(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被乾燥物ないし被焼成物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器を搬入・搬出させる２つの開口部を有する乾燥室本体と、上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、上記乾燥室本体に対し搬送方向に沿って複数組配置され、該乾燥室体内に収容される被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、を備える乾燥装置と、
上記金属製容器を搬入・搬出させる２つの開口部を有する焼成室本体と、上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記焼成室本体に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、上記焼成室本体に対し搬送方向に沿って複数組配置され、該焼成室本体内に収容される被焼成物を焼成ヒータで加熱して被焼成物を焼成させる焼成ヒータユニットと、を備える焼成装置と、
被乾燥物を収容した金属製容器を上記乾燥室本体内に搬入し、上記複数組のマイクロ波照射装置の存する各領域を順次移動させるとともに、被焼成物を収容した金属製容器を上記焼成室本体内に搬入し、上記複数組の焼成ヒータユニットの存する各領域を順次移動させる搬送手段と、を具備し、
上記乾燥室本体の内部には、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁が設けられており、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部において移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、
上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構が配置されていることを特徴とする乾燥焼成装置。
【請求項２】
上記焼成ヒータユニットは、被焼成物を収容している金属製容器の上方に配置される上部ヒータと、金属製容器の下方に配置される下部ヒータと、を備えることによって構成されており、該金属製容器に収容されている被焼成物を上方と下方の二方向から加熱することにより、被焼成物を焼成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の乾燥焼成装置。
【請求項３】
上記乾燥装置は、上記乾燥室本体内に対して搬送方向に沿って複数組配置され、上記金属製容器の底面部を電熱ヒータによって加熱することで被乾燥物を乾燥させる乾燥ヒータユニットを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の乾燥焼成装置。
【請求項４】
上記乾燥ヒータユニットは、上記金属製容器の底面部に輻射熱を作用させるように配置される複数本の電熱ヒータと、
上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面を除く、電熱ヒータの周囲を包むように配置される断熱材と、
上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面を除く、上記断熱材の周囲を囲むようにその外方に配置される断熱材カバーと、を備えていることを特徴とする請求項３記載の乾燥焼成装置。
【請求項５】
上記乾燥ヒータユニットは、上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面付近の温度を計測する熱電対と、
上記熱電対によって計測された温度に基づいて上記電熱ヒータのヒータ出力を制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項３または４記載の乾燥焼成装置。
【請求項６】
被乾燥物の重量を計測するロードセルと、上記ロードセルによって計測された被乾燥物の重量に基づいて上記マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波出力または乾燥時間を設定する制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の乾燥焼成装置。
【請求項７】
上記乾燥室本体には、乾燥室本体内に空気を導入する吸気口と、乾燥室本体内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体外に排出する排気口と、が備えられていて、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方には、加熱によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出する送風手段が接続されており、
上記吸気口及び排気口には、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない通気口を有するパンチング板が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の乾燥焼成装置。
【請求項８】
上記搬送手段は、上記乾燥装置と焼成装置のそれぞれに各別に設けられており、乾燥装置に設けられる搬送手段と焼成装置に設けられる搬送手段は、連続運転時には同期して作用するように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の乾燥焼成装置。
【請求項９】
上記搬送手段は、上記乾燥室本体内ないし焼成室本体の内部において搬送方向に沿って敷設されている支持レール上に整列配置される複数の金属製容器の全部またはその一部に作用して金属製容器に送り力を付与する係止爪と、
上記係止爪を保持して所定ストローク、送り方向と戻し方向とに係止爪を移動させる操作ロッドと、
駆動源となる駆動モータと、
上記駆動モータの出力軸の回転を上記操作ロッドの送り方向ないし戻し方向の直線運動に変換する揺動クランク機構と、を備え、
上記係止爪は、上記操作ロッドに対して回動接続ピンを介して回動可能に接続されており、操作ロッドを戻し方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が解除される係止解除位置に移行し、操作ロッドを送り方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が実行される係止位置に移行するように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の乾燥焼成装置。
【請求項１０】
上記焼成ヒータユニットの上部ヒータと金属製容器との間の空隙部に臨むその側方には、熱風吹込みノズルが配置されており、熱風発生器から供給される所定温度の熱風が上記熱風吹込みノズルによって所定流量で上記空隙部に吹き込まれ、焼成によって発生した焼成ガスを伴って焼成室本体の外部に排気されるように構成されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の乾燥焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被乾燥物を乾燥させて乾燥品を得る乾燥装置と、被焼成物を焼成して焼成品を得る焼成装置と、を備えた乾燥焼成装置及び該乾燥焼成装置を使用することによって実行される乾燥焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、乾燥焼成装置や乾燥焼成方法としては、下記の特許文献１中に開示されているようにハニカム成形体にマイクロ波を照射して乾燥を行う乾燥工程と、その後ハニカム成形体にマイクロ波を照射して焼成を行う焼成工程と、を含み、乾燥工程と焼成工程とを連続して行うことが可能な乾燥焼成方法がある。このものは、マイクロ波を照射してハニカム成形体の乾燥から焼成までを連続して実施することができるが、容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥焼成させるものではない。
また、下記の特許文献２中に開示されているように乾燥炉と焼成炉とを貫通するコンベアベルトを備えた陶磁器製品取り扱い装置がある。このものは、陶磁器製品をコンベアベルト上を移送して乾燥から焼成までを連続して行うものであるが、容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させるものではない。
また、下記の特許文献３中に開示されているように乾燥ラインと焼成ラインとを併設し、乾燥から焼成まで連続移動を可能とした窯業製品の乾燥・焼成システムがある。このものは、皿、カップ等の窯業製品の乾燥・焼成工程の省エネルギー化を図るものであるが、容器内の被乾燥物をマイクロ波を使用して乾燥させるものではない。
【０００３】
一方、例えば排気ガス浄化触媒等に使用されるセリアなどの無機粉末に貴金属を吸着させた粉末（以下、無機触媒粉末という。）を製造する乾燥焼成装置の場合には、被乾燥物ないし被焼成物を容器に収容した状態で乾燥焼成が実行される。
この場合、マイクロ波を使用して容器内の被乾燥物を乾燥するマイクロ波乾燥機では、下記の特許文献４中にも開示されているようにマイクロ波の透過性が高いＦＲＰ（不飽和ポリエステル樹脂）等の樹脂材料によって形成された樹脂製容器が使用されており、該樹脂製容器に被乾燥物を収容してマイクロ波乾燥を行い、乾燥品を製造している。
さらに、上記マイクロ波乾燥で得られた乾燥品を上記樹脂製容器から取り出し、耐熱性を有する金属製容器等に移し替えて当該乾燥品を被焼成物として焼成装置に供給して焼成を実行し、焼成品となる無機触媒粉末を製造している。
上記被焼成物の効率的な焼成を実行する場合には、焼成に先立って行われる乾燥装置による乾燥を高温で行うことが望ましい。しかし、上記マイクロ波乾燥機による乾燥を樹脂製容器を使用して例えば３００℃を超えるような高温下で行うと、該樹脂製容器に熱変形等が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８０４１２号公報
【特許文献２】特開平３−２２３１４８号公報
【特許文献３】特開平３−１９７３４５号公報
【特許文献４】特開平５−３３８７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この場合、被乾燥物を収容する容器を、マイクロ波を透過しないステンレス等の金属製容器に変更すれば、上記高温での加熱に耐えられるようになり容器の熱変形等は生じない。
しかし、被乾燥物を金属製容器に収容して乾燥させると、マイクロ波が金属製容器の内側面や底面で反射するため、該金属製容器の内側面や底面と接する部分の被乾燥物の温度上昇が緩慢になり、被乾燥物を所定の温度に上昇させて所定の水分量にするのに長時間を要することになる。
【０００６】
また、上記乾燥装置によって得られた乾燥品を被焼成物としてその都度、樹脂製容器から金属製容器に移し替える作業は非常に煩わしく、また、移し替える際に樹脂製容器と被乾燥物の温度を作業可能な温度まで下げる必要があり、作業に余計な時間を要し、無駄な熱の廃棄が避けられず、効率的な焼成品の製造を行う上で支障になっていた。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、被乾燥物を高温で乾燥させたり、被焼成物を高温で焼成させても容器の熱変形等を生じさせることがなく、被乾燥物及び被焼成物の乾燥と焼成を円滑に効率良く実行し得る乾燥焼成装置及び該乾燥焼成装置を使用することによって実行される乾燥焼成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１による乾燥焼成装置は、被乾燥物ないし被焼成物を収容する金属製容器と、
上記金属製容器を搬入・搬出させる２つの開口部を有する乾燥室本体と、上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体内に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、上記乾燥室本体に対し搬送方向に沿って複数組配置され、該乾燥室体内に収容される被乾燥物に向けてマイクロ波を照射して被乾燥物を乾燥させるマイクロ波照射装置と、を備える乾燥装置と、
上記金属製容器を搬入・搬出させる２つの開口部を有する焼成室本体と、上記開口部に開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記焼成室本体に遮蔽空間を形成する開閉シャッターと、上記焼成室本体に対し搬送方向に沿って複数組配置され、該焼成室本体内に収容される被焼成物を焼成ヒータで加熱して被焼成物を焼成させる焼成ヒータユニットと、を備える焼成装置と、
被乾燥物を収容した金属製容器を上記乾燥室本体内に搬入し、上記複数組のマイクロ波照射装置の存する各領域を順次移動させるとともに、被焼成物を収容した金属製容器を上記焼成室本体内に搬入し、上記複数組の焼成ヒータユニットの存する各領域を順次移動させる搬送手段と、を具備し、
上記乾燥室本体の内部には、マイクロ波照射装置のマイクロ波の照射口が形成されている部分から、該照射口を取り囲むように金属製容器に向かって延びる垂れ壁が設けられており、
上記垂れ壁の金属製容器側端部は、乾燥室本体の内部において移動する金属製容器の周縁部に臨むように接近状態で設けられていて、
上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間には、第１チョークと第２チョークとが向かい合わせになるようにそれぞれ周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構が配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２による乾燥焼成装置は、請求項１記載の乾燥焼成装置において、上記焼成ヒータユニットは、被焼成物を収容している金属製容器の上方に配置される上部ヒータと、金属製容器の下方に配置される下部ヒータと、を備えることによって構成されており、該金属製容器に収容されている被焼成物を上方と下方の二方向から加熱することにより、被焼成物を焼成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３による乾燥焼成装置は、請求項１または２記載の乾燥焼成装置において、上記乾燥装置は、上記乾燥室本体内に対して搬送方向に沿って複数組配置され、上記金属製容器の底面部を電熱ヒータによって加熱することで被乾燥物を乾燥させる乾燥ヒータユニットを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４による乾燥焼成装置は、請求項３記載の乾燥焼成装置において、上記乾燥ヒータユニットは、上記金属製容器の少なくとも底面部に輻射熱を作用させるように配置される複数本の電熱ヒータと、上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面を除く、電熱ヒータの周囲を包むように配置される断熱材と、上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面を除く、上記断熱材の周囲を囲むようにその外方に配置される断熱材カバーと、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５による乾燥焼成装置は、請求項３または４記載の乾燥焼成装置において、上記乾燥ヒータユニットは、上記電熱ヒータから放出される輻射熱の作用面付近の温度を計測する熱電対と、上記熱電対によって計測された温度に基づいて上記電熱ヒータのヒータ出力を制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
また、請求項６による乾燥焼成装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の乾燥焼成装置において、被乾燥物の重量を計測するロードセルと、上記ロードセルによって計測された被乾燥物の重量に基づいて上記マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波出力または乾燥時間を設定する制御装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項７による乾燥焼成装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の乾燥焼成装置において、上記乾燥室本体には、乾燥室本体内に空気を導入する吸気口と、乾燥室本体内の湿気を含んだ空気を乾燥室本体外に排出する排気口と、が備えられていて、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方には、加熱によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出する送風手段が接続されており、上記吸気口及び排気口には、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない通気口を有するパンチング板が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項８による乾燥焼成装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の乾燥焼成装置において、上記搬送手段は、上記乾燥装置と焼成装置のそれぞれに各別に設けられており、乾燥装置に設けられる搬送手段と焼成装置に設けられる搬送手段は、連続運転時には同期して作用するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項９による乾燥焼成装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の乾燥焼成装置において、上記搬送手段は、上記乾燥室本体ないし焼成室本体の内部において搬送方向に沿って敷設されている支持レール上に整列配置される複数の金属製容器の全部またはその一部に作用して金属製容器に送り力を付与する係止爪と、上記係止爪を保持して所定ストローク、送り方向と戻し方向とに係止爪を移動させる操作ロッドと、駆動源となる駆動モータと、上記駆動モータの出力軸の回転を上記操作ロッドの送り方向ないし戻し方向の直線運動に変換する揺動クランク機構と、を備え、上記係止爪は、上記操作ロッドに対して回動接続ピンを介して回動可能に接続されており、操作ロッドを戻し方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が解除される係止解除位置に移行し、操作ロッドを送り方向に移動させると、上記係止爪は金属製容器に対する係止が実行される係止位置に移行するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１０による乾燥焼成装置は、請求項２〜９のいずれかに記載の乾燥焼成装置において、上記焼成ヒータユニットの上部ヒータと金属製容器との間の空隙部に臨むその側方には、熱風吹込みノズルが配置されており、熱風発生器から供給される所定温度の熱風が上記熱風吹込みノズルによって所定流量で上記空隙部に吹き込まれ、焼成によって発生した焼成ガスを伴って焼成室本体の外部に排気されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の効果】
【００２１】
そして、上記手段によって以下のような効果が得られる。
まず、本発明の乾燥焼成装置において、被乾燥物ないし被焼成物を収容する容器として金属製容器を適用したから、上述した無機触媒粉末等を製造するに際して、乾燥装置で被乾燥物を高温で乾燥させることが可能になる。そして、この場合容器に熱変形等は生じない。
また、同一の金属製容器を使用して乾燥と焼成の両方を行うことができるから、樹脂製容器から金属製容器に移し替える作業は必要なく、乾燥から焼成への移行が円滑になる。
また、移し替えのために、樹脂製容器と被乾燥物の温度が作業可能な温度まで下がるのを待つ必要がなく、乾燥から焼成への一連の作業が迅速に実行できる。
また、乾燥装置では搬送方向に沿って複数組のマイクロ波照射装置を配置し、焼成装置では搬送方向に沿って複数組の焼成ヒータユニットを配置し、搬送手段によってこれらの各領域を順次移動させるようにしたから、金属製容器を順次移動させながら、被乾燥物の乾燥状態と被焼成物の焼成状態とを段階的に高めて行く、連続的な焼成品の製造が可能になる。
【００２２】
また、焼成ヒータユニットを上部ヒータと下部ヒータを備えることによって構成し、被乾燥物を上方と下方の二方向から加熱して焼成を行うようにした場合には、被乾燥物の焼成が円滑に効率良く実行されるようになる。
また、乾燥装置をマイクロ波照射装置と乾燥ヒータユニットとを備えるマイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニットによって構成し、これらを被乾燥物の効率的な乾燥が実現できる適所に配置する構成を採用した場合には、マイクロ波照射装置のみでは、乾燥が困難な金属製容器の内側面や底面と接する部分でも良好な被乾燥物の乾燥状態が得られるようになる。したがって、被乾燥物の乾燥効率が向上し、乾燥時間の短縮を図ることが可能になる。
【００２３】
また、乾燥ヒータユニットを電熱ヒータと断熱材と断熱材カバーとを備えることによって構成した場合には、電熱ヒータから放射される輻射熱を、金属製容器の側面部や底面部に作用させて、マイクロ波のみでは乾燥が困難であった部位の乾燥を補填して被乾燥物の良好な乾燥状態を得ることができる。
また、上記電熱ヒータの周囲を断熱材で包むことにより、電熱ヒータから放出される輻射熱を効率良く必要な部位に集中させて作用させることができる。また、断熱材カバーを備えたことにより、上記断熱材の電熱ヒータからの脱落や外部への飛散を防止することができる。
【００２４】
また、上記乾燥ヒータユニットに対して更に熱電対と、電熱ヒータのヒータ出力を制御する制御装置とを備えた場合には、熱電対によって得られた輻射熱の作用面付近の温度情報に基づいて電熱ヒータのＯＮ、ＯＦＦを切り替えたり、ヒータ出力を微調整することで電熱ヒータの加熱温度が常に一定になるように保つことが可能になる。
【００２５】
また、上記乾燥室本体の内部に、金属製容器側端部が金属製容器の周縁部に臨むように接近させた状態で、マイクロ波照射装置の照射口を取り囲む、垂れ壁を設けた場合には、マイクロ波照射装置から照射されるマイクロ波の外部への飛散を防止して、当該マイクロ波を金属製容器内に導いて被乾燥物の乾燥効率を向上させることが可能になる。
また、上記垂れ壁の金属製容器側端部と金属製容器の周縁部との間に、ダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を配置した場合には、上記垂れ壁と金属製容器の隙間からマイクロ波が漏洩して垂れ壁の外方空間に回り込む事態が防止される。したがって、マイクロ波の漏洩が一層低減されるようになる。
【００２６】
また、被乾燥物の重量を計測するロードセルと、計測した重量に基づいてマイクロ波出力または乾燥時間を設定する制御装置と、を備えた場合には、所望の乾燥状態が得られるように被乾燥物の重量に基づいた最適なマイクロ波出力と乾燥時間とを設定して被乾燥物の乾燥を実行することが可能になる。
【００２７】
また、吸気口と排気口とを備え、上記吸気口と排気口のいずれか一方または双方に送風手段を接続した構成の乾燥装置を採用した場合には、マイクロ波ないし電熱ヒータの輻射熱によって被乾燥物から発生した蒸気を乾燥室本体外に排出しながらの乾燥が可能になる。
したがって、被乾燥物から発生した蒸気が水分になって被乾燥物に再付着される事態が防止されて効率の良い被乾燥物の乾燥が実行されるようになる。
また、乾燥室本体に対して設けられる吸気口及び排気口に対してパンチング板を設けた場合には、乾燥室本体外へのマイクロ波の漏洩が更に一層、防止されるようになる。
【００２８】
また、搬送手段を、乾燥装置と焼成装置のそれぞれに各別に設けた場合には、被乾燥物の乾燥と被焼成物の焼成とを別々に行うことが可能になる。これにより、乾燥の進捗と焼成の進捗に差がある場合の調整を図ったり、乾燥後の乾燥品を一旦ストックしたり、検査ゾーン等を迂回させてから焼成装置に搬入させる等の搬送形態をとることが可能になる。
また、上記乾燥装置と焼成装置を連続運転する場合には、それぞれの搬送手段を同期して作動させることによって金属製容器を同じストロークと時間で間欠的に移動させることも可能になる。
【００２９】
また、上記搬送手段を、支持レール上に整列配置される金属製容器に送り力を付与する係止爪と、該係止爪を送り方向と戻し方向とに移動させる操作ロッドと、駆動モータと、揺動クランク機構と、を備える構成にし、係止爪を回動させて係止位置と係止解除位置とを切り替えられるように構成した場合には、高温での使用に耐えられ、金属製容器の安定した円滑な送りが可能な搬送手段を提供することが可能になる。
【００３０】
また、焼成ヒータユニットの上部ヒータと金属製容器との間の空隙部に臨む側方に熱風吹込みノズルを配置して、焼成時に該空隙部に熱風を吹き込ませるようにした場合には、被焼成物の焼成温度を低下させることなく、焼成によって発生した有毒な焼成ガスを焼成室本体外に排気して処理設備等に送り、その有毒成分を除去したり、吸着捕捉すること等が可能になる。
【００３１】
【００３２】
以上のように本発明の乾燥焼成装置によると、３００℃程度の高温で被乾燥物を乾燥させても、被乾燥物を収容する容器に熱変形等を生じさせることがない。また、金属製容器の内側面や底面と接する部分での被乾燥物の乾燥温度の低下が防止できるから、被乾燥物を効率良く乾燥させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥焼成装置を示す右側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥焼成装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置を示す右側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置の内部構造を示す縦断正面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥室本体内の金属製容器とその周辺部位を示す縦断正面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥室本体内の乾燥ヒータユニットと金属製容器と垂れ壁の位置関係を示す縦断正面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥室本体内の金属製容器の支持状態を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥焼成装置に適用する金属製容器を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置に適用するマイクロ波漏洩防止機構の一部を拡大して示す正面図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、乾燥装置の搬入側の開口部に設けられる開閉シャッターとマイクロ波漏洩防止機構の一部を拡大して示す側断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、搬送手段の一部を拡大して示す右側面図（ａ）と、係止爪の動作を示す説明図（ｂ）（ｃ）である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、搬送手段の一部を拡大して示す平面図（ａ）と、係止爪の動作を示す説明図（ｂ）（ｃ）である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、焼成装置を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、焼成装置を示す右側面図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、焼成装置を示す平面図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態を示す図で、焼成室本体内の金属製容器とその周辺部位を示す縦断正面図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態を示す図で、焼成室本体内の焼成ヒータユニットと金属製容器と熱風吹込みノズルの位置関係を示す縦断正面図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態を示す図で、本発明の乾燥焼成方法を構成する各工程を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図１〜図１９に示す第１の実施の形態を例にとって、最初に本発明の乾燥焼成装置の全体構成の概略について説明し、続いて本発明の要部となる乾燥装置の具体的構成の説明、焼成装置の具体的構成の説明の順で説明する。
次に、図２０に基づいて第２の実施の形態として、上記第１の実施の形態の乾燥焼成装置を使用した場合を例にとって、本発明の乾燥焼成方法を構成する各工程の内容を金属製容器の搬送の流れにしたがって説明する。
【００３５】
（１）第１の実施の形態（図１〜図１９参照）
（Ａ）乾燥焼成装置の全体構成の概略（図１及び図２参照）
本発明の乾燥焼成装置１は、被乾燥物Ａないし被焼成物Ｄを収容する金属製容器２と、乾燥室本体１５内に収容される被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させる複数組のマイクロ波照射装置１９を備える乾燥装置３と、焼成室本体１３５内に収容される被焼成物Ｄを焼成ヒータ１５２、１５３で加熱して被焼成物Ｄを焼成させる複数組の焼成ヒータユニット１５１を備える焼成装置４と、被乾燥物Ａを収容した金属製容器２を乾燥室本体１５内に搬入し、複数組のマイクロ波照射装置１９の存する各領域を順次移動させるとともに、被焼成物Ｄを収容した金属製容器２を焼成室本体１３５内に搬入し、複数組の焼成ヒータユニット１５１の存する各領域を順次移動させる搬送手段５と、を具備することによって基本的に構成されている。
【００３６】
また、図示の第１の実施の形態による乾燥焼成装置１では、上記乾燥室本体１５内には、金属製容器２の底面部２ｂを電熱ヒータ７５の輻射熱によって加熱することで被乾燥物Ａを乾燥させる乾燥ヒータユニット７１が搬送方向Ｙに沿って複数組配置されている。
また、上記乾燥室本体１５の内部には、マイクロ波照射装置１９の照射口２５を取り囲んで金属製容器２に向かって延びる垂れ壁９３が設けられており、該垂れ壁９３の金属製容器２側端部は、乾燥室本体１５の内部において移動する金属製容器２の周縁部８３に臨むように接近状態で設けられている。
【００３７】
また、本実施の形態では、上記乾燥室本体１５の内部を一例として１１の領域に区画し、それぞれの領域に一例として４基のマイクロ波照射装置１９と、これら４基のマイクロ波照射装置１９の４つの照射口２５を取り囲む１つの垂れ壁９３と、１基の乾燥ヒータユニット７１と、を具備するマイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニットＵを配置するという構成が採用されている。
また、本実施の形態では、上記焼成室本体１３５の内部を一例として１４の領域に区画し、それぞれの領域に金属製容器２の上方に配置される上部ヒータ１５２と、金属製容器２の下方に配置される下部ヒータ１５３と、を備えることによって構成されている焼成ヒータユニット１５１を各別に配置するという構成が採用されている。
【００３８】
また、本実施の形態では、上記乾燥装置３に至る上流位置に一例としてローラコンベヤによって構成されている搬送コンベヤ６Ａが配置されており、この搬送コンベヤ６Ａの上流寄りの位置に、原料となる一例として硝酸とレアメタルを混練するミキサー７と、該ミキサー７によって混練されたものを所定量ずつに小分けするために、その重量を計測するロードセル８と、が配置されている。
更に、本実施の形態では、上記焼成装置１３１の下流位置に冷却装置９が配置されており、該冷却装置９の下流位置に完成した焼成品Ｅをストックしておくためのストック用の搬送コンベヤ６Ｂが配置されている。尚、この搬送コンベヤ６Ｂも前述した搬送コンベヤ６Ａと同様、一例としてローラコンベヤによって構成されている。
【００３９】
また、上記冷却装置９は、焼成後の焼成品Ｅを冷却するための装置で、アングル材等を矩形枠状に組み立てることによって構成される支持架台１８３の上部に冷却室１８１を備え、適宜の搬送手段１８５を設けて、該搬送手段１８５によって所定ストロークずつ金属製容器２を搬送方向Ｙに搬送して、上記搬送コンベヤ６Ｂ上に搬出できるように構成されている。
尚、上記搬送手段１８５としては、乾燥装置３や焼成装置４に対して設けられている後述する搬送手段５と同様の機構のものが一例として採用でき、これらの搬送手段５と同期させて駆動させることによって、乾燥、焼成、冷却の各工程間の金属製容器２の移動を連動させて実施することが可能になっている。
【００４０】
この他、図１及び図２に示すように上記ストック用の搬送コンベヤ６Ｂの一例として右方には、一例として４基の制御ボックス１０が設けられている。そして、これらの制御ボックス１０に対して設けられている制御装置１１によって、上記乾燥装置３、焼成装置４及び搬送手段５を含む各種の制御が実行されている。
尚、上記金属製容器２は、本発明の特徴的構成の一つになっており、一例としてステンレス鋼製で、上面が開放された箱状の容器本体８２と、該容器本体８２の開放された上面部の周囲に設けられる周縁部８３と、を備えることによって基本的に構成されている。
容器本体８２は、底面部２ｂが上面部に比べて幾分、窄まった浅底の角箱状の部材で、底面部２ｂの内寸が一例として幅６００ｍｍ、奥行き４００ｍｍ程度、深さが９０ｍｍ程度の大きさの部材である。
【００４１】
また、周縁部８３は、それぞれ断面門型をした前縁部８３ａと、後縁部８３ｂと、左側縁部８３ｃと、右側縁部８３ｄを矩形枠状に組み立てることによって構成されており、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄの幅寸法は、これらと直交する方向に配置される前縁部８３ａ及び後縁部８３ｂに比べて幅広に設定されている。
また、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄの前端面と後端面は開放されていて、搬入・搬出方向に沿う前述した乾燥室本体５の内部に設けられている支持部８１の支持レール８１ｃに対して、前後方向に移動可能な係合状態で上記左右の側縁部８３ｃ、８３ｄが設置されるように構成されている。
また、左右の側縁部８３ｃ、８３ｄには、一例として平面視門型形状の取っ手８５、８５が備えられており、これらの取っ手８５、８５を持って作業者が金属製容器２を移動したり、後述する搬送手段５の係止爪１１７がこれらの取っ手８５、８５の一部に係止することによって金属製容器２の乾燥中ないし焼成中の所定ストロークの移動を可能にしている。
【００４２】
（Ｂ）乾燥装置の具体的構成（図３〜図１４参照）
乾燥装置３は、上記金属製容器２を搬入・搬出させる２つの開口部１３Ａ、１３Ｂを有する乾燥室本体１５と、上記開口部１３Ａ、１３Ｂに開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記乾燥室本体１５内に遮蔽空間を形成する開閉シャッター１７Ａ、１７Ｂと、上記乾燥室本体１５に対して搬送方向Ｙに沿って複数組配置され、該乾燥室本体１５内に収容される被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して被乾燥物Ａを乾燥させるマイクロ波照射装置１９と、を備えることによって基本的に構成されている。
そして、本実施の形態では、上述したように４基のマイクロ波照射装置１９と、１基の乾燥ヒータユニット７１と、を備えることによって構成されるマイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニットＵが図示されており、更にこれらに１つの垂れ壁９３を加えたものが一例として１１組配置されている。
【００４３】
また、図３〜図１４に示す乾燥装置３は、大量の被乾燥物Ａを処理できる連続的な乾燥が可能な大型の乾燥装置になっている。
したがって、被乾燥物Ａの連続的な乾燥を可能にする構成が備えられた処理能力が大きな乾燥装置３になっており、例えば無機触媒粉末の製造ライン等に好適なマイクロ波・ヒータ併用方式の乾燥装置になっている。
【００４４】
乾燥室本体１５は、上記金属製容器２を一例として１１個収容できる大きさの搬送方向Ｙに長い、角筒形状を有しており、その前端面には金属製容器２を搬入するための開口部１３Ａが形成されていて、一方、その後端面には上記金属製容器２を搬出するための開口部１３Ｂが形成されている。
また、これらの開口部１３Ａ、１３Ｂのそれぞれには、開閉シャッター１７、１７が取り付けられており、上記乾燥室本体１５と開閉シャッター１７とを備えることによって乾燥室３５が構成されている。そして、これらの開口部１３Ａ、１３Ｂと開閉シャッター１７、１７との間には、図１１及び図１２に示すようなマイクロ波漏洩防止機構３１とシール構造２３が設けられていることが望ましい。
シール構造２３は、図１２に示すようにマイクロ波漏洩防止機構３１の一例として外周に設けられており、開閉シャッター１７を閉塞状態にした時、乾燥室本体１５の開口部１３の周囲のシール面６１に当接する、一例としてリング状のゴムパッキンによって構成されるシール部材２１を備えることによって構成されている。
【００４５】
マイクロ波漏洩防止機構３１は、上記開口部１３と上記シール構造２３との中間経路６３上に設けられており、上記開口部１３側に位置する第１チョーク２７と、上記シール構造２３側に位置する第２チョーク２９と、が向かい合わせになるように周方向に所定ピッチで連続的に配置されたダブルチョーク一体構造のシール構造になっている。
具体的には、図１２に示すように開閉シャッター１７の背面に沿うように配置された遮蔽板６５の一端縁から基端部６９を垂直に立ち上げ、該基端部６９の先端を９０°内側に折り曲げることによって先端部６７を形成することで断面Ｌ字状の第１チョーク２７を設けている。
同様に、上記遮蔽板６５の他端縁に上記第１チョーク２７と同形状、同サイズの第２チョーク２９を設け、上記第１チョーク２７と第２チョーク２９とを対向する位置に配置することによってマイクロ波漏洩防止機構３１が構成されている。
【００４６】
尚、上記第１チョーク２７の先端部６７と第２チョーク２９の先端部６７との間にはギャップＧが形成されており、該ギャップＧの中点Ｏから第１チョーク２７及び第２チョーク２９のそれぞれの先端部６７と基端部６９の接続点Ｂまでの距離Ｌ１は、上記中点Ｏから遮蔽板６５側に引いた垂線と遮蔽板６５の対向面との接点Ｃまでの距離Ｌ２とほぼ等しく、ともに使用するマイクロ波の波長λの１／４程度の長さになるように設定されている。
因みに、このような寸法設定を採用することによって、上記中間経路６３中に上記波長λの１／４の長さの迂回路が形成され、該迂回路での反射波と上記接続点Ｂから中点Ｏに向かう波との位相差が上記波長λの１／２になって互いに打ち消し合うことになり、乾燥室２５の外部へのマイクロ波の漏洩が防止されるのである。
【００４７】
上記乾燥室本体１５の一例として天板上部には、マイクロ波照射装置１９におけるマイクロ波発振装置２０が取り付けられており、乾燥室本体１５の天板部に対して一例として形成されている照射口２５から乾燥室本体１５の内部に向けてマイクロ波が照射されるように構成されている。
そして、上記照射口２５には、一例としてポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））製のシートＴが貼設されており、マイクロ波発振装置２０から発振されたマイクロ波を通すが、乾燥によって被乾燥物Ａから発生した蒸発水分のマイクロ波発振装置２０側への進入を防止している。
また、上述した１１個に乾燥室本体１５を区画した各領域には、一例として可変出力が１．９ｋｗのマイクロ波発振装置２０が４基配置されている。尚、図示しないスタラファンと該スタラファンを駆動するためのモータとが適宜配置されていてもよい。
また、搬送方向Ｙの下流側の３組のマイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニットＵのマイクロ波照射装置１９には、他のマイクロ波照射装置１９よりも長い導波管１２５が設けられており、これらの導波管１２５におけるマイクロ波発振装置２０寄りの端部には、アイソレータ１２７が配置されている。そして、このアイソレータ１２７により乾燥が進んで増大したマイクロ波の反射波がマイクロ波発振装置２０側に戻らないようにしている。
【００４８】
尚、上記のように上部が開口する金属製容器２に被乾燥物Ａを収容し、マイクロ波発振装置２０から金属製容器２に収容した被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射した場合、金属製容器２の金属部に接する部分の温度が上昇し難いことがわかっている。
すなわち、誘電体にマイクロ波電界を加えた場合の誘電体中で熱に変わる電力損失Ｐは、下記の数式によって求められる。
【数１】
0006558675.tif 000002
【００４９】
上記の数式中マイクロ波エネルギーの電界強度Ｅは、金属面では短絡されているので「０」になる。したがって、金属製容器２内に水分を含んだ被乾燥物を入れ、上部からマイクロ波を照射した場合、該金属製容器２の内側面や底面と接する部分では上式の電界強度Ｅが  「０」であるため殆ど発熱しなくなることから、被乾燥物Ａの温度上昇は金属部では非常に緩慢になり、被乾燥物Ａの乾燥ムラが発生し易い。
本実施の形態による乾燥焼成装置１では、上記乾燥室本体１５内に、金属製容器２の底面部２ｂを電熱ヒータ７５の輻射熱によって加熱することで被乾燥物Ａを乾燥させる乾燥ヒータユニット７１が搬送方向Ｙに沿って複数組配置されている。
上記乾燥ヒータユニット７１は、上述した金属製容器２の底面部２ｂに輻射熱を作用させるように配置される、一例として直棒状をした複数本の電熱ヒータ７５と、該電熱ヒータ７５から放出される輻射熱の作用面となる上面を除く、電熱ヒータ７５の周囲を包むように配置される断熱材７７と、上記電熱ヒータ７５から放出される輻射熱の作用面となる上面を除く、上記断熱材７７の周囲を囲むようにその外方に配置される断熱材カバー７８と、を備えることによって基本的に構成されている。尚、電熱ヒータ７５は金属製容器２の底面部２ｂの幅より長く形成されている場合には、底面部２ｂと側面部２ａに輻射熱を作用させることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、上記電熱ヒータ７５の周辺の温度を計測する熱電対７３と、該熱電対７３によって計測された温度に基づいて上記電熱ヒータ７５のヒータ出力を制御する制御装置１１と、を更に備えることによって構成されている。
電熱ヒータ７５としては、赤外線照射式の電熱ヒータが使用でき、一例として定格出力が０．７５ｋｗで最大１０００℃程度まで加熱できるものを前後に１５本、所定ピッチで並設したものを適用した。
【００５１】
断熱材７７としては、高温での使用に耐えられる無機繊維断熱材である綿状またはシート状のセラミックファイバーが一例として適用できる。また、断熱材カバー７８としては、一例としてステンレス鋼板によって容器状に成形された図示のような形状のカバーが適用できる。
因みに、断熱材７７を設けることで、電熱ヒータ７５から放出される輻射熱を効率良く必要な部位に集中させて作用させることが可能になり、断熱材カバー７８を設けることで、上記断熱材７７の電熱ヒータ７５からの脱落や外部への飛散を防止することが可能になる。
【００５２】
また、上記電熱ヒータ７５と金属製容器２の底面部２ｂの下面との間には、１０ｍｍ程度の隙間を設けることが望ましい。このような隙間を設けることで、金属製容器２の底面部２ｂの過剰な温度上昇を防止するとともに、該底面部２ｂと該底面部２ｂに連なる側面部２ａとに作用させる必要な輻射熱が得られるようにしている。
熱電対７３は、最大で１０００℃程度まで加熱できる電熱ヒータ７５周辺の高温の温度を計測できる種々のタイプの温度計が適用できる。
そして、該熱電対７３と上記電熱ヒータ７５から延びる配線７４は、一例として乾燥室本体１５の底板部に形成した開口を通って乾燥室本体１５の外部に引き出されて、上述した制御ボックス１０内の制御装置１１に接続される。
上記乾燥ヒータユニットを７１を備えることによって、電熱ヒータ７５から放射される輻射熱を、金属製容器２の側面部２ａや底面部２ｂに作用させて、マイクロ波のみでは乾燥が困難であった部位の乾燥を補填して被乾燥物Ａをムラなく均一に、そして効率良く乾燥させることが可能になる。
【００５３】
また、本実施の形態では、上記照射口２５が形成されている乾燥室本体１５の天板部から、該照射口２５を取り囲むように下方に延びる垂れ壁９３が設けられている。
垂れ壁９３は、一例としてステンレス鋼製の角筒状の部材によって形成されており、該垂れ壁９３の金属製容器２側端部となる下端部は、金属製容器２の周縁部８３に臨むように接近状態で設けられている。
また、上記乾燥室本体１５の底板部には、上述した金属製容器２や乾燥ヒータユニット７１等を支持するための支持部材が設けられている。そして、該支持部材の一部が金属製容器２を支持するための支持部８１になっており、該支持部８１は、乾燥室本体１５の内部を上下に仕切る中央部が開口された支持板８１ａと、該支持板８１ａの開口部に臨むように立ち上げられている左右に位置する支持の部材の上面に敷設されている、搬送方向Ｙに沿って延びる支持レール８１ｃと、を備えることによって一例として構成されている。
【００５４】
また、上記支持部８１によって支持される金属製容器２の周縁部８３と、上述した垂れ壁９３の下端部のフランジ部９５と、の間には、上述した開口部１３と開閉シャッター１７との間に設けられていたのと同様のダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構３１Ｂが設けられている。
尚、上述したマイクロ波漏洩防止機構３１Ｂと金属製容器２の周縁部８３との間の隙間は、１０ｍｍ程度に設定されており、垂れ壁９３内への空気の進入は許容するが、垂れ壁９３外へのマイクロ波の漏洩を防止し得る寸法になっている。
尚、図示は省略するが、金属製容器２の左右の側縁部８３ｃ、８３ｄと、これらと係合する支持レール８１ｃとの間に同様のダブルチョーク一体構造のマイクロ波漏洩防止機構を設けることも可能である。
【００５５】
また、上記乾燥室本体１５の下方には、金属製容器２の搬送方向Ｙに長い、アングル材等を矩形枠状に組み立てることによって構成される支持架台３３が設けられている。そして、この支持架台３３の後方からその内部、更に乾燥室本体１５の上方空間を利用して、上述した１１組のマイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニットＵに対応した位置に同じく１１組の排風ユニットＷが設けられている。
上記排風ユニットＷは、上記支持架台３３の後方に配置される送風手段の一例である吸気用熱風ファン１０３とヒータ１０５と、該吸気用熱風ファン１０３から延び、上記支持架台３３の内部を通って上記乾燥室本体１５の一例として底板部に形成されている吸気口１０６に対して接続されている送風ダクト１０７と、を備えている。
一方、乾燥室本体１５の一例として天板部には排気口１０９が形成されており、該排気口１０９に対して接続される排気風量調整ダンパ１１１と、一例として上方から後方にかけて延びる排風ダクト１１３と、を備えることによって排風ユニットＷが構成されている。
【００５６】
そして、上記吸気口１０６は上記垂れ壁９３の外側に位置しており、上記排気口１０９は上記垂れ壁９３の内側に位置している。これにより、吸気口１０６から乾燥室本体１５内に流入した空気は、上記垂れ壁９３の下端部に取り付けられている、上述したマイクロ波漏洩防止機構３１Ｂと金属製容器２の周縁部８３との間の隙間を通って垂れ壁９３の内部に流入し、上記排気口１０９を通って乾燥室本体１５外に排気されるように構成されている。
【００５７】
また、上記吸気口１０６及び排気口１０９には、空気の通過は許容するが、マイクロ波の通過は許容しない口径２ｍｍ程度の通気口を有するパンチング板５７が設けられており、乾燥室本体１５外へのマイクロ波の漏洩を更に多重的に防止している。
また、上記吸気口１０６には、送風ダクト１０７が乾燥室本体１５の外方に張り出すように取り付けられており、該送風ダクト１０７の適宜の位置には、図示しない金網が取り付けられていて、乾燥室本体１５内への異物の混入を防止している。
また、上記排風ダクト１１３の適宜の位置にも図示しない金網が取り付けられていて、乾燥室本体１５内への異物の混入を防止している。また、上記排風ダクト１１３の端部には図示しない排気集合ダクトが接続されており、該排気集合ダクトには送風手段の一例である図示しない排風機が接続されている。
【００５８】
また、上記乾燥装置３に対して設けられる搬送手段５Ａは、上記支持レール８１ｃ上に整列配置されている複数（一例として１１個）の金属製容器２を搬送方向Ｙに沿って移動させるための手段である。そして、本実施の形態では、一例として金属製容器２の取っ手８５に２ヶ所ずつ作用して該金属製容器２に送り力Ｆを付与する一例として三角形板状の係止爪１１７と、これらの係止爪１１７を保持して所定ストローク、送り方向Ｙ１と戻し方向Ｙ２とに一体に移動させる２本の操作ロッド１１９と、駆動源となる駆動モータ１２１と、該駆動モータ１２１の出力軸の回転を一例としてチェーン駆動伝達機構を介して上記操作ロッド１１９の送り方向Ｙ１ないし戻し方向Ｙ２の直線運動に変換する揺動クランク機構１２３と、を備えることによって構成されている。
なお、搬送手段５Ａとしては、上記の実施の形態のものに限られず、例えば、チェーンコンベヤを利用した搬送手段等を採用することも可能である。
【００５９】
（Ｃ）焼成装置の具体的構成（図１５〜図１９参照）
焼成装置４は、上記金属製容器２を搬入・搬出させる２つの開口部１３３Ａ、１３３Ｂを有する焼成室本体１３５と、上記開口部１３３Ａ、１３３Ｂに開閉可能な状態で取り付けられ、閉塞時に上記焼成室本体１３５に遮蔽空間を形成する開閉シャッター１３７、１３７と、上記焼成室本体１３５に対し搬送方向Ｙに沿って複数組配置され、該焼成室本体１３５内に収容される被焼成物Ｄを焼成ヒータ１５２、１５３で加熱して被焼成物Ｄを焼成させて焼成品Ｅを得る焼成ヒータユニット１５１と、を備えることによって基本的に構成されている。
【００６０】
そして、本実施の形態では、焼成ヒータユニット１５１は、被焼成物Ｄを収容している金属製容器２の上方に配置される上部ヒータ１５２と、金属製容器の下方に配置される下部ヒータ１５３と、の２つの焼成ヒータを備えることによって構成されており、該金属製容器２に収容されている被焼成物Ｄを上方と下方の二方向から加熱することにより、被焼成物Ｄを焼成するように構成されている。
上記焼成ヒータユニット１５１は、本実施の形態では一例として１４組設けられており、これらの焼成ヒータユニット１５１は、焼成室本体１３５の内部空間を搬送方向Ｙに沿って１４に区画した各領域に各別に配置されている。
【００６１】
また、図１５〜図１９に示す焼成装置４は、大量の被焼成物Ｄを処理できる連続的な焼成が可能な大型の焼成装置になっている。
したがって、被焼成物Ｄの連続的な焼成を可能にする構成が備えられた処理能力が大きな焼成装置４になっており、例えば無機触媒粉末の製造ライン等に好適なヒータ加熱方式の焼成装置になっている。
【００６２】
焼成室本体１３５は、上記金属製容器２を一例として１４個収容できる大きさの搬送方向Ｙに長い、角筒形状を有しており、その前端面には金属製容器２を搬入するための開口部１３３Ａが形成されており、一方、その後端面には上記金属製容器２を搬出するための開口部１３３Ｂが形成されている。
また、これらの開口部１３３Ａ、１３３Ｂのそれぞれには、開閉シャッター１３７、１３７が取り付けられており、上記焼成室本体１３５と開閉シャッター１３７とを備えることによって焼成室１４７が構成されている。尚、開閉シャッター１３７としては、上述した乾燥装置３において使用した開閉シャッター１７と同様の構成のものが使用可能である。
【００６３】
焼成ヒータユニット１５１は、上述した金属製容器２の上方と下方に１０ｍｍ程度の隙間を隔てて対向的に配置される複数本の電熱ヒータ１５５と、該電熱ヒータ１５５から放出される輻射熱の作用面となる対向面を除く、電熱ヒータ１５５の周囲を包むように配置される断熱材１５７と、上記電熱ヒータ１５５から放出される輻射熱の作用面となる対向面を除く、上記断熱材１５７の周囲を囲むようにその外方に配置される断熱材カバー１５８と、を備えることによって基本的に構成されている。
また、焼成ヒータユニット１５１には、上記電熱ヒータ１５５の周囲の温度を計測する図示しない熱電対が設けられており、該熱電対によって計測された温度に基づいて上記電熱ヒータ１５５のＯＮ、ＯＦＦを切り替えたり、ヒータ出力を微調整して、常に加熱温度が３００℃程度になるように制御している。
【００６４】
電熱ヒータ１５５としては、赤外線照射式の電熱ヒータが使用でき、一例として定格出力が０．７５ｋｗで最大１０００℃程度まで加熱できるものを前後に１８本、所定ピッチで並設したものを適用した。
断熱材１５７としては、高温での使用に耐えられる無機繊維断熱材である綿状またはシート状のセラミックファイバーが一例として適用できる。また、断熱材カバー１５８としては、一例としてステンレス鋼板によって容器状に成形された図示のような形状のカバーが適用できる。
因みに、断熱材１５７を設けることで、電熱ヒータ１５５から放出される輻射熱を効率良く必要な部位に集中させて作用させることが可能になり、断熱材カバー１５８を設けることで、上記断熱材１５７の電熱ヒータ１５５からの脱落や外部への飛散を防止することが可能になる。
【００６５】
また、金属製容器２の上下に配置される上部ヒータ１５２及び下部ヒータ１５３と、金属製容器２の上面と下面と、の間には、１０ｍｍ程度の隙間を設けることが望ましい。このような隙間を設けることで、金属製容器２ないし被焼成物Ｄの過剰な温度上昇を防止している。
また、上記焼成ヒータユニット１５１の上部ヒータ１５２と金属製容器２の隙間にできる空隙部Ｊに臨むようにその側方には、熱風吹込みノズル１７１が配置されている。そして、熱風発生器１７３から供給される所定温度の熱風が上記熱風吹込みノズル１７１によって所定流量で上記空隙部Ｊに吹き込まれ、焼成によって発生した焼成ガスを伴って排気ダクト１７９から焼成室本体１３５の外部に向けて排気されるように構成されている。
【００６６】
上記熱風吹込みノズル１７１は、図１９に示すように金属製容器２の大きさに合わせて開口幅が設定される広口の偏平なノズルで、熱風発生器１７３によって発生された約３００℃の熱風を約０．９ｍ3／ｍｉｎの流量で送風ダクト１７５に送って上記熱風吹込みノ ズル１７１から上記空隙部Ｊに向けて吹き込ませるようにしている。
そして、本実施の形態では、熱風発生器１７３は、焼成室本体１３５内の４つ目〜１４個目の領域については１基ずつ、焼成室本体１３５内の上流側の１つ目〜３つ目の領域については、上記のものより小型のものが３基ずつ、計２０基が一例として配置されている。
【００６７】
そして、これらの熱風発生器１７３で発生した熱風は、送風ダクト１７５を通って、途中ヒータ１７７で加熱されることによって熱風の温度が維持され、上記各領域の空隙部Ｊに臨んでいる１４個の各熱風吹込みノズル１７１に供給される。
また、上記焼成室本体１３５の下方には、金属製容器２の搬送方向Ｙに長い、アングル材等を矩形枠状に組み立てることによって構成される支持架台１４３が設けられている。
【００６８】
また、上記焼成室本体１３５の底板部の上方には、上述した金属製容器２や下部ヒータ１５３等を支持するための支持部材が設けられており、上記焼成室本体１３５の天板部の下方には、上述した上部ヒータ１５２等を吊持状態で支持するための支持部材が設けられている。
そして、焼成室本体１３５の底板部の上方に設けられている支持部材の一部が金属製容器２を支持するための支持部１６１になっており、該支持部１６１は、焼成室本体１３５の内部を上下に仕切る中央部が開口された支持板１６１ａと、該支持板１６１ａの開口部に臨むように立ち上げられている左右に位置する支持部材の上面に敷設されている、搬送方向Ｙに沿って延びる支持レール１６１ｃと、を備えることによって一例として構成されている。
【００６９】
また、上記支持架台１４３には、上記乾燥装置３に対して設けられている搬送手段５Ａと同様の構成を有する搬送手段５Ｂが設けられている。そして、乾燥装置３に対して設けられている搬送手段５Ａと、焼成装置４に対して設けられている搬送手段５Ｂは、乾燥焼成装置１の連続運転時には同期して作動するように構成されている。
尚、焼成装置４に対して設けられている搬送手段５Ｂの具体的構成については、既に説明した乾燥装置３に対して設けられている搬送手段５Ａと同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７０】
（２）第２の実施の形態（図２０参照）
本発明の乾燥焼成方法は、金属製容器２に被乾燥物Ａを収容して搬入側の開口部１３Ａから乾燥装置３の乾燥室本体１５内に搬入する乾燥準備工程Ｓ１と、上記乾燥室本体１５内に搬入された金属製容器２を搬出側の開口部１３Ｂに向けて搬送する被乾燥物搬送工程Ｓ２と、上記乾燥室本体１５内を搬送される被乾燥物Ａに向けてマイクロ波を照射して乾燥させるマイクロ波乾燥工程Ｓ３と、上記乾燥装置３によって乾燥された乾燥品Ｄ（被焼成物Ｄと同じ符号を使用する）を被焼成物Ｄとして搬入側の開口部１３３Ａから焼成装置４の焼成室本体１３５内に搬入する焼成準備工程Ｓ５と、上記焼成室本体１３５内に搬入された金属製容器２を搬出側の開口部１３３Ｂに向けて搬送する被焼成物搬送工程Ｓ６と、上記焼成室本体１３５内を搬送させる被焼成物Ｄを上部ヒータ１５２と下部ヒータ１５３を備える焼成ヒータユニット１５１によって上方と下方の二方向から加熱して焼成品Ｅを得る焼成工程Ｓ７と、を備えることによって基本的に構成されている。
【００７１】
そして、本発明では、上記各工程は、金属製容器２に被乾燥物Ａを収容して上記乾燥室本体１５内に搬入してから上記焼成室本体１３５外に搬出するまで同一の金属製容器２を順次移動させることによって実行されるように構成されている。
また、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態による乾燥焼成装置１を使用して無機触媒粉末を製造する場合の乾燥焼成方法を示している。
これに伴い、本実施の形態では、乾燥室本体１５内を搬送される被乾燥物Ａに対して乾燥ヒータユニット７１による輻射熱を作用させて乾燥させるヒータ乾燥工程Ｓ４と、焼成後の焼成品Ｅを冷却する冷却工程Ｓ８と、冷却後の焼成品Ｅをストックするストック工程Ｓ９と、を更に備えた構成が一例として採用されている。
以下、該乾燥焼成方法を構成している各工程の内容について（ａ）乾燥の準備と、（ｂ）乾燥の実行と、（ｃ）焼成の準備と、（ｄ）焼成の実行と、（ｅ）その他の処理の５段階に分けて具体的に説明する。
【００７２】
（ａ）乾燥の準備
まず、ミキサー７に原料となる硝酸とレアメタルを入れて混練し、ロードセル８によって重量を計測して所定量ずつ被乾燥物Ａを、搬送コンベヤ６Ａ上に整列されている金属製容器２内に収容する。尚、この時の被乾燥物Ａの固形物は一例として約７ｋｇ、水分は約９ｋｇである。
次に、搬入側の開口部１３Ａを閉塞している開閉シャッター１７を拡開方向に駆動して開け、搬送手段５Ａの駆動モータ１２１を駆動して乾燥室本体１５内に向けて上記被乾燥物Ａが収容された金属製容器２を所定ストローク移動させる。
【００７３】
即ち、上記駆動モータ１２１が駆動を開始すると、駆動モータ１２１の出力軸の回転がチェーン駆動伝達機構を介して揺動クランク機構１２３に伝達される。そして、該揺動クランク機構１２３によって直線運動に変換された力が操作ロッド１１９に伝達され、該操作ロッド１１９は係止爪１１７を一体に伴って送り方向Ｙ１に所定ストローク移動する。
これに伴い、乾燥室本体１５の搬入側の開口部１３Ａの手前の位置に待機していた金属製容器２に係止爪１１７が作用して送り力Ｆが付与される。具体的には、係止爪１１７が回動接続ピン１１８を中心に回動して係止位置に移行することで取っ手８５に係止されるようになって上記金属製容器２に送り力Ｆが付与される。
【００７４】
そして、上記金属製容器２は、拡開状態の搬入側の開口部１３Ａを通って乾燥室本体１５内に進入し、乾燥室本体５内の上流側の最初の乾燥領域に移動して停止する。
次に、開閉シャッター１７を閉塞方向に移動させて搬入側の開口部１３Ａを閉める。尚、この時、搬出側の開口部１３Ｂは開閉シャッター１７によって閉塞された状態のままである。
【００７５】
（ｂ）乾燥の実行
次に、マイクロ波照射装置１９と乾燥ヒータユニット７１とを駆動し、約５分間、被乾燥物Ａの重量等に基づいて定められる所定の出力でのマイクロ波乾燥と、約３００℃の乾燥温度でのヒータ乾燥と、を同時に実行する。更に、排風ユニットＷを駆動し、乾燥室本体１５内にヒータ１０５によって所定の温度（例えば２００℃程度）に加熱された所定流量（例えば５．５ｍ3／ｍｉｎ程度）の空気を取り込んで乾燥によって発生した乾燥室本 体１５内の蒸気を結露させないよう、排風ダクト１１３に接続される図示しない排気集合ダクトの上流位置での温度が約８０℃、相対湿度が１００％より僅かに低い湿度（結露しない限界の湿度）になるように設定して排気風量調整ダンパ１１１によってその風量を調整しながら排風ダクト１１３から外部に排出する。
【００７６】
尚、送風ダクト１０７を通って乾燥室本体１５内に送られてきたヒータ１０５によって加熱された空気は、図７に示すように乾燥室本体１５内の支持部材間の隙間を通って、支持部８１の上方空間に流入し、更に垂れ壁９３と金属製容器２との間の隙間を通って垂れ壁９３の内方空間に流入する。そして、垂れ壁９３内において発生した蒸気を伴って、上記排気口１０９から排風ダクト１１３を通って外部に排出される。
また、上記の乾燥時間を利用して、搬送手段５Ａの駆動モータ１２１を逆方向に回転させて操作ロッド１１９を戻し方向Ｙ２に移動させる。これに伴い、上記係止爪１１７は回動接続ピン１１８を中心に所定の角度回動し係止解除位置に至る。以下、同様の動作を所定回数繰り返すと、被乾燥物Ａは搬送方向Ｙの最下流位置の乾燥領域に到達し、同じく約５分間のマイクロ波乾燥とヒータ乾燥とが同時に実行される。したがって、本実施の形態では、トータルの乾燥時間が約５５分となる。
【００７７】
尚、上述したように一例として１１に区画した各領域での水分の蒸発量は一様でなく、最初の１つ目と２つ目の領域で被乾燥物Ａ中の水分を常温から沸点まで昇温させる（したがって蒸発量は僅か）。次の３つ目の領域から蒸発が活発になり、４つ目〜７つ目位の領域で蒸発が最も活発になる。そして、８つ目の領域から蒸発が激減し、最後の１１個目の領域でその水分量を０にすることを目標にしている。
また、本実施の形態では、乾燥前の被乾燥物Ａの重量を上述したロードセル８によって計測し、該計測した重量に基づいてマイクロ波出力またはマイクロ波の照射時間を設定している。したがって、被乾燥物Ａの重量が１０％少なければマイクロ波の照射時間を１０％短くして４．５分にしたり、マイクロ波出力を１０％小さくする等、設定を変えて乾燥を実行する。一方、電熱ヒータ７５は、熱電対７３で計測した温度情報に基づいてヒータ出力のＯＮ、ＯＦＦの切り替えとヒータ出力の微調整を行い、常時約３００℃の乾燥温度が保持されるようにしている。
【００７８】
（ｃ）焼成の準備
上記乾燥終了後、搬出側の開口部１３Ｂを閉塞していた開閉シャッター１７を開け、搬送手段５Ａの駆動モータ１２１を駆動して金属製容器２を所定ストローク、搬送方向Ｙに移動させる。これにより、乾燥室本体１５内の最下流位置の乾燥領域に存していた金属製容器２は、搬出側の開口部１３Ｂを通って乾燥室本体１５の外部に搬出される。
そして、必要に応じて乾燥品Ｄの乾燥状態や外観等が検査され、良品と判断された乾燥品Ｄは被焼成物Ｄとして焼成室本体１３５内に搬入される。即ち、搬入側の開口部１３３Ａを閉塞している開閉シャッター１３７を開け、搬送手段５Ｂの駆動モータ１２１を駆動して、金属製容器２を所定ストローク移動させて焼成室本体１３５内の最初の焼成領域に至らせる。金属製容器２の所定ストロークの移動後、開閉シャッター１３７を閉めて上記搬入側の開口部１３３Ａを閉塞状態にする。
【００７９】
（ｄ）焼成の実行
次に、焼成ヒータユニット１５１を駆動して約３００℃の焼成温度を保って、約５分間、ヒータ加熱を実施して焼成を実行する。焼成ヒータユニット１５１を駆動すると上部ヒータ１５２と下部ヒータ１５３から輻射熱が被焼成物Ｄに作用するようになり、該被焼成物Ｄを上方と下方の二方向から加熱する。
また、この時、熱風発生器１７３が同時に駆動し、熱風発生器１７３によって発生された熱風は、送風ダクト１７５を通り、途中、ヒータ１７７で約３００℃の温度に保たれた状態で約０．９ｍ3／ｍｉｎの流量で熱風吹込みノズル１７１から空隙部Ｊに向かって吹き込まれる。
【００８０】
そして、上記空隙部Ｊに吹き込まれた熱風によって、被焼成物Ｄから発生する有毒な焼成ガスは、排気ダクト１７９を通って焼成室本体１３５の外部に排気されて、有毒ガスを除去したり吸着捕捉するための適宜の処理が実行される。
また、上記の焼成時間を利用して、搬送手段５Ｂの駆動モータ１２１を逆方向に回転させて操作ロッド１１９を戻し方向Ｙ２に移動させる。これに伴い、上記係止爪１１７は上記と逆方向に回動して係止解除位置に至る。
以下、同様の動作を焼成領域の数の分、所定回数繰り返すと、被焼成物Ｄは搬送方向Ｙの最下流位置の焼成領域に到達し、同じく約５分間のヒータ加熱の実行後、開閉シャッター１３７を開けて焼成室本体１３５の搬出側の開口部１３３Ｂから焼成室本体１３５の外部に搬出する。したがって、本実施の形態では１４の焼成領域があるから、トータルの焼成時間は約７０分となる。
【００８１】
（ｅ）その他の処理
以上で、被焼成物Ｄの焼成が終了し、焼成品Ｅである無機触媒粉末が得られる。焼成室本体１３５から搬出された金属製容器２は、次工程の冷却工程Ｓ８で冷却された後、搬送手段１８５によって搬送方向Ｙに送られ、ストック工程Ｓ９においてストック用の搬送コンベヤ６Ｂ上に順次ストックされて行く。
【００８２】
そして、このようにして構成される第１の実施の形態による乾燥焼成装置１と、第２の実施の形態による乾燥焼成方法によれば、被乾燥物Ａを高温で乾燥させたり、被焼成物Ｄを高温で焼成させても容器に熱変形等を生じさせることがない。
また、乾燥時の容器の内側面や底面と接する部分の被乾燥物Ａの乾燥温度の低下を防止して被乾燥物Ａをムラなく均一に、そして効率良く乾燥させることが可能になる。
また、焼成時に上方と下方の二方向からのヒータ加熱により効率の良い焼成が実行されるようになる。
また、同一の金属製容器を使用して乾燥と焼成の両方を行うことができるから、樹脂製容器から金属製容器に移し替える作業は必要なく、乾燥から焼成への移行が円滑になる。
また、移し替えのために、樹脂製容器と被乾燥物の温度が作業可能な温度まで下がるのを待つ必要がなく、乾燥から焼成への一連の作業が迅速に実行できる。
また、乾燥装置では搬送方向に沿って複数組のマイクロ波照射装置を配置し、焼成装置では搬送方向に沿って複数組の焼成ヒータユニットを配置し、搬送手段によってこれらの各領域を順次移動させるようにしたから、金属製容器を順次移動させながら、被乾燥物の乾燥状態と被焼成物の焼成状態とを段階的に高めて行く、連続的な焼成品の製造が可能になる。
【００８３】
尚、本発明の乾燥焼成装置１及び乾燥焼成方法は、上記の実施の形態のものに限定されずその発明の要旨内での変更が可能である。
例えば、乾燥ヒータユニット７１ないし焼成ヒータユニット１５１の加熱源として採用した赤外線照射式の電熱ヒータ７５、１５５に代えて、他のタイプの電熱ヒータ、ガスバーナ、ＩＨ（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｈｅａｔｉｎｇ）ヒータ、蒸気加熱を利用したヒータ等を採用したり、これらタイプの違う複数のヒータを併用して使用することが可能である。
【００８４】
また、マイクロ波発振装置２０の容量や数、電熱ヒータ７５、１５５の出力の大きさや数や配置は、乾燥そして焼成する被乾燥物Ａないし被焼成物Ｄの量や種類あるいは乾燥室本体１５ないし焼成室本体１３５の大きさ等の違いに応じて適宜調整可能である。また、上述した金属製容器２の大きさも上記説明の中で明記した大きさに限らず、適宜変更することが可能である。更に、金属製容器２の形状も浅底の円筒形状にする等、他の形状であっても構わない。
また、上記実施の形態において複数設けた搬送手段５Ａ、５Ｂ、１８５を搬送方向Ｙに長い単一の搬送手段５によって構成することも可能である。
また、上記乾燥焼成方法の各工程は、金属製容器に被乾燥物を収容して上記乾燥室本体内に搬入してから上記焼成室本体外に搬出するまで同一の金属製容器を順次移動させることによって実行されるものであり、この移動形式は一定時間ごと間欠的に移動させるほか、連続的に移動させることによって実行されるものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の乾燥焼成装置及び乾燥焼成方法は、高温での乾燥と焼成を行っている無機触媒粉末等の製造ライン等で利用でき、特に容器の熱変形等を防止し、乾燥と焼成とを円滑に効率良く実施したい場合に利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００８６】
１  乾燥焼成装置
２  金属製容器
２ａ  側面部
２ｂ  底面部
３  乾燥装置
４  焼成装置
５  搬送手段
６  搬送コンベヤ
７  ミキサー
８  ロードセル
９  冷却装置
１０  制御ボックス
１１  制御装置
１３  開口部
１５  乾燥室本体
１７  開閉シャッター
１９  マイクロ波照射装置
２０  マイクロ波発振装置
２１  シール部材
２３  シール構造
２５  照射口
２７  第１チョーク
２９  第２チョーク
３１  マイクロ波漏洩防止機構
３３  支持架台
３５  乾燥室
５７  パンチング板
６１  シール面
６３  中間経路
６５  遮蔽板
６７  先端部
６９  基端部
７１  乾燥ヒータユニット
７３  熱電対
７４  配線
７５  電熱ヒータ
７７  断熱材
７８  断熱材カバー
８１  支持部
８１ａ  支持板
８１ｃ  支持レール
８２  容器本体
８３  周縁部
８３ａ  前縁部
８３ｂ  後縁部
８３ｃ  左側縁部
８３ｄ  右側縁部
８５  取っ手
９３  垂れ壁
９５  フランジ部
１０３  吸気用熱風ファン（送風手段）
１０５  ヒータ
１０６  吸気口
１０７  送風ダクト
１０９  排気口
１１１  排気風量調整ダンパ
１１３  排風ダクト
１１７  係止爪
１１８  回動接続ピン
１１９  操作ロッド
１２１  駆動モータ
１２３  揺動クランク機構
１２５  導波管
１２７  アイソレータ
１３３  開口部
１３５  焼成室本体
１３７  開閉シャッター
１４３  支持架台
１４５  焼成室
１５１  焼成ヒータユニット
１５２  上部ヒータ（焼成ヒータ）
１５３  下部ヒータ（焼成ヒータ）
１５５  電熱ヒータ
１５７  断熱材
１５８  断熱材カバー
１６１  支持部
１６１ａ  支持板
１６１ｃ  支持レール
１７１  熱風吹込みノズル
１７３  熱風発生器
１７５  送風ダクト
１７７  ヒータ
１７９  排気ダクト
１８１  冷却室
１８３  支持架台
１８５  搬送手段
Ａ  被乾燥物
Ｇ  ギャップ
Ｏ  中点
Ｂ  接続点
Ｃ  接点
Ｌ  距離
Ｄ  乾燥品（被焼成物）
Ｅ  焼成品
Ｓ１  乾燥準備工程
Ｓ２  被乾燥物搬送工程
Ｓ３  マイクロ波乾燥工程
Ｓ４  ヒータ乾燥工程
Ｓ５  焼成準備工程
Ｓ６  被焼成物搬送工程
Ｓ７  焼成工程
Ｓ８  冷却工程
Ｓ９  ストック工程
Ｔ  シート
Ｙ  搬送方向
Ｙ１  送り方向
Ｙ２  戻し方向
Ｕ  マイクロ波・ヒータ併用乾燥ユニット
Ｗ  排風ユニット
Ｆ  送り力
Ｊ  空隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006558675.tif 000018
【図１７】
0006558675.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
0006558675.tif 000021
【図２０】
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