JPH0648273B2 - 噴出速度計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 １．発明の技術分野 本発明は、流動体の奔流の速度を計測するための噴出速
度計測装置に係わる。更に詳細には本発明は、計測装置
の光伝導用光ファイバ束の各々の終端部を通過してエア
ー・カーテンを導くための砕片排斥用間隙を有する噴出
速度計測装置に係わる。

２．従来技術の説明 Ｂｅｌｏｉｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに対し譲渡され
且１９８４年１月２４日に出願されたＤａｎｉｅｌ Ｐ
ａｒｋｅｒによる米国特許出願第５７３，３８７号は、
製紙機械のヘッドボックス付近にて噴出速度を計測する
ための方法及び装置を教えている。前述の係属中の特許
出願の開示はすべて参照されて本出願内に組込まれてい
る。

係属中の米国特許出願第５７３，３８７号には、ヘッド
ボックスから流出するバルブの流速を計測するための第
一，第二光ファイバ束が記述されている。更に明確に
は、第一光束は、前記噴流へと向かって第一光ファイバ
束を通過し、二股状に分岐させられている第一光ファイ
バ束に沿って逆方向に反射され、それにより、前記の反
射された光束が第一光感知装置へ伝導されることが可能
となる。前記第一光感知装置は、前記奔流の表面の前記
第一光束が反射された部位に相応する第一電子信号列を
発生させる。第二光束は、該第二光束が下流にて前記奔
流の同一部分から反射されるようにして該奔流へ向け第
二光ファイバ束を通過する。第二光束は、反射され、第
二電子信号列を発生すべき第二光感知装置への前記第二
光束の伝導を可能にする二股状に分岐させられた第二光
ファイバ束に沿って戻される。第一，第二信号列を比較
し且第一光感知装置から受取った信号とその信号に相応
する第二光感知装置から受取った信号の特定的パターン
との間の前記噴流のその特定的部位が第二光束へ向けて
下流へ流れたことを表わす時間差を計測すべく多様な電
子装置が使用される。前記噴流のかかる特定的部位が第
一，第二光束の間を流れるに要する時間の計測と光束間
の距離を知ることとにより、噴出速度の正確な測量が確
定され得る。

前述の係属中の申請に先立ち多くの流れ計測装置が提案
されたが、これら従来の提案の大部分は噴流中の圧力感
知装置に専念し没頭していた。これら圧力感知装置は必
然的に、ヘッドボックスの偏平開口から形成ワイヤの上
へと押出される原料パルプの噴流の円滑な流れを害す
る。

製紙技術には、形成ワイアの速度に近付けるため噴出速
度が適切に制御されうるようヘッドボックスから押出さ
れるパルプの噴出速度を計測するための信頼性の高い正
確な装置の必要性が存在した。形成ワイアの速度に近付
けるべく噴出速度を正確に制御することにより、パルプ
中の繊維は一層均一に形成ワイアの表面上に分配され
る。

前述の係属中の特許出願に加えて、ドップラー効果を利
用する他の無接触の流速計が超音波流速計として開発さ
れた。しかしながら、１９８５年１０月にＰａｐｅｒ
Ｔｒａｄｅ Ｊｏｕｒｎａｌの４２頁に公表されたＷｉ
ｌｌｉａｍ Ｔ．Ｓｍｉｔｈによる「ドップラー流速測
量に於ける精密度及び信頼性改善の進歩」と題された論
文は、「ドップラー流速計は、制約を有する。分厚くス
ケールを生じもしくは被覆されたパイプ及びポンプの極
端な雑音と振動及び脈動及び作用に基づくなんらかの炭
化水素は、流速計に困難をもたらすことがありうる。高
温に於ける特に正確な読み及び／又は雑音なしの使用を
必要とする技術者は今日ドップラー流速計を選択しない
であろう。」と述べている。製紙機械の典型的な形成部
のとりわけ雑音の多い環境に鑑みて、かかるドップラー
流速計の前述の適用には厳しい制約を有することが明白
である。

Ｒａｎｓｈｅｉｍへの米国特許第４，５１７，８４５号
他は、溶融ガラスの噴流のための流速計測装置を教えて
いる。この装置は、ガラスの流路付近の通路に沿って間
隔を置かれている二つの放射エネルギー検知機を使用し
て得られる信号間の振幅変化に関連する。

前述の係属中の特許出願第５７３，３８７号は、二股状
に分岐させられた光ファイバ束の装置による、米国特許
第４，５１７，８４５号の基本的概念の改良である。し
かしながら、前述の係属中の申請による装置の適用に際
しては光ファイバ束の終端部を噴流の表面からほぼ０．
６cmに近接して設置する必要があるため、光ファイバ束
の終端部の上にパルプの砕片がはねかかり易くそれによ
り光束の伝導を妨げるという問題点が存在した。

本発明は、光ファイバ束の終端部を横切る圧搾空気のカ
ーテンを設けることにより前述の問題点を克服し、それ
により、さもなくば流動体の奔流へと向かいその後とお
ざかる第一，第二光束の伝導を妨げるであろう砕片の累
積を防ぐ。

その上、前記の係属中の申請に開示されている装置に於
ては、光ファイバ束の終端部から奔流の表面へと通る第
一，第二光束はその断面が一般的に円であった。

それ故、第一，第二光束の流動体の奔流の流れの方向に
対するほんの僅かな不整合でも信号の不正確な読みをも
たらした。

本発明は、光ファイバ束に細長い終端部を設けることに
より信号の不正確な読取りという問題点を克服した。か
かる細長い終端部は光ファイバ束の終端部と奔流の表面
との間を伝送される細長い光束を作り出す。かかる細長
い光束の供給により、流動体の奔流に対し光束が僅かに
不整合を生じたとしてもかかる不整合は信号出力に無視
できる程度の差異を生ずるにすぎない。

従って、本発明の主要な目的は、従来技術による装置の
前述の欠陥を克服し製紙技術の品質管理に有意義な貢献
をする噴出速度計測装置を与えることである。

本発明のもう一つの目的は、ハウジングの第一面から砕
片を排斥するためハウジングの第一面に近接して配置さ
れている砕片排斥手段を含む噴出速度計測装置を設置
し、それにより、さもなくば流動体の奔流へと向かいそ
の後離れ去る第一，第二光束の伝導を妨げるであろう第
一面上への砕片を累積を防ぐことである。

本発明のもう一つの目的は、光ファイバ束の第一，第二
終端部の各々へと向け砕片排斥用空気の細長いカーテン
を供給するためのハウジングにより郭定される第一，第
二高圧室を含む噴出速度計測装置を与えることである。
かかるカーテンはハウジングから砕片を排斥し、それに
より、さもなくば流動体の奔流へと向かいその後離れ去
る第一，第二光束の伝導を妨げるであろうハウジングの
第一面上への砕片の累積を防ぐ。

本発明のもう一つの目的は、流動体の奔流の流れの方向
に対する第一，第二光ファイバ束の終端部の不整合が第
一，第二光感知装置により発生させられる各々の信号の
間に実質的に如何なる変化をも生じないようにして、流
動体の奔流の流れる方向に対して横方向に延在する第
一，第二光ファイバ束を含む噴出速度計測装置を与える
ことである。

本発明の他の目的と適用により得られる利点とは、当業
者には明白となろう。

発明の概要 本発明は、流動体の奔流の速度を計測するための噴出速
度計測装置に係わる。前記計測装置は、光源からの第一
光束が前記奔流の表面の一部により反射される結果とし
て第一光感知装置により発生されられる最初の電子的信
号と光源からの第二光束が前記奔流の表面の実質的に同
一な部分により下流にて反射される結果として第二光感
知装置により発生させられる第二の電子的信号との間の
時間遅れを計測する。前記装置は流動体の奔流に近接し
て配置されているハウジングを含み、該ハウジングは前
記奔流の噴出直後の表面の平面に実質的に平行な平面に
配置されている第一面を有する。第一の二股状に分岐さ
せられている光ファイバ束は、光源からの第一光束を前
記奔流の表面の一部へと伝導しその後第一光感知装置へ
と戻すため、前記第一面に近接して前記ハウジングに固
定されている。二股状に分岐させられている第二の光フ
ァイバ束は、前記ハウジングに固定され且前記第一面に
近接して前記第一光ファイバ束の前記終端部から見て下
流にて終っている。前記第二光ファイバ束は、前記奔流
の表面のこの部位が前記第一光束から離れ下流へと流れ
たとき光源からの前記第二光束を前記奔流の表面の実質
的に同一なその部位へと伝導する。前記第二光ファイバ
束は、反射された第二光束を前期第二光ファイバ束に沿
って戻し第二光感知装置へと伝導する。

砕片排斥装置は、ハウジングの第一面から砕片を排斥
し、それにより、さもなくば流動体の奔流へ向けその後
離れ去る方向への第一，第二光束の伝導を妨げるであろ
う第一面上への砕片の累積を防ぐためハウジングの第一
面に近接して配置されている。

本発明のさらに特定的な実施例に於ては、ハウジングは
奔流の噴出直後の表面に近接して調節可能に配置されて
いる。その上ハウジングは、装置の使用に際し気体圧力
源に接続される第一チャネルを郭定する第一部材を含
む。前記第一部材に隣接して第二部材が配置され、該第
二部材は第一，第二光ファイバ束をそれぞれ受入れるた
めの第一，第二開口部を郭定する。第一，第二光ファイ
バ束の終端部は、第二部材の第一面と実質的に同一平面
上に配置されている。その上前記第二部材は、前記第一
チャネルと流体導通可能な第二チャネルを郭定する。前
記第一部材と第三部材との間に前記第二部材が配置され
るようにして前記第二部材に隣接して前記第三部材が配
置されており、該第三部材は前記第二チャネルと流体導
通可能な第三チャネルを郭定している。その上前記第三
部材は、前記第三チャネルを横切る方向に配置されてお
り且前記第三チャネルと流体導通可能な第四チャネルを
郭定する。

前記第三部材は、前記第四チャネルに対し横に配置され
ている第五チャネルを郭定する。その上前記第三部材
は、第六，第七チャネルが前記横向きの第五チャネルか
ら前記第二部材へと向けて延在し且前記第二部材と流体
導通可能なようにして前記の第六，第七チャネルを郭定
する。その上前記第二部材は、第八チャネルと第九チャ
ネルとがそれぞれ前記第三部材の前記第六チャネルと前
記第七チャネルとの間で流体の導通が可能なようにして
前記第八チャネルと前記第九チャネルとを郭定する。そ
の上前記第二部材は、装置の運転に際し第一，第二高圧
室が気体圧力源により加圧されるよう前記の第一，第二
高圧室が各々前記の第八，第九チャネルとの間で流体の
導通が可能なようにして前記の第一，第二高圧室を郭定
する。

終端部付近への砕片の累積を妨げるため気体の流れが前
記高圧室からオリフィスを通り前記終端部を通過して延
びるよう、第一オリフィスと第二オリフィスとがそれぞ
れ前記第一高圧室と前記第二高圧室からそれぞれ前記第
一終端部と前記第二終端部へと延在するようにして、前
記第一オリフィスと前記第二オリフィスとが前記第二部
材により郭定される。前記の第一，第二オリフィスは、
前記第二部材により郭定される細長い間隙である。その
上前記第二部材は、前記の砕片排斥用気体カーテンがそ
れらの終端部を通過して導かれるよう前記の第一，第二
光ファイバ束の前記終端部へとそれぞれ延在する第一，
第二唇状部を含む。

本発明の提示実施例に於ては、前記の第一面に近接し且
前記第二光ファイバ束の終端部に対し一層下流にて第三
の光ファイバ束が前記ハウジングに固定されている。前
記奔流の表面の実質的に同一な前記の部位が前記第二光
ファイバ束の終端部を通過してさらに下流へと流れたと
き、前記第三光ファイバ束は光源からの第三光束を前記
奔流の表面の前記の同一部位へと伝導する。前記第三光
ファイバ束は、比較的早く流れている奔流を計測すると
き、前記の反射された第三光束を前記第三光ファイバ束
に沿って戻し第三光感知装置へと伝導し、それにより、
前記計測装置の感度を増大させる。各々の光ファイバ束
は二股状に分岐させられている一対の分枝を含み該分枝
の一つは前記光源に近接して配置され、他の分枝はそれ
ぞれの光感知装置に近接して配置されている。

本発明の実施に当り比較的低速の噴流の速度を計測する
場合には前記の第一，第二光ファイバ束が使用される。
中程度の速度には前記の第二，第三束が使用され、高速
の噴流には前記の第一，第三束が使用される。

本発明の提示実施例に於ては、前記流動体の奔流の流れ
る方向に対する前記の第一，第二光ファイバ束の終端部
の不整合がそれぞれの光感知装置により発生させられる
それぞれの信号の間に実質的にはいかなる変化をも生じ
ないようにして、前記光ファイバ束のそれぞれの終端部
が前記流動体の奔流の流れる方向に対して横方向に延在
する。

添付の図面に開示され且詳細な説明中に述べられ且また
添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨と
範疇とから離れることなく本発明の多くの修正が成され
得ることが、当業者には明白であろう。

本発明は形成ワイアに接触する以前のヘッドボックスの
偏平開口から抜け出たパルプ噴流の噴出速度の計測に特
に適用されて述べられているけれども、管を通って流れ
る奔流の流速の計測をも含むいかなる液体の奔流の速度
計測にも、又、他の方法では計測困難は比較的伸張しや
すいシート材料の速度計測にすらも本発明の計測装置が
等しく適用され得ることが当業者には明白であろう。

図面の説明 第１図は製紙機械のヘッドボックスに近接して配置され
た本発明の噴出速度計測装置の概略図であり、形成ワイ
アへの接触に先立つ噴流の上方に配置された前記計測装
置のハウジングを示している。

第２図は、第１図は示された計測装置のハウジングの反
対側の側面図である。

第３図は第一，第二，第三光ファイバ束を示す、第２図
に示されたハウジングの下面図である。

第４図は、第２図に示されたハウジングの上流から見た
背面図である。

第５図は、第２図に示されたハウジングの下流から見た
正面図である。

第６図は第２図に示された側面とは反対側から見た、第
２図に示されたハウジングの側面図である。

第７図は第２図に示されたハウジングの、二股状に分岐
させられた光ファイバ束の一部をも含む平面図である。

第８図は、第６図の８−８線にて切取られた断面図であ
る。

第９図は、第７図の９−９線にて切取られた断面図であ
る。

第１０図は、第７図の１０−１０線にて切取られた断面
図である。

第１１図は第７図の１１−１１線にて切取られた拡大断
面図であり、第一，第二，第三高圧室を示す。

第１２図は、第７図の１２−１２線にて切取られた断面
図である。

第１３図は第７図の１３−１３線にて切取られた拡大断
面図であり、第一高圧室と第一唇状部とを示す。

第１４図は、第一高圧室と第一唇状部とを示す第二部材
の第一部分の斜視図である。

第１５図は、実質的に丸い光束が奔流の表面へと伝導さ
れた場合の第一，第二光束の不整合による影響を示す概
略図である。

第１６図は、本発明による光ファイバ束の細長い終端部
が設置された場合に第１５図に示されたかかる不整合が
電子的信号に如何にして無視できる程度の変化のみを生
ずるかを示す概略図である。

第１７図は、分離した底板を有する交替可能なハウジン
グを示す第１３図に示されたものと同様の断面図であ
る。

図面の多様な図を通じて同一の要素には同じ参照番号が
用いられている。

好ましい実施例の説明 本発明は流動体の奔流の速度を計測する方法並びに噴出
速度計測装置に関する。符号１０にて全体的に示されて
いる計測装置が第１図に表示されており、符号１２にて
全体的に示されている複数の二股状に分岐させられた束
を含む。前記の二股状に分岐させられた光ファイバ束は
それぞれ符号１４及び１６にて全体的に示されている第
一及び第二分枝を含み、前記第一分枝１４は符号１８に
て全体的に示されている光源に近接して配置されてい
る。前記第二分枝１６は、符号２０にて全体的に示され
ている光感知装置に近接して配置されている。前記光フ
ァイバ束の他端は、製紙機械のヘッドボックス２６から
押し出されるパルプ奔流もしくは噴流２４に近接し且そ
の上方に配置されている符号２２にて全体的に示されて
いるハウジング内にて終っている。奔流２４は、ヘッド
ボックス２６の偏平開口２８から押し出され、第１図に
図式的に示されている符号３０にて全体的に示されてい
る形成ワイアの上へと向けられる。

製紙技術に於ては、偏平開口２８から押し出される噴流
２４の速度が形成ワイア３０の速度にほぼ等しく制御さ
れることは有益である。第１図に示されている計測装置
１０が噴出速度の正確な計測を可能にするので、この噴
出速度がワイア３０の速度に一致するよう調節すべくヘ
ッドボックス２６内の圧力が変化させられ得る。

第２図は、パルプ噴流２４のほぼ０．６cm上方に配置さ
れているハウジング２２の反対側の側面図である。

第３図は、流動体の奔流２４の速度を計測するための噴
出速度計測装置１０の下面図である。装置１０は、第一
光源３４からの第一光束が奔流２４の表面の一部分によ
り反射される結果として第一光感知装置３２により発生
させられる最初の電子信号列と第二光源３８からの第二
光束が奔流２４の表面の実質的に同一な部分によりその
下流にて反射される結果として第二光感知装置３６によ
り発生させられる第二電子信号列との間の時間遅れを計
測する。装置１０は、流動体の奔流２４に近接して配置
されているハウジング２２を含む。ハウジング２２は、
第２図に示されている如く前記奔流の噴出直後の表面の
成す平面Ｐ２と実質的に平行な平面Ｐ１内に配置されて
おり且第１図に符号４０にて全体的に示されている第一
面を有する。

第３図に表示させられており且符号４２にて全体的に示
されている第一の二股に分岐させられている光ファイバ
束は、第一光源３４からの第一光束を奔流２４の表面の
前記部位へ伝導し且第一光感知装置３２へと戻すため第
一面４０に近接してハウジング２２に固定される。

符号４４にて全体的に示されている第二分岐光ファイバ
束はハウジング２２に固定されており、また、第一面４
０に近接し且第一光ファイバ束４２の終端に比し下流に
て終っている。第二光ファイバ束４４は、奔流２４の表
面のこの部分が第一光束から離れて下流へと流れたとき
奔流２４の表面の実質的に同一な前記部分へと第二光源
３８からの第二光束を伝導する。第二光ファイバ束４４
は、この反射された第二光束を第二光感知装置３６へ向
けて第二光ファイバ束４４に沿い逆向きに伝導する。

符号４６にて全体的に示されている砕片排斥手段は、ハ
ウジング２２の第一面４０から砕片を排除するためハウ
ジング２２の第一面４０に近接して配置され、それによ
り、さもなくば前記流動体の奔流２４へ向けての及びそ
こからの第一及び第二光束の伝導を妨げるであろう第一
面４０上への砕片の累積を防ぐ。

ハウジング２２は、以下に述べられる如く奔流２４の噴
出直後の表面に近接して調節可能に配置される。

第４図は上流から見られたときのハウジング２２の背面
図である。ハウジング２２は、第一部材４８と第二部材
５０と第三部材５２とを含む。第二部材５０は該第二部
材５０を縦に貫いて延びている第一捩子付きロッド５４
及び第二捩子付きロッド５６を含み、第一ロッド５４及
び第二ロッド５６は第一ナット５８及び第二ナット６０
と螺合している。ロッド５４，５６及びナット５８，６
０は、以下に延べられる第二部材の多様な部分を共に固
定すべく協力する。

第５図は、第一部材４８と第二部材５０と第三部材５２
及び第一ロッド５４と第二ロッド５６とを示しているハ
ウジング２２の表面図である。

第６図は、第２図に示されているものとは反対側の側面
から見られたハウジング２２の側面図である。

第６図に示されている如く、ハウジング２２の第一部材
４８は装置１０の使用に際しては気体圧力源（図示せ
ず）に接続される第一チャネル６２を郭定する。

第６図は第一部材４８に近接して配置されている第二部
材５０を示しており、第二部材５０は以下に述べられる
如く第一光ファイバ束４２及び第二光ファイバ束４４の
終端が第二部材５０の第一面４０と実質的に同一平面上
に配置されるようにして第一光ファイバ束４２及び第二
光ファイバ束４４のそれぞれをその中に受け入れるため
の第一開口６４及び第二開口６６を郭定する。

第７図は、第一部材４８と第二部材５０と第三部材５２
とを示すハウジング２２の平面図である。第８図は、第
６図の８−８線にて切り取られた断面図であり第一部材
４８を貫いて延びている第一チャネル６２を示してい
る。第８図に示されている如く、第二部材５０は、第一
チャネル６２と流体連通している第二チャネル６８を郭
定する。第三部材５２は、第一部材４８と第三部材５２
との間に第二部材５０が配置されるようにして第二部材
５０に近接して配置されている。第三部材５２は、第二
チャネル６８と流体連通している第三チャネル７０を郭
定する。その上、第三部材５２は、第三チャネル７０と
流体連通しており且第三チャネル７０を横切る方向に配
置されている第四チャネル７２を郭定する。

第９図は、第７図の９−９線にて切取られた断面図であ
り、第三チャネル７０を横切って配置されている第四チ
ャネル７２を示している。その上、第三部材５２は、第
四チャネル７２に対し横断方向に配置されている第五チ
ャネル７４を郭定する。第９図に示されている如く、第
三部材５２はさらに横方向の第五チャネル７４から第二
部材５０へと延在している第六チャネル７６と第七チャ
ネル７８とを郭定しており、第六チャネル７６と第七チ
ャネル７８とは第五チャネル７４と流体導通可能であ
る。

第７図の１０−１０線にて切取られた断面図である第１
０図に示されている如く、第二部材５０はその上、第八
チャネル８０及び第九チャネル８２がそれぞれ第三部材
５２の第六チャネル７６及び第七チャネル７８と流体導
通可能なようにして第八チャネル８０及び第九チャネル
８２を郭定する。

第１１図は第７図の１１−１１線にて切取られた拡大断
面図であり、装置１０の使用に際し第一高圧室８４と第
二高圧室８６とが気体圧力源により加圧されるよう第一
高圧室８４と第二高圧室８６とがそれぞれ第八チャネル
８０及び第九チャネル８２と流体導通可能なようにして
第一高圧室８４と第二高圧室８６とをさらに郭定してい
る第二部材５０を示している。

気体の流れＣ１，Ｃ２が高圧室８４，８６からオリフィ
ス８８，９０を通り終端部９２，９４を通過して延びる
よう、第一オリフィス８８と第二オリフィス９０とがそ
れぞれ第一高圧室８４と第二高圧室８６から第一光ファ
イバ束４２及び第二光ファイバ束４４の第一終端部９２
と第二終端部９４の方へ向けて延在するようにして、第
一オリフィス８８と第二オリフィス９０とが第二部材５
０により郭定される。

第１２図は第７図の１２−１２線にて切り取られた断面
図であり、第一高圧室８４の与圧を可能にする第八チャ
ネル８０に流体導通している第六チャネル７６と横方向
の第五チャネル７４とを示している。

第１３図は第７図の１３−１３線にて切り取られた拡大
断面図であり、前記第一終端部付近への砕片の累積を妨
げるため矢印Ｃ１により示されている気体の流れ即ち第
一カーテンが第一光ファイバ束４２の第一終端部９２を
通過して掃除するようにして矢印Ａにより示されている
如く圧搾空気が第一高圧室８４から第一オリフィス８８
を通って流れるよう第一高圧室８４と流体導通可能な第
八チャネル８０を示している。

その上第６図は、第一部材４８とハウジング２２とが奔
流２４の噴出直後の表面Ｓに対して予定の距離に調節可
能に固定され得るよう孔９６，９８とハウジング支持構
造物（図示せず）とが協力するようにして第一部材４８
により郭定される第一捩子孔９６と第二捩子孔９８とを
示している。

第１１図に示されている第一オリフィス８８及び第二オ
リフィス９０は、第１４図に示されている斜視図に詳細
に示されている如く細長い形状をなしている。第一高圧
室８４は、第１４図に示されている如く第二部材５０の
第一部分１００により郭定される。第一部分１００は、
第一部分１００と第二部分１０２とがその両者の間に第
二部材５０により郭定される細長い間隙である第一オリ
フィス８８を郭定するようにして第１３図に示されてい
る如く第二部材５０の第二部分１０２と協力する。

第一部分１００は第１３図及び第１４図に示されている
如く第一オリフィス８８の第一唇状部１０４を含み、第
一唇状部１０４は奔流２４の噴出直後の表面Ｓに近接し
て配置されている。第一唇状部１０４は気体の砕片排斥
用第一カーテンＣ１が第一光ファイバ束４２の終端部を
通過して導かれるようにして第一光ファイバ束４２の第
一終端部９２へと向けて延在する。

第二オリフィス９０（第１１図に示されている）の第二
唇状部１０６は、奔流２４の噴出直後の表面Ｓへ向けて
配置されている。第二唇状部１０６は、気体の砕片排斥
用第二カーテンＣ２が第二光ファイバ束４４の第二終端
部９４を通過して導かれるようにして第二光ファイバ束
４４の第二終端部９４へと向けて延在する。

本発明は主として砕片排斥手段４６の設置及び第一光フ
ァイバ束４２と第二光ファイバ束４４との細長い終端部
９２，９４の設置を指向しているけれども、本発明の提
示された実施例には第３，６，７，１１図に示されてい
る如く第三の光ファイバ束１０８を含んでいる。第二光
ファイバ束４４より一層下流に並べられた第三光ファイ
バ束１０８の設置が噴出速度の一層正確な測定を可能に
することを当業者により高く評価されるべきである。ヘ
ッドボックスの偏平開口２８から（比較的高速にて）噴
出する噴流２４の速度を計測するとき、前記噴流の表面
の特定部分が第一光ファイバ束４２及び第三光ファイバ
束１０８の第一終端部９２及び第三終端部１１０の間を
移動するに要する時間は前記奔流のその部分が第一終端
部９２及び第二終端部９４に要する時間より大きいであ
ろう。

本発明の実施にあたり、第一光ファイバ束４２及び第二
光ファイバ束４４は、比較的低速の噴出の速度を計測す
る場合に使用される。第二束４４及び第三束１０８は中
程度の噴出速度に使用され、第一束４２及び第三束１０
８は比較的高い噴出速度に使用される。本発明の妥当な
低、中、高設定を選択するため、簡単な電子スイッチ装
置（図示せず）が使用されてよい。

従って噴出速度計測装置１０は、第二光ファイバ束４４
の終端部９４より一層下流に配置され且第一面４０に近
接してハウジング２２に固定されている第三光ファイバ
束１０８をも含む。第三光ファイバ束１０８は、奔流２
４の表面のその部分が第二光ファイバ束４４の第二終端
部９４を通過して一層下流へと流れたとき、第３図に示
されている如く、第三光源１１２からの第三光束を奔流
２４の表面の実質的に同一な前記部分へと伝導する。第
三光ファイバ束１０８は、第３図に示されている如く、
反射された第三光束を第三光ファイバ束１０８に沿って
第三光感知装置１１４へ向け逆方向に伝導し、それによ
り、比較的早く流れている奔流２４を計測する場合に計
測装置１０の感度を増大させる。

第３図に立返って詳細に参照するに、噴出速度計測装置
１０は、第一光ファイバ束４２を含む。この光ファイバ
束４２は、第一終端部９２と第二端部１１８とを有する
第一部分１１６を含む。第一終端部９２はハウジング２
２内に係留されており、第一部分１１６の第一終端部９
２は、第一光束がハウジング２２の第一面４０に対し実
質的に直角に出てくるようハウジング２２の第一面４０
と実質的に同一平面上に配置されている。

第一光ファイバ束４２の第一分枝１２０は、第一端部１
２２及び第二端部１２４を有する。第一分枝１２０の第
一端部１２２は、第一部分１１６の第二端部１１８に光
学的に接続されている。第一分枝１２０の第二端部１２
４は、第一光束が第一部分１１６の第一終端部９２へと
向けて第一光源３４から第一分枝１２０の第二端部１２
４へ伝導されるようにして第一光源３４に近接して配置
されている。

第二分枝１２６は、第一端部１２８及び第二端部１３０
を含む。第二分枝１２６の第一端部１２８は、第一部分
１１６の第二端部１１８に光学的に接続されている。第
二分枝１２６の第二端部１３０は、奔流２４の表面の一
部で反射され第一部分１１６を通って戻る第一光束が第
一光感知装置３２へと向け第二分枝１２６を通って伝導
されるようにして第一光感知装置３２に近接して配置さ
れている。

第二光ファイバ束４４は、第二終端部９４と第二端部１
３４とを有する第二部分１３２を含む。第二終端部９４
はハウジング２２内に係留されており、第二部分１３２
の第二終端部９４は第二光束がハウジング２２の第一面
４０に対して実質的に直角に出てくるようにしてハウジ
ング２２の第一面４０と実質的に同一平面上に配置され
ている。

第三分枝１３６は、第一端部１３８及び第二端部１４０
を有する。第三分枝１３６の第一端部１３８は、第二部
分１３２の第二端部１３４と光学的に接続されている。
第三分枝１３６の第二端部１４０は、第二光束が第二部
分１３２の第二終端部９４へ向けて第二光源３８から第
三分枝１３６の第二端部１４０へ伝導されるようにして
第二光源３８に近接して配置されている。

第四分枝１４２は、第一端部１４４及び第二端部１４６
を有する。第四分枝１４２の第一端部１４４は第二部分
１３２の第二端部１３４に光学的に接続されている。第
四分枝１４２の第二端部１４６は、奔流２４の表面Ｓの
一部から反射された第二光束が第二部分１３２を通って
戻り第四分枝１４２を通り第二光感知装置３６へ向け伝
導されるようにして第二光感知装置３６に近接して配置
されている。

第三光ファイバ束１０８は、第三終端部１１０の第二端
部１５０とを有する第三部分１４８を含む。第三終端部
１１０はハウジング２２内に係留されており、第三部分
１４８の第三終端部１１０は第三光束がハウジング２２
の第一面４０に対して実質的に直角に出てくるようにし
てハウジング２２の第一面４０と実質的に同一平面内に
配置されている。

第五分枝１５２は、第一端部１５４及び第二端部１５６
を含む。

第五分枝１５２の第一端部１５４は、第三部分１４８の
第二端部１５０に光学的に接続されている。第五分枝１
５２の第二端部１５６は、第三光束が第三部分１４８の
第三終端部１１０へ向けて光源１１２から第五分枝１５
２の第二端部１５６へ伝導されるようにして第三光源１
１２に近接して配置されている。

第六分枝１５８は、第一端部１６０及び第二端部１６２
を含む。第六分枝１５８の第一端部１６０は、第三部分
１４８の第二端部１５０と光学的に接続されている。第
六分枝１５８の第二端部１６２は、第三光束が奔流２４
の表面Ｓの一部で反射され第三部分１４８を通って戻り
第六分枝１５８を通り第三光感知装置１１４へと伝導さ
れるようにして第三光感知装置１１４に近接して配置さ
れている。

第一光ファイバ４２と第二光ファイバ４４と第三光ファ
イバ１０８のそれぞれの終端部９２，９４，１１０は、
流れている奔流の比較的低速，高速，中程度の速度のい
ずれで使用されるかにより第一終端部９２と第二終端部
９４との組合せ又は第一終端部９２と第三終端部１１０
との組合わせ又は符号９４と符号１１０との組合せの流
動体の奔流ＤＦの方向に対する整列が崩れている場合に
でも第一光感知装置３２と第二光感知装置３６との組合
せ又は第一光感知装置３２と第三光感知装置１１４との
組合せ又は第二光感知装置３６と第三光感知装置１１４
との組合せにより発生させられるそれぞれの信号の間に
実質的にいかなる変化をも生じないようにして、第２図
の矢印ＤＦにより示されている如く、流動体の奔流２４
の流れの方向に対し横断方向に延在する。

第１５図に示されている如く前述の係属中の特許申請に
より教えられる装置に於ては、第一，第二光ファイバ束
の第一，第二終端部はその断面形状が実質的に丸いので
これら第一円形終端部１６４及び第二円形終端部１６６
の矢印ＤＦにより示される流れの方向に対する整列が崩
されたならばそうした不整合の結果として信号パターン
に実質的な変化が発生させられる。本発明に準拠し且第
１６図に示されている如き細長い終端部９２，９４の設
置により、第一終端部９２及び第二終端部９４の矢印Ｄ
Ｆにより示されている流動体の奔流の方向に対する整列
が乱されている場合ですら、第一の細長い終端部９２を
通過して流れる流動体の奔流２４のその部分１６８は第
二終端部９４を通過して流れるその部分１７０と断面積
に於て実質的に同一となる。

第１７図に示されている本発明の交替可能な実施例に於
て、同一の部分品は既に提示された実施例の参照番号と
同一の参照番号により参照される。しかしながら、それ
らの参照番号には添字Ａを含む。この交替可能な実施例
に於ては、それぞれ第一，第二，第三高圧室のための第
一，第二，第三オリフィスを設けるべく底板１７４が機
械加工されている。第一唇状部１０４Ａにより郭定され
る第一オリフィイス８８Ａが、第１７図に示されてい
る。底板１７４は、捩子を切った締結手段（図示せず）
等のなんらかの適切な手段により第二部材５０Ａの第一
部分１００Ａに固定されている。

本発明による噴出速度計測装置１０の運転に於ては、ハ
ウジング２２は、偏平開口２８から形成ワイア３０の上
へと流れているパルプ噴出即ち奔流２４の上面即ち噴出
直後の表面Ｓのなす平面Ｐ２に平行な平面Ｐ１内に第一
面４０が実質的に配置されるようにして調節される。そ
の上ハウジング２２は、第一終端部９２が第二終端部９
４に対し上流に配置されるようにして調節される。細長
い終端部９２，９４は、偏平開口２８からの噴流２４の
流れＤＦの方向に対し実質的に横向きに配置されてい
る。しかしながら、終端部９２，９４の細長い形状を考
慮すれば、前述の横向き姿勢からのいくらかの不整合が
終端部９２，９４にあったとしても第一光感知装置３２
及び第二光感知装置３６により受容される同等の信号パ
ターンの発生に対しては無視できる程度の影響を有する
にすぎない。

計測装置１０がヘッドボックス２６の偏平開口２８から
発散する比較的低速の噴流の計測に使用されるときに
は、第一光感知装置３２及び第二光感知装置３６により
発生させられる信号のみが前述のＰａｒｋｅｒによる係
属中の特許申請書に述べられている多数の信号を比較す
る装置へと導かれる。しかしながら計測装置１０が比較
的高速の噴流の噴出速度の計測に使用されるときには、
第一光感知装置３２及び第三光感知装置１１４により発
生させられる信号が電子的比較回路（図示せず）へと供
給される。中間の速度の噴流には、第二光感知装置３６
及び第三光感知装置１１４が使用される。

第三終端部１１０もまた、第１１図に示されている如
く、第三高圧室１７２からの第三カーテンＣ３により掃
除される。

比較的高速であっても中程度の速度もしくは低速であっ
ても噴出速度の計測の期間を通じて、第一チャネル６２
は、エアー・カーテンＣ１，Ｃ２，Ｃ３が砕片排斥用奔
流を供給するためそれぞれの高圧室８４，８６，１７２
から唇状部１０４，１０６，１０７により導かれてそれ
ぞれの終端部９２，９４，１１０を横切って流れそれに
より終端部９２，９４，１１０上へのパルプの微片もし
くは他の砕片の累積を妨げるようにして、空圧源へ接続
される。

奔流２４の表面への終端部９２，９４，１１０の間近な
接近（０．６cm）の故にこうしたパルプの微片が光ファ
イバ束の終端部上に蓄積し、かかる砕片の累積はそれぞ
れの光束の伝導を害する効果を有し、その結果計測装置
の感度と信頼性とを減ずるという累積に関するいくつか
の問題点が経験により知られた。

本発明は終端部を横切る砕片排斥用エアー・カーテンを
設けることにより前述の問題点を完璧に克服するもので
あり、各々の高圧室からの空気の流れをパルプ奔流の流
れの方向ＤＦと同一方向に向けることが特に有益である
ことが見出された。

実際には、各々の高圧室へと供給される圧搾空気の源
は、１．４３bar のオーダーであり、且一空気流当り毎
秒２３６cm³である。この圧力は、パルプ噴流の噴出直
後の表面Ｓの上面形状に決して害を与えないことが認め
られた。

本発明は、噴出速度計測装置の光ファイバー終端部から
砕片を排斥するための単純にして効果的な手段を提供す
るのみでなく流動体の奔流に対する僅かな不整合により
甚だしい影響を受けることのない装置をも提供するもの
である。その上、本発明は、噴出速度により高速，中
速，低速に切替えて装置を使用することを可能にする。

本発明の数多くの変形が使用されてよく、本発明の提示
された実施例は以上に述べられている如く希望どおりの
結果を得るための単なる一例にすぎないことが当業者に
は明白であろう。しかしながら、これらの変形は、添付
された特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨と
範疇とに帰属することが認られるべきである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの第一光束が奔流の表面の一部に
   より反射された結果として第一の光感知装置により発生
   させられる最初の電子的信号と光源からの第二光束がそ
   の下流にて前記奔流の表面の実質的に同一な部分により
   反射させられた結果として第二の光感知装置により発生
   させられる次の電子的信号との間の時間遅れを計測する
   ことにより流動体の奔流の速度を計測するための噴出速
   度計測装置にして、 前記奔流の噴出直後の表面のなす平面に実質的に平行な
   平面内に配置される第一面を有し前記流動体の奔流に近
   接して配置されたハウジングと、 前記光源からの前記第一光束を前記奔流の表面の部位へ
   伝導し該部位により反射された前記第一光束を前記第一
   光感知装置へ伝導すべく前記第一面と実質的に同一平面
   上に配置された細長い第一終端部を有し前記ハウジング
   に固定されており二股状に分岐している第一光ファイバ
   束と、 前記奔流の表面の前記部位が前記第一光束から離れて下
   流へ流れたとき光源からの前記第二光束を前記奔流の表
   面の前記部位と実質的に同一な部位へと伝導し該部位に
   より反射された前記第二光束を前記第二光感知装置へ伝
   導すべく前記第一終端部から見て下流にして且前記第一
   面と実質的に同一な平面上に配置された細長い第二終端
   部を有し前記ハウジングに固定されており二股状に分岐
   している第二光ファイバ束と、 前記第一及び第二終端部に各々隣接して前記ハウジング
   に形成され気体圧力源に接続され加圧される第一高圧室
   及び第二高圧室と、 前記第一及び第二高圧室より前記第一及び第二終端部へ
   各々延在する第一のオリフィス及び第二のオリフィス
   と、を含み、 前記第一及び第二高圧室より前記第一及び第二のオリフ
   ィスを通って前記第一及び第二終端部へ向けて高圧ガス
   が供給されることにより前記第一及び第二終端部に砕片
   が累積することを排除することを特徴とする噴出速度計
   測装置。