JP2727135B2 - Impulse dryer roll with shell with high thermal diffusivity - Google Patents

Impulse dryer roll with shell with high thermal diffusivity

Info

Publication number
JP2727135B2
JP2727135B2 JP7511777A JP51177794A JP2727135B2 JP 2727135 B2 JP2727135 B2 JP 2727135B2 JP 7511777 A JP7511777 A JP 7511777A JP 51177794 A JP51177794 A JP 51177794A JP 2727135 B2 JP2727135 B2 JP 2727135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
shell
outer shell
metal
base shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7511777A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08510803A (en
Inventor
ウェデル、グレゴリー・エル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEROITO TEKUNOROJIIZU Inc
Original Assignee
BEROITO TEKUNOROJIIZU Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEROITO TEKUNOROJIIZU Inc filed Critical BEROITO TEKUNOROJIIZU Inc
Publication of JPH08510803A publication Critical patent/JPH08510803A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2727135B2 publication Critical patent/JP2727135B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/0209Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218Shoe presses
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/0281Wet presses in combination with a dryer roll
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02Drying on cylinders
    • D21F5/022Heating the cylinders
    • D21F5/024Heating the cylinders using electrical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/028Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using electrical means

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は製紙機械及びカレンダに関する。特に、本発
明は製紙機械に使用され、紙ウエブへ熱を移動させるロ
ールに関する。さらにまた、本発明は紙ウエブへの熱移
動が改善された、製紙機械やカレンダに使用される加熱
ロールに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a papermaking machine and a calendar. In particular, the invention relates to rolls used in papermaking machines to transfer heat to a paper web. Furthermore, the present invention relates to a heating roll for use in papermaking machines and calendars, with improved heat transfer to the paper web.

背景技術 紙の製造は重要な産業である。従来、製紙機械で製造
される紙ウエブの幅を広げることによって、紙の生産性
を上げる努力がなされてきた。紙の生産性を向上させる
もうひとつの傾向は、製紙機械を通るウエブの速度を上
げることである。ウエブの幅は、製紙機械と紙処理ロー
ルをもっと幅広くすることによって増大させることがで
きる。また、紙ウエブの製造速度を上げると、製紙機械
のドライヤ部分に問題が生じる。ウエブの速度が上ると
各ドライヤシリンダから乾燥紙ウエブへの熱移動が減退
する。かくして、ウエブ速度を上げながら、製紙機械の
ドライヤ部をもっと長くしなければならないことになっ
た。
BACKGROUND ART Paper manufacturing is an important industry. In the past, efforts have been made to increase paper productivity by increasing the width of paper webs produced by papermaking machines. Another trend to increase paper productivity is to increase the speed of the web through the paper machine. The width of the web can be increased by making the papermaking machine and paper handling rolls wider. Also, increasing the production speed of the paper web causes problems in the dryer section of the papermaking machine. As the web speed increases, the heat transfer from each dryer cylinder to the dry paper web decreases. Thus, the dryer section of the papermaking machine must be made longer while increasing the web speed.

ドライヤ部をもっと長くするという問題の1つの解決
法がインパルスドライヤである。このインパルスドライ
ヤは232℃(450゜F)以上に加熱された高温ロールを使
用する。加熱されたロールは、ロールとシューとの間に
広幅ニップを形成するために使用される。紙ウエブはロ
ールの高温表面と接触することになる。紙はプレスフェ
ルトにより支持され、このプレスフェルトは順次、シュ
ーの上の潤滑フィルムの上にのせられたブランケットの
上に位置する。そのような広幅ニップを有するインパル
スドライヤを使用することによって、製紙機械のドライ
ヤ部の長さを非常に短縮することができるのである。
One solution to the problem of making the dryer section longer is an impulse dryer. This impulse dryer uses a high-temperature roll heated to at least 232 ° C (450 ° F). The heated roll is used to form a wide nip between the roll and the shoe. The paper web will come into contact with the hot surface of the roll. The paper is supported by a press felt, which in turn rests on a blanket which rests on a lubricating film on the shoe. By using an impulse dryer having such a wide nip, the length of the dryer section of the papermaking machine can be greatly reduced.

このインパルスドライヤの更なる改良は、ロールと紙
ウエブとの間の熱移動を高めることを必要とする。ロー
ル表面の温度を高めることは、ロール全体の温度を高め
ることを必要とする。これはロールの強度に悪影響を及
ぼす。ロールの温度を上げると、油圧機構を使用してい
る内部クラウン支持機構の使用を複雑にする欠点があ
る。さらに、高温にすると、プレスフェルトの焼けが生
じ易くなり、ウエブ表面の繊維がほぐれ、ロールヘッド
の応力も過度となり、ベアリングも過熱し易くなる。そ
こで、ワーレン(Wahren)の米国特許No.4,324,613にお
いて、インパルスドライヤロールは比較的高い熱伝導を
有する材料で形成することにより効果があると認識され
ている。ワーレンはまた、高い表面温度にするために表
面に低伝導性をもたせたロールを使用するのが望ましい
ことをも教示している。ワーレンはさらに少くともロー
ル表面層に対して材料の選択基準も提案しており、スチ
ールやニッケルよりもアルミニウムを好ましくないとし
ている。ワーレンは彼のロールに適さないものとして銅
を無視している。
Further improvements to this impulse dryer require increased heat transfer between the roll and the paper web. Increasing the temperature of the roll surface requires increasing the temperature of the entire roll. This has an adverse effect on the strength of the roll. Increasing the temperature of the roll has the disadvantage of complicating the use of an internal crown support mechanism using a hydraulic mechanism. Further, when the temperature is increased, the press felt is easily burnt, the fibers on the web surface are loosened, the stress of the roll head becomes excessive, and the bearing is easily overheated. Thus, in U.S. Pat. No. 4,324,613 to Wahren, it is recognized that the impulse dryer roll is more effective when formed from a material having relatively high thermal conductivity. Warren also teaches that it is desirable to use a roll with a low conductivity surface to achieve high surface temperatures. Warren has also proposed material selection criteria for at least the roll surface layer, stating that aluminum is less preferred than steel or nickel. Warren ignores copper as unfit for his roll.

リイヒネン(Riihinen)の米国特許No.4,613,794は個
々に加熱されるカレンダーに使用するロールを記載して
いる。このロールは外側の強磁層とロールの内部コアと
の間に非磁気性絶縁層を使用する。リイヒネンはカレン
ダのロールを誘導加熱し、クラウンのコントロールのた
めロールの内部へアクセス可能としているが、熱移動を
改善するために熱伝導を上げたものをどのように使用す
るかについては、開示していない。
Riihinen, U.S. Pat. No. 4,613,794, describes rolls for use with individually heated calenders. This roll uses a non-magnetic insulating layer between the outer ferromagnetic layer and the inner core of the roll. Lihinen heats the calender rolls by induction and allows access to the interior of the rolls for crown control, but does not disclose how to use increased heat transfer to improve heat transfer. Not.

バスカー(Busker)他の米国特許No.4,738,752は、第
1共軸層とその第1層のまわりに伸びている第2共軸層
とを有する加熱される広幅ニッププレスに使用されるプ
レスロールを示唆している。第2層は第1層の熱伝導係
数より高い熱伝導係数を有する。第1層は低熱伝導係数
を有する材料であり、第2層は金属である。その第1層
はセラミックで第2層は金属であることもさらに示唆し
ている。
No. 4,738,752 to Busker et al. Discloses a press roll used in a heated wide nip press having a first concentric layer and a second concentric layer extending around the first layer. Suggests. The second layer has a higher thermal conductivity than the first layer. The first layer is a material having a low coefficient of thermal conductivity, and the second layer is a metal. It further suggests that the first layer is ceramic and the second layer is metal.

バスカー他は、第2外層は0.0127〜0.127cm(0.005〜
0.050インチ)の厚みを有することを示している。バス
カー他は内側金属製ベースシエルの上の金属製外部シエ
ルの適切な厚みをどのように計算するかを開示していな
い。バスカーは外側シエルの材料の選択やその厚みの選
択において熱拡散がいかに重要であるかを教示していな
い。
For buscars and others, the second outer layer is 0.0127-0.127 cm (0.005-
0.050 inch). Busker et al. Do not disclose how to calculate the appropriate thickness of the metal outer shell over the inner metal base shell. Basker does not teach how important heat diffusion is in selecting the material of the outer shell or its thickness.

必要なことは、インパルスドライヤやカレンダにおい
て、熱移動性の高いロールを使用することである。
What is necessary is to use a roll having high heat transfer in an impulse dryer or a calendar.

発明の開示 本発明のロールは2つの部分で成る。1つは、金属製
ベースシエルであって、通常のスパンキャスト鋼合金
(spun−cast steel alloy)で構成される。そのロール
の第2部分はうすい外側シエル、即ち10分の数インチの
厚みを有し、それが鋼合金ベースシエルの表面と密着接
触している。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The roll of the present invention consists of two parts. One is a metal base shell, which is made of a usual spun-cast steel alloy. The second portion of the roll has a thin outer shell, i.e., a few tenths of an inch, which is in intimate contact with the surface of the steel alloy base shell.

外側シエルは高い熱拡散性材料で構成される。熱拡散
は熱伝導に比例し、その材料の比熱や密度に反比例す
る。高い熱拡散性材料の例としては、銅とアルミニウム
がある。
The outer shell is composed of a highly heat diffusing material. Thermal diffusion is proportional to heat conduction and inversely proportional to the specific heat and density of the material. Examples of high thermal diffusivity materials include copper and aluminum.

本発明のロールを構成する1つのやり方は、ロールの
表面に約10分の2インチの銅層を火炎スプレーすること
である。このロールはインパルスドライヤの広幅の高温
プレスニップに使用される。その広幅ニップはシューで
形成される。そのシューは、本発明のロールの表面より
わずかに大きな湾曲をもつ滑らかな弧状面を有する。広
幅ニップ用ブランケットがロールの表面速度に等しい速
度でシューの表面に引っぱられる。紙ウエブはロールの
表面近くを移動し、プレスフェルトがブランケットとウ
エブとの間に位置づけられる。シューの効果は5フィー
ト直径のロール上で多分、10インチの周囲距離にわたっ
て紙ウエブをロールに当接状に保持することである。こ
のロールは914メートル/分(3,000フィート/分)の表
面速度を生じさせるように回転される。広幅ニップ用ブ
ランケットを、プレスフェルトと紙ウエブは全て、同一
速度でロールを通過する。
One way to construct the roll of the present invention is to flame spray a surface of the roll with a copper layer of about two-tenths of an inch. This roll is used for the wide hot press nip of the impulse dryer. The wide nip is formed by a shoe. The shoe has a smooth arcuate surface with a curvature slightly greater than the surface of the roll of the present invention. A wide nip blanket is pulled on the surface of the shoe at a speed equal to the surface speed of the roll. The paper web moves near the surface of the roll and a press felt is positioned between the blanket and the web. The effect of the shoe is to hold the paper web against the roll on a 5 foot diameter roll, perhaps over a 10 inch perimeter distance. The roll is rotated to produce a surface speed of 914 meters / minute (3,000 feet / minute). The wide nip blanket, the press felt and the paper web all pass through the roll at the same speed.

このロールは丈夫な壁をもつ金属シリンダで構成され
る。このシリンダ壁は典型的なものでは、数インチの厚
みを有する。このロールは広幅ニップの上流で、ロール
表面を加熱する誘導ヒータにより加熱される。ロールと
ウエブとの間の熱移動に関する分析が行われた時、ロー
ルの最外側部分だけが温度変化にさらされることがわか
っている。もし、ロール表面が誘導ヒータにより232℃
(450゜F)まで加熱される場合、ロールの内部全体は23
2℃(450゜F)の均等温度に達する。
This roll consists of a metal cylinder with strong walls. This cylinder wall typically has a thickness of several inches. The roll is heated upstream of the wide nip by an induction heater that heats the roll surface. When an analysis of the heat transfer between the roll and the web was performed, it was found that only the outermost portion of the roll was exposed to temperature changes. If the roll surface is 232 ° C by induction heater
When heated to (450 ゜ F), the entire interior of the roll is 23
A uniform temperature of 2 ° C (450 ° F) is reached.

ウエブと接触するロールの表面は93℃又は149℃(200
゜F又は300゜F)の温度降下を経験する。しかしなが
ら、この温度の変化は、ロールの表面の1/10〜3/10イン
チの部分でしか経験しない。かくして、ロールの有効な
熱移動部分はうすい外側の環状体だけである。従来のロ
ールでは、熱移動を向上させる唯一の方法がロールの温
度を上げたり、ニップの長さを延長したり、ウエブの速
度を落すことであった。これら3つのアプローチは全
て、費用がかかり、それに伴って諸々の欠点を加わっ
た。そこで本発明は、ロールに正確に計算された深さを
もつ銅層を備えることによりロールの熱拡散性を高め
て、ロールとウエブとの間の熱移動を向上させようとす
るものである。
The surface of the roll in contact with the web should be 93 ° C or 149 ° C (200 ° C
(゜ F or 300 降下 F). However, this temperature change is only experienced at one-tenth to three-tenths of an inch of the surface of the roll. Thus, the only effective heat transfer portion of the roll is the thin outer annulus. With conventional rolls, the only way to improve heat transfer was to increase the temperature of the roll, extend the length of the nip, or slow down the web. All three of these approaches are expensive and have their associated drawbacks. Accordingly, the present invention seeks to increase the thermal diffusivity of the roll by providing the roll with a copper layer having an accurately calculated depth, thereby improving heat transfer between the roll and the web.

そこで、本発明の目的は、乾燥される紙ウエブへの熱
移動を向上させたインパルスドライヤロールを提供する
ことである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an impulse dryer roll with improved heat transfer to the paper web to be dried.

本発明のもうひとつの目的は、所与のロール表面温度
に対して紙ウエブへの熱移動を向上させた、カレンダー
に使用するロールを提供することである。
It is another object of the present invention to provide a roll for use in a calender that has improved heat transfer to the paper web for a given roll surface temperature.

本発明のもうひとつの目的は、より短い部分しか必要
としないような、製紙機械のドライヤ部に使用するロー
ルを提供することである。
It is another object of the present invention to provide a roll for use in the dryer section of a papermaking machine that requires only a shorter portion.

本発明のさらにもうひとつの目的は、ウエブ表面の繊
維のほぐれを減少させるインパルスドライヤに使用する
ロールを提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a roll for use in an impulse dryer that reduces the loosening of fibers on the web surface.

本発明のさらにもうひとつの目的は、ロールヘッドの
応力を減少させた、インパルスドライヤに使用するロー
ラを提供することである。
It is still another object of the present invention to provide a roller for use in an impulse dryer, which has reduced roll head stress.

本発明の更なる目的や特徴、効果は、添付図面に関連
して説明した以下の詳細な説明から明らかとなるであろ
う。
Further objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.

図面の簡単な説明 図1は本発明の二層ロールを使用した、広い面積、即
ち長いニップ、つまり広幅ニップ型製紙機械の概略横断
面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a large area, or long nip, or wide nip type papermaking machine using a two-layer roll of the present invention.

図2は広幅ニップブランケットを使用し、図1のロー
ルを利用した広い面積、即ち長いニップ、つまり広幅ニ
ップ型製紙機械の概略横断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a wide area, ie, long nip, or wide nip papermaking machine utilizing the rolls of FIG. 1 using a wide nip blanket.

図3は図1のロールの表面から種々の深さにおける温
度と時間の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and time at various depths from the surface of the roll of FIG.

図4は本発明の二層ロールを使用したカレンダーの概
略横断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a calendar using the two-layer roll of the present invention.

発明を実施するための最良の形態 特に、図1〜4を通して、同一符号は同一部品を指
す。これらの図面には、インパルスドライヤ20が示され
ている。このインパルスドライヤ20は、シュー24と共に
ニップ26を形成するプレスロール22を有する。このシュ
ー24は、ロール22に対面する凹面を備え、それがロール
22へ向って押圧されるように取付けられている。プレス
ニップ26は、ロール22とシュー24との間に形成される。
ニップ26を通過する紙ウエブ28は、長い時間、押圧力を
受ける。プレスフェルト32がウエブ28の下を移動し、フ
ェルト32の下でシュー24の上をループベルト30が通過す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In particular, the same reference numerals in FIGS. In these figures, an impulse dryer 20 is shown. The impulse dryer 20 has a press roll 22 that forms a nip 26 with a shoe 24. This shoe 24 has a concave surface facing the roll 22, which is
It is mounted so as to be pressed toward 22. Press nip 26 is formed between roll 22 and shoe 24.
The paper web 28 passing through the nip 26 receives a pressing force for a long time. The press felt 32 moves under the web 28, and the loop belt 30 passes over the shoe 24 under the felt 32.

シュー24とベルト30との間にオイルが供給される。そ
のオイルはベルト30とシュー24との間に、流体力学的流
体くさびを生じさせる。この流体くさびは、ニップ26を
通るウエブ28の動きを潤滑しながら、同時に、ウエブへ
圧力を伝える。プレスフェルト32は紙ウエブ28の下で、
しかもベルト30の上にあって、ニップ26を通過する。紙
ウエブ28と、プレスフェルト32と、ベルト30は、ロール
22と共に一所に位置するので、ともに同一速度で駆動さ
れる。かくして、紙ウエブ28は方向が反れるような大き
な力を受けない。なぜなら、ウエブ28の面と、プレスフ
ェルト32の面と、プレスロール22の面34に相対的な動き
が生じないからである。かくして、紙ウエブ28は、それ
が広幅ニップ26を通過する時、主に圧縮力を受ける。こ
の圧縮力の効果は、ウエブをプレスロール22の表面34と
密着させることである。
Oil is supplied between the shoe 24 and the belt 30. The oil creates a hydrodynamic fluid wedge between belt 30 and shoe 24. The fluid wedge lubricates the movement of the web 28 through the nip 26 while simultaneously transmitting pressure to the web. Press felt 32 under paper web 28,
Moreover, it is on the belt 30 and passes through the nip 26. The paper web 28, the press felt 32, and the belt 30 are rolled.
Since they are located in one place together with 22, they are driven at the same speed. Thus, the paper web 28 is not subjected to such a large force as to deflect. This is because no relative movement occurs between the surface of the web 28, the surface of the press felt 32, and the surface 34 of the press roll 22. Thus, the paper web 28 is primarily subjected to compressive forces as it passes through the wide nip 26. The effect of this compression force is to bring the web into close contact with the surface 34 of the press roll 22.

加圧によりウエブ28とプレスロールの表面34との密着
接触は、ロール22の表面34とウエブ28との間に迅速な熱
交換を容易にする。ロール22とウエブ28との間の迅速な
熱移動はインパルスドライヤの特徴をもつ、まだ完全に
は理解されていない乾燥機構を生じさせる。紙ウエブの
迅速な加熱は、ウエブに含まれる水分を一部、蒸発させ
る。ウエブの水分から生じた蒸気は、ロール22の表面34
と紙ウエブ28との間にたまる。その唯一の抜け道は紙ウ
エブ28からプレスフェルト32への道である。紙ウエブ28
の上面からプレスフェルト32へと下方への蒸気の迅速な
動き、ウエブ28に含まれる水分をフェルト32へ吹きつけ
る効果をもつ。このプロセス、即ち、インパルス乾燥
は、紙ウエブ28から水分を迅速に除去させる。
The close contact between the web 28 and the surface 34 of the press roll under pressure facilitates rapid heat exchange between the surface 34 of the roll 22 and the web 28. The rapid heat transfer between the roll 22 and the web 28 results in a drying mechanism that is not yet fully understood, characteristic of an impulse dryer. Rapid heating of the paper web causes some of the moisture contained in the web to evaporate. The steam generated from the web moisture is transferred to the surface 34 of the roll 22.
And between the paper web 28. The only way out is from paper web 28 to press felt 32. Paper web 28
This has the effect of rapidly moving the steam downward from the upper surface of the web to the felt 32 and blowing the moisture contained in the web 28 onto the felt 32. This process, ie, impulse drying, causes the paper web 28 to quickly remove moisture.

インパルスドライヤ20のプレスロール22は、ロール22
の構成のために、通常のインパルスドライヤにまさる改
良効果を有する。ロール22は通常の鋼合金で構成された
金属のベースシエル38を有する。そのベースシエル38
は、例えば銅のように熱拡散性の高い材料で構成された
外側シエル40によって外側を覆われる。図示のロールは
正確な大きさに描かれておらず、図示の目的で、ベース
シエルと外側シエルの相対的厚みは誇張して示されてい
る。外側シエル40はベースシエル38の外面42に密着接合
されている。金属製ベースシエル38は外側シエル40の構
造上の支持体を構成する。外側銅層の熱拡散性が高いこ
とはロール22と紙ウエブ28との間の有効な熱移動を2倍
にする、典型的なインパルスドライヤは、プレスロール
93℃〜149℃(200゜〜300゜F)以上の表面温度、好まし
くは232℃〜288℃(450゜〜550゜F)の表面温度に達す
るようなプレスニップで構成される。典型的なインパル
スドライヤは、誘導加熱ロールへ向って不透過性ブラン
ケットを押圧するシューを使用した広幅ニッププレスを
使用することもできる。その高い表面温度は湿ったウエ
ブがニップを通過する時、それを迅速に加熱し、紙繊維
を軟化させる。これは脱水作用を著るしく強め、紙シー
トの強度特性を生じさせる。
The press roll 22 of the impulse dryer 20
Has an improvement effect over the ordinary impulse dryer. Roll 22 has a metal base shell 38 constructed of a conventional steel alloy. Its base shell 38
Is covered with an outer shell 40 made of a material having a high thermal diffusion property such as copper. The illustrated rolls are not drawn to scale, and for purposes of illustration, the relative thicknesses of the base shell and the outer shell are exaggerated. The outer shell 40 is in close contact with the outer surface 42 of the base shell 38. The metal base shell 38 provides the structural support for the outer shell 40. The high thermal diffusivity of the outer copper layer doubles the effective heat transfer between the roll 22 and the paper web 28. A typical impulse dryer is a press roll
The press nip is configured to reach a surface temperature of 93 ° C to 149 ° C (200 ° to 300 ° F) or more, preferably 232 ° C to 288 ° C (450 ° to 550 ° F). A typical impulse dryer may also use a wide nip press with a shoe that presses an impermeable blanket toward an induction heating roll. The high surface temperature heats the wet web rapidly as it passes through the nip, softening the paper fibers. This significantly enhances the dewatering action and gives rise to the strength properties of the paper sheet.

熱拡散性の高い肉薄の外側シエル40を使用することに
より熱移動作用を高めると、インパルスドライヤは選定
された効果を達成するように設計することが可能とな
る。第1に、ロール22の表面温度が低下しても尚、同じ
加熱レベルを与える。この事は、シエル温度が高いため
に生じるいくつかの問題を克服する。つまり、高温にな
ると、プレスフェルトの焼け、ウエブ表面のシエルのほ
ぐれ、ロールの過度の熱応力、軸受の過熱が生じる。第
2に、より多くの湿気を除去するために、より多くの熱
を紙へ供給することができる。第3に、インパルス及び
乾燥効果を一定に保持しながら、ウエブ28の速度を上げ
ることができる。熱拡散性の高い外側シエルを備えたプ
レスロール22を使用した実際の適切な設計において、3
つの全ての効果、即ち、プレスロールの温度を低くする
こと、操作速度が速いこと、紙ウエブ28のより完全な乾
燥が含まれる。
Enhancing the heat transfer effect by using a thin outer shell 40 with high thermal diffusivity allows the impulse dryer to be designed to achieve the selected effect. First, a lower surface temperature of the roll 22 still provides the same heating level. This overcomes several problems caused by high shell temperatures. That is, when the temperature becomes high, burning of the press felt, loosening of the shell on the web surface, excessive thermal stress of the roll, and overheating of the bearing occur. Second, more heat can be supplied to the paper to remove more moisture. Third, the speed of the web 28 can be increased while keeping the impulse and drying effects constant. In a practically suitable design using a press roll 22 with an outer shell with high thermal diffusivity, 3
All three effects include lower press roll temperature, faster operating speed, and more complete drying of the paper web 28.

図1は、プレスロール22を使用したインパルスドライ
ヤ20の横断面図であって、それは紙ウエブ28の移動方向
に沿ってとったものである。製紙技術に精通している者
によって認められるように、紙ウエブ28のクロスマシン
方向の幅は、普通、100〜400インチであり、ロール22の
ようなインパルスドライヤの構成要素はその特定機能に
より必要とされるように、一般に、幾分長い。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an impulse dryer 20 using a press roll 22, taken along the direction of travel of the paper web 28. As will be appreciated by those skilled in the papermaking arts, the width in the cross-machine direction of the paper web 28 is typically 100-400 inches, and components of the impulse dryer, such as the roll 22, are required for certain functions. As is generally said, it is somewhat longer.

ループベルト30とその支持体44は通常のものであっ
て、それについては、米国特許No.4,673,461(Roerig
外)にもっと詳しく記載されている。ベルト30は連続ル
ープであり、そのクロスマシン方向の幅はプレスロール
22より広いので、そのベルト(図示せず)の端部はその
ベルトの端部をシールする円形閉鎖体(図示せず)にシ
ールされ、かくして、シールされたベルト30内にニップ
潤滑油を含む。固定梁33は、ベルト30内に含まれる。そ
の梁は油圧ピストン室35によってシュー24を調整自在に
支持する。その油圧ピストン室35には、ピストン37が位
置づけられる。シューはローラピン39上にピボット状に
支持される。そのローラピン39は、シュー24の下向き溝
と、ピストン37の上向き溝に着座する。ピストンは油圧
ピストン室35内のピストンの下にある流体圧によって上
方へ押し上げられる。油圧ピストン室は細長いスロット
の形をしていて、ピストンを摺動自在に受入れ、シュー
24の下でこの機械の幅全体にわたって伸びている。ベル
ト30は、側部ガイド41,43、上部ガイド45,47、下部ガイ
ド49によって案内される。これらのガイドは梁33に調整
自在に取付けられ、始動中、ベルト30を安定させる。そ
れらのガイドはまた、通常の操作中に何らかのがたつ
き、即ち不安定さが生じる場合、ベルト30を安定させる
効果がある。
Loop belt 30 and its support 44 are conventional and are described in U.S. Patent No. 4,673,461 (Roerig).
More details are described in (Outside). The belt 30 is a continuous loop whose width in the cross machine direction is a press roll
Being wider than 22, the end of the belt (not shown) is sealed to a circular closure (not shown) that seals the end of the belt, thus containing the nip lubricant in the sealed belt 30 . The fixed beam 33 is included in the belt 30. The beam adjustably supports the shoe 24 by the hydraulic piston chamber 35. A piston 37 is positioned in the hydraulic piston chamber 35. The shoe is pivotally supported on roller pins 39. The roller pin 39 is seated in the downward groove of the shoe 24 and the upward groove of the piston 37. The piston is pushed upward by the fluid pressure below the piston in the hydraulic piston chamber 35. The hydraulic piston chamber is in the form of an elongated slot, which slidably receives the piston,
Extending across the entire width of this machine under 24. The belt 30 is guided by side guides 41 and 43, upper guides 45 and 47, and lower guide 49. These guides are adjustably mounted on beams 33 to stabilize belt 30 during startup. These guides also have the effect of stabilizing the belt 30 in the event of any rattling or instability during normal operation.

一旦、ベルト30が操作速度に達すると、遠心力の作用
により、シュー24とプレスロール22との間のニップ26を
横切って移動する部分を除いて、ベルト30は自然に形呈
する。かくして、速度が上がると、遠心力の作用により
ベルト30はガイド41,43,45,47,49からわずかばかり距離
をおいて保持される。
Once the belt 30 has reached its operating speed, the belt 30 will assume its natural shape except for the part that moves across the nip 26 between the shoe 24 and the press roll 22 due to the action of centrifugal force. Thus, as the speed increases, the belt 30 is held at a slight distance from the guides 41, 43, 45, 47, 49 due to the action of the centrifugal force.

プレスフェルト32は、インフィードロール46とプレス
アウトフィードロール48上に支持される。インフィード
プレスフェルトロール46とアウトフィードロール48は典
型的なものでは、0.61メートル(2フィート)の直径を
有するが、このプレスロールの対応する直径は1.52メー
トル(5フィート)である。それらのロール46,48は、
プレスフェルトをインパルスドライヤ20のニップ26を通
して送られるべき位置へ送る働きをする。プレスフェル
ト32はアウトフィードローラ48を離れて後、フェルトド
ライヤ(図示せず)によって処理される。そのフェルト
ドライヤはフェルトが再使用のため、インフィードロー
ラ46上へ戻される前に、フェルト32から水分と過剰の湿
気を除去する。
The press felt 32 is supported on an in-feed roll 46 and a press-out feed roll 48. The infeed press felt roll 46 and the outfeed roll 48 typically have a diameter of 0.61 meters (2 feet), but the corresponding diameter of the press roll is 1.52 meters (5 feet). These rolls 46,48
It serves to send the press felt through the nip 26 of the impulse dryer 20 to the position to be sent. After leaving the outfeed roller 48, the press felt 32 is processed by a felt dryer (not shown). The felt dryer removes moisture and excess moisture from the felt 32 before the felt is returned to the infeed roller 46 for reuse.

図1のプレスロール22は、非回転型クラウン支持梁52
を有する油圧クラウン制御機構50を使用している。クラ
ウン支持梁は、オイル供給口54を有する。このオイル供
給口54は、金属製ベースシエル38の内面60へピストン58
を駆動するピストン空所56へオイルを供給する。中心
梁、即ち軸50に沿って間隔をおいて位置するピストン58
は、プレスロール22とシュー24との間に一定圧を与え
る。図1において、誘導式ヒータ62が概略的に示されて
いる。そのヒータ62は、高周波電流で励磁されるコイル
64を有する。誘導ヒータ62は従来のものである。それは
高周波交流によって生じる振動磁場を使用しており、そ
れがロール22の表面40に渦電流を生じさせる。そこで生
じた渦電流は表面40に抵抗熱を生じさせ、それによっ
て、表面は所望の温度まで加熱される。
The press roll 22 of FIG.
The hydraulic crown control mechanism 50 having the following is used. The crown support beam has an oil supply port 54. The oil supply port 54 is connected to the inner surface 60 of the metal base shell 38 by a piston 58.
Oil is supplied to the piston space 56 for driving the piston. Central beam, i.e. piston 58 spaced along axis 50
Gives a constant pressure between the press roll 22 and the shoe 24. In FIG. 1, an induction heater 62 is schematically illustrated. The heater 62 is a coil excited by a high-frequency current.
Has 64. Induction heater 62 is conventional. It uses an oscillating magnetic field generated by a high frequency alternating current, which causes an eddy current on the surface 40 of the roll 22. The resulting eddy currents create resistive heat at the surface 40, which heats the surface to the desired temperature.

熱移動の観点から、シエル40は“半無限プレート”
(semi−infinite plate)の観を呈する。それは、ロー
ルの所与のセグメントがニップ内に存在する時間が非常
に短いためである。シエル40の外部誘導加熱によりロー
ル全体は内側60から外側34まで均等な温度で作動する
が、但し、周期的に温度が変動する薄い外層は別であ
る。この外層の有効深さは次式で表わすことができる。
In terms of heat transfer, Ciel 40 is a "semi-infinite plate"
(Semi-infinite plate). This is because a given segment of the roll will be in the nip for a very short time. The external induction heating of the shell 40 causes the entire roll to operate at a uniform temperature from the inside 60 to the outside 34, except for a thin outer layer whose temperature fluctuates periodically. The effective depth of this outer layer can be expressed by the following equation.

上式で、X=周期的な温度の変化が生じる層の深さで
あって、単位はフィート。
In the above equation, X = depth of the layer where the periodic temperature change occurs, and the unit is feet.

S=プレスロールの表面速度、単位はメートル/時(フ
ィート/時) L=ニップの長さ、単位はフィート a=外面の熱拡散性で単位は平方メートル/時(平方フ
ィート/時) この深さは、表面温度が段階的に変化するものと仮定
して概算されている。実際に、その変化は劇的ではない
ので、上記概算は実際より高く出ていると思われる。
S = surface speed of press roll, unit is meter / hour (feet / hour) L = length of nip, unit is feet a = heat diffusivity of outer surface, unit is square meters / hour (square feet / hour) This depth Is approximated assuming that the surface temperature changes stepwise. Indeed, the change is not dramatic, so the above estimate seems to be higher than it really is.

図3はロール表面の温度変化と時間の関係を表わすグ
ラフであり、3点で連続して一段と深くなっている。図
3において、縦軸が温度であり、横軸が時間である。一
番上の曲線66は、ロールの表面温度と時間の関係を表わ
す。プレスロール22は直径が約5フィートであるので、
周囲は約16フィートである。図1のニップ26は、長さ10
インチであるので、その結果、ロールは、紙ウエブがロ
ールのまわりを回転する時間の約5%だけ、紙ウエブ28
に露される。前記上の曲線66はのこぎり歯状波形68を有
し、これはドラム22が一回転した時の表面温度を表わ
す。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature change of the roll surface and the time, and is further deepened continuously at three points. In FIG. 3, the vertical axis is temperature and the horizontal axis is time. Curve 66 at the top represents the relationship between roll surface temperature and time. Since the press roll 22 is about 5 feet in diameter,
The circumference is about 16 feet. The nip 26 in FIG.
Inches, the result is that the roll requires only about 5% of the time it takes for the paper web to rotate around the roll.
Exposure. The upper curve 66 has a sawtooth waveform 68 which represents the surface temperature when the drum 22 makes one revolution.

始動地点からとってみると、温度が急勾配で下落す
る。これはロール22の表面34が紙ウエブ28と接触したこ
とを表わす。この場合のウエブの全接触時間は波長68の
5%に相当し、表面の温度の低下は基本的には瞬間的で
ある。ロール22の表面34は、ウエブがロールとの接触に
よって加熱されるので、ウエブ28の温度を維持する。
From the starting point, the temperature drops steeply. This indicates that the surface 34 of the roll 22 has contacted the paper web 28. The total contact time of the web in this case corresponds to 5% of the wavelength 68, and the decrease in surface temperature is basically instantaneous. The surface 34 of the roll 22 maintains the temperature of the web 28 as the web is heated by contact with the roll.

表面上の或る地点がニップから出る時、熱はロールの
内部から温度の低い面へ向って流れるので、温度72が次
第に上昇する。最後にロール面が誘導ヒータ62を通過す
る時、そのロール表面は74で示すように、温度が急上昇
する、その後その温度は、ロール面が70で示すように、
再び紙ウエブ28と接触するまで一定している。
As some point on the surface exits the nip, heat flows from the interior of the roll toward the cooler surface, causing the temperature 72 to gradually increase. Finally, when the roll surface passes through the induction heater 62, the roll surface rises in temperature, as shown at 74, after which the temperature rises, as shown by the roll surface at 70.
It is constant until it comes into contact with the paper web 28 again.

熱拡散(a)は次式で定義される。即ち、 上式で a=熱拡散性 k=熱伝導度 c=比熱 p=密度 第2のグラフ75は、ロール22の表面から深さ方向へ或
る距離だけ移動した任意の地点の温度輪郭を表わす。第
2曲線75の波長76は表面温度曲線66の波長と同じであ
る。しかしながら、温度変化は、曲線75で表わす地点が
表面から幾分、離れているので、第1曲線ほど急勾配で
はない。
The thermal diffusion (a) is defined by the following equation. That is, Where a = thermal diffusivity k = thermal conductivity c = specific heat p = density A second graph 75 represents the temperature profile of any point that has moved a distance in the depth direction from the surface of the roll 22. The wavelength 76 of the second curve 75 is the same as the wavelength of the surface temperature curve 66. However, the temperature change is not as steep as the first curve because the point represented by curve 75 is somewhat distant from the surface.

第3曲線78は、波長76,68と同じ波長80を有し、その
波長はロール22の回転速度によって支配される。この曲
線は曲線75よりロールからもっと深く移動した地点を表
わし、それはロール内のもっと深い所で、ロールと接触
しそして誘導ヒータ62によって加熱される表面34の周期
的性質によって生じる温度変化がいかに小さくなってい
るかを示す。
The third curve 78 has a wavelength 80, which is the same as the wavelengths 76 and 68, which wavelength is governed by the rotational speed of the roll 22. This curve represents the point that has traveled farther from the roll than curve 75, which is deeper into the roll and how small the temperature change caused by the periodic nature of the surface 34 that contacts the roll and is heated by the induction heater 62. Indicates whether it is.

第4曲線82は温度の時間の関係が一定していることを
示す。それは上記数式が温度の変動を予告できないほど
の深さを表わす。それはまた、ロール22と紙ウエブ28と
の間の熱の流れをコントロールする上で、熱拡散がもは
や重要でなくなる深さである。
The fourth curve 82 indicates that the temperature-time relationship is constant. It represents such a depth that the above equation cannot predict the temperature fluctuation. It is also the depth at which heat diffusion is no longer important in controlling the flow of heat between the roll 22 and the paper web 28.

合金鋳鉄シエルは、約0.066平方メートル/時(0.6〜
0.7平方フィート/時)の熱拡散性を有し、これに対し
てアルミニウムの熱拡散性は3.3であり、銅は約4.4であ
る。
Alloy cast iron shells are approximately 0.066 square meters / hour (0.6-
0.7 square feet per hour), whereas aluminum has a thermal diffusivity of 3.3 and copper of about 4.4.

第1表を参照すれば、コラム1は種々の熱拡散性の散
を有する。0.7はプレスロールを構成する典型的な材料
にほぼ対応する。3の熱拡散性はアルミニウムに対応
し、熱拡散性4は銅に対応する。
Referring to Table 1, column 1 has various thermal diffusive dispersions. 0.7 corresponds roughly to the typical material that makes up the press roll. A thermal diffusivity of 3 corresponds to aluminum and a thermal diffusivity of 4 corresponds to copper.

第1表において、2つの共通のニップ長さがインチ単
位で示されており、10は典型的なインパルスドライヤの
広幅ニップに対応し、1インチは図4に示すような典型
的なカレンダーの利用に対応する。毎分当りのフィート
単位での2つのウエブ速度が記載されている。毎分914
メートル(毎分3,000フィート)が今日の製紙機械の典
型的な速度である。毎分当り6,000フィートは、現在、
この業界で論議されている適切な範囲の紙速度である。
In Table 1, two common nip lengths are shown in inches, 10 corresponds to the wide nip of a typical impulse dryer, and 1 inch is the use of a typical calender as shown in FIG. Corresponding to Two web speeds in feet per minute are listed. 914 per minute
Meters (3,000 feet per minute) are typical speeds of today's paper machines. At 6,000 feet per minute,
An appropriate range of paper speeds discussed in the industry.

第1表は、外面シエル40の適切な半径方向の最大厚み
が、図示のように、熱拡散性、ニップ長さ及びウエブ速
度の組合わせと共に、約2/10インチ厚みしか必要としな
いことを示している。図3に関連してみると、第1表は
また、プレスロール22の二層構造を示している。
Table 1 shows that the appropriate radial maximum thickness of the outer shell 40 requires only about 2/10 inch thickness, as shown, along with a combination of thermal diffusivity, nip length and web speed. Is shown. With reference to FIG. 3, Table 1 also shows the two-layer structure of the press roll 22.

体積比熱、即ち、単位体積当りの熱エネルギーの量
は、低密度金属が高比熱を有し、高密度金属が低比熱を
有する限りにおいて、広範囲の金属が大まかに言って一
定している。かくして、周期的加熱が行われる物質の体
積は、ロール22が紙ウエブと周期的に接触する間、ロー
ル22によって紙ウエブへ供給される総熱量のすぐれた指
標となる。
The volume specific heat, that is, the amount of thermal energy per unit volume, is roughly constant over a wide range of metals, as long as the low density metal has a high specific heat and the high density metal has a low specific heat. Thus, the volume of the substance to be subjected to the periodic heating is a good indicator of the total amount of heat supplied to the paper web by the roll 22 while the roll 22 is in periodic contact with the paper web.

図3は、曲線75,78,82に対応する地点の深さが第1表
に示すような有効深さが2倍の時には、2倍となるもの
と理解して参照することができる。かくして、有効深さ
が0.218cm(1000分の86インチ)の合金鋼ロールから、
有効深さが0.525cm(1000分の207インチ)の銅への動き
は、材料の体積の2倍以上が周期的温度変化をしている
ことを意味する。かくして、所与の周期中の熱の流れは
ほぼ2倍高くなる。
FIG. 3 can be understood and referred to when the depth corresponding to the curves 75, 78, and 82 is twice as large as the effective depth as shown in Table 1. Thus, from an alloy steel roll with an effective depth of 0.218 cm (86/1000 inch),
Movement to copper with an effective depth of 0.525 cm (207/1000 inches) means that more than twice the volume of the material is undergoing periodic temperature changes. Thus, the heat flow during a given cycle is almost twice as high.

第1表からわかることは、ニップ長さが短縮すると、
有効深さも減少するので、図4に示すようなカレンダー
において、ニップ76が0.5〜1.5インチの長さで非常にう
すいところでは、熱移動を劇的に向上させるには、熱伝
導性の高い外側シエル78が有効である。
Table 1 shows that when the nip length is reduced,
Because the effective depth is also reduced, in a calender as shown in FIG. 4, where the nip 76 is very thin with a length of 0.5-1.5 inches, a dramatic improvement in heat transfer requires a highly thermally conductive outer surface. Ciel 78 is effective.

プレスロール22は、チルドモールドに対して鉄合金を
遠心鋳造することにより従来の方法で製造される。コー
ルドメタルシエルに対する遠心鋳造では、典型的なもの
では、ロールの表面が高度に硬く、内部に延性をもつも
のが生じる。銅やアルミニウムのような熱拡散性の高い
材料の外側シエルは、好ましくは表面に溶融金属をスプ
レーすることによって外面42へスプレーが行われる。典
型的な金属スプレー法は、スプレー金属が接着する表面
を生じさせるためにロールの表面にサンドブラストを行
い、電弧やプラズマにより所望金属のワイヤを加熱し、
そこで生じた金属を金属製ベースシエル38の表面42にス
プレーする工程を含む。典型的には、金属スプレー操作
は、ベースシエル38の回転時に行われ必要な厚みとなる
まで、スプレー金属の連続層が形成される。この後、ロ
ールは表面仕上げされ、インパルスドライヤのプレスロ
ールやカレンダーのカレンダーロールに必要とされる表
面の滑かさを生じる。
Press roll 22 is manufactured in a conventional manner by centrifugally casting an iron alloy into a chilled mold. Centrifugal casting on cold metal shells typically results in a highly rigid roll surface with ductility inside. The outer shell of a highly diffusible material such as copper or aluminum is sprayed onto the outer surface 42, preferably by spraying the surface with molten metal. A typical metal spraying method involves sandblasting the surface of a roll to create a surface to which the sprayed metal adheres, heating the wire of the desired metal with an arc or plasma,
Spraying the resulting metal onto the surface 42 of the metal base shell 38 is included. Typically, a metal spray operation is performed upon rotation of the base shell 38 to form a continuous layer of spray metal until the required thickness is achieved. After this, the rolls are surface-finished, producing the surface smoothness required for impulse dryer press rolls and calender rolls.

外側シエルを形成する1つの方法は、はじめにチルド
遠心モールドへ溶融金属をスプレーし、それから、外側
シエル40へ鋼ベースシエル42を鋳造することによってう
すい外層を遠心鋳造する工程を含む。この方法は、外側
シエル40とベースシエル34との間に分子結合を生じさせ
るために、外側シエル40に酸化コーティングが形成され
ないようにする必要がある。
One method of forming the outer shell involves first spraying molten metal into a chilled centrifugal mold and then centrifuging the thin outer layer by casting a steel-based shell 42 into the outer shell 40. This method requires that no outer oxide coating be formed on the outer shell 40 in order to create a molecular bond between the outer shell 40 and the base shell 34.

その他の方法は、ベースシエル38の表面42に溶液から
化学的又は電気的塗着を行う方法である。化学的塗着で
は、塗着された金属に小孔が生じないようにすることが
重要である。特に、カレンダーに使用する非常にうすい
層を形成するもうひとつの方法は、蒸着である。
Another method is to apply a chemical or electrical coating from a solution to the surface 42 of the base shell 38. In chemical coating, it is important that the coated metal does not have porosity. In particular, another method of forming very thin layers for use in calendering is vapor deposition.

図2はプレスロール122を有するもうひとつのインパ
ルスドライヤ120を示しており、それはシュー124とロー
ル122の表面134との間に広幅ニップ126を形成する。イ
ンパルスドライヤ120は不透性広幅ニップブランケット1
30を使用する。シュー124はロールに対面した凹面を備
え、それはロール122へ向って押し上げられるように取
付けられる。ニップ126は、そのニップを通る紙ウエブ1
28に、長時間押圧力を生じさせる。ニップブランケット
130はシュー124とロール122との間でニップを通過す
る。
FIG. 2 shows another impulse dryer 120 having a press roll 122, which forms a wide nip 126 between the shoe 124 and the surface 134 of the roll 122. Impulse dryer 120 is impervious wide nip blanket 1
Use 30. Shoe 124 has a concave surface facing the roll, which is mounted to be pushed up toward roll 122. Nip 126 is the paper web 1 passing through the nip
28, a long-term pressing force is generated. Nip blanket
130 passes through the nip between shoe 124 and roll 122.

シューとブランケット130との間に、オイルが供給さ
れる。このオイルはブランケット130とシュー124との間
に流体力学的流体くさびを生じさせる。この流体くさび
は、ウエブへ圧力を伝達し、同時に、ニップ126を通る
ブランケットの動きを潤滑する。プレスフェルト132は
ニップ126を通って移動し紙ウエブ128の下で、ブランケ
ット130の上に位置する。紙ウエブ128とプレスフェルト
132と、ブランケット130は、ロールと共に、摩擦力によ
る相互の結合によって、同一速度で駆動される。かくし
て、紙ウエブ128は大きなずれる作用を受けることがな
い。なぜなら、ウエブ128の面にもプレスフェルト132の
面にも、プレスロール122の表面134にも相対的な動きが
ないからである。かくして、紙ウエブ128は、それが広
幅ニップ126を通る時、主に圧縮力を受ける。この圧縮
力の効果は、ウエブをプレスロール22の表面134と密着
接触させることである。
Oil is supplied between the shoe and the blanket 130. This oil creates a hydrodynamic fluid wedge between the blanket 130 and the shoe 124. This fluid wedge transmits pressure to the web while at the same time lubricating the movement of the blanket through the nip 126. Press felt 132 moves through nip 126 and is positioned under blanket 130 under paper web 128. Paper web 128 and press felt
The blanket 132 and the blanket 130 are driven at the same speed together with the roll by mutual connection by frictional force. Thus, the paper web 128 is not subject to any significant shift. This is because there is no relative movement between the surface of the web 128, the surface of the press felt 132, and the surface 134 of the press roll 122. Thus, the paper web 128 is primarily subjected to compressive forces as it passes through the wide nip 126. The effect of this compression force is to bring the web into close contact with the surface 134 of the press roll 22.

ドライヤ20と同様に、インパルスドライヤ120のプレ
スロール122は、従来のインパルスドライヤにまさる改
良効果を有する。ロール122は通常の鋼合金で構成され
た金属製ベースシエル138を有する。このベースシエル1
38は熱拡散性の高い材料で構成された外側シエルで外側
を覆われている。この外側シエル140はベースシエル138
の外面142に密着接合されている。金属製ベースシエル1
38は外側シエル140の構造的支持体を構成する。
Similarly to the dryer 20, the press roll 122 of the impulse dryer 120 has an improvement effect over the conventional impulse dryer. Roll 122 has a metal base shell 138 made of a normal steel alloy. This base shell 1
38 is covered on the outside with an outer shell made of a material with high thermal diffusivity. This outer shell 140 is the base shell 138
Is tightly joined to the outer surface 142 of the. Metal base shell 1
38 constitutes the structural support of the outer shell 140.

ブランケット130とその支持体44は通常のものであ
る。ブランケット130は連続ループである。それはプレ
スロール122よりクロスマシン方向の幅が大きいので、
ベルト(図示せず)の辺縁は紙ウエブ128の辺縁をこえ
て伸びている。固定梁133はベルト130とシュー124の下
に位置する。その固定梁133は、内部にピストン137を有
する油圧ピストン室135によってシュー124を調整自在に
支持する。ピストン137は油圧ピストン室135内のピスト
ン137の下にある流体圧によって上方へ押し上げられ
る。油圧ピストン室は細長いスロットの形をしていて、
シュー124の下を機械の全幅にわたって伸びているピス
トンを摺動自在に受入れている。ベルト130は上部ガイ
ドロール141,143と、下部ガイドロール145,147とストレ
ッチャーロール149とによって案内される。そのストレ
ッチャーロール149はブランケット130の引っぱりを変化
させるために調整自在に取付られる。
Blanket 130 and its support 44 are conventional. Blanket 130 is a continuous loop. Because it is wider in the cross machine direction than the press roll 122,
The edge of the belt (not shown) extends beyond the edge of the paper web 128. The fixed beam 133 is located below the belt 130 and the shoe 124. The fixed beam 133 adjustably supports the shoe 124 by a hydraulic piston chamber 135 having a piston 137 therein. The piston 137 is pushed upward by the fluid pressure below the piston 137 in the hydraulic piston chamber 135. The hydraulic piston chamber is shaped like an elongated slot,
A piston extending slidably under the shoe 124 over the full width of the machine. The belt 130 is guided by upper guide rolls 141 and 143, lower guide rolls 145 and 147, and a stretcher roll 149. The stretcher roll 149 is adjustably mounted to change the pulling of the blanket 130.

プレスフェルト132はインフィードロール146とプレス
アウトフィードロール148上に支持される。インフィー
ドプレスフェルトロール146とアウトフィードロール148
は典型的には、直径2フィートであるが、ここではプレ
スロールのそれに対応する直径は5フィートである。ロ
ール146,148はプレスフェルトをインパルスドライヤ120
のニップ126を通って送られる位置へ移動させる。プレ
スフェルト132はアウトフィードローラ148を離れた後、
フェルトドライヤ(図示せず)によって処理される。こ
のフェルトドライヤは、それがインフィードローラ146
へ再使用のために戻される前に、フェルト132から水分
や湿気を除去される。
The press felt 132 is supported on an in-feed roll 146 and a press-out feed roll 148. Infeed press felt roll 146 and outfeed roll 148
Is typically 2 feet in diameter, but here the corresponding diameter of the press roll is 5 feet. Rolls 146 and 148 press the felt into impulse dryer 120
To a position to be sent through the nip 126 of the After the press felt 132 leaves the outfeed roller 148,
Processed by a felt dryer (not shown). This felt dryer uses an infeed roller 146
Moisture and moisture are removed from the felt 132 before being returned to the for reuse.

図2のプレスロール122は、油圧クラウンコントロー
ル機構を使用するようには示されていない。むしろ、ロ
ール122は、中心部が大きくて、軸方向へテーパーをな
す直径をもつように形成されている。クラウンロール12
2を使用する欠点は、圧力がロール122とシュー124との
間の1つのレベルの圧力に対してしか生じないというこ
とである。かくして、或る範囲の乾燥圧を望む場合、ア
クティブクラウンを使用するのが望ましい。図2では、
誘導ヒータ162が概略的に示されている。それは、高周
波電流で励磁されるコイルを有する。その誘導ヒータ16
2は通常の性質を有する。それはロール122の表面141に
渦電流を生じさせる高周波電流によって生じる振動磁場
を有する。誘導電流は表面134に所望の温度まで抵抗加
熱を生じさせる。
The press roll 122 of FIG. 2 is not shown using a hydraulic crown control mechanism. Rather, the roll 122 is formed with a large central portion and a diameter that tapers in the axial direction. Crown roll 12
The disadvantage of using 2 is that the pressure only occurs for one level of pressure between the roll 122 and the shoe 124. Thus, if a range of drying pressures is desired, it is desirable to use an active crown. In FIG.
An induction heater 162 is schematically illustrated. It has a coil that is excited with a high frequency current. Induction heater 16
2 has the usual properties. It has an oscillating magnetic field created by a high frequency current that creates an eddy current on the surface 141 of the roll 122. The induced current causes resistive heating of surface 134 to the desired temperature.

図4は、カレンダ84に熱拡散性の高い外側シエル87を
有するロール86を使用した場合を示す。カレンダは紙ウ
エブ82の表面仕上げを滑らかにし、改善するために使用
される。
FIG. 4 shows a case in which a roll 86 having an outer shell 87 having high heat diffusion is used for the calendar 84. The calendar is used to smooth and improve the surface finish of the paper web 82.

図4はマシンスタックカレンダ、即ち“オンマシン”
カレンダ84の概略図である。そのカレンダは、カレンダ
ロール86,88,90,92により構成されるカレンダスタッ
ク、即ちカレンダの積み重ねで成る。これらのカレンダ
は典型的には、ハードローラ間にハードニップを有し、
又はハードローラ86,90と弾性繊維で構成されるソフト
ローラ88,92とを交互に配置したソフトニップを有する
ようにすることもできる。この構造は通常のものであ
る。ソフトニップカレンダは典型的なものでは、長さが
1.27cm〜3.81cm(1/2〜1 1/2インチ)のニップを有す
る。カレンダロール86は、赤外線加熱、又は誘導加熱に
よって加熱される。金属製ベースシエル96と高熱拡散性
外側シエル87とを有するカレンダロールを使用すると、
ロール86と紙ウエブ98との間の熱移動が改善される。こ
れがカレンダ84の有効性を向上する。
Figure 4 shows the machine stack calendar, or "on-machine"
FIG. 3 is a schematic diagram of a calendar 84. The calendar consists of a calendar stack constituted by calendar rolls 86,88,90,92, i.e. a stack of calendars. These calendars typically have hard nips between hard rollers,
Alternatively, a soft nip in which hard rollers 86 and 90 and soft rollers 88 and 92 made of elastic fibers are alternately arranged may be provided. This structure is conventional. Soft nip calendars are typically of length
It has a nip from 1.27 cm to 3.81 cm (1/2 to 11/2 inch). The calendar roll 86 is heated by infrared heating or induction heating. Using a calendar roll with a metal base shell 96 and a highly heat diffusible outer shell 87,
Heat transfer between the roll 86 and the paper web 98 is improved. This improves the effectiveness of the calendar 84.

第1表に示すように、ニップの長さが短いために、約
0.152cm(60/1000インチ)の肉薄の高熱拡散性シエルを
必要とする。かくして、外側シエルの比較的うすい半径
方向の厚みがロールの形成を容易にする。これは化学的
フィルム塗着にとって一層都合が良いことである。この
比較的うすいフィルムはまた、例えばダイアモンドのよ
うな非金属の高熱伝導性コーティングを使用できるの
で、ロールを蒸着によるダイアモンドで被覆することが
可能となる。
As shown in Table 1, due to the short nip length,
Requires a thin high thermal diffusivity shell of 0.152 cm (60/1000 inches). Thus, the relatively thin radial thickness of the outer shell facilitates roll formation. This is more convenient for chemical filming. The relatively thin film can also use a non-metallic, high thermal conductivity coating such as diamond, so that the roll can be coated with diamond by evaporation.

ウエブの速度が上昇すると、高熱拡散性外側シエルの
厚みはよりうすいものが必要となることは理解されるべ
きである。
It should be understood that as the speed of the web increases, the thickness of the high thermal diffusivity outer shell will need to be smaller.

第1表に示すように、有効深さに対する前記数式は、
ロール材料に熱移動の最大有効深さを与えるものであ
り、その最大有効深さより浅い深さを使っても尚、ロー
ル22の熱移動能力を上げることができる。
As shown in Table 1, the formula for the effective depth is
This gives the roll material the maximum effective depth of heat transfer, and the use of a depth less than the maximum effective depth can still increase the heat transfer capability of the roll 22.

ここに示したニップの長さ、ロール直径、ロール温度
は実施例における例示にすぎないものであって、その他
の温度範囲、ロールサイズ及びニップの長さを用いて、
本発明のロールを有効に使用できることは理解されるべ
きである。
The nip length, roll diameter, and roll temperature shown here are merely examples in the examples, and using other temperature ranges, roll sizes and nip lengths,
It should be understood that the rolls of the present invention can be used to advantage.

クラウン支持機構が図示かつ説明されているが、この
ロールは機械仕上げしたクラウン面を有するようにし、
その上に高熱拡散性のうすい外側シエルを塗着又は形成
することもできる。
Although the crown support mechanism is shown and described, the roll has a machined crown surface,
A thin outer shell with high thermal diffusion can also be applied or formed thereon.

また銅やアルミニウムのような材料は3以上の熱拡散
性を有するが、1の範囲の熱拡散性も或る状況では実用
的であることを理解されるべきである。
Also, it should be understood that materials such as copper and aluminum have a thermal diffusivity of 3 or more, but a thermal diffusivity in the 1 range may be practical in some situations.

本発明はここに図示された部品のこの構造や配置に制
限されることがなく、そのような変形は請求の範囲に含
まれるものであることを理解されるべきである。
It is to be understood that the invention is not limited to this structure or arrangement of the components illustrated herein, and that such variations are within the scope of the following claims.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高強度と低熱拡散性を有するものとして選
択される第1金属で構成された金属ベースシエル(38)
であって、そのベースシエル(38)は或る長さと或る半
径と円筒形表面を有するシリンダを構成し、そのベース
シエルは半径方向に沿って第1厚みを有している金属ベ
ースシエル(38)と; 同ベースシエル(38)の上に位置し、それによって支持
された第2金属の外側シエル(40)であって、その外側
シエル(40)は前記ベースシエル(38)の前記円筒形表
面と密着接触するように支持されており、前記第2金属
は、第1金属より高い熱拡散性を有するものが選択され
ており、前記外側シエル(40)はベースシエル(38)の
半径方向の厚みよりうすい半径方向の厚みを有してい
て、同ベースシエル(38)は機械的負荷の支持体を構成
し、前記外側シエル(40)はそこを通る熱移動を改善さ
れている外側シエル(40)と; 前記外側シエル(40)を加熱するため前記外側シエル
(40)のすぐ近くに配置された誘導ヒータと;を有し、 前記外側シエル(40)は0.254cm(0.1インチ)以下の半
径方向の厚みを有し、前記第2金属はアルミニウム及び
銅から成るグループから選択され、その第2金属は前記
ベースシエル(38)へスプレーされており、同ベースシ
エル(38)は機械的負荷の支持体を構成し、前記外側シ
エル(40)はこれと係合してプレスされる紙ウエブへの
熱移動が改善されていることを特徴とする、製紙機械に
おいて紙を乾燥させる加熱ロール(22)。
1. A metal-based shell (38) comprising a first metal selected as having high strength and low thermal diffusivity.
Wherein the base shell (38) comprises a cylinder having a length, a radius, and a cylindrical surface, the base shell having a first thickness along a radial direction. 38) a second metal outer shell (40) located on and supported by said base shell (38), said outer shell (40) being said cylinder of said base shell (38); The second metal is selected to have a higher thermal diffusivity than the first metal, and the outer shell (40) has a radius of a base shell (38). The base shell (38) forms a support for mechanical loading, said outer shell (40) having improved heat transfer therethrough, having a smaller radial thickness than the directional thickness. Heating the outer shell (40); An induction heater located in close proximity to said outer shell (40), said outer shell (40) having a radial thickness of less than 0.1 inch (0.254 cm) and said second metal Is selected from the group consisting of aluminum and copper, the second metal of which is sprayed onto said base shell (38), said base shell (38) forming a support for the mechanical load and said outer shell (40). ) A heating roll for drying the paper in a papermaking machine, characterized in that the heat transfer to the paper web pressed in engagement therewith is improved.
【請求項2】前記外側シエル(40)が前記ベースシエル
に前記第2金属を金属スプレーすることで形成された、
請求の範囲1に記載のロール。
2. The outer shell (40) formed by metal spraying the second metal onto the base shell.
The roll according to claim 1.
【請求項3】Sメートル/時(Sフィート/時)の表面
速度で第1方向へ製紙機械を通して紙ウエブを通過させ
る工程と; 共働エレメントとロール表面との間に形成され、第1方
向へ測って長さLフィートを有するニップを通して紙ウ
エブを通過させる工程と; 紙ウエブが前記ロールと前記共働エレメントとの間のニ
ップを移動する時、その紙を加4熱するようにロール表
面を加熱する工程とを有し、前記ロールは高強度の内側
ベースと、平方フィート/時単位で測った時、1以上の
熱拡散率を有する外側シエルとを有し、その高拡散率層
の半径方向の厚みはXフィートであり、そのXが次式で
決定されることを特徴とする製紙方法。
3. Passing the paper web through the papermaking machine in a first direction at a surface speed of S meters / hour (S feet / hour); formed between the cooperating element and the roll surface in the first direction. Passing the paper web through a nip having a length of L feet measured to the roll surface such that the paper web heats the paper as it moves through the nip between the roll and the cooperating element. Heating the roll having a high strength inner base and an outer shell having a thermal diffusivity of 1 or more, measured in square feet per hour, of the high diffusivity layer. A papermaking method wherein the radial thickness is X feet, where X is determined by the following equation:
【請求項4】高強度をもつものとして選択され、しかも
低熱拡散性を有する第1材料で構成され、内径と外径を
有し、円筒面を有するシリンダを構成するベースシエル
(38)と; 前記ベースシエルの上にあって、それに支持された第2
材料で成る外側シエル(40)とで構成され; 前記第1材料が鋼合金であり、前記第2材料は第1材料
より高い熱拡散性を有するアルミニウム及び銅から成る
グループから選ばれており、前記外側シエルは内径と外
径を有し、前記外側シエルの内径と外径間の差は前記ベ
ースシエルの内径と外径の間の差より小さく作られてい
て、前記ベースシエルは機械的負荷の支持体を構成して
おり、前記外側シエルはこれと係合してプレスされる紙
ウエブへの熱移動が改善されていることを特徴とする、
製紙機械において紙を処理する加熱ロール。
4. A base shell (38) which is selected as having high strength and is made of a first material having low thermal diffusivity, has an inside diameter and an outside diameter, and constitutes a cylinder having a cylindrical surface; A second on the base shell and supported by it
An outer shell (40) of a material, wherein the first material is a steel alloy, and the second material is selected from the group consisting of aluminum and copper having a higher thermal diffusivity than the first material; The outer shell has an inner diameter and an outer diameter, a difference between the inner diameter and the outer diameter of the outer shell is made smaller than a difference between the inner diameter and the outer diameter of the base shell, and the base shell has a mechanical load. Wherein the outer shell engages and has improved heat transfer to the pressed paper web;
Heating rolls that process paper in papermaking machines.
【請求項5】前記外側シエルの外径と内径間の差が0.76
2cm(0.3インチ)以下である、請求の範囲4に記載のロ
ール。
5. The difference between the outer diameter and the inner diameter of the outer shell is 0.76.
5. The roll of claim 4, wherein the roll is no more than 2 cm (0.3 inches).
【請求項6】前記外側シエルは前記ベースシエルへ第2
金属を金属スプレーすることにより形成されている、請
求の範囲4に記載のロール。
6. The outer shell is connected to the base shell by a second
The roll according to claim 4, wherein the roll is formed by metal spraying a metal.
JP7511777A 1993-10-13 1994-08-29 Impulse dryer roll with shell with high thermal diffusivity Expired - Lifetime JP2727135B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13581693A 1993-10-13 1993-10-13
US8/135,816 1993-10-13
US08/135,816 1993-10-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08510803A JPH08510803A (en) 1996-11-12
JP2727135B2 true JP2727135B2 (en) 1998-03-11

Family

ID=22469826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7511777A Expired - Lifetime JP2727135B2 (en) 1993-10-13 1994-08-29 Impulse dryer roll with shell with high thermal diffusivity

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0723612B1 (en)
JP (1) JP2727135B2 (en)
KR (1) KR960705107A (en)
CN (1) CN1039929C (en)
BR (1) BR9407784A (en)
CA (1) CA2173140C (en)
DE (1) DE69412113T2 (en)
FI (1) FI961626A (en)
PL (1) PL175270B1 (en)
WO (1) WO1995010659A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997016593A1 (en) * 1995-11-02 1997-05-09 Beloit Technologies, Inc. Tissue impulse dryer
FI104100B1 (en) 1998-06-10 1999-11-15 Valmet Corp Integrated paper machine
US6309512B1 (en) 1998-09-22 2001-10-30 Valmet Karlstad Ab Device for impulse-pressing a web
SE512799C2 (en) * 1998-09-22 2000-05-15 Valmet Karlstad Ab Press section and shoe press therefore and counter roll for the shoe press
FI115730B (en) * 2000-05-03 2005-06-30 Metso Paper Inc Band calender and method for calendering a web of material in a band calender
WO2002025013A1 (en) 2000-09-20 2002-03-28 Akzo Nobel N.V. A process for the production of paper
DE10206027C2 (en) * 2002-02-14 2003-12-11 Voith Paper Patent Gmbh Calender and method for smoothing a fibrous web
DE10260509A1 (en) * 2002-12-21 2004-07-01 Voith Paper Patent Gmbh Heated cylinder
EP1660721A2 (en) * 2003-09-01 2006-05-31 Metso Paper, Inc. Thermo roll
EP1924742A1 (en) * 2005-09-15 2008-05-28 Andritz Küsters GmbH Heatable calender roller
US20080230001A1 (en) 2006-02-23 2008-09-25 Meadwestvaco Corporation Method for treating a substrate
DE102006017460B4 (en) * 2006-04-13 2012-10-25 Andritz Küsters Gmbh Heatable calender roll
AU2010321637B2 (en) * 2009-11-19 2016-12-22 Hydro-Quebec Electrical transformer assembly
CN102704311B (en) * 2012-04-28 2015-05-20 程健光 Novel dryer
SE538098C2 (en) 2013-11-14 2016-03-01 Valmet Aktiebolag A long nip roller with a support member for treating a fiber web
JP6649101B2 (en) * 2016-02-04 2020-02-19 株式会社トライフ Touch roller, paper drying device and paper manufacturing method
AR115182A3 (en) * 2018-10-30 2020-12-09 R Neto S A VERTICAL GEOTHERMAL AIR EXCHANGER
CN110342039B (en) * 2019-08-06 2024-04-05 东莞市五鑫自动化科技有限公司 Full-automatic buzzer vision and audio detection equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4621794A (en) * 1981-04-04 1986-11-11 Nippon Steel Corporation Apparatus for producing a grain-oriented electromagnetic steel strip or sheet
US4738752A (en) * 1986-08-12 1988-04-19 Beloit Corporation Heated extended nip press apparatus
US5082533A (en) * 1990-04-10 1992-01-21 Beloit Corporation Heated extended nip press with porous roll layers
DE9100762U1 (en) * 1991-01-24 1991-04-11 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Dry section
DE9110134U1 (en) * 1991-08-16 1991-09-26 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Arrangement for transferring a running web

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08510803A (en) 1996-11-12
CA2173140C (en) 2000-10-31
PL175270B1 (en) 1998-12-31
EP0723612B1 (en) 1998-07-29
FI961626A0 (en) 1996-04-12
KR960705107A (en) 1996-10-09
DE69412113T2 (en) 1999-03-25
CA2173140A1 (en) 1995-04-20
WO1995010659A1 (en) 1995-04-20
DE69412113D1 (en) 1998-09-03
CN1039929C (en) 1998-09-23
FI961626A (en) 1996-06-07
EP0723612A1 (en) 1996-07-31
BR9407784A (en) 1997-03-18
PL313914A1 (en) 1996-08-05
CN1133076A (en) 1996-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2727135B2 (en) Impulse dryer roll with shell with high thermal diffusivity
EP0258169B1 (en) A press apparatus
US4948466A (en) Method for heating a cylinder or roll with an electrically conductive ceramic outer layer
FI71374C (en) FARING EQUIPMENT WITH A CALENDAR OF FISHING AV EN BANA
CA2285301C (en) Calendering method and a calender that makes use of the method
EP0741818A1 (en) Heavy-weight high-temperature pressing apparatus
JP2987598B2 (en) Paper machine roll
CA2325955C (en) High temperature pressing followed by high intensity drying
JPH1161677A (en) Calender roll
US4196689A (en) Apparatus for drying paper webs or the like
US6309512B1 (en) Device for impulse-pressing a web
FI82103B (en) UPPVAERMBAR VALS FOER GLAETTNINGSPRESS ELLER KALANDER.
JP2001502764A (en) Fiber web drying equipment
WO1997016593A1 (en) Tissue impulse dryer
CA2211497C (en) Lightweight high temperature pressing
US6513425B1 (en) Assembly for positioning a heater in a relation to a roll, and a press device with such an assembly
KR820001521B1 (en) Paper calender and its operation
JP2002526677A (en) Press section and shoe press for press section
Nilsson et al. Impulse drying using a thin heated metal band with backing insulation: Part 2: The influence of thermal energy on dewatering and delamination
JPH0336957B2 (en)
Nilsson et al. Impulse drying using a thin heated metal band with backing insulation: Part 1: Dewatering, delamination and temperature events
Yadav et al. Online Soft-Nip Calendering on Off Machine Coater
WO2001075223A1 (en) Method and device for reducing heat losses in calendering