JPS5943190A - 製紙機械用蒸気加熱円筒形ドライヤ胴装置 - 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】 本発明は製紙機械におけて紙ウェブを連続的に乾燥する
ためのドライヤ胴の改良、ことに改良型凝縮水除去機構
に関するものである。

製紙機械においては複数のドライヤ胴を設けて、連続す
る紙ウェブをこれらドライヤ胴から成るドライヤ区間中
を蛇行させて次々に搬送している。

これらのドライヤ胴は蒸気加熱されていると共にその円
筒形の外部シェルは通常平滑な外面を有しここで紙ウェ
ブを担持する。このシェルの両端部には鏡板があり、こ
れに胴を回転しながら乗せている支持軸受を備えている
。これらの軸受には、蒸気を胴内部へ差向ける装置が設
けてあり、熱がシェル表面上で支えられたウェブに伝達
されるにつれ、凝縮水が生じがちである。この凝縮水は
熱絶縁効果をもたらしたり、蒸気からシェルへの熱伝達
を減少させるので、これは除去しなければならない。

胴の熱伝達能力を増加させる典型的構造では、シェルは
できるだけ薄く作られる一方、強度を持たすために複数
の環状に突出したリブがシェルの内面に配設して、これ
らリプ間に溝を形成せしめている。凝縮水はこれらの溝
の中に集まる。ドライヤ胴の効率を増すためにはこの凝
縮水を効率よく取り除くことが絶対に必要である。また
高速製紙機械では、熱伝達を最大効率に維持することと
、胴内部で集められた凝縮水の熱絶縁効果を最小限に維
持することと、およびこれを直ちに、効果的にかつ均一
に取除くことが絶対に必要である。

本発明によれば、これらの溝の底部から凝縮水を吸い上
げる複数の細長い管が設けられている。

これらの管は凝縮水除去に適するように特別に作られ、
支持されている。

好調な運転を行なうため、また胴外面上の紙ウェブへの
高い熱伝達係数を得るためには、胴の底部にたまる凝縮
水の厚さを最小限に維持することが望ましく、またこの
厚さは、胴の表面全長にわたり同じ熱伝達係数を保つよ
うに、すべての溝で同じに保つことが絶対必要である。

現在知られている胴は一般に２つの形式に分類できる。

ひとつの形式はシェルの内面に固定した凝縮水用コレク
タを有するものであり、もうひとつの形式は胴中心軸に
固定され支持された凝縮水用コレクタを有するものであ
る。最初の形式のものは胴内のコレクタ管と溝底部との
間の間隙を保つことが保証されるが、胴の回転によりコ
レクタの質量により生じる遠心力がシェルを弾性的に変
形させ、このためコレクタの位置で遠心力が集中してシ
ェルが多角形になる欠陥がある。

中心軸で支えられたコレクタを有する胴は、温度が変化
するにつれ各部分の熱変形で寸法が変るため、コレクタ
の開放端と溝底部との間の間隙がうまく調節されないと
いう欠陥がある。従って、溝底部に枠の形に付着した凝
縮水の深さすなわち厚さを調節する必要があるのである
。もうひとつの問題は、コレクタ管の自由端とシェル内
面との間の間隔を非常に小さくして取付けることができ
ないことである。その理由は管と溝底部との間の接触が
操業中に生じ、シェルに摩耗と応力とを発生させるから
である。

本発明の目的は前述の欠陥を解形した蒸気加熱式ドライ
ヤ胴と凝縮水除去構造とを提供することにある。

本発明の他の目的は、管の自由端と溝との間の間隙を均
一にするため、溝底部に対し管を容易かつ正確に調節で
きるように、各管を用いるようにした凝縮水除去システ
ムを提供するにある。

本発明の更に他の目的は、凝縮水コレクタ管の開口受け
入れ端と溝底部との間の半径方向の間隙が運転中のシェ
ルの変形と関係なく、また熱変形による寸法変化にも関
係なく、一定に保つようにした溝付すなわちリブ付きの
ドライヤ胴用の凝縮水除去システムを提供するにある。

本発明の原理によれば、胴にはその内部ヘウエブ乾燥用
蒸気が供給され、また平滑な外表面と回転時に胴を支え
るよう胴端部に鏡板を設けた円筒形のシェルを有する、
連続的に紙ウェブを搬送するための回転式蒸気加熱ドラ
イヤ胴が提供される。

シェル内では、円周方向の溝を形成する複数のリプがあ
り、また複数の軸方向にのびるコレクタが、蒸気から生
じる凝縮水を受け入れて取り上げ、これを胴外へ運び出
すように、胴内部に支えられて配置されている。これら
の軸方向にのびるコレクタには複数の小さな弾性的にた
わめる管が設けてある。これらの管はコレクタから両円
周方向に突出しており、基部はしっかりとコレクタに装
架されこれらの管からの凝縮水がコレクタへ流れるよう
にしてあり、かつその自由端は溝底部に向けて斜めに延
びている。また管位置決め要素を設けてあり、これが溝
に隣接するリプの内面に乗っており、これによって自由
端を溝底部から正確に制御された所定距離に維持してい
る。

その他の目的、利点及び特徴は明細書、特許精求の範囲
及び図面における好適な実力例の記載に関連する本発明
の原理の教示から更に明白になるであろう。

本発明の特徴をそなえたドライヤ胴は円筒形のシェル１
を包含する。このシェルは乾燥すべき連続的に進行する
紙ウェブを支える平滑な外面を有する。この胴にはその
両端に鏡板１ａ、１ｂがついており、これらがシェルと
共に、蒸気を受け入れる内部空洞を形成し、またこの中
に装置の他の構成要素を収容する。シェルの内部には軸
線力向に延びるコレクタ２があり、これらのコレクタ２
は胴の中央回転軸に平行にのび、かつ胴より僅かに長さ
が短い。胴の両端部の鏡板には図示しない好適な支持軸
受があり、これにより乾燥作業中胴が回転できる。

各々のコレクタ２は４本の半径方向の腕３で保持されて
いる。これらの腕３はその内端を環状壁４に支持されて
いる。この環状壁４は中央軸５の一部又は胴のハブとし
てある。このハブは複数片から構成された中空環状鋳物
の形として構成されており、壁８で互いに分割されてい
る２つの空洞７と８を備えている。また半径方向の腕３
のそれぞれは４対の支柱またはタイロッド９で円周方向
に支えられている。これらの支柱９はハブと腕３の半径
方向外端部との両方に固定されている。支柱９は腕を円
周方向に支持すると共に半径方向にも支持し、胴の回転
中に遠心力にさらされるコレクタの質量で生じた円周方
向の引張りの力の一部を吸収する。

全体を符号５で示した中央軸は、蒸気を内部へ送出する
軸力向の連通部を有し、ハブ４はシェルと接している空
洞１４へ蒸気を流入させる複数の半径方向穴１３を有し
ている。ハプ４の内部には、凝縮水を受入れ、搬出する
ための空洞１６を形成する円筒壁１５が構成されている
。この凝縮水は排出口１７を通り胴端部を軸方向外方へ
と流出する。

各々コレクタ２はそれぞれの管１８により凝縮水空洞１
６と連通しており、これにより胴外部からポンプ又は適
当な吸引装置で発生せしめた一定の圧力差又は吸引力の
下で、凝縮水がコレクタ２から空洞１６へ入り、胴の外
部へと流れるようにさせる。

第１図、第２図及び第３図に示すように、シェル１の外
面は紙ウェブを支え、また良好な熱伝達を得させるよう
に平滑で円筒形をしている。シェルの内面には円周方向
の溝がつけられており、これにより熱交換面積を増大せ
しめ、シェル外面への距離を少くし、シェルを補強し、
かつ運転中に生じる凝縮水を集める一連の収集溝を形成
せしめる。これらの溝はシェル内面上の一体リブで形成
されており、溝はリブ２０で分離されたくぼみ１９とし
て示されている。

軸方向に延びるコレクタ２はシェルに密接して位置決め
されており、またコレクタと符号２３（第３図）で示さ
れた装置により与えられるその支持腕との間の接続によ
り腕３で支えられている。

この装置２３はコレクタに固定した突出部２５を備えた
板２４と、腕３の半径方向最外端部に取付けられ、突出
部２５を受けているフォーク２６とを包含する。一対の
ピン２７（第４図）が突出部２５をフォーク２６に枢装
している。フォークの間には、コレクタ２の軸方向の遊
びが許されるような厚さのスペーサワッシャ２８があり
、これがコレクタの軸方向の膨張収縮が温度変化により
起る時に突出部２５に小さな移動を許容させている。

第３図に示した装置において、各々の腕３は中空で、そ
の半径方向最内端部は中央軸５のフランジ部分３０へフ
ランジ２９により固定され支持されている。

第４図に示すように、各コレクタ２は平面壁３３ａ、３
３ｂを有し実質的に矩形断面をしている。

上部壁３４ａは接続手段の板２４へ固定され、一方下部
板３４ｂはリブ２０から内方へ短かい距離を隔てて配置
されている。第４図に示すように、壁３４ａと壁３３ａ
及び３３ｂの部分は板金の一体成形物でできており、壁
の他の部分は第４図の断面図で例示のごとく、壁の厚さ
より大きい棒３５で作られている。これらの棒は管３６
を支持する剛体基部となる。

各コレクタ２の壁３３ａ、３３ｂから、小さな宜管３６
がシェル１に対し、実質的に接線方向に延びている。こ
れら管は各々の溝からコレクタ２の内部へ通じている。

各管の基部すなわち支持端部３８はそれぞれ関連するコ
レクタの壁３３ａ、３３ｂの一方を貫通しており、また
ブッシング３９に挿入されている。このブッシングのね
じを切った外面はそれぞれ関連する壁３３ａ、３３ｂの
棒３５に切られた対応するねじ穴へねじ込まれている。

リングナット４０はこのブッシングとその関連する小さ
な管を壁に鎖錠している。各々の管３６の外部自由端は
第４図に示すように半径方向の溝１９内へ突き出ている
。この管は基端部３８から自由端に向い直径が減少する
ように形づくられている。この自由端は溝底部の内面と
平行になるよう斜めに切断されており、このため管内の
凝縮水の吸込の流れが強められる。

各々の管３６は胴内の蒸気温度に耐える弾性的にたわめ
る材料からできている。好適には、この管は金属で作ら
れ、また管は事実上自然な傾斜又は曲げをもって関連す
るコレクタで支持された片持式弾性はりである。これに
より管の自由端は溝の底部に弾力をもって当接される。

各管の自由端には小さな案内板４５が取付けられている
（第４図および第５図）。この案内板は好適には実質的
にＴ字形の形のものとする。この案内板は管の位置決め
部材であり、貫通穴を有する中央の突出部４６を有して
いる。この貫通穴の中を管が通る。突出部４６は溝の中
にはまるように十分に幅が狭い。この突出部は、隣接リ
ブ２０の頂部に乗る、少くともひとつ、好適には一対の
横方向に延びる腕４７を有している。このようにして、
各管の自由開口端４４は第４図及び第６図に符号ｇで示
したように、溝の底面１９から所定の非常に小さな間隔
を隔てて保持される。

斜めに取つけるやり方としては他の形式を用いてもよい
が、管はその自由端が溝底部の方へ押しつけられるよう
にその長さ方向に沿い基部を斜めに装架されるように弾
性材料で構成することが望まれる。斜めに取り付けるこ
とは、管位置決め部材４５で反力を与えられた管に予荷
重応力が存在するということである。

この部材４５は隆起部の上面に乗っており、この隆起部
の上面は溝底部と平行であって、温度差による膨脹又は
収縮で、部材４５は拘束されずにリブ上を滑ることかで
きる。

鏡板の端部では溝よりも大きい軸線方向の幅をもった半
径方向溝１９ａ（第２図）が形成されている。この溝１
９ａの中には、管３６が挿入されており、その自由端は
、溝の近くのリブ２５に、たとえばねじ４８のようなも
ので固定された板４５ａ（第６図）によりこの溝の底部
に対してしっかりと位置定めされている。この板４５ａ
は管４３を受け入れる穴を有し、限定された量の半径方
向の遊びを許容している。

各コレクタ２から凝縮水を排出させるための各排出管１
８（第１図及び第２図）は第８図に示したような構造を
有し、密封構体５０によりコレクタ自身に取り付けられ
た第１の部分４９ａ包含している。これは一対のフラン
ジ５１と密封部材５２とを包含している。また密封構体
５０は、壁１５を貫通し、既知の型式の玉継手５３によ
り第１の部分と接続した第２の部分４９ｂをも包含する
。排出管１８は、軸の壁４に接続したフランジ５５を備
えたブッシング構体５４により軸５に沿い案内されかつ
位置決めされている。

各コレクタ２から突き出ている管３６としては種々の形
状のものが使用可能である。好適には、管は、支持する
コレクタに対し交互に反対側の円周方向に突き出すよう
に構成することが望ましいが、其他の配置も採用するこ
とができる。

運転中、蒸気は円筒胴を加熱するため孔１２、空洞６及
び半径方向の穴１３を通り空洞１４へと流れて胴内部へ
供給される。紙から水を蒸発させるため蒸気から熱が取
り出されるにつれ、胴内に凝縮を起させ、これが溝１９
（第３図）の底部に集まる。穴１７と空洞１６を通り吸
引力が作用せしめられコレクタ２の内部に低圧を作り出
す。凝縮水又は凝縮水とに蒸気との混合物が、溝の底部
に密接した収集面４４を有する自由端４３をへて小さい
管３６を通り吸引される。従って面４４と底部との間の
間隔ｇが非常に小さく、凝縮水は殆んど完全に吸引され
て、蒸気とシェルの金属と間の熱伝達係数を増加させる
という所期の効果を発揮せしめ得ることは明白である。

この装置の運転中、シリンダのひとつのシェルは胴内部
の熱による熱膨脹と、胴外面上のウェブから蒸発する水
による熱の除去で生じた変形とを受ける。またこれらの
状況は運転中変化する。このシェルの変形の結果、シェ
ルとそれに関連する溝１９の実質的な円筒形状は変化す
る。このような形状の変化は、管から溝１９の底部の凝
縮水に作用する吸引作用にマイナスの影響を与えるもの
ではない。事実、溝の寸法及び形状の変形がどんなもの
であろうとも、記述の管の表面４４とこれに関連する溝
の底面との間の間隙ｇは一定に保たれる。この好都合な
結果は、管の自由端が、板４５の作用と管に弾性的予荷
重を印加したこととの両方で、溝底部に対し固定された
かのように位置決めされるために得られるのである。管
の端面４４の下に位置する溝底面の変形がどうであろう
と、同じ変形が溝の何れか片側のリブに生ずる。これら
リブ上に板４５が当接しているため、これが管端に対応
した変形を起させる。

あらゆるコレクタから吸い上げられた凝縮水は排出管１
８、空洞１６及び穴１７を通り胴外へ搬出される。

各コレクタの断面は矩形であるために、コレクタはシェ
ル内面に非常に接近した半径方向の位置に設けることが
でき、これにより吸引の効果を改善することができる。

名々の管７６は、管端４４を関連する溝４９の底面に対
し正確に位置決めするため、ブッシング兼リング３９と
リングナット４０とに上り、関連するコレクタに対し正
確に位置決めすることが可能である。

以上好適な実施例を例示したが、本発明の精神と範囲か
ら逸脱することなくこの実施例の各部分を改変しうるこ
とは、上述の記載から明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はドライヤ胴の回転軸に垂直な面での断面図、第
２図は胴の軸腺に平行に延ひる面で切った部分断面図、
第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切った断面
図、第４図は、第３図のＩＶ＝ＩＶ線に沿って実質的に
切った部分詳細断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿
って切った部分詳細断面図、第６図は第５図のＶＩ−Ｖ
Ｉ線に沿い切った部分詳細断面図である。第７図は第６
図のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切った部分詳細断面図で
修正した支持方式を示す。第８図は第２図のＶＩＩＩ−
ＶＩＩＩ線に沿って切った、一部断面で示す詳細図であ
る。 １・・シェル、１ａ、１ｂ・・鏡板、２・・コレクタ、
３・・腕、４・・環状壁、５・・中央軸、６、７・・空
洞、８・・壁、９・・タイロッド、１２、１３・・穴、
１４・・空洞、１５・・円筒壁、１６・・空洞、１８・
・排出管、１９、１９ａ・・溝、２０・・リブ、２３・
・接合部分、２４・・板、２５・・突出部、２６・・フ
ォーク、２７・・ビン、２８・・座金、２９・・フラン
ジ、３０・・フランジ部分、３３ａ、３３ｂ・・平面壁
、３４ａ・・上部壁、３４ｂ・・下部板、３５・・棒、
３６・・支持管、３８・・基端部、３９・・ブッシング
兼リング、４０・・リングナット、４３・・管、４４・
・管自由開口端、４５・・位置決め部材、４５ａ・・板
、４６・・中央突出部、４７・・腕、４８・・ネジ、４
９ａ・・第１の部分、４９ｂ・・第２の部分、５０・・
密封構体、５１・・フランジ、５２・・密封部材、５３
・・玉継手、５１・・ブッシング溝体、５５・・フラン
ジ、ｇ・・間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 進行する紙ウェブな連続的に乾燥する製紙機械用蒸気加
   熱円筒形ドライヤ胴装置において、平滑な外面を有し両
   端部の鏡板と共に蒸気収容空洞を形成する外部シェルを
   有する回転装架円筒形ドライヤ胴； 乾燥運転中に熱が前記胴表面のウェブに伝達される時、
   凝縮水が集まる軸線方向に間隔をおいた溝を形成する、
   前記シェル内面の環状のリブ；各々支持基端部を有し、
   かつ溝の中へ突出している凝縮水収集自由端と、弾性的
   にたわみうる材料からできた大略接線方向に延びる、前
   記胴内部の複数の細長いコレクタ管； 前記管の自由端が前記胴の方へ動きやすいように１前記
   シェルに対し斜めにすると共にその基端部をしっかりと
   支えている凝稲水コレクタ；および 前記管の自由端を前記溝の底部から所定距離にしっかり
   と位置決めをさせて前記溝に隣接近して前記シェルの内
   面に支持係合させて前記管自由端に取付けた管位置決め
   部材とを包含してなる製紙機械用蒸気加熱円筒形ドライ
   ヤ胴装置。