(57)【要約】【課題】破損の発生を防止しながら凝縮水２９を確実に蒸気室１２から排出する。【解決手段】回転ドラム１１の蒸気室１２内に断面略コの字形（樋状）のバケット３１を収納固定し、蒸気室１２内に生じた凝縮水２９を該バケット３１によって掬い取った後、回転ドラム１１の回転により誘導通路まで流過させ、その後、誘導通路を通じて外部に排出させる。このとき、バケット３１は回転ドラム１１と一体回転するため、バケット３１が回転ドラム１１に引っ掛かって破損することはない。また、バケット３１の先端は蒸気室１２の内周に当接しているため、凝縮水２９の殆ど全てを掬い取ることができる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が供給される蒸気室を内部に有する回転体の該蒸気室に発生した蒸気の凝縮水を排出する凝縮水排出方法であって、前記蒸気室内に収納された状態で回転体に固定されるとともに、該回転体の回転軸近傍から蒸気室の内周に当接するまで延び、回転方向前方が開放した断面略コの字形のバケットにより、前記凝縮水を掬い取る工程と、バケットによって掬い取られた凝縮水を回転体の回転により回転体の回転軸近傍まで流過させる工程と、回転体の回転軸近傍まで導かれた凝縮水を回転体の回転軸上に設けられた誘導通路を通じて回転体外に導く工程とを備えたことを特徴とする回転体からの凝縮水排出方法。
【請求項２】
蒸気が供給される蒸気室を内部に有する回転体の該蒸気室に発生した蒸気の凝縮水を排出する凝縮水排出装置であって、前記蒸気室内に収納された状態で回転体に固定されるとともに、該回転体の回転軸近傍から蒸気室の内周に当接するまで延び、回転方向前方が開放した断面略コの字形のバケットと、回転体の回転軸上に設けられ、バケットによって掬い取られた凝縮水が回転体の回転により回転体の回転軸近傍まで流過してきたとき、該凝縮水をバケットから受け取って回転体外に導く誘導通路とを備えたことを特徴とする回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項３】
前記バケットの底壁を回転方向前方に向かって凹状に湾曲させた請求項２記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項４】
前記バケットの底壁の曲率半径を回転体の回転軸に接近するに従い小とした請求項３記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項５】
前記バケットの先端が当接している蒸気室内周に環状溝を形成し、該環状溝に凝縮水を集水させるようにした請求項２〜４のいずれかに記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項６】
前記バケットの底壁先端が当接している蒸気室内周に軸方向に延びる挿入溝を形成するとともに、該挿入溝にバケットの底壁先端を挿入するようにした請求項２〜５のいずれかに記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項７】
前記バケットの底壁の先端部表面と蒸気室内周とを滑らかに繋ぐ補助材を設けた請求項２〜５のいずれかに記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【請求項８】
前記バケットを周方向に等距離離れて複数設置した請求項２〜７のいずれかに記載の回転体からの凝縮水排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転体内の蒸気室に発生した凝縮水を排出する凝縮水排出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−５５５５５号公報
【０００３】
従来の回転体からの凝縮水排出装置としては、例えば前記特許文献１に記載されているようなものが知られている。このものは、内部に蒸気が供給される蒸気室を有する回転体の軸部にロータリージョイントを設けるとともに、該ロータリージョイントの静止部に先端が蒸気室の内周下端の若干上方で開口するサイフォン管の基端部を取付け、また、このサイフォン管の基端に途中にスチームトラップが介装されたドレン管を接続したものである。
【０００４】
そして、このものにおいては、回転体の回転時、蒸気室の下端部に滞留した蒸気の凝縮水を、前記回転体の回転に拘わらず静止しているサイフォン管の先端開口から吸い込んだ後、該サイフォン管、ドレン管を通じて回転体外へを排出するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回転体からの凝縮水排出方法・装置にあっては、回転体は回転する一方、サイフォン管は静止しているため、サイフォン管の先端は回転体、詳しくは蒸気室の内周から若干距離だけ離れている必要があり、この結果、常に蒸気室内にある程度の量の凝縮水が残留し、これにより、回転体と該回転体の外周に接触している被加熱物との間の熱伝達効率が悪化するという問題点がある。
【０００６】
このような問題点を解決するため、サイフォン管の先端を蒸気室の内周に可能な限り接近させることも試みられているが、このようにすると、回転時における回転体のぶれ等によりサイフォン管が蒸気室内周に引っ掛かり、該サイフォン管が破損することがあるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、破損の発生を防止しながら凝縮水を確実に蒸気室から排出することができる回転体からの凝縮水排出方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、第１に、蒸気が供給される蒸気室を内部に有する回転体の該蒸気室に発生した蒸気の凝縮水を排出する凝縮水排出方法であって、前記蒸気室内に収納された状態で回転体に固定されるとともに、該回転体の回転軸近傍から蒸気室の内周に当接するまで延び、回転方向前方が開放した断面略コの字形のバケットにより、前記凝縮水を掬い取る工程と、バケットによって掬い取られた凝縮水を回転体の回転により回転体の回転軸近傍まで流過させる工程と、回転体の回転軸近傍まで導かれた凝縮水を回転体の回転軸上に設けられた誘導通路を通じて回転体外に導く工程とを備えた回転体からの凝縮水排出方法により達成することができ、
【０００９】
第２に、蒸気が供給される蒸気室を内部に有する回転体の該蒸気室に発生した蒸気の凝縮水を排出する凝縮水排出装置であって、前記蒸気室内に収納された状態で回転体に固定されるとともに、該回転体の回転軸近傍から蒸気室の内周に当接するまで延び、回転方向前方が開放した断面略コの字形のバケットと、回転体の回転軸上に設けられ、バケットによって掬い取られた凝縮水が回転体の回転により回転体の回転軸近傍まで流過してきたとき、該凝縮水をバケットから受け取って回転体外に導く誘導通路とを備えた回転体からの凝縮水排出装置により達成することができる。
【００１０】
回転体の蒸気室に供給された蒸気は冷却されると、凝縮し凝縮水となるとともに、集合して蒸気室の下端部に滞留する。ここで、回転方向前方が開放した断面略コの字形のバケットが、回転体の回転により蒸気室の下端部まで移動してくると、蒸気室の下端部に滞留していた凝縮水は蒸気室の内周に近接するバケットの先端部によって掬い取られる。その後、回転体がさらに回転すると、バケットは上方に向かって移動するが、このとき、凝縮水は上方に運び上げられながらバケット内を回転体の回転軸近傍に位置する基端部まで流過する。このようにバケットの基端部まで流過した凝縮水は、その後、誘導通路に導かれながら回転体外へと排出される。
【００１１】
ここで、凝縮水を掬い取るバケットは回転体に固定されて該回転体と一体回転するため、バケットが回転体の回転時に該回転体に引っ掛かることはなく、バケットが破損するようなことはない。また、凝縮水を掬い取るバケットの先端は蒸気室の内周に当接しているため、凝縮水の殆ど全てを掬い取ることができ、この結果、回転体からの熱伝達効率が大幅に向上する。
【００１２】
また、請求項３に記載のように構成すれば、凝縮水を一度に大量に掬い取ることができ、これにより、凝縮水の排出能率を向上させることができる。
さらに、請求項４に記載のように構成すれば、回転体の回転軸に近接するバケットの基端部を誘導通路と同一形状とすることが可能で、これにより、バケットから誘導通路への凝縮水の受け渡しが容易となる。
また、請求項５に記載のように構成すれば、蒸気室に発生した凝縮水を環状溝に集めてバケットにより一気に掬い取ることができ、これにより、凝縮水の排出能率を向上させることができる。
【００１３】
さらに、請求項６、７に記載のように構成すれば、バケットと蒸気室内周との間の間隙を無くすことができ、これにより、凝縮水を確実にバケットに掬い取ることができる。
また、請求項８に記載のように構成すれば、回転体の１回転で凝縮水をバケットにより複数回、即ち頻繁に掬い取ることができ、これにより、蒸気室内における凝縮水の残量を可能な限り少量とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、２、３、４において、１１は回転体としての複数の加熱ドラム（シリンダードライヤーと呼ばれることもある）であり、これらの回転ドラム１１は回転軸が水平に延びるとともに、図示していない駆動手段から回転駆動力を受け、同期して等速回転する。各回転ドラム１１は、両端が閉止された円筒状を呈するとともに、内部に高温の蒸気が供給される蒸気室１２が形成された大径の本体部１３と、本体部１３の軸方向両端から軸方向外側に向かってそれぞれ延びる小径の軸部１４、１５とから構成されている。そして、前記回転ドラム１１は、軸部１４、１５が軸受１６、１７にそれぞれ挿入されることで、これら軸受１６、１７に回転可能に支持されている。また、前記軸部１４の回転軸上には軸方向内端が蒸気室１２に開口し、軸方向外端が軸部１４の外端面に開口した軸孔１８が形成されている。
【００１５】
２０は各回転ドラム１１に取付けられ、内部に前記軸孔１８に連通する連通通路２１が形成されたロータリージョイントであり、これらロータリージョイント２０は軸部１４の一部を構成する回転部２２と、回転することのない静止した静止部２３とを有する。２４は先端部が前記静止部２３に貫通しながら取付けられた供給管であり、この供給管２４の基端は図示していない蒸気源に接続されている。また、これら供給管２４の先端は軸孔１８の軸方向中央部まで延びるとともに、その途中には通過蒸気量を制御するバルブ２５が設けられている。そして、これら供給管２４を通じて回転ドラム１１の蒸気室１２内に高温の蒸気が供給されると、該回転ドラム１１は加熱されて高温となる。
【００１６】
２８はゴム、繊維、プラスチック等からなる帯状部材であり、この帯状部材２８は前記回転ドラム１１の周囲に約半周程次々と掛け回されながら長手方向に走行することで、高温となった回転ドラム１１により次々と加熱される。このように帯状部材２８を加熱すると、回転ドラム１１から熱が奪われて蒸気室１２内の蒸気が凝縮し凝縮水２９となるが、この凝縮水２９は集合して蒸気室１２の下端部に滞留する。
【００１７】
３１は蒸気室１２内に収納されるとともに回転ドラム１１に固定された複数個、ここでは２個のバケットであり、これらバケット３１は前記蒸気室１２の下端部に滞留した凝縮水２９を掬い取ることができる。各バケット３１は周方向に等距離、ここでは半周離れて配置された底壁３２を有し、これら底壁３２は回転ドラム１１の回転軸近傍から蒸気室１２の内周に当接するまで延びている。３３、３４は底壁３２の幅方向（軸方向）両端に固定され、回転ドラム１１の回転軸に直交して延びる側壁であり、これらの側壁３３、３４は、前記２個の底壁３２に共通のもので、本体部１３に共に固定されている。
【００１８】
前述した底壁３２、側壁３３、３４は全体として、周方向に等距離離れて複数個（ここでは２個）だけ設置され、回転方向前方が開放するとともに、回転軸に平行な平面での断面形状が略コの字形を呈している前記バケット３１を構成する。ここで、前述のようにバケット３１を周方向に等距離離れて複数設置すれば、回転ドラム１１の１回転で凝縮水をバケット３１により複数回、即ち頻繁に掬い取ることができ、これにより、蒸気室１２内における凝縮水２９の残量を可能な限り少量とすることができる。
【００１９】
３７は蒸気室１２内に収納され、軸方向一端が本体部１３の一側壁に、軸方向他端がバケット３１、詳しくは側壁３３に固定された円筒状の導水パイプであり、この導水パイプ３７は回転ドラム１１の回転軸と同軸で、内径が軸孔１８の直径と同径である。前述した軸孔１８、連通通路２１、導水パイプ３７は全体として、回転ドラム１１の回転軸上に設けられ、バケット３１によって掬い取られた凝縮水２９が回転ドラム１１の回転により回転ドラム１１の回転軸近傍まで流過してきたとき、該凝縮水２９を側壁３３に形成された貫通孔３９を通じてバケット３１から受け取り、回転ドラム１１外に導く誘導通路３８を構成する。
【００２０】
ここで、前記バケット３１の底壁３２はいずれも回転方向前方に向かって凹状に湾曲しており、この結果、これらバケット３１は凝縮水２９を一度に大量に掬い取ることができ、凝縮水２９の排出能率を向上させることができる。また、前記底壁３２の曲率半径は、蒸気室１２の内周に当接している先端から回転ドラム１１の回転軸に近接する基端に接近するに従い小となっており、基端部においては導水パイプ３７の半径とほぼ同一となっている。このように回転ドラム１１の回転軸に近接する底壁３２の基端部が誘導通路３８と同一形状となっていると、バケット３１から誘導通路３８への凝縮水２９の受け渡しが容易となる。
【００２１】
図２、４、５において、４１は蒸気室１２の内周に形成され、深さが底壁３２の肉厚と同程度の周方向に連続して延びる浅い環状溝であり、この環状溝４１はバケット３１および導水パイプ３７に重なり合う位置に設けられている。このように蒸気室１２の内周に環状溝４１を形成すると、蒸気室１２内の凝縮水２９は低い方へと流れて環状溝４１に集まるが、この環状溝４１の底面にはバケット３１、詳しくは底壁３２の先端が当接しているため、凝縮水２９は環状溝４１に集水された状態でバケット３１により一気に掬い取られ、これにより、凝縮水２９の排出能率を向上させることができる。
【００２２】
４５は前記ロータリージョイント２０の静止部２３に接続され連通通路２１に連通する排出管であり、この排出管４５はバケット３１によって掬い取られた後、誘導通路３８を通じて導かれた蒸気室１２内の凝縮水２９を図示していないタンクに排出する。この排出管４５の途中にはスチームトラップ４６が設けられているが、このスチームトラップ４６は蒸気の通過を制限する一方、凝縮水２９だけを通過させる自動弁の一種である。
【００２３】
次に、この発明の第１実施形態の作用について説明する。
今、回転ドラム１１が駆動手段から回転駆動力を受けて矢印方向に同期回転するとともに、帯状部材２８が回転ドラム１１の外周に次々と掛け回されながら矢印方向に走行しているとする。このとき、各回転ドラム１１の蒸気室１２内には供給管２４を通じて高温の蒸気が供給されているため、該回転ドラム１１は蒸気により加熱されて高温となっており、これにより、帯状部材２８は回転ドラム１１により次々と加熱される。
【００２４】
このように帯状部材２８が加熱されると、回転ドラム１１および蒸気室１２内の蒸気は冷却されて凝縮し凝縮水２９となるが、この凝縮水２９は集合して蒸気室１２の下端部、特に環状溝４１に多くの量が滞留する。そして、前述のような回転ドラム１１の回転によりいずれかのバケット３１の先端が回転ドラム１１の下端部まで移動してくると、該バケット３１は、回転方向前方が開放した断面略コの字形を呈しているため、前記蒸気室１２の下端部に滞留している凝縮水２９を先端部によって掬い取る。このときの状態が図４に示されている。
【００２５】
その後、回転ドラム１１がさらに矢印方向に回転すると、凝縮水２９を掬い取ったバケット３１は上方に向かって旋回しながら移動するが、このとき、バケット３１が断面略コの字形、換言すれば樋状を呈しているため、凝縮水２９はバケット３１の軸方向両端からこぼれ落ちることなく、図６に示すように上方に運び上げられながらバケット３１内を基端部に向かって流過する。このようにしてバケット３１の基端部まで流過した凝縮水２９は、水面が導水パイプ３７の内面最下端より高くなった時点でバケット３１から貫通孔３９を通じて誘導通路３８に流出した後、該誘導通路３８により排出管４５に導かれ回転ドラム１１外のタンクへと排出される。
【００２６】
ここで、凝縮水２９を掬い取るバケット３１は回転ドラム１１に固定されて該回転ドラム１１と一体回転するため、バケット３１が回転ドラム１１の回転時に該回転ドラム１１に引っ掛かることはなく、バケット３１が破損するようなことはない。また、凝縮水２９を掬い取るバケット３１の先端は蒸気室１２の内周に当接しているため、凝縮水２９の殆ど全てを掬い取ることができ、この結果、回転ドラム１１から帯状部材２８への熱伝達効率が大幅に向上する。
【００２７】
図７は、この発明の第２実施形態を示す図である。この実施形態においては、バケット３１の底壁３２の先端が当接している蒸気室１２の内周に軸方向（底壁３２の幅方向）に延びる挿入溝５１を形成している。ここで、この挿入溝５１は断面略三角形状で、その深さは底壁３２の肉厚とほぼ同一であり、該挿入溝５１に底壁３２の先端を挿入するようにしている。このようにすれば、バケット３１、詳しくは底壁３２の先端と蒸気室１２の内周との間の間隙および底壁３２の先端における段差を無くすことができ、これにより、凝縮水２９を確実にバケット３１に掬い取ることができる。なお、この実施形態では環状溝４１は設けられていないが、他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００２８】
図８は、この発明の第３実施形態を示す図である。この実施形態においては、バケット３１の底壁３２の先端面全面に外側面が蒸気室１２の内周に面接触している補助材５３を取付けている。ここで、前記補助材５３は断面略三角形状を呈し、底壁３２に接している基端での肉厚が底壁３２と等厚で、底壁３２の先端から離隔するに従いに肉厚が薄くなっている。このように底壁３２の先端面に前述のような補助材５３を設ければ、底壁３２の先端部表面と蒸気室１２の内周とを滑らかに繋ぐことができ、これにより、凝縮水２９を確実にバケット３１に掬い取ることができる。なお、この実施形態では環状溝４１は設けられていないが、他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００２９】
図９は、この発明の第４実施形態を示す図である。この実施形態においては、バケット３１の底壁３２と等幅で、周方向一側が蒸気室１２の内周に固着され、周方向他側が底壁３２の先端部内周に固着された薄肉の補助材５５を設けている。そして、このような補助材５５を設ければ、底壁３２の先端部表面と蒸気室１２の内周とを滑らかに繋ぐことができ、これにより、凝縮水２９を確実にバケット３１に掬い取ることができる。なお、この実施形態では環状溝４１は設けられていないが、他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３０】
図１０は、この発明の第５実施形態を示す図である。この実施形態においては、前記第１実施形態の側壁３３、導水パイプ３７を省略し、バケット３１の底壁３２の軸方向一端を直接本体部１３の軸方向一側壁に固定するようにしている。この場合には、本体部１３の軸方向一側壁がバケット３１の側壁としても機能する。そして、このように構成した場合には、部品点数を少なくすることができるため、構造が簡単となり、安価に製作することもできる。なお、他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
図１１は、この発明の第６実施形態を示す図である。この実施形態においては、加熱反応に使用する反応容器５８に回転可能に挿入された回転体としての撹拌軸５９の蒸気室６０から凝縮水を排出するようにしている。ここで、前記撹拌軸５９の軸方向両端部と反応容器５８との間にグランドパッキン６１が介装されており、また、撹拌軸５９の外周には半径方向外側に突出した複数の撹拌羽根６２が設けられている。そして、前記撹拌軸５９の蒸気室６０内には軸方向他側から蒸気が供給され、一方、この蒸気の凝縮水は蒸気室６０の軸方向一端部に設けられた前記第５実施形態と同様のバケット６３により掬い取られた後、誘導通路６４を通過して外部へ排出される。
【００３２】
なお、前述の実施形態においては、この発明をゴム等の帯状部材を加熱・乾燥する回転ドラム１１に適用したが、この発明は紙製造のための抄紙機に適用するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、破損の発生を防止しながら凝縮水を確実に蒸気室から排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す全体側面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図３】バケットの展開斜視図である。
【図４】バケットによって凝縮水を掬い取るときの側面断面図である。
【図５】バケットの先端近傍の側面断面図である。
【図６】バケットにより凝縮水を運び上げているときの側面断面図である。
【図７】この発明の第２実施形態を示すバケットの先端近傍の側面断面図である。
【図８】この発明の第３実施形態を示すバケットの先端近傍の側面断面図である。
【図９】この発明の第４実施形態を示すバケットの先端近傍の側面断面図である。
【図１０】この発明の第５実施形態を示すその正面断面図である。
【図１１】この発明の第６実施形態を示すその正面断面図である。
【符号の説明】
１１…回転体                  １２…蒸気室
２９…凝縮水                  ３１…バケット
３２…底壁                    ３８…誘導通路
４１…環状溝                  ５１…挿入溝
５３、５５…補助材
【図１】
2004218976.tif 000003
【図２】
2004218976.tif 000004
【図３】
2004218976.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004218976.tif 000009
【図８】
2004218976.tif 000010
【図９】
2004218976.tif 000011
【図１０】
2004218976.tif 000012
【図１１】
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