特開 2024-164992 バッチ式ロータリーキルン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164992

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】バッチ式ロータリーキルン

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/16 20060101AFI20241121BHJP

   F27B 7/08 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F27B7/16

F27B7/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080779

(22)【出願日】2023-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】596059738

【氏名又は名称】株式会社島川製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】橋本 彰

【テーマコード（参考）】

4K061

【Ｆターム（参考）】

4K061AA08

4K061CA02

4K061CA29

4K061EA07

4K061GA02

(57)【要約】

【課題】バッチ式ロータリーキルンでは、被処理物を取り出す際に、レトルト自体を傾けるとレトルトが長い場合、重い場合は装置自体が大型化するという課題があった。
【解決手段】一端側に原料投入口が設けられ、他端側は塞がれた筒状のレトルトと、
前記レトルトの前記他端側に設けられ、前記レトルトの内壁全周から前記レトルトの中心軸に向かって所定以上の高さを有する端壁と、
前記レトルトの内壁に接続して設けられた順螺旋羽根と、
前記レトルトを外部から加熱する加熱器と、
前記レトルトを回転させる回転装置と、
前記回転装置による前記レトルトの回転方向を制御する制御器とを有するバッチ式ロータリーキルンは、螺旋羽根を逆転するだけで被処理物を取り出すことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端側に原料投入口が設けられ、他端側は塞がれた筒状のレトルトと、
前記レトルトの前記他端側に設けられ、前記レトルトの内壁全周から前記レトルトの中心軸に向かって所定以上の高さを有する端壁と、
前記レトルトの内壁に接続して設けられた順螺旋羽根と、
前記レトルトを外部から加熱する加熱器と、
前記レトルトを回転させる回転装置と、
前記回転装置による前記レトルトの回転方向を制御する制御器とを有するバッチ式ロータリーキルン。

【請求項2】

前記順螺旋羽根より前記レトルトの前記中心軸側に前記順螺旋羽根とは巻き方向が逆の逆螺旋羽根が設けられた請求項１に記載されたバッチ式ロータリーキルン。

【請求項3】

前記順螺旋羽根は、２枚以上設けられている請求項２に記載されたバッチ式ロータリーキルン。

【請求項4】

前記逆螺旋羽根は、２枚以上設けられている請求項２に記載されたバッチ式ロータリーキルン。

【請求項5】

前記順螺旋羽根の羽根幅は前記一端側より他端側が狭く、前記逆螺旋羽根の羽根幅は前記一端側より他端側が広い請求項２乃至４の何れか一の請求項に記載されたバッチ式ロータリーキルン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は粒体や粉体の熱処理を施すバッチ式ロータリーキルンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロータリーキルンは、レトルトと呼ばれる筒状体の中央部を外部から加熱しつつ回転させ、一端から被処理物を投入し、他端から被処理物を取り出すことで被処理物に熱処理を施す装置である。このように一端から被処理物が投入され、他端から取り出すタイプのものは流動式ロータリーキルンなどと呼ばれる。

【0003】

一方、他端は密閉若しくはそれに近い状態にし、一端から被処理物を投入し、熱処理後、同じく一端から処理後物を取り出すものは、バッチ式ロータリーキルンなどと呼ばれる。バッチ式ロータリーキルンは、内部雰囲気をより高精度に制御することができるといった特徴がある。

【0004】

その反面、バッチ式ロータリーキルンは、他端がほぼ密閉状態にあるので、被処理物は、投入されたのと同じ一端から取り出す必要がある。

【0005】

被処理物の取り出し方法に関して、特許文献１には、内部を真空にできるバッチ式ロータリーキルンが開示されている。これは、レトルト中央部が軸で支えられており、ハンドルを回転させることでレトルト全体が傾き、一端を下にすることで処理物を取り出すことができる。

【0006】

特許文献２には、周知のバーナー直熱バッチ式ロータリーキルンをバーナー側を上にして傾斜して設置し、排気側垂直壁を厚くし、その中にキルン内壁に沿って螺旋状の処理品排出穴を、半周くらいで垂直壁の外面に出るように設け、レトルトを逆回転させることで処理品排出穴から被処理物を取り出す方式が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０２－３０９１８１号公報

【特許文献2】特開２００１－１０８３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１のように、レトルト自体を傾けて、被処理物を取り出すのは、レトルト自体が短い場合は有効であるが、レトルト自体が長くなったり、重くなってしまうと、現実的ではなくなる。

【0009】

また、特許文献２のように、取り出し側の蓋を分厚くしたり、取り出し側に予め傾けてレトルトを配置させるのは、装置自体の載置バランスが悪くなるといった課題が生じる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、レトルトは、水平に置いたまま被処理物を一端から他端に向かって移送させることができ、また一端側から排出させることができるバッチ式ロータリーキルンを提供する。

【0011】

より具体的に本発明に係るバッチ式ロータリーキルンは、
一端側に原料投入口が設けられ、他端側は塞がれた筒状のレトルトと、
前記レトルトの前記他端側に設けられ、前記レトルトの内壁全周から前記レトルトの中心軸に向かって所定以上の高さを有する端壁と、
前記レトルトの内壁に接続して設けられた順螺旋羽根と、
前記レトルトを外部から加熱する加熱器と、
前記レトルトを回転させる回転装置と、
前記回転装置による前記レトルトの回転方向を制御する制御器とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るバッチ式ロータリーキルンは、レトルトの内壁に螺旋羽根を設けたので、レトルトを回転させることで、一端側から投入した被処理物をレトルト内部に移送させることができ、レトルトを逆回転させると被処理物を一端側から取り出すことができる。この際レトルトは、水平に載置しておくことができるので、装置自体を安定に載置することができる。

【0013】

また螺旋羽根の内側に逆螺旋羽根を設けたので、レトルトの奥まで到達した被処理物は、その一部が逆螺旋羽根によって、入口側（一端側）に戻されるので、被処理物はほどよく攪拌されながら熱処理を受けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るバッチ式ロータリーキルンの構成を示す図である。

【図2】レトルト内に配置する螺旋羽根の斜視図（図２（ａ））とレトルト内に配置した際の透視図（図２（ｂ））である。

【図3】レトルト内の詳細図である。

【図4】レトルトが回転した際の螺旋羽根の動きを示す図である。図４（ａ）は第一螺旋羽根だけの場合、図４（ｂ）は逆螺旋羽根が加わった際の動き、図４（ｃ）は、第一螺旋羽根と逆螺旋羽根がすれ違った際の状態を示す図である。

【図5】被処理物がある場合にレトルトが回転した際の螺旋羽根の動きを示す図である。図５（ａ）は第一螺旋羽根だけの場合、図５（ｂ）は逆螺旋羽根が加わった際の動き、図５（ｃ）は、第一螺旋羽根と逆螺旋羽根がすれ違い、第一螺旋羽根より上に盛り上がった被処理物を手前側に戻した状態を示す図である。

【図6】第二螺旋羽根を加えた際の図である。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は側面図、図６（ｃ）は第一螺旋羽根と逆螺旋羽根だけの場合の再掲、図６（ｄ）は図６（ｃ）の側面図である。

【図7】さらに第三螺旋羽根を加えた図である。図７（ａ）は第三螺旋羽根を、図７（ｂ）は第二螺旋羽根を、図７（ｃ）は第一螺旋羽根を黒く表示したものである。

【図8】奥側の第一螺旋羽根の羽根幅が小さくなる場合の例を示す図である。

【図9】手前側から奥側に向かって第一螺旋羽根の羽根幅が徐々に狭くなる場合を示す図である。図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明に係るバッチ式ロータリーキルンについて図面および実施例を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

【0016】

図１に本発明に係るバッチ式ロータリーキルン１の構成を示す。バッチ式ロータリーキルン１は、レトルト１０、回転装置４０、加熱器３０および制御器５０を有する。レトルト１０は断面円形の筒形状で、一端は開放されており、他端は閉じられている。以降開放されている一端側を「手前側」、閉じられた他端側を「奥側」とも呼ぶ。

【0017】

レトルト１０は、その下方を回転装置４０で支持されている。回転装置４０は、手前側支持ロール３８、奥側支持ロール３２、モータ３６で構成されている。手前側支持ロール３８と奥側支持ロール３２が直接レトルト１０を支持している。図１では、奥側支持ロール３２は２連になっており、レトルト１０の奥側に設けられた嵌合用突起１０ａを挟むように支持し、レトルト１０が手前側若しくは奥側に移動しすぎないようにしている。

【0018】

奥側支持ロール３２の回転軸にはギア３２ａが設けられている。そして、支持台４２内に配置されたモータ３６の軸に設けられたギア３６ａと奥側支持ロール３２の回転軸のギア３２ａの間がチェーン３４を介して連結されている。なお、ギア３６ａ、ギア３２ａ、チェーン３４も回転装置４０に含めてよい。回転装置４０は、外部からの制御信号によって、レトルト１０の回転方向や回転速度を制御することができる。なお、回転装置４０は、レトルト１０を回転および逆回転させることができれば、他の構成であってもよい。

【0019】

加熱器３０は、レトルト１０の外面に設けられ、レトルト１０を加熱する。加熱器３０は、外部からの制御信号によって、加熱のＯＮ／ＯＦＦが制御できる。加熱器３０は、レトルト１０に近接するように、支持台４２に対して固定して設けてもよいし、レトルト１０と一緒に回転するように設けてもよい。加熱器３０にはレトルト１０内部の温度を測定若しくは推定できる温度センサ３０ａが設けられる。なお、温度センサ３０ａは、レトルト１０内部に直接設けてもよい。

【0020】

また、加熱器３０はレトルト１０の全長に亘って設けなくてもよい。ただし、加熱器３０はレトルト１０の奥側は必ず覆うように設けられる。被処理物はレトルト１０の奥側で攪拌されながら熱処理を受けるからである。なお、加熱器３０が設けられた領域を「加熱領域」、手前側で加熱器３０が設けられなった領域を「投入領域」と呼ぶ。

【0021】

レトルト１０の手前側には被処理物を投入・回収する投入回収部６０が備えらえている。投入回収部６０は、レトルト１０の手前側を気密に覆う。投入回収部６０には、投入口６２と回収器６４と、排気管６６が備えられている。投入口６２を開くことで、被処理物をレトルト１０の投入領域に投入する。また、レトルト１０の一端から吐出される熱処理された被処理物を回収器６４で回収する。

【0022】

排気管６６は、レトルト１０の他端（奥側）に設けられた通気管６８から処理中に流される雰囲気ガスを排気する。若しくは、熱処理中に被処理物から放出される放出ガスを排気する。もちろん、熱処理中および熱処理後のレトルト１０内部の圧力と大気圧の圧力調整のために用いてもよい。

【0023】

制御器５０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）とメモリおよび入出力装置で構成されたコンピュータが好適に用いることができる。しかし、その他の構成（例えばシーケンサー）であってもよい。制御器５０は少なくともモータ３６と加熱器３０と温度センサ３０ａに接続され、温度センサ３０ａからの信号でレトルト１０内の温度を検知（推定を含む）でき、モータ３６の回転方向および回転速度の制御と、加熱器３０のＯＮ／ＯＦＦにより温度を制御する。

【0024】

＜レトルト＞
次にレトルト１０について詳説する。レトルト１０は、筒状に形成されており、一端は開放、他端は封鎖されている。すなわち、他端側の所定の箇所で、レトルト１０の内壁全周からレトルト１０の中心軸に向かって一定の高さ１２ｈを有する端壁１２が形成されている。端壁１２が設けられる箇所は、レトルト１０の他端であってもよいし、他端より一端側で加熱器３０で覆われる点であってもよい。ここでは他端も含め他端側と記す。

【0025】

端壁１２の高さ１２ｈは、レトルト１０の内壁面から中心軸まであってもよい。端壁１２の高さ１２ｈがレトルト１０の内壁面から中心軸まであれば、端壁１２は、レトルトの他端側に設けられた孔の無い蓋となる。また、端壁１２の高さ１２ｈがレトルト１０の内壁から中心軸までなければ、端壁１２は、レトルト１０の他端側に設けられた中央に孔の空いた蓋となる。図１では、この中央の孔に通気管６８が接続されている場合を示している。なお、この通気管６８は無くてもよい。

【0026】

レトルト１０の内壁には、少なくとも２つの螺旋羽根が設けられている。レトルト１０の内壁に直接固定されている螺旋羽根を順螺旋羽根と呼ぶ。また、順螺旋羽根の内側に固定され、順螺旋羽根と巻き方向が逆の螺旋羽根を逆螺旋羽根と呼ぶ。図１では、順螺旋羽根は第一螺旋羽根１８であり、第一螺旋羽根１８の内側に固定されている逆螺旋羽根を逆螺旋羽根２４と呼ぶ。また、レトルト１０内に設けられた螺旋羽根を螺旋羽根セットと呼ぶ。螺旋羽根は途中で途切れがない状態で１枚、２枚と数える。図１では、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の２枚の螺旋羽根で螺旋羽根セットが構成される。

【0027】

なお、螺旋羽根セットは、第一螺旋羽根１８（順螺旋羽根）だけであってもよい。つまり、本発明は逆螺旋羽根２４がない場合を含んでよい。また、後述するように順螺旋羽根は複数の場合が有あってもよく、逆螺旋羽根が複数あってもよい。

【0028】

図２に第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の斜視図（（図２（ａ））と、それをレトルト１０内に固定した状態の透視図（（図２（ｂ））を示す。図２（ａ）を参照して、第一螺旋羽根１８の外縁１８ＯＥは、レトルト１０の内壁に接合される。逆螺旋羽根２４の外縁２４ＯＥは第一螺旋羽根１８の内縁１８ＩＥに接するように固定される。例えば、第一螺旋羽根１８の内縁１８ＩＥと逆螺旋羽根２４の外縁２４ＯＥが接する点（例えば接続点ＣＰ）で互いを溶接固定させる等の方法が考えられる。

【0029】

第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４は互いに巻き方向が逆に形成される。以降回転方向の説明は手前側から奥側を見た時の回転方向で説明する。例えば。図２の場合は、第一螺旋羽根１８は右回り（螺旋上の手前側面を奥側に向かって進行する際に常に右手が中心を向いている）の巻き方向であり、逆螺旋羽根２４は左回り（螺旋上の手前側面を奥側に向かって進行する際に常に左手が中心を向いている）の巻き方向である。もちろん、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の巻き方向はそれぞれ逆であってもよい。

【0030】

螺旋羽根の外縁ＯＥと内縁ＩＥとの距離を羽根幅と呼ぶ。第一螺旋羽根１８の羽根幅は羽根幅１８ｈとする。また、同一螺旋羽根上において、螺旋羽根を３６０°（２π）だけ進んだ点同士の距離を「ピッチ」と呼ぶ。例えば、第一螺旋羽根１８のピッチはピッチλ_１８である。同様に逆螺旋羽根２４においても、内縁２４ＩＥと外縁２４ＯＥから羽根幅２４ｈとピッチλ_２４が定義される。第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４のピッチλ_１８とピッチλ_２４は同じである。

【0031】

また、螺旋羽根の開始地点（以後「始点」と呼ぶ）が異なる螺旋羽根同士は「位相」が異なるといい、始点同士の距離を位相差Ｄｐと呼ぶ（図６で説明する。）。なお、図２では第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の始点は同一地点になっており、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４は同じ位相であるといってよい。

【0032】

図３には、図１のレトルト１０の部分を示す。なお、レトルト１０の内側底部を底辺１０Ｄと呼ぶ。底辺１０Ｄには被処理物Ｍが貯留し、レトルト１０の回転によって、奥側に移送され、また手前側に移送される。

【0033】

図２に示したように、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４が配置されているのは、レトルト１０の加熱領域である。投入領域には逆螺旋羽根２４は配置されていなくてよい。投入領域には、第一螺旋羽根１８と同じ巻き方向で第一螺旋羽根１８から連続する投入螺旋羽根１４ａと投入螺旋羽根１４ｂが設けられている。投入螺旋羽根１４ａと投入螺旋羽根１４ｂは、共にレトルト１０の内壁に接合されている。

【0034】

手前側に配置された投入螺旋羽根１４ｂの羽根幅１４ｂｈは、奥側に配置された投入螺旋羽根１４ａの羽根幅１４ａｈより低く設定される。レトルト１０への被処理物の投入を容易にするために、レトルト１０の実質的な開口径１０ｉｈを大きく取るためである。

【0035】

投入螺旋羽根１４ｂの奥に投入螺旋羽根１４ａが設けられる。投入螺旋羽根１４ａの羽根幅１４ａｈは、被処理物が確実に奥に送り込まれるように、高く設定されている。

【0036】

このため、図３のように、投入螺旋羽根１４ａのピッチλ_１４ａと投入螺旋羽根１４ｂのピッチλ_１４ｂは異なっていてよい。

【0037】

第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ｈと、逆螺旋羽根２４の羽根幅２４ｈはほぼ同じに設定されるが、後述するように、同じでなくてもよい。第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の羽根幅の合計は端壁１２のレトルト１０の内壁からの高さ１２ｈ（図１参照）よりも低く設定される。

【0038】

このようなレトルト１０を回転させると、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４は巻き方向が異なるため互いの羽根の進行方向は逆になる。

【0039】

図４にこの様子を示す。図４はレトルト１０の下辺の断面での螺旋羽根を模式的に示したものである。第一螺旋羽根１８が右回りの巻き方向であったとして、レトルト１０を手前側から見て左回転させると第一螺旋羽根１８は、底辺１０Ｄ上で見ると、手前側から奥側（端壁１２に向かって）に進む（図４（ａ）参照）。

【0040】

図４（ｂ）には逆螺旋羽根２４がある場合を示す。レトルト１０を左回転させると左回りの巻き方向の逆螺旋羽根２４は、第一螺旋羽根１８とは逆に奥側から手前側に向かって進む。この第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４は図２の接続点ＣＰがレトルト１０の下辺の位置に来たときに、ちょうど重なる。

【0041】

図４（ｃ）は、その直後の状態を示し、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４はすれ違う。この動きは、レトルト１０の回転方向を変えると逆になる。より具体的には第一螺旋羽根１８が奥側から手前側に移動し、逆螺旋羽根２４は手前側から奥側に移動する。

【0042】

図５は、被処理物Ｍがある場合の様子を示す。図５（ａ）を参照する。図４の場合と同様にレトルト１０を手前側から見て左回転させると第一螺旋羽根１８は、手前側から奥側に向かって進行する。その際被処理物Ｍを奥側の端壁１２に向かって移送させる。このように次々と第一螺旋羽根１８によって端壁１２に移送される被処理物Ｍは、端壁１２で行き場を無くし、端壁１２に沿って積み上がりながら、レトルト１０の回転方向に崩れる。このような動作を繰り返すことで、被処理物Ｍは攪拌されながら熱処理が施される。

【0043】

一方、レトルト１０を逆回転（手前側から見て右回転）せると、第一螺旋羽根１８は奥側から手前側に向かって進行する。この際被処理物Ｍを手前側に向かって移送させる。レトルト１０の回転を続けると、被処理物Ｍは手前側の加熱領域から投入領域に移送され、レトルト１０の開放端（一端）から吐出され、回収器６４で回収される。

【0044】

このように、一端を開放し、他端を閉じたレトルト１０中に第一螺旋羽根１８を設けると、被処理物Ｍをレトルト１０の加熱領域である奥側に移送し、攪拌させながら熱処理を施すことができ、レトルト１０を逆回転させると被処理物Ｍを取り出すことができる。このような構成であれば、比較的大きなバッチ式ロータリーキルンであっても、レトルト１０を傾斜させることなく被処理物Ｍを取り出すことができる。レトルト１０の回転方向は制御器５０が制御する。つまり、被処理物Ｍの処理および回収は制御器５０が行えると言える。

【0045】

次に図５（ｂ）を参照する。図５（ｂ）では、逆螺旋羽根２４の動きも加わる。レトルト１０を左回転させると、第一螺旋羽根１８は奥側に向かって進行し、逆螺旋羽根２４は奥側から手前側に向かって進行する。そして、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４がすれ違うと、第一螺旋羽根１８が押し上げていた被処理物Ｍの第一螺旋羽根１８より高い部分が手前側に戻される。

【0046】

このように、逆螺旋羽根２４を設けると、レトルト１０の端壁１２付近にだけ集中される被処理物Ｍを手前側に戻す効果を得られ、より均一に被処理物Ｍを攪拌することができる。

【0047】

図６には、第一螺旋羽根１８と同じ巻き方向の第二螺旋羽根２０を設けた例を示す。図５で示したように、基本的に被処理物Ｍの攪拌は第一螺旋羽根１８が被処理物Ｍを端壁１２に押し付け、端壁１２にそって積み上げながら、レトルト１０の回転によってそれが崩れることで行われる。言い換えると、第一螺旋羽根１８の被処理物Ｍに対する移送力に依存する。

【0048】

第一螺旋羽根１８の移送力を大きくするには、第一螺旋羽根１８のピッチλ_１８を長くすればよい。しかし、ピッチλ_１８を大きくすると、レトルト１０の底辺１０Ｄでの第一螺旋羽根１８の数が減る。そこで、第一螺旋羽根１８と同じピッチの第二螺旋羽根２０を、位相をずらして配置させる。

【0049】

図６には、第二螺旋羽根２０を黒で示した螺旋羽根セットを示す。図６（ａ）は斜視図であり、図６（ｂ）は側面図である。なお、図６（ｃ）および図６（ｄ）は、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の組み合わせの螺旋羽根セットを再掲したものである。

【0050】

図６（ｂ）を参照して、側面から見ると、第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４は同一位相であるので、重なって見えるが、図６（ｃ）のように、巻き方向が逆である。一方、第二螺旋羽根２０は第一螺旋羽根１８に対して１８０°（π）だけずれて配置される。第二螺旋羽根２０のピッチλ_２０は、第一螺旋羽根１８のピッチλ_１８と同じである。また、位相差Ｄｐは、第二螺旋羽根２０と第一螺旋羽根１８の位相差であり、上述したように１８０°（π）となる。

【0051】

「位相」は螺旋羽根の始点の違いであり、始点から同一回転した対応する箇所（同一位相箇所）同士の距離に等しい。図６（ｂ）では第一螺旋羽根１８の始点は符号１８ｓで第二螺旋羽根２０の始点は符号２０ｓの地点である。始点１８ｓと始点２０ｓの距離の差が位相差Ｄｐとなる。

【0052】

このように第二螺旋羽根２０を設けることで、レトルト１０の内壁に直接接続される螺旋羽根のピッチを広げても、レトルト１０の底辺１０Ｄにおける羽根に数を維持することができる。また、それぞれの螺旋羽根のピッチを広げることで被処理物Ｍの移送力が増し、被処理物Ｍのより均一な攪拌状況で熱処理を行うことができる。

【0053】

図７には、レトルト１０の内壁に直接固定される順螺旋羽根をさらに増やした螺旋羽根セットを示す。これは第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４に対して、第一螺旋羽根１８と同じピッチの第二螺旋羽根２０および第三螺旋羽根２２を、第一螺旋羽根１８に対して異なる位相で加えたものである。図７（ａ）は、第三螺旋羽根２２を、図７（ｂ）は第二螺旋羽根２０を、図７（ｃ）は第一螺旋羽根１８をそれぞれ黒色の羽根で表したものである。

【0054】

それぞれのピッチであるλ_２２とλ_２０とλ_１８は同じである。一方、第一螺旋羽根１８と第二螺旋羽根２０との位相差Ｄｐ１と、第二螺旋羽根２０と第三螺旋羽根２２の位相差Ｄｐ２はそれぞれ１２０°（２／３π）に設定する。図６、図７に示す様にレトルト１０に直接固定される順螺旋羽根の数を増やすことで、底辺１０Ｄでの順螺旋羽根の羽密度を変えることなく、それぞれの螺旋羽根のピッチを長く取ることができ、被処理物Ｍの移送速度と位相量を両立させることができ、より均一な攪拌状態で熱処理を行うことができる。

【0055】

また第一螺旋羽根１８に第二螺旋羽根２０、第三螺旋羽根２２を加えた構成と同等に逆螺旋羽根２４を第一逆螺旋羽根として、さらに第二逆螺旋羽根、第三逆螺旋羽根を加えることもでき、より均一な攪拌状態で熱処理を行うことができる。つまり、順螺旋羽根と逆螺旋羽根は複数あってもよい。より具体的には順螺旋羽根は少なくとも１枚以上、逆螺旋羽根は順螺旋羽根が１枚以上あることを条件に少なくとも１枚以上あってもよい。

【0056】

図８には第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の羽根幅が同じでない場合の例を示す。図８は図３で示したレトルト１０と同じ図であるが、奥側に設けたＧゾーンで第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４の羽根幅が非対称となる。より具体的には、加熱領域でＧゾーンより手前側では、第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ｈと逆螺旋羽根２４の羽根幅２４ｈは同じであったが、そこから奥側の羽根幅１８ｈ１と羽根幅２４ｈ１では、羽根幅２４ｈ１の方が幅広となり、さらに羽根幅１８ｈ２と羽根幅２４ｈ２では、その差がより大きくなる。

【0057】

しかし、第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ｈと逆螺旋羽根２４の羽根幅２４ｈの合計は一定である。即ち以下の式が成り立っている。

【0058】

【数1】

【0059】

言い換えると、Ｇゾーンでは、第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ｈが、逆螺旋羽根２４の羽根幅２４ｈとの合計を一定にしたまま、奥側に行くほど狭くなると言える。

【0060】

このようにすることで、奥側では被処理物Ｍの移送量が減り、手前側への戻し量が増える。このようにすることで、レトルト１０の加熱領域をより広く使いながら、被処理物Ｍをあまり積み上げることなく熱処理を行うことができる。

【0061】

図９は、手前側から奥側に向かって第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ｈが連続的に減少するような螺旋羽根セットを示す。手前側の第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ＦＲよりも奥側の第一螺旋羽根１８の羽根幅１８ＢＫの方が狭い。それに応じて逆螺旋羽根２４の羽根幅２４も手前の羽根幅２４ＦＲよりも奥側の羽根幅２４ＢＫは広くなっている。

【0062】

このように、レトルト１０に直接接続される螺旋羽根の羽根幅を変化させることで、被処理物Ｍの攪拌状態を変えることができ、被処理物Ｍの物性に応じた熱処理を行えるバッチ式ロータリーキルンを得ることができる。なお、図８および図９では、螺旋羽根セットとして第一螺旋羽根１８と逆螺旋羽根２４との組み合わせを説明したが、図６および図７で示した第二螺旋羽根２０や第三螺旋羽根２２を用いた螺旋羽根セットとしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明に係るバッチ式ロータリーキルンは粒状触媒の製造やリチウムイオン電池の正極用活物質の製造にも好適に利用できる。

【符号の説明】

【0064】

１ バッチ式ロータリーキルン
１０ レトルト
１０ａ 嵌合用突起
１０Ｄ 底辺
１０ｉｈ 開口径
１２ 端壁
１２ｈ 高さ
１４ａ 投入螺旋羽根
１４ａｈ 羽根幅
λ_１４ａ ピッチ
１４ｂ 投入螺旋羽根
１４ｂｈ 羽根幅
λ_１４ｂ ピッチ
１８ 第一螺旋羽根
１８ＯＥ 外縁
１８ＩＥ 内縁
１８ｈ 羽根幅
λ_１８ ピッチ
２０ 第二螺旋羽根
２２ 第三螺旋羽根
２４ 逆螺旋羽根
２４ＯＥ 外縁
２４ＩＥ 内縁
２４ｈ 羽根幅
λ_２４ ピッチ
３０ 加熱器
３０ａ 温度センサ
３２ 奥側支持ロール
３２ａ ギア
３４ チェーン
３６ モータ
３６ａ ギア
３８ 手前側支持ロール
４０ 回転装置
４２ 支持台
５０ 制御器
６０ 投入回収部
６２ 投入口
６４ 回収器
６６ 排気管
６８ 通気管
ＣＰ 接続点
Ｍ 被処理物
Ｄｐ 位相差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】