JP2562799B2 - シート破損検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、製紙機械の乾燥器セクションに於いてシー
ト破損を探知する為のシート破損検出装置に関する。更
に詳細には、本発明は特に、オープンドロウ（opendraw
s）部を持たない乾燥器セクション用のシート破損検出
器に関する。

背景技術 特にBel-Champ（商標）型の乾燥器セクションに於い
て、シート破損の際には、乾燥シリンダーの周りにシー
トが余分に巻取られるのを避ける為にこのような破損箇
所が探知されることが重要である。Bel-ChampはBeloit
社の慣習法上の商標（commom law trademark）である。

Bel-Champ（商標）の単列式（single tier）乾燥セク
ションは、特に従来の二列式（two-tier）・二重フェル
ト乾燥器セクションに取り入れられたロング・オープン
ドロウに紙をさらすことなしに、紙ウエブのサイドを交
互に乾燥する為の手段を備えている。

前述のBel-Champ（商標）型の乾燥器セクションは、
乾燥器セクションを通過するウエブの移動中に起こるシ
ート破損の発生をかなり少なくはしているが、それでも
なお破損は時折り起こる。

Bel-Champ（商標）の乾燥器セクションに於いて破損
が起きると、Bel-Champの優れた走行性（runnability）
が原因してウエブが乾燥器の一つに絡まってしまう可能
性が大きくなる。Bel-Champの乾燥器セクションの構造
は、乾燥シリンダーの周りに巻取られた層が余分に厚く
なると絡まった紙を乾燥器から取り除くのを難しくして
いる。

信頼性のあるシート破損検出器が、ウエブの欠損を感
知して、乾燥器セクションに対して上流でシートの落下
を始めさせ、それによって、乾燥器シリンダーがウエブ
を余分に巻き込むのを防いでいる。然しながら、全般的
にBel-Champの概念は、オープンドロウを含んではいな
い。従って、通常のシート破損検出器を導入することは
不可能である。

従来の破損検出方法では、ウエブが存在しているかど
うかを決める為に光センサーを設けている。光放射器が
ウエブの一方の側に配置され、他方の側に受光器が置か
れている。ウエブが放射器と受光器との間を走行中は、
光の通過が遮られてウエブの存在を示すようになってい
る。

シートが破損すると、光は放射器から受光器へと透過
し、ウエブの欠損を示す。上述の配置を導入するには、
乾燥器セクションにオープンドロウがあることが不可欠
である。

従って、Bel-Champ型の装置に於いては、改良型の光
破損検出器がこれまでには採用されてきた。更に詳細に
は、この光センサーは放射器及び受光器を備えている。
然しながら、この放射器と受光器とはウエブの同じ側に
配置されている。このような配置は、ウエブの存在を探
知する為に透過光ではなしに反射光を利用している。

更に詳細には、このセンサーは色差を感知できる型の
ものである。従って、上述の方法が効果的に作用する為
には着色したフェルトが使用されなくてはならない。セ
ンサーはフェルトと紙シートとの色差を感知して、シー
ト破損の際にはこの色差がセンサーによって感知される
のである。

それにも拘わらず、光センサーは埃やセンサーの光に
敏感なレンズ上に形成される汚れに感じやすい。この様
な埃や汚れの形成は光の通過を制限するので、たとえウ
エブがその破損のために欠損していてもウエブが存在し
ているかのように示してしまう。この様に誤指示がなさ
れてしまうと、シート破損が発見されるまでに乾燥器上
にかなりの量の紙が巻き込まれてしまうことになりかね
ない。乾燥器シリンダーから絡み込んだ紙を除去するこ
とは乾燥器セクションの余分な非稼働時間につながるこ
とになる。

更に信頼性のあるシート破損検出方法を得ようとする
試みに於いては、本発明による真空変換器が用いられて
いる。真空センサーは、光変換器型のセンサーの様に埃
や汚れに敏感ではない。

概念上は、Bel-Champ真空ロールに於ける真空レベル
を感知することによってウエブが存在するかどうかを決
めることは可能である。通常の走行条件下に於いては真
空度は高いが、シート破損の際は、ウエブの欠損によっ
て真空度はかなり低いレベルにまで下がることが予想さ
れる。

真空度検出に伴う問題点は、シート破損検出器がどの
レベルで作動（trip）すべきかを決めることが難しくな
るという点である。通常運転中、機械のオペレーターは
Bel-Champ真空ロールに於ける真空レベルを常に調整し
ている。従って、オペレーターが作動ポイントの設定値
以上に真空レベルを上げてもシート破損は探知されない
であろうが、オペレーターが作動ポイントの設定値以下
に真空度を下げると、破損を指示する誤信号が発せられ
てしまう。

本発明は、真空ロールの真空レベルに於ける通常の調
整での操作上の変化には非感知ではあるがシート破損を
探知するのには信頼性のあるシート破損探知用の真空変
換器を与えている。

従って、本発明の主要な目的は、通常の操作上の調整
によって引き起こされる真空レベルの比較的緩やかな変
化にではなく、真空ロール内の真空度の急激な変化に敏
感に応答するような、乾燥器セクションでのシート破損
を探知する為の真空変換器を与えることにある。

本発明の別の目的は、従来技術の配置に伴う上述の問
題点を克服し且つ乾燥器セクションに於けるシート破損
探知技術に重大な貢献をする真空シート破損検出装置を
与えることにある。

発明の概要 本発明は、製紙機械の乾燥器セクションに於けるシー
ト破損を探知する為のシート破損検出装置に関する。本
装置は、乾燥器セクションの真空ロール内の真空レベル
に敏感に感応する真空変換器を含んでいる。この変換器
は、オペレーターが増大させた真空レベルの変化に起因
する比較的に緩やかな真空レベルの変化ではなく、シー
ト破損に起因する真空ロール内の急激な真空レベルの変
化のみを探知する。本装置は又、変換器に接続され且つ
変換器に応答する手段を含んで、変換器が真空レベルに
急激な変化を探知すると変換器に対して上流でシートを
廃物シュート（chute）（シート落とし）又はピット（p
it）（落し穴）の方へ向き直させている。この配置は、
乾燥器セクションの乾燥器の周りに破損したシートが余
分に巻取られるのを防ぐ様なものになっている。

本発明の更に特定の実施例に於いては、この変換器は
真空ロールの中心軸内の真空レベルを感知する圧電圧力
変換器である。

本発明の別の実施例に於いては、この変換器は真空ロ
ールを局部真空源に接続している導管内の真空レベルを
感知している。

この変換器は、乾燥器セクションの通常の作動中に、
破損のないシートが乾燥器セクションに渡って延在する
時には変換器からの初期出力値がゼロであり、シート破
損が起こった時にはシート破損の結果による真空ロール
内の真空レベルの変化に比例した出力信号が発生される
ようになっている。

本発明の幾多の修正及び変更を加えることができるこ
とは、以下に含まれた詳細な記述を考察することによっ
て、この種の技術に熟練したものにとっては容易に明ら
かであろう。然し、これらの修正及び変更はすべて付帯
の請求項によって郭定されたように本発明の精神及び範
囲の枠内に該当するものである。

図面の簡単な説明 第１図はBel-Champ（商標）型の乾燥機セクションの
一部を示す側面図であり、変換器の位置を示している。

第２図は第１図に類似した図であるが、下流でウエブ
破損が探知された場合にウエブがどのように廃物シュー
ト又はピットの方へ向けられるかを示している。

第３図は本発明による真空変換器を含むシート破損検
出装置の概略図である。

第４図は本発明の別の具体例に従うシート破損検出装
置の概略図であって、ここでは変換器は導管内の真空レ
ベルを探知している。

第５図は定常状態に対する変換器の応答を示すグラフ
である。

第６図はシート破損に対する変換器の応答を示すグラ
フである。

第７図はオペレーターによって増大されたダンパーの
調整に対する変換器の応答を示すグラフである。

各種の図面全体に亘って同一参照符号は同一部分を表
わす。

発明の詳細な説明 第１図はBel-Champ（商標）型の乾燥器セクションの
一部の側面図であって、全般に符号12で示した乾燥器セ
クションに於けるシート破損を探知する為の、本発明に
よる全般に符号10で示したシート破損検出装置を含んで
いる。この装置10は、乾燥器セクション12の真空ロール
16内の真空レベルに感応する真空変換器14を含んでい
る。この変換器14は、オペレーターによって増大された
真空レベルの変化に起因する比較的緩やかな真空度の変
化ではなく、シート破損に起因する真空ロール16内の急
激な真空度の変化のみを探知する。

第２図は第１図に示したものに類似した図であるが、
ウエブ破損の場合に於ける装置10の働きを示している。
更に詳細には、手段18が変換器14に接続されており且つ
変換器14に応答して、変換器14が急激な真空レベルの変
化を探知すると変換器14に対して上流に配置された廃物
ピット22の方へシートＷを向き直させる。この配置は、
乾燥器セクション12の乾燥シリンダー24の周りに破損し
たウエブＷが余分に巻上げられるのを防ぐようなものに
なっている。

第２図に示したように、破損したウエブＷは乾燥シリ
ンダー24の周りに包まれ、下流の破損したウエブの残り
の尾端部は真空ロール16を通過して乾燥シリンダー26の
周りに張渡る様子を示している。

通常運転中は、高真空度が真空ロール16内に加えられ
ており、ウエブの破損箇所は真空ロール16内の真空レベ
ルに急激な減少を引き起こす。この様な真空レベルの急
激な減少は、乾燥シリンダーグループ24,26に対して上
流に配置された手段18に電気的又はその他の方法で接続
された変換器14によって感知される。

典型的には、手段18は、ウエブが真空ロール28の周り
に張渡る際にウエブを切断する為のウエブを横方向に切
断する装置を含んでいて良い。更に、手段18は、真空ロ
ール28に対して真空を停める装置を含んで、移動中のウ
エブを乾燥シリンダー24,26と真空ロール16とを含む下
流の乾燥器グループの方へ移動させる為に真空ロール28
の周りに張渡させるのではなく、廃物ピット22の方へ落
下させるようにしてもよい。

上述の装置によって、ほんの僅かな長さのウエブだけ
が真空ロール28から乾燥シリンダー24に渡って乾燥シリ
ンダー24の周りに巻取られることになる。

然しながら、本発明では特に変換器14に注意を向けて
おり、この変換器は真空レベルの急激な変化を感知する
ので、この様な変換器が視覚又は可聴警報を発するのに
用いられ、オペレーターが手作業でウエブを廃物ピット
の方へ向けても良いことはこの種の技術に熟練したもの
に理解されるであろう。

更に、上述の変換器14はある信号を発生させて全乾燥
器グループの上流でウエブを切断させるか又は、なにが
しかの方法で乾燥器セクションに沿うウエブの移動を中
断させてもよい。

本発明の好ましい実施例に於いては、変換器14は圧電
圧力変換器を使用している。

第３図は真空ロール16の中央軸30内に存在する真空レ
ベルを感知する為の変換器14を示す概略的な表示であ
る。

第４図は第３図に類似した図であるが、本発明の別の
実施例を示しており、ここでは変換器14Aは真空ロール1
6Aを局部真空源34に接続している導管32内の真空レベル
を感知している。

第３図に示したように、変換器14は、乾燥器セクショ
ン12の通常運転中破損のないウエブＷが乾燥器セクショ
ン12に渡って延在している時は変換器からの出力値がゼ
ロであるように配置されている。シート破損が起こる
と、真空度の変化は変換器によって感知され、シート破
損に起因する真空ロール16内の真空レベルの変化に比例
した出力信号が発せられる。

第５図は圧電変換器14の定常状態に対する応答を示す
グラフ36であり、一連の時定数に対する圧力変化のグラ
ス36を示す。

第６図はシート破損に応じた種々の時定数に関する変
換器の出力を示す四つのグラフ38,40,42及び44をあらわ
す。

第７図は種々の時定数に関して真空ロールの通常のダ
ンパー調整に対する変換器の応答を示すグラフ46,48及
び50をあらわす。

更に正確には、第７図は、圧力の調整時間に関するグ
ラフをあらわしている。

更に詳細には、変換器14からの出力は、第６図の示し
たグラフに顕著であるように、シート破損に続いて新し
い定常状態が生ずるとゼロに落ちる。この急速な変化と
比較的緩やかな変化との出力信号の差がシート破損とダ
ンパー操作との間の相違の探知を可能にしているのであ
る。

更に正確には、シート破損に起因して発生したこのよ
うな出力信号は比較的小さな時定数内で起こる。

本発明の好ましい実施例に於いては、この時定数は１
ミリ秒から３秒の範囲内にある。

破損が起きた後に、真空度は新しい定常状態へ減少す
る。変換器14からの出力はその後、次の函数に従って減
少する： 出力＝Ａ・e^(-t^{］ T)} ここで： Ａ＝段階状変化に従う最大出力値 ｅ＝自然対数の底 ｔ＝時間 Ｔ＝時定数 時定数は、出力がその初期値の1/e倍即ち0.368倍に減
少するのに要する時間として定義される。第５図はこの
カーブのグラフ36を示したものである。

目的は、変換器システムを時定数がミリ秒のオーダー
になるようにシステムを構成することにある。そのよう
なシステム構成に於いては、シート破損の際に起こる真
空度の変化は充分に急速に起こるので、第６図に示した
グラフのように変換器によって完全に感知される。

然しながら、オペレーターが真空ダンパーを調整する
時に起こるもっと緩慢な真空度の変化は、変換器の一率
に減少している出力に対抗している。充分に短い時定数
を与えてやれば、第７図に示した様に、センサーはその
出力にほんの僅かなうねり（ripple）のみを提示するよ
うになる。

急速な変化と比較的緩慢な変化との間の出力差が、真
空ロール内のシール破損とダンパー操作との間の識別を
可能にしている。第６図及び第７図を比較して見ると、
この図の条件では、時定数0.05秒が適当であることがわ
かる。シートを載せた最少定常状態真空レベルに基づい
た検出回路のピーク電圧設定値を調節することによっ
て、検出レベルに対応する変化を加えることなく、又シ
ート破損の誤指示をすることなく、真空レベルをオペレ
ーターが手動で変化させることができる。シートの装填
の様な過渡的な操作の際には、もっと通常型の検出器の
場合同様、変換器の破損検出器の感知を切る必要があ
る。

全般に符号18で示した手段は、クロスマシン方向のウ
エブカッターを含んで、ウエブが廃物シュート22の方へ
向くようにしてもよい。又は代わりに、この手段は可聴
又は視覚警報装置を含んで、オペレーターにシート破損
の存在を知らせるようにしてもよい。

ここに開示されているのは、Bel-Champ（商標）型乾
燥器セクションに於いてシート破損を感知するにあたっ
て圧電真空変換器を使用する為の方法及び装置である。
この装置は従来の光検出器に比べて耐久性があり、作動
させるにあたってはオープンドロウを必要としない。

その上、本発明による破損検出器はオペレーターによ
る真空レベルの調整に起因する誤破損信号を発すること
なく作動をセットすることができる。

本発明は、シート破損の探知に信頼性のある手段を与
え、オープンドロウを持たない乾燥器セクション内のシ
ート破損の探知に特に適している。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製紙機械の乾燥器セクション（12）に於い
   てシート破損を探知する為のシート破損検出装置（10）
   にして、前記装置が； 前記乾燥器セクション（12）の真空ロール（16）内の真
   空レベルを感知する為の真空変換器（14）を備え、前記
   変換器（14）は、オペレーターによって増大された真空
   レベルの変化に起因する緩やかな真空レベルの変化では
   なく、シート破損に起因する前記真空ロール（16）内の
   前記真空レベルに於ける急激な変化のみを探知し； 前記変換器（14）に接続されて前記変換器（14）に応答
   する手段（18）を備え、前記手段（18）は前記変換器
   （14）が前記真空レベルに於ける急激な変化を探知する
   と前記変換器（14）に対して上流でシートを廃物シュー
   ト（22）の方へ向け直し、この配列によって乾燥セクシ
   ョン（12）の乾燥器（24）の周りに破損したシート
   （Ｗ）が余分に巻上げられるのを防いでいる； ことを特徴とするシート破損検出装置（10）。
2. 【請求項２】前記変換器（14）が圧電圧力変換器である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート破損検出装置
   （10）。
3. 【請求項３】前記変換器（14）が前記真空ロール（16）
   の中心軸（30）内の真空レベルを感知することを特徴と
   する請求項２に記載のシート破損検出装置（10）。
4. 【請求項４】前記変換器（14A）が、前記真空ロール（1
   6A）を局部真空源（34）に接続している導管（32）内の
   真空レベルを感知することを特徴とする請求項２に記載
   のシート破損検出装置（10）。
5. 【請求項５】前記変換器（14）は、通常運転中破損のな
   いシート（Ｗ）が乾燥器セクション（12）に渡って延在
   している時には前記変換器（14）からの出力値はゼロで
   あるがシート破損が起こった時にはシート破損に起因す
   る真空ロール（16）内の真空レベルの変化に比例する別
   の出力信号が発生されるように、調整される； ことを特徴とする請求項２に記載のシート破損検出装置
   （10）。
6. 【請求項６】前記別の出力信号は前記シート破損に続い
   て新しい定常状態が生ずるとゼロに減少し、前記別の出
   力信号は前記真空レベルに於ける変化が比較的小さな時
   定数内で起こる時にのみ発生される； ことを特徴とする請求項５に記載のシート破損検出装置
   （10）。
7. 【請求項７】前記時定数が１ミリ秒から３秒の範囲内に
   あることを特徴とする請求項６に記載のシート破損検出
   装置（10）。
8. 【請求項８】前記手段（18）が、 ウエブ切断用のクロスマシン方向のウエブカッターと、 切断されたウエブを収集する為に前記カッターの下方に
   配置された廃物シュート（22）とを含む； ことを特徴とする請求項１に記載のシート破損検出装置
   （10）。
9. 【請求項９】製紙機械の単列式乾燥器セクション（12）
   に於いてシート破損を探知する為のシート破損検出装置
   （10）にして、前記装置が； 前記乾燥器セクション（12）の真空ロール（16）内の真
   空レベルを感知する為の真空変換器（14）を備え、前記
   変換器（14）は、オペレーターによって増大された真空
   レベルの変化に起因する緩やかな真空レベルの変化では
   なく、シート破損に起因する前記真空ロール（16）内の
   前記真空レベルに於ける急激な変化のみを探知し、且つ 前記変換器（14）に接続されて前記変換器（14）に応答
   する手段（18）を備え、前記手段（18）は前記変換器
   （14）が前記真空レベルに於ける急激な変化を探知する
   とシート破損が起こったことを知らせる信号を発し、こ
   の配列によって単列式乾燥器セクション（12）の乾燥器
   （24）の周りに破損したシート（Ｗ）が余分に巻上げら
   れるのを防いでいる； ことを特徴とするシート破損検出装置（10）。