JPH03501754A - 製紙装置における連続ペーパーウェブのような材料の赤外線照射による熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の艷　に　の゛　ベーパー ニブへの、　・のための 本発明は、材料の熱処理、特に製紙装置内で連続巻取紙ないしベーパーウェブに 赤外線照射を行うための装置に関し、この装置については、請求の範囲の請求項 １の前提部分で厳密に定義している。

例えば製紙装置内の連続ベーパーウェブを赤外線にさらして当該ベーパーウェブ を全体的に又は部分的に乾燥させることは公知である。赤外線は大きな熱を生ず る可能性があり、これは、照射熱の冷却や、汚点や他の汚損、或は発火及び不均 一な乾燥からベーパーウェブを保護する必要性を伴う、このような保護を達成す るなめに、赤外線やベーパーウェブに影響を与える供給空気及び／又は排気空気 の流れが用いられる。このような流れは、確実な冷却をもたらすと共に、乾燥処 理の効率を下げることなく、ペーパーウェブの進路に悪影響を与えることもない ように提供されるべきである。このような要求は、従来の技術では未だ満足され ていない。

このような装置には、しばしば、紙を通過した熱放射線の一部を反射させるため に対向反射鏡が設けられている。より効果的な乾燥処理を行うために、可能な限 りベーパーウェブの近くに対向反射鏡を配置することが望ましい、しかしながら 、従来、対向反射鏡は、種々の理由から、ベーパーウェブから比較的大きな距離 を置いて配置されなければならず、乾燥効率を下げていた。同じことが放射熱源 を伴う反射鏡にも云え、安全性の理由から、公知の装置内でペーパーウェブから 相当に離して配置されなければならず、効率を非常に悪くしていた。しかし、こ れに関連する重要な点は、ペーパーウェブの案内にある。即ち、これまでは、反 射鏡をペーパーウェブの非常に近傍に配置することで、ベーパーウェブ上の冷却 空気流の影響のために、紙の重さ、構造、湿気含有量、ウェブの進行方向の自由 長さ等と共に、ベーパーウェブの案内に悪影響が及ぼされていた。更に、従来技 術の問題点は、動力の大きな浪費、保守管理を行う困難性、均一な効率の維持及 び頻繁な修理の必要性にある。

本発明の目的は、始めに定義したような種類の装置であって、前記問題点を解決 できる改良型装置を提供することにある０本発明の主目的は、効率レベルを相当 に高めるために、かかる装置の構成要素を可能な限り効率的に用いる基礎を提供 することであり、これらの利点を有するにも拘わらず、安全性も高めることので きる装置を提供することにある。本発明の更に別の目的は、種々の他の面で当該 分野の技術を向上させることにある。

上記目的は、本発明、即ち請求の範囲の請求項１における特徴部分に記載された 要件により特徴付けられた前記種類の装置によって達成される。これらの特徴に よれば、反射鏡を有する放射熱装置を例えばベーパーウェブに非常に近接させて 、即ち、試験結果によれば保護ガラス板とベーパーウェブとの間を２０論−の間 隔として配置することができる。従来と比較すると、従来ではその間隔は約５０ ｍｍであった。このようにして、より広範な乾燥を行えることは勿論であり、効 率レベルも、対向反射体をベーパーウェブに近接して配置することにより、更に 向上される。これらの特徴を有している上に、ベーパーウェブの有効な案内も確 保でき、例えば空気流れによる悪影響を全く受けず、或は掻く僅かしか受けない 、前記特徴は、装置を可能な限り埃から保護するというセーフガードともなる。

相当に自由な空気流がないことにより、今まで考えられなかった清浄度が得られ 、効率及び安全性が共に大幅に向上する。

更に、保護板を重ね合わせるという概念は、乱流や熱膨張が組み合わされたガラ ス面の締め代に影響を与えないという利点を・提供する。

本発明の他の特徴や利点は、添付図面に沿っての以下の説明に述べられており、 図面は、好適ではあるが限定的でない実施例を概略的に示している。

第１図は本発明による装置の断面図である。

第２図は比較的に低圧での状態を示す第１図のＡ−Ａ線に沿っての断面図である 。

第３図は比較的に高圧での第２図に対応する図である。

第４図は第２図による実施例、或は第２図と第３図の中間の実施例の部分図であ る。

第５図は変形実施例を示す第４図に対応する図である。

第６図及び第７図はそれぞれ、ガラスホルダーの好適な実施例を示す側面図と平 面図である。

第１図において、符号１は、本発明に従った好適な実施例の装置を総括的に示し ている。装置１は、例えば細長い外側ハウジング２を備えており、このハウジン グ２には、入口４を有する一側の端壁３と、側壁５と、出ロアを有する上壁６と が設けられている。この外側ハウジング２は、その最下部に示すように、開口８ があり、この開口８は下面のほぼ全体を占め、横方向において細いフランジ９に より制限されている。フランジ９は、好ましくは、側壁５及び端壁３の全周に延 びる枠１０に設けられ、外側ハウジング２の内部に容易に且つ完全に出入りでき るようにしている。

ガラスホルダー１１が下側からフランジ９に取り付けられ、このホルダー１１は 、開口８を概ね覆うガラス板１２を支持している。ガラスホルダー１１の構成及 び機能については第２図〜第５図に沿って以下で詳細に説明する。

両端の端壁３間には内側ハウジング１３が延びており、このハウジング１３は、 上板１４と、側壁１５と、下部開口１６とを有している。下部開口１６は赤外線 ヒーター１７により占められており、該ヒーター１７は、内側ハウジング１３内 に挿入される反射鏡（図示しない）を伴う、この反射鏡は、ガラス板１２の外面 に沿いガラス板１２等と平行になっているベーパーウェブ１８に対向している。

ベーパーウェブ１８は第１図の左方向又は右方向に延びている。

内側ハウジング１３の側壁１５は、排気通路１９を形成するために、外側ハウジ ング２の側壁５から一定距離をおいて配設されている。この排気通路１９は、前 記ヒーター１７と板ガラス１２の内面との間の下部給気ゾーン２０を、上板６と 上板１４との間の上部合流通路２１に連絡する。上部合流通路２１は前譜己出ロ ア内に延び、排気空気を排出できる。

このように、供給空気及び排気空気は閉じた系内で案内される。

ここで、供給空気は、本発明の装置に入る前に濾過されるのが好ましい、また、 排気空気については、その全体を又はその一部を、例えば熱交換器や他のエネル ギー利用装置に利用するようにしても良い。排気空気は純粋状態で提供され、従 って枦遇する必要はない。ハウジングはステンレス鋼等により適宜作られる。

ベーパーウェブの反対側には対向反射鏡２２を設けておくのが好ましい、この反 射鏡２２はそれ自体周知であり、ベーパーウェブを透過した放射線の大部分を反 射して戻す目的があり、このようにして、ベーパーウェブのヒーター１７とは逆 の面も加熱される０本発明により、対向反射鏡はベーパーウェブに比較的に近接 した位置、例えばベーパーウェブから２０−のところに配置され得るが、その距 離は約５０ｍｍが好適であった。

第１図に示されるように、供給空気は入口４から入り、ヒーター１７の周囲、或 はヒーター１７を貫通し、そして給気ゾーン２０、即ち冷却ゾーンを通って両側 壁５へと分配される。入口４が過度の圧力を発生するファン２３に接続されてい るので、或はまた、出ロアが真空状態を形成するファン２４に接続されているの で５供給空気の圧力は容易に調整できる。尚、本発明によれば、排気のためのフ ァンは不必要であろう。

本発明の他の本質的特徴によれば、ガラス板１２は外側ハウジングの全長にわた り直列に、即ち、第１図の紙面に対して直角方向に直列に配置される。ガラス板 は、一体的に並置されたガラスホルダー１１間の距離全体にわたり橋架され、２ ５０〜６００ｍｍ、好ましくは約３５０ｍｍの長さを有する。幅は好ましくは１ ００〜３００■であり、約１５０ｍｍが適当である。この幅は第２図及び第３図 に示す大きさである。また、第２図及び第３図は、本発明の他の重要な特徴、即 ちガラス板の長手側領域２５．２６が互いに重なり合っている点を示している。

この重なり合いは、間隙２７を全て同一方向に向くように、又は、例えば装置の 中心から始まって相反する方向に向くように形成する。

ガラスホルダー１１が第２図及び第３図に概略的に示されている。ガラスホルダ ー１１には、複数枚のガラス板又はガラス板を１枚ずつ受け入れるための連続的 な手段が設けられている。即ち、ガラスホルダー１１には、ガラス板を受け入れ るための渭２９が設けられている。この渭は幅が広いので、溝内でガラス板の重 ね合わせが可能となる。即ち、溝はガラス板の厚さの少なくとも２倍の幅である 。また、各ガラス板について１つずつ？１１２９を設けても良く、渭及び／又は ガラスホルダーが第６図の渭２９で示されるように斜めに設けられても良い。更 に、渭の内部又は外側であって、その下端に、ガラス板の挿入をその方向におい て制限するストッパ手段３０が設けられると良い０本発明の特定の実施例によれ ば、これらのストッパ手段は、前記間隙２７を全体的に或は部分的に形成、延長 若しくは制限するように又は影響を与えるように、形成されると良い、第６図及 び第７図に示される好適な実施例では、ホルダーはその傾斜方向に突出する下部 突出部３１を形成しており、この下部突出部３１上に、ホルダーの反対側に配設 された上部突出部３２が載置できるようになっている。下部突出部３１の前縁部 と、上部突出部３２の対応の縁部とは、簡単な嵌合い関係となるように傾斜させ るのが好ましい。

溝２９に入るガラス板の縁部には、何等かのライニングやパツキン等（図示しな い）が設けられ、間隙２７の幅の調整や調節を適宜行えるよう成る程度の柔軟性 を持たせるのが良い。理論上、間隙２７を通しての圧力降下が低い場合は、ガラ ス板は第２図に示す状態となり″、供給空気は制限された態様で間隙２７を通っ て漏出する。供給空気の流れは同一方向を向き、概ね、ガラス板がら離れてペー パーウェブに向かう方向に流れ、これは成る場合においては有効となる。しかし 、多くの場合、第３図に示す制御、又は第３図〜第５図の状態に近い制御が好ま しい。

これらの場合、間隙２７を介しての圧力降下は比較的に大きく、同時にその圧力 降下によって間隙２７の幅が小さくなる。ガラス板の上側領域２５が、隣接のガ ラス板の下側領域２６に向かって圧力により押し下げられるからである。

このように、自動自己調節が常に行われ、時がたつにつれて摩耗や損傷が生じて も、それにより悪影響を受けない。間隙それ自体においては、より低い圧力が生 じ、従って重なり合うガラス板の領域は互いに吸い付けられる。

残っている極めて狭い間隙を通り、高速の空気流３５が、ペーパーウェブに対向 するガラス板の面に平行に押し出され、同時に、その流れによりガラス板の面が 清潔に保たれると共に冷却される。これは、速度及び相当な運動量によっていわ ゆるコアンダ効果（即ち、空気流は生ずる真空により境界面に向かって吸引され る効果）から得られる。しかし、これらの空気流の量は非常に少ないので、ウェ ブの案内にはいかなる場合にも影響を及ぼさない、これに関連する利点はまた、 部分流が吸引及び押出し効果により互いに補助し合っている点にもある。従って 、ストリームないし流れが容易に且つ瞬時にガラス板とペーパーウェブとの間の 領域から離れることができ、ペーパーウェブの案内に障害を与える乱れを生じ得 るような態様では、部分流の力は選定されない、ガラス板とペーパーウェブとの 間の空気は層流であるのが極めて望ましい、圧力効果が大きい場合、流れの方向 は、前述したようにガラス板にほぼ平行であり、これは、狭くて可能ならば長い 間隙によって更に向上される。これは、より長い重合領域を選定することで達成 できる。圧力効果が低い場合、ペーパーウェブの回りの流れの層を効果的に分解 するために、空気流を僅かにペーパーウェブの方に向けることが好ましい、従っ て、この流れのパターンは、特に圧力降下の制御により制御される。一般的には 、間隙の幅を増減するための特別な手段、例えば枢支点３Ｂが設けられる。この 枢支点３６を中心としてガラス板は揺動し、同時に間隙の幅が増減する。他の手 段としては、重合領域でのガラス板の縁部を特殊な形とする方法があり、例えば 、成る程度まで拡散及び／又は速度増大の効果を与える面取り面や湾曲面とする 方法がある。また、ガラス板の縁部は、前１己領域で、所望の噴射構造を形成す るために、そして、圧力の違いで噴射距離及び速度を増加させるために、特殊な 態様で研削されても良い、このような場合にも、間隙長さは制御できる。

本発明によれば、ガラス板及び赤外線ヒーターは容易に例えば交換でき、これは 、多数の取付点が必要で重量があり、そしてその他の問題を有する大きなガラス 板の取外しと比較した場合に、本発明の好ましい副次的効果であることが分かる 。

明らかであろうが、ガラス板は種々の高さに配設されても良く、この場合、複数 の対の空気流が相反する方向に向くが、その流れは別個に設計されても良く、或 は、１つの間隙の形成を妨げることもできる。

ＦＩＧ、７ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．材料の熱処理、特に製紙装置内での連続ペーパーウェブ（１８）への赤外線 照射のための装置であって、ペーパーウェブ等に平行に配設され且つペーパーウ ェブから保護ガラス（１２）により分離された多数の赤外線ヒーター（１７ょと 、該赤外線ヒーターを冷却するために設けられた冷却空気装置と、前記保護ガラ スとを備える前記装置において、前記保護ガラス（１２）が、互いに重なり合い 且つ通気用の間隙（２７）を形成する一連の個々独立のガラス板として提供され 、該ガラス板が同一方向に又は相反する２方向において前記ペーパーウェブに対 して実質的に平行に向けられていることを特徴とする材料の熱処理、特に製紙装 置内での連続ペーパーウェブヘの赤外縁照射のための装置。
2. ２．一方の端壁（３）に設けられた入口（４）と、側壁（５）と、出口（７）を 有する上板（６）とを有すると共に、前記側壁（５）及び前記端壁（３）を囲む 枠（１０）に好適には配置されたフランジ（９）により横方向に境界が定められ 且つ下面のほぼ全体を占める開口（８）を最下部に有している好ましくは矩形の 外側ハウジング（２）を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ３．両端の端壁（３）間には、上板（１４）と、側壁（１５）と、下部開口（１ ６）とを有する内側ハウジング（１３）が延段されており、前記下部開口（１６ ）は赤外線ヒーター（１７）により覆われ、該赤外縁ヒーター（１７）は、前記 内側ハウジング内に挿入されペーパーウェブ等（１８）に面している反射鏡を有 し、前記ペーパーウェブ等はガラス板の外面で、好ましくは該外面に平行に案内 され、内側ハウジングの側壁（１５）は、排気通路（１９）を形成するように外 側ハウジングの側壁（５）から間隔を置いて配置され、前記排気通路（１９）は 、前記ヒーター（１７）とガラス板（１２）の内面との間の下部給気ゾーンを、 上板（６）と上板（１４）との間の上部合流通路（２１）に連絡し、前記上部合 流通路は排気を排出するために出口（７）に連結していることを特氏特徴とする 請求項２記載の装置。
4. ４．フランジ（９）は、開口（８）を概ね覆うガラス板（１２）を支持するガラ スホルダー（１１）に下側から取り付けられ、ハウジングに関して前記材料の反 対側の面には、対向反射鏡（２２）が設けられ、該対向反射鏡は、好ましくは前 記材料の比較的近傍に、例えば前記材料から２０〜３０ｍｍの位置に配置される ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. ５．供給空気は、入口（４）から好ましくはヒーター（１７）を通り、冷却ゾー ンとして設計されるべく給気ゾーン（２０）を通って両側壁（５）の方向に流れ るようになっており、給気ゾーン（２０）の圧力は、過度の圧力を発生するファ ン（２３）に連結された入口（４）、及び／又は、真空を発生するファン（２４ ）に連結された出口（７）によって制御できるようになっていることを特徴とす る請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. ６．ガラス板（１２）は外側ハウジングの長手方向に沿って直列に配設され、該 ガラス板は対峙するガラスホルダー（１１）間の全体にわた橋架しており、ガラ スホルダー（１１）は、好ましくは、全体を通して複数枚のガラス板を組み合わ せて保持するように、或は又、１枚ずつ保持するように設計されていることを特 徴とする請求項１記載の装置。
7. ７．ガラスホルダーにはそれぞれガラス板を受けるための溝（２９）が設けられ ており、該溝はその中でガラス板の重ね合わせを可能とする幅、即ち該溝がガラ ス板の板厚の２倍の幅を有していること、又は、ガラス板毎に１つの溝を複数（ ２９）有していること、及び／又は、溝及びガラスホルダーがそれぞれ傾斜して 配置されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. ８．溝の内側又は外側であって、前記材料の最も近傍に配置された前記溝の端部 には、ガラス板の挿入を該挿入方向において制限するストッパ手段（３０）が設 けられ、該ストッパ手段（３０）は、好ましくは、前記間隙（２７）を全体的に 又は部分的に形成、延長若しくは制限するように又は影響を与えるように設けら れていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. ９．ガラスホルダーはその傾斜方向において下部突出部（３１）を形成しており 、該下部突出部上にはガラスホルダーの反対側に配設された上部突出部（３２） を載置できるようになっており、下部突出部（３１）の前縁部及び上部突出部（ ３２）の対応の縁部（３３）は好ましくは適正な嵌合いとなるように傾斜してい ることを特徴とする請求項７記載の装置。
10. １０．溝（２９）に入るガラス板の縁部には、好ましくは、ライニング又はパッ キン等が設けられ、このライニング又はパッキン等は間隙（２７）の幅の所望の 調節や調整ができるようにある程度の柔軟性を示していることが好適であり、供 給空気は、同一方向に流れ、ガラス板からやや離隔し且つ前記材料にやや向かう ような制御可能な態様で、間隙（２７）を通って漏出するようになっていること 、及び／又は、間隙（２７）を通しての比較的に大きな圧力降下に抗するように なっており、該圧力降下により前記間隙の幅が小さくされるようになっているこ とを特徴とする請求項７記載の装置。