JPS6030799B2 - 製紙機械用蒸気加熱円筒形ドライヤ胴装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙機械における紙ゥェブを連続的に乾燥する
ためのドラィャ胴の改良、ことにその凝縮水除去機構の
改良に関するものである。

製紙機械においては複数のドラィャ胴を設けて、連続す
る紙ウェブをこれらドラィャ胴から成るドラィャ区間中
に蛇行させて次に搬送している。

これらのドライャ胴は蒸気加熱されていると共にその円
筒形の外部の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、
これにドラィャ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、蒸気をドラィャ胴内部
へ差向ける装置が設けてあり、熱がシェル外面上で支え
られたゥ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有し、このため蒸気か
らシェルへの熱伝達を減少させるので、これはなくさな
ければならない。ドライャ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をシェ
ルの内面に配設し、これらリブ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、ドラィャ耳岡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、このため凝縮
水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コレクタ管が設けられている
。

これらのコレクタ管は凝縮水除去に適するように特別に
設計され支持されている。好適な運転を行なうため、ま
たドラィャ８同外面上の紙ウェブへの高熱伝達数を得る
ためには、ドライャ腕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、ドラ
ィャ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。

現在知られているドラィャ耳同は一般に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ドラィャ胴
中央回転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ドラィャ胴内のコ
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、ドラィヤ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。中央回転軸で支えられたコレクタを有するドラ
イャ胴は、温度が変化するにつれて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。
その理由はコレクタ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。
本発明の目的は前術の欠陥を解消した蒸気加熱式ドラィ
ャ胴装置を提供することにある。すなわち本発明は、進
行する紙ウヱブを連続的に乾燥する製紙機械用蒸気加熱
円筒形ドラィヤ胴装置において、平滑な外面を有し両端
部の鏡板と共に蒸気収容用の空洞を形成するシェルを有
する回転装架した円筒形のドラィャ胸：前記シェルの内
面に形成され間に鼠線方向に間隔をおいて凝縮水収集用
の溝を形成する複数の環状のリブ；支持端部と前記溝の
中へ突出する凝縮水収集用の自由閉口端とを有し弾性的
にたわみうる材料で形成され前記ドラィャ胴内部で大略
接線方向に延設された複数の細長いコレクタ管；前記コ
レクタ管の支持端部をしつからと支えて配設された凝縮
水排出用のコレクタ；および上部が前記リブに摺動可能
に係合するとともに下部に前記コレクタ管の自由関口端
を案内支持する穴を設けたコレクタ管位置決め部材；と
を包含してなる製紙機械用蒸気加熱円筒形ドライャ８同
装置である。

その他の目的、利点及び特徴は好適な実施例に関する以
下の記載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ィャ８同は円筒形のシェル
１を包含する。このシェルは乾燥すべき連続的に進行す
る紙ゥェプを支える平滑な外面を有する。このドラィャ
胴にはその両端に鏡板ｌａ，ｌｂ（第２図）がついてお
り、これらがシェル１と共に、蒸気を受け入れる空洞１
４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方向に延びるコレクタ２があ
り、これらのコレク夕２はドラィャ胴の中央回転軸５に
平行にのび、かつドラィャ胴より僅かに長さが短い。ド
ライャ月岡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ドライャ且同が回転で
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のその内端を環状壁４に支持されている。
この環状壁４は中央回転軸５の一部又はドライヤ胸のハ
ブとしてある。この環状壁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つの空洞６と７を備えている。また半径方
向の腕３のそれぞれは４対の支柱またはタィロッド９（
第１図）で円周方向に支えられている。これらの支柱９
は環状壁４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、ドライャ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で示した中央回転軸は、蒸気
を内部へ送出する軸方向の蓮通部を有し、環状壁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。

環状壁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を通り胴端部を鞠方向外方へと流出
する。それぞれのコレクタ２はそれぞれの排出管１８に
より空洞１６を運通しており、これによりドラィャ胴外
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、ドライャ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
に滑で円筒形をしている。

シェルの内面には円周方向の溝１９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の間で形成されている。すなわ
ち溝はリブ２０で分離されたくぼみ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を受けているフオーク２６とを包含する。一対の
ピン２７（第４図）が突出部２５をフオーク２６に枢装
している。フオークの間には、コレクタ２の軸方向の遊
びが許されるような厚さのスベーサワッシャ２８があり
、これがコレクタの軸方向の膨脹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回転軸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から内方へ短かし、距離を隔てて配
置されている。第４図に示すように、上部壁３４ａを平
面壁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
棒はコレクタ管３６を支持する剛体基部となる。各コレ
クタの平面壁３３ａ，３３ｂから、小さなコレクタ管３
６がシェル１に対し、実質的に接線方向に延びている。
これらコレクタ管は各々の溝からコレクタ２の内部へ通
じている。各コレクタ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を貫通しており、またブ
ッシング３９に挿入されている。すなわちプッシングの
ねじを切った外面はそれぞれ関連する平面壁３３ａ，３
３ｂ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はこのブツシングとその関連す
る小さなコレク夕管を壁に鎖錠している。各々のコレク
タ管３６の自由関口端４４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。このコレクタ管は支持端
部３８から自由開□端４４に向い直径が減少するように
形づくられている。この自由関口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、このためコレクタ
管内の凝縮水の吸込の流れが強められる。各々のコレク
タ管３６はドラィャ８同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、このコレクタ管は金属で作られ、またコレク
夕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。これによりコ
レクタ管の自由閉口端は溝の底部に弾力をもって当接さ
れる。各コレクタ管の自由開□端には小さなコレクタ管
位置決め部材４５が取付られている。

（第４図および第５図）。このコレク夕管位置決め部材
は好適には実質的にＴ字形のものとする。このコレクタ
管位置決め部材は穴を有する中央突出部４６を有してい
る。この穴の中をコレクタ管が通る。中央突出部４６は
溝１９の中にはまるように十分に幅が狭い。この中央突
出部は、隣酸リブ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（第５図）を有し
ている。このようにして、各コレクタ管の自由開□端４
４は第４図及び第６図に符号ｇで示したように、溝Ｉ９
の底面から所定の非常に小さな間隙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、コレクタ管は自由閉口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
与えられたコレクタ管に予荷重や応力が存在するという
ことである。このコレクタ管位置決め部材４５はリブ２
０の上面に乗っており、このリブ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、コレクタ管位
置決め部材４５は拘束されずにリブ上を滑ることができ
る。鏡板の端部では溝よりも大きい鞠線方向の幅をもっ
た半径方向簿１９ａ（第２図）が形成されている。

この溝１９ａの中にもコレクタ管３６が挿入されており
、その自由関口端は、溝の近くのリブ２０‘こ、たとえ
ばねじ４８のようなもので固定された部材４５ａ（第６
図）を当援させることで溝１９ａの底部に対してしっか
りと位置決めされている。この部材４５ａはコレクタ管
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１８（第１図及び第２図は）第８図
に示したような構造を有し、密封横体５０によりコレク
タ自身に取り付けられた第１の部分４９ａを包含してい
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。また密封機体５０は、円筒壁１５を貫通し、既式
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を包含する。排出管１８は、環状壁４に接続
したフランジ５５を備えたブッシング機体５４により中
央回転軸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から突き出ているコレクタ管３６としては種
々の形状のものが使可能である。好適にはコレクタ管は
、支持するコレクタに対し交互に反対側の円筒方向に突
き出すように構成することが望ましいが、其他の配置を
採用することができる。運転中、蒸気はドラィャ胴を加
熱するため孔１２、空洞６及び半径方向穴１３を通り空
洞１４へと流れてドライャ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、ドラィャ胴内に凝縮を起させ、凝縮水が溝１９（
第３図）の底部に集める。排出口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蒸気との混合物が、溝の底部
に密接したコレクタ管の自由閉口機４４をへて小さいコ
レクタ管３６を通り吸引される。従って自由閉口端４４
との間の間隙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の間の熱伝達係数を
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
ルはドラィャ胴内部の熱による熱膨脹と、ドラィャ眼外
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、コレクタ管
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、既述のコレクタ管
の自由閉口端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、コレクタ
管の自由開ロ端が、コレクタ管位置決め部材４５の作用
とコレクタ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。コレクタ管の自由開口端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。これらリブ上にコレク
タ管位置決め部材４５が当綾しているため、これがコレ
クタ管の端部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１８、空洞１６
及び排出口１７を通りドラィャ胴外へ搬出される。

各コレクタの断面は矩形であるために、コレク外まシェ
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。

各々のコレクタ管３６は、自由関口端４４を関連する溝
１９の底面に対し正確に位置決めするため、ブツシング
３９とりングナツト４０とにより、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、本発明の精神を範囲から逸脱する
ことなくこの実施例の各部分を改変しうろことは、上述
の記載から明白であるつｏ

【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図はドラィャ胴の軸線に平行に延びる面で切った部分
断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線に沿って切った断面
図、第４図は第３図のＷ−Ｗ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図のけ−の線に沿い
切った部分詳細断面図である。 第７図は第６図のＷ−肌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図の肌一肌
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、ｌａ，ｌｂ…・・・鏡板、２…・・
・コレクタ、３・・・・・・腕、４・・・・・・環状壁
、５・・・・・・中央回転軸、６，７・・・・・・空洞
、８・…・・壁、９・・・・・・支柱またはタイロッド
、１２・・・・・・穴、１３・・・・・・半径方向穴、
１４…・・・空洞、１５・・・・・・円筒壁、１６・…
・・空洞、１７・・・・・・排出口、１８・・・・・・
排出管、１９，１９ａ・・・・・・溝、２０・・・・・
・リブ、２３・・・・・・装置、２４……板、２５……
突出部、２６……フオーク、２７……ピン、２８……ス
ベーサワツシヤ、２９…・・・フランジ、３０・・・・
・・フランジ部分、３３ａ，３３ｂ・・・・・・平面壁
、３４ａ・・・・・・上部壁、３４ｂ・・・・・・下部
壁、３５・・・・・・棒、３６・・・…コレクタ管、３
８・・・・・・支持端部、３９・・・・・・プッシング
、４０・・・・・・リングナット、４４…・・・コレク
タ管の自由関口端、４６・・・・・・コレクタ管位置決
め部材、４５ａ・・・・・・部材、４６・・・・・・中
央突出部、４７・・・・・・腕、４８・・・・・・ネジ
、４９ａ・・・・・・第１の部分、４９ｂ・・・・・・
第２の部分、５０…・・・密封機体、５１・・・・・・
フランジ、５２・・・・・・密封部材、５３・・・・・
・玉継手、５４・・・…フッシグ機体、５５・・・・・
・フランジ、ｇ・・・・・・間隙。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 進行する紙ウエブを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用の空胴を形成するシエ
   ルを有する回転装架した円筒形のドライヤ胴；前記シエ
   ルの内面に形成され間に軸線方向に間隔をおいて凝縮水
   収集用の溝を形成する複数の環状のリブ；支持端部と前
   記溝の中へ突出する凝縮水収集用の自由開口端とを有し
   弾性的にたわみうる材料で形成され前記ドライヤ胴内部
   で大略接線方向に延設された複数の細長いコレクタ管；
   前記コレクタ管の支持端部をしつかりと支えて配設され
   た凝縮排出用のコレクタ；および上部が前記リブに摺動
   可能に係合するとともに下部に前記コレクタ管の自由開
   口端を案内支持する穴を設けたコレクタ管位置決め部材
   ；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。