JPS5930988A - スポイラバ− - 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】 発明の背景 製紙機械の乾燥工程では、ドライヤ胴から紙ウェブへの
熱伝達を最大にすることが常に重要である。近年、この
熱伝達は、蒸気加熱ドライヤ胴内面に沿い円周方向に複
数の縦方向のバーを取り付けて凝縮水を中断せしめるこ
とで高めている。このようにしないと蒸気からドライヤ
外面上の紙ウェブへの熱伝達を大きく阻害する実質的に
均一な厚い凝縮水の層が胴内面にリム状にできるのであ
る。凝縮水層を中断せしめると、乱流が層内に発生し、
これが凝縮水層を介する熱伝達を改良させるのである。

このようなドライヤ内面回りの凝縮水流れの中断は製紙
機械工業界では゛スポイリング１と呼んでおり、これを
遂行するためドライヤ内部に取り付けるバーをスポイラ
バーと呼んでいる。

米国特許第３，２１７，４２６号明細書及び同第３．８
０８．７００号明細書にはこのようなスポイラバーを使
用することおよびその利点、さらにはこのようなスポイ
ラバーを外方にバイアスしたリングおよびねじを用いて
ドライヤ胴内に装架するやシ方について開示している。

また、スポイラバーの円周方向間隔に工夫をこらして凝
縮水の乱流化を最適化して熱伝達を高めることも知られ
ている。

ごく最近に至り、磁気でスポイラバーを取付ける思想（
米国特許第４，１９５，４１７号）：平滑な穴に配置さ
れたピンを用いて取付けること、ことに磁気の助けによ
りこれを数句けること（米国特許第４．２６７．６４４
号）；及び平滑々穴に配置されたピンとドライヤ壁へバ
ーを押し付けるばねとの組合せにより数句けること（米
国特許第４，２８２，６５６号）等が知られている。

発明の構成 本発明においては、このようなスボイラノく−を非磁束
伝導の底板および背板と、１個又はそれ以上の磁石を囲
む磁束伝導軌条とから成る構体としである。磁石自体は
比較的小さく、好適な実体例では、複数の磁石がスボイ
ラノく一構体の中を縦方向に伸びる列をなすようにグル
−プ化されている。

ドライヤロール胴すなわち殻は蒸気加熱式圧力容器であ
るため、その構造の一体性が達成されることが、安全」
二の理由から重要である。上述の米国特許のいくつかに
示されるごとく、初期のスポイラバー取付方法はドライ
ヤ胴内部に形成した穴を用いてスポイラバーな位置決め
し固定するものであった。然し、これらの穴は本質的に
は胴の強度を減少させる。このため胴の安全率が低くと
もがまんするか、又はこれらの穴による胴強度の減少を
補なうため胴壁な厚くしなければならないことを意味す
る。ところが胴壁を厚くすることは熱伝達を遅らせる。

スポイラバーが磁石でその位置に保持される場合、胴壁
には穴を必要とせず、従って強度は何等そこなわれない
。然し、凝縮水層をこわすことで熱伝達を改善する利点
を得るためには、スポイラバーを注意深く決定した、円
周方向に間隔を置いた位置に保持することが非常に重要
である。スポイラバーが例えばアルニコＶのごとき金属
磁石だけでできている場合、ドライヤ胴内の典型的な蒸
気温度〔すなわち２５０″Ｆ〜４００°Ｆ（１２２°Ｃ
〜２４５°Ｃ）〕で長時間にわたり胴壁に対し十分な磁
力を発生しこれを保持するｌ　Ｕ　Ｉ字型磁石にできな
いである。

長方形の柱の形をした磁気構体を作ることにより、磁束
密度は磁気材料の断面積と縦横比の適正な選び方と、磁
束伝導側面軌条の材料と厚さの適正な選び方により最大
にすることができる。製作と組立に便利なように、磁石
は好適には各スポイラバー構体内に複数の磁気セグメン
トを包含するものとする。従って各磁気セグメントの極
面ば本構体の軌条と隣接して整列されておるため、効果
的に軌条を磁極に変換させる。これらの軌条は好適には
ドライヤ胴内面と接触する面積より小さいか又は同じで
あるものとし、軌条が磁束で飽和していない限り、ドラ
イヤ胴に対し軌条の単位付着力を最適にさせ、これによ
りスポイラバー構体の装着をすぐれたものとする。

このような付着力の改善は非常に重要である。

凝縮水の中断をうまく行なうことはドライヤ胴の内周に
スポイラバーを正確な間隔におくことのいかんによる。

この間隔は最適の熱伝達を達成するように保持しなげれ
ばならないのである。更にもしもスポイラバーがその位
置を変えると、ドライヤはバランスがとれなくなり、重
大な運転上の問題を引き起したり効率が悪化したりする
。

非磁束伝導の背板と底板、及び磁束伝導軌条を用いる場
合、磁束損失は最小となり、また磁束は磁石からドライ
ヤ胴へ流れ、改善された付着力が得られる。セラミック
磁石はその標準固有保磁力値が高いことおよびドライヤ
胴が高温の時でも磁力に安定性があることのため好適で
ある。セラミック磁石を背板、底板及び軌条で囲うこと
は、スポイラバーの構造強度を増大させ、またセラミッ
ク磁石を取付中に取扱いを誤ったり、運転中にドライヤ
胴内の遊離した湯あかにより損傷を与えられるのを防ぐ
。

従って、本発明の目的は運転中に不定に位置を変えるこ
となく蒸気加熱ドライヤ胴内でその位置を維持し得る改
良型磁気スポイラバーを提供することにある。

本発明の他の目的は、磁束伝導軌条と非磁束伝導背板と
非磁束伝導底板とを包含し、磁石を保持する剛性で変形
しにくい構造を形成し、これにＪ：り磁束が軌条を通り
、この構体が取り付けられているドライヤ胴へと差し向
けられるようにしたスポイラバー構体を提供するにある
。

更に本発明の他の目的は、磁石が長方形の柱の形をし、
また磁束通路が短かくて効果的にドライヤ胴へ通じる磁
気式スポイラバーを提供することにある。

本発明の特徴と利点は強い構造強度を有し、またセラミ
ック磁石を利用したスポイラバー構体にある。

上述の本発明の目的、特徴および利点、さらには上述以
外の目的、特徴、利点は添伺図面に示した本発明の好適
な実施例に関する以下の記載を読むことで当業者にはよ
り容易に明白になるであろう。

好適な実施例の説明 第１図に示すように、複数の長手方向に沿い伸びた、平
行なスポイラバー１４がドライヤ胴ｉ。

内面の円周方向に配列されている。この胴は長手方向軸
１２の囲りを矢印１６の方向へ回転する。

最新式製紙機械では、ドライヤ部を進行する紙ウェブは
容易に９００　ｍ／ｍｍ　（３０００ｆｐｍ　）又はそ
れ以上の速度に達することができる。この速度は組直径
１ｓｏｏ　１ｐ７Ｈ（６ｆｔ　）で約１６Ｏｒｐｍノ回
転速度に相当する。この速度では、ドライヤ胴内面ヘス
ボイラバーを付着又は緊締する方法に欠点があると、ス
ポイラバーの位置を変えさせ、またドライヤ胴の作用を
効率を損なわさせる。更に、ドライヤ胴内の蒸気の凝縮
により生ずる凝縮水の移動層がスポイラバー装着系統を
損傷させ動かす傾向を増大せしめて、破壊の潜在状態な
生ぜしめる。

種々の構内配列、及び構体内に取り付けられる磁気セグ
メントに関する下記の説明では、各々実施例の該当部品
は、第１図と第２図では２桁数字の番号を付けているが
、他の図には異なった１００の系列をつけている。従っ
て第２図の背板２０は第４図では背板１２０として示さ
れても・る。

第２図において、スポイラバー構体１４は一対の横方向
に間隔のある、平行な側面軌条１７．１９を有し、これ
らは上部背板２０がら下方へ伸びている。磁石２８は軌
条と背板がらできた組立構造物の間に配列され、磁石と
それぞれの側面軌条間には軸方向に広がる間隙３０，３
２がある。磁石は北極／南極（Ｎ／Ｓ）が垂直に配列さ
れているので、頭が２つある矢印３４で示した磁束Ｍも
また磁石を通り垂直に進行する。側面軌条の下部端面２
２．２４及び磁石のＴ部極面（端部２６から広がってい
る）は、スポイラバーが取り伺げられるドライヤ胴の曲
率半径に一致するように僅がばかり曲がっている。これ
を説明するために第２図（及び第３．４．６．８．１０
及び１２図）に誇張して示す。

ドライヤ胴に装着時、磁石上面は３１で示す如く、背板
２０の下部面に直接接触している。第２図に示す実施例
では、側面軌条１７，１８及び背板２０はすべて軟鋼の
ような磁束伝導材料で構成されている。側面軌条と背板
は一体の金属で作るか、又は溶接で互いにくつつけるこ
とが望ましい。

磁束は磁石から背板へ流れ、更に側面軌条から鉄製ドラ
イヤ胴へ流れる。北極Ｎを形成する磁石の下面の磁束は
上部板を通り垂直に上へ流れ、次に側面軌条を下へ流れ
て、軌条の下面２２，２４を南極にさせる。従って磁石
はそれ自体磁石ではない磁束伝導背板２０及び側面軌条
１７，１９により位置を保っている。

磁石に望ましい材料はセラミックであり、これは比較容
易にかけたり、亀裂が入りゃすいため、金属製側面軌条
と背板は更に磁石を損傷から保護する密閉構造物の役目
を果す。

第３図において、磁石は磁気セグメント２８．２８Ａ、
　Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　Ｆ、　Ｇ及びＨがら構成され
ていることを示す。これらセグメントは軸方向に一直線
に配列されているので、これらの極Ｎ、Ｓはそれぞれ部
片の下面及び上面に配置される。個々の磁気セグメント
はその上面に沿った水平面で、上端部３３．３３Ａ、　
Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　Ｆ及びＧが一直線に並べられて
いる。

セグメントの下面は図中では見えないため、Ｎ極は部片
２８の前面底部に示しであるが、北極Ｎは南極Ｓが位置
する上面４８と正反対に対立し７た面上にあることを承
知の上である。複数の磁気セグメントの形で磁石を設け
ることにより、スポイラバー構体工４は約９０（ｚ（３
ｆｔ）のような便利な長さで作ることができ、またドラ
イヤ胴内で縦方向に端部を隣接して装着し、例えば約７
．３ｍ（２４ｆ１）のごときドライヤ胴全長に実質的に
広げることかで゛きる。典型的には、スポイラバーは高
さが約１．３　（Ｉｎ　（０，５ｉｎ　）から３．８　
ｃｒｒＬ（１，５ｉｎ　）で、幅は約２．５６ｎＬ（１
ｉｎ）である。

この２つがスポイラバーの製作と据イづを容易にさせる
とともに、一方個々の９０ｃｘ（３ｆｔ）長さの組立部
品が、運転中に熱せられた時背板と側面軌条の膨張を許
すため、部品間に僅かの間隙を持たすことができる。

第４図はスポイラバー構体の他の実施例を示し、水平方
向に配列（すなわち磁束Ｍが水平）された磁石１２Ｂは
箱形の組立構造物の中におかれており、おかれまたスポ
イラバーの縦方向へ背板と平行に広がっている下部底板
１２１、及び一対の垂直、平行で縦方向に伸びている側
面軌条１１．７．１１９から構成されている。矢印１３
４で示すごとく、磁石の磁束Ｍは水平であり、それぞれ
左右の軌条１１９゜１１７に隣接した北極と南極とを有
する。背板と底板１２０　、　１２１は非磁性のステン
レス鋼であり、側面軌条１１７　、１１９は軟鋼である
。ステンレス鋼板は磁束を通さないので、すべての磁束
は側面軌条を通りドライヤ胴へ導かれるため、側面軌条
の下部端部１２２．１２４はそれぞれ北極と南極を形成
する。

側面軌条の縦方向に伸びた水平面で切った側面軌条の断
面積は、磁石の縦方向に伸びた垂直面で切った長方形の
プリズム又は柱の形をした磁石の断面積よりもむしろ少
いので、側面軌条内の磁束は集中され、スポイラバー構
体がドライヤ胴にくっつく単位磁力は増加され、少くと
も減少しないので、磁石の強さを最高にさせる。言い換
えれば、実用範囲内で（すなわち、軌条端面を極度に狭
くしない）、若し側面軌条の断面積が磁石又は磁気セグ
メント断面積より少ないか又は同じならば、ドライヤ胴
へ軌条端面を引き付ける単位磁力は磁石の単位力より大
きいか又は同じである。

第５図は磁石１２８が何れかの側が垂直に整列した北極
と南極の面を有する複数の磁気セグメント１２８．１２
８Ａ１Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　Ｆ、　Ｇ、　Ｈで構成で
きる方法を示している。下部端１２６は磁石（Ｓ）の下
部端面がステンレス鋼製底板１２１に対し平らであるた
め負直になっており、この底板は磁束の周辺を妨害する
ためドライヤ胴表面上と間隔を置いてあイ）ので、磁束
は側面軌条を通りドライヤ胴へ向けられる。

第６図において、第４図のスポイラバーと類似のスポイ
ラバー構体が示されているが、一対の水平に配列された
磁石２２８　、　２２９が、一対の側面軌条２１７　、
２１９の間に取り伺けられ、また磁石間に中間の側面軌
条２１８を有する。この装置では、磁石は矢印で示した
ように水平におかれた磁束Ｍで配列されており、各磁石
の垂直南極面は互いに内側に向いており、また中間軌条
２１８と隣接して〜）る。垂直に配列された北極面は互
いに外側へ向いており、各極面ば対応した側面軌条２１
７　、２１９と隣接している。背板２２０と底板２２１
．２２１Ａは非磁性のステンレス鋼で、側面と中間軌条
２１７゜２１８．２１９は軟鋼であるため、側面軌条２
１７゜２１９の下部端面は北極を形成し、一方中間軌条
２１８の端面２２３は南極を形成する。この装置は何れ
もドライヤ胴へスポイラバー構体を緊締させる磁力を増
すと同様に、ドライヤ胴と接触する軌条端面の面積を増
大させる。

第７図は第３．５図と類似しており、この図では磁石２
２８　、２２９が複数の縦に配列された磁気セグメント
２２８．２２８Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　ｌｉ’、
　Ｇ、ＩＨ及び２２９．２２９ｈ、　Ｂ、Ｃ，Ｄ、　Ｅ
、　Ｆ、　Ｇ、　Ｈで構成できる方法を示している。ま
たこれは磁石が第６図に示す構体内にある場合、更に明
確に北極と南極を矢印で示している。

第８図はスポイラバー構体の他の実施例を示し、その中
には複数の磁気セグメン）　３２８．３２８Ａ、。

３２８Ｂ　、　３２８Ｃ、３２’８Ｄがスポイラバーの
長さに清い縦方向に配置されている。第４．６及び１０
図に示したスポイラバーと同様に、磁束Ｍはドライヤ胴
面と平行である。然し、頭２つの矢印３３４で示したよ
うに、個々の部片の磁束は、磁気セグメント自体と同様
に、スポイラバー構体の長さに清い縦に配列されている
。最後に、上部背板３２０へすべてが接触している複数
の側面軌条３４０　、　３４１．３４２．３４３．３４
４及び３４５が磁気セグメントの間に介在しており、ま
た各別個の磁気セグメントはそれに対応した底板３２１
．３２１Ａ、　、　３２１Ｂ　、　３２１Ｃ。

３２１Ｄを有し、これら底板は何れかの端部が軌条に接
触している。第４及び６図（更に第１０及び１２図）に
示す実施例中、背板３２０と底板３２１．３２１Ａ　、
　　３２１Ｂ　、　　３２１．（！　、　　３２１Ｄは
、ステンレス鋼のような、非磁束伝導材料でできており
、一方、軌条材料は軟鋼のような磁束伝導材料からでき
ている。ステンレス鋼製底板はドライヤ胴面上と間隔を
おいであるので、軌条の下部端面のみがドライヤ胴と接
触し、磁束が底板から短絡したり、ドライヤ胴を通らな
いのを防止する。これが軌条とドライヤ胴を通る磁束を
最大にさせる。

隣接した磁気セグメント間を軌条で隣接させた磁極のよ
うな場合、磁気セグメントが第９図に示すごとくスポイ
ラバー構体内に取り付けられると、磁極は第８図のごと
くスポイラバー構体の縦方向の長さに治いＳ、　Ｎ、　
Ｓ、　Ｎ、　Ｓ、　Ｎ　と替わる。軌条部片の底部端は
、ドライヤ胴への接触面積を増すため、端部軌条３４０
の端部３４６に示すごとく丸味をつけられる。

第１０図に示すスポイラバー構体と、第１１図に示す磁
気セグメントは第６図の組立を第７図の配列された磁気
セグメントと一つの大きい相異点を有する以外は類似し
ている。特に、もつと明確に第１１図で、・示すごとく
、磁気セグメントの極面は同じ方向に配列されているの
で、中間軌条４１８に隣接する磁気セグメントの両面は
対立した極になっている。従って、側面軌条４１９は磁
気セグメント４２８の北極面に隣接しており、その下部
端面４２２は北極を持ち、中間軌条４１８は磁気セグメ
ント４２８の南極面と磁気セグメント４２９の北極面と
隣接しているので、その端面４２３では北及び南極の両
方を有し、外側軌条４１７は磁気セグメント４２９の南
極面と隣接しているので、その下部端面４２４は南極を
有する。磁気セグメ★）　４２９．４２９Ａ−Ｆの端部
４３５．４３５Ａ−ｌ’ｉ’は端部４３３．４３３Ａ−
ｌ’ｉ’と同様に一平面内に整列している。

第６及び１０図と第７及び１１図の構体間の関係と類似
した方法で、第１２図のスポイラバー構体は第８図に示
したものと類似しており、また第１３図に示す磁気セグ
メントは第１２図のスポイラバー構体の磁気セグメント
が同一方向を指す各磁気セグメントの北及び南の磁極で
配列されている。従って、第１３図に示す２つの磁気セ
グメントに対し、両方の磁気セグメントの南の磁極Ｓの
面５４．８．５４８Ａは観察者と相対している。これが
、一端の軌条５４０が一つの極（南極Ｓと仮定する）に
磁化され、中間軌条部片は南と北極を有し、その他の端
部軌条５４５は北の磁極Ｎを有するスポイラバー構体を
提供する。

背板５２０と底板５２１．５２１Ａ　、　５２１Ｂ　、
　５２１Ｃ及び５２１Ｄはステンレス鋼のような、ある
種の非磁束伝導材料で作られており、一方軌条部片５４
０．５４１．５４２．５４３．５４４．５４５は軟鋼の
ような磁束伝導材料で作られている。

すべての実施例において、磁石又は磁気セグメントは背
板、軌条、底板（Ｓ）及びドライヤ胴内面又はこれら要
素の組合せで緊締されている。背板、軌条二底板は互い
に溶接などでくっつけられているので、スポイラバー構
体は非常に頑丈で運転中その形を保ち、またセラミック
製が望まれている磁石を保護している。

また背板、軌条、及び底板は磁石又は磁気セグメントを
、磁気南極を持つ面４８のような、極を持つ面としっか
りと位置を保持させ、また常に軟鋼のような磁束伝導材
料でできている軌条部片とは平面接触させている。背板
と底板はいつもステンレス鋼のような非磁束伝導材料で
できているが、第２図の実施例は背板２０が磁束伝導材
料でできており例外である。

すべての装置において、磁石又は磁気セグメントの極面
は、常に磁束伝導構成要素（すなわち、背板、側面軌条
又はドライヤ胴）ときちんと接触している。これら構成
要素の関係が軌条部片や鉄製ドライヤ胴を通し向けられ
、磁束を最高量にさせ、スポイラバー構体とドライヤ胴
間の磁力と付着力を最大にさせる。更に、軌条部片の断
面積は磁石又は磁気セグメントの断面積と同じか又は少
ないので、ドライヤ胴への軌条端面の単位付着力は小さ
な軌条断面積の場合より大きいか又は更に大きく、これ
は磁石自身が直接ドライヤ胴と接触しているのと同じで
ある。勿論、軌条が磁石の断面積より実質的にその断面
積が大きい場合、磁気面は消失し、付着させろ磁力が減
少するが、明らかにこれは当業者がすべきことではない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は鏡板を取り除き、軸線方向に広がり、円周方向
に配列されたスポイラバー構体がついたドライヤ胴の端
面図、第２図は磁石の方向が垂直は複数の一直線になっ
た磁気セグメントを構成する第２図に図示した構体内の
磁石の斜視図、第４図は磁気が水平に配列されたスポイ
ラバー構体の斜視図、第５図は第４図のスポイラバー内
の磁石が複数の一直線になった磁気セグメントから構成
されたものの斜視図、第６図は第４図と類似しているが
、一対の水平方向に配列された磁石を結合させたスポイ
ラバー構体の斜視図、第７図は第６図のスポイラバー構
体内の磁石が一直線になった磁気セグメントの２列で構
成したものの斜視図、第８図は軸線方向に並んだ磁気セ
グメント間に、複数の軌条が介在する場合のスポイラバ
ー構体の斜視図、第９図は第８図のスポイラバー構体内
の一対の隣接した磁気セグメントの斜視図、第１０図は
右側の磁極が逆になっている以外は第６図と類似なスポ
イラバー構体の斜視図、第１１図は磁極又は磁気セグメ
ントの列が逆である以外は第７図と類似なスポイラバー
構体の斜視図、第１２図は互いに向き合った隣接磁石端
部の極が異なる以外は第８図と類似なスポイラバー構体
の斜視図、第１３図は第１２図のスポイラバー構体内の
２個の隣接する磁石とそれらの極を示す斜視図である。 １０・・ドライヤ胴、１２・・縦軸、１４　、２１４゜
３１４、４１４　、５１４　　・拳スポイラバー、１６
φ・回転方向、１７，１１７，２１７，４１７，１９，
１１９，２１９．４１９・・側面軌条、２１８　、４１
８・・中間軌条、２０゜１２０．２２０，３２０，４２
０，５２０・・背板、１２１，２２１．。 ２２１Ａ、３２１，３２１Ａ−Ｄ、４２１，４２１Ａ、
５２１，５２１Ａ　Ｄ・・底板、２２，１２２，２２２
，４２２，２４，１２４，２２４゜４２・１　・・側面
軌条下部端面、２２３，４２３　・・中間軌条下部端面
、２６　、３２６・・磁石下端部、２８゜２８Ａ１■、
３２８，３２８Ａ−Ｄ、４２８，４２８ＡＨ，４２９，
４２９Ａ　Ｈ。 ・・磁気セグメント、３０．３２・・間隙、３１・・磁
石上面、３３，３３Ａ−Ｇ、２３３，２３３Ａ　Ｇ、４
３３，４３３Ａ−Ｇ・・磁気上端部、２３５，２３５Ａ
−Ｇ、４３５，４３５Ａ−Ｇ・・磁気上端部、５４０，
５４１．５４２，５４３，５４５−・軌条部片、３４６
　、５４６・・軌条端部、４８，４８．Ａ−Ｈ。 １４８．１４８Ａ−Ｈ，３４８，５４８，５４８Ａ　・
・磁極面、Ｗ・・紙ウェブ、Ｍ・・磁束、Ｓ・・南極、
Ｎ・・北極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製紙機械の湿紙ウェブ乾燥用蒸気加熱式乾燥ロールのよ
   うな、回転式凝縮性流体加熱ウェブ乾燥網の内周壁に装
   架され内壁面上の凝縮液を中断して前記胴からの熱伝達
   を改善するスボイラノく一構体において、磁束を伝導で
   き前記胴の内周面に取シ付ける端面を有する少くとも一
   対の軌条部材と、この軌条部材に取付けられこれと共に
   囲い構造を形成する背板と、前記構造内に配設されこれ
   と共にスポイラバー構体を形成しまたスボイラノく一構
   体を前記胴へ緊締するため前記軌条部材を通り磁束を伝
   えるように配置された少なくともひとつの磁極を有する
   磁気手段とを包含することを特徴とするスポイラバー構
   体。