(57)【要約】【課題】脱ガス時間が短く、真空保持性が低下しにくい真空熱処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】真空熱処理装置１は、真空中に配置されると共にガスを吸収した被処理物Ｐが収容される収容室４２を持つ回転容器４を備え、被処理物Ｐを加熱することにより被処理物Ｐの脱ガス処理を行うことを特徴とする。真空熱処理装置１では、被処理物Ｐが収容される収容室４２を持つ回転容器４そのものが、真空中に配置される。回転容器４の内部と外部とは、共に真空である。つまり、真空境界は、回転する回転容器４の壁部ではなく、回転容器４よりも外部に存在している。したがって、収容室４２の真空保持性が低下しにくい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中に配置されると共にガスを吸収した被処理物が収容される収容室を持つ回転容器を備え、該被処理物を加熱することにより該被処理物の脱ガス処理を行う真空熱処理装置。
【請求項２】
さらに、通気性を有し、内部に前記回転容器の少なくとも前記収容室が収容される熱処理室を区画するインナーシェルと、
内部に該インナーシェルが収容される真空室を区画するアウターシェルと、
を備える請求項１に記載の真空熱処理装置。
【請求項３】
前記インナーシェルは、断熱材からなるシェル本体と、該シェル本体の内面に配置され前記熱処理室に表出する加熱部と、を備える請求項２に記載の真空熱処理装置。
【請求項４】
前記インナーシェルおよび前記アウターシェルは、前記熱処理室が表出するように、上下方向に分割可能であり、
前記回転容器は、該インナーシェルおよび該アウターシェルが分割されている際に、前記熱処理室に出し入れされる請求項２に記載の真空熱処理装置。
【請求項５】
さらに、前記回転容器を回転させる回転軸と、
該回転軸を回転可能に支持すると共に前記真空室内であって前記熱処理室でない区間に配置される軸受と、
を備える請求項２に記載の真空熱処理装置。
【請求項６】
前記回転軸は、二本、略平行に並置されており、
前記回転容器は、二本の該回転軸上に載置されており、
さらに、前記アウターシェルの外部に配置され、二本の該回転軸のうちいずれか一方に駆動力を伝達する駆動部を備える請求項５に記載の真空熱処理装置。
【請求項７】
さらに、前記回転軸を振動させると共に前記真空室内であって前記熱処理室でない区間に配置される振動発生部を備える請求項５に記載の真空熱処理装置。
【請求項８】
前記回転容器は、外周面に複数のタイヤ部を備え、
複数の該タイヤ部は、各々、複数の前記回転軸上に載置されている請求項５に記載の真空熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば脱水素化処理など、真空中での脱ガス処理に用いられる真空熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
純チタン粉末製造方法の一つに、ＨＤＨ（Ｈｙｄｒｉｄｅ−Ｄｅ−Ｈｙｄｒｉｄｅ）法（水素化脱水素法）がある。ＨＤＨ法は、原料チタンを水素化処理して脆性の高いチタン水素化物を作製する水素化工程と、当該チタン水素化物を粉砕する粉砕工程と、粉砕したチタン水素化物の粉末を脱水素化処理して純チタン粉末を作製する脱水素化工程と、を有する。このうち、脱水素化工程においては、チタン水素化物の粉末をトレイに入れ、当該トレイを多段積みして、真空中で加熱処理することにより、脱水素化処理が行われる。
【０００３】
しかしながら、この方法の場合、脱水素化処理中、多段積みのトレイ、つまりチタン水素化物粉末は、静置されている。このため、チタン水素化物粉末に、温度むらや脱水素むらが発生しやすい。よって、全ての粉末の脱水素化を完了させるには、比較的長い時間がかかる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、脱水素化工程をロータリーキルンを用いて行う方法が紹介されている。同文献記載の方法によると、温度むらや脱水素むらが発生しにくい。このため、脱水素化工程に要する時間を短縮することができる。
【特許文献１】特開平７−７０６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同文献記載の方法の場合、以下のような問題点がある。図１０に、ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図１０に示すように、脱水素化工程をロータリーキルン１００を用いて行う場合、回転するレトルト１０１の内部を、真空に保つ必要がある。このため、ロータリージョイント１０２ａ、１０２ｂの構造が複雑になる。同様に、粉末供給ホッパー１０３とレトルト１０１との継ぎ目１０４、粉末排出ボックス１０５とレトルト１０１との継ぎ目１０６の構造が複雑になる。
【０００６】
また、レトルト１０１の回転力は、ローラー１０７ａ、１０７ｂから伝達される。すなわち、レトルト１０１の軸方向両端の外周面には、一対のタイヤ１０８ａ、１０８ｂが固定されている。タイヤ１０８ａはローラー１０７ａにより、タイヤ１０８ｂはローラー１０７ｂにより、それぞれ回転可能に支持されている。
【０００７】
ここで、ローラー１０７ａとタイヤ１０８ａとの間、およびローラー１０７ｂとタイヤ１０８ｂとの間には、各々摩擦力が発生している。このため、経時的なローラー１０７ａ、１０７ｂあるいはタイヤ１０８ａ、１０８ｂの摩耗により、１）図中、点線Ａ２で示すように、レトルト１０１の軸線Ａ１が、初期位置に対して、傾動してしまう場合がある。２）また、点線Ａ３で示すように、軸線Ａ１が、初期位置に対して、平行移動してしまう場合がある。３）さらにまた、軸線Ａ１が、初期位置に対して、傾動および平行移動してしまう場合がある（以下、上記１）〜３）をまとめて「軸ずれ」と称す。）。
【０００８】
これに対して、ロータリージョイント１０２ａ、１０２ｂは、ロータリーキルン１００組み付けの際、レトルト１０１の軸線Ａ１上に設置される。このため、レトルト１０１の軸ずれにより、ロータリージョイント１０２ａ、１０２ｂの封止部に隙間が発生するおそれがある。並びに、粉末供給ホッパー１０３とレトルト１０１との継ぎ目１０４や、粉末排出ボックス１０５とレトルト１０１との継ぎ目１０６にも、隙間が発生するおそれがある。すなわち、レトルト１０１のシール性が低下するおそれがある。
【０００９】
また、レトルト１０１には、チタン水素化物粉末Ｐ１のレトルト１０１内周面への付着を抑制するために、ハンマー１０９ａ、１０９ｂが配置されている。すなわち、回転するレトルト１０１の外周面をハンマー１０９ａ、１０９ｂで打撃して、レトルト１０１に振動を与えることにより、付着したチタン水素化物粉末Ｐ１をレトルト１０１内周面から脱落させている。このハンマリングによっても、レトルト１０１に軸ずれが発生するおそれがある。すなわち、レトルト１０１のシール性が低下するおそれがある。また、レトルト１０１内部に収容されたチタン水素化物粉末Ｐ１の回転によっても、レトルト１０１に軸ずれが発生し、シール性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明の真空熱処理装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。すなわち、本発明は、脱ガス時間が短く、真空保持性が低下しにくい真空熱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】
【００１１】
（１）本発明の真空熱処理装置は、真空中に配置されると共にガスを吸収した被処理物が収容される収容室を持つ回転容器を備え、該被処理物を加熱することにより該被処理物の脱ガス処理を行うことを特徴とする（請求項１に対応）。
【００１２】
上述したように、従来のロータリーキルンによると、レトルトの内部に被処理物を収容し、レトルトの内部を真空にして、脱ガス処理を行っていた。すなわち、レトルトの外部が大気圧であり、回転するレトルトの内部が真空であった。つまり、真空雰囲気と非真空雰囲気との境界（以下、「真空境界」と称す。）が、回転するレトルトの壁部に存在していた。
【００１３】
これに対して、本発明の真空熱処理装置では、被処理物が収容される収容室を持つ回転容器そのものが、真空中に配置される。回転容器の内部と外部とは、共に真空である。つまり、真空境界は、回転する回転容器の壁部ではなく、回転容器よりも外部に存在している。したがって、収容室の真空雰囲気を保持しやすい。つまり、収容室の真空保持性が低下しにくい。
【００１４】
本発明の真空熱処理装置によると、被処理物は、回転容器の回転により攪拌されながら、真空かつ高温下で脱ガス処理される。このため、温度むらや脱ガスむらが発生しにくい。よって、効率よく脱ガス処理を行うことができる。
【００１５】
（２）好ましくは、さらに、通気性を有し、内部に前記回転容器の少なくとも前記収容室が収容される熱処理室を区画するインナーシェルと、内部に該インナーシェルが収容される真空室を区画するアウターシェルと、を備える構成とするとよい（請求項２に対応）。本構成の真空熱処理装置は、インナーシェルとアウターシェルとを備えている。真空室は、アウターシェルの内部に区画されている。すなわち、真空境界は、アウターシェルの壁部に存在している。本構成によると、比較的簡単に、回転容器を真空中に配置することができる。
【００１６】
また、インナーシェルは通気性を有している。このため、真空室を真空にする際、通気性を有するインナーシェルを介して、熱処理室および収容室を真空にすることができる。したがって、熱処理室および収容室を含む真空室全体を、容易に真空にすることができる。
【００１７】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記インナーシェルは、断熱材からなるシェル本体と、該シェル本体の内面に配置され前記熱処理室に表出する加熱部と、を備える構成とするとよい（請求項３に対応）。
【００１８】
本構成によると、加熱部は断熱材からなるシェル本体の内面に配置されている。このため、加熱部の熱は、シェル本体に遮蔽され、真空室内部におけるシェル本体（インナーシェル）の外側に逃げにくい。また、加熱部は熱処理室に表出している。このため、熱処理室、つまり被処理物を効率よく加熱することができる。
【００１９】
（４）好ましくは、上記（２）の構成において、前記インナーシェルおよび前記アウターシェルは、前記熱処理室が表出するように、上下方向に分割可能であり、前記回転容器は、該インナーシェルおよび該アウターシェルが分割されている際に、前記熱処理室に出し入れされる構成とするとよい（請求項４に対応）。
【００２０】
熱処理室の内部には、回転容器の少なくとも収容室が収容されている。インナーシェルとアウターシェルとが、熱処理室が表出するように分割されているため、熱処理室への回転容器の出し入れを容易に行うことができる。また、インナーシェルとアウターシェルとは、上下方向に分割されている。すなわち、インナーシェルの上方の分割体は下方の分割体の上に載置されている。上方の分割体の自重により、熱処理室は堅固に封止されている。このため、熱処理室から熱が逃げにくい。同様に、アウターシェルの上方の分割体は下方の分割体の上に載置されている。上方の分割体の自重により、真空室は堅固に封止されている。このため、真空室のシール性が高い。
【００２１】
（５）好ましくは、上記（２）の構成において、さらに、前記回転容器を回転させる回転軸と、該回転軸を回転可能に支持すると共に前記真空室内であって前記熱処理室でない区間に配置される軸受と、を備える構成とするとよい（請求項５に対応）。
【００２２】
本構成によると、軸受は、真空室内であって熱処理室でない区間（以下適宜「非加熱区間」と称す。）に配置されている。このため、軸受が熱負荷を受けにくい。また、回転軸は、真空室内の軸受により支持されている。よって、仮に加熱により回転軸が熱膨張しても、収容室の真空保持性には、悪影響を及ぼさない。
【００２３】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記回転軸は、二本、略平行に並置されており、前記回転容器は、二本の該回転軸上に載置されており、さらに、前記アウターシェルの外部に配置され、二本の該回転軸のうちいずれか一方に駆動力を伝達する駆動部を備える構成とするとよい（請求項６に対応）。
【００２４】
駆動部は、アウターシェル外部に配置されている。このため、回転軸等の駆動力伝達機構は、真空室の内外に亘って配置されることとなる。しかし、本構成によると、二本の回転軸のうち一本だけに駆動力が伝達される。このため、駆動力が伝達される一本の回転軸に対してだけ、シール性を考慮すればよい。よって、所望の真空状態を確保しやすい。
【００２５】
（７）好ましくは、上記（５）の構成において、さらに、前記回転軸を振動させると共に前記真空室内であって前記熱処理室でない区間に配置される振動発生部を備える構成とするとよい（請求項７に対応）。
【００２６】
脱ガス処理の際、被処理物が処理室の内周面に付着することがある。本構成によると、振動発生部により、回転軸が振動する。これより、回転容器（処理室）が振動する。よって、被処理物の内周面への付着を抑制することができる。また、振動発生部は、真空室内であって熱処理室でない区間（非加熱区間）に配置される。よって、振動発生部が熱負荷を受けにくい。
【００２７】
（８）好ましくは、上記（５）の構成において、前記回転容器は、外周面に複数のタイヤ部を備え、複数の該タイヤ部は、各々、複数の前記回転軸上に載置されている構成とするとよい（請求項８に対応）。
【００２８】
仮に回転軸の軸長が長い場合、熱処理室からの伝熱により、また回転容器の自重により、回転軸が撓みやすい。この点、本構成の場合、回転容器全体ではなく、タイヤ部のみが回転軸により支持される。このため、回転軸の軸長が短くて済む。したがって、回転軸の撓みを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の真空熱処理装置の実施形態について説明する。
【００３０】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の真空熱処理装置の構成について説明する。図１に、本実施形態の真空熱処理装置の斜視合体図を示す。図２に、同真空熱処理装置の斜視分解図を示す。図３に、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図を示す。なお、以下に示す図においては、前から後ろを見る場合を基準に、左右を定義している。
【００３１】
図１〜図３に示すように、真空熱処理装置１は、主として、アウターシェル２と、インナーシェル３と、回転容器４と、駆動側回転軸５と、従動側回転軸６と、駆動装置７と、を備えている。
【００３２】
アウターシェル２は、アウター上分割体２０ｕとアウター下分割体２０ｄとから構成されている。アウター上分割体２０ｕは、鋼製であって、下方に開口するカップ状を呈している。アウター上分割体２０ｕの頂部には、短軸円筒状の温度測定ポート２００ｕが三つ直列に配置されている。温度測定ポート２００ｕには、各々、ケーブル２０１ｕが挿入されている。ケーブル２０１ｕは、後述するインナーシェル３のシェル本体上分割体３００ｕを貫通し、電気ヒーター上分割体３０１ｕ近傍まで達している。ケーブル２０１ｕの先端には、熱電対（図略）が配置されている。熱電対により、電気ヒーター上分割体３０１ｕ近傍の温度が測定される。
【００３３】
アウター上分割体２０ｕの左側には、短軸円筒状の真空計ポート２０２ｕが配置されている。真空計ポート２０２ｕには、真空計２０３ｕが挿入されている。アウター上分割体２０ｕの右側（真空計ポート２０２ｕの略１８０°対向位置）には、共に短軸円筒状の一対の電気ヒーター導入ポート２０４ｕ、２０５ｕが配置されている。電気ヒーター導入ポート２０４ｕにはケーブル２０６ｕが、電気ヒーター導入ポート２０５ｕにはケーブル２０７ｕが、各々挿入されている。ケーブル２０６ｕ、２０７ｕは、後述する電気ヒーター上分割体３０１ｕに配索される電熱線３０４ｕと接続されている。
【００３４】
アウター下分割体２０ｄは、鋼製であって、上方に開口するカップ状を呈している。アウター下分割体２０ｄは、アウター上分割体２０ｕの下方に、各々の開口部を合わせるように配置されている。具体的には、アウター上分割体２０ｕとアウター下分割体２０ｄとは、各々のフランジ部をボルト締結することにより固定されている。これにより、アウターシェル２の内部には真空室２１が形成されている。
【００３５】
アウター下分割体２０ｄの底部には、短軸円筒状の温度測定ポート２００ｄが三つ直列に配置されている。温度測定ポート２００ｄは、前記温度測定ポート２００ｕと、上下方向に対向して配置されている。温度測定ポート２００ｄには、各々、ケーブル２０１ｄが挿入されている。ケーブル２０１ｄは、後述するインナーシェル３のシェル本体下分割体３００ｄを貫通し、電気ヒーター下分割体３０１ｄ近傍まで達している。ケーブル２０１ｄの先端には、熱電対（図略）が配置されている。熱電対により、電気ヒーター下分割体３０１ｄ近傍の温度が測定される。
【００３６】
アウター下分割体２０ｄの底部右側には、短軸円筒状の真空引きポート２０２ｄが配置されている。真空引きポート２０２ｄは、真空ポンプに接続されている。アウター下分割体２０ｄの右側には、共に短軸円筒状の一対の電気ヒーター導入ポート２０４ｄ、２０５ｄが配置されている。電気ヒーター導入ポート２０４ｄは、前記電気ヒーター導入ポート２０４ｕの下方に配置されている。また、電気ヒーター導入ポート２０５ｄは、前記電気ヒーター導入ポート２０５ｕの下方に配置されている。電気ヒーター導入ポート２０４ｄにはケーブル２０６ｄが、電気ヒーター導入ポート２０５ｄにはケーブル２０７ｄが、各々挿入されている。ケーブル２０６ｄ、２０７ｄは、後述する電気ヒーター下分割体３０１ｄに配索される電熱線（図略）と接続されている。アウター下分割体２０ｄの前側（電気ヒーター導入ポート２０４ｄ、２０５ｄの略９０°回動位置）には、真空回転導入ポート２０８が配置されている。短軸円筒状の真空回転導入ポート２０８には、後述する駆動側回転軸５が貫通している。
【００３７】
インナーシェル３は、インナー上分割体３０ｕとインナー下分割体３０ｄとから構成されている。インナー上分割体３０ｕは、アウター上分割体２０ｕの内側に固定されている。インナー上分割体３０ｕは、シェル本体上分割体３００ｕと電気ヒーター上分割体３０１ｕとからなる。シェル本体上分割体３００ｕは、耐火物製であって、両端面が丸みを帯びた半円柱状を呈している。シェル本体上分割体３００ｕの底面には、半円柱状の凹部３０２ｕが配置されている。シェル本体上分割体３００ｕの底面以外の部分は、パンチングメタル３０３ｕで覆われている（説明の便宜上、図２においては一部のみ示す。）。
【００３８】
電気ヒーター上分割体３０１ｕは、半円筒状を呈している。電気ヒーター上分割体３０１ｕは、前記シェル本体上分割体３００ｕの凹部３０２ｕに固定されている。図２に一部破断して示すように、電気ヒーター上分割体３０１ｕの内部には、電熱線３０４ｕがジグザグ状に配索されている。
【００３９】
インナー下分割体３０ｄは、アウター下分割体２０ｄの内側に固定されている。インナー下分割体３０ｄは、シェル本体下分割体３００ｄと電気ヒーター下分割体３０１ｄとから構成されている。シェル本体下分割体３００ｄは、インナー上分割体３０ｕと同様に、耐火物製であって、端面が丸みを帯びた半円柱状を呈している。シェル本体下分割体３００ｄの頂面には、半円柱状の凹部３０２ｄが配置されている。シェル本体下分割体３００ｄの頂面以外の部分は、パンチングメタル３０３ｄで覆われている。シェル本体下分割体３００ｄの内部には、凹部３０２ｄを前後方向に貫通するように、後述する駆動側回転軸５と従動側回転軸６とが略平行に延設されている。
【００４０】
電気ヒーター下分割体３０１ｄは、半円筒状を呈している。電気ヒーター下分割体３０１ｄは、前記シェル本体下分割体３００ｄの凹部３０２ｄに固定されている。電気ヒーター下分割体３０１ｄの内部には、電熱線（図略）が配索されている。ここで、シェル本体上分割体３００ｕとシェル本体下分割体３００ｄとは、本発明のシェル本体に含まれる。電気ヒーター上分割体３０１ｕと電気ヒーター下分割体３０１ｄとは、本発明の加熱部に含まれる。
【００４１】
インナー上分割体３０ｕとインナー下分割体３０ｄとは、各々の凹部３０２ｕ、３０２ｄを合わせるように配置されている。共に半円柱状の凹部３０２ｕ、３０２ｄが合体することにより、インナーシェル３の内部には円柱状の熱処理室３１が形成されている。また、図３に点線で示すように、アウター上分割体２０ｕおよびインナー上分割体３０ｕは、アウター下分割体２０ｄおよびインナー下分割体３０ｄに対して、上方に開閉可能である。
【００４２】
回転容器４は、鋼製であって、中空円柱状を呈している。回転容器４は、インナーシェル３の内部に区画された熱処理室３１に配置されている。詳しくは、回転容器４は、熱処理室３１を貫通する駆動側回転軸５および従動側回転軸６の上に載置されている。
【００４３】
回転容器４の内部には、収容室４２が区画されている。収容室４２には、チタン水素化物粉末である被処理物Ｐが収容されている。回転容器４の軸方向両端面には、各々、被処理物Ｐを収容室４２に供給するための供給口４０と、被処理物Ｐを収容室４２から排出するための排出口４１と、が開設されている。
【００４４】
駆動側回転軸５および従動側回転軸６は、熱処理室３１のインナー下分割体３０ｄ側を貫通するように配置されている。駆動側回転軸５と従動側回転軸６とは、本発明の回転軸に含まれる。図４に、本実施形態の真空熱処理装置の駆動側回転軸および従動側回転軸付近の水平方向断面図を示す。図５に、同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図を示す。なお、説明の便宜上、図４中、回転容器、電気ヒーター導入ポート、Ａｒ導入ポートを省略して示す。
【００４５】
図４、図５に示すように、駆動側回転軸５は、熱処理室３１のインナー下分割体３０ｄ側を貫通するように配置されている。シェル本体下分割体３００ｄの内部には、ピローブロック５０が駆動側回転軸５の軸方向に離間して二つ埋設されている。駆動側回転軸５は、二つのピローブロック５０により、回転可能に支持されている。また、駆動側回転軸５の一端は、シェル本体下分割体３００ｄを貫通し、アウター下分割体２０ｄの真空回転導入ポート２０８から外部へ突出している。
【００４６】
従動側回転軸６は、駆動側回転軸５と略平行に、熱処理室３１のインナー下分割体３０ｄ側を貫通するように配置されている。シェル本体下分割体３００ｄの内部には、ピローブロック６０が従動側回転軸６の軸方向に離間して二つ埋設されている。従動側回転軸６は、二つのピローブロック６０により、回転可能に支持されている。なお、ピローブロック５０、６０は、本発明の軸受に含まれる。
【００４７】
駆動装置７は、フレーム７０と、外部ピローブロック７１と、スプロケット７２と、を備えている。駆動装置７は、本発明の駆動部に含まれる。フレーム７０は、鋼製であって矩形枠状を呈している。前記アウター下分割体２０ｄは、フレーム７０の枠内に固定されている。外部ピローブロック７１は、フレーム７０に固定されている。外部ピローブロック７１は、前記駆動側回転軸５の一端を、回転可能に支持している。スプロケット７２は、駆動側回転軸５の一端端部に固定されている。スプロケット７２は、モーター（図略）にチェーン（図略）を介して接続されている。
【００４８】
次に、本実施形態の真空熱処理装置を用いた脱ガス処理の一例として、ＨＤＨ法におけるチタン水素化物粉末の脱水素化処理を行う手順を説明する。予め、原料チタンを水素化処理してチタン水素化物とし、それを粉砕してチタン水素化物粉末を作製しておく。そして、作製されたチタン水素化物粉末、つまり被処理物Ｐを、供給口４０から収容室４２に投入する。次に、回転容器４を、インナー下分割体３０ｄの凹部３０２ｄ内（つまり熱処理室３１内）に搬入する。具体的には、回転容器４を、駆動側回転軸５および従動側回転軸６の上に載置する。続いて、回転容器４の上方から一体となったインナー上分割体３０ｕおよびアウター上分割体２０ｕをかぶせて、アウター上分割体２０ｕとアウター下分割体２０ｄとをボルト締結する。
【００４９】
次に、真空ポンプを作動させ、真空室２１の真空引きを開始し、１００Ｐａに達したらバルブ２１０ｄを開け、Ａｒ導入ポート２０９ｄを介してＡｒ（アルゴン）ガスを打ち込み、置換を行う。その後真空引きを再開し、それと共に、電気ヒーター上分割体３０１ｕおよび電気ヒーター下分割体３０１ｄを作動させ、熱処理室３１内の回転容器４の加熱を開始する。この時、モーター（図略）を駆動させて、駆動側回転軸５を回転させる。ここで、前出図５に示すように、駆動側回転軸５は右回り（時計回り）に回転する。これより、回転容器４は左回り（反時計回り）に回転する。回転容器４の回転に伴って、従動側回転軸６は右回りに回転する。回転容器４の回転により、収容室４２では、被処理物Ｐが攪拌され、被処理物Ｐから水素が放出される。放出された水素は、供給口４０および排出口４１から、シェル本体上分割体３００ｕおよびシェル本体下分割体３００ｄの通気性を有する壁部を介して、インナーシェル３の外部に流出する。そして、水素は、真空引きポート２０２ｄを介して、真空ポンプに排出される。約１０時間、脱水素化処理を行い、水素の放出が終了したら、加熱および真空引きを停止する。その後、Ａｒガスを打ち込み、真空室２１内を大気圧に戻すと共に、Ａｒガスを打ち込みながら熱処理室３１内を１００℃まで冷却する。
【００５０】
次に、本実施形態の真空熱処理装置の作用効果について説明する。本実施形態の真空熱処理装置１によると、回転容器４が真空室２１中に配置されている。つまり、真空境界は、回転する回転容器４の壁部ではなく、回転しないアウターシェル２の壁部に存在している。したがって、収容室４２の真空保持性の低下を抑制することができる。また、真空室２１を区画するアウターシェル２は回転しない。このため、温度測定ポート２００ｕ、２００ｄ、真空計ポート２０２ｕ、真空引きポート２０２ｄ、電気ヒーター導入ポート２０４ｕ、２０５ｕ、２０４ｄ、２０５ｄ、真空回転導入ポート２０８等各種ポートのシール構造を単純化することができる。
【００５１】
また、前出図１０に示したロータリーキルン１００の場合、ロータリージョイント１０２ａ、１０２ｂの設置場所は、レトルト１０１の軸線Ａ１上に限られている。このため、レトルト１０１の軸方向両端の円中心にしか、ロータリージョイント１０２ａ、１０２ｂを設置できない。すなわち、回転しているレトルト１０１内に連通可能なポート数は、二つのみである。これに対して、本実施形態の真空熱処理装置１によると、アウターシェル２は回転しない。このため、アウターシェル２に連通可能なポート数は二つに限定されない。つまり、必要に応じて、各種ポートをアウターシェル２に設置することができる。
【００５２】
また、被処理物Ｐは、回転容器４の回転により攪拌されながら、真空かつ高温下で脱ガス処理される。このため、被処理物Ｐには、温度むらや脱ガスむらが発生しにくい。よって、効率よく脱ガス処理を行うことができる。
【００５３】
また、ピローブロック５０、６０は、真空室２１内であって熱処理室３１でない区間（非加熱区間）に、配置されている。また、温度測定ポート２００ｕ、２００ｄ、真空計ポート２０２ｕ、真空引きポート２０２ｄ、電気ヒーター導入ポート２０４ｕ、２０５ｕ、２０４ｄ、２０５ｄ、真空回転導入ポート２０８等各種ポートも、熱処理室３１から隔離して配置されている。したがって、これらの部材は熱負荷を受けにくい。
【００５４】
また、電気ヒーター上分割体３０１ｕ、電気ヒーター下分割体３０１ｄからの熱は、耐火物製のシェル本体上分割体３００ｕ、シェル本体下分割体３００ｄにより遮蔽される。このため、熱がインナーシェル３の外側に逃げにくい。さらに、電気ヒーター上分割体３０１ｕ、電気ヒーター下分割体３０１ｄは、各々、シェル本体上分割体３００ｕ、シェル本体下分割体３００ｄの内面に表出している。このため、回転容器４、つまり被処理物Ｐを、効率よく加熱することができる。
【００５５】
また、シェル本体上分割体３００ｕ、シェル本体下分割体３００ｄは、それぞれ通気性を有している。並びに、シェル本体上分割体３００ｕの底面以外の部分は多孔性のパンチングメタル３０３ｕにより、シェル本体下分割体３００ｄの頂面以外の部分は多孔性のパンチングメタル３０３ｄにより、それぞれ覆われている。このため、真空室２１を真空引きすると、シェル本体上分割体３００ｕ、シェル本体下分割体３００ｄ各々の軸方向両端面を介して、熱処理室３１が真空引きされる。このように、熱処理室３１、ひいては収容室４２を容易に真空にすることができる。
【００５６】
また、アウター上分割体２０ｕおよびインナー上分割体３０ｕは、アウター下分割体２０ｄおよびインナー下分割体３０ｄに対して、上方に開閉可能である。よって、回転容器４の熱処理室３１への出し入れを容易に行うことができる。また、インナー上分割体３０ｕの自重により、熱処理室３１は堅固に封止されている。このため、熱処理室３１から熱が逃げにくい。同様に、アウター上分割体２０ｕの自重により、真空室２１は堅固に封止されている。このため、真空室２１のシール性が高い。
【００５７】
また、本実施形態の真空熱処理装置１では、駆動側回転軸５、従動側回転軸６は、真空室２１内に配置されたピローブロック５０、６０により支持されている。よって、仮に加熱により駆動側回転軸５、従動側回転軸６が熱膨張しても、収容室４２の真空保持性には悪影響を及ぼさない。また、駆動装置７からの駆動力は、駆動側回転軸５だけに伝達される。よって、駆動側回転軸５に対してだけシール性を考慮すればよく、所望の真空状態を確保しやすい。
【００５８】
また、本実施形態の真空熱処理装置１では、熱電対が電気ヒーター上分割体３０１ｕ、電気ヒーター下分割体３０１ｄ近傍に配置されている。このため、より正確に収容室４２の温度を測定することができる。したがって、より精密に収容室４２の温度制御を行うことができる。
【００５９】
＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、振動発生部（第一ギア、第二ギア）を配置した点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図６に、本実施形態の真空熱処理装置の駆動側回転軸および従動側回転軸付近の水平方向断面図を示す。なお、説明の便宜上、図６中、回転容器、電気ヒーター導入ポート、Ａｒ導入ポートを省略して示す。図６中、前出図４と対応する部位については同じ符号で示す。また、図７に、同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図を示す。図７中、前出図５と対応する部位については同じ符号で示す。
【００６０】
図６、図７に示すように、振動発生部７３は、アウター下分割体２０ｄ内の真空回転導入ポート２０８近傍に配置されている。つまり、振動発生部７３は、真空室２１内であって熱処理室３１でない区間（非加熱区間）に配置されている。振動発生部７３は、大径の第一ギア７３０と、小径の第二ギア７３１と、を備えている。第一ギア７３０と第二ギア７３１とは咬合している。
【００６１】
駆動装置７は、フレーム７０と、外部ピローブロック７１と、スプロケット７２と、スプロケット回転軸７２０と、を備えている。スプロケット回転軸７２０の一端は、スプロケット７２に固定されている。スプロケット回転軸７２０の他端は、第一ギア７３０に固定されている。また、駆動側回転軸５の一端は、真空室２１内のシェル本体下分割体３００ｄの外側で、第二ギア７３１に固定されている。このように、駆動側回転軸５の一端は、第二ギア７３１、第一ギア７３０を介して、外部の駆動装置７に接続されている。
【００６２】
モーター（図略）を駆動させ、チェーン（図略）を介してスプロケット７２を左回り（反時計回り）に回転させると、スプロケット回転軸７２０の回転により、第一ギア７３０は左回りに回転する（図７参照）。第一ギア７３０と第二ギア７３１との咬合により、第二ギア７３１は右回り（時計回り）に回転する。これにより、駆動側回転軸５は右回りに回転し、回転容器４は左回りに回転する。回転容器４の回転に伴って、従動側回転軸６は右回りに回転する。この際、第一ギア７３０と第二ギア７３１との咬合により、駆動側回転軸５には振動が加わる。このため、回転容器４は振動する。
【００６３】
本実施形態の真空熱処理装置は、第一実施形態の真空熱処理装置と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の真空熱処理装置によると、駆動側回転軸５が、第二ギア７３１、第一ギア７３０を介して、外部の駆動装置７に接続されている。このため、駆動装置７の駆動により、第一ギア７３０と第二ギア７３１とが咬合し、駆動側回転軸５に振動が加わる。駆動側回転軸５が振動することにより、回転容器４が振動する。よって、被処理物Ｐの回転容器４内周面への付着を抑制することができる。また、第一ギア７３０および第二ギア７３１は、非加熱区間に配置されている。よって、第一ギア７３０および第二ギア７３１は熱負荷を受けにくい。
【００６４】
＜第三実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との主な相違点は、回転容器にタイヤ部を配置した点である。したがって、ここでは相違点を中心に説明する。図８に、本実施形態の真空熱処理装置の斜視分解図を示す。図８中、前出図２と対応する部位については同じ符号で示す。なお、説明の便宜上、図８ではアウター上分割体を省略して示す。また、図９に、同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図を示す。
【００６５】
図８、図９に示すように、回転容器４は、外周面に二つの鋼製のタイヤ部４３ａ、４３ｂを備えている。二つのタイヤ部４３ａ、４３ｂは、互いに軸方向に対向して配置されている。
【００６６】
インナー上分割体３０ｕは、タイヤ部４３ａ、４３ｂの上半分が突出可能なように分割されている。すなわち、インナー上分割体３０ｕは、分割体前端部３０ｕ１、分割体中間部３０ｕ２、分割体後端部３０ｕ３の三つに分割されている。分割体前端部３０ｕ１と分割体中間部３０ｕ２との間、分割体中間部３０ｕ２と分割体後端部３０ｕ３との間には、それぞれタイヤ用溝３０ｕａ、３０ｕｂが形成されている。
【００６７】
インナー下分割体３０ｄは、タイヤ部４３ａ、４３ｂの下半分が突出可能なように分割されている。すなわち、インナー下分割体３０ｄは、分割体前端部３０ｄ１、分割体中間部３０ｄ２、分割体後端部３０ｄ３の三つに分割されている。分割体前端部３０ｄ１と分割体中間部３０ｄ２との間、分割体中間部３０ｄ２と分割体後端部３０ｄ３との間には、それぞれタイヤ用溝３０ｄａ、３０ｄｂが形成されている。
【００６８】
タイヤ部４３ａは、タイヤ用溝３０ｕａおよびタイヤ用溝３０ｄａを介して、インナーシェル３の外側へ突出している。タイヤ部４３ｂは、タイヤ用溝３０ｕｂおよびタイヤ用溝３０ｄｂを介して、インナーシェル３の外側へ突出している。
【００６９】
アウター下分割体２０ｄ内には、駆動側タイヤ支持部５１ａ、５１ｂが、回転容器４の軸方向に沿って直列に配置されている。駆動側タイヤ支持部５１ａは、一対のピローブロック５０ａと駆動側回転軸５ａとを備えている。一対のピローブロック５０ａは、駆動側回転軸５ａの軸方向に離間して固定されている（図８中、固定部分をハッチングで示す。）。駆動側回転軸５ａは、一対のピローブロック５０ａにより、回転可能に支持されている。アウター下分割体２０ｄの前側には、短軸円筒状の真空回転導入ポート２０８ａが配置されている。駆動側回転軸５ａは、真空回転導入ポート２０８ａを貫通している（図８においては、説明の便宜上、駆動側回転軸５ａの一部を一点鎖線で示す。）。
【００７０】
駆動側タイヤ支持部５１ｂは、一対のピローブロック５０ｂと駆動側回転軸５ｂとを備えている。一対のピローブロック５０ｂは、駆動側回転軸５ｂの軸方向に離間して固定されている（図８中、固定部分をハッチングで示す。）。駆動側回転軸５ｂは、一対のピローブロック５０ｂにより、回転可能に支持されている。アウター下分割体２０ｄの後側には、短軸円筒状の真空回転導入ポート２０８ｂが配置されている。駆動側回転軸５ｂは、真空回転導入ポート２０８ｂを貫通している（図８においては、説明の便宜上、駆動側回転軸５ｂの一部を一点鎖線で示す。）。
【００７１】
従動側タイヤ支持部６１ａ、６１ｂは、各々、駆動側タイヤ支持部５１ａ、５１ｂと略平行に配置されている。従動側タイヤ支持部６１ａ、６１ｂは、回転容器４の軸方向に沿って直列に配置されている。従動側タイヤ支持部６１ａは、一対のピローブロック６０ａと従動側回転軸６ａとを備えている。一対のピローブロック６０ａは、従動側回転軸６ａの軸方向に離間して固定されている（図８中、固定部分をハッチングで示す。）。従動側回転軸６ａは、一対のピローブロック６０ａにより、回転可能に支持されている。
【００７２】
従動側タイヤ支持部６１ｂは、一対のピローブロック６０ｂと従動側回転軸６ｂとを備えている。一対のピローブロック６０ｂは、従動側回転軸６ｂの軸方向に離間して固定されている（図８中、固定部分をハッチングで示す。）。従動側回転軸６ｂは、一対のピローブロック６０ｂにより、回転可能に支持されている。
【００７３】
タイヤ部４３ａは、駆動側タイヤ支持部５１ａ、従動側タイヤ支持部６１ａにより支持されている。タイヤ部４３ｂは、駆動側タイヤ支持部５１ｂ、従動側タイヤ支持部６１ｂにより支持されている。また、分割体前端部３０ｄ１、分割体中間部３０ｄ２、分割体後端部３０ｄ３は、各々、アウター下分割体２０ｄの底面から立設された前端部固定部８０、中間部固定部８１、後端部固定部８２に固定されている。
【００７４】
同様に、前出分割体前端部３０ｕ１、分割体中間部３０ｕ２、分割体後端部３０ｕ３は、各々、アウター上分割体（図略）の上底面から下方に向かって立設された前端部固定部、中間部固定部、後端部固定部に固定されている。
【００７５】
真空回転導入ポート２０８ａを貫通した駆動側回転軸５ａの一端は、駆動装置７ａのスプロケット７２ａに固定されている。真空回転導入ポート２０８ｂを貫通した駆動側回転軸５ｂの一端は、駆動装置７ｂのスプロケット７２ｂに固定されている。
【００７６】
駆動側回転軸５ａ、５ｂおよび従動側回転軸６ａ、６ｂは、本発明の回転軸に含まれる。また、ピローブロック５０ａ、５０ｂおよびピローブロック６０ａ、６０ｂは、本発明の軸受に含まれる。
【００７７】
モーター（図略）を駆動させ、チェーン（図略）を介してスプロケット７２ａを回転させると、駆動側回転軸５ａが回転する。これにより、タイヤ部４３ａが回転する。タイヤ部４３ａの回転により、従動側回転軸６ａが回転する。同様に、スプロケット７２ｂを回転させると、駆動側回転軸５ｂが回転する。これにより、タイヤ部４３ｂが回転する。タイヤ部４３ｂの回転により、従動側回転軸６ｂが回転する。このようにして、回転容器４が回転する。
【００７８】
本実施形態の真空熱処理装置１は、第一実施形態の真空熱処理装置と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の真空熱処理装置１によると、タイヤ部４３ａ、４３ｂのみが回転軸（駆動側回転軸５ａ、５ｂ、従動側回転軸６ａ、６ｂ）により支持されている。このため、各々の回転軸の軸長が短くて済む。したがって、回転軸は撓みにくい。また、タイヤ部４３ａ、４３ｂは、インナーシェル３から突出している。このため、回転軸と軸受（ピローブロック５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂ）とを非加熱区間に配置することができる。したがって、回転軸および軸受は熱負荷を受けにくく、熱変形しにくい。
【００７９】
＜その他＞
以上、本発明の真空熱処理装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、真空熱処理装置１をアウターシェル２とインナーシェル３とを備えて構成した。しかしながら、真空熱処理装置１の構成は、上記実施形態に限定されるものではない。また、回転容器４を回転させるための駆動部７、７ａ、７ｂの動力伝達機構も、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ギア伝達機構、ベルト伝達機構などであってもよい。また、軸受５０、５０ａ、５０ｂ、６０、６０ａ、６０ｂの種類、材質も特に限定しない。例えば、ローラー軸受、玉軸受、滑り軸受などであってもよい。
【００８１】
また、回転容器４は、真空中、すなわち大気圧未満の雰囲気に配置されていれば、その真空度は特に限定されるものではない。例えば、回転容器４を１０００Ｐａ以下、より好適には１０Ｐａ以下の真空中に配置するとよい。また、圧力以外の脱ガス処理の条件（加熱温度、処理時間等）も、上記実施形態に限定されるものではない。脱ガス処理の条件は、被処理物Ｐの種類、量、粒径等に応じて、適宜決定すればよい。また、収容室４２の軸直方向断面形状も特に限定しない。円形は勿論、三角形、四角形、六角形などの多角形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第一実施形態の真空熱処理装置の斜視合体図である。
【図２】同真空熱処理装置の斜視分解図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図である。
【図４】第一実施形態の真空熱処理装置の駆動側回転軸および従動側回転軸付近の水平方向断面図である。
【図５】同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図である。
【図６】第二実施形態の真空熱処理装置の駆動側回転軸および従動側回転軸付近の水平方向断面図である。
【図７】同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図である。
【図８】第三実施形態の真空熱処理装置の斜視分解図である。
【図９】同真空熱処理装置の駆動装置付近の部分斜視図である。
【図１０】従来のロータリーキルンの軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１：真空熱処理装置
２：アウターシェル
２０ｕ：アウター上分割体  ２００ｕ：温度測定ポート  ２０１ｕ：ケーブル
２０２ｕ：真空計ポート  ２０３ｕ：真空計
２０４ｕ、２０５ｕ：電気ヒーター導入ポート  ２０６ｕ、２０７ｕ：ケーブル
２０ｄ：アウター下分割体  ２００ｄ：温度測定ポート  ２０１ｄ：ケーブル
２０２ｄ：真空引きポート  ２０４ｄ、２０５ｄ：電気ヒーター導入ポート
２０６ｄ、２０７ｄ：ケーブル  ２０８、２０８ａ、２０８ｂ：真空回転導入ポート
２０９ｄ：Ａｒ導入ポート
２１：真空室  ２１０ｄ：バルブ
３：インナーシェル
３０ｕ：インナー上分割体  ３０ｕａ、３０ｕｂ：タイヤ用溝
３０ｕ１：分割体前端部  ３０ｕ２：分割体中間部  ３０ｕ３：分割体後端部
３００ｕ：シェル本体上分割体（シェル本体）
３０１ｕ：電気ヒーター上分割体（加熱部）  ３０２ｕ：凹部 
３０３ｕ：パンチングメタル  ３０４ｕ：電熱線
３０ｄ：インナー下分割体  ３０ｄａ、３０ｄｂ：タイヤ用溝
３０ｄ１：分割体前端部  ３０ｄ２：分割体中間部  ３０ｄ３：分割体後端部
３００ｄ：シェル本体下分割体（シェル本体）
３０１ｄ：電気ヒーター下分割体（加熱部）  ３０２ｄ：凹部
３０３ｄ：パンチングメタル
３１：熱処理室
４：回転容器  ４０：供給口  ４１：排出口  ４２：収容室  ４３ａ、４３ｂ：タイヤ部
５、５ａ、５ｂ：駆動側回転軸（回転軸）
５０、５０ａ、５０ｂ：ピローブロック（軸受）  ５１ａ、５１ｂ：駆動側タイヤ支持部
６、６ａ、６ｂ：従動側回転軸（回転軸）  ６１ａ、６１ｂ：従動側タイヤ支持部
６０、６０ａ、６０ｂ：ピローブロック（軸受）
７、７ａ、７ｂ：駆動装置（駆動部）
７０：フレーム  ７１：外部ピローブロック  ７２、７２ａ、７２ｂ：スプロケット
７２０：スプロケット回転軸
７３：振動発生部  ７３０：第一ギア  ７３１：第二ギア
８０：前端部固定部  ８１：中間部固定部  ８２：後端部固定部
Ｐ 被処理物
【図１】
2008024991.tif 000003
【図２】
2008024991.tif 000004
【図３】
2008024991.tif 000005
【図４】
2008024991.tif 000006
【図５】
2008024991.tif 000007
【図６】
2008024991.tif 000008
【図７】
2008024991.tif 000009
【図８】
2008024991.tif 000010
【図９】
2008024991.tif 000011
【図１０】
2008024991.tif 000012