(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る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、周方向に全体又は所定間隔毎に、かつ径方向に所定の厚みをもって貫通され、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、
前記空隙部は前記一方の端部及び前記他方の端部とも外部に連通されていることを特徴とする湿式ブラストノズル。
【請求項２】
前記外部管接続口に供給される水は、水量調節弁により調節可能である請求項１記載の湿式ブラストノズル。
【請求項３】
前記外筒の前記メディア噴射側の端部は前記内筒の前記メディア噴射側の端部より所定長分長く形成された請求項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、前記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。
【請求項５】
前記メディアは炭酸水素ナトリウムからなる請求項４記載の湿式ブラスト方法。
【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】
また、湿式ブラストノズルの別例を図６に挙げる。図６において、圧縮空気源４５より供給された空気はメディアタンク４１より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、ホース４３を介して湿式ブラストノズル５０に送られる。湿式ブラストノズル５０には、水道４９より水量調節弁４７を介して水が供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の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の内部で吸引させ噴射口から噴射させている。このため、ブラスト作業を中断したとき、メディア吸引室２９や吸引ホース３３内に水が流入すると特に水溶性のメディアを使用する場合は、湿分を含んだブラストメディアが滞留し、ノズルの閉塞が起こる。
【０００８】
このため、数回の使用でブラスト作業をすることが出来なくなる。従って、同じノズルの内部にメディアの吸引口と水の吸引口を用意する場合に、二つの吸引口を隣接して設置することが出来ないので、ブラストノズルを小型化することは困難である。
【０００９】
具体的には、例えば、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）に接続して、圧力０．４９ＭＰａで空気０．５Ｎｍ３  ／ｍｉｎを通じ、平均粒子径０．３ｍｍの炭酸水素ナトリウム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、ノズルを水平方向から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。
【００１０】
このとき、３回の中断後にメディア吸入口２８に接続したビニールホース３３の内部に水が侵入し、ブラストメディアによるノズルの閉塞が起こり、安定的に継続的にブラスト作業が実施出来なかった。
【００１１】
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。
【００１２】
また、湿式ブラストノズル５０を用いた場合には、メディアが供給されるメディアタンク４１から数メートルのホース４３が存在するので、圧縮空気停止時に湿式ブラストノズル５０を下向きにすれば、ホース４３内を水が逆流しないような状況にすることが可能だった。湿式ブラストノズル５０内部及びメディア供給側に入った水分を、作業再開時に圧縮エアーにより吹き飛ばせば閉塞等が発生しない。しかしながら、このような操作上の注意が必要であった。
【００１３】
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。
【００１４】
【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る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、周方向に全体又は所定間隔毎に、かつ径方向に所定の厚みをもって貫通され、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、前記空隙部は前記一方の端部及び前記他方の端部とも外部に連通されていることを特徴とする。
【００１５】
内筒は、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。このメディアは粉末状であり、水溶性ブラストメディア、水不溶性ブラストメディアのいずれを用いてもよい。外筒は、この内筒の周囲に所定の空隙部を隔てて配設されている。
【００１６】
スリットは、外筒の外周面と内周面の間に周方向に全体又は所定間隔毎に、かつ径方向に所定の厚みをもって貫通されている。所定間隔毎には、多数の穴を円周状に配置したようなものも含んで考える。そして、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ている。空隙部は一方の端部及び他方の端部とも外部に連通されている。
【００１７】
以上により、メディアを吸引した圧縮空気の流れの外側に水膜の流れが噴射形成される。圧縮空気の流れと水膜の流れの間には、空気が同じ流れの方向に吸引される。このように、圧縮空気の流れと水膜の流れの間に空気が介在されることで、ノズルの外部でメディアと水とを混合させることが可能になる。
【００１８】
その結果、ノズル内部の閉塞が著しく抑制され、発生する粉塵を抑制し、安定的にブラスト施工が可能になる。本発明のブラストノズルは、構造は簡単であると共に、メディアの吸引口に隣接して水を供給出来るので小型化も可能になった。
【００１９】
なお、内筒、外筒、スリットは、その断面が円形、楕円形、または多角形の形状であってもよい。また、それぞれが同心円上あるいは偏心して配置されてもよい。
【００２０】
また、本発明（請求項２）は、前記外部管接続口に供給される水は、水量調節弁により調節可能であることを特徴とする。
【００２１】
更に、本発明（請求項３）は、前記外筒の前記メディア噴射側の端部は前記内筒の前記メディア噴射側の端部より所定長分長く形成されたことを特徴とする。このことにより、水は内筒のメディア噴射側の端部より所定長分隔てた位置から放射されることになる。また、内筒からはメディアを吸引した圧縮空気が放出されているため、水が内筒内部に侵入することは無くなる。
【００２２】
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、前記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。
【００２３】
更に、本発明（請求項５）は、前記メディアは炭酸水素ナトリウムからなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施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６０がブラストガン２０に接続されている状態の全体組立図を図１に、この湿式ブラストノズル６０の断面図を図２に、正面図を図３に、背面図を図４に示す。なお、図５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。図２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。
【００２５】
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、径方向に所定の厚みをもたせたスリット６７が周状に貫通形成されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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なくなる。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。
【００３０】
内筒６１の内周は、メディアの平均粒子径の３倍程度が一般的には好ましい。湿式ブラストノズル６０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、直径１ｍｍ以上が好ましい。空隙部６５の径方向の厚みは、内筒６１と水を噴射するスリット６７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。
【００３１】
スリット６７の厚みは水膜を良好に形成するために０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。外筒６３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６３に接触して減速され、研掃能力が低下するおそれがある。また、湿式ブラストノズル６０の質量が増加するので５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００３２】
湿式ブラストノズル６０では、水の噴霧で発生する粉塵を抑制することが出来る。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出来る。水溶性ブラストメディアとしては食塩、炭酸水素ナトリウム、重炭酸カリウム等が例示される。水不溶性ブラストメディアとしてはシリカ、アルミナ、ジルコニア等が例示される。なかでも、炭酸水素ナトリウムが好ましい。
【００３３】
炭酸水素ナトリウムは、モース硬度２．５程度であり、被処理物の母材が金属等からなっても傷つけずに表面を研掃でき、また油分をけん化する作用もあるため油分を除去できる。また、経口急性毒性が塩化ナトリウムに比べ低く、サンドブラストで発生する呼吸気障害の問題もない。さらに常温で水に溶解し、ＰＨ８．３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、環境負荷が低い。
【００３４】
【実施例】
湿式ブラストノズル６０の内筒６１の直径を８ｍｍ、空隙部６５の厚さを６ｍｍ、スリット６７の厚さを０．５ｍｍとし、ブラストガン（オオサワ＆カンパニー製  Ｗ３０１−ＥＳ−２６型）に接続した。そして、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。
【００３５】
圧力０．４９ＭＰａで空気０．５Ｎｍ３  ／ｍｉｎを通じ、平均粒子径０．３ｍｍの炭酸水素ナトリウムをメディアとして８００ｇ／ｍｉｎで吸引させ、３．５Ｌ／ｍｉｎの水量で水膜を発生させた。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分間作業中止を１時間繰り返したが、メディアによる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。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外筒と内筒の間に空隙部を形成し、外筒にスリットを配設したので、ノズル内部のメディアによる閉塞が著しく抑制され、発生する粉塵を抑制し、安定的にブラスト施工が可能になる。長時間の使用も可能である。構造は簡単であると共に、小型化も可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体組立図
【図２】  湿式ブラストノズルの断面図
【図３】  湿式ブラストノズルの正面図
【図４】  湿式ブラストノズルの背面図
【図５】  湿式ブラストノズルの一例
【図６】  湿式ブラストノズルの別例
【符号の説明】
７    水量調節弁
６０  湿式ブラストノズル
６１  内筒
６３  外筒
６４  枠
６５  空隙部
６７  スリット
６９  チャンバー
７１  外部管接続口
【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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