JPS5849344B2 - シエルモ−ルドオ カンソウサセルタメノホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents

シエルモ−ルドオ カンソウサセルタメノホウホウ オヨビ ソウチ

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JPS5849344B2
JPS5849344B2 JP49086109A JP8610974A JPS5849344B2 JP S5849344 B2 JPS5849344 B2 JP S5849344B2 JP 49086109 A JP49086109 A JP 49086109A JP 8610974 A JP8610974 A JP 8610974A JP S5849344 B2 JPS5849344 B2 JP S5849344B2
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tunnel
drying
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JPS5071516A (ja
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ジエイムズ ビドマル アルバート
メイソン ウエブ ジヨン
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、精密金属部品を鋳造するための「ローストワ
ックス」法に使用されるシエルモールドを乾燥させるた
めの方法及び装置に関し、特には、優れた品質の耐火性
シエルモールドの迅速かつ経済的な大量生差を可能にす
るとともに、不良モールドが生産される割合を最少限に
する改良された乾燥斗ンネル方式に関する。
ろう模型と、浸漬及び粉末散布装置と、米国特許第29
32864号に開示されている形式の乾燥トンネルを用
いて行うシエルモールドの大量生産は15年以上にも亘
って実施されてきた。
上記特許の方法は、良品質のシエルモールドを低価格で
大量生産することを可能にしたことから、長年に亘って
最良の方法であると考えられてきたが、その方法にもそ
れなりの制約があり、生産されるシエルモールドのうち
少数ではあるが、相当な割合で不良品が生産され、その
結果不良な金属鋳造品を製造する原因となっている。
米国特許第2932864号及び第 3191250号の乾燥装置は、高品質のシエルモール
ドを比較的高速度でもって生産することができるが、最
大生産率は限定されており、その装置は、乾燥トンネル
内において乾燥されにくい凹部等の部分を有するシエル
モールドにとっては不満足なものであった。
トンネルの長手方向に流れる空気流は、往々にして不均
一な又は不完全な乾燥ヲモたらし、従って、完或された
シエルモールドに24時間又はそれ以上の後乾燥を施し
、トンネル内で除去されなかった水分を除去するのが常
であった。
永年に亘って完成シエルモールドの品質をいろいろな方
法によって向上させようとする試みがなされてきた。
例えば、模型の被覆材の処方が改良され、乾燥条件が変
えられたが、依然と七て従来の乾燥斗ンネルでは相当数
の欠陥モールドが製造される。
従来は、シエルモールドの十分な乾燥を達成するために
、トンネル内の空気について模型の温度より16.8゜
C程度高い乾球温度が使用されてきた。
しかし、比較的高い温度で乾燥速度を高めることは、模
型の加熱によって損傷が惹起されるおそれがあるため不
利である。
本発明は、従来の乾燥方式を使用した場合通常発生する
モールドの不良品の大部分を排除し、模型の過熱による
損傷を起すことなく乾燥作業を迅速化すること)を可能
にする。
本発明は又、比較的低1.・乾球温度を使用してより高
能率のより均一な、乾燥と実質的に改良されたモールド
品質を得る!ことを可能にする。
更に、長い後乾燥工程なしに商品質のシエルモールドを
生産することを可能にする。
本発明の装置は、より良い品質のシエルモールドを生産
するばかりでなく、より小型の廉価な空調ユニットでも
って同じ生産率を達成することを可能にする。
又、この装置は、いかなる天候条件の下でも空気の温度
及び湿度を制御することを容易にし、シエルモールドの
高品質を維持する。
従来使用されていた乾燥トンネルは、制御が困難であり
、天候条件が不順である場合、不良シエルモールドの出
現率が極めて高くなる傾向があった。
本発明の方法及び装置は、上記の問題に対する簡単にし
て有効な解決法を提供し、たり小さいトンネル及びより
小型の空調装置を使用してはるかに良品質の、そして均
質なシエルモールドを極めて高い生産速度でもって製造
することを可能にする。
この乾燥装置は、多数乾燥トンネルを有し、各トンネル
の両区間がいずれも一端において浸漬及び粉末散布のた
めの加工室に開口しており、加工室から遠い他端にヘッ
ダ又は折返し領域を有することを含めて、米国特許第3
191250号に開示されている装置の基本的特徴を保
持している。
シエルモールドは、上記特許に開示されているように、
反復的に模型を耐火性物質のスラリに浸漬し、その被覆
された模型に耐火性物質の粒子を振りかげ、濡れた被覆
模型を乾燥トンネル内に入れ、模型を被うようにして長
手力向に流動する高速空気流によって、各被覆層を次の
被覆層が被覆されるまでに逐次乾燥させることによって
形戊さえる。
しかしながら、本発明によれば、この乾燥作業は、さら
に徹底した乾燥を行うために、空気を被覆模型に対して
横方向に高速度で相当時間、例えば8〜12分間衝突さ
せることによって改良された。
この乾燥作業は、模型の過熱を避けるようにしなげれば
ならず、又、早期乾燥(早過ぎる乾燥)を起すことを回
避することが肝要である。
好適な乾燥速度を達或するためには乾燥用空気の湿球温
度より高い乾球温度であって、模型温度より通常5.6
°〜11.2℃高い乾球温度を使用する必要があるので
、模型の過熱を回避することが問題であり、被覆模型が
あまり早く乾燥されないように乾燥工程を慎重に制御し
なげればならない。
過熱を防ぐのは模型内の水分であるから、早期乾燥(つ
まり模型内の水分が早くなること)は重大な問題を惹起
することとなる。
本発明に従えば、10分間又はそれ以上の高速空気流吹
付け乾燥以下、単に「吹付け乾燥」と称する)Kよって
驚くほど完全な乾燥を達或することができ、しかもその
吹付け乾燥に続けて更に長手方向の空気流による8〜1
0分間の乾燥を行った場合でも模型の早期乾燥又は過熱
を起すことが、ない。
横方向の空気流によるこの吹付け乾燥は、長手方向の空
気流によって有効に乾燥される区域の乾燥を最少限に抑
えるように制御することができるので、早期乾燥又は過
熱を回避し、より均一な乾燥が得られる。
従って、トンネルの全長又は全体の乾燥時間を変更させ
ることなくヘッダ又はトンネルの折返し区域に吹付け乾
燥区域を追加することによって従来の乾燥トンネルを修
正することは極めて適切である。
本発明の装置は、従来使用されていた乾燥トンネルより
はるかに高い能率を達或する。
この改良装置は、加工室に近接するトンネル区間の一端
に大きい低圧空気充満室を有し、それによって空気流を
逆転させ、空気が加工室に入るのを防止するとともに、
トンネル区間の他端にヘッダを有し、それによって、調
和空気のすべてを各模型に対して上向き及び下向きに嵩
速度でもって吹きつけ、しかる後その空気をトンネル区
間を通して通過させる。
下方の導管によって空気を低圧空気充満室からヘッダへ
運ぶ。
所望の温度条件を維持するために空調装置を通して連続
的に空気を循環させる装置が設けられる。
本発明の目的は、米国特許第2932864号に記載さ
れた形式の乾燥トンネル装置を用いた場合製造されるシ
エルモールドのは陥品の数を最少限にすることである。
本発明の他の目的は、上記装置によって製造されるシエ
ルモールドの品質を改良することである。
本発明の更に他の目的は、模型の早期乾燥又は過熱を起
すことなくシエルモールドのより均一な乾燥を達或する
ことである。
本発明の他の目的は、乾燥トンネル装置の能率を向上し
、一一定数のシエルモールドの適正な乾燥を実施するの
に要する冷却装置の容量を削減することである。
本発明の他の目的は、一定の寸法の装置でもってより多
数のモールドを処理することのできる乾燥トンネル装置
を提供することである。
本発明の他の目的は、信頼性が高く、いかなる天候の場
合でも容易に制御することのできる簡単で経済的な乾燥
トンネル装置を提供することである。
本発明の他の目的は、従来の乾燥トンネルによっては処
理することのできないものを含めて多くのいろいろな種
類のシエルモールドを有効に処理することのできる乾燥
装置を提供することである。
本発明の他の目的は、作業能率を高め、シエルモールド
の品質を向上させるために既存の乾燥トンネル装置を改
良する簡単で経済的な方法を提供することである。
本発明の他の目的は、加工室内におけるシエルモールド
の不所望の乾燥を避けることである。
本発明の叙上及びその他の目的並びに利点は、以下の記
載及び図面から一層明らかになるであろう。
添附図を参照すると、第1〜6図には、米国特許第31
91250号(その全記載を参考としてここに引用する
)に開示された乾燥装置の構成要素に実質的に対応する
要素2,10,11,12,14,18,25,26,
2B,29,35,3B,40,41 ,43,44,
49,52−62,63,64,66,67,68,6
9,72,80,82,83,91 ,92,93,9
4及び145を有し、本発明に従って構成された改良さ
れた乾燥装置Aが示されている。
ここに開示した装置は、上記米国特許の装置の改良であ
り、多層シエルモールドを大量生産する上で前記米国特
許第2932864号の方法を実施するために使用され
る。
本発明の装置Aは、少くとも2つの平行な水平U字トン
ネル10,11,好ましくは4〜10個の平行な水平U
字トンネルから戊り、被覆ずみのろう模型を各水平U字
トンネル(以下、単に「U字トンネル」または「トンネ
ル」とも称する)のすべての区間を通して同じ速度で搬
送するための頭上無端ベルトを有する。
各U字トンネル10,11は、いずれも入来区間25.
28と導出区間26,29を有し、それらの区間の一端
は、扉2を有する1つの共通の密閉加工室Bに連通して
いる。
各区間の他端は、装置Aの、加工室Bのある側とは反対
側に設けられたヘツダ270(第4図)に連結される。
ヘツダ270は、下方導管70からトンネルの前記各区
間25,26,28,29へ空気を導く。
ヘツダ270は、無端コンベヤのU字形部分を収容し、
いわゆる「折返し」(転向)領域を形或する。
添附図には4つの区間25.26.2B,29と2つの
ヘッダ270を有する2つのU字トンネル10と11が
示されているが、無端ベルト12に関連させて6ないし
10個又はそれ以上の同様なU字トンネルを所望に応じ
て設けることができ、所望ならば各トンネルの温度及び
湿度をそれぞれ別々に制御することができる。
例えば、前記米国特許第2932864号の方法を実施
するために、模型を頭上コンベヤ12によってすべての
トンネルを通して同一の速度で搬送し、乾燥用空気の乾
球温度が模型に被覆される耐火物質層の数に応じて増大
するように構或することができる。
かくして、最後のトンネル内の空気の乾球温度を湿球温
度又は模型温度より112°〜16.8℃高くすること
ができる。
加工室Bにおいて使用される浸漬及び粉末散布装置は、
前記米国特許第3191250号に開示されているもの
と同様のものであってよく、例えばトンネル装置の各導
出区間26 ,29の端部に近接して設けられた浸漬タ
ンク18と各人来区間25 ,2Bの端部に近接して設
けられた回転粉末散布装置35を有する。
1人の作業者が浸漬タンク1Bと粉末散布装置との間に
立ち、必要な手作業及び点検を行う。
所望ならば、粉末散布装置は、本出願人の米国特許第3
307232号に開示されたものと同様の流動床であっ
てもよい。
ここに示した粉末散布装置35は、米国特許第2932
864号に開示されているような、当業者には周知の型
式のものであり、両端に複数のパケットを具備した端部
開放ドラム43を有し、該ドラムが回転するにつれてド
ラムからパケットにより耐火性物質の徴粒子又は粉末を
ろう模型13(第6図)上へ落下させる。
吸引ファン44が耐火物質の粉末を吸引し、それを排出
導管49を通して排出させる。
コンベヤ12は、米国特許第3191250号の無端頭
上コンベヤ12と同じように構或することができ、トン
ネルを通るにつれて模型又はクラスター38を回転させ
るための手段を具備することができる。
ただし、模型を回転させることは必須の要件ではない。
模型38をチューブ状のコンベヤ軌条52から懸吊する
ための手段は、各トンネル区間の典型的な断面を図示し
た第6図に示されている。
無端コンベヤ12は、底部な長手力向の溝孔53を有す
る均一な断面形状の板金製中空チューブの形のコンベヤ
軌条52と、ローラ54とから或る。
軸56に担持されたローラ54が溝孔53の両側の軌条
52の内表面に乗って転動する。
軸56と一体に形或された、あるいは軸56に溶接され
た懸吊軸55は、フック58を担持する旋回継手57を
支持する。
模型13を回転させることが望ましい場合は、継手51
にゴムローラ59を含む回転手段を設ける。
ゴムローラ59は、狭いチャンネル61の一側面に取付
けられたレール又はシュー60に係合する。
各トンネル区間kL各模型を破って空気流を長手方向に
高速度で例えば毎分610mの速さで円滑に流すためK
O.28〜0. 3 7 m2程度の小さい断面積を有
し、好ましくは第6図に示されたような形状を有する。
即ち、トンネル区間は、フック58の長手方向の移動を
許容する狭いチャンネル61と、上壁62及び側壁66
,67から或り、模型又はクラスタ−38の長手方向の
移動を許容する断面長方形の大きい通路とを有する。
本発明の装置の作動は、第1図から容易に理解すること
ができるであろう。
第1図と米国特許第3191250号の第13図を比較
すれば、本発明によってもたらされた基本的な改良点を
みてとることができる。
第1図から分るように、各模型13は、上記米国特許の
コンベヤと同じ頭上コンベヤ12によって各トンネル1
0.11を通して搬送される。
フック58は、無端コンベヤ12の中空チューブ状コン
ペ軌条52から担持され、トンネルの各区間25,26
,28,29及び加工室Bを通して上記特許の場合と同
様の態様で移動される。
コンベヤ軌条52は、上記特許に開示されているように
トンネルの入来区間25.28及び導出区間26,29
を通してU字形に延びるように配設することができる。
本発明の乾燥装置Aは、調和空気を加工室B内へ導くこ
となくトンネルを通して循壌させ、加工室内の空気状態
を乾燥用トンネルとは独立して制御するように構威され
る。
好ましくは、各乾燥用トンネル10,11は、いずれも
同じ構造のものであり、そのトンネルの入来区間25.
28及び導出区間26.29を構或する断面直方形の水
平に延びる長い板金製の上方導管20と、該導管20の
真下に平行に配置された断面直方形の水平に延びる長い
断面直方形の板金製下方導管70と、それらの導管20
,70の端部に設けられ空気を下方導管70からトン
ネルの各区間即ち上方導管20へ導くための直方形の板
金製へツダ270とを有する。
各トンネルの2つの区間を構或する2つの導管20は、
加工室Bの直立端壁3及び5に対して垂直をなしており
、端壁3に連結された断面直方形の板金製の拡大・・ウ
ジング19に連結されている。
端壁3にはコンベヤ12が模型な担持して加工室Bに出
入りするのに十分な大きさの開口22が形成されている
ハウジング19の構造については後に詳述する。
断面直方形の直立排出導管80が、ノ・ウジング19の
近傍において各下方導管70の頂壁に連結され、各トン
ネルの2つの区間25,26を構或する2つの導管20
,200間を上方に延び、水平導管91に連通ずる。
水平導管91は、横に延びて、隣接するトンネルの導管
80に連通ずる。
ブ連のトンネル(例えば4〜8つのトンネル)に対して
単一の空調ユニットCを使用する場合は、導管90と9
1を2つ以上のトンネルに連結することかでさる。
断面直方形の直立戻り導管94が、導管80より相当距
離下流において各導管10の頂壁に連結され、排出開口
14から上方に延びて水平導管94aに連通ずる。
水平導管94aは、上方導管20の僅かに上方において
該導管に平行に配置されている。
導管94aの入口端は、断面直方形の短い直立導管95
に連結される。
直立導管95は、上方に延びて、導管91に類似した水
平の連結導管90に連通ずる。
連結導管90は、横方向に延び、隣りのトンネルの導管
95に連通ずる。
1つの空調ユニットCが、横断方向に延びる導管90と
91の各対の間に設けられ、第1図に矢印で示されるよ
うに空気を導く。
2〜10個のトンネルの冷却をすべて受持つために単一
の空調ユニットCを使用してもよいが、通常は2〜4個
のトンネルに対して1つのユニットを設けるのが好まし
い。
例えば、トンネル1o,iiに関連して示されているよ
うに、1対のU字形トンネルに対して空調ユニットCを
1つづつ配設することができる。
ここに示されるように、横断方向に延びる導管90の中
央部分と91の中央部分の間に断面直方形の水平導管が
連結される。
この水平導管は、導管91に連なる入口部分85と、テ
ーパ部分86と、拡大中央主導管93と、テーパ部分8
9と、導管90に連なる出口部分84とから成る。
入口部分85からの空気は、部分86に配設されたフィ
ルタ87を通って流れ、次いつ導管93内の2つの凝縮
器88を通過する。
水分を含んだ空気は、ユニット88の冷水式冷却コイル
92によって凝縮され、凝縮液受皿81に捕集されて排
泄される。
導管部分84内に送風機63が設けられ、導管80,9
L9、3,90,95,94を通して空気を循環させる
又、第1図に示されるように導管20及び70内に所望
の空気循環を起させるために導管10内に送風機69が
設けられる。
複数のトンネルからの水分を含んだ空気は導管80を通
して空調ユニットCへ連続的に吸引され、該空気は、凝
縮器88によって余剰水分を除去された後導管94を通
してトンネルへ戻される。
ユニットCを流れる空気流の速度は、送風機63及びそ
のモータ65の大きき及び速度によってきまる。
送風機及びそのモータの容量は、導管70内の温度及び
湿度の所望の制御を実施しうるように設定される。
トンネル内の空気流の流速は、送風機69及びそのモー
タ11の大きさ及び速度によってきまる。
好ましくは、この送風機及びそのモータは、トンネルの
各区間内に毎分少くとも457m,好ましくは約610
m〜約762mの速度で長手方向に空気を流動させるよ
うに設定される。
各異る乾燥トンネル内に設定される温度及び湿度は、前
記米国特許第3191250号に開示されているように
同じであってよく、湿球温度は、すべてのトンネルにお
いて実質的に同じであり、模型の温度に実質的に等しく
てよく、一方乾球温度は、ろう模型に付与される耐火性
物質の被覆層の数に応じて増大される。
かくして、この装置及び方法は、第1及び第2被覆層を
50〜60係の相対湿度を有する空気で乾燥させ、第3
及び第4層を相対湿度45〜55係の空気で乾燥させ、
第5及び第6被覆層を相対湿度35〜45係の空気で乾
燥させ、それ以降の被覆層を相対湿度30%以下の空気
で乾燥させるように構或することができる。
本発明の装置は、1つの加工室Bvc関連して第1〜6
図に示されるように構成しy:4〜10個又はそれ以上
のトンネルから構成することができる。
図に示されるように各トンネルio ,l iは、それ
ぞれ2つの平行な区間25,26,28,29を構或す
る2つの導管20を有し、加工室Bに近接した2つの導
管20の端部に設けられたほぼ直方形の前部一・ウジン
グ19を備える。
ハウジング19は、各対応するトンネルの2つの区間(
トンネル10についていえば、区間25と26)を構或
する2つの導管20.20からの空気の流れを合流させ
、下方導管10へ導くためのヘツグーの役割を果すもの
であり、2つの上方導管20,20および下方導管70
の端部にそれら全体を包むようにして(第5図)連結さ
れている。
即ち、ハウジング19は、導管20,20の頂壁24,
24の上に一端を重ねて加工室Bの端壁3にまで延長し
、加工室Bの頂壁4の僅かに下方において端壁3に連結
した平担な水平項壁21と、該頂壁21の両側縁から底
部の水受皿83にまで延長した両側壁を有している。
これらの側壁は、導管20,20の外側側壁66.67
の外面に連結した上方側壁都分23 ,23と、導管7
0の側壁46,46の外面に連結した下方側壁部分31
,31と、上方側壁部分23,23と下方側壁部分31
,31の間に延設した中間傾斜側壁部分32,32を含
む。
ハウジング19は、また、平担な直立前壁33、前壁3
3から開口22へ延びる平担な傾斜前壁部分又はそらせ
部材34、頂壁21および側壁部分23 ,23の端部
に設けられた平担な直立後壁42、および後壁42およ
びトンネル区間即ち導管20,20の底壁71から下方
に延びる平担な傾斜壁部分36を有する。
後壁42は、第5図に示されるようにトンネルの区間と
区間の間の空間を閉鎖する。
ハウジング19の各壁は、該ハウジングの大きい室14
5からその下方部分に設けられた低圧空気充満室82へ
の空気の下向きの流れを容易にするように形或される。
トンネル区間(導管20)の空気排出端に設けられたー
・ウジング19内の大きい直方形の室145は、空気流
を減速させ、そらせ部材34は、空気を低圧空気室82
の方へ偏向させ、それによってトンネル区間(導管)か
らの空気をすべて転向させ、加工室Bへの開口22を通
過させずに空気流の方向を逆転させて下方導管70内へ
導く。
傾斜壁34と36は、流線状の流れを形成して乱流を少
くする働きをし、低圧空気充満室82への空気の適正な
流れと水受皿83への適正な塵埃収集を保証する。
ハウジング19の形状は、このように機能するためには
重要な要素であり、ハウジングを図示のように(一定の
縮尺に従って描かれている)構或した場合、良好な結果
が得られる。
下方導管70は、平担な直立側壁46.46と、それら
の間に延びる平担な水平底壁45及び頂壁47を有し、
空気をヘツダ270の開口103を通して上向きに導く
ための彎曲端壁48を有する。
導管20及び70は、一・ウジング19からヘツダ27
0にまで延び、密閉空気循環系統を形或する。
水分を含んだ空気の一部k転常時導管80を通して空調
装置Cへ抽出され、余剰水分を除去された後再循環され
る。
各トンネルの2つの区間は、米国特許第3191250
号に開示されたものと同じものであってよい。
各トンネル区間25 , 2 6,28,29を構成す
る導管20は、平坦な水平上方壁62と、1対の平坦な
直立側壁66.67と、平坦な水平底壁17を有する。
上壁62からは、フック58を移動させるための狭いチ
ャンネル間61が延長している。
チャンネル61の頂壁が導管20の頂壁24である。
入来区間と導出区間とは分離され、両者の間に直立導管
80及び94を設げるための空間を形成する(第4及び
5図)。
各区間は、高速の空気流を提供するように小さい断面積
を有する。
その断面積は、各トンネル区間内に毎分少くとも457
m、好ましくは610〜762mの長手方向の空気流を
提供するように約0.28〜0.37m2であることが
好ましい。
コンベヤの走行速度及びトンネルの長さは、相当程度変
えることができるが、トンネル区間の長さは、各区間内
において少くとも4分、好ましくは約5〜10分間の乾
燥時間を提供するのに十分な長さである。
各導管10からそれに連関するヘツダ210へ排出され
る空気の湿度は、感知要素64、空調ユニット68及び
米国特許第3191250号に開示された形式の給湿機
76を用いて制御することができる。
第1図に概略的に示されるように、本発明の乾燥装置A
は、導管70の頂壁41に形或した排出開口14の上流
に配置された慣用の熱湯式加熱コイル12を具備した空
調ユニット68と、必要に応じて空気に蒸気又は水分を
添加するために加熱コイル12の僅かに下流に設けた慣
用の給湿機76を有する。
開口14より下流の導管70内に電気モータ71によっ
て駆動される送風機69が設けられる。
空気流を調節するために送風機の下流にはさみ形のダン
パ8を設けることかでさる。
湿球温度及び乾球温度を測定するために、そして給湿機
76及び加熱コイル72を制御し所望の条件を維持する
ために慣用の調整装置を設けることができる。
図に示されるように、各トンネルの導管70内にダンパ
ユニット8の中央部分から僅かに下流に離れたところに
慣用の感知要素64が配設され、そのトンネルの空調ユ
ニット68及び給湿機76に連動され、加工室B内の制
御箱50に連結される。
必要な配線及び感熱用手管を被覆するために金属制導管
51を設けることができる。
感知ユニット64は、空気の乾球及び湿球温度を測定し
、測定された温度は制御箱50に表示される。
熱湯コイル72は、制御箱50に予め設定することので
きる一定の乾球温度を維持するために感知要素64の乾
球温度制御器によって指示されるところに従って空気に
熱を加える。
給湿機16は、やはり制御箱50に設定しておくことの
でさる一定の湿球温度を維持するために感知要素64の
湿球温度制御器によって指示されるところに従って空気
に水分を加える。
ヘツダ270に入ってくる空気の湿球温度Q′!,模型
の温度(例えば室温又は24℃)に実質的に等しい温度
に維持され、適当な速度で乾燥を行うために乾球温度{
入湿球温度より屋常5.6〜11.2℃高い温度に維持
される。
従来技術の構造とは異り、本発明の構造においては導管
10から出る空気の湿球及び乾球温度は、加工室Bの温
度及び湿度及び湿度条件とは独立していることに留意さ
れたい。
本発明によれば、ヘツダ210は、高速空気流吹付け乾
燥を行うように構或される。
図に示されるように、ヘツダ270は、ほぼ直方形であ
り、平坦な長方形の水平頂壁101と、′それに平行で
あり導管70からの空気を受取るための長方形の開口1
03を有する長方形の底壁102を有する。
ヘツダ270を支持するために直立支柱21を設けるこ
とができる。
ヘツダ270は、更に、長方形の直立内側端壁104と
、それに平行で頂壁101および底壁102に対して垂
直をなす平担な長方形の外側端壁105と、壁105,
102に対して垂直な1対の長方形の側壁106を有す
る。
ヘツダ270は、水平板107,107によって分割さ
れて上方密閉室120と下方密閉室121を形或し、画
室の間には空気を上方室へ搬送するための断面長方形の
垂直ダクト100が連結されろ。
ダクト100は、外側端壁を構成する直立板111と、
ヘッダの側壁106に平行な側壁を構或する直立板11
2を有し、その内側端壁はヘッダの端壁104によって
画或される。
板111は、ヘッダの全高に亘って延びコンベヤ軌条5
2に固向された2本又はそれ以上の支持バー125(第
3図)に固着される。
第2及び3図に示されるように、平坦な内側及び外側水
平板107及び108が、それぞれトンネル区間の上方
壁62及び下方壁77を含む水平面内に角ブラケット1
10又はその他の適当な手段によって固着される。
水平板107と108は互いに離隔され、コンベヤ軌条
52のU字形部分に垂直方向に整列し、かつ、ヘッダ内
を通る被覆模型の移動進路に追従する均一な幅の広いU
字形スロット又は開口113を形或する。
かくして、外側板108は、第2図に示されるように軌
条52の弧状部分及び板107の弧状縁と同じ曲率半径
の弧状縁1′09を有する。
板107,108の構造は、板111の上端に設けられ
たものも、下端に設けられたものも同じであり、上方の
スロット113も下方のスロット113も同じ形状であ
るが、フック58は上方のスロット113のみを通って
移動する。
上方のスロット113には、フック58を通過させるた
めのスロット118のような開口を設けなげればならな
い。
下方スロット113&L第3図に示されるようにスロッ
ト113と同じ形状であるが、幾分幅の広い平坦なU字
形の孔あきの孔あき金属板114によって被われる。
孔あき板1140周縁部分は、第3図に示されるように
下方板101及び108の下に延在し、それらの板に溶
接その他の手段によって固着されるので、室121から
上方へ流れる空気は、すべてダクト100又は板114
の多数孔115を通過する。
上方のスロツN13にはフック58の移動を許容する狭
い溝孔を設ける必要があるのでスロット113を被うた
めには特別の孔あき板組立体を必要とされる。
第2及び3図に示されるように、孔あき板組立体は、1
対のU字形金属板116,119と、それらに固着され
、互いに離隔されて均一な輻のU字形溝孔118を形或
する1対のU字形に彎曲した山形金属板111から或る
溝孔118は、コンベヤ軌条52のU字形部分と上下に
整列している。
スロット118は、幅25.4M以下であり、孔115
の排出側に所望の空気流速度を与えるのに必要な室12
0と122との間の圧力降下を設定するのに十分に狭く
されている。
溝孔118の幅は、12.7〜19.1閣であってよく
、ヘッダを通してフックを移動させるのに十分である。
一連の間隔を置いて配置された直立帯片又は支持部材1
23,124が軌条52及び山形部材1 1 7K固着
され、孔あき板116及び119を同一平面内に支持す
る。
孔あき板116,119L下方孔あき板114と同様に
板107及び108に固定され、゛′孔115からの空
気噴流が上向きでなく、下向きである点を除いて板11
4と同様な機能を果す。
図に示されるように、板119の内端縁及び板116の
外端縁は、板114のU字状の内端縁及び外端縁とそれ
ぞれ上下に整列している。
この構造は、第1,2及び3図から明らかであるが、第
2図の線a−a1fC沿ってみた横方向の断面図、ある
いはヘツダ270内を通る模型の進路を横方向に切った
断面図は、いずれも、フック58、支持部杷12312
4を除いて第2図の線3−3に沿ってみこ断面図(第3
図)と実質的に同じである。
ヘッダの前壁104及び室120と121の囲包壁はそ
れらの室を密封するので、導管70からの空気は、すべ
て、ヘツダ270のU字形吹付け乾燥室122に入る前
に、溝孔118及び板114,116,119の孔11
5を通過しなげればならず、室122から各トンネル区
間へ流れる。
第2図に示されるように、板114,116,119の
多数の孔115&L間隔を密にし平行な列をなして規則
的に配列され、板の全幅及び全長に亘って配設されてい
るので、乾燥室122を通過する模型又はクラスターは
、ヘツダ210内を通る間常時垂直方向の空気噴流をあ
びせられる。
各孔115は、乾燥室122内を通る模型に対して空気
腹流を上向き又は下向きに(好ましくは垂直方向に)吹
きつげるためのノズルを形或するように円形又はその他
の形状に形威することができる。
好まし<(丸各孔の径は、25.4mm程度又はそれ以
下であり、空気噴流に所望の速度を与えるに十分小さい
(例えば、5.08 〜25.4mmの直径)。
隣接する孔115と115の心間距離は、例えば12.
7〜101.6mm程度の短い距離であり、各間隔は均
一であり、せいぜい50.8mm程度であるのが好まし
いがその他いろいろな孔の配列が可能である。
所望ならば、溝孔118及び板116,119の孔を通
る空気流量が、板114の孔を通る流量と実質的に同じ
になるように構成し、上方室120から乾燥室122へ
下向きに導かれる空気量と下方室121から乾燥室12
2へ上向きに向けられる空気量とがほぼ同じになるよう
にすることができる。
又、室120,121の各々から排出される空気の量は
、ダクト100を通る空気の量は、ダクト100を通る
空気の流量を制限又は調節することによって制御するこ
ともできるが、これは通常さして重要な意味をもたない
図から分るように、各導管70からヘツダ270を通っ
てトンネルの2つの区間へ流れる空気は、すべて、溝孔
118及び孔118及び孔115を通して強制的に噴出
され、吹付け乾燥を達或する。
溝孔118及び多数孔115の各々を通して排出される
空気(L毎分少くとも305m、好ましくは少くとも4
57mの垂直方向の速度を有し、排出される空気の総量
k′!,各トンネル区間内において毎分少くとも305
m,好ましくは少くとも457mの長手方向の空気速度
をもたらすのに十分な量でなげればならない。
通常、このことは、毎分28m3の数倍の総空気流量を
必要とすることを意味する。
従って、多数の孔115が必要である。
板114,116,119の各々における孔115の数
は、好ましくは0.093m2当り100個又はそれ以
上であり、200〜600又はそれ以上とすることがで
きる。
ここに例示した装置においては、送風機は、トンネルが
空の場合(模型が入れられていない場合)各トンネル区
間内に毎分457〜488mの長手方向の空気速度を提
供するような大きさである。
空気は、上述したように、すべて開口115を通して噴
出される。
例えば第6図に示されるような代表的な模型又はクラス
ターをトンネル区間を通して搬送した場合、模型を破っ
て通過する空気の長手方向の速度&3毎分610m前後
である。
本発明を実施する場合、この長手方向の空気速度は毎分
約457m〜約762mの範囲に維持するのが好ましい
ここに例示した装置においては、多数の孔115は同じ
寸法で同じ形状であり、乾燥されるべき被覆模型に対し
て毎分約610mの速度で垂直方向の空気噴流を衝突さ
せるようになされる。
本発明の実施において、垂直方向の空気速度は毎分約4
57m〜約762mの範囲に維持するのが好ましく、空
気噴流は、水平に対して少くとも500、通常80〜9
0’の角度で上向き又は下向きに吹きつげられる。
ここに例示した装置においては、ろう模型はフック58
に懸吊され、ローラ59によって回転されながら、ある
いは回転されることなく、例えば毎分0.61mの比較
的遅い速度でトンネル区間を通して搬送される。
各模型は、各トンネル区間を通してそれぞれ約4.88
m、そして、ヘツダ270を通して、つまり溝孔118
の入口端から出口端まで約3.66m走行する。
従って、模型は、入来トンネル区間において約8分間、
ヘッダ2700次付け乾燥帯域Dにおいて約6分間、そ
して導出トンネル区間において約8分間乾燥される。
しかしながら、本発明の方法を実施する場合心ずしも模
型を移動させる必要がないことを理解されたい。
即ち、長手方向の空気流による乾燥も、吹付け乾燥も、
模型を静止させたまま実施することができる。
例えば、模型が太き過ぎてトンネルを通過することがで
きないような場合、模型を静止させたまま乾燥させるた
めに特別な乾燥装置を設けることができる。
しかしながら、「静止」乾燥は、ここに示されたトンネ
ルを使用して実施することもできる。
例えば、模型をトンネル区間25又は26内に置いて静
止させたままlO〜15分間乾燥させ、次いでヘッダ2
10内に入れて静止させたまま8分間吹付け乾燥を施す
トンネル区間からヘッダ等への模型の移し替えは、手操
作又はコンベヤ12を手動操作することによって行うこ
とができる。
このように本発明の方法はいろいろな態様で実施するこ
とができるが、大量生産を行ウタめには無端コンベヤを
備えた乾燥トンネルを使用するのが好ましい。
本発明の方法を実施する場合、通常、各模型は、長手方
向の高速空気流によって(例えば各トンネル区間内にお
いて)合計少くとも約10分間(ただし模型に被覆され
た最初の2層の被覆層については別である)乾燥させ、
少くとも5分間、普通6〜12分間吹付け乾燥を施す。
トンネル区間内?おける各模型の総乾燥時間は、通常、
25分を越えてはならず、大抵の模型にとって10〜1
5分間であるのが好ましい。
吹付け乾燥帯域Dにおける各模型の総乾燥時間は、通常
15分を越えてはならず、犬抵の模型にとって8〜12
分間であるのが好ましい。
本発明の装置は、代表的な模型を処理する場合、例えば
6分間の吹付け乾燥と各トンネル区間内においてそれぞ
れ4〜5分間の乾燥を施すことによってシエルモールド
の各被覆層について総乾燥時間を15分間又はそれ以下
に削減することができる。
最善の乾燥時間(′!−その特定の模型又はクラスター
の寸法及び形状によってきまる。
又、理想的乾燥時間は、シエルモールドの各被覆層によ
っても異り、より多量の水分の除去を促進するために空
気の湿度を減少させるにつれて変化する。
被覆模型がセラツクスラリに(浸漬タンク18において
)浸漬されたとき取込まれる水分の量は、被覆層が順次
積重ねられるにつれて増加する。
例えば、最初の浸漬において吸収される水の量は、模型
に4層の被覆層が被覆された後5回目の浸漬に1 おいて吸収される水分の量の一以下である。
5 ここに例示した装置においてはすべてのトンネルが同じ
長さであり、各トンネルにおけるコンベヤ速度が同じで
あるため、どの被覆層にとっても最善であるような正確
な乾燥時間を見出すわけにはいかない。
しかしながら、このような制約にも拘らず、各トンネル
内の空気の湿度を制御することによって優れた成果を得
ることができる。
例えば、模型をセラツクスラリー内に浸漬するたびに含
浸された水分の少くとも80嶺を除去することによって
模型の各被覆層を次の層が被覆される前に完全に乾燥さ
せた場合本発明の方法によって最高品質のシエルモール
ドが得られる。
本発明の方法は、模型に対する最初の3層の各々が被覆
される際被覆された模型がスラリーから吸収した水分の
少くとも8 0 %,好ましくは少くとも85多を、そ
れぞれ次の被覆層が被覆される前に乾燥トンネル内にお
いて除去するように、そして、最初の3層に続く一連の
層の各々が被覆される際吸収された水分の少くとも75
係、好ましくは少くとも80%が、それぞれ次の層を被
覆する前に除去するように、実施すべきである。
例えば、典型的なろう模型は、最初の層を被覆される際
0.093m2の表面積につき約2.83〜4.25y
−の水を吸収し、第2層の場合は0. 0 9 3m2
当り約11.33〜1 4. 1 71の水を吸収し、
第3層の場合は0.093m2当り約19.84〜22
.68?の水を吸収し、次の3層の各々については0.
093m2当り約2 5.5 1〜2 8.3 5 r
の水を吸収し、第7層の場合は0.093m2当り約3
1.18〜34.02S’の水を吸収する。
この被覆模型からここに開示した形式の約24℃の湿球
温度の空気を有する7つのトンネルから成る装置を用い
て多数層のシエルモールドを製造するとすれば、空気の
乾球温度は、第1トンネル内においては26.9〜29
.7℃、第2トンネルにおいては29.7℃、〜31.
4℃、第3及び第4トンネルにおいては31.4〜33
.6℃、第5及び第6トンネルにおいては34.2〜3
5.8℃、第7トンネルにおいては37〜38.1℃と
することができる。
例えば、多層シエルモールドを製造する場合、第1及び
第2層の各々を被覆する際スラリーから吸収された水の
95係又はそれ以上が装置Aの最初の2つのトンネル内
において除去され、第3層における上記水の85〜90
係は第3トンネルにおいて除去され、第4、第5及び第
6層の水分の80〜85係が第4、第5及び第6トンネ
ルにおいて除去され、第7層の水分の75〜80係又は
それ以上が第7トンネルにおいて除去される。
最後の被覆層を乾燥するのに使用する乾燥用空気の乾球
温度は、湿球温度より16.8℃も高くすることができ
るが、そのような乾球温度を湿球温度より多くとも11
.2℃だけ高くした場合又は相対湿度を約33〜35%
とした場合、模型を過熱させる傾向が少くなるのでより
良いシエルモールドが得られる。
従来は.25係前後の相対湿度及び湿球温度より16.
8℃位高い乾球温度を有する空気を使用して乾燥用トン
ネル内においてシエルモールドの最後の被覆層を乾燥さ
せるのが普通であった。
その後、モールドを24時間位約10〜20係の相対湿
度を有する雰囲気中において後乾燥させる。
ほとどどあらゆるシエルモールドにとってそれらを爾後
加工に対して十分安定したものとするためには上記のよ
うな長時間の後乾燥が必要であった。
前記米国特許第3191250号に記載されているよう
なトンネル装置においては、最後7の被覆層から除去す
る水分の量を(例えば多くとも70又は75%に)限定
することが必須要件であると考えられていた。
なぜなら、各シエルモールドに対する乾燥時間は相当に
異なり、又、大部分のろう模型はそれから形或されたシ
エルモールドが均一には乾燥されないような形状を有し
ているからである。
従って、モールドが完全に乾燥しないうちに、ある部分
は早期に乾燥し、模型の一部に過熱生ぜしめモールドに
損傷を与えるおそれがある。
例えば入りくんだ複雑な形状を有するようなある種の模
型の場合、模型のくぼみ部分は、模型の外面に沿って流
れるような長手方向の空気流によっては十分に乾燥され
ない。
これが、上述した不均一乾燥および過熱の原因である。
これに対して、本発明の吹付乾燥帯域においては模型の
外面に対し垂直方向に空気茄が吹付けられるので、模型
のくぼみ部分にも空気が達する。
この吹付け乾燥は、通常の長手方向の空気流にも効果的
に乾燥される模型の他の部分(くぼみ部分以外の部分)
の早期乾燥および過熱を惹起するのではないかと考えら
れるが、実際はそのようなことは起らない。
上記他の部分からの吹付け乾燥による追加の水分除去量
は、極く僅かであり、トンネル区間内での長手方向の高
速空気流による慣用の乾燥と、吹付け乾燥帯域D内での
垂直方向の空気流による吹付け乾燥との組合せによって
より均一な乾燥が達成されることか判明した。
このように、本発明は、たとえ模型が入りくずだ複雑な
形状を有していても実質的に均一な乾燥を達成するので
、早期乾燥という問題は少く、シエルモールドの最後の
被覆層を乾燥させる際水分の80〜85%又はそれ以上
を除去することが実用上において可能になる。
又、本発明による均一な乾燥は、後乾燥に必要とされる
時間を大幅に縮減する。
本発明は、多くの種類のシエルモールドに対して後乾燥
を省除することを可能にする。
通常、本発明の方法によって製造されたシエルモールド
の後乾燥に要する時間は、従来の方法を使用した場合に
必要とされる時間の■ 約一以下である。
本発明σ坊法によれば、大抵の3 場合、たとえ20%の相対湿度においての後乾燥を4〜
8時間に短縮したとしても、最高品質のモールドが得ら
れる。
第6〜9図は、例えばタービンブレード又は圧縮機のブ
レード(羽根)等の精密金属部品を製造するためのシエ
ルモールドを形或するのに一般に使用される形式のろう
模型13を示す。
この一般的な形の模型は、慣用の乾燥トンネルにおいて
ならば極正に乾燥されえないようなくぼみ部分を有する
複雑な形状をもつシエルモールドを製造するためのもの
である。
通常、数個のろう模型を取付け、第6図に示されるよう
に慣用のろう湯道40とコンベヤのフック58を受容す
る把手又はループ41を含む、米国特許!319125
0号に示された形式のクラスタ−(ろう模型群)38を
形或する。
把手41は、浸漬タンク18及び粉末散布装置35にお
ける浸漬及び粉末散布作業中クラスターを手によって支
える場合にも使用することができる。
第6図においては、ろうクラスターを明示するためにシ
エルモールドを構成するクラスターの被覆層は省除され
ている。
図に示されるように、クラスタ−38の各ろう模型13
は、断面流線形の主ブレード部分131と拡大端部分1
32,133を有する。
端部分133の対向部分134と135は、狭い幅の補
強リブ136と137によって連結されており、それら
は被覆模型を破って流れる乾燥用空気の流れを妨害する
傾向を有する。
他方の端部分132の凹み138も又、乾・繰を困難に
する。
クラスタ−38も米国特許第3191250号に開示さ
れているような慣用の乾燥トンネルにおいて乾燥させた
場合、端部分132,133の凹み部分がまだ湿ってい
るうちにシエルモールドの主ブレード部131は完全に
乾燥されてしまう。
従って、この早期乾燥が模型のグレード部分131の過
熱を惹起し、ろうの膨脹によってモールドに損傷を与え
るおそれがある。
本発明は、吹付け乾燥室122Kおいて模型のくぼみ部
分を有効に乾燥させる。
トンネルを通過する間のろう模型のいかなる部分におい
てもその最高温度が乾燥用空気の湿球温度より多くとも
4.5℃高い程度になるように装置を作動させることに
よってモールドに対する損傷は回避される。
しかしながら、そのような最高限曙度は、モールドに大
きな強度を付与するために5層又は6層被覆した後など
更に5.6℃位高くしてもよい場合がある。
各トンネル区間内の高速空気流は、クラスター38がト
ンネルを通過する際クラスターをフツク58と共に回転
させる作用をする。
ローラ59及びレール60(第6図)は不要であり、通
常省除される。
図に示された装置は比較的大型であり、各トンネル内に
、例えば毎分340m3又はそれ以上の空気流を必要と
する。
トンネル内におけるその流れ(長手方向の流れ)に対し
て横断方向の空気噴流を与えるとすれば、極めて効率が
悪くなるから、そのような空気噴流はトンネル区間内な
は使用されない。
そのような大量の空気を取扱う上て体難もあるが、それ
にも拘ず、その空気のすべてを吹付け乾燥帯域D内にお
いて比較的小さい多数の孔115を通して噴出させるこ
とは実際的である。
例えば、添附図に示された装置においては、16ゲージ
( gauge )厚の板金に多数の直径6.35mm
の円孔を12.7wnの心間距離をもって穿設し、23
係の開口面積を形或することによって良好な結果を得る
ことができる。
上述した大きな空気流は、米国特許第 3191250号に記載された形式の従来の装置におい
て使用されているものと類似しているが、不発明の装置
は、所定容量の空気調和装置を使用して一定の時間内に
はるかに多くのモールドを乾燥させることを可能にする
従って、コンベヤに吊す各モールドの間隔をせばめるこ
とかできるのでコンベヤの速度を増大させる必要がない
本発明は、はるかに小さい乾燥トンネルでもって従来技
術の乾燥装置と同じ又はより高い生産率を達或すること
を可能にする。
本発明は、その高い乾燥能力の故だけでなく、モールド
の品質及び良品質のモールド収率における大きな改良の
故をもってシエルモールドの製造技術における大きな前
進をもたらすものである。
本発明は、不適当な乾燥によるモールドの重大な欠陥の
大部分、おそらく75〜90%を排除するものであり、
欠陥シエルモールド及び欠陥鋳造物の数を少くとも25
%、おそらく30〜40%又はそれ以上減少させるもの
と考えられる。
例えば、ある特定の模型を使用した場合従来の乾燥トン
ネルにおいては5係以上もの欠陥シエルモールドが製造
されたとすれば、本発明の乾燥装置は、同じ模型を使用
して、欠陥モールドの数を25饅以上削減し、しかも同
時に製造されるモールドの品質を実質的に改良する。
多くの場合、本発明の装置は、従来の乾燥トンネルを使
用したのでは製造できないような複雑なシエルモールド
又はクラスターでさえ、その能率的な大量生産を可能に
する。
本発明の実施において、加工室B内の空気を21.3〜
26.9℃の乾球温度に、そして約60〜約80%又は
それ以上の相対湿度に維持することによって優れたシエ
ルモールドが製造される。
上記加工室内においては、トンネル装置の作動を妨害す
ることなく、任意の温度又は湿度を使用することができ
る。
従来の装置においては、加工室B内の相対湿度は約50
係以下でなげればならず、それより高い湿度は使用され
なかった。
本発明は、加工室内における好ましくない乾燥を削減す
ることによってシエルモールドの品質を改良するととも
に、作業者に品質点検等のための多くの時間を与える。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に基いて構或された乾燥トンネル装置
の縦断面図である。 第2図は、第1図の線2−2に沿ってみた部分水平断面
図である。 第3図は、第2図の線3−3に沿ってみた部分拡大縦断
面図である。 第4図は、第1図の線4の矢印方向にみた部分上面図で
ある。 第5図は、第1図の線5−5に沿ってみた拡大断面図で
ある。 第6図は、トンネル区間の部分断面図であり、コンベヤ
に懸吊された模型を示す。 第7図は、ろう模型の平面図である。 第8図は、第7図の線8−8に沿ってみた断面図である
。 第9図は、第7図の矢印9−9の方向にみた端面図であ
る。 図面中主要な符号は以下の通りである。 A:乾燥装置、B:加工室、C:空調ユニット、D:吹
付け乾燥帯域、10,11:}ンネル、12:コンヘヤ
、13:ろう模型、18:浸漬タンク、25,26,2
8,29:}ンネル区間、38:模型クラスター、63
:送風機、68:空調ユニット、114:孔あき板、1
15:多数孔、116.119:孔あき板、118:溝
孔、210:ヘツダ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 破壊自在の模型上に多層耐火性シエルモールドを形
    或するための装置であって、いずれも一端において開口
    した入来区間と導出区間を有する乾燥トンネルと、前記
    区間の一端に設けられ前記両区間の開口端を受容する密
    閉加工室と、前記ナ端とは反対側の他端に設けられ両ト
    ンネル区間に連通し、該両区間の間に延長する室を画定
    する囲い壁を備えたヘッダと、一連の被覆模型を前記加
    工室から搬出してトンネルの導出区間、次いで、ヘッダ
    の前記室を通し、トンネルの入来区間を通して加工室に
    向けて連続的に搬送するコンベヤと、前記加工室内にト
    ンネルに連関して設けられたスラリ容器と、空気流を前
    記ヘッダ内へ通し、該ヘッダから各トンネルの導出及び
    入来区間を通して前記加工室の方に向けて圧送する送風
    機と、トンネルに送給される空気の温度及び水分含有量
    を制御するための空気調和装置とから成る装置において 前記ヘッダを入前記送風機から空気を受取り、それを複
    数の空気噴流として前記室内へ互いに対向する両方向か
    ら噴射させ、ヘッダ内の被覆模型に対して両側から垂直
    方向に吹きつげるための多数の隔置された孔を有する互
    いに対向した壁を備えていることを特徴とするシエルモ
    ールド形或装置。
JP49086109A 1973-07-30 1974-07-29 シエルモ−ルドオ カンソウサセルタメノホウホウ オヨビ ソウチ Expired JPS5849344B2 (ja)

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