JP2018035996A - 気化式加湿ユニット、及びシート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】気化式で加湿する構成の下、フィルター面の利用効率を向上して加湿能力を向上する。
【解決手段】気化式加湿ユニット300は、気化式の加湿フィルター301と、加湿フィルター301の一部を浸漬させる水を貯留する水槽313と、水槽313を支持する支持部として機能する仕切り板312とを有する。また、仕切り板312は、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する吸気スリット600を有し、吸気スリット600が加湿フィルター301の周囲に沿って配置されている。
【選択図】図2
【解決手段】気化式加湿ユニット300は、気化式の加湿フィルター301と、加湿フィルター301の一部を浸漬させる水を貯留する水槽313と、水槽313を支持する支持部として機能する仕切り板312とを有する。また、仕切り板312は、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する吸気スリット600を有し、吸気スリット600が加湿フィルター301の周囲に沿って配置されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、気化式加湿ユニット、及びシート製造装置に関する。
本体ケースの前側面、左側面及び後側面に空気の吸込口を設け、加湿フィルターの吸込面が各吸込口のそれぞれに対向するように加湿フィルターを配置した気化式の加湿装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、従来の加湿装置の構成では、加湿装置を壁際等に配置した場合、壁に面した吸込口からは空気が十分に吸い込まれず、当該吸い込み口に対向した加湿フィルターの吸込面を通過する空気量は少なく、加湿効率が低くなる。
そこで、本発明は、気化式で加湿する構成の下、フィルター面の利用効率を向上して加湿能力を向上することを目的とする。
そこで、本発明は、気化式で加湿する構成の下、フィルター面の利用効率を向上して加湿能力を向上することを目的とする。
上記課題を達成するために、本発明の気化式加湿ユニットは、気化式の加湿フィルターと、前記加湿フィルターの一部を浸漬させる水を貯留する水槽と、前記水槽を支持する支持部と、前記支持部に設けられ、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を有し、前記流出口が前記加湿フィルターの周囲に沿って配置されている。
また、本発明は、気化式の加湿フィルターと、前記加湿フィルターの一部を浸漬させる水を貯留する水槽と、前記加湿フィルターを通過させる空気が流入する流入口と、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を有する空気室と、を有し、前記空気室は、その少なくとも一部が前記水槽に対して前記加湿フィルターとは反対側に設けられ、前記流出口は、前記加湿フィルターの周囲に沿って配置されている。
本発明によれば、加湿フィルターの周囲に配置された流出口からの空気を、均等に満遍なく加湿フィルターの広い領域に亘って通過させることが可能となる。また、加湿フィルターの周囲に配置された流出口からの空気を、加湿フィルターに下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これにより、加湿フィルターに含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
また、本発明は、気化式の加湿フィルターと、前記加湿フィルターの一部を浸漬させる水を貯留する水槽と、前記加湿フィルターを通過させる空気が流入する流入口と、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を有する空気室と、を有し、前記空気室は、その少なくとも一部が前記水槽に対して前記加湿フィルターとは反対側に設けられ、前記流出口は、前記加湿フィルターの周囲に沿って配置されている。
本発明によれば、加湿フィルターの周囲に配置された流出口からの空気を、均等に満遍なく加湿フィルターの広い領域に亘って通過させることが可能となる。また、加湿フィルターの周囲に配置された流出口からの空気を、加湿フィルターに下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これにより、加湿フィルターに含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
また、本発明は、一部が水に浸漬している気化式の環状の加湿フィルターと、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を備え、前記流出口は、環状の前記加湿フィルターの略全周に亘って配置されている。
本発明によれば、流出口が加湿フィルターの略全周に亘って配置されているので、流出口からの空気を均等に満遍なく加湿フィルターの広い領域に亘って通過させることが可能となる。上記の従来の加湿装置の構成では、空気の吸気口を三方にしか設けることができなかったが、加湿フィルターに対して四方から空気を接触させることが可能となる。
本発明によれば、流出口が加湿フィルターの略全周に亘って配置されているので、流出口からの空気を均等に満遍なく加湿フィルターの広い領域に亘って通過させることが可能となる。上記の従来の加湿装置の構成では、空気の吸気口を三方にしか設けることができなかったが、加湿フィルターに対して四方から空気を接触させることが可能となる。
また、本発明は、前記流出口を複数備え、空気の流れ方向上流側に位置する前記流出口の開口面積は、下流側に位置する前記流出口の開口面積よりも大きい。
本発明によれば、上流側の流出口からの空気の流量と、下流側の流出口からの空気の流量を均一にすることができ、加湿能力を高めることができる。
本発明によれば、上流側の流出口からの空気の流量と、下流側の流出口からの空気の流量を均一にすることができ、加湿能力を高めることができる。
また、本発明は、前記加湿フィルターを通過させる空気を加熱する加熱部を有する。
本発明によれば、空気を加熱することで飽和蒸気圧が上がり、空気に含まれる水分量を増やすことが可能となり、気化式加湿ユニットの加湿能力を向上させることができる。
本発明によれば、空気を加熱することで飽和蒸気圧が上がり、空気に含まれる水分量を増やすことが可能となり、気化式加湿ユニットの加湿能力を向上させることができる。
また、本発明のシート製造装置は、繊維を含む原料からシートを形成するシート形成部と、前記原料を搬送する空気を加湿するための前記気化式加湿ユニットと、を有する。
本発明によれば、繊維を含む原料が帯電の影響により滞留したり、原料同士が付着したりすることを回避できる。また、気化式の加湿であるので、結露の発生を抑制しつつ加湿することができる。
本発明によれば、繊維を含む原料が帯電の影響により滞留したり、原料同士が付着したりすることを回避できる。また、気化式の加湿であるので、結露の発生を抑制しつつ加湿することができる。
また、本発明は、気化式の加湿フィルターと、空気を加熱するヒーターと、を有し、前記ヒーターで加熱した空気を前記加湿フィルターの全フィルター面に対して略平行に導入させる空気導入部を設けている。
本発明によれば、ヒーターで加熱した空気と、加湿フィルターの全フィルター面との接触面積が向上し、加湿フィルターに含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる。
本発明によれば、ヒーターで加熱した空気と、加湿フィルターの全フィルター面との接触面積が向上し、加湿フィルターに含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる。
また、本発明は、前記加湿フィルターの一部が浸漬可能に水を貯留する水トレーを有し、前記水トレーの周囲に、前記空気導入部となる吸気スリットを設けている。
本発明によれば、水トレーの周囲スペースを利用して空気導入部となる吸気スリットを設けることができる。
本発明によれば、水トレーの周囲スペースを利用して空気導入部となる吸気スリットを設けることができる。
また、本発明は、前記水トレーの下方に前記ヒーターで加熱した空気が流入する加熱空気溜りを設け、前記加熱空気溜まりに前記吸気スリットが連通する。
本発明によれば、ヒーターで加熱した空気を、加熱空気溜りを介して吸気スリットから上方に流して、水トレーに配置される加湿フィルターに下方から上方へと効率良く接触させることができる。
本発明によれば、ヒーターで加熱した空気を、加熱空気溜りを介して吸気スリットから上方に流して、水トレーに配置される加湿フィルターに下方から上方へと効率良く接触させることができる。
また、本発明は、前記加熱空気溜りを前記ヒーターで加熱した空気の供給路と直交させる。
本発明によれば、ヒーターの配置スペースを確保しつつ、気化式加湿ユニットをコンパクトに構成し易くなる。
本発明によれば、ヒーターの配置スペースを確保しつつ、気化式加湿ユニットをコンパクトに構成し易くなる。
また、本発明は、前記吸気スリットは、全フィルター面の各々に対応して設けられるとともに前記加熱空気溜りに異なる位置で連通する複数の吸気スリットを有し、前記加熱空気溜まりの上流側で連通する吸気スリットは、前記加熱空気溜まりの下流側で連通する吸気スリットよりもスリット幅が大きい。
本発明によれば、上流側の吸気スリットと、下流側の吸気スリットとの間の風量の偏りを抑えることができる。
本発明によれば、上流側の吸気スリットと、下流側の吸気スリットとの間の風量の偏りを抑えることができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
図1は第1実施形態に係るシート製造装置100の構成を示す模式図である。
本実施形態に記載のシート製造装置100は、例えば、原料としての機密紙などの使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、A4やA3のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
シート製造装置100は、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部40、第1ウェブ形成部45、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、及び、切断部90を備える。
本実施形態に記載のシート製造装置100は、例えば、原料としての機密紙などの使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、A4やA3のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
シート製造装置100は、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部40、第1ウェブ形成部45、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、及び、切断部90を備える。
また、シート製造装置100は、原料に対する加湿、及び/または原料が移動する空間を加湿する目的で、加湿部202、204、206、208、210、212を備える。本実施形態では、加湿部202、204、206及び208が、後述する気化式加湿ユニット300で加湿された空気が供給される箇所を示す。
また、加湿部210及び212は、ミスト式加湿ユニットで加湿された空気が供給される箇所を示す。ミスト式加湿ユニットは、水を貯留する水槽として機能する水トレー(図示略)と、水トレー内の水を霧化する振動部(図示略)とを有し、振動部により発生するミストを供給する。
また、加湿部210及び212は、ミスト式加湿ユニットで加湿された空気が供給される箇所を示す。ミスト式加湿ユニットは、水を貯留する水槽として機能する水トレー(図示略)と、水トレー内の水を霧化する振動部(図示略)とを有し、振動部により発生するミストを供給する。
供給部10は、粗砕部12に原料を供給する。シート製造装置100がシートを製造する原料は繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、或いは織物等が挙げられる。本実施形態ではシート製造装置100が古紙を原料とする構成を例示する。供給部10は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカーと、スタッカーから古紙を粗砕部12に送り出す自動投入装置とを備える構成とすることができる。
粗砕部12は、供給部10によって供給された原料を粗砕刃14によって裁断(粗砕)して、粗砕片にする。粗砕刃14は、大気中(空気中)等の気中で原料を裁断する。粗砕部12は、例えば、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃14と、粗砕刃14を回転させる駆動部とを備え、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは任意であり、解繊部20における解繊処理に適していればよい。例えば、粗砕部12は、原料を、1〜数cm四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。
粗砕部12は、粗砕刃14により裁断されて落下する粗砕片を受けるシュート(ホッパーとも称する)9を有する。シュート9は、例えば、粗砕片が流れる方向(進行する方向)において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有する。そのため、シュート9は、多くの粗砕片を受けとめることができる。シュート9には、解繊部20に連通する管2が連結され、管2は粗砕刃14によって裁断された原料(粗砕片)を、解繊部20に搬送させるための搬送路を形成する。粗砕片はシュート9により集められ、管2を通って解繊部20に移送(搬送)される。
粗砕部12が有するシュート9、或いはシュート9の近傍には、加湿部202により加湿空気が供給される。これにより、粗砕刃14により裁断された粗砕物が、静電気によってシュート9や管2の内面に吸着する現象を抑制できる。また、粗砕刃14が裁断した粗砕物は、加湿された(高湿度の)空気とともに解繊部20に移送されるので、解繊部20の内部における解繊物の付着を抑制する効果も期待できる。また、加湿部202は、粗砕刃14に加湿空気を供給して、供給部10が供給する原料を除電する構成としてもよい。また、加湿部202とともにイオナイザーを用いて除電してもよい。
解繊部20は、粗砕部12で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部20は、粗砕部12によって裁断された原料(粗砕片)を解繊処理し、解繊物を生成する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料(被解繊物)を、繊維1本1本に解きほぐすことをいう。解繊部20は、原料に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能をも有する。
解繊部20を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた解繊物繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂(複数の繊維同士を結着させるための樹脂)粒や、インク、トナーなどの色剤や、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも(string)状や平ひも(ribbon)状である。解きほぐされた解繊物は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態(独立した状態)で存在してもよいし、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となった状態(いわゆる「ダマ」を形成している状態)で存在してもよい。
解繊部20は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中(空気中)等の気中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。本実施形態では、解繊部20がインペラーミルを用いる構成とする。具体的には、解繊部20は、高速回転するローター(図示略)、及び、ローターの外周に位置するライナー(図示略)を備える。粗砕部12で裁断された粗砕片は、解繊部20のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。解繊部20は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部20は、原料である粗砕片を管2から吸引し、解繊物を排出口24へと搬送できる。解繊物は排出口24から管3に送り出され、管3を介して選別部40に移送される。
このように、解繊部20で生成される解繊物は、解繊部20が発生する気流により解繊部20から選別部40に搬送される。さらに、本実施形態では、シート製造装置100が気流発生装置である解繊部ブロアー26を備え、解繊部ブロアー26が発生する気流により解繊物が選別部40に搬送される。解繊部ブロアー26は管3に取り付けられ、解繊部20から解繊物とともに空気を吸引し、選別部40に送風する。
選別部40は、管3から解繊部20により解繊された解繊物が気流とともに流入する導入口42を有する。選別部40は、導入口42に導入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳細には、選別部40は、解繊部20により解繊された解繊物のうち、予め定められたサイズ以下の解繊物を第1選別物とし、第1選別物より大きい解繊物を第2選別物として、選別する。第1選別物は繊維または粒子等を含み、第2選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片(十分に解繊されていない粗砕片)、解繊された繊維が凝集し、或いは絡まったダマ等を含む。
本実施形態で、選別部40は、ドラム部(篩部)41と、ドラム部41を収容するハウジング部(覆い部)43と、を有する。
ドラム部41は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部41は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム部41は、網の目開き(開口)の大きさより小さい第1選別物と、網の目開きより大きい第2選別物とを選別する。ドラム部41の網としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。
ドラム部41は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部41は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム部41は、網の目開き(開口)の大きさより小さい第1選別物と、網の目開きより大きい第2選別物とを選別する。ドラム部41の網としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。
導入口42に導入された解繊物は気流とともにドラム部41の内部に送り込まれ、ドラム部41の回転によって第1選別物がドラム部41の網の目から下方に落下する。ドラム部41の網の目を通過できない第2選別物は、導入口42からドラム部41に流入する気流により流されて排出口44に導かれ、管8に送り出される。
管8は、ドラム部41の内部と管2とを連結する。管8を通って流される第2選別物は、粗砕部12により裁断された粗砕片とともに管2を流れ、解繊部20の導入口22に導かれる。これにより、第2選別物は解繊部20に戻されて、解繊処理される。
管8は、ドラム部41の内部と管2とを連結する。管8を通って流される第2選別物は、粗砕部12により裁断された粗砕片とともに管2を流れ、解繊部20の導入口22に導かれる。これにより、第2選別物は解繊部20に戻されて、解繊処理される。
また、ドラム部41により選別される第1選別物は、ドラム部41の網の目を通って空気中に分散し、ドラム部41の下方に位置する第1ウェブ形成部45のメッシュベルト46に向けて降下する。
第1ウェブ形成部45は、解繊物が堆積するメッシュベルト46(分離ベルト)を有し、解繊物からシートSに使用されない除去物を分離する分離部として機能する。この第1ウェブ形成部45は、さらに、張架ローラー47と、吸引部(サクション機構)48と、を含む。メッシュベルト46は無端形状のベルトであって、3つの張架ローラー47に懸架され、張架ローラー47の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。メッシュベルト46の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。選別部40から降下する第1選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト46の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト46に堆積し、メッシュベルト46とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト46から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの(樹脂粒や色剤や添加剤など)を含み、シート製造装置100がシートSの製造に使用しない除去物である。
メッシュベルト46は、シートSを製造する通常動作中には、一定の速度V1で移動する。ここで、通常動作中とは、後述するシート製造装置100の始動制御、及び、停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、シート製造装置100が望ましい品質のシートSを製造している間を指す。
従って、解繊部20で解繊処理された解繊物は、選別部40で第1選別物と第2選別物とに選別され、第2選別物が解繊部20に戻される。また、第1選別物から、第1ウェブ形成部45によって除去物が除かれる。第1選別物から除去物を除いた残りは、シートSの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト46に堆積して第1ウェブW1を形成する。
従って、解繊部20で解繊処理された解繊物は、選別部40で第1選別物と第2選別物とに選別され、第2選別物が解繊部20に戻される。また、第1選別物から、第1ウェブ形成部45によって除去物が除かれる。第1選別物から除去物を除いた残りは、シートSの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト46に堆積して第1ウェブW1を形成する。
吸引部48は、メッシュベルト46の下方から空気を吸引する。吸引部48は、管23を介して集塵部27に連結される。集塵部27は、微粒子を気流から分離する。集塵部27の下流には、捕集ブロアー28が設置され、捕集ブロアー28は、集塵部27から空気を吸引する集塵用吸引部として機能する。また、捕集ブロアー28が排出する空気は管29を介してシート製造装置100の外に排出される。
この構成では、捕集ブロアー28により、集塵部27を通じて吸引部48から空気が吸引される。吸引部48では、メッシュベルト46の網の目を通過する微粒子が、空気とともに吸引され、管23を通って集塵部27に送られる。集塵部27は、メッシュベルト46を通過した微粒子を気流から分離して蓄積する。
従って、メッシュベルト46の上には第1選別物から除去物を除去した繊維が堆積して第1ウェブW1が形成される。捕集ブロアー28が吸引を行うことで、メッシュベルト46上における第1ウェブW1の形成が促進され、かつ、除去物が速やかに除去される。
ドラム部41を含む空間には、加湿部204により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、選別部40の内部で第1選別物を加湿し、第1選別物の静電力によるメッシュベルト46への付着を弱めることができる。従って、第1選別物をメッシュベルト46から剥離し易くし、また、第1選別物が回転体49やハウジング部43の内壁に静電力によって付着することを抑制することができる。また、吸引部48によって除去物を効率よく吸引できる。
なお、シート製造装置100において、第1解繊物と第2解繊物とを選別し、分離する構成は、ドラム部41を備える選別部40に限定されない。例えば、解繊部20で解繊処理された解繊物を、分級機によって分級する構成を採用してもよい。分級機としては、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーを用いることができる。これらの分級機を用いれば、第1選別物と第2選別物とを選別し、分離することが可能である。さらに、上記の分級機により、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの(樹脂粒や色剤や添加剤など)を含む除去物を、分離して除去する構成を実現できる。例えば、第1選別物に含まれる微粒子を、分級機によって、第1選別物から除去する構成としてもよい。この場合、第2選別物は、例えば解繊部20に戻され、除去物は集塵部27により集塵され、除去物を除く第1選別物が管54に送られる構成とすることができる。
メッシュベルト46の搬送経路において、選別部40の下流側には、加湿部210によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部210が生成する水の微粒子であるミストは、第1ウェブW1に向けて降下し、第1ウェブW1に水分を供給する。これにより、第1ウェブW1が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト46への繊維の吸着等を抑制できる。
シート製造装置100は、メッシュベルト46に堆積した第1ウェブW1を分断する分断部として機能する回転体49を備える。第1ウェブW1は、メッシュベルト46がローラー47により折り返す位置で、メッシュベルト46から剥離して、回転体49により分断される。
第1ウェブW1は繊維が堆積してウェブ形状となった柔らかい材料であり、回転体49は、第1ウェブW1の繊維をほぐして、後述する混合部50で樹脂を混合しやすい状態に加工する。
回転体49の構成は任意であるが、本実施形態では、板状の羽根を有し回転する回転羽形状とすることができる。回転体49は、メッシュベルト46から剥離する第1ウェブW1と羽根とが接触する位置に配置される。回転体49の回転(例えば図中矢印R示す方向への回転)により、メッシュベルト46から剥離して搬送される第1ウェブW1に羽根が衝突して分断し、細分体Pを生成する。
なお、回転体49は、回転体49の羽根がメッシュベルト46に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体49の羽根の先端とメッシュベルト46との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすることができ、この場合、回転体49によって、メッシュベルト46に損傷を与えることなく第1ウェブW1を効率よく分断できる。
なお、回転体49は、回転体49の羽根がメッシュベルト46に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体49の羽根の先端とメッシュベルト46との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすることができ、この場合、回転体49によって、メッシュベルト46に損傷を与えることなく第1ウェブW1を効率よく分断できる。
回転体49によって分断された細分体Pは、管7の内部を下降して、管7の内部を流れる気流によって混合部50へ移送(搬送)される。
また、回転体49を含む空間には、加湿部206により加湿空気が供給される。これにより、管7の内部や、回転体49の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管7を通って、湿度の高い空気が混合部50に供給されるので、混合部50においても静電気による影響を抑制できる。
また、回転体49を含む空間には、加湿部206により加湿空気が供給される。これにより、管7の内部や、回転体49の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管7を通って、湿度の高い空気が混合部50に供給されるので、混合部50においても静電気による影響を抑制できる。
混合部50は、樹脂を含む添加物を供給する添加物供給部52(樹脂供給部)、管7に連通し、細分体Pを含む気流が流れる管54、及び、混合ブロアー56を備える。細分体Pは、上述のように選別部40を通過した第1選別物から除去物を除去した繊維である。混合部50は、細分体Pを構成する繊維に、樹脂を含む添加物を混合する。
混合部50では、混合ブロアー56によって気流を発生させ、管54中において、細分体Pと添加物とを混合させながら、搬送する。また、細分体Pは、管7及び管54の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
混合部50では、混合ブロアー56によって気流を発生させ、管54中において、細分体Pと添加物とを混合させながら、搬送する。また、細分体Pは、管7及び管54の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
添加物供給部52(樹脂収容部)は、添加物を蓄積する樹脂カートリッジ(図示略)に接続され、樹脂カートリッジ内部の添加物を管54に供給する。添加物供給部52は、樹脂カートリッジ内部の微粉または微粒子からなる添加物をいったん貯留する。添加物供給部52は、いったん貯留した添加物を管54に送る排出部52a(樹脂供給部)を有する。排出部52aは、添加物供給部52に貯留された添加物を管54に送出するフィーダー(図示略)、及び、フィーダーと管54とを接続する管路を開閉するシャッター(図示略)を備える。このシャッターを閉じると、排出部52aと管54とを連結する管路或いは開口が閉鎖され、添加物供給部52から管54への添加物の供給が絶たれる。
排出部52aのフィーダーが動作していない状態では、排出部52aから管54に添加物が供給されないが、管54内に負圧が発生した場合等には、排出部52aのフィーダーが停止していても添加物が管54に流れる可能性がある。排出部52aを閉じることにより、このような添加物の流れを確実に遮断できる。
添加物供給部52が供給する添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。すなわち、添加物は、単一の物質を含んでもよいし、混合物であってもよく、それぞれ単一または複数の物質で構成される、複数種類の粒子を含んでもよい。また、添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
添加物に含まれる樹脂は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。従って、樹脂を繊維と混合させた状態で、樹脂が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。
また、添加物供給部52が供給する添加物は、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤を含んでもよい。また、着色剤を含まない添加物は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
また、添加物供給部52が供給する添加物は、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤を含んでもよい。また、着色剤を含まない添加物は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
混合ブロアー56が発生する気流により、管7を降下する細分体P、及び、添加物供給部52により供給される添加物は、管54の内部に吸引され、混合ブロアー56内部を通過する。混合ブロアー56が発生する気流及び/または混合ブロアー56が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Pを構成した繊維と添加物とが混合され、この混合物(第1選別物と添加物との混合物)は管54を通って堆積部60に移送される。
なお、第1選別物と添加物とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、V型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよく、これらの機構を混合ブロアー56の前または後に設置してもよい。
堆積部60は、解繊部20で解繊された解繊物を堆積させる。より具合的には、堆積部60は、混合部50を通過した混合物を導入口62から導入し、絡み合った解繊物(繊維)をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部60は、添加物供給部52から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部60は、第2ウェブ形成部70に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
堆積部60は、ドラム部61と、ドラム部61を収容するハウジング部(覆い部)63と、を有する。ドラム部61は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部61は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム部61は、網の目開き(開口)のより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム部61から下降させる。ドラム部61の構成は、例えば、ドラム部41の構成と同じである。
なお、ドラム部61の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、ドラム部61として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、ドラム部61は、ドラム部61に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
ドラム部61の下方には第2ウェブ形成部70が配置される。第2ウェブ形成部70は、堆積部60を通過した通過物を堆積して、第2ウェブW2を形成する。第2ウェブ形成部70は、例えば、メッシュベルト72と、ローラー74と、サクション機構76と、を有する。
メッシュベルト72は無端形状のベルトであって、複数のローラー74に懸架され、ローラー74の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。メッシュベルト72は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等である。メッシュベルト72の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム部61から降下する繊維や粒子のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト72の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト72に堆積し、メッシュベルト72とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト72は、シートSを製造する動作中には、一定の速度V2で移動する。
メッシュベルト72の網の目は微細であり、ドラム部61から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。
サクション機構76は、メッシュベルト72の下方(堆積部60側とは反対側)に設けられる。サクション機構76は、サクションブロアー77を備え、サクションブロアー77の吸引力によって、サクション機構76に下方に向く気流(堆積部60からメッシュベルト72に向く気流)を発生させることができる。
サクション機構76は、メッシュベルト72の下方(堆積部60側とは反対側)に設けられる。サクション機構76は、サクションブロアー77を備え、サクションブロアー77の吸引力によって、サクション機構76に下方に向く気流(堆積部60からメッシュベルト72に向く気流)を発生させることができる。
サクション機構76によって、堆積部60により空気中に分散された混合物をメッシュベルト72上に吸引する。これにより、メッシュベルト72上における第2ウェブW2の形成を促進し、堆積部60からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構76によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐことができる。
サクションブロアー77(堆積吸引部)は、サクション機構76から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、シート製造装置100の外に排出してもよい。或いは、サクションブロアー77が吸引した空気を集塵部27に送り込み、サクション機構76が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
サクションブロアー77(堆積吸引部)は、サクション機構76から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、シート製造装置100の外に排出してもよい。或いは、サクションブロアー77が吸引した空気を集塵部27に送り込み、サクション機構76が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
ドラム部61を含む空間には、加湿部208により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、堆積部60の内部を加湿することができ、静電力によるハウジング部63への繊維や粒子の付着を抑え、繊維や粒子をメッシュベルト72に速やかに降下させ、好ましい形状の第2ウェブW2を形成させることができる。
以上のように、堆積部60及び第2ウェブ形成部70(ウェブ形成工程)を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態の第2ウェブW2が形成される。メッシュベルト72に堆積された第2ウェブW2は、シート形成部80へと搬送される。
メッシュベルト72の搬送経路において、堆積部60の下流側には、加湿部212によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部212が生成するミストが第2ウェブW2に供給され、第2ウェブW2が含む水分量が調整される。これにより、静電気によるメッシュベルト72への繊維の吸着等を抑制できる。
シート製造装置100は、メッシュベルト72上の第2ウェブW2を、シート形成部80に搬送する搬送部79が設けられる。搬送部79は、例えば、メッシュベルト79aと、ローラー79bと、サクション機構79cと、を有する。
サクション機構79cは、気流を発生させて第2ウェブW2を吸引し、メッシュベルト79aに第2ウェブW2を吸着させる。メッシュベルト79aは、ローラー79bの自転により移動し、第2ウェブW2をシート形成部80に搬送する。メッシュベルト72の移動速度と、メッシュベルト79aの移動速度とは、例えば、同じである。このように、搬送部79は、メッシュベルト72に形成された第2ウェブW2を、メッシュベルト72から剥がして搬送する。
シート形成部80は、堆積部60で堆積させた堆積物からシートSを形成する。より具体的には、シート形成部80は、メッシュベルト72に堆積し搬送部79により搬送された第2ウェブW2(堆積物)を、加圧加熱してシートSを成形する。シート形成部80では、第2ウェブW2が含む解繊物の繊維、及び添加物に対して熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物(樹脂)を介して結着させる。
シート形成部80は、第2ウェブW2を加圧する加圧部82、及び、加圧部82により加圧された第2ウェブW2を加熱する加熱部84を備える。
加圧部82は、一対のカレンダーローラー85で構成され、第2ウェブW2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウェブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウェブW2の密度が高められる。一対のカレンダーローラー85の一方は、モーター(図示略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー85は、モーター(図示略)の駆動力により回転して、加圧により高密度になった第2ウェブW2を、加熱部84に向けて搬送する。
加圧部82は、一対のカレンダーローラー85で構成され、第2ウェブW2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウェブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウェブW2の密度が高められる。一対のカレンダーローラー85の一方は、モーター(図示略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー85は、モーター(図示略)の駆動力により回転して、加圧により高密度になった第2ウェブW2を、加熱部84に向けて搬送する。
加熱部84は、例えば、加熱ローラー(ヒーターローラー)、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いて構成できる。本実施形態では、加熱部84は、一対の加熱ローラー86を備える。加熱ローラー86は、内部または外部に設置されるヒーターによって、予め設定された温度に加温される。加熱ローラー86は、カレンダーローラー85によって加圧された第2ウェブW2を挟んで熱を与え、シートSを形成する。また、一対の加熱ローラー86の一方は、モーター(図示略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。加熱ローラー86は、モーター(図示略)の駆動力により回転して、加熱したシートSを、切断部90に向けて搬送する。
なお、加圧部82が備えるカレンダーローラー85の数、及び、加熱部84が備える加熱ローラー86の数は、特に限定されない。
切断部90は、シート形成部80によって成形されたシートSを切断する。本実施形態では、切断部90は、シートSの搬送方向と交差する方向にシートSを切断する第1切断部92と、搬送方向に平行な方向にシートSを切断する第2切断部94と、を有する。第2切断部94は、例えば、第1切断部92を通過したシートSを切断する。
以上により、所定のサイズの単票のシートSが成形される。切断された単票のシートSは、排出部96へと排出される。排出部96は、所定サイズのシートSを排紙する排紙トレイ、或いは、シートSを蓄積するスタッカーを備える。
次に、気化式加湿ユニット300について説明する。
図2は気化式加湿ユニット300の外観を示す斜視図である。
図2に示すように、気化式加湿ユニット300は、加湿フィルター301を有するフィルターユニット310と、ヒーター321を有する加熱ユニット320とを備える。
図2は気化式加湿ユニット300の外観を示す斜視図である。
図2に示すように、気化式加湿ユニット300は、加湿フィルター301を有するフィルターユニット310と、ヒーター321を有する加熱ユニット320とを備える。
フィルターユニット310は、筐体311と仕切り板312とを備えている。筐体311は中空であり、仕切り板312によって、筐体311の内部空間が上空間401と下空間402とに仕切られている。筐体311は、直方体の箱形状を有し、つまり、底面を構成する矩形の底面部411と、前後左右の側面を構成する側面部412、413、414、415と、上面を構成する上面部416とを備えている。
仕切り板312は、底面部411及び上面部416と同形状(矩形)の板部材で形成されており、底面部411及び上面部416と平行に配置されている。なお、上空間401は、加湿フィルター301の上下長と略同じ上下長を有する空間に形成され、下空間402は、上空間401と比較して上下長が狭い空間に形成されている。
仕切り板312の上面には、加湿フィルター301との間に水槽313が配置されている。水槽313には、加湿フィルター301が載置されている。水槽313には、外部から水が供給され、加湿フィルター301の一部(下部)が浸漬可能な水位に水が貯留されている。仕切り板312は、水槽313を下方から支持する支持部としても機能する。
図3は、気化式加湿ユニット300の内部構造を示す側面図である。図3に示すように、水槽313は、筐体311の側面部412、413、414及び415のそれぞれから一定の距離を空けて配置されている壁部422、423、424及び425を備えている。水槽313は、壁部422〜425で囲まれる領域内に水を貯留可能である。換言すると、水槽313の各壁部422〜425は、筐体311の側面部412〜415と平行に配置されている。壁部422〜425は、規定量の水を貯留可能な高さに形成され、図3に示すように、加湿フィルター301よりも低く形成されている。
水槽313には、水槽313内の水位が所定の上限及び下限のいずれに至ったかを検出するためのフロートセンサー314と、水槽313内の水を排水するための排水口315が設けられる。本構成では、筐体311の上面部416において、水槽313に水配管316が接続され、この水配管316から水を供給することによって、水槽313内に水が貯留される。
水配管316には、給排水などを制御する制御部(図示略)によって制御される開閉弁317が設けられる。また、排水口315の下端には、排水管319が接続され、この排水管319にも、制御部によって制御される開閉弁が設けられる。
加湿フィルター301は、気化式の加湿フィルターであり、その素材は限定されない。加湿フィルター301は、例えば、毛細管現象などを利用して水槽313内の水を加湿フィルター301内に分散させ、加湿フィルター301を空気が通過することによって、水蒸気量が増加した空気(加湿された空気)を生成することができる。
加湿フィルター301は、水槽313よりも上方に突出して上空間内410を上下に渡って設けられ、筐体311の側面部413〜415に沿った環状の筒形状に形成されている。加湿フィルター301の内部空間が上下に貫通する貫通空間403となっており、貫通空間403の上方に相当する領域に、排気口330が配置されている。加湿フィルター301は、水槽313から突出する複数の位置決め部材333によって水槽313に位置決めされる。
加熱ユニット320は、フィルターユニット310の側方に設けられる筐体322と、筐体322内に設けられるヒーター321とを有する。筐体322は、上下方向に延びる縦型の箱体で形成され、上部側方に吸気口324が設けられ、下部側方に、フィルターユニット310の下空間402と連通する流入口(連通口)323が設けられている。
排気口330の下流には吸気ファン331が設けられ、制御部(図示略)により吸気ファン331が作動することによって、フィルターユニット310内の空気が吸引される。この吸引力により、筐体322に設けた吸気口324から外部の空気が筐体322内に吸引され、流入口323を通ってフィルターユニット310側へと吸引される。
加熱ユニット320は、図3に矢印αで示すように、空気を上下方向に流す供給路が形成される。加熱ユニット320の筐体322内には、上下に間隔を空けてヒーター321が設けられているので、矢印αに沿って流れる空気を効率良く加熱することができる。
加熱ユニット320は、図3に矢印αで示すように、空気を上下方向に流す供給路が形成される。加熱ユニット320の筐体322内には、上下に間隔を空けてヒーター321が設けられているので、矢印αに沿って流れる空気を効率良く加熱することができる。
ヒーター321で加熱された空気は、流入口323を通ってフィルターユニット310の下空間402に流入する。下空間402は、水平方向に延びる空間であるので、矢印αに沿って流れる空気が略90度向きを変えて矢印βに沿って流れる。つまり、矢印αで示される空気の供給路と矢印βで示される空気の供給路とは交差(本実施形態では略直交)している。
また、この下空間402は、仕切り板312、底面部411及び側面部412〜415によって周囲が区画された空間であり、加熱された空気が流入し一時的に貯留される空間(加熱空気溜まり)である。本構成では、この下空間402の上面を仕切る仕切り板312に、後述する第1〜第4吸気スリット601〜604が設けられているので、下空間402内の加熱された空気を、各吸気スリット601〜604を介して上空間401に流すことができる。つまり、第1〜第4吸気スリット601〜604は、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する。
これにより、加熱された空気を、加湿フィルター301の第1〜第4フィルター面501〜504の下方から上方に向けて流すことができる。この場合、第1〜第4吸気スリット601〜604は、加湿フィルター301の第1〜第4フィルター面501〜504に沿っているので、加熱された空気を、フィルター面502〜504の略全面に沿って略平行に導入させることができる。
従って、加熱された空気と、加湿フィルター301の全フィルター面500を構成するフィルター面501〜504との接触面積が向上し、加湿フィルター301に含まれる水分を効率良く空気に含ませることができる。
このようにして加湿された空気は、加湿フィルター301の内部空間を形成する貫通空間403、及び排気口330を順に通って、図1に示す加湿箇所(加湿部202、204、206及び208)へと供給される。
図4は、気化式加湿ユニットの内部構造を示す上面図である。
上記したように、排気口330の下流の吸気ファン331が作動することによって、排気口330内の空気が吸引され、加湿フィルター301の外周面外側の空気が、加湿フィルター301を通って貫通空間403内へと吸引される。
上記したように、排気口330の下流の吸気ファン331が作動することによって、排気口330内の空気が吸引され、加湿フィルター301の外周面外側の空気が、加湿フィルター301を通って貫通空間403内へと吸引される。
本構成では、加湿フィルター301の外部の空気が、加湿フィルター301を通って貫通空間403の内部へと吸引されるので、加湿フィルター301の外周面が、加湿フィルター301に空気が流入する際のフィルター面(吸い込み面)500として機能する。加湿フィルター301の外周面のうち水に浸漬した面は空気が通過しないので、水から露出する外周面がフィルター面500として機能する。
フィルター面500は、筐体311の側面部412〜415の各々に対応する第1フィルター面501、第2フィルター面502、第3フィルター面503及び第4フィルター面504に分けることができる。本構成では、第1フィルター面501は、筐体311の側面部412と平行であり、第2フィルター面502は、筐体311の側面部413と平行である。また、第3フィルター面503は、筐体311の側面部414と平行であり、第4フィルター面504は、筐体311の側面部415と平行である。
また、各フィルター面501〜504は、水槽313の壁部422〜425に近接して配置され、図4に示す上面視で、後述する吸気スリット600(601〜604)の各々に近接して配置されている。なお、フィルター面502については、フロートセンサー314を避けつつ、水槽313の壁部422に近接する位置に配置される。
また、各フィルター面501〜504は、水槽313の壁部422〜425に近接して配置され、図4に示す上面視で、後述する吸気スリット600(601〜604)の各々に近接して配置されている。なお、フィルター面502については、フロートセンサー314を避けつつ、水槽313の壁部422に近接する位置に配置される。
排気口330は、筐体311の上面を構成する上面部416に設けられている。本構成では、1個の排気口330を設け、加湿された空気を排気する構成である。但し、この構成に限らず、排気口330の数は任意に変更可能である。
仕切り板312には、水槽313と筐体311の側面部412〜415との間に、加湿フィルター301側に空気を流出させる吸気スリット600が設けられている。
吸気スリット600は、水槽313の壁部422と筐体311の側面部412との間に設けられる第1吸気スリット601と、壁部423と側面部413との間に設けられる第2吸気スリット602とを有する。また、吸気スリット600は、壁部424と側面部414との間に設けられる第3吸気スリット603と、壁部425と側面部415との間に設けられる第4吸気スリット604とを有する。
吸気スリット600は、水槽313の壁部422と筐体311の側面部412との間に設けられる第1吸気スリット601と、壁部423と側面部413との間に設けられる第2吸気スリット602とを有する。また、吸気スリット600は、壁部424と側面部414との間に設けられる第3吸気スリット603と、壁部425と側面部415との間に設けられる第4吸気スリット604とを有する。
第1〜第4吸気スリット601〜604は、加湿フィルター301の第1〜第4フィルター面501〜504の各々と平行に延びるとともに、各フィルター面501〜504と略同じ長さを有するスリットに形成される。具体的には、第1及び第3吸気スリット601、603は、加湿フィルター301の第1及び第3フィルター面501、503の各々と平行かつ近接した位置に設けられており、各フィルター面501、503の幅W1の長さを有するスリットに形成されている。
また、第2及び第4吸気スリット602、604は、加湿フィルター301の第2及び第4フィルター面502、504の各々と平行かつ近接した位置に設けられ、各フィルター面502、504の幅W2の長さを有するスリットに形成されている。
以上説明したように、本実施形態の気化式加湿ユニット300は、気化式の加湿フィルター301と、加湿フィルター301の一部を浸漬させる水を貯留する水槽313と、水槽313を支持する支持部として機能する仕切り板312とを有する。また、仕切り板312は、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する第1〜第4吸気スリット601〜604を有し、第1〜第4吸気スリット601〜604が加湿フィルター301の周囲に沿って配置されている。
本発明によれば、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604からの空気を、均等に満遍なく加湿フィルター301の広い領域に亘って通過させることが可能となる。また、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604からの空気を、加湿フィルター301に下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これにより、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
本発明によれば、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604からの空気を、均等に満遍なく加湿フィルター301の広い領域に亘って通過させることが可能となる。また、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604からの空気を、加湿フィルター301に下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これにより、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
また、本実施形態では、加湿フィルター301を通過させる空気が流入する流入口323と、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する第1〜第4吸気スリット601〜604と、を有する空気室として機能する下空間402を有する。この下空間402は、その少なくとも一部が水槽313に対して加湿フィルター301とは反対側に設けられ、第1〜第4吸気スリット601〜604は、加湿フィルター301の周囲に沿って配置されている。
この構成によれば、下空間402内の空気を、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604を介して、加湿フィルター301に下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これによっても、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
この構成によれば、下空間402内の空気を、加湿フィルター301の周囲に配置された第1〜第4吸気スリット601〜604を介して、加湿フィルター301に下方(浸漬側)から上方へと(略平行に)効率良く接触させることが可能となる。これによっても、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることができる。
また、一部が水に浸漬している気化式の環状の加湿フィルター301と、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する第1〜第4吸気スリット601〜604と、を備え、第1〜第4吸気スリット601〜604が、環状の加湿フィルター301の略全周に亘って配置されている。
この構成によれば、第1〜第4吸気スリット601〜604が加湿フィルター301の略全周に亘って配置されているので、各吸気スリット601〜604からの空気を均等に満遍なく加湿フィルター301の広い領域に亘って通過させることが可能となる。特許文献1記載の従来の加湿装置の構成では、空気の吸気口を三方にしか設けることができなかったが、加湿フィルター301に対して四方から空気を接触させることが可能となる。
この構成によれば、第1〜第4吸気スリット601〜604が加湿フィルター301の略全周に亘って配置されているので、各吸気スリット601〜604からの空気を均等に満遍なく加湿フィルター301の広い領域に亘って通過させることが可能となる。特許文献1記載の従来の加湿装置の構成では、空気の吸気口を三方にしか設けることができなかったが、加湿フィルター301に対して四方から空気を接触させることが可能となる。
また、加湿フィルター301を通過させる空気を加熱する加熱部として機能する加熱ユニット320を有する。この構成によれば、空気を加熱することで飽和蒸気圧が上がり、空気に含まれる水分量を増やすことが可能となり、気化式加湿ユニット300の加湿能力を向上させることができる。
また、気化式加湿ユニット300を、繊維を含む原料からシートSを形成するシート形成部80を備えるシート製造装置100において、原料を搬送する空気を加湿するために用いている。これにより、繊維を含む原料が静電気(帯電)の影響により滞留したり、原料同士が付着したりすることを回避できる。また、気化式の加湿であるので、結露の発生を抑制しつつ加湿することができる。
また、本実施形態の気化式加湿ユニット300は、ヒーター321で加熱した空気を気化式の加湿フィルター301の全フィルター面501〜504に対して略平行に導入させる空気導入部として機能する第1〜第4吸気スリット601〜604を設けている。本構成によれば、ヒーター321で加熱した空気と、加湿フィルター301の全フィルター面501〜504との接触面積が向上し、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる。
また、加湿フィルター301の一部が浸漬可能に水を貯留する水槽313を有し、水槽313の周囲に、空気導入部となる第1〜第4吸気スリット601〜604を備えている。これにより、水槽313の周囲スペースを利用して第1〜第4吸気スリット601〜604を設けることができる。
また、水槽313の下方にヒーター321で加熱した空気が流入する加熱空気溜りとして機能する下空間402を設け、下空間402に第1〜第4吸気スリット601〜604が連通している。
これにより、ヒーター321で加熱した空気を、加熱空気溜りとして機能する下空間402を介して、第1〜第4吸気スリット601〜604から上方に流すことができる。従って、水槽313に配置される加湿フィルター301に下方から上方へと空気を効率良く接触させることができる。
これにより、ヒーター321で加熱した空気を、加熱空気溜りとして機能する下空間402を介して、第1〜第4吸気スリット601〜604から上方に流すことができる。従って、水槽313に配置される加湿フィルター301に下方から上方へと空気を効率良く接触させることができる。
また、加熱空気溜りとなる下空間402を、ヒーター321で加熱した空気の供給路(矢印αで示す供給路)と交差させている。これにより、ヒーター321の配置スペースを確保しつつ、気化式加湿ユニット300をコンパクトに構成し易くなる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る気化式加湿ユニット300の内部構造を示す上面図である。なお、第1実施形態と同一の構成部位については同一の符号を付しその説明は省略する。
上記の第1実施形態では、図4に示すように、下空間402に連通する第1〜第4吸気スリット601〜604について、スリット幅Tを同じ値に形成する場合を例示したが、これに限らない。
例えば、下空間402の空気の流れ方向上流側の第3吸気スリット603と、下空間402の空気の流れ方向下流側の第1吸気スリット601とでは、同じスリット幅Tにした場合に、上流側の第3吸気スリット603より下流側の第1吸気スリット601の方が、通過風量が多くなる。
例えば、下空間402の空気の流れ方向上流側の第3吸気スリット603と、下空間402の空気の流れ方向下流側の第1吸気スリット601とでは、同じスリット幅Tにした場合に、上流側の第3吸気スリット603より下流側の第1吸気スリット601の方が、通過風量が多くなる。
このため、上流側の第3吸気スリット603のスリット幅T(図5中、符号T1で示す)を、下流側の第1吸気スリット601のスリット幅T(図5中、符号T2で示す)よりも大きくしてもよい。これにより、上流側に位置する第3吸気スリット603の開口面積は、下流側に位置する第1吸気スリット601の開口面積よりも大きくなる。従って、上流側の第3吸気スリット603と、下流側の第1吸気スリット601との間の風量の偏りを抑えることができる。このようにして上流側の第3吸気スリット603からの空気の流量と、下流側の第1吸気スリット601からの空気の流量を均一にすることができ、加湿能力を高めることができる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る気化式加湿ユニット300の内部構造を示す上面図である。なお、第1実施形態と同一の構成部位については同一の符号を付しその説明は省略する。
この気化式加湿ユニット300は、第1〜第4吸気スリット601〜604に代えて、複数の開口部700を有する点が第1及び第2実施形態と異なる。
開口部700は、水槽313の壁部422と筐体311の側面部412との間に間隔を空けて設けられる複数の第1開口部701と、壁部423と側面部413との間に間隔を空けて設けられる複数の第2開口部702とを有する。また、開口部700は、壁部424と側面部414との間に間隔を空けて設けられる複数の第3開口部703と、壁部425と側面部415との間に間隔を空けて設けられる複数の第4開口部704とを有する。
この気化式加湿ユニット300は、第1〜第4吸気スリット601〜604に代えて、複数の開口部700を有する点が第1及び第2実施形態と異なる。
開口部700は、水槽313の壁部422と筐体311の側面部412との間に間隔を空けて設けられる複数の第1開口部701と、壁部423と側面部413との間に間隔を空けて設けられる複数の第2開口部702とを有する。また、開口部700は、壁部424と側面部414との間に間隔を空けて設けられる複数の第3開口部703と、壁部425と側面部415との間に間隔を空けて設けられる複数の第4開口部704とを有する。
これら第1〜第4開口部701〜704は、加湿フィルター301の周囲を構成する第1〜第4フィルター面501〜504に沿うように、仕切り板312に間隔を空けて設けられている。より具体的には、第1及び第3開口部701、703は、加湿フィルター301の第1及び第3フィルター面501、503に近接し、且つ、各フィルター面501、503の幅W1に対応する領域に渡って形成されている。また、第2及び第4開口部702、704は、加湿フィルター301の第2及び第4フィルター面502、504に近接し、且つ、各フィルター面502、504の幅W2に対応する領域に渡って形成されている。
これら第1〜第4開口部701〜704により、加湿フィルター301を通過させる空気を、加湿フィルター301の周囲に沿って略平行に導入させることができる。これにより、空気と加湿フィルター301の全フィルター面502〜504との接触面積が向上する。従って、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる等の第1実施形態と同様の各種の効果が得られる。
なお、第1〜第4開口部701〜704の開口径、開口形状、及び間隔は、同一でもよいし、異ならせてもよい。例えば、第3開口部703を、第1開口部701よりも開口径或いは開口形状を大きくしてもよいし、間隔を狭めてもよい。これにより、上流側の第3開口部703と、下流側の第1開口部701との間の風量の偏りを抑えることができる。
なお、第1〜第4開口部701〜704の開口径、開口形状、及び間隔は、同一でもよいし、異ならせてもよい。例えば、第3開口部703を、第1開口部701よりも開口径或いは開口形状を大きくしてもよいし、間隔を狭めてもよい。これにより、上流側の第3開口部703と、下流側の第1開口部701との間の風量の偏りを抑えることができる。
図7は、本発明の第4実施形態に係る気化式加湿ユニット300の内部構造を示す側面図である。
この気化式加湿ユニット300は、フィルターユニット310の筐体311内に、水槽313及び加湿フィルター301を囲う壁部材800を追加した点が第1〜第3実施形態と異なる。
壁部材800は、水槽313及び加湿フィルター301の外周を囲う側壁部801を有する。側壁部801は、加湿フィルター301のフィルター面500に略平行に設けられ、筐体311の側面部412〜415との間に、下空間402と連通する隙間を有するよう設けられる。また、側壁部801は、加湿フィルター301の周囲を構成する第1〜第4フィルター面501〜504の各々に沿って開口する吸気スリット900を有する。
この気化式加湿ユニット300は、フィルターユニット310の筐体311内に、水槽313及び加湿フィルター301を囲う壁部材800を追加した点が第1〜第3実施形態と異なる。
壁部材800は、水槽313及び加湿フィルター301の外周を囲う側壁部801を有する。側壁部801は、加湿フィルター301のフィルター面500に略平行に設けられ、筐体311の側面部412〜415との間に、下空間402と連通する隙間を有するよう設けられる。また、側壁部801は、加湿フィルター301の周囲を構成する第1〜第4フィルター面501〜504の各々に沿って開口する吸気スリット900を有する。
吸気スリット900は、水槽313の壁部422の上方に設けられる第1吸気スリット901と、壁部423の上方に設けられる第2吸気スリット(図示略)とを有する。また、吸気スリット900は、壁部424の上方に設けられる第3吸気スリット903と、壁部425の上方に設けられる第4吸気スリット(図示略)とを有する。吸気スリット900の各々は、対向する各フィルター面501〜504の幅(W1またはW2)の長さを有するスリットに形成される。
つまり、吸気スリット900は、加湿フィルター301の周囲に沿って配置され、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する。この吸気スリット900により、加湿フィルター301を通過させる空気を、加湿フィルター301の周囲に沿って略平行に導入させることができる。これにより、空気と加湿フィルター301の全フィルター面502〜504との接触面積が向上する。従って、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる等の第1実施形態と同様の各種の効果が得られる。
つまり、吸気スリット900は、加湿フィルター301の周囲に沿って配置され、加湿フィルター301を通過させる空気が流出する流出口として機能する。この吸気スリット900により、加湿フィルター301を通過させる空気を、加湿フィルター301の周囲に沿って略平行に導入させることができる。これにより、空気と加湿フィルター301の全フィルター面502〜504との接触面積が向上する。従って、加湿フィルター301に含まれる水分を通過する空気に効率良く含ませることができ、加湿能力を向上させることが可能になる等の第1実施形態と同様の各種の効果が得られる。
また、この吸気スリット900は、水槽313に近接した位置、つまり、水槽313の壁部422〜425に近接した位置に設けられる。これにより、加湿フィルター301が水を吸い上げる方向に沿わせつつ加湿フィルター301の周囲に沿って空気を導入させることができる。
なお、上記実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態で説明した構成の全てが本発明の必須構成要件であることも限定されない。また、この発明は上記実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
例えば、シート製造装置100は、シートSに限らず、硬質のシート或いは積層したシートで構成されるボード状、或いは、ウェブ状の製造物を製造する構成であってもよい。また、シートSは、紙は、パルプや古紙を原料とする紙であってもよく、天然繊維または合成樹脂製の繊維を含む不織布であってもよい。また、シートSの性状は特に限定されず、筆記や印刷を目的とした記録紙(例えば、いわゆるPPC用紙)として使用可能な紙であってもよいし、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙等であってもよい。また、シートSが不織布である場合、一般的な不織布のほか、繊維ボード、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット等としてもよい。
また、上記実施形態では、シートSが切断部90でカットされる構成を例示したが、シート形成部80で加工されたシートSが巻き取りローラーにより巻き取られる構成であってもよい。
また、本実施形態では、水を極力使用しない乾式によるシート製造装置100に使用する気化式加湿ユニット300に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らない。例えば、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用に離解して抄き直す、いわゆる湿式でシートを製造するシート製造装置において、ウェブの搬送経路、或いは、シートSをカットする空間を加湿する際に、上記した気化式加湿ユニット300を使用してもよい。
また、この気化式加湿ユニット300を、シート製造装置以外に適用してもよく、例えば、加湿を必要とする装置、製造工程、試験工程及び環境などに使用可能である。
また、この気化式加湿ユニット300を、シート製造装置以外に適用してもよく、例えば、加湿を必要とする装置、製造工程、試験工程及び環境などに使用可能である。
2、3、7、8、23、29、54…管、9…シュート、10…供給部、10A…スタッカー、10B…トレイ、10C…供給部本体、12…粗砕部、14…粗砕刃、15…駆動部、16…イオナイザー、20…解繊部、22…導入口、24…排出口、26…解繊部ブロアー、27…集塵部、28…捕集ブロアー、40…選別部、41…ドラム部、42…導入口、43…ハウジング部、45…第1ウェブ形成部、46…メッシュベルト(分離ベルト)、47…張架ローラー、48…吸引部、49…回転体(分断部)、50…混合部、52…添加物供給部、52a…排出部、56…混合ブロアー、60…堆積部、61…ドラム部、62…導入口、63…ハウジング部、70…第2ウェブ形成部、72…メッシュベルト(分離ベルト)、74…張架ローラー、76…サクション機構、77…サクションブロアー、79…搬送部、79a…メッシュベルト、79b…張架ローラー、79c…サクション機構、80…シート形成部、82…加圧部、84…加熱部、85…カレンダーローラー、86…加熱ローラー、90…切断部、92…第1切断部、94…第2切断部、96…排出部、100…シート製造装置、150…制御部、160…表示部、202、204、206、208、210、212…加湿部、300…気化式加湿ユニット(気化式の加湿器)、301…加湿フィルター、310…フィルターユニット、311…筐体、312…仕切り板、313…水槽、314…フロートセンサー、315…排水口、316…水配管、317…開閉弁、319…排水管、320…加熱ユニット(加熱部)、321…ヒーター、322…筐体、323…流入口、324…吸気口、330…排気口、331…吸気ファン、333…位置決め部材、401…上空間、402…下空間(空気室)、403…貫通空間、411…底面部、412〜415…側面部、416…上面部、422〜425…壁部、500、501〜504…フィルター面、600、601〜604、900、901、903…吸気スリット(流出口、空気導入部)、700、701〜704…開口部、800…壁部材、801…側壁部、P…細分体、S…シート、T…スリット幅、W1…第1ウェブ、W2…第2ウェブ。
Claims (6)
- 気化式の加湿フィルターと、
前記加湿フィルターの一部を浸漬させる水を貯留する水槽と、
前記水槽を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を有し、
前記流出口が前記加湿フィルターの周囲に沿って配置されている気化式加湿ユニット。 - 気化式の加湿フィルターと、
前記加湿フィルターの一部を浸漬させる水を貯留する水槽と、
前記加湿フィルターを通過させる空気が流入する流入口と、前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を有する空気室と、を有し、
前記空気室は、その少なくとも一部が前記水槽に対して前記加湿フィルターとは反対側に設けられ、
前記流出口は、前記加湿フィルターの周囲に沿って配置されている気化式加湿ユニット。 - 一部が水に浸漬している気化式の環状の加湿フィルターと、
前記加湿フィルターを通過させる空気が流出する流出口と、を備え、
前記流出口は、環状の前記加湿フィルターの略全周に亘って配置されている気化式加湿ユニット。 - 前記流出口を複数備え、
空気の流れ方向上流側に位置する前記流出口の開口面積は、下流側に位置する前記流出口の開口面積よりも大きい請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の気化式加湿ユニット。 - 前記加湿フィルターを通過させる空気を加熱する加熱部を有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の気化式加湿ユニット。
- 繊維を含む原料からシートを形成するシート形成部と、
前記原料を搬送する空気を加湿するための請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の気化式加湿ユニットと、を有するシート製造装置。
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---|---|---|---|
JP2016169132A JP2018035996A (ja) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 気化式加湿ユニット、及びシート製造装置 |
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