JP4001390B2 - 製紙機械における繊維ウェブ乾燥方法および装置 - Google Patents

Description

〔技術分野〕
本発明は、製紙機械における繊維ウェブを乾燥するための方法に関し、この方法において繊維ウェブは、乾燥シリンダによってフェルトまたは乾燥ワイヤにより乾燥シリンダの表面に対して繊維ウェブを押し付けることにより、シリンダ乾燥装置またはユニットにおいて、かつ２つの無端空気不透過ベルト、第１ベルトがそのまわりに回転するように配置されている第１回転ローラ、および第２ベルトがそのまわりに回転するように配置されている第２回転ローラからなるベルト乾燥機ユニットにおいて乾燥され、それにより第１ベルトおよび第２ベルトがこれらの間に乾燥領域を形成するような方法において互いに平行な通路の部分に走行するように配置され、第１ベルトが加熱されかつ第２ベルトが冷却され、かつそれにより繊維ウェブおよび少なくとも１つのフェルトまたはワイヤが、繊維ウェブが加熱された第１ベルトと接触し、かつフェルトまたはワイヤがそれぞれ繊維ウェブと冷却された第２ベルトの間にあるような方法においてベルト間に導かれる。
本発明は、さらに、繊維ウェブを乾燥するための製紙機械における繊維ウェブ乾燥装置に関し、この装置が、幾つかの乾燥シリンダからなり、繊維ウェブがフェルトまたはワイヤにより加熱された乾燥シリンダの表面に対して押し付けられるシリンダ乾燥ユニット、および２つの無端空気不透過ベルト、第１ベルトがそのまわりに回転するように配置されている第１回転ローラ、および第２ベルトがそのまわりに回転するように配置されている第２回転ローラからなるベルト乾燥機ユニットからなっており、それにより第１ベルトおよび第２ベルトがこれらの間に乾燥領域を形成するような方法において互いに平行な通路の部分に走行するように配置され、第１ベルトが加熱手段によって加熱されかつ第２ベルトが冷却手段によって冷却され、かつそれにより繊維ウェブおよび少なくとも１つのフェルトまたはワイヤが、繊維ウェブが加熱された第１ベルトと接触し、かつフェルトまたはワイヤがそれぞれ繊維ウェブと冷却された第２ベルトの間にあるような方法においてベルト間に導かれる。
〔従来の技術〕
繊維ウェブが加熱された金属ベルトと接触しておりそしてワイヤ、が加熱により発生された繊維ウェブから分離された蒸気が冷たい金属ベルトの作用によりワイヤに凝結するように繊維ウェブと第２冷却金属ベルトとの間に置かれるような方法において同一方向に動いている２つの平行な金属ベルトとの間で繊維ウェブを乾燥することは、幾つかの特許公告、−その中から、例えば、国際特許出願ＷＯ９６／１１３００、およびアメリカ合衆国特許第４，４６１，０９５号を記載することができる−から知られている。その作動は、２つの無端金属ベルトが回転ローラのまわりに走行するように配置されかつ熱い蒸気および水をそれぞれ含有している圧力室が、発生された圧力が熱いおよび冷たいベルト、およびそれぞれ互いに向かってそれらの間の繊維ウェブおよびワイヤを押し付けるようにベルトによって形成されたループによって画成された内面に対して設けられることに基礎を置いている。圧力室間に配置されたベルトは、蒸気および水がベルトに直接作用し得るように圧力室の１側を密封体によって形成している。装置の作動はそれ自体完全に公知でありかつ例えば、参考として本書に組み込まれる、上述した特許出願に開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
シリンダ乾燥ユニットにおいて、繊維ウェブは幾つかの乾燥シリンダによって乾燥される。乾燥シリンダは加熱されかつ繊維ウェブはフェルトまたは乾燥ワイヤにより乾燥シリンダの表面に対して押し付けられる。しかしながら、シリンダ乾燥ユニットを使用する欠点は、例えば、大きな大きさ、高い購入価格および乾燥ユニットの高い運転コストを生起する。さらに、シリンダ乾燥ユニット、繊維ウェブは横方向において非常に収縮するかも知れない。繊維ウェブが最初に、２つの稼働の、加熱されたおよび冷却された金属ベルトの間に乾燥されるように導かれ、そして続いて、例えば繊維ウェブが巻き捩じれるのを阻止するためにシリンダ乾燥ユニットに導かれる、他の乾燥装置が呈示されている。かかる装置は、しかしながら、沢山の空間を取りかつそのために、例えば、建物コストが上昇する。同様に、繊維ウェブの搬送を整えるのが困難である。
本発明の目的は、製紙用の繊維ウェブが迅速に、好都合にかつ効果的に乾燥され得る、方法および装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による方法は、前記シリンダ乾燥ユニットおよび前記ベルト乾燥機ユニットの一方が他方の上に配置され、前記繊維ウェブが、最初にシリンダ乾燥ユニットへ導かれ、シリンダ乾燥ユニットから前記ベルト乾燥機ユニットへ導出され、次いで、再度シリンダ乾燥ユニットに導入される各工程から成り、前記繊維ウェブの前記ベルト乾燥機ユニットへの導出及び前記シリンダ乾燥ユニットへの再導入が、該シリンダ乾燥ユニット上の異なる複数の位置において行えるように成したことを特徴としている。
さらに、本発明による装置は、前記シリンダ乾燥ユニットおよび前記ベルト乾燥機ユニットの一方が他方の上に配置され、前記繊維ウェブが、最初にシリンダ乾燥ユニットに導かれ、シリンダ乾燥ユニットから前記ベルト乾燥機ユニットへ導出され、次いで、再度シリンダ乾燥ユニットに導入されるように成しており、前記繊維ウェブの前記ベルト乾燥機ユニットへの導出及び前記シリンダ乾燥ユニットへの再導入が該シリンダ乾燥ユニット上の異なる複数の位置において行えるように成したことを特徴としている。
本発明の必須の概念は、繊維ウェブが、同一方向に動いている２つの平行なベルトからなっている乾燥ユニットによって、繊維ウェブが加熱ベルトと接触しそしてワイヤが加熱によって発生された繊維ウェブから分離された蒸気が冷却されたベルトの作用によって、かつ加えて、シリンダ乾燥ユニットによってワイヤに凝結するように乾燥され、かつ前記ユニットの一方を他方の上に配置するように繊維ウェブと冷却されたベルトとの間に置かれることである。
本発明の利点は、かなりの空間の節約が乾燥ユニットを一方が他方の上に配置することにより達成されかつ建物コストがかなり安くなるということである。可動ベルトを備えた乾燥機は、現存のシリンダ乾燥ユニットの上方または下方で、旧式の抄紙機に同様に位置決めされることが可能で、このことは多分現存の地下室または屋根裏部屋の利用を可能にし、かくして非常に好都合な建物コストを達成する。そのうえ、例えば、修理または保守の状況において、繊維ウェブはかなり簡単な方法において乾燥ユニットの一方のみによって導かれることができ、それにより、他方の乾燥ユニットが使用中でないとしても、抄紙機を停止する必要がない。シリンダ乾燥ユニットの種々の場所に繊維ウェブ入口および出口を配置することにより、非常に容易かつ簡単な方法において乾燥されるべき繊維ウェブの特性を制御かつ変化することができる。
本発明を添付図面においてより詳細に説明する。
〔発明を実施するための最良の形態〕
第１図はウェブの走行方向に取られかつ本発明による装置を示している概略断面側面図である。本装置は、空気を通さず、熱を良好に導きそして好ましくは金属から作られる無端ベルト、つまり、第１ベルト１、すなわち上方ベルト、および第２ベルト２、すなわち、下方ベルト、細かいワイヤまたはフェルト３、粗いワイヤ４および互いに向かい合っているベルトのそれらの表面の間を走行する繊維ウェブ５によって形成される乾燥機ユニットからなっている。
この繊維ウェブ５は矢印Ａで示される方向に移動する。第１ベルト１は乾燥機ユニットの端部に配置された第１回転ローラ６ａおよび６ｂのまわりに回転するように配置されている。対応して、第２ベルト２は、第１回転ローラ６ａおよび６ｂの下に、乾燥機ユニットの端部に同様に配置された第２の回転ローラ７ａおよび７ｂのまわりに回転するように配置されている。ワイヤ３および４は案内ローラ８によって支持されかつ案内されている。ベルト１および２の間の区域の乾燥領域に存在する圧力はベルト１および２の側部の外部またはその側部に存在している圧力と通常異なるので、密封体がベルト１および２の間にまたは縁部においてユニットの両側に配置され、これらの密封体は液体またはガスがベルト１および２の間の区域から側方に、またはその逆に移動するのを阻止する。乾燥のために必要とされる蒸気加熱を行うために、乾燥機ユニットは、第１ベルト１の上方に配置される圧力室９からなっている。
第１ベルト１は、圧力室９内の蒸気が適切な圧力に留まるように圧力室９の本体９ｂに対して密封体９ａにより密封される。第２ベルト２の下には、この第２ベルト２を冷却する水を含有している水室１０がある。この水室１０の縁部には密封体１０ａがあり、この密封体により第２ベルト２が水室１０の本体１０ｂに対して密封される。この出願において、この乾燥ユニットはベルト乾燥機ユニット１１と呼ばれる。
ベルト乾燥機ユニット１１の作動は、圧力室９内に収容された熱い蒸気によって、ウェブ５と接触している第１ベルト１を加熱することに基づいている。その場合に、第１ベルト１の温度は、ウェブ５中の水が蒸発させられかつワイヤ３および４を通って第２ベル２へ向かって搬送されることを生じる。第２ベルトは、順次、その下に置かれた水により連続して冷却され、それによってその表面に発生された蒸気が水に凝結されかつベルト２およびワイヤ４により除去される。
本装置は、さらに、繊維ウェブ５がその表面に対してそれ自体公知の方法において繊維ウェブ５を乾燥するためにフェルトまたは乾燥ワイヤにより押し付けられる、乾燥シリンダ１３から成っているシリンダ乾燥ユニット１２から成っている。明瞭にするために、第１図は、繊維ウェブ５がシリンダ乾燥ユニット１２の乾燥シリンダ１３に対して押し付けられかつそれにより繊維ウェブ５が乾燥ユニット内に案内されるワイヤを示してない。
ベルト乾燥機ユニット１１およびシリンダ乾燥ユニット１２は一方が他方の上に置かれる。かかる装置の建物のコストは低くかつ装置は、例えば、１つのベルト乾燥機ユニット１１を現在使用されているシリンダ乾燥ユニット１２の上方または下方に置くことが可能である。シリンダ乾燥ユニット１２の上方または下方に空間があるかまたはベルト乾燥機ユニット１１用の空間を比較的容易に確保することができる。一方を他方の上へ配置する構成は、また、保守または修理の際に、繊維ウェブ５が一方の乾燥ユニットのみを通って容易に導かれるという利点を結果として生じ、それにより製造は、他方の乾燥ユニットを使用することなく継続することを可能とする。
第１図の装置において、繊維ウェブ５は、これが最初にシリンダ乾燥ユニット１２に導かれ、かつほぼその中間位置において、繊維ウェブ５がベルト乾燥機ユニット１１に導かれるように走行すべく配置されている。その場合に、繊維ウェブ５の乾燥内容は代表的には５５〜７５％にすることができる。ベルト乾燥機ユニット１１から、繊維ウェブ５は、そのほぼ中間位置においてシリンダ乾燥ユニット１２へ戻される。かくして、繊維ウェブ５の滑らかさが改善されることができ、乾燥は強められかつ乾燥内容の輪郭がベルト乾燥機ユニット１１によって改善され得る。繊維ウェブ５をベルト乾燥機ユニット１１からシリンダ乾燥ユニット１２のほぼ中間位置に持ち来たすことにより、繊維ウェブ５の単一の側の水分分布および巻き捩じれ傾向を補正しかつ表面の寸法付け、中間のカレンダー掛けまたは顔料付けのごとき、繊維ウェブ５の追加の処理を実行することが可能である。
シリンダ乾燥ユニット１２において、乾燥はまた一方側で行われかつ一方側のみが乾燥された繊維ウェブ５はその他方側をベルト乾燥機ユニット１１に導かれることが可能であり、そのことは繊維ウェブ５の表面特性に影響を及ぼしかつ繊維ウェブ５の巻き上げ傾向を制御することを可能にする。表面特性はまたベルト乾燥機ユニット１１の直前の繊維ウェブ５の表面を湿らせることによって影響を及ぼされる。
第２図は、本発明の装置に関連して繊維ウェブ５を搬送するための異なる代替の方法を示している。明瞭な理解のために、ベルト乾燥機ユニット１１およびシリンダ乾燥ユニット１２の細部の構造は第２図に示されず、かつまた、明瞭な理解のために、繊維ウェブ５のルートは概略でのみ示されている。
繊維ウェブ５の走行方向は矢印によって示される。繊維ウェブ５をシリンダ乾燥ユニット１２の端部に近い導出位置からベルト乾燥機ユニット１１へ導かれかつさらにベルト乾燥機ユニット１１からシリンダ乾燥ユニット１２の導出位置の近くに戻って導くことは実線によって示されている。その場合に繊維ウェブ５はかなり湿った状態においてベルト乾燥機ユニット１１に搬送され、それにより繊維ウェブ５の乾燥内容は代表的には、例えば、３５〜５５％にすることができる。この場合に、ベルト乾燥機ユニット１１によって繊維ウェブ５の特性にかなり効果的に影響を及ぼすことができる。
湿った繊維ウェブの繊維は、繊維ウェブ５の表面特性に、かつ他方で、繊維材料の結合に効果的に影響を及ぼすことができる、最大の作用性および適合性を有している。同時に、繊維ウェブ５の横方向の収縮はベルト乾燥機ユニット１１によって乾燥の臨界状態において阻止されることができ、そのことは繊維ウェブ５の横方向機械的特性が最も効果的に影響を及ぼされ得ることを意味する。
所望されるとき、繊維ウェブ５はベルト乾燥機ユニット１１へ直接かつそこからシリンダ乾燥ユニット１２の端部に近い導出開始位置に即座に搬送され得る。繊維ウェブ５をベルト乾燥機ユニット１１からシリンダ乾燥ユニット１２の導出開始位置に搬送することにより、乾燥能力は非常に著しく増大され得る。
破線は、繊維ウェブ５が最初にシリンダ乾燥ユニット１２を通ってかつその他方の端部位置から導出され、ベルト乾燥機ユニット１１を通ってかつさらにベルト乾燥機ユニット１１からシリンダ乾燥ユニット１２の同じ端部位置へ導入される代替の方法を示している。
繊維ウェブ５がベルト乾燥機ユニット１１に持ち来されるとき、その乾燥内容は代表的には７５〜８５％にすることができる。その場合に、繊維ウェブ５の滑らかさはベルト乾燥機ユニット１１において改善されるかまたはベルト乾燥機ユニット１１が乾燥を強めるためにかつ乾燥内容輪郭を改善するために使用されることができる。
さらに、ベルト乾燥機ユニット１１の後で、巻き捩じれの補正およびコーティングおよびカレンダー掛けのごとき、繊維ウェブ５の追加の処理が、シリンダ乾燥ユニットの端部分において実施される。
シリンダ乾燥ユニット１２およびベルト乾燥機ユニット１１の一方を他方の上に配置されるとき、シリンダ乾燥ユニット１２からベルト乾燥機ユニット１１へかつベルト乾燥機ユニット１１からシリンダ乾燥ユニットへ戻る繊維ウェブ５の搬送はほぼシリンダ乾燥ユニット全体に沿って実際に所望の場所に容易に配置されることができる。その場合に、所望の方法において繊維ウェブ５を乾燥することに関連して得られる結果に影響を及ぼすことができ、そのことは１つの装置によって非常に互いからずれている複数の製品の製造をかなり容易にすることを意味している。
第３図は、ウェブの走行方向に取られかつ本発明による他の装置を示している概略断面側面図である。明瞭のために、第３図は、また、詳細な構造なしにベルト乾燥機ユニット１１およびシリンダ乾燥ユニット１２を示している。また、繊維ウェブ５の運動は概略的にのみ示されかつその走行方向は矢印によって示されている。ベルト乾燥機ユニット１１はシリンダ乾燥ユニット１２の上方および下方の両方に配置されている。この方法において、繊維ウェブ５の特性を決定するさらに多くの可能性が達成される。ベルト乾燥機ユニット１１は、また、例えば、これらのベルト乾燥機ユニット１１の一方が表面側の繊維ウェブ５を乾燥しかつ他方のベルト乾燥機ユニットがこれと反対の表面を乾燥しているように配置されることができ、このことは繊維ウェブ５に均一な品質を付与する。
これらに関連している図面および明細書は本発明の概念を示すようにのみ意図されている。細部に関しては、本発明は請求の範囲内で変化することができる。
圧力媒体が圧力室９および水室１０において使用されることは必須ではない。圧力室９の媒体はしたがって、例えば、蒸気、空気、または燃料の熱い燃焼生成物、または水であってもよい。水に加えて、また、例えば、空気が水室１０内の媒体として使用され得る。
圧力室９によって発生される加熱に加えて、第１ベルト１は、また、それ自体まったく公知の方法において他の場所で加熱され得る。さらに、第１ベルト１の加熱は、また圧力室９の完全に外部で行われることができるかまたは繊維ウェブ５の乾燥は圧力室９なしで同様に行われることが可能である。
そのうえ、第２ベルト２はまた水室１０の外部で冷却されるかまたは冷却はそれ自体まったく公知の方法において水室１０なしで同様に実行されることができる。
例えば、２つのベルト乾燥機ユニット１１はまた一方が他方の後ろに配置されることが可能でかつベルト乾燥機ユニットの一方が繊維ウェブ５の表面側をかつ他方が後方側を乾燥するように配置され得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ウェブの走行方向において取られかつ本発明による繊維ウェブを乾燥するための装置を示している概略側面図、
第２図は、繊維ウェブを搬送する種々の方法が使用されるとき、第１図の装置の適用を示す概略図、そして
第３図は、ウェブの走行方向に取られかつ本発明による繊維ウェブを乾燥するための他の装置を示している概略断面側面図である。
〔符号の説明〕
１・・・・無端空気不透過ベルト、（第１ベルト）
２・・・・無端空気不透過ベルト、（第２ベルト）
３・・・・フェルトまたはワイヤ、
４・・・・フェルトまたはワイヤ、
５・・・・繊維ウェブ、
６ａ・・・・第１回転ローラ、
６ｂ・・・・第１回転ローラ、
７ａ・・・・第２回転ローラ、
７ｂ・・・・第２回転ローラ、
１１・・・・ベルト乾燥機ユニット、
１２・・・・シリンダ乾燥ユニット、
１３・・・・乾燥シリンダ。

Claims (4)

1. 繊維ウェブが、乾燥シリンダ（１３）によってフェルトまたは乾燥ワイヤにより前記乾燥シリンダ（１３）の表面に対して前記繊維ウェブ（５）を押し付けることにより、シリンダ乾燥ユニット（１２）において、かつ２つの無端空気不透過ベルト（１，２）、第１ベルト（１）がそのまわりに回転するように配置されている第１回転ローラ（６ａ，６ｂ）、および第２ベルト（２）がそのまわりに回転するように配置されている第２回転ローラ（７ａ，７ｂ）、からなるベルト乾燥機ユニット（１１）において乾燥され、それにより第１ベルト（１）および第２ベルト（２）がこれらの間に乾燥領域を形成するように互いに平行な通路の部分に走行するように配置され、
   前記第１ベルト（１）が加熱されかつ前記第２ベルト（２）が冷却され、かつそれにより前記繊維ウェブ（５）および少なくとも１つのフェルトまたはワイヤ（３，４）が、繊維ウェブが加熱された第１ベルト（１）と接触し、かつフェルトまたはワイヤ（３，４）がそれぞれ繊維ウェブと冷却された第２ベルト（２）の間に配置されるように成した前記ベルト（１，２）間に導かれる繊維ウェブを乾燥するための製紙機械における繊維ウェブ乾燥方法において、
   前記シリンダ乾燥ユニット（１２）および前記ベルト乾燥機ユニット（１１）の一方が他方の上に配置され、
   前記繊維ウェブ（５）が、最初にシリンダ乾燥ユニット（１２）へ導かれ、シリンダ乾燥ユニット（１２）から前記ベルト乾燥機ユニット（１１）へ導出され、次いで、再度シリンダ乾燥ユニット（１２）に導入される各工程から成り、
   前記繊維ウェブ（５）の前記ベルト乾燥機ユニット（１１）への導出及び前記シリンダ乾燥ユニット（１２）への再導入が、該シリンダ乾燥ユニット上の異なる複数の位置において行えるように成したことを特徴とする製紙機械における繊維ウェブ乾燥方法。
2. 前記繊維ウェブ（５）が少なくとも２つのベルト乾燥機ユニット（１１）によって乾燥されることを特徴とする前記請求の範囲第１項に記載の繊維ウェブ乾燥方法。
3. 繊維ウェブが、乾燥シリンダ（１３）によってフェルトまたは乾燥ワイヤにより前記乾燥シリンダ（１３）の表面に対して前記繊維ウェブ（５）を押し付けることにより、シリンダ乾燥ユニット（１２）において、かつ２つの無端空気不透過ベルト（１，２）、第１ベルト（１）がそのまわりに回転するように配置されている第１回転ローラ（６ａ，６ｂ）、および第２ベルト（２）がそのまわりに回転するように配置されている第２回転ローラ（７ａ，７ｂ）、からなるベルト乾燥機ユニット（１１）において乾燥され、それにより第１ベルト（１）および第２ベルト（２）がこれらの間に乾燥領域を形成するように互いに平行な通路の部分に走行するように配置され、
   前記第１ベルト（１）が加熱されかつ前記第２ベルト（２）が冷却され、かつそれにより前記繊維ウェブ（５）および少なくとも１つのフェルトまたはワイヤ（３，４）が、繊維ウェブが加熱された第１ベルト（１）と接触し、かつフェルトまたはワイヤ（３，４）がそれぞれ繊維ウェブと冷却された第２ベルト（２）の間に配置されるように成した前記ベルト（１，２）間に導かれる繊維ウェブを乾燥するための製紙機械における繊維ウェブ乾燥装置において、
   前記シリンダ乾燥ユニット（１２）および前記ベルト乾燥機ユニット（１１）の一方が他方の上に配置され、
   前記繊維ウェブ（５）が、最初にシリンダ乾燥ユニット（１２）へ導かれ、シリンダ乾燥ユニット（１２）から前記ベルト乾燥機ユニット（１１）へ導出され、次いで、再度シリンダ乾燥ユニット（１２）に導入されるように成しており、
   前記繊維ウェブ（５）の前記ベルト乾燥機ユニット（１１）への導出及び前記シリンダ乾燥ユニット（１２）への再導入が、該シリンダ乾燥ユニット上の異なる複数の位置において行えるように成したことを特徴とする製紙機械における繊維ウェブ乾燥装置。
4. 前記装置が少なくとも２つのベルト乾燥機ユニット（１１）からなることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の繊維ウェブ乾燥装置。

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