(57)【要約】【課題】連続して投入される反応時間のかかる被処理物に対しても十分な熱処理を行うことができる熱処理方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る熱処理方法は、内周を周回するように設けられた螺旋羽根１２によって区切られる複数の区画１３ａ〜１３ｈを有する回転ドラム１０の第１区画１３ａに被処理物Ｗを投入する工程と、回転ドラム１０を所定角度で揺動させて、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗに熱処理を行う工程と、回転ドラム１０を回転させて、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗを第１区画１３ａに隣接する第２区画１３ｂに移送するとともに、第１区画１３ａにさらに被処理物が投入される工程と、回転ドラム１０を所定角度で揺動させて、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗに熱処理を行うとともに、第２区画１３ｂ内に移送された被処理物Ｗにさらに熱処理を行う工程とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周を周回するように設けられた螺旋羽根によって区切られる複数の区画を有する回転炉の第１区画に被処理物を投入する工程と、
前記回転炉を所定角度で揺動させて、前記第１区画内の被処理物に熱処理を行う工程と、
前記回転炉を回転させて、前記第１区画内の被処理物を前記第１区画に隣接する第２区画に移送するとともに、前記第１区画にさらに被処理物が投入される工程と、
前記回転炉を所定角度で揺動させて、前記第１区画内の被処理物に熱処理を行うとともに、前記第２区画内に移送された被処理物にさらに熱処理を行う工程と、
を備える、
熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転型熱処理装置における熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転する加熱円筒体内で被処理物を加熱して処理する回転型熱処理装置が開示されている。この加熱円筒体の内周面には、被処理物を移送、撹拌するための移送溝を形成する螺旋状羽根が設けられている。加熱円筒体を回転させて円筒体内の被処理物を加熱処理することで、螺旋状羽根により被処理物が供給部から排出部まで移送される。
【０００３】
特許文献２、３には、被処理物を周方向に揺動させながら、軸方向に搬送するロータリーキルンが開示されている。被処理物は回転筒部の回転により揺動しながら、回転筒部の内部を入口側から出口側に向かって流動する。
【０００４】
特許文献４には、排出口側が低位となるように傾斜する処理容器の内部に、被処理物を排出口へ移送するための移送羽根が設けられた回転型熱処理装置が開示されている。この移送羽根は、処理容器の内面に沿って周回する螺旋形状に形成されており、処理容器を正回転させたときに被処理物を排出口とは反対側へ押し戻すように作用し、逆回転させたときに被処理物を排出口側へ移送するように作用する。被処理物は、処理容器を正回転させて加熱処理される。このとき、被処理物は低位側の排出口へ自然に流れ出ようとするが、移送羽根によって押し戻され所定時間適切に熱処理が行われる。熱処理が終了した後、処理容器を逆回転させることで、移送羽根によって被処理物が排出口へ移送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０４７６３号公報
【特許文献２】特開２０１４−０４０９８８号公報
【特許文献３】特開２００１−０２７４０９号公報
【特許文献４】特開２０１５−０１７７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３では、加熱円筒体は一定方向に回転し、被処理物は、供給部から排出部まで一方向に一定時間で移送される。このような回転型熱処理装置では、反応時間のかかる被処理物に対して、熱処理が不十分である場合が発生する。一方、特許文献４では、処理容器を正回転させることで被処理物を排出口とは反対側へ押し戻すことができ、長時間熱処理を行うことが可能である。しかし、連続して被処理物を処理容器内に投入する場合、処理容器内に先に投入された被処理物と後に投入された被処理物とが混合され、先に投入された被処理物に対しては必要以上に熱処理を行うこととなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、連続して投入される反応時間のかかる被処理物に対しても十分な熱処理を行うことができる熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る熱処理方法は、内周を周回するように設けられた螺旋羽根によって区切られる複数の区画を有する回転炉の第１区画に被処理物を投入する工程と、前記回転炉を所定角度で揺動させて、前記第１区画内の被処理物に熱処理を行う工程と、前記回転炉を回転させて、前記第１区画内の被処理物を前記第１区画に隣接する第２区画に移送するとともに、前記第１区画にさらに被処理物を投入する工程と、前記回転炉を所定角度で揺動させて、前記第１区画内の被処理物に熱処理を行うとともに、前記第２区画内に移送された被処理物にさらに熱処理を行う工程とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、連続して投入される反応時間のかかる被処理物に対しても十分な熱処理を行うことができる熱処理方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る回転型熱処理装置の一例の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る回転型熱処理装置における被処理物の処理を説明する図である。
【図３】実施形態に係る回転型熱処理装置における被処理物の処理を説明する図である。
【図４】実施形態に係る回転型熱処理装置における被処理物の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
本発明は、回転型熱処理装置における熱処理方法に関する。実施の形態に係る熱処理方法は、螺旋羽根で区切られた複数の区画を有する回転炉を所定角度で揺動して被処理物の熱処理を行った後に、回転炉を回転させて１区画分被処理物を送り、隣接する区画でさらに熱処理を行う。これにより、反応時間のかかる被処理物に対しても十分な熱処理を行うことができる。
【００１３】
鋳型に溶湯を圧入し、硬化させて鋳造部品を製造する鋳造技術において、鋳造部品の内部に空間を設けるために、中子が利用される。例えば、エンジンのシリンダヘッド等の内部に空間を有する鋳造部品は、中子で空間を形成し、中子を除去することにより形成される。中子は、中子砂をバインダと混合して型に入れ、加熱することにより形成される。鋳造後に不要になった中子砂は粉砕・加熱され、中子砂の表面に付着した不純物やバインダを燃焼、溶融して除去し、再利用される。実施の形態に係る熱処理方法は、例えば、このような中子砂を再利用するときの熱処理に用いられる。
【００１４】
図１は実施の形態にかかる回転型熱処理装置の一例である、中子砂の再利用処理装置１の構成を示す図である。図１に示す再利用処理装置１は、エンジンのシリンダヘッド用の中子砂、約４４ｋｇを１０分加熱して樹脂成分を燃焼させるものである。
【００１５】
再利用処理装置１は、投入装置２、赤外線ヒーター３、加熱空気ノズル４、回転ドラム１０を備える。回転炉である円筒体状の回転ドラム１０は、赤外線ヒーター３上に回転可能に支持されている。回転ドラム１０は円筒体の軸線を回転軸として回転可能である。回転ドラム１０の両端にはそれぞれ投入口１０ａ、排出口１０ｂが設けられている。投入口１０ａには被処理物を回転ドラム１０内に投入するための投入装置２が連接されており、排出口１０ｂには被処理物を排出する装置が連接されている。
【００１６】
投入装置２には、被処理物Ｗが供給される。本実施の形態では、被処理物Ｗは鋳造後に不要になった中子を粉砕した中子砂である。投入装置２は、定量切出し部２ａ、供給ノズル２ｂを有する。定量切出し部２ａは、上述したように、約４４ｋｇの被処理物Ｗを、所定量ずつ回転ドラム１０内に連続して供給する。定量切出し部２ａにより切出された被処理物Ｗは、供給ノズル２ｂを介して投入口１０ａから回転ドラム１０の内部に投入される。
【００１７】
赤外線ヒーター３は、回転ドラム１０を外部から加熱して、回転ドラム１０内の被処理物Ｗを加熱処理する。また、実施の形態では、回転ドラム１０の排出口１０ｂ側において、回転ドラム１０の内部に加熱空気ノズル４が配置されている。加熱空気ノズル４は、乾燥加熱用空気を回転ドラム１０内の被処理物Ｗに向けて噴射する。
【００１８】
図２に示すように、回転ドラム１０は、円筒体１１、螺旋羽根１２、第１〜第８区画１３ａ〜１３ｈを有する。円筒体１１の内部には、内周を周回するように連続して螺旋羽根１２が設けられている。螺旋羽根１２は、円筒体１１内に投入口１０ａから投入された被処理物Ｗを排出口１０ｂまで移送する手段である。実施の形態では、回転ドラム１０が正転方向に回転することで、被処理物Ｗが投入口１０ａから排出口１０ｂ側に移送される。また、螺旋羽根１２は、円筒体１１内の空間を複数の区画に区切る。実施の形態では、螺旋羽根１２によって８つの第１〜第８区画１３ａ〜１３ｈに区切られている。
【００１９】
回転ドラム１０を赤外線ヒーター３により加熱しながら回転させることにより、円筒体１１内の被処理物Ｗが加熱処理される。また、被処理物Ｗは、円筒体１１内を螺旋羽根１２により排出口１０ｂ側まで移送されると、加熱空気ノズル４によりさらに過熱される。なお、円筒体１１の内部に、撹拌羽根や掻き板等の被処理物を撹拌する手段を設けてもよい。
【００２０】
ここで、図２〜４を参照して、実施の形態に係る熱処理方法について説明する。図２に示すように、まず、第１区画１３ａに、定量切出し部２ａにより切出された所定量の被処理物Ｗが供給ノズル２ｂを通って投入される。投入された被処理物Ｗは、第１区画１３ａのみに溜まる。そして、図２において矢印で示すように、回転ドラム１０を、軸線を中心として所定角度、正転方向、反転方向へ揺動させる。このように、回転ドラム１０を揺動させて第１区画１３ａ内の被処理物Ｗを撹拌しながら、赤外線ヒーター３により外部から加熱する。これにより、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗの熱処理が促進される。
【００２１】
所定時間、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗの加熱処理が行われた後、回転ドラム１０を正転方向に１回転させる。これにより、図３に示すように、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗが、該第１区画１３ａに隣接する第２区画１３ｂに１区画分移送される。また、第１区画１３ａには、供給ノズル２ｂから新たに所定量の被処理物Ｗが投入される。第１区画１３ａ、第２区画１３ｂ内の被処理物Ｗは混合されることなく、それぞれの区画内に溜まる。
【００２２】
この状態で、回転ドラム１０を、軸線を中心として所定角度、正転方向、反転転方向へ揺動させる。回転ドラム１０を揺動させ第１区画１３ａ、第２区画１３ｂ内の被処理物Ｗを撹拌しながら、赤外線ヒーター３により外部から加熱することにより、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗが加熱処理されるとともに、第２区画１３ｂ内に移送された被処理物Ｗにさらに熱処理を行うことができる。
【００２３】
所定時間、第１区画１３ａ、第２区画１３ｂ内の被処理物Ｗの加熱処理が行われた後、さらに回転ドラム１０を正転方向に１回転させる。これにより、第２区画１３ｂ内の被処理物Ｗが、該第２区画１３ｂに隣接する第３区画１３ｃに１区画分移送される。また、第１区画１３ａ内の被処理物Ｗが、該第１区画１３ａに隣接する第２区画１３ｂに１区画分移送される。そして、第１区画１３ａには、さらに供給ノズル２ｂから新たに所定量の被処理物Ｗが投入される。
【００２４】
この状態で、回転ドラム１０を、軸線を中心として所定角度、正転方向、反転方向へ揺動させる。回転ドラム１０を揺動させ各区画内の被処理物Ｗを撹拌しながら、赤外線ヒーター３により外部から加熱することにより、第１区画１３ａ、第２区画１３ｂ、第３区画１３ｃ内の被処理物Ｗが加熱処理される。
【００２５】
このように、被処理物Ｗを１区画分ずつ順次移送することで、図４に示すように、各区画１３ａ〜１３ｈ内の被処理物Ｗが混合されることなく、それぞれの区画１３ａ〜１３ｈに溜まる。そして、それぞれの区画内で被処理物Ｗの熱処理を繰り返すことで、第８区画１３ｈにおいて十分な熱処理が実施された状態となる。第８区画１３ｈ内の被処理物Ｗは回転ドラム１０を正転方向に１回転させることで、排出口１０ｂから排出装置の方へ排出される。
【００２６】
実施の形態では、正転方向に１回転することで、１区画分ずつ、被処理物Ｗを隣接する区画へ移送する。そして、隣接する区画でさらに回転ドラム１０を正転方向、反転方向に揺動して熱処理を行う。これにより、反応時間のかかる被処理物に対しても十分な熱処理を行うことが可能となる。
【００２７】
また、連続して断続的に被処理物Ｗを円筒体１１内に投入する場合においても、円筒体１１内に先に投入された被処理物Ｗと後に投入された被処理物Ｗとが混合されることがない。また、先に投入された被処理物Ｗと後に投入された被処理物Ｗは、第１区画１３ａから第８区画１３ｈまで移送される間に等しい時間だけ熱処理が行われる。これにより、被処理物Ｗに対して均一に熱処理を行うことが可能となる。
【００２８】
以上説明したように、実施の形態では、回転ドラム１０の回転、揺動という動作のみで「被処理物Ｗの移送」、「熱処理の促進」の２つの機能を実現することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  再利用処理装置
２  投入装置
２ａ  定量切出し部
２ｂ  供給ノズル
３  赤外線ヒーター
４  加熱空気ノズル
１０  回転ドラム
１０ａ  投入口
１０ｂ  排出口
１１  円筒体
１２  螺旋羽根
１３ａ〜１３ｈ  第１〜第８区画
Ｗ  被処理物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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