JPH08503265A - 流動媒体を横方向に分配するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体、ガス、泡、または異なった種類の材料から成る混合物等の流動媒体の、横方向の均一な分配及び分散を達成する方法及び装置に関する。その装置は、広い出口開口部（２）を備えた分配ハウジング（１）と、媒体を供給するための管路（３）とから構成されており、分配チャンバ（５）において、媒体の流れが、横方向に関して湾曲した流路（８）に向けて横方向に広げられながら向きを変え、その後出口チャンバ（６）に向けて再び向きを変える。出口開口部（２）に向かって伸長する出口チャンバ（６）において、実質的に均一に分配された平行な流れが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 流動媒体を横方向に分配するための方法および装置 本発明は流動媒体を均一に分散させ、またそれを横方向に分配するための方法 および装置に関するものである。媒体は、様々な種類の材料の液体、気体、気泡 または混合物からなるものでよい。 本発明の適用例としてセルロースを挙げることができ、また製紙業においては 繊維懸濁液からウェブを形成する必要があるが、ウェブの幅はしばしば１０ｍを 越え、また縦方向にも横方向にも高い均一性の要求を満たさなければならない。 ウェブの均一性はこの工程の効率と経済性にとって決定的に重要である。 こうして、例えば繊維懸濁液の液体処理に際して、すなわち繊維懸濁液の洗浄 または漂白および脱水に際して、パルプを走行支持体上に供給し、また横方向に も縦方向にもできるだけ均一に横方向に分配することが不可欠である。また処理 液をパルプウェブの全面にわたって均一に分配することも不可欠である。均一な 分配はチャネル化（channelization）を防止し、またそれにより液体処理や脱水 のむらを防ぐ。 設備機器を最適に利用するため、例えば液体処理に関連して、 脱水されるべきセルロース繊維の懸濁液は最高可能濃度で供給され、かつ液体が 吸引除去される支持体上に形成されなければならない。この支持体は多孔ロール でも、あるいはプレーンワイヤでもよい。要求される最高可能濃度は、装置が十 分な均一性を持って媒体を横方向に分配し、かつその工程の要求を満足させる均 質なウェブを形成する能力によって左右される。繊維懸濁液を全幅にわたって均 一に分配することの難しさはパルプ濃度の増加とともに急速に増大するが、これ は繊維網の剪断強度が増すためである。 繊維懸濁液の分配が不均一であれば、脱水も不均一となり、それにより液体処 理の効率が悪くなるばかりでなく、プレス内の繊維を傷つけ、それによりパルプ の品質を劣化させることもある。例えばプレス内でロール間に挟み込んだとき、 パルプウェブの繊維くずや厚い部分が高い圧力を受けると、そうした荷重負担部 分で繊維が傷つくこともある。 こうして繊維懸濁液、並びに処理液の均一な分配は最終製品の品質および工程 の経済性にとって最も重要であることは明らかである。上記問題を解決するため に多くのさまざまな分配装置が開発されてきたが、多くの場合、とりわけ高い繊 維濃度で シート形成する際に、問題はまだ残っている。 本発明は、供給された流動媒体の分散と横方向の分配をさらに向上させること ができることを含意している。本発明によれば、媒体が、管路に垂直な平面内で 湾曲した流路の中で流れの向きを変え、実質上均一に分配されて平行に流出する 。この流路は曲線状の湾曲を持っていてもよいし、折れ線状の湾曲を持っていて もよい。本発明のさらに別の特徴は従属クレームから明らかになろう。 付属図面を参照しながら以下で本発明をさらに詳しく説明する。 図１は、本発明による横方向分配装置を示す図である。 図２は、図１のII−IIで切断した断面図である。 図３は、図２のIII−IIIで切断した断面図である。 図４から図６は、本発明による装置のさまざまな実施例を示す図である。 図１に示した本発明の実施例は、横方向分配のための装置および繊維材料から なるパルプウェブの形成に関するものである。この装置は、実質上長方形の広い 出口開口部２を持った分配ハウジング１と、繊維懸濁液のための供給管路３とを 含んでいる。 出口開口部の方向は透水性走行支持体４に対してある角度を成していてもよいし 、あるいは平行でもよい。走行支持体は例えばプレーンワイヤでも、あるいは多 孔ロールでもよい。 分配ハウジング１は分配チャンバ５を備えており、分配チャンバは実質上供給 管路３と直交するように配置され、また上記管路３との連結部から末広がりに一 方向に、管路に垂直な平面内で湾曲した流路まで延びており、この流路は偏向面 １１を持っている。分配ハウジング１はさらに出口チャンバ６を備えており、出 口チャンバは流路８のところの偏向部から出口２まで反対方向に伸びている。２ つのチャンバ５、６はハウジング１内の内壁７で分離されているが、流路８を介 して互いに連通している。こうして、横方向に関して湾曲した流路８は、内壁７ の自由端と偏向面１１とによって規定されているが、この偏向面は横方向に関し て曲線状の湾曲形状を持っていてもよいし、折れ線状の湾曲形状を持っていても よい。折れ線形状は、流路８が実質上平坦な、または真っ直ぐなさまざまな部分 によって規定され、それらが合同してその流路の湾曲を画定していることを意味 する。この流路はまた、異なった湾曲を持ったさまざまな部分から組み立てても よい。 管路に垂直な平面内で湾曲した偏向面１１は、縦方向については、ある半径で 湾曲させてもよいし、またそうするのが好ましい。あるいはその代わりに、例え ば多少乱流となるように、流れ特性に影響を及ぼす特殊な効果を達成するため、 偏向面を平面にしたり、または他の何らかの形状を与えてもよい。内壁７は、流 路８を規定している端部が媒体の流れ方向に、より短い延長部を持っように形成 してもよいし、より長い延長部を持つように形成してもよい。この端部は丸みを 付けてもよいし、あるいは尖っていてもよい。流路８の寸法、すなわち偏向面１ １と壁７の端の形態は、工程および最終製品の要件に適応していなければならな い。 横方向に関して湾曲した流路８は、分配チャンバ５からの流動媒体が流路８内 で出口チャンバ６のほうに向きを変え、実質上均一に分配された平行な流れとな るように形成しなければならない。これは湾曲した流路８を、その高さｈがその 幅ｂの１／８から１／２の間になるように、好ましくは約１／４となるように、 しかも出口開口部２が流路８と同じ幅を持つように形成することで達成できる。 供給管路３から分配チャンバ５への入口は、分配チャンバの幅のほぼ中央に、し かも流路８から、 流路８の幅ｂの１／８から１／２の間の距離、好ましくは約１／４〜１／３の距 離に位置させるものとする。 流路８は、好ましくは実質上放物線の形とし、また供給管路３は放物線の焦点 を通るように位置させる。あるいはその代わりに、流路８は円弧の形を持ってい てもよい。このとき供給管路３は、流路８に対して、弦の長さ，すなわち流路の 幅ｂの約１／４の距離をもつように円弧の弦の中心に連結される。 例えば長繊維セルロースパルプから成るパルプウェブを高濃度で形成するとき 、繊維懸濁液は供給管路３を通して１２％までの濃度で、好ましくは５〜１０％ の濃度で供給することができる。このとき流速は５〜５０ｍ／ｓ）好ましくは８ 〜２０ｍ／ｓとすることができる。分配チャンバ５に入った繊維懸濁液はハウジ ング１の内壁７に突き当たり、それによって向きを変える。繊維懸濁液は高速で 仕切り壁７に衝突し、エネルギー強度の高い領域を生み出し、それによって繊維 網が解きほぐされ、またパルプが流動化する。懸濁液は入口から徐々に速度を落 としつつ外向きに、末広がりの分配チャンバ５の中を広がりながら流路８に達し 、そこで再び出口チャンバ６のほうに向きを変え、この出口チャンバを通って懸 濁液は実質上平行に、一 定速度で出口開口部２および支持体４へと流れる。 特に流路８が放物線の形をしており、しかもパルプが放物線の焦点を通るよう に供給され、そこから外向きに広がっているとき、流れのあらゆる部分は流路８ 内で向きを変え、出口２に実質上垂直な広がった平行な流れとなる。流れのどの 部分をとっても、供給管路３との連結部から流路８を経て出口２まで、分配チャ ンバ５内の方向に係わりなく、実質上等しい長さの経路を持つ。これは、入口か ら出口までの圧力降下が出口２の全幅にわたって一定であり、その結果全幅にわ たって媒体の均一な分配を確実にすることを意味する。実際上、たとえ流路８が 上に述べた以外の湾曲を持っているときでも、実質上同じ効果を達成できる。 また流路８の湾曲は、媒体の流れが分配チャンバ内に供給され、そこで１８０ 度にわたって広がったのち、流路８内で向きを変えるが、その広がった流れを大 きさが等しい複数の扇形に分け、また出口２を幅が等しい複数の部分に分けたと き、個々の扇形が対応する出口の部分に媒体を供給するように形成することが適 当なこともある。こうした曲線形状は一般に下記の式で表すことができる。 このとき最大高さｈはｂ／πである。このとき流路８は曲線状の、あるいは折 れ線状の湾曲形状を持っていてもよいし、あるいは異なった湾曲形状のさまざま な部分から組み立ててもよい。 可能な限り出口開口部２には、可動性の、あるいは可撓性のリップ９を備えつ けることができ、このリップは、形成されるパルプウェブをさらに安定させるた め、分配ハウジング１からある距離だけ延びている。 供給管路３に半円形の断面を与え、管路の平坦な側を流路８から遠いほうとし てもよい。 図４に本発明の実施例を示すが、ここで繊維懸濁液は透水性支持体４の移動と 平行に注がれている。図１に示した実施例と比べて、図４はパルプウェブの反対 側、すなわち流路８内で偏向面１１に面している側が支持体に接触している点に おいても異なっている。 図５に示した実施例では、繊維懸濁液は下から供給され、湾曲面上に、例えば ロール上に注がれている。ここで流路８は平 坦な偏向面１１で規定されている。 図６による実施例は図５に対応しているが、しかしここでのロールは反対方向 に回転し、また出口２は下を向いている。 本発明をパルプ懸濁液を分配するための装置として説明してきたが、しかし本 発明はまた、均一な横方向の分配を得ようと努める他の流動媒体に対しても適用 できることは明白である。 その一例は処理液を材料層の全面にわたって供給することである。 こうして本発明は、上に記載した実施例のみに限定されず、本発明の概念の範 囲内で変形してもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体、ガス、泡、または異なった種類の材料から成る混合物等の流動媒体を 横方向に均一に分配し、分散させる方法であって、 流れている状態の媒体を、横方向に広げながら流れの向きを変え、その後再び 、横方向に関して湾曲した流路（８）内で向きを変えて、実質上均一に分配され た流出する平行な流れにすることを特徴とする方法。 ２．湾曲した流路（８）が実質上放物線の形を持つこと、および媒体が放物線の 焦点を通って供給され、向きを変えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。 ３．湾曲した流路（８）が実質上円弧の形を持つこと、および媒体が円弧の弦の 中心を通って供給され、向きを変えるが、その中心から流路（８）までの距離が 弦の長さの約１／４であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．媒体の流れは流路（８）内で向きを変えるが、その際に、横に広がった媒体 の流れを大きさが等しい複数の扇形に分け、また流出する流れを幅が等しい複数 の部分に分けたとき、個々 の扇形が対応する部分に媒体を供給するようにしたことを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の方法。 ５．流出する平行な媒体の流れを可動支持体上に、その支持体とある角度を成し て広げることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の 方法。 ６．流出する平行な媒体の流れを可動支持体上に、その支持体と平行な方向に広 げることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の方法 。 ７．液体、ガス、泡、または異なった種類の材料から成る混合物等の流動媒体を 横方向に均一に分配し、分散させるための装置であって、その装置が広い出口開 口部（２）を持った分配ハウジング（１）と、媒体を供給するための管路（３） とから構成されており、 分配ハウジング（１）は分配チャンバ（５）と出口チャンバ（６）とで形成さ れ、分配チャンバは供給管路（３）と実質上直交するように配置され、また上記 管路との連結部から末広がりに、管路に垂直な平面内で湾曲した流路（８）まで 延びており、また出口チャンバは流路（８）から出口開口部（２）まで反対方向 に延びており、この２つのチャンバ（５、６）は流路 （８）を介して互いに漣義しており、媒体はこの流路内で向きを変え、実質上均 一に分配された平行な流出する流れとなることを特徴とする装置。 ８．２つのチャンバ（５、６）は内壁（７）によって分離され、その内壁の端が 、ハウジング（１）内の偏向面（１１）とともに、流路（８）を形成しているこ とを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 ９．湾曲した流路（８）の高さ（ｈ）が、その幅（ｂ）の１／８から１／２の間 にあり、好ましくは約１／４であること、および出口開口部（２）の幅が湾曲し た流路（８）の幅と一致していることを特徴とする請求の範囲第７項または第８ 項に記載の装置。 １０．供給管路（３）から分配チャンバ（５）への入口が、分配チャンバ（５） の幅のほぼ中央で、しかも流路（８）から、流路（８）の幅（ｂ）の１／８から １／２の間の距離に位置していることを特徴とする請求の範囲第７項から第９項 のいずれか一項に記載の装置。 １１．湾曲した流路（８）は実質上放物線の形をしており、また供給管路（３） の入口は、放物線の焦点を通るように位置し ていることを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項のいずれか一項に記載の 装置。 １２．湾曲した流路（８）は実質上円弧の形をしており、また供給管路（３）の 入口は、流路（８）から、流路（８）の幅（ｂ）の約１／４の距離に位置してい ることを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項のいずれか一項に記載の装置 。 １３．湾曲した流路（８）は実質上下記の式で表される湾曲を持っており、 また供給管路の入口が、流路（８）から流路の幅（ｂ）の約ｂ／πの距離に位 置していることを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項のいずれか一項に記 載の装置。 １４．供給管路（３）は半円形の断面を持ち、平坦な側が流路（８）から遠いほ うにあることを特徴とする請求の範囲第７項から第１３項のいずれか一項に記載 の装置。 １５．出口開口部（２）のところに可動支持体（４）が用意されており、また出 口開口部が、支持体（４）に対して０から９０度の角度を成す方向に向いている ことを特徴とする請求の 範囲第７項から第１４項のいずれか一項に記載の装置。