【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、気体等の流体通路を開閉するダンパーに関し
、特にたとえば４塩化ジルコニウムを金属マグネシウム
によって還元する等、ハロゲン化ジルコニウムを、アル
カリ土類金属よりなる還元剤を用いてジルコニウムスポ
ンジを生成させる金属ジルコニウムの製造装置における
通路開閉用ダンパーに関するものである。
本出願人は、さきに、実願昭５２−１２９８７１号を以
てジルコニウムスポンジ類の製造技術につき提案したが
、この提案技術は、反応容器と凝縮容器とを等形に形成
して、この容器の胴部に操作パイプを形成し、反応容器
として用いられた容器の操作パイプを溶融還元剤の装入
、及び副生された溶融塩の抜出しのためのパイプとして
用いると共に、凝縮容器として用いられた容器の操作パ
イプを排気のためのパイプとして用いることにより、前
記両容器の転用作業を簡略化して作業性を向上させたも
のである。
本発明は、上述提案技術をさらに進展せしめるものであ
って、すなわち本発明の目的は、前記反応容器と凝縮容
器との間を連通ずる通路としての中央筒を、該中央筒の
一部に形成される分岐筒を介して容易に開閉せしめ、こ
れにより前記両容器間の転用作業を一層容易としたダン
パーを提供するにある。
前記の目的を達成するために、本発明のダンパーは、円
柱形状の本体を具備し、その−側端面には半円形板状の
弁体が突出形成され、同他側端には操作ハンドルが形成
されてなるものである。
以下、図示の一実施例（こ基づいて本発明を具体重に説
明する。
第１図は、本発明に係るダンパー９（第２図参照）が用
いられる金属ジルコニウムの製造装置の一例であって、
等形の容器で形成されて、互に上下対称状に向合った反
応容器２０および凝縮容器３０と、両容器２０．３０間
に介設された中間仕切台１と、反応容器２０の外周と底
辺を取囲む加熱炉１７とにより形成されていて、これら
容器２０．３０の内空が、夫々反応室２と凝縮室３をな
している。
上記仕切台１は略円筒形の加熱炉４で形成され、この仕
切台１には中心部を上下に連通ずる開閉通路としての中
央筒５が形成されており、この中央筒５の外周部を取り
囲むようにして加熱炉４内にはシーズヒータ６が埋込ま
れている。
更に、上記中央筒５の中央部には仕切台１の側部外方ま
で延出される分岐筒７が中央筒５と連通状The present invention relates to a damper that opens and closes a fluid passage such as a gas, and in particular to a damper that produces a zirconium sponge by reducing zirconium halide with a reducing agent made of an alkaline earth metal, such as reducing zirconium tetrachloride with metal magnesium. This invention relates to a damper for opening and closing a passage in a zirconium manufacturing device. The present applicant previously proposed a technology for manufacturing zirconium sponges in Utility Application No. 129871/1987, but this proposed technology involves forming a reaction vessel and a condensation vessel into the same shape, and forming the body of the vessel. An operating pipe is formed in the section, and the operating pipe of the vessel used as the reaction vessel is used as a pipe for charging the molten reducing agent and extracting the by-produced molten salt, and the vessel is used as the condensation vessel. By using the operating pipe as the exhaust pipe, the work of converting both containers to other uses is simplified and work efficiency is improved. The present invention further develops the above-mentioned proposed technology, and an object of the present invention is to form a central cylinder as a passageway communicating between the reaction vessel and the condensation vessel in a part of the central cylinder. It is an object of the present invention to provide a damper that can be easily opened and closed via a branch tube that is connected to the container, thereby making it easier to perform diversion work between the two containers. In order to achieve the above object, the damper of the present invention includes a cylindrical main body, a semi-circular plate-shaped valve body is formed protruding from the negative end face of the main body, and an operating handle is provided at the other end face. It is something that is formed. Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the illustrated embodiment. FIG. 1 shows an example of a metal zirconium manufacturing apparatus in which a damper 9 (see FIG. 2) according to the present invention is used. ,
A reaction vessel 20 and a condensation vessel 30 formed of equal-shaped vessels and facing each other vertically symmetrically, an intermediate partition 1 interposed between both vessels 20 and 30, and an outer periphery of the reaction vessel 20. The inner spaces of these containers 20 and 30 constitute the reaction chamber 2 and the condensation chamber 3, respectively. The partition 1 is formed of a heating furnace 4 having a substantially cylindrical shape, and a central cylinder 5 is formed in the partition 1 as an opening/closing passage communicating vertically in the center. A sheathed heater 6 is embedded in the heating furnace 4 so as to surround it. Further, in the center of the central tube 5, a branch tube 7 extending to the outside of the side of the partition 1 is in communication with the central tube 5.
【こ突出形成
され、この分岐筒７にはスクリューコンベア等によるフ
ィーダ８若しくは、後述する本発明に係るダンパー（バ
ルブ体）９が抜挿自在に取り付けられており、上記分岐
筒７の上下近傍位置には該分岐筒７と平行しこ小径の温
度及び圧力検出用管１６．１６が形成され、この温度検
出用管１６．１６は中央筒５と連通せしめられている。
また上記仕切台１の上方と下方には段部１０ａ、１０ｂ
を境としてテーパが付けられており、この仕切台１の上
端面と下端面の中央には比較的大径の凹部１１，１１が
形成され、この四部１１の内部空間における略中程【こ
前記中央筒５の上下先端部５ａ、５ｂが位置せしめられ
ている。この先端部５ａ、５ｂにはフランジ１２．１２
が形成され、該フランジ１２ 、 １２＋７）７．ｚカ
で上方に位置している方の７ランジ１２には可融性の触
板１３が中央筒５の内空を閉塞するようにして載置固定
されており、この触板１３として通常はマグネシウム材
の板が用いられている。また、上記仕切台１の上端面と
下端面には温度検出用管１５の一端が開口され、この温
度検出用管１５の他端は仕切台１の外部に突出されてい
る。一方、耐熱鋼板よりなる夫々の容器２０．３０の互
に対向する開放がわ端部には大径の皿形フランジ２１．
３１が形成され、この皿形フランジ２１．３１の外周に
は各容器２０．３０側に突出する周壁２１ａ。
３１ａが形成されており、この周壁２１ ａ、３１ａの
一箇所にはドレーン管２２．３２が固設されているほか
、皿形フランジ２１．３１における周壁２１ａ、３１ａ
が突出している側にはバッキング２３．３３が展着され
ている。
しかして、反応容器２０のフランジ２１は、上記バッキ
ング２３を介して加熱炉１７の上向開口端面に密着され
、これにより、加熱炉１７の内孔１７ａが密閉されてお
り、上記フランジ２１の内周縁部と前記仕切台１の段部
１０ｂとが密着状に当接するように、仕切台１の下部が
反応容器２０内に嵌入固定されている。更に、上記仕切
台１の上部には凝縮容器３０が被せられ、この凝縮容器
３０におけるフランジ３１の内周縁部と仕切台１の上部
側の段部１０ａとが密着状に当接固定されており、上記
フランジ３１のドレーン管３２は後述する散水管に協動
して排水の作用を果している。
また、上記各容器２０．３０の胴部中間の底面寄りの周
壁には、直管２４．３４と、同直管２４．３４から分岐
したＬ形管２５．３５より成る操作パイプ２６．３６が
開口されており、このＬ形管２５．３５は、容器２０．
３０の外壁に沿って該容器２０．３０の開口側に延出さ
れると共に、夫々のフランジ２１，３］を貫通して、そ
の外端２７．３７は外部に突出されている。しかして反
応容器２ｏのＬ形管外端２７は、図示しないＭｇＣｌ２
溜め、およびＭ９溶融炉に切換的に連通ずる接続管１８
に接合されており、前記凝縮容器３０の直管３４は図示
しない分離作動真空ポンプに通じる排気管１９に接合さ
れている。
なお、排気管１９には操作弁５ｏが介装されるほか、反
応容器２０の直管２４と、凝縮容器３０のＬ形管外端３
７は、盲蓋で閉塞されている。
そのほか、加熱炉１７の周壁には、反応容器２０の内圧
変動に基く変形を防止する目的で、同炉内孔１７ａの内
圧を負圧にするための空気通ｇ５Ｉが固設されているが
、この通管５１は、別に冷却用にも利用される。また、
凝縮容器３゜の上方至近には、冷却用散水管５３と、そ
のカバーが配設されている。
第２図は、本発明の一実施例に係るダンパー（ハル７’
体） ９の一部切欠斜視図である。このダンパー９は
、密閉円筒形状の本体９ｏを主体となし、その−側端面
に板状の弁体９１が突出形成されており、この弁体９１
の先端は中央筒５の内径の曲率と一致する半円形状とさ
れている。また、この弁体９１側の端部付近は端部側が
小径とされるテーパ部９２が形成され、このテーバ部９
２の内部には保温材９３が充填されていると共に、弁体
９１寄りの保温材９３内にはヒータ９４が埋設されてい
る。このダンパー９の本体９ｏの他端には操作ハンドル
９５が形成され、該ハンドル９５の一部には回転位置決
めガイド９５ａが形成されている。
ここで、以上のように構成された装置の取扱と作動につ
いて説明する。
まず、結合状態における反応容器２ｏと凝縮容器３ｏの
各部の気密性を、圧力テストにより確認した後、反応容
器２ｏを加熱炉１７に結合する。次で、加熱炉１７に通
電して、２００’Ｃ〜３００°Ｇに予熱しながら吸収し
て脱ガスを行ない、その後調整管】５がら反応室２内に
大気圧に達するまでＡｒを通人し、さらに、炉内を７５
０ ’Ｃ〜８００℃に昇温する。
その後、操作バイブ２６がら８０ｋｇの溶融Ｍｇを反応
室２に装入した後、フィーダ８がらＺｒ Ｃ７１４を通
人し、反応室２内で溶融Ｍ９に接触させて還元反応を行
わせる。
シカシテ、７ｏｏｋｇノｚｒｃ１４が反応した時点で、
反応室２内のＡｒをＯ，ｓ ｋｇ／７に加圧し、これに
より、副生じたＭｇＣ７１２を操作パイプ２６から抜出
し、再び、Ｍ、９を８０ｋｇ装入すると共に、ＺｒＣ４
を通人して、反応を継続させる。ＺｒＣ７１４を２８０
ｋｇ装入したのち５ ＭｇＣｌ２を抜き出す。なお、
この作動間においては、ヒータ６の通電は行わず、これ
により反応容器２０から離れた箇所に位置している隔板
１３は融解することがない。
次で、上述のような反応作動サイクルを３回〜５回繰返
した後、フィーダ８を分岐筒７より抜き出し、このフィ
ーダ８に換えて本発明に係るダンパー９を分岐筒７Ｇこ
装着する。このときダンパー９の弁体９１は第３図（Ｄ
）に示すように中央筒５の軸方向と平行する状態にして
おき、ふたたび加熱炉１７を昇温すると共に、仕切台１
内のシーズヒータ６を加熱し、隔板１３を融解させる。
この隔板１３の融解により反応室２と凝縮室３が連通し
た状態となり、この隔板１３の融解したことは反応室２
と凝縮室３の圧力差を測ることにより、外部から容易し
こ確認し得る。
上記確認後、操作弁５０を開いて排気を始動させると共
に、散水管５３から散水して凝縮容器３０を冷却するが
、この真空分離作動間は、反応室２の温度は、９００°
Ｃ〜１，０００°Ｃ（こ保持させて置く。
この間における作動は、第４図（ａ）に示すよう【こ反
応室２から蒸発する■ｃ４とＭ、９は、凝縮室３内で熱
を奪われて、同室３の内壁に凝着するもので、この分離
作動は、約１０時間で終了し、以上の作動により、約８
００ ｋｇのジルコニウムスポンジを生成することがで
きる。尚、上記分離作動中は中央筒５がシーズヒータ、
６により加熱されていると共に、ダンパー９の弁体９０
付近カヒータ９３により加熱されているので、中央筒５
内におけるＭｇＣｌ２とＭｇは凝縮されることなく確実
に凝縮室３内に送られている。
しかして、分離作動の終了後は、反応容器２０を加熱炉
１７より扱き出し、第４図（ｂ）に示すように、ダンパ
ー９を９０度回転させたのち反応容器２０と凝縮容器３
０と中間仕切台１とを一体とした状態で１８０度回転さ
せる。こうした仕切台１内の中央筒５内は閉塞された状
態で今まで反応容器２０として用いられ、ジルコニウム
スポンジが生成されている容器が上方に位置せしめられ
ると共に、今まで凝縮容器３０として用いられ、ＭｇＣ
ｌ２とＩＱが内壁に凝着された容器が下方に位置せしめ
られる。次に、第４図（Ｃ）に示すようにこうして上方
に位置せしめられ、今まで反応容器２として用いられて
いた容器を仕切台１から分離させ、この容器に換えて空
の容器を仕切台１上に載置固定させる。上記容器の分離
、組立作業中においては下方に位置されたＭｇＣｌ２と
Ｍｇが収容されている容器はダンパー９により外気との
シール及びクラストの落下の防止が行われている。
次に、第４図（ｄ）に示すようにふたたびダンパー９と
フィーダ８とを入れ替えて次回の装置稼動に備えること
ができる。
以上説明したように本発明のダンパーによれば、金属ジ
ルコニウムの製造装置【こ用いる反応容器と凝縮容器間
の通路を、ハロゲン化ジルコニウム供給用フィーダに換
えて、容易に外側から開閉させることが出来、前記両容
器間の転用を一層効率良く行なわせることが出来、安全
性を向上させることが出来るという効果がある。
また、気体、液体等各種流体の通路を、その分岐通路の
側から容易に開閉させることが出来、且つ不使用時には
上記通路より簡単に引き抜いて離脱させることができ流
路の邪魔にならないという効果がある。A feeder 8 using a screw conveyor or the like or a damper (valve body) 9 according to the present invention, which will be described later, is attached to the branch tube 7 so as to be removable and inserted into the branch tube 7, and the branch tube 7 is located near the top and bottom of the branch tube 7. A small-diameter temperature and pressure detection tube 16.16 is formed parallel to the branch tube 7, and this temperature detection tube 16.16 is communicated with the central tube 5. Additionally, above and below the partition stand 1 are stepped portions 10a and 10b.
Recesses 11, 11 with a relatively large diameter are formed in the center of the upper and lower end surfaces of the partition 1, and approximately halfway in the internal space of the four parts 11 [this Upper and lower ends 5a and 5b of the central cylinder 5 are positioned. The tips 5a, 5b have flanges 12.12.
is formed, and the flanges 12, 12+7)7. A fusible contact plate 13 is placed and fixed on the 7 flange 12 located above the center cylinder 5 so as to close the inner space of the central cylinder 5. A magnesium plate is used. Further, one end of a temperature detection tube 15 is opened at the upper end surface and the lower end surface of the partition table 1, and the other end of this temperature detection tube 15 is projected to the outside of the partition table 1. On the other hand, each container 20.30 made of a heat-resistant steel plate has a large-diameter dish-shaped flange 21.30 at the mutually opposing open ends.
31 is formed, and on the outer periphery of this dish-shaped flange 21.31, a peripheral wall 21a protrudes toward each container 20.30 side. 31a is formed, and a drain pipe 22.32 is fixedly installed at one location of the peripheral walls 21a, 31a.
A backing 23.33 is spread on the side from which it protrudes. Thus, the flange 21 of the reaction vessel 20 is brought into close contact with the upward opening end surface of the heating furnace 17 via the backing 23, thereby sealing the inner hole 17a of the heating furnace 17. The lower part of the partition 1 is fitted and fixed into the reaction vessel 20 so that the peripheral edge and the stepped part 10b of the partition 1 are in close contact with each other. Furthermore, a condensation container 30 is placed over the top of the partition 1, and the inner peripheral edge of the flange 31 of the condensation container 30 and the step 10a on the upper side of the partition 1 are fixed in close contact with each other. The drain pipe 32 of the flange 31 functions to drain water in cooperation with a sprinkler pipe, which will be described later. Further, on the circumferential wall of each container 20.30 near the bottom in the middle of the body, there is an operation pipe 26.36 consisting of a straight pipe 24.34 and an L-shaped pipe 25.35 branched from the straight pipe 24.34. The L-shaped tube 25.35 is open to the container 20.35.
It extends along the outer wall of the container 20.30 toward the opening side of the container 20.30, and passes through each flange 21, 3], with its outer end 27.37 protruding to the outside. Therefore, the outer end 27 of the L-shaped tube of the reaction vessel 2o is made of MgCl2 (not shown).
A connecting pipe 18 that selectively communicates with the reservoir and the M9 melting furnace.
The straight pipe 34 of the condensing vessel 30 is connected to an exhaust pipe 19 leading to a separate vacuum pump (not shown). In addition, the exhaust pipe 19 is provided with an operation valve 5o, and the straight pipe 24 of the reaction vessel 20 and the outer end 3 of the L-shaped pipe of the condensation vessel 30 are interposed in the exhaust pipe 19.
7 is closed with a blind lid. In addition, an air vent g5I is fixedly installed on the peripheral wall of the heating furnace 17 to make the internal pressure of the furnace inner hole 17a negative pressure in order to prevent deformation due to internal pressure fluctuations in the reaction vessel 20. This passage pipe 51 is also used for cooling separately. Also,
A cooling water sprinkler pipe 53 and its cover are disposed near the top of the condensing vessel 3°. FIG. 2 shows a damper (hull 7') according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a partially cutaway perspective view of the body) 9. This damper 9 mainly has a closed cylindrical body 9o, and a plate-shaped valve body 91 is formed protruding from the negative end surface of the main body 9o.
The tip has a semicircular shape that matches the curvature of the inner diameter of the central cylinder 5. Further, near the end on the side of the valve body 91, a tapered portion 92 having a smaller diameter on the end side is formed.
2 is filled with a heat insulating material 93, and a heater 94 is embedded in the heat insulating material 93 near the valve body 91. An operating handle 95 is formed at the other end of the main body 9o of the damper 9, and a rotational positioning guide 95a is formed in a part of the handle 95. Here, the handling and operation of the apparatus configured as described above will be explained. First, after confirming the airtightness of each part of the reaction vessel 2o and condensation vessel 3o in the coupled state by a pressure test, the reaction vessel 2o is coupled to the heating furnace 17. Next, the heating furnace 17 is energized to absorb and degas while preheating to 200'C to 300°G, and then Ar is passed through the reaction chamber 2 through the adjustment tube 5 until atmospheric pressure is reached. Then, the inside of the furnace was
Raise the temperature from 0'C to 800C. Thereafter, 80 kg of molten Mg is charged into the reaction chamber 2 through the operating vibrator 26, and then the Zr C714 is passed through the feeder 8 and brought into contact with the molten M9 in the reaction chamber 2 to perform a reduction reaction. Shikashite, as soon as 7ookg no zrc14 reacted,
The Ar in the reaction chamber 2 is pressurized to O,s kg/7, thereby the by-produced MgC712 is extracted from the operation pipe 26, 80 kg of M,9 is charged again, and ZrC4
pass through and continue the reaction. ZrC714 280
After charging 5 kg, 5 MgCl2 is extracted. In addition,
During this operation, the heater 6 is not energized, so that the partition plate 13 located away from the reaction vessel 20 does not melt. Next, after repeating the reaction cycle as described above three to five times, the feeder 8 is extracted from the branch tube 7, and in place of the feeder 8, a damper 9 according to the present invention is attached to the branch tube 7G. At this time, the valve body 91 of the damper 9 is
), the heating furnace 17 is raised in temperature again, and the partition stand 1 is
The inner sheathed heater 6 is heated to melt the partition plate 13. This melting of the partition plate 13 brings the reaction chamber 2 and the condensation chamber 3 into communication.
By measuring the pressure difference between and the condensing chamber 3, this can be easily confirmed from the outside. After confirming the above, the operation valve 50 is opened to start the exhaust, and the condensation vessel 30 is cooled by water spraying from the water sprinkler pipe 53. During this vacuum separation operation, the temperature of the reaction chamber 2 is kept at 900°.
The operation during this time is as shown in Figure 4 (a). This separation process is completed in about 10 hours, and the above process takes about 8 hours.
00 kg of zirconium sponge can be produced. Note that during the above separation operation, the central cylinder 5 serves as a sheathed heater,
6 and the valve body 90 of the damper 9
Since it is heated by the nearby heater 93, the central cylinder 5
MgCl2 and Mg in the chamber are reliably sent into the condensation chamber 3 without being condensed. After the separation operation is completed, the reaction vessel 20 is removed from the heating furnace 17, and the damper 9 is rotated 90 degrees as shown in FIG. 4(b).
0 and the intermediate partition stand 1 are rotated 180 degrees in an integrated state. The inside of the central cylinder 5 in the partition stand 1 has been used as the reaction vessel 20 in a closed state, and the vessel in which the zirconium sponge is produced is positioned above, and has been used as the condensation vessel 30 until now. MgC
A container with l2 and IQ adhered to the inner wall is positioned below. Next, as shown in FIG. 4(C), the container thus positioned above and used as the reaction container 2 until now is separated from the partition stand 1, and the empty container is placed on the partition stand in place of this container. Place and fix on top of 1. During the container separation and assembly operations, the container located below containing MgCl2 and Mg is sealed with the outside air by a damper 9 and the crust is prevented from falling. Next, as shown in FIG. 4(d), the damper 9 and the feeder 8 can be replaced again to prepare for the next operation of the apparatus. As explained above, according to the damper of the present invention, the passage between the reaction vessel and the condensation vessel used in the metal zirconium manufacturing apparatus can be easily opened and closed from the outside by replacing the passage between the reaction vessel and the condensation vessel with a feeder for supplying zirconium halide. This has the effect that diversion between the two containers can be carried out more efficiently and safety can be improved. In addition, passages for various fluids such as gas and liquid can be easily opened and closed from the side of the branch passage, and when not in use, they can be easily pulled out and removed from the passage, so they do not interfere with the flow passage. There is.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、本発明に係るダンパーを用いる金属ジルコニ
ウムの製造装置の断面図、第２図は本発明の一実施例に
係るダンパーの斜視図、第３図は分岐筒とフィーダ及び
分岐筒とダンパーの接合状態を示す説明図、第４図は反
応容器と凝縮容器と仕切台との操作状態を示す説明図で
ある。
９・・ダンパー、９０・・本体、９１・・弁体、９４・
・ヒータ、９５・・・操作ハンドル。
特許出願人 日本鉱業株式会社
代理人 弁理士 西 村 教 光FIG. 1 is a sectional view of a metal zirconium production apparatus using a damper according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a damper according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a branch tube, a feeder, and a branch tube. FIG. 4 is an explanatory view showing the state in which the damper is joined, and FIG. 4 is an explanatory view showing the operation state of the reaction vessel, the condensation vessel, and the partition stand. 9. Damper, 90. Main body, 91. Valve body, 94.
・Heater, 95...operation handle. Patent applicant: Japan Mining Co., Ltd. Representative Patent attorney Norimitsu Nishimura