(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂を処理する、鋳物砂処理設備であって、
鋳物を取り出した後の鋳物砂を受け入れる第一室と、前記第一室で受け入れた鋳物砂を貯蔵する第二室とに分割壁によって分割されたホッパと、
前記第一室の内部に配設されると共に前記第一室内に投入された前記鋳物砂の砂塊を粉砕し、砂塊粉砕後の前記鋳物砂を放射して前記分割壁に設けられた開口部から前記第二室へ供給する砂放射装置と、
前記第二室に連通接続された、空気を前記第二室に導入する空気導入口及び前記空気導入口から導入された空気を前記第二室から吸引する吸引口と、
前記第二室の下部に配設されると共に、前記第二室に貯蔵されている前記鋳物砂を搬送する第一コンベアと、を備え、
前記砂放射装置は、
前記第一室内に投入された前記鋳物砂を前記第二室に向けて放射する櫛歯付エンドレスベルトと、
前記櫛歯付エンドレスベルトの上方に配置され、前記櫛歯付エンドレスベルトで搬送される所定の大きさ以上の固形物が衝突し、砂塊を破砕し、または、前記固形物を押し戻して前記砂放射装置から落下させる、ゲート板とを備え、
前記第一室における前記砂放射装置の下方に配設された第一篩と、
前記第一篩の外側に配設された第一シュートと、
前記第一篩の下方に配設され、前記第一コンベア上に下端が開口する第二シュートと、をさらに備え、
前記砂放射装置から落下する前記鋳物砂の内、前記第一篩を通過した鋳物砂は前記第二シュートを介して前記第一コンベアで搬送され、前記第一篩を通過せずに落下した鋳物砂は前記第一シュートを介して異物として回収することを特徴とする
鋳物砂処理設備。
【請求項２】
前記第一篩を振動させる第一振動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項３】
前記第一コンベアの先端部を包囲して配設されると共に、下位部が第一排出シュート及び第二排出シュートの二股に形成された第三シュートと、
前記第三シュート内における前記第一コンベアの先端部の下方に回動可能に配設されると共に、回動されることにより前記第一排出シュート側又は前記第二排出シュート側に位置する第二篩と、
前記第一排出シュートの下方に配設された第二コンベアと、
を備えており、
前記第一コンベアから投入される前記鋳物砂の内、前記第一排出シュート側に位置した前記第二篩を通過した鋳物砂は前記第一排出シュートを介して前記第二コンベアで搬送され、前記第一排出シュート側に位置した前記第二篩を通過せずに残存した鋳物砂は、前記第二篩を回動させることにより前記第二排出シュートを介して異物として回収することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項４】
前記第二篩を振動させる第二振動手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項５】
前記第一コンベアはベルトコンベアであって、
前記第一コンベアの先端部はマグネットプーリであることを特徴とする請求項４に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項６】
前記第一室内に前記鋳物砂を投入する砂投入コンベアを備えたことを特徴とする請求項５に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項７】
前記砂投入コンベアによって搬送される前記鋳物砂の温度を測定する砂温度測定手段と、
前記砂温度測定手段により温度が測定された前記鋳物砂に散水する散水手段と、
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項８】
前記吸引口は集塵機に連通接続されており、
前記吸引口からの吸引は前記集塵機によって行うことを特徴とする請求項７に記載の鋳物砂処理設備。
【請求項９】
前記吸引口からの吸引により前記空気導入口から前記第二室に導入される空気が前記砂放射装置から前記第二室に放射される前記鋳物砂と接触するようになっており、
前記吸引口からの吸引により前記空気導入口から前記第二室に導入される空気の流れ方向が前記砂放射装置から前記第二室に放射される前記鋳物砂の放射方向と反対方向にされていることを特徴とする請求項８に記載の鋳物砂処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物砂処理設備に関する。より詳しくは、鋳込み後に解枠されて鋳物が取り出された後の、鋳物砂処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳物砂は鋳型造型されて鋳込み後に解枠（解型）され、鋳物が取り出され、その後、砂処理をすることにより、再度鋳型造型に使用されるようになっている（例えば、特開昭５９−２２９２５５参照）。従来の砂処理設備を見ると、鉄片を除去するマグネットセパレータ、砂塊を除去する荒篩、砂を冷却するサンドクーラー、冷却後の砂を貯蔵するホッパなど、混練前にそれぞれの機能を持った単体が工程順に適宜、間隔をおいて配設されるのが一般的であった。【０００３】
しかし、従来の砂処理設備では、それぞれの機能を持った単体間の砂搬送装置（例えば、ベルトコンベアやバケットエレベータ等）も必要になり、砂処理設備全体として、大きな設置容積が必要になるという問題があった。また、それに伴い、設備費用も高額になるという問題があった。【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、砂処理設備全体として、設備容積を小さくすることができると共に設備費用を低減することができる鋳物砂処理設備を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る鋳物砂処理設備は、鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂を処理する、鋳物砂処理設備であって、鋳物を取り出した後の鋳物砂を受け入れる第一室と、前記第一室で受け入れた鋳物砂を貯蔵する第二室とに分割壁によって分割されたホッパと、前記第一室の内部に配設されると共に前記第一室内に投入された前記鋳物砂の砂塊を粉砕し、砂塊粉砕後の前記鋳物砂を放射して前記分割壁に設けられた開口部から前記第二室へ供給する砂放射装置と、前記第二室に連通接続された、空気を前記第二室に導入する空気導入口及び前記空気導入口から導入された空気を前記第二室から吸引する吸引口と、前記第二室の下部に配設されると共に、前記第二室に貯蔵されている前記鋳物砂を搬送する第一コンベアと、を備え、前記砂放射装置は、前記第一室内に投入された前記鋳物砂を前記第二室に向けて放射する櫛歯付エンドレスベルトと、前記櫛歯付エンドレスベルトの上方に配置され、前記櫛歯付エンドレスベルトで搬送される所定の大きさ以上の固形物が衝突し、砂塊を破砕し、または、前記固形物を押し戻して前記砂放射装置から落下させる、ゲート板とを備え、前記第一室における前記砂放射装置の下方に配設された第一篩と、前記第一篩の外側に配設された第一シュートと、前記第一篩の下方に配設され、前記第一コンベア上に下端が開口する第二シュートと、をさらに備え、前記砂放射装置から落下する前記鋳物砂の内、前記第一篩を通過した鋳物砂は前記第二シュートを介して前記第一コンベアで搬送され、前記第一篩を通過せずに落下した鋳物砂は前記第一シュートを介して異物として回収することを特徴とする。
【０００６】
上記鋳物砂処理設備によれば、鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂は砂放射装置によって、分割壁に設けられた開口部から第二室へ供給される。この際、鋳物砂に含有している、鋳物砂同士が凝集して形成されている砂塊は、砂放射装置によって粉砕される。また、空気が空気導入口から吸引口に向けて通過している。開口部から第二室へ供給される鋳物砂と空気導入口から吸引口に向けて通過している空気とが接触して、鋳物砂が冷却される。さらに冷却された鋳物砂は第二室に貯蔵される。そして、第二室に貯蔵されている鋳物砂は、第一コンベアによって後工程に搬送される。本構成によれば、砂塊粉砕と砂冷却と砂貯蔵の機能を、一つの設備で満たすことができ、設備容積を小さくすることができる。また、第一コンベアにより、第二室に貯蔵されている鋳物砂を搬送することができる。
【０００７】
さらに、上記鋳物砂処理設備によれば、砂放射装置により、砂塊は破砕され、破砕されない固形物は前記第二室に供給されずに、前記砂放射装置から落下し、異物として回収することができる。
【０００９】
さらに、上記鋳物砂処理設備によれば、砂放射装置により第二室に供給されなかった鋳物砂は、砂放射装置の下方に配設された第一篩に投入される。ここで、第一篩の目開きよりも小さい鋳物砂は、第一篩を通過し、第二シュートを介して第一コンベアで搬送される。一方、中子ガラや鉄片や砂放射装置で粉砕しきれなかった砂塊等（以降、「中子ガラ等」という）、第一篩の目開きよりも大きいものは、第一篩を通過せずに落下し、第一シュートを介して異物としてコンテナ等の回収容器内に回収される。本構成によれば、砂放射装置により第二室に供給されなかった鋳物砂に含有される異物を、効率良く回収することができると共に、砂放射装置により第二室に供給されなかった目の細かな鋳物砂を、第一コンベアにより搬送することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る鋳物砂処理設備は、前記第一篩を振動させる第一振動手段を備えたことを特徴とする。本構成によれば、第一篩は第一振動手段により振動しているため、鋳物砂と異物との篩分けを効率良く行うことができると共に、第一篩の目詰まりを防ぐことができる。さらに、第一篩上の異物を下流に搬送しやすい。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る鋳物砂処理設備は、前記第一コンベアの先端部を包囲して配設されると共に、下位部が第一排出シュート及び第二排出シュートの二股に形成された第三シュートと、前記第三シュート内における前記第一コンベアの先端部の下方に回動可能に配設されると共に、回動されることにより前記第一排出シュート側又は前記第二排出シュート側に位置する第二篩と、前記第一排出シュートの下方に配設された第二コンベアと、を備えており、前記第一コンベアから投入される前記鋳物砂の内、前記第一排出シュート側に位置した前記第二篩を通過した鋳物砂は前記第一排出シュートを介して前記第二コンベアで搬送され、前記第一排出シュート側に位置した前記第二篩を通過せずに残存した鋳物砂を、前記第二篩を回動させることにより前記第二排出シュートを介して異物として回収することを特徴とする。
【００１２】
上記鋳物砂処理設備によれば、第一コンベアによって搬送された鋳物砂は、第一コンベアの搬送方向先端部から第三シュートにおける第二篩に投入される。この際、鋳物砂が第二篩に投入された衝撃により粉塵が舞うが、第一コンベアの先端部は第三シュートによって包囲されているため、粉塵が第三シュートの外に拡散することを防止する。第二篩に投入された鋳物砂の内、第二篩の目開きよりも小さい鋳物砂は、第二篩を通過し、第一排出シュートを介して第二コンベアで搬送される。一方、中子ガラ等、第二篩の目開きよりも大きいものは、第二篩を通過せずに異物として残存する。また、第二篩に残存した異物は、第一コンベアによる鋳物砂の搬送終了後、第二篩を第二排出シュート側に回動することにより、第二排出シュートを通過する。そして異物は、第二排出シュートと繋がっているコンテナ等の回収容器内に回収される。本構成によれば、第一篩によって回収しきれていなかった異物を効率良く回収することができると共に、鋳物砂を後工程に搬送することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る鋳物砂処理設備は、前記第二篩を振動させる第二振動手段を備えたことを特徴とする。本構成によれば、第二篩は第二振動手段により振動しているため、鋳物砂と異物との篩分けを効率良く行うことができると共に、第二篩の目詰まりを防ぐことができる。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る鋳物砂処理設備では、前記第一コンベアはベルトコンベアであって、前記第一コンベアの先端部はマグネットプーリであることを特徴とする。
【００１５】
上記鋳物砂処理設備によれば、第一コンベアによって搬送される鋳物砂に含有している鉄片が、マグネットプーリの発生している磁力により、第一コンベア先端部で吸着される。そこからさらにマグネットプーリが回転し、第一コンベアが進行すると、鉄片に対するマグネットプーリの磁力が低下するため、鉄片はマグネットプーリから分離して落下し、第二排出シュートを介して異物としてコンテナ等に回収される。本構成によれば、第一コンベアにより搬送されてきた鋳物砂に含有している鉄片を、効率良く除去することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様に係る鋳物砂処理設備は、前記第一室内に前記鋳物砂を投入する砂投入コンベアを備えたことを特徴とする。本構成によれば、鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂を、砂投入コンベアにより連続的に第一室内に投入することができる。
【００１７】
本発明の第７の態様に係る鋳物砂処理設備は、前記砂投入コンベアによって搬送される前記鋳物砂の温度を測定する砂温度測定手段と、前記砂温度測定手段により温度が測定された前記鋳物砂に散水する散水手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記鋳物砂処理設備によれば、砂投入コンベアによって搬送されており、鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂の温度が砂温度測定手段により測定される。その後、測定した鋳物砂温度に基づいて、鋳物砂を冷却するために必要な量の水を散水する。本構成によれば、鋳物砂を冷却するために必要な量の水を、的確に鋳物砂に散水することができる。
【００１９】
本発明の第８の態様に係る鋳物砂処理設備では、前記吸引口は集塵機に連通接続されており、前記吸引口からの吸引は前記集塵機によって行うことを特徴とする。本構成によれば、簡便な構造で効率良く、空気導入口から吸引口へ空気を通過させ、ホッパ内に発生した粉塵を集塵機で集塵することができる。
【００２０】
本発明の第９の態様に係る鋳物砂処理設備では、前記吸引口からの吸引により前記空気導入口から前記第二室に導入される空気が前記砂放射装置から前記第二室に放射される前記鋳物砂と接触するようになっており、前記吸引口からの吸引により前記空気導入口から前記第二室に導入される空気の流れ方向が前記砂放射装置から前記第二室に放射される前記鋳物砂の放射方向と反対方向にされていることを特徴とする。本構成によれば、砂放射装置から第二室に放射される鋳物砂を、吸引口からの吸引により空気導入口から第二室に導入される空気によって、効率良く冷却することができる。
【００２１】
本発明によれば、砂処理設備全体として、設備容積を小さくすることができると共に設備費用を低減することができる鋳物砂処理設備を提供できる。
【００２２】
この出願は、日本国で２０１４年８月２９日に出願された特願２０１４−１７４６６９号および２０１５年３月２４日に出願された特願２０１５−０６３０３８４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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態における鋳物砂処理設備の構成を示す一部断面正面図である。
【図２】一実施形態における鋳物砂処理設備の構成を示す一部断面左側面図であり、図１の左側部分の断面図である。
【図３】一実施形態における砂放射装置の構成を示す正面図である。
【図４】一実施形態における砂放射装置の構成を示す左側面図である。
【図５】一実施形態における流動空気の流れ方向と砂放射装置から放射される鋳物砂の放射方向とを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の鋳物砂処理設備における実施形態の一例を、添付図面を参照して説明する。以下の説明において上下左右方向は特に断りのない限り図中における方向を指す。なお、本発明は本実施形態の構成に限られず、必要に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、ホッパ１は、断面側面図（図２）において、下方に向かって同じ横断面形状を持つ直胴部１−１と、直胴部１−１の下端に連結し、下方に向かって横断面の面積が縮小する縮小部１−２と、を備えており、縮小部１−２下端は開口している。また、開口部９を設けている分割壁８が図１に示すようにホッパ１内部に底面に垂直に設けられており、ホッパ１は第一室１ａと第二室１ｂとに分割される。
【００２６】
第二室１ｂ上面の分割壁８側には、図１で示すように吸引口１０が連通接続されている。また、吸引口１０には、吸引力を発生させる集塵機（図示せず）が連通接続されている。さらに、第二室１ｂにおける分割壁８と反対側の側面には、空気を第二室１ｂに導入する空気導入口１１が連通接続されている。
【００２７】
第一室１ａ及び第二室１ｂの開口する下端の下方には、第一コンベア１２が配設されている。本実施形態では、第一コンベア１２として、第一フロントプーリ１２ａと、第一リアプーリ１２ｂと、第一ベルト１２ｃで構成されているベルトコンベアが配設されている。第一ベルト１２ｃは、第一フロントプーリ１２ａと第一リアプーリ１２ｂの間に張られており、第一フロントプーリ１２ａには、Ｖベルト（図示せず）及びＶプーリ（図示せず）を介して第一コンベア駆動モータ（図示せず）が回転可能に配設されている。第一コンベア駆動モータを駆動することにより、第一ベルト１２ｃが搬送方向（図１における時計回り）に回転する。さらに、第一コンベア１２の幅は、ホッパ１における第一室１ａ及び第二室１ｂから投入される鋳物砂を効率良く搬送するため、図２に示す縮小部１−２下端の開口幅ｈと同程度若しくは広く設定されている。
【００２８】
ホッパ１における第一室１ａには、図１及び図２に示されるように架台１ｃが配設されており、砂放射装置２が架台１ｃの上に設置される。砂放射装置２は、櫛歯付エンドレスベルト２２を回転することにより、砂を放射する装置である。なお「砂を放射する」とは、斜め上方あるいは水平へ向けて砂を放つことを指す。図３に示されるように、砂放射装置２における櫛歯付エンドレスベルト２２は、砂放射フロントプーリ２３と砂放射リアプーリ２４の間に張られており、砂放射フロントプーリ２３には、Ｖベルト２５ａ及びＶプーリ２５ｂ・２５ｃを介して砂放射モータ２５が回転可能に配設されている。砂放射モータ２５を駆動させることにより、櫛歯付エンドレスベルト２２が搬送方向（図３における時計回り）に回転する。また、図３に示されるように、櫛歯付エンドレスベルト２２には複数の櫛歯２２ａが、搬送方向及びベルト幅方向において、間隔を置いて平行に形成されている。櫛歯２２ａについて、長さは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、太さは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好適である。櫛歯付エンドレスベルト２２の搬送方向に取付けられる間隔は２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好適である。櫛歯２２ａは幅方向には５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の間隔で配列されるのが好ましい。さらに、本実施形態では、砂放射フロントプーリ２３は砂放射リアプーリ２４よりも上方に配設されており、櫛歯付エンドレスベルト２２は水平面に対して傾斜して配設されている。この構成により、砂放射装置２は鋳物砂を斜め上方向に放射することができる。そして、櫛歯付エンドレスベルト２２の上方における一定空間は、包囲シュート２６によって、覆うように設けられている。
【００２９】
図３および図４に示されるように、包囲シュート２６における砂放射フロントプーリ２３上方には回転軸２７ａが配設されている。櫛歯付エンドレスベルト２２の幅方向に整列した複数のゲート板２７が回転軸２７ａを中心に回動可能に設けられている。また、複数のゲート板２７の上端部には複数のばね２８の一端がそれぞれ固定されており、包囲シュート２６におけるゲート板２７より下流側（図３の右側）には複数のばね２８の他端がそれぞれ固定されている。ばね２８及び回転軸２７ａにより、櫛歯付エンドレスベルト２２とゲート板２７は直角関係となる。本実施形態では包囲シュート２６に、櫛歯付エンドレスベルト２２の搬送方向とゲート板２７が直角関係となるように設けられているストッパ軸（図示せず）が存在する。さらに、それぞれのゲート板２７における下端部と櫛歯２２ａ先端とは隙間が確保されており、この隙間の大きさは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好適である。本実施形態において、ゲート板２７における下端部と櫛歯２２ａ先端との隙間の大きさは５ｍｍに設定されている。
【００３０】
また、図３に示されるように、包囲シュート２６における砂放射リアプーリ２４上方には回転軸２９ａが配設されており、板部材２９が回転軸２９ａを中心に回動可能に設けられている。本実施形態において、板部材２９の回動方向は砂放射フロントプーリ２３側であり、回動角度は９０度程度までである。また、本実施形態において、櫛歯付エンドレスベルト２２の搬送方向と板部材２９が直角関係となるように、ストッパ軸（図示せず）が設けられている。さらに、板部材２９における下端部と櫛歯付エンドレスベルト２２における櫛歯２２ａ先端とは隙間が確保されており、この隙間の大きさは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好適である。本実施形態において、板部材２９における下端部と櫛歯２２ａ先端との隙間の大きさは５ｍｍに設定されている。
【００３１】
櫛歯付エンドレスベルト２２における搬送方向先端部には、図３に示されるように、櫛歯付エンドレスベルト２２における搬送方向の延長線上に、板形状であって回動可能な砂放射ガイド３０が配設されている。砂放射ガイド３０により、砂放射装置２から放射される鋳物砂の放射角度を調整することができる。
【００３２】
図１に示されるホッパ１の左側面には、開口部１８が設けられている。また砂投入ベルト１９ｂが、ホッパ１の外からホッパ１における第一室１ａ内に向かうように、且つ、搬送方向先端部が櫛歯付エンドレスベルト２２の上方にくるように、砂投入コンベア１９が配設されている。本実施形態では、砂投入コンベア１９として、砂放射装置２の上方に配設された砂投入フロントプーリ１９ａと、ホッパ1の外部に配設された砂投入リアプーリ（図示せず）と、砂投入フロントプーリ１９ａと砂投入リアプーリの間に張られている砂投入ベルト１９ｂによって構成されているベルトコンベアが配設されている。さらに、砂投入フロントプーリ１９ａには、Ｖベルト（図示せず）及びＶプーリ（図示せず）を介して砂投入コンベア駆動モータ（図示せず）が回転可能に配設されている。砂投入コンベア駆動モータを駆動させることにより、砂投入コンベア１９が搬送方向（図１における時計回り）に回転する。
【００３３】
砂投入コンベア１９には、図１に示されるように、砂投入コンベア１９によって搬送される鋳物砂の温度を測定する砂温度測定手段２０と、砂温度測定手段２０により温度が測定された鋳物砂に散水する散水手段２１と、が配設されている。本実施形態において、砂温度測定手段２０として、砂投入コンベア１９上に熱電対が配設されている。なお、砂温度測定手段２０としては、抵抗温度計、非接触温度計等、公知の温度計を用いることができる。また散水手段２１として、鋳物砂へシャワー状に散水することができるノズルが砂投入コンベア１９上に配設されている。なお、散水手段２１としては、水を噴霧する装置等、公知の装置を用いることができる。さらに、砂温度測定手段２０と散水手段２１との間には、図１に示されるように、砂温度測定手段２０によって測定された砂温度に基づいて、散水手段２１による散水量を決定する演算手段２０ａが接続されている。演算手段２０ａとしては、ＩＣ、ＰＬＣ、パーソナルコンピュータ等、演算機能を有する公知の装置を用いることができる。
【００３４】
第一室１ａにおける砂放射装置２の下方には、図２に示すように山形の第一篩３が配設されている。第一篩３は網目状に構成されており、傾斜方向の目開きの幅は、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下とすることが好適であり、傾斜と垂直方向の目開きの幅は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好適である。本実施形態の第一篩３について、傾斜方向の目開きの幅は２５ｍｍであり、傾斜と垂直方向の目開きの幅は５ｍｍである。また、水平面に対する第一篩３の傾斜角度αは、４５度以上６０度以下が好適である。４５度よりも傾斜角度αが小さいと、砂放射装置２から投入された異物が第一篩３上に残存してしまい、６０度よりも傾斜角度αが大きいと、異物及び鋳物砂が第一篩３により篩分けられることなく第一篩３から第一シュート５を通過し、異物回収コンテナ７へ回収されてしまう。本実施形態において、傾斜角度αは４５度である。
【００３５】
また、第一篩３には、図２に示されるように、第一振動手段４が配設されていてもよい。本実施形態において第一振動手段４は、砂放射装置２から投入される異物及び鋳物砂が第一振動手段４に衝突しないよう、砂放射装置２と反対側の面に、且つ、板部材（図示せず）を介して第一篩３に配設されている。また、第一振動手段４として、偏心モータや空気を入力することでシリンダによる振動を発生させるエア振動シリンダ等、種々の手段を用いることができる。本実施形態では第一振動手段４として、偏心モータを用いている。第一振動手段４が第一篩３に配設されている場合、第一篩３の傾斜角度αは、１５度以上６０度以下が好適である。
【００３６】
第一シュート５は、図２で示すように、山形の第一篩３における二箇所の下端から異物回収コンテナ７に向かってそれぞれ配設されている。本実施形態において、第一シュート５は、第一篩３の下端から下方に向かって幅が短くなる縮小部５ａと、縮小部５ａ下端に連結し、下方に向かって同じ幅を持つ導管部５ｂと、で構成されている。また、第一室１ａにおける第二シュート６は、第一篩３の下方、且つ、一対の第一シュート５の間に配設されている。第二シュート６の下端は、第一コンベア１２上に開口している。
【００３７】
第一コンベア１２における第一フロントプーリ１２ａ（第一コンベア１２の先端部）は、第三シュート１３により包囲されている。第三シュート１３には開口部１３ｃが設けられており、第一ベルト１２ｃが開口部１３ｃを通るように配設されている。また、第三シュート１３の下位部には、第一排出シュート１３ａと第二排出シュート１３ｂがそれぞれ開口して設けられ二股となっている。第一コンベア１２に搬送された鋳物砂等は、通常は第一排出シュート１３ａの開口に落下する。第一排出シュート１３ａは第二コンベア１６に向かって開口されており、第二排出シュート１３ｂは異物回収コンテナ１７に向かって開口されている。
【００３８】
第一排出シュート１３ａと第二排出シュート１３ｂとの間には、図１に示されるように、回動手段１４ａが設けられており、回動手段１４ａによって回動されることにより第一排出シュート１３ａ側又は第二排出シュート１３ｂ側に位置される第二篩１４が配設されている。回動手段１４ａは、例えばモータとギア列により、第二篩１４を第一排出シュート１３ａ側と第二排出シュート１３ｂ側の間で回動する。回動手段１４ａは、モータとカム、あるいは油圧あるいはエアシリンダとラックとギア等、公知の装置で第二篩１４を回動させてもよい。また、第二篩１４は網目状に構成されており、目開きの大きさは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好適である。本実施形態の第二篩１４について、目開きの大きさは、５ｍｍである。さらに、第二篩１４は第一フロントプーリ１２ａの下方に配設されている。
【００３９】
また、第二篩１４には、第二振動手段１５が配設されていてもよい。本実施形態において第二振動手段１５は図１に示されるように、回動手段１４ａに設けられている棒部材１４ｂの先端に配設されている。また、第二振動手段１５として、偏心モータや空気を入力することでシリンダによる振動を発生させるエア振動シリンダ等、種々の手段を用いることができる。本実施形態では第二振動手段１５として、偏心モータを用いている。
【００４０】
次に、本実施形態の鋳物砂処理装置による砂処理方法の一例を、添付図面を参照して説明する。
【００４１】
第一コンベア駆動モータと砂放射モータ２５と砂投入コンベア駆動モータを駆動させる。また同時に、集塵機を作動させ、空気導入口１１から吸引口１０へ空気を通過させる。また砂投入コンベア１９は、鋳込み後に解枠して、更に鋳物を取り出した後の鋳物砂を前工程から搬送しており、砂投入コンベア１９が搬送している鋳物砂は鋳物砂の他に、中子ガラ・鉄片・鋳物砂が凝集して形成されている砂塊を含有している。以降、「鋳物砂等」ともいう。
【００４２】
前工程から搬送されてくる鋳物砂等の量（重量）は、砂投入コンベア１９の単位面積当たりでほぼ一定にならされている。砂投入コンベア１９により搬送されている鋳物砂等の温度（解枠砂温度Ｔ１）は、鋳物砂が砂温度測定手段２０としての熱電対に接触することで測定される。測定された解枠砂温度Ｔ１は、演算手段２０ａに伝達される。演算手段２０ａには予め、鋳物砂の比熱と水の蒸発潜熱と任意に設定される第二室１ｂにおける鋳物砂の温度（冷却砂温度Ｔ２）とが入力されている。そして演算手段２０ａにより、解枠砂温度Ｔ１から冷却砂温度Ｔ２まで鋳物砂の温度を下げるために必要な、砂投入コンベア１９における単位面積当たりに散水すべき量を、鋳物砂の比熱と水の蒸発潜熱とを比較して算出する。そして、算出された散水量に基づき、散水手段２１より鋳物砂等に向けて散水する。
【００４３】
砂放射装置２における櫛歯付エンドレスベルト２２は回転しており、ここに、砂投入コンベア１９から、散水された鋳物砂等が投入される。砂放射装置２に投入された鋳物砂等は複数の櫛歯２２ａの間に入り、ゲート板２７と櫛歯付エンドレスベルト２２の間を通過して第二室１ｂへ向けて放射される。また、砂放射装置２に投入された、鋳物砂等に含有している砂塊は、ゲート板２７に衝突しながら、回転する櫛歯２２ａによって粉砕され砂の状態になり、ゲート板２７と櫛歯付エンドレスベルト２２の間を通過して第二室１ｂへ向けて放射される。一方、砂放射装置２に投入された、鋳物砂等に含有している中子ガラ等は異物であり、櫛歯付エンドレスベルト２２の回転速度を維持したままゲート板２７と衝突することで砂放射装置２における包囲シュート２６の外へ向けて跳ね返され、第一篩３に落下する。
【００４４】
櫛歯付エンドレスベルト２２の回転速度は、２ｍ／ｓ〜１２ｍ／ｓが好適である。櫛歯付エンドレスベルト２２の回転速度が２ｍ／ｓより遅いと、鋳物砂を第二室１ｂへ向けて放射することができない。さらに、櫛歯付エンドレスベルト２２の回転速度が１２ｍ／ｓより速いと、Ｖベルト２５ａ・櫛歯付エンドレスベルト２２・砂放射フロントプーリ２３・砂放射リアプーリ２４の消耗が早くなり、櫛歯２２ａの鋳物砂や異物との衝突による劣化が早くなってしまう。本実施形態において、櫛歯付エンドレスベルト２２の回転速度は７ｍ／ｓである。
【００４５】
第一篩３に落下することなく砂放射装置２に残存した中子ガラ等は、砂放射モータ２５を停止させた状態で、櫛歯付エンドレスベルト２２上に残存している。この中子ガラ等は、板部材２９を、回転軸２９ａを中心に回動することにより第一篩３に落下させることができる。
【００４６】
中子ガラ等がゲート板２７の下端部と櫛歯２２ａとの間に噛み込んだ場合、中子ガラ等がゲート板２７の上端部に固定されているばね２８を伸ばしながらゲート板２７を回動させ、櫛歯２２ａとゲート板２７の下端部との隙間を広げながら通過して第二室１ｂに向かって放射される。ここで放射された中子ガラ等は、後述する第二篩１４を介して、異物回収コンテナ１７に回収される。
【００４７】
砂放射装置２から放射された鋳物砂は、開口部９を通って第二室１ｂに入り、そこで貯蔵される。ここで鋳物砂は、砂放射装置２によって放射されてから第二室１ｂに貯蔵されるまでの間に、空気導入口１１から吸引口１０に向かって通る空気に接触することで、空気と熱交換されることに加え、鋳物砂に付着している水分が蒸発して冷却砂温度Ｔ２まで冷却される。また、鋳物砂と空気が接触する際に舞い上がる粉塵は、集塵機によって回収される。
【００４８】
第二室１ｂに貯蔵されている鋳物砂は、水分を与えることにより熟成の効果を付与することができる。ここで熟成とは、鋳物砂に粘結材として含有されており、鋳込み時の溶融金属の熱により脱水して粘結力が低下しているベントナイトに、水分を与えて貯蔵することにより、ベントナイトに水分を再び浸透させ、粘結力を回復させることをいう。本実施形態において、鋳物砂に与える水分は、散水手段２１により散水された水であり、且つ、砂投射装置２によって放射された鋳物砂から蒸発されなかった水である。第２室１ｂに貯蔵されている鋳物砂を熟成させる場合、前述の散水手段２１にて、鋳物砂を熟成させるための水を、鋳物砂を冷却させるために必要な水に加えて散水してもよい。ここで、鋳物砂を熟成させる時間を延長するために、第一コンベア１２を停止させることも可能である。
【００４９】
砂放射装置２から除去された異物は、第一篩３に向かって落下する。第一篩３に落下した異物のうち、異物に付着しており、第一篩３の目開きよりも小さく第一篩３を通過する鋳物砂は、第二シュート６に送られて貯蔵される。一方、第一篩３の目開きよりも大きく第一篩３を通過できない異物は落下し、第一篩３から第一シュート５に送られ第一シュート５における縮小部５ａ・導管部５ｂを通過し、異物回収コンテナ７へ回収される。これらの構成により、砂放射装置２から除去された異物について、異物と異物に付着している鋳物砂とに、効率良く分別することができる。
【００５０】
砂放射装置２から第一篩３に向かって異物が落下する際、第一篩３を第一振動手段４によって振動させてもよい。第一振動手段４の振幅及び振動数は、状況に応じて変更することができる。第一篩３の振動により、第一篩３の目詰まりを防ぐことができる。また、第一篩３の振動により、第一篩３上の異物を下方へ送り易くすることができるため、第一篩３の傾斜角度を小さくすることができる。
【００５１】
第二シュート６に貯蔵されている鋳物砂等は、第一コンベア１２における第一ベルト１２ｃを回転することで搬送され、分割壁８と第一ベルト１２ｃとの間を通過して第二室１ｂへ搬送される。また、第二室１ｂに貯蔵されている鋳物砂は、第一コンベア１２における第一ベルト１２ｃを回転することで搬送され、図１に示されるホッパ１の右側面と第一ベルト１２ｃとの間を通過して、第三シュート１３内に配設されている第二篩１４に投入される。この際、鋳物砂が第二篩１４に投入された衝撃により粉塵が舞うが、第一コンベア１２の先端部は第三シュート１３によって包囲されているため、粉塵が第三シュート１３の外に拡散することはない。
【００５２】
第二篩１４に投入された鋳物砂等のうち、第二篩１４の目開きよりも小さく第二篩１４を通過する鋳物砂は、第一排出シュート１３ａを通過して第二コンベア１６上に落下する。第二コンベア１６は後工程装置（図示せず）に向かって回転しているため、鋳物砂は後工程装置に搬送される。一方、第二篩１４の目開きよりも大きく第二篩１４を通過できない異物は、第二篩１４上に残存する。第二篩１４上に残存した異物は、第二篩１４を回動することにより、第二排出シュート１３ｂを通過して異物回収コンテナ１７に回収される。これらの構成により、第二篩１４上に投入された鋳物砂等について、鋳物砂と異物とに、効率良く分別することができる。ここで、後工程装置とは例えば、鋳物砂にベントナイト等の粘結材や水を供給し、その後鋳物砂を混練する混練装置等が挙げられる。
【００５３】
第一コンベア１２から第二篩１４に向かって鋳物砂等が落下する際、第二篩１４を第二振動手段１５によって振動させてもよい。第二振動手段１５の振幅及び振動数は、状況に応じて変更することができる。第二篩１４の振動により、第二篩１４の目詰まりを防ぐことができる。
【００５４】
本実施形態において、第一フロントプーリ１２ａをマグネットプーリとしてもよい。この構成によれば、第一コンベア１２によって搬送されている鋳物砂等中の細かい鉄片が、第一ベルト１２ｃを介してマグネットプーリの磁力により吸着される。それから更に第一ベルト１２ｃが回転すると、鉄片がマグネットプーリから離れることで磁力による吸着力が低下し、マグネットプーリから離れ、第二排出シュート１３ｂを通過して異物回収コンテナに回収される。これらの構成により、第一篩３及び第二篩１４によって分離することができない細かな鉄片も、効率良く除去することができる。
【００５５】
本実施形態において、山形の第一篩３が配設されているが、第一篩３の形状は山形に限定されない。例えば、一つの傾斜面から成る第一篩３を砂放射装置２の下方に配設しても良い。この場合、第一シュート５は一つの傾斜面から成る第一篩３における一箇所の下端から異物回収コンテナ７に向かって配設される。
【００５６】
次に、吸引口１０からの吸引により空気導入口１１から第二室１ｂに導入される空気の流れ方向と砂放射装置２から第二室１ｂに放射される鋳物砂の放射方向との特徴について、以下に述べる。
【００５７】
本実施形態において図１に示すように、吸引口１０が第二室１ｂ上面の分割壁８側に連通接続されており、空気導入口１１が第二室１ｂにおける分割壁８と反対側の側面に連通接続されている。また、砂放射装置２が第一室１ａに設置されている。そのため、図５に示すように、吸引口１０からの吸引により空気導入口１１から第二室１ｂに導入される空気（以下、流動空気とする）の流れ方向は、砂放射装置２から第二室１ｂに放射される鋳物砂の放射方向と反対方向になる。なお、「反対方向」とは、図１において、空気は右から左に向かって流れ、鋳物砂は左から右に向かって放射されることをいう。すなわち、水平面に投影したそれぞれの移動方向の角度が、９０°（直角方向）から１８０°（正反対方向）の範囲であることをいう。
【００５８】
流動空気と砂放射装置２から放射される鋳物砂とが接触することにより、砂放射装置２から放射される鋳物砂から流動空気への熱移動が発生する。さらに、鋳物砂に含まれる水分が蒸発する。そのため、砂放射装置２から放射される鋳物砂は冷却される。本実施形態によれば、流動空気と砂放射装置２から放射される鋳物砂とが、反対方向に動きながら接触しているため、砂放射装置２から放射される鋳物砂から流動空気への熱移動が効率の良いものとなる。また、鋳物砂から水分が蒸発し易い。
【００５９】
また、本実施形態において、集塵機が吸引口１０に連通接続されており、空気導入口１１から第二室１ｂに導入される空気を吸引している。そのため、集塵機が吸引口１０に連通接続されていない場合と比較して、流動空気の流れ速度が速くなる。つまり、砂放射装置２から放射される鋳物砂との接触により暖められた第二室１ｂ内の空気を吸引口１０から排出する頻度が高くなり、かつ、第二室１ｂ外の常温空気を空気導入口１１から第二室１ｂ内に取り入れる頻度が高くなる。よって、第二室１ｂ内の空気と流動空気の温度を常に第二室１ｂ外の温度付近に保つことができる。第二室１ｂ内の空気と流動空気の温度を常に第二室１ｂ外の温度付近に保つことができるため、砂放射装置２から放射される鋳物砂と空気との熱交換を効率良く行うことができる。また、第二室１ｂ内の空気と流動空気の温度を常に第二室１ｂ外の湿度付近に保つことができるため、鋳物砂からの水分の蒸発を効率よく行うことができる。
【００６０】
なお、必要に応じて図５に示すように、第二室１ｂ内に流動空気の流れ方向を調整するように位置する調整板５０を配設しても良い。調整板５０により、流動空気の流れ方向を調整し、効率良く砂放射装置２から放射される鋳物砂を冷却することができる。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、上記以外にも、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００６２】
以下に本明細書および図面で用いた主な符号を、まとめて示す。
１            ホッパ
１ａ        第一室
１ｂ        第二室
１ｃ        架台
１−１      直胴部
１−２      縮小部
２            砂放射装置
３            第一篩
４            第一振動手段
５            第一シュート
５ａ        縮小部
５ｂ        導管部
６            第二シュート
７            異物回収コンテナ
８            分割壁
９            開口部
１０          吸引口
１１          空気導入口
１２          第一コンベア
１２ａ      第一フロントプーリ（マグネットプーリ）
１２ｂ      第一リアプーリ
１２ｃ      第一ベルト
１３          第三シュート
１３ａ      第一排出シュート
１３ｂ      第二排出シュート
１３ｃ      開口部
１４          第二篩
１４ａ      回動手段
１４ｂ      棒部材
１５          第二振動手段
１６          第二コンベア
１７          異物回収コンテナ
１８          開口部
１９          砂投入コンベア
１９ａ      砂投入フロントプーリ
１９ｂ      砂投入ベルト
２０          砂温度測定手段
２０ａ        演算手段
２１          散水手段
２２          櫛歯付エンドレスベルト
２２ａ      櫛歯
２３          砂放射フロントプーリ
２４          砂放射リアプーリ
２５          砂放射モータ
２５ａ      Ｖベルト
２５ｂ      Ｖプーリ
２５ｃ      Ｖプーリ
２６          包囲シュート
２７          ゲート板
２７ａ      回転軸
２８          ばね
２９          板部材
２９ａ      回転軸
３０          砂放射ガイド
５０          調整板
【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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