| 【発明の名称】 |
金属缶内容物の減容方法及びそれに用いる加熱装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】森下 芳行
【氏名】平松 良政
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| 【要約】 |
【課題】金属缶内の廃棄物等の内容物から液体分を容易に且つ安全に蒸発させ、内容物を減容する方法を提供する。
【解決手段】内容物を収容した金属缶１を直接、誘導加熱コイルを備えた加熱装置２に乗せ、金属缶底板を誘導加熱コイルで加熱することで内容物を加熱し、同時に金属缶１内を、凝縮器２１を介して連結された吸引装置３０によって吸引、減圧し、内部の液体分を蒸発させて内容物を減容させる構成とする。蒸発操作に内容物保管用の金属缶１をそのまま使用することで内容物の移しかえの必要をなくし作業性を向上させることができ、且つ減圧下で加熱、蒸発させることで蒸発温度を下げ、金属缶自体や塗装の焼損を防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 誘導加熱コイルを備えた加熱装置の上に、内容物を収容した金属缶を、その底面が前記誘導加熱コイルの上に位置するように乗せ、前記金属缶の上端開口を、吸引装置に連結された蒸気吸引口を備えた蓋で密閉し、前記吸引装置によって前記金属缶内を減圧した状態で前記誘導加熱コイルに高周波交流を通電して金属缶の底板を誘導加熱し、内容物中の液体分を蒸発、除去することを特徴とする金属缶内容物の減容方法。
【請求項２】 前記金属缶としてドラム缶を用いたことを特徴とする請求項１記載の金属缶内容物の減容方法。
【請求項３】 前記加熱装置が、その上に置かれた金属缶の底面の温度を測定する温度センサーを備えており、その温度センサーの検出温度に基づいて金属缶が異常に昇温しないように前記誘導加熱の条件を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の金属缶内容物の減容方法。
【請求項４】 前記加熱装置が、その上に置かれた金属缶を、その底面が傾斜した状態で支持する構成となっており、前記温度センサーが傾斜した底面内の高所側の温度を検出するように配置されていることを特徴とする請求項３記載の金属缶内容物の減容方法。
【請求項５】 ドラム缶を乗せるための支持架台であって、上面にドラム缶の底板の端縁を所定位置に位置決めするための位置決め部材を備えた支持架台と、その支持架台の上面に、所定位置に乗せたドラム缶の底面に対向するように配置された誘導加熱コイルと、所定位置に乗せたドラム缶の底面に接触するように配置された温度センサーを備えた加熱装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム缶等の金属缶内に収容した廃棄物等の、液体と固体とが含まれる内容物から液体分を除去するとか、複数種類の液体を含む内容物から一部の種類の液体を除去することによって、内容物の容積を減少させる金属缶内容物の減容方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、種々な廃棄物が生じており、廃棄物の種類によっては液体を含んだ廃棄物をドラム缶などの金属缶内に収容し、そのままの状態で保管することが行われている。しかしながら、廃棄物を単に金属缶内に収容してそのままの状態で保管するのでは、多くの金属缶を必要とすることとなり、金属缶にコストがかかると共に保管スペースも多く必要となるという問題があった。また、水分による金属缶の腐食の問題もあった。そこで、廃棄物中の液体分を極力除去して減容を図ることが望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】廃棄物中の液体分を除去するには、加熱機能を備えた適当な処理装置に廃棄物を入れ、加熱することで内容物を蒸発、除去することが考えられる。しかしながら、廃棄物には種々なものがあり、ポンプによる輸送に適さないものも多く、その取り扱いが困難で、金属缶から処理装置への移しかえ及び処理後の残滓の金属缶への移載に多くの手間とコストがかかるという問題が生じる。また、廃棄物には有機溶剤や有害物質を含んだものも多く、そのような廃棄物を処理装置に移しかえる時とか処理後の残滓を取り出す時などに、溶剤や有害物質が周囲に飛散し、環境を悪化させるとか、作業者の健康を害するといった問題も生じる。
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、金属缶内に収容した液体を含む内容物から、液体分の全部或いは一部を容易に且つ安全に蒸発させ、内容物を減容することの可能な金属缶内容物の減容方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するため、内容物を収容した金属缶を直接、誘導加熱コイルを備えた加熱装置に乗せ、金属缶の底板を誘導加熱コイルに高周波交流を通電して誘導加熱することで内容物を加熱し、同時に金属缶内を吸引することで減圧し、内部の液体分を蒸発させることを特徴とする。このように、廃棄物等の内容物を収容した金属缶を直接加熱して内部の液体分を加熱、蒸発させることにより、内容物の移しかえを行うことなく減容を図ることができ、作業効率を高めることができ、且つ、内容物の移しかえに伴う有害物質の飛散を無くすことができる。また、加熱時に缶内を減圧することで、液体の沸騰温度を下げることができ、金属缶の塗装や金属缶自体を焼損から保護できる。更に、加熱手段として誘導加熱を採用したことで敏速な加熱が可能となり、且つ金属缶の底板を加熱したことで、金属缶内の底部の液体まで確実に加熱でき、必要に応じ、缶内の液体分のほとんどを除去できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る金属缶内容物の減容方法は、誘導加熱コイルを備えた加熱装置の上に、内容物を収容した金属缶を、その底面が前記誘導加熱コイルの上に位置するように乗せ、前記金属缶の上端開口を、吸引装置に連結された蒸気吸引口を備えた蓋で密閉し、前記吸引装置によって前記金属缶内を減圧した状態で前記誘導加熱コイルに通電して金属缶の底板を誘導加熱し、内容物中の液体分を蒸発、除去することを特徴とする。そして、この構成により、金属缶内の内容物を移しかえることなく、金属缶内で内容物を減圧下で加熱して液体分を蒸発、除去でき、従って、金属缶をあまり高温に加熱することなく、内容物の減容を行うことができる。なお、金属缶から蒸発した蒸気は吸引装置によって吸引されるので、金属缶と吸引装置との途中に凝縮器を配置することで、液化させて適当な容器に収容でき、廃棄或いは再使用することができる。
【０００７】ここで、減容の対象とする内容物は液体分を含むものであれば任意であり、例えば、固形分と水や油や溶剤などが混ざり合った各種の廃液、スラッジ、更には油やスラッジの付着したウエス、スクラップ等を挙げることができる。この内容物中に複数種類の液体が含まれている場合には、金属缶に作用させる減圧及び加熱温度を特定の液体（例えば有機溶剤）の沸点に対応するように設定することで、その特定の液体のみを蒸発させることができ、その蒸気を凝縮、回収することで、特定成分の蒸留を行うことができる。すなわち、本発明の減容方法によれば、金属缶内容物の減容を図ると共に、有益成分の蒸留、回収を行うこともできる。
【０００８】本発明方法に使用する金属缶は、内容物を収容、保管でき、且つ誘導加熱可能なものであれば任意であり、収容、保管に広く使用されているドラム缶が、安価に入手可能であるので好ましい。
【０００９】上記した本発明方法に使用する加熱装置には、その上に置かれた金属缶の底面の温度を測定する温度センサーを設け、その温度センサーの検出温度に基づいて金属缶が異常に昇温しないように前記誘導加熱の条件を制御することが好ましい。この構成とすると、金属缶を所望の許容温度以下に保持でき、金属缶本体或いは塗装の焼損を確実に防止できる。
【００１０】また、上記した加熱装置を、その上に置かれた金属缶を傾斜した状態で支持する構成とし、温度センサーを傾斜した底面内の高所側（中心よりも上側の領域）の温度を検出するように配置する構成とすることが好ましい。この構成とすると、金属缶内の液体が残り少なくなってきて、缶内底面の低所側にのみ液体が残っているとき、温度センサーが接触している高所側では缶内の液体が既になくなっており、その部分の温度が上昇するので、温度センサーでその温度を検出し、所定温度を超えた時点で誘導加熱を停止することで金属缶底板のオーバーヒートを防止できる。一般に、使用に供されているドラム缶等の金属缶の底板は正確には平坦でなく、大なり小なり凹凸があり、このため、金属缶を傾斜させないでその底板を誘導加熱した場合には、液体が残り少なくなった時に、缶の底に液体の残る所と無い所が混在することとなる。温度センサーがたまたま、液体の残る所に接触して温度検出していたとすると、底板はその部分では所定温度を超えないので、そのまま加熱を継続することとなり、そのため液体の無い所ではオーバーヒートが生じてしまう。これに対し本実施形態では、上記したように金属缶を傾斜させ、液体が早くなくなる領域の温度を検出する構成としているので、このオーバーヒートの問題を回避できる。このように、缶の底に液体を少量残した形で誘導加熱を停止しても、残された液体は、大抵の場合、缶体の余熱で蒸発して無くなる。
【００１１】本発明の実施形態に係る加熱装置は、ドラム缶を乗せるための支持架台であって、上面にドラム缶の底板の端縁を所定位置に位置決めするための位置決め部材を備えた支持架台と、その支持架台の上面に、所定位置に乗せたドラム缶の底面に対向するように配置された誘導加熱コイルと、所定位置に乗せたドラム缶の底面に接触するように配置された温度センサーを備えるという構成としたものであり、この支持架台に内容物を収容したドラム缶を乗せ、誘導加熱コイルに通電することで、ドラム缶底面を誘導加熱し、内容物を加熱、蒸発させることができ、その際、温度センサーで温度管理することでドラム缶のオーバーヒートを防止できる。
【００１２】以下、図面を参照して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。図１は本発明の減容方法を実施する装置を示す概略斜視図であり、１は処理すべき内容物を収容した金属缶であり、ここではドラム缶が使用されている。処理すべき内容物は、前述のように、液体を含むものであれば任意である。
【００１３】２はドラム缶１の底面を誘導加熱する加熱装置である。この加熱装置２は、図２、図３に示すように、ドラム缶２を支持するための四角形状の支持架台４を備えており、その支持架台４の上面４ａには、ドラム缶１の胴部下端縁１ａを所定位置に位置決めするための複数の位置決め部材５が放射状に配置されている。更に、この上面４ａには、所定位置に乗せたドラム缶１の底面に対向するように、渦巻き状或いは同心円状に配置した誘導加熱コイル６が絶縁円盤７で保持して配備されている。誘導加熱コイル６はドラム缶１の底面のほぼ全域を加熱可能な広い面積を有している。また、絶縁円盤７の上面の、中心からドラム缶１の半径の１／４から３／４程度離れた領域内に、温度センサー８が、支持架台４上の所定位置に乗せたドラム缶１の底面１ｂに接触するように配置されている。ここで、温度センサー８をこの領域に配置したのは、ドラム缶１の底面を渦巻き状或いは同心円状の誘導加熱コイル６で加熱した場合に、中心部は発熱しにくいため温度が低く、また外周部はドラム缶胴部に熱が逃げるためやはり温度が低くなる傾向があり、この領域が底面のオーバーヒートを防止するための温度検出に適した位置となるからである。更に、支持架台４の片側の下面には、温度センサー８を取り付けた側が少し持ち上げられるようにスペーサ９が取り付けられており、その上に乗せたドラム缶１を底面が少し傾斜した状態で支持する構成となっている。この構成とすることで、ドラム缶１内の液体が蒸発して残り少なくなってきた時に、温度センサー８が接触している位置では缶底の液体が比較的早い段階で無くなり、このため、液体が無くなってオーバーヒートしがちな領域の温度を検出できる。ここで、ドラム缶１の底面を傾斜させる角度は、０．５〜３°程度でよい。
【００１４】温度センサー８は、支持架台４の上に置かれたドラム缶１の底面の温度を測定しうるものであれば任意であるが、ここでは、低コストで容易に入手可能な熱電対を使用している。図４、図５は熱電対からなる温度センサー８の取り付け機構を示すものであり、１１は上方に凸形状となるように湾曲した一対の板ばね、１２はその一対の板ばね１１を連結するＦＲＰ製の連結板、１３は一対の板ばね１１を絶縁円盤７の上面に固定するビスである。温度センサー８は中央の連結板１２を貫通して上方に延び出すように保持されている。ここで、一対の板ばね１１の最上部の高さは、支持架台４（図２、図３参照）の上に置かれたドラム缶１の底面１ｂの位置よりも高くなるように設定されており、これにより、支持架台４の上に置かれたドラム缶１の底面に温度センサー８が確実に押し付けられ、底面温度を検出できる。
【００１５】図１において、１５は加熱装置２の誘導加熱コイル６（図３参照）に高周波電流を供給するための高周波加熱電源であり、温度センサー８からの検出温度に応じて通電制御を行う温度コントロール装置を備えている。１６はドラム缶１の内容物の加熱、減容時にドラム缶１の上端を閉じるために用いられる蓋であり、複数の蒸気吸引口１７、バルブ付の空気導入口１８、取っ手１９等が取り付けられている。なお、この蓋１６には、ドラム缶の上端を開閉自在な形態で閉じることのできる市販の蓋を改造して使用しており、低コスト化を図っている。
【００１６】２１は、ドラム缶１から吸引した蒸気を凝縮させるための凝縮器である。この凝縮器２１は、ドラム缶２２内に複数の冷却コイル２３を配置した簡単な構造のものであり、給水管２４及びオーバーフロー管２５を用いてドラム缶２２内に一定レベルに冷却水を供給し、その冷却水で冷却コイル２３を冷却し、その内部の蒸気を冷却、凝縮させる構成としている。この構成の凝縮器２１は安価に製造できる。２７は、ドラム管１に取り付けた蓋１６の蒸気吸引口１７を冷却コイル２３の一端に連結する耐熱ホースからなる蒸気吸引管、２８は冷却コイル２３の他端に連結された吸引ホース、２９はバキューム用ヘッダー、３０は吸引装置である。ここで使用する吸引装置３０は、真空吸引することができると共に吸引した空気から液体分を分離する機能を備えたものであり、例えば掃除機として使用されている吸引ポンプ、吸引ブロワー等を使用できる。３１は、分離した液体を収容するための容器であり、ここではドラム缶が使用されている。
【００１７】次に、固体粒子を含む廃水を収容した金属缶を例にとって上記構成の装置を用いた金属缶内容物の減容方法を説明する。固体分を含む廃水を収容、保管しているドラム缶が満杯になり、減容の必要が生じた時に、そのドラム缶１を内容物を収容したままの状態で、加熱装置２の上の所定位置に乗せ、上端の蓋を、図１に示す蓋１６に取り替える。これにより、ドラム缶１は凝縮器２１及び吸引装置３０に連結される状態となる。この状態で、吸引装置３０を作動させてドラム缶１内を減圧し、且つ加熱装置２の誘導加熱コイル６（図３参照）に通電して、ドラム缶１の底面を誘導加熱する。これにより、ドラム缶１内の内容物が加熱され、液体分が蒸発してゆく。この時、温度センサー８が金属缶１の底面１ｂの温度を検出し、高周波加熱電源１５は、金属缶底面が所定温度になるように、誘導加熱コイル８への通電制御を行っており、これによってドラム缶１のオーバーヒートを生じることなく、内部の液体を効果的に加熱、蒸発させてゆく。発生した蒸気は凝縮器２１で冷却、凝縮され、吸引装置３０で液体分が分離され、ドラム缶３１に集積される。そして、金属缶１内の液体分が残り少なくなり、温度センサー８が接触している底面部分の上面の液体が無くなると、その部分の温度が上昇するので、あらかじめ設定した許容温度を超えた時点で加熱を終了する。このようにしてドラム缶１内の液体分が蒸発、除去され、内容物の減容、固体粒子の乾燥が行われる。
【００１８】以上の加熱動作中、ドラム缶１内は減圧されているため、液体の沸騰温度を下げることができ、例えば、５０°Ｃ程度で廃水を沸騰させることができる。これにより、ドラム缶１の加熱温度を抑制してドラム缶の塗装の焼損或いはドラム缶１自体の焼損を防止できる。ここで、ドラム缶１内に作用させる減圧の程度は、ドラム缶の許容温度を考慮して定めれば良い。また、上記したように、内容物の加熱のためにドラム缶１の誘導加熱を利用しているので、加熱、昇温を敏速に行うことができ、作業時間を短縮でき、しかも、ドラム缶１の底板を発熱させているため、ドラム缶１内に残る液体を確実に加熱して、ほとんどを蒸発、除去することができる。
【００１９】内容物中の液体分を除去して減容した後、そのドラム缶１から蓋１６を外し、そのドラム缶１用の蓋をして、ドラム缶１を所定の保管場所に戻す。その後は、そのドラム缶を再び、廃棄物等の収容用として使用し、その中に新たな廃棄物等を集積してゆく。そして、再びそのドラム缶が、液体を含む内容物で一杯になり、減容の必要が生じた時には上記した手順で液体分の蒸発、除去を行って減容を行う。そして、最終的に液体分の少ない固形物でドラム缶が満杯になると、その後はそのドラム缶で永久保存を行う。
【００２０】なお、以上の説明は、金属缶１内の水を蒸発、除去する場合のものであるが、本発明はこの場合に限らず、金属缶１内に収容した廃液から一部の液体成分を蒸留することにより金属缶１内の廃液を減容する場合にも適用可能である。この場合には、図１に示す金属缶１内の圧力及び温度を、その液体成分の蒸留に適した圧力、温度に設定することで、その液体成分を蒸発させ、凝縮器２１で凝縮して容器３１に回収し、再使用に供することができる。なお、この場合には、金属缶１内には他の液体成分が残ることとなるが、残った液体成分はそのまま金属缶１内に残して保管してもよいし、再度、金属缶１内の圧力、温度条件を残っている液体成分に適した圧力、温度に設定して蒸留操作を行い、更に減容を行っても良い。金属缶１内に液体成分が残る状態に減容操作を行う場合には、金属缶１を傾斜させる必要はなく、従って、その場合に使用する加熱装置２は、上面を傾斜させた構成とする必要はない。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明の減容方法は、廃棄物等の内容物を収容した金属缶を直接、誘導加熱コイルを備えた加熱装置に乗せ、金属缶底板を誘導加熱コイルで加熱することで内容物を加熱し、同時に金属缶内を吸引することで減圧し、内部の液体分を蒸発させる構成としたことにより、金属缶から処理すべき内容物の移しかえを行うことなく減容を図ることができ、作業効率を高めることができると共に有機溶剤や有害物質等の飛散を招くことがなく、環境を悪化させたり、作業者の健康を損なうということがなく、また、減圧下での加熱を採用したことで、蒸発温度を下げて、金属缶の塗装や金属缶自体の焼損を防止でき、更に、誘導加熱を採用したことで安全且つ迅速な減容が可能となり、且つ金属缶底板を加熱したことで、金属缶内の底部の液体まで確実に加熱でき、必要に応じ、缶内の液体分のほとんどを除去できる等の効果を有している。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０８６９５
【氏名又は名称】第一高周波工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５９７１
【弁理士】
【氏名又は名称】乗松 恭三
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７４１４８（Ｐ２００１−１７４１４８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３５５５８１ |
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