JP2761980B2 - 単一列乾燥部装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は紙ウェブを乾燥させる単一列乾燥部装置に関
する。

特に、本発明は単一列乾燥部用真空ロールに関する。

背景技術 チャンピオンインターナショナルのクインネセク製紙
機械No.41にBel−Champ（米国登録商標）単一列乾燥部
を導入することは、紙の乾燥技術においては、画企的な
ことであった。

Bel−Champはベロイトコーポレーションの普通法によ
る商標であって、ウェブがフェルト式上部ドライヤ部と
フェルト式下部ドライヤ部を交互に通過することにより
そこを通る間、ウェブのいずれかの側が交互に乾燥され
るような前述の単一列乾燥配置を包含する。Bel−Champ
（米国登録商標）の概念は、ウェブがそのクロスマシン
方向へ収縮しないようにしながら走行性を向上したもの
である。

ベロイトコーポレーションにより設計され、ネコーサ
製紙株式会社製のアッシュダウン製紙機械No.64に備え
付けられたもうひとつのドライヤ部において、７つの単
一列乾燥部は、全部で52個の真空フェルトロールを有
し、その各ロールは直径26インチであって、シェルの長
さは398インチである。

前述の真空ロールの各々は、100万個ものドリル穴を
有する外側回転シェルを有する。さらに、各真空ロール
は固定内側シェルを有し、これにもまた、ドリル穴があ
けられていて、しかも内側固定シェルと外側回転シェル
との間を伸長する固定絶縁シールを有する。

ウェブがそのような真空ロールのまわりに伸長する
時、ウェブをフェルトの方へ引きつけるために、比較的
複雑な内側ダンパー機構を使用し、ウェブとフェルトに
より包まれる真空ロール部分の近くでその真空ロール内
に部分真空を導きかつ位置づける。

前述の真空ロール装置は複雑であり、典型的な真空ロ
ールは費用が10万ドルと高価である。

そこで本発明は、回転ロールシェル内に固定羽根、又
はフィン機構を備えた非常に簡単な真空ロール装置を提
供することによって前述の問題を克服するものである。
ロールシェルがフェルトの動きによって回転される時、
羽根又はフィンの間に間隙を形成することにより、それ
らの間に高価なシール装置を使用しないですむようにし
た。

固定羽根又はフィン機構の目的は、真空ロールによっ
てとり込まれた空気がそのロール速度でロールと共に回
転しないようにすることである。テストの結果、前述の
機構がなければ、ロールによりとり込まれた回転空気
が、真空ロールに流入する空気を有効に遮断することが
わかっている。回転空気の内部境界層によって生じる剪
断力は、真空ロールシェルのドリル穴が形成された面を
通って流入しようとする空気の方向に対して直角をな
す。そのロールに流入しようとする空気が妨げられる
と、ドライヤ・ファブリックが真空ロールを通過する
時、そのドライヤファブリックに紙ウェブが引きつけら
れ付着するのを妨げることになり、この真空ロールの主
な目的が達成されない。

ロールへの流れはロールのジャーナル部における部分
真空と、フィン又は羽根の先端とシェルの内面との間の
間隙との組合わせによりコントロールされる。ロールへ
十分に流入させるほどの部分真空がロールジャーナルの
所に設定されると、その流量比を変化させる方法が２つ
ある。即ち、 １）．ロールジャーナル部の部分真空だけを上昇させる
と、気流を強めることになる。部分真空レベルを低下さ
せると、その反対の結果が生じる。

２）．羽根又はフィンの先端とロールシェルの内面との
間の間隙の長さを増大させると、気流の割合が低下す
る。これはロールシェルと共に移動する空気の境界層が
一層深くなり、シェル穴を通って流入する空気の妨害度
が一層大きくなるためである。羽根又はフィンの先端か
らロールシェルの内面までの間隙が小さくなると、逆の
結果となる。空気の境界層を一層うすくすることによ
り、妨害を減らすことができる。

従って、本発明の第１目的は、従来の装置に生じる前
述の不備や問題を克服し、紙ウェブの乾燥技術に著しく
貢献する単一列乾燥部装置の真空ロールを提供すること
である。

本発明のもうひとつの目的は、回転ロールシェルと、
そのロールシェルにより形成されるチェンバ内に配設さ
れる羽根手段とを有し、そのシェルの内面の比較的高価
な機械仕上げやシールの必要をなくした真空ロールを有
する単一列乾燥部装置を提供することである。

本発明のその他の目的及び効果は請求の範囲に関連し
た以下の詳細な説明からこの技術分野に精通した人にと
って容易に明らかとなるであろう。

発明の開示 本発明は紙ウェブを乾燥させる単一列乾燥部装置と方
法に関する。乾燥部装置は、ウェブを乾燥させるため単
一列に配置された第１及び第２ドライヤを有する。

ウェブを第１ドライヤから第２ドライヤまで案内する
ため第１及び第２ドライヤ間で、そのすぐそばに真空ロ
ールが配設される。

ドライヤフェルトは第１ドライヤから真空ロールをま
わって伸長する。

その後、ドライヤフェルトは真空ロールから第２ドラ
イヤをまわって伸長するので、そのドライヤフェルト
は、ウェブとドライヤフェルトが真空ロールをまわって
移動する間、真空ロールとウェブとの間に位置する。

真空ロールは第１端と第２端を有する回転ロールシェ
ルを有する。そのシェルは外面と内部チェンバとを有
し、その内部チェンバはシェルの第１端と第２端との間
に広がっている。シェルはまた、複数のチャンネルを有
し、各チェンネルはチェンバから外面まで延びているの
で、そのチェンバは外面と流体で連絡した状態におかれ
る。

本発明のもうひとつの実施の形態において、第１及び
第２ドライヤはそれぞれ、第１及び第２周囲乾燥面を有
する。

また、真空ロールは円筒形外面を有し、その円筒形外
面は、第１周囲乾燥面に対して０〜12インチの第１距離
におかれ、さらに第２周囲面に対して０〜12インチの第
２距離におかれる。

ウェブは、それが第１ドライヤをまわって移動する
間、ドライヤフェルトと第１ドライヤとの間に位置す
る。そのウェブは、第２ドライヤをまわって移動する
間、ドライヤフェルトと第２ドライヤとの間に位置す
る。

内部チェンバはシェルの第１端から第２端まで延び、
複数のチャンネルがシェルの第１端と第２端との間に配
置され、それらのチャンネルは外面に均等に分布する。

羽根手段はまた、固定中心軸を有し、その固定中心軸
は回転シェル内に配置され、そのシェルを通ってその長
さ全体に沿って延びている。フィンが固定中心軸からロ
ールシェルへ向って延びているので、回転シェルがフィ
ンに対して回転する間、圧力差を均等にするため、複数
のチャンネルを通って空気が流れる。

特に、そのフィンは中心軸に対して放射方向へ、回転
シェルへ向って延びている。

本発明の更なる実施の形態において、フィンのすぐ近
くに、更なるフィンが配置され、それは前記フィンと実
質的に平行に延びているので、そのフィンと更なるフィ
ンは、中心軸から回転シェルへ向って延びている。

本発明のもうひとつの実施の形態において、更なるフ
ィンは中心軸からロールシェルへ向って延び、その更な
るフィンはフィンと実質的に直径方向に対向して位置す
る。

本発明のもうひとつの実施の形態において、羽根手段
は固定軸と複数のフィンとを有し、そのフィンは固定軸
から放射方向へ回転ロールシェルへ向って延びている。

本発明のもうひとつの実施の形態は、実質的に三角形
の横断面を有する固定エレメントで成る羽根手段を有す
る。固定エレメントの頂点の少くともいくつかは、ロー
ルシェルの近くに配置される。

本発明のもうひとつの実施の形態は、すくい部材とし
て形成された複数のフィンを有するので、フィンに対す
るロールシェルの相対的回転は、共働シールを達成する
ためにシェルの内面を厳格なトレランスに仕上げる必要
なしに行うことができる。

本発明の多くの変形や変更も、この詳細な説明を考え
ることによりこの技術に精通した者にとって容易に明ら
かであろう。しかしながら、そのような変形や変更は請
求の範囲により限定される本発明の本旨と範囲に包含さ
れるものである。

図面の簡単な説明 図１は本発明の複数の真空ロールを有する単一列乾燥
部を示す側面図である。

図２は図１に示す真空ロールのうち、１個の真空ロー
ルの拡大斜視図である。

図３は図２に示す真空ロールの端面図である。

図４は図２の類似斜視図であって、本発明の第２の実
施の形態を示す。

図５は図４の真空ロールの端面図である。

図６は図２の類似斜視図であって、本発明の第３の実
施の形態を示す。

図７は図６に示す真空ロールの端面図である。

図８は図２の類似斜視図であって、本発明の第４の実
施の形態を示す。

図９は図８の真空ロールの端面図である。

図10は図２の類似斜視図であって、本発明の第５の実
施の形態を示す。

図11は図10に示す真空ロールの端面図である。

図12は図２の類似斜視図であり、本発明のもうひとつ
の実施の形態を示す。

図13は図12の真空ロールの端面図である。

本発明の種々の実施の形態を通して、同一符号は同一
部品を示す。

発明を実施するための最良の形態 本発明は、紙ウェブＷを乾燥する単一列乾燥部装置10
に関する。

図１はウェブＷを乾燥させる単一列乾燥部装置10の側
面図であり、この装置10は、全体を符号16で示す単一列
にそれぞれ配置された第１及び第２ドライヤ12,14を有
する。

全体を符号18で示す真空ロールは、第１ドライヤ12と
第２ドライヤ14との間でそれらのドライヤに非常に接近
して配置され、ウェブＷを第１ドライヤ12から第２ドラ
イヤ14へ案内する。

ドライヤフェルト20が第１ドライヤ12から真空ドライ
ヤ18へそのまわりをまわって伸長している。そのドライ
ヤフェルト20はその後、真空ロール18から第２ドライヤ
14をまわって伸長するので、ドライヤフェルト20は、ウ
ェブＷとそのドライヤフェルト20が真空ロール18をまわ
って移動する間、真空ロール18とウェブＷとの間に配置
される。

図２は真空ロール18の斜視図であって、これは第１端
24と第２端26とを備えた回転ロールシェル22を有する。
その回転シェル22は、外面28と内部チェンバ30を有し、
この内部チェンバ30はシェル22の第１端24と第２端26と
の間に広がっている。シェル22は複数のチャンネル32,3
3,34を有する。各チャンネル32〜34はチェンバ30から外
面28へ達するので、チェンバ30は外面28と流体で連続す
る状態におかれる。

全体を符号36で示す羽根手段は、チェンバ30内を排気
するためチェンバ30内に配置される。図２のロール18の
端面図としての図３の真空ロール18をまわってウェブＷ
が伸長する時、ウェブＷをドライヤフェルト20と密着す
るように引きつけるため、羽根手段36によって気流38が
生じる。

図１に示すように、第１及び第２ドライヤ12,14は、
第１及び第２周囲乾燥面40,42を有する。真空ロール18
は円筒形外面28を有する。

真空ロール18の円筒形外面28は、第１周囲乾燥面40に
対して0.1〜５インチの距離D1に配置され、さらに、第
２周囲乾燥面42に対して０〜12インチの第２距離D2に配
置される。

ウェブＷは、そのウェブＷが第１ドライヤ12をまわっ
て移動する間、ドライヤフェルト20と第１ドライヤ12と
の間に配置される。さらに、ウェブＷは、そのウェブＷ
が第２ドライヤ14をまわって移動する間、ドライヤフェ
ルト20と第２ドライヤ14との間に配置される。

内部チェンバ30はシェル22の第１端24から第２端まで
広がっている。

シェル22の第１端24と第２端26との間に複数のチャン
ネル32〜34が配置され、そして外面28上に均等に分布す
る。

図２に示すように、全体を符号36で示す羽根手段は、
固定中心軸50を有し、この中心軸50は、回転シェル22の
内部でそのシェルの全長にわたって配置され、その回転
シェル22を貫通する。

図３は図２に示す真空ロール18の端面図であって、フ
ィン52が固定中心軸50からロールシェル22へ向って延び
ている。

フィン52は中心軸50に対して放射方向へ回転ロールシ
ェル22へ向って延びている。

図３に示すように、もうひとつのフィン54がフィン52
のすぐ近くに配置され、フィン52に対して実質的に平行
に延びているので、フィン52ともうひとつのフィン54は
それぞれ、中心軸50から回転シェル22へ向って延びるこ
とができる。

図４は本発明の第２の実施の形態に従ったロールシェ
ル18cの斜視図を示す。

図４に示すように、もうひとつのフィン54cは中心軸5
0cからロールシェル22cへ向って放射方向へ延びてお
り、もうひとつのフィン54cはフィン52cに対して実質的
に直径方向に対極状に配置される。

図５は図４に示すロール18cの端面図である。

図６は本発明の第３の実施の形態の斜視図である。図
６に示すように、羽根手段36dは固定軸50dと複数のフィ
ン58,59,60,61とを有し、これらは軸50dから回転ロール
シェル22dへ向って放射方向へ延びている。

図７は図６に示す配置の端面図である。

図８に示すように、本発明の第４の実施の形態におい
て、羽根手段36fは実質的に三角形の横断面を有する固
定エレメント62を有する。固定エレメント62の頂点64,6
5,66の少くともいくつかは、ウェブWfをドライヤフェル
ト20f上に保持するために、空気が複数のチャンネル32f
〜34fを通ってチャンバ30fへ矢印38fで示すように流入
するように形成されている。

図10に示すように、本発明の第５の実施の形態におい
て、複数のフィン58g,59g,60g,61gがすくい部材として
形成されるので、ロールシェル22gがフィン58g〜61gに
対して相対的に回転すると、矢印38gで示した空気は、
チェンバ30g内からすくわれ、シェル22gの端部24g,26g
から放出される。

図11は図10に示す装置の端面図である。

図12は本発明のもうひとつの実施の形態の斜視図であ
って、これは単一フィン54hを有し、図13は図12に示す
真空ロールの端面図である。

好ましくは、前述の実施例の各々において、真空ロー
ルの内径と羽根、即ちフィンの先端との間の間隙は、0.
001〜６インチである。

本発明は、単一列乾燥部用の真空ロールの安価な製造
手段を提供し、比較的複雑な内部シールの必要性と、そ
のようなシールを保持する必要性を克服する。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平５−27099（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5347728（ＵＳ，Ａ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェブ（Ｗ）を乾燥するため単一列（16）
   に配置された第１及び第２ドライヤ（12,14）と、 ウェブ（Ｗ）を前記第１ドライヤ（12）から前記第２ド
   ライヤ（14）へ案内するため前記第１ドライヤ（12）と
   第２ドライヤ（14）との間でそのすぐ近くに配置された
   真空ロール（18）と、 前記第１ドライヤ（12）から前記真空ロール（18）へそ
   のロールをまわって伸長するドライヤフェルト（20）
   と、前記ドライヤフェルト（20）はその後、前記真空ロ
   ール（18）から前記第２ドライヤ（14）をまわって伸長
   するので、前記ドライヤフェルト（20）は、ウェブ
   （Ｗ）と前記ドライヤフェルト（20）が前記真空ロール
   （18）をまわって移動する間、前記真空ロール（18）と
   ウェブ（Ｗ）との間に配置される事と、前記真空ロール
   （18）は次のものを有する、即ち、第１及び第２端（2
   4,26）を有する回転ロールシェル（22）と、前記シェル
   （22）は、内面、外面（28）及び内部チェンバ（30）と
   を構成し、前記内部チェンバ（30）は前記シェル（22）
   の前記第１端（24）と第２端（26）との間に広がってい
   る事と、前記シェル（22）は複数のチャンネル（32,33,
   34）を有し、各チャンネルは前記チェンバ（30）から前
   記外面（28）まで達しているので、前記チェンバ（30）
   は前記外面（28）と流体で連絡した状態に配置される事
   と、前記シェル（22）の回転中、気流（38）が前記複数
   のチャンネル（32,33,34）を通って前記チェンバ（30）
   へ向って流れるように仕組まれている事とで成る、紙ウ
   ェブ（Ｗ）を乾燥させる単一列乾燥部装置（10）におい
   て、前記真空ロール（18）は更に、前記チェンバ（30）
   内に配置され、前記チェンバ（30）を真空にするために
   前記シェル（22）と共働する羽根手段（36）を有し、前
   記羽根手段（36）は前記シェル（22）に対して固定状態
   にある事と、前記羽根手段（36）は前記シェル（22）か
   ら間隔をおいて位置し、前記羽根手段（36）の先端と前
   記シェル（22）の内面との間隙を定める事と、前記真空
   ロール（18）に入る前記気流（38）は前記間隙の長さに
   より制御され、ウェブ（Ｗ）が前記真空ロール（18）を
   まわって伸長する時ウェブ（Ｗ）を前記ドライヤフェル
   ト（20）と密着するように引きつける事、 を特徴とする単一列乾燥部装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２ドライヤ（12,13）は、
   第１及び第２周囲乾燥面（40,42）を構成し、 前記真空ロール（18）は円筒形外面（28）を構成し、 前記真空ロール（18）の前記円筒形外面（28）は前記周
   囲乾燥面（40）に対して0.25〜12.7cm（0.1〜５イン
   チ）の第１距離（D1）に配置され、さらに、前記第２周
   囲乾燥面（42）に対して、０〜30.5cm（０〜12インチ）
   の第２距離（D2）に配置されてなることを特徴とする請
   求の範囲１に記載の単一列乾燥部装置。
3. 【請求項３】ウェブ（Ｗ）が前記第１ドライヤ（12）を
   まわって移動する間、ウェブ（Ｗ）は前記ドライヤフェ
   ルト（20）と前記第１ドライヤ（12）との間に配置さ
   れ、 前記ウェブ（Ｗ）はそのウェブ（Ｗ）が前記第２ドライ
   ヤ（14）をまわって移動する間、前記ドライヤフェルト
   （20）と前記第２ドライヤ（14）との間に配置されてな
   ることを特徴とする請求の範囲１に記載の単一列乾燥部
   装置。
4. 【請求項４】前記内部チェンバ（30）が、前記シェル
   （22）の前記第１端（24）から前記第２端（26）まで広
   がってなることを特徴とする請求の範囲１に記載の単一
   列乾燥部装置。
5. 【請求項５】前記羽根手段（36）はさらに、 前記回転シェル（22）内に配置され、その全長に沿っ
   て、そのシェルを通って延びている固定中心軸（50）
   と、 前記固定中心軸（50）から前記ロールシェル（22）へ向
   って延びているフィン（52）とを有し、前記フィン（5
   2）に対して前記回転ロールシェル（22）が回転する
   間、空気は前記チャンネル（32,33,34）を通って前記チ
   ェンバ（30）ヘ流れるようにしてなることを特徴とする
   請求の範囲１に記載の単一列乾燥部装置。
6. 【請求項６】前記フィン（52）は前記中心軸（50）に対
   して放射方向へ、前記回転ロールシェル（22）へ向って
   延びてなることを特徴とする請求の範囲５に記載の単一
   列乾燥部装置。
7. 【請求項７】前記フィン（52）のすぐそばに、もうひと
   つのフィン（54）が配置され、前記フィン（52）ともう
   ひとつのフィン（54）は前記中心軸（50）から前記回転
   シェル（22）へ向って延びるようにしてなることを特徴
   とする請求の範囲５に記載の単一列乾燥部装置。
8. 【請求項８】前記中心軸（50c）から放射方向へ、前記
   ロールシェル（22c）へ向ってもうひとつのフィン（54
   c）が延び、前記もうひとつのフィン（54c）は前記フィ
   ン（52c）に対して実質的に直径方向に対向して配置さ
   れてなることを特徴とする請求の範囲５に記載の単一列
   乾燥部装置。
9. 【請求項９】前記羽根手段（30d）は、 固定軸（50d）と、 前記固定軸（50d）から延び、そこから前記回転ロール
   シェル（22d）へ向って放射方向へ延びている複数のフ
   ィン（58,59,60,61）とを有してなることを特徴とする
   請求の範囲１に記載の単一列乾燥部装置。
10. 【請求項１０】前記羽根手段（36f）は、 実質的に三角形の横断面を有する固定エレメント（62）
    を有し、前記固定エレメント（62）の頂点（64,65,66）
    の少なくともいくつかは、前記ロールシェル（22f）の
    近くに配置されてなることを特徴とする請求の範囲１に
    記載の単一列乾燥部装置。
11. 【請求項１１】前記複数のフィン（58g,59g,60g,61g）
    は、すくい部材として形成されてなることを特徴とする
    請求の範囲９に記載の単一列乾燥部装置。