JPS5922839B2 - 製紙機械の乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙機械のドライヤ胴の改良、特にリム状（ｒ
ｉｍｍｉｎｇ ）の薄層をなす凝縮水と、水たまり（ｐ
ｕｄｄｌｅ ）となって集まった凝縮水を除去できるサ
イホンチップを有する改良された凝縮水除去方式に関す
るものである。

製紙機械ではウェブは脱水され圧搾された後、従来の複
数の鋳鉄製蒸気加熱回転式ドライヤシリンダで構成され
たドライヤ部へ送られる。

蒸気はこれら各々のドライヤへ入り、ドライヤシェルに
熱を伝えて凝縮し、他方ドライヤシェルは紙にその熱を
伝えて紙内部の湿分を蒸発させる。

ドライヤ胴が熱を効率よく均一に紙へ伝えることが良質
の紙を作るのに必須の条件であり、また効率のよい熱伝
達が胴内部の蒸気からシェルへと行なわれることが満足
かつ経済効率の高い操業を行なうのに必須である。

熱伝達を効果的に制御し有効な熱伝達を達成するための
大きな要素は、胴内の凝縮水を除去することである。

この凝縮水は水たまり状、湾状（ｃａｓｃａｄｉｎｇ）
またはリム状（ｒｉｍｍｉｎｇ ）になることがある。

この凝縮水の状態は多くの要因に依存するものである。

しかし凝縮水除去用サイホン装置は、凝縮水が水たまり
状、湾状またはリム状のいずれであっても満足な除去が
できなければならない。

凝縮水がリム状の時、熱はこのリム状の凝縮水の層を通
して伝えられねばならない。

これは熱的に問題となる。

すなわち凝縮水層が厚い程、熱抵抗が大きい。

凝縮水がリム状でない時は、機械的な問題が生ずる。

すなわち凝縮水層が余りに大きくなると、増速に時間が
長くか５す、駆動荷重が増加し、駆動トルクは常規を逸
したものとなり製作される紙の品質に有害な結果をもた
らす。

したがってドライヤ胴内の凝縮水量を常時最小限とする
ことが重要である。

それゆえ本発明の目的は、常時胴内凝縮水量を最小限に
し、水たまり状、湾状またはリム状のいずれの場合でも
凝縮水を処理できる改良型ドライヤ胴およびサイホン式
凝縮水除去装置を提供することにある。

一般に現在の市販ドライヤでは、蒸気は屡々裏側ジャー
ナルをへてドライヤ胴へ入り、凝縮水は吹き抜けと称す
る若干の非凝縮蒸気といっしょに表側ジャーナルを通り
排出される。

サイホン構体は、ふつうシェル内面に近接して配置した
サイホンシューすなわちサイホンチップで凝縮水がくみ
上げられた後流れる半径方向の管、凝縮水の流れを水平
方向に変えるサイホンひじ管、水平管、および回転式蒸
気接手から構成される。

これらのドライヤサイホン構体を構成する部材は各々重
要であるが、本発明の顕著な特徴は、凝縮水の除去が効
果的にでき、またエネルギの節約と良質紙の生産のため
凝縮水の十分でより完全な除去が可能なシューすなわち
チップの形状にある。

凝縮水の層が一層薄い状態で運転できる構造とすること
は凝縮水による熱絶縁の現象を少なくさせる。

凝縮水の深さは、サイホンシューすなわちサイホンチッ
プとの間の間隔を約１．５ｘｍ（０，０６０インチ）ま
でへらすことで堅実に減少することが分かった。

これ以上にサイホンとの間の間隔をへらしてもその凝縮
水の深さはそれ以上に減少しない。

この特徴は本発明のサイホンチップの設計に当り考慮に
入れられている。

上述のごとく、凝縮水は湾状、水たまり状またはリム状
のいずれか異なった形状をとる。

すなわちＴＡＰＰＩ（米国紙パルプ技術協会）誌、第３
９巻、第４号、１９５６年４月発行、２２８〜２３３頁
のアール、イー、ホワイト（Ｒ、Ｅ 、Ｗｈｉｔｅ）氏
発表の論文゛製紙ドライヤにおける残留凝縮水、凝縮水
の挙動、およびサイホン作用゛に記載のごとく、ドライ
ヤ速度が低速であるとドライヤ胴内に残っている凝縮水
はドライヤの底部で水たまり状となり、ドライヤ速度が
少し高速になるとこの凝縮水はドライヤシェルの壁を登
りはじめるが水たまりへ湾状となって戻ってくる。

ドライヤ壁から湾状に落ちる過量の凝縮水は常規を逸し
た大きな駆動負荷となる。

更に高速では、凝縮水はドライヤ内面上に薄い円周方向
に延びる層を形成し、この層が熱絶縁体として作用する
。

このリム状状態では、ドライヤ内の過量の凝縮水は過大
な熱抵抗を引き起す。

これら運転条件の両方を避けるには、ドライヤ内の凝縮
水量は最小に保たねばならない。

サイホンチップの形状はこの最小値に大きな影響を及ぼ
す。

リム状でない条件下では、サイホンチップは、凝縮水の
たまりにつかっている時すなわちサイホンチップが下方
に突出している領域にあり水たまり内にある時のみに凝
縮水を排出する。

その他の運転サイクルでは、サイホンチップは胴内圧力
の蒸気にのみさらされているので凝縮水よりもむしろ吹
き抜は蒸気だけが排出されることになる。

サイホンチップがつかつている時間の間にできるだけ多
くの凝縮水を排出するように、従来のサイホンチップは
非リム状条件で設計され、またサイホンチップとドライ
ヤシェルとの間に大きい間隙を設けていた。

またサイホンチップの底部に大きい開口部を設けていた
。

この構造で、大きい開口部を使用すると、蒸気の吹き抜
は流量はサイホンチップがつかっていない時に過大にな
る。

更にドライヤ内の凝縮水量は高速リム状運転の間は非常
に多量となる。

本発明の特徴によれば、上述の諸問題は、サイホンの設
計を、サイホンチップとドライヤシェルの内表面との間
の間隔を比較的小さく、最適には２、Ｑｍｍ（０，０８
インチ）以下とするようにすることにより解決できるの
である。

１９６６年米国ミラカン州、スリーリバーズのザ・ジョ
ンソン・コーポレーション発行ディー・エル・カールキ
ンズ（Ｄ 、 Ｌ 、 Ｃａ１ｋｉｎｓ ）代著の１１
ドライヤ性能におけるサイホン間隙の効果１１と題する
本には、間隙がリム状の凝縮水層の厚さに影響があるこ
とが述ベられている。

しかし従来設計によって間隙を小さくした場合には非リ
ム状条件下の作動が非常に悪いという不利力坊るｏ
１４７２ ｋｇ／ｈｒ （３，２５０ｔｂ／ｈｒ）の割
合で凝縮水を排出し、水たまり深さを２００ｍｍ（８イ
ンチ）以下に保つには、サイホン構体での圧力差は０．
５ ｋｇ／ｃｆＬ（７，０ｐｓｉ ）以上必要である。

これは２０４ｋｇ／ｈｒ（４５０ｔｂ／ｈｒ）以上の吹
き抜は流量を与えることとなる。

本発明の他の特徴は、凝縮水たまりに最初に接触するサ
イホンチップ端部の横断面形状を独特な形として凝縮水
除去性能を実質的に改善することである。

すなわちこの端部はシェル内面に向つが角度のある面を
なして傾斜しており、またドライヤシェル間隙に向い下
方ヘテーパを付した大きい突出開口部を有する。

ドライヤ回転方向に面したラム面の角度は１０度から４
５度の範囲であるべきで、その高さは０．５１ｍ１１Ｌ
（０，２インチ）から２．５４ｍｍ（１，０インチ）の
範囲が望ましい。

この先端部は凝縮水をサイホン管内へ押し込み、チャン
ネルとして作用し、ラム効果を有する。

このラム効果によりドライヤシェルに密接し取り付けら
れたサイホンの非リム状作用を大いに強める。

この形式のサイホンは１，４７２ｋｇ／ｈｒ（３２５０
Ａｂ／ｈｒ）の割合で凝縮水を排出でき、また１８１ｋ
ｇ／ｈｒ（４００ｚｂ／ｈ ｒ ）の吹き抜は流量を生
じる０、 ４６ ｋｇ／ｃｒｔｌだけのサイホン構体圧
力差で、水たまり深さを１００ｍｍ（４インチ）以下に
維持できることが分かった。

本発明の他の特徴は、中央拡大小室をそなえたサイホン
チップを提供することである。

この小室は軸方向にのびる仕切りを有し、この仕切りに
より小室を後部小室部分と前部小室部分とに分割してい
る。

この仕切りは取付けに良好な面を与え、また前部から入
って来る凝縮水が後部へ流出するのを抑制するための壁
を提供する。

本発明の他の目的は製作するのに実質的に能率がよく、
また蒸気ドライヤ胴からの凝縮水の除去が改善される設
計の改良型サイホンチップを提供することである。

その他の目的、利点及び特徴は、明細書、特許請求の範
囲及び図面における好適な実施例の記載に関連して示す
本発明の原理と概念から明白になるであろう。

第１図では、中空円筒回転式蒸気ドライヤ胴構体は、紙
ウェブに接触する平滑な外面と平滑な内部円筒面１０ａ
とを有する中空環状シェル１０を有するものとして示さ
れている。

このシェルは回転支持バブ１３．１４を有する鏡板１２
．１１で支持されている。

これらのバブは略して示されているが、その詳細軸受構
造および駆動系統は当業者であれば熟知のところである
。

紙ウエブ乾燥温度までシェルを加熱するため、熱気を供
給導管１５から胴内部へ差し向けられる。

支持バブ１４には凝縮水除去導管装置が設けである。

この装置はサイホンチップ１７（第２図及び第３図に詳
細に示されている）、半径方向導管１８、ひじ管すなわ
ち曲管１９、軸方向に延びる管２０、および回転式蒸気
継手２１を包含する。

この継手は、凝縮水および吹き抜は蒸気用の管路２６に
通ずるハウジング１６に適当な接続を与える。

第２図及び第３図に詳細に示したサイホンチップ１７は
好適には鋳物で作り、ハウジング３０を有するものとす
る。

サイホンチップのハウジング３０の上端部すなわち半径
方向内端部には、凝縮水除去装置の半径方向導管１８に
接続するソケット３１がある。

ハウジング３０は鐘形をしており、その内部小室３２は
シェル内面１０ａへ向う方向に外側に開いた形状をして
いる。

ハウジング３０の端部には、環状に拡がるフランジ３５
がある。

このフランジはシェル内面１０ａに対し傾斜し矢印４６
で示す胴回転方向に面した先導端部３６を与えるように
作られている。

この構造はラム効果を生じさせるもので、シェル内面１
０ａ上のリム状凝縮水が先導端部３６で捕えられ、先導
端部すなわち表面３６の後縁部における狭い間隙４７へ
と押し込まれる。

間隙４７は製作時に小さく維持される。

すなわち寸法４８は２ｍｍ（Ｏ，ＯＳインチ）又はそれ
以下である。

この間隙は環状の***部３３で画定されている。

この***部３３は、シェル内面に平行でまわりに均一な
間隙を与えるような形としである。

ハウジング３０は第３図の中央に示された中心線４９に
関し対称になるように作られる。

それ故間隙４５はサイホンチップの後方端部に位置し、
その間隙は先導端部の間隙４７と同じである。

壁３８は小室３２の中心を通り軸方向に延伸している。

この壁はシェル内面１０ａに対向しておかれており、小
室３２を前部３２ａと後部３２ｂとに分割している。

壁３８はサイホンチップの小室３２内を上部へ導く狭水
路を与えるように傾斜面３９．４０を有する。

壁３８は別個の部品で作られ、壁３８の穴４３，４４、
またハウジング３０のボス４１．４２内の穴を通り伸び
ているボルトにより、ハウジング３０の適所に取りつけ
られている。

底部の壁はシェル内面１０ａに対向しおかれており、サ
イホンチップ１７の位置安定に役立っている。

ドライヤシェルが第３図の矢印４６で示した方向に回転
するような運転では、凝縮水は先導端部３６の下からせ
まい間隙４７へと押し込まれ、ハウジング３０の小室３
２へ行く。

ついで凝縮水は第１図の半径方向導管１８を通過する。

せまい間隙４７は、凝縮水が内面１０ａに沿いリム状に
層を形成するのではなく、むしろ水たまりを形成する時
に先導傾斜端部３６と協同して凝縮水を受入れるのど部
を形成して凝縮水が胴内部でリム状か水たまり状か湾状
のいずれの場合にも起きるラム効果により、実質的に蒸
気の吹き抜けを防止する。

ハウジング３０は４５で示した間隙の代りに密閉後方部
を付与することができ、この場合壁３８は設ける必要が
ないと考えられる。

構造上の配列ではドライヤ胴はいずれの方向にも回転で
きるし、またサイホンチップブは第、３図の中心線４９
に対称であるので、図示の位置又は１８０度の角度を回
転し取り付けることもできる。

壁の傾斜面３９は凝縮水が間隙４７から小室３２を通り
、半径方向導管１８を上部へ通過するよう案内する。

このサイホンチップの構造は、凝縮水がリム状又は非リ
ム状のいずれの場合でもドライヤが運転できる広範囲の
速度ですぐれた作動特色を生せしめると共に、凝縮水を
最高に効果的に除去し、また過大な蒸気吹き抜けの不利
なしにすべての運転条件で適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドライヤ胴構体のいくぶん概略的な垂直断面図
、第２図は本発明の原理を具体化したサイホンチップ構
造の拡大平面図、第３図は第２図の線■−■に沿い実質
的に切った垂直断面図である。 １０・・・・・・中空環状シェル、１０ａ・・・・・・
シェル内面、１１．１２・・・・・・鏡板、１３．１４
・・・・・・支持バブ、１５・・・・・・供給導管、１
６・・・・・・ハウジング、１７・・・・・・サイホン
チップ、１８・・・・・・半径方向導管、１９・・・・
・・ひじ管、２０・・・・・・軸方向延伸管、２１・・
・・・・回転式蒸気継手、２６・・・・・・蒸気吹き抜
は管、３０・・・・・・ハウジング、３１・・・・・・
ソケット、３２゜３２ａ、３２ｂ・・・・・・小室、３
３．３４・・・・・・***部、３５・・・・・・フラン
ジ、３６・・・・・・先導端部、３７・・・・・・後方
端部、３８・・・・・・壁、３９．４０・・・・・・傾
斜面、４Ｌ４２・・・・・・ボス、４３．４４・・・・
・・穴、４５゜４７・・・・・・間隙、４８・・・・・
・間隙寸法、４９・・・・・・中心線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 胴外面加熱用蒸気を内部に供給して胴外面に接触す
   る紙ウェブを乾燥させる装置を有する回転式環状中空円
   筒形ドライヤ胴シェルと、胴内部から外部に通じるシェ
   ル内面に生ずる凝縮水を除去する凝縮水サイホン導管装
   置と、前記シェルの内面からの凝縮水を受取る導管装置
   の入口端部に接続され凝縮水が除去された後前記導管装
   置を流れるようにした円形のサイホンチップとをそなえ
   、このサイホンチップの底部に入口開口を設けると共に
   凝縮水がこの入口開口へのラム効果を伴なって導かれる
   ように前記シェル内面に対し１０°〜４５°の角度をな
   して前記シェル内面に向かって角度をもって傾いた先導
   縁部をチップ外周に設けたこと、および前記サイホンチ
   ップは中央に軸方向にのびる壁を有し前部小室と後部小
   室とに分割されており、前記から入ってくる凝縮水が後
   部へ流出するのを制御するようにしたことを特徴さする
   製紙機械の乾燥装置。