JP3404487B2 - 消泡剤自動注入装置 - Google Patents
消泡剤自動注入装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発泡系へ消泡剤を注入す
るための消泡剤自動注入装置に関し、さらに詳しくは液
中の気泡量の変動に応じて消泡剤の注入量を制御可能な
消泡剤自動注入装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】紙パルプ製造業、化学工業、食品工業等
の生産設備や廃水処理設備などでは、液の発泡による発
泡障害が発生する場合がある。これらの設備では、それ
ぞれの系によって発泡量は異なり、同じ系でもそれぞれ
の条件によって発泡量が変動する場合が多い。例えば製
紙工業においては、抄紙条件の違いにより発泡量は変動
し、具体的には坪量が少ない場合には発泡量は多くな
り、坪量が多い場合には発泡量は少なくなる。これは抄
紙速度の差によるものであるが、このほか銘柄の違いに
より内添する薬品、例えばサイズ剤、紙力増強剤などが
変わったり、原料が異なったり、あるいは損紙の量が変
動することにより、発泡量は刻々と変動する。 【０００３】従来、このような発泡系へ消泡剤を自動注
入する装置として、液面付近に固定的に、またはフロー
トに支持させて水位変動に従動するように設けた電極に
より、液面付近に形成された発泡層を検出し、所定の厚
さの発泡層が検出された時点で所定量の消泡剤を注入す
るようにした装置が提案されている（例えば特公昭５５
−８２０５号）。 【０００４】しかしながら、このような従来の消泡剤自
動注入装置では、発泡層が最高位に達した時点で消泡剤
を注入するため、間欠注入となり、発泡を常に抑制でき
ない上、最大発泡量に対応する消泡剤を注入するため消
泡剤が無駄になるばかりか、紙のサイズ度を低下させる
など、製品へ悪影響を与える結果になる。また液面付近
に設けた電極では、液の流動により測定誤差が生じやす
いなどの問題点がある。 【０００５】一方、液中の気泡量測定装置として、参照
側バッファタンクと実質的に同一の減圧状態に維持され
る測定側バッファタンクに試料液計量ボリュームを接続
し、試料液中の気泡量に応じた圧力上昇を差圧として検
出する装置が提案されている（例えば実開平４−４３２
２８号）。 【０００６】この測定装置によれば、液中の気泡量を正
確に測定することができるが、その測定結果は単に気泡
量の信号として取出されているだけであり、この信号に
より発泡量を制御することは考えられていない。従って
この装置による測定結果をそのまま前記特公昭５５−８
２０５号の消泡剤注入装置に適用しても、間欠注入とな
るため、前記と同様の問題点が生じることになる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、液中の気泡量が変動する場合で
も、最適な量の消泡剤を自動的に注入することができ、
これにより必要最少限の消泡剤量で消泡状態を維持し
て、消泡剤の無駄をなくし、しかも発泡系への悪影響を
なくすことが可能な消泡剤自動注入装置を提供すること
である。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、差圧検出器を
介して接続された測定側バッファタンクおよび参照側バ
ッファタンクを実質上同一の減圧状態に保った状態で、
計量ボリュームを測定側バッファタンクに接続し、計量
ボリューム中の試料液中の気泡量を差圧として検出し
て、気泡量信号を出力する気泡量測定装置と、この気泡
量測定装置から送信される気泡量信号から消泡剤の注入
量を演算し、消泡剤注入量制御信号を出力する消泡剤注
入制御装置と、この消泡剤注入制御装置から送信される
消泡剤注入量制御信号により、発泡系に消泡剤を注入す
る消泡剤注入装置とを備え、 前記消泡剤注入制御装置
は、 今回の気泡量（Ｘ n ）、今回の注入量（Ｙ n ）、前回
の気泡量（Ｘ n-1 ）、前回の注入量（Ｙ n-1 ）、前々回の
注入量（Ｙ n-2 ）、制御目標気泡量を（Ｘ t ）としたと
き、 気泡量信号Ｘ n から消泡剤の注入量Ｙ n を算出するマ
イクロプロセッサ、 気泡量Ｘ n と制御目標気泡量Ｘ t とを
比較し、Ｘ n ＞Ｘ t の場合に下記〔１〕式、 【数２】Ｙ n ＝ｋ（Ｘ n −Ｘ t ）＋ｍ …〔１〕 （〔１〕式においてｋ、ｍは各発泡系ごとに予め設定さ
れる。）によりマイクロプロセッサで消泡剤注入量Ｙ n
を算出するように設定する制御気泡量設定部、および 前
回に対する今回の注入量変化量（Ｙ n −Ｙ n-1 ）と今回の
要制御気泡量（Ｘ n −Ｘ t ）の比と、前々回に対する前回
の注入量変化量（Ｙ n-1 −Ｙ n-2 ）と前回の注入による気
泡量変化量（Ｘ n-1 −Ｘ n ）との比が一定となるように補
正して、消泡剤注入量制御信号を出力するように設定す
る応答補正設定部 を備えていることを特徴とする消泡剤
自動注入装置。 【０００９】 【作用】気泡量測定装置においては、１）試料液の計量
ボリュームへの導入、２）測定側および参照側バッファ
タンク等の減圧、３）測定側および参照側バッファタン
ク等の閉鎖、４）計量ボリュームの測定側バッファタン
クへの接続、５）測定側バッファタンクの圧力と参照側
バッファタンクの圧力との差圧検出段階、６）測定側お
よび参照側バッファタンクや差圧検出器等の大気圧平衡
の６段階の工程を１サイクルとして、試料中の気泡量が
測定される。このようにして測定された気泡量に比例し
た気泡量信号が消泡剤注入制御装置に出力される。上記
気泡量の測定サイクルは繰返して実施され、これにより
気泡量は一定周期で測定され、気泡量信号が連続的に送
信される。 【００１０】消泡剤注入制御装置においては、気泡量測
定装置から送信される気泡量信号を基に消泡剤の注入量
が演算される。ここでは上記気泡量信号に対応する気泡
の消泡に必要な消泡剤の注入量が算出される。ここで算
出された注入量に対応した消泡剤注入量制御信号が消泡
剤注入装置に出力される。この動作は周期的に送信され
る気泡量信号に対応して連続的に行われる。 【００１１】消泡剤注入装置においては、消泡剤注入制
御装置から送信される消泡剤注入制御信号により、その
信号に対応した量の消泡剤が発泡系に連続的に注入され
る。 【００１２】 【実施例】次に本発明を図面の実施例により説明する。
図１は本発明の消泡剤自動注入装置を示すブロック図、
図２は図１の気泡量測定装置の流路構成を示す系統図で
ある。 【００１３】図において、１は気泡量測定装置、２は消
泡剤注入制御装置、３は消泡剤注入装置、４は表示記録
装置である。気泡量測定装置１は試料液を計量する計量
ボリューム１１、実質上同一の容積を有し、かつ実質上
同一の減圧状態に制御可能な測定側バッファタンク１２
および参照側バッファタンク１３、これらのバッファタ
ンク１２、１３を減圧状態にする減圧ポンプ１４および
バッファタンク１２、１３間の差圧を検出する差圧検出
器１５を備えている。 【００１４】気泡量測定装置１の詳しい流路構成が図２
に示されている。図２において、試料液導入口１６から
試料液出口１７に至る流路に、開閉弁１８、計量タンク
またはコイルからなる計量ボリューム１１、三方切換弁
１９が直列に配置されて試料液計量ライン２０が構成さ
れ、この試料液計量ライン２０の切換弁１９のｂ位置が
測定側バッファタンク１２に連絡路２１により接続して
いる。 【００１５】測定側バッファタンク１２は連絡路２３、
開閉弁２４、連絡路２５および四方切換弁２６を介して
減圧ポンプ１４に接続している。参照側バッファタンク
１３は連絡路２７、開閉弁２８、連絡路２９および四方
切換弁２６を介して減圧ポンプ１４に接続している。四
方切換弁２６にはさらに圧力スイッチ３１が接続してい
る。 【００１６】差圧検出器１５は連絡路３２、３３により
測定側バッファタンク１２および参照側バッファタンク
１３に接続している。連絡路３２、３３にはそれぞれ、
電磁弁３５、３６を介してダストフィルタ３７、３８が
接続している。 【００１７】消泡剤注入制御装置２は信号変換部４１、
マイクロプロセッサ４２、制御気泡量設定部４３、応答
補正設定部４４、警報設定部４５、制御信号発生部４
６、表示記録信号発生部４７およびメモリ４８から構成
されている。信号変換部４１は気泡量測定装置１から送
られる気泡量信号Ｘoをマイクロプロセッサ４２用の気
泡量信号Ｘnに変換するように構成されている。 【００１８】制御気泡量設定部４３は、気泡量信号Ｘn
に対する消泡剤注入量Ｙnの演算式、および制御目標気
泡量信号Ｘt等の制御量を設定するように構成されてい
る。上記制御は比例制御を基本とし、各発泡系ごとに決
められる。応答補正設定部４４は、プラントごとに異な
る応答時間を補正するため、現在および前回の気泡量信
号、ならびに前回および前々回の注入量信号から今回の
注入量を算出するための演算式を設定するように構成さ
れている。 【００１９】警報設定部４５は消泡剤注入の効果が現わ
れない場合や故障等による異常を知らせるためのデータ
をあらかじめ設定するように構成されている。マイクロ
プロセッサ４２は信号変換部４１から入力する気泡量信
号Ｘnおよび各設定部４３、４４、４５に設定されてい
る設定値または式により、あらかじめ組込まれているプ
ログラムに沿って消泡剤の注入量を算出するように構成
されている。この場合注入量は基本的には気泡量信号に
対する比例制御とされているが、応答補正設定部４４に
設定された式により補正が行われるようになっている。 【００２０】制御信号発生部４６はマイクロプロセッサ
４２によって算出された注入量に比例した消泡剤注入量
制御信号（パルス）を送信するように構成されている。
消泡剤注入装置３では、消泡剤注入量制御信号により注
入ポンプ５０の回転数を制御し、消泡剤タンク５１から
発泡系に注入する消泡剤の注入量を制御するようになっ
ている。 【００２１】表示記録信号発生部４７は、それぞれの入
力、設定値、マイクロプロセッサ４２の演算結果および
警報等を表示、記録するように構成されている。またメ
モリ４８は、前記プログラム、演算式および各データ等
を格納するようになっている。 【００２２】このように構成された消泡剤自動注入装置
においては、次のようにして消泡剤の注入により消泡が
行われる。まず気泡量測定装置１において次のようにし
て、試料液中の気泡量が測定される。 【００２３】試料液を計量するために、開閉弁１８、２
４、２８が接続位置となり、切換弁１９を計量位置（ａ
−ｃ接続位置）となることにより、試料液は試料液入口
１６から計量ボリューム１１に導入され、切換弁１９か
ら試料液出口１７から排出され、計量ボリューム１１に
より計量が行われる。このとき電磁弁３５、３６は閉じ
た状態にある。 【００２４】次にバッファタンク１２、１３等を減圧す
るために、減圧ポンプ１４を作動し、各連絡路２３、２
５、２７、２９を通して測定側バッファタンク１２およ
び参照側バッファタンク１３内を例えば２５０〜４５０
ｍｍＨｇの実質上同一の減圧状態に減圧する。このとき
圧力スイッチ３１が減圧部の圧力を検出し、設定圧力に
なるまで減圧ポンプ１４が作動する。差圧検出器１５は
バッファタンク１２、１３の圧力差ゼロを指示する。 【００２５】次に、バッファタンク１２、１３および検
出器系統を閉鎖系とし、系内を均一な減圧状態とするた
めに、開放弁１８、２４、２８および切換弁１９を遮断
位置とし、この状態でバッファタンク１２、１３を一定
の圧力に保持する。 【００２６】その後切換弁１９が測定位置（ａ−ｂ接続
位置）となることにより、計量ボリューム１１内に計量
された試料液中の気泡が減圧状態に保持された測定側バ
ッファタンク１２内に吸入される。これにより試料液中
の気泡量に応じて測定側バッファタンク１２の圧力が上
昇する。配管の長さ、容積等をこの測定側バッファタン
ク１２内の圧力上昇が試料液中の気泡量に比例するよう
に設計することにより、差圧検出器１５は圧力変化を差
圧として検出する。検出された差圧は差圧検出器１５に
内蔵された圧力−電流変換素子により、例えばＤＣ４〜
２０ｍＡ電流の気泡量信号として消泡剤注入制御装置２
の信号変換部４１に出力される。圧力−電流変換素子の
代わりに圧力−電圧変換素子を使用することもでき、こ
の場合差圧に比例した例えばＤＣ ０〜１Ｖの電圧が気
泡量濃度信号として送信される。 【００２７】上記の気泡量測定後、２個のリーク用電磁
弁３５、３６が開き、バッファタンク１２、１３がダス
トフィルタ３７、３８を通して外気に解放され、大気圧
平衡の状態となる。これにより一測定サイクルを終了
し、以後例えば１〜１０分間ごとにこの操作が繰返さ
れ、周期的に連続して気泡量信号が消泡剤注入装置２に
出力される。 【００２８】次に、消泡剤注入制御装置２において、次
のようにして消泡剤の注入量が算出される。気泡量測定
装置１から送信される気泡量信号Ｘoは、信号変換部４
１でマイクロプロセッサ４２用の気泡量信号Ｘnに変換
されて、マイクロプロセッサ４２に入力される。マイク
ロプロセッサ４２ではこの気泡量信号と、制御気泡量設
定部４３に設定されている制御目標気泡量信号Ｘtとを
比較し、Ｘn＞Ｘtの場合には、要制御気泡量（Ｘn−
Ｘt）に対して基本的に比例制御を行うように、消泡剤
注入量Ｙnを算出する。このとき用いる演算式は次の
〔１〕式で示され、制御気泡量設定部４３に設定され
る。 【００２９】 【数３】Ｙn＝ｋ（Ｘn−Ｘt）＋ｍ …〔１〕 〔１〕式においてｋ、ｍは各発泡系ごとに予め設定され
る。〔１〕の演算により得られた消泡剤注入信号Ｙnは
制御信号発生部４６に出力される。 【００３０】上記〔１〕式は比例制御であることを示す
が、プラントによっては注入から消泡効果発生までの応
答時間に時間差が生じることがある。そこでこのような
時間差を補正するために、〔１〕式による制御を行った
後、応答補正設定部４４に設定した補正用の演算式によ
る応答補正が行われる。この応答補正は今回の気泡量信
号（Ｘn）、前回の気泡量信号（Ｘn-1）、前回の注入量
信号（Ｙn-1）、前々回の注入量信号（Ｙn-2）を考慮し
て行われる。 【００３１】このような応答補正の演算式は各プラント
によって種々考えられるが、前回に対する今回の注入量
変化量（Ｙn−Ｙn-1）と今回の要制御気泡量（Ｘn−
Ｘt）の比と、前々回に対する前回の注入量変化量（Ｙ
n-1−Ｙn-2）と前回の注入による気泡量変化量（Ｘn-1
−Ｘn）との比が一定となるように補正することによ
り、一定の流れに沿った制御を行うことができる。この
関係は次の〔２〕式で示される。 【数４】 (Ｙn−Ｙn-1)／(Ｘn−Ｘt)＝(Ｙn-1−Ｙn-2)／(Ｘn-1−Ｘn) …〔２〕 【００３２】〔２〕式を整理すると〔３〕式が得られ
る。 【数５】 Ｙn＝Ｙn-1(Ｘn-1−Ｘt)／(Ｘn-1−Ｘn)−Ｙn-2(Ｘn−Ｘt)／(Ｘn-1−Ｘn) …〔３〕 【００３３】この〔３〕式は応答補正設定部４４に設定
することにより、演算に利用される。また気泡量信号Ｘ
nおよび消泡剤注入量Ｙnはメモリ４８に格納され、気泡
量の測定および消泡剤の注入ごとに前回の気泡量信号
（Ｘn-1）、および前回の注入量信号（Ｙn-1）または前
々回の注入量（Ｙn-2）として更新され、それぞれ
〔３〕式の演算に利用される。マイクロプロセッサ４２
において、〔３〕式による演算された消泡剤注入量信号
Ｙnが応答補正を施した信号として、制御信号発生部４
６に出力される。 【００３４】上記により制御信号発生部４６に送信され
た消泡剤注入信号Ｙnは制御信号発生部４６でその量に
比例した消泡剤注入量制御信号Ｙm、例えばＤＣ４〜２
０ｍＡの電流またはパルス信号などに変換され、消泡剤
注入装置３の注入ポンプ５０の回転数を制御する。これ
により注入ポンプ５０は消泡剤タンク５１から上記信号
に比例した消泡剤を発泡系に注入する。 【００３５】このような処理を継続することにより、消
泡効果は安定し、定常運転が行われる。上記の処理によ
っても、予想外の状態を示す場合があり得るが、この場
合には安全サイドで処理できるように、プログラムが構
成される。このような処理によっても消泡剤の効果が現
われない場合や装置の故障などによる異常が発生した場
合には、あらかじめ警報設定部４５に設定された警報デ
ータに基づいて、マイクロプロセッサ４２からの信号に
より、表示記録信号発生部４７においてアラムなどの警
報が表示記録装置４に表示される。 【００３６】なお、上記実施例では、気泡量信号Ｘnに
対して比例制御により消泡剤注入量信号Ｙnを決定する
ようにしたが、Ｙnが一定値以下の場合には、安全のた
めに一定値（例えばＹk）を注入するなど、比例制御を
任意に修正することができる。 【００３７】 【発明の効果】以上の通り、本発明の消泡剤自動注入装
置は液中の気泡量を測定する気泡量測定装置と、この気
泡量測定装置により得られる気泡量信号に基づいて消泡
剤の注入量を算出する消泡剤注入制御装置と、この消泡
剤注入制御装置から送信される消泡剤注入制御信号に対
応した消泡剤を注入する消泡剤注入装置とを備え、前記
消泡剤注入制御装置は、気泡量信号Ｘ n から消泡剤の注
入量Ｙ n を算出するマイクロプロセッサ、気泡量Ｘ n と制
御目標気泡量Ｘ t とを比較し、Ｘ n ＞Ｘ t の場合に〔１〕
式によりマイクロプロセッサで消泡剤注入量Ｙ n を算出
するように設定する制御気泡量設定部、および前回に対
する今回の注入量変化量（Ｙ n −Ｙ n-1 ）と今回の要制御
気泡量（Ｘ n −Ｘ t ）の比と、前々回に対する前回の注入
量変化量（Ｙ n-1 −Ｙ n-2 ）と前回の注入による気泡量変
化量（Ｘ n-1 −Ｘ n ）との比が一定となるように補正して
消泡剤注入量制御信号を出力するように設定する応答補
正設定部を備えているので、液中の気泡量が変動して
も、最適な量の消泡剤を自動的に注入することができ、
これにより必要最少限の消泡剤量で消泡状態を維持し
て、消泡剤の無駄をなくし、しかも発泡系への悪影響を
なくすことができる。
るための消泡剤自動注入装置に関し、さらに詳しくは液
中の気泡量の変動に応じて消泡剤の注入量を制御可能な
消泡剤自動注入装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】紙パルプ製造業、化学工業、食品工業等
の生産設備や廃水処理設備などでは、液の発泡による発
泡障害が発生する場合がある。これらの設備では、それ
ぞれの系によって発泡量は異なり、同じ系でもそれぞれ
の条件によって発泡量が変動する場合が多い。例えば製
紙工業においては、抄紙条件の違いにより発泡量は変動
し、具体的には坪量が少ない場合には発泡量は多くな
り、坪量が多い場合には発泡量は少なくなる。これは抄
紙速度の差によるものであるが、このほか銘柄の違いに
より内添する薬品、例えばサイズ剤、紙力増強剤などが
変わったり、原料が異なったり、あるいは損紙の量が変
動することにより、発泡量は刻々と変動する。 【０００３】従来、このような発泡系へ消泡剤を自動注
入する装置として、液面付近に固定的に、またはフロー
トに支持させて水位変動に従動するように設けた電極に
より、液面付近に形成された発泡層を検出し、所定の厚
さの発泡層が検出された時点で所定量の消泡剤を注入す
るようにした装置が提案されている（例えば特公昭５５
−８２０５号）。 【０００４】しかしながら、このような従来の消泡剤自
動注入装置では、発泡層が最高位に達した時点で消泡剤
を注入するため、間欠注入となり、発泡を常に抑制でき
ない上、最大発泡量に対応する消泡剤を注入するため消
泡剤が無駄になるばかりか、紙のサイズ度を低下させる
など、製品へ悪影響を与える結果になる。また液面付近
に設けた電極では、液の流動により測定誤差が生じやす
いなどの問題点がある。 【０００５】一方、液中の気泡量測定装置として、参照
側バッファタンクと実質的に同一の減圧状態に維持され
る測定側バッファタンクに試料液計量ボリュームを接続
し、試料液中の気泡量に応じた圧力上昇を差圧として検
出する装置が提案されている（例えば実開平４−４３２
２８号）。 【０００６】この測定装置によれば、液中の気泡量を正
確に測定することができるが、その測定結果は単に気泡
量の信号として取出されているだけであり、この信号に
より発泡量を制御することは考えられていない。従って
この装置による測定結果をそのまま前記特公昭５５−８
２０５号の消泡剤注入装置に適用しても、間欠注入とな
るため、前記と同様の問題点が生じることになる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、液中の気泡量が変動する場合で
も、最適な量の消泡剤を自動的に注入することができ、
これにより必要最少限の消泡剤量で消泡状態を維持し
て、消泡剤の無駄をなくし、しかも発泡系への悪影響を
なくすことが可能な消泡剤自動注入装置を提供すること
である。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、差圧検出器を
介して接続された測定側バッファタンクおよび参照側バ
ッファタンクを実質上同一の減圧状態に保った状態で、
計量ボリュームを測定側バッファタンクに接続し、計量
ボリューム中の試料液中の気泡量を差圧として検出し
て、気泡量信号を出力する気泡量測定装置と、この気泡
量測定装置から送信される気泡量信号から消泡剤の注入
量を演算し、消泡剤注入量制御信号を出力する消泡剤注
入制御装置と、この消泡剤注入制御装置から送信される
消泡剤注入量制御信号により、発泡系に消泡剤を注入す
る消泡剤注入装置とを備え、 前記消泡剤注入制御装置
は、 今回の気泡量（Ｘ n ）、今回の注入量（Ｙ n ）、前回
の気泡量（Ｘ n-1 ）、前回の注入量（Ｙ n-1 ）、前々回の
注入量（Ｙ n-2 ）、制御目標気泡量を（Ｘ t ）としたと
き、 気泡量信号Ｘ n から消泡剤の注入量Ｙ n を算出するマ
イクロプロセッサ、 気泡量Ｘ n と制御目標気泡量Ｘ t とを
比較し、Ｘ n ＞Ｘ t の場合に下記〔１〕式、 【数２】Ｙ n ＝ｋ（Ｘ n −Ｘ t ）＋ｍ …〔１〕 （〔１〕式においてｋ、ｍは各発泡系ごとに予め設定さ
れる。）によりマイクロプロセッサで消泡剤注入量Ｙ n
を算出するように設定する制御気泡量設定部、および 前
回に対する今回の注入量変化量（Ｙ n −Ｙ n-1 ）と今回の
要制御気泡量（Ｘ n −Ｘ t ）の比と、前々回に対する前回
の注入量変化量（Ｙ n-1 −Ｙ n-2 ）と前回の注入による気
泡量変化量（Ｘ n-1 −Ｘ n ）との比が一定となるように補
正して、消泡剤注入量制御信号を出力するように設定す
る応答補正設定部 を備えていることを特徴とする消泡剤
自動注入装置。 【０００９】 【作用】気泡量測定装置においては、１）試料液の計量
ボリュームへの導入、２）測定側および参照側バッファ
タンク等の減圧、３）測定側および参照側バッファタン
ク等の閉鎖、４）計量ボリュームの測定側バッファタン
クへの接続、５）測定側バッファタンクの圧力と参照側
バッファタンクの圧力との差圧検出段階、６）測定側お
よび参照側バッファタンクや差圧検出器等の大気圧平衡
の６段階の工程を１サイクルとして、試料中の気泡量が
測定される。このようにして測定された気泡量に比例し
た気泡量信号が消泡剤注入制御装置に出力される。上記
気泡量の測定サイクルは繰返して実施され、これにより
気泡量は一定周期で測定され、気泡量信号が連続的に送
信される。 【００１０】消泡剤注入制御装置においては、気泡量測
定装置から送信される気泡量信号を基に消泡剤の注入量
が演算される。ここでは上記気泡量信号に対応する気泡
の消泡に必要な消泡剤の注入量が算出される。ここで算
出された注入量に対応した消泡剤注入量制御信号が消泡
剤注入装置に出力される。この動作は周期的に送信され
る気泡量信号に対応して連続的に行われる。 【００１１】消泡剤注入装置においては、消泡剤注入制
御装置から送信される消泡剤注入制御信号により、その
信号に対応した量の消泡剤が発泡系に連続的に注入され
る。 【００１２】 【実施例】次に本発明を図面の実施例により説明する。
図１は本発明の消泡剤自動注入装置を示すブロック図、
図２は図１の気泡量測定装置の流路構成を示す系統図で
ある。 【００１３】図において、１は気泡量測定装置、２は消
泡剤注入制御装置、３は消泡剤注入装置、４は表示記録
装置である。気泡量測定装置１は試料液を計量する計量
ボリューム１１、実質上同一の容積を有し、かつ実質上
同一の減圧状態に制御可能な測定側バッファタンク１２
および参照側バッファタンク１３、これらのバッファタ
ンク１２、１３を減圧状態にする減圧ポンプ１４および
バッファタンク１２、１３間の差圧を検出する差圧検出
器１５を備えている。 【００１４】気泡量測定装置１の詳しい流路構成が図２
に示されている。図２において、試料液導入口１６から
試料液出口１７に至る流路に、開閉弁１８、計量タンク
またはコイルからなる計量ボリューム１１、三方切換弁
１９が直列に配置されて試料液計量ライン２０が構成さ
れ、この試料液計量ライン２０の切換弁１９のｂ位置が
測定側バッファタンク１２に連絡路２１により接続して
いる。 【００１５】測定側バッファタンク１２は連絡路２３、
開閉弁２４、連絡路２５および四方切換弁２６を介して
減圧ポンプ１４に接続している。参照側バッファタンク
１３は連絡路２７、開閉弁２８、連絡路２９および四方
切換弁２６を介して減圧ポンプ１４に接続している。四
方切換弁２６にはさらに圧力スイッチ３１が接続してい
る。 【００１６】差圧検出器１５は連絡路３２、３３により
測定側バッファタンク１２および参照側バッファタンク
１３に接続している。連絡路３２、３３にはそれぞれ、
電磁弁３５、３６を介してダストフィルタ３７、３８が
接続している。 【００１７】消泡剤注入制御装置２は信号変換部４１、
マイクロプロセッサ４２、制御気泡量設定部４３、応答
補正設定部４４、警報設定部４５、制御信号発生部４
６、表示記録信号発生部４７およびメモリ４８から構成
されている。信号変換部４１は気泡量測定装置１から送
られる気泡量信号Ｘoをマイクロプロセッサ４２用の気
泡量信号Ｘnに変換するように構成されている。 【００１８】制御気泡量設定部４３は、気泡量信号Ｘn
に対する消泡剤注入量Ｙnの演算式、および制御目標気
泡量信号Ｘt等の制御量を設定するように構成されてい
る。上記制御は比例制御を基本とし、各発泡系ごとに決
められる。応答補正設定部４４は、プラントごとに異な
る応答時間を補正するため、現在および前回の気泡量信
号、ならびに前回および前々回の注入量信号から今回の
注入量を算出するための演算式を設定するように構成さ
れている。 【００１９】警報設定部４５は消泡剤注入の効果が現わ
れない場合や故障等による異常を知らせるためのデータ
をあらかじめ設定するように構成されている。マイクロ
プロセッサ４２は信号変換部４１から入力する気泡量信
号Ｘnおよび各設定部４３、４４、４５に設定されてい
る設定値または式により、あらかじめ組込まれているプ
ログラムに沿って消泡剤の注入量を算出するように構成
されている。この場合注入量は基本的には気泡量信号に
対する比例制御とされているが、応答補正設定部４４に
設定された式により補正が行われるようになっている。 【００２０】制御信号発生部４６はマイクロプロセッサ
４２によって算出された注入量に比例した消泡剤注入量
制御信号（パルス）を送信するように構成されている。
消泡剤注入装置３では、消泡剤注入量制御信号により注
入ポンプ５０の回転数を制御し、消泡剤タンク５１から
発泡系に注入する消泡剤の注入量を制御するようになっ
ている。 【００２１】表示記録信号発生部４７は、それぞれの入
力、設定値、マイクロプロセッサ４２の演算結果および
警報等を表示、記録するように構成されている。またメ
モリ４８は、前記プログラム、演算式および各データ等
を格納するようになっている。 【００２２】このように構成された消泡剤自動注入装置
においては、次のようにして消泡剤の注入により消泡が
行われる。まず気泡量測定装置１において次のようにし
て、試料液中の気泡量が測定される。 【００２３】試料液を計量するために、開閉弁１８、２
４、２８が接続位置となり、切換弁１９を計量位置（ａ
−ｃ接続位置）となることにより、試料液は試料液入口
１６から計量ボリューム１１に導入され、切換弁１９か
ら試料液出口１７から排出され、計量ボリューム１１に
より計量が行われる。このとき電磁弁３５、３６は閉じ
た状態にある。 【００２４】次にバッファタンク１２、１３等を減圧す
るために、減圧ポンプ１４を作動し、各連絡路２３、２
５、２７、２９を通して測定側バッファタンク１２およ
び参照側バッファタンク１３内を例えば２５０〜４５０
ｍｍＨｇの実質上同一の減圧状態に減圧する。このとき
圧力スイッチ３１が減圧部の圧力を検出し、設定圧力に
なるまで減圧ポンプ１４が作動する。差圧検出器１５は
バッファタンク１２、１３の圧力差ゼロを指示する。 【００２５】次に、バッファタンク１２、１３および検
出器系統を閉鎖系とし、系内を均一な減圧状態とするた
めに、開放弁１８、２４、２８および切換弁１９を遮断
位置とし、この状態でバッファタンク１２、１３を一定
の圧力に保持する。 【００２６】その後切換弁１９が測定位置（ａ−ｂ接続
位置）となることにより、計量ボリューム１１内に計量
された試料液中の気泡が減圧状態に保持された測定側バ
ッファタンク１２内に吸入される。これにより試料液中
の気泡量に応じて測定側バッファタンク１２の圧力が上
昇する。配管の長さ、容積等をこの測定側バッファタン
ク１２内の圧力上昇が試料液中の気泡量に比例するよう
に設計することにより、差圧検出器１５は圧力変化を差
圧として検出する。検出された差圧は差圧検出器１５に
内蔵された圧力−電流変換素子により、例えばＤＣ４〜
２０ｍＡ電流の気泡量信号として消泡剤注入制御装置２
の信号変換部４１に出力される。圧力−電流変換素子の
代わりに圧力−電圧変換素子を使用することもでき、こ
の場合差圧に比例した例えばＤＣ ０〜１Ｖの電圧が気
泡量濃度信号として送信される。 【００２７】上記の気泡量測定後、２個のリーク用電磁
弁３５、３６が開き、バッファタンク１２、１３がダス
トフィルタ３７、３８を通して外気に解放され、大気圧
平衡の状態となる。これにより一測定サイクルを終了
し、以後例えば１〜１０分間ごとにこの操作が繰返さ
れ、周期的に連続して気泡量信号が消泡剤注入装置２に
出力される。 【００２８】次に、消泡剤注入制御装置２において、次
のようにして消泡剤の注入量が算出される。気泡量測定
装置１から送信される気泡量信号Ｘoは、信号変換部４
１でマイクロプロセッサ４２用の気泡量信号Ｘnに変換
されて、マイクロプロセッサ４２に入力される。マイク
ロプロセッサ４２ではこの気泡量信号と、制御気泡量設
定部４３に設定されている制御目標気泡量信号Ｘtとを
比較し、Ｘn＞Ｘtの場合には、要制御気泡量（Ｘn−
Ｘt）に対して基本的に比例制御を行うように、消泡剤
注入量Ｙnを算出する。このとき用いる演算式は次の
〔１〕式で示され、制御気泡量設定部４３に設定され
る。 【００２９】 【数３】Ｙn＝ｋ（Ｘn−Ｘt）＋ｍ …〔１〕 〔１〕式においてｋ、ｍは各発泡系ごとに予め設定され
る。〔１〕の演算により得られた消泡剤注入信号Ｙnは
制御信号発生部４６に出力される。 【００３０】上記〔１〕式は比例制御であることを示す
が、プラントによっては注入から消泡効果発生までの応
答時間に時間差が生じることがある。そこでこのような
時間差を補正するために、〔１〕式による制御を行った
後、応答補正設定部４４に設定した補正用の演算式によ
る応答補正が行われる。この応答補正は今回の気泡量信
号（Ｘn）、前回の気泡量信号（Ｘn-1）、前回の注入量
信号（Ｙn-1）、前々回の注入量信号（Ｙn-2）を考慮し
て行われる。 【００３１】このような応答補正の演算式は各プラント
によって種々考えられるが、前回に対する今回の注入量
変化量（Ｙn−Ｙn-1）と今回の要制御気泡量（Ｘn−
Ｘt）の比と、前々回に対する前回の注入量変化量（Ｙ
n-1−Ｙn-2）と前回の注入による気泡量変化量（Ｘn-1
−Ｘn）との比が一定となるように補正することによ
り、一定の流れに沿った制御を行うことができる。この
関係は次の〔２〕式で示される。 【数４】 (Ｙn−Ｙn-1)／(Ｘn−Ｘt)＝(Ｙn-1−Ｙn-2)／(Ｘn-1−Ｘn) …〔２〕 【００３２】〔２〕式を整理すると〔３〕式が得られ
る。 【数５】 Ｙn＝Ｙn-1(Ｘn-1−Ｘt)／(Ｘn-1−Ｘn)−Ｙn-2(Ｘn−Ｘt)／(Ｘn-1−Ｘn) …〔３〕 【００３３】この〔３〕式は応答補正設定部４４に設定
することにより、演算に利用される。また気泡量信号Ｘ
nおよび消泡剤注入量Ｙnはメモリ４８に格納され、気泡
量の測定および消泡剤の注入ごとに前回の気泡量信号
（Ｘn-1）、および前回の注入量信号（Ｙn-1）または前
々回の注入量（Ｙn-2）として更新され、それぞれ
〔３〕式の演算に利用される。マイクロプロセッサ４２
において、〔３〕式による演算された消泡剤注入量信号
Ｙnが応答補正を施した信号として、制御信号発生部４
６に出力される。 【００３４】上記により制御信号発生部４６に送信され
た消泡剤注入信号Ｙnは制御信号発生部４６でその量に
比例した消泡剤注入量制御信号Ｙm、例えばＤＣ４〜２
０ｍＡの電流またはパルス信号などに変換され、消泡剤
注入装置３の注入ポンプ５０の回転数を制御する。これ
により注入ポンプ５０は消泡剤タンク５１から上記信号
に比例した消泡剤を発泡系に注入する。 【００３５】このような処理を継続することにより、消
泡効果は安定し、定常運転が行われる。上記の処理によ
っても、予想外の状態を示す場合があり得るが、この場
合には安全サイドで処理できるように、プログラムが構
成される。このような処理によっても消泡剤の効果が現
われない場合や装置の故障などによる異常が発生した場
合には、あらかじめ警報設定部４５に設定された警報デ
ータに基づいて、マイクロプロセッサ４２からの信号に
より、表示記録信号発生部４７においてアラムなどの警
報が表示記録装置４に表示される。 【００３６】なお、上記実施例では、気泡量信号Ｘnに
対して比例制御により消泡剤注入量信号Ｙnを決定する
ようにしたが、Ｙnが一定値以下の場合には、安全のた
めに一定値（例えばＹk）を注入するなど、比例制御を
任意に修正することができる。 【００３７】 【発明の効果】以上の通り、本発明の消泡剤自動注入装
置は液中の気泡量を測定する気泡量測定装置と、この気
泡量測定装置により得られる気泡量信号に基づいて消泡
剤の注入量を算出する消泡剤注入制御装置と、この消泡
剤注入制御装置から送信される消泡剤注入制御信号に対
応した消泡剤を注入する消泡剤注入装置とを備え、前記
消泡剤注入制御装置は、気泡量信号Ｘ n から消泡剤の注
入量Ｙ n を算出するマイクロプロセッサ、気泡量Ｘ n と制
御目標気泡量Ｘ t とを比較し、Ｘ n ＞Ｘ t の場合に〔１〕
式によりマイクロプロセッサで消泡剤注入量Ｙ n を算出
するように設定する制御気泡量設定部、および前回に対
する今回の注入量変化量（Ｙ n −Ｙ n-1 ）と今回の要制御
気泡量（Ｘ n −Ｘ t ）の比と、前々回に対する前回の注入
量変化量（Ｙ n-1 −Ｙ n-2 ）と前回の注入による気泡量変
化量（Ｘ n-1 −Ｘ n ）との比が一定となるように補正して
消泡剤注入量制御信号を出力するように設定する応答補
正設定部を備えているので、液中の気泡量が変動して
も、最適な量の消泡剤を自動的に注入することができ、
これにより必要最少限の消泡剤量で消泡状態を維持し
て、消泡剤の無駄をなくし、しかも発泡系への悪影響を
なくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消泡剤自動注入装置を示す系統図であ
る。 【図２】図１の気泡量測定装置の流路構成を示す系統図
である。 【符号の説明】 １ 気泡量測定装置 ２ 消泡剤注入制御装置 ３ 消泡剤注入装置 ４ 表示記録装置 １１ 計量ボリューム １２ 測定側バッファタンク １３ 参照側バッファタンク １４ 減圧ポンプ １５ 差圧検出器 １６ 試料液導入口 １７ 試料液出口 １８、２４、２８ 開閉弁 １９ 三方切換弁 ２０ 試料液計量ライン ２１、２３、２５、２７、２９、３２、３３ 連絡路 ２６ 四方切換弁 ３１ 圧力スイッチ ３５、３６ 電磁弁 ３７、３８ ダストフィルタ ４１ 信号変換部 ４２ マイクロプロセッサ ４３ 制御気泡量設定部 ４４ 応答補正設定部 ４５ 警報設定部 ４６ 制御信号発生部 ４７ 表示記録信号発生部 ４８ メモリ
る。 【図２】図１の気泡量測定装置の流路構成を示す系統図
である。 【符号の説明】 １ 気泡量測定装置 ２ 消泡剤注入制御装置 ３ 消泡剤注入装置 ４ 表示記録装置 １１ 計量ボリューム １２ 測定側バッファタンク １３ 参照側バッファタンク １４ 減圧ポンプ １５ 差圧検出器 １６ 試料液導入口 １７ 試料液出口 １８、２４、２８ 開閉弁 １９ 三方切換弁 ２０ 試料液計量ライン ２１、２３、２５、２７、２９、３２、３３ 連絡路 ２６ 四方切換弁 ３１ 圧力スイッチ ３５、３６ 電磁弁 ３７、３８ ダストフィルタ ４１ 信号変換部 ４２ マイクロプロセッサ ４３ 制御気泡量設定部 ４４ 応答補正設定部 ４５ 警報設定部 ４６ 制御信号発生部 ４７ 表示記録信号発生部 ４８ メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−167792（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−43228（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 19/00 - 19/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 差圧検出器を介して接続された測定側バ
ッファタンクおよび参照側バッファタンクを実質上同一
の減圧状態に保った状態で、計量ボリュームを測定側バ
ッファタンクに接続し、計量ボリューム中の試料液中の
気泡量を差圧として検出して、気泡量信号を出力する気
泡量測定装置と、 この気泡量測定装置から送信される気泡量信号から消泡
剤の注入量を演算し、消泡剤注入量制御信号を出力する
消泡剤注入制御装置と、 この消泡剤注入制御装置から送信される消泡剤注入量制
御信号により、発泡系に消泡剤を注入する消泡剤注入装
置とを備え、 前記消泡剤注入制御装置は、 今回の気泡量（Ｘ n ）、今回の注入量（Ｙ n ）、前回の気
泡量（Ｘ n-1 ）、前回の注入量（Ｙ n-1 ）、前々回の注入
量（Ｙ n-2 ）、制御目標気泡量を（Ｘ t ）としたとき、 気泡量信号Ｘ n から消泡剤の注入量Ｙ n を算出するマイク
ロプロセッサ、 気泡量Ｘ n と制御目標気泡量Ｘ t とを比較し、Ｘ n ＞Ｘ t の
場合に下記〔１〕式、 【数１】Ｙ n ＝ｋ（Ｘ n −Ｘ t ）＋ｍ …〔１〕 （〔１〕式においてｋ、ｍは各発泡系ごとに予め設定さ
れる。）によりマイクロプロセッサで消泡剤注入量Ｙ n
を算出するように設定する制御気泡量設定部、および 前
回に対する今回の注入量変化量（Ｙ n −Ｙ n-1 ）と今回の
要制御気泡量（Ｘ n −Ｘ t ）の比と、前々回に対する前回
の注入量変化量（Ｙ n-1 −Ｙ n-2 ）と前回の注入による気
泡量変化量（Ｘ n-1 −Ｘ n ）との比が一定となるように補
正して、消泡剤注入量制御信号を出力するように設定す
る応答補正設定部 を備えていることを特徴とする消泡剤
自動注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21441893A JP3404487B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 消泡剤自動注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21441893A JP3404487B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 消泡剤自動注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760007A JPH0760007A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3404487B2 true JP3404487B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=16655464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21441893A Expired - Fee Related JP3404487B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 消泡剤自動注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404487B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115387768A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-11-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种适用于页岩气平台气井的泡排自动化集群加注设备 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP21441893A patent/JP3404487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760007A (ja) | 1995-03-07 |
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