(57)【要約】【課題】  外観品質を損ねることなく、極めて短時間で所定の含水率にすることができる安全で効率的な紙管の乾燥装置を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために本発明の紙管の乾燥装置１は投入口３と排出口５が形成された２つの端面を除く他の面が遮蔽された乾燥室７と、乾燥室７内に設けられる紙管Ａの間欠送り手段９と、乾燥室７内にマイクロ波を供給する紙管Ａの送り方向に配置される複数のマイクロ波発生装置１１と、投入口３と排出口５とに各別に接続される電波漏洩防止室１３、１５とを具備している。【選択図】  図１
2008304161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入口と排出口が形成された２つの端面を除く他の面が遮蔽された乾燥室と、
該乾燥室内に設けられる紙管の間欠送り手段と、
上記乾燥室内にマイクロ波を供給する紙管の送り方向に配置される複数のマイクロ波発生装置と、
上記投入口と排出口とに各別に接続される電波漏洩防止室と、を具備していることを特徴とする紙管の乾燥装置。
【請求項２】
上記乾燥室は、紙管の送り方向に分断された複数の乾燥室ブロックを直列状態に連続配置することによって構成されており、上記それぞれの乾燥室ブロックに対して上記間欠送り手段と、マイクロ波発生装置とが個別に設けられていることを特徴とする請求項１記載の紙管の乾燥装置。
【請求項３】
上記間欠送り手段は、紙管を転がしながら搬送する送り方向に傾斜した搬送レールと、
該搬送レールの下流位置に設けられ、搬送されてきた紙管の搬送を停止ないし許容するストッパと、
該ストッパの下流位置に設けられ、ストッパによって搬送が許容された紙管を後続の乾燥室ブロックまたは排出口に接続されている電波漏洩防止室に移送する羽根車と、を具備していることを特徴とする請求項１または２記載の紙管の乾燥装置。
【請求項４】
上記マイクロ波発生装置の近傍には、高温になったマイクロ波発生装置を空冷する冷却ファンと、マイクロ波発生装置を冷却することによって高温となった空気を乾燥室内に供給する送風ダクトとが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項５】
上記電波漏洩防止室には、紙管の投入方向または排出方向に一定の間隔を隔てて配置される２枚の電波漏洩防止ダンパが設けられており、これらの電波漏洩防止ダンパは互い違いに開閉を繰り返すように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項６】
上記ストッパ、羽根車及び電波漏洩防止ダンパの回転軸の接続部と、上記電波漏洩防止ダンパの周面部には電波の外部への漏洩を防止するチョーク構造が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項７】
上記搬送レール、ストッパ及び羽根車はマイクロ波透過性に優れる材料によって形成されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項８】
上記乾燥室の上流位置または上流の乾燥室ブロックは、マイクロ波発生装置が配置されていない予備加熱エリアまたは予備加熱ブロックになっており、当該予備加熱エリアまたは予備加熱ブロックには、紙管の送り方向と直交する方向に形成された循環ダクトと、該循環ダクト内に熱風を供給する熱風供給装置と、上記循環ダクト内に熱風の循環流を形成する送風ファンとが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項９】
上記乾燥室の下方には乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す冷却装置が設けられており、
該冷却装置は排出口の下方に設けられる空冷用の送風ファンと、上記乾燥室の下方に設けられる放冷用の戻し間欠送り手段とを具備することによって構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の紙管の乾燥装置。
【請求項１０】
紙管の通過を検出し、紙管の有無と通過した紙管のカウント数とによって紙管の供給及び停止を切り替える紙管通過検出工程と、
供給された紙管を乾燥室からの電波の漏洩を防止した状態で乾燥室の投入口に投入する投入時電波漏洩防止工程と、
乾燥室内に投入された紙管を間欠的に移送して乾燥室の排出口に導く間欠送り工程と、
間欠送りされる紙管に対して紙管の移送位置ごとに複数回または連続的にマイクロ波を照射させるマイクロ波乾燥工程と、
移送された紙管を乾燥室からの電波の漏洩を防止した状態で乾燥室の排出口から排出させる排出時電波漏洩防止工程と、を具備していることを特徴とする紙管の乾燥方法。
【請求項１１】
上記マイクロ波乾燥工程では紙管のサイズ、紙管から除去する水分量またはマイクロ波照射エリアに存する紙管の有無によって点灯するマイクロ波発生装置の数を変更し、紙管の乾燥程度を調整するようにしたことを特徴とする請求項１０記載の紙管の乾燥方法。
【請求項１２】
上記マイクロ波乾燥工程に先立って、投入された紙管に対して熱風を吹きかけて紙管を予備加熱する熱風乾燥工程を設けたことを特徴とする請求項１０または１１記載の紙管の乾燥方法。
【請求項１３】
上記排出時電波漏洩防止工程を実施後、乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す冷却工程が設けられており、
該冷却工程では乾燥完了後の紙管に対して選択的に風を当てて空冷し、その後当該紙管を間欠的に移送しながら放冷するようにしたことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の紙管の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば茶、菓子、乾物等を入れる容器として、あるいはパルプ、ラップフィルム、トイレットペーパー等の芯材として使用されている紙管を所定の含水率になるまで乾燥させる紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法に係り、特に紙管の外観品質を損なうことなく、短時間で効率良く紙管を乾燥できるようにした紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙管はスパイラル機と呼ばれている紙管製造装置を使用して、長尺の薄紙を水溶性の接着剤によって接着しながら巻いて行き、厚さが約１〜１５ｍｍ、管径が最大で１０ｃｍ程度の円筒形状に成形し、長さが１．３〜１．８ｍ程度になるように切断することによって製造されている。
例えば、１．３ｍの長さの紙管を１分間に２３本製造できるスパイラル機を３台備える紙管製造工場であれば、１日７時間スパイラル機を稼動したとすれば、２３本×６０分×７時間×３台で１日に合計２８，９８０本の紙管が製造されることになる。
【０００３】
そして、スパイラル機によって製造された紙管は乾燥台車に移され、室内での７日間の自然乾燥を経て、当初１３％以上あった含水率を最終的に８％程度まで引き下げた後、上述した乾物等を入れる容器やトイレットペーパー等の芯材に加工されている。
しかし、１台の乾燥台車に収容できる紙管は最大で１５０本であり、上記１日の生産分の紙管をすべて収容するためには約２００台の台車が必要になってくる。また自然乾燥を行う７日間では毎日約２００台ずつ台車が必要になるから合計で約１，４００台にも及ぶ多数の台車が必要になってくる。
そして、これらすべての台車を保管したり、自然乾燥を行うためのスペースも広大になり、このような広大なスペースを確保することは容易ではない。また上述のような大量の紙管を保管するとなると、乾燥仕掛りの紙管も相当数に上り、これに在庫の紙管を加えればその数は膨大な数に及んでしまう。
【０００４】
そこで、最近では乾燥時間の短縮を図るために熱風乾燥機を使用して紙管の乾燥時間の短縮を図る試みも行われている。しかし、熱風乾燥機を使用しても上記８％の含水率にするためには１０時間以上掛かっており、上記スパイラル機による紙管の生産に対応していないのが現状である。
したがって、熱風乾燥機を使用して乾燥を行っているのは、生産された紙管の一部にしか過ぎず、更に乾燥時間の短縮を図ることのできる紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法の開発が急務な課題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱風乾燥機において乾燥時間を短縮するためには、紙管に対する熱風の風速を上げる方法と熱風の湿度を下げる方法がある。また熱風の湿度を下げるには空気を加熱して相対湿度を下げる方法と、除湿装置を運転する方法とがある。
しかし、乾燥温度を上げ過ぎると局部的な過加熱によって紙管の表面にしわを発生させる等、品質に悪影響を及ぼす。したがって現状では８０℃程度が乾燥温度の限界とされている。また除湿装置を運転する方法は設備コストの大幅な増大を招くので、その採用は現実問題として難しい。
【０００６】
一方、最近では一般家庭に広く普及している電子レンジのように、被乾燥物を密閉した部屋に入れ、マイクロ波を照射させて被乾燥物を乾燥させるマイクロ波を利用した乾燥装置も一部の専門分野では使用されている。
しかし、この種の乾燥装置はそのほとんどがバッチ式であり、被乾燥物の出し入れの時間や、一度に処理できる被乾燥物の量に制限があること、そして上述したようにスパイラル機の処理速度が高速であることを考えると、紙管の乾燥の分野にバッチ式のマイクロ波乾燥装置を適用することは不可能である。
【０００７】
また、連続的に紙管を搬送できるコンベヤ上にマイクロ波を照射できる乾燥室を設けることができれば、紙管の効率の良い乾燥が期待できる。しかし単にコンベヤ上に乾燥室を設けただけでは乾燥室の投入口と排出口、あるいは乾燥室とコンベヤとの境界部において電波の漏洩が生じ、通信障害等を引き起こして電波漏洩安全基準に抵触することになってしまう。
また、紙管は上述したように薄紙と薄紙を巻きながら積層状態に貼り合わせる接着剤とによって構成されているがマイクロ波によって乾燥を促進できるのは図３６のグラフからも分かるように水分を多く含んだ接着剤のみであり、薄紙の乾燥にはほとんど効果を発揮し得ない。
【０００８】
また、上述のように紙管を連続的に搬送するだけの構成では、紙管のサイズや紙管から除去する水分量の違いによってマイクロ波の照射量を調節したり、マイクロ波照射エリアの紙管の有無によってマイクロ波の照射と照射の停止とを切り替えることができない。
したがって、紙管の乾燥品質にばら付きが出てしまったり、マイクロ波照射エリアに紙管が存在しない場合にはマイクロ波照射エリアに電波が溜まって過熱され、スパークを生じさせる等のおそれが生ずる。
【０００９】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、このように乾燥ムラが生じ易く、乾燥温度の制限がある紙管に対して外観品質を損なうことなく、紙管の製造装置の処理能力に対応できる極めて短時間で紙管の含水率を所定の含水率まで引き下げることができ、しかも電波漏洩の問題の生じない、安全で効率的且つ高品質の乾燥が可能な新規な紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１による紙管の乾燥装置は、投入口と排出口が形成された２つの端面を除く他の面が遮蔽された乾燥室と、該乾燥室内に設けられる紙管の間欠送り手段と、上記乾燥室内にマイクロ波を供給する紙管の送り方向に配置される複数のマイクロ波発生装置と、上記投入口と排出口とに各別に接続される電波漏洩防止室と、を具備していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２による紙管の乾燥装置は、請求項１記載の紙管の乾燥装置において、上記乾燥室は、紙管の送り方向に分断された複数の乾燥室ブロックを直列状態に連続配置することによって構成されており、上記それぞれの乾燥室ブロックに対して上記間欠送り手段と、マイクロ波発生装置とが個別に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３による紙管の乾燥装置は、請求項１または２記載の紙管の乾燥装置において、上記間欠送り手段は、紙管を転がしながら搬送する送り方向に傾斜した搬送レールと、該搬送レールの下流位置に設けられ、搬送されてきた紙管の搬送を停止ないし許容するストッパと、該ストッパの下流位置に設けられ、ストッパによって搬送が許容された紙管を後続の乾燥室ブロックまたは排出口に接続されている電波漏洩防止室に移送する羽根車と、を具備していることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４による紙管の乾燥装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記マイクロ波発生装置の近傍には、高温になったマイクロ波発生装置を空冷する冷却ファンと、マイクロ波発生装置を冷却することによって高温となった空気を乾燥室内に供給する送風ダクトとが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５による紙管の乾燥装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記電波漏洩防止室には、紙管の投入方向または排出方向に一定の間隔を隔てて配置される２枚の電波漏洩防止ダンパが設けられており、これらの電波漏洩防止ダンパは互い違いに開閉を繰り返すように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項６による紙管の乾燥装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記ストッパ、羽根車及び電波漏洩防止ダンパの回転軸の接続部と、上記電波漏洩防止ダンパの周面部には電波の外部への漏洩を防止するチョーク構造が設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項７による紙管の乾燥装置は、請求項３〜６のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記搬送レール、ストッパ及び羽根車はマイクロ波透過性に優れる材料によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項８による紙管の乾燥装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記乾燥室の上流位置または上流の乾燥室ブロックは、マイクロ波発生装置が配置されていない予備加熱エリアまたは予備加熱ブロックになっており、当該予備加熱エリアまたは予備加熱ブロックには、紙管の送り方向と直交する方向に形成された循環ダクトと、該循環ダクト内に熱風を供給する熱風供給装置と、上記循環ダクト内に熱風の循環流を形成する送風ファンとが設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項９による紙管の乾燥装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の紙管の乾燥装置において、上記乾燥室の下方には乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す冷却装置が設けられており、該冷却装置は排出口の下方に設けられる空冷用の送風ファンと、上記乾燥室の下方に設けられる放冷用の戻し間欠送り手段とを具備することによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１０による紙管の乾燥方法は、紙管の通過を検出し、紙管の有無と通過した紙管のカウント数とによって紙管の供給及び停止を切り替える紙管通過検出工程と、供給された紙管を乾燥室からの電波の漏洩を防止した状態で乾燥室の投入口に投入する投入時電波漏洩防止工程と、乾燥室内に投入された紙管を間欠的に移送して乾燥室の排出口に導く間欠送り工程と、間欠送りされる紙管に対して紙管の移送位置ごとに複数回または連続的にマイクロ波を照射させるマイクロ波乾燥工程と、移送された紙管を乾燥室からの電波の漏洩を防止した状態で乾燥室の排出口から排出させる排出時電波漏洩防止工程と、を具備していることを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１１による紙管の乾燥装置は、請求項１０記載の紙管の乾燥方法において、上記マイクロ波乾燥工程では紙管のサイズ、紙管から除去する水分量またはマイクロ波照射エリアに存する紙管の有無によって点灯するマイクロ波発生装置の数を変更し、紙管の乾燥程度を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１２による紙管の乾燥方法は、請求項１０または１１記載の紙管の乾燥方法において、上記マイクロ波乾燥工程に先立って、投入された紙管に対して熱風を吹きかけて紙管を予備加熱する熱風乾燥工程を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１３による紙管の乾燥方法は、請求項１０〜１２のいずれかに記載の紙管の乾燥方法において、上記排出時電波漏洩防止工程を実施後、乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す冷却工程が設けられており、該冷却工程では乾燥完了後の紙管に対して選択的に風を当てて空冷し、その後当該紙管を間欠的に移送しながら放冷するようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
そして、上記手段によって以下のような作用が得られる。まず、紙管の間欠送り手段を乾燥室内に設けたことにより、両者の境界部で生ずる電波の漏洩が防止される。また、紙管の間欠送り手段の採用によってバッチ式における紙管の投入と排出が自動化され、見掛け上連続的に紙管を送ることができるタクト式の送り形態が実行される。
また、紙管の送り方向に複数のマイクロ波発生装置を配置したことにより紙管を移送している状態で乾燥の程度を徐々に高めて行くことが可能となる。また、電波漏洩防止室の採用によって電波の漏洩が特に起こり易い乾燥室の投入口と排出口での電波の漏洩が防止される。
【００２４】
また、乾燥室を直列状態で連続配置される複数の乾燥室ブロックによって構成し、各乾燥室ブロックに対して間欠送り手段とマイクロ波発生装置とを個別に設けた場合には、それぞれの乾燥室ブロックごとにマイクロ波による乾燥が実行されるようになる。
したがって、紙管の乾燥の程度や紙管の有無によって乾燥室ブロックごとにマイクロ波発生装置の点灯と点灯の停止とを切り替えることができる。また、紙管の乾燥装置を設置する工場の面積やレイアウトに応じて乾燥室ブロックの数を可変とすることで紙管の乾燥装置の全長や乾燥処理能力を調節することが可能になる。
【００２５】
また、間欠送り手段を送り方向に傾斜した搬送レールと、該搬送レールの下流位置に設けられるストッパと羽根車とによって構成した場合には、ストッパと羽根車を可動させる比較的小さな動力のみによって間欠送り手段が構成でき、部品点数が少なくて済み、安価で機能的な紙管の間欠送り手段となる。また、ストッパの採用によって紙管の移動のタイミングや移送ないし乾燥時間の調整を図ることができる。また、羽根車の採用によって高さの違う搬送レール間の移送が可能になり、紙管の傾きの補正作用も得られるようになる。
【００２６】
また、マイクロ波発生装置の近傍に冷却ファンと送風ダクトを設けた場合には、マイクロ波発生装置による電流をマイクロ波に変換する際の損失が小さくなって変換効率が向上すると共に、マイクロ波発生装置を冷却して高温となった空気を乾燥室に送入することによって乾燥室内の雰囲気ないし紙管を加熱し、マイクロ波変換時の上記損失が回収される。
また、互い違いに開閉する電波漏洩防止ダンパの採用によって常時、乾燥室の投入口と排出口は外部雰囲気と遮断された状態で紙管の投入と排出が行われるようになり、乾燥室からの電波の漏洩が防止される。
【００２７】
また、電波の漏洩が起こり易い、回転軸の接続部や電波漏洩防止ダンパの周面部にチョーク構造を設けた場合には、上記回転軸の接続部や電波漏洩防止ダンパの周面部の隙間から漏洩する電波をλ／４チョークの原理によって反射波と外部に直接向かう波とを高周波回路的に打ち消すことで理論的に防止できる。
また、マイクロ波が照射される乾燥室内に存する搬送レール、ストッパ及び羽根車をマイクロ波透過性に優れる材料によって形成した場合には紙管に対するマイクロ波の照射量が増大するから乾燥効率が向上する。
【００２８】
また、乾燥室の上流位置または上流の乾燥室ブロックにマイクロ波発生装置が配置されていない予備加熱エリアまたは予備加熱風ブロックを設け、当該予備加熱エリアまたは予備加熱ブロックに対して循環ダクトと、熱風供給装置と、送風ファンとを設けた場合には、マイクロ波による主に接着剤に作用する内部加熱に伴う乾燥に先立って、投入された紙管に対して熱風を循環的に繰り返し吹きかけることによって主に薄紙に作用する紙管表面からの予備加熱乾燥を実行できるようになる。
これに伴って薄紙と接着剤間での乾燥ムラがなくなり、均一で効率的な紙管の乾燥が実行されるようになる。またマイクロ波のみによる乾燥の場合に比べて消費電力も小さくなる。
【００２９】
また、乾燥室の下方に乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す空冷用の送風ファンと放冷用の戻し間欠送り手段とを具備する冷却装置を設けた場合には、乾燥完了直後、表面温度が９０℃程度になっている紙管を手で触ることができる４５℃程度まで下げることができ、速やかに次工程である加工工程に供給することが可能となる。
また、戻し間欠送り手段として乾燥室内に設ける間欠送り手段と同期して作動する同様の構成の間欠送り手段を採用した場合には、上述した間欠送り手段の作用と同様の作用が得られ、紙管の乾燥と冷却を連続して実行できるようになる。
【００３０】
また、紙管の乾燥方法において、紙管通過検出工程を設けた場合には紙管の通過を検出して紙管の有無を確認したり、通過した紙管のカウント数を計測することでストッパと羽根車の作動を切り替えて紙管の供給ないし停止を制御したり、マイクロ波発生装置の点灯状態のＯＮ、ＯＦＦを切り替えてマイクロ波の点灯のタイミングや点灯するマイクロ波発生装置の数を制御することが可能になる。
また、乾燥室からの電波の漏洩が問題となる紙管の投入、排出時に投入時電波漏洩防止工程を設けた場合には、乾燥室からの電波の漏洩を防止した状態で紙管の投入と排出とを安全に実行できるようになる。
【００３１】
また、間欠送り工程の採用によってタクト方式の連続的な紙管の送りが実行されるから、紙管は整列状態で移送されながらマイクロ波による乾燥を同時に受けることができるようになる。したがって、紙管の乾燥時間の大幅な短縮が実行され、従来の自然乾燥の場合に使用されていた多数の乾燥台車や広大な保管、乾燥スペースは不要となり、紙管の乾燥仕掛りや在庫の数も大幅に減少する。
また、紙管の移送位置ごとに複数回または連続的にマイクロ波を照射させるマイクロ波乾燥工程の採用によってマイクロ波による効率的な紙管の乾燥が実行されるようになる。
【００３２】
また、上記マイクロ波乾燥工程において、紙管のサイズや紙管から除去する水分量またはマイクロ波照射エリアに存する紙管の有無によって点灯するマイクロ波発生装置の数を変更し、紙管の乾燥程度を調整するようにした場合には、大きさや状態の違う種々の紙管に対して当該紙管に対応した最適な乾燥条件を設定することができる。またマイクロ波照射エリアに紙管が存在しない場合に生ずる過加熱に伴うスパークが防止され、紙管の乾燥に寄与しない不要のマイクロ波発生装置の点灯を防止することができる。
また、マイクロ波乾燥工程に先立って熱風乾燥工程を設けた場合には薄紙と接着剤間の乾燥ムラが少なくなり、均一な紙管の乾燥が実行されるようになり、次工程で行う紙管に対するマイクロ波加熱による乾燥効率も促進されるようになる。したがって、マイクロ波のみによる乾燥の場合に比べて消費電力も小さくなる。
【００３３】
また、排出時電波漏洩防止工程の実施後、選択的な空冷と、間欠送りしながらの放冷によって乾燥完了後の紙管を冷却しながら投入口側に戻す冷却工程を設けた場合には、例えば最初の１ブロック目の紙管については空冷と放冷を実施し、２ブロック目以降の紙管については放冷のみを実施するというような使用形態をとることが可能になる。
そして乾燥完了直後の高温になっている紙管を速やかに冷却して加工が可能な温度まで下げ、次工程である加工工程に向けての連続的な紙管の供給が可能になる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法によると、乾燥ムラが生じ易く、乾燥温度の制限がある紙管に対して外観品質を損ねることなく、紙管の製造装置の処理能力に対応できる極めて短時間で紙管の含水率を所定の含水率まで引き下げることが可能になる。
したがって、従来の自然乾燥の場合に使用されていた多数の乾燥台車や広大な保管、乾燥スペースは不要となり、紙管の乾燥仕掛りや在庫の数も大幅に減少する。
また、乾燥室からの電波漏洩が生じない安全で効率的な紙管の乾燥が実現され、変形や反り、外観のしわ等が生じない高品質の紙管の乾燥が実行されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図示の実施の形態を例にとって、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明の紙管の製造装置を示す正面図、図２は同上、平面図、図３は同上、投入側の側面図、図４は同上、図１中のＡ部の拡大正面図、図５は同上、図１中のＢ部の拡大正面図、図６は同上、供給排出装置を取り除いた状態の投入側の側面図、図７は同上、排出側の側面図、図８は熱風供給装置を備えた予備加熱装置を示す正面図、図９は同上、平面図、図１０は同上、左側面図、図１１はマイクロ波発生装置を備えたマイクロ波乾燥装置を示す正面図、図１２は同上、平面図、図１３は同上、右側面図、図１４は同上、左側面図、図１５は図１４中のＡ部の拡大図、図１６は図１４中のＢ部の拡大図、図１７は電波漏洩防止ダンパを示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）、図１８は同上、左側面図、図１９は羽根車を示す側面図（ａ）と正面図（ｂ）、図２０〜２６は乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【００３６】
また、図２７は本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す説明図、図２８は同上、運転準備時の制御動作を表にして示す説明図、図２９は同上、運転開始時の制御動作を表にして示す説明図、図３０は同上、運転停止時の制御動作を表にして示す説明図、図３１は同上、一時停止時の制御動作を表にして示す説明図、図３２は同上、トラブル時の制御動作を表にして示す説明図、図３３は予備加熱を行った場合の乾燥後における紙管の含水率の推移試験の結果を表にして示す説明図、図３４は予備加熱を行わない場合の乾燥後における紙管の含水率の推移試験の結果を表にして示す説明図、図３５は予備加熱を行った場合の紙管の表面温度の測定結果を表にして示す説明図、図３６は各種の材料の比誘電率、誘電常数及び電波の浸透深さの関係を示すグラフである。
【００３７】
本発明の紙管の乾燥装置１は投入口３と排出口５が形成された２つの端面が遮蔽された乾燥室７と、該乾燥室７内に設けられる紙管Ａの間欠送り手段９と、上記乾燥室７内にマイクロ波Ｍを供給する紙管Ａの送り方向に配置される複数のマイクロ波発生装置１１と、上記投入口３と、排出口５とに各別に接続される投入側電波漏洩防止室１３と、排出側電波漏洩防止室１５と、を具備することによって基本的に構成されている。
また、本実施の形態では、図１、２に示すように乾燥室７は紙管Ａの送り方向に分断された７つの乾燥室ブロック１７を直列状態に連続配置することによって構成されている。
【００３８】
そして上流側の最初の乾燥室ブロック１７はマイクロ波発生装置１１が配置されていない予備加熱ブロック１９になっており、該予備加熱ブロック１９には熱風供給装置２１を備えた予備加熱装置２３が設けられている。
一方、後続の６つの乾燥室ブロック１７には上述したマイクロ波発生装置１１と間欠送り手段９とを一組ずつ個別に備えたマイクロ波乾燥装置２５が各別に設けられている。
【００３９】
また、本実施の形態では、図１〜５に示すように投入口３の上流位置に乾燥前の紙管Ａを後述する供給シュート１１９に供給し、冷却された乾燥完了後の紙管Ａを排出するための供給排出装置１３１が設けられており、乾燥室７の下方に乾燥完了後の紙管Ａを冷却しながら投入口３側に戻す冷却装置１５１が設けられている。
供給排出装置１３１は図４に拡大して示すように垂直コンベヤ式の昇降機１３３と、該昇降機１３３に乾燥前の紙管Ａを供給する押出しシリンダ１３５と、昇降機１３３によって下方に搬送された乾燥後の冷却された紙管Ａを外部に取り出すための取出し装置１３７とを備えることによって一例として構成されている。
【００４０】
また、上記昇降機１３３は上下に配置されている図示しない駆動スプロケット及び従動スプロケットと、上記駆動スプロケットと従動スプロケットとの間に巻回される昇降チェーン１３９と、該昇降チェーン１３９に対して紙管Ａを１個ずつ収容できるピッチで配設される複数の紙管保持具１４１と、上記駆動スプロケットに動力を伝達する駆動モータ１４３とを備えることによって一例として構成されている。
また、上記昇降機１３３の上部下降側には投入側電波漏洩防止室１３に紙管Ａを供給するため供給シュート１１９が配設されており、昇降機１３３の下部には上昇側に上記押出しシリンダ１３５が、下降側に上記取出し装置１３７がそれぞれ配置されている。尚、冷却装置１５１については後述する。
【００４１】
予備加熱装置２３は図８〜１０に示すように投入口３側の端面と隣接するマイクロ波乾燥装置２５側の端面が開口された角筒状の遮蔽ドラム２７と、該遮蔽ドラム２７を支持する支持架台２９と、上記遮蔽ドラム２７内に設けられる上記間欠送り手段９と、上記遮蔽ドラム２７内の空間と連通するように紙管Ａの送り方向と直交する方向に形成された循環ダクト３１と、該循環ダクト３１内に熱風Ｂを供給する上記熱風供給装置２１と、上記循環ダクト３１内に熱風Ｂの循環流を形成する送風ファン３３とを備えることによって構成されている。
尚、上記遮蔽ドラム２７の下面には矩形平板状をした２枚の点検窓２８が設けられている。
【００４２】
間欠送り手段９は紙管Ａを転がしながら搬送する送り方向に傾斜した２本の搬送レール３５と、該搬送レール３５の下流位置に設けられ、搬送されてきた紙管Ａの搬送を停止ないし許容するストッパ３７と、該ストッパ３７の下流位置に設けられ、ストッパ３７によって搬送が許容された紙管Ａを後続の乾燥室ブロック１７に移送する羽根車３９とを具備することによって構成されている。
搬送レール３５は紙管Ａの送り方向に長い長尺な平板状の部材であり、一例として約８５０ｍｍピッチの間隔を開けて約３度の傾斜角度で設置されている。
ストッパ３７は紙管Ａに対して直接作用するストッパ作用片４１と、ストッパ作用片４１の駆動手段であるエアシリンダ４３と、エアシリンダ４３の摺動ロッドの直線方向の動きを上記ストッパ作用片４１の回転方向の動きに変換するリンク機構４５とを備えることによって構成されている。
【００４３】
羽根車３９は図１９に示すように一例として４枚の羽根４７を９０°ずつ角度を異ならせ、羽根取付け板４９を介してセットカラー５１に取り付けることによって構成されている。また、上記羽根４７の長さと幅寸法は隣接する乾燥室ブロック１７間で生ずる上記搬送レール３５の約７５ｍｍの段差を紙管Ａが乗り越えることができる寸法に設定されている。
そして、このようにして構成されるストッパ３７の回転軸５３における遮蔽ドラム２７に対する接続部と、羽根車３９の回転軸５５における遮蔽ドラム２７に対する接続部には軸部用のチョーク構造５７が設けられている。
【００４４】
また、上記羽根車３９とストッパ作用片４１は搬送レール３５を挟むように搬送レール３５の内外に１つずつ、計２つずつが設けられており、前後に配置される上記羽根車３９によって移送中に生じた紙管Ａの傾きが自動的に補正されるようになっている。
また羽根車３９は投入口３の直下の位置にも設けられている。そして、乾燥室７内に設けられるすべての羽根車３９はカウンター軸５９及びチェーン駆動伝達機構６１を介して１基の駆動モータ６３から動力が伝達され、同時に回転するように構成されている。
また、上記搬送レール３５、ストッパ３７及び羽根車３９はマイクロ波透過性に優れる材料によって形成されており、本実施の形態では図３６中、比誘電率と電波の浸透深さが最も小さなポリ四フッ化エチレン製の材料（商品名「テフロン（登録商標）」）を使用して形成されている。
【００４５】
循環ダクト３１は図８に示すように角筒形状の吹込みダクト６５、ファンダクト６７、異径ダクト６９、ストレートダクト７１、エルボダクト７３、レジューサダクト７５及び調整ダクト７７とからなる７つのダクトを組み合わせることによって一例として構成されている。
そして、このうち吹込みダクト６５と調整ダクト７７が遮蔽ドラム２７に接続され、上記ファンダクト６７内に送風ファン３３が設けられている。またファンダクト６７の側傍の遮蔽ドラム２７の上面には一例として灯油またはガスを燃料とするバーナーが組み込まれた熱風供給装置２１が設けられている。
尚、熱風供給装置２１としては他に電気ヒータ、蒸気ヒータ、熱交換器を組み込んだものも適用可能である。
【００４６】
そして、外部から熱風供給装置２１内に取り込まれた空気は熱風供給装置２１によって約８０℃に加熱された熱風となって上記ファンダクト６７内に供給される。そして、上記熱風は送風ファン３３によって形成された気流に乗って吹込みダクト６５から循環ダクト３１内に吹き込み、調整ダクト７７から再び循環ダクト３１内に入って循環し、繰り返し遮蔽ドラム２７内に入って遮蔽ドラム２７内の紙管Ａに作用して紙管Ａを予備加熱する。
また、遮蔽ドラム２７内に供給された熱風の一部は循環することなく、後続の乾燥室ブロック１７の遮蔽ドラム２７内を通って排出口５が形成されている最下流位置の乾燥室ブロック１７における遮蔽ドラム２７の上面に設けられている排風機７９から外部に排気される。
【００４７】
マイクロ波乾燥装置２５は図１１〜１６に示すように上記予備加熱装置２３と同様の遮蔽ドラム２７と、支持架台２９と、間欠送り手段９とを備えており、上記循環ダクト３１と、熱風供給装置２１と、送風ファン３３に代えて上記マイクロ波発生装置１１と、冷却ファン８１と、送風ダクト８３とが２組ずつ設けられている。
マイクロ波発生装置１１としては１．５ｋＷ程度の小型のマグネトロンが使用されており、電波をマイクロ波に変換することによって高温になった上記マグネトロンを冷却する目的でマグネトロンの近傍に冷却ファン８１が設けられている。
【００４８】
また、マグネトロンを冷却することによって高温となった空気を乾燥室７内に供給する手段として上記送風ダクト８３が設けられている。尚、送風ダクト８３によって送り込まれる加熱空気Ｃの温度は約６０℃であり、マイクロ波乾燥装置２５の乾燥効率の向上に寄与している。また上記加熱空気Ｃも連続して設けられる各乾燥室ブロック１７を通って上記排風機７９から外部に排気される。
【００４９】
投入側電波漏洩防止室１３と排出側電波漏洩防止室１５は基本的に同様の構造を有している。投入側電波漏洩防止室１３を例にとると、角筒状の遮蔽ドラム８５と、該遮蔽ドラム８５内において紙管Ａの投入方向に一定の間隔を隔てて配置される２枚の電波漏洩防止ダンパ８７と、該２枚の電波漏洩防止ダンパ８７のそれぞれの回転軸８９に各別に回転を伝える２基の駆動モータ９１と、２組のチェーン駆動伝達機構９３とを備えることによって投入側電波漏洩防止室１３は構成されている。
【００５０】
遮蔽ドラム８５は投入口３に向けて傾斜するように支持フレーム９５によって支持されており、遮蔽ドラム８５内に供給された紙管Ａは該遮蔽ドラム８５の底面を転がって投入口３に投入されるようになっている。
電波漏洩防止ダンパ８７は図１７（ａ）（ｂ）及び図１８に示すように矩形平板状をしたダンパ本体９７と、該ダンパ本体９７の中心を通る左右の端面に形成され、上記回転軸８９と嵌合する軸受部９９とを備えている。
また、上記ダンパ本体９７の周面部には周面部用のチョーク構造１０１が設けられており、上記回転軸８９の遮蔽ドラム８５に対する接続部には図示は省略するが、軸部用のチョーク構造５７が設けられている。
【００５１】
そして、このように構成される２枚の電波漏洩防止ダンパ８７は互い違いに開閉を繰り返すように構成されており、一方が開状態（水平な姿勢）になっている時には他方が閉状態（垂直な姿勢）になるように構成されている。
この他、投入側電波漏洩防止室１３の上流位置には、上記羽根車３９と同様の構成の投入側羽根車１０３が設けられており、投入側羽根車１０３の回転軸１０５には、駆動モータ１０７の出力軸の回転がチェーン駆動伝達機構１０９を介して伝達されるようになっている。
【００５２】
また、同様に排出側電波漏洩防止室１５の下流位置には、上記羽根車３９と同様の構成の排出側羽根車１１１が設けられており、排出側羽根車１１１の回転軸１１３には駆動モータ１１５の出力軸の回転がチェーン駆動伝達機構１１７を介して伝達されるようになっている。
また、上記投入側羽根車１０３の上流位置には上述したように一例として平板状の供給シュート１１９が設けられており、該供給シュート１１９の側傍に一定の間隔を隔てて紙管Ａの通過を検出する１次センサ１２１と２次センサ１２３とが設けられている。
【００５３】
また、乾燥室７の下方には上述したように冷却装置１５１が設けられている。冷却装置１５１は図１、２、５に示すように排出口５の下方と乾燥室７の下流側の下方に設けられる空冷用の送風ファン１５３と、乾燥室７の下方に設けられる放冷用の戻し間欠送り手段１５５とを具備することによって一例として構成されている。
送風ファン１５３は排出側電波漏洩防止室１５の下方に１基と、乾燥室７の下流側の下方に１基との計２基が一例として設けられており、排出側電波漏洩防止室１５から排出され、戻し間欠送り手段１５５によって構成される戻し経路の上流部に移送された紙管Ａに対して風を吹きかけて空冷するようになっている。
【００５４】
戻し間欠送り手段１５５は上述した間欠送り手段９と同様の構成を有しており、紙管Ａを転がしながら投入口３側に戻すように搬送する傾斜した２本の搬送レール１５７と、該搬送レール１５７の下流位置に設けられ、搬送されてきた紙管Ａの搬送を停止ないし許容し、搬送が許容された紙管Ａを次の搬送レール１５７に移送する羽根車１６１とを具備することによって構成されている。
また、上記戻し間欠送り手段１５５は上述した間欠送り手段９と同期して作動するように構成されており、紙管Ａの乾燥と、乾燥完了後の紙管Ａの放冷とを連続して実行できるように構成されている。
【００５５】
また、このような紙管の乾燥装置１を使用することによって実行される本発明の紙管の乾燥方法は、紙管通過検出工程と、投入時電波漏洩防止工程と、間欠送り工程と、マイクロ波乾燥工程と、排出時電波漏洩防止工程とを具備する５つの工程によって基本的に構成されている。
また、本実施の形態では、上記マイクロ波乾燥工程に先立って、熱風乾燥工程を行い、排出時電波漏洩防止工程の後に冷却工程を行うようにし、該熱風乾燥工程と冷却工程を加えた７つの工程によって紙管の乾燥方法が構成されている。
【００５６】
紙管通過検出工程は供給排出装置１３１によって１本ずつ供給され、供給シュート１１９上を転がる紙管Ａの通過を１次センサ１２１と２次センサ１２３とによって検出し、紙管Ａの有無と、通過した紙管Ａのカウント数とによって紙管Ａの供給及び停止を切り替える工程である。
また、投入時電波漏洩防止工程は、上記紙管通過検出工程から供給された紙管Ａを乾燥室７からの電波の漏洩を防止した状態で上記予備加熱ブロック１９に設けられている投入口３に投入する工程である。
【００５７】
また、間欠送り工程は予備加熱ブロック１９に投入された紙管Ａを間欠的に移送して、順次後続の６つの乾燥室ブロック１７に送り、最下流位置の乾燥室ブロック１７に設けられている排出口５に導いて排出する工程である。
また、熱風乾燥工程は、マイクロ波乾燥工程に先立って、投入された紙管Ａに対して熱風Ｂを吹きかけて紙管Ａを予備加熱する工程である。
尚、熱風乾燥工程では主に紙管Ａの表面の乾燥を行い、次のマイクロ波乾燥工程による紙管Ａの内部からの乾燥と相俟って紙管Ａの均一な乾燥に寄与する。またマイクロ波乾燥工程でのマイクロ波加熱による乾燥効率の促進が図られ、熱風乾燥工程を設けない場合に比べて消費電力も小さくなる。
【００５８】
また、マイクロ波乾燥工程は、上記乾燥室ブロック１７において間欠送りされる紙管Ａに対して紙管Ａの移送位置ごとに複数回または連続的にマイクロ波Ｍを照射させる工程である。
また、マイクロ波乾燥工程では紙管Ａのサイズ、紙管Ａから除去する水分量またはマイクロ波照射エリアに存する紙管Ａの有無によって点灯するマイクロ波発生装置１１の数を変更し、紙管Ａの乾燥程度の調整が行われるようになっている。
【００５９】
また、排出時電波漏洩防止工程は、上記間欠送り工程によって移送され、上記熱風乾燥工程とマイクロ波乾燥工程を経て所定の含水率（例えば５〜６％程度）に乾燥された紙管Ａを乾燥室７からの電波の漏洩を防止した状態で上記最下流位置の乾燥室ブロック１７に設けられている排出口５から排出させる工程である。
また、冷却工程は、乾燥完了後の紙管Ａを冷却しながら投入口３側に戻す工程である。
そして冷却工程では乾燥完了後の紙管Ａに対する選択的な空冷と、放冷とを実施し、乾燥完了直後、表面温度が９０℃程度になっている紙管Ａを手で触ることができる４５℃程度まで紙管Ａの表面温度を下げながら供給排出装置１３１まで搬送する。
【００６０】
具体的には本実施の形態では最初の１ブロック目の紙管Ａについては送風ファン１５３を作動させて空冷を行い、その後、戻し間欠送り手段１５５により搬送しながら放冷を実施し、２ブロック目以降の紙管Ａについては放冷のみを実施するようにしている。
そして一旦５〜６％程度の含水率まで乾燥された紙管Ａは乾燥後多少の湿気を吸って最終的に８％程度の含水率で落ち着き、乾物等の容器やトイレットペーパーの芯材等に加工する加工工程に供給される。
【００６１】
次に、このようにして構成される本実施の形態に係る紙管の乾燥装置１と紙管の乾燥方法の作用を図２０〜２６に示す羽根車３９、ストッパ３７及び電波漏洩防止ダンパ８７の作動態様図と、図２７に示す制御要素を示す説明図と、図２８〜３２に示す各段階での制御動作を示す説明図とにしたがって説明する。
（１）乾燥室内への紙管の投入動作（図２０〜２６参照）
供給シュート１１９に供給された紙管Ａは図２０に示すように供給シュート１１９上に並び、投入側羽根車１０３に先頭の紙管Ａが当接した状態で整列する。この状態がスタート時の状態である。
【００６２】
次に、図２１に示すように投入側羽根車１０３が投入方向に回転して先頭の紙管Ａを投入側電波漏洩防止室１３内を至らせる。そして２番目の紙管Ａが投入側羽根車１０３に当接した状態になる。
次に、図２２に示すように上流側の電波漏洩防止ダンパ８７が回転して開状態になり、先頭の紙管Ａを転がし、下流側の電波漏洩防止ダンパ８７に当接した状態で先頭の紙管Ａを停止させる。
【００６３】
次に、図２３に示すように下流側の電波漏洩防止ダンパ８７を開状態、上流側の電波漏洩防止ダンパ８７を閉状態にする。これにより先頭の紙管Ａは投入口３から乾燥室７内に至り、投入口３の直下に位置する羽根車３９に当接して停止する。
また、投入側羽根車１０３が回転して２番目の紙管Ａを投入側電波漏洩防止室１３に至らせる。
【００６４】
次に、図２４に示すように上流側の電波漏洩防止ダンパ８７を開状態、下流側の電波漏洩防止ダンパ８７を閉状態とし、２番目の紙管Ａを転がし、下流側の電波漏洩防止ダンパ８７に当接した状態で停止させる。
次に、図２５に示すように投入口３の直下に位置する羽根車３９を回転させると、先頭の紙管Ａは搬送レール３５上を転がってストッパ３７のストッパ作用片４１に当接した位置で停止する。
【００６５】
次に、下流側の電波漏洩防止ダンパ８７を開状態、上流側の電波漏洩防止ダンパ８７を閉状態にし、２番目の紙管Ａを投入口３から乾燥室７内に投入し、投入口３の直下に位置する羽根車３９に当接させ、停止させる。
そして、投入側羽根車１０３を回転させて３番目の紙管Ａを投入側電波漏洩防止室１３内に至らせる。
以下同様の動作を繰り返し、予備加熱装置２３内の搬送レール３５上の紙管Ａがいっぱいになったタイミングで図２６に示すようにストッパ３７におけるストッパ作用片４１が移送を可能にする移送位置側に倒れ、ストッパ３７の下流位置の羽根車３９への紙管Ａの移送と、後続の乾燥室ブロック１７への移送とが間欠的に実施されて行く。
【００６６】
（２）紙管の投入から排出までの流れ（図２７参照）
供給シュート１１９に供給された紙管Ａは供給シュート１１９を転って途中、１次センサ１２１と２次センサ１２３とによって通過が検出されて投入側羽根車１０３に当接する位置に至る。そして、互い違いに開閉する投入側上流の電波漏洩防止ダンパ８７、投入側下流の電波漏洩防止ダンパ８７を経て、投入口３の直下の羽根車３９に当接する位置に紙管Ａは至る。
更に、予備加熱ブロック１９の下流位置に設けられるストッパ３７と羽根車３９を経て後続の乾燥室ブロック１７における搬送レール３５上に順次紙管Ａは間欠的に移送されて行く。
【００６７】
そして、最下流位置の乾燥室ブロック１７内に移送された紙管Ａは搬送レール３５を転がってストッパ３７及び羽根車３９の位置に移送されて、排出口５から排出側電波漏洩防止室１５に至る。
また、上記紙管Ａは排出側電波漏洩防止室１５内に設けられ、互い違いに開閉する排出側上流と排出側下流の２枚の電波漏洩防止ダンパ８７を経て排出側羽根車１１１上に至り、排出される。
【００６８】
（３）各段階での制御動作（図２８〜３２参照）
Ａ．運転準備時（図２８参照）
運転準備時には初期設定として、タクト信号を出力するためのタイマーの時間設定と、紙管Ａの供給停止から全停止までのタイマーの時間設定と、サイズの違う紙管Ａごとに定めるカウント数の設定とを行う。
次に、運転準備スイッチをＯＮ状態にしてタクト信号を出力させ、各ストッパ３７を突出状態にし停止位置にする。また、タクト信号を受けて投入側下流位置と排出側下流位置の電波漏洩防止ダンパ８７、投入側羽根車１０３、排出側羽根車１１１、すべての羽根車３９が回転し、所定時間経過後に投入側上流位置と排出側上流位置の電波漏洩防止ダンパ８７が回転する。
そしてタクト信号が出力される度、上記制御動作を繰り返す。
【００６９】
Ｂ．運転開始時（図２９参照）
１次センサ１２１がＯＮ状態、２次センサ１２３がＯＮ状態で紙管準備が完了する。
そして、運転スイッチをＯＮ状態にするとタクト信号が出力され、投入側羽根車１０３が回転し、予備加熱装置２３が起動して所定の時間、熱風乾燥による予備加熱を実行する。続いてエアシリンダ４３を作動させ、投入側羽根車１０３の回転数をカウントする。
設定した所定のカウント数に達したらストッパ３７を倒して、上流側１段目のマグネトロンをＯＮ状態にする。以下順次、設定した所定のカウント数に達したら上流側２段目の乾燥室ブロック１７から順番にストッパ３７を倒して、マグネトロンをＯＮ状態にして行く。
【００７０】
Ｃ．運転停止時（図３０参照）
停止スイッチをＯＮ状態にして投入側羽根車１０３を停止する。そして、タクト信号をカウントし、設定した所定のカウント数に達したら上流側１段目のマグネトロンをＯＦＦ状態にする。以下順次、設定した所定のカウント数に達したら上流側２段目の乾燥室ブロック１７から順番にマグネトロンをＯＦＦ状態にして行く。
そして、すべてのマグネトロンがＯＦＦ状態になった後、運転準備スイッチをＯＦＦ状態にし、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５を停止すると共にエアシリンダ４３を作動させてストッパ３７を停止位置にする。
【００７１】
Ｄ．一時停止時（図３１参照）
一時停止スイッチをＯＮ状態にして投入側羽根車１０３を停止する。また、タクト終了時にすべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５が停止し、マグネトロンもすべてＯＦＦ状態になる。
次に、一時停止スイッチをＯＦＦ状態にすると、すべてのマグネトロンがＯＮ状態になり、投入側羽根車１０３及びすべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５が回転を再開する。
【００７２】
Ｅ．トラブル時（図３２参照）
２次センサ１２３がＯＦＦ状態になると紙管Ａの供給は停止される。この場合、投入側羽根車１０３が回転を停止し、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５がタクト出力時に回転を停止する。そして所定の時間経過後、すべてのマグネトロンがＯＦＦ状態になる。
そして、１次センサ１２１がＯＮ状態になり、２次センサ１２３がＯＮ状態になると紙管Ａの供給を再開する。この場合、投入側羽根車１０３が回転し、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５がタクト出力時に回転を再開し、すべてのマグネトロンがＯＮ状態になる。
【００７３】
また、非常停止スイッチをＯＮ状態にすると、ランプが点灯し、投入側羽根車１０３は回転を停止し、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５は回転を停止する。また、すべてのマゲネトロンはＯＦＦ状態になり、エアシリンダ４３は伸張状態を保持し、ストッパ３７は停止位置のままである。
そして、この状態から原位置復帰スイッチをＯＮ状態にすると、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５は回転を再開するようになり、投入側羽根車１０３が回転を再開して、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５もタクト出力時に回転を再開する。またすべてのマグネトロンがＯＮ状態になる。
そして運転スイッチをＯＮ状態にすると、エアシリンダ４３が作動してストッパ３７を倒し、投入側羽根車１０３が回転し、すべての駆動モータ６３、９１、１０７、１１５が回転するようになり、すべてのマグネトロンがＯＮ状態になる。
【００７４】
次に、予備加熱装置２３を作動させて熱風乾燥工程を実施した場合と、予備加熱装置２３を停止させて熱風乾燥工程を実施しなかった場合とを比較するために行った試験結果について説明する。図３３は直径３インチ、厚さ７ｍｍ、長さ１２５０ｍｍの紙管Ａを使用して１分間に２本の送り速度で紙管Ａを移送し、温度７５℃の熱風を室温２２℃、湿度２３％の条件下で紙管Ａに作用させた場合の乾燥後放置した状態での含水率の変化と、乾燥後の表面温度と、乾燥後の紙管Ａの内径、長さ、曲がりの変化を４０のサンプルについて試験した試験結果を示している（尚、紙管Ａの内径と長さについては変化がなかったので図中省略してある）。
一方、図３４は同条件で予備加熱装置２３を停止させた状態で３８のサンプルについて試験した試験結果を示している（尚、紙管Ａの内径と長さについては変化がなかったので図中省略してある）。
【００７５】
両者を比較すると、乾燥後の含水率については両者にそれほど大きな差は見られないが予備加熱をしなかった場合の方が幾分含水率が小さくなっている。また、両者とも乾燥後４８時間放置したところで含水率が最とも小さくなり、その後は一定ないし幾分増加の傾向を示している。
乾燥後の紙管Ａの表面温度については両者に明確な差が見られ、予備加熱を行った場合の方が平均値で１５℃表面温度が高くなっている。また、紙管Ａの内径と長さについては両者とも乾燥の前後で差は見られず、曲がりについては両者とも乾燥後に僅かではあるが発生しており、予備加熱を行った場合の方が幾分大きなっている。
【００７６】
また、図３５は予備加熱の条件を変えて、予備加熱後の紙管Ａの表面温度を比較した比較試験の結果を示している。この比較試験では室温２３℃、ダクト温度７６℃、風速６.３ｍ／ｓｅｃの条件下で、設定時間が３０ｓｅｃ、送り速度が１分間に２本、滞留時間が３６０ｓｅｃで試験した１０のサンプルと、同一の条件下で設定時間が１５ｓｅｃ、送り速度が１分間に４本、滞留時間が１８０ｓｅｃで試験した９のサンプルとの紙管Ａの表面温度の変化を比較した。
図示の比較試験の結果から明らかなように設定時間と滞留時間とが長く、送り速度が遅い方が表面温度が高くなり、平均値で１０℃程度、前者の方が紙管Ａの表面温度が高くなる結果が得られた。
【００７７】
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。すなわち、乾燥ムラが生じ易すく、乾燥温度の制限がある紙管Ａに対して外観品質を損ねることなく、紙管Ａの製造装置の処理能力に対応できる極めて短時間、具体的には２０分程度で紙管Ａの含水率を５〜６％程度まで引き下げることができる。従って乾燥後湿気を吸って含水率が上昇した状態でも８％程度に含水率を低く押さえることが可能になっている。
これに伴って、従来の自然乾燥の場合に使用されていた多数の乾燥台車や広大な保管、乾燥スペースは不要となり、紙管Ａの乾燥仕掛りや在庫の数も大幅に減少する。
【００７８】
また、電波漏洩防止室１３の設置やチョーク構造の採用によって電波漏洩安全基準で定められている使用状態での５ｍＷ／ｃ・の限度値以下の電波漏洩量に保たれている。したがって、安全で効率的な紙管Ａの乾燥が実現される。
また、マイクロ波を主体とした乾燥形態をとっているので乾燥温度を上げなくても上述のような効率的な乾燥が実現でき、紙管Ａの変形や反り、外観のしわ等が発生しない高品質の紙管Ａの乾燥が実行されるようになる。
【００７９】
尚、本発明の紙管の乾燥装置１及び紙管の乾燥方法は上記の実施の形態のものに限定されず、その発明の要旨内での設計変更が可能である。例えば、マイクロ波発生装置１１からのマイクロ波と、送風ダクト８３からの加熱空気Ｃとによって十分な紙管Ａの乾燥が得られる場合には、予備加熱ブロック１９ないし、予備加熱装置２３による熱風乾燥工程を省略することも可能である。
また、乾燥完了後、直ちに加工装置ないし加工工程に供給しない場合には上記冷却装置ないし冷却工程を省略することが可能であり、紙管Ａの冷却を促進させたい場合には送風ファン１５３の数を増やしたり、すべての紙管Ａに対して空冷を実施するようにすることも可能である。また放冷のみで十分な場合には送風ファン１５３を省略することも可能である。
【００８０】
また、図３７に示すように紙管Ａの送り方向に長い単一の乾燥室７を設け、当該乾燥室７内に紙管Ａの送り方向に長い単一の間欠送り手段９を設けたり、複数の間欠送り手段９を連接状態で設けるようにすることも可能である。また、投入側電波漏洩防止室１３内に設ける回動式の電波漏洩防止ダンパ８７に代えて図示のようなスライド式のシャッタ板１２４を設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の紙管の乾燥装置及び紙管の乾燥方法は、乾物等を入れる容器やトイレットペーパー等の芯材として使用されている紙管を所定の含水率になるまで乾燥させる紙管の乾燥装置の製造分野や紙管の乾燥方法の実施分野等で利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す投入側の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す図１中のＡ部の拡大正面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す図１中のＢ部の拡大正面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す供給排出装置を取り除いた状態の投入側の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の製造装置を示す供給排出装置を取り除いた状態の排出側の側面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す図で、熱風供給装置を備えた予備加熱装置を示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す図で、熱風供給装置を備えた予備加熱装置を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す図で、熱風供給装置を備えた予備加熱装置を示す左側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波発生装置を備えたマイクロ波乾燥装置を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波発生装置を備えたマイクロ波乾燥装置を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波発生装置を備えたマイクロ波乾燥装置を示す右側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図で、マイクロ波発生装置を備えたマイクロ波乾燥装置を示す左側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態を示す図で、図１４中のＡ部の拡大図である。
【図１６】本発明の実施の形態を示す図で、図１４中のＢ部の拡大図である。
【図１７】本発明の実施の形態を示す図で、電波漏洩防止ダンパを示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図１８】本発明の実施の形態を示す図で、電波漏洩防止ダンパを示す左側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態を示す図で、羽根車を示す側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図２０】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２２】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２３】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２４】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２５】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２６】本発明の実施の形態を示す図で、乾燥室内に紙管が１本ずつ投入される時の羽根車、ストッパ及び電波漏洩防止ダンパの作動態様を段階的に示す説明図である。
【図２７】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す説明図である。
【図２８】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す運転準備時の制御動作を表にして示す説明図である。
【図２９】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す運転開始時の制御動作を表にして示す説明図である。
【図３０】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す運転停止時の制御動作を表にして示す説明図である。
【図３１】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示す一時停止時の制御動作を表にして示す説明図である。
【図３２】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の紙管の乾燥方法の制御要素を時系列に示すトラブル時の制御動作を表にして示す説明図である。
【図３３】予備加熱を行った場合の乾燥後における紙管の含水率の推移試験の結果を表にして示す説明図である。
【図３４】予備加熱を行わない場合の乾燥後における紙管の含水率の推移試験の結果を表にして示す説明図である。
【図３５】予備加熱を行った場合の紙管の表面温度の測定結果を表にして示す説明図である。
【図３６】各種の材料の比誘電率、誘電常数及び電波の浸透深さの関係を示すグラフである。
【図３７】本発明の他の実施の形態を示す図で、紙管の乾燥装置を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  紙管の乾燥装置
３  投入口
５  排出口
７  乾燥室
９  間欠送り手段
１１  マイクロ波発生装置
１３  投入側電波漏洩防止室
１５  排出側電波漏洩防止室
１７  乾燥室ブロック
１９  予備加熱ブロック
２１  熱風供給装置
２３  予備加熱装置
２５  マイクロ波乾燥装置
２７  遮蔽ドラム
２８  点検窓
２９  支持架台
３１  循環ダクト
３３  送風ファン
３５  搬送レール
３７  ストッパ
３９  羽根車
４１  ストッパ作用片
４３  エアシリンダ
４５  リンク機構
４７  羽根
４９  羽根取付け板
５１  セットカラー
５３  回転軸
５５  回転軸
５７  軸部用のチョーク構造
５９  カウンター軸
６１  チェーン駆動伝達機構
６３  駆動モータ
６５  吹込みダクト
６７  ファンダクト
６９  異径ダクト
７１  ストレートダクト
７３  エルボダクト
７５  レジューサダクト
７７  調整ダクト
７９  排風機
８１  冷却ファン
８３  送風ダクト
８５  遮蔽ドラム
８７  電波漏洩防止ダンパ
８９  回転軸
９１  駆動モータ
９３  チェーン駆動伝達機構
９５  支持フレーム
９７  ダンパ本体
９９  軸受部
１０１  図面部用のチョーク構造
１０３  投入側羽根車
１０５  回転軸
１０７  駆動モータ
１０９  チェーン駆動伝達機構
１１１  排出側羽根車
１１３  回転軸
１１５  駆動モータ
１１７  チェーン駆動伝達機構
１１９  供給シュート
１２１  １次センサ
１２３  ２次センサ
１２４  シャッタ板
１３１  供給排出装置
１３３  昇降機
１３５  押出しシリンダ
１３７  取出し装置
１３９  昇降チェーン
１４１  紙管保持具
１４３  駆動モータ
１５１  冷却装置
１５３  送風ファン
１５５  戻し間欠送り手段
１５７  搬送レール
１６１  羽根車
Ａ  紙管
Ｂ  熱風
Ｃ  加熱空気
Ｍ  マイクロ波
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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