JPH11506822A - ウェブの熱処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 熱処理用のシリンダ（２０）は水平軸線回りに回転し、定置された内部の赤外線バーナー（３８）によって加熱される。この赤外線バーナーはシリンダの全長に沿って延び、かつシリンダの周りに部分的にのみ延び、隙間を形成している。この隙間内でこのシリンダに沿って延びる排気マニホルド（３４）は、高温排気の局部的な蓄積を生じないように形成されている。バーナーの弧状の長さは、最大量の空気と燃料の混合気がバーナーに供給されるときに、所定のシリンダ熱出力を生じるように調和している。広い範囲にわたって空気と燃料の供給量を低減すると、ウェブ処理速度が低下するときにシリンダ熱出力が制限される。バーナーがセグメントに分割されているときには、シリンダに沿った温度分布、すなわちウェブの幅の横切る方向の温度分布は、ウェブの水分分布を調節するために調整可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 ウェブの熱処理方法および装置 本発明は、材料のウェブを処理するための加熱される回転シリンダに関する。 新規なシリンダを対象とする本発明は以下において抄紙機への適用について説明 する。なぜなら、新規なシリンダはこの分野で特別な価値を有し、かつ新規な抄 紙機の一部を形成するからである。しかしながら、或る点で、本発明は材料のウ ェブが加熱シリンダに接触することによって加熱される他の装置に適用可能であ る。 発明の背景 長網抄紙プロセスは連続する層を含んでいる。先ず最初に、水中のスラリー状 のセルロース繊維がスクリーン上に分配され、水が或る程度排出される。ウェブ （紙匹）はフェルトまたは連続するフェルトによって搬送され、プレス区間内の 或る数のニップローラを通過する。フェルトと、形成されたウェブはニップロー ラの間で絞られ、水が機械的に絞り出される。現在の実務では、プレス区間から 出るウェブは３５〜４５％の固体を含んでいる。ウェブはその後、加熱されるシ リンダからなるドライヤ区間を通過する。このドライヤ区間において、ウェブの 水含有量が蒸発によってほぼ仕上げられた紙の水含有量まで低減させられる。 ドライヤ区間には往々にしてサイズ被覆機が続き、そして後ドライヤ区間とカ レンダが続き、最後に巻取りが行われる。ドライヤと後ドライヤ区間は６０個以 上の加熱シリンダを含むことができる。加熱される多くのドライヤシリンダに対 して紙をしっかりと保持するためにフェルトが使用され、ウェブと加熱面とが接 触し、それによって乾燥効率を促進する。ウェブの乾燥は蒸発の結果であり、こ の蒸発は、シリンダから水分を含有する繊維状のウェブ内に熱を伝達することに よって生じる。水分を含有するという用語は、自由な水またはウェブ繊維に拘束 された水分のように、ウェブによって運ばれるあらゆる形態の水に関する。 米国では、紙や新聞よりも実質的に厚く重いシートに形成される紙板が、製造 のほぼ半分である。多くの紙板抄紙機は最終ドライヤ区間において抄紙用フェル トを使用しない。なぜなら、このフェルトが必要でないからである。 冷たいウェブがドライヤ区間に入るときに、ウェブから繊維がほぐされ、高温 のドライヤシリンダに付着する。この作用を抑制するために、最初のドライヤシ リンダ連続体の温度はかなり低い。連続する各シリンダの温度は徐々に高くなる 。この温度の上昇は、ウェブが繊維の“ピッキング”の心配なしに高温ドライヤ シリンダに当たるのに充分なほどシートが温められるまで行われる。 次のドライヤシリンダ連続体は一定の速度で乾燥を行う。この範囲では、シリ ンダ温度は均一にすることができる。抄紙機は一定の速度領域の後に続く速度低 下領域を含んでいる。この速度低下領域の連続シリンダ内の蒸気の温度は３７０ °Ｆ（１８７℃）に高められている。これは加圧された蒸気によって加熱される シリンダの実際の上限値である。速度下降領域において、ウェブが比較的に乾燥 しているので、蒸発速度は徐々に低下する。この状態では、ウェブは熱伝導しに くく、ウェブへの熱伝達は減少する。 最も高い圧力の蒸気が最後のドライヤ区間に供給され、カスケード状の蒸気シ ステムが低下した温度の蒸気をドライヤシリンダ連続体の各シリンダに上流に向 けて送り込む。特定の高い温度が各々のシリンダで維持されるような圧力で蒸気 を供給することは非常に複雑でコストがかかる。これは特に、温度を変更しなけ ればならないときに当てはまる。 蒸気加熱シリンダは、寸法が大きく壁が厚いので重い。このシリンダは通常は 、経済的な理由からねずみ鋳鉄で作られ、その壁は内部の高圧蒸気に耐えられる ように厚くなっており、例えば１〜２インチ（２５〜５１ｍｍ）またはそれ以上 である。ウェブの幅は例えば２５フィート（７．６ｍ）であり、シリンダはそれ よりもやや長い。ウェブは約３３００フィート／分（１０００ｍ／分）、すなわ ち約３７マイル／時間（６０ｋｍ／時間）で走行する。この速度はすばらしい速 度である。ドライヤ区間は一般的に６０本のシリンダを含む。あらゆる規格によ って、資本投資は莫大であり、かなりのスペースが必要である。 いろいろな種類の抄紙機が上記の抄紙機と異なっている。例えば、“ヤンキー ”タイプは非常に大きな直径、例えば１２〜１８フィート（３．６〜５．５ｍ） の１個のシリンダを備えている。その中の高温蒸気の圧力に耐えるためにおよび 周期的に研磨してその表面を再び滑らかにすることできるようにするために、壁 の厚さは非常に厚い。 蒸気加熱シリンダの最高温度は、シリンダ内に安全に収容することができる蒸 気の圧力によって制限される。ドライヤ区間（上述参照）の最高内部蒸気温度は 約３７０°Ｆ（１８７℃）である。なぜなら、高い蒸気圧力が心配されるからで ある。もし実施できれば、高く調節される温度が乾燥プロセスを加速し、ドライ ヤシリンダの必要な数が大幅に減ることが広く認識されている。 抄紙機乾燥区間では、加圧された蒸気によって世界的にほとんど例外なく加熱 される。従って、本発明によって示される技術の進歩を評価するための基礎とし て、このような装置を更に詳しく考察することが適している。 上述のように、抄紙機の乾燥シリンダの温度は、性能の観点から所望される温 度によって決定されるのではなく、高圧に安全に耐えるための、蒸気によって加 熱されるシリンダの制限によって決定される。これは、高速抄紙機で要求される 多数の乾燥シリンダによってあるいは乾燥機能を実行する低温シリンダによって 制限される機械の速度によって証明される。加圧された蒸気によって加熱される シリンダは、他の重要な制約を受ける。 蒸気で加熱されるシリンダの外側表面は、蒸気圧力の調節にゆっくり応答する 。このゆっくりした応答時間は、例えば抄紙機を冷間始動から全速運転にするた めに何分もかかることによって明らかである。更に、蒸気圧力の調節に応答して シリンダ外部温度が遅れて変化することによっても明らかである。 乾燥されるウェブの幅の横方向の所望の温度分布を生じるために、シリンダの 長さに沿って或る地点から或る地点までシリンダ壁の温度を調節することは事実 上不可能である。蒸気シリンダドラヤは、円筒シェルやシリンダの端壁から熱エ ネルギーを吸収する湿気のある紙が存在しない終端で、高温になることがよく知 られている。ウェブの縁の過剰のシリンダ温度を補正するために、複雑な手に負 えない構造が提案された。これはシートのエッジの拘束されない過剰の乾燥によ って生じるエッジカールを制御するためのものである。しかしながら、加圧され る蒸気によって加熱されるシリンダの温度分布を変化させるための実際的な容易 な方法は発見されなかった。 抄紙機の主ドライヤから出るウェブの機械横方向の温度分布は、縁だけでなく その幅の他の部分で、不均一に生じる傾向がある。これは、成形区間、プレス区 間およびドライヤ区間において累積する作用によって生じる。すじ状の水分を有 するウェブは、サイズによる被覆に適していない。水分が変化するウェブは不均 一な被覆を生じる。更に、機械横方向の水分分布が不均一であるウェブは、カレ ンダ処理を不均一にする傾向がある。 加圧された蒸気によって加熱されるシリンダを備えた、紙または紙板を製造す るための機械の上記の特徴および他の特徴は、シリンダ壁のいくつかの特性によ って損なわれる。蒸気からウェブに接触するシリンダの外面への熱の伝達は、多 くの要因によって妨害される。この要因は次の要因を含む。 ａ）蒸気温度に対応して高圧の蒸気を収容するために、必要なシリンダ壁の厚さ がかなり厚い。実際の壁の厚さは、蒸気圧力に耐えるために理論的に要求される 安全係数２．８倍によって大きくなる。 ｂ）ねずみ鋳鉄の熱伝導率が低い。シリンダ壁のために、熱伝導率の優れた高価 な金属よりも、慣用の金属が選択される。 ｃ）シリンダ内部からの遠心力によって形成および分配される凝縮物の層。 ｄ）シリンダ内部を越えて生じるスケールの層。 ｅ）凝縮によって蒸気から熱を排出するために必要である温度降下。 蒸気の温度とシリンダ外面の温度の差はエネルギーの浪費である。 シリンダ壁の膨大な質量と大きな慣性負荷は、大きな設備馬力容量と、機械を 駆動するための多大なエネルギーコストを必要とする。 エネルギーの伝達を妨害する上記の要因と、シリンダ壁の熱慣性は、蒸気で加 熱されるシリンダの応答時間を長くする。同じ要因は機械の速度と生産性を制限 する。 ウェブ破断のような緊急時には、乾燥プロセスが狂い、蒸気弁がしばしば早く 応答し、ドライヤが変化する凝縮物レベルで充填される。蒸気で加熱される重い 壁の鋳鉄シリンダの熱慣性が大きいので、遅延時間が長くなり、ドライヤはメン テナンスまたはクリーニングを必要とする。 抄紙機のドライヤの熱源としての蒸気の問題および制限の認識により、加熱媒 体の交替が提案された。 抄紙機のドライヤシリンダを内部から電気で加熱することが提案されたが、電 気は法外な費用がかかる。 更に、抄紙機のためのドライヤシリンダをシリンダ内の火炎によって加熱する ことが提案された。ガス燃焼生成物からシリンダへの熱の伝達は、高温ガスにさ らされる大きな金属面積を必要とし、ガス生成物の熱が抽出された後で燃焼生成 物を効率的に取り出す必要があり、新たに放出される排気を受け入れるためのス ペースが必要である。１９８７年９月１５に発行されたヘムサース(Hemsath)等 の米国特許第４，６９３，０１５号明細書と、１９６１年６月６日に発行された カルホーン(Calhoun)の米国特許第４，４９８，８６４号明細書と、ボーレル(Bo urrel)等の米国特許第３，７２９，１８０号明細書参照。 １９８７年８月２５日に発行されたクリル(Krill)等の米国特許第４，６８８ ，３３５号明細書は、シリンダを加熱するためにガス燃焼式輻射熱発生器の使用 を開示している。この発生器はフェルトとニップローラによってシリンダに押し 付けられた繊維のウェブに作用する。ウェブは水を多く含んている。クリル等の バーナーは円筒シェルとして形成されたセラミック繊維マトリックスの形をして いる。シリンダの繊維マトリックスは円筒シェルのその全周を均一に加熱する。 空気と燃料の混合気はシェルの内部に供給される。混合気はシャルから出るとき に燃焼する。上記のヘムサースと異なり、クリル等の燃焼エネルギーは輻射熱を 生じる。クリル等の加熱されるウェブ接触シリンダは６００〜８００°Ｆ（３１ ５〜４２７℃）で運転される。ウェブの繊維の間のスペース内にある自由水が或 る程度が蒸気に変換されるように加熱が行われる。この蒸気はウェブを通ってお よびウェブの外に他の自由水を吹き出す。このプロセスは“衝撃乾燥”と呼ばれ る。供給される空気と燃料の混合気が調節可能であるが、空気と燃料の供給の低 減が燃焼を持続するために必要な最低量によって制限される。輻射熱を発生する ためのクリル等で使用されるバーナーの種類は、円筒の形をし、熱出力は、最小 値まで下方調節される、空気と燃料の混合気の供給の場合でも、抄紙機の一般的 な乾燥区間での使用にとって余る。更に、装置の全速運転で適当な運転温度を生 じるために、空気と燃料の混合気の供給を調節することによってシリンダの温度 が低下すると、装置の減速運転のときに要求される低いシリンダ温度を実現する ために、下方調節の選択の幅が得られる。 衝撃ドライヤの初期の形態がクリル等によって認識され、ワーレン(Wahren)に 発行された米国特許第４，３２４，６１３号明細書で引用されている。外部のＩ Ｒバーナーがシリンダ外部の弧を高温に加熱するために、ワーレンで用いられて いる。水分含有量の多い新たに形成されたウェブは、衝撃乾燥を行うために、ニ ップローラとシリンダの直前に加熱されたセグメントの間で強い圧力にさらされ る。シリンダ表面の高温セグメントはこのプロセスで冷える。このセグメントは 回転中外部のＩＲバーナーによって再加熱される。シリンダ外部は、加熱された 表面からの熱の温度低下伝達を避けるために、熱を伝達しにくい。それによって 、水分を含有するウェブに伝達するための熱が確保される。 紙または紙板を製造するための普通の機械では、繊維の湿潤ウェブが蒸発によ って乾燥させられる。ウェブは連続する多くの各蒸気処理シリンダの大きな表面 に対して拘束される。紙または紙板を製造する装置のドライヤシリンダを加熱す るために提案された代替案にもかかわらず、加圧された蒸気は加熱媒体を一般的 には受け入れ続ける。 本発明の概要 本発明の広い目的は新規な加熱シリンダを提供することにある。このシリンダ はいろいろな用途があるが、抄紙機において重要であると考えられる。本発明の 或る観点では、加熱されるシリンダが回転する。材料のウェブは各シリンダの周 りを部分的に通過し、熱を伝達するようにシリンダ表面の約半分との接触が保た れる。シリンダは水平な回転軸線を有する。シリンダ内の定置されたコアはガス 燃焼式赤外線発生器、すなわちＩＲバーナーを含む。このＩＲバーナーはシリン ダに沿って延びているがシリンダ内部の弧上でのみ範囲が定められる。ＩＲバー ナーの輻射熱はシリンダ内面の一部によって瞬時に直接的に吸収される。このシ リンダ内面の一部は、ＩＲバーナーに瞬間的に向かい合う部分である。運転中、 シリンダは低速回転し、シリンダの内面全体が輻射熱にさらされる。従って、シ リンダはシリンダの内部の一部だけに向かい合うＩＲバーナーによって均一に加 熱される。 シリンダ全体に沿って延び弧状の長さが制限されるＩＲバーナーを設けること は、深遠な意味を有する本発明の一つの観点である。所定の運転最高温度を生じ るシリンダの構造が可能であり、同様に、所定の運転最高温度あるいは材料のウ ェブの処理に必要とされるようなシリンダ毎に異なるかまたは上昇あるいは下降 する所定の運転温度を有する連続するシリンダの構造が可能である。新規なこの シリンダは特に抄紙機において価値がある。この抄紙機では、ドライヤシリンダ が蒸発速度上昇領域、一定領域および低下領域からなっている。シリンダ内のＩ Ｒバーナー補足物はシリンダの全速運転でおよび空気と燃料の混合気の最大供給 量での調和した運転温度を生じるために比例している。蒸発が低下する速度で起 こる領域では、乾燥が増大し、そしてシリンダからウェブへの熱伝達が少なくな るにもかかわらず、連続するシリンダがドライヤとしてのその有効性を維持する ように、徐々に高くなる熱出力を有する。 新規な各シリンダ（および機械の多数のシリンダ）は、空気と燃料の混合気の 供給量を調節することによって、広い温度範囲にわたって、すなわち最大から下 方へまたは最大に向けて上方へ運転可能である能力を有する。これは、抄紙機の ドライヤシリンダにおいて標準から運転速度を下げるときに、および標準から運 転速度を上昇させるときに重要である。 新規なシリンダのＩＲバーナーには、燃焼可能な空気と燃料の混合気が供給さ れる。通常は空気と燃料の理論混合気が供給される。ＩＲバーナーは、その燃焼 エネルギーの大部分を赤外線に変換する独特の能力を有する。これは、加熱すべ き面と高温燃焼ガスの接触によって熱を伝達するバーナーと異なっている。多孔 性セラミックパネル、多孔性焼結金属パネル、金属メッシュパネルおよび個々の 通路パターンを有するセラミックタイル板を有する、ＩＲバーナーのいろいろな 形態が知られている。本目的に最も適したＩＲバーナーの形態は、トーマス・エ ム・スミス(Thomas M.Smith)に発行された一連の特許の技術、例えば１９８８年 ２月２日に発行された米国特許第４，７２２，６８１号明細書等に記載された特 許技術に基づいているものである。更に、１９９５年１１月７日に発行されたデ ル(Derr)等の米国特許第５，４６４，３４６号明細書も参照されたし。このよう なＩＲバーナーはセラミック繊維と結合剤で出来た多孔性のマトリクッスからな るパネルを備えている。このマトリックスは好ましくは、バーナーの赤外線出力 効率を高めるために、シリコンカーバイド粒子のような材料を含んでいる。 スミスのバーナーは“瞬時停止”バーナーとして知られている。緊急時遮断の 後約１秒で放射面上に人の手を置くことができる。この迅速応答と、定置された 加熱コアの残りのための蓄熱の少ない再放射材料は、シリンダシェルの反対側の 蓄熱材料の質量が小さいことを意味する。熱源から熱を受け取らないで、シリン ダシェルは、シリンダ用蒸気加熱と異なり、迅速に冷える。この迅速なクールダ ウン速度は停止し、要求されるドライヤメンテナンスを容易にする。 ＩＲバーナーは空気と燃料の混合気の供給範囲にわたって運転可能である。供 給範囲が変化しても、ガス浸透パネルの出口面でまたは出口面内部で燃焼が起こ り、パネルの表面を加熱して白熱させる。供給量が最大値を超えると、パネルの 出口表面から燃焼が上昇する。最低値以下に供給量が低下すると、燃焼はガス浸 透可能なパネルの供給面の方に燃焼が遠ざかり、燃焼が停止する。バーナーのバ ックファイアが起こる可能性がある。すなわち、空気と燃料の混合気の点火はバ ーナーのパネルの背後で起こる可能性がある。スミス特許のマトリックス構成要 素はバックファイヤを抑制するように選択されている。 すべての特別な構造のＩＲバーナーの熱出力は、特性的には、その面積に直接 依存する。所定のＩＲバーナーの熱出力増大は、最大量まで燃焼混合気の供給量 を増大させることによって達成される。ＩＲバーナーは通常は、調節可能な熱出 力を生じるために運転可能である。例えば、抄紙機をスローダウンするときに、 シリンダとそのＩＲバーナーの温度と熱出力をターンダウン可能であることが重 要である。 熱出力を変更するためにＩＲバーナーへの空気と燃料の混合物が調節され一方 、装置が全速で運転される状況がある。以下に述べるように、シリンダのＩＲバ ーナーのターンダウン調節可能性の一部は、機械横方向の分布の制御のために有 利に使用される。しかしながら、装置の速度を低下させるときには、シリンダの ＩＲバーナーのターンダウン調節可能性のほとんどを使用のために残しておくこ とが所望される。従って、ＩＲバーナーのシリンダ補足物の領域指定は、空気と 燃料の供給の最大値または最大値近くに関連するようにすべきである。これは更 に、すべての特別な構造および効率のＩＲバーナーの弧状の長さを指定すること によって達成される。“ＩＲバーナーの補足物”と“ＩＲバーナー補足物”は、 シリンダに備えられるすべてのＩＲバーナーを意味する。“弧状の”はシリンダ の周りを意味し、“長さ” は角度ではなく、直線的な寸法を意味する。従って 、“長さ”はＩＲバーナーの幅、または多数列のＩＲバーナーが使用されるとき にはその組み合わせ幅である。 ＩＲバーナーは多数の区間の形に形成可能である。各々のバーナーは空気と燃 料の固有の調節装置を備えていてもよい。しかしながら、たとえ多数区間型バー ナーが本発明の図示実施の形態で有利に使用されるとしても、区間型以外のＩＲ バーナーを使用することが可能である。或る考え方では、一列の多数の区間型Ｉ Ｒバーナーの代わりに、シリンダに沿って延びる１個以上の非常に長いＩＲバー ナーが適切に使用される。 本発明の他の目的は、乾燥シリンダの環状帯の温度を選択的に調節するため、 シリンダの他の部分で帯を調和させるためあるいは帯と異なるようにするため、 および処理されるウェブの幅を横切る所望の“温度分布”を生じるために、区間 に形成されたＩＲバーナーを使用することにある。蒸気によって加熱されるドラ イヤシリンダの端部は一般的にシリンダシェルの温度よりも高い。この状態はウ ェブの縁に“エッジカール”を生じる。本発明の或る観点に従って、シリンダの 端部でＩＲバーナーへの空気／燃料供給を適切に調節することによって、エッジ カールを制御することができる。特に、バーナーからシリンダへの熱伝達が減少 することにより、またはシリンダ端部での熱のロスが大きくなることにより、Ｉ Ｒバーナーによって加熱されるシリンダの端部の温度は、漸減する傾向を有する 。予想される温度偏差、特にシリンダ端部での温度の低下の補償に先んじて、い ろいろなＩＲバーナー区間が選択または設計可能である。この補償は運転中、シ リンダの端部または必要とされる他の場所で、ＩＲバーナーへの空気と燃料の混 合気の供給の制限調節によって達成可能である。しかしながら、既に述べたよう に、装置の速度が変更されるときには、ＩＲバーナーへの空気と燃料の供給のほ とんどの調節範囲を、使用のために残しておくことが望ましい。 別個の空気と燃料の調節器を備えた区間型ＩＲバーナーを、乾燥シリンダに装 備すると、ウェブの幅を横切る方向におて熱出力の望ましい分布を生じるための 優れた手段がもたらされる。装置は走査センサまたは多数の定置されたセンサを 備えていてもよく、このセンサはシリンダ内部の各バーナーモジュールと一致す るウェブの各々の増分幅と協働するために使用される。連続するセンサまたは走 査センサはセンサ制御バーナーを有するシリンダの下流に配置されている。セン サはウェブの関連する増大幅の水分含有量に応答する。センサはウェブの幅の一 部での所定の水分含有量を維持するために、個々のモジュールへの空気と燃料の 混合気の供給を調節する。 本発明の他の目的は、シリンダの機械横方向温度分布を乱すような高温排気の 発生を避けるように形成された排気ダクトを提供することにある。これは特に、 非常に長いシリンダを有する抄紙機に関する。ＩＲバーナーが燃焼によって生じ る熱の主要な部分を放射することを認識しても、それにもかかわらず、ＩＲバー ナーの排気ガスは非常に高温である。シリンダ内で端から端まで延び制限された 弧状の長さを有するＩＲバーナーによって加熱される水平なシリンダ内で、ＩＲ バーナーによって占められていない弧状のスペースが残る。本発明の上記目的を 達成するために、端から端まで延びる排気ダクトはＩＲバーナーの上側の弧状の スペース内に配置される。ＩＲバーナーからの排気ガスはその浮力によって上方 へ移動する。排気ダクトの形状はシリンダに沿った或る領域で他の領域よりも高 い温度を生じるため排気ガスの傾向に反作用するように工夫されている。 本発明の他の目的は、ＩＲバーナーと反対側のシリンダの部分によって最初に 吸収される熱を確保するための手段を備えた、縦方向に延びるＩＲバーナーまた は制限された弧状長さのバーナー補足物によって加熱されるシリンダを提供する ことである。加熱されてＩＲバーナーから出るシリンダの部分の後で、新たに加 熱されるシリンダ領域がシリンダ内部の方へ熱を輻射する。本発明の上記目的に より、熱吸収シールドが、ＩＲバーナーまたは排気ダクトによって占められてい ない領域においてシリンダ内部の全周に配置されている。このシールドは高温に なり、シリンダの方へ熱を外側に放出する。このシリンダで、輻射された熱がシ リンダによって再び吸収される。 熱シールドはＩＲバーナーによって加熱される新規なシリンダ内で他の機能を 有する。回転するシリンダ壁と定置されたシールドの間には、半径方向の隙間が ある。この隙間はＩＲバーナーによって放出される高温排気ガスの通路を形成す る。シールドは浮かぶ排気を排気マニホルドの方へ向ける。高温排気ガスの浮力 はシリンダ沿ったすべての個所で強い。従って、シリンダの長さ全体に沿って、 バーナーから排気ガスを排出するための効果的な手段を形成する。 新規なシリンダはＩＲバーナーと共に、抄紙機の乾燥区間で一般的である、蒸 気によって加熱シリンダを超えた多くの利点を有する。最高温度がシリンダ壁の 安全耐圧厚さによって制限される、加圧された蒸気によって加熱されるシリンダ と異なり、新規なシリンダで達成される温度は、シリンダの壁の厚さによって制 限されない。新規なシリンダの壁は比較的に薄く、軽量で、その機械的な要求に よってのみ決まる。新規なシリンダの壁のために熱伝導の良好な金属が選択され る。ＩＲバーナーはシリンダ運転を変えるために迅速に調節可能であり、シリン ダ壁はバーナーから外面への熱の伝達を妨害しない。比較的に薄く軽量のシリン ダは、設置馬力と駆動エネルギー消費を節約する。新規なシリンダに沿って端か ら端まで延びるＩＲバーナーは区間型のバーナーから構成することができる。こ のバーナーの空気と燃料の混合気は、加熱されるウェブの幅を横切る所望の温度 分布を提供および維持するために、選択的に調節および変更可能である。この結 果は蒸気で加熱されるシリンダではすぐには得られない。新規なシリンダはすべ ての問題を解決し、蒸気加熱シリンダの特徴である凝縮物を生じない。高圧蒸気 弁のコストおよびメンテナンスは除去される。加圧された蒸気によって加熱され るシリンダの場合には多数必要であったが、新規なシリンダはこの数を減少し、 また抄紙機の速度と製造可能性を高める。一般的な種類の抄紙機における多数の 蒸気加熱シリンダは、高温で加熱される少数の新規なシリンダによって置き換え 可能である。その代わりに、蒸気加熱シリンダよも高い温度で運転するためのシ リンダを使用することにより、多くのシリンダを有する抄紙機は一層高い速度で および一層増大した出力で運転可能である。 “ピッキング”の現象については既に述べた。抄紙機のプレス区間から出るウ ェブは通常は冷たい。この冷たいウェブが高温のドライヤシリンダに作用すると 、ピッキングが発生する。ウェブからほぐれた繊維は高温シリンダ表面に付着す る。新規なシリンダは、入ってくるウェブと、累進的に温かくなるウェブが接触 する各シリンダとの間の温度差を制限するために、上昇する比較的に低い温度で 運転されるように容易に構成可能である。それによって、ピッキングを抑えるこ とができる。所望の低い温度での運転に比例する、新規なＩＲバーナーで加熱さ れるシリンダの数は、ＩＲバーナー補足物にほぼ比例させることによって制限可 能である。これと類似の難点が、サイズで被覆されたウェブが後ドライヤに入る 場所で生じる。サイスプレスはウェブを冷却する。外部のＩＲバーナーはウェブ に熱を直接供給し、サイズを固めるために設けられている。それにもかかわらず 、サイズで被覆されたウェブは後ドライヤの最初の二三のシリンダに付着する傾 向がある。これは後ドライヤの始端に、冷却シリンダを設けることによって抑制 される。新規なシリンダのＩＲバーナー補足物を比例させるだけによって、所望 の低い運転温度を生じることができる。 主ドライヤから出るときおよびサイズステーションすなわち被覆ステーション に入るときに、ウェブは低く均一な機械横方向の分布を有する。 蒸気ドライヤだけを使用すると、シートはしばしば過剰に乾燥し、水分含有量 が非常に低くなり、機械横方向の最高水分がシート水分の単位重量あたりの最高 目標である４〜６％よりも低くなる。これは蒸発低下領域の出口端部で生じる。 過剰乾燥は不均一な水分分布によって生じる。水分を数パーセント取り除くため には多くのドライヤシリンダが必要である。均一な被覆を行う他の実施形では、 ウェブがウェブを横切るように配置された区間型のＩＲバーナーからの直接的な 放射にさらされる。この外部のＩＲバーナーはサイズプレスの上流に配置され、 機械横方向の水分スキャナによって調節される。機械横方向の不均一な水分分布 のこの補正は、区間型の内部のバーナーを備えかつ機械横方向の水分センサによ って制御される新規なシリンダによって、効果的にかつ必要スベースなしに達成 される。 ウェブがカレンダに入るときにも、上記と同様な状態が生じる。ウェブを横切 る不均一な水分分布は、製造を減速し、ウェブのカレンダ作用を不均一にする。 主ドライヤ区間の終わりにウェブが補正されないと、後ドライヤから出るウェブ は、主区間で蓄積される不均一な水分と、不均一なサイズまたは被覆水分の両方 を生じる。 ドライヤシリンダと湿ったウェブの間の伝導熱交換はある程度まで自己ならし される。それ以上の熱はウェブ表面の冷たい領域または湿った領域に伝達される 。新規なドライヤシリンダは、蒸気で加熱されるドライヤシリンダの実行可能な 温度よりも高い温度での運転に調和可能である。高い温度での運転は、伝導熱交 換の自己ならし作用によって、機械横方向の乾燥均一性を高める。新規なドライ ヤシリンダは蒸気で加熱されるドライヤシリンダよりも高温で運転され、早く乾 燥させるだけでなく、特にすじのついたシートの水分分布を補正する。蒸気で加 熱されるドライヤシリンダの代わりに幾つかの新規なドライヤを短い列をなして 設けると、主ドライヤの下降速度領域の端部でも、後ドライヤ区間の端部でも、 速度の増大と水分分布の補正が可能であり、これは現在使用されている外部のＩ Ｒプロフィーラによって達成される効果を凌駕している。外部ＩＲプロフィーラ を置換すると、貴重な空き生産スペースが生じるかまたは他のプロセス機器を挿 入するための空きスペースが生じる。勿論、スペースが入手可能であるときには 、新規なドライヤシリンダのＩＲバーナーは水分分布センサによって制御される 区間型ＩＲバーナーを具備することができる。 新規なシリンダは広い温度範囲にわたって（全速でおよびＩＲバーナーへの最 大空気燃料供給量で）運転するために容易に構成可能である。紙または紙板の製 造装置の要求を満足して、シリンダは、主ドライヤ区間の一定速度シリンダの温 度よりも低い要求温度、例えば１００度°（５５℃）で運転するために容易に調 和させることが可能である。このような低い運転温度は内部の蒸気加熱シリンダ を形成するために多量の凝縮物を生じる傾向がある。新規なシリンダを低い運転 温度に調和させることにより、この問題は生じない。従って、ＩＲバーナーの弧 状の長さが選択される。 新規はシリンダは、蒸気加熱で許容される安全温度よりも高い温度で運転する ために容易に調和可能である。 蒸気で加熱されるシリンダを超える新規なシリンダの利点は、紙乾燥装置の或 る段階で際立っている。既存の紙または紙板製造装置は、現在の抄紙機に実際に 存在する蒸気で加熱されるシリンダの代わりに、新規なシリンダを用いることに よって改良可能である。この力は水分分布の補正が要望される場所で特に有利で ある。なぜなら、内部のモジュール式のＩＲバーナーがシリンダの特に環状帯を 加熱するために配置可能であるからである（水分分布感知装置の制御によって） 。新規なシリンダは更に、蒸気加熱シリンダで得られる最高温度よりも高い温度 のシリンダが要望される場所、例えば主ドライヤ区間の下降速度領域の端部また は後ドライヤの端部で、置換すると特に有利である。 新規なシリンダは更に、装置が占める必要スペースを増大させないで、ウェブ の両面とウェブの内部を加熱するために、外部ＩＲバーナーが新規なシリンダに 向かい合わせて使用されるときに、非常に有効である。外部ＩＲバーナーからの 放射エネルギーはウェブに浸透して通過する。例えば、迅速に加熱されると、厚 い紙板ウェブや多層の紙板ウェブが容易に薄い層に分離され、新たに形成された 内部繊維結合剤を乱すことが知られている。同じウェブは充分な水分を蒸発させ る両側からの加熱に容易に耐えることができ、結合剤はその前の処理によって固 まる。 伝導熱と赤外線熱の伝達の組み合わせにより、ドライヤ区間の湿った端部で補 助作用を行うことができる。この端部では、主として高温シリンダ面と接触時に 衝撃を受ける水分を含有する低温のシートにピッキングを生じる。このような繊 維はばらならになり、加熱された表面に付着する。ピッキングは、ドライヤに接 触する前にシード侵入温度を高め、続いて内部ドライヤ温度を高めることにより 弱まる。最後のウェットプレスとドライヤ区間の間に入手可能な機械スペースが ないときには、シート予熱を制限することができる。 シリンダとの伝導接触と、ＩＲバーナーにさらすことによる直接的な赤外線加 熱とによって生じる高い熱伝達作用を、乾燥端部で使用するこができる。この乾 燥端部では下降速度乾燥時間が長く、軽い紙よりも厚い紙板が抑止される。この シートの多くは、最後のドライヤ区間で紙メーカーのフェルトによって処理され ず、この形状を要求されるウェブを妨害しないで露出することを可能にする。不 所望な曲がりや応力を正すために、外側の赤外線加熱速度は内部伝導加熱速度と 容易に釣り合わせ可能である。紙板シートはこの最後の乾燥場所で薄い層に分離 されにくい。 この伝導加熱または赤外線加熱はサイズプレスまたは被覆ステーションの後で 、後ドライヤ区間でも使用可能である。この被覆ステーションでは、シートに塗 布されるコーティングは粘着性であり、早く固まる。シートの両側で同時に行わ れる制御可能な熱伝達は、被覆癒着を早め、シート内への不所望な吸着を最小限 にすることができる。この側面と背面の加熱は幾分遅くしてもよいが、両側の熱 処理は速くすべきである。 次の詳細な説明と添付の図は本発明のいろいろな点を示している。詳細な説明 は抄紙機に関するが、新規な点の幾つかは他の材料のウェブの処理機械にも適用 可能である。更に、本発明の幾つかの点は他のもの梨に使用可能である。当業者 には置換や変形が容易に判るであろう。従って、本発明は真の精神と範囲に従っ て広く解釈すべきである。 図面の簡単な説明 図１は本発明の実施の形態であるドライヤシリンダを部分的に切断して示す側 面図、 図１Ａはシリンダ内の定置された機器を省略した、図１，５のシリンダの右端 部分の断面図、 図２は図１の２−２線に沿った新規なドライヤシリンダの拡大横断面図、 図３は図２の部分拡大図、 図４は図１の４−４線に沿った新規なシリンダの他の横断面図、 図５は図１の変形を示す図、 図６は図１または図５のシリンダのＩＲバーナーモジュールの列と、この各モ ジュールの空気と燃料供給を制御するための手段を図式的に示す図、 図７は紙板を製造する働きもする、紙を製造する技術水準の機械全体を図式的 に示す図であり、この場合或る部分が省略されている。 図８，８Ａと９〜１２は図１〜６の示した改良と他の改良を含むように変形さ れた図７の部分を示す図である。 発明の実施の形態 特に紙や板紙を製造するための装置のドライヤ区間において有効である新規な 加熱シリンダが図１に示してある。図１において、シリンダ２０はその両端が軸 受２２によって支持されている。この軸受はシリンダの直径の大きさ位である。 シリンダ２０は比較的に薄い壁を有し、熱伝導のすぐれた金属、例えばアルミニ ウム青銅合金からなっている。長さが２１５インチ（５．５ｍ）で直径が５フィ ート（１．５ｍ）のシリンダの場合、壁の厚さは例えば０．５インチ（１．３ｃ ｍ）であり、一方、鋳鉄からなるシリンダの厚さは代表的な場合１〜２インチ（ ２．５〜５ｃｍ）である。カラー２４がシリンダを支持するために、シリンダ２ ０の端部から軸受２２の内側レースまで延びている。カラーはシリンダ２０とそ の支持軸受２２との間をある程度断熱するために、長穴または他の切り抜きのパ ターンを有する。慣用の冷却手段（図示していない）を軸受のために設けてもよ い。シリンダの端部のフレーム部材２６は軸受２２の外側レースを支持し、フレ ーム板２７はシリンダ軸線に沿って延びる軸方向管２８の端部を支持している。 本実施の形態において管２８は２つの目的を有する。すなわち、シリンダ内部に 配置された定置のすべての機器のための構造的支持部材としての働きと、空気と 燃料を供給するための管路としての働きをする。各軸受２２の内側レースはリン グギア２９として形成され、ピニオン３０とモータ３２によって駆動される（図 １Ａ）。この駆動装置はシリンダ２０を回転させるための駆動手段を図式的に表 現している。乾燥区間全体では、連続する紙匹の処理においてすべてのシリンダ を調整して回転させるために実際に使用されるような、一層精巧な駆動装置の使 用が意図される。 シリンダ２０の内側で排気ダクト３４がシリンダ２０の上部に沿って延びてい る。この排気ダクトはシリンダの端部に２つの排気出口３４ａを有する。ＩＲバ ーナーモジュール３８（集合すると“ＩＲバーナー”）は徘気ガスを発生する。 この排気ガスは俳気ブロワ３６によってダクトから外に吸い出される。 図３のＩＲバーナーモジュール３８は米国特許第４，７２２，６８１号明細書 および同第５，４６４，３４６号明細書（supra）記載のような適切な軽量構造 のものである。このＩＲバーナーモジュールはセラミック繊維と結合剤からなる ガス透過性マトリックスで構成されている。この構成成分は米国特許第４，７２ ２，６８１号明細書に記載されているように変更可能である。この米国特許明細 書は参照することによってここに編入される。絶縁体によって外部を被覆された 金 属の後壁４２は、マトリックスの縁部にシールされ、吸込み室４４を形成してい る。この吸込み室は穴を有する仕切り壁４６によって区画され、この穴により、 空気と燃料の混合気は、入口接続管４８から、吸込み室の遮蔽された内側の区画 室、すなわち図３において仕切り壁の上側に位置する区画室に達することができ る。空気と燃料の混合気はマトリックスを通過し、出たときに燃焼し、マトリッ クスの表面を加熱し、灼熱状態にする。マトリックスはパネルのＩＲ放射率を改 善するためにシリコンカーバイド粒子を備えていてもよい。 ＩＲバーナーのこの形状または他の特別な形状は新規ではない。主として加熱 されたガス状燃焼生成物を放出する空気−燃料バーナーと区別されるように、Ｉ Ｒバーナーを識別するために、図示し、説明する。マトリックスの外面は理想的 には、シリンダ２０に対応して、図示のように円筒状に湾曲しているがしかし、 マトリックスは平らであってもよい。 図１のモジュール３８はバーナーモジュールの一つの列である。このバーナー モジュールはそれが集合して、シリンダ２０の長さにわたって延びるＩＲバーナ ーを構成する。 一列のバーナーモジュールは図示のように配列してもよいし、また例えば一連 の格子じま模様のように千鳥状に配置してもよい。このバーナーモジュールはシ リンダの長さに沿って集合的に連続している。幾つかの部分からなるモジュール 式のバーナーの列はシリンダ内部の弧に沿ってのみ延びている。強く加熱される シリンダの場合には、図２に示す２列よりも多い列のＩＲバーナーまたは幅の広 いＩＲバーナーを使用することができる。 運転中、紙匹はシリンダの外面におおよそ２７０°にわたって接触する。紙匹 とシリンダとの短時間の接触の間の蒸発のみによって、紙匹内の或る程度の水分 が除去される。達成される乾燥の度合いは、紙匹の速度とシリンダ温度に左右さ れる。 多くの要因がシリンダの温度を決定する。この要因は特に、ＩＲバーナーから 放出される輻射熱を吸収するシリンダの吸収効率と、赤外線発生器としてのＩＲ バーナーの効率である。２つの主たる変数、すなわちバーナーモジュールの幅と 、バーナーモジュールへの空気と燃料の混合気の供給流量がシリンダ温度を決定 する。トーマス・エム・スミス(Thomas M.Smith)に発行された米国特許第４，７ ２２，６８１号明細書等に記載された種類のバーナーは、空気と燃料の混合気の 供給流量の広い範囲にわたって運転可能であり、４：１の最大値と最小値の熱出 力比を生じる。バーナー表面が最高温度に達し、放出表面から火炎が上がること なしに最大流量の空気と燃料の混合気の供給を受けるときに、バーナー熱出力は 最大である。 抄紙機が最高速度で運転されるときに、シリンダは通常、その所定の最高温度 に維持される。抄紙機が低温スタートから速度を高められるときに、空気と燃料 の混合気の供給の制御範囲の全体にわたって温度を変更できるようにすると有利 であり、特に抄紙機が減速されるときに役立つ。この目的のために、できるだけ 熱出力の４：１の比のほとんどを準備しておくことが望まれる。従って、最高運 転速度で所定の最高温度を有するようにすべきであるシリンダのために、ＩＲバ ーナーの弧状の延設が選択される。 調節のときに、シリンダによって得られる最高温度をこの最高温度以下に低下 させることが時々必要である。例えば、ＩＲバーナーモジュールの区画室を備え た設置されたシリンダは、装置内の特別な場所で所望される最高温度よりも高い 最高温度を発生してもよい。空気と燃料の混合気の最大供給流量を低減すること により、利用可能なシリンダを、所望される低い最高温度で運転されるよう適合 させることができる。この調節はＩＲバーナーの４：１のターンダウン比を低下 させる。利用可能なターンダウン比のこの低下は緩和可能であり、そして実際に は、抄紙機の速度を遅くしている間幾つかのシリンダのバーナーの“オン”の時 間を電子的に調節することにより、ターンダウンを延長することができる。 特別な構造および効率のＩＲバーナーによって加熱されるシリンダの最高温度 は、ＩＲバーナーの合計した幅または弧状の延長に直接関連する。 電気的に制御される弁５０（図２，６）は、軸方向の供給管２８からバーナー モジュール３８への空気と燃料の混合気の供給を調節または変更する。バーナー モジュールの一列全体に、共通の１個の弁５０によって空気と燃料の混合気を供 給してもよいし、各列内のバーナーモジュールのグループまたは個々のモジュー ルのために多数の弁を使用してもよい。シリンダの各々の端部のＩＲバーナーモ ジュール３８ａがモジュール３８よりも幅が幾分広くなっているかあるいは米国 特許第４，７２２，６８１号明細書に記載の技術によりモジュールの列に沿った 単位長さあたりに大きな熱出力を有するように、モジュール３８ａが他の観点で モジュール３８と異なっていると有利である。モジュール３８，３８ａは、それ を別々に調節することができるよう別個の調節弁を備えていてもよい。この付加 的な熱は端部のＩＲバーナーモジュール３８ａからシリンダに伝達される減少す る熱と、シリンダ端部で生じる熱の消散と他の作用を補償することができる。シ リンダを加熱するための手段として、モジュール式または幾つかの部分からなる ＩＲバーナーをシリンダの端部で使用すると、シリンダ端部温度が実際に補償さ れる。別個のモジュール３８と個々の弁５０と弁制御装置を使用すると、紙匹の 横方向における不均一な水分分布を補正することができる。ＩＲバーナーモジュ ールの列は、一般的に低下するシリンダ端部の温度を補償するための一つの手段 として、シリンダよりも幾分長く形成することができる。従って、シリンダの長 さに関連してＩＲバーナーの列で使用される表現“端から端まで”は文字通り読 むべきではない。 紙匹の横方向において地点から地点へ紙匹の特性を監視するためにセンサが用 いられた。走査センサまたは固定されたセンサを使用可能である。例えば１９９ ４年１月４日にボッセン(Bossen)および他の者に発行された米国特許第５，２７ ６，３２７号明細書を参照されたし。紙匹の幅のいろいろな部分で紙匹の水分含 有量が不均一であっても、これは、モジュール３８とモジュール３８ａの空気と 燃料の混合気の供給弁５０の調節を選択的に制御するために、センサからの信号 を使用することによって自動的に補正される。従って、センサが紙匹の端縁で乾 燥しすぎを検出すると、バーナーモジュール３８ａに供給される空気と燃料の混 合気の流量を制御する弁は、この状態を補正するように別々に調節可能である。 例えば減速運転中の紙匹の過熱を避けるために、装置の速度を低下させるとき には、弁５０は１つのシリンダのすべてのＩＲバーナーモジュールについて調節 補正可能である。ＩＲバーナーの高温部分は本来低い熱慣性を有し、シリンダ２ ０の比較的に薄い壁は比較的に小さな量の熱慣性を有する。従って、空気と燃料 の供給の調節に応答するシリンダの温度変化は迅速である。ＩＲバーナーの変化 する運転に対するシリンダの迅速な応答は、特に緊急停止やシート破断の場合に 、きわめて有用である。調節に対するこの迅速な応答は、加圧蒸気で加熱される 薄壁シリンダの緊急停止に対する遅い応答と比べたときの重要な違いである。 バーナーモジュール３８はシリンダ内側の定置された構造体の一部である。構 造体フレーム５２（図２）はバーナーと構造的な管または空気と燃料の供給管２ ８を統合する。排気ダクト３４は横方向パネル５４に結合されている。このパネ ルはフレーム斜柱５２と管２８に結合されている。複数の横方向パネル５４がシ リンダの長さに沿って間隔おいて配置されている。管２８はシリンダ２０の内側 の定置された集合体全部の最終支持部である。 異なる最高温度が特別なあらゆるシリンダにとって必要とされる場合に、弧状 の延長が異なるＩＲバーナーモジュールと交換するためおよび修理のために、シ リンダ内側の定置された全部のコア構造体は軸方向に取外し可能である。これは 最初にすべての障害物を取り外し、すなわち図１において右側から構造的な管２ ８を支持するフレーム２７を取外し、そして駆動装置３２を取外し、ほぼ環状の カバー６０（図１，４）を取り外すことによって行われる。そして、幾つかの継 手が分離される。すなわち、排気通路の継手６１と、空気供給管路の継手６３と 、図１において左側のフレーム２７の継手６５と、図１において右側の排気管路 の継手６７が分離される。いろいろな連結部が分離される間、管２８はその端部 でしっかりと支持されるべきである。このような支持を行うために、特別な吊り 索またはフォークリフトを使用可能である。最後に、コア構造体全体が図１にお いて右側から引き抜かれる。この運動時にコア構造体は、管２８の長さにわたっ て延びる適当な支持棒（図示していない）によって案内される。組み立ておよび 分解を容易にするために、シリンダとその内部のコア構造体の細部は、当業者に よって大幅に変更可能である。 ＩＲバーナーと、それらの弁と、空気燃料供給管は代替品として、主支持梁２ ８、排気マニホルド３４およびシールド５６ａ，５６ｂから分離された単一の集 合体として製作可能である。梁２８は支持レールとして使用可能であり、単一の 集合体は梁２８の上に載る支持ホイールを有していてもよい。このコアの変形が 使用されようが、図示した構造体が使用されようが、シリンダとコア構造体の間 の隙間５８は、このような取り出しと、ＩＲバーナー集合体の置換を容易にする 。どんな場合でも、軸受２２をシリンダから分離する熱絶縁構造体は、シリンダ からコア構造体を取り出す軌道内に入って邪魔することはない。 ＩＲバーナーによって放射される熱は、常にバーナーに向かい合うシリンダ２ ０の部分によって直ちに吸収される。図示していない電気インターロックは、シ リンダが回転する間のみＩＲバーナーが運転されることを保証する。シリンダが 回転するとき、シリンダ内面のすべての部分はＩＲバーナーを通過する。この内 面は熱の吸収を促進するために黒ずんでいる。シリンダ壁のすべての部分は、シ リンダの周りをおよびシリンダに沿って均一に加熱される。黒ずんだ内面は本質 的に黒体として作用し、ＩＲバーナーから輻射熱を吸収するだけでなく、高温で あり、熱を放射する。再び放射される熱はシリンダ内の定置された集合体に損害 を与え、通常は無駄である。複合熱シールド５６ａ，５６ｂ，５６ｃは（集合的 に）図２のＩＲバーナーの２つの列の間の隙間と、ＩＲバーナーの各列と排気ダ クトの間の他の２つの隙間を埋める。この熱シールドは例えば補強薄板金属で裏 打ちされた繊維状のセラミック断熱材で作られている。この熱シールドは排気ダ クト、ＩＲバーナーモジュールおよび横向きパネル５４に結合されている。図２ は２個のＩＲバーナー、すなわち２列のＩＲバーナーモジュールを示している。 この２列のＩＲバーナーモジュールはシリンダの長さの端から端まで延びている 。ＩＲバーナーの組み合わさった（弧状の）幅は、所望の最大熱出力と対応する 最高シリンダ温度を生じるように選択されている。 排気ダクト３４は、あらゆる場所で高温排気が蓄積されないように、ブロワ３ ６がバーナーによって放出されるガス状生成物を取り出すことができるように形 成されている。ＩＲバーナーによって発生した熱のほとんどは輻射熱に変換され るが、燃焼のガス状生成物は高温である。シリンダ２０の長さにわたってシリン ダの均一な温度と干渉する高温排気の蓄積は避けなければならない。 排気は比較的にきれいである。乾燥区間のような他の場所で、高い乾燥エネル ギー効率のために再使用可能である。 燃焼のガス状生成物は高温であるので、非常に強い浮力を有する。すなわち、 ガス状生成物はシリンダ２０と、シリンダ内の定置された複合シールド５６ａ， ５６ｂ，５６ｃの間の隙間５８内で迅速に上昇する。上昇するガスからの熱部分 はシリンダの内面に伝えられ、シリンダの黒ずんだ内面によって吸収される熱に 加えられる。シリンダとバーナーモジュール３８の間の隙間と、シリンダとすべ ての熱シールドの間の隙間は、機械的に必要であるが、臨界寸法ではない。シリ ンダと定置された集合体との間の隙間は４〜６インチ（１０２〜１５２ｍｍ）が 適切である。バーナーモジュール３８からの排気ガスはこの隙間内で迅速にダク ト３４まで上昇する。ダクトの上部の穴または長穴３４ｂは、ブロワ３６によっ て取り出すために排気をダクトに導く。 図１において、ダクト３４の横断面は、シリンダ２０の最小の中間点から、シ リンダの両端の排気出口３４ａまで増大している。シリンダの中間に配置された バーナーモジュール３８によって放出される排気は、シリンダの中間のダクトに 入る。排気はファン３６によってダクトの排気出口３４ａに吸引される。排気出 口３４ａに近接する位置の他のバーナーモジュールからの排気は、シリンダの端 部に近接した場所でダクトに入る。ダクト横断面が次第に大きくなることにより 、排気の均一な取り出しが促進される。開口３４ｂは排気の均一な取り出しを促 進する形をしている。そのために、開口３４ｂが長穴であると、穴はダクトの２ つの排気出口３４ａに近接するに従って次第に幅が広くなる。開口が複数の穴で あると、ダクトの２つの排気出口３４ａからの距離が短くなるにつれて、開口は 大きくなるかおよびまたは数が多くなる。ダクトの変化した横断面と、ダクトに 排気を侵入させる変化したダクト開口は、排気の流れにインピーダンスを生じる ように異なるように作用し、ダクト３４内へのおよびダクトに沿った排気の流量 が等しくなるようにする。 均一な横断面のダクトを代替的に使用してもよい。このダクトの場合、開口３ ４ｂのパターンと大きさはダクト内へのおよびダクトに沿った排気の流れを等し くするよう調和させられている。 ダクト３４は更に、シリンダ内部容積の範囲での熱の発生増大を避けるために 、シリンダ内部容積から空気を侵入させるための開口３４ｃを備えている。図４ の環状のカバー６０は好ましくは、シリンダの各端部で排気スペース５８の端部 にバリヤを形成する。バリヤ６０はシリンダ内部の定置された集合体に固定され ている。開口３４ｃを経て内部から出る空気を補給するために、シリンダの両端 部でカバー６０の開口領域を通って空気がシリンダ内部に入ることができる。 図１のダクト３４はシリンダの中間点からダクトの排気端部３４ａまでおよび ブロワ３６まで延びている。所望であれば、ダクトの中間点に、ダクト３４を横 切るバリヤを設けてもよい。 点火手段は図に示していないが、パイロットバーナー、バーナー、電気点火装 置のような慣用の点火装置が、定置された構造体内で適当な場所に組み込まれる ことが理解される。 図５は実質的に図１に類似した装置を示している。同じ部品には同じ参照符号 が用いられている。図１と図５の違いは、図５の排気ダクト３４ｄが排気出口３ ４ａを１個だけ有し、図５の左端の軸受構造体が簡単化されていることにある。 排気マニホルド３４ｄの横断面は端部３４ｅから排気端部３４ａまで次第に大き くなっている。 図５において、構造的な管２８は固定支持部材６２によって支持されている。 シリンダ２０は熱絶縁カラー６４によって支持されている。このカラーの内側端 部はジャーナル６６から延びている。軸受６８はジャーナル６６を回転可能に支 持している。ガス状燃料はガス管路７０と混合弁７４を経て管２８に入る。空気 は管７２を経て混合弁７４に入る（この空気と燃料の混合気の供給構造は図１で も使用可能である）。 図１の装置の形状は、シリンダの長さが排気端部３４ａを１個だけ有する排気 ダクト３４ｄと共に機能するのに充分短い場所での使用にとって、図１の装置よ りも優れている。 図２に示した２個のＩＲバーナーはそれぞれ、シリンダに沿っておよびシリン ダ内部を延びる複数のモジュールの複合物である。ＩＲバーナーをバーナーモジ ュールに分割するために非常に有利である。図６に示すように、各モジュール３ ８は、空気と燃料の混合気の供給を調節するその固有の弁５０を備えていてもよ い。電気的な制御装置７６は各々の弁５０を制御するかあるいは代替的に、制御 装置が複数の弁７６を制御してもよい。例えば、シリンダの両端部のモジュール ３８ａへの空気と燃料の混合気の供給を制御する弁５０は、紙匹の端縁の水分含 有量を制御する働きをし、従ってシリンダの両端でモジュール３８ａに供給され る空気と燃料の混合気を調節するために、共通の１個の制御装置７６の使用で充 分である。センサ７８は米国特許第５，２７６，３２７号明細書(supra)記載の センサと同じものでもよい。図示したセンサ７８は定置された連続する複数のセ ンサを示している。このセンサは、紙匹がセンサで弁５０を制御するシリンダか ら出るときに、紙匹と協働し、そして各バーナーモジュール３８のために１個の 定置されたセンサが設けられている。この両形態のセンサ７８は、各バーナーモ ジュール３８の反対側のシリンダの熱出力を増大または減少するように、各弁５ ０または賢明に選択された弁５０の調節を制御する。 図７はドライヤシリンダが加圧された蒸気によって加熱される慣用の抄紙機を 示している。図８，８Ａと図９〜１２図は、図１〜６の装置を組み込むことによ って改良した図７の変形例を示している。 図７において、繊維は水分を含有する繊維状の紙匹Ｗに処理される。成形区間 ＦＳから出る紙匹（ウェブ）の厚さは調節される。この紙匹の代表的な水分含有 率は９０％である。 紙匹Ｗは成形区間ＦＳからプレス区間Ｐを通ってフェルトＦによって運ばれる 。プレス区間では、多数の挟みローラＮが押圧力を加え、紙匹とその裏打ちフェ ルトから水分を絞り出す。プレス区間から出る紙匹の水分含有量は代表的な場合 に、処理される紙匹の厚さに応じて、６０〜６５％の範囲である。 そして、紙匹は主ドライヤ区間ＭＤ−１，ＭＤ−２，ＭＤ−３（図７）におい て蒸発だけによって乾燥させられる。蒸発速度上昇領域Ｚ−１において、最初の ４〜８個のシリンダは紙匹Ｗの温度を１６００°Ｆ（７１℃）まで上昇させるた めに使用され、この温度で水が蒸発しはじめる。迅速な水分蒸発は蒸発速度一定 領域Ｚ−２で生じ、蒸発は蒸発速度下降領域Ｚ−３を経て次第に減少する。この 蒸発速度の下降は約４０％の紙匹水分で始まる。下降速度は水分含有量が低いと きに熱を伝導するウェブの能力を低下させることによって生じる。蒸発用の熱は シリンダからの伝導によって紙匹Ｗに伝達される。効果的な熱の伝達は、紙匹Ｗ とシリンダの密着によって行われる。 主ドライヤ区間および後ドライヤ区間の端部での幾分高温のシリンダによる乾 燥は、蒸気で加熱される抄紙機ドライヤ区間の場合に一般的に行われている。ド ライヤの最後のセットに送り込まれる蒸気は、実際的および安全である最高の圧 力であるので、ドライヤ区間全体で最高のシリンダ表面温度を達成する。そして 、低圧蒸気が、各々のセットのドライヤシリンダにおいてドライヤ区間の乾燥端 部から湿潤端部へ、紙匹軌道に沿って逆方向に上流のシリンダに順々に段階的に 供給される。 製造される紙の等級に応じて、抄紙機はサイズプレスＳＰ（図式的に示してあ る）を備えている。このサイスプレス内で、例えばデンプンの希釈水懸濁液が紙 匹の両側に供給される。この被覆物は乾燥紙匹に水分を加える。後ドライヤＡは この付加的な水分を蒸発する。幾つかの抄紙機では、製造される紙または紙板の 密度と最終シート表面状態を調節するために、カレンダＣＳが使用される。最終 製品はリールＲに巻き取られる。 図７のドライヤは２つのフェルトを備えた、上列と下列に配置されたドライヤ シリンダの“二層”構造を示している。“単層”構造のドライヤシリンダ（図示 していない）も代替的に使用可能である。単層構造の第１のシリーズのシリンダ では、大径ドライヤシリンダの上側列または“層”と、小径の吸引“方向転換” シリンダの下側列が設けられている。紙匹とフェルトは正弦曲線状の軌道を移動 し、シリーズの端までドライヤシリンダと方向転換シリンダを交互に移動する。 次のシリーズでは、小径の吸引方向転換シリンダの列が大径のドライヤシリンダ の列または層の上方にある。このパターンはシリーズ毎に逆転される。各々のド ライヤシリーズは単一フェルトを備えている。このフェルトは紙匹を搬送し、ほ ぼ２７０°にわたってドライヤシリンダに対して紙匹を接触させる。 図１〜６の加熱されるシリンダの新規な概念を組み込んだ、内部のＩＲバーナ ーによって加熱されたシリンダは、抄紙機において特別な価値を有し、すべての 蒸気加熱式紙匹乾燥シリンダの置換のためにおよび既存の抄紙機において特殊な シリンダの改装代替品として特別な価値を有し、そして単層構造においても二層 構造においても特別な価値を有する。全速運転での置換えドライヤシリンダの最 高動作温度は、そのＩＲバーナーの弧状延長を特定することによって予め定める ことができる。 図８〜１２は図７の抄紙機に改装して組み込んだ、図１〜６の形状の幾つかの ドライヤシリンダを示している。 プレス区間Ｐ（図７）から出る新しく形成された紙匹Ｗは比較的に低温である 。 主ドライヤ区間は主として、蒸発によって紙匹を乾燥させるために加熱される 連続するシリンダからなっている。実際には、主ドライヤ区間ＭＤ−１の最初の 二三個のシリンダの温度は、比較的に低い温度に保たれる。最初の二三個のシリ ンダの機能は紙匹Ｗの温度を上昇させることだけである。低温の紙匹が熱すぎる シリンダに当たると、繊維が紙匹の外に引き出されてシリンダシェルにくっつこ うとする。この作用は“ピッキング”と呼ばれる。高温シリンダ表面に付着した 繊維はシリンダから紙匹への熱の伝達を妨害し、従って蒸発を妨害する。ピッキ ングは最終製品の表面を傷つけ、メンテナンス費用を必要とする。 厚い紙板を乾燥するときには、主ドライヤ区間ＭＤ−１の第１の乾燥シリンダ の温度が比較的に低い値に保たれ、それによって紙匹の迅速すぎる加熱と、薄い 層への分離と、紙匹の内部に閉じ込められ新たに形成された内部繊維結合剤を損 なう余剰の熱を生じる傾向が最小限に抑えられる。これは特に、多数の層からな る紙板およびリサイクルされた繊維を多く含むグレードの紙板にとって重要であ る。 どんな場合でも、主ドライヤＭＤ−１の最初の二三のシリンダの温度は比較的 に低く保たれ、従ってこのシリンダはあまり乾燥を行わない。このシリンダが“ ピッキング”または薄い層への紙匹の分離を生じないで他のドライヤシリンダの 温度近くで運転されるように、装置の全体の使用が改善される。更に、蒸気を使 用してこのような低い温度に加熱シリンダを一貫して維持することは困難である 。 図８は、プレス区間Ｐから最初の主ドライヤ区間ＭＤ−１への、図７の慣用の 抄紙機の移行を示している。図７の装置は、主ドライヤ区間ＭＤ−１を新規な予 熱シリンダＭＤ−１Ａ，ＭＤ−１Ｂ（図８）で改装することによって改良されて いる。このシリンダは図１〜６に示しかつ詳しく上述したようにＩＲバーナーに よって内部から加熱される。シリンダは図８に図式的に示してある。 シリンダＭＤ−１Ａ，ＭＤ−１Ｂは、次の点を除いて、図１〜６の乾燥シリン ダに似ている。先ず最初に、ＩＲバーナー３８Ａの弧状の延長は短縮されている 。各シリンダ内のＩＲバーナー３８Ａは（図２，８に示した２列の代わりに）１ 列で充分である。抄紙機の全速運転では、各シリンダ内のＩＲバーナー３８Ａの 弧状の延長（長さ）は、シリンダＭＤ−１Ａ，ＭＤ−１Ｂによって許容されるピ ッキングが生じる制限されたシリンダ温度を発生するように制限される。更に、 紙匹は、後続の次のシリンダによって過度のピッキングが生じないように、充分 に高い温度に加熱しなければならない。図１〜６のように、ＩＲバーナー３８Ａ は紙匹Ｗの幅全体にわたって紙匹を均一に加熱するように、シリンダ全体に沿っ て延びている。しかしながら、バーナー３８Ａの弧状の延長は比較的に短い。こ の領域は、空気と燃料の混合気が最大流量で供給されるときに、上述の基準に合 う所望のシリンダ温度を生じるのに充分である。図１〜６に関連して述べたよう に、“最大”は、ＩＲバーナーの表面から離れずに燃焼が保たれるような供給流 量である。 各シリンダＭＤ−１ＡとＭＤ−１Ｂは紙匹Ｗの片側を加熱する。紙匹Ｗの反対 側は図８において外部のＩＲバーナー３８Ｂによって加熱される。このＩＲバー ナーはＩＲバーナー３８Ａの構造と同じ構造である。各ＩＲバーナー３８Ｂの熱 は紙匹に直接放射される。ＩＲバーナー３８Ｂによって直接供給される赤外線熱 は紙匹を貫通する。紙匹の両側でＩＲバーナー３８Ａ，３８Ｂを使用する目的は 、接触しない貫通する熱を用いて、紙匹を迅速に加熱することである。一方、制 限された幾つかの紙匹には、加熱されるシリンダと紙匹との大きな領域の接触に よって熱が供給される。図示していない変形例では、ＩＲバーナーは、紙匹Ｗが シリンダＭＤ−１Ａに近づく紙匹Ｗのすぐ上の場所に配置してもよい（図８Ａの バーナー３８Ｂ′参照）。 センサ８０は露出した、すなわち紙匹Ｗが設けられていないシリンダＭＤ−１ の領域に取付けられている。センサは、センサ８０の一部を形成する図示してい ない光源からの光の、シリンダからの反射光に応答するよう配置された光感知要 素のような適当な構造とすることができる。紙匹からほぐされた繊維とシリンダ に付着した繊維の堆積は、入射光を散乱させ、光感知要素に達する光を減少させ る。 バーナー３８Ａ，３８Ｂへの空気と燃料の混合気の供給は、紙匹Ｗとシリンダ ＭＤ−１Ａを加熱するために正確に調節可能であり、それによって紙匹Ｗはピッ キングの許容量よりも多くピッキングを生じることなく迅速に温められる。更に 、紙匹の温度は後続のドライヤシリンダＭＤ−１Ｃによる過度のピッキングを避 けるのに充分な高さにすべきである。バーナーに供給される空気と燃料の混合気 の調節はセンサ８０に応答して行ってもよいし、シリンダＭＤ−１Ａ，ＭＤ−１ Ｂの肉眼検査によって行ってもよい。処理される特別なグレードのための所望の バーナー動作温度は、プログラミング可能なロジックおよびまたは分配的な制御 方式を用いて、機械制御手段でプリセット可能である。 シリンダＭＤ−１ＢはシリンダＭＤ−１Ａについて説明した方法で比例および 調節されるＩＲシリンダ３８Ａ，３８Ｂを備えている。 装置の運転中、バーナー３８Ａ，３８Ｂへの空気と燃料の混合気の供給は、“ ピッキング”を調整可能に制限するための範囲にわたって調節可能である。 慣用の抄紙機内のシリンダの、応答が遅く煩わしい蒸気圧力調節と比較して、 図８の装置は明らかな利点がある。 紙匹にデンプンを塗る場所で、紙匹はサイズプレスＳＰ（図７）を通過し、後 ドライヤＡＤに入る。この個所で“ピッキング”に似た難点が生じる。この紙匹 への湿ったサイズ塗りは、後ドライヤＡＤの最初の１つまたは複数のシリンダに 付着しようとする。この状態に対処するために、後ドライヤの最初の二三のシリ ンダは、サイズが“固まる”低い温度で運転される。サイズが固まるまで、紙匹 トフェルトの接触を避けることが一般的である。図７の慣用の装置のこの部分は 、本発明の一観点に従って図８Ａに示した方法で改良される。 分布スキャナ７８（または１列の水分センサ）が図８Ａに示してある。これは 図１１に示した装置の一部分であり、後で述べる。紙匹Ｗはスキャナ７８から出 て、サイズプレスＳＰを通過する。このサイズプレスでは、水性サイズ塗布が行 われる。 図８Ａでは、図２のバーナー３８のような定置されたＩＲバーナー３８′は、 サイズを多少固めるために貫通する熱放射を紙匹Ｗに直接向ける。そして、紙匹 は後ドライヤＡＤの最初のシリンダＭＤ−１Ａ，ＭＤ−１Ｂに接触する。シリン ダＡＤ−１Ａ，ＡＤ−１Ｂは図２のシリンダと同じ構造である。このシリンダは 各シリンダ全体にわたって延びる一列または複数列のＩＲバーナーによって加熱 される。 紙匹Ｗは後ドライヤに入るときに、サイズプレスＳＰ内で冷却される。図８Ａ の後ドライヤＡＤの最初の二三のシリンダは、シリンダの表面に付着させずに塗 布サイズを固めるのに充分に低い温度で運転される。そのために、これらのシリ ンダは加熱されないで、その温度は比較的に低い温度に保たれる。シリンダＡＤ −１Ａ，ＡＤ−１Ｂの温度は、このシリンダの全部のＩＲバーナーの必要数に適 切に比例させることによって所望のレベルに定められる。例えはバーナー３８Ａ ，３８Ｂへの空気と燃料の供給を制御することによって温度を多少調節すること できるがしかし、低い値に所望のシリンダ温度を定めて維持することは、卓越し た温度制御モードを有する。この温度制御モードは、蒸気による加熱によって達 成することが困難である。図８Ａにおいて、サイズが充分に固まった後で紙匹サ イズによってフェルトが汚染しなくなるまで、紙匹はフェルトＦに当たらない。 主ドライヤ区間ＭＤ−３（図７）は蒸発速度低下領域の終わりに運転される。 後ドライヤ区間ＡＤは蒸発速度低下領域内で運転される。紙匹の水分含有量は比 較的に少ない。水分蒸発速度は各ドライヤ区間ＭＤ−３とＡＤの終端に向けて低 下する。紙匹からの蒸発がシリンダから紙匹への熱伝導による熱の伝達に依存す ることと、紙匹がその乾燥時に熱の伝達に逆らうことに留意すべきであり、少な くとも主ドライヤ区間ＭＤ−３内の後側の一連のシリンダと、後ドライヤＡＤの 後側の一連のシリンダを、蒸気加熱ドライヤによる従来の温度よりも比較的に高 い温度でかつ高い表面温度で運転することが望ましい。 図９において、後側の一連のドライヤシリンダＭＤ−３Ｃは、図式的に示した 内部のＩＲバーナー３８Ｃを備えているときには、図１〜６のドライヤシリンダ を図示的に示している。この新規なドライヤシリンダは蒸気流加熱ドライヤより も大幅に高い表面温度で運転可能である。主ドライヤ区間ＭＤ−３と後ドライヤ 区間ＡＤ内の後側のシリンダがこのように高温であると、紙匹速度を高めること ができるかあるいは区間ＭＤ−３とＡＤで必要とされるシリンダの数を減らすこ とができる。 各シリンダ内のＩＲバーナー補足物３８Ｃは、抄紙機が全速で運転されるとき およびＩＲバーナー３８Ｃが最大供給率で空気と燃料の混合気で供給されるとき に、所望の高さのシリンダ表面温度を生じるために必要な弧状の長さに比例させ てもよい。 ＩＲバーナーによって内部を加熱されるシリンダによって得られるシリンダ表 面の高い温度は、著しい値に調節可能であり、一方、装置を低速運転するときの 使用のためのほとんどのバーナー低下調節範囲は反対方向に行われる。特に、後 側の一連のシリンダ内のＩＲバーナーの弧状長さを適切に比例させることにより 、各シリンダはその固有の最適温度で運転可能である。蒸気加熱によるとき、そ の固有の最適温度で一連のシリンダをそれぞれ運転することは非実際的であるか または事実上不可能である。 後側の一連のドライヤシリンダＭＤ−３Ｃは図１０に図示的に示してある。こ の図は図９の代替的なものを示している。ドライヤフェルトは省略されている。 この構造は特に厚い紙板を処理する抄紙機で用いられる。この重い紙匹は紙匹搬 送のためのドライヤフェルトを必要としない。紙匹は補助しないで、シリンダの 加熱表面に良好に接触保持可能である。図１０のドライヤは内部のＩＲバーナー 補足物によって加熱される一連のシリンダを有するよう改造されている。シリン ダＭＤ−３Ｃは最も乾燥しにくい重い紙板を乾燥させる能力を有する。底のドラ イヤシリンダＭＤ−３Ｃと上部のドライヤシリンダＭＤ−３Ｃは図１〜６の乾燥 シリンダである。図８のように、紙匹Ｗの反対側は図１０において外側ＩＲバー ナー３８Ｂ′で加熱される。この外側ＩＲバーナーはＩＲバーナー３８Ｃと同じ 構造である。ＩＲバーナー３８Ｂ′の熱は紙匹に直接供給され、この熱の一部は 紙匹に浸透する。紙匹の反対側で外側バーナー３８Ｂ′，３８Ｃを使用する目的 は、加熱されるドライヤシリンダによって生じる高温伝導加熱と同時に、直接非 接触式の浸透加熱を生じることである。 伝導による熱伝達によって、紙板外側表面が先ず最初に乾燥され、ドライヤ区 間内のこの乾燥端位置で湿った中央コアが残る。紙板抄紙機はこの理由から乾燥 が制限され、最も厳しい紙乾燥用途の一つである。この新規な組み合わせ式乾燥 構造は、紙匹Ｗへの熱伝達速度を増大する。外側の直接的なＩＲ熱はウェブ表面 に浸透し、湿ったコアを乾燥する。このような高い熱は厚い紙板紙匹Ｗの両側に 伝達される。主ドライヤ区間ＭＤ−３と後ドライヤ区間ＡＤ内の後側ドライヤで は、紙匹速度を増大させることができるかあるいは区間ＭＤ−３とＡＤ内で要求 されるシリンダの数を減らすことができる。紙匹Ｗはこの位置で充分に乾燥され 、薄い層に分離されそうもない。 図１１は、図式的に示したサイズプレスＳＰに入るときの紙匹の温度と水分含 有量の機械横断面内の均一性を高めるための、図７の装置の一部の改良を示して いる。サイズプレスは紙匹をサイズで被覆する。このサイズは例えば非常に希釈 されたデンプン懸濁液である。サイスプレスに入る紙匹は機械横断面内で均一な 温度分布と水分含有量分布を有するようにすべきである。機械横断面内の紙匹水 分分布はスキャナ７６によって感知される（図６と関連する説明を参照されたし ）。 図１１に示すように、紙匹はドライヤ区間ＭＤ−３″の加熱される各シリンダ の主要な部分に巻付けられている。装置の図示形状では、紙匹への熱の接触伝達 を促進するための、紙匹とシリンダの密着接触が、張られたフェルトＦによって 行われる。紙板を製造するための装置では、紙匹は（この製造方法段階では）、 充分な強度を有し、充分な張力の作用を受けた状態でフェルトに頼らずに紙匹と シリンダが密着する。従って、フェルトは必要な場所でのみ使用される。 図１１に示すように、２個のシリンダ（例えば）ＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂは、 抄紙機の第３の（最後の）主ドライヤ区間内に含まれ、このドライヤ区間の端部 に近接している。シリンダＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂはは図式的に示してある。シ リンダは図１〜６に示しかつこれらの図に関連して説明したシリンダと同じであ る。シリンダＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂは内部のＩＲバーナー３８Ａを有する。各 ＩＲバーナー３８Ａはシリンダ軸線に対して平行な列内で縦方向に分配された少 なくとも１つの連続するＩＲバーナーモジュールからなっている。バーナーの各 モジュールは紙匹の幅の各々の帯またはセグメントを加熱乾燥するために、その シリンダの各々の帯を加熱すべきである。このバーナー区間はそれぞれ、空気と 燃料の混合気の供給を調節するための弁（図６に示す弁５０参照）を備えている 。この弁はスキャナ７６によって制御調節可能である。このスキャナは機械の横 断面内の紙匹の水分分布に応答する適当な感知装置である。 ドライヤ区間ＭＤ−３″はシリンダＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂに続く紙匹によっ て作用を受ける最後のシリンダＭＤ−３Ｃ′を含んでいる。このシリンダは適当 な方法で、機械横断面内で均一に加熱することができる。その目的は機械横断面 内の紙匹の温度分布をならすことである。機械横断面内の紙匹の温度分布は、機 械横断面内の紙匹の水分分布を均一にする機能を有するシリンダＭＤ−３Ａ，Ｍ Ｄ−３Ｂによって時々不均一になる。シリンダＭＤ−３Ｃ′は機械横断面内の紙 匹の温度をならす。 図示のようなシリンダとスキャナ７６の順序は、サイズプレスＳＰに入る紙匹 Ｗの分布の均一性を高めるために適しておりかつ効果的である。スペースが制限 されると通常は、スキャナによってバーナーモジュール３８を選択的に制御する シリンダから出るときに、紙匹の軌道に沿って紙匹と直接相対する位置にスキャ ナ７６を配置することができなくなる。スペースが入手可能であれば、図示した 以外の位置にスキャナ７６が配置される。 図１２（図７も参照されたし）の慣用のカレンダＣＳは、紙または紙板の厚さ の均一性と表面仕上げを促進するために、抄紙機に設けられている。図１２に示 すように、サイズプレスが不必要であるとして省略されていても、図１１の同じ スキャナ７６とシリンダＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂを、図７の装置に備え付けると 有利である。図１２の装置では、水分均一化シリンダＭＤ−３Ａ，ＭＤ−３Ｂに 続く温度均一化シリンダＭＤ−３Ｃ′を省略することが好ましい。 図８〜１２は抄紙機において蒸気加熱されるシリンダを図１〜６の形のシリン ダで置き換えることによって実現可能な有利な変更を示している。このような置 き換えは実際には、ＩＲバーナーを備えた新規なシリンダをこのような装置に装 備して気温の抄紙機を変形することによって実施可能である。あらゆる改造プロ グラムでは、（新しいシリンダの置換によって可能となる）装置の速度の増大ま たは新規なシリンダによって不要となる幾つかのシリンダの取外しが考えられる 。 図に示した本発明の実施の形態は新規なさまざまな特徴を取り込む。この特徴 の幾つかはその機能と共に省略され、他の新規な特徴とその利点は保有されてい る。図示した実施の形態の付加的な変形は、本発明の精神および範囲内で、当業 者によって組入れ可能である。従って、本発明はその真の精神と範囲に従って、 広く解釈すべきである。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年２月４日 【補正内容】 請求の範囲 １．水平軸線回りに回転するよう取付けられたシリンダを備え、このシリンダが ウェブに作用する外面と、熱を吸収する内面とを備え、更に、シリンダを回転さ せための駆動装置と、シリンダ内に定置された構造体とを備え、この構造体がＩ Ｒバーナー補足物を備え、このＩＲバーナー補足物が運転中特徴的に白熱する燃 焼面を有し、この燃焼面が熱を吸収する前記の内面と向かい合っていてかつ排気 ガス受入れ空間によって前記内面から分離され、燃焼面がシリンダの前記内面の ほぼ端から端まで縦方向に延び、燃焼面の領域が熱を吸収する前記内面の領域よ りも実質的に狭くなるように制限され、前記燃焼面と向かい合うシリンダ内面の 部分だけが加熱され、それによってシリンダの回転中、すべてのシリンダ内面が 前記燃焼面からの輻射によって瞬時に加熱されることを特徴とするウェブを熱処 理するための装置。 ２．前記のＩＲバーナー補足物がシリンダの内面の互いに離れた端部分に向かい 合う区間型のＩＲバーナーモジュールを備え、シリンダの端部分の加熱を強める ために、前記の区間的なＩＲバーナーモジュールが、前記のＩＲバーナー補足物 の残りの部分よりも、シリンダに沿った単位長さあたりに多くの熱を放出するこ とを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．前記のＩＲバーナー補足物が実質的にシリンダの長さに沿って分配された連 続するバーナーモジュールと、ウェブの幅方向のウェブの水分分布を感知する ための手段と、紙ウェブの横方向の水分分布を調節するために、前記モジュール への空気と燃料の混合気の供給を調節するための、前記感知手段に応答する供給 調整弁を備えていることを特徴とする請求項１記載の、ウェブを熱処理するため の装置。 ４．前記の定置された構造体内に、前記排気ガス受入れスペースからの排気を入 れて、シリンダから上方に排出するための排気ダクトか設けられ、燃焼面の制限 された領域が、排気ダクトを配置した弧状の隙間を有し、前記排気ダクトが前記 シリンダに沿って延び、かつ熱を吸収する前記内面から離れており、前記排気ダ クトが、シリンダ内からダクト内へのおよびダクトに沿った排気ガス流 れにインピーダンスを生じるための手段を備え、インピーダンスがダクトの長さ に沿った或る地点から或る地点までダクト内での排気排出流量を等しくするよう に、インピーダンスが変化することを特徴とする請求項１記載の装置。 ５．水平軸線回りに回転するよう取付けられたシリンダを備え、このシリンダが ウェブに作用する外面と、熱を吸収する内面とを備え、更に、シリンダ内に定置 された構造体を備え、この構造体がＩＲバーナー補足物を備え、このＩＲバーナ ー補足物が少なくとも１個のＩＲバーナーを備え、前記ＩＲバーナー補足物が熱 を吸収する前記の内面と向かい合っていてかつこの内面から間隔をあけられた燃 焼面を有し、この燃焼面が運転中白熱し、前記のＩＲバーナー補足物がシリンダ のほぼ端から端まで延び、前記熱吸収面の円筒セグメントだけと向かい合い、更 に、前記シリンダの上部に設けられかつ排気ダクト隙間によって前記熱吸収面か ら分離された細長い排気ダクトを備え、この排気ダクトがシリンダに沿ってシリ ンダ内で延び、かつ前記排気ダクト隙間から排気ガスを導入するように形成され 、更に、前記ＩＲバーナー補足物から前記排気ダクトに高温排気ガスを案内する ために前記の熱吸収面と協働する遮蔽手段を備え、シリンダ内の定置された構造 物を熱から保護するために、前記遮蔽手段が前記ＩＲバーナー補足物および前記 排気ダクトに作用することを特徴とするウェブを熱処理するための装置。 ６．ウェブが加熱されて回転するシリンダの周りの軌道を部分的に通過し、かつ シリンダに接触し、シリンダがその中で端から端まで延びる定置された内部のＩ Ｒバーナー補足物によって加熱され、ＩＲバーナー補足物への空気と燃料の混合 気の供給量が少なくとも最大値近くであるとき、すなわち火炎が上昇する程度で あるときに、シリンダ周りのウェブの長さが、シリンダを経てウェブに熱を送る 、予め定めた制限された能力を有するように制限される、ウェブを熱処理するた めの方法であって、シリンダがウェブに接触する間および空気と燃料の混合気が 少なくとも前記の最大量近くでＩＲバーナー補足物に供給される間に、決められ た最大速度でウェブを熱処理するためにシリンダが決められた最大速度で回転す る段階と、少なくとも前記の最大量近くから燃焼を維持する最低量まで、低下す る範囲を経てＩＲバーナー補足物への空気と燃料の混合気 の供給量を徐々に低減させる段階を有することを特徴とする方法。 ７，少なくとも主として蒸発によって水分を含有する繊維状紙匹を乾燥させるた めの装置であって、この装置が予熱手段を備え、この予熱手段が請求項１記載の 形状の少なくとも一つの予熱シリンダを備え、更に、前記予熱手段を出た後で紙 匹に連続的に作用する、加熱される多数の蒸発シリンダを備え、実質的に繊維の ピッキングを生じないで、加熱される多数の蒸発シリンダに紙匹を作用させるた めに、前記予熱シリンダのＩＲバーナー補足物の前記弧状の長さが、紙匹を加熱 するために充分に高い温度に調和し、前記の各予熱シリンダが、紙匹を予熱する ために、前記予熱シリンダによるピッキングを実質的に避けるよう制限された高 い温度に調和していることを特徴とする装置。 ８．紙匹の一方の面にＩＲ放射を向けるように細長いＩＲバーナーが配置され、 紙匹の反対側の面がシリンダの前記の紙匹に作用する前記外面に接触しかつこの 外面によって拘束されることを特徴とする、紙または紙板の製造における水分を 含有する繊維状紙匹を、少なくとも主として蒸発によって乾燥させるための、請 求項２２記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水平軸線回りに回転するよう取付けられたシリンダを備え、このシリンダが ウェブに作用する外面と、熱を吸収する内面とを備え、更に、シリンダを回転さ せための駆動装置と、シリンダ内に定置された構造体とを備え、この構造体がＩ Ｒバーナー補足物を備え、このＩＲバーナー補足物が運転中特徴的に白熱する燃 焼面を有し、この燃焼面が熱を吸収する前記の内面と向かい合っていてかつ排気 ガス受入れ空間によって前記内面から分離され、燃焼面がシリンダの前記内面の ほぼ端から端まで縦方向に延び、燃焼面の領域が熱を吸収する前記内面の領域よ りも実質的に狭くなるように制限され、前記燃焼面と向かい合うシリンダ内面の 部分だけが加熱され、それによってシリンダの回転中、すべてのシリンダ内面が 前記燃焼面からの輻射によって瞬時に加熱されることを特徴とするウェブを熱処 理するための装置。 ２．前記のＩＲバーナー補足物がシリンダの内面の互いに離れた端部分に向かい 合う区間的なＩＲバーナーモジュールを備え、シリンダの端部分の加熱を強める ために、前記の区間型のＩＲバーナーモジュールが、前記のＩＲバーナー補足物 の残りの部分よりも、シリンダに沿った単位長さあたりに多くの熱を放出するこ とを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．前記の定置された構造体内で別々に調節される、空気と燃料の混合気を区画 型のＩＲバーナーモジュールに供給するための通路を備え、この区画型のＩＲバ ーナーモジュールの燃焼面がシリンダの前記の互いに離れた端部分に向かい合っ ていることを特徴とする請求項２記載の装置。 ４．前記のＩＲバーナー補足物が実質的にシリンダの長さに沿って分配された連 続するバーナーモジュールと、ウェブの幅方向のウェブの水分分布を感知するた めの手段と、紙ウェブの横方向の水分分布を調節するために、前記モジュールへ の空気と燃料の混合気の供給を調節するための、前記感知手段に応答する供給調 整弁を備えていることを特徴とする請求項１記載の、ウェブを熱処理するための 装置。 ５．前記の定置された構造体内に、前記排気ガス受入れスペースからの排気を入 れて、シリンダから上方に排出するための排気ダクトが設けられ、燃焼面の制限 された領域が、排気ダクトを配置した弧状の隙間を有し、前記排気ダクトが前記 シリンダに沿って延び、かつ熱を吸収する前記内面から離れていることを特徴と する請求項１記載の装置。 ６．前記排気ダクトが、シリンダ内からダクト内へのおよびダクトに沿った排気 ガス流れにインピーダンスを生じるための手段を備え、ダクトの長さに沿った或 る地点から或る地点までダクト内での排気排出流量を等しくするように、インピ ーダンスが変化することを特徴とする請求項１記載の装置。 ７．シリンダの両端の間の位置から排気ダクトの反対側の排気出口まで延びる細 長い排気ダクトがシリンダの軸線の上方に設けられていることを特徴とする請求 項１記載の装置。 ８．ダクトの横断面面積が前記位置からその両端まで徐々に大きくなっているこ とを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．定置された前記構造体が、シリンダの内部に放射される前記熱吸収面からの 熱をさえぎるための、熱吸収面に向かい合う遮蔽手段を備えていることを特徴と する請求項１記載の装置。 10．前記排気マニホルドと前記ＩＲバーナー補足物との間に、弧状の隙間が設け られ、熱再輻射シールドがこの隙間内に配置され、かつシリンダの前記熱吸収面 に向かい合っていることを特徴とする請求項５記載の装置。 11．水平軸線回りに回転するよう取付けられたシリンダを備え、このシリンダが ウェブに作用する外面と、熱を吸収する内面とを備え、更に、シリンダ内に定置 された構造体を備え、この構造体がＩＲバーナー補足物を備え、このＩＲバーナ ー補足物が少なくとも１個のＩＲバーナーを備え、前記ＩＲバーナー補足物が熱 を吸収する前記の内面と向かい合っていてかつこの内面から間隔をあけられた燃 焼面を有し、この燃焼面が運転中白熱し、前記のＩＲバーナー補足物がシリンダ のほぼ端から端まで延び、前記熱吸収面の円筒セグメントだけと向かい合い、更 に、前記シリンダの上部に設けられかつ排気ダクト隙間によって前記熱吸収面か ら分離された細長い排気ダクトを備え、この排気ダクトがシリンダに沿ってシリ ンダ内で延び、かつ前記排気ダクト隙間から排気ガスを導入 するように形成され、更に、前記ＩＲバーナー補足物から前記排気ダクトに高温 排気ガスを案内するために前記の熱吸収面と協働する遮蔽手段を備え、シリンダ 内の定置された構造物を熱から保護するために、前記遮蔽手段が前記ＩＲバーナ ー補足物および前記排気ダクトに作用することを特徴とするウェブを熱処理する ための装置。 12．ウェブが加熱されて回転するシリンダの周りの軌道を部分的に通過し、かつ シリンダに接触し、シリンダがその中で端から端まで延びる定置された内部のＩ Ｒバーナー補足物によって加熱され、ＩＲバーナー補足物への空気と燃料の混合 気の供給量が少なくとも最大値近くであるとき、すなわち火炎が上昇する程度で あるときに、シリンダ周りのウェブの長さが、シリンダを経てウェブに熱を送る 、予め定めた制限された能力を有するように制限される、ウェブを熱処理するた めの方法であって、シリンダがウェブに接触する間および空気と燃料の混合気が 少なくとも前記の最大量近くでＩＲバーナー補足物に供給される間に、決められ た最大速度でウェブを熱処理するためにシリンダが決められた最大速度で回転す る段階と、少なくとも前記の最大量近くから燃焼を維持する最低量まで、減少す る範囲を経てＩＲバーナー補足物への空気と燃料の混合気の供給量を徐々に低減 させる段階を有することを特徴とする方法。 13．ＩＲバーナー補足物を定置してかつ回転シリンダ内に取り付けるための段階 と、シリンダの端から端までシリンダの内面に向かい合って延設する段階を有し 、ＩＲバーナー補足物が運転中に輻射熱を特徴的に放出する種類のものであり、 熱放出量が火炎の上昇なしに動作を維持する空気と燃料の混合気の最大供給量に よって制限され、更に、シリンダが全速で作動しているときおよびＩＲバーナー 補足物が少なくともその最大供給量の近くで作動しているときに、ウェブに加え られる熱量に従って、シリンダの前記内側領域よりも実質的に狭いＩＲバーナー 補足物の燃料領域を生じる段階を有することを特徴とする、ウェブに熱を加える ためのシリンダを製造するための方法。 14．前記の定置された構造体の外周が、ＩＲバーナー補足物によって占められて いない弧状の隙間を有し、定置された構造体が更に、前記隙間内に細長い排気ダ クトを有し、この排気ダクトがシリンダに沿っておよびシリンダから間隔を おいて延び、前記排気空間からダクトに排気ガスを導入するために、排気ダクト がそれに沿って分配された通路手段と、ダクトから上方に排気ガスを排出するた めの手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。 15．前記ダクトがダクト内へのおよびダクトに沿った排気ガス流れにインピーダ ンスを生じるための手段を備え、このインピーダンスがダクト内へのおよびダク トに沿った排気ガス流れの流量を等しくするようにダクトに沿って変化している ことを特徴とする請求項５記載の装置。 16．定置された前記構造体の外周に、前記燃焼面によって占められていない隙間 が設けられ、定置された前記構造体が前記隙間内に熱遮蔽手段を備え、この熱遮 蔽手段が、装置の運転中に熱吸収内面が加熱されるときに、シリンダの前記熱吸 収内面によって内側に放射される熱を妨害するように作用することを特徴とする 請求項１記載の装置。 17．熱遮蔽手段がシリンダの前記熱吸収内面に向かい合う熱吸収および熱再放射 面を有することを特徴とする請求項１６記載の装置。 18．前記ＩＲバーナー補足物と前記排気ダクトが、前記シリンダの前記熱吸収内 面によって内側に放射される熱をさえぎり、定置された前記構造体が付加的にバ リヤを備え、このバリヤが、シリンダの前記熱吸収内面によって内側に放射され る熱を遮るために、前記ＩＲバーナー補足物と前記排気ダクトを補うことを特徴 とする請求項１４記載の装置。 19．前記ＩＲバーナー補足物がシリンダの縦方向に分配された多数のＩＲバーナ ーモジュールを備え、前記モジュールの少なくとも幾つかがそれぞれ、ウェブの 熱処理の機械横断面内の分布を調節するために、モジュールへの空気と燃料の混 合気の供給を制御するための調節可能な手段を備えていることを特徴とする請求 項１記載の装置。 20．ウェブの機械横断面内の分布を感知するための手段を備え、前記の調節可能 な手段が前記の感知手段に応答することを特徴とする請求項１９記載の装置。 21．定置された前記構造体の内部の過熱を防止するために、前記排気ダクトが定 置された構造体からの空気の導入のための通路手段を備えていることを特徴とす る請求項１４記載の装置。 22．紙または紙板の製造中に少なくとも主として蒸発によって水分を含有する繊 維状紙匹を乾燥するための装置であって、この装置が中空シリンダを備え、この 中空シリンダが紙匹に作用する外面と、熱を受け取る内面と、前記内面を加熱す るための、シリンダ内に定置された手段を備え、加熱するためのこの手段がＩＲ バーナー補足物を備え、このＩＲバーナー補足物がガス浸透材料からなり、この 材料が空気と燃料の混合気を導入するための供給面と、運転中に白熱する反対側 の燃焼面を備え、この燃焼面が燃焼面を有し、この燃焼面が熱を吸収する前記の 内面と向かい合っていてかつ排気ガス受入れ空間によって前記内面から分離され 、前記内面に向かい合う燃焼面がシリンダの前記内面のほぼ端から端まで延び、 燃焼面の弧状の長さが前記内面の領域よりも実質的に狭く向かい合うように制限 され、前記燃焼面と向かい合うシリンダ内面の部分だけが前記燃焼面からの輻射 によって瞬時に加熱され、シリンダの回転中、すべてのシリンダ内面が前記燃焼 面からの輻射によって加熱されることを特徴とする装置。 23．シリンダが回転するときに前記内面の環状帯を加熱するように、前記ＩＲバ ーナー補足物がシリンダに沿って配置された多数のＩＲバーナーモジュールを備 え、前記ＩＲバーナーモジュールへの空気と燃料の混合気の供給を選択的に調節 するための手段を備えていることを特徴とする請求項２２記載の装置。 24．ウェブが前記中空シリンダに作用した後で、機械横断面内のウェブの水分分 布を感知するための手段と、機械横断面内の紙匹の水分分布の不均一性を正しく 感知するために前記ＩＲモジュールへの空気と燃料の混合気の供給を選択的に制 御するための、前記感知手段に応答する手段を備えていることを特徴とする請求 項２３記載の装置。 25．抄紙機における水分を含有する繊維状紙匹を、少なくとも主として蒸発によ って乾燥するための、請求項２４記載の装置において、装置が更に、機械横断面 内の紙匹の水分分布の均一性を高めるために、長さに沿って均一に加熱され前記 中空シリンダから出た後の前記紙匹に作用するシリンダを備えていることを特徴 とする装置。 26，少なくとも主として蒸発によって水分を含有する繊維状紙匹を乾燥させるた めの装置であって、この装置が予熱手段を備え、この予熱手段が請求項２２記載 の形状の少なくとも一つの予熱シリンダを備え、更に、前記予熱手段を出た後で 紙匹に連続的に作用する、加熱される多数の蒸発シリンダを備え、実質的に繊維 のピッキングを生じないで、加熱される多数の蒸発シリンダに紙匹を作用させる ために、前記予熱シリンダのＩＲバーナー補足物の前記弧状の長さが、紙匹を加 熱するために充分に高い温度に調和し、前記の各予熱シリンダが、紙匹を予熱す るために、前記予熱シリンダによるピッキングを実質的に避けるよう制限された 高い温度に調和していることを特徴とする装置。 27．前記の定置された構造体内に排気ダクトを備え、この排気ダクトが排気ガス 受入れスペースから排気ガスを導入し、かつシリンダの上方に排気アスを排出し 、前記排気ダクト内に弧状の隙間を生じる、前記の燃焼面の制限された領域が設 けられ、前記排気ダクトが前記シリンダに沿って延び、前記の熱受入れ内面から 離れていることを特徴とする、紙または紙板製造における水分を含有する繊維状 紙匹を乾燥するための、請求項２２記載の装置。 28．定置された前記手段内に熱遮蔽手段を備え、装置の運転中熱受入れ面が加熱 されるときに、前記燃焼面によって占められていない領域内で、この熱遮蔽手段 がシリンダの前記熱受入れ面によって内側に放射される熱をさえぎるように作用 することを特徴とする請求項２２記載の装置。 29．請求項２２記載の少なくとも１個のシリンダを備え、更に、紙匹が前記の少 なくとも１個のシリンダに達する前に紙匹に接触する他のシリンダを備え、前記 の少なくとも１個のシリンダのＩＲ補足物の前記燃焼面の弧状の長さが、前記の 他のシリンダよりも高い温度の前記中空シリンダを加熱するように調和している ことを特徴とする、紙または紙板の製造における水分を含有する繊維状紙匹を、 少なくとも主として蒸発によって乾燥するための装置。 30．紙匹の一方の面にＩＲ放射を向けるように細長いＩＲバーナーが配置され、 紙匹の反対側の面がシリンダの前記の紙匹に作用する前記外面に接触しかつこの 外面によって拘束されることを特徴とする、紙または紙板の製造における水分を 含有する繊維状紙匹を、少なくとも主として蒸発によって乾燥させるための、請 求項２２記載の装置。