(57)【要約】【課題】本発明は、負圧を発生する２流体ノズルを直接直列に繋ぎ、研磨用粉体若しくは流体を一方の２流体ノズルに吸引させ、他方の２流体ノズルに水などの洗浄材を吸引させて吹付け・研磨することができる連装ノズル研磨装置を提供する。【解決手段】本発明の連装ノズル研磨装置は、２流体ノズルの第１ノズル１、第２ノズル２、第３ノズル３を直接３個直列に連結した３連装ノズルを備えており、前記３連装ノズルの第１ノズル１の貫通筒８には水を供給する水タンク４８が水供給管４９、調整バルブ５６を介して接続され、第２ノズル２の貫通筒２３には砂を供給する砂タンク５０が砂供給管５１、調整バルブ５６を介して接続され、第３ノズル３の貫通筒３７には鉄粉を供給する鉄粉タンク５２が鉄粉供給管５３、調整バルブ５６を介して接続され、それぞれは重力を利用して供給される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２流体ノズルの第１ノズル、第２ノズル、第３ノズルを直接３個直列に連結した３連装ノズルからなり、前記第１ノズルは、上流側を大径の第１負圧発生部、下流側を小径の第１先端筒部とし、前記第１負圧発生部と第１先端筒部とを第１円錐面で接続した第１流通孔を設け、前記第１負圧発生部に外周囲部から貫通する第１貫通筒を設け、前記第１流通孔の吸込口側には第１段部を形成して第１係合筒部を設けた円筒状の第１外筒と、前記第１流通孔に嵌挿されて前記第１段部に第１頭部を係合され、第１先端ノズル部を前記第１円錐面近傍に臨ました第１ノズル本体とから構成され、前記第２ノズルは、前記第１ノズル本体の第１頭部を押えつつ前記第１係合筒部に嵌合する第２嵌合筒部を設け、上流側を大径の第２負圧発生部、下流側を小径の第２先端筒部とし、前記第２負圧発生部と第２先端筒部とを第２円錐面で接続した第２流通孔を設け、前記第２負圧発生部に外周囲部から貫通する第２貫通筒を設け、前記第２流通孔の吸込口側には第２段部を形成して第２係合筒部を設けた円筒状の第２外筒と、前記第２流通孔に嵌挿されて前記第２段部に第２頭部を係合され、第２先端ノズル部を前記第２円錐面近傍に臨ました第２ノズル本体とから構成され、前記第３ノズルは、前記第２ノズル本体の第２頭部を押えつつ前記第２係合筒部に嵌合する第３嵌合筒部を設け、上流側を大径の第３負圧発生部、下流側を小径の第３先端筒部とし、前記第３負圧発生部と第３先端筒部とを第３円錐面で接続した第３流通孔を設け、前記第３負圧発生部に外周囲部から貫通する第３貫通筒を設け、前記第３流通孔の吸込口側には第３段部を形成して第３係合筒部を設けた円筒状の第３外筒と、前記第３流通孔に嵌挿されて前記第３段部に第３頭部を係合され、第３先端ノズル部を前記第３円錐面近傍に臨ました第３ノズル本体とから構成されることを特徴とする連装ノズル研磨装置。
【請求項２】
前記３連装ノズルの第１ノズルの第１貫通筒には水を供給する水タンクが水供給管、調整バルブを介して接続され、第２ノズルの第２貫通筒には砂を供給する砂タンクが砂供給管、調整バルブを介して接続され、第３ノズルの第３貫通筒には鉄粉を供給する鉄粉タンクが鉄粉供給管、調整バルブを介して接続され、それぞれは重力を利用して供給されることを特徴とする請求項１記載の連装ノズル研磨装置。
【請求項３】
前記３連装ノズルの第１ノズルの第１貫通筒には水を供給する水タンクが水供給管、調整バルブを介して接続され、第２ノズルの第２貫通筒には砂を供給する砂圧力タンクが砂供給管、調整バルブを介して接続され、第３ノズルの第３貫通筒には鉄粉を供給する鉄粉圧力タンクが鉄粉供給管、調整バルブを介して接続され、それぞれ圧力タンクにはコンプレッサーの高圧空気が圧力調整器を介して供給されることを特徴とする請求項１記載の連装ノズル研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧を発生する２流体ノズルを直接直列に繋ぎ、研磨用粉体若しくは流体を一方の２流体ノズルに吸引させ、他方の２流体ノズルに水などの洗浄材を吸引させて吹付け・研磨することができる連装ノズル研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サンドブラスト装置では、粉体を吹き付ける場合に水を周りに吹き付ける技術として、ノズル外側の外周に別途小型ノズルを取り付けて吹き付けている。
また、ノズル外部より穴を開けて水を圧入するのが一般的である。
【０００３】
従来のノズル外部より穴を開けて水を圧入する技術により、研磨材の空気による噴出に水等の液体をも混合した状態で噴出することで粉塵の発生を大幅に低減でき、又騒音も大幅に低くなって作業環境を大きく改善した表面研磨方法が知られている（特許文献１を参照）。
この公知技術は、先細りのコーン状ノズルに５〜１０気圧の高圧空気で珪砂の研磨材を送り込み、又水もノズルに送り込み、研磨材と水量の重量比率を９５：５程度にして、研磨材を空気と水の混合状態で付着物に向けて噴出させて付着物を除去し、表面を研磨する表面研磨方法である。
この公知技術は、ブラスト材と水とを混合してブラスト材表面を水で濡らすことにより除去片又は研磨粉を飛散させないようにしたものであるが、ブラスト効果が低いや水量調節が難しい等の問題があった。
【０００４】
また、サンドブラストの代替工法としての混気ジェットブラストが知られている（非特許文献１を参照）。
この公知技術は、ノズル中央から高圧水が噴射され、ノズルチップの周りから噴射される圧縮空気と混合して水の液滴化を促進して混気ジェットを作り出し、液滴化した水と空気の混合物は加速管で加速され、これが物体表面に衝突して液滴がはじけること（ハンマリング効果）により、物体表面の付着物を剥離する能力が増大することになり、更に、この混気ジェットに加えてメディア（研削材）をノズルまで別ラインで圧送、ベンチュリーノズルでスピードを加速させ投射することにより、より大きな運動エネルギーにより鋼材表面にプロファイル（表面粗度）を付けるものである。
この公知技術は、ノズル中央に高圧水を利用するものであるため、大量の水の回収／排水設備が必要となる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０３２３０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献２】「混気ジェットを活用したブラスト技術の実用化研究」、日本海事協会会誌、Ｎｏ．２９０、２０１０（１）、Ｐ７７−８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、負圧を発生する２流体ノズルを直接直列に繋ぎ、研磨用粉体若しくは流体を一方の２流体ノズルに吸引させ、他方の２流体ノズルに水などの洗浄材を吸引させ、ブラスト材とミスト粒子とを混合させることなく、中心部にブラスト材、周辺部にミスト層を同心円状となって吹付け・研磨することができる連装ノズル研磨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】
【０００８】
本発明の連装ノズル研磨装置は、２流体ノズルの第１ノズル、第２ノズル、第３ノズルを直接３個直列に連結した３連装ノズルからなり、前記第１ノズルは、上流側を大径の第１負圧発生部、下流側を小径の第１先端筒部とし、前記第１負圧発生部と第１先端筒部とを第１円錐面で接続した第１流通孔を設け、前記第１負圧発生部に外周囲部から貫通する第１貫通筒を設け、前記第１流通孔の吸込口側には第１段部を形成して第１係合筒部を設けた円筒状の第１外筒と、前記第１流通孔に嵌挿されて前記第１段部に第１頭部を係合され、第１先端ノズル部を前記第１円錐面近傍に臨ました第１ノズル本体とから構成され、前記第２ノズルは、前記第１ノズル本体の第１頭部を押えつつ前記第１係合筒部に嵌合する第２嵌合筒部を設け、上流側を大径の第２負圧発生部、下流側を小径の第２先端筒部とし、前記第２負圧発生部と第２先端筒部とを第２円錐面で接続した第２流通孔を設け、前記第２負圧発生部に外周囲部から貫通する第２貫通筒を設け、前記第２流通孔の吸込口側には第２段部を形成して第２係合筒部を設けた円筒状の第２外筒と、前記第２流通孔に嵌挿されて前記第２段部に第２頭部を係合され、第２先端ノズル部を前記第２円錐面近傍に臨ました第２ノズル本体とから構成され、前記第３ノズルは、前記第２ノズル本体の第２頭部を押えつつ前記第２係合筒部に嵌合する第３嵌合筒部を設け、上流側を大径の第３負圧発生部、下流側を小径の第３先端筒部とし、前記第３負圧発生部と第３先端筒部とを第３円錐面で接続した第３流通孔を設け、前記第３負圧発生部に外周囲部から貫通する第３貫通筒を設け、前記第３流通孔の吸込口側には第３段部を形成して第３係合筒部を設けた円筒状の第３外筒と、前記第３流通孔に嵌挿されて前記第３段部に第３頭部を係合され、第３先端ノズル部を前記第３円錐面近傍に臨ました第３ノズル本体とから構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の連装ノズル研磨装置は、負圧を発生する２流体ノズルを直接直列に繋ぎ、研磨用粉体若しくは流体を一方の２流体ノズルに吸引させ、他方の２流体ノズルに水などの洗浄材を吸引させ、ブラスト材とミスト粒子とを混合させることなく、中心部にブラスト材、周辺部にミスト層を同心円状となって吹付け・研磨することができるため、研磨対象物の表面を砂・鉄粉で研磨すると共に発生した粉塵はミスト層により飛散させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の３連装ノズルを示す断面模式図である。
【図２】本発明の重力式の連装ノズル研磨装置を示す模式図である。
【図３】本発明の圧力式の連装ノズル研磨装置を示す模式図である。
【図４】本発明の３連装ノズルから吹き出すミスト粒子・砂・鉄粉混合気体の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の連装ノズル研磨装置の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図１の断面模式図に示すように、本発明の連装ノズル研磨装置は、２流体ノズルの第１ノズル１、第２ノズル２、第３ノズル３を直接３個直列に連結した３連装ノズルを備えている。
前記第１ノズル１は、上流側を大径の第１負圧発生部４、下流側を小径の第１先端筒部５とし、前記第１負圧発生部４と第１先端筒部５とを第１円錐面６で接続した第１流通孔７を設け、前記第１負圧発生部４に外周囲部から貫通する第１貫通筒８を設け、前記第１流通孔７の吸込口側には第１段部９を形成して第１係合筒部１０を設けた円筒状の第１外筒１１と、前記第１流通孔７に嵌挿されて前記第１段部９に第１頭部１２を係合され、第１先端ノズル部１３を前記第１円錐面６近傍に臨ました第１ノズル本体１４とから構成される。
また、前記第１外筒１１の吹出口側にはラッパ状の透明保護カバー１５を装着可能とする外ネジ１６を形成し、かつ第１外筒１１の吸込口側の前記第１係合筒部１０に内ネジ１７を形成する。
【００１２】
前記第２ノズル２は、前記第１ノズル本体１４の第１頭部１２を押えつつ前記第１係合筒部１０に嵌合する第２嵌合筒部１８を設け、上流側を大径の第２負圧発生部１９、下流側を小径の第２先端筒部２０とし、前記第２負圧発生部１９と第２先端筒部２０とを第２円錐面２１で接続した第２流通孔２２を設け、前記第２負圧発生部１９に外周囲部から貫通する第２貫通筒２３を設け、前記第２流通孔２２の吸込口側には第２段部２４を形成して第２係合筒部２５を設けた円筒状の第２外筒２６と、前記第２流通孔２２に嵌挿されて前記第２段部２４に第２頭部２７を係合され、第２先端ノズル部２８を前記第２円錐面２１近傍に臨ました第２ノズル本体２９とから構成される。
また、前記第２嵌合筒部１８には外ネジ３０を設け、前記第１外筒１１の第１係合筒部１０の内ネジ１７に嵌合するようにし、かつ前記第２外筒２６の第２係合筒部２５には内ネジ３１を形成する。
【００１３】
前記第３ノズル３は、前記第２ノズル２と同様に、前記第２ノズル本体２９の第２頭部２７を押えつつ前記第２係合筒部２５に嵌合する第３嵌合筒部３２を設け、上流側を大径の第３負圧発生部３３、下流側を小径の第３先端筒部３４とし、前記第３負圧発生部３３と第３先端筒部３４とを第３円錐面３５で接続した第３流通孔３６を設け、前記第３負圧発生部３３に外周囲部から貫通する第３貫通筒３７を設け、前記第３流通孔３６の吸込口側には第３段部３８を形成して第３係合筒部３９を設けた円筒状の第３外筒４０と、前記第３流通孔３６に嵌挿されて前記第３段部３８に第３頭部４１を係合され、第３先端ノズル部４２を前記第３円錐面３５近傍に臨ました第３ノズル本体４３とから構成される。
また、前記第３嵌合筒部３２には外ネジ４４を設け、前記第２外筒２６の第２係合筒部２５の内ネジ３１に嵌合するようにし、かつ前記第３外筒４０の第３係合筒部３９には内ネジ４５を形成する。
なお、前記第３外筒４０の第３係合筒部３９の内ネジ４５には、図示しないコンプレッサーからの高圧空気が供給される接続用連結筒４６の外ネジ４７が嵌合される。
【００１４】
前記第１ノズル１、第２ノズル２、第３ノズル３は、先端筒径が第１外筒１１、第２外筒２６、第３外筒４１の順に小さくなっており、かつ前記第１流通孔７、第２流通孔２２、第３流通孔３６に嵌挿される第１ノズル本体１４、第２ノズル本体２９、第３ノズル本体４３も順に小さくなっている。
例えば、第１外筒１１の先端筒径を１４ｍｍとすれば、第２外筒２６の先端筒径は１０ｍｍ、第３外筒４０の先端筒径は６ｍｍとなり、かつ第１ノズル本体１４のノズル径を１２ｍｍとすれば、第２ノズル本体２９のノズル径は８ｍｍ、第３ノズル本体４３のノズル径は４ｍｍの如き構造になる。各筒内の圧力は膨張しつつ出口に向かうため、抵抗が発生しないように少なくとも２ｍｍ程度大きく製作する。
【００１５】
図２に示すように、本発明の連装ノズル研磨装置は、３連装ノズルの第１ノズル１の第１貫通筒８には水を供給する水タンク４８が水供給管４９、調整バルブ５６を介して接続され、第２ノズル２の第２貫通筒２３には砂を供給する砂タンク５１が砂供給管５１、調整バルブ５６を介して接続され、第３ノズル３の第３貫通筒３７には鉄粉を供給する鉄粉タンク５２が鉄粉供給管５３、調整バルブ５６を介して接続され、それぞれは重力を利用して供給される。
また、３連装ノズルの第３ノズル３の第３係合筒部４６にコンプレッサーからの高圧空気が供給される接続用連結筒（図示せず）が接続される。
また、図３に示すように、３連装ノズルの第１ノズル１の第１貫通筒８には水を供給する水タンク４８が水供給管４９、調整バルブ５６を介して接続され、第２ノズル２の第２貫通筒２３には砂を供給する砂圧力タンク５４が砂供給管５１、調整バルブ５６を介して接続され、第３ノズル３の第３貫通筒３７には鉄粉を供給する鉄粉圧力タンク５５が鉄粉供給管５３、調整バルブ５６を介して接続され、それぞれ圧力タンクにはコンプレッサーの高圧空気が圧力調整器を介して供給される。
また、３連装ノズルの第３ノズル３の第３係合筒部４６にコンプレッサーからの高圧空気が供給される接続用連結筒（図示せず）が接続される。
【００１６】
次に、本発明の連装ノズル研磨装置の操作動作を添付図面に基づいて、以下に説明する。
最初に、図２の重力式の連装ノズル研磨装置について説明する。
コンプレッサーからの高圧空気が３連装ノズルに供給されると、図１の第３ノズル本体４３の第３先端ノズル部４２から高圧空気が吹出し、第３円錐部３５での吸引力により第３負圧発生部３３に負圧を生じる。この負圧により、鉄粉タンク５２から鉄粉が吸引され、図１に示す第３先端筒部３６で圧力空気と鉄粉が混じり合って噴出される。
この鉄粉混合気体は、引き続き第２ノズル本体２９に導入され、前述と同様に、第２ノズル本体２９の第２先端ノズル部２８から鉄粉混合気体が吹出し、第２円錐部２１での吸引力により第２負圧発生部１９に負圧を生じる。この負圧により、砂タンク５０から砂が吸引され、図１に示す第２先端筒部２２で鉄粉混合気体と砂が一緒になって混じることなく、中央部が鉄粉混合気体、周辺部が砂となって同心円状に噴出される。
さらに、この同心円状の砂・鉄粉混合気体は、さらに第１ノズル本体１４に導入され、前述と同様に、第１ノズル本体１４の第１先端ノズル部１３から同心円状の砂・鉄粉混合気体が吹出し、第１円錐部６での吸引力により第１負圧発生部４に負圧を生じる。この負圧により、水タンク４８から水が吸引され、図１に示す第１先端筒部７で砂・鉄粉混合気体と水がミスト粒子になって混じることなく、中央部が砂・鉄粉混合気体、周辺部がミスト層となって図４に示すように外側から同心円状にミスト粒子・砂・鉄粉混合気体が噴出される。
このようにして形成されたミスト粒子・砂・鉄粉混合気体は、３連装ノズルから研磨対象物に噴射され、研磨対象物の表面を砂・鉄粉で研磨すると共に発生した粉塵はミスト層により飛散させないようにする。
【００１７】
次に、図３の圧力式の連装ノズル研磨装置について説明する。
重力式と同様にコンプレッサーからの高圧空気が３連装ノズルに供給されると、図１の第３ノズル本体４３の第３先端ノズル部４２から高圧空気が吹出し、第３円錐部３５での吸引力により第３負圧発生部３３に負圧を生じると共に鉄粉圧力タンク５５の押圧力が生じる。この圧力により、前記鉄粉圧力タンク５５から鉄粉が供給され、図１で示す第３先端筒部３６で圧力空気と鉄粉が混じり合って鉄粉混合気体が高速噴出される。
この鉄粉混合気体は、引き続き第２ノズル本体２９に導入され、前述と同様に、第２ノズル本体２９の第２先端ノズル部２８から鉄粉混合気体が吹出し、第２円錐部２１での吸引力により第２負圧発生部１９に負圧を生じると共に砂圧力タンク５４の押圧力が生じる。この圧力により、前記砂圧力タンク５４から砂が供給され、図１で示す第２先端筒部２２で鉄粉混合気体と砂が一緒になって混じることなく、中央部が鉄粉混合気体、周辺部が砂となって同心円状に砂・鉄粉混合気体が高速噴出される。
さらに、この同心円状の砂・鉄粉混合気体は、さらに第１ノズル本体１４に導入され、前述と同様に、第１ノズル本体１４の第１先端ノズル部１３から同心円状の砂・鉄粉混合気体が吹出し、第１円錐部６での吸引力により第１負圧発生部４に負圧を生じる。この負圧により、水タンク４８から水が吸引され、図１で示す第１先端筒部７で砂・鉄粉混合気体と水がミスト粒子になって混じることなく、中央部が砂・鉄粉混合気体、周辺部がミスト層となって図４に示すように外側から同心円状にミスト粒子・砂・鉄粉混合気体が高速噴出される。
このようにして形成されたミスト粒子・砂・鉄粉混合気体は、３連装ノズルから研磨対象物に高速噴射され、研磨対象物の表面を砂・鉄粉で研磨すると共に発生した粉塵はミスト層により飛散させないようにする。
【符号の説明】
【００１８】
１  第１ノズル
２  第２ノズル
３  第３ノズル
４  第１負圧発生部
５  第１先端筒部
６  第１円錐面
７  第１流通孔
８  第１貫通筒
９  第１段部
１０  第１係合筒部
１１  第１外筒
１２  第１頭部
１３  第１先端ノズル部
１４  第１ノズル本体
１５  透明保護カバー
１６  外ネジ
１７  内ネジ
１８  第２嵌合筒部
１９  第２負圧発生部
２０  第２先端筒部
２１  第２円錐面
２２  第２流通孔
２３  第２貫通筒
２４  第２段部
２５  第２係合筒部
２６  第２外筒
２７  第２頭部
２８  第２先端ノズル部
２９  第２ノズル本体
３０  外ネジ
３１  内ネジ
３２  第３嵌合筒部
３３  第３負圧発生部
３４  第３先端筒部
３５  第３円錐面
３６  第３流通孔
３７  第３貫通筒
３８  第３段部
３９  第３係合筒部
４０  第３外筒
４１  第３頭部
４２  第３先端ノズル部
４３  第３ノズル本体
４４  外ネジ
４５  内ネジ
４６  接続用連結筒
４７  外ネジ
４８  水タンク
４９  水供給管
５０  砂タンク
５１  砂供給管
５２  鉄粉タンク
５３  鉄粉供給管
５４  砂圧力タンク
５５  鉄粉圧力タンク
５６  調整バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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