JP4795397B2 - アルミ缶の粉末化方法および粉末製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は主として飲料用容器として使用された後の空のアルミ缶の粉末化方法および粉末製造装置に関する。
現在では、無尽蔵に投棄されているアルミ缶を業者が集め、アルミメーカーがこれらを買い集め、鉄、クロームから成る天板を含めて高炉で溶かし、析出温度の差によりアルミ、鉄、クロームに分けて取りだし、塊状アルミを溶解し、高圧噴射、冷却の工程を経て微細なアルミパウダーを作ることが可能であることは知られている。そして一方、アルミパウダー、酸化鉄パウダー、マグネシウムパウダーを混ぜて燃やすとテルミット反応により２０００〜２７００℃の高温が得られ、注射器などの医療用廃棄物、温泉掘削時に生ずるヒ素を含む泥、アスベストなどの消却無害化が可能であることも知られている。しかし、高炉でアルミ塊を析出させてからパウダー化させる方法では極めて高価になるという不具合が避けられない。そこでアルミ缶から直接アルミパウダーを作る試みがなされたが、缶の天板が本体と異なる鉄、クロームの混合体であるなどの理由で、ことごとく失敗し現在に至っている。
一方、多軸ローラーを利用して粗大物を破砕する装置は特公平２−５４６５号、その元になっている特公平１−２７７７８号、更に発展させた米国特許第７１２８２８５号など多数存在するが、テルミット反応に適した１ｍｍ以下の粉末にすることは不可能である。また円周方向に僅かずつずらせた多数の回転刃を積層保持して高速回転軸を形成し、その高速軸を囲み回転刃に対向突出した複数の固定刃をハウジングに設けた三力式万能粉砕機も株式会社三力製作所から発売されている。しかしその粉砕機ではテルミット反応に使用し得る均一なサイズの粉末を作ることはできず、無理をしてパウダー化を試みると発火の恐れがある。
特公平２−５４６５号公報
特公平１−２７７７８号公報
米国特許第７１２８２８５号公報
株式会社三力製作所製造の三力式万能粉砕機カタログ
本発明は、空のアルミ缶からテルミット反応に適した燃料粉末（パウダー）を、簡単安価に、しかも発火の恐れを伴うことなく生成できるようにすることを目的としている。
請求項１の発明は、アルミ缶を板状細片に破砕する３軸破砕機と、３軸破砕機の下側に一体的に組み付けられており、３軸破砕機で得られた板状細片を粉末状に粉砕する１軸粉砕機と、を備えており、３軸破砕機は、２個の上スクリューと、１個の下スクリューと、ナイフと、を備え、アルミ缶を上スクリューで剪断した後に下スクリューとナイフとによって更に剪断するようになっており、１軸粉砕機は、円周方向に僅かずつずらした多数の回転刃を積層保持している回転軸と、回転軸を囲んで回転刃に向かって突出した固定刃と、を備えており、３軸破砕機は、ナイフが液体窒素ガス供給ノズルを先端に有しており、これにより、摩擦熱発生部分を液体窒素ガスにより冷却するようになっており、１軸粉砕機は、固定刃が、液体窒素ガスを回転刃に向けて噴出するためのノズルを隣接して有しており、これにより、摩擦熱発生部分を液体窒素ガスにより冷却するようになっている、ことを特徴とする、アルミ缶の粉末製造装置である。
請求項２においては、１軸粉砕機が、回転刃の回転下面に対向するようにスクリーンを有している。
請求項３においては、１軸粉砕機で得られた粉末を、スクリーンを介して吸引して、分別機へ供給するようになっている。
請求項４においては、スクリーンの下側に、上向きに乾燥気体を噴出する目詰まり防止用ノズルが設けられている。
請求項５においては、目詰まり防止用ノズルをスクリーンの下側で往復移動させる駆動機構を備えている。
請求項１の発明によると、破砕機と粉砕機の絶妙な組み合わせによりテルミット反応に適した１ｍｍ以下程度のパウダーを安全に（発火の恐れを確実に排除して）かつ安価に製造可能となる。
また、粗破砕とパウダーを得るための粉砕を効果的に実施可能となる。
請求項２ないし５によると、均一サイズのアルミパウダーを自動的に得ることができる利点がある。
正面を示す図１においては、３軸破砕機１の下側に１軸粉砕機２が一体的に組み付けられた粉末製造装置Ｇの一例を示しており、３はアルミ缶自動挿入装置、４，５は共に油圧モーター、６、７は輸送用パイプ、８は吸引用ポンプ、９は振動型の分別器、１０はテルミット反応に使用可能な状態に仕上がった製品を収容するための容器、１１は台車である。また１２はオーバーサイズの半製品のためのリタン用パイプ、６８は製品排出口である。
図２の３軸破砕機１（本件出願人の商品ＭＡＲＩＮ）は２個の上スクリュー１４、１５（矢印Ａ、Ｂ方向に例えば５〜６０ｒ．ｐ．ｍ．で駆動される）と１個の下スクリュー１６（例えば上スクリュー１４、１５と等速で矢印Ｃ方向に自在に反転駆動される）と、ハウジング１７に装着されているナイフ１８、１９（その中には液体窒素ガス供給ノズル２０が設けてあり、配管２１と接続されている）と、スプリング２３により互いに接近するように付勢され吐出口２４の開度を図示されていない検出器からの信号により調整する１対の吐出量調整ローラー２５を備えている。２６は破砕物即ちアルミ缶である。
図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である図３において、上スクリュー１４、１５のブレード３０、３１の捩れ方向と回転方向Ａ、Ｂにより破砕物２６は相対する矢印Ｄ、Ｅ方向に駆動され、ブレード３０、３１により剪断されて下スクリュー１６の枡目３２（交差するブレードにより形成されている）内に入り、そこからはみ出した部分がナイフ１８または１９（何れのナイフが作動するかは下スクリュー１６の回転方向により定まる）により剪断され、下方へ落下する。
再び図２の下半分において、１軸粉砕機２は高速回転軸３５（例えば１５００ｒ．ｐ．ｍ．）上に薄い回転刃３６（厚さは好ましくは１〜５ｍｍ、更に好ましくは１〜２ｍｍのカッター）が回転方向に僅かずつ（例えば１５度ずつ）ずらして多数積層保持されており、これらの回転刃群を囲み回転刃３６へ向かい突出している固定刃３７ないし４０が紙面と直角方向に延びる姿勢でハウジング４１に固着されている。各固定刃には小径のノズル４２が固定刃の長手方向に多数隣接して設けてあり、これらのノズルは配管２１に連通している。４５は回転刃３６群の下側を覆うスクリーンで、例えばステンレスワイヤの細かいメッシュ（開口度１ｍｍ程度）で形成されている。このメッシュを通過して下方へ吸引されるパウダーは輸送用パイプ６へ入る。スクリーン４５の下側には上向きに乾燥エヤーまたは液体窒素ガスを噴出する目詰まり防止用のノズル４８を密に有する管状本体が図２の紙面と直角方向に長く延びかつガイド４６に支持されており、駆動機構４９により図示されていないループ状ベルトによりガイド４６に沿い矢印Ｆおよび逆Ｆ方向に往復駆動（例えば１分間に１往復）されるように構成されている。３５’は粉砕物である。
図４は３軸破砕機１と２台の１軸粉砕機２（手前のもののみが示されている）が分離配置されていて両者はバケットコンベヤー５２で連結されている。
図５は液体窒素ガス消火装置５４を示しており、５５は液体窒素タンク、５６は電磁弁、５７はポンプである。
図６は分別器９を示しており、下方へ行くに連れて目が細かくされているスクリーン６０〜６２がハウジング６３に対して外周が弾性膜で支持されかつ振動モーター６４により前後左右方向に駆動され、排出口６５〜６７は図１のリタン用パイプ１２により再度粉砕機２または破砕機１に戻され、排出口６８は図１の製品容器１０へ連通されている。
液体窒素ガスはハウジング４１の内面に設けたノズルから供給するようにしてもよい。破砕機１、粉砕機２は図示以外の構造のものも採用可能であるが、破砕機では少なくともアルミ缶の缶形状を残さない程度に粗破砕されることが好ましい。
１ ３軸破砕機
２ １軸粉砕機
６、７ 輸送用パイプ（エヤー輸送器）
８ 吸引用ポンプ
９ 分別機
２０、４２ 液体窒素ガス供給ノズル
３６ 回転刃
３７〜４０ 固定刃
４１ ハウジング
４８ 目詰まり防止用ノズル
４９ 駆動機構
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４８ 目詰まり防止用ノズル
４９ 駆動機構
Claims (5)
- アルミ缶を板状細片に破砕する３軸破砕機と、
３軸破砕機の下側に一体的に組み付けられており、３軸破砕機で得られた板状細片を粉末状に粉砕する１軸粉砕機と、
を備えており、
３軸破砕機は、２個の上スクリューと、１個の下スクリューと、ナイフと、を備え、アルミ缶を上スクリューで剪断した後に下スクリューとナイフとによって更に剪断するようになっており、
１軸粉砕機は、円周方向に僅かずつずらした多数の回転刃を積層保持している回転軸と、回転軸を囲んで回転刃に向かって突出した固定刃と、を備えており、
３軸破砕機は、ナイフが液体窒素ガス供給ノズルを先端に有しており、これにより、摩擦熱発生部分を液体窒素ガスにより冷却するようになっており、
１軸粉砕機は、固定刃が、液体窒素ガスを回転刃に向けて噴出するためのノズルを隣接して有しており、これにより、摩擦熱発生部分を液体窒素ガスにより冷却するようになっている、ことを特徴とする、アルミ缶の粉末製造装置。 - １軸粉砕機が、回転刃の回転下面に対向するようにスクリーンを有している、請求項１に記載のアルミ缶の粉末製造装置。
- １軸粉砕機で得られた粉末を、スクリーンを介して吸引して、分別機へ供給するようになっている、請求項２に記載のアルミ缶の粉末製造装置。
- スクリーンの下側に、上向きに乾燥気体を噴出する目詰まり防止用ノズルが設けられている、請求項２に記載のアルミ缶の粉末製造装置。
- 目詰まり防止用ノズルをスクリーンの下側で往復移動させる駆動機構を備えている、請求項４に記載のアルミ缶の粉末製造装置。
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