JPS609158B2 - スポイラバ− - Google Patents

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、ドラィャ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、蒸気加熱ドラィャ胴内面に沿い円
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
らドラィャ外面上の紙ゥェプ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腕内面にリブ状にで
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。このようなドラィャ内面回りの凝縮水流れの
中断は製紙機械工業界では“スポィリング”と呼んでお
り、これを遂行するためドラィャ内部に取り付けるバー
をスポィ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３，８０＆ ７０び言明細書に
はこのようなスポィラバ−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ィラバーを外方にバィアス
したりングおよびねじを用いてドラィャ胴内に菱架する
やり方について開示している。

また、スポィラバーの円周方向間隔に工夫をこらして凝
縮水の乱硫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、磁気でスポィラバーを取付け
る思想（米国特許第４，１９５４１７号）；平滑な穴に
配置されたピン用いて取付けること、ことに磁気の助け
によりこれを取付けること（米国特許第４，２６７，６
４４号）；及び平滑な穴に配置されたピンとドラィャ壁
へバーを押し付けるばねとの組合せにより取付けること
（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、このようなスポィラバーを非磁束伝
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機体としてある。

磁石自体は比較的小さく、好適な実体例では、複数の磁
石がスポィラバー機体の中を縦方向に伸びる列をなすよ
うにグループ化されている。ドライャロール胴すなわち
殻は蒸気加熱式圧力容器であるため、その機体の一体性
が達成されることが、安全上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
ポィラバ−取付方法はドライャ胴内部に形成した穴を用
いてスポィラバーを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
らの穴による月岡強度の減少を補うため胴壁を厚くしな
ければならないことを意味する。ところが月同壁を厚く
することは熱伝達を遅らせる。スボィラバ−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、スポィ
ラバ−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
例えばァルコニＶのごとき金属磁石だけでできている場
合、ドライャ胴内の典型的な蒸気温度〔すなわち２５０
０Ｆ〜４０００Ｆ（１２２ｑＣ〜２４５℃）〕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
′Ｕ′字型磁石にできないため、運転中その位置を変え
る傾向がある。綾型磁石は″Ｕ′′型磁石よりも著しく
付着力が小さいのである。長方形の柱の形をした磁気横
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。

製作と絹立に便利なように、磁石は好適には各スポィラ
バー機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は本機体の軌条と隣
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ィャ胴内面と接触
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、ドラィャ腕に対して軌条の
単位付着力を最適にさせ、これらによりスポィラバー機
体の装着をすぐれたものとする。このような付着力の改
善に非常に重要である。凝縮水の中断をうまく行なうと
はドラィャ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
るように保持しなければならないのである。更にもしも
スポィラバーがその位置を変えると、ドラィャがとれな
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。非磁束伝達の背板と底板、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
石からドラィャ月岡へ流れ、改善された付着力が得られ
る。

セラミック磁石はこの標準固有保磁力値が高いことおよ
びドライャ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
で囲うことはスポィ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
ドラィャ８同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ャ胴内でその位置を
維持し得る改良型磁気スポィ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‘こくい構造を形成し、これによに磁束が軌条を通り
、この機体が取り付けられているドライャ胴へと差し向
けられるようにしたスポィラバー機体を供給するにある
。

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ィャ胴へ通じる磁
気スポィ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ィラバ−機体にある。

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、利点は添付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るつ。

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がドライャ且同１０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の函りを矢印１６の方向へ回転
する。最新式製紙機械では、ドライャ部を進行する紙ウ
ェブは容易こ９０皿／ｍｉｎ（３００ｍｐｍ）又はそれ
以上の速度に達することができる。この速度は８同直径
１８０仇肋（がｔ）で約１６仇ｐｍの回転速度に相当す
る。この速度では、ドライャ耳同内へスポィラバーを付
着又は緊締する方法に欠点があると、スポィラバーの位
置を変せ、またドラィャ胴の作用を効率を損なわさせる
。更に、ドライャ胴内の蒸気の凝縮により生ずる凝縮水
の移動層がスポィラバー装着系統を損傷させ動かす傾向
を増大せしめて、破壊の潜在状態を生ぜしめる。種々の
構内配列、及び機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
図には異つた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
示されている。第２図において、スポィラバー機体１４
は一対の横方向に間隔のある、平行な側面軌条１７，１
９を有し、これらは上部背板２０から下方へ伸びている
。

磁石２８は軌条と背板か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万向に広がる
間隙３０，３２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２２，２４及び磁石の下部極面（端部２６から
広がっている）は、スポィラバーが取り付けられるドラ
イャ胴の曲率半径に一致するように僅かばかり曲がって
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。ドラィャ胴に
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図に示す実施例は、側面軌条１７，１８及び背板２
川ま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、又は容暖で互
いにくっつけられることが望ましい。磁束は磁石から背
板へ流れ、更に側面軌条から鉄製ドラィャ耳同へ流れる
。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
ではない示東伝導背板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、亀裂が入りやすい
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及び日から構成されていること
を示す。

これらセグメントは藤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
配置されている。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
に示してあるが、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
ポイラバー機体１ ４は約９比ネ（乳ｔ）のような便利
な長さで作ることができ、またドラィャ眼内で縦方向に
端部を隣接して接着し、例えば約７．３ｈ（２４ｔ）の
ごときドラィャ胴全長に実質質的に広げることができる
。典型的には、スポィラバーは高さが約１．３双（０．
５ｉｎ）から３．８弧（１．５ｉｎ）で、幅は約２．５
弧（ｌｉｎ）である。この２つがスポイラバーの製作と
裾付を容易にさせるとともに、一方個々の９０弧（＄ｔ
）長さの組立部品が、運転中に熟せられた時背板と側面
軌条の膨脹を許すため、部品間に僅かの間隙を持たすこ
とができる。

第４図はスポィラバー機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）れた磁石１２８は箱
形の組立構造物の中におかれており、この構造物は上部
背板１２０、ドラィャ胴内面上におかれまたスポィラバ
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
１１７，１１９から構成されている。

矢印１３４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１ １７，１ １９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ィャＢ同へ導かれるため、
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、
スポィラバー機体がドラィャ腕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贋が磁石又は磁
気セグメント断面積より少ないか又は同じならば、ドラ
ィャ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１２５，１２８Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，日で構成できる方法を示している。下部端１２
６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真直になっており、この底板は磁
束の周辺を妨害するためドラィャ８同表面上と間隔を置
いてあるので、磁束は側面軌条を通りドライャ胸へ向け
られる。第６図において、第４図のスポィラバーと類似
のスポィラバ−機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の間に取り付けられ、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と隣接してい
る。垂直に配列された北極面は互いに外側へ向いており
、各極面は対応した側面軌条２１７，２１９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２１７，２１９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ィャ胴へスポィラ
バー様体を緊緒させる磁力を増すと同様に、ドラィャ胴
と接触する軌条機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２２８，２２９
が複数の縦に配列された磁気セグメント２２８，２２８
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日及び２２９，２２９Ａ
，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日で構成できる方法を示し
ている。またこれは磁石が第６図に示す横体内にある場
合、更に明確に北極と南極を矢印で示している。第８図
はスポィラバ−機体の他の実施例を示し、その中には複
数の磁気セグメント３２８，３２８Ａ，３２８８，３２
８Ｃ，３２８Ｄがスポイラバ−の長さに沿い縦方向に配
置されている。

第４，６及び１０図に示したスポィラバーと同様に「磁
束Ｍはドラィャ胴面と平行である。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、スポイラバー溝体の長さに沿い縦
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，
３４３，３４４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，３２１
０を有し、これらの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，３２１
Ｂ，３２１Ｃ，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、軌条材料は欧鋼のよ
うな磁束伝導材料からできている。ステンレス鋼製底板
はドライャ且同面上と間隔をおいてあるので、軌条の下
部端面のみがドライャ腕と接触し、磁束が底板から短絡
したり、ドラィャ胴を通らないのを防止する。これが軌
条とドラィャ耳同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ィラバ−機
体内に取り付けられると、磁極は第８図のごとくスポィ
ラバー横体の縦方向の長さに沿いＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，
Ｎと替わる。

軌条部片の底部端は、ドラィャ８同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図に示すスポィラバー機体と、第１
１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、もっと明確に第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‘こ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
気セグメント４２９，４２９Ａ−Ｆの織部４３５，４３
５Ａ−Ｆは端部４３３，４３３Ａ−Ｆと同様に一平面内
に整列している。第６及び第１０図と第７及び１１図の
機体間の関係と類似した方法で、第１２図のスポィラバ
−機体は第８図に示したものと類似しており、また第１
３図に示す磁気セグメントは第１２図のスポィラバー横
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５４８，５４８
Ａ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を有するスポィラバー機体を提供する。背板５２
０と底板５２１，５２１Ａ，５２１Ｂ，５２１Ｃ及び５
２１Ｄ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５４０，５４１，５４
２，５４３，５４４，５４５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）及びドラィャ胴内面又はこれら要
素の組合せで緊綿されている。

背板、軌条、底板は互いに溶接などでくっつけられてい
るので、スポィラバー機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
としつ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、側面軌条又はドラィャ８同）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ャ胴を通
し向けられ、磁束を最高量にさせ、スポィラバー機体と
ドラィャ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鏡と同
じか又は少ないので、ドラィ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ャ且同と接触してい
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、磁気は消失し、付着させ
る磁力が減少するが、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
に配列されたスポィラバー機体がついたドライャ胴の端
面図、第２図は磁石の方向が垂直に並んでいるスポィラ
バ−横体の斜視図、第３図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図に図示した機体内の磁石の
斜視図、第４図は磁気が水平に配列したスポイラバー機
体の斜視図、第５図は第４図のスポィラバー内の磁石が
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ィラバー機
体の斜視図、第７図は第６図のスポィラバー機体内の磁
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図は鞠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ィラバー礎体の
斜視図、第９図は第８図のスポィラバー機体内の一対の
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図と類似なスポィラバー
礎体の斜視図、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図と類似なスポィラバ−機体の斜
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図と類似なスポィラバー機体の斜視図
、第１３図は第１２図のスポィラバー横体内の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…・・・ドラィャ胴、１２……縦軸、１４，２１４
，３１４，４１４，５１４””Ｍスポイラバー、１６・
・・・・・回転方向、１７，１１７，２１７，４１７，
１９，１ １９，２１９，４１９・…・・側面軌条、２
１８，４１８・・・・・・中間軌条、２０，１２０，２
２０，３２０，４２０，５２０……背板、１２１，２２
１，２２１Ａ，３２１，３２１Ａ−Ｄ，４２１，４２１
Ａ，５２１，５２１Ａ−Ｄ…・・・底板、２２，１２２
，２２２，４２２，２４，１２４，２２４，４２４・…
・・側面軌条下部機面、２２３，４２３・・・・・・中
間軌条下部端面、２６，３２６・・・・・・磁石下端部
、２８，２８ＡＨＨ，３２８，３２８Ａ−Ｄ、４２８，
４２８ＡｍＨ，４２９，４２９Ａ一日・・・・・・磁気
セグメント、３０，３２……間隙、３１・・・…磁石上
面、３３，３３Ａ−Ｇ，２３３，２３３Ａ−Ｇ，４３３
，４３３Ａ−Ｇ……磁気上端部、２３５，２３５Ａ山Ｇ
，４３５，４３５Ａ−Ｇ・・・・・・磁気上端部、５‘
１０，５４１，５４２，５４３，５４５・・・・・・軌
条部片、３４６，５４６・・・・・・軌条端部、４８，
４８Ａ−日，１４８，１４８Ａ−日，３４８，５４８，
５４８Ａ・…Ｗ磁極面、Ｗ・・・・・・紙ゥェブ、Ｍ・
・…・磁束、Ｓ……南極、Ｎ・・・・・・北極。 〃Ｇ．′ ＯＧ２ ＦＪＧ３ 打○４ 打Ｇ５ Ｆぬ６ 仇Ｇ．ア 〃Ｇ８ 打Ｇ．９ 打Ｇ′○ ‘′○．〃 Ｆ′Ｇ．ほ Ｆ′Ｇ．′３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 製紙機械の湿紙ウエ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エブ乾燥胴の内周壁
   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
   伝達を改善するスポイラバー構体において、磁束を伝達
   でき前記胴の内周面に取り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ポイラバー構
   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。