(57)【要約】【課題】より多くのガス流（３）を焼成容器内部（４ａ）に流入させ得る焼成装置（１）を提供する。【解決手段】本発明の焼成装置（１）は、焼成容器（４）と加熱炉（５）とを備えている。互いに向き合った焼成容器外面（４ａ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）を加熱炉内面（５ｂ）に沿って流通するガス流（３）を形成する。焼成容器外面（４ｂ）に設けられた焼成容器開口部（４４）から、このガス流（３）を焼成容器内部（５ａ）に流入させる。焼成容器内部（４ａ）では、被焼成物（２）を焼成容器開口部（４４）から流入したガス（３１）と接触させながら、加熱して焼成する。ガス流（３）は、加熱炉内面（５ｂ）に対して略垂直な方向からガス（３０）を吹き付けて形成されるように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被焼成物を収納する焼成容器と、前記焼成容器を内部に収納し加熱する加熱炉とを備え、互いに向き合った焼成容器外面と加熱炉内面との間に形成された空間を前記加熱炉内面に沿って流通するガス流を形成し、前記焼成容器外面に設けられた焼成容器開口部から、前記ガス流を焼成容器内部に流入させて、焼成容器内部）で、前記被焼成物を焼成容器開口部から流入したガスと接触させながら、加熱して焼成する装置であり、前記ガス流が、前記加熱炉内面に対して略垂直な方向からガスを吹き付けて形成されるように構成されていることを特徴とする焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼成装置に関し、詳しくは被焼成物をガスと接触させながら加熱して焼成するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被焼成物（２）をガス（３１）と接触させながら加熱して焼成する焼成装置（１）として、図９に示すような装置（１’）が知られている（特許文献１：特開平１１−２５７８６２号公報）。
【０００３】
かかる焼成装置（１’）は、焼成容器（４）と加熱炉（５）とを備えている。焼成容器（４）は、内部（４ａ）に被焼成物（２）を収納する。加熱炉（５）は内部（５ａ）に焼成容器（４）を収納し加熱する。
【０００４】
かかる焼成装置（１’）では、焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）にガス流（３）を形成する。このガス流（３）は、加熱炉内面（５ｂ）に沿って流通し、焼成容器開口部（４４）から焼成容器内部（４ａ）に流入する。焼成容器内部（４ａ）で被焼成物（２）は、焼成容器開口部（４４）から流入したガス（３１）と接触する。また、加熱炉（５）によって焼成容器（４）を加熱することで、この被焼成物（２）も加熱されて、焼成される。
【０００５】
かかる従来の焼成装置（１’）では、焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）に形成されるガス流（３）は、例えば加熱炉内面（５ｂ）に沿う方向にガス吹出口（５４）からガス（３０）を直接吹出して形成されていた。
【０００６】
しかし、かかる従来の焼成装置（１’）では、必ずしも多くのガス流（３）が焼成容器内部（４ａ）に流入しないという問題があった。焼成容器内部（４ａ）に流入するガス流（３）が少ないと、焼成容器内部（４ａ）で被焼成物（２）が十分にガス（３１）と接触することができない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２５７８６２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、より多くのガス流を焼成容器内部に流入させ得る焼成装置を開発するべく鋭意検討した結果、加熱炉内面に対して略垂直な方向からガスを吹き付けて、加熱炉内面に沿って流通するガス流を形成することで、より多くのガス流を焼成容器開口部から焼成容器内部に流入させ得ることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、内部（４ａ）に被焼成物（２）を収納する焼成容器（４）と、前記焼成容器（４）を内部（５ａ）に収納し加熱する加熱炉（５）とを備え、
互いに向き合った焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）を前記加熱炉内面（５ｂ）に沿って流通するガス流（３）を形成し、
前記焼成容器外面（４ｂ）に設けられた焼成容器開口部（４４）から、前記ガス流（３）を焼成容器内部（４ａ）に流入させて、焼成容器内部（４ａ）で、前記被焼成物（２）を焼成容器開口部（４４）から流入したガス（３１）と接触させながら、加熱して焼成する装置（１）であり、
前記ガス流（３）が、前記加熱炉内面（５ｂ）に対して略垂直な方向からガス（３０）を吹き付けて形成されるように構成されていることを特徴とする焼成装置（１）を提供するものである。図１〜図５に本発明の焼成装置の一例を模式的に示す。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の焼成装置（１）は、焼成容器（４）および加熱炉（５）を備えている。
焼成容器（４）は、内部（４ａ）に被焼成物（２）を収納する容器である。図１に示す装置（１）において、焼成容器（４）は、焼成容器底部（４１）、焼成容器側壁（４２）および焼成容器天井部（４３）で構成されており、これら焼成容器底部（４１）、焼成容器側壁（４２）および焼成容器天井部（４３）で囲まれた内部（４ａ）に被焼成物（２）が収納される。
【００１１】
被焼成物（２）を焼成容器（４）の内部（４ａ）に収納したり、焼成後の焼成物を内部（４ａ）から取り出す作業が簡便となることから、容器天井部（４３）は、図６に示すような、着脱式の蓋であってもよい。また、２個またはそれ以上の焼成容器（４、４’）を積み重ねて使用する場合には、図７に示すように、上段に積み重ねられた焼成容器（４’）の焼成容器底部（４１’）が、その下段の焼成容器（４）の天井部（４３）を兼ねていてもよい。
【００１２】
かかる焼成容器（４）としては通常、被焼成物（２）やガス流（３）に対して不活性で加熱炉による加熱に耐え得る材質のものが用いられ、例えばアルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、ジルコン、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素などのセラミクス、あるいはこれらの複合物からなるセラミックスや白金、金などの貴金属、低炭素鋼、インコネル、ハステロイ、ステンレスなどの合金類、黒鉛、石英ガラスなどで構成されたものが用いられる。
【００１３】
かかる焼成容器（４）の大きさは、被焼成物の量、加熱炉の大きさなどに応じて適宜選択されるが、例えば奥行き（ｄ４）および幅（ｗ４）が５ｃｍ〜５０ｃｍ程度であり、高さ（ｈ４）が３ｃｍ〜１５ｃｍ程度である。
【００１４】
加熱炉（５）は、かかる焼成容器（４）を内部に収納して加熱する炉である。図１に示す焼成装置（１）において、加熱炉（５）は、加熱炉底部（５１）、加熱炉側壁（５２）および加熱炉天井部（５３）で構成されている。加熱炉（５）は、焼成容器（４）を静置した状態で加熱する静置式加熱炉であってもよいし、図２に示すように、収納した焼成容器（４）を加熱炉内（５ａ）で移動させながら加熱する移動式加熱炉であってもよい。
【００１５】
加熱炉（５）で焼成容器（４）を加熱するには、例えば加熱器（６）が用いられ、図１に示す装置では、焼成容器（４）の上下にそれぞれ位置する加熱器（６）が設けられている。かかる加熱器により焼成容器（４）を加熱することで、焼成容器内部（４ａ）に収納された被焼成物（２）が加熱される。加熱器（６）としては、例えば抵抗加熱器、赤外線加熱器、燃焼加熱器、高周波誘導加熱器などが挙げられる。加熱温度は、被焼成物（２）の種類や、目的とする焼成物によって異なるが、例えば３００℃〜２０００℃程度である。
【００１６】
本発明の焼成装置（１）では、互いに向き合った焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に空間（Ａ）が形成されている。図１に示す焼成装置（１）では、焼成容器側壁（４２）の外面と加熱炉側壁（５２）の外面とが互いに向き合っており、この間に空間（Ａ）が形成されている。かかる空間（Ａ）の幅（ｈＡ）はガス流（３）の流通量、流速などに応じて適宜選択されるが、例えば５ｃｍ〜３０ｃｍ程度である。
【００１７】
かかる空間（Ａ）には、ガス流（３）が形成されている。かかるガス流（３）は、かかる空間（Ａ）を加熱炉内面（５ｂ）に沿って流通する。
【００１８】
焼成容器外面（４ｂ）には、焼成容器開口部（４４）が設けられており、図１に示す焼成装置（１）では、焼成容器側壁（４２）に開口部（４４）が設けられている。焼成容器開口部（４４）の大きさは、焼成容器（４）の大きさ、被焼成物（２）の量、ガス流（３）の流量、流速などによって異なるが、通常は幅２ｃｍ〜３０ｃｍ程度で、高さ０．５ｃｍ〜３ｃｍ程度である。
【００１９】
かかる焼成容器開口部（４４）は、焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）で加熱炉内面（５ｂ）に沿って流通するガス流（３）を焼成容器内部（４ａ）に流入させる。このガス流（３）を焼成容器内部（４ａ）に流入させるには、焼成容器開口部（４４）がガス流（３）の流路上に位置するように、加熱炉内部（５ａ）における焼成容器（４）の位置、焼成容器（４）における焼成容器開口部（４４）の位置などを適宜選択すればよい。焼成容器開口部（４４）がガス流（３）の流路上に位置することで、ガス流（３）が焼成容器開口部（４４）から焼成容器内部（４ａ）に流入する。焼成容器開口部（４４）から焼成容器内部（４ａ）に流入したガス（３１）は、焼成容器内部（４ａ）に収納された被焼成物（２）と接触する。
【００２０】
本発明の焼成装置（１）では、かかるガス流（３）は、加熱炉内面（５ｂ）に対して略垂直な方向からガス（３０）を吹き付けることで形成される。図１に示す装置（１）では、ガス吹出口（５４）からガス（３０）を吹き出し、吹き出されたガス（３０）は、焼成容器底部（４１）と加熱炉底部（５１）との間に形成された空間（Ｂ）を通過してから、加熱炉側壁（５２）に吹き付けられている。また、図３に示す焼成装置（１）では、焼成容器側壁（４２）と加熱炉側壁（５２）との間に形成された空間（Ａ）の中でガス吹出口（５４）から加熱炉側壁（５２）に対してガス（３０）を吹出している。
【００２１】
ガス（３０）は、厳密に垂直な方向から吹き付けてもよいが、概ね垂直であればよい。ガス吹出口（５４）から吹出されるガス（３０）は、予め加熱されていてもよい。
【００２２】
加熱炉内面（５ｂ）に吹き付けられたガス（３０）は、加熱炉内面（５２）に衝突したのち、加熱炉内面に沿って流通するガス流（３）を形成する。このガス流（３）は、加熱炉内面（５ｂ）に衝突した反動で、加熱炉内面（５ｂ）から離れながら加熱炉内面に沿って流通するので、焼成容器外面（４ｂ）と加熱炉内面（５ｂ）との間に形成された空間（Ａ）では、より多くのガス流（３）が焼成容器外面（４ｂ）に向かって流通して、焼成容器開口部（４４）から焼成容器内部（５ａ）に流入することとなる。
【００２３】
ガス吹出口（５４）は一つであってもよいし、２以上であってもよい。焼成容器（４）を移動させながら加熱する移動式加熱炉の場合には、図２に示すように、焼成容器（４）の移動方向に沿って複数の吹出口（５４）を並べて設けることが好ましい。
【００２４】
焼成容器（４）内に導かれたガス（３１）は、この焼成容器（４）の内部（４ａ）で被焼成物（２）と接触する。被焼成物（２）と接触したのちのガス（３１）は、焼成容器（４）に設けられた焼成容器ガス排出口（４５）から焼成容器（４）の外へ排出ガス（３２）として排出され、更に加熱炉ガス排出口（５５）から加熱炉の外へ排出される。
【００２５】
焼成容器（４）は、図８に示すように、複数の焼成容器（４、４’）を水平方向に並べて使用してもよい。並べて使用する場合、一つの焼成容器（４）のガス排出口（４５）が、隣の焼成容器（４’）の開口部（４４’）と連通するように並べることで、一つの焼成容器（４）から排出されたガス（３）が、隣の焼成容器（４’）の開口部（４４’）からその焼成容器（４’）の中に導入される。
【００２６】
さらに多くのガス流（３）が焼成容器開口部（４４）に向かうように、上記した空間（Ａ）に整流版（４６、５６）を設けてもよい。図４に示すようにガス流（３）が上方に向けて流通する場合、開口部（４４）の上方に位置する整流板（４６）を焼成容器（４）に設ければよい。かかる整流板（４６）は、例えば焼成容器の天井部（４３）と一体となっていてもよい。
【００２７】
また、図５に示すように、上記加熱炉側部（５２）の内面に、焼成容器の開口部（４４）よりも上方に位置する整流板（５６）が設けられていてもよい。
【００２８】
かかる本発明の焼成装置（１）によって焼成される被焼成物（２）としては、例えば金属の水酸化物、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物や、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩などの無機塩、蓚酸塩、酢酸塩、ステアリン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩などの有機塩などが挙げられる。ここで、金属としては、例えばアルミニウム、スズ、鉛や、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、チタン、コバルト、ニッケル、鉄、亜鉛、マンガン、ジルコニウムなどの遷移金属、イットリウム、セリウム、ユウロピウムなどが挙げられる。かかる金属はそれぞれ単独であってもよいし、２種以上が組み合わされていてもよい。また、被焼成物（２）としては、例えば非金属の酸化物なども挙げられ、具体的には、酸化ホウ素、酸化ケイ素なども挙げられる。
【００２９】
用いられるガス（３０）としては、被焼成物に対して活性な活性ガスであってもよいし、不活性な不活性ガスであってもよく、これらの混合ガスであってもよい。ガスとして具体的には、例えば塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン、水素、塩化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、アンモニア、水蒸気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられ、これらの混合ガスであってもよい。
【００３０】
得られる焼成物としては、例えば酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化チタンなどが挙げられる。また、バリウム−−マグネシウム−アルミニウム複合酸化物（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）、亜鉛−珪素複合酸化物（Ｚｎ２ＳｉＯ４）などの複合酸化物も挙げられ、これらは原料となる被焼成物にユウロピウムまたはマンガンなどが含まれていて、無機蛍光体となっていてもよい。また、リチウム−ニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、リチウム−コバルト−ニッケル複合酸化物（ＬｉＣｏａＮｉｂＯ２、ａ＋ｂ＝１）、リチウム−マンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウム鉄リン酸塩（ＬｉＦｅＰＯ４）などのリチウム二次電池用電極活性物質なども挙げられる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の焼成装置によれば、焼成容器開口部から焼成容器内部に十分な量のガス流を導くことができるので、焼成容器内部のガスの滞留時間を短くすることができ、被焼成物をガスと十分に接触させながら焼成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼成装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の焼成装置の一例を模式的に示す横断面図図である。
【図３】本発明の焼成装置の他の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図４】本発明の焼成装置の他の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の焼成装置の他の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図６】焼成容器の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】複数の焼成容器を積み重ねて使用する状態を模式的に示す縦断面図である。
【図８】複数の焼成容器を水平方向に並べて使用する状態を模式的に示す断面図である。
【図９】従来の焼成装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
１：本発明の焼成装置    １’：従来の焼成装置
２：被焼成物
３：ガス流        ３０、３１：ガス      ３２：排出ガス
４、４’：焼成容器
４１：焼成容器底部        ４２：焼成容器側壁        ４３：焼成容器天井部
４ａ：焼成容器内部        ４ｂ：焼成容器外周面      ４４、４４’：焼成容器開口部
４５：ガス排出口          ４６：整流板
ｄ４：焼成容器の奥行き    ｗ４：焼成容器の幅        ｈ４：焼成容器の高さ
５：加熱炉
５１：加熱炉底部          ５２：加熱炉側壁          ５３：加熱炉天井部
５ａ：加熱炉内部          ５ｂ：加熱炉内面          ５４：ガス吹出口
５５：ガス排出口          ５６：整流板
６：加熱器
Ａ：焼成容器と加熱炉側壁との間の空間
Ｂ：焼成容器と加熱炉底部との間の空間
ｈＡ：焼成容器と加熱炉側壁との間の空間の幅
ｈＢ：焼成容器と加熱炉底部との間の空間の高さ
【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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