(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管及び外管からなる二重管の内管の流路からショット材を、内管と外管の間の流路から加速用ガスをそれぞれ供給し、先端のノズル部でエジェクター作用により前記ショット材と加速用ガスとを混合して噴出する構成のショットブラスト用ノズルにおいて、
直線状二重管からなる本管と、同じく直線状二重管からなるノズル管と、該ノズル管と前記本管との間に配置される、曲げ角度がそれぞれ異なる複数の湾曲二重管とを備え、
前記本管は、直管状の内管と、該内管の外周に同軸に設けられた外管とから形成され、
前記ノズル管は、直管状の内管と、該内管の外周に同軸に設けられた外管とから形成されるとともに、この外管の先端部を内管よりも延長して前記ノズル部とし、該ノズル部には、外管内面と内管の先端との間に形成されたエジェクター作用を有効に発生させるためのリング状で幅狭のスリット状開口を有し、
前記各湾曲二重管は、それぞれ同じ曲率で同じ角度の内管と外管とをスペーサーを介して二重管に形成し、
前記各内管及び各外管は、それぞれ同一径の管体であり、
前記本管の内管及び外管の先端部と、前記ノズル管の内管及び外管の基端部と、前記湾曲二重管の内管及び外管の両端部とに、両流路をそれぞれ連通させた状態で互いに着脱可能な接続部をそれぞれ設け、
前記複数の湾曲二重管のいずれかを前記ノズル管と前記本管との間に配置して、前記各接続部を介して内管同士及び外管同士を気密に接続することを特徴とするショットブラスト用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ショットブラスト用ノズルに関し、詳しくは、処理部の位置等に応じてノズル部の角度を変更することができるショットブラスト用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種物品の表面に付着している油分の除去、塗膜の剥離、金型の離型剤の除去等の清掃作業を行うショットブラスト装置として、粒状ドライアイスをショット材としたノズル部入口エジェクター方式のものが知られている。このノズル部入口エジェクター方式のショットブラスト装置におけるノズル部は、通常、図９に示すような構造を有している。
【０００３】
このショットブラスト用ノズルは、直管状の内管１と、該内管１に対して同軸に設けられた外管２とを備え、内管１内をショット材であるドライアイスが流れるショット材流路３に、内管１と外管２との間を加速ガス、例えば空気が流れる加速ガス流路４にそれぞれ形成するとともに、加速ガス流路４の先端部にリング状で幅狭のスリット状開口５を設けた構造を有しており、該スリット状開口５で絞られて高速で噴出する加速ガスのエジェクター作用で内管１から流出するショット材を吸引し、ショット材を加速して対象物の処理部に噴射するように構成されている。
【０００４】
また、外管２の先端部内周には、円弧状の湾曲管６を装着するためのネジ部７が設けられており、該ネジ部７に適当な角度の湾曲管６を装着することにより、直線状のノズルではショット材を噴射しにくい処理部の作業を行うようにしている。例えば、図１０に示すような箱状あるいは溝状の物品８の手前側の隅部８ａにショット材を噴射する場合には、略９０度の湾曲管６ａを装着して行うようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の湾曲管６は、通常の適当な曲げ角度を有する管体、例えば４５度エルボや９０度エルボを使用しているため、ノズル先端で加速ガスに吸引されて加速ガスに同伴されたショット材が湾曲管６の内面外周部に沿って流れるため、図１０に示すように、湾曲管６の先端から噴射されるショット材Ｓが、湾曲管６ａの外周側に偏心した状態になる。したがって、直線状のノズル部からショット材を噴射した場合に比べ、湾曲管６を用いるとショット材の噴射面積が小さくなり、塗膜の剥離性能等が大幅に低下することになる。また、湾曲管６の内面にショット材が衝突する際の摩擦によりショット材の速度が低下したり、壁面との衝突やショット材同士の衝突によりショット材が粉砕されたりしてショット材の噴射エネルギーが低下することによっても、塗膜の剥離性能等が低下することになる。
【０００６】
そこで本発明は、直線状のノズルでは作業しにくい部分の清掃作業も効率よく行うことができるショットブラスト用ノズルを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のショットブラスト用ノズルは、内管及び外管からなる二重管の内管の流路からショット材を、内管と外管の間の流路から加速用ガスをそれぞれ供給し、先端のノズル部でエジェクター作用により前記ショット材と加速用ガスとを混合して噴出する構成のショットブラスト用ノズルにおいて、直線状二重管からなる本管と、同じく直線状二重管からなるノズル管と、該ノズル管と前記本管との間に配置される、曲げ角度がそれぞれ異なる複数の湾曲二重管とを備え、前記本管は、直管状の内管と、該内管の外周に同軸に設けられた外管とから形成され、前記ノズル管は、直管状の内管と、該内管の外周に同軸に設けられた外管とから形成されるとともに、この外管の先端部を内管よりも延長して前記ノズル部とし、該ノズル部には、外管内面と内管の先端との間に形成されたエジェクター作用を有効に発生させるためのリング状で幅狭のスリット状開口を有し、 前記各湾曲二重管は、それぞれ同じ曲率で同じ角度の内管と外管とをスペーサーを介して二重管に形成し、前記各内管及び各外管は、それぞれ同一径の管体であり、前記本管の内管及び外管の先端部と、前記ノズル管の内管及び外管の基端部と、前記湾曲二重管の内管及び外管の両端部とに、両流路をそれぞれ連通させた状態で互いに着脱可能な接続部をそれぞれ設け、前記複数の湾曲二重管のいずれかを前記ノズル管と前記本管との間に配置して、前記各接続部を介して内管同士及び外管同士を気密に接続することを特徴としている。
【０００８】
【作  用】
上記構成によれば、湾曲二重管部分を流れるショット材が多少偏心して流れても、ショット材はノズル管のノズル部から噴出する加速ガスにより加速されて噴射されるため、ノズル管先端から噴射されるショット材の偏心量は、従来のエルボ等の管体を用いた場合に比べて極めて少なく、大きな曲げ角度を有する湾曲二重管を用いた場合でも十分な性能が得られる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を、図面に示す実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
図１乃至図６は、本発明のショットブラスト用ノズルの一実施例を示すもので、図７及び図８は、接続部の他の形状例を示すものである。なお、説明は図１を主体に行い、図２乃至図４では主要部にのみに符号を付す。
【００１０】
まず、図１乃至図３は、直線状二重管からなる本管１０と、同じく直線状二重管からなるノズル管２０との間に、曲げ角度がそれぞれ異なる湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃを装着した状態のショットブラスト用ノズルを示すもので、図４は湾曲二重管を装着せずに本管１０とノズル管２０とを直接接続した状態を示すものである。
【００１１】
本管１０は、直管状の内管１１と、該内管１１の外周に同軸に設けられた外管１２とからなる二重管で形成されており、内管１１内が粒状のドライアイスが流れるショット材流路１３、内管１１と外管１２との間が加速ガスが流れる加速ガス流路１４であって、各流路１３，１４は、それぞれ所定のドライアイス供給源及び加速ガス供給源（図示せず）に接続されている。
【００１２】
上記内管１１と外管１２とは、図５及び図６にも示すように、加速ガスの流れを妨げない程度に設けられた複数のスペーサー１５，１５を介して固定されている。また、内管１１と外管１２の端部外周には、湾曲二重管等を接続するためのフランジ１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられ、フランジ１６ａ，１６ｂの各端面には、気密保持用のＯリング１７ａ，１７ｂを装着するための環状溝１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられている。
【００１３】
また、ノズル管２０は、本管１０と同様に、直管状の内管２１と、該内管２１の外周に同軸に設けられた外管２２とからなるもので、内管２１内がショット材流路２３、内管２１と外管２２との間が加速ガス流路２４である。また、内管２１と外管２２とは、前記同様のスペーサー１５，１５を介して固定されており、内管２１と外管２２の端部外周には、Ｏリング１７ａ，１７ｂを装着する環状溝１８ａ，１８ｂを備えた接続用のフランジ１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられている。
【００１４】
上記外管２２は、先端側が内管２１よりも長く、かつ、内管２１の先端に対応する位置から先が小径の段付き状に形成されており、内面の段部と内管２１の先端との間に、エジェクター作用を有効に発生させるためのリング状で幅狭のスリット状開口２９が形成されている。また、内管２１の先端部は、外管２２から噴出する加速ガスによるショット材の吸引・混合作用を考慮して肉薄に形成されている。
【００１５】
前記湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、それぞれ同じ曲率で同じ角度の内管３１ａ，３１ｂ，３１ｃと外管３２ａ，３２ｂ，３２ｃとをスペーサー１５，１５を介して二重管に形成したもので、内管３１ａ，３１ｂ，３１ｃ内がショット材流路３３、内管３１ａ，３１ｂ，３１ｃと外管３２ａ，３２ｂ，３２ｃとの間が加速ガス流路３４である。また、各内管３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び外管３２ａ，３２ｂ，３２ｃの両端には、前記同様の接続用フランジ１６ａ，１６ｂが設けられている。
【００１６】
各内管及び外管は、それぞれ同一径の管体であり、各管に設けられたフランジやＯリング装着用の環状溝も、同一形状に形成されている。したがって、各図に示すように、本管１０，ノズル管２０及び湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃを接続すると、各フランジ１６ａ，１６ａが当接して各ショット材流路１３，２３，３３及び加速ガス流路１４，２４，３４がそれぞれ連通し、各流路間や外部とはＯリング１７ａ，１７ｂにより気密に保持される。また、各フランジ１６ａ，１６ａ同士の接続固定は、クランプ４１等の周知の固着手段で行うことができる。
【００１７】
このように本管１０，ノズル管２０及び曲げ角度が異なる湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃをそれぞれ同一径の二重管構造に形成するとともに、接続部を同一形状に形成することにより、図１に示すように本管１０とノズル管２０との間に、曲げ角度約３０度の湾曲二重管３０ａを装着すれば約３０度の曲げ角度を有するショットブラスト用ノズルが、図２に示す湾曲二重管３０ｂを装着すれば曲げ角度４５度のショットブラスト用ノズルが、図３に示す湾曲二重管３０ｃを装着すれば曲げ角度９０度のショットブラスト用ノズルが、それぞれ得られる。また、図４に示すように本管１０とノズル管２０とを直接接続すれば、直線状のショットブラスト用ノズルが得られる。
【００１８】
上記のように本管１０とノズル管２０との間に湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃを装着したショットブラスト用ノズル（湾曲ノズル）では、本管１０のショット材流路１３に供給されるショット材は、湾曲二重管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及びノズル管２０内のショット材流路１３を流れ、ノズル管２０の内管２１の先端部で加速ガスに吸引されて加速され、加速ガスと共にノズル管２０の先端から直線状に噴射する。
【００１９】
したがって、加速されたショット材が湾曲部を流れないため、ショット材が偏心することがなく、ショット材をノズル管２０の先端から均一に噴射させることができる。さらに、湾曲部内面への衝突やショット材同士の衝突もほとんど生じないので、直線状のノズルに近い性能が得られる。
【００２０】
次に、上記実施例に示す構造の湾曲ノズルの性能を確認した実験に付いて説明する。まず、処理対象物としては、市販のアクリル系塗装スプレー缶（アトム化学塗料（株）製アトムスプレー）を使用して鉄板の表面に塗膜を形成し、１日放置して乾燥させたものを用いた。そして、ノズル先端と鉄板の表面との距離を約１０ｃｍとして塗膜の剥離試験を行った。このときの塗膜厚は、平均値で約１３μｍであった。
【００２１】
各ノズルの性能比較は、通常の直線状のノズルが１０ｃｍ×１５ｃｍの範囲の塗膜を剥離するまでに要した時間を基準とし、同じ時間で各ノズルで剥離することができた塗膜面積を測定し、直線状のノズルの場合を１００％として各剥離面積の割合を計算することにより行った。
【００２２】
なお、ショットブラストにおける各条件は以下の通りとした。
ノズル出口内径：２０ｍｍ
加速ガス：圧力６ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ，流量約５ｍ3 ／分の圧縮空気
ショット材：直径３ｍｍ×長さ５ｍｍのドライアイスペレット
【００２３】
その結果、図１に示す約３０度の湾曲ノズルでは８５％、図２に示す４５度の湾曲ノズルでは７１％、図３に示す９０度の湾曲ノズルでは６０％の面積の塗膜を剥離することができた。一方、図９に示した構造の従来のノズルの場合は、湾曲管６の曲げ角度が３０度の場合で５％、４５度で３％、９０度で１〜２％しか、それぞれ剥離することができなかった。
【００２４】
図７及び図８は、それぞれ接続部の他の実施例を示すもので、例えば、本管１０と湾曲二重管３０ａとの接続部を表している。図７に示す接続部の構造は、本管１０の内管１１及び外管１２の先端部にそれぞれ拡径部１１ａ，１２ａを設けて、湾曲二重管３０ａの内管３１ａと外管３２ａの基端部を挿入可能に形成し、両者の当接部の適当な位置にＯリング１７ｃ，１７ｄを装着するとともに、外管１２，３２ａの端部外周に設けたフランジ１６ｃ同士をボルト４２により着脱可能に接続するようにしたものである。
【００２５】
また、図８に示す接続部の構造は、本管１０の外管１２の先端部と湾曲二重管３０ａの外管３２ａの基端部とに互いに螺合するネジ部４３を設けて両者をネジ結合させるとともに、両者の当接部の適当な位置にＯリング１７ｅ，１７ｆを装着するようにしたものである。
【００２６】
このように、各管の接続部の構造は、例えば管の径等に応じて任意の構造を採用することが可能であり、また、内管と外管との固着方法もガスやショット材の流れを妨げなければ任意の構造を採用でき、湾曲二重管の曲げ角度も任意に設定することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のショットブラスト用ノズルは、ショット材と加速ガスとを混合して噴出するノズルの手前に適当な曲げ角度を有する湾曲二重管を設け、加速ガスに吸引されて加速されたショット材が湾曲部を流れない構造としたので、ショット材をノズルから均一に噴射することができ、直線状のノズルに近い性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のショットブラスト用ノズルの第１実施例を示す断面図である。
【図２】  同じく第２実施例を示す断面図である。
【図３】  同じく第３実施例を示す断面図である。
【図４】  同じく第４実施例を示す断面図である。
【図５】  本管の端面図である。
【図６】  図１のVI−VI線断面図である。
【図７】  接続部の他の実施例を示す要部の断面図である。
【図８】  接続部のさらに他の実施例を示す要部の断面図である。
【図９】  従来のショットブラスト用ノズルの一例を示す断面図である。
【図１０】  湾曲管を用いる場合の説明図である。
【符号の説明】
１０…本管、１１，２１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…内管、１２，２２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…外管、１３，２３，３３…ショット材流路、１４．２４，３４…加速ガス流路、１５…スペーサー、１６ａ，１６ｂ…フランジ、１７ａ，１７ｂ…Ｏリング、１８ａ，１８ｂ…環状溝、２０…ノズル管、２９…スリット状開口、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…湾曲二重管、４１…クランプ
【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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【図９】
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【図１０】
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