(57)【要約】      （修正有）【課題】高温で粉粒体の乾燥や焼成等の加熱処理をするに際して、従来に比して、格段に生産性を向上させることができる振動処理装置を提供すること。【解決手段】外部連通ノズル１２，１４・・・を備えた処理容器２０と、該処理容器２０を加振する加振機２２とを備えた振動処理装置。処理容器２０は、ばね座２５に配したコイルばねで支持ブラケットを介して支持するとともに、加振機２２の振動発生体と加振ブラケットを介して連結する。加熱手段を、前記処理容器２０を囲繞する分離静止型の加熱炉５０とする。加熱炉５０の周壁に形成される各ブラケット及び各外部連通ノズル１２，１４・・・の外壁と各挿通スリット又は各挿通孔の各内壁との間に形成される衝突防止隙間を加熱炉５０の外面側において耐熱ブーツＢ２・・・で密封する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の外部連通ノズルを備えた密閉型の処理容器と、該処理容器を加振する加振機とを備え、
前記処理容器は、複数個の弾性体座に配された弾性体に支持ブラケットを介して支持されるともに、前記加振部の振動発生体と加振ブラケットを介して連結されて、加振されるようになっている振動処理装置において、
前記処理容器の加熱手段が、前記処理容器を囲繞する分離静止型の加熱炉とされ、
該加熱炉の周壁に形成される前記加振・支持ブラケット及び外部連通ノズルの外壁と各挿通スリット又は挿通孔の各内壁との間に形成される衝突防止隙間の前記周壁の外面側が耐熱ブーツで密封されている、
ことを特徴とする振動処理装置。
【請求項２】
前記外部連通ノズルが原料投入ノズル、製品排出ノズル及び排気ノズルであることを特徴とする請求項１記載の振動加熱処理装置。
【請求項３】
前記加熱炉は処理容器を１３０℃以上に加熱可能なものであることを特徴とする請求項１記載の振動加熱処理装置。
【請求項４】
前記加熱炉が赤外加熱炉であることを特徴とする請求項３記載の振動加熱処理装置。
【請求項５】
前記処理容器が横型であるとともに前記加熱炉が上下左右分割型であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の振動加熱処理装置。
【請求項６】
前記処理容器が竪型であるとともに前記加熱炉が上下左右分割型であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の振動加熱処理装置。
【請求項７】
無機系粉粒体の加熱処理方法であって、請求項１〜６のいずれか記載の振動加熱処理装置を使用して無機系粉粒体を１３０℃以上の温度雰囲気で乾燥処理、焼結・焼成処理又は反応処理することを特徴とすることを特徴とする無機粉粒体の加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、振動処理装置および処理方法に関する。特に、無機粉粒体を高温（１３０℃以上）の加熱雰囲気で乾燥処理ないし焼成・焼結処理又は反応処理するのに好適な振動処理装置に係る発明である。【０００２】ここでは、振動処理装置として、横型の振動乾燥機を例に採り説明するが、これに限られるものではない。なお、乾燥処理態様としては、含水粉粒体を乾燥させる場合ばかりでなく、溶質を含む液状体（泥状体を含む。）が、投入後乾燥（溶剤揮散）して粉粒体になる場合や、液状体が反応して粉粒体になる場合、更には、粉末体が造粒作用により顆粒体になる場合等、各種態様を含む。【０００３】また、「粉粒体」とは、狭義の粒径０．１μｍ以下の粉末ばかりでなく、０．１μｍを越える粒体、顆粒体、造粒体も含む概念である（化学工学協会編「化学工学辞典」（昭和４９年５月３０日）丸善、ｐ４１５参照）。無機系粉粒体としては、特許文献６におけるようなピロリン酸系難燃剤や、特許文献７におけるような二次電池・燃料電池を挙げることができる。
【背景技術】
【０００４】従来、上記のような振動乾燥機においては、横型および縦型がある。例えば、横型は特許文献１・２等に、竪型は特許文献３〜５等に記載されている。そして、それらの加熱手段は、通常、各特許文献の図例に示される如く、ほとんどがジャケット加熱であった。【０００５】該ジャケット加熱の加熱設定温度が３０〜１３０℃であった（特許文献３［００４５］）。しかし、昨今、振動乾燥ないし振動焼成をより高温で行うようになってきている。【０００６】例えば、特許文献６［００４０］には、ピロリン酸メラミンを製造するに際して、本願出願人の製造販売に係る振動乾燥機を用いて温度２００〜２６０℃の焼成を３時間行うことが記載されている。特許文献７［００４１］には、同じく振動乾燥機を用いてヨウ化リチウム（リチウム電池原料）を９０℃×４ｈ及び１４６℃×２ｈの条件で乾燥させることが記載されている。
これらの処理を行うためには、それらの沸点以下の有機熱媒体（アルキルベンゼンやアルキルナフタレン等）を、ジャケットを通過させる必要がある。【０００７】そして、有機熱媒体のジャケットの供給は、固定部と振動部との間を耐熱ゴムホースやステンレス製蛇腹で連結して振動遮断をする必要があった。【０００８】なお、キーワードを検索項目（特許請求の範囲＋要約）で論理式「（振動処理ＯＲ振動乾燥）ＡＮＤ（加熱炉ＯＲ静止加熱ＯＲ遠赤外加熱）」で検索したがヒットしたのは特許文献６のみであった。なお、特許文献６［００２９］には振動乾燥機と加熱炉が記載されているが、両者は並列の関係で記載されており、それらを組み合わせる着想は何ら開示若しくは示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３０７７６４号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８３４９号公報
【特許文献３】特開２０１１−７３６８号公報
【特許文献４】特開平２０１１−１５３３８４号公報
【特許文献５】特開平２０１５−４５４３１号公報
【特許文献６】国際公開１４／１３２８１４号
【特許文献７】特開２０１５−２１４４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】しかし、蛇腹ホースにそれらの高温熱媒体（特に１７０℃以上の）を通過させると、短期間（通常、１〜３ヶ月）で取り換えが必要となることが分かった。この蛇腹の短期間取り換えは、乾燥等の生産性を低下させる。乾燥（処理）運転を停止し、熱媒体を放冷後熱媒体をジャケットから抜いた後、再充填し再度加熱する必要があるためである。なお、高温熱媒体は一般に水に比して比熱が小さく（０．５〜０．７ｋｃａｌｋｇ−１Ｋ−１）、冷やすのに時間がかかるとも再加熱にも時間を係る点からも生産性の低下を増大させる。
また、処理温度を変動設定する場合（例えば、特許文献７［００４１］）、ジャケット加熱は別位置で加熱した熱媒体を循環させるとともに、前記の如く、高温熱媒体は比熱が小さいため、温度制御が容易でなく（応答性が低い）、やはり生産性の点で問題があった。
なお、特許文献２［００４０］には、加熱手段として抵抗加熱、誘導加熱等が記載されているが、それらの加熱部材には電源コードと接続させる必要があり、繰り返し振動を受けてやはり早期に電源コードが断線するおそれがある。【００１０】  本発明は、高温で粉粒体の乾燥や焼成等の加熱処理をするに際して、従来に比して、格段に生産性を向上させることができる振動処理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】
【００１２】本発明者らは、上記問題点を解決すべく、鋭意開発に努力をした結果、処理容器のみを加熱炉内に内設するという、従来の当業者が想到しえなかった新規な着想（発送）に到達し、該着想のもとに下記構成の振動処理装置に想到した。【００１３】  複数個の外部連通ノズルを備えた密閉型の処理容器と、該処理容器を加振する加振機とを備え、
前記処理容器は、複数個の弾性体座に配された弾性体に支持ブラケットを介して支持されるともに、前記加振部の振動発生体と加振ブラケットを介して連結されて、加振されるようになっている振動処理装置において、
前記処理容器の加熱手段が、前記処理容器を囲繞する分離静止型の加熱炉とされ、
該加熱炉の周壁に形成される前記加振・支持ブラケット及び外部連通ノズルの外壁と各挿通スリット又は挿通孔の各内壁との間に形成される衝突防止隙間の前記周壁の外面側が耐熱ブーツで密封されている、ことを特徴とする。【００１４】
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の振動処理装置の一実施形態を示す概略正面半断面図である。
【図２】同じく概略側面半断面図である。
【図３】加熱炉の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】以下、本発明の実施形態を図例に基づいて説明する。なお、従来技術に対応する部分は、特許文献２［発明の実施の形態］を編集上の訂正を伴って引用してある。
【００１７】本装置の基本構成は、図１〜２に示す如く、複数個の外部連通ノズル（外部連通口）１２、１４，１６、１８を備えた密閉型の処理容器２０と、該処理容器２０を加振する加振機２２とを備えている。ここで、外部連通ノズルを示す図符号である１２は原料投入ノズル、１４は製品排出ノズル、１６は排気ノズル、１８は温度計用ノズル（温度計座）である。なお、処理容器２０は図示しないが洗浄用蓋を一側にフランジ結合させたものとしておくこともできる。
【００１８】上記処理容器２０は、架台２４上の前後２個ずつ４個の柱状のばね座（弾性体座）２５に配されたコイルばね（弾性体）３２上に支持ブラケット３４を介して支持されている。そして、処理容器２０は加振機２２と加振ブラケット３６を介して連結されて、加振されるようになっている。ここで、加振機２２は原動機２６により駆動されるようになっている。なお、通常、弾性体座２５、原動機２６および加振機２２は架台２４上に配する。
【００１９】ここで、原料投入ノズル１２は、処理容器２０の天井壁側に形成されている。投入ノズル１２の位置は、これに限られず、粉粒体を投入可能な位置なら、両端壁面上側部等、任意である。投入口の大きさは、例えば、処理容器２０の容量が１０００Ｌのとき、開口径８〜６０ｃｍとする。以下、処理容器２０等の設計仕様は、特に断らない限り、処理容器２０の容量が１０００Ｌの場合の仕様である。
【００２０】弾性体３２は、図例ではコイルばねであるが、処理容器２０に付与される振動を吸収できる弾性及び強度を有する弾性体なら、特に限定されない。
【００２１】このような弾性体としては、板ばね、エアばね、ゴム状弾性体等を使用可能である。なお、コイルばねのとき、該コイルばねをエラストマー材料で包んだものが、ばね弾性に加えて、ゴム状弾性の減衰性能を利用できて望ましい。
【００２２】上記加振機２２は、図例では、不平衡錘２２ａを両側に配した振動発生体をユニバーサルジョイント２３を介して原動機（モータ）２６で回転させる機械式である。処理量、必要振動数、振動のタイプに応じて、機械式に限らず、電磁石方式、振動モータ方式も、単独、又は、必要により機械式に組み合わせて使用できる。また、加振機２２と処理容器２０との連結は、加振機２２の振動発生体２２ｂに加振ブラケット３６の下端部を接続して行う。なお、図例では、支持ブラケット３４と加振ブラケット３６とは一体であるが、別体であってもよい。
【００２３】このとき、処理容器２０に付与する振動は、主として軸線回りの円振動ないし楕円振動を付与させるものであることが、粉粒体の混合流動性の向上させるために望ましい。振動のタイプを、上下や斜め直線振動、さらには、水平方向の直線ないし円・楕円振動であってもよい。
【００２４】更に、加振機２２の取付位置は、通常、処理容器２０の略直下とする。なお、特許文献２の図５に示す如く、軸線の高さで処理容器の一側に、やはり、ブラケットの側方延設部に加振機を設けてもよい。この場合は、反対側にバランスウェイトを配する必要がある。処理容器の直下に加振機を配した場合に比して、円振動をよりエネルギー効率よく、処理容器に付与できる。
【００２５】また、加振機２２は、処理容器２０の両側に一対設けてもよく、清掃性等が阻害されるが、処理容器２０の軸芯位置に設けてもよい。
【００２６】また、振動数・振動ピッチは、処理容量及び要求される混合流動性等により異なるが、例えば、粉体加熱乾燥に使用する場合、振動数：５００〜１８００ｃｐｍ、振動ピッチ：１０〜０．５ｍｍとする。ここで通常、振動数の増大に比して振動ピッチは小さく設定する。
【００２７】ここまでの構成は、従来の振動処理装置と略同様である。そして、本実施形態では、従来構成の振動処理装置の加熱手段を、ジャケット（一体振動型）から加熱炉（分離静止型）５０としたものである。加熱炉の方式は、赤外（ＩＲ）加熱、誘導加熱、電気炉等を挙げることができるが、ＩＲ加熱（特に遠赤外加熱）が望ましい。ＩＲは被加熱物と照射体との空間を温めず直接加熱するため、加熱炉の内面形状を図例の如く処理容器の外周面に沿う形状とする必要がない。
【００２８】ここで、処理容器２０は、ステンレスや炭素鋼等の金属素地そのままで形成したものでもよいが、金属の場合は赤外線放射率が低いため、処理容器の外周面は赤外線放射率を高める表面処理をしておくことが望ましい。表面処理としては、ショットブラストで粗面化処理したり、酸化被膜（例えば２１０μｍ程度）を形成したり、耐熱塗装やセラミック乃至ガラスコーティング等の方法がある。
【００２９】当然、処理容器２０の外周壁と加熱炉５０の内周壁との間の衝突防止隙間Ｓ１は、処理容器２０の振動時における両者の衝突が発生しない範囲とする。例えば、振動ピッチ（往復）０．５〜１０ｍｍの場合、１〜１５ｍｍ以上とする。遠ＩＲ加熱の場合、熱効率は前述の理由により、照射距離はほとんど影響を受けないためである。
【００３０】なお、加熱炉５０の振動乾燥装置の処理容器２０に対する組付けは、特に限定されない。
【００３１】例えば、加熱炉２０を上下左右に分割した１６分割体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・（図３）をボルトとナットで組み付ける。そして、加熱炉２０、図示しないが、床面側から立設した門型ビームに吊り下げ又は門型の架台に設置する方式がある。
【００３２】そして、加熱炉５０の周壁には、支持・加振ブラケット３４，３６を挿通させる２個のブラケット用の挿通スリット（貫通孔）５２，５４及び外部連通ノズルを挿通させる４個の、すなわち、投入ノズル用、排出ノズル用、排気ノズル用及び温度計ノズル用の各挿通孔（貫通孔）５６，５８、６０，６２を備えている。ここで各ブラケット３４，３６および各外部連通ノズル１２，１４，１６，１８の各外周壁と、各挿通スリット５２，５４おおび挿通孔５６，５８、６０，６２の各内周壁との衝突防止隙間も、処理容器２０の振動時における両者の衝突が発生しない範囲で、可及的に狭いものとする。保温性の見地からである。例えば、振動ピッチ（往復）０．５〜１０ｍｍの場合、１〜１５ｍｍとする。
【００３３】更に、これらの各衝突防止隙間の加熱炉外壁側がそれぞれ耐熱ブーツＢ１〜Ｂ６で封止されている。ここで耐熱ブーツとしては、加熱炉の最高設定温度（例えば３６０℃）に耐える材料で振動吸収可能なものなら特に限定されない。例えば、耐熱布で蛇腹状に成型されたものを使用可能である。耐熱布としては芳香族ポリアミド繊維製等を挙げることができる。
【００３４】次に、上記横型の振動乾燥装置（振動処理装置）の、使用態様を説明する。
【００３５】予め、加熱炉５０を電源入れて処理設定温度になるように調節しておく。そして、昇温開始前に又は所定温度まで昇温したら、投入口１８から、被処理物を、処理容器２０の容量の５０〜８０容量％、望ましくは、６０〜７０容量％を投入する。投入量が少なすぎると、錐台形にしたことによる本発明の混合流動性向上の効果を得難い。なお、原料は投入前に予備加熱しておいてもよい。
【００３６】次に、モータ２８を起動させて加振機２２を駆動させ、処理容器２０に振動を付与する。ここで、加熱炉５０の内壁と処理容器２０の外周壁との間には衝突防止隙間Ｓ１、並びに、各挿通スリット５２，５４及び挿通孔５６，５８，６０，６２と各ブラケット３４，３６及び各ノズル１２，１４，１６，１８とのの間にはそれぞれ衝突防止隙間止が存在するため、加熱炉５０と処理容器２０ないし各ブラケット３４，３６ないし各ノズル１２，１４，１６，１８が衝突することはない。
【００３７】そして、加熱炉５０内の原料が設定処理温度になるように温度計で検知した温度を、コントローラでフィードバック制御しながら調節する。特許文献２の如く、二段乾燥するような場合、熱媒体をジャケットに循環させるよりも直接的乃至迅速な調節が容易となる。
【００３８】加振機の駆動馬力は、処理量により異なるが、例えば、０．７５〜５５ｋＷとし、そして加振機２２の駆動仕様は、粉粒体の種類（粒径・比重）及び充填量により異なるが、前述の如く、振動数５００〜１８００ｃｐｍ、振動ピッチ０．５〜１０ｍｍとする。なお、適宜、排気ノズルに真空ポンプ等を接続して、真空吸引を行って、乾燥処理を促進させてもよい。
【００３９】このように、処理容器２０内の処理物（原料）は、前述の如く、混合流動性が良好であるので、迅速かつ万邊なくに乾燥処理されて製品となる。
【００４０】そして、運転停止後（加熱炉５０も）、排出バルブ１５を開として、処理済物（乾燥処理物）を排出口１４から排出させる。このとき、加振機２２を起動させて処理容器２０に振動を付与することにより、容易に乾燥処理済物を排出できる。この処理済物排出時の振動数は、乾燥処理時のそれより、相対的に小さい出力・ピッチ、回転数で良い。このとき、例えば、振動数：１５００〜３００ｃｐｍ、振動ピッチ：０．５〜１０ｍｍとする。
【００４１】また、振動のタイプは、円・楕円振動であっても良いが、錐台形斜面における粉粒体の落下を促進させる作用をする振動形式なら限定されない。この場合は、乾燥処理の混合用加振機とは、別の排出用加振機を処理容器に取り付けることも考えられる。
【符号の説明】１２  原料投入ノズル（外部連通ノズル）
１４  製品排出ノズル（外部連通ノズル）
１６  排気ノズル（外部連通ノズル）
１８  温度計ノズル（外部連通ノズル）
２０  処理容器
２２  加振機
３２  コイルばね（弾性体）
３４  支持ブラケット
３６  加振ブラケット
５０  加熱炉
５２  挿通スリット（支持ブラケット用）
５４  挿通スリット（振動ブラケット用）
５６  挿通孔（投入ノズル用）
５８  挿通孔（排出ノズル用）
６０  挿通孔（排気ノズル用）
６２  挿通孔（温度計ノズル用）
Ｂ２、Ｂ４  挿通スリット用耐熱ブーツ
Ｂ５、Ｂ６  挿通孔用耐熱ブーツ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｈ  加熱炉分割体
Ｓ１  加熱炉内周面と処理容器外周面との衝突防止隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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