回転式マイクロ波焼成炉及びその焼成方法
【課題】生石灰が均一かつ高い焼成率で得られ、焼成温度と焼成時間を自由に制御することができ、炭酸塩鉱物の大きさに制限されずに焼成することができる回転式マイクロ波焼成炉及びその焼成方法を提供する。
【解決手段】回転式マイクロ波焼成炉は、マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティと、キャビティの内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、内部に被焼成体が収容され、キャビティの内部に所定の角度だけ傾斜したまま回転可能に設置され、マイクロ波の照射によって発熱される発熱体と、発熱体に被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置と、発熱体の回転のための動力を提供する発熱体回転装置と、被焼成体供給装置による被焼成体供給量と前記発熱体回転装置による発熱体回転速度を制御するための制御部と、を備える。
【解決手段】回転式マイクロ波焼成炉は、マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティと、キャビティの内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、内部に被焼成体が収容され、キャビティの内部に所定の角度だけ傾斜したまま回転可能に設置され、マイクロ波の照射によって発熱される発熱体と、発熱体に被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置と、発熱体の回転のための動力を提供する発熱体回転装置と、被焼成体供給装置による被焼成体供給量と前記発熱体回転装置による発熱体回転速度を制御するための制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石灰石、方解石、及び白雲石等の炭酸塩鉱物をマイクロ波の照射によって焼成する焼成炉及びその焼成方法に関し、より詳しくは、炭酸塩鉱物を回転させながら連続的に焼成する回転式マイクロ波焼成炉及びその焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰石、方解石、及び白雲石等の炭酸塩鉱物を高温で焼成すると、二酸化炭素（ＣＯ２）が熱分解される脱炭酸化反応を経て生石灰（ＣａＯ）が生成する。
【０００３】
炭酸塩鉱物の焼成、すなわち炭酸塩鉱物の熱分解では、８７０℃付近から吸熱反応による熱分解が始まり、９５０℃付近で発熱反応が進行し、最終的に９７０℃付近で熱分解が終了する。しかしながら、普通、焼成炉では、熱分解温度よりも高い温度、すなわち焼成温度１０００℃以上を、焼成時間である約１〜１２時間の間維持し、脱炭酸化反応を経て生石灰が製造される。
【０００４】
一般に、炭酸塩鉱物を焼成して生石灰を製造するための焼成炉は、無煙炭または石油等の化石燃料を用いる溶鉱炉と回転炉とが広く用いられている。
【０００５】
ところが、溶鉱炉と回転炉は、焼成燃料として化石燃料を用いるため、燃料の燃焼中に、代表的な温室ガスと知られている二酸化炭素（ＣＯ２）が多量に排出され、環境汚染を生じてしまう。また、近年の化石燃料の枯渇により、生石灰を製造するための費用増加をもたらしてしまう。
【０００６】
また、溶鉱炉と回転炉は、焼成される炭酸塩鉱物の大きさにより、その使用が制限される。
【０００７】
溶鉱炉は、主に大塊（１２０〜８０ｍｍ）または中塊（８０〜４５ｍｍ）を焼成するために用いられるが、小塊（４５〜２０ｍｍ）または小粒（２０〜５ｍｍ）を焼成する場合は、充填率が高いために焼成率が低くなるという短所がある。回転炉は、石油等の流体燃料を用いるので燃料コストが高く、大塊、中塊等に焼成するのに限界があり、普通、小塊及び小粒の大きさに焼成するのに用いられるが、製造された生石灰の粉化率が高いという短所があった。
【０００８】
なお、炭酸塩鉱物のうち、方解石は、溶鉱炉でも回転炉でも焼成することができない。これは、方解石が結晶質であり、壊れやすい特性を有するため、塊または小粒の大きさに焼成せず、重質炭酸カルシウムとして活用されるからである。
【０００９】
このように、炭酸塩鉱物を焼成して生石灰を製造するための焼成炉として広く用いられている溶鉱炉及び回転炉では、化石燃料の使用による環境汚染の誘発、装置のランニングコストの増加、焼成炉に装入される鉱物粒子の大きさの制限、及び方解石等の炭酸塩鉱物に対する焼成の難しさ等という問題点が多くある。そこで、最近は、焼成熱源として化石燃料ではなくマイクロ波を用いるマイクロ波焼成炉の研究が盛んに行われている。
【００１０】
マイクロ波焼成炉は、焼成空間を提供する発熱体にマイクロ波を照射し、発熱体の自己発熱によって被焼成体を焼成する方式であり、焼成熱源として化石燃料の燃焼を必要とせず、環境的かつ経済的であるということで、最近、その活用が注目されている。
【００１１】
ところが、これまで開発されてきたマイクロ波焼成炉は、図１に示すように、被焼成体を連続的に焼成するのではなく、一定量ずつに分けて固定式で焼成するバッチ式であり、下記の理由により、その使用が制限されるという問題点があった。
【００１２】
まず、発熱体が固定された状態でマイクロ波が照射されると、マイクロ波が発熱体の全体に均一に照射されるのではなく、局部的に集中して照射される。したがって、発熱体の全体で均一な温度分布は得られず、局部的に温度が上昇するという発熱体の熱爆炎が発生してしまい、所望の製品（生石灰）の均一な焼成率が得られないという問題点があった。
【００１３】
また、被焼成体を一定量ずつに分けて焼成するバッチ式の場合は、連続的に炭酸塩鉱物を焼成することができず、多量の生石灰を製造するのに限界があるという問題点があった。
【００１４】
一方、マイクロ波焼成炉は、マイクロ波を発生させて発熱体を加熱すると、発熱体と被焼成体との間において対流及び伝導によって被焼成体に熱が伝達される方式を用いている。バッチ式のマイクロ波焼成炉は、発熱体と被焼成体が一定の距離だけ離れた状態で熱伝達が行われるため、実際の焼成時、被焼成体の熱温度が設定温度よりも低くなり、所望の焼成温度までに上昇し難いという限界により、被焼成体、すなわち炭酸塩鉱物の大きさが制約を受けるという問題点があった。
【００１５】
このような問題点のため、既存のマイクロ波焼成炉は、特許文献１に開示の通り、ファインセラミックス材料のように、高い焼成温度を要しない焼成にのみ限定的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】大韓民国特許公開第２０１０‐０１０２１８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的は、焼成空間を提供するとともにマイクロ波によって自己発熱する発熱体において、全体的に均一に温度が上昇するようにし、生石灰が均一かつ高い焼成率で得られ、また炭酸塩鉱物を焼成するための焼成温度と焼成時間を自由に制御することができ、炭酸塩鉱物の大きさに関わらず焼成することができるマイクロ波焼成炉及びその焼成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明による回転式マイクロ波焼成炉は、マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティと、前記キャビティの外側に設置され、前記キャビティの内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、内部に前記被焼成体が収容され、前記キャビティの内部に傾斜したまま回転可能に設置され、マイクロ波の照射によって発熱され、前記被焼成体が焼成される焼成室を提供する発熱体と、前記キャビティの外側に設置され、前記発熱体の投入口側に連結され、前記発熱体に被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置と、前記キャビティの外側に設置され、前記発熱体の排出口側に連結され、前記発熱体の回転のための動力を提供する発熱体回転装置と、前記被焼成体供給装置による被焼成体の供給量と前記発熱体回転装置による発熱体の回転速度を制御するための制御部と、を備え、回転する発熱体にマイクロ波を照射し、全体的に均一な温度上昇が行われるようにした。
【００１９】
ここで、前記発熱体の傾斜角度は３°〜５°とし、発熱体の内部に長手方向に長く螺旋状溝を形成し、被焼成体が発熱体の傾斜による自由落下と発熱体の回転による排出が行われ、被焼成体の大きさに応じて発熱体の回転速度を調節して焼成し、発熱体の内部に形成された螺旋状溝によって被焼成体の移送排出を円滑にしている。
【００２０】
一方、前記キャビティの内部と前記発熱体との間には、断熱体をさらに設置し、前記マイクロ波が透過されると共に、前記発熱体から発生する熱の放出を遮断し、焼成率を向上させた。
【００２１】
また、前記発熱体回転装置と連結される前記発熱体の投入口側には、耐火物材質からなり、周りに被焼成体が排出される排出孔が形成され、発熱体回転装置の回転軸と結合される耐火物カバー体を有し、発熱体の熱が回転軸に伝達されることを遮断し、回転軸が熱変形によって損傷することを防止した。
【００２２】
また、前記断熱体には、前記耐火物カバー体が設置された位置に対応する位置に、前記耐火物カバー体の排出孔から排出される被焼成体を、前記キャビティの外部に排出するための排出孔が形成され、前記排出孔には、キャビティの外部から貫通して連結された排出管が連結され、発熱体への被焼成体の供給と排出が追加の作業無しに連続的に行われるようにした。
【００２３】
また、前記発熱体の下部の両側左右には、発熱体の外周面と接触し、発熱体の荷重を支持すると共に、発熱体の回転を助ける一対のガイドローラをさらに有する。
【００２４】
一方、本発明による回転式マイクロ波焼成方法は、被焼成体が配置されて焼成空間を形成する発熱体が、一定の角度だけ傾斜したまま回転する状態で、前記発熱体にマイクロ波を照射して被焼成体を焼成するようになる。
【００２５】
また、制御部によって、被焼成体の種類及び大きさに応じて、前記発熱体の回転速度を調節することにより、発熱体の内部に装入された被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節しながら焼成するようになる。
【００２６】
また、前記発熱体の流入口側には、前記発熱体に被焼成体を自動供給するための被焼成体供給装置が連結され、前記発熱体が回転して被焼成体を焼成する工程中でも、発熱体への被焼成体の移送と発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われながら焼成する。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した用に、本発明によれば、第一に、発熱体が３６０°回転しながらマイクロ波が照射されるので、発熱体の全体に均一な温度上昇による均一な温度分布が得られるため、局部的な熱爆炎が生じず、所望の製品（生石灰）の均一な焼成率が得られる。
【００２８】
第二に、焼成空間を提供する発熱体が３６０°回転するので、発熱体の内部に配置された被焼成体が発熱体の内周面に直接接触した状態で熱を伝達され、焼成温度を高くすることができ、温度を所望の焼成温度により近く維持することができるため、焼成率とエネルギー効率が向上する。
【００２９】
第三に、被焼成体の大きさに応じて発熱体の回転速度を調節することにより、被焼成体の滞留時間（焼成時間）を自由に制御することができるため、被焼成体の大きさに関わらず均一な焼成が得られる。
【００３０】
第四に、焼成中、発熱体への被焼成体の投入と排出が連続的に行われるので、製品（生石灰）の量産に能動的に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のバッチ式（固定式）マイクロ波焼成炉を示した概念図である。
【図２】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉を示した側面図である。
【図３】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉を示した正面図である。
【図４】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉のキャビティに設置された発熱体と発熱体回転装置の結合関係を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施例による発熱体の傾斜した構造を説明するための概念図である。
【図６】本発明の一実施例による発熱体の投入口に耐火物カバー体が結合された状態を示した部分斜視図である。
【図７】本発明の一実施例による発熱体をガイドローラが支持している構造を示した側断面図及び正断面図である。
【図８】本発明の一実施例による発熱体をガイドローラが支持している構造を示した側断面図及び正断面図である。
【図９】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の構成を示したシステムブロック図である。
【図１０】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法を示したフローチャートである。
【図１１ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１１ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１１ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１３】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１４】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｄ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｄ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１９】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２０】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｄ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｄ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面に基づき、本発明について詳述する。
【００３３】
ここで、本明細書及び請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的または辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味及び概念として解釈されなければならない。
【００３４】
以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「長手方向」、またはこれらに相当する用語は、添付図面において図示された方向に基づくものである。
【００３５】
また、以下に説明する焼成の対象となる石灰石、方解石、白雲石等の炭酸塩鉱物の粉体については、これらを統合する用語として「被焼成体」を用いる。
【００３６】
図２は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の全体構造を示した側面図であり、図３は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の全体構造を示した正面図であり、図４は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉のキャビティに設置された発熱体と発熱体回転装置の結合関係を示した断面図である。
【００３７】
図２〜図４に示すように、本発明によるマイクロ波焼成炉１００は、マイクロ波が照射される密閉空間を形成するキャビティ１０と、キャビティ１０の内部に設置され、マイクロ波の照射によって自己発熱し、その内部に装入された被焼成体の焼成空間（焼成室３１）を提供する発熱体３０と、キャビティ１０の外部に設置され、キャビティ１０の内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置２０と、を備える。
【００３８】
このように構成された本発明の一実施例は、発熱体３０が回転する状態でマイクロ波を照射し、被焼成体を連続的に焼成する回転式マイクロ波焼成炉を提供する。
【００３９】
このため、本発明は、発熱体３０をキャビティ１０の内部に回転可能に設置し、発熱体３０の一端には発熱体３０の回転力を提供する発熱体回転装置５０が、発熱体３０の他端には発熱体３０に被焼成体を連続的に供給する被焼成体供給装置４０が、キャビティ１０の外側にそれぞれ設置される。
【００４０】
ここで、被焼成体供給装置４０、キャビティ１０、及び発熱体回転装置５０は、地面に設置され、一定の高さを有する四角形のベースフレーム７０の上部に、ベースフレーム７０の長手方向に、すなわち、図２において左側から右側に順次連結設置される。
【００４１】
ベースフレーム７０は、被焼成体供給装置４０が設置される一側（図２において左側）から、発熱体回転装置５０が設置される他側（図２において右側）へ行くほど高さが低くなる傾斜構造を有する。
【００４２】
これにより、ベースフレーム７０の上部に設置される被焼成体供給装置４０と、キャビティ１０と、発熱体回転装置５０とは、全体的に被焼成体供給装置４０から発熱体回転装置５０へ行くほど高さが低くなる傾斜構造となり、また、キャビティ１０の内部に設置された発熱体３０も、傾斜して設置される。
【００４３】
ベースフレーム７０の内部の一側には、マイクロ波を発生するマグネトロン２１等に電源を供給するための電源供給装置７１が設置され、他側には、焼成が完了した被焼成体を回収する回収筒７２が設置される。また、ベースフレーム７０の底面のそれぞれの角には、焼成炉装置の全体を移動可能なように回転するローラ７３が設置される。
【００４４】
キャビティ１０は、マイクロ波が照射される密閉した空間であり、ベースフレーム７０の中央上部に設置され、全体として一定の長さを有し、中空の直方体状であり、ステンレス鋼等の金属で形成される。また、キャビティ１０の内面には、マイクロ波の反射効率が向上するように反射層が形成されることが好ましい。
【００４５】
また、キャビティ１０は、全体として密閉した構造をなし、被焼成体供給装置４０の移送管４２、発熱体回転装置５０の回転軸５１、マイクロ波発生装置２０から発生するマイクロ波を導入する導波管２３、及び発熱体３０で焼成が完了した被焼成体が外部に排出されるように案内する排出管７４がそれぞれ貫設されるように複数の貫通孔が形成される。
【００４６】
発熱体３０は、キャビティ１０の内部に設置され、焼成時、その内部に被焼成体が配置され、被焼成体が焼成される焼成空間、すなわち、焼成室３１を提供する。発熱体３０は、一定の長さを有し、中空の円筒状であり、キャビティ１０の内部に回転可能に設置される。
【００４７】
図５は、本発明の一実施例による発熱体の傾斜した構造を説明するための概念図であり、図６は、本発明の一実施例による発熱体の投入口に耐火物カバー体が結合された状態を示した部分斜視図である。
【００４８】
図５を参照すると、発熱体３０は、上述したように、全長において、水平面を基準として一定の角度で傾斜して設置される。より詳しくは、発熱体３０は、被焼成体が供給される投入口３３から焼成が完了した被焼成体が排出される排出口３４へ行くほど下方に傾斜して設置される。
【００４９】
このように、本発明の一実施例では、発熱体３０が一定の角度だけ傾斜したまま回転しながら、マイクロ波の照射によって自己発熱し、その内部に収容された被焼成体を焼成する回転式焼成方式であり、発熱体３０の内部に流入した被焼成体の排出は、発熱体３０の投入口３３と排出口３４までの高低差と、発熱体３０の回転によって行われる。
【００５０】
発熱体３０の傾斜角度は３°〜５°である。傾斜角度は、発熱体３０の内部に装入された被焼成体が、発熱体３０の端部に位置した排出口３４へ重力によって自由落下することを誘導するために設けられる。傾斜角度として上記の範囲が望ましいのは、傾斜角度が３°よりも小さい場合は自由落下を誘導し難く、また５°よりも大きい場合は後述するように発熱体の回転速度による焼成時間（発熱体の内部における被焼成体の滞留時間）の制御が難しくなるという問題があるためである。また、傾斜角度が５°よりも大きくなると、マイクロ波発生装置からのマイクロ波の照射距離を維持し難くなり、装置全体の規模が大きくなるという問題も生じる。
【００５１】
また、発熱体３０の内面には、発熱体３０の投入口３３から排出口３４の方向に下向き傾斜した螺旋状溝３５が、発熱体３０の周方向に連続的に形成されている。かかる螺旋状溝３５は、発熱体３０の回転時に被焼成体が螺旋状溝３５に引っ掛かることによって、被焼成体の排出口３４の方向への流動性を向上させ、被焼成体の排出をより円滑にすることができる。
【００５２】
発熱体３０は、マイクロ波の照射によって自己発熱する材質である炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などからなる。
【００５３】
このように、本発明の一実施例では、被焼成体の焼成室３１を提供する発熱体３０が、キャビティ１０の内部において傾斜したまま回転可能に設置されることにより、発熱体３０の内部に装入された被焼成体が発熱体３０の内壁面に常時接触した状態で熱伝達が行われ、従来の発熱体が固定された方式に比べ焼成温度を向上させることができるという利点がある。
【００５４】
特に、発熱体３０が３６０°回転しながら発熱体３０の全部にマイクロ波が均一に照射されるので、発熱体３０の全体に均一な温度分布が得られ、発熱体の一部で温度が異常に上昇する熱爆炎が生じず、被焼成体の均一な焼成が行われる。
【００５５】
一方、図６に示すように、発熱体回転装置５０側と連結される発熱体の排出口３４には、発熱体３０の開放した端部をカバーするとともに発熱体回転装置５０の回転軸５１と結合されるカバー体３６が設けられる。
【００５６】
また、図７に示すように、カバー体３６は、前面に発熱体が挟まれる段差付き収容溝３６ａが形成され、後面に回転軸５１が挿入結合される軸ハブ３６ｂが突設された構造を有する。発熱体３０は、収容溝３６ａの大径部まで挟まれた状態で結合される。発熱体３０が挟まれていない収容溝３６ａの小径部側には、その周方向に複数の排出孔３６ｃが所定の間隔で穿孔され、焼成が完了した被焼成体は、この排出孔３６ｃから、後述する断熱体８０に排出される。
【００５７】
ここで、カバー体３６は、その材質が耐火物からなり、発熱体の熱が回転軸に伝導されることを防止する。
【００５８】
また、図７及び図８に示すように、発熱体３０の下部の両側左右には、発熱体３０の外周面と接触して発熱体３０の荷重を支持するとともに、発熱体３０の円滑な回転を助けるための一対のガイドローラ８３が、発熱体３０の中央を基準として前後に所定の間隔を置いてそれぞれ設置される。
【００５９】
ガイドローラ８３は、発熱体３０で発生する熱によって損傷することを防止するために耐火物からなることが望ましい。
【００６０】
かかるガイドローラ８３は、発熱体３０の長さに応じて、異なる数だけ設置されうる。例えば、発熱体３０の長さが比較的長い場合には、一対のガイドローラ８３が発熱体３０の長手方向に所定の間隔を置いて複数設置されてもよい。発熱体３０の長さが短い場合は、発熱体３０の中央部に一対のガイドローラ８３のみが設置されてもよい。
【００６１】
ここで、ガイドローラ８３は、断熱体８０の内面に固定支持されるブラケット８１を水平方向に貫通する支持軸８２を中心として回転可能に設置される。
【００６２】
一方、図２及び図４に示すように、発熱体３０とキャビティ１０との間には、発熱体３０の全体を取り囲み、中空の断面四角状の断熱体８０が設置される。ここで、断熱体８０は、マイクロ波を透過しながら、発熱体３０で発熱した熱がキャビティ１０の外部に放出されることを防止する。
【００６３】
ここで、断熱体８０は、全体として密閉した構造をなしている。発熱体回転装置５０の回転軸５１が貫通する孔と、被焼成体供給装置４０の移送管４２が貫通する孔とが、断熱体８０の両端にそれぞれ形成されている。特に、カバー体３６の排出孔３６ｃが形成された位置に対応する位置には、カバー体３６の排出孔３６ｃから排出される被焼成体をキャビティ１０の外部に排出するための排出孔８０ａが形成されており、この排出孔８０ａには、被焼成体を案内してベースフレーム７０に設けられた被焼成体回収筒７２まで排出するための排出管７４が連結される。
【００６４】
被焼成体供給装置４０は、図２に示すように、被焼成体が投入貯蔵されるホッパー４１と、一端がホッパー４１の下部に連結され、他端がキャビティ１０の内部に貫通され、発熱体３０の投入口３３側に連結設置されてホッパー４１から供給される被焼成体を発熱体３０の内部に移送するための移送経路を提供する移送管４２と、移送管４２の内部に回転可能に設置されるとともに発熱体３０の投入口側まで長く設置された移送スクリュー４３と、移送スクリュー４３の回転力を提供するモータ４４と、を備えて構成される。
【００６５】
移送管４２が連結されるホッパー４１の下部には、外周面に複数のブレード４５ａが一定の間隔で設けられた軸構造物４５が回転可能に設置される。この際、軸構造物４５に設けられたブレード４５ａは、軸構造物４５の回転によって、移送管４２の上部に積載された被焼成体をかき回し、移送管４２の内部、すなわち移送スクリュー４３への被焼成体の供給を円滑にする。
【００６６】
移送スクリュー４３は、一端がベアリングで支持され、回転可能な構造で移送管４２の内部に設置される。移送スクリュー４３の端部には、第１のスプロケット（図示せず）が設置されており、モータ４４の回転軸に設けられたスプロケット（図示せず）とチェーンで連結されて回転力を伝達される。
【００６７】
一方、移送スクリュー４３の端部には、第２のスプロケット（図示せず）がさらに設置されており、ホッパー４１の下端に連結された軸構造物４５の端部に設置されたスプロケット（図示せず）ともチェーンで連結されている。
【００６８】
つまり、図示された例では、モータ４４の回転によって、移送スクリュー４３と、これと電動可能に連結された軸構造物４５が一緒に回転する構造になっている。
【００６９】
発熱体回転装置５０は、図２及び図４に示すように、一端がキャビティ１０の内部に貫通されて発熱体３０のカバー体３６と軸結合される回転軸５１と、回転軸５１に回転力を提供するモータ５２と、回転軸５１の回転を円滑にするとともに回転軸５１を支持固定する軸受ベアリング５３と、を備えて構成される。
【００７０】
ここで、モータ５２による回転軸５１の動力伝達は、回転軸５１とモータ５２軸にそれぞれ設けられたスプロケット５１ａ、５２ａと、各スプロケット５１ａ、５２ａを連結するチェーンの構造で行われる。
【００７１】
軸受ベアリング５３は、複数個が、所定の間隔でベースフレーム７０の上部に設置されるモータ内蔵ボックス７５の上端に設置される。
【００７２】
マイクロ波発生装置２０は、図２に示すように、キャビティ１０の下端に設けられた導波管２３の端部に連結された密閉ボックスに内蔵され、実質的にマイクロ波を発生するマグネトロン２１と、マグネトロン２１に電気的に連結され、マグネトロン２１に電源を供給するマイクロ波電源供給装置２２とからなる。
【００７３】
本発明では、マグネトロン２１が複数個（４個）設けられ、複数のマグネトロン２１は、所定の間隔を置いてキャビティ１０の下部側のベースフレーム７０に支持されて設置される。
【００７４】
ここで、マグネトロンの構造及び照射原理は、従来公知の技術が用いられうるため、詳細な説明を省略する。
【００７５】
一方、本発明において、被焼成体供給装置４０の移送管４２と、発熱体回転装置５０の回転軸５１と、被焼成体の外部排出を案内する排出管７４とが貫通設置されるキャビティ１０の各連結部分には、キャビティ１０の内部に照射されるマイクロ波と、発熱体３０で発熱される熱とがキャビティ１０の外部に放出されることを遮断するための遮蔽部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設置される（図２参照）。
【００７６】
また、ベースフレーム７０の上部には、焼成炉の全体に電源を印加するための電源部と、被焼成体の種類及び大きさ、焼成時間、マイクロ波の照射強度、及び照射時間等を入力する入力部と、入力部の入力データからこれに該当する駆動部を制御するための制御部６０とが内蔵されたコントロールボックス９０が設置される（図３参照）。
【００７７】
ここで、制御部６０は、図９に示すように、使用者が、入力部６１から被焼成体の種類及び大きさ、焼成時間、マイクロ波の照射強度、及び照射時間等を入力すると、入力されたデータに応じて、発熱体回転装置５０のモータ５２、被焼成体供給装置のモータ４４、及びマイクロ波発生装置２０のマグネトロン２１の各駆動部６２を制御し、被焼成体の種類及び大きさに基づく発熱体３０の回転速度の調節によって、発熱体３０の内部に配置された被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節するとともに、発熱体３０の内部に投入される被焼成体の量とマイクロ波の照射強度および照射時間とを制御する。
【００７８】
以下、上記のように構成される回転式マイクロ波焼成炉を用いた焼成方法について説明する。
【００７９】
図１０は、本発明による焼成方法を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、ホッパーに被焼成体を供給する（ステップＳ１０）。ここで、被焼成体は、石灰石、白雲石、及び方解石等の炭酸塩鉱物の粉体であり、被焼成体の粒子の大きさは、得ようとする生石灰（ＣａＯ）の種類及び品質によって異なる。
【００８１】
次に、ホッパー４１に供給された被焼成体は、移送管４２の内部に投入され、移送スクリュー４３の回転によって発熱体の内部に供給される（ステップＳ２０）。この際、移送スクリュー４３からの被焼成体の供給は、発熱体の内部の全体空間の１０〜２０％程度が満たされるように順次供給することが望ましい。
【００８２】
これは、発熱体３０の内部に被焼成体が２０％以上まで満たされると、炭酸塩鉱物の焼成温度及び焼成時間による脱炭酸化反応に伴う二酸化炭素の排出によって内部分圧が高くなり、脱炭酸化反応がうまく行かず、また、１０％以下しか満たされないと、炭酸塩鉱物の脱炭酸化反応に伴う二酸化炭素の排出によって内部分圧が低くなり、二酸化炭素の排出が容易になって生石灰（ＣａＯ）の表面が過少の生石灰となるためである。
【００８３】
次に、発熱体３０は、キャビティ１０の内部において、３°〜５°の範囲で傾斜したまま回転する。この状態で、マイクロ波を発熱体３０に照射し、発熱体３０の発熱により、その内部に装入された被焼成体を焼成する（ステップＳ３０）。
【００８４】
次に、制御部６０によって、発熱体３０の内部に装入された被焼成体の大きさに応じて発熱体３０の回転速度（焼成時間）を調節する（ステップＳ４０）。
【００８５】
ここで、発熱体３０の傾斜角度の範囲内において、被焼成体が自由落下しながら排出されるまでの被焼成体の滞留時間（焼成時間）を被焼成体の大きさによる発熱体の回転速度によって調節することができる。発熱体３０の回転速度が速いと、滞留時間（焼成時間）が短くなり、回転速度が遅いと、滞留時間（焼成時間）が長くなる。
【００８６】
例えば、被焼成体、すなわち、炭酸塩鉱物の大きさが大塊（１２０〜８０ｍｍ）である場合、回転速度を緩め、焼成時間を長く維持して焼成し（６〜２４時間程度）、炭酸塩鉱物の大きさが中塊（８０〜４５ｍｍ）である場合、回転速度を大塊の回転速度よりも速くし、焼成時間を大塊の焼成時間よりも短く維持して焼成し（６〜３時間）、炭酸塩鉱物の大きさが小塊（４５〜２０ｍｍ）である場合、焼成時間を中塊の回転速度よりもさらに速くし、焼成時間を中塊の焼成時間よりも極めて短く維持して焼成し（３〜２時間）、炭酸塩鉱物の大きさが小粒（２０〜５ｍｍ）である場合、小塊の回転速度よりもさらに速くし、焼成時間を短く維持して焼成する（２〜１時間）ことができる。
【００８７】
つまり、被焼成体（炭酸塩鉱物）の大きさが、大塊、中塊、小塊、小粒の大きさである場合に応じて発熱体の回転速度を調整して焼成時間を異ならせることにより、それぞれの大きさに合わせて焼成することができる。
【００８８】
最後に、発熱体の回転速度に合う焼成時間（滞留時間）で焼成が完了した被焼成体は、発熱体の排出口から排出されるとともに、排出管からキャビティの外部に設けられた回収筒に貯蔵される（ステップＳ５０）。
【００８９】
上記の方法では、発熱体が回転しながら被焼成体を焼成する工程中でも、発熱体への被焼成体の移送と、発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われる。
【００９０】
このように、本発明の一実施例では、被焼成体の焼成空間を提供する発熱体が、キャビティの内部において傾斜したまま回転可能に設置されることにより、被焼成体の大きさに応じて回転速度を調節しながら焼成時間を維持することができる。これにより、被焼成体（炭酸塩鉱物）の大きさに制限されず、所望の製品（生石灰）が均一な焼成率で得られる。
【００９１】
以下、本発明における回転式マイクロ波焼成炉による生石灰の製造と関連した各実施例と、各実施例と同一の条件で実験した従来のバッチ式（固定式）マイクロ波焼成炉の比較例を互いに比較しながら説明する。
【００９２】
これに先立って、炭酸塩鉱物の焼成による焼成率について簡単に説明すると、焼成率とは、炭酸塩鉱物が熱分解されてＣａＯ（生石灰）となるもので、炭酸塩鉱物のうち石灰石、方解石は、ＣａＣＯ３で構成され、純粋な石灰石、方解石は、ＣａＯ５６％、ＣＯ２４４％で構成される。
【００９３】
しかし、自然界に存在する石灰石、方解石は、不純物を含有する。不純物が１〜２％であるものは高品位の生石灰、方解石であって、ＣａＯは５５％〜５４％である。不純物が３〜４％であるものは中品位の石灰石、方解石であって、ＣａＯは５３％〜５２％である。不純物が４％以上であるものは低品位の石灰石、方解石であって、ＣａＯは５１％以下である。
【００９４】
この石灰石、方解石の焼成率は、不純物を含めて、重量減少、すなわち、ＣａＣＯ３が９５０℃で脱炭酸化してＣａＯとなり、二酸化炭素は、１００％が放出されると、焼成率は、１００％である。言い換えれば、ＣａＯが１００％である。ＸＲＤ分析によると、ＣａＣＯ３が一定の割合存在すると、未焼成（脱炭酸化反応が生じなかった石灰石、方解石）の石灰石、方解石が含有される。
【００９５】
（式１）
焼成率（％）＝焼成時損失したＣＯ２の重量／石灰石中のＣＯ２の初期重量×１００
【００９６】
しかし、回転式及び連続式では、上記の焼成率の式で求め難いので、ＸＲＤ定量を行う。ＸＲＤ定量分析によって分析されたＣａＯ、ＣａＣＯ３が一定の％であれば、上記焼成率の式で求められた値とほぼ一致する。すなわち、焼成率が９５％であれば、ＣａＣＯ３が５％程度未焼成のまま残る。
【００９７】
これは、白雲石も同様である。ただし、白雲石は、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３で構成された非金属鉱物である。純粋な白雲石は、ＣａＯ３０．４％、ＭｇＯ２１．７％、ＣＯ２４７．９％である。熱分解されて８００℃付近で、まずＭｇＣＯ３が脱炭酸化反応してＣＯ２を放出し、次に９５０℃の付近で熱分解されてＣＯ２を放出する。
【００９８】
この場合も、上述と同様に、ＣａＣＯ３がＸＲＤ定量分析において残っていると、それは未焼成のまま残ったものである。
【００９９】
本発明の実験例１〜４に適用された各実施例と比較例の、生石灰、軽焼白雲石を製造することができる炭酸塩鉱物（石灰石、白雲石）の成分結果のＸＲＦは、下記の表１の通りである。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
実験例１．生石灰の製造
図１１ａ〜図１１ｃは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例１）。
【０１０２】
図１７ａ〜図１７ｃは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例１）。
【０１０３】
図１１ａ〜図１１ｃ及び図１７ａ〜図１７ｃのＸＲＤグラフにおいて、Ｘ軸はＸ線回折によるＣａＣＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等の結晶状による回折度であり、Ｙ軸はＣａＣＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等の結晶状による回折度（角度）の強度である。これは、図１２〜図２２のＸＲＤグラフでも同一である。
【０１０４】
図１１ａ〜図１１ｃ及び図１７ａ〜図１７ｃによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表２の通りである。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
表２の通り、石灰石５３％の場合を除いては、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１０７】
実験例２．生石灰の製造
図１２ａ〜図１２ｃは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例２）。
【０１０８】
図１８ａ〜図１８ｃは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例２）。
【０１０９】
図１２ａ〜図１２ｃ及び図１８ａ〜図１８ｃによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表３の通りである。
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
表３の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。特に、５５％の石灰石の場合と５３％の石灰石の場合、焼成率が１００％であり、完全焼成が行われたことが分かる。
【０１１２】
実験例３．軽焼白雲石の製造
図１３は、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例３）。
【０１１３】
図１９は、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例３）。
【０１１４】
図１３及び図１９による本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表４の通りである。
【０１１５】
【表４】
【０１１６】
表４の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１１７】
実験例４．軽焼白雲石の製造
図１４は、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例４）。
【０１１８】
図２０は、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例４）。
【０１１９】
図１４及び図２０による本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表５の通りである。
【０１２０】
【表５】
【０１２１】
表５の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１２２】
本発明の実験例５及び６に適用された各実施例と比較例による炭酸塩鉱物のうち方解石の２０〜１００メッシュ分級は、下記の表６の通りである。
【０１２３】
【表６】
【０１２４】
実験例５．生石灰の製造
図１５ａ〜図１５ｄは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例５）。
【０１２５】
図２１ａ〜図２１ｄは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例５）。
【０１２６】
図１５ａ〜図１５ｄ及び図２１ａ〜図２１ｄによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表７の通りである。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、２０〜１００メッシュ分級の方解石の全体において、焼成率１００％に達することが分かり、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも遥かに優れていることが分かる。
【０１２９】
実験例６．生石灰の製造
図１６ａ〜図１６ｄは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例６）。
【０１３０】
図２２ａ〜図２２ｄは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュを焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例６）。
【０１３１】
図１６ａ〜図１６ｄ及び図２２ａ〜図２２ｄによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表８の通りである。
【０１３２】
【表８】
【０１３３】
表８の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、２０〜１００メッシュ分級の方解石の全体において、焼成率１００％に達することが分かり、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも遥かに優れていることが分かる。
【０１３４】
結論として、本発明の回転式マイクロ波焼成炉における石灰石及び白雲石の焼成によるその粒子の大きさにかかわらず、従来のバッチ式マイクロ波焼成炉による焼成に比べて、石灰石及び軽焼白雲石の焼成率が顕著に向上していることが分かる。
【０１３５】
以上、説明した本発明は、上述した実施例及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明白であろう。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ キャビティ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 遮蔽部材
２０ マイクロ波発生装置
２１ マグネトロン
２３ 導波管
３０ 発熱体
３１ 焼成室
３５ 螺旋状溝
３６ カバー体
４０ 被焼成体供給装置
４１ ホッパー
４２ 移送管
４３ 移送スクリュー
４４ モータ
５０ 発熱体回転装置
５１ 回転軸
５２ モータ
５３ 軸受ベアリング
６０ 制御部
７０ ベースフレーム
７２ 回収筒
７４ 排出管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石灰石、方解石、及び白雲石等の炭酸塩鉱物をマイクロ波の照射によって焼成する焼成炉及びその焼成方法に関し、より詳しくは、炭酸塩鉱物を回転させながら連続的に焼成する回転式マイクロ波焼成炉及びその焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰石、方解石、及び白雲石等の炭酸塩鉱物を高温で焼成すると、二酸化炭素（ＣＯ２）が熱分解される脱炭酸化反応を経て生石灰（ＣａＯ）が生成する。
【０００３】
炭酸塩鉱物の焼成、すなわち炭酸塩鉱物の熱分解では、８７０℃付近から吸熱反応による熱分解が始まり、９５０℃付近で発熱反応が進行し、最終的に９７０℃付近で熱分解が終了する。しかしながら、普通、焼成炉では、熱分解温度よりも高い温度、すなわち焼成温度１０００℃以上を、焼成時間である約１〜１２時間の間維持し、脱炭酸化反応を経て生石灰が製造される。
【０００４】
一般に、炭酸塩鉱物を焼成して生石灰を製造するための焼成炉は、無煙炭または石油等の化石燃料を用いる溶鉱炉と回転炉とが広く用いられている。
【０００５】
ところが、溶鉱炉と回転炉は、焼成燃料として化石燃料を用いるため、燃料の燃焼中に、代表的な温室ガスと知られている二酸化炭素（ＣＯ２）が多量に排出され、環境汚染を生じてしまう。また、近年の化石燃料の枯渇により、生石灰を製造するための費用増加をもたらしてしまう。
【０００６】
また、溶鉱炉と回転炉は、焼成される炭酸塩鉱物の大きさにより、その使用が制限される。
【０００７】
溶鉱炉は、主に大塊（１２０〜８０ｍｍ）または中塊（８０〜４５ｍｍ）を焼成するために用いられるが、小塊（４５〜２０ｍｍ）または小粒（２０〜５ｍｍ）を焼成する場合は、充填率が高いために焼成率が低くなるという短所がある。回転炉は、石油等の流体燃料を用いるので燃料コストが高く、大塊、中塊等に焼成するのに限界があり、普通、小塊及び小粒の大きさに焼成するのに用いられるが、製造された生石灰の粉化率が高いという短所があった。
【０００８】
なお、炭酸塩鉱物のうち、方解石は、溶鉱炉でも回転炉でも焼成することができない。これは、方解石が結晶質であり、壊れやすい特性を有するため、塊または小粒の大きさに焼成せず、重質炭酸カルシウムとして活用されるからである。
【０００９】
このように、炭酸塩鉱物を焼成して生石灰を製造するための焼成炉として広く用いられている溶鉱炉及び回転炉では、化石燃料の使用による環境汚染の誘発、装置のランニングコストの増加、焼成炉に装入される鉱物粒子の大きさの制限、及び方解石等の炭酸塩鉱物に対する焼成の難しさ等という問題点が多くある。そこで、最近は、焼成熱源として化石燃料ではなくマイクロ波を用いるマイクロ波焼成炉の研究が盛んに行われている。
【００１０】
マイクロ波焼成炉は、焼成空間を提供する発熱体にマイクロ波を照射し、発熱体の自己発熱によって被焼成体を焼成する方式であり、焼成熱源として化石燃料の燃焼を必要とせず、環境的かつ経済的であるということで、最近、その活用が注目されている。
【００１１】
ところが、これまで開発されてきたマイクロ波焼成炉は、図１に示すように、被焼成体を連続的に焼成するのではなく、一定量ずつに分けて固定式で焼成するバッチ式であり、下記の理由により、その使用が制限されるという問題点があった。
【００１２】
まず、発熱体が固定された状態でマイクロ波が照射されると、マイクロ波が発熱体の全体に均一に照射されるのではなく、局部的に集中して照射される。したがって、発熱体の全体で均一な温度分布は得られず、局部的に温度が上昇するという発熱体の熱爆炎が発生してしまい、所望の製品（生石灰）の均一な焼成率が得られないという問題点があった。
【００１３】
また、被焼成体を一定量ずつに分けて焼成するバッチ式の場合は、連続的に炭酸塩鉱物を焼成することができず、多量の生石灰を製造するのに限界があるという問題点があった。
【００１４】
一方、マイクロ波焼成炉は、マイクロ波を発生させて発熱体を加熱すると、発熱体と被焼成体との間において対流及び伝導によって被焼成体に熱が伝達される方式を用いている。バッチ式のマイクロ波焼成炉は、発熱体と被焼成体が一定の距離だけ離れた状態で熱伝達が行われるため、実際の焼成時、被焼成体の熱温度が設定温度よりも低くなり、所望の焼成温度までに上昇し難いという限界により、被焼成体、すなわち炭酸塩鉱物の大きさが制約を受けるという問題点があった。
【００１５】
このような問題点のため、既存のマイクロ波焼成炉は、特許文献１に開示の通り、ファインセラミックス材料のように、高い焼成温度を要しない焼成にのみ限定的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】大韓民国特許公開第２０１０‐０１０２１８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的は、焼成空間を提供するとともにマイクロ波によって自己発熱する発熱体において、全体的に均一に温度が上昇するようにし、生石灰が均一かつ高い焼成率で得られ、また炭酸塩鉱物を焼成するための焼成温度と焼成時間を自由に制御することができ、炭酸塩鉱物の大きさに関わらず焼成することができるマイクロ波焼成炉及びその焼成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明による回転式マイクロ波焼成炉は、マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティと、前記キャビティの外側に設置され、前記キャビティの内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、内部に前記被焼成体が収容され、前記キャビティの内部に傾斜したまま回転可能に設置され、マイクロ波の照射によって発熱され、前記被焼成体が焼成される焼成室を提供する発熱体と、前記キャビティの外側に設置され、前記発熱体の投入口側に連結され、前記発熱体に被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置と、前記キャビティの外側に設置され、前記発熱体の排出口側に連結され、前記発熱体の回転のための動力を提供する発熱体回転装置と、前記被焼成体供給装置による被焼成体の供給量と前記発熱体回転装置による発熱体の回転速度を制御するための制御部と、を備え、回転する発熱体にマイクロ波を照射し、全体的に均一な温度上昇が行われるようにした。
【００１９】
ここで、前記発熱体の傾斜角度は３°〜５°とし、発熱体の内部に長手方向に長く螺旋状溝を形成し、被焼成体が発熱体の傾斜による自由落下と発熱体の回転による排出が行われ、被焼成体の大きさに応じて発熱体の回転速度を調節して焼成し、発熱体の内部に形成された螺旋状溝によって被焼成体の移送排出を円滑にしている。
【００２０】
一方、前記キャビティの内部と前記発熱体との間には、断熱体をさらに設置し、前記マイクロ波が透過されると共に、前記発熱体から発生する熱の放出を遮断し、焼成率を向上させた。
【００２１】
また、前記発熱体回転装置と連結される前記発熱体の投入口側には、耐火物材質からなり、周りに被焼成体が排出される排出孔が形成され、発熱体回転装置の回転軸と結合される耐火物カバー体を有し、発熱体の熱が回転軸に伝達されることを遮断し、回転軸が熱変形によって損傷することを防止した。
【００２２】
また、前記断熱体には、前記耐火物カバー体が設置された位置に対応する位置に、前記耐火物カバー体の排出孔から排出される被焼成体を、前記キャビティの外部に排出するための排出孔が形成され、前記排出孔には、キャビティの外部から貫通して連結された排出管が連結され、発熱体への被焼成体の供給と排出が追加の作業無しに連続的に行われるようにした。
【００２３】
また、前記発熱体の下部の両側左右には、発熱体の外周面と接触し、発熱体の荷重を支持すると共に、発熱体の回転を助ける一対のガイドローラをさらに有する。
【００２４】
一方、本発明による回転式マイクロ波焼成方法は、被焼成体が配置されて焼成空間を形成する発熱体が、一定の角度だけ傾斜したまま回転する状態で、前記発熱体にマイクロ波を照射して被焼成体を焼成するようになる。
【００２５】
また、制御部によって、被焼成体の種類及び大きさに応じて、前記発熱体の回転速度を調節することにより、発熱体の内部に装入された被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節しながら焼成するようになる。
【００２６】
また、前記発熱体の流入口側には、前記発熱体に被焼成体を自動供給するための被焼成体供給装置が連結され、前記発熱体が回転して被焼成体を焼成する工程中でも、発熱体への被焼成体の移送と発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われながら焼成する。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した用に、本発明によれば、第一に、発熱体が３６０°回転しながらマイクロ波が照射されるので、発熱体の全体に均一な温度上昇による均一な温度分布が得られるため、局部的な熱爆炎が生じず、所望の製品（生石灰）の均一な焼成率が得られる。
【００２８】
第二に、焼成空間を提供する発熱体が３６０°回転するので、発熱体の内部に配置された被焼成体が発熱体の内周面に直接接触した状態で熱を伝達され、焼成温度を高くすることができ、温度を所望の焼成温度により近く維持することができるため、焼成率とエネルギー効率が向上する。
【００２９】
第三に、被焼成体の大きさに応じて発熱体の回転速度を調節することにより、被焼成体の滞留時間（焼成時間）を自由に制御することができるため、被焼成体の大きさに関わらず均一な焼成が得られる。
【００３０】
第四に、焼成中、発熱体への被焼成体の投入と排出が連続的に行われるので、製品（生石灰）の量産に能動的に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のバッチ式（固定式）マイクロ波焼成炉を示した概念図である。
【図２】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉を示した側面図である。
【図３】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉を示した正面図である。
【図４】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉のキャビティに設置された発熱体と発熱体回転装置の結合関係を示した断面図である。
【図５】本発明の一実施例による発熱体の傾斜した構造を説明するための概念図である。
【図６】本発明の一実施例による発熱体の投入口に耐火物カバー体が結合された状態を示した部分斜視図である。
【図７】本発明の一実施例による発熱体をガイドローラが支持している構造を示した側断面図及び正断面図である。
【図８】本発明の一実施例による発熱体をガイドローラが支持している構造を示した側断面図及び正断面図である。
【図９】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の構成を示したシステムブロック図である。
【図１０】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法を示したフローチャートである。
【図１１ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１１ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１１ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１２ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１３】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１４】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１５ｄ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ａ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｂ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｃ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１６ｄ】本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１７ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１８ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図１９】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２０】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２１ｄ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ａ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｂ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｃ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【図２２ｄ】従来のバッチ式マイクロ波焼成炉の焼成方法によって製造された生石灰または軽焼白雲石のＸＲＤグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面に基づき、本発明について詳述する。
【００３３】
ここで、本明細書及び請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的または辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味及び概念として解釈されなければならない。
【００３４】
以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「長手方向」、またはこれらに相当する用語は、添付図面において図示された方向に基づくものである。
【００３５】
また、以下に説明する焼成の対象となる石灰石、方解石、白雲石等の炭酸塩鉱物の粉体については、これらを統合する用語として「被焼成体」を用いる。
【００３６】
図２は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の全体構造を示した側面図であり、図３は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉の全体構造を示した正面図であり、図４は、本発明の一実施例による回転式マイクロ波焼成炉のキャビティに設置された発熱体と発熱体回転装置の結合関係を示した断面図である。
【００３７】
図２〜図４に示すように、本発明によるマイクロ波焼成炉１００は、マイクロ波が照射される密閉空間を形成するキャビティ１０と、キャビティ１０の内部に設置され、マイクロ波の照射によって自己発熱し、その内部に装入された被焼成体の焼成空間（焼成室３１）を提供する発熱体３０と、キャビティ１０の外部に設置され、キャビティ１０の内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置２０と、を備える。
【００３８】
このように構成された本発明の一実施例は、発熱体３０が回転する状態でマイクロ波を照射し、被焼成体を連続的に焼成する回転式マイクロ波焼成炉を提供する。
【００３９】
このため、本発明は、発熱体３０をキャビティ１０の内部に回転可能に設置し、発熱体３０の一端には発熱体３０の回転力を提供する発熱体回転装置５０が、発熱体３０の他端には発熱体３０に被焼成体を連続的に供給する被焼成体供給装置４０が、キャビティ１０の外側にそれぞれ設置される。
【００４０】
ここで、被焼成体供給装置４０、キャビティ１０、及び発熱体回転装置５０は、地面に設置され、一定の高さを有する四角形のベースフレーム７０の上部に、ベースフレーム７０の長手方向に、すなわち、図２において左側から右側に順次連結設置される。
【００４１】
ベースフレーム７０は、被焼成体供給装置４０が設置される一側（図２において左側）から、発熱体回転装置５０が設置される他側（図２において右側）へ行くほど高さが低くなる傾斜構造を有する。
【００４２】
これにより、ベースフレーム７０の上部に設置される被焼成体供給装置４０と、キャビティ１０と、発熱体回転装置５０とは、全体的に被焼成体供給装置４０から発熱体回転装置５０へ行くほど高さが低くなる傾斜構造となり、また、キャビティ１０の内部に設置された発熱体３０も、傾斜して設置される。
【００４３】
ベースフレーム７０の内部の一側には、マイクロ波を発生するマグネトロン２１等に電源を供給するための電源供給装置７１が設置され、他側には、焼成が完了した被焼成体を回収する回収筒７２が設置される。また、ベースフレーム７０の底面のそれぞれの角には、焼成炉装置の全体を移動可能なように回転するローラ７３が設置される。
【００４４】
キャビティ１０は、マイクロ波が照射される密閉した空間であり、ベースフレーム７０の中央上部に設置され、全体として一定の長さを有し、中空の直方体状であり、ステンレス鋼等の金属で形成される。また、キャビティ１０の内面には、マイクロ波の反射効率が向上するように反射層が形成されることが好ましい。
【００４５】
また、キャビティ１０は、全体として密閉した構造をなし、被焼成体供給装置４０の移送管４２、発熱体回転装置５０の回転軸５１、マイクロ波発生装置２０から発生するマイクロ波を導入する導波管２３、及び発熱体３０で焼成が完了した被焼成体が外部に排出されるように案内する排出管７４がそれぞれ貫設されるように複数の貫通孔が形成される。
【００４６】
発熱体３０は、キャビティ１０の内部に設置され、焼成時、その内部に被焼成体が配置され、被焼成体が焼成される焼成空間、すなわち、焼成室３１を提供する。発熱体３０は、一定の長さを有し、中空の円筒状であり、キャビティ１０の内部に回転可能に設置される。
【００４７】
図５は、本発明の一実施例による発熱体の傾斜した構造を説明するための概念図であり、図６は、本発明の一実施例による発熱体の投入口に耐火物カバー体が結合された状態を示した部分斜視図である。
【００４８】
図５を参照すると、発熱体３０は、上述したように、全長において、水平面を基準として一定の角度で傾斜して設置される。より詳しくは、発熱体３０は、被焼成体が供給される投入口３３から焼成が完了した被焼成体が排出される排出口３４へ行くほど下方に傾斜して設置される。
【００４９】
このように、本発明の一実施例では、発熱体３０が一定の角度だけ傾斜したまま回転しながら、マイクロ波の照射によって自己発熱し、その内部に収容された被焼成体を焼成する回転式焼成方式であり、発熱体３０の内部に流入した被焼成体の排出は、発熱体３０の投入口３３と排出口３４までの高低差と、発熱体３０の回転によって行われる。
【００５０】
発熱体３０の傾斜角度は３°〜５°である。傾斜角度は、発熱体３０の内部に装入された被焼成体が、発熱体３０の端部に位置した排出口３４へ重力によって自由落下することを誘導するために設けられる。傾斜角度として上記の範囲が望ましいのは、傾斜角度が３°よりも小さい場合は自由落下を誘導し難く、また５°よりも大きい場合は後述するように発熱体の回転速度による焼成時間（発熱体の内部における被焼成体の滞留時間）の制御が難しくなるという問題があるためである。また、傾斜角度が５°よりも大きくなると、マイクロ波発生装置からのマイクロ波の照射距離を維持し難くなり、装置全体の規模が大きくなるという問題も生じる。
【００５１】
また、発熱体３０の内面には、発熱体３０の投入口３３から排出口３４の方向に下向き傾斜した螺旋状溝３５が、発熱体３０の周方向に連続的に形成されている。かかる螺旋状溝３５は、発熱体３０の回転時に被焼成体が螺旋状溝３５に引っ掛かることによって、被焼成体の排出口３４の方向への流動性を向上させ、被焼成体の排出をより円滑にすることができる。
【００５２】
発熱体３０は、マイクロ波の照射によって自己発熱する材質である炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などからなる。
【００５３】
このように、本発明の一実施例では、被焼成体の焼成室３１を提供する発熱体３０が、キャビティ１０の内部において傾斜したまま回転可能に設置されることにより、発熱体３０の内部に装入された被焼成体が発熱体３０の内壁面に常時接触した状態で熱伝達が行われ、従来の発熱体が固定された方式に比べ焼成温度を向上させることができるという利点がある。
【００５４】
特に、発熱体３０が３６０°回転しながら発熱体３０の全部にマイクロ波が均一に照射されるので、発熱体３０の全体に均一な温度分布が得られ、発熱体の一部で温度が異常に上昇する熱爆炎が生じず、被焼成体の均一な焼成が行われる。
【００５５】
一方、図６に示すように、発熱体回転装置５０側と連結される発熱体の排出口３４には、発熱体３０の開放した端部をカバーするとともに発熱体回転装置５０の回転軸５１と結合されるカバー体３６が設けられる。
【００５６】
また、図７に示すように、カバー体３６は、前面に発熱体が挟まれる段差付き収容溝３６ａが形成され、後面に回転軸５１が挿入結合される軸ハブ３６ｂが突設された構造を有する。発熱体３０は、収容溝３６ａの大径部まで挟まれた状態で結合される。発熱体３０が挟まれていない収容溝３６ａの小径部側には、その周方向に複数の排出孔３６ｃが所定の間隔で穿孔され、焼成が完了した被焼成体は、この排出孔３６ｃから、後述する断熱体８０に排出される。
【００５７】
ここで、カバー体３６は、その材質が耐火物からなり、発熱体の熱が回転軸に伝導されることを防止する。
【００５８】
また、図７及び図８に示すように、発熱体３０の下部の両側左右には、発熱体３０の外周面と接触して発熱体３０の荷重を支持するとともに、発熱体３０の円滑な回転を助けるための一対のガイドローラ８３が、発熱体３０の中央を基準として前後に所定の間隔を置いてそれぞれ設置される。
【００５９】
ガイドローラ８３は、発熱体３０で発生する熱によって損傷することを防止するために耐火物からなることが望ましい。
【００６０】
かかるガイドローラ８３は、発熱体３０の長さに応じて、異なる数だけ設置されうる。例えば、発熱体３０の長さが比較的長い場合には、一対のガイドローラ８３が発熱体３０の長手方向に所定の間隔を置いて複数設置されてもよい。発熱体３０の長さが短い場合は、発熱体３０の中央部に一対のガイドローラ８３のみが設置されてもよい。
【００６１】
ここで、ガイドローラ８３は、断熱体８０の内面に固定支持されるブラケット８１を水平方向に貫通する支持軸８２を中心として回転可能に設置される。
【００６２】
一方、図２及び図４に示すように、発熱体３０とキャビティ１０との間には、発熱体３０の全体を取り囲み、中空の断面四角状の断熱体８０が設置される。ここで、断熱体８０は、マイクロ波を透過しながら、発熱体３０で発熱した熱がキャビティ１０の外部に放出されることを防止する。
【００６３】
ここで、断熱体８０は、全体として密閉した構造をなしている。発熱体回転装置５０の回転軸５１が貫通する孔と、被焼成体供給装置４０の移送管４２が貫通する孔とが、断熱体８０の両端にそれぞれ形成されている。特に、カバー体３６の排出孔３６ｃが形成された位置に対応する位置には、カバー体３６の排出孔３６ｃから排出される被焼成体をキャビティ１０の外部に排出するための排出孔８０ａが形成されており、この排出孔８０ａには、被焼成体を案内してベースフレーム７０に設けられた被焼成体回収筒７２まで排出するための排出管７４が連結される。
【００６４】
被焼成体供給装置４０は、図２に示すように、被焼成体が投入貯蔵されるホッパー４１と、一端がホッパー４１の下部に連結され、他端がキャビティ１０の内部に貫通され、発熱体３０の投入口３３側に連結設置されてホッパー４１から供給される被焼成体を発熱体３０の内部に移送するための移送経路を提供する移送管４２と、移送管４２の内部に回転可能に設置されるとともに発熱体３０の投入口側まで長く設置された移送スクリュー４３と、移送スクリュー４３の回転力を提供するモータ４４と、を備えて構成される。
【００６５】
移送管４２が連結されるホッパー４１の下部には、外周面に複数のブレード４５ａが一定の間隔で設けられた軸構造物４５が回転可能に設置される。この際、軸構造物４５に設けられたブレード４５ａは、軸構造物４５の回転によって、移送管４２の上部に積載された被焼成体をかき回し、移送管４２の内部、すなわち移送スクリュー４３への被焼成体の供給を円滑にする。
【００６６】
移送スクリュー４３は、一端がベアリングで支持され、回転可能な構造で移送管４２の内部に設置される。移送スクリュー４３の端部には、第１のスプロケット（図示せず）が設置されており、モータ４４の回転軸に設けられたスプロケット（図示せず）とチェーンで連結されて回転力を伝達される。
【００６７】
一方、移送スクリュー４３の端部には、第２のスプロケット（図示せず）がさらに設置されており、ホッパー４１の下端に連結された軸構造物４５の端部に設置されたスプロケット（図示せず）ともチェーンで連結されている。
【００６８】
つまり、図示された例では、モータ４４の回転によって、移送スクリュー４３と、これと電動可能に連結された軸構造物４５が一緒に回転する構造になっている。
【００６９】
発熱体回転装置５０は、図２及び図４に示すように、一端がキャビティ１０の内部に貫通されて発熱体３０のカバー体３６と軸結合される回転軸５１と、回転軸５１に回転力を提供するモータ５２と、回転軸５１の回転を円滑にするとともに回転軸５１を支持固定する軸受ベアリング５３と、を備えて構成される。
【００７０】
ここで、モータ５２による回転軸５１の動力伝達は、回転軸５１とモータ５２軸にそれぞれ設けられたスプロケット５１ａ、５２ａと、各スプロケット５１ａ、５２ａを連結するチェーンの構造で行われる。
【００７１】
軸受ベアリング５３は、複数個が、所定の間隔でベースフレーム７０の上部に設置されるモータ内蔵ボックス７５の上端に設置される。
【００７２】
マイクロ波発生装置２０は、図２に示すように、キャビティ１０の下端に設けられた導波管２３の端部に連結された密閉ボックスに内蔵され、実質的にマイクロ波を発生するマグネトロン２１と、マグネトロン２１に電気的に連結され、マグネトロン２１に電源を供給するマイクロ波電源供給装置２２とからなる。
【００７３】
本発明では、マグネトロン２１が複数個（４個）設けられ、複数のマグネトロン２１は、所定の間隔を置いてキャビティ１０の下部側のベースフレーム７０に支持されて設置される。
【００７４】
ここで、マグネトロンの構造及び照射原理は、従来公知の技術が用いられうるため、詳細な説明を省略する。
【００７５】
一方、本発明において、被焼成体供給装置４０の移送管４２と、発熱体回転装置５０の回転軸５１と、被焼成体の外部排出を案内する排出管７４とが貫通設置されるキャビティ１０の各連結部分には、キャビティ１０の内部に照射されるマイクロ波と、発熱体３０で発熱される熱とがキャビティ１０の外部に放出されることを遮断するための遮蔽部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設置される（図２参照）。
【００７６】
また、ベースフレーム７０の上部には、焼成炉の全体に電源を印加するための電源部と、被焼成体の種類及び大きさ、焼成時間、マイクロ波の照射強度、及び照射時間等を入力する入力部と、入力部の入力データからこれに該当する駆動部を制御するための制御部６０とが内蔵されたコントロールボックス９０が設置される（図３参照）。
【００７７】
ここで、制御部６０は、図９に示すように、使用者が、入力部６１から被焼成体の種類及び大きさ、焼成時間、マイクロ波の照射強度、及び照射時間等を入力すると、入力されたデータに応じて、発熱体回転装置５０のモータ５２、被焼成体供給装置のモータ４４、及びマイクロ波発生装置２０のマグネトロン２１の各駆動部６２を制御し、被焼成体の種類及び大きさに基づく発熱体３０の回転速度の調節によって、発熱体３０の内部に配置された被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節するとともに、発熱体３０の内部に投入される被焼成体の量とマイクロ波の照射強度および照射時間とを制御する。
【００７８】
以下、上記のように構成される回転式マイクロ波焼成炉を用いた焼成方法について説明する。
【００７９】
図１０は、本発明による焼成方法を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、ホッパーに被焼成体を供給する（ステップＳ１０）。ここで、被焼成体は、石灰石、白雲石、及び方解石等の炭酸塩鉱物の粉体であり、被焼成体の粒子の大きさは、得ようとする生石灰（ＣａＯ）の種類及び品質によって異なる。
【００８１】
次に、ホッパー４１に供給された被焼成体は、移送管４２の内部に投入され、移送スクリュー４３の回転によって発熱体の内部に供給される（ステップＳ２０）。この際、移送スクリュー４３からの被焼成体の供給は、発熱体の内部の全体空間の１０〜２０％程度が満たされるように順次供給することが望ましい。
【００８２】
これは、発熱体３０の内部に被焼成体が２０％以上まで満たされると、炭酸塩鉱物の焼成温度及び焼成時間による脱炭酸化反応に伴う二酸化炭素の排出によって内部分圧が高くなり、脱炭酸化反応がうまく行かず、また、１０％以下しか満たされないと、炭酸塩鉱物の脱炭酸化反応に伴う二酸化炭素の排出によって内部分圧が低くなり、二酸化炭素の排出が容易になって生石灰（ＣａＯ）の表面が過少の生石灰となるためである。
【００８３】
次に、発熱体３０は、キャビティ１０の内部において、３°〜５°の範囲で傾斜したまま回転する。この状態で、マイクロ波を発熱体３０に照射し、発熱体３０の発熱により、その内部に装入された被焼成体を焼成する（ステップＳ３０）。
【００８４】
次に、制御部６０によって、発熱体３０の内部に装入された被焼成体の大きさに応じて発熱体３０の回転速度（焼成時間）を調節する（ステップＳ４０）。
【００８５】
ここで、発熱体３０の傾斜角度の範囲内において、被焼成体が自由落下しながら排出されるまでの被焼成体の滞留時間（焼成時間）を被焼成体の大きさによる発熱体の回転速度によって調節することができる。発熱体３０の回転速度が速いと、滞留時間（焼成時間）が短くなり、回転速度が遅いと、滞留時間（焼成時間）が長くなる。
【００８６】
例えば、被焼成体、すなわち、炭酸塩鉱物の大きさが大塊（１２０〜８０ｍｍ）である場合、回転速度を緩め、焼成時間を長く維持して焼成し（６〜２４時間程度）、炭酸塩鉱物の大きさが中塊（８０〜４５ｍｍ）である場合、回転速度を大塊の回転速度よりも速くし、焼成時間を大塊の焼成時間よりも短く維持して焼成し（６〜３時間）、炭酸塩鉱物の大きさが小塊（４５〜２０ｍｍ）である場合、焼成時間を中塊の回転速度よりもさらに速くし、焼成時間を中塊の焼成時間よりも極めて短く維持して焼成し（３〜２時間）、炭酸塩鉱物の大きさが小粒（２０〜５ｍｍ）である場合、小塊の回転速度よりもさらに速くし、焼成時間を短く維持して焼成する（２〜１時間）ことができる。
【００８７】
つまり、被焼成体（炭酸塩鉱物）の大きさが、大塊、中塊、小塊、小粒の大きさである場合に応じて発熱体の回転速度を調整して焼成時間を異ならせることにより、それぞれの大きさに合わせて焼成することができる。
【００８８】
最後に、発熱体の回転速度に合う焼成時間（滞留時間）で焼成が完了した被焼成体は、発熱体の排出口から排出されるとともに、排出管からキャビティの外部に設けられた回収筒に貯蔵される（ステップＳ５０）。
【００８９】
上記の方法では、発熱体が回転しながら被焼成体を焼成する工程中でも、発熱体への被焼成体の移送と、発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われる。
【００９０】
このように、本発明の一実施例では、被焼成体の焼成空間を提供する発熱体が、キャビティの内部において傾斜したまま回転可能に設置されることにより、被焼成体の大きさに応じて回転速度を調節しながら焼成時間を維持することができる。これにより、被焼成体（炭酸塩鉱物）の大きさに制限されず、所望の製品（生石灰）が均一な焼成率で得られる。
【００９１】
以下、本発明における回転式マイクロ波焼成炉による生石灰の製造と関連した各実施例と、各実施例と同一の条件で実験した従来のバッチ式（固定式）マイクロ波焼成炉の比較例を互いに比較しながら説明する。
【００９２】
これに先立って、炭酸塩鉱物の焼成による焼成率について簡単に説明すると、焼成率とは、炭酸塩鉱物が熱分解されてＣａＯ（生石灰）となるもので、炭酸塩鉱物のうち石灰石、方解石は、ＣａＣＯ３で構成され、純粋な石灰石、方解石は、ＣａＯ５６％、ＣＯ２４４％で構成される。
【００９３】
しかし、自然界に存在する石灰石、方解石は、不純物を含有する。不純物が１〜２％であるものは高品位の生石灰、方解石であって、ＣａＯは５５％〜５４％である。不純物が３〜４％であるものは中品位の石灰石、方解石であって、ＣａＯは５３％〜５２％である。不純物が４％以上であるものは低品位の石灰石、方解石であって、ＣａＯは５１％以下である。
【００９４】
この石灰石、方解石の焼成率は、不純物を含めて、重量減少、すなわち、ＣａＣＯ３が９５０℃で脱炭酸化してＣａＯとなり、二酸化炭素は、１００％が放出されると、焼成率は、１００％である。言い換えれば、ＣａＯが１００％である。ＸＲＤ分析によると、ＣａＣＯ３が一定の割合存在すると、未焼成（脱炭酸化反応が生じなかった石灰石、方解石）の石灰石、方解石が含有される。
【００９５】
（式１）
焼成率（％）＝焼成時損失したＣＯ２の重量／石灰石中のＣＯ２の初期重量×１００
【００９６】
しかし、回転式及び連続式では、上記の焼成率の式で求め難いので、ＸＲＤ定量を行う。ＸＲＤ定量分析によって分析されたＣａＯ、ＣａＣＯ３が一定の％であれば、上記焼成率の式で求められた値とほぼ一致する。すなわち、焼成率が９５％であれば、ＣａＣＯ３が５％程度未焼成のまま残る。
【００９７】
これは、白雲石も同様である。ただし、白雲石は、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３で構成された非金属鉱物である。純粋な白雲石は、ＣａＯ３０．４％、ＭｇＯ２１．７％、ＣＯ２４７．９％である。熱分解されて８００℃付近で、まずＭｇＣＯ３が脱炭酸化反応してＣＯ２を放出し、次に９５０℃の付近で熱分解されてＣＯ２を放出する。
【００９８】
この場合も、上述と同様に、ＣａＣＯ３がＸＲＤ定量分析において残っていると、それは未焼成のまま残ったものである。
【００９９】
本発明の実験例１〜４に適用された各実施例と比較例の、生石灰、軽焼白雲石を製造することができる炭酸塩鉱物（石灰石、白雲石）の成分結果のＸＲＦは、下記の表１の通りである。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
実験例１．生石灰の製造
図１１ａ〜図１１ｃは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例１）。
【０１０２】
図１７ａ〜図１７ｃは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例１）。
【０１０３】
図１１ａ〜図１１ｃ及び図１７ａ〜図１７ｃのＸＲＤグラフにおいて、Ｘ軸はＸ線回折によるＣａＣＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等の結晶状による回折度であり、Ｙ軸はＣａＣＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等の結晶状による回折度（角度）の強度である。これは、図１２〜図２２のＸＲＤグラフでも同一である。
【０１０４】
図１１ａ〜図１１ｃ及び図１７ａ〜図１７ｃによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表２の通りである。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
表２の通り、石灰石５３％の場合を除いては、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１０７】
実験例２．生石灰の製造
図１２ａ〜図１２ｃは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例２）。
【０１０８】
図１８ａ〜図１８ｃは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、石灰石２５ｍｍのもの（ＣａＯ：５５％（ａ）、５３％（ｂ）、５２％（ｃ））を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例２）。
【０１０９】
図１２ａ〜図１２ｃ及び図１８ａ〜図１８ｃによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表３の通りである。
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
表３の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。特に、５５％の石灰石の場合と５３％の石灰石の場合、焼成率が１００％であり、完全焼成が行われたことが分かる。
【０１１２】
実験例３．軽焼白雲石の製造
図１３は、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例３）。
【０１１３】
図１９は、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例３）。
【０１１４】
図１３及び図１９による本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表４の通りである。
【０１１５】
【表４】
【０１１６】
表４の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１１７】
実験例４．軽焼白雲石の製造
図１４は、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例４）。
【０１１８】
図２０は、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、白雲石２５ｍｍの大きさのもの（ＣａＯ：３３％、ＭｇＯ：２１％）を焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例４）。
【０１１９】
図１４及び図２０による本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表５の通りである。
【０１２０】
【表５】
【０１２１】
表５の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも優れていることが分かる。
【０１２２】
本発明の実験例５及び６に適用された各実施例と比較例による炭酸塩鉱物のうち方解石の２０〜１００メッシュ分級は、下記の表６の通りである。
【０１２３】
【表６】
【０１２４】
実験例５．生石灰の製造
図１５ａ〜図１５ｄは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例５）。
【０１２５】
図２１ａ〜図２１ｄは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間３０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例５）。
【０１２６】
図１５ａ〜図１５ｄ及び図２１ａ〜図２１ｄによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表７の通りである。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、２０〜１００メッシュ分級の方解石の全体において、焼成率１００％に達することが分かり、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも遥かに優れていることが分かる。
【０１２９】
実験例６．生石灰の製造
図１６ａ〜図１６ｄは、本発明の回転式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュのものを、発熱体の傾斜角度を３°として回転した状態で焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（実施例６）。
【０１３０】
図２２ａ〜図２２ｄは、従来の固定式マイクロ波焼成炉による焼成温度９５０℃、焼成時間６０分で、方解石（ＣａＯ５４％）の２０〜１００メッシュ分級の方解石のうち、２０メッシュ、３５メッシュ、６５メッシュ、１００メッシュを焼成して製造された生石灰のＸＲＤ図である（比較例６）。
【０１３１】
図１６ａ〜図１６ｄ及び図２２ａ〜図２２ｄによる本発明と比較発明の実験結果である焼成率は、下記の表８の通りである。
【０１３２】
【表８】
【０１３３】
表８の通り、本発明の回転式マイクロ波焼成炉の焼成率は、２０〜１００メッシュ分級の方解石の全体において、焼成率１００％に達することが分かり、既存の固定式マイクロ波焼成炉の焼成率よりも遥かに優れていることが分かる。
【０１３４】
結論として、本発明の回転式マイクロ波焼成炉における石灰石及び白雲石の焼成によるその粒子の大きさにかかわらず、従来のバッチ式マイクロ波焼成炉による焼成に比べて、石灰石及び軽焼白雲石の焼成率が顕著に向上していることが分かる。
【０１３５】
以上、説明した本発明は、上述した実施例及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明白であろう。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ キャビティ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 遮蔽部材
２０ マイクロ波発生装置
２１ マグネトロン
２３ 導波管
３０ 発熱体
３１ 焼成室
３５ 螺旋状溝
３６ カバー体
４０ 被焼成体供給装置
４１ ホッパー
４２ 移送管
４３ 移送スクリュー
４４ モータ
５０ 発熱体回転装置
５１ 回転軸
５２ モータ
５３ 軸受ベアリング
６０ 制御部
７０ ベースフレーム
７２ 回収筒
７４ 排出管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を用いて被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉において、
マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティ１０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記キャビティ１０の内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置２０と、
内部の焼成室３１に前記被焼成体が収容され、前記キャビティ１０の内部に傾斜したまま回転可能に設置され、前記傾斜によってより高くなっている一端には前記被焼成体が投入される投入口が形成され、前記傾斜によって低くなっている他端には前記被焼成体が排出される排出口が形成され、前記マイクロ波の照射によって発熱して前記焼成室３１に収容された前記被焼成体を焼成する発熱体３０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記発熱体３０の前記投入口側に連結され、前記発熱体３０に前記被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置４０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記発熱体３０の前記排出口側に連結され、前記発熱体３０の回転のための動力を提供する発熱体回転装置５０と、
前記被焼成体供給装置４０による前記被焼成体の供給量と前記発熱体回転装置５０による前記発熱体３０の回転速度とを制御するための制御部６０と、
を備えたことを特徴とする回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項２】
前記発熱体３０の傾斜角度が３°〜５°であることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項３】
前記発熱体３０は、円筒形状を有し、前記円筒形状の内周面には、前記発熱体３０の回転時、内部に収容された被焼成体を移送排出するように螺旋状溝３５が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項４】
前記キャビティ１０の内部と前記発熱体３０との間には、前記マイクロ波が透過されると共に、前記発熱体３０から発生する熱の放出を遮断する断熱体８０がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項５】
前記発熱体回転装置５０は、
一端がキャビティ１０の内部に貫通され、前記発熱体３０の投入口側と連結された回転軸５１と、
前記回転軸５１に回転力を提供するモータ５２と、
前記回転軸５１の下端に設置され、回転軸５１の回転を円滑にする軸受ベアリング５３と、
を備え、
前記発熱体回転装置５０に連結される前記発熱体３０の投入口３３側には、耐火物材質からなり、前記発熱体３０の端部をカバーすると共に、前記発熱体回転装置５０の回転軸５１と結合する耐火物カバー体３６が設けられ、
前記耐火物カバー体３６には、焼成が完了した被焼成体が前記断熱体８０側に排出されるように、周方向に複数の排出孔３６ｃが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項６】
前記発熱体３０の下部の両側には、発熱体３０の外周面と接触して発熱体３０の荷重を支持するとともに発熱体３０の回転を円滑にする一対のガイドローラ８３がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項７】
マイクロ波を用いて被焼成体を焼成するマイクロ波焼成方法において、
前記被焼成体が配置される焼成空間を形成する発熱体が、所定の角度だけ傾斜したまま回転した状態で、前記発熱体にマイクロ波を照射して前記被焼成体を焼成することを特徴とする回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項８】
前記発熱体の傾斜によってより高くなっている一端には、前記被焼成体が流入する流入口が形成され、前記発熱体の傾斜によって低くなっている他端には、前記被焼成体が排出される排出口が形成され、前記発熱体の回転速度の調節によって、前記発熱体の内部に装入された前記被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節しながら前記マイクロ波を照射することを特徴とする請求項７に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項９】
前記被焼成体は、前記発熱体の内部に形成された螺旋状溝に沿って排出されることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項１０】
前記発熱体の前記排出口をカバーするとともに前記発熱体を回転させるための回転軸と結合される耐火物カバー体に、前記被焼成体が排出される排出孔が形成され、焼成が完了した前記被焼成体が前記排出孔から排出されることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項１１】
前記発熱体の前記流入口側には、前記発熱体に前記被焼成体を自動供給するための被焼成体供給装置が連結され、前記発熱体が回転して前記被焼成体を焼成する工程中でも、前記発熱体への前記被焼成体の移送と前記発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項１】
マイクロ波を用いて被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉において、
マイクロ波が照射される密閉した空間を形成するキャビティ１０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記キャビティ１０の内部にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置２０と、
内部の焼成室３１に前記被焼成体が収容され、前記キャビティ１０の内部に傾斜したまま回転可能に設置され、前記傾斜によってより高くなっている一端には前記被焼成体が投入される投入口が形成され、前記傾斜によって低くなっている他端には前記被焼成体が排出される排出口が形成され、前記マイクロ波の照射によって発熱して前記焼成室３１に収容された前記被焼成体を焼成する発熱体３０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記発熱体３０の前記投入口側に連結され、前記発熱体３０に前記被焼成体を順次供給する被焼成体供給装置４０と、
前記キャビティ１０の外側に設置され、前記発熱体３０の前記排出口側に連結され、前記発熱体３０の回転のための動力を提供する発熱体回転装置５０と、
前記被焼成体供給装置４０による前記被焼成体の供給量と前記発熱体回転装置５０による前記発熱体３０の回転速度とを制御するための制御部６０と、
を備えたことを特徴とする回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項２】
前記発熱体３０の傾斜角度が３°〜５°であることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項３】
前記発熱体３０は、円筒形状を有し、前記円筒形状の内周面には、前記発熱体３０の回転時、内部に収容された被焼成体を移送排出するように螺旋状溝３５が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項４】
前記キャビティ１０の内部と前記発熱体３０との間には、前記マイクロ波が透過されると共に、前記発熱体３０から発生する熱の放出を遮断する断熱体８０がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項５】
前記発熱体回転装置５０は、
一端がキャビティ１０の内部に貫通され、前記発熱体３０の投入口側と連結された回転軸５１と、
前記回転軸５１に回転力を提供するモータ５２と、
前記回転軸５１の下端に設置され、回転軸５１の回転を円滑にする軸受ベアリング５３と、
を備え、
前記発熱体回転装置５０に連結される前記発熱体３０の投入口３３側には、耐火物材質からなり、前記発熱体３０の端部をカバーすると共に、前記発熱体回転装置５０の回転軸５１と結合する耐火物カバー体３６が設けられ、
前記耐火物カバー体３６には、焼成が完了した被焼成体が前記断熱体８０側に排出されるように、周方向に複数の排出孔３６ｃが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項６】
前記発熱体３０の下部の両側には、発熱体３０の外周面と接触して発熱体３０の荷重を支持するとともに発熱体３０の回転を円滑にする一対のガイドローラ８３がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転式マイクロ波焼成炉。
【請求項７】
マイクロ波を用いて被焼成体を焼成するマイクロ波焼成方法において、
前記被焼成体が配置される焼成空間を形成する発熱体が、所定の角度だけ傾斜したまま回転した状態で、前記発熱体にマイクロ波を照射して前記被焼成体を焼成することを特徴とする回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項８】
前記発熱体の傾斜によってより高くなっている一端には、前記被焼成体が流入する流入口が形成され、前記発熱体の傾斜によって低くなっている他端には、前記被焼成体が排出される排出口が形成され、前記発熱体の回転速度の調節によって、前記発熱体の内部に装入された前記被焼成体の滞留時間（焼成時間）を調節しながら前記マイクロ波を照射することを特徴とする請求項７に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項９】
前記被焼成体は、前記発熱体の内部に形成された螺旋状溝に沿って排出されることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項１０】
前記発熱体の前記排出口をカバーするとともに前記発熱体を回転させるための回転軸と結合される耐火物カバー体に、前記被焼成体が排出される排出孔が形成され、焼成が完了した前記被焼成体が前記排出孔から排出されることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【請求項１１】
前記発熱体の前記流入口側には、前記発熱体に前記被焼成体を自動供給するための被焼成体供給装置が連結され、前記発熱体が回転して前記被焼成体を焼成する工程中でも、前記発熱体への前記被焼成体の移送と前記発熱体からの焼成が完了した被焼成体の排出が連続的に行われることを特徴とする請求項８に記載の回転式マイクロ波焼成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１５ｃ】
【図１５ｄ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１６ｃ】
【図１６ｄ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【図１７ｃ】
【図１８ａ】
【図１８ｂ】
【図１８ｃ】
【図１９】
【図２０】
【図２１ａ】
【図２１ｂ】
【図２１ｃ】
【図２１ｄ】
【図２２ａ】
【図２２ｂ】
【図２２ｃ】
【図２２ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１５ｃ】
【図１５ｄ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１６ｃ】
【図１６ｄ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【図１７ｃ】
【図１８ａ】
【図１８ｂ】
【図１８ｃ】
【図１９】
【図２０】
【図２１ａ】
【図２１ｂ】
【図２１ｃ】
【図２１ｄ】
【図２２ａ】
【図２２ｂ】
【図２２ｃ】
【図２２ｄ】
【公開番号】特開２０１２−２２０１８３（Ｐ２０１２−２２０１８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３１０６（Ｐ２０１１−１１３１０６）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５１１１２３４７４）株式会社柳林イーエヌジー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５１１１２３４７４）株式会社柳林イーエヌジー (1)
【Ｆターム（参考）】
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