(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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ン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、
レジンコーテッドサンド温度調節ユニット。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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３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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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５に記載のレジンコーテッドサンド温度調節システム。
【請求項７】
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６に記載のレジンコーテッドサンド温度調節システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェル鋳型用のレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）の温度調節のために使用される温度調節ユニットに関する。本発明はまた、シェル鋳型用ＲＣＳの温度調節ユニットを備えた温度調節システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シェル鋳型の造型技術において、鋳型の生産性、造型性及び品質（例えば、強度）のさらなる向上、並びに、冬季環境における造型及び品質に関するトラブルの解消に加えて、環境問題への施策（例えば省エネルギ）に応えた金型温度の低温化（したがって環境負荷の軽減）や、金型温度の低温化による金型の熱ひずみの軽減を達成するべく、シェル鋳型用ＲＣＳを予熱する手法が提案されている。例えば、特許文献１には、シェル鋳型の造型に先立ってシェル鋳型用ＲＣＳを予熱するようにしたシェル鋳物砂の予熱方法及び予熱装置が記載されている。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−４８６３２号公報
【特許文献２】実開昭５１−１１６９１５号公報
【特許文献３】特開平６−１４２８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２や特許文献３に記載される予熱装置は、従来使用されていたシェルモールド用造型装置に後から追加して設置することが困難であり、また、製造に高いコストを要する。また、特許文献３に記載される予熱装置は、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しているが、バブリングノズルは直径が大きいので、バブリングノズルの個数が限られ、結果として加熱ムラが生じ易くなる。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、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、ハウジングに収容された気体加熱器とを具備し、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放出することで、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を提供する。
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。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によるレジンコーテッドサンド温度調節ユニットは、簡単な構造で、低コストで作製でき、小型化することも容易であり、また、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。したがって、既存のサンドホッパを用いて低コストで簡単かつ容易に温度調節システムを作製することができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態によるＲＣＳ温度調節システムを概略で示す縦断面図である。
【図２】図１の温度調節システムが有する温度調節ユニットのハウジングを概略で示す斜視図である。
【図３】図１の温度調節システムが有する気体加熱器を概略で示す一部切欠き斜視図である。
【図４】図３の気体加熱器のヒータパイプ部分を概略で示す横断面図である。
【図５】図３の気体加熱器の線Ｖ−Ｖに沿った概略断面図である。
【図６】図３の気体加熱器を一部分解して示す概略斜視図である。
【図７】図３の気体加熱器の気体供給管側端部を概略で示す縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるＲＣＳ温度調節システムを概略で示す縦断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態によるＲＣＳ温度調節システムを概略で示す縦断面図である。
【図１０】図９のＲＣＳ温度調節システムの変形形態を概略で示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
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。
【符号の説明】
【０００９】
１０、１００、１０２    温度調節システム
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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