JP6666727B2

JP6666727B2 - 再生ロータリーキルン

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Publication number: JP6666727B2
Application number: JP2016010553A
Authority: JP
Inventors: 基晴鈴木; 寿樹中村; 西川　雅之; 雅之西川
Original assignee: Takasago Industry Co Ltd
Current assignee: Takasago Industry Co Ltd
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: JP2017128689A

Description

本発明は、炭素繊維強化樹脂から炭素繊維を回収する再生ロータリーキルンに関する。

炭素繊維強化樹脂（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ以下、適宜、「ＣＦＲＰ」と称す）は、マトリックス樹脂と炭素繊維とを備えている。炭素繊維は、マトリックス樹脂に分散されている。ＣＦＲＰは、軽量かつ高強度である。このため、ＣＦＲＰは、航空機、自動車、鉄道車両、その他産業用機械等、様々な用途に利用され、需要が拡大している。したがって、ＣＦＲＰの生産工程で生じる端材や、ＣＦＲＰ使用後の廃棄物が、増加している。現在、ＣＦＲＰの端材や廃棄物は、埋立処分などにより処理されている。しかしながら、今後、ＣＦＲＰの需要が増大する場合、端材や廃棄物の処理が大きな課題となることが想定される。例えば、現在行われている埋立処分の場合、埋立地の確保や埋立費用などが課題となる。

ＣＦＲＰのマトリックス樹脂は、過熱水蒸気により分解（加水分解、熱分解）される。分解により、マトリックス樹脂からは、可燃性のガスが生成される。特許文献１には、ＣＦＲＰの廃棄物のマトリックス樹脂をガス化すると共に、廃棄物から炭素繊維を回収する方法が開示されている。同文献記載の方法によると、廃棄物を減容することができる。また、同文献記載の方法によると、マトリックス樹脂から生成するガスの燃焼熱で処理管を加熱することにより、ＣＦＲＰの加熱コストを削減することができる。

特開２０１３−１９９６０７号公報

しかしながら、同文献記載の回収方法の場合、処理管の内部において、廃棄物が塊状になりやすかった。すなわち、処理管の内部においては、廃棄物中のマトリックス樹脂のガス化に伴って、炭素繊維が表出してくる。同文献記載の回収方法の場合、当該炭素繊維が絡み合うことにより、廃棄物が塊状化しやすかった。塊状の廃棄物は、表層部と芯部とを備えている。表層部は、主に、絡み合った炭素繊維により形成されている。一方、芯部は、絡み合った炭素繊維に加えて、当該炭素繊維間に介在するマトリックス樹脂を含んでいる。芯部には、表層部を介して、熱が伝わることになる。したがって、芯部においては、マトリックス樹脂の分解が進行しにくかった。並びに、芯部においては、炭素繊維の改質が進行しにくかった。よって、廃棄物の処理時間が長かった。また、未改質の炭素繊維が、改質済みの炭素繊維と共に、処理管から排出されやすかった。よって、回収後の炭素繊維の品質に、むらが発生しやすかった。そこで、本発明は、被処理物の塊状化を抑制可能な再生ロータリーキルンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の再生ロータリーキルンは、軸周りに回転可能であって、マトリックス樹脂と炭素繊維とを有する炭素繊維強化樹脂製の被処理物を内部で加熱することにより、前記被処理物から前記炭素繊維を抽出する管体と、前記管体に配置され、内周面から径方向内側に突出する複数のピンと、を備えることを特徴とする。

本発明の再生ロータリーキルンによると、被処理物の塊状化を抑制することができる。また、塊状化した被処理物を解きほぐすことができる。

本発明の一実施形態である再生ロータリーキルンの軸方向断面図である。図１の炉心管の加熱区間に対応する部分の拡大図である。（ａ）は、ピンが炭素繊維を持ち上げる前の状態における炉心管の径方向断面図である。（ｂ）は、ピンが炭素繊維を持ち上げた後の状態における炉心管の径方向断面図である。（ａ）は、ピンが被処理物を引き裂く前の状態おける炉心管の径方向断面図である。（ｂ）は、ピンが被処理物を引き裂いた後の状態における炉心管の径方向断面図である。（ａ）は、ピンが被処理物を引き裂く前の状態における炉心管の径方向断面図である。（ｂ）は、ピンが被処理物を引き裂いた後の状態における炉心管の径方向断面図である。（ａ）は、撹拌羽根が炭素繊維を持ち上げる前の状態における炉心管の径方向断面図である。（ｂ）は、撹拌羽根が炭素繊維を持ち上げた後の状態における炉心管の径方向断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、その他の実施形態（その１〜その４）の再生ロータリーキルンの炉心管のピン付近の径方向断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、その他の実施形態（その５〜その８）の再生ロータリーキルンのピンの径方向断面図である。

［再生ロータリーキルンの構成］
まず、本実施形態の再生ロータリーキルンの構成について説明する。図１に、本実施形態の再生ロータリーキルンの軸方向（前後方向）断面図を示す。図１に示すように、再生ロータリーキルン１は、過熱水蒸気供給部２と、管体３と、燃焼部４と、ガス供給部５と、回収部６と、供給部７と、前後二対のローラ９０と、を備えている。

（燃焼部４）
燃焼部４は、外壁４０と、断熱材４１と、燃焼室４３と、複数のバーナ４４と、複数の空気供給管４５と、排気孔４７と、を備えている。外壁４０は、箱状を呈している。断熱材４１は、外壁４０の内側に積層されている。燃焼室４３は、断熱材４１の内部に区画されている。複数のバーナ４４および複数の空気供給管４５は、燃焼室４３に配置されている。バーナ４４には、燃料ガス（例えばプロパンガス）と空気とが供給される。空気供給管４５には、空気が供給される。排気孔４７は、燃焼部４と外部とを連通している。

（管体３、ローラ９０）
管体３は、炉心管３０と、前後一対のタイヤ３１と、複数の接続管３２と、を備えている。炉心管３０は、円筒状を呈している。炉心管３０は、略水平に配置されている。炉心管３０は、前側（後述する被処理物１０の搬送方向における上流側）から後側（後述する被処理物１０の搬送方向における下流側）に向かって下がる方向に、傾斜している。炉心管３０は、燃焼部４を前後方向（軸方向）に貫通している。炉心管３０のうち、燃焼室４３に露出している部分の内部（径方向内側）には、加熱区間Ａが設定されている。

図２に、図１の炉心管の加熱区間に対応する部分の拡大図を示す。図２に示すように、炉心管３０の加熱区間Ａに対応する部分の内周面には、複数のピン３００が配置されている。複数のピン３００は、前後方向に一列に並んでいる。複数のピン３００は、全体として櫛状を呈している。ピン３００は、同径円柱状を呈している。ピン３００は、内周面から径方向内側に突出している。

複数の接続管３２は、各々、Ｌ字状を呈している。接続管３２は、炉心管３０の側周壁を貫通している。接続管３２の一端（図１に示すガス１０Ｇの流動方向における上流端）は、炉心管３０の径方向中心に配置されている。接続管３２の一端は、後向きに開口している。接続管３２の他端（図１に示すガス１０Ｇの流動方向における下流端）は、炉心管３０の径方向外側に配置されている。接続管３２の他端は、燃焼室４３に開口している。接続管３２の内部には、通路３２０が配置されている。通路３２０は、加熱区間Ａと燃焼室４３とを連結している。

図１に示すように、前後一対のタイヤ３１は、加熱区間Ａを挟んで、炉心管３０の前端部と後端部とに環装されている。前側のタイヤ３１は、前側の左右一対のローラ９０に、転動可能に載置されている。後側のタイヤ３１は、後側の左右一対のローラ９０に、転動可能に載置されている。前後一対のタイヤ３１が転動することにより、炉心管３０つまり管体３は、複数のピン３００と共に、自身の軸周りに回転可能である。

（供給部７）
供給部７は、スクリューフィーダ７０と、ホッパ７１と、切断機７２と、上流端カバー７３と、を備えている。切断機７２は、本発明の「切断部」の概念に含まれる。上流端カバー７３は、炉心管３０の前端部を、炉心管３０の回転を確保しながら、覆っている。スクリューフィーダ７０は、前後方向に延在している。スクリューフィーダ７０の後端（被処理物１０の搬送方向における下流端）は、管体３の内部に挿入されている。ホッパ７１は、スクリューフィーダ７０の前端部に、上側から接続されている。切断機７２は、ホッパ７１の前側（被処理物１０の搬送方向における上流側）に連なっている。

（ガス供給部５、過熱水蒸気供給部２、回収部６）
ガス供給部５は、ガス供給管５０を備えている。ガス供給管５０は、上流端カバー７３を貫通している。過熱水蒸気供給部２は、過熱水蒸気供給管２０を備えている。過熱水蒸気供給管２０は、上流端カバー７３を貫通している。

回収部６は、タンク６０と、下流端カバー６１と、配管６２と、サイクロンフィルタ６３と、配管６４と、長繊維タンク６５と、バグフィルタ６６と、短繊維タンク６７と、ブロワ６８と、を備えている。

下流端カバー６１は、炉心管３０の後端部を、炉心管３０の回転を確保しながら、覆っている。タンク６０は、下流端カバー６１の下側に連なって配置されている。サイクロンフィルタ６３は、配管６２を介して、タンク６０の下流側（炭素繊維１０Ｓの搬送方向における下流側）に連なっている。長繊維タンク６５は、サイクロンフィルタ６３の下端開口（炭素繊維（長繊維）１０Ｓａの搬出側）に連なっている。バグフィルタ６６は、配管６４を介して、サイクロンフィルタ６３の上端開口（炭素繊維（短繊維）１０Ｓｂの搬出側）に連なっている。バグフィルタ６６は、濾布６６ａを備えている。短繊維タンク６７は、バグフィルタ６６の下端開口（濾布６６ａの上流側。炭素繊維（短繊維）１０Ｓｂの搬出側）に連なっている。ブロワ６８は、バグフィルタ６６の上端開口（濾布６６ａの下流側）に連なっている。

長繊維タンク６５、短繊維タンク６７には、各々、蓋付きの開口部（図略）が配置されている。作業者は、当該開口部を介して、長繊維タンク６５から炭素繊維１０Ｓａを、短繊維タンク６７から炭素繊維１０Ｓｂを、各々抜き出す。

［再生ロータリーキルンの炭素繊維回収時の動き］
次に、本実施形態の再生ロータリーキルンの炭素繊維回収時の動きについて説明する。図１に示すように、再生ロータリーキルン１は、ＣＦＲＰ製の被処理物１０を、マトリックス樹脂からなる可燃性のガス１０Ｇと、炭素繊維１０Ｓと、に分離することができる。このうち、炭素繊維１０Ｓは回収される。また、ガス１０Ｇは、再生ロータリーキルン１において、被処理物１０を加熱するために使用される。

まず、再生ロータリーキルン１を起動する。具体的には、複数のバーナ４４に、燃料ガス、空気を供給し点火する。すなわち、燃焼室４３を加熱する。また、スクリューフィーダ７０、切断機７２を駆動する。また、炉心管３０を、モータ（図略）により、自身の軸周りに回転させる。

また、ガス供給管５０から、炉心管３０の前端開口（被処理物１０の搬送方向における上流端開口）を介して、炉心管３０の内部に、窒素ガスを導入する。並びに、過熱水蒸気供給管２０から、炉心管３０の前端開口を介して、炉心管３０の内部に、過熱水蒸気を導入する。

次に、再生ロータリーキルン１に、被処理物１０を供給する。具体的には、切断機７２、ホッパ７１を介して、スクリューフィーダ７０に、被処理物１０を供給する。被処理物１０は、マトリックス樹脂と、炭素繊維１０Ｓと、を備えている。被処理物１０は、切断機７２により、所定の大きさに切断される。図２に示すように、切断機７２は、被処理物１０の一辺（最も長い辺）の長さ（炭素繊維１０Ｓの長さ）Ｌが、複数のピン３００の前後方向のピッチＰ未満になるように、被処理物１０の原料を切断する。

被処理物１０は、スクリューフィーダ７０により、炉心管３０の内部に投入される。図２に示すように、投入された被処理物１０は、炉心管３０の回転により周方向に揺動しながら、炉心管３０の傾斜により前側から後側に向かって移動する。移動中に、被処理物１０は、加熱区間Ａを通過する。

ここで、図１に示すように、加熱区間Ａは、燃焼室４３に収容されている。加熱区間Ａは、燃焼室４３により、所定の温度に保持されている。また、加熱区間Ａには、過熱水蒸気供給管２０を介して、前側（被処理物１０の搬送方向における上流側）から、過熱水蒸気が導入されている。同様に、加熱区間Ａには、ガス供給管５０を介して、前側（被処理物１０の搬送方向における上流側）から、窒素ガスが導入されている。このため、加熱区間Ａにおいて、被処理物１０は、過熱水蒸気、窒素ガスに曝された状態で、加熱される。被処理物１０中のマトリックス樹脂は、分解（加水分解、熱分解）し、ガス化する。このように、加熱区間Ａにおいて、被処理物１０は、ガス１０Ｇと、炭素繊維１０Ｓと、に分離する。このうち、ガス１０Ｇは、複数の通路３２０を介して、加熱区間Ａから燃焼室４３に排気される。一方、炭素繊維１０Ｓは、加熱区間Ａに残留する。

残留した炭素繊維１０Ｓは、炉心管３０の後端開口（被処理物１０の搬送方向における下流端開口）から、タンク６０に流れ落ちる。タンク６０に流れ落ちた炭素繊維１０Ｓには、長繊維である炭素繊維１０Ｓａと、短繊維である炭素繊維１０Ｓｂ（炭素繊維１０Ｓａよりも繊維長が短い）と、が混在している。炭素繊維１０Ｓは、ブロワ６８により、配管６２を経由してタンク６０からサイクロンフィルタ６３に搬送される。サイクロンフィルタ６３においては、炭素繊維１０Ｓが、遠心力および重力により、炭素繊維１０Ｓａと、炭素繊維１０Ｓｂと、に分級される。すなわち、長繊維である炭素繊維１０Ｓａは、質量が大きい。このため、サイクロンフィルタ６３の下端開口から、長繊維タンク６５に落下する。一方、短繊維である炭素繊維１０Ｓｂは、炭素繊維１０Ｓａと比較して、質量が小さい。このため、ブロワ６８により、配管６４を経由してサイクロンフィルタ６３の上端開口からバグフィルタ６６に搬送される。炭素繊維１０Ｓｂは、濾布６６ａにより濾し取られ、短繊維タンク６７に落下する。

一方、マトリックス樹脂から生成されるガス１０Ｇは、可燃性を有している。ガス１０Ｇは、燃焼室４３において燃焼する。すなわち、ガス１０Ｇは、被処理物１０を加熱する際の熱源、具体的にはマトリックス樹脂を分解（加水分解、熱分解）させる際の熱源として利用される。廃ガスは、排気孔４７を介して、加熱室２００から再生ロータリーキルン１の外部に放出される。

［炭素繊維回収時における複数のピンの機能］
次に、炭素繊維回収時における複数のピンの機能について説明する。炭素繊維回収時においては、炉心管３０の回転に伴って、炭素繊維１０Ｓが絡み合いやすい。このため、加熱区間Ａにおいて、被処理物１０が塊状になりやすい。塊状の被処理物１０は、表層部と芯部とを備えている。表層部は、主に、絡み合った炭素繊維１０Ｓにより形成されている。一方、芯部は、絡み合った炭素繊維１０Ｓに加えて、当該炭素繊維１０Ｓ間に介在するマトリックス樹脂を含んでいる。芯部には、表層部を介して、熱が伝わることになる。したがって、芯部においては、マトリックス樹脂の分解が進行しにくい。並びに、芯部においては、炭素繊維１０Ｓの改質が進行しにくい。

この点、図２に示すように、炉心管３０には、炉心管３０と共に回転する、複数のピン３００が配置されている。複数のピン３００は、被処理物１０の塊状化を抑制する機能（塊状化抑制機能）と、塊状化した被処理物１０を解きほぐす機能（塊分解機能）と、を有している。このため、被処理物１０の塊状化を抑制することができる。並びに、塊状の被処理物１０を解きほぐすことができる。

（塊状化抑制機能）
まず、塊状化抑制機能について説明する。図３（ａ）に、ピンが炭素繊維を持ち上げる前の状態における炉心管の径方向断面図を示す。図３（ｂ）に、ピンが炭素繊維を持ち上げた後の状態における炉心管の径方向断面図を示す。

図３（ａ）に示すように、炉心管３０の回転に伴って、被処理物１０の炭素繊維１０Ｓ（マトリックス樹脂が含まれる場合もある。以下同様。）は、ピン３００に引っ掛かり、持ち上げられる。ここで、図２に示すように、被処理物１０の一辺の長さ（炭素繊維１０Ｓの長さ）Ｌは、複数のピン３００の前後方向のピッチＰ未満である。このため、図３（ｂ）に示すように、ピン３００により持ち上げられた炭素繊維１０Ｓは、前後方向に隣り合う一対のピン３００の隙間をすり抜け、炉心管３０の内周面を滑り落ちる。このため、炭素繊維１０Ｓが絡み合いにくい。したがって、被処理物１０が塊状になりにくい。このように、複数のピン３００は、被処理物１０の塊状化を抑制する機能を有している。

（塊分解機能）
次に、塊分解機能について説明する。図４（ａ）に、ピンが被処理物を引き裂く前の状態における炉心管の径方向断面図を示す。図４（ｂ）に、ピンが被処理物を引き裂いた後の状態における炉心管の径方向断面図を示す。

図４（ａ）に示すように、炉心管３０の回転に伴って、塊状の被処理物１０は、ピン３００により持ち上げられようとする。しかしながら、ピン３００は、被処理物１０の一部だけを、下側から支持しているに過ぎない。このため、炉心管３０の回転に伴って、被処理物１０のうち、ピン３００に支持されている部分だけが、ピン３００により持ち上げられる。一方、被処理物１０のうち、ピン３００に支持されていない部分は、自重により、炉心管３０の内周面の真下部分に残留する。その結果、図４（ｂ）に示すように、塊状の被処理物１０は、ピン３００により、引き裂かれる。

図５（ａ）に、ピンが被処理物を引き裂く前の状態における炉心管の径方向断面図を示す。図５（ｂ）に、ピンが被処理物を引き裂いた後の状態における炉心管の径方向断面図を示す。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、塊状の被処理物１０が解れにくい場合、塊状の被処理物１０は、ピン３００に引っ掛かり、炉心管３０の内周面の上部にまで上昇する。被処理物１０のうち、ピン３００に引っ掛かっている部分は、炉心管３０の内周面の上部に残留する。一方、被処理物１０のうち、ピン３００に引っ掛かっていない部分は、自重により、炉心管３０の内周面の下部に落下する。その結果、塊状の被処理物１０は、ピン３００により、引き裂かれる。また、被処理物１０のうち落下した部分は、落下時の衝撃により分解する。このように、複数のピン３００は、塊状化した被処理物１０を解きほぐす機能を有している。

［作用効果］
次に、本実施形態の再生ロータリーキルンの作用効果について説明する。複数のピン３００は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す塊状化抑制機能を有している。このため、被処理物１０の塊状化を、抑制することができる。また、複数のピン３００は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す塊分解機能を有している。このため、塊状化した被処理物１０を、解きほぐすことができる。

このように、複数のピン３００は塊状化抑制機能および塊分解機能を併有している。このため、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、マトリックス樹脂の分解を促進することができる。並びに、炭素繊維１０Ｓの改質を促進することができる。よって、被処理物１０の処理時間を短縮することができる。また、回収後の炭素繊維１０Ｓの品質にむらが発生するのを、抑制することができる。

以下、仮に、前後方向に延在する板状の撹拌羽根が配置された炉心管を想定する。なお、当該炉心管を用いてＣＦＲＰから炭素繊維を回収する技術は、従来技術ではない。図６（ａ）に、撹拌羽根が炭素繊維を持ち上げる前の状態における炉心管の径方向断面図を示す。図６（ｂ）に、撹拌羽根が炭素繊維を持ち上げた後の状態における炉心管の径方向断面図を示す。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）と対応する部位については、同じ符号で示す。

図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、炉心管３０の回転に伴い、被処理物１０の炭素繊維１０Ｓは、撹拌羽根１００により持ち上げられる。ここで、撹拌羽根１００は、前後方向（軸方向）に連なっている。このため、炭素繊維１０Ｓは、撹拌羽根１００の前側や後側をすり抜けることができない。したがって、撹拌羽根１００がある程度の高さまで上昇すると、炭素繊維１０Ｓは、撹拌羽根１００の先端（径方向内端）を乗り越えて、炉心管３０の内周面を転がり落ちる。転がり落ちる際、炭素繊維１０Ｓは、内周面に堆積している炭素繊維１０Ｓを絡め取ってしまう。このため、ちょうど雪玉が雪だるまに成長するように、被処理物１０が塊状化してしまう。

これに対して、本実施形態の再生ロータリーキルン１の場合、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、ピン３００により持ち上げられた炭素繊維１０Ｓは、前後方向に隣り合う一対のピン３００の隙間をすり抜け、炉心管３０の内周面を滑り落ちる。滑り落ちる際、炭素繊維１０Ｓは、内周面に堆積している炭素繊維１０Ｓを絡め取りにくい。並びに、滑り落ちる炭素繊維１０Ｓ同士が絡み合いにくい。したがって、被処理物１０が塊状になりにくい。このように、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、撹拌羽根付きのロータリーキルンと比較して、被処理物１０の塊状化を抑制することができる。

また、図２に示すように、複数のピン３００の前後方向のピッチＰは、炭素繊維１０Ｓの繊維長を超えている。このため、ピン３００により持ち上げられた被処理物１０や炭素繊維１０Ｓが、前後方向に隣り合う一対のピン３００の隙間をすり抜け、炉心管３０の内周面を滑り落ちやすい。この点においても、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、被処理物１０の塊状化を抑制することができる。

また、管体３の上流側には、切断機７２が配置されている。切断機７２は、被処理物１０の原料を、被処理物１０の一辺の長さＬがピッチＰ未満になるように、切断する。このため、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、炭素繊維１０Ｓの繊維長を調整しやすい。

また、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、連続的に炭素繊維１０Ｓを回収することができる。また、管体３の回転に伴って、被処理物１０を撹拌することができる。このため、回収した炭素繊維１０Ｓを、均質化することができる。

また、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、マトリックス樹脂から生成された可燃性のガス１０Ｇを、被処理物１０の加熱に利用することができる。このため、被処理物１０の加熱コストを削減することができる。

また、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、窒素ガス中に過熱水蒸気を添加している。このため、回収した炭素繊維１０Ｓとマトリックス樹脂との接着性（密着性）を向上させることができる。

また、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、加熱区間Ａにおいて、被処理物１０の処理当初から、被処理物１０を確実に窒素ガス中の過熱水蒸気に曝すことができる。この点においても、回収した炭素繊維１０Ｓとマトリックス樹脂との接着性（密着性）を確実に向上させることができる。

また、本実施形態の再生ロータリーキルン１によると、回収部６がサイクロンフィルタ６３を備えている。このため、管体３から回収した炭素繊維１０Ｓを、長繊維である炭素繊維１０Ｓａと、短繊維である炭素繊維１０Ｓｂと、に分級することができる。すなわち、炭素繊維１０Ｓを繊維長ごとに分級することができる。このため、再利用の際に、改めて炭素繊維１０Ｓを分級する必要がない。

＜その他＞
以上、本発明の再生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。

図７（ａ）〜図７（ｄ）に、その他の実施形態（その１〜その４）の再生ロータリーキルンの炉心管のピン付近の径方向断面図を示す。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）と対応する部位については、同じ符号で示す。

図７（ａ）に示すように、ピン３００を、下側（炉心管３０における径方向外側）から上側（炉心管３０における径方向内側）に向かって尖るテーパ状（円錐状）としてもよい。こうすると、塊状の被処理物１０が、ピン３００に刺さりやすくなる。図７（ｂ）に示すように、ピン３００を、上側から下側に向かって尖るテーパ状としてもよい。こうすると、ピン３００に刺さった被処理物１０が、ピン３００から抜けにくくなる。

図７（ｃ）に示すように、ピンとしてボルト３０３ａを配置してもよい。こうすると、炉心管３０の孔３０１（内周面にねじ部を有する）に対するボルト３０３ａの挿入量を調整することにより、炉心管３０の内周面からのボルト３０３ａの突出量を、調整することができる。また、ボルト３０３ａの種類（軸方向長さ）を変更することにより、炉心管３０の内周面からのボルト３０３ａの突出量を、調整することができる。

図７（ｄ）に示すように、ボルト３０３ａにナット３０３ｂを取り付けてもよい。すなわち、ボルト３０３ａおよびナット３０３ｂにより、ピン３００を構成してもよい。こうすると、ピン３００に刺さった被処理物１０が、ピン３００から抜けにくくなる。また、ボルト３０３ａに対するナット３０３ｂの位置を調整することにより、ピン３００に対する炭素繊維１０Ｓの係合量を調整することができる。また、ナット３０３ｂ以外の方法により、ピン３００の外周面に凸部（フランジ、突起など、外径が大きい部分）を配置してもよい。また、ピン３００の外周面に凹部（孔、くびれなど、外径が小さい部分）を配置してもよい。こうすると、ピン３００に炭素繊維１０Ｓが引っ掛かりやすい。

図８（ａ）〜図８（ｄ）に、その他の実施形態（その５〜その８）の再生ロータリーキルンのピンの径方向断面図を示す。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）と対応する部位については、同じ符号で示す。図８（ａ）に示すように、ピン３００の径方向断面を、真円状としてもよい。また、楕円状としてもよい。図８（ｂ）に示すように、ピン３００の外周面に、軸方向や螺旋方向に延びる凹凸形状を付与してもよい。こうすると、ピン３００に炭素繊維１０Ｓが引っ掛かりやすい。図８（ｃ）に示すように、ピン３００の径方向断面を、三角形、四角形、六角形などの多角形状としてもよい。図８（ｄ）に示すように、多角形状のピン３００の外周面を、径方向内側に凹ませてもよい。反対に、多角形状のピン３００の外周面を、径方向外側に膨らませてもよい。

ピン３００は、中実でも中空でもよい。例えば、ピン３００を筒状としてもよい。また、図７（ａ）〜図７（ｄ）、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すような複数種類のピン３００を、単一の炉心管３０に混在させてもよい。

ピン３００の配置数は特に限定しない。また、図２に示すピン列（前後方向に並ぶ複数のピン３００からなる列）の配置数は特に限定しない。例えば、図３に示す炉心管３０の径方向断面において、所定の中心角（１８０°、１２０°、９０°、６０°、４５°、３０°、１５°など）ごとに、複数のピン列を配置してもよい。

ピン３００の機能は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す塊状化抑制機能、塊分解機能に限定されない。また、これらの図に示す機能は、各々単独で発揮されてもよい。また、複数の機能が、同時に発揮されてもよい。

１：再生ロータリーキルン、２：過熱水蒸気供給部、２０：過熱水蒸気供給管、２００：加熱室、３：管体、３０：炉心管、３００：ピン、３０１：孔、３０３ａ：ボルト、３０３ｂ：ナット、３１：タイヤ、３２：接続管、３２０：通路、４：燃焼部、４０：外壁、４１：断熱材、４３：燃焼室、４４：バーナ、４５：空気供給管、４７：排気孔、５：ガス供給部、５０：ガス供給管、６：回収部、６０：タンク、６１：下流端カバー、６２：配管、６３：サイクロンフィルタ、６４：配管、６５：長繊維タンク、６６：バグフィルタ、６６ａ：濾布、６７：短繊維タンク、６８：ブロワ、７：供給部、７０：スクリューフィーダ、７１：ホッパ、７２：切断機（切断部）、７３：上流端カバー、９０：ローラ、１０：被処理物、１０Ｇ：ガス、１０Ｓ：炭素繊維、１０Ｓａ：炭素繊維、１０Ｓｂ：炭素繊維、１００：撹拌羽根、Ａ：加熱区間、Ｌ：長さ、Ｐ：ピッチ

Claims

軸周りに回転可能であって、マトリックス樹脂と炭素繊維とを有する炭素繊維強化樹脂製の被処理物を内部で加熱することにより、前記被処理物から前記炭素繊維を抽出する管体と、
前記管体に配置され、内周面から径方向内側に突出する複数のピンと、
を備え、
複数の前記ピンは、前記炭素繊維同士の絡み合いに起因する前記被処理物の塊状化を抑制し、
前記管体の内部において、前記被処理物は前記管体の軸方向一端から供給される過熱水蒸気に曝されながら加熱され、前記マトリックス樹脂から可燃性のガスが生成される再生ロータリーキルン。
燃焼熱により前記管体を径方向外側から加熱する燃焼室を有する燃焼部と、
前記管体に配置され、前記管体の内部から前記燃焼室に可燃性の前記ガスを導入する接続管と、
を備える請求項１に記載の再生ロータリーキルン。
複数の前記ピンは、前記管体の軸方向に並んでいる請求項１または請求項２に記載の再生ロータリーキルン。
前記管体の軸方向における複数の前記ピンのピッチは、前記炭素繊維の繊維長を超える請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の再生ロータリーキルン。
前記管体の上流側に配置され、前記被処理物の原料を、前記被処理物の一辺の長さが前記ピッチ未満になるように、切断する切断部を備える請求項４に記載の再生ロータリーキルン。
前記ピンの外径は、不均一である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の再生ロータリーキルン。