(57)【要約】  本発明は、円筒形のシェル２を２つの端部壁３、４に溶接することによってスチールヤンキーシリンダ１を作製する方法に関し、円筒形のシェル２と端部壁３、４とが共にヤンキーシリンダ１を形成している。溶接操作がヤンキーシリンダ１の外部から排他的に実行されるとともに、裏当て材７がヤンキーシリンダ１の内部で用いられる突き合わせ溶接操作として実行され、各端部壁３、４と円筒形のシェル１との間で、対向する表面５、６の間で全体にわたって延びる単一の溶接ビード８が形成され、各端部壁３、４の対向する表面５、６と円筒形のシェル２とを、それぞれ完全に結合させている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のシェル（２）を２つの端部壁（３、４）に溶接することによってスチールヤンキーシリンダ（１）を作製する方法であって、
前記円筒形のシェル（２）と前記端部壁（３、４）とが共に前記ヤンキーシリンダ（１）を形成し、
各端部壁（３、４）が、各端部壁および前記円筒形のシェル（２）の対向する表面（５、６）の間で、それぞれ円周溶接によって前記円筒形のシェル（２）に溶接され、
溶接操作が前記ヤンキーシリンダ（１）の外部から排他的に実行されるとともに、裏当て材（７）が前記ヤンキーシリンダ（１）の内部で用いられる突き合わせ溶接操作として実行され、各端部壁（３、４）と前記円筒形のシェル（１）との間で、前記対向する表面（５、６）の間で全体にわたって延びる単一の溶接ビード（８）が形成され、各端部壁（３、４）の前記対向する表面（５、６）と前記円筒形のシェル（２）とを、それぞれ完全に結合させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記突き合わせ溶接は、単一のＶ形突き合わせ溶接操作、または単一のＵ形突き合わせ溶接操作として実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各端部壁（３、４）と前記円筒形のシェル（２）との間で形成された前記単一の溶接ビード（８）は、前記ヤンキーシリンダ（１）の外部および内部の両方で研削加工されている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記裏当て材（７）は、リップによって形成され、このリップは、各端部壁（３、４）から突出するとともに、前記円筒形のシェル（２）の内部の領域内に延びており、
前記リップは、溶接操作が完了した後に、研削加工によって除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記裏当て材（７）は、リップによって形成され、このリップは、前記円筒形のシェル（２）の軸方向の端部から突出するとともに、対向する前記端部壁（３、４）の半径方向の内部の領域内に延びている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
用いられる前記溶接方法は、アーク溶接である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円筒形のシェルを２つの端部壁に溶接することによってスチールヤンキーシリンダを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙の製作では、ドライシリンダが使用される。ドライシリンダ上で湿潤繊維ウェブが熱によって乾燥され、繊維ウェブ内の水分を蒸発させる。ティッシュペーパー（例えば、キッチン、タオルまたはトイレットペーパー）を作製するための製紙機械は、通常は「ヤンキー」シリンダと称される１つだけのドライシリンダを有している。このドライシリンダは、通常は他の品質の紙（例えば、新聞紙、印刷紙または板紙）のために意図されたような機械に使用されるドライシリンダよりも大きい直径を有している。ヤンキーシリンダは、通常鋳鉄製であるが、ヤンキーシリンダが他の方法によって製造されることも示唆されている。特許文献１は、溶接物の端部に円筒形の溶接物を形成するとともに、鍛鋼の突き合わせ溶接のリングを形成するために外側のシェルがどのようにして鋼板の突き合わせ溶接で形成され得るかを開示している。リングはフランジを有しており、頭部がこのフランジにボルト留めされている。特許文献２は、円筒形のシェルと２つの端部とを有する鋼鉄製のヤンキーシリンダを開示している。この円筒形のシェルおよび２つの端部は、円周溶接によってシリンダに溶接されており、この円周溶接は、ヤンキーシリンダの外部の溶接ビードとヤンキーシリンダの内部の溶接ビードとを含んでいる。
【０００３】
ヤンキーシリンダのようなドライシリンダは、高温蒸気で満たされているため、圧力容器の要件を満足させなければならない。実際には、このことは、溶接の質に高い要求がなされていることを意味している。これを成し遂げるために、溶接は、ヤンキーシリンダの内部および外部の両方から行われる。しかしながら、内部からの溶接には問題がある。それは、温度が非常に高いレベルに達する場合があり、溶接作業員は、非常に差し迫った状況のもとで作業しなければならないからである。溶接操作の間、ガスを抜かなければならず、外気が供給されなければならない。十分な換気をしたとしても、溶接作業者のための作業状況は、非常に過酷であり、場合によっては危険になると予想される。
【０００４】
本発明の目的は、ヤンキーシリンダを作製する方法を提供することであり、溶接を行う操作者の負担が少なく、溶接操作の間、換気のための要件を取り除く、または減らす方法を提供することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４３２０５８２号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／１０５００５号
【発明の概要】
【０００６】
本発明によれば、ヤンキーシリンダは、円筒形のシェルを２つの端部壁に溶接することによって作製され、円筒形のシェルと端部壁とが共にヤンキーシリンダを形成している。各端部壁が、各端部壁および円筒形のシェルの対向する表面の間で、それぞれ円周溶接によって円筒形のシェルに溶接されている。本発明によれば、溶接操作がヤンキーシリンダの外部から排他的に実行される。さらに、溶接操作が裏当て材がヤンキーシリンダの内部で用いられる突き合わせ溶接操作として実行され、各端部壁と円筒形のシェルとの間で、単一の溶接ビードが形成されている。形成された単一の溶接ビードは、対向する表面の間で全体にわたって延びており、各端部壁の対向する表面と円筒形のシェルとを、それぞれ完全に結合させている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ヤンキードライシリンダの長手方向の断面を示す図である。
【図２】図２は、端部壁が円筒形のシェルに溶接される領域の断面を概略的かつより詳細に示す図である。
【図３】図３は、図２と同様な図であり、本発明の一実施の形態により溶接ビードが作製された図である。
【図４】図４は、図３と同様な図であり、本発明の他の実施の形態により溶接ビードが作製されたである。
【図５】図５は、研削されて仕上げられた溶接継手を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、スチールヤンキー１は、円筒形のシェル２を備えており、２つの端部壁３、４が、この円筒形のシェル２に溶接されている。円筒形のシェル２は、各端部壁に溶接ビード８によって接続されている。
【０００９】
図２は、円筒形のシェル２および端部壁４の一部の概略断面であり、端部壁４と円筒形のシェル２とが互いに溶接される前の概略図である。図２に見られ得るように、円筒形のシェル２の表面６は、端部壁４の表面５に対向して置かれている。円筒形のシェル２と端部壁３、４の対向する表面５、６とが溶接ビード８によって接合されたとき、円筒形のシェル２と端部壁３、４とが共にヤンキーシリンダを形成する。また、図２に見られ得るように、リップは、円筒形のシェル２の内側の表面９の下に延びることができるように端部壁４から突出している。リップは、以下で説明されるような溶接操作の間に使用され得る裏当て材７を形成することができる。裏当て材７を形成するリップは、リング形状になっており、円筒形のシェル２の内側の外縁に追従してもよいことが理解されるべきである。
【００１０】
図３を参照すると、独創的な方法は、円筒形のシェル２を２つの端部壁３、４に溶接することを備えており、円筒形のシェル２と端部壁３、４とが共にヤンキーシリンダを形成する。図３は、一方の側の端部壁４のみを示しているが、円筒形のシェル２への他方の端部壁３の溶接が、同様に行われることが理解されるべきである。各端部壁３、４は、各端部壁３、４および円筒形のシェル２の対向する表面５、６の間で、それぞれ円周溶接によって円筒形のシェル２に溶接されている。本発明によれば、溶接操作は、ヤンキーシリンダ１の外部から排他的に実行されるとともに、裏当て材７がヤンキーシリンダ１の内部で用いられる突き合わせ溶接操作として実行されている。溶接は、各端部壁３、４および円筒形のシェル２の対向する表面５、６の間の全体の領域に作用し、充填材料および溶融材料は、形成された溶接ビード８が対向する表面５、６の間で全体にわたって延びる全ての領域を貫通している。外側の溶接ビードおよび内側の溶接ビードの代わりに、単一の溶接ビード８が存在し、この単一の溶接ビード８は、各端部壁３、４および円筒形のシェル２の対向する表面５、６を、それぞれ完全に結合させている。裏当て材７は、所定の位置で円筒形のシェル２および端部壁３、４から充填材料および溶融材料を保持するとともに、この裏当て材７は、溶接ビード８が形成される領域から、このような材料が離れることを防止する。
【００１１】
図３に示す実施の形態では、裏当て材７は、リップによって形成され、このリップが、端部壁３、４から突出するとともに、円筒形のシェル２の内部の領域内に延びている。しかしながら、図４を参照すると、裏当て材７は、リップによって形成され、代わりにこのリップが、円筒形のシェル２の軸方向の端部から突出するとともに、対向する端部壁３、４の半径方向の内部の領域内に延びていてもよい。
【００１２】
溶接操作が完了したとき、裏当て材７は、研削加工によって除去されてもよい。好ましくは、各端部壁３、４と円筒形のシェル２との間で形成された単一の溶接ビード８は、ヤンキーシリンダ１の外部および内部の両方で研削加工されている。研削加工の後、溶接継手の断面は、図５のように視認し得る。図５は、円筒形のシェル２がどのようにして、熱伝達のための円周フランジ１１によって分離された円周溝１０を有し得るかを示している。ヤンキーシリンダ１の操作の間、円周フランジ１１は、ヤンキーシリンダ１の外側の表面への熱伝達を改善する役割を果たし、凝縮物が溝１０に受け入れられるであろう。図５に見られ得るように、円筒形のシェル２の壁の厚さは、溶接ビード８の領域に向かう方向に増大してもよい。
【００１３】
裏当て材７は、円筒形のシェル２または端部壁３、４と必ずしも一体である必要はないことが理解されるべきである。代わりに、裏当て材７は、分離した要素であってもよい。
【００１４】
突き合わせ溶接は、図２、図３および図４に表示されるように、単一のＶ形突き合わせ溶接操作として実行され得るが、単一のＵ形突き合わせ溶接操作としても実行され得る。これに関連して、「単一のＶ形」および「単一のＵ形」との用語は、対抗する表面５、６の形状を指していることが理解されるべきである。図２、図３および図４では、対向する表面５、６は、「Ｖ形」を形成している。
【００１５】
溶接方法で使用されるのは、アーク溶接であり得て、例えば、マニュアル金属アーク溶接（manual metal arc welding）（ＭＭＡ）、被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）またはガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ）であり得る。
【００１６】
本発明によれば、スチールヤンキードライシリンダは、溶接操作の間、換気の必要を減らすように製造され得る。単一の溶接ビードのみが作製されるため、ヤンキードライシリンダの製作が、より早くなるとともにより容易になる。
【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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【国際調査報告】
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