(57)【要約】      （修正有）【課題】高速で搬送するウェブが安定化装置から離れやすくなることを防止し、気流が安定化して波打ちが発生を少なくする。【解決手段】一個又は複数個のウェブ機の２つのコンポーネントの間のスパンを通過するウェブを安定化するように適応されたウェブ安定化装置であって、前記安定化装置が、移動しているウェブに面して近接している表面、および安定化装置の表面の少なくとも１つの遷移部５を備え、前記遷移部５が、直角のコーナーを有する段差を形成することを特徴とする装置。【選択図】図２
2010202409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一個又は複数個のウェブ機の２つのコンポーネント間のスパンを通過するウェブを安定化するように適応されたウェブ安定化装置において、
移動しているウェブに面して近接している表面、および
安定化装置の表面の少なくとも１つの遷移部を備え、遷移部が、ウェブ移動の方向に面する安定化装置のリーディングエッジと安定化装置のトレーリングエッジとの間の表面の凸部または凹部であることを特徴とするウェブ安定化装置。
【請求項２】
前記遷移部が、リーディングエッジとトレーリングエッジとの間に配置された複数の遷移部であることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項３】
前記遷移部が、ウェブの移動の方向に平行な方向には短く、ウェブの移動の方向に直交する方向には長いことを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項４】
前記遷移部が、少なくともウェブ幅まで下面に延びていることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項５】
前記遷移部が、安定化装置の表面の第一領域と第二領域の間の段差であり、第一領域がウェブの移動の方向に沿って第二領域の上流に位置することを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項６】
前記第一と第二の領域が、平面であり、互いに平行であることを特徴とする請求項５のウェブ安定化装置。
【請求項７】
前記第一と第二の領域が、凸面状または凹面状であることを特徴とする請求項５のウェブ安定化装置。
【請求項８】
前記遷移部が、直角コーナーを有する段差であることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項９】
前記遷移部が、カーブ状またはフィレット状の内部コーナーを有する段差であることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項１０】
前記遷移部が、安定化装置の表面の溝または凹部であり、その溝または凹部がウェブの幅までに延びていることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項１１】
前記遷移部が、表面とウェブの間のギャップから空気を受容するための空気入口と、受容された空気をギャップから放出するための空気排出口を備えることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項１２】
前記遷移部が、表面の１／２または１／３の長さだけウェブの移動方向に関して下流に配置されることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項１３】
前記遷移部が、表面の凸部または凹部のアレイであることを特徴とする請求項１のウェブ安定化装置。
【請求項１４】
。
スパンを通過して移動するウェブを安定化するように適応されたウェブ安定化装置において、
移動しているウェブに面し、平行で、近接している表面を具備する安定化装置本体、および
安定化装置の表面の少なくとも１つの遷移部を備え、遷移部が、ウェブ移動の方向に面する安定化装置のリーディングエッジと安定化装置のトレーリングエッジとの間の表面の凸部または凹部であることを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記遷移部が、５〜２０ミリメートル（ｍｍ）の範囲で安定化装置の表面から凸状になっているか、または凹状になっていることを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【請求項１６】
前記遷移部が、表面上の突起物を備え、この突起物が、ウェブ移動に平行方向に５０ｍｍ〜５００ｍｍの幅と、２０ｍｍ〜２００ｍｍのウェブ移動方向に平行に延びる長さと、ウェブに垂直方向に５〜２０ｍｍの高さとを有することを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【請求項１７】
前記遷移部が、リーディングエッジとトレーリングエッジの間に配置された複数の遷移部であることを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【請求項１８】
前記遷移部が、ウェブの移動の方向に平行な方向には短く、ウェブの移動の方向に直交する方向には長いことを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【請求項１９】
前記遷移部が、安定化装置の表面の第一領域と第二領域の間の段差であり、第一領域がウェブの移動の方向に沿って第二領域の上流に位置することを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【請求項２０】
前記第一と第二の領域が、凸状または凹状であることを特徴とする請求項１４のウェブ安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブに近接した表面に遷移部を有する移動ウェブ安定化装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブ材（ティシュペーパー、タオルペーパー、他のペーパー、ボード、プラスチック、およびポリマーを含むが、これらに限定されない）は、スパンを通過して輸送されるが、スパンには、普通、米国特許第４，３２１，１０７号明細書に示されるようなウェブ安定化装置が備えられる。ウェブは、比較的高速度でスパンを通過し、ウェブ安定化装置を横切って移動する。
【０００３】
安定化装置は、従来、一般に平坦な表面またはプレーンを有し、ウェブがスパンを横切って移動すると、ウェブは、その表面に相対して移動する。安定化装置は、ウェブに近接して位置し、ウェブはウェブの平坦な表面から短い距離だけ離れている。ウェブは、高速で、例えば、４，０００〜７，０００フィート／分（１，２００〜２，１００ｍ／分）で移動する。ウェブ移動により、ウェブの上面と下面の両面に空気の流れが引き起こされる。この空気の流れは、ウェブと同じ速度で動く傾向がある。
【０００４】
ウェブには、ウェブの片面または両面の空気流れ乱れのために波打ち現象が生じ得る。乱れは、ウェブに直に近接した空気の層流、例えば、気流境界層がウェブから分離されることで引き起こされ、乱された空気の流れがウェブに近接して存在する。
【０００５】
ウェブに直に近接した表面を有するウェブ安定化装置を用いると、ウェブが波打つ傾向は小さくなる。米国特許第４，３２１，１０７号と第４，９０６，３３３号の各明細書にはウェブ安定化装置の実施例が開示されている。ウェブが安定化装置の表面を通過して移動するとき、安定化装置は、ウェブが安定化装置の方向に波打つのに対して物理的障壁となり、安定化装置とウェブの間の気流を滑らかに整える傾向となる。気流を滑らかに整えることによって、層流境界層気流がウェブに近接して維持されるので、ウェブの波打ちが少なくなる。
【０００６】
従来の安定化装置の問題点は、ウェブが、安定化装置の表面から離れ易いということである。特に、安定化装置表面がウェブ移動の方向に長めで、ウェブが安定化装置の底部を移動する場合は、そうである。安定化装置のリーディングエッジに突起バーを加えることによって波打ちを低減することが行われている。突起バーは、パイプまたはバー（断面は円形）であり、安定化装置のリーディングエッジに溶接され、安定化装置の下側に（ウェブの方向に）延びているので、ウェブは、安定化装置の低面の下を通過して移動する前に、最初に突起バーを通過する。
【０００７】
安定化装置の底部で生ずるウェブ波打ちの問題を克服する別のアプローチの一つは、米国特許第６，３２５，８９６号明細書に開示されているように、安定化装置表面とウェブの間のギャップに高速度の空気の流れを注入することである。高速度空気は、ウェブと安定化装置の間の空気圧を下げる。空気圧が下がると、ウェブは、安定化装置の方向に引っ張られる。しかし、高速度空気流を注入するには、空気の供給源と空気の導管と空気の噴出口またはスロットが必要となり、従って安定化装置を製作・作動するコストが増大する。さらに、空気注入のノズルやスロットには、目詰まりが生じ易い。
【０００８】
もう一つ別のアプローチは、米国特許第６，３２５，８９６号明細書に開示されているように、安定化装置をエーロフォイル翼形状として、安定化装置とウェブの間に低圧域が形成されるようにすることである。しかし、エーロフォイル翼形状の安定化装置は、ウェブ移動方向に対して相対的に長めになるので、安定化装置の下流域の波打ちを低減するのは難しくなる。長い安定化装置表面で発生するウェブ波打ちを抑制し、製造・作動コストが低廉で、空気注入のノズルやスロットの目詰まりが起こり難いウェブ安定化装置に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００９】
ウェブに面する表面に１個以上の遷移部を有するウェブ安定化装置が開発された。これらの遷移部は、ウェブ移動の方向に直交して、安定化装置の幅に延びる畝または段差、あるいは安定化装置の表面に形成された凹部と凸部から構成されるアレイとし得る。この遷移部とウェブ移動の作用によって、低圧領域が、ウェブ移動方向で各遷移部の直ぐ下側に形成される。これらの低圧域は、安定化装置の表面に向かってウェブを引っ張る（バイアスする）圧力差をウェブの相対する面の間に生じさせる。
【００１０】
ウェブ安定化装置の表面の遷移部は、ウェブと安定化装置の間に低圧域を、好ましくは遷移部に高速度空気流の注入を行うことなく生じさせる。安定化装置の表面の様々な位置に遷移部を配置することによって、遷移部で形成された低圧域が、ウェブを安定化装置の長さに沿って安定化装置方向に引っ張る。ウェブ上に長い表面を有する安定化装置上の遷移部は、安定化装置の全長に沿ってウェブの波打ちを少なくする役目を果たす。
【００１１】
安定化装置上の遷移部の様々な形状と配置、例えば、本明細書に開示のようなものは、本発明に基づくものである。遷移部の形状としては、以下のものが挙げられる。安定化装置の表面の幅に延び、ウェブ移動の方向に直交する段差、畝、および溝。ウェブに面する安定化装置の表面から大気圧に空気を排出する排気口まで、または集塵機のような吸い込み装置まで延びる空気通路であって、好ましくは、ウェブ移動の方向から離れるよう傾斜している空気通路。安定化装置の表面に形成された凹部と凸部から構成されたアレイであって、凸部と凹部がウェブ移動の方向に直交する方向に好ましくは最も広くなっている凹部と凸部から構成されたアレイ。
【００１２】
さらに、遷移部と遷移部の間の安定化装置の表面は、リニア状、カーブ状、起伏状、または他の形状で差し支えない。遷移部と遷移部の間の安定化装置の表面上で遷移部を多様な形状と配置にすることによって、安定化装置の表面とウェブの間に低圧域が促進され、ウェブ波打ちが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】段差遷移部を具備する安定化装置を通過して移動するウェブを示す図である。
【００１４】
【図１Ｂ】段差遷移部を有する表面を具備する安定化装置を通過して移動するウェブを示す図である。
【００１５】
【図２】段差（スクエア）遷移部と段差間の平坦な表面域を有する表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、各平坦な表面域は、互いに対して、かつウェブ移動の方向に対して実質的に平行である。
【００１６】
【図３】段差（凹状またはフィレット状）遷移部と、段差間の平坦な領域とを有する表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、各平坦な表面域は、互いに対して、かつウェブ移動の方向に対して実質的に平行である。
【００１７】
【図４】段差（スクエア）遷移部と、段差間の平坦な表面域を有する表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、各平坦な表面域は、互いに対して実質的に平行であるが、ウェブ移動の方向に関しては傾斜している。
【００１８】
【図５】安定化装置の幅に延びる段差（スクエア）遷移部を有する表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、安定化装置は各遷移部の間に凹状表面を具備している。
【００１９】
【図６】ウェブ移動の方向に対して一般に平行な平坦な表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、表面は、表面の長さに沿って間隔をもって表面の幅に延びる溝状または凹状の遷移部を有している。
【００２０】
【図７】ウェブ移動の方向に対して一般に平行な平坦な表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。この図では、表面は、ウェブ移動の方向に好ましくは直交して延びるスロットまたは通路を有し、スロットまたは通路からは、ウェブと安定化装置の表面の間にある空気が排出され、その結果として、表面に設けられたスロットまたは通路の入口の箇所に低圧域が形成される。
【００２１】
【図８】凹部と凸部から構成されるアレイを有する表面を具備するウェブ安定化装置の概略側部断面図である。
【００２２】
【図９】図８に示される安定化装置の表面の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１Ａと図１Ｂは、ティシュ製造機１０の一部を示す。ウェブ１２は、同機械の２つのコンポーネント１１、例えば、カレンダーとロールとの間のスパン１３を通過して移動する。固定位置にある安定化装置１は、ウェブのすぐ上のスパン間に固定されており、ウェブは、一般にウェブに平行な下面１４の下を通過して移動する。
【００２４】
安定化装置の下面１４は、安定化装置の幅（Ｗ）に広がる遷移部１６を有する。遷移部１６は、下面１４の箇所に段差を形成する。ウェブ１２が、下面１４と遷移部１６の前方域１５を超えて移動すると（移動方向１９）、ウェブは、下面の後方域１７に引き上げられる。ウェブが引き上げられるのは、下面とウェブの間のギャップの箇所で遷移部１６のすぐ下流に低圧域が形成されるからである。ウェブが下面１４の箇所に引き上げられ、ウェブが波打つ傾向が小さくなる。
【００２５】
遷移部１６は、安定化装置の下面の長さに沿って様々な位置に設け得る。例えば、遷移部１６は、下面の長さの１／３の間隔に配置し得る。好ましくは、少なくとも１個の遷移部１６が、ウェブ移動の方向１９で安定化装置の下面１４の長さの１／２または１／３の箇所の上流側に置かれ、もう一つ別の遷移部が、安定化装置の下面の長さの１／２または１／３の箇所の下流側に置かれる。安定化装置の１／２または１／３の箇所の下流側に置かれた遷移部は、ウェブが安定化装置を通過して移動するとき、ウェブの波打ちを少なくするのに役立つ。
【００２６】
図２は、一般に、平面であり、ウェブ移動の方向１９に沿って配置される実質的に平行な表面２、３、および４を有する下面１４を具備する安定化装置２１を示す。表面２、３、および４は、互いに対して、かつウェブ移動方向に対して実質的に平行である。表面２、３、および４は、ウェブと安定化装置の下面の幅に延び得る。
【００２７】
平行な表面２、３、および４の各々を分離するのは、実質的にスクエアの段差遷移部５であり、これらは、好ましくは、安定化装置の幅に延び、ウェブ移動の方向１９に対して直交している。これらのスクエアの遷移部５は、表面２と３の間と表面３と４の間とに直角のコーナーを有する段差を形成する。段差は、例えば、０．２５インチ〜０．７５インチ（６．３〜１９ｍｍ）の範囲の高さの寸法を有し得る。段差は、この範囲より短かく、例えば、０．０６インチ（１．５ｍｍ）の高さでもよい。また、段差は、この範囲より大きく、例えば、１．５インチ（３８ｍｍ）の高さででもよい。
【００２８】
段差遷移部５の高さは、ウェブとの干渉を避けるように、例えば、ウェブを引き裂いてしまわないように、そして段差のすぐ下流と安定化装置の表面とウェブとの間で低圧域を形成するように決定し得る。遷移部５は、実質的に安定化装置の全幅一杯またはウェブの幅一杯に延び得る。
【００２９】
遷移部５は、ウェブ移動の方向に実質的に直角とし得る。別法としては、遷移部５は、ウェブ移動の方向に斜めにしてもよい。例えば、ウェブ移動の方向に対して７５°〜８９°の角度としてもよい。さらに、遷移部は、直線を形成しなくともよく、ある部分がウェブ移動方向に直角で、他の部分がウェブ移動方向に斜めになるようにしてもよい。
【００３０】
遷移部は、安定化装置の下面にコーナーまたは傾斜表面を作ることによって、または下面でプレートを重ね合わせ、プレートが狭いギャップで離れているようにすることによって、または安定化装置の下面に何か他の不規則形状のものを設けることによって形成され得る。
【００３１】
スクエアの遷移部５は、安定化装置の下面１４に、固定、例えば溶接または締結された一本または複数本のバーまたは他の機械加工されたピースで形成し得る。スクエアの遷移部５は、表面２、３および４を形成するパネルに対する構造サポートとして形成し得る。スクエアの遷移部５と表面２、３および４を形成するパネルの間の連結部分は、空気が安定化装置の内部に入ったり、あるいは内部から逃げたりするのを避けるために密封し得る。別法としては、連結部分は、密封しないで済ませることもでき、この場合、各遷移部のすぐ下流の域の空気圧は、安定化装置の本体内の空気圧、例えば、周囲の大気圧と均圧化される。
【００３２】
図３は、安定化装置の下面１４上に実質的に平行な平坦な表面２、３および４を具備する安定化装置２３を示す。図２に示される安定化装置２１と同様に、平坦な表面２、３および４は、遷移部で分離されるが、この遷移部は、安定化装置の幅に延び、ウェブ移動方向１９に対して一般に直交している。遷移部１６は、表面２と３の間と表面３と４の間に段差を形成する。
【００３３】
遷移部１６は、表面２、３および４の間の連結箇所で凹状の段差２４、フィレット形状の段差、または他のカーブした形状の段差である。遷移部１６は、一本または複数本のピース、例えば、バーから形成され、これは機械加工されて、凹状部、フィレット形状部、またはカーブ形状部２４を成す。遷移部１６のピースは、製造され、安定化装置にアセンブリされ、例えば、溶接または締結されて、表面２、３および４を形成するパネルに対する構造サポートを提供し得る。遷移部１６が凹状またはフィレット状段差２４であると、図２に示されるスクエアの遷移部５と比較して、遷移部の箇所のオープンコーナー容積が少なくなるので、遷移部１６のカーブ状段差２４のすぐ下流で近接した箇所の遷移部コーナーの容積部に蓄積するダストや汚染物が最小限に抑えられる。
【００３４】
図４は、実質的に平坦な下部表面３１、３２および３３とこれらの表面の間に設けられたスクエアの段差遷移部３４とを具備する安定化装置３０を示す。下部表面は、ウェブ方向に必ずしも平行でなくてもよいが、互には平行としてもよい。下部表面３１、３２および３３は、２〜１０°の角度でウェブ方向に対して傾斜させ、表面がウェブ移動の方向１９に対してウェブの方向に傾斜するようにし得る。遷移部３４は、安定化装置３０の実質的に全幅のサイズとし、ウェブ移動の方向に実質的に直交とし得る。
【００３５】
図５は、段差遷移部４４で分離された、凹状面４１、４２および４３を有する下面を具備する安定化装置４０を示す。凹状面は、ウェブ移動の方向に対して平行でも、平行でなくてもよい。遷移部４４は、安定化装置４０またはウェブの実質的に全幅のサイズとし、ウェブ移動の方向１９に対して実質的に直交とし得る。遷移部４４は、図２〜図４に示される遷移部と同じように形成し得る。凹状面４１、４２および４３は、凹状を形成するように弓形に曲げられたパネルとし、安定化装置の遷移部４４で内部支持材４５（図４と図５に示される）によって支持し得る。内部支持材４５は、例えば、内部リブや支持格子である。これらの内部支持材は、本明細書に開示された他の安定化装置にも使用得る。さらに、表面４１、４２および４３は、図５に示される凹状表面でなく、むしろ凸状表面ともし得る。
【００３６】
図６は、実質的に凹状遷移部４８、例えば、溝で分離された平行な表面４７で形成された下面を具備する安定化装置４６である。表面４７は、ウェブ方向に対して実質的に平行である。遷移部４８は、安定化装置の実質的に全幅一杯に延び、ウェブ移動の方向に実質的に直交とし得る。表面４７は、相互に実質的に平面であるが、凹んだ遷移部スロット４８によって隔てられている。遷移部スロット４８は、一個または複数個のピース、例えば、バーから成り、遷移部スロットを形成する溝となるように機械加工して得られる。これらのピースは、安定化装置に取り付けられ、表面４７を形成するパネルの構造サポートを提供し得る。
【００３７】
図７は、下面を具備する安定化装置５０を示し、この下面は、スロット、他の空気通路またはオープン領域５４によって分離された実質的に平行な下部表面５１、５２および５３で形成し得る。表面（複数を含む）５１、５２および５３は、ウェブ方向に実質的に平行な面とし得るし、相互に平行ともし得る。
【００３８】
スロット、空気通路またはオープン領域（遷移部と総称する）５４は、安定化装置の幅（またはウェブの幅）に延び、ウェブ移動の方向に対して一般に直交（または斜交）とし得る。遷移部５４は、適切な形状に機械加工され、アセンブリ、例えば、溶接または締結された一個または複数個のピース、例えばバーによって安定化装置内に形成され、スロット、空気通路、またはオープン領域を形成し得る。
【００３９】
遷移部５４は、下面の部分５１、５２および５３に近接して空気入口を備える。遷移部５４には出口５５があり、空気が下面５１、５２および５３から離れている安定化装置の表面から排出されたり、あるいは安定化装置の内部空気導管へ排出されたりする。出口５５は、常圧で大気へ排出したり、別の装置、例えば、真空のような集塵システム６へ排出したりし得る。真空のような集塵システム６は、出口５５と遷移部５４に吸引力を加えることによって、入口から遷移部へ空気を引っ張り込むのである。遷移部５４の導管は、下面５１、５２および５３に関して、例えば、３０〜５５°の角度に傾斜させ、入口が、ウェブ移動方向にある出口３６の上流となるようにする。遷移部５４の作用によって、ウェブと共に、かつウェブと下面５１、５２および５３の間を移動する空気の一部が、遷移部に流れるようにされ、その結果、ウェブと下面との間に低圧域が生まれる。
【００４０】
図８と図９は、ウェブと実質的に平行な平面とし得る下面６２を具備する安定化装置６０を示す。下面は、図２〜図７に示されているように、凸状または凹状の領域と段差遷移部を備え得る。
【００４１】
下面６２は、アレイ構成の遷移部８を備え、このアレイは、表面がウェブから緩やかに上下する起伏域を備え得る。例えば、この遷移部８は、凹部または凸部８を備え、凹部または凸部８は、ウェブ移動の方向に直交する幅を有するが、その幅寸法は、長さ寸法より実質的に大きい。例えば、遷移部８は、下面６２に設けられた一般に長方形の、５０ｍｍ〜５００ｍｍの幅と２０ｍｍ〜２００ｍｍの長さ（ウェブ移動に対して平行方向）と５〜２０ｍｍの高さとを有する突起物とし得る。これらの遷移部８は、ウェブ移動の方向１９に面する傾斜リーディングエッジと鋭いコーナー、例えば、９０°コーナーのトレーリングエッジとを備え、空気に対する邪魔部を形成するとともに遷移部のすぐ下流に低圧域を形成する。
【００４２】
遷移部８は、アレイ様式に配置し得る。遷移部は、ウェブ移動の方向に平行に列状に配置され、図９に示されているように、これらの列は互い違いになるように配置される。
【００４３】
以上、本発明は、現在最も実用的で、好ましい態様であると考えられるものに関して記載されたけれども、理解されなければならないことは、本発明は、開示された態様に限定されることなく、むしろ反対に、その精神内に含まれ、かつ特許請求の範囲に含まれる多岐にわたる部分修正や均等の配置もカバーするということである。
【図１Ａ】
2010202409.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010202409.tif 000009
【図７】
2010202409.tif 000010
【図８】
2010202409.tif 000011
【図９】
2010202409.tif 000012
【外国語明細書】
【Title of Invention】
APPARATUS AND METHOD FOR STABILIZING A MOVING WEB HAVING TRANSITIONS IN A SURFACE ADJACENT THE WEB
【Technical Field】
【０００１】 This invention relates to an apparatus and method for stabilizing a moving web having transitions in a surface adjacent the web.
【BACKGROUND ART】
【０００２】Webs of material (including but not limited to tissue paper, towel paper, other papers, board, plastics, and polymers) are transported through spans that typically have web stabilizers, such as shown in U.S. Patent 4,321,107.  The webs move at a relatively high speed through the spans and across the stabilizers.
【０００３】Stabilizers traditionally have a generally flat or planar surface against which the web moves as the web traverses a span. The stabilizer is positioned adjacent the web such that the web is a short distance from the flat surface of the web. The web moves at a high speed, such as 4,000 to 7,000 feet per minute (1,200 to 2,100 meters per minute). The movement of the web induces air flows on both the top and bottom sides of the web.  The air flow tends to move at the same speed as the web.  
【０００４】The web may flutter due to disturbances in the air flows on either or both sides of the web.  Disturbances may be caused by the laminar air stream immediately adjacent the web, e.g. the air flow boundary layer, to separate from the web such that a disturbed airflow is adjacent the web.
【０００５】A web stabilizer having a surface immediately adjacent the web reduces the tendency of the web to flutter. U.S. Patents 4,321,107 and 4,906,333 disclose examples of web stabilizers. As the web moves across the surface of the stabilizer, the stabilizer provides a physical barrier to web flutter in the direction the stabilizer and tends to smooth the air flow between the stabilizer and web. By smoothing the air flow, a laminar boundary layer air flow may be maintained adjacent the web, which reduces flutter of the web. 
【０００６】A difficulty with conventional stabilizers is that the web tends to fall away from the surface of the stabilizer, especially if the surface is long in the direction of web travel and the web travels below the stabilizer. Bump bars have been added to the leading edges of stabilizers to reduce flutter. A bump bar is a pipe or bar (circular in cross-section) welded to the leading edge of the stabilizer and extending below (in the direction of the web) the stabilizer such that the web first moves over the bar before moving over the bottom surface of the stabilizer.
【０００７】Another approach to overcome the difficulty of web flutter below a stabilizer is to inject a high velocity air stream in the gap between the stabilizer surface and web, such as disclosed in U.S. Patent 6,325,896. The high velocity air reduces the air pressure between the web and stabilizer.  The reduced air pressure draws the web towards the stabilizer. However, injecting a high velocity air stream requires an air supply, air ducts and air jets or slots, which increase the cost to make and operate a stabilizer.  Further, the air injection nozzles and slots are subject to clogging.
【０００８】Another approach is to shape the stabilizer as an airfoil such that a low pressure is formed between the stabilizer and the web, as disclosed in U.S. Patent 6,325,896. However, an airfoil shaped stabilizer, that is long relative to the direction of web travel, has difficultly in reducing flutter in the downstream region of the stabilizer.  There is a need for web stabilizers that suppress web flutter over long stabilizer surfaces, have low manufacturing and operating costs, and are not susceptible to clogging of air injection nozzles and slots.
【DISCLOSURE OF INVENTION】
【０００９】A web stabilizer has been developed having one or more transitions in the surface facing the web.  These transitions may be transverse to the direction of web travel, such as a ridge or step extending the width of a stabilizer or an array of recesses and protrusions on the surface of the stabilizer. Because of the transitions and the movement of the web, a low pressure region is formed immediately downstream of each transition in the direction of web travel.  These low pressure regions create a pressure differential between opposite sides of the web that draw (bias) the web towards the surface of the stabilizer. 
【００１０】 The transitions in the surface of the web stabilizer create low pressure regions between the web and stabilizer, preferably without injection of high velocity air at the transitions. By arranging the transitions at various locations on the surface of the stabilizer, the low pressure regions formed by the transitions draw the web towards the stabilizer along the length of the stabilizer.  The transitions on stabilizers with long surfaces above a web assist in reducing flutter in the web along the entire length of the stabilizer.
【００１１】Various transition shapes and arrangements of transitions on the stabilizer, such as disclosed herein, are in accordance with the invention.  The shapes of transitions include:  steps, ridges and grooves extending the width of the surface of a stabilizer and transverse to the direction of web travel; air passages extending from the surface of the stabilizer and facing the web to an exhaust port discharging air to atmospheric pressure or to a suction device such as a dust collector, where the passages are preferably tilted away from the direction of web travel; and arrays of protrusions and recesses on the surface of the stabilizer, wherein the protrusions and recesses are preferably widest in a direction transverse to the direction of web travel. 
【００１２】Further, the surface of the stabilizer between the transitions may be linear, curved, undulating or otherwise shaped.  The various shapes and arrangements of transitions on the surface of the stabilizer between the transitions promote a low pressure zone between the stabilizer surface and the web and reduce web flutter.
【BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS】
【００１３】FIGURE 1A is a diagram of a web moving across a stabilizer having a step transition.
【００１４】FIGURE 1B is a diagram of a web moving across a stabilizer having a surface with a step transition.
【００１５】FIGURE 2 is a schematic side cross-sectional view of a web stabilizer having a surface with step (square) transitions and planar surface regions between the transitions, where the planar surface regions are substantially parallel to each other and to the direction of web travel.  
【００１６】FIGURE 3 is a schematic side and cross-sectional view of a web stabilizer having a surface with step (concave or fillet) transitions and planar surface regions between the transitions, where the planar surface regions are substantially parallel to each other and to the direction of web travel.
【００１７】FIGURE 4 is a schematic side and cross-sectional view of a web stabilizer having a surface with step (square) transitions and planar surface regions between the transitions, where the planar surface regions are substantially parallel to each other and are inclined with respect to the direction of web travel.
【００１８】FIGURE 5 is a schematic side and cross-sectional view of a web stabilizer having a surface with step (square) transitions extending the width of the stabilizer and the stabilizer has concave surface regions between the transitions. 
【００１９】FIGURE 6 is a schematic side and cross-sectional view of a web stabilizer having a planar surface which is generally parallel to the direction of web travel, the surface has grooves or concave transitions extending the width of the surface at intervals along the length of the surface.
【００２０】FIGURE 7 is a schematic and side cross-sectional view of a web stabilizer having a planar surface which is generally parallel to the direction of web travel, the surface has slots or passages preferably extending traverse to the direction of web travel, where the slots or passages allow air from between the web and stabilizer surface to exhaust and thereby form low pressure regions at the inlet to slots and passages on the surfaces.
【００２１】FIGURE 8 is a schematic and side cross-sectional view of a web stabilizer having a surface with an array of recesses and protrusions.
【００２２】FIGURE 9 is a schematic plan view of the surface of the stabilizer shown in Figure 8.
【MODE FOR CARRYING OUT INVENTION】
【００２３】FIGURES 1A and 1B show a portion of a tissue machine 10 in which a web 12 moves across a span 13 between components 11, e.g., a calender and a roller, of the machine. A stationary stabilizer 1 is fixed immediately above the web and in the span such that the web moves across a lower surface 14 that is generally parallel to the web. 
【００２４】The lower surface 14 of the stabilizer has a transition 16 extending across the width (W) of the stabilizer. The transition16 forms a step in the lower surface 14.  As the web 12 moves (direction of travel 19) over forward area 15 of the lower surface and the transition 16, the web is drawn up to the rearward area 17 of the lower surface.  The web is pulled up because a low pressure region is formed immediately downstream of the transition 16 in the gap between the lower surface and the web. Because the web is pulled up to the lower surface 14, the tendency of the web to flutter is reduced.
【００２５】The transition 16 may be arranged at various locations along the length of the lower surface of the stabilizer.  For example, transitions 16 may be arranged at intervals of one third the length of the lower surface.  Preferably, a least one transition 16 is at the upstream half or third of the length of the lower surface 14 of the stabilizer in the direction 19 of web travel and another transition is at the downstream half or third of the length of the lower surface of the stabilizer.  Transitions at the downstream half or third of the stabilizer assist in reducing flutter in the web as the web moves past the stabilizer.
【００２６】FIGURE 2 shows a stabilizer 21 having a lower surface 14 with substantially parallel surfaces 2, 3 and 4 that are generally planar and arranged sequentially along the direction 19 of web travel. The surfaces 2, 3, and 4 may be substantially parallel with each other and to the direction of web travel.  The surfaces 2, 3 and 4 may extend the width of the web and lower surface of the stabilizer.
【００２７】Separating each of the parallel surfaces 2, 3 and 4, are substantially square step transitions 5 that preferably extend the width of the stabilizer and are transverse to the direction of web travel 19. These square transitions 5 form a step having right angled corners between surfaces 2 and 3 and between surfaces 3 and 4. The step may have a height dimension in a range of, for example, 0.25 inches to 0.75 inches (6.3 to 19 millimeters - mm).  The step may also be shorter than this range and have a height, for example, of 0.06 inches (1.5 mm).  The step may also be greater than this range and a height, for example, of 1.5 inch (38mm). 
【００２８】The height of the step transition 5 may be determined to avoid interfering with, e.g., tearing, the web and to form a low pressure region immediately downstream of the step and between the surface of the stabilizer and the web.  The transitions 5 may extend substantially the full width of the stabilizer or the width of the web.  
【００２９】The transition 5 may be substantially perpendicular to the direction of web travel.  Alternatively, the transitions may be oblique to the direction of web travel, such as at an angle of 75 degrees to 89 degrees to the direction of web travel. Further the transition may not form a straight line and have portions that are perpendicular to the web travel and other portions that are canted with respect to the direction of web travel. 
【００３０】The transition may be formed by making corners or sloped surfaces in the lower surface of the stabilizer, by overlapping plates on the lower surface where the plates are separated by a narrow gap, or by some other irregular shape on the lower surface of the stabilizer.
【００３１】The square transitions 5 may be formed of one or more bars or other machined pieces that are fixed, e.g., welded or fastened, to the lower surface 14 of the stabilizer. The square transitions 5 may form structural supports for panels forming the surfaces 2, 3 and 4.  The joints between the square transitions 5 and panels forming the surfaces 2, 3 and 4 may be sealed to avoid air entering or escaping from or to an interior portion of the stabilizer.  Alternatively, the joints may not be sealed such that the air pressure in the region immediately downstream of each transition equalizes with an air pressure, e.g., ambient atmospheric pressure, inside the body of the stabilizer. 
【００３２】FIGURE 3 shows a stabilizer 23 with substantially parallel planar regions 2, 3 and 4 on a lower surface 14 of the stabilizer. Similar to the stabilizer 21 shown in Figure 2, the planar regions 2, 3, and 4 are separated by transitions that extend the width of the stabilizer and are generally transverse to the direction 19 of web travel. The transitions 16 form steps between the regions 2 and 3 and between regions 3 and 4.  
【００３３】The transitions 16 are concave steps 24, filleted steps or otherwise curved steps at the joints between the surfaces 2, 3 and 4. The transitions 16 may be formed from one or more pieces, e.g., bars, machined to form a concave, filleted or curved shape 24. The pieces of the transition 16 are manufactured and assembled, e.g., welded or fastened, to the stabilizer and may provide structural support for the panels forming the regions 2, 3, and 4. The concave or filleted shape 24 of the transition 16 reduces the open corner volume at the transition as compared to the square transition 5 shown in Figure 2 and thereby minimizes dust and contamination build-up in the transition corner volume immediately downstream and adjacent to the curved shape 24 of the transition 16.  
【００３４】FIGURE 4 shows a stabilizer 30 with substantially flat lower surfaces 31, 32 and 33 and a square step transition 34 between these surfaces. The lower surfaces may not be parallel to the web direction and may be parallel to each other.  The lower surfaces 31, 32 and 33 may be inclined with respect to the web direction at an angle of 2 to 10 degrees such that the surfaces slope towards the web in the direction 19 of web travel. The transitions 34 may be substantially the full width of the stabilizer 30 and substantially perpendicular to the direction of web travel. 
【００３５】FIGURE 5 shows a stabilizer 40 having a lower surface with concave surface regions 41, 42 and 43, separated by step transitions 44. The concave surface regions may or may not be parallel with the direction of web travel. The transitions 44 may be substantially the full width of the stabilizer 40 or the web, and substantially perpendicular to the direction 19 of web travel. The transitions 44 may be formed in the same manner as the transitions shown in Figures 2 to 4. The concave surface regions 41, 42 and 43 may be panels bowed to form a concave shape and supported at the transitions 44 and by the internal supports 45 (shown in Figures 4 and 5) in the stabilizer, such as internal ribs and support grids.  These internal supports may also be included in the other stabilizers disclosed herein.  Further, the surface regions 41, 42 and 43 may have convex surfaces rather than the concave surfaces shown in Figure 5.
【００３６】FIGURE 6 a stabilizer 46 with a lower surface formed of parallel surfaces 47 separated by substantially concave transitions 48, e.g., grooves. The surfaces 47 are substantially parallel with the web direction. The transitions 48 may extend substantially the full width of the stabilizer and be substantially perpendicular to the direction of web travel. The surfaces 47 may be substantially planar with each other and interrupted by the recessed transition slots 48. The transition slots 48 may be one or more pieces, e.g., bars, machined to have grooves forming the transition slots. The pieces are mounted in the stabilizer and may provide structural support for the panels forming the surfaces 47.
【００３７】FIGURE 7 shows a stabilizer 50 having a lower surface that may be formed of substantially parallel lower surface sections 51, 52 and 53 separated by slots, other air passages or open areas 54.  The surface(s) 51, 52 and 53 may be in a plane substantially parallel with the web direction and may be parallel to each other.
【００３８】The slots, air passage or open areas (collectively transitions) 54 may extend the width of the stabilizer (or the width of the web) and be generally perpendicular (or oblique) to the direction of web travel. The transitions 54 may be formed by one or more pieces, e.g., bars, machined to an appropriate shape and assembled, e.g., welded or fastened, in the stabilizer to form the slots, passage or open areas.
【００３９】The transitions 54 have air inlets adjacent the lower surface sections 51, 52 and 53.  The transitions 54 have outlets 55 that exhaust air from a surface of the stabilizer distant from the lower surfaces 51, 52 and 53 or to an internal air duct in the stabilizer.  The outlets 55 may exhaust to the atmosphere at an ambient air pressure or to another device, such as a dust collection system 56, e.g., a vacuum, that applies suction to the outlets 55 and transitions 54 to draw air from the inlets to the transitions.  The ducts of the transitions 54 may be inclined, e.g., at an angle of 30 to 55 degrees with respect to the lower surfaces 51, 52 and 53 and sloped such that the inlet is upstream of the outlet 36 in the direction of web travel.  The transitions 54 allow a portion of the air moving with the web and between the web and the lower surfaces 51, 52 and 53 to flow into the transitions and thereby create a low pressure region between the web and the lower surfaces.
【００４０】FIGURES 8 and 9 show a stabilizer 60 with a lower surface 62 that may be in a plane substantially parallel to the web.  The lower surface may have convex or concave regions, and step transitions as shown in Figures 2 to 7.  
【００４１】The lower surface 62 includes an array of transitions 8 which may be undulating regions in which the surface gradually rises and falls from the web. For example, the transitions may include recesses or protrusions 8 that have a width dimension perpendicular to the direction of web travel that is substantially greater than a length dimension.  For example, a transition 8 may be a generally rectangular bump on the lower surface 62 having a width of between 50 mm to 500 mm, a length (parallel to web travel) of 20 mm to 200 mm and a height of 5 to 20 mm. These transitions 8 may have a sloped leading edge facing the direction 19 of web travel and a sharp cornered, e.g., 90 degree corners, trailing edge to form air disturbances and low pressures immediately downstream of the transitions.  
【００４２】The transitions 8 may be arranged in an array such that the transitions are arranged in rows parallel to the direction of web travel and the transitions are staggered from row to row as shown in Figure 9.
【００４３】While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not to be limited to the disclosed embodiment, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.  
1.    A web stabilizer adapted to stabilize a web moving across a span between two components of a web machine or machines, the stabilizer comprising 
a surface facing and adjacent the moving web, and
at least one transition in the surface of the stabilizer, wherein the transition is a protrusion or recess in the surface between a leading edge of the stabilizer facing a direction of web travel and a trailing edge of the stabilizer. 
2.    The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is a plurality of transitions arranged between the leading edge and the trailing edge.
3.    The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is short in a direction parallel to the direction of the movement of the web and long in a direction perpendicular to the movement of the web.
4.    The web stabilizer in claim 1 wherein the transition extends across the lower surface at least a width of the web.
5.    The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is a step between a first region of the surface of the stabilizer and a second region, wherein the first region is upstream of the second region along a direction of movement of the web. 
6.    The web stabilizer in claim 5 wherein the first and second regions are planar and parallel to each other.
7.    The web stabilizer in claim 5 wherein the first and second regions are convex or concave.
8.    The web stabilizer in claim 1 in which the transition is a step having perpendicular corners.
9.    The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is a step having a curved or filleted internal corner.
10.   The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is a groove or recess in the surface of the stabilizer, and the groove or recess spans a width of the web.
11.   The web stabilizer in claim 1 wherein the transition has an air inlet and an air exhaust for receiving air from a gap between the surface and the web and discharging the received air away from the gap.
12.   The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is arranged in a downstream half of third of the surface, wherein downstream is with respect to the direction of web travel.
13.   The web stabilizer in claim 1 wherein the transition is an array of protrusions on or recesses in the surface.
14.   A web stabilizer adapted to stabilize a web moving across a span, the stabilizer comprising:
a stabilizer body having a surface facing, parallel to and adjacent the moving web, and
at least one transition in the surface of the stabilizer, wherein the transition is a protrusion or recess in the surface between a leading edge of the surface of the stabilizer facing a direction of web travel and a trailing edge of the surface of the stabilizer. 
15.   The web stabilizer of claim 14 wherein the transition protrudes or is recessed in the surface of the stabilizer in a range of 5 to 20 millimeters (mm).
16.   The web stabilizer of claim 14 wherein the transition includes a bump on the surface, and the bump has a width of between 50 mm to 500 mm in a direction parallel to the web, a length extending parallel to a direction of web travel of 20 mm to 200 mm, and a height of 5 to 20 mm in a direction perpendicular to the web.
17.   The web stabilizer in claim 14 wherein the transition is a plurality of transitions arranged between the leading edge and the trailing edge.
18.   The web stabilizer in claim 14 wherein the transition is short in a direction parallel to a direction of the movement of the web and long in a direction perpendicular to the movement of the web.
19.   The web stabilizer in claim 14 wherein the transition is a step between a first region of the surface of the stabilizer and a second region, wherein the first region is upstream of the second region along a direction of movement of the web. 
20.   The web stabilizer in claim 14 wherein the first and second regions are convex or concave.
1. ABSTRACT
A web stabilizer adapted to stabilize a web moving across a span between two components of a web machine or machines, the stabilizer including: a surface facing and adjacent the moving web, and at least one transition in the surface of the stabilizer, wherein the transition is a protrusion or recess in the surface between a leading edge of the stabilizer facing a direction of web travel and a trailing edge of the stabilizer. 
2. Selected Drawing
Fig.2
【Fig.１A】
2010202409.tif 000013
【Fig.１B】
2010202409.tif 000014
【Fig.２】
2010202409.tif 000015
【Fig.３】
2010202409.tif 000016
【Fig.４】
2010202409.tif 000017
【Fig.５】
2010202409.tif 000018
【Fig.６】
2010202409.tif 000019
【Fig.７】
2010202409.tif 000020
【Fig.８】
2010202409.tif 000021
【Fig.９】
2010202409.tif 000022