(57)【要約】      （修正有）【課題】炉心管内における、撹拌部材の軸方向の移動を規制可能なロータリーキルンを提供する。【解決手段】ロータリーキルン１は、略水平に配置され、自身の軸周りに回転し、非金属製の内面を有する筒状の炉心管４と、炉心管４の内面の内部に収容され、炉心管４の回転に従って回転し、非金属製の外面を有する撹拌部材７３と、炉心管４に直接または間接的に固定され、炉心管４と一体的に回転し、撹拌部材７３の外面に接触することにより撹拌部材７３の軸方向の移動を規制する非金属製の接触部と、自身を軸方向に貫通し被処理物Ｗの通過を許容する貫通孔を有する押さえ部材５、６と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平に配置され、自身の軸周りに回転し、非金属製の内面を有する筒状の炉心管と、
該炉心管の該内面の内部に収容され、該炉心管の回転に従って回転し、非金属製の外面を有する撹拌部材と、
該炉心管に直接または間接的に固定され、該炉心管と一体的に回転し、該撹拌部材の該外面に接触することにより該撹拌部材の軸方向の移動を規制する非金属製の接触部と、自身を軸方向に貫通し被処理物の通過を許容する貫通孔と、を有する押さえ部材と、
を備えるロータリーキルン。
【請求項２】
前記押さえ部材は、前記撹拌部材の上流側に配置される上流側押さえ部材、および該撹拌部材の下流側に配置される下流側押さえ部材のうち、少なくとも一方である請求項１に記載のロータリーキルン。
【請求項３】
さらに、前記炉心管に前記被処理物を供給する供給装置を備え、
前記上流側押さえ部材は、該供給装置の下流側に並設される請求項２に記載のロータリーキルン。
【請求項４】
前記下流側押さえ部材は、前記炉心管の下流端に配置される請求項２または請求項３に記載のロータリーキルン。
【請求項５】
前記貫通孔の開口率は、前記押さえ部材の径方向断面積を１００％として、５０％以上７０％以下である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のロータリーキルン。
【請求項６】
前記押さえ部材は、軸方向から見て前記炉心管の径方向中心付近に配置される内筒部と、該内筒部に固定され径方向外側に延在する複数の梁部と、を有し、
前記接触部は、該内筒部の軸方向一端に配置され、
前記貫通孔は、該内筒部の内部、および複数の該梁部のうち周方向に隣り合う一対の該梁部間に区画される請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のロータリーキルン。
【請求項７】
前記炉心管は、直接または間接的に軸方向に連なる複数の筒部材からなり、
前記押さえ部材は、軸方向に隣り合う一対の筒部材間に介装される請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のロータリーキルン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体や粒体などの被処理物を連続的に熱処理可能なロータリーキルンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーキルンは、自身の軸周りに回転する炉心管を備えている。炉心管は、略水平に配置されている。また、炉心管には、上流側から下流側に向かって、下向きの微小な傾斜が設定されている。被処理物は、炉心管内を、上流側から下流側に向かって移動する。移動の際、被処理物に熱処理が施される。炉心管の材質としては、一般的に金属が用いられている。
【０００３】
しかしながら、例えば電池材料など、金属の混入を嫌う被処理物を熱処理する場合、金属製の炉心管を用いると、コンタミネーションが発生するおそれがある。そこで、特許文献１に開示されているように、セラミック製の炉心管が開発されている。
【０００４】
また、被処理物に対する熱処理の均一性を確保するためには、炉心管内で被処理物が充分に撹拌される方が好ましい。このため、特許文献２に開示されているように、炉心管内に撹拌部材が配置される場合がある。撹拌部材は、炉心管の回転に伴って、炉心管内を周方向に回転する。したがって、被処理物を充分に撹拌することができる。また、炉心管、撹拌部材の材質は、セラミックである。このため、金属の混入を嫌う被処理物を熱処理する場合であっても、炉心管や撹拌部材による金属系のコンタミネーションが発生するおそれがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４８４６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１２２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミック製の撹拌部材は、金属製の撹拌部材と比較して、形状や質量の精度が低い。このため、炉心管の回転に伴って、炉心管内を撹拌部材が軸方向に移動してしまう。
【０００７】
ここで、炉心管の上流端には、被処理物供給用のスクリューフィーダーが接続されている。スクリューフィーダーは、固定されている。スクリューフィーダーの供給パイプの材質としては、一般的に金属が用いられている。炉心管内を撹拌部材が上流側に移動する場合、当該スクリューフィーダーに、撹拌部材は、回転しながら摺接するおそれがある。この場合、金属製のスクリューフィーダーとの摩耗粉が原因の、コンタミネーションが発生するおそれがある。一方、炉心管内を撹拌部材が下流側に移動する場合、撹拌部材が炉心管から脱落するおそれがある。
【０００８】
このように、撹拌部材が炉心管内を軸方向に移動すると、不具合が発生しやすい。このため、撹拌部材の軸方向の移動を規制する必要がある。ここで、仮に、撹拌部材が金属製の場合、脆性が低いため、切削加工などにより、撹拌部材の形状、質量を微調整しやすい。このため、撹拌部材の軸方向の移動を規制しやすい。しかしながら、撹拌部材がセラミック製の場合、脆性が高いため、形状、質量の微調整が困難である。
【０００９】
一方、撹拌部材が移動する際の速度や方向などの「癖」は、撹拌部材の形状、質量などに依存している。このため、撹拌部材の動きの「癖」を見極めて、炉心管内に撹拌部材を配置することにより、ある程度、撹拌部材の軸方向の移動を規制することができる。例えば、軸方向に移動しやすい一対の撹拌部材がある場合、第一の撹拌部材を下流側から上流側に動く方向に、第二の撹拌部材を上流側から下流側に動く方向に、配置する。並びに、第一の撹拌部材を下流側に、第二の撹拌部材を上流側に、各々配置する。こうすると、炉心管の回転に伴って、第一の撹拌部材と第二の撹拌部材とが軸方向から接触することになる。このため、一対の撹拌部材が、互いに、他方の撹拌部材の移動を規制することができる。
【００１０】
しかしながら、撹拌部材の動きの「癖」を見極める作業には、熟練を要する。また、撹拌部材の動きの「癖」以外にも、例えば炉心管の傾斜角度、回転速度、被処理物の搬送量、撹拌部材の配置数などにより、炉心管内における撹拌部材の挙動が変化するおそれがある。このため、撹拌部材の動きの「癖」を見極めるだけでは、充分に、撹拌部材の軸方向の移動を規制することが困難である。
【００１１】
本発明のロータリーキルンは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、炉心管内における、撹拌部材の軸方向の移動を規制可能なロータリーキルン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】
【００１２】
（１）上記課題を解決するため、本発明のロータリーキルンは、略水平に配置され、自身の軸周りに回転し、非金属製の内面を有する筒状の炉心管と、該炉心管の該内面の内部に収容され、該炉心管の回転に従って回転し、非金属製の外面を有する撹拌部材と、該炉心管に直接または間接的に固定され、該炉心管と一体的に回転し、該撹拌部材の該外面に接触することにより該撹拌部材の軸方向の移動を規制する非金属製の接触部と、自身を軸方向に貫通し被処理物の通過を許容する貫通孔と、を有する押さえ部材と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、「非金属」とは、ガラス、セラミック、カーボンなど、金属以外の材質をいう。また、「直接または間接的に固定され」とは、炉心管に対して押さえ部材が直接固定される場合は勿論、炉心管に対して押さえ部材が他の部材（単一でも複数でもよい）を介して固定される場合を含むことをいう。
【００１４】
本発明のロータリーキルンは、炉心管と、撹拌部材と、押さえ部材と、を備えている。炉心管のうち、少なくとも内面は非金属製である。また、撹拌部材のうち、少なくとも外面は非金属製である。また、押さえ部材の接触部は非金属製である。
【００１５】
本発明のロータリーキルンによると、炉心管内を撹拌部材が軸方向に移動する際、撹拌部材の外面が押さえ部材の接触部に接触する。このため、撹拌部材の軸方向の移動を規制することができる。また、撹拌部材の外面および押さえ部材の接触部は、共に非金属製である。このため、金属の混入を嫌う被処理物を熱処理する場合であっても、撹拌部材や押さえ部材との金属系摩耗粉によるコンタミネーションが発生するおそれがない。また、撹拌部材および押さえ部材は、同じ方向に回転している。このため、撹拌部材の外面と押さえ部材の接触部とが接触しても、摺動による摩耗を抑制することができる。
【００１６】
また、押さえ部材は、貫通孔を備えている。このため、撹拌部材の軸方向の移動を規制する反面、被処理物の移動を許容することができる。また、炉心管内にガスが存在する場合は（勿論、ガスが存在しなくてもよい）、ガスの移動を許容することができる。
【００１７】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記押さえ部材は、前記撹拌部材の上流側に配置される上流側押さえ部材、および該撹拌部材の下流側に配置される下流側押さえ部材のうち、少なくとも一方である構成とする方がよい。
【００１８】
上流側押さえ部材を配置すると、撹拌部材の上流側への移動を規制することができる。同様に、下流側押さえ部材を配置すると、撹拌部材の下流側への移動を規制することができる。
【００１９】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、さらに、前記炉心管に前記被処理物を供給する供給装置を備え、前記上流側押さえ部材は、該供給装置の下流側に並設される構成とする方がよい。本構成によると、供給装置と撹拌部材との間に、上流側押さえ部材が介装されている。このため、撹拌部材が供給装置に接触するのを抑制することができる。
【００２０】
（４）好ましくは、上記（２）または（３）の構成において、前記下流側押さえ部材は、前記炉心管の下流端に配置される構成とする方がよい。本構成によると、炉心管の下流端と撹拌部材との間に、下流側押さえ部材が介装されている。このため、撹拌部材が下流端から脱落するのを抑制することができる。
【００２１】
（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記貫通孔の開口率は、前記押さえ部材の径方向断面積を１００％として、５０％以上７０％以下である構成とする方がよい。
【００２２】
開口率を５０％以上としたのは、５０％未満の場合、被処理物が貫通孔に詰まりやすくなるからである。一方、開口率を７０％以下としたのは、７０％超過の場合、撹拌部材が押さえ部材に接触する際に、充分な強度を確保しにくくなるからである。
【００２３】
（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記押さえ部材は、軸方向から見て前記炉心管の径方向中心付近に配置される内筒部と、該内筒部に固定され径方向外側に延在する複数の梁部と、を有し、前記接触部は、該内筒部の軸方向一端に配置され、前記貫通孔は、該内筒部の内部、および複数の該梁部のうち周方向に隣り合う一対の該梁部間に区画される構成とする方がよい。
【００２４】
本構成によると、貫通孔が、炉心管の径方向中心付近および炉心管の内面付近に配置されている。被処理物は、炉心管の内面に沿って移動しやすい。このため、貫通孔が被処理物の通過を許容しやすい。
【００２５】
（７）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記炉心管は、直接または間接的に軸方向に連なる複数の筒部材からなり、前記押さえ部材は、軸方向に隣り合う一対の筒部材間に介装される構成とする方がよい。
【００２６】
ここで、「直接または間接的に軸方向に連なる」とは、複数の筒部材が直接連結される場合は勿論、複数の筒部材が連結部材（単一でも複数でもよい）を介して連結される場合を含むことをいう。
【００２７】
本構成によると、軸方向に隣り合う一対の筒部材間における撹拌部材の移動を、押さえ部材により規制することができる。また、軸方向に隣り合う一対の筒部材間における被処理物の移動を、押さえ部材により許容することができる。また、軸方向に隣り合う一対の筒部材同士を、押さえ部材を介して連結することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のロータリーキルンによると、炉心管内における、撹拌部材の軸方向の移動を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一実施形態のロータリーキルンの斜視図である。
【図２】同ロータリーキルンの分解斜視図である。
【図３】同ロータリーキルンの軸方向断面図である。
【図４】同ロータリーキルンの加熱部付近の径方向断面図である。
【図５】同ロータリーキルンの連結部の斜視図である。
【図６】同連結部の分解斜視図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ方向断面図である。
【図８】図３の枠ＶＩＩＩ内の拡大図である。
【図９】図３の枠ＩＸ内の拡大図である。
【図１０】同ロータリーキルンの上流側押さえ部材の後面図である。
【図１１】同上流側押さえ部材の分解斜視図である。
【図１２】同ロータリーキルンの下流側押さえ部材の後面図である。
【図１３】同下流側押さえ部材の分解斜視図である。
【図１４】第二実施形態のロータリーキルンの後端付近の拡大断面図である。
【図１５】第三実施形態のロータリーキルンの内筒の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のロータリーキルンの実施の形態について説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
［ロータリーキルンの構成］
まず、本実施形態のロータリーキルンの構成について説明する。図１に、本実施形態のロータリーキルンの斜視図を示す。図２に、同ロータリーキルンの分解斜視図を示す。図３に、同ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図４に、同ロータリーキルンの加熱部付近の径方向断面図を示す。なお、図１においては加熱装置２を、図２においては加熱装置２、スクリューフィーダー８の供給パイプ８０を、それぞれ透過して示す。
【００３２】
図１〜図３に示すように、本実施形態のロータリーキルン１は、加熱装置２と、外筒３と、内筒４と、上流側押さえ部材５と、下流側押さえ部材６と、一対のローラ７０ｆと、一対のローラ７０ｒと、一対のタイヤ７１ｆ、７１ｒと、供給ホッパー７２と、五つの撹拌部材７３と、隙間封止部７４と、スクリューフィーダー８と、連結部９と、を備えている。ロータリーキルン１は、内筒４の内部の被処理物Ｗを内筒４の外部から加熱する、いわゆる外熱式のロータリーキルンである。内筒４は、本発明の「炉心管」の概念に含まれる。スクリューフィーダー８は、本発明の「供給装置」の概念に含まれる。
【００３３】
（ローラ７０ｆ、７０ｒ）
一対のローラ７０ｆは、架台（図略）に配置されている。一対のローラ７０ｆは、左右方向に並んで配置されている。ローラ７０ｆは、自身の軸周りに回転可能である。ローラ７０ｆの前後方向両端には、フランジ７００ｆが配置されている。一対のローラ７０ｒは、所定間隔だけ離間して、一対のローラ７０ｆの後方に配置されている。一対のローラ７０ｒは、左右方向に並んで配置されている。ローラ７０ｒは、自身の軸周りに回転可能である。
【００３４】
（内筒４、撹拌部材７３）
内筒４は、アルミナ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。内筒４は、略水平（前方から後方に向かって緩やかに下降している）に配置されている。図３に太矢印で示すように、被処理物Ｗ（例えば、リチウムイオン電池などに用いられる電池材料）は、前方（上流側）から後方（下流側）に向かって、内筒４の内部を搬送される。
【００３５】
図３に示すように、五つの撹拌部材７３は、内筒４の内周面の内側に収容されている。撹拌部材７３は、アルミナ製である。図４に示すように、撹拌部材７３は、軸部７３０と、三枚の翼部７３１と、を備えている。軸部７３０は、前後方向に延在している。翼部７３１は、軸部７３０から径方向に延在している。三枚の翼部７３１は、１２０°ずつ離間して配置されている。三枚の翼部７３１の径方向外端を結ぶ外接円の直径は、内筒４の内径（直径）よりも、小さく設定されている。
【００３６】
（外筒３、タイヤ７１ｆ、７１ｒ）
外筒３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。外筒３は、略水平（前方から後方に向かって緩やかに下降している）に配置されている。外筒３は、内筒４の径方向外側に配置されている。外筒３は、内筒４と同軸的に配置されている。内筒４の前後方向両端は、外筒３から前後方向に突出している。
【００３７】
外筒３は、前後一対のフランジ３３ｆ、３３ｒと、スプロケット（図略）と、を備えている。フランジ３３ｆは、外筒３の前端に配置されている。フランジ３３ｆの前面には、周方向に１２０°ずつ離間して、外端取付孔３３０ｆ（後述する図６参照）が穿設されている。フランジ３３ｒは、外筒３の後端に配置されている。
【００３８】
タイヤ７１ｆ、７１ｒは、各々、外筒３の外周面に固定されている。タイヤ７１ｆは、フランジ３３ｆの後方に並設されている。タイヤ７１ｒは、フランジ３３ｒの前方に並設されている。
【００３９】
スプロケットは、フランジ３３ｒの前方に配置されている。スプロケットは外筒３の外周面に周設されている。スプロケットを介して、モータ（図略）から外筒３に、軸周り方向の駆動力が伝達される。すなわち、外筒３および内筒４は、モータの駆動力により、自身の軸周りに回転可能である。この際、タイヤ７１ｆは、一対のローラ７０ｆ上を転動する。並びに、タイヤ７１ｒは、一対のローラ７０ｒ上を転動する。また、五つの撹拌部材７３は、内筒４の内部において、内筒４の回転に従って回転する。
【００４０】
（スクリューフィーダー８、供給ホッパー７２）
図２に示すように、スクリューフィーダー８は、供給パイプ８０と、スクリュー８１と、を備えている。供給パイプ８０は、ＳＵＳ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。供給パイプ８０の後端は、後述する上流側押さえ部材５の内部に収容されている。スクリュー８１は、ＳＵＳ製である。スクリュー８１は、供給パイプ８０の内部に収容されている。スクリュー８１は、モータ（図略）の駆動力により、自身の軸周りに回転可能である。スクリュー８１の回転により、スクリューフィーダー８は、被処理物Ｗを、前方から後方に向かって搬送する。
【００４１】
供給ホッパー７２は、スクリューフィーダー８の前端に連結されている。供給ホッパー７２は、供給パイプ８０の内部に、被処理物Ｗを供給している。すなわち、被処理物Ｗは、供給ホッパー７２から供給され、スクリュー８１により搬送され、上流側押さえ部材５の内部に投入される。
【００４２】
（加熱装置２）
図３、図４に示すように、加熱装置２は、加熱室２０と、多数のヒータ２１ｕ、２１ｄと、外壁２２と、断熱壁２３と、を備えている。外壁２２は、ＳＵＳ製であって、直方体箱状を呈している。断熱壁２３は、多数の断熱材が組み合わされて形成されている。断熱壁２３は、外壁２２の内面に固定されている。加熱室２０は、断熱壁２３の内部に区画されている。多数のヒータ２１ｕは、加熱室２０における、外筒３の上方に配置されている。多数のヒータ２１ｕは、前後方向に並んでいる。多数のヒータ２１ｄは、加熱室２０における、外筒３の下方に配置されている。多数のヒータ２１ｄは、前後方向に並んでいる。
【００４３】
（連結部９）
図５に、本実施形態のロータリーキルンの連結部の斜視図を示す。図６に、同連結部の分解斜視図を示す。図７に、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ方向断面図を示す。なお、図６においては、内筒４を透過して示す。図５〜図７に示すように、連結部９は、内筒４の外周面と、外筒３のフランジ３３ｆと、を連結している。
【００４４】
連結部９は、三つの保持具９０と、三つの連結部材９１と、三つのリンクアーム９２と、六つのリンクピン９３と、を備えている。保持具９０は、ＳＵＳ製であって、周方向に略１２０°に亘って延在する、部分円弧状を呈している。三つの保持具９０は、後述する三つの連結部材９１を介して、環状に連なっている。三つの保持具９０は、内筒４の外周面を周方向に略１２０°ずつ覆っている。三つの保持具９０は、フランジ３３ｆの前方に配置されている。図７に細線で示すように、内筒４に取り付けられる前の自然状態の保持具９０の内周面の曲率は、内筒４の外周面の設計曲率よりも、大きく設定されている。このため、保持具９０は、広げられた状態で（曲率を小さくされた状態で）、内筒４の外周面に取り付けられている。保持具９０の内周面は、内筒４の外周面に線接触している。すなわち、三つの保持具９０は、内筒４に、略１２０°ずつ離間した三箇所で、線接触している。保持具９０の周方向略中央には、内端取付部９００が配置されている。内端取付部９００には、内端取付孔９００ａが穿設されている。保持具９０の周方向両端は、径方向外側に折り曲げられている。一対の当該屈曲部分には、各々、連結部９０１が形成されている。
【００４５】
リンクアーム９２は、ＳＵＳ製であって、細板状を呈している。リンクアーム９２は、フランジ３３ｆと保持具９０とを、径方向に連結している。リンクアーム９２は、合計三つ配置されている。リンクアーム９２は、外端孔９２０と内端孔９２１とを備えている。外端孔９２０は、リンクアーム９２の外端に穿設されている。外端孔９２０と、フランジ３３ｆの外端取付孔３３０ｆと、は前後方向に並んでいる。リンクピン９３は、これら外端孔９２０と外端取付孔３３０ｆとに挿入されている。このため、リンクアーム９２は、リンクピン９３を中心に、揺動可能である。内端孔９２１は、リンクアーム９２の内端に穿設されている。内端孔９２１と、保持具９０の内端取付孔９００ａと、は前後方向に並んでいる。リンクピン９３は、これら内端孔９２１と内端取付孔９００ａとに挿入されている。このため、保持具９０は、リンクピン９３を中心に、揺動可能である。
【００４６】
連結部材９１は、周方向に隣接する保持具９０同士を連結している。連結部材９１は、ボルト９１０と、ナット９１１と、コイルスプリング９１２と、を備えている。ボルト９１０は、隣り合う一対の連結部９０１を、図７における反時計回り方向に、貫通している。ナット９１１は、ボルト９１０の貫通端に螺着されている。コイルスプリング９１２は、ナット９１１と連結部９０１との間に介装されている。ボルト９１０とナット９１１とを締結することにより、コイルスプリング９１２には、伸張方向の付勢力が蓄積されている。すなわち、コイルスプリング９１２の付勢力は、周方向に隣り合う一対の連結部９０１を互いに近づける方向に、作用している。
【００４７】
（隙間封止部７４）
図８に、図３の枠ＶＩＩＩ内の拡大図を示す。図８に示すように、隙間封止部７４は、段付フランジ７４０とシールリング７４１とを備えている。段付フランジ７４０は、ＳＵＳ製であって、張出部７４０ａと円筒部７４０ｂとを備えている。張出部７４０ａは、円環状を呈している。張出部７４０ａは、外筒３のフランジ３３ｒに、図示しないボルトおよびナットにより、固定されている。円筒部７４０ｂは、前後方向に延在している。円筒部７４０ｂは、張出部７４０ａの後方に連なっている。円筒部７４０ｂは、内筒４の径方向外側に配置されている。
【００４８】
シールリング７４１は、耐熱性グランドパッキンであって、円環状を呈している。シールリング７４１は、張出部７４０ａと円筒部７４０ｂとの境界部に配置されている。シールリング７４１は、フランジ３３ｒと段付フランジ７４０との間に介装されている。シールリング７４１は、内筒４の外周面に弾接している。内筒４の外周面は、シールリング７４１に対して、相対的に前後方向に摺動可能である。このため、内筒４は、外筒３に対して、相対的に前後方向に変位可能である。
【００４９】
（上流側押さえ部材５）
図１〜図３に示すように、上流側押さえ部材５は、内筒４の前端に配置されている。図９に、図３の枠ＩＸ内の拡大図を示す。図１０に、本実施形態のロータリーキルンの上流側押さえ部材の後面図を示す。図１１に、同上流側押さえ部材の分解斜視図を示す。上流側押さえ部材５は、内筒部５０と、三本の梁部５１と、外筒部５２と、端板５３と、四つの貫通孔５４と、を備えている。
【００５０】
外筒部５２は、アルミナ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。端板５３は、アルミナ製であって、円板状を呈している。端板５３は、外筒部５２の前端開口を封止している。端板５３の径方向中心には、供給口５３０が開設されている。供給口５３０には、スクリューフィーダー８の供給パイプ８０が挿通されている。
【００５１】
内筒部５０は、アルミナ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。内筒部５０は、外筒部５２の径方向中心に収容されている。内筒部５０の後端面には、接触部５００が配置されている。
【００５２】
三本の梁部５１は、アルミナ製であって、内筒部５０の外周面と外筒部５２の内周面とを連結している。三本の梁部５１は、各々、径方向に延在している。三本の梁部５１は、１２０°ずつ離間して配置されている。図９に示すように、内筒４の前端は、三本の梁部５１の後端に、当接している。
【００５３】
図１０に示すように、四つの貫通孔５４は、内筒部５０の径方向内側と、周方向に隣接する一対の梁部５１間と、に区画されている。上流側押さえ部材５の径方向断面積を１００％として、四つの貫通孔５４の合計の開口率は、６４％に設定されている。
【００５４】
（下流側押さえ部材６）
図８に示すように、下流側押さえ部材６は、隙間封止部７４の径方向内側に配置されている。図１２に、本実施形態のロータリーキルンの下流側押さえ部材の後面図を示す。図１３に、同下流側押さえ部材の分解斜視図を示す。下流側押さえ部材６は、内筒部６０と、三本の梁部６１と、六つの貫通孔６４と、を備えている。
【００５５】
三本の梁部６１は、各々、ＳＵＳ製である。三本の梁部６１は、１２０°ずつ離間して配置されている。三本の梁部６１の径方向内端は、内筒４の径方向中心に収束している。一方、三本の梁部６１の径方向外端は、円筒部７４０ｂの後端の開口縁に固定されている。
【００５６】
内筒部６０は、基部６００と、カバー部６０１と、を備えている。基部６００は、ＳＵＳ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。基部６００は、三本の梁部６１の径方向中心付近から、前方に突設されている。カバー部６０１は、アルミナ製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。カバー部６０１は、基部６００の径方向外側に配置されている。カバー部６０１の前端面には、接触部６０１ａが配置されている。
【００５７】
図１２に示すように、六つの貫通孔６４は、基部６００の径方向内側および外側に分かれて配置されている。また、六つの貫通孔６４は、周方向に隣接する一対の梁部６１間に区画されている。下流側押さえ部材６の径方向断面積を１００％として、六つの貫通孔６４の合計の開口率は、６４％に設定されている。
【００５８】
［ロータリーキルンの動き］
次に、本実施形態のロータリーキルン１の動きについて説明する。前述したように、外筒３には、スプロケットを介して、モータから、回転方向の駆動力が伝達される。当該駆動力は、図２に示すように、連結部９および隙間封止部７４を介して、内筒４に伝達される。このため、外筒３および内筒４は、一対のローラ７０ｆおよび一対のローラ７０ｒ上を、同期して自身の軸周りに回転する。また、図３、図４に示すように、五つの撹拌部材７３は、内筒４の回転に従って、内筒４の内部を周方向に回転する。
【００５９】
図３に示すように、被処理物Ｗは、供給ホッパー７２から、スクリューフィーダー８を介して、上流側押さえ部材５の内部に投入される。投入された被処理物Ｗは、図１０に示す四つの貫通孔５４を通過して、内筒４の内部に流れ込む。流れ込んだ被処理物Ｗは、内筒４の内部を、内筒４および撹拌部材７３の回転により、周方向に揺動しながら、前方から後方に向かって移動する。内筒４の軸方向中間部分は、加熱室２０に収容されている。このため、被処理物Ｗは、加熱室２０を通過する際、ヒータ２１ｕ、２１ｄにより加熱される。加熱された被処理物Ｗは、図１２に示す下流側押さえ部材６の六つの貫通孔６４を通過し、炉外に排出される。
【００６０】
内筒４の回転に伴って撹拌部材７３が前方（軸方向上流側）に移動する場合、撹拌部材７３は、スクリューフィーダー８に接近する。ここで、図９に示すように、内筒４の前端とスクリューフィーダー８との間には、上流側押さえ部材５が介装されている。このため、図９に点線で示すように、移動してきた撹拌部材７３は、内筒部５０の接触部５００に接触する。上流側押さえ部材５は、内筒４に固定されている。このため、上流側押さえ部材５は、内筒４と一体的に回転している。一方、撹拌部材７３は、内筒４の内部に収容されている。このため、撹拌部材７３は、内筒４の回転に従って回転している。よって、上流側押さえ部材５と撹拌部材７３との摩耗量を少なくすることができる。
【００６１】
反対に、内筒４の回転に伴って撹拌部材７３が後方（軸方向下流側）に移動する場合、撹拌部材７３は、内筒４の後端に接近する。ここで、図８に示すように、内筒４の後端には、下流側押さえ部材６が配置されている。このため、図８に点線で示すように、移動してきた撹拌部材７３は、カバー部６０１の接触部６０１ａに接触する。下流側押さえ部材６は、隙間封止部７４を介して、外筒３に固定されている。外筒３は、図５に示す連結部９を介して、内筒４に固定されている。このように、下流側押さえ部材６は、内筒４に、間接的に固定されている。このため、下流側押さえ部材６は、内筒４と一体的に回転している。一方、撹拌部材７３は、内筒４の内部に収容されている。このため、撹拌部材７３は、内筒４の回転に従って回転している。よって、下流側押さえ部材６と撹拌部材７３との摩耗量を少なくすることができる。
【００６２】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のロータリーキルンの作用効果について説明する。本実施形態のロータリーキルン１によると、内筒４内を撹拌部材７３が軸方向（前後方向）に移動する際、上流側押さえ部材５の接触部５００、または下流側押さえ部材６の接触部６０１ａに、撹拌部材７３の外面が接触する。このため、撹拌部材７３の軸方向の移動を規制することができる。また、撹拌部材７３の外面および接触部５００、６０１ａは、共にセラミック製（具体的にはアルミナ製）である。このため、金属の混入を嫌う被処理物Ｗを熱処理する場合であっても、撹拌部材７３や上流側押さえ部材５や下流側押さえ部材６の摩耗粉によるコンタミネーションが発生するおそれがない。また、撹拌部材７３、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６は、同じ方向に回転している。このため、撹拌部材７３の外面と接触部５００、６０１ａとが接触しても、摺動による摩耗を抑制することができる。
【００６３】
また、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６は、貫通孔５４、６４を備えている。このため、撹拌部材７３の軸方向の移動を規制する反面、被処理物Ｗの移動を許容することができる。また、ガスが存在する場合は、ガスの移動を許容することができる。
【００６４】
また、上流側押さえ部材５は、スクリューフィーダー８の下流側に並設されている。このため、撹拌部材７３がスクリューフィーダー８に接触するのを抑制することができる。また、下流側押さえ部材６は、内筒４の下流端に配置されている。このため、撹拌部材７３が下流端から脱落するのを抑制することができる。
【００６５】
また、上流側押さえ部材５の貫通孔５４の開口率は、上流側押さえ部材５の径方向断面積を１００％として、６４％に設定されている。同様に、下流側押さえ部材６の貫通孔６４の開口率は、下流側押さえ部材６の径方向断面積を１００％として、６４％に設定されている。このため、被処理物Ｗが貫通孔５４、６４を閉塞しにくい。また、撹拌部材７３が接触部５００、６０１ａに接触しても、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６が変形しにくい。
【００６６】
また、貫通孔５４、６４は、内筒４の径方向中心付近および内筒４の内周面付近に配置されている。被処理物Ｗは、内筒４の内周面に沿って移動しやすい。このため、貫通孔５４、６４が被処理物Ｗの通過を許容しやすい。
【００６７】
また、図８に示すように、内筒４の後端と、三本の梁部６１と、の間には、軸方向に隙間Ｌ１が確保されている。このため、アルミナ製の内筒４と、ＳＵＳ製の外筒３と、で軸方向の熱膨張率が異なるにもかかわらず、内筒４と三本の梁部６１とが接触するおそれが小さい。
【００６８】
また、内筒４に対して、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６は、脱着可能である。このため、撹拌部材７３を内筒４に搬入しやすい。また、撹拌部材７３を内筒４から搬出しやすい。
【００６９】
＜第二実施形態＞
本実施形態のロータリーキルンと、第一実施形態のロータリーキルンとの相違点は、下流側押さえ部材の構造のみである。ここでは、相違点についてのみ説明する。図１４に、本実施形態のロータリーキルンの後端付近の拡大断面図を示す。なお、図８と対応する部位については、同じ符号で示す。図１４に示すように、下流側押さえ部材６は、内筒部６０と、三本の梁部６１と、六つの貫通孔と、を備えている。段付フランジ７４０、三本の梁部６１、内筒部６０は、全てジルコニア製である。これらの部材は、無機系の接着剤により接着されている。
【００７０】
本実施形態のロータリーキルンと、第一実施形態のロータリーキルンとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のロータリーキルンによると、下流側押さえ部材６の部品点数が少なくて済む。
【００７１】
＜第三実施形態＞
本実施形態のロータリーキルンと、第一実施形態のロータリーキルンとの相違点は、五つの筒部材が連結されることにより、内筒が構成されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００７２】
図１５に、本実施形態のロータリーキルンの内筒の軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。図１５に示すように、内筒４は、五つの筒部材４０ａ〜４０ｅと、二つの連結部材４１ａ、４１ｂと、を備えている。筒部材４０ａ〜４０ｅは、各々、石英ガラス製であって、短軸円筒状を呈している。連結部材４１ａ、４１ｂは、各々、ムライト製であって、円環状を呈している。連結部材４１ａは、筒部材４０ａと筒部材４０ｂとを軸方向（前後方向）に連結している。連結部材４１ｂは、筒部材４０ｄと筒部材４０ｅとを軸方向に連結している。
【００７３】
二つの押さえ部材７５のうち、前方の押さえ部材７５は、筒部材４０ｂと筒部材４０ｃとを軸方向に連結している。押さえ部材７５は、内筒部７５０と、四本の梁部７５１と、外筒部７５２と、五つの貫通孔７５４と、を備えている。
【００７４】
外筒部７５２は、ムライト製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。内筒部７５０は、ムライト製であって、前後方向に延在する円筒状を呈している。内筒部７５０は、外筒部７５２の径方向中心に収容されている。内筒部７５０の後端面には、接触部７５０ａが配置されている。
【００７５】
四本の梁部７５１は、ムライト製であって、内筒部７５０の外周面と外筒部７５２の内周面とを連結している。四本の梁部７５１は、各々、径方向に延在している。四本の梁部７５１は、９０°ずつ離間して配置されている。五つの貫通孔７５４は、内筒部７５０の径方向内側と、周方向に隣接する一対の梁部７５１間と、に区画されている。
【００７６】
二つの押さえ部材７５のうち、後方の押さえ部材７５は、筒部材４０ｃと筒部材４０ｄとを軸方向に連結している。二つの押さえ部材７５の構造、材質は同じである。二つの押さえ部材７５の配置は、前後対称である。つまり、後方の押さえ部材７５の接触部７５０ａは、前向きである。筒部材４０ｃの内部には、撹拌部材７３が収容されている。撹拌部材７３の前方の移動は、前方の押さえ部材７５により規制されている。撹拌部材７３の後方の移動は、後方の押さえ部材７５により規制されている。一方、被処理物の移動は、貫通孔７５４により許容されている。
【００７７】
本実施形態のロータリーキルンと、第一実施形態のロータリーキルンとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のロータリーキルンの内筒４によると、軸方向に隣り合う三つの筒部材４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを、二つの押さえ部材７５を介して、連結することができる。
【００７８】
＜その他＞
以上、本発明のロータリーキルン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。
【００７９】
外筒３および内筒４への駆動力伝達機構は特に限定しない。ローラ７０ｆ、７０ｒを駆動して、外筒３および内筒４を回転させてもよい。加熱室２０の熱源は特に限定しない。バーナーなどであってもよい。
【００８０】
内筒４、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６、押さえ部材７５、撹拌部材７３は、非金属製であればよい。例えば、ジルコン、ステアタイト、フォルステライト、コーディエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのセラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。好ましくは、内筒４、上流側押さえ部材５、下流側押さえ部材６、押さえ部材７５、撹拌部材７３は、同じ材料製とする方がよい。こうすると、これらの部材のうち、任意の部材同士が接触する際に、いずれかの部材が集中的に摩耗してしまうおそれが小さい。外筒３の材質は特に限定しない。一般構造用圧延鋼（ＳＳ）、機械構造用炭素鋼（ＳＣ）などの金属製、セラミック製としてもよい。また、外筒３を配置しなくてもよい。
【００８１】
供給パイプ８０の材質は特に限定しない。金属製は勿論、例えば、ジルコン、ステアタイト、フォルステライト、コーディエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのセラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。
【００８２】
梁部５１、６１、７５１の配置数は特に限定しない。二本、五本、六本などであってもよい。内筒部５０、６０、７５０の形状は特に限定しない。三角筒状、四角筒状、五角筒状などであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１：ロータリーキルン、２：加熱装置、３：外筒、４：内筒（炉心管）、５：上流側押さえ部材、６：下流側押さえ部材、８：スクリューフィーダー（供給装置）、９：連結部。
２０：加熱室、２１ｄ：ヒータ、２１ｕ：ヒータ、２２：外壁、２３：断熱壁、３３ｆ：フランジ、３３ｒ：フランジ、４０ａ〜４０ｅ：筒部材、４１ａ：連結部材、４１ｂ：連結部材、５０：内筒部、５１：梁部、５２：外筒部、５３：端板、５４：貫通孔、６０：内筒部、６１：梁部、６４：貫通孔、７０ｆ：ローラ、７０ｒ：ローラ、７１ｆ：タイヤ、７１ｒ：タイヤ、７２：供給ホッパー、７３：撹拌部材、７４：隙間封止部、７５：押さえ部材、８０：供給パイプ、８１：スクリュー、９０：保持具、９１：連結部材、９２：リンクアーム、９３：リンクピン。
３３０ｆ：外端取付孔、５００：接触部、５３０：供給口、６００：基部、６０１：カバー部、６０１ａ：接触部、７００ｆ：フランジ、７３０：軸部、７３１：翼部、７４０：段付フランジ、７４０ａ：張出部、７４０ｂ：円筒部、７４１：シールリング、７５０：内筒部、７５０ａ：接触部、７５１：梁部、７５２：外筒部、７５４：貫通孔、９００：内端取付部、９００ａ：内端取付孔、９０１：連結部、９１０：ボルト、９１１：ナット、９１２：コイルスプリング、９２０：外端孔、９２１：内端孔、Ｗ：被処理物。
【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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