(57)【要約】    【課題】連続して焼成原料の焼成を行い、効率よく確実に未利用資源の再生を行うことができる焼成装置及び焼成方法を提供する。    【解決手段】一端側に被焼成物が供給される供給口と内壁面の内周面に対して接線方向かつ仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された燃焼バーナーを有し、内壁面を旋回しながら一端側から他端側に向って軸線方向へ進行する焼成ガス流が発生する横型円筒形の複数の焼成室を、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された焼成部と、連結された最終の焼成室の他端側に接続され、最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された被焼成物が分離されて排出される排出口と最終の焼成室から流入した燃焼ガス流を排気する排気口からなる分離部と、を備えた。    【選択図】図７
2015120178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に被焼成物が供給される供給口と燃焼バーナーを有し、内壁面を旋回しながら一端側から他端側に向って進行する焼成ガス流が発生する横型円筒形の複数の焼成室を、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された焼成部と、
連結された最終の前記焼成室の他端側に接続され、前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物が分離されて排出される排出口と前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流を排気する排気口からなる分離部と、を備えた、
ことを特徴とする焼成装置。
【請求項２】
前記燃焼バーナーが、前記焼成室の一端側に前記焼成室の前記内壁面の内周面に対して接線方向かつ前記焼成室に仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された、
ことを特徴とする請求項１に記載の焼成装置。
【請求項３】
前記焼成室が、前記燃焼バーナーが配置された一端側の前記内周壁に密着して前記内周壁と略同軸に配置された耐火物隔壁を備えた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼成装置。
【請求項４】
前記耐火物隔壁が、断熱耐火キャスタブル、断熱耐火煉瓦、断熱耐火ボードのいずれかである、
ことを特徴とする請求項３に記載の焼成装置。
【請求項５】
前記燃焼バーナーが空気過剰率１１０％ないし１３０％で燃焼された火炎を噴射する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の焼成装置。
【請求項６】
前記分離部が、サイクロン分離機である、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか1項に記載の焼成装置。
【請求項７】
被焼成物を焼成室に供給する供給工程と、
平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された前記焼成室内で、供給された前記被焼成物に過剰空気で燃焼された燃焼ガスを噴射して、前記焼成室の内壁面を旋回させ一端側から他端側に向って搬送しながら焼成する焼成工程と、
前記連結された最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物を分離して排出する分離工程と、を含む、
ことを特徴とする焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成装置及び焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳物砂を処理槽に投入して該処理槽内の空気圧を該処理槽外の空気圧より低くして投入された鋳物砂を処理槽に維持して処理を続ける工程と、該処理槽内の空気圧を処理槽外の空気よりも高くして、該処理槽から鋳物砂を排出する工程と、を含む鋳物砂の再生方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２５４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、連続して焼成原料の焼成を行い、効率よく確実に未利用資源の再生を行うことができる焼成装置及び焼成方法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】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１記載の焼成装置は、
一端側に被焼成物が供給される供給口と燃焼バーナーを有し、内壁面を旋回しながら一端側から他端側に向って進行する焼成ガス流が発生する横型円筒形の複数の焼成室を、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された焼成部と、
連結された最終の前記焼成室の他端側に接続され、前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物が分離されて排出される排出口と前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流を排気する排気口からなる分離部と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の焼成装置において、
前記燃焼バーナーが、前記焼成室の一端側に前記焼成室の前記内壁面の内周面に対して接線方向かつ前記焼成室に仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の焼成装置において、
前記焼成室が、前記燃焼バーナーが配置された一端側の前記内周壁に密着して前記内周壁と略同軸に配置された耐火物隔壁を備えた、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の焼成装置において、
前記耐火物隔壁が、断熱耐火キャスタブル、断熱耐火煉瓦、断熱耐火ボードのいずれかである、
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか1項に記載の焼成装置において、
前記燃焼バーナーが空気過剰率１１０％ないし１３０％で燃焼された火炎を噴射する、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか1項に記載の焼成装置において、
前記分離部が、サイクロン分離機である、
ことを特徴とする。
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項７記載の焼成方法は、
被焼成物を焼成室に供給する供給工程と、
平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された前記焼成室内で、供給された前記被焼成物に過剰空気で燃焼された燃焼ガスを噴射して、前記焼成室の内壁面を旋回させ一端側から他端側に向って搬送しながら焼成する焼成工程と、
前記連結された最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物を分離して排出する分離工程と、を含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び７に記載の発明によれば、連続して焼成原料の焼成を行い、効率よく確実に未利用資源の再生を行うことができる。
請求項２に記載の発明によれば、旋回流を発生させて効率よく確実に焼成原料の焼成を行い、焼成装置を小型化することができる。
請求項３及び４に記載の発明によれば、断熱性を高め、小型で経済性の高い焼成装置を提供することができる。
請求項５に記載の発明によれば、効率よく確実に焼成原料の焼成を行い、小型で経済性の高い焼成装置を提供することができる。
請求項６に記載の発明によれば、効率よく確実に焼成物を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】焼成装置１の全体正面図である。
【図２】焼成装置１の平面構成の一部を省略して示す平面図である。
【図３】焼成装置１の分離部４０の全体正面図である。
【図４】焼成装置１の焼成室２０の内部構造を示す全体正面図である。
【図５】焼成装置１の焼成室２０の内部構造を示す全体平面図である。
【図６】（ａ）は焼成室２０における燃焼バーナーの配置を示す縦断面模式図、（ｂ）、（ｃ）は焼成室２０における燃焼バーナーの配置を示す横断面模式図である。
【図７】（ａ）は焼成室２０における燃焼ガス流及び被焼成物の移動を説明するための縦断面模式図、（ｂ）は焼成室２０における燃焼ガス流及び被焼成物の移動を説明するための横断面模式図である。
【図８】（ａ）は分離部４０における燃焼ガス流に含まれる被焼成物の分離を説明するための平面模式図、（ｂ）は同正面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００１５】
（１）焼成装置の構成
図１は本実施形態に係る焼成装置１の全体正面図、図２は焼成装置１の平面構成の一部を省略して示す平面図、図３は焼成装置１の分離部４０の全体正面図である。
以下、図面を参照しながら、焼成装置１の全体構成を説明する。
【００１６】
焼成装置１は、投入部１０、焼成室２０、連結部３０、分離部４０を備えて構成され、連結部３０で互いに連結された焼成室２０内で、投入部１０から投入された被焼成物に燃焼ガスを噴射して焼成室２０の内壁面を旋回させつつ一端側から他端側に向って搬送しながら焼成し、分離部４０の下端から燃焼ガス流に含まれる焼成された被焼成物を分離して排出する。
【００１７】
投入部１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１の下端で焼成室２０との連通を切り替える切替手段としてのロータリーバルブ１２とからなる。
ケーシング１１は、上端が開口した円筒状の筒体であり、下端側はテーパ状に縮径されてロータリーバルブ１２の吸入口１２ａに接続されている。
ロータリーバルブ１２はケーシング１１内に投入された被焼成物を焼成室２０内へ順次定量供給する。
【００１８】
焼成室２０は、一端側に被焼成物が供給される供給口２１（図４に図示）と燃焼バーナー２２を有し、他端側に燃焼ガスとともに搬送される被焼成物の吐出口２４（図４に図示）を有する横型円筒形の筒体２３からなる。
燃焼バーナー２２は、筒体２３の内壁面２３ａ（図４に図示）の内周面に対して接線方向かつ斜め下流側に火炎を噴射するように配置され、供給口２１から投入された被焼成物が内壁面２３ａを旋回しながら供給口２１側から吐出口２４に向って焼成ガス流とともに進行して焼成される。
【００１９】
連結部３０は、接続固定のための４５°エルボ型継手管３２を有する屈曲した円筒管３１で構成され、複数の焼成室２０を平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して連結する。
具体的には、一つの焼成室２０の吐出口２４と他の焼成室２０の供給口２１とを略４５度に屈曲した４５°エルボ型継手管３２と円筒管３１で互いに連結していき、平面視４つの焼成室２０が連結された状態で、４つめの焼成室２０の吐出口２４と更に他の焼成室２０の供給口２１を４５°エルボ型継手管３２と円筒管３１で連結し、平面視４つの焼成室２０を互いに連結していく。
その結果、図１、図２に示すように、複数の焼成室２０が、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して鉛直方向に螺旋状に連結されて構成された焼成部が形成される。
【００２０】
分離部４０は、サイクロン分離装置４１と、最終の焼成室２０の吐出口２４から吐出される焼成された被焼成物が含まれた燃焼ガス流を下流側に接続されたサイクロン分離装置４１へ送出する中空連結管４２と、被焼成物が分離された排気ガスが排出される排気筒４５からなる。
【００２１】
中空連結管４２の一端側には空送装置４３が接続され、空送装置４３からの送風によって、焼成された被焼成物が含まれた燃焼ガス流を冷却しながらサイクロン分離装置４１へ搬送する。空送装置４３としては、ターボブロワー、ルーツブロワー、リングブロワー等を使用することができる。
【００２２】
サイクロン分離装置４１の本体４４の鉛直方向上方には、冷却された燃焼ガスを排出する排気筒４５が立設され、鉛直方向下方側はテーパ状に縮径されてロータリーバルブ４６の吸入口４６ａに接続されている。
そして、ロータリーバルブ４６の吐出口４６ｂから焼成され冷却された被焼成物が定量排出される。
【００２３】
このように構成される焼成装置１においては、例えば無軸スクリュー式の定量供給機（不図示）で搬送された被焼成物の一例として、表層部に粘結剤がレジンコーティングされた人工鋳物砂Ｇが投入部１０のケーシング１１内へ投入され、ロータリーバルブ１２の切替動作によって、焼成室２０内へ順次定量供給される。
焼成室２０内へ投入された人工鋳物砂Ｇは、燃焼バーナー２２から噴射される火炎で筒体２３の内壁面２３ａの周方向に沿って旋回しながら焼成ガス流とともに供給口２１側から吐出口２４に向って進行して外殻部分の粘結剤が焼成される。
【００２４】
人工鋳物砂Ｇは、それぞれの焼成室２０に備えられた燃焼バーナー２２から噴射される火炎でそれぞれの筒体２３の内壁面２３ａの周方向に沿って旋回しながら、焼成ガス流とともに供給口２１側から吐出口２４に向って搬送されつつ焼成される。
【００２５】
そして、焼成部で焼成され、表層部の粘結剤が除去された人工鋳物砂Ｇは最終の焼成室２０の吐出口２４から中空連結管４２を介して冷却されながら分離部４０のサイクロン分離装置４１へ搬送される。
サイクロン分離装置４１へ搬送された人工鋳物砂Ｇは、遠心分離されロータリーバルブ４６の吐出口４６ｂから定量排出される。人工鋳物砂Ｇが分離され冷却された燃焼ガスは排気筒４５から外部へ排出される。
【００２６】
（２）焼成部の構成
図４は焼成装置１の焼成室２０の内部構造を示す全体正面図、図５は焼成装置１の焼成室２０の内部構造を示す全体平面図、図６（ａ）は焼成室２０における燃焼バーナーの配置を示す縦断面模式図、図６（ｂ）、（ｃ）は燃焼バーナーの配置を示す横断面模式図である。
以下、図面を参照しながら焼成部を構成する焼成室２０の構成について説明する。尚、投入部１０に連結される焼成室２０は、連結部３０を介して互いに連結される焼成室２０とは供給口２１と燃焼バーナー２２との配置が４５度異なっているのみであり、その説明は割愛する。
【００２７】
（２．１）供給口
供給口２１は、互いに連結された上流側の焼成室２０の吐出口２４と連結部３０を介して接続され、上流側の焼成室２０の軸線ｃと正面視４５°の角度を有して、筒体２３の一端側に設けられている。供給口２１の端部は、後述する連結部３０の円筒管３１と、例えば溶接構造で気密に連結される。
【００２８】
（２．２）筒体
筒体２３は、全体が横型円筒形に形成され、焼成室２０の本体部を構成している。
筒体２３は耐熱性の金属材料で形成される。耐熱性の金属材料としては、具体的には、ＳＵＳ３０８、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３０９Ｃｂ、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｃｂ、ＳＵＳ３１０Ｍｏ等の耐熱性オーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。
被焼成物としての破砕された人工鋳物砂Ｇが、燃焼ガス流で筒体２３の内壁面２３ａを高速旋回しながら供給口２１側から吐出口２４側へ搬送される際の衝突エネルギーによる損傷を抑制するためには、筒体２３の内壁面２３ａは金属面が好ましい。
一方、後述するように、筒体２３の内部空間は、焼成中は燃焼ガス流によって９００°Ｃないし１０００°Ｃの高温状態に保たれるために、焼成室２０は、筒体２３の外面２３ｂにブランケット状断熱材２３ｃを多層に巻き回して外断熱されることが望ましい。
【００２９】
筒体２３の一端側の供給口２１の上流側には、燃焼室２５が設けられ、後述する燃焼バーナー２２が筒体２３の内壁面２３ａに対して接線方向かつ斜め下流側に向って火炎を噴射するように配置されている。
燃焼バーナー２２が配置された燃焼室２５の内側には耐火物隔壁２６が形成されている。耐火物隔壁２６としては、具体的には断熱耐火キャスタブル、断熱耐火煉瓦、断熱耐火ボードなどが挙げられ、施工上は断熱耐火キャスタブルが好適である。
【００３０】
筒体２３の焼成室としての容量は、被焼成物の投入量と焼成処理に必要な時間によって適宜選択されるが、破砕された人工鋳物砂Ｇを３０秒程度の短時間で連続して焼成処理する場合には、内壁面２３ａの直径として１５０ｍｍないし３００ｍｍが好適である。
【００３１】
一例として、直径２００ｍｍの内壁面２３ａを有するＳＵＳ３１０Ｓからなる筒体２３を用いて構成した焼成室２０においては、内壁面２３ａの周長が６００ｍｍ超（６００ｍｍ×π：πは円周率）となり、人工鋳物砂Ｇが供給口２１から吐出口２４へ１０回程度旋回しながら搬送される場合には、焼成室２０内で約６０００ｍｍ（６００ｍｍ×１０）の移動距離を高速旋回しながら焼成されることになる。
そして、各焼成室２０が平面視９０°ごとに４室、正面視２段に８室連結されて焼成部を構成した場合には、人工鋳物砂Ｇが投入されてから焼成処理されてサイクロン分離装置４１へ搬送されるまでに約４８０００ｍｍ（６０００ｍｍ×８）の移動距離を高速旋回しながら進行して焼成されることになる。
【００３２】
（２．３）燃焼バーナー
燃焼バーナー２２は、燃料ガスおよび燃焼ガスを噴射する火炎噴射ノズルを有し、火炎燃焼ノズルには、ガス管を介してガス供給装置（不図示）が接続される。
燃焼バーナー２２は、筒体２３の内壁面２３ａに対して接線方向かつ筒体２３に仮想した軸線ｃと直交する方向に傾斜して配置される。燃焼バーナー２２の軸線ｃに対する傾斜角度θは、９０°ないし１１０°が好ましく、より好ましくは９５°ないし１００°である（図６（ａ）参照）。
【００３３】
燃焼バーナー２２が、内壁面２３ａの横断面の接線方向に沿って燃焼炎Ｆを噴射することで、燃焼炎Ｆが軸線ｃを中心に旋回して発生する初期火炎旋回流ＦＲ１が燃焼室２５の内壁面２５ａに形成される（図６（ｂ）参照）。
更に、燃焼バーナー２２が、筒体２３に仮想した軸線ｃに対して斜め下流側に向って９５°ないし１００°傾斜して配置されているために、初期火炎旋回流ＦＲ１が筒体２３の内壁面２３ａを軸線ｃを中心に旋回しながら一端側から他端側に向って進行する焼成ガス流ＦＲ２が発生する（図７（ａ）参照）。
尚、燃焼バーナー２２の設置数は１基に限定されず、軸線ｃに関して１８０°の回転対称で一対配置されても良く、強い旋回力を得る上で好ましい（図６（ｃ）参照）。
【００３４】
燃焼バーナー２２の燃料ガスとしては、メタン、プロパン、ブタン、ＬＰＧ（液化石油ガス）などを使用することができる。
燃焼ガスとして、酸素を含有するガスであればいかなるガスも使用することができ、空気または酸素富化空気を用いることもできる。
そして、表層部に粘結剤がレジンコーティングされた人工鋳物砂Ｇを焼成ガス流ＦＲ２で内壁面２３ａに沿って高速旋回させながら効率よく確実に焼成するためには、空気過剰率１１０％ないし１３０％で燃焼されることが好ましい。
空気過剰率が１１０％よりも低い場合には、熱損失は少なくなるが、人工鋳物砂Ｇの粘結剤が十分に焼成されない虞がある。また、空気過剰率が１３０％よりも高い場合には、燃焼バーナー２２の火炎にリフティングが発生しやすくなる。
【００３５】
焼成室２０に設置された燃焼バーナー２２から燃料ガスと酸素含有ガスを筒体２３内に吹き込んで燃焼させ、一例として３００００ｋｃａｌないし５００００ｋｃａｌの燃焼発熱量に制御しながら、筒体２３の内部空間を９００°Ｃないし１０００°Ｃの高温状態に保持して、人工鋳物砂Ｇの表層部にコーティングされた粘結剤が酸化・焼成される。
【００３６】
（２．４）連結部
連結部３０は、円筒管３１と４５°エルボ型継手管３２からなる。４５°エルボ型継手管３２は、一端が焼成室２０の吐出口２４に形成されたフランジ部２４ａとシール部材を挟んで気密状態に連結され、他端が円筒管３１の一端に連結される。
円筒管３１の他端は、下流側に配置される焼成室２０の供給口２１と、例えば溶接構造で気密に連結される。
【００３７】
このようにして、複数の焼成室２０が連結部３０を介して、平面視互いに９０°ごとに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結され焼成部が形成される。
【００３８】
（３）焼成装置の動作と作用・効果
図７（ａ）は焼成室２０における燃焼ガス流及び被焼成物の移動を説明するための縦断面模式図、図７（ｂ）は焼成室２０における燃焼ガス流及び被焼成物の移動を説明するための横断面模式図、図８は分離部４０における燃焼ガス流に含まれる被焼成物の分離を説明するための断面模式図である。
以下、図面を参照しながら焼成装置１の動作と被焼成物の焼成作用について説明する。
【００３９】
（３．１）被焼成物
焼成装置１に供されて焼成される被焼成物の一例としての人工鋳物砂Ｇは、砂粒子（ケイ砂）Ｓにフェノール樹脂等の硬化性樹脂を用いてレジンコーティング処理がなされ、フィルム外殻Ｒが形成されている。
係る人工鋳物砂Ｇで成形された使用済みの鋳型を、解枠装置で解体し、更に、破砕装置で破砕した後、フィルム外殻を取り除き、鋳物砂として再利用することが行われている。
【００４０】
例えば、破砕して分離した個々の砂粒子に機械的衝撃を与えて分離除去し、更に水洗浄をした後、乾燥させて再利用することが行われているが、フィルム外殻は比較的強固に付着しているために、機械的な処理では表面にフィルム外殻Ｒの一部が残留することがあった。
また、焙焼炉内で人工鋳物砂Ｇを流動化させ、流動化された人工鋳物砂Ｇにバーナーの燃焼炎をあてて、フィルム外殻Ｒを燃焼させて除去することも行われているが、フィルム外殻Ｒは砂粒子Ｓに対して微量（３〜５重量％）であり、着火しても自己燃焼により連続して燃焼しにくくフィルム外殻Ｒの一部が残留する虞があった。
更に、ロータリーキルン内で鋳物砂を回転させながらバーナー等で加熱してフィルム外殻を燃焼させて除去することも行われているが、人工鋳物砂Ｇを流動させる噴出空気を加熱するために多量の熱量を要し、再生費用がかさむという問題があった。
【００４１】
（３．２）被焼成物の焼成作用
本実施形態に係る焼成装置１の焼成室２０においては、着火された燃焼バーナー２２から内壁面２３ａの横断面の接線方向に沿って燃焼炎Ｆが噴射されているために、燃焼炎Ｆが軸線ｃを中心に旋回して発生する初期火炎旋回流ＦＲ１が筒体２３の内壁面２３ａに形成されている（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
そして、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、投入部１０のケーシング１１内に投入された人工鋳物砂Ｇが、ロータリーバルブ１２を介して焼成室２０の供給口２１から筒体２３内へ順次定量供給されると、個々の人工鋳物砂Ｇは、粒径２ｍｍ程度の小径微粉であるために、筒体２３内で堆積して滞留することなく、焼成ガス流ＦＲ２によって筒体２３の内壁面２３ａに沿って高速旋回しながら、供給口２１側から吐出口２４へ向かって搬送される。
【００４２】
焼成室２０の筒体２３内の全体の雰囲気は、図７（ａ）に示すように螺旋状の旋回流である焼成ガス流ＦＲ２を形成し、焼成室２０に設置された燃焼バーナー２２からは、３００００ｋｃａｌないし５００００ｋｃａｌの燃焼発熱量が供給される。
その結果、筒体２３の筒体２３内の全体の雰囲気は、９００°Ｃないし１０００°Ｃの高温状態に保たれ、人工鋳物砂Ｇのフィルム外殻Ｒが酸化・焼成される。人工鋳物砂Ｇのフィルム外殻Ｒは、砂粒子Ｓに対して微量（３〜５重量％）であり、燃焼ガスを新たに供給することなく、燃焼バーナー２２を空気過剰率１１０％ないし１３０％で燃焼制御すれば確実に酸化・焼成される。
【００４３】
本実施形態において、筒体２３の内壁面２３ａの直径をＤｍｍ、全長をＬｍｍとした場合、内壁面２３ａの周長はπ×Ｄｍｍ（πは円周率）となり、筒体２３の全長はＬｍｍであっても、供給口２１側から吐出口２４へＮ回の旋回をさせながら搬送する場合には、Ｎ×π×Ｄｍｍの焼成距離を得ることができるために、焼成室２０を小型化することができる。
尚、筒体２３の内壁面２３ａに沿った旋回数は、燃焼バーナー２２の筒体２３に仮想した軸線ｃに対して配置される傾斜角度θによって選択することができる。
【００４４】
具体的には、燃焼バーナー２２を筒体２３に仮想した軸線ｃと直交する方向に対して斜め下流側に向って５°ないし２０°（θ＝９５°ないし１１０°）傾斜して配置した場合、内壁面２３ａの直径２００ｍｍ、全長１６００ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓからなる筒体２３を用いて構成した焼成室２０においては、供給口２１から吐出口２４へ少なくとも１０回程度旋回しながら、焼成室２０内で約６０００ｍｍ（６ｍ）の焼成距離を得ることができる。
【００４５】
そして、係る焼成室２０を連結部３０で平面視９０°ごとに４室、正面視２段に８室を連結して配置した場合には、最初の焼成室２０から最終の焼成室２０までの中心間鉛直距離Ｈは２１００ｍｍとなる（図１参照）が、焼成距離は約４８０００ｍｍ（４８ｍ）を得ることができ、焼成装置１を小型化することができる。
【００４６】
最初の焼成室２０で高速旋回しながら酸化・焼成された人工鋳物砂Ｇは、連結部３０を介して連結された後続の焼成室２０へ搬送される。
そして、個々の人工鋳物砂Ｇは、焼成室２０内で焼成ガス流ＦＲ２によって筒体２３の内壁面２３ａに沿って高速旋回しながら、供給口２１側から吐出口２４へ向かって搬送されつつフィルム外殻Ｒが酸化・焼成される。
【００４７】
以下、人工鋳物砂Ｇは連結部３０を介して多段連結されたそれぞれの焼成室２０内で焼成ガス流ＦＲ２によって筒体２３の内壁面２３ａに沿って高速旋回しながら確実に酸化・焼成され、最終の焼成室２０の吐出口２４へ砂粒子Ｓとして搬送される。
【００４８】
最終の焼成室２０の吐出口２４とサイクロン分離装置４１は中空連結管４２で連結され各焼成室２０で確実に酸化・焼成された砂粒子Ｓは、燃焼ガスとともに空送装置（リングブロワー）４３から送り込まれる空気流で冷却されながらサイクロン分離装置４１へ搬送される。
【００４９】
サイクロン分離装置４１では、酸化・焼成された砂粒子Ｓを含む燃焼ガスが渦流ＦＲ３とされ、この燃焼ガス流に含まれる遠心力の大きい砂粒子Ｓが本体４４の内壁部４４ａを下降して底部に回収され、ロータリーバルブ４６を介して定量排出される。排出された砂粒子Ｓは、再生用鋳物砂の砂粒子として利用される。
砂粒子Ｓが遠心分離された燃焼ガスはバグフィルターを介して排気筒４５から大気へ排気される。
【００５０】
本実施形態に係る焼成装置１においては、各焼成室２０が連結部３０で平面視９０°ごとに４室、正面視２段に８室が連結されて配置され、被焼成物として破砕された人工鋳物砂Ｇが、最初の焼成室２０へ投入されてからサイクロン分離装置４１で再生用鋳物砂の砂粒子として回収されるまでに２０秒ないし３０秒という短時間で連続して効率よく焼成処理される。
また、焼成処理されて回収された砂粒子Ｓを水中で撹拌しても水の懸濁は認められず、新砂と同様に再生され、排出された砂粒子Ｓは、そのまま再生用鋳物砂の砂粒子として再利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本実施形態に係る焼成装置１は、使用済みの人工鋳物砂を焼成して再生鋳物砂の砂粒子として回収・再利用する人工鋳物砂再生装置として好適に用いることができる。
又、被焼成物としては使用済みの人工鋳物砂のみならず、使用済みの活性炭を焼成して再利用する活性炭再生装置としても好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・焼成装置
１０・・・投入部
１１・・・ケーシング
１２、４６・・・ロータリーバルブ
１２ａ、４６ａ・・・吸入口
２０・・・焼成室
２１・・・供給口
２２・・・燃焼バーナー
２３・・・筒体
２３ａ・・・内壁面（筒体）
２３ｂ・・・外面（筒体）
２３ｃ・・・ブランケット状断熱材
２４、４６ｂ・・・吐出口
２４ａ・・・フランジ部
２５・・・燃焼室
２６・・・耐火物隔壁
３０・・・連結部
３１・・・円筒管
３２・・・４５°エルボ型継手管
４０・・・分離部
４１・・・サイクロン分離装置
４２・・・中空連結管
４３・・・空送装置（リングブロワー）
４４・・・本体（サイクロン分離装置）
４４ａ・・・内壁部 
４５・・・排気筒
Ｆ・・・燃焼炎
ＦＲ１・・・初期火炎旋回流
ＦＲ２・・・焼成ガス流
ＦＲ３・・・渦流
Ｇ・・・人工鋳物砂
Ｓ・・・砂粒子
Ｒ・・・フィルム外殻
【図１】
2015120178.tif 000003
【図２】
2015120178.tif 000004
【図３】
2015120178.tif 000005
【図４】
2015120178.tif 000006
【図５】
2015120178.tif 000007
【図６】
2015120178.tif 000008
【図７】
2015120178.tif 000009
【図８】
2015120178.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月12日(2014.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に被焼成物が供給される供給口と内壁面の内周面に対して接線方向かつ仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された燃焼バーナーを有し、前記内壁面を旋回しながら一端側から他端側に向って前記軸線方向へ進行する焼成ガス流が発生する横型円筒形の複数の焼成室を、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された焼成部と、
連結された最終の前記焼成室の他端側に接続され、前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物が分離されて排出される排出口と前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流を排気する排気口からなる分離部と、を備えた、
ことを特徴とする焼成装置。
【請求項２】
前記焼成室が、前記燃焼バーナーが配置された一端側の前記内周壁に密着して前記軸線と同軸に配置された耐火物隔壁を更に備え、前記耐火物隔壁が、断熱耐火キャスタブル、断熱耐火煉瓦、断熱耐火ボードのいずれかである、
ことを特徴とする請求項１に記載の焼成装置。
【請求項３】
被焼成物を一端側から焼成室に供給する供給工程と、
平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置され一端側の内壁面の内周面に対して接線方向かつ仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された燃焼バーナーを有する前記焼成室内で、供給された前記被焼成物に過剰空気で燃焼された燃焼ガスを噴射して、前記焼成室の内壁面を旋回させ一端側から他端側に向って搬送しながら焼成する焼成工程と、
前記連結された最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物を分離して排出する分離工程と、を含む、
ことを特徴とする焼成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の焼成装置は、
一端側に被焼成物が供給される供給口と内壁面の内周面に対して接線方向かつ仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された燃焼バーナーを有し、前記内壁面を旋回しながら一端側から他端側に向って前記軸線方向へ進行する焼成ガス流が発生する横型円筒形の複数の焼成室を、平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置された焼成部と、
連結された最終の前記焼成室の他端側に接続され、前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物が分離されて排出される排出口と前記最終の焼成室から流入した燃焼ガス流を排気する排気口からなる分離部と、を備えた、
ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の焼成装置において、
前記焼成室が、前記燃焼バーナーが配置された一端側の前記内周壁に密着して前記軸線と同軸に配置された耐火物隔壁を更に備え、前記耐火物隔壁が、断熱耐火キャスタブル、断熱耐火煉瓦、断熱耐火ボードのいずれかである、
ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項３記載の焼成方法は、
被焼成物を一端側から焼成室に供給する供給工程と、
平面視互いに交差してかつ正面視鉛直方向に互いに平行に離隔して螺旋状に連結して配置され一端側の内壁面の内周面に対して接線方向かつ仮想した軸線と直交する方向に対して傾斜して配置された燃焼バーナーを有する前記焼成室内で、供給された前記被焼成物に過剰空気で燃焼された燃焼ガスを噴射して、前記焼成室の内壁面を旋回させ一端側から他端側に向って搬送しながら焼成する焼成工程と、
前記連結された最終の焼成室から流入した燃焼ガス流に含まれる焼成された前記被焼成物を分離して排出する分離工程と、を含む、
ことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、旋回流を発生させて効率よく確実に焼成原料の焼成を行い、焼成装置を小型化することができる。
請求項２に記載の発明によれば、断熱性を高め、小型で経済性の高い焼成装置を提供することができる。
請求項３に記載の発明によれば、連続して焼成原料の焼成を行い、効率よく確実に未利用資源の再生を行うことができる。