JP6577770B2 - スプレー装置 - Google Patents

Description

本発明は、新聞輪転機の湿し水供給装置などに適用して有用なスプレー装置に関する。

新聞の印刷などに使用されるオフセット新聞輪転機では、版胴に対し湿し水を供給する必要がある。版胴の上の湿し水の水膜としての厚さは、通常は数ミクロンである。この水膜を形成するには、版胴に接して回転する湿し水ローラを使用する。すなわち、まず、湿し水ローラ（回転ローラ）の表面に湿し水を供給し、次に湿し水ローラから直接又は複数のローラを介して版胴に転写する。

湿し水ローラに対する湿し水の供給方法は、従来からいろいろな技術が検討されてきたが、現在は、新聞輪転機ではスプレー方式が主流となっている。スプレー方式とは、湿し水ローラの長手方向に沿って、複数のスプレーノズルを並べてスプレー装置とし、湿し水ローラの表面に湿し水をスプレーするものである。

スプレー装置には、スプレー装置本来の機能に加えて、スプレーミストの飛散防止の機能が求められる。スプレー装置によってスプレーされた湿し水は、すべてが湿し水ローラに付着するというわけではない。スプレーの一部は、湿し水ローラの表面に到達せず、浮遊ミストとなって周囲に飛散する。この浮遊ミストは、印刷機の中で結露し、印刷用紙の上に滴下して、印刷不良の原因となる。

特許文献１には、浮遊ミストを低減させる技術が記載されている。このスプレー装置は、湿し水ローラに向けて開口をもった箱状のハウジングを備えている。ハウジングの底にあたる部分に、スプレーノズルが並べて配置されている。特徴的なのは、ハウジングの開口の上端と下端にミストの飛散を防止するためのミストシールドの機構を備えている点である。このミストシールドの機構は、ハウジングの開口の上端と下端に湿し水ローラに向けて開口をもったダクトを設け、ダクト内から高圧空気を放出するようになっている。その結果、ハウジング内で発生した飛散ミストは、ハウジングの外側に流出しない。さらに、ハウジングの外側からインキミストなどの異物もハウジング内に侵入してこない。すなわち、ミストシールドの機構は、ダクトと高圧空気が相まって、浮遊ミストに関しては、ハウジングの内側と外側を遮蔽する作用がある。

特許文献２に記載されたスプレー装置は、ハウジングの開口部分に、スプレーパターンを成形するスプレーマスクを設ける構成になっている。ノズルからのスプレーパターンは、典型的には円錐形になる。スプレーマスクは、浮遊ミストが多いスプレーパターンの外側を抑制する。抑制されたスプレーは、ハウジング内で回収され、ハウジングの外には出ていかないとされている。簡便な構造であるが、浮遊ミストの抑制策としての効果は出しにくい。

特許文献３に記載された技術は、洗浄装置の例であるが、スプレー装置にも適用可能な技術が記載されている。ここに記載された技術は、ハウジング内で発生したちりが、ハウジングの外に流出しないように、開口の上端と下端に高圧空気のノズルを備えている。

国際公開第２００９／０４１５８２号 特開２００１−３０１１１６号公報 特開平６−１１５０５７号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された技術をもってしても、ハウジングから流出するミストを十分に抑制できないことがあった。この理由は、ハウジング内のミストがハウジングの外に流出する原因が複合的であるところにある。

特許文献１に記載された技術で浮遊ミストの抑制効果を得るには、比較的大量の高圧空気を必要とする。
特許文献２に記載された技術では、ハウジング内で大量に発生した浮遊ミストが湿し水ローラとハウジングの隙間からハウジングの外に押し出されてくる。
特許文献３に記載された技術は、特許文献１に記載された技術よりも、より一層大量の高圧空気を消費する。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、ハウジングの外へ流出するミストを、より一層抑制できるスプレー装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、高圧空気の消費量を少なくしても、ハウジングの外への浮遊ミストを抑制できるスプレー装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のスプレー装置は、回転する回転ローラに向けて液体をスプレーするためのスプレー装置において、前記回転ローラに向かってスプレー開口を有する箱状のハウジングと、前記ハウジング中で、スプレーの方向を前記ハウジングの前記スプレー開口に向けて配置したスプレーノズルと、前記スプレーノズルと前記スプレー開口との間に配置され、前記スプレーノズルのスプレーパターンのうち、外側部分のスプレーをマスクするスプレーマスクと、前記ハウジングの前記スプレー開口側の端部の、前記回転ローラの回転方向上流側及び下流側に設けられたミストシールドと、を備え、前記ミストシールドは、前記回転ローラの長手方向に延長され、前記回転ローラの表面に向けて開口をもったダクト構造を有することを主要な特徴としている。

また、本発明のスプレー装置は、前記ミストシールドは、ダクト構造内に高圧空気を供給する高圧空気供給チューブを備えていることを主要な特徴としている。

更に、本発明のスプレー装置は、前記回転ローラの回転方向下流側の前記ミストシールドのみが、ダクト構造内に高圧空気を供給する高圧空気供給チューブを備えていることを主要な特徴としている。

本発明は、スプレー装置のハウジング内をスプレーマスクで、おおまかに２つに分割し、スプレーマスクで余分なスプレーを抑制することによって回転ローラ付近の浮遊ミストを減らす。さらに、ハウジングの開口端部に設けたミストシールドによって、ハウジングの外に流出するミストを減少させた。これにより、ハウジングの外への浮遊ミストの流出をより一層抑制できるスプレー装置とすることができるという効果がある。

本発明の一実施形態にかかるスプレー装置の側面図である。 図１のＭ―Ｎ間の断面図である。 ミストシールド８の拡大図である。 ミストシールド８の他の実施の態様である。 ミストシールド７の他の実施の態様である。

図１は、本発明の一実施形態にかかるスプレー装置の側面図である。１はスプレー装置であり、１１は、湿し水ローラ（回転ローラ）である。湿し水ローラ１１は、矢印１２で示すように、図面上で時計方向に回転する。３は、ハウジングである。ハウジング３は、スプレー装置１の主要な構成要素を支持する。ハウジング３は、湿し水ローラ１１の外周面１３に向けて開口２（スプレー開口とも称する）をもった細長い箱である。

４はスプレーノズルである。スプレーノズル４は、ハウジング３の中にあって、開口２に対向する側に配置されている。１４は、スプレーパターンである。スプレーパターン１４は、スプレーノズル４から放出された湿し水のスプレーが描く扇状のパターンである。スプレーパターン１４は、スプレーノズル４を起点として、扇状に広がり、湿し水ローラ１１の外周面１３に到達する。ハウジング３は細長い箱であり、スプレーノズル４は、長手方向に沿って、複数設けられる。スプレーノズル４の実際の個数は、湿し水ローラ１１の長さ、スプレーパターン１４の広がり角度などによってきまる。

５は、スプレーマスクである。スプレーマスク５は、スプレーノズル４と開口２の間にあって、マスク開口１５を備える。マスク開口１５は、スプレーパターン１４の形状を変更するものである。スプレーマスク５は、スプレーパターン１４の外周部分のスプレーが、開口２に到達しないように、スプレーパターン１４の一部を抑制（マスク）する。スプレーマスク５は、ハウジング３の内部を、開口側室２３とノズル側室２４の２つに分割する。

７及び８は、ミストシールドである。ミストシールド７、８は、ハウジング３の開口２側の端部１６、１７に設けられている。ミストシールド７は、湿し水ローラ１１の回転方向１２に対して上流側に設けられ、ミストシールド８は下流側に設けられている。

図３は、ミストシールド８の拡大図である。図３に示すように、ミストシールド８は、ハウジング３と、第１板状部材８Ａと、第２板状部材８Ｂと、高圧空気供給チューブ１０と、から構成され、ハウジング３の端部１７に設けられる。第１板状部材８Ａは、ハウジング３の内側にハウジング３と略平行に設置され、その下部は折り曲げられてハウジング３に接続されている。

ハウジング３と第１板状部材８Ａとは、その上部において湿し水ローラ１１に対向して開口１９を形成し、囲んだ空間においてダクト２２を形成している。第２板状部材８Ｂは、第１板状部材８Ａよりも更に内側（図面視右側）に、ハウジング３と第１板状部材８Ａとに対して略平行に設置され、その下部は折り曲げられてハウジング３に接続されている。第１板状部材８Ａと第２板状部材８Ｂとは、その上部において湿し水ローラ１１に対向して開口１８を形成し、囲んだ空間においてダクト２０を形成している。

ミストシールド８は、湿し水ローラ１１の外周面１３に向けて開口１８及び１９を備えたダクト構造になっている。ここでダクト構造とは、管路状の形状を備えた構造のことである。例えば、図３のダクト２０、ダクト２２は、いずれも湿し水ローラ１１の長手方向（回転軸方向）に延びた管路状の構造を有しており、開口１８、開口１９が無ければいずれも管路となる構造である。よって、ダクト構造とは、本発明においては、湿し水ローラ１１に向かって開口を有する管路とも言える。

開口１８を形成するダクト２０には、高圧空気を供給する高圧空気供給チューブ１０（高圧空気供給チューブを単にチューブとも称する）が設けられている。チューブ１０は、中空の構造体であって、複数の空気ノズル２１を備えている。チューブ１０には、図示しない高圧空気源から、高圧空気が供給される。そうすると、空気ノズル２１から空気が吹き出す。ダクト２０からは、湿し水ローラ１１の外周面１３に向けて、空気が供給される。開口１９を形成するダクト２２は、ダクト２０に隣接して設けられる。なお、チューブ１０は、高圧空気が供給できる構造であればよいので、形状や素材の選択幅が広く、断面が長方形の金属チューブであってもよい。

このように、ミストシールド８は、ダクト２２、ダクト２０、開口１９、開口１８、空気ノズル２１を備えた高圧空気供給チューブ１０とから構成されているとも言える。

ミストシールド７は、ミストシールド８と同様の構成なので説明を省略するが、ミストシールド８の第１板状部材８Ａ、第２板状部材８Ｂ、ダクト２２、ダクト２０、高圧空気供給チューブ１０は、それぞれ、ミストシールド７（図１及び図５参照）の第１板状部材７Ａ、第２板状部材７Ｂ、ダクト３０、ダクト３１、高圧空気供給チューブ９に該当する。

図２は、図１のＭ―Ｎ間の断面図である。断面で見ると、スプレーノズル４側からは、スプレーマスク５のマスク開口１５を通して湿し水ローラ１１の外周面１３が見える。スプレーパターン１４は、図２の断面図で見ると、楕円であって、Ｙ方向はマスク開口１５より広く、Ｘ方向は、一部が隣接するスプレーノズル４のスプレーパターン１４と重なる。２５は、スプレーノズル４の水量分布のグラフである。２６は、スプレーマスク５によって、遮断される水量である。２７は、マスク開口１５を通過する水量である。
すなわち、水量２６と水量２７を加えると水量２５になる。

以上のような構成において、作用を説明する。ハウジング３は箱状になっており、全体としてスプレーノズル４から吐出するスプレーパターン１４を囲みこむ。その結果、ハウジング３が、開放型である場合に比べれば、浮遊ミストは減少するといえる。

図１を参照して、一方湿し水ローラ１１が回転すると、その外周面１３には、境界層が生じる。境界層は、湿し水ローラ１１の回転とともに、ハウジング３内の空気を外部に引っ張り出し、かつ、ハウジング３の外の空気をハウジング３の内側に引っ張り込む。また、ハウジング３の端部１６，１７と外周面１３との間は、５ｍｍ程度の隙間がある。この隙間は、境界層の有無にかかわらず、ハウジング３の内側の浮遊ミストをハウジング３の外側に流出させる。

ハウジング３に設けたミストシールド７及びミストシールド８は、ハウジング３から流出する浮遊ミストを減少させ、ハウジング３に流入するインキミストなどの異物を減少させる。図３も参照して、ミストシールド８は、ダクト２０から空気を吹き出すことにより、ハウジング３の内側である開口側室２３とハウジング３の外側との間で、浮遊ミストの流通を減少させる。また、ダクト２２は、ダクト２０に隣接して設けてある。ダクト２２の作用は、ダクト２０で舞い上がったミストを捕獲する作用が期待できる。

ハウジング３から流出したミストを観察するには、ハウジング３付近を強い光源で光を当てて画像を撮影する。また、画像の観察に加えて、実験終了後に取り外したハウジング３を観察すると、ダクト２０、ダクト２２が捕獲した浮遊ミストの量を液量として測定することができる。ダクト２０の作用は、画像では明確に確認できないが、捕獲した浮遊ミストは、液量として計測可能な程度に捕獲しているので、浮遊ミストを捕獲する作用があることが確認できる。ただし、画像では明確に確認できない程度の捕獲量なので、構造を簡単にするために、高圧空気の供給を行うダクト２０単独とした場合でも、実用的なミストシールド効果が得られる。ミストシールド７についても、ミストシールド８と同等の作用がある。

図１を参照して、一方スプレーマスク５は、開口側室２３の内部の浮遊ミストを抑制する作用がある。ハウジング３の内部の浮遊ミストの発生源は、スプレーノズル４から吐出されるスプレーが発生源である。一方、スプレーパターン１４を、単独でスプレー解析システムで解析すると、主として、スプレーパターン１４の外側のスプレーが浮遊ミスト化していることがわかる。従って、スプレーパターン１４のうち、外側部分が、開口側室２３に入らなければ、開口側室２３の浮遊ミストは減少する。実際に、先の画像撮影で、スプレーマスク５の作用を確認すると、確実にハウジング３の外に流出するミストは減少したことが確認できた。

以上のように、ハウジング３、スプレーマスク５及びミストシールド７，８は、それぞれ相まってハウジング３の外側に流出する浮遊ミストを減少させることができる。
また、スプレーマスク５の作用によって、ダクト２０に供給する空気の量は従来に比べて削減することができるので、消費エネルギーの削減効果がある。

図４は、ミストシールド８の他の実施の態様である。図４のミストシールド８においては、図３のミストシールド８の構成に加えて、さらにダクト２８と、ダクト２８を形成するための板状部材８Ｃと、高圧空気供給チューブ２９と、を設けた。チューブ２９にはチューブ１０と同等の高圧空気を供給する。このようにすると、構造は複雑になるが、ミストシールド８のシールド作用は高くなる。さらに、チューブ１０、２９に供給する高圧空気の合計量は、図３に示した実施の態様の場合と比較して同等の空気供給量でも高いシールド効果を得ることが確認できた。

図５は、ミストシールド７の他の実施の態様である。図１では、湿し水ローラ１１の回転方向１２に対して、上流側のミストシールド７と下流側のミストシールド８とが、同様の構造である例を示した。しかし、上流側のミストシールド７は、湿し水ローラ１１の回転方向が一定であるので、ハウジング３の端部１６と湿し水ローラ１１の外周面１３の距離が短い場合は、簡略化してもよい。実際には、実験で確かめるべきではあるが、端部１６と外周面１３が近い場合は、外周面１３の境界層の影響が大きいため、開口側室２３からの上流側への浮遊ミストは少ない。そのため、図５で示した実施の態様のように、ダクト３１が、高圧空気供給チューブをもたないようにすることもできる。

１ スプレー装置
２ 開口
３ ハウジング
４ スプレーノズル
５ スプレーマスク
７，８ ミストシールド
９ 高圧空気供給チューブ
１０ 高圧空気供給チューブ
１１ 湿し水ローラ（回転ローラ）
１２ 回転方向
１３ 外周面
１４ スプレーパターン
１５ マスク開口
１６ 端部
１７ 端部
１８ 開口
１９ 開口
２０ ダクト
２１ 空気ノズル
２２ ダクト
２３ 開口側室
２４ ノズル側室
２５ 水量分布グラフ
２６ スプレーマスクで遮断される水量
２７ マスク開口を通過する水量
２８ ダクト
２９ 高圧空気供給チューブ
３０ ダクト
３１ ダクト

Claims (2)

1. 回転する回転ローラに向けて液体をスプレーするためのスプレー装置において、
   前記回転ローラに向かってスプレー開口を有する箱状のハウジングと、
   前記ハウジング中で、スプレーの方向を前記ハウジングの前記スプレー開口に向けて配置したスプレーノズルと、
   前記スプレーノズルと前記スプレー開口との間に配置され、前記スプレーノズルのスプレーパターンのうち、外側部分のスプレーを抑制するスプレーマスクと、
   前記ハウジングの前記スプレー開口側の端部の、前記回転ローラの回転方向上流側及び下流側に設けられたミストシールドと、を備え、
   前記ミストシールドは、第１板状部材と第２板状部材とを有し、
   前記ハウジングと前記第１板状部材とは、前記回転ローラに対向した開口を有する第１のダクトを形成し、
   前記第２板状部材は、前記第１板状部材よりも内側に設置され、その下部が折り曲げられて前記ハウジングに接続されることにより、前記回転ローラに対向した開口を有する第２のダクトを形成し、
   前記第２のダクト内には、前記第２のダクト内に高圧空気を供給する高圧空気供給チューブが設置されており、
   前記第１のダクト内には、高圧空気供給チューブが設置されておらず、
   前記第１のダクトと前記第２のダクトは、前記回転ローラの長手方向に延長され、前記回転ローラの表面に向けて開口を持ったダクト構造を有することを特徴とするスプレー装置。
2. 前記回転ローラの回転方向下流側の前記ミストシールドのみが、ダクト構造内に高圧空気を供給する高圧空気供給チューブを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスプレー装置。