(57)【要約】【課題】金属含有物から金属を分離して回収する効率をさらに高めることができる金属回収装置を提供する。【解決手段】金属含有物から金属を分離して回収する金属回収装置は、釜ユニットと、撹拌ユニットと、駆動ユニットと、を備える。釜ユニットは、金属含有物を収容するための収容釜を有する。撹拌ユニットは、鉛直方向に延びる回転軸を中心にして回転可能であり、釜ユニット内の金属含有物を撹拌する。駆動ユニットは、撹拌ユニットを回転駆動する。撹拌ユニットは、第１撹拌翼と、第２撹拌翼と、を有する。第２撹拌翼は、第１撹拌翼よりも回転軸の径方向外方に設けられる。第１撹拌翼及び第２撹拌翼は、互いに同じ方向及び逆方向に選択的に回転可能である。【選択図】図２
2020147848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属含有物から金属を分離して回収する金属回収装置であって、
前記金属含有物を収容するための収容釜を有する釜ユニットと、
鉛直方向に延びる回転軸を中心にして回転可能であり且つ前記釜ユニット内の前記金属含有物を撹拌する撹拌ユニットと、
前記撹拌ユニットを回転駆動する駆動ユニットと、
を備え、
前記撹拌ユニットは、第１撹拌翼と、第２撹拌翼と、を有し、
前記第２撹拌翼は、前記第１撹拌翼よりも前記回転軸の径方向外方に設けられ、
前記第１撹拌翼及び前記第２撹拌翼は、互いに同じ方向及び逆方向に選択的に回転可能である、金属回収装置。
【請求項２】
前記撹拌ユニットは、鉛直方向に延びる内軸部をさらに有し、
前記第１撹拌翼は、前記内軸部の下端部から互いに異なる前記径方向に延びる第１内翼及び第２内翼を有し、
前記第１内翼が延びる方向と鉛直方向とに垂直な方向から見て、前記第２内翼の形状は、前記回転軸に対して前記第１内翼とは非対称である、請求項１に記載の金属回収装置。
【請求項３】
前記第１撹拌翼及び前記第２撹拌翼のうちの少なくとも一方の回転速度は可変である、請求項１又は請求項２に記載の金属回収装置。
【請求項４】
前記釜ユニットは、
前記収容釜を囲う筐体と、
前記収容釜と前記筐体との間に充填される断熱材と、
をさらに有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属回収装置。
【請求項５】
前記釜ユニットが内部に固設される金属回収室をさらに備え、
前記釜ユニットは、前記収容釜を加熱するヒータをさらに有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属回収装置。
【請求項６】
前記釜ユニットを内部に収容する金属回収室をさらに備え、
前記金属回収室は、前記駆動ユニットが配置される空間から前記釜ユニットを区画する区画壁を有する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の金属回収装置。
【請求項７】
前記釜ユニット、前記第１撹拌翼、及び第２撹拌翼を内部に収容する金属回収室と、
鉛直方向から見て前記金属回収室の外側に配置される壇部と、
前記金属回収室よりも上方において前記駆動ユニットを鉛直方向に移動可能に支持するフレームと、
前記駆動ユニットを前記撹拌ユニットとともに鉛直方向に移動させるアクチュエータと、
をさらに備え、
鉛直方向において、前記壇部は、前記駆動ユニットが最も下方に移動した場合での前記駆動ユニットの上端部よりも下方、且つ、前記駆動ユニットが最も上方に移動した場合での前記第１撹拌翼及び前記第２撹拌翼よりも上方に配置される、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の金属回収装置。
【請求項８】
前記駆動ユニットを鉛直方向に移動可能に支持するフレームと、
前記駆動ユニットを鉛直方向に移動させるアクチュエータと、
をさらに備え、
前記フレームは、鉛直方向に延びる複数の柱部を有し、
前記駆動ユニットは、前記柱部と接触する接触部材をさらに有する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の金属回収装置。
【請求項９】
前記柱部は、
前記駆動ユニットと主面が対向する板状のウェブと、
前記ウェブの前記主面の水平方向における両端部から前記駆動ユニットに向かってそれぞれ延びる一対のフランジと、
を有し、
前記接触部材は、複数であり、各々の前記柱部の各々の前記フランジとそれぞれ接触し、
各々の前記接触部材は、
前記フランジの先端部を鉛直方向に転がる第１ローラと、
一方の前記フランジの他方の前記フランジと対向する内側面上を鉛直方向に転がる第２ローラと、
を有する、請求項８に記載の金属回収装置。
【請求項１０】
前記柱部は、Ｈ形鋼及び溝形鋼のうちの一方である、請求項８又は請求項９に記載の金属回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウムなどの金属を主成分とする金属スクラップから該金属を分離して回収するリサイクル処理が実施されている。このリサイクル処理の第１段階では、金属スクラップを溶解炉内で溶解して、溶融した金属成分を回収する。回収後の溶解炉内に残るドロスなどと呼ばれる残滓には、まだ多くの金属成分が含まれている。そのため、リサイクル処理の第２段階では、残滓として排出される金属含有物から金属を分離して回収する処理が実施される。たとえば、特開平１０−１９５５５３号公報が開示するアルミニウムドロス処理方法では、圧搾室に収容されたドロスの圧搾により、ドロス中の溶融アルミニウムの分離回収を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９５５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、省資源及び省エネルギーの観点から、上述のようなリサイクル処理が注目されている。そのため、金属含有物から金属を分離して回収する効率のさらなる向上が望まれている。
【０００５】
本発明は、金属含有物から金属を分離して回収する効率をさらに高めることができる金属回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な金属回収装置は、金属含有物から金属を分離して回収する。前記金属回収装置は、釜ユニットと、撹拌ユニットと、駆動ユニットと、を備える。前記釜ユニットは、前記金属含有物を収容するための収容釜を有する。前記撹拌ユニットは、鉛直方向に延びる回転軸を中心にして回転可能であり、前記釜ユニット内の前記金属含有物を撹拌する。前記駆動ユニットは、前記撹拌ユニットを回転駆動する。前記撹拌ユニットは、第１撹拌翼と、第２撹拌翼と、を有する。前記第２撹拌翼は、前記第１撹拌翼よりも前記回転軸の径方向外方に設けられる。前記第１撹拌翼及び前記第２撹拌翼は、互いに同じ方向及び逆方向に選択的に回転可能である。
【０００７】
本発明の更なる特徴や利点は、以下に示す実施形態によって一層明らかにされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、金属含有物から金属を分離して回収する効率をさらに高めることができる金属回収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る金属回収装置の正面図である。
【図２】図２は、金属回収装置を正面から見た透視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施形態に係る釜ユニットの構成例を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡのＬ−Ｌ線に沿う釜ユニットの断面図である。
【図４】図４は、撹拌ユニットの構成例を示す正面図である。
【図５】図５は、駆動ユニットの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、接触部材の構成例を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、接触部材を前後方向から見た側面図である。
【図７】図７は、変形例に係る金属回収装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
【００１１】
なお、以下の説明では、図１及び図２の奥行き方向を「前後方向」と呼ぶ。前後方向のうち、奥から手前に向かう方向を「前方Ｘ」と呼び、手前から奥に向かう方向を「後方」と呼ぶ。さらに、前方を向いて金属回収装置１００を見たときの該金属回収装置１００の前面を「正面」と呼ぶ。
【００１２】
また、図１及び図２の右側及び左側のうちの一方から他方に向かう方向を「左右方向」と呼ぶ。左右方向のうち、右側から左側に向かう方向を「左方Ｙ」と呼び、左側から右側に向かう方向を「右方」と呼ぶ。
【００１３】
また、実施形態において、床面Ｆは、水平面と平行であり、鉛直方向と垂直である。以下では、鉛直上方を「上方Ｚ」と呼び、鉛直下方を「下方」と呼ぶ。
【００１４】
＜金属回収装置の構成＞
本実施形態に係る金属回収装置１００は、床面Ｆ上に設置される。図１は、実施形態に係る金属回収装置１００の正面図である。図２は、金属回収装置１００を正面から見た透視図である。なお、図２は、後述する機械室３１の正面の壁部３１１、及び金属回収室５１の正面の壁部５１１の図示を省略し、フレーム５３の柱部５３１を透明表示している。さらに、図２は、構造を理解し易くするため、釜ユニット１及び回収容器８を、鉛直方向と左右方向とに平行な平面で切断した場合の仮想の断面で示している。また、図２では、駆動ユニット３が下方の位置に移動した場合での撹拌ユニット２及び駆動ユニット３を実線で示している。さらに、駆動ユニット３が最も上方Ｚの位置に移動した場合での撹拌ユニット２及び駆動ユニット３を破線で示している。
【００１５】
金属回収装置１００は、金属の融点以上に加熱された金属含有物Ｄを撹拌することによって、金属含有物Ｄから該金属を分離して回収する。金属は、たとえばアルミニウム、亜鉛、鉛、錫などである。
【００１６】
金属回収装置１００は、釜ユニット１と、撹拌ユニット２と、駆動ユニット３と、ハウジング５と、操作装置７と、回収容器８と、を備える。
【００１７】
釜ユニット１は、金属の融点以上に加熱された金属含有物Ｄを収容する。該金属含有物Ｄは、たとえば、金属スクラップの溶解炉から溶融金属を回収した後に炉内に残る金属滓である。釜ユニット１は、本実施形態では、ハウジング５に対して脱着可能である。
【００１８】
撹拌ユニット２は、鉛直方向に延びる回転軸Ａｘを中心にして回転可能であり、釜ユニット１内の金属含有物Ｄを撹拌する。撹拌ユニット２は、駆動ユニット３に接続される。
【００１９】
駆動ユニット３は、操作装置７で受け付けられる操作入力に応じて、撹拌ユニット２を回転駆動する。また、駆動ユニット３は、該操作入力に応じて、撹拌ユニット２とともに鉛直方向に移動可能である。たとえば、金属含有物Ｄを撹拌する際には図２の実線に示すように、駆動ユニット３は、下方の位置に移動する。この際、撹拌ユニット２の先端部分は、釜ユニット１内に入る。また、駆動ユニット３の点検・修理の際も、駆動ユニット３は、図２の実線に示すような下方の位置に移動する。一方、釜ユニット１をハウジング５から取り出す際などには図２の破線に示すように、駆動ユニット３は撹拌ユニット２とともに、最も上方Ｚの位置に移動する。
【００２０】
ハウジング５は、釜ユニット１、撹拌ユニット２の先端部分、及び回収容器８などを収容する。ハウジング５内において、釜ユニット１及び回収容器８は、出入口５１１１を通じて出し入れ可能に配置される。また、ハウジング５は、駆動ユニット３を鉛直方向に移動可能に支持する。駆動ユニット３の移動に応じて、撹拌ユニット２は、ハウジング５内において鉛直方向に移動可能である。
【００２１】
操作装置７は、ユーザの操作入力を受け付ける。
【００２２】
回収容器８は、釜ユニット１の下方に配置される。回収容器８は、釜ユニット１内で金属含有物Ｄから分離し且つ釜ユニット１から排出される金属を収容する。
【００２３】
＜ハウジングの構成＞
次に、図１及び図２を参照して、ハウジング５の構成を説明する。ハウジング５は、金属回収室５１と、フレーム５３と、アクチュエータ５５と、第１ベランダ５７と、第２ベランダ５９と、を有する。
【００２４】
金属回収室５１は、駆動ユニット３よりも下方に配置される。金属回収室５１は、釜ユニット１、撹拌ユニット２の後述するシャフト２１以外、及び回収容器８などを内部に収容する。なお、駆動ユニット３は、金属回収室５１の外部に配置され、本実施形態では壁などで囲まれていない。そのため、駆動ユニット３の点検・修理などの作業を開放された空間で実施できる。従って、駆動ユニット３が壁などで囲まれる場合と比べて、作業性を向上でき、より良好な環境で作業できる。
【００２５】
金属回収室５１は、壁部５１１と、窓部５１２と、区画壁５１３と、台部５１４と、投入部５１５と、を有する。このほか、金属回収室５１には、粉塵捕集装置（不図示）が設けられる。該粉塵捕集装置は、金属含有物Ｄから金属を分離して回収する処理中に発生する粉塵を捕集する。
【００２６】
本実施形態では、金属回収室５１は、４つの壁部５１１と１つの区画壁５１３とで囲まれる。壁部５１１は、鉛直方向に延びる板状である。区画壁５１３は、本実施形態では金属回収室５１の天井であり、水平面と平行に広がる板状である。各々の壁部５１１の上端部は、区画壁５１３の外縁部に接続される。
【００２７】
金属回収室５１の正面の壁部５１１には、釜ユニット１及び回収容器８を出し入れするための出入口５１１１が設けられる。また、正面以外の少なくとも１つの壁部５１１には、窓部５１２が設けられる。窓部５１２には、透明なガラスが嵌め込まれる。図２に示すように、作業者Ｗ１は、窓部５１２から金属回収室５１の内を見ることができる。
【００２８】
区画壁５１３は、駆動ユニット３が配置される空間から釜ユニット１を区画する。こうすれば、駆動ユニット３の機械室３１が、釜ユニット１から上昇する高熱の気流及び該気流に乗って上昇する粉塵に曝されることを防止できる。従って、機械室３１の内部に収容される駆動モータ３２などの装置・部品を熱、粉塵から保護できる。従って、駆動ユニット３構成する装置・部品の寿命を大幅に延ばすことができる。
【００２９】
区画壁５１３は、本実施形態では、鋼板を用いて形成され、第２ベランダ５９の後述する壇部５９１と一体である。但し、この例示に限定されず、区画壁５１３は、壇部５９１とは別体であってもよい。また、区画壁５１３の上面及び下面のうちの少なくとも一方は、断熱材料で覆われていてもよい。こうすれば、機械室３１が釜ユニット１から上昇する高熱の気流に曝されることをより効果的に防止できる。
【００３０】
区画壁５１３の中央には、撹拌ユニット２のシャフト２１が挿通される開口部５１３１が設けられる。つまり、撹拌ユニット２は、開口部５１３１を通じて、駆動ユニット３に接続される。
【００３１】
台部５１４には、釜ユニット１が着脱可能に設置される。台部５１４は、釜ユニット１の下面の左右方向における端部を支持する。
【００３２】
投入部５１５は、釜ユニット１に収容される金属含有物Ｄに材料を投入するための部材である。投入する材料は、たとえば、金属含有物Ｄの温度低下を抑制するための発熱剤、金属の分離を促進する分離溶剤、金属含有物Ｄの温度を調整するための冷えた金属含有物Ｄなどである。発熱剤の投入などによって、金属含有物Ｄの温度が上昇すると、釜ユニット１内の金属が発熱反応を起こすことがある。たとえば金属がアルミニウムである場合、１０５０℃以上になるといわゆるテルミット反応と呼ばれる発熱反応によりアルミニウムが酸化し、温度がさらに上昇する。この場合、金属の回収効率が低下するだけでなく、撹拌ユニット２が溶損する虞がある。そのため、投入部５１５から冷えた金属含有物Ｄを追加で投入することにより、金属含有物Ｄの温度を下げ、上述のような発熱反応を止めることができる。
【００３３】
フレーム５３は、金属回収室５１よりも上方Ｚにおいて駆動ユニット３を鉛直方向に移動可能に支持する。フレーム５３は、鉛直方向に延びる一対の柱部５３１と、各々の柱部５３１間に掛け渡される梁部５３２と、を有する。なお、本実施形態の例示に限定されず、柱部５３１は、３以上の複数であってもよい。
【００３４】
柱部５３１は、本実施形態ではＨ形鋼であるが、この例示に限定されず、溝形鋼などであってもよい。また、梁部５３２は、本実施形態では一対の溝形鋼である。汎用の構造材を柱部５３１及び梁部５３２に採用することにより、強固な構造を有するフレーム５３を安価且つ容易に設けることができる。さらに、柱部５３１は、駆動ユニット３の移動を安定してガイドできる。
【００３５】
各々の柱部５３１は、ウェブ５３１１と、１対のフランジ５３１３と、を有する。
【００３６】
ウェブ５３１１は、鉛直方向に延び且つ前後方向に広がる板状である（たとえば後述する図５参照）。ウェブ５３１１の一方の主面は、駆動ユニット３の機械室３１と対向する。ウェブ５３１１には、鉛直方向に延びるウェブ開口５３１２が設けられる。該ウェブ開口５３１２には、駆動ユニット３の後述するアーム３３が挿通される。
【００３７】
１対のフランジ５３１３はそれぞれ、鉛直方向に延び且つ左右方向に広がる板状である（たとえば図５参照）。各々のフランジ５３１３はそれぞれ、ウェブ５３１１の前後方向における各々の端部に連結される。各々のフランジ５３１３の左右方向における一方の端部は、駆動ユニット３の機械室３１と対向する。なお、以下では、該一方の端部を先端部と呼ぶ。
【００３８】
アクチュエータ５５は、図示しない油圧ポンプを駆動源とし、操作装置７が受け付ける操作入力に応じて、駆動ユニット３を撹拌ユニット２とともに鉛直方向に移動させる。アクチュエータ５５は、シリンダ５５１と、シリンダ５５１内に収容可能なピストンロッド５５２と、を有する。シリンダ５５１及びピストンロッド５５２は、鉛直方向に延びる。シリンダ５５１は、柱部５３１に固定される。ピストンロッド５５２の上端部は、駆動ユニット３のアーム３３に接続される。ピストンロッド５５２の少なくとも下端部は、シリンダ５５１内に収容される。
【００３９】
駆動ユニット３を上方Ｚに移動させる際、アクチュエータ５５は、ピストンロッド５５２をシリンダ５５１内から上方Ｚに移動させる。これに応じて、駆動ユニット３が撹拌ユニット２とともに上方Ｚに移動する。また、駆動ユニット３を下方に移動させる際、アクチュエータ５５は、ピストンロッド５５２を下方に移動させてシリンダ５５１内に収容する。これに応じて、駆動ユニット３が撹拌ユニット２とともに下方に移動する。
【００４０】
第１ベランダ５７は、床部５７１と、第１柵５７２と、第１階段５７３と、を有する。床部５７１は、作業用の足場であり、図２に示すように作業者Ｗ１が乗ることが可能である。床部５７１上の作業者Ｗ１は、窓部５１２を通じて釜ユニット１内の状況を見ながら、操作装置７を操作できる。第１柵５７２は、床部５７１の外縁部に沿って突設され、床部５７１からの転落などを防止する。第１階段５７３は、作業者Ｗ１が床面Ｆと床部５７１との間を昇降するための通路である。
【００４１】
第２ベランダ５９は、壇部５９１と、第２柵５９２と、第２階段５９３と、を有する。言い換えると、金属回収装置１００は、壇部５９１と、第２柵５９２と、第２階段５９３と、を有する。壇部５９１は、作業用の足場であり、図２に示すように作業者Ｗ２が乗ることが可能である。床部５７１上の作業者Ｗ２は、たとえば駆動ユニット３の点検・修理などの作業を行うことができる。第２柵５９２は、壇部５９１の外縁部に沿って突設され、壇部５９１からの転落などを防止する。第２階段５９３は、作業者Ｗ２などが床面Ｆ又は第１ベランダ５７の床部５７１と壇部５９１との間を昇降するための通路である。
【００４２】
壇部５９１は、鉛直方向から見て金属回収室５１の外側に配置される。鉛直方向において、壇部５９１は、駆動ユニット３が最も下方に移動した場合での駆動ユニット３の上端部よりも下方に配置される。なお、好ましくはこの際、壇部５９１は、駆動ユニット３の下端部よりも下方に配置される。さらに、鉛直方向において、壇部５９１は、駆動ユニット３が最も上方Ｚに移動した場合での第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５（図２の破線で描かれた撹拌ユニット２参照）よりも上方Ｚに配置される。こうすれば、駆動ユニット３の点検・修理などの作業を行う際、脚立に乗って作業したり、足場をその都度組んだりする必要がない。従って、安全且つ容易に作業を行うことができる。
【００４３】
＜釜ユニットの構成＞
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、釜ユニット１の構成を説明する。図３Ａは、実施形態に係る釜ユニット１の構成例を示す上面図である。図３Ｂは、図３ＡのＬ−Ｌ線に沿う釜ユニット１の断面図である。図３Ｂは、鉛直方向と左右方向とに平行な平面で釜ユニット１を仮想的に切断した場合の断面を示す。
【００４４】
釜ユニット１は、収容釜１１と、筐体１２と、断熱材１３と、を有する。
【００４５】
収容釜１１は、金属含有物Ｄを収容するための容器であり、本実施形態では鉄製の鋳物である。収容釜１１は、鍋部１１１と、突縁部１１２と、を有する。鍋部１１１は、下方に凹む椀状であり、本実施形態では半球形状に凹んでいる。突縁部１１２は、鉛直方向から見て鍋部１１１の外縁部から鍋部１１１の外部に向かって、水平面と平行な方向に広がる鍔部である。鍋部１１１の底部には、排出口１１３が設けられる。排出口１１３は、鍋部１１１を厚さ方向に貫通する。排出口１１３内には、栓１１４が充填される。栓１１４には、モルタル、セラミックファイバーなどが用いられる。撹拌により金属含有物Ｄから金属を分離する間、栓１１４は、排出口１１３を塞ぐ。なお、栓１１４は、分離した金属を回収する際、撹拌ユニット２の後述する突起部２７によって排出口１１３から除去される。
【００４６】
筐体１２は、有底筒状であり、収容釜１１を囲う。筐体１２は、金属回収室５１の台部５１４上に着脱可能に配置される。筐体１２の下面の左右方向における両端部は、台部５１４で支持される。筐体１２の筒部分は、本実施形態では中空の八角柱形状であり、鍋部１１１及び断熱材１３を内部に収容する。該筒部分の上端部は、突縁部１１２に連結される。両者の連結には、溶接が採用されてもよいし、ボルト及びナットを用いた締結構造が採用されてもよい。筐体１２の底部分は、板状である。底部分の中央には、開口（符号省略）が設けられる。該開口を通じて、排出口１１３を含む鍋部１１１の下部が筐体１２の外部に露出する。
【００４７】
筐体１２は、フォークリフトのフォークが挿入可能なリフト枠１２１を有する。たとえばフォークリフトを用いて釜ユニット１をハウジング５内に出し入れする際、フォークリフトは、リフト枠１２１にフォークを挿入して釜ユニット１を持ち上げ、その状態で釜ユニット１とともに移動できる。
【００４８】
断熱材１３は、収容釜１１と筐体１２との間に充填される。断熱材１３には、セラミックウール、セラミック製の多孔体、耐熱レンガなどを用いることができる。断熱材１３は、収容釜１１を介した金属含有物Ｄの放熱を妨げることにより、釜ユニット１に収容される金属含有物Ｄの保温性を向上できる。従って、分離・回収処理時の金属含有物Ｄの温度低下を抑制できるので、分離・回収処理において金属含有物Ｄから金属を分離して回収する効率をさらに高めることができる。また、金属含有物Ｄの温度低下を抑制することにより、金属含有物Ｄが、鍋部１１１の内側、撹拌ユニット２などにこびり付き難くなる。従って、分離・回収処理中の装置の損傷を低減できるとともに、分離・回収処理後に残った金属含有物Ｄの除去に要する作業時間及び作業量を低減できる。
【００４９】
さらに、断熱材１３は、収容釜１１を介して金属含有物Ｄから伝達される熱を蓄熱することもできる。そのため、分離・回収処理を複数回連続して行う際、収容釜１１の温度低下を抑制できる。従って、収容釜１１を冷ますことなく、次の分離・回収処理を行うことができる。よって、分離・回収処理を複数回連続して行う際における金属の回収効率を向上できる。
【００５０】
＜撹拌ユニットの構成＞
次に、図４を参照して、撹拌ユニット２の構成を説明する。図４は、撹拌ユニット２の構成例を示す正面図である。なお、以下では、撹拌ユニット２の回転軸Ａｘと平行な方向を「軸方向」と呼ぶことがある。また、回転軸Ａｘと垂直な方向を「径方向」と呼ぶことがある。さらに、径方向のうち、回転軸Ａｘに近づく方向を「径方向内方」と呼ぶことがあり、回転軸Ａｘから遠ざかる方向を「径方向外方」と呼ぶことがある。また、回転軸Ａｘを中心とする仮想の円周に沿う方向を「周方向」と呼ぶことがある。なお、本実施形態では、軸方向は鉛直方向と平行であり、径方向及び周方向は水平面と平行である。
【００５１】
撹拌ユニット２は、シャフト２１と、第１撹拌翼２３と、一対の撹拌支持部２４と、一対の第２撹拌翼２５と、突起部２７と、を有する。
【００５２】
シャフト２１は、内軸部２１１と、外軸部２１２と、を有する。内軸部２１１は、鉛直方向に延びる柱状である。外軸部２１２は、鉛直方向に延びる筒状である。外軸部２１２の内部には、内軸部２１１が配置される。内軸部２１１及び外軸部２１２は、軸方向から見て回転軸Ａｘを中心とする同心円状に設けられる。内軸部２１１の下端部は、外軸部２１２の下端部から下方に突出する。内軸部２１１及び外軸部２１２は、それぞれ独立して回転可能である。
【００５３】
第１撹拌翼２３は、内軸部２１１の下端部に設けられる。第１撹拌翼２３は、第１内翼２３１と、第２内翼２３２と、を有する。第１内翼２３１及び第２内翼２３２はそれぞれ、中央部に開口が設けられた板状である。第１内翼２３１及び第２内翼２３２の下縁部は、鍋部１１１の内面に沿って湾曲する。第１内翼２３１及び第２内翼２３２は、内軸部２１１の下端部から径方向外方に向かって互いに異なる方向に延びる。たとえば本実施形態では、第１内翼２３１が延びる方向は、第２内翼２３２が延びる方向とは真逆である。
【００５４】
周方向から見て、第１内翼２３１及び第２内翼２３２の各形状は、非対称である。たとえば本実施形態では図４に示すように、第２内翼２３２の形状は、第１内翼２３１の形状と相似である。第２内翼２３２のサイズは、第１内翼２３１のサイズよりも小さい。但し、この例示に限定されず、第２内翼２３２は、第１内翼２３１の形状とは非相似の異なる形状であってもよい。
【００５５】
一対の撹拌支持部２４は、第１撹拌翼２３よりも上方Ｚにおいて、外軸部２１２の下端部から径方向外方に向かって互いに異なる方向に延びる。たとえば本実施形態では、一方の撹拌支持部２４が延びる方向は、他方の撹拌支持部２４が延びる方向とは真逆である。各々の撹拌支持部２４の径方向外端部には、第２撹拌翼２５が設けられる。
【００５６】
各々の第２撹拌翼２５は、第１撹拌翼２３よりも回転軸Ａｘの径方向外方に設けられる。第２撹拌翼２５の数は、本実施形態では２つであるが、この例示に限定されず、１つ又は３以上の複数であってもよい。また、各々の第２撹拌翼２５は、本実施形態では回転軸Ａｘの周方向において等間隔に設けられるが、この例示に限定されず、周方向において異なる間隔で設けられてもよい。
【００５７】
各々の第２撹拌翼２５は、支持ロッド２５１と、外翼２５２と、を有する。支持ロッド２５１は、撹拌支持部２４の径方向外端部から下方に延びる。支持ロッド２５１は、柱状であってもよいし、主面が周方向を向く板状であってもよい。外翼２５２は、板状であり、支持ロッド２５１の下端部に設けられる。外翼２５２の下縁部は、鍋部１１１の内面に沿って湾曲する。
【００５８】
第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５は、それぞれ独立して周方向に回転可能であり、互いに同じ方向及び逆方向に選択的に回転可能である。こうすれば、金属含有物Ｄからの金属の分離・回収処理において、第１内翼２３１及び第２内翼２３２の回転方向と外翼２５２の回転方向とを任意に選択できる。従って、金属含有物Ｄの撹拌状況に応じて各々の回転方向を組み合わせて第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５を回転駆動することにより、鍋部１１１内で適切な金属含有物Ｄの旋回流を発生させることができる。そのため、金属含有物Ｄを撹拌する力が増し、より効率良く金属含有物Ｄを撹拌できる。さらに、収容釜１１からこぼれる金属含有物Ｄが少なくなる。よって、金属含有物Ｄから金属を分離して回収する効率をさらに高めることができる。さらに、分離・回収処理の操作に掛かる作業者の負荷も軽減できる。
【００５９】
また、本実施形態では、金属含有物Ｄを収容釜１１からさらにこぼれ難くするため、第１撹拌翼２３の回転速度は、第２撹拌翼２５よりも速い。また、第１撹拌翼２３の回転速度は、多段階に可変である。一方、第２撹拌翼２５の回転速度は、一定である。但し、この例示に限定されず、第２撹拌翼２５の回転速度も他段階に可変であってもよい。つまり、第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５のうちの少なくとも一方の回転速度は可変であればよい。こうすれば、金属含有物Ｄの撹拌状況に応じて、各々の回転方向だけでなく回転速度も組み合わせて第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５を回転駆動できるので、鍋部１１１内でさらに適切な金属含有物Ｄの旋回流を発生させることができる。従って、金属含有物Ｄから金属を分離して回収する効率をより高めることができ、作業者の負荷もより軽減できる。
【００６０】
突起部２７は、内軸部２１１の下端部から下方に突出する。金属含有物Ｄから分離された金属を回収する際、撹拌ユニット２の下方への移動に伴い、突起部２７は、鍋部１１１の排出口１１３に挿通される。この際、突起部２７は、栓１１４を排出口１１３の外に押し出して除去する。この後、撹拌ユニット２の上方Ｚへの移動に伴い、突起部２７は、鍋部１１１の排出口１１３から抜かれる。分離・回収処理の間、金属含有物Ｄから分離した金属は、金属酸化物などの残滓よりも重いため、鍋部１１１の底に溜まる。分離した金属は、排出口１１３を通じて鍋部１１１の外部に排出され、回収容器８に収容される。
【００６１】
＜駆動ユニットの構成＞
次に、図５を参照して、駆動ユニット３の構成を説明する。図５は、駆動ユニット３の構成例を示す上面図である。なお、図５では、機械室３１の後述する天板を透明表示している。
【００６２】
駆動ユニット３は、機械室３１と、駆動モータ３２及び変速機３２１１、３２２１と、アーム３３と、複数の接触部材３４と、を有する。
【００６３】
機械室３１は、４つの壁部３１１と天板及び底板（符号省略）とで囲まれ、駆動モータ３２及び変速機３２１１、３２２１などを内部に収容する。壁部３１１は鉛直方向に延びる板状であり、天板及び底板は水平面と平行に広がる板状である。各々の壁部３１１の上端部は天板の外縁部に接続され、各々の壁部３１１の下端部は底板の外縁部に接続される。
【００６４】
駆動モータ３２は、撹拌ユニット２の回転駆動源である。より具体的には、駆動モータ３２は、第１駆動モータ３２１と、第２駆動モータ３２２と、を含む。第１駆動モータ３２１は、第１撹拌翼２３の回転駆動源であり、変速機３２１１に接続される。変速機３２１１は、操作装置７が受け付けた操作入力に応じて、シャフト２１の内軸部２１１に第１駆動モータ３２１の回転力を伝達する。第２駆動モータ３２２は、第２撹拌翼２５の回転駆動源であり、変速機３２２１に接続される。変速機３２２１は、操作装置７が受け付けた操作入力に応じて、シャフト２１の外軸部２１２に第２駆動モータ３２２の回転力を伝達する。
【００６５】
アーム３３は、機械室３１の左右の壁部３１１にそれぞれ設けられる。アーム３３の一方端は、壁部３１１に固定される。アーム３３の他方端は、ウェブ５３１１に設けられるウェブ開口５３１２を通じて、アクチュエータ５５のピストンロッド５５２と接続される。アクチュエータ５５がピストンロッド５５２を鉛直方向に移動させることにより、駆動ユニット３が撹拌ユニット２とともに鉛直方向に移動する。
【００６６】
接触部材３４は、機械室３１の左右の壁部３１１にそれぞれ４つずつ固設される（図２及び図５参照）。左右それぞれの壁部３１１において、接触部材３４は、前後方向及び左右方向に並ぶ。各々の接触部材３４は、フレーム５３の柱部５３１と接触し、より具体的には、各々の柱部５３１の各々のフランジ５３１３とそれぞれ接触する。図６Ａは、接触部材３４の構成例を示す上面図である。図６Ｂは、接触部材３４を前後方向から見た側面図である。
【００６７】
各々の接触部材３４は、第１ローラ３４１と、第２ローラ３４２と、を有する。第１ローラ３４１は、フランジ５３１３の先端部と接し、機械室３１の移動に伴って該先端部を鉛直方向に転がる。第２ローラ３４２は、フランジ５３１３の内側面に接し、機械室３１の移動に伴って該内側面上を鉛直方向に転がる。なお、該内側面は、一方のフランジ５３１３の主面のうち、他方のフランジ５３１３と対向する主面である。
【００６８】
機械室３１が鉛直方向に移動する際、各々のフランジ５３１３の先端部が各々の接触部材３４の第１ローラ３４１をガイドすることにより、機械室３１の左右方向のブレが抑制される。さらに、各々のフランジ５３１３の上記の内側面が各々の接触部材３４の第２ローラ３４２をガイドすることにより、機械室３１の前後方向のブレが抑制される。従って、鉛直方向において、駆動ユニット３がスムーズに撹拌ユニット２とともに移動でき、撹拌ユニット２の左右方向及び前後方向のブレも抑制できる。従って、撹拌ユニット２の移動精度が向上する。たとえば撹拌ユニット２を下方に移動させる際、第１撹拌翼２３、第２撹拌翼２５、及び突起部２７が鍋部１１１の内面などに衝突することなく、第１撹拌翼２３及び第２撹拌翼２５を鍋部１１１の内面に沿う位置に移動させることができる。さらに、突起部２７をより正確に排出口１１３に挿通させることもできる。従って、分離・回収処理が作業し易くなり、装置の損傷も回避できる。
【００６９】
＜変形例＞
次に、実施形態の変形例を説明する。ここでは、上述の実施形態と異なる構成を説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素の説明は省略することがある。
【００７０】
図７は、変形例に係る金属回収装置１００ａの正面図である。なお、図７では、構造を理解し易くするため、釜ユニット１ａ及び回収容器８ａを、鉛直方向と左右方向とに平行な平面で切断した場合の仮想の断面で示している。
【００７１】
変形例では、金属回収室５１ａの内部に、釜ユニット１ａが固設される。釜ユニット１ａは、収容釜１１ａと、筐体１２ａと、断熱材１３ａと、ヒータ１４ａと、を有する。なお、この例示に限定されず、釜ユニット１ａに、断熱材１３ａが設けられなくてもよい。
【００７２】
筐体１２ａは、金属回収室５１ａの台部５１４ａ上に固設される。詳しくは、釜ユニット１の下面の左右方向における端部が台部５１４に固定される。
【００７３】
ヒータ１４ａは、操作装置７ａが受け付ける操作入力に応じて、収容釜１１ａを加熱する発熱体である。ヒータ１４ａの発熱により、収容釜１１ａ内に収容される金属含有物Ｄａの温度低下を抑制又は防止できる。従って、分離・回収処理において、金属含有物Ｄａから金属を分離して回収する効率をさらに向上できる。さらに、分離・回収処理中の装置の損傷、及び、分離・回収処理後に残った金属含有物Ｄａの除去に要する作業時間及び作業量をさらに低減できる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、金属含有物から金属を分離して回収する装置に有効である。
【符号の説明】
【００７６】
１００，１００ａ・・・金属回収装置、１，１ａ・・・釜ユニット、１１，１１ａ・・・収容釜、１１１・・・鍋部、１１２・・・突縁部、１１３・・・排出口、１１４・・・栓、１２，１２ａ・・・筐体、１２１・・・リフト枠、１３，１３ａ・・・断熱材、１４ａ・・・ヒータ、２・・・撹拌ユニット、２１・・・シャフト、２１１・・・内軸部、２１２・・・外軸部、２３・・・第１撹拌翼、２３１・・・第１内翼、２３２・・・第２内翼、２４・・・撹拌支持部、２５・・・第２撹拌翼、２５１・・・支持ロッド、２５２・・・外翼、２７・・・突起部、３・・・駆動ユニット、３１・・・機械室、３１１・・・壁部、３２・・・駆動モータ、３２１・・・第１駆動モータ、３２２・・・第２駆動モータ、３２１１，３２２１・・・変速機、３３・・・アーム、３４・・・接触部材、３４１・・・第１ローラ、３４２・・・第２ローラ、５・・・ハウジング、５１，５１ａ・・・金属回収室、５１１・・・壁部、５１１１・・・出入口、５１２・・・窓部、５１３・・・区画壁、５１３１・・・開口部、５１４，５１４ａ・・・台部、５１５・・・投入部、５３・・・フレーム、５３１・・・柱部、５３１１・・・ウェブ、５３１２・・・ウェブ開口、５３１３・・・フランジ、５３２・・・梁部、５５・・・アクチュエータ、５５１・・・シリンダ、５５２・・・ピストンロッド、５７・・・第１ベランダ、５７１・・・床部、５７２・・・第１柵、５７３・・・第１階段、５９・・・第２ベランダ、５９１・・・壇部、５９２・・・第２柵、５９３・・・第２階段、７，７ａ・・・操作装置、８，８ａ・・・回収容器、Ｄ，Ｄａ・・・金属含有物、Ｗ１，Ｗ２・・・作業者、Ｆ・・・床面
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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