JP3831765B2 - 一体型空気加熱装置を有するヤンキーフード - Google Patents

Description

発明の技術分野
本発明は紙料乾燥装置に関し、詳しくは一体型空気加熱装置を備えたヤンキーフードに関する。
発明の背景
ヤンキーフード装置は、製紙業においてティッシュペーパーの製造に広く用いられている。従来より、ヤンキーフード装置は、空気加熱装置をフードの外部に備えており、この空気加熱装置は燃焼空気ヒータ、循環用ファン、モータ、連結ダクトを設置するのに必要となる広い空間を確保しやすいよう通常は中二階の床面またはプラットフォーム上に設置されている。かかる従来の設備では、ヤンキーフードの外側に配置された空気加熱装置は、フード構造にダクトで連結された空気供給・循環用のファンと、排気ファンと、燃焼室および燃焼用送風機と、バーナー装置と、燃料源とから構成されている。
中二階の床や装置の基礎の設計および施工、空気ヒータやダクトの外周を覆うバーナー室の設計および施工には莫大な額の投資が必要である。同様に、設備上必要となる外部の空気ダクトの配管設計および施工にも莫大な投資を要する。空気加熱装置とヤンキーフードとの間のダクトで生じる圧力損失に起因して、空気循環用のファンが消費する電気エネルギには、浪費される電気エネルギが加わる。この浪費される電気エネルギは循環ファンが消費する全電気エネルギの１５〜２０％にものぼる。例えば、中サイズのヤンキーフード装置は４００ｋｗ／時にのぼる電力を消費する。
本発明は、外部に空気加熱装置を備えた従来のヤンキーフード装置の課題を解決することを目的としており、フードを循環ファンと、空気ヒータと、空気ダクトと結合した一体型空気加熱装置をフード内部に設けて単一構造体とした高性能ヤンキーフードを提供することを目的とする。
従来技術
１９６３年１２月３１日発行のカナダ国特許第６７７，０８３号は、紙料の表面にほぼ垂直に衝突する噴流の形で気体の乾燥剤を供給して、紙料を乾燥させる方法および装置に関する特許である。噴射された乾燥剤は処理対象となる紙料の全表面に均一に分配され、乾燥剤は多数の排出部方向にあらゆる向きから紙料表面上を流され、排出部から排出される。
１９６５年７月２０日発行のカナダ国特許第７１３，７６５号は、一つの筐体に組み込まれた空気分配装置を含む小型の装置を開示している。
１９６８年９月２４日発行のカナダ国特許第７９５，０２６号は、プレナムチヤンバーが燃焼室および混合室として機能する小型の乾燥機を開示している。
１９９５年５月２３日発行の米国特許第５，４１６，９７９号は、複数のガスバーナーが、乾燥用の燃焼ガスを生じるようにそれぞれのノズルボックス内に長手方向に配置されている紙料用乾燥機および湿度調整機（moisture profiling system）を開示している。
従来技術のその他の例は、１９６４年１２月２９日発行の米国特許第３，１６３，５０２号、１９９２年５月１２日発行の第５，１１２，２２０号、１９８８年５月１０日発行の第４，７４３，４１９号に開示されている。また、１９７９年９月２５日発行の第４，１６８，５８０号には、空気流路と加熱源と乾燥剤を循環するためのブロワーとを有する乾燥フードを備える紙料用の乾燥機が開示されている。さらに1977年12月27日発行の米国特許第４，６５６，７５９号、１９７５年６月２４日発行の第３，８９１，５００号、１９８７年４月１４日発行の４，６５６，７５９号、１９８６年２月４日発行の４，５６７，６７３号、１９８４年７月３１日発行の第４，４６２，１６９号および１９９５年１月２６日発行の第３，１６７，４０８号にも開示されている。
上記出願には、繊維の乾燥工程における効率を向上した装置を指向し、本発明の特徴部分に当たる要素の結合および組み合わせを開示していないものもある。
発明の概要
広義的には、本発明は一体型の空気加熱・分配装置を備えたヤンキーフード構造体（Yankee hood assembly）に関する。この構造体は、乾燥シリンダーの一部を覆うように取り付けられたヤンキーフード殻（Yankee hood enclosure）から成り、該ヤンキーフード殻は、湿潤部（wet end）と乾燥部（dry end）とを有している。ヤンキーフード殻内面を横断するように複数の内部湿度調整部（internal moisture profiling section)が配列されており、この調整部に空気を供給するための湿度調整ヘッド(moisture profiling headers)がその内部に配置されている。ヤンキーフードを構成する２つの構成部のそれぞれの内部には、空気循環ファンが装着されており、循環ファンと空気分配装置との間には、それぞれの循環ファンの下流側に内部燃焼機が配置されている。
図面の簡単な鋭明
本発明は添付の図面に例示してある。
図１は従来のヤンキーフード装置について、空気加熱装置との関係を示す斜視図
図２は本発明の概念を示す斜視図
図3は本発明のヤンキーフード装置の正面図
図４は図３に示す装置の平面図
図５は図３に示す装置の側面図である。
好適な実施例の説明
図１に通常使用されるヤンキーフード装置を示す。ヤンキーフード１は、中二階の床面２でヤンキーフード及びそれに関連する乾燥シリンダーの近傍に配置された外部空気加熱装置に連結されている。この従来の装置は空気の供給または循環用の一対のファン3と、燃焼室4と、5で示す燃料源と、バーナー制御パネル６と、燃焼ブロワー７と、燃焼室４に結合されたバーナー装置８とを有する。空気供給ファン3を駆動するために適したモータ装置９が配置されている。
空気加熱装置及びブロワーは、複数のダクト１０によりヤンキーフードに連結されている。燃焼空気ヒータ、循環ファン、およびモーターを、連結用のダクトと共に配置するため、中二階には広大なスペースが必要となることが分かる。
図２に示す通り、本発明のヤンキーフード１２は一体型空気加熱装置を有しており、該一体型空気加熱装置によって該フードは循環ファンと、空気ヒータと、そしてヤンキーフード殻（Yankee hood envelope）１４の内部に配置された空気装置を有する空気ダクトとに結合されている。このヤンキーフード殻は空気循環ファン１６と、空気ヒータ１８と、空気分配装置２０とを内部に備えている。空気循環ファンと空気ヒータとは、フードの駆動側２２の近傍に配置されている。
本発明は、図３，４，５に更に詳細に示されている。一体型空気加熱装置を有するヤンキーフード１２は、乾燥シリンダの軸受け１７が設置されている床１５を保持する基礎１３の上に備えられた乾燥シリンダ２４の外周部に配置されたヤンキーフード殻１４を有する。ヤンキーフード殻１４は、左右の構造部１９，２１に分割されており、使用時にこれらの構造部を駆動する手段を有している。ヤンキーフード殻１４は、鋼製のフード支持体２３，２５上に設置されている。
図3に示すように、空気循環ファン１６は、ファンに隣接して設けられたバーナー１８と共にフードの駆動側の上部に配置されている。一様空気流生成部は二つの主要部分、つまり燃焼室２６と調整ヘッダ（profiling header）２８とで構成されている。一様流生成部の機能は、操作側(tending side)から駆動側(drive side）に亘って、調整部（profiling section）２０に均等な空気流及び温度分布を与えることである。
整流ヘッダに入る直前の部分で混合されて均一な温度となる空気流を得るように、燃焼室２６内部では燃焼が行われる。混合による温度の均一化は燃焼室内に設けられた混合装置によってなされる。
燃焼室２６とは別の室で構成される調整ヘッダ２８はそれそれの調整部２０に均一の噴出空気流を生ずる。空気流の流量は、それぞれの調整ヘッダからの噴出に先だって、静圧低下装置及び流量調節ダンパ３０を用いて均一化される。図4に示すように、内部燃焼室２６は、一連の流量調節ダンパ３０を備えた湿度調整ヘッダ２８（moisture profiling header）に隣接しつつ、フード殻の内幅に相当する範囲で配置されている。この調整ヘッダは乾燥剤を湿度調整部２０に供給しており、湿度調整部２０はフード殻内面である乾燥面（inner operative face）に沿って配置されている。
空気調整部２０に連結するダンパ３０は、乾燥シリンダー２４の上に置かれた紙料に空気が噴出されるのに先だって空気流量を調節する。
図4に示すように、ファン１６を駆動する電動手段は、フードの駆動側の外部に配置されている電動モーター３２である。図4に示す通りフード殻の頂部には排気口３４が設けられている。エネルギ効率の向上のために、空気のカスケード流（順次段階的な流れ）が生じるようにフードの湿潤部（wet end half）と乾燥部（dry end half）とを連結してもよい。
図4から分かる通り、本発明のヤンキーフードを支持する外周枠（perimeter frame）２５は、従来技術として図１で示した構成に比較して、有意に小さい空間で済む。
ヤンキーフードの各構造部について、それぞれ一個のファンと一個のバーナーとをヤンキーフード殻の内側で、かつ内部燃焼装置が循環ファン16の下流側となるように配置し、紙料に噴出されるのに先だって空気の流量を調節可能な脱水部およびダンパによって紙料を横断させる機器に湿度調整能力を持たせたフード殻とを採用することにより、本発明の装置は製紙工業にて使用される高度の性能をもったヤンキーフードを提供する。
特定の用途に用いられる、特定の装置に基づいて本発明を説明したが、当業者が請求の範囲に示されている本発明の趣旨から逸脱しない範囲でさらに種々の態様で実現可能である。
本明細書で用いた用語及び文章は説明のためのものであり、何らの限定を意味するものではない。これらの用語及び文章を用いたことは、本明細書で示した特徴部分と等価ないかなるものをも排除することを意図したものではなく、本発明の趣旨の範囲内で様々な形態が可能である。

Claims (3)

1. 乾燥シリンダー（２４）の一部を包囲するように設置され、２つの構造部（１９，２１）即ち湿潤部と乾燥部とを有するフード殻（１４）とを備えるヤンキーフード構造体（１２）であって、
   前記ヤンキーフード構造体（１２）は、一体型空気加熱分配装置を備え、
   該一体型空気加熱分配装置は、
   該フード殻のそれぞれの構造部の内面である乾燥面に沿って配設された複数の調整部（２０）と、
   前記調整部に結合され、前記乾燥シリンダ上の紙料に空気を噴出するのに先だって該空気の流量を調節するダンパ（３０）と、
   前記フード殻それぞれの内部に配置され、前記調整部（２０）に空気を供給する湿度調整ヘッダ（２８）とを備え、
   前記フード殻のそれぞれの構造部（１９，２１）は内部に、
   一つの空気循環ファン（１６）と、
   該ファンと前記湿度調整ヘッダとの間において、それぞれの循環ファンの下流に設けられた内部燃焼装置（１８，２６）とを有する構造部である、ヤンキーフード構造体。
2. 請求項１記載のヤンキーフード構造体であって、
   前記フード殻（１４）の外部に配置され、該フード殻（１４）の内部に配置された前記循環ファン（１６）を駆動する電動手段を有するヤンキーフード構造体。
3. 請求項１記載のヤンキーフード構造体であって、
   エネルギ効率の向上のために、空気のカスケード流が生じるように該フード殻の前記湿潤部と前記乾燥部とが連結されているヤンキーフード構造体。

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