JP3326973B2 - セラミック原料熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セラミック原料と溶
媒との混合体（以下、セラミックスラリという）に対す
る乾燥や仮焼などの熱処理を行ってセラミック粉末を得
る際に用いられるセラミック原料熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック原料熱処理装置（以下、熱処
理装置という）としては図２に示すようなものがある。
図２において、横向き支持されて軸心Ｐ回りに回転駆動
される円錐台形状の筒形容器１と、この筒形容器１内に
収納された多数個の転動体２とを備えている。そして、
この筒形容器１における大径側端部及び小径側端部には
円筒形状の連通管１６、１７がそれぞれ接続されてお
り、筒形容器１は連通管１６よりも連通管１７の方が低
くなる傾斜状態として支持されている。

【０００３】また、筒形容器１の外側周囲は断熱材から
なるハウジング５によって囲まれており、このハウジン
グ５を貫通して外部にまで突出した連通管１６、１７の
各々はローラ８、９によって支持されている。そして、
連通管１６を支持するローラ８には電動機１０が連結さ
れており、筒形容器１は電動機１０の回転運動がローラ
８を介して連通管１６に伝えられて回転する。さらにま
た、ハウジング５内には発熱体１８が筒形容器１の外周
囲に設けられており、筒形容器１は発熱体１８によって
外側から加熱されている。

【０００４】そして、この熱処理装置は、筒形容器１内
にセラミックスラリＬを供給するためのスラリ供給装置
１１と、熱処理済みとなったセラミック粉末Ｓを回収す
るための回収容器１５を備えている。このスラリ供給装
置１１は、調整済みとなったセラミックスラリＬが溜め
られたスラリ貯溜槽１２と、これから延出されたスラリ
供給管１３と定量供給ポンプ１４とによって構成されて
おり、このスラリ供給管１３は筒形容器１の内部にまで
引き込まれている。

【０００５】すなわち、この熱処理装置においては、ス
ラリ供給管１３からセラミックスラリＬを筒形容器１内
に小量ずつ供給することが行われており、供給されたセ
ラミックスラリＬ中の溶液分は加熱された筒形容器１及
び転動体２と接触することによって蒸発する。一方、溶
液分が蒸発したセラミックスラリＬ中のセラミック成分
は転動体２それぞれの表面に被着している。

【０００６】そして、これら転動体２は筒形容器１の回
転に伴って互いに衝突することになるため、転動体２表
面のセラミック成分は擦り合わされることによって細か
く解砕され、セラミック粉末Ｓとなったうえで連通管１
７から外部へと排出され、回収容器１５に溜められるの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた熱処理装置においては、発熱体１８によって
加熱された筒形容器１及び転動体２を介したうえでセラ
ミックスラリＬを間接的に加熱していることと、熱処理
装置全体が消費する熱量のうちセラミックスラリＬに供
給できる熱量が少ないため、熱効率が悪く、しかも熱処
理装置の構造上、熱効率の向上が図りにくいという不都
合が生じていた。また、熱処理装置外部への放熱を防止
するため、ハウジング５が厚くなり、熱処理装置が大型
化するという不都合も生じていた。

【０００８】そこで、本件出願人の出願にかかり、いま
だ公知になっていない熱処理装置を提案してきた。この
熱処理装置は図２に示すものとほとんど同じ構成で、セ
ラミックスラリＬに供給できる熱量を多くして、熱効率
を高め、均一に加熱するため、発熱体１８を電磁誘導加
熱用のコイル体に変えたものである。

【０００９】ところで、この熱処理装置は、熱効率の面
からは課題を解決したが、あらたに電磁誘導による熱処
理装置外部への磁力線の漏洩、それによる周辺計装類へ
の電磁ノイズ等の影響による他の装置の誤動作等新たな
問題が生じている。しかも従来の熱処理装置は、セラミ
ックスラリＬの組成を変える場合、筒形容器を交換する
時に、発熱体やローラが邪魔になり、交換の作業性が悪
いという問題もあった。

【００１０】この発明は、これらの問題を解決するもの
であって、熱効率の向上を図り、電磁誘導により発生す
る電気的ノイズによる他の装置への影響も少なく、容器
交換の容易な熱処理装置の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
横向き支持されて軸心回りに回転駆動され、かつ、セラ
ミックスラリが供給される筒形容器と、該筒形容器内に
収納された多数個の転動体とを備えており、筒形容器お
よび転動体のうちの少なくとも一方は導電性素材からな
り、筒形容器内に電磁誘導加熱用のコイル体が配設され
ているセラミック原料熱処理装置である。

【００１２】

【作用】この熱処理装置は、電磁誘導加熱用のコイル体
への通電によって導電性素材からなる筒形容器もしくは
転動体のいずれか一方または双方が導電性素材からなる
ため、電磁誘導作用に基づいて自己発熱することによっ
て加熱される。そして、このような自己発熱による加熱
は筒形容器などの全体において均一な状態で生じるか
ら、自己発熱によって加熱された筒形容器もしくは転動
体上にセラミックスラリを供給すると、このセラミック
スラリに対しては均一加熱状態下での熱処理が行われる
ことになる。

【００１３】また、電磁誘導加熱用のコイル体を筒形容
器内に配置することにより、従来例のように筒形容器の
外部に発熱体、または電磁誘導加熱用のコイル体を配置
したものに比べて、装置全体を小型にすることができ
る。特に、筒形容器の外部に電磁誘導加熱用のコイル体
を配置したものに比べて、周辺の他の装置へのノイズの
影響を少なくできるとともに、周辺の他の装置を発熱さ
せるという恐れを解消することができる。

【００１４】さらにまた、加熱源である電磁誘導加熱用
のコイル体を筒形容器の内部に配置する構成となってい
るため、従来のように筒形容器の周辺に配置した発熱
体、電磁誘導加熱用のコイル体が配置されておらず、筒
形容器の交換が容易に行えることになる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、この実施例に係る熱処理装置の概略
構造を示す縦断面図である。なお、この熱処理装置にお
いて、従来例と同じ構成部分については、図２と同じ符
号を付している。

【００１６】この実施例に係る熱処理装置は図１に示す
ように、横向き支持されて軸心Ｐ回りに回転駆動される
筒形容器１と、この筒形容器１内に収納された多数個の
メディア（玉石）と呼ばれる転動体２とを備えている。
筒形容器１は、同じ径からなる円筒状のものが用いられ
ている。筒形容器１の両端には蓋板３が取り付けられ、
この蓋板３には転動体２が排出されずに、後で説明する
解砕されたセラミック粉末が排出される孔４が設けられ
ている。

【００１７】ここで、筒形容器１と転動体２の少なくと
も一方は、後で説明する電磁誘導加熱用のコイル体によ
り発熱する導電性材質、例えば、耐熱金属材料（例え
ば、ステンレス、チタン、セミキルド鋼等）により構成
されている。また、転動体２としては、球形状や円柱形
状のものなどが用いられるが、筒形容器１の内容積や得
ようとするセラミック粉末の平均粒径、最大粒径などを
考慮して適宜選定される。

【００１８】さらに、筒形容器１の外側周囲は断熱材か
らなるハウジング５によって囲まれており、筒形容器１
の一方側端部はハウジング５の一端部から外部に突出し
ており、ローラ８によって支持されている。ローラ８は
電動機１０と連結しており、電動機１０により回転駆動
される。また、筒形容器１のもう一方の側端部はハウジ
ング５の他端部から突出しており、回転自在のローラ９
によって支持されている。したがって、この筒形容器１
は、ローラ８を介したうえ電動機１０によって所定の回
転速度で回転駆動されることになる。

【００１９】一方、筒形容器１内には、電磁誘導加熱用
のコイル体６が配設されている。電磁誘導加熱用のコイ
ル体６は交流電源７に接続されている。そこでこの電磁
誘導加熱用のコイル体６への通電を行った際には、導電
性素材からなる筒形容器１もしくは転動体２のいずれか
一方または双方が、電磁誘導作用に基づいて自己発熱し
ながら加熱されることになる。

【００２０】さらにまた、この熱処理装置は、筒形容器
１内にセラミックスラリＬを供給するためのスラリ供給
装置１１と、熱処理済みとなったセラミック粉末Ｓを回
収するための回収容器１５を備えており、スラリ供給装
置１１は筒形容器１が突出してきたハウジング５の一端
部側上方に設置される一方、上向きの開口面を有する回
収容器１５は筒形容器１が突出してきたハウジングの他
端部側下方に設置されている。

【００２１】そして、スラリ供給装置１１は、調整済み
となったセラミックスラリＬが溜められたスラリ貯溜槽
１２と、これから延出されたスラリ供給管１３と定量供
給ポンプ１４によって構成されており、このスラリ供給
管１３は筒形容器１の内部にまで引き込まれている。筒
形容器１は、スラリ供給管１３が引き込まれている側が
上方になるよう、セラミック粉末Ｓが排出される側が下
方になるように、ある程度の角度を持って設置されてい
る。

【００２２】そこで、この筒形容器１内に引き込まれた
スラリ供給管１３の開放端からは、筒形容器１内の転動
体２上に対してセラミックスラリＬが滴下されることに
よって供給されることになる。なお、セラミックスラリ
Ｌの供給方法が滴下に限定されることはなく、このスラ
リ供給管１３の他端部にノズル（図示していない）など
を取り付け、セラミックスラリＬを筒形容器１の上側内
面などに対して噴霧するような供給方法を採用してもよ
いことは勿論である。また、この際、スラリ供給管１３
の中間位置などには、セラミックスラリＬの供給量など
を制御するための弁（図示していない）を設けておくこ
とが望ましい。

【００２３】つぎに、この実施例に係る熱処理装置を用
いることにより、セラミックスラリＬに対する乾燥や仮
焼などの熱処理を行ってセラミック粉末Ｓを得る際の工
程について説明する。

【００２４】まず、水や有機溶媒などの溶液を加えて混
合された成分調製済みのセラミックスラリＬを用意する
一方、多数個の転動体２を収納した筒形容器１を電動機
１０によって５〜３０ｒｐｍ程度で回転させると共に、
電磁誘導加熱用のコイル体６への通電を行うことによっ
て、筒形容器１または転動体２のうち導電性材質からな
るものを自己発熱させながら所定温度に加熱する。

【００２５】そして、加熱状態の調整は電磁誘導加熱用
のコイル体６への通電を制御することによって行われ
る。なお、筒形容器１のみが導電性材質を用いたもので
ある場合、転動体２は自己発熱した筒形容器１を介した
うえで加熱されることになり、また、転動体２が導電性
材質からなるものである場合にはこれら自身が自己発熱
して加熱されていることになる。

【００２６】引き続き、スラリ供給装置１１を構成する
スラリ貯溜槽１２に溜められたセラミックスラリＬをス
ラリ供給管１３の開放端から滴下することにより、筒形
容器１内に小量ずつ供給する。ここで、予め加熱されて
いた転動体２に接触したセラミックスラリＬに含まれて
いる水などの溶液分は速やかに蒸発し、転動体２の表面
上にはセラミックスラリＬ中のセラミック成分が付着し
て残ることになる。

【００２７】そして、この際、多数個の転動体２は筒形
容器１の回転に伴って互いに混ぜ合わされるから、転動
体２それぞれの表面上に残っていたセラミック成分は転
動体２同士が衝突し合いながら擦り合わされることによ
って解砕される。

【００２８】そして細かく解砕されたセラミック粉末Ｓ
は、筒形容器１に設けた蓋板３の孔４を通じて排出され
る。そして、筒形容器１の下側に設置されていた回収容
器１５内に溜まることになる。なお、筒形容器１内にお
けるセラミックスラリＬの滞留時間、すなわち、セラミ
ックスラリＬの供給からセラミック粉末Ｓの排出に至る
までに要する時間は、筒形容器１の傾斜状態や回転速度
を調整することによって制御されることになる。

【００２９】なお、この供給されたセラミックスラリＬ
が鉄系などのセラミック成分を含むものである場合に
は、このセラミックスラリＬに対しても電磁誘導加熱用
のコイル体６からの電磁誘導作用が及ぶことになり、セ
ラミックスラリＬ自身が自己発熱を起こすことになる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る熱
処理装置によれば、電磁誘導加熱用のコイル体への通電
によって筒形容器及び転動体の少なくとも一方が電磁誘
導作用に基づいて自己発熱することになり、このときの
自己発熱によって筒形容器もしくは転動体のいずれか一
方が全面的にほぼ均一な状態で加熱されることになる。
そこで、自己発熱によって加熱されている転動体上など
にセラミックスラリを供給することにより、セラミック
スラリに対する均一加熱状態下での熱処理が行われるこ
とになり、その結果、セラミック粉末の組成ずれや異常
凝集物が発生することを抑制し得ることになり、均質か
つ安定した特性を有するセラミック粉末を得ることがで
きることになる。

【００３１】また、従来例のように、ハウジングを構成
する断熱材を加熱手段によって直接的に加熱することも
なくなり、セラミック粉末に対する加熱効率の向上を図
ることができるという効果も得られる。

【００３２】さらにまた、電磁誘導加熱用のコイル体を
筒形容器内に配置するため、従来例のように筒形容器の
外部に発熱体、電磁誘導加熱用のコイル体を配置したも
のに比べて、装置全体を小型にすることができる。特
に、筒形容器の外部に電磁誘導加熱用のコイル体を配置
したものに比べて、電磁ノイズの周辺の他の装置への影
響を少なくできる。筒形容器の周辺に発熱体、電磁誘導
加熱用のコイルを配置したものと比べて、筒形容器の外
周部は簡素な構造のため、筒形容器の交換、洗浄が容易
に行え、多品種少量生産による頻繁な原材料の変更によ
る熱処理装置の対応が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る熱処理装置を示す縦断
面図である。

【図２】従来例に係る熱処理装置を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 筒形容器 ２ 転動体 ３ 蓋板 ４ 孔 ５ ハウジング ６ 電磁誘導加熱用のコイル体 ７ 交流電源 ８，９ ローラ １０ 電動機 １１ スラリ供給装置 １２ スラリ貯溜槽 １３ スラリ供給管 １４ 定量供給ポンプ １５ 回収容器 Ｐ 軸心 Ｌ セラミックスラリ Ｓ セラミック粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B02C 17/00 - 17/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横向き支持されて軸心回りに回転駆動さ
   れ、かつ、セラミックスラリが供給される筒形容器と、
   該筒形容器内に収納された多数個の転動体とを備えてお
   り、前記筒形容器および前記転動体のうちの少なくとも
   一方は導電性素材からなり、前記筒形容器内に電磁誘導
   加熱用のコイル体が配設されていることを特徴とするセ
   ラミック原料熱処理装置。