(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを浮動的に支持するための複数の浮動ノズル及び該ウェブを乾燥するための複数の直接衝突ノズルを組み合わせて含むノズルの列を含み、該直接衝突ノズルが上面の合計面積の１．８〜約７．５%の合計孔面積を示す複数の開口部を有する該上面を含み、
該直接衝突ノズルの少なくとも１つが浮動ノズルと向き合っており、
浮動ノズルと向き合った該直接衝突ノズルのそれぞれが、３より大きい値から約１０までの高さ／直径比を有する、但し、高さは直接衝突ノズルのウェブからの高さを、直径は直接衝突ノズルの開口部直径を意味する、
動いているウェブを浮動的に乾燥するための装置。
【請求項２】
該高さ直径比が４．７である請求の範囲第１項の装置。
【請求項３】
該直接衝突ノズルの少なくとも１つが浮動ノズルと向き合っておらず、該少なくとも１つの直接衝突ノズルの高さ／直径比が３未満である請求の範囲第１項の装置。
【請求項４】
該直接衝突ノズルのそれぞれの該上面が開口部のない中心部分を含む請求の範囲第１項の装置。
【請求項５】
該上面が約０°〜１０°の角度における中心頂点を有する王冠形である請求の範囲第１項の装置。
【請求項６】
該上面が５°の角度における中心頂点を有する王冠形である請求の範囲第５項の装置。
【請求項７】
該複数の開口部のそれぞれの相当直径が１／１６〜１／２インチである請求の範囲第１項の装置。
【請求項８】
さらに、ノズルの該列を囲うドライヤー囲いを含み、該ドライヤーが１．４〜約４％の有効孔面積を有する請求の範囲第１項の装置。
【請求項９】
該複数の直接衝突ノズルの少なくとも１つが２つの浮動ノズルの間に置かれている請求の範囲第１項の装置。
【請求項１０】
各浮動ノズルが互いの浮動ノズルから約１０〜約３０インチ離れている請求の範囲第１項の装置
【請求項１１】
該開口部が連続スロットである請求の範囲第１項の装置。
【請求項１２】
該直接衝突ノズルのそれぞれが浮動ノズルとエア受容連結されている請求の範囲第１項の装置。
【請求項１３】
ウェブ入りロスロット及びウェブ出ロスロットを有するウェブドライヤー囲いを準備し；
該動いているウェブを、該ウェブを浮動させるために該ウェブ上に気体を排気する該ドライヤー囲い中の複数の浮動ノズルを用いて該ドライヤーを通して浮動的に導き；
該ドライヤー囲い中において、少なくとも１つの直接衝突ノズルが該複数の浮動ノズルの１つと向き合っており、該少なくとも１つの直接衝突ノズルは３より大きい値から約１０までの高さ／直径比を有しており、但し、高さは直接衝突ノズルのウェブからの高さを、直径は直接衝突ノズルの開口部直径を意味する、
それを通って気体が発散され、該ウェブ上に方向付けられる、上面の合計面積の１．８〜約７．５%の合計孔面積を示す複数の開口部を有する、少なくとも１つの直接衝突ノズルから該ウェブ上にエアを衝突させることにより該ウェブの乾燥を促進する
ことを含む
動いているウェブを浮動的に乾燥する方法。
【請求項１４】
該少なくとも１つの直接衝突ノズルが浮動ノズルと向き合っておらず、該少なくとも１つの直接衝突ノズルの高さ／直径比が３未満である請求の範囲第１３項の方法。
【請求項１５】
該少なくとも１つの直接衝突ノズルが上面を有し、該上面が王冠形であり、約０°〜１０°の角度における中心頂点を有する請求の範囲第１３項の方法。
【請求項１６】
該上面が５°の角度における中心頂点を有する王冠形である請求の範囲第１５項の方法。
【請求項１７】
該複数の開口部のそれぞれの相当直径が１／１６〜１／２インチである請求の範囲第１３項の方法。
【請求項１８】
該浮動ノズルと該直接衝突ノズルの該複数の組み合わせの該合計孔面積が合計ウェブドライヤー囲い面積の１．４〜約４％である請求の範囲第１３項の方法。
【請求項１９】
さらに、該少なくとも１つの直接衝突ノズルを２つの浮動ノズルの間に置くことを含む請求の範囲第１３項の方法。
【請求項２０】
さらに、各浮動ノズルを互いの浮動ノズルから約１０〜約３０インチ離して置くことを含む請求の範囲第１３項の方法。
【請求項２１】
さらに、該ウェブを浮動させるための該ウェブ上に排気される該気体の速度及び該ウェブの乾燥の促進のために該ウェブ上に発散され、方向付けられる該気体の速度を独立して制御することを含む請求の範囲第１３項の方法。
【請求項２２】
該速度が、該複数の浮動ノズルと連結されている第１の気体供給ヘッダー、及び該少なくとも１つの直接衝突ノズルと連結されている、該第１の供給ヘッダーと別の第２の気体供給ヘッダーを用いて独立して制御される請求の範囲第２１項の方法。
【請求項２３】
さらに、該ウェブを浮動させるための該ウェブ上に排気される該気体の温度及び該ウェブの乾燥の促進のために該ウェブ上に発散され、方向付けられる該気体の温度を独立して制御することを含む請求の範囲第１３項の方法。
【請求項２４】
該温度が、該複数の浮動ノズルと連結されている第１の気体供給ヘッダー、及び該少なくとも１つの直接衝突ノズルと連結されている、該第１の供給ヘッダーと別の第２の気体供給ヘッダーを用いて独立して制御される請求の範囲第２３項の方法。
【請求項２５】
その間を動いているウェブを浮動的に支持し、乾燥するための第１及び第２の向き合ったノズルの列を含み、各列が複数の直接衝突ノズル及び複数のエア浮動ノズルを含み、
少なくとも１つの該直接衝突ノズルは該浮動ノズルと向き合っており、且つ３より大きい値から約１０までの高さ／直径比を有しており、但し、高さは直接衝突ノズルのウェブからの高さを、直径は直接衝突ノズルの開口部直径を意味する、
該直接衝突ノズルは複数の開口部を有する上面を含み、該上面は王冠形を有する、
動いているウェブを浮動的に乾燥するための装置。
【請求項２６】
該王冠形がさらに中心頂点を含む請求の範囲第１６項の装置。
【請求項２７】
該王冠形が約０°〜約１０°の角度を有する請求の範囲第２６項の装置。
【請求項２８】
該第１の列が該第２の列に置かれたエア浮動ノズルと向き合って置かれた衝突ノズルを含む請求の範囲第２５項の装置。
【請求項２９】
該第１の列に置かれた該衝突ノズルがさらに該第１の列のエア浮動ノズルの間に置かれる請求の範囲第２８項の装置。
【発明の詳細な説明】
本出願は１９９４年１２月６日出願の出願番号０８／３５０，３５５の一部継続出願である。
発明の背景
本発明はウェブ支持及び乾燥装置に関する。紙、フィルム又は他のシート材料などの材料の動いているウェブの乾燥において、ウェブ自身又はウェブ表面上のインキ又はコーティングへの損傷を避けるために、乾燥操作の間、ウェブを無接触的に支持することが多くの場合に望ましい。動いているウェブを無接触的に支持し、乾燥するための従来の配置は、ウェブの実質的に水平な伸長に沿って延びるエアバーの上部セット及び下部セットを含む。エアバーから流出する加熱エアがウェブを浮動的に支持し、ウェブの乾燥を促進する。エアバーの列は典型的にドライヤーハウジングの内側にあり、それは例えばウェブ上のインキを乾燥する結果としてウェブから発散される揮発物を排出する排気送風機によりわずかに減圧に保持されていることができる。
そのようなドライヤーの１つの例が米国特許第５，２０７，００８号に見いだすことができ、その開示は引用することにより本明細書の内容となる。その特許は、組み込みアフターバーナーを有するエア浮動ドライヤーを開示しており、そこでは複数のエアバーがウェブコーティングの無接触乾燥のために、動いているウェブの上及び下に置かれている。特にエアバーは精巧なヘッダーシステムとエアー受容連結されており、ウェブに向かってエアを吹き出し、それがドライヤー囲いを通って動く時にウェブを支持し、乾燥する。
そのようなドライヤーの長さを減少させ、及び／又は効率及び線速度（ｌｉｎｅ  ｓｐｅｅｄ）を向上させるために、先行技術において種々の試みが成された。その目的のために、赤外線が単独で、又はエアと組み合わされたウェブの乾燥のために用いられた。しかし赤外線装置を従来の対流ドライヤーに設置することは多くの場合に困難であり、装置は購入し、運転するのが高価である。
米国特許第４，６９８，９１４号は、それぞれの区画が少なくとも１つのプッシュ型及び少なくとも１つのドロー型排気装置、例えばそれぞれエアバー及びエアフォイルを有する１系列の区画を有するドライヤーを開示している。プッシュ型装置はウェブの塗布側と反対の側に、及びウェブの輸送方向に対して実質的に９０°の角度でガスを衝突させるように配置されている。ドロー型装置はウェブの塗布側と反対の側に、動いているウェブの輸送方向に対して約０．５〜５°の角度でガスを衝突させるように配置されている。結局ウェブ間隙は増加し、ウェブの欠陥は減少した。
米国特許第３，９７９，０３８号は、浮動ウェブに対するエアの流出のための装置が設けられた複数のブローボックス及びブローボックスよりウェブから近い距離に搭載された固定室を含む浮動ドライヤーを開示している。固定室はウェブの平面に斜めに向かう開口部を有し、その平面上に分布する開口部を有する少なくとも１つのブローボックスが固定室の直前に搭載されている。
本発明は、エアバー及びホールバーの組み合わせが用いられているウェブ浮動ドライヤー、及び動いているウェブを浮動的に乾燥するための方法に関する。本発明においては、全体的により多くのノズルが用いられ得るが、より少ないエアバーが用いられる。これは、その製造経費を増す、エアバーが必要とする正確な許容度の観点から有利である。ホールバーの使用も必要電力を減少させ、熱伝達効率を犠牲にせずに低いノズル速度で運転することを可能にし、事実、いくつかの場合には熱伝達を促進する。
従って本発明の目的は、資本経費又は運転経費を実質的に増加させずにエア浮動ドライヤーにおける熱伝達プロセスを向上させることである。本発明のさらなる目的は、従来のドライヤーと同じか、又はそれより少ない単位乾燥面積当たりの合計エア容積を用いる有効な熱伝達を達成することである。
本発明のさらに別の目的は、与えられた熱伝達係数に対してより低いエア馬力を用いながら有効な熱伝達を達成することである。
発明の概略
先行従来の問題は、材料のウェブの無接触乾燥のための装置及び方法を提供する本発明により解決された。装置はウェブを浮動させるためのエア浮動ノズル、及びウェブの乾燥を促進するための直接エア衝突ノズルを含む。特に複数のエア浮動ノズル又はエアバーがドライヤー囲いの１つ又はそれ以上の区画において、ヘッダーとエアー受容連結されて、ウェブの無接触対流乾燥のために好ましくはウェブの上及び下の両方に搭載されている。これらのエア浮動ノズルと組み合わされて、ドライヤーの１つ又はそれ以上の区画はホール−アレーバー又はスロットバーなどの直接衝突ノズルを含む。かくしてウェブの乾燥面はエア浮動ノズルから発散されるエア及び直接衝突ノズルから発散されるエアの両方により加熱される。
結局ドライヤーは、快適な作業環境を保持しながら、小さい囲まれた空間において高速の乾燥を有する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好ましい実施形態に従う浮動ノズル／直接衝突ノズル配置の略図であり；
図２は、本発明の別の実施態様に従う浮動ノズル／直接衝突ノズル配置の略図であり；
図３は、本発明に従うホールバーの断面図である；
図４は、図３のホールバーの側面図である；
図５は、本発明に従うホールバーの好ましい実施態様の平面図であり；
図６は、本発明の１つの実施態様に従う組み合わせ浮動ノズル／直接衝突ノズルの断面図であり；
図７は、熱伝達係数の測定に用いられる試験装置の略図であり；
図８は、標準的１Ｘエアバーに関する試験結果のグラフ図であり；
図９は、本発明に従うエアバー及びホールバーの組み合わせに関する試験結果のグラフ図であり；
図１０は、中心供給直接衝突ノズルの側面図であり；
図１０ａは、図１０のノズルの正面図であり；
図１１は、本発明の別の実施態様に従うエアバー／ホールバー組み合わせの透視図であり；
図１２は、本発明の別の実施態様に従う直接衝突ノズルの平面図である。
発明の詳細な説明
本発明はいずれの特定の浮動ノズル設計にも限定されないが、その高い熱伝達及び優れた浮動性の観点で、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ  ＆  Ｃｏ．−Ｃｏｎｎ．から商業的に入手可能なＨＩ−ＦＬＯＡＴRエアバーなどのＣｏａｎｄａ効果を示す浮動ノズルを用いるのが好ましい。標準的１Ｘ  ＨＩ−ＦＬＯＡＴRエアバーは２．５インチのスロット間の間隔；０．０７０〜０．０７５インチ、通常０．０７２５イチンのスロット幅；１０インチの設置ピッチ；及び１／８インチのウェブからバーの間隙が特徴である。エアバーの寸法はより大きい、又はより小さいことができる。例えば標準寸法の１／２、１．５、２及び４倍のエアバーを用いることができる。標準寸法の２倍のエアバーは５インチのスロット間隔及び０．１４０〜０．１４５インチのスロット幅が特徴である（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ  ＆  Ｃｏ．−Ｃｏｎｎ．から「２Ｘエアバー」として商業的に入手可能）。一般に、スロット間のより大きい間隔はエアバーとウェブの間のより大きいエア圧パッドを生じ、エアバー間隔の増加を可能にする。本発明で用いることができる他の適した浮動ノズルは、その開示が引用されることにより本明細書の内容となる米国特許第４，９０１，４４９号に開示されているＩｒｉ−Ｆｌｏａｔａｔｉｏｎエアバーである。
ウェブへの直接エア衝突を生むための手段、例えばホール−アレーバー又はスロットバーなどの複数の開口部を有する直接衝突ノズルは、与えられたエア容積に関する浮動ノズルより高い熱伝達係数及びノズル速度を与える。ホール−アレーバーとスロットバーの間に関しては、等しいノズル速度において、前者の方が与えられたエア容積に関するより高い熱伝達係数を与える。いずれのドライヤーシステムにおいても明らかに最大熱伝達が目的であるが、エア容積、ノズル速度、エア馬力、適したウェブ浮動、ドライヤー寸法、ウェブ線速度などの他の考慮事項は、どの程度まで最適熱伝達を達成できるかに、及びかくして直接衝突ノズルの適した設計に影響を与える。
ここで図１に向くと、好ましい浮動ノズル／直接衝突ノズル配置が略図的に示されており、浮動ノズル又はエアバーが“ＡＢ”で示され、直接衝突ノズル又はホールバーが“ＨＢ”で示されている。水平ウェブＷは上部及び下部浮動ノズル／直接衝突ノズル列の間に浮動的に支持されているのが示されている。上部及び下部列の両方において、各ホールバーＨＢは２つのエアバーＡＢの間に置かれている。各ホールバーＨＢにエアバーＡＢが向き合っている。この配置は優れた熱伝達及びウェブ浮動特性を示す。エアバーＡＢ中心の間の間隔、又は「エアバーピッチ」は１Ｘエアバーの場合１０〜３０インチ、好ましくは１４インチでなければならない。この間隔は２ｘエアバーなどの他のエアバー寸法の場合は比例して設計される。
他の適した浮動ノズル／直接衝突ノズル配置が図２に略図的に示されており、その場合はホールバーのいくつかが直接それに向き合う対応するエアバー又はホールバーを有していない。本発明は特定の浮動ノズル／直接衝突ノズル配置に限定されず；所望の浮動及び乾燥特性に依存していずれの配置を用いることもできることが当該技術分野における熟練者に理解されねばならない。
ここで図３及び４に向くと、グラフィックアートの用途のための直接衝突ノズルホールバー１０の好ましい実施態様が示されている。ホールバー１０は、ポート１３を有するヘッダー１１とエアー受容連結されて設置されている。ヘッダー１１はホールバー区画１２中にエアを供給する。エアはホールバー１０から複数の開口部、この場合はホールバー１０の上面１４の間隔が置かれた円形の穴を介して発散される。ホールバー１０の上面１４は王冠の形であり、中心頂点に約５°の角度で向かっているのが好ましい。この設計は、ウェブＷに衝突した後で戻りエアがホールバー１０の端を越えて流れるのを助長する。平らな上面１４は、戻りエアがウェブを横切る方向でホールバーの面を下に動くようにする傾向があり、これは望ましくない。王冠の角度は約０°〜約１０°で変動することができる。一般にホールバーがウェブに近い程、王冠の角度は大きい。ウェブからの距離が大きいホールバーは平らであることができる。
ホールバー１０の上面１４の開口部の特定の模様及び配置は、比較的均一にウェブ全体を覆っており、エアの衝突が向き合ったエアバーにより作られる圧力パッドの中心を直接越えなければ、重要ではない。ホールバー又はエアバーのパーセント孔面積は以下の式により定義される：
0003755829.tif 000002
ここで：ｊ＝孔の型の数
Ａcsperf＝１つの孔の型の断面積
ｎ＝１つの孔の型のコピーの数
Ａtop＝孔が位置するホールバー又はエアバーの上面の外部表面積
である。
ホールバー１０のパーセント孔面積は、ホールバーの合計面積の１．８〜約７．５％、好ましくはホールバーの合計面積の約２．４％である。合計ドライヤー有効孔面積は以下の式により定義される：
0003755829.tif 000003
ここで：Ａopen＝％孔面積／１００ｘバーの型のＡtop
ｎ＝１つのバーの型の複製の数
ｊ＝ドライヤーにおけるバーの型の数
Ｃd＝バーの型の排気係数
Ａsurface  web  heated＝加熱されているウェブの合計表面積
である。
ドライヤー有効孔面積は、測定された、又は計算された排気係数に基づくことができ、ドライヤー囲いで加熱されている合計ウェブ表面積の１．４〜４％の範囲内が好ましく、１．５％が最も好ましい。図５に示されている実施態様の場合、ホールバー孔面積は円形の孔１８の８つの水平の列２５ａ〜２５ｈを用いて得られ、孔１８の各水平の列は１．８３インチの間隔で離れて置かれた３１個の孔からなる。孔の列の数及び１列当たりの孔の数は、用途のためのホールバーの寸法に部分的に依存して変動し得ることが当該技術分野における熟練者に理解されるべきである。示されている実施態様の場合、上列２５ａはホールバーの側端２０から０．４８８インチ、ならびに上端及び下端２１ａ及び２１ｂから０．４２１インチにおいて始まっている。それぞれの続いた水平列２５ｂ〜２５ｈは側端２０から０．２２９インチづつ追加されて離れている。それぞれの水平列２５ａ〜２５ｈは、バーの中心に最も近い列を除いて、その隣接の列から垂直に０．４５４インチ離れている。ウェブへの近い空間距離においてウェブの撹乱を減少させるために、ホールバーの中心に孔がないので好ましい。孔がないこの中心部分の寸法は、そのような孔が存在したとしたら、２つの対称な孔の列がそこに適応し得るようであるのが好ましい。
ホールバーの開口部がダイヤモンド、正方形又は長方形スロットのような異なる形のものである場合、それらは約０．０６〜０．５インチの相当直径を有するのが好ましい。スロット７０は図１２に示されるようにバーの長さに沿って連続していることもできる。
図４に末端供給ホールバーが示されているが、図１０に示されているような中心供給設計も用途に応じて用いることができる。
ホール１８の寸法に依存して、「笛鳴（ｗｈｉｓｔｌｉｎｇ）」及び特に機械−方向におけるウェブのひだ付き（ｆｌｕｔｉｎｇ）又は収縮の問題が起こり得る。これらの問題は優れた浮動及び熱伝達特性を損なわずに最小にされねばならない。０．１６４、０．１７２及び０．１８７５インチの孔径は、グラフィックアートの用途においてウェブのひだ付き及び笛鳴を最小にし、０．１８７５インチの孔径が特に好ましい。ヘッダー１１及び区画１２の間の、フランジ９（図３）と結合されたホールバー拡散板（示されていない）の場合による利用も、笛鳴を減少させるために用いることができる。エアフロー特性を改良するためにフローストレートナー３０をホールバー１０の室１２に置くこともできる。
ウェブＷからのホールバー１０の高さも浮動及び熱伝達特性の最適化において重要である。ホールバーがウェブの中心線に近すぎると、ウェブの不安定性及びエアバー上部へのウェブの接触が起こり得る。しかしホールバーをウェブ中心線からあまり遠くへ動かしすぎると、熱伝達の望ましくない損失を引き起こし得る。従ってホールバーはウェブから開口部直径（又はスロット幅）の約２〜１０相当で離れているのが好ましい。ウェブから約１／８〜１／４インチの範囲の実際のホールバー間隙が好ましい。ホールバー開口部の直径が０．１８７５インチであり、ホールバーがエアバーに向き合わずに置かれる図２に示されるエアバー／ホールバー配置の実施形態の場合、一般にもっと小さいウェブ間隙、好ましくは０．５インチ未満のウェブ間隙が必要であり、ホールバー開口部の直径が０．１８７５インチであり、ホールバーがエアバーと直接向き合っている図２に示される実施態様の場合、０．５インチより大きい、好ましくは０．８７５インチのウェブ間隙が好ましい。後者の実施態様の場合、エアバースロットが０．０８５〜０．０９５インチの範囲内であることも好ましい。従ってホールバーが直接向き合っていない実施態様における高さ／直径比は３未満、例えば約０．７〜約２．７である。ホールバーが直接向き合っている実施態様における高さ／直径比は３より大きい値〜約１０、好ましくは約４．７である。
適したノズル速度は１分当たり１０００〜１２０００フィートの範囲内であり、約８０００〜１００００ｆｐｍのノズル速度が好ましい。
エアバー及びホールバーは同じヘッダーシステムにより供給されている必要はなく；特にホールバー及びエアバーにおいて異なる運転速度及び／又はエア温度が望ましい場合、図１１に示されるような別々のヘッダーを用いることができる。複数の供給ポート６５を有する第１のテーパー付きヘッダー６０はエアバーＡＢとエア受容連結されている。供給エアはヘッダー６０に、矢印６６の方向で供給される。複数の供給ポート６５’を有する第２のテーパー付きヘッダー６１は、ホールバーＨＢとエア受容連結されている。供給エアはヘッダー６１に、矢印６７の方向で供給される。低いウェブの張力は低い浮動速度を必要とするが、必要な熱伝達は同じままである場合のように、熱伝達及び浮動に関する要求がふぞろいである場合、速度の独立した制御は重要であり得る。
同様に、エアバー及びホールバーは、それらが異なるノズル速度で作動するように別々に制動される（ｄａｍｐｅｒｅｄ）ことができる。図６に示される実施態様の場合、ホールバー１０は浮動ノズルＡＢに一体化されており、ホールバー供給ダクト５０は浮動ノズルＡＢから与えられている。示されている実施態様では、ホールバー１０の中心は浮動ノズルＡＢの中心から５インチ離れ、浮動ノズルＡＢ自身は浮動ノズルＡＢ’から１０インチ離れている。浮動ノズル／ホールバー一体配置は、従来の中心供給ヘッダーを有する現存のグラフィックアートドライヤーを逆装着（ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ）するために好ましい。ホールバーが取り付けられた浮動ノズルに、より大容積のエアが入らなければならないので、各エア供給路を介した圧力損失を調べ、各装置に適したエア流量を供給するように制御しなければならない。各装置へのエア流を制御する１つの方法は、各エアバー及びホールバーにおいて、７５におけるようなダンパーを用いることである。各拡散板の適した設計によってもエア流を制御することができる。各流路を調べ、圧力低下の均衡を与えるのに必要な拡散板の適したパーセント孔面積を選択することにより、各路を介した圧力低下を均衡させることができる。グラフィックアートでない用途の場合、金属ウェブなどのいくつかの材料は、脆くなく、通常ウェブを平らに引っ張る高い張力を有するので、より大きな直径の孔の利用を可能にする。そのような用途に適した開口部に相当する直径は０．５インチもの大きい直径であることができ、それは、ウェブがひだ付きになったり収縮したりせず、より大きな寸法の開口部はより経済的なホールバーを与えるからである。いくつかのプロセスコーティング（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｏａｔｉｎｇ）用途の場合、乾燥の均一性が重要であり、そのような場合は個別の穴ではなく、連続スロットが好ましい。
実施例１
ベンチスケールのテストスタンドを用い、単独の、及び対のノズルに関する局部的熱伝達特性を測定した。テストスタンド１００の略図が図７に示されている。テストスタンド１００は熱伝達表面を与えるプレート１０２の表面と平らに搭載された、キャリブレートされた熱束（ｈｅａｔ  ｆｌｕｘ）センサー１０１から構成されている。プレート１０２の表面温度は、矢印１０３、１０４により示される冷水の流れにより一定に保持される。熱エア源は供給エア（矢印１０５により描かれている）を、制御された温度で、柔軟性ダクト１１０を介し、プレート１０２の上に置かれた横断ヘッダーアセンブリ１０６に送達する。横断ヘッダーアセンブリ１０６は、横断機構１１１を含む。ヘッダー１０６は、ある範囲のノズルからプレートへの間隙、及び対が調べられる場合はノズルの間隔において種々の様式のノズル１１２を搭載することを可能にする。
ヘッダー１０６はプレート１０２を横切り、局部的熱束の測定値が、典型的に１／８”（３．２ｍｍ）の間隔で記録される。局部的熱束は熱束センサー１０１により測定される。局部的熱伝達係数の測定値は：
ｈL＝局部的測定束／［Ｔair−Ｔsensor］
として定義される。
試験装置は、冷表面の対流加熱を含む。より冷たい周囲エアの連行は避けねばならず、そうでないと温度駆動力を供給エア温度から正確に決定することができない。特に多重ノズル列の場合、ノズルからの廃エアの取り扱いも考慮しなければならない。従って結果が浮動ドライヤー及び類似のオーブン配置におけるウェブの加熱の代表的結果となるように、テストスタンドは囲われる。
固定された熱伝達係数に関し、１０インチ離れ（１０”ピッチ）、０．２５”のウェブ間隙を有する標準的１Ｘエアバー、ならびに１４インチ離れ（１４”ピッチ）、０．２５”のウェブ間隙を有し、２つのエアバーの間の中心に０．７５”のウェブ間隙で置かれたホールバーを有する標準的１Ｘエアバーの間で必要電力、ノズル速度及びエア流を比較した。０．１６４”の直径の孔を有する３．３％の孔面積のホールバーを用いた。以下の表１はデータを示す。
0003755829.tif 000004
データは、エアバー／ホールバーの組み合わせの場合にノズル速度がずっと低いことを示しており、低い速度においてはエアの力がウェブにとって撹乱的でないので、これは望ましいことである。エアバー／ホールバーの組み合わせが標準的エアバー配置の電力の４０％しか必要としない点に注意されたい。
実施例２
ベンチテストスタンドを用い、１Ｘエアバー及びホールバーに関する局部的熱伝達係数の複数の測定を行った。測定されたすべての熱伝達係数は、熱輻射効果に関して修正された。この修正は、実験に用いられた２１０°Ｆ（９９℃）のエア温度及び７０°Ｆ（２１℃）のプレート温度に関して１．２Ｂｔｕ／ｈｒ／ｆｔ2／°Ｆ（６．８Ｗ／ｍ2／℃）において見積もられた。結果を図８及び９において、「位置」に対する熱伝達係数のプロットとして示す。「位置」は、試験されているノズル列の中心に関する。ノズルの横断は、固定された熱束センサーに関して行われる。これは局部的熱伝達測定を可能にする。
図８及び９の比較は、ホールバーが２つのエアバーの間に搭載された場合、プロットの中心はより高い局部的熱伝達速度を有することを示している。試験は類似のエア流量を用いて行った。
【図１】
0003755829.tif 000005
【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１２】
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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１０ａ】
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【図１１】
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