JPH01503552A - 紙等のシート状物の乾燥方法 - 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】 紙等のシート状物の乾燥方法 本発明は、紙等の広巾のシート状物を無接触で乾燥する方法に関する。この方法 は赤外線とエアジェツトの両方を使用し、乾燥機を通過するシート状物はこのエ アジェツトによって乾燥と同時に両側から無接触状態で支えられる。このシート 状物は先ず赤外線乾燥間隙に導入され、次に空気による乾燥間隙に導入される。

赤外線乾燥ユニット内の赤外線輻射器は気流によって冷却されている。

本発明は、祇等の広巾の走行するシート状物の乾燥に関する。本発明は特に紙の コーティングや表面糊付けの乾燥に好適に使用される。

公知のように、紙のシートは、別に設けられたコーティング装置、製紙機械に組 み込まれたコーティング装置や表面糊付は装置によってコーティング処理される 。これらの装置は処理されるシートが通過する製紙機械の乾燥区域内に設けられ 、シートはマルチシリンダ乾燥機の最終段階でコーティング装置に導入され、次 いで中間乾燥機に入り、最後に一群の乾燥シリンダによって仕上げ乾燥される０ 本発明は、まさに、コーティング装置の後に設けられる前記中間乾燥機に好適に 通用されるが、これに限定されるものではない。

従来から、祇シートが無接触で乾燥されるいわゆる空気乾燥機が公知である。こ の空気乾燥機は、例えばブレード、ロール又は噴霧型のコーターの後の紙のコー ティング装置において使用され、コーティング剤で濡れている祇シートを無接触 で支えて乾燥する。この空気乾燥機においては、支持用と乾燥用に別々の配列さ れた噴射ノズルが使用されている。これらの噴射ノズルは、正圧ノズル（フロー トノズル）と負圧ノズル（フォイルノズル）の二つのグループに分けられている 。この両ノズルは本発明方法にも利用することができる。

最も一般的に使用されている従来の空気乾燥機は、専ら空気流に基づいている。

このため、充分に高い乾燥能力を得るには、この空気乾燥機は比較的長い距離を 必要とするので、装置が大型となる理由の一つはそこに存する。空気乾燥におい ては、乾燥効果の浸透の深さが比較的浅いと云う欠点もある。

従来から、輻射効果、特に赤外線輻射効果に基づく種々の乾燥機が知られている 。赤外線輻射を利用すれば乾燥効果が比較的深く浸透し、特に波長が短い程浸透 深さが増加すると云う利点がある。祇シートの乾燥に赤外線乾燥機を利用するこ とは、火災の危険性の故に難しい、なぜならば、充分に短い波長の乾燥用輻射を 得ようとすると、赤外線輻射器の温度は２０００°Ｃもの高温に達するからであ る。

別個に又は専用に使用される電気的赤外線乾燥機は、天然ガス等に比して電力の コストが高い点から見てエネルギ経済的に好ましくない。

製紙機械に組み込まれたコーティングステーションを含む紙のコーティングステ ーションにおいては、専ら輻射効果に依存して乾燥が行われる別個の赤外線乾燥 機が使用されている。しかし、これらの赤外線乾燥機によれば、紙の品質と蒸発 の調整を充分に行うこ止が難しい。その上、これの乾燥プロセスは、赤外線乾燥 機の操作の質に大きく依存している。

本発明の目的は、本出願人の紙等のシート状物の製紙機械上でのコーティングと 乾燥に関するフィンランド特許出願８６２４２７に述べられている方法と装置を 改良することにある。前記フィンランド出願に記載された方法においては、走行 するシート状物は先ず赤外線乾燥間隙を通過し、ここで乾燥機の単位面積当たり の平均乾燥パワーよりも実質的に高い、比較的短い時間の乾燥エネルギパルスが シート状物に付与され、又、この赤外線ユニット内に空気が導入され、赤外線ユ ニットで加熱されたこの空気は、前記赤外線ユニットの後に設置された空気に依 存するシート乾燥ユニット用の交換空気及び／又は乾燥空気として流される点が 新規であると考えられる。

このフィンランド出願は、更に、この方法を実行するための乾燥装置をも開示し ている。この装置は、赤外線乾燥ユニットと空気に依存する乾燥ユニットとを具 え、赤外線乾燥ユニットは、一連の赤外線輻射器とその接続部に設けられた赤外 線処理間隙を有し、該間隙を通って乾燥対象のシート状物が走行し、又、前記空 気依存のシート乾燥ユニットは、内部にノズルボックスを具えたボックス部を有 し、該ノズルボックスにはノズル部が設けられ、それを通じて乾燥並びに支持用 のエアジェツトが乾燥対象のシート状物に付与される。更にこの装置は、赤外線 乾燥ユニットと空気に依存する乾燥ユニットとを具え、これらは構造的並びに機 能的に相互に一体化され、前記赤外線乾燥ユニットは、前記空気依存の乾燥ユニ ットの直前に、乾燥対象のシート状物の走行方向に設置されている。

前記フィンランド特許出１１ｉ８６２４２７にかかる装置においては、赤外線乾 燥ユニットが空気ノズル装置を具え、これを通じて気流が赤外線ユニットの処理 間隙及び／又は赤外線ユニットの加熱部との接続部に流れ、前記気流は次の空気 依存のシート乾燥ユニット用の交換空気及び／又は乾燥空気として使用される点 が新規であると考えられる。

前記フィンランド出願の他に、本発明の出発点としては、赤外線輻射器の冷却空 気が処理間隙内のシートには接触しないように吹きつけられ、しかも赤外線ユニ ットの冷却空気の循環経路が閉ループになっている従来型の赤外線乾燥機が挙げ られる。これらの先行技術の赤外線乾燥機においては、冷却空気は直接外部に吹 き出されるか、又は含まれている熱の一部は熱交換器によって回収され、ＡＨＲ 用の水を加熱するのに使用されている。

本発明の目的の一つは、前述のフィンランド特許出願８６２４２７にかかる方法 と装置を更に発展させて、高い乾燥効率を得ることにある。赤外線輻射器に専ら 依存している乾燥機に比して、本発明は改善された蒸発能力を有し、環境への水 分の拡散が少なく、しかも乾燥の程度の調節がやり易い。

本発明に利用される空気依存型のシート乾燥器は、空気の循環を行わないが、ノ ズルを通って吹き出されてシート状物に接触する支持用並びに乾燥用気流は、ボ ックス内に回収され、乾燥機から吸い出される。

本発明においては、赤外線ユニットにより、かなりの量の乾燥エネルギが比較的 短い距離の間に乾燥対象のシート状物に負荷されると云う作用上の基本的な利点 がある。この乾燥エネルギの生産に関連して生じる冷却空気は回収され、引き続 いてその直後にシート状物は空気依存型の乾燥機を通過し、ここで前記赤外線乾 燥機によって蒸発させられた水分は、加熱された乾燥用空気によってシート状物 から運び出される。

これによって得られるものは、改善された蒸発能力、改善された乾燥機の操作性 、並びにシート状物から蒸発した水分が室内に拡散しないと云う事実である。

本発明方法の作業性もこれによって向上する。即ち、赤外線ユニットによれば、 電力調整装置の働きにより乾燥能力はシート状物の長手方向にも又横方向にも調 整することができる。本発明方法は自動調節型であり、乾燥対象のシート状物が 厚ければ赤外線乾燥機に必要な電力が増加し、更に多くの冷却空気が生産される 。一般的に、冷却空気の生産は冷却空気の必要度に応じて行われる。

上述の又後述する目的を達成するために、本発明は、冷却空気の全部又は実質的 にその大部分が赤外線乾燥間隙内を流れないように閉鎖された赤外線乾燥ユニッ トを空気依存型乾燥機の前に使用し、前記赤外線乾燥ユニット内で加熱された乾 燥した冷却空気が、前記赤外線乾燥機の後に設けられた空気依存型乾燥機のノズ ルを通じて吹き出され、その乾燥間隙内での乾燥・支持用気流を構成することを 特徴とする方法を提供する。

本発明においては、赤外線乾燥ユニットは空気依存型シート乾燥機と連携し、乾 燥・支持気流として赤外線輻射機又はその近傍に設置された装置の冷却空気が利 用される。この冷却空気は、乾燥し且つ加熱されているので乾燥用空気として好 適である。本発明においては、赤外線ユニットと空気依存型シート乾燥機との接 続がエネルギ経済的に効率よく行われている。

以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明を更に詳しく説明するが、本発 明はこれに限定されるものではない。

第１図は、本発明にかかる赤外線−空気依存型シート乾燥機の模式図である。

第２図は、本発明を実施する装置の構造を示す詳細図であり、シート状物はこの 装置を下から上へ走行している。

第１図と第２図に示される赤外線と空気依存型を組み合わせたシート乾燥機は、 赤外線乾燥機１０を具えている。該赤外線乾燥機１０は、前後に並列して設置さ れた二つの赤外線乾燥ユニットＩＯＡとＩＯＢとからなり、紙のシートＷは該ユ ニットの処理間隙１０■、と１０■、内を走行している。

赤外線ユニットＩＯＡとＩＯＢは、実質的にその直後に、又は短い間隔Ｅを隔て て空気依存型シート乾燥機２０を具えており、シートＷはこれの処理間隙２０　 Ｖ内を接触１−ないように支えられながら走行し２、同時に乾燥される。この赤 外線−空気依存型シート乾燥機内のシートＷの走行経路は一点鎖線Ｗｉｎ〜Ｗ　 ｏ　ｕ　ｔで示されている。

これらの赤外線ユニットＩＯＡとＩＯＢはそれ自体は公知の電気的に作動するユ ニ・ントであり、上部輻射ユニット１０１とこれに対向する反射ユニット１０２ を具えている０反射ユニット１０２は処理間隙１０Ｖａと１０■、内のシートＷ を通過した輻射を反射させて戻す機能を有する。赤外線ユニット１０１の電気的 に作動するこの赤外線輻射器１０５は、温度が上昇し過ぎてその耐性を損なわな いように冷却される必要がある。冷却空気はダクト１７を通じて導入される。こ のダクトは、空気の取り入れ口Ｆｉｎの方から順に、フィルタユニット１１，８ 周整格子１２．ブロワー１３を具えている。

この空気ダクト１７はダクト１６Ａ、１６Ｂを介してノズルユニット１４Ａ、１ ４Ｂと連通し、これを通じて気流Ｆ　とＦ　とが乾燥対象のシートＷの両側にお いて処理間隙１０■。

内に吹き込まれる。赤外線ユニット１０Ａ、１０Ｂの前方に設置されているノズ ルユニット１４Ａ、１４Ｂにおいては、噴出ノズルがコアンダノズルによって構 成され、シートＷは該コアンダノズルの搬送面の間を随伴気流Ｆ　ＳＡ＋　Ｆ　 ３１１によって安定して搬送される。

第１図によれば、シートＷの走行経路は水平方向であり、最初に赤外線ユニット １０ＡとＩＯＢの処理間隙１０■、と１０■、を通過し、その後、空気依存型乾 燥機２０の処理間隙２０Ｖを通過する。

第２図によれば、シートＷの走行経路Ｗ　ｉ　ｎ　％　Ｗ　ｏ　ｕ　ｔは下から 上へ垂直方向に向かっている。第２図に示すように、赤外線ユニットＩＯＡとＩ ＯＢは、輻射窓１０４を具え、ユニット１０２のそれに対向する側には前記輻射 窓１０４の面に平行な反射表面１０３を具えている。これらの平行な面を具えた 部材１０３と１０４は、処理間隙１０■、とＩＯＶおを形成している。輻射ユニ ット１０１内に噴射される冷却空気は、処理間隙１０ＶＡと１０■、には吹き込 まれず、冷却空気の循環路はこの点に関しては閉じられている。ユニット１０１ の輻射器１０５を冷やして加熱された冷却空気は、空気ダクト１８Ａと１８Ｂを 通じてユニット１０１から気流ＦＡ、Ｆおとして取り出される。この空気システ ムは調整バルブと格子１９を具え、これによって空気の量を設定し且つ調節でき る。

気流Ｆ、とＦｌはダクト１８に流れ、プロワ−２１に吸引されてダクト２２内に 導入される。該ダクト２２は分岐部２２ａを具え、これを通じて必要に応じて空 気依存型乾燥機２０用の過剰な空気を気流Ｆｏｕｔとして赤外線−空気依存型乾 燥機から放出する。

このダクト２２は、ガスバーナ２３の空気取り入れ口側に達している。このガス バーナ２３は多く場合には不要であり、一般的に赤外線乾燥機１０からの冷却空 ゛気によって、空気依存型シート乾燥機２０のための乾燥用空気が充分に賄える 。

ダクト２４を通じて気流ＦＣ，とＦＣ，がノズルボックス３１．３２内のノズル ２５．．２５□に導入され、これらを通じて処理間隙２ＯＶ内に吹き込まれてシ ートＷの両側に達し、空気依存型乾燥＠２０における乾燥用と支持用の気流を構 成する。この処理間隙２０Ｖから、冷却された湿った空気がダクト２６．と２６ ２を通じて気流Ｆ　！ｌｌ＋　Ｆ　Ｄ２として取り出され、この排気はダクト２ ７に回収される。空気依存型シート乾燥機２０は、シートＷの両側に設置された ボックス３０゜３０からなる。第２図に示すように、これらのボックスの内部に は、シートＷの走行方向に沿って千鳥状にノズルボックス３１と３２が設置され ている。このノズルボックス３１゜３２は平面状の搬送表面を具え、この搬送表 面は加圧搬送表面又は負圧搬送表面のどちらかとして作用し、これに向かって乾 燥・支持用気’ＪＸ　Ｆｃ＋、Ｆｃｚがノズル（好ましくはコアンダノズル２５ ＋、２５□）を通じて吹きつけられる。気流Ｆ　Ｄｌ＋ＦＤ２はノズルボックス ３１と３２の間の間隙から取り出され、ボックス３１と３２の内部からダクト２ ７内へ回収される。

空気依存型シート乾燥機２０は、交換される空気が流入しなくてもよいように閉 鎖されている。湿って冷えた空気は、気流Ｆゎとして調整格子２９を通って排気 ブロワ−２８の吸引側に達し、次いでブロワ−２８の加圧側から気流Ｆｏｕｔと して排出される。赤外線乾燥機１０と空気依存型シート乾燥機２０との間の間隙 の長さＥは、本発明にとって臨界的な意味を持たないが、両乾燥機間の距離はで きるだけ短いことが望ましく、これによってユニットＩＯＡとＩＯＢの処理間隙 １０■１とＩＯＶおにおいて暖められた随伴気流Ｆ　Ｓｋｙ　Ｆ　３ｍの少なく とも一部は走行経路Ｗ０のシートＷに随伴して流れ、これと共に空気依存型シー ト乾燥機２０の処理間隙２ＯＶ内に流入する。これらの気流は矢印Ｆ０によって 示されている。

第１図によれば、取り入れダクト１７を経て運ばれた冷風は、ダクト１６Ａと１ ６Ｂを通ってウェブＷｉｎの随伴流Ｆ　ＳｋｙＦｓ、を構成する。別のやり方と しては、この随伴流のだめの気流を、赤外線ユニッ）ＩＯＡとＩＯＢで暖められ た乾燥空気が流れているダクト１８又はダク）１８Ａ及び／又は１８Ｂから取り 入れてもよい。

赤外線ユニッ）ＩＯＡ、ＩＯＢにおいては、比較的短い時間の乾燥エネルギパル スがシートＷに向けられ、このエネルギパルスのパワーは単位面積当たりの乾燥 機の平均乾燥パワーよりも実質的に高いことが望ましい。このエネルギパルスに よって蒸発せしめられたシートＷ内の水分は、主として空気依存型シート乾燥機 ２０の乾燥間隙２０　Ｖにおいてのみ遊離される。即ち、シートＷはここで“洗 濯”され、同時に乾燥エアジェツトによって支えられる。

以上、赤外線乾燥機１０と空気依存型シート乾燥機２０の構造について概略の説 明を行ったが、必要ならばその詳細は本出願人にかかるフィンランド特許出ｌｌ １８６２４２７に記載されている。空気依存型シート乾燥機２０の長さしは、主 として所望の乾燥の程度と、先行する赤外線ユニッ）ＩＯＡと１０Ｂによって生 産される冷却空気の量に応じて決められる。

第１図において、前後に並んだ赤外線ユニッ）ＩＯＡと１０Ｂが示されている。

しかし、これは−例に過ぎず、本発明においては赤外線ユニットは一つだけでも 、又は三つ以上並列して使用されても支障はない。

本発明は、以下に記載される請求の範囲によって規定されるものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．赤外線の輻射とエアジェットの両者によってシート状物（Ｗ）の乾燥が行わ れ、乾燥機（１０，２０）内を通過するシート状物（Ｗ）は前記エアジエットに よってその両側を無接触状態に支えられて先ず赤外線乾燥間隙（１０ＶＡ，１０ ＶＢ）内を通過し、次いで空気依存型シート乾燥間隙（２０Ｖ）内に入り、一方 、赤外線乾燥ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）内の赤外線輻射器（１０５）は気流（ ＦＡｉｎ，ＦＢｉｎ）によって冷却されるように構成された紙その他の広巾シー ト状物（Ｗ）の無接触型乾燥方法であって、空気依存型乾燥機（２０）の前に赤 外線乾燥ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）が使用され、該乾燥ユニットの冷却空気の 全部、又は少なくともその大部分が前記赤外線乾燥間隙（１０ＶＡ，１０ＶＢ） 内に導入され、赤外線乾燥ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）で加熱されて乾燥した冷 却空気は、該赤外線乾燥ユニットの後に続いている空気依存型乾燥機（２０）の ノズル（２５１，２５ｚ）を通って吹き出され、乾燥間隙（２０Ｖ）における乾 燥用及び／又は支持用気流を形成することを特徴とする乾燥方法。 ２．赤外線ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）を通過して乾燥した冷却空気（Ｆｃ）の 他には、空気依存型シート乾燥機（２０）内に実質的に空気が導入されないこと を特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．前記赤外線ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）から吹き出した乾燥した冷却空気が 、空気依存型シート乾燥機（２０）に導入され、ガスバーナ（２３）等の補助加 熱装置を経て該乾燥機内の気流を形成することを特徴とする請求項１又は２に記 載の方法。 ４．シート状物（Ｗ）の両側に対して乾燥間隙（１０ＶＡ，１０ＶＢ）内に支持 用気流（ＦＳＡ，ＦＳＢ）が吹き込まれ、該気流（ＦＳＡ，ＦＳＢ）のための空 気が冷却空気用ブロワー（１３）の加圧側から赤外線ユニット（１０Ａ，１０Ｂ ）用の冷却空気取り入れダクト（１７）を通じて導入されることを特徴とする請 求項１〜３のいずれか１項に記載された方法。 ５．前記随伴流（ＦＳＡ，ＦＳＢ）が、空気が暖められている赤外線ユニット（ １０Ａ，１０Ｂ）の冷却空気の循環路の出口側から取り入れられていることを特 徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載された方法。 ６．赤外線輻射器（１０５）によって暖められた空気が空気依存型シート乾燥機 （２０）に流れるダクト（１８，２２）から、調整用気流（Ｆｏｕｔｌ）が排気 されることによって空気依存型乾燥機（２０）用に適当な空気量が得られること を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載された方法。 ７．赤外線ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）を通過した後、シート状物（Ｗ）が実質 的に直ちに又は僅かな間隙（Ｗｏ）を置いて空気依存型乾燥機（２０）の乾燥間 隙（２０Ｖ）内に導入されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記 載された方法。 ８．シート状物の巾方向と長手方向の両方に対して、乾燥機の乾燥能力が赤外線 輻射器に供給される電カを調整することによって制御可能であることを特徴とす る請求項１〜７のいずれか１項に記載された方法。 ９．赤外線乾燥間隙（１０ＶＡ，１０ＶＢ）において、比較的短い時間の乾燥エ ネルギパルスがシート状物に向けられ、該エネルギパルスのパワーは単位面積当 たりの平均乾燥パワーよりの実質的に高いことを特徴とする請求項１〜８のいず れか１項に記載された方法。