JP6620501B2

JP6620501B2 - Reduction device, method for reducing metal compound, and method for producing magnesium metal

Info

Publication number: JP6620501B2
Application number: JP2015200568A
Authority: JP
Inventors: 水谷　公一; 公一水谷; 達雄丹羽; 槙　裕司; 裕司槙; 高広倉島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: JP2017071837A

Description

本発明は、還元装置、金属化合物の還元方法、およびマグネシウム金属の製造方法に関する。 The present invention relates to a reducing device, a method for reducing a metal compound, and a method for producing magnesium metal.

太陽光のエネルギーを用いて、金属化合物を還元する技術が知られている（特許文献１参照）。従来技術では、太陽光の集光部に設けられたレシーバー（還元部）へ金属化合物が移送され、加熱される。 A technique for reducing a metal compound using sunlight energy is known (see Patent Document 1). In the prior art, the metal compound is transferred to a receiver (reduction part) provided in the sunlight collecting part and heated.

日本国特表２０１０−５３５３０８号公報Japan Special Table 2010-535308

従来技術では、加熱還元反応による金属の生産を効率よく行う移送の検討がなされていないという問題がある。 In the prior art, there is a problem that a study for efficiently performing metal production by a heat reduction reaction has not been made.

本発明の第１の態様による還元装置は、金属化合物を還元する還元部と、金属化合物を還元部へ移送する第１移送部と、還元部から還元後の残留物を移送する第２移送部と、を含む金属化合物の還元装置であって、第１移送部および第２移送部は、両者の間で熱交換するように配置されるとともに、互いの移送方向が異なる。
本発明の第２の態様による還元装置は、金属化合物を還元する還元部と、金属化合物を還元部へ移送する第１移送部と、還元部から還元後の残留物を移送する第２移送部と、を含む金属化合物の還元装置であって、金属化合物および残留物を同方向に移送する第１移送部および第２移送部の組が複数組設けられ、第１移送部および第２移送部の組は、異なる組の第１移送部と第２移送部との間で熱交換するように配置されるとともに、互いの移送方向が異なる。
本発明の態様による金属化合物の還元方法は、上記還元装置を用い、金属化合物を加熱して還元する。
本発明の態様によるマグネシウム金属の製造方法は、上記還元装置を用い、マグネシウム化合物を加熱処理することによりマグネシウム金属を得る。 The reduction apparatus according to the first aspect of the present invention includes a reduction unit that reduces a metal compound, a first transfer unit that transfers the metal compound to the reduction unit, and a second transfer unit that transfers the reduced residue from the reduction unit. The first transfer unit and the second transfer unit are arranged so as to exchange heat between them and have different transfer directions .
The reduction apparatus according to the second aspect of the present invention includes a reduction unit that reduces a metal compound, a first transfer unit that transfers the metal compound to the reduction unit, and a second transfer unit that transfers the reduced residue from the reduction unit. And a plurality of first and second transfer units for transferring the metal compound and the residue in the same direction, the first transfer unit and the second transfer unit. The sets are arranged so as to exchange heat between the first transfer unit and the second transfer unit of different sets, and the transfer directions are different from each other.
In the method for reducing a metal compound according to an aspect of the present invention, the metal compound is heated and reduced using the above-described reduction apparatus.
In the method for producing magnesium metal according to the aspect of the present invention, magnesium metal is obtained by heat-treating the magnesium compound using the above-described reducing device.

還元装置の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the composition of a reducing device. 真空チャンバの平面図である。It is a top view of a vacuum chamber. 真空チャンバ内の移送部の詳細を説明する平面図である。It is a top view explaining the detail of the transfer part in a vacuum chamber. 移送部の詳細を説明する側面図である。It is a side view explaining the detail of a transfer part. 図４における第１のスクリューコンベアを拡大した図である。It is the figure which expanded the 1st screw conveyor in FIG. 図３における第１のスクリューコンベアおよび第２のスクリューコンベアを拡大した図である。It is the figure which expanded the 1st screw conveyor and the 2nd screw conveyor in FIG. マグネシウム金属を析出させる処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of the process which deposits magnesium metal. 図８(a)は、図５に示された区間Ｑを側面から見た透過図、図８(b)は、図８(a)における一点鎖線における断面図である。8A is a transparent view of the section Q shown in FIG. 5 as viewed from the side, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 図９(a)は、図５に示された区間Ｑを側面から見た透過図、図９(b)は、図９(a)における一点鎖線における断面図である。9A is a transparent view of the section Q shown in FIG. 5 as viewed from the side, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 9A. 変形例１に係る供給側移送部と、排出側移送部とを例示する図である。It is a figure which illustrates the supply side transfer part which concerns on the modification 1, and the discharge side transfer part. 図１１(a)は、変形例２において、図５に示された区間Ｑを側面から見た透過図、図１１(b)は、図１１(a)における一点鎖線における断面図である。11A is a transparent view of the section Q shown in FIG. 5 as viewed from the side in the second modification, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 図１２(a)は、変形例３において、図５に示された区間Ｑを側面から見た透過図、図１２(b)は、図１２(a)における一点鎖線における断面図である。12A is a transparent view of the section Q shown in FIG. 5 as viewed from the side in the third modification, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 図１３(a)は、変形例４において、図５に示された区間Ｑを側面から見た透過図、図１３(b)は、図１３(a)における一点鎖線における断面図である。FIG. 13 (a) is a transparent view of the section Q shown in FIG. 5 as viewed from the side in the fourth modification, and FIG. 13 (b) is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 13 (a).

本発明の一実施の形態による還元装置は、金属化合物等の被移送物を、移送部によって供給部から廃棄部まで移送する。上記移送する経路において、供給部から廃棄部に至る移送経路中に加熱部を設け、この加熱部を、収斂させた太陽光により加熱する。移送部によって供給部から加熱部へ移送された金属化合物は、還元環境において加熱されることによって所定温度に達すると還元反応が起こり金属ガスを噴出する。噴出した金属ガスは、加熱部から回収、冷却されて金属を析出する。還元反応が終了すると、還元反応後の残渣物が加熱部に溜まるので、溜まった残渣物を上記移送部によって加熱部から廃棄部まで移送し、還元装置の外部に廃棄する。
上述したような還元装置について、図面を参照して詳細に説明する。 The reduction apparatus according to an embodiment of the present invention transfers a transfer object such as a metal compound from a supply unit to a disposal unit by a transfer unit. In the transfer route, a heating unit is provided in the transfer route from the supply unit to the disposal unit, and the heating unit is heated by the converged sunlight. When the metal compound transferred from the supply unit to the heating unit by the transfer unit is heated in a reducing environment and reaches a predetermined temperature, a reduction reaction occurs and a metal gas is ejected. The ejected metal gas is recovered from the heating unit and cooled to deposit the metal. When the reduction reaction is completed, the residue after the reduction reaction accumulates in the heating unit. Therefore, the accumulated residue is transferred from the heating unit to the discarding unit by the transfer unit and discarded outside the reduction device.
The reduction device as described above will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、還元装置１の構成を例示する図である。還元装置１は、集光部１０と、制御部２０と、真空チャンバ３０とを備える。集光部１０は、主鏡１１と、支柱１２と、副鏡１３と、駆動機構１４とを有する。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the reduction device 1. The reduction apparatus 1 includes a light collecting unit 10, a control unit 20, and a vacuum chamber 30. The light collecting unit 10 includes a primary mirror 11, a support column 12, a secondary mirror 13, and a drive mechanism 14.

＜集光部＞
太陽光を集光する集光部１０は、主鏡１１と副鏡１３とを有するカセグレン光学系を構成する。主鏡１１は、例えば、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）を形成するように構成される。主鏡１１としては、基板の表面あるいは裏面にアルミニウムや銀の膜を形成し、耐腐食加工したものが用いられる。主鏡１１で集光、反射された太陽光は、副鏡１３へ集光される。副鏡１３は、支柱１２によって支持され、主鏡１１との位置関係が維持される。 <Condensing part>
The condensing unit 10 that condenses sunlight constitutes a Cassegrain optical system having a primary mirror 11 and a secondary mirror 13. The primary mirror 11 is configured to form a parabolic surface (parabolic surface) by combining a plurality of concave mirrors and plane mirrors, for example. As the primary mirror 11, an aluminum or silver film formed on the front or back surface of the substrate and subjected to corrosion resistance processing is used. Sunlight condensed and reflected by the primary mirror 11 is condensed on the secondary mirror 13. The secondary mirror 13 is supported by the column 12 and the positional relationship with the primary mirror 11 is maintained.

副鏡１３は、双曲面を有する凸面鏡により構成されている。副鏡１３としては、基板の表面または裏面にエネルギー吸収の小さい誘電体多層膜により反射層を形成したものが用いられる。副鏡１３で反射された太陽光は、主鏡１１の中央に設けられた不図示の開口を介して、真空チャンバ３０内の加熱部５５（図４）の位置に焦点を結ぶ。集光部１０は、真空チャンバ３０内を局所的に１２００℃程度の高温に加熱するため、１０００倍以上の集光度を有する。この結果、集光部１０により収斂された太陽光のエネルギーによって、加熱部５５内の金属化合物が加熱される。 The sub mirror 13 is a convex mirror having a hyperboloid. As the secondary mirror 13, a substrate in which a reflective layer is formed by a dielectric multilayer film with low energy absorption on the front surface or the back surface of the substrate is used. The sunlight reflected by the secondary mirror 13 is focused on the position of the heating unit 55 (FIG. 4) in the vacuum chamber 30 through an opening (not shown) provided in the center of the primary mirror 11. Since the condensing unit 10 locally heats the inside of the vacuum chamber 30 to a high temperature of about 1200 ° C., the condensing unit 10 has a condensing degree of 1000 times or more. As a result, the metal compound in the heating unit 55 is heated by the energy of sunlight converged by the light collecting unit 10.

駆動機構１４は、集光部１０と真空チャンバ３０とを一体で移動させるように公知の追尾駆動を行う。すなわち、駆動機構１４は、集光部１０と真空チャンバ３０とを一体で、鉛直方向の回転軸Ａｘ２を中心として回転させ、また、水平方向の回転軸Ａｘ１を中心として回転させる。これにより、カセグレン光学系の向きが、太陽の移動とともに水平方向および／または俯仰方向に駆動され、太陽に正対する向きになるように自動調節される。 The drive mechanism 14 performs a known tracking drive so as to move the light collecting unit 10 and the vacuum chamber 30 together. That is, the drive mechanism 14 integrally rotates the light collecting unit 10 and the vacuum chamber 30 about the vertical rotation axis Ax2 and rotates about the horizontal rotation axis Ax1. Thereby, the direction of the Cassegrain optical system is driven in the horizontal direction and / or the elevation direction with the movement of the sun, and is automatically adjusted so as to face the sun.

追尾駆動の一例を説明すると、制御部２０が、日時や集光部１０の設置位置（例えば緯度、経度情報）に基づいて算出される太陽の位置と、集光部１０の現在の向きに関する情報とに基づき、主鏡１１を太陽に正対させるために必要な集光部１０の駆動方向および駆動量を算出する。制御部２０は、算出した駆動方向および駆動量に応じた駆動信号を駆動機構１４へ出力する。 An example of tracking drive will be described. Information on the current position of the light collecting unit 10 and the position of the sun calculated by the control unit 20 based on the date and time or the installation position (for example, latitude and longitude information) of the light collecting unit 10. Based on the above, the driving direction and the driving amount of the light collecting unit 10 necessary to make the primary mirror 11 face the sun are calculated. The control unit 20 outputs a drive signal corresponding to the calculated drive direction and drive amount to the drive mechanism 14.

駆動機構１４は、制御部２０からの駆動信号に応じて集光部１０を駆動する。集光部１０の現在の向きに関する情報は、集光部１０を駆動するための不図示のモータに組み込まれたエンコーダから出力される信号を用いる。
なお、集光部１０の近傍に配置された不図示の直達光センサから送信される太陽からの直達光の日射量を示す信号（直達日射量信号）に基づいて、主鏡１１を太陽に正対させるために必要な集光部１０の駆動方向および駆動量を算出してもよい。 The drive mechanism 14 drives the light collecting unit 10 according to a drive signal from the control unit 20. The information regarding the current direction of the light collecting unit 10 uses a signal output from an encoder incorporated in a motor (not shown) for driving the light collecting unit 10.
Note that the primary mirror 11 is directed to the sun based on a signal (direct solar radiation signal) indicating the amount of solar direct sunlight transmitted from a direct light sensor (not shown) disposed in the vicinity of the light collecting unit 10. You may calculate the drive direction and drive amount of the condensing part 10 required in order to make it match.

図１に例示するように、真空チャンバ３０は、主鏡１１の後方（主鏡１１に対して太陽と反対側）に設けられている。駆動機構１４によって集光部１０が追尾駆動されると、真空チャンバ３０は集光部１０とともに一体で駆動される。
なお、カセグレン光学系でない場合は、主鏡１１の後方に真空チャンバ３０を設ける等の位置関係の制限をしなくてもよい。 As illustrated in FIG. 1, the vacuum chamber 30 is provided behind the primary mirror 11 (on the side opposite to the sun with respect to the primary mirror 11). When the light collecting unit 10 is driven by the drive mechanism 14, the vacuum chamber 30 is driven together with the light collecting unit 10.
If the optical system is not a Cassegrain optical system, the positional relationship such as providing the vacuum chamber 30 behind the primary mirror 11 need not be restricted.

制御部２０は、マイクロプロセッサやその周辺回路等によって構成される。制御部２０は、不図示の記憶媒体（例えばフラッシュメモリ等）にあらかじめ記録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、還元装置１の各部を制御する。制御部２０は、上述した追尾駆動制御や、後述する移送部４０に対する制御などを行う。 The control unit 20 includes a microprocessor and its peripheral circuits. The control unit 20 controls each unit of the reduction apparatus 1 by reading and executing a control program recorded in advance in a storage medium (not shown) (for example, a flash memory). The control unit 20 performs the tracking drive control described above, control for the transfer unit 40 described later, and the like.

真空チャンバ３０の中には、被移送物を移送する移送部４０が設けられている。上記加熱部５５は、移送部４０による移送経路の途中に設けられている。図１において、移送部４０による移送方向は、駆動機構１４が集光部１０を俯仰方向に駆動するための駆動軸Ａｘ１と平行である。 In the vacuum chamber 30, the transfer part 40 which transfers a to-be-transferred object is provided. The heating unit 55 is provided in the middle of the transfer path by the transfer unit 40. In FIG. 1, the transfer direction by the transfer unit 40 is parallel to the drive axis Ax1 for the drive mechanism 14 to drive the light collecting unit 10 in the elevation direction.

真空チャンバ３０には、排出部３２が設けられている。排出部３２は、真空チャンバ３０の内部を排気、減圧するための真空ポンプ３５と接続されている。真空ポンプ３５は、制御部２０により制御される。真空ポンプ３５は、真空チャンバ３０内の不要なガスや不純物等を外部に排出する。 The vacuum chamber 30 is provided with a discharge unit 32. The discharge unit 32 is connected to a vacuum pump 35 for exhausting and depressurizing the inside of the vacuum chamber 30. The vacuum pump 35 is controlled by the control unit 20. The vacuum pump 35 discharges unnecessary gases and impurities in the vacuum chamber 30 to the outside.

＜真空チャンバ＞
図２は、真空チャンバ３０の平面図である。太陽光入射窓３１は、例えば石英ガラスによって構成される。太陽光入射窓３１は、集光部１０により収斂された太陽光を真空チャンバ３０の内部へ透過させる。太陽光入射窓３１は、主鏡１１に設けられた不図示の開口に対応する位置に設けられている。移送部４０は、被移送物を図２の左右方向へ移送する。 <Vacuum chamber>
FIG. 2 is a plan view of the vacuum chamber 30. The sunlight incident window 31 is made of, for example, quartz glass. The sunlight incident window 31 transmits sunlight collected by the light collecting unit 10 into the vacuum chamber 30. The sunlight incident window 31 is provided at a position corresponding to an opening (not shown) provided in the primary mirror 11. The transfer unit 40 transfers the transfer object in the left-right direction in FIG.

＜移送部＞
図３は、真空チャンバ３０内の移送部４０（図１）の詳細を説明する平面図である。また、図４は、真空チャンバ３０内の移送部４０の詳細を説明する側面図である。本実施の形態では、移送部４０として、２機のスクリューコンベアが設けられている。このうち、第１のスクリューコンベア５０は、被移送物を図３、図４において左から右へ移送する。第２のスクリューコンベア６０は、被移送物を図３（図４では不図示）において右から左へ移送する。 <Transfer section>
FIG. 3 is a plan view illustrating details of the transfer unit 40 (FIG. 1) in the vacuum chamber 30. FIG. 4 is a side view illustrating details of the transfer unit 40 in the vacuum chamber 30. In the present embodiment, two screw conveyors are provided as the transfer unit 40. Among these, the 1st screw conveyor 50 transfers a to-be-transferred object from left to right in FIG. 3, FIG. The second screw conveyor 60 transfers the transfer object from right to left in FIG. 3 (not shown in FIG. 4).

第１のスクリューコンベア５０と、第２のスクリューコンベア６０とは、移送方向が異なるのみで他の構成は同様である。したがって、ここでは主として第１のスクリューコンベア５０を例に説明を行い、第２のスクリューコンベア６０の説明を省略する。
なお、図３において、第１のスクリューコンベア５０と第２のスクリューコンベア６０との間で同じ構成に対して同じ符号を付している。 The first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60 are the same except for the transfer direction. Therefore, here, the first screw conveyor 50 will be mainly described as an example, and the description of the second screw conveyor 60 will be omitted.
In FIG. 3, the same reference numerals are assigned to the same components between the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60.

＜スクリューコンベアの詳細＞
モータ４１は、第１のスクリューコンベア５０の駆動源である。モータ４１は、制御部２０からの駆動指示による回転速度で回転する。モータ４１の駆動軸と、第１のスクリューコンベア５０のスクリューロッド４５とに、それぞれプーリ４２ａと４２ｂとが設けられている。プーリ４２ａとプーリ４２ｂとはベルト４３により動力が伝達される。すなわち、モータ４１の駆動力は、ベルト４３を介してスクリューロッド４５に伝達される。なお、スクリューロッド４５の片側（加熱部５５から遠い方）は、カップリング４４を介して真空チャンバ３０の外側に延伸させることで、真空チャンバ３０内の真空度を維持するように構成されている。 <Details of screw conveyor>
The motor 41 is a drive source for the first screw conveyor 50. The motor 41 rotates at a rotation speed according to a drive instruction from the control unit 20. Pulleys 42a and 42b are provided on the drive shaft of the motor 41 and the screw rod 45 of the first screw conveyor 50, respectively. Power is transmitted to the pulley 42 a and the pulley 42 b by a belt 43. That is, the driving force of the motor 41 is transmitted to the screw rod 45 through the belt 43. Note that one side of the screw rod 45 (the one farther from the heating unit 55) is configured to maintain the degree of vacuum in the vacuum chamber 30 by extending outside the vacuum chamber 30 via the coupling 44. .

図３において、円３１ａは、太陽光入射窓３１の開口位置を示す。円３１ａの内側であって、かつ、第１のスクリューコンベア５０による移送経路の途中に、加熱部５５（図４）が設けられる。加熱部５５には、回収容器４６が設けられる。 In FIG. 3, a circle 31 a indicates the opening position of the sunlight incident window 31. A heating unit 55 (FIG. 4) is provided inside the circle 31 a and in the middle of the transfer path by the first screw conveyor 50. A collection container 46 is provided in the heating unit 55.

図４において、第１のスクリューコンベア５０による移送経路の上流側に、ホッパー４９が設けられている。また、第１のスクリューコンベア５０による移送経路の下流側に、廃棄容器４８が設けられている。
第１のスクリューコンベア５０は、加熱部５５における太陽光の照射位置を除き、断熱材４７によって覆われている。第２のスクリューコンベア６０についても同様である。 In FIG. 4, a hopper 49 is provided on the upstream side of the transfer path by the first screw conveyor 50. In addition, a waste container 48 is provided on the downstream side of the transfer path by the first screw conveyor 50.
The first screw conveyor 50 is covered with a heat insulating material 47 except for the sunlight irradiation position in the heating unit 55. The same applies to the second screw conveyor 60.

図５は、図４における第１のスクリューコンベア５０を拡大した図である。図５において、第１のスクリューコンベア５０は、全体として移送方向全長に亘る筒状体を有し、これらの筒状体は、上流側から下流側に向かって、供給部５１と、中間部５３と、加熱部５５と、中間部５７と、廃棄部５９とに分割されている。供給部５１、中間部５３、加熱部５５、中間部５７、および廃棄部５９は、例えば、耐熱性が高いグラファイト（黒鉛）によって構成される。 FIG. 5 is an enlarged view of the first screw conveyor 50 in FIG. In FIG. 5, the first screw conveyor 50 has a cylindrical body that extends over the entire length in the transfer direction, and these cylindrical bodies are provided with a supply unit 51 and an intermediate unit 53 from the upstream side toward the downstream side. And a heating unit 55, an intermediate unit 57, and a disposal unit 59. The supply unit 51, the intermediate unit 53, the heating unit 55, the intermediate unit 57, and the discard unit 59 are made of, for example, graphite (graphite) having high heat resistance.

供給部５１と中間部５３との間、中間部５３と加熱部５５との間、加熱部５５と中間部５７との間、中間部５７と廃棄部５９との間は、それぞれ石英ガラス管５２、石英ガラス管５４、石英ガラス管５６、石英ガラス管５８によって連結されている。石英ガラス管で連結する理由は、供給部５１と中間部５３との間、中間部５３と加熱部５５との間、加熱部５５と中間部５７との間、中間部５７と廃棄部５９との間における熱エネルギーの移動を抑制し、各部分に必要とされる温度や温度差を維持するためである。石英ガラスは、グラファイトに比べて熱伝導率が低い。石英ガラスに代えて、グラファイトよりも熱伝導率が低い他の耐火物材料を用いることもよい。 A quartz glass tube 52 is provided between the supply unit 51 and the intermediate unit 53, between the intermediate unit 53 and the heating unit 55, between the heating unit 55 and the intermediate unit 57, and between the intermediate unit 57 and the disposal unit 59. The quartz glass tube 54, the quartz glass tube 56, and the quartz glass tube 58 are connected. The reason for connecting with the quartz glass tube is that between the supply unit 51 and the intermediate unit 53, between the intermediate unit 53 and the heating unit 55, between the heating unit 55 and the intermediate unit 57, and between the intermediate unit 57 and the disposal unit 59. This is to suppress the movement of thermal energy between the two and maintain the temperature and temperature difference required for each part. Quartz glass has a lower thermal conductivity than graphite. Instead of quartz glass, other refractory materials having lower thermal conductivity than graphite may be used.

本実施の形態では、還元装置１を用いて、被移送物としてのマグネシウム化合物と還元剤との混合物から加熱還元処理によりマグネシウム金属を析出させる例を説明する。
なお、還元装置１は、マグネシウム精錬の用途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、チタン等の精錬の用途に用いるものであってもよい。 In the present embodiment, an example will be described in which magnesium metal is precipitated by a heat reduction treatment from a mixture of a magnesium compound as a transfer object and a reducing agent using the reducing device 1.
In addition, the reduction apparatus 1 is not limited to the use of magnesium refining, You may use it for refining uses, such as a silicon | silicone, calcium, manganese, titanium.

第１のスクリューコンベア５０は、被移送物として金属化合物を移送する。金属化合物は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、還元剤として、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）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とを含むものであってよい。 The first screw conveyor 50 transfers a metal compound as an object to be transferred. The metal compound includes, for example, magnesium oxide (MgO) and, as a reducing agent, silicon (Si), iron (Fe), calcium (Ca), carbon (C), aluminum (Al), and oxides or carbides thereof. And at least one of them.

図５において、第１のスクリューコンベア５０は、供給部５１、石英ガラス管５２、中間部５３、石英ガラス管５４、加熱部５５、石英ガラス管５６、中間部５７、石英ガラス管５８、および廃棄部５９により構成される円筒形状の管路内で、スクリューを回転させることによって被移送物を移送する。 In FIG. 5, the first screw conveyor 50 includes a supply unit 51, a quartz glass tube 52, an intermediate unit 53, a quartz glass tube 54, a heating unit 55, a quartz glass tube 56, an intermediate unit 57, a quartz glass tube 58, and a disposal. The object to be transferred is transferred by rotating the screw in the cylindrical pipe line constituted by the portion 59.

第１のスクリューコンベア５０のうち、供給部５１から加熱部５５までが供給側移送部５０Ａを構成する。また、加熱部５５から廃棄部５９までが排出側移送部５０Ｂを構成する。供給側移送部５０Ａは、移送経路に供給側スクリューＳＣ１が設けられ、排出側移送部５０Ｂは、移送経路に排出側スクリューＳＣ２が設けられる。 Of the first screw conveyor 50, the supply unit 51 to the heating unit 55 constitute a supply side transfer unit 50A. Further, the heating unit 55 to the disposal unit 59 constitute the discharge side transfer unit 50B. The supply-side transfer unit 50A is provided with a supply-side screw SC1 in the transfer path, and the discharge-side transfer unit 50B is provided with a discharge-side screw SC2 in the transfer path.

図５におけるスクリューロッド４５−１およびスクリューロッド４５−２は、図３、図４におけるスクリューロッド４５に対応する。供給側移送部５０Ａの供給側スクリューＳＣ１は、スクリューロッド４５−１と、スクリューロッド４５−１の外周面に設けられた螺旋部ＳＰ１とによって構成される。供給側スクリューＳＣ１は、供給側移送部５０Ａの区間（供給部５１から加熱部５５の一部区間（例えば２螺旋ピッチ分）まで）において、スクリューロッド４５−１と螺旋部ＳＰ１とにより構成される。 The screw rod 45-1 and the screw rod 45-2 in FIG. 5 correspond to the screw rod 45 in FIGS. Supply side screw SC1 of supply side transfer part 50A is constituted by screw rod 45-1 and spiral part SP1 provided in the outer peripheral surface of screw rod 45-1. The supply-side screw SC1 is composed of a screw rod 45-1 and a spiral portion SP1 in a section of the supply-side transfer section 50A (from the supply section 51 to a partial section of the heating section 55 (for example, two spiral pitches)). .

排出側移送部５０Ｂの排出側スクリューＳＣ２は、スクリューロッド４５−２と、螺旋部ＳＰ２ａと、螺旋部ＳＰ２ｂとによって構成される。スクリューロッド４５−２は、排出側移送部５０Ｂのうちの石英ガラス管５６から廃棄部５９までの区間に設けられている。螺旋部ＳＰ２ａは、排出側移送部５０Ｂのうち、加熱部５５から中間部５７の一部区間（例えば３螺旋ピッチ分）にかけて設けられている。すなわち、加熱部５５においては、スクリューロッド４５-２を設けずに螺旋部ＳＰ２ａのみを設け、螺旋部ＳＰ２ａのみが回転するロッドレススクリュー区間Ｐが設けられている。螺旋部ＳＰ２ｂは、中間部５７の一部区間（例えば５螺旋ピッチ分）から廃棄部５９にかけて設けられている。 The discharge-side screw SC2 of the discharge-side transfer unit 50B is configured by a screw rod 45-2, a spiral portion SP2a, and a spiral portion SP2b. The screw rod 45-2 is provided in a section from the quartz glass tube 56 to the disposal unit 59 in the discharge side transfer unit 50B. The spiral part SP2a is provided from the heating part 55 to a partial section (for example, three spiral pitches) of the intermediate part 57 in the discharge side transfer part 50B. That is, in the heating part 55, only the spiral part SP2a is provided without providing the screw rod 45-2, and the rodless screw section P in which only the spiral part SP2a rotates is provided. The spiral portion SP2b is provided from a part of the intermediate portion 57 (for example, 5 spiral pitches) to the discarding portion 59.

排出側移送部５０Ｂのうちの中間部５７の略中央には、排出側スクリューＳＣ２においてスクリューロッド４５−２のみで構成される区間Ｑが設けられている。すなわち、この部分には螺旋部が存在しない。 A section Q composed of only the screw rod 45-2 in the discharge-side screw SC2 is provided at the approximate center of the intermediate portion 57 in the discharge-side transfer section 50B. That is, the spiral portion does not exist in this portion.

なお、本実施の形態では、スクリューロッド４５−１の外径（直径）とスクリューロッド４５−２の外径（直径）とは同一であり、また、螺旋部ＳＰ１と螺旋部ＳＰ２ａと螺旋部ＳＰ２ｂとにおける、各々の螺旋部の螺旋ピッチ、各々の螺旋部の幅、各々の螺旋部の高さ（すなわち、各スクリューロッド４５−１、４５−２の外周面から螺旋部ＳＰ１、ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂの頂部までの高さ）はいずれも等しい。
また、供給側スクリューＳＣ１の回転速度と、排出側スクリューＳＣ２の回転速度とは同一となるように制御されるものとする。 In the present embodiment, the outer diameter (diameter) of the screw rod 45-1 and the outer diameter (diameter) of the screw rod 45-2 are the same, and the spiral portion SP1, the spiral portion SP2a, and the spiral portion SP2b. And the helical pitch of each helical part, the width of each helical part, and the height of each helical part (that is, from the outer peripheral surface of each screw rod 45-1, 45-2, the helical parts SP1, SP2a, SP2b The height to the top is the same.
Further, it is assumed that the rotation speed of the supply-side screw SC1 and the rotation speed of the discharge-side screw SC2 are controlled to be the same.

図４、図５において、ホッパー４９は、供給側移送部５０Ａの供給部５１に対して被移送物を供給するために設けられる。本実施の形態では、ホッパー４９の内部に、例えば、還元剤としてケイ素（Ｓｉ）を含有した酸化マグネシウムを粒子状に形成したもの（以下、単に「酸化マグネシウムの粒子」と呼称することがある）が投入される。酸化マグネシウムの粒子は、ホッパー４９から供給側移送部５０Ａの供給部５１の中へ充填される。 4 and 5, the hopper 49 is provided to supply an object to be transferred to the supply unit 51 of the supply-side transfer unit 50A. In the present embodiment, for example, magnesium oxide containing silicon (Si) as a reducing agent in the form of particles in the hopper 49 (hereinafter, simply referred to as “magnesium oxide particles”) Is inserted. Magnesium oxide particles are filled from the hopper 49 into the supply unit 51 of the supply-side transfer unit 50A.

＜移送＞
モータ４１の回転によって供給側移送部５０Ａの供給側スクリューＳＣ１が回転すると、供給部５１に充填された酸化マグネシウムの粒子は螺旋部ＳＰ１の溝を通って下流方向（図５において右方）へ移送される。酸化マグネシウムの粒子はさらに、中間部５３を通過して加熱部５５へ到達する。 <Transfer>
When the supply-side screw SC1 of the supply-side transfer unit 50A is rotated by the rotation of the motor 41, the magnesium oxide particles filled in the supply unit 51 are transferred downstream (rightward in FIG. 5) through the groove of the spiral part SP1. Is done. The magnesium oxide particles further pass through the intermediate portion 53 and reach the heating portion 55.

加熱部５５において、集光部１０によって収斂された太陽光により、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粒子がマグネシウムの沸点（１１０７℃）より高い１２００℃付近まで加熱される。例えばケイ素（Ｓｉ）を還元剤として用いる場合、還元反応式は次式（１）で示される。
４ＭｇＯ＋Ｓｉ → ２Ｍｇ＋Ｍｇ_２ＳｉＯ₄ …（１）
加熱部５５内の酸化マグネシウムの粒子は、還元反応によってマグネシウムガスを噴出する。一方で、還元反応によってマグネシウムガスの噴出を終了した粒子や還元剤の酸化物等（例えばＭｇ_２ＳｉＯ_４）の粒子が残留する。本願明細書では、還元反応後に残留する粒子を残渣物と呼ぶ。なお、本願明細書においては、加熱部５５で加熱された後の粒子を総称して残渣物と呼ぶことがある。残渣物には未反応の酸化マグネシウム粒子や還元剤粒子等が含まれていても良い。 In the heating unit 55, the magnesium oxide (MgO) particles are heated to around 1200 ° C. higher than the boiling point of magnesium (1107 ° C.) by sunlight converged by the light collecting unit 10. For example, when silicon (Si) is used as the reducing agent, the reduction reaction formula is represented by the following formula (1).
_{4MgO + Si → 2Mg + Mg 2} SiO 4 ... (1)
Magnesium oxide particles in the heating unit 55 eject magnesium gas by a reduction reaction. On the other hand, particles of which the ejection of magnesium gas has been terminated by the reduction reaction and particles of an oxide of a reducing agent (for example, Mg ₂ SiO ₄ ) remain. In the present specification, particles remaining after the reduction reaction are referred to as residues. In the present specification, the particles heated by the heating unit 55 may be collectively referred to as a residue. The residue may contain unreacted magnesium oxide particles, reducing agent particles, and the like.

上述したように、排出側移送部５０Ｂには、加熱部５５において螺旋部ＳＰ２ａのみが回転するロッドレススクリュー区間Ｐが設けられている。酸化マグネシウムの粒子は、噴出するマグネシウムガスの反作用によってロッドレススクリュー区間Ｐの空間内を跳び回る。このとき、ロッドレススクリュー区間Ｐより上流側（左側）の螺旋部ＳＰ１の溝は、移送されてくる酸化マグネシウムの粒子で満たされている。一方、ロッドレススクリュー区間Ｐより下流側（右側）の螺旋部ＳＰ２ａの溝は、還元反応後に移送される上記残渣物の粒子で満たされている。このように、還元反応前の酸化マグネシウムの粒子と、還元反応後の残渣物とによって、ロッドレススクリュー区間Ｐの空間内を跳ね回る酸化マグネシウムの粒子は、ロッドレススクリュー区間Ｐの外への移動が抑制される。 As described above, the discharge-side transfer unit 50B is provided with the rodless screw section P in which only the spiral portion SP2a rotates in the heating unit 55. Magnesium oxide particles jump around in the space of the rodless screw section P by the reaction of the ejected magnesium gas. At this time, the groove of the spiral portion SP1 on the upstream side (left side) of the rodless screw section P is filled with the transferred magnesium oxide particles. On the other hand, the groove of the spiral portion SP2a on the downstream side (right side) from the rodless screw section P is filled with particles of the residue transferred after the reduction reaction. Thus, the magnesium oxide particles bouncing around in the space of the rodless screw section P due to the magnesium oxide particles before the reduction reaction and the residues after the reduction reaction move out of the rodless screw section P. Is suppressed.

また、ロッドレススクリュー区間Ｐでは、加熱源となる太陽光による輻射を遮るスクリューロッドが存在しないので、太陽光による輻射熱が加熱部５５内の酸化マグネシウムの粒子に伝わりやすい。このように、本実施の形態によれば、加熱部５５において酸化マグネシウムの粒子を効率よく加熱、還元できる。 In addition, in the rodless screw section P, there is no screw rod that blocks radiation from sunlight as a heating source, so that radiation heat from sunlight is easily transmitted to the magnesium oxide particles in the heating unit 55. Thus, according to the present embodiment, magnesium oxide particles can be efficiently heated and reduced in heating section 55.

図６は、図３における第１のスクリューコンベア５０および第２のスクリューコンベア６０を拡大した図である。図６において、加熱部５５と回収容器４６との間が、２本の石英ガラス管によって連通される。ロッドレススクリュー区間Ｐ（図５）で発生したマグネシウムガスは、回収容器４６へ排出される。回収容器４６では、マグネシウムガスがマグネシウムの融点以下の温度に冷却されることにより、マグネシウムガスから固体または液体のマグネシウムが得られる。 FIG. 6 is an enlarged view of the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60 in FIG. 3. In FIG. 6, the heating unit 55 and the recovery container 46 are communicated with each other by two quartz glass tubes. Magnesium gas generated in the rodless screw section P (FIG. 5) is discharged to the recovery container 46. In the recovery container 46, the magnesium gas is cooled to a temperature not higher than the melting point of magnesium, whereby solid or liquid magnesium is obtained from the magnesium gas.

なお、加熱部５５から回収容器４６へ向かう上記石英ガラス管の入口に不図示のフィルタ（例えば、インコネルあるいはカーボン繊維）を設けることにより、還元反応中の酸化マグネシウムの粒子が回収容器４６へ移動することを防止できる。 In addition, by providing a filter (for example, Inconel or carbon fiber) (not shown) at the inlet of the quartz glass tube from the heating unit 55 toward the recovery container 46, the magnesium oxide particles during the reduction reaction move to the recovery container 46. Can be prevented.

図５において、酸化マグネシウムの粒子の還元反応が終了すると、加熱部５５の下部に上記還元反応後の残渣物が溜まる。この残渣物は、排出側移送部５０Ｂの排出側スクリューＳＣ２が回転することにより、ロッドレススクリュー区間Ｐの螺旋部ＳＰ２ａによって下流側（右側）へ移送される。 In FIG. 5, when the reduction reaction of the magnesium oxide particles is completed, the residue after the reduction reaction accumulates in the lower portion of the heating unit 55. This residue is transferred to the downstream side (right side) by the spiral portion SP2a of the rodless screw section P as the discharge side screw SC2 of the discharge side transfer portion 50B rotates.

本実施の形態では、上述したように、移送部４０による移送方向が、集光部１０を俯仰方向に駆動する駆動軸Ａｘ１と平行となるように構成されている。すなわち、集光部１０を追尾駆動する駆動機構１４の仰角軸の方向が、第１のスクリューコンベア５０および第２のスクリューコンベア６０の軸の方向（移送方向）と略一致するように配置されている。したがって、太陽に対して追尾駆動を行う過程で、移送方向は水平方向に保たれる。これにより、ロッドレススクリュー区間Ｐに溜まる残渣物をスムーズに移送することができる。 In the present embodiment, as described above, the transfer direction by the transfer unit 40 is configured to be parallel to the drive axis Ax1 that drives the light collecting unit 10 in the elevation direction. In other words, the direction of the elevation axis of the drive mechanism 14 for tracking the light collecting unit 10 is arranged so as to substantially coincide with the direction of the axes of the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60 (transfer direction). Yes. Therefore, the transfer direction is maintained in the horizontal direction in the process of performing the tracking drive with respect to the sun. Thereby, the residue collected in the rodless screw section P can be smoothly transferred.

本願明細書では、被移送物が移送される移送経路において被移送物が通る空間の断面積を空間断面積と呼ぶ。さらに、空間断面積中に占める被移送物の割合を充填率と呼ぶ。被移送物として加熱部５５から下流側へ移送される残渣物は、中間部５７の略中央に位置する区間Ｑにおいて充填率が高くなる。この理由は、区間Ｑにおいては、排出側スクリューＳＣ２の螺旋部が存在しないことから、排出側スクリューＳＣ２による残渣物に対する推力が失われ、上流から移送されてくる残渣物が区間Ｑに滞留するからである。 In the present specification, a cross-sectional area of a space through which a transferred object passes in a transfer path through which the transferred object is transferred is referred to as a spatial cross-sectional area. Furthermore, the ratio of the transferred object in the space cross-sectional area is called a filling rate. The residue transferred from the heating unit 55 to the downstream side as the transfer object has a high filling rate in the section Q located substantially at the center of the intermediate unit 57. This is because in section Q, the spiral portion of discharge screw SC2 does not exist, so the thrust on the residue by discharge screw SC2 is lost, and the residue transferred from the upstream stays in section Q. It is.

ロッドレススクリュー区間Ｐの下流側に区間Ｑを設けたことにより、以下の作用効果を奏する。すなわち、螺旋部を有していない区間Ｑにおいて、移送中の残渣物の粒子の充填率を高めるので、上記ロッドレススクリュー区間Ｐにおいて発生したマグネシウムガスは、区間Ｑに滞留した残渣物が妨げとなって、下流側へ移動することが抑制される。 By providing the section Q on the downstream side of the rodless screw section P, the following operational effects can be obtained. That is, in the section Q having no spiral portion, the filling rate of the particles of the residue being transferred is increased, so that the magnesium gas generated in the rodless screw section P is hindered by the residue remaining in the section Q. Thus, the movement to the downstream side is suppressed.

上記区間Ｑに一旦滞留した残渣物は、上流側から区間Ｑへ移送されてくる残渣物により順次下流側に推され、螺旋部ＳＰ２ｂまで移送される。螺旋部ＳＰ２ｂが存在することにより、排出側スクリューＳＣ２による残渣物に対する推力が戻るので、残渣物は、中間部５７を下流側へ移送される。移送された残渣物は、中間部５７を経て廃棄部５９へ到達し、廃棄容器４８の中に落下する。廃棄容器４８は、廃棄する残渣物を一時的に蓄積するためのものである。本実施の形態では、廃棄容器４８に蓄積された残渣物は、還元反応が終了した後に廃棄される。 The residue once retained in the section Q is sequentially pushed downstream by the residue transferred from the upstream side to the section Q and transferred to the spiral portion SP2b. The presence of the spiral portion SP2b returns the thrust to the residue by the discharge-side screw SC2, so that the residue is transferred downstream from the intermediate portion 57. The transferred residue reaches the disposal unit 59 via the intermediate unit 57 and falls into the disposal container 48. The disposal container 48 is for temporarily accumulating residues to be discarded. In the present embodiment, the residue accumulated in the disposal container 48 is discarded after the reduction reaction is completed.

＜熱交換＞
上述したように、第１のスクリューコンベア５０と、第２のスクリューコンベア６０とは、同じ構成のスクリューコンベアが、互いの移送方向が逆向きとなるように配置されている。図６に例示するように、第１のスクリューコンベア５０における中間部５３と、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７とは、中間部５３と中間部５７が一体の構造からなるように配置される。また、第１のスクリューコンベア５０における中間部５７と、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３とは、相互に接するように配置される。 <Heat exchange>
As described above, the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60 are arranged so that the screw conveyors having the same configuration are opposite to each other. As illustrated in FIG. 6, the intermediate portion 53 in the first screw conveyor 50 and the intermediate portion 57 in the second screw conveyor 60 are arranged so that the intermediate portion 53 and the intermediate portion 57 have an integral structure. The Moreover, the intermediate part 57 in the 1st screw conveyor 50 and the intermediate part 53 in the 2nd screw conveyor 60 are arrange | positioned so that it may mutually contact.

第１のスクリューコンベア５０において、排出側移送部５０Ｂ（図５）の中間部５７を移送される残渣物は、約１２００℃の温度に加熱された加熱部５５から移送された残渣物であるため、１０００℃に近い高温状態である。高温の残渣物は、上述したように区間Ｑにおいて滞留するので、第１のスクリューコンベア５０の中間部５７は高温となる。一方、第２のスクリューコンベア５０の中間部５３においては、還元反応前（加熱前）の酸化マグネシウムの粒子が移送されるので、第２のスクリューコンベア５０の中間部５３の温度は第１のスクリューコンベア５０の中間部５７の温度に比べて低い。 In the first screw conveyor 50, the residue transferred through the intermediate portion 57 of the discharge-side transfer unit 50B (FIG. 5) is transferred from the heating unit 55 heated to a temperature of about 1200 ° C. It is a high temperature state close to 1000 ° C. Since the high-temperature residue remains in the section Q as described above, the intermediate portion 57 of the first screw conveyor 50 becomes high temperature. On the other hand, since the magnesium oxide particles before the reduction reaction (before heating) are transferred in the intermediate portion 53 of the second screw conveyor 50, the temperature of the intermediate portion 53 of the second screw conveyor 50 is the first screw. It is lower than the temperature of the intermediate part 57 of the conveyor 50.

以上の構成により、第１のスクリューコンベア５０における中間部５７から、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３に向けて熱が移動する。第２のスクリューコンベア６０の中間部５７と、第１のスクリューコンベア５０の中間部５３とについても同様の説明が成り立ち、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７から第１のスクリューコンベア５０における中間部５３に向けて熱が移動する。これにより、還元反応前（加熱前）の酸化マグネシウムの粒子を予備加熱することができるので、還元反応を効率よく行うことが可能となる。なお、中間部５７および中間部５３の素材であるグラファイトは、熱伝導率が高く、かつ、耐熱性に優れた材料である。 With the above configuration, heat moves from the intermediate portion 57 of the first screw conveyor 50 toward the intermediate portion 53 of the second screw conveyor 60. The same explanation holds true for the intermediate portion 57 of the second screw conveyor 60 and the intermediate portion 53 of the first screw conveyor 50, and the intermediate portion 57 of the first screw conveyor 50 is changed from the intermediate portion 57 of the second screw conveyor 60. Heat moves toward the portion 53. Accordingly, since the magnesium oxide particles before the reduction reaction (before heating) can be preheated, the reduction reaction can be performed efficiently. Note that graphite, which is a material for the intermediate portion 57 and the intermediate portion 53, is a material having high thermal conductivity and excellent heat resistance.

以上説明したように、還元反応後の残渣物が移送される中間部５７と、還元反応前の酸化マグネシウムの粒子が移送される中間部５３との間で熱交換を行うことにより、熱エネルギーを有効に利用できる。
上記第１のスクリューコンベア５０における中間部５３と第２のスクリューコンベア６０における中間部５７の間、上記第１のスクリューコンベア５０における中間部５７と第２のスクリューコンベア６０における中間部５３との間は、必ずしも接していなくてもよい。接していない場合でも、輻射によって熱が移動し、熱交換が可能である。 As described above, heat energy is exchanged between the intermediate portion 57 where the residue after the reduction reaction is transferred and the intermediate portion 53 where the magnesium oxide particles before the reduction reaction are transferred. It can be used effectively.
Between the intermediate portion 53 of the first screw conveyor 50 and the intermediate portion 57 of the second screw conveyor 60, and between the intermediate portion 57 of the first screw conveyor 50 and the intermediate portion 53 of the second screw conveyor 60. May not necessarily touch. Even when not in contact, heat is transferred by radiation and heat exchange is possible.

＜フローチャートの説明＞
上述した還元装置１で行われる、酸化マグネシウムの粒子を加熱還元処理することによりマグネシウム金属を得るための処理の流れについて、図７に例示するフローチャートを参照して説明する。制御部２０は、ホッパー４９に加熱対象物（還元剤を含む酸化マグネシウムの粒子）が充填されると、図７に例示する処理を開始させる。 <Description of flowchart>
With reference to the flowchart illustrated in FIG. 7, the flow of processing for obtaining magnesium metal by heat-reducing magnesium oxide particles performed in the reducing device 1 described above will be described. When the heating object (magnesium oxide particles containing a reducing agent) is filled in the hopper 49, the control unit 20 starts the process illustrated in FIG.

図７のステップＳ１００において、制御部２０は、供給側移送部５０Ａに対し、ホッパー４９から供給部５１に充填された加熱対象物を、加熱部５５に向けて移送開始させてステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０において、制御部２０は、供給側移送部５０Ａの中間部５３を移送中の加熱対象物に予備加熱を行い、ステップＳ１２０へ進む。具体的には、第１のスクリューコンベア５０における中間部５３と、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７との間で熱交換を行わせる。 In step S100 of FIG. 7, the control unit 20 causes the supply-side transfer unit 50A to start transferring the heating object filled in the supply unit 51 from the hopper 49 toward the heating unit 55, and proceeds to step S110. In step S110, the control unit 20 preheats the heating target that is transferring the intermediate portion 53 of the supply-side transfer unit 50A, and proceeds to step S120. Specifically, heat exchange is performed between the intermediate portion 53 of the first screw conveyor 50 and the intermediate portion 57 of the second screw conveyor 60.

第１のスクリューコンベア５０における中間部５３には、加熱前の加熱対象物が移送される。一方、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７には、還元反応後の高温の残渣物が移送される。このため、第１のスクリューコンベア５０における中間部５３は、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７よりも温度が低い。したがって、第２のスクリューコンベア６０における中間部５７からの熱伝導により、第１のスクリューコンベア５０における中間部５３を移送中の加熱対象物が予備加熱される。 The heating object before heating is transferred to the intermediate part 53 in the first screw conveyor 50. On the other hand, the high-temperature residue after the reduction reaction is transferred to the intermediate portion 57 in the second screw conveyor 60. For this reason, the temperature of the intermediate part 53 in the first screw conveyor 50 is lower than that of the intermediate part 57 in the second screw conveyor 60. Therefore, the object to be heated being transferred through the intermediate portion 53 of the first screw conveyor 50 is preheated by heat conduction from the intermediate portion 57 of the second screw conveyor 60.

ステップＳ１２０において、制御部２０は、加熱部５５を加熱して加熱対象物に還元反応を生じさせる。具体的には、太陽の位置に向けて集光部１０の向きを制御する追尾駆動制御を行うことで、加熱部５５の温度を所定の範囲に維持する。約１２００℃の温度に加熱された加熱対象物は、還元反応により金属ガスを噴出する。この金属ガスを回収、冷却することにより、固体または液体の金属が得られる。 In step S 120, the control unit 20 heats the heating unit 55 to cause a reduction reaction on the heating target. Specifically, the temperature of the heating unit 55 is maintained within a predetermined range by performing tracking drive control that controls the direction of the light collecting unit 10 toward the sun position. The object to be heated heated to a temperature of about 1200 ° C. ejects metal gas by a reduction reaction. By collecting and cooling this metal gas, a solid or liquid metal can be obtained.

ステップＳ１３０において、制御部２０は、排出側移送部５０Ｂに対し、加熱部５５において還元反応した後の残渣物を、廃棄部５９に向けて移送開始させてステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０において、排出側移送部５０Ｂは、中間部５７を移送中の残渣物の熱を、外部利用（第１のスクリューコンベア５０とは別の第２のスクリューコンベア６０で利用）し、ステップＳ１５０へ進む。具体的には、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３と、第１のスクリューコンベア５０における中間部５７との間で熱交換を行う。 In step S 130, the control unit 20 causes the discharge side transfer unit 50 B to start transferring the residue after the reduction reaction in the heating unit 55 toward the disposal unit 59, and proceeds to step S 140. In step S140, the discharge-side transfer unit 50B uses the heat of the residue that is being transferred through the intermediate unit 57 externally (used by the second screw conveyor 60 that is different from the first screw conveyor 50), and step S150. Proceed to Specifically, heat exchange is performed between the intermediate portion 53 in the second screw conveyor 60 and the intermediate portion 57 in the first screw conveyor 50.

第１のスクリューコンベア５０における中間部５７には、還元反応後の高温の残渣物が移送される。一方、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３には、加熱前の加熱対象物が移送される。このため、第１のスクリューコンベア５０における中間部５７は、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３よりも温度が高い。したがって、第１のスクリューコンベア５０における中間部５７からの熱伝導により、第２のスクリューコンベア６０における中間部５３を移送中の加熱対象物が予備加熱される。 A high-temperature residue after the reduction reaction is transferred to the intermediate portion 57 in the first screw conveyor 50. On the other hand, the heating object before heating is transferred to the intermediate part 53 in the second screw conveyor 60. For this reason, the temperature of the intermediate part 57 in the first screw conveyor 50 is higher than that of the intermediate part 53 in the second screw conveyor 60. Therefore, the object to be heated being transferred through the intermediate portion 53 of the second screw conveyor 60 is preheated by heat conduction from the intermediate portion 57 of the first screw conveyor 50.

ステップＳ１５０において、制御部２０は、排出側移送部５０Ｂに対し、廃棄部５９へ移送された残渣物を廃棄容器４８へ廃棄させる。これにより、一連の処理が終了する。
以上の各ステップはすべて連続的に実行することが可能であり、還元装置１はインライン式の還元装置として構成することが可能である。 In step S150, the control unit 20 causes the discharge side transfer unit 50B to discard the residue transferred to the disposal unit 59 to the disposal container 48. As a result, a series of processing ends.
All the above steps can be executed continuously, and the reduction apparatus 1 can be configured as an inline reduction apparatus.

上記実施形態における還元装置１について、各部の寸法の一例を次に示す。
主鏡１１の直径：３００ｃｍ
第１のスクリューコンベア５０の外径：３ｃｍ
第２のスクリューコンベア６０の外径：３ｃｍ
第１のスクリューコンベア５０の移送方向の長さ：４８ｃｍ
第２のスクリューコンベア６０の移送方向の長さ：４８ｃｍ
供給部５１の移送方向の長さ：５ｃｍ
中間部５３の移送方向の長さ：１３ｃｍ
加熱部５５の移送方向の長さ：８ｃｍ
中間部５７の移送方向の長さ：５ｃｍ
石英ガラス管５２、石英ガラス管５４、石英ガラス管５６、石英ガラス管５８の移送方向の長さ：１ｃｍ An example of the dimensions of each part of the reduction device 1 in the above embodiment will be described below.
Diameter of primary mirror 11: 300cm
The outer diameter of the first screw conveyor 50: 3 cm
The outer diameter of the second screw conveyor 60: 3 cm
Length in the transfer direction of the first screw conveyor 50: 48 cm
The length of the second screw conveyor 60 in the transfer direction: 48 cm
The length of the feeding part 51 in the transfer direction: 5 cm
Length in the transfer direction of the intermediate part 53: 13 cm
Length in the transfer direction of the heating unit 55: 8 cm
Length in the transfer direction of the intermediate part 57: 5 cm
The length of the quartz glass tube 52, the quartz glass tube 54, the quartz glass tube 56, and the quartz glass tube 58 in the transfer direction: 1 cm

金属化合物の粒子を以下の手順で用意した。
１．酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末と、還元剤としてのケイ素（Ｓｉ）の粉末とを、所定の割合で用意し、ヘンシェルミキサーにより混合する。混合に際し、バインダーや溶媒は使用しない。
２．混合した粉体を、プレス機にてφ７０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状にプレス成形し、ブリケットを得る。プレス圧力は約０．３〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ^２である。
３．ブリケットを粉砕機にて粉砕して粉砕物を得る。
４．粉砕物をふるい掛けして粒子サイズの分級を行う。本実施例では、粒径：０．５ｍｍ〜１ｍｍの粒子を選別する。 Metal compound particles were prepared by the following procedure.
1. Magnesium oxide (MgO) powder and silicon (Si) powder as a reducing agent are prepared in a predetermined ratio and mixed by a Henschel mixer. No binder or solvent is used for mixing.
2. The mixed powder is press-molded into a disk shape having a diameter of 70 mm and a thickness of 5 mm with a press machine to obtain briquettes. The pressing pressure is about 0.3 to 0.5 ton / cm ² .
3. The briquette is pulverized by a pulverizer to obtain a pulverized product.
4). Sift the pulverized product to classify the particle size. In this embodiment, particles having a particle size of 0.5 mm to 1 mm are selected.

還元剤として、ケイ素（Ｓｉ）の代わりに、あるいはケイ素とともに、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの元素の酸化物、およびこれらの元素の炭化物のうち少なくとも一つを含むようにしてもよい。 As a reducing agent, instead of or together with silicon (Si), iron (Fe), calcium (Ca), carbon (C), aluminum (Al), oxides of these elements, and carbides of these elements At least one of them may be included.

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）還元装置１は、金属化合物（酸化マグネシウム）を還元する加熱部５５と、金属化合物を加熱部５５へ移送する供給側移送部５０Ａと、加熱部５５から還元反応後の残渣物を移送する排出側移送部５０Ｂとを含む。そして、供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂは、両者の間で熱交換するように配置される。これにより、例えば、残渣物の余熱を熱伝導させて再利用することにより、エネルギー効率をよくすることができる。この結果、金属化合物の還元による生産効率がよくなる。 According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The reduction apparatus 1 transfers the residue after the reduction reaction from the heating unit 55 that reduces the metal compound (magnesium oxide), the supply-side transfer unit 50A that transfers the metal compound to the heating unit 55, and the heating unit 55. And a discharge side transfer unit 50B. The supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B are arranged so as to exchange heat between them. Thereby, for example, energy efficiency can be improved by reusing the residual heat of the residue by conducting heat. As a result, the production efficiency by reduction of the metal compound is improved.

（２）供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂは、金属化合物の移送方向と、残渣物の移送方向とが異なるように配置される。これにより、例えば、還元反応後の残渣物を加熱前の金属化合物の方向へ移送し、温度が異なる残渣物と金属化合物との間で熱交換できるので、エネルギー効率をよくすることができる。この結果、金属化合物の還元による生産効率がよくなる。 (2) The supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B are arranged so that the transfer direction of the metal compound is different from the transfer direction of the residue. Thereby, for example, the residue after the reduction reaction is transferred in the direction of the metal compound before heating, and heat exchange can be performed between the residue and the metal compound having different temperatures, so that energy efficiency can be improved. As a result, the production efficiency by reduction of the metal compound is improved.

（３）供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂは、金属化合物の移送方向と、残渣物の移送方向とが対向する、すなわち、互いに逆向きとなるように配置される。これにより、例えば還元反応後の残渣物を、対向する加熱前の金属化合物の方向へ移送し、温度が異なる残渣物と金属化合物との間で熱交換できるので、エネルギー効率をよくすることができる。この結果、金属化合物の還元による生産効率がよくなる。 (3) The supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B are arranged such that the metal compound transfer direction and the residue transfer direction are opposite to each other, that is, opposite to each other. Thereby, for example, the residue after the reduction reaction is transferred in the direction of the opposing metal compound before heating, and heat exchange can be performed between the residue and the metal compound at different temperatures, so that energy efficiency can be improved. . As a result, the production efficiency by reduction of the metal compound is improved.

（４）供給側移送部５０Ａは、金属化合物を移送する経路において中間部５３、すなわち第１の熱伝導部を有し、排出側移送部５０Ｂは、残渣物を移送する経路において中間部５７、すなわち第２の熱伝導部を有し、排出側移送部５０Ｂで移送される残渣物の熱を、中間部５７と中間部５３との間で熱交換する。これにより、還元反応後の残渣物の余熱で、加熱前の金属化合物を予備加熱できる。予備加熱を行うことにより、予備加熱なしの場合に比べて加熱部５５における加熱時間が短縮されるので、エネルギー効率をよくすることができる。この結果、金属化合物の還元による生産効率がよくなる。 (4) The supply-side transfer unit 50A includes the intermediate part 53, that is, the first heat conduction unit in the path for transferring the metal compound, and the discharge-side transfer unit 50B includes the intermediate part 57 in the path for transferring the residue. In other words, the heat of the residue that has the second heat conduction part and is transferred by the discharge side transfer part 50 B is exchanged between the intermediate part 57 and the intermediate part 53. Thereby, the metal compound before a heating can be preheated with the residual heat of the residue after a reductive reaction. By performing the preheating, the heating time in the heating unit 55 is shortened as compared with the case without preheating, so that energy efficiency can be improved. As a result, the production efficiency by reduction of the metal compound is improved.

（５）供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂはそれぞれ、熱伝導率が異なる複数の部材によって構成され、中間部５３は、中間部５３以外を構成する石英ガラス管５２、５４よりも熱伝導率が高い部材で構成され、中間部５７は、中間部５７以外を構成する石英ガラス管５６、５８よりも熱伝導率が高い部材で構成される。これにより、中間部５３は、中間部５７との間で、石英ガラス管５２、５４よりも効率よく熱交換できる。一方、中間部５７は、中間部５３との間で、石英ガラス管５６、５８よりも効率よく熱交換できる。 (5) Each of the supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B is configured by a plurality of members having different thermal conductivities, and the intermediate unit 53 is heated more than the quartz glass tubes 52 and 54 other than the intermediate unit 53. The intermediate portion 57 is formed of a member having a higher thermal conductivity than the quartz glass tubes 56 and 58 other than the intermediate portion 57. Thereby, the intermediate part 53 can exchange heat with the intermediate part 57 more efficiently than the quartz glass tubes 52 and 54. On the other hand, the intermediate portion 57 can exchange heat with the intermediate portion 53 more efficiently than the quartz glass tubes 56 and 58.

（６）中間部５３と中間部５７とが接するように、供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂが配置されるようにしたので、両者を離して配置する場合に比べて、効率よく熱交換できる。 (6) Since the supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B are arranged so that the intermediate part 53 and the intermediate part 57 are in contact with each other, heat can be efficiently generated compared to the case where they are arranged apart from each other. Can be exchanged.

（７）排出側移送部５０Ｂの中間部５７には、被移送物が移送される経路の空間断面積が変化する断面積変化部（区間Ｑ）が設けられる。本願明細書においては、移送経路で空間断面積が変化する部分を断面積変化部と呼ぶ。中間部５７の断面積変化部（区間Ｑ）は、移送される残渣物の流れを抑制する抑制部として機能する。図８および図９を参照して断面積変化部について説明する。図８は、中間部５７のうちの区間Ｑ以外の移送経路を示す図である。図８(a)は、移送経路を側面から見た透過図であり、図８(b)は、図８(a)における一点鎖線における断面図である。図８(b)における網掛け部分は、スクリューロッド４５−２および螺旋部ＳＰ２ｂの断面を示す。また、図８(b)における白部分は、螺旋部ＳＰ２ｂの溝に相当し、被移送物である残渣物が通る空間を示す。つまり、図８(b)における白部分の面積が上記空間断面積に相当する。図８(a)に示す螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチ、螺旋部ＳＰ２ｂの高さ、および図８(b)における空間断面積を基準として、以降の図と比較する。 (7) The intermediate part 57 of the discharge side transfer part 50B is provided with a cross-sectional area changing part (section Q) in which the space cross-sectional area of the path through which the transferred object is transferred changes. In the present specification, a portion where the spatial cross-sectional area changes in the transfer path is referred to as a cross-sectional area changing portion. The cross-sectional area changing portion (section Q) of the intermediate portion 57 functions as a suppressing portion that suppresses the flow of the transferred residue. The cross-sectional area changing portion will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram illustrating a transfer path other than the section Q in the intermediate portion 57. 8A is a transparent view of the transfer path as viewed from the side, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 8A. A shaded portion in FIG. 8B shows a cross section of the screw rod 45-2 and the spiral portion SP2b. Moreover, the white part in FIG.8 (b) is corresponded to the groove | channel of spiral part SP2b, and shows the space through which the residue which is a to-be-transferred object passes. That is, the area of the white portion in FIG. 8B corresponds to the space cross-sectional area. Comparison is made with the following figures on the basis of the helical pitch of the helical part SP2b, the height of the helical part SP2b, and the spatial sectional area in FIG. 8B shown in FIG.

図９は、中間部５７のうちの区間Ｑにおける移送経路の一例を示す図である。図９(a)は、区間Ｑを側面から見た透過図であり、図９(b)は、図９(a)における一点鎖線における断面図である。図９に示した例では、区間Ｑにおいては、排出側スクリューＳＣ２はスクリューロッド４５−２のみで螺旋部が存在しない。このため、図９(b)における空間断面積（白部分）は、スクリューロッド４５−２の断面を除く全ての領域に対応する。すなわち、図９(b)の空間断面積は図８(b)の空間断面積よりも広い。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a transfer path in the section Q of the intermediate portion 57. 9A is a transparent view of the section Q viewed from the side, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. 9A. In the example shown in FIG. 9, in the section Q, the discharge-side screw SC2 is only the screw rod 45-2 and does not have a spiral portion. For this reason, the spatial cross-sectional area (white portion) in FIG. 9B corresponds to all regions except the cross-section of the screw rod 45-2. That is, the spatial sectional area of FIG. 9B is wider than the spatial sectional area of FIG.

排出側移送部５０Ｂの移送方向において空間断面積が変化することにより、移送される残渣物の移送状態が変化する。本例の場合、区間Ｑにおいて螺旋部が存在しないために排出側スクリューＳＣ２による推力が失われ、滞留した残渣物の充填率が高くなる。このように、余熱をもつ残渣物を区間Ｑ（中間部５７）に滞留させることにより、中間部５７と中間部５３との間で効率よく熱交換できる。 When the space cross-sectional area changes in the transfer direction of the discharge-side transfer unit 50B, the transfer state of the transferred residue changes. In the case of this example, since the spiral portion does not exist in the section Q, the thrust by the discharge side screw SC2 is lost, and the filling rate of the remaining residue is increased. In this way, by allowing the residue having residual heat to stay in the section Q (intermediate portion 57), heat can be efficiently exchanged between the intermediate portion 57 and the intermediate portion 53.

（８）金属化合物の移送方向と残渣物の移送方向とを同方向とする供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂの組が、複数組（第１のスクリューコンベア５０と第２のスクリューコンベア６０）設けられ、異なる組の供給側移送部５０Ａと排出側移送部５０Ｂとの間で熱交換するように、複数組（第１のスクリューコンベア５０と第２のスクリューコンベア６０）の供給側移送部５０Ａおよび排出側移送部５０Ｂが配置されるようにした。これにより、第１のスクリューコンベア５０と第２のスクリューコンベア６０との間で、効率よく熱交換できる。 (8) A plurality of sets of the supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B (the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor) in which the metal compound transfer direction and the residue transfer direction are the same direction. 60) Supply side transfer of a plurality of sets (first screw conveyor 50 and second screw conveyor 60) so as to exchange heat between different sets of supply side transfer unit 50A and discharge side transfer unit 50B The part 50A and the discharge side transfer part 50B are arranged. Thereby, heat exchange can be efficiently performed between the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60.

（９）還元装置１は、太陽光を集光する集光部１０を備え、加熱部５５は、集光部１０で集光された太陽光により加熱される。これにより、自然エネルギーを用いた還元装置１を提供できる。 (9) The reduction device 1 includes the light collecting unit 10 that collects sunlight, and the heating unit 55 is heated by the sunlight collected by the light collecting unit 10. Thereby, the reduction apparatus 1 using natural energy can be provided.

（１０）還元装置１は、太陽を追尾する駆動機構１４を備え、駆動機構１４は、集光部１０と、加熱部５５と、供給側移送部５０Ａと、排出側移送部５０Ｂとを一体として駆動する。これにより、太陽光加熱を用いた還元による金属化合物の生産効率のよい状態を維持したまま追尾駆動を行うことができる。 (10) The reduction apparatus 1 includes a driving mechanism 14 that tracks the sun, and the driving mechanism 14 includes the light collecting unit 10, the heating unit 55, the supply-side transfer unit 50A, and the discharge-side transfer unit 50B as an integral unit. To drive. Thereby, the tracking drive can be performed while maintaining a state in which the production efficiency of the metal compound by reduction using solar heating is good.

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。
（変形例１）
以上の説明では、２機のスクリューコンベア（第１のスクリューコンベア５０および第２のスクリューコンベア６０）の各々において、供給側移送部５０Ａと、排出側移送部５０Ｂとが同方向へ被移送物を移送する例を説明した。この代わりに、供給側移送部５０Ａによる被移送物の移送方向と、排出側移送部５０Ｂによる被移送物の移送方向とが異なるように構成してもよい。 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.
(Modification 1)
In the above description, in each of the two screw conveyors (the first screw conveyor 50 and the second screw conveyor 60), the supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B transfer the objects to be transferred in the same direction. An example of transferring has been described. Instead, the transfer direction of the object to be transferred by the supply-side transfer unit 50A may be different from the transfer direction of the object to be transferred by the discharge-side transfer unit 50B.

図１０は、変形例１に係る供給側移送部５０Ａ（５１〜５４、５５Ｂ、ＳＣ１）と、排出側移送部５０Ｂ（５５Ｂ、５６〜５９、ＳＣ２）とを例示する図である。加熱部５５Ｂは、折り返し部としての機能を備える。
なお、回収容器４６については、図示を省略している。 FIG. 10 is a diagram illustrating a supply-side transfer unit 50A (51-54, 55B, SC1) and a discharge-side transfer unit 50B (55B, 56-59, SC2) according to Modification 1. The heating unit 55B has a function as a folded portion.
The collection container 46 is not shown.

変形例１では、供給側移送部５０Ａと排出側移送部５０Ｂとからなる１機のスクリューコンベアにおいて、供給側移送部５０Ａによる移送方向と、排出側移送部５０Ｂによる移送方向とを逆方向にする。すなわち、供給側移送部５０Ａは、図において右方向へ被移送部を移送し、排出側移送部５０Ｂは、図において左方向へ被移送物を移送する。 In the first modification, in one screw conveyor including the supply side transfer unit 50A and the discharge side transfer unit 50B, the transfer direction by the supply side transfer unit 50A and the transfer direction by the discharge side transfer unit 50B are reversed. . That is, the supply-side transport unit 50A transports the transported part in the right direction in the figure, and the discharge-side transport part 50B transports the transported object in the left direction in the figure.

変形例１によれば、１機のスクリューコンベアを構成する中間部５３と中間部５７とを互いに接するように構成することができる。その結果、中間部５７から中間部５３に熱を伝導させることができる。変形例１の還元装置は、１機のスクリューコンベアで構成できるので、装置をコンパクトに構成することができる。 According to the modification 1, the intermediate part 53 and the intermediate part 57 which comprise one screw conveyor can be comprised so that it may mutually contact. As a result, heat can be conducted from the intermediate portion 57 to the intermediate portion 53. Since the reduction device of Modification 1 can be configured with one screw conveyor, the device can be configured in a compact manner.

また、図１０に例示した還元装置においては、供給側移送部５０Ａと排出側移送部５０Ｂとを上下に重ねた構成となっている。すなわち、図１０に例示したように、排出側移送部５０Ｂを供給側移送部５０Ａの下側に配置する。このように配置することにより、還元反応後の残渣物が加熱部５５Ｂの下部に溜まるので、溜まった残渣物は、ロッドレススクリュー区間Ｐの螺旋部ＳＰ２ａによって移送され易くすることができる。 Further, the reduction apparatus illustrated in FIG. 10 has a configuration in which the supply-side transfer unit 50A and the discharge-side transfer unit 50B are vertically stacked. That is, as illustrated in FIG. 10, the discharge-side transfer unit 50B is disposed below the supply-side transfer unit 50A. By arranging in this way, the residue after the reduction reaction accumulates in the lower part of the heating part 55B, so that the accumulated residue can be easily transferred by the spiral part SP2a of the rodless screw section P.

（変形例２）
排出側移送部５０Ｂにおいて、図１１に例示するような構成により、断面積変化部（区間Ｑ）の空間断面積を、断面積変化部（区間Ｑ）以外の経路の空間断面積（図８(b)の白部分）よりも広くなるように構成してもよい。
すなわち、排出側移送部５０Ｂは、管状の外筒部５５〜５９と、外筒部内に回転可能に配置されたスクリューロッド４５−２の外周面に設けられた螺旋部ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂを含むスクリューコンベアを有し、スクリューコンベアは、移送する経路において、断面積変化部（区間Ｑ）における螺旋部ＳＰ２ｂの高さが断面積変化部（区間Ｑ）以外の経路における螺旋部ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂの高さよりも低くなるように構成される。 (Modification 2)
In the discharge-side transfer unit 50B, the spatial cross-sectional area of the cross-sectional area changing part (section Q) is changed to the spatial cross-sectional area of the path other than the cross-sectional area changing part (section Q) by the configuration illustrated in FIG. You may comprise so that it may become wider than the white part of b).
That is, the discharge side transfer part 50B is a screw conveyor including tubular outer cylinder parts 55 to 59 and spiral parts SP2a and SP2b provided on the outer peripheral surface of a screw rod 45-2 rotatably arranged in the outer cylinder part. The screw conveyor has a height higher than the height of the spiral portions SP2a and SP2b in the path other than the cross-sectional area change portion (section Q) in the transfer path. Configured to be low.

図１１は、変形例２に係る中間部５７のうちの区間Ｑにおける移送経路を例示する図である。図１１(a)は、区間Ｑを側面から見た透過図であり、図１１(b)は、図１１(a)における一点鎖線における断面図である。図１１と図８とを比較すると、区間Ｑにおいては、螺旋部ＳＰ２ｂの高さが、図８(a)に示した中間部５７のうちの区間Ｑ以外の経路における螺旋部ＳＰ２ｂの高さよりも低い。このため、変形例２における区間Ｑの空間断面積（図１１(b)の白部分）は、区間Ｑ以外の経路の空間断面積（図８(b)の白部分）よりも広い。 FIG. 11 is a diagram illustrating a transfer route in the section Q in the intermediate portion 57 according to the second modification. 11A is a transparent view of the section Q viewed from the side, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. Comparing FIG. 11 with FIG. 8, in the section Q, the height of the spiral portion SP2b is higher than the height of the spiral portion SP2b in the route other than the section Q in the intermediate portion 57 shown in FIG. Low. For this reason, the spatial cross-sectional area of the section Q in the modified example 2 (white portion in FIG. 11B) is wider than the spatial cross-sectional area of the route other than the section Q (white portion in FIG. 8B).

区間Ｑでは排出側スクリューＳＣ２の螺旋部ＳＰ２ｂの高さが低いことから、排出側スクリューＳＣ２による推力が低下し、螺旋部ＳＰ２ｂの頂部と管状の外筒部の内壁との隙間に滞留した残渣物の充填率が高くなる。このように、余熱をもつ残渣物を区間Ｑ（中間部５７）に滞留させることにより、中間部５７と中間部５３との間で効率よく熱交換できる。 In the section Q, since the height of the spiral portion SP2b of the discharge side screw SC2 is low, the thrust by the discharge side screw SC2 is reduced, and the residue stays in the gap between the top portion of the spiral portion SP2b and the inner wall of the tubular outer cylinder portion. The filling rate becomes higher. In this way, by allowing the residue having residual heat to stay in the section Q (intermediate portion 57), heat can be efficiently exchanged between the intermediate portion 57 and the intermediate portion 53.

（変形例３）
排出側移送部５０Ｂの断面積変化部（区間Ｑ）における空間断面積を、断面積変化部（区間Ｑ）以外の領域における空間断面積（図８(b)の白部分）よりも狭くなるように構成してもよい。
すなわち、排出側移送部５０Ｂは、管状の外筒部５５〜５９と、外筒部内に回転可能に配置されたスクリューロッド４５−２の外周面に設けられた螺旋部ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂを含むスクリューコンベアを有し、スクリューコンベアは、移送する経路において、断面積変化部（区間Ｑ）における螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチが断面積変化部（区間Ｑ）以外の経路における螺旋部ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂの螺旋ピッチよりも狭くなるように構成される。 (Modification 3)
The space cross-sectional area in the cross-sectional area changing portion (section Q) of the discharge-side transfer section 50B is made narrower than the space cross-sectional area in the region other than the cross-sectional area changing portion (section Q) (white portion in FIG. 8B). You may comprise.
That is, the discharge side transfer part 50B is a screw conveyor including tubular outer cylinder parts 55 to 59 and spiral parts SP2a and SP2b provided on the outer peripheral surface of a screw rod 45-2 rotatably arranged in the outer cylinder part. The screw conveyor has a spiral pitch of the spiral part SP2b in the cross-sectional area change part (section Q) in the path to be transferred from the spiral pitch of the spiral parts SP2a and SP2b in the path other than the cross-sectional area change part (section Q). Also configured to be narrow.

図１２は、変形例３に係る中間部５７のうちの区間Ｑにおける移送経路を例示する図である。図１２(a)は、区間Ｑを側面から見た透過図であり、図１２(b)は、図１２(a)における一点鎖線における断面図である。図１２と図８とを比較すると、区間Ｑにおいては、螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチが、図８(a)に例示した中間部５７のうちの区間Ｑ以外の経路における螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチよりも狭い。このため、変形例３における区間Ｑの空間断面積（図１２(b)の白部分）は、区間Ｑ以外の経路の空間断面積（図８(b)の白部分）よりも狭い。 FIG. 12 is a diagram illustrating a transfer path in the section Q in the intermediate portion 57 according to the third modification. 12A is a transparent view of the section Q viewed from the side, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. Comparing FIG. 12 and FIG. 8, in the section Q, the spiral pitch of the spiral part SP2b is greater than the spiral pitch of the spiral part SP2b in the path other than the section Q in the intermediate part 57 illustrated in FIG. Is also narrow. For this reason, the spatial cross-sectional area of the section Q in the modified example 3 (white portion in FIG. 12B) is narrower than the spatial cross-sectional area of the route other than the section Q (white portion in FIG. 8B).

区間Ｑでは排出側スクリューＳＣ２の螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチが狭いことから、排出側スクリューＳＣ２による推力が低下し、区間Ｑ以外の経路よりも残渣物の充填率が高くなる。このように、余熱をもつ残渣物を区間Ｑ（中間部５７）に滞留させることにより、中間部５７と中間部５３との間で効率よく熱交換できる。 In the section Q, the helical pitch of the spiral portion SP2b of the discharge side screw SC2 is narrow, so that the thrust by the discharge side screw SC2 is reduced and the filling rate of the residue is higher than the path other than the section Q. In this way, by allowing the residue having residual heat to stay in the section Q (intermediate portion 57), heat can be efficiently exchanged between the intermediate portion 57 and the intermediate portion 53.

（変形例４）
排出側移送部５０Ｂにおいて、図１３に例示するような構成により、断面積変化部（区間Ｑ）の空間断面積を、断面積変化部（区間Ｑ）以外の経路の空間断面積（図８(b)の白部分）よりも狭く構成してもよい。 (Modification 4)
In the discharge-side transfer unit 50B, the space cross-sectional area of the cross-sectional area changing part (section Q) is changed to the space cross-sectional area of the path other than the cross-sectional area changing part (section Q) by the configuration illustrated in FIG. It may be configured narrower than the white part b).

図１３は、変形例４に係る中間部５７のうちの区間Ｑにおける移送経路を例示する図である。図１３(a)は、区間Ｑを側面から見た透過図であり、図１３(b)は、図１３(a)における一点鎖線における断面図である。図１３と図８とを比較すると、区間Ｑにおいては、スクリューロッド４５−２の直径が、図８(a)に示した中間部５７のうちの区間Ｑ以外の経路におけるスクリューロッド４５−２の直径より大きい。 FIG. 13 is a diagram illustrating a transfer path in the section Q in the intermediate portion 57 according to the modification 4. 13A is a transparent view of the section Q viewed from the side, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. Comparing FIG. 13 and FIG. 8, in the section Q, the diameter of the screw rod 45-2 is that of the screw rod 45-2 in the path other than the section Q in the intermediate portion 57 shown in FIG. Greater than diameter.

このため、区間Ｑにおいては、区間Ｑ以外の経路と比べて、スクリューロッド４５−２の外周面と外筒部の内壁との間の距離が短くなるので、螺旋部ＳＰ２ｂの溝が浅い。したがって、変形例４における区間Ｑの空間断面積（図１３(b)の白部分）は、区間Ｑ以外の経路の空間断面積（図８(b)の白部分）よりも狭い。
なお、螺旋部ＳＰ２ｂの螺旋ピッチは、区間Ｑと区間Ｑ以外の経路との間で変化しないものとする。 For this reason, in the section Q, since the distance between the outer peripheral surface of the screw rod 45-2 and the inner wall of the outer cylinder portion is shorter than in the route other than the section Q, the groove of the spiral portion SP2b is shallow. Therefore, the spatial cross-sectional area of the section Q in the modified example 4 (white portion in FIG. 13B) is narrower than the spatial cross-sectional area of the route other than the section Q (white portion in FIG. 8B).
It is assumed that the spiral pitch of the spiral portion SP2b does not change between the section Q and a route other than the section Q.

区間Ｑにおいて、排出側スクリューＳＣ２のスクリューロッド４５−２の直径が大きく、かつ螺旋部ＳＰ２ｂの溝が浅いことから、区間Ｑでは区間Ｑ以外の経路よりも残渣物の充填率が高くなる。このように、余熱をもつ残渣物を区間Ｑ（中間部５７）に滞留させることにより、中間部５７と中間部５３との間で効率よく熱交換できる。 In the section Q, since the screw rod 45-2 of the discharge-side screw SC2 is large and the groove of the spiral portion SP2b is shallow, the filling rate of the residue is higher in the section Q than in the path other than the section Q. In this way, by allowing the residue having residual heat to stay in the section Q (intermediate portion 57), heat can be efficiently exchanged between the intermediate portion 57 and the intermediate portion 53.

変形例２〜変形例４においては、中間部５７のうちの区間Ｑの空間断面積を、図８(b)の空間断面積と異ならせる種々の態様を例示した。上述した以外にも、螺旋部ＳＰ２ａ（ＳＰ２ｂ）の螺旋ピッチを維持したままで、螺旋部ＳＰ２ａ（ＳＰ２ｂ）の厚さを薄くしたり、厚くしたりすることにより、区間Ｑの空間断面積を変化させてもよい。
また、螺旋部ＳＰ２ａ（ＳＰ２ｂ）の螺旋ピッチと、螺旋部ＳＰ２ａ（ＳＰ２ｂ）の厚さとの双方を変化させることにより、螺旋部の溝の大小を変えて、区間Ｑの空間断面積を変化させてもよい。 In the modified examples 2 to 4, various modes in which the space cross-sectional area of the section Q in the intermediate portion 57 is made different from the space cross-sectional area of FIG. In addition to the above, by changing the thickness of the spiral portion SP2a (SP2b) while maintaining the spiral pitch of the spiral portion SP2a (SP2b), the spatial sectional area of the section Q is changed. You may let them.
Further, by changing both the spiral pitch of the spiral part SP2a (SP2b) and the thickness of the spiral part SP2a (SP2b), the size of the groove of the spiral part is changed, and the spatial sectional area of the section Q is changed. Also good.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

１…還元装置、１０…集光部、１１…主鏡、１３…副鏡、１４…駆動機構、２０…制御部、３０…真空チャンバ、４０…移送部、４６…回収容器、４８…廃棄容器、５０…第１のスクリューコンベア、５０Ａ…供給側移送部、５０Ｂ…排出側移送部、５１…供給部、５３、５７…中間部、５５…加熱部、５９…廃棄部、６０…第２のスクリューコンベア、ＳＣ１…供給側スクリュー、ＳＣ２…排出側スクリュー、ＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂ…螺旋部、Ｐ…ロッドレススクリュー区間、Ｑ…螺旋部を有していない区間（断面積変化部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reduction apparatus, 10 ... Condensing part, 11 ... Primary mirror, 13 ... Secondary mirror, 14 ... Drive mechanism, 20 ... Control part, 30 ... Vacuum chamber, 40 ... Transfer part, 46 ... Recovery container, 48 ... Waste container 50 ... first screw conveyor, 50A ... supply side transfer section, 50B ... discharge side transfer section, 51 ... supply section, 53, 57 ... intermediate section, 55 ... heating section, 59 ... disposal section, 60 ... second Screw conveyor, SC1 ... supply side screw, SC2 ... discharge side screw, SP2a, SP2b ... spiral part, P ... rodless screw section, Q ... section without spiral part (cross-sectional area changing part)

Claims

A reducing unit for reducing a metal compound;
A first transfer unit for transferring the metal compound to the reduction unit;
A second transfer unit for transferring the reduced residue from the reduction unit;
An apparatus for reducing a metal compound containing
The first conveyer unit and the second conveyer unit is arranged to heat exchange between the two Rutotomoni, mutual transfer direction is different reducing device.

The reduction device according to claim 1 ,
The first transfer unit and the second transfer unit are arranged in such a manner that a transfer direction of the metal compound and a transfer direction of the residue are opposed to each other.

The reduction apparatus according to claim 1 or 2 ,
The first transfer unit has a first heat conduction unit in a path for transferring the metal compound,
The second transfer unit has a second heat conduction unit in a path for transferring the residue,
A reduction device for exchanging heat between the second heat transfer unit and the first heat transfer unit for heat of the residue transferred by the second transfer unit.

The reduction device according to claim 3 ,
Each of the first transfer unit and the second transfer unit is constituted by a plurality of members having different thermal conductivities,
The first heat conducting unit is configured by a member having a higher thermal conductivity than a member configuring other than the first heat conducting unit,
The said 2nd heat conductive part is a reduction | restoration apparatus comprised with a member whose heat conductivity is higher than the member which comprises other than the said 2nd heat conductive part.

The reduction apparatus according to claim 3 or 4 ,
A reduction device in which the first transfer unit and the second transfer unit are arranged so that the first heat transfer unit and the second heat transfer unit are in contact with each other or integrated with each other.

In the reduction device according to any one of claims 3 to 5 ,
The said 2nd transfer part is a reduction | restoration apparatus which has a suppression part which suppresses the flow of the said residue transferred in the transfer path in a said 2nd heat conduction part.

A reducing unit for reducing a metal compound;
A first transfer unit for transferring the metal compound to the reduction unit;
A second transfer unit for transferring the reduced residue from the reduction unit;
An apparatus for reducing a metal compound containing
A plurality of sets of the first transfer unit and the second transfer unit that transfer the metal compound and the residue in the same direction are provided,
The first transfer unit and the second transfer unit are arranged so as to exchange heat between different sets of the first transfer unit and the second transfer unit, and the transfer directions are different from each other. apparatus.

In the reducing apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
It has a light collecting part that collects sunlight,
The reduction unit is a reduction device that is heated by sunlight collected by the light collection unit.

The reduction device according to claim 8 ,
It has a tracking mechanism that tracks the sun,
The tracking mechanism is a reduction device that integrally drives the light collecting unit, the reduction unit, the front first transfer unit, and the second transfer unit.

Using the reduction apparatus according to any one of claims 1 to 9 ,
A method for reducing a metal compound, wherein the metal compound is heated to reduce.

Using the reduction apparatus according to any one of claims 1 to 9 ,
The manufacturing method of the magnesium metal which obtains magnesium metal by heat-processing a magnesium compound.