JPH0260794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気により加熱されるようにした、
特に抄紙機のための、乾燥用シリンダに関する。

本発明は、好ましくは外径が極端な場合６メー
トル以上になり且つ（2000メートル／分のオーダ
ーの）高速で作動する抄紙機のために企図された
所謂クレープ用シリンダに適用され得る。この種
クレープ用シリンダは、高い作動速度がシリンダ
ジヤケツト内で非常に高い熱流密度を引き起こす
から、比較的高い圧力の蒸気により加熱される。
しかしながら、強光択仕上げ用シリンダは低い作
動速度で運転され且つ低い圧力の蒸気により加熱
されるが、本発明はこの強光択仕上げ用シリンダ
にも適用され得る。

先行技術による装置は以下の出版物において開
示されている。

１ フオイトの出版物P2253、 ２ ドイツ公告明細書第1160723号（米国特許第
3099543号と同じ）、 ３ ヴオツヘンブラツト、フユア、パピエルフア
ブリカチオーン（Wochenblatt fu¨r
Papierfabrikation）1977年、447乃至458頁。

乾燥用シリンダの主要な部品は、シリンダジヤ
ケツト、二つのシリンダ端部カバー及び中空シヤ
フトである。該ジヤケツトをカバーに固着するた
めに、ジヤケツトは各端部にほゞ長方形の断面を
有するフランジ部分を備えている。出版物１にお
いては該フランジ部分の断面の軸方向の長さはそ
の半径方向の厚さより大きい。さらに各カバーは
断面がＬ字形である連結用フランジ部分を有して
いる。このＬ字は、ジヤケツトとカバーとの間の
比較的大きい軸方向の長さに亘つて心出しが行な
われ得るように、該ジヤケツトのフランジ部分を
取囲む。カバーはシリンダの内側方向に湾曲せし
められ且つ比較的薄い壁部を有している。

出版物２及び３に述べられている乾燥用シリン
ダの端部カバーは、その連結用フランジ部分にお
いて非常に短い心出し面のみを有している。従つ
てシリンダジヤケツトのフランジ部分も軸方向に
かなり短い。出版物２においては僅かに湾曲した
シリンダ端部カバーが備えられており、出版物３
においてはシリンダ端部カバーは円錐形状を有し
ている。

出版物２の第１５図から、乾燥用シリンダが運
転時にどのようにして変形されるかが知られてい
る。シリンダジヤケツトは先づ暖まるにつれて膨
張し、その後熱が乾燥されるべき紙により該ジヤ
ケツトから抽出されるにつれて再び収縮する。こ
れに対して、さらに以下に説明されるように、シ
リンダ端部カバーは全く別様に作用する。シリン
ダ端部カバーはシリンダジヤケツトの変形に追従
し得ないので、比較的大きな応力がシリンダジヤ
ケツトの端部領域に（フランジ部分の近傍で）発
生する。設計者は、この応力がたかだかシリンダ
ジヤケツトの中央部に発生する最大応力に等しい
ことを保証するよう努力している。この目的を達
成するために、多数の異なる処置が従来取られて
きた。

Ａ 出版物２の第１図においては、二つのシリン
ダ端部カバーは複数の連結棒により相互に連結
されている。この手段により、僅かだけ湾曲し
た端部カバーが蒸気圧力の下で外側へ従来より
少ない量だけ屈曲することを保証するように試
られた（第１３図を第１５図と比較して参照）。
しかしながら、この装置は重く且つ高価であ
る。

Ｂ 出版物２の第５図に示された構成により同様
の効果を達成するよう努力されている。ここで
は、中空シヤフトの直径が大きくされ、端部カ
バーは外側に湾曲せしめられている。再び全重
量が増大されてしまう。さらに、端部カバーの
領域における取付長は従来よりも大きい。

Ｃ 出版物３の第３節（454頁）においては、円
錐形の端部カバーによつて、該カバーの内径
（そして中空シヤフトのフランジ部分の直径）
の減少及び同時に起こる端部カバーの壁厚の減
少が有利であると述べられている。しかしなが
ら、円錐形の端部カバーはどんな場合にも蒸気
の圧力に耐え得るように比較的大きな壁厚を有
していなければならない。出版物３はまたはシ
リンダジヤケツトの長さと紙の幅との比の影響
を示している。

特にＡ，Ｂ及びＣは項目の下に引用された構
成は、（軸方向に）非常に短い心出し面のため
に、端部カバーが所望の程度にはシリンダジヤ
ケツトの変形に追従しないので、フランジ連結
部の密着度が所望の程度から大きくはずれるお
それがあるという付加的な欠点を有している。
このおそれは、協働するローラーが乾燥用シリ
ンダに対して押圧されていると、さらに強くな
る。それによつて、振動負荷が前述の応力に加
えられ、この結果、フランジ連結部に漏れが発
生する恐れがある。

Ｄ 出版物１による乾燥用シリンダの場合には、
ジヤケツト端部の応力が許容値を超えないこと
を保証するために、出版物２及び３で使用され
ているものとは異なる方法即ち（長い心出し面
を備えた）フランジ連結部の前述の形状が採用
されている。乾燥用シリンダの完全な密着は比
較的堅いフランジの連結によつても保証され得
る。この構成の他の利点は端部カバーの強く湾
曲した形状である。その結果として、端部カバ
ーは僅かな壁厚を有し得、それにも拘らず蒸気
の圧力の下で僅かだけ変形せしめられるに過ぎ
ない。

しかしながら、出版物１から公知の構成の場
合には、極端に高い作動速度が要求され、従つ
てさらに一層増大した熱流密度が発生すると、
困難が生じ得る。このような場合には、シリン
ダジヤケツトの端部領域における応力を減少せ
しめるための追加の手段が必要であることがわ
かつた。この追加手段は、過熱蒸気が使用され
且つ端部カバーが（エネルギーを節減するため
に）外側に熱絶縁体を備えているときに、特に
必要である。このとき端部カバーは過熱温度に
なり従つて膨張する。この膨張は該端部カバー
によりシリンダジヤケツトに伝達され、かくし
て該シリンダジヤケツトに上述の応力が負荷さ
れる。この理由により、従来過熱蒸気が使用さ
れるときに端部カバーに熱絶縁体を備えること
は許されなかつた。

本発明の基礎となる目的は、フランジ連結部の
完全な密着を保証しながら、シリンダジヤケツト
の応力が極端に高い熱流密度を有するときでさえ
も許容限界内に維持されるように、出版物１から
公知の乾燥用シリンダを改良することである。

従つて、本発明は、シリンダジヤケツトと二つ
のシリンダ端部カバーとを含んでいて、該シリン
ダジヤケツトが各端面に軸方向の長さが短くとも
その半径方向の厚さに等しい断面がほゞ長方形の
フランジ部分を有していて、該シリンダ端部カバ
ーが相対的に薄く且つシリンダの内側方向に湾曲
せしめられた部分と、断面がほゞＬ字形であつて
シリンダの中央部に向つて延びている軸方向アー
ムと半径方向アームとを含んでおり且つ軸方向ア
ームの長さが短くとも半径方向アームの長さに等
しい連結用フランジ部分とを有していて、この連
結用フランジ部分を通る断面で見たときに湾曲し
たカバー部分の中心線と連結用フランジ部分の軸
方向アームの中心線との交点が軸方向アームの中
央領域に在るようにシリンダが構成されている。
蒸気により加熱されるようにした乾燥用シリンダ
を提供する。

本発明に至る考察は、運転時にシリンダ端部カ
バーの連結用フランジ部分の半径方向アームが、
その部分が半径方向外側に向つて一番遠くにある
ので通風により冷却されるという理由で、高い作
動速度でシリンダ端部カバーの他の部分ほどには
加熱されない、という事実を含んでいた。従来の
構成（出版物１）においては、明らかにこの結果
として、端部カバーの連結用フランジ部分の半径
方向アームは該カバーの湾曲部分ほどには半径方
向に膨張しない。これは、Ｌ字形をなす連結用フ
ランジ部分の軸方向アームが端部カバーの湾曲部
分とこの連結用フランジ部分の半径方向アームと
の間に位置することが考慮されるならば、完全に
実行可能である。この考察から、出版物１による
シリンダの場合、端部カバーの相当な熱膨張が発
生すると、フランジ連結部全体が−断面図で見て
−出版物２の第１３図乃至第１５図に示された方
向とは反対の方向に正確に「傾斜」することが推
断され得る。この「傾斜変形」はフランジ連結部
の堅さのためにあまり大きくはないが、熱絶縁体
がカバーの湾曲部分（即ち連結用フランジ部分を
含まない部分）に使用されていると、やかりかな
りの大きさになる。特に過熱蒸気が使用されると
きには、端部カバーの連結用フランジ部分と湾曲
部分との間に特に高い温度差が発生する。

本発明による構成は、上述のフランジ連結部に
おける傾斜変形を妨げる。

好ましくは、前記交点と連結用フランジ部分の
外面との間の距離はたかだか軸方向アームの長さ
の約60％になる。

この距離の僅かな変化により、半径方向に膨張
しようとするシリンダ端部カバーの湾曲部分が、
フランジ連結部がもはや何れの方向にも全く傾斜
しないように、フランジ連結部に作用することを
保証することができる。別の構成においては、出
版物２の意味での計画的な僅かな傾斜変形が達成
され得る。いずれにせよ、端部カバーが非常に加
熱されたときでさえ、シリンダジヤケツトの端部
領域における応力を許容限界内に保持することが
できる。他の変形力例えば作動速度が上がるにつ
れて段々大きくなる遠心力も抑制され得る。

本発明によりなされた解決法は、最初過度の応
力が端部カバーに発生するおそれにより反対され
た。しかしながら、このような疑念は根拠のない
ことが証明された。

この成功は、従来の構成（出版物１）において
使用される非常に堅いフランジ連結部即ち大きな
軸方向長さの心出し面を備えた端部カバー連結用
フランジ部分のＬ字形断面が維持されているとい
う事実に確かに帰せしめられるべきである。かく
して、フランジ連結部の完全な密着が従来と同様
に達成され得る。さらに端部カバーの強い湾曲が
維持されるか或いは一層強められるので、該端部
カバーはなお従来通りに比較的僅かな壁厚を有し
得る。

しかしながら、本発明による構成の基本的な利
点は、従来より実質的に高い温度がシリンダ端部
カバー内で許容され得ることにある。既に述べた
ように、このような高い温度は、過熱蒸気が使用
され且つ（エネルギーを節減するために）シリン
ダ端部カバーが不必要な熱の放出を回避するため
外側に熱絶縁体を備えているとき、発生する。換
言すれば、本発明による構成の結果としてのみ、
過熱蒸気を使用するときに端部カバーに完全に熱
絶縁体を備えることが可能になつた。

第１図において、特に高速テイシユマシンに適
したクレープ用シリンダの以下の部分、即ち、シ
リンダジヤケツト１０、二つのシリンダ端部カバ
ーのうちの一つ１１、中空シヤフト１２及びシリ
ンダの端面に配設された熱絶縁板１３が示されて
いる。シリンダの回転軸は符号９で示され、フラ
ンジの中央部は符号８で示されている。乾燥され
るべき紙ウエブは符号７で示され、該ウエブの幅
は寸法矢印Ｐにより示されている。

さらに詳細には、シリンダジヤケツト１０と端
部カバー１１の間のフランジ連結部を通る断面で
ある第２図からわかる。シリンダジヤケツト１０
は断面がほゞ長方形のフランジ部分１５を有して
いる。その軸方向の長さａはその半径方向の厚さ
ｂより大きい。さらに、熱の移動を増大せしめる
ために円周方向に延びているリブ１６がシリンダ
ジヤケツトの内側に備えられていることがわか
る。

シリンダ端部カバー１１の連結用フランジ部分
１７は断面がＬ字形であつてシリンダ中央部８に
向つて延びている軸方向アーム１８と半径方向ア
ーム１９とを含んでいる。ジヤケツトのフランジ
部分１５の寸法比に従つて、軸方向アーム１８の
長さＡは半径方向アーム１９の長さＢより大き
い。軸方向アーム１８は或る情況では連結用フラ
ンジ部分１７の外側端面２０を越えて延びている
（第２図において鎖線で示された）延長部１８ａ
を有していてもよい。しかしながら、この延長部
は本発明にとつて重要ではない。

ジヤケツト１０及び端部カバー１１は通常の方
法で多数のボルトにより互いに結合されている。
第２図においては、これらのボルトのうちの一つ
の中心線２１のみが示されている。

シリンダ端部カバー１１の内側に湾曲した部分
は第２図において符号２２で示されている。この
湾曲部分２２の曲率と連結用フランジ部分１７に
対する湾曲部分の相対位置は、その中心線２２′
により決定される。該中心線２２′は、外側端面
２０から所定の距離Ｘだけ離れている交点Ｓで軸
方向アーム１８の中心線１８′と交差する。この
距離Ｘはたかだか軸方向アーム１８の長さＡの約
60％である。距離Ｘは好ましくは長さＡの25％乃
至50％の範囲内にある。

湾曲部分２２の壁厚をできるだけ小さくし得る
ようにするために、該湾曲部分には最小可能曲率
半径を付与するように努力されている。曲率の値
はまた交点Ｓにおける中心線１８′及び２２′の間
で測定された角度Ｗによつても表わされる。図示
の例において、この角度は僅か約50゜になる。こ
の角度Ｗはそれにも拘らず他の構成要因特にシリ
ンダジヤケツト１０の最大径と中空シヤフト１２
との比にも依存する。図示の例において、この比
は約３：１である。

例えば軸受と蒸気供給及び凝縮物排出のための
管の如きクレープ用シリンダの他の部分は図面に
は示されていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクレープ用シリンダの一
実施例の部分概略断面図、第２図は第１図の一部
の拡大図である。 ７……紙ウエブ、８……シリンダ中央部、９…
…シリンダ回転軸、１０……シリンダジヤケツ
ト、１１……シリンダ端部カバー、１２……中空
シヤフト、１３……熱絶縁板、１５……フランジ
部分、１６……リブ、１７……連結用フランジ部
分、１８……軸方向アーム、１９……半径方向ア
ーム、２０……外側端面、２１……ボルト中心
線、２２……湾曲部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダジヤケツト１０と二つのシリンダ端
   部カバー１１とを含んでいて、該シリンダジヤケ
   ツト１０が各端面に軸方向の長さａが短くともそ
   の半径方向の厚さｂに等しい断面がほぼ長方形の
   フランジ部分１５を有しており、該シリンダ端部
   カバー１１がシリンダの内部の方向に湾曲せしめ
   られた部分２２と、断面がほぼＬ字形であつてシ
   リンダの中央部に向かつて伸びている軸方向アー
   ム１８と半径方向アーム１９とを含んでおり且つ
   軸方向アーム１８の長さＡが短くとも半径方向ア
   ーム１９の長さＢに等しい連結用フランジ部分１
   ７とを有している、蒸気により加熱されるように
   した乾燥用シリンダにおいて、 上記シリンダ端部カバー１１の壁厚が相対的に
   薄く形成されていると共に、上記の連結用フラン
   ジ部分を通る断面で見たときに上記湾曲せしめら
   れた部分２２の中心線２２′と連結用フランジ部
   分１７の軸方向アーム１８の中心線１８′との交
   点Ｓが軸方向アーム１８の中央領域に在るように
   構成されていて、上記湾曲せしめられた部分２２
   が上記連結用フランジ部分１７に対して何れの方
   向にも傾斜しないように作用するようにしたこと
   を特徴とする、乾燥用シリンダ。 ２ 前記交点と連結用フランジ部分の外側端面と
   の間に距離がたかだか軸方向アームの長さの約60
   ％になるようにしたことを特徴とする、特許請求
   の範囲１に記載の乾燥用シリンダ。 ３ 前記距離が軸方向アームの長さの25％乃至50
   ％の範囲内にあることを特徴とする、特許請求の
   範囲２に記載の乾燥用シリンダ。 ４ シリンダ端部カバーの外側に熱絶縁体が取り
   付けられていることを特徴とする、加熱蒸気を使
   用する特許請求の範囲１から３の何れかに記載の
   乾燥用シリンダ。