JP2003080462A

JP2003080462A - 湿式ブラストノズル及び湿式ブラスト方法

Info

Publication number: JP2003080462A
Application number: JP2001275058A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Emoto; 正晴江本; Shigeru Sakurai; 茂桜井; Yasumasa Kiyosue; 恭正清末
Original assignee: KYOKUTO VALVE KK; Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: KYOKUTO VALVE KK; AGC Inc
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-18
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP4739611B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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
法の提供。【解決手段】スリット１０３の右端にはチャンバー６
９が形成されており、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。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。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。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。

Description

【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２
０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１
３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６
１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１０
７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１
００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１０
１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１０
５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６ｍ
ｍ、空隙部６５の径方向の間隙を７ｍｍ、スリット１０
３及びスリット拡開部１０５の間隙をそれぞれ０．５ｍ
ｍ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１５ｍ
ｍ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０．５
Ｎｍ³／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０．５
Ｎｍ³／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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桜井茂福岡県北九州市戸畑区牧山５丁目１番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者清末恭正福岡県北九州市小倉南区上吉田５丁目８− ８

Claims

【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。