(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機のドライヤーパートにおけるカンバス又はプレスパートにおけるフェルトをクリーニングする装置であって、クランク円盤と該クランク円盤に取り付けたクランクアームとからなるクランク機構によりカンバス又はフェルトの走行方向と交差する方向に往復運動する中空パイプを備え、該中空パイプは、カンバス又はフェルトに向き合う外周面が曲面であり、且つカンバス又はフェルト表面にエア又は高圧水を噴射するノズルがクランク半径よりも小さい距離間隔で取り付けられているとともに、さらに該中空パイプの要所に前記ノズル先端部より突出した回転自在ボールが取り付けられていることを特徴とするカンバス又はフェルトのクリーニング装置。
【請求項２】
エア又は高圧水を噴射するノズルが、クランク半径又はクランク半径の整数分の１の距離間隔で取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のカンバス又はフェルトのクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙工場における抄紙機におけるドライヤーパート及びプレスパートにおいて用いられるカンバス又はフェルトのクリーニング装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
製紙工場において、紙を抄くには、先ず、紙料のパルプ懸濁液をヘッドボックスからほぼ水平に張られた状態で周回するエンドレスのベルト状のワイヤーメッシュの上に流し込む。パルプの懸濁液中の水分の大部分はワイヤーメッシュ上を走行中に、自重によりメッシュの編み目から流出したり、フォイルやウェトサクションボックス、ワイヤーサクションボックス等からの吸引、搾水により除去される。搾水されたパルプ懸濁液は、パルプ中の繊維どうしが絡み合って、ある程度の形状保持力を有するシート状になり、次工程のプレスパートに送り込まれる。プレスパートでは、前記パルプシートはエンドレスで回転するフェルト上に載せられ、ロールにより加圧されると同時に更に水分を吸引・搾水され、湿紙となる。プレスパートを経た湿紙は、次のドライヤーパートに送られ、多数の加熱ロールに表裏を交互に押しつけられ、乾燥される。
【０００３】
ドライヤーパートにおいては、湿紙は、図５に示すように、加熱された金属ロールＲととその金属ロールＲの表面に接しながら周回する太線で表示されるカンバスＣとの間に挿入され、金属ロールＲに当接さて乾燥する。カンバスＣは、合成樹脂繊維等の繊維からなる糸を粗く織り上げた布であり、湿紙Ｓ（細線で表示）を押さえつけて加熱した金属ロールＲに当接させるとともに、金属ロールＲに押しつけられた湿紙Ｓの裏面側から水分を抜く役割もあるから、カンバスＣは通気性に富むよう粗く織られているのである。
カンバスＣは、常時湿紙Ｓと接触するため、湿紙中のパルプ繊維の一部が付着し、次第に通気性が低下してくる。カンバスＣの通気性が低下すると、湿紙Ｓから水分が抜けにくくなり、乾燥効率が低下してくるから、カンバスＣは、通気性を保持するために、常時、カンバス表面に高圧エア又は高圧水を噴射し、パルプ繊維等の付着物を除去している。
【０００４】
図４は、製紙工場の抄紙機に用いられているカンバスのクリーニング装置の説明図である。Ｎはその直下を走行するカンバス表面にエア又は高圧水を噴射するノズルであり、２個のチェーンホイール間に張られたエンドレスチェーンに取り付けられている。エンドレスチェーンはチェーンホイールの回転により、カンバスの幅方向を往復運動するから、高圧エア又は高圧水の噴射ノズルにより、カンバス全面をクリーニングできる。ノズル先端部の内径は、通常、３〜４ｍｍで、凡そ６ｋｇ／ｃｍ２のエアが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、未叩解のパルプを多く用いる紙を製造する場合、繊維が叩解されていないので、それぞれの繊維に毛羽立ちや枝分かれが少ないため、繊維どうしの絡み合いが少ない。従って、プレスパートを経た湿紙の状態で、他の繊維と絡み合っていない繊維又は絡み合いの弱い繊維の割合が叩解されたパルプから得られる湿紙よりも格段に多い。
【０００６】
ところで、抄紙機のドライヤーパートは、図５のように、上下２段に多数の加熱された金属ロールＲが配され、湿紙Ｓは、カンバスＣに挟まれながら上下の金属ロールＲのロール面を交互に周回することにより、表裏が交互に加熱された金属ロール面に当接しながら、次第に水分を失って乾燥していく。湿紙Ｓが金属ロールＲから次の金属ロールＲに乗り移る際には、図５からわかるように、湿紙Ｓは、カンバスＣによる支えがなくなり、ドローの状態になる。
【０００７】
湿紙Ｓは、高速で走行してるから、ドローの状態になった時に、湿紙Ｓの表面にある他の繊維と絡み合っていない繊維や絡み合いの弱い繊維は湿紙表面から離脱し、周囲に飛び散りやすい。ドライヤーは、紙を乾燥する熱を逃がさないように、要所が囲われており、ドライヤー内部は、通常６５℃〜９０℃の高温状態になっており、複雑な気流が生じているので、ロール類の軸受け部等に補給するオイルが飛び散り、油煙となって舞っていたり、油滴となって機械に付着している。これら油煙又は油滴と繊維とが混ざり合って塊となったものが、カンバスＣに付着すると、湿紙表面に取り込まれ、それが紙粉となり、不良紙発生の原因となる。上記のような紙粉は、未叩解パルプを用いない紙についても少なからず見られる。
【０００８】
これら紙粉発生の原因となる繊維の塊を除去するには、図４のような従来のクリーニング装置では、エア又は高圧水噴射ノズルＮが１個しかないため、ノズルの数が不足しているばかりでなく、ノズルＮの先端部をカンバスの至近距離に接近させることができないので、高い圧力のエア又は水をカンバス表面に噴射できない。そのため、クリーニング効率が低い。カンバスは上下に振れながら走行してため、ノズルＮの先端部をカンバスの至近距離に接近させると、ノズルＮがカンバスに接触し、カンバスを損傷するので、ノズルＮの先端部とカンバスとの間に一定の距離を保つ必要がある。エア又は高圧水噴射によるクリーニング効果は、噴射されたエアの速度が大きければ大きいほどその効果が大きいが、従来型の装置では、上記理由により、ノズル先端部をカンバスの至近距離まで接近させることができないので、エアが無駄に消費されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記問題点を解決するために、図１〜図３に示す装置を考案した。図中、１は減速モーターで、クランク円盤２をゆっくりと回転させる。３はクランクアームで、ピンによりクランク円盤の中心からｒ距離に回動自在に取り付けられている。４は中空パイプであり、カンバスＣの走行方向と交差するように設置されており、一端はエア配管又は高圧水供給配管に連結されている。もう一端は閉鎖され、クランクアームに回動自在に固定されている。中空パイプ４の底部には、図２に示すように、複数の噴射孔Ｐがあけられている。５はガイドロールで、中空パイプ４はこのガイドロール５に沿って往復運動する。６は中空パイプ４に設けられた噴射孔Ｐの開口方向が変化しないように規制する回り止めであるが、中空パイプの一端は、クランクアームに固定され、回転しにくい構造になっているので、必ずしも必要ではなく、選択的に取り付けるものである。
【００１０】
本発明は、中空パイプ４にエア又は高圧水を導入するとともに、減速モーター１を緩やかに連続回転させ、中空パイプ４をカンバスＣの走行方向と交差する方向に往復運動させながら、カンバスＣの表面にエア又は高圧水を噴射し、エア又は高圧水によって、カンバスＣの表面に滞留した紙粉の原因となるパルプ繊維の塊等を除去するのである。通常は、コストの安いエアを用いるので、以下の説明は、エアを用いる場合に限定するが、エアに代えて高圧水を用いても、当然同様の効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、簡単な装置で、しかも少ないエアの消費により、先に述べた従来技術の問題点を解決しようとするものである。従って、中空パイプ４にあける噴射孔Ｐは、従来技術による噴射ノズル孔よりも小さくすることは勿論、用いるエア又を効率的に使用するために、エアの噴射孔をできるだけカンバスＣに接近させ、できるだけ圧力の高いエアをカンバスに向けて噴射することが重要である。
【００１２】
しかしながら、従来技術のような形状のノズルを過度にカンバスＣに接近させると、ノズルが高速で走行するカンバスＣに接触し、カンバスＣを損傷する恐れがある。従って、本発明では、中空パイプ４の形状を円形パイプのように、カンバスＣに向き合う外周面が曲面であり、カンバスＣに接触しても、カンバスＣを損傷しないようなものにし、前記曲面と面一にエア噴射孔Ｐを設けるのである。
【００１３】
また、クランク機構の特性として、クランクアーム３に連結された中空パイプ４のピストン速度は、図６の（１）に示すように、クランクアーム３をクランク円盤２に固定するピンの回転角度αが、クランクの運動方向に対して９０°、２７０°のときに最も速く、０°又は１８０°の時にもっとも遅い。エアによるカンバスのクリーニング効果は、クランクの運動速度に逆比例する。従って、クリーニング効果は、同図（２）のように、クランク円盤の回転角度αがクランクの運動方向に対して９０°、２７０°のときに最も効果が小さく、０°又は１８０°の時にもっとも効果が大きい。そして、前記最大値と最小値の差は無視できない程大きい。
【００１４】
紙粉の発生を防止するためには、カンバスのどの部分においても、所望のクリーニング効果を得るようにしなければならないから、最もクリーニング効果の小さい部分には他の部分よりも大量のエア量が必要になる。クランクのピストン運動の速度に合わせて噴射量を調整する装置を装備することは、不可能ではないが、高額な費用を要するから、そのような設備を装備しない場合は、カンバスのどの部分に対しても、クランクのピストン運動の最速い部分に噴射される量と同じ大量のエアを噴射することになり、エアが無駄になるのである。
【００１５】
従って、本発明においては、図１のように、エアの噴射孔Ｐの間隔をクランク円盤２の回転中心とクランクピンの中心との距離、即ちクランク半径ｒと等しくした。前記間隔を半径ｒよりも小さくすると、エアが噴射されないカンバス部分が残るから、少なくとも、半径ｒよりも小さくする必要がある。半径ｒと等しくすると、図６の（４）に示すように、例えば、ＮＯ．２の噴射孔が、α＝０°からピストン運動の速度が最も速い位置、即ちα＝９０°及び２７０°に移動したとき、ＮＯ．２の噴射孔のクリーニング効果は最小となる。続いて、さらに右方向に移動し、α＝１８０°及び３６０°の位置になると、ＮＯ．２の噴射孔のピストン運動の速度は最も遅くなり、クリーニング効果は最大となる。この時、即ちα＝１８０°の時、ＮＯ．２の噴射孔の位置から左側に距離ｒを隔てて取り付けられたＮＯ．１の噴射孔も、ＮＯ．２の噴射孔と同様にピストン運動の速度は最も遅くなり、クリーニング効果は最大となる。
【００１６】
ＮＯ．１の噴射孔のクリーニング効果が最大となるカンバスの位置は、先に述べたＮＯ．２の噴射孔のクリーニング効果が最も小さい位置なので、結局、ＮＯ．１とＮＯ．２の噴射孔により、クリーニング効果は平均化される。カンバスの他の位置においても、ＮＯ．１の噴射孔とＮＯ．２の噴射孔の位相差が９０°あるので、カンバスのすべての位置におけるクリーニング効果をほぼ均一化することができるのである。
【００１７】
図６の（３）は、ＮＯ．１噴射孔とＮＯ．２噴射孔の位相差が９０°以下の場合を示しているが、この場合でも、ある程度クリーニング効果を均一化できるが、均一化の効果が最も大きいのは、図６の（３）と（４）を比較してみれば明らかなように、位相差が９０°、即ち噴射孔Ｐの取り付け間隔がクランク半径ｒに等しい場合である。
エアの噴射孔の間隔を、クランク半径ｒの１／２，１／３，・・・のごとく、クランク半径の整数分の１の間隔に設定するとともに噴射孔径を更に小さくして、消費するエアの総量を変えずにエアの噴射量を均一にすることもできるが、それにより、クランク半径ｒに等しい間隔で設けた場合に比べて、クリーニング効率の更なる向上は期待できないし、噴射孔径を小さくすれば、ゴミ等による目詰まりの問題も生じる。従って、特に半径の大きなクランク円盤を用いなければならないという特殊な事情がない場合は、設置間隔をクランク半径ｒと等しくし、最少数の噴射孔で均一なクリーニング効果を上げるべきである。
【００１８】
本発明は、できるだけ少ないエアの消費量で、カンバスをクリーニングしようとするものであるから、噴射するエアができるだけ大きな圧力でカンバス表面に噴射されることが望ましい。噴射されるエアの広がり範囲が広いと、カンバス表面に当たるエアの圧力が小さく、クリーニング効果も小さくなる。エアの噴射孔が、図１のような中空パイプＣにあけた噴射孔であると、どうしても、噴出するエアの広がり範囲が広くなり、カンバス表面に吹き付けられるエアの圧力が小さくなってしまう。よって、図３のように、噴出するエアの広がり範囲の狭く調整できるノズルＮを中空パイプＣに取り付け、ノズルＮとカンバスＣとの接触を防ぐために、中空パイプＣに適宜間隔で、ノズルＮの先端部よりも突出した回転自在ボールＢを取り付ける。このようにすれば、ノズルＮをカンバスの至近距離まで接近させても、ノズルＮの先端部がカンバスに接触するのを防止できる。
【００１９】
回転自在ボールＢは、カンバスＣと接触した場合、カンバスＣの走行方向にも、中空パイプ４の移動方向のいずれの方向にも滑動するので、たとえカンバスＣと接触しても、カンバスＣを損傷することはなく、状況に応じて、ピストン運動の速度を広範囲に亘って調整することができる。回転自在ボールＢの取り付け数は、例えばノズル１〜５個おきに取り付ける等、中空パイプの弛み、ノズルＮ先端部とカンバスＣとの間の設定距離に応じて適宜数を選択すればよい。
【００２０】
例えば中空パイプＣに３ｋｇ／ｃｍ２のエアを導入し、中空パイプＣに設ける噴射孔Ｐ又はノズルＮの内径を約２ｍｍ程度まで小さくし、カンバスとの距離を２０ｍｍ程度まで接近させると、そのときのエアの噴射速度は、カンバス表面で、約７００ｍ／分であり、エアの消費量は１個当たり０．０６５ｍ３である。２０ｃｍ間隔で、１２個設けると、エアの総消費量は、１．３Ｎｍ３である。これに対して、従来型のクリーニング装置で、ノズル内径３．８ｍｍで、同圧のエアを導入した場合、エアの噴射速度はカンバス表面で、約１０００ｍ／分であり、エアの消費量は１．２ｍ３で殆ど同じ量であるが、クリーニング効果は、本発明の装置の方が、凡そ２倍高いことが確認された。
【００２１】
なお、抄紙機のプレスパートにおいても、繊維どうしの絡み合いの弱い繊維や顔料等の添加物が湿紙から離脱し、フェルト中に吸い込まれ、フェルトが目詰まりするため、プレスパートにおける湿紙からの搾水能力が低下するので、従来技術では、図１，２に示す装置により、フェルトに高圧水を噴射し、高圧水とともにフェルトから流出させ、目詰まりを防止している。本発明の装置は、高圧水又はエアにより、クリーニングする装置であるから、当然プレスパートにおけるフェルトのクリーニング装置としても、適用でき、同様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の装置は、エア又は高圧水の噴射孔を、カンバスの至近距離に接近させ、カンバスに向けて圧力の高いエア又は水を吹き付けることができるので、従来型のクリーニング装置よりもクリーニング効果が高く、しかも装置が簡単なので、安価な設備費用で設置できる。請求項２の発明は、クリーニング効果を均一にし、エア又は高圧水を最も効果的に用いることのできる発明である。請求項３，４の発明は、ノズルを用いて、さらに、クリーニング効果を高めた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカンバスクリーニング装置の正面説明図
【図２】本発明のカンバスクリーニング装置の裏面説明図
【図３】本発明のカンバスクリーニング装置の正面説明図
【図４】従来技術によるカンバスクリーニング装置の正面説明図
【図５】抄紙機のドライヤーパートの説明図
【図６】クランク円盤回転角度とクリーニング効果との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１        減速モーター
２        クランク円盤
３        クランクアーム
４        中空パイプ
５        ガイドロール
６        回り止め
Ｂ        回転自在ボール
Ｃ        カンバス
Ｎ        ノズル
Ｐ        噴射孔
Ｒ        金属ロール
Ｓ        湿紙
ｒ        クランク半径
α        クランク円盤回転角度
【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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