特許 7624719 ロータリーキルン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-23

(45)【発行日】2025-01-31

(54)【発明の名称】ロータリーキルン

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/12 20060101AFI20250124BHJP

   F27B 7/16 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

F27B7/12

F27B7/16

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021147089

(22)【出願日】2021-09-09

(65)【公開番号】P2023039794

(43)【公開日】2023-03-22

【審査請求日】2024-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】390008431

【氏名又は名称】高砂工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115646

【弁理士】

【氏名又は名称】東口 倫昭

(74)【代理人】

【識別番号】100115657

【弁理士】

【氏名又は名称】進藤 素子

(74)【代理人】

【識別番号】100196759

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 雪

(72)【発明者】

【氏名】大島 士月

(72)【発明者】

【氏名】土井 理成

(72)【発明者】

【氏名】西川 雅之

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３４４９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８９６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４８－０２４２７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ７／１２

Ｆ２７Ｂ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自身の軸周りに、正方向および逆方向に回転可能な外筒と、
前記外筒の径方向内側に配置され、前記外筒と共に回転可能であって、被処理物に熱処理を施す熱処理帯を内部に有する内筒と、
を備えるロータリーキルンであって、
前記内筒は、筒状の内筒本体と、前記内筒本体の内周面において前記熱処理帯の軸方向中心よりも下流側に配置される螺旋状の下流側送りフィンと、を有し、
前記内筒が前記正方向に回転する場合、前記被処理物は、前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯に近接する方向に送られ、
前記内筒が前記逆方向に回転する場合、前記被処理物は、前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯から離間する方向に送られ、
前記被処理物に熱処理を施す熱処理モードにおいては、前記内筒を前記正方向に回転させ、前記被処理物を前記熱処理帯に滞留させ、前記被処理物に熱処理を施し、
前記被処理物を下流側に寄せる片寄せモードにおいては、前記内筒を前記正方向に回転させ、前記熱処理モードに対して、上流側から下流側に向かって下降する傾斜が大きくなるように、前記内筒を傾動させ、前記熱処理帯において前記被処理物を下流側に寄せ、
前記被処理物を排出する排出モードにおいては、前記内筒を逆方向に回転させ、前記被処理物を前記熱処理帯から下流側に移動させることを特徴とするロータリーキルン。

【請求項2】

前記内筒は、さらに、前記内筒本体の内周面において前記熱処理帯の軸方向中心よりも上流側に配置される螺旋状の上流側送りフィンを有し、
前記上流側送りフィンの螺旋巻回方向と、前記下流側送りフィンの螺旋巻回方向と、は互いに反対であり、
前記内筒が前記正方向に回転する場合、前記被処理物は、前記上流側送りフィンおよび前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯に近接する方向に送られ、
前記内筒が前記逆方向に回転する場合、前記被処理物は、前記上流側送りフィンおよび前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯から離間する方向に送られる請求項１に記載のロータリーキルン。

【請求項3】

さらに、基部と、前記基部に対して傾動可能な傾動部と、を備え、
前記外筒および前記内筒は、前記傾動部に配置される請求項１または請求項２に記載のロータリーキルン。

【請求項4】

前記熱処理モードにおける、前記内筒の前記傾斜は０°であり、
前記片寄せモードおよび前記排出モードにおける、前記内筒の前記傾斜は一定である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のロータリーキルン。

【請求項5】

前記内筒は、さらに、前記内筒本体の内周面において前記熱処理帯に配置され前記内筒の回転に応じて前記被処理物を掻き上げる掻き上げフィンを有する請求項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】

前記内筒は、前記外筒に対して着脱、交換可能である請求項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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、医薬品、電池材料などの被処理物に対して熱処理を施すロータリーキルンに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バッチ処理（バッチ式の熱処理）が可能なロータリーキルンが開示されている。同文献記載のロータリーキルンは、外筒と内筒とを備えている。外筒と内筒とは同軸状に配置されている。外筒および内筒には、上流側から下流側に向かって下降する、所定の傾斜が設定されている。当該傾斜は不変である。外筒と内筒とは、軸周りに、正方向および逆方向に回転可能である。内筒の内部には、被処理物に熱処理を施す熱処理帯が設定されている。内筒の下流端の内周面には、返し羽根が配置されている。返し羽根は、螺旋状に延在している。

【0003】

バッチ処理を行う場合は、内筒を正方向に回転させる。返し羽根は、内筒から被処理物が流出するのを抑制する。被処理物を排出する場合は、内筒を逆方向に回転させる。返し羽根は、内筒から被処理物が排出されるのを助勢する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－３８５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

同文献記載のロータリーキルンの場合、内筒の傾斜は不変である。また、当該傾斜は、被処理物の排出性を考慮して、大きめに設定されている。このため、バッチ処理を行う場合、被処理物が、自重により上流側から下流側に向かって流下しやすい。したがって、被処理物が、内筒の下流端付近に偏在しやすい。よって、被処理物に対して均質な熱処理を施しにくい。そこで、本発明は、被処理物に対して均質な熱処理を施しやすい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】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明のロータリーキルンは、自身の軸周りに、正方向および逆方向に回転可能な外筒と、前記外筒の径方向内側に配置され、前記外筒と共に回転可能であって、被処理物に熱処理を施す熱処理帯を内部に有する内筒と、を備えるロータリーキルンであって、前記内筒は、筒状の内筒本体と、前記内筒本体の内周面において前記熱処理帯の軸方向中心よりも下流側に配置される螺旋状の下流側送りフィンと、を有し、 前記内筒が前記正方向に回転する場合、前記被処理物は、前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯に近接する方向に送られ、前記内筒が前記逆方向に回転する場合、前記被処理物は、前記下流側送りフィンにより、前記熱処理帯から離間する方向に送られ、前記被処理物に熱処理を施す熱処理モードにおいては、前記内筒を前記正方向に回転させ、前記被処理物を前記熱処理帯に滞留させ、前記被処理物に熱処理を施し、前記被処理物を下流側に寄せる片寄せモードにおいては、前記内筒を前記正方向に回転させ、前記熱処理モードに対して、上流側から下流側に向かって下降する傾斜が大きくなるように、前記内筒を傾動させ、前記熱処理帯において前記被処理物を下流側に寄せ、前記被処理物を排出する排出モードにおいては、前記内筒を逆方向に回転させ、前記被処理物を前記熱処理帯から下流側に移動させることを特徴とする。

【0007】

ここで、「上流側」とは、内筒の軸方向両側のうち、被処理物が供給される側をいう。「下流側」とは、内筒の軸方向両側のうち、「上流側」の反対側であって、被処理物が排出される側をいう。

【発明の効果】

【0008】

本発明のロータリーキルンの内筒は、下流側送りフィンを有している。熱処理モードにおいて、被処理物は、下流側送りフィンにより、熱処理帯に近接する方向に送られる。このため、被処理物にバッチ処理を施すことができる。

【0009】

また、本発明のロータリーキルンの内筒は傾動可能である。熱処理モードにおける内筒の傾斜（０（水平）を含む）は、排出モードにおける内筒の傾斜よりも小さい。このため、熱処理モードにおいて、被処理物が、熱処理帯における下流側に偏在するのを、抑制することができる。よって、被処理物に対して均質な熱処理を施しやすい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一実施形態であるロータリーキルンの軸方向断面図である。

【図2】図２は、図１の枠ＩＩ内の拡大図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ方向断面図である。

【図4】図４は、図２の枠ＩＶ内の拡大図である。

【図5】図５は、同ロータリーキルンの片寄せモードにおける軸方向部分断面図である。

【図6】図６は、同ロータリーキルンの排出モードにおける軸方向部分断面図である。

【図7】図７は、同ロータリーキルンの内筒装着前の状態における軸方向部分断面図である。

【図8】図８（Ａ）～図８（Ｅ）は、その他の実施形態（その１～その５）のロータリーキルンの内筒本体の内周面の展開図である。

【図9】図９（Ａ）～図９（Ｄ）は、その他の実施形態（その６～その９）のロータリーキルンの内筒本体の径方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

［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。以降の図において、左側は上流側（供給側）に、右側は下流側（排出側）に、各々対応している。図１に、本実施形態のロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図２に、図１の枠ＩＩ内の拡大図を示す。図３に、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ方向断面図を示す。図４に、図２の枠ＩＶ内の拡大図を示す。なお、図２に示すのは、同ロータリーキルンの熱処理モードにおける軸方向部分断面図である。図１～図４に示すように、ロータリーキルン１は、主に、回転筒部２と、回転支持部３と、供給部４と、熱処理部５と、排出部６と、架台９と、を備えている。

【0013】

（架台９）
架台９は、下フレーム９３と、上フレーム９４と、傾動軸９５と、昇降調整部９６と、を備えている。下フレーム９３は、本発明の「基部」の概念に含まれる。上フレーム９４は、本発明の「傾動部」の概念に含まれる。

【0014】

上フレーム９４は、下フレーム９３の上側に、所定間隔だけ離間して、対向して配置されている。傾動軸９５、昇降調整部９６は、上フレーム９４と下フレーム９３との間に配置されている。下フレーム９３に対して、上フレーム９４は、昇降調整部９６の駆動力により、傾動軸９５を中心に傾動可能である。

【0015】

（回転支持部３）
回転支持部３は、上フレーム９４に配置されている。回転支持部３は、一対の上流側ローラー３０と、一対の下流側ローラー３１と、上流側摺動シール部３２と、下流側摺動シール部３３と、を備えている。上流側ローラー３０は、後述する熱処理部５の左側に配置されている。一対の上流側ローラー３０は、前後方向（炉幅方向）に並んで配置されている。下流側ローラー３１は、熱処理部５の右側に配置されている。一対の下流側ローラー３１は、前後方向に並んで配置されている。上流側摺動シール部３２は、上流側ローラー３０の左側に配置されている。下流側摺動シール部３３は、下流側ローラー３１の右側に配置されている。

【0016】

（回転筒部２）
回転筒部２は、回転支持部３により、回転可能に支持されている。回転筒部２は、外筒２０と、連結筒２１と、内筒２２と、を備えている。外筒２０は、外筒本体２００と、上流側タイヤ２０１と、下流側タイヤ２０２と、スプロケット２０３と、を備えている。

【0017】

外筒本体２００は、回転軸Ａを中心とする円筒状を呈している。外筒本体２００の内周面は、凹凸を有しない平滑面である。外筒本体２００は、傾斜角度（詳しくは、左右方向（水平方向）に対する傾斜角度をいう。例えば、「傾斜角度が大きくなる」とは、水平方向に対して、左側（上流側）から右側（下流側）に向かって下降する傾斜が大きくなることをいう。以下同様。）０°の状態において、左右方向に延在している。図４に示すように、外筒本体２００の右端には、取付孔２００ａが開設されている。外筒本体２００の右端付近（取付孔２００ａよりも左側の部分）は、下流側摺動シール部３３に摺接している。詳しくは、図４に示すように、下流側摺動シール部３３は、左右一対の軸受３３０を備えている。外筒本体２００は、軸受３３０を介して、下流側摺動シール部３３に摺接している。

【0018】

上流側タイヤ２０１は、外筒本体２００の左端付近に環装されている。上流側タイヤ２０１は、環状を呈している。上流側タイヤ２０１は、一対の上流側ローラー３０に、転動可能に載置されている。下流側タイヤ２０２は、外筒本体２００の右端付近に環装されている。下流側タイヤ２０２は、環状を呈している。下流側タイヤ２０２は、一対の下流側ローラー３１に、転動可能に載置されている。

【0019】

スプロケット２０３は、上流側タイヤ２０１の左側に併設されている。スプロケット２０３には、駆動力伝達用のチェーン（図略）が巻装されている。駆動装置（図略）からの駆動力は、チェーンを介して、スプロケット２０３に伝達される。当該駆動力により、外筒本体２００つまり外筒２０は、上流側ローラー３０、下流側ローラー３１上で、回転軸Ａ（外筒本体２００の径方向中心軸）の軸周りに、正方向および逆方向（正方向に対して反対方向）に回転可能である。

【0020】

連結筒２１は、外筒本体２００の左側に連結されている。連結筒２１は、回転軸Ａを中心とする円筒状を呈している。連結筒２１は、上流側摺動シール部３２に摺接している。詳しくは、図４に示す下流側摺動シール部３３と同様に、上流側摺動シール部３２は左右一対の軸受を備えている。連結筒２１は、軸受を介して、上流側摺動シール部３２に摺接している。連結筒２１は、外筒２０と共に、回転軸Ａの軸周りに、正方向および逆方向に回転可能である。

【0021】

内筒２２は、外筒２０の径方向内側に配置されている。内筒２２は、外筒２０および連結筒２１と共に、回転軸Ａの軸周りに、正方向および逆方向に回転可能である。内筒２２は、内筒本体２２０と、上流側送りフィン２２１と、下流側送りフィン２２２と、複数の掻き上げフィン２２３と、を備えている。

【0022】

内筒本体２２０は、回転軸Ａを中心とする円筒状を呈している。内筒本体２２０は、傾斜角度０°の状態において、左右方向に延在している。内筒本体２２０の内部（後述する熱処理部５の断熱材５１、ヒーター５２の径方向内側）には、熱処理帯Ｂが設定されている。熱処理帯Ｂにおいては、被処理物Ｗに、所定の熱処理が施される。

【0023】

内筒本体２２０の左端開口は、被処理物Ｗの供給口２２０ａである。内筒本体２２０の右端開口は、被処理物Ｗの排出口２２０ｂである。図４に示すように、内筒本体２２０の右端には、取付部２２０ｃが配置されている。取付部２２０ｃは、フランジ部２２０ｄと、四つのガイド部２２０ｅと、を備えている。フランジ部２２０ｄは、内筒本体２２０の右端から、径方向外側に張り出している。フランジ部２２０ｄは、環状を呈している。四つのガイド部２２０ｅは、各々、フランジ部２２０ｄの径方向外端から、左側に突出している。四つのガイド部２２０ｅは、周方向に９０°ずつ離間して配置されている。ガイド部２２０ｅは、突起状を呈している。ガイド部２２０ｅには、取付孔２２０ｆが開設されている。取付孔２２０ｆの内周面には、ねじ部（図略）が形成されている。

【0024】

フランジ部２２０ｄ左面と、内筒本体２２０外周面と、ガイド部２２０ｅ内周面と、の間には、左側に向かって開口する凹状の空間が区画されている。当該空間には、外筒本体２００の右端が収容されている。ガイド部２２０ｅの取付孔２２０ｆと、外筒本体２００の取付孔２００ａと、は径方向に並んでいる。これらの取付孔２２０ｆ、２００ａには、ボルト（締結部材）２３が挿通されている。ボルト２３は、取付孔２２０ｆに固定（ねじ止め）され、取付孔２００ａに挿入されている。このように、外筒２０に対して、内筒２２は、ボルト２３により着脱可能である。

【0025】

上流側送りフィン２２１は、内筒本体２２０の内周面に配置されている。上流側送りフィン２２１は、熱処理帯Ｂの左端付近（熱処理帯Ｂの軸方向中心Ｃよりも左側）に配置されている。上流側送りフィン２２１は、螺旋状を呈している。詳しくは、上流側送りフィン２２１は、内筒本体２２０の軸方向（回転軸Ａの延在方向）および周方向に対して交差する方向に延在している。上流側送りフィン２２１は、回転軸Ａを中心に、５４０°（１．５回転）の範囲に亘って延在している。

【0026】

下流側送りフィン２２２は、内筒本体２２０の内周面に配置されている。下流側送りフィン２２２は、熱処理帯Ｂの右端付近（熱処理帯Ｂの軸方向中心Ｃよりも右側）に配置されている。下流側送りフィン２２２は、螺旋状を呈している。詳しくは、下流側送りフィン２２２は、内筒本体２２０の軸方向および周方向に対して交差する方向に延在している。下流側送りフィン２２２は、回転軸Ａを中心に、５４０°（１．５回転）の範囲に亘って延在している。

【0027】

上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の径方向高さ、ピッチ、螺旋長さは同一である。上流側送りフィン２２１の螺旋巻回方向と、下流側送りフィン２２２の螺旋巻回方向と、は互いに反対である。例えば、左側から見て、上流側送りフィン２２１は時計回りに巻回されている。他方、下流側送りフィン２２２は反時計回りに巻回されている。

【0028】

内筒２２が正方向に回転する場合、被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１により、右側に送られる。また、被処理物Ｗは、下流側送りフィン２２２により、左側に送られる。すなわち、被処理物Ｗは、熱処理帯Ｂに近接する方向に送られる。内筒２２が逆方向に回転する場合、被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１により、左側に送られる。また、被処理物Ｗは、下流側送りフィン２２２により、右側に送られる。すなわち、被処理物Ｗは、熱処理帯Ｂから離間する方向に送られる。

【0029】

複数の掻き上げフィン２２３は、内筒本体２２０の内周面に配置されている。図３に示すように、複数の掻き上げフィン２２３は、回転軸Ａを中心に、所定角度ずつ離間して配置されている。掻き上げフィン２２３は、上流側送りフィン２２１と下流側送りフィン２２２との間に配置されている。掻き上げフィン２２３は、熱処理帯Ｂに配置されている。掻き上げフィン２２３は、内筒本体２２０の軸方向に延在している。

【0030】

（熱処理部５）
熱処理部５は、上フレーム９４に配置されている。熱処理部５は、ハウジング５０と、断熱材５１と、ヒーター（熱源）５２と、を備えている。回転筒部２は、熱処理部５を左右方向に貫通している。回転筒部２の左右方向中間部分は、熱処理部５に収容されている。ハウジング５０は円筒状を呈している。断熱材５１は、ハウジング５０の内面に積層されている。ヒーター５２は、断熱材５１に埋設されている。ヒーター５２の内周面は、外筒本体２００の外周面に、径方向に対向している。

【0031】

（排出部６）
排出部６は、回転筒部２の右側に配置されている。排出部６は、排出フード６０と、排出シュート６１と、排出容器６２と、を備えている。排出フード６０は、回転筒部２の右端（詳しくは、内筒本体２２０の排出口２２０ｂ）を、右側から覆っている。排出フード６０の右端の開口６０ａには、蓋６００が配置されている。蓋６００は、排出フード６０の開口６０ａに対して、開閉可能である。排出フード６０には、配管Ｌ２の下流端が連なっている。配管Ｌ２の上流端は、ガス供給源（図略）に連なっている。排出シュート６１は、排出フード６０の下側（下流側）に連結されている。排出シュート６１は、上下方向に延在している。排出シュート６１は、バルブ（図略）と、蛇腹部６１０と、を備えている。蛇腹部６１０は、上フレーム９４傾動時の排出フード６０の移動量に応じて、変形可能である。排出容器６２は、排出シュート６１の下側に連結されている。排出容器６２には、熱処理後の被処理物Ｗが貯留される。

【0032】

（供給部４）
供給部４は、回転筒部２の左側に配置されている。供給部４は、供給フード４０と、供給シュート４１と、供給容器４２と、供給フィーダー４３と、を備えている。供給フード４０は、回転筒部２の左端（詳しくは、連結筒２１の左端）を、左側から覆っている。供給フード４０には、配管Ｌ１の上流端が連なっている。配管Ｌ１の下流端は、真空ポンプ（図略）に連なっている。

【0033】

図３に示すように、供給フィーダー４３は、二軸式のスクリューフィーダーである。供給フィーダー４３は、供給パイプ４３０と、一対のフィーダー本体４３１と、複数の軸受部４３２と、を備えている。複数の軸受部４３２は、上フレーム９４に配置されている。供給パイプ４３０は、供給フード４０を貫通している。供給パイプ４３０の右端は、内筒本体２２０の供給口２２０ａに挿入されている。供給パイプ４３０の右端は、上流側送りフィン２２１の径方向内側に配置されている。フィーダー本体４３１は、供給パイプ４３０の径方向内側に配置されている。フィーダー本体４３１の左端は、複数の軸受部４３２により、回転可能に支持されている。駆動装置（図略）からの駆動力により、フィーダー本体４３１は、自身の軸周りに回転可能である。

【0034】

供給シュート４１は、供給パイプ４３０の左端の上側に連結されている。供給シュート４１は、上下方向に延在している。供給シュート４１は、バルブ（図略）を備えている。供給容器４２は、供給シュート４１の上側に連結されている。供給容器４２には、熱処理前の被処理物Ｗが貯留される。

【0035】

［熱処理方法］
次に、本実施形態のロータリーキルンによる熱処理方法について説明する。熱処理方法は、供給工程と、熱処理工程と、片寄せ工程と、排出工程と、を有している。熱処理工程中、ガス供給源は、配管Ｌ２を介して、炉内空間（供給フード４０、回転筒部２、排出フード６０の内部空間）に所定のガス（雰囲気ガスなど）を供給する。また、真空ポンプは、配管Ｌ１を介して、炉内空間を減圧する。

【0036】

（供給工程）
本工程においては、ロータリーキルン１が供給モードを実行する。具体的には、まず、上フレーム９４つまり外筒２０、内筒２２の傾斜角度を０°に設定する。すなわち、外筒２０、内筒２２を水平に配置する。次に、外筒２０、内筒２２を正方向に回転させる。また、供給フィーダー４３を駆動する。また、熱処理部５のヒーター５２に通電し、外筒本体２００の径方向外側から、内筒本体２２０内部の熱処理帯Ｂを所定の温度まで加熱する。続いて、供給容器４２から、供給シュート４１、供給フィーダー４３、供給口２２０ａを介して、内筒本体２２０の内部つまり熱処理帯Ｂに、被処理物Ｗを供給する。その後、供給フィーダー４３を停止する。

【0037】

（熱処理工程）
本工程においては、図２に示すように、所定の雰囲気下で、ロータリーキルン１が熱処理モードを実行する。具体的には、内筒２２を正方向に回転させたまま、かつ内筒２２の傾斜角度を０°に保持したまま、所定の温度パターン（温度一定の場合を含む）で、所定の時間だけ、熱処理帯Ｂの被処理物Ｗに、熱処理を施す。熱処理中、被処理物Ｗは、内筒２２の回転に伴い、揺動する。また、被処理物Ｗは、複数の掻き上げフィン２２３により掻き上げられ、自重により流下する。

【0038】

ここで、内筒２２は正方向に回転している。このため、上流側送りフィン２２１付近の被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１により、下流側（熱処理帯Ｂ側）に送られる。並びに、下流側送りフィン２２２付近の被処理物Ｗは、下流側送りフィン２２２により、上流側（熱処理帯Ｂ側）に送られる。したがって、被処理物Ｗは熱処理帯Ｂに滞留する。

【0039】

（片寄せ工程）
本工程においては、ロータリーキルン１が片寄せモードを実行する。図５に、本実施形態のロータリーキルンの片寄せモードにおける軸方向部分断面図を示す。なお、図５は図２に対応している。

【0040】

本工程においては、内筒２２を正方向に回転させたまま、昇降調整部９６を駆動し、下フレーム９３に対して、上フレーム９４（つまり外筒２０および内筒２２）を、左側から右側に向かって下降するように、傾動させる。片寄せ工程における外筒２０および内筒２２の傾斜角度θは、熱処理工程における外筒２０および内筒２２の傾斜角度θ（＝０°）に対して、大きくなる。内筒２２の傾動により、熱処理帯Ｂにおいて、被処理物Ｗは下流側に寄せられる。すなわち、被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１から離間し、下流側送りフィン２２２に近接するように、内筒本体２２０内部を流下する。

【0041】

（排出工程）
本工程においては、ロータリーキルン１が排出モードを実行する。図６に、本実施形態のロータリーキルンの排出モードにおける軸方向部分断面図を示す。なお、図６は図２に対応している。

【0042】

本工程においては、外筒２０および内筒２２の回転方向を反転させる。すなわち、外筒２０および内筒２２を逆方向に回転させる。このため、被処理物Ｗは、下流側送りフィン２２２により、熱処理帯Ｂから下流側に送られる。被処理物Ｗは、排出口２２０ｂ、排出シュート６１を介して、排出容器６２に貯留される。

【0043】

［内筒の着脱方法］
次に、本実施形態のロータリーキルンの内筒の着脱方法について説明する。図７に、本実施形態のロータリーキルンの内筒装着前の状態における軸方向部分断面図を示す。なお、図７の一点鎖線枠は、図２の枠ＩＩに対応している。

【0044】

図１に示す蓋６００は、排出フード６０の開口６０ａに対して、右側から開閉可能である。外筒２０に対して内筒２２を取り外す場合は、まず、蓋６００を開く。図７に示すように、蓋６００を開くと、開口６０ａから、回転筒部２の右端にアクセス可能になる。次に、開口６０ａを介して、図４に示すボルト２３を、取付孔２２０ｆ、２００ａから、径方向外側に抜き出す。続いて、開口６０ａを介して、内筒２２を、外筒２０から右側に抜き出す。

【0045】

外筒２０に対して内筒２２を取り付ける場合は、まず、開口６０ａを介して、内筒２２を、外筒２０に、右側から挿入する。次に、開口６０ａを介して、図４に示すボルト２３を、取付孔２２０ｆ、２００ａに、径方向外側から挿入する。続いて、図１に示す蓋６００を閉める。

【0046】

このようにして、外筒２０に対して内筒２２が着脱される。複数種類の内筒２２を準備しておけば、共通の外筒２０に対して、複数種類の内筒２２を、交換して用いることができる。

【0047】

［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。図２に示すように、本実施形態のロータリーキルン１の内筒２２は、上流側送りフィン２２１と、下流側送りフィン２２２と、を備えている。熱処理工程（熱処理モード）において、被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１および下流側送りフィン２２２により、熱処理帯Ｂ（詳しくは、軸方向中心Ｃ）に近接する方向に送られる。また、熱処理帯Ｂ（詳しくは、軸方向中心Ｃ）から離間する方向への被処理物Ｗの搬送が抑制される。このため、被処理物Ｗにバッチ処理を施すことができる。

【0048】

図１に示すように、下フレーム９３に対して、上フレーム９４は傾動可能である。外筒２０および内筒２２は、上フレーム９４に配置されている。このため、内筒２２は傾動可能である。したがって、内筒２２に所望の傾斜角度θを設定することができる。

【0049】

図２、図６に示すように、熱処理工程における内筒２２の傾斜角度θは、排出工程（排出モード）における内筒２２の傾斜角度θよりも小さい。このため、熱処理工程において、被処理物Ｗが、熱処理帯Ｂにおける下流側に偏在するのを、抑制することができる。よって、被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすい。また、排出工程において、被処理物Ｗの自重を利用して、被処理物Ｗを、熱処理帯Ｂから速やかに排出することができる。

【0050】

図２、図５に示すように、熱処理工程における内筒２２の傾斜角度θは、片寄せ工程（片寄せモード）における内筒２２の傾斜角度θよりも小さい。このため、熱処理工程において、被処理物Ｗが、熱処理帯Ｂにおける下流側に偏在するのを、抑制することができる。よって、被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすい。また、片寄せ工程において、被処理物Ｗの自重を利用して、被処理物Ｗを、速やかに下流側送りフィン２２２に近接させることができる。また、片寄せ工程において、被処理物Ｗの自重を利用して、被処理物Ｗを、速やかに上流側送りフィン２２１から離間させることができる。

【0051】

図２に示すように、供給工程（供給モード）における内筒２２の傾斜角度θは０°である。つまり、内筒２２は水平に配置されている。このため、供給工程（供給モード）において、供給フィーダー４３から搬出された被処理物Ｗは、熱処理帯Ｂに搬入されにくい。この点、供給工程において、内筒２２は正方向に回転している。このため、内筒２２が水平に配置されているにもかかわらず、被処理物Ｗを、上流側送りフィン２２１により、下流側に送ることができる。したがって、被処理物Ｗを、速やかに熱処理帯Ｂに搬入することができる。

【0052】

図５に示すように、片寄せ工程において、内筒２２には、左側から右側に向かって下降するように傾斜角度θが設定されている。このため、被処理物Ｗは、自重により、上流側送りフィン２２１から離間し、下流側送りフィン２２２に近接するように、内筒本体２２０内部を流下する。ここで、内筒２２は正方向に回転している。このため、傾斜角度θが設定されているにもかかわらず、熱処理帯Ｂからの被処理物Ｗの流出を、下流側送りフィン２２２により抑制することができる。

【0053】

図６に示すように、排出工程において、内筒２２は逆方向に回転している。仮に、上流側送りフィン２２１付近に被処理物Ｗが残留している場合を想定する。この場合、当該被処理物Ｗは、上流側送りフィン２２１により、熱処理帯Ｂから上流側つまり供給口２２０ａ側に送られることになる。つまり、被処理物Ｗは逆流することになる。しかしながら、片寄せ工程により、上流側送りフィン２２１付近の被処理物Ｗは、既に下流側に流下している。このため、上流側送りフィン２２１付近には、被処理物Ｗが残留しにくい。したがって、排出工程における被処理物Ｗの逆流を抑制することができる。

【0054】

図２に示すように、上流側送りフィン２２１は、熱処理帯Ｂの左端付近に配置されている。上流側送りフィン２２１の左端は、熱処理帯Ｂから左側に突出している。他方、上流側送りフィン２２１の右端は、熱処理帯Ｂに進入している。すなわち、上流側送りフィン２２１は、熱処理帯Ｂの左端を挟んで、配置されている。このため、供給工程において、確実に、被処理物Ｗを熱処理帯Ｂに送り込むことができる。また、熱処理工程において、確実に、被処理物Ｗを熱処理帯Ｂに滞留させることができる。

【0055】

図２に示すように、下流側送りフィン２２２は、熱処理帯Ｂの右端付近に配置されている。下流側送りフィン２２２の右端は、熱処理帯Ｂから右側に突出している。他方、下流側送りフィン２２２の左端は、熱処理帯Ｂに進入している。すなわち、下流側送りフィン２２２は、熱処理帯Ｂの右端を挟んで、配置されている。このため、熱処理工程、片寄せ工程において、確実に、被処理物Ｗを熱処理帯Ｂに滞留させることができる。また、排出工程において、確実に、被処理物Ｗを熱処理帯Ｂから送り出すことができる。

【0056】

図２に示すように、供給フィーダー４３の右端（排出口）は、上流側送りフィン２２１の左端よりも、右側に配置されている。このため、供給工程において、確実に、被処理物Ｗを熱処理帯Ｂに送ることができる。

【0057】

図２、図３に示すように、内筒本体２２０の内周面には、掻き上げフィン２２３が配置されている。このため、内筒本体２２０の回転を利用して、被処理物Ｗを撹拌することができる。したがって、被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすい。

【0058】

図２、図３に示すように、掻き上げフィン２２３は、内筒本体２２０の軸方向に延在している。すなわち、掻き上げフィン２２３の延在方向は、周方向成分を含んでいない。このため、被処理物Ｗは、掻き上げフィン２２３により掻き上げられても、軸方向に移動しにくい。したがって、熱処理帯Ｂにおいて、被処理物Ｗが偏在しにくい。よって、被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすい。

【0059】

図４に示すように、外筒２０に対して、内筒２２は、ボルト２３により、取り付けられている。このため、図７に示すように、簡単に、内筒２２の着脱作業を行うことができる。また、外筒２０と内筒２２との周方向位置合わせを、簡単に行うことができる。

【0060】

図４に示すように、フランジ部２２０ｄ左面と、内筒本体２２０外周面と、ガイド部２２０ｅ内周面と、の間には、左側に向かって開口する凹状の空間が区画されている。外筒本体２００の右端は、当該空間に収容されている。このため、外筒２０と内筒２２との軸方向位置合わせを、簡単に行うことができる。

【0061】

図７に示すように、外筒２０に対して内筒２２は交換可能である。被処理物Ｗの種類に応じて、複数種類の内筒２２を準備しておくことにより、共通の外筒２０に対して、複数種類の内筒２２を、交換して用いることができる。すなわち、複数種類の被処理物Ｗに対して、ロータリーキルン１を共用化することができる。このため、本実施形態のロータリーキルン１は、少量多品種の被処理物Ｗに用いるのに、好適である。

【0062】

図７に示すように、本実施形態のロータリーキルン１は、外筒２０から内筒２２を取り外した状態で、運転することができる。この場合、熱処理帯Ｂは、外筒２０の内部に設定される。また、搬入工程、熱処理工程、搬出工程における外筒２０の傾斜角度θは一定である。また、片寄せ工程は行わない。こうすると、被処理物Ｗに連続処理（連続式の熱処理）を施すことができる。このように、本実施形態のロータリーキルン１は、バッチ処理と連続処理とを切り換えて実行することができる。このため、複数種類の被処理物Ｗに対して、ロータリーキルン１を共用化することができる。

【0063】

図１に示す蓋６００は、排出フード６０の開口６０ａに対して、右側から開閉可能である。このため、内筒２２の着脱作業、交換作業を行う際、作業者が、簡単に回転筒部２の右端（内筒２２の挿入端、抜出端）に近づくことができる。

【0064】

図２に示すように、熱処理工程における内筒２２の傾斜角度θは０°に設定されている。このため、水平状態において、被処理物Ｗに熱処理を施すことができる。したがって、被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすい。

【0065】

図５、図６に示すように、片寄せ工程および排出工程における、内筒２２の傾斜角度θは一定である。このため、下フレーム９３に対する上フレーム９４の傾動作業が一回で済む。また、片寄せ工程と排出工程とで傾斜角度θを切り換える場合と比較して、熱処理方法（供給工程から排出工程まで）に要する時間を短縮化することができる。

【0066】

［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。

【0067】

図８（Ａ）～図８（Ｅ）に、その他の実施形態（その１～その５）のロータリーキルンの内筒本体の内周面の展開図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。中心角φは、図３に示すように、内筒本体２２０を右側から見た場合の回転軸Ａに対する中心角である。中心角φは、回転軸Ａの真上位置を０°として、時計回り方向（上→後→下→前）に進角する。

【0068】

図８（Ａ）に示すように、内筒本体２２０が、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２だけを備えていてもよい。内筒本体２２０が、掻き上げフィン２２３（図３参照）を備えていなくてもよい。

【0069】

図８（Ｂ）に示すように、下流側送りフィン２２２のピッチよりも、上流側送りフィン２２１のピッチの方が、大きくてもよい。反対に、上流側送りフィン２２１のピッチよりも、下流側送りフィン２２２のピッチの方が、大きくてもよい。このように、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２のピッチは、同じでも異なっていてもよい。

【0070】

また、下流側送りフィン２２２の螺旋長さ（中心角φの７２０°分）よりも、上流側送りフィン２２１の螺旋長さ（中心角φの３６０°分）の方が、短くてもよい。反対に、上流側送りフィン２２１の螺旋長さよりも、下流側送りフィン２２２の螺旋長さの方が、短くてもよい。このように、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の螺旋長さは、同じでも異なっていてもよい。

【0071】

図８（Ｃ）に示すように、内筒本体２２０が、二条の上流側送りフィン２２１と、二条の下流側送りフィン２２２と、を備えていてもよい。このように、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の条数は、特に限定しない。上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の条数は、同じでも異なっていてもよい。

【0072】

図８（Ｄ）に示すように、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の螺旋長さは、９０°（中心角φの９０°分）であってもよい。すなわち、螺旋長さは３６０°以下であってもよい。上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２の螺旋長さは、特に限定しない。

【0073】

図８（Ｅ）に示すように、上流側送りフィン２２１は無端環状であってもよい。また、有端環状、円弧状などであってもよい。上流側送りフィン２２１の配置数は特に限定しない。また、上流側送りフィン２２１を配置しなくてもよい。

【0074】

上流側送りフィン２２１と、下流側送りフィン２２２と、熱処理帯Ｂと、の位置関係は特に限定しない。上流側送りフィン２２１の左端は、熱処理帯Ｂから左側に突出していても、突出していなくてもよい。上流側送りフィン２２１の右端は、熱処理帯Ｂに進入していても、進入していなくてもよい。すなわち、上流側送りフィン２２１は、熱処理帯Ｂの軸方向中心Ｃよりも、左側に配置されていればよい。

【0075】

同様に、下流側送りフィン２２２の右端は、熱処理帯Ｂから右側に突出していても、突出していなくてもよい。下流側送りフィン２２２の左端は、熱処理帯Ｂに進入していても、進入していなくてもよい。すなわち、下流側送りフィン２２２は、熱処理帯Ｂの軸方向中心Ｃよりも、右側に配置されていればよい。

【0076】

図９（Ａ）～図９（Ｄ）に、その他の実施形態（その６～その９）のロータリーキルンの内筒本体の径方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。

【0077】

図９（Ａ）に示すように、内筒本体２２０が、９０°ごとに離間して、四つの掻き上げフィン２２３を備えていてもよい。このように、掻き上げフィン２２３の配置数、配置間隔は特に限定しない。図９（Ａ）に示すように、掻き上げフィン２２３の径方向高さよりも、上流側送りフィン２２１の径方向高さの方が、大きくてもよい。図９（Ｂ）に示すように、掻き上げフィン２２３の径方向高さよりも、上流側送りフィン２２１の径方向高さの方が、小さくてもよい。このように、掻き上げフィン２２３、上流側送りフィン２２１の径方向高さは特に限定しない。下流側送りフィン２２２についても同様である。

【0078】

図９（Ｃ）に示すように、掻き上げフィン２２３の横断面（内筒本体２２０の径方向断面）形状が三角形状であってもよい。このように、掻き上げフィン２２３の横断面形状は特に限定しない。四角形状、半円形状などであってもよい。

【0079】

図９（Ｄ）に示すように、内筒本体２２０が、掻き上げフィン２２３、上流側送りフィン２２１、下流側送りフィン２２２を備えていなくてもよい。すなわち、内筒本体２２０の内周面が、凹凸を有しない平滑面であってもよい。

【0080】

図８（Ａ）～図８（Ｅ）、図９（Ａ）～図９（Ｄ）に示す内筒２２を、図７に示す外筒２０に対して、交換可能に配置してもよい。すなわち、図７、図８（Ａ）～図８（Ｅ）、図９（Ａ）～図９（Ｄ）に示す内筒２２を、図１に示す単一のロータリーキルン１に対して、交換可能に配置してもよい。

【0081】

外筒２０、内筒２２の材質は特に限定しない。金属、セラミックス、カーボン、ガラスなどであってもよい。外筒２０は、一体物であっても、複数の部材から構成されていてもよい。複数の部材から構成されている場合、各部材の材質は、同一であっても、異なっていてもよい。内筒２２についても同様である。外筒本体２００、内筒本体２２０の径方向断面形状は特に限定しない。円筒状、多角形（四角形、六角形、八角形など）筒状などであってもよい。

【0082】

ロータリーキルン１の種類は特に限定しない。内筒本体２２０の内部の熱処理帯Ｂを、内筒本体２２０の筒壁を介して、内筒本体２２０の外部から間接的に加熱する外熱式のロータリーキルンであってもよい。内筒本体２２０の内部の熱処理帯Ｂを、内筒本体２２０の内部から直接加熱する内熱式のロータリーキルンであってもよい。

【0083】

供給フィーダー４３の右端（排出口）の位置は特に限定しない。例えば、供給フィーダー４３の右端が、熱処理帯Ｂの内部に配置されていてもよい。また、供給フィーダー４３の右端が、熱処理帯Ｂの外部に配置されていてもよい。供給フィーダー４３の種類は特に限定しない。例えば、スクリューフィーダー、気流搬送式フィーダーなどであってもよい。昇降調整部９６の種類は特に限定しない。例えば、電動ジャッキ、油圧シリンダなどであってもよい。

【0084】

配管Ｌ１にガス供給源を、配管Ｌ２に真空ポンプを、各々接続してもよい。また、ガス供給源を駆動せずに、真空ポンプを駆動し、炉内空間を減圧してもよい。また、配管Ｌ１に対して、ガス供給源、真空ポンプを切り換え接続可能としてもよい。同様に、配管Ｌ２に対して、ガス供給源、真空ポンプを切り換え接続可能としてもよい。

【0085】

熱処理帯Ｂの雰囲気は特に限定しない。配管Ｌ２を介してガス供給源から炉内空間に供給されるガスは、空気、アンモニア、不活性ガス（ヘリウム、アルゴン、窒素、二酸化炭素など）、還元性ガス（水素、一酸化炭素、炭化水素など）、酸化性ガス（酸素、水蒸気、燃焼ガスなど）などであってもよい。また、熱処理帯Ｂの雰囲気は、空気、真空（大気圧よりも低い圧力の雰囲気）であってもよい。

【0086】

被処理物Ｗの種類（材質、特性、形状、大きさなど）は特に限定しない。材質は、有機物、無機物、金属などであってもよい。形状は、粉状物、粒状物、塊状物などであってもよい。具体的には、医薬品、電池材料（正極材、負極材、電解質）、食品、廃棄物などであってもよい。本発明のロータリーキルンは、熱処理工程において被処理物Ｗに対して均質な熱処理を施しやすいため、被処理物Ｗの品質を均質化しやすい。このため、特に、医薬品、電池材料などに好適である。

【0087】

熱処理方法の片寄せ工程、排出工程における内筒２２の傾斜角度θは、特に限定しない。例えば、１°以上５°以下の範囲に含まれる、任意の角度であってもよい。勿論、傾斜角度θは、１°未満、５°超過であってもよい。また、片寄せ工程と排出工程とで、傾斜角度θを切り換えてもよい。各工程（供給工程、熱処理工程、片寄せ工程、排出工程）における内筒２２の傾斜角度θは特に限定しない。正（上流側から下流側に向かって下降する方向）でも、負（上流側から下流側に向かって上昇する方向）でも、０でもよい。あるいは、傾斜角度θを変えながら、各工程を実行してもよい。例えば、片寄せ工程において、始期から終期に向かって、傾斜角度θを徐々に大きくしてもよい。

【0088】

熱処理方法の各工程の所要時間は特に限定しない。時系列的に連続する二つの工程の少なくとも一部が、重複していてもよい。例えば、供給工程の終期と、熱処理工程の始期と、が重複していてもよい。熱処理工程の終期と、片寄せ工程の始期と、が重複していてもよい。

【0089】

熱処理方法の各工程を自動で行ってもよい。この場合、図１に示すロータリーキルン１は、制御装置（コンピューター、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラー）など）を備えている。制御装置は、昇降調整部９６、駆動装置、ヒーター５２などを介して、外筒２０、内筒２２の傾斜角度θや回転、供給フィーダー４３の回転、熱処理帯Ｂの温度、供給部４のバルブ、排出部６のバルブなどを制御する。制御装置は、記憶部に格納された被処理物の処理プログラム（各工程の所要時間などに関するプログラム）に基づいて、熱処理方法の各工程を自動で行う。

【符号の説明】

【0090】

１：ロータリーキルン、２：回転筒部、２０：外筒、２００：外筒本体、２００ａ：取付孔、２０１：上流側タイヤ、２０２：下流側タイヤ、２０３：スプロケット、２１：連結筒、２２：内筒、２２０：内筒本体、２２０ａ：供給口、２２０ｂ：排出口、２２０ｃ：取付部、２２０ｄ：フランジ部、２２０ｅ：ガイド部、２２０ｆ：取付孔、２２１：上流側送りフィン、２２２：下流側送りフィン、２２３：掻き上げフィン、２３：ボルト、３：回転支持部、３０：上流側ローラー、３１：下流側ローラー、３２：上流側摺動シール部、３３：下流側摺動シール部、３３０：軸受、４：供給部、４０：供給フード、４１：供給シュート、４２：供給容器、４３：供給フィーダー、４３０：供給パイプ、４３１：フィーダー本体、４３２：軸受部、５：熱処理部、５０：ハウジング、５１：断熱材、５２：ヒーター、６：排出部、６０：排出フード、６０ａ：開口、６００：蓋、６１：排出シュート、６１０：蛇腹部、６２：排出容器、９：架台、９３：下フレーム（基部）、９４：上フレーム（傾動部）、９５：傾動軸、９６：昇降調整部
θ：傾斜角度、φ：中心角、Ａ：回転軸、Ｂ：熱処理帯、Ｃ：軸方向中心、Ｗ：被処理物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】