JP4658728B2 - 計量装置 - Google Patents

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Description

本発明は、石炭灰、焼却灰等の粉末状骨材と溶融硫黄等の高温液体とを混合してなる高温の液状混練物等を貯蔵、計量する計量装置に関するものである。
従来、垂直に立設された架台上に上から下へ順にホッパー、計量槽、フィーダ、ミキサーを配置し、ロータリキルン等で加熱乾燥した製鋼スラグ、製鋼ダストや焼却灰等の粉末状骨材を前記ホッパーに供給して貯蔵し、該粉末状骨材を前記計量槽で計量した後にフィーダで前記ミキサーに投入すると共に、硫黄タンクと添加剤タンクからそれぞれポンプにより配管を通して液状硫黄と添加剤を所定量前記ミキサーに供給させて、該ミキサーにおいて前記粉末状骨材と液状硫黄および添加剤とを混練して流動状の混練物(液状混練物)を調製し、該液状混練物を所定の形状に成形して硫黄固化成形物を製造する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−318244号公報
前記硫黄固化成形物製造装置おいては、前記硫黄タンクの内部に収納された液状硫黄は、液体状態を保って前記ミキサーに供給されて粉末状骨材と混合される必要があることから、物性上、常時、119〜159℃に加熱されている。このように硫黄が加熱されて高温になると引火性を有するものとなるが、前記硫黄タンクにおいてはそれに対応する安全上の設備が付設されていない問題がある。
また、前記硫黄タンク内の液状硫黄は配管の途中に設けた流量計等によって前記ミキサーへ供給する所定量を計測することができるが、硫黄タンクの質量を計測する手段が設備されていないため、硫黄タンク内の液状硫黄の残存状態を正確に知ることできず、液状硫黄の供給源から前記硫黄タンクへの補給等の供給管理を確実に行うことができない問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高温液体を安全に貯蔵し、受入装置への供給量を正確に計量し、かつ計量槽への高温液体の供給管理を容易に行うことができる計量装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係る計量装置は、液体入口と液体出口を設け内部に高温液体を収容する密閉可能な計量槽と、該計量槽の外周に設けられ計量槽内の高温液体を加熱する加熱手段と、前記計量槽を架台に支持すると共に計量槽を介して前記架台に伝達される荷重を計測する支持計量手段と、前記計量槽の上部に設けられ、計量槽内の上部空間の空気を不活性ガスに置換するための不活性ガス導入口およびブリーザ弁とを備えていて、
前記支持計量手段は、ロードセルの上下に互いに直交する方向に回動する一対の吊り金具を連結してなる測定支持部材が前記計量槽の周方向に等間隔をあけて複数配置され、前記各測定支持部材の吊り金具の一方が前記架台に固定され、吊り金具の他方が計量槽の上端に固定されて、該計量槽を架台に懸垂して支持する構成とされていることを特徴としている。
請求項2に係る計量装置は、請求項1に記載の計量装置において、前記加熱手段が、前記計量槽の外周側に熱油が流れる槽用オイルジャケットを備え、計量槽の液体入口に接続された液体供給管の外周と液体出口に接続された開閉バルブの外周とにそれぞれ設けられた流路用オイルジャケットの一方から前記槽用オイルジャケット内に導入された熱油が、流路用オイルジャケットの他方へ流出される構成とされていることを特徴としている。
請求項3に係る計量装置は、請求項1または2に記載の計量装置において、前記計量槽の液体入口には、計量槽の上蓋から内部に挿入された短尺の液体導入管が垂設されると共に、該液体導入管を囲むようにしてそれより大径で長尺の覆い管が計量槽の高さ方向の中間部まで延長して垂設されていることを特徴としている。
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
すなわち、請求項1に係る計量装置によれば、不活性ガス導入口から導入される不活性ガスがブリーザ弁を介して計量槽内の上部空間から排出される空気と置換され、計量槽内の高温液体が空気との接触を遮断されるので、前記高温液体が引火性を有するものであっても、引火を起こすおそれがなく安全に計量槽に貯蔵することができる。また、支持計量手段によって計量槽内の高温液体の質量を計測することにより、液体出口から受入装置へ供給される高温液体の供給量を正確に計量することができると共に、計量槽への高温液体の供給管理を容易に行うことができる。
しかも、各測定支持部材が一対の吊り金具によって計量槽の横方向の移動を拘束することなく計量槽を架台に懸垂するので、各測定支持部材が計量槽とそれに作用する荷重を均等に負担し、ロードセルによる計量槽内の高温液体の質量を一層正確に測定することができる。
請求項2に係る計量装置によれば、計量槽とこれに対する高温液体の供給、排出を行う配管、開閉バルブとが同時に熱油により加熱されるので、計量槽内の高温液体を確実に所定の温度に維持することができる。また、槽用オイルジャケットと流路用オイルジャケットに対し1つの熱油供給系統によって熱油を供給することができるので、熱油供給系統の配管を簡素化することができる。
請求項3に係る計量装置によれば、液体導入管から計量槽内に流入された高温液体が覆い管によって計量槽の下方へ誘導されるので、計量槽の上方の液面が流入の高温液体により波立って計量槽が揺れるようなことはなく、計量槽内の高温液体の質量の計測をロードセルによって安定して行うことができる。
以下、本発明の一実施の形態に係る計量装置について、添付図面を参照して説明する。
図1〜図3において、1は本発明の一実施の形態に係る計量装置である。この計量装置1は、円筒状の胴部2の下端に逆円錐筒状(ロート状)の底部3を接合してなる計量槽4を備えている。該計量槽4の上端の外周に設けたフランジ4aには、計量槽4の開口部4bを閉鎖する円板状の上蓋5が着脱可能に取り付けられている。該上蓋5の中心部には液体入口5aがあけられ、該液体入口5aには上蓋5の上下に突き出し計量槽4の軸線方向に向けて垂設した短尺の液体導入管6が設けられ、該液体導入管6の下方の周囲には小孔6aがあけられている。また、前記上蓋5の下面には、前記液体導入管6の外側に隙間をあけてそれと同心状に配置した覆い管7が垂設されており、該覆い管7は液体導入管6より長尺で、下端が前記胴部2の下端位置(底部3の上端位置)近く、すなわち計量槽4の高さ方向の中間部まで延長されている。該覆い管7の下端の周囲には複数のスリット7aが設けられている。
また、前記上蓋5には、不活性ガス導入管8と圧力調整弁(ブリーザ弁)9がそれぞれ計量槽4内に連通して設けられて、不活性ガス供給源から不活性ガス導入管8を経て導入され空気と置換された不活性ガスの圧力により、計量槽4内が大気圧より僅かに大きい一定の圧力に保たれるようになっている。さらに、上蓋5には着脱可能な開閉蓋10aで閉鎖される点検口10が設けられている。
また、前記計量槽4の底部3の中心部に設けた液体出口3aには、シリンダ等のアクチュエータ11によって開閉されるボールバルブ等の開閉バルブ12が設けられている。前記計量槽4における胴部2と底部3の外周には、隔て具13を介して所定の隙間をあけられて胴部ジャケット板14aと底部ジャケット板14bが取り付けられており、計量槽4の外周部に熱油を通して計量槽4を加熱する加熱手段としてのオイルジャケット(槽用オイルジャケット)14が設けられている。前記開閉弁12にも、そのバルブケースの外周にオイルジャケット(流路用オイルジャケット)15が設けられている。
そして、前記計量槽4の底部3に設けた槽用オイルジャケット14の下端部は、オイル管3bに接続されたパイプ16aによって開閉バルブ12の管路用オイルジャケット15に連絡され、該管路用オイルジャケット15はパイプ16bによって前記液体出口3aに開閉バルブ12を介して接続された液体排出管17の管路用オイルジャケット17aに連絡されている。また、前記計量槽4の胴部2に設けた槽用オイルジャケット14の上端部は、オイル管4cに接続されたパイプ16cを介して、前記液体導入管6に接続された液体供給配管18の外周に設けた管路用オイルジャケット18aに連絡されている。
なお、前記計量槽4の槽用オイルジャケット14(胴部、底部オイルジャケット板14a,14b)の外側および前記開閉蓋10aにおける前記点検口10の内側に対応する下面には、グラスウール等からなる保温材19が装着されている。
前記構成の計量槽4は、その胴部2の上端外周に周方向に等間隔をあけて複数(図示の例では3個)のブラケット20が固定され、各ブラケット20が、架台21の上端の水平梁21aに設けた支持座21bに固定された複数(図示の例では3個)の支持計量手段22にそれぞれ連結されることにより、前記架台21に懸垂されて支持されるようになっている。
前記支持計量手段22は、図4に示すように、ロードセル23の上下に互いに直交する方向に回動する一対の吊り金具24,24を連結してなる測定支持部材25を備えている。すなわち、前記ロードセル23の上側に連結される一方の吊り金具24は、ロードセル23にねじで固定された連結片24aと、下端部に連結片24aの連結端部24a1を差し込む二股部24b1を有し、上端側にねじ部24b2を有する連結ロッド24bと、前記二股片24b1とこれに差し込まれた連結端部24a1とに設けたピン孔に挿通され、前記連結片24aと連結ロッド24bとを、前記計量槽4の直径方向に沿う面内で相対的に回動するように連結するピン24cとを備えている。
そして、前記連結ロッド24bのねじ部24b2が、前記架台21の支持座21bに設けたボルト穴に上下方向に挿通され、前記支持座21bの上下に配して前記ねじ部24b2に螺合された複数のナット24dを締め付けることによって、前記支持座21bに一方の吊り金具24が固定されている。
前記ロードセルの下側に連結される他方の吊り金具24は、前記一方の吊り金具24とは上下を逆にした配置とされて連結ロッド24bが前記計量槽4のブラケット20に固定されると共に、連結片24aと連結ロッド24bとの回動方向が、一方の吊り金具24の回動方向に対して直交する方向となっている点を除いて、その他の構成は一方の吊り金具24と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。
なお、前記各測定支持部材25の隣接部には、上端を前記架台21の支持座21bにナット26aで固定された位置決めロッド26が配置され、該位置決めロッド26の下端部には、前記計量槽4のブラケット20に設けたボルト穴20aに挿通されてダブルナット26bが螺合されており、位置決めロッド26に対して前記ブラケット20を支えるダブルナット26bの螺合量を調節して、前記支持座21bに対する計量槽4の高さ方向の位置決めを行った後、これに合わせて、前記支持座21bとブラケット20に対する前記測定支持部材25の上下方向における取付位置を調整し、各測定支持部材25の各ロードセル23に均等に荷重が作用するように調節可能とされている。前記測定支持部材25の取付位置の調節が終了した後には、前記ダブルナット26bを緩めてブラケット20から離しておくようにする。
次に、前記構成の計量装置1の作用を、図5に示す硫黄固化物製造プラント30に前記計量装置1を適用した場合にもとづいて説明する。
先ず、前記硫黄固化物製造プラント30について説明する。この硫黄固化物製造プラント30は、図5に示すように、添加剤を添加されて改質された溶融硫黄(高温液体)に石炭灰(粉末状骨材)を混練してなる液状混練物(高温液体)を供給する混練物供給装置31と、ドライヤ等の骨材加熱供給装置32によって乾燥加熱されバケットエレベータ33によって搬送された製鋼スラグ、珪砂等の粉末状骨材と前記混練物供給装置31から供給された高温の液状混練物とを計量して混合する計量混合装置34とを備えている。
前記計量混合装置34は、前記バケットエレベータ33によって搬送された骨材をホットビン35に受け入れて貯蔵し、該骨材を適時に粉体計量槽36に投入してロードセル36aで質量を計測した後、ゲート37aを開いて2軸パドル式のミキサー37に投入する。そして、前記混練物供給装置31から配管p1によって供給された液状混練物を前記計量装置1の計量槽4に受け入れて、前記支持計量手段22によって計量し、ポンプ38により配管p2を介して前記ミキサー37に送り、配管p2の先端に設けたスプレー管37bによってミキサー37の内部の骨材に散布して、該ミキサー37によって骨材と高温の液状混練物との撹拌、混合が行われるようになっている。
前記ミキサー37で混合されて生成された骨材と液状混練物からなる液状混合物は、ホッパ39を介して前記スキップコンベヤ40のバケット40aに受けられて上方に搬送され、硫黄固化物成型装置41に供給される。該硫黄固化物成型装置41においては、スキップコンベヤ40から供給された液状混合物が、サージビン42に貯留されると共に、適時に打設ホッパ43に落下、投入されてロードセル43aで計量されてから型枠44内に打設される。そして、型枠44内に打設された液状混合物が所定の冷却時間を経ることによって硬化して成型された硫黄固化物が製造されるようになっている。
なお、前記計量槽4の他に前記混練物供給装置31およびミキサー37の内部の上方には、不活性ガス供給源45のガスタンク45aからコンプレッサー45bによって配管p3を介して窒素ガス等の不活性ガスが所定圧力で供給され、前記各装置31,37内の収容液体が空気から遮断されるようになっている。
また、前記計量槽4の他に前記ミキサー37、ポンプ38および前記配管p1,p2は、それらの外周に設けたオイルジャケットに熱油加熱器46から配管46a,46bによって熱油が循環、供給されて、それらが所定の温度(例えば、130〜150℃)に加熱されている。図示しないが、前記混練物供給装置31も外周に設けたオイルジャケットに熱油が供給されて所定の温度(例えば、130〜150℃)に加熱されるようになっている。
次に、前記硫黄固化物製造プラント30に使用した場合における実施の形態に係る計量装置1の作用を具体的に説明する。
硫黄固化物製造プラント30の作動が開始されると、前記熱油加熱器46から配管46aを通して熱油(130〜150℃)が、前記配管p1,p2とミキサー37の各オイルジャケットに供給されてそれらが加熱される。そして、前記配管p2に供給された熱油はポンプ38のオイルジャケットを経て液体排出管17の管路用オイルジャケット17aに流入した後、前記パイプ16bによって開閉バルブ12の管路用オイルジャケット15に流入し、さらに、パイプ16aを通してオイル管3bから前記計量槽4の槽用オイルジャケット14の下端部に流入される。槽用オイルジャケット14内に流入された熱油は、その上方に流れてオイル管4cによって槽用オイルジャケット14から流出されて、パイプ16cによって液体供給配管18の管路用オイルジャケット18aに流れた後に前記配管46bを経て熱油加熱器46に戻される。
上記のようにして、前記開閉バルブ12、液体排出管17、計量槽4および液体供給配管18が前記熱油によって加熱された状態において、前記混練物供給装置31から高温(130〜150℃)の液状混練物が配管p1と液体供給配管18を通して液体導入管6に送られる。該液体導入管6に送られた液状混練物は、計量槽4の上部から覆い管7の内部を通して計量槽4内に流入され、その底部3側から覆い管7の外側を通して液面が浮上して該計量槽4内に貯蔵される。前記計量槽4に流入された液状混練物の質量は前記支持計量手段22における測定支持部材25のロードセル23によって計量されており、その流入量が所定の貯蔵量(設定質量)に達すると、混練物供給装置31からの液状混練物の供給が停止される。前記各測定支持部材25は、それらの一対の吊り金具24,24が互いに直交する方向に相対的に回動するようになっているので、計量槽4の横方向への自由な移動を可能にして、各ロードセル23に対する荷重分担が均等になるように計量槽4を架台21の水平梁21aに懸垂、支持する。また、前記液体導入管6から計量槽4内に流入される液状混練物は、前記覆い管7内で計量槽4内の液面に流下されて底部3側へ誘導されるので、計量槽4への液状混練物を流入させる際に前記液体導入管6、液面が波立って計量槽4が揺れ動くようなことはない。
前記計量槽4内に貯蔵された液状混練物は、前記槽用オイルジャケット14内を流れる熱油からの熱によって所定の温度(130〜150℃)に維持される。その間、不活性ガス供給源45から配管p3を介して供給された窒素ガス等の不活性ガスが、前記不活性ガス導入管8から計量槽4の上部空間に導入され、該不活性ガスがブリーザ弁9を介して前記上部空間から排出された空気と置換され、計量槽4内を所定圧力に維持している。これにより、計量槽4内の高温の液状混練物が引火性を有していても、それが空気と接触することがないので、引火するおそれはない。
一方、前記骨材加熱供給装置32で例えば130〜150℃に乾燥加熱された骨材が、配管32aを通して、バケットエレベータ33内に材料投入口33aから投入され、内部のバケットによって上方へ搬送され、シュート33bから開放されたゲート33cを経て計量混合装置34のホットビン35内に供給される。該ホットビン35内に供給された骨材が粉体計量槽36で質量を計測された後、ゲート37aを経てミキサー37に投入されると、前記計量槽4の下端部の開閉バルブ12が開かれると共に前記ポンプ38が作動されて、計量槽4内の液状混練物が、液体排出管17と配管p2を通して前記ミキサー37に送られ、スプレー管37bからミキサー37内の骨材上に散布されて骨材と撹拌、混合される。その際、前記ミキサー37に供給される液状混練物の量は、前記測定支持部材25のロードセル23によって計量されており、その供給量が設定量に達すると、前記ポンプ38が停止されると共に、前記開閉バルブ12が閉じられる。ミキサー37に供給されて計量槽4内の液状混練物の残量が減少すると、それが前記測定支持部材25のロードセル23によって検知され、該ロードセル23の測定値もとづいて液状混練物が混練物供給装置31から計量槽4に所要量補給される。
前記のように、実施の形態に係る計量装置1は、液体入口5aと液体出口3aを設け内部に高温の液状混練物(高温液体)を収容する上蓋5によって密閉可能な計量槽4と、該計量槽4の外周に設けられ計量槽4内の液状混練物を加熱する槽用オイルジャケット(加熱手段)14と、前記計量槽4を架台21に支持すると共に計量槽4を介して前記架台21に伝達される質量を計測する支持計量手段22と、前記計量槽4の上部に設けられ、計量槽4内の上方の空気を不活性ガスに置換するための不活性ガス導入口8およびブリーザ弁9とを備えた構成とされている。
したがって、実施の形態に係る計量装置1によれば、不活性ガス導入口8から導入される不活性ガスがブリーザ弁9を介して計量槽4内の上部空間から排出される空気と置換され、計量槽4内の液状混練物が空気との接触を遮断されるので、前記液状混練物が引火性を有するものであっても、引火を起こすおそれがなく安全に計量槽4に貯蔵することができる。また、支持計量手段22によって計量槽4内の液状混練物の質量を計測することにより、液体出口5からミキサー(受入装置)37へ供給される液状混練物の供給量を正確に計量することができると共に、計量槽4内への液状混練物の供給管理を容易に行うことができる。
また、実施の形態に係る計量装置1によれば、前記支持計量手段22が、前記ロードセル23の上下に、計量槽4の半径方向とこれに直交する方向とに回動する一対の吊り金具24,24を連結してなる測定支持部材25を前記計量槽4の周方向に等間隔をあけて複数配置され、前記各測定支持部材25の上方の吊り金具24が前記架台21の水平梁21aに固定され下方の吊り金具24が計量槽4の上端のブラケット20に固定されて、該計量槽4を架台21に懸垂して支持する構成とされているので、各測定支持部材25が一対の吊り金具24,24によって計量槽4の横方向の移動を拘束することなく計量槽4を架台21に懸垂するので、各測定支持部材25が計量槽4とそれに作用する荷重を均等に負担して測定するため、ロードセル23による計量槽4内の液状混練物の質量を一層正確に計測することができる。
また、実施の形態に係る計量装置1によれば、前記計量槽4の外周側に熱油が流れる槽用オイルジャケット14が、液体出口3aに接続された開閉バルブ12の外周に設けられた流路用オイルジャケット15からパイプ16aとオイル管3bを介して前記槽用オイルジャケット14内に導入された熱油が、計量槽4の液体入口5aに接続された液体供給配管18の外周に設けられた流路用オイルジャケット18aへオイル管4cとパイプ16cを介して流出される構成とされているので、計量槽4とこれに対する液状混練物の供給、排出を行う液体供給配管18、開閉バルブ12とが同時に熱油により加熱されるので、計量槽4内の液状混練物を確実に所定の温度に維持することができる。また、槽用オイルジャケット14と流路用オイルジャケット15,18aに対し1つの熱油供給系統によって熱油を供給することができるので、熱油供給系統の配管を簡素化することができる。
さらに、実施の形態に係る計量装置1によれば、前記計量槽4の液体入口5aには、計量槽4の上蓋5から内部に挿入された短尺の液体導入管6が垂設されると共に、該液体導入管6を囲むようにしてそれより大径で長尺の覆い管7が計量槽4の高さ方向の中間部(底部3の上端部付近)まで延長して垂設された構成とされているので、液体導入管6から計量槽4内に流入された液状混練物が覆い管7によって計量槽4の下方へ誘導されるので、計量槽4の上方の液面が流入の液状混連物により波立って計量槽4が揺れるようなことはなく、前記計量槽4内の液状混練物の質量の計測を前記ロードセル23によって安定して行うことができる。
なお、前記実施の形態に係る計量装置1においては、前記計量槽4を支持計量手段22の測定支持部材25によって架台21の水平梁21aに懸垂して支持するようにしたが、これに代えて、計量槽4の胴部2や底部3の周囲に複数の支持脚を固定して設け、該支持脚をロードセル等の測定器具を介して前記架台21に設けた適宜の支持部材上に載置して支持するようにしてもよい。
また、前記計量槽4は、高温液体として溶融硫黄に紛末状骨材として石炭灰を混合してなる液状混練物を貯蔵するようにしたが、本発明はこれに限らず、溶融硫黄に粉末状骨材としてゴミ焼却灰、鉄鋼スラグ、珪砂、セメント、貝殻粉砕物等を混合した液状混練物、粉末状骨材を含まない溶融硫黄を貯蔵することもでき、さらに、高温液体として溶融した合成樹脂に粉末状骨材を混合した液状混練物、粉末状骨材を含まない液状合成樹脂等を貯蔵することもできる。
本発明の一実施の形態に係る計量装置を示す平面図である。 同じく正面図である。 同じく一部を断面で示した側面図である。 図3におけるA部の拡大図である。 本発明の一実施の形態に係る計量を適用した硫黄固化物製造プラントの一例を示す系統図である。
符号の説明
1 計量装置
2 胴部
3 底部
4 計量槽
5 上蓋
6 液体導入管
7 覆い管
8 不活性ガス導入管
9 ブリーザ弁
12 開閉バルブ
14 槽用オイルジャケット(オイルジャケット)
15 流路用オイルジャケット(オイルジャケット)
17 液体排出管
18 液体供給配管
20 ブラケット
21 架台
21a 水平梁
22 支持計量手段
23 ロードセル
24 吊り金具
25 測定支持部材

Claims (3)

  1. 液体入口と液体出口を設け内部に高温液体を収容する密閉可能な計量槽と、該計量槽の外周に設けられ計量槽内の高温液体を加熱する加熱手段と、前記計量槽を架台に支持すると共に計量槽を介して前記架台に伝達される荷重を計測する支持計量手段と、前記計量槽の上部に設けられ計量槽内の上部空間の空気を不活性ガスに置換するための不活性ガス導入口およびブリーザ弁とを備えていて、
    前記支持計量手段は、ロードセルの上下に互いに直交する方向に回動する一対の吊り金具を連結してなる測定支持部材が前記計量槽の周方向に等間隔をあけて複数配置され、前記各測定支持部材の吊り金具の一方が前記架台に固定され、吊り金具の他方が計量槽の上端に固定されて、該計量槽を架台に懸垂して支持する構成とされていることを特徴とする計量装置。
  2. 前記加熱手段は、前記計量槽の外周側に熱油が流れる槽用オイルジャケットを備え、計量槽の液体入口に接続された液体供給管の外周と液体出口に接続された開閉バルブの外周とにそれぞれ設けられた流路用オイルジャケットの一方から前記槽用オイルジャケット内に導入された熱油が、流路用オイルジャケットの他方へ流出される構成とされていることを特徴とする請求項1に記載の計量装置。
  3. 前記計量槽の液体入口には、計量槽の上蓋から内部に挿入された短尺の液体導入管が垂設されると共に、該液体導入管を囲むようにしてそれより大径で長尺の覆い管が計量槽の高さ方向の中間部まで延長して垂設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の計量装置。
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