JPH0440629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は不織布、紙、加工紙、板紙などの各種
帯状物をか乾燥させるための加熱ロールに関す
る。

（従来の技術） 回転可能に支持された円筒状のロールの内部に
加熱蒸気を導入し、該ロールの外周面上を移行す
る帯状物を加熱乾燥させることは周知である。こ
の場合において、帯状物が幅方向に関して一様に
加熱乾燥されることが重要である。しかしなが
ら、ロール内の加熱蒸気の流れ状態などの要因に
より、一般にはロールの両側端部分（耳部分）が
他の部分と較べて過熱状態となり、したがつて帯
状物が幅方向で一様に乾燥されない傾向がある。

そこで提案されたのが特公昭39−904号公報お
よび特開昭56−159390号公報に開示されている過
熱ロールである。これらの過熱ロールは、ロール
内周面の端部近くに周方向に延びる環状堰を設け
ることにより、過熱蒸気の凝縮液がロール内周面
の端部付近にある程度の量だけ溜まるようにして
いる。一方、ロール内周面の中央部における凝縮
液は吸引ノズルにより外部へ排出されるようにな
されている。したがつてロールの両側端部分は凝
縮液膜層によつて伝熱係数が低くされるため、過
熱状態が防止され、ロール外周面を幅方向にわた
つてほぼ一様な温度分布に維持することができ
る。

さらに、特公昭39−904号公報に開示された加
熱ロールにおいては、堰に形成した孔に栓を着脱
することにより、一方、特開昭56−159390号公報
に開示された加熱ロールにおいては、それぞれが
ノツチを有し互いに相対的にスライド可能な２枚
の板によつて堰を構成し、それぞれの板のノツチ
の重なりを調整することにより、堰の高さを変え
て、溜められる凝縮液膜層の厚さを調整できるよ
うになされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述した従来の加熱ロールには２
つの大きな欠点がある。第１に、加熱ロールの操
作中に堰の高さ、ひいては凝縮液膜層の厚さを変
えることができない。第２に、加熱ロールの内周
面の両端部付近には凝縮液が一定の厚さに溜めら
れ、中央部では凝縮液が排出されるという状態を
変えることができない。これらの欠点を有するか
ぎり、現実に帯状物を幅方向にわたつて一様に加
熱乾燥させることはできない。その理由は、加熱
ロールへ移行する前の帯状物の水分率分布（水分
プロフアイル）が、幅方向にわたつて必ずしも均
一ではなく、また、必ずしも定常的ではないから
である。前述したように、加熱ロールの耳部分が
他の部分と比べて加熱状態になりやすいという一
般的傾向があることは事実であるが、一方で帯状
物の水分プロフアイルが上述したような状態であ
ることも事実であり、帯状物を一様に加熱乾燥さ
せるためには、双方の事実を考慮したうえで対処
しなければならない。

そこで本発明の目的は、加熱ロールの操業中
に、内部に溜められる凝縮液膜層の厚さを加熱ロ
ールの軸方向に関して様々に調整できるようにす
ることにより、帯状物の水分プロフアイルの変動
等に迅速に対応して加熱ロールの回転軸方向に関
する温度分布を変化させ、それによつて帯状物の
幅方向にわたる一様な加熱乾燥を実現することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれぱ、移行帯状物を担持するための
平滑な外周面を有し、鏡板を設けた左右両端にて
回転可能に軸支された水平配置の円筒と、該円筒
の内空部と連通するように該円筒に形成された加
熱蒸気用の導入路と、該円筒の内周面上を周方向
に延びるように設けられ、該円筒の内周面を回転
軸方向に沿つて複数に仕切つている少なくともひ
とつの環状堰と、該環状堰により仕切られた前記
円筒の各部分内周面に接近して開口した吸込口を
有する、加熱蒸気の凝縮液を吸い採るための複数
の吸引ノズルとを備えた帯状物加熱ロールであつ
て、前記吸引ノズルは前記円筒の回転軸方向に沿
つて複数の吸引ノズル群に分別されており、該吸
引ノズル群はそれぞれひとつ以上の前記吸引ノズ
ルからなつており、更に前記帯状物加熱ロール
が、前記吸引ノズル群ごとに前記吸引ノズルに連
結する連結管と、該連結管のそれぞれが連結さ
れ、前記円筒の外部に連通する導出管と、前記連
結管のそれぞれに設けられ、前記円筒の外部から
個別に操作可能となされた複数の調整弁とを備え
ている帯状物加熱ロールが提供される。

（作用） 本発明の加熱ロールにおいては、ロール端部が
過熱状態になつたり、帯状物の水分プロフアイル
にむらが生じたりした場合、それに対応して、各
吸引ノズル群に連結されたそれぞれの連結管に設
けられた調整弁を円筒外部から個別に操作する。
それにより、各環状堰で仕切られた円筒の各部分
内周面における凝縮液膜層の厚さを増減させるの
である。例えば、過熱状態となつた円筒部分に対
応する部分内周面に開口する吸引口を有する吸引
ノズル群に連結された連結管に設けた調整弁は絞
り込まれ、該吸引ノズル群から吸い採られる凝縮
液量を減少させることにより、対応する部分内周
面における凝縮液膜層の厚さは増大せしめられ
る。また、帯状物の水分率の高い部分が接触する
円筒部分に関しては、対応する調整弁が大きく開
かれ、対応する部分内周面における凝縮液膜厚の
厚さは減少される。凝縮液膜層の厚さが厚いほど
伝熱係数は低くなるので、過熱状態となるおそれ
のある円筒部分への熱供給量は抑制され、逆に帯
状物の水分率の高い部分が接触する円筒部分へは
十分な乾燥に必要な熱量が供給されることにな
る。かくして帯状物は幅方向にわたつて一様に過
熱乾燥される。

（実施例） 本発明に係る帯状物過熱ロールの第１の実施例
は、第１図に示すように、移行帯状物１を担持す
る平滑な外周面２０を有し左右の開口端がそれぞ
れ鏡板２４で閉塞され回転可能に軸受２５０によ
り軸支された水平配置の円筒２と、第１図で見て
左方の回転軸２５及び鏡板２４を貫通して形成さ
れ円筒２の内空部２７へと連通している過熱蒸気
Ｓの導入路２８と、該回転軸線方向に互いに間隔
ｌだけ離れて円筒２の内周面２１から立上りその
周方向に延びる多数個の環状堰２２と、該環状堰
２２により仕切られた各部分内周面２１０のそれ
ぞれの上方および下方に接近して開口され且つ凝
結して来た過熱蒸気Ｓの凝縮液を吸い採るための
吸込口３０を有する吸引ノズル３とを備えてい
る。吸引ノズル３は、円筒２の回転軸線方向に沿
つて10個の吸引ノズル３ごとに５つに群別されて
いて、各吸引ノズル群Ａ〜ＥはそれぞれのＩ字型
の連結環３０Ａ〜３０Ｅに連結されている。該各
連結管３０Ａ〜３０Ｅは、第１図で見て右方の回
転軸２５を貫通して設けられた導出管３１に、円
筒２外より信号線４１と導出管３１外端の盲蓋３
１０に軸支された回転形集電装置５０とを通じて
送られる信号により別個に操作される調整弁４を
介してそれぞれ連通されている。凝縮液ｄは、導
出管３１により合流されて回転継手３２を経て円
筒２外へと導出される。

このようにして第１の実施例では、円筒２の外
周面２０がその幅方向で５つに分けられた各部分
外周面２０Ａ〜２０Ｅについてそれぞれの熱伝導
特性を互いに独立して調整出来るようになつてい
るが、本発明の帯状物加熱ロールは、その円筒の
外周面がその幅方向で任意の数及び間隔で分けら
れた各部分外周面についてそれぞれの熱伝導特性
を互いに独立して調整出来るように構成すること
も可能である。また環状堰が該円筒の内周面より
突出する高さは、該内周面が該環状堰により仕切
られた部分内周面に一時貯留する凝縮液膜層の最
大厚さを決定するのであるが、通常は20ｍ／ｍ以
下の範囲で定めればよい。また該環状堰として
は、該円筒の内面に刻設されたものか、若しくは
ステンレス等の不銹鋼又は炭素繊維強固耐熱性合
成樹脂材料からなる環状薄板が該内周面に突設さ
れてなるもの等、該部分内周面内に凝縮液を堰止
め可能なものであれば如何なるものであつても差
支えない。また調整弁としては、例えば電磁式調
整弁、パルス電動機などの各種電動機駆動調整
弁、バイメタル式等の各種熱電動式調整弁などが
好適であるが、これらの形式以外の如何なる調整
弁であつても差支えない。様々な態様で遠隔操作
可能な調整弁が数多く知られている。そして該調
整弁は、その中心線が該円筒の回転中心線に出来
る限り一致するように該円筒内に設けられ且つ該
中心線に対して出来る限り対称形を成しているも
のの方が好ましい。更に回転形集電装置として
は、多数の滑り環部材が互いに絶縁管内で絶縁状
態で管状支持部材に支持された集電環に、炭素、
水銀等の集電刷子が摺接するような構成のものが
好ましい。なお、該調整弁は該円筒外より信号
線、該回転形集電装置等を流通する信号により操
作されるのであるが、該操作は手動、自動の何れ
でもよく、特に自動操作の場合には、例えば実開
昭58−92399号公報に示されるような各種公知の
水分率制御装置を用いることができる。

第１の実施例による過熱ロールは次の様に作用
する。例えば抄紙機に適用した場合について述べ
ると、スライスリツプの曲がり具合、金網部での
吸込箱等の孔の閉塞、搾水部での毛布の湿り具合
等々により水分プロフアイルが時々刻々と変化す
る湿紙である移行帯状物１を平滑な外周面２０に
担持して、元起し電動機（図示なし）により毎分
1000ｍを超える外周速さで高速回転せしめられて
いる外径及び幅員がそれぞれ約５ｍの鋳鉄製の気
密な円筒２の内空部２７に、10Kg／cm²Ｇ程度の過
熱蒸気Ｓを第１図中矢印Ｓで湿す方向で導入路２
８を経て供給すると共に、外周面２０に面接触す
る60重量％前後の加熱前平均水分率を有する移行
帯状物１を、加熱後平均水分率５重量％前後に加
熱乾燥しているものとする。この際、内空部２７
に供給された加熱蒸気Ｓの大部分は比較的温度の
低い内周面２１全面に亘り凝結して来て放熱し液
化するのであるが、円筒２の内面には多数個の環
状堰２２が刻設されているから環状堰２２により
仕切られた各部分内周面２１０には液化した凝縮
液が膜状となつて貯留して来る。各部分内周面２
１０における凝縮液ｄは真空ポンプ（図示なし）
により、各部分内周面２１０のそれぞれに接近し
て開口している吸込口３０より吸い採られ、各吸
引ノズル３、各連結管３０Ａ〜３０Ｅ、導出管３
１、回転継手３２及びそれに接続されている排出
管（図示なし）を経て該真空ポンプへと導出され
るのであるが、連結管３０Ａ〜３０Ｅはそれぞれ
の調整弁４を介して導出管３１へと個別に連通さ
れていて各調整弁４は円筒２外より信号線４１、
回転形集電装置５０等を流れる信号により個別に
操作できるようになつているので、各吸引ノズル
群Ａ〜Ｅによつて吸い採られる凝縮液ｄの量を自
在に異ならしめることができる。第１図の構造の
加熱ロールにおいては、加熱蒸気Ｓの導入路２８
に隣接した回転軸２５及び鏡板２４が特に過熱さ
れてその熱流がそれらを伝つて円筒２の側端部に
達し、部分外周面２０Ａが特に他の部分外周面２
０Ｂ〜２０Ｅと比較して過熱状態になる。もし各
調整弁４が全く設けられていないか或いは全て同
一開度に調整されていれば、部分外周面２０Ａに
面接触した移行帯状物１の耳部分が過乾燥になつ
てしまうのであるが、連結管３０Ａに連接された
調整弁４のみを所望の開止まで絞り込むことによ
り、連結管３０Ａに連結されている吸引ノズル群
Ａに含まれる20個の吸引ノズル３より吸い採られ
る凝縮液量が減少する。すると、対応する部分内
周面における凝縮液膜層の厚さが増加し、伝熱係
数の低下により、吸引ノズル群Ａに対応する部分
外周面２０Ａがそれ以外の部分外周面２０Ｂ〜２
０Ｅと殆んど同一の熱流量状態に調整できるか
ら、該耳部分の過乾燥が回避されるのである。例
えば、該調整弁を絞り込むことによりそれに対応
する各部分内周面での凝縮液膜層の厚さが0.75
ｍ／ｍから1.50ｍ／ｍに僅かに１ｍ／ｍ足らず増
加しただけで、周壁厚さ25ｍ／ｍの鋳鉄製円筒の
外周面に面接触している移行帯状物から該円筒の
各部分内周面の凝縮液膜表面までの総括伝熱係数
は約28％も大幅に減少する。

以上、本発明の帯状物加熱ロールにより移行帯
状物の耳部分における過乾燥を回避し得る事につ
いて詳述したが、例えば抄紙機のスライスリツプ
の曲り具合、金網部での吸込箱等の孔の閉塞、搾
水部での毛布の湿り具合などにより該移行帯状物
がその幅方向で局部的に水分率むらが生じるよう
なことがあつても、前述と同様にして該水分率む
らのある部分に対応した調整弁を調整してそれに
対応する各部分内周面の凝縮液膜層の厚さを増減
させることにより、該抄紙機運転中に該水分率む
らを迅速に解消し得るのである。

本発明に係る帯状物加熱ロールの第２の実施例
は、第２図に湿すように、移行帯状物１を担持す
る平滑な外周面２０を有し左右の開口端がそれぞ
れ鏡板２４で閉塞され回転可能に軸受２５０によ
り軸支された水平配置の円筒２と、第２図で見て
左方の回転軸２５を貫通して形成され円筒２の内
空部２７へと連通している加熱蒸気Ｓの導入路２
８と、該回転軸線方向に互いに間隔ｌだけ離れて
円筒２の内周面２１から立上りその周方向に延び
る２個の環状堰２２と、該環状堰２２により仕切
られた各部分内周面２１０のそれぞれに接近して
開口され且つ凝結して来た加熱蒸気Ｓの凝縮液を
吸い採るための１つの吸込口３０を有する吸引ノ
ズル３とを備えている。吸引ノズル３は、円筒２
の回転軸線方向に沿つてそれぞれの吸引ノズル３
ごとに３つに群別されていて、各吸引ノズル群
Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ連結管３０Ａ，３０Ｂ，３
０Ｃに連結されている。該各連結管３０Ａ，３０
Ｂ，３０Ｃは、第２図で見て左方の回転軸２５を
貫通して設けられた導出管３１に円筒２外より信
号線４１と導出管３１側端の盲蓋３１０に軸支さ
れた回転形集電装置５０とを流れて送られる信号
により個別に操作される調整弁４を介してそれぞ
れ連通されている。凝縮液ｄは、導出管３１によ
り合流されて回転継手３２を経て円筒２外へと導
出される。

ここでは調整弁４として流体膨張式熱電動弁が
用いられ、これは、アルコール等の流体、それを
加熱するシーズヒータなどの電熱来４０、加熱さ
れた流体の温度を検知する抵抗測温体などの温度
検知器４００を含む流体溜め４４と、それに連接
され先端に弁棒４５が取付けられていて該流体及
びその蒸気の膨張又は収縮により移動可能な且つ
発条４２の対抗力によつて負荷されたベローズ４
３と囲包した耐水表面処理されたグラスウール等
の断熱材からなる断熱容器４７が収納され、一方
の開口端には弁座４８が取付けられており、他方
の開口端は信号線４１の接続端子４１０を有する
端蓋４９０で封鎖され、先端に弁体４６を取付け
た弁棒４５が貫通している弁棒案内部材４９１に
より内部が仕切られて形成された凝縮液流路４９
２を有する弁箱４９よりなる。そして調整弁４は
導出管３１と各連結管３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの
それぞれとを調整弁４を介して接続するＴ字形管
継手３１１に内設されており、弁箱４９との間に
凝縮液の導出流路３１３が形成され且つ調整弁４
の中心線と円筒２の回転中心線とがほぼ一致する
ように調整弁支持部材３１２等により支持されて
Ｔ字形管継手３１１に内設されている。また温度
検知器４００により検知された温度及びその目標
値、それに関係する調整弁４の弁開度に関連して
水分率手動調整装置（図示なし）又は水分率自動
制御装置（図示なし）に信号を入出力させるため
に帯状物加熱ロール内外の各信号線４１を互いに
導通させる回転形集電装置５０は、セラミツクな
どの耐熱材料からなる絶縁管５２２の長手方向に
沿つて設けられた10個の滑り環部材５２１を回転
しない様に錠止めされた黄銅製の管状支持部材５
２０よりなる集電環５２と、それぞれ水銀を貯溜
している10個の水銀溜め５１０を上部に有するセ
ラミツクなどの耐熱材料からなる集電刷子５１と
から成り、各水銀溜め５１０内の水銀にそれぞれ
１個の滑り環部材５２１の一部が常時摺接してい
るようにされ、各滑り環部材５２１及び各水銀溜
め５１０内の水銀にはそれぞれ一本の信号線４１
が接続されている。

第２図の実施例においては、円筒２の各部分内
周面２１０に対して吸引ノズル３がひとつずつ設
けられ、各吸引ノズル３が各吸引ノズル群Ａ、
Ｂ、Ｃをそれぞれ構成しているが、例えば中央の
部分内周面において、さらに複数組の吸引ノズ
ル、連結管および調整弁を設けることにより、ひ
とつの部分内周面に対して複数の吸引ノズル群を
設定することも可能である。

また、連結管のそれぞれに設けられる調整弁
は、図示した第１および第２の実施例におけるよ
うに導出管との連結部において設けてもよいし、
中間部に設けてもよい。

（発明の効果） 本発明の加熱ロールによれば、加熱ロールの操
業中に、内部に溜められる凝縮液膜層の厚さを加
熱ロールの軸方向に関して様々に調整できるの
で、加熱ロールの外表面温度分布の不均一性だけ
でなく、帯状物の水分プロフアイルの変動など、
帯状物の幅方向にわたる一様な加熱乾燥を阻害す
る種々の要因に迅速に対応してそれらを克服する
ことが可能であり、帯状物は幅方向にわたつて一
様に加熱乾燥される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る帯状物加熱ロールの第１
の実施例を示す部分横断面図、第２図は本発明に
係る帯状物加熱ロールの第２の実施例を示す部分
横断面図である。 １……移行帯状物、２……円筒、２０……外周
面、２１……内周面、２１０……部分内周面、２
２……環状堰、２４……鏡板、２５，２５′……
回転軸、２７……内空部、２８……導入路、３…
…吸引ノズル、３０……吸込口、３０Ａ〜３０Ｅ
……連結管、３１……導出管、４……調整弁、Ａ
〜Ｅ……吸引ノズル群、Ｓ……加熱蒸気、ｄ……
凝縮液、ｌ……間隔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移行帯状物を担持するための平滑な外周面を
   有し、鏡板を設けた左右両端にて回転可能に軸支
   された水平配置の円筒と、該円筒の内空部と連通
   するように該円筒に形成された加熱蒸気用の導入
   路と、該円筒の内周面上を周方向に延びるように
   設けられ、該円筒の内周面を回転軸方向に沿つて
   複数に仕切つている少なくともひとつの環状堰
   と、該環状堰により仕切られた前記円筒の各部分
   内周面に接近して開口した吸込口を有する、加熱
   蒸気の凝縮液を吸い採るための複数の吸引ノズル
   とを備えた帯状物加熱ロールであつて、前記吸引
   ノズルは前記円筒の回転軸方向に沿つて複数の吸
   引ノズル群に分別されており、該吸引ノズル群は
   それぞれひとつ以上の前記吸引ノズルからなつて
   おり、更に前記帯状物加熱ロールが、前記吸引ノ
   ズル群ごとに前記吸引ノズルに連結する連結管
   と、該連結管のそれぞれが連結され、前記円筒の
   外部に連通する導出管と、前記連結管のそれぞれ
   に設けられ、前記円筒の外部から個別に操作可能
   となされた複数の調整弁とを備えている帯状物加
   熱ロール。