(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿った紙ウェブを乾燥するための装置であって、
各々、多孔性の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダを含む、少なくとも１つのスルーエアードライヤーと、
デッキの円周の一部分に巻き付けられ、湿った紙ウェブを表面上で支持して前記デッキの一部分の周りに湿った紙ウェブを搬送するようになっている、少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、
ファブリック及びウェブを各シリンダに差し向け及び各シリンダから差し向けるように、各シリンダに対して位置決めされ、装置の上流端に位置決めされた、ファブリック及びウェブをデッキ上に差し向けるための第１のファブリック支持部材と、装置の下流端に位置決めされた、デッキからファブリック及びウェブを差し向けるための第２のファブリック支持部材と、を含む、複数のファブリック支持部材と、
少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働してファブリック及びウェブが巻き付けられる各シリンダの部分を覆うフードと、を有し、該フードは、乾燥空気を該フードの内部と各シリンダの内部との間に流すように作動し、
フード及び少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働して各シリンダを収容する密封された包囲体を形成するプレナム壁部材、をさらに有し、該プレナム壁部材は、第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材の両方とともにシールを形成する少なくとも１つのシール機構を有し、前記シールの少なくとも１つは、対応するファブリック支持部材の周りに巻き付けられるファブリックに密封的に接触するシール機構によって形成される、装置。
【請求項２】
第１のファブリック支持部材は、バキュームボックスからなり、プレナム壁部材は、可撓性のあるシールを有するシール機構によって前記バキュームボックスと接触され、前記シール機構は、可撓性の膜及び柔質のガスケットのうちの少なくとも１つを有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つのファブリック支持部材は、回転可能なロールからなり、該ロールは、該ロールの円周の一部分に巻き付けられた前記少なくとも１つの乾燥用ファブリック及び紙ウェブを有し、少なくとも１つの乾燥用ファブリックは、ロールから紙ウェブの外方に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのシール機構は、後ブレードを有し、且つ、前記ロールに隣接して配置されたドクターホルダー組立体からなり、後ブレードが前記ロール上の乾燥用ファブリックに接触し、それによってシールを形成する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
後ブレードは、ポリテトラフルオロエチレンを含む乾式潤滑性で耐摩耗性の非金属材料で形成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも２つの隣接したスルーエアードライヤーを含み、隣接したシリンダの間に配置される少なくとも１つの中間ロールを有し、中間ロールの円周の一部分にファブリック及び紙ウェブが巻き付けられ、前記プレナム壁部材は、さらに、中間ロールに巻き付けられる乾燥用ファブリックに密封的に接触する前記少なくとも１つのシール機構によって中間ロールとともにシールを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
製紙機械で湿った紙ウェブを乾燥するためのスルーエアードライヤーであって、該ドライヤーは、
多孔性の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダと、
デッキの円周の一部分に巻き付けられ、ウェブを表面で支持してウェブをデッキの周りに運ぶための少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、
ファブリック及び湿った紙ウェブをシリンダに差し向け及びシリンダから差し向けるように、シリンダに対して位置決めされ、シリンダの上流端に位置し且つデッキに隣接して配置された、ファブリック及び湿った紙ウェブをデッキに差し向けるための第１のファブリック支持部材と、シリンダの下流端に位置し且つデッキに隣接して配置された、ファブリック及びウェブをデッキから差し向けるための第２のファブリック支持部材と、を含む、複数のファブリック支持部材と、
少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働してファブリック及びウェブが巻き付けられる各シリンダの部分を覆うフードと、を有し、該フードは、乾燥空気を該フードの内部と各シリンダの内部との間に流すように作動し、
フード及び少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働してシリンダを収容する密閉された包囲体を形成するプレナム壁部材、をさらに有し、該プレナム壁部材は、第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材の両方とともにシールを形成する少なくとも１つのシール機構を有し、前記シールの少なくとも１つは、対応するファブリック支持部材の周りに巻き付けられた乾燥用ファブリックに密封的に接触するシール機構によって形成される、ドライヤー。
【請求項８】
多孔性の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダと、デッキの円周の一部分に巻き付けられ、デッキの周りに湿った紙ウェブを搬送するようになっている少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、を有するスルーエアードライヤーを包囲するための装置（ｓｙｓｔｅｍ）であって、
乾燥用ファブリック及び湿った紙ウェブをシリンダに差し向け及びシリンダから差し向けるように、シリンダに対して位置決めされ、シリンダの上流端に位置し且つデッキに隣接して配置された、ファブリック及び湿った紙ウェブをデッキに差し向けるための第１のファブリック支持部材と、シリンダの下流端に位置し且つデッキに隣接して配置された、ファブリック及びウェブをデッキから差し向けるための第２のファブリック支持部材と、を含む、複数のファブリック支持部材と、
少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働してファブリック及びウェブが巻き付けられるシリンダの部分を覆うフードと、を有し、該フードは、乾燥空気をフードの内部とシリンダの内部との間に流すように作動し、
フード及び少なくとも第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材と協働してシリンダを収容する密閉された包囲体を形成するプレナム壁部材、をさらに有し、該プレナム壁部材は、第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材の両方とともにシールを形成する少なくとも１つのシール機構を有し、前記シールの少なくとも１つは、対応するファブリック支持部材の周りに巻き付けられた乾燥用ファブリックに密封的に接触するシール機構によって形成される、装置（ｓｙｓｔｅｍ）。
【請求項９】
多孔質の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダと、デッキの円周の一部分に巻き付けられ、デッキの周りに湿った紙ウェブを搬送するようになっている少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、を有するスルーエアードライヤーを包囲するための装置（ｓｙｓｔｅｍ）であって、
ファブリック及びウェブが巻き付けられるシリンダの部分を覆うフードを有し、該フードは、乾燥空気を該フードの内部とシリンダの内部との間に流すように作動し、
乾燥用ファブリック及び湿ウェブをシリンダに差し向け及びシリンダから差し向けるようにシリンダに対して位置決めされた複数のファブリック支持部材をさらに有し、該ファブリック支持部材は、少なくともフードと協働してシリンダを収容する密封された包囲体を形成し、該ファブリック支持部材は、デッキに隣接して配置された、ファブリック及び湿った紙ウェブをデッキに差し向けるための第１のファブリック支持部材と、ファブリック及びウェブをデッキから差し向けるための第２のファブリック支持部材と、を含み、第２のファブリック支持部材は、デッキに隣接して配置され且つ支持部材間にシールを実現するように第１のファブリック支持部材に隣接して配置される、装置（ｓｙｓｔｅｍ）。
【請求項１０】
多孔質の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダと、デッキの円周の一部分に巻き付けられ、デッキの周りに湿った紙ウェブを搬送するようになっている少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、を有するスルーエアードライヤーを包囲するための装置（ｓｙｓｔｅｍ）であって、
ファブリック及びウェブが巻き付けられるシリンダの部分を覆うフードを有し、該フードは、乾燥空気を該フードの内部とシリンダの内部との間に流すように作動し、
乾燥用ファブリック及び湿ウェブをシリンダに差し向け及びシリンダから差し向けるようにシリンダに対して位置決めされた複数のファブリック支持部材をさらに有し、該ファブリック支持部材は、少なくともフードと協働してシリンダを収容する密封された包囲体を形成し、該ファブリック支持部材は、デッキに隣接して配置された回転可能なロールからなる、ファブリック及び湿った紙ウェブをデッキに差し向けるための第１のファブリック支持部材と、回転可能なロールからなる、ファブリック及びウェブをデッキから差し向けるための第２のファブリック支持部材と、を含み、乾燥用ファブリックは、ロールから紙ウェブの外方に配置され、
前記第１のファブリック支持部材及び第２のファブリック支持部材の間に配置されたシール機構をさらに有し、該シール機構は、前記ロールから紙ウェブの外方に配置された乾燥用ファブリックに接触するように形成され、それによって両方のロールとともにシールを形成する、装置（ｓｙｓｔｅｍ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、製紙機に関し、より詳細には、製紙機のスルーエアードライヤー用のシール装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
一般的に、製紙機では、湿った紙ウェブが、成型用ファブリックのフォーマーで形成され、次いで、フォーミングファブリックによって運ばれ、或いは、フォーミングファブリックから、乾燥用ファブリックに移され、次いで、ウェブは乾燥用ファブリックによって乾燥セクションの中を運ばれ、乾燥セクションで、ウェブは、少なくとも部分的に乾燥される。乾燥セクションでの除水は、紙ウェブの所望な乾燥程度に応じて１つ又はそれ以上のスルーエアードライヤーの使用により成し遂げられる。スルーエアー乾燥は、典型的には、空気のような高温ガス又は水蒸気のような高温蒸気を、加えられた差圧を使用して、湿ったウェブに通すことによって働く。次いで、水分は、乾燥用媒体によって主として強制対流機構によってウェブから取り除かれる。
【０００３】
回転スルーエアードライヤー（ＴＡＤ）は、一般的には、紙ウェブの非圧縮乾燥が望まれる製紙機械に使用される最も普通のタイプのスルーエアードライヤーである。回転スルーエアードライヤーは、一般的には、多孔性のフェース又はデッキを有する回転可能なシリンダ、又はドラムを有する。多孔性デッキは、一般的には、シリンダ又はドラムに高い構造強度を与えながら、デッキに高い開口領域を与える溶接ハニカム構造である。さらに、紙ウェブは、特に湿っているとき、強度を欠くから、典型的に、紙ウェブを回転スルーエアードライヤーで支持するのに通気性支持体又は搬送ファブリックが要求される。ファブリックは、該ファブリックがシリンダの円周の大部分にほぼ巻き付くとき、紙ウェブを前記ファブリック上で運ぶように構成される。ファブリック及びウェブを支持してシリンダに及びシリンダから差し向けるために、一般的には、多数のファブリック支持部材もシリンダの上流側のと下流側の両方に設けられる。
【０００４】
ファブリック及び紙ウェブがシリンダに巻き付けられるとき、次いで、乾燥用媒体が、ファブリック及びウェブの両方に通されて、ウェブを乾燥する。回転スルーエアードライヤーでは、紙ウェブを乾燥するために供給される高温空気又は蒸気の乾燥用媒体が、ウェブを通してシリンダの内部に流入するように差し向けられ（内向き流れ形態／ａｎ  ｉｎｗａｒｄ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、或いは、ウェブを通してシリンダの外部に差し向けられる（外向き流れ形態／ａｎ  ｏｕｔｗａｒｄ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）。さらに、乾燥用媒体は、クロス流れ形態でデッキに２度差し向けられても良いし、或いは、軸線方向排出形態又は軸線方向供給形態でシリンダ及びデッキの一端又は両端又はヘッドの間に運ばれても良い。
【０００５】
回転スルーエアードライヤーが紙ウェブを乾燥する上で効果的であるためには、乾燥用媒体を、ウェブ及び搬送ファブリックにできるだけ効率的に差し向けなければならない。かくして、乾燥用媒体を湿った紙ウェブ及びファブリックに押し通すように差圧を回転スルーエアードライヤーに加えるために、シリンダは、乾燥用媒体を供給部から排出部に「導く」ように包囲される。シリンダ用のエンクロジャーは、典型的には、ファブリック及び紙ウェブが巻き付けられるシリンダの部分を取り囲むフードを有する。フードは、単一ピースの構成部品として構成されても良いし、或いは修理性を容易にするために多ピース組立体として構成されても良い。ある例では、別体のプレナムが、ファブリック及びウェブが巻き付けられないデッキの「デッドゾーン」を覆うのに要求されることがある。しかしながら、回転スルーエアードライヤーは、典型的に、ファブリック及びウェブをフード及び或る場合はプレナムによって形成されたエンクロジャーの中に及び外に通す必要のために、密封しにくい。エンクロジャーの非効率的なシールは、漏れをもたらし、かくして、ドライヤーの乾燥能力を減ずる。従って、回転スルーエアードライヤーを密封するためのいくつかの異なった方法が発明されてきた。
【０００６】
例えば、Ｃｏｌｅらの米国特許第３，４２３，９３６号は、高温空気がシリンダを覆うフードを通して供給され、該フードが乾燥用ファブリックとともに非接触シールを形成する、内向き流れ回転スルーエアードライヤー構造を開示する。乾燥空気が、紙ウェブ、乾燥用ファブリック、及び、シリンダのデッキを通ってシリンダの内部に流入する。’９３６特許は、空気をシリンダの内部から排出するための２つの方法を開示する。’９３６特許の図２に示されているように、クロス流排出構造では、空気は、シリンダのデッドゾーンを通って排出され、その場所に配置された排出プレナムで収集される。プレナムは、デッドゾーンの先端及び後端で多孔性シリンダとともに接触シールを形成するように配置される。多孔性シリンダとともにシールを形成する試みに伴う問題は、シリンダのデッキの大きい開口領域により、良好なシールが成し遂げにくく、従って、この設計は漏れる傾向があることである。さらに、プレナムの先縁のシールは、シリンダの回転に関して、シリンダに食い込み、プレナム及び又はシリンダに損傷を引き起こす傾向を有する。
【０００７】
加えて、’９３６特許の図６及び７は、シリンダのヘッドの１つを通る軸線方向排出部を有する回転スルーエアードライヤーの変形装置を開示する。しかしながら、シリンダのデッドゾーンは、該デッドゾーンを通る乾燥用媒体の漏れを防止するように依然としてシールされなければならない。従って、定置の外部シールドが、シールドの端で、該シールドと回転シリンダの外面との間にわずかな隙間を伴ってデッドゾーンに取付けられる。この形態の欠点は、スルーエアードライヤーデッキに対する非接触シールが漏れを生じやすいことである。
【０００８】
他の例では、Ｓｉｓｓｉｏｎの米国特許第３，３０３，５７６号が、乾燥用媒体として空気を使用した、クロス流れ形態の外向き流れ回転スルーエアードライヤーを開示する。加熱空気が、多孔性シリンダのデッドゾーンを覆うプレナムを通して、且つデッキを通してシリンダの内部に流される。次いで、空気は、デッキ、紙ウェブ及び乾燥用ファブリックを通って、収集フードに流入してスルーエアードライヤーからの空気を排出する。’５７６特許によれば、供給プレナムは、アイドラーの一般的な位置でデッキとファブリックのインターフェースで非接触シールを形成し、フードは、対応するアイドラーとともに接触後シールを形成する。
【０００９】
しかしながら、’５７６特許によって開示された回転スルーエアードライヤー形態は、外向き流れ形態に限定される。回転スルーエアードライヤーの外向き流れ形態は、ウェブがシリンダの表面によって損傷されないようにするために、特別な設備をしなければならないし、又、加えることができる最大圧力差（かくして、単位面積当たりの空気流量）がシリンダ径で割った最大許容ファブリック張力によって制限される点で不利である。この関係は、シリンダの大きさを増すと、許容差圧、かくして単位面積当たりの空気流量が減少することから、外向き流れスルーエアードライヤーシリンダの経済的な大きさを制限する。
【００１０】
さらなる例として、Ｏｈｌｓらの米国特許第４，２４７，９９０号が、乾燥用媒体として空気又は水蒸気を使用する内向き流れ回転スルーエアードライヤーを開示する。クロス流れ形態及び軸線方向流れ形態の両方が開示されている。紙ウェブ及び乾燥用ファブリックがシリンダに隣接して配置された２つ又はそれ以上のシールロールの間で、スルーエアードライヤー上に及びスルーエアードライヤーから差し向けられる。エンクロジャー内部を外の大気からシールするエンクロジャーが設けられる。ファブリック及びウェブが、シールロールの間を通るので、ファブリックが巻き付けられるシリンダの部分を覆うフード並びに、デッドゾーンを覆うプレナムが、シールストリップで対応するシールロールにシールされる。しかしながら、ウェブ及びファブリックを一対の隣接したロールに通すことは、紙ウェブを圧縮し、出来た紙シートの密度を高めることで作用を有する。製紙機械がティシュ製品及びタオル製品を製造するのに使用される場合には、紙ウェブの密度の上昇は、紙製品の吸収性及び軟らかさを減じ、剛性を増大させる傾向があるので、望ましくない。
【００１１】
かくして、クロス流れ形態及び軸線方向流れ形態の両方に構成することのできる、且つ、内向き流れプロセスと外向き流れプロセスの両方を扱うことのできる、製紙機用の回転スルーエアードライヤーを提供することが望ましい。そのようなスルーエアードライヤーが効果的にシールされることがさらに望ましい。スルーエアードライヤーの効果的なシールは、漏れを最小にすることによって装置のエネルギ効率を増大させ、漏れの減少によりより小型のファンの使用を可能にし、且つより大きな圧力差（その結果、単位面積当たりのより高い空気流量）を成し遂げる、ような利点を有するだろう。これらの利点は、さらに、装置の大きさを減少させ、かくして、投資コストを減ずることになるだろう。そのような改良されたスルーエアードライヤーは、紙ウェブを望ましくなく圧縮することなく、且つシールが多孔性シリンダに食い込む恐れなしに、効果的なシール装置を更に望ましく提供するだろう。
【００１２】
（発明の簡単な説明）
上述の及び他の要求は、１つの実施形態では、各々、多孔性の円筒形デッキを有する回転可能なシリンダを含む少なくとも１つのスルーエアードライヤーと、デッキの円周の一部分に巻き付けられた少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリックと、ファブリックを各シリンダに差し向け及び各シリンダから差し向けるように各シリンダに対して位置決めされた複数のファブリック支持部材と、各シリンダを収容する実質的に密封された包囲体を形成するように協働するフード及びプレナムとを有する、湿った紙ウェブを乾燥するための装置を提供する本発明によって満たされる。乾燥用ファブリックは、湿った紙ウェブを、各ドライヤーのシリンダの円周の一部分の周りに支持し及び搬送するようになっている。ファブリック支持部材は、好ましくは、湿ウェブ及びファブリックをスルーエアードライヤーのシリンダに差し向けるための、装置の上流端に位置した第１のファブリック支持部材と、湿った紙ウェブ及びファブリックをスルーエアードライヤーのシリンダから差し向けるための、装置の下流端に位置した第２のファブリック支持部材と、を含む。さらに、フードが、少なくとも第１及び第２のファブリック支持部材と相互作用し、且つ、ファブリック及びウェブが巻き付けられる各シリンダの部分を覆う。さらに、プレナムが、各シリンダを収容する包囲体を実質的に密封するように、フード及び少なくとも第１及び第２のファブリック支持部材と協働する。好ましくは、そしてより詳細には、プレナムは、第１及び第２のファブリック支持部材の両方とともにシールを形成し、シールの少なくとも１つは、対応するファブリック支持部材の周りに巻き付けられたファブリックに密封的に係合するプレナムによって形成される。
【００１３】
他の有利な実施形態では、第１及び第２のファブリック支持部材が、デッドゾーンが、ファブリック支持部材に巻き付けられたファブリックに密封的に係合するシール機構によって密封されるように、シリンダの周りにわずかに隔てられる。さらに他の有利な実施形態では、第１及び第２のファブリック支持部材が、支持部材間にシールを実現するために、支持部材間にギャップを最小にするように互いに近接して位置決めされる。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、装置は、各々、回転可能なシリンダを有する１つ又はそれ以上の回転スルーエアードライヤーと、シリンダに隣接して配置された、ファブリック及び紙ウェブを各シリンダに及び各シリンダから差し向けるための複数のファブリック支持部材と、を有するのが良い。スルーエアードライヤーは、高温空気又は水蒸気のような乾燥用媒体をシリンダの外部から、紙ウェブ、ファブリック及びデッキを通して、シリンダの内部に流入させる、乾燥用媒体の内向き流れをもたらすように構成されるのが良い。内向き流れ形態では、単一の乾燥用ファブリックが使用され、ウェブがスルーエアードライヤーの周りに搬送されるとき、紙ウェブは単一の乾燥用ファブリックの外面で支持され、ファブリックが紙ウェブ及びデッキの間に位置する。変形例として、スルーエアードライヤーは、乾燥用媒体が、シリンダの内部から、デッキ、乾燥用ファブリック及び紙ウェブを通して、シリンダの外部に流れる、外向き流れ構造に構成されても良い。外向き流れ形態では、紙ウェブは、紙ウェブがスルーエアードライヤーのシリンダの周りに運ばれるとき、２つの乾燥用ファブリックの間に支持されるのが好ましい。
【００１５】
ファブリック及びウェブをシリンダに及びシリンダから差し向けるのに使用されるファブリック支持部材は、異なる形態をなしても良い。本発明の或る実施形態では、第１のファブリック支持部材は、ファブリックのループ内に配置されたバキュームボックスを有する。さらに、プレナムは、バキュームボックスとプレナムとの間の時々の移動に耐えるのが可能な可撓性の膜、柔質ガスケット等のようなシールによって、バキュームボックスと係合される。シールは又、好ましくは、ファブリックに関してバキュームボックスの位置の調整を可能にするように形成される。変形実施形態では、少なくとも１つのファブリック支持部材が、回転可能なロールからなり、乾燥用ファブリックがロールに対し紙ウェブの外方に配置されるように紙ウェブがロールの円周の一部分の周りに巻き付けられる。
【００１６】
ファブリック支持部材が、乾燥用ファブリック及び紙ウェブが巻き付けられる回転可能なロールからなる場合には、プレナムは、紙ウェブを圧縮することなくロールとともにシールを形成する。好ましくは、ロールでのシールは、後ブレードを有し且つプレナムに配置されたドクターホルダー組立体を使用して、後ブレードがロールに対し紙ウェブの外方に配置された乾燥用ファブリックに係合するように、形成される。従って、プレナムは、ファブリック及びウェブが巻き付けられない、ガイドの間のシリンダの「デッドゾーン」を密封する。クロス流れ形態を有するスルーエアードライヤーでは、フードが乾燥用媒体をそれぞれ排出又は供給するのに使用されると、プレナムは、乾燥用媒体用の流入口ダクトか流出口ダクトのいずれかを有する。変形例として、軸線方向流れ形態では、乾燥用媒体は、シリンダの内部を通して、フードの内部とシリンダの少なくとも一端又はヘッドとの間に流され、この場合、シリンダのデッドゾーンを覆うプレナムは、乾燥用媒体がデッドゾーンから逃げるのを防止するシールドを有する。
【００１７】
第１及び第２のファブリック支持部材がわずかに間隔を隔てられた本発明の実施形態では、デッドゾーンは、ファブリック支持部材の外方に配置されたファブリックに密封的に係合するドクターホルダー／後ブレード組立体を有し、ファブリック支持部材に係合するシール機構によって密封されるのが良い。さらに、ファブリック支持部材は、それらの間の最小のギャップがデッドゾーンを効果的に密封するように、わずかに間隔を隔てられるのが良い。わずかに間隔を隔てられた第１及び第２のファブリック支持部材を有する実施形態では、デッドゾーンを通る乾燥用媒体の排出が制限されるから、そのような実施形態は、乾燥用媒体の軸線方向流れのために有利に構成される。
【００１８】
かくして、本発明の実施形態は、効果的に密封されながら、クロス流れ形態及び軸線方向流れ形態の両方に構成され、又、内向き流れプロセス及び外向き流れプロセスの両方を取り扱うことができる、製紙機用回転スルーエアードライヤーを提供する。効果的に密封されたスルーエアードライヤーは、漏れを最小にすることによって装置のエネルギ効率を増大させ、漏れの減少によりより小型のファンの使用を可能とし、より大きな圧力差（及び、その結果、単位領域当たりのより高い空気流量）が成し遂げられるようにする。これらの利点は、装置の大きさを減ずることを可能にし、かくして、資本コストを減ずることになる。改良したスルーエアードライヤーは又、紙ウェブを望ましくなく圧縮しないで、及び、シールが多孔性シリンダに食い込む危険なしに、効果的なシール装置を提供する。  本発明の利点の一部について述べたが、他の利点が、添付図面と関連して考慮されるとき、説明が進むにつれ明らかになるだろう。
【００１９】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
発明の好ましい実施形態を示す添付図面を参照して以下に、本発明をより完全に説明する。しかしながら、本発明を、多くの異なる形態で実施しても良く、ここに記載した実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分且つ完全であり、並びに、当業者に発明の範囲を完全に伝えるように、提供される。同じ番号は全体を通して同じ要素を指す。
【００２０】
図１は、湿った紙ウェブＷを乾燥するための装置、より詳細には、番号１０で全体的に示され、本発明の特徴を含む回転スルーエアー乾燥装置の一実施形態を開示する。スルーエアー乾燥（ＴＡＤ）装置１０は、一対の回転可能なシリンダ２０、各シリンダ２０の円周の一部分に巻き付けられた少なくとも１つの連続的な乾燥用ファブリック３０、各シリンダ２０に隣接して配置された複数のファブリック支持部材４０、ファブリック３０が巻き付けられた各シリンダ２０の部分を覆うフード５０、及び、ファブリック３０が巻き付けられていない各シリンダ２０の部分を覆うためのプレナム６０を有する。
【００２１】
回転可能なシリンダ２０は、一般的に多孔性の円筒形デッキ２２を有し、且つ、２つの対向した端即ちデッキの各端にヘッド（図示せず）を構成する。デッキ２２は、典型的には、高構造強度をもたらし、多量の開口領域を有する溶接ハニカム構造体である。単一の乾燥用ファブリック３０は、各シリンダが配置されるループを形成する多孔質構造の連続ベルトである。ファブリック３０は、ファブリック支持部材４０の助けをかりて、スルーエアードライヤー１０のシリンダ２０の周りに湿った紙ウェブＷを搬送するように構成されている。複数のファブリック支持部材４０は、例えば、バキュームボックス、回転可能なロール等からなっていても良い。上流側のシリンダ２０は、ファブリック３０及びウェブＷをシリンダ２０に差し向けるための第１のファブリック支持部材４６を有し、下流側のシリンダ２０は、シリンダ２０からのファブリック３０及びウェブＷを差し向けるための第２のファブリック支持部材４８を有する。乾燥セクションが２つ又はそれ以上のスルーエアードライヤー１０を有する場合には、単一の回転可能なロール４９が、上流側のシリンダ２０からのファブリック３０及びウェブＷを差し向けるように且つファブリック３０及びウェブＷを下流側のシリンダ２０に差し向けるように機能するのが良い。ファブリック支持部材４０は、一般的には、ファブリック３０がシリンダ２０の円周の大部分に巻き付けられるように、各シリンダ２０に隣接して配置され、或いは、各シリンダ２０に係合される。
【００２２】
スルーエアードライヤー１０は、その所望な性能特性に従って構成されるのが良い。例えば、スルーエアードライヤー１０は、乾燥用媒体がシリンダ２０の外部から紙ウェブ３０、乾燥用ファブリック３０及びデッキ２２を通ってシリンダ２０の内部に流れる、内向き流れ構造（ｉｎｗａｒｄ  ｆｌｏｗ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に構成されるのが良い。変形例として、スルーエアードライヤー１０は、乾燥用媒体がシリンダ２０の内部からデッキ２２、乾燥用ファブリック３０及び紙ウェブＷを通ってシリンダ２０の外部に流れる、外向き流れ構造（ｏｕｔｗａｒｄ  ｆｌｏｗ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に構成されても良い。さらに、スルーエアードライヤー１０は、乾燥用媒体が、デッキ２２及びシリンダ２０の内部を経て、シリンダ２０の外部とシリンダ２０の端即ちヘッドの少なくとも１つとの間に流れる、軸線方向流れ形態（ａｘｉａｌ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）に配置されても良い。変形例として、スルーエアードライヤー１０は、乾燥用媒体をデッキ２２を通ってシリンダ２０の内部に流入させ且つ該内部から流出させるクロス流れ構造（ｃｒｏｓｓ  ｆｌｏｗ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に構成されてもよい。例えば、図１に示すような内向きクロス流れ構造では、乾燥用媒体を、シリンダ２０の外部から紙ウェブＷ、ファブリック３０及びデッキ２２を通ってシリンダ２０の内部に流入させ、その後、デッドゾーンのデッキ２２を通って排出させる。
【００２３】
かくして、構成されたスルーエアードライヤー１０は、所望の乾燥機能を行い、次いで、乾燥用媒体をそこから排出するのには、乾燥用媒体を紙ウェブＷを通して差し向けるための設備を必要とする。典型的には、ファブリック３０及びウェブＷが巻き付けられたシリンダ２０の部分を覆うフード５０が設けられる。好ましくは、フード５０は、シリンダ２０を覆い、且つ、ドライヤー１０の上流端の第１のファブリック支持部材４６から、下流端の第２のファブリック支持部材４８まで延びる。乾燥セクションが１つ以上のスルーエアードライヤー１０を有する場合には、各シリンダ２０は、個々のフードを備えても良いし、或いは、共通のフードが２つ又はそれ以上のシリンダを覆っても良い。さらに、複数のシリンダ２０を覆うのに共通のフードが使用される場合には、共通のフードは、乾燥用媒体の流れ及び分配を制御する内部パーティションを有しても良い。
【００２４】
本発明の一実施形態では、フード５０は、第１及び第２のファブリック支持部材４６、４８と相互作用して、ファブリック支持部材４６、４８の間のファブリック３０及びウェブＷに乾燥用媒体の効果的なダクト送りを行う。例えば、第１のファブリック支持部材４６が、スルーエアードライヤー１０の上流端に隣接してファブリックループ内に設けられたバキュームボックスからなる場合には、フード５０は、ループの外側のファブリック３０の反対側のバキュームボックスを覆うか、若しくは、少なくとも部分的に向かい合わせるように延びるのがよい。バキュームボックスは、好ましくは、セラミック又は他の適当な材料ストリップで、ループの内側のファブリック３０に係合する。更なる例では、フード５０がスルーエアードライヤー１０の下流端に位置した第２のファブリック支持部材４８と相互作用する場合には、フード５０は、第２のファブリック支持部材４８とともに後接触シールを形成するように延びるのが良い。使用される形態により、フード５０は、乾燥用媒体をスルーエアードライヤー１０に送り、又は、乾燥用媒体をそこから排出するように操作可能に配置される。従って、フード５０が乾燥用媒体を供給する場合には、乾燥用媒体がシリンダ２０の周り、及び第１及び第２のファブリック支持部材４６、４８まで、そして、恐らく、第１及び第２のファブリック支持部材を含んで、ウェブ及びファブリック３０に差し向けられるように、構成される。この場合、乾燥用媒体の流れがウェブ及びファブリックに差し向けられるから、フード５０は、第１及び第２のファブリック支持部材４６、４８と密封的に相互作用しない。
【００２５】
図１にさらに示すように、プレナム６０は、デッドゾーンを密封し、且つスルーエアードライヤー１０の実質的な包囲を完成するのに使用される。スルーエアードライヤー１０の形態に応じて、プレナム６０は、乾燥用媒体を排出するのに（内向きクロス流れ構造では）、乾燥用媒体をスルーエアードライヤー１０に与えるのに（外向きクロス流れ構造では）、又は、シールドとして（内向きクロス流れ構造か外向きクロス流れ構造のいずれかでは）、使用される。スルーエアードライヤー１０を効果的に密封するために、プレナム６０は、シール機構を介し、第１及び第２のファブリック支持部材４６、４８の両方とともにシールを形成する。例えば、第１のファブリック支持部材４６がバキュームボックスからなる場合には、プレナム６０は、熱膨張及び熱収縮によるような時々の移動に耐えることのできるシール６２からなるシール機構によって前記バキュームボックスと係合される。例えば、シール６２は、可撓性膜、柔質ガスケット等である。シール６２は、ファブリック３０に対して第１のファブリック支持部材４６の位置調整を可能にするようにさらに構成される。プレナム６０は、後接触シール構造６４からなるシール機構の使用により、下流側の第２ファブリック支持部材４８に係合する。後接触シール構造６４は、例えば、後ブレードを有し、且つプレナム６０に配置されたドクターホルダーからなるのが良い。第２のファブリック支持部材４８は、典型的には、デッドゾーンに隣接して第２のファブリック支持部材の部分の巻き付けられたファブリック３０及びウェブＷを有するから、第２のファブリック支持部材４８との密封構造は、ウェブＷ及びファブリック３０が密封係合で役割を果たすことを必要とする。ウェブＷの脆弱な性質により、プレナム６０と第２のファブリック支持部材４８との間の接触シールは、プレナム６０の密封部材が、ファブリック支持部材４８からの紙ウェブＷの外方に配置されたファブリック３０に係合することを必要とする。
【００２６】
かくして、ドクターホルダー組立体の後ブレードは、乾燥用ファブリック３０に係合して、プレナム６０と第２のファブリック支持部材４８との間にシールを形成する。乾燥用媒体が、軸線方向流れ構成のシリンダ２０を通して、又はクロス流れ構造のプレナム６０を通して排出される場合、排出吸引力によって作られた大気圧以下の圧力が、後接触シール構造６４と第２のファブリック支持部材４８との間のシール効果を高める。好ましくは、後ブレードは、ファブリック３０のすり減り即ち摩耗を回避するために、乾式潤滑性で耐摩耗性の非金属材料で構成されるのが良い。最も好ましくは、後ブレードは、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））で構成される。さらに、プレナム６０が第１及び第２のファブリック支持部材４６、４８の両方に対してシールされているが、追加のシールが、隣接したスルーエアードライヤー１０間を分離するために、図１に破線で示したように後接触シール構造６４を使用して、シリンダ２０間の中間に配置されたロール４９のような他のロールとともに形成されるのが良い。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態を示し、この実施形態では、乾燥セクションは、２つのスルーエアードライヤー１１０を有し、該スルーエアードライヤー１１０は、該スルーエアードライヤー１１０のシリンダ１２０の中間に配置された２つの回転可能なロール１４９を有する。上流側の回転可能なロール１４９は、ファブリック３０及びウェブＷを、上流側のシリンダ１２０から、下流側の回転可能なロール１４９に差し向ける。次いで、下流側の回転可能なロール１４９は、ファブリック３０及びウェブＷを、下流側のシリンダ１２０に差し向ける。さらに、プレナム１６０は、各々ロール１４９の一つに係合する一対の後接触シール構造１６４を有するように構成される。プレナム１６０は乾燥用媒体を排出するように構成されているから、後接触シール構造１６４は、乾燥用媒体が各シリンダ１２０から個々に排出されるように、プレナム１６０を分割する。さらに、図３は、図２に示す実施形態の変形実施形態を示し、この実施形態では、プレナム２６０が、両シリンダ１２０からの乾燥用媒体の共通の排出部として働くように構成されている。
【００２８】
図１乃至３に示す本発明の実施形態は、フードが乾燥用媒体の供給部を有し、プレナムがスルーエアードライヤーからの乾燥用媒体を排出するように機能する、内向きクロス流れ形態を図示する。これらの形態は、変形例として、プレナムが乾燥用媒体を供給し、次いで、該乾燥用媒体がフードを通して排出される、外向きクロス流れ構造で機能を果たしても良い。外向き流れ形態では、紙ウェブは、２つの乾燥用ファブリックの間に挟まれながら、スルーエアードライヤーのまわりに搬送されるのが好ましい。
【００２９】
さらに、図４に付加的に示すように、スルーエアードライヤー３１０が軸線方向流れ構造（乾燥用媒体がシリンダ３２０の端又はヘッドを通して供給又は排出されるもの）に構成される場合には、プレナム３６０は、後接触シール構造３６４からなるシール機構で第１及び第２のファブリック支持部材３４６、３４８に密封的に係合するシールドからなる。さらに、図５は、図４に示す実施形態の変形実施形態を示し、この実施形態では、スルーエアードライヤー４１０が軸線方向流れ構造に構成され、第１及び第２のファブリック支持部材４４６、４４８がシリンダ４２０に隣接して配置され、且つ、互いにきわめて近接した間隔を保持している。第１及び第２のファブリック支持部材４４６、４４８がわずかに間隔を隔てているときには、巻付領域（任意の所定時間にウェブＷ及びファブリック３０によって覆われるシリンダ４２０の周りの領域）が増大し、その結果、ウェブＷの乾燥を増進させる。さらに、わずかに間隔を隔てることにより、シリンダ４２０は、第１及び第２のファブリック支持部材４４６、４４８の両方に巻き付けられたファブリック３０に密封的に係合するシール機構４６４によって実質的に包囲される。シール機構４６４は、例えば、ファブリック支持部材４４６、４４８の各々の周りでファブリック３０に個々に係合する一対の後ブレードを有するドクターホルダー組立体、又は、同じ機能を果たす単一の後ブレードを各々有する一対のドクターホルダー組立体からなるのが良い。
【００３０】
図６は、第１及び第２のファブリック支持部材５４６、５４８が最小のギャップ５６４によって分離された、図５に示す実施形態の変形実施形態を示す。第１のファブリック支持部材５４６に巻き付けられたファブリック３０は、最小のギャップ５６４を介して、シリンダ５２０に巻き付けられ且つ第２のファブリック支持部材５４８から出ていく同じファブリック３０に接触し、それによってシリンダ５２０を包囲する。変形例として、最小のギャップ５６４は、軸線方向に排出されるいくらかの漏れをシリンダ５２０内へ生じさせる大きさにされるのが良く、軸線方向の排出流れにより、ウェブＷ及びファブリック３０を通ってシリンダ５２０の内部に通る乾燥用媒体を排出させることができる。
【００３１】
かくして、本発明は、スルーエアードライヤー用シール装置の改良を容易にする。改良されたシールは、熱い乾燥用媒体が装置から漏れ出るのを最小にし、且つ又、冷たい空気が入り込むのを最小にし、かくして、装置のエネルギ効率を向上させる。さらに、装置を効果的にシールし、漏れを最小にし又は減少させることによって、乾燥用媒体を供給し且つ排出するのにより小さなファンを使用してもよく、かくして、電力及び設備のコストの節約をもたらす。さらに、改良されたシールにより、より大きな差圧がデッキ全体に加えられ、これは、単位面積当たりのより高い空気流量に変換する。単位面積当たりのより高い空気流量は、ウェブをより効率的に乾燥させ、かくして、装置全体は、大きさが小さくされ、その結果、資本コストの節約になる。
【００３２】
本発明の多くの変形例及び他の実施形態が、前述の説明及び関連した図面に現された教示の恩恵を有するとき、本発明が関係する当業者に浮かぶであろう。それ故、発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変形例及び他の実施形態が、添付した特許請求の範囲内に含まれるべきである。特定の用語がここに用いられているが、それらは、上位概念及び説明的な意図で使用しただけであり、限定の目的でなない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  共通のフードを共有する２つの隣接したスルーエアードライヤーを有し、且つ内向きクロス流れ構造に構成された、本発明の１つの実施形態を図示する略図である。
【図２】  共通のフードを共有する２つの隣接したスルーエアードライヤーを有し、且つ内向きクロス流れ構造に構成され、排出プレナムが個々のスルーエアードライヤーにに仕えるように分割されている、本発明の変形実施形態を図示する略図である。
【図３】  共通のフードを共有する２つの隣接したスルーエアードライヤーを有し、且つ内向きクロス流れ構造に構成され、共通の排出プレナムが両方のスルーエアードライヤーに仕える、本発明の変形実施形態を図示する略図である。
【図４】  内向き軸線方向流れ構造に構成された単一のスルーエアードライヤーを有し、デッドゾーンが、各端に配置されたシール機構を有するシールドによって密封されている、本発明の変形実施形態を図示する略図である。
【図５】  内向き軸線方向流れ構造に構成された単一のスルーエアードライヤーを有し、デッドゾーンが、対向するファブリック支持部材と相互作用するシール機構によって密封され、スルーエアードライヤーの巻き付け領域を増大させた、本発明の変形実施形態を図示する略図である。
【図６】  軸線方向流れ構造に構成された単一のスルーエアードライヤーを有し、スルーエアードライヤーの巻き付け領域を増大させながら、対向するファブリック支持部材がシールを実現するようにわずかに間隔を隔てられた、本発明の変形実施形態を図示する略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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