JPS6175897A

JPS6175897A - 抄紙機のドライヤ装置

Info

Publication number: JPS6175897A
Application number: JP19790584A
Authority: JP
Inventors: 浩孝小野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1986-04-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は抄紙機のドライヤロールに電磁誘導加熱装置を
備える抄紙機のドライヤ装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

抄紙機のドライヤ装置はワイヤ及びプレス部にて脱水さ
れた湿紙を加熱、乾燥させる部分であり、従来のドライ
ヤ装置として第６図のように構成されたものがある。す
なわち、多筒式のドライヤロール（以下ロールと称す）
の内部にそれぞれ蒸気を圧入し、蒸気熱量により、各ロ
ール１の表面が加熱され、この表面に湿紙２はカンバス
３．及び３Ａにて押しつけられ、これにより湿紙２の水
分が乾燥蒸発される。このため、各ロール１の内部に高
温の飽和蒸気を通してロール１の表面を加熱させる設備
が必要で、具体的には蒸気を作るための蒸気発生設備例
えばボイラーや、このボイラーに給排するための配管設
備及び温度、圧力の計装制御システムが必要となること
、蒸気が冷やされることによって生じる水（ドレイン）
を除去する装置が必要である事、ざらにロール１の表面
温度制御の応答が遅い事、乾燥むらを避けるため、肉厚
の厚いロール１を用いているため、ロール１のはずみ車
効果（ＧＤ２　）が大きく、起動時、過大トルクが必要
であり、駆動設備容量は起動時のためだけに定常時の約
２〜１０倍程度の過大設備容量を設定せざるを得ないこ
と、などメンテナンス上、効率上、コスト的な問題点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明は前記問題点を解決するためなされたもので、蒸
気発生設備及びこの配管設備や温度、圧力計装制御シス
テムが不要で、蒸気が冷やされて水になることにともな
うトラブルを解消でき、ロール表面温度制御の応答の遅
れによる製品の乾燥むら等の不良製品の歩留りが向上し
、ロール駆動用電動機の容量を小さくできる抄紙機のド
ライヤ装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は前記目的を達成するために、ロールに近接して
電磁誘導加熱装置を設け、この電磁誘導加熱装置により
生ずる回転磁界をロール駆動用に利用するとともに、前
記電磁誘導加熱装置により生ずるうず電流でロール加熱
用としたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明について図面を参照して説明するが、はじめ
に第１図により概略構成を説明する。磁性材料からなる
円筒上のロール１の一端および他端が、軸受１０Ａおよ
びＩＯＢ、ｉｏｃにより回転自在に支持され、ロール１
の一端は駆動電動機１１に直結されている。ロール１の
内周側に複数個の電磁誘導コイル１２Ａ、１２Ｂ・・・
・・・１２Ｎが近接して軸方向に設けられ、この電磁誘
導コイル１２Ａ〜１２Ｎにロール１の他端部側に配設さ
れている複数個の励磁ユニット１３Ａ、１３Ｂ・・・・
・・１３Ｎ（これらを総称して励磁装置１４）に電気的
に接続されている。この励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎと
して例えば電流形インバータが用いられる。

この励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎと電磁誘導コイル１２
Ａ〜１２Ｎにより複数個の電磁誘導加熱装置が構成され
ている。

ここで、ロール１の表面速度（回転周波数）ｆＲと電磁
誘導コイル１２による回転磁界の速度（回転周波数）ｆ
ｃとすると、ｆＲ＜ｆｃのとき、ロール１は回される。

これにより誘導加熱装置は、ロールに対してカ行エネル
ギーと加熱エネルギーを供給する。

ｆＲ＝ｆｃのとき、エネルギー授受はない。

ｆＨ＞ｆ（、のとき、ロール１はブレーキングトルクが
働く。

これにより誘導加熱装置はロール１に対してブレーキン
グエネルギーと加熱エネルギーを供給する。

又、加熱エネルギーは次式で表わされる。

加熱エネルギー−１相対速度差（回転数差）１ｘｌトル
クｌｘＫなお、相対速度差（回転数差）　＝　　ｆ　Ｒ−ｆ　ｃ
Ｋ：定数（熱変換効率、トルク変換効率２等）第５図は
相対速度（回転磁界速度−ロール１の速度）と、負荷ト
ルクの特性を示すもので、励磁電流の大きざによりその
特性が変化する状態を示している。

このように、回転磁界速度とロール１の速度との差と励
磁電流を制御することにより、ロール１に与える負荷ト
ルクは方向性く力行、ブレーキング）並びに、大きさを
制御することが出来る。この結果、起動時の加速トルク
の供給や停止時のブレーキングトルクの供給を駆動電動
殿１１とは別の電磁誘導加熱装置から供給することが可
能となる。

又、ロール１の加熱エネルギーはロール１と回転磁界の
相対速度差と伝達トルクを制御することにより可能とな
る。

本発明の電１Ｍ誘導加熱装置は以上のような原理にもと
づくものであり、次に第２図により抄紙機のドライヤ装
置の一実施例を説明する。

前記駆動電り１ｔｊ１１１には速度検出器２１が直結さ
れ、この速度検出器２１の出力は比較器２２の一方の入
力端子に入力され、この比較器２２の他方の入力端子に
速度基準Ｂ２３の速度基準が入力されるようになってい
る。比較器２２の出力は制御装置２４に入力され、ここ
で所定の速度指令が求められ、この速度指令が前記駆動
電動機１１に与えられている。前記速度検出器２１およ
び前記速度基準器２３の出力はそれぞれ比較器２５に入
力され、この比較器２５の出力側に常開接点２６ａと常
閉接点２６ｂを有するリレー２６が接続されている。前
記速度基準器２３の速度基準は加熱基準回路３０および
前記リレー２６の常閉接点２６ｂを順次介して前記励磁
ユニット１３Ａ〜１３Ｎにそれぞれ接続されている。

さらに前記励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎには励磁基準器
２８からの励磁基準が前記リレー２６の常開接点２６ａ
を介して接続され、また励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎに
加熱量基準器２９が接続されている。

前記加熱基準回路３０の構成は第３図のようになってい
る。すなわち、励磁周波数基単離３１．変換器３２．加算器３３．減算器３４か
らなり、励磁周波数基準器３１がらの励磁周波数基準ｆ
Ｒは加算器３３および減算器３４の一方の入力端子にそ
れぞれ入力されている。

前記速度基準、５２３からの速度基準は変換器３２に入
力されて、回転磁界周波数値ｆＯに変換され、この回転
磁界周波数値ｆｏは前記加算器３３および減算器３４の
他方の入力端子にそれぞれ入力されている。そして加算
器３３の出力である周波数基準ｆ５＋ｆＲは前記励磁ユ
ニット１３Ａ。

１３Ｃ・・・・・・１３（Ｎ＝１＞に入力されている。

また減算器３４の出力である周波数基準ｆａ−ｆＲは前
記励磁ユニット１３Ｂ、１３Ｄ、・・・・・・１３Ｎに
入力されている。

以下、このように構成された抄紙機のドライヤ装置の作
用について説明する。

通常前記駆動電動灘１１及び制御装置２４の容量は、所
定の加速率で加速出来るような過大な設備容囲としてい
るが、ここでは加速や減速に要する駆動容■はなく、常
に一定速度で駆動する駆動容量（ＮＯＲＭＡＬ　　ＲＵ
ＮＮＩＮＧ　　ＬＯＡＤ）分しかない。このため、ロー
ル１の起動時、励磁コイル１２Ａ〜１２Ｎの回転磁界の
回転方向をロール１の加速方向に回転するように励磁ユ
ニット１３Ａ〜１３Ｎが制御される。そして前記ロール
１の起動時のトルクは、起動時のトルク＝１（励磁電流）×Δｆ（相対速度差）で表わされる。

起動時、リレー２６が励磁されて常開接点２６ａが閉路
し、励磁基準器２８からの励１ｉｉｌ基準すなわち周波
数（スリップ差）が励磁装置１４内の各々の励磁ユニッ
ト１３Ａ〜１３Ｎに入力され、また励磁ユニット１３Ａ
〜１３Ｎには加熱量基準器２９からの励磁電流が入力さ
れる。励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎに入力された周波数
と励磁電流は電磁誘導コイル１２Ａ〜１２Ｎに与えられ
、これによりロール１の表面上にうず電流が誘導され、
ロール１は加速される。ロール１が加速されると、駆動
型ｖＪ機１１に直結された速度検出器２１が回転し、回
転数に対応した信号（電圧）が発生する。

この信号は速度基準器２３の信号とともに比較器２５に
入力され、（速度基準信号レベル＋αく速度検出器２１
の信号レベル）となったとき、リレー２６が消磁され、
この常開接点２６ａが開路し、常閉接点２６ｂは閉路す
る。この結果、励磁装置１４は起動時の励磁基準器２８
から切離され、加熱基準回路３０に切換ると同時に制御
装置２４が動作する。制御装置２４が動作を始めること
により、駆動電動１ｆｉ１１．ロール１は速度基準器２
３からの速度基準に対し、速度制御運転が行われる。

励磁装置１４内の励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎは起動時
回転磁界方向はロール１の回転方向と一致しているが、
リレー２６の消磁により１部のユニット、例えば励磁ユ
ニット１３Ａ〜１３Ｎは偶数個とし、交互に回転磁界方
向がロール１の回転方向とは逆方向になる様に励磁され
る。励磁ユニット１３Ａ〜１３Ｎは加熱量基準器２つか
らの指令にに基き、周波数が制御され、加熱基準回路３
０の指令により負荷電流が制御される。

第２図において、励磁コイル１２Ａ、１２Ｇ。

・・・・・・１２（Ｎ−１）と励磁コイル１２Ｂ、１２
Ｄ。

・・・・・・１２Ｎの回転磁界方向は逆方向となり、又
、加熱基準回路３ｏの加算器３３．減算器３４により、
ロール回転速度と励磁コイル１２Ａ〜１２の回転磁界の
相対速度差の絶対値は同一であることから、励磁コイル
１２Ａ〜１２Ｎによるロール１へのトルク授受は０とな
る。この結果、ロール１への駆動トルクの供給は駆動電
動典１１並びに制御装置２４により供給され、ロール１
への加熱エネルギーは励磁コイル１２Ａ〜１２Ｎと励磁
ユニット１３Ａ〜１３Ｎより供給されることになる。

以上述べた実施例によれば、従来ドライヤロール加熱エ
ネルギーとして蒸気を用いていたものに比べ ■　蒸気源設備、及びその配管等の面倒なメンテナンス
が不要となる。

■　ドライヤ最大のネックであるドレンに伴うトラブル
が解消出来る。

■　熱制御の応答が早いため、最適制御が容易であり、
応答おくれによる製品の乾燥むら等、不良製品歩留まり
が向上する。

■　ロール巾方向に取付けられた励磁ユニット１３Ａ〜
１３Ｎを個々に制御することにより、ロール巾方向の加
熱」制御も可能となる。

■　ドライヤロール駆動電動８１１１の容量を小さくす
ることが可能となる。

次に第４図により本発明による抄紙機のドライヤ装置の
他の実施例を説明する。湿紙の巾方向にこれに近接して
複数個の水分量検出器３１．４１Ａ、４１Ｂ、・・・・
・・４１Ｎを配置し、この各水分量検出器４１Ａ〜４１
Ｎの出力と坪量（水分量）設定器４２の設定値をそれぞ
れ比較器４３Ａ、４３Ｂ、・・・・・・４３Ｎで比較す
る。この各比較器４３Ａ〜４３Ｎの出力を演算器４４Ａ
、４４Ｂ、・・・・・・４４Ｎを介して各加熱量基準器
４５Ａ、４５Ｂ、・・・・・・４５Ｎの一方の入力端子
に入力する。各加熱量基準器４５Ａ〜４５Ｎの他方の入
力端子に速度基準器２３からの速度基準信号を入力し、
各加熱量基準器４５Ａ〜４５Ｎ内においては励１１１が
演算され、この演算された励磁量をそれぞれ励磁ユニッ
ト１３Ａ〜１３Ｎに与える。以上の点のみが第２図と異
る点である。

このように構成されているので、従来ロール一本に対し
、蒸気を圧入するものではロール幅方向の温度制御が困
難であるが、第４図の構成ではこれが容易である。すな
わち、水分量検出器４１Ａ〜４１Ｎにより８紙の幅方向
の水分量が検出でき、これらと坪量設定器４２からの坪
量設定値の偏差に応じて加熱基準器４５Ａ〜４５Ｎの一
方の入力端子の入力が変化し、加熱量基準器４５Ａ〜４
５Ｎの他方の入力端子に速度基準器２３からの速度基準
が入力され、加熱量基準器４５Ａ〜４５Ｎ内において演
算される励磁量が変化するので、励磁ユニット１３Ａ〜
１３Ｎの入力量が変化して励磁コイル１２Ａ〜１２Ｎに
よってロール２に誘導されるうず電流が変化する。この
場合前記坪量設定器４２の設定値を一定圃とすることに
より、湿紙の幅方向の水分量が均一にできる。また、前
記坪量設定器４２の設定値を変えることにより湿紙の幅
方向における任意の水分量分布を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、電磁誘導加熱装置により、
ロールを駆動させるとともに加熱させるようにしたので
、蒸気設備及びこの配管設備や温度、圧力の計装制御シ
ステムが不要で、蒸気が冷やされて水になることにとも
なうトラブルを解消でき、ロール表面温度制御の応答の
遅れによる製品の乾燥むら等の不良製品の歩留りが向上
し、ロール駆動用電動閤の容量を小さくできる抄紙機の
ドライヤ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための概略構成図、第
２図は本発明による抄紙機のドライヤ装置の一実施例を
示す概略構成図、第３図は第２図の加熱基準回路の構成
を示すブロック図、第４図は本発明による抄紙機のドラ
イヤ装置の他の実施例を示す概略構成図、第５図はＭ２
図の電磁誘導加熱装置の相対速度と負荷トルクの関係を
示す図、第６図は従来の抄紙観のドライヤ装置の一例を
示す概略構成図である。１・・・ドライヤロール、１１・・・ロール駆動電動機
、１２Ａ〜１２Ｎ・・・電磁誘導コイル、１３Ａ〜１３
Ｎ・・・励磁ユニット、１４・・・励磁装置、２１・・
・速度検出器、２２．２５・・・比較器、２３・・・速
度基準器、２４・・・制御装置、２６・・・リレー、２
８・・・励磁基準器、２９・・・加熱」基準器、３０・
・・加熱基準回路、３１・・・励磁周波数基準器、３２
・・・変換器、３３・・・加算器、３４・・・減算器、
４１Ａ〜４１Ｎ・・・水分量検出器、４２・・・坪量（
水分：＄）設定器、４３Ａ〜４３Ｎ・・・比較器、４４
Ａ〜４４Ｎ・・・演算器、４５Ａ〜４５Ｎ・・・加熱量
基準器。ｊｉ　１　図第３図７・３０第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性材料からなり回転可能に支持されたドライヤ
ロールと、このドライヤロールに近接して設けられた電
磁誘導コイルと、この電磁誘導コイルに電気的に接続さ
れ、回転磁界を発生可能であるとともに前記ドライヤロ
ールに誘導されるうず電流を制御可能な励磁装置とを具
備した抄紙機のドライヤ装置。
（２）磁性材料からなり回転可能に支持されたドライヤ
ロールと、このドライヤロールの軸方向に近接して設け
られた複数個の電磁誘導コイルと、この電磁誘導コイル
にそれぞれ電気的に接続され、回転磁界を発生可能であ
るとともに前記ドライヤロールに誘導されるうず電流を
制御可能な励磁装置と、前記ドライヤロールの周面に存
在する湿紙の水分量を検出する水分量検出器と、この水
分量検出器の検出値と坪量検出器の設定値の偏差を入力
し、前記励磁装置に対して前記ドライヤロールの軸方向
の水分量を制御する信号を与える制御器とを具備した抄
紙機のドライヤ装置。