JPS60500945A - 鋳物砂処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固体、粒状体そしてアグレゲート材料を処理するための熱交換手段を有する装置 関連出願の相互参照 一緒に譲渡された以下の既に出願した特許出願を本願と相互参照する。パン・デ ーゾの名義で１９８２年４月１６日に出願された「サーマルサンドレクラメーシ ョンシステム」と題する米国特許出願第３６９，０６９号；パン・デーゾ名義で １９８２年４月１６日に出願された「サーマルサントレクラメーンヨンシステム のだメのラムプクラツシャとシェークアウト装置」と題する米国特許出願第３６ ９　、０６８号；パン・デニブ名義で１９８２年４月１６日出願された「サーマ ルアンドレクラメーンヨンンステムのだめのザーマルレクレイマー装置」と題す る米国特許出願第３６９　、３３４号；パン・デーゾ名義で１９８２年４月１６ 日に出願された［サーマルサンドレクラメーノヨスシステムのだめのポストレク レーマ、クーリング、セパレータアセンブリー」と題する米国特許出願第３６９ 　、４７６号；及びパン・デーゾ名義で１９８２年４月１６日に出願されだ［ク ラシファインク、スクラツバーアンドクーリングアセンブリー」と題する米国特 許出願第３６９　、３３５号。更に、本願と同時に出願され、共に譲渡された以 下の特許出願も本願と相互参照する。パン・デーゾ名義で１９８３年に出願され 、「固体、粒状体、アグリゲート材料を処理するだめの熱交換手段と移送パイプ とを有する装置」と題する米国特許出願（Ｃ８’３０７８０　）。

発明の背景 本発明は固体、粒状体そしてアゲし・ゲー）［料を処理するだめの装置に係り、 そして具体的には、使った、すなわち使用し化学的に結合した鋳物砂の予熱、ポ ストレクラメーンヨンと冷却とを実施する装置に係るものである。

大抵の人々は砂を我国の枯渇する資源の一つとしてみてはいないけれども、鋳物 業界の人々にとっては鋳物に使用するに適した種類の砂が段々供給不足になって きているのは関心事である。もつと詳しくいえば、ある種の砂は比較的豊富に供 給されていると考えてもよいが、鋳物プロセノで鋳造に使用することのできる特 殊な砂は一般に云って供給不足である。すなわち、この後者の砂−これを本文で は参照の便宜のだめ「鋳物砂」という術語で総体的に参照する−は極めて限られ た地域でしか自然には産しない。従って、これらのいずれの地域からでも鋳物砂 を採取しつソけるならば、その地域での鋳物砂の供給は絶えてし甘う。

これは近頃段々生じてきていることに外ならない。従って、鋳物砂の供給を確保 する責任のある鋳物業界に働く人々は、局地的供給源からの鋳物砂で間に合わな ３ くなるところまできていることを知っている。鋳物砂を使用しようとしている工 場から距離がどんどん遠くなっていく供給源から鋳物砂を得てこなければならな くなっている。鋳物砂の供給源がどんどん減ってきているという事実について鋳 物業界の人々が有している上に述べた心配とは別に鋳物業界の人々に関心のある 別の問題がある。それは手に入る鋳物砂の値段が次第に上ってきているというこ とである。鋳物砂の十分な供給を得るだめの価格の高騰は基本的には３つの原因 により生じるものと思われる。

これらの原因の第］は、鋳物砂の供給源は個々の１、場からどんどん遠くなって いくということである。ことん目につくものとなってきている。

第２は、鋳物砂の供給はたんだん少なくなるという原因でちる。すなわち、大抵 の商品の場合において、商品が段々得にくＸなるにつれてその商品の価格はその 商品が得られる程度に反比例して増大する。このことは鋳物砂の場合も同じであ る。これに付随して、そして自然の資源の場合には特にそうなることＮして、取 り出される資源の最初のものは最も取り出し易いものである。それから、取り出 し易いものが全部取出されてから初めて取出しにくいものを取出すようになる。

付随しで、自然の資源、例えば鋳物砂はそれを取出す特表昭ＧＯ−５００旧５（ ３） 価格に比例して増大する。この価格は鋳物砂を取出すときの困難の程度に応じて 高くなる。

鋳物業界の人々が直面している、場合によってはより大きくはなくても同じ程度 の心配の第３は、化学的に結合した砂は地域の処理場で処理することができない ということである。すなわち、生態学的観点から、地域の環境保護局がその管理 下の処分場に放棄することを禁じている。このため鋳物業界の人々はそのような 化学的（（結合した砂を安全且つ合法的に処分する力法を見つける必要にフハら れている。

先行技術を参照すれば理解できるように、上記の関心事の１つ又はそれ以上をＭ ｉｎようと試みがなされてきた。この点について、これらの従来の試みの１つの 焦点は鋳物砂のレクラメーション、すなわち再生利用をしようという試みであっ た。

この努力の背後の事情として鋳物砂の再生利用ができるということが立証された らそれは既存の鋳物砂の供給源の枯渇に対し機先を制すること＼なろう。更に、 鋳物砂の再生利用は鋳物砂を使用する個々の鋳物二り場で又はその比較的近くで 実施できるということで、そのため供給源から工場迄の鋳物砂の輸送費用を全部 でなくてもかなり節約することができるという利益がある。更に、使用した鋳物 砂を再生利用できるならば、使用した鋳物砂の再生利用に関する限り、実際的な 観点から満足させなければならない少なくとも２つの大きな要件がある。すなわ ち、再生利用プロセスをうけた鋳物砂は使用される以前と実質的に同じ状態にな ければならない。すなわち、再生利用プロセスは、使用した鋳物砂を本質的にそ れの最初の状態に戻すことのできるものでなければならない。第２に、使用した 鋳物砂の再生利用は経済的に実施できるものでなければならない。更に詳しくい えば、再生利用の価格は、経済的観点からの再生利用が十分に魅力的であってそ れに要する時間、労力そして金について、新しい、すなわち未使用の鋳物砂を購 入するよりも望寸しい、というようなものでなければならない。

使用した鋳物砂の再生利用について、種々の装置の使用が提案されてきた。これ らの装置は参照の便宜のため、使用した鋳物砂が再生利用のためうける処理の種 類によって分類される。１つのカテゴリは機械的ニーノドである。一般的にｚ− 伴、砂粒から例えは有機被覆を除くだめの研摩を利用する。この研摩作用を１１ なう機械部材にはいわゆる「空気スクラバー」がある７、この機械においては砂 粒は圧縮空気により比較的高速に加速されて個々の砂粒間でこすり作用が生じる 。他の場合としては加速後の砂粒は適当な面に衝突させらｆＩ、その衝突の結■ ２として被覆が破れて砂粒から離れる３、鋳物砂の再生利用で使用する先行技術 で提案されている機械ユニットについては、１９８１年８月１１日に特許された 米国特許第４，２８３，０１５号明細書を参照されたい。この特許に記載の装置 は鋳物砂から非焼結被覆を取除く目的で使用されるものである。こ５で重要なこ とは、使用した鋳物砂の再生利用を実施する／ステムを得るには、砂粒から有機 被覆を除去することだけに関心を持てばよいというような印象を持ってはならな いということに注意することである。再生利用したい鋳物砂の状態（これは鋳物 砂を使用したやり方によるのでちるが、）によって、他にも幾つか考慮すること があシ、それらはいずれも同程度に重要である。

例えば、かなりの量の使用した鋳物砂は、その鋳物砂に有機物、金属、ちりそし て鉱石の細粒が多く入った状態で工場の作業中につくり出される。

使用した鋳物砂から有機物、ちり、ぞして鉱石細粒を取除くだめに商業的に使用 がγＦ容できる機械的なシステムを提供すべく努力がなされてきた。しかし、今 日祉で商業的に使用できる機械的な／ステムは、特にそれらの動作について性能 の観点から全く満足できるというようなものはなかつ／こ。例えは、商業的に使 用できる従来型式の機械的な納物分書４１−利用／ステムの好捷しくない特徴は 、処理されている鋳物砂から有機物を望捷しい粒度迄除去できないことがしｋｊ ［〜に士であるということである。その結果、不亢奮に処理された使用した鋳物 砂を使用するとその拶・の二［場の作−か費用がか＼つてし甘う。再生した砂に 新しい砂を加えて混合しなければならなくなるからである。

使用した鋳物砂の再生利用のため先行技術で使用が提案されていた第２のカテゴ リの装置−はサーマルユニットである。これによると砂粒から有機被覆を除去す る目的で熱を使用する。これについての例としては１９７２年８月２２日に特許 された米国特許窓３，６８５，１６５！１がある。この特許は樹脂被覆砂を熱的 に再生処理する装置に係るものである。

使用した鋳物砂の熱再生処理、特に有機物、金属、ちりそして鉱石の細粒が人っ ている鋳物砂の熱再生処理について述べると、商業的観点から実施できる鋳物砂 熱再生処理システムが提供されるならば考慮することが望ましい幾つかのファク タがある。更に具体的にいえば、そのような鋳物砂の熱再生処理システムは、使 用した鋳物砂から有機物を除去することができなければならないし、又容易には 除去できない形で鋳物砂に入っている金属を取去ることができなければならない 。この点について考慮しなければならないファクタの一つは、使用した鋳物砂の 中にある有機物を焼尽してし１うだけの熱を鋳物砂に与えることができるという ことである。しかし、サーマルシステムの作動特性は、使用した鋳物砂を過熱し すぎないように、すなわち使用した鋳物砂に入っている金属の状態を変えてしま う程の熱を生じる高い温度にまで加熱しないものでなければならない。このため 、使用した鋳物砂を再生するサーマルシステムは、有機物質を焼払えることがで きなければならず、同時にχ、使用した鋳物砂に含寸れる、鉄又は非鉄金属が悪 い影響をうけない、すなわち有機物を焼払うため熱にさらされた結果と１〜て、 取除きにく〜なったということがないようにして有機物質の焼払いを行々わなけ ればならない。この点について、注意すべきは、非鉄金属、例えばアルミニウム と亜鉛とは鉄金属とは異なる溶融温度を有しており、従って温度の観点からも異 なる取扱いをしなければなら々い。

有機物、金属、ちりそして鉱石の細粒を含む使用した鋳物砂大再生するサーマル システムを提供しようとするときに銘記しなければならない別のファクタは、有 機物を焼払うときに発生する煙にも対処しているかということである。これにつ いては２つの面がある。

第１は、鋳物砂再生システムの操作に従事している人にその煙が危険とならない ようにするということである。第２は大気へ放出される煙があってもそれが汚染 源を構成しないということである。すなわち、使用し鋳物砂の熱再生システムで 考慮することが大事な第３のファクタは価格の問題である。すなわち、そのシス テムの尚初の設置とその後の稼動との両方で、その費用は、使用した鋳物砂でな く新しい鋳物砂を得る費用と比較して有オリな投資となるようなもので々ければ ならない。

い１述べた価格の問題に関して、そのような鋳物砂再生システムの使用により得 られる再生鋳物砂の生産ということがある。鋳物砂の再生システムが商業的に有 用であるには、所望量の鋳物砂が再生される、すなわち鋳物砂を使用する工場の 要求に応じるだけの量の鋳物砂が再生できなければならない。

叙上を要するに、使用した鋳物砂の再生を行なうシステムをこれまでも必要とし ていた。特に上に述べたことから明らかなように、鉄又は非鉄金属、有機物、ち りそして鉱石の細粒を含む使用した鋳物砂を再生するシステムをこれまでも必要 としていた。この要請に応えるため鋳物砂の熱再生システムが提案されてきた。

そのシステムとその中で使用されている要素とは既に参照した５つの先行特許出 願の発明を構成している。

それらの先行特許出願とけ、米国特許出願第３６９，０６９号；同第３６９　、 ０６８号；同第３６９　、３３４号；同第３６９，４７６号；及び同第３６９　 、３３５号である。

上記の米国特許出願の発明となっているサーマルサンドレクラメー７ヨンシステ ムの動作によれば熱再生させる使用した砂は約１３００°Ｆの温度に加熱しなけ ればならないっこのため、その使用した鋳物砂が鉄金属を含む場合それは約７０ ０°Ｃ（１３００°Ｆ）の温度へ加熱０ できる。しかし使用した鋳物砂が非鉄金属を含む場合は非鉄金属が分離する寸で は約４８０°Ｃ（９００°Ｆ）を越える温度へ加熱することはできない。非鉄金 属が分離してからはその使用した鋳物砂は約７００°Ｇ　（１３００°Ｆ）の温 度へ加熱できる。使用した鋳物砂から有機物質を熱的に取除くにはこのような温 度を必要とする。その後、有機物質を除去した鋳物砂を人に危険とならなくなる 温度に寸で冷却しなければならない。上に述べた高温へ使用した鋳物砂を加熱す るにはかなりのエネルギーを費さなければならない。反対に、その使用した鋳物 砂を熱再生後冷却すると砂はかなりの熱を放出する。

使用した鋳物砂を再生する上記のシステムを提供する結果として、先行技術で必 要となったものとしては有機物を熱的に除去する準備として使用した鋳物砂を予 熱するのに適した新しい改良された装置がある。すなわち、必要とされることが はっきりしている装置とハ、サーマルレクラメーションシステムのザーマルレク レイマーと使用することができ、熱再生処理前に使用した鋳物砂を予熱すること ができ、そして使用した鋳物砂の予熱は有機物の熱的除去に続く冷却プロセスに おける使用した鋳物砂と有機物を熱的に取除こうとしている使用した鋳物砂との 間での熱交換の結果として行なわれるようにしているものである。

それ故、本発明の目的は固体、粒状体そしてアグレＪｌ ケート旧料を処理する新しい改良された装置を提供−することである。

本発明の目的は、使用した鋳物砂の予熱を行なう目的でザーマルヤンドレクラメ −７ヨンンステムに使用するのに′持に適している上記のような装置を提供する ことである。

本発明の別の目的は、使用した鋳物砂の後再生処理又はポストレクラメーンヨン の目的でザーマルーリンドレクラメーションンステムに使用できる予熱装置を提 供することである。

本発明の別の目的は、使用した鋳物砂の冷却の目的でサーマルレクラメーソヨン システムに使用できる予熱と後再生処理又はポストレクラメーション装置を提供 することである１、 本発明の更に別の目的は、サーマルヤンドレクラメーンヨンンスデムのザーマル レクレイマート使用すルよう絹合せることのできる予熱、後再生処理、冷却のだ めの装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、鋳物砂の有機物が熱再生をうけようとしている鋳物砂 の前再生処理又はプ１／レクラメーション、すなわち部分再生処理により除かれ ているようにした予熱、ポストレフラメ−ジョン、冷却のだめの装置を提供する ことである。

本発明の更に別の目的は、前再生処理をうけているため砂の塊りが張力をもって いないのでセラミックス１積ｏｕ６ｏ−５ｏｏ９４５（５） のような他のこわれ易い物質を破壊することなくその残っている鋳物砂の塊りを 破壊する予熱、グレレクシメーション、ポストレクラメーション、冷却の／ζメ ツ装置を提供することである。

本発明の更に別の目的（ｄ、使用した鋳物砂の■−熱が、熱再生処理をうけよう としている使用した鋳物砂と熱再生処理をうけでし１つだ使用し′に鋳物砂との 間での熱交換の結果として行なわれるようにした予熱、グレレクラメーンヨン、 粉砕、ポストレクラメーンヨン、冷却のだめの装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、使用した鋳物砂をサーマルレフレイマーに入れる前に 砂から金属を取除くようにした予熱、プレレフラメ−ジョン、粉砕、ポストレク ラノーション、冷却のための装置を提供するととである。

本発明の更に別の目的は、採用し易く、動作が信頼でき、しかも比較的廉価で提 供される予熱、プレレクラメーンヨン、粉砕、金属分離、ポストレクラメーンヨ ン、冷却のための装置を提供するこ一々である６、発明の要旨 本発明により、固体、１７状体そしてアグレゲー１１２料を処理するだめの装置 、具体的にいえば使用した、すなわち使用され、化学的に結合した鋳物砂を処理 するための新しい改良装置が提供される。不発明の装置は、第１の方向に進んで いく間に使用した鋳物砂を予熱する回転式の第１チヤンバーを含んでいる。この 回転式の第１チヤンバーの出口は粉砕手段と整粒手段とに組合されている。回転 式第１チヤンバーから出るとき使用した鋳物砂は粉砕手段を通り、とＱ中ですべ てのこわれ易い砂の塊りは砕かれ、それがら整粒手段を通り、この中で金属、セ ラミックスなとのような使用した鋳物砂の中にある寸法の大きい物質は砂から取 除かれる。整粒手段を出ると、その使用した私物砂は装置から出て、好１しくは サーマルレフレイマーへ運ばれ、その中で砂の中に残っている有機物は熱的に砂 から取除かれる。サーマルレフレイマーを通過してから、使用し２だ鋳物砂は装 置に再び入る。具体的にいえはサーマルレフレイマーに適当に設置した第２チヤ ンバーに入る。この第２チヤン・・−へその使用した鋳物砂は再生処理をうける 、すなわち使用した鋳物砂のボストｌ／クシメーション、すなわぢ後再生処理が 行なわれる。

その後、使用した鋳物砂は第２チヤンバーから第３チヤンバーへ進む。この第３ チヤンバーは回転式第１チヤンバーと熱交換関係にあるよう適当に配置されてい る。使用し２だ鋳物砂が第２方向に第３チヤン・・−を通るとき熱は第１チヤン バーを第１方向へ通る使用した鋳物砂へ第３チヤンバーから移される。この熱交 換の結果として、第１チヤンバーを通っている間その使用し２だ鋳物砂は予熱さ れ、第３チヤンバーを通っている間その使用した鋳物砂は冷却される。最後に、 第３チヤンバーから放出するときその使用した鋳物砂の整粒が更に行なわれる。

装置を出るとき使用したりｊ物砂をそれが洗浄され、更に冷却される他のヂャン ハーへ運ばれるようにするのが好ｔ　Ｌい。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に従って構成された固体、粒状体及びアグレゲートイ〕料を処 理する装置から成り、そして使用した化学的に結合した鋳物砂から有機物を熱的 に除去するサーマルレフレイマーと一緒に作動するよう組合された、固体、粒状 体そしてアグレゲ−１・材料を処理する装置から成るアセンブリーのブロック図 である。

第２図は、本発明に従って構成された固体、おシ状体及びアグレゲート材料を処 理するだめの装置の断面側面図である。

第３図は第２図の線３−３に沿う第２図の装置の断面図である。

好件しい実施例の説明 添付図、特に第１図を参照する。第１図にノロツク図として示しているのは、全 体を参照数字１２て示しだサーマルレフレイマーから成る組立体］、０と、４′ 体を参照数字１４で示し／（、固体、粒Ａしてアクリゲート材木１を処理する本 発明の装置とを示す。サーマルレフレイマー］２は、本願と同１、発明の名前で １９８２年４月１６日に出願され、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願 第３６９　、３３４号の客体であるサーマルレフレイマーの形をとってもよい。

従ってサーマルレフレイマー１２の完全な説明については上記の米国特許出願を 参照されたい。

しかし、本願の発明の理解のためサーマルレフレイマーの構造を以下に簡単に説 明しておく。サーマルレフレイマー１２が含むチャンバー内で、使用した鋳物砂 を所定期間所定温度に加熱してその鋳物砂が含む有機物を焼払ってし捷う。この チャンバーの一端には入口が、そして他端には出口が設けられている。この人口 と組合されている給送手段は入口からチャンバー内へ使用した砂を送シ込む。更 に、サーマルレフレイマー１２け、使用した鋳物砂の加熱中チャンバーを回転さ せる回転手段を含んでいる。出口側でチャンバーにバーナ一手段が組合されてい る。このバーナ一手段は使用した鋳物砂をチャンバー内で所望温度へ加熱する。

最後に出口は、有機物を除いた鋳物砂をチャンバーから、そしてそれによシサー マルレクレイマ−１２から出す手段となっている。

固体、粒体そしてアグリゲート材料を処理するだめの本発明の装置１４を説明す ることになるが、そのために特に第２．３図を参照する。先ず、本発明の装置１ ４は使った、すなわち使用済の化学的に結合した鋳物砂の予熱、再生利用、サイ ズイング又は整粒そして冷却を実施することを理解されたい。すなわち、既に説 明したように、有機物を熱により除去するためにサーマルレフレイマ−１２に入 れる使用した鋳物砂は、サーマルレフレイマー１２内で既に有機物を熱で除去さ れてしまっている鋳物砂から熱をうけて予熱され、予回収される。

第２．３図を参照すると最もよく理解される本発明の好ましい実施例によれば、 装置１４内に円筒チャンバー１６が形成されている。ある目的でそして既に説明 したように、チャンバー１６は回転できるように設計されている。第２図に参照 数字１８で示したようなバイブによりチャンバー１６に使った、すなわち使用済 の化学的に結合した鋳物砂を入れるようにするのが好ましい。本発明の技術的思 想の範囲内でこの同じ目的で他の゛手段を同様に利用できることを理解すべきで ある。チャンバー１６に供給するときその使用した鋳物砂は普通室温であり、そ して約マイナス４分の３インチの大きさにふるいを通して大きさを揃えられてい る。

チャンバー１６を更に説明すると、本発明の実施例によればチャンバーの中には 複数のパドル状部材２０が適当に取付けられている。更に具体的にいえば、第３ 図に最もよく示されているように、チャ・ンバー１６には３つのパドル状部材２ ０が設けられている。パドル状部材２０はチャンバー１６の円周に沿ってはソ等 間隔に配置されている。更に詳しくいえば、各パドル状部材２０はチャンバー１ ６の内壁面に適当な形の取付手段により取付けられていて、チャンバー１６の回 転軸に平行に、すなわちチャンバー１６の長さ方向にのびている。パドル状部材 ２０の機能は使用した砂がチャンバー１６の長さ方向に走るとき、すｉわち第２ 図で右から左ヘチャンパー１６を通るとき使用した砂を混合することである。

チャンバー１６はベアリングに普通の仕方で回転するよう適当に取付けられてい る。このベアリングは第３図で参照数字２２により示されている。このだめ、装 置１４は適当々形の回転装置、例えば第３図で参照数字２４により全体を示して いるモータと駆動手段とに一糾合されている。この点について、バイブ１８によ りチャンバー１６に入る使用した砂がチャンバー１６の一端から他端へ進んでい けるようにチャンバー１６を回転するよう回転装置２４を設計している。更に、 既に述べたように、このように進んでいった使用した鋳物砂はパドル状部材２０ の動作により混合される。

最後に、既に述べたようにして、その使用した鋳物砂をチャンバー１６を長さ方 向に進む間に予熱する。更に詳しくいえば、使用した鋳物砂の温度は、砂がチャ ンバー１６に入った時から砂がチャンバー１６を出る時捷で上がりつソける。

チャンバー１６を通った後その使用した鋳物砂は移１　送／ニート装置を通って チャンバーから出る。この移送／ニート装置は第２図で全体を参照数字２６で示 されている。本発明の図示の実施例によれば、移送シュート装置は第３図から最 もよく理解されるように、複数の移送シュート２６ａ、　２６ｂ、　２６ｃから 成る。移送シュート２６ａ、　２６ｂ、　２６ｃはチャンバー］６の内壁面の内 周の周りに等間隔に配置されているのが好捷しい。

更に具体的にいえば、移送シュートの各々はパドル状部材２０の１つ１つに対応 して並置されている。

使用した鋳物砂はチャンバー１６から移送７ユート２６を通って粉砕手段へ進む 。この粉砕手段は適当な大きさの円筒チャンバー２８から成り、その円筒チャン バー内に多数のボール３０が配置されていてその中で動けるようになっている。

砂が粉砕チャンバー２８に移送／ニート２６を通って入るときその使用した鋳物 砂における砕けやすい鋳物砂の塊りを粉砕するに十分な重さをボール３０は有し ている。これについて、使用した鋳物砂の高い温度のだめ砂の塊りは引張り強度 をかなり失っているということについて注意されたい。更に、粉砕チャンバー２ ８は既に言及したチャンバー１６と同じ回転をうける。粉砕ボール３０のチャン バー２８内での動きを伴なう粉砕チャンバー２８がうりる回転と、砂の塊りの引 張り強度を鋳物砂の高い温度が低下させるということ−が相捷ってこわれ易い砂 の塊りを砕くのである。最後に、後で述べるように粉砕チャンバー２８内にある 間に使用した鋳物砂は更に加熱さねるということを述べておく。

ト述の粉砕をうけてから、その使用した鋳物砂は粉砕サヤンバ−２８を出て、そ してふるいチャンバー２ ３２に、（る。このふるいチャンバーＷは円筒形であり、それの外面には適当な 大きさの開口が設けられである。この開口に並置して適当なふるい３４を配置す る。、適当な普通の取付手段を使用してふるいチャンバー３２の壁の前述の開口 に捷たがつてふるい３４を配置する。更に、ふるいチャンバー３２の端壁の一つ にスロット３６をい１から述べる目的で設ける。ふるいチャンバー３２内にある 鋳物砂はふるいにかけられる。

すなわち、ふるいチャンバー３２が既述の粉砕チャ／バー２４と予熱チャンバ− １６と同じように回転するどき、砂はふるわれて、所望の大きさの粒子の砂がふ るい３４を通って、第２図でふるい３４の１・−の収集チャンバー３８に入る。

他力、使用した鋳物砂に含まれる太き過ぎる材料、例えば金属やセラミック片等 はスロット３６を通し７てふるいチャンバー３２から放出され、このとき太き過 ぎる材料は適当な容器のような手段（図示せず）に同乗される。

ふるい３４を通った砂粒は回収チャンバー３８に入り、そし７て回収チャンバー から回収シュートに放出される。この回収シュートは第２図で参照数字４０で示 されている。第１図から最もよく理解されるように、回収／ニート４０はサーマ ルレフレイマー１２と作動関係に接続されており、装置１４の回収チャン・く− ３８を出る砂粒が回収・／ニート４０を通してサーマルレフレイマー１２へ運ば れ、そこでこれらの砂粒は更に熱再生処理をうける。砂粒の熱再生処理を行なう 方法は１９８２年４月１６日に出願された米国特許出願第３６９　、３３４号の 発明を構成している。

装置゛１４のこの点について要約して説明すると、チャンバー　１６に入る使用 した鋳物砂は周囲温度である。

このチャンバー１６を横切るとき使用された鋳物砂の温度は上がる。チャンバー １６から鋳物砂は移送シコート２６により粉砕チャンバー２８に入る。この粉砕 グーヤンバー２８において鋳物砂内の壊れ易い鋳物砂の塊を粉砕ボール３０の作 用により後で粉砕する。又、鋳物砂は粉砕チャンバー２８内にある間に更に加熱 される。粉砕チャンバー２８から鋳物砂はふるいチャンバー３２に入る。このふ るいチャン・く−３２内にある間鋳物砂はふるわれて、大き過ぎる材料は鋳物砂 から除去され、そしてふるいチャンバー３２にそのために設けたスロット３６を 通してふるいチャツノ（・−３２から放出される。他方、所望粒度の砂粒はふる い３４を通って回収チャンバ３８に入る。その後、砂粒は回収チャンバー３８か ら回収シュート４０内へ放出され、このとき砂粒はサーマルレフレイマーへ運ば れ、そこで砂粒は更に熱再生処理をうける。こ〜で注意すべきことメして、装置 １４を上に述べたように通過するととを除去されており、そしてそれの砂粒は大 きさで分けられて所望の大きさの砂粒だけがふるい３４を通り、そして最後にサ ーマルレフレイマ−１２へ送られて更に処理される。

サーマルレフレイマー１２内で鋳物砂中の有機物は焼かれて除去される。このた め、鋳物砂はサーマルレフレイマー１２内で約７００〜７６０°Ｃ（，１３００ 〜１４００°Ｆ）へ加熱される。その後、鋳物砂（これは既に有機物質を除去さ れており、そして７６０°Ｃ（］、４．ＯＯ°Ｆ）程度の温度にある）はサーマ ルレフレイマ−１２から出され、そして適当な形の搬送手段により装置１４に運 ばれ、鋳物砂は装置１４に再び入る。第２図を参照して最もよく理解されるよう に、サーマルレフレイマ−１２を出た鋳物砂は第２図て参照数字４２で示される 給送・ごイブにより装置１４へ送られる。

７６０°ｃ　（１４００°Ｆ）の温度であるということに加えで、給送バイブ４ ２を通−って装置１４に入る鋳物砂はグレインライズである。給送ノζイブ４２ からその使用された鋳物砂はポストレクレメーンヨンチャンノ・−に入る。この ポヌトレクレメ＝７ヨンチヤンノぐ−は第２図で参照数字４４で全体を示され、 こねを装置１４に設置した目的はいま述べる。このポストレクレメー／ヨンチャ ンパー４４の形状ははヌ゛円筒である。少に、装置１４はモータと駆動装置（第 ３図２４）により回転されるように々っているので、ボストレクレメーションチ ャンパー４４も回転する。

第２図を更に参照する。ポストレクレメーンヨンチャンパー４４は良好に絶縁さ れている。すなわち、第２図で全体を参照数字４６で示されている適当な絶縁を 、ポストレクレメーションチャンパー４４の周りを形成している壁面を包囲する 関係で適当な支持手段により支持している。又、第２図を参照すると最もよく理 解されるように、パドル状部材４８（これはチャンバー１６に設けた既述のパド ル状部材２０と同様の構造となっている）は、ポストレクレメーンヨンチャンパ ー４４の周りに等間隔に適当な取付手段により取付けられる。更に具体的にい乏 −ば、本発明の最良実施例（７）ヨウＫ、ボストレクレメーンヨングーヤンバ− ４４には少なくとも３つのパドル状部材４８を設けるのが好守しい。チャンバー １６のパドル状部材２０のように、ポストレクレメーションチャンー・−４４の パドル状部材４８ば、チャンバー４４内に鋳物砂がある間それの混合と曝気とを 行なう。

鋳物砂がポストレクレメー７ョンチャンパー４４内’Ｃ（１４００°Ｆ）の高温 であり、そしてポストレフレノ−ジョンチャンパー４４の雰囲気中には酸素が存 在するからである。ポストレクレメーンヨンチャンパー４４が回転している間に 、給送パイプ４２により送シ込まれている鋳物砂はチャンバー４４を通シ、その ときにその鋳物砂は、第２図で参照数字５ｏで全体を示す移送シュートを介して チャンバー４４から出ｉ０第３図を参照して最もよく理解される本発明の最良実 施例によれば、好ましくは出口端に適当にポストレクレメーションチャンパー４ ４を設けている移送シュート装置５０は、３つの移送シュー　ト５０ａ、　５０ ｂ、　５０ｃ　カら成り、これらの移送シュートは等間隔に相互に離して配置さ れている。

移送シュート５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、参照数字５２により全体を示されてい る高温砂又は熱砂チャンバーとポストレクレメーンヨンチャンパー４４とを相互 に接続している。いま説明する目的のだめの高温砂チャンバーは既述の予熱チャ ンバー１６と同心関係に配置されている。従って、予熱チャンバー１６のように 、熱砂チャンバー５２の形は円筒である。更に、熱砂チャンバー５２は、装置１ ４がモータと駆動装置２４により回転させられているときに熱砂チャンバー５２ も回転するように、配置されている。

第２図から最もよく理解されるように、熱砂チャンバー５２は適当に絶縁されて いる。このため、絶縁５４は、熱砂チャンバー５２の周シを形成している壁面を 包囲して適当な取付手段によシ装置されている。更に、本発明の最良実施例によ れば、一連のすくいバッフル５６を熱砂チャンバー５２の外壁の内面に取付ける のが好ましい。その場合バッフル５６は熱砂チャンバー５２の回転軸に平行に、 すなわちチャンバー５２の長さ方向にのび、チャンバーの内側に突入する。すく いバッフル５６の形態は第３図を参照すれば最もよく理解されよう。との図には ３つのパンフル５６が相互に等間隔に配置されている。

バッフル５６は、熱い砂が熱砂チャンバー５２の全長を横切るとき熱砂をすくい 上げる、すなわち持上げる。バッフル５６により持上げられてから熱砂は予熱チ ャンバー１６を形成する壁の外面を流れる。結果として、予熱チャンバー１６の 外壁面はその上を流れる熱砂によシ加熱される。熱砂チャンバー５２の内側を横 切る熱砂と予熱チャンバー１６の外壁との間で熱交換が生じて、熱砂は予熱チャ ンバー１６の外壁を加熱し、予熱チャンバーの外壁は熱砂が熱砂チャンバー５６ の全長を横切るときその外壁と接触する熱砂を冷却するクーラーの機能を果す。

この熱伝達は、本発明の最良実施例によれば、一連のバッフル５８が熱砂チャン バー５２の中へ突入し、それの長さ方向にのびるように予熱チャンバー１６の外 壁にバッフル５８を適当に取付けるのが好ましい。予熱チャンバー１６の壁面の 外周に少なくとも３つのバッフル５８を等間隔に配置する。図には示していない が、上述の熱伝達機能を達成するのを更に助けたいのであれば、予熱チャンバー １６の外壁は前述のバッフル５８に設けたものではなく波形にして熱伝達面積を 増大するようにする。

物砂が通る。熱砂チャンバー５２の、第２図で見た右端に並置するように装置１ ４にふるいチャンバー６０を設ける。

更に、このふるいチャンバー６０の形は円筒であり、それの外面には適当な大き さの開口が設けられているこの開口に並べて適当な大きさのふるい６２を配置す る。適当な取付手段（図示せず）を使用して、ふるいチャンバー６０の壁の前述 の開口にふるい６２を配置する。更に、ふるいチャンバー６０の端壁の一つにス ロット６４を設ける。このため、ふるいチャンバー６０内の鋳物砂はふるい作用 をうける。すなわち、ふるいチャンバー６０が前述の熱砂チャンバー５２と同じ ょ＾シご回転するとき、使用した砂はふるわれて、所望寸ふるい６２の下になっ ている回収チャンバー６６に入る。他方、使用した鋳物砂の中の犬き遜ぎる材料 、例えば金属片や、セラミック片等はスロット６４を通ってふるいチャンバー６ ０から放出され、適当な容器のような手段（図示せず）に回収される。

ふるい６２を通った砂粒は回収チャンバー６６に入り、そしてそれから回収シュ ートに放出される。この回収シュートは第２図で参照数字６８で示される。装置 １４を出てから砂を洗浄し、そして更に冷却する装置（図示せず）と装置１４と を回収７ユート６８が相互に接続しているのが好ましい。そのような他の装置は 本発明の部分を構成するものではないので、図面にも示していないし、本文でも これ以上説明しない。

使用した鋳物砂が装置１４に給送パイプ４２を通って再び入ってからその鋳物砂 が装置１４を通過する様子を簡単に説明する。しかし先ず注意すべき事実として 、使用した鋳物砂が装置１４に再び入るとき鋳物砂の温度は約７６０℃（１４０ ０°Ｆ）であるということである。

ポストレクラメーションチャンパー４４を通るとき、その使用した鋳物砂は再生 処理をうけ、それにより鋳物砂の中の有機物は焼尽される。ポストレクラメーシ ョンチャンパー４４から鋳物砂は移送シュート装置５０により熱砂チャンバー５ ２に入る。鋳物砂が熱砂チャンバー５２を通るとき、チャンバー５２内の鋳物砂 と予熱チャンバー１６を形成している外壁面との間で熱交換が生じる。熱砂チャ ンバー５２から鋳物砂はふるいチャンバー６０に入る。ふるいチャンバー６０内 にある間に鋳物砂はふるわれて、大き過ぎる材料は鋳物砂から分離され、そして そのために設置したスロット６４を通してふるいチャンバー６０から放出される 。

他方、所望寸法の砂粒はふるい６２を通って回収チャンバー６６に入る。その後 、砂粒け］収チャンパー６６から回収シュート６８に放出され、砂粒は適当な他 の装置（図示せず）へ送られる。こＮで注意すべきこととし、１、装置１４に町 び人ってから装置］４を通るとき鋳物砂は約７６０８Ｃ（１４００’Ｆ　）（Ｄ 温度から約１７６℃（３５０°）−′）の温度へ冷却される。更に、鋳物砂から 金属とくずとを除去し、そして所望寸法の砂粒だけかふるい６２を通る。

本発明に従ってつくられた装置１４の説明を終るに当って注意すべきこと＼して 、使用した鋳物砂をその装置１４に通すとき装Ｍ１４のすべてのチャンバーの中 に煙とちりとが発生するということがある。装置１４のチャンバーから煙とちり とを排出する目的で第２図に参照数字７０で示すパイプを通してガスを注入する 。

このガスは第２図で参照数字７２で丞すベンチフーリー形ノズルに流れ込む。ノ ズル７２へのこのガスの流れは装置１４内に減圧区域をつくる。更に、ガスの燃 焼が装置１４内の空気を加熱し、そして煙は酸化する。

乙のゾロ十スは第２図で７４で示す触媒コンバータを使用することにより更に促 進される。この触媒コンパれる熱は、予熱チャンバー１６の内側の鋳物砂の予熱 を助ける。最後に、本発明の最良実施例によれば、パイプ７６から熱交換器（図 示せず）へそしてそこからバッグハウス（図示せず）へ排出する。叙−七から明 らかなように、上述の構造により煙は酸化し７、ちりは集められてバッグハウス へ運ばれ、そして解放された熱は装置１４内の使用した鋳物砂の処理に関連して 使用される。

本発明に従って、固体、−一そしてアグリゲー　ト材料のだめの新しい改良され た装置が提供される。更に、本発明の装置は、使用した鋳物砂の予熱と部分再生 処理を行なう目的で砂のザーマルレクシメーンヨン装置に使用するのに特に適し ている。更に、本発明に従って提供される予熱装ｆｌｕ１、使用した鋳物砂のボ ストレクラメーンヨンを実施する目的でザーマルレクラノーンヨン装置にも使用 できる。更に、本発明の予熱とポストレクラメーション装置は、使用した鋳物砂 を冷却するだめの十−マルレクラノーゾヨン装置に使用できる。更に、本発明に よる予熱、ポストレクラメーゾヨン、冷却装置は、砂のす・−マルレクラメーン ヨン装置の熱再生処理と協働するよう組合せることができる。

本発明の予熱、ポストレクラメーンヨン、冷却装置では使用した鋳物砂の予熱は 、熱再生処理した使用した鋳物砂と熱再生処理しようとしている使用した鋳物砂 との間の熱交換の結果としてなされる。最後に、予熱、プレ／レクラメーンヨン 、粒合わせ、ポストレクラメーンヨン、粒合わせ、冷却のための本発明の装置は 採用し易く、動作は信頼でき、しかも廉価であるという特徴を有している。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（イ）−端近くに形成された入口手段と他端近くに形成された出目手段とを有 する第１のチャンバー、（ロ）一端近くに形成された再入口手段と他端近くに形 成された放出手段とを有する第２のチャンバー、及び （・・）前記の第１のチャンバーと第２のチャンバーとに作用するよう組合され た回転装置を備え、前記の第１のチャンバーの人口手段は第１の温度で供給され る材料を第１のチャンバーへ入れる人口となっており、第１のチャンバーはそれ を通って第１の方向に進む材料を加熱している間チャンバー内に材料を保持し、 前記の第１のチャン・・−の出口手段は第１のチャンバー内で材料を予熱してか らその材料が第１のチャンバーを出ていく出口となっており、前記の第２のチャ ンバーの再入口手段は第２の温度で供給される材料が第２のチャンバーへ入る入 口となっており、第２のチャンバーはその中を第２の方向に通っていく材料を冷 却している間チャンバー内に材料を保持しており、前記の第２のチャンバーの放 出手段はその中での冷却に続いて材料を第２のチャンバーから出す出口となって おり、第２のチャンノ・−は第１のチャンバーと並置されていて、第１のチャン バーを通る材料の予熱と第２のチャンバーを通るイＩ　Ｉｔの冷却とは、第２の 方向に第２のチャンバーを１ 通る材料と第１の方向に第１のチャンバーを通る材料との間の熱交換により行な われ、そして前記の回転装置は第］の方向に第１のチャンバー内を、そして第２ の方向に第２のチャンバー内を材料が通るとき第１のチャンバーと第２のチャン バーとを回転することができるようにした、固体、粒状体そしてアグレゲ−１・ 材料を処理する装置。 ２　前記の第１のチャンバーがパドル状部祠を含み、これらのパドル状部材は前 記の第１のチャツバ−を通るとき材料を混合する目的で作動する請求の範囲第１ 項に記載の装置。 ３　前記の第１のチャンバーは粉砕手段を含み、この粉砕手段は前記の第１のチ ャンバーを材料が通るときこわれ易い材料の塊りを砕く請求の範囲第２項に記載 の装置。 ４　前記の第１のチャンバーはふるい手段を含み、このふるい手段は第１のチャ ンバーを通過中材料をふるって所望寸法の粒子から過大寸法の粒子を分離する請 求の範囲第３項に記載の装置。 ５　前記の第１のチャンバーは前記のふるい手段に隣接して形成しだスロットを 有し、このスロットにより過大寸法の粒子を第１のチャンバーから放出する請求 の範囲第４項に記載の装置。 ６　前記の第２のチャンバーはすくい手段を含み、このすくい手段は第２のチャ ンバーを通るとき月相を滝のように流すようにする請求の範囲第１項に記載の装 置。 ７　前記の第２のチャンバーはふるい手段を含み、このふるい手段は第２のチャ ンバーを材料が通る間材料をふるって所望寸法の材料の粒子から過大粒子を分離 する請求の範囲第６項に記載の装置。 ８　前記の第２のチャンバーは前記のふるい手段に隣接して形成されたスロット を有し、このスロットにより材料の過大粒子は第２のチャンバーから放出される 請求の範囲第７項に記載の装置。 ９　前記の回転装置がモータと駆動装置とを備える請求の範囲第１項に記載の装 置。 １０　前記の第２のチャンバーと作動するよう接続された第３のチャンバーを含 み、この第３のチャンバーはそれを材料が通る間材料を後再生処理する請求の範 囲第１項に記載の装置。 １１　前記の第１のチャンバーと第３のチャンバーとはする請求の範囲第１０項 に記載の装置。 １２　触媒変換器が前記のガス手段へ接続され、この触媒変換器は第１のチャン バー内の煙を酸化する請求の範囲第１１項に記載の装置。 １３　ベンチュリーノズルが前記のガス手段へ接続され、このベンチュリーノズ ルは第１のチャンバー内に減圧区域をつくる請求の範囲第１２項に記載の装置。 、゛ ５１、　−　−　５〜　′　−ニ