JP2003001372A - 生型回収砂の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化できながら効率良い冷却作用が期待でき
る生型回収砂の冷却装置を提供すること。 【解決手段】水を添加して冷却する生型回収砂の冷却装
置であって、ケーシング１の一端部に生型回収砂の投入
口２を設けると共に他端部に排出口３を設け、前記ケー
シング１の内部に、該ケーシング１の内周面との間に薄
肉の仮想円筒状の搬送スペース１ａを形成するように構
成された軸流撹拌羽根４を回転自在に設け、該軸流撹拌
羽根４を回転駆動する駆動手段５を設け、該ケーシング
１に少なくとも一つの水添加ノズル６を設け、且つ、前
記水添加ノズル６に水を供給する水供給手段７を設けて
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、鋳物工場における生型
回収砂の冷却装置に関し、更に詳しくは、回収砂に水を
散水して冷却する方式の生型回収砂の冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鋳込みを終えて鋳枠から分離された高温
の生型砂は、更に鋳物と分離された後に、再利用の為に
冷却される。 この冷却方式として、従来においては、
例えば、図５（縦断側面図）及び図６（正面図）に示す
如く、高温の回収砂をベルトコンベア１１で搬送しなが
ら、その上に、ノズル１２で散水し、エヤレーター１３
の様なもので撹拌して、気化熱によって冷却する方法が
採られている。この水の散布は、温度降下を狙うと共に
解枠により蒸発した水分を、爾後の混練に適した１．５
％〜２％に戻すためにも行われる。 即ち、生型混練砂
が通常３〜４％の水分を含むが、蒸発により含有水分が
１％以下となっては、砂に含まれているベントナイトの
活性が失われて混練時間が長くなり、散水により２％以
上含水することになれば、砂の粘性が強くて、爾後の混
練に際して付着のトラブルが多発することになる。

【０００３】その他、回収砂を、図７に示す如き横軸回
転のドラム１４に投入して散水する方式、或いは、図８
に示す傾斜軸のドラム１５に回収砂を投入し、撹拌を行
いながら散水して蒸発させて冷却を行う方式、又、図９
（縦断側面図）に示す如く、垂直２軸の回転羽根を備え
たドラム１６（マルチクーラーと呼ばれる）に回収砂を
投入し、ここに散水して蒸発させ、冷却を行うという方
式も行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した回収砂の冷却
技術は、種々の欠点をもっている。例えば、回収砂をベ
ルトコンベアで搬送しながら、その上に散水し、エヤレ
ーターの様なもので撹拌する方式は、散水を行っても、
ベルト上の回収砂の上層に吸収され、内部にまで浸透し
ないのであり、その結果、後に撹拌を行っても水分が全
体に行き渡らず、冷却効率が悪いという問題がある。

【０００５】また、種々のタイプのドラムを用いる方式
では、水と回収砂との混合効率は良くなるが、装置が大
型化するという問題と、大きな容積のドラムに投入され
て塊の状態にある回収砂に散水するので、局所的に検知
する水分測定の結果に対して行われる散水が噛み合わ
ず、実際との間にギャップが生じて、上述した爾後の混
練を考慮した最適の散水量と、冷却効果を得難いという
問題がある。

【０００６】本発明は、かかる現状に鑑み、小型化でき
ながら効率良い冷却作用が期待できる生型回収砂の冷却
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる生型回収
砂の冷却装置は、上記目的を達成するために、鋳込み終
了後に鋳枠から鋳物と共に分離され、且つ鋳物とも分離
された生型回収砂に対して水を添加して冷却する生型回
収砂の冷却装置であって、ケーシング１の一端部に生型
回収砂の投入口２を設けると共に他端部に排出口３を設
け、前記ケーシング１の内部に、該ケーシング１の内周
面との間に薄肉の仮想円筒状の搬送スペース１ａを形成
するように構成された軸流撹拌羽根４を回転自在に設
け、該軸流撹拌羽根４を回転駆動する駆動手段５を設
け、該ケーシング１に少なくとも一つの水添加ノズル６
を設け、且つ、前記水添加ノズル６に水を供給する水供
給手段７を設けてある、という手段を講じた。

【０００８】本発明において、上記水添加ノズル６が軸
流撹拌羽根４の始端部側に位置して設けられ、且つ、回
収砂の温度を検出する砂温度計１７を設ける共に該砂温
度計１７の検出結果に基づき、温度が高いときに散水量
を多く、温度が低いときに散水量を少なくするように制
御する散水量制御制御手段（７，１８）を設けるのが好
ましい。

【０００９】本発明において、上記ケーシング１の排出
口３に臨ませて蒸気排気チャンバー８を設けてあるのが
好ましい。

【００１０】本発明において、上記蒸気排気チャンバー
８には、生型回収砂を搬送するベルトコンベア９が設け
られているのが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の態様】本発明によれば、散水による回収
砂の冷却方式として、ケーシング１の内部の軸流撹拌羽
根４を利用して、軸線方向に回収砂を移動させる中にお
いて散水を行い、且つ回収砂を撹拌することで水との混
合を行うようにしているので、ドラムやバケット式に比
べて極めてコンパクトな装置でもって散水、撹拌が行い
得る。特に、回収砂は、ケーシング１の内周面と軸流撹
拌羽根４の外周との間に形成される薄肉の仮想円筒状の
搬送スペース１ａ（厳密に軸流撹拌羽根４の外径とケー
シング１の内径との差ということではなく、実質的な搬
送スペースという意味である）を移動することになり、
水添加ノズル６からの水が、この薄肉の搬送スペース１
ａの回収砂へ供給されるが故に、水の浸透性が良好で、
且つ、その撹拌作用と相いまって、略々まんべんなく回
収砂に行き渡ることになり、結果として回収砂の冷却効
率を高めることが出来る。

【００１２】本発明において、上記水添加ノズル６が軸
流撹拌羽根４の始端部側に位置して設けられ、且つ、回
収砂の温度を検出する砂温度計１７を設ける共に該砂温
度計１７の検出結果に基づき、温度が高いときに散水量
を多く、温度が低いときに散水量を少なくするように制
御する散水量制御制御手段（７，１８）を設けるた場合
には、解枠に伴う温度上昇を抑えるべく散水される最適
量の水が、軸流撹拌羽根４の始端部から終端部に渡って
その全長を通して有効に撹拌、混合作用を受けることが
できて、比較的短い軸線であっても、十分な混合を得て
温度降下させることが出来ると共に蒸発熱を奪った後の
回収砂の含水率を、理想的な１．５〜２％に近付けるこ
とが出来て、軸流撹拌羽根４及びケーシング１内壁への
付着を無くする又は殆ど無くすると共にその後の再利用
を行い易く出来る。

【００１３】また、本発明において、上記ケーシング１
の排出口３に臨ませて蒸気排気チャンバー８を設けてあ
る場合には、十分に水と回収砂との混合が得られた状態
のものが、前記閉鎖状態のケーシング１から、この蒸気
排気チャンバー８に至って、オープンエアーの状態とな
り、蒸発気化し易い条件下となってその気化熱を吸収し
て回収砂を温度を下げ、蒸気を発生させることになる。

【００１４】更に、本発明において、上記蒸気排気チャ
ンバー８には、生型回収砂を搬送するベルトコンベア９
が設けられている場合には、蒸気排気チャンバー８に排
出された回収砂を塊として体積させるのではなく、順次
移動させることによって、単に回収砂を次工程に移動さ
せるという役割を果たすだけでなく、空気と接触する表
面積を増大させ、結果として蒸発条件を良くすることが
出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明にかかる生型回収砂の冷却装置
の好適実施例について、図面に基づいて詳述する。図１
は、生型回収砂の冷却装置を中心とした生型回収砂のフ
ローチャートを示し、鋳込み終了後に鋳枠から鋳物と共
に分離され、且つ鋳物とも分離された生型回収砂が、ベ
ルトコンベア１０によって搬送され、８０°Ｃ〜１８０
°Ｃ、この実施例では８０°Ｃで、この冷却装置に至
る。 後に詳述するが、図１において、１７は砂温度
計、１８は、その検温を入力するインバーター水ポンプ
流量調整手段であり、水ポンプ７を制御して、水タンク
１９の水量を調整する。

【００１６】この冷却装置は、水を添加して冷却するタ
イプのものであるが、その構成は、縦断側面図である図
２及び平面図である図３並びに一部切り欠き端面図であ
る図４に示すように、ケーシング１の一端部に生型回収
砂の投入口２を設けると共に他端部に排出口３を設け、
前記ケーシング１の内部に、該ケーシング１の内周面と
の間に薄肉の仮想円筒状の搬送スペース１ａを形成する
ように構成された軸流撹拌羽根４を回転自在に設け、該
軸流撹拌羽根４を回転駆動する駆動手段５を設け、該ケ
ーシング１に少なくとも一つの水添加ノズル６を設け、
且つ、前記水添加ノズル６に水を供給する水供給手段７
を設けたものである。 因みに、本実施例では、この冷
却装置の全長が約１ｍ程度、上記搬送スペース１ａの肉
圧は５〜６ｍｍ程度、軸流撹拌羽根４の回転数が５００
〜８００ｒｐｍのものに構成されている。

【００１７】そして、上記水添加ノズル６が軸流撹拌羽
根４の始端部側に位置して、この実施例では、２基のノ
ズル６ａ，６ｂが設けられており、図３に示す如く、周
方向及び軸線方向に位置をずらせて配置されている。
この水添加ノズル６は、回収砂の温度を検出する砂温度
計１７を設ける共に該砂温度計１７の検出結果に基づ
き、温度が高いときに散水量を多く、温度が低いときに
散水量を少なくするように制御する構成された散水量制
御制御手段（７，１８）、即ち、インバーター水ポンプ
流量調整手段１８と水ポンプ７、とでもって制御され
る。尚、この水ポンフ７は、本発明では水供給手段とし
て上位概念で表される。

【００１８】ここで、解枠時、鋳物熱移動による砂の平
均上昇温度を計算した結果を次の示す。 １４００°Ｃ
の注湯、６００°Ｃ解枠の鋳物よりの発生熱量が、鋳物
の比熱０．１１ｋａｌ／ｋｇ°Ｃ、鋳物の潜熱２３ｋｃ
ａｌ／ｋｇとし、砂の比熱０．２４ｋｃａｌ／ｋｇ、水
蒸気の気化潜熱５００ｋｃａｌ／ｋｇ水、として解枠時
の砂の平均上昇温度を求めた。 この表は、当初４０°Ｃの混練砂があるとき、Ｓ／Ｍ比
が５で水分蒸発がない時の温度上昇は９２°Ｃで、平均
温度は１３２°Ｃとなる。そして、砂中１％の水が蒸発
した時の解枠時の温度上昇は７１°Ｃで、平均温度が１
１１°Ｃとなるように読む。このように、解枠された回
収砂の砂温は、Ｓ／Ｍ比によって決定されるものであ
る。

【００１９】処理砂量を３０ｔ／ｈとして、水量が１％
とすると３００ｋｇ／ｈとなり、蒸発の熱量計算を行う
と、２５°Ｃの温度降下を期待出来、また、２％とし
て、６００ｋｇ／ｈの水量であれば、５０°Ｃの温度降
下が期待出来る。 従って、この実施例では、投入温度
が８０°Ｃであった為、２％の水量を用いたことで、最
終降下温度は４０°Ｃとなった。

【００２０】上記仮想円筒状の搬送スペース１ａは、図
２及び図４に示す如く、ケーシング１の内径に対して僅
かに小径の軸流撹拌羽根４によって形成されるもので、
その軸流撹拌羽根４の回転によって半径方向外方及び軸
線方向に放出される回収砂が移動出来るスペースという
ことになる。 上記駆動手段５は、ここでは電動モータ
ーで構成されており、また、水供給手段７は、水を圧送
できるポンプとこれを駆動する電動モーターとから構成
されている。上記軸流撹拌羽根４は、４０Ｇ以上７０Ｇ
以下の回転を産み出すようにされており、軸流撹拌羽根
４の径をＤｍとして、回転数をＮとすると、 で求められる。

【００２１】そして、上記ケーシング１の排出口３に臨
ませて蒸気排気チャンバー８を設けてあり、この上記蒸
気排気チャンバー８には、生型回収砂を搬送するベルト
コンベア９が設けられている。 上記ケーシング１の排
出口３から排出された水を散布、撹拌された回収砂が、
この蒸気排気チャンバー８に至ると、これまでにケーシ
ング１の閉鎖状態にあったものが、オープンエアーに至
り、その蒸発作用を促進すると共にベルトコンベア９に
より、堆積することなく順次移動されることで、空気と
の接触面積を増大させて、より一層蒸発作用を促進出来
る。 既に述べたように、本実施例では、ベルトコンベ
ア９から排出される回収砂は約４０°Ｃ程度に冷却され
る。

【００２２】ここでは詳しく言及しないが、上述した蒸
気排気チャンバー８から排出された蒸気は、所定の回収
手段（冷却塔等の熱交換器）によって水に還元され、再
利用されることになり、また、ベルトコンベア９から排
出された回収砂は、例えば、サンドクーラーに至ってか
ら再利用されることになる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、小型、コンパクトな軸
流撹拌羽根を用いるという経済性を備えながら、その薄
肉の搬送スペースにある回収砂に対して散水を行うの
で、散水の回収砂への浸透が容易であると共に撹拌作用
と相いまってより確実な撹拌、混合が得られ、熱量計算
に合わない大量の水（事後に砂がベトつく）を供給しな
くても、良好な撹拌、混合作用を行い得て、その後の蒸
発作用を十二分に発揮させることができ、回収砂の冷却
効率を大幅に向上させることが出来る利点がある。本発
明のその他の具体的な効果は、上記発明の実施の態様の
項及び実施例の項に於いて詳述した通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる生型回収砂の冷却装置の全体を
示すフローチャートである。

【図２】本発明にかかる冷却装置の縦断側面図である。

【図３】本発明にかかる冷却装置の平面図である。

【図４】本発明にかかる冷却装置の一部切り欠き端面図
である。

【図５】従来技術を示す冷却装置の概略縦断側面図であ
る。

【図６】従来技術を示す冷却装置の概略正面図である。

【図７】従来技術を示す冷却装置の概略斜視図である。

【図８】従来技術を示す冷却装置の概略縦断側面図であ
る。

【図９】従来技術を示す冷却装置の概略縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング １ａ 搬送スペース ２ 投入口 ３ 排出口 ４ 軸流撹拌羽根 ５ 駆動手段 ６ 水添加ノズル ７ 水供給手段 ８ 蒸気排気チャンバー ９ ベルトコンベア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳込み終了後に鋳枠から鋳物と共に分離さ
   れ、且つ鋳物とも分離された生型回収砂に対して水を添
   加して冷却する生型回収砂の冷却装置であって、 ケーシング１の一端部に生型回収砂の投入口２を設ける
   と共に他端部に排出口３を設け、 前記ケーシング１の内部に、該ケーシング１の内周面と
   の間に薄肉の仮想円筒状の搬送スペース１ａを形成する
   ように構成された軸流撹拌羽根４を回転自在に設け、 該軸流撹拌羽根４を回転駆動する駆動手段５を設け、 該ケーシング１に少なくとも一つの水添加ノズル６を設
   け、且つ、前記水添加ノズル６に水を供給する水供給手
   段７を設けてある、生型回収砂の冷却装置。
2. 【請求項２】上記水添加ノズル６が軸流撹拌羽根４の始
   端部側に位置して設けられ、且つ、回収砂の温度を検出
   する砂温度計１７を設ける共に該砂温度計１７の検出結
   果に基づき、温度が高いときに散水量を多く、温度が低
   いときに散水量を少なくするように制御する散水量制御
   制御手段（７，１８）を設け、請求項１の生型回収砂の
   冷却装置。
3. 【請求項３】上記ケーシング１の排出口３に臨ませて蒸
   気排気チャンバー８を設けてある、請求項１又は２の生
   型回収砂の冷却装置。
4. 【請求項４】上記蒸気排気チャンバー８には、生型回収
   砂を搬送するベルトコンベア９が設けられている、請求
   項１乃至請求項３の生型回収砂の冷却装置。