JP2008089192A - 溶解装置および溶解処理車 - Google Patents

Abstract

【課題】溶解処理を効率よく行うことができる溶解装置および溶解処理車を提供する。
【解決手段】被溶解物を収容可能な導電性の容器１１を備え、容器１１を通電加熱することにより、収容された被溶解物を溶解して容器１１の底部に形成される排出孔１４を介して連続的に排出可能な溶解装置１であって、容器１１の底部に連接し、容器１１の下方に延びる導電性材料からなる筒状の発熱体１５を備える溶解装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶解装置および溶解処理車に関する。

従来、建築物や構造物の解体現場において発生するアスベストを含む廃材や金属廃材等を処理するには、解体現場から離れた所に存在する埋め立て場、あるいは溶解処理施設に廃材を運搬し、埋め立て、または溶解処理することが行われている。溶解処理する装置としては、例えば、図７に示すように、容器１０１の内部に導電性発熱体１０２を充填し、容器１０１の周囲に配設された誘導コイル１０３に電圧を印加し、導電性発熱体１０２及び投入される物質１０４を誘導加熱し、排出孔１０５から連続的に溶解物を取り出す方式のものがある（例えば、特許文献１等参照）。
特開平８−２６００６４号公報

しかしながら、建築物等の解体現場で発生する廃材を解体現場から埋め立て場または溶解処理施設まで運搬して処理するためには、解体現場において廃材を袋詰め等する作業や、運搬用のトラックに積み込む作業等が必要であり、また、埋め立て場、あるいは溶解処理施設においては、トラックからの廃材の積み下ろし作業が必要であり、廃材を効率的に処理することができないという問題があった。また、アスベストを含む廃材を処理するには、袋詰め作業中や、運搬途中においてアスベストが飛散するおそれがあり、法律上規定の処置及び、健康面からの防衛処置を施したとしても、環境上好ましくないという問題もあった。

また、上述の溶解装置においては、溶解物が容器から排出される際に、排出孔付近が空気により冷却されるので、排出孔で溶解物が凝固・閉塞する現象が生じやすく、廃材を連続的に効率よく溶解処理することが困難になるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、溶解処理を効率よく行うことができる溶解装置および溶解処理車を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、被溶解物を収容可能な導電性の容器を備え、前記容器を通電加熱することにより、収容された被溶解物を溶解して前記容器の底部に形成される排出孔を介して連続的に排出可能な溶解装置であって、前記容器の底部に連接し、前記容器の下方に延びる導電性材料からなる筒状の発熱体を備える溶解装置により達成される。

また、この溶解装置において、前記容器は、底板と前記底板の周縁部から立設する側壁とから構成されており、前記排出孔は、前記底板に形成されていることが好ましい。

また、前記排出孔は、前記側壁に形成されていることが好ましい。

また、前記側壁と前記発熱体とは一体的に構成されており、前記底板は、前記側壁に着脱自在に取り付けられていることが好ましい。

また、本発明の上記目的は、上記構成を備える溶解装置と、当該溶解装置用の電源装置とを搭載する溶解処理車により達成される。

本発明によれば、溶解処理を効率よく行うことができる溶解装置および溶解処理車を提供することができる。

以下、本発明に係る溶解装置ついて添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶解装置の概略構成断面図である。この溶解装置１は、図１に示すように、アスベストを含む廃材や金属廃材等の被溶解物を溶解する装置本体５と、装置本体５を支持する支持台６０とを備えている。

装置本体５は、炉体１０、上部ガイド体２０、下部ガイド体３０、投入器４０および耐火構造体５０を備えている。

炉体１０は、アスベストを含む廃材等の被溶解物を連続的に溶解処理可能な構造体であり、容器１１、発熱体１５、上部電極１８および下部電極１９を備えている。容器１１は、被溶解物を収容する容体であり、通電すると発熱する導電性材料から形成されている。このような導電性材料としては、例えば、カーボンや、黒鉛、炭化珪素等を含む耐火物などを使用でき、電気比抵抗値が、例えば、２×１０^−３Ω・ｃｍから８×１０^−３Ω・ｃｍであることが好ましい。この容器１１は、底板１２と、この底板１２の周縁部から立設する側壁１３とを備えており、底板１２の中央部には、溶解した被溶解物（溶解物）を連続的に排出可能な排出孔１４が形成されている。

発熱体１５は、容器１１の底部に連接し、当該容器１１の下方に延びる筒状の部材であり、容器１１の側壁１３と一体的に構成されている。この発熱体１５は、通電すると発熱する導電性部材から形成されている。発熱体１５を構成する導電性部材としては、上述の容器１１を構成する導電性部材と同様な材料を使用できる。また、発熱体１５の電気比抵抗値は、例えば、２×１０^−３Ω・ｃｍから８×１０^−３Ω・ｃｍであることが好ましい。

上部電極１８および下部電極１９は、容器１１の側壁１３の上端部および発熱体１５の下端部にそれぞれ取り付けられている。これら上部電極１８および下部電極１９は、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、側壁１３の上端部の周面および発熱体１５の下端部の周面を取り囲むようにして取り付けられるリング状取付部１８ａ，１９ａ、および、このリング状取付部１８ａ，１９ａの周縁から径方向外方へ張り出す張出部１８ｂ，１９ｂを備えている。この張出部１８ｂ，１９ｂは、図示しない電線を介して、図示しないサイリスタ整流器等の電源装置に接続されている。このような構成により、上部電極１８と下部電極１９との間に電圧を印加でき、底板１２を挟んだ炉体１０の上下方向両側に通電領域を形成することができる。

上部ガイド体２０は、容器１１の側壁１３の上端部に連接する耐火性を有するパイプ状部材であり、後述する投入器４０に投入された被溶解物を炉体１０に導く機能を有している。この上部ガイド体２０は、例えば、ＳｉＣ，ＡＬ_２Ｏ_３等の断熱耐火物により形成することができる。

下部ガイド体３０は、容器１１の底板１２を介して落下する溶解物を後述する載置台６１の載置台貫通孔６３を介して支持台６０の下部空間６４に配置される収納容器６５に導くためのパイプ状部材であり、炉体１０と載置台６１との間に配置される。この下部ガイド体３０は、三層構造を有しており、その最内層３０ａおよび最外層３０ｂは、例えば、ＡＬ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の断熱耐火物により形成されており、最内層３０ａおよび最外層３０ｂで挟まれる中間層３０ｃは、ＡＬ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の耐火物充填材を最内層３０ａおよび最外層３０ｂの間に充填することにより構成されている。また、最外層３０ｂの上端が、発熱体１５の下端に接続し、最内層３０ａおよび中間層３０ｃが、容器１１の底板１２と接続するように構成されている。

投入器４０は、アスベストを含む廃材等の被溶解物を炉体１０内部に投入する投入口を構成する部材であり、上部ガイド体２０の上端部に取り付けられている。

耐火構造体５０は、炉体１０、上部ガイド体２０の一部分および下部ガイド体３０の周囲を取り囲むようにして配置される構造体であり、充填層５１およびこの充填層４１の周りに配設される耐火ボード５２を備えている。充填層５１は、炉体１０、上部ガイド体２０の一部分および下部ガイド体３０と、耐火ボード５２との間にＡＬ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の耐火物充填材を充填することにより構成されている。

支持台６０は、装置本体５が載置される載置台６１と、この載置台６１を支える支柱６２とを備えている。載置台６１は、平板状部材から形成されており、その中央部に載置台貫通孔６３が形成されている。載置台貫通孔６３は、装置本体５の容器１１の底部に形成される排出孔１４を介して連続的に落下する溶解物が通過できるように構成されている。

支柱６２は、載置台６１の四隅に配置されており、載置台６１の下部に下部空間６４を形成するようにして載置台６１を支持している。この下部空間６４は、装置本体５から連続的に排出される溶解物を収納する収納容器６５が配置できる程度の大きさに構成されている。なお、収納容器６５は、セラミック等の耐熱性を有する材料から形成されている。

このように構成された溶解装置１を用いてアスベストを含む廃材や金属廃材等の被溶解物を溶解処理する方法について以下説明する。

まず、投入器４０に被溶解物を連続的に投入する。被溶解物の投入量は、溶解装置１の溶解処理速度を適宜確認しながら決定する。投入された被溶解物は、上部ガイド体２０を介して、炉体１０の容器１１に収容される。次に、図示しない電源装置をオンにして、上部電極１８と下部電極１９との間に電圧を印加することにより、炉体１０に通電する。炉体１０に電流が流れることにより、炉体１０が発熱し、容器１１に収容された被溶解物が溶解する。炉体１０を通電加熱することにより発生した熱の一部は、上部電極１８および下部電極１９を介して放熱されるので、炉体１０における温度分布は、炉体１０の中央部近傍の温度が最も高く、炉体１０中央部近傍から炉体１０の上下端に向けて温度が徐々に低下する温度分布となる。

溶解した被溶解物は、容器１１の底部に形成された排出孔１４を介して連続的に排出される。排出孔１４から排出された溶解物は、下部ガイド体３０を介して容器１１下方に落下し、支持台６０の下方空間に配置される収納容器６５に収納される。収納容器６５に収容された溶解物は、適宜な方法により廃棄処分されたり、再利用に供される。

被溶解物が、例えば、アスベストを含む廃材である場合には、当該廃材の温度を例えば１５００℃程度に加熱することにより、アスベストの針状結晶組織がなくなり無害化することができる。また、被溶解物の溶解を容易にするため、硼砂等の融点降下剤を添加してもよい。その際、融点降下剤は、多いほど融点が下がって溶けやすくなるが、その分、被溶解物の量が減って処理効率が低下したり、硼砂等の融点降下剤が容器等を損傷させるという問題がある。したがって、例えば、被溶解物がアスベスト廃棄物である場合、水：硼砂＝１：０．５〜３の重量比で水に硼砂を均一に混合した硼砂スラリーを、アスベスト廃棄物：硼砂スラリー＝１：０．５〜２の重量比となるようにアスベスト廃棄物に添加することが好ましい。硼砂スラリーをアスベスト廃棄物に添加する方法としては、硼砂スラリー中へのアスベスト廃棄物の浸漬や、アスベスト廃棄物への硼砂スラリーの吹き付けなどを例示することができる。なお、このようなアスベスト廃棄物への硼砂スラリーの添加は、アスベストの飛散防止用としても効果的である。

本実施形態においては、被溶解物が収容される容器１１の底部に連接し、容器１１の下方に延びる筒状の導電性を有する発熱体１５を備え、容器１１の底部を挟んだ側壁１３と発熱体１５とを通電加熱することができる構成を有しているので、通電加熱される炉体１０における高温領域に容器１１の底部近傍を配置することができる。これにより、容器１１に収容される被溶解物を効率よく加熱して溶解させることができる。また、炉体１０における高温領域に容器１１の底部に形成される排出孔１４も配置されることになるので、排出孔１４を通過する溶解物の温度が低下することを抑制し、排出孔１４において溶解物が凝固し、当該排出孔１４が閉塞する現象が生じることを効果的に防止することができる。これにより、溶解した被溶解物を連続的にかつ迅速に排出することができ、被溶解物の連続溶解処理を効率よく行うことが可能になる。

また、容器１１の底部に連接する発熱体１５を筒状に構成しているので、当該発熱体１５を通電加熱することにより、発熱体１５を効率よく迅速に加熱することができる。発熱体１５に発生する熱は、熱伝導により容器１１の底板１２に伝わるので、容器１１の底部を効率よく加熱することができる。

また、容器１１内において溶解した被溶解物を外部に排出する排出孔１４が容器１１の底板１２に形成されているため、溶解した被溶解物は、その自重により容器１１内から外部に直ちに排出されることになり、被溶解物の溶解処理を効率よく行うことができる。

次に、本発明に係る溶解処理車について図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、溶解処理車７０の概略構成側面図、図３（ｂ）は、溶解処理車７０の概略構成平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、溶解処理車７０は、車両本体７１と、この車両本体７１に搭載される溶解装置１、溶解装置１を収容する溶解装置収容体７２、集塵排ガス処理装置７３、溶解装置用電源装置７４および発電機７５とを備えている。溶解装置１については、上述の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。

車両本体７１は、溶解装置収容体７２、集塵排ガス処理装置７３、溶解装置用電源装置７４および発電機７５が搭載される荷台７６を有する運搬車であり、例えば、トラックが好ましく使用される。

溶解装置収容体７２は、内部空間を有する密閉型のケーシングであり、上部にアスベストを含む廃材等の被溶解物を投入する被溶解物投入口７７を供えている。また、被溶解物投入口７７から投入される被溶解物を溶解装置１の投入器４０に導く投入ダクト７８を備えている。

集塵排ガス処理装置７３は、溶解装置１による被溶解物の溶解処理によって発生する煙や埃などを処理する装置であり、排気ダクト７９を介して溶解装置収容体７２内と接続している。

溶解装置用電源装置７４は、溶解装置１に電力を供給するサイリスタ整流器等の電源装置であり、電線８０，８０を介して溶解装置１の上部電極１８および下部電極１９と接続している。

発電機７５は、溶解装置用電源装置７４、集塵排ガス処理装置７３を駆動するための電力供給源である。なお、解体現場において、集塵排ガス処理装置７３を駆動する電力を確保することができる場合には、この発電機７５を車両本体７１に搭載する必要はない。

また、溶解装置収容体７２、集塵排ガス処理装置７３、溶解装置用電源装置７４および発電機７５のそれぞれの底部には、例えば、キャスタが取り付けられており、これらが、車両本体７１に対して積み下ろし可能に構成されている。

このように構成された溶解処理車７０によれば、例えば、アスベストが使用された建築物や構造物の解体作業を行っている解体現場に溶解装置１を運搬することができ、その解体現場において、アスベストを含む廃材を効率よく溶解処理し、アスベストの無害化処理を迅速に行うことが可能になる。その結果、解体現場から離れた所にある溶解処理施設にアスベストを含む廃材を解体物姿のままで収集運搬する必要がなくなり、アスベストを含む廃材の運搬途中におけるアスベストの飛散を確実に防止することができる。

なお、本実施形態に係る溶解処理車７０は、解体現場において発生するアスベストを含む廃材以外の金属廃材を溶解処理できることはいうまでもない。

以上、本発明に係る溶解装置１の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されず、例えば、容器１１を構成する底板１２を容器１１の側壁１３に対して着脱自在に取り付けることができるように構成してもよい。容器１１の側壁１３に底板１２を着脱自在に取り付ける構成としては、例えば、図４に示す炉体１０の要部拡大断面図に示すような構成を例示することができる。図４に示す構成においては、底板１２の外周縁が容器１１の側壁１３の内周面と摺接するように底板１２を形成すると共に、容器１１の側壁１３の内周面に、底板１２を載置することができる突起９０を設けることにより、底板１２が側壁１３に対して着脱自在に取り付け可能となるように構成している。このような構成により、炉体１０の製造が容易になり、製造コストを低下させることが可能になる。なお、このように底板１２を側壁１３に対して着脱自在となるような構成を採用する場合、底板１２および側壁１３を同程度の膨張係数を有する材料から形成することが、耐久性の観点からは好ましい。

また、図４に示すように、排出孔１４の周りを取り囲んで底板１２の上面から立設する筒体２２と、当該筒体２２の上部開口を塞ぐ蓋体２３とを有する溶解液貯留補助体２１を備える構成を採用することもできる。筒体２２の側壁には、複数の流出孔２４が同一高さにて形成されており、容器１１の内部空間が流出孔２４を介して排出孔１４と連通している。このような構成によれば、底板１２と流出孔２４との間に溶解した高温の被溶解物を貯留することができる。この結果、容器１１底部に貯留される高温の溶解した被溶解物の熱を利用して、容器１１に収容され、未だ溶解していない被溶解物の溶解を促進することができ、被溶解物の溶解処理を効率よく行うことが可能になる。

また、本実施形態においては、発熱体１５を容器１１の側壁１３と一体的となるように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、発熱体１５を別体として形成し、連結部材を介して容器１１の底部に連結する構成を採用することもできる。

また、本実施形態においては、容器１１の底板１２に排出孔１４を形成するように構成しているが、例えば、図５に示すように、容器１１の側壁１３に排出孔１４を形成するような構成を採用することもできる。なお、図５においては、溶解した被溶解物を収納容器６５に導く配管９１を排出孔１４に取り付けている状態を示している。このような構成によれば、容器１１の底部において、底板１２に対する排出孔１４の高さ方向位置を適宜設定することにより、底板１２と排出孔１４との間に溶解した高温の被溶解物を貯留することができる。この結果、排出孔１４に溶解物の凝固や閉塞が発生することを防止するという上述の効果を維持しつつ、容器１１底部に貯留される高温の溶解した被溶解物の熱を利用して、未だ溶解していない被溶解物の溶解を促進することができ、被溶解物の溶解処理を効率よく行うことが可能になる。

また、本実施形態においては、炉体１０を通電加熱する通電加熱手段として、容器１１の側壁１３の上端部に上部電極１８を取り付けると共に、発熱体１５の下端部に下部電極１９を取り付け、両者間に電圧を印加することにより容器１１および発熱体１５に対して通電を行って、容器１１および発熱体１５を加熱する構成を採用しているが、このような構成に特に限定されない。例えば、図６に示すように、耐火構造体５０を介して容器１１および発熱体１５の周囲に誘導コイル９２を配設して、当該誘導コイル９２に電圧を印加することにより、容器１１および発熱体１５に渦電流を通電させて、容器１１および発熱体１５を加熱するように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る溶解装置を示す概略構成断面図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る溶解処理車を示す（ａ）概略構成側面図および（ｂ）概略構成平面図である。 図１に示す溶解装置の変形例を示す要部拡大断面図である。 図１に示す溶解装置の他の変形例を示す概略構成断面図である。 図１に示す溶解装置の更に他の変形例を示す概略構成断面図である。 従来の溶解装置を示す概略構成断面図である。

符号の説明

１ 溶解装置
５ 装置本体
１０ 炉体
１１ 容器
１２ 底板
１３ 側壁
１４ 排出孔
１５ 発熱体

Claims (5)

1. 被溶解物を収容可能な導電性の容器を備え、前記容器を通電加熱することにより、収容された被溶解物を溶解して前記容器の底部に形成される排出孔を介して連続的に排出可能な溶解装置であって、
   前記容器の底部に連接し、前記容器の下方に延びる導電性材料からなる筒状の発熱体を備える溶解装置。
2. 前記容器は、底板と前記底板の周縁部から立設する側壁とから構成されており、
   前記排出孔は、前記底板に形成されている請求項１に記載の溶解装置。
3. 前記容器は、底板と前記底板の周縁部から立設する側壁とから構成されており、
   前記排出孔は、前記側壁に形成されている請求項１に記載の溶解装置。
4. 前記側壁と前記発熱体とは一体的に構成されており、
   前記底板は、前記側壁に着脱自在に取り付けられている請求項２又は３に記載の溶解装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の溶解装置と、前記溶解装置用の電源装置とを搭載する溶解処理車。

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