JP2587360B2 - たわみが補償される形成ワイヤのターニングバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は製紙機械の改良、特に、ワイヤがターニング
バーにより形成用スロートへ案内され、ターニングバー
のクロスマシン方向の弯曲が制御されるようにしたツイ
ンワイヤ型フォーマーに関する。

〔背景技術〕

典型的な紙ウエブ形成部分は、長網状（フォードリニ
ア）ワイヤとして知られている移動する平坦なスクリー
ン上に紙ストックを放出するヘッドボックスを有する。
ヘッドボックスからのストックは、移動中の長網式ワイ
ヤに衝突し、ストック内の水分がワイヤを通って下方へ
排水されるので、その長網式ワイヤの上面に繊維ウエブ
が形成される。

しかしながら、ウエブから水分が下方へ排出されるこ
とにより、残りのウエブの上面はウエブの下面とは異な
る表面特性を表わす。ウエブの上面と下面との間の均質
性の欠如、即ち、そのような２側面性は、表面の均質性
を求めるような印刷に使用される時、仕上げ製品に問題
を生じさせてしまう。

従って、ウエブが下方へも上方へも脱水されるような
形成用機械が開発された。これらのいわゆる“ツインワ
イヤ”型機械は、下方の長網式ワイヤと共働する上方の
ワイヤのループを有するので、上方及び下方ワイヤによ
って構成される形成部分へ流入するストックは、典型的
には上方ワイヤを通って作用する真空力を受け、第２ワ
イヤを通ってウエブからさらに水分が情報へ除去され
る。

このツインワイヤの考えは、共働するツインワイヤに
よって構成される形成部分の第１端の近くへヘッドボッ
クスを移動させることによって修正された。その結果生
じた形成部分は“ベルベフォーマー”（BEL BAIE FORME
R）として知られている。ベルベ（BEL BAIE）はベロイ
トコーポレーションの登録商標である。このベルベ（BE
L BAIE）形成部分は、それぞれのワイヤを案内する一対
のブレストロールを有するので、それらのワイヤは一緒
に共働して、前述の形成部分を構成する。しかしなが
ら、回転するブレストロールの直径は、ヘッドボックス
のスライスリップを形成部分の第１端に非常に接近させ
て位置づけることがむづかしいほどの直径にする必要が
ある。

経験的に、ヘッドボックスのスライスリップが形成部
分の第１端に一層接近する時、ヘッドボックスと第１端
との間で生じるストックの乱れや分割が減少し、その結
果形成されるウエブの均質性が改善されることがわかっ
た。さらに、ストックが下方ワイヤに衝突又は接触する
角度が最小となるので、スライスリップを前記第１端に
極く接近させると、縞（streaking）の形成も減少す
る。

ツインワイヤ型機械による脱水を増大させる重要な開
発には、回転ブレストロールの代わりに固定ターニング
バーを使用することによってヘッドボックスと形成部分
の第１端との間の距離を短縮することが含まれている。
形成ワイヤがスロートへ進入する時、その形成ワイヤの
通路を正確に案内するために、ターニングバーは正確に
位置づけられねばならず、非常に幅の広い機械の場合に
は尚更のことである。ターニングバーにおける摩擦や、
ストックの温度、さらには周囲の要素に起因する温度差
は、しばしば、ターニングバーの弯曲に影響を及ぼすの
で、ターニングバー上をワイヤが移動する時、その動き
に変化が生じ、かくして、ストックに乱れが生じ、初期
の脱水が不均等となる。或る場合には、ターニングバー
を機械の幅を横切って完全にまっすぐにするのが望まし
い場合があり、また他の場合には、ワイヤがストローク
へ進入する時、ワイヤの広がりを保証するため、ターニ
グバーが僅かにクラウン（中高）になるようにターニン
グバーが形成される。また、ターニングバーに他の効果
を与えるために、ターニングバーに力をかけて、ターニ
ングバーに負の方向のクラウンを形成するような有効な
力を生じさせることが望ましい場合もある。いずれにし
ても、ブレストロールの代わりにターニングバーを使用
することのさまざまな効果に加えて、ターニングバーの
たわみを制御することが可能であることは、ブレストロ
ールが所定の一定のクラウン又はクロスマシン方向へ一
定の形を備えなければならないことに比べれば著しい利
点である。マシン方向へのスペースが制限されているの
で、クロスマシン方向のクラウンを制御するためにター
ニングバーに力をかけることは非常にむづかしい。

そこで、本発明の目的は、ワイヤがフォーマーのスロ
ートへ進入する場所で、ツインワイヤ型形成機械におい
てワイヤの改良された支持装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ワイヤがターニングバーに沿っ
てスロートへ進入し、クロスマシン方向へのバーの予め
定められたクラウン又は形状を得るために、クロスマシ
ン方向へのターニングバーのたわみ又は弯曲を制御する
ようにしたツインワイヤ型形成機械のワイヤを支持する
ターニングバーを提供することである。

本発明の他の目的は、金属部品に対する熱による加熱
水又は冷却水による膨張収縮効果を利用した製紙機械に
おいて移動中の形成ワイヤを支持するターニングバーの
形状又は弯曲を制御する改良された機構を提供すること
である。

〔発明の開示〕

前述の型式のツインワイヤ型の形成機械において、形
成ワイヤは形成部分のスロート内へ案内され、ブレスト
ロールの代わりにクロスマシン方向へ延在するターニン
グバー上を通過することによって初期の脱水が行われ
る。ターニングバーは１本以上使用され、特に幅の広い
機械の場合、クロスマシン方向へのターニングバーのク
ラウンやまっすぐさを制御する装置が備えられる。１つ
の形態では、ターニングバーを支持するために横行梁が
配設され、その横行梁に曲げ力がかけられ、特に、ター
ニングバーが外部の温度の影響により弯曲を変化させる
時、クロスマシン方向へターニングバーの正確な弯曲を
得るようにする。

１つの好ましい配置では、ターニングバーを支持する
梁は中空で、１つ以上の液体室を備えており、その中へ
加熱水又は冷却水が送られるので、梁の一部分は他の部
分に対して膨張又は収縮し、それによって、ターニング
バーに力がかかり、弯曲を増減したり、まっすぐにした
りする。ターニングバーの長さに沿って正確な測定装置
が使用され、これらの測定値の関数として、例えば、支
持梁の室を通って流れる液体の温度を変えることによっ
て補正曲げ力がかけられる。

本発明のその他の目的、効果及び特徴は、明細書、請
求の範囲及び図面に示される好ましい実施例の開示に関
連してなされる本発明の原理の説明から一層明らかとな
るであろう。

〔図面の簡単な説明〕

図１は、製紙機械の形成部分が開始される部分をクロ
スマシン方向へ見た幾分概略的に示す垂直断面図であ
る。

図２は、ツインワイヤ型製紙機械のターニングバーを
支持する支持梁と測定装置の一部の部分断面図である。

図３はたわみ測定装置を幾分概略的に示す部分断面図
である。

図４はたまみ測定装置を幾分概略的に示す部分断面図
である。

図５はツインワイヤ型フォーマーのターニングバーの
クロスマシン方向のもうひとつの型式のたわみ制御装置
の垂直断面図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

図１に示すように、２枚の形成ワイヤ10,11は、矢印1
2で示すように、最初の形成用スロットへ案内される。
製紙機械の紙ストックはヘッドボックスのスライス13に
よってスラリー状態でスロート導かれる。

ワイヤをスロート内へ案内するために、ターニングバ
ーが使用され、そのターニングバー14,15がワイヤ10を
支持し案内する。ターニングバー16,17はワイヤ11をス
ロート内へ案内する。図示するように、これらのバーは
ワイヤを制御することができ、そして、支持用ブレスト
ロールより必要とする空間を少くするようにスロートの
形成ゾーンをスライスの近くへ移動させることができ
る。

ターニングバー14,15はクロスマシン方向の梁18上に
支持され、ターニングバー16,17はクロスマシン方向の
梁19上に支持される。各梁を曲げ力を作用させる手段を
備えている。換言すれば、それらの梁のたわみを制御
し、それによって、ターニングバーのたわみを制御する
手段を備えている。それらのバーがクロスマシン方向へ
完全にまっすぐでなければならない場合、それらの梁も
まっすぐに保持される。これに対して、バーにクラウン
（中高）を持たせてワイヤに広がり力をかけねばならな
い場合、梁は弯曲するクラウンを発生させる。また、力
の差や温度差によって、ターニングバーがクロスマシン
方向において不正確となる時には、負の方向へのクラウ
ンの形を望む場合でさえ、ターニングバーが正確なクロ
スマシン方向の姿勢をとることができる力が梁に作用す
る。

１つの形態において、梁はその長さに沿って曲げ力を
かける機械的装置を有することができ、好ましい例で
は、曲げ力は、梁の長さに沿って生じる梁の温度調節に
より内部に作用する。図示の梁18から分かるように、梁
は外側シェル24と内側シェル26とを有し、それらのシェ
ルはその間に中空室30を形成し、その室の形状はほぼ環
状である。

梁19は外側シェル25とそこから離れて位置する内側シ
ェル27とを有し、それらの間に中空環状室34を形成す
る。

それらの室は、そこを通って液体が流れる時、それが
梁の一部分だけに影響を与えることにより金属の膨張収
縮を生じさせ、それによって曲げ効果が生じるように区
画されている。

図１に示すように、中空室30内には、バリヤ28,29が
配置されているので、中空室の下方部分31が上方部分か
ら隔離される。

図１の右側に示す梁19の場合、バリヤ32,33が配置さ
れているので、環状室34は下方部分35を有する。

梁18の上方室30には、液体の供給ライン18aによって
液体が供給される。この液体の供給ラインは２本ライン
の型式をとり、それによって液体は環状室30へ流れ、そ
こから流出して、その環状室30を予め定められた温度に
上昇させる。

また、他方の梁19は、上方室34を有し、この上方室34
は、機械の運転中その室の上方部分を予め定められた温
度に保持するように、又は、その温度を変化させるよう
に、同様な液の戻り管を備えた液体供給ライン19aに接
続されている。

簡単な型式では、液体は上方室30へのみ供給されるけ
れども、液体を梁18の下方室31へ供給し、さらに梁19の
下方室35へ供給することもできる。一定の温度を有する
液体が下方室31,35へ供給され、上方室30,34への液体は
ターニングバーにクラウンを発生させ、又は曲げを発生
させるために望ましい量に従って変化させることができ
る。又は逆に、上方室30,34へは一定の温度で液体が供
給され、下方室31,35へ供給される液体を変化させて、
梁にかかる曲げ力を変化させることもできる。下方室31
へは、概略的に示されるライン18bを通って液体が供給
され、梁19の下方室へは、概略的に示される下方ライン
19bを通って液体が供給される。

また、梁に加えられる必要がある曲げ力は、上方室30
の液体と下方室31の液体との間の温度差によって得ら
れ、片方の室へ冷却液が供給され、他方の室へ加熱液が
供給されるようにすることもできる。他方、両方の液体
を予め定められた温度差をもって加熱することもでき
る。その温度差が梁の曲げを生じさせ、従って、ターニ
ングバー14,15の曲げを生じさせる。例えば、下方室31
が上方室30より高い温度に保持される場合、梁は下方へ
曲げられ、又は機械の中心部において梁にクラウンが生
じる。逆に、上方室30が下方室31より高温に保持される
場合、梁は負方向のクラウンの形状を呈し、又は中心部
において梁は上方へ弓状に曲る。梁の端部は枠組に剛に
支持されていることを理解されたい。

ターニングバー14,15の前方には、シャワー20,21があ
って、ワイヤ10を清浄に保持する。ターニングバー16,1
7の前方には、シャワー22,23があって、ワイヤ11を清掃
に保持する。

ターニングバーのたわみを測定することになる梁のた
わみを測定し、梁の曲げを測定の関数として制御するこ
とは重要である。換言すれば、たわみを測定によって、
室30,31へ導かれる液体の温度がその測定値の関数とし
て制御される。

測定の目的で、固定された基準バー36が中空梁18内に
配設され、固定された基準バー37が中空梁19内に配設さ
れる。これらの基準バーはその端部だけが支持され、そ
の梁と共に曲ることはなく、それらの長さに沿って梁か
ら構造的に独立している。

図２に示すように、基準バー37は梁19の端部壁43に取
付けられたボール接ぎ手42により支持される。測定装置
の出力はあるライン44を通って梁の外部へ送られ、梁の
実際のたわみを測定するこの出力は、梁の室へ送られる
水や他の液体の温度を調節して所望のたわみを得るため
に使用される。

図面は１個の連続する内部室31内に梁18の１個の連続
する外部室30を示しているけれども、或る場合には、梁
のクロスマシン方向の長さに沿って複数個の室を使用す
ることもできる。これらの異なるクロスマシン方向の室
へ別個に水を供給し、個々の水の供給を制御することに
よって、ターニンクバー14,15にクロスマシン方向の長
さに沿って種々異なる曲げを与えることができる。これ
は、非常に幅の広い製紙機械に特に効果的である。

図３はもうひとつの型式の測定装置を示し、この場
合、固定された基準バー46はその端部が支持されてい
る。梁45にはプランジャー47が支持され、梁がたわむ
時、プランジャー47は電気コイル48を支持する基準バー
46に対して相対的に移動する。コイル内で杆47が移動す
ると、インジケーター又は制御装置49への電気主力が発
生する。制御装置49は、機械のオペレータによって指示
されるプログラムに従って梁の室へ供給される液体を冷
やすように、ヒーターを自動的に制御するために使用す
ることができる。

図４は、梁50が端部を支持された状態で延在する基準
バー51を有する他の変形例を示す。梁には、ロッド52を
取付られ、ロッド52はベース部材53に対して相対的に移
動する。レコーダ又は制御装置54に受けられる測定装置
の出力は、測定装置53に対するロッド52の動き、又は距
離を示す。

たわみの測定は支持梁の弯曲の制御にとって重要であ
る。この測定は、種々の従来の装置、即ちリニア型、又
はスライド型、又は磁気型、又はギャップ型のものを用
いることができ、それらの装置は、梁本体から基準バー
として示される独立して取付られた構造体までの距離を
測定する。

ターニングバーのたわみは梁によって制御され、梁は
充分な強度を有しているので、始動後ターニングバー上
のワイヤの反動力が梁に実質的に影響を与えることはな
い。換言すれば、運転上の安定した位置は、ターニング
バーを所望の形で支持するための形を梁に与えることに
よって得られる。ターニングバーは、移動するワイヤの
摩耗を防ぐために、ワイヤの支持体として、かつ、ワイ
ヤの制御部材として機能するようにセグメントブレード
で形成されたセラミック材料とすることができ、ターニ
ングバーはワイヤの張力の制御とは無関係に支持され
る。

図５は、ターニングバー用のもうひとつの型式の支持
梁を示す。図５においても、図１と同じ部品には同一符
号をつけて示しており、この場合にも、ストックは移動
する形成ワイヤ10,11間のスロート12へスライス13から
流入する。ターニングバー14,15は、ツインワイヤーで
成る形成部分の先行端でワイヤ10を支持し、ターニング
バー16,17はワイヤ11を支持する。ワイヤ10内にシャワ
ー20,21が配設され、ワイヤ11内にシャワー23,23が配設
される。

ターニングバーは梁55,56上に支持されている。それ
らの梁は、それぞれ、外側シェル57,59と内側シェル58,
60とを有し、それらの間にほぼ感情のスペースを形成す
る。梁55の場合、環状空間に仕切りが配設されていて、
梁55の室67,68,69,70を形成する。梁56の環状空間内に
も仕切りがあって、室71,72,73,74が形成される。これ
らの各室には、梁に曲げを制御するため温度が調節され
た液体が供給される。

各梁はその端部にそれぞれ取付けられた基準ロッド6
1,66を有し、それによって、曲げ可能な梁に対してロッ
ドは一定の位置にある。ロッド61と梁55との間には、垂
直測定装置62と水平測定装置63とが配設される。梁56の
場合、その梁と基準バー66との間に垂直測定装置64と水
平測定装置65とが取付られる。かくして、個々の室が区
分されていて、前記垂直及び水平測定装置により読みと
りがなされることによって、異なる温度の水が別々の室
へ流入し、梁のたわみを正確に変化させ、それを確実に
制御するようになっている。幅広の機械の場合、クロス
マシン方向へ異なる室に区分することができ、この区分
された別々の室が温度調節されてクロスマシン方向へ異
なる温度が与えられ、かくして、クロスマシン方向の異
なる位置において隔離された制御を行うことができる。

複数の室で梁を非常に正確に制御することにより、ワ
イヤの張力を最もよく制御するようにセラミックターニ
ングバーを形造ることができる。

以上のような配置にすることにより、ターニングバー
はワイヤの広がりを制御するために使用することができ
る。それらは、また、機械を横切るワイヤの張力を調節
し、形成ゾーンの形状をよりよく制御するためにも使用
することができる。こうすることにより、ワイヤの走行
路内部に他のワイヤ広げ装置を使用する必要がなくな
る。従来、形成ゾーンにおいて、リードインロールを使
用していた時、これらリードインロールはコストの面と
設計上のスペースとにより、一定の形しか有していなか
った。幅広の機械のツインワイヤ型フォーマーの場合、
形成用織物とワイヤのたわみの特性により、織物の張力
が不均等となっていた。これらの不均等な張力により、
第１の重要な形成エリアにおいて排水の差が生じてい
た。大部分の量の水分が除去されるこの第１形成ゾーン
において排水を均等にすることは重要なことであり、か
つ、これは、スライスから放出されるストックスラリー
が形成エリアへ流入する時、ワイヤの不適切な張力と障
害物とにより悪影響を受けることは製紙業者にとってよ
く知られた事実である。従来の装置では、織物を広げる
ためにカーブしたロール又は弓形に曲ったロールを使用
していた。これらのロールは保守と清掃のためのドクタ
ー処理がやり難く、製紙機械に保守の問題を生じさせ
た。ターニングバーのため支持梁に熱ジャケットを備
え、同熱ジェケットを複数の室に分割し、かつ、それら
の室を異なる温度で操作することによって、支持梁がた
わみを生じ、これによって、ターニングバーのセラミッ
クセグメントの形状がゼロから正のクラウン形状まで、
又は負のクラウンの形状まで制御することができるよう
になる。このたわみは、機械に負荷がかけられ運転する
時に測定され、分割された室へ供給される液体の温度
は、ターニングバーに予め定められた制御されたクロス
マシン方向の形状を得るように測定値の関数として制御
される。支持梁の温度を調節するために、又は支持梁に
或う力をかけるために種々の手段を使用することができ
るけれども、加熱水や冷却水は容易に得ることができる
ので、個々の水室を使用するのが望ましい。

以上の通り、本発明によって、前記の目的と利点を充
足するたわみを制御する改善されたターニングバー装置
が提供され、さらに、運転中、容易に制御することがで
きる複雑な又は高価な装置を必要とせず、又は、しばし
ば機械を停止させたり、保守を必要とする装置も使用し
ないですむ装置が提供される。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その間に先行端から延在するウエブ形成部
   分の脱水走路を形成する対向してループをなす第１及び
   第２の形成ワイヤ（10,11）と； ヘッドボックスのスライス（13）からのストックのスラ
   リーが流入させるため、前記先行端においてワイヤ（1
   0,11）間に形成された収斂するスロート（12）と； クロスマシン方向へ配置され、各々が対応するループを
   なす形成ワイヤ（10,11）の内側に配置された第１及び
   第２の梁手段であって、同第１及び第２梁の各々は、そ
   の間に液体を受容れる環状空間（30,31;34,35）を形成
   する内側及び外側シェル（26,24;27,25）を有している
   第１及び第２の梁手段（18,19）； 第１及び第２梁手段の内部にあって、前記環状空間をク
   ロスマシン方向へ延在する少くとも２つの室（18c,18
   d）に分割するように配設されているバリア手段（９）
   と； 第１ワイヤ（10）内に配置され、前記先行端にあって、
   第１ワイヤ（10）をスロート（12）内へ導き、かつ、案
   内するように位置づけられ、第１梁手段（18）に固定状
   に取付けられた第１ターニングバー（14）と； 第２ワイヤ（11）の内側に配置され、前記先行端にあっ
   て第２ワイヤをスロート（12）内へ導き、かつ、案内す
   るように位置づけられ、第２梁手段（19）に固定状に取
   付けられた第２ターニングバー（17）と； 第１及び第２ターニングバー（14,17）のクロスマシン
   方向のたわみを測定し、ワイヤ（10,11）の移動が制御
   されるように制御装置に接続されている測定装置（36,3
   7,46,51,61,66）と； 各室内の液体の温度を調節自在に制御し、それによっ
   て、各ターニングバー（14,17）のたわみを制御して、
   進入するワイヤ（10,11）を制御し、スロート（12）へ
   進入する紙ストックの乱れを減少させるようにした制御
   装置（30,31:34,35;67,68,69,70;71,72,73,74）と； を組合わせて成るヘッドボックスのスライスから放出さ
   れるスラリー中の紙ストック繊維から紙ウエブを形成す
   る装置。
2. 【請求項２】前記ターニングバー（14及び17）は、クロ
   スマシン方向へ区分された室（30,31;34,35;67,68,69,7
   0;71,72,73,74）に区画された中空支持体（18,19;55,5
   6）上に支持され、それらの室の各々に流体供給装置（1
   8a,18b,19a,19b）が接続しており； クロスマシン方向のターニングバー（14及び17）の弯曲
   を制御するように、前記室の各々の内部に流体の温度を
   調節自在に変化させる装置（49,54）を備えている； 請求の範囲１に記載のヘッドボックスのスライスから放
   出されるスラリー中の紙ストック繊維から紙ウエブを形
   成する装置。
3. 【請求項３】第１及び第２ターニングバーの各々はワイ
   ヤの移動方向へ分離された２つのバー部分（14,15;16,1
   7）を有する、請求の範囲１に記載のヘッドボックスの
   スライスから放出されるスラリー中の紙ストック繊維か
   ら紙ウエブを形成する装置。
4. 【請求項４】脱水走路の一部を形成し、かつ、先行端か
   ら延在してその間に収斂する脱水スロート（12）を形成
   するループをなす形成ワイヤ（10,11）を含む第１脱水
   装置と； 前記先行端にあってワイヤをスロート内へ変向して案内
   するように位置づけられ、少くともループをなすワイヤ
   （10,11）の一つの内側にあるターニングバー（14,17）
   と； その温度がターニングバーの弯曲を制御する流体を収容
   する流体室（30,34）を形成する内側と外側のシェル（2
   6,24;27,25）を有するターニングバーの支持体（18）
   と； ターニングバーのたわみを測定する装置（36,37;46,48;
   51,53;61,62,63;66,64,65）と； クロスマシン方向のターニングバーのたわみを制御し、
   かつ、ターニングバーの温度による弯曲の変化を補償す
   るため、ターニングバーのたわみの関数として前記室へ
   流体を導く装置（18a,18b,19a,19b）と； を組合わせて成るヘッドボックスのスライスから放出さ
   れるスラリー中の紙ストック繊維から紙ウエブを形成す
   る装置。