特開 2024-85936 砂加熱装置

(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】P2024085936

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】砂加熱装置

(51)【国際特許分類】

   F27B 15/02 20060101AFI20240620BHJP

   F23C 10/18 20060101ALI20240620BHJP

   F27B 15/14 20060101ALI20240620BHJP

   B22C 5/00 20060101ALI20240620BHJP

   F27D 11/02 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

F27B15/02

F23C10/18

F27B15/14

B22C5/00 A

F27D11/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022200728

(22)【出願日】2022-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】501003825

【氏名又は名称】株式会社 タニキカン

(71)【出願人】

【識別番号】000165000

【氏名又は名称】群栄化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷 竹治

(72)【発明者】

【氏名】永井 康弘

(72)【発明者】

【氏名】谷 文彦

(72)【発明者】

【氏名】谷 貴行

(72)【発明者】

【氏名】迫田 明紀

【テーマコード（参考）】

3K064

4E093

4K046

4K063

【Ｆターム（参考）】

3K064AA08

3K064AA20

3K064AB07

3K064BA01

3K064BA03

3K064BB07

4E093AA01

4K046HA09

4K046HA13

4K046JA04

4K046JB08

4K046JC07

4K046JD05

4K046JE01

4K063AA05

4K063BA08

4K063BA15

4K063CA03

4K063FA13

4K063FA14

(57)【要約】

【課題】固体粒子を均一に加熱して固体粒子の付着物を除去することができる砂加熱装置（流動槽）を提供する。
【解決手段】再利用の妨げとなる付着物が表面に付着した固体粒子２を焙煎して付着物を除去する流動槽１であって、固体粒子２の流動層１１が鉛直方向に交差する流れ方向４に沿って流れる通路５ａ～５ｃと、通路５ａの上流側に設けられた投入口６と、通路５ｃの下流側に設けられた排出口７と、通路５ａ～５ｃの下方から通路５ａ～５ｃに流動用気体８を供給して固体粒子２の流動層１１を形成する気体供給部９ａ～９ｃと、通路５ａ～５ｃを上流側から下流側に流れる固体粒子２の流動層１１を加熱する加熱装置１０ａ，１０ｂとを有し、通路５ａ～５ｃは固体粒子２の流動層１１を下方から受け止める底部２１を有し、底部２１は流動用気体８を通路５ａ～５ｃの下方から上方へ通過させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

再利用の妨げとなる付着物が表面に付着した固体粒子を焙煎して付着物を除去する砂加熱装置であって、
固体粒子の流動層が鉛直方向に交差する流れ方向に沿って流れる通路と、
通路の上流側に設けられた投入口と、
通路の下流側に設けられた排出口と、
通路の下方から通路に流動用気体を供給して固体粒子の流動層を形成する気体供給部と、
通路を上流側から下流側に流れる固体粒子の流動層を加熱する加熱装置とを有し、
通路は固体粒子の流動層を下方から受け止める底部を有し、
底部は流動用気体を通路の下方から上方へ通過させることを特徴とする砂加熱装置。

【請求項2】

流れ方向に対向して固体粒子の流動層を混ぜる堰が通路に設けられていることを特徴とする請求項１記載の砂加熱装置。

【請求項3】

加熱装置は通路を流れる固体粒子の流動層に赤外線又はハロゲン光を照射して加熱することを特徴とする請求項１記載の砂加熱装置。

【請求項4】

通路と加熱装置とはそれぞれ上下複数段に設けられ、
最上段の通路が投入口に連通し、
最下段の通路が排出口に連通し、
固体粒子の流動層は最上段の通路から最下段の通路へ流れ、
流動用気体は最下段の通路の下方から順次通路の底部を通過して最上段の通路の上方へ流れることを特徴とする請求項１記載の砂加熱装置。

【請求項5】

通路は上下複数段に設けられ、
最上段の通路が投入口に連通し、
最下段の通路が排出口に連通し、
最下段の通路を流れる固体粒子の流動層を冷却する冷却装置が備えられていることを特徴とする請求項１記載の砂加熱装置。

【請求項6】

通路は上下複数段に分けて設けられ、
各段の通路に、固体粒子を各段の通路の外部へ排出する予備排出口と、予備排出口を開閉する開閉体とが設けられていることを特徴とする請求項１記載の砂加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、再利用の妨げとなる付着物が表面に付着した固体粒子を焙煎して付着物を除去する砂加熱装置（流動槽）に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下記特許文献１に記載されているように、使用済みの鋳物砂を、炉の天井部から炉内に落下させ、炉内で流動化させて流動層を形成し、バーナの火炎によって流動する鋳物砂を燃焼させることにより、鋳物砂の表面に付着した有機成分（樹脂系粘結材等）を除去し、再生された鋳物砂を炉の底部から排出する再生方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２８５７７９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記の従来形式では、流動層を形成している鋳物砂は複数の鋳物砂通路を落下して炉の底部から排出されるため、鋳物砂は、流動層の状態で短時間だけ滞留した後に鋳物砂通路を落下して炉の底部から排出されたり、或いは、長時間滞留した後に鋳物砂通路を落下して炉の底部から排出されることがある。このため、流動層の状態で炉内に滞留している鋳物砂の滞留時間のばらつきが大きくなり、流動層の鋳物砂を均一に加熱することが難しく、鋳物砂が過剰に加熱されて過熱劣化したり、或いは、鋳物砂の加熱が不足して、鋳物砂に付着した有機成分を十分に除去することができないといった問題がある。
本発明は、固体粒子を均一に加熱して固体粒子の付着物を除去することができる流動槽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】

上記目的を達成するために、本第１発明は、再利用の妨げとなる付着物が表面に付着した固体粒子を焙煎して付着物を除去する流動槽であって、
固体粒子の流動層が鉛直方向に交差する流れ方向に沿って流れる通路と、
通路の上流側に設けられた投入口と、
通路の下流側に設けられた排出口と、
通路の下方から通路に流動用気体を供給して固体粒子の流動層を形成する気体供給部と、
通路を上流側から下流側に流れる固体粒子の流動層を加熱する加熱装置とを有し、
通路は固体粒子の流動層を下方から受け止める底部を有し、
底部は流動用気体を通路の下方から上方へ通過させるものである。

【0006】

これによると、投入口から通路に投入された固体粒子によって通路内に固体粒子の流動層が形成され、固体粒子の流動層は、通路内を鉛直方向に交差する流れ方向に沿って流れながら、加熱装置によって加熱される。この際、固体粒子の流動層は通路の底部で受け止められた状態で流れ方向に沿って流れるため、流動層が通路の途中で落下することはない。

【0007】

これにより、流動層の状態で流動槽内に滞留している固体粒子の滞留時間のばらつきが小さくなり、固体粒子を流動層の状態で所定の滞留時間だけ流動槽内に滞留させることができるため、流動層の固体粒子を均一に加熱することができる。

【0008】

本第２発明における流動槽は、流れ方向に対向して固体粒子の流動層を混ぜる堰が通路に設けられているものである。

【0009】

これによると、固体粒子の流動層は、通路内を流れ方向へ流れながら、堰にぶつかって混ぜられる。これにより、流動層が均一に加熱される。

【0010】

本第３発明における流動槽は、加熱装置は通路を流れる固体粒子の流動層に赤外線又はハロゲン光を照射して加熱するものである。

【0011】

本第４発明における流動槽は、通路と加熱装置とはそれぞれ上下複数段に設けられ、
最上段の通路が投入口に連通し、
最下段の通路が排出口に連通し、
固体粒子の流動層は最上段の通路から最下段の通路へ流れ、
流動用気体は最下段の通路の下方から順次通路の底部を通過して最上段の通路の上方へ流れるものである。

【0012】

これによると、流動用気体は、最下段の通路の下方から順次通路の底部を通過して最上段の通路の上方へ流れることにより、上下複数段の加熱装置によって次第に加熱され、上方の段ほど高温になる。

【0013】

このため、高温の流動用気体が最上段の通路の下方から最上段の通路内に供給され、投入口から最上段の通路に投入された固体粒子が低温であっても、高温の流動用気体と加熱装置とで固体粒子を十分に加熱することができる。

【0014】

本第５発明における流動槽は、通路は上下複数段に設けられ、
最上段の通路が投入口に連通し、
最下段の通路が排出口に連通し、
最下段の通路を流れる固体粒子の流動層を冷却する冷却装置が備えられているものである。

【0015】

これによると、最下段の通路を流れる固体粒子の流動層が冷却装置によって冷却されるため、排出口から排出される固体粒子の温度が低下し、排出口から排出された後の固体粒子の取り扱いが容易になる。

【0016】

本第６発明における流動槽は、通路は上下複数段に分けて設けられ、
各段の通路に、固体粒子を各段の通路の外部へ排出する予備排出口と、予備排出口を開閉する開閉体とが設けられているものである。

【0017】

これによると、固体粒子の投入を停止し、加熱装置による固体粒子の加熱を停止して、固体粒子の焙煎作業を終了する際、開閉体を開いて予備排出口を開放することにより、各段の通路の固体粒子の流動層が開かれた予備排出口から各段の通路の外に排出される。これにより、固体粒子を流動槽から排出するのに要する時間が短縮され、固体粒子の焙煎作業を迅速かつ容易に終了することができる。

【発明の効果】

【0018】

以上のように本発明によると、流動層の状態で流動槽内に滞留している固体粒子の滞留時間のばらつきが小さくなり、固体粒子を流動層の状態で所定の滞留時間だけ流動槽内に滞留させることができるため、流動層の固体粒子を均一に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態における流動槽の断面図である。

【図2】図１におけるＸ－Ｘ断面図である。

【図3】同、流動槽の一部切欠き平面図である。

【図4】同、流動槽の一部拡大断面図である。

【図5】同、流動槽の断面図であって、流動槽内の空気の流れを示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）

【0021】

第１の実施の形態では、図１～図３に示すように、１は、使用済みの鋳物砂２（固体粒子の一例）を焙煎して再生するための流動槽（砂加熱装置の一例）である。使用済みの鋳物砂２の表面には樹脂系粘結材等の有機物（再利用の妨げとなる付着物の一例）が付着しているので、有機物を除去するために鋳物砂２を焙煎する。

【0022】

流動槽１は、四角箱状の容器３と、鋳物砂２の流動層１１が鉛直方向に直交する前後の流れ方向４に沿って流れる通路５と、通路５の上流側に設けられた投入口６と、通路５の下流側に設けられた排出口７と、通路５の下方から通路５内に空気８（流動用気体の一例）を供給して鋳物砂２の流動層１１を形成する気体供給室９（気体供給部の一例）と、通路５を上流側から下流側に流れる鋳物砂２の流動層１１を加熱する加熱装置１０とを有している。
容器３は、前後方向において相対向する前壁１４および後壁１５と、左右方向において相対向する側壁１６，１７と、天井壁１８とを有している。

【0023】

通路５と気体供給室９と加熱装置１０とはそれぞれ上下複数段に分けて設けられている。すなわち、通路５は、最上段に備えられた第１通路５ａと、中段に備えられた第２通路５ｂと、最下段に備えられた第３通路５ｃとを有している。同様に、気体供給室９は、最上段に備えられた第１気体供給室９ａと、中段に備えられた第２気体供給室９ｂと、最下段に備えられた第３気体供給室９ｃとを有している。
また、加熱装置１０は、最上段に備えられた複数の第１加熱装置１０ａと、中段に備えられた複数の第２加熱装置１０ｂとを有している。

【0024】

第１～第３通路５ａ～５ｃはそれぞれ、鋳物砂２の流動層１１を下方から受け止める底板２１（底部の一例）を有している。底板２１と容器３の両方の側壁１６，１７とで第１～第３通路５ａ～５ｃが形成される。
底板２１は、散気板としての機能を有しており、通気性を有する多孔質の焼結金属で形成されており、多数の数ミクロンの微細な孔を有している。

【0025】

第１通路５ａ（最上段の通路）の上流端が投入口６に連通し、第３通路５ｃ（最下段の通路）の下流端が排出口７に連通している。投入口６は前壁１４の上部に形成され、排出口７は後壁１５の下部に形成されている。

【0026】

第１通路５ａの下流端と第２通路５ｂの上流端とは、後壁１５に取り付けられた上下方向の後部接続通路２４を介して、連通している。同様に、第２通路５ｂの下流端と第３通路５ｃの上流端とは、前壁１４に取り付けられた上下方向の前部接続通路２５を介して、連通している。

【0027】

鋳物砂２の流動層１１は、順次、第１通路５ａから後部接続通路２４を経て第２通路５ｂを通り、第２通路５ｂから前部接続通路２５を経て第３通路５ｃへ流れる。

【0028】

また、第１～第３通路５ａ～５ｃにはそれぞれ、流れ方向４に対向して鋳物砂２の流動層１１を混ぜる複数の溢流堰５１と複数の潜り堰５２とが交互に設けられている。このうち、溢流堰５１は第１～第３通路５ａ～５ｃの底板２１から上向きに立ち上がっている。図４に示すように、第１～第３通路５ａ～５ｃの流動層１１は溢流堰５１を溢流して流れ方向４に流れ、流動層１１の上面から溢流堰５１の上端までの溢流深さＤが所定の深さ（例えば約５ｍｍ）になるように溢流堰５１の高さが設定されている。

【0029】

また、潜り堰５２は上方から第１～第３通路５ａ～５ｃの流動層１１内に潜り込んでおり、潜り堰５２の下端と第１～第３通路５ａ～５ｃの底板２１との間に、狭い流通口５３が形成されている。

【0030】

また、第１～第３気体供給室９ａ～９ｃはそれぞれ、容器３内に設けられた上下複数段の第１～第３仕切板２７ａ～２７ｃによって仕切られており、これら仕切板２７ａ～２７ｃと第１～第３通路５ａ～５ｃの底板２１との間に形成されている。

【0031】

第１通路５ａと天井壁１８との間には第１空間２９ａが形成され、第１仕切板２７ａと第２通路５ｂとの間には第２空間２９ｂが形成され、第２仕切板２７ｂと第３通路５ｃとの間には第３空間２９ｃが形成されている。また、第３仕切板２７ｃの下方には、通路５内に空気８を供給する送風機３１が設けられている。

【0032】

第１気体供給室９ａと第２空間２９ｂとは、前壁１４に取り付けられた第１送風通路３２ａを介して、連通している。第２気体供給室９ｂと第３空間２９ｃとは、後壁１５に取り付けられた第２送風通路３２ｂを介して、連通している。第３気体供給室９ｃと送風機３１とは、前壁１４に取り付けられた第３送風通路３２ｃを介して、連通している。
図２，図３に示すように、容器３の一側壁１６の上部には排気口２３が設けられている。排気口２３は第１空間２９ａに開口している。

【0033】

図１に示すように、第１～第３気体供給室９ａ～９ｃ内にはそれぞれ、第１～第３気体供給室９ａ～９ｃ内を流れる空気８の流速を調節する流速調節板３４が設けられている。これら流速調節板３４はそれぞれ、第１～第３通路５ａ～５ｃの上流側から下流側に向かって上方へ傾斜している。

【0034】

空気８は、送風機３１から第３送風通路３２ｃを経て第３気体供給室９ｃに流入し、第３通路５ｃの底板２１を下方から上方へ通過して第３空間２９ｃに流れ込み、第３空間２９ｃから第２送風通路３２ｂを経て第２気体供給室９ｂに流入し、第２通路５ｂの底板２１を下方から上方へ通過して第２空間２９ｂに流れ込み、第２空間２９ｂから第１送風通路３２ａを経て第１気体供給室９ａに流入し、第１通路５ａの底板２１を下方から上方へ通過して第１空間２９ａに流れ込み、図２に示すように第１空間２９ａから排気口２３を通って容器３の外部へ排出される。

【0035】

第１加熱装置１０ａは、第１空間２９ａに設けられており、第１通路５ａを流れる鋳物砂２の流動層１１に上方から赤外線を照射して加熱を行うものである。第２加熱装置１０ｂは、第２空間２９ｂに設けられており、第２通路５ｂを流れる鋳物砂２の流動層１１に上方から赤外線を照射して加熱を行うものである。

【0036】

第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂはそれぞれ、電熱式の赤外線カーボンランプヒーター管であって、カーボンの薄板を加工したフィラメントと不活性ガスとを石英ガラス管に封入したものである。尚、第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂには、温度を制御して過熱を防止するための温度制御センサ（例えば熱電対等）が備えられている。

【0037】

第３通路５ｃ（最下段の通路）を流れる鋳物砂２の流動層１１を冷却する冷却装置３７が備えられている。冷却装置３７は、容器３の外側に設けられた給水側のヘッダー管３８と、ヘッダー管３８に冷却水３９を供給する給水装置４０と、ヘッダー管３８から分岐して第３通路５ｃを流れる鋳物砂２の流動層１１内に突入する複数の分岐管４１と、第３通路５ｃを流れる鋳物砂２の流動層１１の上方に設けられた排水側のヘッダー管４２と、各分岐管４１を流れてヘッダー管４２に排出された冷却水３９を給水装置４０に戻す戻り管４３とを有している。

【0038】

給水装置４２は、容器３の外側に設置されており、戻り管４３から戻ってきた冷却水３９を所定の冷却温度に冷却する冷却装置（ウォーターチラー）等を有している。また、各分岐管４１の上端は排水側のヘッダー管４２に接続されている。図１に示すように、分岐管４１は、第３通路５ｃに交互に設けられた溢流堰５１と潜り堰５２との間に１本ずつ配管されている。

【0039】

図２，図３に示すように、第１～第３通路５ａ～５ｃの途中にはそれぞれ、鋳物砂２を第１～第３通路５ａ～５ｃの外部へ排出する予備排出口５５と、予備排出口５５を開閉する蓋５６（開閉体の一例）とが設けられている。予備排出口５５と蓋５６は容器３の他側壁１７に設けられている。蓋５６はモータやシリンダ等の駆動装置によって離れた場所から自動的に開閉される。また、他側壁１７には、各予備排出口５５から排出された鋳物砂２が落下して回収される上下方向の排出通路５８が取り付けられている。
以下、上記構成における作用を説明する。

【0040】

流動槽１を用いて鋳物砂２を焙煎する場合、図２の実線で示すように蓋５６を閉じておく。そして、送風機３１を駆動することにより、空気８が、第３送風通路３２ｃを通って第３気体供給室９ｃに流入し、第３通路５ｃの底板２１を下方から上方へ通過して第３空間２９ｃに流れ込み、第３空間２９ｃから第２送風通路３２ｂを通って第２気体供給室９ｂに流入し、第２通路５ｂの底板２１を下方から上方へ通過して第２空間２９ｂに流れ込み、第２空間２９ｂから第１送風通路３２ａを通って第１気体供給室９ａに流入し、第１通路５ａの底板２１を下方から上方へ通過して第１空間２９ａに流れ込み、図２に示すように第１空間２９ａから排気口２３を通って容器３の外部へ排出される。

【0041】

また、給水装置４２を駆動することにより、冷却水３９が、給水装置４２から給水側のヘッダー管３８を通って各分岐管４１を流れ、各分岐管４１から排水側のヘッダー管４２に合流し、ヘッダー管４２から戻り管４３に排出され、戻り管４３を流れて給水装置４２に戻される。これにより、冷却水３９は循環しながら給水装置４２の冷却装置で所定の冷却温度に保たれる。

【0042】

投入口６から第１通路５ａに投入された鋳物砂２は、第１通路５ａの底板２１を下方から上方へ通過する空気８によって流動化し、流動層１１となって第１通路５ａを流れ、後部接続通路２４を通った後、第２通路５ｂの底板２１を下方から上方へ通過する空気８によって引き続き流動化し、流動層１１の状態で第２通路５ｂを流れ、前部接続通路２５を通った後、第３通路５ｃの底板２１を下方から上方へ通過する空気８によって引き続き流動化し、流動層１１の状態で第３通路５ｃを流れ、排出口７から排出される。

【0043】

上記のように鋳物砂２の流動層１１は、流れ方向４に沿って第１通路５ａを流れている際、第１加熱装置１０ａによって加熱され、第２通路５ｂを流れている際、第２加熱装置１０ｂによって加熱され、第３通路５ｃを流れている際、冷却装置３７の分岐管４１内を流れる冷却水３９によって冷却される。

【0044】

このとき、鋳物砂２の流動層１１は第１，第２，第３通路５ａ，５ｂ，５ｃの底板２１で受け止められた状態で流れ方向４に流れるため、流動層１１が各通路５ａ，５ｂ，５ｃの途中で落下することはない。

【0045】

これにより、流動層１１の状態で流動槽１内に滞留している鋳物砂２の滞留時間のばらつきが小さくなり、鋳物砂２を流動層１１の状態で所定の滞留時間だけ流動槽１内に滞留させることができるため、流動層１１の鋳物砂２を均一に加熱および冷却することができる。

【0046】

尚、第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂに、電熱式の赤外線カーボンランプヒーター管を用いているため、ＣＯ_２負荷の少ない電気エネルギーを効率良く使用することができる。
また、鋳物砂２は熱エネルギーの内部伝導が悪いので、第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂで鋳物砂２を加熱する際、流動層１１の上部表面は十分に加熱され易いが、流動層１１の下部は十分に加熱され難い傾向にある。これに対して、図４に示すように、鋳物砂２の流動層１１は、第１，第２，第３通路５ａ，５ｂ，５ｃを流れ方向４へ流れる際、潜り堰５２にぶつかって沈み込んだり、溢流堰５１にぶつかって溢流堰５１の上を溢流するため、上下に混ぜられる。これにより、第１および第２通路５ａ，５ｂにおいて、鋳物砂２の流動層１１が均一に加熱されて焙煎されるため、鋳物砂２に付着している有機物は、加熱分解して気化し、図２に示すように、排ガス６０として空気８と共に排気口２３から外部へ排出される。
特に、流動層１１が溢流堰５１の上を溢流する際、流動層１１の深さ（上下方向の厚さ）が大幅に浅く（薄く）なるため、流動層１１の上下方向における温度のばらつきが大幅に減少する。

【0047】

また、第３通路５ｃにおいて鋳物砂２の流動層１１が均一に冷却されるため、排出口７から排出される鋳物砂２の温度が低下し、排出口７から排出された後の鋳物砂２の取り扱いが容易になる。

【0048】

このようにして付着していた有機物が除去された鋳物砂２は排出口７から排出されて再利用される。尚、使用済みの鋳物砂２は連続的に投入口６から投入されるとともに連続的に排出口７から排出される。これにより、流動槽１内には、常に所定量の鋳物砂２が流動して流動層１１を形成している。

【0049】

また、空気８は、最下段の第３気体供給室９ｃから順次第３通路５ｃの底板２１と第２通路５ｂの底板２１と第１通路５ａの底板２１とを通過して第１空間２９ａへ流れることにより、第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂによって次第に加熱され、上方の段ほど高温になる。

【0050】

このため、第２加熱装置１０ｂによって加熱され昇温した空気８が第１通路５ａ内に供給され、投入口６から第１通路５ａに投入された鋳物砂２が低温であっても、昇温した空気８と第１加熱装置１０ａとで鋳物砂２を十分に加熱することができる。

【0051】

また、図５に示すように、第１～第３気体供給室９ａ～９ｃに流入した空気８は傾斜した流速調節板３４の上面に沿って流れるため、第１～第３気体供給室９ａ～９ｃ内の空気８の流路断面積が上流側から下流側になるほど次第に縮小され、これに伴って、空気８の流速が上流側から下流側になるほど次第に速くなる。

【0052】

これにより、第１～第３通路５ａ～５ｃにおける上流側よりも下流側ほど流動層１１の鋳物砂２の密度が低下するため、鋳物砂２は第１～第３通路５ａ～５ｃにおいて上流側から下流側に向かって流れ易くなる。従って、鋳物砂２の流動層１１は、円滑かつ確実に、第１通路５ａの上流側から下流側へ流れ、次に、第２通路５ｂの上流側から下流側へ流れ、その後、第３通路５ｃの上流側から下流側へと、連続して流れる。

【0053】

また、投入口６への鋳物砂２の投入を停止し、第１および第２加熱装置１０ａ，１０ｂによる鋳物砂２の加熱を停止して、鋳物砂２の焙煎作業を終了する際、図２の仮想線で示すように、蓋５６を開いて予備排出口５５を開放する。これにより、第１～第３通路５ａ～５ｃの鋳物砂２の流動層１１が、開かれた予備排出口５５から第１～第３通路５ａ～５ｃの外に排出され、排出通路５８を落下して容器３の外部に回収される。従って、鋳物砂２を流動槽１から排出するのに要する時間が短縮され、鋳物砂２の焙煎作業を迅速かつ容易に終了することができる。

【0054】

上記実施の形態では、図１に示すように、第１加熱装置１０ａおよび第２加熱装置１０ｂは赤外線を照射して加熱を行うものであるが、ハロゲン光等を照射して加熱を行うものでもよい。

【0055】

上記実施の形態では、固体粒子の一例として鋳物砂２を挙げたが、砂型造形用３Ｄプリンターを用いて製作される砂型に使用される人工の細粒砂に適用することもできる。また、固体粒子は砂に限定されるものではない。さらに、再利用の妨げとなる付着物の一例として樹脂系粘結材等の有機物を挙げたが、これに限定されるものでは無い。
上記実施の形態では、流動用気体の一例として空気８を用いたが、窒素ガス等の不活性ガスを用いてもよい。

【0056】

上記各実施の形態では、図１に示すように、鋳物砂２の流動層１１は鉛直方向に直交する流れ方向４に沿って通路５を流れるため、流れ方向４は水平方向になるが、水平方向に限定されるものではなく、流れ方向４が傾斜した方向であってもよい。

【0057】

上記実施の形態では、図１に示すように、通路５は、上下３段の通路５ａ，５ｂ，５ｃに分かれているが、上下３段に限定されるものではなく、上下３段以外の上下複数段の通路に分かれていてもよい。或いは、上下複数段に分かれておらず、通路を１段のみ設けても良い。同様に、加熱装置１０は、上下２段の加熱装置１０ａ，１０ｂに分かれているが、上下２段に限定されるものではなく、通路５の段数に応じた段数にすれば良い。

【符号の説明】

【0058】

１ 流動槽（砂加熱装置）
２ 鋳物砂（固体粒子）
４ 流れ方向
５ 通路
５ａ 第１通路（最上段の通路）
５ｂ 第２通路
５ｃ 第３通路（最下段の通路）
６ 投入口
７ 排出口
８ 空気（流動用気体）
９ 気体供給室（気体供給部）
１０ 加熱装置
１１ 流動層
２１ 底板（底部）
３７ 冷却装置
５１ 溢流堰
５２ 潜り堰
５５ 予備排出口
５６ 蓋（開閉体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】