JP6213471B2 - 鋳型砂の再生装置 - Google Patents

Description

背景分野

本発明は、使用済みの鋳型砂（例えば、自硬性鋳型砂）の表層部の粘結剤を剥離させて、該鋳型砂を再生する装置に関する。

従来、鋳型砂の再生装置において、該鋳型砂を再生する際に発生するダストを除去する目的で、ダストを含む該鋳型砂に空気を吹き込んで流動層を形成し、これらの分級を行うダストフッドへ舞い上げ、沈降速度の差を利用して分級することは公知にされている（例えば、特許第３３２９７５７号公報参照）。なお従来、前記流動層を作るための流動床としては、図６に示すように、スリット板１００に上向きに空気を噴出するスリット１０１を設け、送風を止めた際に周囲に堆積した砂粒が落ち込んでもスリット１０１の下部に設けられたバックアッププレート１０２に止まり、その後の送風再開でエアーと共にスリット１０１から噴出するような構造が用いられてきた。

しかし、上述した流動床の構造では、スリット１０１に入り込んだ砂粒が絡み合ってブリッジを起こし、目詰まり１０３を起こすため、定期的な清掃が必要という問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、スリットの目詰まりを防止することができる流動床を備えた鋳型砂の再生装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明の鋳型砂の再生装置は、鋳型砂の表層部の粘結剤を剥離させて該鋳型砂を再生する再生処理槽と、上流側上部が該再生処理槽の下部に連通連結され、該再生処理槽から落下する再生砂及び微粉を搬送する流動槽と、下部が該流動槽の下流側上部に連通連結され、該流動槽内の前記微粉を集塵するダストフッドと、を具備する鋳型砂の再生装置であって、前記流動槽における流動床が、複数の山形のカバー部材と複数の谷形のフロア部材を備え、該山形のカバー部材が上で該谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置され、該山形のカバー部材の端部と該谷形のフロア部材の端部の隙間がエアーを供給するための傾斜状のスリットにされており、前記谷形のフロア部材の谷部空間に整流部材を配設したことを特徴とする。

また本発明の鋳型砂の再生装置は、前記山形のカバー部材と前記谷形のフロア部材が、前記流動槽における前記再生砂及び微粉の搬送方向と直交する断面において、前記山形のカバー部材が上で前記谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置されることを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の再生装置は、前記山形のカバー部材と前記谷形のフロア部材が、前記流動槽における前記再生砂及び微粉の搬送方向において、前記山形のカバー部材が上で前記谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置されることを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の再生装置は、前記整流部材が丸棒であることを特徴とする。

本発明の鋳型砂の再生装置は、鋳型砂の表層部の粘結剤を剥離させて該鋳型砂を再生する再生処理槽と、上流側上部が該再生処理槽の下部に連通連結され、該再生処理槽から落下する再生砂及び微粉を搬送する流動槽と、下部が該流動槽の下流側上部に連通連結され、該流動槽内の前記微粉を集塵するダストフッドと、を具備する鋳型砂の再生装置であって、前記流動槽における流動床が、複数の山形のカバー部材と複数の谷形のフロア部材を備え、該山形のカバー部材が上で該谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置され、該山形のカバー部材の端部と該谷形のフロア部材の端部の隙間がエアーを供給するための傾斜状のスリットにされているから、スリットの目詰まりを防止することができる等種々の効果がある。

この出願は、日本国で２０１２年８月２３日に出願された特願２０１２−１８３７４８号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明による鋳型砂の再生装置の実施形態を示す正面断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図２における流動床の部分拡大図である。 図２における流動床の部分拡大図であって、谷形のフロア部材の谷部空間に丸棒を配設した場合の対向するスリットからのエアー流れを説明するための図である。 山形のカバー部材及び谷形のフロア部材における山の角度及び谷の角度を示す部分詳細図である。 従来の流動床の構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。本実施形態ではアルカリフェノール自硬性プロセスに使用した自硬性鋳型砂の再生の例を示す。まず、自硬性鋳型砂の再生装置全体の構成について説明する。図１において、符号１は回収された使用済みの自硬性鋳型砂が貯留される回収砂ホッパである。そして、該回収砂ホッパ１の下端にはゲート２が配設されており、該ゲート２は開閉シリンダ１１（図２参照）により開閉されるようになっている。

そして、前記回収砂ホッパ１の下部には再生処理槽３が連結されており、該再生処理槽３では、投入された自硬性鋳型砂同士が擦れ合うことにより、該自硬性鋳型砂の表層部の粘結剤が剥離されて、該自硬性鋳型砂が再生されるようになっている。なお、「連結」には、連結される２つの部材の間に他の部材等が挟まれる場合も含む。

そして、該再生処理槽３の下部には流動槽４の上流側上部が連通連結されており、該流動槽４では、該再生処理槽３から落下する再生砂（再生された自硬性鋳型砂）及び微粉を搬送するようになっている。そして、該流動槽４の下流側上部にはダストフッド５の下部が連通連結されており、該ダストフッド５の上端は図示されない集塵機に連通されている。なお該集塵機が作動されると、前記流動槽４内の前記微粉がダストフッド５で集塵されるようになっている。ここで、「上流」、「下流」とは、処理される自硬性鋳型砂あるいは再生砂や剥離された微粉等の移動する方向における「上流」、「下流」をいう。

また前記流動槽４における下部には流動床６が配設されている。そして、該流動床６の床下はエアーチャンバー７にされており、該流動床６の床上は流動部８になっている。そして、該流動床６の下流側先端には前記再生砂を排出する砂排出口９が設けられている。

また前記エアーチャンバー７の下部にはダクト１０が連通連結されており、該ダクト１０は送風機１２（図２参照）に連通連結されている。

次に、前記流動床６の構成について詳しく説明する。前記流動床６は図３に示すように、等辺山形鋼で形成された複数の山形のカバー部材１３と複数の谷形のフロア部材１４を備えており、該山形のカバー部材１３が上で該谷形のフロア部材１４が下になるように水平方向に交互に配置されている。ここで、「山形のカバー部材１３」とは山形鋼の角部が上部に位置し、斜め下方に両辺が延在する部材である。「谷形のフロア部材１４」とは山形鋼の角部が下部に位置し、斜め上方に両辺が延在する部材である。また、「山形のカバー部材１３が上で該谷形のフロア部材１４が下になるように」とは、「山形のカバー部材１３」の辺が「フロア部材１４」の辺よりも上方に位置することをいう。

そして、該山形のカバー部材１３の辺の先端側の部分（「端部」という）１３ａと該谷形のフロア部材１４の端部１４ａは、上下方向に隙間を確保した状態でラップする（重なる）ようにされており、該確保した上下方向の隙間が前記流動部８にエアーを供給するための傾斜状のスリット１５になっている。そして、前記谷形のフロア部材１４の谷部空間にはスリット１５から噴射されたエアーを整流する整流部材としての鉄製等の丸棒１６が該フロア部材１４の内面との隙間を確保した状態で配設されている。

なお本実施形態では、前記山形のカバー部材１３と前記谷形のフロア部材１４が、前記流動槽４における前記再生砂及び微粉の搬送方向（図１における矢印Ｙ１の方向）と直交する断面（図２の断面）において、前記山形のカバー部材１３が上で前記谷形のフロア部材１４が下になるように水平方向に交互に配置されている。

また前記山形のカバー部材１３及び谷形のフロア部材１４は、図１に示すように、長手方向では、ほぼ全体に亘って配設されており、下流側先端に向かうにしたがって徐々に低くなるように傾斜して配設されている。なお前記丸棒１６は図１では図示を省略しているが、該山形のカバー部材１３及び谷形のフロア部材１４と同様に、長手方向では、ほぼ全体に亘って配設されており、下流側先端に向かうにしたがって徐々に低くなるように傾斜して配設されている。

このように構成されたものの作動について説明する。まず、開閉シリンダ１１によりゲート２を所定時間開くことにより、回収砂ホッパ１に貯留されている使用済みの自硬性鋳型砂を所定量、再生処理槽３に投入する。次に、再生処理槽３では、投入された自硬性鋳型砂同士を擦れ合わせることにより、該自硬性鋳型砂を研磨する。これにより、該自硬性鋳型砂の表層部の粘結剤が剥離されて、該自硬性鋳型砂が再生される。

その後、該自硬性鋳型砂を研磨することにより発生した微粉、即ち、剥離された粘結剤等と、再生された自硬性鋳型砂、即ち、再生砂が再生処理槽３から落下し、流動槽４における流動部８に投入される。流動槽４では、送風機１２の作動により、ダクト１０を介してエアーチャンバー７に連続的にエアーが供給されている。このため、該エアーチャンバー７のエアーがスリット１５を通って流動部８に連続的に噴き出している。このスリット１５からのエアーによって生ずる流動部８における上向きの気流で、該流動部８内の微粉及び再生砂は浮遊されながら、傾斜して配設された流動床６の下流側に向けて（図１における矢印Ｙ１の方向に）搬送されていく。なお、「搬送」とは、微粉及び再生砂が浮遊されながら傾斜の下方に向けて移動する場合も含む。

なお前記図示されない集塵機の作動により、ダストフッド５では集塵機に向けた上昇気流が生じている。このため、該流動部８内の微粉及び再生砂が浮遊されながら搬送されている際に、沈降速度の遅い微粉はダストフッド５内を上昇する気流に捕捉集塵され、前記図示されない集塵機に回収される。そして、空気中での沈降速度の速い再生砂は上昇せずにそのまま流動床６の先端に向かって搬送され、砂排出口９から排出される。そして、該排出された再生砂は図示されない回収手段に回収され、再利用される。

なお本発明では、流動槽４における流動床６が、複数の山形のカバー部材１３と複数の谷形のフロア部材１４を備え、該山形のカバー部材１３が上で該谷形のフロア部材１４が下になるように水平方向に交互に配置され、該山形のカバー部材１３の端部１３ａと該谷形のフロア部材１４の端部１４ａの隙間がエアーを供給するための傾斜状のスリット１５にされている。

本構成によれば、流動部８にエアーを供給する複数の傾斜状のスリット１５が形成でき、このスリット１５の流動部８側の開口は水平より下向きになっている。このため、流動部８内で微粉及び再生砂が浮遊している最中に送風機１２を停止しても、微粉及び再生砂は流動部８側、即ちフロア部材１４の谷部へ落下する。よって、スリット１５に微粉や再生砂が入り込んで該スリット１５が目詰まりするのを防止することができるという利点がある。また、その結果、再生処理槽３における再生処理を停止した後、流動部８内の微粉が集塵され、且つ、再生砂が完全に排出されるのを待たずとも、送風機１２を停止することが可能になり、電力を節約できるという利点もある。

なお本発明の実施形態では、谷形のフロア部材１４の谷部空間に整流部材（本実施形態では丸棒１６）を配設したが、これに限定されるものではなく、この整流部材は省略してもよい。ただし、この整流部材を配設したほうが、より好ましく、この点について詳述する。

谷形のフロア部材１４の谷部空間に整流部材を配設しない場合、対向するスリット１５から噴き出すエアーが衝突して乱流が生じることがある。しかし、谷形のフロア部材１４の谷部空間に整流部材を配設した場合、対向するスリット１５から噴き出すエアーが整流部材に衝突して向きを変えるため、噴き出されるエアー同士が互いにぶつからないようになる。このため、乱流を軽減させて気流を整えることができ、これにより微粉除去効果が向上するという利点がある。また、再生砂の砂粒が整流部材に衝突し、砂粒に付着していた微粉が叩き落されるという効果が生ずる。

また本発明の実施形態では、谷形のフロア部材１４の谷部空間に整流部材を、該フロア部材１４の内面との隙間を確保した状態で配設したが、これに限定されるものではなく、整流部材と該フロア部材１４の内面を接触させるようにしてもよい。

さらに本発明の実施形態では、該整流部材として丸棒１６を用いたが、これに限定されるものではなく、整流部材としてはこの他に例えば、角棒、六角棒、五角棒などが挙げられる。ただし、整流部材として丸棒１６を用いると、より好ましく、この点について詳述する。

図４に示すように、谷形のフロア部材１４の谷部空間に整流部材として丸棒１６を配設した場合、丸棒１６の両側下部に再生砂の砂粒の静止した吹き溜まりが生じる。この吹き溜まりの上面は、丸棒１６の近傍に滑らかな曲面を形成する。対向するスリット１５から噴き出すエアーは、この曲面にガイドされて上向きに反転し、同じ方向に進むので、自由な状態でエアー同士が衝突する場合に比べ、風速の乱れが低減されるという利点がある。

さらに本発明の実施形態では、上述したように、山形のカバー部材１３と谷形のフロア部材１４が、流動槽４における再生砂及び微粉の搬送方向（図１における矢印Ｙ１の方向）と直交する断面（図２の断面）において、山形のカバー部材１３が上で谷形のフロア部材１４が下になるように水平方向に交互に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、山形のカバー部材１３と谷形のフロア部材１４が、流動槽４における再生砂及び微粉の搬送方向（図１における矢印Ｙ１の方向）において、即ち、図１の断面において山形のカバー部材１３が上で谷形のフロア部材１４が下になるように水平方向に交互に配置するようにしてもよい。

このように配置すると、微粉や再生砂がカバー部材１３の山形部分を順に乗り越えて進むことになり、再生砂が完全に排出されるには時間がかかるが、再生砂の砂粒がカバー部材１３の山形部分に衝突する回数も増えるため、該砂粒に付着していた微粉が叩き落されるという効果も大きくなる。このため、微粉と再生砂をより確実に分ける（分級する）ことができる。

さらに本発明の実施形態では、山形のカバー部材１３及び谷形のフロア部材１４は等辺山形鋼で製作されており、山の角度Ａ１及び谷の角度Ａ２（図５参照）は９０度にされている。だが、これに限定されるものではなく、該山形のカバー部材１３及び谷形のフロア部材１４は鉄板を折り曲げて製作してもよく、該山の角度Ａ１及び谷の角度Ａ２も９０度に限定されるものではない。

さらに本発明の実施形態では、アルカリフェノール自硬性プロセスに使用した自硬性鋳型砂の再生の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は有機自硬性プロセスのみならず、無機自硬性プロセスに使用した自硬性鋳型砂の再生にも適用することができる。なお適用できる有機自硬性プロセスとしては例えば、上述したアルカリフェノール、フラン、フェノールウレタンなどの有機自硬性プロセスが挙げられる。また適用できる無機自硬性プロセスとしては例えば、水ガラスを用いた無機自硬性プロセスが挙げられる。

さらに本発明は、自硬性鋳型砂の再生に限定されるものではなく、この他に例えば、生型砂、有機バインダーを用いた鋳型砂、無機バインダーを用いた鋳型砂などの鋳型砂の再生にも適用することができる。

以下に、本明細書および図面で用いた主な符号を列挙する。
１ 回収砂ホッパ
３ 再生処理槽
４ 流動槽
５ ダストフッド
６ 流動床
１３ 山形のカバー部材
１３ａ 山形のカバー部材の端部
１４ 谷形のフロア部材
１４ａ 谷形のフロア部材の端部
１５ スリット
１６ 整流部材
Ｙ１ 流動槽における再生砂及び微粉の搬送方向

Claims (4)

1. 鋳型砂の表層部の粘結剤を剥離させて該鋳型砂を再生する再生処理槽と、上流側上部が該再生処理槽の下部に連通連結され、該再生処理槽から落下する再生砂及び微粉を搬送する流動槽と、下部が該流動槽の下流側上部に連通連結され、該流動槽内の前記微粉を集塵するダストフッドと、を具備する鋳型砂の再生装置であって、
   前記流動槽における流動床が、複数の山形のカバー部材と複数の谷形のフロア部材を備え、該山形のカバー部材が上で該谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置され、該山形のカバー部材の端部と該谷形のフロア部材の端部の隙間がエアーを供給するための傾斜状のスリットにされており、
   前記谷形のフロア部材の谷部空間に整流部材を配設したことを特徴とする鋳型砂の再生装置。
2. 前記山形のカバー部材と前記谷形のフロア部材が、前記流動槽における前記再生砂及び微粉の搬送方向と直交する断面において、前記山形のカバー部材が上で前記谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置されることを特徴とする、
   請求項１記載の鋳型砂の再生装置。
3. 前記山形のカバー部材と前記谷形のフロア部材が、前記流動槽における前記再生砂及び微粉の搬送方向において、前記山形のカバー部材が上で前記谷形のフロア部材が下になるように水平方向に交互に配置されることを特徴とする
   請求項１記載の鋳型砂の再生装置。
4. 前記整流部材が丸棒であることを特徴とする
   請求項１記載の鋳型砂の再生装置。

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