JP6198767B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉状又は粉粒状の装入物を回転ドラム炉で加熱処理しつつ、回転ドラム炉の内面に付着した装入物を衝撃や振動などにより落下させて排出するために用いられる熱処理装置に関する。

従来、この種の熱処理装置として、炉芯管の内部空間において炉芯管の中心軸の方向に沿って複数列設されるとともに炉芯管の回転によって炉芯管の内周面を転動して、粉粒状の処理物に衝撃を付与するビータ部材が設けられ、ビータ部材は、炉芯管の中心軸に対して偏心した軸線を有し、軸線を中心に放射状に設けられ外端縁が炉芯管の内周面に当接する複数のフィンを備えている。粉粒状の処理物が炉芯管の内周面に付着して停留しようとしても、炉芯管の回転方向と同方向へビータ部材が回転して炉芯管の内面を転動して処理物に衝撃を付与するので、炉芯管の内周面に付着して停留しようとする処理物を、この衝撃によって炉芯管の内周面から強制的に離脱して分散させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、回転手段を有する外筒と、外筒の両端部に設けられたフランジ部と、フランジ部に懸架された複数の内筒とを有し、原料投入口から投入された被処理物を内筒内で加熱して排出口から排出する加熱処理装置において、内筒の内壁面に付着する固形物を叩き落とすハンマリング装置として、外筒内に内筒の叩打手段を設けたものもある（例えば、特許文献２参照）。詳しく説明すると、ハンマリング装置は、外筒内の原料供給口側および排出口側の２箇所に、各内筒において加熱手段から離れた軸方向両端部の表面とそれぞれ径方向へ対向するように設けられている。叩打手段の一例としては、外筒の回転中心に設けられたシャフトと、シャフトから内筒相互間に放射状に延びる複数の槌部材とを有し、外筒の自転に伴ってハンマリング装置が回転し、ハンマリング装置の槌部材が各内筒の表面を径方向へ叩打し、その衝撃により、内筒の内壁面に付着した固形物を叩き落としている。叩打手段の他の例としては、外筒内に設けられた複数の内筒の外表面間に架設された管体と、管体内に封入した遊動する球体とを有し、外筒の自転に伴ってハンマリング装置の球体が、管体内を遊動して各内筒の表面を径方向へ叩打し、その衝撃により、内筒の内壁面に付着した固形物を叩き落としている。

特開２００９−２２２３０９号公報 特開２００１−２８９５６５号公報

しかし乍ら、このような従来の熱処理装置では、特許文献１の場合、炉芯管の内部空間にビータ部材がフィンの外端縁を炉芯管の内周面に当接させて設けられるため、炉芯管の内周面に付着した粉粒状の処理物にビータ部材のフィンで衝撃を付与する際や、フィンの外端縁が炉芯管の内周面に当接する際にフィンの一部が破損するなどして、粉粒状の処理物に異物が混入するおそれがあるという問題があった。
さらに、特許文献１の場合には、ビータ部材を複数のフィンの外端縁が炉芯管の内周面にそれぞれ当接するように配置しなければ、炉芯管の内周面に付着して処理物に対し各フィンの外端縁が衝突しないため、高度な加工精度と組立精度が必要になり、これを達成するには構造が複雑化するばかりでなく製造コストが高くなるという問題もあった。
また、特許文献２の場合には、内筒において加熱手段から離れた原料供給口側端部および排出口側端部の表面を叩打手段の槌部材や球体でそれぞれ径方向へ叩打するため、内筒の原料供給口側端部および排出口側端部では、槌部材や球体の叩打による衝撃で内筒の肉厚方向へ振動が十分に発生して付着物を叩き落とすことができる。しかし、内筒において加熱手段と近い軸方向中間箇所では、槌部材や球体による叩打箇所から軸方向へ離れるため、付着物の叩き落としに必要な内筒の肉厚方向への振動を十分に伝播させることが困難になる。
特に内筒の軸方向全長が比較的に長い場合には、槌部材や球体の叩打による衝撃を内筒の軸方向全体に亘って伝播できず、内筒の軸方向全体で付着物の叩き落としに必要な内筒の肉厚方向へ振動させることは不可能であった。
その結果、内筒において肉厚方向への振動が十分に伝播しなかった中間箇所では、付着物が落下せずにそのまま残留して排出移動を妨げる原因になるとともに、付着物の厚みが増して断熱性を帯びるため、加熱効率にも悪影響を及ぼすという問題があった。
このような問題を解決するために、ハンマリング装置の球体を内筒の表面に対して激しく叩打させたり、内筒に対するハンマリング装置の数を増やしたりして、内筒に対する衝撃をより増大させることが考えられる。
しかし、この場合には、過剰な叩打により騒音が大きくなるばかりでなく、叩打箇所における耐久性の向上も考慮しなければならず、装置全体が大型化してコスト高になるという問題がある。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、回転ドラム炉の内側及び外側に沿って付着物離脱手段が配備されることなく簡単な構造で回転ドラム炉の全体の付着物を確実に剥がして排出すること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明に係る熱処理装置は、内部に供給された粉状又は粉粒状の装入物を加熱処理して排出させる回転ドラム炉と、前記回転ドラム炉の外側に設けられて前記回転ドラム炉を加熱する加熱部と、前記回転ドラム炉に対して設けられる振動部材と、前記回転ドラム炉の回転に伴い落下移動して前記振動部材に対し前記回転ドラム炉の軸方向へ当たるように設けられる打撃部材と、を備え、前記振動部材と前記回転ドラム炉は、前記回転ドラム炉の回転に伴う前記打撃部材の落下移動で前記振動部材に発生する振動を、前記回転ドラム炉の軸方向全体に亘って伝播させるように配置されることを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明は、回転ドラム炉の内部に粉状又は粉粒状の装入物が供給された状態で、回転ドラム炉と共に振動部材が回転移動することにより、打撃部材が落下移動し、振動部材に対し回転ドラム炉の軸方向へ当たって振動部材３を振動させる。この振動が振動部材から回転ドラム炉の軸方向へ伝播されて回転ドラム炉の軸方向全体に到達する。これによって回転ドラム炉の全体が肉厚方向へ振動し、回転ドラム炉の内面に付着した装入物が内面の全体から剥離されて排出移動可能になる。
したがって、回転ドラム炉の内側及び外側に沿って付着物離脱手段が配備されることなく簡単な構造で回転ドラム炉の全体の付着物を確実に剥がして排出することができる。
その結果、炉芯管の内部空間にビータ部材がフィンの外端縁を炉芯管の内周面に当接させて設けられる従来のものに比べ、回転ドラム炉の内側に沿って付着物離脱手段（ビータ部材）が配備されないため、粉状又は粉粒状の装入物の加熱処理中において異物が混入することを防止できる。回転ドラム炉の実質的な内部容積を広く確保できるから、回転ドラム炉による一回の装入物の加熱処理量も増大できる。さらに、回転ドラム炉に高度な加工精度と組立精度が必要にならず、全体構造を簡素化できて製造コストの低減化も図れる。
また、内筒において加熱手段から離れた原料供給口側端部および排出口側端部の表面を叩打手段の槌部材や球体でそれぞれ径方向へ叩打する従来のものに比べ、回転ドラム炉の外側に沿って付着物離脱手段（叩打手段の槌部材や球体）が配備されないため、回転ドラム炉の軸方向全長に影響されず、回転ドラム炉の軸方向全体に亘って付着物の剥離に必要な肉厚方向への振動をまんべんなく伝播させることができ、付着物の残留による排出不良や加熱効率の低下を防止できるとともに、騒音の増大をも防止できる。回転ドラム炉の外側に沿って複数又は多数の付着物離脱手段（叩打手段の槌部材や球体）を配備する必要がないため、全体構造を簡素化できて製造コストの低減化も図れる。

本発明の実施形態に係る熱処理装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が部分拡大した縦断側面図である。 打撃部材の部分拡大図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が縦断側面図である。 打撃部材が４つ配置された変形例の部分拡大した縦断側面図である。 回転ドラム炉及び加熱部が４つ配置された変形例の部分拡大した縦断側面図である。 本発明の実施形態に係る熱処理装置の変形例を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が部分拡大した縦断側面図である。 打撃部材の部分拡大図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が縦断側面図である。 打撃部材が４つ配置された変形例の部分拡大した縦断側面図である。 本発明の実施形態に係る熱処理装置の変形例を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が部分拡大した縦断側面図である。 打撃部材の部分拡大図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が縦断側面図である。 打撃部材が４つ配置された変形例の部分拡大した縦断側面図である。 打撃部材の変形例を示す部分拡大図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が縦断側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る熱処理装置Ａは、図１〜図１１に示すように、回転ドラム炉１の内部に供給された粉状体や粉粒体などからなる装入物Ｂを、回転ドラム炉１の外側の加熱炉２で加熱処理する際、回転ドラム炉１の軸方向端部に連設される振動部材３に対し、回転ドラム炉１の回転に伴い打撃部材４が落下移動して当たることにより、振動部材３を振動させて、振動部材３から振動が回転ドラム炉１の軸方向へ伝播されて回転ドラム炉１の軸方向全体に到達し、回転ドラム炉１の内面１ａに付着した装入物Ｂを落下させるものである。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る熱処理装置Ａは、内部に供給された粉状又は粉粒状の装入物Ｂを加熱処理して排出させる回転ドラム炉１と、回転ドラム炉１の外側に設けられて回転ドラム炉１を加熱する加熱部２と、少なくとも回転ドラム炉１に対して設けられる振動部材３と、少なくとも回転ドラム炉１の回転に伴い落下移動して振動部材３に対し回転ドラム炉１の軸方向へ当たるように設けられる打撃部材４と、を主要な構成要素として備えている。

回転ドラム炉１は、その少なくとも内面１ａ又は全体を例えばカーボンやセラミックスの非金属又は金属などの耐熱性に優れた材料で円筒状に形成し、後述する加熱部２よりも内側に設けて、加熱部２からの伝導熱で所定温度に発熱する内筒管である。
回転ドラム炉１の軸方向一端側には、管状の原料導入口５から装入物Ｂを供給するための入口部１ｉが形成されるとともに、直接的又は間接的に後述する振動部材３が連結される。回転ドラム炉１の軸方向他端側には、装入物Ｂの出口部１ｏが形成されている。
さらに、回転ドラム炉１は、その軸線を中心として回転自在に支持され、管状の原料導入口５から入口部１ｉに供給された一定量の装入物Ｂを回転作用により出口部１ｏへ向けて流しながら、後述する加熱部２からの伝導熱で加熱して、出口部１ｏから原料排出口６に排出させるように構成されている。

回転ドラム炉１の具体例として、図１〜図１１に示される例の場合には、設置床面Ｆに対し入口部１ｉよりも出口部１ｏの方が低くなるように適宜角度θで傾斜させて配置している。それにより、回転ドラム炉１の内面１ａに沿って粉状又は粉粒状の装入物Ｂが重力で出口部１ｏへ向けスムーズに流れるようにしている。
また、回転ドラム炉１の軸方向他端側には、不活性ガスなどの気体を出口部１ｏに向けて供給するためのガス導入口７が設けられ、加熱処理で装入物Ｂのから発生した有害な排ガスと共に、回転ドラム炉１の軸方向一端側に設けられる排気口８から排気されるように構成されている。
すなわち、回転ドラム炉１の入口部１ｉと管状の原料導入口５と間には、排ガスを通すための排気ライン８ａが形成されている。

加熱部２は、回転ドラム炉１を加熱するため回転ドラム炉１の外側に接近して配置される。
さらに、加熱部２は、回転ドラム炉１の外周を覆う形状の外筒管２１と、外筒管２１の外周面に沿って配置される熱源２２と、を有することが好ましい。
熱源２２としては、電気ヒータなどの電気的な熱源やガスバーナーなどの電気以外の熱源が用いられる。
加熱部２の具体例として、図１〜図３及び図５〜図１１に示される例の場合には、外筒管２１の内側に１本の回転ドラム炉１を配置し、外筒管２１を回転ドラム炉１と連動させて回転自在に支持している。回転ドラム炉１において入口部１ｉ及び出口部１ｏを除いた軸方向中間部が熱源２２で主に加熱され、回転ドラム炉１の軸方向両端部（入口部１ｉ及び出口部１ｏ）を非加熱の低温部位に設定している。
図４に示される例の場合には、外筒管２１の内側に複数本の回転ドラム炉１を配置している。図示例では、外筒管２１の内側に４本の回転ドラム炉１が所定間隔を空けて配置されている。
また、その他の例として図示しないが、回転ドラム炉１の軸方向中間部を加熱して外筒管２１の内側に２本又は３本若しくは５本以上の回転ドラム炉１を配置したり、回転ドラム炉１の軸方向全体を熱源２２で加熱したり、回転不能に配備される外筒管２１に対して回転ドラム炉１を回転自在に支持するなど変更することも可能である。

振動部材３は、金属などの弾性変形が可能な剛性材料で板状に形成され、少なくとも回転ドラム炉１の軸方向一端側に対して直接的又は間接的に連結することで、回転ドラム炉１の軸方向へ振動変形自在に支持される振動板である。
さらに、振動部材３は、回転ドラム炉１の軸方向一端側と、回転ドラム炉１と共に連動して回転する外筒管２１の軸方向一端側とに亘って、円板状の振動部材３を直接的又は間接的に連結し、振動部材３において回転ドラム炉１及び外筒管２１が連結される箇所と反対側の表面３ａに沿って、後述する打撃部材４を回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離されるように配置することが好ましい。
振動部材３の配置例としては、図１〜図１１に示される例の場合には、回転ドラム炉１の軸方向一端部１ｂと、外筒管２１の軸方向一端部２１ａとに亘って、振動部材３を直接的に連結している。振動部材３の中央には、貫通孔３ｂが開穿され、貫通孔３ｂの内部に管状の原料導入口５を挿通させるとともに、排ガスを通すための排気ライン８ａが回転ドラム炉１の入口部１ｉ及び内部空間１ｓと連通するように形成されている。
また、その他の例として図示しないが、回転ドラム炉１の軸方向一端部１ｂと振動部材３の裏面との間に空間部が形成されるとともに、別部品の連結部材を介して回転ドラム炉１の軸方向一端側と振動部材３とを間接的に連結したり、回転ドラム炉１の軸方向一端側のみに振動部材３を回転ドラム炉１と共に連動して回転自在に連結したり変更することも可能である。

打撃部材４は、重力で自由に落下移動する重り部４ａと、振動部材３の表面３ａに沿って形成される重り部４ａの移動経路４ｂと、を有している。
重り部４ａは、球体やそれに類似する形状又はその他の形状に形成され、少なくとも回転ドラム炉１と共に連動する振動部材３の回転移動に伴い、重力で移動経路４ｂに沿って自由落下移動することにより、振動部材３の表面３ａに対し回転ドラム炉１の軸方向へ当たって振動を発生させるように構成されている。
重り部４ａの移動経路４ｂは、少なくとも振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる形状か、又は振動部材３の表面３ａと略平行な方向と振動部材３の厚み方向へ曲線状に延びる形状か、若しくは直線状に延びる部分と曲線状に延びる部分を組み合わせた形状に形成される。
さらに、移動経路４ｂは、重り部４ａの落下移動開始位置Ｐ１と、振動部材３の表面３ａと連続するように配置される落下移動終了位置Ｐ２と、を有し、落下移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２に亘って重り部４ａを往復移動自在に配置されている。
これにより、打撃部材４は、回転ドラム炉１と共に連動して振動部材３を所定角度回転移動させて、移動経路４ｂの一部又は全部が鉛直方向になると、重り部４ａを重力で一方向へ自由に落下移動させ、振動部材３が更に所定角度回転移動すると、重り部４ａを重力で逆方向へ自由に落下移動させて、重り部４ａの自由落下移動と、それと逆向きの復元移動を繰り返す、動力不要な構造に構成されている。

詳しく説明すると、打撃部材４の重り部４ａは、移動経路４ｂの落下移動開始位置Ｐ１から落下移動終了位置Ｐ２に向かう一回の自由落下移動で、落下移動終了位置Ｐ２において振動部材３の表面３ａに対し突き当たることにより、重力方向と交差する振動部材３の厚み方向へ衝撃を与えて振動部材３を振動させ、この振動（衝撃波）を振動部材３から回転ドラム炉１の軸方向へ伝播させるように構成されている
すなわち、振動部材３と回転ドラム炉１は、回転ドラム炉１の回転に伴う打撃部材４（重り部４ａ）の落下移動で振動部材３に発生する振動を、回転ドラム炉１の軸方向全体に亘って伝播させるように配置されている。
特に、移動経路４ｂは、移動経路４ｂの両端部を振動部材３の表面３ａに連結させて、移動経路４ｂの両端が落下移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２になるように配置することにより、振動部材３を所定角度ずつ回転移動させる度に、移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２が入れ替わり、移動経路４ｂの両端においてそれぞれ落下移動した重り部４ａを振動部材３の表面３ａに対し突き当てることが好ましい。
さらに、打撃部材４の重り部４ａは、重量が異なる複数種類が用意され、これらを必要に応じて交換することにより、振動部材３の表面３ａに対する衝撃力を調整可能にすることが好ましい。
また、振動部材３の表面３ａにおいて、落下移動した重り部４ａが突き当たる箇所には、表面積が広い保護板４ｃを設けることにより、重り部４ａの突き当たりによって生じる応力を振動部材３の表面３ａ全体に分散させることが好ましい。

打撃部材４の具体例としては、図１及び図２，図８及び図９及び図１１に示される例の場合には、振動部材３の表面３ａに一対の打撃部材４（重り部４ａ及び移動経路４ｂ）を、周方向へ所定間隔毎にそれぞれ配置している。図５及び図６に示される例の場合には、振動部材３の表面３ａに一対の打撃部材４（重り部４ａ及び移動経路４ｂ）を、周方向へ所定間隔毎にそれぞれ逆向きに配置している。
それにより、振動部材３が約１８０度回転移動すると、いずれか一方の打撃部材４において第一の重り部４ａを重力で一方向へ自由に落下移動させ、振動部材３が更に約１８０度回転移動すると、他方の打撃部材４において第二の重り部４ａを重力で逆方向へ自由に落下移動させるようになっている。
図３，図７，図１０に示される例の場合には、振動部材３の表面３ａに４つの打撃部材４（重り部４ａ及び移動経路４ｂ）を、それぞれ周方向へ所定間隔毎に配置している。それにより、振動部材３が約９０度回転移動すると、第一の重り部４ａを重力で自由に落下移動させ、振動部材３が更に約９０度回転移動すると、第二の重り部４ａを重力で自由に落下移動させ、それ以降は更に振動部材３が約９０度回転移動する度にその他の重り部４ａを順次自由落下移動させるようになっている。
図４に示される例の場合には、振動部材３の表面３ａに８つの打撃部材４（重り部４ａ及び移動経路４ｂ）を配置している。それにより、振動部材３が約４５度回転移動する度に、重り部４ａを順次自由落下移動させるようになっている。
また、その他の例として図示しないが、振動部材３の表面３ａに打撃部材４（重り部４ａ及び移動経路４ｂ）を１つ又は周方向へ所定間隔毎に３つ若しくは５つ以上配置するように変更することも可能である。

そして、打撃部材４は、重り部４ａ及び移動経路４ｂに加えて、回転ドラム炉１の回転角度に対する重り部４ａの落下移動開始時期を決める落下規制部４１を有することが好ましい。
落下規制部４１とは、回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至るまで重り部４ａの落下移動の妨げとなり、その後に回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至った時点において、重り部４ａの落下移動の妨げを解除することにより、重り部４ａが勢い良く落下移動して所定の落下初速度を得るためのストッパーである。
さらに、打撃部材４の機能部分となる重り部４ａや移動経路４ｂなどを、回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離して形成される密閉空間４２に収納配置することが好ましい。
なお、打撃部材４の機能部分を収納配置した密閉空間４２は、加熱部２（熱源２２）の近くに配置されるため、密閉空間４２を覆う部材が熱膨張したり、密閉空間４２に閉じ込められた空気などの気体を熱膨張させたり不都合を生じるおそれがある。これを防止するため、密閉空間４２を覆う部材には、伸縮変形可能な伸縮部を形成することが好ましい。

また、図１（ａ），図５（ａ）及び図８（ａ）に示される例では、外筒管２１の軸方向一端部２１ａの外側には、少なくとも振動部材３及び打撃部材４を気密状に覆う第一チャンバ９が設けられている。
第一チャンバ９の上部には、回転ドラム炉１の内部空間１ｓで装入物Ｂの加熱処理により発生した排気ガスの排気口８が開設される。第一チャンバ９の下部には、回転ドラム炉１の入口部１ｉ及び内部空間１ｓから飛び出た装入物Ｂを回収するための回収口９ａが開設されている。第一チャンバ９の内部には、振動部材３及び打撃部材４が全て収納配備されている。
外筒管２１の軸方向他端部２１ｂの外側には、回転ドラム炉１の出口部１ｏを気密状に覆う第二チャンバ１０が設けられている。第二チャンバ１０の下部には、装入物Ｂの出口部１ｏから排出される装入物Ｂの原料排出口６を開設している。

このような本発明の実施形態に係る熱処理装置Ａによると、原料導入口５から回転ドラム炉１の内部空間１に粉状又は粉粒状の装入物Ｂが供給された状態で、回転ドラム炉１と共に振動部材３が回転移動する。
これにより、打撃部材４の重り部４ａが振動部材３に沿って落下移動し、振動部材３に対し回転ドラム炉１の軸方向へ当たって衝撃を与え、振動部材３を振動させる。この振動（衝撃波）が振動部材３から回転ドラム炉１の軸方向へ伝播されて回転ドラム炉１の軸方向全体に到達する。
これによって回転ドラム炉１の全体が肉厚方向へ振動し、回転ドラム炉１の内面１ａに付着した粉状又は粉粒状の装入物Ｂが内面１ａの全体から剥離されて排出移動可能になる。
したがって、回転ドラム炉１の内側及び外側に沿って付着物離脱手段が配備されることなく簡単な構造で回転ドラム炉１の全体の付着物を確実に剥がして排出することができる。
その結果、回転ドラム炉１の内側に沿って付着物離脱手段が配備されないため、粉状又は粉粒状の装入物Ｂの加熱処理中において異物が混入することを防止できる。回転ドラム炉１の実質的な内部容積を広く確保できるから、回転ドラム炉１による一回の装入物Ｂの加熱処理量も増大できる。さらに、回転ドラム炉１に高度な加工精度と組立精度が必要にならず、全体構造を簡素化できて製造コストの低減化も図れる。
また、回転ドラム炉１の外側に沿って付着物離脱手段が配備されないため、回転ドラム炉１の軸方向全長に影響されず、回転ドラム炉１の軸方向全体に亘って付着物の剥離に必要な肉厚方向への振動をまんべんなく伝播させることができ、付着物の残留による排出不良や加熱効率の低下を防止できるとともに、騒音の増大をも防止できる。回転ドラム炉１の外側に沿って複数又は多数の付着物離脱手段を配備する必要がないため、全体構造を簡素化できて製造コストの低減化も図れる。

特に、加熱部２が、回転ドラム炉１の外周を覆う外筒管２１に設けられ、外筒管２１を回転ドラム炉１と連動させて回転自在に支持し、回転ドラム炉１と外筒管２１とに亘って振動部材３を連結し、振動部材３において回転ドラム炉１及び外筒管２１が連結される箇所と反対側の表面３ａに沿って打撃部材４を配置することが好ましい。
この場合には、加熱部２である外筒管２１の軸方向一端部２１ａと回転ドラム炉１の軸方向一端部１ｂとが振動部材３を介して一体化され、外筒管２１に設けられる加熱部２で回転ドラム炉１の軸方向全体を加熱しても、振動部材３及び打撃部材４に加熱部２から熱が伝わり難い。
したがって、加熱部２から熱が影響しない低温領域に振動部材３及び打撃部材４にセットすることができる。
その結果、振動部材３及び打撃部材４は耐熱性が要求されず、加熱部２からの熱による劣化も少なく、耐久性に優れる。

さらに、打撃部材４が、重力で落下移動する重り部４ａと、振動部材３の表面３ａに沿って形成される重り部４ａの移動経路４ｂと、回転ドラム炉１の回転角度に対する重り部４ａの落下移動開始時期を決める落下規制部４１と、を有することが好ましい。
この場合には、回転ドラム炉１及び振動部材３の回転に伴って、打撃部材４の重り部４ａに重力が作用しても、回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至るまでは、落下規制部４１により重り部４ａが落下移動を開始せずにそのまま保持される。その後に回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至った時点で、重り部４ａを勢い良く落下移動させることにより、振動部材３に対し回転ドラム炉１の軸方向へ激しく突き当たって大きな衝撃が与えられる。
したがって、重り部４ａの落下移動で振動部材３に対し常に一定量の衝撃を与えることができる。
その結果、振動部材３に対する衝撃不足で回転ドラム炉１の内面１ａに粉状体や粉粒体が付着したまま残留することを防止できて、作動の安定性に優れる。

また、打撃部材４の機能部分を、回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離して形成される密閉空間４２に収納配置することが好ましい。
この場合には、打撃部材４の機能部となる重り部４ａ及び移動経路４ｂが回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離されるため、回転ドラム炉１の内部空間１ｓにおける装入物Ｂの加熱処理に伴って排気ガスが発生しても、排気ガスが重り部４ａの落下移動に影響せず、また振動部材３に対する重り部４ａの突き当たりに伴って微粉状などの異物が生じても、この異物が回転ドラム炉１の内部空間１ｓへ漏れ出ることがない。
したがって、重り部４ａを気密状態に保持して回転ドラム炉１の内部空間１ｓと遮断することができる。
その結果、装入物Ｂの加熱処理に伴って生じた排気ガスによる打撃部材４の機能劣化を防止できると同時に、振動部材３に対する重り部４ａの突き当たりで生した異物が、粉状又は粉粒状の装入物Ｂに混入することを防止できて安全性に優れる。

次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例１は、図１〜図４に示すように、打撃部材４の移動経路４ｂが、振動部材３の表面３ａに対して振動部材３の表面３ａと略平行な方向及び振動部材３の厚み方向へ曲線状（円弧状）に延びる形状に形成され、落下移動開始位置Ｐ１から重り部４ａを円弧軌道で自由落下移動させることにより、落下移動終了位置Ｐ２において振動部材３の表面３ａに対し、重り部４ａが振動部材３の厚み方向へ当たって振動部材３を回転ドラム炉１の軸方向へ振動させるものである。
図１〜図４に示される例の場合には、打撃部材４が、重り部４ａとなる槌４ａ１と、槌４ａ１に連結されるレバー４ｄと、レバー４ｄの基端を振動部材３の表面３ａに沿って揺動自在に支持する支持部４ｅと、を有している。
重り部４ａとなる槌４ａ１は、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、回転ドラム炉１と共に振動部材３が回転移動することにより、レバー４ｄで振動部材３の表面３ａに沿った鉛直方向及び振動部材３の厚み方向へ揺動して落下移動し、振動部材３の表面３ａに対して回転ドラム炉１の軸方向へ突き当たって衝撃を与える。

さらに、図１〜図４に示される例の場合には、移動経路４ｂの両端部が振動部材３の表面３ａに連結されて、そのいずれか一方を落下移動開始位置Ｐ１とし、他方を落下移動終了位置Ｐ２とすることにより、振動部材３が所定角度ずつ回転移動する度に、移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２を入れ替え、移動経路４ｂの両端において落下移動した重り部４ａが振動部材３の表面３ａに対し突き当たる。
すなわち、図１（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、振動部材３を約１８０度回転移動させる度に、一対配置された打撃部材４において移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２が入れ替わり、打撃部材４のいずれか一方の重り部４ａ（槌４ａ１）を落下移動され、振動部材３の表面３ａに対し突き当てて回転ドラム炉１の軸方向へ衝撃を与えている。
また、図３及び図４に示される例も同様に、振動部材３が約１８０度回転移動する度に、４つ配置された打撃部材４において移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２が入れ替わり、打撃部材４のいずれか一つの重り部４ａ（槌４ａ１）を落下移動させ、振動部材３の表面３ａに対し突き当てて回転ドラム炉１の軸方向へ衝撃を与えている。
そのため、落下移動開始位置Ｐ１及び落下移動終了位置Ｐ２の両方に保護板４ｃを設けて、重り部４ａ（槌４ａ１）の突き当たりによって生じる応力を振動部材３の表面３ａ全体に分散させている。

実施例１における重り部４ａ（槌４ａ１）の落下規制部４１は、例えばバネやゴムなどの弾性変形可能な材料で形成され、重り部４ａ（槌４ａ１）又はレバー４ｄのいずれか一方か、若しくは重り部４ａ（槌４ａ１）又はレバー４ｄの両方に対して接触するように配置されている。
図１〜図４に示される例の場合には、移動経路４ｂの落下移動開始位置Ｐ１で待機する重り部４ａ（槌４ａ１）のレバー４ｄに対し、落下規制部４１となる板バネなどの弾性部材４１ａを圧接させることで、回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至るまでレバー４の揺動を制止し、その後に回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至った時点で、レバー４の揺動を開始させて重り部４ａ（槌４ａ１）が勢い良く落下移動するように構成している。
また、その他の例として、重り部４ａ（槌４ａ１）の落下規制部４１を図示例以外の構造に変更することも可能である。

実施例１において打撃部材４の機能部分を収納配置する密閉空間４２は、図１〜図４に示されるように、振動部材３の表面３ａに対して打撃部材４の周囲全体を覆うカバー４２ａが密着するように取り付けられることにより、カバー４２ａの内部に形成される。
カバー４２ａの内部に打撃部材４の重り部４ａ（槌４ａ１）及び移動経路４ｂが配置されることで、回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離させている。
また、その他の例として図示しないが、カバー４２ａの形状を図示例以外の形状に変更することも可能である。

このような本発明の実施例１に係る熱処理装置Ａによると、回転ドラム炉１及び振動部材３の回転移動に伴い重り部４ａが円弧軌道で落下移動するため、重り部４ａの落下移動がスムーズであると同時に、重り部４ａの落下移動距離を長く確保でき、重り部４ａの落下速度が加速されて振動部材３に対し勢いよく突き当てて大きな衝撃を与えることができる。
さらに、図示例のように、移動経路４ｂの両端部を振動部材３の表面３ａに連結させてそれぞれが落下移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２になるように配置した場合には、振動部材３が所定角度（約１８０度）回転移動する度に、移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２を入れ替え、移動経路４ｂの両端において落下移動した重り部４ａが振動部材３の表面３ａに対し突き当たるため、効率良く衝撃波を発生させることができる。
その結果として、回転ドラム炉１の内面１ａに付着した粉状又は粉粒状の装入物Ｂをより確実に剥がして排出できるという利点がある。

この実施例２は、図５〜図７に示すように、打撃部材４の移動経路４ｂが、振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる部分と、振動部材３の厚み方向へ曲線状に延びる部分を組み合わせた形状に形成され、落下移動開始位置Ｐ１から重り部４ａを直線軌道と円弧軌道で自由落下移動させることにより、落下移動終了位置Ｐ２において振動部材３の表面３ａに対し、重り部４ａが振動部材３の厚み方向へ当たって振動部材３を回転ドラム炉１の軸方向へ振動させる構成が、図１〜図４に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１〜図４に示した実施例１と同じものである。
図５〜図７に示される例の場合には、重り部４ａとなる球体４ａ２と、球体４ａ２よりも大径で且つ移動経路４ｂの周囲全体を覆うように形成される円筒体４ｆと、を有している。
円筒体４ｆは、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、少なくとも振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる直線部４ｆ１と、直線部４ｆ１の一端から振動部材３の厚み方向へ屈曲して延びる円弧部４ｆ２と、を連続して形成し、円弧部４ｆ２の末端を振動部材３の表面３ａに連結させてそれが落下移動終了位置Ｐ２になるように配置している。
重り部４ａとなる球体４ａ２は、回転ドラム炉１と共に振動部材３が回転移動することにより、円筒体４ｆの直線部４ｆ１及び円弧部４ｆ２に沿った鉛直方向及び振動部材３の厚み方向へ落下移動し、振動部材３の表面３ａに対して回転ドラム炉１の軸方向へ突き当たって衝撃を与える。

さらに、図５〜図７に示される例の場合には、移動経路４ｂの一端部（円弧部４ｆ２の末端）が振動部材３の表面３ａに連結されて、これを落下移動終了位置Ｐ２としているが、移動経路４ｂの他端部（直線部４ｆ１の他端）を振動部材３の表面３ａに連結させずに落下移動開始位置Ｐ１としている。
すなわち、図５（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、振動部材３が約１８０度回転移動する度に、一対配置された打撃部材４のうちいずれか一方の打撃部材４は、移動開始位置Ｐ１から第一の重り部４ａ（球体４ａ２）が円筒体４ｆの直線部４ｆ１及び円弧部４ｆ２を落下移動し、振動部材３の表面３ａに対し突き当たって衝撃を与える。しかし、それと逆向きに配置された他方の打撃部材４は、落下移動開始位置Ｐ１となる直線部４ｆ１の他端まで第二の重り部４ａ（球体４ａ２）が戻り移動しても、振動部材３の表面３ａに対し突き当たることはない。
また、図７に示される例も同様に、振動部材３が約１８０度回転移動する度に、４つ配置された打撃部材４のうちいずれかの打撃部材４は、移動開始位置Ｐ１から重り部４ａ（球体４ａ２）が落下移動して、振動部材３の表面３ａに対し突き当たる。しかし、それと逆向きに配置された打撃部材４は、落下移動開始位置Ｐ１となる直線部４ｆ１の他端まで第二の重り部４ａ（球体４ａ２）が戻り移動しても、振動部材３の表面３ａに対し突き当たることはない。
そのため、落下移動終了位置Ｐ２のみに保護板４ｃを設けて、重り部４ａ（球体４ａ２）の突き当たりによって生じる応力を振動部材３の表面３ａ全体に分散させている。
また、その他の例として図示しないが、図１〜図４に示した実施例１と同様に、移動経路４ｂの他端部（直線部４ｆ１の他端）を振動部材３の表面３ａに連結させてそれが落下移動終了位置Ｐ２になるように配置することにより、振動部材３が所定角度ずつ回転移動する度に、移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２を入れ替え、移動経路４ｂの両端において落下移動した重り部４ａが振動部材３の表面３ａに対し突き当たるように変更することも可能である。

実施例２における重り部４ａ（球体４ａ２）の落下規制部４１としては、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、円筒体４ｆが、直線部４ｆ１の他端から振動部材３の回転方向と逆方向へ屈曲する屈曲部４ｆ３を有する三次元形状に形成され、屈曲部４ｆ３と直線部４ｆ１の他端との間に乗り越え段差４１ｂを形成している。
それにより、屈曲部４ｆ３で待機する重り部４ａ（球体４ａ２）が、乗り越え段差４１ｂにより回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至るまで重り部４ａ（球体４ａ２）の転がりを抑制し、その後に回転ドラム炉１の回転角が所定角度に至った時点で、重り部４ａ（球体４ａ２）が乗り越え段差４１ｂを乗り越えて転がり、直線部４ｆ１を重り部４ａ（球体４ａ２）が勢い良く落下移動するように構成している。
また、その他の例として、重り部４ａ（球体４ａ２）の落下規制部４１を乗り越え段差４１ｂ以外の構造に変更することも可能である。
実施例２において打撃部材４の機能部分を収納配置する密閉空間４２は、図５〜図７に示されるように、円筒体４ｆの内部に形成され、重り部４ａ（球体４ａ２）及び移動経路４ｂを回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離させている。

このような本発明の実施例２に係る熱処理装置Ａによると、打撃部材４の移動経路４ｂが、振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる部分と、振動部材３の厚み方向へ曲線状に延びる部分を組み合わせた形状に形成されるため、落下移動開始位置Ｐ１から重り部４ａを円弧軌道で自由落下移動させる実施例１に比べ、打撃部材４の構造を簡素化できるとともにコンパクト化できるという利点がある。
また、円筒体４ｆの内部が密閉空間４２となるため、円筒体４ｆには、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、伸縮変形可能な伸縮部４ｆ４を形成することで、円筒体４ｆの熱膨張や密閉空間４２に閉じ込められた空気などの気体を吸収している。
それにより、落下移動終了位置Ｐ２において振動部材３の表面３ａに対する重り部４ａ（球体４ａ２）の当たり位置を一定に保持できるという利点がある。

この実施例３は、図８〜図１１に示すように、打撃部材４の移動経路４ｂが、振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる形状に形成され、移動経路４ｂの端部と振動部材３の表面３ａに亘って圧力伝達部材４ｇを設け、落下移動開始位置Ｐ１から直線軌道で自由落下移動した重り部４ａを、落下移動終了位置Ｐ２において圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１に当てることにより、圧力伝達部材４ｇの圧出部４ｇ２から振動部材３の表面３ａへ衝撃を伝えて振動部材３を回転ドラム炉１の軸方向へ振動させる構成が、図１〜図４に示した実施例１や図４〜図７に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図１〜図４に示した実施例１や図４〜図７に示した実施例２と同じものである。
つまり、実施例３の打撃部材４は、図９（ａ）（ｂ）に示されるように、重力で落下移動する重り部４ａと、振動部材３の表面３ａに沿って直線状に形成される移動経路４ｂと、移動経路４ｂの端部から振動部材３の表面３ａに亘って形成される圧力伝達部材４ｇと、を有し、圧力伝達部材４ｇが、移動経路４ｂに沿って落下移動する重り部４ａが当たる受圧部４ｇ１と、受圧部４ｇ１で受けた衝撃を振動部材３の表面３ａに対して出力する圧出部４ｇ２と、を有している。
圧力伝達部材４ｇは、その一端に移動経路４ｂの端部と連続するように形成される受圧部４ｇ１と、他端に振動部材３の表面３ａと連続するように形成される圧出部４ｇ２と、を交差（直交）するように配置している。
圧力伝達部材４ｇにおいて少なくとも圧出部４ｇ２は、その表面積を保護板４ｃと同様に広く形成することにより、重り部４ａ（球体４ａ２）の突き当たりによって生じる応力を振動部材３の表面３ａ全体に分散させることが好ましい。

図８〜図１１に示される例の場合には、移動経路４ｂの両端部から振動部材３の表面３ａに亘って一対の圧力伝達部材４ｇをそれぞれ配置することにより、振動部材３が所定角度ずつ回転移動する度に、移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２を入れ替え、移動経路４ｂの両端において落下移動した重り部４ａが圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１に突き当たり、圧力伝達部材４ｇの圧出部４ｇ２から振動部材３の表面３ａに対して振動部材３の厚み方向へ衝撃を与えている。
すなわち、図８（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、振動部材３を約１８０度回転移動させる度に、一対配置された打撃部材４において移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２が入れ替わり、打撃部材４のいずれか一方の重り部４ａを落下移動させ、圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１に突き当たって、圧力伝達部材４ｇの圧出部４ｇ２から振動部材３の表面３ａに対し振動部材３の厚み方向へ衝撃を与えている。
また、図１０に示される例も同様に、振動部材３が約１８０度回転移動する度に、４つ配置された打撃部材４において移動開始位置Ｐ１と落下移動終了位置Ｐ２が入れ替わり、打撃部材４のいずれか一つの重り部４ａを落下移動させ、圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１に突き当たって、圧力伝達部材４ｇの圧出部４ｇ２から振動部材３の表面３ａに対し振動部材３の厚み方向へ衝撃を与えている。

実施例３において打撃部材４の機能部分を収納配置する密閉空間４２は、図８（ａ）（ｂ），図９（ａ）（ｂ）及び図１０に示されるように、重り部４ａよりも大径な直筒体４２ｂの内部に形成されるか、又は図１１に示されるように、重り部４ａよりも大径な曲筒体４ｈの内部に形成され、重り部４ａ及び移動経路４ｂを回転ドラム炉１の内部空間１ｓと分離させている。
図８（ａ）（ｂ），図９（ａ）（ｂ）及び図１０に示される例の場合には、重り部４ａとして錘４ａ３を用い、直筒体４２ｂが、振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる円柱形状又は角柱形状などに形成される。直筒体４２ｂの内部には、圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１を気密状に配置するとともに、移動経路４ｂとなるレール４ｂ１に沿って錘４ａ３が往復動自在に配置されている。直筒体４２ｂの内面には、重り部４ａ（錘４ａ３）の落下規制部４１として乗り越え凸部４１ｃを設けている。図示例では、錘４ａ３の中央にレール４ｂ１が貫通され、乗り越え凸部４１ｃを環状に形成している。
図１１に示されるに示される例の場合には、重り部４ａとして球体４ａ２を用い、曲筒体４ｈが、振動部材３の表面３ａと略平行な方向へ直線状に延びる直線部４ｈ１を有している。直線部４ｈ１の内部には、圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１を気密状に配置するとともに、球体４ａ２が往復動自在に配置されている。直線部４ｈ１の末端（両端）には、重り部４ａ（球体４ａ２）の落下規制部４１として、振動部材３の回転方向と逆方向へ屈曲する屈曲部４ｈ２が連続して形成され、屈曲部４ｈ２と直線部４ｈ１の末端（両端）との間に乗り越え段差４１ｂを形成している。

このような本発明の実施例３に係る熱処理装置Ａによると、直直線状の移動経路４ｂに沿って落下移動した重り部４ａが、圧力伝達部材４ｇの受圧部４ｇ１に当たることにより、その衝撃を圧力伝達部材４ｇで方向変換させて、圧出部４ｇ２から振動部材３の表面３ａに対し振動部材３の厚み方向へ出力され、振動部材３を回転ドラム炉１の軸方向へ振動させる。
したがって、移動経路４ｂの全体を簡単な直線状にしても重り部４ａによる衝撃を振動部材３の振動に変換して確実に回転ドラム炉１の軸方向へ伝播させることができる。
その結果、回転ドラム炉１の内面１ａに付着した装入物Ｂの剥離機能を低下させることなく、全体構造を更に簡素化できて、製造コストの低減化も図れるという利点がある。

なお、前述した実施例１において図示例では、重り部４ａとして槌４ａ１をレバー４ｄの揺動により円弧軌道で落下移動させる構造であったが、これに限定されず、レバー４ｄの揺動による槌４ａ１の落下移動に代えて、実施例２や実施例３の図示例のような球体４ａ２や実施例３の図示例のような錘４ａ３を用い、円弧軌道で落下移動させる構造に変更してもよい。
さらに、前述した実施例２において図示例では、重り部４ａとして球体４ａ２を落下移動させる構造であったが、これに限定されず、球体４ａ２に代えて、実施例３の図示例のような錘４ａ３を落下移動させる構造に変更してもよい。

１ 回転ドラム炉 １ｂ 軸方向一端部
１ｓ 内部空間 ２ 加熱部
２１ 外筒管 ２１ａ 軸方向一端部
３ 振動部材 ３ａ 表面
４ 打撃部材 ４ａ 重り部
４ｂ 移動経路 ４ｇ 圧力伝達部材
４ｇ１ 受圧部 ４ｇ２ 圧出部
４１ 落下規制部 ４２ 密閉空間
Ｂ 装入物

Claims (5)

1. 内部に供給された粉状又は粉粒状の装入物を加熱処理して排出させる回転ドラム炉と、
   前記回転ドラム炉の外側に設けられて前記回転ドラム炉を加熱する加熱部と、
   前記回転ドラム炉に対して設けられる振動部材と、
   前記回転ドラム炉の回転に伴い落下移動して前記振動部材に対し前記回転ドラム炉の軸方向へ当たるように設けられる打撃部材と、を備え、
   前記振動部材と前記回転ドラム炉は、前記回転ドラム炉の回転に伴う前記打撃部材の落下移動で前記振動部材に発生する振動を、前記回転ドラム炉の軸方向全体に亘って伝播させるように配置されることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記加熱部が、前記回転ドラム炉の外周を覆う外筒管に設けられ、前記外筒管を前記回転ドラム炉と連動させて回転自在に支持し、前記回転ドラム炉と前記外筒管とに亘って前記振動部材を連結し、前記振動部材において前記回転ドラム炉及び前記外筒管が連結される箇所と反対側の表面に沿って前記打撃部材を配置することを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
3. 前記打撃部材が、重力で落下移動する重り部と、前記振動部材の表面に沿って形成される前記重り部の移動経路と、前記回転ドラム炉の回転角度に対する前記重り部の落下移動開始時期を決める落下規制部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の熱処理装置。
4. 前記打撃部材の機能部分を、前記回転ドラム炉の内部空間と分離して形成される密閉空間に収納配置することを特徴とする請求項１、２又は３記載の熱処理装置。
5. 前記打撃部材が、重力で落下移動する重り部と、前記振動部材の表面に沿って直線状に形成される前記重り部の移動経路と、前記移動経路の端部から前記振動部材の前記表面に亘って形成される圧力伝達部材と、を有し、
   前記圧力伝達部材が、前記移動経路に沿って落下移動する前記重り部が当たる受圧部と、前記受圧部で受けた衝撃を前記振動部材の前記表面に対して出力する圧出部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の熱処理装置。

Images