JP2005036362A - 製紙用ドライヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋳造タイプ並びに鋼板加工タイプの相互の利点を生かし、乾燥ドラム面の熱歪みを無くしながらも全体として軽量化が達成でき、結果的に紙製品の量産要求に応えられるような大型の製紙用ドライヤ装置を提供する。
【解決手段】 中心部に回転軸１１を具えた円形の側板１７と、この側板１７外周に取り付けられる円筒状の乾燥ドラム２０と、これらにより囲まれた内部の空間である加熱室２１とを有する中空の回転体であって、乾燥ドラム２０の周面を加熱手段により加熱した状態で周面に未乾燥のウェブ状の紙材原料Ｐ０を巻回させることによって紙材原料Ｐ０の乾燥を行う装置において、前記乾燥ドラム２０は、外周面が切削加工された鋳造部材であり、一方、側板１７は、鋼板により形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は製紙用装置に関するものであって、特に抄き出されたウェブ状の紙材原料を乾燥させるドライヤの改良に係るものである。

例えば家庭用紙と言われるロールペーパー等は、市場の価格設定を考慮すると、極めて低コストでの製造が求められている。低コスト化の要求に応えるには、原料資材購買段階や流通段階のコストダウンを除けば、多くは製造手法に由来したコストダウンが、求めらる。ところでこの種の家庭紙を含む紙の製造手法の最終工程の概略は、パルプ原料を含んだ原料液から紙材原料を抄き出すワイヤーパートと、この抄造した紙材原料の脱水を行うプレスパートと、更に残余の水分を加熱除去するドライパートと、乾燥された製品紙を巻き取るリールパートとから成る。これらのパートのうちその製造能率に大きく影響与える工程がドライパートで、このドライパートでは乾燥ドラムの周面を加熱した状態で半乾燥状態のウェブ状の紙材原料を一定範囲に渡って外接通過させて水分を除去するものであり（例えば特許文献１、２参照）、現在の技術レベルでは、乾燥ドラムの周速は、毎分４００ｍ程度の運転がされている。このような仕様を得るには、乾燥ドラムの大径化と幅広化が図られる傾向にあるが、機械強度等を勘案すると次のような問題があった。

すなわちドライヤ装置は、材料構成の面で見ると鋳造タイプと鋼板加工タイプとがあるが、鋳造タイプは乾燥面での歪みが出にくく結果的に乾燥した紙材原料を剥がすドクターブレードとの相互関係を精密に設定でき良質の製品がロスなく製造できる。その反面鋳造タイプはその重量が重く、従って装置全体も周速度の高速化を達成できる大型化に至るには一定の限界があり、現状求められている最大仕様には応じられない。

一方鋼板加工タイプは、材料密度等も高く、材料としての機械強度は、鋳造に比べて大きいから全体的には計量化でき大型化も許容され、結果的に現状で要求される量産仕様のものが得られている。しかしながらその反面、鋼板加工タイプは、その熱歪みが出やすいため、乾燥した紙材原料を削ぎ取るドクターブレードとの偏接触等も懸念され、そのために保守作業や当初のセッテング作業も入念なものが必要であり、その作業が充分でない場合には、不良品の発生をもたらしがちであった。
特開平９−３１６７８９号公報 特開２００３−１５５６８４号公報

本発明はこのような背景からなされたものであって、鋳造タイプ並びに鋼板加工タイプの相互の利点を生かし、乾燥ドラム面の熱歪みを無くしながらも全体として軽量化が達成でき、結果的に紙製品の量産要求に応えられるような大型の製紙用ドライヤ装置を実現しようとするものである。

すなわち請求項１記載の製紙用ドライヤ装置は、中心部に回転軸を具えた円形の側板と、この側板外周に取り付けられる円筒状の乾燥ドラムと、これらにより囲まれた内部の空間である加熱室とを有する中空の回転体であって、乾燥ドラムの周面を加熱手段により加熱した状態で周面に未乾燥のウェブ状の紙材原料を巻回させることによって紙材原料の乾燥を行う装置において、前記乾燥ドラムは、外周面が切削加工された鋳造部材であり、一方、側板は、鋼板により形成されていることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の製紙用ドライヤ装置は、前記要件に加え、前記加熱室は、乾燥ドラム内側に内仕切筒を設けることによって、外周に寄った部位に円環筒状の空間として形成されていることを特徴として成るものである。

更に請求項３記載の製紙用ドライヤ装置は、前記要件に加え、前記各側板は、二部材により分割されて成り、第一の部材は、前記加熱室の側端を覆う平板円環状の周部蓋側板であり、第二の部材は、前記主軸と一体に形成され、中心部を内くぼみ状とした芯部鏡側板であることを特徴として成るものである。

本発明の製紙用ドライヤ装置は、上述した手段により以下のような効果を奏するものである。
すなわち請求項１記載の製紙用ドライヤ装置によれば、乾燥ドラムは、外周面が切削加工された鋳造部材であるため、熱歪みが生じず、ドクターブレードとの偏接触等が生じるような心配もほとんどない。そしてこれに加え、多少の熱歪みが生じても乾燥作用に支承の出ない側板は、鋼板により形成されているため、乾燥ドラムの大幅な軽量化を行え、装置の大型化も可能であり、周速度の高速化が達成できる。

また請求項２記載の製紙用ドライヤ装置によれば、加熱室は、乾燥ドラム内側に内仕切筒を設けることによって、外周に寄った部位に円環筒状の空間として形成されているため、加熱するための手段である蒸気が有効に乾燥ドラム内の周部に行き渡る。

更に請求項３記載の製紙用ドライヤ装置によれば、側板について、二分割の合理的な設計が可能である。

本発明の最良の形態は、鋳造タイプの製紙用ドライヤー装置と、鋼板加工タイプの製紙用ドライヤー装置の優れた点を掛け合わせ、互いの問題点を解消することにより製造効率に優れる製紙用ドライヤー装置を実現するものであり、具体的には以下の実施例に述べる通りである。

以下本発明を図示の実施例に基づき説明する。まず本発明の製紙用ドライヤ装置１について説明するに先立ち、製紙工程の概略を説明する。図１に示すように製紙工程は、本発明が適用されるドライパートＩに対しその前段の工程としてはプレスパートII、更にその前段の工程としてワイヤパートIII が具えられ、一方ドライパートＩの後段にはリールパートIVが具えられている。原料液Ｗに含まれる紙材原料Ｐ０の動きで見ると、ワイヤーパートIII において、製紙用の紙材原料Ｐ０を含んだ原料液Ｗから紙材原料Ｐ０を抄き取りウェブ状にした紙材原料Ｐ０をプレスパートIIで脱水し、更にこのプレスパートIIからドライパートＩにウェブ状の紙材原料Ｐ０を移送させて乾燥を行い、更にリールパートIVにて巻取ロールとして乾燥した製品紙Ｐを得る。

以下ドライパートＩを中心に説明すると、その主要部材は、全体としてドラム状の製紙用ドライヤ装置１であって、このものはプレスパートII側からウェブを受け取る案内ロール２が接し、ウェブが製紙用ドライヤ装置１の多くの範囲を巻回接触した後、ドクターブレード３によって削ぎ取られるものである。なお符号４は、ワイヤーパートIII における抄造装置を骨格的に示すものであり、符号５はワイヤパートIII におけるワイヤーベルトを骨格的に示すものである。

以下製紙用ドライヤ装置１について説明する。符号１０はドラムユニットであり、このものは中心に回転軸１１を有する。この回転軸１１は一例として貫通状態ではなく、左右別部材で構成され、製紙用ドライヤ装置１への加熱媒体である蒸気の導入経路に従い一方を導入側回転軸１１Ａ、他方を排出側回転軸１１Ｂとする。そして各回転軸１１には、前記蒸気を通過させるための芯孔１２を形成する。また回転軸１１は、それぞれ対向的にほぼ鍔状のボス１３を有するものであり、このボス１３の部位には、延長パイプ１４が内側に向かって延長形成されている。そして前記導入側回転軸１１Ａ側の延長パイプ１４におけるドラムユニット１０内側の端部は、閉塞されるとともに、その途中に一例として六本のスチームパイプ１５を放射状に分岐させる。このスチームパイプ１５の外周端部は、後述する加熱室２１に導かれるように構成されている。一方、排出側回転軸１１Ｂのボス１３に設けられた延長パイプ１４には、液化した蒸気の回収用のドレンパイプ１６が接続される。このドレンパイプ１６は前記ドラムユニット１０内側周部近くまで延びて後述するドレンバケット１６０に接続されている。

次にこの回転軸１１に対し固定される側板１７について説明する。この側板１７は、一例として二部材により構成されており、前記回転軸１１におけるボス１３に対しては、球状曲面に内くぼみ状とした芯部鏡側板１８と、その外周部に設けられる円環状の外周部蓋側板１９とより構成されるものであり、本発明の特徴としてこれら二部材は共に鋼板により形成されている。

前記芯部鏡側板１８は、前記ボス１３に対し溶接されて固着されるとともに、芯部鏡側板１８と外周部蓋側板１９とは、図４に詳細に示すようにボルトＢにより締結固定される。この両者の接続構造を更に詳細に述べると、芯部鏡側板１８にはリム部１８ａが溶接されるとともに、このリム部１８ａに対して雌ネジを形成し、前記外周部蓋側板１９をボルトＢにより固定するものである。更にこのリム部１８ａには、内仕切筒１８ｂが溶接固定されるものであり、結果的に内仕切筒１８ｂを介して左右の導入側回転軸１１Ａ、排出側回転軸１１Ｂと側板１７の一部を構成する芯部鏡側板１８とが一体組立された部材として構成される。

なお、芯部鏡側板１８と外周部蓋側板１９には点検用のマンホールＭを適宜設ける。また内仕切筒１８ｂに対し前記スチームパイプ１５の延長端部が貫くように固定され乾燥ドラム２０と、内仕切筒１８ｂと外周部蓋側板１９とにより区画された円環状の加熱室２１内に延びたスチームパイプ１５はエルボ状に屈曲して分散孔１５ａを形成し、周方向に蒸気を分散できる構成を採っている。

次に前記乾燥ドラム２０について説明すると、乾燥ドラム２０は、本発明の特徴として円筒状に形成された鋳造品であり、外表面は平滑となるように切削加工仕上げがなされている。そしてこの外表面に脱水された紙材原料Ｐ０を巻回して乾燥するものであり、ドラムユニット１０の主要部材の一つである。

乾燥ドラム２０と外周部蓋側板１９とは、これらも図５に示されるようにボルトＢにより固定される。なお使用の際には蒸気の加熱状態を良好に保つために側板１７の部位に保温部材２２を張設することが好ましい。

また加熱室２１内には乾燥ドラム２０の内周壁に沿うように樋状のドレンバケット１６０がその前幅方向に渡って設けられ、このドレンバケット１６０の底部にドレンパイプ１６からの自由端側が接続されている。そしてこのドレンバケット１６０により液状に戻った蒸気からの液状成分を回収し、ドレンパイプ１６及び排出側回転軸１１Ｂを通って排出するように構成されているものである。

本発明は以上述べたような具体的な機構を有するものであり、この装置による材料ウェブの乾燥は次のように行われる。
まず製紙用ドライヤ装置１は、別途蒸気発生装置からの蒸気を導入側回転軸１１Ａの中心から導入され、このものがスチームパイプ１５から分散孔１５ａに至って加熱室２１内に充満し、内部を高温加熱し、結果的にその熱を乾燥ドラム２０の外周面に伝達し、その加熱作用ができるような状態とする。もちろんこの間も前記装置の蓄熱状態との関係で、蒸気が液化し、ドレンバケット１６０からドレンパイプ１６を通り、前記排出側回転軸１１Ｂの芯孔１２から排出されていく。

このような状態で定常運転が可能な状態となった後、前記プレスパートIIからの半乾燥状態のウェブ状の紙材原料Ｐ０を受け取り、これを図１に示すように乾燥ドラム２０の外周に巻き付け、その乾燥を行う。その間にウェブ状の紙材原料Ｐ０は、加熱を受けてその水分を蒸散させ、ドクターブレード３に至る間には、ほぼ製品状態の製品紙Ｐが得られる。そしてドクターブレード３においては、乾燥に伴い紙材材料Ｐ０が乾燥ドラム２０にほぼ固着したような状態となるものであるが、これをドクターブレード３とのギャップ調整により円滑に剥がし取り、次工程に送るのである。

このとき乾燥ドラム２０は、鋳造製品であり、その熱歪みがほとんどないから、前記ドクターブレード３とのセッテング状態が変わらず、安定的な製品が製造し得る。そして熱歪みのない全体を鋳造製品とした製紙用ドライヤと比べてほぼ２６％の計量化が達成できる。そして軽量化の達成は、ドラムユニット１０の大型化を可能とし、これにより周速度をより速くすることができ、製品の生産効率を上げることもできるものである。更に例えば既存の鋳造製品の乾燥ドラムを搭載したプラントに対しても軸受け等の機械部品、あるいはそれを支持する構造材等の補強を行わなくともそのまま搭載することが可能となるものである。

本発明の製紙用ドライヤ装置を適用した製紙工程の概略を模式的に示す説明図並びに製紙用ドライヤ装置の一部を破断して示す斜視図である。 製紙用ドライヤ装置の縦断側面図である。 同上排出側回転軸の取り付けられた側板側の面を示す正面図である。 図２中、Ａ部を拡大して示す断面図である。 図２中、Ｂ部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ 製紙用ドライヤ装置
２ 案内ロール
３ ドクターブレード
４ 抄造装置
５ ワイヤベルト
１０ ドラムユニット
１１ 回転軸
１１Ａ 導入側回転軸
１１Ｂ 排出側回転軸
１２ 芯孔
１３ ボス
１４ 延長パイプ
１５ スチームパイプ
１５ａ 分散孔
１６ ドレンパイプ
１６０ ドレンバケット
１７ 側板
１８ 芯部鏡側板
１８ａ リム部
１８ｂ 内仕切筒
１９ 外周部蓋側板
２０ 乾燥ドラム
２１ 加熱室
２２ 保温部材
Ｉ ドライパート
II プレスパート
III ワイヤーパート
IV リールパート
Ｂ ボルト
Ｍ マンホール
Ｐ 製品紙
Ｐ０ （ウェブ状の）紙材原料
Ｗ 原料液

Claims (3)

1. 中心部に回転軸を具えた円形の側板と、この側板外周に取り付けられる円筒状の乾燥ドラムと、これらにより囲まれた内部の空間である加熱室とを有する中空の回転体であって、乾燥ドラムの周面を加熱手段により加熱した状態で周面に未乾燥のウェブ状の紙材原料を巻回させることによって紙材原料の乾燥を行う装置において、前記乾燥ドラムは、外周面が切削加工された鋳造部材であり、一方、側板は、鋼板により形成されていることを特徴とする製紙用ドライヤ装置。
2. 前記加熱室は、乾燥ドラム内側に内仕切筒を設けることによって、外周に寄った部位に円環筒状の空間として形成されていることを特徴とする請求項１記載の製紙用ドライヤ装置。
3. 前記各側板は、二部材により分割されて成り、第一の部材は、前記加熱室の側端を覆う平板円環状の周部蓋側板であり、第二の部材は、前記主軸と一体に形成され、中心部を内くぼみ状とした芯部鏡側板であることを特徴とする請求項１または２記載の製紙用ドライヤ装置。

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