JP5785681B2 - 粉粒体加熱装置 - Google Patents
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Description
(1)金型への原料の充填性を向上させ、充填不良を削減する。
(2)充填した原料の金型における焼成時間を冬場を含め年間を通じて一定にする。
(1)熱冷媒が中空管を介して、加熱対象物と間接的に熱交換を行うので、熱冷媒が加熱対象物に直接接触する装置に比べて熱交換効率が低い。
(2)貯留槽内に螺旋状に設けられた中空管により加熱対象物の流動撹拌動作が妨げられるので、貯留槽内の加熱対象物全体を均一な温度に加熱することが難しい。
ホッパーとは、粉粒体を収容する容器である。
第1加熱室および第2加熱室とは、エアダンパーを介して連通しホッパーから導入された粉粒体を熱風により撹拌して加熱する部屋である。第1加熱室は熱風供給部へ接続され、第2加熱室は熱風により吹き上げられてきた粉粒体を反射して第1加熱室へ戻す反射板を備える。
ここで、エアダンパーとは、第1および第2加熱室内で流動する熱風と粉粒体に抵抗を与える抵抗体である。
排出部とは、ホッパーから第1加熱室へ導入された粉粒体を外部の例えば鋳型成形器へ排出するための機構であり、例えば、排出用配管、シャッタ、シャッタ制御機器などから構成される。
このような構成によれば、加熱された粉粒体が排出部によって第1加熱室から外部に排出されると、それに引き続いてホッパーから粉粒体が自動的に第1加熱室へ導入される。
このため、粉粒体を第1加熱室に容易に繰り返し導入することができる。
このような構成によれば、粉粒体がホッパーから第1加熱室へ導入され、粉粒体の加熱が済むと、排出部によって自動的に第1加熱室から加熱済みの粉粒体が排出される。
これにより、粉粒体の加熱供給を自動的に繰り返し行うことができる。
図1は本発明の実施形態に係る粉粒体加熱装置の上面図、図2は図1のA−A断面図でありホッパーおよび定量加熱室に鋳物砂が収容された状態を示している。図3は図2のB−B断面図、図4は図2のC−C断面図、図5は図2に示される粉粒体加熱装置のホッパーの縦断面図であり、これらの断面図において鋳物砂の図示は省略されている。図6は図2に示される粉粒体加熱装置の天井室に設けられる反射板の平面図である。
また、定量加熱室2は、上部加熱室(第2加熱室)6と下部加熱室(第1加熱室)7と天井室(天井部)8とから構成されている。
図5に示されるように、ホッパー1の底部1aは上方へ向かって突出し、この突出した底部1aの側壁の周囲にホッパー1と下部加熱室7とを連通させる8つの導入孔1bが形成されている。また、底部1aの上面には2つの長方形の貫通窓1cが形成されている。
すなわち、ホッパー1の底部1aは、上部加熱室6と下部加熱室7との境界に介在する構造になっている。
つまり、下部加熱室7では導入孔1bより下の容積によって砂Sの定量が行われる。本実施形態においては15kgの砂Sが定量されるようになっている。
図2に示すように、熱風供給部3はブロア24とヒータ25を備え、発生した熱風を下部加熱室7の底部に設けられた熱風入口ベース10の熱風供給口10aを介して下部加熱室7に供給する。
熱風供給口10aには熱風供給部3から供給される熱風の温度を測定する温度センサ33が設けられている。
そして、熱風入口ベース10と下部加熱室7との間には砂を通過させない大きさのメッシュを有する網状のフィルタ部11が挟まれ支持されている。
これにより、熱風供給口10aから供給されて吹き上げ板10bで反射され、上方へ向かって吹き上げられた熱風はフィルタ部11を通って下部加熱室7内へ流入する。一方、下部加熱室7内の砂Sはフィルタ部11に受け止められるので、熱風入口ベース10内へ落下することはない。
このため、排出管12が過度の加熱状態となることはなく、砂Sが排出管12内で固化することを防止している。
シャッタ13には、シャッタ13が移動した際に排出管12の下端と砂出口15を連通させ、下部加熱室7内の砂Sが外部に排出されるように貫通孔13aが形成されている。
熱風が下部加熱室7内に流入すると、下部加熱室7内の砂Sが上部加熱室6へ向かって吹き上げられ、主に導入孔1bよりも上の上部加熱室6内で撹拌が行われる。
この際、図2および図3に示されるように、上部加熱室6の底部6a(図3)と、ホッパー1の底部1a(図5)にそれぞれ形成された2組の貫通窓6b,1cは、吹き上げられる砂Sの流れに適当な抵抗を与えるエアダンパーとして作用し、撹拌速度を制御して、熱風から砂Sへの熱交換効率を向上させるようになっている。
天井室8はその最上部に排気口8a有しており、反射部16aの周囲に形成された開口16bを通過して天井室8へ流入した熱風は排気口8aに接続されたフレキシブルホース17に案内されてホッパー1内に突き出た排気管18へ導かれ、外部へ排気される。なお、排気管18は必要に応じて図示しない排気ポンプに接続される。
図7はフィルタ部11の変形例を示す図4対応図、図8は図7に示されるフィルタ部の側面図、図9は図7のD−D断面図である。
図7〜9に示されるように、変形例に係るフィルタ部20は、一対の平行なプレート21,22と、プレート21,22を貫通する4本の導入管23と、上側のプレート21上で各導入管23に被さるキャップ24とから構成されている。
一対の平行なプレート21,22の中心には排出管12を貫通させるための貫通孔が形成され、その貫通孔の周囲には4本の導入管23をそれぞれ貫通させるための貫通孔が形成されている。
各導入管23の上端と下端はプレート21,22から突出し、上側のプレート21から突出した部分に円筒形のキャップ24が被せられ溶接により上側プレート21に固定されている。
各導入管23は熱風供給部3から熱風入口ベース10(図2参照)内に供給され、吹き上げ板10bで反射され吹き上げられた熱風を各キャップ24内へ導く。
各キャップ24内へ導かれた熱風は各キャップ24の側壁に形成された貫通孔24aから噴出し、下部加熱室7内へ流入する。
しかし、各キャップ24の貫通孔24aは水平方向に向かって貫通しているため、熱風が供給されていない状態であっても、砂Sが各キャップ24の貫通孔24aを介して各キャップ24内に流入しようとする力は弱く、各キャップ24内に砂Sが流入することはない。つまり、フィルタ部20は、熱風を通すが砂Sを通さないという図4に示すフィルタ部11と同等の機能を有するようになっている。
このため、一対の平行なプレート21,22の間には隙間が設けられ、一対のプレート21,22の間に外気を通してプレート21の熱を放散させることにより、プレート21が熱くなり過ぎることを防止している。
図10は本発明の実施形態に係る粉粒体加熱装置の制御系を示すブロック図である。
同図に示すように、この制御系は、制御部30を備え、制御部30は、起動スイッチ31と、レベルセンサ32と、温度センサ33からの出力を受けてブロア34、ヒータ35、電磁弁36、警報器37を駆動制御するようになっている。
ここで起動スイッチ31は使用者が手動操作するスイッチであってもよいし、他の治具の動作に連動して作動するスイッチであってもよい。
警報器37はホッパー1内の砂Sの量が下限量に達し、レベルセンサ32がそれを検知したときに作動するもので、これには警報ランプやブザーを用いることができる。
また、制御部30は、CPU、ROM、RAMからなるマイクロコンピュータや、ブロア34、ヒータ35、電磁弁36、警報器37を駆動する電力を供給するドライバ回路などを備える。
次に、粉粒体加熱装置100の動作の一例を図11に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明で引用される粉粒体加熱装置100の各部については図1〜9を、制御系の各部については図10を適宜参照されたい。
砂Sがない場合には警報器37がオンになる(ステップS3)。砂Sがある場合にはブロア34とヒータ35とが駆動される(ステップS4)。
温度センサ33によって検出される熱風の温度が所定温度100℃〜190℃(例えば、150℃)になり(ステップS5)、その後、その所定温度が維持された状態で所定時間T1だけ砂Sの加熱が行われる。その時点で、砂Sの加熱工程は終了し(ステップS6)、ブロア34とヒータ35が停止される(ステップS7)。
これによって1回分の砂Sの加熱工程が終了し、ルーチンはステップS1に戻り、必要に応じて上記工程が順次くり返される。
このようにして、毎回、必定量だけの砂Sが加熱されて鋳型成型装置の金型に供給される。
このように砂Sが加熱され乾燥されて鋳型成型装置に供給されることにより砂Sの金型への充填性が向上し、鋳型成型の不良率が減少する。
また、砂Sの金型における焼成時に砂Sが任意に設定した温度まで加熱されているため、その焼成時間は短縮され、かつ、年間を通じて一定となる。
また、粉粒体加熱装置100の稼働直後における砂Sの初期昇温時間も短時間(約5分程度)で済み、迅速に定常運転を行うことができる。
1a,6a 底部
1b 導入孔
1c,6b 貫通窓
2 定量加熱室
3 熱風供給部
4 排出部
5 排気部
6 上部加熱室(第2加熱室)
7 下部加熱室(第1加熱室)
8 天井室(天井部)
8a 排気口
10 熱風入口ベース
10a 熱風供給口
10b 吹き上げ板
11,20 フィルタ部
12 排出管
13 シャッタ
13a,24a 貫通孔
14 エアシリンダ
15 砂出口
16 反射板
17 フレキシブルホース
18 排気管
21,22 プレート
23 導入管
24 キャップ
30 制御部
31 起動スイッチ
32 レベルセンサ
33 温度センサ
34 ブロア
35 ヒータ
36 電磁弁
37 警報器
100 粉粒体加熱装置
Claims (6)
- 下向きに先細る漏斗状の形状を有し粉粒体を収容するホッパーと、前記ホッパーの下端に上部がホッパー内に露出するように設けられ前記上部の側壁の導入孔を介してホッパーから粉粒体を自重で充満させてその量を定量する第1加熱室と、前記ホッパー内で第1加熱室の上部に設けられ反射板を有する第2加熱室と、第1加熱室に接続され第1加熱室へ熱風を供給する熱風供給部と、第1加熱室から定量された粉粒体を排出するために第1加熱室の底部に接続された排出管およびその排出管を開閉するシャッタを有する排出部と、熱風供給部と排出部とを制御する制御部とを備え、第1および第2加熱室は気流に抵抗を与えるエアダンパーを介して連通し、第2加熱室は第1加熱室のみから熱風を受け入れ、粉粒体は第1加熱室から第2加熱室へ熱風により吹き上げられエアダンパーにより速度制御され反射板に反射されて撹拌・加熱されて第1加熱室へ落下するように構成され、制御部はホッパーから第1加熱室に粉粒体が供給され充満すると、熱風供給部に第1所定時間だけ第1加熱室へ熱風を供給させた後、前記シャッタを第2所定時間だけ開き、加熱された定量分の粉粒体が前記シャッタの作動により第1加熱室から排出されることを特徴とする粉粒体加熱装置。
- 第2加熱室はホッパー内に位置する請求項1記載の粉粒体加熱装置。
- 第1加熱室は熱風供給部から供給された熱風を通し粉粒体を通さないフィルタ部を有する底部を備える請求項1記載の粉粒体加熱装置。
- フィルタ部は粉粒体を通さない大きさのメッシュを有する網を備える請求項3記載の粉粒体加熱装置。
- フィルタ部はプレートと、前記プレートを貫通し熱風を下端から導入する導入管とからなり、導入管は上端が塞がれると共に周壁に熱風を噴出する貫通孔が形成されてなる請求項3記載の粉粒体加熱装置。
- 第2加熱室は排気口を有する天井部を備え、反射板は熱風を前記天井部へ通過させる開口を有し、前記開口を通過した熱風は前記排気口を介して外部に排気される請求項1記載の粉粒体加熱装置。
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