(57)【要約】本発明は、ペーパーマシーン等のヘッドボックスにおけるパルプフローの流動化方法に関する。パルプフローの特性が一段階のみで実現され、ヘッドボックスのフリューダイザ（１４）において、段の高さ（ｈ１）が少なくとも平均繊維長さに等しく、且つ、フリューダイザ（１４）の後流の流路におけるＺ方向の最大許容の段差量が、平均繊維長さより小さい。
2004503692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機等のヘッドボックスにおけるパルプフローの流動化方法であって、
パルプフローの特性が一段階のみで実現され、ヘッドボックスのフリューダイザにおいて、段の高さ（ｈ１）が少なくとも平均繊維長さに等しく、且つ、フリューダイザの後流の流路において、Ｚ方向の最大許容の段差量が、平均繊維長さより小さい、流動化方法。
【請求項２】
フリューダイザの後流において、パルプフローの速度が吐出口までの全行程で加速される、請求項１記載の流動化方法。
【請求項３】
フリューダイザの後流において、パルプが第１に円形断面を含むパイプ部（１５ａ）を流れ、その後、パルプフローがフロー方向（Ｌ１）で狭まるパイプ部（１５ｂ）で加速される、請求項２記載の流動化方法。
【請求項４】
タービュランスジェネレータの端部からのパルプフローが、タービュランスジェネレータのパイプの境界面から、段差無く層板の境界面に到達するように、層板の入口側の表面を、タービュランスジェネレータのパイプの出口側の表面と同一の高さに設定することで、タービュランスジェネレータのパイプの境界面によるフローへの乱れが生ずることなく、タービュランスジェネレータ内のパルプフローが、吐出室（Ｋ）まで送られ、吐出室内に位置する層板に到達する、請求項１乃至３のいずれか記載の流動化方法。
【請求項５】
層板が、その鋭い先端部まで楔状に狭くなる形状を有する、請求項１乃至４のいずれか記載の流動化方法。
【請求項６】
小径のパイプから大径のパイプへの拡大段差でのパルプフローは、拡大ポイントで径方向に広がり、円形断面のパイプ部（１５ａ）の内面に当たる、請求項１乃至５のいずれか記載の流動化方法。
【請求項７】
フリューダイザの段の高さ（拡大量）を調整する調整装置が設けられる、請求項１乃至６のいずれか記載の流動化方法。
【請求項８】
調整装置は、フリューダイザの流動化能力を調整するため、パイプ部（１５ａ）を変位させる、請求項１乃至７のいずれか記載の流動化方法。
【請求項９】
フロー方向でタービュランスジェネレータの後流において、Ｚ方向の高さが平均繊維長さよりも小さい順方向の段が、層板及び／又は吐出コーンの壁に形成されている、請求項１乃至８のいずれか記載の流動化方法。
【請求項１０】
抄紙機等のヘッドボックスにおけるパルプフローの流動化に用いる調整装置であって、ヘッドボックスは、パルプフローの流動化のためのフリューダイザを含み、フリューダイザは、ヘッドボックスのタービュランスジェネレータに設けられており、調整装置は、フリューダイザに設けられ、フリューダイザの拡大段の高さを調整するために、円形断面を有するパイプ部（１５ａ）を変位させることができるアクチュエータを含む、調整装置。
【請求項１１】
調整装置は、パイプの外側のねじ山で回転可能なナットと、内側のねじ山にスリーブとを含むことで、パイプの中心軸に向かって変位することができ、ナットは、パイプの外面に位置するリングの楔形表面に接触できる楔形の係止面を有するスリーブを含み、ナットの回転により、フリューダイザの拡大段の高さが調整される、請求項１０記載の調整装置。
【請求項１２】
調整装置により変形させられるパイプ部（１５ａ）の入口側の端部は、パイプ部（１５ａ）の曲げ変形を可能とするスロットを含む、請求項１０又は１１記載の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ペーパーマシーンのヘッドボックスにおけるパルプフローの流動化のための方法及び流動化装置（ｆｌｕｉｄｉｓａｔｉｏｎ）に使用される調整装置に関する。
【０００２】
高品質の紙を作成すること及び安定な生産工程は、ペーパーマシーンのヘッドボックスに高い要求をする。特に、質及び生産性に関する要求を満たすヘッドボックスは、均一でトラブルのない吐出を実現することが期待されている。
【０００３】
種々のアプリケーション及び更なる精製工程は、紙及び広範な製品に高い品質を要求する。実際には、これらの要求は、製品の構造的、物理的及び可視的な特性である。個々の目的に対して適した特性を達成すべく、生産工程は、ある作動範囲内で毎回最適化されることになり、生産量が制限される。従って、所望の種の製品は、生産工程の狭い作動領域内でのみ作成可能である。
【０００４】
作動範囲による制約に起因して、工程において、生産を増加させると共に製品の品質を向上することを目的とした変更を行うことは困難である。重要な変更は、多大な研究及び技術的発展を必要とする。生産工程の生産性の向上のために望ましい工程変更は、高いマシーン速度と水の使用の最小化（ウェブ形成の高い一貫性）を満たす新しい技術である。
【０００５】
高品質の紙を作成するため、渦やストリークのような種々の擾乱をヘッドボックスから取り除こうとする努力がなされている。かかる擾乱は、例えば流動化（大きな幾何学的変更）に関連して、タービュランスジェネレータのパイプの出力端で生ずる（渦、コンシステンシー、速度プロファイルのような、パイプ壁からの擾乱）。この理由は、１）小さな幾何学的な段による流動化、２）特定パイプ用の低い流量が、ヘッドボックスにおいて採用されてきたことによる。
【０００６】
低い流量により、流動化後におけるヘッドボックス内の繊維パルプの平均滞留時間が、再凝集の防止の観点から、長くなりすぎてしまう。従って、繊維パルプは、良好な形成に必要な流動化状態でヘッドボックスから吐出されない。流動化を改善するため、ヘッドボックスで用いる層板が提案されている。この層板は、吐出チャンネルに搭載され、当該チャンネルのより大きい摩擦面を与える。しかし、層板の最も重要な流動化促進作用は、その先端での乱流に関係する。この乱流は流動化に対しては効果的であるが、フローの干渉性構造をもたらし、徐々に弱まることになるが、生産された紙において可視となる。実際には、層板により付加された摩擦面及び結果として増加する乱流境界層は、フローを流動化させるのに十分でない。しかし、フローチャンネルでの摩擦面及び乱流境界層の助けにより、タービュランスジェネレータに生ずる強力に流動化された状態を維持できる。多くの段階で実行される不完全な（注意すべき）流動化は、制御された滞留時間に基づく一の段階で良好に実現される流動化に比して、より不利なフロック構造をもたらす。
【０００７】
ペーパーマシーンや板紙抄紙機等のヘッドボックスにおける、本発明によるパルプフローの流動化は、ヘッドボックスのタービュランスジェネレータの各パイプラインで１段階のみで実現される点が先行技術と異なる。従って、各パイプラインは、唯一の流動化部材を含む。流動化が効果的に実行されるとき、フローは加速され、流動化レベルが、層板及び適切なフロー表面を用いて維持される。フローを加速することによって、流動化後のヘッドボックスでのパルプの滞留時間が可能な限り短く保たれ、形成ワイヤ（例えば、ジョーフォーマの形成ワイヤ間のジョー）に到達する際のパルプの流動化レベルが良好状態に維持される。本発明によれば、流動化は、調整型流動化部材若しくはフリューダイザにより調整可能である。従って、流動化は、パルプの質及び現在の稼動状態に応じて調整できる。異なるヘッドボックス用に同一の種のパイプ部材を使用することは有利であり、流動化用の段の高さは、流動化部材における拡大段の高さｈ１を調整することにより、個々のヘッドボックスにおいて個別に調整される。流動化能力、即ち流動化に用いるエネルギ量は、かくして調整される。
【０００８】
本発明による流動化方法及び流動化調整は、各請求項により特徴付けられている。
【０００９】
本発明によるヘッドボックス構造において、ヘッドボックスのタービュランスジェネレータの特定パイプ用のフローを増加させることにより、紙質が向上し、ウェブ形成の均一性が増加する。これは、従来のヘッドボックスに比して、フリューダイザでより強い乱流を発生させ、より完全な流動化を生じさせることにより可能となる。増加した乱流レベルの有害な影響は、発生乱流の渦サイズのスケールを制限することにより除外することができる。
【００１０】
流動化は、繊維サスペンションのフロー特性をウオーターフローの特性に一致させることをいう。つまり、多相のフローが、単相のフローのように挙動する。これにより、繊維サスペンションフローにおける木繊維、フィラー、ファインは、水のように挙動することになる。繊維フロックは、流動化により分解される。
【００１１】
従って、本発明によるヘッドボックスにおいて、流動化は、たった一回だけ行われ、そのレベルは、従来のヘッドボックスに比して高くなる。流動化は、好ましくは、回転対称のパイプ拡大部で実現される。しかし、他の流動化部材が、ターボパイプの端部の段差及び層板の先端部で、最小化されるので、使用する全体の圧力エネルギは、従来よりも必ずしも高くない。流動化レベル及びそれに伴う最小フロックサイズは、所望の損失エネルギを生ずるフリューダイザの主要パイプ、拡大段差及び渦室により形成されるエンティティを選択することによって調整される。より高い流動化レベルは、増加されたエネルギ供給で達成される。本発明によるヘッドボックスにおいて、流動化は、かくしてタービュランスジェネレータにおいて一段階で実行され、その後、フローは、段差無く円滑に、可能な限り短い滞留時間で吐出室まで走行し、吐出室から形成ワイヤに放出される。
【００１２】
以下、本発明を、図面やグラフを参照して説明する。発明の理論の説明は、グラフ表示に基づき、本発明のヘッドボックスの図は、本発明の効果的な実施例を示すが、本発明は、これらの限定されるものでない。
【００１３】
図１は、従来のヘッドボックスのフリューダイザ（流動化装置）によって生ずる流動化（楕円形）及び本発明によるヘッドボックスの作動範囲（長方形）を示す。また、グラフは、フリューダイザの損失エネルギの関数として、本発明によるヘッドボックスの流動化能力を示す。縦軸は、フロックサイズを示し、横軸は、圧力損失を示す。種々の記号は、異なる構造を示す。例えば管状のタービュランスジェネレータにおける、本発明によるヘッドボックスの流動化部材は、その作動領域の下限が、概して、圧力損失−最小フロックサイズ曲線（勾配＝−１）の最適値に一致するように、寸法決定される。
【００１４】
最小フロックサイズは、損失パワー（流量）が増加するにつれてログ関数的に減少し、略同一の流動化レベルが、流量が上述の最適値に一致する寸法位置を越えた状態で実現される。しかしながら、より高い流量に起因して、従前より少ない滞留時間、それ故により良好な流動化レベルが、ヘッドボックスからの流出において実現される。最大の流量範囲は、ターボパイプ及び層板（ｌａｍｅｌｌａｓ）のラグの擾乱が吐出チャンネルで消滅するのに必要な時間によって規定される。本発明によるヘッドボックスによれば、流動化装置に接続された状態で、大きい流量及び小さいチャンネルサイズにより、高いレベルの乱流が生ずるので、最大の流量範囲は、従来のヘッドボックスに比して大幅に向上する。
【００１５】
図２は、フリューダイザの後の再凝集プロセス及び関連する繊維流動性の減少を示す。グラフは、実線による各記号に関するフロックサイズは、左側の縦軸から読取り、滞留時間は横軸から読む。右側の縦軸は、滞留時間に対する繊維流動性を示す。グラフにおいて、繊維流動性は、縦軸の右側で読み、滞留時間は、横軸で読む。破線も同様である。異なる記号は、異なる構造及びそれによる異なる圧力損失を示す。同一の記号は、同一のヘッドボックス構造及びそれによる同一の圧力損失を示す。最大の繊維流動性は、各構造においてフロックサイズが最小となるときに観測できる。
【００１６】
本発明によるヘッドボックスにおいて、繊維流動性若しくは流動化レベルは、次の手順により維持される。即ち、ａ）滞留時間は、高い特定パイプ用の流量によって短縮され、ｂ）滞留時間は、フローを加速することにより短縮され、ｃ）乱流スケールは、流路の断面を減少させることにより低減され、ｄ）滞留時間は、流動化部材からワイヤまでの距離を最小化することにより短縮される。
【００１７】
楔型の層板１２ａ１，１２ａ２の助けにより、フローの加速が連続し、従って、自動流動化ユニットの後のヘッドボックスにおける滞留時間が短縮され、流路の断面の縮小（スケールの調整）は、ヘッドボックスの吐出チャンネル部において継続する。同時に、吐出チャンネルにおける壁面の配分が最適化される。壁の摩擦により、乱流が発生し、フリューダイザで生ずる高い乱流レベルの消滅を、低下若しくは防止する。更に、実現された乱流は、所望の小さな規模（スケール）で層板により分割された吐出チャンネルで発生する。
【００１８】
本発明によるヘッドボックスにおいて、これらのトラブル源は、次の原理に基づいて、高い乱流レベル、即ち、繊維流動性の助けにより制御される。即ち、ａ）小さなチャンネルサイズによるスケールの調整が、最も大きな擾乱構造のサイズ及び強度を低減する。ｂ）フリューダイザで生ずる高い乱流レベルが、自己スケールより小さい干渉性構造（例えばトレーリングエッジ構造）を、確率的乱流へと効果的に分解する。乱流の過剰な消滅は、短い滞留時間、高い流量、及び、乱流を発生させる吐出チャンネルのフロー表面と層板とによる乱流境界層の発生により制御される。ｃ）高い乱流レベルは、ターボパイプの端部若しくは層板の壁からのストリークを直ぐに均一化する。ｄ）高いレイノルズ数、即ち、大きいパイプの流量及びフローの加速が境界層を厚く且つ安定に維持する。ｅ）流動化は、一回だけ効率的に実行され、流動化状態は、上述した手段により維持される。上記ｃ）による擾乱は、これにより防止される。ｆ）フローは、減少する厚さを有する円錐形の層板を用いて、フリューダイザの後の全体部で加速される。ｇ）後縁の干渉性構造の大きさは、薄く且つ鋭利な層板の先端を用いて、低く維持され、周波数は高く維持される。
【００１９】
本発明によれば、パルプフローの特性が一段階のみで実現され、ヘッドボックスのフリューダイザ（１４）において、段の高さ（ｈ１）が少なくとも平均繊維長さに等しく、且つ、フリューダイザ（１４）の後流の流路におけるＺ方向の最大許容の段差量が、平均繊維長さより小さい。
【００２０】
図３Ａは、ペーパーマシーン（抄紙機）若しくは板紙抄紙機等で使用される本発明によるヘッドボックス１０の側断面図を示す。図３Ａに示すように、パルプＭ１は、パイプセット１１のパイプ１１ａ１．１，１１ａ１．２，・・・，及び１１ａ２．１，１１ａ２．２，・・・を介して、バイパスマニホールドＪ１から中間室Ｅに案内され、更に、タービュランスジェネレータ１２に案内される。タービュランスジェネレータ１２から、パルプフローは、吐出コーンＫ内に案内され、更に、形成ワイヤ（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｒｅｓ）Ｈ１及びＨ２の間を経てフォーマ内へ、好ましくはジョーフォーマ２０内に案内される。
【００２１】
図３Ｂは、図３ＡのラインＩ−Ｉに沿って切断した際のヘッドボックス１０の断面図である。狭くなるバイパスマニホールドＪ１は、パルプフローＬ１を、パイプセット１１のパイプ１１ａ１．１，１１ａ１．２，・・・，１１ａ２．１，１１ａ２．２，・・・，及び１１ａ３．１，１１ａ３．２，・・・に導き入れ、中間室Ｅ及びタービュランスジェネレータ１２に導き入れ、層板１２ａ１．１，１２ａ１．２，・・・を通って吐出コーンＫ内へ、更に、形成ワイヤＨ１へ、好ましくはジョーフォーマ２０の形成ワイヤＨ１及びＨ２の間に案内する。
【００２２】
図３Ｃは、図３Ａのタービュランスジェネレータ１２及びその後流のヘッドボックス構造の拡大図である。タービュランスジェネレータ１２の各列のパイプ１２ａ１．１，１２ａ１．２，・・・，１２ａ２．１，１２ａ２．２，・・・，は、次のように形成される。スロットルパイプ１３は、フロー方向に狭くなる中間室Ｅ内に開口し、その長さは、少なくとも１５０ｍｍであり、内径（Φ２）は１０ｍｍから２０ｍｍの範囲である。中間室Ｅは、フロー方向Ｌ１で標準的な断面積を有してよい。フロー方向でパイプ１３の後流には、円形断面の段付き構造であるフリューダイザ１４が存在する（図６に詳細を図示）。段の高さｈ１は、混合パイプ１５ａとスロットルパイプ１３の内径差を２で割ることにより導出される。即ち、ｈ１＝（Φ１−Φ２）／２である。段の高さｈ１は、少なくとも平均繊維長さと等しく、より好ましくは、１ｍｍから１２ｍｍの範囲、最も好ましくは１ｍｍから６ｍｍの範囲である。平均繊維長さは、典型的には、使用するパルプに依存して、１ｍｍから３ｍｍである。フリューダイザ、即ち流動化部材１４の後流には、タービュランスジェネレータのパイプ１５があり、このパイプ１５は、長さ５０ｍｍより短い回転対称の混合パイプ部１５ａと、長さ２００ｍｍより短くパルプフローを加速する加速・再整形部１５ｂとを含み、乱流の強さを、パイプ１５ｂの出口開口での段差を可能とするほど十分にする。吐出チャンネルＫの長さは、再凝集が起こることなく、パイプ１５からのフローがそこで混合される時間があるように設定される。吐出チャンネルＫの長さは、１００ｍｍから８００ｍｍの範囲内で設定される。パイプ１５ａの断面は、円形からパイプ１５ｂの正方形へと変化する。パイプ１５ａの内径は、２０ｍｍから４０ｍｍの範囲である。パイプ１５ａと１３の内径比Φ１／Φ２は、１．１から４．０の範囲である。フローは、タービュランスジェネレータのパイプ１５ｂから、層板１６ａ１，１６ａ２とパイプ１２ａ１．１，１２ａ１．２，・・・との間に段差がないような若しくは段差が２ｍｍ（タービュランスジェネレータのパイプ壁の厚さ）より大きくならないようなに態様で、層板１６ａ１，１６ａ２に到達する。本発明によれば、フロー方向に楔形になるように狭まり、鋭利な先端で終端し、その先端の高さｈ２が０ｍｍから２ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍより小さい層板１６ａ１，１６ａ２が使用される。従って、タービュランスジェネレータにおける本発明によるヘッドボックスは、たった１つの流動化ポイントを含み、この加速配列及び層板配列の後で、流動化ポイントの後のフローの流動化レベルを維持し、形成ワイヤＨ１，Ｈ２の前でのヘッドボックス内の滞留時間を最小化する。
【００２３】
流動化部材１４の後流では、パルプ流速は、吐出口までの略全時間及び全経路において加速される。流動化部材１４の後流で、流路でのＺ方向の最大許容ステップ拡大は、平均繊維長さよりも小さい。タービュランスジェネレータ１２のパイプ１３の最小長さは、１５０ｍｍであり、パイプ１５ａの回転対称部の最小長さは、５０ｍｍであり、パイプ部１５ｂの最大長さは、２００ｍｍである。
【００２４】
図３Ｄは、ヘッドボックスが層板を一切有していない点のみが異なる、本発明の一実施例を示す。タービュランスジェネレータ１２から、流動化後のフローが吐出室へ直接的に案内され、更に形成ワイヤへと案内される。
【００２５】
図４は、フォーマ２０のロール２１，２２に接続された本発明によるヘッドボックス１０を示す図である。パルプの吐出は、ヘッドボックス１０からワイヤＨ１，Ｈ２間のジョーＴ（ｊａｗ）に案内される。ヘッドボックス１０は、チップラス３０（ｔｉｐ ｌａｔｈ）及びスピンドル３１ａ１，３１ａ２，・・・を含み、ヘッドボックス幅の異なる点でチップラスに沿って制御する。パルプは、バイアスマニホールドＪ１から直接的に本発明によるタービュランスジェネレータ１２に案内される。
【００２６】
図５は、本発明によるヘッドボックスにおいてタービュランスジェネレータ１２内で使用されるタービュランスパイプ１５を示しており、タービュランスパイプ１５は、長方形断面１５ｂで終端する円形断面を備えたパイプ部１５ｂを備えている。壁の厚さは、略２ｍｍである。円形断面において、流動化は最大の度合いに発達し、その後、フローは、ヘッドボックス内での滞留を最小化するためにパイプ部１５ｂで加速される。パイプ部１５ｂは、いわゆる整形部であり、そこで、円形断面が、タービュランスジェネレータのパイプの最も有利な端部形状である長方形断面に変化する。図示のように、楔形に狭まる層板１６ａ１は、タービュランスジェネレータのパイプ列１２ａ１．１，１２ａ１．２間に位置し、吐出コーンＫへと楔形に狭まる第２の層板１６ａ２は、タービュランスジェネレータのパイプ列１２ａ１．２，１２ａ１．３間に位置する。
【００２７】
図６は、パイプの拡大により形成される、本発明による流動化部材１４若しくはフリューダイザを示している。本発明によれば、パイプ部１３の後流の図示のような流動化部材は、好ましくは環状のプレートである壁体Ｄ１を含む流路拡大部、即ちステップ（段）を含み、環状のプレートの平面は、フロー方向及びパイプ１１の長手方向Ｘに垂直をなし、環状のプレート部Ｄ１は、円形断面を有するパイプ１５ａの内壁まで延在する。流動化部材１４のステップ拡大の高さｈ１は、より好ましくは１ｍｍから１２ｍｍの範囲であり、最も好ましくは１ｍｍから６ｍｍの間であり、少なくとも平均繊維長さと等しい。図６に示すフリューダイザでは、パルプフローＬ１は、パイプ１３から、円形断面を有するパイプ１５ａの内壁まで延在する環状壁部Ｄ１を含む径方向に拡大する点まで案内される。この状況下で、半径方向に広がるフローは、壁部Ｄ１、及び円形断面を有するパイプ１５ａの内壁面により制限される。
【００２８】
図７は、本発明による層板の構造と共に、タービュランスジェネレータ１２の出口端の端面への層板の結合構造を示す。図示の通り、層板１６ａ１は、楔形に狭まり、鋭利な先端１６ｂで終端し、その最大高さｈ２は２ｍｍである。好ましくは、層板１６ａ１、１６ａ２とタービュランスジェネレータのパイプとの間には、段差が形成されない。段差がある場合でも、タービュランスジェネレータのパイプの壁の厚さの２ｍｍより大きくならない。
【００２９】
図８は、本発明の一実施例を示し、ペーパーマシーンのヘッドボックスが、バイパスマニホールドと、バイパスマニホールドの後に本発明によるタービュランスジェネレータ１２とを含んでいる。従って、パルプＭ１は、タービュランスジェネレータ１２へと矢印Ｌ１のように直接案内され、パイプ列のパイプ１２ａ１．１，１２ａ１．２・・・，及び１２ａ２．１，１２ａ２．２・・・内に案内される。タービュランスジェネレータ１２は、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃの実施例と同様の構成を含む。従って、パルプは、タービュランスジェネレータのパイプ列の、１つの流動化部材１４若しくはフリューダイザをそれぞれ含むパイプ１２ａ１．１，１２ａ１．２・・・，及び１２ａ２．１，１２ａ２．２・・・内に案内される。パルプは、バイパスマニホールドＪ１から第１にパイプ１１に案内され、径方向の拡大部（即ち、フリューダイザ）を経て、狭くなる長方形断面の部位１５ｂに変化する円形断面を有する部位１５ａを含むより大きな直径を備えたパイプ１５ａ内に案内される。部位１５ｂは、パルプの加速部であり、そこからパルプは、タービュランスジェネレータのパイプ端面と略段差無く結合する層板１６ａ１，１６ａ２を含む吐出室Ｋに更に案内される。従って、流動化ポイントの後で、流動化ポイントの後のフローに可能な限り擾乱が生じず、フローが加速され、パルプのヘッドボックス内での滞留時間が可能な限り小さくなり、パルプが、形成ワイヤ（複数でもよい）に良好な流動化度合いで導かれる。
【００３０】
図９Ａは、フリューダイザ１４を調整するための、即ち流動化部材１４の拡大ステップの高さｈ１を調整するための、本発明による調整装置２３を示している。図示のように、本実施例は、パイプ１５のパイプ部１５ａの端面が屈曲ホース２４により形成されている以外は、上述の実施例と同一の構成を有する。圧力媒体が、環状ホース２４に案内される。ホース２４は、パイプ１５ａとスリーブ部２５との間に配置される。ホース２４内に圧力を付加することにより、壁部１５ａは、中心軸Ｘに向かって曲げられ、フリューダイザ１４の段の高さｈ１が減少し、これによりフリューダイザ即ち流動化装置１４の流動化能力が低減される。
【００３１】
図９Ｂは、図９Ａに示す構造に結合するパイプ１５の入口端におけるスロットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・を示す。入口端は、径方向に穿孔されたスロットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・を含み、これにより、スロット間の部位が中心軸Ｃに向かって曲がることが可能となる。元の位置への戻り動作は、パイプ１５ａ自体のスプリング力により実現される。ホース２４の内圧は、これにより低下する。
【００３２】
図１０は、フリューダイザ１４の調整装置２３のその他の実施例を示す。本実施例では、ナット２６が、スリーブ２５とパイプ１５のパイプ部１５ａとの間に搭載され、ナットは、内側のねじ山ｎ２と外側のねじ山ｎ１の双方を有し、内側のねじ山ｎ２は、パイプ１５ａの外側のねじ山ｎ２’と螺合し、外側のねじ山ｎ１は、スリーブ２５の内側のねじ山ｎ１’と螺合する。ナット２６を回転させることによって、中心軸Ｘの方向で自在に調整することができる。環状のスリーブ２７は、ナット２６を結合し、環状のスリーブ２７は、ナットに対して回転されるよう関節結合され、軸Ｘに傾斜する楔状の内面２６を含み、本体部１５ａの上部に配置されるリング２９の楔形係止面３０に接触可能である。従って、螺子（ナット）２６を方向ｃ１に移動させることによって、パイプ１５ａの入口側の端部が下方向に曲げられる。元の位置への戻り動作は、パイプ１５ａ自体のスプリング力により実現される。図１０では、矢印Ｓ１は、調整動き及びステップ高さｈ１の調整を示している。
【００３３】
流動化は次の通り調整可能である。即ち、スロットルパイプ１３の長さを調整し、パイプ拡大前のスロットルパイプ１３の直径を調整し、パイプ拡大の位置を長手方向で調整すること。
【００３４】
図１１は、ペーパーマシーン等におけるヘッドボックスの吐出コーンを示し、吐出コーンは、吐出コーンの壁及び層板に順方向の段を含む。
【００３５】
流動化レベル及びその維持は、ある条件で乱流境界層を生成することにより実現できる。
【００３６】
繊維サスペンションが小さな順方向の段で十分に流動化されるとき、小さな順方向の段の作用に起因してフローが停滞し、繊維サスペンションの境界層が厚くなるので、繊維サスペンションの再凝集を低下させることが可能である。
【００３７】
図１１は、本発明による順方向の段の原理及びそのフロックサイズへの作用を示す。段の後に連続する加速は、再び境界層の安定化を引き起こし、これにより、再凝集プロセスが再び開始される。図１１では、順方向の段ｆ１，ｆ２・・・は、層板１６ａ１，１６ａ２・・・の両面、及び吐出コーンＫの壁Ｋ、Ｋ’に形成される。順方向の段ｆ１，ｆ２・・・のＺ方向の高さは、平均繊維長さより小さく、例えば０．５ｍｍから１ｍｍの間である。平均繊維長さは、典型的には、使用するパルプに依存して、１ｍｍから３３ｍｍの間である。順方向の段において、段の壁ｊは、パルプフローに対抗していない。順方向の段ｆ１，ｆ２・・・は、層板１６ａ１，１６ａ２・・・の両面、及び／又は、吐出コーンＫの壁Ｋ、Ｋ’に形成される。ｘ−ｙ−ｚ座標系を図１１に示す。ｚは高さ方向、ｘはマシーン方向、ｙはマシーン横断方向である。
【００３８】
小さな順方向の段は、マシーン方向のフローの加速度の最適化を可能とし、従って、吐出チャンネルにおける境界層の流動化作用を最大化する。小さな段が、上側及び下側の吐出チャンネルに形成された場合、加速度を段階的に変化させることが可能となり、例えば加速度を特に吐出口に近接した位置で増加させることができる。マシーン方向でこのように加速度を形成することは、とりわけ境界層の厚さに影響を与え、従って、流動化を維持する乱流境界層を生成する能力に影響を与える。
【００３９】
本発明によるヘッドボックスは、ペーパーマシーンだけでなく、板紙抄紙機、ソフトティッシューマシーン、パルプ乾燥機においても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のヘッドボックスのフリューダイザ（流動化装置）によって生ずる流動化（楕円形）及び本発明によるヘッドボックスの作動範囲（長方形）を示す図である。
【図２】フリューダイザの後の再凝集プロセス及び関連する繊維流動性の減少を示す図である。
【図３Ａ】本発明によるヘッドボックスの側断面図である。
【図３Ｂ】本発明によるヘッドボックスのラインＩ−Ｉによる断面図である。
【図３Ｃ】本発明による流動化部材を含む、本発明によるヘッドボックスに関連するタービュランスジェネレータの拡大図である。
【図３Ｄ】流動化部材がタービュランスジェネレータ内に位置し、吐出室が層板を含まない、本発明の一実施例を示す図である。
【図４】ジョーフォーマに接続された本発明によるヘッドボックスを示す図である。
【図５】本発明による流動化部材の後のパイプ１５を示す図である。
【図６】本発明による流動化部材の斜視図である。
【図７】タービュランスジェネレータへの層板の結合態様を示す図である。
【図８】パルプがバイパスマニホールドからタービュランスジェネレータに直接案内される、本発明によるヘッドボックスの一実施例を示す図である。
【図９Ａ】流動化部材用の調整装置の好ましい第１実施例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａの構造に結合する、パイプの曲がりを可能とするパイプの入口端のスロットを示す図である。
【図１０】楔形の部材による、本発明による流動化部材用の調整装置の好ましい第２実施例を示す図である。
【図１１】壁及び層板に順方向の段差がある、ペーパーマシーン等のヘッドボックスの吐出コーンを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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