(57)【要約】【課題】研磨して鋳物砂を再生するケーシング内に熱風を送り込んで乾燥するために別途乾燥装置のような設備を要せず、設備のコストダウンが図れると共に設備を小型化できて設備の設置に場所を取らない鋳物砂の再生装置を提供する。【解決手段】ケーシング１と、ケーシング１に再生する鋳物砂を投入する投入口２と、再生を終えた鋳物砂を取り出す取り出し口３と、ケーシング１内に内装されて鋳物砂の樹脂等を研磨する研磨手段４と、集塵機５に接続されて研磨した樹脂等の研磨粉を吸引する集塵口６とを具備し、投入口２から投入した鋳物砂をバッチ式で再生する鋳物砂の再生装置である。これにおいて、ケーシング１内に熱風を導入する熱風導入口７を設けると共に熱風を発生する熱風発生装置８を熱風導入口７に接続する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、ケーシングに再生する鋳物砂を投入する投入口と、再生を終えた鋳物砂を取り出す取り出し口と、ケーシング内に内装されて鋳物砂の樹脂等を研磨する研磨手段と、集塵機に接続されて研磨した樹脂等の研磨粉を吸引する集塵口とを具備し、投入口から投入した鋳物砂をバッチ式で再生する鋳物砂の再生装置において、ケーシング内に熱風を導入する熱風導入口を設けると共に熱風を発生する熱風発生装置を熱風導入口に接続したことを特徴とする鋳物砂の再生装置。
【請求項２】
空気を燃焼熱と熱交換することで加熱した熱風を熱風発生装置で発生してこの熱風を熱風導入口から導入するようにしたことを特徴とする請求項１記載の鋳物砂の再生装置。
【請求項３】
研磨手段は、横向き円筒状の回転砥石と、回転砥石の回りで回転砥石と反対方向に回転してケーシングの底部から鋳物砂を掻き揚げて回転砥石の表面に鋳物砂を当てる掻き揚げドラムとで構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の鋳物砂の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物砂の再生装置に関し、詳しくは注湯鋳込みが終了した後の鋳型を崩壊した鋳物砂から砂硬化材としての樹脂等を研磨して除去することにより砂を再生する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋳物工場では、鋳物砂にバインダーとしての樹脂コーティングした状態で鋳型を造型し、鋳型を加熱したりして樹脂を硬化させ、鋳型内に注湯して鋳物製品を成形し、鋳造後の鋳型をクラッシャー等の破砕機で崩壊させて鋳物砂を回収している。このような鋳物の製造工程で、一旦使用した鋳物砂を回収してこれを再生して再使用することは産業廃棄物の減少に繋がると共に製品のコストダウンに寄与するため多くの鋳物工場で実施されている。
【０００３】
この鋳物砂の一般の再生方法としては、鋳物製品の冷却後の鋳枠を解枠した砂塊をクラッシャー等の破砕機により砂粒化した後、これを再生機に導入して砂粒間の相互摩擦により砂粒の表面に付着している残留物を除去するようにしているものである。
【０００４】
ところで、鋳型は造型時に添加する水分が注湯により熱影響を受けない部分では蒸発せずに多量に残っている。一方、上記再生機で除去する残留物は主に注湯時に燃え残った樹脂分であるが、この樹脂分は吸湿しやすいものであり、鋳物砂に残った水分を吸湿してしまうと研磨するとき砂表面から剥離しにくくなり、十分に鋳物砂を再生できないという問題がある。特に、上記樹脂としてアルカリフェノールエステル硬化樹脂の場合、特に吸湿性が高くて剥離しにくいという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するためクラッシャー等の破砕機で鋳型を破砕し、破砕した回収鋳物砂を砂乾燥装置の流動床に導入すると共に流動床の下面に熱風発生機に熱風を導入して回収鋳物砂を加熱しつつエアーレーションにて流動処理を行うことにより、回収鋳物砂中の水分を蒸発させる前処理をした後、乾燥した回収鋳物砂を再生機に導入して研磨により樹脂等の残留分を除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３２９５７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように砂乾燥装置で回収鋳物砂を乾燥してから再生機に導入して研磨により樹脂分等を除去していので、砂や樹脂分が乾燥した状態で研磨できて樹脂分の剥離がしやすく、樹脂分を十分に再生することができるが、再生機で再生する前に砂乾燥装置に回収鋳物砂を導入し、熱風を砂乾燥装置に導入して流動床上でエアレーションにより回収鋳物砂を乾燥するという前処理を必要する。このため、研磨をする再生機以外に回収鋳物砂を熱風とエアレーションで乾燥する砂乾燥装置を要し、設備自体のコストが高く付くと共に設備の設置に場所を取るという問題があり、またエアーレーションをするための運転にもコストがかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、研磨して鋳物砂を再生するケーシング内に熱風を送り込んで乾燥するために別途乾燥装置のような設備を要せず、設備のコストダウンが図れると共に設備を小型化できて設備の設置に場所を取らない鋳物砂の再生装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の鋳物砂の再生装置は、ケーシング１と、ケーシング１に再生する鋳物砂を投入する投入口２と、再生を終えた鋳物砂を取り出す取り出し口３と、ケーシング１内に内装されて鋳物砂の樹脂等を研磨する研磨手段４と、集塵機５に接続されて研磨した樹脂等の研磨粉を吸引する集塵口６とを具備し、投入口２から投入した鋳物砂をバッチ式で再生する鋳物砂の再生装置において、ケーシング１内に熱風を導入する熱風導入口７を設けると共に熱風を発生する熱風発生装置８を熱風導入口７に接続したことを特徴とする。
【００１０】
投入口２から鋳物砂を投入して研磨手段４で研磨すると共に集塵口６から集塵して樹脂等の研磨粉を除去するとき、熱風発生装置８で発生した熱風を熱風導入口７からケーシング１内に導入して鋳物砂を熱風の循環にて乾燥することができ、鋳物砂を熱風で乾燥しながら研磨できるための鋳物砂と樹脂等の剥離がしやすくなって樹脂分等を簡単且つ確実に除去できて品質のよい再生ができる。そしてこのようにするとき、研磨をするケーシング１内に熱風を導入して乾燥するために従来のように別途砂乾燥装置を要せず、設備のコストダウンが図ることができると共に設備を小型化できて設備の設置に場所を取らないようにできる。
【００１１】
また空気を燃焼熱と熱交換することで加熱した熱風を熱風発生装置８で発生してこの熱風を熱風導入口７から導入するようにしたことを特徴とすることも好ましい。燃焼ガスを熱風として直接供給するものより乾燥した熱風を熱風導入口７に導入することができ、乾燥した熱風を導入することにより一層効果的に乾燥ができて樹脂分等の除去が一層効果的に行うことができる。
【００１２】
また研磨手段４は、横向き円筒状の回転砥石９と、回転砥石９の回りで回転砥石９と反対方向に回転してケーシング１の底部から鋳物砂を掻き揚げて回転砥石９の表面に鋳物砂を当てる掻き揚げドラム１０とで構成したことを特徴とすることも好ましい。ケーシング１の底部から鋳物砂を掻き揚げて回転砥石９の表面に当てるように鋳物砂が循環して鋳物砂を研磨するために鋳物砂をスムーズに研磨できるのは勿論、研磨するために循環する鋳物砂に熱風を当てて鋳物砂の乾燥を行うために鋳物砂の乾燥が均一且つ円滑に行うことができる。このとき、従来のように鋳物砂を乾燥するためにエアーレーションする構造やエアーレーションするための運転コストがかからなく、設備のコストダウンと運転コストのコストダウンが図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
鋳物砂の再生装置は図２乃至図４に示すように構成されており、再生装置の主体となるケーシング１は支柱１２にて支持されている。ケーシング１の底部は横向きの半円筒状に形成されており、ケーシング１内で底部上には大径の円筒状の掻き揚げドラム１０が水平に内装されており、掻き揚げドラム１０がケーシング１に回転可能になっている。この掻き揚げドラム１０は図４のように対向配置した２枚のリング状円板１３を、放射状に所要の中心角で配設した複数枚の区画板１４で接続した水車状の部材として構成され、この掻き揚げドラム１０の中心に設けた所要径の中空穴１５に後述の回転砥石９が回転自在に内装されている。本例の場合、掻き揚げドラム１０と回転砥石９で研磨手段４を構成してある。
【００１４】
掻き揚げドラム１０の外周には前記の各区画板１４の端部に接続する所要幅の連結板１６が設けられ、各連結板１６は隣接する連結板１６との間に、後述の如く鋳物砂を掻き揚げドラム１０内に導入するスリット１７が形成されている。また連結板１６からは、掻き揚げドラム１０の回転方向（矢印Ａ方向）に対し、これを迎える方向に屈曲した掻き揚げ翼１８が外方に向けて延出形成されている。さらに掻き揚げドラム１０の内部には、各連結板１６と区画板１４並びに隣接する区画板１４によって所要の空間Ｓが区画形成され、この空間Ｓは前記スリット１７及び中空穴１５において開放している。
【００１５】
掻き揚げドラム１０は、その中空穴１５と軸線を共通させたボス１９が前記ケーシング１の両側に延出してあり、このボス１９が後述する回転砥石９の共通の軸２０に回転可能に支持されている。また外部駆動源により駆動されるローラ２８が支柱１２に配置され、このローラ２８を前記ボス１９に接触させることにより、掻き揚げドラム１０は回転砥石９から独立して回転駆動されるようになっている。なお、その回転方向は、掻き揚げドラム１０（矢印Ａ方向）と、回転砥石９（矢印Ｂ方向）とで逆に設定されている。
【００１６】
前記掻き揚げドラム１０の中空穴１５には、円筒状の回転砥石９が回転自在に支持されている。回転砥石９は、所要の厚みのリング状砥石９ａを前記共通の軸２０に複数枚連装して構成され、この軸２０は支柱１２に設けた軸受２１に回転自在に支持されている。この場合、複数のリング状砥石９ａは、締め付けねじを兼用するウェイトを備えたバランス調節板２２により、その両端において共通の軸２０に締め付け固定されるようになっている。回転砥石９の共通の軸２０は、支柱１２の下部に設けた減速機付のモータ２３の出力軸にベルト２４を介して接続され、該モータ２３の駆動により回転砥石９は高速で回転駆動されるようになっている。
【００１７】
前記回転砥石９の回転軸線に対して交差するケーシング１の側面で、掻き揚げドラム１０の斜め上方の位置には、再生する鋳物砂を投入する投入口２が設けられている。ケーシング１の上部には、拡大された密閉空間からなる塵埃分離室２６が設けられ、塵埃分離室２６で分離された研磨粉を集塵する集塵口６をケーシング１の上端に設けてある。この集塵口６は集塵管２７を介して集塵機５に接続してある。ケーシング１の底部には再生した鋳物砂を取り出す取り出し口３を設けてあり、この取り出し口３は空気圧シリンダ２９を駆動源とするシャッター３０により開閉されるようになっている。
【００１８】
投入口２より下方の位置でケーシング１の側面にはケーシング１内に熱風を導入する熱風導入口７を設けてあり、熱風発生装置８が熱風管３１を介して熱風導入口７に連通させてある。この熱風発生装置８はガスのような燃料を燃焼させることより熱風を発生するようになっている。このとき、燃料ガスを燃焼させた燃焼ガスを直接熱風として供給してもよいが、燃焼ガスは水蒸気を含んでいるため、乾燥した空気を燃焼ガスと熱交換することにより得た熱風を供給することが望ましい。
【００１９】
ところで、鋳型を形成するとき鋳物砂の表面にバインダーとしてアクリルフェノールエステル硬化樹脂のような樹脂がコーティングされ、この樹脂をコーティングした鋳物砂を造型することにより鋳型が形成され、加熱したりして樹脂が硬化させられて鋳型が強化される。この鋳型に溶融金属を注湯することにより鋳物製品が成形され、鋳物製品が冷却される。鋳物製品を成形した後クラッシャー等の破砕機で鋳型が破砕される。この鋳型を破砕した鋳物砂が投入口２からケーシング１内に投入されて次にように処理される。
【００２０】
再生する鋳物砂を投入口２からケーシング１内に投入したとき熱風発生装置８で発生した熱風は熱風導入口７からケーシング１内に導入され、一方モータ２３を駆動して回転砥石９を矢印Ｂ方向に高速回転させると共に掻き揚げドラム１０を矢印Ａ方向に低速回転（例えば１０〜１４ｒｐｍ）させる。掻き揚げドラム１０の回転にてケーシング１の底部に堆積した鋳物砂が掻き揚げ翼１８にて掻き揚げられ、スリット１７を介して掻き揚げドラム１０の各空間Ｓに投入され、空間Ｓから中空穴１５を介して落下して回転砥石９に当って再びケーシング１の底部に落下するように鋳物砂が循環する。このように鋳物砂が循環する状態で熱風導入口７から熱風が導入されるため熱風が鋳物砂に隈なく均等に当って鋳物砂が乾燥される。掻き揚げドラム１０の空間Ｓから回転砥石９に落下した鋳物砂は図５に示すように高速回転中の回転砥石９に落下衝突し、この衝突による接触にて鋳物砂の表面が研磨されて樹脂分等が分離される。このとき、鋳物砂が熱風で乾燥されているため樹脂分等を容易に研磨して分離することができる。
【００２１】
このように鋳物砂を研磨して樹脂分等を分離しているとき、集塵機５が駆動されて集塵口６から吸引されており、ケーシング１内の上部の塵埃分離室２６で比重の軽い樹脂分等の研磨粉が分離され、樹脂分等が集塵口６から排出される。鋳物砂の再生を終えると、取り出し口３が開放されて取り出し口３から再生を終えた鋳物砂が取り出される。
【００２２】
上記のように熱風をケーシング１内に導入するが、回転砥石９が通常の砥石の場合、５０〜１５０℃程度の熱風を導入することが望ましく、また回転砥石９が耐熱砥石の場合、５０〜３００℃程度の熱風を導入することが望ましい。
【００２３】
また熱風発生装置８として図６に示す構造のものを用いることも好ましい。一対の燃焼室３３ａ，３３ｂには夫々バーナ３４ａ，３４ｂを配置してあり、この各バーナ３４ａ，３４ｂは交互に燃焼するようになっている。燃料ガスを供給するガス供給管３５は２つの分岐管３５ａ，３５ｂに分岐してあり、各分岐管３５ａ，３５ｂを夫々バーナ３４ａ，３４ｂに連結してある。各分岐管３５ａ，３５ｂにはこの管路を開閉する開閉弁３６ａ，３６ｂと、流量調整弁３７ａ，３７ｂとを配置してある。空気を送風するブロア３８から空気送風管３９にて空気が送風されるが、この空気送風管３９は燃焼用空気供給管４０と熱交換用空気供給管４１に分岐してある。燃焼用空気供給管４０は２つの分岐管４０ａ，４０ｂに分岐してあり、各分岐管４０ａ，４０ｂを夫々バーナ３４ａ，３４ｂに連通させてあって、バーナ３４ａ，３４ｂに燃焼用空気を供給できるようになっている。
【００２４】
各燃焼室３３ａ，３３ｂにはアルミナボールのような通気性のある蓄熱体４２を装填してあり、燃焼室３３ａ，３３ｂの蓄熱体４２を装填した部分から給排気管４３ａ，４３ｂを導出してある。上記熱交換用空気供給管４１と給排気管４３ａ，４３ｂと排気口４５との間には四方切り替え弁のような切り替え弁４６を配置してある。熱風を送る熱風管３１には三方切り替え弁のような切り替え弁４７を介して分岐管３１ａ，３１ｂが分岐してあり、この分岐管３１ａ，３１ｂを夫々燃焼室３３ａ，３３ｂのバーナ３４ａ，３４ｂ側に連通させてある。熱風管３１には熱風の温度を検出する温度検出部４８を設けてあり、温度検出部４８で検出した温度が制御部５０に入力され、温風の温度が一定になるように開閉弁３６ａ，３６ｂの開閉の時間が制御されるようになっている。
【００２５】
上記各燃焼室３３ａ，３３ｂではバーナ３４ａ，３４ｂで交互に燃焼するようになっており、バーナ３４ａ，３４ｂで燃焼するとき各燃焼室３３ａ，３３ｂの蓄熱体４２に蓄熱することができるようになっている。燃焼室３３ａのバーナ３４ａが燃焼しているときは燃焼室３３ｂのバーナ３４ｂが消火されており、燃焼室３３ａで燃焼した燃焼ガスが蓄熱体１２を通って給排気管４３ａ、切り替え弁４６を介して排気口４５から排気され、一方、空気送風管３９から熱交換用空気供給管４１を介して供給された空気は切り替え弁４６、給排気管４３ｂを介して燃焼室３３ｂに流入して蓄熱体４２を通って熱交換し、この熱交換によって得られた熱風が分岐管３１ｂ、切り替え弁４７を介して熱風管３１に送られる。また燃焼室３３ｂのバーナ３４ｂが燃焼しているときは燃焼室３３ａのバーナ３４ａが消火されており、燃焼室３３ｂで燃焼した燃焼ガスが蓄熱体４２を通って給排気管４３ｂ、切り替え弁４６を介して排気口４５から排気され、一方、空気送風管３９から熱交換用空気供給管４１を介して供給された空気は切り替え弁４６、給排気管４３ａを介して燃焼室３３ａに流入して蓄熱体４２を通って熱交換し、この熱交換によって得られた熱風が分岐管３１ａ、切り替え弁４７を介して熱風管３１に送られる。この熱風管３１にて送られる熱風が熱風導入口７からケーシング１に送られて鋳物砂の乾燥が行われるようになっている。上記のように構成せる熱風発生装置は空気を燃焼ガスで間接的に加熱するものでありながら燃焼ガスが通ることで加熱される蓄熱体１２に空気を通すことで加熱されるために熱効率よく熱風を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１の発明は、ケーシングと、ケーシングに再生する鋳物砂を投入する投入口と、再生を終えた鋳物砂を取り出す取り出し口と、ケーシング内に内装されて鋳物砂の樹脂等を研磨する研磨手段と、集塵機に接続されて研磨した樹脂等の研磨粉を吸引する集塵口とを具備し、投入口から投入した鋳物砂をバッチ式で再生する鋳物砂の再生装置において、ケーシング内に熱風を導入する熱風導入口を設けると共に熱風を発生する熱風発生装置を熱風導入口に接続したので、  投入口から鋳物砂を投入して研磨手段で研磨すると共に集塵口から集塵して樹脂等の研磨粉を除去するとき、熱風発生装置で発生した熱風を熱風導入口からケーシング内に導入して鋳物砂を熱風の循環にて乾燥することができものであって、鋳物砂を熱風で乾燥しながら研磨できるために鋳物砂と樹脂等の剥離がしやすくなって樹脂分等を簡単且つ確実に除去できて品質のよい再生ができるものであり、しかも研磨をするケーシング内に熱風を導入して乾燥するために従来のように別途砂乾燥装置を要せず、設備のコストダウンが図ることができると共に設備を小型化できて設備の設置に場所を取らないようになるものである。
【００２７】
また本発明の請求項２の発明は、請求項１において、空気を燃焼熱と熱交換することで加熱した熱風を熱風発生装置で発生してこの熱風を熱風導入口から導入するようにしたので、燃焼ガスを熱風として直接供給するものより乾燥した熱風を熱風導入口に導入することができ、乾燥した熱風を導入することにより一層効果的に乾燥できて樹脂分等の除去が一層効果的に行うことができるものである。
【００２８】
また本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、研磨手段は、横向き円筒状の回転砥石と、回転砥石の回りで回転砥石と反対方向に回転してケーシングの底部から鋳物砂を掻き揚げて回転砥石の表面に鋳物砂を当てる掻き揚げドラムとで構成したので、ケーシングの底部から鋳物砂を掻き揚げて回転砥石の表面に当てるように鋳物砂が循環して鋳物砂を研磨するために鋳物砂をスムーズに研磨できるのは勿論、研磨するために循環する鋳物砂に熱風を当てて鋳物砂の乾燥を行うために鋳物砂の乾燥が均一且つ円滑に行うことができるものであり、しかも従来のように鋳物砂を乾燥するためにエアーレーションする構造やエアーレーションするための運転コストがかからなく、設備のコストダウンと運転コストのコストダウンが図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の一部切欠概略正面図である。
【図２】同上の要部の正面から見た断面図である。
【図３】図２の側面から見た断面図である。
【図４】同上の掻き揚げドラムの一部切欠斜視図である。
【図５】同上の鋳物砂を研磨している状態の要部を拡大せる断面図である。
【図６】同上の熱風発生装置の他の例の管路図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  投入口
３  取り出し口
４  研磨手段
５  集塵機
６  集塵口
７  熱風導入口
８  熱風発生装置
９  回転砥石
１０  掻き揚げドラム
【図１】
2004261825.tif 000003
【図２】
2004261825.tif 000004
【図３】
2004261825.tif 000005
【図４】
2004261825.tif 000006
【図５】
2004261825.tif 000007
【図６】
2004261825.tif 000008