廃石膏の加熱装置
【課題】廃石膏からβ半水石膏を効率的に生成できる加熱装置を得ること。
【解決手段】供給ホッパから供給された廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、供給部から廃石膏の供給を受け回転駆動される円筒状回転体と、回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、円筒状回転体の終端からβ半水石膏を排出する排出部と、上記円筒状回転体の終端近傍に接続され回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、上記高周波加熱部は上記回転体の下側に複数分割して設け、上記円筒状回転体の内壁面に横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を設け、回転体の回転に伴って攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏が回転体内下部の回転方向上流側に落下するように構成する。
【解決手段】供給ホッパから供給された廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、供給部から廃石膏の供給を受け回転駆動される円筒状回転体と、回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、円筒状回転体の終端からβ半水石膏を排出する排出部と、上記円筒状回転体の終端近傍に接続され回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、上記高周波加熱部は上記回転体の下側に複数分割して設け、上記円筒状回転体の内壁面に横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を設け、回転体の回転に伴って攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏が回転体内下部の回転方向上流側に落下するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば廃石膏ボード等を破砕し紙等の不要物を取り除いた二水石膏、或いは陶器型、歯科形、模型等の廃石膏を破砕した二水石膏を、円筒状回転体に入れて外部から高周波加熱し、水和反応が可能なβ半水石膏又は無水石膏に加熱脱水する廃石膏の加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃石膏ボードから水和硬化する焼石膏（３型無水石膏等）を得る技術として、従来、圧縮、衝撃、せん断、摩擦および切断で廃石膏ボードを破砕し、破砕した廃石膏を振動篩や回転篩等で紙と分別し、分別された廃石膏（二水石膏）を好ましくは２８０〜３２０℃で１〜４時間加熱して３型無水石膏に加熱脱水し、石膏中の紙と有機混和剤を炭化する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
回転胴型焼却炉乾燥炉としては、円筒状回転体の内部にバーナ熱風を直接吹き込み被加熱物を乾燥する装置（特許文献２）、単一の高周波加熱部を回転ドラム下側に配置しその高周波加熱部で被加熱物を乾燥するバッチ処理式の乾燥装置（特許文献３）、円筒状回転体の外側の円周方向全周に高周波加熱コイルを巻き、円筒状回転体の外部から複数台の高周波加熱部で被加熱物を連続処理する加熱炉（特許文献４，５）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２２１９４０
【特許文献２】特開２００１−３２７８４５
【特許文献３】特開昭５９−１７６５７３
【特許文献４】特開昭５７−１１５６７０
【特許文献５】特開平１１−２２６５４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の技術は、篩を通過した廃石膏には紙が混入しており、石膏中の紙と有機混和剤は炭化する温度以下で温度制御しないと、加熱脱水した石膏に炭化物が混ざり変色するという課題がある。
【０００６】
上記特許文献２のようなバーナ熱風を円筒状回転体の内部に直接吹き込む装置では、回転体内において温度分布の大きなばらつきが生じるため、二水石膏を加熱脱水する装置として使用すると、二水石膏の加熱脱水状態が安定せず、二水石膏を水和反応が可能なβ半水石膏又は３型無水石膏に加熱脱水する装置としては生成物の品質がばらつくという問題がある。また、同文献２の装置によると、高温であるバーナ吹出部において一部の石膏の温度が３６０℃以上になると水和しにくい２型無水石膏となり、水和反応がばらつく。さらに、化石燃料の燃焼によるスス等の石膏への混入による変色の問題と、熱風での粉末石膏の飛散処理のため排気側に集塵機等を取付ける等装置が大型化するという課題もある。
【０００７】
上記特許文献３は、高周波加熱部を回転ドラム下側に配置し、単一の高周波加熱部でバッチ処理する乾燥装置であるが、回転ドラム内の掻上板は垂直なフラット板であるため、下側の高周波加熱部の位置に対して回転方向の一部にしか非加熱物を落下できず、粒子間に隙間がある石膏では高周波加熱コイルで回転ドラムに渦電流を発生させ誘導加熱するため石膏に接触する高温の部分の伝熱面積が減少して熱伝達率が悪くなり、また、回転方向の最下部から下流の４分の１の範囲での被加熱物の厚みが厚くなり、石膏の場合加熱脱水の水蒸気が石膏上面より抜けにくく熱伝達率が悪くなる。
【０００８】
上記特許文献４，５は、円筒状回転体の外部から複数台の高周波加熱部で被加熱物を連続処理する加熱炉であるが、円筒状回転体の外側の円周方向全周に高周波加熱コイルを巻いているものであり、石膏の場合、加熱脱水で発生した水蒸気を、円筒状回転体と両端固定部との回転摺動においてシールする必要があり、高周波加熱コイルを下部に配置することに対し円周方向全周に巻くと組立と取外し作業に時間がかかるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、円筒状回転体の下側に取付けた複数台の高周波加熱部により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を効率的に得ることを目的とする。また、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気と排出する加熱脱水石膏からの排熱利用及び放熱量の削減を行なうことで省エネ化を図ることを目的とする。また装置構成も簡単な石膏の加熱装置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】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために、
第１に、破砕された廃石膏を加熱する廃石膏の加熱装置において、供給ホッパーから供給された上記廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、該スクリュー式供給部から上記廃石膏の供給を受けるものであって傾斜して設置された状態で駆動手段により回転駆動される円筒状回転体と、該円筒状回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、円筒状回転体の終端からβ半水石膏又は無水石膏を排出する排出部と、上記円筒状回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、上記高周波加熱部は、上記回転体の下側外周面に対向する位置に複数に分割して設け、上記円筒状回転体の内壁面に、横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を複数設け、回転体の回転に伴って上記攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏を回転体内下部の回転方向上流側に落下し得るように構成したものであることを特徴とする廃石膏の加熱装置により構成されるものである。
【００１１】
このように構成すると、円筒状回転体の下側に取付けた複数台の高周波加熱部により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を効率的に得ることができる。また円筒状回転体内において攪拌羽根により石膏を効率的に攪拌し得る。上記排気手段は、例えば供給装置（１２）の中空パイプ（９ａ）、外側通路（１２ａ）、排気パイプ（１２’）等により構成される。この排気手段は円筒状回転体の始端近傍、或は始端近傍又は終端近傍、或は始端近傍及び終端近傍位置に設けることが好ましい。
【００１２】
第２に、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記回転体内で発生した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管とを具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１３】
このように構成すると、加熱脱水石膏からの排熱利用を図ることができ、また放熱量の削減を行なうことで省エネ化を実現し得る。また、排出管の水蒸気通路に、凝縮水の排水構造（例えば図１の凝縮タンク（１４）、図８の熱交タンク（４３））、と洗浄構造（例えば図８の熱交タンク４３の洗浄構造）を設けることもできる。
【００１４】
第３に、上記排気手段から排気された水蒸気の熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換手段を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記熱媒体を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１５】
第４に、上記排気手段から排気された水蒸気中の石膏粉塵を捕集する集塵部を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記集塵部を通過した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１６】
第５に、外気を円筒状回転体に給気するファンを設けると共に、円筒状回転体における加熱脱水後の石膏の排出部に、加熱脱水後の石膏を上記給気で冷却すると共に給気を上記加熱脱水後の石膏により加熱する熱交換機構を設けたものであることを特徴とする上記第１又は４の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１７】
このように構成すると、排出後の脱水石膏を冷却しながら給気を加熱して、円筒状回転体内の温度低下を防止し得る。
【００１８】
第６に、上記円筒状回転体の回転方向上流側又は回転方向下流側の外周面位置の温度を測定し得る非接触型温度センサーを上記各高周波加熱部に対応して各々設け、上記温度センサーで計測した回転体外周面温度に基づいて、上記高周波加熱部の出力と上記スクリュー式供給部による石膏供給量とを制御し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１〜５の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１９】
このように構成すると、例えば上記温度センサーの検出温度に基づいて、石膏の供給開始と終了時等に高周波加熱出力と石膏供給量等を制御することにより、効率的な加熱処理を行うことができる。
【００２０】
第７に、上記石膏攪拌用羽根は、横断面略Ｌ型を形成する接合板部と基板部とから構成し、さらに上記基板部の端縁に該基板部に対して接合板部の方向に所定角度を以って突設された突出板部を有しており、上記石膏攪拌用羽根の両端部と上記円筒状回転体の左右閉止壁面との間に空間を設けたものであることを特徴とする上記第１〜６の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２１】
このように構成すると、回転体の回転に基づいて石膏攪拌羽根で石膏を持ち上げて、上部より回転体の回転方向上流側に落下させることができ、これにより効率的な石膏の加熱を実現することができる。
【００２２】
第８に、上記円筒状回転体及び上記高周波加熱部を保温用筐体により覆う構成とし、上記保温用筐体内部における上記高周波加熱部の上部近傍に仕切板を設け、上記保温用筐体の内部空間を高周波加熱部の設置空間と上記円筒状回転体側の空間とに分割したものであることを特徴とする上記第１〜７の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成されるものである。
【００２３】
このように構成すると、保温用筐体内の高温空気が対流により高周波加熱部側に流れることを防止することができ、高周波加熱部の冷却効率を高めることができる。
【００２４】
第９に、上記円筒状回転体の外側に厚さ９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シートを、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定し、上記シートにおける上記回転体外周の非接触型温度センサーの測定点を含む部分を切欠いたものであることを特徴とする上記第１〜８の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２５】
このように構成すると、円筒状回転体内の温度低下を効率的に防止することができる。
【００２６】
第１０に、複数台の高周波加熱部の各高周波加熱コイルの上記円筒状回転体の軸方向の長さを、円筒状回転体の供給側のコイルより排出側のコイルの方が長くなるように構成したものであることを特徴とする上記第１〜９の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２７】
このように構成すると、高周波加熱コイルの円筒状回転体長手方向の単位長さ当りの高周波加熱量を、供給側のコイルに比べて排出側のコイルを低くすることができ、これにより温度制御を実行し易くなり、高品質の加熱脱水石膏を得ることができる。
【００２８】
第１１に、円筒状回転体の内部に傾斜板を設け、上記石膏攪拌用羽根から落下した石膏を傾斜板上面を移動させ高周波加熱部の設置位置より回転方向上流側に落下させる構造を有することを特徴とする上記第１〜１０の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２９】
このように構成することにより、回転体内の石膏を回転方向上流側に確実に落として攪拌することができ、石膏の効率的な加熱処理を行うことができる。
【００３０】
第１２に、上記円筒状回転体の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いることを特徴とする上記第１の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００３１】
このように構成すると、バーナ加熱を併用しながら温度分布のばらつきを生じさせることなく、効率的な加熱を実現し得る。上記供給装置は、例えば図９における供給装置（６３）等をいう。
【発明の効果】
【００３２】
このように本発明によれば、高品質なβ半水石膏を得ることができる。
【００３３】
さらに、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気を石膏の加熱に利用することができ、省エネを実現し得る。
【００３４】
また、装置構成も簡単な廃石膏の加熱装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る石膏の加熱装置の構成を詳細に説明する。
【００３６】
図１において、１は内部で石膏を加熱脱水する中空の円筒状回転体であり、該円筒状回転体１の材質は円筒状の鋼板（比透磁率が大きい）、または鋼板の錆が石膏に混入するのを避けるため外側が鋼板で内側が比透磁率の小さいステンレス板を接合したもの、もしくは、鋼板の内と外側にステンレス板を接合したもの、鋼板の表面にセラミックや樹脂等をコーティングしたものを使用する。
【００３７】
該円筒状回転体１は円筒状の形状であり、回転体１下部の両側付近に設けたローラ２で４点以上を支持され、回転駆動モータ（駆動手段）３で歯車又はチェーン２ａ等を介してローラ２を回転させ、当該ローラ２により当該円筒状回転体１を矢印ｍ方向に回転させる。上記回転駆動モータ３は、インバータにより回転数を可変制御できるように構成する。
【００３８】
円筒状回転体１は、供給側Ａから排出側Ｂに向かい下り勾配を０〜数度の角度で設ける。これにより、回転体１の供給側Ａと排出側Ｂに高低差ができ石膏は供給側から出口側に流れる。
【００３９】
円筒状回転体１の内面には長手方向に持上げ部（石膏攪拌用羽根）４を溶接等で取付ける。この持上げ部４の個数は８個から１６個で、円周方向にほぼ均等に配置する。
【００４０】
供給ホッパー６には二水石膏７を貯蔵し、定期的にバイブレータ８を作動して貯蔵された二水石膏をスクリューコンベア９に落下させ、スクリューコンベア９の回転により上記二水石膏を円筒状回転体１内に供給していく。スクリューコンベア９の中心回転軸は中空パイプ９ａにより構成されており、当該スクリューコンベア９は上記中空パイプ９ａを歯車またはチェーン１０ａを介してモータ１０で駆動することにより、上記二水石膏を上記円筒状回転体１内に供給し得る方向に回転駆動される。上記モータ１０はインバータにより回転数可変制御ができるものであり、これにより上記スクリューコンベア９の回転数制御を行うことで上記二水石膏の回転体１への供給量を制御し得るように構成する。
【００４１】
供給ホッパー６の二水石膏の出口部分には、静電容量式等の材料検知センサー１１を設け、ホッパー６内に二水石膏の貯蔵がなくなったか否かを検知できるようにしている。
【００４２】
１２は上記スクリューコンベア９及び中空パイプ９ａを含む二水石膏の供給装置（スクリュー式供給部）であり、全体として２重管構造をなしている。この供給装置１２の外側管（排出管）には円筒状回転体１内で加熱脱水して生じた水蒸気が通る外側通路１２ａが形成され、内側管（供給管）には上記ホッパー６からの二水石膏がスクリューコンベア９で送られる内側通路１２ｂが形成されている。この供給装置１２と上記円筒状回転体１の外周端縁の接続部１ａの隙間はパッキン１２ｃでシールされている。
【００４３】
加熱乾燥中における上記回転体１内の水蒸気は、スクリューコンベア９の中空パイプ９ａの内部を通り排気され、回転する中空パイプ９ａはロータリージョイント１３を介して回転しないホース１３ａと接続されている。よって、上記中空パイプ９ａは排気管としても機能するものである。ここで、外側通路１２ａと内側通路１２ｂの境界面、内側通路１２ｂと中空パイプ９ａの境界面が伝熱面となる。
【００４４】
中空パイプ９ａ外面又はスクリューコンベア９に、該パイプ９ａ又はスクリューコンベア９と一体で回転するようにパドル９ｂを取付け、スクリューコンベア９で移送される石膏を通路内で撹拌し、水蒸気の通路と伝熱面を介して石膏へ熱交換する熱伝達を向上することもできる。
【００４５】
ホース１３ａ及び外側通路１２ａを通過した水蒸気と一部が凝縮した凝縮水は、凝縮タンク１４に入って凝縮水は溜まり、排気出口１５ａから外気に自然排気するか、または排気ファン１５を取付け強制排気する。
【００４６】
上記円筒状回転体１の終端には、終端固定蓋１６を固定設置し、円筒状回転体１と終端固定蓋１６の間の隙間はパッキン１６ａでシールされる。
【００４７】
加熱脱水された石膏は、円筒状回転体１の終端の本体排出口１７から落下し、排出装置１８内の排出スクリューコンベア１９の回転で移送され上部の排出口２１から排出され、例えば袋２２に入れ貯蔵されていく。排出スクリューコンベア１９の回転はモータ２０で行なう。
【００４８】
上記凝縮水タンク１４に排気ファン（ファン）１５を設け、排気ファン１５で強制排気し円筒状回転体１内を負圧にする。この場合、排出装置１８の上部に設けた給気口２３から外気が排出装置１８の内面上部と排出スクリューコンベア１９の上面を通り円筒状回転体１内に給気（入力）する。本体排出口（排出部）１７での温度が１３０℃以上の加熱脱水石膏と上記給気口２３からの給気（空気）は排出装置１８内で熱交換を行ない、給気（空気）の温度は上昇し加熱脱水石膏は給気空気により冷却される。このように、排気ファン１５、排出装置１８、スクリューコンベア１９、給気口２３等により熱交換機構が構成される。
【００４９】
円筒状回転体１内の水蒸気の排気を終端部から行なうために、終端固定蓋１６の上部に排気パイプ１２’を接続し、供給装置１２の外側通路１２ａに連結することも可能である。尚、回転体１始端近傍の中空パイプ９ａ、外側通路１２ａ、回転体１の終端近傍の排気パイプ１２’等により排気手段が構成されている。
【００５０】
排気ファン１５の代わりに、給気口２３に給気ファン（図示せず）を設けて、円筒状回転体１内に強制給気し、水蒸気と共に供給装置１２の熱交換器を通り排気することも可能である。
【００５１】
図３において、高周波加熱部５は、内部に渦巻き状の高周波加熱コイル２４を持ち、高周波インバータ（図示せず）から数１０ＫＨｚの高周波電流を流すと、円筒状回転体１には電磁誘導作用により誘導電流が流れてジュール熱により発熱する。高周波加熱部５の加熱コイル２４と円筒状回転体１の金属表面との隙間は、加熱コイル材の断面にもよるが１０〜１７ｍｍ程度離して設置し、渦巻き状の加熱コイル２４は円筒状回転体１の曲率に添って隙間を保ちながら円弧状（楕円形状）に成型する（図３（ｂ）参照）。また、加熱コイル２４の上面（円筒状回転体１側）は加熱コイル２４の熱劣化防止と加熱コイル２４の成形のため、エポキシ樹脂やテフロン（登録商標）等の耐熱薄板シート２５を上記コイル２４上に被覆して熱遮断を行なう。
【００５２】
高周波加熱部５の加熱コイル２４は通常銅線であり、ファン２７で外気をフィルタ２８から吸込み空冷するが、加熱コイル２４の下側には空気通路穴を有した多孔成形板シート２６を設け、空冷後の排気は排気ダクト２９で排気する。また、多孔成形板シート２６の下側にはフェーライトコア等（図示せず）を取付けて磁気シールドを行なう。
【００５３】
上記高周波加熱コイル２４に中空銅管を用い、内部に冷却水を循環して水冷することも可能である。
【００５４】
上記円筒状回転体１の下側に高周波加熱部５を設置することで、円筒状回転体１と加熱コイル２４との隙間距離が調整ボルト３０等を用いて容易に調整でき、取付けや製作がし易くなる。
【００５５】
この高周波加熱部５は、図４に示すように、３つの高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃにより構成する。これらの高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃは、円筒状回転体１の長手方向に複数台設け、円筒状回転体１の長手方向の加熱量と温度分布を制御可能にする。本実施形態では高周波加熱部５は３個設けているが、その個数は、加熱総出力や円筒状回転体１の長さ、直径等により適宜増減することができる。
【００５６】
石膏の転移のピーク温度は、微量の不純物や添加物や昇温スピードにより影響されるが、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ）からβ半水石膏（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ2Ｏ）へは約１５０℃で吸熱して転移し、３／２Ｈ2Ｏの結晶水を離脱する。また、約１７０℃で吸熱して１／２Ｈ2Ｏの結晶水を離脱し３型無水石膏（ＣａＳＯ４）に転移するが、吸湿や水和時の接水でβ半水に戻り水和反応には影響がない。さらに温度を上昇させると、約３６０℃で２型無水石膏（ＣａＳＯ４）に転移するが、水和がしにくい特性を持っている。
【００５７】
水和作用がある加熱脱水石膏を生産する場合は、２型無水石膏が混在しないように、円筒状回転体１の石膏と接する部分の温度を上げないように温度制御する必要がある。
【００５８】
図４に示すように、複数台の高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃは、これらの加熱部の出力が同じ場合、石膏排出側の高周波加熱部５ｃは、高周波加熱部５ａ、５ｂより円筒状回転体１の長手方向の長さが長く、長手方向の単位長さ当りの高周波加熱量の最大値が低くなる。
【００５９】
水和作用があるβ半水石膏または３型無水石膏を生産する場合は、供給側の高周波加熱部５ａ、５ｂでは、約１５０℃で二水石膏がβ半水化するので石膏の温度上昇が抑えられ円筒状回転体１の長手方向単位長さ当りの高周波加熱量の最大値を大きくしても加熱脱水石膏はβ半水化が進むだけで品質低下とならない。これに対して、排出側の高周波加熱部５ｃでは二水石膏の単位体積当りの割合が少なくなるため、長手方向単位長さ当りの高周波加熱量の最大値を低くすることで、温度を制御し易くし加熱脱水石膏の品質の安定性を良くすることができる。
【００６０】
図４に示すように、上記円筒状回転体１は、高周波加熱部５と共にその全体が保温用筐体３１で覆われている。この保温用筐体３１の内面に保温剤３２を取付けた保温壁３２’を設け、かつ該筐体３１内における高周波加熱部５の上部に仕切板３３を設けて当該筐体３１内の高周波加熱部５側と回転体１側の空間を分割し、冷却が必要な高周波加熱部５が存在する保温用筐体３１内の下部の空気と、円筒状回転体１の外側上部の温度が高い空気が対流により混ざることを抑制して、放熱量を減少させることとが可能となる。
【００６１】
図４の円筒状回転体１の外周に、厚み９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シート３４（３４ａ乃至３４ｄ）を、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定する。これにより、円筒状回転体１自体から外部への放熱量を減少させることができ、冷却が必要な高周波加熱部５への伝熱量を減少できる。
【００６２】
円筒状回転体１の外周壁の温度は、上記保温壁３２’に設けた赤外線式非接触センサー（非接触型温度センサー）３５ａにより測定する。この赤外線式非接触センサー３５ａは高温環境での使用が難しく、図４の非接触センサー３５ａは、保温壁３２’の外部に設置した例であり、赤外線通過穴３５’を通り円筒状回転体１の表面温度を計測する。また、非接触センサー３５ｂは、保温壁３２’の内部で仕切板３３下側に設置した例である。非接触センサー３５ａ、３５ｂの設置位置は、高周波加熱部５に対して回転方向上流側でも下流側でも温度制御は可能である。非接触センサー３５ａ、３５ｂはレーザー式を用いても良い。
【００６３】
上記非接触センサー３５ａ又は３５ｂは、複数の高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃ毎に３個設け、円筒状回転体１の表面温度を測定するセンサー測定点３６（３箇所）には、断熱シート３４を切欠くように構成する。即ち、上記断熱シート３４は、上記センサー測定点の３箇所の間隙を設けた４枚のシート３４ａ，３４ｂ、３４ｄ，３４ｅにより構成している。センサー測定点３６の位置の間隙に対応する高周波加熱部５の表面位置は、円筒状回転体１からの伝熱量が多く表面の温度上昇を抑制するため断熱用の保護シート３４’を円周方向に貼る。
【００６４】
石膏の場合、供給側の高周波加熱部５ａ、５ｂでは、約１５０℃で二水石膏がβ半水化する熱量が多く石膏の温度上昇が抑えられるので、例えば高周波加熱部５ｂに対応する位置の非接触センサー３５ａ１台で、高周波加熱部５ａ、５ｂの出力制御を行なうことも可能である。
【００６５】
図５に示すように、円筒状回転体１の内面に持上げ部（石膏攪拌用羽根）４を等間隔で複数設ける（図５では１２個）。尚、以下の説明において、図５に示すように供給側Ａから円筒状回転体１内部を見て、高周波加熱部５に対して右手側を回転方向上流側Ｒ１、高周波加熱部５に対して左手側を回転方向下流側Ｒ２という。
【００６６】
この持上げ部４は、一枚の長板を横断面略Ｌ型に折曲加工して形成したものであり（図７参照）、該長板を所定位置で一方向（回転方向と同一方向）に折り曲げることにより上記回転体１の内面に全周溶接される接合板部４’と該接合板部４’と鈍角をなす基板部４”を形成し、該基板部４”の端縁をさらに同方向に折り曲げて該基板部４”とは鈍角をなす突出板部４ａを形成する。これにより、全体として横断面略Ｌ字型に加工形成されるものである。そして、この持上げ部４の上記接合板部４’の端縁４ｂを上記回転体１内面に全周溶接するものである。かかる持上げ部４の上記回転体１内壁への取り付け角度は、上記突出板部４ａを回転方向ｍ側に位置させると共に、上記基板部４”が鉛直線に対して直角となるように位置させた状態で上記接合板部４’の端縁４ｂを上記回転体１内壁に全周溶接する。よって、取り付け状態において、上記接合板部４’の上記回転体１内壁に対する取り付け角度は、鉛直線に対して角度θ１だけ反回転方向に後退した位置となる。このように角度θ１を設けることは上記持上げ部４内の石膏の持上げ量を増加し得るという効果を奏する。
【００６７】
さらに、石膏の持上げ量を増すために、基板部４”の端縁に突出板部４ａを延在させる。即ち、基板部４”とは直角より開いた角度θ２を以って突出板部４ａを設けて持上げ部４はコップ状（略Ｌ字状）の横断面形状にする。尚、上記角度θ２は、基板部４”に直交する鉛直線に対する角度である。上述のように接合板部４’と基板部４”と突出板部４ａは、板の曲げ加工で一体で製作しても良く、曲げ部分の曲率半径を大きくしても良い。
【００６８】
円筒状回転体１の下側下流部位置（円筒状回転体１の最下部から回転方向１／８円の範囲）付近での持上げ部４では石膏の積層厚みが大きく、突出板部４ａが、上記回転体１内で発生する水蒸気に蓋をしたような状態になるので（図４の位置Ｋの持上げ部４参照）、回転体１供給側における持上げ部４端部と、同じく回転体１排出側における持上げ部４端部、即ち持上げ部４の両端部より水蒸気が抜ける構造とし（図１矢印ｄ参照）、即ち、上記持上げ部４の両端部と上記円筒状回転体１の左右閉止壁面との間に空間を設けて上記水蒸気が抜ける構造とし、さらに持上げ部４の基板部４”に数ｍｍ程度の小穴３８を、例えば数１０ｃｍ間隔で設けて、当該持上げ部４の長手方向長さが長い場合に上記小穴３８から水蒸気が抜け易くすることも考えられる。小穴３８は、長穴等のスリットでも同様の効果がある。また、図７（ｃ）に示すように、持上げ部４を回転体１の長手方向に複数に分割し、周方向の分割列４ｃ毎に円周方向にずらして全体として千鳥配列に取り付けることも考えられる。
【００６９】
高周波加熱による二水石膏の加熱脱水の運転方法としては、非接触センサー３５ａ又は３５ｂからの測定温度で出力を制御する温度コントローラ（図示せず）の目標温度を、複数の高周波加熱部５毎に所定温度に設定する。β半水石膏を生産する場合は、石膏と接する円筒状回転体１の表面温度が２型無水石膏が生じない温度以下に設定し、石膏ボードを処理する場合はβ半水石膏の用途によるが紙の炭化が問題な場合は炭化する温度以下に設定する。
【００７０】
運転を開始すると回転駆動モータ３を回転させ円筒状回転体１は回転を始め、高周波加熱部５を通電し、円筒状回転体１は誘導加熱される。一定時間後または供給側Ａの高周波加熱部５ａに対応する測定点３６の温度が目標温度に近付くと、供給装置１２のスクリューコンベア９をモータ１０により駆動し、該コンベア９の回転により円筒状回転体１内に石膏を供給開始する。
【００７１】
上記円筒状回転体１が矢印ｍ方向に回転すると、石膏は下部の持上げ部４の接合板部４’の内面側により掬われて行き（図５位置ｋ１）、位置ｋ２、ｋ３において上記持上げ部４の内側全域に石膏が入り込んだ状態で、上方に石膏を持ち上げていく。位置ｋ２においては、上記小穴３８から水蒸気が排出される。さらに回転していくと、位置ｋ４、ｋ５以降の位置において、徐々に石膏が溢れるように下方に落下し始め、位置ｋ７から位置ｋ１０において、回転方向上流側Ｒ１に石膏を落とすことで、効率的に石膏を攪拌することができる。
【００７２】
円筒状回転体１からの加熱脱水石膏の排出量が一定になった時点で、排出側の高周波加熱部５ｃ（高周波加熱部５が３台の場合）が、１００％運転していない場合（高周波インバータからの信号等による）は加熱余力があると判断し、二水石膏の供給量を増すためモータ１０のインバータ周波数を上げる。但し、排出側の高周波加熱部５ｃは、供給される二水石膏の含水率による熱負荷の変動に対応するため、最大出力に対して数％程度の余力を持たせて安定した品質の加熱脱水石膏を排出することも考えられる。
【００７３】
二水石膏の含水率（自由水）は供給前に確認し、供給量を設定する事も考えられる。特に、含水率が２％以上の場合は、供給前に自動または手動で確認をし供給量を調整する。石膏の滞留時間は円筒状回転体１の回転数と傾き角度で調整し、β半水石膏を排出する場合は、粒子の粒径ばらつきや安息角にもよるが、例えば滞留時間を８分から４０分の範囲で調整する。
【００７４】
排出装置１８に水分計を取付け、排出される加熱脱水石膏の少量（２０ｇ以下程度）をサンプリングし、ヒータで加熱し無水石膏までの重量変化を測定する方法で、目安として６．２％程度の重量減であればβ半水石膏であり、それ以上の重量減であれば二水石膏が混じっており、それ以下であれば半水石膏の中に無水石膏が混在する状態であり、水分減少がなければほぼ無水石膏の状態であると判断する。
【００７５】
β半水石膏を生産したい場合には、二水石膏が混在していると加熱脱水が不十分と判断して、高周波加熱部５の出力を最大限にする制御と二水石膏の供給量を減らす制御を行ない、さらに円筒状回転体１の回転数を落とし円筒状回転体１内の石膏の滞留時間を延ばす制御も考えられる。また、３型無水石膏が混在していると、加熱脱水余力があると判断し、二水石膏の供給量を増す制御を行なう。
【００７６】
２型の無水石膏を生産したい場合は、円筒状回転体１から排出される加熱脱水石膏の品温を温度センサーで計測して、石膏の供給量の制御と高周波加熱部５等の温度管理を行なう。
【００７７】
運転の終了時に、供給装置１２のスクリュー９の回転を止めると、円筒状回転体１内への二水石膏の供給が止まり、高周波加熱部５の加熱負荷が減少始める。定常運転時の円筒状回転体１内の滞留時間Ｔに対して、Ｔ時間内に供給側の高周波加熱部５ａから出力を下げる制御や、Ｔ時間内に高周波加熱部５を全部停止し円筒状回転体１の予熱で加熱脱水を続ける制御等が考えられる。
【００７８】
石膏供給量制御、円筒状回転体１の回転数制御、高周波加熱部５の加熱制御、および装置の稼動始動時と終了時の制御においては、シーケンサやインバータや温度コントローラに学習機能を持たせることも考えられる。
【００７９】
排気ファン１５で強制排気または給気口２３の給気ファンで強制給気する場合、円筒状回転体１内の温度と、本体排出口１７から排出する加熱脱水石膏の品温を測定し、装置の稼動始動時や外気温変化等における熱損失を抑制させるためにファンの風量を減少させる風量制御を行なうことも可能である。
【００８０】
円筒状回転体１内に固定端から温度センサーＴＳを、円筒状回転体１の長手方向で中央から排出側の間の持上げ部４に干渉しない位置に取付け（図１参照）、半水石膏を得たい場合は、円筒状回転体１の温度が、取り付け高さにより変化するが１７０℃以上であれば無水石膏が混在していると判断し、石膏の供給量を増加させる制御または高周波加熱出力を減少させる制御を行ない、円筒状回転体１の温度が１３０℃以下であれば二水石膏が含まれると判断し、石膏の供給量を減少させる制御または高周波加熱出力を増加させる制御を行なう等、庫内温度による供給量と高周波加熱出力も有効である。
【００８１】
円筒状回転体１内で生じた水蒸気の排気通路は、外側通路１２ａ、中空パイプ９ａの内部、ホース１３ａおよび図８の排気パイプ２４’、２４”であるが、通路の適当な位置に、通路内部にエルボ継手とノズルを設けてそれに接続する通路外部に配管を設け、エアーコンプレッサにより加圧された圧縮空気を開閉弁およびチャッキ弁（通路外部から内部の方向にしか流れない方向弁）を介して流れる構造にし、水蒸気の排気中に含まれる石膏の微粒子が通路内に堆積した場合、装置の稼動始動時または終了時にエアーブローして石膏の堆積物を吹き飛ばす。排気通路のエアーブローの方向は、排気の流れ方向でも逆方向でもかまわない。供給装置１２内の外側通路１２ａ等は、エアー洗浄の代わりに水洗浄する場合もある。
【００８２】
図６に示すように、円筒状回転体１の内部に傾斜板３９（図６では３枚）を設けることもできる。この傾斜版３９は回転体１の回転方向下流側Ｒ２から回転方向上流側Ｒ１に下り傾斜を以って固定されている。円筒状回転体１の上部位置の持上げ部４から落下した石膏は、傾斜板３９の上面を傾斜に沿って移動し、高周波加熱部５の回転方向上流側Ｒ１に落下する。傾斜板３９は板状であり、円筒状回転体１の長手方向に配置されて両端部を回転体１の両側面に固定されている。傾斜板３９は、図６に示すように複数枚設けることもでき、複数枚の場合、水蒸気通路のため、各傾斜板３９間に隙間４０を設けて、隙間４０から石膏が落下しないように垂直方向に重なりを持つ構成とする。また、傾斜板３９はヒータＨを内蔵して石膏を加熱することも可能である。さらに、傾斜板３９に角パイプを用い、内部に高温ガスを流して石膏を加熱することも可能である。
【００８３】
図８は、回転体１から排気される水蒸気を浄化して排気するための他の実施形態である。同図に示すように、円筒状回転体１から発生した水蒸気は、終端固定蓋１６の上部または供給側のスクリュー９’の先端部の上面の蒸気通路４２から排気管２４’、２４”を通り、熱交タンク４３に流入する。該タンク４３内の水はシャワーポンプ４４で循環されノズル４５から噴霧され排気管２４’、２４”からの水蒸気と接触する。噴霧水が排気管２４’、２４”に浸入しないように飛散防止板４６を熱交タンク４３の入口に取付ける。噴霧水により水に復水しなかった水蒸気および空気は排気通路４７を通り排気口４８から排気され、排気口４８から噴霧水が飛散しないようにパンチングメタル等のたれ壁４９を排気通路４７に設ける。
【００８４】
二水石膏の加熱脱水で発生する石膏の微粒子を含んだ水蒸気の排気であるため、水の噴霧により石膏の微粒子は大部分が水に水溶化し沈殿する。沈殿した石膏はシャワーポンプ４４の停止時に、排水弁５０から排出するか掬い上げるかして定期的に除去する。
【００８５】
熱交タンク（熱交換手段）４３内には熱交換器５１を水没させて取付け、熱交換器５１内には水または不凍液の熱媒体を循環ポンプ５２で流し、熱交換器５１、熱交換器５３とスクリュー外筒９”との間、循環ポンプ５２、循環タンク５４の順序で流れる。熱媒体は、供給装置１２の熱交換器５３における外側通路１２ａ（排出管）及び内側通路１２ｂ（供給管）において石膏とを伝熱面（スクリュー外筒９”等）を介して熱交換して二水石膏を昇温し、熱媒体の温度は低下し、熱交タンク４３にて水蒸気が保持している熱で昇温する。熱媒体は、供給ホッパ６’の周囲や内部にパイプ配管して二水石膏を昇温しても良い。また、熱交タンク４３内の水を直接循環させることも考えられる。タンク４３、５４には、給水管５５から水道水等を給水でき、ボールタップ５６で自動給水可能である。弁５７はタンク掃除時等のための開閉弁である。タンク５４，４３には水があふれないように、オーバーフロー管５８，５８’を設けている。循環タンク５４の上部には通気用の開口部５９を設けている。
【００８６】
熱媒体による熱交タンク４３での水蒸気からの熱回収量が、熱交換器５３での放熱量より多い場合に、排気口４８からの水蒸気量を減らすために冷却ファン６０で熱交タンク４３を空冷することも考えられる。運転開始時に熱交タンク４３の水をヒータ４７’で昇温することも考えられる。尚、回転体１の終端近傍の上記排気パイプ２４’、回転体１の始端近傍の蒸気通路４２、外側通路１２ａ等により排気手段が構成されている。
【００８７】
図９はバーナー加熱を併用する実施形態であり、上記円筒状回転体１の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体１内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いるものである。同図に示すように、回転する円筒状回転体１の石膏供給側に、始端固定蓋６１を水蒸気が漏れないためのシール６２を介して固定し、始端固定蓋６１には供給装置６３を固定し、回転スクリューコンベヤ９によりホッパー６”から二水石膏を円筒状回転体１内に供給する。化石燃料を燃料とするバーナ（バーナ燃焼部）６４で熱風を発生し、熱風は熱風管往６５を通り熱風ヘッダー６６で折り返し、多管等の熱風管戻６７を通り熱風戻ヘッダー６８に流れ、熱風排気口６９から排気する。ここで、バーナ熱風往管６５、熱風ヘッダー６６、熱風管戻６７等によりバーナ放熱筒が形成されている。
【００８８】
熱風の通路は回転せず固定であり、熱風戻ヘッダー６８と熱風管往６５は始端固定蓋６１に気密性を保ち固定する。
【００８９】
熱風排気口６９から排気された燃焼ガスは、熱交入口７０から排ガス熱交換器７１を通り供給装置６３内の石膏と熱交換した後、排気口７２から排気することも可能である。
【００９０】
バーナ６４で発生した熱風は、熱風ヘッダー６６で折り返さずに、終端固定蓋１６から排気する構成にしても良い。このように構成すると、バーナ加熱の高温熱風を供給側の石膏の加熱に用い、温度低下（β半水石膏の場合１５０℃以上）した熱風を排出側から排気することで、バーナ加熱を円筒状回転体の排出側より供給側の石膏の加熱に用いることと同様の効果がある。
【００９１】
図１０は、終端固定盤１６の上部より排気管２４ａを通り石膏粉塵を含んだ水蒸気を集塵部７３に導入し、ろ布７４で石膏粉塵を捕集し、水蒸気のみをファン７５によりスクリュー式供給部における熱交換器５３のスクリュー外筒（外側通路１２ａ）に導入し、排気口１２ａ’から排気される構成としている。この場合も上記水蒸気は石膏と伝熱面（スクリュー外筒（外側通路１２ａ））を介して熱交換し、二水石膏を昇温する。圧縮空気タンク７７内の圧縮空気を数十秒間隔でパルス的（1秒以下）に電磁弁７８を開けて圧縮空気配管７９を通り、ノズル８０からろ布７４内に噴射し、ろ布７４の外側に捕集した石膏粉塵を集塵部７３の底部に振るい落とす。集塵部７３の底に溜まった石膏粉塵は粉塵排出口８１から定期的に取り出すか、スクリュー等により連続的に取り出す。
【００９２】
図８から図１０に示す加熱装置では図１の排出装置１８、排出スクリューコンベア１９、給気口２３、モータ２０等から構成される熱交換機構を設けることができる。また、上記回転体１の終端近傍の排気管２４ａ、上記回転体１の始端近傍の外側通路１２ａ等により排気手段が構成されている。
【００９３】
上述のように、本発明によると、円筒状回転体１の下側に取付けた複数台の高周波加熱部５により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を得ることができる。
【００９４】
また、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気と排出する加熱脱水石膏からの排熱利用、および放熱量の削減を行なうことで省エネ化を図ることができる。
【００９５】
また、装置構成も簡単な石膏の加熱装置を提供することができる。
【００９６】
また、円筒状回転体１の外側からの高周波加熱と、円筒状回転体１の内側からのバーナ燃焼熱による加熱を併用し、温度制御がし易く始動時の温度立上りが速い高周波加熱の特徴と燃料費が安いバーナ加熱の特徴を兼ね備えた熱効率の高い加熱装置を実現し得る。
【００９７】
また、回転体１下部の高周波加熱部と回転ドラム外側上部とを仕切板により分離することで、回転体１上部と下部の空気の対流による放熱量を減少させることと、回転体１自体から外部への放熱量を減少させることができる。
【００９８】
また、二水石膏は約１５０℃で結晶水が外れて半水化するので、複数台の高周波加熱部を円筒状回転体の長手方向に配置することにより、長手方向の単位長さ当りの加熱量の出力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る廃石膏の加熱装置の側面断面図である。
【図２】同上装置の円筒状回転体の横断面図である。
【図３】（ａ）は同上装置の高周波加熱部の断面図、（ｂ）は同上高周波加熱部の斜視図である。
【図４】（ａ）は同上装置の円筒状回転体の側面図、（ｂ）は同上装置の回転体の横断面図である。
【図５】同上装置の円筒状回転体の横断面図である。
【図６】同上装置の円筒状回転体の他の実施形態の横断面図である。
【図７】（ａ）は同上装置の持上げ部の正面図、（ｂ）は同上持上げ部の側面図、（ｃ）は持上げ部を分割し千鳥配列した円筒状回転体の断面図である。
【図８】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【図９】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【図１０】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 円筒状回転体
４ 持上げ部
４’ 接合板部
４” 基板部
４ａ 突出板部
５ 高周波加熱部
５ａ〜５ｃ 高周波加熱部
６ 供給ホッパー
９ スクリューコンベア
１２ 供給装置
１２ａ 外側通路
１２ｂ 内側通路
１５ 給気ファン
１７ 排出口
１８ 排出装置
１９ スクリューコンベア
３１ 保温用筐体
３３ 仕切板
３４ａ〜３４ｄ セラミックファイバ製断熱シート
３５ａ，３５ｂ 赤外線式非接触温度センサー
３９ 傾斜板
６４ バーナ
７３ 集塵部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば廃石膏ボード等を破砕し紙等の不要物を取り除いた二水石膏、或いは陶器型、歯科形、模型等の廃石膏を破砕した二水石膏を、円筒状回転体に入れて外部から高周波加熱し、水和反応が可能なβ半水石膏又は無水石膏に加熱脱水する廃石膏の加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃石膏ボードから水和硬化する焼石膏（３型無水石膏等）を得る技術として、従来、圧縮、衝撃、せん断、摩擦および切断で廃石膏ボードを破砕し、破砕した廃石膏を振動篩や回転篩等で紙と分別し、分別された廃石膏（二水石膏）を好ましくは２８０〜３２０℃で１〜４時間加熱して３型無水石膏に加熱脱水し、石膏中の紙と有機混和剤を炭化する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
回転胴型焼却炉乾燥炉としては、円筒状回転体の内部にバーナ熱風を直接吹き込み被加熱物を乾燥する装置（特許文献２）、単一の高周波加熱部を回転ドラム下側に配置しその高周波加熱部で被加熱物を乾燥するバッチ処理式の乾燥装置（特許文献３）、円筒状回転体の外側の円周方向全周に高周波加熱コイルを巻き、円筒状回転体の外部から複数台の高周波加熱部で被加熱物を連続処理する加熱炉（特許文献４，５）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２２１９４０
【特許文献２】特開２００１−３２７８４５
【特許文献３】特開昭５９−１７６５７３
【特許文献４】特開昭５７−１１５６７０
【特許文献５】特開平１１−２２６５４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の技術は、篩を通過した廃石膏には紙が混入しており、石膏中の紙と有機混和剤は炭化する温度以下で温度制御しないと、加熱脱水した石膏に炭化物が混ざり変色するという課題がある。
【０００６】
上記特許文献２のようなバーナ熱風を円筒状回転体の内部に直接吹き込む装置では、回転体内において温度分布の大きなばらつきが生じるため、二水石膏を加熱脱水する装置として使用すると、二水石膏の加熱脱水状態が安定せず、二水石膏を水和反応が可能なβ半水石膏又は３型無水石膏に加熱脱水する装置としては生成物の品質がばらつくという問題がある。また、同文献２の装置によると、高温であるバーナ吹出部において一部の石膏の温度が３６０℃以上になると水和しにくい２型無水石膏となり、水和反応がばらつく。さらに、化石燃料の燃焼によるスス等の石膏への混入による変色の問題と、熱風での粉末石膏の飛散処理のため排気側に集塵機等を取付ける等装置が大型化するという課題もある。
【０００７】
上記特許文献３は、高周波加熱部を回転ドラム下側に配置し、単一の高周波加熱部でバッチ処理する乾燥装置であるが、回転ドラム内の掻上板は垂直なフラット板であるため、下側の高周波加熱部の位置に対して回転方向の一部にしか非加熱物を落下できず、粒子間に隙間がある石膏では高周波加熱コイルで回転ドラムに渦電流を発生させ誘導加熱するため石膏に接触する高温の部分の伝熱面積が減少して熱伝達率が悪くなり、また、回転方向の最下部から下流の４分の１の範囲での被加熱物の厚みが厚くなり、石膏の場合加熱脱水の水蒸気が石膏上面より抜けにくく熱伝達率が悪くなる。
【０００８】
上記特許文献４，５は、円筒状回転体の外部から複数台の高周波加熱部で被加熱物を連続処理する加熱炉であるが、円筒状回転体の外側の円周方向全周に高周波加熱コイルを巻いているものであり、石膏の場合、加熱脱水で発生した水蒸気を、円筒状回転体と両端固定部との回転摺動においてシールする必要があり、高周波加熱コイルを下部に配置することに対し円周方向全周に巻くと組立と取外し作業に時間がかかるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、円筒状回転体の下側に取付けた複数台の高周波加熱部により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を効率的に得ることを目的とする。また、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気と排出する加熱脱水石膏からの排熱利用及び放熱量の削減を行なうことで省エネ化を図ることを目的とする。また装置構成も簡単な石膏の加熱装置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】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために、
第１に、破砕された廃石膏を加熱する廃石膏の加熱装置において、供給ホッパーから供給された上記廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、該スクリュー式供給部から上記廃石膏の供給を受けるものであって傾斜して設置された状態で駆動手段により回転駆動される円筒状回転体と、該円筒状回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、円筒状回転体の終端からβ半水石膏又は無水石膏を排出する排出部と、上記円筒状回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、上記高周波加熱部は、上記回転体の下側外周面に対向する位置に複数に分割して設け、上記円筒状回転体の内壁面に、横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を複数設け、回転体の回転に伴って上記攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏を回転体内下部の回転方向上流側に落下し得るように構成したものであることを特徴とする廃石膏の加熱装置により構成されるものである。
【００１１】
このように構成すると、円筒状回転体の下側に取付けた複数台の高周波加熱部により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を効率的に得ることができる。また円筒状回転体内において攪拌羽根により石膏を効率的に攪拌し得る。上記排気手段は、例えば供給装置（１２）の中空パイプ（９ａ）、外側通路（１２ａ）、排気パイプ（１２’）等により構成される。この排気手段は円筒状回転体の始端近傍、或は始端近傍又は終端近傍、或は始端近傍及び終端近傍位置に設けることが好ましい。
【００１２】
第２に、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記回転体内で発生した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管とを具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１３】
このように構成すると、加熱脱水石膏からの排熱利用を図ることができ、また放熱量の削減を行なうことで省エネ化を実現し得る。また、排出管の水蒸気通路に、凝縮水の排水構造（例えば図１の凝縮タンク（１４）、図８の熱交タンク（４３））、と洗浄構造（例えば図８の熱交タンク４３の洗浄構造）を設けることもできる。
【００１４】
第３に、上記排気手段から排気された水蒸気の熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換手段を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記熱媒体を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１５】
第４に、上記排気手段から排気された水蒸気中の石膏粉塵を捕集する集塵部を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記集塵部を通過した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１６】
第５に、外気を円筒状回転体に給気するファンを設けると共に、円筒状回転体における加熱脱水後の石膏の排出部に、加熱脱水後の石膏を上記給気で冷却すると共に給気を上記加熱脱水後の石膏により加熱する熱交換機構を設けたものであることを特徴とする上記第１又は４の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１７】
このように構成すると、排出後の脱水石膏を冷却しながら給気を加熱して、円筒状回転体内の温度低下を防止し得る。
【００１８】
第６に、上記円筒状回転体の回転方向上流側又は回転方向下流側の外周面位置の温度を測定し得る非接触型温度センサーを上記各高周波加熱部に対応して各々設け、上記温度センサーで計測した回転体外周面温度に基づいて、上記高周波加熱部の出力と上記スクリュー式供給部による石膏供給量とを制御し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１〜５の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００１９】
このように構成すると、例えば上記温度センサーの検出温度に基づいて、石膏の供給開始と終了時等に高周波加熱出力と石膏供給量等を制御することにより、効率的な加熱処理を行うことができる。
【００２０】
第７に、上記石膏攪拌用羽根は、横断面略Ｌ型を形成する接合板部と基板部とから構成し、さらに上記基板部の端縁に該基板部に対して接合板部の方向に所定角度を以って突設された突出板部を有しており、上記石膏攪拌用羽根の両端部と上記円筒状回転体の左右閉止壁面との間に空間を設けたものであることを特徴とする上記第１〜６の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２１】
このように構成すると、回転体の回転に基づいて石膏攪拌羽根で石膏を持ち上げて、上部より回転体の回転方向上流側に落下させることができ、これにより効率的な石膏の加熱を実現することができる。
【００２２】
第８に、上記円筒状回転体及び上記高周波加熱部を保温用筐体により覆う構成とし、上記保温用筐体内部における上記高周波加熱部の上部近傍に仕切板を設け、上記保温用筐体の内部空間を高周波加熱部の設置空間と上記円筒状回転体側の空間とに分割したものであることを特徴とする上記第１〜７の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成されるものである。
【００２３】
このように構成すると、保温用筐体内の高温空気が対流により高周波加熱部側に流れることを防止することができ、高周波加熱部の冷却効率を高めることができる。
【００２４】
第９に、上記円筒状回転体の外側に厚さ９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シートを、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定し、上記シートにおける上記回転体外周の非接触型温度センサーの測定点を含む部分を切欠いたものであることを特徴とする上記第１〜８の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２５】
このように構成すると、円筒状回転体内の温度低下を効率的に防止することができる。
【００２６】
第１０に、複数台の高周波加熱部の各高周波加熱コイルの上記円筒状回転体の軸方向の長さを、円筒状回転体の供給側のコイルより排出側のコイルの方が長くなるように構成したものであることを特徴とする上記第１〜９の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２７】
このように構成すると、高周波加熱コイルの円筒状回転体長手方向の単位長さ当りの高周波加熱量を、供給側のコイルに比べて排出側のコイルを低くすることができ、これにより温度制御を実行し易くなり、高品質の加熱脱水石膏を得ることができる。
【００２８】
第１１に、円筒状回転体の内部に傾斜板を設け、上記石膏攪拌用羽根から落下した石膏を傾斜板上面を移動させ高周波加熱部の設置位置より回転方向上流側に落下させる構造を有することを特徴とする上記第１〜１０の何れかに記載の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００２９】
このように構成することにより、回転体内の石膏を回転方向上流側に確実に落として攪拌することができ、石膏の効率的な加熱処理を行うことができる。
【００３０】
第１２に、上記円筒状回転体の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いることを特徴とする上記第１の廃石膏の加熱装置により構成される。
【００３１】
このように構成すると、バーナ加熱を併用しながら温度分布のばらつきを生じさせることなく、効率的な加熱を実現し得る。上記供給装置は、例えば図９における供給装置（６３）等をいう。
【発明の効果】
【００３２】
このように本発明によれば、高品質なβ半水石膏を得ることができる。
【００３３】
さらに、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気を石膏の加熱に利用することができ、省エネを実現し得る。
【００３４】
また、装置構成も簡単な廃石膏の加熱装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る石膏の加熱装置の構成を詳細に説明する。
【００３６】
図１において、１は内部で石膏を加熱脱水する中空の円筒状回転体であり、該円筒状回転体１の材質は円筒状の鋼板（比透磁率が大きい）、または鋼板の錆が石膏に混入するのを避けるため外側が鋼板で内側が比透磁率の小さいステンレス板を接合したもの、もしくは、鋼板の内と外側にステンレス板を接合したもの、鋼板の表面にセラミックや樹脂等をコーティングしたものを使用する。
【００３７】
該円筒状回転体１は円筒状の形状であり、回転体１下部の両側付近に設けたローラ２で４点以上を支持され、回転駆動モータ（駆動手段）３で歯車又はチェーン２ａ等を介してローラ２を回転させ、当該ローラ２により当該円筒状回転体１を矢印ｍ方向に回転させる。上記回転駆動モータ３は、インバータにより回転数を可変制御できるように構成する。
【００３８】
円筒状回転体１は、供給側Ａから排出側Ｂに向かい下り勾配を０〜数度の角度で設ける。これにより、回転体１の供給側Ａと排出側Ｂに高低差ができ石膏は供給側から出口側に流れる。
【００３９】
円筒状回転体１の内面には長手方向に持上げ部（石膏攪拌用羽根）４を溶接等で取付ける。この持上げ部４の個数は８個から１６個で、円周方向にほぼ均等に配置する。
【００４０】
供給ホッパー６には二水石膏７を貯蔵し、定期的にバイブレータ８を作動して貯蔵された二水石膏をスクリューコンベア９に落下させ、スクリューコンベア９の回転により上記二水石膏を円筒状回転体１内に供給していく。スクリューコンベア９の中心回転軸は中空パイプ９ａにより構成されており、当該スクリューコンベア９は上記中空パイプ９ａを歯車またはチェーン１０ａを介してモータ１０で駆動することにより、上記二水石膏を上記円筒状回転体１内に供給し得る方向に回転駆動される。上記モータ１０はインバータにより回転数可変制御ができるものであり、これにより上記スクリューコンベア９の回転数制御を行うことで上記二水石膏の回転体１への供給量を制御し得るように構成する。
【００４１】
供給ホッパー６の二水石膏の出口部分には、静電容量式等の材料検知センサー１１を設け、ホッパー６内に二水石膏の貯蔵がなくなったか否かを検知できるようにしている。
【００４２】
１２は上記スクリューコンベア９及び中空パイプ９ａを含む二水石膏の供給装置（スクリュー式供給部）であり、全体として２重管構造をなしている。この供給装置１２の外側管（排出管）には円筒状回転体１内で加熱脱水して生じた水蒸気が通る外側通路１２ａが形成され、内側管（供給管）には上記ホッパー６からの二水石膏がスクリューコンベア９で送られる内側通路１２ｂが形成されている。この供給装置１２と上記円筒状回転体１の外周端縁の接続部１ａの隙間はパッキン１２ｃでシールされている。
【００４３】
加熱乾燥中における上記回転体１内の水蒸気は、スクリューコンベア９の中空パイプ９ａの内部を通り排気され、回転する中空パイプ９ａはロータリージョイント１３を介して回転しないホース１３ａと接続されている。よって、上記中空パイプ９ａは排気管としても機能するものである。ここで、外側通路１２ａと内側通路１２ｂの境界面、内側通路１２ｂと中空パイプ９ａの境界面が伝熱面となる。
【００４４】
中空パイプ９ａ外面又はスクリューコンベア９に、該パイプ９ａ又はスクリューコンベア９と一体で回転するようにパドル９ｂを取付け、スクリューコンベア９で移送される石膏を通路内で撹拌し、水蒸気の通路と伝熱面を介して石膏へ熱交換する熱伝達を向上することもできる。
【００４５】
ホース１３ａ及び外側通路１２ａを通過した水蒸気と一部が凝縮した凝縮水は、凝縮タンク１４に入って凝縮水は溜まり、排気出口１５ａから外気に自然排気するか、または排気ファン１５を取付け強制排気する。
【００４６】
上記円筒状回転体１の終端には、終端固定蓋１６を固定設置し、円筒状回転体１と終端固定蓋１６の間の隙間はパッキン１６ａでシールされる。
【００４７】
加熱脱水された石膏は、円筒状回転体１の終端の本体排出口１７から落下し、排出装置１８内の排出スクリューコンベア１９の回転で移送され上部の排出口２１から排出され、例えば袋２２に入れ貯蔵されていく。排出スクリューコンベア１９の回転はモータ２０で行なう。
【００４８】
上記凝縮水タンク１４に排気ファン（ファン）１５を設け、排気ファン１５で強制排気し円筒状回転体１内を負圧にする。この場合、排出装置１８の上部に設けた給気口２３から外気が排出装置１８の内面上部と排出スクリューコンベア１９の上面を通り円筒状回転体１内に給気（入力）する。本体排出口（排出部）１７での温度が１３０℃以上の加熱脱水石膏と上記給気口２３からの給気（空気）は排出装置１８内で熱交換を行ない、給気（空気）の温度は上昇し加熱脱水石膏は給気空気により冷却される。このように、排気ファン１５、排出装置１８、スクリューコンベア１９、給気口２３等により熱交換機構が構成される。
【００４９】
円筒状回転体１内の水蒸気の排気を終端部から行なうために、終端固定蓋１６の上部に排気パイプ１２’を接続し、供給装置１２の外側通路１２ａに連結することも可能である。尚、回転体１始端近傍の中空パイプ９ａ、外側通路１２ａ、回転体１の終端近傍の排気パイプ１２’等により排気手段が構成されている。
【００５０】
排気ファン１５の代わりに、給気口２３に給気ファン（図示せず）を設けて、円筒状回転体１内に強制給気し、水蒸気と共に供給装置１２の熱交換器を通り排気することも可能である。
【００５１】
図３において、高周波加熱部５は、内部に渦巻き状の高周波加熱コイル２４を持ち、高周波インバータ（図示せず）から数１０ＫＨｚの高周波電流を流すと、円筒状回転体１には電磁誘導作用により誘導電流が流れてジュール熱により発熱する。高周波加熱部５の加熱コイル２４と円筒状回転体１の金属表面との隙間は、加熱コイル材の断面にもよるが１０〜１７ｍｍ程度離して設置し、渦巻き状の加熱コイル２４は円筒状回転体１の曲率に添って隙間を保ちながら円弧状（楕円形状）に成型する（図３（ｂ）参照）。また、加熱コイル２４の上面（円筒状回転体１側）は加熱コイル２４の熱劣化防止と加熱コイル２４の成形のため、エポキシ樹脂やテフロン（登録商標）等の耐熱薄板シート２５を上記コイル２４上に被覆して熱遮断を行なう。
【００５２】
高周波加熱部５の加熱コイル２４は通常銅線であり、ファン２７で外気をフィルタ２８から吸込み空冷するが、加熱コイル２４の下側には空気通路穴を有した多孔成形板シート２６を設け、空冷後の排気は排気ダクト２９で排気する。また、多孔成形板シート２６の下側にはフェーライトコア等（図示せず）を取付けて磁気シールドを行なう。
【００５３】
上記高周波加熱コイル２４に中空銅管を用い、内部に冷却水を循環して水冷することも可能である。
【００５４】
上記円筒状回転体１の下側に高周波加熱部５を設置することで、円筒状回転体１と加熱コイル２４との隙間距離が調整ボルト３０等を用いて容易に調整でき、取付けや製作がし易くなる。
【００５５】
この高周波加熱部５は、図４に示すように、３つの高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃにより構成する。これらの高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃは、円筒状回転体１の長手方向に複数台設け、円筒状回転体１の長手方向の加熱量と温度分布を制御可能にする。本実施形態では高周波加熱部５は３個設けているが、その個数は、加熱総出力や円筒状回転体１の長さ、直径等により適宜増減することができる。
【００５６】
石膏の転移のピーク温度は、微量の不純物や添加物や昇温スピードにより影響されるが、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ）からβ半水石膏（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ2Ｏ）へは約１５０℃で吸熱して転移し、３／２Ｈ2Ｏの結晶水を離脱する。また、約１７０℃で吸熱して１／２Ｈ2Ｏの結晶水を離脱し３型無水石膏（ＣａＳＯ４）に転移するが、吸湿や水和時の接水でβ半水に戻り水和反応には影響がない。さらに温度を上昇させると、約３６０℃で２型無水石膏（ＣａＳＯ４）に転移するが、水和がしにくい特性を持っている。
【００５７】
水和作用がある加熱脱水石膏を生産する場合は、２型無水石膏が混在しないように、円筒状回転体１の石膏と接する部分の温度を上げないように温度制御する必要がある。
【００５８】
図４に示すように、複数台の高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃは、これらの加熱部の出力が同じ場合、石膏排出側の高周波加熱部５ｃは、高周波加熱部５ａ、５ｂより円筒状回転体１の長手方向の長さが長く、長手方向の単位長さ当りの高周波加熱量の最大値が低くなる。
【００５９】
水和作用があるβ半水石膏または３型無水石膏を生産する場合は、供給側の高周波加熱部５ａ、５ｂでは、約１５０℃で二水石膏がβ半水化するので石膏の温度上昇が抑えられ円筒状回転体１の長手方向単位長さ当りの高周波加熱量の最大値を大きくしても加熱脱水石膏はβ半水化が進むだけで品質低下とならない。これに対して、排出側の高周波加熱部５ｃでは二水石膏の単位体積当りの割合が少なくなるため、長手方向単位長さ当りの高周波加熱量の最大値を低くすることで、温度を制御し易くし加熱脱水石膏の品質の安定性を良くすることができる。
【００６０】
図４に示すように、上記円筒状回転体１は、高周波加熱部５と共にその全体が保温用筐体３１で覆われている。この保温用筐体３１の内面に保温剤３２を取付けた保温壁３２’を設け、かつ該筐体３１内における高周波加熱部５の上部に仕切板３３を設けて当該筐体３１内の高周波加熱部５側と回転体１側の空間を分割し、冷却が必要な高周波加熱部５が存在する保温用筐体３１内の下部の空気と、円筒状回転体１の外側上部の温度が高い空気が対流により混ざることを抑制して、放熱量を減少させることとが可能となる。
【００６１】
図４の円筒状回転体１の外周に、厚み９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シート３４（３４ａ乃至３４ｄ）を、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定する。これにより、円筒状回転体１自体から外部への放熱量を減少させることができ、冷却が必要な高周波加熱部５への伝熱量を減少できる。
【００６２】
円筒状回転体１の外周壁の温度は、上記保温壁３２’に設けた赤外線式非接触センサー（非接触型温度センサー）３５ａにより測定する。この赤外線式非接触センサー３５ａは高温環境での使用が難しく、図４の非接触センサー３５ａは、保温壁３２’の外部に設置した例であり、赤外線通過穴３５’を通り円筒状回転体１の表面温度を計測する。また、非接触センサー３５ｂは、保温壁３２’の内部で仕切板３３下側に設置した例である。非接触センサー３５ａ、３５ｂの設置位置は、高周波加熱部５に対して回転方向上流側でも下流側でも温度制御は可能である。非接触センサー３５ａ、３５ｂはレーザー式を用いても良い。
【００６３】
上記非接触センサー３５ａ又は３５ｂは、複数の高周波加熱部５ａ、５ｂ、５ｃ毎に３個設け、円筒状回転体１の表面温度を測定するセンサー測定点３６（３箇所）には、断熱シート３４を切欠くように構成する。即ち、上記断熱シート３４は、上記センサー測定点の３箇所の間隙を設けた４枚のシート３４ａ，３４ｂ、３４ｄ，３４ｅにより構成している。センサー測定点３６の位置の間隙に対応する高周波加熱部５の表面位置は、円筒状回転体１からの伝熱量が多く表面の温度上昇を抑制するため断熱用の保護シート３４’を円周方向に貼る。
【００６４】
石膏の場合、供給側の高周波加熱部５ａ、５ｂでは、約１５０℃で二水石膏がβ半水化する熱量が多く石膏の温度上昇が抑えられるので、例えば高周波加熱部５ｂに対応する位置の非接触センサー３５ａ１台で、高周波加熱部５ａ、５ｂの出力制御を行なうことも可能である。
【００６５】
図５に示すように、円筒状回転体１の内面に持上げ部（石膏攪拌用羽根）４を等間隔で複数設ける（図５では１２個）。尚、以下の説明において、図５に示すように供給側Ａから円筒状回転体１内部を見て、高周波加熱部５に対して右手側を回転方向上流側Ｒ１、高周波加熱部５に対して左手側を回転方向下流側Ｒ２という。
【００６６】
この持上げ部４は、一枚の長板を横断面略Ｌ型に折曲加工して形成したものであり（図７参照）、該長板を所定位置で一方向（回転方向と同一方向）に折り曲げることにより上記回転体１の内面に全周溶接される接合板部４’と該接合板部４’と鈍角をなす基板部４”を形成し、該基板部４”の端縁をさらに同方向に折り曲げて該基板部４”とは鈍角をなす突出板部４ａを形成する。これにより、全体として横断面略Ｌ字型に加工形成されるものである。そして、この持上げ部４の上記接合板部４’の端縁４ｂを上記回転体１内面に全周溶接するものである。かかる持上げ部４の上記回転体１内壁への取り付け角度は、上記突出板部４ａを回転方向ｍ側に位置させると共に、上記基板部４”が鉛直線に対して直角となるように位置させた状態で上記接合板部４’の端縁４ｂを上記回転体１内壁に全周溶接する。よって、取り付け状態において、上記接合板部４’の上記回転体１内壁に対する取り付け角度は、鉛直線に対して角度θ１だけ反回転方向に後退した位置となる。このように角度θ１を設けることは上記持上げ部４内の石膏の持上げ量を増加し得るという効果を奏する。
【００６７】
さらに、石膏の持上げ量を増すために、基板部４”の端縁に突出板部４ａを延在させる。即ち、基板部４”とは直角より開いた角度θ２を以って突出板部４ａを設けて持上げ部４はコップ状（略Ｌ字状）の横断面形状にする。尚、上記角度θ２は、基板部４”に直交する鉛直線に対する角度である。上述のように接合板部４’と基板部４”と突出板部４ａは、板の曲げ加工で一体で製作しても良く、曲げ部分の曲率半径を大きくしても良い。
【００６８】
円筒状回転体１の下側下流部位置（円筒状回転体１の最下部から回転方向１／８円の範囲）付近での持上げ部４では石膏の積層厚みが大きく、突出板部４ａが、上記回転体１内で発生する水蒸気に蓋をしたような状態になるので（図４の位置Ｋの持上げ部４参照）、回転体１供給側における持上げ部４端部と、同じく回転体１排出側における持上げ部４端部、即ち持上げ部４の両端部より水蒸気が抜ける構造とし（図１矢印ｄ参照）、即ち、上記持上げ部４の両端部と上記円筒状回転体１の左右閉止壁面との間に空間を設けて上記水蒸気が抜ける構造とし、さらに持上げ部４の基板部４”に数ｍｍ程度の小穴３８を、例えば数１０ｃｍ間隔で設けて、当該持上げ部４の長手方向長さが長い場合に上記小穴３８から水蒸気が抜け易くすることも考えられる。小穴３８は、長穴等のスリットでも同様の効果がある。また、図７（ｃ）に示すように、持上げ部４を回転体１の長手方向に複数に分割し、周方向の分割列４ｃ毎に円周方向にずらして全体として千鳥配列に取り付けることも考えられる。
【００６９】
高周波加熱による二水石膏の加熱脱水の運転方法としては、非接触センサー３５ａ又は３５ｂからの測定温度で出力を制御する温度コントローラ（図示せず）の目標温度を、複数の高周波加熱部５毎に所定温度に設定する。β半水石膏を生産する場合は、石膏と接する円筒状回転体１の表面温度が２型無水石膏が生じない温度以下に設定し、石膏ボードを処理する場合はβ半水石膏の用途によるが紙の炭化が問題な場合は炭化する温度以下に設定する。
【００７０】
運転を開始すると回転駆動モータ３を回転させ円筒状回転体１は回転を始め、高周波加熱部５を通電し、円筒状回転体１は誘導加熱される。一定時間後または供給側Ａの高周波加熱部５ａに対応する測定点３６の温度が目標温度に近付くと、供給装置１２のスクリューコンベア９をモータ１０により駆動し、該コンベア９の回転により円筒状回転体１内に石膏を供給開始する。
【００７１】
上記円筒状回転体１が矢印ｍ方向に回転すると、石膏は下部の持上げ部４の接合板部４’の内面側により掬われて行き（図５位置ｋ１）、位置ｋ２、ｋ３において上記持上げ部４の内側全域に石膏が入り込んだ状態で、上方に石膏を持ち上げていく。位置ｋ２においては、上記小穴３８から水蒸気が排出される。さらに回転していくと、位置ｋ４、ｋ５以降の位置において、徐々に石膏が溢れるように下方に落下し始め、位置ｋ７から位置ｋ１０において、回転方向上流側Ｒ１に石膏を落とすことで、効率的に石膏を攪拌することができる。
【００７２】
円筒状回転体１からの加熱脱水石膏の排出量が一定になった時点で、排出側の高周波加熱部５ｃ（高周波加熱部５が３台の場合）が、１００％運転していない場合（高周波インバータからの信号等による）は加熱余力があると判断し、二水石膏の供給量を増すためモータ１０のインバータ周波数を上げる。但し、排出側の高周波加熱部５ｃは、供給される二水石膏の含水率による熱負荷の変動に対応するため、最大出力に対して数％程度の余力を持たせて安定した品質の加熱脱水石膏を排出することも考えられる。
【００７３】
二水石膏の含水率（自由水）は供給前に確認し、供給量を設定する事も考えられる。特に、含水率が２％以上の場合は、供給前に自動または手動で確認をし供給量を調整する。石膏の滞留時間は円筒状回転体１の回転数と傾き角度で調整し、β半水石膏を排出する場合は、粒子の粒径ばらつきや安息角にもよるが、例えば滞留時間を８分から４０分の範囲で調整する。
【００７４】
排出装置１８に水分計を取付け、排出される加熱脱水石膏の少量（２０ｇ以下程度）をサンプリングし、ヒータで加熱し無水石膏までの重量変化を測定する方法で、目安として６．２％程度の重量減であればβ半水石膏であり、それ以上の重量減であれば二水石膏が混じっており、それ以下であれば半水石膏の中に無水石膏が混在する状態であり、水分減少がなければほぼ無水石膏の状態であると判断する。
【００７５】
β半水石膏を生産したい場合には、二水石膏が混在していると加熱脱水が不十分と判断して、高周波加熱部５の出力を最大限にする制御と二水石膏の供給量を減らす制御を行ない、さらに円筒状回転体１の回転数を落とし円筒状回転体１内の石膏の滞留時間を延ばす制御も考えられる。また、３型無水石膏が混在していると、加熱脱水余力があると判断し、二水石膏の供給量を増す制御を行なう。
【００７６】
２型の無水石膏を生産したい場合は、円筒状回転体１から排出される加熱脱水石膏の品温を温度センサーで計測して、石膏の供給量の制御と高周波加熱部５等の温度管理を行なう。
【００７７】
運転の終了時に、供給装置１２のスクリュー９の回転を止めると、円筒状回転体１内への二水石膏の供給が止まり、高周波加熱部５の加熱負荷が減少始める。定常運転時の円筒状回転体１内の滞留時間Ｔに対して、Ｔ時間内に供給側の高周波加熱部５ａから出力を下げる制御や、Ｔ時間内に高周波加熱部５を全部停止し円筒状回転体１の予熱で加熱脱水を続ける制御等が考えられる。
【００７８】
石膏供給量制御、円筒状回転体１の回転数制御、高周波加熱部５の加熱制御、および装置の稼動始動時と終了時の制御においては、シーケンサやインバータや温度コントローラに学習機能を持たせることも考えられる。
【００７９】
排気ファン１５で強制排気または給気口２３の給気ファンで強制給気する場合、円筒状回転体１内の温度と、本体排出口１７から排出する加熱脱水石膏の品温を測定し、装置の稼動始動時や外気温変化等における熱損失を抑制させるためにファンの風量を減少させる風量制御を行なうことも可能である。
【００８０】
円筒状回転体１内に固定端から温度センサーＴＳを、円筒状回転体１の長手方向で中央から排出側の間の持上げ部４に干渉しない位置に取付け（図１参照）、半水石膏を得たい場合は、円筒状回転体１の温度が、取り付け高さにより変化するが１７０℃以上であれば無水石膏が混在していると判断し、石膏の供給量を増加させる制御または高周波加熱出力を減少させる制御を行ない、円筒状回転体１の温度が１３０℃以下であれば二水石膏が含まれると判断し、石膏の供給量を減少させる制御または高周波加熱出力を増加させる制御を行なう等、庫内温度による供給量と高周波加熱出力も有効である。
【００８１】
円筒状回転体１内で生じた水蒸気の排気通路は、外側通路１２ａ、中空パイプ９ａの内部、ホース１３ａおよび図８の排気パイプ２４’、２４”であるが、通路の適当な位置に、通路内部にエルボ継手とノズルを設けてそれに接続する通路外部に配管を設け、エアーコンプレッサにより加圧された圧縮空気を開閉弁およびチャッキ弁（通路外部から内部の方向にしか流れない方向弁）を介して流れる構造にし、水蒸気の排気中に含まれる石膏の微粒子が通路内に堆積した場合、装置の稼動始動時または終了時にエアーブローして石膏の堆積物を吹き飛ばす。排気通路のエアーブローの方向は、排気の流れ方向でも逆方向でもかまわない。供給装置１２内の外側通路１２ａ等は、エアー洗浄の代わりに水洗浄する場合もある。
【００８２】
図６に示すように、円筒状回転体１の内部に傾斜板３９（図６では３枚）を設けることもできる。この傾斜版３９は回転体１の回転方向下流側Ｒ２から回転方向上流側Ｒ１に下り傾斜を以って固定されている。円筒状回転体１の上部位置の持上げ部４から落下した石膏は、傾斜板３９の上面を傾斜に沿って移動し、高周波加熱部５の回転方向上流側Ｒ１に落下する。傾斜板３９は板状であり、円筒状回転体１の長手方向に配置されて両端部を回転体１の両側面に固定されている。傾斜板３９は、図６に示すように複数枚設けることもでき、複数枚の場合、水蒸気通路のため、各傾斜板３９間に隙間４０を設けて、隙間４０から石膏が落下しないように垂直方向に重なりを持つ構成とする。また、傾斜板３９はヒータＨを内蔵して石膏を加熱することも可能である。さらに、傾斜板３９に角パイプを用い、内部に高温ガスを流して石膏を加熱することも可能である。
【００８３】
図８は、回転体１から排気される水蒸気を浄化して排気するための他の実施形態である。同図に示すように、円筒状回転体１から発生した水蒸気は、終端固定蓋１６の上部または供給側のスクリュー９’の先端部の上面の蒸気通路４２から排気管２４’、２４”を通り、熱交タンク４３に流入する。該タンク４３内の水はシャワーポンプ４４で循環されノズル４５から噴霧され排気管２４’、２４”からの水蒸気と接触する。噴霧水が排気管２４’、２４”に浸入しないように飛散防止板４６を熱交タンク４３の入口に取付ける。噴霧水により水に復水しなかった水蒸気および空気は排気通路４７を通り排気口４８から排気され、排気口４８から噴霧水が飛散しないようにパンチングメタル等のたれ壁４９を排気通路４７に設ける。
【００８４】
二水石膏の加熱脱水で発生する石膏の微粒子を含んだ水蒸気の排気であるため、水の噴霧により石膏の微粒子は大部分が水に水溶化し沈殿する。沈殿した石膏はシャワーポンプ４４の停止時に、排水弁５０から排出するか掬い上げるかして定期的に除去する。
【００８５】
熱交タンク（熱交換手段）４３内には熱交換器５１を水没させて取付け、熱交換器５１内には水または不凍液の熱媒体を循環ポンプ５２で流し、熱交換器５１、熱交換器５３とスクリュー外筒９”との間、循環ポンプ５２、循環タンク５４の順序で流れる。熱媒体は、供給装置１２の熱交換器５３における外側通路１２ａ（排出管）及び内側通路１２ｂ（供給管）において石膏とを伝熱面（スクリュー外筒９”等）を介して熱交換して二水石膏を昇温し、熱媒体の温度は低下し、熱交タンク４３にて水蒸気が保持している熱で昇温する。熱媒体は、供給ホッパ６’の周囲や内部にパイプ配管して二水石膏を昇温しても良い。また、熱交タンク４３内の水を直接循環させることも考えられる。タンク４３、５４には、給水管５５から水道水等を給水でき、ボールタップ５６で自動給水可能である。弁５７はタンク掃除時等のための開閉弁である。タンク５４，４３には水があふれないように、オーバーフロー管５８，５８’を設けている。循環タンク５４の上部には通気用の開口部５９を設けている。
【００８６】
熱媒体による熱交タンク４３での水蒸気からの熱回収量が、熱交換器５３での放熱量より多い場合に、排気口４８からの水蒸気量を減らすために冷却ファン６０で熱交タンク４３を空冷することも考えられる。運転開始時に熱交タンク４３の水をヒータ４７’で昇温することも考えられる。尚、回転体１の終端近傍の上記排気パイプ２４’、回転体１の始端近傍の蒸気通路４２、外側通路１２ａ等により排気手段が構成されている。
【００８７】
図９はバーナー加熱を併用する実施形態であり、上記円筒状回転体１の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体１内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いるものである。同図に示すように、回転する円筒状回転体１の石膏供給側に、始端固定蓋６１を水蒸気が漏れないためのシール６２を介して固定し、始端固定蓋６１には供給装置６３を固定し、回転スクリューコンベヤ９によりホッパー６”から二水石膏を円筒状回転体１内に供給する。化石燃料を燃料とするバーナ（バーナ燃焼部）６４で熱風を発生し、熱風は熱風管往６５を通り熱風ヘッダー６６で折り返し、多管等の熱風管戻６７を通り熱風戻ヘッダー６８に流れ、熱風排気口６９から排気する。ここで、バーナ熱風往管６５、熱風ヘッダー６６、熱風管戻６７等によりバーナ放熱筒が形成されている。
【００８８】
熱風の通路は回転せず固定であり、熱風戻ヘッダー６８と熱風管往６５は始端固定蓋６１に気密性を保ち固定する。
【００８９】
熱風排気口６９から排気された燃焼ガスは、熱交入口７０から排ガス熱交換器７１を通り供給装置６３内の石膏と熱交換した後、排気口７２から排気することも可能である。
【００９０】
バーナ６４で発生した熱風は、熱風ヘッダー６６で折り返さずに、終端固定蓋１６から排気する構成にしても良い。このように構成すると、バーナ加熱の高温熱風を供給側の石膏の加熱に用い、温度低下（β半水石膏の場合１５０℃以上）した熱風を排出側から排気することで、バーナ加熱を円筒状回転体の排出側より供給側の石膏の加熱に用いることと同様の効果がある。
【００９１】
図１０は、終端固定盤１６の上部より排気管２４ａを通り石膏粉塵を含んだ水蒸気を集塵部７３に導入し、ろ布７４で石膏粉塵を捕集し、水蒸気のみをファン７５によりスクリュー式供給部における熱交換器５３のスクリュー外筒（外側通路１２ａ）に導入し、排気口１２ａ’から排気される構成としている。この場合も上記水蒸気は石膏と伝熱面（スクリュー外筒（外側通路１２ａ））を介して熱交換し、二水石膏を昇温する。圧縮空気タンク７７内の圧縮空気を数十秒間隔でパルス的（1秒以下）に電磁弁７８を開けて圧縮空気配管７９を通り、ノズル８０からろ布７４内に噴射し、ろ布７４の外側に捕集した石膏粉塵を集塵部７３の底部に振るい落とす。集塵部７３の底に溜まった石膏粉塵は粉塵排出口８１から定期的に取り出すか、スクリュー等により連続的に取り出す。
【００９２】
図８から図１０に示す加熱装置では図１の排出装置１８、排出スクリューコンベア１９、給気口２３、モータ２０等から構成される熱交換機構を設けることができる。また、上記回転体１の終端近傍の排気管２４ａ、上記回転体１の始端近傍の外側通路１２ａ等により排気手段が構成されている。
【００９３】
上述のように、本発明によると、円筒状回転体１の下側に取付けた複数台の高周波加熱部５により、二水石膏を効率的に加熱して温度制御により二水石膏が混ざらないβ半水石膏または無水石膏を得ることができる。
【００９４】
また、石膏の加熱脱水により発生する水蒸気と排出する加熱脱水石膏からの排熱利用、および放熱量の削減を行なうことで省エネ化を図ることができる。
【００９５】
また、装置構成も簡単な石膏の加熱装置を提供することができる。
【００９６】
また、円筒状回転体１の外側からの高周波加熱と、円筒状回転体１の内側からのバーナ燃焼熱による加熱を併用し、温度制御がし易く始動時の温度立上りが速い高周波加熱の特徴と燃料費が安いバーナ加熱の特徴を兼ね備えた熱効率の高い加熱装置を実現し得る。
【００９７】
また、回転体１下部の高周波加熱部と回転ドラム外側上部とを仕切板により分離することで、回転体１上部と下部の空気の対流による放熱量を減少させることと、回転体１自体から外部への放熱量を減少させることができる。
【００９８】
また、二水石膏は約１５０℃で結晶水が外れて半水化するので、複数台の高周波加熱部を円筒状回転体の長手方向に配置することにより、長手方向の単位長さ当りの加熱量の出力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る廃石膏の加熱装置の側面断面図である。
【図２】同上装置の円筒状回転体の横断面図である。
【図３】（ａ）は同上装置の高周波加熱部の断面図、（ｂ）は同上高周波加熱部の斜視図である。
【図４】（ａ）は同上装置の円筒状回転体の側面図、（ｂ）は同上装置の回転体の横断面図である。
【図５】同上装置の円筒状回転体の横断面図である。
【図６】同上装置の円筒状回転体の他の実施形態の横断面図である。
【図７】（ａ）は同上装置の持上げ部の正面図、（ｂ）は同上持上げ部の側面図、（ｃ）は持上げ部を分割し千鳥配列した円筒状回転体の断面図である。
【図８】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【図９】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【図１０】同上装置の他の実施形態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 円筒状回転体
４ 持上げ部
４’ 接合板部
４” 基板部
４ａ 突出板部
５ 高周波加熱部
５ａ〜５ｃ 高周波加熱部
６ 供給ホッパー
９ スクリューコンベア
１２ 供給装置
１２ａ 外側通路
１２ｂ 内側通路
１５ 給気ファン
１７ 排出口
１８ 排出装置
１９ スクリューコンベア
３１ 保温用筐体
３３ 仕切板
３４ａ〜３４ｄ セラミックファイバ製断熱シート
３５ａ，３５ｂ 赤外線式非接触温度センサー
３９ 傾斜板
６４ バーナ
７３ 集塵部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕された廃石膏を加熱する廃石膏の加熱装置において、
供給ホッパーから供給された上記廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、
該スクリュー式供給部から上記廃石膏の供給を受けるものであって傾斜して設置された状態で駆動手段により回転駆動される円筒状回転体と、
該円筒状回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、
円筒状回転体の終端からβ半水石膏又は無水石膏を排出する排出部と、
上記円筒状回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、
上記高周波加熱部は、上記回転体の下側外周面に対向する位置に複数に分割して設け、
上記円筒状回転体の内壁面に、横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を複数設け、回転体の回転に伴って上記攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏を回転体内下部の回転方向上流側に落下し得るように構成したものであることを特徴とする廃石膏の加熱装置。
【請求項２】
上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記回転体内で発生した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項３】
上記排気手段から排気された水蒸気の熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換手段を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記熱媒体を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項４】
上記排気手段から排気された水蒸気中の石膏粉塵を捕集する集塵部を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記集塵部を通過した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項５】
外気を円筒状回転体に給気するファンを設けると共に、
円筒状回転体における加熱脱水後の石膏の排出部に、加熱脱水後の石膏を上記給気で冷却すると共に給気を上記加熱脱水後の石膏により加熱する熱交換機構を設けたものであることを特徴とする請求項１又は４の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項６】
上記円筒状回転体の回転方向上流側又は回転方向下流側の外周面位置の温度を測定し得る非接触型温度センサーを上記各高周波加熱部に対応して各々設け、
上記温度センサーで計測した回転体外周面温度に基づいて、上記高周波加熱部の出力と上記スクリュー式供給部による石膏供給量とを制御し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項７】
上記石膏攪拌用羽根は、横断面略Ｌ型を形成する接合板部と基板部とから構成し、さらに上記基板部の端縁に該基板部に対して接合板部の方向に所定角度を以って突設された突出板部を有しており、
上記石膏攪拌用羽根の両端部と上記円筒状回転体の左右閉止壁面との間に空間を設けたものであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項８】
上記円筒状回転体及び上記高周波加熱部を保温用筐体により覆う構成とし、
上記保温用筐体内部における上記高周波加熱部の上部近傍に仕切板を設け、上記保温用筐体の内部空間を高周波加熱部の設置空間と、上記円筒状回転体側の空間とに分割したものであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項９】
上記円筒状回転体の外側に厚さ９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シートを、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定し、上記シートにおける上記回転体外周の非接触型温度センサーの測定点を含む部分を切欠いたものであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１０】
複数台の高周波加熱部の各高周波加熱コイルの上記円筒状回転体の軸方向の長さを、円筒状回転体の供給側のコイルより排出側のコイルの方が長くなるように構成したものであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１１】
円筒状回転体の内部に傾斜板を設け、上記石膏攪拌用羽根から落下した石膏を傾斜板上面を移動させ高周波加熱部の設置位置より回転方向上流側に落下させる構造を有することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１２】
上記円筒状回転体の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１】
破砕された廃石膏を加熱する廃石膏の加熱装置において、
供給ホッパーから供給された上記廃石膏を搬送するスクリュー式供給部と、
該スクリュー式供給部から上記廃石膏の供給を受けるものであって傾斜して設置された状態で駆動手段により回転駆動される円筒状回転体と、
該円筒状回転体の外側において該回転体外周面に近接して設置された高周波加熱部と、
円筒状回転体の終端からβ半水石膏又は無水石膏を排出する排出部と、
上記円筒状回転体内に発生する水蒸気を排気する排気手段とを備えた廃石膏の加熱装置であって、
上記高周波加熱部は、上記回転体の下側外周面に対向する位置に複数に分割して設け、
上記円筒状回転体の内壁面に、横断面略Ｌ字形状の石膏攪拌用羽根を複数設け、回転体の回転に伴って上記攪拌羽根により回転体上側に持ち上げられた石膏を回転体内下部の回転方向上流側に落下し得るように構成したものであることを特徴とする廃石膏の加熱装置。
【請求項２】
上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記回転体内で発生した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項３】
上記排気手段から排気された水蒸気の熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換手段を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記熱媒体を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項４】
上記排気手段から排気された水蒸気中の石膏粉塵を捕集する集塵部を設け、上記スクリュー式供給部は、上記供給ホッパーからの廃石膏を上記円筒状回転体内に搬送するスクリューを備えた供給管と、上記集塵部を通過した水蒸気を上記石膏の搬送方向とは逆方向に排出する排出管と具備するものであり、さらに上記供給管と上記排出管とが伝熱面を介して熱交換し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項５】
外気を円筒状回転体に給気するファンを設けると共に、
円筒状回転体における加熱脱水後の石膏の排出部に、加熱脱水後の石膏を上記給気で冷却すると共に給気を上記加熱脱水後の石膏により加熱する熱交換機構を設けたものであることを特徴とする請求項１又は４の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項６】
上記円筒状回転体の回転方向上流側又は回転方向下流側の外周面位置の温度を測定し得る非接触型温度センサーを上記各高周波加熱部に対応して各々設け、
上記温度センサーで計測した回転体外周面温度に基づいて、上記高周波加熱部の出力と上記スクリュー式供給部による石膏供給量とを制御し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項７】
上記石膏攪拌用羽根は、横断面略Ｌ型を形成する接合板部と基板部とから構成し、さらに上記基板部の端縁に該基板部に対して接合板部の方向に所定角度を以って突設された突出板部を有しており、
上記石膏攪拌用羽根の両端部と上記円筒状回転体の左右閉止壁面との間に空間を設けたものであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項８】
上記円筒状回転体及び上記高周波加熱部を保温用筐体により覆う構成とし、
上記保温用筐体内部における上記高周波加熱部の上部近傍に仕切板を設け、上記保温用筐体の内部空間を高周波加熱部の設置空間と、上記円筒状回転体側の空間とに分割したものであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項９】
上記円筒状回転体の外側に厚さ９ｍｍ以下のセラミックファイバ製断熱シートを、耐熱テープ又は耐熱接着材で巻き着け固定し、上記シートにおける上記回転体外周の非接触型温度センサーの測定点を含む部分を切欠いたものであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１０】
複数台の高周波加熱部の各高周波加熱コイルの上記円筒状回転体の軸方向の長さを、円筒状回転体の供給側のコイルより排出側のコイルの方が長くなるように構成したものであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１１】
円筒状回転体の内部に傾斜板を設け、上記石膏攪拌用羽根から落下した石膏を傾斜板上面を移動させ高周波加熱部の設置位置より回転方向上流側に落下させる構造を有することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の廃石膏の加熱装置。
【請求項１２】
上記円筒状回転体の端面側固定端の外側にバーナ燃焼部を取付けて、固定端から円筒状回転体内にバーナ放熱筒を固定し取付け、バーナによる熱風をバーナ放熱筒に流して石膏を間接加熱し、供給装置において燃焼ガスを石膏と熱交換して排気し、バーナ加熱を円筒状回転体の供給側の石膏の加熱に用いることを特徴とする請求項１記載の廃石膏の加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１３２５５２（Ｐ２００７−１３２５５２Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２４０６１（Ｐ２００５−３２４０６１）
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（５９１０９５８２３）株式会社九電工 (17)
【出願人】（３９２０２４６９９）株式会社川島製作所 (6)
【出願人】（５００３１１０５９）株式会社マシンプランニング (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（５９１０９５８２３）株式会社九電工 (17)
【出願人】（３９２０２４６９９）株式会社川島製作所 (6)
【出願人】（５００３１１０５９）株式会社マシンプランニング (2)
【Ｆターム（参考）】
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