JPWO2005017255A1 - 帯状用具の洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような抄紙の過程で、ワイヤーベルト、プレスベルト、キャンバスベルトなどの帯状用具、すなわち帯状洗浄体の表面に異物が付着するが、この異物は、一般に、木材、パルプ、紙などから遊離した天然樹脂やガム物質、さらには製紙過程で使用される添加薬品などの有機物を主成分とする非水溶性の粘着物質である。また、これらの異物は、例えばドライパートで、湿紙上に存在する微細化された粘着物であって、加熱によって粘着性を帯び、キャンバスベルトの表面やロールに付着する。
その結果、これらの粘着性の付着物は、キャンバス表面から紙、ドライヤーロールなどの圧力を受けて、キャンバス内部に入り込んで堆積し、キャンバスの通気度を低下させる要因になってしまう。また、キャンバス表面で拡大・成長した粘着物は、ロールからキャンバスへ、キャンバスから紙へ再付着又は落下してしまう。その結果、キャンバス表面に汚れや圧痕が生じて、紙切れや損紙の発生原因になって、品質の低下や断紙の発生による生産性の低下などの障害により、品質や生産性の低下の原因になるという問題があった。
そこで、例えば、特表平5−504604号公報に示されるように、ワイヤーベルトに沿って空気吹き出しノズルと水噴射装置とを設け、帯状洗浄体に対してノズルから空気流を吹き出すとともに、水噴射装置から水を送り込んで、ワイヤー内面に水の膜を形成するとともに、空気吹き出しノズルから吹き出された空気流によって水の中に取り込んで異物を跳ね飛ばして吸い取り、フードで異物を回収し、ワイヤーベルトを洗浄するようにしたものが開示されている。
ところが、空気吹き出しノズルは、帯状洗浄体に接触して傷をつけないように、帯状洗浄体の表面から離隔配置する必要があり、また、水噴射装置から噴射される高圧洗浄流体は、帯状洗浄体に大きな圧力を及ぼすため、水噴射装置と洗浄体とはさらに離隔配置する必要性があった。
その結果、洗浄体とノズルなどの装置とを近接させることができず、一定の洗浄能力を確保するのに、洗浄流体の噴射圧を高圧にしなければならず、噴射圧などを増大して噴射装置の能力を大きくする必要があった。そのため、帯状洗浄体には、大きな噴射圧が作用して帯状洗浄体が損傷し易くなり、帯状洗浄体の交換回数を増加させる必要があって、また、洗浄流体(空気、水など)の使用量も多くなるので、製造コストやランニングコストの増大に繋がるという問題があった。
そのため、本願発明者は、先の特許出願(特開2001−64891号公報)において、中空の回転ロールの内部に洗浄流体噴射ノズルを配置し、該噴射ノズルから回転ロールに形成されたシャワー窓を介して帯状洗浄体を洗浄するようにした洗浄装置を提案した。ところが、この洗浄装置は、回転ロールのロール軸方向に一定のピッチで、ロール回転方向に沿って複数のシャワー窓を設けたにすぎず、シャワー窓の形状や回転ロールなどを有効に活用して、帯状洗浄体から異物などの汚れを完全に洗浄するようにはなっていなかった。その結果、帯状洗浄体の洗浄度という観点から不満足であった。
そこで、本発明の目的は、上記諸点に鑑み、シャワー窓の形状など、帯状洗浄体の洗浄構造を改良することにより、異物を周囲に飛散させることなく、帯状洗浄体の表面で異物が巨大化する前に、異物を除去して洗浄するようにした帯状用具の洗浄装置を提供することにある。
また、上記目的は、複数のブレード板を、前記回転ロールのロール軸と並行に配して、該各ブレード板を、前記帯状用具との接触側に所定ピッチで複数の凹凸を形成したことにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、各ブレード板に、前記帯状用具との接触側に凹凸を形成したことにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、ブレード板に3枚のブレード板を用い、かつ凹凸を20〜40mmのブレード凸部ピッチにすることにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、シャワー窓を、前記回転ロールに形成された複数の細長形状の開孔から形成し、該開孔に交差するように形成された複数のスリットを設けたことにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、複数のスリットを、前記シャワー窓の長手方向に対して3つの平行なスリットを斜め方向に配したことにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、複数のスリットを、前記シャワー窓の長手方向に対して互いにX状にクロスしたことにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、帯状用具を、抄紙工程のプレスパートにおけるフェルト用のロールからなり、スリット幅を8〜12mmの範囲に設定したことにより、効果的に達成される。
さらに、上記目的は、前記帯状用具を、抄紙工程のドライパートにおけるキャンバス用のロールからなり、スリット幅を20〜22mmの範囲に設定したことにより、効果的に達成される。
第1図(B)は、第1図(A)のX−X線における断面図である。
第2図は、ブレード装置を除いた帯状用具の洗浄装置を軸方向に沿った部分断面図である。
第3図は、回転ロールの表面に形成された複数のシャワー窓を示す図である。
第4図は、第3図のY−Y線における断面図である。
第5図は、S300のプレス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と、洗浄度及び磨耗度との関係を示すグラフである。
第6図は、S400のプレス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と、洗浄度及び磨耗度との関係を示すグラフである。
第7図は、S500のプレス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と、洗浄度及び磨耗度との関係を示すグラフである。
第8図は、S600のプレス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と、洗浄度及び磨耗度との関係を示すグラフである。
第9図は、S300のキャンバス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と洗浄度との関係を示すグラフである。
第10図は、S400のキャンバス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と洗浄度との関係を示すグラフである。
第11図は、S500のキャンバス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と洗浄度との関係を示すグラフである。
第12図は、S600のキャンバス用の回転ロールにおけるシャワー窓のスリット幅と洗浄度との関係を示すグラフである。
第13図は、スリットの形状と洗浄度との関係を示すグラフである。
第14図は、本発明に係るブレード板の形状を示す図である。
第15図は、本発明の変更例であるブレード板の正面図である。
第16図は、本発明の変更例である回転ロールの部分平面図である。
第17図は、本発明の変更例である回転ロールの部分平面図である。
第18図は、本発明の変更例である回転ロールの部分平面図である。
第19図は、ブレード凸部ピッチと洗浄度との関係を示すグラフである。
第20図は、ブレード凸部ピッチと洗浄度との関係を示すグラフである。
第1図(A),(B)および第2図は、帯状用具洗浄装置10の概略構成を示し、帯状用具洗浄装置10は、主として、中空回転ロール21と、洗浄流体噴出装置31と、摺動装置41と、ブレード装置51とを有して構成されている。この帯状用具洗浄装置10は、抄紙工程のワイヤーパート、プレスパート、およびドライパートの各パートに設備され、ワイヤーベルト、プレスベルト、キャンバスベルト等の帯状用具11に付着した粘着物や繊維等の異物を洗浄して除去するようになっている。
また、中空回転ロール21は、第2図に示すように、摺動装置41の左右のスライド台42に載置された軸受23によって中空支軸24を回転自在に支持するようになっている。また、中空回転ロール21は、一定の張力が付与された帯状用具11を周回状に巻き掛けた状態で、帯状用具11の走行方向(第1図(A)矢印方向)に回転し、多数のシャワー窓25が円周方向に沿って形成されている。この時、中空回転ロール21には、ロール軸方向に一定のピッチPで、ロール回転方向に沿う複数のシャワー窓25が設けられている。
ここで、中空回転ロール21は、中空支軸24を支持する軸受23より内側(ロール側)に水切りリング27を備え、軸受23などの潤滑油が、中空回転ロール21に巻き掛けられた帯状用具11に飛散することを防止するようになっている。
なお、中空回転ロール21は、強制駆動されるようにしても良いが、帯状用具11が、その走行方向に移動するのに引きずられて、帯状用具11に対し一定のスリップを伴って回転させるようにしてもよい。
なお、中空回転ロール21の材質は、特殊ステンレス鋼を採用しているが、ドライパート内での高温、多湿環境に耐え、耐蝕性に富む材質であればその種類を問うものではない。
また、洗浄流体噴出装置31は、中空回転ロール21の内部に一定の間隙を有するように配された固定ロール32を有し、中空支軸33を介して摺動装置41のスライド台42に載置された支持台34により固定されている。洗浄流体噴出ノズル35は、中空回転ロール21への帯状用具11の巻き掛け角の範囲で固定ロール32に取り付けられ、シャワー窓25の内側に近接配置される。
このように、洗浄流体噴出ノズル35をシャワー窓25に近接配置したことにより、一定の洗浄能力を維持するために必要な噴出流体圧力を低圧化できると共に、洗浄流体の使用量を減らすこともできる。また、噴出流体圧力が低圧化されると、洗浄流体噴出ノズル35の磨耗や詰まりが無くなり、帯状用具洗浄装置10の寿命を延ばすことができる。さらに、この時の洗浄流体噴出装置31には、中空回転ロール21のロール軸方向で、中空回転ロール21の各シャワー窓25(窓群26)に対応する一定のピッチP毎に、複数の洗浄流体噴出ノズル35から成るノズル群36を、各シャワー窓25(窓群26)の長手方向に沿って縦列配置している。
また、洗浄流体噴出装置31は、中空支軸33の開口から固定ロール32の内部に、洗浄流体噴出管37を挿入し、これらの洗浄流体噴出管37に角管等から成る洗浄流体噴出ヘッド38を接続し、洗浄流体噴出ヘッド38の長手方向に複数の洗浄流体噴出ノズル35が接続されている。この洗浄流体噴出ヘッド38は、固定ロール32の左右一方の端部から固定ロール32の中央部にまで延在されている。また、各洗浄流体噴出ヘッド38の横断面積が、固定ロール32の左右一方の端部から固定ロール32の中央部に向かう程漸減する等により、各洗浄流体噴出ヘッド38の長手方向の各位置に接続された洗浄流体噴出ノズル35からの流体噴出圧力が、各洗浄流体噴出ヘッド38の長手方向で互いに等しくなるようにした。
また、摺動装置41は、架台43に設けられて中空回転ロール21の軸方向に延在するガイドレール44に、スライド台42を載架し、このスライド台42に中空回転ロール21と洗浄流体噴出装置31とを支持するようになっている。この摺動装置41は、架台43に支持されるモータ45によって駆動される送りねじ46をスライド台42に螺合させ、モータ45の正逆転により、中空回転ロール21と洗浄流体噴出装置31とを該中空回転ロール21のロール軸方向に一体で、前述の窓群26、ノズル群36のピッチPを越える範囲で往復運動させるようになっている。
そして、中空回転ロール21のシャワー窓25は、第3図に示すように、細長形状に形成され、該シャワー窓25に対して交叉するように、2本の平行なスリット部28が設けられている。このスリット部28によって、帯状用具11は、中空回転ロール21のロール面を走行する過程で、振動などの衝撃によってスリット部28が押し入るため、帯状用具11は、ロール面上を蛇行するようになる。その結果、帯状用具11の内部(縦糸と横糸との間の微小な隙間)に入り込んだ異物は、第4図に示すように、M点で、いわゆる揉み出し作用によって、帯状用具11の内部から揉み出された後、K点で、いわゆる掻き取り作用によって、帯状用具11から外部に掻き取られることになる。すなわち、この2つの作用(揉み出し作用、掻き取り作用)によって、帯状用具11は、縦糸と横糸との間の隙間を広げることができ、帯状用具11の内部に入り込もうとする異物を、帯状用具11の表面に集めることが可能になって、より多くの異物を除去することができる。
これにより、帯状用具11の通気度は向上し、帯状用具11の寿命を延ばすことができるとともに、帯状用具11を定期的に取り替える回数が減る等のメンテナンス上の厄介な作業を削減することができ、人件費や操業コストを低減させることができる。また、通気度が向上するため、帯状用具11の網目を介して湿紙の水分を十分に発散させることができ、紙の乾燥効率を増加させることができるようになる。
この場合、シャワー窓25の幅Wを広くすると、帯状用具11がより一層蛇行し易くなって、揉み出し作用・掻き取り作用を一層受け易くなるので、帯状用具11の表面から異物をより除去することができる。そのため、本願発明では、シャワー窓25と洗浄度との関係について実験した。
まず、中空回転ロール21の径(面長)を変えて、シャワー窓25のスリット幅と帯状用具11の洗浄度並びに摩耗度との関係について、プレス用およびキャンバス用のロールを用いて実験した。その結果、プレス用のロールでは、第5図〜第8図に示すように、S300ではスリット幅が8mmのとき、S400ではスリット幅が10mmのとき、S500ではスリット幅が10mmのとき、およびS600ではスリット幅が12mmのときに、洗浄度と摩耗度との総合評価で、最も好ましいことが判明した。一方、キャンバス用のロールでは、第9図〜第12図に示すように、ロールの加工コストを考慮すると、S300およびS400では、スリット幅が20mmのとき、S500およびS600ではスリット幅が22mmのときに、洗浄度が最も好ましいことが判明した。つまり、洗浄度の観点から、プレス用のロールでは、スリット幅が8〜12mmの範囲で、キャンバス用のロールでは、スリット幅を20〜22mmの範囲に設定するのが好ましいことが判明した。
すなわち、プレス用のロールで、S300を用いてスリット幅が8mmのとき、洗浄度は11時間で、摩耗度は83%であった。また、S400を用いてスリット幅が10mmのとき、洗浄度は13時間で、摩耗度は79%であった。また、S500を用いてスリット幅が10mmのとき、洗浄度は14時間で、摩耗度は81%であった。また、S600を用いてスリット幅が12mmのとき、洗浄度は14時間で、摩耗度は79%であった。一方、キャンバス用のロールで、S300を用いてスリット幅が20mmのとき、洗浄度の指標である粘着異物付着量は540gで、S400を用いてスリット幅が20mmのとき、粘着異物付着量は920gで、S500を用いてスリット幅が22mmのとき、粘着異物付着量は750gであり、S600を用いてスリット幅が22mmのとき、粘着異物付着量は550gであった。
ここで、「S300」とは、ロール直径が314mmで、ロール面長が1500mm〜3400mmであり、「S400」とは、ロール直径が400mmで、ロール面長が3500mm〜4900mmであり、「S500」とは、ロール直径が500mmで、ロール面長が5000mm〜6200mmであり、「S600」とは、ロール直径が600mmで、ロール面長が6300mm〜7400mmである帯状用具洗浄装置である。
次に、スリットの形状を変えて、洗浄度との関係について実験した。その結果、第13図に示すように、S300,S400,およびS600では、シャワー窓孔に、クロス状のスリットを3本設けたものが最も洗浄性能がよく、S500では、シャワー窓孔に、斜めに3本のスリットを設けたものが最も洗浄性能がよかった。
これにより、中空回転ロール21と、洗浄流体噴出装置31とを中空回転ロール21のロール軸方向に一体で往復運動させながら、洗浄流体噴出装置31により洗浄流体噴出ヘッド38に接続された洗浄流体噴出ノズル35から噴出される洗浄流体を、洗浄流体噴出ノズル35が夫々属するノズル群36に対応する位置で、中空回転ロール21のシャワー窓25から帯状用具11に噴出することができる。
従って、帯状用具11の全幅を洗浄することができると共に、洗浄流体であるスチームが洗浄流体噴出装置31より噴出されて異物を帯状用具11の内部から除去し、帯状用具11の表面に集めることができる。また、帯状用具11の全幅を洗浄して異物を除去することができるので、紙の水分プロファイルが安定する、すなわち一枚の紙において未乾燥部が生じることがなくなり、品質の良い紙が得られる。
また、ブレード装置51には、第1図(A)に示すように、2枚のブレード板52が設けられ、このブレード板52の下側にはセーブオール53が設けられている。ブレード部54の入口側において、軽量な繊維(紙粉)等はセーブオール53内に落とされるが、前述したような中空回転ロール21のシャワー窓25のスリット部28によっても、落とされなかった帯状用具11に付着した異物が、ブレード板52によって掻き取られる。
このブレード装置51は、ブレード板52の先端55を一定の圧接力で帯状用具11の表面に押しつけることにより、帯状用具11の表面に付着している異物を掻き落とす。この掻き落とされた異物は、ブレード板52の先端55と、この先端55が圧接している帯状用具11の表面上に溜まり、ブレード板52の先端55の裏側で付着し合い、短冊状に拡大して成長する。従って、帯状用具11の表面に付着していた異物を周囲に飛散させることなく、また確実に除去することができる。また、ブレード52の掻き取りによって、帯状用具11が磨耗されることはなく、さらに帯状用具11の縦糸の強度低下もない。
なお、第14図に示すように、ブレード板52の先端形状は、上述したように異物を短冊状に効率良く拡大、成長させることができる形状、すなわち2枚のブレード板52A,52Bは、中空回転ロール21のシャワー窓25のピッチPに対応させた切り欠き56A,56Bを持った形状で、この切り欠き56A,56Bが交互に千鳥状になる様に2枚のブレード板52A,52Bが取り付けられている。
これにより、帯状用具洗浄装置10の作動時、切り欠きのないフラットな1枚板であると、装置全体が振動して、帯状用具11は波状になり、帯状用具11の搬送過程で、帯状用具11が上下に振動してしまい、帯状洗浄体11にブレード板52と接する部分と接しない部分とが生じる。その結果、ブレード板52によって、異物が掻き落とされる部分とそうでない部分とが生じるが、ブレード板52にこのような切り欠きを設けることによって、帯状用具11は、57の場所では必ずブレード板52に接するようになる。従って、2枚のブレード板52A,52Bの切り欠き56A,56Bが交互になるようにブレード板52を取り付けることによって、帯状用具11の表面全体に満遍なくブレード板52を接することができる。また、このような切り欠きをブレード板52に設けることによって、ブレード板52の先端55において、帯状用具11との接触部分で熱及び接触圧の作用を集中させることができ、効率良く異物を拡大、成長させる事ができると共に、拡大、成長した異物を短冊状に形成された状態で除去し、セーブオール53内で散在した状態で回収することができ、セーブオール53の排水管が詰まることを防止する。
また、本発明に係る帯状用具洗浄装置10のブレード装置51は、上述したように2枚のブレード板52A,52Bを設ける場合に限らず、例えば第15図に示すように3枚のブレード板52A′,52B′,52C′を所定のピッチで設けても良い。すなわち複数枚のブレード板52を重ね合わせた時に、切り欠き56のないフラットな1枚板となるように設ければ良い。
また、シャワー窓25及びスリット部28の形状は、上述したような形状に限らず、上述したような揉み出し作用、及び掻き取り作用が、効率良く帯状用具11に働くように、帯状用具11の種類と、中空回転ロール21との抱き角度によって、シャワー窓25のピッチ、幅、長さ、及びスリットの数等の形状が決められ、例えば第16図に示すようなシャワー窓25の長手方向に対して直交するような3本のスリット部28が設けられた形状、第17図に示すようなシャワー窓25の長手方向に対して斜め方向に3本の平行なスリット部28が設けられた形状、第18図に示すようなX状にスリット部28をクロスさせた形状であっても良い。
そこで、ブレード板52の枚数を変えて、ブレード凸部ピッチと洗浄度との関係について実験した。その結果、第19図に示すように、ブレード板を3枚用いて、ピッチを20〜40mm、好ましくは30mmにした場合に、最も多くの異物(約1500g)を回収することができた。また、第20図に示すように、ブレード凸部ピッチが25mmのときが最も洗浄度が良好であった。
また、上述したような切り欠きが設けられた複数枚のブレード板52を重ね合わせた時に、切り欠きのないフラットな1枚板となる複数枚のブレード板52を設け、さらにフラットなブレード板を設けることによって、帯状用具11を全幅に渡って一様に洗浄することができるため、切り欠きを有さないフラットなブレード板を設けても良い。
また、本実施形態では、ブレード板52の材質は、ステンレス鋼を採用しているが、ドライパート内での高温、多湿環境に耐え、耐蝕性に富む材質であればその種類を問うものではない。
また、帯状用具洗浄装置10は、汚れの強い帯状用具11の表面を中空回転ロール21に接する内側面として中空回転ロール21に巻き掛けても良く、或いは帯状用具11の表面を中空回転ロール21に接しない外側面として中空回転ロール21に巻き掛けても良い。
Claims (9)
- 帯状用具の走行方向に沿って回転可能に支持され、複数のシャワー窓が形成された中空の回転ロールと、該回転ロールへの前記帯状用具の巻掛け角の範囲で、前記複数のシャワー窓の内側に配された洗浄流体噴射ノズルとを備え、該洗浄流体噴射ノズルから前記帯状用具に洗浄流体を噴射して洗浄するようにした帯状用具の洗浄装置において、
前記帯状用具の走行方向に、前記回転ロールのロール軸に平行に隣接する複数のブレード板を備えるとともに、該複数のブレード板と前記回転ロールをロール軸方向に往復動自在に設けたことを特徴とする帯状用具の洗浄装置。 - 前記複数のブレード板は、前記回転ロールのロール軸と並行に配され、該各ブレード板は、前記帯状用具との接触側に所定ピッチで複数の凹凸が形成される請求項1に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記各ブレード板には、前記帯状用具との接触側に凹凸が形成される請求項2に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記ブレード板は、3枚のブレード板を用い、かつ前記凹凸は、20〜40mmのブレード凸部ピッチである請求項3に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記シャワー窓は、前記回転ロールに形成された複数の細長形状の開孔からなり、該開孔に交差するように形成された複数のスリットを設けた請求項1に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記複数のスリットは、前記シャワー窓の長手方向に対して3つの平行スリットを斜め方向に配した請求項5に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記複数のスリットは、前記シャワー窓の長手方向に対して互いにX状にクロスした請求項5に記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記帯状用具は、抄紙工程のプレスパートにおけるフェルト用のロールからなり、スリット幅を8〜12mmの範囲に設定した請求項1記載の帯状用具の洗浄装置。
- 前記帯状用具は、抄紙工程のドライパートにおけるキャンバス用のロールからなり、スリット幅を20〜22mmの範囲に設定した請求項1記載の帯状用具の洗浄装置。
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