KR880001525B1 - 종이웨브 건조장치 및 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

종이웨브 건조장치 및 방법

제 1 도는 제지기계에 사용되는 본 발명의 통과식 건조장치의 제 1 실시예의 부분 단면도.

제 2 도는 제 1 후드부의 공기귀환도관 및 노즐을 도시하는 제 1 도의 통과식 건조장치의 부분 확대 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 통과식 건조장치에 사용되는 드럼의 표면을 도시하는 확대도.

제 4 도는 제 1 도의 통과식 건조장치에 대한 고온공기의 유입 및 배출연결장치를 도시하는 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 드럼 22 : 제1후드부

24 : 제2후드부 38 : 노즐

40 : 공기 배출수단

본 발명은 습한 종이 웨브(web) 또는 그와 유사한 물품을 건조시키는 장치 및 건조방법에 관한 것이다.

최근 들어 제안되고 있는 종이 웨브 급속한 건조장치로는 웨브를 벌집형 또는 그와 유사한 형태를 가지고 있는 중공(中空)통과식 회전드럼의 둘레상으로 통과시키면서, 비교적 대량의 가열된 고온 공기를 웨브를 통해 통과시킬 수 있도록 구성된 건조장치를 들 수 있다. 이러한 장치에서 사용하는 건조방법은 "통과식 건조 방법"으로서 알려져 있다.

명백히, 고온 공기는 드럼을 완전히 에워싸거나 또는 부분적으로 에워싸는 챔버로 부터, 보통 와이어 또는 다른 제지용 직물상에 지지된 웨브를 통해 드럼의 내부로 이동하게 되거나, 또는 그역으로 이동하게 될 것이다. 고온 공기는 웨브를 통과하면서 웨브에 존재하는 물을 증기로 증발시켜 웨브로 부터 물방울을 물리적으로 빼앗음으로써 웨브를 건조시키게 된다. 고온 공기는 압력하로 웨브를 통해 송풍되거나, 진공에 의해 웨브를 통해 흡입되거나 또는 그 두방식의 조합에 의해 웨브를 통과하게 된다.

종이 웨브와 같은 웨브의 통과식 건조방법은 이러한 방법을 사용하는 건조장치가 공지의 다른 건조장치보다 건조시간이 더욱 빠르며 웨브를 부드러운 감촉을 느낄 수 있게 하도록 비교적 부드러운 밀집되지 않은 상태로 유지시켜준다는 점에서 사용이 증가되고 있다. 그러나, 제1건조공정 단계 중에 웨브에 의해 수송된 습기는 대량의 공기가 웨브를 급속하게 통과하는 것을 막거나 또는 제한한다는 것을 발견하였다. 또한 습기는 웨브의 속도를 제한하여, 웨브를 만족스럽게 건조시키기 위해서는 웨브의 이동속도를 낮추어야 하며, 따라서 통과식 건조장치를 사용하는 제지기계 또는 그와 유사한 장치의 출력속도를 낮추어야만 한다는 것을 알았다.

이러한 문제점을 해결하는 것이 본 발명의 목적으로서, 본 발명에 따라 회전 가능하게 장착되고 공기가 통과하는 표면을 갖는 중공된 드럼의 둘레일부를 에워싸는 후드밑에 고온 공기가 공급되며, 드럼의 중공 내부의 펌프에 연결되어 있으며, 압력을 감소(감압)시킴으로서 공기가 드럼외부로 부터 드럼상에 지지되어 있는 웨브를 통해 드럼내부로 유입될 수 있게 구성된 장치로서, 후드가 적어도 두개의 다른 부분으로 분할되어 웨브 입구에 인접한 후드부는 가압된 고온 공기 공급원에 연결된 일련의 노즐과 그 사이 사이에 설치되어 공기 배출수단에 연결된 일련의 공기 튜브를 포함하며, 웨브 출구에 인접한 후드부는 공기배출수단에는 연결되지 않고 고온 공기 공급원에만 연결되어 있어서, 입구에 인접한 비교적 공기를 통과시키지 않는(비다공성인) 습한 웨브에 대해 충돌하여 노즐/장치(38)을 통해 배출되는 고온 공기(이 공기는 웨브를 쉽게 통과하지 않는다)는 웨브의 위쪽으로 부터 배출되며, 출구에 인접한 후드부에 공급되는 고온 공기는 모두 웨브를 통해 배출되게 구성된 것을 특징으로 하는 통과식 건조장치에 의해 이루어진다.

이러한 방식에 의해, 매우 효율적인 웨브 건조 공정이 이루어진다. 고온 공기는 통과식 건조장치의 입구에 인접한 비교적 습한 웨브와 충돌하며, 이 고온 공기는 쉽게 웨브를 통과하지 못하고 충돌하게 되면서 웨브를 가열시켜 웨브로 부터 증기 및 습기를 빼앗으면서 이것을 웨브의 위쪽으로 배출시킴으로서 초기 건조 공정이 이루어지게 된다. 웨브는 제1후드부밑의 회전로올 둘레를 통과함에 따라, 점점 더 건조되어 더욱 다공성 상태가 되므로써 점차적으로 많은 공기가 통과식 건조드럼으로 부터 웨브를 통해 배출되게 되어 웨브가 제1후드부 밑을 통과하는 중에 각 지점에서 웨브를 통과하는 고온 공기가 웨브의 표면에 대해서만 충돌하여 웨브의 위쪽으로 부터 배출되는 고온공기간의 비율이 자체조절되게 된다. 두 후드부의 중간지점에서 웨브는 충분히 건조되어 충분한 다공성 상태를 갖게 되므로써 고온 공기가 웨브를 통과하는데 제한을 받지 않게 되어 모든 고온 공기는 웨브를 가장 효율적으로 건조시킬 수 있는 "통과식 건조"공기로서 작용할 수 있게 된다.

예를 들면, 후드의 제1후드부는 드럼의 둘레에서 약 125°의 각도로 연장될 때 가장 만족스럽다는 것을 알았다.

약 40gsm의 기본중량을 갖는 웨브를 이러한 제1후드부로 통과시켰을 때, 약 67%의 공기가 웨브를 통과하게 되며, 나머지는 웨브의 위쪽으로 부터 배출되게 된다. 제2후드부는 약 135°의 각도로 연장할 수 있다.

통과식 건조장치는 섬유대물의 비가 약 1 : 3인 습한 종이웨브를 섬유대물의 비가 9 : 1이 되게 건조시켜준다.

만약, 입구부에서 공기의 일부가 웨브를 통과하지 못하게 구성된 본 발명의 장치와는 상반되게 모든 공기가 통과식 건조드럼 둘레상에서 웨브를 통과하게 된다면, 균일한 건조를 이루기가 어려워 불균일하게 건조된 웨브가 제조되게 된다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 분명히 공기는 두루마리에 물방울상태의 습기가 존재하지 않는 곳에서 웨브를 통과하려는 경향을 가질 것이며, 이렇게 되므로써 불균일함이 두드러지게 발생되게된다. 습기를 빼앗은 공기를 웨브의 표면으로 부터 제거하므로써, 습기에 대한 문제점이 경감되게 되며, 그럼으로써 웨브를 교차해 균일한 건조를 이루는데 상당히 도움을 준다는 것을 알았다.

또한 습한 웨브는 입구에서 "고정상태(stapling)"를 초래 시키게 하는 와이어에 대해 동일한 범위로 이동하지 않게 되므로써 "고정상태"의 문제점을 경감시켜 준다.

바람직하게는, 통과식 건조드럼은 벌집형 둘레를 가지며 제1후드부에서 공기는 드럼의 폭방향을 따라 연장되는 노즐을 통해 공급되며, 상기 노즐들은 "귀환" 공기튜브들에 의해 둘레 방향으로 이격되어 있다.

습한 공기 및 증기는 통과식 건조드럼 내부로 부터 축방향으로 배출되게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 있어서는 후드를 두개의 부분으로 분할 하였지만 입구에 인접한 후드부에서는 모든 공기를 웨브의 위쪽으로 부터 배출되게하고, 제2후드부 또는 중심부에서는 일부의 공기는 웨브의 위쪽으로 부터 배출되게 하고 일부는 드럼내로 부터 배출되게하고, 제3후드부에서는 모든 공기를 드럼내부로 부터 배출되도록 후드를 3개의 부분으로 분할 할 수 있다.

지금부터 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하겠다.

제1도에 도시된 바와 같은 후드가 설치되어 있어 제지기계에 있어서, 종이웨브는 와이어 권취로올에 의해 증기샤워(steam shower)및 진공실로 이송되어 예비 건조처리를 받게된다.

그뒤에 웨브는 와이어 또는 적몰(10)의 외측으로 이송되어, 와이어 외측상에서 통과식 건조드럼(제1도에 도시)의 둘레로 이송되게 된다.

웨브는 통과식 건조기에 의해 건조된 후에 또 다른 와이어 권취로올상을 따라 도는 와이어 권취로올들 사이를 통해 가열된 얀키(yankee)실린더의 둘레로 이송되어, 접착제에 의해 실린더의 둘레에 접착되게 된다. 그뒤에 웨브는 실린더의 둘레에서 가열 및 건조 처리되며, 그 뒤에 통상의 크레핑날(creping blade)에 의해 실린더의 둘레로 부터 크레핑(creping)되게 된다. 그 뒤에 웨브는 통상의 릴장치로 이송되게 된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 벌집형태둘레(제3도에 도시)를 갖는 통과식 건조드럼(20)은 도면에서 볼때 반시계방향으로 회전한다. 드럼은 중공형으로 형성되어 있어, 공기, 증기 또는 그와 유사한 유체가 드럼으로 부터 측방향으로 배출될 수 있게 된다.

드럼은 분리된 두부분(22), (24)로 형성된 후드에 의해 에워싸여 있는데, 제1후드부(22)는 종이웨브를 드럼의 둘레로 이송시키게 해주는 입구(26)에 인접하게 위치되며, 제2후드부(24)는 드럼의 둘레로 부터 이송되어 나가게 해주는 출구에 인접하게 위치된다.

제1후드부(22)는 공기 가열기(30)(제4도에 도시)에 연결된 공기 공급실(28)을 가짐으로써, 공기는 도관(32)를 통해 드럼의 둘레를 에워싸는 공기분배헤더(34)로 이송되게 된다. 실시예에 있어서는 후드의 폭방향을 교차해 흐르는 공기의 흐름을 조절하기 위해 밸브가 제공된다. 제2도에 도시된 바와 같이, 공기는 헤더(34)로 유입된 후에 공기이송관 또는 도관(36)을 통과하게 되는데, 각각의 상기 도관(36)은 드럼(20)의 폭방향을 따라서 연장되어 드럼(20)의 둘레에 아주 인접하게 위치된 노즐(38)에서 끝나게 된다.

그리하여, 헤더(34)에 공급되는 고온 공기는 노즐(38)을 통해 분사되어, 노즐에 인접한 와이어(10)상에서 드럼의 둘레로 이송되는 습한 종이 웨브의 바깥외면에 충돌하게 된다.

웨브는 입구(26)에 근접한 위치에서 가장 습하여 통과성이 가장 적은 상태에 있게 되어, 웨브를 통해 고온 공기가 거의 통과하지 못하게 된다. 따라서, 공기는 웨브의 표면에 충돌하여 웨브를 급속히 가열시키며, 웨브로 부터 습기를 빼앗은 고온 공기는 각각의 공기 공급 도관(36)사이에 각각 위치되는 일련의 공기 귀환튜브(40)의 뱅크를 통해 웨브 표면으로 부터 배출되게 된다. 이 공기 귀환튜브들은 헤더(34)를 통해 후드(22)의 내부와 연결되어 있어, 공기는 배출팬(fan)에 의해 상기 후드의 내부로 부터 출구(42)를 통해 배출되게 된다.

드럼(20)이 회전하여 웨브가 헤더(34)을 밑을 통과함에 따라, 웨브는 점점 더 건조되어 점점 더 다공성 상태로 되므로써, 고온 공기의 일부가 웨브를 통해 드럼(20)의 내부로 이동할 수 있게 되어, 그로 부터 주귀환도관(44)를 통해 감압하에서 추출(배출)된다.

드럼이 약 125°까지 회전될 때까지, 웨브는 충분히 건조되어 충분한 다공성 상태로 되므로써, 모든 고온 공기를 웨브를 통해 비교적 쉽게 통과시킬 수 있으며, 드럼은 125°까지 회전된 지점으로 부터 제1후드부(24) 밑을 통과하게 된다.

제2후드부(24)는 도관(48)을 통해 공기 분해헤더(50)과 연결되는 고온 공기 공급실(46)을 포함한다. 그렇지만, 헤더(50)은 일련의 노즐 및 공기 귀환튜브를 포함하지 않고, 대신에 단지 드럼둘레에서 공기를 균일하게 분배시키도록 설계된 다공판을 통해 웨브의 표면으로 개방되어 있어서, 그 결과 헤더(50)에 있는 모든 고온 공기는 웨브를 통과한 뒤에 드럼(20)의 둘레를 통과하여, 드럼(20)으로 부터 귀환도관(44)를 통해 축방향으로 배출되게 된다. 그렇지만, 후드의 폭방향을 교차하는 공기의 흐름을 조절하기 위해 헤더에는 다수의 밸브들이 제공된다. 제1후드부를 통과한 웨브가 제2후드부(24)를 통과하기 전에는 약 50%의 건조상태를 유지하게 된다. 제2후드부는 드럼둘레에 약 135°의 각도로 연장되어 있으며 웨브가 이 제2후드부를 통과하게 되면 약 90%의 건조상태를 유지하게된다.

제3도에 도시된 바와 같이, 와이어 또는 직물(10)이 위를 통과하게 되는 드럼(20)의 표면은 부재(52)로 구성된 벌집형 구조로 되어 있어, 공기를 드럼의 중앙으로 부터 쉽게 배출시키게 해줄뿐만 아니라 직물 및 웨브에 대한 견고한 지지체로서 작용하게된다.

제4도에 도시된 바와 같이, 공기는 드럼(20)의 각 말단부로 부터 배출관(60),(62)를 통해 배출된 후에, 파이프관(66)을 통해 귀환되기 전에 공급 펌프(64)를 통해 공기 가열기(30)(하나는 습윤 말단부용이며 다른 하나는 건조말단부용임)들을 통과하게 되며, 그곳에서 재가열된 공기는 다시 후드부(22),(24)내의 각 공기 공급실(28),(46)으로 이송되게 된다.

제1후드부(22)의 출구(42)로 부터 배출되는 습한 공기는 관(68)을 통해 펌프(64)의 상류에 위치된 파이프라인(60)으로 귀환되게 된다.

습한 공기의 일부는 파이프라인(60),(62)로 부터 배출펌프(72)가 연결된 배출관(70)을 통해 배출되며, 그와 동시에 신선한 공기가 배출관(70)의 하류에 그러나 배출펌프(64)의 상류에 위치되는 파이프 라인(60), (62)에 연결된 파이프라인(74)를 통해 유입되게 된다.

연소공기, 배출 및 공급공기의 상대 흐름은 가변밸브 또는 뎀퍼(damper)에 의해 제어되어 가장 효율적인 공기 공급 및 배출을 이루게 된다.

크로스오우버 밸브(76)이 두 가열기(30)으로 부터 연장되는 각각의 고온 공기 유입관(66)들을 서로 연결시켜준다. 이 밸브는 정상시에는 폐쇄되고 비상시에만 개방되게 되어 있다. 고온 공기는 필요하다면 관(80)을 통해 재순환 시킬 수 있다. 각각의 파이프 라인(78),(80)을 통해 연소공기 및 연료가 버너(30)으로 이송되게 된다.

예를 들면, 통과식 건조드럼의 직경이 4.877미터일 경우에, 드럼둘레상에서의 웨브의 이동 속도는 웨브의 기본 무게에 따라 분당 762 내지 1524미터의 범위에서 변화하게 될 것이다. 습한 입구단 및 건조한 출구단에서의 공기 공급량은 각각 약 204.4℃의 온도(이 온도는 약 371.1℃까지 증가될 수 있음)에서 분당 약 7079m³이 된다. 후드의 입구, 즉 습한 말단부에서의 공기압은 315.6℃에서 약 53.34mm H₂O(게이지)이며, 후드의 출구, 즉 건조말단부에서의 공기압은 315.6℃에서 약 1.334 H₂O(게이지)가 된다. 통과식 건조드럼내에서의 공기부압은 508 내지 635mm H₂O(게이지)가 된다.

입구단에서 노즐을 통과하는 공기의 속도는 분당 3048미터이며 출구단에서의 공기의 속도는 분당 약 1524미터이다.

소정의 경우에는 후드내에 습윤용 증기샤워를 설치하는 것이 바람직하다.

Claims (11)

1. 고온 공기가 통과할 수 있는 표면을 갖는 회전 가능하게 장착된 중공 드럼의 둘레일부를 에워싸고 있고, 고온 공기 공급원에 연결된 후드를 포함하며, 상기 드럼의 중공된 내부는 드럼내의 압력을 감소시키는 펌프에 연결되어 있어 고온 공기를 드럼(20)외부로 부터 드럼상에 지시되어 있는 웨브를 통해 드럼(20) 내부로 유입시킬 수 있도록 구성된 종이 웨브 건조장치에 있어서, 후드가 적어도 두개의 부분(22,24)으로 분할되어 웨브의 입구(26)에 인접한 후드부(22)는 가압된 고온 공기 공급원(34)에 연결된 일련의 노즐과 그 사이사이에 설치되어 공기배출 수단에 연결된 일련의 공기 튜브(40)를 포함하며, 웨브의 출구에 인접한 후드부(24)는 공기 배출 수단에는 연결되지 않고 고온 공기 공급원에만 연결되어 있어서, 상기 노즐(38)을 통해 분사되는 고온 공기는 고온 공기를 쉽게 통과시키지 않는 입구(26)에 인접한 비교적 비다공성인 습한 웨브에 대해 충돌하여 웨브의 위쪽으로 부터 배출되며, 출구에 인접한 후드부(24)에 공급되는 고온 공기는 모두 웨브를 통해 드럼(20)내로 부터 배출되도록 배열된 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
2. 제1항에 있어서, 입구(26)에 인접한 후두부(22)가 드럼(20)의 둘레상에서 약 125°의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 출구에 인접한 후드부(24)가 드럼(20)의 둘레상에서 약 135°의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 종이웨브 건조장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드럼(20)이 벌집형 둘레를 갖는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 습한 공기 및 증기가 드럼(20)내로 부터 축방향으로 배출되는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고온 공기가 드럼(20)의 폭방향을 따라서 연장되어 있고, 공기 배출수단에 연결된 공기 튜브(40)에 의해 원주방향으로 설치된 노즐(38)을 통해 분사되어 드럼(20)의 표면상에서 습한 웨브에 충돌하는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 드럼(20)의 내부로 부터 배출되는 습한 공기 및 증기중 예정된 양의 공기및 증기가 배출되고 그에 상응하는 양만큼 신선한 공기로 보충되어, 신선한 공기 및 나머지 고온 공기가 2개의 다른 가열기(30)를 통해 두 후드부(22,24)로 재순환되는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
8. 제7항에 있어서, 제1후드부(22)에서 웨브 위로부터 배출되는 고온 공기가 재순환을 위해 드럼의 내부로 부터 배출되는 공기와 합쳐지는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조장치.
9. 제지 기계에 있어서, 종이 웨브가 직물 와이어에 의해 운반되어 소정의 예비 건조 공정을 거친후에 제1 내지 8항중 어느한항의 종이 웨브건조장치에 의해 건조된 뒤 크래핑 드럼을 경유해 릴장치로 이송되게 구성된 것을 특징으로 하는 제지기계.
10. 종이 웨브 건조 방법에 있어서, 웨브가 직물 와이어 상에서 공기가 통과되는 표면을 갖는 드럼의 둘레를 따라 이송되며, 웨브가 드럼의 둘레를 따라 제1후드부를 통과할때 고온공기가 노즐을 통해 분사되어 웨브의 표면과 충돌하며, 그때 드럼으로의 웨브 입구에 인접한 위치에서는 고온 공기가 웨브를 통과하지 못하고 웨브의 바깥면 위쪽으로 배출되고, 이 제1후드부를 통과한 후에 웨브는 분사된 고온 공기에 의해 고온 공기의 일부가 웨브를 통과할 수 있을 정도로 충분히 건조되어, 웨브가 제2후드부를 통과할 때는 모든 고온 공기가 웨브를 통과하여 드럼의 내부로 부터 배출되는 것을 특징으로 하는 종이 웨브 건조방법.
11. 종이 웨브에 있어서, 제1 내지 8항중 어느 한항의 종이 웨브 건조장치에 의해 건조되고, 제9항의 기계 또는 제10항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 종이웨브.

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