(57)【要約】【課題】簡単な構成で原料水中の気体含有量を常時連続して正確に測定し、正確な量の消泡剤を添加することができる抄紙機、抄紙方法及び消泡剤添加システムを提供する。【解決手段】原料水容器１６の流出口１４から原料水を常時溢出させて、液面レベルＬｈを流出口１４の高さに保ち、流出口１４よりも低い検出レベルＬに設けられた液圧センサ１８で原料水の圧力を検出し、この圧力の値及び液面レベルＬｈに基づいて原料水中に含まれる気泡の量を算出するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水に消泡剤を添加して気泡を除去する消泡剤添加システムを備えた抄紙機であって、
前記消泡剤添加システムは、前記原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管と、このバイパス管の途中に配置され、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定装置と、前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤ポンプと、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御する制御装置と、を有してなり、
前記気体含有量測定装置は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器と、この原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルに設けられ、この検出レベルでの液圧を検出する液圧センサと、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御する液面レベル制御手段と、を有してなり、
前記制御装置は、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報に基づいて、前記液圧センサの検出レベルから前記液面レベルまでの間の原料水の気体含有量を算出する演算装置を含んでなることを特徴とする抄紙機。
【請求項２】
請求項１において、前記制御装置は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする抄紙機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記主流路の一部は、抄紙済白水の循環管路であって、この循環管路には少なくとも１基の循環ポンプが配置され、前記バイパス管は、前記主流路における前記循環ポンプの下流側に接近して接続されたことを特徴とする抄紙機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含み、前記バイパス管の出口は、前記主流路の一部に開放して設けられたことを特徴とする抄紙機。
【請求項５】
請求項４において、前記バイパス管の出口は、前記ドレンパンに開放して設けられたことを特徴とする抄紙機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記液面レベル制御手段は、前記液面レベルが一定になるように、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする抄紙機。
【請求項７】
請求項６において、前記液面レベル制御手段は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を含むことを特徴とする抄紙機。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記原料水容器は、傾斜底面を有する縦長の筒状体であり、前記傾斜底面の最下端近傍に前記流入口が設けられ、該傾斜底面の最上端は、前記検出レベルよりも低いレベルとされたことを特徴とする抄紙機。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記液面レベル制御手段は、前記原料水容器の上端に、原料水が溢出するように水平に形成された水平開口を含んでなることを特徴とする抄紙機。
【請求項１０】
請求項９において、前記原料水容器に、前記水平開口の周囲を囲み、且つ、該水平開口から溢出した原料水を捕集する輪状の溢流捕集皿を設けたことを特徴とする抄紙機。
【請求項１１】
原料水に消泡剤を添加して気泡を除去しつつ抄紙を行う抄紙方法であって、
前記原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管の途中において、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定工程と、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、消泡剤添加量を制御しつつ前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤添加工程と、を有してなり、
前記気体含有量測定工程は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器における前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御しつつ、原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルでの液圧を検出し、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報に基づいて、前記液圧センサの検出レベルから前記液面レベルまでの間の原料水の気体含有量を算出するようにされ、
前記消泡剤添加工程は、前記算出された原料水の気体含有量に基づいて、前記消泡剤添加量を制御するようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記消泡剤添加工程は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、前記気体含有量測定工程は、前記主流路の一部である抄紙済白水の循環管路に配置された循環ポンプの下流側の近傍かから前記バイパス管に前記原料水を取出すようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかにおいて、前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含む構成とし、前記気体含有量測定工程は、前記主流路の一部に前記バイパス管の出口を開放して原料水を前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１５】
請求項１４において、前記気体含有量測定工程は、前記ドレンパンに前記バイパス管の出口を開放して原料水を前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれかにおいて、前記気体含有量測定工程は、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御することにより、前記液面レベルを一定に保つようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１７】
請求項１６において、前記気体含有量測定工程は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を用いて前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれかにおいて、前記気体含有量測定工程は、前記原料水容器の上端に水平に形成された水平開口から原料水を溢出させることにより、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御するようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記気体含有量測定工程は、前記水平開口の周囲を囲む輪状の溢流捕集皿で、該水平開口から溢出した原料水を捕集して前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【請求項２０】
原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管と、このバイパス管の途中に配置され、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定装置と、前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤ポンプと、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御する制御装置と、を有してなり、
前記気体含有量測定装置は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器と、この原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルに設けられ、この検出レベルでの液圧を検出する液圧センサと、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御する液面レベル制御手段と、を有してなり、
前記制御装置は、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報に基づいて、前記液圧センサの検出レベルから前記液面レベルまでの間の原料水の気体含有量を算出する演算装置を含んでなることを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２１】
請求項２０において、前記制御装置は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする抄紙機。
【請求項２２】
請求項２０又は２１において、前記主流路の一部は、抄紙済白水の循環管路であって、この循環管路には少なくとも１基の循環ポンプが配置され、前記バイパス管は、前記主流路における前記循環ポンプの下流側に接近して接続されたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２３】
請求項２０乃至２２のいずれかにおいて、前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含み、前記バイパス管の出口は、前記主流路の一部に開放して設けられたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２４】
請求項２３において、前記バイパス管の出口は、前記ドレンパンに開放して設けられたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２５】
請求項２０乃至２４のいずれかにおいて、前記液面レベル制御手段は、前記液面レベルが一定になるように、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２６】
請求項２５において、前記液面レベル制御手段は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を含むことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２７】
請求項２０乃至２６のいずれかにおいて、前記原料水容器は、傾斜底面を有する縦長の筒状体であり、前記傾斜底面の最下端近傍に前記流入口が設けられ、該傾斜底面の最上端は、前記検出レベルよりも低いレベルとされたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２８】
請求項２０乃至２７のいずれかにおいて、前記液面レベル制御手段は、前記原料水容器の上端に、原料水が溢出するように水平に形成された水平開口を含んでなることを特徴とする消泡剤添加システム。
【請求項２９】
請求項２８において、前記原料水容器に、前記水平開口の周囲を囲み、且つ、該水平開口から溢出した原料水を捕集する輪状の溢流捕集皿を設けたことを特徴とする消泡剤添加システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料水に消泡剤を添加しつつ抄紙を行うための、抄紙機、抄紙方法及び消泡剤添加システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙製品は、パルプを含む白水と称される原料水を抄紙することにより生産されている。尚、水資源の有効利用等のため、抄紙後、抄紙済白水は、濾過、薬品の添加、攪拌等の処理がなされて再利用されることがある。
【０００３】
このような白水や抄紙済白水等の原料水には攪拌等の様々な原因で気泡が混入し、気泡は製品である紙の品質を低下させる要因となる。これに対し、原料水に消泡剤を添加して気泡を除去しつつ抄紙を行う抄紙方法が知られている。
【０００４】
例えば、抄紙済白水を貯留するピットに自己乳化タイプ消泡剤をポンプにより所定量添加し、同時に抄紙系の液中気泡量を気泡検出装置で測定して、制御装置によりポンプの出力を制御することにより、エマルジョンタイプ消泡剤を抄紙系の液中気泡量に比例して添加する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
尚、流動液体中の気泡含有量の動的計量装置として、エンジンオイル等の輸送ライン中に、気泡を含有する流動液体の見掛けの密度を求めるための容量流量測定器及び質量流量測定器、この流動液体の圧力を高圧条件と低圧条件に調整する圧力調整バルブの設置、並びに気泡含有量演算式によって、高圧条件下及び低圧条件下において、気泡を含有する流動液体中の気泡含有量並びに溶解気体の気泡化量を定量するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
又、パルプやコーティングペースト等の流体の気体含有量を測定する気体含有量測定方法及び気体含有量測定装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。これは、ポンプ等によって流体に圧力の変化を発生させ、このときの、マイクロ波信号の伝送時間、位相及び減衰をこのマイクロ波信号が流体を通過するときに測定し、流体の圧力変化によって生じたマイクロ波信号の伝送時間、位相及び減衰の変化に基づいて、気体含有量を決定するようにしたものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１３８９１号公報
【特許文献２】特許第２６４３０２０号公報
【特許文献３】特表２００１−５２５９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１における気泡検出装置については、単に抄紙済白水を検出用タンクに送った後、検出用タンクの差圧を測定するとのみ記載されていて、その具体的な構成は開示されていない。又、特許文献２及び３に開示された発明においては、流体に圧力変化を発生させる必要があり、構造が複雑であると共に、複雑な演算をする必要があるという問題点があった。
【０００９】
又、従来の気泡検出方法では、原料水中の気泡の量を正確に検出することは困難であり、消泡剤の添加量が過大又は過小となりやすかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で原料水中の気体含有量を常時連続して正確に測定し、正確な量の消泡剤を添加することができる抄紙機、抄紙方法及び消泡剤添加システムを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、原料水容器の流出口から原料水を常時溢出させて、該原料水容器における原料水の液面を流出口の高さに保ち、流出口よりも低い検出レベルに設けられた液圧センサで原料水の圧力を検出し、この圧力の値及び原料水の液面レベルに基づいて原料水中に含まれる気泡の量を算出することにより、原料水中に含まれる気泡の含有量を簡単に、且つ連続して正確に測定し、最適な量の消泡剤を原料水中に添加するようにしたものである。
【００１２】
尚、発明者は、本発明に想到する過程において、原料水中に含まれる気泡の含有量の平均値が等しくても、原料水中に含まれる気泡の含有量の変動幅が小さい程、生産される紙製品の品質が向上する傾向があることを発見した。
【００１３】
原料水中に含まれる気泡の含有量の変動幅が小さい程、生産される紙製品の品質が向上する理由は必ずしも明らかではないが、気泡の含有量が安定することで原料水を抄紙部に供給するインレットやデキュレータ内の圧力変動が抑制されたり、ファンポンプのサージング変動が一定に保たれることで、抄紙工程が安定し、紙製品の品質が向上すると考えられる。
【００１４】
気泡量に対し消泡剤の添加量が過大又は過小であると、原料水中の気泡の含有量の変動が大きくなりやすいが、本発明によれば上記のように最適な量の消泡剤を原料水中に添加することができるので、原料水中に含まれる気泡の含有量の変動幅が小さく抑制され、それだけ品質が良い紙製品を生産することができる。又、品質を同等に保ちつつ、紙製品の生産速度を高めることもできる。
【００１５】
又、本発明によれば、最適な量の消泡剤を原料水中に添加することができるので、消泡剤の消費量を抑制し、生産コストの低減を図ることができる。
【００１６】
即ち、次のような本発明により、上記目的を達成するものである。
【００１７】
（１）原料水に消泡剤を添加して気泡を除去する消泡剤添加システムを備えた抄紙機であって、前記消泡剤添加システムは、前記原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管と、このバイパス管の途中に配置され、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定装置と、前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤ポンプと、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御する制御装置と、を有してなり、前記気体含有量測定装置は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器と、この原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルに設けられ、この検出レベルでの液圧を検出する液圧センサと、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御する液面レベル制御手段と、を有してなり、前記制御装置は、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報に基づいて、前記液圧センサの検出レベルから前記液面レベルまでの間の液体の気体含有量を算出する演算装置を含んでなることを特徴とする抄紙機。
【００１８】
（２）前記制御装置は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする前記（１）に記載の抄紙機。
【００１９】
（３）前記主流路の一部は、抄紙済白水の循環管路であって、この循環管路には少なくとも１基の循環ポンプが配置され、前記バイパス管は、前記主流路における前記循環ポンプの下流側に接近して接続されたことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の抄紙機。
【００２０】
（４）前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含み、前記バイパス管の出口は、前記主流路の一部に開放して設けられたことを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の抄紙機。
【００２１】
（５）前記バイパス管の出口は、前記ドレンパンに開放して設けられたことを特徴とする前記（４）に記載の抄紙機。
【００２２】
（６）前記液面レベル制御手段は、前記液面レベルが一定になるように、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の抄紙機。
【００２３】
（７）前記液面レベル制御手段は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を含むことを特徴とする前記（６）に記載の抄紙機。
【００２４】
（８）前記原料水容器は、傾斜底面を有する縦長の筒状体であり、前記傾斜底面の最下端近傍に前記流入口が設けられ、該傾斜底面の最上端は、前記検出レベルよりも低いレベルとされたことを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の抄紙機。
【００２５】
（９）前記液面レベル制御手段は、前記原料水容器の上端に、原料水が溢出するように水平に形成された水平開口を含んでなることを特徴とする前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の抄紙機。
【００２６】
（１０）前記原料水容器に、前記水平開口の周囲を囲み、且つ、該水平開口から溢出した原料水を捕集する輪状の溢流捕集皿を設けたことを特徴とする前記（９）に記載の抄紙機。
【００２７】
（１１）原料水に消泡剤を添加して気泡を除去しつつ抄紙を行う抄紙方法であって、前記原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管の途中において、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定工程と、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、消泡剤添加量を制御しつつ前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤添加工程と、を有してなり、前記気体含有量測定工程は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器における前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御しつつ、原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルでの液圧を検出し、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報に基づいて、前記液圧センサの検出レベルから前記液面レベルまでの間の原料水の気体含有量を算出するようにされ、前記消泡剤添加工程は、前記算出された原料水の気体含有量に基づいて、前記消泡剤添加量を制御するようにされたことを特徴とする抄紙方法。
【００２８】
（１２）前記消泡剤添加工程は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする前記（１１）に記載の抄紙方法。
【００２９】
（１３）前記気体含有量測定工程は、前記主流路の一部である抄紙済白水の循環管路に配置された循環ポンプの下流側の近傍かから前記バイパス管に前記原料水を取出すようにされたことを特徴とする前記（１１）又は（１２）に記載の抄紙方法。
【００３０】
（１４）前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含む構成とし、前記気体含有量測定工程は、前記主流路の一部に前記バイパス管の出口を開放して原料水を前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の抄紙方法。
【００３１】
（１５）前記気体含有量測定工程は、前記ドレンパンに前記バイパス管の出口を開放して原料水を前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする前記（１４）に記載の抄紙方法。
【００３２】
（１６）前記気体含有量測定工程は、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御することにより、前記液面レベルを一定に保つようにされたことを特徴とする前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の抄紙方法。
【００３３】
（１７）前記気体含有量測定工程は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を用いて前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする前記（１６）に記載の抄紙方法。
【００３４】
（１８）前記気体含有量測定工程は、前記原料水容器の上端に水平に形成された水平開口から原料水を溢出させることにより、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御するようにされたことを特徴とする前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の抄紙方法。
【００３５】
（１９）前記気体含有量測定工程は、前記水平開口の周囲を囲む輪状の溢流捕集皿で、該水平開口から溢出した原料水を捕集して前記主流路に戻すようにされたことを特徴とする前記（１８）に記載の抄紙方法。
【００３６】
（２０）原料水の主流路から、該原料水を連続的に取り出し、且つ、前記主流路に戻すバイパス管と、このバイパス管の途中に配置され、該バイパス管を流れる前記原料水の気体含有量を測定する気体含有量測定装置と、前記主流路に消泡剤を添加する消泡剤ポンプと、前記気体含有量測定装置による測定結果に基づいて、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御する制御装置と、を有してなり、前記気体含有量測定装置は、前記バイパス管からの原料水の流入口及びこの流入口よりも高いレベルに設けられた流出口を備えた原料水容器と、この原料水容器における前記流入口よりも高く、且つ、流出口よりも低い検出レベルに設けられ、この検出レベルでの液圧を検出する液圧センサと、前記流出口近傍での原料水の液面レベルを制御する液面レベル制御手段と、を有してなり、前記制御装置は、前記液圧センサのセンサ出力及び前記原料水の液面レベルの情報とに基づいて、前記液圧センサの検出レベルから液面レベルまでの間の原料水の気体含有量を算出する演算装置を含んでなることを特徴とする消泡剤添加システム。
【００３７】
（２１）前記制御装置は、原料水の気体含有量を一定に保持するように、前記消泡剤ポンプによる消泡剤添加量を制御するように構成されたことを特徴とする前記（２０）に記載の抄紙機。
【００３８】
（２２）前記主流路の一部は、抄紙済白水の循環管路であって、この循環管路には少なくとも１基の循環ポンプが配置され、前記バイパス管は、前記主流路における前記循環ポンプの下流側に接近して接続されたことを特徴とする前記（２０）又は（２１）に記載の消泡剤添加システム。
【００３９】
（２３）前記主流路は、抄紙に用いられるワイヤーパート及びプレスパートの少なくとも一方からの抄紙済白水を受容するためのドレンパンを含み、前記バイパス管の出口は、前記主流路の一部に開放して設けられたことを特徴とする前記（２０）乃至（２２）のいずれかに記載の消泡剤添加システム。
【００４０】
（２４）前記バイパス管の出口は、前記ドレンパンに開放して設けられたことを特徴とする前記（２３）に記載の消泡剤添加システム。
【００４１】
（２５）前記液面レベル制御手段は、前記液面レベルが一定になるように、前記流入口から原料水容器へ流入する原料水の流量を制御するようにされたことを特徴とする前記（２０）乃至（２４）のいずれかに記載の消泡剤添加システム。
【００４２】
（２６）前記液面レベル制御手段は、前記流入口に原料水を供給するパイプに設けられた流量制御弁を含むことを特徴とする前記（２５）に記載の消泡剤添加システム。
【００４３】
（２７）前記原料水容器は、傾斜底面を有する縦長の筒状体であり、前記傾斜底面の最下端近傍に前記流入口が設けられ、該傾斜底面の最上端は、前記検出レベルよりも低いレベルとされたことを特徴とする前記（２０）乃至（２６）のいずれかに記載の消泡剤添加システム。
【００４４】
（２８）前記液面レベル制御手段は、前記原料水容器の上端に、原料水が溢出するように水平に形成された水平開口を含んでなることを特徴とする前記（２０）乃至（２７）のいずれかに記載の消泡剤添加システム。
【００４５】
（２９）前記原料水容器に、前記水平開口の周囲を囲み、且つ、該水平開口から溢出した原料水を捕集する輪状の溢流捕集皿を設けたことを特徴とする前記（２８）に記載の消泡剤添加システム。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
図１に示されるように、この発明の実施の形態の例に係る抄紙機２は、消泡剤添加システム５０を備え、該消泡剤添加システム５０に特徴を有している。他の構成については従来の抄紙機と同様であるので、説明を適宜省略することとする。
【００４８】
消泡剤添加システム５０は、主流路５４から、該抄紙済白水の一部を連続的に取り出し、且つ、主流路５４に戻すバイパス管５６と、このバイパス管５６の途中に配置され、該バイパス管５６を流れる前記抄紙済白水の気体含有量を測定する気体含有量測定装置１０と、前記主流路５４に消泡剤を添加する消泡剤ポンプ６０と、前記気体含有量測定装置１０による測定結果に基づいて、前記消泡剤ポンプ６０により消泡剤添加量を制御する制御装置６２と、を備えている。尚、「主流路」は、未使用の白水の流路だけでなく、抄紙済白水の流路も含む意義で用いる。
【００４９】
抄紙機２は、抄紙を行うワイヤーパート６４を備えており。ワイヤーパート６４の下方には、抄紙済白水を回収するためのドレンパン６５、抄紙済白水を貯留するための抄紙済白水タンク６６が設けられている。抄紙済白水タンク６６には抄紙済白水を送り出すための循環管路５５、循環ポンプ６８が連結されている。
【００５０】
尚、図の符号７０は未使用の白水を供給する種箱であり、種箱７０から供給される未使用の白水は、循環ポンプ６８から送られる抄紙済白水と共に原料水として使用されるようになっている。
【００５１】
又、図の符号７２はワイヤーパート６４で抄かれた紙をロールによって押圧して紙に含まれる水分を搾り出すためのプレスパートを示す。
【００５２】
又、図の符号７４は前記種箱７０よりも下流側の主流路５４の途中に設けられ、原料水を真空脱気するためのデキュレーター、７６はデキュレーター７４を通った原料水を圧送するための循環ポンプ、７８は原料水を濾過するためのスクリーン、８０は原料水を整流してワイヤーパート６４に供給するためのインレット（ヘッドボックス）をそれぞれ示す。
【００５３】
又、符号７２Ａはプレスパート７２において搾り出された抄紙済白水を回収するためのドレンパン、７２Ｂはドレンパン７２Ａからの抄紙済白水を集めるためのクーチピットを示す。このクーチピット７２Ｂの抄紙済白水は、前記抄紙済白水タンク６６に戻される。
【００５４】
前記バイパス管５６は、前記主流路５４における循環ポンプ６８の下流側であって、前記種箱７０の下流側に接近した位置に取出口５６Ａを有している。又、戻し口５６Ｂは、前記ワイヤーパート６４におけるドレンパン６５（主流路５４の一部）に開放されている。
【００５５】
消泡剤ポンプ６０は、主流路５４における、バイパス管５６の取出口５６Ａの下流側近傍に消泡剤を供給するように主流路５４に連結されている。
【００５６】
次に、前記気体含有量測定装置１０について図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００５７】
この気体含有量測定装置１０は、原料水の流入口１２及びこの流入口１２よりも高いレベルに設けられた流出口１４を備えた原料水容器１６と、この原料水容器１６における、前記流入口１２よりも高く、且つ、前記流出口１４よりも低い検出レベルＬに設けられ、この検出レベルＬでの液圧を検出する液圧センサ１８と、前記流出口１４近傍での原料水の液面レベルＬｈを制御する液面レベル制御手段２０と、前記液圧センサ１８のセンサ出力及び前記原料水の液面レベルＬｈの情報とに基づいて、前記液圧センサ１８の検出レベルＬから液面レベルＬｈまでの間の原料水の気体含有量を算出する演算装置２２とを備えて構成されている。この演算装置２２は、後述の変速制御装置２４Ａとともに、前記制御装置６２を構成している。
【００５８】
前記バイパス管５６の途中には、前記主流路５４側から、手動バルブ３２、流量計３４、制御バルブ３６がこの順で配置されている。
【００５９】
前記原料水容器１６は、傾斜底面３８を有する縦長の筒状体であって、前記傾斜底面３８の最下端近傍に前記流入口１２が設けられ、又、該傾斜底面３８の最上端は、前記液圧センサ１８の検出レベルＬよりも低いレベルとなるようにされている。
【００６０】
ここで、前記流入口１２及びこれに接続されるバイパス管５６は、前記筒状の原料水容器１６の断面積に対してかなり小さい断面積（直径比で１／５程度）とされ、これによって、原料水容器１６内の原料水が、流入口１２からの新たな流体によって乱されないようにしている。
【００６１】
前記原料水容器１６の上端の前記流出口１４は、原料水が溢出するように水平に形成された水平開口とされ、この流出口１４の形状と、流入口１２から流入する原料水の流量を制御する前記制御バルブ３６とによって、前記液面レベル制御手段２０が構成されている。
【００６２】
例えば、制御バルブ３６の開度を大きくして、原料水容器１６内への流入原料水量を増大すれば、流出口１４における原料水の液面レベルＬｈが高くなり、逆に、制御バルブ３６を絞れば、液面レベルＬｈは低くなる。又、流出口１４に切欠き等を設ければ、液面レベルＬｈが低くなる。
【００６３】
前記原料水容器１６における水平開口（流出口）１４の周囲は、流出口１４から溢出した原料水を捕集するための輪状の溢流捕集皿４０が設けられている。
【００６４】
又、この溢流捕集皿４０の底面には、図３に示されるように、２個所の捕集口４２が設けられ、捕集口４２には回収パイプ３０が連結されている。溢流した原料水は、前記回収パイプ３０によって、戻し口５６Ｂに導かれ、ドレンパン６５に戻されるようになっている。
【００６５】
前記演算装置２２は、前記制御装置６２の一部を構成すると共に、前記液圧センサ１８によって検出された検出レベルＬでの液圧の検出値と、気体が含まれていない状態での、検出レベルＬと液面レベルＬｈとの間の原料水の水頭圧に基づく検出値とを比較して、両者の比又は差に基づいて、検出レベルＬよりも上側の原料水に含まれる気体の量を演算するようにされている。
【００６６】
この場合、前記制御バルブ３６の開度を、予め定められた液面レベルＬｈとなるように設定しておけば、演算は容易である。
【００６７】
又、原料水容器１６への原料水流入量を頻繁に変更させるような場合は、前記制御バルブ３６の開度信号あるいは流量計３４からの流量信号を１つの変数として前記演算装置２２に入力させ、流入量との関係から液面レベルＬｈを演算し、これに基づいて、気体含有量を演算するようにしてもよい。
【００６８】
この気体含有量測定装置１０においては、原料水の圧力を高低に変化させたり、複雑な演算をしたりすることなく、簡単且つ確実に、しかも、連続的に気体含有量を測定することができる。
【００６９】
従って、この測定した気体含有量に基づいて、制御装置６２の一部を構成する変速制御装置２４Ａを介して前記消泡剤ポンプ６０による消泡剤添加量を制御して、循環管路５４における発泡を、最適な量の消泡剤によって抑制することができる。紙製品の品質向上を図るためには、原料水中の気泡含有量を一定に保持するように、制御装置６２が消泡剤ポンプ６０を制御することが好ましい。
【００７０】
即ち、図９のフローチャートに示されるように、気体含有量測定装置１０を用いて原料水中の気体含有量を測定し（Ｓ１０２）、この測定結果に基いて制御装置６２が消泡剤ポンプ６０により添加量を制御しつつ消泡剤を添加する（Ｓ１０４）ことにより、消泡剤の消費量を抑制したり、原料水中の気体含有量を一定に保持することが可能である。
【００７１】
尚、上記実施の形態の例において、消泡剤ポンプ６０は、主流路５４における、バイパス管５６の取出口５６Ａの下流側近傍に消泡剤を供給するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、主流路における消泡剤を供給する部位は、抄紙機の構造等の事情に応じて適宜選択すればよい。例えば、種箱よりも上流の未使用の白水や、抄紙済タンク内の抄紙済白水、ワイヤーパートの下方のドレンパン内の抄紙済白水に消泡剤を供給するように構成してもよい。
【００７２】
又、上記実施の形態の例において、バイパス管５６の取出口５６Ａは、抄紙済白水タンク６６の下流側の循環ポンプ６８の吐出側に配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、主流路の任意の位置から原料水を取り出すものであればよい。但し、循環ポンプの下流側に隣接して設けた場合は、原料水を容易に取り出すことができるので、例えば図１において２点鎖線で示されるように、デキュレーター７４の下流側の循環ポンプ７６の吐出側に隣接して、取出口５７Ａを有するバイパス管５７を設けてもよい。
【００７３】
又、前記消泡剤は、抄紙系の場合、水溶性活性剤型、自己乳化型、エマルジョン型、又はオイル型の４種類があり、そのいずれであってもよい。又、石油系の原料水の場合は、自己乳化タイプ消泡剤等の、原料水の性質に合わせて選択する。
【００７４】
又、上記気体含有量測定装置１０において、液面レベル制御手段２０の一部としての流出口１４が水平開口とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、液面レベルを一定に維持しつつ流体を溢出させるものであればよい。
【００７５】
例えば、筒状の原料水容器の上端近傍に同一の水平レベルで多数の流出孔を形成してもよい。但し、本実施の形態の例のように、流出口１４を水平開口とするのが、構造が簡単で製造コストを低くすることができる。
【００７６】
又、上記原料水容器１６は、傾斜底面３８を備えた構成となっているが、本発明はこれに限定されるものでなく、水平の底面であってもよい。
【００７７】
但し、この実施の形態の例のように、傾斜底面３８を設けた場合は、原料水容器１６の必要な容積を小さくすることができるという利点がある。
【００７８】
［実験例１］
まず、上記実施の形態の例のとおり、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を約４日間（約９６時間）添加した。具体的には、上記と同様にワイヤーパートに約６０００ｌ／ｍｉｎの流量で送られる白水に対し、図５中に符号Ａを付した線で示されるように単位時間当たりの添加量を自動制御して「ソマソルブＫ３００（消泡剤：ソマール株式会社製）」を添加した。尚、生産された紙製品は幅が約３６００ｍｍで、生産速度は約５００ｍ／ｍｉｎだった。
【００７９】
図５中に符号Ｂを付した線で示されるように、原料水中の気泡量は消泡剤の添加開始直後からほぼ安定し、変動幅が小さかった。図６（Ｂ）に、（自動制御により消泡剤を添加した）４日間の、原料水中の気泡量（体積％）の最大値を白抜きの矩形で、最小値を横縞模様の矩形で、平均値を黒塗りの矩形で、標準偏差を縦縞模様の矩形でそれぞれ示す。
【００８０】
消泡剤の単位時間当たりの平均添加量は約８．５ｍｌ／ｍｉｎだった。又、原料水中の気泡量の最大値は、約０．８８％だった。
【００８１】
次に、上記の自動制御による消泡剤の添加の場合と、原料水中の気泡量の最大値が同等となるように、単位時間当たりの添加量を一定に保持して消泡剤（ソマソルブＫ３００）を約２日（約４８時間）連続的に添加した。尚、他の条件は、上記の自動制御による消泡剤の添加の場合と同等とした。
【００８２】
上記の自動制御による消泡剤の添加の場合と、原料水中の気泡量の最大値を同等とするためには、図５中に符号Ｃを付した線で示されるように、消泡剤を、約１１ｍｌ／ｍｉｎ添加する必要があった。
【００８３】
又、図５中に符号Ｄを付した線で示されるように、原料水中の気泡量に相当する、液圧センサ１８の出力電圧は安定せず、変動幅が大きかった。図６（Ａ）に、液圧センサ１８の出力電圧を換算して得られた、（消泡剤を定量添加した）２日間の、原料水中の気泡量（体積％）の最大値を白抜きの矩形で、最小値を横縞模様の矩形で、平均値を黒塗りの矩形で、標準偏差を縦縞模様の矩形でそれぞれ示す。
【００８４】
以上より、原料水中の気泡量の最大値を一定に抑制するために必要な消泡剤の添加量は、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を添加すれば、単位時間当たりの添加量が一定の場合に対し、約２３％少なくなり、消泡剤の使用量を大幅に低減できることがわかる。
【００８５】
又、図６（Ａ）、（Ｂ）に対比して示されるように、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を添加した場合、定量の消泡剤を連続的に添加した場合よりも、原料水中の気泡量の変動量が大幅に抑制されていた。
【００８６】
［実験例２］
上記実験例１に対し、まず、原料水中の気泡量に拘らず原料水に、単位時間当たりの添加量が一定となるように消泡剤を約３日半（約８４時間）連続的に添加した。具体的には、図７中に符号Ｅを付した線で示されるように、単位時間当たりの添加量を約９．１ｍｌ／ｍｉｎの一定に保持して消泡剤（ソマソルブＫ３００）を添加した。尚、他の条件は、上記実験例１と同等とした。
【００８７】
図７中に符号Ｆを付した線で示されるように、原料水中の気泡量に相当する、液圧センサ１８の出力電圧は安定せず、変動幅が大きかった。図８（Ａ）に、液圧センサ１８の出力電圧を換算して得られた、（消泡剤を定量添加した）３日半の間の、原料水中の気泡量（体積％）の最大値を白抜きの矩形で、最小値を横縞模様の矩形で、平均値を黒塗りの矩形で、標準偏差を縦縞模様の矩形でそれぞれ示す。
【００８８】
次に、上記実施形態のとおり、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を約３日間（約７２時間）添加した。具体的には、図７中に符号Ｇを付した線で示されるように単位時間当たりの添加量を自動制御して消泡剤を添加した。
【００８９】
図７中に符号Ｈを付した線で示されるように、原料水中の気泡量は消泡剤の添加を開始してから約半日（約１２時間）経過した後、ほぼ安定し、変動幅が小さかった。図８（Ｂ）に、（自動制御により消泡剤を添加した）３日間の、原料水中の気泡量（体積％）の最大値を白抜きの矩形で、最小値を横縞模様の矩形で、平均値を黒塗りの矩形で、標準偏差を縦縞模様の矩形でそれぞれ示す。
【００９０】
図８（Ａ）、（Ｂ）に対比して示されるように、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を添加した場合、定量の消泡剤を連続的に添加した場合よりも、原料水中の気泡量の変動量が大幅に抑制されていた。
【００９１】
実験例１及び２のいずれの場合も、原料水中の気泡量を測定しつつ、自動制御により原料水中の気泡量に比例した量の消泡剤を添加した場合、定量の消泡剤を連続的に添加した場合よりも生産された紙製品の長さ方向のばらつきが著しく小さく品質が良好であった。より具体的には、坪量変動が小さく、欠点数が少なく、地合が良好であった。これは、原料水中の気泡量の変動量が小さく抑制されたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、抄紙に利用することができ、原料水中における気体含有量を簡単に、且つ連続して正確に測定し、最適な量の消泡剤を流動原料水中に添加することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態の例に係る抄紙機を模式的に示す一部ブロック図を含む側面図
【図２】同抄紙機に備えられた消泡剤添加システムの気体含有量測定装置を示す一部ブロック図を含む正面図
【図３】同上面図
【図４】同側面図
【図５】実験例１における、消泡剤の単位時間当たりの添加量、原料水中の気泡量に相当する液圧センサの出力信号の値を経時的に示すグラフ
【図６】同実験例１における、原料水中の最大気泡量、最小気泡量、平均気泡量、気泡量の標準偏差を示すグラフ
【図７】実験例２における、消泡剤の単位時間当たりの添加量、原料水中の気泡量に相当する液圧センサの出力信号の値を経時的に示すグラフ
【図８】同実験例２における、原料水中の最大気泡量、最小気泡量、平均気泡量、気泡量の標準偏差を示すグラフ
【図９】本発明の実施の形態の例に係る抄紙機による抄紙方法の一例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９４】
２…抄紙機
１０…気体含有量測定装置
１６…原料水容器
５０…消泡剤添加システム
５４…主流路
５５…循環管路
５６…バイパス管
５６Ａ…取出口
５６Ｂ…戻し口
６０…消泡剤ポンプ
６２…制御装置
６４…ワイヤーパート
６５…ドレンパン
６６…抄紙済白水タンク
６８、７６…循環ポンプ
Ｓ１０２…気体含有量測定工程
Ｓ１０４…消泡剤添加工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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