JPS61108790A - サ−ジ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はサージ制御システム、特に抄紙の脱水に利用す
ることができるような遠心排水機を可変速で電気駆動す
るサージ制御システムに関するものである。

［発明の背景］ 抄紙製造業界では、真空あるいは吸入管システムを用い
て脱水することが良く知られている。かかるシステムで
はしばしばフェルトを通過させる時に脱水させるために
先の細い吸入スロットに吸入管を結合したものを用いて
いる。このタイプのシステムには、脱水時に必要な真空
状態を作る数多くの装置がある。これらの装置としては
１例えば、液体リング・ポンプ、正排出ポンプ及び遠心
排水機あるいは送風機がある。このタイプの装置は、多
くの情況と操作パラメータを記憶し特殊な用途に最も適
合させることができ、あらゆるタイプの真空ポンプを選
択することができるので、効果的に組合せることにより
本システムに活用でさ、通常好ましいものである。

この点に関して、一般に真空ポンプはフェルトが新しい
時には吸入管の真空状態が最大になるようにされている
。この真空ポンプは通常、新しいフェルトを脱水するた
めに最大速度で運転する。

その脱水工程の間フェルト繊維が空隙を満たすため、脱
水に！する真空レベルが高くなり、浸透性が低下するこ
とになる。しかしながら、フェルトの浸透性が低下する
と、水分が一定量ユニットに溜められるので、真空レベ
ルは自動的に高められる。

従来から真空状態を高めると共に経済効率を良くし、そ
の結果エネルギの省力化が図るという利点から多くのシ
ステムが提案されている。すなわち、１９８１年１２月
２９日に発行された米国特許出１１番？）＃Ｓ４，３０
８．０７７４．　１９８２年５月１１日に発行された米
国特許出願番号第４，３２９，２０１号及び１９８１年
６月１９日発行の米国特許出願番号第４．１９８　、！
３９１１号があり、これを参照する０例えば、米国特許
出願番号＃１４，３９８．ＨＧ号等に記載されているよ
うに、可変可能な液体リング壷ポンプの流量を一定に保
つものとして、可変速駆動モータを備え、吸入管の真空
レベルを高くすると伴に町変速駆愁モータをＷ動するも
のがある。このモータはフェルトのｆｆ１ｍ性が低下す
ると、真空ポンプからの排水が減少する。そのため吸入
管を所望のレベルに保つことができる。低速ポンプのｗ
Ａ駆動速度吸入管を所望の真空レベルに達するまで低速
駆動馬力で電力を節約して得る。

かかるｗ！ｔを適当な例に適用する場合に申し分のない
ものであることがわかるが、脱水９ステムでは、さらに
効率良好でしかもエネルギの節約が図れるものを提供す
ることが望まれる。特に正排水ユニットと比較して遠心
排風機あるいは送風機に利用できるような脱水システム
を提供することが望まれている。

１９８４年１月３１日提出の米国同時継続出願番号第５
７５，４４７号では、効率が良くなるように遠心排風本
機を改良したものが提案されている。つまり、フェルト
の浸透性が低下するとＳ排風機の駆動速度が自動的に調
整できるようにしたものである。かかるタイプの排水機
用の可変速モータ駆動が通常一般に用いられている。モ
ータの最大速度は、モータを流れる最大’、ｗｆＩｔと
最大周波数を設定することにより一定の限界が定められ
る０例えば、可変周波数駆動モータの場合に、最大速度
及び最大電流は帰還ループを用いて自動的にＭ御するこ
とが可能である。

先行技術にはあらゆる排水機を組合わせたものの例はな
く、サージの発生によってしばしば、システムに重大な
損害を与えることがある。多くの異なったタイプのサー
ジ制Ｗ装置を用いる場合に、自動サージ制御装置で行な
うことが望ましい、特に抄紙製造の７プリケーシユンに
遠心排風機を可変速駆動で使う場合に効果的である。こ
の時にはサージ点が速度に応じて変更できるため、サー
ジを検出するのに特別な信号を用いる必要がなくなる。

［本発明の要約１ 本発明は脱水を行なう際に用いる遠心排風機を可変速で
駆動するため可変速駆動用の自動サージ制Ｗ装置を提供
することを主な目的とする。

本発明のその他の目的は、比較的簡単な構成にすると共
に低価格を実現し、特にどのような情況においても特に
有用なサージ制Ｗ装置を提供することである。

本発明は可変速駆動の遠心排水機に用いるための自動サ
ージ制御ｓｖｔを提供するものである。この排風機は、
脱水用に採用されるもので、空気の流入（すなわち、吸
気スロット等によって）の増加につれて自動的に排風機
の速度を増加し、フェルトの浸透性が低ドするようにし
たものである。

もし例えば、吸入スロットを完全に閉じれば、排風機は
その最大速度まで自動的に速度が丘昇する。かかるシス
テムにおいては、設定されたその最大速度に達した後も
遠心排風機にサージが発生しないようになっている。そ
れゆえ、サージは排風機の最大速度でのみ［１１される
。

排風機をその最大速度で操作する時には、空気の流量の
低下につれて、電力が低下するようになっている。サー
ジの発生による損害を取り除くには、電力（ｈｐ）、電
流を出力する（アンプ）あるいは予め設定された設定値
より下になるように周波数を落とし、排風機が峡大速度
で運転する時の排風機の制御量を検出する。そこで、制
御パネルはサージ弁を開き排水機に空気を入れ、空気の
流出を妨げられるようにしている。このようにしてサー
ジの発生から排風機を守っている。

Ｃ好ましい具体例の詳細な説明］ 描写部ＩＯから見えるものは、抄紙用フェルト１４ある
いは類似した繊維を脱水するため工ないしは数本の吸入
管を用いる抄紙製造機械のよく知られたタイプである。

吸気管を数本用いるということは、すでに米国特許！４
，３２９，２０１号で述べられているものである。これ
は抄紙製造機械の圧縮部に吸入管を共通に配列したもの
である。

典型的な吸入管１２としては、フェルトあるいは繊維を
通す前記吸入管の上端部に開口部を形成するスロット１
８と溝部１６より成るものである。出力管２０は通常液
体が通過するようになっており、出力管２０はガス分離
器２２と連結されている。このガス分離器２２はその下
方に設けた足部から液体溜部まで分離した液４体を送る
ための底出口部を備えている。ガス分離器２２は遠心分
ｇｌ器の場合、ＪＥ空ポンプ２６と連結されている連結
管２４によって順番に連結される。かかる排風機として
は、　１３２０Ｂニユーヨーク　シラキュース・イース
トウッド駅留、私書箱２１４号クラークソン産業株式会
社の製造部門によって製造されたフォフマン空気ろ過シ
ステムがある。先の会社によって発行された出版物Ｃｕ
１ｌニ一３７８番のｒ遠心排風機と排風機」を参照する
と、普通排風機上に特定の基礎物質をＭ＜。

かかるシステムのうちで典型的なものとしては、真空及
び必要な時にサージを発生しないようにするためにリリ
ーフｊ？あるいはサージ弁を分離器２２と排風機２６の
間に配置したものがある。

またこのシステムにはサイレンサ３２，３４が備えられ
ている。

常用の駆動軸３６は、後述するように広範な速度を選択
し調整及び駆動を行なう排風Ｉａ２６とｈｆ変速駆動手
段３８とを連結するものである。

駆動手段３８は可変速駆動ＡＣモータ８及び下記によっ
て製造されたものが含まれることを注記する。すなわち
、４４１１？オハイオ州　クリーブランド、エフレード
通り２４７０３リライアンス電気株式会社ＭノＣａ−ｃ
　ｖｓ＠妨、負荷−ＰＸ夕ＸＥ、　ＡＧモータ、とマッ
クスパックを加えたもの）０日本　東京都港区三田３丁
目１３−１２　　東芝株式会社製の（ＭＦパック）　、
　７７０４１テキサス州　ウェスト・リトル−ヨーク通
り　東芝／ヒユーストン国際株式会社製の（ＥＳＰ−１
３０シリーズ）、その他に、コネチカット州　オレンジ
　パラメチフク株式会社製の駆動手段がある。

駆動手段３８は通常の制御パネル４ｏと結合部４０まで
が電Ｍ、％Ｉで接続される。側御パネル４゜は連結部４
４を通ってサージ弁２８が連結されているが、このサー
ジ弁２８は連結管２４とも順番に連結されている。

この装置が駆動すると、フェルトを通過する空気の流れ
は時間と共に減少することがわかる。

Ｌ記したように、フェルトが通ると空気の流れは時間と
共に低下する。これまでは正の排水ユニシトによって排
水を行なっていたが、本実施例ではフェルトの浸透性が
低下するように真空ポンプの回転速度を下げ、その電力
供給部にポンプ速度を測定する機能を持たせたのでＩＫ
動電力を節約するイｉ効な方法が提供できる。典型的な
可変速駆動装置においては１通常最大速度になるまで運
転させ、そして所９！の速度まで低Ｆさせるには、その
速度を自動的にゆっくりと低下させることにより行なう
。

もし排風機の速度が急激に低ドすると、遠心排風機の操
作が適当に行なわれなくなる。このため正の排水ユニッ
トを一定に保たせる変わりに真空レベルを低Ｆさせる。

排水機の速度をゆっくりとドげると、ＩＩｆ変速モータ
３８は吸入管でより高い真空度が得られ、フェルトの浸
透性が低下するまで速度が上がる。

この際、フェルトを通過する空気の流量は少なくなり、
空気の流量が少ない点で真空度を高めるには、同じトル
クあるいは駆動パワーを維持している間に、排風機の１
１！！ｌ速度を高くすることが必要になる。前述の特許
出卯に記憶されたシステムでは、可変速度で運転する排
風機によりフェルトを脱水する吸入管に真空を与え、バ
ルブを捻ることによって空気の流星をｊｌｆｆｉするよ
うにしている。この場合はむしろ新しいフェルトから古
いフェルトを通し、フェルトを脱水する吸入管が所望の
真空状態になるように排風機を可変速で駆動することが
要求される。また、かかる駆動システムでは微細繊維の
脱水を行う間、すなわち軽量繊維の時にはゆっくりとし
た速度で行い、ｍｕｍ錐のときは高速で駆動させるとい
うように排水機の速度を自動的にｍｇｉするが要求され
る。

ＡＣ七−タをかかるシステムに採用する場合、モータの
速度はそのＡＣモータの周波数特性によって広い範囲に
わたって選択することができる。これは前述のＡＣモー
タの多くに共通する標準的な特徴である。

駆動子−タ３８の操作は、所望のレベルに電流および／
あるいは周波数を７Ａ９ｉする帰還ループを用いて自動
的に；１１１１ｍすることが”ｆ　ｆｒｓである。この
モータの最大速度は過負荷が避けられるように最大電流
あるいは設定周波数の最大速度によって一定の限界が設
けられる。

前述のようにフェルト繊維はその間隙が満たされるよう
にして、（水の流れを減らし）浸透性が少なくなるよう
にする。脱水を増やすには真空レベルが得られるように
することにより達成される。流れを一定に保つには、ｎ
ｒｆ真空真空液体リングインプが用いられる。ポンプの
馬力が増加すると、それにつれて真空レベルが増加しフ
ェルト繊維の浸透性が上昇する。しかしながら、遠心排
風機では、空気の流星の低下に共なって、フェル１１の
浸透性を低下させ、馬力を低下させる。

可変速駆動装置を備えた排水機の速度は、空気の流量の
低下に伴って自動的に増加するようになっている。第２
図は可変速排水機の性能曲線を示すものである。この図
より明確なように、排水機の速度に応じてサージ点が変
化する。すなわち、異なるｒｐｍｓを示すサージ点の馬
力（ｈｐ）から表示が行なわれる。この際、排風機がサ
ージ領域に入るのを示す特別な信号がないため。

それ自身では十分表示をすることができない。

しかしながら、かかるシステムを採用した排水機の速度
は空気の流通量の低下に伴って自動的に増加することが
できる。それゆえ排水機は最大速度に達した後まで、特
別なアプリケーションに基づくように予め定めることが
でき、サージを発生しないようにすることができる。従
って、制御パネル４０を通じて最大速度時における排水
機をモニタすることにより、その時の電力、電流及び周
波数を知ることができる。所定の値より落ちると、制御
パネル４０からはサージ弁２８を開く信号が送られ、空
気の流量がさらに減少するのを防止するため排水機に空
気を吸入する。このようにして、排風ｆｉ２６にサージ
が発生しないようにしている。

例えば、もし排水ａ２６が最大速度４２０ＯＲＰＭで回
転するとき、出力は約８２馬カ（ｈｐ）低下するので、
排水機はサージ鋼球に入ってしまう、従って排水機の速
度を４２００ＨＰＭにし、可変駆動モータ３８の馬力出
力を制御パネル４゜によりモニタすると、８０馬力（ｈ
ｐ）以下になる。また、サージ弁２８に弁を開閉する信
号が加えられると、排風機に送出される空気の流量低下
が抑えられるとＪ（に排風機に発生するサージが抑えら
れる。馬力が８２馬力（ｈｐ）以とになると、制御パネ
ルからの信号によってサージ弁が閉じる。死バンド關御
領域（′例えば：８０−８２馬力）では、バルブの制御
を行なうことができない、最大速度では、特別の排水機
を含めアプリケージ、ンが広く行なわれる。特定の最大
速度を持った性能曲線で排水機を駆動すると、ただちに
製造に利用することができる。排水機の速度を七二りす
るための回転センサは可変駆動エンジンの出力電力をモ
ニタするものである。

さらに、モータの回転に必要な電流、あるいは周波数が
馬力の変わりにモニタされる。

このように、本発明の上述の目的及び利点はきわめて効
果的なものであることがわかる。この詳細は好ましい具
体例に示したものである。尚、本発明は従属クレームに
よって明らかにされた範囲に限定されるものではないこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

本発明の目的及び利点は上記したものであるが、この記
載は図面を参照すべきである。 第１図は抄紙１造機械の一部を示す真空制御装置の概略
図で１本発明を具体的に説明するためのもので、第２図
は特定の可変速遠心排水機における代表的な性能曲線を
示すものである。 符号の筒車な説明 １２は　吸入管 １４は　フェルト １８は　スロット ２６は　遠心排ＪＪＬ機 ２８は　サージ弁 ３８は　可変速駆動モータ ４０は　制御手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入管、可変速駆動モータよる成る抄紙製造機械
   で抄紙フェルトを脱水するために、遠心排風機を可変速
   駆動モータによって駆動し、それから脱水用スロットを
   通過するフェルトに真空を与える前記吸入管を連結し、
   それによって前記フェルトの浸透性と空気の流量を減少
   し、前記遠心排風機の可変速駆動モータの回転数を増加
   し予め定められた最大速度にしたサージ制御システムに
   おいて、制御手段を所定の最大速度に設定した遠心排風
   機に連結し、前記制御手段をモニタ用の前記可変速駆動
   モータと接続し、遠心排風機の可変速駆動モータに所望
   の負荷をかけ、前記遠心排風機の最大速度でサージが発
   生するようにし、前記遠心排水機に空気を供給するサー
   ジ弁に、前記制御手段を連結し、遠心排風機に空気を送
   ることによつてサージ弁を操作し、前記遠心排水機を予
   かじめ定めた最大速度で操作し、遠心排風機にサージが
   発生しないように所望の負荷をかけたことを特徴とする
   サージ制御システム。
2. （２）前記フェルトが、抄紙製造業界で用いられる抄紙
   用フェルトであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のサージ制御システム。
3. （３）前記可変速駆動モータは、ＡＣモータと前記制御
   手段から成り、モータの電流、周波数あるいは馬力を表
   示することにより、その負荷に応じて駆動するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサージ
   制御システム。
4. （４）吸入管、サージ弁及び可変速駆動モータより成る
   抄紙製造機械で抄紙フェルトを脱水するために、前記可
   変速駆動モータによって駆動する遠心排水機と、脱水の
   ためスロットを通過するフェルトに真空を与える前記吸
   入管を連結し、前記フェルトの浸透性と空気の流量の低
   下につれて、前記可変速駆動モータが遠心排風機の回転
   速度を上昇するようにしたサージ制御システムにおいて
   、前記遠心排風機の速度の限界を所望の最大速度にし、
   遠心排風機の所望の最大速度を決定し、最大速度で遠心
   排風機を操作し、サージが発生する時の駆動モータの所
   望の負荷をモニタし、前記遠心排風機を所望の最大速度
   で操作し、駆動モータに所望の負荷を加える際に、遠心
   排風機にサージが発生しないように所望の負荷を駆動モ
   ータにかけ、遠心排風機に空気を送るサージ弁を開くよ
   うにしたことを特徴とするサージ制御システム。
5. （５）駆動モータとしてＡＣモータを用いると共にモニ
   ターに必要な駆動モータの電流、周波数あるいは馬力を
   モニターすることによって負荷をモニターするようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のサージ
   制御システム。