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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022063774
(43)【公開日】2022-04-22
(54)【発明の名称】砂熱処理装置
(51)【国際特許分類】
B22C 5/00 20060101AFI20220415BHJP
【ＦＩ】
B22C5/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020172187
(22)【出願日】2020-10-12
(71)【出願人】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520285880
【氏名又は名称】中部電力ミライズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000213297
【氏名又は名称】中部電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003052
【氏名又は名称】特許業務法人勇智国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】横山 吉明
(72)【発明者】
【氏名】赤坂 千春
(72)【発明者】
【氏名】池田 大亮
【テーマコード（参考）】
4E093
【Ｆターム（参考）】
4E093AA01
4E093AA02
4E093AA03
(57)【要約】
【課題】中子を粉砕して得た粉砕砂を熱処理する砂熱処理装置を省スペースで構成することができる技術を提供する。
【解決手段】砂熱処理装置１００は、本体部１１０と電気ヒーター１３０を有している。本体部１１０は、両端が開口している貫通穴１２０を有している。貫通穴１２０は、中子を粉砕して得た粉砕砂が自由落下可能に、鉛直方向に沿って延在している。電気ヒーター１３０は、貫通穴１２０内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、本体部１１０に、貫通穴１２０と離間して配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】砂熱処理装置１００は、本体部１１０と電気ヒーター１３０を有している。本体部１１０は、両端が開口している貫通穴１２０を有している。貫通穴１２０は、中子を粉砕して得た粉砕砂が自由落下可能に、鉛直方向に沿って延在している。電気ヒーター１３０は、貫通穴１２０内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、本体部１１０に、貫通穴１２０と離間して配置されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中子を粉砕して得た粉砕砂を熱処理する砂熱処理装置であって、
本体部と、電気加熱部を備え、
前記本体部は、両端が開口し、粉砕砂が自由落下可能に鉛直方向に沿って延在する貫通穴を有し、
前記電気加熱部は、前記貫通穴内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、前記本体部に、前記貫通穴と離間して配置されている電気ヒーターを有していることを特徴とする砂熱処理装置。
本体部と、電気加熱部を備え、
前記本体部は、両端が開口し、粉砕砂が自由落下可能に鉛直方向に沿って延在する貫通穴を有し、
前記電気加熱部は、前記貫通穴内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、前記本体部に、前記貫通穴と離間して配置されている電気ヒーターを有していることを特徴とする砂熱処理装置。
【請求項2】
請求項１に記載の砂熱処理装置であって、
前記貫通穴は、前記貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、壁面により囲まれている形状を有し、
前記電気ヒーターは、前記貫通穴の外周側に配置されていることを特徴とする砂熱処理装置。
前記貫通穴は、前記貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、壁面により囲まれている形状を有し、
前記電気ヒーターは、前記貫通穴の外周側に配置されていることを特徴とする砂熱処理装置。
【請求項3】
請求項１に記載の砂熱処理装置であって、
前記貫通穴は、前記貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、内周側壁面と外周側壁面により形成される環状を有し、
前記電気ヒーターは、前記貫通穴の内周側と外周側の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする砂熱処理装置。
前記貫通穴は、前記貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、内周側壁面と外周側壁面により形成される環状を有し、
前記電気ヒーターは、前記貫通穴の内周側と外周側の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする砂熱処理装置。
【請求項4】
請求項１～３のうちのいずれか一項に記載の砂熱処理装置であって、
前記貫通穴の延在方向に沿って複数の領域が規定され、
前記複数の領域は、少なくとも、第１の領域と、前記第１の領域より砂の自由落下方向に配置されている第２の領域を含み、
前記電気加熱部は、前記第１の領域に配置されている第１の電気ヒーターと、前記第２の領域に配置されている第２の電気ヒーターを有し、
前記第１の領域において砂の温度が上昇し、前記第２の領域において砂の温度が維持されるように構成されていることを特徴とする砂熱処理装置。
前記貫通穴の延在方向に沿って複数の領域が規定され、
前記複数の領域は、少なくとも、第１の領域と、前記第１の領域より砂の自由落下方向に配置されている第２の領域を含み、
前記電気加熱部は、前記第１の領域に配置されている第１の電気ヒーターと、前記第２の領域に配置されている第２の電気ヒーターを有し、
前記第１の領域において砂の温度が上昇し、前記第２の領域において砂の温度が維持されるように構成されていることを特徴とする砂熱処理装置。
【請求項5】
請求項１～４のうちのいずれか一項に記載の砂熱処理装置であって、
前記貫通穴内を自由落下する砂を攪拌する攪拌機構を備えていることを特徴とする砂熱処理装置。
前記貫通穴内を自由落下する砂を攪拌する攪拌機構を備えていることを特徴とする砂熱処理装置。
【請求項6】
請求項１～５のうちのいずれか一項に記載の砂熱処理装置であって、
前記貫通穴に挿入される粉砕砂の大きさは、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内であり、
貫通穴の径あるいは幅は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定され、
前記貫通穴の長さは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定されていることを特徴とする砂熱処理装置。
前記貫通穴に挿入される粉砕砂の大きさは、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内であり、
貫通穴の径あるいは幅は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定され、
前記貫通穴の長さは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定されていることを特徴とする砂熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中子を形成する鋳物砂を再生する際に用いられる砂熱処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
金属製品を製造する方法として、溶融状態の金属（アルミニウム、鉄、銅等）を主型に流し込む鋳造方法が用いられている。また、中空の製品を鋳造する際には、主型の中に、中空を形成するための中子を配置した状態で溶融状態の金属を流し込む。中子は、鋳物用の砂（以下、「鋳物砂」という）を、バインダと混合して成形することにより形成される。バインダとしては、有機バインダや無機バインダが用いられている。
鋳物砂は、再生して利用されることが多い。特に、無機バインダを用いた無機中子では、鋳物砂として球状の鋳物砂が用いられる。球状の鋳物砂は、球状でない鋳物砂に較べて高価であるため、再生して利用される。
中子を形成する鋳物砂を再生する砂再生装置として、例えば、特許文献１に開示されている砂再生装置が知られている。特許文献１に開示されている砂再生装置は、中子を粉砕して粉砕砂を得る粉砕装置と、バーナーの熱を利用して粉砕砂を熱処理する熱処理装置を有し、バインダが除去された鋳物砂を再生するように構成されている。
鋳物砂は、再生して利用されることが多い。特に、無機バインダを用いた無機中子では、鋳物砂として球状の鋳物砂が用いられる。球状の鋳物砂は、球状でない鋳物砂に較べて高価であるため、再生して利用される。
中子を形成する鋳物砂を再生する砂再生装置として、例えば、特許文献１に開示されている砂再生装置が知られている。特許文献１に開示されている砂再生装置は、中子を粉砕して粉砕砂を得る粉砕装置と、バーナーの熱を利用して粉砕砂を熱処理する熱処理装置を有し、バインダが除去された鋳物砂を再生するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－９４３８１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１に開示されている砂再生処理装置は、バーナーや吸排気ファン等を有する熱処理層装置を用いているため、大きい設置スペースを必要とする。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、省スペースで設置することができる砂熱処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、省スペースで設置することができる砂熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、鋳造に用いられる中子を粉砕して得た粉砕砂を熱処理する際に用いられる。
本発明は、本体部と、電気加熱部を備えている。
本体部は、一つの部材あるいは複数の部材により構成される。本体部は、両端が開口している（両端に開口部を有する）貫通穴を有している。貫通穴は、少なくとも一つ設けられる。貫通穴は、粉砕砂が自由落下可能に、鉛直方向に沿って延在している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部から貫通穴内に挿入され、貫通穴内を自由落下して、鉛直方向下方側の開口部から排出される。
電気加熱部は、電気ヒーターを有している。電気ヒーターは、少なくとも一つ設けられる。電気ヒーターとしては、公知の種々の電気ヒーター（例えば、カートリッジヒーター、シーズヒーター、赤外線ヒーター等）を用いることができる。電気ヒーターは、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、本体部に、貫通穴と離間して配置されている。電気ヒーターの数、配置位置や容量（出力）は、単位時間当たりの粉砕砂の処理量等に応じて設定される。
本発明の砂熱処理装置は、省スペースで設置することができる。
貫通穴の形状や電気ヒーターの配置態様は、種々変更可能である。
本発明の異なる形態では、貫通穴は、貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、壁面により囲まれている形状を有している。そして、電気ヒーターは、貫通穴の外周側に配置されている。
本形態は、好適には、単位時間当たりの粉砕砂の処理量が少ない場合に用いられる。
また、本発明の異なる形態では、貫通穴は、貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、内周側壁面と外周側壁面により形成される環状を有している。そして、電気ヒーターは、貫通穴の内周側と外周側の少なくとも一方に配置されている。
本形態は、好適には、単位時間当たりの粉砕砂の処理量が多い場合に用いられる。
本発明の異なる形態では、貫通穴の延在方向に沿って複数の領域が規定されている。複数の領域は、少なくとも、第１の領域と、第１の領域より粉砕砂の落下方向（鉛直方向下方）に配置されている第２の領域を含んでいる。
また、電気加熱部は、少なくとも、第１の領域に配置されている第１の電気ヒーターと、第２の領域に配置されている第２の電気ヒーターを有している。第１の電気ヒーターおよび第２の電気ヒーターの数や配置位置は、適宜変更可能である。
そして、第１の領域において粉砕砂の温度が上昇し（昇温領域）、第２の領域において粉砕砂の温度が維持される（均熱領域）ように構成されている。例えば、第１の電気ヒーターと第２の電気ヒーターは、同じ設定温度に設定されるが、第２の電気ヒーターとして、第１の電気ヒーターの容量（出力）より小さい容量（出力）を有する電気ヒーターが用いられる。第１の領域および第２の領域の範囲（貫通孔の延在方向に沿った長さ）は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下する際における粉砕砂の温度変化特性が所望の特性となるように設定される。
本形態では、電気ヒーターを適切に配置することができる。
本発明の異なる形態では、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する攪拌機構を備えている。攪拌機構としては、例えば、貫通穴内に挿入される棒状部材と、棒状部材を貫通穴の延在方向に沿って移動（振動）させ、また、貫通穴の延在方向回りに回転させる駆動装置を有する攪拌機構が用いられる。
本形態では、粉砕砂が貫通穴内で接着するのを防止することができる。
本発明の異なる形態では、貫通穴に挿入される粉砕砂の大きさは、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内である。そして、貫通穴の径あるいは幅は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定され、貫通穴の長さは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定されている。
本形態では、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の粉砕砂を効果的に熱処理することができる。
本発明は、本体部と、電気加熱部を備えている。
本体部は、一つの部材あるいは複数の部材により構成される。本体部は、両端が開口している（両端に開口部を有する）貫通穴を有している。貫通穴は、少なくとも一つ設けられる。貫通穴は、粉砕砂が自由落下可能に、鉛直方向に沿って延在している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部から貫通穴内に挿入され、貫通穴内を自由落下して、鉛直方向下方側の開口部から排出される。
電気加熱部は、電気ヒーターを有している。電気ヒーターは、少なくとも一つ設けられる。電気ヒーターとしては、公知の種々の電気ヒーター（例えば、カートリッジヒーター、シーズヒーター、赤外線ヒーター等）を用いることができる。電気ヒーターは、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を加熱可能に、本体部に、貫通穴と離間して配置されている。電気ヒーターの数、配置位置や容量（出力）は、単位時間当たりの粉砕砂の処理量等に応じて設定される。
本発明の砂熱処理装置は、省スペースで設置することができる。
貫通穴の形状や電気ヒーターの配置態様は、種々変更可能である。
本発明の異なる形態では、貫通穴は、貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、壁面により囲まれている形状を有している。そして、電気ヒーターは、貫通穴の外周側に配置されている。
本形態は、好適には、単位時間当たりの粉砕砂の処理量が少ない場合に用いられる。
また、本発明の異なる形態では、貫通穴は、貫通穴の延在方向と交差する断面で見て、内周側壁面と外周側壁面により形成される環状を有している。そして、電気ヒーターは、貫通穴の内周側と外周側の少なくとも一方に配置されている。
本形態は、好適には、単位時間当たりの粉砕砂の処理量が多い場合に用いられる。
本発明の異なる形態では、貫通穴の延在方向に沿って複数の領域が規定されている。複数の領域は、少なくとも、第１の領域と、第１の領域より粉砕砂の落下方向（鉛直方向下方）に配置されている第２の領域を含んでいる。
また、電気加熱部は、少なくとも、第１の領域に配置されている第１の電気ヒーターと、第２の領域に配置されている第２の電気ヒーターを有している。第１の電気ヒーターおよび第２の電気ヒーターの数や配置位置は、適宜変更可能である。
そして、第１の領域において粉砕砂の温度が上昇し（昇温領域）、第２の領域において粉砕砂の温度が維持される（均熱領域）ように構成されている。例えば、第１の電気ヒーターと第２の電気ヒーターは、同じ設定温度に設定されるが、第２の電気ヒーターとして、第１の電気ヒーターの容量（出力）より小さい容量（出力）を有する電気ヒーターが用いられる。第１の領域および第２の領域の範囲（貫通孔の延在方向に沿った長さ）は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下する際における粉砕砂の温度変化特性が所望の特性となるように設定される。
本形態では、電気ヒーターを適切に配置することができる。
本発明の異なる形態では、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する攪拌機構を備えている。攪拌機構としては、例えば、貫通穴内に挿入される棒状部材と、棒状部材を貫通穴の延在方向に沿って移動（振動）させ、また、貫通穴の延在方向回りに回転させる駆動装置を有する攪拌機構が用いられる。
本形態では、粉砕砂が貫通穴内で接着するのを防止することができる。
本発明の異なる形態では、貫通穴に挿入される粉砕砂の大きさは、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内である。そして、貫通穴の径あるいは幅は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定され、貫通穴の長さは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定されている。
本形態では、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の粉砕砂を効果的に熱処理することができる。
【発明の効果】
【0006】
本発明の砂熱処理装置は、安価に、省スペースで設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の砂熱処理装置の第1実施形態の斜視図である。
【図4】本発明の砂熱処理装置の第２実施形態の断面図である。
【図5】本発明の砂熱処理装置の第３実施形態の斜視図である。
【図8】本発明の砂熱処理装置の第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の砂熱処理装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
中子は、鋳造砂を、バインダと混合して成形することによりを形成される。鋳造砂としては、公知の種々の耐火性砂（例えば、アルミナ砂、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、合成ムライト砂等）から選択された１つあるいは複数が用いられる。バインダとしては、公知の種々の有機バインダ（例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂）のうちの１つあるいは複数が用いられ、または、公知の種々の無機バインダ（例えば、ケイ酸ソーダ（水ガラス）、粘土、硫酸塩、硝酸塩）から選択された１つあるいは複数が用いられる。
なお、以下の各実施形態の砂熱処理装置は、鋳造に使用される中子を粉砕して得た０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の粉砕砂を熱処理するものとして説明する。
また、以下の各実施形態の砂熱処理装置は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下（以下、単に「落下」という）するように構成されているとともに、粉砕砂が貫通穴内を落下する間に、電気ヒーターにより加熱されるように構成されている。
中子は、鋳造砂を、バインダと混合して成形することによりを形成される。鋳造砂としては、公知の種々の耐火性砂（例えば、アルミナ砂、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、合成ムライト砂等）から選択された１つあるいは複数が用いられる。バインダとしては、公知の種々の有機バインダ（例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂）のうちの１つあるいは複数が用いられ、または、公知の種々の無機バインダ（例えば、ケイ酸ソーダ（水ガラス）、粘土、硫酸塩、硝酸塩）から選択された１つあるいは複数が用いられる。
なお、以下の各実施形態の砂熱処理装置は、鋳造に使用される中子を粉砕して得た０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内の粉砕砂を熱処理するものとして説明する。
また、以下の各実施形態の砂熱処理装置は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下（以下、単に「落下」という）するように構成されているとともに、粉砕砂が貫通穴内を落下する間に、電気ヒーターにより加熱されるように構成されている。
【0009】
先ず、第１実施形態の砂熱処理装置１００を、図１～図３を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態の砂熱処理装置１００の斜視図である。また、図２は、図１を矢印ＩＩ方向から見た図であり、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
【0010】
本実施形態の砂熱処理装置１００は、本体部１１０と、電気加熱部を有している。
本体部１１０は、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属により形成される。本実施形態では、本体部１１０は、断面が正方形である柱状（角柱状）を有している。
本体部１１０は、両端が開口している貫通穴１２０を少なくとも一つ有している。
貫通穴１２０は、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下可能に構成されている。本実施形態では、貫通穴１２０は、断面が円形を有し、鉛直方向に沿って直線状に延在している。
すなわち、貫通穴１２０の中心線Ｐは、鉛直方向に沿って延在している。また、貫通穴１２０は、中心線Ｐの延在方向と直交する断面（図２参照）で見て、中心線Ｐを中心とする直径Ｒの円に沿った壁面１２０ａにより形成され、円形（「略円形」を含む）を有している。また、貫通穴１２０は、両端に開口部１２０Ａ、１２０Ｂを有している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部（投入口）１２０Ａから貫通穴１２０内に投入され、貫通穴１２０内を落下した後、鉛直方向下方側の開口部（排出口）１２０Ｂから排出される。
なお、本実施形態では、貫通穴１２０の中心線Ｐは、本体部１１０の中心線と一致している。
本体部１１０は、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属により形成される。本実施形態では、本体部１１０は、断面が正方形である柱状（角柱状）を有している。
本体部１１０は、両端が開口している貫通穴１２０を少なくとも一つ有している。
貫通穴１２０は、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下可能に構成されている。本実施形態では、貫通穴１２０は、断面が円形を有し、鉛直方向に沿って直線状に延在している。
すなわち、貫通穴１２０の中心線Ｐは、鉛直方向に沿って延在している。また、貫通穴１２０は、中心線Ｐの延在方向と直交する断面（図２参照）で見て、中心線Ｐを中心とする直径Ｒの円に沿った壁面１２０ａにより形成され、円形（「略円形」を含む）を有している。また、貫通穴１２０は、両端に開口部１２０Ａ、１２０Ｂを有している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部（投入口）１２０Ａから貫通穴１２０内に投入され、貫通穴１２０内を落下した後、鉛直方向下方側の開口部（排出口）１２０Ｂから排出される。
なお、本実施形態では、貫通穴１２０の中心線Ｐは、本体部１１０の中心線と一致している。
【0011】
電気加熱部は、電気ヒーター１３０を有している。電気ヒーター１３０としては、公知の種々の電気ヒーターを用いることができる。例えば、カートリッジヒーター、シーズヒーター、赤外線ヒーター等が用いられる。
カートリッジヒーター、シーズヒーターは、ニクロム線等の発熱線が螺旋状に巻き付けられたセラミック等の絶縁体を、ステンレス等の金属製のパイプ（シース）内に挿入し、パイプと発熱線の間に、熱伝導性と絶縁性を有する絶縁パウダーを封入した棒状のヒーターである。カートリッジヒーター、シーズヒーターは、被加熱体（本実施形態では、本体部１１０）に接触させることができるため、被加熱体を効率よく加熱することができる。
赤外線ヒーターは、赤外線の輻射エネルギーを被加熱物に照射するヒーターである。赤外線ヒーターは、熱効率がよい。
電気ヒーター１３０は、少なくとも一つ設けられる。
本実施形態では、貫通穴１２０の外周側に、４つの電気ヒーター１３０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。電気ヒーター１３０は、断面が円形（「略円形」を含む）を有し、貫通穴１２０の延在方向に沿って（鉛直方向に沿って）延在している。
電気ヒーター１３０は、貫通穴１２０と離間する位置に配置されている。
なお、電気ヒーター１３０の数や、貫通穴１２０に対する電気ヒーターの配置位置は、貫通穴１２０内を落下する粉砕砂が加熱されるように適切に設定される。
カートリッジヒーター、シーズヒーターは、ニクロム線等の発熱線が螺旋状に巻き付けられたセラミック等の絶縁体を、ステンレス等の金属製のパイプ（シース）内に挿入し、パイプと発熱線の間に、熱伝導性と絶縁性を有する絶縁パウダーを封入した棒状のヒーターである。カートリッジヒーター、シーズヒーターは、被加熱体（本実施形態では、本体部１１０）に接触させることができるため、被加熱体を効率よく加熱することができる。
赤外線ヒーターは、赤外線の輻射エネルギーを被加熱物に照射するヒーターである。赤外線ヒーターは、熱効率がよい。
電気ヒーター１３０は、少なくとも一つ設けられる。
本実施形態では、貫通穴１２０の外周側に、４つの電気ヒーター１３０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。電気ヒーター１３０は、断面が円形（「略円形」を含む）を有し、貫通穴１２０の延在方向に沿って（鉛直方向に沿って）延在している。
電気ヒーター１３０は、貫通穴１２０と離間する位置に配置されている。
なお、電気ヒーター１３０の数や、貫通穴１２０に対する電気ヒーターの配置位置は、貫通穴１２０内を落下する粉砕砂が加熱されるように適切に設定される。
【0012】
本実施形態では、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの大きさの粉砕砂に対して、以下の条件を満足するように構成することにより、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下する間に、粉砕砂の温度を、目標表度まで加熱することができる。
貫通穴１２０の直径Ｒは、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の直径Ｒが３ｍｍより小さいと、粉砕砂が貫通穴１２０内に詰まるおそれがある。また、貫通穴１２０の直径Ｒが、１５ｍｍより大きいと、貫通穴１２０の中心線Ｐ付近を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。
貫通穴１２０の長さ（鉛直方向に沿った長さ）Ｍは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の長さＭが１．５ｍより短いと、貫通穴１２０内を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。また、貫通穴１２０の長さＭが３ｍより長くなると、砂熱処理装置を一般的な工場に収納することができないおそれがある。本実施形態の砂熱処理装置は、一般的な工場に収納可能に構成される。
電気ヒーター１３０の設定温度は、４００℃～１１００℃の範囲内に設定される。なお、電気ヒーター１３０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度が２０℃、熱処理前の粉砕砂の温度が２０℃である場合を想定して算出したものである。このため、電気ヒーター１３０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度や熱処理前の粉砕砂の温度に応じて変更することもできる。
電気ヒーター１３０の熱量（出力）（ｋＷ）は、粉砕砂の処理量（例えば、単位時間当たりの処理量［ｋｇ／ｈ］）に基づいて設定される。
貫通穴１２０の直径Ｒは、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の直径Ｒが３ｍｍより小さいと、粉砕砂が貫通穴１２０内に詰まるおそれがある。また、貫通穴１２０の直径Ｒが、１５ｍｍより大きいと、貫通穴１２０の中心線Ｐ付近を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。
貫通穴１２０の長さ（鉛直方向に沿った長さ）Ｍは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の長さＭが１．５ｍより短いと、貫通穴１２０内を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。また、貫通穴１２０の長さＭが３ｍより長くなると、砂熱処理装置を一般的な工場に収納することができないおそれがある。本実施形態の砂熱処理装置は、一般的な工場に収納可能に構成される。
電気ヒーター１３０の設定温度は、４００℃～１１００℃の範囲内に設定される。なお、電気ヒーター１３０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度が２０℃、熱処理前の粉砕砂の温度が２０℃である場合を想定して算出したものである。このため、電気ヒーター１３０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度や熱処理前の粉砕砂の温度に応じて変更することもできる。
電気ヒーター１３０の熱量（出力）（ｋＷ）は、粉砕砂の処理量（例えば、単位時間当たりの処理量［ｋｇ／ｈ］）に基づいて設定される。
【0013】
本実施形態の砂熱処理装置１００を用いて、粉砕砂を熱処理する場合には、前記条件を満足するように構成することで砂表面の残留バインダの機能を無効化できる。
有機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター１３０の設定温度を４００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が３５０℃以上に加熱され、残留バインダが熱分解および燃焼して除去される。
また、ケイ酸ソーダ系無機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター１３０の設定温度を８００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が６５０℃以上に加熱され、バインダとして機能しない状態となる。
有機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター１３０の設定温度を４００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が３５０℃以上に加熱され、残留バインダが熱分解および燃焼して除去される。
また、ケイ酸ソーダ系無機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター１３０の設定温度を８００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が６５０℃以上に加熱され、バインダとして機能しない状態となる。
【0014】
本実施形態では、電気ヒーター１３０を設定温度に設定した状態で、粉砕砂を貫通穴１２０内で落下させることにより、粉砕砂の温度を、熱処理に適した目標温度まで加熱することができる。
これにより、特許文献１に開示されているような、バーナーを用いて熱処理する砂熱処理装置に比べて、簡単に構成することができ、また、小さい設置スペースに設置することができる。すなわち、省スペース化を達成しながら、鋳造砂を再生するための、粉砕砂の熱処理を効率よく行うことができる。さらに、バーナーの使用による二酸化炭素の排出力を低減することができる。
なお、本実施形態の砂熱処理装置１００を用いて、球状の鋳物砂と無機バインダを用いた無機中子の粉砕砂を熱処理する場合には、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下することによる表面張力によって粉砕砂が球状化されるため、粉砕砂の形状の変形を防止することができる。
[0]
これにより、特許文献１に開示されているような、バーナーを用いて熱処理する砂熱処理装置に比べて、簡単に構成することができ、また、小さい設置スペースに設置することができる。すなわち、省スペース化を達成しながら、鋳造砂を再生するための、粉砕砂の熱処理を効率よく行うことができる。さらに、バーナーの使用による二酸化炭素の排出力を低減することができる。
なお、本実施形態の砂熱処理装置１００を用いて、球状の鋳物砂と無機バインダを用いた無機中子の粉砕砂を熱処理する場合には、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下することによる表面張力によって粉砕砂が球状化されるため、粉砕砂の形状の変形を防止することができる。
[0]
【0015】
次に、第２実施形態の砂熱処理装置１００を、図１、図２、図４を参照して説明する。第２実施形態の砂熱処理装置１００は、貫通穴１２０の延在方向に沿って複数の領域を規定している点が、第１実施形態の砂熱処理装置１００と相違している。
このため、以下では、第１実施形態の図３に対応する図４について説明する。
このため、以下では、第１実施形態の図３に対応する図４について説明する。
【0016】
粉砕砂が、貫通穴１２０内を落下する間加熱される場合、粉砕砂の温度は、開口部（投入口）１２０Ａから開口部（吐出口）１２０Ｂに向かって落下するにしたがって上昇する。この時、粉砕砂の温度が所定温度に達すると、温度上昇率が低下する。すなわち、粉砕砂の温度が所定温度に達した後は、粉砕砂に加える熱量を少なくすることができる。
そこで、貫通穴１２０の延在方向（鉛直方向）に沿って複数の領域を規定する。複数の領域の数や範囲は、貫通穴１２０内を落下する際における粉砕砂の温度の解析結果等に基づいて決定される。
そこで、貫通穴１２０の延在方向（鉛直方向）に沿って複数の領域を規定する。複数の領域の数や範囲は、貫通穴１２０内を落下する際における粉砕砂の温度の解析結果等に基づいて決定される。
【0017】
本実施形態では、図４に示されているように、開口部１２０Ａ側（鉛直方向上方側）に配置されている第１の領域Ｇ１と、第１の領域Ｇ１より開口部１２０Ｂ側（鉛直方向下方側）に配置されている第２の領域Ｇ２の２つの領域を規定している。
また、電気加熱部は、第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター１３０Ａと、第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター１３０Ｂを有している。
第1の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター１３０Ａとしては、容量（出力）（ｋＷ）が大きい電気ヒーターが用いられる。
第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター１３０Ｂとしては、第１の電気ヒーター１３０Ａより容量（出力）（ｋＷ）が小さい電気ヒーターが用いられる。
第１の領域Ｇ１は、粉砕砂の温度を上昇させる昇温領域であり、第２の領域Ｇ２は、粉砕砂の温度を維持する均熱領域である。
また、電気加熱部は、第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター１３０Ａと、第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター１３０Ｂを有している。
第1の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター１３０Ａとしては、容量（出力）（ｋＷ）が大きい電気ヒーターが用いられる。
第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター１３０Ｂとしては、第１の電気ヒーター１３０Ａより容量（出力）（ｋＷ）が小さい電気ヒーターが用いられる。
第１の領域Ｇ１は、粉砕砂の温度を上昇させる昇温領域であり、第２の領域Ｇ２は、粉砕砂の温度を維持する均熱領域である。
【0018】
本実施形態では、貫通穴の延在方向に沿って複数の領域を規定し、各領域に適切な電気ヒーターを配置している。
これにより、砂熱処理装置をより安価に構成することができる。
これにより、砂熱処理装置をより安価に構成することができる。
【0019】
第１実施形態および第２実施形態では、直線状に延在する貫通穴の断面積を大きくするには限界がある。また、貫通穴の断面積を大きくすることができないことにより、熱交換面積（貫通穴の外周面の面積）を大きくすることができない。このため、粉砕砂の単位時間当たりの処理量を増大するには限界がある。
次に、粉砕砂の単位時間当たりの処理量を増大させることができる第３実施形態の砂熱処理装置２００を、図５～図７を参照して説明する。なお、図５は、本実施形態の砂熱処理装置２００の斜視図である。また、図６は、図５を矢印ＶＩ方向から見た図であり、図７は、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。
次に、粉砕砂の単位時間当たりの処理量を増大させることができる第３実施形態の砂熱処理装置２００を、図５～図７を参照して説明する。なお、図５は、本実施形態の砂熱処理装置２００の斜視図である。また、図６は、図５を矢印ＶＩ方向から見た図であり、図７は、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。
【0020】
本実施形態の砂熱処理装置２００は、本体部２１０と、電気加熱部を有している。
本体部２１０は、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属により形成される。本実施形態では、本体部２１０は、断面が円形である柱状（円柱状）を有している。また、本体部２１０は、円柱状の第１の本体部２１０Ａと、第１の本体部２１０Ａより外周側に配置されている、円環状の第２の本体部２１０Ｂにより構成されている。
本体部２１０は、貫通穴２２０を有している。
貫通穴２２０は、粉砕砂が貫通穴２２０内を落下可能に構成されている。本実施形態では、貫通穴２２０は、断面が環状を有し、鉛直方向に沿って直線状に延在している。
すなわち、貫通穴２２０は、鉛直方向に直角な断面（図６参照）で見て、中心線Ｐを中心とする直径ｒ１の円に沿って延在する内周側壁面２２０ａと、中心線Ｐを中心とする直径ｒ２の円に沿って延在する外周側壁面２２０ｂにより形成される環状を有している。なお、内周側壁面２２０ａは、第１の本体部２１０Ａの外周面により形成され、外周側壁面２２０ｂは、第２の本体部２１０Ｂの内周面により形成されている。すなわち、貫通穴２２０は、第１の本体部２１０Ａと第２の本体部２１０Ｂの間に形成されている。中心線Ｐは、本体部２１０の中心線と一致している。また、貫通穴２２０は、両端に開口部２２０Ａ、２２０Ｂを有している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部（投入口）２２０Ａから貫通穴２２０内に投入され、貫通穴２２０内を落下した後、鉛直方向下方側の開口部（排出口）２２０Ｂから排出される。
本体部２１０は、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属により形成される。本実施形態では、本体部２１０は、断面が円形である柱状（円柱状）を有している。また、本体部２１０は、円柱状の第１の本体部２１０Ａと、第１の本体部２１０Ａより外周側に配置されている、円環状の第２の本体部２１０Ｂにより構成されている。
本体部２１０は、貫通穴２２０を有している。
貫通穴２２０は、粉砕砂が貫通穴２２０内を落下可能に構成されている。本実施形態では、貫通穴２２０は、断面が環状を有し、鉛直方向に沿って直線状に延在している。
すなわち、貫通穴２２０は、鉛直方向に直角な断面（図６参照）で見て、中心線Ｐを中心とする直径ｒ１の円に沿って延在する内周側壁面２２０ａと、中心線Ｐを中心とする直径ｒ２の円に沿って延在する外周側壁面２２０ｂにより形成される環状を有している。なお、内周側壁面２２０ａは、第１の本体部２１０Ａの外周面により形成され、外周側壁面２２０ｂは、第２の本体部２１０Ｂの内周面により形成されている。すなわち、貫通穴２２０は、第１の本体部２１０Ａと第２の本体部２１０Ｂの間に形成されている。中心線Ｐは、本体部２１０の中心線と一致している。また、貫通穴２２０は、両端に開口部２２０Ａ、２２０Ｂを有している。粉砕砂は、鉛直方向上方側の開口部（投入口）２２０Ａから貫通穴２２０内に投入され、貫通穴２２０内を落下した後、鉛直方向下方側の開口部（排出口）２２０Ｂから排出される。
【0021】
電気加熱部は、電気ヒーター２３０、２４０を有している。電気ヒーター２３０、２４０としては、公知の種々の電気ヒーターを用いることができる。電気ヒーター２３０、２４０は、少なくとも一つ設けられる。
本実施形態では、貫通穴２２０の内周側（内周側壁面２２０ａより内周側）に、複数の電気ヒーター２３０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。また、貫通穴２２０の外周側（外周側壁面２２０ｂより外周側）に、複数の電気ヒーター２４０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。電気ヒーター２３０、２４０は、断面が円形（「略円形」を含む）を有し、貫通穴２２０の延在方向に沿って（鉛直方向に沿って）延在している。
電気ヒーター２３０、２４０は、本体部２１０に、貫通穴２２０と離間する位置に配置されている。
なお、電気ヒーター２３０、２４０の数や、貫通穴２２０に対する電気ヒーター２３０、２４０の配置位置は、貫通穴２２０内を落下する粉砕砂が目標温度まで加熱されるように適切に設定される。
本実施形態では、貫通穴２２０の内周側（内周側壁面２２０ａより内周側）に、複数の電気ヒーター２３０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。また、貫通穴２２０の外周側（外周側壁面２２０ｂより外周側）に、複数の電気ヒーター２４０が、周方向に沿って等間隔に設けられている。電気ヒーター２３０、２４０は、断面が円形（「略円形」を含む）を有し、貫通穴２２０の延在方向に沿って（鉛直方向に沿って）延在している。
電気ヒーター２３０、２４０は、本体部２１０に、貫通穴２２０と離間する位置に配置されている。
なお、電気ヒーター２３０、２４０の数や、貫通穴２２０に対する電気ヒーター２３０、２４０の配置位置は、貫通穴２２０内を落下する粉砕砂が目標温度まで加熱されるように適切に設定される。
【0022】
本実施形態では、０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの大きさの粉砕砂に対して、以下の条件を満足するように構成することにより、粉砕砂が貫通穴２２０内を落下する間に、粉砕砂の温度を、目標温度まで加熱することができる。
貫通穴２２０の幅（径方向に沿った幅）Ｗ［＝（ｒ２－ｒ１）／２］は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の幅Ｗが３ｍｍより小さいと、粉砕砂が貫通穴２２０内に詰まるおそれがある。また、貫通穴２２０の幅Ｗが、１５ｍｍより大きいと、貫通穴２２０の中央付近を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。
貫通穴２２０の長さ（鉛直方向に沿った長さ）Ｎは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定される。貫通穴２２０の長さＮが１．５ｍより短いと、貫通穴２２０内を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。また、貫通穴２２０の長さＮが３ｍより長くなると、砂熱処理装置を一般的な工場に収納することができないおそれがある。本実施形態の砂熱処理装置は、一般的な工場に収納可能に構成される。
電気ヒーター２３０、２４０の設定温度は、４００℃～１１００℃の範囲内に設定される。なお、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度が２０℃、粉砕砂の温度が２０℃である場合を想定した算出したものである。このため、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度や粉砕砂の温度に応じて変更することもできる。
電気ヒーター２３０、２４０の熱量（出力）（ｋＷ）は、粉砕砂の処理量（例えば、単位時間当たりの処理量［ｋｇ／ｈ］）に基づいて設定される。
貫通穴２２０の幅（径方向に沿った幅）Ｗ［＝（ｒ２－ｒ１）／２］は、３ｍｍ～１５ｍｍの範囲内に設定される。貫通穴１２０の幅Ｗが３ｍｍより小さいと、粉砕砂が貫通穴２２０内に詰まるおそれがある。また、貫通穴２２０の幅Ｗが、１５ｍｍより大きいと、貫通穴２２０の中央付近を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。
貫通穴２２０の長さ（鉛直方向に沿った長さ）Ｎは、１．５ｍ～３ｍの範囲内に設定される。貫通穴２２０の長さＮが１．５ｍより短いと、貫通穴２２０内を落下する粉砕砂を十分に加熱することができないおそれがある。また、貫通穴２２０の長さＮが３ｍより長くなると、砂熱処理装置を一般的な工場に収納することができないおそれがある。本実施形態の砂熱処理装置は、一般的な工場に収納可能に構成される。
電気ヒーター２３０、２４０の設定温度は、４００℃～１１００℃の範囲内に設定される。なお、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度が２０℃、粉砕砂の温度が２０℃である場合を想定した算出したものである。このため、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度の範囲（４００℃～１１００℃）は、空気温度や粉砕砂の温度に応じて変更することもできる。
電気ヒーター２３０、２４０の熱量（出力）（ｋＷ）は、粉砕砂の処理量（例えば、単位時間当たりの処理量［ｋｇ／ｈ］）に基づいて設定される。
【0023】
本実施形態の砂熱処理装置２００を用いて、粉砕砂を熱処理する場合には、前記条件を満足するように構成することで砂表面の残留バインダの機能を無効化できる。
有機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度を４００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が３５０℃以上に加熱され、残留バインダが熱分解および燃焼して除去される。
また、ケイ酸ソーダ系無機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度を８００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が６５０℃以上に加熱され、バインダとして機能しない状態となる。
有機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度を４００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が３５０℃以上に加熱され、残留バインダが熱分解および燃焼して除去される。
また、ケイ酸ソーダ系無機バインダを用いた粉砕砂の場合は、電気ヒーター２３０、２４０の設定温度を８００℃～１１００℃の範囲内に設定すると、粉砕砂の温度が６５０℃以上に加熱され、バインダとして機能しない状態となる。
【0024】
本実施形態では、電気ヒーター２３０、２４０を設定温度に設定した状態で、粉砕砂を貫通穴２２０内で落下させることにより、粉砕砂の温度を、熱処理に適した目標温度まで加熱することができる。
これにより、実施形態１の砂熱処理装置１００と同様に、特許文献１に開示されているような、バーナーを用いて熱処理する砂熱処理装置に比べて、簡単に構成することができ、また、小さい設置スペースに設置することができる。すなわち、省スペース化を達成しながら、鋳造砂を再生するための、粉砕砂の熱処理を効率よく行うことができる。さらに、バーナーの使用による二酸化炭素の排出力を低減することができる。
なお、本実施形態の砂熱処理装置１００を用いて、球状の鋳物砂と無機バインダを用いた無機中子の粉砕砂を熱処理する場合には、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下することによる表面張力によって粉砕砂が球状化されるため、粉砕砂の形状の変形を防止することができる。
これにより、実施形態１の砂熱処理装置１００と同様に、特許文献１に開示されているような、バーナーを用いて熱処理する砂熱処理装置に比べて、簡単に構成することができ、また、小さい設置スペースに設置することができる。すなわち、省スペース化を達成しながら、鋳造砂を再生するための、粉砕砂の熱処理を効率よく行うことができる。さらに、バーナーの使用による二酸化炭素の排出力を低減することができる。
なお、本実施形態の砂熱処理装置１００を用いて、球状の鋳物砂と無機バインダを用いた無機中子の粉砕砂を熱処理する場合には、粉砕砂が貫通穴１２０内を落下することによる表面張力によって粉砕砂が球状化されるため、粉砕砂の形状の変形を防止することができる。
【0025】
次に、第４実施形態の砂熱処理装置２００を、図５、図６、図８を参照して説明する。第４実施形態の砂熱処理装置２００は、貫通穴２２０の延在方向に沿って複数の領域を規定している点が、第３実施形態の砂熱処理装置２００と相違している。
このため、以下では、第３実施形態の図７に対応する図８について説明する。
このため、以下では、第３実施形態の図７に対応する図８について説明する。
【0026】
粉砕砂が、貫通穴２２０内を落下する間加熱される場合、粉砕砂の温度は、開口部（投入口）２２０Ａから開口部（排出口）２２０Ｂに向かって落下するにしたがって上昇する。そして、粉砕砂の温度が所定温度に達すると、温度上昇率が低下する。すなわち、粉砕砂の温度が所定温度に達した後は、粉砕砂に加える熱量を少なくすることができる。
そこで、貫通穴２２０の延在方向（鉛直方向）に沿って複数の領域を規定する。複数の領域の数や範囲は、貫通穴２２０内を落下する際における粉砕砂の温度の解析結果に基づいて決定される。
そこで、貫通穴２２０の延在方向（鉛直方向）に沿って複数の領域を規定する。複数の領域の数や範囲は、貫通穴２２０内を落下する際における粉砕砂の温度の解析結果に基づいて決定される。
【0027】
本実施形態では、図８に示されているように、開口部２２０Ａ側（鉛直方向上方側）に配置されている第１の領域Ｇ１と、第１の領域Ｇ１より開口部２２０Ｂ側（鉛直方向下方側）に配置されている第２の領域Ｇ２の２つの領域を規定している。
また、電気加熱部は、第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ａと、第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター２３０Ｂ、２４０Ｂを有している。
第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ｂとしては、容量（出力）（ｋＷ）が大きい電気ヒーターが用いられる。
第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター２３０Ｂ、２４０Ｂとしては、第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ｂより容量（出力）（ｋＷ）が小さい電気ヒーターが用いられる。
第１の領域Ｇ１は、粉砕砂の温度を上昇させる昇温領域であり、第２の領域Ｇ２は、粉砕砂の温度を維持する均熱領域である。
また、電気加熱部は、第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ａと、第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター２３０Ｂ、２４０Ｂを有している。
第１の領域Ｇ１に配置される第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ｂとしては、容量（出力）（ｋＷ）が大きい電気ヒーターが用いられる。
第２の領域Ｇ２に配置される第２の電気ヒーター２３０Ｂ、２４０Ｂとしては、第１の電気ヒーター２３０Ａ、２４０Ｂより容量（出力）（ｋＷ）が小さい電気ヒーターが用いられる。
第１の領域Ｇ１は、粉砕砂の温度を上昇させる昇温領域であり、第２の領域Ｇ２は、粉砕砂の温度を維持する均熱領域である。
【0028】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、貫通穴の延在方向に沿って複数の領域を規定し、各領域に適切な電気ヒーターを配置している。
これにより、砂熱処理装置をより安価に構成することができる。
これにより、砂熱処理装置をより安価に構成することができる。
【0029】
ここで、無機バインダを用いた無機中子の粉砕砂を熱処理する場合、無機バインダの温度が高くなると（例えば、水ガラス系の無機バインダの場合、７００℃近くの温度）、無機バインダが粘着性を有するようになる。このため、無機バインダが被覆されている粉砕砂が貫通穴内を落下中に、無機バインダの温度が高くなって粘着性を有するようになると、粉砕砂が、貫通穴を形成する壁面に接着することがある。粉砕砂が、貫通穴を形成する壁面に接着すると、貫通穴が目詰まりするおそれがある。
そこで、貫通穴の目詰まりを防止するために、第１～第４実施形態の砂熱処理装置に、貫通穴内を落下する粉砕砂を攪拌する攪拌装置が設けられる。
例えば、貫通穴内に挿入される棒状部材と、棒状部材を、貫通穴の延在方向に沿って移動（振動）させあるいは貫通穴の中心線回りに回転させる駆動装置により構成される攪拌装置が用いられる。
あるいは、本体部を、本体部の中心線に沿って移動させあるいは本体部の中心線回りに回転させる駆動装置により構成される攪拌装置が用いられる。
そこで、貫通穴の目詰まりを防止するために、第１～第４実施形態の砂熱処理装置に、貫通穴内を落下する粉砕砂を攪拌する攪拌装置が設けられる。
例えば、貫通穴内に挿入される棒状部材と、棒状部材を、貫通穴の延在方向に沿って移動（振動）させあるいは貫通穴の中心線回りに回転させる駆動装置により構成される攪拌装置が用いられる。
あるいは、本体部を、本体部の中心線に沿って移動させあるいは本体部の中心線回りに回転させる駆動装置により構成される攪拌装置が用いられる。
【0030】
本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
本体部の形状は、断面が正方形の柱状（角柱状）や断面が円形の柱状（円柱状）に限定されず、種々の形状に変更可能である。
本体部は、一つの部材により構成することもできるし、複数の部材により構成することもできる。
断面が円形を有する貫通穴や断面が環状を有する貫通穴について説明したが、貫通穴の断面形状は、適宜変更可能である。
鉛直方向に沿って直線状に延在する貫通穴について説明したが、貫通穴は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下が可能となるように鉛直方向に沿って延在していればよい。
本体部に１つの貫通穴を設けたが、複数設けることもできる。すなわち、本体部は、少なくとも一つの貫通穴を有している。
貫通穴内を自由落下する砂を加熱する電気ヒーターの形状、数や配置位置等は、適宜変更可能である。
電気ヒーターの数や容量（出力）は、粉砕砂の単位時間当たりの処理量に基づいて設定される。
貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する攪拌機構としては、実施形態で説明した攪拌機構に限定されない。
さらに、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する必要がない場合には、攪拌機構を省略することもできる。
実施形態で説明した構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて用いることもできる。
本体部の形状は、断面が正方形の柱状（角柱状）や断面が円形の柱状（円柱状）に限定されず、種々の形状に変更可能である。
本体部は、一つの部材により構成することもできるし、複数の部材により構成することもできる。
断面が円形を有する貫通穴や断面が環状を有する貫通穴について説明したが、貫通穴の断面形状は、適宜変更可能である。
鉛直方向に沿って直線状に延在する貫通穴について説明したが、貫通穴は、粉砕砂が貫通穴内を自由落下が可能となるように鉛直方向に沿って延在していればよい。
本体部に１つの貫通穴を設けたが、複数設けることもできる。すなわち、本体部は、少なくとも一つの貫通穴を有している。
貫通穴内を自由落下する砂を加熱する電気ヒーターの形状、数や配置位置等は、適宜変更可能である。
電気ヒーターの数や容量（出力）は、粉砕砂の単位時間当たりの処理量に基づいて設定される。
貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する攪拌機構としては、実施形態で説明した攪拌機構に限定されない。
さらに、貫通穴内を自由落下する粉砕砂を攪拌する必要がない場合には、攪拌機構を省略することもできる。
実施形態で説明した構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて用いることもできる。
【符号の説明】
【0031】
１００、２００ 砂熱処理装置
１１０、２１０ 本体部
１２０、２２０ 貫通穴
１２０ａ 壁面
１２０Ａ、２２０Ａ 開口部（投入口）
１２０Ｂ、２２０Ｂ 開口部（排出口）
１３０、２３０、２４０ 電気ヒーター
１３０Ａ、２３０Ａ、２４０Ａ 第１の電気ヒーター
１３０Ｂ、２３０Ｂ、２４０Ｂ 第２の電気ヒーター
２１０Ａ 第１の本体部
２１０Ｂ 第２の本体部
２２０ａ 内周側壁面
２２０ｂ 外周側壁面
１１０、２１０ 本体部
１２０、２２０ 貫通穴
１２０ａ 壁面
１２０Ａ、２２０Ａ 開口部（投入口）
１２０Ｂ、２２０Ｂ 開口部（排出口）
１３０、２３０、２４０ 電気ヒーター
１３０Ａ、２３０Ａ、２４０Ａ 第１の電気ヒーター
１３０Ｂ、２３０Ｂ、２４０Ｂ 第２の電気ヒーター
２１０Ａ 第１の本体部
２１０Ｂ 第２の本体部
２２０ａ 内周側壁面
２２０ｂ 外周側壁面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
