JP2006249644A - パルパー制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パルパー用電動機1Bとパルパー駆動装置21、速度制御器22、濃度計17とで第2の濃度制御系を構成してパルパー用電動機1Bを可変速制御し、排出管15から排出される紙料の濃度を制御する。
【選択図】 図1
Description
図3のパルパー1は液を攪拌する回流機1Aとレベル計13を備えており、コンベア2によって原料19が運ばれて投入され、白水管9から白水が注水される。攪拌することによって原料19が離解してできた紙料は排出管15から次工程へ排出される(特許文献1参照)。
原料19の投入量はコンベア投入量制御系によって制御されており、白水の注水量は流量制御系によって制御されており、パルパー1内の液のレベルはレベル制御系によって制御されており、排出管15から排出される紙料の濃度は濃度制御系によって制御されている。また回流機1Aはパルパー用電動機1Bによってオンオフ制御されている。これら制御系の電気品全体がパルパー制御装置をなしている。
コンベア投入量制御系は、原料19とコンベア2など風袋の合計の重量を検出する重量検出器5と、コンベア2を駆動するコンベア用電動機3と、コンベア用電動機3の電源を開閉するコンベア用起動スイッチ4と、コンベア投入量指令の信号Qsと重量検出器5の信号Wf、コンベア定数設定器23の信号を受けパルパー1に投入する原料19の投入量がコンベア定数設定器23で設定された値になるよう働いてコンベア用起動スイッチ4の開閉を制御するコンベア投入量制御器6から構成されている。
流量制御系は、白水管9に設けられたバルブ10及び流量計11と、流量計11の信号qfを受けパルパー1に投入する白水の流量が流量指令qsに等しくなるよう働いてバルブ10の開度を制御する流量調節計12から構成されている。
レベル制御系は、パルパー1に設けられてパルパー1内の水位を計測するレベル計13と、その信号Lfを受けパルパー1内の水位を所定値に保つよう働いて流量制御系の流量指令qsを出力するレベル調節計14と、前記した流量制御系から構成されている。
濃度制御系は、排出管15に設けられて紙料の濃度ρを検出する濃度計17と、濃度指令ρsと濃度計17の信号ρfを受け排出管15から排出される紙料の濃度が濃度指令ρsに近づくよう働いてコンベア投入量指令の信号Qsを出力する濃度調節計18と、前記したコンベア投入量制御系から構成されている。
回流機1Aはスイッチ20をオンオフしてパルパー用電動機1Bを起動・停止させることにより回転が制御され、パルパー1の撹拌が制御される。
まずパルパー1のレベルは次のようにして制御される。次工程が所定量の紙料を必要としていて、所定の濃度になった排出管15の紙料がポンプ16等によって所定流量で排出されているとき、パルパー1のレベルがレベル計13で検出されるとレベル調節計14が働き、所定レベルより低ければ流量指令の信号qsを大きくして白水の流量を増やし、高ければ信号qsを小さくして白水の流量を減らし、パルパー1のレベルが所定値に維持される。このとき、流量調節計12がレベル調節計14の流量指令qsを入力すると、白水管9の白水の流量を検出する流量計11の信号qfと比較し、信号qfの方が小さく流量が少なければバルブ10を開いて流量を増やし、信号qfの方が大きく流量が多ければバルブ10を閉じて流量を減らし、信号qfが流量指令qsと等しくなるよう制御される。
またレベル調節計14がレベル計13の信号Lfを入力すると、内部に設定されたレベル指令Lsと比較し、信号Lfがレベル指令Lsより小さくパルパー1のレベルが低ければ流量指令qsを大きくして白水の注水量を増やし、信号Lfがレベル指令Lsより大きくパルパー1のレベルが高ければ流量指令qsを小さくして白水の注水量を減らし、信号Lfがレベル指令Lsと等しくなるよう制御する。
次に紙料の濃度は次にようにして制御される。紙料の濃度が濃度計17で検出されて濃度信号ρsを入力すると濃度調節計18は、濃度指令ρsより濃度信号ρfが小さければコンベア投入量指令Qsを大きくし、濃度指令ρsより濃度信号ρfが大きければコンベア投入量指令Qsを小さくする。すなわち、濃度調節計18は紙料の濃度が濃度設定器8で設定された濃度より薄ければコンベア投入量指令Qsを大きくし、濃ければコンベア投入量指令Qsを小さくする。
コンベア制御器6がコンベア投入量Qsを入力すると、重量検出器5で検出したコンベア2など風袋と原料の合計の重量Wfと、コンベア定数設定器23で設定されたコンベアの定数から原料19の実際の投入量Qfを求めて投入量の過不足を判断する。コンベア定数設定器23で設定されたコンベアの定数とは、コンベアの搬送速度や原料19の1個当たり重量、原料19の間隔、コンベアの長さなどのことであり、これらによってコンベアが稼動しているときの単位時間当たりの原料19の投入量が求められる。そしてこの過不足の判断とコンベア定数設定器23で設定されたコンベアの定数に基づいてコンベア用起動スイッチ4の開閉の頻度を求めて指令し、コンベア用電動機3の駆動を制御して塊状の原料19の投入量がコンベア投入量指令Qsで設定した量に等しくなるよう制御される。
このようにして、次工程で必要とする紙料を排出管15で排出しつつ、パルパー1のレベルを一定に保ちながら紙料の濃度が所定値に保たれるのである。
しかるにこれらの起動方法は起動時の電流を制限するのみならず起動時のトルクも制限する結果を招いている。パルパーの特性として離解されていない原材料を起動時に離解するには大きなトルクが必要であり、起動トルクが不足すると離解できなくなるのみならず起動失敗を起こして電動機の寿命を縮める可能性が大きくなっている。さらに回流機が一定速度で運転されて回転数を変えることができないため、常に高い回転速度で回転させて機械損失が大きいという問題があった。
また、濃度計は排出管の途中に取り付けられており、時間が経つと紙料が付着して正確な濃度測定が困難になるので、分解や洗浄等の労力が必要となる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、起動時に必要なトルクを確保し、起動時の起動電流による電圧降下をなくし、パルパーの機械損失を減少させ、起動失敗という事態を招くことを防ぎ、電動機の寿命を延ばし、離解後の濃度を安定させ、分解と洗浄等の労力を不要とすることを目的とする。またさらに、一定濃度の紙料を濃度計なしに得ることができるパルパー制御装置を提供することを目的とする。
第1の本発明は、塊状の原料と白水をパルパーに投入して回流機で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、前記濃度に応じて前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置を備えたことを特徴としている。
第2の本発明は、前記濃度に応じて前記原料の投入量を演算し、その投入量に応じてコンベアの運転を制御し前記原料を前記パルパーに投入させるコンベア制御器を備えたことを特徴としている。
第3の本発明は、塊状の原料と白水をパルパーに投入して回流機で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、前記紙料の濃度を検出する濃度計と、濃度指令と前記濃度計の信号を比較して前記紙料の濃度制御をする第2濃度調節計と、その第2濃度調節計の指令を受けて前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置とを備えたことを特徴としている。
第4の本発明は、前記濃度指令と前記濃度計の信号を比較して前記紙料の濃度制御をする濃度調節計と、その濃度調節計が出力する投入量に応じてコンベアの運転を制御し前記原料を前記パルパーに投入させるコンベア制御器と、を備えたことを特徴としている。
第5の本発明は、前記原料を運搬するコンベアと、そのコンベアを駆動するコンベア用電動機と、そのコンベア用電動機と電源の間を開閉するコンベア用起動スイッチと、前記コンベアと前記原料の重量を検出する重量検出器とを備え、前記コンベア制御器は、前記重量検出器の信号とコンベア設定器が定めるコンベアの定数から求まる実際の投入量が前記投入量指令に等しくなるよう演算して前記コンベア用起動スイッチの開閉を制御し前記コンベアの駆動を制御することを特徴としている。
第6の本発明は、前記速度制御装置が速度指令を受けると前記回流機がその速度指令に応じた速度で回転するよう働いて周波数指令を出力する速度制御器と、その周波数指令を受けるとその周波数で前記回流機に連結されたモータを駆動するパルパー駆動装置とからなることを特徴としている。
第7の本発明は、塊状の原料と白水をパルパーに投入して回流機で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置を備えたことを特徴としている。
第8の本発明は、前記回流機の駆動トルクを設定したトルク設定値と速度制御装置が出力する前記回流機の検出トルクを元に前記速度制御装置に速度指令を与えるトルク制御器を備えたことを特徴としている。
第9の本発明は、前記トルク設定値と前記検出トルクの差が所定値以下になれば、所定の速度指令を出力するトルク判定器と、そのトルク判定器の出力と前記トルク制御器の出力のうちいずれか小さいほうを出力する最小値判別回路を備えたことを特徴としている。
第10の本発明は、前記速度制御装置が速度指令を受けると前記回流機がその速度指令に応じた速度で回転するよう働いて周波数指令を出力する速度制御器と、その周波数指令を受けるとその周波数で前記回流機に連結されたモータを駆動するパルパー駆動装置とからなることを特徴としている。
第2の発明によると、濃度に基づく投入量に応じてコンベアの運転を制御するので、電動機の寿命を延ばし、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第3の発明によると、濃度計の信号により第2の濃度調節計が濃度制御し、その指令を受けて回流機の回転速度を制御するので、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第4の発明によると、濃度調節計で濃度制御し、コンベア制御器でコンベアの運転を制御するので、電動機の寿命を延ばし、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第5の発明によると、コンベア用起動スイッチの開閉を制御してコンベアの駆動を制御するので、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第6の発明によると、速度制御装置が速度制御器とパルパー駆動装置から構成されているので、起動トルクを確保して起動の失敗を防止し、電圧降下を制限し、電動機の寿命を延ばし、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第7の発明によると、回流機の回転を制御するので、起動トルクを確保し、機械損失を低減し、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
第8の発明によると、トルク制御器がトルク制御をして速度制御装置に速度指令を与えるので、濃度計なしに濃度制御し、機械損失を低減し、紙料の濃度を安定化し、分解・洗浄のための労力を不要にすることができるという効果がある。
第9の発明によると、トルク設定値と検出トルクの差が所定値以下になれば、所定の速度指令を出力するトルク判定器と、そのトルク判定器の出力とトルク制御器の出力のうちいずれか小さいほうを出力する最小値判別回路を備えたので、機械損失を低減することができるという効果がある。
第10の発明によると、速度制御装置が速度制御器とパルパー駆動装置から構成されているので、起動トルクを確保して起動の失敗を防止し、電圧降下を制限し、電動機の寿命を延ばし、紙料の濃度を安定化することができるという効果がある。
パルパー用電動機1Bと図3になかった速度制御器22、パルパー駆動装置21とで速度制御系が構成されており、パルパー駆動装置21と速度制御器22とで速度制御装置をなしている。また、濃度設定器8と濃度計17、第2濃度調節計18A、速度制御系とで2つめの濃度制御系が構成されている。
速度制御器22が速度指令vsとパルパー用電動機1Bの図示しない回転速度信号を入力すると、パルパー用電動機1Bの回転速度が速度指令vsに相当する回転速度に一致するよう働いてパルパー駆動装置21に周波数指令を出力する。パルパー駆動装置21には例えばインバータが用いられており、周波数指令を入力するとその周波数に応じた回転磁界をパルパー用電動機1Bの固定子に生じさせてパルパー用電動機1Bの回転子を回転させる。このようにしてパルパー用電動機1Bが速度指令vsに相当する回転速度で回転して回流機1Aの回転速度が制御される。
第2濃度調節計18Aは濃度調節計18と同じ濃度設定器8の濃度指令ρsと濃度計17の濃度信号ρfを入力しており、その差が小さくなるよう働いて速度指令vsを出力する。
同じ信号ρs、ρfを入力している第2濃度調節計18Aと濃度調節計18は、時定数即ち応答性が異なっている。濃度計17の濃度信号ρfを入力し、コンベア投入量を制御して紙料の濃度を制御する図3と同じ濃度制御系は、コンベア2を連続的に駆動しても原料19が断続的にパルパー1に投入されるため、濃度の変動幅が大きくなって応答性を高めることができず、時定数が大きく、応答性が低く設定されている。これに対して2つめの濃度制御系は、コンベア投入量を制御する図3の濃度制御系と比べて時定数が小さく応答性が高く設定されているので、原料19が不連続的に投入されて紙料の濃度の変動が大きくなっても、回流機1Aの回転速度を制御して白水と原料の混ざり具合を速やかに制御するため、紙料の濃度を一定に保つことができるのである。
また、休止中のパルパー1が稼動を開始して回流機1Aを起動させるときは、第2濃度調節計18Aが速度指令vsを徐々に大きくする。それにつれて速度制御器22も徐々に周波数指令を上げてパルパー用電動機1Bが徐々に回転速度を上げていくので、起動電流を抑えることができて直入れ起動のような大電流が流れることは無く、起動時の電圧降下も生じることは無い。従って大容量のパルパー駆動装置が不要となり、パルパーの機械損失も抑えることができる。
パルパー用電動機1Bと速度制御器22、パルパー駆動装置21とで速度制御系が構成されており、パルパー駆動装置21と速度制御器22とで速度制御装置をなしている。また、トルク設定値Tsとパルパー駆動装置21が出力する検出トルクTfの差のトルク差ΔTを入力して速度信号vTRを出力するトルク制御器24と、パルパー駆動装置21、速度制御器22とでトルク制御系が構成されている。
速度制御器22が速度指令vsとパルパー用電動機1Bの図示しない回転速度信号を入力するとパルパー用電動機1Bの回転速度が速度指令vsに相当する回転速度に一致するよう働いてパルパー駆動装置21に周波数指令を出力する。パルパー駆動装置21には例えばインバータが用いられており、周波数指令を入力するとその周波数に応じた回転磁界をパルパー用電動機1Bの固定子に生じさせてパルパー用電動機1Bの回転子をその周波数の回転数で回転させる。このようにして速度指令vsに相当する回転速度でパルパー用電動機1Bが回転し、回流機1Aの回転速度が制御される。
トルク判定器25はトルク差ΔTと離解完了トルク差設定値ΔTsを入力しており、トルク差ΔTが離解完了トルク差設定値ΔTsより小さければ離解が完了したと判定して信号vminを出力する。この時のvminの値は離解した原料が沈殿しない最小の速度とする。最小値判別回路26が速度信号vTRと信号vminを入力すると、何れか小さいほうを速度指令vsとして速度制御器22に出力する。
トルク差ΔTが離解完了トルク差設定値ΔTsより大きいときは、離解が完了していないものとして、トルク判別器25はvminをモータ1Bの最大速度の値に変更する。それにより最小値判別回路26ではトルク制御器24の速度信号vTRが優先される。従ってトルク制御器24の働きでモータ1Bのトルクがトルク設定値Tsと等しくなるよう働いて速度制御器22の速度指令vsを設定し、その速度設定値でモータ1Bの回転速度が制御される。これにより回流機1Aは所定の原料濃度になるまで離解を続けて最終的にはトルク差ΔTが離解完了トルク差設定値ΔTsより小さくなるまで離解が続行される。
このようになっているので、回流機1Aの回転を安定させることができ、電力が最低になるような回転数で回流機1Aを回転させることができる。
なお、停止している回流機1Aを起動させるときは、トルク制御器24が出力する速度指令値vsを徐々に大きくする。それにつれて速度制御器22も徐々に周波数指令を上げてパルパー用電動機1Bが徐々に回転速度を上げていくので、起動電流を抑えることができて直入れ起動のような大電流が流れることは無くなり、起動時の電圧降下も生じることは無い。従って大容量のパルパー駆動装置が不要となって、パルパーの機械損失も抑えることができる。
1B パルパー用電動機、 2 コンベア、
3 コンベア用電動機、 4 コンベア用起動スイッチ、
5 重量検出器、 6 コンベア制御器、
8 濃度設定器、 9 白水管、
10 バルブ、 11 流量計、
12 流量調節計、 13 レベル計、
14 レベル調節計、 15 排出管、
16 排出ポンプ、 17 濃度計、
18 濃度調節計、 19 原料、
20 スイッチ、 21 パルパー駆動装置、
22 速度制御器、 24 トルク制御器、
25 トルク判定器、 26 最小値判別回路
Claims (10)
- 塊状の原料と白水をパルパーに投入して回流機で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、
前記濃度に応じて前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置を備えたことを特徴とするパルパー制御装置。 - 前記濃度に応じて前記原料の投入量を演算し、その投入量に応じてコンベアの運転を制御し前記原料を前記パルパーに投入させるコンベア制御器を備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルパー制御装置。
- 塊状の原料と白水をパルパーに投入して回流機で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、
前記紙料の濃度を検出する濃度計と、
濃度指令と前記濃度計の信号を比較して前記紙料の濃度制御をする第2濃度調節計と、
その第2濃度調節計の指令を受けて前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置と
を備えたことを特徴とするパルパー制御装置。 - 前記濃度指令と前記濃度計の信号を比較して前記紙料の濃度制御をする濃度調節計と、
その濃度調節計が出力する投入量に応じてコンベアの運転を制御し前記原料を前記パルパーに投入させるコンベア制御器と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載のパルパー制御装置。 - 前記原料を運搬するコンベアと、
そのコンベアを駆動するコンベア用電動機と、
そのコンベア用電動機と電源の間を開閉するコンベア用起動スイッチと、
前記コンベアと前記原料の重量を検出する重量検出器とを備え、
前記コンベア制御器は、前記重量検出器の信号とコンベア設定器が定めるコンベアの定数から求まる実際の投入量が前記投入量指令に等しくなるよう演算して前記コンベア用起動スイッチの開閉を制御し前記コンベアの駆動を制御することを特徴とする請求項2または4の何れかに記載のパルパー制御装置。 - 前記速度制御装置(21、22)が、速度指令を受けると前記回流機(1A)がその速度指令に応じた速度で回転するよう働いて周波数指令を出力する速度制御器(22)と、その周波数指令を受けるとその周波数で前記回流機に連結されたモータ(1B)を駆動するパルパー駆動装置(21)とからなる請求項1、3のいずれかに記載のパルパー制御装置。
- 塊状の原料(19)と白水をパルパー(1)に投入して回流機(1A)で攪拌し、前記白水の流量を制御してパルパーの水位を制御するとともに、パルパーから排出される紙料の濃度が所定値になるよう制御するパルパー制御装置において、
前記回流機の回転速度を制御する速度制御装置(21、22)を備えたことを特徴とするパルパー制御装置。 - 前記回流機の駆動トルクを設定したトルク設定値と速度制御装置(21、22)が出力する前記回流機の検出トルクを元に前記速度制御装置に速度指令を与えるトルク制御器(24)を備えたことを特徴とする請求項7に記載のパルパー制御装置。
- 前記トルク設定値と前記検出トルクの差が所定値以下になれば、所定の速度指令を出力するトルク判定器(25)と、そのトルク判定器の出力と前記トルク制御器(24)の出力のうちいずれか小さいほうを出力する最小値判別回路(26)を備えたことを特徴とする請求項7に記載のパルパー制御装置。
- 前記速度制御装置(21、22)が速度指令を受けると前記回流機(1A)がその速度指令に応じた速度で回転するよう働いて周波数指令を出力する速度制御器(22)と、その周波数指令を受けるとその周波数で前記回流機に連結されたモータ(1B)を駆動するパルパー駆動装置(21)とからなる請求項7、8のいずれかに記載のパルパー制御装置。
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