減圧が配置されているかを水準指示２０，２０ｎにより示す。従って、減圧はウェブ１がより乾き、より少ない水を放出するのでプロセス方向に増える。吸引ボックス２，２ａ−−−−−２ｎ中に吸われる水と空気はバロメトリック管８−−−−−８ｎに沿って流下し、実質的に水平な収集チャネル９内の共通液体流１９中に導かれる。ある分離がそこで起こり、従って水はチャネルの底に沿って流れるが空気及び泡２１はチャネル９の上部２２に蓄積する。水平収集チャネル９内の移動は主としてポンプ７の助けにより維持される。好適実施例によれば、移動の一部は、収集チャネル９または特にその上部２２自体が図４に強調して示されるようにポンプ７の方向にわずかに上昇するように配置されているという事実のため水中に封入された空気により起こされる。例えば図５ｂに示されている実施例によればこの上部は更に泡のための特別のチャネル２２ａとして設計されている。
【００１３】
この発明によれば、収集チャネル９は自由表面１１を持つ水準容器１０に連結されている。前記水準容器１０は、一方では図１に破線で示されている液体表面１１の水準の変動を可能とすることにより実際のプロセスを制御するために、使用される。この一般水準は図示の実施例ではまたセーブオールトレイのバック部３ａに好適には連結されている収集チャネルの対向端の自由液面１２に存在する。他方、同じ水準容器１０は好ましくはまた以下により詳細に開示されるように、泡分離器として使用される。
【００１４】
この発明によるシステムの始動時には水準容器１０内の水準が十分な高さまで到達することを確認する注意がいる。これは始動時にまた収集管８−−−−−８ｎ内に実質的に同じ水準が提供されることを自動的に確保するであろう。これが吸引ボックスに適用された減圧により起こされる吸引により収集管が空となるのを自動的に防ぐ。
【００１５】
水と泡が収集チャネル９内を流れるとき、少なくとも泡２１は好適には水準容器１０への入口チャネル１３にまず遭遇するであろう。この入口で泡２１と殆どの空気は水準容器の表面１１に向け上向きに上昇し、そこから泡は好適な方法で除去される。入口チャネル１３内の移動の方向は上向きの矢印により示されている。この移動のためのエネルギーは好適には水中に含まれた空気により提供される。表面１１に到達したら、水はポンプ７の入口により近く位置した出口チャネル１４を介して収集チャネル９に好適には戻るように導かれる。これは発泡液体とそれから泡２１が除去された液体との間の比重量の差により主として起こされる連続液体移動をもたらす。収集チャネルに由来する水に加えて他所からのプロセス水を、図示の場合には例えば溢流１５を介してショートシステムからの水を、水準容器１０に、好適にはその最高表面１１の上の点に向けるのもまた好適である。水準容器内のよどみを防ぐためにこの発明の実施例はかかる水を水準容器１０の壁に接線方向に導入することを含み、それによりある回転が容器１０内に維持される。
【００１６】
収集チャネル９は連続的な、更に好適にはわずかに上昇する、かつ実質的に水平なチャネルとして好ましくは構成される。泡２１及び汚物が蓄積するかもしれない如何なるポケットまたは他の点も存在すべきでない。同時に、収集管９内の合計液体容積は従来の装置におけるよりかなり小さい。これは例えば迅速品質変更のために大きな柔軟性を提供する。この装置はまた全システム内の妨害に対し徹底的に減少した感受性をもたらす。
【００１７】
図５ａから５ｃに特に示されるように、出口管８−−−−−８ｎは収集チャネル９にそれらの管の孔口１７が何時もチャネル９内の液面１８の下にあるような方式で連結される。図１は一般的に特に好適な実施例を示し、そこでは管８はチャネルの側面に直接連結されている。図２に示されている別の実施例では、管８−−−−−８ｎはそれらが曲管部１６ａを介してチャネル９の底に連結するような方式でチャネルに取り付けられている。この配置は実際に収集チャネル９内の低すぎる液水準の結果として管８内の液柱のつぶれに対する保証を提供する。しかし、曲管部１６ａは汚染物の蓄積を防ぐために非常に注意深く設計されねばならない。図１と３の実施例はこの点に関して妨害に対してより敏感でない。なぜなら管８とチャネル９間の連結は一般的に水平で好ましくはわずかにだけ下向きに傾斜しており、それにより汚物の蓄積が効果的に防がれるからである。更にシステムの容積を減らすために、出口管８−−−−−８ｎ，８ｍは図１の参照番号８ａを持つ大ざっぱな誇張により示されるように、好適には水準容器１０の液面以下のそれらの直径が前記液面の上のそれらの容積より小さいような方式で構成される。
【００１８】
図５ａから５ｃは収集チャネル９が好ましくはその上部の泡２１の蓄積を促進するように構成されていることを示す。従って、チャネル９は好ましくは一般的に楕円形の断面を持ち、それはある場合には図５ｂに示されるように泡２１のための別個の空間２２ａを備えることができる。図４による実施例では、チャネルの断面は一般的に長方形である。チャネル断面の高さはポンプ７に向く方向に増え、一方幅は本質的に変化しないまま残り、チャネルの底は好適には水平である。これは“天井”２２が水準容器１０の入口１３に向く方向に上昇し、特に泡２１をこの上昇に追従可能とするチャネルをもたらす。
【００１９】
上記文章においてこの発明の幾つかの好適実施例が例として開示されたが、この発明はまた添付請求の範囲の範囲内で多くの他の方式で変更されることができることは当業者には明らかである。従って、この装置は、例えば、ワイヤーの上に配置されたトップフォーマーの吸引ボックスによりまたは他の同様な装置により補足されることができ、それからバロメトリック管が対応する方式で収集チャネル９または９ｍに向け下向きに通ずることができる。更に、それぞれのチャネルに導かれる液体は別個に単独にまたはプロセスの幾つかの他の部分からの他の液体（単数または複数）と組合わせてのいずれかで処理されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例による装置の全体図を開示する。
【図２】 この発明による出口管と水平収集チャネル間の連結の代替実施例を開示する。
【図３】 吸引ボックスから収集管までのバロメトリック管の好適連結を開示する。
【図４】 チャネルの底が本質的に水平であるように配置され、一方その上部が傾斜しているように配置され、それによりチャネルの高さが水準容器に向く方向に増加するような収集チャネルの大きく強調された部分を示す。
【図５】 この発明による収集チャネルの種々の代替断面を開示する。

Claims (21)

1. 製紙機または同様物でのプロセス水を収集するための方法であって、ワイヤー(１)または同様物に設けられた幾つかの吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）からの水が、本質的に途切れない液柱が各それぞれの吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）の出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）内に維持されかつ共通収集容器（９，９ｍ）に合流させられるような方式で導かれる方法において、出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）の液水準（２０−−−−−２０ｎ）が少なくとも一つの別個の水準容器（１０）内の液水準（１１）を調節することにより調節され、この水準容器（１０）に向けてそれぞれの出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）からの水が少なくとも一つの閉じられたかつ本質的に水平な収集チャネル（９，９ｍ）内に導かれ、この収集チャネル（９，９ｍ）が、液体を前方に導く前記収集チャネル（９，９ｍ）内の液体が同時に各それぞれの吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）の出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）に維持された前記本質的に途切れない液柱の下方部を形成するような方式で幾つかの出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）に対して共通していることを特徴とする方法。
2. プロセス水の一部が前記水準容器（１０）に導かれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. プロセスの別の部分（３）から引き出されたプロセス水の少なくとも一部（１５）が前記水準容器（１０）に導かれる請求項１に記載の方法。
4. プロセスの別の部分（３）から引き出されたプロセス水の少なくとも一部（１５）が、前記水準容器（１０）に導かれ、かつ製紙機のショートシステムと関連した溢流からの水を含む請求項１に記載の方法。
5. セーブオールトレイ（３，３ａ）に収集されたプロセス水が前記共通収集チャネル（９，９ｍ）に導かれることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
6. セーブオールトレイ（３，３ａ）に収集されたプロセス水が、水平収集チャネル（９，９ｍ）内の水が水準容器（１０）に向けて移動させられるように、前記共通収集チャネル（９，９ｍ）に導かれることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
7. システムからのポンプ排出が水準容器（１０）内の液水準（１１）を調節することにより制御されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の方法。
8. システムからのポンプ排出が、製紙機の操業時の液水準がシステムのバランスを維持するために始動時のそれより低い液水準に保たれるように、水準容器（１０）内の液水準（１１）を調節することにより制御されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の方法。
9. プロセス水を収集するための製紙機または同様物での装置であって、前記装置がワイヤー部または同様物に設けられた吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）を含み、前記吸引要素が本質的に垂直な出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）により少なくとも一つの収集容器に連結されているものにおいて、前記収集容器が少なくとも一つの本質的に閉じられた収集チャネル（９，９ｍ）から構成され、この収集チャネル（９，９ｍ）に前記出口管がチャネル中のプロセス水の表面水位の下で連結していることを特徴とする装置。
10. 収集チャネル（９，９ｍ）が、自由液面（１１）を持つ水準容器（１０）に連結されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 収集チャネル（９，９ｍ）が、水準容器（１０）が収集チャネル（９，９ｍ）からの入り口（１３）及び流れ方向に入口（１３）の後に設けられている別個の出口（１４）を含むように、自由液面（１１）を持つ水準容器（１０）に連結されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. 収集チャネル（９，９ｍ）が、水準容器（１０）が収集チャネル（９，９ｍ）からの入り口（１３）及び流れ方向に入口（１３）の後に設けられている別個の出口（１４）を含むように、入口（１３）及び／または出口（１４）が水準容器（１０）内の液水準（１１）の下の水準容器（１０）の下方部に配置されるように、自由液面（１１）を持つ水準容器（１０）に連結されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
13. 吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）からの前記出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）に加えて、同じ及び／または別のプロセス部からの更なる入口（８ｐ）が水平収集チャネル（９，９ｍ）に連結されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一つに記載の装置。
14. 吸引要素（２−−−−−２ｎ，２ｍ）からの前記出口管（８−−−−−８ｎ，８ｍ）に加えて、セーブオールトレイ（３，３ａ）からの更なる入口（８ｐ）が水平収集チャネル（９，９ｍ）に連結されていることを特徴とする請求項１０から１１のいずれか一つに記載の装置。
15. 別のプロセス部からのプロセス水のための別個の入口（１５）が水準容器（１０）に連結されていることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一つに記載の装置。
16. 製紙機のショートシステムに関連する溢流からのプロセス水のための別個の入口（１５）が水準容器（１０）に連結されていることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一つに記載の装置。
17. 少なくともある部分の収集チャネル（９，９ｍ）がその幅より実質的に大きい高さを持つ断面で設計されていることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一つに記載の装置。
18. 収集チャネル（９，９ｍ）が液中に存在する空気及び／または泡の蓄積のための特別な部分（２１）を含むことを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一つに記載の装置。
19. 収集チャネルが実質的に水平に配置されていることを特徴とする請求項１０から１８のいずれか一つに記載の装置。
20. 収集チャネルが、チャネル（９，９ｍ）の少なくとも一部が水準容器（１０）に向いた方向にわずかに上昇するように実質的に水平に配置されていることを特徴とする請求項１０から１８のいずれか一つに記載の装置。
21. 収集チャネルが幾つかの別個のチャネル部分（９，９ｍ）からなり及び／または分岐または同様物を含むことを特徴とする請求項１０から２０のいずれか一つに記載の装置。

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