JP2020192720A - 段ボールシート品質向上システム - Google Patents

Abstract

【課題】段ボールシートの温度と水分量を適切に制御して、段ボールシートの品質を向上させることができる段ボールシート品質向上システムを提供する。【解決手段】実施形態に係る段ボールシート品質向上システムは、水と圧力気体とを混合して、第１制御量によって吐出量が設定されたミストとして吐出するミスト生成装置と、第２制御量によって、温度および風速が設定された温風を発生する熱風発生器と、前記ミストおよび前記温風を混合して高温ミストを発生する高温高湿空気発生部と、前記高温ミストを段ボールシートに吹き付ける送風ノズルと、前記送風ノズルの出力側の温度および湿度を測定する第１、第２センサと、前記送風ノズルの出力の風速を測定する第３センサと、前記温度、前記湿度および前記風速にもとづいて前記第１制御量および前記第２制御量を生成するコントローラと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、段ボールシートに温度および噴霧量の制御されたミストを含む温風を吹きかけて段ボールシートの罫割れを防止する段ボールシート品質向上システムに関する。

従来、段ボールシート罫割れ防止装置は、製函機の給紙部ゲートバーおよびテーブル段ボール上の積載段ボールシートを介して反対側の２か所に取り付けられた蒸気吹き出しヘッドを備えている。この吹き出しヘッドによって、段ボールシートの両側のフルート断面に対し、蒸気を吹き付けて、段ボールシートが適度な温度と水分を持った状態にして、直後の罫入加工部における罫割れ防止をしている（たとえば、特許文献１および特許文献２等参照）。

このような段ボールシート罫割れ防止装置では、蒸気を使用しているので、蒸気を生成するためのエネルギーおよびコストが必要となる。また、蒸気は、それ自体で温度管理をすることが困難であり、段ボールシートに吹き付けるときの水分量の制御も困難である。そのため、段ボールシートに大量の蒸気を直接吹き付けた場合には、水分量が過剰となり段ボールシートを濡らしてしまうおそれがある。

蒸気を直接吹き付けずに、積載された段ボールシートの周辺空間に蒸気を吹き付ける場合がある。しかしながら、段ボールシート周辺の温湿度を上昇させても、段ボールシートに適度な温度と湿度を与えることは難しい。一方、積載段ボールシート周辺の湿度を上昇させた場合には、その雰囲気にさらされる装置等の金属部分がさびて腐食する要因となるとの問題も生じ得る。

段ボールシートは、さまざまなライナーおよび中芯を有する銘柄、ならびにさまざまなフルートの規格を有するので、それらに対してきめ細かく温度と湿度を与えることは難しい。

実開昭６１−１１８７２０号公報 実開昭６１−２０１８２８号公報

本発明の実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、段ボールシートの温度と水分量を適切に制御して、段ボールシートの品質を向上させることができる段ボールシート品質向上システムを提供することを目的とする。

実施形態に係る段ボールシート品質向上システムは、水と圧力気体とを混合して、第１制御量によって吐出量が設定されたミストとして吐出するミスト生成装置と、第２制御量によって、温度および風速が設定された温風を発生する熱風発生器と、前記ミストおよび前記温風を混合して高温ミストを発生する高温高湿空気発生部と、前記高温ミストを段ボールシートに吹き付ける送風ノズルと、前記送風ノズルの出力側の第１温度を測定する第１センサと、前記送風ノズルの出力側の第１湿度を測定する第２センサと、前記送風ノズルの出力の風速を測定する第３センサと、前記第１湿度にもとづいて前記第１制御量を生成し、前記第１温度および前記風速にもとづいて前記第２制御量を生成するコントローラと、を備える。前記コントローラは、設定された第１目標温度、第１目標湿度および第１目標風量に、前記第１温度、前記第１湿度および前記風速をそれぞれ追従させるように、前記第１制御量および前記第２制御量を生成する。

本実施形態では、段ボールシートの温度と水分量を適切に制御して、段ボールシートの品質を向上させることができる段ボールシート品質向上システムが実現される。

第１の実施形態に係る段ボールシート品質向上システムを例示するブロック図である。 第１の実施形態の段ボールシート品質向上システムの一部を例示する模式的な側面図である。 第１の実施形態の段ボールシート品質向上システムの一部を例示する模式的な側面図である。 第１の実施形態の段ボールシート品質向上システムの一部を例示する模式的な平面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、図３のＡＡ’線における矢視断面図である。図５（ｃ）は、図３のＢＢ’線における矢視断面図である。 第１の実施形態の段ボールシート品質向上システムの動作を説明するための模式的な動作フロー図である。 第２の実施形態に係る段ボールシート品質向上システムを例示するブロック図である。 第２の実施形態の段ボールシート品質向上システムの動作を説明するための模式的な動作フロー図である。 第２の実施形態の段ボールシート品質向上システムの動作を説明するための模式的な動作フロー図である。 第２の実施形態の段ボールシート品質向上システムの動作を説明するための模式的な動作フロー図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る段ボールシート品質向上システムを例示するブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の段ボールシート品質向上システム１０は、二流体加湿装置１１と、熱風発生器１２と、高温高湿空気発生部１３と、送風ノズル１４と、温湿度センサ１５と、風速センサ１６と、コントローラ１７と、を備える。

段ボールシート品質向上システム１０は、積み重ねられた段ボールシート山に水分を含んだ温風を吹きかけて、段ボールシートの温度および水分量を管理する。段ボールシート品質向上システム１０は、段ボールシート山の近傍に設けられた温湿度センサ１５および風速センサ１６によって測定された測定値を、コントローラ１７に設定された目標温湿度および目標風量にそれぞれ追従するように、温風の温度、水分量および風量を制御する。

二流体加湿装置（ミスト生成装置）１１は、コントローラ１７に接続されている。二流体加湿装置１１は、コントローラ１７から入力される制御量（第１制御量）に応じて、ミストの噴出量を設定する。二流体加湿装置１１は、後に詳述するが、二流体ノズルを介して高温高湿空気発生部１３に流体的に接続されている。二流体加湿装置１１は、コントローラ１７によって設定された噴出量で、高温高湿空気発生部１３にミストを噴出する。

熱風発生器１２は、コントローラ１７に接続されている。熱風発生器１２は、コントローラ１７から入力される制御量（第２制御量）に応じて、温風の温度および風量を設定する。熱風発生器１２は、後に詳述するがハニカムを介して、高温高湿空気発生部１３に流体的に接続されている。熱風発生器１２は、コントローラ１７によって設定された温度および風量で、高温高湿空気発生部１３に温風を送風する。

高温高湿空気発生部１３は、二流体加湿装置１１から噴出量の設定されたミストを導入し、熱風発生器１２から温度および風量の設定された温風を導入する。高温高湿空気発生部１３は、ミストおよび温風を混合して、これらを互いになじませて、温度、水分量および風量が制御された温風として送風ノズル１４に送る。

送風ノズル１４は、温度、水分量および風量湿度が制御された熱風を、積み上げられた段ボールシート山１にほぼ均等に吹き付ける。

温湿度センサ（第１センサ、第２センサ）１５および風速センサ（第３センサ）１６は、段ボールシート山の近傍に配置され、送風ノズル１４から吹き付けられる温風の温度（第１温度）、湿度（第１湿度）および風速を測定して、測定値をコントローラ１７に送信する。なお、温湿度センサ１５は、温度センサおよび湿度センサを一体とされた単一のモジュールであり以下ではそのような説明とするが、別体の温度センサおよび湿度センサとして用意されてももちろんよい。また、以下では、目標温湿度というときには、目標温度および目標湿度を表すものとする。

コントローラ１７には、送風ノズル１４から吹き出す熱風の目標温湿度および目標風量があらかじめ入力されている。コントローラ１７は、温湿度センサ１５および風速センサ１６によって測定された各測定値が、目標温湿度および目標風量に追従するようにフィードバック制御を行う。コントローラ１７は、たとえば、目標値と測定値との差分を演算して、ＰＩ制御やＰＩＤ制御を用いてフィードバック制御を行う。

コントローラ１７は、たとえば、プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller、ＰＬＣ）である。ＰＬＣであるコントローラ１７は、入出力モジュールやＣＰＵ、メモリモジュール等を含んでいる。入出力モジュール、ＣＰＵおよびメモリモジュール等は、制御ネットワーク上で互いにデータや指令等の送受信を行うことができる。ＣＰＵは、メモリモジュールに格納されたプログラムをロードして、プログラムの各ステップに応じて、フィードバック制御のための処理を実行する。

図２は、本実施形態の段ボールシート品質向上システムの一部を例示する模式的な側面図である。
図２には、二流体加湿装置１１の構成が模式的に示されている。
図２に示すように、二流体加湿装置１１は、二流体噴霧ノズル１１ａと、本体１１ｂと、チューブ１１ｃ，１１ｄと、を含む。

二流体噴霧ノズル１１ａおよび本体１１ｂは、２本のチューブ１１ｃ，１１ｄによって流体的に接続されている。図示しないが、本体１１ｂは、水を供給するタンクおよび圧縮気体を供給するタンクを有しており、各タンクはレギュレータ等を介して各チューブ１１ｃ，１１ｄに接続され、二流体噴霧ノズル１１ａに接続されている。

ミストとされる水は、好ましくは純水である。純水によるミストとすることによって、段ボールシートの周囲の部材の酸化、腐食等を防止することができる。

圧縮気体は、窒素ガスやアルゴンガス等不活性の気体でもよいが、コストのより低い圧縮空気が好適に用いられる。

本体１１ｂは、入力される制御量に応じて、純水の吐出量を設定する。二流体噴霧ノズル１１ａは、空気の供給口および純水の供給口を有しており、それぞれ本体１１ｂとチューブ１１ｃ，１１ｄによって接続されている。

二流体噴霧ノズル１１ａは、設定された純水の吐出量および圧縮空気の供給に応じて、純水をミストにして噴出する。

図３および図４は、本実施形態の段ボールシート品質向上システムの一部を例示する模式的な側面図および模式的な平面図である。
図３および図４には、熱風発生器１２、高温高湿空気発生部１３、送風ノズル１４、温湿度センサ１５および風速センサ１６のそれぞれの位置の関係が、段ボールシート山１とともに示されている。

図３および図４に示すように、熱風発生器１２は、ダクト２１を介して、高温高湿空気発生部１３に流体的に接続されている。ダクト２１は、熱風発生器１２が生成した熱風の温度を一定に維持するために、好ましくは、断熱処理が施されている。

高温高湿空気発生部１３は、チャンバー１３ａを有する。チャンバー１３ａは、たとえば立方体状または直方体状で、内部空間を有する。チャンバー１３ａは、熱風発生器１２において温度が設定された温風の温度を維持するために、好ましくは断熱処理が施されている。

チャンバー１３ａは、設置面にほぼ垂直な面を有しており、このうちの１つの面に、熱風発生器１２からのダクト２１が接続されている。以下では、この面を供給ダクト接続面と呼ぶ。ダクト２１は好ましくはハニカム２２を介して、供給ダクト接続面に流体的に接続されている。ハニカム２２を設けることによって、ダクト２１を介して供給される温風を整流し、高温高湿空気発生部１３内を直進させて、温風がチャンバー１３ａの内壁に接することによって滴下することを抑制することができる。

供給ダクト接続面には、二流体加湿装置１１の二流体噴霧ノズル１１ａが流体的に接続されている。供給ダクト接続面には好ましくは複数の二流体噴霧ノズル１１ａが接続されている。各二流体噴霧ノズル１１ａのミストの噴出量は等しくされている。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、図３のＡＡ’線における矢視断面図である。
図５（ａ）および図５（ｂ）には、供給ダクト接続面における温風の供給口およびミストの供給口の配置のバリエーションが示されている。
図５（ａ）に示すように、供給ダクト接続面のほぼ中央には、温風の供給口（第２供給口）１３ｅが設けられている。温風の供給口１３ｅの上方で、円弧状に供給口１３ｅを囲むようにミストの複数の供給口（第１供給口）１３ｆが設けられている。この例では、３つの供給口１３ｆが設けられている。

ミストは、供給口１３ｆからチャンバー１３ａ内に導入されると、重力によって下方へ進行しようとする。ミストの進行方向の下方に温風の供給口１３ｅを配置することによって、ミストを温風に乗せつつ、温風になじませて、排出口に効率よく導くことができる。

図５（ｂ）に示すように、供給ダクト接続面のほぼ中央には、上述の例と同様に、温風の供給口１３ｅが設けられている。この例では、温風の供給口１３ｅを円形の全周にわたって取り囲むように、ミストの供給口１３ｆが設けられている。このように、供給ダクト接続面では、ミストの径や噴出量等に応じて、もっとも温風となじむように適切な配置とすることができる。

図３および図４に戻って説明を続ける。
高温高湿空気発生部１３は、チャンバー１３ａ内の底部に傾斜面１３ｂを有する。この例では、傾斜面１３ｂは、供給ダクト接続面からチャンバー１３ａ内に向かって、高さが低くなるような傾斜を有している。チャンバー１３ａは、供給ダクト接続面に対向する位置に排出ダクト接続面を有する。また、傾斜面１３ｂは、チャンバー１３ａ内から排出ダクト接続面に向かって高さが高くなるような傾斜を有している。

傾斜面１３ｂのもっとも高さが低くなる箇所には、ドレン（図示せず）が形成されており、このドレンにドレンパイプ１３ｃが流体的に接続されている。チャンバー１３ａの内壁に付着したミストは、滴下して、傾斜面１３ｂを介して、傾斜面１３ｂの高さがもっとも低い箇所に集められ、ドレンからドレンパイプ１３ｃを介して、ドレン排出口１３ｄから排出される。チャンバー１３ａは、このような滴下したミスト（水）を排水する機構を有しているので、排水のためにミスト噴出を停止する頻度を低減することができる。

高温高湿空気発生部１３では、供給された温風およびミストを、チャンバー１３ａ内を走行させるうちに混合してなじませて、排出口から温度設定されたミストとして排出される。

図５（ｃ）は、図３のＢＢ’線における矢視断面図である。
図５（ｃ）には、チャンバー１３ａの排出ダクト接続面に設けられた排出口１３ｇが示されている。排出口１３ｇは、チャンバー１３ａの面のほぼ中央に設けられている。排出口１３ｇの位置は、排出ダクト接続面の中央部に限らず、チャンバー１３ａ内を温風に乗って走行するミストの到達位置に応じて、適切な位置に設定される。

再度、図３および図４に戻って説明を続ける。
排出口１３ｇは、好ましくはハニカム２７を介して、ダクト２４に流体的に接続されている。チャンバー１３ａへの供給およびミストの排出に際して、それぞれハニカム２２，２７を介することによって、ミストが整流され、チャンバー１３ａおよびダクト２４内を直進して、ミストが内壁に付着して滴下するのを抑制し、ミストの損失を低減することができる。

送風ノズル１４は、ダクト２４の出力側に流体的に接続されている。送風ノズル１４は、段ボールシートが設置面にほぼ平行して載置され積み上げられているので、段ボールシートの幅程度の幅を有する。

送風ノズル１４は、上下に積み上げられた段ボールシートにわたってミストを噴出できるように、図示しない駆動系によって駆動されて、図３の二点鎖線に示すように、上下に移動することができる。送風ノズル１４の上下移動のための駆動系は、たとえばコントローラ１７によって制御するようにしてもよいし、別の制御装置によって制御するようにしてもよい。

温湿度センサ１５および風速センサ１６は、段ボールシート山１の近傍かつ送風ノズル１４からの噴出されるミストがあたる場所に設置されている。

図６は、本実施形態の段ボールシート品質向上システム１０の動作を説明するための模式的な動作フロー図である。
図６では、丸数字１で以下に説明する動作フローが示されている。
図６に示すように、温湿度センサ１５および風速センサ１６は、図１、３、４に示したように、送風ノズル１４の出力側に設けられている。温湿度センサ１５および風速センサ１６は、送風ノズル１４から出力される水分を含んだ温風の温度、湿度および風速を測定する。

温湿度センサ１５および風速センサ１６によって測定された温度、湿度および風速の測定データは、コントローラ１７に現在値（図ではＰＶ値と表記）としてフィードバックされる。

コントローラ１７には、目標温湿度および目標風量があらかじめ設定されている。コントローラ１７は、目標温湿度および目標風量、ならびに、温度、湿度および風速の測定データにもとづいて、二流体加湿装置１１のミストの吐出量、熱風発生器１２から出力される熱風の温度および風量を設定する。なお、言うまでもないが、風速センサ１６によって測定された風速は、コントローラ１７によって、時間積分演算されて風量の値が計算される。

二流体加湿装置１１は、設定された吐出量でミストを吐出し、高温高湿空気発生部１３に供給する。

熱風発生器１２は、設定された温度および風量で温風を生成して、高温高湿空気発生部１３に供給する。

高温高湿空気発生部１３は、二流体加湿装置１１から供給されたミストと、熱風発生器１２から供給された温風とを、混合してなじませて、水分量が制御された温風として、排出口およびダクトを介して送風ノズル１４に供給する。

段ボールシート品質向上システム１０は、上述のフィードバック制御による動作（図６の丸数字１の動作フロー）を繰り返す。

本実施形態の段ボールシート品質向上システム１０の効果について説明する。
本実施形態の段ボールシート品質向上システム１０では、二流体加湿装置１１によって生成されるミストと、熱風発生器１２によって生成される熱風とを、高温高湿空気発生部１３によって混合してなじませて、段ボールシートに吹きかける。二流体加湿装置１１によって生成されるミストおよび熱風発生器１２によって生成される温風は、それぞれ、送風ノズル１４から出力される熱風の温度、湿度および風速を温湿度センサ１５および風速センサ１６によって実測して、コントローラ１７によってフィードバック制御される。そのため、温度制御および吐出量制御されたミストを段ボールシートに吹きかけることができるので、最適な条件で段ボールシートの温度および水分量を制御することができる。

熱風発生器１２によって生成される熱風にミストを混合してなじませることによって、温度の制御されたミストとすることは、蒸気を発生させる（たとえば特許文献１、２等）よりも低コストとすることができる。

二流体加湿装置１１を用いてミストの生成することによって、連続的かつ線形的にミストの吐出量を制御することができるので、段ボールシートを濡らすことなく、より適切に湿度管理を行うことができる。

段ボールの製造プラントでは、十分な温湿度管理がなされている場合もあり、必ずしも十分な温湿度管理がなされていない場合もある。温度管理がなされているプラントであっても、湿度の管理が十分なされているとは限らないこともあり得る。温湿度管理が十分でない場合には、段ボールシートへの蒸気の吹き付け、あるいはミストの吹き付けを行っても、プラントの環境の湿度によっては、段ボールシートの水分量管理を十分に行えないことがある。

本実施形態の段ボールシート品質向上システム１０では、温湿度センサ１５、風速センサ１６およびコントローラ１７を用いて、温度、湿度および風速をフィードバック制御する。そのため、いかなるプラントの環境等においても、段ボールシートに吹き付けるミストの温度、水分量および風量は、適切に管理されることができる。

（第２の実施形態）
図７は、本実施形態に係る段ボールシート品質向上システムを例示するブロック図である。
本実施形態では、上述した第１の実施形態において、コントローラ１７に供給する目標値は、あらかじめ設定されている。本実施形態では、リアルタイムで収集する制御データや測定値を用いて、最適な目標値を演算して設定する。第１の実施形態の段ボールシート品質向上システム１０と同一の構成要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。

図７に示すように、本実施形態の段ボールシート品質向上システム２１０は、データ収集装置２１１をさらに備える。段ボールシート品質向上システム２１０は、段ボールシートの温度を測定する温度センサ２１２と、段ボールシートの水分量を測定する水分量センサ２１３と、外気の温度、湿度を測定する温湿度センサ２１５と、をさらに備える。

データ収集装置２１１は、温度センサ２１２と、水分量センサ２１３と、温湿度センサ１５、風速センサ１６および温湿度センサ２１５に接続されている。この例では、より具体的には、温度センサ２１２および水分量センサ２１３が出力する測定値は、差分演算器２１４に入力される。

差分演算器（図には差分計算と表記）２１４には、あらかじめ設定された段ボールシートの目標温度および目標水分量が入力される。差分演算器２１４は、温度センサ（第４センサ）２１２によって測定された段ボールシートの温度（第２温度）の実測値と目標温度との差分を演算してデータ収集装置２１１に供給する。差分演算器２１４は、水分量センサ（第５センサ）２１３によって測定された段ボールシートの水分量の実測値と目標水分量との差分を計算してデータ収集装置２１１に供給する。

差分演算器２１４は、たとえば、データ収集装置２１１に実装された差分演算プログラム等によって実現されてもよい。

データ収集装置２１１の出力は、コントローラ１７に接続されている。データ収集装置２１１は、これら入力された温度、水分量等の時系列データにもとづいて、送風ノズル１４から出力されるべき温風の目標温湿度および目標風量を計算して、計算された結果をあらたな目標温湿度（第２目標温度、第２目標湿度）および目標風量（第２目標風量）として、コントローラ１７に供給する。

コントローラ１７は、あらたに設定された目標温湿度および目標風量に追従するように、二流体加湿装置１１のミストの吐出量を設定し、熱風発生器１２の温度および風量を設定する。

本実施形態の段ボールシート品質向上システム２１０の動作について説明する。
図８〜図１０は、本実施形態の段ボールシート品質向上システムの動作を説明するための模式的な動作フロー図である。
図８に示すように、コントローラ１７には、目標温湿度および目標風量の初期値が設定されており、これらの値を用いて、送風ノズル１４から出力される温風の温度、水分量および風量をフィードバック制御する。図中、丸数字１で表記するように、この動作は、上述した第１の実施形態の場合において説明した内容と同じであり、重複して説明することを省略する。

温度センサ２１２および水分量センサ２１３は、たとえば段ボールシート山１の中の任意の段ボールシートの温度および水分量を測定するように設けられている。コントローラ１７がフィードバック制御により、送風ノズル１４から出力される温風を制御している間に、温度センサ２１２および水分量センサ２１３は、段ボールシートの温度および水分量を測定する。

温湿度センサ２１５は、段ボールシート山１の外であって、送風ノズル１４からの温風があたらない場所に設けられている。コントローラ１７がフィードバック制御により、送風ノズル１４から出力される温風を制御している間に、温湿度センサ（第６センサ、第７センサ）２１５は、段ボールシート山１が置かれた環境の温湿度（第３温度、第２湿度）を測定する。温湿度センサ２１５も温湿度センサ１５と同様に、温度センサおよび湿度センサを一体とされたモジュールが用いられる。別体のモジュールとしてももちろんよい。

図９では、丸数字２によって、動作フローが示されている。フィードバック制御を示す丸数字１の動作フロー（細破線）は、データ収集装置２１１がリアルタイムでデータ収集する期間も、すでに設定されている目標値によって継続されている。

図９に示すように、差分演算器２１４は、温度センサ２１２によって測定された温度の測定値とあらかじめ設定された段ボールシートの目標温度の値との差分を演算して出力する。また、差分演算器２１４は、水分量センサ２１３によって測定された段ボールシートの水分量の測定値とあらかじめ設定された目標水分量の値との差分を演算する。

データ収集装置２１１は、温湿度センサ１５からの測定値、風速センサ１６からの測定値、差分演算器２１４からの差分出力（段ボールシートの温度の測定値と目標値との差分および段ボールシートの水分量の測定値と目標値との差分）および外気の温湿度の測定値をリアルタイムで収集する。

データ収集装置２１１は、上述において温湿度管理している段ボールシートの規格に関する情報があらかじめ設定されている。あるいは、規格情報は、上位の管理コンピュータシステムから適宜ダウンロードされ、データ収集装置２１１に設定される。段ボールシートの規格に関する情報は、たとえば、段ボールシートの厚さや材質、坪量等である。以下の制御および管理を行うことによって、段ボールシートの規格ごとに最適な温度および水分量が設定される。

図１０では、丸数字３によって、動作フローが示されている。丸数字１の動作フロー（フィードバック制御動作）および丸数字２の動作フロー（リアルタイムデータ収集）も継続して実行されている。

図１０に示すように、データ収集装置２１１は、温湿度センサ１５からの測定値、風速センサ１６からの測定値、差分演算器２１４からの差分出力（段ボールシートの温度の測定値と目標値との差分および段ボールシートの水分量の測定値と目標値との差分）および外気の温湿度の測定値にもとづいて、送風ノズル１４から出力すべき温風の温湿度および風量の目標値を計算する。

たとえば、データ収集装置２１１は、リアルタイムで収集されたデータおよびあらかじめ設定された段ボールシートの目標温度および目標水分量と、それぞれの測定値との差分が小さくなるように、統計モデルの逆関数を算出する。統計モデルは、段ボールの規格、温度および水分量の関数である。

コントローラ１７は、あらたに設定された目標温湿度および目標風量に追従するように、制御量を生成して、フィードバック制御を継続する。

あらたな目標温湿度および目標風量のデータの設定は、たとえばデータ収集装置２１１において、任意の周期で設定することができる。具体的には、１日に１回設定したり、１時間単位で設定したり等するようにしてよい。あるいは、特定の測定値、たとえば外気の温湿度の変化があらかじめ設定された一定値を超えたときに、あらたな目標値の設定をするようにしてもよい。また、これらを組み合わせて、所定の条件のときにあらたな目標値を設定するようにしてもよい。

データ収集装置２１１は、単一の段ボールシートに関するデータ収集に限らず、複数種類の段ボールシートに関するデータを収集するようにしてももちろんよい。たとえば、離隔した位置にある現場や異なるプラントにおいて取得されたデータをリアルタイムで収集し、より多数かつ多種類のデータを収集して、たとえば、段ボール規格ごとに統計モデルを生成するようにしてもよい。

本実施形態の段ボールシート品質向上システム２１０の効果について説明する。
本実施形態の段ボールシート品質向上システム２１０は、上述した第１の実施形態の場合の効果に加えて、さらに以下の効果を有する。
すなわち、本実施形態の段ボールシート品質向上システム２１０は、データ収集装置２１１を備えており、データ収集装置２１１が実測された送風ノズルの出力の温湿度、風量、段ボールシート自体の温度、水分量および外気の温湿度のデータをリアルタイムで収集することができる。

データ収集装置２１１は、これらのリアルタイム取得データを大量に収集することができるので、これらを用いて統計モデルを生成し、これの逆関数を算出することができる。したがって、実測にもとづいて、より適切な目標値を算出することができるので、ＰＩＤ制御等を利用したフィードバック制御によって生成される制御量をより適切な値に補正することができ、より高品質な温湿度管理を実現することができる。

第１の実施形態の場合に説明したように、温度管理がされているプラントにおいても、湿度管理が十分にされていない場合もあり、このような場合であっても、本実施形態では、適切な温湿度管理を行って、段ボールシートの品質を向上させることができる。

以上説明した実施形態によれば、段ボールシートの温度と水分量を適切に制御して、段ボールシートの品質を向上させることができる段ボールシート品質向上システムを実現することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 段ボールシート山、１０，２１０ 段ボールシート品質向上システム、１１ 二流体加湿装置、１２ 熱風発生器、１３ 高温高湿空気発生部、１４ 送風ノズル、１５ 温湿度センサ、１６ 風速センサ、１７ コントローラ、２１，２４ ダクト、２２，２７ ハニカム、２１１ データ収集装置、２１２ 温度センサ、２１３ 水分量センサ、２１４ 差分演算器、２１５ 温湿度センサ

Claims (7)

1. 水と圧力気体とを混合して、第１制御量によって吐出量が設定されたミストとして吐出するミスト生成装置と、
   第２制御量によって、温度および風速が設定された温風を発生する熱風発生器と、
   前記ミストおよび前記温風を混合して高温ミストを発生する高温高湿空気発生部と、
   前記高温ミストを段ボールシートに吹き付ける送風ノズルと、
   前記送風ノズルの出力側の第１温度を測定する第１センサと、
   前記送風ノズルの出力側の第１湿度を測定する第２センサと、
   前記送風ノズルの出力の風速を測定する第３センサと、
   前記第１湿度にもとづいて前記第１制御量を生成し、前記第１温度および前記風速にもとづいて前記第２制御量を生成するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、設定された第１目標温度、第１目標湿度および第１目標風量に、前記第１温度、前記第１湿度および前記風速をそれぞれ追従させるように、前記第１制御量および前記第２制御量を生成する段ボールシート品質向上システム。
2. 前記ミスト生成装置では、前記水は純水であり、前記圧力気体は圧縮空気である請求項１記載の段ボールシート品質向上システム。
3. 前記高温高湿空気発生部は、前記温風および前記ミストを導入し混合して前記高温ミストを排出するチャンバーを含み、
   前記チャンバーでは、前記ミストを導入する第１供給口が前記温風を導入する第２供給口よりも鉛直上方に設けられた請求項１または２記載の段ボールシート品質向上システム。
4. 前記チャンバーは、排水機構を有する請求項３記載の段ボールシート品質向上システム。
5. 前記熱風発生器は、整流器を介して、前記第２供給口に流体的に接続された請求項３記載の段ボールシート品質向上システム。
6. 段ボールシートの第２温度を測定する第４センサと、
   前記段ボールシートの水分量を測定する第５センサと、
   前記段ボールシートが載置された雰囲気の第３温度を測定する第６センサと、
   前記段ボールシートが載置された雰囲気の第２湿度を測定する第７センサと、
   前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ、前記第４センサ、前記第５センサ、前記第６センサおよび前記第７センサの各測定値を逐次取得し、前記各測定値の時系列データにもとづいて、第２目標温度、第２目標湿度および第２目標風量を計算して前記コントローラに供給するデータ収集装置と、
   をさらに備え、
   前記コントローラは、前記第１目標温度、前記第１目標湿度および前記第１目標風量を、前記第２目標温度、前記第２目標湿度および前記第２目標風量に置き換えて設定する請求項１〜５のいずれか１つに記載の段ボールシート品質向上システム。
7. 前記送付ノズルを前記段ボールシートが積載された段ボールシート山の積載方向に沿って移動させる駆動装置をさらに備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の段ボールシート品質向上システム。

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