JPH034830B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動するウエブを乾燥するための装
置に関し、特に均一な水分曲線を与えるため個別
的に制御しうる、移動するウエブの横断方向に配
置された輻射線ヒータに関する。

Knneth Ostrow等の名前で1982年７月６日に
出願された、横断方向ウエブドライヤと題する、
本出願の原米国特許出願と共に係属中の米国特許
出願第395864号に記載されているように、連続的
に移動する紙シートが生産されつつある製紙工程
において、乾燥は、通常円筒形の蒸気ドラムによ
り遂行されるが、縁から縁へ不均一であることが
知られている。換言すれば、条（縞）が生ずる。
これは、不均一な品質の生産品を生じさせる。上
述の共に係属中のOstrow出願は、紙のウエブを
横切る水分含有量のバラツキの効率的な修正の利
益とこの目的を効率的に遂行するための制御シス
テムを開示している。更に詳しく言えば、この制
御システムは、横断方向ウエブドライヤの個々の
ドライヤモジユールについて作用する。本発明
は、ドライヤユニツトそれ自体の細部を開示し且
つ請求する。

横断方向ドライヤユニツトは、以前に
Rauskolbの米国特許第3293770号のように示唆さ
れた。ここでは、４つの細長いバーナユニツト
が、移動するウエブを横切つて配置されている。
そして各バーナユニツトは、個々の手動操作の弁
制御装置を有し、バーナが、ウエブを横切る乾燥
した又は湿つた縞を除去しようと試み得るように
なつている。例えば溶融石英輻射表面の使用によ
り織物及び紙等を乾燥するための赤外線ヒータの
使用は、発明者としてのCahnmanによる米国特
許第3864546号に示唆されている。ここでは、ヒ
ータは、ウエブの過熱を防ぐため、ウエブの変位
の方向に対して横断して延びる夫々の軸線の周り
に枢軸旋回しうる。即ち、ウエブが停止すると
き、ヒータは上方へ枢軸旋回される。

発明者としてのZimmermannに対し付与され
た米国特許第3499232号は、着脱可能な加熱ユニ
ツトを有するドライヤを例示している。各加熱ユ
ニツトは、加熱要素を有し、加熱要素は、それが
乾燥している移動するウエブに隣接して、その底
部に溶融した石英板を有する。加熱モジユール又
はケーシングは、十分な取付け間隙を有し、空気
がこの隙間を通して流れて移動するウエブ上に衝
突して乾燥効果を高めるようになつている。

ミネソタ州、ミネアポリスのResearch Inc.は、
タングステンフイラメントの管状石英ランプ用の
高密度の輻射線ヒータを明らかに製造している。
冷却されている加工片又は材料がヒータの空気冷
却により対流冷却されることを防ぐために、きれ
いな石英の窓がランプを包囲している。

効果的なドライヤユニツトを与える際、周囲の
条件は、例えば製紙機械において非常に厳しいの
は勿論である。従つて、例えば低コストで高い強
度と高い効率を有する多数のドライヤモジユール
を与える。容易に保守可能で且つ故障を受けない
全体的乾燥装置を与えるためにも、ドライヤユニ
ツトは、移動する紙の比較的に大きいウエブの幅
を横切つて容易に装着されうることが望ましい。
このような装置の故障は、勿論、製紙機械に情況
においては全工程の操業休止を必要とするかも知
れないので非常に重大である。

従つて、本発明の目的は、移動するウエブの水
分曲線を制御するための改良された装置を提供す
ることである。

上述の目的に従つて、この装置は、横断方向に
ウエブと少くとも同じ大きさの長さを有し且つ乾
燥装置に対する主要な構造支持体を形成する細長
い構造部材を包含する。支持手段は、複数のドラ
イヤモジユールを相並ぶ関係に受入れ、ウエブを
乾燥させるためウエブを横切つて適所にドライヤ
モジユールを取替え可能に支持する。支持手段
は、構造部材から片持ちされてそこへ固定されて
いる。また、ウエブに接近する方へ延びウエブか
ら離れる方へドライヤモジユールを回転させるた
めの手段を内設した構造部材を両端において回転
可能に支持するための固定された支持手段であ
る。

第１図は、本発明を具体化している乾燥装置１
０を示し、乾燥装置１０は、矢印１２で示す運動
方向を有する移動する紙シートすなわちウエブ１
１に対し横断して又は横方向に配置されている。
図示されている位置において、装置内に含まれた
ドライヤユニツトは、移動するウエブ１１に対し
非常に接近しており、例えば１インチ（25.4mm）
未満である。仮想図１３は、ウエブが破れた場合
に熱源を急速に除去し、個々の加熱要素に対する
損傷を防ぐために、ウエブから離れる方へ回転さ
れた装置を示している。

共に係属中のOstrow出願に記載されているよ
うに、ドライヤは、紙の個々の帯域又は薄片を個
個の仕様は乾燥しうるように、紙を横切つて相並
ぶ関係にある、いくつかの個別に制御されるヒー
タモジユールを有する。装置１０は、ユニツト当
り４つのヒータモジユール又はドライヤモジユー
ルをもついくつかの乾燥ユニツト１６ａ〜１６ｇ
を包含する。勿論、ユニツト１６の数は、ウエブ
の幅に従つて変化し、図示されている数は単なる
例示にすぎない。ユニツト１６ａ〜１６ｇのため
の各カバーは、ドライヤモジユールへの接近を容
易にするための掛け金２９ａ，２９ｂを有する。

乾燥装置の各端部には、固定された垂直支持体
１８ａ，１８ｂ上に夫々装着された支持手段１７
ａと１７ｂがある。１９で示す油圧駆動システム
は、各端部支持体１７ａ，１７ｂの中へ組み込ま
れている。これらは、作動されると、仮想図１３
で示すように紙の上方の乾燥装置の部分を紙から
離れる方へ回転させ、そして再び戻して紙へ接近
させるように回転させる。この回転は、２１で仮
想図で示す円形導管の形状の大きい直径の細長い
構造部材の周りで生ずる。正方形状の部材又は他
の均等物をも使用することができる。枢軸旋回さ
れる装置全体は、乾燥装置に対する主要な構造支
持体として役立つこの構造部材の周りに片持ちさ
れている。従つて、構造部材の端部は、端部片１
７ａ，１７ｂ内の軸受内に軸支される。

各油圧アクチユエータユニツト１９は、枢軸点
２３で端部支持体へ固定されたシリンダ２２を包
含する。アクチユエータの端部２４は、乾燥装置
の中央部分１３へ枢軸結合されている。端部２６
は、ピストンの延ばされた状態を示している。

中空の構造部材２１は、乾燥装置の主要構造支
持体として役立つことに加えて、装置内の電気配
線用の導管としても作用する。

冷却空気は、端部パネルの１つへホース２８に
より結合された強制空気ブロア２７により与えら
れる。実際には、ドライヤユニツト１６ａ〜１６
ｇの中へ空気を導入するため何れかの端部パネル
を適当に用いることができる。この相並ぶユニツ
トは、連続的な主要空気プレナム３０（第４図参
照）である包囲された構造体を形成する。

第２図は、破断されたユニツト１６ｇのカバー
２０と、個々のヒータモジユール３１の１つと、
もう１つの一部分を示す。これらは、枢軸旋回さ
れる構造体により支持され、修理を容易にするよ
うに取替え可能である。油圧アクチユエータ１９
は、中央部分の端部壁４１へ２４の所で枢軸結合
されている。同じ構造体が対向端１７ａにある。

モジユール３１は、構造部材２１内の透孔３４
からヒータモジユールそれ自体へ外方へ延びる導
電体の対３２，３３等により、共に係属中の
Ostrow出願により詳しく説明されているように、
個別的に電力を供給され且つ制御される。この導
電体は、個々のヒータモジユールの典型的な電力
出力が、480ボルトで24キロワツトであるので、
かなり顕著な大きさである。

従つて、明らかなように、部材２１は、その構
造支持機能に加えて、ドライヤモジユールへエネ
ルギを供給する電気導体を（透孔３４を介して）
支持し且つ冷却する。

端部支持体１７ａ，１７ｂを熱から絶縁するた
めに、枢軸旋回する中央部分は、各端部に断熱材
料の厚板４２を有する。

乾燥装置の中央部分は枢軸旋回されるので、一
対の軸受３６ａ，３６ｂが端部１７ａ，１７ｂに
設けられる。軸受は第３図に詳細に示されてお
り、固定された軸受支持体が取付ブロツク３８を
与える端部支持体１７ｂの壁３７により与えら
れ、取付ブロツク３８の上に軸受帯３９が締結さ
れる。軸受自体は、焼結された真鍮、例えば典型
的なジヤーナルスリーブ軸受である。

第４図は、乾燥ユニツト全体の断面図であり、
装置が主要構造部材２１へ効果的に固定され且つ
その上に片持ちされる方法をよく示している。更
に、それは、ドライヤモジユール３１を相並ぶ関
係に取替え可能に支持することを可能とする。詳
しく言えば、羽根形の支持部分４３と４４が、構
造部材２１から延び且つ構造部材２１へ溶接され
ている。下方部分４４は、棚４６を有し、その棚
４６の上にヒータモジユール３１の一端が載つて
支えられている。対向する棚の部分４７は、ダツ
シユ線で示されている部分的に切除された離間さ
れたブラケツト４８により支持され、ブラケツト
４８は、羽根形ブラケツト４３へ固定されてい
る。これらは、例えば４番目のユニツト１６ごと
に離間されている。棚領域４６と４７の間には、
石英ランプヒータ５１用の開いた空間があり、そ
の各ドライヤユニツト３７は、そのすぐ下にある
紙の上に作用するように数個を含んでいる。ヒー
タモジユール３１の石英ランプヒータ５１は、移
動するウエブの方向１２（第１図）と一致する軸
線を有する。ランプは、ヒータ５１を横切つて接
続された端子５２と５３と導電体３２を通してエ
ネルギを供給される。第３の導電体３５は、安全
接地接続を与える。

各ドライヤモジユールの頂部は、プレナム室５
６の中へ空気を入れる多数の孔５５（第２図参
照）をもつ凹み付き板５４である。空気は、主要
空気プレナム３０を通して強制空気ブロアシステ
ムにより供給されるのは勿論である。プレナム５
６は、第５図によく示されているスロツト付きセ
ラミツク厚板又はタイル５７により形成されたそ
の底側を有する。そこには、石英ランプヒータと
ほぼ同じ多くのスロツトがある。スロツト付セラ
ミツク板５７は、セラミツクのかみ合いブロツク
５９と６１によりドライヤモジユールのフレーム
内に支持されている。これらのセラミツクのブロ
ツクとタイルそれ自体の両者は、アルミナのよう
な材料から構成することができる。

更に、空気はスコツプ４９と５０（第４図参
照）により拾い上げられ、スコツプ４９と５０は
矢印で示すように空気を石英ヒータ５１の両端５
１へ向ける。ランプ５１の端部は、最も故障し易
い箇所であるので、本体より冷たく維持されなけ
ればならない。スコツプは適切な空気の流れを保
証する。

石英板６０は、各ヒータモジユール３１の底部
を閉じている。石英板６０は、実際には、ヒータ
要素５１に平行な板６０の中央線に生ずるスリツ
ト６５で、第６図によく示されているように２つ
の部分６０ａと６０ｂに分割されている。更に、
石英板６０は、第４図に示すようにＵ字形端部片
６２と６３によりその端部においてのみ保持され
ているので、隣接するヒータモジユールの板と板
の間にスリツト６６第６図が形成される。スリツ
ト６５と６６は、冷却空気がシート材料１１と石
英板６０との間の空間へ逃げて次に第４図の矢印
で示すようにモジユール３１の前部と後部から出
ることを可能とする。

第４図に部分的に画かれているように、可視光
線の量を減少し又は除去するために、石英ガラス
板６０の何れかの側へ光学塗料６４を塗布しても
よい。これは、近くにいる作業者の利益のためで
あり、もしもこの光学被覆がなければ、作業者は
可視光線により不利な影響を受け又は悩まされる
かも知れない。石英板内にただ１つの中心線スリ
ツト６５が示されているけれども、用途に応じ
て、正しい空気の流れと背圧を与えるため、より
広い又はより狭い幅をもつ２つ以上のスリツトを
用いることができる。

前述の構成はいくつかの利点を有する。それ
は、石英ランプからの冷却空気の排気を可能とす
ると共に、移動するウエブと加熱モジユールとの
間に比較的に冷たい空気を与えるためにこの排出
空気を利用する。換言すれば、比較的に冷い空気
が紙とヒータモジユールとの間に与えられる。何
故ならば、第６図に示されているように、空気の
循環が、石英板内のスリツト６５と側方スリツト
６６を経て、湿つた空気を、乾燥されつつあるウ
エブ１１の表面から絶えず吹き払うためである。
ウエブを熱いヒータから離して維持し、従つて火
災の危険を減少させる、という保護の目的もあ
る。ガラス板は、紙又はウエブ材料がヒータ要素
に打ち当るのを防ぎ、ヒータ要素は、その型に左
右されるが、高い機械的強度を持たなくてもよ
い。最後に、逆流（back−flow）圧力は、プレ
ナム５６がすべてのモジユール３１へ空気の均一
な分布を与えることを可能とする。

用途に左右されるが、例えば、加熱要素が保護
を必要としない場合には、石英ランプから紙シー
トへ空気の自由な流れを許すようにガラス板を完
全に除去することができる。

第６図は、プレナム５６の中へ空気を入れる孔
をもつ凹み付き頂部板５４をもつヒータモジユー
ルの断面を示し、プレナム５６の中へ入つた空気
は、プレナムにより均一にされた後、セラミツク
ヒータタイル５７内のスロツト５８の全部を通し
て等しく良く流れる。いくつかの石英ヒータのチ
ユーブ又はランプ５１は、スロツト５８から幾分
片寄りされており、それ故直接の空気の流れをそ
の上に受けない。更に、この片寄りは、輻射エネ
ルギが“視線（line of slght）”の傍をスロツト
を通してプレナム室５６へ伝達されるのを防止す
る。この空気は、勿論、ヒータ包囲体の両方に対
して冷却を与え、ヒータ包囲体自体は、石英であ
るので、冷却をなお必要とするのに十分な量以外
は輻射エネルギの多くを吸収しない。

第７図と第８図は、今５１′で指示されている
加熱要素の他の実施態様を示す。第４図と組合せ
て説明したように、ヒータ要素の端部を冷却する
ように空気を特に導くために空気スコツプ４９と
５０が用いられる。高い温度に巻き込まれるの
で、ヒータ要素のこれらの部分の冷却が重要であ
ることが判明した。第４図に示すように、ヒータ
要素は、メーカから入手できる標準品の箱型包囲
体で蓋をされる。

然しながら、第７図に示すように、これらの包
囲体は、今、ヒータ要素の狭まれた平坦な端部６
７だけを残して除去されている。これらの端部は
クリツプ６８により保持されている。そして、絶
縁スリーブ７１により保護された電気導体６９が
各端部から延びている。

空気は、例えば、矢印７２で示すように１つの
空気スコツプから流れる。狭まれた平坦部分６７
に関して管５１′の中央部分より生じさせられた
収縮（くびれ）により、ベンチユリ型効果が、空
気の流量又は空気の体積流量を加速するものと信
じられる。従つて、加熱要素の重要な端部が、一
層効果的に冷却される。そして、これはまた、標
準の端キヤツプなしに、端部６７が今冷却空気に
実質的に十分にさらされるという理由からも、上
述の通り本当である。クリツプ６８は、より良好
な冷却を与えるために端部６７の表面積のうちの
僅かな部分のみを覆つている、ということに留意
されたい。

第７図と第８図の実施態様においてなされたも
う１つの修正は、第８図に最もよく示されている
ように、断熱ヒータタイル５７（第６図）がスロ
ツト５８を除去して中実の隔壁５７′を与えるよ
うに修正されたことである。従つて、これは、プ
レナム３０（完全に包囲された構造を横切つて延
びている、第４図参照）からの空気の流量の実質
的に全体を、空気スコツプ４９と５０を経て、ま
ずヒータ要素５１′の端部６７の上へ流し、次に
ヒータ要素自体の上へ流させる。

その後、勿論、前述のように、石英保護板６０
はスリツト６５と６６（第６図）を含み、冷却空
気が紙１１と板６０との間の隙間へ逃げることを
可能とするようになつている。

タイル５７′は今、中実であるので、第４図と
第６図に示すプレナム室５６は省略されてよく、
その代りに、板５４を孔５５のない中実とするこ
とができる。

従つて、要約すると、片持ちされた乾燥装置の
残余部分を支持する構造部材２１の使用により、
ドライヤユニツトの構造が非常に簡単となる。そ
の上、単にカバー２０の１つを開いて電気的接続
を除去するだけで、何れの個々のドライヤモジユ
ール３１をも迅速に取替えることができる。個々
の石英加熱ランプが各端部でクリツプにより保持
されているので、ヒータモジユールがフレームの
外にあるとき、石英加熱ランプは容易に除去され
る。最後に、ヒータモジユールを通しての空気循
環のために、乾燥装置の残余部分が、温度が均一
化するのに役立ち、熱いスポツトを防ぎ、そして
一般にすべての構造部品の寿命を延ばすのに役立
つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化している装置の斜視
図であり、製紙機械上へのその据付けを示す。第
２図は、第１図の一部分の、一部切除拡大上面図
である。第３図は、第２図の３−３線に沿つてと
られた部分断面図である。第４図は、第２図の４
−４線に沿つてとられた断面図である。第５図
は、第４図の５−５線に沿つてとられたヒータモ
ジユール部分の上面図である。第６図は、第４図
の６−６線に沿つてとられた部分断面図である。
第７図は、本発明の他の実施態様を示す部分斜視
図である。第８図は、他の実施態様の部分断面図
であるが、第４図に類似の図である。 １０……乾燥装置、３１……ドライヤモジユー
ル、ヒータモジユール、２１……構造部材、１７
ａ，１７ｂ……支持手段、１８ａ，１８ｂ……固
定された垂直支持体、３０……主要空気プレナ
ム、５６……プレナム室、６５……スリツト、６
６……スリツト、５７′……隔壁、５１′……ヒー
タ要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動するウエブの乾燥装置であつて、少くと
   も前記ウエブの横断方向の寸法と同じ長さを有し
   かつ前記ウエブを乾燥させるための互に並置され
   た複数のヒータモジユールを支持する細長い構造
   部材を備えており、各ドライヤモジユールが、前
   記ウエブに近接して平行に間隔を隔てて配置され
   た細長いヒータ要素と、該ヒータ要素と前記ウエ
   ブとの間で前記ドライヤモジユールにより支持さ
   れておりかつ前記ヒータ要素の熱輻射を通すこと
   のできる中実の隔壁とを備えている移動するウエ
   ブの乾燥装置において、 前記ヒータモジユールのすべてに連結された空
   気プレナムを有し、 前記ヒータモジユールの各々が、冷却用空気を
   前記空気プレナムに供給するための強制空気手段
   と、前記ヒータ要素を冷却する空気を前記空気プ
   レナムから流すため、前記空気プレナムとヒータ
   要素との間に設けた空気通路と、前記空気プレナ
   ムからの空気を前記ヒータ要素を横切つて前記ウ
   エブと隔壁との間の空気に流すべく前記隔壁に形
   成した少くとも１つの開口部とを備えていること
   を特徴とする移動するウエブの乾燥装置。 ２ 前記隔壁に形成した前記開口部は、前記ヒー
   タ要素に平行なスリツトであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の移動するウエブの
   乾燥装置。 ３ 前記隔壁はその両端部のみが保持されてい
   て、互に隣り合うヒータモジユールの間に空気を
   流すための付加的なスリツトが形成してあること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の移動
   するウエブの乾燥装置。 ４ 前記ヒータ要素はガラス管の形状をなし、そ
   の両端部は偏平になつていて両端部からは電気導
   体が延びており、前記ヒータ要素は更に前記偏平
   な両端部に締着される１対の保持用クリツプを有
   し、ガラス管の平坦な両端部および前記クリツプ
   によつて、前記冷却用空気が自由に流れてガラス
   管を冷却できることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の移動するウエブの乾燥装置。 ５ 前記隔壁には、可視光線を遮断する塗料が塗
   布してあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の移動するウエブの乾燥装置。