JP3377721B2 - 製紙用原料圧力脈動吸収装置 - Google Patents
製紙用原料圧力脈動吸収装置Info
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Description
配置されて低周波の圧力脈動をアクティブに吸収する製
紙用圧力脈動吸収装置に関する。
に基づいて説明する。
を含む製紙用原料の流れの概要を示している。製紙用原
料はファンポンプ01によりスクリーン02を経て母管
03により送られ、母管03の途中に配置されたアテニ
ュエータ04を通ってヘッドボックス08に至り、ワイ
ヤ09上へ噴出されて抄紙工程に入り、図示しない後流
の脱水工程、乾燥工程を経て紙となる。
一部と、同母管03との間をダイヤフラム06で仕切ら
れたエアチャンバ05等で構成され、同エアチャンバ0
5は経路07でボリュームタンクへ連通し、同エアチャ
ンバ05内の圧力は図示省略の制御器で母管03の平均
圧力と等しくなるようにセットされている。
い脈動が発生した場合には、母管03の圧力はエアチャ
ンバ05の圧力より高くなり、ダイヤフラム06を押し
下げる。この結果、ダイヤフラム06の移動に伴う母管
03の体積増加分の原料が吸収され、ヘッドボックス0
8へ流れる母管03内の変動流量を小さくする。
脈動が発生した場合はダイヤフラム06が押し上げら
れ、脈動が吸収される。つまり、従来型アテニュエータ
は母管03の圧力とエアチャンバ05の内圧との差圧に
より脈動を吸収するパッシブ型の圧力脈動吸収装置であ
る。
は、原料配管に水を供給し、この水の流量をコントロー
ルすることによって、原料配管の脈動を吸収する装置が
示されている。
供給パイプ014より後方側に取り付けられた圧力計0
16から圧力信号を取り出し、この信号によってバルブ
011を開閉し、前記水の供給パイプ014から原料配
管015へ流れ込む水の流量を制御する。そして同公報
によればこの装置により、1〜50Hzの脈動が吸収で
きると記載されている。
の脈動を吸収するためには、大量の水を供給する必要が
あり、原料配管の濃度変動を引き起こす可能性がある。
したがって、1Hz以下の低周波脈動の吸収は、非常に
困難なものであると言わざるを得ない。
動作する制御部材、013はサーボバルブ、017は圧
力計016の指令を伝える電子レギュレータ、018は
貯水容器、019は作動油タンク、020はヘッドボッ
クスを示している。
て運転するためには、0.01〜100Hzの範囲にお
いて、圧力脈動レベルを平均圧力の±0.5〜±1%以
下にすることが必要であるが、通常の抄紙プラントにお
いては、上記のような厳しい許容圧力脈動レベルにおさ
めることは、配管系の設計を十分に注意して行っても達
成できないものである。
量変動が大きくなるため、アテニュエータでの原料吸収
容量が増大する。アテニュエータはダイヤフラムにより
原料流量の変動を吸収する構造のため、低周波特に1H
z以下の脈動を吸収するためには、ダイヤフラムの面積
・変位量を大きくする必要があるが、構造、設置スペー
ス等から制限があり、1Hz以下の脈動吸収性能は低下
せざるを得ないものであり、しかも0.1Hz以下の脈
動吸収は単にこのような装置規模だけでなく、機能上か
らも極めて困難であった。
り、また図9に示したものでは制御のために供給する水
分の確保、取扱い処理、更には水分添加後の製紙原料濃
度の制御等を含め、実機としての実現はむずかしいもの
である。
来技術の実情に鑑みてなされ、製紙原料の圧力脈動を検
出し、低周波の領域でもこれに確実に対応して制御し得
るようにした、アクティブ型の圧力脈動吸収装置を提供
することを課題とするものである。
解決すべくなされたもので、製紙機械のヘッドボックス
へ原料液を供給する母管から原料液の一部を抜き取るバ
イパス管と、前記抜き取った原料液の一部を前記バイパ
ス管に戻す制御ポンプと、前記バイパス管の母管との分
岐点または同分岐点より上流側の原料液脈動圧力を検出
して前記制御ポンプを制御する手段を設けた製紙用原料
圧力脈動吸収装置を提供するものである。
イパス管を経て抜き取り可能としておき、この抜き取り
点またはその上流で母管内の原料液の脈動圧力を検出し
てバイパス管の制御ポンプを制御し、バイパス管による
原料の抜き取り量を調整して原料の圧力脈動を吸収する
ことにより、精密、正確な圧力脈動の吸収を行って低周
波域の圧力脈動を大巾に低減させるようにしたものであ
る。
管の母管との分岐点の上流側または下流側にダイヤフラ
ム式アテニュエータを設けた製紙用原料圧力脈動吸収装
置を提供するものである。
しては前記バイパス管路を活用した制御に依存し、この
バイパス管路で受け持った低周波域より高い周波数の区
域については通常のダイヤフラム式アテニュエータに受
け持たせるという役割分担を行うことにより、それぞれ
の得意分野を組合せ、より高機能化され、しかも省設備
化したものを得るようにしたものである。
基づいて説明する。
給する母管1から分岐して小径のバイパス管2を設け、
バルブ開度を設定して略一定量の原料液をバイパスタン
ク8に常時抜き取っている。又、バイパスタンク8から
制御ポンプ7により原料液の一部を抜き取り前記バイパ
ス管2のバルブの上流側に循環することによりバイパス
管2の流量を規制し、母管1からの抜き取り量を規制し
ている。
との分岐点(なお、それより上流側であってもよい)の
脈動圧力P1 を圧力計3で検出し、その信号によりコン
トローラ5、インバータ6を介して制御される。
動に応じて逆位相の信号を制御ポンプ7に与え、制御ポ
ンプ7は脈動圧力P1 が大きくなると、回転数を小さく
してバイパス管2への供給量を小さくし、その結果母管
1からバイパス管2へ流れる原料液の量が多くなり母管
1内の脈動を吸収する。
により脈動を吸収することになる。なお、圧力計3の後
流に配置した圧力計4で計測した脈動圧力P2 は、いわ
ゆる制御後の値であり、これはモニター、又はこの脈動
圧力P2 が0に近ずくように制御する信号として使用す
ることもできる。なおまた、図中9は流量計、10はピ
トー管を示している。
た事例を図4に示した。同図は横軸に母管1の脈動の周
波数をとり、縦軸に母管の脈動の圧力をとったものであ
る。また、上方に描かれた細線が制御なしの場合の圧力
を、下方の太線が制御ありの場合の圧力をとっている。
同図から、この可変速ポンプ方式を用いると、0.5H
z以下の低周波域の脈動を吸収できることが確認され
た。
ポンプ制御した実施例を図2により説明する。この例に
おいてはタンク40から、循環ポンプ41を用い、15
0A(Aは配管の呼び方。150Aは内径が150φに
かなり近い径の管である。)の母管31に濃度1%の原
料液を供給する。
設け、母管31の流量の一部がバイパス管32へ常に流
れるしくみになっている。
セットし、バイパス管32の流量は、0.05〜0.1
5m3 /min の範囲で変化させた。ここでは、圧力計3
3,34でバイパス管32通過前の圧力P1 (制御前の
圧力)とバイパス管32通過後の圧力P2 (制御後の圧
力)から母管31の圧力信号を取り出し、その脈動に応
じて制御部36をアクティブに作動させ、バイパス管3
2へ流れる流量をコントロールし、母管31の脈動を吸
収するようになっている。
を一旦受容するタンク、42はタンク38からタンク4
0へ水分を戻す返送ポンプである。
する。なお、前記した実施の第1形態と同一部分につい
ては図中同一の符号を付して示し、重複する説明はでき
るだけ省略した。
する母管1から小径のバイパス管2を分岐して設け、同
バイパス管2には圧力計3による脈動圧力P1 の信号で
アクチュエータ20により開閉作動する制御弁21を設
ける。なお、脈動圧力P1 は、母管1のバイパス管2と
の分岐点で計測しているが、それより上流側で計測する
ようにしてもよい。
圧力計4により検出する脈動圧力P 2 は、モニターとし
て使用しても良いし、脈動圧力P2 が0に近づくように
制御信号として使用しても良い。さらにまた制御弁21
の前後の圧力計11、12の圧力P3 、P4 を利用して
より精密な制御を行うこともできる。
た事例を図5に示した。同図は、横軸に母管の脈動の周
波数をとり、縦軸に母管の圧力をとり、制御有無時の脈
動圧の比較を行っている。同図から、この制御弁21の
可変絞り方式を用いると、3Hz以下の低周波域の脈動
を吸収できることが確認された。
6、及び図7に基づいて説明する。本実施の形態は前記
した実施の第1形態のものに従来のアテニュエータを組
合せたものである。
波域の脈動吸収にたいして有効に機能するので、これを
低周波用アテニュエータとして採用し、従来のダイヤフ
ラムで作動するアテニュエータを高周波用アテニュエー
タとした。
2を有する低周波用アテニュエータ55を配置し、その
下流に高周波用アテニュエータ56を設けてヘッドボッ
クス57に至る順路と配列を模式的に示したものであ
る。
6を上流に、低周波用アテニュエータ55を下流にと上
下流位置での配列を入れ替えたものである。
01〜100Hz程度であるために、本実施の形態によ
るアクティブ型の低周波用アテニュエータ55と、パッ
シブ型の高周波用アテニュエータ56との直列配置組合
せにより、前記要求値である0.01〜100Hzの脈
動を吸収することができる。
により高周波用アテニュエータ56は低周波域は関与せ
ずとして、その構造規模を1/2以下に小型化すること
もできる。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
ボックスへ原料液を供給する母管から原料液の一部を抜
き取るバイパス管と、前記抜き取った原料液の一部を前
記バイパス管に戻す制御ポンプと、前記バイパス管の母
管との分岐点または同分岐点より上流側の原料液脈動圧
力を検出して前記制御ポンプを制御する手段を設けて製
紙用原料圧力脈動吸収装置を構成したので、バイパス管
を経て抜き取られる原料液の分量を、母管内の脈動圧力
に応じて制御ポンプを制御することにより調整し、これ
により圧力脈動を吸収して低周波域における圧力脈動を
大巾に低減させることができたものである。
1の発明に加えて前記バイパス管の母管との分岐点の上
流側または下流側にダイヤフラム式アテニュエータを設
けて前記製紙用原料圧力脈動吸収装置を構成したので、
低周波域の圧力脈動に対してはバイパス管路を設けて流
量調整し、同低周波域より高い周波数域に対してはダイ
ヤフラム式アテニュエータで対応することにより、両者
の持味、特性を互に出し合い、かつ至らざるを補い合
い、以って製紙機械が求める圧力脈動域全域に亘って好
適に機能し、高安定性の制御を行うことができたもので
ある。
変速ポンプを用いたアテニュエータの説明図。
の説明図。
いたアテニュエータの説明図。
高周波用アテニュエータの組合せを示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】 製紙機械のヘッドボックスへ原料液を供
給する母管から原料液の一部を抜き取るバイパス管と、
前記抜き取った原料液の一部を前記バイパス管に戻す制
御ポンプと、前記バイパス管の母管との分岐点または同
分岐点より上流側の原料液脈動圧力を検出して前記制御
ポンプを制御する手段を設けたことを特徴とする製紙用
原料圧力脈動吸収装置。 - 【請求項2】 前記バイパス管の母管との分岐点の上流
側または下流側にダイヤフラム式アテニュエータを設け
たことを特徴とする請求項1に記載の製紙用原料圧力脈
動吸収装置。
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