JP2024046084A - 熱処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】匣鉢を上下方向に重ねる際に、所望の順番で重ねる。
【解決手段】熱処理システムは、熱処理炉と供給装置と段積み装置と第１搬送装置と段ばらし装置と回収装置と第２搬送装置を備えている。熱処理炉は、上下方向に段積みされた匣鉢に収容された被処理物を熱処理する。供給装置は、匣鉢に被処理物を供給する。段積み装置は、複数の匣鉢を段積みする。第１搬送装置は、段積みされた匣鉢を熱処理炉の搬入口に搬送する。段ばらし装置は、段積みされた複数の匣鉢を段ばらしする。回収装置は、匣鉢から被処理物を回収する。第２搬送装置は、熱処理炉の搬出口から搬出された匣鉢を段ばらし装置まで搬送する。少なくとも回収装置及び供給装置は、匣鉢を第１搬送経路に沿って搬送する第１搬送機構と、匣鉢を第２搬送経路に沿って搬送する第２搬送機構を少なくとも備えている。第１搬送経路と第２搬送経路のそれぞれに回収部又は供給部が設けられている
【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物を熱処理する技術に関する。

熱処理炉（例えば、ローラーハースキルンやプッシャーキルン等）を用いて、被処理物を熱処理することがある。例えば、粉体等の被処理物を熱処理炉で熱処理する際には、被処理物は匣鉢に収容された状態で熱処理される。匣鉢は、再利用して繰り返し用いられる。例えば、特許文献１には、匣鉢に被処理物を供給する供給装置と、匣鉢内の被処理物を熱処理する熱処理炉と、匣鉢内から被処理物を回収する回収装置を備える熱処理システムの一例が開示されている。匣鉢は、供給装置と熱処理炉と回収装置との間を搬送されて、熱処理炉での被処理物の熱処理に繰り返し使用される。

熱処理炉で熱処理する際には、生産性を向上させるために、被処理物を収容した複数の匣鉢を上下方向に段積みして熱処理されることがある。一方で、匣鉢内に被処理物を供給したり、匣鉢内の被処理物を回収したりするときには、匣鉢は段積みされてない状態にされる。このため、熱処理炉内において段積みされて搬送された匣鉢は、熱処理炉から搬出された後に段ばらしされ、回収装置で各匣鉢から被処理物が回収される。そして、供給装置で匣鉢内に再び被処理物が供給された後、匣鉢は再び段積みされて、熱処理炉内に搬入される。

特許第７０４１３００号公報

特許文献１の熱処理システムでは、匣鉢は、供給装置と熱処理炉と回収装置との間を搬送される。このような熱処理システムにおいて被処理物を段積みして熱処理する場合には、一般的に、段ばらしや段積みは、匣鉢を搬送する搬送機構（例えば、搬送ローラを用いた搬送機構等）を利用して行われる。すなわち、段ばらしの際には、上の匣鉢を把持した状態で下の匣鉢を先に搬送した後、把持していた匣鉢を搬送機構上に載置する。このため、下に配置されていた匣鉢が先に搬送され、上に積まれていた匣鉢が続いて搬送される。続いて、回収装置において匣鉢内の被処理物が回収され、供給装置において未処理の被処理物が匣鉢に供給された後、匣鉢は段積みされる。段積みの際には、先に搬送される匣鉢を持ち上げて把持した状態で次の匣鉢を搬送し、次の匣鉢が把持されている匣鉢の下方に来ると、把持されている匣鉢が次の匣鉢の上に積まれる。したがって、先に搬送される匣鉢が上方に積まれ、後に搬送される匣鉢が下方に位置する。このように、段ばらし前と段積み後では、匣鉢の上下の順番が入れ替わることになる。

しかしながら、段積みする匣鉢の上下の順番を、ユーザの所望の順番にしたいことがある。例えば、匣鉢の上面に蓋をして熱処理を行う場合は、段積みされた匣鉢のうち一番上の匣鉢のみ、その上面に蓋を載せることになる。このため、匣鉢を複数回にわたって熱処理に用いると、熱変形によって一番上の匣鉢と、下に配置される匣鉢の形状が異なってくることがある。このような場合には、蓋を載せるための形状を有する匣鉢を、必ず一番上に積む必要がある。従来の熱処理システムでは、段ばらし前と段積み後で匣鉢の上下の順番が入れ替わるため、蓋を載せる匣鉢を必ず一番上に積むことはできない。このように、従来の熱処理システムでは、段積みする匣鉢の上下の順番を所望の順番にすることができないという問題があった。

本明細書は、匣鉢を上下方向に重ねる際に、所望の順番で重ねることが可能な技術を開示する。

本明細書に開示する技術の第１の態様では、熱処理システムは、熱処理炉と供給装置と段積み装置と第１搬送装置と段ばらし装置と回収装置と第２搬送装置と、を備えている。熱処理炉は、搬入口と搬出口とを備え、搬入口から搬出口に匣鉢を搬送する間に、上下方向に段積みされた匣鉢に収容された被処理物を熱処理する。供給装置は、被処理物が収容されていない匣鉢に、熱処理前の被処理物を供給する。段積み装置は、供給装置で被処理物が供給された複数の匣鉢を上下方向に段積みする。第１搬送装置は、段積み装置で上下方向に段積みされた匣鉢を、熱処理炉の搬入口に搬送する。段ばらし装置は、熱処理炉の搬出口から搬出される上下方向に段積みされた複数の匣鉢を段ばらしする。回収装置は、段ばらし装置で段ばらしされた匣鉢から熱処理炉で熱処理された被処理物を回収する。第２搬送装置は、熱処理炉の搬出口から搬出された匣鉢を段ばらし装置まで搬送する。回収装置及び供給装置の少なくとも１つは、匣鉢を第１搬送経路に沿って搬送する第１搬送機構と、匣鉢を第１搬送経路とは異なる第２搬送経路に沿って搬送する第２搬送機構と、を少なくとも備えている。第１搬送経路と第２搬送経路のそれぞれに、匣鉢内の被処理物を回収する回収部又は匣鉢内に被処理物を供給する供給部が設けられている。

上記の熱処理システムでは、回収装置及び供給装置の少なくとも１つにおいて、第１搬送経路と第２搬送経路が設けられることにより、回収装置及び／又は供給装置では、匣鉢が並列に搬送される。これにより、段ばらしして匣鉢から熱処理後の被処理物を回収し、さらに匣鉢に未処理の被処理物を供給した後、再び匣鉢を段積みする際に、匣鉢の上下方向の順番が固定されず、所望の順番に積むことが可能となる。

実施例１に係る熱処理システムの概略構成を示す図。 実施例１に係る熱処理システムの制御系を示すブロック図。 熱処理炉の概略構成を示す図であり、匣鉢の搬送方向に平行な平面で熱処理炉を切断したときの縦断面図。 図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図。 段積み装置で匣鉢を段積みする動作を説明するための側面図。 段積みされた匣鉢を段ばらし装置で段ばらしする動作を説明するための側面図。 実施例１の回収装置の制御系を示すブロック図。 第１搬送経路と第２搬送経路を示す図。 実施例２に係る熱処理システムの概略構成を示す図。 実施例３に係る熱処理システムの概略構成を示す図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

本明細書に開示する技術の第２の態様では、上記の第１の態様において、第１搬送経路及び第２搬送経路の上流に設けられ、匣鉢を第１搬送経路及び第２搬送経路のいずれか一方に分岐させる分岐部と、第１搬送経路及び第２搬送経路の下流に設けられ、第１搬送経路を搬送された匣鉢と第２搬送経路を搬送された匣鉢を合流させる合流部と、をさらに備えていてもよい。このような構成によると、搬送経路全体のうち、分岐部から合流部までの間以外の部分については、搬送経路を直列にすることができる。このため、並列にする領域を必要最小限に抑えることができ、熱処理システム全体の設備のコストを抑制することができる。

本明細書に開示する技術の第３の態様では、上記の第２の態様において、第１搬送経路と第２搬送経路の少なくとも一方には、第１搬送経路を搬送された匣鉢と第２搬送経路を搬送された匣鉢について、合流部に搬入される順番を調整する調整機構がさらに設けられていてもよい。このような構成によると、合流部に搬入される順番を好適に調整することができ、所望の順番で匣鉢を段積みすることができる。

（実施例１）
図面を参照して、本実施例に係る熱処理システム１００について説明する。図１及び図２に示すように、熱処理システム１００は、熱処理炉１０と、循環搬送装置３０と、供給装置４０と、段積み装置５０と、段ばらし装置５４と、回収装置６０と、清掃装置４４と、割れ検知装置４６と、管理装置４８を備えている。

熱処理システム１００は、匣鉢２（図３参照）に収容された被処理物を熱処理する。本実施例では、匣鉢２に収容される被処理物は、リチウムイオン電池正極材の粉体である。本実施例の熱処理システム１００では、匣鉢２は、供給装置４０、段積み装置５０、熱処理炉１０、段ばらし装置５４、回収装置６０、清掃装置４４及び割れ検知装置４６の間を循環するように構成されている。被処理物は、匣鉢２が熱処理炉１０内を搬送される間に熱処理される。図２に示すように、管理装置４８は、熱処理炉１０と、循環搬送装置３０と、供給装置４０と、段積み装置５０と、段ばらし装置５４と、回収装置６０と、清掃装置４４と、割れ検知装置４６と接続している。管理装置４８は、熱処理炉１０と、循環搬送装置３０と、供給装置４０と、段積み装置５０と、段ばらし装置５４と、回収装置６０と、清掃装置４４と、割れ検知装置４６の動作を制御している。

熱処理炉１０は、匣鉢２内の被処理物を熱処理する。図３及び図４に示すように、熱処理炉１０は、炉体１２と、搬送装置（２４、２６）を備えている。熱処理炉１０は、搬送装置（２４、２６）によって匣鉢２が炉体１２内を搬送される間に、匣鉢２内に収容される被処理物を熱処理する。本実施例の熱処理炉１０では、複数の匣鉢２を上下方向に重ねた状態（すなわち、複数の匣鉢２を段積みした状態）で搬送することができる。

炉体１２は、外形が略直方体形状であり、その内部の熱処理空間が天井壁１４ａと、底壁１４ｂと、炉入口壁１４ｃと、炉出口壁１４ｄと、側壁１４ｅ、１４ｆによって囲まれている。図３に示すように、天井壁１４ａは、底壁１４ｂに対して平行に（すなわち、ＸＹ平面と平行に）配置されている。炉入口壁１４ｃは、搬送経路の入口端に配置されており、搬送方向に対して垂直に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。炉出口壁１４ｄは、搬送経路の出口端に配置されており、炉入口壁１４ｃに対して平行に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。図４に示すように、側壁１４ｅ、１４ｆは、搬送方向に対して平行、かつ、天井壁１４ａ及び底壁１４ｂに対して垂直に（すなわち、ＸＺ平面と平行に）配置されている。炉体１２内の熱処理空間には、複数のヒータ１６ａ、１６ｂと、複数の搬送ローラ２４が配置されている。ヒータ１６ａは、搬送ローラ２４の上方の位置に搬送方向に所定の間隔で配置され、ヒータ１６ｂは、搬送ローラ２４の下方の位置に搬送方向に所定の間隔で配置されている。ヒータ１６ａ、１６ｂが発熱することで、炉体１２内の空間１８が加熱されると共に匣鉢２内に収容される被処理物が加熱される。図３に示すように、炉入口壁１４ｃには、開口１５ａが形成されており、炉出口壁１４ｄには、開口１５ｂが形成されている。匣鉢２は、搬送装置（２４、２６）によって開口１５ａから熱処理炉１０内に搬送され、開口１５ｂから熱処理炉１０外へ搬送される。すなわち、開口１５ａは搬入口として用いられ、開口１５ｂは搬出口として用いられる。

搬送装置（２４、２６）は、複数の搬送ローラ２４と、駆動装置２６を備えている。搬送ローラ２４は、搬送ローラ２４上に載置された匣鉢２を搬送する。搬送装置（２４、２６）は、開口１５ａから熱処理炉１０内に匣鉢２を搬送し、開口１５ｂから匣鉢２を熱処理炉１０外に搬送する。搬送ローラ２４は円筒状であり、その軸線は搬送方向と直交する方向に（すなわち、Ｙ方向に）伸びている。複数の搬送ローラ２４は、全てが同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。搬送ローラ２４は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置２６の駆動力が伝達されることによって回転する。駆動装置２６は、搬送ローラ２４を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。駆動装置２６は、動力伝達機構を介して、搬送ローラ２４に接続されている。駆動装置２６の駆動力が動力伝達機構（例えば、スプロケットとチェーンによる機構）を介して搬送ローラ２４に伝達されると、搬送ローラ２４は回転するようになっている。駆動装置２６は、搬送ローラ２４が略同一の速度で回転するように、搬送ローラ２４のそれぞれを駆動する。駆動装置２６は、制御装置２８によって制御されている。なお、本実施例では、複数の搬送ローラ２４は、全て同じ直径を有しているが、このような構成に限定されない。熱処理炉１０内には、異なる直径の搬送ローラが設置されていてもよい。さらに、本実施例では、複数の搬送ローラ２４は、一定のピッチで等間隔に配置されているが、このような構成に限定されない。熱処理炉１０内には、ピッチの異なる不等ピッチで搬送ローラが設置されていてもよい。

図１に示すように、循環搬送装置３０は、熱処理炉１０の搬出口（すなわち、開口１５ｂ）から搬出された匣鉢２を、段ばらし装置５４、回収装置６０、清掃装置４４、割れ検知装置４６、供給装置４０及び段積み装置５０を介して、熱処理炉１０の搬入口（すなわち、開口１５ａ）まで搬送する。循環搬送装置３０は、複数の搬送ローラ３２（図５及び図６参照）と、駆動装置３６（図２参照）を備えている。搬送ローラ３２は円筒状であり、その軸線は搬送方向と直交する方向に伸びている。複数の搬送ローラ３２は、全てが同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。搬送ローラ３２は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置３６の駆動力が伝達されることによって回転する。駆動装置３６は、搬送ローラ３２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。駆動装置３６は、動力伝達機構を介して、搬送ローラ２４に接続されている。駆動装置３６の駆動力が動力伝達機構（例えば、スプロケットとチェーンによる機構）を介して搬送ローラ３２に伝達されると、搬送ローラ３２は回転するようになっている。駆動装置３６は、複数の搬送ローラ３２が略同一の速度で回転するように、複数の搬送ローラ３２のそれぞれを駆動する。なお、本実施例では、複数の搬送ローラ３２は、全て同じ直径を有しているが、このような構成に限定されない。循環搬送装置３０の搬送経路には、異なる直径の搬送ローラが設置されていてもよい。さらに、本実施例では、複数の搬送ローラ３２は、一定のピッチで等間隔に配置されているが、このような構成に限定されない。循環搬送装置３０の搬送経路には、ピッチの異なる不等ピッチで搬送ローラが設置されていてもよい。

図１に示すように、供給装置４０は、割れ検知装置４６と段積み装置５０との間に配置されている。供給装置４０は、第１供給部４２ａと第２供給部４２ｂを備えている。第１供給部４２ａ及び第２供給部４２ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に配置されている。第１供給部４２ａは、供給装置４０の上流側（図１の＋Ｘ方向側）に配置されており、第２供給部４２ｂは、供給装置４０の下流側（図１の－Ｘ方向側）に配置されている。第１供給部４２ａと第２供給部４２ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に直列に配置されている。すなわち、匣鉢２は、供給装置４０内において、第１供給部４２ａに搬送された後、第２供給部４２ｂに搬送される。

第１供給部４２ａ及び第２供給部４２ｂは、匣鉢２内に被処理物（すなわち、粉体）を供給する装置である。第１供給部４２ａと第２供給部４２ｂは、同一の構成を有している。第１供給部４２ａと第２供給部４２ｂのいずれか一方において匣鉢２に被処理物が供給され、他方では匣鉢２に被処理物が供給されずに匣鉢２は通過する。なお、第１供給部４２ａ及び第２供給部４２ｂは、匣鉢２内に粉体を供給するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、第１供給部４２ａ及び第２供給部４２ｂはそれぞれ、粉体供給部と均し部を備えている。粉体供給部は、匣鉢２の内部に粉体を供給するように構成されている。具体的には、粉体供給部は、粉体を貯留する粉体ホッパーを備え、粉体ホッパーは匣鉢２の上方から匣鉢２の内部に粉体を落下させる供給口を備えている。供給口は、粉体供給部内に匣鉢２を配置したときに、匣鉢２の中心部の上方に位置するように配置されている。粉体供給部は、位置決め装置を備えており、位置決め装置は、粉体供給部に搬送された匣鉢２を、供給口の下方に位置するように位置決めする。なお、粉体供給部には、複数の供給口が配置されていてもよい。粉体供給部は、粉体を上方から落下させることで匣鉢２内に粉体を供給するため、粉体供給部で匣鉢２に粉体が供給されると、匣鉢２内の粉体の上面は、供給口の下方の位置で盛り上がった状態となる。均し部は、粉体供給部で匣鉢２内に供給された粉体を均す。具体的には、均し部は、平板の側面で匣鉢２内の粉体の上面を押さえることで粉体の上面を均すように構成されている。均し部で粉体の上面を均すことによって、匣鉢２に収容された粉体の上面は略水平面となる。

段積み装置５０は、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に配置されている。段積み装置５０は、供給装置４０と熱処理炉１０の搬入口との間に配置されている。段積み装置５０は、供給装置４０で被処理物が供給された匣鉢２を上下方向に段積みする装置である。図５に示すように、段積み装置５０は、把持部５２と昇降装置５３を備えている。把持部５２は、匣鉢２の一対の側面に当接して、匣鉢２を把持する。すなわち、把持部５２は、図示しないアクチュエータによって開閉動作が可能となっている。把持部５２に閉動作を行わせると匣鉢２を把持し、把持部５２に開動作を行わせると匣鉢２を開放する。昇降装置５３は、把持部５２の下方に配置されており、把持部５２の下方において搬送ローラ３２上に位置する匣鉢２を昇降させる。本実施例では、昇降装置５３は、リフターであるが、匣鉢２を昇降可能であればよく、例えば、昇降ピンであってもよい。昇降装置５３は、上下方向に移動可能に構成されている。昇降装置５３が上昇すると、昇降装置５３の上端は、搬送ローラ３２の間を通過して、昇降装置５３の上方に位置する匣鉢２の下面に当接し、匣鉢２を持ち上げる。

ここで、段積み装置５０で匣鉢２を段積みする動作について説明する。以下では、２つの匣鉢２を区別するために、２つの匣鉢２を段積み装置５０内に搬入される順に匣鉢２ａ、２ｂと称する。また、説明を容易にするために、２つの匣鉢２ａ、２ｂを段積みする例について説明するが、段積み装置５０は、匣鉢２を３段以上に段積みしてもよい。

供給装置４０で被処理物が供給された匣鉢２ａ、２ｂは、搬送ローラ３２によって段積み装置５０内に搬送される。供給装置４０では、段積みされていない状態で匣鉢２に被処理物が供給される。このため、匣鉢２ａ、２ｂは、段積みされていない状態で段積み装置５０に搬入される。段積み装置５０に先に搬入された匣鉢２ａが把持部５２の下方まで搬送されると、昇降装置５３が上昇する（図５（ａ）の状態）。すると、昇降装置５３の上端が匣鉢２ａの下面に当接し、匣鉢２ａが上昇する。これにより、匣鉢２ａは、搬送ローラ３２から離れ、搬送ローラ３２の上方に移動する（図５（ｂ）の状態）。次いで、把持部５２は、匣鉢２ａを把持する。匣鉢２ａが把持部５２に把持されると、昇降装置５３が下降する。すると、昇降装置５３は、把持部５２に把持された匣鉢２ａから離れる。

次いで、匣鉢２ａに続いて段積み装置５０内に搬入された匣鉢２ｂが搬送ローラ３２によって搬送される。匣鉢２ｂが把持部５２の下方まで搬送されると、昇降装置５３が上昇する（図５（ｃ）の状態）。すると、昇降装置５３の上端が匣鉢２ｂの下面に当接し、匣鉢２ｂが上昇する。匣鉢２ｂの上面が匣鉢２ａの下面に当接すると（図５（ｄ）の状態）、把持部５２は、匣鉢２ａを把持した状態を解除する。次いで、昇降装置５３が下降する。匣鉢２ａは把持部５２に把持されていないため、昇降装置５３が下降すると、匣鉢２ａが匣鉢２ｂ上に段積みされた状態で、匣鉢２ｂと匣鉢２ａは、搬送ローラ３２上に戻される（図５（ｅ）の状態）。その後、匣鉢２ａ、２ｂは、段積みされた状態で搬送ローラ３２によって段積み装置５０外に搬送される。このように、段積み装置５０は、先に搬入された匣鉢２ａが上方に位置し、続いて搬入された匣鉢２ｂが下方に位置するように、複数の匣鉢２ａ、２ｂを段積みする。

図１に示すように、段ばらし装置５４は、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に配置されている。段ばらし装置５４は、熱処理炉１０の搬出口と回収装置６０との間に配置されている。段ばらし装置５４は、上下方向に段積みされている匣鉢２を段ばらしする装置である。図６に示すように、段ばらし装置５４は、把持部５６と昇降装置５７を備えている。把持部５６は、匣鉢２の一対の側面に当接して、匣鉢２を把持する。すなわち、把持部５６は、図示しないアクチュエータによって開閉動作が可能となっている。把持部５６に閉動作を行わせると匣鉢２を把持し、把持部５６に開動作を行わせると匣鉢２を開放する。昇降装置５７は、把持部５６の下方に配置されており、把持部５６の下方において搬送ローラ３２上に位置する匣鉢２を昇降させる。本実施例では、昇降装置５７は、リフターであるが、匣鉢２を昇降可能であればよく、例えば、昇降ピンであってもよい。昇降装置５７は、上下方向に移動可能に構成されている。昇降装置５７が上昇すると、昇降装置５７の上端は、搬送ローラ３２の間を通過して、昇降装置５７の上方に位置する匣鉢２の下面に当接し、匣鉢２を持ち上げる。

ここで、段積みされている匣鉢２を段ばらし装置５４で段ばらしする動作について説明する。以下では、２つの匣鉢２を区別するために、段積みされている状態において、上に位置するものを匣鉢２ｃと称し、下に位置するものを匣鉢２ｄと称する。また、説明を容易にするために、２つの匣鉢２ｃ、２ｄが段積みされている状態から段ばらしされる例について説明するが、段ばらし装置５４は、３つ以上段積みされている匣鉢２を段ばらししてもよい。

熱処理炉１０から搬出された匣鉢２ｃ、２ｄは、段積みされた状態で搬送ローラ３２によって段ばらし装置５４内に搬送される。段積みされた匣鉢２ｃ、２ｄが把持部５６の下方まで搬送されると、昇降装置５７が上昇する（図６（ａ）の状態）。すると、昇降装置５７の上端が下段に位置する匣鉢２ｄの下面に当接し、段積みされた状態の匣鉢２ｃと匣鉢２ｄが上昇する（図６（ｂ）の状態）。次いで、把持部５６は、上に位置する匣鉢２ｃを把持する。

把持部５６が匣鉢２ｃを把持すると、昇降装置５７が下降する。すると、把持部５６に把持された匣鉢２ｃは、把持部５６に把持された状態で搬送ローラ３２の上方に留まり、把持部５６に把持されていない下段の匣鉢２ｄのみが下降する（図６（ｃ）の状態）。匣鉢２ｄが搬送ローラ３２上に戻されると、匣鉢２ｄのみを搬送ローラ３２によって搬送する。すなわち、匣鉢２ｄが先に搬送される。次いで、昇降装置５７が再び上昇する（図６（ｄ）の状態）。昇降装置５７の上端が匣鉢２ｃの下面に当接すると、把持部５６は、匣鉢２ｃを把持した状態を解除する。次いで、昇降装置５７が下降する。匣鉢２ｃは把持部５６に把持されていないため、昇降装置５７が下降すると、匣鉢２ｃも下降する。すると、匣鉢２ｃは、搬送ローラ３２上に載置される（図６（ｅ）の状態）。その後、匣鉢２ｃ、２ｄは、搬送ローラ３２によって匣鉢２ｄ、２ｃの順で段ばらし装置５４外に搬送される。このように、段ばらし装置５４は、下に位置していた匣鉢２ｄを先に搬送し、上に位置していた匣鉢２ｃが続いて搬送されるように、複数の匣鉢２ｃ、２ｄを段ばらしする。

図１に示すように、回収装置６０は、段ばらし装置５４と清掃装置４４との間に配置されている。図１及び図７に示すように、回収装置６０は、分岐部６２と、合流部６４と、第１回収部６６ａと、第２回収部６６ｂと、制御装置６８を備えている。

分岐部６２は、回収装置６０の上流側に配置されており、循環搬送装置３０の搬送経路３４を第１搬送経路３４ａと第２搬送経路３４ｂに分岐させる。また、合流部６４は、回収装置６０の下流側に配置されており、分岐部６２で分岐された第１搬送経路３４ａと第２搬送経路３４ｂを合流させる。第１搬送経路３４ａ及び第２搬送経路３４ｂは、回収装置６０内に設けられている。第１搬送経路３４ａ及び第２搬送経路３４ｂは、分岐部６２と合流部６４の間に設けられている。

図８に示すように、第１搬送経路３４ａには、複数の搬送ローラ３２ａ（以下、第１搬送経路３４ａに配置される搬送ローラ３２ａを「第１搬送ローラ３２ａ」ともいう）が配置されている。第１搬送ローラ３２ａは、第１回収部６６ａの上流側と下流側に循環搬送装置３０の搬送経路３４と平行な方向（図８のＸ方向）に間隔を空けて配置されており、第１搬送経路３４ａは、循環搬送装置３０の搬送経路３４と平行になっている。また、図１に示すように、第１搬送経路３４ａは、循環搬送装置３０の搬送経路３４に対して＋Ｙ方向にオフセットされている。

図８に示すように、第２搬送経路３４ｂには、複数の搬送ローラ３２ｂ（以下、第２搬送経路３４ｂに配置される搬送ローラ３２ｂを「第２搬送ローラ３２ｂ」ともいう）が配置されている。第２搬送ローラ３２ｂは、第２回収部６６ｂの上流側と下流側に循環搬送装置３０の搬送経路３４と平行な方向（図８のＸ方向）に間隔を空けて配置されており、第２搬送経路３４ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４と平行になっている。また、図１に示すように、第２搬送経路３４ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４に対して＋Ｙ方向にオフセットされている。すなわち、第２搬送経路３４ｂは、第１搬送経路３４ａと平行に配置されており、第１搬送経路３４ａと第２搬送経路３４ｂは、並列に配置されている。

第１回収部６６ａは、第１搬送経路３４ａ上に配置されており、第２回収部６６ｂは、第２搬送経路３４ｂ上に配置されている。上述したように、第１搬送経路３４ａと第２搬送経路３４ｂは並列に配置されているため、第１回収部６６ａと第２回収部６６ｂも並列に配置されている。

第１回収部６６ａ及び第２回収部６６ｂは、熱処理炉１０で熱処理された被処理物（すなわち、粉体）を匣鉢２から回収する装置である。第１回収部６６ａと第２回収部６６ｂは、同一の構成を有している。なお、第１回収部６６ａ及び第２回収部６６ｂは、匣鉢２から粉体を回収するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、第１回収部６６ａ及び第２回収部６６ｂはそれぞれ、匣鉢２を上下方向に反転させて回収する反転回収部と、匣鉢２の表面に付着した被処理物（本実施例では、粉体）をエアで剥離して回収するエア回収部を備えている。反転回収部は、匣鉢２を上下方向に反転させることによって、匣鉢２内の粉体を回収用容器に移動させる。これにより、匣鉢２内に収容されていた粉体のほぼ全てが回収用容器に移動する。その後、反転回収部は、匣鉢２を再び上下方向に反転させて元の向きに戻す。エア回収部は、反転回収部で匣鉢２内の粉体が回収された後に使用される。エア回収部は、匣鉢２の内表面にエアを吹き付けながら匣鉢２内のエアを吸引する。匣鉢２の内表面にエアを吹き付けることによって、匣鉢２の内表面に付着している粉体が内表面から剥離する。匣鉢２の内表面にエアを吹き付けながら匣鉢２内のエアを吸引すると、匣鉢２の内表面から剥離された粉体がエアと共に吸引される。これにより、匣鉢２の内表面に残留した粉体が回収され、粉体の回収率が上昇する。なお、上記の例では、第１回収部６６ａ及び第２回収部６６ｂはエア回収部を備えていたが、このような構成に限定されない。例えば、匣鉢２の内表面に残留した粉体は、回転ブラシで匣鉢２の内表面から剥離して回収するように構成されていてもよい。

図７に示すように、制御装置６８は、分岐部６２と、合流部６４と、第１回収部６６ａと、第２回収部６６ｂと接続している。制御装置６８は、分岐部６２と、合流部６４と、第１回収部６６ａと、第２回収部６６ｂの動作を制御している。

ここで、回収装置６０において匣鉢２内の被処理物を回収する動作について説明する。匣鉢２は、搬送ローラ３２によって段ばらし装置５４から分岐部６２まで搬送される（図１参照）。上述したように、段ばらし装置５４は、上下方向に段積みされた匣鉢２を段ばらしする。このため、分岐部６２には、段積みされていない匣鉢２が搬送される。制御装置６８は、分岐部６２に搬送された匣鉢２を、第１搬送経路３４ａ及び第２搬送経路３４ｂのいずれかに搬送させる。例えば、先に搬送されている匣鉢２を第１搬送経路３４ａに搬送させ、続いて搬送される匣鉢２を第２搬送経路３４ｂに搬送させる。

第１搬送経路３４ａに搬送された匣鉢２が第１搬送ローラ３２ａによって第１回収部６６ａまで搬送されると、匣鉢２内に収容されている被処理物が、第１回収部６６ａで回収される。その後、匣鉢２は、第１搬送ローラ３２ａによって合流部６４まで搬送される。同様に、第２搬送経路３４ｂに搬送された匣鉢２が第２搬送ローラ３２ｂによって第２回収部６６ｂまで搬送されると、匣鉢２内に収容されている被処理物が、第２回収部６６ｂで回収される。その後、匣鉢２は、第２搬送ローラ３２ｂによって合流部６４まで搬送される。このように、分岐部６２で第１搬送経路３４ａと第２搬送経路３４ｂに分岐して搬送された２つの匣鉢２は、合流部６４で合流する。

次いで、制御装置６８は、合流部６４に搬送された２つの匣鉢２（すなわち、第１搬送経路３４ａで搬送された匣鉢２と、第２搬送経路３４ｂで搬送された匣鉢２）を、予め設定された順番で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送させる。匣鉢２は、合流部６４から循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される順番に応じて、段積み装置５０で段積みされる上下方向の順番が決定される。

回収装置６０から搬出される匣鉢２の順番と、段積み装置５０で段積みされる匣鉢２の上下方向の順番との関係についてさらに詳細に説明する。回収装置６０から搬出された匣鉢２は、循環搬送装置３０の搬送経路３４を搬送され、清掃装置４４、割れ検知装置４６及び供給装置４０を介して段積み装置５０に搬入される。図５に示すように、段積み装置５０では、先に搬送される匣鉢２ａが上に位置し、続いて搬送される匣鉢２ｂが下に位置するように段積みされる。回収装置６０では、第１搬送経路３４ａで搬送された匣鉢２と第２搬送経路３４ｂで搬送された匣鉢２を合流部６４で合流させるときに、上に段積みする匣鉢２を先に循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送し、段積みするときに下に位置する匣鉢２を後で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送させる。このように、合流部６４で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整することによって、複数の匣鉢２を所望の順番で上下方向に段積みすることができる。

例えば、従来の熱処理システムでは、回収装置は、匣鉢２が、回収装置内も循環搬送装置３０の搬送経路３４上に沿って搬送されるように構成されていた。すなわち、従来の熱処理システムでは、匣鉢２は、回収装置内も直列に搬送されていた。この場合、段積みされた匣鉢２を回収装置に搬入される前に段ばらしし、供給装置から搬出された後で再び段積みするときに、匣鉢２は、先に段積みされていた順番とは逆の順番で段積みされる。すなわち、図６に示すように、段ばらし装置５４では、下に位置する匣鉢２ｄが先に搬送され、上に位置する匣鉢２ｃが続けて搬送されるように段ばらしされる。匣鉢２ｄ、２ｃは、回収装置、清掃装置、割れ検知装置及び供給装置を通過し、段積み装置５０に搬入される。このとき、段積み装置５０には、匣鉢２ｄが先に搬入され、匣鉢２ｃが続けて搬入される。図５に示すように、段積み装置５０では、先に搬送される匣鉢２ｄ（図５では、匣鉢２ａ）が上に位置し、続いて搬送される匣鉢２ｃ（図５では、匣鉢２ｂ）が下に位置するように段積みされる。すなわち、匣鉢２ｃ、２ｄは、段ばらし前の状態（すなわち、図６（ａ）に示す状態）とは逆の順番で上下方向に段積みされる。

本実施例では、合流部６４で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整することによって、複数の匣鉢２を所望の順番で上下方向に段積みすることができる。例えば、匣鉢２は、段積みされるときの位置に応じて異なる形状に変化していることがある。具体的には、最上段に位置する匣鉢２は、その上面に蓋を載せることがある。この場合、蓋を載せる匣鉢２が、蓋を載せない（すなわち、上面に他の匣鉢２を載せる）匣鉢２とは異なる形状を有していることがある。また、最上段に位置する匣鉢２の上面に蓋を載せない場合にも、最上段に位置する匣鉢２には、側面に切り欠きが設けられず、下段に位置する匣鉢２には、側面に切り欠きが設けられることがある。切り欠きは、熱処理時に被処理物から発生するガスを抜くために設けられる。最上段に位置する匣鉢２には、蓋が載せられないので上面が開放している。このため、最上段に位置する匣鉢２には切り欠きを設ける必要がない。このように、匣鉢２の種類に応じて段積みされる上下方向の位置が決められていることがあり、各匣鉢２が適切な位置に段積みされるように、各匣鉢２が段積みされる位置を調整する必要が生じる。また、匣鉢２の形状が同一である場合にも、匣鉢２の上下方向の順番を所望の順番に入れ替えることがある。例えば、最下段に位置する匣鉢２は、搬送の際の搬送ローラ３２との接触により摩耗するため、上段に位置する匣鉢２より劣化し易い。特定の匣鉢２のみが劣化することを抑制するために、段積みするときに匣鉢２の上下方向の順番を入れ替えることがある。本実施例では、合流部６４で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整することによって、匣鉢２が段積みされる上下方向の順番を容易に調整することができる。すなわち、毎回同じ順番で段積みするように容易に調整できると共に、毎回順番を入れ替えて段積みするようにも容易に調整できる。

清掃装置４４は、回収装置６０において被処理物（すなわち、粉体）が回収された後の匣鉢２の内表面を清掃する装置である。なお、清掃装置４４は、匣鉢２の内表面を清掃するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、清掃装置４４は、回転ブラシを用いて匣鉢２の内表面に付着している物質を剥離させながら、匣鉢２内の空気等を吸引する。吸引した空気等には、剥離された物質が含まれる。清掃装置４４で匣鉢２の内表面を清掃することにより、匣鉢２の内表面に残留した粉体等を完全に除去することができる。

割れ検知装置４６は、匣鉢２の割れを検知することによって、匣鉢２が割れていないか否かを検査するための装置である。匣鉢２は、熱処理炉１０において被処理物の熱処理に繰り返し使用される。割れ検知装置４６は、匣鉢２が熱処理炉１０において被処理物の熱処理に使用された後、再使用する前に割れていないか否かを検査する。なお、割れ検知装置４６は、匣鉢２の割れを検知するように構成されていればよく、具体的な構成については特に限定されない。例えば、割れ検知装置４６は、レーザを用いて匣鉢２の割れを検出してもよい。また、割れ検知装置４６は、匣鉢２にガスを封入し、匣鉢２内の圧力を測定することによって匣鉢２の割れを検出してもよい。匣鉢２の割れが検知された場合、匣鉢２は循環搬送装置３０の搬送経路３４から取り出される。匣鉢２の割れが検知されなかった場合、匣鉢２は、循環搬送装置３０によって供給装置４０に搬送される。

なお、本実施例では、循環搬送装置３０は、搬送ローラ３２によって匣鉢２を搬送するローラコンベアであったが、このような構成に限定されない。匣鉢２を熱処理炉１０の搬出口から搬出された匣鉢２を、熱処理炉１０の搬入口まで搬送するように構成されていればよく、例えば、循環搬送装置は、ベルトによって匣鉢２を搬送するベルトコンベアであってもよい。

また、本実施例では、回収装置６０の制御装置６８が、合流部６４から循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整していたが、このような構成に限定されない。例えば、管理装置４８が、合流部６４から循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整してもよい。

また、本実施例では、匣鉢２のみを段積みしていたが、最上段に位置する匣鉢２の上に蓋を載せてもよい。この場合、蓋は、段ばらし装置５４で段ばらしされて循環搬送装置３０の搬送経路３４上に配置され、その後、段ばらしされた匣鉢２と同様の経路で段積み装置５０まで搬送され、段積み装置５０で最上段に位置する匣鉢２の上に載せられてもよい。また、段ばらし装置５４と段積み装置５０との間に別の搬送経路を設け、段ばらし装置５４で段ばらしされた蓋は、別の搬送経路で段積み装置５０まで搬送されてもよい。

（実施例２）
上記の実施例では、回収装置６０内に、第１搬送経路３４ａ及び第２搬送経路３４ｂが並列に設けられていたが、このような構成に限定されない。段ばらし装置５４で段ばらしされた匣鉢２を段積み装置５０で段積みする際に、匣鉢２が段積みされる上下方向の順番を容易に調整できればよく、例えば、図９に示すように、供給装置１４０内に２つの搬送経路が並列に設けられていてもよく、回収装置１６０内には２つの搬送経路が並列に設けられていなくてもよい。なお、本実施例の熱処理システム２００は、供給装置１４０及び回収装置１６０が、実施例１の熱処理システム１００の供給装置１４０及び回収装置１６０と相違しており、その他の構成は略同一である。そこで、実施例１の熱処理システム１００と同一の構成については、その説明を省略する。

供給装置１４０は、分岐部１６２と、合流部１６４と、第１供給部１４２ａと、第２供給部１４２ｂと、制御装置（図示省略）を備えている。分岐部１６２は、供給装置１４０の上流側に配置されており、循環搬送装置３０の搬送経路３４を第１搬送経路１３４ａと第２搬送経路１３４ｂに分岐させる。また、合流部１６４は、供給装置１４０の下流側に配置されており、分岐部１６２で分岐された第１搬送経路１３４ａと第２搬送経路１３４ｂを合流させる。第１搬送経路１３４ａ及び第２搬送経路１３４ｂは、供給装置１４０内に設けられている。第１搬送経路１３４ａ及び第２搬送経路１３４ｂは、分岐部１６２と合流部１６４の間に設けられている。第１供給部１４２ａは、第１搬送経路１３４ａ上に配置されており、第２供給部１４２ｂは、第２搬送経路１３４ｂ上に配置されている。なお、分岐部１６２、合流部１６４、第１搬送経路１３４ａ及び第２搬送経路１３４ｂは、上記の実施例１の回収装置６０に設けられる分岐部６２、合流部６４、第１搬送経路３４ａ及び第２搬送経路３４ｂと略同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。また、第１供給部１４２ａ及び第２供給部１４２ｂも、上記の実施例１の第１供給部４２ａ及び第２供給部４２ｂと略同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施例では、供給装置１４０に、第１搬送経路１３４ａと第２搬送経路１３４ｂが並列に配置されており、第１供給部１４２ａ及び第２供給部１４２ｂも並列に配置されている。

回収装置１６０は、第１回収部１６６ａと、第２回収部１６６ｂを備えている。第１回収部１６６ａ及び第２回収部１６６ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に配置されている。すなわち、第１回収部１６６ａと第２回収部１６６ｂは、循環搬送装置３０の搬送経路３４上に直列に配置されている。なお、第１回収部１６６ａ及び第２回収部１６６ｂは、上記の実施例１の第１回収部６６ａ及び第２回収部６６ｂと略同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。第１回収部１６６ａと第２回収部１６６ｂは同一の構成を有しているため、第１回収部１６６ａと第２回収部１６６ｂのいずれか一方において匣鉢２から被処理物が回収され、他方では匣鉢２から被処理物が回収されずに匣鉢２は通過する。

本実施例では、回収装置１６０内に２つの搬送経路が並列に設けられていない代わりに、供給装置１４０内に２つの搬送経路１３４ａ、１３４ｂが並列に設けられている。段ばらし装置５４で段ばらしされた匣鉢２は、回収装置１６０、清掃装置４４及び割れ検知装置４６を直列に搬送され、供給装置１４０に搬送される。供給装置１４０では、匣鉢２は、分岐部１６２で分岐して２つの搬送経路１３４ａ、１３４ｂのいずれかを並列に搬送され、合流部１６４において循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される順番が調整される。その後、匣鉢２は、合流部１６４で調整された順番で段積み装置５０に搬入される。このため、本実施例においても、供給装置１４０に設けられる合流部６４で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整することによって、匣鉢２が段積みされる上下方向の順番を容易に調整することができる。

（実施例３）
上記の実施例１及び２では、回収装置６０、１６０及び供給装置４０、１４０のいずれか一方のみに、第１搬送経路３４ａ、１３４ａ及び第２搬送経路３４ｂ、１３４ｂが並列に設けられていたが、このような構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、熱処理システム３００では、回収装置２６０と供給装置２４０のそれぞれに、２つの搬送経路が並列に設けられていてもよい。なお、回収装置２６０は、上記の実施例１の回収装置６０と略同一の構成であり、供給装置２４０は、上記の実施例２の供給装置１４０と略同一の構成である。このため、回収装置２６０と供給装置２４０の詳細な説明は省略する。本実施例においても、回収装置２６０及び供給装置２４０に設けられる合流部で循環搬送装置３０の搬送経路３４上に搬送される匣鉢２の搬送順を調整することによって、匣鉢２が段積みされる上下方向の順番を容易に調整することができる。

実施例で説明した熱処理システム１００、２００及び３００に関する留意点を述べる。実施例の循環搬送装置３０は、「第１搬送装置」及び「第２搬送装置」の一例であり、搬送ローラ３２ａを用いた搬送機構は、「第１搬送機構」の一例であり、搬送ローラ３２ｂを用いた搬送機構は、「第２搬送機構」の一例であり、第１回収部６６ａ、１６６ａ及び第２回収部６６ｂ、１６６ｂは、「回収部」の一例であり、第１供給部４２ａ、１４２ａ及び第２供給部４２ｂ、１４２ｂは、「供給部」の一例であり、制御装置６８は、「調整機構」の一例である。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：匣鉢
１０：熱処理炉
３０：循環搬送装置
３２、３２ａ、３２ｂ：搬送ローラ
３６：駆動装置
４０、１４０、２４０：供給装置
４２ａ、１４２ａ：第１供給部
４２ｂ、１４２ｂ：第２供給部
４４：清掃装置
４６：割れ検知装置
４８：管理装置
５０：段積み装置
５４：段ばらし装置
６０、１６０、２６０：回収装置
６２、１６２：分岐部
６４、１６４：合流部
６６ａ、１６６ａ：第１回収部
６６ｂ、１６６ｂ：第２回収部
６８：制御装置
１００、２００、３００：熱処理システム

Claims (3)

1. 搬入口と搬出口とを備え、前記搬入口から前記搬出口に匣鉢を搬送する間に、上下方向に段積みされた前記匣鉢に収容された被処理物を熱処理する熱処理炉と、
   前記被処理物が収容されていない前記匣鉢に、熱処理前の前記被処理物を供給する供給装置と、
   前記供給装置で前記被処理物が供給された複数の前記匣鉢を上下方向に段積みする段積み装置と、
   前記段積み装置で上下方向に段積みされた前記匣鉢を、前記熱処理炉の前記搬入口に搬送する第１搬送装置と、
   前記熱処理炉の前記搬出口から搬出される上下方向に段積みされた複数の前記匣鉢を段ばらしする段ばらし装置と、
   前記段ばらし装置で段ばらしされた前記匣鉢から前記熱処理炉で熱処理された前記被処理物を回収する回収装置と、
   前記熱処理炉の前記搬出口から搬出された前記匣鉢を前記段ばらし装置まで搬送する第２搬送装置と、を備えており、
   前記回収装置及び前記供給装置の少なくとも１つは、前記匣鉢を第１搬送経路に沿って搬送する第１搬送機構と、前記匣鉢を前記第１搬送経路とは異なる第２搬送経路に沿って搬送する第２搬送機構と、を少なくとも備えており、
   前記第１搬送経路と前記第２搬送経路のそれぞれに、前記匣鉢内の前記被処理物を回収する回収部又は前記匣鉢内に前記被処理物を供給する供給部が設けられている、熱処理システム。
2. 前記第１搬送経路及び前記第２搬送経路の上流に設けられ、前記匣鉢を前記第１搬送経路及び前記第２搬送経路のいずれか一方に分岐させる分岐部と、
   前記第１搬送経路及び前記第２搬送経路の下流に設けられ、前記第１搬送経路を搬送された匣鉢と前記第２搬送経路を搬送された匣鉢を合流させる合流部と、をさらに備えている、請求項１に記載の熱処理システム。
3. 前記第１搬送経路と前記第２搬送経路の少なくとも一方には、前記第１搬送経路を搬送された匣鉢と前記第２搬送経路を搬送された匣鉢について、前記合流部に搬入される順番を調整する調整機構がさらに設けられている、請求項２に記載の熱処理システム。

Images