WO2023013403A1 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
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Definitions
- the inside of the furnace can be evenly cooled in a short time.
- the technique described in Patent Document 2 can shorten the cooling time in the furnace.
- the charring box can be continuously heated by continuously feeding the charring box into the communication chamber with the feeding mechanism, but the feeding mechanism basically has a temperature of 300 degrees or more. It is necessary to be made of a heat-resistant material (for example, high chromium) that can withstand temperatures of up to 100°C.
- a heat-resistant material for example, high chromium
- the heating method of the heating furnace 10 is not particularly limited, but for example, a burner heating means (heating device) using combustion gas can be used.
- the heating furnace 10 is provided with a pipe (not shown), and superheated steam is introduced into this pipe, and the superheated steam is circulated inside the heating furnace 10 or a cassette d described later, thereby making the inside of the heating furnace 10 empty. It can be efficiently heated as an oxygen state.
- the heating furnace 10 and the mobile lifting device 11 are controlled by respective controllers, which will be described later.
- Each control unit is composed of, for example, a terminal device, a mobile terminal device, and a microcomputer, and incorporates CPU, ROM, RAM, etc. (not shown). Run a stored program. Also, each unit described later is implemented by the CPU executing a program.
- the repetition control unit 104 determines whether or not to prepare the next cassette d3 (assumed to be the third cassette d3). Determine (Fig. 2: S104) (necessity of preparing the next cassette).
- the box c covers the object to be processed (including the basket b), but other configurations may be used.
- a third cassette d3 is prepared separately, and after the first cassette d1 is taken out, the third cassette d3 is placed in one position of the heating furnace 10 where the first cassette d1 was installed. Therefore, it is possible to continuously heat a plurality of cassettes d by continuously using the dry distillation gas. Note that if a fourth cassette d4 exists, it will be put in its place after the second cassette d2 is removed. In particular, in the present invention, since there is no need to cool the heating furnace 10, such continuous heating of two or more objects to be processed can be realized.
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Abstract
【解決手段】熱処理装置１は、直方体形状であり、底面を開口部１０ａとし、地面Ｇから所定の高さｈで固定された加熱炉１０を備える。移動上昇制御部１０１は、加熱炉１０の底面用の下蓋に設置された被処理物をボックスｃで被せた密閉状態の容器を炭化室のカセットｄとして構成し、移動式昇降装置１１を用いて、カセットｄを加熱炉１０の直下まで移動させ、カセットｄの下蓋１０ｂを加熱炉１０の開口部１０ａまで上昇させる。固定加熱制御部１０２は、下蓋１０ｂが加熱炉１０の開口部１０ａまで上昇すると、下蓋１０ｂを加熱炉１０に固定し、加熱炉１０を所定の温度で所定の時間加熱する。下降移動制御部１０３は、加熱炉１０の加熱が完了すると、加熱炉１０に対する下蓋１０ｂの固定を解除し、移動式昇降装置１１を用いて、カセットｄを加熱炉１０の直下まで下降させ、カセットｄを、加熱炉１０の設置場所と異なる場所まで移動させる。
Description
本発明は、熱処理装置及び熱処理方法に関する。
従来より、被処理物に熱を加えて熱処理する熱処理装置（炭化装置、炭化炉ともいう）について、効率を向上させるための技術が存在する。
例えば、特開２００４－１９６８９１号公報（特許文献１）には、固形有機物を概ね無酸素雰囲気で加熱して炭化処理するバッチ式炭化炉が開示されている。又、特開２００５－１９４４２２号公報（特許文献２）には、被処理物を加熱して炭化処理する炭化室の外壁が金属で形成され、その側面の外壁が保温材で覆われたバッチ式の炭化装置が開示されている。更に、特開２０１５－５９１７１号公報（特許文献３）には、有機物を主体とする廃棄物等を炭化する炭化炉と、水分含有量１５重量％以下に乾燥させた乾燥物を燃焼させる燃焼炉を備え、燃焼炉の炉内に熱利用のための熱交換器が組み込まれる有機物処理・熱利用装置が開示されている。
又、特開２００３－３４２５８４号公報（特許文献４）には、オガクズ等の破砕木材や乾燥後のビール粕等の有機性廃棄物からなる素材を高圧成形して所定寸法の棒状固形体を作り、この棒状固形体を段積みした２台の移動台車を、両端部および底部が開放された炭化炉が開示されている。更に、特開２００１－２４０８６４号公報（特許文献５）には、搬送手段と、炉閉塞手段と、炭化燃焼手段と、搬出手段と、消火冷却手段とを有するビール粕の炭化処理システムが開示されている。
バッチ式の熱処理装置は、通常、炭化室（炭化ボックスともいう）と加熱炉とが一体となっており、被処理物を収納したバスケットを炭化室に入れ、加熱炉を所定の加熱温度（例えば、９００度）まで加熱することで、炭化室の外側を加熱する。加熱手段は、例えば、バーナーである。間接加熱対象の炭化室に過熱水蒸気を循環させることで、熱効率を高めることもある。
そして、バスケットの内部の温度が所定の分解温度（例えば、４００度前後）に達成すると、バスケット内の被処理物（例えば、有機性廃棄物）が熱分解され、乾留ガスが発生する。この乾留ガスは、水素や一酸化炭素を含み、この乾留ガスを加熱手段のバーナーの補助燃料とすることで、乾留ガスを完全燃焼させるとともに、熱処理装置のランニングコストを抑えることが可能となる。
加熱手段にバーナーと過熱水蒸気を用いたバッチ式の熱処理装置は、外熱式で、且つ、完全無酸素条件で被処理物を熱分解するため、環境を配慮したエコロジー技術として知られており、乾留ガスの利用によって省エネ技術と組み合わせた炭化・資源循環システムを構成する。
ここで、被処理物として、例えば、木質系廃棄物、汚泥系廃棄物、事業系廃棄物、廃プラスチックが採用されると、これらを熱分解することが可能であり、又、熱分解工程で熱回収も可能となり、更には、残った灰も利用できる可能性がある。一方、被処理物として、非鉄金属が採用されると、これらを未利用資源として回収することが可能となる。
しかしながら、このようなバッチ式の熱処理装置には、下記の課題がある。先ず、加熱炉の炭化室に、被処理物を含むバスケットを入れて、加熱炉を加熱して、被処理物を熱分解させた後は、バスケット内の被処理物を取り出すために、高温になった炭化室を冷却させる必要がある。炭化室の冷却は、通常、加熱炉に設けられた冷却装置により約半日間行われ、加熱炉の冷却後に炭化室からバスケット内の被処理物が取り出される。ここで、例えば、炭化室におけるバスケットの加熱時間は、５時間から８時間となり、炭化室におけるバスケットの冷却時間は、１０時間から１５時間となる。そのため、被処理物の熱処理のサイクルは、１日１回が限界であるという課題がある。又、バスケットの冷却には、炭化室の冷却が伴うため、翌日の加熱では、冷却後の炭化室を最初から加熱する必要があり、エネルギーコストが高いという課題がある。
又、従来の加熱炉の炭化室では、側面に開口部が設けられ、その開口部を開閉可能に扉が設けられる。作業者は、炭化室にバスケットを入れる場合は、炭化室の側面の扉を開いて、フォークリフトでバスケットを炭化室に入れたり、冷却後のバスケットを炭化室から取り出したりしている。しかしながら、フォークリフトを操作する作業者には高度な操作技能が求められる。即ち、作業者が十分に注意を払っていても、バスケットの出し入れ時にバスケットをどこかにぶつけることで、バスケットが破損したり変形したりすることがある。又、炭化室内の冷却が不十分である場合、バスケットの出し入れ作業は大変危険であるという課題がある。
ここで、特許文献１に記載の技術では、炉内を満遍なく短時間で冷却出来る。又、特許文献２に記載の技術では、炉内冷却の時間を短縮することが出来る。しかしながら、これらの技術では、上述と同様に加熱炉を冷却する必要がある。又、特許文献３に記載の技術では、送り機構で連通室内に炭化箱を連続的に送り込むことで連続的に炭化箱を加熱することが出来るものの、送り機構は、基本的に、３００度以上の温度でも耐えることが出来る耐熱性素材（例えば、ハイクロム）で構成する必要があり、製造が困難であったり、製造費用が非常に高価になったりするという課題がある。
又、特許文献４に記載の技術では、炭化炉トレーを炭化炉内に水平方向に沿って移動させる必要があり、炭化炉トレーが炭化炉に衝突する可能性があり、危険であるという課題がある。更に、特許文献５に記載の技術では、炭化炉内へ移動台車を上昇させて、炭化炉内を閉塞させたり、移動台車を昇降させて、炭化炉内から閉塞状態を開放させたりするが、昇降後の移動台車の棒状固形体の消火及び冷却を行う消火冷却手段が必要という課題がある。
そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、炭化室そのものを加熱炉から切り離すことで、加熱炉を冷却することなく、加熱炉が熱いうちに、ほぼ途切れることがないバッチ運転を可能とし、被処理物が入った炭化室を熱いままで、加熱炉から切り離して、切り離した炭化室ごとそのまま冷却して、炭化室の内部の被処理物を安全に冷却することが可能な熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。
本発明に係る熱処理装置は、基本的に、地面から高所に固定された加熱炉に対して、被処理物を積載した炭化室（炭化ボックス）を移動・上昇・下降・移動、自然冷却させるように構成している。本発明では、炭化室の底面は、加熱炉の下蓋を兼ねている。下蓋に、被処理物を載せたバスケットを置き、ボックスで被せて密閉状態の炭化室を構成したものが、本発明に係る熱処理装置のカセットとなる。
即ち、本発明に係る熱処理装置は、直方体形状であり、底面を開口部とし、地面から所定の高さで固定された加熱炉を備え、移動上昇制御部と、固定加熱制御部と、下降移動制御部と、を備える。移動上昇制御部は、前記加熱炉の底面用の下蓋に設置された被処理物をボックスで被せた密閉状態の容器を炭化室のカセットとして構成し、移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで移動させ、前記カセットの下蓋を前記加熱炉の開口部まで上昇させる。固定加熱制御部は、前記下蓋が前記加熱炉の開口部まで上昇すると、前記下蓋を前記加熱炉に固定し、前記加熱炉を所定の温度で所定の時間、加熱する。下降移動制御部は、前記加熱炉の加熱が完了すると、前記加熱炉に対する前記下蓋の固定を解除し、前記移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで下降させ、前記カセットを、前記加熱炉の設置場所と異なる場所まで移動させて、前記カセットを自然冷却する。
本発明に係る熱処理装置の熱処理方法は、上述と同様に、加熱炉に対して、カセットを移動・上昇・下降・移動、自然冷却させるように構成している。即ち、本発明に係る熱処理装置の熱処理方法は、移動上昇制御工程と、固定加熱制御工程と、下降移動制御工程と、を備える。熱処理方法の各工程は、熱処理装置の各制御部に対応する。
本発明によれば、炭化室そのものを加熱炉から切り離すことで、加熱炉を冷却することなく、加熱炉が熱いうちに、ほぼ途切れることがないバッチ運転を可能とし、被処理物が入った炭化室を熱いままで、加熱炉から切り離して、切り離した炭化室ごとそのまま冷却して、炭化室の内部の被処理物を安全に冷却することが可能となる。
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
本発明に係る熱処理装置１は、図１に示すように、加熱炉１０を備える。加熱炉１０は、直方体形状であり、底面を開口部１０ａとしている。つまり、加熱炉１０の底面は開口状態である。加熱炉１０は、地面Ｇから所定の高さｈで固定されている。加熱炉１０は、例えば、底面１０ａの四隅のそれぞれに支柱が設置されることで、所定の高さｈで持ち上げられて固定されている。
加熱炉１０の加熱方法に特に限定は無いが、例えば、燃焼ガスを用いたバーナーの加熱手段（加熱装置）を挙げることが出来る。又、加熱炉１０には、図示しない配管が設けられ、この配管に過熱水蒸気を入れて、加熱炉１０又は後述するカセットｄの内部に過熱水蒸気を循環させることで、加熱炉１０の内部を無酸素状態として、効率よく加熱することが出来る。
ここで、加熱炉１０の直下には、加熱炉１０の底面用の下蓋１０ｂが設置される。下蓋１０ｂは、加熱炉１０の開口部１０ａを閉塞する底面の役割を兼ねる。下蓋１０ｂは、移動式昇降装置１１に載置され、移動式昇降装置１１が地面Ｇを走行することで、下蓋１０ｂを水平方向に移動させることが可能であり、移動式昇降装置１１が上下に昇降することで、下蓋１０ｂを上下方向に移動させることが可能である。
移動式昇降装置１１の構成に特に限定は無いが、例えば、下面の四隅のそれぞれに車輪を有する土台１１ａと、土台１１ａの上面に設けられた伸縮可能なパンタアーム１１ｂ（Ｘ字状アーム）と、パンタアーム１１ｂの上面に設けられたテーブル１１ｃと、を備える。移動式昇降装置１１は、具体的には、台車の上面にテーブルリフトを設置した移動式テーブルリフトを挙げることが出来る。
下蓋１０ｂの上面には、被処理物が設置されるが、被処理物の設置形態に特に限定は無い。例えば、被処理物は、その形状に応じて、バスケットｂに収納されて、下蓋１０ｂの上面に設置される。バスケットｂに特に限定は無いが、例えば、鉄等の耐熱性を有する金属製の箱で構成される。又、被処理物に特に限定は無いが、例えば、金属やアルミニウムのスラッジ（泥状の物質）、医療廃棄物、プラスチック類、籾殻のような未利用のバイオマス、食品残渣物や木材等の有機廃棄物、駆除された害獣等を挙げることが出来る。
ここで、下蓋１０ｂのバスケットｂ（又は被処理物）には、ボックスｃが被せられ、下蓋１０ｂとボックスｃとが一体となって、密閉状態となる。ボックスｃは、例えば、加熱炉１０よりも小さい直方体形状であり、底面を開口部とした構成であり、密閉状態とは、ボックスｃの開口部の周端部が下蓋１０ｂの上面と当接することで、窓がない状態を意味する。この下蓋１０ｂとボックスｃは、被処理物を収納する容器となり、カセットｄを構成する。本発明の明細書では、加熱炉１０の底面用の下蓋に設置された被処理物をボックスｃで被せた密閉状態の容器をカセットｄと称する。このカセットｄが、加熱炉１０から分離された炭化室（炭化ボックス）に対応する。炭化室は、従来の加熱炉の熱分解室や乾留ボックスに相当する。ここで、カセットｄの形状は、下蓋１０ｂの形状やボックスｃの形状に依存するものの、その形状に特に限定は無いが、例えば、直方体形状を挙げることが出来る。
ここで、加熱炉１０の開口部１０ａが位置する所定の高さｈは、ボックスｃが被さった下蓋１０ｂのカセットｄを積載し、カセットｄを下方に位置させた移動式昇降装置１１の高さよりも高く設定される。これにより、カセットｄを積載した移動式昇降装置１１は、加熱炉１０の下方を自由に走行することが出来る。
さて、本発明に係る熱処理装置１は、例えば、加熱炉１０が設置された場所を加熱ゾーンＢとし、加熱炉１０の一方側（例えば、左側）の場所を積載ゾーンＡとし、加熱炉１０の他方側（例えば、右側）の場所を冷却ゾーンＣとして構成される。これにより、被処理物の積載と加熱（例えば、炭化）と冷却とを効率よく行うことが出来る。
積載ゾーンＡには、フォークリフト等の積載装置１２が往来可能であり、バスケットｂ（又は被処理物）は、積載装置１２により積載ゾーンＡの下蓋１０ｂの上面に設置される。
積載ゾーンＡの上方には、ホイスト等の搬送装置１３が設けられ、搬送装置１３により、バスケットｂ（又は被処理物）に被せられるボックスｃが上下方向及び水平方向に移動可能となる。ボックスｃは、例えば、ステンレス等の耐熱性を有する金属製の箱で構成される。
加熱ゾーンＢには、加熱炉１０が所定の高さｈで設置され、加熱炉１０の下方は、移動式昇降装置１１が往来可能な空間が設けられる。
冷却ゾーンＣは、カセットｄが設置可能な空間が設けられ、加熱後のカセットｄが設置されることで、カセットｄ内のバスケットｂ（又は被処理物）が冷却される。
ここで、カセットｄの設置形態や移動形態に特に限定は無いが、例えば、積載ゾーンＡから加熱ゾーンＢを介して冷却ゾーンＣまでに、水平方向に延び、奥行き方向に所定の間隔を空けて設けられた２本のビームで構成される架台１４が設けられ、架台１４は、カセットｄの下蓋１０ｂの下面の奥行き方向の両端を支持し、カセットｄの下蓋１０ｂを設置可能である。一方、移動式昇降装置１１のテーブル１１ｃは、架台１４の２本のビームの間隔よりも小さく構成される。
これにより、移動式昇降装置１１が、架台１４の下方でテーブル１１ｃを上昇させると、テーブル１１ｃが架台１４の２本のビームの間隔をすり抜けて上方に位置する。ここで、架台１４に下蓋１０ｂが設置されている場合は、移動式昇降装置１１がテーブル１１ｃを上昇させることで、テーブル１１ｃの上面を下蓋１０ｂの下面に当接させ、架台１４から下蓋１０ｂを持ち上げることが可能となる。
この状態で、移動式昇降装置１１が移動することで、下蓋１０ｂ（つまり、カセットｄ）を架台１４の様々な場所に移動させることが出来る。一方、移動式昇降装置１１がテーブル１１ｃを下降させることで、先ず、下蓋１０ｂの下面の奥行き方向の両端が架台１４に設置され、テーブル１１ｃの上面が下蓋１０ｂの下面から離脱する。
これにより、移動式昇降装置１１が、テーブル１１ｃを架台１４よりも下降させることで、テーブル１１ｃの上面に設置された下蓋１０ｂを架台１４に設置することが可能となる。
又、架台１４の下方で、積載ゾーンＡから加熱ゾーンＢを介して冷却ゾーンＣまでに、水平方向に延び、移動式昇降装置１１が走行可能なレール１５を設けても良い。レール１５に移動式昇降装置１１の車輪を装着することで、移動式昇降装置１１の走行場所を限定することが可能となり、下蓋１０ｂの移動を正確に行うことが可能となる。
さて、加熱炉１０と、移動式昇降装置１１とは、後述する各制御部によってそれぞれ制御されている。各制御部は、例えば、端末装置や携帯端末装置、マイクロコンピュータにより構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内蔵しており、ＣＰＵは、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用し、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムを実行する。又、後述する各部についても、ＣＰＵがプログラムを実行することで当該各部を実現する。
次に、図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。先ず、積載ゾーンＡの架台１４に最初の下蓋１０ｂ１（第一の下蓋１０ｂ１とする）が設置され、その上に、最初の被処理物（例えば、アルミ切粉、ブリケット等、第一の被処理物とする）を収納した最初のバスケットｂ１（第一のバスケットｂ１とする）が設置される（図２：Ｓ１０１）（カセットの設置）。
ここで、第一の下蓋１０ｂ１と第一のバスケットｂ１の設置方法に特に限定は無いが、例えば、作業者が、図３に示すように、積載装置１２のフォークリフトを用いて、第一の下蓋１０ｂ１を積載ゾーンＡの架台１４に設置し、第一の被処理物を収納した第一のバスケットｂ１を第一の下蓋１０ｂ１の上面に設置する。第一の被処理物は、例えば、作業者により第一のバスケットｂ１に予め収納される。
ここで、作業者が、搬送装置１３のホイストを用いて、最初のボックスｃ１（第一のボックスｃ１とする）を第一のバスケットｂ１の真上に移動し、そのまま下方に下ろすことで、第一のボックスｃ１を第一のバスケットｂ１に被せる。第一のボックスｃ１が第一のバスケットｂ１に被さり、下蓋１０ｂの上面と密着することで、第一のボックスｃ１の内部を密閉状態とし、第一のカセットｄ１（例えば、密閉熱処理室、炭化室）として形成することが出来る。特に、加熱炉１０の内部に、第一のカセットｄ１を入れることで、二重構造の密閉式で加熱することが可能となり、第一の被処理物の完全炭化を可能にする。
次に、作業者が熱処理装置１の端末装置１００に第一のカセットｄ１の移動を指示すると、端末装置１００の移動上昇制御部１０１は、移動式昇降装置１１を用いて、第一のカセットｄ１を加熱炉１０の直下まで移動させ、第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０の開口部１０ａまで上昇させる（図２：Ｓ１０２）（カセットの移動と上昇）。
ここで、第一のカセットｄ１の移動と上昇の方法に特に限定は無いが、例えば、移動上昇制御部１０１は、図３に示すように、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めて、テーブル１１ｃを架台１４の高さよりも低くし、その状態の移動式昇降装置１１を積載ゾーンＡへレール１５に沿って移動させ、第一の下蓋１０ｂ１の直下に移動させる。次に、移動上昇制御部１０１は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを伸ばして、テーブル１１ｃを架台１４の高さよりも所定の高さｈｓだけ高く持ち上げることで、テーブル１１ｃの上面に第一の下蓋１０ｂ１の下面を載せる。これにより、第一のカセットｄ１がテーブル１１ｃの上面に設置される。更に、移動上昇制御部１０１は、パンタアーム１１ｂを伸ばすことで、テーブル１１ｃで第一の下蓋１０ｂ１を架台１４から持ち上げる。これにより、第一のカセットｄ１を移動式昇降装置１１を介して移動させることが可能となる。そして、移動上昇制御部１０１は、第一のカセットｄ１を持ち上げた状態の移動式昇降装置１１を加熱炉１０の直下まで移動させる。
更に、移動昇降制御部１０１は、図４に示すように、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを更に伸ばすことで、テーブル１１ｃを上方に移動させて、第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０の開口部１０ａまで上昇させる。これにより、第一の下蓋１０ｂ１が加熱炉１０の底面として機能し、加熱炉１０の開口部１０ａを閉塞する。つまり、第一のカセットｄ１が加熱炉１０の内部に下方から設置されることで、第一のカセットｄ１が加熱炉１０内の炭化室として機能する。
さて、移動上昇制御部１０１が第一の下蓋１０ｂ１の上昇を完了すると、次に、端末装置１００の固定加熱制御部１０２は、第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０に固定し、加熱炉１０を所定の温度（例えば、８００度）で所定の時間（例えば、３時間）、加熱する（図２：Ｓ１０３）（カセットの固定と加熱）。
ここで、第一の下蓋１０ｂ１の固定と加熱炉１０の加熱の方法に特に限定は無いが、例えば、固定加熱制御部１０２は、加熱炉１０の開口部１０ａの近傍に予め設けた固定治具１０ｃ（例えば、ストッパー）を加熱炉１０と第一の下蓋１０ｂ１とに連結させることで、第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０の開口部１０ａに固定する。これにより、加熱炉１０を密閉状態にし、第一の被処理物を収納した第一のカセットｄ１を加熱炉１０の内部に閉じ込めることが出来る。
そして、固定加熱制御部１０２は、バーナー等の加熱装置を駆動して、燃焼ガスでバーナーを燃焼させて、加熱炉１０を加熱する。そして、固定加熱制御部１０２は、加熱炉１０の加熱を所定の時間まで継続する。
ここで、固定加熱制御部１０２は、更に、加熱炉１０に設けられた配管に過熱水蒸気を導入して、加熱炉１０又は第一のカセットｄ１の内部に過熱水蒸気を循環させて、加熱炉１０の内部を無酸素状態にしても良い。過熱水蒸気を加熱炉１０に投入することで、過熱水蒸気が存在しない状態で加熱炉１０の内部で第一のカセットｄ１を加熱する場合と比較して、過熱水蒸気が伝熱を促進し、過熱水蒸気のエンタルピーの高さから、熱効率の大幅な改善を図ることが可能となる。又、過熱水蒸気が加熱炉１０又は第一のカセットｄ１の内部で循環することで、第一のカセットｄ１の内部の温度を均一化し易くなり、第一の被処理物に対する過熱水蒸気の接触面積を大幅に拡大し、第一の被処理物の加熱を迅速に行うことが可能となる。
ところで、第一の被処理物が所定の温度（例えば、３００度）まで加熱されることで、第一の被処理物の熱分解により乾留ガスが発生する場合は、加熱炉１０の内部の乾留ガスをバーナーに案内するための配管を別途設けて、配管により加熱炉１０の乾留ガスをバーナーに供給することで、乾留ガスを燃料ガスとして利用しても良い。これにより、乾留ガスを熱エネルギーとして有効利用して、ランニングコストを抑えることが出来るとともに、加熱炉１０での無煙化・脱臭を実現することが可能となる。この場合、省エネタイプの熱処理装置１となる。
又、固定加熱制御部１０２が、第一の被処理物から発生する乾留ガスをバーナーで燃焼して、加熱炉１０を加熱する場合、例えば、加熱炉１０の内部の乾留ガスの発生量を検出する発生量検出装置を加熱炉１０に設けるとともに、加熱炉１０の内部の温度を検出する温度検出装置を加熱炉１０に設ける。そして、固定加熱制御部１０２が、乾留ガスの発生量と加熱炉１０の内部の温度とに基いて、バーナーの燃焼具合を調整しても良い。これにより、加熱炉１０の適切な加熱を半自動的に行うことが可能となる。
このように、本発明では、加熱炉の炭化室の側面から第一のカセットｄ１（又は第一の被処理物）を入れるのではなく、加熱炉１０と炭化室の第一のカセットｄ１を切り離して、加熱炉１０の底面から第一のカセットｄ１を入れる構成としている。そのため、先ず、本発明では、加熱炉１０の出入口が底面の開口部１０ａの一か所となることから、空気の流れが出来にくく、加熱炉１０の内部に熱が籠る。これにより、加熱炉１０の熱が外部に逃げ難く、熱効率を高めている。又、作業者がフォークリフト等の積載装置１２で加熱炉１０に第一のカセットｄ１を入れる必要が無く、例えば、移動式昇降装置１１を用いて加熱炉１０の底面から第一のカセットｄ１を入れることが出来るため、安全に第一のカセットｄ１を加熱炉１０に入れることが可能となる。作業者にとって極めて安全性に優れた構成である。特に、本発明では、加熱炉１０と第一のカセットｄ１を切り離し、第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０の底面に対して上下に昇降させることで、第一のカセットｄ１を加熱炉１０の内部に出し入れする構成である。そのため、第一のカセットｄ１の自重により、第一の下蓋１０ｂ１が昇降中に転倒する恐れもない。又、移動式昇降装置１１は、機械制御により自動的に行うことも可能であることから、少人化を進めることが出来る。
さて、固定加熱制御部１０２が加熱炉１０を加熱すると、熱処理装置１の繰り返し制御部１０４は、次のカセットｄ２（第二のカセットｄ２とする）を用意するか否かを判定する（図２：Ｓ１０４）（次のカセットの用意の必要性）。
ここで、繰り返し制御部１０４の判定方法に特に限定は無いが、例えば、第二のカセットｄ２の用意が必要な場合、作業者が、端末装置１００に第二のカセットｄ２の存在を示す信号を入力すると、端末装置１００の繰り返し制御部１０４は、この信号の入力を受けて、第二のカセットｄ２が存在する（第二のカセットｄ２を用意すべき）と判定し（図２：Ｓ１０４ＹＥＳ）、第二のカセットｄ２を用意する（図２：Ｓ１０５）。
ここで、繰り返し制御部１０４の第二のカセットｄ２の用意方法に特に限定は無いが、例えば、第二のカセットｄ２の用意のために、繰り返し制御部１０４は、積載ゾーンＡの架台１４に第二の下蓋１０ｂ２を搬送させて設置させる。
繰り返し制御部１０４の第二の下蓋１０ｂ２の設置方法に特に限定は無いが、例えば、図５に示すように、繰り返し制御部１０４は、第一の下蓋１０ｂ１の上昇を完了した移動式昇降装置１１を操作し、パンタアーム１１ｂを縮めてテーブル１１ｃを架台１４の高さよりも低くする。
ここで、冷却ゾーンＣの架台１４に第二の下蓋１０ｂ２が配置されていた場合、繰り返し制御部１０４は、パンタアーム１１ｂを縮めた移動式昇降装置１１をレール１４に沿って冷却ゾーンＣに移動させ、移動式昇降装置１１を、冷却ゾーンＣの架台１４に配置された第二の下蓋１０ｂ２の直下まで移動させる。
そして、繰り返し制御部１０４は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを伸ばして、テーブル１１ｃを架台１４の高さよりも高く持ち上げて、テーブル１１ｃの上面に第二の下蓋１０ｂ２の下面を載せる。更に、繰り返し制御部１０４は、テーブル１１ｃに第二の下蓋１０ｂ２を載せた状態の移動式昇降装置１１をレール１４に沿って積載ゾーンＡに移動させ、移動式昇降装置１１を、積載ゾーンＡの架台１４まで移動させる。
次に、繰り返し制御部１０４は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めてテーブル１１ｃを架台１４の高さよりも低くすることで、テーブル１１ｃに載せた第二の下蓋１０ｂ２を積載ゾーンＡの架台１４に設置する。これにより、第二の下蓋１０ｂ２に対する第二のバスケットｂ２（又は第二の被処理物）の積載の準備が完了する。
ここで、作業者は、例えば、積載装置１２のフォークリフトを用いて、第二の被処理物を収納した第二のバスケットｂ２を第二の下蓋１０ｂ２の上面に設置する。又、作業者が、搬送装置１３のホイストを用いて、第二のボックスｃ２を第二のバスケットｂ２の真上に移動し、そのまま下方に下ろすことで、第二のボックスｃ２を第二のバスケットｂ２に被せる。これにより、第二のカセットｄ２が用意され、第二のカセットｄ２の加熱の準備が完了する。
一方、Ｓ１０４において、第二のカセットｄ２の用意が不必要な場合（図２：Ｓ１０４ＮＯ）、追加のカセットの熱処理は終了になるが、この場合は、後述する。
さて、第二のカセットｄ２の用意が完了し、固定加熱制御部１０２が加熱炉１０の加熱を継続し、加熱を開始した時点から所定の時間が経過すると、第一のカセットｄ１の熱処理が完了する。そこで、固定加熱制御部１０２は加熱炉１０の加熱を完了し、端末装置１００の下降移動制御部１０３は、加熱炉１０に対する第一の下蓋１０ｂ１の固定を解除し、第一のカセットｄ１を加熱炉１０の直下まで下降させ、第一のカセットｄ１を、加熱炉１０の設置場所（加熱ゾーンＢ）と異なる場所の冷却ゾーンＣまで移動させて、第一のカセットｄ１を自然冷却させる（図２：Ｓ１０６）（カセットの固定の解除、カセットの下降、移動／冷却）。
ここで、下降移動制御部１０３の第一の下蓋１０ｂ１の解除と第一のカセットｄ１の下降と移動の方法に特に限定は無い。例えば、下降移動制御部１０３は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めて、テーブル１１ｃを架台１４の高さよりも低くし、その状態の移動式昇降装置１１をレール１４に沿って加熱ゾーンＢの加熱炉１０の直下に移動させる。次に、下降移動制御部１０３は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを伸ばして、テーブル１１ｃを、加熱炉１０に固定された第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１まで持ち上げて、テーブル１１ｃの上面を第一の下蓋１０ｂ１の下面に当接させる。更に、下降移動制御部１０３は、固定治具１０ｃを加熱炉１０と第一の下蓋１０ｂ１とから外すことで、第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０の開口部１０ａから外して、加熱炉１０に対する第一の下蓋１０ｂ１の固定を解除する。
加熱炉１０に対する第一の下蓋１０ｂ１の固定が解除されると、第一のカセットｄ１がテーブル１１ｃに設置されるため、下降移動制御部１０３は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めて、加熱炉１０から第一のカセットｄ１を離脱させる。これにより、第一のカセットｄ１が加熱炉１０から抜去される。ここで、本発明では、加熱炉１０と炭化室の第一のカセットｄ１とを切り離していることから、加熱炉１０から第一のカセットｄ１を下降させることで、直ぐに、加熱炉１０から第一のカセットｄ１を分離させることが出来る。そして、下降移動制御部１０３は、図６に示すように、テーブル１１ｃを加熱ゾーンＢの架台１４の高さよりも所定の高さｈｓだけ高い位置に止めることで、第一の下蓋１０ｂ１を架台１４の直上に浮かせた状態にし、移動式昇降装置１１を介して第一のカセットｄ１を移動させることが出来る。
そして、下降移動制御部１０３は、第一のカセットｄ１をテーブル１１ｃに載せた状態の移動式昇降装置１１をレール１４に沿って冷却ゾーンＣの架台１４まで移動させる。更に、下降移動制御部１０３は、冷却ゾーンＣで移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めて、テーブル１１ｃを架台１４の高さよりも低くして、テーブル１１ｃの第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を冷却ゾーンＣの架台１４に設置させる。これにより、第一のカセットｄ１を冷却ゾーンＣの架台１４に置いて、第一のカセットｄ１の第一のバスケットｂ１（又は第一の被処理物）を加熱炉１０の内部ではなく、外部環境で冷却させることが可能となる。
ここで、第一のカセットｄ１の冷却方法に特に限定は無いが、例えば、第一のカセットｄ１を冷却ゾーンＣに放置することで、第一のカセットｄ１を自然冷却させることが出来る。
この場合、加熱炉１０を強制的に冷却する必要が無いことから、従来より必要とされていた加熱炉１０の冷却を省略することが可能となる。又、加熱炉１０の高熱を受ける部分は、下蓋１０ｂだけであり、移動式昇降装置１１や架台１４、レール１５は、特に耐熱性の素材である必要が無く、低コストで実施することが可能となる。
さて、下降移動制御部１０３が第一のカセットｄ１を冷却ゾーンＣに移動させると、第二のカセットｄ２の用意が完了していることから、繰り返し制御部１０４は、Ｓ１０２に戻って、移動昇降制御部１０１を介して、第二のカセットｄ２の第二の下蓋１０ｂ２を加熱炉１０の直下まで移動させ、第二の下蓋１０ｂ２を加熱炉１０の開口部１０ａまで上昇させる（図２：Ｓ１０２）（カセットの移動と上昇）。尚、第二の下蓋１０ｂ２の移動と上昇の方法に特に限定は無く、上述と同様である。
次に、繰り返し制御部１０４は、図８に示すように、固定加熱制御部１０２を介して、第二の下蓋１０ｂ２を加熱炉１０に固定し、加熱炉１０を所定の温度で所定の時間、加熱する（図２：Ｓ１０３）。尚、第二の下蓋１０ｂ２の固定と加熱炉１０の加熱の方法に特に限定は無く、上述と同様である。
ここで、加熱炉１０は、冷却していないことから、第一の下蓋１０ｂ２が外されることで、加熱炉１０が外部環境で多少冷却するものの、高温を保った状態である。つまり、高温状態の加熱炉１０の開口部１０ａに第二の下蓋１０ｂ２を固定させることで、加熱炉１０にある熱をそのまま活用して、第二の下蓋１０ｂ２に設置された第二のバスケットｂ２（又は第二の被処理物）を迅速に加熱することが可能となる。又、本発明では、加熱炉１０と炭化室のカセットｄとを切り離していることで、冷却工程を必要とせず、そのまま、他の炭化室となるカセットｄを加熱炉１０へ入れることが出来る。つまり、カセットｄの加熱について、ほぼ途切れることがないバッチ運転が可能であり、稼働率も上がるとともに、燃費も向上させることが出来る。
さて、固定加熱制御部１０２が第二のカセットｄ２の加熱を開始すると、Ｓ１０４に戻って、繰り返し制御部１０４は、次のカセットｄ３（第三のカセットｄ３とする）を用意するか否かを判定する（図２：Ｓ１０４）（次のカセットの用意の必要性）。
ここで、繰り返し制御部１０４が、第三のカセットｄ３が存在すると判定すると（図２：Ｓ１０４ＹＥＳ）、上述と同様に、第三のカセットｄ３を用意する（図２：Ｓ１０５）。
ここで、繰り返し制御部１０４が第三のカセットｄ３を用意する際に、第一のカセットｄ１が冷却したタイミングで、冷却後の第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を利用することが出来る。そこで、第一のカセットｄ１が冷却され、冷却を開始した時点から所定の時間が経過して、第一のカセットｄ１の第一のバスケットｂ１（又は第一の被処理物）が冷却されると、繰り返し制御部１０４は、冷却後の第一のカセットｄ１を冷却ゾーンＣの架台１４から積載ゾーンＡの架台１４に搬送する。
ここで、繰り返し制御部１０４の第一のカセットｄ１の搬送方法に特に限定は無いが、例えば、繰り返し制御部１０４は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを縮めて、テーブル１１ｃを積載ゾーンＡの架台１４よりも低くして、移動式昇降装置１１をレール１４に沿って冷却ゾーンＣに移動させて、冷却ゾーンＣの架台１４における第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１の直下に移動させる。次に、繰り返し制御部１０４は、移動式昇降装置１１のパンタアーム１１ｂを伸ばして、テーブル１１ｃを、冷却ゾーンＣの架台１４よりも所定の高さｈｓだけ高い位置まで持ち上げて、第一の下蓋１０ｂ１の下面をテーブル１１ｃの上面に設置させ、第一のカセットｄ１をテーブル１１ｃに載せる。
次に、繰り返し制御部１０４は、移動式昇降装置１１をレール１４に沿って積載ゾーンＡの架台１４まで移動させる。そして、繰り返し制御部１０４は、パンタアーム１１ｂを縮めて、テーブル１１ｃを積載ゾーンＡの架台１４よりも低くして、第一のカセットｄ１の第一の下蓋１０ｂ１を積載ゾーンＡの架台１４に設置する。これにより、第一のカセットｄ１を積載ゾーンＡに搬送させることが出来る。
ここで、作業者が、図８に示すように、搬送装置１３のホイストを用いて、第一のカセットｄ１において第一のバスケットｂ１に被さった第一のボックスｃ１を掴んで、そのまま上方に上げることで、第一のボックスｃ１を第一のバスケットｂ１の真上に移動させ、第一のボックスｃ１を第一のバスケットｂ１から取り除く。
そして、作業者は、積載装置１２のフォークリフトを用いて、熱処理後の第一のバスケットｂ１を他の場所に移動させることで、第一のバスケットｂ１を搬送する。これにより、第一のカセットｄ１内の第一の被処理物の熱処理から冷却までを完了させることが可能となる。
さて、熱処理後の第一のバスケットｂ１の搬送が完了すると、第一のバスケットｂ１が設置されていた第一の下蓋１０ｂ１が積載ゾーンＡの架台１４に設置された状態となる。これにより、第一の下蓋１０ｂ１に対する次のバスケットｂ３（第三のバスケットｂ３とする）（又は第三の被処理物）の積載の準備が完了する。
そこで、作業者は、上述と同様に、積載装置１２のフォークリフトを用いて、被処理物を収納した第三のバスケットｂ３を第一の下蓋１０ｂ１の上面に設置し、搬送装置１３のホイストを用いて、第一のボックスｃ１を第三のバスケットｂ３に被せる。これにより、第三のカセットが用意され、第三のバスケットｂ３の加熱の準備が完了する。
このように、加熱炉１０と炭化室の第一のカセットｄ１とを別々に構成し、第一のカセットｄ１を加熱ゾーンＢとは別の冷却ゾーンＣで冷却することで、加熱炉１０を冷却することなく、連続的にカセットｄの加熱を行うことが可能となる。尚、Ｓ１０５以降の工程は、上述と同様になるため、省略する。
一方、Ｓ１０４において、例えば、次のカセットｄ３の用意が不要な場合、作業者が、端末装置１００に次のカセットｄ３の不存在を示す信号を入力する。繰り返し制御部１０４が、次のカセットｄ３の不存在を示す信号を受けると、次のカセットｄ３が存在しないと判定する（図２：Ｓ１１１ＮＯ）。この場合、冷却ゾーンＣの架台１４には、第一のカセットｄ１が設置されていることから、繰り返し制御部１０４は、第一のカセットｄ１が冷却したタイミングで、冷却後の第一のカセットｄ１を冷却ゾーンＣの架台１４から積載ゾーンＡの架台１４に搬送する（図２：Ｓ１０７）。第一のカセットｄ１の搬送は、上述と同様である。
そして、第一のカセットｄ１の搬送が完了すると、作業者が、上述と同様に、第一のボックスｃ１と第一のバスケットｂ１とを搬送し、第一の被処理物の熱処理から冷却までが完了する。この場合、第一の下蓋１０ｂ１は、積載ゾーンＡの架台１４に設置された状態になる。
さて、加熱炉１０内の第二のカセットｄ２の加熱が完了すると、繰り返し制御部１０４は、下降移動制御部１０３を介して、加熱炉１０に対する第二の下蓋１０ｂ２の固定を解除し、第二のカセットｄ２を加熱炉１０の直下まで下降させ、第二のカセットｄ２を冷却ゾーンＣまで移動させて、第二のカセットｄ２を自然冷却する（図２：Ｓ１０８）。Ｓ１０８は、Ｓ１０６と同様である。
そして、第二のカセットｄ２の冷却が完了すると、繰り返し制御部１０４は、第二のカセットｄ２が冷却したタイミングで、冷却後の第二のカセットｄ２を冷却ゾーンＣの架台１４から積載ゾーンＡの架台１４に搬送する（図２：Ｓ１０９）。第二のカセットｄ１の搬送は、上述と同様である。
ここで、第一の下蓋１０ｂ１が、積載ゾーンＡの架台１４に設置されているため、例えば、繰り返し制御部１０４は、先ず、積載ゾーンＡの架台１４に設置された第一の下蓋１０ｂ１を加熱炉１０に一時的に固定する。
すると、積載ゾーンＡの架台１４には何もない状態となるから、繰り返し制御部１０４は、第二のカセットｄ２を積載ゾーンＡの架台１４に搬送する。そして、作業者は、上述と同様に、第二のボックスｃ２と第二のバスケットｂ２とを搬送し、第二の被処理物の熱処理から冷却までが完了する。この場合、第二の下蓋１０ｂ２は、積載ゾーンＡの架台１４に設置された状態になる。そして、例えば、繰り返し制御部１０４は、加熱炉１０に固定した第一の下蓋１０ｂ１を冷却ゾーンＣの架台１４に搬送して設置する。これにより、最初の状態に戻る。そのため、次の被処理物を熱処理する場合は、Ｓ１０１から始めることが出来る。尚、初期段階における第一の下蓋１０ｂ１や第二の下蓋１０ｂ２の設置位置に特に限定は無い。
このように、本発明では、炭化室そのものを加熱炉から切り離すことで、加熱炉を冷却することなく、加熱炉が熱いうちに、ほぼ途切れることがないバッチ運転を可能とし、被処理物が入った炭化室を熱いままで、加熱炉から切り離して、切り離した炭化室ごとそのまま冷却して、炭化室の内部の被処理物を安全に冷却することが可能となる。特に、本発明では、移動式昇降装置１１を用いて、下蓋１０ｂを上昇させたり下降させたりすることで、カセットｄを加熱炉１０の内部に簡単に出し入れすることが出来るため、作業者に高度な操作技能が不要であるとともに、移動式昇降装置も制御部を用いて加熱炉１０へのカセットｄの出入りを自動的に行うことが可能となり、安全に被処理物を熱処理することが可能となるのである。
ところで、本発明に係る熱処理装置１では、図１に示すように、ボックスｃが、被処理物（バスケットｂを含む）を覆った構成を想定したが、他の構成でも構わない。
又、本発明に係る熱処理装置１では、図１に示すように、一つの加熱炉１０を地面Ｇから所定の高さｈまでに持ち上げて固定した構成を想定したが、他の構成でも構わない。例えば、図９に示すように、所定の高さｈまで持ち上げた加熱炉１０を二つ以上（例えば、二つ）直列に隣接させるよう構成しても良い。これにより、二つ以上のカセットｄを連続して加熱することが可能となり、被処理物の熱処理を効率よく行うことが出来る。
又、一つの加熱炉１０に対して二つ以上のカセットｄを隣接させて固定させるように構成しても良い。図１０に示すように、一つの加熱炉１０に対して二つのカセットｄがそれぞれ隣接して入れられて、固定され、加熱されても良い。これにより、上述と同様に、二つ以上のカセットｄを連続して加熱することが可能となり、被処理物の熱処理を効率よく行うことが出来る。
更に、被処理物から乾留ガスが発生する場合、乾留ガスを有効利用することで、加熱炉１０を加熱するための燃料ガスを最小限に抑えて、省エネルギー化を図っても良い。例えば、図１に示すように、一つの加熱炉１０に一つのカセットｄが入る構成で、カセットｄ内の被処理物ｂがアルミであり、アルミの熱処理には４時間掛かり、熱処理されたアルミから乾留ガスが発生すると仮定する。この場合、最初の２時間のアルミの熱処理では、燃料ガスを用いたバーナーでの加熱炉１０の加熱になるが、加熱２時間後からアルミから乾留ガスが発生する。そのため、最後の２時間のアルミの熱処理では、発生した乾留ガスを燃料ガスに加えてバーナーを引火することで、燃料ガスの使用量を減少させて、アルミの熱処理を行うことが可能となる。
又、図１０に示すように、一つの加熱炉１０に対して二つのカセットｄを隣接させて固定させる構成で、アルミのような被処理物から乾留ガスが発生する場合でも、同様に、省エネルギー化を図ることが出来る。例えば、最初に、加熱炉１０の一方の位置（例えば、左側の位置）に第一のカセットｄ１を入れて、燃料ガスを使ってバーナーで加熱炉１０を加熱する。ここで、最初の２時間の熱処理では、燃料ガスによる加熱になるが、加熱２時間後から被処理物から乾留ガスが発生する。そこで、乾留ガスが発生してきた時に、次に、加熱炉１０の他方の位置（例えば、右側の位置）に第二のカセットｄ２を入れて、乾留ガスを燃料ガスとともに使用して加熱炉１０を加熱する。これにより、第一のカセットｄ１の被処理物から発生する乾留ガスを補助的に用いて二つのカセットｄを加熱することが可能となる。そして、第一のカセットｄ１の熱処理が完了すれば、第一のカセットｄ１を取り出し、冷却ゾーンＣへ移動させて自然冷却させるが、ここで、第二のカセットｄ２から乾留ガスが発生するため、それを用いることで、省エネルギー化を図ることが出来る。更に、第三のカセットｄ３を別途用意して、第一のカセットｄ１が取り出された後に第三のカセットｄ３を、第一のカセットｄ１が設置されていた加熱炉１０の一方の位置に入れることで、乾留ガスの利用を連続的に行って、複数のカセットｄを連続的に加熱することが可能となる。尚、第四のカセットｄ４が存在する場合は、第二のカセットｄ２が取り出された後に、その場所に第四のカセットｄ４を入れることになるだろう。特に、本発明では、加熱炉１０を冷却させる必要が無いことから、このような連続的な二つ以上の被処理物の加熱を実現することが出来る。
さて、本発明の実施例、比較例について具体的に説明する。例えば、従来の比較例１に係る熱処理装置２では、図１１に示すように、加熱炉２０の側面に開口部が設けられ、開口部が扉２０ａにより開閉される。加熱炉２０の内部に炭化室が設けられる。そのため、作業者が、扉２０ａを予め開放した状態で、フォークリフトを用いてバスケットを加熱炉２０内の炭化室に入れる必要があるため、上述のように、作業者に高度な技能が必要であったり、バスケットが加熱炉２０の開口部に衝突する事故が発生したりしていた。
一方、本発明の実施例１に係る熱処理装置１では、図１２に示すように、加熱炉１０の底面に開口部が設けられ、移動式昇降装置１１を用いて、ボックスｃが設置された下蓋１０ｂのカセットｄを炭化室として取り扱う。そして、実施例１では、そのカセットｄを加熱炉１０の直下から上昇させて、下蓋１０ｂを加熱炉１０の開口部に設置して、加熱炉１０の内部にカセットｄを入れる。つまり、加熱炉１０と炭化室のカセットｄを完全に分離して取り扱う。そのため、作業者に高度な技能が必要でないとともに、移動式昇降装置１１により半自動的に下蓋１０ｂの移動が可能となり、加熱炉１０に炭化室のカセットｄを安全に入れることが可能となる。冷却の時には、加熱炉１０からカセットｄを取り出して別の場所で冷却すればよいため、カセットｄを安全に冷却することが出来る。又、加熱炉１０を冷却する必要が無く、別のカセットｄをそのまま加熱炉１０に入れることが出来るため、加熱炉が熱いうちに、ほぼ途切れることがないバッチ運転を可能とするのである。
尚、本発明の実施形態では、熱処理装置１が各制御部を備えるよう構成したが、当該各制御部を実行する工程を有する熱処理方法として提供することも可能である。
以上のように、本発明に係る熱処理装置及び熱処理方法は、炭化装置はもちろん、高温で被処理物を加熱するあらゆる熱処理装置に有用であり、炭化室そのものを加熱炉から切り離すことで、加熱炉を冷却することなく、加熱炉が熱いうちに、ほぼ途切れることがないバッチ運転を可能とし、被処理物が入った炭化室を熱いままで、加熱炉から切り離して、切り離した炭化室ごとそのまま冷却して、炭化室の内部の被処理物を安全に冷却することが可能な熱処理装置及び熱処理方法として有効である。
１ 熱処理装置
１０ 加熱炉
１１ 移動式昇降装置
１２ 積載装置
１３ 搬送装置
１４ 架台
１５ レール
１０１ 移動上昇制御部
１０２ 固定加熱制御部
１０３ 下降移動制御部
１０４ 繰り返し制御部
１０ 加熱炉
１１ 移動式昇降装置
１２ 積載装置
１３ 搬送装置
１４ 架台
１５ レール
１０１ 移動上昇制御部
１０２ 固定加熱制御部
１０３ 下降移動制御部
１０４ 繰り返し制御部
Claims (4)
- 直方体形状であり、底面を開口部とし、地面から所定の高さで固定された加熱炉を備える熱処理装置であって、
前記加熱炉の底面用の下蓋に設置された被処理物をボックスで被せた密閉状態の容器を炭化室のカセットとして構成し、移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで移動させ、前記カセットの下蓋を前記加熱炉の開口部まで上昇させる移動上昇制御部と、
前記下蓋が前記加熱炉の開口部まで上昇すると、前記下蓋を前記加熱炉に固定し、前記加熱炉を所定の温度で所定の時間、加熱する固定加熱制御部と、
前記加熱炉の加熱が完了すると、前記加熱炉に対する下蓋の固定を解除し、前記移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで下降させ、前記カセットを、前記加熱炉の設置場所と異なる場所まで移動させて、前記カセットを自然冷却する下降移動制御部と、
を備える熱処理装置。 - 前記カセットが前記異なる場所に移動すると、前記移動式昇降装置を用いて、次のカセットの次の下蓋を前記加熱炉の直下まで移動させ、前記次の下蓋を前記加熱炉の開口部まで上昇させ、前記加熱炉に固定し、前記加熱炉を加熱する繰り返し制御部を更に備える、
請求項１に記載の熱処理装置。 - 直方体形状であり、底面を開口部とし、地面から所定の高さで固定された加熱炉を備える熱処理装置の熱処理方法であって、
前記加熱炉の底面用の下蓋に設置された被処理物をボックスで被せた密閉状態の容器を炭化室のカセットとして構成し、移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで移動させ、前記カセットの下蓋を前記加熱炉の開口部まで上昇させる移動上昇制御工程と、
前記下蓋が前記加熱炉の開口部まで上昇すると、前記下蓋を前記加熱炉に固定し、前記加熱炉を所定の温度で所定の時間、加熱する固定加熱制御工程と、
前記加熱炉の加熱が完了すると、前記加熱炉に対する下蓋の固定を解除し、前記移動式昇降装置を用いて、前記カセットを前記加熱炉の直下まで下降させ、前記カセットを、前記加熱炉の設置場所と異なる場所まで移動させて、前記カセットを自然冷却する下降移動制御工程と、
を備える熱処理方法。 - 前記カセットが前記異なる場所に移動すると、前記移動式昇降装置を用いて、次のカセットの次の下蓋を前記加熱炉の直下まで移動させ、前記次の下蓋を前記加熱炉の開口部まで上昇させ、前記加熱炉に固定し、前記加熱炉を加熱する繰り返し制御工程を更に備える、
請求項３に記載の熱処理方法。
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