ノズル装置
【課題】エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能なノズル装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、抄紙機１０１における走行体５０に対して薬液Ｙを付与するためのノズル装置１００であって、薬液Ｙを吐出可能な薬液用ノズル口１を有するノズル本体部２と、吐出された薬液Ｙを挟み込むように、ノズル本体部２の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部１０と、を備え、エアー本体部１０が、エアーが導入されるエアー導入流路１３と、該エアー導入流路１３に連通する前後一対の流通流路１４と、該流通流路１４それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口１２と、を有し、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置１００である。
【解決手段】本発明は、抄紙機１０１における走行体５０に対して薬液Ｙを付与するためのノズル装置１００であって、薬液Ｙを吐出可能な薬液用ノズル口１を有するノズル本体部２と、吐出された薬液Ｙを挟み込むように、ノズル本体部２の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部１０と、を備え、エアー本体部１０が、エアーが導入されるエアー導入流路１３と、該エアー導入流路１３に連通する前後一対の流通流路１４と、該流通流路１４それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口１２と、を有し、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置１００である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル装置に関し、更に詳しくは、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能なノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙業においては、抄紙機のワイヤ、フェルト、ドライヤーロール、カンバス等の部材に対して、紙体からパルプ原料由来の異物が転移するのを防止したり、紙離れを向上させる等の目的で、湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤、離型剤等の薬剤を含む薬液の使用がされる。この薬液は、抄紙機に取り付けられたノズル装置によって付与される。
【０００３】
ところが、抄紙機においては、上記紙体が、抄紙機内を高速で走行するため、紙体の表面付近には、その動きに沿って空気の流れ（以下「随伴流」という。）が発生し、ノズル装置によって紙体に向けて吐出された薬液が、随伴流により巻き上げられるという現象が生じる。
そうすると、紙体に薬液を十分に付与できないばかりか、巻き上げられた薬液がフレームやフード等に付着して抄紙機を汚染するという事態が生じる。
【０００４】
こうした薬液の巻き上がりを防止するノズル装置として、本発明者は、薬液を吐出可能な吐出ノズルと、吐出ノズルの上流側に位置する第１の吹付けノズルと、吐出ノズルの下流側に位置する第２の吹付けノズルと、を備え、薬液の吐出角度、第１の吹付けノズル及び第２の吹付けノズルの吹き付け角度を規定したノズル装置を既に提案している（特許文献１参照）。
【０００５】
また、ノズル本体と、第１エアー本体と、第２エアー本体と、を備え、第１エアー本体及び第２エアー本体には、内部空間が外気に開放された貫通孔が設けられているノズル装置を提案している（特許文献２参照）。かかるノズル装置によれば、第１及び第２エアー本体が固形物によって詰まるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８４２４号公報
【特許文献２】特開２００８−２９００２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載のノズル装置は、随伴流に対抗して、薬液を走行体に付与することができるようになるものの、必ずしも高い付着率で薬液を付与できるとはいえない。
また、特許文献２に記載のノズル装置においては、巻き上がった薬液に基づく固形物が経時的にエアーのノズルに付着するのを抑制できるものの十分とはいえない。すなわち、エアーの吹き付けの効率が徐々に低下するという欠点がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能なノズル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、従来のノズル装置では、エアーを吹き付けた時、エアーの進行流路の周辺が負圧となり、たとえ貫通孔を設けたとしても（特許文献２参照）、エアーの進行流路の周辺にはエアーの逆流が生じていることがわかった。そして、貫通孔を設けず、エアーのノズル口及び流路における断面積をある一定の関係とすることにより、意外にも、エアーの逆流を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、（１）抄紙機における走行体に対して薬液を付与するためのノズル装置であって、薬液を吐出可能な薬液用ノズル口を有するノズル本体部と、吐出された薬液を挟み込むように、ノズル本体部の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部と、を備え、エアー本体部が、エアーが導入されるエアー導入流路と、該エアー導入流路に連通する前後一対の流通流路と、該流通流路それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口と、を有し、エアー導入流路の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置に存する。
【００１１】
本発明は、（２）エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている上記（１）記載のノズル装置に存する。
【００１２】
本発明は、（３）流通流路には、エアーを溜めるための径大部が設けられている上記（１）又は（２）に記載のノズル装置に存する。
【００１３】
本発明は、（４）エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、流通流路における径大部の断面積ＳＤと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている上記（３）記載のノズル装置に存する。
【００１４】
本発明は、（５）薬液用ノズル口及び一対のエアー用ノズル口が走行体の走行方向に沿って配列されており、薬液用ノズル口が円形状であり、エアー用ノズル口がスリット状である上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１５】
本発明は、（６）エアー導入流路に導入されるエアーのエアー圧が０．０２〜０．３ＭＰａである上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１６】
本発明は、（７）走行体が紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールであり、薬液が湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤を含むものである上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１７】
本発明は、（８）抄紙機には走査手段が取り付けられており、該走査手段により往復走査される上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のノズル装置においては、薬液用ノズル口から薬液が吐出されると同時に、薬液用ノズル口の両側のエアー用ノズル口からエアーが吹き付けられるので、随伴流による薬液の飛散が抑制される。したがって、上記ノズル装置によれば、走行体への薬液を確実に付与することが可能となる。
【００１９】
上記ノズル装置においては、エアー導入流路の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係を、
ＳＡ≧ＳＢ
とすることにより、エアーの勢いを維持したまま、エアー用ノズル口全体から吹き付けることが可能となる。これにより、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能となる。
【００２０】
また、エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていると、エアーをより効率良く吹き付けることができる。
【００２１】
本発明のノズル装置において、流通流路に、エアーを溜めるための径大部が設けられている場合、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。このとき、エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、流通流路における径大部の断面積ＳＤと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることがより好ましい。
【００２２】
本発明のノズル装置において、エアー用ノズル口がスリット状であると、エアーがカーテン状に吹き付けられる。このとき、薬液用ノズル口が円形状であると、エアー用ノズル口から吹き付けられるカーテン状のエアーが、薬液用ノズル口から吐出される薬液を、両側から挟み込むことができる。このため、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
【００２３】
本発明のノズル装置は、該走査手段により往復走査されるようになっている場合、ノズル装置の数が１つであっても確実に薬液を走行体に付与できる。なお、ノズル装置の数が１つであると、メンテナンスが容易であり、コスト面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１の（ａ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す上面図であり、図１の（ｂ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るノズル装置から走行体に薬液及びエアーを吹き付けた状態を示す概略図である。
【図３】図３は、図１の（ａ）に示すノズル装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１の（ｂ）に示すノズル装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、本発明のノズル装置のように断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図であり、図５の（ｂ）は、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す上面図である。
【図９】図９は、実施例及び比較例における付着率の試験方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、評価２における実施例３のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【図１１】図１１は、評価２における比較例１のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
図１の（ａ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す上面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す側面図である。
図１の（ａ）及び図１の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るノズル装置１００は、薬液を吐出可能な薬液用ノズル口１を有するノズル本体部２と、吐出された薬液を挟み込むように、ノズル本体部２の両側からエアーを吹き付け可能なエアー用ノズル口１２を有するエアー本体部１０と、エアー本体部１０に接続され、エアー導入流路にエアーを導入するためのチューブ７と、を備える。
【００２７】
ノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１から薬液が吐出されると同時に、薬液用ノズル口１の両側のエアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられるので、随伴流による薬液の飛散が抑制される。
【００２８】
ここで、薬液用ノズル口１は、円形状となっており、エアー用ノズル口１２は、スリット状となっている。これにより、吹き付けられるエアーは、カーテン状となり、薬液用ノズル口から吐出される薬液を、両側から挟み込むようになる。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るノズル装置から走行体に薬液及びエアーを吹き付けた状態を示す概略図である。
図２に示すように、ノズル装置１００は、随伴流Ｒによる薬液の飛散を抑制するために、走行体５０の走る方向に対して鋭角に配置される。すなわち、ノズル装置１００は、走行体５０の下流側に向かって薬液を吐出するようになっている。
【００３０】
ノズル装置１００は、薬液用ノズル口１及び一対のエアー用ノズル口１２が走行体５０の走行方向Ｐに沿って一列に配列されている。すなわち、走行体５０の上流側から、エアー用ノズル口（以下便宜的に「上流側エアー用ノズル口」ともいう。）１２ａ、薬液用ノズル口１、エアー用ノズル口（以下便宜的に「下流側エアー用ノズル口」ともいう。）１２ｂ、の順で配列されている。なお、上流側エアー用ノズル口１２ａと下流側エアー用ノズル口１２ｂとは同様な構造となっている。
【００３１】
ノズル装置１００においては、上流側エアー用ノズル口１２ａから吹き付けられるエアーＡ１が、薬液Ｙの上流側（走行体５０の走行に基づいて発生する随伴流Ｒ側）に吹き付けられることにより、随伴流Ｒの一部を遮断する。
また、下流側エアー用ノズル口１２ｂから吹き付けられるエアーＡ２が、薬液Ｙの下流側に吹き付けられることにより、随伴流Ｒによる薬液Ｙの巻き上げを抑制する。
これにより、走行体５０が高速で走行する場合であっても、随伴流Ｒに対抗して、薬液Ｙを走行体５０に確実に付与することが可能となる。
【００３２】
図１の（ａ）及び図１の（ｂ）に戻り、ノズル装置１００において、ノズル本体部２は、直方体状であり、上面の略中央に薬液用ノズル口１が設けられている。
ノズル本体部２は、両端にノズル本体部２を固定するためのアーム部５ａ，５ｂが接続されている。かかるアーム部５ａ，５ｂの内部にはノズル本体部２及び薬液用ノズル口１に薬液を送流するための供給管が設けられている。なお、かかる供給管については後述する。
【００３３】
ノズル装置１００において、エアー本体部１０は、断面Ｕの字状の形態を有しており、ノズル本体部２を挟み込むようにして、ノズル本体部２の下方から取り付けられるようになっている。すなわち、ノズル本体部２は着脱可能となっている。
また、エアー本体部１０をノズル本体部２に組み付けることにより、上流側エアー用ノズル口１２ａ及び下流側エアー用ノズル口１２ｂが形成されるようになっており、エアー導入流路からエアーを供給することにより、上流側エアー用ノズル口１２ａ及び下流側エアー用ノズル口１２ｂから同程度の強さのエアーが吹き付けられるようになっている。
【００３４】
図３は、図１の（ａ）に示すノズル装置のＡ−Ａ線断面図である。
図３に示すように、ノズル装置１００のノズル本体部２において、アーム部５ａにはノズル本体部２に薬液を供給するための薬液供給管８ａが接続されており、アーム部５ｂには上記薬液を吐出させるエアーを供給するための吐出エアー供給管８ｂが接続されている。
そして、アーム部５ａの内部には、薬液流路Ｔａが形成されており、アーム部５ｂの内部には、吐出エアー流路Ｔｂが形成されている。
【００３５】
ノズル装置１００においては、薬液供給管８ａから供給された薬液は薬液供給管８ａの内部を流通し、薬液供給管８ａに連通した薬液流路Ｔａに送流される。そして、薬液は薬液流路Ｔａからノズル本体部２に送流される。
一方、吐出エアー供給管８ｂから供給されたエアーは吐出エアー供給管８ｂの内部を流通し、吐出エアー供給管８ｂに連通した吐出エアー流路Ｔｂに送流される。そして、エアーは吐出エアー流路Ｔｂからノズル本体部２に送流される。
【００３６】
そして、ノズル本体部２に送流された薬液とエアーとが混合された混合物が、薬液用ノズル口１から吐出される。換言すると、ノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１に薬液が供給されると同時にエアーが供給されることにより、薬液がエアーと共に吐出される。このとき、吐出された薬液は吐出されるエアーの勢いによって加速される。
【００３７】
図４は、図１の（ｂ）に示すノズル装置のＢ−Ｂ線断面図である。
図４に示すように、ノズル装置１００において、エアー本体部１０は、エアーが導入されるエアー導入流路１３と、該エアー導入流路１３に連通する前後一対の流通流路１４と、該流通流路１４それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口１２と、を有する。
また、流通流路１４は、エアー導入流路１３に対して屈曲して連通する径大部１４ａと、該径大部１４ａに対して屈曲して連通する径小部１４ｂとからなる。なお、径小部１４ｂは、流通流路１４における最小の断面積となっている。
【００３８】
ノズル装置１００においては、エアーがチューブ７からエアー導入流路１３に導入される。
そして、導入されたエアーは、エアー本体部１０の内部において、上流側と下流側に分岐され、それぞれの径大部１４ａ及び径小部１４ｂを通過して、エアー用ノズル口１２から走行体に吹き付けられることになる。
【００３９】
ノズル装置１００においては、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっている。このため、ノズル装置１００においては、エアー圧が減衰されず、エアー導入流路１３におけるエアー圧を維持したまま、エアー用ノズル口１２全体から吹き付けることが可能となる。
これにより、エアーの進行流路の周辺が負圧となることがないので、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体５０に薬液Ｙを高い付着率で付与することが可能となる。
【００４０】
また、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、流通流路１４における最小の断面積（径小部１４ｂの断面積）ＳＴと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることが好ましい。この場合、エアーの勢いが抑制されないので、エアーをより効率良く吹き付けることが可能となる。
【００４１】
ここで、ノズル装置１００においては、流通流路１４が径大部１４ａを備えるので、エアーを十分に溜めるためことができる。そうすると、吐出されるエアーの量が増大し、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
このとき、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、流通流路１４における最小の断面積ＳＴと、流通流路１４における径大部１４ａの断面積ＳＤと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係は、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることがより好ましい。
すなわち、ノズル装置１００においては、エアーの流路全体において、下流側に行くほど断面積が小さくなるようにし、流通流路１４にのみ径大部１４ａを設けることが好ましい。
【００４２】
ここで、断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの進行流路の周辺が負圧となるメカニズムについて説明する。
図５の（ａ）は、本発明のノズル装置のように断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図である。
図５の（ｂ）に示すように、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合は、エアーの進行流路の周辺にはエアー圧がかからず、逆に、ベンチュリ効果により、エアーの進行流路の周辺が負圧となる。そうすると、エアーの進行流路の周辺において、エアーの逆流が生じ、例えば、巻き上がった薬液に基づく固形物が経時的にエアーのノズルに付着してしまうことになる。
【００４３】
それに対し、図５の（ａ）に示すように、断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合は、流路内全体に渡ってエアーが進行するため、エアーの進行流路の周辺が負圧となることがない。このため、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、ノズル装置１００においては、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体５０に薬液Ｙを高い付着率で付与することが可能となる。
【００４４】
本実施形態に係るノズル装置１００において、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧は、０．０４〜０．１５ＭＰａであることが好ましい。この場合、効率良く確実に薬液を吐出することが可能となる。
【００４５】
また、エアー導入流路１３に導入されるエアーのエアー圧は、０．０２〜０．３ＭＰａであることが好ましい。
エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が０．０２ＭＰａ未満であると、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が上記範囲内にある場合と比較して、随伴流を十分に遮断できず、巻き上がった薬液を十分に押さえつけることができない。
一方、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が０．３ＭＰａを超えると、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が上記範囲内にある場合と比較して、吹き付けられるエアー自体が乱流となり、薬液の走行体５０への付着を阻害する傾向がある。
【００４６】
ノズル装置１００において、薬液用ノズル口１の先端から、薬液Ｙの吐出方向と走行体５０との交点までの距離が３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。この場合、超高速の抄紙機においても走行体５０に対して薬液を確実に付与することができ、薬液の飛散も十分に抑制できる。
【００４７】
本実施形態に係るノズル装置１００は、抄紙機における走行体５０に対して薬液Ｙを付与するために用いられる。
走行体５０としては、紙体、ワイヤ、フェルト、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロール等が挙げられる。
これらの中でも、ノズル装置１００は、紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールに用いられることが好ましい。一般に、抄紙機における紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールは高速で走行し、汚れ、ピッチ、紙のほつれ等が生じやすいことから、これらを効果的に防止できる。
【００４８】
薬液Ｙとしては、湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤等が挙げられる。
ノズル装置１００は、薬液Ｙを走行体５０に確実に付与することができるので、薬液Ｙが付与された走行体５０は、付与される薬液Ｙに基づく機能を確実に発揮することができる。
【００４９】
なお、薬液Ｙの粘度は、５００ｃｐｓ以下であることが好ましく、１〜２００ｃｐｓであることがより好ましい。この場合、薬液Ｙを確実に走行体５０に付与することができると共に、薬液の飛散も十分に抑制できる。
【００５０】
本実施形態に係るノズル装置１００において、薬液Ｙ及びエアーは、図示しないポンプユニットから供給される。なお、ポンプユニットからエアーが供給されるパイプの断面積は、チューブ７の断面積ＳＣ以上とすることが好ましい。
【００５１】
次に、本実施形態に係るノズル装置１００を用いる薬液の付与方法について説明する。
図６は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた例を模式的に示す斜視図である。
図６に示すように、抄紙機１０１は、回動可能なドラム４５を有し、当該ドラム４５には走行体５０が配置されている。そして、上記ドラム４５の回動に基づいて、走行体５０が走行方向Ｐに向かって走行するようになっている。
【００５２】
抄紙機１０１において、ドラム４５の上方には走査手段３０が取り付けられている。この走査手段３０には、該走査手段３０の長さ方向に向かって往復走査する駆動装置４３が取り付けられており、かかる駆動装置４３にはノズル装置１００が走行体５０に向かって薬液が吐出できるように取り付けられている。なお、このときノズル装置１００は、吐出される薬液Ｙが走行体５０に十分に付与されるように走行体５０の走行方向Ｐと薬液Ｙの吐出方向との角度を調整して取り付けられている。
【００５３】
そして、走行体５０を走行方向Ｐに向かって走行させながら、駆動装置４３と共にノズル装置１００を往復走査させ、ノズル装置１００から薬液を走行体５０に向かって吐出させることにより、走行体５０に薬液Ｙが付与される。
このとき、ノズル装置１００の薬液用ノズル口１から薬液が付与されると共に、エアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられる。
【００５４】
上記薬液の付与方法においては、ノズル装置１００を用いるので、エアー用ノズル口１２が固形物によって詰まるのを抑制できる。
また、薬液用ノズル口１から薬液Ｙが付与されると同時に、エアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられるので、超高速の抄紙機１０１においても走行体５０に対して薬液Ｙを確実に付与することができると共に、薬液Ｙの飛散も十分に抑制できる。
【００５５】
また、上記薬液の付与方法は、抄紙機１０１に走査手段３０が取り付けられており、ノズル装置１００が走査手段３０により往復走査されるので、ノズル装置１００の数が１つであっても確実に薬液Ｙを走行体５０に付与できる。なお、ノズル装置１００の数が１つであると、メンテナンスが容易であり、コスト面でも有利である。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態におけるノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１が円形状となっているが、スリット状、リング状等であってもよい。
【００５８】
本実施形態におけるノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１と、エアー用ノズル口１２とが走行方向Ｐに対して一列に配置されているが、必ずしも一列である必要はない。
【００５９】
本実施形態におけるノズル装置１００は、ノズル本体部２と、エアー本体部１０とが別体となっているが、一体となっていてもよい。
【００６０】
本実施形態に係るノズル装置１００は、抄紙機以外にも、食品加工や繊維加工等に用いることができる。
【００６１】
上述した本実施形態に係るノズル装置１００を抄紙機１０１に用いた例においては、ノズル装置１００が１つ抄紙機１０１に取り付けられているが、ノズル装置１００が抄紙機に複数取り付けられていてもよい。
【００６２】
図７は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す斜視図である。
図７に示すように、抄紙機には、走査手段３０に当該走査手段３０の長さ方向に向かって往復走査する駆動装置４３が複数取り付けられており、それぞれの駆動装置４３にノズル装置１００が走行体５０に向かって薬液が吐出されるように取り付けられていてもよい。
【００６３】
図８は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す上面図である。
図８に示すように、複数のノズル装置１００が所定の本体７０に取り付けられていてもよい。すなわち、これを抄紙機に用いた場合、本体７０に取り付けられた複数のノズル装置１００から同時に薬液が吐出されるため、ノズル装置１００の往復走査は不要である。
なお、本体７０には、図示しないチューブ、薬液供給管、及び吐出空気供給管が内蔵されている。また、図示しない走行体は走行方向Ｐに向かって走行する（走行方向）。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明のノズル装置を使った実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１〜１０及び比較例１）
図４に示すエアー導入流路の断面積ＳＡと、流通経路の径大部の断面積ＳＤと、流通経路の径小部の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとを表１に示す値に調整したノズル装置を準備した。なお、実施例８〜１０は、径大部の断面積を径小部の断面積より小さくしている。すなわち、径大部に径小部の働きをさせ、径小部に径大部の働きをさせている。
【００６６】
（表１）
【００６７】
（評価１）
図９に示すように、実施例１〜１０及び比較例１で得られたノズル装置をエアー用ノズル口が所定の角度θを有するように下に向けて配置し、ノズル装置との散布距離Ｌが１０ｃｍとなるように下方にＳＵＳ板８１及び該ＳＵＳ板８１の下に秤８０を配置した。
そして、薬液としてダスクリーンＲ４０９Ｓ（離型剤、粘度３ｃｐｓ、株式会社メンテック社製）を用い、随伴流Ｒの代わりに３．０ｍ／ｓの風を側面から吹き付け、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧が０．１ＭＰａとなるようにして１分間薬液を吹き付け、同時に、エアーのエアー圧が０．３ＭＰａとなるようにして１分間エアーを吹き付けた。
ＳＵＳ板８１に付着された薬液の量、及び、吐出された薬液の量から、付着率（ＳＵＳ板８１に付着された薬液の量×１００／吐出された薬液の量）を測定した。
得られた結果を表２に示す。
【００６８】
（表２）
【００６９】
表２の結果より、本発明に係るノズル装置を用いた実施例１〜１０は、本発明によらない比較例１と比較して、十分に高い付着率で薬液を走行体に付着できることが確認された。特に、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
を満たす実施例１，２，３及び８は、極めて優れた付着率を示した。
【００７０】
（評価２）
実施例３及び比較例１のノズル装置を用い、薬液としてダスクリーンＲ４０９Ｓ（離型剤、粘度３ｃｐｓ、株式会社メンテック社製）を用い、随伴流Ｒの代わりに３．０ｍ／ｓの風を側面から吹き付け、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧が０．１ＭＰａとなるようにして２週間薬液を吹き付け、同時に、エアーのエアー圧が０．３ＭＰａとなるようにして２週間エアーを吹き付けた。
２週間後のノズル装置の写真を図１０及び図１１に示す。なお、図１０は、評価２における実施例３のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。また、図１１は、評価２における比較例１のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【００７１】
図１０及び図１１より、本発明に係るノズル装置を用いた実施例３は、本発明によらない比較例１と比較して、ノズル本体部への固形物の付着が少ないことから、エアーの吹き付け力が格段に向上しており、エアーを効率良く吹き付けることができているといえる。
【００７２】
以上の結果より、本発明のノズル装置によれば、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のノ７２ズル装置は、抄紙機における走行体に対して薬液を付与するための装置として好適に用いられる。本発明のノズル装置によれば、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・薬液用ノズル口
２・・・ノズル本体部
５ａ，５ｂ・・・アーム部
７・・・チューブ
８ａ・・・薬液供給管
８ｂ・・・吐出エアー供給管
１０・・・エアー本体部
１２・・・エアー用ノズル口
１２ａ・・・上流側エアー用ノズル口（エアー用ノズル口）
１２ｂ・・・下流側エアー用ノズル口（エアー用ノズル口）
１３・・・エアー導入流路
１４・・・流通流路
１４ａ・・・径大部
１４ｂ・・・径小部
３０・・・走査手段
４３・・・駆動装置
４５・・・ドラム
５０・・・走行体
７０・・・本体
８０・・・秤
８１・・・ＳＵＳ板
１００・・・ノズル装置
１０１・・・抄紙機
Ａ１，Ａ２・・・エアー
Ｌ・・・散布距離
Ｐ・・・走行方向
Ｒ・・・随伴流
ＳＤ・・・径大部の断面積
ＳＴ・・・径小部の断面積
ＳＡ・・・エアー導入流路の断面積
ＳＢ・・・エアー用ノズル口の断面積
ＳＣ・・・チューブの断面積
Ｔａ・・・薬液流路
Ｔｂ・・・吐出エアー流路
Ｙ・・・薬液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル装置に関し、更に詳しくは、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能なノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙業においては、抄紙機のワイヤ、フェルト、ドライヤーロール、カンバス等の部材に対して、紙体からパルプ原料由来の異物が転移するのを防止したり、紙離れを向上させる等の目的で、湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤、離型剤等の薬剤を含む薬液の使用がされる。この薬液は、抄紙機に取り付けられたノズル装置によって付与される。
【０００３】
ところが、抄紙機においては、上記紙体が、抄紙機内を高速で走行するため、紙体の表面付近には、その動きに沿って空気の流れ（以下「随伴流」という。）が発生し、ノズル装置によって紙体に向けて吐出された薬液が、随伴流により巻き上げられるという現象が生じる。
そうすると、紙体に薬液を十分に付与できないばかりか、巻き上げられた薬液がフレームやフード等に付着して抄紙機を汚染するという事態が生じる。
【０００４】
こうした薬液の巻き上がりを防止するノズル装置として、本発明者は、薬液を吐出可能な吐出ノズルと、吐出ノズルの上流側に位置する第１の吹付けノズルと、吐出ノズルの下流側に位置する第２の吹付けノズルと、を備え、薬液の吐出角度、第１の吹付けノズル及び第２の吹付けノズルの吹き付け角度を規定したノズル装置を既に提案している（特許文献１参照）。
【０００５】
また、ノズル本体と、第１エアー本体と、第２エアー本体と、を備え、第１エアー本体及び第２エアー本体には、内部空間が外気に開放された貫通孔が設けられているノズル装置を提案している（特許文献２参照）。かかるノズル装置によれば、第１及び第２エアー本体が固形物によって詰まるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８４２４号公報
【特許文献２】特開２００８−２９００２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載のノズル装置は、随伴流に対抗して、薬液を走行体に付与することができるようになるものの、必ずしも高い付着率で薬液を付与できるとはいえない。
また、特許文献２に記載のノズル装置においては、巻き上がった薬液に基づく固形物が経時的にエアーのノズルに付着するのを抑制できるものの十分とはいえない。すなわち、エアーの吹き付けの効率が徐々に低下するという欠点がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能なノズル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、従来のノズル装置では、エアーを吹き付けた時、エアーの進行流路の周辺が負圧となり、たとえ貫通孔を設けたとしても（特許文献２参照）、エアーの進行流路の周辺にはエアーの逆流が生じていることがわかった。そして、貫通孔を設けず、エアーのノズル口及び流路における断面積をある一定の関係とすることにより、意外にも、エアーの逆流を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、（１）抄紙機における走行体に対して薬液を付与するためのノズル装置であって、薬液を吐出可能な薬液用ノズル口を有するノズル本体部と、吐出された薬液を挟み込むように、ノズル本体部の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部と、を備え、エアー本体部が、エアーが導入されるエアー導入流路と、該エアー導入流路に連通する前後一対の流通流路と、該流通流路それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口と、を有し、エアー導入流路の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置に存する。
【００１１】
本発明は、（２）エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている上記（１）記載のノズル装置に存する。
【００１２】
本発明は、（３）流通流路には、エアーを溜めるための径大部が設けられている上記（１）又は（２）に記載のノズル装置に存する。
【００１３】
本発明は、（４）エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、流通流路における径大部の断面積ＳＤと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている上記（３）記載のノズル装置に存する。
【００１４】
本発明は、（５）薬液用ノズル口及び一対のエアー用ノズル口が走行体の走行方向に沿って配列されており、薬液用ノズル口が円形状であり、エアー用ノズル口がスリット状である上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１５】
本発明は、（６）エアー導入流路に導入されるエアーのエアー圧が０．０２〜０．３ＭＰａである上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１６】
本発明は、（７）走行体が紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールであり、薬液が湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤を含むものである上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【００１７】
本発明は、（８）抄紙機には走査手段が取り付けられており、該走査手段により往復走査される上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載のノズル装置に存する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のノズル装置においては、薬液用ノズル口から薬液が吐出されると同時に、薬液用ノズル口の両側のエアー用ノズル口からエアーが吹き付けられるので、随伴流による薬液の飛散が抑制される。したがって、上記ノズル装置によれば、走行体への薬液を確実に付与することが可能となる。
【００１９】
上記ノズル装置においては、エアー導入流路の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係を、
ＳＡ≧ＳＢ
とすることにより、エアーの勢いを維持したまま、エアー用ノズル口全体から吹き付けることが可能となる。これにより、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体に薬液を高い付着率で付与することが可能となる。
【００２０】
また、エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていると、エアーをより効率良く吹き付けることができる。
【００２１】
本発明のノズル装置において、流通流路に、エアーを溜めるための径大部が設けられている場合、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。このとき、エアー導入流路の断面積ＳＡと、流通流路における最小の断面積ＳＴと、流通流路における径大部の断面積ＳＤと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることがより好ましい。
【００２２】
本発明のノズル装置において、エアー用ノズル口がスリット状であると、エアーがカーテン状に吹き付けられる。このとき、薬液用ノズル口が円形状であると、エアー用ノズル口から吹き付けられるカーテン状のエアーが、薬液用ノズル口から吐出される薬液を、両側から挟み込むことができる。このため、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
【００２３】
本発明のノズル装置は、該走査手段により往復走査されるようになっている場合、ノズル装置の数が１つであっても確実に薬液を走行体に付与できる。なお、ノズル装置の数が１つであると、メンテナンスが容易であり、コスト面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１の（ａ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す上面図であり、図１の（ｂ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るノズル装置から走行体に薬液及びエアーを吹き付けた状態を示す概略図である。
【図３】図３は、図１の（ａ）に示すノズル装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１の（ｂ）に示すノズル装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、本発明のノズル装置のように断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図であり、図５の（ｂ）は、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す上面図である。
【図９】図９は、実施例及び比較例における付着率の試験方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、評価２における実施例３のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【図１１】図１１は、評価２における比較例１のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
図１の（ａ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す上面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係るノズル装置を示す側面図である。
図１の（ａ）及び図１の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るノズル装置１００は、薬液を吐出可能な薬液用ノズル口１を有するノズル本体部２と、吐出された薬液を挟み込むように、ノズル本体部２の両側からエアーを吹き付け可能なエアー用ノズル口１２を有するエアー本体部１０と、エアー本体部１０に接続され、エアー導入流路にエアーを導入するためのチューブ７と、を備える。
【００２７】
ノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１から薬液が吐出されると同時に、薬液用ノズル口１の両側のエアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられるので、随伴流による薬液の飛散が抑制される。
【００２８】
ここで、薬液用ノズル口１は、円形状となっており、エアー用ノズル口１２は、スリット状となっている。これにより、吹き付けられるエアーは、カーテン状となり、薬液用ノズル口から吐出される薬液を、両側から挟み込むようになる。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るノズル装置から走行体に薬液及びエアーを吹き付けた状態を示す概略図である。
図２に示すように、ノズル装置１００は、随伴流Ｒによる薬液の飛散を抑制するために、走行体５０の走る方向に対して鋭角に配置される。すなわち、ノズル装置１００は、走行体５０の下流側に向かって薬液を吐出するようになっている。
【００３０】
ノズル装置１００は、薬液用ノズル口１及び一対のエアー用ノズル口１２が走行体５０の走行方向Ｐに沿って一列に配列されている。すなわち、走行体５０の上流側から、エアー用ノズル口（以下便宜的に「上流側エアー用ノズル口」ともいう。）１２ａ、薬液用ノズル口１、エアー用ノズル口（以下便宜的に「下流側エアー用ノズル口」ともいう。）１２ｂ、の順で配列されている。なお、上流側エアー用ノズル口１２ａと下流側エアー用ノズル口１２ｂとは同様な構造となっている。
【００３１】
ノズル装置１００においては、上流側エアー用ノズル口１２ａから吹き付けられるエアーＡ１が、薬液Ｙの上流側（走行体５０の走行に基づいて発生する随伴流Ｒ側）に吹き付けられることにより、随伴流Ｒの一部を遮断する。
また、下流側エアー用ノズル口１２ｂから吹き付けられるエアーＡ２が、薬液Ｙの下流側に吹き付けられることにより、随伴流Ｒによる薬液Ｙの巻き上げを抑制する。
これにより、走行体５０が高速で走行する場合であっても、随伴流Ｒに対抗して、薬液Ｙを走行体５０に確実に付与することが可能となる。
【００３２】
図１の（ａ）及び図１の（ｂ）に戻り、ノズル装置１００において、ノズル本体部２は、直方体状であり、上面の略中央に薬液用ノズル口１が設けられている。
ノズル本体部２は、両端にノズル本体部２を固定するためのアーム部５ａ，５ｂが接続されている。かかるアーム部５ａ，５ｂの内部にはノズル本体部２及び薬液用ノズル口１に薬液を送流するための供給管が設けられている。なお、かかる供給管については後述する。
【００３３】
ノズル装置１００において、エアー本体部１０は、断面Ｕの字状の形態を有しており、ノズル本体部２を挟み込むようにして、ノズル本体部２の下方から取り付けられるようになっている。すなわち、ノズル本体部２は着脱可能となっている。
また、エアー本体部１０をノズル本体部２に組み付けることにより、上流側エアー用ノズル口１２ａ及び下流側エアー用ノズル口１２ｂが形成されるようになっており、エアー導入流路からエアーを供給することにより、上流側エアー用ノズル口１２ａ及び下流側エアー用ノズル口１２ｂから同程度の強さのエアーが吹き付けられるようになっている。
【００３４】
図３は、図１の（ａ）に示すノズル装置のＡ−Ａ線断面図である。
図３に示すように、ノズル装置１００のノズル本体部２において、アーム部５ａにはノズル本体部２に薬液を供給するための薬液供給管８ａが接続されており、アーム部５ｂには上記薬液を吐出させるエアーを供給するための吐出エアー供給管８ｂが接続されている。
そして、アーム部５ａの内部には、薬液流路Ｔａが形成されており、アーム部５ｂの内部には、吐出エアー流路Ｔｂが形成されている。
【００３５】
ノズル装置１００においては、薬液供給管８ａから供給された薬液は薬液供給管８ａの内部を流通し、薬液供給管８ａに連通した薬液流路Ｔａに送流される。そして、薬液は薬液流路Ｔａからノズル本体部２に送流される。
一方、吐出エアー供給管８ｂから供給されたエアーは吐出エアー供給管８ｂの内部を流通し、吐出エアー供給管８ｂに連通した吐出エアー流路Ｔｂに送流される。そして、エアーは吐出エアー流路Ｔｂからノズル本体部２に送流される。
【００３６】
そして、ノズル本体部２に送流された薬液とエアーとが混合された混合物が、薬液用ノズル口１から吐出される。換言すると、ノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１に薬液が供給されると同時にエアーが供給されることにより、薬液がエアーと共に吐出される。このとき、吐出された薬液は吐出されるエアーの勢いによって加速される。
【００３７】
図４は、図１の（ｂ）に示すノズル装置のＢ−Ｂ線断面図である。
図４に示すように、ノズル装置１００において、エアー本体部１０は、エアーが導入されるエアー導入流路１３と、該エアー導入流路１３に連通する前後一対の流通流路１４と、該流通流路１４それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口１２と、を有する。
また、流通流路１４は、エアー導入流路１３に対して屈曲して連通する径大部１４ａと、該径大部１４ａに対して屈曲して連通する径小部１４ｂとからなる。なお、径小部１４ｂは、流通流路１４における最小の断面積となっている。
【００３８】
ノズル装置１００においては、エアーがチューブ７からエアー導入流路１３に導入される。
そして、導入されたエアーは、エアー本体部１０の内部において、上流側と下流側に分岐され、それぞれの径大部１４ａ及び径小部１４ｂを通過して、エアー用ノズル口１２から走行体に吹き付けられることになる。
【００３９】
ノズル装置１００においては、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっている。このため、ノズル装置１００においては、エアー圧が減衰されず、エアー導入流路１３におけるエアー圧を維持したまま、エアー用ノズル口１２全体から吹き付けることが可能となる。
これにより、エアーの進行流路の周辺が負圧となることがないので、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体５０に薬液Ｙを高い付着率で付与することが可能となる。
【００４０】
また、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、流通流路１４における最小の断面積（径小部１４ｂの断面積）ＳＴと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることが好ましい。この場合、エアーの勢いが抑制されないので、エアーをより効率良く吹き付けることが可能となる。
【００４１】
ここで、ノズル装置１００においては、流通流路１４が径大部１４ａを備えるので、エアーを十分に溜めるためことができる。そうすると、吐出されるエアーの量が増大し、走行体に薬液をより高い付着率で付与することが可能となる。
このとき、エアー導入流路１３の断面積ＳＡと、流通流路１４における最小の断面積ＳＴと、流通流路１４における径大部１４ａの断面積ＳＤと、エアー用ノズル口１２の断面積ＳＢとの関係は、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっていることがより好ましい。
すなわち、ノズル装置１００においては、エアーの流路全体において、下流側に行くほど断面積が小さくなるようにし、流通流路１４にのみ径大部１４ａを設けることが好ましい。
【００４２】
ここで、断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの進行流路の周辺が負圧となるメカニズムについて説明する。
図５の（ａ）は、本発明のノズル装置のように断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合のエアーの吹き付け状態を説明するための説明図である。
図５の（ｂ）に示すように、断面積が小さい流路から断面積が大きい流路にエアーが流通した場合は、エアーの進行流路の周辺にはエアー圧がかからず、逆に、ベンチュリ効果により、エアーの進行流路の周辺が負圧となる。そうすると、エアーの進行流路の周辺において、エアーの逆流が生じ、例えば、巻き上がった薬液に基づく固形物が経時的にエアーのノズルに付着してしまうことになる。
【００４３】
それに対し、図５の（ａ）に示すように、断面積が大きい流路から断面積が小さい流路にエアーが流通した場合は、流路内全体に渡ってエアーが進行するため、エアーの進行流路の周辺が負圧となることがない。このため、エアーの逆流が確実に防止され、その結果、ノズル装置１００においては、エアーを効率良く吹き付けることができると共に、走行体５０に薬液Ｙを高い付着率で付与することが可能となる。
【００４４】
本実施形態に係るノズル装置１００において、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧は、０．０４〜０．１５ＭＰａであることが好ましい。この場合、効率良く確実に薬液を吐出することが可能となる。
【００４５】
また、エアー導入流路１３に導入されるエアーのエアー圧は、０．０２〜０．３ＭＰａであることが好ましい。
エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が０．０２ＭＰａ未満であると、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が上記範囲内にある場合と比較して、随伴流を十分に遮断できず、巻き上がった薬液を十分に押さえつけることができない。
一方、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が０．３ＭＰａを超えると、エアー導入流路１３に導入されるエアー圧が上記範囲内にある場合と比較して、吹き付けられるエアー自体が乱流となり、薬液の走行体５０への付着を阻害する傾向がある。
【００４６】
ノズル装置１００において、薬液用ノズル口１の先端から、薬液Ｙの吐出方向と走行体５０との交点までの距離が３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。この場合、超高速の抄紙機においても走行体５０に対して薬液を確実に付与することができ、薬液の飛散も十分に抑制できる。
【００４７】
本実施形態に係るノズル装置１００は、抄紙機における走行体５０に対して薬液Ｙを付与するために用いられる。
走行体５０としては、紙体、ワイヤ、フェルト、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロール等が挙げられる。
これらの中でも、ノズル装置１００は、紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールに用いられることが好ましい。一般に、抄紙機における紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールは高速で走行し、汚れ、ピッチ、紙のほつれ等が生じやすいことから、これらを効果的に防止できる。
【００４８】
薬液Ｙとしては、湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤等が挙げられる。
ノズル装置１００は、薬液Ｙを走行体５０に確実に付与することができるので、薬液Ｙが付与された走行体５０は、付与される薬液Ｙに基づく機能を確実に発揮することができる。
【００４９】
なお、薬液Ｙの粘度は、５００ｃｐｓ以下であることが好ましく、１〜２００ｃｐｓであることがより好ましい。この場合、薬液Ｙを確実に走行体５０に付与することができると共に、薬液の飛散も十分に抑制できる。
【００５０】
本実施形態に係るノズル装置１００において、薬液Ｙ及びエアーは、図示しないポンプユニットから供給される。なお、ポンプユニットからエアーが供給されるパイプの断面積は、チューブ７の断面積ＳＣ以上とすることが好ましい。
【００５１】
次に、本実施形態に係るノズル装置１００を用いる薬液の付与方法について説明する。
図６は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた例を模式的に示す斜視図である。
図６に示すように、抄紙機１０１は、回動可能なドラム４５を有し、当該ドラム４５には走行体５０が配置されている。そして、上記ドラム４５の回動に基づいて、走行体５０が走行方向Ｐに向かって走行するようになっている。
【００５２】
抄紙機１０１において、ドラム４５の上方には走査手段３０が取り付けられている。この走査手段３０には、該走査手段３０の長さ方向に向かって往復走査する駆動装置４３が取り付けられており、かかる駆動装置４３にはノズル装置１００が走行体５０に向かって薬液が吐出できるように取り付けられている。なお、このときノズル装置１００は、吐出される薬液Ｙが走行体５０に十分に付与されるように走行体５０の走行方向Ｐと薬液Ｙの吐出方向との角度を調整して取り付けられている。
【００５３】
そして、走行体５０を走行方向Ｐに向かって走行させながら、駆動装置４３と共にノズル装置１００を往復走査させ、ノズル装置１００から薬液を走行体５０に向かって吐出させることにより、走行体５０に薬液Ｙが付与される。
このとき、ノズル装置１００の薬液用ノズル口１から薬液が付与されると共に、エアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられる。
【００５４】
上記薬液の付与方法においては、ノズル装置１００を用いるので、エアー用ノズル口１２が固形物によって詰まるのを抑制できる。
また、薬液用ノズル口１から薬液Ｙが付与されると同時に、エアー用ノズル口１２からエアーが吹き付けられるので、超高速の抄紙機１０１においても走行体５０に対して薬液Ｙを確実に付与することができると共に、薬液Ｙの飛散も十分に抑制できる。
【００５５】
また、上記薬液の付与方法は、抄紙機１０１に走査手段３０が取り付けられており、ノズル装置１００が走査手段３０により往復走査されるので、ノズル装置１００の数が１つであっても確実に薬液Ｙを走行体５０に付与できる。なお、ノズル装置１００の数が１つであると、メンテナンスが容易であり、コスト面でも有利である。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態におけるノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１が円形状となっているが、スリット状、リング状等であってもよい。
【００５８】
本実施形態におけるノズル装置１００においては、薬液用ノズル口１と、エアー用ノズル口１２とが走行方向Ｐに対して一列に配置されているが、必ずしも一列である必要はない。
【００５９】
本実施形態におけるノズル装置１００は、ノズル本体部２と、エアー本体部１０とが別体となっているが、一体となっていてもよい。
【００６０】
本実施形態に係るノズル装置１００は、抄紙機以外にも、食品加工や繊維加工等に用いることができる。
【００６１】
上述した本実施形態に係るノズル装置１００を抄紙機１０１に用いた例においては、ノズル装置１００が１つ抄紙機１０１に取り付けられているが、ノズル装置１００が抄紙機に複数取り付けられていてもよい。
【００６２】
図７は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す斜視図である。
図７に示すように、抄紙機には、走査手段３０に当該走査手段３０の長さ方向に向かって往復走査する駆動装置４３が複数取り付けられており、それぞれの駆動装置４３にノズル装置１００が走行体５０に向かって薬液が吐出されるように取り付けられていてもよい。
【００６３】
図８は、本実施形態に係るノズル装置を抄紙機に用いた他の例を概略的に示す上面図である。
図８に示すように、複数のノズル装置１００が所定の本体７０に取り付けられていてもよい。すなわち、これを抄紙機に用いた場合、本体７０に取り付けられた複数のノズル装置１００から同時に薬液が吐出されるため、ノズル装置１００の往復走査は不要である。
なお、本体７０には、図示しないチューブ、薬液供給管、及び吐出空気供給管が内蔵されている。また、図示しない走行体は走行方向Ｐに向かって走行する（走行方向）。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明のノズル装置を使った実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１〜１０及び比較例１）
図４に示すエアー導入流路の断面積ＳＡと、流通経路の径大部の断面積ＳＤと、流通経路の径小部の断面積ＳＴと、エアー用ノズル口の断面積ＳＢとを表１に示す値に調整したノズル装置を準備した。なお、実施例８〜１０は、径大部の断面積を径小部の断面積より小さくしている。すなわち、径大部に径小部の働きをさせ、径小部に径大部の働きをさせている。
【００６６】
（表１）
【００６７】
（評価１）
図９に示すように、実施例１〜１０及び比較例１で得られたノズル装置をエアー用ノズル口が所定の角度θを有するように下に向けて配置し、ノズル装置との散布距離Ｌが１０ｃｍとなるように下方にＳＵＳ板８１及び該ＳＵＳ板８１の下に秤８０を配置した。
そして、薬液としてダスクリーンＲ４０９Ｓ（離型剤、粘度３ｃｐｓ、株式会社メンテック社製）を用い、随伴流Ｒの代わりに３．０ｍ／ｓの風を側面から吹き付け、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧が０．１ＭＰａとなるようにして１分間薬液を吹き付け、同時に、エアーのエアー圧が０．３ＭＰａとなるようにして１分間エアーを吹き付けた。
ＳＵＳ板８１に付着された薬液の量、及び、吐出された薬液の量から、付着率（ＳＵＳ板８１に付着された薬液の量×１００／吐出された薬液の量）を測定した。
得られた結果を表２に示す。
【００６８】
（表２）
【００６９】
表２の結果より、本発明に係るノズル装置を用いた実施例１〜１０は、本発明によらない比較例１と比較して、十分に高い付着率で薬液を走行体に付着できることが確認された。特に、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
を満たす実施例１，２，３及び８は、極めて優れた付着率を示した。
【００７０】
（評価２）
実施例３及び比較例１のノズル装置を用い、薬液としてダスクリーンＲ４０９Ｓ（離型剤、粘度３ｃｐｓ、株式会社メンテック社製）を用い、随伴流Ｒの代わりに３．０ｍ／ｓの風を側面から吹き付け、吐出エアー供給管８ｂを流通するエアーのエアー圧が０．１ＭＰａとなるようにして２週間薬液を吹き付け、同時に、エアーのエアー圧が０．３ＭＰａとなるようにして２週間エアーを吹き付けた。
２週間後のノズル装置の写真を図１０及び図１１に示す。なお、図１０は、評価２における実施例３のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。また、図１１は、評価２における比較例１のノズル装置のうちのノズル本体部の写真である。
【００７１】
図１０及び図１１より、本発明に係るノズル装置を用いた実施例３は、本発明によらない比較例１と比較して、ノズル本体部への固形物の付着が少ないことから、エアーの吹き付け力が格段に向上しており、エアーを効率良く吹き付けることができているといえる。
【００７２】
以上の結果より、本発明のノズル装置によれば、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のノ７２ズル装置は、抄紙機における走行体に対して薬液を付与するための装置として好適に用いられる。本発明のノズル装置によれば、エアーを効率良く吹き付けることができ、且つ走行体に薬液を高い付着率で付与することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・薬液用ノズル口
２・・・ノズル本体部
５ａ，５ｂ・・・アーム部
７・・・チューブ
８ａ・・・薬液供給管
８ｂ・・・吐出エアー供給管
１０・・・エアー本体部
１２・・・エアー用ノズル口
１２ａ・・・上流側エアー用ノズル口（エアー用ノズル口）
１２ｂ・・・下流側エアー用ノズル口（エアー用ノズル口）
１３・・・エアー導入流路
１４・・・流通流路
１４ａ・・・径大部
１４ｂ・・・径小部
３０・・・走査手段
４３・・・駆動装置
４５・・・ドラム
５０・・・走行体
７０・・・本体
８０・・・秤
８１・・・ＳＵＳ板
１００・・・ノズル装置
１０１・・・抄紙機
Ａ１，Ａ２・・・エアー
Ｌ・・・散布距離
Ｐ・・・走行方向
Ｒ・・・随伴流
ＳＤ・・・径大部の断面積
ＳＴ・・・径小部の断面積
ＳＡ・・・エアー導入流路の断面積
ＳＢ・・・エアー用ノズル口の断面積
ＳＣ・・・チューブの断面積
Ｔａ・・・薬液流路
Ｔｂ・・・吐出エアー流路
Ｙ・・・薬液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機における走行体に対して薬液を付与するためのノズル装置であって、
前記薬液を吐出可能な薬液用ノズル口を有するノズル本体部と、
吐出された前記薬液を挟み込むように、前記ノズル本体部の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部と、
を備え、
前記エアー本体部が、エアーが導入されるエアー導入流路と、該エアー導入流路に連通する前後一対の流通流路と、該流通流路それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口と、を有し、
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置。
【請求項２】
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記流通流路における最小の断面積ＳＴと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている請求項１記載のノズル装置。
【請求項３】
前記流通流路には、エアーを溜めるための径大部が設けられている請求項１又は２に記載のノズル装置。
【請求項４】
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記流通流路における最小の断面積ＳＴと、前記流通流路における前記径大部の断面積ＳＤと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている請求項３記載のノズル装置。
【請求項５】
前記薬液用ノズル口及び一対の前記エアー用ノズル口が前記走行体の走行方向に沿って配列されており、
前記薬液用ノズル口が円形状であり、前記エアー用ノズル口がスリット状である請求項１〜４のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項６】
前記エアー導入流路に導入されるエアーのエアー圧が０．０２〜０．３ＭＰａである請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項７】
前記走行体が紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールであり、
前記薬液が湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤を含むものである請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項８】
前記抄紙機には走査手段が取り付けられており、
該走査手段により往復走査される請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項１】
抄紙機における走行体に対して薬液を付与するためのノズル装置であって、
前記薬液を吐出可能な薬液用ノズル口を有するノズル本体部と、
吐出された前記薬液を挟み込むように、前記ノズル本体部の両側からエアーを吹き付け可能なエアー本体部と、
を備え、
前記エアー本体部が、エアーが導入されるエアー導入流路と、該エアー導入流路に連通する前後一対の流通流路と、該流通流路それぞれに連通しエアーが吐出される一対のエアー用ノズル口と、を有し、
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＢ
となっているノズル装置。
【請求項２】
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記流通流路における最小の断面積ＳＴと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている請求項１記載のノズル装置。
【請求項３】
前記流通流路には、エアーを溜めるための径大部が設けられている請求項１又は２に記載のノズル装置。
【請求項４】
前記エアー導入流路の断面積ＳＡと、前記流通流路における最小の断面積ＳＴと、前記流通流路における前記径大部の断面積ＳＤと、前記エアー用ノズル口の断面積ＳＢとの関係が、
ＳＤ≧ＳＡ≧ＳＴ≧ＳＢ
となっている請求項３記載のノズル装置。
【請求項５】
前記薬液用ノズル口及び一対の前記エアー用ノズル口が前記走行体の走行方向に沿って配列されており、
前記薬液用ノズル口が円形状であり、前記エアー用ノズル口がスリット状である請求項１〜４のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項６】
前記エアー導入流路に導入されるエアーのエアー圧が０．０２〜０．３ＭＰａである請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項７】
前記走行体が紙体、カンバス、ドライヤーロール、カレンダーロール又はカンバスロールであり、
前記薬液が湿潤紙力剤、洗浄剤、ピッチコントロール剤、汚染防止剤又は離型剤を含むものである請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項８】
前記抄紙機には走査手段が取り付けられており、
該走査手段により往復走査される請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４０４３２（Ｐ２０１３−４０４３２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８００００（Ｐ２０１１−１８００００）
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（５９４０２０８０２）株式会社メンテック (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１９日（２０１１．８．１９）
【出願人】（５９４０２０８０２）株式会社メンテック (7)
【Ｆターム（参考）】
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