JP6636737B2 - Magnesium reduction furnace - Google Patents
Magnesium reduction furnace Download PDFInfo
- Publication number
- JP6636737B2 JP6636737B2 JP2015139967A JP2015139967A JP6636737B2 JP 6636737 B2 JP6636737 B2 JP 6636737B2 JP 2015139967 A JP2015139967 A JP 2015139967A JP 2015139967 A JP2015139967 A JP 2015139967A JP 6636737 B2 JP6636737 B2 JP 6636737B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnesium
- retort
- reduction furnace
- retorts
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
本発明は、酸化マグネシウムの還元に好適な太陽光を用いたマグネシウム還元炉に関する。 The present invention relates to a magnesium reduction furnace using sunlight suitable for reduction of magnesium oxide.
本発明者等により、非常用の電池としてマグネシウム燃料電池が開発され、実用化されている(特許文献1参照)。マグネシウム燃料電池は、マグネシウムと空気(酸素)とを燃料とする電池である。 The present inventors have developed a magnesium fuel cell as an emergency cell and have put it into practical use (see Patent Document 1). A magnesium fuel cell is a cell that uses magnesium and air (oxygen) as fuel.
マグネシウム燃料電池の負極ではマグネシウム(Mg)が、酸化マグネシウム(MgO)に酸化される。この酸化マグネシウムを還元すれば、再びマグネシウム燃料電池の負極材料として使用できる。 At the negative electrode of the magnesium fuel cell, magnesium (Mg) is oxidized to magnesium oxide (MgO). If this magnesium oxide is reduced, it can be used again as a negative electrode material of a magnesium fuel cell.
従来から、マグネシウムは、鉱物由来の酸化マグネシウムを、電解法やピジョン法のような熱還元法により還元することで精錬されている。ピジョン法においては、石炭を熱源とする精錬法が行われている。 Conventionally, magnesium has been refined by reducing magnesium oxide derived from minerals by a thermal reduction method such as an electrolytic method or a pigeon method. In the Pigeon method, a refining method using coal as a heat source is performed.
ピジョン法では、石炭を熱源とするので二酸化炭素(CO2)の排出量が多く、環境に好ましくない。そこで、熱源を太陽光とした太陽炉を用いてマグネシウムを還元する還元炉が開発されており、特許文献2及び特許文献3に開示されている。
Since the pigeon method uses coal as a heat source, it emits a large amount of carbon dioxide (CO 2 ), which is not preferable for the environment. Therefore, reduction furnaces for reducing magnesium using a solar furnace using sunlight as a heat source have been developed, and are disclosed in
しかしながら、従来方式の太陽炉では、反応容器のレトルト内に収容される酸化マグネシウムと還元剤とからなるブリケットにおいて、太陽炉によるブリケットの加熱に温度ムラが生じることがあった。その場合、ブリケットの一部からマグネシウムが蒸発し、レトルトの耐熱ガラスの冷えた内面にマグネシウム蒸気が蒸着されることがあった。 However, in a conventional solar furnace, in a briquette made of magnesium oxide and a reducing agent accommodated in a retort of a reaction vessel, temperature unevenness sometimes occurs in heating of the briquette by the solar furnace. In that case, magnesium was evaporated from a part of the briquette, and magnesium vapor was sometimes deposited on the cooled inner surface of the heat-resistant glass of the retort.
この場合、マグネシウム蒸気がガラス内面に付着して曇りが生じることにより、レトルトの光透過性が劣化する。また、ブリケットが一定サイズを超えて大きくなると、ブリケット内に温度差が生じて、部分的に発生したマグネシウム蒸気がブリケットの上部、つまりルツボの出口で固体化することがあった。この場合には、ルツボの出口付近の流路を詰まらせて還元反応を劣化させるので、還元反応が円滑に進まない。 In this case, since the magnesium vapor adheres to the inner surface of the glass and fogging occurs, the light transmittance of the retort deteriorates. In addition, when the briquette becomes larger than a certain size, a temperature difference occurs in the briquette, and the magnesium vapor generated partially may be solidified at the upper part of the briquette, that is, at the exit of the crucible. In this case, since the flow path near the exit of the crucible is clogged and the reduction reaction is deteriorated, the reduction reaction does not proceed smoothly.
さらに、一日の内、途中で天気が曇る場合に、一日単位で還元する大型のレトルトでは還元効率が低下し、また、ブリケットに照射される光は熱に変換されて1200℃超の高温になるが、輻射により熱がレトルトの外部に放射され、エネルギー効率が低下するという課題があった。 Furthermore, if the weather becomes cloudy in the middle of a day, the reduction efficiency will be reduced in a large retort that reduces the amount by one day, and the light applied to the briquette will be converted into heat and the temperature will exceed 1200 ° C. However, there is a problem that heat is radiated to the outside of the retort by radiation, and energy efficiency is reduced.
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により複数のレトルト内の酸化マグネシウムを所定の時間で順次に還元することができるマグネシウム還元炉を提供することを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a magnesium reduction furnace capable of sequentially reducing magnesium oxide in a plurality of retorts for a predetermined time with a simple configuration.
本発明のマグネシウム還元炉は、マグネシウム酸化物及び還元剤を含むブリケットを収容する収容部と、冷却することでブリケットから蒸発したマグネシウムが析出し、析出したマグネシウムを回収する回収部と、をそれぞれ備える複数のレトルトと、複数のレトルトのうち一つのレトルト内のブリケットに太陽光を集光する集光ユニットと、複数のレトルトを載置した状態で、前記集光ユニットにより集光された太陽光が複数のレトルトの一つのレトルトに照射されるように駆動されるステージと、を備える。 The magnesium reduction furnace of the present invention includes a storage unit that stores a briquette containing a magnesium oxide and a reducing agent, and a recovery unit that recovers the precipitated magnesium by depositing magnesium evaporated from the briquette by cooling. A plurality of retorts, a light-collecting unit that collects sunlight on briquettes in one of the plurality of retorts, and in a state where the plurality of retorts are placed, the sunlight collected by the light-collecting unit is And a stage driven to irradiate one of the plurality of retorts.
上記構成において、複数のレトルトがステージ上に周状に配設され、前記集光ユニットにより集光された太陽光が、前記ステージの駆動により順次に照射されてもよい。
本発明のマグネシウム還元炉は、好ましくは、ステージを駆動する駆動部と該駆動部を制御する制御部を備えている。
レトルトは、好ましくは、収容部となる二重管からなる第1のレトルト部と、回収部を含む第2のレトルト部と、を備えている。第1のレトルト部は、好ましくは内管部と外管部を有し、内管部と外管部との間は真空にされ、該内管部の内側にルツボが収容される。ルツボ内にブリケットが収容されてもよい。
外管部は、好ましくは、太陽光が入射する入射窓部と反射鏡とを備えている。反射鏡は、外管部の表面に形成されてもよく、好ましくは、外管部のルツボに対向する表面に形成される金属膜からなる。
In the above configuration, a plurality of retorts may be circumferentially arranged on the stage, and the sunlight collected by the light collection unit may be sequentially irradiated by driving the stage.
The magnesium reduction furnace of the present invention preferably includes a driving unit for driving the stage and a control unit for controlling the driving unit.
The retort preferably includes a first retort portion including a double tube serving as a storage portion, and a second retort portion including a recovery portion. The first retort portion preferably has an inner tube portion and an outer tube portion, a vacuum is applied between the inner tube portion and the outer tube portion, and a crucible is accommodated inside the inner tube portion. Briquettes may be accommodated in the crucible.
The outer tube preferably includes an incident window into which sunlight enters and a reflecting mirror. The reflecting mirror may be formed on the surface of the outer tube portion, and preferably comprises a metal film formed on the surface of the outer tube portion facing the crucible.
本発明によれば、複数のレトルトの各収容部にブリケットを小分けするために分散して収容し、一つのレトルト内のブリケットに対し集光ユニットで集光した太陽光を照射し、回収部を冷却することにより、日照時間のバラツキ等に依存することなく、個々のレトルトで効率良く酸化マグネシウムを還元することができるマグネシウム還元炉を提供することができる。 According to the present invention, briquettes are separately stored in each of the plurality of retort storage sections for subdivision, and the briquettes in one retort are irradiated with sunlight condensed by the light collection unit, and the collection section is formed. By cooling, it is possible to provide a magnesium reduction furnace capable of efficiently reducing magnesium oxide with individual retorts without depending on variations in the sunshine hours.
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明によるマグネシウム還元炉1の構造の一例を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は(A)のI−Iに沿った断面図、図2はレトルト5を示す模式的な断面図である。
図1に示すように、マグネシウム還元炉1は、マグネシウム酸化物及び還元剤を含むブリケット2を収容する収容部3と、冷却されることでブリケット2から蒸発したマグネシウムを析出し析出したマグネシウムを回収する回収部4と、をそれぞれ備える複数の、本例では8個のレトルト5と、複数のレトルト5のうち一つのレトルト内のブリケット2に太陽光を集光する集光ユニット6と、複数のレトルト5を載置した状態で、集光ユニット6により集光された太陽光が複数のレトルト5の一つのレトルトに照射されるように駆動されるステージ7と、を、備えている。ステージ7は、駆動部8と駆動部8を制御する制御部9により駆動される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 schematically shows an example of the structure of a
As shown in FIG. 1, a
図1では、複数のレトルト5が、ステージ7上に周状に配設される場合を示している。複数のレトルト5には、集光ユニット6により集光された太陽光が、ステージ7の駆動により順次に照射される。マグネシウム還元炉1は、大凡1時間程度の短時間で還元ができる量のブリケット2に太陽光を順次に照射できればよい。本実施形態では、太陽光の照射時間が一日8時間と見積り、8個のレトルト5を配置するようしたが、レトルトの本数は、集光ユニット6の大きさやブリケット2の体積等により適宜に設定すればよい。レトルト5の本数を増やす場合には、集光ユニット6を複数設け、各集光ユニット6の下方に複数のレトルト5を配設してもよい。この場合、複数の集光ユニット6や複数のレトルト5は、二次元に配置してもよい。
FIG. 1 shows a case where a plurality of
後述するように、レトルト5a〜5hが回転する(図1(B))場合には、本発明のマグネシウム還元炉1は、回転式(リボルバー式)のマグネシウム還元炉となる。
As described later, when the
集光ユニット6は、太陽光を集光するためにレトルト5の上方に設けられており、レンズ又は放物面鏡、楕円面鏡、多平面鏡等の凹面鏡を用いることができる。レンズとしては、フレネルレンズを好適に用いることができる。フレネルレンズは金型で作製でき、凸レンズよりも小型で且つ軽量であり、金型で作製できるので低コストという利点がある。集光ユニット6は、図示しない支持部により固定され、太陽光の回動角度に対応して追尾できるよう配置されている。
The
図2に示すように、レトルト5aは、収容部3となる第1のレトルト部11と、回収部4となる第2のレトルト部12と、第1のレトルト部11及び第2のレトルト部12とを接続する接続部13と、から構成されている。
As shown in FIG. 2, the
第1のレトルト部11は、ルツボ15が収容される内管部16と、ルツボ15を内管部16に保持する係止部17と、外管部18と、内管部16と外管部18との接合部19と、内管部16と外管部18と接合部19により囲まれる空間からなる真空保持部21と、を備えている。第1のレトルト部11は、耐熱ガラスからなり、例えば石英ガラスを用いることができる。
The
第1のレトルト部11は、二重管構造、所謂魔法瓶の構造と同様の構造を有している。つまり、内管部16と外管部18と接合部19との間の空間21は真空に保持されている。
The
ルツボ15は、第1のレトルト部11と同様、石英ガラス等の耐熱ガラスにより形成することできる。ルツボ15は、第1のレトルト部11に形成される係止部17により固定される。係止部17は、石英ガラス等の耐熱ガラスからなり、石英ガラスからなる丸棒が第1のレトルト部11に固定されている。
The
ルツボ15の一例について説明する。
図3は、ルツボ15と係止部17との関係を模式的に示し、(A)はルツボ15の斜視図、(B)はルツボ15の挿入時のII-IIに沿った断面図、(C)はルツボ15が係止部17に載置されたときのII-IIに沿った断面図である。
図3(A)に示すように、ルツボ15は、係止部17側に鍔部15aが設けられた略U字状の石英管からなり、鍔部15aには、90°毎に係止部17よりも大きい切欠部15bが形成されている。ルツボ15の固定は、ルツボ15を第1のレトルト部11に挿入する際に、ルツボ15の切欠部15bが係止部17を通過した後(図3(B)参照)で、ルツボ15を回転して、鍔部15aの切欠部15b以外の箇所が係止部17で支持されるようにして行うことができる(図3(C)参照)。
An example of the
3A and 3B schematically show the relationship between the
As shown in FIG. 3 (A), the
ルツボ15内に収容されるブリケット2は、酸化マグネシウム(MgO)とフェロシリコン(FeSi)とを混合したものである。酸化マグネシウムは、使用済みのマグネシウム燃料電池から回収することができる。さらに、酸化マグネシウムは、ドロマイト鉱石(CaMg(CO3)2)のような鉱物由来の原料を用いてもよい。ドロマイト鉱石を用いた場合には、マグネシウムにカルシウムが添加された難燃性マグネシウムを得ることができる。
The
冷却部22は、第1のレトルト部11のルツボ15からの蒸発したマグネシウム蒸気27が冷却される箇所であり、空気、水、油等により冷却される。
The
第2のレトルト部12は、接続部13側の一端13aが開放されかつ回収部4側が閉じた略U字状のステンレス製などの金属管からなる。第2のレトルト部12の回収部4には、この回収部4を冷却する冷却部22が配設されている。
The
第2のレトルト部12の回収部4側には、第1のレトルト部11及び第2のレトルト部12の内部を真空排気するための図示しない真空引き用配管が接続されてもよい。真空引き用配管には、図示しない開閉のための開閉弁、真空ポンプ等からなる真空排気装置が接続されてもよい。
An unillustrated evacuation pipe for evacuating the insides of the
接続部13は、第1の接続用金具24と第二の接続用金具25とから構成されている。第1の接続用金具24は、リング状の管24aの外周部にリング状のナットとなる雌ネジ部24bを備えている。第2の接続用金具25は、リング状の管25aの外周部にリング状のボルトとなる雄ネジ部25bを備えている。第1のレトルト部11の端部11aがリング状の管24aに挿入され、端部11aの最外周面が、雌ネジ部24bの内周面に当接する。第2のレトルト部12の凸部12aがリング状の管25aに挿入され、凸部12aの最外周面が、雄ネジ部25bの内周面に当接する。
The
接続部13は、ルツボ15からの輻射熱がレトルト5aの冷却部22側に到達しないように、断熱の作用を有している。
The connecting
第1のレトルト部11と第2のレトルト部12は以下のように接続される。
第1のレトルト部11は、第1の接続用金具24に挿入される。
次に、第2のレトルト部12は、第2の接続用金具25に挿入される。
次に、第1のレトルト部11の左端部と第2のレトルト部12の右端部との間に金属パッキン26が挿入され、ボルトとナットが螺合されて、第1のレトルト部11と第2のレトルト部12とが金属パッキン26により気密を保持するように接続される。
The
The
Next, the
Next, a metal packing 26 is inserted between the left end of the
第2のレトルト部12の右端部には、金属パッキン26が挿入される図示しない溝部を備えていてもよい。金属パッキン26は、真空フランジ用の銅(Cu)等により形成されたパッキンを用いることができる。
The right end of the
図4(A)〜(C)は、第1のレトルト部11の製作の一例を示す模式的な断面図である。
図4(A)に示すように、予め係止部17となる石英部材を設けた内管部16となる第1の石英管31の左端部に、外管部18となる第2の石英管32を、酸水素バーナにより溶接する。この溶接により、接合部19が形成され、内管部16と外管部18とからなる第1のレトルト部11の二重管部が形成される。第2石英管32には、真空引きをするための真空引き用配管33が接続されている。この状態では、二重管部は未だ真空に保持されていない状態である。
次に、図4(B)に示すように、真空引き用配管33の端部に図示しない真空排気装置を接続し、二重管部を真空排気しながら、真空引き用配管33の所定箇所を酸水素バーナにより封じることにより真空引き用配管33に封止部34を形成し、内管部16と外管部18との間の空間を真空にして、真空保持部21(図2参照)を形成することができる。
次に、図4(C)に示すように、第1の石英管31の左端部を、第1の接続用金具24に当接する面となる端部19aを形成する。これにより、第1のレトルト部11製作できる。
FIGS. 4A to 4C are schematic cross-sectional views illustrating an example of manufacturing the
As shown in FIG. 4A, a second quartz tube serving as an
Next, as shown in FIG. 4B, a vacuum evacuation device (not shown) is connected to the end of the
Next, as shown in FIG. 4C, an
本発明のマグネシウ還元炉1は、図2に示すように、第1のレトルト部11のルツボ15に収容されたブリケット2が、太陽光の集光ユニット6による集光で1200℃〜1400℃に加熱されることにより、ブリケット2から酸化マグネシウムがフェロシリコンにより還元されて、マグネシウム蒸気27が発生し、このマグネシウム蒸気27が第2のレトルト部12の回収部4で固化してマグネシウム28に還元される。
As shown in FIG. 2, the
ブリケット2の寸法は、約1時間程度でマグネシウム28が蒸発するように設定されている。レトルト5aのブリケット2の還元が終了すると、次にレトルト5bのブリケット2が還元される。同様にして、レトルト5c〜5hのブリケット2がこの順、つまり順次に還元される。
The dimensions of the
酸化マグネシウムとフェロシリコンとの還元反応を、下記(1)式に示す。
2MgO+Si→2Mg+SiO2 (1)
The reduction reaction between magnesium oxide and ferrosilicon is shown in the following equation (1).
2MgO + Si → 2Mg + SiO 2 (1)
上記したレトルト5a〜5hは、駆動部8により大凡1時間毎に集光ユニット6の焦点に移動する。駆動部8は、大凡1時間毎に集光ユニット6の焦点に移動する共に、太陽光を追尾するようにステージ7が駆動される。各レトルト5a〜2hへの太陽光の照射時間は、晴天である場合には、所定の時間毎に行うことができる。さらに、天候による太陽光の強度変動に応じて、各レトルト5a〜5hへの太陽光の照射時間を、各レトルト5a〜5h毎に調整してもよい。
The above-mentioned retorts 5a to 5h are moved to the focal point of the
本発明のマグネシウム還元炉1を赤道で稼働する場合には、太陽光はほぼ90°方向から入射するので、マグネシウム還元炉1は、東西方向に太陽を追尾すればよい。
When the
駆動部8を制御する制御部9は、コンピュータ、駆動部8を制御するソフトウェア及び太陽追尾のソフトウェア等により構成されている。太陽追尾のソフトウェアにより経度や緯度を設定すれば、太陽光を集光ユニット6によりレトルト5a〜5h毎に集光することができる。
The
本発明のマグネシウム還元炉1によれば、晴天時一日に入射する8〜10時間前後の太陽光を、順次レトルト5a〜5hに大凡一時間毎に照射して、レトルト5a〜5h内のブリケット2内の酸化マグネシウムを、マグネシウム28に効率良く還元することができる。
According to the
これにより、寸法的に合理性が成り立つ大凡直径10m前後の太陽炉で、熱還元に最適な内径30cm前後のレトルト5a〜5hを、ほぼ1時間毎に還元することにより、高効率で酸化マグネシウムをマグネシウム28に還元できる。一本のレトルト5aの還元時間は大凡一時間であり、曇ったときでもマグネシウムの還元がゼロではなく、数本のレトルトの還元も十分に可能となり、効率的に酸化マグネシウムの還元反応を促進できる。
Thus, in a solar furnace having an approximate diameter of about 10 m, which is reasonably dimensional, a
具体的には、レトルト5aのサイズが大きくなるとレトルト5a内に温度ムラが発生し、マグネシウム蒸気27がルツボ15の出口で固体化し、マグネシウム蒸気27の流路を詰まらせるが、レトルト5を複数個設け、小分けにすることでそれを防ぎ、効率良く酸化マグネシウムの還元反応を促進することができる。
Specifically, when the size of the
(マグネシウム還元炉の変形例1)
図5は、本発明によるマグネシウム還元炉1の変形例1を示す図であり、図6は、図5の第1のレトルト部51の上部側の拡大断面図である。
図5に示すマグネシウム還元炉40の第1のレトルト部51が、図2の第1のレトルト部11と異なるのは第1のレトルト部51に反射鏡46を備えている点である。他の構成は、図2に示すレトルト5aと同じであるので説明は省略する。
(
FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the
The
図6に示す第1のレトルト部51においては、太陽光が入射する入射窓部47と、反射鏡46とを備えている。反射鏡46は、外管部18の入射窓部47以外の領域に設けられている。つまり、反射鏡46は、第1のレトルト部51のルツボ15に対向する外管部18の表面に形成される金属膜からなる。反射鏡46の金属膜は、メッキや蒸着により形成することができる。
The
このように、第1のレトルト部51を用いたマグネシウム還元炉40にあっては、第1のレトルト部51に反射鏡46を備えることにより、ルツボ15から輻射される熱を反射鏡46で反射して再びルツボ15に戻すことができるので、熱損失を低減させることができる。また、太陽光が入射する入射窓部47は、常に太陽光が照射されるので、マグネシウム蒸気27等で曇らない構造である。
As described above, in the
集光ユニット6により太陽光エネルギーを熱に変換する効率は高く、還元用のルツボ15に直接太陽光を集光することにより、従来のピジョン法、つまり外部加熱と伝熱によりルツボを加熱する場合よりも、格段にエネルギー効率が向上する。特に、太陽光を一次エネルギーして考える場合、集光をレンズや反射鏡などで行い、5000倍から1万倍に集光することで、容易に高効率で1300℃から2000℃に90%超の効率で熱エネルギーに変換できる。
The efficiency of converting sunlight energy into heat by the light-collecting
さらに、ピジョン法は真空状態で還元することが必須であり、この条件は熱エネルギーが失われる、つまり損失である対流、伝熱、輻射の内、対流及び伝熱の二つの損失をほぼ完全に防止できる。本発明によれば、上記した反射鏡46を設けることにより、さらに輻射損失を無くすことができる。これにより、本発明によれば、ピジョン法の効率を大幅に改善することができる。
Furthermore, it is essential that the Pigeon method be reduced in a vacuum state, and this condition is that the thermal energy is lost, that is, two of the losses, convection, heat transfer, and radiation, are almost completely eliminated. Can be prevented. According to the present invention, the provision of the above-mentioned reflecting
本発明によれば、複数のレトルト5の各収容部3にブリケット2を分散、つまり小分けして収容し、一つのレトルト内のブリケット2に対し、集光ユニット6で集光した太陽光を照射し、回収部4を冷却することにより、日照時間のバラツキ等に依存することなく、個々のレトルト5a〜5hで効率良く酸化マグネシウムを還元することができる。
According to the present invention, the
(マグネシウム還元炉の変形例2)
図7は、本発明によるマグネシウム還元炉1の変形例2を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は(A)のII−IIに沿った断面図である。
図7に示すマグネシウム還元炉50が、図1に示すマグネシウム還元炉1と異なるのは、2個の集光ユニット6a、6bを設け、レトルト5a〜5pを16個配設できるステージ7とした点である。2個の集光ユニット6a、6bは、レトルト5a及び5iの上部に配設されている。他の構成は、図1に示すマグネシウム還元炉1と同様であるので、説明は省略する。
(
7A and 7B schematically show
The
図7に示すマグネシウム還元炉50では、右側の集光ユニット6aにより、レトルト5a〜5hの8個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。同時に、左側の集光ユニット6bにより、レトルト5i〜5pの8個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。
これにより、各レトルトの還元時間を、図1のマグネシウム還元炉1と同様に1時間とすると、図7に示すマグネシウム還元炉50では、8時間で16個のレトルト5a〜5p内の酸化マグネシウムの還元を行うことができる。
In the
Thus, assuming that the reduction time of each retort is one hour as in the case of the
(マグネシウム還元炉の変形例3)
図8は、本発明によるマグネシウム還元炉1の変形例3を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は(A)のIII−IIIに沿った断面図である。
図8に示すマグネシウム還元炉60が、図1に示すマグネシウム還元炉1と異なるのは、4個の集光ユニット6a〜6dを設け、レトルト5を16個配設できるステージ7とし、さらに、レトルト搬送部65を設けた点である。4個の集光ユニット6a〜6dは、レトルト5a、5i、5e、5mの上部にほぼ90度毎に配設されている。他の構成は、図1に示すマグネシウム還元炉1と同様であるので、説明は省略する。
(
FIGS. 8A and 8B schematically show
The
図8に示すマグネシウム還元炉60では、4個の集光ユニット6a〜6dによりレトルト5が加熱される。右側の集光ユニット6aにより、レトルト5a〜5dの4個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。同時に、左側の集光ユニット6bにより、レトルト5i〜5lの4個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。
In the
さらに、手前側の集光ユニット6cにより、レトルト5e〜5hの4個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。奥側の集光ユニット6dにより、レトルト5m〜5pの4個が順に加熱されて酸化マグネシウムが還元される。
これにより、各レトルトの還元時間を図1に示すマグネシウム還元炉1と同様に1時間とすると、図8に示すマグネシウム還元炉60では、4時間で16個のレトルト5a〜5p内の酸化マグネシウムを還元することができる。
Further, the four retorts 5e to 5h are sequentially heated by the
Accordingly, assuming that the reduction time of each retort is one hour as in the case of the
次に、還元の終了した16個のレトルト5a〜5pは、レトルト搬送部65により、ステージ7の外部に搬送される。そして、次の還元を行うためのブリケットを収容したレトルト5が、レトルト搬送部65によりステージ7に配設される。上記の最初と同様の4時間の加熱を繰り返すことにより、次の4時間で16個のレトルト5内の酸化マグネシウムの還元が行われる。ここで、搬送時間を短くするために、レトルト搬送部65を複数設けてもよい。
Next, the 16 retorts 5a to 5p for which the reduction has been completed are transported outside the
従って、各レトルト5の還元時間を図1のマグネシウム還元炉1と同様に1時間とすると、図8に示すマグネシウム還元炉60では、8時間で32個のレトルト5内の酸化マグネシウムを還元することができる。
Therefore, assuming that the reduction time of each
図1に示すマグネシウム還元炉1では集光ユニットが1個であり、8時間で8個のレトルト5a〜5h内の酸化マグネシウムを還元するのに対して、図7に示すマグネシウム還元炉50では、集光ユニット6の個数が2個で、16個のレトルト5内の酸化マグネシウムを還元することができる。
さらに、図8に示すマグネシウム還元炉60では、集光ユニット6の個数が4個で、32個のレトルト5内の酸化マグネシウムを還元することができる。つまり、還元処理できるレトルト5は、集光ユニット6に比例して増大させることができる。
The
Further, in the
大凡の目安として、レトルト5の個数をn(ここで、nは2以上)とすれば、集光ユニット6の個数は、m(1≦m<n)とすればよい。
As a rough guide, if the number of the retorts 5 is n (here, n is 2 or more), the number of the
本発明のマグネシウム還元炉1、40によれば、複数のレトルト5の各収容部3にブリケット2を分散、つまり小分けして収容し、一つのレトルト内のブリケット2に対し、集光ユニット6で集光した太陽光を照射し、回収部4を冷却することにより、日照時間のバラツキ等に依存することなく、個々のレトルト5a〜5hで効率良く酸化マグネシウムを還元することができる。
According to the
本発明のマグネシウム還元炉50、60によれば、さらに、複数の集光ユニット6を設けることにより還元処理するレトルト5の個数を増大して、効率良く酸化マグネシウムを還元することができる。
According to the
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that they are also included in the scope of the present invention. Nor.
1、40、50、60:マグネシウム還元炉
2:ブリケット
3:収容部
4:回収部
5、45a:レトルト
6:集光ユニット
7:ステージ
8:駆動部
9:制御部
11、51:第1のレトルト部
12:第2のレトルト部
12a:端部
13:接続部
15:ルツボ
15a:鍔部
15b:切欠部
16:内管部
17:係止部
18:外管部
19:接合部
19a:端部
21:真空保持部
22:冷却部
24:第1の接続用金具
24a:リング状の管
24b:雌ネジ部
25:第2の接続用金具
25a:リング状の管
25b:雄ネジ部
26:金属パッキン
27:マグネシウム蒸気
28:マグネシウム
31:第1の石英管
32:第2の石英管
33:真空引き用配管
34:封止部
46:反射鏡
47:入射窓部
65:レトルト搬送部
1, 40, 50, 60: Magnesium reduction furnace 2: Briquette 3: Storage unit 4:
Claims (8)
前記複数のレトルトのうち一つのレトルト内の前記ブリケットに太陽光を集光する集光ユニットと、
前記複数のレトルトを載置した状態で、前記集光ユニットにより集光された太陽光が前記複数のレトルトの一つのレトルトに照射されるように駆動するステージと、
を、備える、マグネシウム還元炉。 A plurality of retorts each including a storage unit that stores a briquette containing a magnesium oxide and a reducing agent, and magnesium that is evaporated from the briquette by cooling, and a recovery unit that recovers the deposited magnesium.
A light collecting unit that collects sunlight on the briquette in one of the plurality of retorts,
In a state where the plurality of retorts are mounted, a stage driven so that sunlight collected by the light collection unit is irradiated to one of the plurality of retorts,
A magnesium reduction furnace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015139967A JP6636737B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Magnesium reduction furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015139967A JP6636737B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Magnesium reduction furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017020087A JP2017020087A (en) | 2017-01-26 |
| JP6636737B2 true JP6636737B2 (en) | 2020-01-29 |
Family
ID=57889211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015139967A Expired - Fee Related JP6636737B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Magnesium reduction furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6636737B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019118982A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社ディスコ | Work-piece cutting method and chuck table of cutting device |
| US20250187093A1 (en) * | 2023-12-08 | 2025-06-12 | Hanon Systems | Brazed components and improved method of manufacturing them |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6044349B2 (en) * | 2013-01-09 | 2016-12-14 | 株式会社ニコン | Magnesium refining apparatus and magnesium refining method |
| JP2014231917A (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 三鷹光器株式会社 | Solar heat magnesium reduction furnace |
| JP2015101765A (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 三鷹光器株式会社 | Solar heat magnesium reduction furnace |
-
2015
- 2015-07-13 JP JP2015139967A patent/JP6636737B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017020087A (en) | 2017-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4033118A (en) | Mass flow solar energy receiver | |
| US10267571B2 (en) | Thermal energy storage systems and methods | |
| ES2684975T3 (en) | A hybrid combustion-receiver chamber | |
| JP6044349B2 (en) | Magnesium refining apparatus and magnesium refining method | |
| JP6636737B2 (en) | Magnesium reduction furnace | |
| US8656906B2 (en) | High-yield thermal solar panel | |
| AU2014216902B2 (en) | Solar tracking concentrator | |
| JP5826534B2 (en) | Microwave heating furnace | |
| JP6032015B2 (en) | Magnesium refining apparatus and magnesium refining method | |
| Schaffner et al. | Recycling of hazardous solid waste material using high-temperature solar process heat. 2. Reactor design and experimentation | |
| US10594249B1 (en) | Photovoltaic-phase change battery system for converting intermittent solar power into day and night electric power | |
| US4627418A (en) | Apparatus for the carbothermic reduction of metal oxides using solar energy | |
| JP6260628B2 (en) | Thermoelectric element and thermoelectric generation system | |
| JP2014231917A (en) | Solar heat magnesium reduction furnace | |
| US4472367A (en) | Method for the carbothermic reduction of metal oxides using solar energy | |
| Ekman | The design, construction and performance of a novel solar simulator and hybrid reactor | |
| JP5417090B2 (en) | Solar heat converter | |
| JP2010144956A (en) | Solar furnace device | |
| JP2003227661A (en) | Optical fiber solar collector | |
| Fan | Power generation from thermoelectric cells by using solar parabolic concentration dish. | |
| JP2016061485A (en) | Powder heating type solar heat reduction furnace | |
| JP6620501B2 (en) | Reduction device, method for reducing metal compound, and method for producing magnesium metal | |
| Bedreddine et al. | Exploitation of solar energy for the elaboration of zinc oxide thin films according to a new method of solar spray pyrolysis | |
| US20250187093A1 (en) | Brazed components and improved method of manufacturing them | |
| KR20050050051A (en) | Solar auto track thermoelectricity generation equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180511 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190308 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190326 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190522 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190723 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190731 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190911 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191126 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191219 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6636737 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |