(57)【要約】【課題】熱処理のばらつきを低減した焼成炉の提供。【解決手段】筒部５１の両端を一対の側壁部５２、５３で閉止して構成された中空円筒状の炉心管５と、炉心管５を筒部５１の中心軸周りに回転させる駆動部と、を備え、筒部５１には、一方の側壁部５２から他方の側壁部５３に向かって延びる開口５１ａが形成され、筒部５１内には、筒部５１の周方向において開口５１ａの一端周縁側を基端として、中心軸から開口５１ａまでの間を遮るように延出される仕切板５４が設けられ、駆動部は、炉心管を正逆転可能に駆動する焼成炉を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部と該筒部の両端を閉止する一対の側壁部とから構成され中空円筒状の炉心管と、
該炉心管を該筒部の中心軸周りに回転させる駆動部と、を備え、
該筒部には、一方の側壁部から他方の側壁部に向かって延びる開口が形成され、
該筒部内には、該筒部の周方向において該開口の一端周縁側を基端として、該中心軸から該開口までの間を遮るように延出される仕切板が該開口の該一方の側壁側端部から該他方の側壁側端部まで一連に設けられ、
該駆動部は、該炉心管を正逆転可能に駆動することを特徴とする焼成炉。
【請求項２】
該筒部の中心軸方向と直交する断面において、該仕切板は該筒部の半径方向において内方側に突出して凸形状を成すように該基端から延出されていることを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】
該筒部の中心軸方向と直交する断面において、該仕切板は円弧状であって該筒部の半径方向において外方側に窪んで凹形状を成すように該基端から延出されていることを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
【請求項４】
該一方の側壁部には、該筒部の中心軸と同軸上に位置し該炉心管内部に被加熱材料を投入可能な材料供給口が開口することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載の焼成炉。
【請求項５】
該材料供給口に挿入され該被加熱材料を該炉心管内部に吐出する材料吐出口を有する材料供給装置と、
該炉心管の回転方向に応じて該材料供給装置からの材料供給を制御する制御装置とを更に有し、
該制御装置は、該炉心管が該周方向において該開口の該他端から該一端に向かう方向に回転している場合にのみ、該材料供給装置に該被加熱材料を供給させることを特徴とする請求項４に記載の焼成炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック材料等を仮焼する回転式の焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック材料を仮焼するために、従来から筒状の炉心管を用いた回転炉が公知になっている。（例えば、特許文献１参照）。この回転炉においては、一端側周面に蓋を設けてこの蓋から材料を投入するとともに、他端側側面に排出口を形成してこの排出口から仮焼下材料を溢れさせるようにして排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるような構成においては、炉心管から材料が排出される時間は、排出口の位置、孔径に依存するが、同時に投入された材料が必ずしも同時に排出されるとは限らず、仮焼された材料にばらつきが発生する場合があった。よって本発明は、熱処理のばらつきを低減した焼成炉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】
上記課題を解決するために本発明は、筒部と筒部の両端を閉止する一対の側壁部とから構成され中空円筒状の炉心管と、炉心管を筒部の中心軸周りに回転させる駆動部と、を備え、筒部には、一方の側壁部から他方の側壁部に向かって延びる開口が形成され、筒部内には、筒部の周方向において開口の一端周縁側を基端として、中心軸から開口までの間を遮るように延出される仕切板が設けられ、駆動部は、炉心管を正逆転可能に駆動する焼成炉を提供する。
【０００６】
このような構成によると、炉心管を回転させる方向に応じて、炉心管から材料が排出される状態と、炉心管内に材料が留まる状態を選択的に選ぶことができる。よって炉心管から材料を排出したい場合には、炉心管を回転させることにより、炉心管から材料を排出することができる。即ち、排出状態、非排出状態のＯＮ・ＯＦＦを明確に区別することができ、炉心管内に留まっている材料の加熱時間の制御を容易に行うことができる。
【０００７】
上記構成の焼成炉において、筒部の中心軸方向と直交する断面において、仕切板は筒部の半径方向において内方側に突出して凸形状を成すように該基端から延出されていることが好ましい。
【０００８】
このような構成によると、炉心管が回転して材料撹拌時に、仕切板の凸形状に材料が当接するため、撹拌を促進することができる。
【０００９】
また筒部の中心軸方向と直交する断面において、仕切板は円弧状であって該筒部の半径方向において外方側に窪んで凹形状を成すように該基端から延出されていてもよい。
【００１０】
このような構成によると、材料撹拌時に仕切板の面に沿って材料が流動するため、材料が過度に撹拌されることを抑制することができる。
【００１１】
また一方の側壁部には、筒部の中心軸と同軸上に位置し炉心管内部に被加熱材料を投入可能な材料供給口が開口することが好ましい。
【００１２】
このような構成によると、炉心管回転中であっても炉心管内に材料を投入することができる。よって焼成炉の連続使用が可能になる。
【００１３】
また材料供給口に挿入され被加熱材料を炉心管内部に吐出する材料吐出口を有する材料供給装置と、炉心管の回転方向に応じて材料供給装置からの材料供給を制御する制御装置とを更に有し、制御装置は、炉心管が周方向において開口の他端から一端に向かう方向に回転している場合にのみ、材料供給装置に被加熱材料を供給させることが好ましい。
【００１４】
このような構成によると、排出を所定の時に行うことが可能であるので、確実に熱処理された状態で材料を排出することができ、熱処理が不十分な材料が排出されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の焼成炉によれば、処理のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る焼成炉の側面概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る焼成炉の炉心管周辺を示す概略斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係る焼成炉の炉心管の（ａ）正面図、（ｂ）正面図のIII-III線に沿った断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る焼成炉の炉心管の変形例に係る断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る焼成炉について、図１から図３に基づき説明する。図１に示される焼成炉１は、主にスプレードライヤ部２と炉体３とから構成されており、セラミック材料を造粒・仮焼する装置である。
【００１８】
スプレードライヤ部２は、セラミック材料が混濁されている液体から粒状のセラミック材料を造粒する装置であり、予め所定の温度プロファイルで加熱された状態で、ノズル２１から粒状のセラミック材料を排出している。またスプレードライヤ部２には、後述のモータ６３の動作に応じてノズル２１からの排出を制御する制御装置２２が設けられている。制御装置２２におけるノズル２１の制御については後述する。
【００１９】
炉体３は、ベース４と、炉心管５と、駆動部６（図２）と、ヒータ７と、制御部８と、ホッパ９とを主に備えて構成されている。ベース４は、炉心管５〜制御部８を支持しており、図２に示されるように間に炉心管５、ヒータ７等が配置される一対の隔壁４１、４２を有している。図１に示されるようにベース４においてヒータ７及び炉心管５周囲には、断熱材４３が配置されている。またベース４においてヒータ７及び炉心管５の下方には、仮焼されたセラミック材料を受ける受皿４４が配置されている。
【００２０】
炉心管５は、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、中空状の筒部５１と筒部５１の両端を閉止する一対の側壁部５２、５３とから中空円筒状に構成されており、図２に示されるように、一対の隔壁４１、隔壁４２の間に軸方向が一方の隔壁４１から他方の隔壁４２へ向かう方向と一致するように配置されており、駆動部６により軸周りに回転駆動可能に構成されている。図３（ａ）に示されるように、筒部５１には、一方の側壁部５２から他方の側壁部５３まで筒部５１の中心軸と平行に延びるスリット状の開口５１ａが形成されている。図３（ｂ）に示されるように筒部５１内には、仕切板５４が設けられている。
【００２１】
仕切板５４は、開口５１ａの筒部５１周方向における一端側（図３（ｂ）紙面上において反時計回り側）における周縁を基端とし筒部５１の周壁に沿って他端側（時計回り側）に延出されて構成されている。図３（ｂ）に示されるように仕切板５４の基端からの延出量は、少なくとも筒部５１の中心軸から開口５１ａの間を遮るように設定されており、筒部５１の中心軸と直交する断面形状が、筒部５１の中心軸に向かって突出する凸状を成すように屈曲している。また仕切板５４は、図３（ａ）に示されるように開口５１ａの周縁において一対の側壁部５２側端部から他方の側壁部５３側端部まで一連に設けられている。
【００２２】
一方の側壁部５２において、中心位置には、炉心管５内外を貫通する材料吐出口である図示せぬ貫通孔が形成されており、この図示せぬ貫通孔にホッパ９（図２）の先端が挿入されている。
【００２３】
以下の説明においては、上記構成の炉心管５において、開口５１ａの周方向他端から周方向一端に向かう方向（図３（ｂ）において反時計回り）の回転を正転として正逆転を定義する。
【００２４】
図２に示されるように駆動部６は、駆動ローラ６１とフリーローラ６２とモータ６３とから主に構成されている。駆動ローラ６１及びフリーローラ６２は、一対の隔壁４１、４２の間に軸方向が炉心管５の軸方向と平行に成るように配置されており、それぞれ軸受により隔壁４１、隔壁４２に回転可能に支承されている。また一対の隔壁４１、４２の間に配置された駆動ローラ６１とフリーローラ６２との間の距離は、炉心管５の直径より小さくなるように設定されている。駆動ローラ６１の隔壁４１側の端部には、モータ６３とベルト６３Ａで接続されるプーリ６１Ａが設けられている。
【００２５】
モータ６３は隔壁４１に設置されており、ベルト６３Ａで駆動ローラ６１のプーリ６１Ａと接続されている。よってモータ６３を回転させるとその駆動力が駆動ローラ６１に伝達されて駆動ローラ６１が回転する。駆動ローラ６１とフリーローラ６２との間に位置するように、炉心管５が駆動ローラ６１とフリーローラ６２とに担持されているため、駆動ローラ６１を回転駆動することにより、炉心管５も回転することができる。
【００２６】
ヒータ７は、隔壁４２を基端として隔壁４１側へと延出されており、炉心管５の周囲に位置するように配置されている。
【００２７】
制御部８は、モータ６３、ヒータ７等と接続されており、モータ６３の回転制御、及びヒータ７の加熱制御を行っている。また図１に示されるように制御部８は制御装置２２にモータ６３（図２）の回転状態に係る信号を発信している。上述の制御装置２２においては、炉心管５を正転するようにモータ６３を回転する信号を制御部８から受信した場合のみノズル２１からセラミック材料を吐出可能に制御を行っている。
【００２８】
図２に示されるようにホッパ９は、漏斗９１と、供給管９２とから主に構成されている。漏斗９１はノズル２１の下方に位置しており、ノズル２１から吐出される粒状のセラミック材料を受けている。供給管９２は、一端に材料吐出口が規定され材料吐出口が一方の側壁部５２の図示せぬ貫通孔に挿入されると共に他端で漏斗９１に接続され、材料吐出口を介して漏斗９１内に吐出されたセラミック材料を炉心管５内に投入している。挿入される供給管９２は、炉心管５に対し常に離間しているので、炉心管５が回転した状態においても供給管９２から炉心管５内にセラミック材料を投入することが可能である。
【００２９】
上記構成の焼成炉１においてセラミック材料を造粒・仮焼するには、上述のようにスプレードライヤ部２で造粒したセラミック材料を、炉心管５を回転させた状態でノズル２１からホッパ９を介して炉心管５内に投入する。炉心管５を回転させた状態でセラミック材料を投入することにより、炉心管５内に好適にセラミック材料を拡げることができる。
【００３０】
炉心管５内にセラミック材料が注入された状態で、炉心管５を一定時間、加熱しながら正転させる。炉心管５内においては、仕切板５４が開口５１ａの一端側に設けられており、かつ仕切板５４が開口５１ａと中心軸とを遮るように延出されているため、炉心管５を正転させている限りでは、開口５１ａからセラミック材料が漏出することは抑制され、炉心管５内にセラミック材料が留まることができる。また仕切板５４が上述のように中心軸に向かって凸になるように構成されているため、撹拌時に凸部分にセラミック材料が当接して撹拌を促進し、より好適に細粒化を図ることができる。
【００３１】
セラミック材料が所定の粒径になり仮焼が進んだ所定時間後に、制御部８によりモータ６３を反転させ、炉心管５を逆転させる。炉心管５が逆転した状態では、仕切板５４の先端と筒部５１の周壁との間の隙間から開口５１ａを介してセラミック材料が炉心管５外に排出され、この排出されたセラミック材料は受皿４４に受けられた後、所定の工程に回される。尚、制御部８によりモータ６３を反転させることにより、制御装置２２にその旨の信号が送られてノズル２１からホッパ９へのセラミック材料の供給が必ず停止するので、炉心管５が逆転する状態において炉心管５にセラミック材料が投入されることはない。
【００３２】
本実施の形態に係る焼成炉１によると、炉心管５を回転させる方向に応じて、炉心管５からセラミック材料が排出される状態と、炉心管５内に材料が留まる状態を選択的に選ぶことができる。よって炉心管５からセラミック材料を排出したい場合には、そのように炉心管５を回転させることにより、炉心管５からセラミック材料を排出することができる。即ち、排出状態、非排出状態のＯＮ・ＯＦＦを明確に区別することができ、炉心管５内に留まっている材料の加熱時間の制御を容易に行うことができる。また、排出を所定の時に行うことが可能であるので、確実に熱処理・造粒処理された状態でセラミック材料を排出することができ、熱処理等が不十分な材料が排出されることを抑制して、炉心管５から吐出されるセラミック材料の品質をより正確に均一化することができる。
【００３３】
本発明に係る焼成炉は、上述の実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。一例としては、図４に示されるように、炉心管５の中心軸と直交する断面において仕切板１５４を、円弧状であって筒部５１の中心軸から離間するように窪んで凹形状を成すように開口５１ａ近傍の基端から延出して構成してもよい。このような構成によると、材料撹拌時に仕切板１５４の円弧を成す面に沿ってセラミック材料が流動するため、セラミック材料が過度に撹拌され、細粒化が進みすぎることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・焼成炉  ２・・スプレードライヤ部  ３・・炉体  ４・・ベース  ５・・炉心管
６・・駆動部  ７・・ヒータ  ８・・制御部  ９・・ホッパ  ２１・・ノズル
２２・・制御装置  ４１・・隔壁  ４２・・隔壁  ４３・・断熱材  ４４・・受皿
５１・・筒部  ５１ａ・・開口  ５２・・側壁部  ５３・・側壁部  ５４・・仕切板
６１・・駆動ローラ  ６１Ａ・・プーリ  ６２・・フリーローラ  ６３・・モータ
６３Ａ・・ベルト  ９１・・漏斗  ９２・・供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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