JP5409995B2 - 外熱式ロータリーキルン - Google Patents

Description

本発明は、管体内部の被処理物を管体外部から加熱する外熱式ロータリーキルンに関する。

図７に、従来の外熱式ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図７に示すように、外熱式ロータリーキルン１００は、主に、管体１０１と加熱部１０２とスクリューフィーダー１０３とを備えている。被処理物ｈは、スクリューフィーダー１０３により搬送され、管体１０１内部に供給される。供給された被処理物ｈは、管体１０１内部を、後方（上流側）から前方（下流側）に向かって、移動する。加熱区間１０４を通過する際、被処理物ｈは、管体１０１外部に配置された加熱部１０２により、加熱される。このため、被処理物ｈは熱処理される。

ここで、熱処理される被処理物ｈからは、水蒸気が発生する。発生した水蒸気は、ブロワー１０６の吸引力により、管体１０１の後端（上流端）から、排気管１０５を介して、管体１０１外部に排気される。
特開２００３−２０７２７３号公報

ところで、図７の外熱式ロータリーキルン１００の場合、スクリューフィーダー１０３は、加熱区間１０４の後方（上流側）までしか挿入されていない。このため、スクリューフィーダー１０３から放出された被処理物ｈは、加熱区間１０４に到達する前に、管体１０１内周面に落下する。言い換えると、被処理物ｈは、加熱区間１０４よりも温度の低い低温区間１０７に落下する。

ここで、低温区間１０７においては、加熱区間１０４で被処理物ｈから発生した水蒸気の一部が、冷却されて液体に戻ってしまう。このため、管体１０１の低温区間１０７の内周面に結露が発生する。したがって、スクリューフィーダー１０３から落下した被処理物ｈが、水分を吸収し、低温区間１０７の内周面に付着してしまう。

この点に鑑み、特許文献１の外熱式ロータリーキルンの管体には、径方向外側に突出する排気筒が配置されている。排気筒の流入口は、低温区間に配置されている。このため、特許文献１に記載の外熱式ロータリーキルンによると、低温区間から管体外部に、水蒸気を、直接排気することができる。したがって、低温区間における結露を抑制することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の外熱式ロータリーキルンの場合、排気筒を、管体から径方向外部に突設する必要がある。このため、構造が複雑であり、加工が面倒である。また、設備コストが高騰化してしまう。

本発明の外熱式ロータリーキルンは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制可能な外熱式ロータリーキルンを提供することを目的とする。並びに、本発明は、被処理物から発生した排ガスを、管体内部から外部に排気可能なスクリューフィーダーを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の外熱式ロータリーキルンは、略水平に配置され軸回りに回転可能であって、内部に被処理物を加熱する加熱区間を有する管体と、該管体の外部から該加熱区間を加熱する加熱部と、該管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において該被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーと、を備えてなる外熱式ロータリーキルンであって、前記シャフトの内部には、前記加熱区間で前記被処理物から発生する排ガスを、前記管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とする。

本発明の外熱式ロータリーキルン（以下、適宜「ロータリーキルン」と略称する。）によると、スクリューフィーダーのシャフトに、被処理物から発生した排ガスを排気するための排気通路が、配置されている。排気通路を介して、水蒸気を含んだ排ガスは、管体の内部から外部に排気される。このため、管体の加熱区間よりも上流側において、結露が発生するおそれが小さい。すなわち、被処理物が、管体やスクリューフィーダーなどに、付着するおそれが小さい。

また、本発明のロータリーキルンによると、前出特許文献１に記載のロータリーキルンのように、スクリューフィーダーとは別に、改めて排気筒などを配置する必要がない。また、ロータリーキルンの管体そのものに、加工を施す必要がない。したがって、ロータリーキルンの構造が簡単である。また、既存の管体をそのまま流用することができる。

また、本発明のロータリーキルンによると、加熱区間の上流側（加熱区間を含む。）から、排ガスが排気される。このため、加熱区間通過後の被処理物に、水分などの排ガス成分が、再付着するおそれが小さい。したがって、加熱区間通過後の被処理物の品質が高い。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記スクリューフィーダーは、前記排気通路を通過する前記排ガスの熱を利用して、搬送中の前記被処理物を加熱する構成とする方がよい。

排気通路を流れる排ガスは、スクリューフィーダー搬送中の被処理物よりも、高温である。本構成によると、排気通路の通路壁などを介して、排ガスの熱を被処理物に伝達することができる。すなわち、従来は、外部に排出されるだけだった排ガスの熱により、加熱前の被処理物を、予備加熱しておくことができる。このため、熱効率が高い。したがって、従来のロータリーキルンと比較して、同程度の熱処理を、より低温の加熱条件（温度条件）で実現することができる。また、より早く被処理物を加熱することができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記排気通路における前記排ガスの流入口は、前記シャフトの下流側端部に開設されており、該シャフトの下流側端部は、前記加熱区間に配置されており、前記スクリューフィーダーにおける前記被処理物の流出口は、前記供給パイプの下流側端部に開設されており、該供給パイプの下流側端部は、該加熱区間よりも上流側であって該加熱区間よりも温度が低い低温区間に、配置されている構成とする方がよい。

本構成によると、加熱区間内に、シャフトの下流側端部つまり排気通路の流入口を、配置している。このため、加熱区間において発生した水蒸気を含む排ガスを、高温のまま排気通路に取り込むことができる。したがって、低温区間における結露を、より確実に抑制することができる。

また、本構成によると、供給パイプの下流側端部つまり被処理物の流出口は、シャフトの下流側端部つまり排ガスの流入口よりも、上流側に配置されている。このため、供給パイプの流出口から管体内部に供給される被処理物が、そのまま排ガスの流入口に、流入してしまうおそれが小さい。

（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記加熱部は、電磁誘導加熱により前記加熱区間を加熱する構成とする方がよい。電磁誘導加熱の場合、コイルにより、管体の管壁に渦電流が発生する。このため、管壁の電気抵抗により、管壁自体が発熱する。すなわち、加熱区間に近接した管壁自体が、熱源となる。したがって、より迅速に、加熱区間の被処理物を加熱することができる。また、より伝熱ロスを小さくすることができる。また、ガスバーナー方式など他の加熱方式と比較して、温度制御が正確かつ容易である。

（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、さらに、前記管体の内部に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を持つ構成とする方がよい。本構成によると、過熱水蒸気が低温の被処理物に接触する際の凝縮熱を利用して、高効率の伝熱が可能である。このため、伝熱ロスを小さくすることができる。

特に好ましくは、本構成と上記（４）の構成とを組み合わせた構成とする方がよい。こうすると、管体外部から電磁誘導加熱により、管体内部から過熱水蒸気加熱により、被処理物を加熱することができる。また、加熱に酸素を必要としないため、例えば、無酸素雰囲気での焙煎処理などに好適である。

（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、さらに、前記管体の内部に配置され、軸部と該軸部から放射状に延在する複数の撹拌羽根とからなり、転動することにより前記被処理物を撹拌する、少なくとも一つの、かつ同一の転動部材を備える構成とする方がよい。

転動部材は、管体の内部に、単一あるいは複数配置されている。複数配置される場合は、全ての転動部材は同一物である。転動部材は、管体の軸回りの回転に伴って、自身の重心移動に伴い回転する。転動部材が回転する際、撹拌羽根が被処理物を掻き上げる。あるいは、撹拌羽根が被処理物を掻き落とす。このため、本構成によると、被処理物を充分に撹拌することができる。また、転動部材は、あたかもハンマリングのように内周面に衝突しながら、管体内部を回転する。このため、管体内周面に被処理物が付着するのを抑制することができる。また、転動部材は、加熱部からの伝熱により昇温する。このため、被処理物は、管体内周面のみならず転動部材からも加熱されることになる。このように、転動部材を配置すると、被処理物の加熱面積が大きくなる。

（７）また、上記課題を解決するため、本発明のスクリューフィーダーは、管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーであって、前記シャフトの内部には、前記管体の内部で前記被処理物から発生する排ガスを、該管体の外部に排気する排気通路が配置されていることを特徴とする。

本発明のスクリューフィーダーによると、シャフトに、被処理物から発生した排ガスを排気するための排気通路が、配置されている。このため、排気通路を介して、排ガスを、管体の内部から外部に排気することができる。なお、本発明のスクリューフィーダーは、例えば上記（１）〜（６）の構成のような外熱式ロータリーキルンは勿論、内熱式ロータリーキルンなどにも用いることができる。

本発明の外熱式ロータリーキルンによると、管体の加熱区間よりも上流側における被処理物の付着を、簡単な構造で抑制することができる。並びに、本発明のスクリューフィーダーによると、被処理物から発生した排ガスを、管体内部から外部に排気することができる。

以下、本発明の外熱式ロータリーキルンを、食品の焙煎処理に用いた実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の外熱式ロータリーキルンの構成について説明する。図１に、本実施形態のロータリーキルンの斜視図を示す。図２に、同ロータリーキルンの分解斜視図を示す。図３に、同ロータリーキルンの軸方向断面図を示す。図１〜図３に示すように、ロータリーキルン１は、主に、管体２とスクリューフィーダー３と上流側フード４とホッパー５と加熱部６（図１においては透過して、図２においては省略して、それぞれ示す。）と下流側フード７と過熱水蒸気供給部８と架台９とを備えている。

架台９は、机状を呈している。架台９は、一対のローラー９０と、一対のローラー９１と、一対の軸受部９２と、を備えている。これらの部材は、架台９上面に、前後方向に並んで配置されている。

一対のローラー９１は、架台９上面の前縁に配置されている。ローラー９１の回転軸は、前後方向に延在している。一対のローラー９１は、左右方向に並んで配置されている。これに対して、一対のローラー９０は、架台９上面の、中央やや後方に配置されている。一対のローラー９０の回転軸は、前後方向に延在している。一対のローラー９０は、左右方向に並んで配置されている。また、一対の軸受部９２は、架台９上面の後縁付近に配置されている。一対の軸受部９２は、前後方向に並んで配置されている。一対の軸受部９２の軸貫通孔は、前後方向に同軸状に並んでいる。

管体２は、本体２０と、一対のタイヤ２１、２２と、スプロケット２４と、を備えている。本体２０は、前後方向に延在する直管状を呈している。タイヤ２１は、本体２０の後端付近の外周面に周設されている。タイヤ２２は、本体２０の前端付近の外周面に周設されている。タイヤ２１は、前記一対のローラー９０上に載置されている。同様に、タイヤ２２は、前記一対のローラー９１上に載置されている。スプロケット２４は、本体２０における、タイヤ２１よりも後方に周設されている。駆動装置（図略）からの駆動力がスプロケット２４に伝達されることにより、管体２は、ローラー９０、９１上で、軸回りに回転可能である。なお、管体２は、略水平に配置されているが、被処理物Ｈ（食品、例えば麦、ゴマ、米などの粉粒体）を流動させるため、厳密には後方から前方に向かってやや下向きに傾斜している。

加熱部６は、ハウジング６０と断熱材６１とコイル６２とを備えている。前記管体２の本体２０は、加熱部６を前後方向に貫通している。本体２０の軸方向（前後方向）略中央部分は、加熱部６に収容されている。ハウジング６０は、直方体箱状を呈している。断熱材６１は、ハウジング６０の内面を、層状に覆っている。コイル６２は、断熱材６１の内面に配置されている。

下流側フード７の上部は直方体箱状を、下部は下方に尖る四角錐箱状を、それぞれ呈している。下流側フード７上部の後壁には、管体挿入孔７０が開設されている。管体挿入孔７０には、管体２の本体２０の前端が収容されている。管体挿入孔７０の孔縁と本体２０外周面との間には、摺動シール部材（図略）が介装されている。下流側フード７上部の上壁からは、上方に向かってフランジ部７３が突設されている。フランジ部７３には、排気管９４ａが接続されている。下流側フード７上部の前壁には、過熱水蒸気供給パイプ挿入孔７４が開設されている。下流側フード７下部は、テーパ状に下方に収束している。下流側フード７の下方には、ロータリーバルブ７１、７２が上下方向に連設されている。

過熱水蒸気供給部８は、過熱水蒸気発生装置８１と過熱水蒸気供給パイプ８０を備えている。過熱水蒸気発生装置８１は、過熱水蒸気供給パイプ８０に、過熱水蒸気を供給している。過熱水蒸気供給パイプ８０は、前記下流側フード７上部の前壁の過熱水蒸気供給パイプ挿入孔７４から、管体２の本体２０内部に挿入されている。

上流側フード４は、中空円柱状を呈している。図４に、図３の枠ＩＶ内の拡大図を示す。図４に示すように、上流側フード４の前壁には、管体挿入孔４０が開設されている。管体挿入孔４０には、管体２の本体２０の後端が収容されている。管体挿入孔４０の孔縁と本体２０外周面との間には、摺動シール部材（図略）が介装されている。上流側フード４の後壁には、供給パイプ挿入孔４１が開設されている。

スクリューフィーダー３は、供給パイプ３０（図２においては透過して示す。）とシャフト３１とスクリュー３２とを備えている。供給パイプ３０は、軸方向（前後方向）に延びる円筒状を呈している。供給パイプ３０は、上流側フード４の供給パイプ挿入孔４１に挿入され、固定されている。供給パイプ３０の外周面は、断熱ジャケット（図略）により覆われている。供給パイプ３０の後端は、封止板３００（図２においては透過して示す。）により封止されている。供給パイプ３０の前端は、管体２の本体２０内部に開放されている。すなわち、供給パイプ３０の前端には、被処理物Ｈの流出口３０２が開設されている。供給パイプ３０の後部側周壁からは、上方に向かってフランジ部３０１（図２においては透過して示す。）が突設されている。

シャフト３１は、直管状を呈している。すなわち、シャフト３１の内部には、軸方向（前後方向）に延びる排気通路３１０が形成されている。シャフト３１は、供給パイプ３０の径方向内側に、同軸状に配置されている。また、シャフト３１は、封止板３００を貫通している。前出図３に示すように、封止板３００から後方に突出したシャフト３１の後端は、前記一対の軸受部９２により、回転可能に支持されている。すなわち、シャフト３１全体は、一対の軸受部９２により、片持ち梁状に支持されている。

シャフト３１後端における、一対の軸受部９２同士の間には、スプロケット３１１が周設されている。スプロケット３１１を介して、外部からシャフト３１に駆動力（回転力）が伝達される。シャフト３１後端における、軸受部９２支持部分のさらに後方には、スイベルジョイント９３を介して、排気管９４ｂが連結されている。排気管９４ｂは、シャフト３１内部の排気通路３１０に連通している。また、排気管９４ｂには、炉圧調整バルブ９５を介して、前記排気管９４ａの下流端が接続されている。また、排気管９４ｂの下流端には、吸引用のブロワー９６が接続されている。

中空のシャフト３１の前端は、管体２の本体２０内部に開放されている。シャフト３１の前端には、排ガスの流入口３１２が開設されている。排ガスの流入口３１２は、被処理物Ｈの流出口３０２よりも、前方に配置されている。

スクリュー３２は、螺旋状を呈している。スクリュー３２は、シャフト３１と共に、供給パイプ３０の径方向内側に収容されている。スクリュー３２は、シャフト３１の外周面に周設されている。前記スプロケット３１１を介してシャフト３１に伝達される回転力により、供給パイプ３０内部において、スクリュー３２はシャフト３１と共に、シャフト３１の軸回りに回転する。

ホッパー５は、上蓋付きホッパーであって、上部は円筒状を、下部は下方に尖る円錐箱状を、それぞれ呈している。ホッパー５は、前記供給パイプ３０のフランジ部３０１に固定されている。ホッパー５には、被処理物Ｈが貯留されている。

次に、本実施形態における被処理物Ｈの流れについて説明する。被処理物Ｈは、ホッパー５に貯留されている。被処理物Ｈは、ホッパー５下端の抜き出し孔から、スクリューフィーダー３の後端（上流端）に落下する。落下した被処理物Ｈは、スクリュー３２の回転により、供給パイプ３０内部を前方（下流側）に移動する。移動した被処理物Ｈは、流出口３０２から、本体２０内部の後部に落下する。具体的には、本体２０において、径方向外側に加熱部６が配置されていない部分、すなわち低温区間Ｂに、被処理物Ｈは落下する。落下した被処理物Ｈは、管体２の回転に伴って、前方に移動する。そして、径方向外側に加熱部６が配置されている部分、すなわち加熱区間Ａを通過する。加熱区間Ａにおいて、被処理物Ｈは、加熱部６の電磁誘導で発熱している本体２０の管壁により、加熱される。並びに、過熱水蒸気供給パイプ８０から放出される過熱水蒸気により、加熱される。このため、被処理物Ｈは焙煎処理される。焙煎処理された被処理物Ｈ（以下、「処理済み被処理物Ｈ」と称す。）は、下流側フード７内を流下し、二連のロータリーバルブ７１、７２を介して、外部に搬出される。

次に、本実施形態におけるガスの流れについて説明する。上述したように、加熱区間Ａにおいては、被処理物Ｈから、水蒸気を含む排ガスが発生する。また、被処理物Ｈの加熱用として、過熱水蒸気供給パイプ８０から過熱水蒸気が供給される。ここで、シャフト３１前端つまり流入口３１２は、加熱区間Ａ内に配置されている。このため、発生した排ガスの大部分および過熱水蒸気の余剰分は、低温区間Ｂに拡散することなく、流入口３１２に吸い込まれる。吸い込まれた排ガスおよび過熱水蒸気は、排気通路３１０を通過する。ここで、排気通路３１０の排ガスおよび過熱水蒸気は高温である。一方、スクリュー３２により搬送中の被処理物Ｈは、低温である。このため、排気通路３１０の通路壁やスクリュー３２を介して、排ガスおよび過熱水蒸気から被処理物Ｈに、熱が移動する。この伝熱により、搬送中の被処理物Ｈは、加熱区間Ａに差し掛かる前に、加熱される。排気通路３１０において被処理物Ｈと熱交換した排ガスおよび過熱水蒸気は、スイベルジョイント９３、排気管９４ｂを介して、ブロワー９６から、外部に排出される。

ところで、過熱水蒸気は、上述したように、被処理物Ｈを加熱するために、加熱区間Ａに供給されるものである。しかしながら、本体２０内部の圧力状態やブロワー９６の吸引力などによっては、過熱水蒸気供給パイプ８０から放出された過熱水蒸気が、被処理物Ｈに接触することなく、そのまま流入口３１２に吸い込まれるおそれがある。そこで、ロータリーキルン１には、炉圧調整バルブ９５と排気管９４ａが配置されている。前述したように、排気管９４ａの下流端は、炉圧調整バルブ９５を介して、排気管９４ｂに分岐接続されている。また、排気管９４ａの上流端は、下流側フード７に接続されている。炉圧調整バルブ９５の開度を調整することにより、排気管９４ａの吸引力および流入口３１２の吸引力を、調整することができる。このため、例えば、流入口３１２の吸引力が過度に大きい場合は、炉圧調整バルブ９５により、排気管９４ａを開方向に、排気管９４ｂを閉方向に、調整することにより、流入口３１２の吸引力を小さくすることができる。したがって、過熱水蒸気を加熱区間Ａ内にゆっくりと滞留させることができ、過熱水蒸気により被処理物Ｈを充分に加熱することができる。

次に、本実施形態のロータリーキルン１の作用効果について説明する。本実施形態のロータリーキルン１によると、スクリューフィーダー３のシャフト３１に排気通路３１０が配置されている。排気通路３１０を介して、水蒸気を含んだ排ガスは、管体２の内部から外部に排気される。このため、加熱区間Ａよりも上流側において、結露が発生するおそれが小さい。すなわち、被処理物Ｈが付着するおそれが小さい。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、スクリューフィーダー３とは別に、改めて排気筒などを配置する必要がない。また、管体２そのものに、加工を施す必要がない。したがって、ロータリーキルン１の構造が簡単である。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、既存の部材（例えば管体２など）をそのまま流用することができる。例えば、前出図７（従来設備）の管体１０１をそのまま用い、かつスクリューフィーダー１０３および上流側フードを、前出図３のスクリューフィーダー３および上流側フード４と交換し、排気管の配策経路を変更することにより、本実施形態のロータリーキルン１を組み付けることができる。このように、本実施形態のロータリーキルン１は、従来設備にアドインしやすく、汎用性に富んでいる。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、加熱区間Ａから、流入口３１２を介して排ガスが排気される。このため、処理済み被処理物Ｈに、水分などの排ガス成分が、再付着するおそれが小さい。したがって、処理済み被処理物Ｈの品質が高い。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、排気通路３１０の通路壁などを介して、排ガスの熱を被処理物Ｈに伝達することができる。すなわち、従来は、外部に排出されるだけだった排ガスの熱により、加熱前の被処理物Ｈを、予備加熱しておくことができる。また、排気通路３１０を通過させることにより、外部に放出される前の排ガスを、予め冷却しておくことができる。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、加熱区間Ａ内に排気通路３１０の流入口３１２を配置している。このため、加熱区間Ａにおいて発生した水蒸気を含む排ガスを、高温のまま排気通路３１０に取り込むことができる。したがって、低温区間Ｂにおける結露を、より確実に抑制することができる。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、被処理物Ｈの流出口３０２は、排ガスの流入口３１２よりも、後方（上流側）に配置されている。このため、流出口３０２から管体２内部に供給される被処理物Ｈが、そのまま排ガスの流入口３１２に、流入してしまうおそれが小さい。

また、本実施形態のロータリーキルン１によると、加熱部６が電磁誘導加熱により加熱区間Ａを加熱している。すなわち、本体２０の管壁自体が発熱することにより、加熱区間Ａの被処理物Ｈを加熱している。このため、より迅速に、被処理物Ｈを加熱することができる。また、より伝熱ロスを小さくすることができる。また、ガスバーナー方式など他の加熱方式と比較して、温度制御が正確かつ容易である。

また、本実施形態のロータリーキルン１には、過熱水蒸気供給部８が配置されている。このため、過熱水蒸気が低温の被処理物Ｈに接触する際の凝縮熱を利用して、高効率の伝熱が可能である。したがって、伝熱ロスをさらに小さくすることができる。また、加熱に酸素を必要としないため、無酸素雰囲気での焙煎処理に好適である。また、本実施形態のロータリーキルン１によると、炉圧調整バルブ９５の開度を調整することにより、加熱区間Ａにおける過熱水蒸気の滞留時間を自在に制御することができる。

また、本実施形態のロータリーキルン１のスクリューフィーダー３は、管体２外部から軸受部９２により、片持ち梁状に支持されながら、軸回りに回転している。このため、例えばホッパーのシュートなど、スクリューフィーダー同様に片持ち梁状に支持されているものの無回転の搬送部材と比較して、管体２内部の奥方まで挿入しても、加熱部６からの熱および自重により、変形しにくい。

＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、管体内部に転動部材が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図５に、本実施形態のロータリーキルンの透過斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図６に、同ロータリーキルンの径方向部分断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。

図５、図６に示すように、管体２の本体２０の内部には、転動部材２３が配置されている。転動部材２３は、前後方向に直列に並んで、合計三つ配置されている。三つの転動部材２３は同一物である。また、転動部材２３は、加熱区間Ａに配置されている。転動部材２３は、軸部２３０と撹拌羽根２３１とを備えている。軸部２３０は、前後方向（本体２０の軸方向）に延在する短軸円柱状を呈している。撹拌羽根２３１は、矩形板状を呈している。撹拌羽根２３１は、軸部２３０の外周面から径方向に突設されている。撹拌羽根２３１は、軸部２３０の周方向に１２０°ずつ離間して、合計三枚配置されている。なお、隣り合う撹拌羽根２３１間には、例えばロッドなどの介在物は配置されていない。

本実施形態のロータリーキルン１は、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のロータリーキルンと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のロータリーキルン１は、転動部材２３を備えている。転動部材２３は、管体２の軸回りの回転に伴って、自身の重心移動に伴い回転する。転動部材２３が回転する際、撹拌羽根２３１は被処理物Ｈを掻き上げる。あるいは、撹拌羽根２３１は被処理物Ｈを掻き落とす。このため、被処理物Ｈを充分に撹拌することができる。

また、転動部材２３の直径（三枚の撹拌羽根２３１の先端を繋いだ仮想円の直径）は、本体２０の内周径よりも、小径である。このため、転動部材２３は、あたかもハンマリングのように、本体２０内周面に衝突しながら回転する。したがって、本体２０内周面に被処理物Ｈが付着するのを抑制することができる。

また、加熱区間Ａの転動部材２３は、加熱部６（つまり本体２０）からの伝熱により昇温する。このため、被処理物Ｈは、本体２０内周面のみならず転動部材２３表面からも加熱されることになる。このように、転動部材２３を配置すると、被処理物Ｈの加熱面積が大きくなる。

＜その他＞
以上、本発明の外熱式ロータリーキルンの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。例えば、上記実施形態においては、本発明のロータリーキルンを焙煎に用いたが、乾燥、減菌などに用いてもよい。また、被処理物Ｈとして、食品以外（例えば廃棄物）の物を用いてもよい。また、加熱部６に、コイル６２の代わりに、電気ヒーターやガスバーナーなどを配置してもよい。

以下、第一実施形態のロータリーキルン（前出図３参照、実施例）および従来のロータリーキルン（前出図７参照、比較例）について行った焙煎実験について、説明する。

＜実験条件＞
実験に用いた被処理物は、麦、ゴマ、米の三種類とした。これら三種類の被処理物を、各々、第一実施形態のロータリーキルンおよび従来のロータリーキルンを用いて、焙煎処理した。ロータリーキルンの管体の内周径は、２００ｍｍとした。管体の材質は、ＳＵＳ４３０とした。加熱区間の全長は、１０００ｍｍとした。管体の回転速度は１０ｒｐｍに設定した。また、管体の傾斜角度（＝垂直方向高さ／水平方向長さ×１００）は、１％に設定した。

表１に被処理物が麦の場合の実験条件を、表２に被処理物がゴマの場合の実験条件を、表３に被処理物が米の場合の実験条件を、それぞれ示す。条件○−１、○−２、○−３と枝番が増えるごとに、焙煎処理における温度条件が高くなる。なお、表１〜表３において、加熱部設定温度とは、管体の加熱区間の設定温度である。また、過熱水蒸気設定温度とは、過熱水蒸気発生装置の設定温度である。また、過熱水蒸気打込温度とは、過熱水蒸気を管体内部に打ち込む際の温度（前出図３における過熱水蒸気供給パイプ８０後端付近の温度）である。また、過熱水蒸気投入量とは、水蒸気量（気体量）ではなく、水量（液体量）である。

＜実験結果＞
表４に被処理物が麦の場合の実験結果を、表５に被処理物がゴマの場合の実験結果を、表６に被処理物が米の場合の実験結果を、それぞれ示す。なお、表４〜表６において、加熱結果の判定は、五感により行った。×は加熱不足を、△はやや加熱不足を、○は加熱良好を、◎は過焼状態を、それぞれ示している。また、付着の有無の判定は、スクリューフィーダーのスクリューに対する被処理物の付着を視認することにより行った。

＜まとめ＞
被処理物が麦の場合、表４から、実施例、比較例共に、全ての条件で被処理物は付着しないことが判った。また、加熱結果を見ると、条件１−１（低温）の場合、実施例は加熱良好（○）であるものの、比較例は加熱不足（×）であった。また、条件１−２（中温）の場合、実施例、比較例共に加熱良好（○）であった。また、条件１−３（高温）の場合、実施例は過焼状態（◎）であり、比較例は加熱良好（○）であった。

被処理物がゴマの場合、表５から、実施例、比較例共に、全ての条件で加熱良好（○）であった。しかしながら、全ての条件で、実施例においては被処理物の付着が見られなかったが、比較例においては被処理物の付着が見られた。

被処理物が米の場合、表６から、全ての条件で、実施例においては被処理物の付着が見られなかったが、比較例においては被処理物の付着が見られた。また、加熱結果を見ると、実施例の場合、全ての条件で加熱良好（○）であった。一方、比較例の場合、条件３−１（低温）で、やや加熱不足（△）であった。

これらの結果から、実施例によると、比較例よりも低い温度条件で、被処理物に良好な焙煎処理を施すことができることが判った。言い換えると、実施例によると、敢えて比較例のように加熱温度を高温にしなくても、被処理物を良好に加熱できることが判った。このため、実施例によると、加熱部延いてはロータリーキルンの省エネルギー化が可能である。また、実施例によると、被処理物がスクリューに付着しないことが判った。

第一実施形態の外熱式ロータリーキルンの斜視図である。 同ロータリーキルンの分解斜視図である。 同ロータリーキルンの軸方向断面図である。 図３の枠ＩＶ内の拡大図である。 第二実施形態の外熱式ロータリーキルンの透過斜視図である。 同ロータリーキルンの径方向部分断面図である。 従来の外熱式ロータリーキルンの軸方向断面図である。

符号の説明

１：ロータリーキルン。
２：管体、２０：本体、２１：タイヤ、２２：タイヤ、２３：転動部材、２３０：軸部、２３１：撹拌羽根、２４：スプロケット。
３：スクリューフィーダー、３０：供給パイプ、３００：封止板、３０１：フランジ部、３０２：流出口、３１：シャフト、３１０：排気通路、３１１：スプロケット、３１２：流入口、３２：スクリュー。
４：上流側フード、４０：管体挿入孔、４１：供給パイプ挿入孔。
５：ホッパー。
６：加熱部、６０：ハウジング、６１：断熱材、６２：コイル。
７：下流側フード、７０：管体挿入孔、７１：ロータリーバルブ、７２：ロータリーバルブ、７３：フランジ部、７４：過熱水蒸気供給パイプ挿入孔。
８：過熱水蒸気供給部、８０：過熱水蒸気供給パイプ、８１：過熱水蒸気発生装置。
９：架台、９０：ローラー、９１：ローラー、９２：軸受部、９３：スイベルジョイント、９４ａ：排気管、９４ｂ：排気管、９５：炉圧調整バルブ、９６：ブロワー。
Ａ：加熱区間、Ｂ：低温区間、Ｈ：被処理物。

Claims (6)

1. 略水平に配置され軸回りに回転可能であって、内部に被処理物を加熱する加熱区間を有する管体と、
   該管体の外部から該加熱区間を加熱する加熱部と、
   該管体の軸方向一端から該管体の内部に挿入される供給パイプと、該供給パイプの径方向内側に配置され軸回りに回転可能なシャフトと、該シャフトに周設され該シャフトと共に回転することにより該供給パイプ内部において該被処理物を搬送するスクリューと、を持つスクリューフィーダーと、
   を備えてなる外熱式ロータリーキルンであって、
   前記シャフトの内部には、前記加熱区間で前記被処理物から発生する排ガスを、前記管体の外部に排気する排気通路が配置されており、
   前記スクリューフィーダーは、前記排気通路を通過する前記排ガスの熱を利用して、前記供給パイプ内部を搬送中の前記被処理物を加熱し、
   該被処理物は、まず該供給パイプ内部において予備加熱され、次に該加熱区間において加熱されることを特徴とする外熱式ロータリーキルン。
2. 前記排気通路における前記排ガスの流入口は、前記シャフトの下流側端部に開設されており、該シャフトの下流側端部は、前記加熱区間に配置されており、
   前記スクリューフィーダーにおける前記被処理物の流出口は、前記供給パイプの下流側端部に開設されており、該供給パイプの下流側端部は、該加熱区間よりも上流側であって該加熱区間よりも温度が低い低温区間に、配置されている請求項１に記載の外熱式ロータリーキルン。
3. 前記加熱部は、電磁誘導加熱により前記加熱区間を加熱する請求項１または請求項２に記載の外熱式ロータリーキルン。
4. さらに、前記管体の内部に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給部を持つ請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の外熱式ロータリーキルン。
5. さらに、前記排気通路に連通し、該排気通路における前記排ガスの流入口の吸引力を調整することにより、前記加熱区間における前記過熱水蒸気の滞留時間を調整する炉圧調整バルブを備える請求項４に記載の外熱式ロータリーキルン。
6. さらに、前記管体の内部に配置され、軸部と該軸部から放射状に延在する複数の撹拌羽根とからなり、転動することにより前記被処理物を撹拌する、少なくとも一つの、かつ同一の転動部材を備える請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の外熱式ロータリーキルン。

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