专利名称：纸管干燥方法及干燥炉的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种纸管干燥的方法及其装置，特别是技术性地兼用不同加热方式，构成一红外线辐射升温区与一热风对流恒温区，使纸管干燥品质提高的方法及装置。
纸管广泛被应用成纤维卷轴、影印纸卷轴等。纸管品质的好坏除了取决于真圆度、表面平滑度之外，还需要求其密实性以确保其抗压与抗弯强度。
生产业者，对纸管制程中因各种不稳定条件而产生的不稳定品质皆非常困扰，另外，业者对纸管干燥加工的进一步技术则要求生产空间的小型化，以适应昂贵的厂房租金或投资成本，以及干燥炉内热能的充分利用。
习有利用热风对纸管干燥的方法，大致上分成两种，一种是利用人工插置纸管输送到热烘干燥炉中，另一种则是用台车装载纸管推入干燥箱中。无论是那一种方法，纸管上下部份皆有温差现象，乃有前述种种不良品质的情形迭现。
本案申请人在辅导厂商的过程中，曾提出一种以红外线干燥纸管的技术，成功地显示纸管利用红外线干燥，其干燥效率与时间皆非常良好，以传统热空气烘干纸管的技术，利用80℃热风为烘干热源，原先需干燥60分钟的作业，将在其烘干热源改由红外线干燥时，仅需6分钟，即可获得含水率8.5％的良好干燥效果。
但是以红外线干燥纸管相对产生的一个技术困难点，是纸管的表面温度升高迅速而极难控制，很容易就超过100℃，导致在纸管表面的多数层粘着剂，会因过热或含水率过干燥而劣化、脆化，造成纸层间的密着性被破坏，彼此剥离，则纸管的真圆度、表面平滑度、抗压及抗弯强度皆大受影响。
本发明的主要目的，在提供一种纸管干燥方法，其可将纸管的水份蒸发至内、外表面而将水份迅速移除。
本发明的再一目的，在提供一种纸管干燥炉，其具有空间小型化，又可提升纸管的干燥品质。
本发明的另一目的，在提供一种纸管干燥炉利用金属辊筒滚动可将纸管表面熨平。
本发明的进一目的，在提供多层的纸管干燥炉，可充分利用热能回收来加热纸管。
为达成前述目的，本发明建立一大致密闭，最好是多层的干燥炉，该干燥炉中有一红外线升温区域与一热风恒温区域，藉着纸管输送机构，先将纸管送入红外线升温区域迅速升温，使纸管在该区域能将其内的水分蒸发至纸管内外表面；然后将纸管送入热风恒温区域，利用热风轴向地对纸管交互对吹，而使纸管管内水份能迅速被热风移除；其中的红外线升温区域的温度设定在100-140℃；其中热风恒温区域的温度为100℃；其中纸管通过热风恒温区域的时间为15-45分间；其中可利用金属辊筒回转将纸管表面熨平，并维持纸管表面温度；使得该纸管的含水率为8-9％。
纸管干燥炉包括一红外线升温区域，具有至少一用以使该纸管迅速加热升温，并使该纸管的水份蒸发移动至其之内表面及外表面的红外线辐射源；一热风恒温区域，具有至少一藉以将一定温热风轴向吹向该纸管，使该纸管管内蒸发出的水份被热风迅速移除，及维持该纸管表面温度的热风产生器；及一用以回转且输送该纸管在干燥内通过该红外线升温区域与热风恒温区域，使得该纸管出炉的纸管输送机构；也就是纸管输送机构由多数金属辊筒邻接构成，纸管在各金属辊筒间被滚动，同时利用辊筒的热传可协助干燥纸管而且将其表面熨平。
兹以附图的较佳实施例，进一步阐明本发明的技术特征与功效，其中
图1是本发明纸管干燥方法的流程实施例说明图。
图2是图1中以红外线加热迅速升温的说明图。
图3是图1中以热风轴向对吹纸管的说明图。
图4是本发明纸管干燥炉实施例的平面图。
图5是图4中的纸管传接机构实施例的示意图。
图6类似于图5，但显示另一实施例。
图7是沿图4的线A-A所截剖视图，显示第一、第二、第三输送装置与纸管传接机构连动的情形。
图8是图7中辊筒的放大剖视图。
依本发明对纸管干燥的方法所实施的流程例子，以及相关的设备，请参见图1。由该图可了解待干燥纸管1进入干燥炉2后，由一纸管输送机构3输送经过红外线升温区域21及热风恒温区域22逐渐干燥。
详言之，如图1，并请参阅图2与图4所示，待干燥纸管1馈入一纸管输送机构3中，先由该纸管输送机构3输送进入红外线升温区域21，由红外线加热源施以红外线加热而迅速升温，使纸管1内部水份蒸发至内、外表面11、12(请参考图2)。然后，再将纸管1利用该纸管输送机构3输送进入热风恒温区域22。此时热风恒温加热源，如热风产生器，导入热风且轴向地以交互对吹方式吹向纸管1以移除集中于管内外的水气。同时，在热风恒温区域22中输送纸管1的金属辊筒31可熨平纸管表面，保持纸管1的均圆度。如果设备空间的长度不够时，可设置多层式纸管输送机构3，包括第一、第二及第三输送装置3A、3B、3C，其间藉一纸管传接机构4将纸管1做传接下载动作。最后，该纸管输送机构3继续输送纸管1逐渐离开加温区而退温，最后干燥的纸管1即得以出炉。
依上述，较佳的纸管干燥方法，包括a．将纸管送入红外线升温区域迅速升温，使纸管在该区域能将其内的水份蒸发至纸管内外表面；及b．将纸管送入热风恒温区域，利用热风轴向地对纸管交互对吹而使纸管管内水份能迅速被热风移除。
如前所述，待干燥的纸管1是进入该纸管输送机构3的金属辊筒31上，而被输送进入干燥炉2中。基于干燥炉2内上区的温度恒高于下区的物理自然现象，再加上待干燥的纸管1，在初期的含水率最高，因此本发明利用纸管输送机构3将纸管1输送进入红外线升温区域21是最佳的配置。再者，在此区中纸管1能接受到红外线辐射源23的热量，在区域温度为100-140℃的环境下迅速升温，使纸管1的水份往内、外表面11、12集中有极大帮助。事实上，该红外线升温区域21可再区分为120-140℃的较高温区与约100-120℃的较低温区，以使纸管1能顺利进入热风恒温区域22。如图2所示，纸管1在较高温区中，其内部的水份将快速地蒸发如箭头10所示，移动至纸管1的内、外表面11、12 。纸管1经较高温区到较低温区后，即进入热风恒温区域22。不管热风恒温加热源是由电热元件或燃烧元件等产生的定温热风，都可应用一个如图3与图4所示，具有热空气吸入端风道51与送出端风道52的循环风车5，将热风经由图3与图4显示的主风道53，以及各个位于输送机构3两侧的喷气口54，接近并对准纸管1，将热风以交互对吹的方式吹向纸管，如图3所示，如此即可充分移除纸管1内、外表面11、12的水气。在该热风恒温区域22中的工作环境温度约为100℃，且较佳的通过时间为15-45分钟，因此一方面，纸管1内、外表面11、12差不多是维持着相同的温度而不会骤然变形，另方面在此环境中不断自转(详后述)的金属辊筒31，除了可将纸管1外表面12的水气蒸发外，亦可协助将纸管1表面熨平，提升纸管1干燥品质。
前述炉内温度还可藉着如图4所示连接着排气通道57的排气机55、及设于排气通道57中的调气阀56而调节，当温度太高时，开启调气阀56并运转排气机55，即可将热气局部经排气通道57排出。
为了使纸管1在红外线升温区域21以及热风恒温区域22中有足够的通过时间，及使干燥炉2能够缩小占地面积，因此本发明可采用多层式纸管输送机构3的输送路径，如图4所示，该纸管输送机构3包括第一、第二及第三输送装置3A、3B、3C，及其间以第一、第二纸管传接机构4、4A传接纸管1，该纸管1经由第一输送装置3A进入红外线升温区域21处理后，经该第一纸管传接机构4传接转载至第二输送装置3B而进入热风恒温区域22。由于纸管1通过热风恒温区域22的时间有15-45分钟，需要延长其输送路径，故利用第二纸管传接机构4A将纸管1自第二输送装置3B转载至第三输送装置3C，继续热风干燥且在第三输送装置3C的金属辊筒31继续熨平纸管表面。为配合整体纸管1干燥，可依实际上需要而设置多层输送装置。若空间不足够，多层输送装置可节省设备空间，若空间足够亦可设计一容纳单层输送装置的设备空间。
如前所述，干燥炉2的热风恒温区域22温度较低，因此纸管1温度将逐渐退温，随着第三输送装置3C的运转，干燥后含水率约为8-9％的高品质纸管1得以出炉。
图4至图7显示依前述技术所制作的较佳干燥炉实施例。干燥炉2如前所述包括有一红外线升温区域21与一热风恒温区域22，以及一迂回行进的纸管输送机构3，是可将纸管1利用纸管输送机构3输送经过红外线升温区域21与热风恒温区域22。该纸管输送机构3包括第一、第二、第三输送装置3A、3B、3C及设于其间的第一、第二纸管传接机构4、4A，其中该第一、第二及第三输送装置3A、3B、3C设于一支架本体32上，及有多数红外线辐射源23位于第一输送装置3A上方的支架本体32上。
该第一输送装置3A位于前述红外线升温区域21，而该第二输送装置3B与第三输送装置3C则位于热风恒温区域22。该第一纸管传接机构4用以传接第一输送装置3A与第二输送装置3B，第二纸管传接机构4A则用以传接第二输送装置3B与第三输送装置3C。另外，有一驱动装置6用以驱动前述各输送装置，并可连动纸管传接机构。
请参考图4、图7、图8，该输送装置包括设于支架本体32上的一主轴32A，及于干燥炉2前后且设于该主轴32A两侧上的一对链轮37、38，及环绕于链轮37、38上的一输送链条36、36A，该链条36、36A上固设有多数支等距分布的金属辊筒31，其中链轮37如图7所示，是由驱动装置6所驱动。该驱动装置6包括一可产生旋转运动的驱动元件61，如马达，及其所传动的传动元件62，如皮带或链条或其它传动元件。该驱动元件61藉由传动元件62驱动主轴32A转动，使得链轮37、38能带动链条36、36A及链条36、36A上的金属辊筒31移动。如图8所示，为了使链条36、36A不致因过长而于运转时偏差，于该支架本体32上的适当间距设有一固着导正元件33、33A的支持体(图中未示，事实上是固定于支架本体的支柱上)。该导正元件33、33A，如轨道、导引元件，是用以导正该链条36、36A能顺利运利。其中该链条36、36A是以一对链翼35夹持固定，并将该链翼35固定在金属辊筒31上，使金属辊筒31可被链条36带动。该金属辊筒31包括一心轴30及设于心轴30上的辊筒311，以及设于辊筒311与心轴30的接触位置且为了使辊筒311以心轴30上自由转动的轴承310。该辊筒311一侧设置有一链轮312，且于前述支持体上固设有一轨道313，使链轮312能被轨道313驱动而转动。较佳的，该轨道313为链条，该链轮312为齿形链轮。该轨道313与该链轮312亦可利用摩擦方式达成。当链条36带动金属辊筒31移动时，由于轨道313是固定，因此辊筒311行走于轨道313上时。链轮312受驱动则辊筒311便会不断的旋转，如此即可使纸管1不断地旋转而熨平表面。较佳的，可以每对金属辊筒31其中之一设有链轮312，以节省成本且利用一侧辊筒311带动纸管1旋转。或辊筒311亦可相对两侧交互设置。
如图5所示，前述第一、第二纸管传接机构4、4A的第一实施例，包括；一上接轮41，一下接轮42，一环带43环绕着上接轮41与下接轮42，且该环带43上有多数承接元件44随环带43循环绕转，将纸管由第一或第二输送装置3A、3B传接转载至第二或第三输送装置3B、3C。
如图6所示，前述第一、第二纸管传接机构4、4A的第二实施例，包括一斜坡组件45，其上半部接近第一输送装置3A或第二输送装置3B的末端；且该斜坡组件45的下端在第二或第三输送装置3B、3C的始端，使该纸管1可自较高处的第一或第二输送装置3A、3B自由滚落传接到较低的第二或第三输送装置3B、3C。其他各种纸管传接机构繁多，但皆可以将之应用于本发明中。
藉着前述设备，可将纸管1送入干燥炉2内部的红外线升温区域21迅速升温，使纸管1在该区域能将其内的水份蒸发至纸管1内、外表面11、12，然后藉着纸管输送机构3与纸管传接机构4、4A，可将纸管1送入热风恒温区域22，利用热风轴向地对纸管1交互对吹，而使纸管1管内外水份能迅速被热风移除，在此同时，受热且不断被链条36带动自转的金属辊筒31可将纸管1表面熨平，使在一有限空间内可快速干燥纸管1并提高其干燥品质。
在上述图示中，虽然举出一些较佳的实施例以陈明本发明的可行性，但如众所知，不宜由该实施例反而限制了本发明下述的申请专利范围，亦即，任何熟悉此艺者若应用本发明主要的特征，进行若干细节的变化，皆仍应属于本案的专利范围所含括者。
权利要求
1．一种纸管干燥炉，其特征在于，包括一红外线升温区域，具有至少一用以使该纸管迅速加热升温，并使该纸管的水份蒸发移动至其之内表面及外表面的红外线辐射源一热风恒温区域，具有至少一藉以将一定温热风轴向吹向该纸管，使该纸管管内蒸发出的水份被热风迅速移除，及维持该纸管表面温度的热风产生器；及一用以回转且输送该纸管在干燥内通过该红外线升温区域与热风恒温区域，使得该纸管出炉的纸管输送机构。
2．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该纸管输送机构是以迂回行进的多层输送机构，进行该纸管干燥。
3．如权利要求2所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该红外线辐射源是位于该纸管输送机构的上方。
4．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该热风产生器是以交互对吹的方式布设于该纸管输送机构的两侧。
5．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该纸管输送机构包括一第一输送装置，位于该红外线升温区域；一第二输送装置及一第三输送装置，位于该热风恒温区域；一对用以分别传接该第一输送装置与第二输送装置，及第二输送装置与第三输送装置间的纸管输送的纸管传接机构；一依序设置有第一、第二及第三输送装置的支架本体；及一用以驱动该等输送装置输送纸管的驱动装置。
6．如权利要求5所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该输送装置包括设于该支架本体上的一心轴；设于心轴两侧的一对链轮；环绕前述链轮的一对链条；枢设于该一对链条间的多数等距分布的金属辊筒；以及一供导引该链条带动该金属辊筒行进的导正元件。
7．如权利要求6所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该金属辊筒包括设于该心轴上的一辊筒，其与该心轴间枢设一使辊筒能自由于心轴上转动的轴承；设于该辊筒一侧的一链轮；一用以导引该链轮，使该辊筒得以转动的轨道。
8．如权利要求7所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该轨道为链条。
9．如权利要求6所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该链条利用一对链翼固定在该金属辊筒者。
10．如权利要求6所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该驱动装置包括一产生旋转运动的驱动元件；一固定于该心轴一侧的链轮；一用以传输驱动元件的动力至该链轮，且带动该心轴转动的传动元件。
11．如权利要求5所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该纸管传接机构包括一斜坡组件，其上半部接近该第一或该第二输送装置的末端；且该斜坡组件的下端在该第二或第三输送装置的始端稍高处，使该纸管自该第一或第二输送装置自由滚落传接到该第二或第三输送装置。
12．如权利要求5所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该纸管传接机构包括一上接轮；一下接轮；及环绕着该上接轮与该下接轮的一环带，其具有多数承接元件随该环带循环绕转，用以将该纸管自第一或第二轮送装置承接转载至该第二或第三输送装置。
13．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该热风产生器是以电热元件或燃烧元件产生定温热风。
14．如权利要求13所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该热风产生器尚包括分别设于该纸管输送方向两侧的至少一送风元件，具有一吸入端风道及一送入端风道，其可将干燥炉中的热风经由该吸入端风道吸入而由该送入端风道送入该干燥炉中，以使热能循环利用。
15．如权利要求14所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该送风元件是为高压循环风车。
16．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该红外线升温区域包括一较高温区域及一较低温区域，该纸管由该较高温区到该较低温区地通过红外线升温区域。
17．如权利要求16所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该红外线升温区域的温度为100-140℃。
18．如权利要求16所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该较高温区为120-140℃，较低温区为100-120℃。
19．如权利要求1所述的纸管干燥炉，其特征在于，其中该干燥炉尚包括一排气罩及一调气阀，藉该调气阀调整该排气罩的热气排出量。
20．一种纸管干燥方法，其特征在于，包括a．将纸管送入红外线升温区域迅速升温，使纸管在该区域能将其内的水份蒸发至纸管内外表面；及b．将纸管送入热风恒温区域，利用热风轴向地对纸管交互对吹而使纸管管内水份能迅速被热风移除。
21．如权利要求20所述的纸管干燥方法，其特征在于，其中该a.的红外线升温区域的温度设定在100-140℃。
22．如权利要求20所述的纸管干燥方法，其特征在于，其中该b.热风恒温区域的温度为100℃。
23．如权利要求20或22所述的纸管干燥方法，其特征在于，其中纸管通过热风恒温区域的时间为15-45分间。
24．如权利要求20所述的纸管干燥方法，其特征在于，其中可利用金属辊筒回转将纸管表面熨平，并维持纸管表面温度。
25．如权利要求20所述的纸管干燥方法，其特征在于，其中该b的含水率为8-9％。
全文摘要
一种纸管干燥方法及干燥炉,是先利用辊筒将纸管送入红外线升温区域迅速升温,使纸管在该区域能将其内的水分蒸发至纸管内外表面;然后将纸管送入热风恒温区域,利用热风轴向地对纸管交互对吹,而使纸管管内水分能迅速被热风移除;在此同时,受该辊筒可将低管表面熨平;一种达成前述干燥方法且可在一有限空间中,能延长纸管输送路径增加其干燥度的干燥炉,亦由本案加以介绍。
文档编号F26B15/00GK1224828SQ9810028
公开日1999年8月4日 申请日期1998年1月25日 优先权日1998年1月25日
发明者萧清松, 黄廷位, 陈昌平, 张胜发 申请人:财团法人工业技术研究院