JP2000310487A - シート状物体乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は紙などのシート状物体乾燥装置に関
し、蒸気を使用することなく、低コストで大気汚染も少
なくすることを目的とする。 【解決手段】乾燥すべき紙に外周が接触するドラム10に
加熱媒体としての燃焼ガスを通過させるための通路３４
が形成される。加熱媒体としての燃焼ガスは通路34の入
口34-1より出口34-2に向けて送られることによりドラム
10を加熱し、これに接触する紙は乾燥される。燃焼ガス
はバーナ52によって得られ、ブロア54からの大量の空気
によって希釈され、ドラム10に導入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は紙等のシートの乾
燥装置に関し、熱媒体として従来主として使用されてい
た蒸気を使用する代わりに、プロパンガスや都市ガスの
燃焼ガス（高温空気）を使用することにより安全性の向
上及び大気汚染の軽減を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】従来製紙用の乾燥装置では、熱源として
高圧蒸気を使用していた。即ち、高圧蒸気を得るための
熱源として重油を使用するボイラが設けられ、ボイラで
得られた高圧蒸気は配管によって乾燥装置まで移送する
ようにしていた。そして、ボイラを乾燥装置のドラムに
接続する配管が設けられ、ボイラからの高圧蒸気は配管
を介してドラムのジャケットに送られ、紙は高温のドラ
ムに接触することによりその移動中に乾燥を受ける。

【０００３】高圧蒸気用のボイラ設備は重油を燃料とす
るため燃焼時の煙の発生が多く大気汚染の主因となって
いる上、蒸気が高圧であるためドラムとして耐高圧型の
ものを使用する必要があり、ドラムの製造コストが嵩
み、またドラムの重量が大きくなるため運転時の消費電
力が多くなり、ランニングコストも嵩む結果となる。高
圧のボイラ設備は定期検査や専任の管理者の設置を法的
に義務付けられており、昼夜連続運転が通常である製紙
工場では交代要員まで必要なことから人的コストも嵩む
ことになる。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、特開昭６１−７５
８９６号公報や特開昭６１−７５８９７号公報では加熱
源として蒸気を使用する代りに電磁誘導加熱方式を採用
するものを提案する。即ち、この方式では電磁誘導加熱
コイルがドライヤドラムに近接して設けられ、電磁誘導
加熱コイルに交流電流を流すことによりドラムに誘起さ
れるうず電流のジュール熱によりドラムの加熱を行うよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−７５８９
６号公報や特開昭６１−７５８９７号公報に記載の技術
は電磁誘導加熱コイルによってドライヤドラムに誘起さ
れるうず電流のジュール熱によってドラムの加熱を行う
ものである。従って、この従来技術の方式は電力を利用
した加熱方式の一種であるが、通常の電気ヒータを回転
するドラム内に埋設することは、電気ヒータへの通電方
式が困難となることから、コイルをケース側に固定配置
しつつ、ドラムに電気的に発熱を行なわせるため、誘導
加熱方式を採用したものと理解される。

【０００６】しかしながら、そもそも電熱による加熱が
燃料効率として高くない（いうまでもないが、電力は燃
料によって得ており変換ロスが避けられない）上、電磁
誘導加熱方式が被加熱媒体を間接的に加熱するものであ
ることから電熱による発熱方式でも効率の高くない方式
のものである。従って、電力コストが著しく高くなる。
更に、紙の均一な乾燥のためにはドラムの全長に渡って
誘導加熱コイルを配置する必要があり、設備コストが嵩
む。一方、製紙業界では新聞紙やちり紙などの分野を代
表的に厳しいコスト要求に晒されており、上述従来特許
の方式は製紙業界に広く採用するという見地ではその可
能性が小さいものである。

【０００７】以上述べた従来技術の問題点に鑑み、この
発明の目的は蒸気を使用することなく、コスト的には製
造コストの観点でもランニングコストの観点でも蒸気に
より方式と拮抗又はそれより安価に実現しうる加熱装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明になるシート状
物体乾燥装置は、ブロアと、ブロアからの空気流中に配
置され、燃料を燃焼させることにより空気流を高温とす
る燃焼器と、乾燥すべきシート状物体にその外周におい
て接触する乾燥ドラムと、高温空気流を乾燥ドラム内に
導入する配管系と、乾燥ドラム内周における高温空気流
により乾燥ドラムを加熱する加熱手段とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】この発明の装置の作用において、ブロアか
らの空気流は燃焼器での燃料の燃焼により高温とされ、
配管系を介して乾燥ドラム内に導入される。乾燥ドラム
内に導入された高温空気は加熱手段において燃焼ガスに
より乾燥ドラムの内面が加熱され、これにより乾燥ドラ
ムの内面は高温とされ、高温のこの乾燥ドラムにその外
周において接触する紙などのシートの乾燥が行われる。

【００１０】この発明において、加熱手段は乾燥ドラム
の内周に沿って形成され、高温空気の流れを惹起させる
通路とすることができる。これにより、簡単な構成で乾
燥ドラムの高温を得ることができる。そして、この通路
を乾燥ドラムの内周に沿って螺旋状に配置することがで
きる。これにより、高温の空気流を乾燥ドラムの内周に
満遍なく接触させることができ、加熱効率を高めること
ができる。

【００１１】この発明において、加熱手段を乾燥ドラム
内に配置されるパイプとし、かつパイプの外周には高温
空気を乾燥ドラムの内周に向けて噴出させるための複数
のノズルを具備せしめる構成を採用することができる。
この構成は乾燥用熱源として水蒸気を使用した既存の製
紙ドライヤなどの設備においてこの発明を実施する場合
に好適である。即ち、水蒸気を熱源とした既存のドライ
ヤの場合、ドライヤドラムの側面に保守用の開口部を備
えており、この開口部より加熱手段を構成するパイプを
ドライヤドラム内の空間（この空間に従来は加熱用の水
蒸気を導入していた）に導入し、溶接などの適宜の手段
でドライヤドラム内に固設し、配管系との接続作業を行
うことができる。

【００１２】乾燥ドラムと接触後の空気を回収する第２
の配管系を有し、該第２の配管系により回収された空気
流はブロアの入口側に戻されるようにすることができ
る。この構成により加熱後に残っている空気流の温度エ
ネルギの再利用が実現され、燃料の利用効率を高めるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は製紙用乾燥装置を概略的に
示しており、１０は乾燥ドラムであり、アルミニューム
の薄板材からの溶接構造のものが軽量の観点からこのま
しい。しかしながら、通常の鋳鉄構成のものでもこの発
明の実施には差し支えない。ドラム１０の回転軸１２は
支持体１４に回転可能に支持されている。16, 18, 20,
22はガイドローラであり、キャンバス２４はガイドロー
ラ16, 18, 20, 22間を巡るように配置されている。２６
は乾燥を受ける紙であり、ガイドローラ１６と１８との
間でキャンバス２４は紙２６を乾燥ドラム１０に押し付
けている。ドラム１０の矢印ａのような回転と共にキャ
ンバスは矢印ｂのようにガイドローラ16, 18, 20, 22間
を巡回し、紙は矢印ｃの方向に運ばれ、その際紙はドラ
ム１０の高温による乾燥を受ける。

【００１４】図２において、ドラム１０は外筒３０と、
内筒３２と、外筒３０及び内筒３２の両端に溶接固定さ
れる端部板35A, 35Bとを備える。外筒３０と内筒３２と
の間の環状の空間が加熱媒体としての燃焼ガスの通過す
る通路（加熱通路）３４として機能する。加熱通路３４
は燃焼ガス入口34-1と燃焼ガス出口34-2とを備えてい
る。

【００１５】ドラム１０の回転軸１２は中空となってお
り、両端はドラム１０の端部板35A,35Bに固定され、端
部板35A, 35Bから突出した回転軸１２の端部は軸受28A,
28Bによって支持体１４の両側の支持部14A, 14Bに回転
自在に支持されている。回転軸１２内に仕切板36, 38が
固定され、仕切板３６の外側における回転軸１２の中空
部は燃焼ガス供給室４０を形成し、仕切板３８の外側に
おける回転軸１２の中空部は燃焼ガス排出室４２を形成
している。燃焼ガス供給室４０は半径方向通路４４によ
って加熱通路入口34-1に接続される。また、加熱通路出
口34-2は半径方向通路４６によって燃焼ガス排出室４２
に接続される。

【００１６】次ぎに、加熱通路３４への熱媒体である燃
焼ガスの供給系について説明すると、燃焼ガスの供給系
は、燃焼ガス供給室４０に開口する燃焼ガス供給パイプ
５０と、燃焼ガス供給パイプ５０内に配置され、灯油や
重油などの液体燃料又は都市ガスやプロパンガスなどの
石油ガスを燃料とする燃焼器（バーナ）５２と、燃焼ガ
ス供給パイプ５０に接続されるブロア５４とから構成さ
れる。ブロア５４はハウジングに対して軸方向に開口す
る吸入口54-1と、ハウジングに対して接線方向に開口す
る吐出口54-2とを備えている。ブロア５４の吐出口54-2
はパイプ５０の上流端に接続されている。燃焼器５２は
所謂ディリューション型であり、ブロア５４からの空気
流中に配置され、また、図示しない新気取り入れ口を有
しており、この新気によってノズルから噴出される燃料
を燃焼せしめ、燃焼器５２からの燃焼ガスをパイプ５０
内において周囲からの空気流（後述のように乾燥に使用
した後の燃焼ガスを含むこともある）によって希釈し
（温度を適度に降下させ）、燃焼ガスとして取り出すこ
とができるように構成される。

【００１７】図２において、燃焼器５２は燃料パイプ６
０によって図示しない燃料タンクやガスボンベなどの燃
料源に供給され、かつ燃料パイプ６０上に燃料供給制御
弁６２が配置される。コントローラ６４はマイクロコン
ピュータシステムなどによって制御することができ、ド
ライヤ１０の表面温度を検出するセンサ６６からの信号
によって、適宜のドライヤ表面温度が得られるように燃
焼器５２への燃料供給の制御を行うことができるように
なっている。

【００１８】燃焼ガス供給パイプ５０はその下流端側は
軸受部材６８によって回転軸１２に対して回転自在とな
っており、回転軸１２の回転中、即ち、紙の乾燥のため
のドラム１０の回転中にドラム内部の加熱通路３４への
燃焼ガスの導入が可能となっている。

【００１９】この実施の形態ではドラム１０での紙の乾
燥後の燃焼ガスに残留する熱エネルギを有効に回収する
ため、燃焼ガス再循環系が設けられている。燃焼ガス循
環系は燃焼ガス回収パイプ７０より構成され、この燃焼
ガス回収パイプ７０の上流端は軸受７２を介して、燃焼
ガス回収室４２まで延びており、ドラム内周の加熱を行
った後の燃焼ガスを取り出すことができるようにてって
いる。燃焼ガス回収パイプ７０の下流側端はブロア５４
の吸入口54-1の近傍に開口している。そのため、ブロア
５４の吸入口54-1からは新気に混じって未だ温度が高い
燃焼ガスが吸入される。このような回収系は紙の加熱乾
燥後に同ガスに残っている温度エネルギの有効利用を可
能とし、燃焼器５２で消費される燃料量の節約を図るこ
とができる。即ち、加熱通路３４内へ流入される燃焼ガ
スの温度を２００℃としたときドラム１０の表面で紙の
乾燥に適した温度１２０℃が得られるとして、回収パイ
プ７０の部位でのガスの温度は未だ１００℃程度あるた
め、ブロア５４で希釈ガスとして全て新気を吸入する場
合と比較して相当量の燃料の節約を図ることができる。

【００２０】第１の実施形態の乾燥装置の動作におい
て、燃焼器５２での燃料ガス又は液体の燃焼によって得
られた燃焼ガスはブロア５４からの空気流によって希釈
され（温度を下げられ）、パイプ５０より燃焼ガス供給
室４０に導入され、半径方向通路４４より加熱通路３４
に導入される。加熱通路３４を燃焼ガスが通過すること
によりドラム１０の外筒３０の表面温度は高められ、そ
れに接触しつつ移動される紙２６は乾燥を受ける。この
乾燥工程の実施の過程において、温度センサ６６は乾燥
すべき紙２６に接触するドラム１０の外筒３０の表面温
度を検出し、その検出信号をマイクロコンピュータとし
てのコントローラ６４に送りこむ。そして、コントロー
ラ６４は検出される温度が設定値となるように燃料供給
量制御用のバルブ６２をコントロールする。即ち、検出
温度が設定値を超えれば燃料量は減少され、また検出温
度が設定値を下回れば燃料量は減少されるようなフィー
ドバック制御が行われる。

【００２１】図３は図２の構成の変形実施例を示してお
り、外筒３０と内筒３２との間の環状の空間に仕切板７
６を配置したことが特徴である。仕切板７６は外筒３０
の内周に沿ってスパイラル状に延びており、その結果、
外筒３０と内筒３２との間にスパイラル状の加熱通路３
４が形成される。図４はこの第２の実施形態における燃
焼ガスの流れを模式的に示しており、これを図３も参照
しながら説明すると、供給パイプ５０からの燃焼ガスは
燃焼ガス供給室４０に入り（矢印ａ）、通路４４を介し
て半径外方に導かれ（矢印ｂ）、入口34-1より加熱通路
３４に入り、ここを螺旋状に進み（矢印ｃ）、出口34-2
から半径方向通路４４を介して半径内方に導かれ（矢印
ｄ）、排出室４２に入り、それから軸方向に方向を転じ
（矢印ｅ）、パイプ７０より排出される。加熱通路３４
での燃焼ガス（加熱媒体）のスパイラル状の流れによっ
て、燃焼ガスとドラム内周との良好な接触が得られ、効
率的な乾燥を行うことができる。

【００２２】図５に示す第３の実施形態は既存の鋳鉄を
使用した蒸気を熱源とする製紙ドライヤをこの発明を実
施するべく改造する場合に適している。即ち、この構成
において、ドライヤドラム１０の内周に沿って加熱パイ
プ８０が配置される。既存の大型のドライヤドラム１０
は内部は加熱媒体としての蒸気のための空洞となってい
るがその両端面に内部保守用の密閉可能な開口を有して
いる。この開口は通常は蓋によって密閉されているが、
保守時に開かれ、そこから人が入って内部での作業を行
う。設置作業時に、パイプ８０はこの保守用の開口を介
してドラム内に導入され、内部に所定個所にブラケット
８１などの適宜の手段によって固定することが可能であ
る。

【００２３】パイプ８０はドラム１０の内周に近接して
ドラムの軸線方向にに沿って配置される。パイプ８０の
外周にはドラムの内周に面して多数の子孔８２が形成さ
れる。

【００２４】以上の構成おいて、パイプ５０からの燃焼
ガスは供給室４０より半径方向通路４４を介して加熱パ
イプ８０に導入される。加熱パイプ８０に導入された燃
焼ガスは小孔８２よりドラム１０の内周に向けて噴出さ
れる（図６の矢印参照）。噴出される燃焼ガスによりド
ラム１０は内周から加熱され、ドラム１０の外周に接触
する紙は乾燥作用を受ける。

【００２５】加熱後の燃焼ガスは中空の回転軸１２に形
成される孔８４よりパイプ７０に回収される。

【００２６】以上この発明の乾燥装置の実施の形態を紙
の乾燥に応用した場合について説明したが、この発明の
思想は紙以外のシート状物体の乾燥にも応用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はドライヤの全体構成を概略的に示す図で
ある。

【図２】図２はこの発明の乾燥装置における乾燥ドラム
の長手方向断面図である。

【図３】図３は図２と同様であるが、第２の実施形態を
示している。

【図４】図４は図３の乾燥ドラムにおける燃焼ガスの流
れを模式的に示す斜視図である。

【図５】図５は第３の実施形態における乾燥ドラムの長
手方向断面図である。

【図６】図６は図５のVI−VI線に沿って表される矢視断
面図であり、第３の実施形態における乾燥ドラムの内周
に対する燃焼ガスの流れを示している。

【符号の説明】

１０…乾燥ドラム １２…回転軸 １４…支持体 16, 18, 20, 22…ガイドローラ ２４…キャンバス ２６…被乾燥紙 ３０…外筒 ３２…内筒 ３４…加熱通路 ４０…燃焼ガス供給室 ４２…燃焼ガス排出室 ５０…燃焼ガス供給パイプ ５２…燃焼器 ５４…ブロア ６２…制御弁 ６４…コントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロアと、ブロアからの空気流中に配置
   され、燃料を燃焼させることにより空気流を高温とする
   燃焼器と、乾燥すべきシート状物体にその外周において
   接触する乾燥ドラムと、高温空気流を乾燥ドラム内に導
   入する配管系と、乾燥ドラム内周における高温空気流に
   より乾燥ドラムを加熱する加熱手段とを備えたことを特
   徴とするシート状物体乾燥装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、前記加
   熱手段は乾燥ドラムの内周に沿って形成され、高温空気
   の流れを惹起させる通路であることを特徴とするシート
   状物体乾燥装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の発明において、前記通
   路は乾燥ドラムの内周に沿って螺旋状に配置されている
   ことを特徴とするシート状物体乾燥装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、前記加
   熱手段は乾燥ドラム内に配置されるパイプであり、該パ
   イプの外周には高温空気を乾燥ドラムの内周に向けて噴
   出させるための複数のノズルを備えていることを特徴と
   するシート状物体乾燥装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の発明において、乾燥ド
   ラムと接触後の空気を回収する第２の配管系を有し、該
   第２の配管系により回収された空気流はブロアの入口側
   に戻されることを特徴とするシート状物体乾燥装置。