JP7197917B2 - レジンコーテッドサンド予熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、シェル鋳型用のレジンコーテッドサンドを予熱するためのレジンコーテッドサンド予熱装置に関する。

レジンコーテッドサンドは、鋳物砂に熱硬化性フェノール樹脂などの結合材剤を被覆して製造される樹脂被覆砂であり、加熱金型内に充填後焼成して鋳型に形成される。ところが、レジンコーテッドサンドによって鋳造用中子（以下、「シェル中子」と記載する。）を造型する際に、レジンコーテッドサンドの予熱温度は、シェル中子の造型に適した予熱温度に調整する必要があり、これらの調整が不正確であるとシェル中子の造型において造型不良を来す恐れがあった。

ところで、シェル中子の造型不良を解消するために、従来から低温環境下にある冬期間に合わせてレジンコーテッドサンドの造型温度を予め設定するレジンコーテッドサンド予熱装置が下記のとおり種々提案されてきているが、これらは夏季のように高温環境下にある季節では予熱温度が高過ぎ、無駄な予熱エネルギーを非常に多く消費することになり、且つ予熱エネルギーの調整が困難であった。しかもタイ国などの東南アジアでは冬季の低温環境下にあることは殆どなく、一年を通してほぼ高温多湿環境下にあり、このような高温多湿環境下では、シェル中子を造型する際に、レジンコーテッドサンドに湿気が帯びてサンド粒子が固まり造型に不良を来す事例が多々存在した。

特許第５６１８９９８号公報 特許第５１７３３８７号公報 特許第３３５５３２５号公報 実公昭５４－３５１２７号公報 特公昭５８－３１２５９号公報 実公昭５９－３５３１８号公報 特公昭６１－５０７０１号公報 特開昭５４－４８６３２号公報 実開昭５１－１１６９１５号公報 特開平６－１４２８３７号公報

本発明は、レジンコーテッドサンドによって鋳造用中子（シェル中子）を造型するにあたって、東南アジアのように高温多湿の作業環境下において、レジンコーテッドサンドの温度を、少ない加熱エネルギーによってレジンコーテッドサンドを常に乾燥状態に維持するように設定し、これによって良好なシェル中子の造型が可能としたレジンコーテッドサンドの予熱装置を提案することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明にあっては実施形態の参照符号を付して示すと、請求項１に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、レジンコーテッドサンド１が、上部のサンド供給口３から供給され、下部のサンド排出口４から排出されるよう充填されるサンドホッパー２と、内部に加熱空気が導入される加熱パイプ６であって、レジンコーテッドサンド１の流通方向に沿って、且つレジンコーテッドサンド１の流通方向に直交する方向にレジンコーテッドサンド流通用間隙５を有して配列される複数の加熱パイプ６と、を備え、加熱パイプ６の側壁６ａ全域に加熱空気放出孔７を設けてなる構成よりなるものである。

又、請求項２に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記加熱パイプ６は、ヒーターユニット８の熱風吹き出し口９に繋がれる熱風導入管１０に連結されてなる請求項１に記載の構成からなるものである。
又、請求項３に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記加熱空気放出孔７は、加熱空気は通過されるがレジンコーテッドサンド１の侵入は許されない孔径に形成されてなる請求項１又は２に記載の構成からなるものである。

又、請求項４に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、サンドホッパー２の前記サンド排出口４に臨んで該排出孔４から排出されるレジンコーテッドサンド１の予熱温度を計測するサンド温度センサー１１が設置されてなる請求項１～３の何れかに記載の構成からなるものである。

又、請求項５に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、サンドホッパーの前記サンド排出口から排出されるレジンコーテッドサンドの予熱温度は５０℃以下に設定されてなる請求項１～４の何れかに記載の構成からなるものである。

又、請求項６に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記ヒーターユニット８の熱風吹き出し口９に臨んで該熱風吹き出し口９から吹き出される熱風の温度を計測する熱風温度センサー１２が設置されてなる請求項２に記載の構成からなるものである。

又、請求項７に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記ヒーターユニットの熱風吹き出し口から吹き出される熱風の温度は１５０℃以下に設定されてなる請求項２又は６に記載の構成からなるものである。

又、請求項８に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記サンドホッパー２の前記サンド排出口４には、圧縮空気の空気圧によって開閉作動するゴムスリーブ式開閉バルブ１３が設置されてなる請求項１～７の何れかに記載の構成からなるものである。

請求項１に係る発明によれば、レジンコーテッドサンド１は、サンドホッパー２内に、上部のサンド供給口３から供給され、下部のサンド排出口４から排出されるよう充填されるが、該レジンコーテッドサンド１は、レジンコーテッドサンド１の流通方向に直交して配列されたレジンコーテッドサンド流通用間隙５を通り、内部に加熱空気が導入される複数の加熱パイプ６に接してサンド供給口３からサンド排出口４に向かって流通し、この流通途上で、レジンコーテッドサンド１は各加熱パイプ６の側壁６ａ全域に設けた加熱空気放出孔７から放出される加熱空気によって均一に加熱されて、常時、乾燥状態に維持され、なお且つこれらの加熱空気の放出圧力によってレジンコーテッドサンド１はバブリング状態、即ち流動状態に維持され、レジンコーテッドサンド１１群を構成するレジンコーテッドサンド粒子が互いに付着して塊となることなく、シェル中子の造成が容易な分離したサラサラの状態で、サンドホッパー２のサンド排出口４から中子造成用金型に送り込まれ、シェル中子を良好に造型することができる。特にシェル中子は全体がレジンコーテッドサンド１によって中実に、すなわちムクに形成されてもよいが、レジンコーテッドサンド１の消費量の軽減や、シェル中子の軽量化のためにシェル中子を中空に形成することが好まれる。この際、レジンコーテッドサンド１が湿気を帯びている場合には、シェル中子の中空部にレジンコーテッドサンド１の塊が残存して、シェル中子の内部を充分に中空に形成することができないが、レジンコーテッドサンド１を充分に乾燥してサラサラの状態で中子造成用金型に送り込まれると、これにより造成されるシェル中子の中空部にレジンコーテッドサンドの塊が残存することなく、良好な中空部を有するシェル中子を造成することができる。

タイ国などの東南アジアにあっては、その作業環境は高温多湿で、この作業環境下あっては、例えば、約４０°ｃのレジンコーテッドサンド１がシェル中子の造成に用いられるが、この約４０℃のレジンコーテッドサンド１が、本発明によって、例えば、略５０°ｃ前後に維持され、この略５０°ｃ前後のレジンコーテッドサンド１は良好な乾燥状態に、且つ流動状態に維持されるため、造型途上でレジンコーテッドサンド１群が造型の困難な塊状態になることなくサラサラの状態のレジンコーテッドサンド１によって、シェル中子を良好に造型することができる。

タイ国などの東南アジアでは冬季のような寒季節は存在しないため、レジンコーテッドサンド１を冬季に備える加熱温度に維持する必要はなく、高温多湿環境下の乾燥状態に維持するだけで十分であり、サンドホッパー２内で加熱パイプ６に均一に接触して、加熱パイプ６の加熱空気放出孔７から放出される加熱空気の加熱温度を、単にレジンコーテッドサンド１を乾燥状態に維持し、サラサラ状態になる程度の加熱温度に昇温するだけでよいから、消費エネルギーは少なくて済み、シェル中子造成費用を格段に安価にできる。

又、請求項２に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記加熱パイプ６は、ヒーターユニット８の熱風吹き出し口９に繋がれる熱風導入管１０に連結されてなるため、構成が簡単であり、各加熱パイプ６に確実に熱風を導入することができる。

又、請求項３に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記加熱空気放出孔７は加熱空気は通過されるがレジンコーテッドサンド１の侵入は許されない孔径に形成されてなるため、加熱パイプ６に加熱空気を導入していない休止状態にあるときに加熱パイプ６の加熱空気放出孔７からレジンコーテッドサンド１が侵入することはなく、加熱空気放出孔７が目詰まりを起こすことはない。

又、請求項４に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、サンドホッパー２の前記サンド排出口４に臨んで該排出孔４から排出されるレジンコーテッドサンド１の予熱温度を計測するサンド温度センサー１１が設置されてなるため、サンドホッパー２に充填されたレジンコーテッドサンド１がサンド温度センサー１１からの信号によって所定の予熱温度に達すれば、加熱パイプ６に熱風導入管１０を介して繋がれるヒーターユニット８の作動を停止して、レジンコーテッドサンド１の昇温を停止し、ヒーターユニット８からは圧縮エアーのみが加熱パイプ６に導入され、該加熱パイプ６に設けた加熱空気放出孔７から噴出される圧縮エアーによって、サンドホッパー２内のレジンコーテッドサンド１は昇温は停止するが、レジンコーテッドサンド１の流動状態は依然として維持されて、レジンコーテッドサンド１は、サンドホッパー２のサンド排出口４からシェル中子造成装置に向かって排出されるため、良好なシェル中子を造成することができる。

又、請求項５に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、サンドホッパーの前記サンド排出口から排出されるレジンコーテッドサンドの予熱温度は５０℃以下に設定されてなるため、レジンコーテッドサンドの予熱温度が５０℃を超えることによるレジンコーテッドサンド１の被覆レジンの溶融を阻止レジンコーテッドサンド１に塊が生起するのを阻止することができる。

又、請求項６に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記ヒーターユニット８の熱風吹き出し口９に臨んで該熱風吹き出し口９から吹き出される熱風の温度を計測する熱風温度センサー１２が設置されてなるため、レジンコーテッドサンド１が所定の予熱温度に達することによって、それ以上に加熱パイプ６から加熱空気を放出する必要がないことになり、不必要な消費エネルギーの消費を節減することができる。。

又、請求項７に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記ヒーターユニットの熱風吹き出し口から吹き出される熱風の温度は１５０℃以下に設定されてなるため、熱風の温度は１５０℃を超えて、レジンコーテッドサンドの予熱温度が５０℃を超えることによるレジンコーテッドサンド１の被覆レジンの溶融を阻止して、レジンコーテッドサンド１の塊が生起するのを防止することができる。

又、請求項８に係る発明のレジンコーテッドサンド予熱装置にあっては、前記サンドホッパー２の前記サンド排出口４を開閉する開閉バルブを設ける必要があるが、この際に開閉バルブとして、圧縮空気の空気圧によって開閉作動するピンチバルブなどのゴムスリーブ式開閉バルブ１３が設置されてなるため、サンドホッパー２内のレジンコーテッドサンド１はサンド排出口４に設置したゴムスリーブ式開閉バルブ１３によって確実に閉鎖することができ、レジンコーテッドサンド１がサンド排出口４から不測に外部に漏出されることはない。

本発明の一実施形態の内部構造透視図である。 本発明の一実施形態の内部構造要部斜視図である。 本発明一実施形態の外観斜視図である。 本発明一実施形態のヒーターユニットの使用状態を説明するための正面図である。 本発明一実施形態の加熱パイプの正面図である。 本発明一実施形態のゴムスリーブ式開閉バルブの使用状態を説明するための正面図である。

図１は、本発明の一実施形態の内部構造を示す透視図であり、図２は内部構造の要部斜視図である。レジンコーテッドサンド１を充填するためのサンドホッパー２は、図示のように略漏斗状に形成され、上部側にレジンコーテッドサンド１をサンドホッパー２に充填するためのサンド供給口３が設けられ、下部側にレジンコーテッドサンド１をサンドホッパー２から放出するためのサンド排出口４が設けられている。サンドホッパー２は、一例として上部側の外径が６００ｍｍで、内部に２００kgのレジンコーテッドサンド１が充填可能であるが、 造型作動時には５０kg程度のレジンコーテッドサンド１が充填される。

サンドホッパー２内には、図示のようにその全域にかけて均等に複数の加熱パイプ６が配設される。すなわち、サンドホッパー２内に複数のサンド流通用貫通孔１４ｂを設けた円環板状の取付ブラケット１４が水平に取り付けられ、該取付ブラケット１４に複数の加熱パイプ６が取付孔１４ａに嵌合されてサンドホッパー２の内部に略均等間隔に縦方向に取り付けられる。これによって、各加熱パイプ６は、サンドホッパー２内にレジンコーテッドサンド１の流通方向に直交する方向にレジンコーテッドサンド流通用間隙５を有して、且つレジンコーテッドサンド１の流通方向に沿って配列される。

加熱パイプ６は、図５に示すように、その一例の内径Ｌ１が２．５４ｃｍ（１インチ）で、長さＬ２が３０ｃｍの筒状で、上部が開口部１４ｂで、底部がキャップ１４ｃで閉じられている。そして、この筒状の加熱パイプ６の側壁６ａにはその全域の略２６０箇所に加熱空気放出孔７が設けられている。これらの加熱空気放出孔７は、これに接するレジンコーテッドサンド１の粒子径より小さく、例えば０．３ｍｍ程度に形成されている。これによって、加熱空気放出孔７は、加熱空気は通過されるがレジンコーテッドサンド１の侵入は許さないようになっている。

サンドホッパー２のサンド排出口４にはレジンコーテッドサンド１の排出を制御する開閉バルブが取り付けられるが、本実施形態においては開閉バルブとして、図６に示すように弁本体１３ａに取り付けられる弁体としてのゴムスリーブ１３ｂからなり、該ゴムスリーブ１３ｂの背面側に弁本体１３ａに連結されたエアー圧送管１５から圧縮エアーが送り込まれるようになっており、常時は、６の（ｂ）に示すように、ゴムスリーブ１３ｂは円筒状（ドーナツ状）に開放されてなる弁口１３ｃを開放してレジンコーテッドサンド１がサンド排出口４から排出可能となっている。これに対し、図６の（ａ）に示すように、エアー圧送管１５から圧縮空気がゴムスリーブ１３ｂの背面側に送り込まれることによってゴムスリーブ１３ｂが図示のように吻合して弁口１３ｃを塞ぎ、サンド排出口４からのレジンコーテッドサンド１の排出を停止する。なお、図１に示すように、サンド排出口４の近傍には、該排出孔４から排出されるレジンコーテッドサンド１の予熱温度を計測するサンド温度センサー１１が設置され、レジンコーテッドサンドの温度が５０℃以上になれば、ヒーターユニット８の作動を停止し、ヒーターユニット８からは圧縮エアーのみを送るようになっている。このように、サンド排出口４に設ける開閉弁としてゴムスリーブ式開閉バルブ１３を用いることによって、サンド排出口４からのレジンコーテッドサンド１の不測の遺漏を確実に阻止することができるとともに、圧縮エアーの圧送のオンオフを構造の簡単で取り扱いの容易な電磁弁操作で行うことができる。ゴムスリーブ式開閉バルブ１３の一例としては圧縮エアー作動式のピンチバルブが好適である。

サンドホッパー２の外部側には、図４に示すように、ヒーターユニット８が設置され、該ヒーターユニット８は、一例してシーズヒータータイプのものからなり、ヒーター本体８ａとヒーターシリンダ８ｂとヒーター８ｃとからなる。そして、ヒーターユニット８のエアー導入口８ｄに、図示しないエアーコンプレッサーからエアーをヒーターシリンダ８ｂ内に導入し、該エアーは、ヒーター８ｃによって加熱されて、熱風吹き出し口９から加熱空気として吹き出され、図３に示す熱風導入管１０を介してサンドホッパー２内の複数の各加熱パイプ６に繋がれている。なお、図４に示すように、熱風吹き出し口９の近傍には熱風温度センサー１２が設けられ、熱風吹き出し口９から吹き出される熱風が１５０℃以上になれば、ヒーターユニット８の作動を停止するようになっている。

図３に示すように、熱風導入管１０にはサンドホッパー２の外周部に沿って分岐連結管１６が環状に連通配設され、該分岐連結管１６には、サンドホッパー２の外周部適当間隔に向かって複数の導入枝管１７が連通突設され、一方サンドホッパー２内の各加熱パイプ６の開口部１４ｂにはそれぞれ導入ソケット１８を介して導入受入管１９が連結され、各導入受入管１９はナット２０によって前記導入枝管１７に連結されるようになっている。

本発明の一実施形態は、以上の構造からなり、シェル中子を造型する際には、レジンコーテッドサンド１をサンドホッパー２にそのサンド供給口３から約４０～５０kg程度充填し、この状態でヒーターユニット８を作動させて、その熱風吹き出し口９に繋がれる熱風導入管１０は、分岐連結管１６、導入枝管１７、ナット２０によって連結操作される導入受入管１９及び導入ソケット１８を介して加熱パイプ６に繋がれ、これによって、ヒーターユニット８からサンドホッパー２内の複数の各加熱パイプ６に加熱空気が導入され、該加熱空気が各加熱パイプ６に接するレジンコーテッドサンド１に向かって、その加熱空気放出孔７から放出され、これによってサンドホッパー２に充填されているレジンコーテッドサンド１は、例えばレジンコーテッドサンド１群の各粒子が加熱空気によって５０℃を上限として加熱され、レジンコーテッドサンド１群は、乾燥状態、すなわちサラサラの状態で、且つ流動状態（バブリング状態）でサンド排出口４から図示しないシェル中子造成装置に受け入れられ、該装置によって良好な形状のシェル中子、特にシェル中子に中空部を有する場合には該中空部にレジンコーテッドサンド１の塊が付着滞留することなく、良好なシェル中子を造成することができる。そして、この際に例えばタイ国のような高温多湿環境下であっては、４０℃前後のレジンコーテッドサンド１は５０℃を上限として加熱されるだけで良好なシェル中子を造成することができるから、消費エネルギーの省力化に貢献することができる。

１ レジンコーテッドサンド
２ サンドホッパー
３ サンド供給口
４ サンド排出口
５ レジンコーテッドサンド流通用間隙
６ 加熱パイプ
６ａ 加熱パイプの側壁
７ 加熱空気放出孔
８ ヒーターユニット
９ 熱風吹き出し口
１０ 熱風導入管
１１ サンド温度センサー
１２ 熱風温度センサー
１３ ゴムスリーブ式開閉バルブ

Claims (8)

1. 上部のサンド供給口から供給され、下部のサンド排出口から排出されるよう流通するレジンコーテッドサンドが充填されるサンドホッパーと、
   サンドホッパー内に、内部に加熱空気が導入される加熱パイプであって、レジンコーテッドサンドの流通方向に沿って、且つレジンコーテッドサンドの流通方向に直交する方向にレジンコーテッドサンド流通用間隙を有して配列される複数の加熱パイプと、を備え、
   加熱パイプの側壁全域に加熱空気放出孔が設けられてなる、レジンコーテッドサンド予熱装置。
2. 前記加熱パイプは、ヒーターユニットの熱風吹き出し口に繋がれる熱風導入管に連結されてなる請求項１に記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
3. 前記加熱空気放出孔は、加熱空気は通過されるがレジンコーテッドサンドの侵入は許されない孔径に形成されてなる請求項１又は２に記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
4. サンドホッパーの前記サンド排出口に臨んで該排出口から排出されるレジンコーテッドサンドの予熱温度を計測するサンド温度センサーが設置されてなる請求項１～３の何れかに記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
5. サンドホッパーの前記サンド排出口から排出されるレジンコーテッドサンドの予熱温度は５０℃以下に設定されてなる請求項１～４の何れかに記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
6. 前記ヒーターユニットの熱風吹き出し口に臨んで該熱風吹き出口から吹き出される熱風の温度を計測する熱風温度センサーが設置されてなる請求項２に記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
7. 前記ヒーターユニットの熱風吹き出し口から吹き出される熱風の温度は１５０℃以下に設定されてなる請求項２又は６に記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。
8. 前記サンドホッパーの前記サンド排出口には、圧縮空気の空気圧によって開閉作動するゴムスリーブ式開閉バルブが設置されてなる請求項１～７の何れかに記載のレジンコーテッドサンド予熱装置。

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