(57)【要約】【課題】  送風量に対応する最適量の研掃材を供給して研掃材の滞留や脈動のないブラスト処理を行い得るブラスト装置を提供する。【解決手段】  回転速度可変に構成されたロータリーブロア４２から送風量可変に送給される低圧空気を送風管路から混合管３８に送り、研掃材タンク２３から排出される研掃材を研掃材切出し装置３１により供給量を調節して混合管３８に供給する。研掃材を混合した空気は研掃材搬送管２４からブラスト室２６に配されたブラストノズル２５に搬送され、ブラストノズル２５から噴射される研掃材により処理対象物をブラスト処理する。前記送風量及び研掃材供給量は制御部３３によりモータ４１及び研掃材供給モータ５５の回転速度を制御することにより調節される。【選択図】  図１
2005279779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風空気に研掃材を混合させた研掃材混合空気をブラストノズルから噴射させ、処理対象物に吹き付けてブラスト処理するブラスト装置であって、
モータにより回転駆動されるロータリーブロアをその最大送風圧力が１．０ｋｇ／ｃｍ2以下、吸気静圧が−３０００ｍｍＡｑ以下になるように構成すると共に、前記モータの回転速度を制御して送風量可変に構成された空気供給装置と、
前記ロータリーブロアから送風された空気に研掃材タンクから供給される研掃材を混合させて前記ブラストノズルに搬送する研掃材搬送管内を搬送される送風空気と研掃材との量が「空気密度重量≧研掃材重量」となるように研掃材の供給量を調節する研掃材供給量調節手段を設けて研掃材供給量可変に構成された研掃材供給装置と、を備えてなることを特徴とするロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項２】
送風量に応じて研掃材供給量調節手段による研掃材供給量を手動または自動制御する制御手段が設けられてなる請求項１に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項３】
ブラストノズルは、研掃材搬送管の先端に接続され、噴射口として開口する直管部の内径が前記研掃材搬送管の内径の１／６〜１／１０で、研掃材搬送管から直管部への入角が略３０度に形成されてなる請求項１又は２に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項４】
研掃材供給量調節手段は、研掃材タンクの研掃材排出口から排出された研掃材を送風配管への供給口に向けて搬送する搬送スクリューと、この搬送スクリューを回転速度可変に駆動する研掃材供給モータとを備えてなる請求項１〜３いずれか一項に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項５】
研掃材タンク内から研掃材排出口に向けて開口する空気噴射口に高圧空気が瞬時供給される高圧空気ノズルが設けられてなる請求項１又は４に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項６】
ロータリーブロアから吐出された空気を研掃材タンクの周面又は内部を通過する流路を設けて研掃材タンクを加温するタンク加温手段が設けられてなる請求項１〜５いずれか一項に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項７】
研掃材タンク内と送風管路との間を接続して研掃材タンク内に送風管路の圧力を作用させると共に、研掃材タンクに研掃材を補給する研掃材補給口に空気遮断弁が設けられてなる請求項１〜６いずれか一項に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項８】
ロータリーブロアから吐出された空気の圧力を検出する送風圧力検出手段を設け、この送風圧力検出手段の検出出力を制御装置に入力してモータの回転を制御する請求項１〜７いずれか一項に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【請求項９】
ブラスト処理後の研掃材を分離した空気をロータリーブロアの吸気により集塵機を通して吸気口に吸引する請求項１に記載のロータリーブロアを用いたブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物に研掃材を吹き付けてバリ処理、塗装下地剥離処理、梨地加工などを行うロータリーブロアを用いたブラスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラスト処理は、サンドなどの粒子で形成された研掃材を空気流にのせて処理対象物に吹き付け、鋳物など金属表面のスケール除去、塗装などの下地処理、樹脂成形品のバリ取り、金属表面の梨地加工などを行うもので、これに用いられるブラスト装置は、伝統的にエアコンプレッサで発生させた高圧空気をブラストノズルから噴射させるときに研掃材を混合させ、ブラストノズルから噴射された研掃材を含む高圧空気を処理対象物に吹き付けて所要の処理を行っていた。このように従来は研掃材を高速に噴出させるためには高圧空気が必要であるとの固定観念から高価で処理対象物に悪影響を及ぼしかねない装置となっていたが、本願発明者らの研究開発によって比較的低圧の噴射空気であっても送風量を大きくすることによって研掃材を高速噴射させられることが見出され、低圧の空気供給装置に接続されてブラストタンクから研掃材が混合される研掃材搬送管の管径を大きくして流量を増加させたブラスト装置を実現した（特許文献１参照）。
【０００３】
上記ブラスト装置は、図８に示すように、ターボブロアやルーツブロアなどの低圧送風機からゲージ圧が０．７ｋｇ／ｃｍ2以下の低圧空気を送給する空気供給装置１に、先端にブラストノズル４を備え、空気流量が大きくなるように管径を大に形成した研掃材搬送管３を接続し、空気供給装置１から研掃材搬送管３に低圧空気を送給する混合部７に研掃材供給口６が開口すると共に、前記空気供給装置１に圧力導入管８を介して接続することによって内部に収容した研掃材に空気供給装置１の圧力が作用するようにしたブラストタンク５を備えて構成されている。
【０００４】
上記構成において、空気供給装置１を起動させると、低圧空気が研掃材搬送管３に送給されると共に、圧力導入管８を通じてブラストタンク５内に送風圧力が作用してブラストタンク５内と研掃材供給口６に作用する圧力とが均衡するので、ブラストタンク５内の研掃材は研掃材供給口６から混合部７に自然落下して研掃材搬送管３にスムーズに供給される。研掃材搬送管３は管径を大に形成されているので送風量の大きな空気がブラストノズル４に送給され、それに載せて搬送する研掃材の単位時間当たりの搬送量が大きく、ブラストノズル４から噴射される空気に大量の研掃材を載せて処理対象物に吹き付けることができる。従って、同一馬力の空気供給装置を用いた単位時間当たりの仕事量を大幅に増加させることができ、消費電力を削減してランニングコストを低減することができる。また、空気流による風圧は高圧空気を用いた場合より低減されるので、処理対象物が薄いものであっても変形を生じさせることがない。
【特許文献１】特公平０６−０３５１１１号公報（第1〜２頁、図1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ブラストタンクに収容された研掃材の形状変化などに伴う研掃材搬送管への落下量の変動や研掃材搬送管の長さや曲がりの変化、過小径のブラストノズルが取り付けられた場合などの原因によって空気供給装置に所定値以上の圧損異常が加わると、低圧送風機が備える空気逃がし弁が作動し、研掃材搬送管に所要の送風量が得られない状態となると研掃材が研掃材搬送管内に滞留し、空気送給に脈動やムラが発生して装置稼動の停止や処理品質の均一性を損なう課題があった。また、条件変化による圧力上昇が生じると、騒音や振動が発生し、消費電力が徒に増加する問題がある。
【０００６】
また、流量が大きくなるように研掃材搬送管の管径を大に形成しているため、ブラストノズルの開口径との比率が大きくなり、研掃材搬送管に送給された空気に混入させた研掃材が最小流動速度に達しない場合に、研掃材搬送管内に研掃材が滞留し、脈動や閉塞などが生じることが判明した。前記最小流動速度は研掃材の粒子径や研掃材搬送管への投入量により一定ではないが、研掃材搬送管は一般的に垂直方向から水平方向に向けて湾曲させて使用される場合が多いため、テストデータでは最低速度を毎秒８ｍ以上にしないと垂直方向にある管部において重い研掃材ほど滞留する量が多くなり、時間経過と共に下方に落下して堆積し、閉塞が発生する現象が見られた。
【０００７】
また、一般にブラストノズルの研掃材搬送管から直管部に接続する入角は４５度になっているので、空気はその部分で急激に渦を巻き、研掃材は急激な角度と渦流により遠心力が作用し、直管部に入って帯状になり、噴射されたとき直ちに拡散しにくいことが判明した。
【０００８】
また、従来のブラストタンクでは圧力導入管から送給される風圧で閉止弁を押し上げて研掃材の補給穴を閉じて内圧を保持し、研掃材搬送管内の圧力と均衡させることにより混合部に研掃材を自然落下させているが、処理対象物によっては研掃材を低速で噴射しなければならない場合があり、その場合には送風量を少なくする必要があるので、前記閉止弁を押し上げる風圧が不足して補給穴が充分に閉じられず、ブラストタンク内に内圧が加わらないため研掃材供給ができなくなる原因となる課題があった。また、閉止弁の重さが適正でない場合、ブラストタンクから混合部に研掃材が供給されなかったり、供給されるまで時間がかかったりする課題があった。
【０００９】
また、ブラストタンクは一般に金属製であるため、外気温との差によってタンク内に結露が発生すると、研掃材が塊状になって供給口から混合部に落下しない状態になる課題があった。また、ブラスト処理を閉鎖空間内で実施して噴射された研掃材を回収し、ブラストタンクに戻す研掃材循環が一般的に実施されているので、ブラストタンクに戻された研掃材が処理対象物から奪った水分や油分を帯びていると、それによって塊状になりやすく、供給部から混合部に落下しないことがあり、研掃材供給の障害となる。
【００１０】
本発明が目的とするところは、低圧空気ブラスト方式の優れた特徴を生かしつつ多様な用途に適用することに伴う課題を解決する改良を加えたロータリーブロアを用いたブラスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、送風空気に研掃材を混合させた研掃材混合空気をブラストノズルから噴射させ、処理対象物に吹き付けてブラスト処理するブラスト装置であって、モータにより回転駆動されるロータリーブロアをその最大送風圧力が１．０ｋｇ／ｃｍ2以下、吸気静圧が−３０００ｍｍＡｑ以下になるように構成すると共に、前記モータの回転速度を制御して送風量可変に構成された空気供給装置と、前記ロータリーブロアから送風された空気に研掃材タンクから供給される研掃材を混合させて前記ブラストノズルに搬送する研掃材搬送管内を搬送される送風空気と研掃材との量が「空気密度重量≧研掃材重量」となるように研掃材の供給量を調節する研掃材供給量調節手段を設けて研掃材供給量可変に構成された研掃材供給装置と、を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
上記構成における空気供給装置は、低圧空気を送給するロータリーブロアとして構成されているので風圧により処理対象物に与える影響が少なく、送風量を大きくすることによりブラストノズルから噴出する研掃材の噴出速度を得て好適なブラスト処理を行うことができ、消費電力の削減、騒音発生の削減を図ることができる。また、ロータリーブロアの回転制御により送風量を調節して処理対象物に対応する風速を得ることができ、研掃材供給装置からの研掃材供給量を調節することにより送風量に対応する適正な研掃材の混合量を得ることができる。
【００１３】
上記構成において、送風量に応じて研掃材供給量調節手段による研掃材供給量を手動または自動制御する制御手段を設けることにより、処理対象物に適した送風量を設定すると、制御手段により研掃材供給量が最適量になるように手動または自動制御することができる。
【００１４】
また、ブラストノズルは、研掃材搬送管の先端に接続され、噴射口として開口する直管部の内径が前記研掃材搬送管の内径の１／６〜１／１０で、研掃材搬送管から直管部への入角が略３０度に形成することにより、研掃材搬送管の曲がりによっても研掃材を滞留させることなく研掃材混合空気を噴射口から所要速度で噴射することができ、適正な渦流発生により噴射口から近い位置から研掃材を拡散させることができる。
【００１５】
また、研掃材供給量調節手段は、研掃材タンクの研掃材排出口から排出された研掃材を送風配管への供給口に向けて搬送する搬送スクリューと、この搬送スクリューを回転速度可変に駆動する研掃材供給モータとを備えて構成することにより、研掃材供給モータの回転速度を制御することによって搬送スクリューによる研掃材の供給量を自在に調節することができる。また、研掃材タンク内の圧力変化や研掃材の粒子径の変化があっても安定した量の研掃材供給状態が得られる。
【００１６】
また、研掃材タンク内から研掃材排出口に向けて開口する空気噴射口に高圧空気が間欠的に瞬時供給される高圧空気ノズルを設けて構成することにより、研掃材の粒子間隙に空気が供給され、湿気や油分を含んで粒子間が橋絡状態や塊状になっていても、それを破壊して粒子状態に戻し、研掃材供給口から円滑に供給できる。
【００１７】
また、ロータリーブロアから吐出された空気を研掃材タンクの周面又は内部を通過する流路を設けて研掃材タンクを加温するタンク加温手段を形成することが好適で、ロータリーブロアの圧縮熱によって温度上昇した送風空気で研掃材タンクが加温されるので、鋼製の研掃材タンクであっても結露の発生を防止して研掃材が湿気を帯びて壁面に付着したり塊状になったりすることがない。
【００１８】
また、研掃材タンク内と送風管路との間を接続して研掃材タンク内に送風管路の圧力を作用させると共に、研掃材タンクに研掃材を補給する研掃材補給口に空気遮断弁を設けて構成することにより、研掃材タンクに研掃材を補給するとき以外は空気遮断弁を閉じて送風管路から導入される圧力が逃げることを防止することができ、圧力均衡により研掃材が研掃材供給口から送風配管に円滑に自然落下する状態を維持することができる。
【００１９】
また、ロータリーブロアから吐出された空気の圧力を検出する送風圧力検出手段を設け、この送風圧力検出手段の検出出力を制御装置に入力してモータの回転を制御することにより、ブラストノズルの磨耗による圧力低下を検出してモータの回転速度を増加させて所要の風量が得られる。また、異常な圧力が検出されたときにはモータの回転を停止してブラスト装置の稼動を停止させることができる。
【００２０】
また、ブラスト処理後の研掃材を分離した空気をロータリーブロアの吸気により集塵機を通して吸気口に吸引することにより、吸気静圧が大きいロータリーブロアの吸気を利用して集塵することができる。集塵機として大能力のファンや大径のダクトを設けることなく粉塵の除去ができ、省スペース、省エネルギーの効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、送風風量及び研掃材の供給量を自在に調節することができるので、処理対象物の種類や研掃材の種類などに応じて最適のブラスト処理状態が得られるように制御することができる。また、ブラストノズルの構造によって研掃材を滞留させることなく噴射させることができ、噴射口から速やかに研掃材を拡散させて効率よくブラスト処理を行うことができる。更に、研掃材が橋絡状態や塊状になって研掃材供給を阻害することを防止する構造が設けられているので、研掃材の供給が円滑になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本実施形態に係るブラスト装置の全体構成を示すもので、空気供給装置を構成するロータリーブロア４２から送給される低圧空気に、研掃材供給装置２１における研掃材タンク２３から供給される研掃材を混合させて研掃材搬送管２４によりブラスト室２６に送り、ブラスト室２６に収容した処理対象物にブラストノズル２５から研掃材を吹き付けてブラスト処理するように構成されている。本構成においては、ブラスト室２６内の研掃材を含む空気をサイクロン分離器２７に導いて空気中から研掃材を分離し、研掃材は研掃材タンク２３に回収し、空気はロータリーブロア４２の吸気により集塵機２９を通し、微細な粉塵を除去した後、ロータリーブロア４２の吸気口４５に戻し、ブラスト作業空間に研掃材や粉塵が飛散しない閉鎖環境を形成している。しかし、この閉鎖環境では時間の経過と共にブラストによって空気量分が不足していくが、その不足分は例えばブラスト室２６の上部にある図１に示すような外気導入口からの負圧による自然吸気により補われる。
【００２３】
前記ロータリーブロア４２は、図２に示すように、回転制御されるモータ４１により回転駆動される空気供給装置としての圧縮送風機２２を構成している。ロータリーブロア４２は、図３に基本構造として示すように、２葉（又は３葉）の相等しい形状の２つのロータ４３，４３をケーシング４４内に収容し、モータ４１によりロータ４３，４３を相反する方向に同一速度で回転駆動することにより、吸気口４５から吸気した空気をケーシング４４とロータ４３，４３に囲まれた空間で昇圧して排気口４６から吐出するロータリーポンプとして周知のものである。ロータリーブロア４２はモータ４１の回転制御により送風量の調整が容易であり、潤滑油を使用しないため送風空気中に油分が混入することがなく、吸気と吐出とが同時になされるため多風量に対応できるなどブラスト装置に好適な空気供給装置を構成することができる。
【００２４】
本構成におけるロータリーブロア４２は、昇圧送風する送風圧力が最大１．０ｋｇ／ｃｍ3以下、吸気静圧が−３０００ｍｍＡｇ以下に構成され、ロータリーブロア４２を回転駆動するモータ４１の回転速度制御により送風量を調節して最適の研掃材噴射速度を得ると共に消費電力の削減が図られている。図６に示すように、ロータリーブロア４２を回転制御することにより吸込風量、吐出圧力を変化させることができ、ブラストノズル２５のサイズ毎の風速を所定範囲で変化させることができる。ロータリーブロア４２の回転速度制御は、図１に示すように、圧縮送風機２２に対する運転操作入力に基づいて制御部３３から出力される制御指令によって運転周波数が切り替えられるインバータ３４によってモータ４１の回転速度を制御することによってなされる。
【００２５】
また、ロータリーブロア４２の排気口４６には電気接点を備えた圧力計（送風圧力検出手段）３７が設けられており、電気接点を制御部３３に接続してブラストノズル２５の磨耗に伴う圧力変動を検出してモータ４１を回転制御し、所定の送風量を確保することができる。また、連続した異常圧力が検出されたときには、装置の稼動を停止する制御が実行される。尚、送風圧力の検出は、圧力センサを用いることもできる。
【００２６】
上記構成により、送風量を所要量に制御することができるので消費電力が削減でき、ロータリーブロア４２に悪影響を与える過負荷状態が回避できるので、騒音の発生を抑制することができ、振動の発生のない圧縮送風機２２が構成される。
【００２７】
前記研掃材供給装置２１は、図４に示すように、研掃材タンク２３に研掃材を貯留して下方から研掃材搬送管２４に所要量の研掃材を供給するように構成されている。研掃材タンク２３は鋼製で、その内部に収容された研掃材は、その種類や季節、設置環境等の影響による結露により内壁面に付着したり、互いに連結して橋絡状態あるいは塊状になる場合があるので、研掃材タンク２３はその外壁の全体又は一部を二重構造として結露の発生を防止している。更に、図示するように研掃材タンク２３の円筒部５１の周面を囲んで二重構造を形成する外筒部５２と円筒部５１との間の空間に、ロータリーブロア４２から研掃材搬送管２４に送給する送風配管４７の空気を通し、ロータリーブロア４２の圧縮熱を利用して研掃材タンク２３を加温し、研掃材タンク２３内に結露が発生しないようにしている。尚、ロータリーブロア４２の圧縮熱を利用して研掃材タンク２３の内部を加温する構造は、ロータリーブロア４２から研掃材供給装置２１の研掃材搬送管２４に至る送風配管４７が研掃材タンク２３内を通過するように構成することによっても同様の効果が得られる。
【００２８】
上記研掃材タンク２３の加温構造によりヒータなどの加熱手段を設けることなく結露や湿気の発生を防止することができる。ロータリーブロア４２の圧縮熱は短時間で８０度以内の安定した温度状態となる図７に示すような実験結果を得ており、研掃材タンク２３が過熱されることにより作業者に危険を及ぼすことがない。
【００２９】
また、ロータリーブロア４２の排気口４６に接続された送風配管４７から分岐させた圧力導入管３９を研掃材タンク２３内に開口させており、研掃材タンク２３内の圧力を研掃材搬送管２４内の圧力と均衡させ、研掃材タンク２３の下部に形成された研掃材排出口５３から研掃材が自然落下して研掃材搬送管２４に円滑に供給されるようにしている。研掃材タンク２３にはその上部に設けられた研掃材補給口５７から研掃材が補給されるが、研掃材補給口５７はエアバタフライ弁（空気遮断弁）５８によって開閉操作され、開放により研掃材を補給すると共に研掃材補給時以外は閉止して研掃材タンク２３内の内圧が低下しないようにしている。
【００３０】
研掃材供給装置２１において、研掃材タンク２３の下部に形成された研掃材排出口５３と混合管３８に研掃材を供給する研掃材供給口５４との間には、研掃材切出し装置（研掃材供給量調節手段）３１が設けられている。この研掃材切出し装置３１は、回転制御される研掃材供給モータ５５によって前記研掃材排出口５３と研掃材供給口５４との間に配設された搬送スクリュー５６を回転駆動するもので、搬送スクリュー５６は軸体に螺旋状に溝が形成され、研掃材供給モータ５５によって回転駆動されることにより、研掃材排出口５３から落下してきた研掃材を溝内に収容して送り出し、研掃材供給口５４に送給する。前記研掃材供給モータ５５は、図１に示すように、制御部３３によって周波数制御されるインバータ３５により回転速度制御されるインバータ制御モータに構成されており、搬送スクリュー５６の回転速度を制御することにより研掃材供給口５４への研掃材の供給量を変化させることができる。前述したように制御部３３は、モータ４１の回転速度を制御してロータリーブロア４２から送給される空気の送風量を調節しているので、この送風量制御に対応させて研掃材切出し装置３１を制御して送風量に対する研掃材の供給量が最適になるように制御することができる。
【００３１】
ブラスト処理は空気により研掃材を浮揚搬送することによって成立しているので、空気に混合させる研掃材の量を最適に制御することが重要要件となり、適正量の研掃材を空気中に混合することにより効率よくブラスト処理を行うことができ、研掃材の供給量が多すぎては搬送中に研掃材を管路内に堆積させたり管路を閉塞させてしまうので、送風空気量を越える研掃材の量にならないようにする。送風量に対する研掃材の最適の混合量を表すには、送風量に対する研掃材の供給量を共通の単位で対比することが必要なので、研掃材の供給量を重量で表し、これに対応させて空気の送風量を空気密度重量で表すと、「空気密度重量≧研掃材重量」が最適の研掃材混合量となる。
【００３２】
上記構成になる研掃材タンク２３の下部には、研掃材排出口５３に先端開口部を向けて高圧空気ノズル３２が設けられており、図示しないエアコンプレッサから供給される２ｋｇ／ｃｍ2圧以上の空気が所定間隔で瞬時送給される。高圧空気ノズル３２から送給される空気が研掃材排出口５３に向けて噴射されることにより、水分や油分を含んで研掃材が狭まった研掃材排出口５３で橋絡状態や塊状になっている場合にも噴射される空気により橋絡状態は破壊され、粒子状になって研掃材切出し装置３１に向けて円滑に排出される。
【００３３】
研掃材タンク２３からの研掃材の安定供給はブラスト装置における重要要素となるが、上記研掃材供給装置２１の構成により、研掃材タンク２３からの研掃材を混合管３８に円滑供給することができる。更に研掃材切出し装置３１を設けることにより、研掃材搬送管２４と研掃材タンク２３内との間に多少の圧力差が生じた場合でも研掃材供給が安定してなされ、研掃材の粒子径が異なっても対応できる。また、ブラスト処理を行って処理対象物から奪った水分や油分で濡れた状態にある研掃材を再供給した場合においても安定した供給状態が得られる。ブラスト処理を機械加工品のバリ取りラインに適用する場合などにおいては、処理対象物の洗浄と乾燥がブラスト前処理として不可欠であった常識を覆し、洗浄機や乾燥機の設備投資や設備設置スペースを削減することができる。
【００３４】
前記研掃材供給口５４から排出される研掃材は、送風配管４７が接続された混合管３８に落下してロータリーブロア４２から送給されてきた空気中に混合して研掃材搬送管２４に送り出され、研掃材搬送管２４によってブラスト室２６に配設されたブラストノズル２５から噴射されて処理対象物に対してブラスト処理がなされる。ブラストノズル２５には研掃材搬送管２４だけが接続された構造となるので、ノズル部分に圧縮空気配管と研掃材供給管とが接続された従来のノズル構造に比して手動操作する場合でもブラスト操作が簡単である。また、本実施形態に係るブラストノズル２５は、図４に示すように、研掃材搬送管４内に研掃材が残留しない構造に形成されている。
【００３５】
図５において、ブラストノズル２５の直管部６１の開口径ｄは、研掃材搬送管２４の開口径Ｄの１／６〜１／１０に形成され、研掃材搬送管２４から直間部６１への入角θが３０度になるように形成されている。また、直管部６１の長さＬは、その開口径dの６倍となるように形成されている。
【００３６】
上記ブラストノズル２５の構造により、研掃材搬送管２４の開口径を大きくして流量を大になるようにしても直管部６１の開口径dとの対比が徒に大きくなり、空気中に混入された研掃材の最小流動化速度に達しない場合に研掃材が研掃材搬送管２４内に滞留することが防止される。研掃材搬送管２４内における研掃材の最小流動化速度は、研掃材の粒子径や混入量によって異なるが、研掃材搬送管２４は多くの場合、垂直方向から水平方向に向けて湾曲するように曲げられるので、テストデータにおいては最低速度を毎秒８m以上としなければ垂直部分で重い研掃材ほど滞留しやすくなり、それが時間経過とともに落下して堆積し、研掃材搬送管２４を閉塞させる現象が見られた。上記ブラストノズル２５の構造と、「空気密度重量≧研掃材重量」の関係を満たす毎秒１０〜２０mの風速をロータリーブロア４２から送給し、「直管部開口径d≧研掃材供給量」を満たすように研掃材供給口５４から混合管３８への研掃材の供給を制御することにより、研掃材搬送管２４がどのような曲がり状態になっても研掃材の滞留は発生しない。
【００３７】
また、直管部６１への入角θが適正に形成されていないと、直管部６１に流入する空気が渦巻き状になって伴走してきた研掃材が渦流による遠心力によって直管部６１に帯状になって流入し、直管部６１の開口端から噴射されたとき直ちに拡散しないため、ブラスト処理が適正になされない状態になるが、入角θを３０度に形成することにより、空気と研掃材とは安定した渦流となって直管部６１に入り、開口端から噴射されたとき比較的近い位置から分散するので、ブラスト処理に適した状態が得られる。
【００３８】
ブラスト処理において選定した研掃材を処理対象物に衝突させる速度を適正に設定することが重要で、処理対象物がフィルムや箔であるときは低速、歪みや打痕が生じやすい軽薄品には中速、硬質品には高速のように設定する。この風速の設定はブラスト装置の運転操作入力部から風速を設定入力することができ、風速の設定入力がなされると、制御部３３によりブラストモータ４１の回転速度が制御され、設定入力された風速に対応するロータリーブロア４２からの送風量が設定される。制御部３３はブラストモータ４１の回転速度を設定すると、それに対応させて研掃材供給モータ５５の回転を制御して送風量に応じた適正な研掃材の供給量が得られるよう自動制御することができる。また、ブラストノズル２５は研掃材の摺動により直管部６１が磨耗し、直管部６１の直径が徐々に増加するので、同一送風量における風速に変化が生じるが、ブラストノズル２５の磨耗状態は圧力計３７により圧力変化として検出されるので、この圧力変化の検出出力が制御部３３に入力されることにより、制御部３３によりモータ４１の回転速度を制御して風速が一定になるように調整することができる。
【００３９】
図１に示すように、ブラスト室２６内にブラストノズル２５から噴射された研掃材を含む空気は、ブラスト室２６の底部からサイクロン分離器２７に導かれて遠心分離により空気中から研掃材が分離され、研掃材が除去された空気はロータリーブロア４２の吸気を利用した集塵機２９に導かれ、空気中に含まれたブラスト粉塵が濾過されてロータリーブロア４２の吸気口４５から吸気される。このようにロータリーブロア４２の吐出、吸引の特性を生かして空気を閉鎖環境内で内部循環させるので、粉塵の外部飛散がなく作業者を粉塵から保護し、ブラスト装置の設置環境を粉塵汚染することがない。前記集塵機２９はその下部をロータリーブロア４２の簡易防音室４９と一体に形成できるコンパクトな形態に構成でき、ロータリーブロア４２の吸引を利用しているのでファンを設ける必要がなく省エネルギーを図ることができる。本構成に係るロータリーブロア４２は、その吸気静圧を−３０００ｍｍＡｑにできるので、通常の集塵機の吸気圧が−２５０ｍｍＡｑ程度であるのに比して吸気圧が格段に大きく、回収ダクト径を小さく形成することができ、前記サイクロン分離器２７における研掃材の分離にも効果的に作用する。
【００４０】
一方、サイクロン分離器２７によって遠心分離された研掃材は圧力調整タンク２８に回収され、圧力調整タンク２８から研掃材タンク２３に補給投入される。前記サイクロン分離器２７、圧力調整タンク２８及び研掃材タンク２３には送風配管４７から分岐された圧力導入管３９が接続されており、それぞれ圧力導入管３９からの圧力導入を空気弁５９で開閉操作して圧力差を設けることにより、エアバタフライ弁５８を開いてサイクロン分離器２７により分離された研掃材を圧力調整タンク２８に移動させ、空気弁５９の開閉操作により圧力調整タンク２８内の圧力を研掃材タンク２３内の圧力と均衡させて、両タンク間に設けられたエアバタフライ弁５８を開放することにより研掃材を圧力調整タンク２８から研掃材タンク２３に補給することができる。尚、ブラスト室２６からの研掃材の回収は、ブラスト室２６の底に堆積した研掃材をバケットエレベータにより圧力調整タンク２８に搬送し、ブラスト室２６内の空気をロータリーブロア４２の吸気により集塵機２９を通して循環させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上の説明の通り本発明によれば、送風風量及び研掃材の供給量を自在に調節することができるので、処理対象物の種類や研掃材の種類などに応じて最適のブラスト処理状態が得られるように制御することができ、省エネルギー、省スペースのロータリーブロアを用いたブラスト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るブラスト装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係るロータリーブロアの構成を示す側面図。
【図３】ルーツブロアの基本構造を示す説明図。
【図４】実施形態に係る研掃材タンクの構成を示す構造図。
【図５】実施形態に係るブラストノズルの構成を示す１／２断面図。
【図６】ロータリーブロアの回転制御による特性変化を示すグラフ。
【図７】ロータリブロアの時間経過に伴う各部の温度上昇を示すグラフ。
【図８】従来技術に係るブラスト装置の構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００４３】
２１  研掃材供給装置
２２  圧縮送風機（空気供給装置）
２３  研掃材タンク
２４  研掃材搬送管
２５  ブラストノズル
２６  ブラスト室
２９  集塵機
３１  研掃材切出し装置（研掃材供給量調節手段）
３２  高圧空気ノズル
３３  制御部
３７  圧力計
３８  混合管
３９  圧力導入管
４１  モータ
４２  ロータリーブロア
４５  吸気口
４６  排気口
４７  送風配管
５２  外筒部
５３  研掃材排出口
５４  研掃材供給口
５５  研掃材供給モータ
５６  搬送スクリュー
５７  研掃材補給口
５８  エアバタフライ弁（空気遮断弁）
６１  直管部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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