JP4190630B2 - 連続ストリップの熱処理用対流輻射システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続ストリップ、又は連続ストリップ上の堆着物の熱処理用対流輻射システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続ストリップ、又は連続ストリップ上の堆着物は、熱処理を必要とする。上記ストリップ、又はその上の堆着物の表面の品質を保つ必要上、無接触状態で上記熱処理を行うことがしばしば必要とされる。当該熱処理は、例えば、アート紙生産時の処理の如き、湿潤処理を受ける紙ストリップに対して適用される。
【０００３】
現在、連続ストリップを無接触で熱処理するための技術として、２つの異なった技術が存在する。即ち、現在、使用可能な技術としては、赤外線輻射エレメントを用いて連続ストリップを加熱する技術と、熱風送風エレメントを用いて加熱する技術とがある。
【０００４】
赤外線輻射エレメントは、極めて大きな出力密度（単位面積当たりの出力）を有する。このことは、比較的にコンパクトな設備を用いて上記熱処理が行えることを意味する。
しかしながら、使用に際してこのような輻射エレメンは、連続ストリップを支持するための支持手段を必要とするが、当該支持手段は、いかなる状況下でも上記紙ストリップに接触してはならないという制約を伴う。
【０００５】
一方熱風加熱システムは、赤外線輻射エレメントを用いたシステムと比較すると、出力密度が遥かに低いという不利点を有する。そのため、同等の熱処理を行う場合、熱風加熱システムは、赤外線輻射エレメントを用いたシステムと比較すると、システム全体が遥かに大型化してしまう。
【０００６】
しかし、この種のタイプの設備は、上記ストリップを支持するための補助手段を全く必要としないという利点がある。このシステムにおいてはこの機能は、空気によって保証される。空気はまた、上記ストリップに波形皺を生じさせ、それによって当該ストリップの剛性を、ストリップの運動方向と直交する方向に沿って高める。
上記タイプの設備の一つの例が、国際出願第ＷＯ９５／１４１９９号に開示されている。
【０００７】
これまでに、上記の二つの技術を組合わせ、それらの個々の利点を統合するための試みがなされてきた。当該試みは、欧州特許第０２９１８３２号、又は米国特許第５，２６１，１６６号に開示されている。
【０００８】
しかしながら、上記特許に開示される解決方法は、少なくとも下記理由によって、完全であるとは認めがたい。即ち、その理由は、送風装置が、赤外線輻射エレメントからの輻射から完全には保護されていないということと、送風される空気によって、赤外線輻射エレメントの正常な働きが妨げられる可能性があるということである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の欠点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、連続ストリップを乾燥させるための設備であって、全体の大きさが小さく、出力密度が大きく、そして連続ストリップについての上記支持問題に対して一つの解決を与える設備を創出することによって、上記の従来技術の欠点を取り除くことにある。
【００１０】
従って、本発明が目的とする設備は、赤外線輻射エレメントと、空気をストリップ上に向けて送風する送風エレメントとを、連続的に通過して動く当該ストリップを加熱処理するための設備である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、上記設備が特徴とする点は、当該設備が、複数の一連の送風エレメントを有し、当該送風エレメントが、少なくとも一つの赤外線輻射エレメントによって、相互に隔てられており、当該送風エレメントの各々が、自己の両側の上記赤外線輻射エレメントに対向する側面に、吸込みエレメントを有する点である。このようにして、本発明の設備は、赤外線輻射エレメントを、送風エレメントおよび吸込みエレメントに組合わせる。
【００１２】
当該設備の全体の大きさは、極めて小さい。それは、赤外線輻射エレメントが高い出力密度を有することと、送風空気量が、熱風だけを用いた設備内で循環する送風空気量と比較した場合、少なくとも３０パーセントも少ないことを理由とする。
【００１３】
上記送風エレメントは、何らの補助手段を用いることなく、無接触で上記ストリップを支持し、且つ波形皺を発生させて、当該ストリップの運動方向に垂直な方向に沿って当該ストリップの機械的な剛性を高める。
【００１４】
上記吸込みエレメントは、個々の送風エレメントの両側にそれぞれある赤外線輻射エレメントの列の間に配置されて、後記空気やガスを吸込み、これらを外部に排出する。当該空気やガスとしては、上記ストリップを乾燥させる必要がある場合には、当該ストリップからの水蒸気を含んだ空気があり、上記送風エレメントから吹き出される空気があり、そして、上記赤外線輻射エレメントがガス燃焼式である場合には、当該赤外線輻射エレメントからの燃焼ガスがある。
【００１５】
更に、当該吸込みエレメントは、上記赤外線輻射エレメントからの輻射から、上記送風エレメントを効果的に保護する。因みに、当該送風エレメントは、正常に作動するためには、寸法的に安定していることが求められる。
【００１６】
送風−吸込みモジュ−ルの形状は、当該モジュ−ルが上記赤外線輻射エレメントの正常な作動を妨げることがないような形状である。本発明の好ましい一実施形態においては、上記送風エレメントは、上記赤外線輻射エレメントの二つの平行な列によって、相互に隔てられる。望ましくは、各々の送風エレメントは、上記ストリップの近傍に、少なくとも一つの送風スロットを、当該ストリップの運動方向を横切る方向に沿って有する。
本発明のその他の特徴および長所は、以下の説明から更に一層明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示される本発明の好ましい一つの実施例は、最大2000メートル／分か、又はそれ以上の速度で運動するストリップ１を熱処理するための設備に関する。
【００１８】
本発明に従った熱処理設備は、一連の送風エレメント２を含む。当該一連の送風エレメント２は、少なくとも一つの赤外線輻射エレメント３によって、互いに隔てられる。各々の送風エレメント２は、自己の両側の赤外線輻射エレメント３に対向する側面に、それぞれ吸込みエレメント４を有する。赤外線輻射エレメント３の輻射面は、ストリップ１に対して平行である。
【００１９】
送風エレメント２と吸込みエレメント４は、実質的に平行六面体形状のボックス部分である。当該ボックス部分は、垂直方向および上記ストリップの幅方向に伸びる。送風エレメント２は、空気の圧力を高める手段（図示せず）に接続される。吸込みエレメント４は、空気の圧力を低下させる手段（図示せず）に接続される。
【００２０】
図示の実施例において、送風エレメント２は、赤外線輻射エレメント３の二つの平行な列によって、互いに隔てられる。各々の送風エレメント２は、そのストリップ１側端部に、送風スロット８（図２参照）を一つ、望ましくは二つ、当該ストリップの運動方向Ｄを横切る方向に沿って有する。
【００２１】
図２で更に詳細に示される通り、各々の吸込みエレメント４は、そのストリップ１側端部に、一つの吸込みノズル９を有する。当該吸込みノズル９の面は、送風エレメント２の端壁１０との間で、鋭角二平面図形を形成する。当該二平面図形の端部とストリップ１との間の距離は、５乃至５０ｍｍの範囲内にあり、本発明の好ましい実施例においては、１０乃至２５ｍｍの範囲内にある。
【００２２】
ストリップ１に最も近い吸込みノズル９の縁部１１は、曲壁１３によって、上記吸込みエレメントの側壁１２に結合される。当該吸込みノズル９をこのように配置することによって同時に達成されることとして、次の事項が挙げられる。
【００２３】
その１は効果的な吸込みである。これは、乾燥操作の場合における水蒸気を含んだ空気や、上記モジュール２によって送風される空気や、上記赤外線エレメントがガス燃焼タイプの場合における燃焼ガスや、あるいは、上記輻射エレメントが電気的赤外線エミッタである場合の電気的接続部を冷却するための冷却空気に対し、達成される。
【００２４】
その２は、上記赤外線輻射エレメント３の働きに対する妨害が阻止されることであり、その３は、上記輻射エレメント３によって放出される輻射から、上記送風モジュール２が保護されることである。そしてその４は、上記送風モジュール２の効率が維持されることである。この点は、上記送風モジュール２によってストリップ１上に作られる圧縮空気のクッションに対する妨害を防止することによって達成される。
【００２５】
図１及び図３の実施例において、赤外線輻射エレメント３と、送風エレメント２と、吸込みエレメント４は、ストリップ１の各々の側に配置される。図３に示される設備において、これらのエレメント３、２及び４は、ストリップ１の各々の側に、対称的に配置される。
【００２６】
図１の好ましい実施例において、ストリップ１の一方の側のこれらのエレメント３、２及び４は、当該ストリップ１のもう一方の側のエレメント３、２及び４に関して、当該ストリップ１の運動方向Ｄに相対的にずれた位置に配置される。この位置ずれ配置によって、一方の側の赤外線輻射エレメント３は、もう一方の側の送風エレメント２および吸込みエレメント４に対峙することになる。
【００２７】
この千鳥配置によって、ストリップ１に波形皺が発生させられる。当該波形皺は、ストリップ１の運動方向に垂直な方向に沿って、当該ストリップ１の機械的な剛性を高める。
【００２８】
図４の実施例において、一連の赤外線エレメント３と、送風エレメント２と、吸込みエレメント４は、ストリップ１の一方の側に配置され、そして、もう一方の側には、送風エレメント２と吸込みエレメント４のみが存在する。この構成において、吸込みエレメント４を省略することができる。
【００２９】
赤外線エレメント３と、送風エレメント２、及び／又は、吸込みエレメント４は、ストリップ１の運動方向Ｄに沿って、様々な分布態様を取ることができる。このような分布態様を取ることで、本発明は、出力密度を上記ストリップの運動路に沿って変化させる必要があるという事実に対処することができる。
【００３０】
上述の熱処理設備は、次のように作動する。即ち、処理されるストリップ１は、一連のエレメント３、４、２の二つの重なった連なりの間を、上記方向Ｄに向かって連続的に運動する。
【００３１】
送風エレメント２によって送風される空気（図２の矢印Ｆ）は、ストリップ１を、一連のエレメント３、４、２から一定の距離だけ隔てて保持する。従って、この状態で、ストリップ１は、上記設備を通過する間、如何なる補助的支持装置も用いることなく、支持される。高い出力密度を有する赤外線輻射エレメント３は、エネルギーをストリップ１に伝える。
【００３２】
各々の送風エレメント２の両側にそれぞれある吸込みエレメント４は、自己の吸込みノズル９を介して、上記輻射エレメント３がガス燃焼式である場合には当該輻射エレメント３から放出される燃焼ガスを吸込むと共に、ストリップ１が乾燥処理（図２の矢印Ｆ１）を受ける場合には当該ストリップが放出する水蒸気を吸込み、更には、送風エレメント２からの空気（矢印Ｆ２）をも吸込む。
【００３３】
もう一つ別の実施例において、上記輻射エレメントが、一方の側だけにしか設けられていない場合には、反射器が、上記輻射エレメントとは反対の側に配置されることによって、上記システムの熱効率が改善される。この場合、上記反射器を、送風エレメントと交互に配置することによって、紙が支持されることが保証される。また、上記反射器は、追加的な吸込み部材としても働く。そして最後に、もう一つ別の構成において、反射器を、送風エレメントと吸込みエレメントとの間に配置することも可能である。
【００３４】
以上の総ての場合において、上記輻射、送風、および吸込みの各エレメントの配置によって、ストリップが、直線運動路に沿って運動することが可能にされる。勿論、本発明は、今説明した実施例のみに限定されない。なぜならば、当該実施例に対しては、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変形例を作ることができるからである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上述した通りであって、その効果は下記の通りである。
（１） 当該設備は、上記輻射エレメント３と、送風エレメント２と、そして吸込みエレメント４のおかげで、単位面積当たりの出力が大きい。そして、これらのエレメントは、そのコンパクトな形状や全体的に小さなサイズのおかげで、全体として、当該設備の全体的な大きさに大きな影響を及ぼさない。
【００３６】
（２） 送風エレメント２は、当該設備を通るストリップ１の運動路の全体または一部に渡って、ローラやその他の補助手段を用いることなく、ストリップ１を支持する。
【００３７】
（３） 送風エレメント２の両側に吸込みエレメント４を配置したことで、上記エレメント２によって送風される空気と共に、上記ストリップが蒸発工程にある場合に当該ストリップから放出される水蒸気が効果的に吸い出されると共に、上記輻射エレメント３がガス燃焼タイプである場合に当該輻射エレメント３から放出される燃焼ガスが効果的に吸い出される。従って、このような配置は、上記輻射エレメントの作動を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従った熱処理設備の部分的な縦断面図である。
【図２】 送風エレメントと二つの隣接する吸込みエレメントの下部拡大図である。
【図３】 当該熱処理設備の一変形例の、図１と同様の部分的な縦断面図である。
【図４】 当該熱処理設備の他の変形例の、図１と同様の部分的な縦断面図である。
【図５】 当該熱処理設備の更に他の変形例の、図１と同様の部分的な縦断面図である。
【符号の説明】
１ ストリップ
２ 送風エレメント
３ 輻射エレメント
４ 吸込みエレメント
８ 送風スロット
９ 吸込みノズル
10 隣接端壁
12 側壁
11 縁部
13 曲壁

Claims (13)

1. 少なくとも一つの赤外線輻射エレメント（３）によって相互に隔てられる複数の一連の送風エレメント（２）を有していて、前記赤外線輻射エレメント（３）とストリップ（１）上に空気を吹き付ける前記送風エレメント（２）に沿って運動する前記ストリップ（１）を、対流輻射熱処理するためのシステムであって、前記送風エレメント（２）は、それぞれ自己の両側面に、吸込みノズルを前記ストリップ側端部に有する吸込みエレメント（４）を備え、前記吸込みエレメント（４）の少なくとも一方が、前記送風エレメント（２）間に配置される前記赤外線輻射エレメント（３）に対向する側面に設置されることを特徴とする連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
2. 各々の前記送風エレメント（２）は、前記ストリップ（１）側の端部に、少なくとも一つの送風スロット（８）を、前記ストリップ（１）の運動方向（Ｄ）を横切る方向に沿って有することを特徴とする請求項１に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
3. 前記吸込みエレメント（４）の各々は、前記ストリップ（１）側の端部に吸込みノズル（９）を有し、前記吸込みノズル（９）の面は、前記送風エレメント（２）の前記ストリップ（１）側端部の端壁（１０）との間で、鋭角二平面を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
4. 前記ストリップ（１）に最も近い前記吸込みノズル（９）の面の縁部（１１）は、一端が前記吸込みエレメント（４）の側壁（１２）に固定されている曲壁（１３）の他端に固定されることによって、前記吸込みエレメント（４）の側壁（１２）に結合されることを特徴とする請求項３に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
5. 前記赤外線輻射エレメント（３）と、前記送風エレメント（２）と、前記吸込みエレメント（４）は、前記ストリップ（１）の両側に配置されることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
6. 前記各エレメント（３、２、４）は、前記ストリップ（１）の両側に対称的に配置されることを特徴とする請求項５に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
7. 前記ストリップ（１）の一方の側の前記エレメント（３、２、４）は、前記ストリップ（１）の他方の側の前記エレメント（３、２、４）に対して、前記ストリップ（１）の運動方向（Ｄ）に相対的にずらされ、それによって、前記一方の側の前記赤外線輻射エレメント（３）が、前記他方の側の前記送風エレメント（２）および前記吸込みエレメント（４）に対峙させられることを特徴とする請求項５に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
8. 前記ストリップ（１）の一方の側には、前記赤外線輻射エレメント（３）と前記送風エレメント（２）と前記吸込みエレメント（４）とが配置され、前記ストリップ（１）の他方の側には前記送風エレメント（２）だけが配置されることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
9. 前記ストリップ（１）の、前記赤外線輻射エレメント（３）が配置される側とは反対の側に配置される前記送風エレメント（２）間の、前記赤外線輻射エレメント（３）に対峙する位置に、反射器が配置されることを特徴とする請求項８に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
10. 前記ストリップ（１）の一方の側には、前記赤外線輻射エレメント（３）と前記送風エレメント（２）と前記吸込みエレメント（４）とが配置され、前記ストリップ（１）の他方の側には前記送風エレメント（２）と前記吸込みエレメント（４）だけが配置されることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
11. 前記ストリップ（１）の、前記赤外線輻射エレメント（３）が配置される側とは反対の側に配置される前記送風エレメント（２）と前記吸込みエレメント（４）の間に、反射器が配置されることを特徴とする請求項１０に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
12. 前記赤外線輻射エレメント（３）は、ガス燃焼輻射式燃焼器であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。
13. 前記赤外線輻射エレメント（３）は、電気的輻射放出器であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の連続ストリップの熱処理用対流輻射システム。

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