(57)【要約】【目的】石膏廃材を半水石膏などとして再生するのに用いて好適な簡易構造の焼成装置を提供する。【構成】高熱伝導率を有する横断面凹字形のヒートプレート１０と、その上に粉粒状焼成原料を供給するための原料供給部１４と、ヒートプレートを加熱するためのヒータユニット２６と、ヒートプレートを振動させるためのバイブレータ１１と、ヒートプレートの温度を検出するための温度センサ２７Ａ，２７Ｂと、これによる検出温度に基づいてヒータユニット２６を制御する制御手段とを備える。ヒートプレート１０は傾斜状に設けられ、その上端側に原料供給部１４が配される。原料供給部１４は、下端開口部１５Ａがヒートプレート１０の上面に臨む原料ホッパ１５と、軸部１６Ａの外周に複数の羽板１６Ｂを有して原料ホッパ１５内の下部に回転自在に設けられる掻出ローラ１６とを具備して構成される。【選択図】図１
2006327859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高熱伝導率を有して粉粒状焼成原料の流路を成す横断面凹字形のヒートプレートと、このヒートプレート上に粉粒状焼成原料を供給するための原料供給部と、前記ヒートプレートを加熱するための加熱手段と、前記ヒートプレートを振動させるための起振手段とを具備して構成される焼成装置。
【請求項２】
ヒートプレートの温度を検出するための温度センサと、この温度センサによる検出温度に基づいて加熱手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の焼成装置。
【請求項３】
ヒートプレートが傾斜状に設けられ、その上端側に原料供給部が配されると共に、前記原料供給部は、その下端開口部が前記ヒートプレートの上面に臨んで内部に粉粒状焼成原料が収容される原料ホッパと、軸部の外周に複数の羽板を有して前記原料ホッパ内の下部に回転自在に設けられる掻出ローラとを具備して成ることを特徴とする請求項１、又は２記載の焼成装置。
【請求項４】
ヒートプレートの上面に、原料の送り方向に交差する状態で所定の高低差を有する落差部が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリキルンの代用に供する装置に係わり、特に石膏ボード廃材から取り出される粉粒状の石膏廃材に加熱焼成処理を施し、その石膏廃材を半水石膏などとして再生するのに用いて好適な焼成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石膏製品の生産量が増大しているが、その一方で廃材として多量に排出される石膏製品の処分に苦慮している実情にある。これまで、その多くは産業廃棄物として埋め立て処理されてきたが、現在では石膏廃材から石膏成分を取り出し、これを土壌改良材やセメント用増量材などとして再利用することも進行している。
【０００３】
例えば、建築廃材として多量に排出される石膏ボートを破砕し、石膏成分と紙片とを分離して再生用の石膏原料を回収することが行われている。
【０００４】
しかし、石膏ボート廃材から取り出される石膏は、ＣａＳＯ４・２Ｈ２０で表される二水石膏であって水硬性を有しないので、そのままでは再生石膏ボード原料などとして用いることはできない。
【０００５】
又、石膏ボードには、紙のほかバインダなどが使用されていることから、石膏ボードを破砕するなどして得られる粉粒状の石膏廃材には、細かな紙くずやバインダといった夾雑物が選別されずに残存するので、その種の石膏廃材をそのまま増量材などしてセメントに添加すると、セメントの強度低下を招く。
【０００６】
このため、従来は石膏ボード廃材を粉砕して得られる粉粒状の石膏廃材に、ロータリキルンを用いて加熱焼成処理を施し、夾雑物の存在しない無水石膏や半水石膏といった再生石膏原料として回収するようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２６９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
然し乍ら、石膏廃材の焼成処理に用いられるロータリキルンは、円筒形の炉体を回転させる構造であるから、装置が大型になり易く、しかも高価であるため設備導入するのも容易でない。
【０００９】
尚、炉体の口径を小さくすると、一様な処理が行えず、回収物に半水石膏や無水石膏が混在するなどの不都合を生じ、しかも外熱式における炉壁側の石膏や内熱式における炉心側の石膏が過熱により熱分解して硫黄酸化物を発生する虞がある一方、口径の大きな炉体では一様な処理を行うことが可能であるも、炉体全体を加熱するために熱エネルギの損失が大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は石膏廃材を半水石膏などとして再生するのに用いて好適な簡易構造の焼成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る焼成装置は、高熱伝導率を有して粉粒状焼成原料の流路を成す横断面凹字形のヒートプレートと、このヒートプレート上に粉粒状焼成原料を供給するための原料供給部と、前記ヒートプレートを加熱するための加熱手段と、前記ヒートプレートを振動させるための起振手段とを具備して成ることを特徴とする。
【００１２】
又、上記のような焼成装置において、ヒートプレートの温度を検出するための温度センサと、この温度センサによる検出温度に基づいて加熱手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
更に、ヒートプレートが傾斜状に設けられ、その上端側に原料供給部が配されると共に、前記原料供給部は、その下端開口部が前記ヒートプレートの上面に臨んで内部に粉粒状焼成原料が収容される原料ホッパと、軸部の外周に複数の羽板を有して前記原料ホッパ内の下部に回転自在に設けられる掻出ローラとを具備して成ることを特徴とする。
【００１４】
加えて、ヒートプレートの上面に、原料の送り方向に交差する状態で所定の高低差を有する落差部が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の焼成装置によれば、横断面凹字形のヒートプレート上で粉粒状焼成原料の加熱焼成処理を行う構成とされることから、高さの小さい小型の装置にすることができ、しかもヒートプレートを振動させる起振手段を備えることから、粉粒状焼成原料を所定方向に移送しながら、その撹拌を行って一様な処理を行うことができる。
【００１６】
又、温度センサによりヒートプレートの温度を検出し、その検出温度に基づいて加熱手段を制御する構成としていることから、ヒートプレートを目標温度に保って粉粒状焼成原料を均一に加熱することができる。
【００１７】
更に、粉粒状焼成原料を収容する原料ホッパと、該原料ホッパ内の下部に設けられる回転自在な掻出ローラとを具備して成る原料供給部を有し、その掻出ローラが軸部の外周に複数の羽板を有した構成とされることから、掻出ローラの回転駆動により粉粒状焼成原料をヒートプレート上に定量ずつ供給することができ、しかも掻出ローラの停止時には羽板により粉粒状焼成原料の流出を防止することができる。
【００１８】
又、ヒートプレートの上面に、原料の送り方向に交差する状態で所定の高低差を有する落差部が設けられることから、粉粒状焼成原料を移送中に反転させて全体を均一に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る焼成装置を示した側面図である。図１において、１は型鋼などを結合して成る装置フレームであり、その底部にはレベル調整の可能な固定用の支持脚２と、移動用のキャスタ３が設けられる。
【００２０】
４はフレーム１に傾斜状に取り付けられる台枠であり、その一端部（上端部）はフレーム１にピン接合される回転端５とされ、他端部（下端部）側はフレーム１との間に配される支持アーム６で支持される。
【００２１】
フレーム１と台枠４には、それぞれ支持アーム６を結合するブラケット７，８が設けられると共に、支持アーム６には所定の間隔で孔部６Ａが形成され、その各孔部６Ａの位置で支持アーム６とフレーム側のブラケット７が結合されるようにしてある。
【００２２】
しかして、ブラケット７に対する支持アーム６の結合位置を変更することにより、台枠４の傾斜角を段階的に切り換えられるようになっており、本例において係る傾斜角は５〜２０度の範囲で５度刻みに４段階の切り換えが可能とされる。
【００２３】
１０は、粉粒状焼成原料の流路を成すヒートプレートであり、これは台枠４上にあって該台枠に沿って傾斜状に設けられ、その傾斜角が台枠４の角度調整により段階的に切り換えられるようになっている。又、ヒートプレート１０は高熱伝導率を有する部材（熱伝導率３００〜４２７Ｗ／ｍ・Ｋ程度の金属板で、本例においてステンレス鋼板）から形成され、その上面に載せられる粉粒状焼成原料を加熱焼成するために後述する加熱手段により加熱される。
【００２４】
そして、係るヒートプレート１０によれば、その傾きと後述する起振手段による振動とによって粉粒状焼成原料を上端から下端に向かって移送しながら、これを加熱焼成することができる。
【００２５】
１１は、ヒートプレート１０を振動させる起振手段としてのロータリ式バイブレータであり、このバイブレータ１１はヒートプレート１０の下部に形成される断熱用下部構造体１２の中央部分に取り付けられ、その下部構造体１２を介してヒートプレート１０を縦方向（ヒートプレートの上面直角方向）に振動させるよう作用する。尚、下部構造体１２と台枠４との間には、下部構造体１２とその上部に設けられるヒートプレート１０とを支持する弾性部材１３が配され、その弾性部材１３により台枠４への振動伝播を防止しながらヒートプレート１０と下部構造体１２を振動させ得るようになっている。
【００２６】
一方、ヒートプレート１０の上端側には、ヒートプレート１０上に粉粒状焼成原料を供給するための原料供給部１４が配される。
【００２７】
原料供給部１４は、フレーム１に固定される原料ホッパ１５を有して構成される。原料ホッパ１５はその内部に粉粒状焼成原料を収容するもので、その下端開口部１５Ａはヒートプレート１０の上面に臨ませられ、原料ホッパ１５内の下部には回転自在な掻出ローラ１６が設けられる。尚、１７は掻出ローラ１６を回転させるモータであり、その駆動軸に取り付けたプーリ１８とローラ軸に取り付けたプーリ１９との間にはベルト２０が巻き掛けられる。
【００２８】
図２は原料ホッパの下方内部を示した部分拡大断面図であり、図３には図２のＸ−Ｘ断面を示す。これらの図で明らかなように、掻出ローラ１６は、原料ホッパ１５の幅方向に架設される軸部１６Ａとその外周に設けられる羽板１６Ｂとで構成される。
【００２９】
本例において、羽板１６Ｂは軸部１６Ａの周りに９０度間隔で４枚が放射状に固着されており、特にその各羽板１６Ｂは原料ホッパ１５の幅方向に沿って延び、その先端縁が原料ホッパ１５の前後の内壁１５Ｂ，１５Ｃに近接される。尚、図３において、２１は軸部１６Ａの両端部を回転自在に支持する軸受ユニットであり、軸部１６Ａの一端には上記のプーリ１９が固着される。
【００３０】
そして、以上のような掻出ローラ１６によれば、原料ホッパ１５内に収容された粉粒状焼成原料を羽板１６Ｂにより定量ずつヒートプレート１０上に掻き出すことができ、しかも駆動停止状態では羽板１６Ｂが原料ホッパの下端開口部１５Ａに連通する原料通路を閉鎖するので、粉粒状焼成原料の流出を防止することができる。
【００３１】
次に、図４はヒートプレートの横断面を示す。この図で明らかなように、ヒートプレート１０はその左右両端から直角に立ち上がる側壁１０Ａを有した横断面凹字形で、その上部には粉粒状焼成原料の飛び出しと放熱の防止を目的として、上記原料ホッパの下端開口部１５Ａより下流側でカバープレート２２が取り付けられる。
【００３２】
一方、下部構造体１２は、ヒートプレート１０の底面を覆う横断面凹字形の下部ケース２３内にグラスウールなどの断熱材２４を収容して構成される。尚、下部ケース２３の両側面には山型鋼を固着するなどして成る鍔部２３Ａが形成されると共に、その鍔部２３Ａにはスライドピン２５が下向きに固着され、そのスライドピン２５が台枠４を構成する縁部材４Ａに上下動自在にして挿入されている。そして、台枠４と鍔部２３Ａとの間でスライドピン２５の外周に上記の弾性部材１３（圧縮コイルバネ）が設けられ、その弾性部材２３により下部構造体１２が支持される構成としてある。
【００３３】
又、図４から明らかなように、下部構造体１２の内部でヒートプレート１０の底面にはこれを加熱する加熱手段としてヒータユニット２６が取り付けられる。本例において、ヒータユニット２６は、所定の長さを有する扁平な耐熱性筺体内に電熱線を配した電気抵抗発熱式の電気ヒータであり、係るヒータユニット２６は図５のように複数（図示例において６つ）がヒートプレート１０の底面に所定の間隔で取り付けられる。
【００３４】
尚、図５において、２７Ａ，２７Ｂはヒートプレート１０の温度を検出するための温度センサであり、これによる検出温度に基づき制御手段（図１に示す制御盤２８内に設けられる制御回路）でヒータユニット２６の発熱制御が行われる構成としてある。特に、本例によれば、一方の温度センサ２７Ａによる検出温度に基づき上流側における３つのヒータユニット２６が制御されると共に、他方の温度センサ２７Ｂによる検出温度に基づき下流側における３つのヒータユニット２６が制御される構成とされる。ここで、制御手段は、温度センサ２７Ａ，２７Ｂによる検出温度（入力信号）と図示せぬ記憶部に格納される目標温度とを比較し、その差に応じてヒータユニット２６に対する通電量の調節を行う。
【００３５】
又、図５に示すように、ヒートプレート１０の上面には、その幅方向に延びる突条２９が設けられる。この突条２９は粉粒状焼成原料の越流を許容するもので、図６のようにその前側面２９Ａは傾斜面とされ、後側面２９Ｂはヒートプレート１０の上面に対して直角な絶壁面とされる。そして、係る突条２９によれば、その下流側でヒートプレート１０の上面に原料の送り方向に交差する状態の落差部３０を形成する。このため、落差部３０の位置で粉粒状焼成原料が反転され、その加熱焼成処理が良好に行われる。尚、落差部３０は図示例においてヒートプレート１０の長手方向（粉粒状焼成原料の送り方向）に直角に形成されるが、これをヒートプレート１０の長手方向に対して傾斜させてもよく、その形成位置も一か所に限らず数箇所に間隔をあけて形成してもよい。
【００３６】
ここで、以上のように構成される焼成装置の作用を説明する。先ず、原料ホッパ１５内に粉粒状焼成原料として粉粒状の石膏廃材を収容し、しかしてモータ１７を起動すると、掻出ローラ１６の回転駆動により石膏廃材がヒートプレート１０の上端部上に掻き出される。このとき、ヒートプレート１０はバイブレータ１１により振動されており、しかもヒータユニット２６により目標温度（例えば、１３０〜１５０℃）に加熱されているのであり、このためヒートプレート１０上に掻き出された石膏廃材はヒートプレート１０上を流下しながら加熱される。そして、係る石膏廃材は３〜５分後にヒートプレート１０の下端まで達し、これが半水石膏として回収される。尚、ヒートプレート１０の目標温度を上げれば、石膏廃材を無水石膏として回収することができる。
【００３７】
以上、本発明について説明したが、係る焼成装置は石膏廃材の焼成処理に限らず、粉粒状焼成原料としてセメントなどの焼成処理を行うこともできる。又、上記例ではヒートプレート１０を単一構成としたが、これを複数段階層状に設けてもよく、これによれば処理能力を大幅に上げることができる。更に、上記例ではヒートプレート１０を傾斜状に設けるようにしたが、これを水平配置するようにしてもよく、この場合でも振動コンベヤの如く起振手段でヒートプレート１０を横方向（粉粒状焼成原料の送り方向）に振動させることにより、その振動方向に粉粒状焼成原料を移送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る焼成装置を示す側面図
【図２】原料供給部の部分拡大断面図
【図３】図２におけるＸ−Ｘ断面図
【図４】ヒートプレートの横断面図
【図５】ヒートプレートの平面図
【図６】ヒートプレートの一部分を示した縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
１０  ヒートプレート
１１  バイブレータ（起振手段）
１４  原料供給部
１５  原料ホッパ
１５Ａ  下端開口部
１６  掻出ローラ
１６Ａ  軸部
１６Ｂ  羽板
２６  ヒータユニット（加熱手段）
２７Ａ，２７Ｂ  温度センサ
２８  制御盤（制御手段）
２９  突条
３０  落差部
【図１】
2006327859.tif 000003
【図２】
2006327859.tif 000004
【図３】
2006327859.tif 000005
【図４】
2006327859.tif 000006
【図５】
2006327859.tif 000007
【図６】
2006327859.tif 000008