熱処理装置
【課題】熱処理した被処理物を処理容器から取り出して冷却可能であり、処理容器から冷却部への被処理物の流通によってバルブの流体シールが受ける熱の影響を少なくすることができる熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理装置１は、水平方向の一側部に被処理物の排出口２７を有する処理容器１１を備え、この処理容器１１内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部２と、処理容器１１における排出口２７よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部３と、起立姿勢に配置され、処理容器１１の排出口２７と冷却部３との間で被処理物を流通させる流通管４９と、流体シールを有するとともに、流通管４９に設けられたバルブ５０と、を備える。
【解決手段】熱処理装置１は、水平方向の一側部に被処理物の排出口２７を有する処理容器１１を備え、この処理容器１１内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部２と、処理容器１１における排出口２７よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部３と、起立姿勢に配置され、処理容器１１の排出口２７と冷却部３との間で被処理物を流通させる流通管４９と、流体シールを有するとともに、流通管４９に設けられたバルブ５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理容器内で被処理物を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、核燃料ペレットのスクラップ（被処理物）をリサイクル処理するための熱処理炉が開示されている。この熱処理炉は、被処理物を収容可能であり水平軸心回りに回転可能に設けられた筒状の回転胴と、この回転胴を回転させる駆動装置と、回転胴の周囲に配置されたヒータと、被処理物を投入する投入部と、熱処理後の被処理物を取り出す取り出し部と、投入部と取り出し部とを回転胴に連結する連結部とを備えている。
【０００３】
連結部は、回転胴の軸方向一端部に設けられ、投入部は、連結部の上部に連結された漏斗状の供給容器を備えている。一方、取り出し部は、連結部の下部に連結された漏斗状の取り出し容器を備えている。そして、回転胴は、水平な姿勢と、軸方向他端部側（反連結部側）の端部を斜め下方に下げた第１の傾斜姿勢と、斜め上方に上げた第２の傾斜姿勢とに姿勢変更可能であり、第１の傾斜姿勢で供給容器から被処理物を回転胴へ自然流下させ、その後、回転胴を水平な姿勢にして熱処理を行い、さらに第２の傾斜姿勢で、回転胴から熱処理後の被処理物を取り出し容器へ自然流下させるように構成されている。
【０００４】
また、連結部には、供給容器から回転胴への被処理物の流通を許容する態様と、回転胴から取り出し部への被処理物の流通を許容する態様とに切り替え可能なバルブが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１１１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている熱処理装置は、回転胴内で被処理物を熱処理した後、回転胴に冷気を導入することによって被処理物を冷却し、その後、回転胴を傾斜させて被処理物を取り出し容器に排出するように構成されている。
このように回転胴内で被処理物を冷却すると、次の熱処理を開始する段階で回転胴が低温となり、低温状態から再度所定の熱処理温度まで回転胴を昇温させなければならないので、処理時間（サイクルタイム）が長くなるという問題があった。
【０００７】
熱処理終了後の回転胴の温度を下げないようにするには、被処理物を回転胴から排出した後に冷却することが考えられるが、この場合、高温の被処理物を回転胴からバルブを経て取り出し部に排出する必要がある。しかし、高温の被処理物がバルブを通過すると、バルブのガスシールが熱影響を受け、耐久性が低下するという問題が生じる。
特に、特許文献１の熱処理装置は、回転胴を緩やかに傾斜させることで被処理物を取り出し部へ自然流下させているので、被処理物がバルブを通過し始めてから全て通過し終わるまでに時間がかかり、その分ガスシールに対する熱影響が大きくなるとともに、回転胴の温度低下も大きくなる。
また、回転胴を傾斜姿勢に姿勢変更するための構造によって装置が大型化、複雑化し、コストも増大するという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、処理容器内で熱処理した被処理物を処理容器から取り出して冷却可能であり、さらに処理容器から冷却部への被処理物の流通によってバルブの流体シールが受ける熱の影響を少なくすることができる熱処理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】
【０００９】
本発明に係る熱処理装置は、水平方向の一側部に被処理物の排出口を有する処理容器を備え、この処理容器内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部と、前記処理容器における被処理物の排出口よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部と、起立姿勢に配置されるとともに、前記処理容器の排出口と前記冷却部との間で被処理物を流通させる流通管と、流体シールを有するとともに、前記流通管に設けられたバルブと、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、熱処理部の処理容器内で熱処理した後の被処理物を、流通管を介して冷却部に送り、この冷却部において被処理物を冷却することができる。したがって、処理容器の温度低下を抑制することができ、次の熱処理に要する時間を短縮することができるとともに、熱処理部におけるエネルギー消費を少なくすることができる。また、流通管が起立姿勢に配置されているので、処理容器から冷却部への被処理物の移動を短時間で行わせることができ、流通管に設けられたバルブの流体シールに対する熱影響を少なくし、バルブの耐久性低下を防止することができる。
【００１１】
前記冷却部は、被処理物を収容するとともに、前記流通管から被処理物を受け入れる受入口と、内部の被処理物を取り出すための取出口とを有する冷却容器を備え、前記冷却容器は、前記受入口側が高位とされ、かつ前記取出口側が低位とされた傾斜状の底壁を有していることが好ましい。
このような構成によって、流通管から受入口を介して冷却容器内に収容された被処理物を、底壁の傾斜に沿って取出口へ向けて流動させ、取出口から取り出しやすくすることができる。
【００１２】
前記冷却容器の壁部には、冷却液を流通させる冷却液ジャケットが設けられていることが好ましい。
このような構成によって、冷却容器内における被処理物の冷却効率を高めることができる。
【００１３】
前記冷却部は、前記冷却容器内の被処理物を攪拌する攪拌機構をさらに備えていることが好ましい。
このような構成によって、冷却容器内の被処理物の冷却をより促進させることができるとともに、被処理物に動きを与えることで、底壁の傾斜に沿って被処理物を流動させ易くすることができる。
【００１４】
前記処理容器は、筒形状に形成されるとともに、その軸方向の一端部に前記排出口を備えており、
前記熱処理部は、前記処理容器をその軸心回りに正逆両方向に回転駆動可能であり、かつ前記被処理物の熱処理時に前記処理容器を一方向に回転させる回転駆動機構を備え、
前記処理容器内には、当該処理容器の他方向の回転によって被処理物を前記排出口へ移送する移送羽根が設けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、回転駆動機構によって処理容器を一方向へ回転させながら被処理物を熱処理し、その後、回転駆動機構によって処理容器を他方向へ回転させることによって移送羽根により被処理物を排出口へ移送し、排出口から排出することができる。したがって、処理容器を傾斜した姿勢に変更して被処理物を自然流下させる従来技術に比べ、迅速に被処理物を排出することができる。そのため、被処理物を排出している間の処理容器の温度低下を少なくすることができ、次の熱処理に要する時間を短縮することができる。また、移送羽根は、回転駆動機構による処理容器の回転によって被処理物を排出するため、移送羽根を駆動するための装置を別途設ける必要もなく、安価に構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱処理後の被処理物を処理容器から取り出して冷却部により冷却することが可能であるので、処理容器の温度低下を抑制して熱処理のサイクルタイムを短縮することができ、また、起立姿勢の流通管を介して処理容器から冷却部へ迅速に被処理物を流通させることができるので、バルブの流体シールが受ける熱の影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱処理装置としての回転レトルト炉を示す正面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】螺旋羽根の斜視図である。
【図４】ロータリジョイントを拡大して示す断面図である。
【図５】冷却容器を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る熱処理装置としての回転レトルト炉を示す正面説明図である。本実施の形態の回転レトルト炉１は、バッチ式により粉体や粒体、塊状物、小物等の各種物品等の被処理物を熱処理するものとされている。なお、以下においては、粉体を被処理物とした例について説明する。
回転レトルト炉１は、被処理物を熱処理する熱処理部２と、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部３とを有し、熱処理部２と冷却部３とは、熱処理部２から冷却部３へ被処理物を流動させる流通管４９によって接続されている。
【００１９】
熱処理部２は、レトルト１１（処理容器）と、このレトルト１１内の被処理物を加熱する加熱機構１２と、レトルト１１及び加熱機構１２を支持する支持フレーム１３と、この支持フレーム１３を支持する架台１４と、レトルト１１を回転駆動させる回転駆動機構１５と、レトルト１１内を真空引きする真空ポンプ１６と、レトルト１１に熱処理前の被処理物を供給する供給機構１７と、を備えている。
【００２０】
レトルト１１は、筒形状に形成され、その軸心Ｏが横向きとなるように支持フレーム１３に支持されている。レトルト１１は、円筒形状の胴部２０と、この胴部２０の軸方向両端部に設けられ、軸方向外側ほど先細りとなるように形成された第１円錐部２１及び第２円錐部２２とを備えている。また、レトルト１１は、軸受等を備えた一対の支持部２３，２３によって軸心Ｏ回りに回転自在に支持されている。第１円錐部２１及び胴部２０の内周面には、被処理物を攪拌するための攪拌羽根２４が設けられている。
【００２１】
レトルト１１は、第１円錐部２１及び第２円錐部２２の軸方向外端部（小径部）から同方向外側に延びる第１延長部２５及び第２延長部２６をさらに備えている。一方（左側）の第１延長部２５には供給機構１７が接続され、他方（右側）の第２延長部２６の先端部には、第２延長部２６から被処理物を排出するための排出口２７が形成されている。すなわち、レトルト１１は、その水平方向の一側部に側方（軸心Ｏ方向）に向いた排出口２７を備えている。
【００２２】
レトルト１１の第２延長部２６には、被処理物を受け入れる接続部４６が接続され、さらに、この接続部４６の下部には解砕部４７が接続されている。
接続部４６は、箱型乃至筒型に形成され、第２延長部２６の排出口２７から排出された熱処理済みの被処理物を内部に受け入れ可能に構成されている。具体的に、接続部４６には、第２延長部２６の先端部が挿入される開口筒４６ａが突設されており、この開口筒４６ａは、フレキシブル管６５及びロータリジョイント６４を介して第２延長部２６に相対回転可能に連結されている。
解砕部４７は、熱処理過程で固まった被処理物が流通管４９で詰まらないように、被処理物を細かく砕く機能を有している。
【００２３】
加熱機構１２は、支持フレーム１３に支持された炉体２８と、この炉体２８の内部に設けられたヒータ２９とを備えている。炉体２８の内部には、レトルト１１の胴部２０、第１円錐部２１、及び第２円錐部２２が配置され、これらをヒータ２９によって外側から加熱することで、レトルト１１内の被処理物が熱処理される。
【００２４】
レトルト１１や加熱機構１２を支持する支持フレーム１３は、支持部３１によって架台１４に対して所定の角度αを持って傾斜した姿勢で支持されている。したがって、レトルト１１は、その軸心Ｏが水平に対して角度αで傾斜しており、排出口２７が低位に配置されている。傾斜角度αは、後述する被処理物の排出のしやすさを考慮し、被処理物の流動性に応じて０．１〜２０°程度に設定される。レトルト１１の第２円錐部２２は、その下面が排出口２７側へ向けて上り傾斜となるように配置されている。
【００２５】
回転駆動機構１５は、支持フレーム１３に取り付けられた駆動体３３と、この駆動体３３の動力をレトルト１１に伝達する動力伝達部３４とを備えている。本実施の形態では、駆動体３３としての電動モータが、動力伝達部３４としてのチェーンやスプロケットを介してレトルト１１に動力伝達可能に連結されている。また、回転駆動機構１５は、正逆回転可能な電動モータを用いるか、又は動力伝達部３４が正逆切換可能な変速装置を含むことによって、レトルト１１を正逆両方向に回転駆動可能に構成されている。
【００２６】
供給機構１７は、被処理物を貯留するホッパ３６と、上端がホッパ３６に接続された供給管３７と、この供給管３７に設けられた真空バルブ３８と、供給管３７の下端に接続されたコンベア装置３９とを備えている。
ホッパ３６は、下方先細り形状に形成され、その下端部に吐出口及び計量部（計量バルブ：図示略）を有している。真空バルブ３８は、その開閉によって供給管３７内における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時にレトルト１１内の気密を保持することが可能である。なお、真空バルブ３８は、電磁式あるいはその他の形式によって自動で開閉する構成であってもよいし、手動で開閉する構成であってもよい。供給管３７は、レトルト１１の軸心Ｏに対して略垂直な姿勢に配置されている。
【００２７】
コンベア装置３９は、供給管３７の下端部に接続された筒体４１と、この筒体４１の内部に配置されたコンベア部４２とから構成され、筒体４１は、フレキシブル管６１及びロータリジョイント６０を介して、レトルト１１の第１延長部２５に相対回転可能に連結されている。コンベア部４２は、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を設けたスクリューコンベアとされ、フレキシブル管６１及びロータリジョイント６０の内部を通って第１延長部２５内に挿入されている。コンベア部４２の回転軸には、チェーンやスプロケットからなる動力伝達機構４３を介して電動モータ等の駆動体４４が動力伝達可能に連結されている。なお、コンベア部４２と動力伝達機構４３との接続部など、コンベア装置３９の内部においてもレトルト１１内の気密を保持するためのシール部材等の密封構造が適宜設けられる。また、コンベア部４２は、スクリューコンベアに限らず他の形式のコンベアを使用することができる。
【００２８】
冷却部３は、レトルト１１の排出口２７よりも低位に配置された冷却容器４８と、冷却容器４８内において被処理物を攪拌する攪拌機構８２（図５参照）と、を備えている。
冷却容器４８には、レトルト１１の排出口２７に接続された接続部４６及び解砕部４７から下方に延びて起立姿勢（略垂直姿勢）とされた流通管４９の下端部が接続されている。この流通管４９には、粉体バルブ５６及び真空バルブ５０とが設けられている。
【００２９】
粉体バルブ５６は、その開閉によって流通管４９における被処理物の流通を許容又は阻止する。また、真空バルブ５０は、その開閉によって流通管４９における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時にレトルト１１内や冷却容器４８内の気密を保持することが可能となっている。
【００３０】
図５は、冷却容器を概略的に示す断面図である。冷却容器４８は、解砕部４７において細かく砕かれた被処理物を流通管４９を介して受け入れて冷却し、冷却後の被処理物を取り出すことが可能となっている。冷却容器４８は、平坦な円板状の底壁４８ａと、この底壁４８ａの外周から立ち上がる筒形状の周壁４８ｂと、この周壁４８ｂの上端を閉鎖する円板状の蓋体４８ｃと、を備えている。
【００３１】
冷却容器４８は、その後部側（図５の右側）が高位とされ、前部側（図５の左側）が低位とされるように傾斜して配置されている。そして、蓋体４８ｃの後部側には、流通管４９の下端に接続される受入口４８ｄが形成され、底壁４８ａの前部側には、被処理物を取り出すための取出口４８ｅが形成されている。
【００３２】
冷却容器４８の底壁４８ａ及び周壁４８ｂは、それぞれ内面壁と外面壁とによる内外２重構造とされており、内面壁と外面壁との間に形成された空間は、水等の冷却水（冷却液）が流通する冷却水ジャケット（冷却液ジャケット）４８ｈとされている。冷却水ジャケット４８ｈ内には、循環ポンプ８３の作動によって周壁４８ｂの外面壁等に設けられた供給ポート４８ｇから冷却水が供給され、供給された冷却水は、冷却水ジャケット４８ｈ内を循環した後に排出ポート４８ｉから排出される。
【００３３】
冷却容器４８の周壁４８ｂには、アルゴンガス等の不活性ガスを冷却容器４８内に投入するための導入口４８ｆが設けられている。
冷却容器４８の底壁４８ａには、取出口４８ｅを開閉するためのシャッター装置８０が設けられている。このシャッター装置８０は、エアシリンダ等からなる駆動体８１によって作動し、冷却容器４８からの被処理物の取り出しを許容又は阻止する。
【００３４】
また、図１に示されるように、シャッター装置８０には、取出管５１の上端が接続され、この取出管５１には、真空バルブ５１Ａが設けられている。真空バルブ５１Ａは、取出管５１における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時に真空バルブ５０とともに冷却容器４８内の気密を保持することが可能となっている。そして、シャッター装置８０及び真空バルブ５１Ａを開くことによって、冷却容器４８から被処理物を取り出し、別途用意された回収容器５２に回収することができる。なお、冷却容器４８の蓋体４８ｃと周壁４８ｂの上端縁との間には適宜シール部材が設けられ、両者間のガスの漏れが防止されている。
【００３５】
攪拌機構８２は、冷却容器４８の底部近傍において回転する攪拌羽根８２ａを備えている。この攪拌羽根８２ａは、冷却容器４８の底壁４８ａ上面の略全体に亘る範囲で被処理物を攪拌するように設けられている。この攪拌羽根８２ａの回転軸８２ｃは、冷却容器４８の略中心に配置され、蓋体４８ｃに設けられたモータ等の駆動体８２ｂによって回転駆動される。そして、攪拌機構８２は、冷却容器４８内に収容された被処理物を攪拌羽根８２ａによって攪拌することで冷却を促進し、さらに被処理物全体が均一に冷却水ジャケット４８ｈが形成された底壁４８ａ及び周壁４８ｂに触れやすくすることによって、より冷却を促進する。また、攪拌装置８２は、被処理物に動きを与えることで、底壁４８ａの傾斜に沿って被処理物を取出口４８ｅ側へ向けて流動させやすくする機能も有する。
【００３６】
図１に示されるように、真空ポンプ１６は、架台１４に設置されており、接続部４６に対して吸引配管５３を介して接続されている。そして、真空バルブ３８，５０を閉じた状態で真空ポンプ１６を駆動することによってレトルト１１内を真空状態にすることができる。あるいは、真空バルブ５０を開き、真空バルブ３８，５１Ａを閉じた状態で真空ポンプ１６を駆動することによってレトルト１１及び冷却容器４８内を真空状態にすることができる。
【００３７】
図４は、ロータリジョイント６４を拡大して示す断面図である。ロータリジョイント６４は、フレキシブル管６５に固定される固定側部材６７と、第２延長部２６に固定される回転側部材６６とを備えている。回転側部材６６は、第２延長部２６の外周を囲繞する筒状の軸部６６ａと、この軸部６６ａの一端部（左端部）から径方向外方に延び、第２延長部２６に設けられたフランジ部２６ａにボルト固定されるフランジ部６６ｂとを備えている。両フランジ部２６ａ，６６ｂの間には気密を保つためのＯリングからなるシール部材７４が設けられている。
【００３８】
一方、固定側部材６７は、環状の第１ボス部６７ａと、この第１ボス部６７ａの軸方向端部（右端部）にボルト固定される第２ボス部６７ｂとを備え、この第２ボス部６７ｂが、中継リング６８を介してフレキシブル管６５の端部に設けられたフランジ部６５ａにボルト固定されている。第２ボス部６７ｂと中継リング６８との間、及び中継リング６８とフランジ部６５ａとの間には、それぞれ気密を保つためのＯリングからなるシール部材７５，７６が設けられている。また、第１ボス部６７ａには、冷却水が流入するウォータージャケット６７ｃが設けられている。
【００３９】
固定側部材６７の第１，第２ボス部６７ａ，６７ｂの内周面と、回転側部材６６の軸部６６ａの外周面との間には、２つの転がり軸受６９が設けられており、この転がり軸受６９によって回転側部材６６と固定側部材６７とが相対回転可能に連結されている。
また、第１ボス部６７ａの内周面と軸部６６ａの外周面との間で、２つの転がり軸受６９の間には、複数のシール部材７０が設けられ、複数のシール部材７０の配置スペースにグリースが充填されるようになっている。
【００４０】
また、第１ボス部６７ａの軸方向一端部（左端部）には押さえ板７３が固定され、この押さえ板７３と一方（左側）の転がり軸受６９との間にシール部材７１が設けられ、このシール部材７１の配置スペースにもグリースが充填される。同様に、第２ボス部６７ｂと、他方（右側）の転がり軸受６９との間にもシール部材７２が設けられ、このシール部材７２の配置スペースにグリースが充填される。そして、回転側部材６６と固定側部材６７との間に設けられたシール部材７０，７１，７２やこれらの配置スペースに充填されたグリースによって、回転側部材６６と固定側部材６７との間のガスの流通が阻止され、レトルト１１内の真空を維持することが可能となっている。
なお、図示は省略するが、第１延長部２５側に配置されたロータリジョイント６０（図１参照）についても、上記と略同様の構成とされている。
【００４１】
図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は、移送羽根の斜視図である。図１〜図３に示されるように、本実施の形態のレトルト１１の内部には、被処理物を排出口２７へ移送するための移送羽根５４が設けられている。この移送羽根５４は、レトルト１１の内周面に沿って周回する螺旋形状に形成されている。また、この移送羽根５４は、排出口２７により近い、第２円錐部２２と第２延長部２６の内部に設けられている。移送羽根５４の中心には、軸方向に貫通する貫通孔５５が形成されている。
【００４２】
図１に示されるように、第２円錐部２２に設けられた移送羽根５４は、レトルト１１の軸方向外側に向かうほど外径が小さくなっており、第２延長部２６に設けられた移送羽根５４は、第２延長部２６の全長に渡って一定の外径に形成されている。また、移送羽根５４の内径（貫通孔５５の直径）は、移送羽根５４の全体に渡って一定に形成されている。
そして、移送羽根５４は、回転駆動機構１５によってレトルト１１を軸心Ｏ回りに正回転（一方向回転）させたときに内部の被処理物を排出口２７とは反対側へ押し戻すように作用し、逆回転（他方向回転）させたときに被処理物を排出口２７側へ移送するように作用する。
【００４３】
次に、本実施の形態の回転レトルト炉１の動作を説明する。
図１に示されるように、熱処理開始前、熱処理の対象となる被処理物はホッパ３６中に貯留されている。ホッパ３６の吐出口及び真空バルブ３８を開くことによって、所定量の被処理物がコンベア装置３９に送られ、さらにコンベア装置３９を作動することによってレトルト１１の胴部２０内に被処理物が供給される。また、レトルト１１内部（あるいは、レトルト１１内部及び冷却容器４８内部）は、真空ポンプ１６により真空引きされる。
【００４４】
レトルト１１内に被処理物が供給されると、回転駆動機構１５によってレトルト１１を正回転させるとともに、加熱機構１２を作動する。これにより、レトルト１１内の被処理物が熱処理される。レトルト１１は排出口２７側が低位となるように傾斜しているため、被処理物は、排出口２７側へ向けて自然に流れようとするが、移送羽根５４によって押し戻され、さらに攪拌羽根２４によって適切に攪拌される。
【００４５】
所定時間経過後、熱処理が終了すると、回転駆動機構１５及び加熱機構１２が停止する。次いで、回転駆動機構１５によってレトルト１１が逆回転させられるとともに、解砕部４７を作動し、粉体バルブ５６及び真空バルブ５０を開く。被処理物はレトルト１１の傾斜によって第２円錐部２２の付近まで自然流下し、さらにレトルト１１の逆回転により移送羽根５４によって排出口２７へ移送される。排出口２７へ移送された被処理物は接続部４６に受け入れられるとともに解砕部４７において細かく砕かれ、起立姿勢に配置された流通管４９から即座に冷却容器４８へ流下する。そして、攪拌機構８２を駆動することによって冷却容器４８内の被処理物を攪拌しながら冷却する。なお、冷却容器４８にはアルゴンガス等の不活性ガスが導入され、冷却中の被処理物の酸化が防止される。ただし、冷却容器４８による冷却は、真空の状態で行ってもよい。
【００４６】
以上の動作で１サイクルの処理が終了する。そして、続けて処理を行う場合には、上述の動作が繰り返し行われる。また、冷却容器４８から被処理物を取り出すには、取り出し部５１の下端に回収容器５２をセットし、シャッター装置８０及び真空バルブ５１Ａを開いて回収容器５２に被処理物を充填すればよい。
【００４７】
以上説明した本実施の形態の回転レトルト炉１では、レトルト１１内に移送羽根５４が設けられているので、レトルト１１の逆回転によって被処理物を排出口２７から排出することができる。そのため、従来技術のように被処理物を排出するためにレトルト１１を傾斜姿勢に変更する動作が不要であり、また、被処理物を傾斜によって自然流下させる場合に比べて迅速に被処理物を排出することができる。そのため、１サイクルの処理が終了した後、次のサイクルの処理に移行するまでの時間を短縮し、その間のレトルト１１の温度低下を最小限に抑制することができる。したがって、サイクルタイムを短縮することができるとともにエネルギーの消費を少なくすることが可能となる。
【００４８】
また、移送羽根５４は、レトルト１１の逆回転によって作用するため、移送羽根５４を回転させるための駆動部を別途備える必要がない。したがって、移送羽根５４を設けることに伴うコスト増を最小限に抑えることができる。
【００４９】
また、移送羽根５４の軸心には貫通孔５５が形成されているので、レトルト１１内を真空引きする際に移送羽根５４が空気の流動の抵抗になることが少なく、真空ポンプ１６を低負荷で駆動し、迅速にレトルト１１内を真空状態にすることができる。
【００５０】
レトルト１１は、排出口２７側が低位となるように傾斜して配置されているので、被処理物を移送羽根５４の近傍まで自然に流動させることができ、熱処理後、即座に移送羽根５４による被処理物の移送を行うことができる。
【００５１】
また、熱処理後の被処理物は、レトルト１１から排出された後、冷却容器４８内で冷却されるので、レトルト１１内において被処理物の冷却を行う必要がない。そのため、レトルト１１の温度を高温に維持したまま次のサイクルの熱処理に短時間で移行することができる。
また、流通管４９が起立姿勢とされているので、レトルト１１から冷却容器４８へ被処理物を迅速に流通させることができ、流通管４９に設けられた真空バルブ５０のガスシールに対する熱影響を少なくすることができ、当該真空バルブ５０の耐久性低下を防止することができる。
【００５２】
冷却容器４８には、攪拌機構８２が設けられているので、冷却容器４８内の被処理物の冷却を促進することができ、また、被処理物に動きを与えて取出口４８ｅへ流動し易くすることができる。
また、冷却容器４８には、冷却水ジャケットが設けられているので、被処理物の冷却をより促進することができる。
【００５３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において適宜変更できるものである。例えば、上記実施の形態では、冷却水ジャケット４８ｈが冷却容器４８の底壁４８ａと周壁４８ｂとに設けられているが、被処理物がより接触しやすい底壁４８ａのみに設けられていてもよい。
また、上記実施の形態では、レトルト１１や加熱機構１２を支持する支持フレーム１３は、第２支持部３１により架台１４に対して一定の傾斜角度αで配置されているが、第２支持部３１としてボールジャッキ等のジャッキ装置を用いることによって、この傾斜角度αを調整可能に構成してもよい。この場合、被処理物の流動性に応じて被処理物が移送羽根５４の近傍まで流動しやすくなるように傾斜角度αを調整することが可能となる。
【００５４】
また、本発明の熱処理装置は、真空以外の雰囲気用の熱処理装置にも適用することができ、その場合は、上記の実施の形態における真空ポンプや真空バルブ（真空シール）は不要となる。
【符号の説明】
【００５５】
１： 回転レトルト炉（熱処理炉）
２： 熱処理部
３： 冷却部
１１： レトルト（処理容器）
１５： 回転駆動機構
２７： 排出口
４８： 冷却容器
４８ａ： 底壁
４８ｄ： 受入口
４８ｅ： 取出口
４８ｈ： 冷却水ジャケット
４９： 流通管
５０： 真空バルブ
５４： 移送羽根
８２： 攪拌機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理容器内で被処理物を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、核燃料ペレットのスクラップ（被処理物）をリサイクル処理するための熱処理炉が開示されている。この熱処理炉は、被処理物を収容可能であり水平軸心回りに回転可能に設けられた筒状の回転胴と、この回転胴を回転させる駆動装置と、回転胴の周囲に配置されたヒータと、被処理物を投入する投入部と、熱処理後の被処理物を取り出す取り出し部と、投入部と取り出し部とを回転胴に連結する連結部とを備えている。
【０００３】
連結部は、回転胴の軸方向一端部に設けられ、投入部は、連結部の上部に連結された漏斗状の供給容器を備えている。一方、取り出し部は、連結部の下部に連結された漏斗状の取り出し容器を備えている。そして、回転胴は、水平な姿勢と、軸方向他端部側（反連結部側）の端部を斜め下方に下げた第１の傾斜姿勢と、斜め上方に上げた第２の傾斜姿勢とに姿勢変更可能であり、第１の傾斜姿勢で供給容器から被処理物を回転胴へ自然流下させ、その後、回転胴を水平な姿勢にして熱処理を行い、さらに第２の傾斜姿勢で、回転胴から熱処理後の被処理物を取り出し容器へ自然流下させるように構成されている。
【０００４】
また、連結部には、供給容器から回転胴への被処理物の流通を許容する態様と、回転胴から取り出し部への被処理物の流通を許容する態様とに切り替え可能なバルブが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１１１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている熱処理装置は、回転胴内で被処理物を熱処理した後、回転胴に冷気を導入することによって被処理物を冷却し、その後、回転胴を傾斜させて被処理物を取り出し容器に排出するように構成されている。
このように回転胴内で被処理物を冷却すると、次の熱処理を開始する段階で回転胴が低温となり、低温状態から再度所定の熱処理温度まで回転胴を昇温させなければならないので、処理時間（サイクルタイム）が長くなるという問題があった。
【０００７】
熱処理終了後の回転胴の温度を下げないようにするには、被処理物を回転胴から排出した後に冷却することが考えられるが、この場合、高温の被処理物を回転胴からバルブを経て取り出し部に排出する必要がある。しかし、高温の被処理物がバルブを通過すると、バルブのガスシールが熱影響を受け、耐久性が低下するという問題が生じる。
特に、特許文献１の熱処理装置は、回転胴を緩やかに傾斜させることで被処理物を取り出し部へ自然流下させているので、被処理物がバルブを通過し始めてから全て通過し終わるまでに時間がかかり、その分ガスシールに対する熱影響が大きくなるとともに、回転胴の温度低下も大きくなる。
また、回転胴を傾斜姿勢に姿勢変更するための構造によって装置が大型化、複雑化し、コストも増大するという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、処理容器内で熱処理した被処理物を処理容器から取り出して冷却可能であり、さらに処理容器から冷却部への被処理物の流通によってバルブの流体シールが受ける熱の影響を少なくすることができる熱処理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】
【０００９】
本発明に係る熱処理装置は、水平方向の一側部に被処理物の排出口を有する処理容器を備え、この処理容器内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部と、前記処理容器における被処理物の排出口よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部と、起立姿勢に配置されるとともに、前記処理容器の排出口と前記冷却部との間で被処理物を流通させる流通管と、流体シールを有するとともに、前記流通管に設けられたバルブと、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、熱処理部の処理容器内で熱処理した後の被処理物を、流通管を介して冷却部に送り、この冷却部において被処理物を冷却することができる。したがって、処理容器の温度低下を抑制することができ、次の熱処理に要する時間を短縮することができるとともに、熱処理部におけるエネルギー消費を少なくすることができる。また、流通管が起立姿勢に配置されているので、処理容器から冷却部への被処理物の移動を短時間で行わせることができ、流通管に設けられたバルブの流体シールに対する熱影響を少なくし、バルブの耐久性低下を防止することができる。
【００１１】
前記冷却部は、被処理物を収容するとともに、前記流通管から被処理物を受け入れる受入口と、内部の被処理物を取り出すための取出口とを有する冷却容器を備え、前記冷却容器は、前記受入口側が高位とされ、かつ前記取出口側が低位とされた傾斜状の底壁を有していることが好ましい。
このような構成によって、流通管から受入口を介して冷却容器内に収容された被処理物を、底壁の傾斜に沿って取出口へ向けて流動させ、取出口から取り出しやすくすることができる。
【００１２】
前記冷却容器の壁部には、冷却液を流通させる冷却液ジャケットが設けられていることが好ましい。
このような構成によって、冷却容器内における被処理物の冷却効率を高めることができる。
【００１３】
前記冷却部は、前記冷却容器内の被処理物を攪拌する攪拌機構をさらに備えていることが好ましい。
このような構成によって、冷却容器内の被処理物の冷却をより促進させることができるとともに、被処理物に動きを与えることで、底壁の傾斜に沿って被処理物を流動させ易くすることができる。
【００１４】
前記処理容器は、筒形状に形成されるとともに、その軸方向の一端部に前記排出口を備えており、
前記熱処理部は、前記処理容器をその軸心回りに正逆両方向に回転駆動可能であり、かつ前記被処理物の熱処理時に前記処理容器を一方向に回転させる回転駆動機構を備え、
前記処理容器内には、当該処理容器の他方向の回転によって被処理物を前記排出口へ移送する移送羽根が設けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、回転駆動機構によって処理容器を一方向へ回転させながら被処理物を熱処理し、その後、回転駆動機構によって処理容器を他方向へ回転させることによって移送羽根により被処理物を排出口へ移送し、排出口から排出することができる。したがって、処理容器を傾斜した姿勢に変更して被処理物を自然流下させる従来技術に比べ、迅速に被処理物を排出することができる。そのため、被処理物を排出している間の処理容器の温度低下を少なくすることができ、次の熱処理に要する時間を短縮することができる。また、移送羽根は、回転駆動機構による処理容器の回転によって被処理物を排出するため、移送羽根を駆動するための装置を別途設ける必要もなく、安価に構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱処理後の被処理物を処理容器から取り出して冷却部により冷却することが可能であるので、処理容器の温度低下を抑制して熱処理のサイクルタイムを短縮することができ、また、起立姿勢の流通管を介して処理容器から冷却部へ迅速に被処理物を流通させることができるので、バルブの流体シールが受ける熱の影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱処理装置としての回転レトルト炉を示す正面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】螺旋羽根の斜視図である。
【図４】ロータリジョイントを拡大して示す断面図である。
【図５】冷却容器を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る熱処理装置としての回転レトルト炉を示す正面説明図である。本実施の形態の回転レトルト炉１は、バッチ式により粉体や粒体、塊状物、小物等の各種物品等の被処理物を熱処理するものとされている。なお、以下においては、粉体を被処理物とした例について説明する。
回転レトルト炉１は、被処理物を熱処理する熱処理部２と、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部３とを有し、熱処理部２と冷却部３とは、熱処理部２から冷却部３へ被処理物を流動させる流通管４９によって接続されている。
【００１９】
熱処理部２は、レトルト１１（処理容器）と、このレトルト１１内の被処理物を加熱する加熱機構１２と、レトルト１１及び加熱機構１２を支持する支持フレーム１３と、この支持フレーム１３を支持する架台１４と、レトルト１１を回転駆動させる回転駆動機構１５と、レトルト１１内を真空引きする真空ポンプ１６と、レトルト１１に熱処理前の被処理物を供給する供給機構１７と、を備えている。
【００２０】
レトルト１１は、筒形状に形成され、その軸心Ｏが横向きとなるように支持フレーム１３に支持されている。レトルト１１は、円筒形状の胴部２０と、この胴部２０の軸方向両端部に設けられ、軸方向外側ほど先細りとなるように形成された第１円錐部２１及び第２円錐部２２とを備えている。また、レトルト１１は、軸受等を備えた一対の支持部２３，２３によって軸心Ｏ回りに回転自在に支持されている。第１円錐部２１及び胴部２０の内周面には、被処理物を攪拌するための攪拌羽根２４が設けられている。
【００２１】
レトルト１１は、第１円錐部２１及び第２円錐部２２の軸方向外端部（小径部）から同方向外側に延びる第１延長部２５及び第２延長部２６をさらに備えている。一方（左側）の第１延長部２５には供給機構１７が接続され、他方（右側）の第２延長部２６の先端部には、第２延長部２６から被処理物を排出するための排出口２７が形成されている。すなわち、レトルト１１は、その水平方向の一側部に側方（軸心Ｏ方向）に向いた排出口２７を備えている。
【００２２】
レトルト１１の第２延長部２６には、被処理物を受け入れる接続部４６が接続され、さらに、この接続部４６の下部には解砕部４７が接続されている。
接続部４６は、箱型乃至筒型に形成され、第２延長部２６の排出口２７から排出された熱処理済みの被処理物を内部に受け入れ可能に構成されている。具体的に、接続部４６には、第２延長部２６の先端部が挿入される開口筒４６ａが突設されており、この開口筒４６ａは、フレキシブル管６５及びロータリジョイント６４を介して第２延長部２６に相対回転可能に連結されている。
解砕部４７は、熱処理過程で固まった被処理物が流通管４９で詰まらないように、被処理物を細かく砕く機能を有している。
【００２３】
加熱機構１２は、支持フレーム１３に支持された炉体２８と、この炉体２８の内部に設けられたヒータ２９とを備えている。炉体２８の内部には、レトルト１１の胴部２０、第１円錐部２１、及び第２円錐部２２が配置され、これらをヒータ２９によって外側から加熱することで、レトルト１１内の被処理物が熱処理される。
【００２４】
レトルト１１や加熱機構１２を支持する支持フレーム１３は、支持部３１によって架台１４に対して所定の角度αを持って傾斜した姿勢で支持されている。したがって、レトルト１１は、その軸心Ｏが水平に対して角度αで傾斜しており、排出口２７が低位に配置されている。傾斜角度αは、後述する被処理物の排出のしやすさを考慮し、被処理物の流動性に応じて０．１〜２０°程度に設定される。レトルト１１の第２円錐部２２は、その下面が排出口２７側へ向けて上り傾斜となるように配置されている。
【００２５】
回転駆動機構１５は、支持フレーム１３に取り付けられた駆動体３３と、この駆動体３３の動力をレトルト１１に伝達する動力伝達部３４とを備えている。本実施の形態では、駆動体３３としての電動モータが、動力伝達部３４としてのチェーンやスプロケットを介してレトルト１１に動力伝達可能に連結されている。また、回転駆動機構１５は、正逆回転可能な電動モータを用いるか、又は動力伝達部３４が正逆切換可能な変速装置を含むことによって、レトルト１１を正逆両方向に回転駆動可能に構成されている。
【００２６】
供給機構１７は、被処理物を貯留するホッパ３６と、上端がホッパ３６に接続された供給管３７と、この供給管３７に設けられた真空バルブ３８と、供給管３７の下端に接続されたコンベア装置３９とを備えている。
ホッパ３６は、下方先細り形状に形成され、その下端部に吐出口及び計量部（計量バルブ：図示略）を有している。真空バルブ３８は、その開閉によって供給管３７内における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時にレトルト１１内の気密を保持することが可能である。なお、真空バルブ３８は、電磁式あるいはその他の形式によって自動で開閉する構成であってもよいし、手動で開閉する構成であってもよい。供給管３７は、レトルト１１の軸心Ｏに対して略垂直な姿勢に配置されている。
【００２７】
コンベア装置３９は、供給管３７の下端部に接続された筒体４１と、この筒体４１の内部に配置されたコンベア部４２とから構成され、筒体４１は、フレキシブル管６１及びロータリジョイント６０を介して、レトルト１１の第１延長部２５に相対回転可能に連結されている。コンベア部４２は、回転軸の周囲に螺旋状の羽根を設けたスクリューコンベアとされ、フレキシブル管６１及びロータリジョイント６０の内部を通って第１延長部２５内に挿入されている。コンベア部４２の回転軸には、チェーンやスプロケットからなる動力伝達機構４３を介して電動モータ等の駆動体４４が動力伝達可能に連結されている。なお、コンベア部４２と動力伝達機構４３との接続部など、コンベア装置３９の内部においてもレトルト１１内の気密を保持するためのシール部材等の密封構造が適宜設けられる。また、コンベア部４２は、スクリューコンベアに限らず他の形式のコンベアを使用することができる。
【００２８】
冷却部３は、レトルト１１の排出口２７よりも低位に配置された冷却容器４８と、冷却容器４８内において被処理物を攪拌する攪拌機構８２（図５参照）と、を備えている。
冷却容器４８には、レトルト１１の排出口２７に接続された接続部４６及び解砕部４７から下方に延びて起立姿勢（略垂直姿勢）とされた流通管４９の下端部が接続されている。この流通管４９には、粉体バルブ５６及び真空バルブ５０とが設けられている。
【００２９】
粉体バルブ５６は、その開閉によって流通管４９における被処理物の流通を許容又は阻止する。また、真空バルブ５０は、その開閉によって流通管４９における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時にレトルト１１内や冷却容器４８内の気密を保持することが可能となっている。
【００３０】
図５は、冷却容器を概略的に示す断面図である。冷却容器４８は、解砕部４７において細かく砕かれた被処理物を流通管４９を介して受け入れて冷却し、冷却後の被処理物を取り出すことが可能となっている。冷却容器４８は、平坦な円板状の底壁４８ａと、この底壁４８ａの外周から立ち上がる筒形状の周壁４８ｂと、この周壁４８ｂの上端を閉鎖する円板状の蓋体４８ｃと、を備えている。
【００３１】
冷却容器４８は、その後部側（図５の右側）が高位とされ、前部側（図５の左側）が低位とされるように傾斜して配置されている。そして、蓋体４８ｃの後部側には、流通管４９の下端に接続される受入口４８ｄが形成され、底壁４８ａの前部側には、被処理物を取り出すための取出口４８ｅが形成されている。
【００３２】
冷却容器４８の底壁４８ａ及び周壁４８ｂは、それぞれ内面壁と外面壁とによる内外２重構造とされており、内面壁と外面壁との間に形成された空間は、水等の冷却水（冷却液）が流通する冷却水ジャケット（冷却液ジャケット）４８ｈとされている。冷却水ジャケット４８ｈ内には、循環ポンプ８３の作動によって周壁４８ｂの外面壁等に設けられた供給ポート４８ｇから冷却水が供給され、供給された冷却水は、冷却水ジャケット４８ｈ内を循環した後に排出ポート４８ｉから排出される。
【００３３】
冷却容器４８の周壁４８ｂには、アルゴンガス等の不活性ガスを冷却容器４８内に投入するための導入口４８ｆが設けられている。
冷却容器４８の底壁４８ａには、取出口４８ｅを開閉するためのシャッター装置８０が設けられている。このシャッター装置８０は、エアシリンダ等からなる駆動体８１によって作動し、冷却容器４８からの被処理物の取り出しを許容又は阻止する。
【００３４】
また、図１に示されるように、シャッター装置８０には、取出管５１の上端が接続され、この取出管５１には、真空バルブ５１Ａが設けられている。真空バルブ５１Ａは、取出管５１における被処理物の流通を許容又は阻止するとともに、内部に備わったガスシール（流体シール）によって閉鎖時に真空バルブ５０とともに冷却容器４８内の気密を保持することが可能となっている。そして、シャッター装置８０及び真空バルブ５１Ａを開くことによって、冷却容器４８から被処理物を取り出し、別途用意された回収容器５２に回収することができる。なお、冷却容器４８の蓋体４８ｃと周壁４８ｂの上端縁との間には適宜シール部材が設けられ、両者間のガスの漏れが防止されている。
【００３５】
攪拌機構８２は、冷却容器４８の底部近傍において回転する攪拌羽根８２ａを備えている。この攪拌羽根８２ａは、冷却容器４８の底壁４８ａ上面の略全体に亘る範囲で被処理物を攪拌するように設けられている。この攪拌羽根８２ａの回転軸８２ｃは、冷却容器４８の略中心に配置され、蓋体４８ｃに設けられたモータ等の駆動体８２ｂによって回転駆動される。そして、攪拌機構８２は、冷却容器４８内に収容された被処理物を攪拌羽根８２ａによって攪拌することで冷却を促進し、さらに被処理物全体が均一に冷却水ジャケット４８ｈが形成された底壁４８ａ及び周壁４８ｂに触れやすくすることによって、より冷却を促進する。また、攪拌装置８２は、被処理物に動きを与えることで、底壁４８ａの傾斜に沿って被処理物を取出口４８ｅ側へ向けて流動させやすくする機能も有する。
【００３６】
図１に示されるように、真空ポンプ１６は、架台１４に設置されており、接続部４６に対して吸引配管５３を介して接続されている。そして、真空バルブ３８，５０を閉じた状態で真空ポンプ１６を駆動することによってレトルト１１内を真空状態にすることができる。あるいは、真空バルブ５０を開き、真空バルブ３８，５１Ａを閉じた状態で真空ポンプ１６を駆動することによってレトルト１１及び冷却容器４８内を真空状態にすることができる。
【００３７】
図４は、ロータリジョイント６４を拡大して示す断面図である。ロータリジョイント６４は、フレキシブル管６５に固定される固定側部材６７と、第２延長部２６に固定される回転側部材６６とを備えている。回転側部材６６は、第２延長部２６の外周を囲繞する筒状の軸部６６ａと、この軸部６６ａの一端部（左端部）から径方向外方に延び、第２延長部２６に設けられたフランジ部２６ａにボルト固定されるフランジ部６６ｂとを備えている。両フランジ部２６ａ，６６ｂの間には気密を保つためのＯリングからなるシール部材７４が設けられている。
【００３８】
一方、固定側部材６７は、環状の第１ボス部６７ａと、この第１ボス部６７ａの軸方向端部（右端部）にボルト固定される第２ボス部６７ｂとを備え、この第２ボス部６７ｂが、中継リング６８を介してフレキシブル管６５の端部に設けられたフランジ部６５ａにボルト固定されている。第２ボス部６７ｂと中継リング６８との間、及び中継リング６８とフランジ部６５ａとの間には、それぞれ気密を保つためのＯリングからなるシール部材７５，７６が設けられている。また、第１ボス部６７ａには、冷却水が流入するウォータージャケット６７ｃが設けられている。
【００３９】
固定側部材６７の第１，第２ボス部６７ａ，６７ｂの内周面と、回転側部材６６の軸部６６ａの外周面との間には、２つの転がり軸受６９が設けられており、この転がり軸受６９によって回転側部材６６と固定側部材６７とが相対回転可能に連結されている。
また、第１ボス部６７ａの内周面と軸部６６ａの外周面との間で、２つの転がり軸受６９の間には、複数のシール部材７０が設けられ、複数のシール部材７０の配置スペースにグリースが充填されるようになっている。
【００４０】
また、第１ボス部６７ａの軸方向一端部（左端部）には押さえ板７３が固定され、この押さえ板７３と一方（左側）の転がり軸受６９との間にシール部材７１が設けられ、このシール部材７１の配置スペースにもグリースが充填される。同様に、第２ボス部６７ｂと、他方（右側）の転がり軸受６９との間にもシール部材７２が設けられ、このシール部材７２の配置スペースにグリースが充填される。そして、回転側部材６６と固定側部材６７との間に設けられたシール部材７０，７１，７２やこれらの配置スペースに充填されたグリースによって、回転側部材６６と固定側部材６７との間のガスの流通が阻止され、レトルト１１内の真空を維持することが可能となっている。
なお、図示は省略するが、第１延長部２５側に配置されたロータリジョイント６０（図１参照）についても、上記と略同様の構成とされている。
【００４１】
図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は、移送羽根の斜視図である。図１〜図３に示されるように、本実施の形態のレトルト１１の内部には、被処理物を排出口２７へ移送するための移送羽根５４が設けられている。この移送羽根５４は、レトルト１１の内周面に沿って周回する螺旋形状に形成されている。また、この移送羽根５４は、排出口２７により近い、第２円錐部２２と第２延長部２６の内部に設けられている。移送羽根５４の中心には、軸方向に貫通する貫通孔５５が形成されている。
【００４２】
図１に示されるように、第２円錐部２２に設けられた移送羽根５４は、レトルト１１の軸方向外側に向かうほど外径が小さくなっており、第２延長部２６に設けられた移送羽根５４は、第２延長部２６の全長に渡って一定の外径に形成されている。また、移送羽根５４の内径（貫通孔５５の直径）は、移送羽根５４の全体に渡って一定に形成されている。
そして、移送羽根５４は、回転駆動機構１５によってレトルト１１を軸心Ｏ回りに正回転（一方向回転）させたときに内部の被処理物を排出口２７とは反対側へ押し戻すように作用し、逆回転（他方向回転）させたときに被処理物を排出口２７側へ移送するように作用する。
【００４３】
次に、本実施の形態の回転レトルト炉１の動作を説明する。
図１に示されるように、熱処理開始前、熱処理の対象となる被処理物はホッパ３６中に貯留されている。ホッパ３６の吐出口及び真空バルブ３８を開くことによって、所定量の被処理物がコンベア装置３９に送られ、さらにコンベア装置３９を作動することによってレトルト１１の胴部２０内に被処理物が供給される。また、レトルト１１内部（あるいは、レトルト１１内部及び冷却容器４８内部）は、真空ポンプ１６により真空引きされる。
【００４４】
レトルト１１内に被処理物が供給されると、回転駆動機構１５によってレトルト１１を正回転させるとともに、加熱機構１２を作動する。これにより、レトルト１１内の被処理物が熱処理される。レトルト１１は排出口２７側が低位となるように傾斜しているため、被処理物は、排出口２７側へ向けて自然に流れようとするが、移送羽根５４によって押し戻され、さらに攪拌羽根２４によって適切に攪拌される。
【００４５】
所定時間経過後、熱処理が終了すると、回転駆動機構１５及び加熱機構１２が停止する。次いで、回転駆動機構１５によってレトルト１１が逆回転させられるとともに、解砕部４７を作動し、粉体バルブ５６及び真空バルブ５０を開く。被処理物はレトルト１１の傾斜によって第２円錐部２２の付近まで自然流下し、さらにレトルト１１の逆回転により移送羽根５４によって排出口２７へ移送される。排出口２７へ移送された被処理物は接続部４６に受け入れられるとともに解砕部４７において細かく砕かれ、起立姿勢に配置された流通管４９から即座に冷却容器４８へ流下する。そして、攪拌機構８２を駆動することによって冷却容器４８内の被処理物を攪拌しながら冷却する。なお、冷却容器４８にはアルゴンガス等の不活性ガスが導入され、冷却中の被処理物の酸化が防止される。ただし、冷却容器４８による冷却は、真空の状態で行ってもよい。
【００４６】
以上の動作で１サイクルの処理が終了する。そして、続けて処理を行う場合には、上述の動作が繰り返し行われる。また、冷却容器４８から被処理物を取り出すには、取り出し部５１の下端に回収容器５２をセットし、シャッター装置８０及び真空バルブ５１Ａを開いて回収容器５２に被処理物を充填すればよい。
【００４７】
以上説明した本実施の形態の回転レトルト炉１では、レトルト１１内に移送羽根５４が設けられているので、レトルト１１の逆回転によって被処理物を排出口２７から排出することができる。そのため、従来技術のように被処理物を排出するためにレトルト１１を傾斜姿勢に変更する動作が不要であり、また、被処理物を傾斜によって自然流下させる場合に比べて迅速に被処理物を排出することができる。そのため、１サイクルの処理が終了した後、次のサイクルの処理に移行するまでの時間を短縮し、その間のレトルト１１の温度低下を最小限に抑制することができる。したがって、サイクルタイムを短縮することができるとともにエネルギーの消費を少なくすることが可能となる。
【００４８】
また、移送羽根５４は、レトルト１１の逆回転によって作用するため、移送羽根５４を回転させるための駆動部を別途備える必要がない。したがって、移送羽根５４を設けることに伴うコスト増を最小限に抑えることができる。
【００４９】
また、移送羽根５４の軸心には貫通孔５５が形成されているので、レトルト１１内を真空引きする際に移送羽根５４が空気の流動の抵抗になることが少なく、真空ポンプ１６を低負荷で駆動し、迅速にレトルト１１内を真空状態にすることができる。
【００５０】
レトルト１１は、排出口２７側が低位となるように傾斜して配置されているので、被処理物を移送羽根５４の近傍まで自然に流動させることができ、熱処理後、即座に移送羽根５４による被処理物の移送を行うことができる。
【００５１】
また、熱処理後の被処理物は、レトルト１１から排出された後、冷却容器４８内で冷却されるので、レトルト１１内において被処理物の冷却を行う必要がない。そのため、レトルト１１の温度を高温に維持したまま次のサイクルの熱処理に短時間で移行することができる。
また、流通管４９が起立姿勢とされているので、レトルト１１から冷却容器４８へ被処理物を迅速に流通させることができ、流通管４９に設けられた真空バルブ５０のガスシールに対する熱影響を少なくすることができ、当該真空バルブ５０の耐久性低下を防止することができる。
【００５２】
冷却容器４８には、攪拌機構８２が設けられているので、冷却容器４８内の被処理物の冷却を促進することができ、また、被処理物に動きを与えて取出口４８ｅへ流動し易くすることができる。
また、冷却容器４８には、冷却水ジャケットが設けられているので、被処理物の冷却をより促進することができる。
【００５３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において適宜変更できるものである。例えば、上記実施の形態では、冷却水ジャケット４８ｈが冷却容器４８の底壁４８ａと周壁４８ｂとに設けられているが、被処理物がより接触しやすい底壁４８ａのみに設けられていてもよい。
また、上記実施の形態では、レトルト１１や加熱機構１２を支持する支持フレーム１３は、第２支持部３１により架台１４に対して一定の傾斜角度αで配置されているが、第２支持部３１としてボールジャッキ等のジャッキ装置を用いることによって、この傾斜角度αを調整可能に構成してもよい。この場合、被処理物の流動性に応じて被処理物が移送羽根５４の近傍まで流動しやすくなるように傾斜角度αを調整することが可能となる。
【００５４】
また、本発明の熱処理装置は、真空以外の雰囲気用の熱処理装置にも適用することができ、その場合は、上記の実施の形態における真空ポンプや真空バルブ（真空シール）は不要となる。
【符号の説明】
【００５５】
１： 回転レトルト炉（熱処理炉）
２： 熱処理部
３： 冷却部
１１： レトルト（処理容器）
１５： 回転駆動機構
２７： 排出口
４８： 冷却容器
４８ａ： 底壁
４８ｄ： 受入口
４８ｅ： 取出口
４８ｈ： 冷却水ジャケット
４９： 流通管
５０： 真空バルブ
５４： 移送羽根
８２： 攪拌機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の一側部に被処理物の排出口を有する処理容器を備え、この処理容器内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部と、
前記処理容器における被処理物の排出口よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部と、
起立姿勢に配置されるとともに、前記処理容器の排出口と前記冷却部との間で被処理物を流通させる流通管と、
流体シールを有するとともに、前記流通管に設けられたバルブと、を備えていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記冷却部は、被処理物を収容するとともに、前記流通管から被処理物を受け入れる受入口と、内部の被処理物を取り出すための取出口とを有する冷却容器を備え、
前記冷却容器は、前記受入口側が高位とされ、かつ前記取出口側が低位とされた傾斜状の底壁を有している請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記冷却容器の壁部に、冷却液を流通させる冷却液ジャケットが設けられている請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記冷却部が、前記冷却容器内の被処理物を攪拌する攪拌機構をさらに備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記処理容器は、筒形状に形成されるとともに、その軸方向の一端部に前記排出口を備えており、
前記熱処理部は、前記処理容器をその軸心回りに正逆両方向に回転駆動可能であり、かつ前記被処理物の熱処理時に前記処理容器を一方向に回転させる回転駆動機構を備え、
前記処理容器内には、当該処理容器の他方向の回転によって被処理物を前記排出口へ移送する移送羽根が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１】
水平方向の一側部に被処理物の排出口を有する処理容器を備え、この処理容器内に収容された被処理物を熱処理する熱処理部と、
前記処理容器における被処理物の排出口よりも低位に配置され、熱処理済みの被処理物を冷却する冷却部と、
起立姿勢に配置されるとともに、前記処理容器の排出口と前記冷却部との間で被処理物を流通させる流通管と、
流体シールを有するとともに、前記流通管に設けられたバルブと、を備えていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記冷却部は、被処理物を収容するとともに、前記流通管から被処理物を受け入れる受入口と、内部の被処理物を取り出すための取出口とを有する冷却容器を備え、
前記冷却容器は、前記受入口側が高位とされ、かつ前記取出口側が低位とされた傾斜状の底壁を有している請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記冷却容器の壁部に、冷却液を流通させる冷却液ジャケットが設けられている請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記冷却部が、前記冷却容器内の被処理物を攪拌する攪拌機構をさらに備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記処理容器は、筒形状に形成されるとともに、その軸方向の一端部に前記排出口を備えており、
前記熱処理部は、前記処理容器をその軸心回りに正逆両方向に回転駆動可能であり、かつ前記被処理物の熱処理時に前記処理容器を一方向に回転させる回転駆動機構を備え、
前記処理容器内には、当該処理容器の他方向の回転によって被処理物を前記排出口へ移送する移送羽根が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−７７８３（Ｐ２０１２−７７８３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２７６１（Ｐ２０１０−１４２７６１）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１６７２００）光洋サーモシステム株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１６７２００）光洋サーモシステム株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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