JPH08500637A

JPH08500637A - 抄紙機のバックウォータを循環する方法と装置

Info

Publication number: JPH08500637A
Application number: JP5519925A
Authority: JP
Inventors: ポウルオロフメイナンデル，
Original assignee: ポムテクノロジーオイエービー
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1996-01-23
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: EP0641404A1; FI922285A0; JP3354151B2; ATE199270T1; FI89728C; DE69330652T2; FI89728B; ES2156125T3; AU4071493A; PT641404E; WO1993023612A1; CA2118506C; CA2118506A1; DE69330652D1; EP0641404B1; US5567278A

Abstract

(57)【要約】本発明は、抄紙機においてバックウォータを再循環する方法と装置に関する。本発明によれば、抄造布を通過して排出するバックウォータは、いくつもの収集手段（５１，５２，５３，５４）に集められ、次いで前記抄造布からのバックウォータを短循環の織維工程（１２，３０，４０）へ迅速に空気を含有せずに分割して再循環させるため、実質的に空気なしの別個の流れとして、少なくとも二つの好ましくは多数の別個の流れ（８１〜８５）で直接、該繊維工程に別個のポンプ（２０）でポンプ輸送される。

Description

【発明の詳細な説明】抄紙機のバックウォータを循環する方法と装置本発明は抄紙機のバックウォータを循環する方法と装置に関する。詳しくは本発明は、抄紙工程を迅速かつ正確に制御し、かつ生産される紙のグレードを変えるのに必要な時間を著しく短くする方法に関する。本発明の方法は特に、バックウォータが再循環する時間を著しく短くする手段を提供する。本発明の装置はバックウォータの制御された迅速な再循環の原理を実施するように設計されている。従来の抄紙法では、別の紙料製造部門で製造された紙料が一次工程を構成する以下の段階を通過する。すなわち、粘稠度を制御した後、紙料は一定流量で抄紙機アプローチ系に送られ、そこで紙料は混合ポンプの近くに送られ、その混合ポンプで紙料は、遠心クリーナーにてクリーニングを行うのに適切な粘稠度まで稀釈混合される。その混合ポンプはこの薄い紙料を一次遠心クリーナーにポンプ輸送し、そのクリーナーで、破片を遠心力によって分離し、その受容物（accept）を直接にまたは第二混合ポンプによって一つ以上の一次加圧スクリーンに送り、そのスクリーンから受容物は適切な稀釈系を通って抄紙機のヘッドボックスに送られ、そのヘッドボックスは該稀釈紙料をエンドレス抄造すき網（endless form ing wire）上に、または場合によっては、二つのこのようなすき網間に均一分配され、そのすき網を通って、前記の薄い紙料に含有されている水の大部分は排出されて固まった繊維ウエブが該すき網上に残り、そのすき網から、該ウエブは一般にプレッシングと乾燥を行う抄紙の次の段階に移される。従来の一次繊維工程では、紙料の一部が分けられて二次ループで循環される。これは特にクリーナーおよびスクリーンの排出物（reject）が、これらの装置の選択性が劣っているため、良質の繊維、一般に一次段階で処理される原料の１０〜３０％を含有している場合である。前記排出物は混合ポンプで稀釈され次いで二次クリーニング段階で回収され、この段階は多数存在し、各々前の段階の排出物を処理し、次いでその受容物は前の段階の上流または一次繊維工程に再循環される。薄い紙料の固形分のかなりの部分一般に５〜５０％が抄造すき網を通過して排出される水に追従し、バックウォータによって繊維工程に戻して循環される。伝統的な抄紙法では、前記バックウォータは、バックウォータのパンとチャネルを通過してバックウォータタンクに入り、バックウォータはこのタンクに集められ、上記混合ポンプに送られる。バックウォータはかなりの量の空気を含有しており、この空気は繊維工程およびウエブの抄造を妨害するので除去しなければならない。このことは、バックウォータのタンク内とチャネル内での流速を低下させるか、または薄い紙料の全流量を別の脱気タンクを通過させることによって達成される。バックウォータがウエブ抄造工程から、紙抄造工程に進む直前に、繊維工程に再循環され、そして紙料製造部から供給される濃い紙料が抄造粘稠度まで稀釈され、ヘッドボックスに送られ、次いで先に述べたように放出される工程は、“短循環（short circulation）”を構成している。薄い紙料および抄紙機の抄造部分に残っている繊維ウエブには粘稠度の差がありかつこの工程には他の各種の水の添加が行われるので、過剰のバックウォータが生じ、“長循環（long circulation）”として紙料製造部門に循環される。前記の長循環を流れる水の中の固体物質は大部分が、セーブオールによって回収され、前記の短循環または繊維工程に戻される。紙料製造部門から供給される濃い紙料の組成またはバックウォータの組成に影響を与える他の工程が変化すると、バックウォータ中に循環している大量の原料は平衡状態に達するのが遅れる。短循環または長循環の水がウエブ抄造領域を通過する度ごとに、いわゆる保持係数（retentionfactor）に対応して、循環原料の一部分がすき網によって保持される。残留原料の分離、したがって工程の調節に対する応答はバックウォータの循環のサイクル時間に直接依存している。循環している水の容積が大きく循環時間が長くなると工程の調節が遅れ、したがってグレード変更または工程の調節を行った後、製品の品質が受容可能に到達するのも遅れる。再循環ループが多いとその系は複雑になりかつ低速になる。このことはバックウォータの開放タンクの容積が大きいとさらに助長される。パイプ内の流速を３ｍ／秒以上に保持するとそのパイプの内壁にスライムおよびきょう雑物が生成するのを防止するが、流速が低い場合は、空気がバックウォータ中に混合するのを回避しかつ混合するときには流出させる必要がある。この低流速の場合、スライムを産生する生物活性および系内のデッドコーナへの原料堆積物の蓄積に対して理想的な環境を提供する。バックウォータのタンクの開放面は不明確で変化し易いことが多いので、系の容積は、流量を厳密に制御するのに充分なほど正確には定義されていない。このような抄紙工程は非常に複雑でかつ外乱に対して敏感なので、伝統的に、可能な最高の安定性が達成されるように設計されている。そのため前記工程はごく徐々にしか制御できない。工程の外乱はいずれも実際にはゆっくり作用することは事実であるが、外乱の修正もゆっくり行われる。循環経路で循環している大量の原料は、生産される紙のグレードを変更する場合に特に有害である。製品品質の安定化には数分間かかり、そして例えば紙の色の変化は１時間以上何日間も続くことがある。このため、製造産業では通常確立されている“ジャスト・オン・タイム（JustOn Time）”生産は製紙産業では不可能である。またこの固有のスローネス（slowness ：ゆっくりしていること）のために、正常な工程の調節は困難な場合が多い。さらにこの系は定期的な時間間隔をおいて洗浄しなければならず、そのためコストと生産性の損失をまねく。従来の抄紙工程には多数の分岐部分とフィードバックループがあるので、特に各種のフィードバックループが互いに許容可能な流動容積を制限する場合、この工程の検査が一層困難になる。従来の技術では、抄紙工程を改良するいくつもの試みがなされている。 Kaj Henricsson らの国際特許願公開第ＷＯ９２／０３６１３号には、空気除去ポンプ（ air - removing pump）が、紙料を抄紙機に送りかつ抄紙機の短循環において他の手段で脱気する必要性を少なくするために使用される工程が開示されている。この工程では白水の第一部分が、抄造布（ forming fabric ）の下方のサクションボックスから短循環に空気除去ポンプでポンプ輸送され、一方、白水の第二部分は水収集オープントレイに集められる。 Henrik Nisser 、 Das Papier、３９（１０Ａ）巻、Ｖ１５１〜Ｖ１５９頁、１９８５年には、シート抄造が液圧で閉じられた空間で行われる紙ウエブ抄造器が記載されている。この装置はシート抄造を改良するために開発されたものである。しかしこの装置は満足すべき作動をしなかった。そしてその方法は濃い紙料の乾燥度に相当する乾燥度まで脱水できない。したがってNisserが提案した方法は実用化されないままになっている。 Hans - Joachim Schulz 、 Das Papier、４３（１０Ａ）巻、Ｖ１９２〜Ｖ１９３頁、１９８９年には、特に圧液ヘッドホックスの圧カパルスアテニュエータの後でクロス機械方向に繊維懸濁液を分配する方法が記載されている。この方法は、媒体として泡を用いて紙ウエブを抄造する場合、実際に使用されている。本発明の目的は、水の容積を減らしかつ水のタンクの必要性をなくすことによって従来の抄紙工程を改良することである。また本発明の目的は、従来の抄紙工程よりも著しく容易に制御することができ、かつ紙のグレードを変更するときまたは工程を調節するとき繊維の損失が少ない抄紙工程を提供することである。したがって本発明の目的は、一次繊維工程から流出する固体原料を、できるだけ迅速にかつ直接に前記一次工程に戻すことである。本発明の好ましい実施態様において、短循環の繊維工程は、主繊維工程の上流の再循環ならびに該工程の分岐例えば排出物の流動を回避して、多数のフィードバックループを有する工程の作動問題がない明確でかつ論理的な工程を提供することによって改良される。また本発明の目的は、きょう雑物およびスライムの堆積を起こさず、そのため、伝統的な抄紙工程よりも洗浄する必要性が著しく少ない抄紙工程を提供することである。本発明の目的は、抄紙機の抄造布を通過して排出するバックウォータの少なくとも一部分を少なくとも二つの好ましくは三つ以上の別個の流れに分割し、これらの流れを、前記抄紙機の短循環の繊維工程における少なくとも二つの好ましくは二つ以上の紙料を稀釈する本来別個の場所に、いずれの開放容器も通過させることなく直接に、実質的に空気を含有していない別個の流れとして送ることによって達成される。バックウォータのごく一部分だけしか本発明にしたがって処理されない場合でも、本発明によって著しい利益を得ることができるが、抄造布を通過して排出するバックウォータのすべてまたはほとんどすべてを、本発明の直接分離および空気なしの方式で短循環に導くことが好ましい。バックウォータは、いくつもの例えば５〜１０の別個の流れに分割し、空気なしの状態で繊維工程に直接ポンプ輸送することが好ましい。本発明の好ましい実施態様では、バックウォータは１５以上の別個の流れに分割される。しかし、いくつかの実施態様では、二つ以上の分割した流れを合わせて、共通のポンプによって短循環にポンプ輸送することが有利な場合がある。抄造布を最初に通過するバックウォータは大量の排出繊維を含有している。本発明の最も好ましい実施態様では、前記の布で最初に濾過されたバックウォータは、前記短循環の最後のまたは最後の次の重要な稀釈段階に導かれる。したがって、大量の前記排出繊維は繊維工程に迅速に戻される。本発明の特に好ましい特徴は、最初のバックウォータが最後の稀釈段階に行き、第二のバックウォータが最後から２番目の稀釈段階に行くなどのように、濾過の連続した順序で連続の稀釈段階に対する別個の流れとして、前記短循環に、前記バックウォータが戻されるときに達成される。例えばヘッドボックスに入る前に最後に洗浄される画分を洗浄することを目的とする場合には、繊維含量が少ない水かまたは清浄水を使用する方が有利であろう。本発明の特に好都合な実施態様では、バックウォータは、組込まれた多段遠心クリーナの排出物の稀釈部および内部稀釈を行う加圧スクリーンに直接送られ、その結果、分岐および繊維工程の上流へのフィードバックが回避される。本発明の装置は、抄紙機の短循環中に、少なくとも二つの紙料稀釈装置、ヘッドバックスおよびループ抄造布（looped forming fabric ）、ならびにバックウオータを前記抄造布の位置に集めて繊維工程にフィードバックする手段を備えている。迅速な空気なし分割再循環を実施するため、前記装置は、前記抄造布の位置に少なくとも二つの好ましくは三つ以上の別個のバックウォータ収集手段を備え、これらの手段の少なくとも二つの好ましくは三つ以上は、それ自身のポンプと直接流動接続されて、前記バックウォータを、ほとんど空気なしの状態にて、間放容器なしで別個のバックウォータ再循環パイプを通じて、前記の少なくとも二つの別個の紙料稀釈装置またはその実質的に別個の水分配手段に直接戻す。本発明の好ましい実施態様では、少なくとも三つの好ましくは５０までまたは５０をこえる多数のバックウォータ収集手段が機械方向に設けられている。またいくつかの例えば２〜２０のバックウォータ収集手段がクロス機械方向に設けられていることが好ましい。収集されたバックウォータの別個の流れは別個のポンプによって前記短循環の別個の紙料稀釈装置にポンプ輸送される。バックウォータの循環は、第一バックウォータ収集手段すなわちヘッドボックスの下流に最も近い単一もしくは複数の該手段からのバックウォータ再循環パイプが、工程順に、最後の紙料稀釈装置すなわち前記ヘッドボックスの上流に最も近い該装置に接続されように配置されることが好ましい。下記図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。図１は伝統的な抄紙工程の短循環に使用される装置を示す。図２は本発明の好ましい実施態様による工程のサンキー線図（ Sankey diagra m ）を示す。図３は本発明の好ましい実施態様を示す。図４は部分的に閉じた抄造領域（ formation zone ）を有する本発明の実施態様による工程の流れ図を示す。図５Ａと図５Ｂは図４に示す本発明の実施態様に使用される抄造ボックス（ f orming box ）の別の実施態様を示す。図５Ｃは上方から見た図５Ａに示す抄造ボックスの図である。図６は本発明の実施態様による工程の流れ図を示し、特に伝統的な工程の装置が繊維工程に使用されている。本発明の工程を一層よく理解するため、図１に示す従来の抄紙工程を参照して、最初に伝統的な抄紙工程を説明する。主要繊維工程は図１中、太線で示してある。したがって、紙料製造部１０からの紙料は、紙料供給ライン１１を通って混合ポンプ１１２においてバックウォータ循環部に、さらに第一クリーナー段階３１に送られる。前記クリーナー段階３１からの受容物紙料は混合ポンプ１１に送られ、さらに一次スクリーン４１を通ってヘッドボックス５０に送られ、紙料はそのヘッドボックス５０から抄造布もしくは抄造すき網６０上に放出される。上記すき網６０を通過するバックウォータの大部分はバックウォータタンク１２１に集められ、このタンクから繊維工程の混合ポンプに流入する。前記すき網の下流末端で濾過されたバックウォータは共通の白水タンク１２２に集められ、次いで廃棄紙料とともに前記抄紙機の長循環の紙料製造部１０に再循環される。前記第一クリーナー段階３１からの排出物はバックウォータ系に戻されさらに第二クリーナー段階３２に送られる。前記第二クリーナー段階３２の排出物は場合によってはその受容物の一部とともに、バックウォータの配管を経由して第三のクリーナー段階３３に導かれる。類似の方式で、前記一次スクリーン４１の排出物はバックウォータ配管を経由して第二スクリーン４２に導かれる。再循環系が巨大で、開放面が大きく不確定なため、この工程は安定であるが極端にゆっくりしており、工程パラメータの変化に対してごく徐々にしか反応しない。またこのゆっくりした工程では、きょう雑物が堆積したり目詰まりが起こる危険がある。図２は本発明の好ましい実施態様のサンキー線図を示す。そしてこの実施態様は本発明の利点を明確に示す。図２の番号は図３について詳細に説明する装置を意昧する。したがって本発明の工程では、バックウォータは上流の再循環なしで迅速かつ清浄に再循環される。分岐、開放タンクおよびバックウォータの曝気は回避される。紙料１０は異なる混合・清浄の段階１２，３０，４０においてバックウォータを用いて段階的に稀釈される。繊維含量が最も高いバックウォータは、抄造領域６１から、ヘッドボックス５０に最も近い稀釈場所４０に最も速く戻される。抄紙機の幅が約２×１０ｍですき網テーブルの長さが約８〜２０ｍでありさらに流速が約５〜１５ｍ／秒であるとすると、循環ループのサイクル時間は大体約５〜２０秒である。当該技術分野の当業者には分かっているように、バックウォータの合計量の大部分はヘッドボックスに近い抄造布を通過して排出される。その上に、抄造すき網を通過して最初に排出するバックウォータは、抄造布を通って排出するすべての繊維の大部分を含有している。上記のループ時間が一層短いことはループが最も短いことを意味し、すなわちそのバックウォータが大部分の繊維を含有することを意昧する。図２の線図によるバックウォータ系には分岐がないので、循環水の容積は小さく保持することが可能で、死角は回避され、そして速い流れによってパイプが清浄に保たれる。紙のグレードを変更する際には、新しい平衡に、迅速にかつ制御された状態で到達し、流速が比較的高いので、系は洗浄する必要なしに清浄に保持される。図３に示す好ましい実施態様を参照して本発明をさらに説明する。本発明によれば、紙料は、紙料製造部１０において品質要件にしたがって公知の方式で正確に製造され次いで約３〜５％またはそれ以上のコンシステンシーにて制御された流れ１１として短循環に供給される。主要繊維工程は、以下に説明するように番号１０，１１，１２，３０および４０で示す装置を経由し太線で表してある。この説明および後記の特許請求の範囲における短循環は、紙料を供給した後ウエブ抄造の最終点までの工程ステップを意昧し、この最終点から、濾過された白水はさらに紙料供給段階または次の工程段階にフィードバックされる。それぞれのバックウォータを前記の紙料供給段階または次の工程段階に送る手段は短循環の一部である。したがって、図３において短循環には、流れ１１、紙ウエブ９９およびリターンフロー９１の間の工程が含まれている。繊維回収装置９０は短循環に含まれ、特に好ましい装置であるが、伝統的な系ではむしろ長循環の一部であるか、または少なくとも、それ自体の長ループを構成している。ミキサー１２では、紙料が、遠心分離クリーナー３０でソーティング（sortin g）を行うのに適したコンシステンシーまで一般に０．５〜１．５％まで稀釈される。上記ミキサーは簡単な紙料のパイプでもよく、または必要に応じて機械的混合手段を備えていてもよい。またミキサーには抄紙を行うのに必要な各種の添加剤を加えることができる。稀釈を行った後、紙料は遠心クリーナー３０に送られる。なおこのクリーナーとしては、出願人が本願と同じで係属出願中のフィンランド特許願第９２２２８２号によるタイプのものが好ましい。前記クリーナーは、その排出物を再循環せずに一つの段階で作動する。遠心クリーナーで清浄化され稀釈された紙料は加圧スクリーン４０に送られるが、このスクリーンとしては、出願人が本願と同じで係属出願中のフィンランド特許願第９２２２８４号によるタイプのものが好ましい。前記スクリーンは、排出物を再循環することなしに一つの段階で作動する。また他のタイプのクリーナーおよびスクリーンもこの工程に使用できることは明らかである。清浄化されさらに稀釈された紙料は抄紙機のヘッドボックス５０に送られる。ヘッドボックスへの供給は、スクリーン４０の多数の受容物パイプで構成された流れ分配マニホルド４５によって行うことが好ましく、これらの受容物パイプはすべて長さが同じでさらに該パイプのベンドの数と曲率はほぼ同じになるように配置されている。この装置によって、抄紙機の幅全体にわたって紙料を均一に分配することができる。ヘッドボックス１５から紙料は抄造すき網６０上に分配され、バックウォータが多数の連続排出ボックス５１〜５４中に排出する。本発明によれば、少なくとも二つの排出ボックスが備えられているが、その数はかなり多い方が好ましく、５０以上の場合もある。本明細書および本願の請求の範囲において、抄造布の領域は、水によって完全に覆われかつのその領域で繊維は依然として水中に懸濁されており、抄造領域６１と呼ぶ。この領域で紙ウエブが抄造され、かつ繊維はこのウエブ中にその最終的な位置を見つける。排出ボックスは、バックウォータが迅速に流動しかつ該ボックスの出口への速度を加速するよう形成され、ガス分離ポンプ２０に対して直接接続されている。上記ガス分離ポンプは、出願人が本願と同じで係属出願中のフィンランド特許願第９２２２８３号に定義されている種類のものが好ましい。前記ポンプは、細長いガス分離部分とこれに接続された大直径のポンプ室で特に構成されている中空殻内で回転するロータを備えている。前記のガス分離部分の内壁は、その壁上に薄い層として回転する空気と液体の混合物から空気をほとんど完全に分離するための大きなガス分離面を備えている。前記ロータの羽根は、形態が前記ガス分離面とほぼ同じで、前記面に近く広がり、前記分離面にそって液体のほぼ層流を提供する。空気はバックウォータから分離され、そのバックウォータは、別個の直接の流れとして繊維工程にポンプ輸送される。このガス分離ポンプは、到達する水がすべてさらにポンプ輸送されるように自己調節を行うので、それ以上に流量を制御する必要はないが、その流量は、各排出ボックスへの排出によって決定される。他の種類のガス分離ポンプを使用する場合は流れの制御が必要であろう。上記排出は抄造領域６１の開始部分で最も集中的に起こり、その部分における保持率は最低なので、そのバックウォータの固体含量は最大である。この場所で排出されるバックウォータを最適に分配し、次いで繊維工程にできるだけ迅速にかつヘッドボックス５０にできるだけ近く戻すため、排水ボックス５１と５２はすき網のクロス方向で横方向に分割される。これらの分割された流れは、それぞれの稀釈場所、スクリーン４０および遠心クリーナー３０に直接ポンプ輸送される。抄造領域６１の後に第二の排出領域６２が続き、後者の領域では水が一層容易に排出され、繊維の保持率が増大する。この領域では水は第二排出ボックス５３内に集められ、一部はミキサー１２に、一部はセーブオール９０の泡除去装置８６に、および一部はセーブオールの繊維回収部９０にポンプ輸送される。これらの流れの分配は異なる用途の必要性によって異なる方式で分配することができる。前記第二排水領域６２に続く減圧排水領域６３では、吸引排水ボックス５４および吸引ロール５５に減圧を加えることによって排出が促進される。この吸引は共通の減圧装置（図示せず）が発生させることが好ましく、それぞれのガス分離ポンプによって加えることができるので、ポンプへの流れが加速されポンプでの脱気が容易になる。過剰のバックウォータ９１は、短循環から放出されてクーチピット稀釈流（co uch pit dilution flow）９２に分割され、および抄造されるウエブと同じ比率で試料製造部の放出液９３がクーチブローク（couch broke）９８と紙ウエブ９９に分割される。この方式では、クーチブローク放出液９５の組成は濃厚紙料１１の組成とほとんど同一のままであり、このことによって、通常稀釈と再濃縮が行われるのと比べて、クーチブローク９８の処理と再循環が著しく容易になる。図４に示す部分的に閉じた抄造部では、紙料はヘッドボックス５０から空気なしの閉じた抄紙領域６１Ａに送られる。図４の実施態様では、これは液圧で形成された空間であり、ヘッドボックスの側壁または横方向の他の適切なシーリング、および第一排水ボックス５１Ａと５２Ａの位置の抄紙機抄造布６０によって限定されている。すき網に平行の方向に、この空間は抄造布６０に類似の第二抄造布またはヘッドボックスの壁もしくは上部リップ５６で限定されている。前記の閉じた抄造領域では、５０％以上ものかなりの部分の水が紙料懸濁液から除去される。残りの水は抄造された繊維ウエブとともにリップ開口５７を通過して開放抄造領域６２に入る。図４に示す実施態様では、バックウォータの排出は、開放抄造領域６２で排水ボックス５３Ａに対して続けられる。水の被膜が抄造領域のすき網を覆いかつ排水ボックス５１Ａ、５２Ａおよび５３Ａはこのバックウォータによって溢水しかつシールされるため空気は排水バックス中に入らない。したがってポンプ２１に入るバックウォータ流はほとんど空気を含有していないので、短循環の繊維工程に直接再循環させることができる。閉じた抄造領域６１Ａは長くしたりまたは短くしてもよく、また抄造されたウエブの品質は閉じた空間の長さと形態によって影響を受けることがあることは明らかである。抄造領域６２の末端部では、水の量は、空気が排出バックウォータとともに抄造布を通過できる程度まで減少した。したがって排水ボックス５３からのバックウォータは、ガス分離ポンプ２０を用い空気を除いて短循環にポンプ輸送される。排水ボックス５１Ａ−−−−−５３Ａ、５３は、本発明の工程用に特に設計された図５Ａまたは図５Ｂに示すタイプのものが好ましい。これらの排水ボックス５１Ａ、５１Ｂは平ぺったい形態なので水があふれた状態に保持できる。抄造布６０は、図５Ａに示すフォイル６４または図５Ｂに示す支持バー６５によって補助されて排水ボックス中に支持されている。排水ボックス５１Ａ、５１Ｂは平ぺったい形態なので排水ボックスに入っている水の容積は小さいため、その水は迅速に再循環される。あふれた排水ボックスは空気を含有しない液圧で形成された流れを生成し、その流速はかなり大きくすることがきる。図５Ｃは上から見た排水ボックス５１Ａまたは５１Ｂを示し、該ボックスの出口末端は、横方向に分割されて迅速かつ均一な排水を促進する多数のチャネルになっている。このチャネルは２〜１００本でもよい。これらのチャネル下流方向に狭くなって別個のバックウォータパイプ５９を形成し、このパイプはそれぞれの排水ボックスの循環ポンプに接続されている。本発明によれば、別個の出口チャネルからのバックウォータは別々のポンプに送ってもよく、あるいは、隣接する排水ボックスもしくは出口チャネルからの水を集めて共通のポンプに送ってもよい。また図５Ｃは、脱水要素もしくはフォイル６４もしくは６５を支持する排水ボックス５１Ａもしくは５１Ｂの機械方向のビームを示し、またこれら脱水要素もし〈はフォイルは、抄造布を通過してくる流れを妨害することがある、抄造布のすぐ近くにまで延出することなしに、前記排水ボックスを補強している。排水ボックス５１Ａの出口パイプ５９がポンプの前方で接続されているときは、流動抵抗に影響を与える直径、バウ（ bow）、長さおよび他の因子が等しく配置され、その結果、等しい流量がすべての等しい横領域から得られるように注意しなければならない。抄造領域６２の後に続く領域で、大部分の水が除去される。この領域で、空気はウエブを通じてバックウォータ中に吸引され、次いで図３の実施態様に示すように再循環する前にガス分離ポンプによって除去しなければならない。空気を該ボックス中に入れ次いでガス分離ポンプで除去することによって、圧力分布を均一にすることができる。さらにバックウォータの流速は配管中で増大させることができる。図６には図１と図３に用いたのと同じ番号を用いてある。図６は、伝統的な清浄装置および図１に示したのと同じ繊維工程を連結して利用する本発明の原理を示す。図６によれば、バックウォータは、ガス分離ポンプによって、空気なしの別個の流れとして、バックウォータの流れを保留して阻害する開放容器を使用することなく、抄造領域から上記の伝統的繊維工程に直接送られる。バックウォータは、繊維含量が減少しながら順にバックウォータ分配パイプ８０にポンプ輸送され、そして各混合ポンプ１１１〜１１６に対して稀釈水が充分利用できるように分配される。過剰のバックウォータ９１は、クーチブローク９８と紙ウエブ９９とで釣合いをとって、クーチピット９４と紙料製造部１０とに分割する。このようにして伝統的な抄紙機の大容積のバックウォータタンクは除くことができる。抄造布から排出される繊維のリターンフローは、繊維含量が最も多いバックウォータが最も短い循環を行うように最適化することができる。この工程は、図３に示す連続多段装置すなわち清浄器３０、スクリーン４０またはセーブオール９０を一つ以上、短循環中に設けることによって改善することができる。また、同様に、これらの要素は、従来のバックウォータタンクを備えた伝統的な抄紙機のウェットエンドに付加してもよく、これによって上記の工程の性能が改善される。後者の場合、バックウォータは、バックウォータ系からバックウォータを供給されている従来のポンプによって、本発明による別個の空気なしの流れとして、それぞれの装置を稀釈するのに供給することができる。図１に示す伝統的な抄紙機のウェットエンド、図３に示す好ましい実施態様のウェットエンド、および図６に示す従来工程の装置を有する実施態様の比較を行った。したがって工程の設定条件の変化に対する応答のスローネスを下記表に示す。表中の値は変化を遅らせる要素の量（Ｎ）を示す下記式によって計算した。Ｎ＝Ｃｆ×Ｖｆ×Ｔｃ式中、Ｃｆ：流れの繊維の濃度（ｇ／Ｌ）Ｖｆ：容積流量（Ｌ／ｍｉｎ）Ｔｃ：循環遅延時間（ｍｉｎ）上記の数値は、繊維工程、循環バックウォータ、繊維回収セーブオールループおよびクーチブロークにおいてフィードバックによってもたらされたスローネスおよび合計スローネスを示す。したがって本発明の好ましい実施態様は、伝統的な工程に比べて約６０倍改良されている。一方図６に示すハイブリッドの実施態様でも大きな改良がなされている。多くの変形が可能であり、その成果は、異なるステップにおいて異なる方式で達成することができる。本発明は、本発明の思想と範囲から逸脱せずに多くの異なる方法で改変することができることは当該技術分野の当業者にとって明らかなことである。したがって本発明の利点は、伝統的な工程と伝統的な装置ならびに本発明のすベての利点を利用する装置を組合わせることによって達成することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．抄紙工程中、抄造布を通過して排出するバックウォータの少なくとも一部を少なくとも二つの別個の流れに分割し、次いで前記バックウォータの流れを、実質的に空気を含有しない別個の流れとして、前記抄紙機の短循環の繊維工程における紙料を稀釈する少なくとも二つの本質的に別個の場所に、開放容器を通過することなく直接ポンプで送ることを特徴とするバックウォータの再循環方法。２．前記抄造布の抄造領域を通過して排出する水のすべてもしくはほぼすべてを分割し、次いで直接に別個のかつ空気を含有しない方式で短循環に導く請求の範囲１記載の方法。３．バックウォータを、いくつもの好ましくは５〜１０の別個の流れ、さらに好ましくは１５までもしくは１５を越える別個の流れに分割する請求の範囲１または２に記載の方法。４．前記抄紙機の抄造布を通過して排出するバックウォータを、機械方向に３〜５０個の別個の流れおよびクロス機械方向に２〜２０個の別個の流れに分割する請求の範囲１記載の方法。５．前記抄紙機のヘッドボックスのすぐ下流で排出されるバックウォータ流または前記バックウォータのかなりの部分を、前記ヘッドボックスのすぐ上流の稀釈場所に送る請求の範囲１記載の方法。６．バックウォータが、機械方向に排出する連続順に別個の流れとして直接に送られ、すなわち最初に排出される流れは最後の稀釈段階に遅れら、二番目に排出される流れは最後の稀釈段階の次の稀釈段階に送られるという順序で連続して送られる請求の範囲５記載の方法。７．前記抄紙機の抄造領域からのバックウォータのかなりの部分が、ほとんど空気を含有しない別個の流れとして、前記抄造布と接続している溢水排水ボックス中に得られる請求の範囲１記載の方法。８．空気が、排出されるバックウォータから、ガス分離ポンプによって除去される請求の範囲１〜６のいずれか一つに記載の方法。９．前記抄造布を通過して排出されるほとんどすべてのバックウォータが、ガス分離ポンプによって、空気を含有しない多数の別個の流れとして、開放容器なしで、繊維工程の工程段階に送られる請求の範囲８記載の方法。１０．少なくとも二つの紙料稀釈機、ヘッドボックスおよびループされた抄造布ならびにバックウォータを前記抄造布の位置で集めて繊維工程に戻す手段を有する、抄紙機の短循環でバックウォータを循環させる装置であって；少なくともに二つの別個のバックウォータ収集手段（５１，５２，５３，５４；５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５３）を前記抄造布（６０）の位置に備え、少なくとも二つの前記収集手段が、前記繊維工程の前記抄造布からのバックウォータを迅速に空気を含有しないで分割して再循環させるために、それ自体のポンプ（２０；２０，２１）と直接に流動連通して、集められたバックウォータを直接に、ほとんど空気を含有していない状態で別個に、および開放容器を通過せずに、前記の少なくとも二つの別個の紙料稀釈機（１２，３０，４０；１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６）またはそれらの実質的に別個の水分配手段（８０）に戻す；ことを特徴とする装置。１１．機械方向に３〜５０個のバックウォータ収集手段がありかつクロス機械方向に好ましくは２〜２０個のバックウォータ収集手段があり、前記収集手段のいくつかまたはすべてが別個のポンプ（２０，２１）に接続されている請求の範囲１０記載の装置。１２．前記ポンプ（２０，２１）の少なくとも一部がガス分離ポンプである請求の範囲１０または１１に記載の装置。１３．前記へッドボックス（５０）の最も近い下流のバックウォータ収集手段（５１）に集められたバックウォータが、前記ヘッドボックス（５０）の最も近い上流の稀釈場所（４０；４１）に接続されている請求の範囲１０〜１２のいずれか一つの記載の装置。１４．前記ヘッドボックス（５０）の下流の別の水収集手段（５２）に集められたバックウォータが、前記ヘッドボックス（５０）の上流の最も近くの稀釈場所（４０；４１）またはこの稀釈場所の次の稀釈場所（３０；３１）に接続されている請求の範囲１３記載の装置。１５．前記ヘッドボックスの上流の最も近くの前記稀釈場所が加圧スクリーン（４０）を備え、そのスクリーンは排出物を再循環せずに一段階で機能し、および前記ヘッドッボックスの上流の最も近い稀釈場所の次の前記稀釈場所が、遠心洗浄器（３０）を備え、この洗浄器は排出物を再循環せずに一段階で機能する請求の範囲１３または記載の装置。１６．抄造領域（６１）における前記バックウォータ収集手段（５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ）の少なくとも一部分が溢水している平たい排水ボックス（５１Ａ，５１Ｂ）である請求の範囲１０記載の装置。