JP4216097B2

JP4216097B2 - 液状物質の定量供給装置。

Info

Publication number: JP4216097B2
Application number: JP2003059447A
Authority: JP
Inventors: 浩一近藤
Original assignee: 富二栄産業株式会社
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP2004267853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液状物質の定量供給装置に関し、特に、海底や河川から浚渫した汚泥や土砂等の浚渫土に固化材を混合して埋立地や海中打設等に供給する浚渫土の処理において、浚渫土の定量供給装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、埋立てにおいて、海底や河川に堆積した汚泥や土砂である浚渫土を埋立材として有効利用しており、セメント等の固化材を混入して処理する方法が知られており、例えば、本出願人らによっても提案している(特許文献１参照)。
ところで、混合機は異物を取り除き、比重を調整した浚渫土と、セメント等の固化材とを均一に混合するため、バッチ処理することが行われる。このとき、混合機に投入する浚渫土と固化材とを予め計量して計量タンクに貯留しておいて、一気に投入すれば混合機はただちに稼働でき作業の効率化が計られる。
この計量タンクに一定量を貯留するには、流量計によって供給量を計測し、所定量を供給した時点で供給を止める方法や、重量計で計量タンク(計量ホッパ)に供給量を検出して一定重量に達した時点で供給を停止する方法があった(特許文献２参照)。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２７００２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９７２８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、計量タンクに一定量を貯留するために、流量計によって供給量を計測し所定量を供給した時点で供給を止める方法においては、従来の流量計では不均一な汚泥や土砂である浚渫土の通過量を検知する際に誤差を生じることが多く、また、バルブを閉めてからの計量タンクへの供給量を制御することは困難であって、単位時間当たりの供給量も多くするには設備に経費が掛かるという問題点があった。
また、重量計で計量タンク(計量ホッパ)に供給量を検出して一定重量に達した時点で供給を停止する方法においては、長時間かけて静かに投入すればよいが、短時間に投入しようとすると衝撃荷重が短時間では収まらず誤作動を生じてしまうため、正確な液状物質の投入量を計量タンクに貯留することが困難であり、また、貯留体積を一定にすることも困難であった。
さらに、貯留体積を一定にする方法としては、電極を設けたりするレベル計を用いる方法があるが、この場合には、レベル計が急激な液状物質の投入によって、投入の際に泡を拾ってしまい、誤差を生じることが多く貯留体積を一定にすることに問題点があった。
このように、従来のいずれも液状物、特に浚渫土の定量供給装置では、短時間で且つ正確に計量タンクへ貯留することは困難であり、特に、混合機にバッチ処理の周期が５０secから６０secとなると到底正確に計量することは困難であり、バッチ処理の周期を長くすると、容量を大きくしなければならず、そのような装置にするには経費がかかるといった問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、浚渫土などの液状物質の定量供給装置において、素早くかつ正確に所定の液状物質を供給できる定量供給装置を供給することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、液状物質を受け入れる供給バルブおよび排出バルブを備えた計量タンクにおいて、該計量タンクには重量を算出するためのロードセルを設けるとともに、該計量タンクの上端の近傍にオーバーフローゲートを設け、該オーバーフローゲートは上下動に調節ができて所定量の液状物質を計量タンク内に貯留し、所定量以外の液状物質をオーバーフローゲートから排出するとともに、液状物質がオーバーフローしたことをオーバーフローした液状物質の加重により感知する感知手段を設けて該感知手段のオーバーフロー信号により供給バルブを閉めることを特徴とする液状物質の定量供給装置である。
請求項２の発明は、前記請求項１において、前記液状物質が浚渫土であって、前記感知手段は前記オーバーフローゲートより浚渫土が落下する位置に泥水受板を設け、該泥水受板をスプリングで支持するとともにリミットスイッチを設けてオーバーフローしたことを感知し、前記ロードセルにより浚渫土の重量と比重を算出することを特徴とする請求項１記載の液状物質の定量供給装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に好適な浚渫土の処理方法の１実施例を、図面に沿って説明するが、図１は本実施例の装置を含む固化処理土の処理全体のフローチャートであり、図２は本実施例の装置の概略を示すものである。
図１において、ステップＳ１では、海底や河川等から浚渫土を浚渫船で浚渫し、ステップＳ２で浚渫した液状物質である浚渫土砂を土運船に移して運搬し、ステップＳ３で固化処理船へ運搬し、ステップＳ４では固化処理船から、浚渫土を固化処理土装置に揚土する。
まず、図１におけるステップ５以下が固化処理土装置での操作であるが、ステップ５において液状物質である浚渫土砂をバケット等から、浚渫土受入ホッパに投入し、この浚渫土受入ホッパに投入された浚渫土は、ステップＳ６でホッパの底部に配置された粗目のスクリーン等の振動櫛によって、大きな石や粗大ゴミ等の異物は取り除かれ、ステップ７で解泥機に移送される。
ステップ７での解泥機では、浚渫土の土砂の塊等を解きほぐすとともに、ステップ８の比重調整槽に送り必要に応じて解泥機で浚渫土の濃度を濃度計および比重を比重計で計測し、浚渫土の濃度および比重が大きい場合には所定の範囲になるようにステップ９で海水等を加水ポンプ(海水投入器)により比重調整槽に投入供給する。
場合によっては、比重調整槽への浚渫土の投入量は、比重調整槽での浚渫土の比重が目標比重以下になった場合には浚渫土受入ホッパに重量機等で新たに浚渫土を投入し、解泥機からの浚渫土の供給は比重調整槽の浚渫土が目標比重になった時点で投入を止め、ステップ９での加水ポンプ(海水投入器)は、濃度計および比重計から得られたデータを演算制御器で処理して、目標比重より大きいときは適正な海水投入量を算出し、流量計で海水投入量を計測しつつ加水ポンプを制御して適正な範囲の海水を比重調整槽に供給する。勿論、浚渫土の濃度と比重の調整には調整水は海水でなく、河川の水や上水や地下水でもよい。
【０００７】
一方、ステップ１２では、固化材たるセメントは固化材サイロに貯蔵されているが、一部をブロワー等によってセメントビンに移送し、ステップ１３ではセメントビンから所定量のセメントをセメント計量器に供給し、スッテプ１４では１回当たり(１バッチ当たり)の計量したセメントを混合機に投入すべく待機する。
なお、濃度や比重が一定以下の場合、例えば、濃度が薄く水に近い場合には、固化材を増加させて処理土の比重および強度が一定の範囲内になるように調整する。より製品たる処理土の品質を均一にする場合には、濃度と比重の調整と固化材の調整とを同時に行いながらきめ細かく調整すればよい。
次いで、比重調整槽で所定の濃度・比重の範囲に調整された浚渫土は、ステップ１０の移送ポンプで、本発明の主要部である浚渫土の一定量を素早く計量して混合機に供給する泥水計量タンクへ供給する。また、浚渫土に調整水を投入することは強度が弱くなることから嫌う場合があるが、この場合には固化材だけで処理土の強度や比重を調整し、海水投入器から調整水である海水の投入は行わない。
【０００８】
ステップ１５では、上述したように計量され調整された液状物質である浚渫土と、計量された固化材であるセメントとをミキサーに投入する。この際に、後述するように短時間で正確に計量しておく必要がある。
ミキサー(混合機)において、適正な範囲の濃度と比重に調整された浚渫土と算出された所定量の固化材(液状も含む)とが投入され、両者の所定の容量が投入され投入が完了した時点で、一定時間ミキサーを稼働し均一に混合する。
このように、ミキサーのバッチ処理によって、均一に混合され処理土はミキサーから、ステップ１６で圧送ポンプにより移送配管中を圧送されて、埋立場や海中打設場に供給される。
特に、本実施例では、比較的小型の混合機を用い、バッチ処理の周期が５０secから６０secと短時間で稼働させていことから、計量タンク２もそれに対応して短時間に計量を終了しなければならないが、本実施例の計量タンクではそれが可能となる。
【０００９】
以上が固化処理土の処理全体のフローチャートであるが、本発明の主要部分であるステップ１１での泥水計量タンク、及び、泥水計量タンクに関連する装置の概略を図２および図３に沿って説明する。
図２、図３において、比重調整槽で調整された浚渫土Ａがステップ１０の移送ポンプで移送されるが、移送管の出口近傍で計量タンク２の上部に設けられた供給バルブ１によって、この供給バルブ１が開状であるときは、浚渫土Ａが計量タンク２の上部の開口21から供給される。
円筒状の計量タンク２の底部２３はすり鉢状を呈して、その端部には排出バルブ７が設けられ、供給バルブ１が開状である時は、排出バルブ７は閉状態にあるので、計量タンク２は浚渫土Ａが充満するが、計量タンク２の上端の近傍にオーバーフローゲート３が設けられおり、このオーバーフローゲート３は上下動に調節でき、オーバーフローゲート３の上端より上水準の浚渫土Ａは計量タンク２の周りに設けられた上面から見るとドーナツ状のオーバーフロー貯留槽４に溢れ落ち、オーバーフローする際にオーバーフロー感知手段５によってオーバーフローしたことを感知し、供給バルブ１を閉状態にする。
【００１０】
ドーナツ状のオーバーフロー貯留槽４は、外側円筒部４２と内側円筒部４４とドーナツ円盤の底部４３から構成されており、内側円筒部４４は計量タンク２の外形より幾分大きく、内側円筒部４４の上端は計量タンク２の外側に張り出したオーバーフローガイド２２の底面に位置するようになっており、溢れ出した浚渫土Ａが全てオーバーフロー貯留槽４に確保されるようにしてある。
また、オーバーフロー感知手段５は、オーバーフローした計量対象である液状物質の浚渫土Ａが落下する位置に泥水受板５１を複数のスプリング５２で支持し、浚渫土Ａが落下して泥水受板５１に当たると泥水受板５１の位置が下降してリミットスイッチ５３が作動し、閉電気回路を形成してリミットスイッチ５３からの制御信号により電磁バルブである供給バルブ１を閉状態にする構成である。泥水などのオーバーフローを感知するには、夾雑物が混じったり、水しぶきが生じたりするので、上記のような加重を感知してリミットスイッチを作動させる構成が好都合である。
【００１１】
オーバーフロー貯留槽４に溢れ落ちた浚渫土Ａは、所定量が蓄積されると、排出バルブ４１が開き移送ポンプでステップＳ８の比重調整槽に戻すか、他の貯留槽に移動する。
このようにして、比較的短期に対応して短時間に一定量の浚渫土Ａを貯留した計量タンク２は、ミキサー９に投入準備態勢で待機するが、ここで計量タンク２の下部にはロードセル６が配備され、計量タンク２内の浚渫土の重量が算出できるようになっており、計量タンク２内の浚渫土の体積が判ることから、その浚渫土の比重が正確に算出でき、必要に応じて固化材であるセメントＢの供給量の調整を行うことができるが、いずれにしても、算出された所定量のセメントＢがセメント計量器(図示せず)に準備されセメント供給装置８から供給されるべく待機される。
ミキサー９はより均一に処理土を製造するためバッチ処理されているが、計量タンク２に貯留された浚渫土は排出バルブ７が開き、セメント計量器に貯留された固化材の排出バルブ(図示せず)も開き、短時間にミキサー９内に所定の浚渫土と固化材が供給され終了する。
【００１２】
ここで、図４乃至図７を用いて、計量タンク２とその上端の近傍に設けたオーバーフローゲート３を詳細に説明する。
図４乃至図６はオーバーフローゲート３の分解部品図で、図７は組み立て完成図であるが、図４においてオーバーフローゲート３は、計量タンク２本体の上端の近傍に設けた長方形の開口部２４に配設される。この開口部２４の側部には容量目盛り２９が設けられ、ゲート上端位置でどの程度の浚渫土が貯留されたかが判るようになっている。
この開口部２４には図７に示すようにスライドするゲート板３１が設けられるが、ゲート板３１は、図５に示すように開口部２４よりも大きな面積で、その上端は一対の取付部３１１に調整ボルト３２下端の取付部３２１が取り付けられ、この調整ボルト３２は、計量タンク２の外周の所定の箇所に溶接された支持部２５に支持され、この支持部２５にはナット２５１が溶接固着されており、調整ボルト３２の端部に取り付けられたハンドル３３を回動することによりゲート板３１が上下動する。
【００１３】
ゲート板３１の案内は、図６に示されるように、ゲート板３１を挟むようにＬ字型の一対のゲートガイド２６が計量タンク２の外周の所定の箇所に溶接されており、ゲート板３１は上下方向にはスライド可能となって上下方向の所定の箇所で固定される。ゲート板３１の固定はその裏面の外周に沿ってＵ字状のゴムパッキン２８を当ててあり、ゲートガイド２６に設けられた複数の押えボルト２７を締めることによって所定の位置に固定される。
ゲート板３１の位置を変更する場合には、押えボルト２７を緩め、ハンドル３３を回動してゲート板３１の上端を所望の容量目盛り２９に合わせ、押えボルト２７を締めて固定すればよい。
なお、計量タンク２において、オーバーフローゲート３の一箇所の例で説明したが、オーバーフローが短時間に終了するように、図２に示すように、計量タンク２１の三箇所にしてもよく、必要に応じて適宜変更すればよい。
【００１４】
本実施例の装置は、上述したような構成であるから、ミキサー(混合器)の稼働がバッチ処理で短い周期であっても、浚渫土のような泡などが発生しやすい液状物質であっても、大凡の量を短時間に計量タンク２に投入し、即座に余分な流動状態の浚渫土をオーバーフローさせ、短時間で且つ正確に所望の量の浚渫土を計量タンク２に貯留して待機状態にすることができる。また、装置自体も簡単であることことから、夾雑物が混入する浚渫土にあっても確実に作動し、修理等の保守も容易である。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論であり、例えば、オーバーフロー感知手段５は光センサーを用いてオーバーフローを検知してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液状物質を受け入れる供給バルブおよび排出バルブを備えた計量タンクにおいて、該計量タンクの上端の近傍にオーバーフローゲートを設け、該オーバーフローゲートは上下動調節可能であって所定量の液状物質を計量タンク内に貯留し、所定量以外の液状物質をオーバーフローゲートから排出するとともに、液状物質がオーバーフローしたことを感知する感知手段を設けて該感知手段のオーバーフロー信号により供給バルブを閉める液状物質の定量供給装置であるから、浚渫土などの液状物質の定量供給装置において、素早くかつ正確に所定の液状物質を供給でき、また、計量タンクにはロードセルが配備されて計量タンク内の浚渫土等の液状物質の重量が算出でき、計量タンク内の浚渫土の体積が判ることから、その浚渫土の比重が正確に算出でき、必要に応じて固化材であるセメントの供給量の調整を行うことができるという効果が得られる。
そして、比較的小型のミキサーを用いてバッチ処理の周期を短くしても、それに対応して計量タンクの計量も正確に短時間で終了でき、システム全体を小型で安価に製作することができる。従来のように、バッチ処理の周期を長くするためにシステムの容量を大きくする必要もないという効果が得られる。
また、装置自体も簡単であることから、夾雑物が混入する浚渫土であっても確実に作動し、修理等の保守も容易であるという効果が得られる。特に、請求項２の発明によれば、加重を感知する泥水受板を設けたので、夾雑物が混じったり、水しぶきが生じたりしてもオーバーフローを感知するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な１実施例に使用する全体のフローチャート図である。
【図２】本発明の好適な１実施例の全体の概念を示す説明図である。
【図３】本発明の好適な１実施例の計量タンクの概略の斜視図である。
【図４】図３および図７の計量タンク本体の分解図である。
【図５】図３および図７の計量タンクのゲート板の分解図である。
【図６】図３および図７の計量タンクのゲートガイドの分解図である。
【図７】図４〜図６に示した部材を組み立てた計量タンクの斜視図である。
【符号の説明】
Ａ…浚渫土(液状物質)
Ｂ…セメント(固化材）
１…供給バルブ、２…計量タンク、21…上部の開口、
22…オーバーフローガイド、23…底部、24…開口部、25…支持部、
251…ナット、26…ゲートガイド、27…押えボルト、
28…ゴムパッキン、29…容量目盛り、
３…オーバーフローゲート、31…ゲート板、311,321…取付部、
32…調整ボルト、33…ハンドル、
４…オーバーフロー貯留槽、41…排出バルブ、42…外側円筒部、
43…ドーナツ円盤の底部、44…内側円筒部
５…オーバーフロー感知手段、51…泥水受板、52…スプリング、
53…リミットスイッチ、
６…ロードセル(重量計)、
７…排出バルブ
８…セメント供給装置
９…ミキサー(混合機)

Claims

液状物質を受け入れる供給バルブおよび排出バルブを備えた計量タンクにおいて、該計量タンクには重量を算出するためのロードセルを設けるとともに、該計量タンクの上端の近傍にオーバーフローゲートを設け、該オーバーフローゲートは上下動に調節ができて所定量の液状物質を計量タンク内に貯留し、所定量以外の液状物質をオーバーフローゲートから排出するとともに、液状物質がオーバーフローしたことをオーバーフローした液状物質の加重により感知する感知手段を設けて該感知手段のオーバーフロー信号により供給バルブを閉めることを特徴とする液状物質の定量供給装置。
前記請求項１において、前記液状物質が浚渫土であって、前記感知手段は前記オーバーフローゲートより浚渫土が落下する位置に泥水受板を設け、該泥水受板をスプリングで支持するとともにリミットスイッチを設けてオーバーフローしたことを感知し、前記ロードセルにより浚渫土の重量と比重を算出することを特徴とする請求項１記載の液状物質の定量供給装置。