JP5781967B2

JP5781967B2 - バッチ式ダライ粉処理装置

Info

Publication number: JP5781967B2
Application number: JP2012070859A
Authority: JP
Inventors: 透豊島
Original assignee: アルカエンジニアリング株式会社
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013204832A

Description

本発明は、金属の機械加工において発生する、いわゆるダライ粉（切削屑）に付着している油分や水分を効果的に除去することのできる小型でバッチ式のダライ粉処理装置に関するものである。

通常、金属の機械加工において発生するダライ粉はリサイクル利用されるが、その際、機械加工を行った際などに付着した油分や水分を除去する必要がある。従来、このダライ粉を処理するための装置としては大型で連続式のものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

従来の大型で連続式のものは、ホッパーに投入されたダライ粉を、スクリューコンベアによって連続的に回転ドラムに投入し、その回転ドラム内を上流から下流に送りながら加熱して油分と水分を連続的に除去している。

特開２００８−２７６８号公報

しかし、こうした従来の連続式のダライ粉処理装置は、大型で、大掛かりな機構を必要とし、広い設置スペースを要し、さらに、大量のダライ粉を集める必要があるため、運送費が必要である。また、運送時に雨水等が付着してしまい、乾燥に余分な時間を要する。従って、処理コストが嵩むなど、非経済的であるといった問題がある。

また、大量のダライ粉を連続的に処理するので、金属の種類が異なる複数種のダライ粉が混ざる可能性が高く、従って、材質管理が困難であると共に、処理されたダライ粉によって生成されるリサイクル材の質が低下するといった品質面での問題もある。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、経済的で、処理後のダライ粉およびそれによって生成されるリサイクル材に安定した品質を持たせることのできるダライ粉処理装置を提供することを課題とする。

図１乃至図９を参照しながら説明する。請求項１に記載のバッチ式ダライ粉処理装置１は、ダライ粉に付着している油分と水分を除去するためのものであり、床面Ｆに固定された架台１０と、前記架台１０に傾動自在に取付けられた基枠２０と、前記基枠２０に回転自在に取付けられ、一端に、前記ダライ粉が投入されると共に、処理後のダライ粉が排出される開口部３３を有し、内部に複数の掻揚げ羽根３４を有する回転ドラム３０と、前記開口部３３を開閉すべくスライド自在に設けられた扉４０と、前記扉４０に設けられ、前記回転ドラム３０に投入された前記ダライ粉を加熱するバーナー５０と、前記扉４０に設けられ、前記回転ドラム３０の内部に連通する排気管６０とを備える。

処理装置１は、さらに、前記回転ドラム３０の開口部３３の直下に設けられ、処理後のダライ粉を受けるべく傾斜姿勢で配置されたシュート７０と、前記シュート７０の下端近傍に設けられた磁選機８０と、前記磁選機８０の直下に設けられた収納容器９０とを備える。

また前記扉４０は、その上端部に複数の第一ガイドローラー４１ａと第二ガイドローラー４１ｂを取付けると共に、扉４０の下端部に複数の第一ガイドローラー４１ａを取付け、而も前記基枠２０の前方延長部２９の前端に正面矩形状のレール部材４２を取付け、第一ガイドローラー４１ａをレール部材４２に設けたレール突起４２ａの前面と後面に沿って転動させると共に、第二ガイドローラー４１ｂをレール突起４２ａの上面に転動させることによりスライドする構造としている。

請求項１に記載のバッチ式ダライ粉処理装置１は、架台１０、基枠２０、回転ドラム３０、扉４０、バーナー５０および排気管６０を備えたバッチ式であるため、従来の連続式と比較して小型で、構成が簡易であり、広い設置スペースを必要としない。また、例えば、各工場において処理することができるのでダライ粉を運送する必要がなく、よって運送時に雨水等が付着することもない。その結果、短時間で処理することができ経済性にも優れる。

また、従来の連続式と異なり、一回毎に処理を完了するので金属の種類が異なる複数種のダライ粉が混ざるのを確実に防止できる。従って、材質管理が容易であり、処理後のダライ粉およびそれによって生成されるリサイクル材の品質を良好に維持することができる。その結果、品質面でも優れる。

また、この処理装置１は、シュート７０、磁選機８０および収納容器９０を備えているので、リサイクル利用される処理後のダライ粉およびそれによって生成されるリサイクル材の品質をさらに向上させることができる。すなわち、例えば、ダライ粉が非鉄金属である場合には、磁選機８０によって、ダライ粉に混入している金属を除去することができる。これにより、その純度をより高めることができる。

本発明の実施形態に係るバッチ式ダライ粉処理装置を示す側面図である。図１に示す処理装置の正面図である。図１に示す処理装置の要部側面図である。図１に示す処理装置の要部正面図である。図１に示す処理装置の要部平面図である。図５のＡ−Ａ線断面図である（基枠と架台の断面斜線省略）。図１に示す処理装置の回転ドラムを示す一部断面側面図である。図７のＢ−Ｂ線断面図である。図１に示す処理装置の使用状態を示す側面説明図である（要部のみ示す）。

本発明に係るバッチ式ダライ粉処理装置１の実施形態を、図１乃至図９に示す。この処理装置１は、金属などを機械加工することによって発生したダライ粉（切削屑）に付着している油分と水分を除去するためのものであり、架台１０、基枠２０、回転ドラム３０、扉４０、バーナー５０、排気管６０、シュート７０、磁選機８０および収納容器９０を備える。なお、本実施形態におけるダライ粉は銅合金及びアルミ合金などの非鉄金属である。

架台１０は、工場などの床面（地面を含む）Ｆに固定されたもので、正面略Ｕ字状を形成し、側面略直角三角形状を形成する（図１、図３、図５参照）。この架台１０の左右一方側には、傾動軸受１１と駆動スプロケット１３を有する傾動モーター１２を備え付けている。

基枠２０は、正面矩形状を形成し、その左右両端部の中間高さ部分が架台１０に軸支されている（図２、図４、図５参照）。すなわち、左右両端部の中間高さ部分のそれぞれに傾動軸２１を設け、その傾動軸２１を、架台１０に設けた傾動軸受１１によって支持している。

また、この傾動軸受１１には従動スプロケット２２を取付けており、傾動モーター１２の駆動スプロケット１３と傾動チェーン１４で連結している。なお、傾動モーター１２（の回転軸）と傾動軸２１とをカップリングによって直結することもできる。

この基枠２０の四つのコーナー部のそれぞれには４５度の傾斜角度で斜板２３を設けており、各斜板２３に第一受けローラー２４ａを取付けている（図６参照）。また、この基枠２０の上下両端部の内面側のそれぞれには一対の第二受けローラー２４ｂを設けている。

また、この基枠２０には、その左右両端部の略中間高さ部分から後方に延びる平面略Ｕ字状の後方延長部２５を設け、その後端部に駆動鎖車２７を備える回転モーター２６を備え付けている。この回転モーター２６には回転速度を自在に調節するためのインバーターを設けることができる。さらに、この基枠２０には、その左右両端部の略中間高さ部分から前方に延び得る一対の前方延長部２９を備えている。

回転ドラム３０は、基枠２０に回転自在に取付けられている。すなわち、回転ドラム３０の前後方向略中間部分の外周面にドラムバンド３５を巻回して横断面が長方形で全体としては円環状に形成し、そのドラムバンド３５の外周面に、基枠２０の斜板２３に設けた四つの第一受けローラー２４ａを当接させて支持している。また、ドラムバンド３５の前後両側面には第二受けローラー２４ｂを当接させてドラムの長手方向荷重を支持している。

また、回転ドラム３０の後端部に回転軸３１を設け、この回転軸３１を基枠２０に固定した後方延長部２５に設けた回転軸受３６によって支持している。また、回転軸３１には従動鎖車３２を取付け、基枠２０に設けた回転モーター２６の駆動鎖車２７と回転チェーン２８によって連結している。なお、回転モーター２６（の回転軸）と回転軸３１とカップリングによって直結することもできる。

回転ドラム３０は、その一端（前端部）に開口部３３を備えている。この開口部３３からダライ粉が投入されると共に、処理後のダライ粉が排出される。また、この回転ドラム３０の前後両端を先細に形成する前截頭円錐部３０ａ，円筒部３０ｂ，後截頭円錐部３０ｃの各々は、その内部（回転ドラム３０の内周面）に複数の掻揚げ羽根３４を備えている（図７参照）。

この掻揚げ羽根３４は、回転ドラム３０が正回転している際にはダライ粉を後方へ送るようにして掻き混ぜ、逆回転している際にはダライ粉を前方（開口部３３）へ送るようにして掻き混ぜるように構成および配置されている。また、この掻揚げ羽根３４は、スパイラル状のダライ粉を細かく分断するので、磁選機による選別をより容易なものとすることができる。３４ａは掻揚げ羽根３４の端面である。

扉４０は、回転ドラム３０の開口部３３を開閉するものであり、左右方向にスライド自在に設けられている（図１乃至図５参照）。この扉４０は、その上端部に複数の第一ガイドローラー４１ａと第二ガイドローラー４１ｂを取付けると共に、下端部に複数の第一ガイドローラー４１ａを取付けている。

また、基枠２０の前方延長部２９の前端に正面矩形状のレール部材４２を取付け、第一ガイドローラー４１ａをレール部材４２に設けたレール突起４２ａの前面と後面に沿って転動させると共に、第二ガイドローラー４１ｂをレール突起４２ａの上面に転動させることによりスライドさせている。本実施形態における扉４０は手動でスライドさせるようにしているが、機械的（自動的）に行うこともできる。

なお、この扉４０には熱電対（温度センサー）４３を設けており、回転ドラム３０の内部温度を測定して、バーナー５０への燃料供給量を自動的に調節している。

バーナー５０は扉４０に設けられており、回転ドラム３０の内部に火炎を放射してダライ粉を加熱する。なお、バーナー５０はスライドする扉４０と共に移動するため、蛇腹状などの可撓性のある燃料パイプ５１に連結されている。

排気管６０は扉４０に設けられ、回転ドラム３０の内部に連通し、排気ガスを排出して集塵機（図示せず）に案内する。この排気管６０も扉４０と共に移動するため、蛇腹状などの可撓性のある排気パイプに連結されている。

シュート７０は、回転ドラム３０の開口部３３の直下に設けられ、処理後のダライ粉を受けるべく傾斜姿勢で配置されている（図１、図２参照）。このシュート７０は、上端部に位置し、上端が開口した受け部７１と、その受け部７１から斜め下方に連続する送り部７２を備える。

磁選機８０は、シュート７０の下端近傍に設けられており、磁力によって非鉄金属のダライ粉と、それに混入している金属とを選別する。

収納容器９０は、磁選機８０の直下に設けられ、磁選機８０によって選別されたダライ粉を収納する。ダライ粉を収納した収納容器９０は、ダライ粉をリサイクルする溶解炉等の処理設備に搬送される。

本実施形態に係るバッチ式ダライ粉処理装置１は、次のように作動する。まず、ダライ粉を回転ドラム３０にその開口部３３から投入するに先立ち、傾動モーター１２を正方向に回転させ、その回転力を駆動スプロケット１３、傾動チェーン１４および従動スプロケット２２を介して基枠２０に伝え、前方延長部２９が直立近くになる迄、基枠２０を傾動する。これにより、基枠２０に取付けられている回転ドラム３０は直立近くの状態となり、その開口部３３が上向きの状態となる（図９（ａ）参照）。

この状態で、ダライ粉を回転ドラム３０に開口部３３から投入する。投入後、傾動モーター１２を逆方向に回転させて前方延長部２９および回転ドラム３０を略水平状態まで傾動させる。また、扉４０をスライドさせて開口部３３を閉じる（図９（ｂ））。

この状態で、制御盤の操作ボタンを押して回転モーター２６を正回転させ、その回転力を駆動ギヤ、回転チェーン２８および従動ギヤを介して回転軸３１に伝達し、これにより回転ドラム３０を正方向に回転させる。

それと共に、バーナー５０を燃焼させて回転ドラム３０に投入されたダライ粉を高熱で加熱する。この際の温度調節は、熱電対４３およびそれによってバーナー５０に供給される燃料の量によって行われる。

このバーナー５０による加熱により、ダライ粉に付着している油分を燃焼させて除去すると共に、水分を蒸発させて除去する。この際、掻揚げ羽根３４がダライ粉を後方へ送るように掻き混ぜるので、バーナー５０による高熱を効率的かつ均一的にダライ粉に加えることができる。

油分と水分の除去に要する時間は、ダライ粉の材質によって異なるが、銅合金の場合通常２０〜４０分程度である。また、回転ドラム３０の内部の排気ガスは排気管６０によって集塵機（図示せず）に送られ、塵などを除去した後、大気中に放出される。

ダライ粉の油分と水分を除去した後、傾動モーター１２を同一方向（逆方向）に回転させて後方延長部２５および回転ドラム３０を略逆立姿勢まで傾動させる（図９（ｃ））。同時に、扉４０をスライドさせて開口部３３を開放すると共に、回転モーター２６を逆方向に回転させる。これにより、処理されたダライ粉が開口部３３からシュート７０に落下する。

この際、掻揚げ羽根３４がダライ粉を前方に送るように掻き混ぜるので、全てのダライ粉を開口部３３から円滑に排出することができる。シュート７０に落下したダライ粉は、磁選機８０の磁力によって非鉄金属と鉄金属とに分けられる。

本実施形態におけるダライ粉は非鉄金属であるため、磁選機８０に磁着する金属から分けられ、収納容器９０に収納される。収納容器９０に収納されたダライ粉は、金属溶解炉（高周波電気炉など）によって溶解されてリサイクル材に生成され、再利用される。

なお、本発明に係る処理装置１によって処理することのできるダライ粉としては、非鉄合金（銅合金、アルミ合金、マグネシウム、鉛、亜鉛など）、鉄、および各種合金（鋳鉄鋳物、鋳鋼鋳物、特殊鋼、ステンレス鋼など）がある。

本実施形態に係るバッチ式ダライ粉処理装置１は、次のような作用効果を発揮する。
（イ）架台１０、基枠２０、回転ドラム３０、扉４０、バーナー５０および排気管６０を備えたバッチ式であるため、連続式と比較して小型で、構成が簡易であり、限られたスペースに設置することができる。また、例えば、各工場に設置して処理することができるのでダライ粉を運送する必要がなく、運送時に雨水等が付着することもない。従って、短い時間内に処理することができ経済的である。

（ロ）このバッチ式の処理装置１は、連続式と異なり一回毎に処理するので金属の種類が異なる複数種のダライ粉が混ざるのを防止できる。よって、材質管理が容易であり、処理後のダライ粉の品質およびそれによって生成されるリサイクル材の品質を良好に維持することができる。従って、品質面でも優れる。

すなわち、従来の連続式の処理装置は大規模であるため、主として金属再生メーカーで処理を行っており、そのため、あらゆる種類のダライ粉を異なる場所から集める必要があった。よって、ダライ粉の管理および運送に手間を要し、処理コストが嵩んでいた。本実施形態の処理装置１は小型であり、各工場に設置することができるので、ダライ粉の管理が容易で、運送が不要である。従って、処理コストが廉価である。

また、今日では、同系列の材質でも微妙に成分が異なるいわゆる他品種少量生産が多いため、ダライ粉の成分管理が重要である。従来の連続式ではそうした成分管理がきわめて困難であり、あらゆる材質のダライ粉を混合して処理せざるを得なかった。従って、処理後のダライ粉を溶解して生成したリサイクル材は、等級の低い劣悪材質となり、成分調整に費用が掛かる割には上級の材質を得ることができなかった。本実施形態に係る処理装置１は、バッチ式であり、同一成分のダライ粉のみを処理することができるので、容易に高品質のリサイクル材を生成することができる。

（ハ）本実施形態に係る処理装置１は、シュート７０、磁選機８０および収納容器９０を備えているので、ダライ粉が非鉄金属である場合には、磁選機８０によって、ダライ粉に混入している鉄金属を除去することができる。従って、処理後のダライ粉の純度を高めることができ、リサイクルに好適で高品質のダライ粉を提供することができる。なお、ダライ粉が鉄金属である場合にも、磁選機８０によって鉄金属即ち磁性金属のみを選別し、非鉄金属を除去することができる。

（ニ）本実施形態に係る処理装置１によって作業環境を改善することができる。すなわち、従来の連続式は大型で大規模なため設備費が高価であり、一般の中小零細企業は設置することが困難であった。従って、ダライ粉を再生処理メーカーに送る以外は、作業者がハンドトーチバーナーによってダライ粉を加熱して油分と水分を除去しており、非効率的で作業環境も悪かった。本実施形態に係る処理装置１によって、こうしたバーナーによる作業を不要とすることができるので、作業環境を改善することができる。

１バッチ式ダライ粉処理装置
１０架台
１１傾動軸受
１２傾動モーター
１３駆動スプロケット
１４傾動チェーン
２０基枠
２１傾動軸
２２従動スプロケット
２３斜板
２４ａ第一受けローラー
２４ｂ第二受けローラー
２５後方延長部
２６回転モーター
２７駆動鎖車
２８回転チェーン
２９前方延長部
３０回転ドラム
３０ａ前截頭円錐部
３０ｂ円筒部
３０ｃ後截頭円錐部
３１回転軸
３２従動鎖車
３３開口部
３４掻揚げ羽根
３４ａ端面
３５ドラムバンド
４０扉
４１ガイドローラー
４２レール部材
４２ａレール突起
４３熱電対
５０バーナー
５１燃料パイプ
６０排気管
７０シュート
７１受け部
７２送り部
８０磁選機
９０収納容器
Ｆ床面

Claims

ダライ粉の油分と水分を除去するためのバッチ式のダライ粉処理装置であって、床面（Ｆ）に固定された架台（１０）と、前記架台に傾動自在に取付けられた基枠（２０）と、前記基枠に回転自在に取付けられ，一端に，前記ダライ粉が投入されると共に，処理後のダライ粉が排出される開口部（３３）を有し，内部に複数の掻揚げ羽根（３４）を有する回転ドラム（３０）と、前記開口部を開閉すべくスライド自在に設けられた扉（４０）と、前記扉に設けられ，前記回転ドラムに投入された前記ダライ粉を加熱するバーナー（５０）と、前記扉に設けられ，前記回転ドラムの内部に連通する排気管（６０）と、前記回転ドラムの開口部の直下に設けられ，処理後のダライ粉を受けるべく傾斜姿勢で配置されたシュート（７０）と、前記シュートの下端近傍に設けられた磁選機（８０）と、前記磁選機の直下に設けられた収納容器（９０）と、を備え、且つ前記扉は、その上端部に複数の第一ガイドローラー（４１ａ）と第二ガイドローラー（４１ｂ）を取付けると共に、該扉の下端部に複数の第一ガイドローラーを取付け、而も前記基枠の前方延長部（２９）の前端に正面矩形状のレール部材（４２）を取付け、第一ガイドローラーをレール部材に設けたレール突起（４２ａ）の前面と後面に沿って転動させると共に、第二ガイドローラーをレール突起の上面に転動させることによりスライドする構造としているバッチ式ダライ粉処理装置。