本発明の態様の加熱処理装置は、被処理物を加熱処理するための加熱処理位置にて、被処理物を保持する保持部材を備える。本発明の態様は、被処理物を加熱処理位置にて保持された状態にて加熱を行うことにより、被処理物の加熱処理を安定して行うことにより、加熱処理効率の向上を実現するためのものである。以下、詳細に説明する。
A heat treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes a holding member that holds a workpiece at a heat treatment position for heat-treating the workpiece. An aspect of the present invention is to perform heating in a state where the object to be processed is held at the heat processing position, and thereby to improve the heat treatment efficiency by stably performing the heat treatment of the object to be processed. belongs to. Details will be described below.
図面を参照しながら、本発明の実施の形態による加熱処理装置について説明する。以下の説明においては、本実施の形態は、発明の趣旨の理解のために具体的に説明するためのものであり、特に指定の無い限り、本発明を限定するものではない。
図１は、本実施の形態による加熱処理装置１の外観図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。図１に示すように、加熱処理装置１は、集光部１０と、処理部２０と、制御装置３０と、支持機構４０とを備える。加熱処理装置１は、処理部２０に配置された被処理物Ｓを、太陽光を用いて加熱処理する装置である。本実施の形態においては、被処理物Ｓとして、金属化合物と還元剤とを混ぜ合わせた混合物を、プレスにより固めて円板状に形成したもの（以下、ブリケットと称する）を加熱処理する装置について説明する。ブリケットＳは、金属化合物としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、還元剤としてのケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、炭素（Ｃ）、およびこれらの酸化物あるいは炭化物のうち少なくとも一つを含むものであって良い。加熱処理装置１を、マグネシウム化合物と還元剤との混合物から加熱処理によりマグネシウム金属を析出させるマグネシウム精錬装置として説明する。なお、ブリケットＳは円板状に形成されるものに限定されず、楕円や多角形の板状に形成されるものについても本発明の一態様に含まれる。また、加熱処理装置１はマグネシウムを精錬するための装置に限定されるものではなく、シリコン、カルシウム、マンガン、チタン等の精錬装置や表面処理装置のように被処理物を太陽光からの熱を用いて加熱処理を行う装置も本発明の一態様に含まれる。
A heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the present embodiment is for specifically explaining the purpose of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
FIG. 1 is an external view of a heat treatment apparatus 1 according to the present embodiment, FIG. 1 (a) is a front view, and FIG. 1 (b) is a side view. As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 includes a light collecting unit 10, a processing unit 20, a control device 30, and a support mechanism 40. The heat treatment apparatus 1 is an apparatus that heat-treats the workpiece S disposed in the processing unit 20 using sunlight. In the present embodiment, as an object to be processed S, an apparatus for heat-treating a mixture obtained by mixing a metal compound and a reducing agent into a disk shape (hereinafter referred to as briquette), which is solidified by pressing. explain. The briquette S includes magnesium oxide (MgO) as a metal compound, silicon (Si), iron (Fe), calcium (Ca), carbon (C) as a reducing agent, and at least one of these oxides or carbides. May include one. The heat treatment apparatus 1 will be described as a magnesium refining apparatus that deposits magnesium metal from a mixture of a magnesium compound and a reducing agent by heat treatment. In addition, the briquette S is not limited to what is formed in disk shape, What is formed in elliptical and polygonal plate shape is also contained in 1 aspect of this invention. Further, the heat treatment apparatus 1 is not limited to an apparatus for refining magnesium, but heat from sunlight is applied to an object to be treated such as a refining apparatus such as silicon, calcium, manganese, titanium, or a surface treatment apparatus. An apparatus that uses and performs heat treatment is also included in one embodiment of the present invention.
集光部１０は、主鏡１０１と副鏡１０２とを有する、いわゆるカセグレン光学系である。主鏡１０１は、たとえば凹面鏡や平面鏡を複数枚組み合わせて放物面（パラボラ面）を有するように構成される。主鏡１０１としては、基板の表面あるいは裏面に耐腐食加工したアルミや銀の膜を形成したものが用いられる。副鏡１０２は双曲面を有する凸面鏡により構成され、基板の表面あるいは裏面にエネルギー吸収の小さい誘電体多層膜を形成したものが用いられる。集光部１０では、太陽光は主鏡１０１で反射されて副鏡１０２へ進み、副鏡１０２によって後述する処理部２０にて集光する。太陽光は後述する処理部２０にて熱に変換され、処理部２０内のブリケットＳを加熱する。
The condensing unit 10 is a so-called Cassegrain optical system having a primary mirror 101 and a secondary mirror 102. The primary mirror 101 is configured to have a parabolic surface (parabolic surface) by combining a plurality of concave mirrors and plane mirrors, for example. As the primary mirror 101, a substrate in which a corrosion-resistant aluminum or silver film is formed on the front surface or the back surface of the substrate is used. The secondary mirror 102 is constituted by a convex mirror having a hyperboloid, and a substrate in which a dielectric multilayer film with low energy absorption is formed on the front surface or the back surface of the substrate is used. In the condensing unit 10, the sunlight is reflected by the primary mirror 101, proceeds to the secondary mirror 102, and is collected by the processing unit 20 described later by the secondary mirror 102. Sunlight is converted into heat in the processing unit 20 described later, and the briquette S in the processing unit 20 is heated.
支持機構４０は、ベース４００と、集光部１０を支持する支持部４０１と、第１回転機構４０２と、第２回転機構４０３とを備える。第１回転機構４０２は、制御装置３０により制御され、鉛直方向の第１回転軸Ｖｒを中心として支持部４０１を回転させることにより、支持部４０１に支持された集光部１０を水平面内で駆動させる。第２回転機構４０３は、制御装置３０により制御され、水平方向の第２回転軸Ｈｒを中心として集光部１０を支持部４０１に対して回転させることにより、集光部１０を俯仰方向に駆動させる。第１回転機構４０２および／または第２回転機構４０３は、太陽の移動に応じて集光部１０を水平方向および／または俯仰方向に駆動して、太陽と対向するように追尾駆動を行わせる。制御装置３０は、時刻や集光部１０の設置位置（たとえば緯度、経度情報）に基づいて算出される太陽の位置を示すデータに基づいて、主鏡１０１が太陽と対向するための駆動量を算出する。第１回転機構４０２および／または第２回転機構４０３は、制御装置３０により算出された駆動量を示す駆動信号を入力して、集光部１０を水平方向および／または俯仰方向に駆動させる。
The support mechanism 40 includes a base 400, a support unit 401 that supports the light collecting unit 10, a first rotation mechanism 402, and a second rotation mechanism 403. The first rotation mechanism 402 is controlled by the control device 30 and drives the light collecting unit 10 supported by the support unit 401 in a horizontal plane by rotating the support unit 401 about the first rotation axis Vr in the vertical direction. Let The second rotation mechanism 403 is controlled by the control device 30 and drives the light collecting unit 10 in the elevation direction by rotating the light collecting unit 10 with respect to the support unit 401 around the second rotation axis Hr in the horizontal direction. Let The 1st rotation mechanism 402 and / or the 2nd rotation mechanism 403 drive the condensing part 10 to a horizontal direction and / or an elevation direction according to a movement of the sun, and perform a tracking drive so that it may oppose the sun. The control device 30 determines the drive amount for the main mirror 101 to face the sun based on the data indicating the position of the sun calculated based on the time and the installation position (for example, latitude and longitude information) of the light collecting unit 10. calculate. The first rotation mechanism 402 and / or the second rotation mechanism 403 inputs a drive signal indicating the drive amount calculated by the control device 30 and drives the light collecting unit 10 in the horizontal direction and / or the elevation direction.
制御装置３０は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、加熱処理装置１の各部を制御する。制御装置３０は、上述した集光部１０の太陽追尾駆動のための制御や、後述する処理部２０にて行われるブリケットＳの加熱処理のための各種の動作の制御を行う。
The control device 30 includes a microprocessor, peripheral circuits, and the like. The control device 30 reads and executes a control program stored in advance in a storage medium (not shown) (for example, a flash memory), thereby executing the heat treatment device 1. Control each part. The control device 30 performs control for the sun tracking drive of the light collecting unit 10 described above and various operations for heating the briquette S performed by the processing unit 20 described later.
図２を参照しながら、処理部２０について説明する。図２（ａ）は処理部２０を集光部１０側から見た図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。Ｚ軸は、集光部１０から処理部２０へ進行する太陽光の光軸に平行な方向に設定する。処理部２０は、主鏡１０１の裏側（太陽と対向しない側）にフレーム１０３（図１参照）を介して着脱可能に取り付けられる。すなわち、集光部１０が第１回転機構４０２および／または第２回転機構４０３によって太陽を追尾するように駆動される場合に、処理部２０も集光部１０とともに一体となって駆動される。処理部２０は、チャンバー２１と、コンデンサ機構２２と、ブリケットストッカー２３と、ブリケット搬送部２４と、保持部材２５と、光熱変換部材２６と、残渣収容部２７とを備える。
The processing unit 20 will be described with reference to FIG. 2A is a diagram of the processing unit 20 viewed from the light collecting unit 10 side, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. For convenience of explanation, a coordinate system including the X axis, the Y axis, and the Z axis is set as illustrated. The Z axis is set in a direction parallel to the optical axis of sunlight traveling from the light collecting unit 10 to the processing unit 20. The processing unit 20 is detachably attached to the back side (the side not facing the sun) of the primary mirror 101 via a frame 103 (see FIG. 1). That is, when the light collecting unit 10 is driven to track the sun by the first rotating mechanism 402 and / or the second rotating mechanism 403, the processing unit 20 is also driven together with the light collecting unit 10. The processing unit 20 includes a chamber 21, a capacitor mechanism 22, a briquette stocker 23, a briquette transport unit 24, a holding member 25, a photothermal conversion member 26, and a residue storage unit 27.
チャンバー２１は、ステンレス鋼等を材料とし、Ｘ軸方向に沿って延伸する中空の部材であり、コンデンサ機構２２と、保持部材２５と、光熱変換部材２６とを内部に保持する。チャンバー２１のＺ軸−側には、ブリケットストッカー２３とブリケット搬送部２４と残渣収容部２７とが配置される。チャンバー２１は、加熱処理が行われている際に、コンデンサ機構２２から処理部２０の外部に熱が伝わることを防止するために設けられる。
The chamber 21 is a hollow member made of stainless steel or the like and extending along the X-axis direction, and holds the capacitor mechanism 22, the holding member 25, and the photothermal conversion member 26 inside. A briquette stocker 23, a briquette transport unit 24, and a residue storage unit 27 are disposed on the Z axis − side of the chamber 21. The chamber 21 is provided to prevent heat from being transmitted from the capacitor mechanism 22 to the outside of the processing unit 20 during the heat treatment.
コンデンサ機構２２は、集光部１０により集光された太陽光のエネルギーを熱に変換することによりブリケットＳに還元反応を起こし、マグネシウム蒸気を発生させる反応部としての機能と、マグネシウム蒸気を冷却してマグネシウムを析出させて回収する回収部としての機能を有する。コンデンサ機構２２は、ステンレス鋼等を材料とし、Ｘ軸方向に沿って延伸する中空構造を有する。コンデンサ機構２２は、保持部材２５と、光熱変換部材２６とを内部に保持する。コンデンサ機構２２には、Ｚ軸−側にブリケットストッカー２３が着脱可能に取り付けられる。
The condenser mechanism 22 converts the energy of solar light collected by the light collecting unit 10 into heat, thereby causing a reduction reaction in the briquette S and generating a magnesium vapor, and cooling the magnesium vapor. And has a function as a recovery part for depositing and recovering magnesium. The capacitor mechanism 22 is made of stainless steel or the like and has a hollow structure extending along the X-axis direction. The capacitor mechanism 22 holds the holding member 25 and the photothermal conversion member 26 inside. A briquette stocker 23 is detachably attached to the capacitor mechanism 22 on the Z-axis negative side.
ブリケットストッカー２３は、延伸方向に沿って中空な円筒状や角筒状に形成され、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のセラミックスを材料とする断熱部材で作成される。図２においては、ブリケットストッカー２３の延伸方向はＺ軸方向である。ブリケットストッカー２３の延伸方向の一方の端部（Ｚ軸−側）には底面が設けられ、内部に複数のブリケットＳが積層した状態で収容される。ブリケットストッカー２３内の複数のブリケットＳは、それぞれ別のブリケットＳの主平面と互いに接触した状態で、ブリケットストッカー２３の延伸方向に沿って積層される。ブリケットストッカー２３は、延伸方向のＺ軸＋側の端部（すなわち、底面が設けられていない側の端部）にて、コンデンサ機構２２に取付けられる。
The briquette stocker 23 is formed in a hollow cylindrical shape or rectangular tube shape along the extending direction, and is made of a heat insulating member made of ceramics such as zirconium oxide, silicon nitride, and aluminum oxide. In FIG. 2, the extending direction of the briquette stocker 23 is the Z-axis direction. The briquette stocker 23 has a bottom surface at one end (Z-axis side) in the extending direction, and accommodates a plurality of briquettes S stacked therein. The plurality of briquettes S in the briquette stocker 23 are stacked along the extending direction of the briquette stocker 23 while being in contact with the main planes of the different briquettes S. The briquette stocker 23 is attached to the capacitor mechanism 22 at the end on the Z axis + side in the extending direction (that is, the end on the side where the bottom surface is not provided).
ブリケット搬送部２４は、ブリケットストッカー２３に積層して収容されている複数のブリケットＳを、積層された状態のままブリケットストッカー２３の延伸方向に沿って搬送させる。すなわち、ブリケット搬送部２４は、ブリケットストッカー２３内に積層して収容された複数のブリケットＳのうちのコンデンサ機構２２に取付けられる最もＺ軸＋側の端部のブリケットＳを、加熱処理を受ける位置（以後、加熱処理位置と呼ぶ）に移動させる。すなわち、本実施の形態においてブリケットＳの加熱処理位置は、加熱還元によってマグネシウム金属が得られる程度に、ブリケットＳを加熱処理することができる位置である。
The briquette transport unit 24 transports the plurality of briquettes S stacked and accommodated in the briquette stocker 23 along the extending direction of the briquette stocker 23 while being stacked. That is, the briquette transport unit 24 is a position where the briquette S at the end on the most Z-axis + side attached to the capacitor mechanism 22 among the plurality of briquettes S stacked and accommodated in the briquette stocker 23 is subjected to a heat treatment. (Hereinafter referred to as a heat treatment position). That is, in this embodiment, the heat treatment position of the briquette S is a position where the briquette S can be heat-treated to the extent that magnesium metal is obtained by heat reduction.
保持部材２５は、加熱処理中のブリケットＳを保持するために設けられる。高温に加熱されるブリケットＳの保持部材は耐熱性の高い材料、たとえばセラミックスや、グラファイト（黒鉛）、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維（カーボンファイバー）、活性炭、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンブラック、酸化黒鉛、膨張黒鉛等の、炭素を主成分として構成される炭素材料を成形して製造される。保持部材２５は、平板状の部材にブリケットＳの主平面の形状に応じて保持開口２５１が形成され、保持開口２５１はブリケットＳを外縁から保持する。ブリケットＳに加熱処理が行われている際に保持開口２５１で囲われる内部が加熱処理位置Ｐｏである。保持部材２５はＸ軸方向に沿って移動可能に構成され、加熱処理を受けるブリケットＳを上記の加熱処理位置Ｐｏに保持するとともに、加熱処理が終了したブリケットＳを加熱処理位置Ｐｏから廃棄位置Ｐｄへ搬送する。本実施の形態においては、廃棄位置Ｐｄは加熱処理位置ＰｏよりもＸ軸−側に設けられる。なお、保持部材２５はＸ軸方向に沿って移動するものに限定されず、加熱処理位置Ｐｏと、後述する残渣収容部２７（すなわち廃棄位置Ｐｄ）との位置関係に応じて、Ｙ軸方向に沿って移動するものや、ＸＹ平面に平行な面上を二次元移動するものについても本発明の一態様に含まれる。また、保持開口２５１は、ブリケットＳの外縁の全周を保持しても良いし、ブリケットＳの外縁の一部を保持しても良い。
The holding member 25 is provided to hold the briquette S during the heat treatment. The holding member of the briquette S heated to a high temperature is a material having high heat resistance, such as ceramics, graphite (graphite), diamond, fullerene, carbon nanotube, graphene, carbon fiber (carbon fiber), activated carbon, diamond-like carbon, carbon black. It is manufactured by molding a carbon material composed mainly of carbon, such as graphite oxide and expanded graphite. In the holding member 25, a holding opening 251 is formed in a flat plate member according to the shape of the main plane of the briquette S, and the holding opening 251 holds the briquette S from the outer edge. The inside surrounded by the holding opening 251 when the briquette S is subjected to the heat treatment is the heat treatment position Po. The holding member 25 is configured to be movable along the X-axis direction. The holding member 25 holds the briquette S subjected to the heat treatment at the heat treatment position Po, and the briquette S after the heat treatment is disposed from the heat treatment position Po to the disposal position Pd. Transport to. In the present embodiment, the disposal position Pd is provided closer to the X-axis side than the heat treatment position Po. The holding member 25 is not limited to one that moves along the X-axis direction, and depends on the positional relationship between the heat treatment position Po and a residue container 27 (that is, the disposal position Pd) described later in the Y-axis direction. Those that move along and those that move two-dimensionally on a plane parallel to the XY plane are also included in one embodiment of the present invention. The holding opening 251 may hold the entire circumference of the outer edge of the briquette S, or may hold a part of the outer edge of the briquette S.
光熱変換部材２６は、集光部１０にて集光された太陽光を受光する第１面２６ａ（Ｚ軸＋側の面、図３参照）と、ブリケットＳと対向する第２面２６ｂ（Ｚ軸−側の面、図３参照）とを有する円板状部材である。なお、光熱変換部材２６は円板状に形成されたものに限定されず、楕円板状、多角形板状等、種々の形状に形成された板状部材が本発明の一態様に含まれる。また、図２、図３においては、第１面２６ａと第２面２６ｂとが互いに平行な平面に成形された例を示しているが、この例に限定されない。第１面２６ａと第２面２６ｂとのうち一方が他方に対して傾きを有しているものも本発明の一態様に含まれる。
The photothermal conversion member 26 includes a first surface 26a (the surface on the Z axis + side, see FIG. 3) that receives sunlight collected by the light collecting unit 10, and a second surface 26b (Z) facing the briquette S. A disk-like member having a shaft-side surface (see FIG. 3). In addition, the photothermal conversion member 26 is not limited to what was formed in disk shape, The plate-shaped member formed in various shapes, such as elliptical plate shape and polygonal plate shape, is contained in 1 aspect of this invention. 2 and 3 show examples in which the first surface 26a and the second surface 26b are formed in parallel planes, but the present invention is not limited to this example. One aspect of the present invention includes one of the first surface 26a and the second surface 26b that is inclined with respect to the other.
光熱変換部材２６は、ブリケットＳに対して集光部１０側、すなわちＺ軸＋側の加熱処理位置Ｐｏの近傍に配置される。すなわち、光熱変換部材２６の第２面２６ｂは、加熱処理位置Ｐｏに搬送されたブリケットＳのＺ軸＋側の主平面と近傍で対向する。光熱変換部材２６は、第１面２６ａにて受光した太陽光のエネルギーを吸収して熱に変換する。第２面２６ｂは、変換された熱を輻射熱として、対向して保持されているブリケットＳのＺ軸＋側の主平面に伝達することにより、ブリケットＳを間接的に加熱処理する。光熱変換部材２６を用いてブリケットＳを加熱した場合、ブリケットＳに太陽光を直接照射する場合よりもブリケットＳをより均一に加熱できるので、加熱処理の効率が良い。光熱変換部材２６は、太陽からの光を効率よく熱に変換するため光吸収が大きく、変換された熱を効率よく伝えるため熱伝導率が高く、高温で加熱されても変形や融解しない耐熱性を備え、加工性を有する材料を成形して製造される。光熱変換部材２６の材料として、セラミックスや、グラファイト（黒鉛）、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭素繊維（カーボンファイバー）、活性炭、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンブラック、酸化黒鉛、膨張黒鉛等の、炭素を主成分として構成された炭素材料を用いることができる。残渣収容部２７は、加熱処理が終了し、加熱処理位置Ｐｏから取り除かれたブリケットＳを格納する格納容器である。
The photothermal conversion member 26 is disposed with respect to the briquette S in the vicinity of the heat treatment position Po on the light collecting unit 10 side, that is, on the Z axis + side. That is, the second surface 26b of the photothermal conversion member 26 faces the main plane on the Z axis + side of the briquette S conveyed to the heat treatment position Po in the vicinity thereof. The photothermal conversion member 26 absorbs the energy of sunlight received by the first surface 26a and converts it into heat. The second surface 26b indirectly heat-processes the briquette S by transmitting the converted heat as radiant heat to the main plane on the Z axis + side of the briquette S held oppositely. When the briquette S is heated using the photothermal conversion member 26, the briquette S can be heated more uniformly than when the briquette S is directly irradiated with sunlight, so that the efficiency of the heat treatment is good. The light-to-heat conversion member 26 has a large light absorption for efficiently converting light from the sun into heat, and has a high thermal conductivity for efficiently transmitting the converted heat, and does not deform or melt even when heated at a high temperature. It is manufactured by molding a material having processability. As the material of the photothermal conversion member 26, carbon such as ceramics, graphite (graphite), diamond, fullerene, carbon nanotube, graphene, carbon fiber (carbon fiber), activated carbon, diamond-like carbon, carbon black, graphite oxide, expanded graphite, etc. The carbon material comprised as a main component can be used. The residue container 27 is a storage container that stores the briquette S that has been subjected to the heat treatment and has been removed from the heat treatment position Po.
以下、上記のチャンバー２１、コンデンサ機構２２、ブリケットストッカー２３、ブリケット搬送部２４、保持部材２５および光熱変換部材２６について、詳細に説明する。
−チャンバー２１−
チャンバー２１のＺ軸＋側、すなわち集光部１０と対向する側には、集光部１０からの太陽光が光熱変換部材２６を照射可能となるように、円形状の集光開口２１０が設けられる。すなわち、集光開口２１０は、集光部１０からの太陽光の光束よりも大きな面積を有する。なお、集光開口２１０の形状は、円形であるものに限定されず、多角形や楕円であるものについても本発明の一態様に含まれる。
Hereinafter, the chamber 21, the capacitor mechanism 22, the briquette stocker 23, the briquette transport unit 24, the holding member 25, and the photothermal conversion member 26 will be described in detail.
-Chamber 21-
A circular condensing opening 210 is provided on the Z axis + side of the chamber 21, that is, on the side facing the condensing unit 10, so that sunlight from the condensing unit 10 can irradiate the photothermal conversion member 26. It is done. That is, the condensing aperture 210 has a larger area than the light beam of sunlight from the condensing unit 10. Note that the shape of the light collection aperture 210 is not limited to a circular shape, and a shape that is a polygon or an ellipse is also included in one embodiment of the present invention.
図２に示すように、チャンバー２１のＺ軸＋側、すなわち集光部１０側の外壁には、上記の集光開口２１０をカバーして、太陽光を透過する窓部材２８が交換可能に設けられる。
As shown in FIG. 2, a window member 28 that transmits sunlight is provided on the outer wall on the Z axis + side of the chamber 21, that is, the outer wall on the light collecting unit 10 side so as to cover the light collecting opening 210. It is done.
チャンバー２１のＺ軸−側、すなわち集光部１０と対向しない側には、ブリケットストッカー２３に収容されたブリケットＳを、チャンバー２１の内部に設けられたコンデンサ機構２２の内部に搬入するための搬入用開口２１１が設けられる。すなわち、搬入用開口２１１は、円板状に形成されたブリケットＳの直径よりやや大きな直径を有する円形の開口である。なお、ブリケットＳの外形が多角形に形成されている場合には、搬入用開口２１１の形状もブリケットＳの外形に相似するやや大きな多角形に形成することができる。また、図２においては、集光開口２１０の中心を通りＺ軸に沿った中心軸と、搬入用開口２１１の中心を通りＺ軸に沿った中心軸とが一致する場合を図示したが、２つの中心軸が一致しないものについても本発明の一態様に含まれる。
Loading the briquette S accommodated in the briquetting stocker 23 into the condenser mechanism 22 provided inside the chamber 21 on the Z-axis side of the chamber 21, that is, the side not facing the light collecting unit 10. Opening 211 is provided. That is, the carry-in opening 211 is a circular opening having a diameter slightly larger than the diameter of the briquette S formed in a disk shape. In addition, when the external shape of the briquette S is formed in a polygon, the shape of the opening 211 for carrying in can also be formed in a somewhat large polygon similar to the external shape of the briquette S. In FIG. 2, the center axis along the Z axis passing through the center of the light collection opening 210 and the center axis along the Z axis passing through the center of the loading opening 211 are illustrated. A case where the two central axes do not coincide is also included in one embodiment of the present invention.
チャンバー２１のＺ軸−側には、連通部２７１を介して残渣収容部２７が配置される。連通部２７１は、加熱処理が終了したブリケットＳが通過可能となるように、ブリケットＳの直径よりも大きな内径を有する筒状の部材により構成される。なお、本実施の形態においては、図２に示すように、連通部２７１および残渣収容部２７が搬入用開口２１１よりもＸ軸−側に配置される場合を一例として示すが、連通部２７１および残渣収容部２７は図２に示す位置に配置されるものに限定されない。チャンバー２１のＺ軸−側におけるＸ軸＋側端部の近傍には、連通部２１３が設けられ、チャンバー２１の内部を排気・減圧するための排気装置（不図示）と接続される。
On the Z-axis-side of the chamber 21, the residue container 27 is disposed via the communication part 271. The communicating portion 271 is configured by a cylindrical member having an inner diameter larger than the diameter of the briquette S so that the briquette S after the heat treatment can pass. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, as an example, a case where the communication portion 271 and the residue storage portion 27 are arranged on the X-axis side with respect to the loading opening 211 is shown. The residue accommodating part 27 is not limited to what is arrange | positioned in the position shown in FIG. A communication part 213 is provided in the vicinity of the X axis + side end of the chamber 21 on the Z axis − side, and is connected to an exhaust device (not shown) for exhausting and depressurizing the inside of the chamber 21.
−コンデンサ機構２２−
図２においては、コンデンサ機構２２のうち、上述した回収部としての機能を有する領域（Ｘ軸＋側）を一点鎖線２２Ａで囲い、反応部としての機能を有する領域（Ｘ軸−側）を破線２２Ｂで囲って便宜的に示し、以後の説明においては、それぞれ回収部２２Ａ、反応部２２Ｂと呼ぶ。
回収部２２Ａの内部には発生したマグネシウム蒸気を冷却して液体または固体のマグネシウムを捕集するための冷却フィン３２が設けられる。回収部２２ＡのＸ軸＋側の端面には開口３１が形成される。開口３１からは捕集したマグネシウムを取り出すことができる。図示しない排気装置により連通部２１３を介してコンデンサ機構２２内部の気体を排気することにより、加熱処理によって生成したマグネシウム蒸気が低圧側のＸ軸＋方向に進み、冷却フィン３２により冷却されて、液体または固体として捕集される。
-Capacitor mechanism 22-
In FIG. 2, in the capacitor mechanism 22, the region having the function as the recovery unit (X axis + side) described above is surrounded by an alternate long and short dash line 22 </ b> A, and the region having the function as the reaction unit (X axis − side) is broken. For convenience, it is surrounded by 22B and will be referred to as a recovery unit 22A and a reaction unit 22B, respectively.
Cooling fins 32 for cooling the generated magnesium vapor and collecting liquid or solid magnesium are provided inside the recovery unit 22A. An opening 31 is formed in the end surface on the X axis + side of the collection unit 22A. The collected magnesium can be taken out from the opening 31. By exhausting the gas inside the capacitor mechanism 22 through the communication portion 213 by an exhaust device (not shown), the magnesium vapor generated by the heat treatment advances in the X axis + direction on the low pressure side, and is cooled by the cooling fins 32 to be liquid. Or collected as a solid.
図２および図３を参照して、反応部２２Ｂについて説明する。図３は、図２に示す反応部２２Ｂの一部とその近傍を拡大して示す断面図である。反応部２２Ｂには、保持部材２５と光熱変換部材２６とが配置される。図３に示すように、反応部２２Ｂには、ブリケット案内部２２１と、保持部材案内部２２２と、光熱変換部材支持部２２３とが設けられる。ブリケット案内部２２１は、チャンバー２１に設けられた搬入用開口２１１を介して搬入されるブリケットＳを加熱処理位置Ｐｏまで案内可能となるように、ブリケットＳの直径よりもやや大きい内径を有する筒状の部材で形成される。なお、ブリケットＳの外形が多角形に形成されている場合には、ブリケット案内部２２１の形状もブリケットＳの外形に相似するやや大きい多角形に形成することができる。ブリケット案内部２２１はＺ軸方向に沿って延伸し、Ｚ軸方向に沿った中心軸が搬入用開口２１１の中心軸と一致する位置に設けられる。
The reaction unit 22B will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the reaction portion 22B shown in FIG. 2 and the vicinity thereof. A holding member 25 and a photothermal conversion member 26 are disposed in the reaction unit 22B. As shown in FIG. 3, the reaction part 22B is provided with a briquette guide part 221, a holding member guide part 222, and a photothermal conversion member support part 223. The briquette guide unit 221 has a cylindrical shape having an inner diameter slightly larger than the diameter of the briquette S so that the briquette S carried in through the loading opening 211 provided in the chamber 21 can be guided to the heat treatment position Po. These members are formed. In addition, when the external shape of the briquette S is formed in a polygon, the shape of the briquette guide part 221 can also be formed in a slightly large polygon similar to the external shape of the briquette S. The briquette guide part 221 extends along the Z-axis direction, and is provided at a position where the central axis along the Z-axis direction coincides with the central axis of the loading opening 211.
保持部材案内部２２２は、コンデンサ機構２２のＺ軸方向の幅をほぼ二分する位置にＸＹ平面に平行に設けられる。なお、保持部材案内部２２２が設けられる平面を面ＰＬとして、以後の説明を行う。保持部材案内部２２２は、ブリケット案内部２２１のＸ軸＋側端よりもさらにＸ軸＋方向に延伸する。保持部材案内部２２２は、Ｘ軸に沿って延伸する平板状の第１案内部２２２ａおよび第２案内部２２２ｂにより構成される。第１案内部２２２ａと第２案内部２２２ｂとは、上記の面ＰＬに対してＺ軸−側および＋側にそれぞれ所定の厚さを有して設けられ、第１案内部２２２ａと第２案内部２２２ｂと間に保持部材２５がＸ軸方向に沿って移動可能に配置される。
The holding member guide portion 222 is provided in parallel to the XY plane at a position that substantially bisects the width of the capacitor mechanism 22 in the Z-axis direction. The following description will be made with the plane on which the holding member guide portion 222 is provided as the plane PL. The holding member guide part 222 extends further in the X axis + direction than the X axis + side end of the briquette guide part 221. The holding member guide part 222 includes a flat plate-like first guide part 222a and second guide part 222b extending along the X axis. The first guide portion 222a and the second guide portion 222b are provided with predetermined thicknesses on the Z axis − side and the + side with respect to the plane PL, respectively, and the first guide portion 222a and the second guide portion are provided. The holding member 25 is disposed so as to be movable along the X-axis direction between the portions 222b.
第１案内部２２２ａは、ブリケット案内部２２１の上端（Ｚ軸＋側端部）と接続し、ブリケット案内部２２１の形状と同一の形状、すなわちブリケットＳの直径よりもやや大きい直径を有する開口が形成される。第２案内部２２２ｂは第１案内部２２２ａよりもＺ軸＋側に配置される。第２案内部２２２ｂには、Ｘ方向＋側に切欠きが設けられる。この切欠きは、幅（Ｙ軸方向の長さ）がブリケットＳの直径よりもやや大きく、切欠きの開始端（Ｘ軸−側の端部）は半円形となるように形成される。ブリケットＳが加熱処理位置Ｐｏで保持されている際に、切欠きの半円形の中心軸上にブリケットＳの中心が位置するように構成される。
The first guide portion 222a is connected to the upper end (Z-axis + side end portion) of the briquette guide portion 221, and has an opening having the same shape as the briquette guide portion 221, that is, a diameter slightly larger than the diameter of the briquette S. It is formed. The 2nd guide part 222b is arrange | positioned rather than the 1st guide part 222a at the Z-axis + side. The second guide part 222b is provided with a notch on the X direction + side. This notch is formed so that the width (length in the Y-axis direction) is slightly larger than the diameter of the briquette S, and the notch start end (end on the X-axis side) is semicircular. When the briquette S is held at the heat treatment position Po, the center of the briquette S is positioned on the semicircular center axis of the notch.
光熱変換部材支持部２２３はコンデンサ機構２２のＺ軸＋側から、光熱変換部材２６を加熱処理位置Ｐｏの近傍に支持するための部材である。光熱変換部材支持部２２３は、Ｚ軸＋側から−側に向かって次第に小径となる円錐状に形成され、その中心軸がブリケット案内部２２１の中心軸および搬入用開口２１１の中心軸と一致するように設けられる。光熱変換部材支持部２２３が上記の円錐状に形成されることにより、集光部１０から光熱変換部材２６の第１面２６ａに入射する太陽光の状態を、チャンバー２１の外部から集光部１０にて集光された太陽光を妨げることなく観察することができる。光熱変換部材支持部２２３の上端部（Ｚ軸＋側）はコンデンサ機構２２のＺ軸＋側の壁面に取り付けられ、光熱変換部材支持部２２３の下端部（Ｚ軸−側）には光熱変換部材２６が取り付けられる。すなわち、光熱変換部材支持部２２３の下端部の開口は、光熱変換部材２６の外形に応じた形状を有する。光熱変換部材支持部２２３のＺ軸に沿った長さは、光熱変換部材支持部２２３の下端部に取り付けられた光熱変換部材２６の第２面２６ｂが上記のコンデンサ機構２２の面ＰＬ上に位置するように決められる。なお、光熱変換部材支持部２２３は円錐状に形成されるものに限定されず、円筒状や角筒状に形成されたものについても本発明の一態様に含まれる。
The photothermal conversion member support 223 is a member for supporting the photothermal conversion member 26 in the vicinity of the heat treatment position Po from the Z axis + side of the capacitor mechanism 22. The light-to-heat conversion member support 223 is formed in a conical shape with a gradually decreasing diameter from the Z axis + side to the − side, and the center axis thereof coincides with the center axis of the briquette guide part 221 and the center axis of the loading opening 211. It is provided as follows. By forming the light-to-heat conversion member support 223 in the above-described conical shape, the state of sunlight incident on the first surface 26 a of the light-to-heat conversion member 26 from the light collecting unit 10 is changed from the outside of the chamber 21 to the light collecting unit 10. Can be observed without interfering with the sunlight collected by the. The upper end portion (Z axis + side) of the photothermal conversion member support portion 223 is attached to the wall surface on the Z axis + side of the capacitor mechanism 22, and the lower end portion (Z axis − side) of the photothermal conversion member support portion 223 is the photothermal conversion member. 26 is attached. In other words, the opening at the lower end of the photothermal conversion member support 223 has a shape corresponding to the external shape of the photothermal conversion member 26. The length of the light-to-heat conversion member support 223 along the Z-axis is such that the second surface 26b of the light-to-heat conversion member 26 attached to the lower end of the light-to-heat conversion member support 223 is positioned on the surface PL of the capacitor mechanism 22 described above. Decided to do. In addition, the photothermal conversion member support part 223 is not limited to what is formed in a cone shape, What was formed in the cylindrical shape or the rectangular tube shape is also contained in 1 aspect of this invention.
図４（ａ）は、光熱変換部材支持部２２３の分解断面図である。なお、図４（ａ）には、理解をし易くするため、光熱変換部材２６も併せて図示している。光熱変換部材支持部２２３は、第１支持部２２３ａと第２支持部２２３ｂとによって構成される。第１支持部２２３ａのＺ軸−側の端面２２３ａ１と、第２支持部２２３ｂのＺ軸−側の端部に設けられ内部に突設する突設部２２３ｂ１とによって、光熱変換部材２６の外周面に設けられた段差部をＺ軸の＋側と−側から挟み込むことにより、光熱変換部材２６が支持される。光熱変換部材支持部２２３を構成する第１支持部２２３ａおよび第２支持部２２３ｂは、熱伝導率の小さい、たとえば酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のセラミックスを材料とする断熱材料により形成される。したがって、光熱変換部材２６により変換された熱が、光熱変換部材支持部２２３を介してコンデンサ機構２２の外部に伝播することを防ぎ、ブリケットＳの加熱処理の効率が低下することを抑制できる。
FIG. 4A is an exploded cross-sectional view of the photothermal conversion member support portion 223. In FIG. 4A, the photothermal conversion member 26 is also illustrated for easy understanding. The photothermal conversion member support part 223 includes a first support part 223a and a second support part 223b. The outer peripheral surface of the photothermal conversion member 26 by the end surface 223a1 on the Z-axis side of the first support portion 223a and the protruding portion 223b1 provided at the end portion on the Z-axis side of the second support portion 223b. The photothermal conversion member 26 is supported by sandwiching the step provided on the + and − sides of the Z axis. The first support part 223a and the second support part 223b constituting the photothermal conversion member support part 223 are formed of a heat insulating material having a low thermal conductivity, for example, ceramics such as zirconium oxide, silicon nitride, and aluminum oxide. . Therefore, the heat converted by the light-to-heat conversion member 26 can be prevented from propagating to the outside of the capacitor mechanism 22 via the light-to-heat conversion member support portion 223, and the efficiency of the heat treatment of the briquette S can be suppressed from decreasing.
なお、第１支持部２２３ａの端面２２３ａ１と、第２支持部２２３ｂの突設部２２３ｂ１とが、それぞれ光熱変換部材２６を点接触にて支持するものも本発明の一態様に含まれる。この場合、図４（ｂ）の第１支持部２２３ａのＺ軸−側からの平面図に示すように、端面２２３ａ１の周方向に沿って所定の角度間隔に設けられた球形の点接触部材３５を介して、光熱変換部材２６とそれぞれ点接触されてもよい。なお、第２支持部２２３ｂの突設部２２３ｂ１にも同様に周方向に沿って所定の角度間隔に点接触部材３５が設けられてもよい。点接触部材３５は、たとえば酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のセラミックスを材料とする断熱材料により形成されるが、上記の材料のうち酸化ジルコニウムが最も断熱効果が高い。上記の構成により、光熱変換部材２６により変換された熱が、光熱変換部材支持部２２３を介してコンデンサ機構２２の外部に伝播することを防ぎ、ブリケットＳの加熱処理効率の低下をさらに抑制できる。なお、図４（ｂ）に示す例では、点接触部材３５がそれぞれ８個設けられる例を示しているが、点接触部材３５の個数は８個に限定されるものではない。また、点接触部材３５の形状は球形に限定されるものではなく、光熱変換部材２６との間で点接触を実現可能なあらゆる形状を取り得る。
また、光熱変換部材支持部２２３は、第１支持部２２３ａと第２支持部２２３ｂとによって挟み込む形状に限定されない。光熱変換部材支持部２２３が単一の円錐状や円筒状や角筒状に形成された部材により形成されるものも本発明の一態様に含まれる。この場合、光熱変換部材支持部２２３のＺ軸−側の端部に熱伝導率が小さい酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のセラミックスを材料とする断熱材料により形成されたフランジを設け、このフランジに光熱変換部材２６を取り付けることができる。
In addition, it is also included in one aspect of the present invention that the end surface 223a1 of the first support part 223a and the projecting part 223b1 of the second support part 223b support the photothermal conversion member 26 by point contact, respectively. In this case, as shown in the plan view from the Z-axis side of the first support portion 223a in FIG. 4B, spherical point contact members 35 provided at predetermined angular intervals along the circumferential direction of the end surface 223a1. Each of them may be brought into point contact with the photothermal conversion member 26 via the. Similarly, the point contact members 35 may be provided at predetermined angular intervals along the circumferential direction in the projecting portion 223b1 of the second support portion 223b. The point contact member 35 is formed of a heat insulating material made of ceramics such as zirconium oxide, silicon nitride, and aluminum oxide. Of these materials, zirconium oxide has the highest heat insulating effect. With the above configuration, the heat converted by the light-to-heat conversion member 26 can be prevented from propagating to the outside of the capacitor mechanism 22 via the light-to-heat conversion member support 223, and the reduction in the heat treatment efficiency of the briquette S can be further suppressed. In addition, although the example shown in FIG.4 (b) has shown the example in which the eight point contact members 35 are each provided, the number of the point contact members 35 is not limited to eight pieces. In addition, the shape of the point contact member 35 is not limited to a spherical shape, and can take any shape that can realize point contact with the photothermal conversion member 26.
The photothermal conversion member support 223 is not limited to a shape sandwiched between the first support 223a and the second support 223b. The one in which the light-to-heat conversion member support 223 is formed by a member formed in a single conical shape, cylindrical shape, or rectangular tube shape is also included in one aspect of the present invention. In this case, a flange formed of a heat insulating material made of ceramics such as zirconium oxide, silicon nitride, aluminum oxide or the like having a low thermal conductivity is provided at the end on the Z-axis side of the photothermal conversion member support portion 223, and this flange The light-to-heat conversion member 26 can be attached.
−ブリケットストッカー２３−
図２に示すブリケットストッカー２３は、上述したように、内部に複数のブリケットＳを積層した状態で収容する収容部であり、底面（図２においてはＺ軸−側）には、後述するブリケット搬送部２４を構成する柱状部材２４１が通過するための開口が設けられている。ブリケットストッカー２３は、チャンバー２１の下部（Ｚ軸−側）に設けられたストッカー収容部２３１に複数個が収容される。ストッカー収容部２３１内には、複数のブリケットストッカー２３がストッカー保持部２３２によって着脱可能に保持される。ストッカー保持部２３２は、制御装置３０に制御された不図示のストッカー駆動装置によって軸Ｚａを中心として回転可能に構成される。複数のブリケットストッカー２３は軸Ｚａを中心とする円周上に配置され、ストッカー保持部２３２が回転することにより、ストッカー保持部２３２に保持された複数のブリケットストッカー２３のうちの一つが上述したチャンバー２１に設けられた搬入用開口２１１のＺ軸−側の位置（以後、搬送位置と呼ぶＰｔ）まで移送される。すなわち、搬送位置におけるブリケットストッカー２３に収容された全てのブリケットＳに対して加熱処理が終了した場合には、制御装置３０の制御に応じてストッカー保持部２３２が回転して、他のブリケットストッカー２３が搬送位置Ｐｔに移送される。したがって、ブリケットストッカー２３の交換作業を自動化することができる。
-Briquette stocker 23-
As described above, the briquette stocker 23 shown in FIG. 2 is an accommodating portion that accommodates a plurality of briquettes S stacked therein, and a briquette conveyance described later is provided on the bottom surface (Z-axis in FIG. 2). An opening through which the columnar member 241 constituting the portion 24 passes is provided. A plurality of briquette stockers 23 are accommodated in a stocker accommodating portion 231 provided at the lower portion (Z-axis-side) of the chamber 21. A plurality of briquette stockers 23 are detachably held by the stocker holding portion 232 in the stocker accommodating portion 231. The stocker holding portion 232 is configured to be rotatable about the axis Za by a stocker driving device (not shown) controlled by the control device 30. The plurality of briquette stockers 23 are arranged on a circumference centered on the axis Za, and when the stocker holding portion 232 rotates, one of the plurality of briquette stockers 23 held by the stocker holding portion 232 is the chamber described above. 21 is transferred to a position on the Z-axis side of the loading opening 211 provided in 21 (hereinafter referred to as a transport position Pt). That is, when the heating process is completed for all the briquettes S accommodated in the briquette stocker 23 at the transport position, the stocker holding portion 232 rotates according to the control of the control device 30, and the other briquette stockers 23 are rotated. Is transferred to the transport position Pt. Therefore, the replacement work of the briquette stocker 23 can be automated.
なお、ストッカー保持部２３２が回転することによりブリケットストッカー２３を搬送位置Ｐｔに移送するものに代えて、回転運動や並進運動を行うマニピュレータや、その他の種々の搬送機構によって、ストッカー保持部２３２から搬送位置Ｐｔまでブリケットストッカー２３を移送するものも本発明の一態様に含まれる。また、ブリケットストッカー２３を搬送位置Ｐｔまで移送するための機構を備えず、人力によりブリケットストッカー２３を搬送位置Ｐｔに取り付けるものも本発明の一態様に含まれる。
The stocker holding unit 232 is rotated to move the briquette stocker 23 to the transfer position Pt. The manipulator that performs rotational movement and translational movement and other various transfer mechanisms are used to transfer the stock from the stocker holding unit 232. What transfers the briquette stocker 23 to the position Pt is also included in one aspect of the present invention. Further, one aspect of the present invention includes a mechanism that does not include a mechanism for transporting the briquette stocker 23 to the transport position Pt and attaches the briquette stocker 23 to the transport position Pt by human power.
ストッカー収容部２３１のＺ軸−側には、排気装置２３３と連通部２３４とが設けられる。排気装置２３３は、真空ポンプやファンによって構成され、制御装置３０に制御されて駆動する。排気装置２３３および連通部２３４は、ブリケットストッカー２３の内部の気体を加熱処理位置Ｐｏから遠い側から外部に排出する。これにより、加熱処理位置Ｐｏに位置していないブリケットＳが加熱（予備加熱）されることにより発生する水蒸気や、その他のアウトガス等の不純物が、加熱処理位置Ｐｏや回収部２２Ａの側に流入することを防ぐことができる。制御装置３０により排気装置２３３が駆動されると、ブリケットストッカー２３内の気体は、上述した柱状部材２４１が通過するための開口を介して連通部２３４に流入し、ストッカー収容部２３１の外部に排出される。
An exhaust device 233 and a communication portion 234 are provided on the Z-axis-side of the stocker accommodating portion 231. The exhaust device 233 is configured by a vacuum pump or a fan, and is driven by being controlled by the control device 30. The exhaust device 233 and the communication part 234 exhaust the gas inside the briquette stocker 23 from the side far from the heat treatment position Po to the outside. As a result, water vapor generated by heating (preliminary heating) the briquette S that is not located at the heat treatment position Po and other impurities such as outgas flow into the heat treatment position Po and the recovery unit 22A side. Can be prevented. When the exhaust device 233 is driven by the control device 30, the gas in the briquette stocker 23 flows into the communication portion 234 through the opening through which the columnar member 241 passes, and is discharged to the outside of the stocker housing portion 231. Is done.
ブリケットストッカー２３は、搬送位置Ｐｔに移送された状態においては、ブリケットストッカー２３の延伸方向、すなわちブリケットＳが積層される方向（以後、積層方向と呼ぶ）がＺ軸方向に沿う。このため、搬送位置Ｐｔに移送されたブリケットストッカー２３内のブリケットＳの主平面は、ＸＹ平面に実質的に平行となる。ブリケットストッカー２３が搬送位置Ｐｔに移送されると、後述するブリケット搬送部２４によって複数のブリケットＳは積層状態を保持したまま、Ｚ軸＋方向へ搬送される。
When the briquette stocker 23 is transferred to the transport position Pt, the extending direction of the briquette stocker 23, that is, the direction in which the briquettes S are stacked (hereinafter referred to as the stacking direction) is along the Z-axis direction. For this reason, the main plane of the briquette S in the briquette stocker 23 transferred to the transport position Pt is substantially parallel to the XY plane. When the briquette stocker 23 is transferred to the transport position Pt, a plurality of briquettes S are transported in the Z axis + direction while maintaining the stacked state by a briquette transport unit 24 described later.
なお、ブリケットストッカー２３の延伸方向がＺ軸方向に沿うものに限定されず、Ｚ軸に対して傾きを有して延伸するものについても本発明の一態様に含まれる。この場合、複数のブリケットＳのうち一のブリケットＳの主平面の一部と、隣接する他のブリケットＳの主平面の一部とが互いに接触するように階段状に積層されることで、各ブリケットＳの主平面をＸＹ平面に実質的に平行となるように収容できる。複数のブリケットＳは、ブリケット搬送部２４により、上記の傾き方向に沿って、階段状の積層状態を保持したまま搬送される。
In addition, the extending | stretching direction of the briquette stocker 23 is not limited to what extends along a Z-axis direction, The thing extended with an inclination with respect to a Z-axis is also contained in 1 aspect of this invention. In this case, a part of the main plane of one briquette S among the plurality of briquettes S and a part of the main plane of another adjacent briquette S are stacked stepwise so that each The main plane of the briquette S can be accommodated so as to be substantially parallel to the XY plane. The plurality of briquettes S are transported by the briquette transport unit 24 while maintaining the stepped stacked state along the tilt direction.
ブリケット搬送部２４は、Ｚ軸方向に沿って延伸する柱状部材２４１と、柱状部材２４１をＺ軸方向に沿って駆動させる搬送部駆動装置（不図示）とにより構成される。柱状部材２４１は、制御装置３０により制御された搬送部駆動装置によってＺ軸＋方向に沿って駆動され、ブリケットストッカー２３の底面に設けられた開口を通過して、積層されているブリケットＳのうち最もＺ軸−側に収容されているブリケットＳの下面を押圧する。これにより、積層された複数のブリケットＳはＺ軸−側から力を受け、Ｚ軸＋方向に積層方向に沿って移動する。なお、ブリケットストッカー２３がＺ軸に対して傾きを有して延伸している場合には、柱状部材２４１もブリケットストッカー２３の延伸方向に沿って駆動される。また、ブリケットストッカー２３の底面に開口を設けるものに代えて、底面がブリケットストッカー２３の内部を延伸方向に沿って駆動可能に構成されるものについても本発明の一態様に含まれる。この場合、柱状部材２４１はブリケットストッカー２３の底面をＺ軸−側から押圧することにより、底面を駆動させればよい。
The briquette transport unit 24 includes a columnar member 241 that extends along the Z-axis direction, and a transport unit driving device (not shown) that drives the columnar member 241 along the Z-axis direction. The columnar member 241 is driven along the Z-axis + direction by the transport unit driving device controlled by the control device 30, passes through an opening provided on the bottom surface of the briquette stocker 23, and is stacked among the briquettes S The lower surface of the briquette S accommodated most on the Z-axis side is pressed. Thereby, the laminated briquettes S receive a force from the Z axis − side and move along the laminating direction in the Z axis + direction. When the briquette stocker 23 extends with an inclination with respect to the Z axis, the columnar member 241 is also driven along the extending direction of the briquette stocker 23. Moreover, it replaces with what provides an opening in the bottom face of briquette stocker 23, and what comprises the bottom face so that the inside of briquette stocker 23 can be driven along an extending | stretching direction is also contained in 1 aspect of this invention. In this case, the columnar member 241 may drive the bottom surface by pressing the bottom surface of the briquette stocker 23 from the Z-axis side.
−保持部材２５−
保持部材２５は、上述したように第１案内部２２２ａと第２案内部２２２ｂとの間に設けられ、制御装置３０による制御に従って、保持部材駆動装置（不図示）によって第１案内部２２２ａ上をＸ軸に沿って移動することにより、保持開口２５１を加熱処理位置Ｐｏと廃棄位置Ｐｄとの何れかに位置させる。図３は、保持開口２５１が加熱処理位置Ｐｏに位置している状態を示している。図３に示すように、保持部材２５のＸ軸＋側の第１領域２５ＡのＺ軸方向の厚みは、Ｘ軸方向−側の第２領域２５ＢのＺ軸方向の厚みと比べて小さく形成されている。第２領域２５ＢのＺ軸方向の厚みは、第１案内部２２２ａと第２案内部２２２ｂとがＺ軸方向に沿って形成する間隔を適度な接合で移動可能となるように設定される。
-Holding member 25-
As described above, the holding member 25 is provided between the first guide portion 222a and the second guide portion 222b, and is moved on the first guide portion 222a by a holding member driving device (not shown) according to control by the control device 30. By moving along the X axis, the holding opening 251 is positioned at either the heat treatment position Po or the disposal position Pd. FIG. 3 shows a state where the holding opening 251 is located at the heat treatment position Po. As shown in FIG. 3, the thickness in the Z-axis direction of the first region 25A on the X axis + side of the holding member 25 is formed smaller than the thickness in the Z-axis direction of the second region 25B on the X axis direction-side. ing. The thickness of the second region 25B in the Z-axis direction is set so that the interval formed between the first guide part 222a and the second guide part 222b along the Z-axis direction can be moved with appropriate joining.
保持開口２５１は第１領域２５Ａに形成される。上述したように、第１領域２５ＡのＺ軸方向の厚みは、第２領域２５ＢのＺ軸方向の厚みと比べて小さいので、第１領域２５Ａと第２案内部２２２ｂとの間には、Ｚ軸方向に沿って段差が生じる。したがって、加熱処理によりブリケットＳから発生したマグネシウム蒸気は、第１領域２５Ａと第２案内部２２２ｂとの段差および第２案内部２２２ｂに形成された切欠きに案内されて、Ｘ軸＋側へ進行し、上述したよう冷却フィン３２に捕集される。
The holding opening 251 is formed in the first region 25A. As described above, since the thickness of the first region 25A in the Z-axis direction is smaller than the thickness of the second region 25B in the Z-axis direction, there is no Z between the first region 25A and the second guide portion 222b. There is a step along the axial direction. Accordingly, the magnesium vapor generated from the briquette S by the heat treatment is guided to the step between the first region 25A and the second guide portion 222b and the notch formed in the second guide portion 222b, and proceeds to the X axis + side. Then, it is collected by the cooling fin 32 as described above.
ブリケットＳの加熱処理が終了すると、保持部材２５は保持部材駆動装置によりＸ軸−側へ移動し、保持開口２５１が廃棄位置Ｐｄに位置する。すなわち、保持開口２５１は残渣収容部２７に対してＺ軸＋側に位置する。保持部材２５がＸ軸−側へ移動することにより、第１領域２５ＡもＸ軸−側へ移動し、第１領域２５Ａの一部が加熱処理位置Ｐｏに位置する。加熱処理位置Ｐｏは保持部材２５の第１領域２５Ａにより閉鎖されるので、コンデンサ機構２２とブリケットストッカー２３とが隔離される。このため、予備加熱により発生した不純物を含む蒸気がコンデンサ機構２２に混入することを防止できる。
When the heating process of the briquette S is completed, the holding member 25 is moved to the X axis-side by the holding member driving device, and the holding opening 251 is located at the disposal position Pd. That is, the holding opening 251 is located on the Z axis + side with respect to the residue containing portion 27. When the holding member 25 moves to the X axis-side, the first area 25A also moves to the X axis-side, and a part of the first area 25A is located at the heat treatment position Po. Since the heat treatment position Po is closed by the first region 25A of the holding member 25, the capacitor mechanism 22 and the briquette stocker 23 are isolated. For this reason, it can prevent that the vapor | steam containing the impurity which generate | occur | produced by preheating mixes in the capacitor | condenser mechanism 22. FIG.
保持部材２５の保持開口２５１が廃棄位置Ｐｄに位置すると、押圧部材２５２を用いてＺ軸＋側からブリケットＳに力を加えることにより、保持開口２５１から脱落させる。保持開口２５１から脱落したブリケットＳは連通部２７１を通過して残渣収容部２７に収容される。
When the holding opening 251 of the holding member 25 is positioned at the disposal position Pd, the pressing member 252 is used to apply a force to the briquette S from the Z axis + side, thereby dropping the holding opening 251 from the holding opening 251. The briquette S dropped from the holding opening 251 passes through the communication portion 271 and is stored in the residue storage portion 27.
−光熱変換部材２６−
光熱変換部材２６は、上述したように２つの互いに平行な主平面を有する円板状に形成され、第１面２６ａには、集光部１０から窓部材２８を通過した太陽光が集光する。光熱変換部材２６が光熱変換部材支持部２２３によって支持されることにより、光熱変換部材２６の第２面２６ｂが上記のコンデンサ機構２２の面ＰＬに位置している。すなわち、光熱変換部材２６の第２面２６ｂは、加熱処理位置Ｐｏに搬送されたブリケットＳの上面（Ｚ軸＋側）と適度な隙間を介して平行に対向する。なお、第２面２６ｂとブリケットＳのＺ軸＋側の主平面とが平行に設けられるものに限定されず、第２面２６ｂとブリケットＳのＺ軸＋側の主平面とのうちの一方が他方に対して傾きを有しているものも本発明の一態様に含まれる。また、光熱変換部材２６の第２面２６ｂは、ブリケットＳのＺ軸＋側の主平面と隙間を介して対向するものに限定されず、第２面２６ｂとブリケットＳのＺ軸＋側の主平面とが接触する位置に光熱変換部材２６が設けられるものも本発明の一態様に含まれる。また、光熱変換部材２６の第２面２６ｂと加熱処理位置Ｐｏに搬送されたブリケットＳの上面との間の上記隙間は、加熱処理により発生したマグネシウム蒸気をＸ軸＋側へ進行させるための間隔として確保される。
-Photothermal conversion member 26-
As described above, the photothermal conversion member 26 is formed in a disk shape having two mutually parallel main planes, and the sunlight that has passed through the window member 28 from the light collecting unit 10 is collected on the first surface 26a. . Since the photothermal conversion member 26 is supported by the photothermal conversion member support portion 223, the second surface 26b of the photothermal conversion member 26 is located on the surface PL of the capacitor mechanism 22. That is, the second surface 26b of the photothermal conversion member 26 faces the upper surface (Z axis + side) of the briquette S conveyed to the heat treatment position Po in parallel with an appropriate gap. The second surface 26b and the main plane on the Z axis + side of the briquette S are not limited to be provided in parallel. One of the second surface 26b and the main plane on the Z axis + side of the briquette S is Those having an inclination with respect to the other are also included in one embodiment of the present invention. Further, the second surface 26b of the photothermal conversion member 26 is not limited to the one facing the main plane on the Z axis + side of the briquette S via a gap, and the second surface 26b and the main surface on the Z axis + side of the briquette S are not limited. A structure in which the light-to-heat conversion member 26 is provided at a position where the flat surface comes into contact is also included in one embodiment of the present invention. In addition, the gap between the second surface 26b of the photothermal conversion member 26 and the upper surface of the briquette S conveyed to the heat treatment position Po is an interval for causing magnesium vapor generated by the heat treatment to advance to the X axis + side. As ensured.
光熱変換部材２６は、上記のようにブリケットＳのＺ軸＋側に適度な隙間を介して、Ｚ軸＋側の壁面に取り付けられた光熱変換部材支持部２２３により支持される。すなわち光熱変換部材２６は、光熱変換部材支持部２２３とともに、ブリケットＳを加熱処理するコンデンサ機構２２の内部（すなわちブリケットＳが加熱処理を受ける空間）を、外部（すなわち窓部材２８が設けられた空間）から隔離する。このため、ブリケットＳから発生したマグネシウム蒸気が光熱変換部材のＺ軸＋側の空間に侵入し、冷却されて窓部材２８に付着することを防ぐことができる。
The light-to-heat conversion member 26 is supported by the light-to-heat conversion member support portion 223 attached to the wall surface on the Z axis + side via an appropriate gap on the Z axis + side of the briquette S as described above. That is, the light-to-heat conversion member 26, together with the light-to-heat conversion member support 223, is disposed outside the capacitor mechanism 22 that heat-treats the briquette S (that is, the space where the briquette S undergoes heat-treatment) and outside (ie, the space provided with the window member 28). ). For this reason, it is possible to prevent the magnesium vapor generated from the briquette S from entering the space on the Z-axis + side of the photothermal conversion member and being cooled and attached to the window member 28.
図５に光熱変換部材２６の外観形状を示す。図５（ａ）は光熱変換部材２６をＺ軸−側から見た平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図５に示すように、光熱変換部材２６の第２面２６ｂには、Ｘ軸方向に沿って延在する複数の溝部２６１が形成される。光熱変換部材２６の第２面２６ｂには凹凸が形成されても良い。第２面２６ｂに凹凸を形成することにより表面積を増加させて、第２面２６ｂから輻射される熱の量を増加させる効果が期待できる。図５に示す例では、光熱変換部材２６の第２面２６ｂには、Ｘ軸方向に沿って延在する複数の溝部２６１が形成される。すなわち、第２面２６ｂは、溝部２６１に対応する凹部と、溝部２６１が形成されることにより相対的に形成される凸部とを有する。なお、光熱変換部材２６に形成される凹凸は、Ｘ軸方向に沿って延在する溝部２６１により第２面２６ｂに凹凸が形成されるものに限定されない。異なる複数の方向に沿って延在する複数の溝部を凹部とするものや、環状の溝部を凹部とするものや、複数の離散的な凹部を形成することによって第２面２６ｂに凹凸を構成するもの、第２面２６ｂに複数のうねりを形成することにより凹凸を構成するものも本発明の一態様に含まれる。
FIG. 5 shows the external shape of the photothermal conversion member 26. FIG. 5A is a plan view of the photothermal conversion member 26 viewed from the Z-axis side, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 5, a plurality of grooves 261 extending along the X-axis direction are formed on the second surface 26 b of the photothermal conversion member 26. Irregularities may be formed on the second surface 26 b of the photothermal conversion member 26. By forming irregularities on the second surface 26b, an effect of increasing the surface area and increasing the amount of heat radiated from the second surface 26b can be expected. In the example illustrated in FIG. 5, the second surface 26 b of the photothermal conversion member 26 is formed with a plurality of groove portions 261 extending along the X-axis direction. That is, the second surface 26b has a concave portion corresponding to the groove portion 261 and a convex portion relatively formed by forming the groove portion 261. In addition, the unevenness | corrugation formed in the photothermal conversion member 26 is not limited to what the unevenness | corrugation is formed in the 2nd surface 26b by the groove part 261 extended along an X-axis direction. Concavities and convexities are formed on the second surface 26b by forming a plurality of grooves extending along a plurality of different directions as recesses, forming an annular groove as a recess, or forming a plurality of discrete recesses. One aspect of the present invention also includes an unevenness formed by forming a plurality of undulations on the second surface 26b.
溝部２６１は、深さ、すなわちＺ軸方向の長さが光熱変換部材２６のＺ軸方向の厚さの１／２〜１／５に形成することができる。溝部２６１の幅、すなわちＹ軸方向に沿った長さは、溝部２６１の深さ、すなわちＺ軸方向の長さ以上に形成される。すなわち、第２面２６ｂは、溝部２６１に対応する凹部と、溝部２６１が形成されることにより相対的に形成される凸部とを有する。上記の通り溝部２６１はＸ軸方向に沿って延在するので、凸部もＸ軸方向に沿って延在する。光熱変換部材２６の第２面２６ｂに形成された上記の溝部２６１は、加熱処理によりブリケットＳから生成したマグネシウム蒸気がＸ軸＋方向へ進行させるための案内として機能する。
The groove portion 261 can be formed so that the depth, that is, the length in the Z-axis direction is 1/2 to 1/5 of the thickness of the photothermal conversion member 26 in the Z-axis direction. The width of the groove portion 261, that is, the length along the Y-axis direction is formed to be greater than the depth of the groove portion 261, that is, the length in the Z-axis direction. That is, the second surface 26b has a concave portion corresponding to the groove portion 261 and a convex portion relatively formed by forming the groove portion 261. Since the groove part 261 extends along the X-axis direction as described above, the convex part also extends along the X-axis direction. The groove portion 261 formed on the second surface 26b of the light-to-heat conversion member 26 functions as a guide for causing the magnesium vapor generated from the briquette S by the heat treatment to advance in the X axis + direction.
なお、溝部２６１は、図５に示すように、Ｘ軸−側の外縁部には形成されない。このため、ブリケットＳから生成したマグネシウム蒸気がＸ軸−側へ進行することを防ぎ、発生したマグネシウム蒸気を効率よくＸ軸＋側へ案内できるので、マグネシウムの生産性向上に寄与する。なお、複数の溝部２６１が形成されるものに限定されず、一つの溝部２６１が形成される場合についても本発明の一態様に含まれる。また、溝部２６１の断面は、図５に示す矩形であるものに限定されず、弧状や楔形等に形成されるものについても本発明の一態様に含まれる。
In addition, the groove part 261 is not formed in the outer edge part by the side of the X-axis as shown in FIG. For this reason, it can prevent that the magnesium vapor | steam produced | generated from the briquette S advances to the X-axis-side, and can guide the generated magnesium vapor to the X-axis + side efficiently, which contributes to an improvement in magnesium productivity. Note that the present invention is not limited to the case where a plurality of groove portions 261 are formed, and the case where one groove portion 261 is formed is also included in one embodiment of the present invention. In addition, the cross section of the groove portion 261 is not limited to the rectangular shape illustrated in FIG. 5, and the one formed in an arc shape, a wedge shape, or the like is also included in one embodiment of the present invention.
以上で説明した加熱処理装置１の動作について説明する。
制御装置３０は、太陽の位置を示すデータに基づいて主鏡１０１が太陽と対向するための駆動量を算出し、第１回転機構４０２および／または第２回転機構４０３を制御して、駆動量に応じて集光部１０を水平方向および／または俯仰方向に駆動させて、集光部１０および処理部２０に一体で太陽を追尾させる。なお、制御装置３０は、以下の動作が行われている間も、常に太陽を追尾するための制御を行う。
Operation | movement of the heat processing apparatus 1 demonstrated above is demonstrated.
The control device 30 calculates a driving amount for the primary mirror 101 to face the sun based on data indicating the position of the sun, and controls the first rotating mechanism 402 and / or the second rotating mechanism 403 to drive the driving amount. Accordingly, the light collecting unit 10 is driven in the horizontal direction and / or the elevation direction, and the sun is integrally tracked by the light collecting unit 10 and the processing unit 20. The control device 30 always performs control for tracking the sun even during the following operations.
制御装置３０は、ストッカー駆動装置を動作させ、複数のブリケットＳが積層されたブリケットストッカー２３が複数個保持されたストッカー保持部２３２を軸Ｚａを中心として回転させ、複数のブリケットストッカー２３のうちの一つを搬送位置Ｐｔに移送する。制御装置３０は回収部２２Ａ側に接続された排気装置と、ストッカー収容部２３１に接続された排気装置２３３とを作動させる。なお、ブリケットストッカー２３の搬送位置への移送と、排気装置の作動開始との何れを先に行っても良いし、同時に行っても良い。
The control device 30 operates the stocker driving device to rotate the stocker holding portion 232 holding a plurality of briquette stockers 23 in which a plurality of briquettes S are stacked around the axis Za, and among the plurality of briquette stockers 23 One is transferred to the transfer position Pt. The control device 30 operates the exhaust device connected to the collection unit 22A side and the exhaust device 233 connected to the stocker storage unit 231. Note that either the transfer of the briquette stocker 23 to the transfer position and the start of the operation of the exhaust device may be performed first or simultaneously.
ブリケットストッカー２３が搬送位置Ｐｔに移送されると、ブリケット搬送部２４の搬送部駆動装置に柱状部材２４１をＺ軸＋方向へ駆動させて、ブリケットＳを積層状態を保ったままＺ軸＋側へ搬送する。積層されたブリケットＳのうち、最上層、すなわちＺ軸＋側端部のブリケットＳが加熱処理位置Ｐｏに位置すると、制御装置３０は柱状部材２４１の駆動を停止させる。なお、ブリケットＳが加熱処理位置Ｐｏに位置したか否かを判定するために、加熱処理位置Ｐｏの近傍にセンサを設け、制御装置３０がセンサからの検出信号出力を得た時に柱状部材２４１の駆動を停止させても良い。または、制御装置３０が搬送部駆動装置へ出力するパルス数をカウントすることによって、制御装置３０はブリケットＳが加熱処理位置Ｐｏに位置したか否かを判定しても良い。
When the briquette stocker 23 is transferred to the transport position Pt, the transport unit driving device of the briquette transport unit 24 drives the columnar member 241 in the Z-axis + direction so that the briquette S is kept in the stacked state toward the Z-axis + side. Transport. Of the stacked briquettes S, when the uppermost layer, that is, the briquette S at the Z-axis + side end is located at the heat treatment position Po, the control device 30 stops driving the columnar member 241. In order to determine whether or not the briquette S is located at the heat treatment position Po, a sensor is provided in the vicinity of the heat treatment position Po, and when the control device 30 obtains a detection signal output from the sensor, the columnar member 241 The driving may be stopped. Alternatively, the control device 30 may determine whether or not the briquette S is positioned at the heat treatment position Po by counting the number of pulses output from the control device 30 to the transport unit driving device.
加熱処理位置Ｐｏに位置したブリケットＳは、上述した保持部材２５の保持開口２５１によって外縁を保持される。この状態において、集光部１０により導かれた太陽光が光熱変換部材２６により熱に変換され、光熱変換部材２６の第２面２６ｂから熱が輻射される。上述したように、光熱変換部材２６は加熱処理位置Ｐｏの近傍に設けられているので、輻射熱により保持部材２５に保持されたブリケットＳが加熱処理される。加熱処理によりブリケットＳがマグネシウムの沸点（１１０７℃）を超える温度にまで加熱され、還元反応によりブリケットＳからマグネシウム蒸気が発生する。発生したマグネシウム蒸気は、光熱変換部材２６の第２面２６ｂに形成された溝部２６１を通ってＸ軸＋方向へ進行する。マグネシウム蒸気は、コンデンサ機構２２の回収部２２Ａに設けられた冷却フィン３２によって冷却され、液体または固体として捕集される。
The briquette S located at the heat treatment position Po is held at the outer edge by the holding opening 251 of the holding member 25 described above. In this state, sunlight guided by the light collecting unit 10 is converted into heat by the photothermal conversion member 26, and heat is radiated from the second surface 26 b of the photothermal conversion member 26. As described above, since the photothermal conversion member 26 is provided in the vicinity of the heat treatment position Po, the briquette S held by the holding member 25 is heat-treated by radiant heat. The briquette S is heated to a temperature exceeding the boiling point of magnesium (1107 ° C.) by the heat treatment, and magnesium vapor is generated from the briquette S by the reduction reaction. The generated magnesium vapor travels in the X axis + direction through the groove portion 261 formed on the second surface 26 b of the photothermal conversion member 26. The magnesium vapor is cooled by the cooling fins 32 provided in the recovery unit 22A of the capacitor mechanism 22 and collected as a liquid or a solid.
加熱処理位置Ｐｏに位置するブリケットＳが加熱処理されている間、複数のブリケットＳは、それぞれ別のブリケットＳの主平面と互いに接触した積層状態を維持している。このため、加熱処理されているブリケットＳに作用する熱が、互いに接触する主平面を介してＺ軸−側に積層されているブリケットＳに伝播する。この結果、積層状態の複数のブリケットＳのうち少なくとも上部（Ｚ軸＋側）に位置する一部のブリケットＳは、伝播した熱により加熱される。すなわち、加熱処理位置Ｐｏにて加熱処理を受ける前に、予備加熱される。予備加熱によりブリケットＳから発生しブリケットストッカー２３に流入した不純物を含む蒸気は、排気装置に２３３より排気され、ブリケットストッカー２３の底面に設けられた柱状部材２４１が通過するための開口を介して連通部２３４に流入し、ストッカー収容部２３１の外部に排出される。
While the briquette S positioned at the heat treatment position Po is being heat-treated, the plurality of briquettes S maintain a stacked state in contact with the main plane of each of the other briquettes S. For this reason, the heat | fever which acts on the briquette S currently heat-processed propagates to the briquette S laminated | stacked on the Z-axis side via the main plane which mutually contacts. As a result, some briquettes S located at least on the upper side (Z axis + side) among the plurality of stacked briquettes S are heated by the propagated heat. That is, preheating is performed before the heat treatment at the heat treatment position Po. Vapor containing impurities generated from the briquette S by preheating and flowing into the briquette stocker 23 is exhausted from the exhaust device 233 and communicated through an opening through which the columnar member 241 provided on the bottom surface of the briquette stocker 23 passes. It flows into the portion 234 and is discharged to the outside of the stocker accommodating portion 231.
加熱処理位置ＰｏにてブリケットＳが保持部材２５により保持されると、制御装置３０は、時間計測を開始し、所定時間が経過すると、ブリケットＳに対する加熱処理が終了したと判定する。所定時間はブリケットＳが加熱処理を受ける際の温度等に基づいて、実験的に設定しておくことができる。
When the briquette S is held by the holding member 25 at the heat treatment position Po, the control device 30 starts measuring time, and determines that the heat treatment for the briquette S has ended when a predetermined time has elapsed. The predetermined time can be set experimentally based on the temperature when the briquette S is subjected to heat treatment.
制御装置３０は、所定時間が経過したことによってブリケットＳの加熱処理が終了したと判定すると、保持部材駆動装置により保持部材２５をＸ軸−方向に沿って移動させ、保持開口２５１を廃棄位置Ｐｄに位置させる。保持開口２５１が廃棄位置Ｐｄに位置すると、制御装置３０は、押圧部材２５２を動作せることにより、ブリケットＳを保持開口２５１から脱落させ、脱落したブリケットＳは残渣収容部２７に収容される。脱落したブリケットＳの収容が終わると、制御装置３０は、保持部材駆動装置により保持部材２５をＸ軸＋方向に沿って移動させ、保持開口２５１を加熱処理位置Ｐｏに位置させる。制御装置３０は、ブリケット搬送部２４の搬送部駆動装置に対して、柱状部材２４１をＺ軸＋方向へ駆動させて、積層されたブリケットＳのうち、最上層のブリケットＳが加熱処理位置Ｐｏに位置させて、柱状部材２４１の駆動を停止させる。以後、同様の動作を繰り返し、ブリケットストッカー２３内に積層して収容された全てのブリケットＳに対して加熱処理を行わせる。
When the control device 30 determines that the heating process of the briquette S has been completed because a predetermined time has elapsed, the holding member driving device moves the holding member 25 along the X-axis direction, and the holding opening 251 is moved to the disposal position Pd. To be located. When the holding opening 251 is positioned at the disposal position Pd, the control device 30 operates the pressing member 252 to drop the briquette S from the holding opening 251, and the dropped briquette S is stored in the residue storage portion 27. When accommodation of the dropped briquette S is completed, the control device 30 moves the holding member 25 along the X axis + direction by the holding member driving device, and positions the holding opening 251 at the heat treatment position Po. The control device 30 drives the columnar member 241 in the Z-axis + direction with respect to the transport unit driving device of the briquette transport unit 24, and among the stacked briquettes S, the uppermost briquette S is at the heat treatment position Po. Then, the driving of the columnar member 241 is stopped. Thereafter, the same operation is repeated, and all the briquettes S stacked and accommodated in the briquette stocker 23 are heated.
ブリケットストッカー２３内の全てのブリケットＳに対する加熱処理が終了すると、制御装置３０は、ストッカー駆動装置を動作させ、ストッカー保持部２３２を回転軸Ｚａを中心として回転させ、他のブリケットストッカー２３を搬送位置Ｐｔに移送する。新たに搬送位置Ｐｔに移送されたブリケットストッカー２３に収容されたブリケットＳに対しても、制御装置３０が上記と同様の動作を行うことにより、加熱処理が行われる。なお、制御装置３０は、ブリケットＳを加熱処理位置Ｐｏに搬送するごとに間欠的に駆動される柱状部材２４１の駆動回数をカウントし、駆動回数がブリケットストッカー２３に収容されたブリケットＳの個数に達すると、全てのブリケットＳに対する処理が行われたと判定することができる。
When the heating process for all the briquettes S in the briquette stocker 23 is completed, the control device 30 operates the stocker driving device, rotates the stocker holding portion 232 about the rotation axis Za, and moves the other briquette stocker 23 to the transport position. Transfer to Pt. Also for the briquette S accommodated in the briquette stocker 23 newly transferred to the transport position Pt, the control device 30 performs the same operation as described above, so that the heat treatment is performed. The control device 30 counts the number of times the columnar member 241 is driven intermittently every time the briquette S is transported to the heat treatment position Po, and the number of times of driving is equal to the number of briquettes S accommodated in the briquette stocker 23. When it reaches, it can be determined that the processing for all the briquettes S has been performed.
上述した実施の形態による加熱処理装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）保持部材２５は、ブリケットＳを加熱処理するための加熱処理位置ＰｏにてブリケットＳを保持する。したがって、加熱処理位置ＰｏのブリケットＳは加熱処理中に光熱変換部材２６との相対位置関係が変化しないので、ブリケットＳの加熱処理を安定して行うことができる。加熱処理装置１がマグネシウム精錬装置の場合には、ブリケットＳからマグネシウム蒸気を安定して発生させることができるので、相対位置の変化により加熱される位置が一定とならない場合と比較して、加熱処理の効率の向上させることができる。
According to the heat treatment apparatus according to the above-described embodiment, the following operational effects can be obtained.
(1) The holding member 25 holds the briquette S at the heat treatment position Po for heating the briquette S. Therefore, since the relative positional relationship between the briquette S at the heat treatment position Po and the photothermal conversion member 26 does not change during the heat treatment, the heat treatment of the briquette S can be performed stably. When the heat treatment apparatus 1 is a magnesium smelting apparatus, magnesium vapor can be stably generated from the briquette S, so that the heat treatment is performed as compared with the case where the position to be heated is not constant due to the change in the relative position. Efficiency can be improved.
（２）保持部材２５はブリケットＳの外縁を保持する。したがって、ブリケットＳの主平面を保持する場合と比較して、光熱変換部材２６からの輻射熱を受ける面積が減少したり、Ｚ軸−側に積層された他のブリケットＳへの熱の伝搬を妨げたりすることが無いので、加熱処理の効率を向上させることができる。
(2) The holding member 25 holds the outer edge of the briquette S. Therefore, compared with the case where the main plane of the briquette S is held, the area receiving the radiant heat from the photothermal conversion member 26 is reduced, or the propagation of heat to the other briquettes S stacked on the Z-axis side is hindered. Therefore, the efficiency of the heat treatment can be improved.
（３）保持部材２５はブリケットＳの外縁の形状に対応する保持開口２５１を有し、保持開口２５１の内側のブリケットＳを保持する。したがって、簡単な構成にてブリケットＳを保持して、ブリケットＳに対する加熱処理の効率を向上させることができる。
(3) The holding member 25 has a holding opening 251 corresponding to the shape of the outer edge of the briquette S, and holds the briquette S inside the holding opening 251. Therefore, the briquette S can be held with a simple configuration, and the efficiency of the heat treatment for the briquette S can be improved.
（４）保持部材２５は板状の部材により構成される。したがって、保持部材２５として複雑な構成を設ける必要がないので、簡単な構成を用いて加熱処理の効率の向上させることができる。
(4) The holding member 25 is configured by a plate-like member. Therefore, since it is not necessary to provide a complicated configuration as the holding member 25, the efficiency of the heat treatment can be improved using a simple configuration.
（５）保持部材２５は、ブリケットＳを加熱処理位置Ｐｏから排出する。したがって、ブリケットＳを加熱処理位置Ｐｏから排出するための部材を別途設ける必要が無くなり、装置を簡単に構成できる。
(5) The holding member 25 discharges the briquette S from the heat treatment position Po. Therefore, it is not necessary to separately provide a member for discharging the briquette S from the heat treatment position Po, and the apparatus can be configured simply.
（６）保持部材２５はブリケットＳの主平面と平行なＸ軸方向に移動して、ブリケットＳを排出する。したがって、保持部材２５がＺ軸方向に移動するような機構に比べ、処理部２０はＺ軸方向に沿って小型化できる。
(6) The holding member 25 moves in the X-axis direction parallel to the main plane of the briquette S and discharges the briquette S. Therefore, the processing unit 20 can be downsized along the Z-axis direction as compared with a mechanism in which the holding member 25 moves in the Z-axis direction.
（７）保持部材２５は、ブリケットストッカー２３に積層して収容された複数のブリケットＳのうち少なくとも加熱処理位置Ｐｏに最も近いブリケットＳを保持する。したがって、加熱処理中のブリケットＳは光熱変換部材２６との相対位置を変えることがなくなり、ブリケットＳの主平面の全域にわたって加熱処理を行い、加熱処理の効率を向上させることができる。加熱処理装置１がマグネシウム精錬装置の場合には、ブリケットＳの主平面の全域からマグネシウム蒸気を発生させ、マグネシウムの生成量を増加させることができる。
(7) The holding member 25 holds at least the briquette S closest to the heat treatment position Po among the plurality of briquettes S stacked and accommodated on the briquette stocker 23. Therefore, the briquette S during the heat treatment does not change the relative position with the light-to-heat conversion member 26, and the heat treatment is performed over the entire main plane of the briquette S, so that the efficiency of the heat treatment can be improved. When the heat treatment apparatus 1 is a magnesium refining apparatus, magnesium vapor can be generated from the entire main plane of the briquette S, and the amount of magnesium produced can be increased.
（８）集光部１０は、加熱処理位置Ｐｏの近傍に配置された光熱変換部材２６に太陽光を集光して照射する。したがって、集光した太陽光から変換した熱が、光熱変換部材２６のＺ軸−側の主平面から輻射されることによってブリケットＳを加熱するので、ブリケットＳよりも光熱変換効率が高い材料で光熱変換部材２６を構成することにより、ブリケットＳに太陽光を集光させる場合と比較して、加熱処理の効率を向上させることができる。加熱処理装置１がマグネシウム精錬装置の場合は、マグネシウムの生成量を増加させることができる。
(8) The condensing part 10 condenses and irradiates sunlight to the photothermal conversion member 26 arrange | positioned in the vicinity of the heat processing position Po. Therefore, since the heat converted from the concentrated sunlight is radiated from the main plane on the Z-axis side of the light-to-heat conversion member 26, the briquette S is heated. By configuring the conversion member 26, the efficiency of the heat treatment can be improved as compared with the case where sunlight is condensed on the briquette S. When the heat processing apparatus 1 is a magnesium refining apparatus, the production amount of magnesium can be increased.
（９）保持部材２５は炭素材料であるグラファイトを成形して製造される。したがって、加熱処理温度が高温である場合においても、ブリケットＳを機械的・化学的に安定に保持することができる。
（１０）集光部１０と保持部材２５が相対的な位置関係を維持したままで一体で太陽を追尾するので、太陽の方位や高度が変化した場合においても、集光部１０の出射光束とブリケットＳとの位置関係は変化せず、安定して加熱処理を行うことができる。
(9) The holding member 25 is manufactured by molding graphite, which is a carbon material. Therefore, even when the heat treatment temperature is high, the briquette S can be stably held mechanically and chemically.
(10) Since the light collecting unit 10 and the holding member 25 track the sun integrally while maintaining the relative positional relationship, even when the sun's orientation and altitude change, The positional relationship with the briquette S does not change, and the heat treatment can be performed stably.
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）加熱処理装置１はコンデンサ機構２２を有さず、チャンバー２１内にてブリケットＳに対して加熱処理を行うことができる。この場合、収容部や光熱変換部材は、チャンバー２１やその他の部材に適宜固定してもよい。ブリケットＳから気体や金属の蒸気が発生する場合には、チャンバー２１の内部を減圧・排気する排気装置を用いて、チャンバー２１の外部に排気することによって、気体や金属が窓部材２８に付着することを防ぎ、作用効果（２）と同様の効果を得ることができる。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(1) The heat treatment apparatus 1 does not have the capacitor mechanism 22, and can heat the briquette S in the chamber 21. In this case, the housing part and the photothermal conversion member may be appropriately fixed to the chamber 21 and other members. When gas or metal vapor is generated from the briquette S, the gas or metal adheres to the window member 28 by exhausting the interior of the chamber 21 to the outside of the chamber 21 using an exhaust device that decompresses and exhausts the interior of the chamber 21. This can be prevented and the same effect as the effect (2) can be obtained.
（２）光熱変換部材２６が光熱変換部材支持部２２３によって支持されない、すなわち処理部２０が光熱変換部材支持部２２３を有していない構造についても本発明の一態様に含まれる。コンデンサ機構２２のＺ軸＋側の内壁近傍にてブリケットＳを加熱処理する場合、光熱変換部材支持部２２３を備えることなく、光熱変換部材２６をコンデンサ機構２２に取付けることができる。上記（１）の加熱処理装置１のようにコンデンサ機構２２を備えていない場合には、光熱変換部材２６をチャンバー２１のＺ軸＋側の内壁または外壁に取付けてブリケットＳをブリケットＳチャンバー２１のＺ軸＋側の内壁近傍にて加熱処理することにより、光熱変換部材支持部２２３を備えない構造とすることができる。この場合であっても、光熱変換部材２６は、窓部材２８を含む空間とブリケットＳを含む空間とを隔離できるので、上述した作用効果（２）と同様の効果を得ることができる。
(2) A structure in which the light-to-heat conversion member 26 is not supported by the light-to-heat conversion member support 223, that is, the structure in which the processing unit 20 does not have the light-to-heat conversion member support 223 is also included in one aspect of the present invention. When the briquette S is heat-processed in the vicinity of the inner wall on the Z axis + side of the capacitor mechanism 22, the photothermal conversion member 26 can be attached to the capacitor mechanism 22 without providing the photothermal conversion member support portion 223. When the condenser mechanism 22 is not provided as in the heat treatment apparatus 1 of (1) above, the photothermal conversion member 26 is attached to the inner wall or the outer wall on the Z axis + side of the chamber 21 and the briquette S is attached to the briquette S chamber 21. By performing heat treatment in the vicinity of the inner wall on the Z axis + side, a structure without the photothermal conversion member support portion 223 can be obtained. Even in this case, since the photothermal conversion member 26 can isolate the space including the window member 28 and the space including the briquette S, the same effect as the above-described operational effect (2) can be obtained.
（３）集光部１０は、主鏡１０１および副鏡１０２を有するカセグレン光学系によって構成されるものに限定されず、太陽光を処理部２０に集光させてブリケットＳを加熱処理することが可能となるあらゆる構造を有することができる。たとえば、集光部１０は複数の平面鏡のそれぞれから反射された反射光を一点に重ね合わせて集光するヘリオスタット方式を用いてもよい。
(3) The condensing part 10 is not limited to what is comprised by the Cassegrain optical system which has the primary mirror 101 and the secondary mirror 102, Condensing sunlight to the process part 20, and heat-treating the briquette S It can have any possible structure. For example, the condensing unit 10 may use a heliostat system that condenses the reflected light reflected from each of the plurality of plane mirrors by superimposing them at one point.
（４）処理部２０に光熱変換部材２６を備えない加熱処理装置１も本発明の一態様に含まれる。この場合、集光部１０は、Ｚ軸＋側の端部に位置するブリケットＳに太陽光を集光して照射する。
(4) The heat treatment apparatus 1 that does not include the photothermal conversion member 26 in the processing unit 20 is also included in one aspect of the present invention. In this case, the condensing part 10 condenses and irradiates sunlight to the briquette S located in the edge part of the Z-axis + side.
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .