(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機に製紙用の紙料を供給するための装置であって、前記装置が紙料成分を受取り混合するための容器（１２）、及び混合された紙料を前記抄紙機に供給するためのパイプ（４０）を含み、前記供給パイプ（４０）に以下の手段：
−  前記パイプ（４０）を通る紙料の体積流量（Ｑ）についてのデータを連続的に与えるための紙料流量計量手段（４２）；
−  前記紙料の濃度（Ｃ）についてのデータを連続的に与えるための紙料濃度検出手段（４４）；及び、
−  前記流量（Ｑ）の調節のための紙料流量制御手段（３２；４８）
が連結されており、前記手段はすべて前記濃度データ（Ｃ）及び前記流量データ（Ｑ）を受取るのに適した制御システム（４６）に連結されている装置において、
前記容器（１２）が前記供給パイプ（４０）に連結した圧力パイプ（３０）の上に配置された紙料混合容器を含み、前記容器が紙料成分ミキサー（２０）、レベル検出器（１６）、及び紙料成分のための入口（１４）を有すること、及び前記制御システム（４６）が前記流量データ（Ｑ）及び前記濃度データ（Ｃ）の積（Ｑ×Ｃ）の値を連続的に計算するため、前記の計算値を前記積（Ｑ×Ｃ）の目標値と比較するため、及び前記目標値からの前記計算値の偏差に応じて前記制御手段（３２；４８）を調節するために適応されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御システム（４６）が前記濃度（Ｃ）の変化により生じる前記計算値における偏差に応じて前記流量制御手段（３２；４８）のみを調節するために適応されている請求の範囲１による装置。
【請求項３】
前記流量制御手段が前記供給パイプ（４０）中へ紙料を供給する紙料ポンプ（３２）の回転を調節するための手段を含む請求の範囲１による装置。
【請求項４】
前記流量制御手段が前記供給パイプ（４０）中の弁（４８）を調節する手段を含む請求の範囲１による装置。
【請求項５】
前記紙料濃度検出手段（４４）がマイクロ波工学に基づく送信機を含む請求の範囲１による装置。
【請求項６】
前記紙料成分の入口（１４）が前記容器（１２）へ調節可能な体積流量で紙料成分の混合物、又は個々の紙料成分を供給するための流量制御及び計量手段を有する請求の範囲１による装置。
【請求項７】
前記容器（１２）が、前記容器（１２）からの紙料の流速が３−０．１ｍ／ｓのとき５−１２０秒の滞留時間に相当する紙料容量を保持するような大きさである請求の範囲１による装置。
【請求項８】
前記圧力パイプ（３０）が前記混合された紙料のプラグ流れを維持するような大きさであり、前記紙料ポンプ（３２）の吸引パイプ（３４）に直接連結される請求の範囲１による装置。
【請求項９】
前記容器（１２）が上部直径が１−５ｍでテーパー端が前記圧力パイプ（３０）の上端に直接連結された円錐形状を有し、その高さが２−６ｍ又はそれ以上である請求の範囲１による装置。
【請求項１０】
抄紙工程で紙又は板紙を製造するための方法であって、前記方法が以下の工程を含む方法：
−  圧力パイプの上に配置された紙料混合容器に紙料成分を供給し、それらを混合する工程；
−  混合された紙料をある圧力で供給パイプを通して抄紙機に供給し、一方、連続的に前記紙料の体積流量（Ｑ）及び濃度（Ｃ）を計量し、流量と濃度の積（Ｑ×Ｃ）の値を計算する工程；及び、
−  前記積（Ｑ×Ｃ）の目標値からの前記計算値の偏差を補正するために前記流量（Ｑ）を調節する工程。
【請求項１１】
前記濃度（Ｃ）の変化により生じた前記計算値の偏差に応じて前記流量（Ｑ）のみを調節する工程を含む請求の範囲１０による方法。
【請求項１２】
前記容器に計量された体積流量で紙料成分を個々に又はそれらの混合物として供給し、前記容器中の前記紙料成分を稀釈せずに前記容器中で紙料成分を混合する工程を含む請求の範囲１０による方法。
【請求項１３】
前記紙料成分を前記容器に３−１０％の濃度を与えるように供給し、前記混合された紙料を稀釈せずに前記供給パイプ及び前記抄紙機に供給する工程を含む請求の範囲１２による方法。
【請求項１４】
抄紙速度及び／又は紙の等級に変化を与えるために前記紙料成分の前記体積流量、及び／又は前記積（Ｑ×Ｃ）の前記目標値を調節する工程を含む請求の範囲１２による方法。
【請求項１５】
前記容器（１２）からの紙料の流速が３−０．１ｍ／ｓのとき５−１２０秒の滞留時間に相当する紙料容量を前記容器中で混合する工程を含む請求の範囲１２による方法。
【請求項１６】
前記抄紙機に供給するために必要な圧力を前記容器中の紙料レベルに与えるのに適当な高さを有する垂直の圧力パイプを通して前記供給パイプに前記容器から前記混合された紙料を供給することにより、及び／又は紙料ポンプにより前記供給パイプ中に前記圧力を与える工程を含む請求の範囲１０による方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は抄紙機に製紙用紙料を供給するための装置及び紙製造のための改良方法に関する。本発明は抄紙機に紙料を供給するときの濃度変化を補正するための方法を提供する。本発明はまた、製品特性を修正したり紙の等級を変化させる場合に紙料組成を迅速かつ正確に変化させるための方法を提供する。
従来の抄紙工程では、良く制御された均一な紙料を得るために紙料成分は通常、紙料混合タンク中へ計量される。混合された紙料は更に抄紙機タンク（machine tank）と称する第二タンクへ供給される。
製紙の技術分野では乾燥物質の流量は伝統的に体積測定により制御され、稀釈手段及び濃度検出器を含む制御ループにより濃度又は固形分を一定レベルに保持する。稀釈工程に内在するタイムラグのため、制御はあまり正確にすることができず、しかも変化を受けやすい。それ故、稀釈は複数段階で遂行され、変化は大きなタンクにより補正される。タンク容量は抄紙機の製造容量に応じて決定され、通常は約１０分間の製造容量を持つ。
製紙工程の短循環の水バランスは紙料と共に循環へもたらされる過剰の水を長循環へ除去しなければならないことを必要とする。それと共に除去された水に含まれる材料も長循環へ移動され、消失するか又は繊維回収ユニットにより回収されなければならない。
一定の紙料供給は紙料供給ポンプが良好かつ均一な機能を持つことを要求する。そのための先行条件はポンプの吸引側の十分な圧力であり、それは各々のタンクに紙料が十分高レベルに存在することにより得られる。
通常用いられる従来の抄紙工程では、紙料は混合ポンプの吸引側に供給され、稀釈水が開口から除去され、バックウォータータンクは定圧に保たれる。紙料は摩擦、圧力変化、及び紙料濃度の関数として固形紙料の流量を制御するいわゆる坪量弁（basis weight valve）の上の定レベル紙料ボックスに供給される。従来工程における循環バックウォーター容量は莫大であり、しかも紙料組成を変化させた後、平衡に達するのに数分間かかる。本発明の発明者はＷＯ  ９３／２３６１２（フィンランド特許８９７２８）において、含まれる水及び循環紙料の容量を減少することにより、より迅速な等級変化を与える溶液を開示している。ＷＯ  ９３／２３６１２の開示はここに参考文献として含むものとみなす。
従来技術の抄紙工程で紙料組成を変化させる場合（例えば紙の等級を変化させる場合）、混合チェストに供給される紙料は変化され、それにより混合チェスト中の紙料組成はそれがチェストに供給される紙料組成に一致するまで徐々に変化する。それに応じて抄紙機チェストに供給される紙料組成は変化し、更なる遅滞を生ずる。これにより等級の変化中、及び改変された紙料変化が抄紙機に到達する前にも等級外の紙を製造する。
従来の抄紙工程ではこのことは重大な問題を生じない。なぜなら平衡に到達するのに要する時間は紙料供給よりもむしろ短循環により決定されるからである。しかし、上述のＷＯ  ９３／２３６１２の短循環工程は迅速であり、紙料組成の迅速かつ正確な制御を与える工程を必要とする。
近年、マイクロ波工学に基づいて作用する新規の濃度検出器が開発されている。その一例はOy Valmet Fisher Rosemount Abによりフィンランドで市販されている「Kajaani MCA」という名前の検出器である。新規のマイクロ波検出器は濃度計量を正確に行うことができるように改良されており、従来使用されてきたタイプの検出器よりも紙料組成、温度、圧力、流速の如き変動条件のより広範囲に渡って固形分を迅速かつ正確に制御することを可能にする。
工場ではこれらの検出器が紙料濃度のより正確な監視及び制御のために使用されるようになってきている。紙料濃度の正確な監視は紙料供給ポンプに先立つタンクにより正確な稀釈応答を与えるためにある程度遂行されているので、下流の抄紙機が適切に機能するのに必要な定濃度は可能な限り達成されている。
本発明者は抄紙機に供給される紙料が定濃度を持つ必要がないことを実現した。抄紙機に供給される固形材料の量が一定値に保持される限り、他の工程パラメータ、特に紙料の流量はいかなる濃度変化をも補正するように調節可能である。
紙の製造技術においてのみならず、種々の板紙の製造技術においても数多くの利点が本発明から得られる。本願明細書及び請求の範囲で使用される「紙」という語はそれ故、従来の抄紙機により製造される紙及び板紙を含むことを意図するのみならず、スラリーをウエブ形成ワイヤに広げることによりスラリーから製造されるいかなる種類のウエブ及びシートをも含むことを意図する。
本発明の目的は抄紙機に紙料を供給する既知の方法を改良し、抄紙機へ所望の組成の紙料を迅速かつ正確に供給する方法を提供することである。
本発明の目的はまた、紙料組成の変化に迅速に反応する紙料供給装置を提供することである。
本発明の特別な目的は少量の紙料を効果的な紙料混合及び安定かつ適切なポンプ供給圧力と組合せる供給装置を提供することである。
更に、本発明の目的は等級の変化時に新しい紙料と古い紙料を分離することにより適切に紙の等級を変化させる手段を提供することである。
本発明の更なる目的は紙料濃度を制御する際の稀釈により生ずる妨害を除去することである。
本発明の更なる目的は供給紙料濃度を制御するための手段である稀釈を用いずに比較的高濃度で抄紙機に紙料を供給するための装置を提供する。
本発明の特別な目的は簡潔な抄紙工程と関連して迅速かつ正確に紙の等級を変化させるための手段を提供することである。
本発明は添付した請求の範囲１及び１１で規定され、有利な実施例は他の請求の範囲で規定される。
本発明の装置は抄紙機に製紙用紙料を供給するための装置を規定し、前記装置は紙料成分を受取り混合するための容器及び前記抄紙機に混合された紙料を供給するためのパイプを含む。供給パイプは前記パイプを通る紙料の体積流量（volumetric flow）（Ｑ）に関するデータを連続的に与えるための紙料流量計量手段；前記紙料の濃度（Ｃ）に関するデータを連続的に与えるための紙料濃度検出手段；及び、前記流量を調節するための紙料流量制御手段に連結されている。前記手段はすべて前記濃度データ及び前記流量データを受取るために適用された制御システムに連結されている。制御システムは前記濃度データ及び前記流量データの積（Ｑ×Ｃ）の値を連続的に計算するために、前記積の目標値を前記計算値と比較するために、及び前記目標値からの前記計算値の偏差に応じて前記流量制御手段の調節を与えるために適用される。
従来の方法とは異なり、本発明の制御システムは濃度変化により生じる計算値の偏差に応じて流量のみを調節するために適用される。システムは定流量及び定濃度のいずれも必要としないが、流量と濃度の積を一定値に保持することにより固形材料の一定の供給を確実にする。
本発明の好ましい実施例では、装置は前記供給パイプに連結された圧力パイプの上に配置された比較的小さい紙料混合容器を含む。容器は好ましくは紙料ミキサー、レベル検出器及び紙料成分のための個別の入口を有する。
本発明の方法は以下の工程を含む方法であって紙又はウエブ状材料を製造するための方法を規定する：
−  紙料成分を容器に供給し、混合する工程；
−  混合された紙料をある圧力で供給パイプを通して抄紙機に供給し、一方連続的に前記紙料の体積流量（Ｑ）と濃度（Ｃ）を計量し、流量と濃度の積（Ｑ×Ｃ）の値を計算する工程；及び、
−  前記積（Ｑ×Ｃ）の目標値からの前記計算値のずれを補正するために前記流量（Ｑ）を調節する工程。
本発明の好ましい実施例では紙料成分は混合容器へそれぞれの相対濃度で個別に供給される。紙料成分はもちろん紙料成分の混合の形で供給されてもよい。容器への紙料成分の体積流量は計算され、製造される紙の等級に応じて個別に調節される。
紙料成分は容器中で紙料成分を希釈させずに混合される。混合された紙料は結果として個々の紙料成分の濃度から生じる濃度を有するだろう。
従来技術の方法では紙料は約３％の濃度で混合タンクに与えられていた。しかし、本発明の方法では紙料は更に高濃度で与えられることが好ましい。４−８％の濃度、より好ましくは５−６％の濃度が有利である。濃度は原則として混合容器中のミキサーが紙料成分の好適な混合を与える能力のみにより制限される。それ故、良好な剪断ミキサーがあれば濃度は１０％又はそれ以上にも高めることができる。高濃度の場合は好適な混合のための流動化が必要となる。しかしながら、かかる概念はその利点を有しており、本発明の範囲から除外されるものではない。
抄紙機に入る紙料をより高濃度にすることは工程中の水の量、特に工程から環境中へ放出される水の量を減少させる。濃度を３％から６％へ増加させると、工程から放出される過剰の水の量は約５０％から６０％減少する。このことは環境上の観点からも有利である。
本発明による装置の好ましい実施例ではミキサー紙料のレベル検出器を有する紙料混合容器は高圧パイプの上の供給装置の上端に配置される。圧力パイプは好ましくは実質的に垂直であり、混合容器と紙料ポンプを連結する。摩擦を低く押さえ、流れをプラグ流れにし、紙料と水の分離が起こらないようにするために、圧力パイプは紙料の流速を中程度の速度にするような寸法にすべきである。即ち、圧力パイプの寸法は、通常は約３−０．１ｍ／ｓの流速、好ましくは約１−０．３ｍ／ｓの流速を与えるように設計される。
本発明の好ましい実施例の混合容器は従来技術の巨大な混合チェストと比較すると小規模のものである。しかし、それは正確なレベル制御を可能にする比較的大きい上部直径を有することが好ましい。容器は垂直の圧力パイプに連結されたテーパー端を持つ円錐形状であることが好ましい。混合容器の上部直径は処理されるべき流量容量によるが、通常は約１−５ｍである。混合容器の容量と直径は強度の混合と安定なレベル制御との組合せを可能にするように選択されるべきである。
混合容器の作用紙料表面と紙料ポンプの吸引連結との間の垂直距離は紙料ポンプの良好かつ規則的な機能を与えるのに十分なものにすべきである。紙料表面レベルとポンプとの間の距離は好ましくは約２ｍ以上、より好ましくは４−６ｍにすべきである。しかし、更に長くてもよい。
混合容器のミキサーは好ましくは垂直の吊下げ型のものであり、混合容器の容量全体を良好かつ均一に混合するために中央に配置される。当業者に明らかなように、混合容器は異なる形状のものであってもよく、またミキサーは別の型のものであってもよい。しかし、本発明は混合容器の容量がかなり小さいときにより良好に機能する。理想的には混合容器の容量は濃厚な紙料流量の約１０−３０秒に相当するべきである。容量を小さくすればするほど、変化に対する応答が速くなる。もし混合容器が大きければ、紙の等級を変化させるときに混合される紙料容量を最小にするために、等級変化の直前に一時的に容器のレベルを減少させることが好ましい。
本発明によれば、あらゆる所定の瞬間の乾燥紙料の流量は制御され、一定に保持される。流量計により与えられる体積流量Ｑは濃度検出器により与えられる濃度Ｃと掛け合わされる。積Ｑ×Ｃを一定に保持することは乾燥紙料の流量が一定に保持されることを確実にする。
紙料供給を制御するこの新規の試みは製紙用紙料の迅速かつ正確な計量を与える。それは従来の濃度制御回路の遅さと不正確さにより生ずるいかなる遅滞をも回避する。更に、紙料の不必要な稀釈は回避され、短循環中の過剰水は劇的に減少する。
濃度変化が濃度計量及び流量制御装置の応答時間よりも遅い限り、本発明による乾燥紙料の流量制御は濃度変化に対して鈍感である。約１秒間にも満たない短時間の変化により供給される紙料成分は混合容器で十分に補正され、一方、残りの長時間の変化は一定の乾燥紙料流量を得るために体積流量を調節することにより補正される。かくして従来技術の大きな混合及び機械タンクの必要性が除去される。
本発明はその付加的な目的及び利点とともに添付の図を参照して以下の記述を読むことにより最も良く理解されるであろう。
すなわち、図１は本発明の好ましい実施例による制御手段を持つ装置を示し；
図２は本発明による紙料供給装置を含む抄紙工程を示し；
図３は本発明の特に好ましい実施例による抄紙工程を示す。
参照符号１０により示される紙料混合及び供給装置の好ましい実施例は図１に示される。装置は混合容器１２、及びミキサー２０を含み、混合容器は実質的に垂直に延びる圧力パイプ３０に連結されている。圧力パイプは紙料を抄紙機に輸送するための紙料供給パイプ４０に連結される。紙料供給ポンプ３２は好ましくは圧力パイプ３０と供給パイプ４０との間に配置されるが、特に本発明が従来の抄紙工程に適用される場合は供給ポンプ３２は省略されてもよい。
混合容器１２は紙料成分を導入するための手段１４を有し、その手段は導入される材料が跳ねるのを回避するため、当業者に公知の方法で配置される。手段１４は好都合にはパイプであり、それは所望の紙料配合により紙料成分の流量を均衡させるための流量制御装置に連結されている。混合容器は容器に含まれる紙料レベルを検出するための公知のタイプのレベル検出器１６を有することが更に好ましい。
混合容器１２は図１に示すとおり、好ましくは円錐形状であるので、容器に含まれる紙料の上部表面は紙料容量と比較して大きい。混合容器の容量は実際に紙料が好適に混合され得るほどの小ささである。容器の容量は好都合には５−１２０秒、好ましくは約５−２０秒の滞留時間に相当する。迅速な等級変化が特に重要な場合には、容器は更に小さくてもよく、その容量はほとんど削減され、圧力パイプの上部が混合容器を構成してもよい。
図１の実施例のミキサー２０は駆動モータ２４に直接連結された垂直軸２２を有し、混合容器１２と圧力パイプ３０との間の移行の上の中央に配置される。たとえこれが紙料が圧力パイプ３０に入る紙料が十分に混合されることを確実にする最も有利な配置であるとしても、多くの代替策が適用し得ることは当業者には明らかであろう。ミキサー２０は混合容器中の紙料レベルが減少したとき混合強度を減少させるための変速駆動装置を有することが好ましい。
圧力パイプ３０は実質的に紙料成分の再分離又は固体の沈殿を回避するために紙料が十分な速度のプラグ流れで圧力パイプ３０を通って流れるような大きさであるべきである。速い流れは紙料配合の迅速な制御には好都合であるが、流れは過剰の摩擦損失を生じるほど速くすべきでない。それ故、圧力パイプは紙料の所望の流速に応じて大きさを決定されるべきである。流速は通常は０．２−５ｍ／ｓの範囲であり、好都合には０．５−３ｍ／ｓの範囲である。
圧力パイプ３０はその底部端で紙料ポンプ３２のための吸引パイプ３４に変形されるか連結される。圧力パイプ３０と吸引パイプ３４との間の移行は好ましくは滑らかで漸進的である。同様に圧力パイプ３０の形状、及び圧力パイプ３０と混合容器１２との間の移行の形状を滑らかにし、混合容器の直径が漸進的に減少して明確な移行なしに圧力パイプを形成してもよい。
図１の実施例の紙料供給パイプ４０は制御システム４６に連結された濃度送信機４４及び流量計４２を有する。濃度送信機４４は好ましくはマイクロ波工学に基づく送信機であるか、又は好ましくは可能な限り紙料組成、温度、流速に対して純感な他のタイプの検出器である。明らかに、粘度又は摩擦の測定に基づく従来の機械的検出器も使用することができるが、これらは条件の大規模な変化に対し、あまり信頼が置けない。
制御システム４６は濃度（Ｃ）と体積流量（Ｑ）の積として乾燥物質の流量を計算して制御することができる、集中化された又は分散されたいかなる既知のタイプのものであってもよい。計算を遂行し、対応する調節出力を与えるようにプログラムし得るいかなるコンピュータ又は論理回路も使用することができる。
図１の好ましい実施例では、制御システム４６は紙料流量を制御するため紙料ポンプ３２のモータ３６の回転速度を制御するための出力を有するコンピュータを含む。しかし流量制御は制御弁を絞ることなどの他の既知の手段で行われてもよい。
従来のオープンバックウォーターシステム（open backwater system）を持つ抄紙機に供給する場合、混合容器が一定レベルの高供給ボックスの様に作用できるように、そして従来方法の坪量制御値以上の抄紙機短循環に紙料が供給されるように、圧力パイプ３０は十分高く作られてもよい。かかる場合には紙料供給ポンプ３２は省略されてもよい。
図１の制御システム４６はまた紙料成分の割合を制御するための供給手段１４の流量制御及びレベル検出器１６に連結されている。
操作中、紙料は紙料の体積流量Ｑと濃度Ｃに基づく制御システムにより制御される所望速度の固形流量で抄紙機に供給される。紙料配合を形成する紙料成分は小容量の混合容器に供給され、そこで迅速に混合される。混合容器中の平均滞留時間は好都合には２分未満、好ましくは２０秒未満である。
紙料成分の流量は個々の制御システムにより所望の紙料配合に比例するので、混合容器中のレベルは所望のレベルに保持される。紙料成分は跳ねを回避するようにされた方法で容器へ供給される。
紙料成分の濃度は一般的にはそれが約５−６％の濃度、又はポンプにより取扱い可能ないかなる濃度をも有する混合された紙料を与えるような濃度である。本発明は乾燥固形物の供給を監視するので、混合容器中の紙料濃度は好ましくは紙料成分により与えられる濃度であることができる。この段階での稀釈は不要である。
混合容器から混合された紙料は紙料ポンプへの安定した供給に必要な圧力を生起するのに十分な垂直延長を有する圧力パイプを通して又は代わりに短循環へポンプで送ることなしに抄紙機短循環の方へ流れる。圧力パイプ中の流速は過剰な摩擦損失のないプラグ流れを含むべきである。流速は有利には約０．２−５ｍ／ｓ、好ましくは約０．５−３ｍ／ｓである。
短循環に入る前、紙料濃度Ｃと体積流量Ｑが測定され、得られた値は制御システムにより固体の一定流量（Ｑ×Ｃ）を与えるように流量を制御するための入力データとして使用される。通常の抄紙工程は１秒当り３ｋｇの乾燥紙料（約１０８００ｋｇ／ｈ）を必要とし、これは乾燥紙料１ｌ当たり６０ｇを含む６％の濃度の紙料の５０ｌ／ｓの流量に相当する。コンピュータは３０００ｇ／ｓの目標値（Ｑ×Ｃ）を保持するよう設定され、流量Ｑをこの一定値に保持するよう調節する。
等級変化の際、紙料成分の比率は変化し、混合容器中の紙料組成は漸進的に、しかし容器が小さいため迅速に変化して新しい配合に対応する。もし混合が理想的な場合、材料の９０％は混合容器の容量の２．２９倍に相当する材料が容器を通過したとき変化する。実際の混合はそれほど理想的ではないので、紙料組成は平均滞留時間の２倍に相当する時間間隔毎に約９０％がより迅速に変化する。
もし混合容器中の平均滞留時間が５秒なら、９０％の材料は１０秒毎に変化するだろう。これは上述のＷＯ  ９３／２３６１２（フィンランド特許８９７２８）において本発明者と同一の発明者により開示された新規の抄紙機工程により可能となる迅速な等級変化を支持するのに好適である。更に迅速な変化が要求される場合、これは等級変化に先立ってレベルを減少させることにより混合容器中の紙料容量を減少させることにより得られることが好都合である。
混合容器から紙料は垂直延長の圧力パイプへと流れ、そこではそれがプラグ流れモードで、すなわち更に混合されずに流れることが好都合である。プラグ流れは混合容器から流れ出る紙料が既知のタイムラグでその本来の組成でパイプ端に到達することを意味する。
図１の好ましい実施例では圧力パイプは紙料が稀釈され更に加工される抄紙機短循環に紙料を供給する紙料ポンプの吸引側に通じる。紙料ポンプは抄紙工程がＷＯ  ９３／２３６１２の圧縮工程に対応するものである場合に必要である。抄紙工程がオープンバックウォータータンクを持つ従来のものであるときはポンプは省略されてもよい。
紙料濃度は濃度Ｃ計器により計測され、流量Ｑは流量計により計測される。両方の計器は固形材料の流量を計算し制御する制御システムに連結されている。図１の実施例では流量は紙料ポンプの回転速度を制御することにより制御される。しかし、制御は制御弁によりなされてもよい。特に従来の抄紙工程では混合容器を定レベルボックスとして用い、坪量値に関して流量を制御することが好都合である。
流量を制御することは濃度を制御することよりかなり迅速にでき、混合容器の容量が小さいためにポンプで注入された紙料で起こることのある短期間の濃度変化に応じて流量を監視し、調節することができる。混合後の個別の濃度制御の必要性はかくして除去される。混合容器に供給される紙料成分の流量は同様の方法で制御されることが好都合である。個別の紙料成分供給は単一の紙料成分調節がより圧縮されて行われることを可能にし、等級変化又は補正のための総リードタイムは有意に減少するだろう。制御時間定数を最小にするため、濃度は可能な限り続く稀釈の近くで測定されることが好都合である。
もし抄紙機の下流端が、製造される紙の速度が増加可能である、又は（例えば乾燥セクションの能力のために）減少するべきだということを知らせるならば、容器に供給されるすべての紙料成分の体積流量は調節されるだろう。制御システムは積Ｑ×Ｃの新しい目標値を受取り、供給パイプ中の体積流量Ｑを新しい目標値に到達させるように調節するだろう。
図２は繊維回収のためのディスクフィルター１５０と圧縮抄紙機循環システム１００を組合せた本発明の他の実施例を表す。図２では混合容器１２は図１のそれとは形が異なり、ミキサー２０は水平に設置される。紙料成分のための供給ライン１４は制御システムに連結された流量制御弁１８（図示されていない）を持つ。供給パイプ４０は流量計４２、制御弁４８、及び濃度計器４４を有する。濃度計器は抄紙機バックウォーター循環システムに連結された第一紙料稀釈点１１０の近くに配置される。供給パイプ４０は稀釈された紙料用のパイプ１４０により紙料混合ポンプ１０２へ連結される。バックウォーター循環システムは繊維回収ユニット１５０へ連結された過剰のバックウォーターのためのパイプ１３０を有する。
操作中、新鮮な紙料成分は流量及び濃度制御システム４６に相互に連結されてもよい比例制御システムにより混合容器に供給される。抄紙機循環システムからの過剰のバックウォーターは繊維回収ユニットを通り、回収された材料は混合容器へ運ばれる。
圧力パイプ３０を通る混合容器１２からの紙料流量は所望の固体又は乾燥物質流量が保持されるように流量を絞る制御弁４８による制御システム４６により制御される。先行する工程におけるいかなる濃度変化及び起こり得る不規則性は濃度計器により検出され、流量を流量計で測定されるように変化させることにより制御システムにより補正される。かくして個別の濃度調節の必要性は回避される。
紙料は油圧的閉鎖循環システムに又はオープンバックウォータータンクに連結された混合ポンプの吸引側に含まれてもよい第一稀釈点で抄紙機循環システムに流し込まれる。図２の実施例では第一稀釈点は一連の従来のクリーナーを持つ第一クリーニング段階１２１の直前にある。
更なる稀釈点は第一クリーナー段階１２１と第一スクリーン１２４との間、及び第二クリーナー段階１２２，１２３にある。稀釈水は空気分離ポンプ１０１により抄紙機形成セクション１０４から与えられる。スクリーン１２４の受入れ紙料はヘッドボックス１０３に、更には形成ゾーン１０４に供給される。抄紙機からの過剰の水は過剰水放出パイプ１３０を通して繊維回収１３２に運ばれ、回収された固形物材料は混合容器１２に戻される。
上述のＷＯ  ９３／２３６１２による圧縮循環工程では第一稀釈点は濃度送信機の直後の紙料供給パイプの延長にある。
第一稀釈点から紙料は更に当業者に公知の方法でクリーニング、スクリーニング、及びフォーマーでのウエブ形成、ウェット印刷、乾燥のような様々な加工段階及び紙料を完成した紙に加工するための様々なタイプの仕上げにもたらされる。
図３は本発明の出願人に譲渡された特許出願ＰＣＴ／ＦＩ９５／００６４３に開示されるような抄紙工程と連結した本発明の特に好都合な使用法を表す。前記出願の開示内容は参考文献としてここに組入れる。図３の実施例では紙料供給パイプ４０は上記のＰＣＴ／ＦＩ９５／００６４３によるスクリーンであるスクリーン２１０の濃厚な紙料の供給ノズル２１２に連結されている。濃度送信機４４はスクリーン２１０の近くに配置され、制御システム４６の極めて迅速な応答を可能にし、紙料ポンプ３２の変速モータ３４により乾燥紙料流量Ｑ×Ｃを制御する。
フォーマーからのバックウォーターは空気分離ポンプ２０１によりスクリーン２１０の稀釈ノズルに供給されるので、工程のあらゆる稀釈段階はスクリーン２１０に組入れられ、第一稀釈段階はスクリーンの組合された入口及び出口端にある。稀釈された紙料はスクリーン２１０から直接、分配パイプ２０２を通してヘッドボックス２０３へ供給される。かくして、変化に対する応答時間が極めて短い抄紙機工程が得られる。
本発明を抄紙工程の特別な実施例での紙の製造に関して詳細に記述した。しかし、本発明は上述の実施例のみに制限されるとみなされるべきものではなく、当業者の技術能力内及び添付の請求の範囲内のあらゆる変形及び改変を含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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