JPWO2010143746A1 - レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節システム - Google Patents
レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節システム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2010143746A1 JPWO2010143746A1 JP2011518599A JP2011518599A JPWO2010143746A1 JP WO2010143746 A1 JPWO2010143746 A1 JP WO2010143746A1 JP 2011518599 A JP2011518599 A JP 2011518599A JP 2011518599 A JP2011518599 A JP 2011518599A JP WO2010143746 A1 JPWO2010143746 A1 JP WO2010143746A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- temperature control
- heated
- control unit
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 42
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 101
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 282
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 131
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 7
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000004412 Bulk moulding compound Substances 0.000 description 2
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003677 Sheet moulding compound Substances 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010112 shell-mould casting Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C13/00—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes
- B22C13/08—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for shell moulds or shell cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
- B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
- B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C19/00—Components or accessories for moulding machines
- B22C19/04—Controlling devices specially designed for moulding machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
Abstract
Description
特許文献1に記載されるシェル鋳型用RCSの予熱装置は、寸法の大きな複数の構成要素が一体に固定されて構成されているので、大型となり、大きな設置スペースを必要とする。このような大型のシェル鋳型用RCS予熱装置は、エネルギ消費が大きいので、省エネルギの観点で問題があり、また、設置が容易ではない。したがって、シェルモールド用造型装置(すなわちシェルモールドマシン)に対し、小さな設置スペースで容易に設置することができる予熱装置が所望されている。
例えば特許文献2には、コーテッドサンド予熱装置を備えたシェルモールドマシンが記載されている。このコーテッドサンド予熱装置は、シェル鋳型用RCSのサンドホッパと、金型にシェル鋳型用RCSを供給するためのブローヘッドと、サンドホッパとブローヘッドとの間に設置される予熱装置(乾燥温風の供給が可能な装置)とを備えている。
また、特許文献3には、シェルモールド造型方法において使用されるコーテッドサンド加温装置が記載されている。このコーテッドサンド加温装置は、内タンクと外タンクとを備えた2重構造を有し、内タンクのすり鉢状底部に複数のバブリングノズルを配置すると共に、内タンクと外タンクとの間の空間にそれらバブリングノズルに連通する複数のエア通路を設けて構成されている。外タンクと内タンクとの間には蒸気が供給され、複数のエア通路を通る間欠エア(5秒間隔で3秒間)を、蒸気との熱交換により加温して、複数のバブリングノズルから内タンクの中に吹き出させることにより、内タンクに投入されたコーテッドサンド(シェル鋳型用RCS)を上方へ舞い上がらせて流動化させて加温する。加温されたコーテッドサンドは、内タンクの下部排出口から金型に供給される。
本発明の目的は、シェル鋳型用RCSの温度調節のために使用される温度調節ユニットにおいて、シェルモールド用造型装置に簡単かつ経済的に設置できる小型の温度調節ユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、シェルモールド用造型装置のサンドホッパ内に小型の温度調節ユニットを簡単かつ経済的に設置した温度調節システムを提供することにある。
上記レジンコーテッドサンド温度調節ユニットは、ハウジングに収容された気体加熱器によって加熱された高温の被加熱気体をハウジングの被加熱気体放出孔から放出し、放出された高温の被加熱気体によってレジンコーテッドサンドを適温に加熱するので、簡単な構造であり、低コストで作製でき、小型化することも容易である。しかも、構造上、ほとんどメンテナンスを必要としない。また、上記レジンコーテッドサンド温度調節ユニットは、特別な設置スペースを必要とせず、既存のサンドホッパに追加して設置することが容易である。
さらに、気体加熱器のヒータパイプの周囲に形成された気体通路を流れる気体が、発熱素子によって加熱されたヒータパイプの熱が伝達された放熱フィンにより直接的に加熱されるので、熱効率が高く、また、気体通路の流路面積を必要に応じて大きくして気体の流量を増加させることが容易である。したがって気体加熱器は、大流量の気体を迅速に加熱して排出することができる。その上、気体加熱器からハウジング内に排出される高温の被加熱気体は、ヒータパイプ及び気体通路からの放熱による保温効果で、ハウジング内での温度低下が抑制される。
発熱素子は、帯状の炭素質発熱体を保護管に封入したカーボンヒータから構成できる。また、ヒータパイプが長方形断面を有し、放熱フィンが、相対的に広い表面積を有したヒータパイプの対向する一対の周壁に取り付けられており、帯状の炭素質発熱体は、炭素質発熱体の扁平な主表面がそれら一対の周壁と平行になるように配置されていてもよい。
気体加熱器は、気体通路に加熱前の気体を供給する気体供給管と、気体通路で加熱された被加熱気体をハウジングの内部に排出する排気口と、排気口に対向して配置される邪魔板とをさらに備えることができる。邪魔板は、排気口から排出される被加熱気体を、気体加熱器の外側で気体供給管に向けて流動させることができる。
本発明の他の態様は、レジンコーテッドサンド温度調節システムであって、レジンコーテッドサンドが供給されるサンドホッパと、上記した温度調節ユニットであって、サンドホッパの内部に配置される温度調節ユニットとを具備し、温度調節ユニットから放出される被加熱気体によって、サンドホッパに供給されたレジンコーテッドサンドを適温に加熱する、レジンコーテッドサンド温度調節システムを提供する。
本発明のさらに他の態様は、レジンコーテッドサンド温度調節システムであって、レジンコーテッドサンドが供給されるサンドホッパであって、空間を介して互いに離間した外側円錐状部材と内側円錐状部材とを有する円錐状底部を備え、内側円錐状部材に複数の被加熱気体噴出孔が形成されてなるサンドホッパと、サンドホッパの内部に配置され、加熱体を構成する温度調節ユニットであって、温度調節ユニットと内側円錐状部材との間に流動加熱域を形成する温度調節ユニットと、内側円錐状部材を貫通して配置され、内側円錐状部材と外側円錐状部材との間の空間と温度調節ユニットとの間に延びる被加熱気体放出管とを具備し、温度調節ユニットにより加熱された被加熱気体を、被加熱気体放出管を通して内側円錐状部材と外側円錐状部材との間の空間に放出し、内側円錐状部材に形成した複数の被加熱気体噴出孔を通して流動加熱域に吹き出させ、サンドホッパに供給されて流動加熱域を流動するレジンコーテッドサンドを、被加熱気体と温度調節ユニットとの双方により適温に加熱するように構成されている、レジンコーテッドサンド温度調節システムを提供する。
上記レジンコーテッドサンド温度調節システムでは、サンドホッパの円錐状底部が外側円錐状部材と内側円錐状部材とからなる二重底構造を有しており、温度調節ユニットによって加熱された高温の被加熱気体が、サンドホッパの外側円錐状部材と内側円錐状部材との間の空間に被加熱気体放出管を通して放出され、内側円錐状部材に形成された複数の被加熱気体噴出孔からサンドホッパ内の流動加熱域に吹き出すようになっている。一方、サンドホッパに供給されたレジンコーテッドサンドは、加熱体を構成する温度調節ユニットと内側円錐状部材との間の流動加熱域を通って排出される。したがって、流動加熱域を流動するレジンコーテッドサンドは、温度調節ユニット自体が放射する熱により加熱されると同時に、内側円錐状部材の複数の被加熱気体噴出孔から吹き出される高温の被加熱気体により加熱されるので、高い熱効率で、かつ全体に均一に加熱される。
温度調節ユニットは、発熱素子と、温度調節ユニットに供給される気体と発熱素子との間で熱交換を行わせる熱交換器とを備えることができる。また、温度調節ユニットは、被加熱気体放出孔が形成されたハウジングと、ハウジングに収容された気体加熱器とを備え、気体加熱器は、ヒータパイプと、ヒータパイプに収容された発熱素子と、ヒータパイプの周壁の外側に取り付けられて内部に気体通路を形成するフレームと、ヒータパイプの周壁に接触するように気体通路に熱交換器として配置された放熱フィンとを備え、発熱素子によって加熱されたヒータパイプの熱を放熱フィンに伝達し、気体通路に導入された気体を放熱フィンにより加熱して、被加熱気体として気体通路からハウジングの内部に排出し、被加熱気体をハウジングの被加熱気体放出孔から被加熱気体放出管に放出する構成とすることができる。
上記したレジンコーテッドサンド温度調節ユニット及びこれを使用した本発明の他の態様による温度調節システムは、気体加熱器により大流量の気体を迅速に加熱し、大量の被加熱気体を排出することができるので、レジンコーテッドサンドを効率よく加熱することができる。
二重底構造のサンドホッパを備えた本発明のさらに他の態様によるレジンコーテッドサンド温度調節システムによれば、サンドホッパに供給されたレジンコーテッドサンドが、加熱体を構成する温度調節ユニット自体の熱により加熱されると同時に、内側円錐状部材に形成された複数の被加熱気体噴出孔から吹き出される高温の被加熱気体により加熱されるので、高い熱効率で、しかも均一に加熱される。したがって、サンドホッパ内のレジンコーテッドサンドを容易に適温に加熱することができる。
最初に、図1を参照して、本発明の一実施形態によるレジンコーテッドサンド(RCS)温度調節ユニット14を使用した本発明の一実施形態によるRCS温度調節システム10の全体構成を説明する。温度調節システム10は、RCSが供給されるサンドホッパ12と、サンドホッパ12の内部に配置される温度調節ユニット14とを備える。
サンドホッパ12は、従来のシェルモールド用造型装置(図示せず)において使用されるサンドホッパと同様に、保温材で被覆されたものであり、下方に向かって徐々に縮径する円錐状底部16を有する。サンドホッパ12は、内部に投入されたRCSを、円錐状底部16の最下部中央から外方へ延びるRCS排出口18に向かって流動させる。サンドホッパ12内のRCSは、RCS排出口18に設けたシャッタ20を開閉することによって、適宜のタイミングで、シェルモールド用造型装置のブローヘッド(図示せず)などに、RCS排出口18を通して排出される。サンドホッパ12の円錐状底部16は、互いに離間して固定された外側円錐状部材22と内側円錐状部材24とからなる二重底構造を有し、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間に空間23が形成されている。なお、サンドホッパ12の円錐状底部16の内側円錐状部材24は、RCS排出口18を真下に向けてサンドホッパ12を設置したときに、重力方向に直交する仮想水平面(以下、基準水平面と称する。)に対して安息角以上の角度をなす傾斜面を構成するように設計されている。
内側円錐状部材24には、多数の被加熱気体噴出孔26が所望の間隔で形成されており、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に供給される高温の被加熱気体が、被加熱気体噴出孔26を通してサンドホッパ12の内部に吹き出されるようになっている。被加熱気体噴出孔26は、例えば、機械加工やレーザ加工によって内側円錐状部材24に形成することができる。サンドホッパ12内に十分な量の被加熱気体を吹き出せるように、内側円錐状部材24には、約600〜10000個の被加熱気体噴出孔26を設けることが好ましい。また、被加熱気体噴出孔26の形状は、噴出抵抗(したがって圧力損失)が小さく且つ加工が容易であることから、円形が好ましいが、これに限定されるものではない。さらに、サンドホッパ12の円錐状底部16に設けられた被加熱気体噴出孔26にはサンドホッパ12内のRCSが侵入しやすいので、個々の被加熱気体噴出孔26は、RCSが被加熱気体噴出孔26を通り抜けたり被加熱気体噴出孔26に詰まったりしないように、約0.1mm〜0.5mm程度の直径を有することが好ましい。他方、被加熱気体噴出孔26を小さくすると、被加熱気体が被加熱気体噴出孔26を通るのに負荷がかかって流量が少なくなるので、被加熱気体の十分な流量を確保するために、被加熱気体噴出孔26の数を増やしたりコンプレッサを使用したりすることが必要になる場合がある。したがって、RCSが通り抜けることができないような直径を有する被加熱気体噴出孔26を、RCSの加熱に十分な量の被加熱気体をサンドホッパ12内に吹き出すことができる個数だけ設けることが好ましい。
温度調節ユニット14は、それ自体からサンドホッパ12内に熱を放射する加熱体を構成すると共に、温度調節ユニット14に供給される気体を加熱して、高温の被加熱気体として外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に放出するようになっている。温度調節ユニット14は、温度調節ユニット14の外表面とサンドホッパ12の円錐状底部16の内側円錐状部材24の内表面との間に、流動加熱域27として作用する空間が形成されるように、サンドホッパ12の内部に設置されて固定される。温度調節ユニット14がこのように配置されることにより、サンドホッパ12内のRCSは、温度調節ユニット14と内側円錐状部材24との間の流動加熱域27を通ってRCS排出口18に向かって流動する。
図示実施形態では、温度調節ユニット14は、ハウジング28と、ハウジング28に収容される気体加熱器30とを備える。気体加熱器30は、その上端部が、ハウジング28の上方開口部に取り付けられた蓋部材32に固定され、ハウジング28内に吊り下げられた状態になっている。気体加熱器30は、その上端の気体供給管34を通して供給された気体を、内部の発熱素子(後述する)によって加熱して、高温の被加熱気体として下端の排気口36からハウジング28の内部空間29に排出する。気体加熱器30の排気口36の周囲には、カップ形状の邪魔板38が配置される。邪魔板38は、気体加熱器30の排気口36から排出された被加熱気体を、気体加熱器30の外側でハウジング28の上方(気体供給管34側)に向けて流動させ、被加熱気体をハウジング28の内部空間29の全体に行き渡らせることができる。
ハウジング28の形状は特に限定されないが、上述した流動加熱域27においてRCSがハウジング28とサンドホッパ12の内側円錐状部材24との双方に十分に接触しながらRCS排出口18まで円滑に流下するように、内側円錐状部材24に対向するハウジング28の下側部分が、基準水平面に対して内側円錐状部材24の傾斜面の角度以上の角度をなす勾配面を、外面に有することが好ましい(図示実施形態では、内側円錐状部材24の傾斜面の角度とハウジング28の勾配面の角度とは実質的に同一である。)。ハウジング28の全体形状としては、例えばハウジング28の縦断面がひし形、そろばん珠形、平行四辺形、多角形(6角形や8角形)などである略紡錘形(円柱の両端が尖った形状)を採用することができる。これらの中でも、製作の容易さ、流動加熱域27の容積の確保し易さなどの観点から、ひし形やそろばん珠形の縦断面を有した略紡錘形が好ましく、特にそろばん珠形状(そろばん珠形の縦断面を有した略紡錘形)が好ましい。また、ハウジング28の材質としては、コストや耐久性の観点から、一般に金属、特に鉄が好適であるが、これに限定されるものではなく、例えばジュラルミン、アルミニウムなどであってもよい。また、例えばBMC(バルクモールディングコンパウンド)やSMC(シートモールディングコンパウンド)などの繊維強化プラスチックであってもよい。なお、RCSの安息角とは、JACT試験法S−5(鋳物砂の流動度試験法)に準じて測定される傾斜角度を意味する。
ハウジング28の外表面には、RCSを流下させ易くするために、フッ素樹脂加工を施してもよい。また、流動加熱域27におけるRCSの加熱処理に影響を及ぼさない程度に、ハウジング28の上側部分の傾斜壁面に被加熱気体噴出孔(図示せず)を設けて、サンドホッパ12に投入されたばかりの未加熱のRCSに対し、予備加熱(一次加熱)を行うようにしてもよい。
気体加熱器30から排出された高温の被加熱気体によって加熱されたハウジング28の熱をサンドホッパ12内のRCSに伝達しやすくするために、図2に示すように、ハウジング28の外表面に複数のフィン40を設けてもよい。それらフィン40は、サンドホッパ12内のRCSの流動の妨げとならないように、ハウジング28の外表面に対して垂直に且つハウジング28の上下方向へ延びる中心軸線に対して放射状に延びるように、設けられることが好ましい。しかしながら、ハウジング28にフィン40を設けなくてもよい。
ハウジング28には被加熱気体放出孔42が設けられている。被加熱気体放出孔42は、被加熱気体通路46を形成する被加熱気体放出管48によって、サンドホッパ12の内側円錐状部材24に形成された被加熱気体導入孔44と接続されている。被加熱気体通路46により、ハウジング28の内部空間29と、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間に形成される空間23とが、互いに気体流通可能に連通される。詳細には、被加熱気体放出孔42の周囲にハウジング28から一体にソケット50が延長され、ソケット50の内周面に雌ねじが形成されると共に、被加熱気体放出管48の一端側の外周面に雄ねじが形成される。被加熱気体放出管48はその一端側で、ハウジング28のソケット50に螺着されることによって、ハウジング28に接続される。また、被加熱気体放出管48の他端側は、内側円錐状部材24に形成された被加熱気体導入孔44を貫通して配置され、被加熱気体導入孔44の内周面と被加熱気体放出管48の外周面との間にゴムパッキン52が挿入される。被加熱気体放出管48はその他端側で、ゴムパッキン52を介して内側円錐状部材24に接続される。
ハウジング28の内部空間29と、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23とは、任意の数の被加熱気体放出管48すなわち被加熱気体通路46によって連通させることができる。図示実施形態では、ハウジング28及び内側円錐状部材24に、それぞれ、周方向へ等間隔に三つの被加熱気体放出孔42及び被加熱気体導入孔44が形成され、対応する孔42、44の間が三つの被加熱気体放出管48によって個々に接続されている。すなわち、ハウジング28の内部空間29と、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23とは、三つの被加熱気体通路46によって互いに気体流通可能に連通されている。
次に、図3〜図7を参照して、気体加熱器30を詳細に説明する。
図3に示すように、気体加熱器30は、ヒータパイプ54と、熱源としてヒータパイプ54に収容された発熱素子56と、ヒータパイプ54の外側に取り付けられたフレーム58と、ヒータパイプ54の長手方向一端部を覆う供給ヘッダ60と、ヒータパイプ54、フレーム58及び供給ヘッダ60の全体を覆うカバー62とを備える。カバー62は、円筒状部分62aと、円筒状部分62aの軸線方向一端部に取り付けられたドーム状部分62bとを有し、ドーム状部分62bの近傍で、上述したハウジング28の蓋部材32に固定される。なお図3では、カバー62を一点鎖線で示し、カバー62に覆われる内部構造を実線で示している。
ヒータパイプ54は、長方形断面を有する筒状体であり、その四つの周壁として、相対的に広い表面積の一対の対向壁64と、それら対向壁64の間を接続する相対的に狭い表面積の一対の接続壁66とを有する。ヒータパイプ54の一対の対向壁64の間隔は、図5から分かるように、発熱素子56の外径と一致するように定められており、発熱素子56の外周面がヒータパイプ54の一対の対向壁64の内面に接するようになっている。ヒータパイプ54の長手方向一端は閉鎖端68となっている一方、長手方向他端は開放端70となっていて、開放端70にエンドキャップ72が取り付けられている。ヒータパイプ54の材質としては、金属、とりわけ鉄が好適であるが、これに限定されるものではなく、例えばジュラルミン、アルミニウムなどであってもよい。また、ヒータパイプ54の各壁64、66の内面には、赤外線を効率よく吸収するように、耐熱性の赤外線吸収塗料が塗布されることが好ましい。
ヒータパイプ54の内部には、図4に示すように、複数(図では三つ)の発熱素子56が熱源として収容されている。図示実施形態では、発熱素子56として、図5に示すように、帯状の炭素質発熱体(フィラメント)56aを石英ガラス製の保護管56bに封入してなる棒状のカーボンヒータが使用されている。炭素質発熱体56aは、図5に示すように、保護管56bの内径に合致する幅と保護管56bのほぼ全長にわたる長さとを有する扁平帯状のものであり、発熱体56aの長手方向両端部に接続されたリード線56cが保護管56bの長手方向両端から外部に引き出されている(図4)。なお、発熱素子56は、図示のカーボンヒータに限定されるものではなく、カートリッジ式や自己発熱体式などの種々の棒状電熱ヒータから構成できる。
気体加熱器30に通電する電源回路31には、三相交流電源が使用される。図示実施形態では、一相当たり一本の発熱素子(カーボンヒータ)56を用いて、図4に示すように、三本の発熱素子56の一端のリード線56cを結線部74においてスター結線で互いに結合している。それら発熱素子56は、それぞれのリード線56cの結線部74をヒータパイプ54の閉鎖端68側に向けてヒータパイプ54に収容され、他端(電源側)のリード線56cが、エンドキャップ72に設けられた穴から外部に引き出される。
発熱素子56がカーボンヒータである場合、三本のカーボンヒータは、図5に示すように、ヒータパイプ54の一対の対向壁64と平行な共通の水平面内にそれぞれの発熱体56aの扁平な主表面が存在するように方向付けされて、互いに平行に配置される。これにより、扁平帯状の発熱体56aの熱が、相対的に大きい表面積のヒータパイプ54の一対の対向壁64に効率よく伝達される。しかしながら、三本のカーボンヒータの発熱体56aの向きは上記に限定されるものではなく、例えば、三本のカーボンヒータは、それぞれの発熱体56aの扁平な主表面がヒータパイプ54の一対の対向壁64と直交する向きに配置されてもよい。
ヒータパイプ54の少なくとも一つの周壁64、66の外側には、断面U字形のチャンネル状のフレーム58が設置され、フレーム58とヒータパイプ54の周壁とに取り囲まれた空間が気体通路76を形成する。図示実施形態では、ヒータパイプ54の四つの周壁のうち相対的に広い表面積を有する一対の対向壁64のそれぞれの外側に、フレーム58が設置されている。しかしながら、フレーム58は、ヒータパイプ54の四つの周壁64、66の全てに取り付けられてもよく、一つ又は三つの周壁64、66のみに取り付けられてもよい。フレーム58の幅は、ヒータパイプ54の横幅とほぼ一致していることが好ましい。また、フレーム58の長さは、ヒータパイプ54の発熱素子56の発熱体56aの長さと実質的に同じ長さであることが好ましく、この場合、図6に示すように、発熱素子56よりも長いヒータパイプ54の長手方向両端部分が、フレーム58の長手方向両端から突き出た形態となる。
気体通路76の内部には、図5に示すように、ヒータパイプ54の対向壁64の外面に接触するように、放熱フィン78が配置されている。放熱フィン78は、発熱素子56によって加熱されたヒータパイプ54の熱を伝達して、気体通路76内を流れる気体と熱交換を行う熱交換器として機能する。図示実施形態では、放熱フィン78として、コルゲートフィンが使用されている。コルゲートフィンからなる放熱フィン78は、その山部又は谷部が、気体通路76の気体の流れを妨げないように、気体の流れ方向(すなわちヒータパイプ54及びフレーム58の長手方向)に沿うように配置されて、ヒータパイプ54の対向壁64の外面に接合されている。しかしながら、放熱フィン78は、コルゲートフィンに限定されるものではなく、気体通路76の気体の流れを妨げず且つヒータパイプ54の熱を放熱できるものであれば、他の様々な放熱フィンを使用することができる。
供給ヘッダ60は、図6及び図7に示されるように、気体加熱器30の長手方向一端側で、フレーム58から突出するヒータパイプ54の一部分を覆うように設けられて、カバー62(図3)に固定される。供給ヘッダ60の一端には、カバー62のドーム状部分62bを貫通してカバー62の外部と内部との間に延びる気体供給管34が接続されている。気体供給管34から供給ヘッダ60に供給された気体は、図7に示すように、供給ヘッダ60の内部で分岐して、一対のフレーム58と一対の対向壁64との間に形成された一対の気体通路76に流入する。供給ヘッダ60に供給された気体が一対の気体通路76に円滑に分かれて流入するように、ヒータパイプ54の開放端70に取り付けられるエンドキャップ72を、図7に示すように先端(気体供給管34側)に近づくほど細くなる形状にすることが好ましい。なお、本願における「気体」とは、空気はもちろんのこと、窒素ガスなどの不活性ガスと空気との混合物、不活性ガス自体などを含むものとする。
上記した気体加熱器30を有する温度調節ユニット14は、小型で且つ優れた熱効率を有するものである。
次に、図1に示すRCS温度調節システム10の動作について説明する。
気体源(図示せず)から気体供給管34を通して温度調節ユニット14の気体加熱器30に供給された気体は、気体加熱器30の供給ヘッダ60内で分かれて、一対の気体通路76の各々に流入する。ヒータパイプ54は、電圧を印加された発熱素子56によって加熱され、対向壁64の熱を放熱フィン78に伝達する。気体通路76内の気体は、気体通路76を流れる間に放熱フィン78との熱交換により加熱され、高温の被加熱気体として気体加熱器30の排気口36から排出される。気体加熱器30の排気口30から排出された被加熱気体は、邪魔板38などの作用により、ハウジング28の内部空間29の全体に行き渡り、ハウジング28を加熱して、温度調節ユニット14自体を加熱体にする。さらに、ハウジング28内の被加熱気体は、ハウジング28の被加熱気体放出孔42に接続された被加熱気体放出管48を通して、内側円錐状部材24の被加熱気体導入孔44から、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間に形成された空間23に放出される。
外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に放出された被加熱気体は、内側円錐状部材24の多数の被加熱気体噴出孔26を通してサンドホッパ12内の流動加熱域27に吹き出される。サンドホッパ12内において、温度調節ユニット14のハウジング28と内側円錐状部材24との間に形成された流動加熱域27をRCS排出口18に向かって流動するRCSは、加熱体となっている温度調節ユニット14のハウジング28によって内側から加熱されると同時に、内側円錐状部材24の被加熱気体噴出孔26から吹き出される被加熱気体によって外側から加熱される。したがって、流動加熱域27を流動するRCSが効率的に加熱される。また、加熱体となっている温度調節ユニット14のみによってRCSを加熱する場合、温度調節ユニット14よりもサンドホッパ12の外壁に近接して位置するRCSは、サンドホッパ12の外壁を通して放熱して冷却されてしまう。これに対し、図示実施形態では、サンドホッパ12の内側円錐状部材24の被加熱気体噴出孔26から吹き出される被加熱気体によって、流動加熱域27内のRCSが温度調節ユニット14から離れた位置でも加熱されるので、RCSをより均一な温度に加熱することができる。
さらに、温度調節ユニット14のハウジング28の外側にフィン40が取り付けられていれば、流動加熱域27を流動するRCSに加熱体である温度調節ユニット14のハウジング28の熱を効率的に伝達することができ、流動加熱域27のRCSを一層効率的に加熱することができる。
なお、上述したように、内側円錐状部材24の被加熱気体噴出孔26はRCSが侵入しない程度の寸法に形成されており、また、被加熱気体噴出孔26から被加熱気体を流動加熱域27に吹き出しているので、流動加熱域27のRCSが被加熱気体噴出孔26に詰まりにくくなっている。
流動加熱域27を通って所定の温度まで加熱されたRCSは、RCS排出口18に設けられたシャッタ20を開閉することにより、適宜のタイミングで、シェルモールド用造型装置のブローヘッド(図示せず)などに排出される。
ここで、RCS排出口18を構成する筒状壁には、シャッタ20よりも内側の所望位置に、被加熱気体逃し孔19を形成することができる(図1)。被加熱気体逃し孔19は、シャッタ20が閉じているときに、RCS排出口18の近傍の被加熱気体をサンドホッパ12の外部に逃がすように作用する。シャッタ20よりも内側に被加熱気体逃し孔19を形成すれば、シャッタ20が閉じている間に被加熱気体によって内圧を受けてRCS排出口18付近に充満するRCSが、シャッタ20を開いた瞬間に内圧によってRCS排出口18から噴出することを防止できる。
温度調節システム10はさらに、流動加熱域27及びRCS排出口18の少なくとも一方に設置される温度センサ11と、温度センサ11及び気体加熱器30の電源回路31に接続される温度コントローラ13とを備えている(図1)。また、温度センサ11に加えて、或いはその代わりに、加熱体である温度調節ユニット14(例えば気体加熱器30のヒータパイプ54)に温度センサ15を設置することもできる(図4)。
温度コントローラ13は、温度センサ11、15が測定したRCS及び/又は温度調節ユニット14の温度に基づいて、気体加熱器30の発熱素子56の動作を制御し、RCSの温度を適温に調節する。温度コントローラ13による温度制御方法としては、例えば、(1)温度センサ11、15が測定したRCS及び/又は気体加熱器30の温度が予め定めた目標温度範囲より低いときには、電源回路31にオン信号を出力し、逆に高いときには、電源回路31にオフ信号を出力する、発熱素子56のオン/オフ制御や、(2)温度センサ11、15が測定したRCS及び/又は気体加熱器30の温度と予め定めた目標温度との差に応じて所要の電圧信号を電源回路31に出力する、発熱素子56の電圧の比例制御などを挙げることができる。一般的には、温度制御の精度及び設備コストの観点から、(1)オン/オフ制御を採用することが好ましい。これにより、RCSの加熱温度のバラツキを抑制することができる。
次に、サンドホッパ12に類似した形状を有する既存のサンドホッパを用いて、図1に示すRCS温度調節システム10を作製する方法の一例を説明する。
まず、既存のサンドホッパの円錐状底面を内側円錐状部材24とすべく、ドリル加工やレーザ加工などによって、既存のサンドホッパの円錐状底面に約600〜10000個の被加熱気体噴出孔26を形成する。次に、既存のサンドホッパの円錐状底面(内側円錐状部材24)の外側に、円錐状底面から所定間隔をあけてすり鉢状の外側円錐状部材22を固定して、サンドホッパ12を作製し、サンドホッパ12の内部に温度調節ユニット14を配置する。そして温度調節ユニット14を、サンドホッパ12の内側円錐状部材24と温度調節ユニット14との間に流動加熱域27が形成されるように、位置決めして固定する。その状態で、外側円錐状部材22の外側からドリル加工などで、温度調節ユニット14のハウジング28の被加熱気体放出孔42から延びるソケット50と一直線上に並ぶ位置に、外側円錐状部材22及び内側円錐状部材24にそれぞれ貫通孔80(図1)及び被加熱気体導入孔44を形成する。そして、被加熱気体導入孔44と被加熱気体放出孔42との双方に、前述したようにして被加熱気体放出管48を接続し、次いで、外側円錐状部材22の貫通孔80を閉鎖プラグ82で閉鎖する。このように、温度調節ユニット14を用いれば、簡単な方法で、既存のサンドホッパを用いて図示実施形態のRCS温度調節システム10を作製することができる。
上記のRCS温度調節システム10及びその温度制御方法によって、RCSは均一且つ効率的に、40〜70℃程度、好ましくは50〜65℃程度の適温に加熱処理される。このとき同時に、RCSの吸湿分の乾燥も行われるため、RCSが有する本来の流動性を回復し、重力による自由流動性が向上する。したがって、RCS温度調節システム10によって温度調節されたRCSを用いることで、シェル鋳型の造型性及び品質を改善でき、また環境温度の影響を受けることなく、シェル鋳型を高い生産性で安定的に造型することができる。また、造型時の金型温度を低下させて、金型の熱ひずみや環境負荷を軽減することができる。しかも上記したように、RCS温度調節システム10が有する温度調節ユニット14は、シェルモールド用造型装置の既存のサンドホッパに簡単かつ経済的に設置できる小型のものであるから、RCS温度調節システム10の製造コストを低減できる。
図8は、本発明の他の実施形態によるRCS温度調節システム100を示す。図8に示すRCS温度調節システム100は、サンドホッパの構成を除いて、図1〜図7を参照して説明したRCS温度調節システム10と同様の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
RCS温度調節システム100は、図1に示すRCS温度調節システム10と同様に、RSC(図示せず)が供給されるサンドホッパ12´と、サンドホッパ12´の内部に配置される温度調節ユニット14´とを備える。また、RCS温度調節システム100は、図1に示すRCS温度調節システム10と同様に、RCSの温度を適温に調節するための温度センサ(図示せず)及び温度コントローラ(図示せず)を備えている。
サンドホッパ12´は、RCS温度調節システム10のサンドホッパ12と異なり、二重底構造を有さず、被加熱気体が温度調節ユニット14´から直接サンドホッパ12´内に吹き出されるようになっている。サンドホッパ12´は、既存のサンドホッパと同様の一重底構造の、下方に向かって徐々に縮径する円錐状底部16´を有し、円錐状底部16´の最下部中央から外方へRCS排出口18が延びている。円錐状底部16´には、被加熱気体噴出孔は形成されていない。なお、サンドホッパ12´の円錐状底部16´は、RCS排出口18を真下に向けてサンドホッパ12´を設置したときに、重力方向に直交する仮想水平面(以下、基準水平面と称する。)に対して安息角以上の角度をなす傾斜面を構成するように設計されている。
温度調節ユニット14´は、サンドホッパ12´の円錐状底部16´と温度調節ユニット14´との間に流動加熱域27として作用する空間が形成されるように、サンドホッパ12´の内部に設置されて固定される。温度調節ユニット14´は、ハウジング28´と、ハウジング28´に収容される気体加熱器30とを備える。気体加熱器30は、RCS温度調節システム10の温度調節ユニット14が有する気体加熱器30と同じ構成を有し、その上端部が、ハウジング28´の上方開口部に取り付けられた蓋部材32に固定され、ハウジング28´内に吊り下げられた状態になっている。気体加熱器30は、その上端の気体供給管34を通して供給された気体を発熱素子56(図4)により適温に加熱して、高温の被加熱気体として下端の排気口36からハウジング28´の内部空間29に排出するようになっている。
ハウジング28´の形状は特に限定されないが、図1に示す温度調節ユニット14のハウジング28と同様に、流動加熱域27においてRCSがハウジング28´とサンドホッパ12´の円錐状底部16´との双方に十分に接触しながらRCS排出口18まで円滑に流下するように、円錐状底部16´に対向するハウジング28´の下側部分が、基準水平面に対してサンドホッパ12´の円錐状底部16´の傾斜面の角度以上の角度をなす勾配面を、外面に有することが好ましい。ハウジング28´の全体形状としては、例えばハウジング28´の縦断面がひし形、そろばん珠形、平行四辺形、多角形(6角形や8角形)などである略紡錘形(円柱の両端が尖った形状)を採用することができる。これらの中でも、図8に示すように、そろばん珠形状が好ましい。また、ハウジング28´の材質は、ハウジング28と同様に、金属、特に鉄が好適である。また、図1に示す温度調節ユニット14と同様に、気体加熱器30から排出された高温の被加熱気体によって加熱されたハウジング28の熱をサンドホッパ12内のRCSに伝達しやすくするために、ハウジング28´の外表面に複数のフィン40を設けてもよい。
温度調節ユニット14´のハウジング28´の下側部分の傾斜壁面には、図1に示す温度調節ユニット14のハウジング28に設けた被加熱気体放出孔42に代えて、流動加熱域27を流動するRCSを加熱するべく被加熱気体を流動加熱域27に供給するための多数の被加熱気体放出孔43が、所望の間隔で設けられている。被加熱気体放出孔43は、RCS温度調節システム10のサンドホッパ12の内側円錐状部材24に設けた被加熱気体噴出孔26と同様の構成を有し、例えば、機械加工やレーザ加工によってハウジング28´の下側部分の傾斜壁面に形成することができる。被加熱気体放出孔43は、ハウジング28の下側部分の傾斜壁面に対して直角又は鋭角(図で気体加熱器30の長手軸線に平行な方向)に穿孔される。これにより、被加熱気体の流速が低く、したがって圧力が小さく風量が少ない場合にも、RCSを効果的に撹拌して加熱できると共に、被加熱気体の放出を停止したときに、サンドホッパ12内のRCSが被加熱気体放出孔43に入り込み難くなる。被加熱気体放出孔43の形状は、気体の噴出抵抗(したがって圧力損失)が小さく且つ加工が容易であることから、円形が好ましいが、これに限定されるものではない。被加熱気体放出孔43の大きさは、主にRCSの流動状態を考慮して決定されるが、直径0.1mm〜3.0mm程度が好ましく、特に直径1.0〜2.0mmの範囲が好ましい。
気体加熱器30を有する温度調節ユニット14´は、図1に示す温度調節ユニット14と同様に、小型で且つ優れた熱効率を有するものである。
図8に示すRCS温度調節システム100では、気体源(図示せず)から気体供給管34を通して温度調節ユニット14´の気体加熱器30に供給された気体が、前述した仕組みで気体加熱器30によって加熱され、気体加熱器30の排気口36から高温の被加熱気体として排出される。気体加熱器30の排気口36から排出された被加熱気体は、ハウジング28´の内部空間29の全体に行き渡り、ハウジング28´を加熱して温度調節ユニット14´自体を加熱体にすると同時に、ハウジング28´の多数の被加熱気体放出孔43からサンドホッパ12´内に吹き出される。サンドホッパ12´内において、温度調節ユニット14´のハウジング28´とサンドホッパ12´の円錐状底部16´との間に形成された流動加熱域27をRCS排出口18に向かって流動するRCSは、加熱体となっている温度調節ユニット14´のハウジング28´によって加熱されると同時に、被加熱気体放出孔43から吹き出される被加熱気体によって加熱される。さらに、温度調節ユニット14´のハウジング28´の外側にフィン40が設けられていれば、ハウジング28´の熱が、流動加熱域27を流動するRCSに効率的に伝達され、流動加熱域27のRCSをさらに効率的に適温に加熱することができる。
RCS温度調節システム100は、図1に示すRCS温度調節システム10のように流動加熱域27を流動するRCSを内外両側から加熱するものではないので、RCS温度調節システム10ほどには加熱効率が高くない。しかし、既存のサンドホッパを加工することなく、既存のサンドホッパ内に温度調節ユニット14´を設置するだけで、RCSを所定温度に予熱する温度調節システム100を作製できる。したがって、RCS温度調節システム100の製造コストを著しく低減できる。
図9及び図10は、本発明のさらに他の実施形態によるRCS温度調節システム102、104を示す。図9及び図10に示すRCS温度調節システム102、104は、温度調節ユニットの構成を除いて、図1〜図7を参照して説明したRCS温度調節システム10と同様の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
RCS温度調節システム102、104は、それぞれ、図1に示すRCS温度調節システム10と同様に、RCS(図示せず)が供給されるサンドホッパ12と、サンドホッパ12の内部に配置される温度調節ユニット84、86とを備える。また、RCS温度調節システム102、104はいずれも、図1に示すRCS温度調節システム10と同様に、RCSの温度を適温に調節するための温度センサ(図示せず)及び温度コントローラ(図示せず)を備えている。
温度調節ユニット84、86は、RCS温度調節システム10の温度調節ユニット14の気体加熱器30に代えて、熱交換器として放熱フィン78ではなくインゴット92、94を使用する気体加熱器88、90をそれぞれに備えている。特に、図10のRCS温度調節システム104は、温度調節ユニット86がハウジングを有さず気体加熱器90をサンドホッパ12内に露出させて構成されている。
RCS温度調節システム102、104のサンドホッパ12はいずれも、RCS温度調節システム10のサンドホッパ12と同じ構成を有する。つまり、サンドホッパ12の円錐状底部16は、互いに離間して配置された外側円錐状部材22と内側円錐状部材24とからなる二重底構造を有し、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間に空間23が形成されている。また、内側円錐状部材24には、多数の被加熱気体噴出孔26が所望の間隔で形成されており、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に供給される高温の被加熱気体が、被加熱噴出孔26を通してサンドホッパ12の内部に吹き出されるようになっている。
図9に示すRCS温度調節システム102の温度調節ユニット84は、それ自体からサンドホッパ12内に熱を放射する加熱体を構成すると共に、温度調節ユニット84に供給される気体を加熱して、高温の被加熱気体として外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に放出するようになっている。温度調節ユニット84は、温度調節ユニット84の外表面とサンドホッパ12の円錐状底部16の内側円錐状部材24の内表面との間に、流動加熱域27として作用する空間が形成されるように、サンドホッパ12の内部に設置されて固定される。
温度調節ユニット84は、図1に示す温度調節ユニット14と同様に、ハウジング28と、ハウジング28に収容される気体加熱器88とを備える。ハウジング28の形状は特に限定されないが、サンドホッパ12の内側円錐状部材24に対向するハウジング28の下側部分が、基準水平面に対して内側円錐状部材24の傾斜面の角度以上の角度をなす勾配面を、外面に有することが好ましい。ハウジング28の全体形状としては、例えばハウジング28の縦断面がひし形、そろばん珠形、平行四辺形、多角形(6角形や8角形)などである略紡錘形(円柱の両端が尖った形状)を採用することができる。これらの中でも、図9に示すように、そろばん珠形状が好ましい。また、ハウジング28の材質は、金属、特に鉄が好適である。
ハウジング28は、図1に示す温度調節ユニット14のハウジング28と実質的に同じ構成を有する。すなわちハウジング28には、被加熱気体放出孔42が設けられており、被加熱気体放出孔42は、被加熱気体放出管48によって、内側円錐状部材24に形成された被加熱気体導入孔44に接続されている。また、ハウジング28の外表面には、気体加熱器88から排出された高温の被加熱気体によって加熱されたハウジング28の熱をサンドホッパ12内のRCSに伝達しやすくするための複数のフィン40(図2)を設けてもよい。
気体加熱器88は、ハウジング28の内部において二つの固定板96の間に保持されており、固定板96は、例えばボルト及びナットを用いた締結や溶接などの適宜の方法で、ハウジング28に固定されている。また、ハウジング28の頂部には、気体源(図示せず)から気体加熱器88に気体を供給するための気体供給管34が、ハウジング28の内部に延びるように固定されている。
気体加熱器88は、気体供給管34に接続される気体導入孔97から複数の排気口98に至る任意個数の気体通路99を内部に形成したインゴット92から構成される。インゴット92には複数の熱源収容孔が形成され、それら熱源収容孔に、複数の発熱素子56が熱源として個別に収容されている。発熱素子56は、図1に示す気体加熱器30の発熱素子56と同じ構成を有し、棒状のカーボンヒータ(図4)や、カートリッジ式や自己発熱体式などの種々の棒状電熱ヒータから構成できる。
気体加熱器88を有する温度調節ユニット84は、図1に示す温度調節ユニット14と同様に、小型で且つ優れた熱効率を有するものである。
インゴット92は、それ自体が熱交換器として機能する。インゴット92の気体導入孔97に供給された気体は、気体通路99を通る間に、発熱素子56によって加熱されたインゴット92との熱交換により加熱され、高温の被加熱気体としてインゴット92の排気口98から排出される。インゴット92の排気口98から排出された被加熱気体は、ハウジング28の内部空間29の全体に行き渡り、ハウジング28を加熱して、温度調節ユニット84自体を加熱体にする。さらに、ハウジング28内の被加熱気体は、ハウジング28の被加熱気体放出孔42に接続された被加熱気体放出管48を通して、内側円錐状部材24の被加熱気体導入孔44から、外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間に形成された空間23に放出される。
外側円錐状部材22と内側円錐状部材24との間の空間23に放出された被加熱気体は、内側円錐状部材24の多数の被加熱気体噴出孔26を通してサンドホッパ12内に吹き出される。サンドホッパ12内において、温度調節ユニット84のハウジング28と内側円錐状部材24との間に形成された流動加熱域27をRCS排出口18に向かって流動するRCSは、加熱体となっている温度調節ユニット84のハウジング28によって内側から加熱されると同時に、内側円錐状部材24の被加熱気体噴出孔26から吹き出される被加熱気体によって外側から加熱される。したがって、RCS温度調節システム102では、RCS温度調節システム10と同様に、流動加熱域27を流動するRCSが効率的に適温に加熱される。しかも、RCS温度調節システム102が有する温度調節ユニット84は、シェルモールド用造型装置の既存のサンドホッパに簡単かつ経済的に設置できる小型のものであるから、RCS温度調節システム102の製造コストを低減できる。
RCS温度調節システム102の温度調節ユニット84は、前述したRCS温度調節システム100の温度調節ユニット14´のように、ハウジング28からサンドホッパ12内に直接的に被加熱気体を放出するものではない。したがって、図10に変形形態として示すRCS温度調節システム104のように、ハウジング28を有さず、発熱素子56を収容したインゴット94(すなわち気体加熱器90)のみを有する温度調節ユニット86を採用することもできる。この構成では、インゴット94は、ハウジング28と同様に、ひし形やそろばん珠形の縦断面を有した略紡錘形の形状を有することが好ましい。また、被加熱気体放出管48は、インゴット94の排気口98に直接に接続され、排気口(すなわち被加熱気体放出孔)98と内側円錐状部材24の被加熱気体導入孔44とを接続する。
RCS温度調節システム102、104では、インゴット92、94に直接に気体通路99を形成するので、気体通路99をあまり大きくすることができず、流路抵抗が大きくなる場合がある。したがって、同じ気体供給圧では、図1に示す温度調節ユニット14の気体加熱器30に比べて、供給できる被加熱気体の流量が小さくなる場合がある。
12、12´ サンドホッパ
14、14´、84、86 温度調節ユニット
22 外側円錐状部材
24 内側円錐状部材
26 被加熱気体噴出孔
28、28´ ハウジング
30、88、90 気体加熱器
36、98 排気口
38 邪魔板
42 被加熱気体放出孔
48 被加熱気体放出管
54 ヒータパイプ
56 発熱素子
58 フレーム
76、99 気体通路
78 放熱フィン
92、94 インゴット
Claims (8)
- レジンコーテッドサンド温度調節ユニットであって、
被加熱気体放出孔が形成されたハウジングと、
前記ハウジングに収容された気体加熱器とを具備し、
前記気体加熱器は、
ヒータパイプと、
前記ヒータパイプに収容された発熱素子と、
前記ヒータパイプの周壁の外側に取り付けられて内部に気体通路を形成するフレームと、
前記ヒータパイプの前記周壁に接触するように前記気体通路に配置された放熱フィンとを備え、
前記発熱素子によって加熱された前記ヒータパイプの熱を前記放熱フィンに伝達し、前記気体通路に導入された気体を前記放熱フィンにより加熱して、被加熱気体として前記気体通路から前記ハウジングの内部に排出し、該被加熱気体を前記ハウジングの前記被加熱気体放出孔から放出することで、該被加熱気体によってレジンコーテッドサンドを適温に加熱するように構成されている、
レジンコーテッドサンド温度調節ユニット。 - 前記発熱素子は、帯状の炭素質発熱体を保護管に封入したカーボンヒータである、請求項1に記載のレジンコーテッドサンド温度調節ユニット。
- 前記ヒータパイプが長方形断面を有し、前記放熱フィンが、相対的に広い表面積を有した前記ヒータパイプの対向する一対の前記周壁に取り付けられており、前記帯状の炭素質発熱体は、該炭素質発熱体の扁平な主表面がそれら一対の周壁と平行になるように配置されている、請求項2に記載のレジンコーテッドサンド温度調節ユニット。
- 前記気体加熱器は、前記気体通路に加熱前の気体を供給する気体供給管と、前記気体通路で加熱された前記被加熱気体を前記ハウジシグの内部に排出する排気口と、該排気口に対向して配置される邪魔板とをさらに備え、該邪魔板は、該排気口から排出される前記被加熱気体を、前記気体加熱器の外側で該気体供給管に向けて流動させる、請求項1から請求項3の何れか一項に記載のレジンコーテッドサンド温度調節ユニット。
- レジンコーテッドサンド温度調節システムであって、
レジンコーテッドサンドが供給されるサンドホッパと、
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の温度調節ユニットであって、前記サンドホッパの内部に配置される温度調節ユニットとを具備し、
前記温度調節ユニットから放出される前記被加熱気体によって、前記サンドホッパに供給されたレジンコーテッドサンドを適温に加熱する、
レジンコーテッドサンド温度調節システム。 - レジンコーテッドサンド温度調節システムであって、
レジンコーテッドサンドが供給されるサンドホッパであって、空間を介して互いに離間した外側円錐状部材と内側円錐状部材とを有する円錐状底部を備え、該内側円錐状部材に複数の被加熱気体噴出孔が形成されてなるサンドホッパと、
前記サンドホッパの内部に配置され、加熱体を構成する温度調節ユニットであって、該温度調節ユニットと前記内側円錐状部材との間に流動加熱域を形成する温度調節ユニットと、
前記内側円錐状部材を貫通して配置され、前記内側円錐状部材と前記外側円錐状部材との間の前記空間と前記温度調節ユニットとの間に延びる被加熱気体放出管とを具備し、
前記温度調節ユニットにより加熱された被加熱気体を、前記被加熱気体放出管を通して前記内側円錐状部材と前記外側円錐状部材との間の前記空間に放出し、前記内側円錐状部材に形成した前記複数の被加熱気体噴出孔を通して前記流動加熱域に吹き出させ、前記サンドホッパに供給されて前記流動加熱域を流動するレジンコーテッドサンドを、前記被加熱気体と前記温度調節ユニットとの双方により適温に加熱するように構成されている、
レジンコーテッドサンド温度調節システム。 - 前記温度調節ユニットは、発熱素子と、前記温度調節ユニットに供給される気体と前記発熱素子との間で熱交換を行わせる熱交換器とを備える、請求項6に記載のレジンコーテッドサンド温度調節システム。
- 前記温度調節ユニットは、被加熱気体放出孔が形成されたハウジングと、該ハウジングに収容された気体加熱器とを備え、該気体加熱器は、ヒータパイプと、該ヒータパイプに収容された前記発熱素子と、該ヒータパイプの周壁の外側に取り付けられて内部に気体通路を形成するフレームと、該ヒータパイプの該周壁に接触するように該気体通路に前記熱交換器として配置された放熱フィンとを備え、前記発熱素子によって加熱された前記ヒータパイプの熱を前記放熱フィンに伝達し、前記気体通路に導入された前記気体を前記放熱フィンにより加熱して、被加熱気体として前記気体通路から前記ハウジングの内部に排出し、該被加熱気体を前記ハウジングの前記被加熱気体放出孔から前記被加熱気体放出管に放出する、請求項7に記載のレジンコーテッドサンド温度調節システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009139567 | 2009-06-10 | ||
JP2009139567 | 2009-06-10 | ||
PCT/JP2010/060253 WO2010143746A1 (ja) | 2009-06-10 | 2010-06-10 | レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2010143746A1 true JPWO2010143746A1 (ja) | 2012-11-29 |
JP5618998B2 JP5618998B2 (ja) | 2014-11-05 |
Family
ID=43308995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011518599A Active JP5618998B2 (ja) | 2009-06-10 | 2010-06-10 | レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5618998B2 (ja) |
CN (1) | CN102458714B (ja) |
WO (1) | WO2010143746A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3214204A4 (en) * | 2014-10-29 | 2018-06-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Gas jetting device |
JP6687399B2 (ja) * | 2016-01-26 | 2020-04-22 | 株式会社大阪シェル | 鋳物砂の加熱装置 |
JP6687400B2 (ja) * | 2016-01-26 | 2020-04-22 | リグナイト株式会社 | 鋳型製造装置 |
JP7197917B2 (ja) * | 2020-03-18 | 2022-12-28 | パインパシフィック コーポレーション リミテッド | レジンコーテッドサンド予熱装置 |
CN111889624A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-06 | 浦江搏纳汽车零部件有限公司 | 一种椭圆双面结构的卡车刹车系统钢背铸造设备 |
CN117564215B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-05 | 济南二机床集团有限公司 | 一种型砂电加热装置及加热控制方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5527480A (en) * | 1978-08-19 | 1980-02-27 | Daiwa Seisakusho:Kk | Feed hopper for molding sand |
JPS59191540A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-30 | Naniwa Seisakusho:Kk | 鋳型造型用砂の加温器 |
CN2133384Y (zh) * | 1992-05-28 | 1993-05-19 | 东风汽车公司 | 热法树脂覆膜砂生产设备 |
CN2684967Y (zh) * | 2004-01-07 | 2005-03-16 | 朱旭东 | 铸造用砂加热装置 |
JP4457160B2 (ja) * | 2007-05-21 | 2010-04-28 | イサオ電機株式会社 | 気体加熱器並びにこれを用いた温風発生機及び過熱蒸気発生装置 |
-
2010
- 2010-06-10 JP JP2011518599A patent/JP5618998B2/ja active Active
- 2010-06-10 CN CN201080025633.8A patent/CN102458714B/zh active Active
- 2010-06-10 WO PCT/JP2010/060253 patent/WO2010143746A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5618998B2 (ja) | 2014-11-05 |
WO2010143746A1 (ja) | 2010-12-16 |
CN102458714A (zh) | 2012-05-16 |
CN102458714B (zh) | 2014-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5618998B2 (ja) | レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節システム | |
CN109341349B (zh) | 一种焙烧炉 | |
JP2011524152A5 (ja) | ||
CN202836968U (zh) | 发动机高热流辐射环境装置 | |
CN107718543A (zh) | 一种3d打印料丝软化早熔防护装置 | |
CN207207139U (zh) | 一种防堵塞易散热的3d打印机喷头 | |
CN107462059B (zh) | 一种粘稠性固体颗粒干燥装置 | |
RU2290327C1 (ru) | Отопитель, в частности, для автомобиля | |
CN209570052U (zh) | 一种蓄能装置 | |
JP5173387B2 (ja) | レジンコーテッドサンドの温度調節ユニット及び温度調節装置 | |
JP3892958B2 (ja) | ガス容器用の加熱装置 | |
CN209071427U (zh) | 电池模组及其电芯安装座 | |
CN104048395A (zh) | 混合式加热器 | |
US5509216A (en) | Apparatus for drying particulate material | |
CN106288375A (zh) | 一种热风机 | |
TW201433747A (zh) | 藉由調節及控制燈具操作溫度以減少熱應力之方法及裝置 | |
CN208296512U (zh) | 一种盘式连续干燥机 | |
CN206055949U (zh) | 一种热风机 | |
KR100963306B1 (ko) | 산업용 열풍기 | |
CN206929030U (zh) | 用于风力发电机组的转接箱的散热系统 | |
JP2019107658A (ja) | 鋳造機金型の予熱装置 | |
CN207778555U (zh) | 一种散热效果好的电壁炉 | |
CN217656002U (zh) | 电池包的箱体和电池包 | |
JPH11265656A (ja) | 無電極ランプの冷却装置 | |
CN209659645U (zh) | 一种分体式铸造防爆电加热器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130321 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140710 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140916 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5618998 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |