JPH01124698A - 特に抄紙機の乾燥シリンダのための中空ロール体用ジャーナル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱移送媒体を流し、抄紙機の中空ロール体、
特に蒸気加熱乾燥シリンダのために中空軸として設計さ
れていて、この中空軸の内部と該中空軸を支持する軸受
との間に、同軸の環状領域によって形成された熱絶縁体
が設けられているジャーナルに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕この種
型式の外形形状は周知であり、特に、抄紙機の乾燥部署
の蒸気加熱乾燥シリンダと共に用いられている。これら
の乾燥部署は、プレス部署で脱水されたが、まだ湿気を
おびている（３０〜５０％の乾燥度）祇ウェブを乾燥さ
せるために供せられ、即ち、残りの水分は該乾燥部署に
おいて蒸発せしめられる。この乾燥部署自身は、制御可
能なグループに連結され得る蒸気加熱乾燥シリンダから
成り立っている。そして乾燥シリンダは一般に約１０バ
ールに達する圧力で蒸気によって加熱される。蒸気は該
乾燥シリンダのジャーナルを介して横通路に流入する。

蒸気の凝縮として放出された熱は、比較的薄肉のシリン
ダ壁を介して祇ウェブへ伝導され、そして紙ウェブをゆ
っくりと乾燥する。結果的に生じる凝縮物は０、一般に
はそれを介して蒸気が流入する同一のジャーナルを介し
て、回転する若しくは固定されたサイホンによって除去
される。この乾燥シリンダにおける最高温度は約１２０
〜１９０℃である。

上記のように、蒸気は、中空軸又は中空シリンダとして
形成された乾燥シリンダのジャーナルを介して流入せし
められる。それから結果的に生じる凝縮物は、同一のジ
ャーナル又は第二のジャーナルを通って除去される。

減摩軸受、特に自動調心ローラ軸受が乾燥シリンダの回
転可能な支持体として用いられる。これらの軸受は、一
方は中空軸として形成されたジャーナル上に配置され、
他方は適当な軸受は台ブロックの上に支えられている。

これらのジャーナル及びかかる軸受もまた、それ自身そ
こを通り抜ける蒸気及び／又は凝縮物によって加熱され
る。このような過程で、中空軸に圧着された減摩軸受の
内輪が該減摩軸受の外側軌道よりも高い温度になるので
問題が生じ、このため減摩軸受の遊びを減少させる。極
端な場合には、この遊びは零にまで減少せしめられ、結
果的に軸受を破壊する危険をもたらすのである。

このような危険性のある状況に加え、軸受において生起
する変化する作動温度は潤滑油の潤滑特性並びに有効寿
命に影響を及ぼす。

かかる問題を克服するために、解決の種々の提案や試み
が既になされており、それらは基本的に、蒸気又は凝縮
物が流れる中空軸のシリンダ内径と軸受との間に熱絶縁
手段若しくは層を設けるというものである。

米国特許第２４１３５６７号により知られている乾燥シ
リンダにおいては、シリンダの内側領域を画成するシリ
ンダプレートの各々が、モールドされた中空軸及び軸受
に適応する付加的なボルト付けされた中空ジャーナルを
含んでいる。蒸気の流入若しくは凝縮物の除去のために
固定した装置が設けられているが、この装置はモールド
された中空ジャーナルの端から端まで延在し、密閉チャ
ンバによって中空ジャーナルに対して密封されている。

前述した軸受の熱絶縁のための手段は、モールドされた
中空ジャーナル上に滑り込む絶縁物質のソケットから成
り、該ソケットの外径はこのソケットと上記ボルト付け
された中空ジャーナルとの間に空気間隙が存在するよう
に選定される。

このような二つの部分で成るジャーナルに起因して、こ
の構造は比較的高価になる。

米国特許第２８１７９０８号が記述する、二重壁の蒸気
導入管を備えた抄紙機の乾燥シリンダでは、これら二つ
の壁の間の環状領域が絶縁層として作用する。そして、
もう一つの熱絶縁領域は上記蒸気導入管の外側壁と中空
ジャーナル自身との間に形成される。

上記二重壁蒸気導入管は、その一端が中空ジャーナルに
螺着されているのに対し、他端には可動パツキンが設け
られている。このパツキンにより、蒸気導入管が軸方向
に沿って中空ジャーナルがそうする以上に伸び、さらに
該蒸気導入管と中空ジャーナルとの間の熱絶縁領域を密
封するということが可能になる。しかしながら、実際の
使用において、かかる構想は、該領域が長期間の運転で
は、高い信頼性を以て密封され得ないので、問題である
ことを明らかにした。凝縮物が時間の経過と共にこのよ
うな中間領域に蓄積し、熱絶縁効果が次第に失われるの
である。

蒸気導入管の二つの壁の間の熱絶縁環状領域に関しては
永久的に密封され得る。しかし、これら二つの壁はそれ
らの軸方向の伸びが変化することを考慮すると、以下の
例のように均等化手段を設ける必要がある。

以上のように、米国特許第２８１７９０８号に従った構
造もまた極めて複雑且つ高価なものである。

米国特許第３２２４１１０号が開示する乾燥シリンダで
は凝縮物導出管と中空ジャーナルとの間の環状領域は熱
絶縁物質によって満たされている。

ここにおいても、又、中空ジャーナルと凝縮物導出管と
の変化する軸方向の伸びに起因して可動パツキンを設け
る必要があり、そのを効寿命は当然に制限されてしまう
という問題が生じる。密封効果が減退すると、結局は凝
縮物が熱絶縁物質内へ漏れ出して絶縁効果は次第に失わ
れてしまう。

最初に述べた問題の解決のために知られているもう一つ
の提案は、減摩軸受内に若しくはその上に設けられた冷
却装置又は温度差を少なくとも減少させる手段によって
該減摩軸受の内外輪間の作動上生起する温度差を補正す
ることにある。

本発明の目的は、設計が簡単で、熱移送媒体のための導
管として寄与し得る中空軸のシリンダ内径と減摩軸受の
内輪との間の熱絶縁体が、凝縮物が漏れ出さず且つ絶縁
効果を失うことがないようにされた、この種型式のジャ
ーナルを提供することである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕熱移送媒体を流
し且つ中空ロール体のための一体の中空軸を有するジャ
ーナルにおいて、該中空軸の内部とこれを支持する軸受
との間に熱絶縁体が設けられ、又、この絶縁体は中空軸
の内側壁と軸受に適応する該中空軸の外側壁との間に形
成される同軸の環状領域を有している。かかるジャーナ
ルの好ましい適用範囲は抄紙機の蒸気加熱乾燥シリンダ
に関係する。

本発明に従うジャーナルの利点は、熱絶縁のために中空
軸の内部領域に何ら付加的な部材が必要にならず、又、
もう一つの利点として絶縁体における凝縮物の漏れの危
険が除去されるということである。

本発明に従うジャーナルの他の利点は、保全若しくは修
理作業の場合にジャーナルが完全なユニットとして装着
及び取外し可能であり、更に、シリンダ内径と減摩軸受
の内輪との間の熱絶縁体を考慮したジャーナルの特殊な
設計により、該ジャーナル及び熱絶縁体が長い耐久性と
有効性とを備えるという点である。

基本的に、この同軸の環状領域は機械加工又は芯型部材
を用いる鋳造によって実現され得、加えてこの環状領域
は適宜の熱絶縁物質によって満たされ得る。

鋳造によって環状領域を形成することは、内側及び外側
壁間の熱移送を慎重に左右するように、ジャーナルの外
側壁の外形形状に対して芯型及びかかる環状領域を適合
させる追加的な可能性を提供する。

鋳造によって形成された環状領域の特別な態様は、板材
から成る鋳込みの二重壁体によって成形することである
。

〔実施例〕

第１図に示された抄紙機の乾燥部署の乾燥シリンダｌは
比較的薄肉壁のシリンダ２と該シリンダ２の範囲を定め
る二つのエンドプレート３．４とから成っている。これ
により、乾燥シリンダ１の内部領域若しくは飽和蒸気の
ための凝縮領域が画成される。二つのエンドプレート３
．４は夫々、中空軸として成形されたジャーナル５，６
を同軸的に備えており、又、夫々軸受は台ブロック（図
示されていない）上に減摩軸受７，８　（概略的に図示
されている）を介して回転可能に支持されている。

作動上、乾燥シリンダ１はそれ自身の軸の周りに回転す
る。湿気は、所謂、乾燥フェルトによってシリンダ２上
に押し付けられた紙ウェブから除去される。これを行う
ために、乾燥シリンダ１の内部領域は、（第１図で右側
の）ジャーナル５の中心孔を介して蒸気（矢印Ｘ）を充
填される。この蒸気は、祇ウェブが輪転する部分のシリ
ンダ２の内側壁上に凝縮し、結局、サイホン９を通る凝
縮物のかたちで（矢印Ｙ）再び除去される。

第１図に従う例では、一つ若しくは同一のジャーナル（
ここではジャーナル５）が、蒸気の送り込み通路及び凝
縮物の排出通路の導管として機能する。蒸気及び凝縮物
は、このように分離して、ジャーナル５にフランジ付け
された概略的に図示されている蒸気ヘッド１０を介して
受は入れられ且つ除去される。既に述べたように、一つ
のジャーナル（例えば、ジャーナル５）で蒸気を受は入
れ、そして第二のジャーナル（例えば、ジャーナル６）
においてサイホンを連結して用いることが考えられ得る
。

本発明が当面する問題は、蒸気が流れるジャーナル５の
内孔と減摩軸受７との間の過渡領域に存在する。この領
域における熱移動は、減摩軸受の作動温度が全体として
最低になり且つ広範囲に亘ってそのまま一定した状態に
なる。即ち咳軸受の内外輪間に殆ど温度差が生じないよ
うな影響を与えるに違いない。

第２図は、中空軸として成形されたジャーナル５の内側
及び外側壁間の環ａ′領領域１の第一実施例を示す、こ
のジャーナル５は鋳物として成形され、それを介して乾
燥シリンダのエンドプレートへボルト付けされる取付は
フランジ１２を有している（この代りに、ジャーナル及
びエンドプレートは一体物として形成されてもよい）、
このジャーナル５に装着される減摩軸受７は特に自動調
心軸受の形態で、軸受は台ブロックを作用的に押圧する
。きらに、ジャーナルに切削形成され若しくはそれに取
り付けられた（図示されていない）駆動歯車を介して、
回転運動がジャーナル５に伝えられるが、それに関連し
て指摘されることは、取付はフランジ１２と減摩軸受７
と駆動歯車間の調整は、基本的には、相互の間隔と相対
的な調整の選択であるということである。

第２図に図示された例では、中心孔（Ｍ気のための導管
として機能する）と減摩軸受との間の熱絶縁体として機
能する環状領域１１は、ジャーナル５の外側端面より環
状の溝として機械加工されている。この環状溝は、特殊
な冠切削刃（所謂、芯抜きドリル）によって切削され、
しかも、取付はフランジ１２を含む端部に向けて最も先
まで及ぶように十分に深くなっている。そしてこれは、
上記内輪が広範囲に亘り熱影響を免れるように、シリン
ダ孔１３と減摩軸受７の内輪との間の全周を横切る熱橋
絡を阻止する。ジャーナル５の外側（第２図において左
側）端部に受は入れられる蒸気ヘッドは第２図において
省略されている。環状溝は端面上で、凝縮物がその中に
蓄積することがないように、周囲に向けて解放した状態
を保持するように構成されている。絶縁効果を向上させ
るために、この環状溝は、適宜の熱絶縁物質によって満
たされ得る。

取付はフランジ、軸受及び駆動歯車の上述した構成若し
くは整合を考慮して、第２図を参照しつつ以下に記述す
る。

ここに図示された例は、取付はフランジＩ２の近傍まで
環状溝１１が及んでいるが、軸受とジャーナルの自由端
面との距離が比較的小さい場合又は（例えば設計上の要
請のために）駆動歯車が軸受７と取付はフランジ１２と
の間に配置される場合等、特別に選択されたものである
。これらの場合、最大の絶縁効果は、深く機械加工され
た環状溝によって達成される（それにも拘わらず、駆動
歯車は、ジャーナルのフランジの近くに、従ってジャー
ナルと一体の領域に在る）。

この記述は、第１図に従う環状溝が機械加工ではなく、
鋳造工程で挿入される管状の芯型を用いる鋳物によって
形成される場合にも当然に当てはまる。基本的構想のさ
らに発展として、この鋳造芯型は、環状溝が取付はフラ
ンジ１２に向けて増大するジャーナル５の直径と整合す
るふくらみを含む限り、ジャーナル５の外形形状に適応
され得る。シリンダ孔１３及び軸受７間の熱絶縁はこれ
により更に改良され得る。

機械加工された環状溝及び芯型を用いた鋳物の環状溝の
双方に対して、半径方向の孔（機能的に溝成形された孔
１４）が、環状溝を第二の端部からも解放しておくよう
に該環状溝の内側の端部に形成され得る。鋳造により形
成された環状溝の場合には、これらの孔は、数個の、特
別には円周を横切る十文字状の交差軸に配設された四個
の芯型支持体によって実現され、そしてこれらは鋳造後
除去される。このようにして形成された環状領域（機械
加工された環状溝の場合も同様である）は両端部で開放
し、そして中心孔１３及び軸受７間で熱的に絶縁する領
域として連続的に換気せしめられる。

ｍ械加工又は鋳造によって環状領域１１を形成する、第
２図を参照して記述された両者は、作用上回等に効果的
である。しかし、機械加工された環状溝は同心円という
点ではジャーナル５内により正確に配置され、外壁に対
する壁厚の誤差を排除している。

第３図は、ジャーナル５の両端面間、しかも、中心孔１
３及び軸受７間の領域に鋳造によって環状中空領域とし
て形成された環状領域１１の第二実施例を示している。

鋳造において、環状領域１１の形状及び寸法を決定する
芯型は、芯型支持体により適所で保持される。芯型支持
体及び芯型自身は鋳造後除去されるが、半径方向の換気
開口１５を介して両端部で解放する環状溝を形成する。

第３図に従う例において、環状領域１１のふくらみ（第
２図と共に前述した）によって該環状溝と軸受７に適応
する外側壁との間のジャーナルの肉厚に対し所定の影響
を及ぼすことが可能であるということが付加的に示され
ている。

第４図は環状領域１１の第三実施例を示す、この場合環
状溝は、同軸的にジャーナル５内に鋳込まれたセラミッ
ク管によって又は（図示されたように）鋼板から成る二
重壁の環状体１８によって形成され、そして上記鋼板は
、鋳造の間、例えば軸に対し十文字状に配置され、そし
て上記鋼板から成る環状体１８の内部に向けて開口する
四本の鋼管１９によって支持されている。これらの鋼管
１９は長円形の横断面を有し、その長袖が軸方向に平行
になっている。既に第３図に示した例と共に述べたよう
に、上記鋼管は鋼板から成る環状体１８の内部を形成し
且つ換気するための開口として機能し、さらに熱絶縁物
質によって満たされ得る。

第５図は第四実施例を示す、この場合には環状領域は熱
絶縁物質から成るコア・リング２０によって形成されて
いて、該リングは鋳造によって配設される。これは、軸
受７の配置に適切に対応されるべき、ジャーナル５の中
心孔１３の鋼管２１を鋳造芯型へ嵌挿しく及び固定）す
ることにより行われる。それからこの鋼管２１ヘコア・
リング２０を嵌着し、この後ジャーナル５が鋳造される
。

上記コア・リングは、一つにはジャーナル５の肉厚が増
大されるように、もう一つにはコア・リング２０がその
両端面で鋼管２１の後方に離隔するように、好ましくは
円錐形に且つ咳鋼管２１よりも短く設計される。このよ
うに、鋳造において、鋼管２１によって部分的に形成さ
れる均等な中心孔１３が創成されるが、この鋼管は埋込
みによってジャーナル５の鋳物と連結し、又、コア・リ
ング２０を包み込む。

第３図乃至第５図に従う各実施例においては、第２図の
実施例とは異なり、熱絶縁環状領域１１゜１８若しくは
２０は、フランジから離れた側のジャーナル５の端部ま
では延在しておらず、そして開放していない、このよう
にフランジとは反対側のジャーナル５の領域は開口して
いない、従って、このフランジとは反対側のジャーナル
５の領域は、第２図に従う例の場合よりも強固である。

かがる態様は、（必要に応じて）駆動歯車若しくは歯車
セット全体、例えば嵌込み式歯車セントを収容するのに
、より好都合である。

図示された実施例の変形例において、ジャーナルは、長
手方向に延びている（二つのジャーナルを含む）中空軸
を持った、機械光沢仕上げされたシリンダ若しくはクレ
ープシリンダ（ＣｒｅｐｅＣｙｌｉｎｄｅｒ）の単一片
中空軸の一部であってもよい。

上述したような抄紙機の蒸気加熱乾燥シリンダに対する
適用を考慮しなければ、本発明はロール機械や種々の嵌
挿機械の加熱可能なロールに対しても用いられ得る。

本発明は好適実施例について記述されたが、さらに変形
が可能であることも理解されるであろう。

従って、本出願は、特許請求の範囲の限定範囲内に属す
る公知慣用技術によりもたらされ且つ一般原理に従う如
何なる変形、用法又は修正をも包含するものである。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明によれば、この種ジャーナルにお
いて比較的簡単に設計することができると共に、軸受に
対して優れた熱絶縁効果を長期間に亘り有効に維持する
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は抄紙機の乾燥シリンダの断面図、第２図は中空
軸として形成されたジャーナルの内側及び外側壁間の環
状領域の第一実施例を示す断面図、第３図は中空軸とし
て形成されたジャーナルの内側及び外側壁間の環状領域
の第二実施例を示す断面図、第４図は中空軸として形成
されたジャーナルの内側及び外側壁間の環状領域の第三
実施例を示す断面図、第５図は中空軸として形成された
ジャーナルの内側及び外側壁間の環状領域の第四実施例
を示す断面図である。 １・・・・乾燥シリンダ、３．４・・・・エンドプレー
ト、５．６・・・・ジャーナル、７，８・・・・減摩軸
受、１０・・・・蒸気ヘッド、１１・・・・環状領域、
１２・・・・取付はフランジ、１３・・・・中心孔、１
５・・・・開口、ｉ、６．１７・・・・ふくらみ、１８
・・・・環状体、１９・・・・鋼管、２０・・・・コア
・リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）抄紙機における空中ロール体、特に蒸気加熱乾燥
   シリンダと共に用いる熱移送媒体を流す中空軸を有し、
   該中空軸の内部とこの中空軸を支持する軸受との間に同
   軸の環状領域（１１）によって形成された熱絶縁体が設
   けられているジャーナルにおいて、上記中空軸（５）は
   単一であり、軸受及び熱移送媒体の導入管として役立つ
   と共に、上記同軸の環状領域（１１）は上記軸受（７）
   の少なくとも支持部における上記中空軸の二つ環状壁に
   よって形成されていることを特徴とするジャーナル。 （２）上記環状領域（１１）は、上記一ジャーナルの端
   面より凹状にされた環状の溝によって形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲（１）に従うジャーナル
   。 （３）上記環状領域は、熱絶縁物質によって満たされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲（２）に従うジャ
   ーナル。 （４）上記ジャーナルは、鋳物から成り、又、上記環状
   領域（１１）は、心型によって上記鋳物に形成された環
   状中空領域であることを特徴とする特許請求の範囲（１
   ）に従うジャーナル。 （５）上記環状中空領域は、上記中空軸（５）の外側壁
   の外形形状に適合した胴部を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲（４）に従うジャーナル。 （６）上記環状中空領域は、熱絶縁物質によって満たさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲（４）に従う
   ジャーナル。 （７）上記ジャーナルは、鋳物から成り、又、上記環状
   領域は該鋳物内部にモールドされた熱絶縁要素によって
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲（１）
   に従うジャーナル。 （８）上記熱絶縁要素は、上記ジャーナルの外側壁の外
   形形状に特に適合した鋳込みのセラミックチューブであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲（７）に従うジャー
   ナル。 （９）上記熱絶縁要素は、上記軸受の外側壁の外形形状
   に特に適合した鋼板から成る鋳込みの二重壁環状体（１
   ８）であることを特徴とする特許請求の範囲（７）に従
   うジャーナル。 （１０）上記鋼板から成る環状体（１８）は、熱絶縁物
   質によって満たされていることを特徴とする特許請求の
   範囲（９）に従うジャーナル。 （１１）上記鋼板から成る環状体（１８）は、粗くサン
   ドブラストされ及び／又は錫めっきされていることを特
   徴とする特許請求の範囲（９）に従うジャーナル。 （２）上記環状領域は、芯リング（２０）によって形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲（１）に従
   うジャーナル。 （１３）上記環状中空領域は、熱絶縁物質によって満た
   されていることを特徴とする特許請求の範囲（５）に従
   うジャーナル。 （１４）上記鋼板から成る環状体（１８）は、粗くサン
   ドブラストされ及び／又は錫めっきされていることを特
   徴とする特許請求の範囲（１０）に従うジャーナル。