JPH0381988A - 誘電性ウェブ又はシート材料を加熱するため又はその含水量を減少させるための装置 - 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、高周波加熱を用いることによってウェブ又は
シート状の誘電性材料の温度を上昇させたりその含水量
を低減させたりすることのできる器具又は装置に関する
。

〔従来の技術〕

特に含水量の低減に際しては、高周波加熱は、高い含水
量をもつ材料部分に対してその乾燥効果が適用されると
いう点で有利であることが実証されている。その結果と
して得られるのは、乾燥すべき製品中の平均含水量の低
減と水分分布の等化である。特に、合板用ベニヤの従来
の乾燥方法においては、均等な究極的含水量を提供する
ことは、ベニヤ内の初期水分の変動率が高いために問題
が多いことが判明した。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明はまず第１に、乾燥すべきベニヤが、互
いに続いて置かれたロール対で形成されているニップ（
ロール間隙）から成るほぼ水平な軌道に沿って運ばれて
いるような、合板用ベニヤの乾燥用装置内で用いられる
ことを目的としている。ロールの間で、ベニヤは高温空
気流のフラッシング効果を受ける。ロール対の機能は一
方ではベニヤを運ぶことにあるが、他方では又乾燥中に
ベニヤの膨れを制限することにもある。もう１つの適切
な用途としては、成形加工のためのプラスチック材料の
加熱又は繊維板の剛化を挙げておくべきであろう。なお
以下では、ベニヤ乾燥の利用分野に関連づけて本発明を
記述する。

乾燥すべき材料のウェブが直接的に又はコーティングを
介した形でウェブの走行方向に対し横方向にロールと接
触しているようなベニヤ乾燥装置においては、先行技術
では少なくともいくつかのロールに対して高周波エネル
ギーを通すことが知られている。このような場合、相対
する極性をもつ２本のロールの間の磁場はロール間に置
かれた誘電性ベニヤにて大幅に適用され、該ベニヤ内に
含まれている水の加熱と蒸発を発生させる。これらの装
置においては、ガルバーニ電気接触に基づく伝達用部材
内でスパークが起こり、部材は汚染及び摩耗を受けるた
め、回転するロールに対しエネルギーをいかに伝達する
かが問題であった。

かかるエネルギー伝達問題に関する根本的な改良は、ド
イツ特許出願明細書第１９６１．２０８号内に提案され
ており、ここではエネルギー伝達は容量的に行なわれて
いる。伝達用部材として作動するコンデンサは平板コン
デンサ又はシリンダコンデンサとして作られ、該コンデ
ンサ中では電源に接続された電極は静止電極であり、−
力対電極はロールと共に回転する。ロールのコアを形成
する回転軸は対電極に接続されている。

該実施態様はその基本原理に関しては論理的であるが、
その装置の実施態様には欠点が含まれている。つまり、
ロールの端部に置かれたトランスファコンデンサのサイ
ズは、適当な伝達容量を提供するためロールの直径との
関係においてかなり大きく作られていなくてはならず、
かかる状況は、その他の面ではコンパクトなものとして
設計されてきた乾燥機においては極めて有害なのである
。

その上、コンデンサはその位置づけのため、汚染及びそ
の結果としてのスパークを受ける。

該装置のもう１つの根本的な欠点は、給電点からの距離
が大きくなるにつれて交流電圧により形成される定在波
によってひき起こされる電圧の増加である。増大した電
圧は同様に出力伝達の増大の原因となり、こうして給電
点から伝達点までの距離に応じて、ロールから乾燥すべ
き製品まで異なるエネルギーが伝達されることになる。

この先行技術の構成の記述に関連して、かかる電圧増加
の減衰のためのいかなる措置も提案されてはいない。こ
のことはすなわち、ベニヤ乾燥の利用分野においては、
１３　Ｍ　Ｈｚの供給電圧が用いられる場合使用可能な
ロール長は最大で約１メートルとなるということを意味
している。これより高い周波数つまり２７ＭＨｚでは、
使用可能な長さはさらに短かく約０．５メートルである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従うと、前記出力伝達面に関する問題に関して
ならびに電圧増加を補償する可能性に関して、各ロール
のトランスファコンデンサ内で電源に接続された電極の
対電極としてロールマントルが配置されていることを特
徴とする構成上の解決法を用いて根本的な改良が達成さ
れる。このような場合、電源に接続された電極はロール
の外側又はロールの内側のいずれかにとりつけることが
できる。ロールの外側に置かれた電極の実施態様に関し
てはさまざまな変形態様があるが、一方向側の電極に関
してはスペース上の制約のため１つのほぼロッド様の電
極が関係しろる。

ロールの外側に置かれた電極としては、ロール長の大部
分にわたり延びていて一定のギャップの距離ヲおいてロ
ールマントルセグメントをとり囲んでいるトラフ（Ｕ字
樋）が、有利にも用いられている。トラフの代りに、ロ
ールに対して平行な１つのロッド電極又は並べて置かれ
た数多くのロッド電極を用いることも可能である。外側
電極としては、一定のギャップの距離をおいてロールに
対し接線方向に置かれたプレート部材を用いることも同
様に可能である。ここで、プレートというのは剛性プレ
ート以外に金網ならびに有孔プレートも意味するものと
して考えられる。

本発明を以下に、添付の例示図面を参照しながら記述す
る。

〔実施例〕

図面中の第１図及び第２図は、ベニヤが互いに続いて置
かれたロール対２，３：４，５及び６゜７により形成さ
れたニップ（ロール間隙）の中を通されているような、
連続作動する合板用ベニヤ１のための乾燥装置の一部分
を示している。図示されている実施態様においては、ロ
ール対中の上部ロールは高周波発電機１１に対して、こ
の発電機の異なる極に交互に接続されている。かくして
ロールに通された高周波交流電圧は、隣接するロール対
の間で電磁場１５及び１６を形成し、かかる磁場はそれ
ぞれ空気とベニヤの誘電性の差のために、主としてベニ
ヤに適用される。ベニヤ内では、この電磁場は誘電性の
差のためその湿った部分に適用される。電磁場は水を加
熱しひいては水を蒸発させる。

第１図に従った解決法においては、ロール２゜４及び６
に高周波エネルギーを通過させるため、ロールの上部部
分の一部は、エアギャップ１２．１３及び１４という一
定の距離をおいて置かれ導電性ある非フェライト材料で
作られたトラフ８．９及び１０によりとり囲まれている
。導電性の非フェライト材料でできた各ロール２．４及
び６のマントルハ、トラフ及ヒロールから戒るトランス
ファコンデンサのもう１つの電極として作用する。

ロール２．４及び６との関係におけるトラフ８゜９及び
１０の寸法決定にあたっては、まず第１に適切な出力伝
達面の形成を考慮しなくてはならない。

出力伝達面は、ロールのまわりのトラフの延長ならびに
ロールの長さ全体にわたるトラフの延長によって影響を
受けうる。ロールの長さ全体にわたる延長は、ロールの
長さを横切る出力伝達の分布に対しても影響を及ぼす。

トラフの寸法決定を適切な出力伝達の見地のみから検討
するならば、トランスファコンデンサの外側電極が一定
のギャップの距離をおいてロールに対し接線方向のプレ
ートから成る前述の「トラフ」の限界的ケースにおいて
は、このプレートはロールの長さの大部分例えばロール
長の約３分の２にわたり延びていなくてはならない。

原則として、第１図に従った装置は、トランスファコン
デンサの送り出し面を形成するトラフがロール対内の下
部ロール或いは代替的には１０−ル対の両方のロールを
とり囲むようにも実施可能であるが、上方に開放されて
いるトラフに関しては当然のことながら第１図に示され
ている実施態様の場合に比べ汚染問題はさらに難しいも
のとなろう。

コンデンサのためのトラフ電極の代りに第２図に従った
ロッド電極の解決法を使用することも可能である。電極
ロッド２６〜３１はロールマントルから一定のエアギャ
ップの距離をおいてロールに対して平行に通っている。

図示の実施態様においては、１本のロールについて２本
のロッドがあり、この構造は第１図に示されているよう
なトラフ構造とほぼ同じ出力伝達を提供することがわか
っている。ロール１本あたりのロッド電極の数はさらに
多いものであってもよいが、単一ロッド法も同様に利用
可能である。

トラフによる解決法に比較しての前記外側ロッド電極の
利点としては、鋭利な縁部が無いことひいてはスパーク
の可能性ある点の数が少ないことが含まれる。中空ロッ
ドを用いることにより、長いロールについてさえ重量が
低く剛性の高い外側電極構造を提供することも可能であ
る。又ロールの下に電極を設置することが望ましい場合
には、汚染の問題も制約要因ではない。

第４図には、その他の点では第１図及び第２図に示され
ているものと類似しているものの各々のトランスファコ
ンデンサ内で電源に接続されている電極はロール内部に
とりつけられたロッド電極１７、１８．１９．２０．２
１及び２２として形成されているような装置が示されて
いる。この実施態様においては、エネルギー供給は、そ
れが１０−ル対の１方のロールのみに対して配置されて
いるという点で第１図に示されているものと類似のもの
でありうる。この場合、汚染の問題は発生しないため、
それぞれ上部ロールと下部ロールを交互にといったよう
にロールのうちのいずれの一本であってよい。

上述の実施態様とは異なり、本発明の範囲内でロール対
の代わりに、例えばちょうどベニヤマットを支持する下
部ロールといったように各点で１本のロールのみを含む
ものとしてロールシステムを実施することも可能である
。

電源に接続された電極がロールの外側に置かれている第
１図及び第２図内に示されている実施態様は、先行技術
に基づく乾燥装置に比べてきわめて有利なバリエーショ
ンの可能性を提供する。意図性の理由とは別に、エネル
ギーは、ロールのほぼいずれの端部からでも各トランス
ファコンデンサに供給される。しかしこのエネルギーは
、周波数に応じた定在波の形成のため、伝達距離が長く
なるにつれて比較的急速に増大する傾向をもつ。

このような場合、ロールのもう一方の端部から、給電ケ
ーブルが接続されている端部からよりも大量のエネルギ
ーが伝達される。確かに、ロールの両端部にエネルギ供
給源を備えつけることにより問題を半減させることが可
能であるが、それにもかかわらず、ロール長が例えば約
５ｍでありうるようなより幅の広い乾燥用装置の場合問
題はなお大きいものである。

第１図又は第２図に示されている装置において、交流電
圧の供給源が１本のロールの片端のみから配置されたと
すると、ベニヤの乾燥に際して、５ｋＶの供給電圧が以
下のよ′うに供給点からロール長（乾燥機幅）と共に増
大していくような作動状態は充分に考えられる：１ｍ１
約２３ｋＶ　；　２　ｍ、約４２ｋＶ；３ｍ、約５３ｋ
Ｖ　；　４　ｍ、約６５ｋＶ　；　５　ｍ、約７０ｋＶ
。

しかしながら電圧の増加の問題は、外側電極に関して反
対の極性をもつ隣接するトランスファコンデンサを誘導
的に相互接続することにより解決できる。上述の例にお
いて、相互接続は給電点から約２ｍ及び４ｍの点で行な
うことができ、その場合５ｋＶの供給電圧は接続用コイ
ルの間で最大で約０．２ｋＶ上昇する。第３図では、コ
イル２３及び２４を用いて実施された形でのこの接続が
示されている。外側電極２６．２７　；２ｇ、２９　；
３０，３１に関して第２図に示されている実施態様にお
いて、相応する接続を実施することができる。

電圧増大の問題を適切にうまく制御しながらのロールマ
ントルの外側からのエネルギー供給の考えられる一実施
態様は、例えば短かいトラフ又はロッドとしてロールの
長さ全体にわたり電源に接続されたトランスファコンデ
ンサの電極のセクション状の配置である。この場合、出
力供給はロールの各端部の部域内にとりつけられた比較
的短かい電極によって遠戚されうる。なおかかる電極の
長さは、例えばロール長の約６分の１又は５分のｌであ
る。これに加えて、ロールの中央部域内には相応する電
極ユニットを置く必要がある。かかるユニットは、隣接
するロールの相応する電極ユニットと誘導的に接続され
ている。

考えられる一変形実施態様としては、各電極セクション
に対する別々の給電があるが、かかる構造は実際実施す
るのがむずかしい。

ロール長の異なる点で伝達される出力に対する電圧の増
大の効果は、コンデンサ内のエアギャップに作用するこ
とにより調整可能であるが、過度に詰め込まれた構造が
この変形実施態様に制限を加えることになる。

第４図に示されている実施態様においては、電圧増加を
補償することも可能である。補償の１つの可能性は、す
でに言及したロッドの両端部への給電である。しかしな
がらこの解決法は、装置をさらに複雑なものにする。も
う１つの補償様式は、ロールの内側に置かれた電極例え
ばロッド１７を、コイル（２５〉を用いて誘導的に給電
端部との関係において相対する端部にて隣接するロール
内のロッド電極１９と接続することにある。しかしなが
ら、この措置を用いて得られる改良は、ロールの長さ全
体に拡がらず、電圧はロールの中央部分においで上昇す
る。しかしながらこの問題は、第５図に概略的に示され
ているようにロール内側に置かれたコンデンサロッドの
横断面積を減少させることにより達成できる、電圧増加
を妨げるためのコンデンサ内のエアギャップの増大によ
って解決可能である。ロッド電極の断面積と長さの相互
依存性は、さまざまな使用目的の特性を考慮して決定さ
れうる。電圧の等化のため、連続的に変化するロッドセ
クションが好ましいが、実際には段階的変化も妥当な優
れた結果を提供する。

上述の実施態様において言及されている５ｍというロー
ル長では、電流が片端のみから供給されエアギャップが
ロール長に従って変化しない場合、電圧はかなり急激に
゛上昇するだろう。例えば、実施態様において給電点で
の電圧が１．５ｋＶであるとすると、最終端部に向かっ
て電圧は次のように上昇する：　Ｏｍ、１．５ｋＶ；　
１ｍ、４．３ｋＶ；　２ｍ。

６．６ｋＶ　；　３ｍ、　８．５ｋＶ　；　４ｍ、　９
．５ｋＶ　；　５ｍ、　１０ｋＶ０この増加は過度なも
のと考えられうる。コイルを反対の端部に接続すること
により、電圧分布をこの特定のケースにおいて次のよう
に変えることができる：　Ｏｍｓ　１．５ｋＶ；　１ｍ
ｓ　１．８ｋＶ；　２ｍ５１．９５ｋＶ　；　３ｍ、　
１．９５ｋＶ　；　４ｍ、　１．８ｋＶ　；　５ｍ。

１．５ｋＶ０このような場合、全距離内の電圧変化は±
０．２４ｋＶ　（±１４％）の限界内にあり、これはい
くつかの利用分野においてはすでに妥当と考えることの
できるものである。しかしながら、電圧最大点で最低に
なり電圧最小点すなわち後者のケースにおいてはロール
の両端部において最高となるようにコンデンサロッドの
直径を変化させることにより（エアギャップの変化〉ロ
ールの長手方向においてロールのインピーダンスが変え
られるような本発明の方法を用いると、さらに優れた結
果が得られる。かくして例えば電圧変動として±５％が
許容される場合、以下のような電圧分布が得られる：　
Ｏｍ、　１．５ｋＶ　；　１ｍ、　１．５８ｋＶ　；　
２ｍ、　１．６８ｋＶ　；　３ｍ、　１．６８ｋＶ　；
　４ｍ、　１．５８ｋＶ　；　５ｍ、　１．５ｋＶａ

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロールの外側に置かれたトラフ電極が用いら
れているような本発明の一実施態様を示し、 第２図は、ロールの外側に置かれたロッド電極が用いら
れているような本発明の一実施態様を示し、 第３図は、第１図に従った実施態様の上から見た図を示
し、 第４図は、ロールの内側に置かれた電極が用いられてい
るような本発明の一実施態様を示し、第５図は、電極の
断面形状の変化を例示する目的で第４図に示された構造
の細部を示している。 ２・ ８・ １２・ ２３゜ ２６゜ ４．６．７…ロール ９、１０…トラフユニット １３．１４．…ギャップ　　　１７〜２２…電極２４…
コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェブ又はシート材料の加熱又はその含水量の低減
   のため特に高周波加熱を用いた木材ベニヤの含水量の低
   減のための装置において、乾燥させるべき材料（１）が
   、好ましくはロール対により形成され互いに続いて置か
   れた複数のニップの中を、材料走行方向に対し横方向に
   互いに続いて置かれた少なくとも２本のロール（２…７
   ）とほぼ直接的に接触した状態で通過させられており、
   高周波エネルギーが前記ロールに対して又は各ロール対
   中のロールの少なくとも１方に対して容量的に通されて
   いる装置であって、各ロールのトランスファコンデンサ
   内でロール（２、４、６）のマントルは電源に接続され
   た電極の対電極として配置されていることを特徴とする
   装置。 ２、トランスファコンデンサ内で電源に接続されている
   電極はロール（２、４、６）の外側に置かれていること
   を特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３、ロールの外側に置かれた電極は、ロール長の大部分
   にわたって延び一定のギャップ（１２、１３、１４）の
   距離をおいてロールマントルセグメントをとり囲んでい
   るトラフユニット（８、９、１０）として形作られてい
   ることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 ４、ロールマントルの外側に置かれた電極は、該マント
   ルから一定の距離のところでロールマントルに対し平行
   に通りロール長の大部分にわたり延びているロッド電極
   （２６、２７、２８、２９、３０、３１）であることを
   特徴とする、請求項２に記載の装置。 ５、ロッド電極の数はロール１本につき１本乃至５本好
   ましくは２本であることを特徴とする、請求項３に記載
   の装置。 ６、ロールの外側に置かれた電極例えば（９）は、隣接
   するロールの反対の極性の電極（８；１０）と誘導的に
   例えば２３、２４）規定の間隔をおいて接続されている
   ことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載
   の装置。 ７、ロールの外側の電極（２６、２７、２８、２９、３
   ０、３１；８、９、１０）は、中間スペースにより分割
   されたセクションとしてロールの長手方向において形成
   されていることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか
   １項に記載の装置。 ８、トランスファコンデンサ内で、電源に接続されてい
   る電極（１７…２２）はロール内側に置かれロール長の
   大部分にわたり延びていることを特徴とする、請求項１
   に記載の装置。 ９、ロッド電極の直径は電圧補償を目的としてコンデン
   サ内のエアギャップを変えるため電極の長さ上のさまざ
   まな点において異なっていることを特徴とする、請求項
   ８に記載の装置。 １０、給電は電極の一方の端部に対して行なわれている
   ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載
   の装置。 １１、給電は電極の両端に対して行なわれていることを
   特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置
   。 １２、給電は、規定の間隔をおいて両端部の間の単数又
   は複数の点から付加的に行なわれていることを特徴とす
   る、請求項２〜７に関するかぎりにおいて請求項１１に
   記載の装置。 １３、隣接するロール（２、４、６）において電源に接
   続されている電極ロッドは給電端部に対し反対側の端部
   からコイル（２３、２４）を用いて誘導的に相互接続さ
   れていることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか
   １項に記載の装置。