金属溶解炉
【課題】 廃品回収された廃棄物をそのまま溶解炉内部に投入して各種金属を分別して回収でき、溶解時に発生する有害ガスを外気に排出しない金属溶解炉を提供する。
【解決手段】 金属溶解炉１０は、密閉形成それる溶融炉１２と、金属分別溶融炉１２を格納する溶解炉本体１４と、金属分別溶解炉１２内部で発生するガスを溶解炉本体１４に放出する導管１６と、溶解炉本体１４に熱風を送風する熱風送風路１８と、熱風送風路１８に取り付けられる第一燃焼装置２０とを備えるものである。溶解炉本体１４は、当該溶解炉本体１４内を循環する熱風及び発生ガスを外部に排出する排出口２２を有する。第一燃焼装置２０により長時間かけて金属分別溶融炉１２を加熱することにより、廃品回収された廃棄物に含まれる各種金属を分別して回収できる。また、金属分別溶融炉１２で発生する有害ガスは導管１６を介して高温の溶解炉本体１４に放出され消滅することから、排出口２２から有害ガスが排出されることを防止できる。
【解決手段】 金属溶解炉１０は、密閉形成それる溶融炉１２と、金属分別溶融炉１２を格納する溶解炉本体１４と、金属分別溶解炉１２内部で発生するガスを溶解炉本体１４に放出する導管１６と、溶解炉本体１４に熱風を送風する熱風送風路１８と、熱風送風路１８に取り付けられる第一燃焼装置２０とを備えるものである。溶解炉本体１４は、当該溶解炉本体１４内を循環する熱風及び発生ガスを外部に排出する排出口２２を有する。第一燃焼装置２０により長時間かけて金属分別溶融炉１２を加熱することにより、廃品回収された廃棄物に含まれる各種金属を分別して回収できる。また、金属分別溶融炉１２で発生する有害ガスは導管１６を介して高温の溶解炉本体１４に放出され消滅することから、排出口２２から有害ガスが排出されることを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品等の廃棄物から金属を回収する金属溶解炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品、電機部品等の製品は、多種の金属を用いて製造されている。例えば、モーター類には、アルミニウムや銅が使用されている。近年、その廃棄物から金属を回収し、当該金属を資源として再利用することが求められている、従来、廃棄物から金属を回収する装置として、アルミ回収溶解炉が提供されていた。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献】
【特許文献１】 特公昭５７−４６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のアルミ回収溶解炉は、廃品回収された機械部品や自動車部品等の廃棄物を加熱処理して、アルミニウムを溶解して取り出す装置である。上記アルミ回収溶解炉では、廃棄物からアルミ部品のみを取り出し、その被処理体（アルミ部品）を溶解炉内部に投入してバーナーで溶解し、融点の低いアルミニウムの溶湯と鋼材の残骸に分別するものである。
【０００５】
しかし、廃品回収された機械部品や自動車部品等の廃棄物から、アルミニウムとアルミニウムより融点の高いものからなるアルミ部品のみを取り出す作業は人件費等の費用がかかり、回収されたアルミニウム（再利用資源）の価格が通常の資源より高くなるおそれがあり、好ましくなかった。
他方、廃品回収された廃棄物には各種金属や合成樹脂等が使用されている。その廃棄物をそのまま溶解炉内部に投入すると、バーナーによる加熱時に各種金属が溶解しアルミニウムのみ回収できないという不都合が生じる。また、塩素を含む物質の不完全燃焼によって生じるダイオキシン類等の有害ガスが発生し、そのまま煙突から排出されるという重要な問題もあった。
【０００６】
本発明は、廃品回収された廃棄物をそのまま溶解炉内部に投入して各種金属を分別して回収でき、溶解時に発生する有害ガスを外気に排出しない金属溶解炉を提供することを目的とするものである。
また、形状を丸くすることにより溜まりを防ぎ、効率よく溶解する。さらに溶解炉本体の耐火レンガ等の耐火部材を厚くした事で熱効率が良く、融点を上げやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属溶解炉は、密閉形成される金属分別溶融炉と、排出口を有し前記金属分別溶融炉を格納する溶解炉本体と、前記金属分別溶解炉内部の空気及び発生ガスを溶解炉本体に放出する導管と、前記溶解炉本体に熱風を送風する熱風送風路と、前記熱風送風路に燃焼ガスを供給する第一燃焼装置とを備えるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明の金属溶解炉は、前記金属分別溶融炉が、被処理体を投入する炉心部と、その炉心部に一体に形成される被処理体投入口と残渣取出口と溶融金属取出口とを備えるようにしたものである。
また、前記導管にブロワーを設けるようにしたものである。
また、前記金属分別溶融炉の下方に一定の隙間を開けて第一熱風誘導耐火部材を設け、前記熱風を前記金属分別溶融炉の底面に誘導するようにしたものである。
また、前記溶融炉本体と前期金属分別溶融炉との間に前期排出口に向かって流れる前期熱風の流露を遮断する第二熱風誘導耐火部材を設けるようにしたものである。
また、前記金属分別溶融炉の炉底に熔解金属の溶湯を溜める凹溜り形成部材を設けるようにしたものである。
また、前記第一燃焼装置がガス発生装置である場合、前記熱風送風路に前記燃焼装置の燃焼状態を検知する光電管と第二燃焼装置とを設け、光電管が第一燃焼装置の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置を起動させるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属溶解炉、被処理体が投入される金属分別溶融炉が密閉され無酸素状態に保持されることから、ダイオキシン類等の有害ガスの発生を防止することができる。
また、金属溶解炉本体の内部に金属分別溶融炉を備える二重構造の炉を形成し、金属分別溶融炉の内部で膨張した空気を当該溶融炉の外部に排出する導管を通じて金属溶解炉本体の室内に放出させることにより、金属分別溶融炉から酸素を除去できる。従って、金属分別溶融炉で溶融される金属が酸素によって酸化されることなく、歩溜まりの良い金属を回収することができる。さらには、金属分別溶融炉は密閉状態に保持されているため、有害ガス発生の原因となる酸素が外部から金属分別溶融炉に進入することを防止できる。
また、被処理体から発生する有害ガスは１０００度以上の高温に保たれた金属溶解炉本体の室内に放出されることから、その室内で完全に消滅する。従って、有害ガスは金属溶解炉外部に排出されることはなく、大気汚染を防止できる。
また、金属分別溶融炉を長時間かけて加熱することにより、融点の低い金属から順に各種金属を回収することができる。
【００１０】
また、本発明の金属溶解炉は、熱風送風部を有し、廃棄物が投入される金属分別溶融炉に熱風を送風できることから、被処理体の金属を反射熱で溶解できる。従って、不純物の混入がない純度の高い金属を回収できる。
また、本発明の金属溶解炉の燃焼装置に廃タイヤを燃料とするガス発生装置を用いることにより、燃料費を抑えることができ、金属の回収コストを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】 本発明の金属溶解炉の平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 金属分別溶融炉を表す図である。
【図４】 図（ａ）は図１のＢ−Ｂの断面図、図（ｂ）は網板（ロストル）の平面図である。
【図５】 金属分別溶融炉の炉底を表す図である。
【図６】 ガス発生装置を備えた本発明の金属溶解炉の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、溶融金属を分別回収し、溶融時に発生する有害ガスの排出を防止することを実現するものである。
【実施例】
【００１３】
本発明の金属溶解炉を図に基づいて説明する。
図１は本発明の金属溶解炉の平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は金属分別溶融炉を表す図であり、同図（ａ）は金属分別溶融炉の側面図であり、同図（ａ）金属分別溶融炉の背面図である。図４（ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図４（ｂ）は鋼板（ロストル）の平面図である。図５は金属分別溶融炉の炉底を表す図である。図６はガス発生装置を備えた本発明の金属溶解炉の構成図である。
本発明の金属溶解炉１０は、密閉形成される金属分別溶融炉１２と、金属分別溶融炉１２を格納する溶解炉本体１４と、金属分別溶解炉１２内部の発生ガスを含む空気１５を溶解炉本体１４に放出する導管１６と溶解炉本体１４に熱風を送風する熱風送風路１８と、熱風送風路１８に取り付けられる第一燃焼装置２０とを備えるものである。
溶解炉本体１４は、当該溶解炉本体１４内を循環する熱風及び発生ガスを外部に排出する排出口（煙突）２２を有する。
【００１４】
金属分別溶融炉１２は、被処理体２４を投入する炉心部２６と、炉心部２６に一体に形成される被処理体投入口２８と残渣取出口３０と溶融金属取出口３２とを備える（図３）。被処理体投入口２８と残渣取出し口３０は、それらの開口部には扉２８ａ、３０ａが開閉可能に取り付けられている。扉２８ａ、３０ａは、金属溶解炉１０の運転中、被処理体投入口２８と残渣取出口３０の開口部から炉心部２６に外気が進入しないように当該開口部を密閉出来るように形成されている。これにより、金属分別溶融炉１２が加熱されると、炉心部２６内部の膨張した空気（炉心部内で発生したガスを含む）は、扉２８ａに向かって上昇し被処理体投入口２８の縁に設けられた導管１６を通じて炉心部２６から排出され、炉心部２６内部は高度の減圧状態（いわゆる真空状態）になる。真空状態では被処理体２４に対する熱伝導がよく、溶解に要する燃料コストを軽減できる。
また炉心部２６内部は無酸素状態となることから、溶解炉本体１４の室内３４が１０００度を超える温度に達すると、炉心部２６内部は１０００度の無酸素状態に保たれるため、有害ガスは一切発生じない。
金属分別溶融炉１２の素材は溶解する金属の融点に応じて選択する。例えば、アルミニウム（融点６６０度）を回収する場合は、ステンレス（融点１４８０度）を使用する。
【００１５】
金属分別溶融炉１２の炉底は、金属の溶湯２４ａが溶融金属取出口３２に向かって流れるように傾斜されている。溶融金属取出口３２は金属分別溶融炉１２の炉底の最も低い位置に設けられている。
金属の溶湯２４ａは、金属分別溶融炉１２の炉底を流れ、溶湯２４ａが溜まる位置に設けた溶解液通路３５に流入し、底溶解液通路３５を介して、その通路３５の開口部である溶解液流出口３５ａａから流出し、溶融金属取出口３２から取り出される。底溶解液通路３５の底３５ｂは、溶融金属取出口３２に向かって傾斜して形成されており（図４（ａ））、底溶解液通路３５の上部（溶湯２４ａが溜まる位置）には、残渣が溶解液通路３５に流入しないようにするために鋼板（ロストル）３５ｃを備えている（図４（ｂ））。溶解液流出口３５ａは、溶解液流路露開閉弁３５ｄを用いて開閉される。
なお、金属分別溶融炉１２内部空間は溶融金属取出口３２及び溶解液流出口３５ａを介して外気と通じているが、金属溶解炉１０の運転中は金属分別溶融炉１２内の空気が膨張するため、外気（酸素）が金属分別溶融炉１２に進入することはない。
また、前記金属分別溶融炉１２の路底に溶解金属の溶湯２４ａを溜める凹溜り形成部材３３を設けてもよい。金属分別溶融炉１２炉底に投入されている被処理体２４の一部を溶湯２４ａに浸らせた状態で加熱することにより、被処理体２４の金属の溶融を加速させることができる。
【００１６】
溶解炉本体１４は、耐火レンガ等の耐火部材で形成されている。また、その室内３４には金属分別溶融炉１２が格納され、金属溶解炉１０の炉は溶解炉本体１４と金属分別溶融炉１２からなる二重構造となっている。すなわち溶解炉本体１４の上壁に金属分別溶融炉１２の被処理体投入口２８に設けられ、金属分別溶融炉１２の正面１２ａ、両側面１２ｂ、１２ｃ、背面１２ｄ及び底面１２ｅと溶解炉本体１４の内壁面１４ａとの間には一定の空間３６が設けられている。これらより、第一燃焼装置２０から放出される高温の熱風３８は、溶解炉本体１４の空間３６（又は室内３４）を循環し、溶解炉本体１４の内壁面１４ａ及び金属分別溶融炉１２の外面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに沿って空間３６（又は室内３４）を加熱するため、燃料を無駄なく利用できコストの軽減を図ることができる。
【００１７】
また、金属分別溶融炉１２の底面１２ｅに熱風３８を誘導する第一熱風誘導耐火部材４０や室内３４を循環せずに排出口２２に向かう熱風３８を遮断し循環させる第二熱風誘導耐火部材４２を設けても良い。
第一熱風誘導耐火部材４０は、金属分別溶融炉１２の両側面１２ｂ、１２ｃ及び背面１２ｄの下方に一定の隙間４４を開けて溶解炉本体１４の炉底上に設けられている（図１、図２，図４）。第一熱風誘導耐火部材４０を設けることにより、熱風送風路１８から溶解炉本体１４の室内３４に送風された熱風３８を被処理体２４が投入されている金属分別溶融炉１２の底面１２ｅに導くことができることから、金属分別溶融炉１２の底面を充分に加熱できる。
第二熱風誘導耐火部材４２は、排出口２２の手前の溶解炉本体１４の内壁面１４ａと金属分別溶融炉１２の側面１２ｃとの間を塞ぐように設けられている（図４）。第二熱風誘導耐火部材４２は排出口２２に向かって流れる熱風３８の流路を遮断するため、遮断された熱風３８を溶解炉本体１４の室内３４に循環させることができる。これにより、燃料を無駄なく利用でき金属分別溶融炉１２を加熱することができる。
【００１８】
導管１６は、金属分別溶融炉１２の内部の空気（酸素）や発生ガスを溶解炉本体１４の室内３４に放出するものである。金属分別溶融炉１２が加熱されると、その内部で膨張した空気や被処理体２４から発生する有害ガスが導管１６を通じて溶解炉本体１４の室内３４に導かれる。導管１６の先端（放出口）１６ａは、熱風送風路１８や溶解炉本体１４の室内３４に向けて配置されている。ダイオキシン類等の有害ガスを高温の溶解炉本体１４に放出することにより、完全に消滅させることができる。
また、金属分別溶融炉１２の内部の空気やガスをより確実に排出するため、当該空気やガスを吸引するブロワー（送風機）４６を導管に設けてもよい。
【００１９】
熱風送風路１８は、第一燃焼装置２０から放出される高温の熱風３８を金属分別溶融炉１２に向けて放出できるように、金属分別溶融炉１２に向けて広角に形成されている。
【００２０】
熱風送風路１８に送られる不完全燃焼ガスを完全燃焼させるため、熱風送風路１８に第一燃焼装置２０の燃焼状態を検知する光電管５０と第二燃焼装置（バーナー）４８とを設け、光電管５０が第一燃焼装置２０の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置４８を起動させるようにしてもよい。熱風送風路１８において第一燃焼装置２０から送られる燃焼ガスが燃焼していないとき、すなわち光電管５０が熱風送風路１８内で燃焼ガスが不完全燃焼であることを検知したときに第二燃焼装置４８を点火し熱風３８を継続して金属分別溶融炉１２に送風できるようにする。熱風送風路１８に第二燃焼装置４８や光電管５０を設けることにより第一燃焼装置２０から充分な熱風３８が送風されていない場合でも、金属分別溶融炉１２を加熱し続けることが可能になる。
【００２１】
第一燃焼装置２０としてガス発生装置を用いることにより、燃料コストを削減することができる。特に、ダイオキシン類等の有害ガスを発生させない。安価な廃タイヤを燃料とするガス発生装置が好ましい。例えば、実用新案登録第２５９６６５４号に開示されている廃タイヤ等の燃料温風ボイラーに係るガス発生装置５２を用いる。上記ガス発生装置は、タイヤの過剰燃焼を抑え、燃料ガスを安定的に発生させることができるものである。
【００２２】
実用新案登録第２５９６６５４号に開示されているガス発生装置５２は、燃焼炉５４に投入した廃タイヤ５６を着火バーナー５８で燃焼させることにより、燃焼ガス（燃焼排ガスと未燃ガス）を発生させるものである。燃焼ガスは、煙導管６０を通り、熱風送風路１８において完全燃焼する。煙導管６０には、燃焼ガスに適量の空気を混合しガス濃度を調整するガス濃度調整用ブロワー（送風機）６２が設けられている。また、ガス濃度が調整されたガスを燃焼させるための点火バーナー６４が設けられている。
なお、第一燃焼装置２０に火力の強いバーナーを使用しても良い。
【００２３】
次に、本発明の金属溶解炉を用いて廃品回収物（被処理体）からアルミニウムを回収する試験結果について説明する。本試験では、図６に示す金属溶解炉を用いた。ガス発生装置には実用新案２５９６６５４号に開示されている装置を使用し、廃品回収物として自動車部品（ミッション、ラジエター、エンジン）、窓枠建材（サッシ）、計器（ガスメータ）を使用した。また、金属分別溶融炉１２の素材には、ステンレス（融点１４８０度）を使用した。
ガス発生装置５２の着火バーナー５８、煙導管６０の点火バーナー６４、第二燃焼装置（バーナー）４８を同時に点火して金属溶解試験（金属回収試験）を開始した。なお。上記３つのバーナー５４、６４、４８は、ガス発生装置５２より燃焼ガス６５が安定して供給されると、運転を停止するように設定されている。
【００２４】
開始２時間経過後に溶解炉本体１４の室内３４の温度が１０００度に達したとき、溶解金属取出口３２からアルミニウムの溶湯が排出された。溶解金属受溶器６６に回収された金属は酸化されることなく、歩溜まりの良い金属が得られた。
また、開始後溶解炉本体１４の室内３４の温度が１０００度に達するまでに、鉛（融点３２７．５度）、亜鉛（融点４１９．５度）などの金属が融点の低い順に溶解金属取出口３２から排出された。残渣を残渣取出口３０より取り出したところ、アルミニウムより融点の高い金属、例えば、銅（融点１０８３．４度）、鉄（融点１５３５度）などからなるものが回収された。
上記試験では、金属分別溶融炉を長時間かけて加熱することにより、被処理体に使用されている各種金属を分別し回収することができた。また、廃タイヤを燃料とするガス発生装置を利用することで回収コストを軽減することができた。
【符号の説明】
【００２５】
１０ 金属溶解炉
１２ 金属分別溶解炉
１４ 溶解炉本体
１５ 空気
１６ 導管
１６ａ 放出口
１８ 熱風送風路
２０ 第一燃焼装置
２２ 排出口
２４ 被処理体
２４ａ 溶湯
２６ 炉心部
２８ 被処理体投入口
２８ａ 扉
３０ 残渣取出口
３０ａ 扉
３２ 溶融金属取出口
３３ 凹溜まり形成部材
３４ 溶解炉本体室内
３５ 溶解液通路
３５ａ 溶解液流出口
３６ 溶解炉本体内空間
３８ 熱風
４０ 第一熱風誘導耐火部材
４２ 第二熱風誘導耐火部材
４４ 隙間
４６ ブロワー
４８ 第二燃焼装置
５０ 光導管
５２ ガス発生装置
５６ 廃タイヤ
５８ 着火バーナー
６０ 煙導管
６２ 濃度調整用ブロワー
６４ 点火バーナー
６６ 溶解金属受溶器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品等の廃棄物から金属を回収する金属溶解炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品、電機部品等の製品は、多種の金属を用いて製造されている。例えば、モーター類には、アルミニウムや銅が使用されている。近年、その廃棄物から金属を回収し、当該金属を資源として再利用することが求められている、従来、廃棄物から金属を回収する装置として、アルミ回収溶解炉が提供されていた。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献】
【特許文献１】 特公昭５７−４６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のアルミ回収溶解炉は、廃品回収された機械部品や自動車部品等の廃棄物を加熱処理して、アルミニウムを溶解して取り出す装置である。上記アルミ回収溶解炉では、廃棄物からアルミ部品のみを取り出し、その被処理体（アルミ部品）を溶解炉内部に投入してバーナーで溶解し、融点の低いアルミニウムの溶湯と鋼材の残骸に分別するものである。
【０００５】
しかし、廃品回収された機械部品や自動車部品等の廃棄物から、アルミニウムとアルミニウムより融点の高いものからなるアルミ部品のみを取り出す作業は人件費等の費用がかかり、回収されたアルミニウム（再利用資源）の価格が通常の資源より高くなるおそれがあり、好ましくなかった。
他方、廃品回収された廃棄物には各種金属や合成樹脂等が使用されている。その廃棄物をそのまま溶解炉内部に投入すると、バーナーによる加熱時に各種金属が溶解しアルミニウムのみ回収できないという不都合が生じる。また、塩素を含む物質の不完全燃焼によって生じるダイオキシン類等の有害ガスが発生し、そのまま煙突から排出されるという重要な問題もあった。
【０００６】
本発明は、廃品回収された廃棄物をそのまま溶解炉内部に投入して各種金属を分別して回収でき、溶解時に発生する有害ガスを外気に排出しない金属溶解炉を提供することを目的とするものである。
また、形状を丸くすることにより溜まりを防ぎ、効率よく溶解する。さらに溶解炉本体の耐火レンガ等の耐火部材を厚くした事で熱効率が良く、融点を上げやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属溶解炉は、密閉形成される金属分別溶融炉と、排出口を有し前記金属分別溶融炉を格納する溶解炉本体と、前記金属分別溶解炉内部の空気及び発生ガスを溶解炉本体に放出する導管と、前記溶解炉本体に熱風を送風する熱風送風路と、前記熱風送風路に燃焼ガスを供給する第一燃焼装置とを備えるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明の金属溶解炉は、前記金属分別溶融炉が、被処理体を投入する炉心部と、その炉心部に一体に形成される被処理体投入口と残渣取出口と溶融金属取出口とを備えるようにしたものである。
また、前記導管にブロワーを設けるようにしたものである。
また、前記金属分別溶融炉の下方に一定の隙間を開けて第一熱風誘導耐火部材を設け、前記熱風を前記金属分別溶融炉の底面に誘導するようにしたものである。
また、前記溶融炉本体と前期金属分別溶融炉との間に前期排出口に向かって流れる前期熱風の流露を遮断する第二熱風誘導耐火部材を設けるようにしたものである。
また、前記金属分別溶融炉の炉底に熔解金属の溶湯を溜める凹溜り形成部材を設けるようにしたものである。
また、前記第一燃焼装置がガス発生装置である場合、前記熱風送風路に前記燃焼装置の燃焼状態を検知する光電管と第二燃焼装置とを設け、光電管が第一燃焼装置の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置を起動させるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属溶解炉、被処理体が投入される金属分別溶融炉が密閉され無酸素状態に保持されることから、ダイオキシン類等の有害ガスの発生を防止することができる。
また、金属溶解炉本体の内部に金属分別溶融炉を備える二重構造の炉を形成し、金属分別溶融炉の内部で膨張した空気を当該溶融炉の外部に排出する導管を通じて金属溶解炉本体の室内に放出させることにより、金属分別溶融炉から酸素を除去できる。従って、金属分別溶融炉で溶融される金属が酸素によって酸化されることなく、歩溜まりの良い金属を回収することができる。さらには、金属分別溶融炉は密閉状態に保持されているため、有害ガス発生の原因となる酸素が外部から金属分別溶融炉に進入することを防止できる。
また、被処理体から発生する有害ガスは１０００度以上の高温に保たれた金属溶解炉本体の室内に放出されることから、その室内で完全に消滅する。従って、有害ガスは金属溶解炉外部に排出されることはなく、大気汚染を防止できる。
また、金属分別溶融炉を長時間かけて加熱することにより、融点の低い金属から順に各種金属を回収することができる。
【００１０】
また、本発明の金属溶解炉は、熱風送風部を有し、廃棄物が投入される金属分別溶融炉に熱風を送風できることから、被処理体の金属を反射熱で溶解できる。従って、不純物の混入がない純度の高い金属を回収できる。
また、本発明の金属溶解炉の燃焼装置に廃タイヤを燃料とするガス発生装置を用いることにより、燃料費を抑えることができ、金属の回収コストを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】 本発明の金属溶解炉の平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 金属分別溶融炉を表す図である。
【図４】 図（ａ）は図１のＢ−Ｂの断面図、図（ｂ）は網板（ロストル）の平面図である。
【図５】 金属分別溶融炉の炉底を表す図である。
【図６】 ガス発生装置を備えた本発明の金属溶解炉の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、溶融金属を分別回収し、溶融時に発生する有害ガスの排出を防止することを実現するものである。
【実施例】
【００１３】
本発明の金属溶解炉を図に基づいて説明する。
図１は本発明の金属溶解炉の平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は金属分別溶融炉を表す図であり、同図（ａ）は金属分別溶融炉の側面図であり、同図（ａ）金属分別溶融炉の背面図である。図４（ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図４（ｂ）は鋼板（ロストル）の平面図である。図５は金属分別溶融炉の炉底を表す図である。図６はガス発生装置を備えた本発明の金属溶解炉の構成図である。
本発明の金属溶解炉１０は、密閉形成される金属分別溶融炉１２と、金属分別溶融炉１２を格納する溶解炉本体１４と、金属分別溶解炉１２内部の発生ガスを含む空気１５を溶解炉本体１４に放出する導管１６と溶解炉本体１４に熱風を送風する熱風送風路１８と、熱風送風路１８に取り付けられる第一燃焼装置２０とを備えるものである。
溶解炉本体１４は、当該溶解炉本体１４内を循環する熱風及び発生ガスを外部に排出する排出口（煙突）２２を有する。
【００１４】
金属分別溶融炉１２は、被処理体２４を投入する炉心部２６と、炉心部２６に一体に形成される被処理体投入口２８と残渣取出口３０と溶融金属取出口３２とを備える（図３）。被処理体投入口２８と残渣取出し口３０は、それらの開口部には扉２８ａ、３０ａが開閉可能に取り付けられている。扉２８ａ、３０ａは、金属溶解炉１０の運転中、被処理体投入口２８と残渣取出口３０の開口部から炉心部２６に外気が進入しないように当該開口部を密閉出来るように形成されている。これにより、金属分別溶融炉１２が加熱されると、炉心部２６内部の膨張した空気（炉心部内で発生したガスを含む）は、扉２８ａに向かって上昇し被処理体投入口２８の縁に設けられた導管１６を通じて炉心部２６から排出され、炉心部２６内部は高度の減圧状態（いわゆる真空状態）になる。真空状態では被処理体２４に対する熱伝導がよく、溶解に要する燃料コストを軽減できる。
また炉心部２６内部は無酸素状態となることから、溶解炉本体１４の室内３４が１０００度を超える温度に達すると、炉心部２６内部は１０００度の無酸素状態に保たれるため、有害ガスは一切発生じない。
金属分別溶融炉１２の素材は溶解する金属の融点に応じて選択する。例えば、アルミニウム（融点６６０度）を回収する場合は、ステンレス（融点１４８０度）を使用する。
【００１５】
金属分別溶融炉１２の炉底は、金属の溶湯２４ａが溶融金属取出口３２に向かって流れるように傾斜されている。溶融金属取出口３２は金属分別溶融炉１２の炉底の最も低い位置に設けられている。
金属の溶湯２４ａは、金属分別溶融炉１２の炉底を流れ、溶湯２４ａが溜まる位置に設けた溶解液通路３５に流入し、底溶解液通路３５を介して、その通路３５の開口部である溶解液流出口３５ａａから流出し、溶融金属取出口３２から取り出される。底溶解液通路３５の底３５ｂは、溶融金属取出口３２に向かって傾斜して形成されており（図４（ａ））、底溶解液通路３５の上部（溶湯２４ａが溜まる位置）には、残渣が溶解液通路３５に流入しないようにするために鋼板（ロストル）３５ｃを備えている（図４（ｂ））。溶解液流出口３５ａは、溶解液流路露開閉弁３５ｄを用いて開閉される。
なお、金属分別溶融炉１２内部空間は溶融金属取出口３２及び溶解液流出口３５ａを介して外気と通じているが、金属溶解炉１０の運転中は金属分別溶融炉１２内の空気が膨張するため、外気（酸素）が金属分別溶融炉１２に進入することはない。
また、前記金属分別溶融炉１２の路底に溶解金属の溶湯２４ａを溜める凹溜り形成部材３３を設けてもよい。金属分別溶融炉１２炉底に投入されている被処理体２４の一部を溶湯２４ａに浸らせた状態で加熱することにより、被処理体２４の金属の溶融を加速させることができる。
【００１６】
溶解炉本体１４は、耐火レンガ等の耐火部材で形成されている。また、その室内３４には金属分別溶融炉１２が格納され、金属溶解炉１０の炉は溶解炉本体１４と金属分別溶融炉１２からなる二重構造となっている。すなわち溶解炉本体１４の上壁に金属分別溶融炉１２の被処理体投入口２８に設けられ、金属分別溶融炉１２の正面１２ａ、両側面１２ｂ、１２ｃ、背面１２ｄ及び底面１２ｅと溶解炉本体１４の内壁面１４ａとの間には一定の空間３６が設けられている。これらより、第一燃焼装置２０から放出される高温の熱風３８は、溶解炉本体１４の空間３６（又は室内３４）を循環し、溶解炉本体１４の内壁面１４ａ及び金属分別溶融炉１２の外面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに沿って空間３６（又は室内３４）を加熱するため、燃料を無駄なく利用できコストの軽減を図ることができる。
【００１７】
また、金属分別溶融炉１２の底面１２ｅに熱風３８を誘導する第一熱風誘導耐火部材４０や室内３４を循環せずに排出口２２に向かう熱風３８を遮断し循環させる第二熱風誘導耐火部材４２を設けても良い。
第一熱風誘導耐火部材４０は、金属分別溶融炉１２の両側面１２ｂ、１２ｃ及び背面１２ｄの下方に一定の隙間４４を開けて溶解炉本体１４の炉底上に設けられている（図１、図２，図４）。第一熱風誘導耐火部材４０を設けることにより、熱風送風路１８から溶解炉本体１４の室内３４に送風された熱風３８を被処理体２４が投入されている金属分別溶融炉１２の底面１２ｅに導くことができることから、金属分別溶融炉１２の底面を充分に加熱できる。
第二熱風誘導耐火部材４２は、排出口２２の手前の溶解炉本体１４の内壁面１４ａと金属分別溶融炉１２の側面１２ｃとの間を塞ぐように設けられている（図４）。第二熱風誘導耐火部材４２は排出口２２に向かって流れる熱風３８の流路を遮断するため、遮断された熱風３８を溶解炉本体１４の室内３４に循環させることができる。これにより、燃料を無駄なく利用でき金属分別溶融炉１２を加熱することができる。
【００１８】
導管１６は、金属分別溶融炉１２の内部の空気（酸素）や発生ガスを溶解炉本体１４の室内３４に放出するものである。金属分別溶融炉１２が加熱されると、その内部で膨張した空気や被処理体２４から発生する有害ガスが導管１６を通じて溶解炉本体１４の室内３４に導かれる。導管１６の先端（放出口）１６ａは、熱風送風路１８や溶解炉本体１４の室内３４に向けて配置されている。ダイオキシン類等の有害ガスを高温の溶解炉本体１４に放出することにより、完全に消滅させることができる。
また、金属分別溶融炉１２の内部の空気やガスをより確実に排出するため、当該空気やガスを吸引するブロワー（送風機）４６を導管に設けてもよい。
【００１９】
熱風送風路１８は、第一燃焼装置２０から放出される高温の熱風３８を金属分別溶融炉１２に向けて放出できるように、金属分別溶融炉１２に向けて広角に形成されている。
【００２０】
熱風送風路１８に送られる不完全燃焼ガスを完全燃焼させるため、熱風送風路１８に第一燃焼装置２０の燃焼状態を検知する光電管５０と第二燃焼装置（バーナー）４８とを設け、光電管５０が第一燃焼装置２０の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置４８を起動させるようにしてもよい。熱風送風路１８において第一燃焼装置２０から送られる燃焼ガスが燃焼していないとき、すなわち光電管５０が熱風送風路１８内で燃焼ガスが不完全燃焼であることを検知したときに第二燃焼装置４８を点火し熱風３８を継続して金属分別溶融炉１２に送風できるようにする。熱風送風路１８に第二燃焼装置４８や光電管５０を設けることにより第一燃焼装置２０から充分な熱風３８が送風されていない場合でも、金属分別溶融炉１２を加熱し続けることが可能になる。
【００２１】
第一燃焼装置２０としてガス発生装置を用いることにより、燃料コストを削減することができる。特に、ダイオキシン類等の有害ガスを発生させない。安価な廃タイヤを燃料とするガス発生装置が好ましい。例えば、実用新案登録第２５９６６５４号に開示されている廃タイヤ等の燃料温風ボイラーに係るガス発生装置５２を用いる。上記ガス発生装置は、タイヤの過剰燃焼を抑え、燃料ガスを安定的に発生させることができるものである。
【００２２】
実用新案登録第２５９６６５４号に開示されているガス発生装置５２は、燃焼炉５４に投入した廃タイヤ５６を着火バーナー５８で燃焼させることにより、燃焼ガス（燃焼排ガスと未燃ガス）を発生させるものである。燃焼ガスは、煙導管６０を通り、熱風送風路１８において完全燃焼する。煙導管６０には、燃焼ガスに適量の空気を混合しガス濃度を調整するガス濃度調整用ブロワー（送風機）６２が設けられている。また、ガス濃度が調整されたガスを燃焼させるための点火バーナー６４が設けられている。
なお、第一燃焼装置２０に火力の強いバーナーを使用しても良い。
【００２３】
次に、本発明の金属溶解炉を用いて廃品回収物（被処理体）からアルミニウムを回収する試験結果について説明する。本試験では、図６に示す金属溶解炉を用いた。ガス発生装置には実用新案２５９６６５４号に開示されている装置を使用し、廃品回収物として自動車部品（ミッション、ラジエター、エンジン）、窓枠建材（サッシ）、計器（ガスメータ）を使用した。また、金属分別溶融炉１２の素材には、ステンレス（融点１４８０度）を使用した。
ガス発生装置５２の着火バーナー５８、煙導管６０の点火バーナー６４、第二燃焼装置（バーナー）４８を同時に点火して金属溶解試験（金属回収試験）を開始した。なお。上記３つのバーナー５４、６４、４８は、ガス発生装置５２より燃焼ガス６５が安定して供給されると、運転を停止するように設定されている。
【００２４】
開始２時間経過後に溶解炉本体１４の室内３４の温度が１０００度に達したとき、溶解金属取出口３２からアルミニウムの溶湯が排出された。溶解金属受溶器６６に回収された金属は酸化されることなく、歩溜まりの良い金属が得られた。
また、開始後溶解炉本体１４の室内３４の温度が１０００度に達するまでに、鉛（融点３２７．５度）、亜鉛（融点４１９．５度）などの金属が融点の低い順に溶解金属取出口３２から排出された。残渣を残渣取出口３０より取り出したところ、アルミニウムより融点の高い金属、例えば、銅（融点１０８３．４度）、鉄（融点１５３５度）などからなるものが回収された。
上記試験では、金属分別溶融炉を長時間かけて加熱することにより、被処理体に使用されている各種金属を分別し回収することができた。また、廃タイヤを燃料とするガス発生装置を利用することで回収コストを軽減することができた。
【符号の説明】
【００２５】
１０ 金属溶解炉
１２ 金属分別溶解炉
１４ 溶解炉本体
１５ 空気
１６ 導管
１６ａ 放出口
１８ 熱風送風路
２０ 第一燃焼装置
２２ 排出口
２４ 被処理体
２４ａ 溶湯
２６ 炉心部
２８ 被処理体投入口
２８ａ 扉
３０ 残渣取出口
３０ａ 扉
３２ 溶融金属取出口
３３ 凹溜まり形成部材
３４ 溶解炉本体室内
３５ 溶解液通路
３５ａ 溶解液流出口
３６ 溶解炉本体内空間
３８ 熱風
４０ 第一熱風誘導耐火部材
４２ 第二熱風誘導耐火部材
４４ 隙間
４６ ブロワー
４８ 第二燃焼装置
５０ 光導管
５２ ガス発生装置
５６ 廃タイヤ
５８ 着火バーナー
６０ 煙導管
６２ 濃度調整用ブロワー
６４ 点火バーナー
６６ 溶解金属受溶器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉形成される金属分別溶融炉と、排出口を有し前記金属分別溶融炉を格納する溶融炉本体と、前記金属分別溶解炉内部の空気及び発生ガスを溶解炉本体に放出する導管と、前記溶解炉本体に熱風を送風する熱風送風路と、前記熱風送風路に燃焼ガスを供給する第一燃焼装置とを備えることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項２】
前記金属分別溶融炉が、被処理体を投入する炉心部と、その炉心部に一体に形成される被処理体投入口と残渣取出口と溶解金属取出口とを備えることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項３】
前記導管にブロワーを設けることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項４】
前記金属分別溶解炉の下方に一定の隙間を開けて第一熱風誘導耐火部材を設け、前記熱風を前記金属分別溶融炉の底面に誘導するようにしたことを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項５】
前記溶解炉本体と前記金属分別溶融炉との間に前記排出口に向かって流れる前記熱風の流路を遮断する第二熱風誘導耐火部材を設けることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【請求項６】
前記金属分別溶融炉の炉底に溶解金属の溶湯を溜める凹溜まり形成部材を設けることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【請求項７】
前記第一燃焼装置がガス発生装置である場合、前記熱風送風路に前記第一燃焼装置の燃焼状態を検知する光導管と第二燃焼装置とを設け、光電管が第一燃焼装置の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置を起動させることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【請求項１】
密閉形成される金属分別溶融炉と、排出口を有し前記金属分別溶融炉を格納する溶融炉本体と、前記金属分別溶解炉内部の空気及び発生ガスを溶解炉本体に放出する導管と、前記溶解炉本体に熱風を送風する熱風送風路と、前記熱風送風路に燃焼ガスを供給する第一燃焼装置とを備えることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項２】
前記金属分別溶融炉が、被処理体を投入する炉心部と、その炉心部に一体に形成される被処理体投入口と残渣取出口と溶解金属取出口とを備えることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項３】
前記導管にブロワーを設けることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項４】
前記金属分別溶解炉の下方に一定の隙間を開けて第一熱風誘導耐火部材を設け、前記熱風を前記金属分別溶融炉の底面に誘導するようにしたことを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。
【請求項５】
前記溶解炉本体と前記金属分別溶融炉との間に前記排出口に向かって流れる前記熱風の流路を遮断する第二熱風誘導耐火部材を設けることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【請求項６】
前記金属分別溶融炉の炉底に溶解金属の溶湯を溜める凹溜まり形成部材を設けることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【請求項７】
前記第一燃焼装置がガス発生装置である場合、前記熱風送風路に前記第一燃焼装置の燃焼状態を検知する光導管と第二燃焼装置とを設け、光電管が第一燃焼装置の不完全燃焼を検知したときに第二燃焼装置を起動させることを特徴とする請求項１記載の金属分別溶解炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３２６６０（Ｐ２０１２−１３２６６０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４７４７（Ｐ２０１０−２９４７４７）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（５１１０１０５９８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（５１１０１０５９８）
【Ｆターム（参考）】
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