(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気により搬送されたメディアを一方の端部より導入し、他方の端部より噴射する内筒と、
該内筒の周囲に所定の空隙部を隔てて配設された外筒を備え、
前記内筒のメディア噴射側先端部は前記外筒のメディア噴射側先端部より所定長分メディア導入側よりの位置に形成された湿式ブラストノズルであって、
該外筒の外周面と内周面の間には、周方向に全体または所定間隔ごとに、かつ径方向に所定の間隙をもって貫通され、メディア導入側の端部は水が導入される外部管接続口と連通され、メディア噴射側の端部が外部に連通されたスリットが配設され、
該スリットには前記メディア噴射側の端部付近で拡開されたスリット拡開部を有し、
該スリット拡開部と前記外筒の先端間には、水の流れを外側へ整流する衝立部が形成され、
前記スリットのメディア噴射側端部には外部への連通口である水噴射口を有し、
該水噴射口は前記外筒の外周面で、かつ、前記外筒の先端より所定長分メディア導入側よりの位置に形成されたことを特徴とする湿式ブラストノズル。
【請求項２】
前記スリット拡開部の内側面は、前記外筒の半径方向線となす角度が３０〜７５°であることを特徴とする請求項１記載の湿式ブラストノズル。
【請求項３】
前記外筒の先端部において前記内周面の端部より前記外周面の端部に向けた傾斜の前記外筒の半径方向線となす角度が０〜２０°であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の湿式ブラストノズル。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のブラストノズルを用いた湿式ブラスト方法であって、前記スリットの前記メディア噴射側の端部の外部に水膜を形成することにより、炭酸水素ナトリウムからなるメディアと水を前記ブラストノズルの外部で混合して被処理体に吹き付けることを特徴とする湿式ブラスト方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿式ブラストノズル及び湿式ブラスト方法に係わり、特に粉塵の発生を抑制し、かつ水溶性のメディアを用いてもメディアにより閉塞されず長時間安定的に使用可能な小型の湿式ブラストノズル及び湿式ブラスト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に湿式ブラストノズルの一例を挙げる。湿式ブラストノズルは、石材、鋼材及び樹脂等の表面に付着している錆、油脂、その他の汚れの汚染物質や塗膜を除去する研掃を実施するものである。図５（Ａ）において、湿式ブラストノズル１０は、ブラストガン２０の先端部に接続されている。
【０００３】
湿式ブラストノズル１０の外筒１の側部には、外部管接続口３が設けられている。そして、この外部管接続口３には水供給配管５が接続され、流量調節用の水量調節弁７を介して水源９に結ばれている。図５（Ｂ）に示すように、外筒１には、貫通穴１１が設けられており、外部管接続口３より導入された水はリング状のチャンバ構造１３を介して貫通穴１１より排出されるようになっている。
【０００４】
一方、ブラストガン２０の把持部２１は空気配管２３を介して圧縮空気源２５と連絡している。把持部２１の上部には湿式ブラストノズル１０と連結するため連結部２７が配設されている。連結部２７の側部には、メディア吸入口２８が設けられている。
【０００５】
そして、この連結部２７内部には、メディア吸引室２９が形成されており、圧縮空気源２５より供給された空気流により生ずる負圧を利用して、メディアタンク３１より吸引ホース３３及びメディア吸入口２８を介してメディアを吸引する。このメディアの混合された空気流は、貫通穴１１を通過する際にチャンバ構造１３により水を吸引した後、外部に放射される。
【０００６】
このように、湿式ブラストノズル１０では、メディアの混合された圧縮空気流に水を貫通穴１１の内部で吸引させて噴射させているため、ブラスト作業を中断した時にメディア吸引室２９や吸引ホース３３内に水が流入しやすい。そして、一旦水が流入すると湿分を含んだブラストメディアの付着や滞留が発生し、ノズルの閉塞が起こり作業の継続が不可能になる。
【０００７】
そこで、ノズル内への水の流入を抑制した湿式ブラストノズル６０が開発され既に出願されている（特願２０００−０９１３０９）。図６に、この湿式ブラストノズル６０の断面図を示す。図６において、内筒６１は、円筒状であり、右端がブラストガン２０の先端に連結されている。
【０００８】
外筒６３は、内筒６１と同様に円筒状に形成され、内筒６１の周囲に空隙部６５を隔てて配設されている。外筒６３の右端には、十字状に枠６４が配設され、内筒６１と外筒６３の中心が一致されるように固定されている。外筒６３の外周面と内周面の間には、径方向に所定の間隙をもたせたスリット６７が周状に貫通形成されている。
【０００９】
そして、このスリット６７の右端には、チャンバー６９が形成されており、このチャンバー６９は、外部管接続口７１を通じて水量調節弁７に連通されている。一方、スリット６７の左端は外部に連通されている。外筒６３の左端は、内筒の左端より所定長分長く形成されている。そして、空隙部６５の左端及び右端は外部に通じている。
【００１０】
かかる構成において、ブラストガン２０のメディア吸引室２９でメディアを吸引した圧縮空気は、内筒６１に導入され、内筒６１の左端より噴射される。また、外部管接続口７１より供給された水は、チャンバー６９を経てスリット６７の左端より紡錘形の水膜が形成されるように噴射される。
【００１１】
このとき、それぞれの噴射による勢いにより、湿式ブラストノズル６０の左方は負圧状態になる。このため、空隙部６５の右方より空気が吸引される。従って、湿式ブラストノズル６０の外部でメディアは水分を供給し、ウエットブラストの状態になる。
【００１２】
このことにより、メディアによる閉塞が抑制され、安定的にかつ連続してのブラスト施工が可能となる。また、空隙部６５の右方より吸引された空気により、湿式ブラストノズル６０の左端付近において、メディアを吸引した圧縮空気と水との間の分離が確保されるため、内筒６１の内部に左端より水が侵入し、メディアが閉塞するおそれは少なくなった。従って、メディア吸入口２８に隣接して水を供給出来るので湿式ブラストノズル６０の小型化も可能になった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように提案された湿式ブラストノズル６０によりノズルの性能は大幅に改善されたが、ブラスト作業を中断した際の、湿式ブラストノズル６０の置き方によっては水の流入を防ぐことができない場合があった。このため、いかなる使用状況においても確実に水の流入を防止するにはさらに改良が必要であった。
【００１４】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、粉塵の発生を抑制し、かつ水溶性のメディアを用いてもメディアにより閉塞されず長時間安定的に使用可能な小型の湿式ブラストノズル及び湿式ブラスト方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）は、圧縮空気により搬送されたメディアを一方の端部より導入し、他方の端部より噴射する内筒と、該内筒の周囲に所定の空隙部を隔てて配設された外筒を備え、前記内筒のメディア噴射側先端部は前記外筒のメディア噴射側先端部より所定長分メディア導入側よりの位置に形成された湿式ブラストノズルであって、該外筒の外周面と内周面の間には、周方向に全体または所定間隔ごとに、かつ径方向に所定の間隙をもって貫通され、メディア導入側の端部は水が導入される外部管接続口と連通され、メディア噴射側の端部が外部に連通されたスリットが配設され、該スリットには前記メディア噴射側の端部付近で拡開されたスリット拡開部を有し、該スリット拡開部と前記外筒の先端間には、水の流れを外側へ整流する衝立部が形成され、前記スリットのメディア噴射側端部には外部への連通口である水噴射口を有し、該水噴射口は前記外筒の外周面で、かつ、前記外筒の先端より所定長分メディア導入側よりの位置に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
このことにより、ブラスト作業中のみならず、ブラスト作業を中断した際に湿式ブラストノズルを水平に置いた場合でも、ノズル内部への水の流入を防止でき、湿気をおびたメディアによるノズルの閉塞を防止可能である。
【００１７】
また、本発明（請求項２）は、前記スリット拡開部の内側面は、前記外筒の半径方向線となす角度が３０〜７５°であることを特徴とする。
【００１８】
このことにより、水膜を形成しつつ外方への整流の効果を大きくできる。
【００１９】
更に、本発明（請求項３）は、前記外筒の先端部において前記内周面の端部より前記外周面の端部に向けた傾斜の前記外筒の半径方向線となす角度が０〜２０°であることを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明（請求項４）は、請求項１、２又は３に記載のブラストノズルを用いた湿式ブラスト方法であって、前記スリットの前記メディア噴射側の端部の外部に水膜を形成することにより、炭酸水素ナトリウムからなるメディアと水を前記ブラストノズルの外部で混合して被処理体に吹き付けることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について説明する。本発明の実施形態である湿式ブラストノズル１００が、ブラストガン２０に接続されている状態の全体図を図１に、背面図を図２に示す。そして、この湿式ブラストノズル１００の縦断面図（図２中のＡ−Ａ矢視断面図）を図３に示す。なお、図５、図６と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
図１〜図３において、内筒６１は円筒状であり、右端がブラストガン２０の先端に連結されている。
外筒１０１は、内筒６１と同様に円筒状に形成され、内筒６１の周囲に空隙部６５を隔てて配設されている。外筒１０１の右端には枠１０２が配設され、内筒６１と外筒１０１の中心が一致されるように固定されている。外筒１０１の外周面と内周面の間には、径方向に所定の間隙を持たせたスリット１０３が周状に貫通形成されている。
【００２３】
そして、このスリット１０３の右端にはチャンバー６９が形成されており、このチャンバー６９は、外部管接続口７１を通じて水量調節弁７に連通されている。一方、スリット１０３の左端は先端付近で傾斜され、円錐状に拡開された状態で外部に連通されている。
【００２４】
この外筒１０１の先端付近の拡大断面図を図４に示す。スリット拡開部１０５は、外筒１０１の外周面を周状に貫通している。一方、外筒１０１の先端部は、内周面側が突設されるよう内周面端部より外周面に向けて所定の傾斜を有している。従って、スリット拡開部１０５の設けられた左端には断面台形状の衝立部１０７が形成されている。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
ブラストガン２０のメディア吸引室２９でメディアを吸引した圧縮空気は、内筒６１に導入され、内筒６１の左端より噴射される。また、外部管接続口７１より供給された水は、チャンバー６９を経てスリット１０３を経てスリット拡開部１０５の左端より紡錘形の水膜が形成されるように噴射される。
【００２６】
このとき、それぞれの噴射による勢いにより、湿式ブラストノズル１００の左方は負圧状態となる。このため、空隙部６５右方より空気が吸引される。したがって、湿式ブラストノズル１００の外部でメディアは水分を供給し、湿式ブラストの状態になる。
【００２７】
内筒６１の内周は、メディアの平均粒子径の３倍程度が一般的に好ましい。湿式ブラストノズル１００は洗浄で使用されるものであり、通常０．０１〜０．５ｍｍ程度の平均粒子径のブラストメディアを使用するために、内筒６１の内周は１ｍｍ以上が好ましい。空隙部６５の径方向の間隙は、内筒６１と水を噴射するスリット拡開部１０５を隔てるために設置されるので、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２８】
スリット１０３、スリット拡開部１０５の間隙は水膜を形成するために０．１〜３ｍｍが好ましい。外筒１０１の左端は、内筒６１の左端より１ｍｍ以上長く形成する構造が、水の内筒６１への飛散防止に効果的である。このため、その距離は１ｍｍ以上とすることが好ましい。また、長すぎると、メディアが外筒１０１に接触して減速され、研削能力が低下する恐れがある。また、湿式ブラストノズル１００の質量が増加するので５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２９】
また、図４において、スリット拡開部１０５の内側面が外筒１０１の半径方向線となす角度ａ、スリット拡開部１０５の外側面が外筒１０１の半径方向線となす角度ｂ、外筒１０１の先端部において内周面端部より外周面に向けた傾斜の外筒１０１の半径方向線となす角度ｃを定義する。
【００３０】
そして、スリット拡開部１０５の外周面に露出した開口の軸方向距離ｄ、外筒１０１の先端部からスリット拡開部１０５の外周面に露出した開口までの距離ｅを定義する。角度ａについては、傾斜３０〜７５°の角度をもたせることが好ましいが、４５〜７０°がより好ましい。傾斜が７５°より大きいと、外側への整流の効果が小さく、３０°より小さいと水膜を形成しにくい。
【００３１】
一方、角度ｂについては、傾斜０〜７５°の角度をもたせることが好ましいが、２０〜６０°がより好ましい。
更に、角度ｃについては、傾斜０〜２０°を有することが好ましいが、５〜１５°がより好ましい。
【００３２】
また、距離ｄについては０．１〜５ｍｍが好ましいが、０．１〜３ｍｍがより好ましい。距離ｅについては０〜１０ｍｍが好ましいが、１〜５ｍｍがより好ましい。
【００３３】
外筒１０１のスリット拡開部１０５の外側面に露出した開口のノズル後方側の端部１０８は、図４では鋭角の断面を有するが、この部分を面取りすることにより、より均質で安定した水膜の形成が可能となる。
【００３４】
湿式ブラストノズル１００では、水の噴霧で発生する粉塵を抑制することができる。このため、メディアには水溶性ブラストメディア、水不溶性ブラストメディアを用いることができる。水溶性ブラストメディアとしては炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが例示される。水不溶性ブラストメディアとしては、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどが例示される。なかでも炭酸水素ナトリウムが好ましい。
【００３５】
炭酸水素ナトリウムは、モース硬度が２．５程度であり、被処理物の母材が金属などからなっても傷つけずに表面を研削でき、また、油分へのなじみがあるため油分を除去しやすい。
【００３６】
また、経口急性毒性が塩化ナトリウムに比べて低く、サンドブラストで発生する呼吸器障害の問題もないので安全な作業が確保できる。さらに常温で水に溶解した時の水溶液のｐＨは８．３なので、水質汚濁防止法に基づく排水基準を満たしており、環境に対する負荷が低い。
【００３７】
【実施例】
（１）実施例１
湿式ブラストノズル１００は、内筒６１の直径を６ｍｍ、空隙部６５の径方向の間隙を７ｍｍ、スリット１０３及びスリット拡開部１０５の間隙をそれぞれ０．５ｍｍとし、角度ａ及び角度ｂは、水流を外側へ整流するよう傾斜５０°に設定し、一方、角度ｃは、１５°に設定した。そして、衝立部１０７は、断面台形状にて形成した。
【００３８】
この湿式ブラストノズル１００を、ブラストガン２０（オオサワ＆カンパニー製  Ｗ３０１−ＥＳ−２６型）に接続して、外部管接続口７１に口径１５ｍｍの水量調節弁７を取り付け流量調節が可能にした。圧力０．４９ＭＰａで空気０．５Ｎｍ3／ｍｉｎを通じ、平均粒子径０．３ｍｍの重曹をブラストメディアとして８００ｇ／ｍｉｎで吸引させ、３．５Ｌ／ｍｉｎの水量で水膜を発生させた。
【００３９】
湿式ブラストノズル１００を水平方向から３０°上向きの角度で１分間噴射、噴射を中断して水平な場所に５分間、水を流したまま横に静置することを、１時間繰り返したが、メディアの閉塞は発生せずに継続してブラスト作業を行うことが可能だった。
【００４０】
（２）比較例１
図５に示す湿式ブラストノズル１０をブラストガン２０（オオサワ＆カンパニー製  Ｗ３０１−ＥＳ−２６型）に接続した。そして、圧力０．４９ＭＰａで空気０．５Ｎｍ3／ｍｉｎを通じ、平均粒子径０．３ｍｍの重曹をブラストメディアとして８００ｇ／ｍｉｎで吸引させ、３．５Ｌ／ｍｉｎの水量を供給して、湿式ブラストノズル１０を水平方向から３０°上向きの角度で１分間噴射、１分間作業中止の繰り返しテストを実施した。
【００４１】
３回の中断後にメディア吸入口２８に接続した吸引ホース３３の内部に水が侵入し、ブラストメディアの閉塞が発生した。このため、安定的かつ継続的にブラスト作業が実施出来なかった。同様の繰り返しテストを１０回実施したが２〜４回の中断後に噴射が出来なくなった。ノズルの内部に水を侵入させずに作業を中断するためにはメディアを噴射させたままの状態で先に水の供給を停止した後に噴射を停止する必要があり、本来目的であるウェットブラスト作業が継続的に出来ない。
【００４２】
（３）比較例２
図６に示す湿式ブラストノズル６０をブラストガン２０（オオサワ＆カンパニー製  Ｗ３０１−ＥＳ−２６型）に接続した。湿式ブラストノズル６０は、内筒６１の直径を６ｍｍ、空隙部６５の径方向の間隙を７ｍｍ、スリット６７の間隙を０．５ｍｍとした。外部管接続口７１に口径１５ｍｍの水量調節弁７を取り付け流量調節が可能にした。
【００４３】
そして、圧力０．４９ＭＰａで空気０．５Ｎｍ3／ｍｉｎを通じ、平均粒子径０．３ｍｍの重曹をブラストメディアとして８００ｇ／ｍｉｎで吸引させ、３．５Ｌ／ｍｉｎの水量で水膜を発生させた。比較例１と同様の条件で湿式ブラストノズル６０を水平方向から３０°上向きの角度で１分間噴射、１分間作業中止の繰り返しを実施したときはメディアの閉塞は発生せずに継続して作業することが可能であった。
【００４４】
しかしながら、実施例１と同様の条件で湿式ブラストノズル６０を水平方向から３０°上向きの角度で１分間噴射し、噴射を中断して水平な場所に５分間水を流したまま横に静置することを繰り返したときはメディアの閉塞が発生し、継続した作業ができなかった。
【００４５】
以上のように、スリット１０３を前方に向けて拡開させ、水流を整流する衝立部１０７を設けたことにより、発塵防止目的で使用する水の、ノズル内部への流入をより抑制でき、連続した作業の実施に貢献できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、メディア噴射側の端部付近に水の流れを外側へ整流する衝立部を形成したので、湿式ブラストノズルにおけるノズル内への、発塵防止の目的で使用する水の流入を防止し、ブラストメディアの付着や滞留によるノズルの閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  湿式ブラストノズルが、ブラストガンに接続されている状態の全体図
【図２】  本発明の実施形態である湿式ブラストノズルの背面図
【図３】  湿式ブラストノズルの縦断面図（図２中のＡ−Ａ矢視断面図）
【図４】  外筒の先端付近の拡大断面図
【図５】  従来の湿式ブラストノズルの一例
【図６】  従来の湿式ブラストノズルの別例
【符号の説明】
７  水量調節弁
２０  ブラストガン
２１  把持部
２３  空気配管
２５  圧縮空気源
２７  連結部
２８  メディア吸入口
２９  メディア吸引室
３１  メディアタンク
３３  吸引ホース
６１  内筒
６５  空隙部
６９  チャンバー
７１  外部管接続口
１００  湿式ブラストノズル
１０１  外筒
１０３  スリット
１０５  スリット拡開部
１０７  衝立部
１０８  端部
【図１】
0004739611.tif 000002
【図２】
0004739611.tif 000003
【図３】
0004739611.tif 000004
【図４】
0004739611.tif 000005
【図５】
0004739611.tif 000006
【図６】
0004739611.tif 000007