JPH01502038A - 乾燥機の差圧制御装置 - 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】 乾燥機の差圧制御装置 本発明は、ウェブ乾燥機の蒸気入力ラインと出力ラインとの間の差圧を制御する ための制御装置に係る。更に詳細には本発明は、製紙機械の乾燥部の蒸気入力ラ インと出力ラインとの間のそうした差圧を制御するための制御装置に係る。

従来技術の説明 製紙機械に於ては、形成されたウェブはプレス部を通過した直後に紙乾燥部を通 過する。かがる乾燥部は複数の加熱された回転円筒を含んでおり、ウェブに希望 通りの乾燥度を得られるよう湿潤な紙ウェブがその上を通過する。更に明確には 従来通りの乾燥部に於ては、湿潤なウェブが蒸気で加熱された超鉄製の乾燥円筒 の外側を廻って通過させられる。これらの乾燥円筒の加熱に使用される蒸気は、 回転シールにより中空ジャーナルを通って乾燥機へ入り、乾燥機外郭すなわち円 筒の内側にて凝縮する。蒸気は乾燥機の回転円筒の内面上に凝縮するので、かが る凝縮水はサイホン組立体により排出される。とは言え、ががる回転円筒が乾燥 部に於ては珍しくない５．０８ｍ／ｓｅｃ乃至６゜１ｍ／ｓｅｃのウェブ速度に て高速で運転される場合には、凝縮水は乾燥機の底に集まること無くむしろ乾燥 機の円筒すなわち外郭の内面の周りに遠心力により投げ出される。

乾燥機外郭内に於ける凝縮水のこうした性質は当技術分野では「縁どり現象」と して知られており、Ｒ，Ｅ、　Ｗｈ　ｉｔｅによりＴＡＰＰＩ　１９５８．ｖｏ ｌｕｍｅ　４１゜Ｎｏ、２に発表された論文の中に充分に述べられている。

凝縮水が取り囲んでいるときには乾燥機外郭は「生蒸気」に曝されることはなく 、生蒸気から乾燥機外郭の表面及び付近の紙ウェブへの伝導を妨げる凝縮水の層 により生蒸気から絶縁される。かかる絶縁は乾燥作用を減衰させるものであり、 熱伝導に対するこの抵抗は乾燥機外郭内の凝縮水の層の厚さを減少させることに より最小限度に保たれ得る。

乾燥機外郭内への非凝縮性蒸気の累積は、乾燥機の乾燥特性に於ける機械横断方 向に沿う不均一性を拡大しかねない。この問題点は、ＴＡＰＰＩ、ｖｏｌｕｍｅ 　４６．Ｎｏ、９．１９６３内に発表されてＲ，Ｂ、Ｈｕｒｍにより述べられた 。非凝縮性の蒸気またはガスのそうした蓄積もしくは累積は、凝縮されていない 蒸気すなわち水蒸気の幾らかを乾燥機外郭から凝縮水を伴って継続的に排出させ ることにより最小限度に保たれ得る。この凝縮されていない蒸気すなわち蒸気流 は、非凝縮性ガスを伴出し乾燥機外郭内へのかかるガスの累積を防ぎ得る。

その上かかる蒸気流は、乾燥機外郭の入出カライン間の差圧を減少させるという 有益な二次的効果を有するが、かかる差圧は凝縮水を排出するためには必要とさ れる。低密度の蒸気流は高密度の凝縮水を伴出し、該高密度凝縮水と混合して実 質的に該凝縮水より小さな密度の二相混合物を形成する。蒸気と凝縮水との比較 的低密度のこの混合物を乾燥機外郭の回転により生ずる遠心力に抗して排出する に要する差圧は相対的に減少させられる。その上この蒸気流は、低圧の蒸気を必 要とする乾燥部の他の乾燥機外郭に使用され得る。或いは又そうした蒸気流は、 勿論その乾燥機外郭をまたいでの差圧がさほど大きくはないという条件付きなが ら、その同一乾燥機外郭に再使用されるべくその圧力を増強されもしくは追加さ れてよい。

凝縮水排出に関する更に考察すべき問題点は、運転の安定性への要請である。実 際問題として、凝縮水に近接しているサイホン管の外側先端部がもしも凝縮水に より水没させられたならば、最速凝縮水排出は取り止められて良いということが 認められた。この場合には乾燥機は凝縮水で充満されるであろうから、乾燥速度 は減少し乾燥機駆動の負荷はそれに比例して増大する。これらの問題点は、カナ ダのＰｕ１ｐ　＆　Ｐａｐｅｒ　Ｍａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌｕｍｅ　６５．Ｎｏ 、１４．１９６４の中でＴ、　Ａ、　Ｇａｒｄｎｅｒにより、更に明確には１９ ８３年に刊行されたＴＡＰＰＩ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉ。

ｎ　５ｈｅｅｔｓ、Ｔｌ５Ｏ１４−６０の中で強調され検討されている。

前述したところから凝縮水排出システムにより幾つかの目標が探求されているこ とが明白であり、これらの目標の第一は、乾燥機が浸水しないよう少なくも乾燥 機外郭内での凝縮水形成速度に等しい速度を以て凝縮水を排出することである。

次いで、「生蒸気」から紙ウェブへの熱伝導の速さが可能な限り高くなるよう凝 縮水の層を可能な限り薄く保つことが一つの目的である。その第三は、乾燥速度 の機械横断方向に於ける均一性の改善が達成され得るよう非凝縮性ガスを排出し 取り除くことである。その第四は、本システムの安定的な運転を保つ一方、必要 とされる最小限度の差圧を使用しつつ乾燥機外郭からの凝縮水の除去を達成する ことである。

前述の四つの目的を達成するための試みとして多くの方法が提案され、そうした 提案はｒＰａｐｅｒ　Ｍａｃｈｔｎｅ　Ｓｔｅａｍ　＆　Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ 　ＳｙｓｔｅｍｓＪと題されたＴＡＰＰＩの出版物の中でＨ，Ｐ、　Ｆｉｓｈｗ ｉｃｋにより述べられている。加えてこれらの基本的概念は、Ｃａｒｄｎｅｔへ の米国特許第４，４４７゜９６４号及びＪｕｓｔｕＳへの米国特許第２．８６９ ，２４８号の中に述べられている。その上、ＴＡＰＰＩ、ｖ。

ｌｕｍｅ　６２．Ｎｏ、１１．１９７９の中に発表されたＰｅｒｒａｕｌｔによ る論文は上記の諸口的について教示しており、同様にＴＡＰＰＩにより発刊され た１９８４ｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｒｏｃｅ ｅｄｉｎｇｓ　（１９８４年工学会議会報）の第３４７頁のＪｕｍｐｅｔｅｒに よる論文もまた前述したところに係る。

前述の特許及びその他の開示は前記の目的について論述しておりそれらの目的を 達成するためのシステムを提案しているけれども、これら従来の方法及び装置は 皆、制御に関する成る固有の問題点で苦しめられた。前記のシステムの各々は特 定の条件のもとでは受容し得る要領にて運転すべく調節し得るけれども、時折り 起るシステムの不調や機械の運転条件の変化により必要とされる変更に対しては 、その方向と大きさとの双方に於てそれらは対応することが出来ない。

それら従来の提案の無力を示す一つの例として、ｒＰａｐｅｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ 　Ｓｔｅａｍ　Ａｎｄ　Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ＳｙｓｔｅｍｓＪ　（第１図） に概説されている在来の差圧制御は、ただ−箇の設定点しか持たない入力を容認 している。しかしながら機械の運転速度及び蒸気圧力及び凝縮水の流速が変化す るときには、必要とされる設定点は変化する。第２図に示されている如く設定点 の変化は上記の変数の複合的な関数であるから、機械の運転者はしばしば差圧の 設定点を広範囲な運転条件を満すに必要とされる最も高い値に設定するであろう 。この様に差圧の設定点を最も高い値に設定することは、結果的に非効率的な運 転をもたらす。その上、そうしたシステムは、水に満され易いことによっても又 苦しめられる。加えて、乾燥機の一群のサイホンの一つがもし浸水したならば、 適切な制御動作は乾燥機から水を排出する一つの試みとして弁を少し開くべきで あるにも拘らず、固定的な差圧設定点を有しているため蒸気流制御弁は少し閉じ てしまうであろう。

第３図に示されているＪｕｓｔｕｓへの米国特許第２゜８６９．２４８号の流量 制御の概念は、凝縮水と共に排出される蒸気流の量を計測し制御することにより 前述の問題点の後者を回避する。その後に、乾燥機の一つが水で満され始めたな らば、前記制御弁は少し開くであろう。しかしながらこのシステムは、全ての運 転条件に対して適切であるとは言えない一つの固定的設定点に於てのみ作動する 。

Ｊｕｍｐｅｔｅｒによる前述の論文に於て、第４図に描かれているそのシステム は、分離タンクからの凝縮水の流刑に基く設定点を調節すべくマイクロプロセッ サを使用している。この制御装置は、凝縮水の流刑が減少するまで継続的に設定 点を減少させることにより該設定点を定める。

しかしながらこの様な接近は、運転に際して安定的な操作点の付近もしくはその 下に乾燥機を置く結果を招く。多くの高速乾燥機に於て、乾燥機が水で満される 程差圧が低くなるまで凝縮水の流刑は減少しないであろう。ひとたびこの様な事 態が生じたならば、その後差圧が増加させられた場合ですら乾燥機は浸水状態か ら回復することが出来ないであろう。

本発明によれば、乾燥機部門の安定且効率的な運転のために最適な差圧は如何な るものであるかを示すパラメータの重要性を認識することにより、従来技術によ る様々な提案の前述の欠陥が克服される。この方法は、少なくも機械の運転速度 と凝縮速度との入力を必要とする。しかしながらこの方法は、一般に蒸気圧入力 をも必要とし、その上、シート破損状況に際し設定点を調節すべ（シート破損感 知器からの信号を入力として利用することも出来る。

このシステムの運転特性を示す前述のパラメータを人力値として使用するうえに 、本提案のシステムは蒸気流の運動量のだめの設定点信号を用意する。このパラ メータは、以下に述べられる如く、排出システムの安定且効率的な運転を確実な らしめるに重要である。この蒸気流の運動量は、蒸気流の比重と蒸気流速度の二 乗との積に比例する。このパラメータは、質量流量もしくは体積流量である差圧 の代りに出力パラメータとして提供される。本発明により認識される正常な運転 のための最適差圧は、時折り起こる運転の不調に適応させるために最小限度の差 圧よりいくらか高めに設定されるようめれる。それら時折の不調には、凝縮水の 流量増大と小規模な差圧変動と運転速度の増大とを含む。実際上、はぼ０．１４ ｂａｒの差圧を付加するのが適切であることが立証された。

上記の方法は、Ｊｕｍｐｅｔｅｒによる前述の論文に述べられているシステムの 様には設定点の頻繁な調節や結果的応答を必要とはしない。従来の提案に述べら れている如く、その様な制御動作はしばしば、第２図の曲線に示されている最小 差圧付近の不安定な領域へと運転を導く。むしろ本システムは、第２図に示され た如き実験的に測定された関係をサイホン・システムを最も安定且効率的な作用 点へと調節するに利用する。本発明によるこのシステムは、蒸気排出口と低損失 渦型流量計とを有する小さな放射状サイホン・ポンプの使用により一層増強され る。かかる作用の増強に関し、低圧力損失の要請は放射状パイプの寸法増大もし くは少なめの蒸気流により達成され得ることが認められる。従来、実施にあたっ ては放射状パイプの寸法増大を利用するのが常であった。しかしながら第２図一 番上の曲線により示されている如く差圧に対する蒸気流の感受性が増大し、乾燥 機が安定的差圧にて運転されている場合の蒸気流の流刑が一般的に過度に高くな る。即ち最小限度の差圧は約Ｑ、１４ｂａｒも増加する。本発明は、放射状バイ ブの寸法を小さくした場合に、最小限差圧の上昇は比較的小さくて済む一方、蒸 気流の感受性低下が極めて有意義であるという事実を利用している。運動量を最 小限度より約０．．１４ｂａｒ高めの差圧の値に制御し且小さな放射状パイプを 使用することにより、機械運転中の不調の間に蒸気流はさほど大きく変化するこ とはない。それ故、弁と凝縮器と接続パイプとは小形化されるに誂え向きに小さ くなり、差圧が低くてもシステムは安定的条件にて運転を継続する。

本発明の上述の見地によれば、排出システムの運転は前述のＪｕｓｔｕｓの特許 に述べられている蒸気排出口の使用により一層安定化される。本発明は不安定な 点から離すようにして乾燥機の運転を制御するけれども、蒸気排出口の使用はシ ステムの大きな不調からすらも乾燥機が回復し得ることを保証する。例えば、も し差圧がほんの短い時間ですらもゼロまで減少させられたならば、サイホンの先 端は凝縮水の中に水没するであろう。従来どおりの差圧制御を以てしては、遠心 力に抗して凝縮水を取除くには差圧の設定点が不適当であるので乾燥機は水に満 されたまま残るであろう。前述のＪｕｍｐｅｔｅｒによるシステムに於ては、差 圧は、その増大が最早凝縮水の流量増加をもたらさないことを制御装置が認識す るまでの間のみ該制御装置により増大させられよう。しかしながらＰｅｒｒａｕ ｌｔにより述べられた流量制御システム及びＪｕｓ　ｔｕｓへの米国特許第２． ８６９．２４８号は、蒸気流設定点だけの流量を満足させるため差圧を増大すべ く試みる。しかしながら高速機に於ては、残余の乾燥機を浸水から救出するには その差圧では不充分であるのに乾燥機部門の幾つかの浸水していない乾燥機のみ によってもその必要とされる流量が獲得されよう。本発明によるシステムに於て も、蒸気流の運動量設定点は同様に設定点だけの流量を獲得するために差圧を増 大させよう。その上同時に、浸水した乾燥機の排水に必要とされる差圧は、凝縮 水の水位の上に置かれている蒸気排出口から入る付加的蒸気流による排出凝縮水 の比重減少により減少させられる。さらに本システムは、凝縮水流量の減少に起 因して自動的に前記設定点を増大させよう。これら三つの動作の複合的効果は、 従来到達し得なかった範囲の操作安定性を与える筈である。

本発明によるシステムに関連する第三の特色は、低損失型計器の使用である。そ れらの低損失型計器は、小さな絞りを存する単純なオリフィス型流量計もしくは 渦型計器を含んでよい。前者は当分野に於て使用されており、蒸気流の運動量に 正比例する圧力降下を与える。該圧力降下は、測定されて制御装置の入力として 使用され得る。かかるオリフィス流量計は商業的に入手可能であるが、それによ り得られる信号はしばしば体積流量又は重量流量を与えるべく処理される。本発 明により、むしろ渦の流出頻度数が制御装置への直接入力として使用されること がここに提案される。この頻度数は、蒸気流の運動量とも関連を有する。

かかる装置は、圧力損失を与えることなく制御システムの一部として使用し得る ので有意義である。

本発明の他の特色は、蒸気流の流量のための設定点を選択する方法にある。注意 深いテストにより、第２図に示されているものと同様な一組の曲線を確定し得る 。希望通りの運転に対する設定点は、運転速度と乾燥機の圧力と凝縮速度とサイ ホンの寸法との与えられた条件に対する差圧の最小位置へ先ず初めに置いてみる ことにより決定され得る。

この値に対し前述の如く、運転中の小規模な不調を許容すべく約０．１４ｂａｒ の増加分が付加される。続いて、この差圧に対応する蒸気流量が、設定点として 用いられる蒸気流の運動量算出に使用される。

これら一連の計算は如何なる形状のサイホンに対してもなされることが可能であ り、次いで、その運動量設定点の値はそれぞれの運転速度に対する凝縮負荷の関 数としてプロットされる。そののち制御装置は、第２図の曲線を使用して希望通 りの設定点を算出するだめの入力として、計測された凝縮速度と運転速度とを使 用する。この形式の典型的な曲線の幾つかが第５図に示されている。時折、こう した手続きにより決定された設定点が非凝縮性ガスの適切な排出に必要とされる 値より少なめの蒸気体積流量しか与えないことが有るということが認められた。

従って、成る特定の体積流量を最小限度として設け、この最小限度が常に満足さ せられるよう点検し且確実にするためにも制御装置を使用することが推賞されて よい。

本発明の主要な目的は、従来技術による提案の前述の欠陥を克服しウェブ乾燥技 術に有意義な貢献を成し得る、紙乾燥機の回転円筒から凝縮水を抜き取るための 方法並びに装置を与えることである。

本発明のもう一つの目的は、凝縮していない蒸気の運動流量を直接制御すること により、加熱される乾燥機を跨いでの差圧を該乾燥機の運転速度と凝縮水流量と に応じて間接的に制御する方法を与えることである。

本発明のもう一つの目的は、入力ラインと出力ラインとの間の差圧が可能な限り 低く保たれると同時に凝縮水による乾燥機への充満が抑止されるよう、運転速度 感知器と凝縮速度感知器とによりそれぞれ発生させられる制御信号が出力弁の最 適比率設定を決定すべく制御装置により比較されるようにしてウェブ乾燥機の蒸 気入出カライン間の差圧を制御するための制御装置を与えることである。

本発明の他の目的は、図面と記述と添付された請求の範囲との開示から当業者に は速やかに明白となるであろう。

発明の概要 本発明は、ウェブ乾燥機の蒸気入力ラインと出力ラインとの間の差圧を制御する ための方法並びに制御装置に係る。

この装置は、蒸気と凝縮水と非凝縮性ガスとの乾燥機外への流れを選択的に制御 するために乾燥機の出力ラインの中に配置されている選択的に制御可能な出力弁 を含む。該出力弁の動作をその全開設定と全開設定との間にて選択的に制御する ため、出力弁作動手段が該出力弁に隣接して配置されている。乾燥機の回転速度 を感知し、感知された前記乾燥機の回転速度に比例する第一制御信号を発生させ るため、運転速度感知手段が前記乾燥機に近接して配置されている。凝縮水の層 が乾燥機の内部に蓄積する速度を感知し、感知されたその蓄積速度に比例する第 二制御信号を発生させるため、凝縮速度感知手段が設けられている。制御手段は 、前記運転速度感知手段と前記凝縮速度感知手段とによりそれぞれ発生させられ る制御信号に応じて前記出力弁作動手段を選択的に付勢し得るよう該出力弁作動 手段に接続されている。入出カライン間の差圧が可能な限り低く保たれると同時 に凝縮水による乾燥機への充満が抑止されるよう、前記出力弁の最高比率設定を 決定すべく前記運転速度感知手段と前記凝縮速度感知手段とからの信号を前記制 御手段が比較するようにして配置されている。

本発明の一層特定的な実施例に於て制御装置は、乾燥機内へ入る蒸気の圧力を感 知してその感知された入力ライン圧力に比例する第三制御信号を発生させるため 、前記蒸気入力ラインに近接して配置されている入力蒸気圧感知手段を含む。前 記入力蒸気圧感知手段からの前記第三制御信号は、さらに出力弁の最適比率設定 を決定するため前記制御手段により比較される。

その上制御装置は、ウェブの破損を感知してかかるウェブの破損を示す第四制御 信号を発生させるため、ウェブに近接して配置されているシート破損感知手段を 含む。前記破損感知器からの前記第四制御信号は、そうしたウェブの破損が生じ た際の蒸気流の過度の浪費を抑止するため前記出力弁の最適比率設定をさらに決 定するようにして制御装置により比較される。

加えて制御装置は、乾燥機から流出する蒸気流の運動量を感知するため前記出力 ライン中に配置されている蒸気流感知手段を含む。前記蒸気流感知手段は、蒸気 流の運動量に比例する第五制御信号を発生させる。かかる第五信号は、乾燥機内 から凝縮水を排出するこのシステムの安定且効率的な運転を確実なものとするた め前記出力弁の最適比率設定を更に確定するようにして制御手段により比較され る。

制御装置は蒸気流の運動量を計測するため前記出力ライン内に配置されているオ リフィス流量計手段を含む。前記オリフィス流量計は、蒸気流の運動量に正比例 する圧力降下を与えるための流量制限通路を有する。その上、蒸気流の運動量を 感知するため前記通路を跨いで蒸気流感知手段が接続されている。

本発明の特定的な実施例に於て、制御手段はマイクロプロセッサであり、乾燥機 は該乾燥機内に配置されている放射状サイホン手段を含む。前記のサイホン・パ イプは、２゜２９ｃｍ以下の内径を有する。

以下に述べる如く、添付図面の簡単な説明との中には本発明の特定的な実施例が 記述されているけれども、本発明のかかる提示実施例は単に本発明による装置及 び方法が如何にして実施されてよいかを示す一例として与えられたものにすぎず 添付した請求の範囲に定義されている本発明の趣旨と範鴫とから離脱することな くこの基本的概念の数多くの変型が使用され得ることが当業者により認められる であろう。

その上、本発明は特に製紙機械の乾燥部に対し適用されて述べられているけれど も、添付された請求の範囲により定義されている如く本発明は如何なる適切な材 料のウェブ乾燥のための制御システムへの適用をも意図しているものであること が認められるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、上に述べられた如＜　ｒＰａｐｅｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｓｔｅａｍ　 ＆　Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ　ＳｙｓｔｅｍｓＪ内にてＨ，Ｐ、Ｆｉｓｈｗｉｃｋ により略述されている在来の差圧制御に関する従来の提案のブロック図である。

第２図は、蒸気流量に対する乾燥機の差圧を示すグラフである。

第３図は、上に述べられたＪｕｓｔｕｓへの米国特許第２．８６９．２４８号の 第３図に略記されている流量制御の概念を示す。

第４図は、前述のＴＡＰＰＩ　１９８４の第３４７頁内のＪｕｍｐｅｔｅｒの論 文により教えられたＪｕｍｐｅｔｅｒによる先行する開示を示す。

第５図は、与えられたサイホン形状を使用しての代表的曲線を図示し且蒸気流の 運動量に対する凝縮速度を示すグラフである。

第６図は、本発明による制御装置の概略図である。

第７図は、第６図に示されたものと同様の、但しそこへバックアップ用手動操作 のための従来通りの差圧及び／又は流量制御システムが結合されている装置の概 略図である。

これら図面の多様な図を通じて、同様な部分品を示すには同様の参照番号が使用 されている。

以下は、各図面の多様な図を通じて使用される略記の、その意味を伴なう一覧表 である。

第１図 ｄｐｃ・・・差圧制御器 ｐｃ・・・圧力制御器 Δｐ（蒸気）差圧 ｄｐｔ・・・差圧変換器 ｐｃｖ・・・圧力制御弁 ｄｐｃｖ・・・差圧制御弁 ｖｂ・・・真空抽気口 ｖｃ・・・真空コンデンサ ｖｃｖ・・・真空制御弁 ｌｃ・・・液位制御器 ｖｒ・・・真空容器 ｖａｃ・・・真空ポンプ Ｓ・・・分離器 ｌｃｖ・・・液位制御弁 ｅｐ・・・凝縮水ポンプ ｖｐ・・・真空ポンプ 第３図 ｆｒｃ・・・流量記録計及び制御器 ｐｒＣ・・・圧力記録計及び制御器 ｄｐｔ・・・差圧送信機 ｐｔ・・・圧力送信機 第４図 ｐｃ・・・圧力制御器 ｄｐ・・・差圧 第７図 ｐ・・・（蒸気）圧力 μｐ・・・マイクロプロセッサ（コンピユータ）ｐｃ・・・圧力制御器 ｄｐ・・・（蒸気）差圧 ｒ　／　ｃ・・・記録計及び制御器 ｓｈｔ　ｂｋ・・・シート破損 好ましい実施例の説明 第１図と第３図と第４図とは、乾燥機外郭の外への凝縮水の排出を制御するため の従来技術による多様な制御装置を示す。

第２図は、サイホン・システムを最も安定且効果的な動作点へと調節するに使用 されるグラフを示す。

第５図は、希望通りの設定点を算出すべく計測された凝縮速度と運転速度とを入 力して使用することにより制御装置を調節するに使用されるグラフである。

第６図は、本発明の一つの特定的な実施例を示しており、蒸気入力ラインもしく は蒸気供給ライン１２と符号１４により全体的に示されているウェブ乾燥機１６ の出力ラインとの間の差圧を制御するための符号１０にて全体的に示されている 制御装置を示す。装置１０は、供給へラダ２０から乾燥機１６内への蒸気の流れ を選択的に制御するため、蒸気入力ライン１２内に配置されている入力制御弁１ ８を含む。蒸気と凝縮水と非圧縮性ガスとの乾燥機１６からの流出を選択的に制 御するため、選択的に制御可能な出力弁２２が乾燥機１６の出力ライン１４内に 配置されている。

入力弁１８の動作をその全開設定と全開設定との間に圧力制御器２６に従って選 択的に制御するため、入力弁作動手段２４が入力弁１８に隣接して配置されてい る。出力弁２２の動作をその全開設定と全開設定との間に選択的に制御するため 、出力弁作動手段２８が出力弁２２に隣接して配置されている。乾燥機１６の回 転速度を感知して乾燥機１６のその感知された回転速度に比例する第一制御信号 を発生させるため、運転速度感知手段３０が乾燥機１６に近接して配置されてい る。乾燥機１６内への凝縮水層の蓄積速度を感知してその感知された蓄積速度に 比例する第二制御信号を発生させるため、凝縮速度感知手段３２が凝縮水ポンプ ３４と凝縮水返送ライン３６との間に配置されている。

符号３８にて全体的に示されている制御装置は、入力ラインと出力ラインとの間 の差圧が可能な限り低く保たれる一方で凝縮水による乾燥機１６の浸水が抑制さ れるよう、制御手段３８が速度感知手段３０と凝縮速度感知手段３２とから受取 った信号を比較して前記出力弁の最適比率設定を決定するようにして、速度感知 手段３０と凝縮速度感知手段３２とにより発生させられる制御信号に応じて作動 手段２８を選択的に付勢し得るようにして出力弁作動手段２８に接続されている 。

第６図に示されている如く制御装置１０はその上に、入力弁１８と乾燥機１６と の間の蒸気圧を感知し入力弁１８と乾燥機１６との間の感知されたその圧力に比 例する第三制御信号を発生させるための入力蒸気圧感知手段４０をも含む。入力 蒸気圧感知手段４０からの前記第三制御信号は、出力弁２２の尚一層の最適比率 設定を決定するため制御手段３８により比較される。

前述の感知手段に加えて、制御装置１０はその上に、ウェブの破損を感知しかか る破損を示す第四制御信号を発生させるため該ウェブに近接して配置されている シート破損感知手段４２をも含む。破損感知器４２からの前記第四制御信号は、 出力弁２２の尚一層の最適比率設定を決定しかかるウェブの破損が起きた場合の 蒸気流の過度の浪費を抑止するため制御手段３８により比較される。

制御装置１０はその上に、乾燥機１６から出て行く蒸気流の運動量を感知するた め分離タンク４６と出力弁２２との間に配置されている蒸気流感知手段４４をも 含む。蒸気流感知手段４４は、蒸気流の運動量に比例する第五制御信号を発生さ せる。この第五信号は、乾燥機１６内から凝縮水を排除するためのシステムの安 定且効率的な運転を確実なものとするため、出力弁２２の尚一層最適な比率設定 を決定するようにして制御手段３８により比較される。

第７図は一つの交替可能な実施例を示しており、その中では制御器ｆｉｌＯＡは 蒸気流の運動量を計測するため出力ライン１４Ａ内に配置されている符号４３Ａ にて全体的に示されているオリフィス流量計手段を含む。オリフィス流量計４３ Ａは、運動量に正比例する圧力降下を生じさせるための流量制限通路４５Ａを含 む。蒸気流感知手段４４Ａは蒸気流の運動量を感知するため通路４５Ａを跨いで 接続されている。

本発明の提示された実施例に於て、制御手段３８はマイクロプロセッサであり、 乾燥機１６は凝縮水をそこから除去するため乾燥機１６内に配置された第６図に 概略的に示されている放射状サイホン手段４８を含む。サイホン手段４８は、２ ．２９ｃｍ未満の内径を有するサイホン管を含む。

第６図に示されている如く、マイクロプロセッサであってよい制御手段３８は、 機械速度人力５０と凝縮水流量人力５２と入力ライン圧力人力５４と破損人力５ ６と蒸気流入力５８とを含む多くの入力を有する。制御器３８の出力は、その後 フィードバック制御のために再び感知されることになる蒸気流の流量を制御する ため、少なくも一つの設定点を有する。制御手段３８は、凝縮水流量人力５２と 機械速度入力５０とを入手する。加えて、制御器は蒸気圧入力５４を有してもよ い。その上、蒸気流制御設定点は蒸気流の運動量に比例する値である。その設定 値は、最小差圧を上形ること０．０７ｂａｒ乃至０，２１ｂａｒに相当し０．１ ４ｂａｒであるのが好ましい。このシステム１０は、乾燥機のサイホンに設けら れた蒸気排出口６０と２．２９ｃｍ未満の内径を有する放射状サイホン管４８と を使用する。

本発明の提示実施例に於て、流ｆｆｉ感知計器４４は渦型計器であり、このシス テムは水蒸気以外の凝縮性蒸気に用いられてもよい。制御手段出力６２は、循環 バルブと第７図の在来の熱コンプレッサ争システム内の熱コンプレッサ・バルブ との双方のための設定点を供給してよい。制御手段は、適切な容積の非凝縮性ガ スの排出を保証し得る特定の体積流量を最小値として保つよう設定されてよい。

蒸気流の運動量のための設定点の値は、凝縮水の流量増加に伴って減少し機械運 転速度の増加に伴って増大するであろう。

第７図に示されている如くこのシステムには、予備の手動運転のための従来通り の差圧制御システム及び／又は流量制御システムが結合されてよい。

本システムの運転に際し適切な差圧を以て正常に運転するためには、運転中に時 折起こる不調に適応させるため最小差圧よりも幾分高めに設定されねばならない 。付加される差圧はほぼ０．１４ｂａｒであるのが適切であることを経験が示し ている。本システムの作用は、上に述べられた如く小さな放射状サイホン管と蒸 気排出口と低損失扇型流量計との使用により一層強化される。圧力のかかる低損 失は、放射状バイブの寸法増大かもしくは蒸気流を少なめにすることにより達成 され得る。本発明は、放射状バイブの寸法を減少させたとき、最小差圧の増加は 比較的少なく、その一方、蒸気流に於ける感度の低下は極めて有意義であるとい う事実を利用する。差圧をその最小値より約０．１４ｂａｒ持ち上げ得る値へと 前記運動量を制御することにより、また、小さな放射状バイブを使用することに より、機械運転中の不調の間にも蒸気流はさほど大きく変化することはない。そ の結果、弁とコンデンサと接続バルブとは小形化されるに誂え向きに一層小さく なり、このシステムは差圧が小さな場合ですら安定した状態で運転を継続する。

蒸気排出口の使用は、システムの大きな不調からすらも乾燥機が回復し得ること を保証する。設定点の流量を増加させるため蒸気流運動量の設定点は同様に差圧 をも増大させ、システム凝縮水流量の減少に起因して設定点を自動的に増大させ よう。加えて、浸水させられた乾燥機から排出するに必要とされる差圧は同時に 、凝縮水層の上方に配置された蒸気排出口から流入する付加的蒸気流による排出 される凝縮水の感受性増大によって減少させられる。これら三つの作用の総合的 効果は、従来達成し得なかった範囲の運転安定性を与える筈である。

渦型計器の小さな絞りを伴なう単純なオリフィス流量計を設けることにより、圧 力降下が計測され制御器の入力として使用され得る。

希望通りの運転の設定点は、運転速度と乾燥機圧力と凝縮速度とサイホンの寸法 との与えられた諸条件に対する最小差圧の点へ先ず置いてみることにより決定さ れ得る。運転中の小規模な不調を許容すべくこの値に対して幾らかの増加分、通 常０．１４ｂａｒが付加される。この差圧に対応する蒸気流量がそののち、設定 点として使用される蒸気流の運動量を算出するに使用される。

本発明は適切な設定点を順次算出する制御器への入力として前述の各パラメータ を使用するものであり、本システムは従来技術の諸提案に述べられている如き設 定点の頻繁な調整や得られる応答の監視を必要とすることはない。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蒸気と凝縮水と非凝縮性ガスとの乾燥機外への流れを選択的に制御するため前記 乾燥機の出力ライン内に配置されている選択的に制御可能な出力弁と、前記出力 弁の動作をその全開設定と全閉設定との間で選択的に制御するため前記出力弁に 近接して配置されている出力弁作動手段と、前記乾燥機の回転速度を感知し前記 乾燥機の感知された前記回転速度に比例する第一制御信号を発生させるため前記 乾燥機に近接して配置されている運転速度感知手段と、前記乾燥機内に凝縮水の 層が蓄積する速度を感知し感知された前記蓄積速度に比例する第二制御信号を発 生させるための凝縮速度感知手段と、入力ラインと前記出力ラインとの間の差圧 は可能な限り低く保たれる一方で前記凝縮水による前記乾燥機への充満が抑止さ れるよう前記連転速度感知手段と前記凝縮速度感知手段とから得られる前記信号 を制御手段が比較するようにして前記運転速度感知手段と前記凝縮速度感知手段 とにより各々発生させられる前記制御信号に応じて前記作動手段を選択的に付勢 するため前記出力作動手段を操作可能なように接続されている前記制御手段とを 含むウェブ乾燥機の蒸気入力ラインと出力ラインとの間の差圧を制御するための 制御装置。