(57)【要約】本発明は、ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部におけるエアインピンジメントロールのジャケット部の外側に配置され、該エアインピンジメントロールまわりを走行するウェブを加熱及び乾燥するためのエアインピンジメントシステムに関する。エアインピンジメントシステムは、紙ウェブ上にエアを方向付ける制御手段を含む閉じたフードを含む。エアは、該フードから、少なくとも１つのファンによる吹き付けによって吹き付けノズルに方向付けられ、循環エアプロセスとして再度該フードに戻され、また、システムは、エアを加熱するための少なくとも１つの加熱装置を含む。エアインピンジメントシステムのフード及びその付属装備は、直径が約１．５−２ｍの大きさのエアインピンジメントロールと関連して使用される。エアインピンジメントロールのフードは、最大５ｍの高さであり、好ましくはたった１．５−２．５ｍの高さである。
2004530809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部におけるエアインピンジメントロールのジャケット部の外側に配置され、該エアインピンジメントロールまわりを走行するウェブを加熱及び乾燥するためのエアインピンジメントシステムであって、該エアインピンジメントシステムは、紙ウェブ上にエアを方向付ける制御手段を含む閉じたフードを含み、エアは、該フードから、少なくとも１つのファンによる吹き付けによって吹き付けノズルに方向付けられ、循環エアプロセスとして再度該フードに戻され、また、フードは、エアを加熱するための少なくとも１つの加熱装置を含む、エアインピンジメントシステムにおいて、
前記装備を備えるエアインピンジメントシステムのフードは、直径が約１．５−２ｍの大きさのエアインピンジメントロールと関連して使用され、エアインピンジメントロールのフードが、最大５ｍの高さであり、好ましくはたった１．５−２．５ｍの高さであることを特徴とする、エアインピンジメントシステム。
【請求項２】
エアインピンジメントシステムの作用は、エアインピンジメントロールの後尾側に少なくとも主に付加され、その下側の半分の領域で大きいことを特徴とする、請求項１記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項３】
エアインピンジメントロールのフードのカバー領域は、最大１５０°であることを特徴とする、請求項２記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項４】
前記装備の少なくとも幾らかは、エアインピンジメントシステムの下側部分に、若しくは、側部の下側部分に脱着可能に配置されていることを特徴とする、請求項３記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項５】
前記エア循環プロセスは、循環エアの水分レベルを調整する補助をする少なくとも１つの凝縮装置を含むことを特徴とする、請求項４記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項６】
加熱装置は、流れ方向で前記ファンの前に配置されることを特徴とする、請求項５記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項７】
一のガスバーナーが加熱装置として使用され、その長さは、略ウェブの幅と同一であることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項８】
ガスバーナーの燃焼ガスは、エアインピンジメントシステムの外側から少なくとも部分的に該バーナーに持ち込まれることを特徴とする、請求項１乃至７の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項９】
循環エアファンからノゾル室までのエアダクトは、少なくとも略直線であることを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１０】
少なくとも２つの循環エアファンが存在し、好ましくは３つから５つまでのであることを特徴とする、請求項１乃至９の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１１】
凝縮装置で使用される冷却材は、水であることを特徴とする、請求項１乃至１０の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１２】
ガスバーナー用にフード内に持ち込まれるエアに起因して、循環エアの一部が、地下室内のペーパーマシンの下方に向けられることを特徴とする、請求項１乃至１１の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１３】
エアをもたらすファンは、フード内に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１２の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部におけるエアインピンジメントロールまわりを走行するウェブを加熱及び乾燥するための、独立形式の請求項１の冒頭部に記載したようなエアインピンジメントシステムに関する。
【０００２】
ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部においてインピンジメントシステムを使用する解決策は、米国特許第６，１３８，３８０号に示されており、そこでは、通常の乾燥シリンダよりも相当に大きな径を持つエアインピンジメントロールが、エアインピンジメントロールとして使用されている。その大きな大きさに起因して、この種のエアインピンジメントロールは、ペーパーマシンが近代化されるとき、地下内でのペーパーマシンの下方にも通常的に適合しない。この構造は、また、細断紙により生ずる問題点にも繊細である。乾燥は、また、米国特許第６，１４８，５３８号に開示されるような方法によってより効率的になすことができるが、水分を取り除くための凝縮手段の効率は、この種の構造において必ずしも非常に高くない。
【０００３】
本発明の目的は、比較的サイズが小さく、それ故に、ペーパーマシンを近代化するときに地下のペーパーマシンの下方に通常的に設置することができる、エアインピンジメントシステムを提供することにある。本発明のその他の目的は、乾燥ロールの主な近代化作業を防止し、本発明によるエアインピンジメントシステムを使用して、乾燥能力を増加することにある。当然に、本発明によるシステムは、新しいペーパーマシンを構築する時にも使用できる。
【０００４】
本発明の目的は、独立形式の請求項及び他の請求項の特徴部に記載される態様で達成される。本発明によると、エアインピンジメントロールのジャケットの外側には、エアインピンジメントシステムが、当該エアインピンジメントシステムまわりを走行するウェブを加熱及び乾燥するため、ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部において配設されている。エアインピンジメントシステムは、主に、紙ウェブ上にエアを方向付けるための制御手段を有する、閉じたフードを含み、フードから、エアは、少なくとも１つのファンによる吹き付けによって吹き付けノズルに方向付けられ、そして、循環エアプロセスとして再度当該フードに戻り、また、フードは、エアを加熱するための少なくとも１つの加熱装置を含む。その当該装置を備えるエアインピンジメントシステムのフードが、直径が約１．５−２ｍの大きさのエアインピンジメントロールと関連して使用される場合、及び、エアインピンジメントシステムのフードが、最大５ｍ、好ましくは１．５−２．５ｍの高さである場合、当該システムは、システム及びそれに属する装置を通常５−８ｍ若しくはそれ以下の高さのある地下空間内のペーパーマシンの下方に設置することができるほど十分に小さい。
【０００５】
これは、大きな変更無しで古いマシーン内にもより大きな乾燥能力を構成することを可能とする。しばしばサイズに関する要因により、既存のペーパーマシンに関連して大型の乾燥シリンダを設置することすら不可能であるので、既存のシリンダが、乾燥前により効果的に使用される必要がある。
【０００６】
エアインピンジメントシステムが、エアインピンジメントロールの少なくとも主に後尾側で、その下側半分の領域で大きく作用を与える場合、細断紙により生ずる問題点が少なくとも大きく回避される、というのは、細断紙は、エアインピンジメントロールの入口側で既にウェブから離れることができ、細断紙が自由に落下するのを遮るフードや他の障害物が入口側に無いからである。エアインピンジメントシステムは、エアインピンジメントロールの下側半分の領域に主に作用するので、ペーパーマシンが近代化されるとき、地下スペースが効果的に利用でき、若しくは、対応して新しいペーパーマシンである場合、地下は、通常よりも少なくとも大きく寸法決定される必要がない。
【０００７】
エアインピンジメントロールのフードカバー領域が最大で１５０°の場合、このサイズのフードによっても、十分に良好な乾燥効率が達成できる。また、カバー領域は、如何なる場合も１８０°より小さい必要があり、装置を、複雑な機構を用いることなく、ロールの直近から引き離すことができるようにする。
【０００８】
少なくとも装置の一部がエアインピンジメントシステムの下側の部位若しくは側部の下側の部位に脱着可能に配置されている場合、設置及び整備が、地下の床から容易に実行することができる。これに関して、当然に、輸送及びホークリフトトラックのような種々の補助装置が使用されてよい。
【０００９】
循環エアプロセスが、循環エアの湿気レベルの調整を補助する少なくとも１つの凝縮装置を含んでいる場合、エアを導入及び排出するための大きな輸送ダクトが必要でなくなる。
【００１０】
加熱装置が、流れ方向でファンの前段に配置されている場合、別のエア案内ダクトが必要でなくなる、というのは、循環エアファンがエアを効果的に混合するからである。
【００１１】
ウェブの幅と略同一の長さを持つ一のガスバーナーが加熱装置として使用される場合、一のガスバーナーの整備の必要性が、幾つかの別のガスバーナーの場合よりも少なくなる。また、一のガスバーナーのみが使用されるとき、制御手順が単純である。
【００１２】
ガスバーナーの燃焼エアが、エアインピンジメントシステムの外側から少なくとも部分的に運ばれてくる場合、バーナーは、常に新鮮なエアを受け、燃焼が、清浄で且つ効率的な態様で生ずる。
【００１３】
循環エアファンからノズル室までのエアダクトが少なくとも主に直線である場合、流れ損失が、可能な限り小さく、構造が簡易で製造するのが安い。
【００１４】
少なくとも２つ、好ましくは３から５つの循環エアファンがある場合、システムのサイズを実質的に増加させない十分小さいファンを使用できる。
【００１５】
凝縮装置の冷却材が水の場合、目的に対して適切な作用により冷却が達成されるが、にも拘らず、凝縮装置の如何なる部分も、凍ることがなく、従って、故障等を引き起こしえない。
【００１６】
ガスバーナー用にフード内に運び込まれるエアに起因して、循環エアの一部が、ペーパーマシンの下方の地下室内に向けられる場合、エアダクトを導く必要が無く、全体のシステムが非常に簡易なままである。
【００１７】
エアを持ってくるファンがフード内に配置されている場合、エアインピンジメント構造が非常にコンパクトになり、依然として大きさが十分小さく、ペーパーマシン下方のほとんどの通常の地下スペースに適合するだろう。
【００１８】
次に、本発明は、添付図を参照して詳説される。
【００１９】
図１の参照符合１は、本発明によるエアインピンジメントシステムを指し、本システムは、地下スペース内のペーパーマシン若しくはその類の下方に配置されており、地下スペースの床は、参照符合２により指示されている。乾燥ロール３の直径は、多くの解決では約１．５ｍ若しくはその近辺、即ち、約１．５−２ｍの大きさの範囲内であり、ペーパーマシン若しくはその類の下方の地下スペースの高さは、通常的には５−８ｍである。エアインピンジメントシステムは、フード４を含み、フード４は、主に、乾燥ロール３にてその下方に配置されるが、フード４は、細断紙が自由に落下できるように、乾燥ロール３の後尾側である。細断紙は、ウェブの破れをも引き起こし得るが、通常的には、品質の変動のみを引き起こし、好ましくない。ロールのフードのカバー領域は、少なくともせいぜい１８０°であるべきであり、フードを、所望のときに特に面倒な機構無しに動作位置から取り外しできるようにする。これは、１５０°の最大カバー領域がフードに対して薦められる理由である。このサイズは、既に、十分に良好な乾燥効果を生成している。ロール３の近くにはノズルボックス５があり、ノズルボックス５は、ロール３の外周の一部、好ましくはその略半分をカバーする。フード４は、熱エアをノズルボックス５に方向付けてウェブを加熱及び乾燥させるための必要な装置及び構成を内蔵する。熱エネルギを発生するため、一のガスバーナー６が使用され、ガスバーナー６の熱前面は、フード４内である。例えば３つであってよい、幾つかの循環エアファン７は、フード４内からエアを取り、当該エアは、バーナー６により加熱され、好ましくは真っ直ぐの溝８を通ってノズルボックス５にエアを吹き、そこから、エアの大部分が、再循環のためにフード４内に戻される。新鮮な燃焼エアは、ガスバーナー６に運ばれ、これに従って、ダンパー９が、フード４内のエア量のバランスを取るために使用される。フード４の外側には、ガスバーナー６の部分及び循環エアファン７の電気モータ１０がある、というのは、バーナー６に起因して、フード４内の温度が３００℃を超えるからである。パイプ１１は、排気を運ぶように構成される。通常的には、エアインピンジメントシステムの下側部位と床２との間のスペースは、１−３ｍである。装置の整備、監視及び使用を容易化するため、可能であれば、少なくとも１．５ｍのギャップが推奨される。インピンジメントシステム１は、第２若しくは第３の乾燥集合から前方にだけ設置されることが推奨され、ノズルボックス５に集まる細断紙及び機械の壊れの危険性が、小さくなるようにする。ウェブのこの段階では、乾燥物質成分は、既に極めて高く、ウェブは、乾燥集合の開始時に比して強い。
【００２０】
図２は、違う方向から図１のエアインピンジメントシステムを示す。フード４の壁は、図を明瞭にするため、示されない。パイプ１１のおかげで、排気は、フード４内から外に輸送される。ファン１２は、パイプ１３を介してバーナー６に燃焼エアを送る。
【００２１】
図３は、バーナー６に対する種々の代替位置を示す。本発明によるエアインピンジメントシステムは、３つの連続的な下側の乾燥シリンダ内に配置される。装置は、図１の解決策に非常に類似するが、ウェブ方向のガスバーナー６が、第１の場合、フード４の右手の極めて高くに、次の場合、フードの下側部位に、最後の場合、やや高くに配置されている。ガスバーナーは、フード４の装置若しくは壁を過剰に加熱しないように配置される必要がある。必要ならば、鋼製プレート壁１４若しくはその類が使用されてよく、バーナーの作用が、循環エアファン７の吸引孔１５に直接向かわないようにする。尚、ガスバーナー６をフード４の下方に部分的に配置することは、装置と床２との間の距離を低減する。
【００２２】
図４は、フード４内部の凝縮装置の幾つかの位置を示す。ウェブ方向で第１の解決策では、２つの凝縮装置１６ａ，１６ｂが、ウェブから気化した湿ったエアが循環エアファンに向かって戻る点の近傍に配置される。次の解決策では、プレート状の凝縮装置１７ａ，１７ｂは、フード４内に鉛直に設置され、凝縮装置の下方には、収集溝が配置される。最後の解決策では、凝縮装置は、参照符合１８にて示す点でノズルボックス５内に配置される。図６は、この凝縮装置の構造を示す。重要なことには、凝縮装置の温度が、低く保たれ、湿ったエアからの水分が凝縮装置の表面上に凝縮し、それに沿って収集タンク（図示せず）まで管内を流れる。水シール（図示せず）の使用が推奨される。
【００２３】
図５は、凝縮装置１６ａを示し、凝縮装置１６ａは、パイプからなる要素１９を上部に有し、パイプの内側には、水が循環する。プレート２０ａ，２０ｂは、凝縮溜め（凝縮槽）を形成し、その底部から凝縮物がパイプ２１を介して除去される。
【００２４】
図６は、ノズルボックス５の壁が凝縮溜め２２の壁の一部として使用される解決策を示す。水は、パイプ２３内を走り、その表面上に水分が凝縮し、水滴として凝縮溜め２２内に落ち、そこから、凝縮物がパイプ２４を介して除去される。
【００２５】
図７は、必要なとき、特にウェブの破れがあったときに、エアインピンジメントシステムを掃除するのを助ける構成を示す。ウェブ方向で第１及び第２のエアインピンジメントシステムは、乾燥シリンダから更に下方に、僅かに斜め方向で移動されている。移動構成自体は、示されていないが、一の解決策は、移動用のレールと液圧式シリンダを用いることである。移動距離は、数デシメートルだけである。
【００２６】
参照符合２５ａ，２５ｂは、可動エアブロア装置を指し、これにより、清掃が実行される。重要なことに、エアインピンジメントシステムの装置内に細断紙やダストが一切存在せず、これは、これらが、製品品質に好ましくない影響を通常的に有し、閉塞のような欠陥が生じうり、火事の危険性が増えることを過小評価する理由はない、ためである。
【００２７】
図８は、エアインピンジメントシステムの設置、検査、整備手順を示す。機械工２６は、非常に簡単に、エアインピンジメントシステムの異なる装置に近づいて作業できるようになる。乾燥シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ間の距離は、通常的に十分大きく、ペーパーマシンの長手方向で、エアインピンジメントシステムのフード４間のスペースが略１メーターとなる。乾燥シリンダ３ｂのエアインピンジメントシステムのフード４は、バーナー６用に確保された空間、及び、それに応じて循環エアファン７用に確保された空間を表わす仕切り部に２つの点線によって分割される。この場合、整備や交換作業は、特に、カート２７及び適切に位置付けられたリフティングラグ及び他の補助具が移動及び持ち上げのために使用される場合には、実行するのに非常に単純で早い。バーナーのフレームが、制御室内のスクリーンから監視されない場合、適切な位置でフード４内に少なくとも監視窓（図示せず）を配設することが必要である。
【００２８】
図９は、湿ったエア及び乾燥エアを取り扱い及び移動するための代替例及び構成を示す。乾燥シリンダ３ａと連係して使用されるエアインピンジメントシステム１の装置は、水分を分離する別の室２８を含み、その室２８から、排気が、パイプ２９を介して他のプロセスの部分に運ばれる。乾燥シリンダ３ｂと連係して、エアインピンジメントシステム１の装置の部分である室３０が存在し、室３０は、凝縮装置、その溜め及び出口パイプを内蔵し、室３０から、エアが、地下空間にグリル３１を通って方向付けられる。乾燥シリンダ３ｃと連係して、エアインピンジメントシステム１の装置の部分である室３０ａが存在し、室３０ａ内では、フードからの排気は、パイプ３２によって共通の凝縮装置３３に運ばれ、更に、乾燥エアとして使用されるためパイプ３４を介して進んでいく。この場合、循環プロセスは、むしろ容易に制御可能であるが、この構成は、他の代替例に比して、フード４外側により多くのパイプ及び装置を必要とする。
【００２９】
図１０の下側部分は、図９による構成を示し、これにより、排気は、フード４から運ばれ、極めて熱く、凝縮装置３３で凝縮され、ここから、乾燥エアが、使用のためにパイプ３４を介して運ばれる。熱交換器３５により、予備加熱された供給エアが、パイプ３６により乾燥部内に通されるように構成され、熱交換器３７により、ホットプロセス水が、パイプ３８によりプロセス内に通されるように構成される。冷却タワー３９を介して、凝縮物は、プロセス内のホットプロセス水として使用されるため、パイプ４０に沿ってパイプ４１に移動していく。当然に、ホットプロセス水は、例えばペーパーマシンホールの加熱等のような、他の目的のために使用されてよい。
【００３０】
本発明によるシステムは、エアインピンジメントフード４及び全体のペーパーマシンまわりの大きな空間を節約する、というのは、大きな供給エア及び排気マニフォールド及び熱回収に代えて、小さな水パイプライン、及び、可能性としてフード４からの短い排気ダクト、のみが凝縮物を運ぶのに必要とされるからである。フード及び他の極めて大型の構造部品が、計画段階で既に２以上のより小さな部品に分割される場合、それらは、例えば、ペーパーマシンの再構築に関連して、乾燥シリンダ若しくはペーパーマシンの他の大型部品を取り外すことなく地下室内のペーパーマシン下方に移動され、設置段階で、それらは、本発明によるエアインピンジメントシステムを形成するために接続できる。推奨される解決策としては、ペーパーマシンが近代化されるとき、乾燥シリンダは、交換されず、本発明によるエアインピンジメントシステムが乾燥シリンダに連係して設置される。この場合、変更は小さく、速やかに実行でき、通常、スペースに関する問題もない。通常この場合コストもセーブされる。
【００３１】
本発明は、上述の実施例に限定されることないが、その幾つかの修正は、添付の請求項の観点内で実現可能でありうる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ウェブの横断方向に見た際の、ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部における本発明によるエアインピンジメントシステムの概略図である。
【図２】ウェブ方向に見た際の、図１によるエアインピンジメントシステムの概略図である。
【図３】バーナーの種々の代替位置を示す概略図である。
【図４】フード内の凝縮装置の種々の位置を示す概略図である。
【図５】凝縮装置の概略拡大図である。
【図６】その他の凝縮装置の概略拡大図である。
【図７】ウェブ破れに関連したエアインピンジメントシステムの自動的な清掃の概略図である。
【図８】エアインピンジメントシステムの整備手段に対する構成の概略図である。
【図９】排気から湿気を分離する幾つかの代替例の概略図である。
【図１０】本発明に関連して使用される冷却システム及び熱回収システムの概略図である。
【国際公開パンフレット】
2004530809.tif 000003
2004530809.tif 000004
2004530809.tif 000005
2004530809.tif 000006
2004530809.tif 000007
2004530809.tif 000008
2004530809.tif 000009
2004530809.tif 000010
2004530809.tif 000011
2004530809.tif 000012
2004530809.tif 000013
2004530809.tif 000014
2004530809.tif 000015
2004530809.tif 000016
2004530809.tif 000017
2004530809.tif 000018
2004530809.tif 000019
2004530809.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月12日(2003.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーパーマシン若しくはその類の乾燥部におけるエアインピンジメントロールのジャケット部の外側に配置され、該エアインピンジメントロールまわりを走行するウェブを加熱及び乾燥するためのエアインピンジメントシステムであって、該エアインピンジメントシステムは、紙ウェブ上にエアを方向付ける制御手段を含む閉じたフードを含み、エアは、該フードから、少なくとも１つのファンによる吹き付けによって吹き付けノズルに方向付けられ、循環エアプロセスとして再度該フードに戻され、また、フードは、エアを加熱するための少なくとも１つの加熱装置を含む、エアインピンジメントシステムにおいて、
エアインピンジメントシステムの作用は、エアインピンジメントロールの後尾側に少なくとも主に付加され、その下側の半分の領域で大きいことを特徴とする、エアインピンジメントシステム。
【請求項２】
エアインピンジメントロールのフードのカバー領域は、最大１５０°であることを特徴とする、請求項１記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項３】
装備の少なくとも幾らかは、エアインピンジメントシステムの下側部分に、若しくは、側部の下側部分に脱着可能に配置されていることを特徴とする、請求項２記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項４】
前記エア循環プロセスは、循環エアの水分レベルを調整する補助をする少なくとも１つの凝縮装置を含むことを特徴とする、請求項３記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項５】
加熱装置は、流れ方向で前記ファンの前に配置されることを特徴とする、請求項５記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項６】
一のガスバーナーが加熱装置として使用され、該ガスバーナーの長さは、略ウェブの幅と同一であることを特徴とする、請求項１乃至５の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項７】
ガスバーナーの燃焼ガスは、エアインピンジメントシステムの外側から少なくとも部分的に該バーナーに持ち込まれることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項８】
循環エアファンからノゾル室までのエアダクトは、少なくとも略直線であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項９】
少なくとも２つ、好ましくは３つから５つの循環エアファンが存在することを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１０】
凝縮装置で使用される冷却材は、水であることを特徴とする、請求項１乃至９の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１１】
ガスバーナー用にフード内に持ち込まれるエアに起因して、循環エアの一部が、地下室内のペーパーマシンの下方に向けられることを特徴とする、請求項１乃至１０の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【請求項１２】
エアをもたらすファンは、フード内に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１１の何れかに記載のエアインピンジメントシステム。
【国際調査報告】
2004530809.tif 000021
2004530809.tif 000022
2004530809.tif 000023