(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛化炉本体と、該黒鉛化炉本体に炭素粉粒体を投入する原料投入装置と、前記黒鉛化炉本体において生成された黒鉛を排出する黒鉛排出装置とを備えた黒鉛化炉であって、
前記原料投入装置が、前記炭素粉粒体が投入される受け入れホッパと、該受け入れホッパから前記炭素粉粒体の供給を受けるとともに該炭素粉粒体まわりの空気を無酸化ガスと置換する無酸化ガス置換手段と、該無酸化ガス置換手段から前記炭素粉粒体の供給を受けるとともに該炭素粉粒体を前記黒鉛化炉本体へ所定量ずつ供給する装入手段とを備えて構成され、
前記受け入れホッパと前記無酸化ガス置換手段との間、および前記無酸化ガス置換手段と装入手段との間には、炭素粉粒体の流動経路を遮断する開閉機構が設けられ、
前記黒鉛排出装置が、
前記黒鉛化炉本体の内部中央から当該黒鉛化炉本体の外部下方に突出して設けられた黒鉛排出管と、
該黒鉛排出管の下端部に設けられ、当該黒鉛排出管を流下する黒鉛を切り出して外部へ排出する切り出しホッパと、
該切り出しホッパの内部に設けられ、前記黒鉛排出管の下端に対向して配設されるとともに水平回転するターンテーブルと、
前記切り出しホッパの内部に設けられ、前記ターンテーブルの回転に伴い、当該ターンテーブル上に切り出された黒鉛を下方へ落下させるスクレーパと、
前記切り出しホッパの内部に設けられ、前記スクレーパによって落下させられた黒鉛を受け止める集積部材と、
該集積部材の下方に連設されて集積された黒鉛の落下およびその停止を行なう遮蔽弁と、
該遮蔽弁の下方に連設され、当該遮蔽弁を経て落下させられる黒鉛を一旦貯留するとともに、この黒鉛回りを外気と同様の雰囲気とするガス空気置換ホッパと、
該ガス空気置換ホッパの下方に連設され、当該ガス空気置換ホッパから黒鉛を外部に排出する遮蔽弁とを備えることを特徴とする黒鉛化炉。
【請求項２】
黒鉛化炉本体と、該黒鉛化炉本体において生成された黒鉛を排出する黒鉛排出装置とを備えた黒鉛化炉であって、
前記黒鉛排出装置が、
前記黒鉛化炉本体の内部中央から当該黒鉛化炉本体の外部下方に突出して設けられた黒鉛排出管と、
該黒鉛排出管の下端部に設けられ、当該黒鉛排出管を流下する黒鉛を切り出して外部へ排出する切り出しホッパと、
該切り出しホッパの内部に設けられ、前記黒鉛排出管の下端に対向して配設されるとともに水平回転するターンテーブルと、
前記切り出しホッパの内部に設けられ、前記ターンテーブルの回転に伴い、当該ターンテーブル上に切り出された黒鉛を下方へ落下させるスクレーパと、
前記切り出しホッパの内部に設けられ、前記スクレーパによって落下させられた黒鉛を受け止める集積部材と、
該集積部材の下方に連設されて集積された黒鉛の落下およびその停止を行なう遮蔽弁と、
該遮蔽弁の下方に連設され、当該遮蔽弁を経て落下させられる黒鉛を一旦貯留するとともに、この黒鉛回りを外気と同様の雰囲気とするガス空気置換ホッパと、
該ガス空気置換ホッパの下方に連設され、当該ガス空気置換ホッパから黒鉛を外部に排出する遮蔽弁と
を備えることを特徴とする黒鉛化炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、黒鉛粉末を製造する黒鉛化炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭素粉粒体を、無酸化雰囲気下（たとえば真空下や不活性雰囲気下）で約３１００℃以上に加熱処理することにより、前記炭素粉粒体を黒鉛化して工業的に黒鉛粉末を製造することが行なわれている。
【０００３】
そして、この黒鉛粉末の製造には、アチソン炉等の黒鉛化電気炉が用いられ、バッチ式の加熱処理により黒鉛粉末を製造するようにしているが、これを連続的に行なうことのできる黒鉛化炉の開発が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような連続処理を行なうには、炉本体に連続的に炭素粉粒体を供給するとともに加熱処理後に生成される黒鉛を炉本体から連続的に排出しなければならない。しかも、炭素粉粒体の連続加熱処理を行なうためには、前記炉本体の内部を無酸化雰囲気下に保持する必要がある。しかしながら、投入される炭素粉粒体が外気を含んでおり、この炭素粉粒体を前記炉本体に投入する際に、この炭素粉粒体とともに外気が炉本体内に侵入し、また、生成された黒鉛を炉本体から外部へ排出する際に、その排出孔から外気が炉本体内に侵入して、炉本体内部の無酸化雰囲気が破壊されてしまうことが想定されることから、その対策が必要である。
【０００５】
一方、このような不具合を解消するために、炭素粉粒体の搬送装置や黒鉛の排出装置を含めた黒鉛化炉全体が設置される建屋内全体を無酸化雰囲気とすることが考えられるが、装置が大掛かりとなり、この結果、設備コストの高騰を招いてしまい実用的ではない。
【０００６】
本発明は、このような諸問題点に鑑みてなされたものであり、設備コストの高騰を抑制しつつ、炉本体内の無酸化状態を破壊することなく炭素粉粒体の装入を連続して行ない、または、生成された黒鉛の排出を連続して行なうことのできる黒鉛化炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、第１の黒鉛化炉は、黒鉛化炉本体と、該黒鉛化炉本体に炭素粉粒体を投入する原料投入装置とを備え、前記原料投入装置が、前記炭素粉粒体が投入される受け入れホッパと、該受け入れホッパから前記炭素粉粒体の供給を受けるとともに該炭素粉粒体まわりの空気を無酸化ガスと置換する無酸化ガス置換手段と、該無酸化ガス置換手段から前記炭素粉粒体の供給を受けるとともに該炭素粉粒体を前記黒鉛化炉本体へ所定量ずつ供給する装入手段とを備えて構成され、前記受け入れホッパと前記無酸化ガス置換手段との間、および前記無酸化ガス置換手段と装入手段との間には、炭素粉粒体の流動経路を遮断する開閉機構が設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の黒鉛化炉は、黒鉛化炉本体と、該黒鉛化炉において生成された黒鉛を排出する黒鉛排出装置とを備え、前記黒鉛排出装置が、前記黒鉛を黒鉛化炉本体から排出される黒鉛を貯留するとともに該黒鉛まわりの雰囲気を外気と置換する外気置換手段を備えて構成され、該外気置換手段と前記黒鉛化炉本体との間、および前記外気置換手段に設けられた黒鉛排出部には、黒鉛の流動経路を遮断する開閉機構が設けられることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図５を参照して説明する。
図１において符号１は水冷構造とした黒鉛化炉本体（以下、炉本体と称す）を示している。この炉本体１の上部には、原料となる炭素粉粒体を投入する原料投入装置２が設けられている。
【００１０】
この原料投入装置２は、炭素粉粒体が投入される受け入れホッパ３と、受け入れホッパ３から炭素粉粒体の供給を受けるとともに炭素粉粒体まわりの空気を無酸化ガスと置換する無酸化ガス置換手段４と、無酸化ガス置換手段４から炭素粉粒体の供給を受けるとともに炭素粉粒体を炉本体１へ所定量ずつ供給する装入手段５とから構成されている。ここで、無酸化ガスとは炭素紛粒体の酸化を抑制する気体である。
【００１１】
受け入れホッパ３と無酸化ガス置換手段４との間、および無酸化ガス置換手段４と装入手段５との間には、炭素粉粒体の流動経路を遮断する開閉機構６が設けられている。
【００１２】
炉本体１には、対となる電極７，８が装着されており、炉本体１内に充填される炭素粉粒体へ通電して、ジュール熱によって炭素粉粒体を加熱処理するようになっている。
【００１３】
受け入れホッパ３の下部には、図２に示すように、開閉機構６としての遮蔽弁が連設されているとともに、その下方には、開閉機構６が開放状態にある場合に作動させられて、受け入れホッパ３内の炭素粉粒体を、順次、下方の無酸化ガス置換手段４へ送り込むロータリバルブ９が連設されている。
【００１４】
無酸化ガス置換手段４は、ロータリバルブ９から供給される炭素粉粒体を受け入れる空気ガス置換ホッパ１０と、この空気ガス置換ホッパ１０に無酸化ガスを供給する無酸化ガス供給管１１と、空気ガス置換ホッパ１０の内部気体を外部へ導く排気管１２と、無酸化ガス供給管１１および排気管１２のそれぞれに設けられた遮蔽弁１３，１４と、排気管１２の、遮蔽弁１４よりも下流側に設けられ、空気ガス置換ホッパ１０の内部気体を外部へ排出する排気ポンプ１５とによって構成されている。
【００１５】
また、空気ガス置換ホッパ１０の下部には、開閉機構６としての遮蔽弁が連設されているとともに、その下方には、開閉機構６が開放状態にある場合に作動させられて、空気ガス置換ホッパ１０内の炭素粉粒体を、順次、下方の装入手段５へ送り込むロータリバルブ１６が連設されている。
【００１６】
さらに、装入手段５は、ロータリバルブ１６から供給される炭素粉粒体を受け入れる装入ホッパ１７と、この装入ホッパ１７にロータリバルブ１８を介して連設されたスクリューフィーダ１９とによって構成されており、装入ホッパ１７内の炭素粉粒体が、ロータリバルブ１８によって順次切り出されてスクリューフィーダ１９へ供給されるとともに、このスクリューフィーダ１９によって炉本体１へ装入されるようになっている。
【００１７】
一方、本実施形態においては、炉本体１には、図１に示すように、加熱処理後に生成された黒鉛を炉本体１の外部へ排出する黒鉛排出管２０が、炉本体１の内部中央から炉本体１の外部下方に突出して設けられており、この黒鉛排出管２０の下端部に、この黒鉛排出管２０を流下させられる黒鉛を切り出して外部へ排出する切り出しホッパ２１が連設されている。
【００１８】
この切り出しホッパ２１の内部には、黒鉛排出管２０の下端に対向して配設されるとともに、駆動機構２２によって水平回転させられるターンテーブル２３と、このターンテーブル２３の回転に伴い、このターンテーブル２３上に切り出された黒鉛を下方へ落下させるスクレーパ２４とが設けられ、また、切り出しホッパ２１の下部には、スクレーパ２４によって落下させられた黒鉛を受け止める集積部材２５と、この集積部材２５の下方に連設されて集積された黒鉛の落下およびその停止を行なう遮蔽弁２６と、この遮蔽弁２６の下方に連設され、この遮蔽弁２６を経て落下させられる黒鉛を一旦貯留するとともに、この黒鉛回りを外気と同様の雰囲気とする外気置換手段としてのガス空気置換ホッパ２７と、このガス空気置換ホッパ２７の下方に連設され、ガス空気置換ホッパ２７から黒鉛を外部に排出する遮蔽弁２８とが連設されている。
【００１９】
図３に示すように、集積部材２５の下方に設けられた遮蔽弁２６の下方には、この遮蔽弁２６が開放された状態において作動させられて、集積部材２５内の黒鉛をガス空気置換ホッパ２７へ送り込むためのロータリバルブ２９が設けられ、また、ガス空気置換ホッパ２７の下方に設けられた遮蔽弁２８の下方には、遮蔽弁２８が開放された状態において作動させられて、ガス空気置換ホッパ２７内の黒鉛を外部へ排出するロータリバルブ３０が設けられて折り、これらによって、本実施形態における黒鉛排出装置が構成されている。
【００２０】
さらに、ガス空気置換ホッパ２７には、外気導入管３１と排気管３２が連設されており、これらの外気導入管３１および排気管３２には遮蔽弁３３，３４がそれぞれ設けられているとともに、排気管３２には排気ポンプ３５が設けられ、ガス空気置換ホッパ２７の上部に設けられている遮蔽弁２６および下方に設けられている遮蔽弁２８が閉塞された状態において、両遮蔽弁３３，３４が開放されるとともに排気ポンプ３５が作動させられることにより、ガス空気置換ホッパ２７内の無酸化ガスが外気によって置換されるとともに、この外気によってガス空気置換ホッパ２７内の黒鉛が所定温度まで冷却されるようになっている。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係わる黒鉛化炉においては、受け入れホッパ３に原料となる炭素粉粒体が投入されて一旦貯留された後に、空気ガス置換ホッパ１０へ供給されるが、この空気ガス置換ホッパ１０内に所定量の炭素粉粒体が供給されると、ロータリバルブ９の作動が停止されるとともに、開閉機構６が閉塞される。
【００２２】
このとき、空気ガス置換ホッパ１０の下方に設けられている開閉機構６およびロータリバルブ１６も停止させられており、これによって、空気ガス置換ホッパ１０内に炭素粉粒体が貯留される。
この状態において、遮蔽弁１３および遮蔽弁１４が開放されるとともに、排気ポンプ１５が作動させられることにより、空気ガス置換ホッパ１０内の気体が外部へ排出され、かつ、空気ガス置換ホッパ１０内に、図示せぬチャンバから無酸化ガス供給管１１を経て無酸化ガスが供給され、これによって、空気ガス置換ホッパ１０内の炭素粉粒体回りが無酸化雰囲気となされる。
【００２３】
そして、装入ホッパ１７内の炭素粉粒体の貯留量が所定量以下となった時点で、開閉機構６が開放されるとともにロータリバルブ１６が作動させられることにより、空気ガス置換ホッパ１０内の炭素粉粒体が無酸化雰囲気のまま装入ホッパ１７へ供給される。
【００２４】
このように装入ホッパ１７への炭素粉粒体の供給が行なわれている間においても、ロータリバルブ１８およびスクリューフィーダ１９による炉本体１への炭素粉粒体の供給は継続して行なわれている。
【００２５】
ここで、受け入れホッパ３への原料の投入時期や投入量、また、この受け入れホッパ３から空気ガス置換ホッパ１０への炭素粉粒体の供給時期や供給量を、装入ホッパ１７から連続して行なわれている炭素粉粒体の供給量に合わせて調整することにより、炉本体１への炭素粉粒体の供給が途切れることなく連続して均一に行なわれるとともに、空気ガス置換ホッパ１０における置換操作によって、炭素粉粒体とともに外気が装入ホッパ１７へ侵入してしまうようなことがなく、また、生成された黒鉛の排出時においても、ガス空気置換ホッパ２７およびその上流部と下流部における遮蔽弁２６，２７の作用によって外気が炉本体１へ侵入することが防止される。
【００２６】
一方、炉本体１における熱処理によって生成された黒鉛は、黒鉛排出管２０を経て順次切り出しホッパ２１へ排出されてターンテーブル２３から集積部材２５を経てガス空気置換ホッパ２７内に落下、貯留させられ、このガス空気置換ホッパ２７内に所定量の黒鉛が貯留させられた時点で、ガス置換ホッパ２７の上方に設けられている遮蔽弁２６が閉じられるとともに、図示せぬチャンバからガス置換ホッパ２７内に外気が導入され、この外気導入が十分に行なわれ、黒鉛が十分に冷却された後に、ガス置換ホッパ２７の下方に設けられている遮蔽弁２８が開放されることにより、生成された黒鉛が外部へ排出される。
【００２７】
このように本実施形態においては、炉本体１内への外気の侵入が確実に防止された状態で黒鉛化処理が連続して行なわれる。
【００２８】
なお、前述した実施形態において装入手段５にスクリューフィーダ１９を用いた例について示したが、これに代えて、図４に示すように、コンベア３６を用いてもよい。また、図５に示すように、ターンテーブル３７を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の黒鉛化炉によれば、原料の炭素粉粒体を炉本体に供給する場合または生成された黒鉛を外部へ排出する場合において、外部の空気が炉本体に侵入することを防止しつつ、原料の連続供給ならびにこの原料の連続加熱処理および生成された黒鉛の連続排出を行なうことができる。しかも、大掛かりな処理装置を必要としないので、設備コストの高騰を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す黒鉛化炉の全体図である。
【図２】  図１における原料投入部の概略構成図である。
【図３】  図１における黒鉛排出部の概略構成図である。
【図４】  本発明の装入手段の変形例を示す正面図である。
【図５】  本発明の装入手段の他の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  炉本体
２  原料投入装置
３  受け入れホッパ
４  無酸化ガス置換手段
５  装入手段
６  開閉機構
２０  黒鉛排出管（黒鉛排出装置）
２１  切り出しホッパ（黒鉛排出装置）
２３  ターンテーブル（黒鉛排出装置）
２６  遮蔽弁（開閉機構）
２８  遮蔽弁（開閉機構）
【図１】
0004096402.tif 000002
【図２】
0004096402.tif 000003
【図３】
0004096402.tif 000004
【図４】
0004096402.tif 000005
【図５】
0004096402.tif 000006