JP3493380B2 - 金型予熱装置 - Google Patents

金型予熱装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、複数に分割された金型
から成る鋳造用、鍛造用等の金型を、作業開始に先立っ
て予熱するための金型予熱装置に関する。 【0002】 【従来技術】鋳造用もしくは鍛造用の金型においては、
溶湯の湯回りを良くするため、あるいは、製品に生ずる
欠陥を少なくするために鋳鍛造開始に先立って金型を予
熱し、例えば鋳造用金型の場合、金型の内部を約 400℃
に予熱する。 【0003】従来、かかる金型予熱には、多数のノズル
を設けたパイプバーナにより、大気中において型の被加
熱面に直接炎を当てる直火方法が採用されていた。 【0004】しかし、この直火方法においては複雑形状
の被加熱面を一様に加熱することが難かしく、そのため
型に反りが生じてその寿命が短くなりやすい。特に中子
や突起部を有する型の場合、中子や突起部が過熱されや
すく、型の寿命が一層短くなる。 【0005】また、大気中での加熱であるため、加熱効
率が悪く、予熱時間が長くなるとともにエネルギ損失も
大きい。 【0006】さらに、不完全燃焼によりすすを発生した
り、周囲に熱を放出する等、環境的にも好ましくない。 【0007】このため、特開昭60−158940号公報によ
り、内面に断熱ライニングを張設して成る本体と、該本
体の一側部に取付けられた単一バーナーと、該単一バー
ナーに臨んで前記本体に内装され、火焔をほぼ一様に拡
散させる燃焼筒と、前記本体に付設された排気手段とを
備えた金型加熱装置が提案されている。この金型加熱装
置は、被加熱面を対向させた上,下金型間に介装され、
該上,下金型と協働して燃焼室を画成し、前記火焔はこ
の燃焼室内にほぼ一様に拡散する。 【0008】しかし、この金型加熱装置は、本体内に燃
焼筒を設けなければならないので、構造が複雑になり、
その上、火焔を燃焼室に充分一様に拡散させて金型を均
一に加熱し、かつ完全燃焼させて排気による環境悪化を
防ぐには、燃焼筒自体の構成もかなり複雑なものとな
り、しかもこのような金型加熱装置によっても前記直火
方法の欠点を完全に回避することは必ずしも容易でな
い。 【0009】 【解決しようとする課題】本発明は、従来技術のこのよ
うな事情に鑑み、極めて簡単な構造で、金型を効率良く
かつ均一に予熱することができ、しかも良好な作業環境
を維持できる金型予熱装置を提供しようとするものであ
る。 【0010】 【課題を解決するための手段および作用】本発明の金型
予熱装置は、分離可能な2つの金型の間に配置されてこ
れらの金型を予熱するものであり、前記金型の外形とほ
ぼ同形の外形を有する枠体と、該枠体に設けられ前記金
型と対向する面を有する加熱面部材と、前記枠体内に燃
料ガスを供給する燃料ガス供給管とから成り、前記加熱
面部材が金属の繊維を層状に焼結した多孔質のマット状
体により形成され、該加熱面部材を通過する前記燃料ガ
スが該加熱面部材の全面にわたって均一に燃焼すること
により熱を発生する。 【0011】金型を予熱するに当っては、前記枠体内に
燃料ガス供給管を通じて、ガス体燃料と空気とを該ガス
体が完全燃焼するために最も適当とする比率で混合した
燃料ガスを供給する。この燃料ガスは加熱面部材中に存
在する無数の小さな空隙を通って該部材の外面に達し、
該部材の全面から均一に噴出する。ついで、点火プラグ
等により点火すれば、火炎は加熱面部材の全面に伝播
し、以後供給される燃料ガスは、火炎が該部材の表面に
付着した状態で、安定して燃焼する。 【0012】このようにして加熱面部材の外面において
燃燒が持続されるが、この燃焼は該外面に炎を付着させ
た状態で行われ、これにより加熱面部材が赤熱状態とな
り、強力な赤外線を放射する。金型の予熱はこの赤外線
(放射熱)と高温の排気ガスとにより行われるが、該赤
外線は加熱面部材の全外面から均等に放射され、かつ金
型の被加熱面はこの外面に短い距離を介して直接向い合
っているので、被加熱面が均一にかつ効率良く加熱され
る。 【0013】加熱面部材の外面は全体が均一に赤熱し高
温状態を維持するので、火炎が浮上せず、従って失火し
難い。また燃料ガスは、前記枠体内に供給される前に適
当な比率で空気と混合されているので、ほぼ完全燃燒
し、従って排気による環境汚染が少く、作業環境が向上
する。さらに火炎が加熱面部材の表面に付着した状態で
燃焼するので、燃焼反応が完了するのに必要な空間が小
さくて済み、燃焼ガスが金型に当たるときには既に燃焼
が完了している。このため従来のパイプバーナーで火炎
を直接金型に当てて加熱した場合に見られたような、不
完全燃焼によってすすが金型に着くという欠点も解消さ
れる。 【0014】この金型予熱装置は、単純な枠体の解放面
を加熱面部材で覆い、これに燃料ガス供給管を取付けた
だけの極めて簡単な構造を有し、従って製造も極めて容
易である。 【0015】 【実 施 例】以下、本発明を図示の一実施例について
説明する。 【0016】図1は本発明による金型予熱装置を用いて
金型を予熱しようとするアルミダイキャスト用鋳造装置
の予熱直前の状態を示す概略側面図で、1が金型予熱装
置、2が鋳造装置である。 【0017】鋳造装置2は、支柱3に固定された下台板
4に固着された下金型5と、支柱3に沿って上下に摺動
可能な上台板6に固着された上金型7とを備えている。
下金型5と上金型7とは互いに向かい合い、対向する面
にそれぞれ所要形状の型面8が刻設されている。鋳造に
際しては上台板6を下降させて下金型5と上金型7とを
当接させ、両者の型面8により形成されるキャビティ内
に溶湯を注入するが、これに先立ち、溶湯の湯回りを良
くするために、下金型5および上金型7の型面8を予熱
する。 【0018】この予熱は、図1に示すように下金型5と
上金型7とを上下に分離させた状態で、両金型5,7間
に金型予熱装置1を配置して行われる。 【0019】図2は金型予熱装置1の縦断面図である。
9は金型予熱装置1の外郭を形成する枠体で、金型5,
7の外形とほぼ同形の外形を有し、例えば直方体状をな
している。枠体9の上下の開放面は、該枠体9に取付け
られた環状の取付部片10により支持された加熱面部材11
によりそれぞれ覆われている。枠体9にはまた、枠体9
と加熱面部材11により囲まれた空間12内に連通する燃料
ガス供給管13が設けられている。この燃料ガス供給管13
は後述する燃料ガス供給系に接続されている。 【0020】加熱面部材11は、金属例えばステンレス鋼
の極めて微細な繊維を層状に燒結してマット状に成形し
たものであり、内部に多数の微細な空隙を有している。
空隙率は約90%である。 【0021】図3は前記燃料ガス供給管13に接続される
燃料ガス供給系の系統図である。14はガス体燃料を供給
する燃料源で、例えば燃料としてLPGを使用する場合
にはLPGボンベに相当する。燃料源14からの燃料は調
圧弁15、開閉弁16、流量調整弁17を経てミキサ18に送給
される。ミキサ18にはまた例えばブロワ等の空気源19か
ら空気が開閉弁20、流量調整弁21を経て送給される。 【0022】このようにして、圧力および流量を適正に
調整された燃料および空気がミキサ18に送り込まれて混
合し、燃焼に最適な比率例えば空気過剰率 1.0〜 1.2の
加熱混合気体となって、前記燃料ガス供給管13を経て金
型予熱装置1の空間12に供給される。本明細書において
はこの可燃混合気体を燃料ガスと称している。 【0023】空間12内に送り込まれた燃料ガスは、次い
で加熱面部材11内に分散した微細な空隙を通って該加熱
面部材11の外面側へ流出する。この燃料ガスは上記空隙
を通過することにより整流、拡散されて、加熱面部材11
の外面から該面に直角に、かつ全面にわたって一様に流
出する。最初に流出した燃料ガスは点火装置(図示せ
ず)により着火して燃焼し、この燃焼が後続する燃料ガ
スにより維持される。 【0024】本実施例では2つの金型の間に離間して予
熱装置を配置する場合を説明したが、2つの金型で予熱
装置を挟持して予熱することも可能である。この場合、
燃焼後の排気は取付部片10に設けられた排気口23を通じ
て外部へ排出される。あるいは金型5,7に設けられた
湯道等の適当な連通部を通じて該排気を排出するように
しても良い。 【0025】前記燃料ガスの燃焼により加熱面部材11は
赤熱状態となり強力な赤外線すなわち放射熱を放射す
る。そして加熱面部材11を通過した燃料ガスは加熱面部
材11の外面に達したところで確実に燃焼し、その火炎は
該外面から浮上したり加熱面部材11内に逆上ったりする
ことなく、該外面に全面にわたって付着した平面状の火
炎が形成される。 【0026】金型5,7の予熱は、上記赤熱状態の加熱
面部材11からの放射熱および高温の燃焼排ガスとにより
行われるが、該放射熱は加熱面部材11の全外面から均等
に放射され、また燃焼排ガスも加熱面部材11の全外面に
沿って均等に生成され、かつ金型5,7の被加熱面であ
る型面8は上記加熱面部材11の対向する面に直接向い合
っているので、金型予熱装置1の発する熱量のほぼ全部
が型面8に、しかも均等に指し向けられ、型面8が均一
にかつ効率良く加熱される。 【0027】実際に使用している或る金型を上記金型予
熱装置1を用いて予熱した所、350℃まで加熱するまで
に約15分を要し、消費エネルギは 9,000キロカロリーで
あったが、同じ金型を従来の直火方法で予熱した場合に
は、約40分の昇温時間と、18,000キロカロリーの消費エ
ネルギーを必要とした。すなわち、本発明装置による予
熱は従来の直火方法に比し、昇温時間にして約60%、消
費エネルギーにして約50%の削減が得られることが分
る。 【0028】図4は同様な比較実験における型面各部の
昇温状況を示すグラフで、縦軸に温度をとり横軸に時間
をとってある。この実験においては型面上に選定した所
定の4個所について温度を測定し、本発明による装置を
用いて予熱した場合の測定値を実線で、直火方法により
予熱した場合の測定値を点線で示してある。このグラフ
から、本発明による予熱においては従来の方法による予
熱に比し、型面全体が均一に加熱され、かつ短時間で所
定温度に達し得ることが分る。 【0029】燃料ガスは赤熱した加熱面部材11の外面で
良好に燃燒し、ほぼ完全燃焼するので、排気による環境
汚染が少く、作業環境が向上する。 【0030】 【発明の効果】本発明による金型予熱装置は構造が簡単
で製作し易く、かつ金型を効率良く均一に予熱すること
ができ、しかも良好な作業環境を維持できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による金型予熱装置を用いて金型を予熱
しようとする鋳造装置の予熱直前の状態を示す概略側面
図である。 【図2】金型予熱装置の縦断面図である。 【図3】燃料ガス供給系の系統図である。 【図4】本発明装置による金型予熱と従来の方法による
金型予熱とにおける金型昇温状態を示すグラフである。 【符号の説明】 1…金型予熱装置、2…鋳造装置、3…支柱、4…下台
板、5…下金型、6…上台板、7…上金型、8…型面、
9…枠体、10…取付部片、11…加熱面部材、12…空間、
13…燃料ガス供給管、14…燃料源、15…調圧弁、16…開
閉弁、17…流量調整弁、18…ミキサ、19…空気源、20…
開閉弁、21…流量調整弁、23…排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光男 神奈川県横浜市鶴見区弁天町3番地 エ ヌケーケー総合設計株式会社 機械シス テム技術部内 (72)発明者 安江 經和 神奈川県横浜市鶴見区弁天町3番地 エ ヌケーケー総合設計株式会社 機械シス テム技術部内 (72)発明者 龍田 英世 神奈川県横浜市鶴見区弁天町3番地 エ ヌケーケー総合設計株式会社 機械シス テム技術部内 (72)発明者 早瀬 保 神奈川県横浜市鶴見区弁天町3番地 エ ヌケーケー総合設計株式会社 機械シス テム技術部内 (56)参考文献 特開 昭60−158940(JP,A) 特開 平5−172313(JP,A) 特開 平3−28612(JP,A) 特開 平3−28611(JP,A) 特開 平3−28610(JP,A) 特開 平2−279908(JP,A) 特開 平7−55116(JP,A) 実開 平4−115222(JP,U) 特公 平4−67090(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21J 1/06 B21J 13/02 F23D 14/16 F23D 14/56

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 分離可能な2つの金型の間に配置されて
    これらの金型を予熱する金型予熱装置において、前記金
    型の外形とほぼ同形の外形を有する枠体と、該枠体に設
    けられ前記金型と対向する面を有する加熱面部材と、前
    記枠体内に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管とから成
    り、前記加熱面部材が金属の繊維を層状に焼結した多孔
    質のマット状体により形成され、該加熱面部材を通過す
    る前記燃料ガスが該加熱面部材の全面にわたって均一に
    燃焼することにより熱を発生すること、かつ、前記枠体
    に燃焼ガス排気口を設けたことを特徴とする金型予熱装
    置。
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AU4319196A (en) * 1995-01-05 1996-07-24 West Glen Industrial Coatings Limited A gas fire
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