JP2003145429A - ドライアイス噴射用ノズルおよびブラスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業効率、取扱い性、操作性を低下させるこ
となく、結露を防ぐことができるドライアイス噴射用ノ
ズルを提供する。 【解決手段】 ドライアイスを噴出させる内管２と、内
管２に対し間隔をおいて設けられた外管３とを備えた多
重管構造を有し、結露防止用ガスを、内管２と外管３と
の間を通して、ドライアイス噴出方向先端から噴出させ
ることができるようにされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スノー状等のドラ
イアイスをブラスト対象物に向けて噴射するブラスト装
置、およびこれに用いられるドライアイス噴射用ノズル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スノー状等のドライアイスを噴射
するブラスト装置では、低温（−７８℃）のドライアイ
スを噴射するため、ノズルが冷却され、ノズル外面に結
露や着霜が生じることがある。ノズルの先端付近に結露
が生じた場合には、水分がドライアイスとともに噴射さ
れ、この水分によってブラスト対象物が汚染されてしま
うことがあった。また結露した水分が凍結して生じた氷
がノズル外面に付着し、この氷がドライアイス噴射流に
沿って成長し、ドライアイス噴射流を妨げてしまうこと
があった。ノズルにおける結露を防止する方法として
は、処理室内を低露点ガスでパージ（置換）し、処理室
内の水分濃度を低くした後にブラストを行うことが提案
されている。またノズルにヒータを設置し、このヒータ
でノズルを加温することによって結露を防止することも
行われている。またノズルに断熱材を設置し、ノズル外
面の温度低下を抑えることによって結露を防止すること
も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低露点
ガスで処理室内をパージする場合には、処理室内雰囲気
の露点をノズル外面温度（通常、−５０〜−７８℃）よ
り低くする必要があるため、多量の低露点ガスが必要と
なる。またブラスト対象物の搬入、搬出などのため処理
室を開放した際には、その都度、低露点ガスのパージが
必要となる。このため、作業効率が低下するという問題
があった。またヒータを用いてノズルを加温する場合、
結露を防ぐことが可能となるまでノズル外面温度を高め
るには、大容量のヒータが必要となり、コスト増大を招
いていた。またノズルの温度が高くなるため、噴射され
るドライアイスが昇華してしまうことがあった。さらに
は、ノズル外面が高温となるため、ノズルの取扱いが難
しくなるという問題があった。また断熱材を使用する場
合、結露を完全に防ぐには断熱層を厚くする必要があ
る。例えば高湿度条件下でドライアイス噴射を２４時間
行う場合に結露を防ぐには、厚さ約１００ｍｍの断熱層
が必要となる。このため、ノズル外径が大きくなり、操
作性が悪化する問題があった。さらには、ノズル先端部
に断熱材を設置するのは難しいため、ノズル先端面の結
露を防ぐことは困難であった。本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、作業効率、取扱い性、操作性を低
下させることなく、結露を防ぐことができるドライアイ
ス噴射用ノズルを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のドライアイス噴
射用ノズルは、ドライアイスを噴出させる内管と、内管
に対し間隔をおいて設けられた外管とを備えた多重管構
造を有し、結露防止用ガスを、内管と外管との間を通し
て、ドライアイス噴出方向先端から噴出させることがで
きるようにされていることを特徴とする。本発明のドラ
イアイス噴射用ノズルは、内管内に、ドライアイスを加
速する加速用ガスを供給することができるように構成す
ることができる。本発明のドライアイス噴射用ノズル
は、内管内に、ドライアイスを供給するドライアイス供
給管が設けられ、外管に、結露防止用ガスを導入する結
露防止用ガス導入経路が接続され、この導入経路の接続
位置が、ドライアイス供給管の出口端よりもノズル基端
側、または該出口端とほぼ同位置とされた構成とするこ
とができる。ドライアイス供給管は、内管に対し間隔を
おいて設けるのが好ましい。本発明のドライアイス噴射
用ノズルは、ドライアイスを噴出させる内管と、内管に
対し間隔をおいて設けられた外管とを備えた多重管構造
を有し、内管内に、ドライアイスを加速する加速用ガス
を供給できるようにされ、内管に、内管内の加速用ガス
を、内管と外管との間に導入するガス導入孔が形成さ
れ、ガス導入孔から内管と外管との間に導入された加速
用ガスを、ドライアイス噴出方向先端から噴出させるこ
とができるように構成することができる。本発明のドラ
イアイス噴射用ノズルでは、外管の先端部に、内管と外
管との間のガスを外部に導出するガス導出孔を形成する
のが好ましい。このガス導出孔は、内管の軸方向に沿う
方向に形成するのが好ましい。本発明のドライアイス噴
射用ノズルは、内管に、先端方向に肉厚が徐々に薄くな
るテーパ状の整流部が形成された構成とすることができ
る。本発明のドライアイス噴射用ノズルでは、内管と外
管との間に、該間を流れるガスを加温するヒータを設け
ることができる。このヒータは、外管に当接するように
設置するのが好ましい。

【０００５】本発明のブラスト装置は、ドライアイスの
原料となる炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給系と、ドラ
イアイスを噴射させるドライアイス噴射用ノズルと、結
露防止用ガスを供給する結露防止用ガス供給系とを備
え、炭酸ガス供給系が、炭酸ガスからドライアイスを生
成させることができるようにされ、ドライアイス噴射用
ノズルが、炭酸ガス供給系からのドライアイスを噴出さ
せる内管と、内管に対し間隔をおいて設けられた外管と
を備えた多重管構造を有し、かつ結露防止用ガス供給系
からの結露防止用ガスを、内管と外管との間を通して、
ドライアイス噴出方向先端から噴出させることができる
ようにされていることを特徴とする。結露防止用ガス供
給系は、結露防止用ガスを加温するヒータを備えた構成
とすることができる。本発明のブラスト装置は、ドライ
アイスの原料となる炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給系
と、ドライアイスを噴射させるドライアイス噴射用ノズ
ルと、ドライアイスを加速する加速用ガスを供給する加
速用ガス供給系とを備え、炭酸ガス供給系が、炭酸ガス
からドライアイスを生成させることができるようにさ
れ、ドライアイス噴射用ノズルが、炭酸ガス供給系から
のドライアイスを噴出させる内管と、内管に対し間隔を
おいて設けられた外管とを備えた多重管構造を有し、加
速用ガス供給系が、内管内に加速用ガスを供給すること
ができるようにされ、内管に、内管内の加速用ガスを、
内管と外管との間に導入するガス導入孔が形成され、ガ
ス導入孔から内管と外管との間に導入された加速用ガス
を、ドライアイス噴出方向先端から噴出させることがで
きる構成とすることができる。加速用ガス供給系は、加
速用ガスを加温するヒータを備えた構成とすることがで
きる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明のブラ
スト装置の第１の実施形態を示すものである。図２に示
すように、このブラスト装置は、ドライアイスの原料と
なる液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給系１６
と、ドライアイスを噴射させるドライアイス噴射用ノズ
ル１０と、ドライアイスを加速させる加速用ガスを供給
する加速用ガス供給系１７と、結露防止用ガスを供給す
る結露防止用ガス供給系１８とを備えている。符号１９
は、ブラスト対象物Ｍのブラスト処理を行う処理室であ
る。

【０００７】液化炭酸ガス供給系１６は、サイフォン管
付き液体炭酸ガス容器２１と、この容器２１からの液体
炭酸ガスを自由膨張させてドライアイスを生成させる絞
り部２２と、生成したドライアイスを噴射用ノズル１０
に導入するドライアイス導入経路２３とを備えている。
加速用ガス供給系１７は、液体窒素貯槽２４と、この貯
槽２４からの液体窒素を気化させる蒸発器２４ａと、得
られた窒素ガスを所定の圧力に減圧する減圧弁２５と、
窒素ガスを加速用ガスとして噴射用ノズル１０に導入す
る加速用ガス導入経路２６とを備えている。結露防止用
ガス供給系１８は、液体窒素貯槽２４からの液体窒素を
気化させて得られた窒素ガスを、噴射用ノズル１０に導
入する結露防止用ガス導入経路２７を備えている。

【０００８】図１に示すように、ドライアイス噴射用ノ
ズル１０は、ドライアイスを噴出させる内管２と、内管
２に対し間隔をおいて設けられた外管３と、内管２内に
設けられたドライアイス供給管１とを備えた三重管構造
を有する。

【０００９】噴射用ノズル１０では、ドライアイス供給
管１の内部がドライアイス流路４とされ、ドライアイス
供給管１と内管２との間が加速用ガス流路５とされ、内
管２と外管３との間が結露防止用ガス流路６とされてい
る。

【００１０】内管２は、一定内径の基部８の先端側に、
先端方向に向けて徐々に縮径するテーパ部９が形成さ
れ、テーパ部９の先端側に、先端方向に向けて徐々に拡
径する拡径部１１が形成されて構成されている。テーパ
部９は、ドライアイス供給管１の出口端１ａよりもノズ
ル先端側に設けられている。

【００１１】外管３は、一定内径の基部１２の先端側
に、先端方向に向けて徐々に縮径するテーパ部（先端
部）１３が形成されて構成されている。外管３の先端３
ａの内径は、内管２の先端２ａの外径よりやや大きく設
定されており、先端３ａと先端２ａとの隙間は、結露防
止用ガスが噴出するスリット状の結露防止用ガス噴出部
１４となっている。

【００１２】結露防止用ガス噴出部１４の間隔は、０．
３ｍｍ以上とするのが好ましい。特に、０．３〜２．０
ｍｍとするのが好適である。この間隔を０．３ｍｍ未満
にすると、製造時、内管と外管が接触しやすくなる。ま
た接触しない場合でも圧損が大きくなりガス噴出部１４
からガスが流出しにくくなる。この間隔は管２、３の周
方向のどの位置でも０．３ｍｍ以上であることが望まし
く、部分的にも間隔が０．３ｍｍ未満となると、外管３
の表面が部分的に結露する可能性がある。この間隔を
０．３ｍｍ以上とすることにより、部分的に多少間隔が
小さくなっても結露防止用ガスの噴出量を一定以上確保
でき、結露を防ぐことができる。この間隔は管２、３の
周方向のどの位置でも等間隔であることが望ましい。ガ
ス噴出部１４の間隔を上記範囲とすることによって、結
露防止用ガスをスムーズに排出し、結露防止用ガス流路
６内の結露防止用ガスの温度が低下するのを防ぐことが
できる。また結露防止用ガスの噴出流速を高め、大気が
結露防止用ガス流路６内に侵入するのを防ぎ、大気中の
水分による結露を防ぐことができる。

【００１３】外管３には、前記結露防止用ガスの導入経
路２７が接続されている。外管３に対する導入経路２７
の接続位置（外管３の延在方向の位置）は、ドライアイ
ス供給管１の出口端１ａより基端側、または出口端１ａ
とほぼ同位置とするのが好ましい。導入経路２７の接続
位置が、出口端１ａよりも先端側である場合には、この
接続位置と出口端１ａとの間の部分がドライアイスによ
り冷却され、結露が生じやすくなるため好ましくない。

【００１４】ノズル１０先端は、内管２が外管３の先端
３ａからノズル先端方向に突出しないようにするのが好
ましい。外管３に対し内管２が突出する場合には、突出
部分の内管２に結露が生じやすくなる。

【００１５】ドライアイス供給管１は、内管２に対し間
隔をおいて設けると、加速用ガス流路５が断熱層として
機能するため、ドライアイス供給管１が結露することを
防ぐことができる。

【００１６】供給管１、内管２、外管３は、金属（ステ
ンレス鋼等）や合成樹脂（ポリ４フッ化エチレン等）で
構成することができる。また供給系１６、１７、１８の
導入経路２３、２６、２７についても金属（ステンレス
鋼等）や合成樹脂（ポリ４フッ化エチレン、ゴム等）で
構成することができる。また導入経路２３、２６、２７
と噴射用ノズル１０との接続には、溶接接続を採用して
もよいし、継手を用いてもよい。特に、絞り部２２より
下流側のドライアイス導入経路２３を合成樹脂（ポリ４
フッ化エチレン等）で形成する場合には、ドライアイス
の噴出圧（吹付け衝突圧力）を高めることができ、ブラ
スト処理効率を高めることができるため好ましい。

【００１７】次に、このブラスト装置の使用方法につい
て説明する。図２に示すように、液体炭酸ガス容器２１
からの液体炭酸ガスを、絞り部２２で自由膨張させてド
ライアイス（例えばスノー状ドライアイス）を生成さ
せ、このドライアイスを、導入経路２３を通して噴射用
ノズル１０のドライアイス供給管１内に導入する。供給
管１内に導入されたドライアイスは、ドライアイス流路
４内を先端方向に流れ、出口端１ａから噴出する。噴出
したドライアイスの一部は、テーパ部９に衝突してその
形状が整えられる。

【００１８】同時に、液体窒素貯槽２４からの液体窒素
を蒸発器２４ａで気化させ、減圧弁２５で所定の圧力に
減圧し、この窒素ガスを、導入経路２６を通して加速用
ガスとして内管２に導入する。内管２内に導入された加
速用ガス（窒素ガス）は、加速用ガス流路５内を先端方
向に流れ、供給管１からのドライアイスを同伴して先端
２ａから噴出する。加速用ガスは、拡径部１１を流れる
際に、適度に膨張して流れ方向の乱れが抑えられ、ドラ
イアイスおよび加速用ガスの流れ方向が均一となる。加
速用ガスとともに噴出したドライアイスは、処理室１９
内のブラスト対象物Ｍに吹き付けられ、ブラスト対象物
Ｍの付着物やバリなどが除去される。

【００１９】この噴射用ノズル１０では、液体窒素貯槽
２４からの窒素ガスの一部が、導入経路２７を通して結
露防止用ガスとして内管２と外管３との間に導入され
る。この結露防止用ガスとしては、露点が−５０℃以下
である低露点ガスを用いるのが好適である。露点をこの
範囲とすることによって、ノズルの結露防止効果を高め
ることができる。結露防止用ガスの温度は、少なくとも
雰囲気温度（ノズル外の気温）以上であることが望まし
い。また乾燥条件下（例えば湿度４０％以下）では、雰
囲気温度より５〜６℃低い温度以上とすることができ
る。結露防止用ガスの温度をこの範囲とすることによっ
て、ノズルの結露防止効果を高めることができる。内管
２と外管３との間に導入された結露防止用ガスは、結露
防止用ガス流路６内を先端方向に流れ、結露防止用ガス
噴出部１４を通して噴出する。

【００２０】この噴射用ノズル１０では、結露防止用ガ
スを、内管２と外管３との間（結露防止用ガス流路６）
を通して、先端２ａ、３ａのガス噴出部１４から噴出さ
せることができるようにされているので、結露防止用ガ
スによって、ノズル１０の先端付近の雰囲気を低露点と
することができる。結露防止用ガスは、ノズル１０の温
度を調整する温度調整用ガスとしても機能する。すなわ
ち、結露防止用ガスを内管２と外管３との間に流通させ
るため、内管２と外管３との間の結露防止用ガスを断熱
層として機能させることができる。このため、内管２と
外管３との間の伝熱によって外管３の温度が低下するの
を防ぐことができる。また、結露防止用ガスによって外
管３を加温し、外管３の温度が低下するのを防ぐことが
できる。このため、処理室１９の低露点ガスパージ、ヒ
ータによるノズル加温、断熱材の使用などを行うことな
く、内管２および外管３の結露を防ぐことができる。従
って、作業効率、ノズルの取扱い性、操作性を低下させ
ることなく、噴射用ノズル１０に結露が生じるのを防ぐ
ことができる。

【００２１】図３は、本発明のブラスト装置の第２の実
施形態に用いられる噴射用ノズルを示すもので、ここに
示す噴射用ノズル２０は、内管２と外管３とを備えた二
重管構造を有する。この噴射用ノズル２０は、ドライア
イス供給管１が内管２内に設けられていない点、ドライ
アイス導入経路２３が内管２に接続されている点で、図
１に示す噴射用ノズル１０と異なる。

【００２２】内管２に対する導入経路２３の接続位置
（内管２の延在方向の位置）は、外管３に対する結露防
止用ガス導入経路２７の接続位置に対し、ほぼ同位置ま
たは先端側とされている。導入経路２３の接続位置が、
導入経路２７の接続位置よりも基端側である場合には、
これら接続位置の間の部分がドライアイスにより冷却さ
れ、結露が生じやすくなるため好ましくない。

【００２３】この噴射用ノズル２０を使用するには、液
体炭酸ガス容器２１からの液体炭酸ガスを、絞り部２２
で自由膨張させてドライアイスを生成させ、このドライ
アイスを、導入経路２３を通して内管２内に導入する。
内管２内に導入されたドライアイスは、加速用ガスとと
もに先端方向に流れ、先端２ａから噴出し、ブラスト対
象物Ｍに吹き付けられる。

【００２４】この噴射用ノズル２０では、図１に示す噴
射用ノズル１０と同様に、結露防止用ガスを結露防止用
ガス流路６に流すことによって、ノズル先端付近の雰囲
気を低露点とするとともに、外管３の温度低下を防ぐこ
とができる。従って、結露が生じるのを防ぐことができ
る。

【００２５】図４は、本発明のブラスト装置の第３の実
施形態に用いられる噴射用ノズルを示すもので、ここに
示す噴射用ノズル３０は、ドライアイスを噴出させる内
管３２と、内管３２に対し間隔をおいて設けられた外管
３３とを備えた二重管構造を有する。内外管３２、３３
の基端側には、液体炭酸ガスを供給する液体炭酸ガス供
給管３１が接続され、この供給管３１には、他の部分に
比べ内径が小さい絞り部３５が形成されている。この絞
り部３５は、液体炭酸ガスを自由膨張させ、ドライアイ
スを生成させることができるようになっている。外管３
３には、結露防止用ガスの導入経路２７が接続されてい
る。この噴射用ノズル３０では、内管３２内部がドライ
アイス流路３４とされ、内管３２と外管３３との間が結
露防止用ガス流路３６となっている。

【００２６】この噴射用ノズル３０を使用するには、ガ
ス容器２１からの液体炭酸ガスを、絞り部３５で自由膨
張させてドライアイスを生成させ、このドライアイス
を、内管３２を通して先端３２ａから噴出させる。この
噴射用ノズル３０では、図１に示す噴射用ノズル１０と
同様に、導入経路２７からの結露防止用ガスを結露防止
用ガス流路３６に流すことによって、ノズル先端付近の
雰囲気を低露点とするとともに、外管３３の温度低下を
防ぐことができる。従って、結露が生じるのを防ぐこと
ができる。

【００２７】図５は、本発明のブラスト装置の第４の実
施形態の要部を示すもので、ここに示すブラスト装置
は、結露防止用ガス供給系１８の導入経路２７に、結露
防止用ガスを加熱する結露防止用ガス加熱用ヒータ２８
が設けられている点で、図１および図２に示すブラスト
装置と異なる。ヒータ２８の容量はドライアイスの流
量、内管２と外管３の間の流路寸法および結露防止用ガ
スの流量から適宜決めることが望ましい。このブラスト
装置では、結露防止用ガスをヒータ２８によって加熱
し、その温度を高めた後に結露防止用ガス流路６に供給
することができる。結露防止用ガスの加熱温度は、ヒー
タ出口温度で４０〜４５℃（ノズルの入口温度（ノズル
に導入される時点での温度）で３０〜４０℃）とするこ
とが望ましい。これによって、外管３の温度低下を確実
に防ぎ、結露を防ぐことができる。また、ヒータ２８が
設けられているので、結露防止用ガスの温度を高めるこ
とができ、結露防止用ガスの使用量を少なくした場合で
も、十分な結露防止効果を得ることができる。従って、
結露防止用ガスの使用量を抑えることができる。

【００２８】図６は、本発明のブラスト装置の第５の実
施形態に用いられる噴射用ノズルを示すもので、ここに
示す噴射用ノズル４０は、ドライアイスを噴出させる内
管４２と、内管４２に対し間隔をおいて設けられた外管
４３と、内管４２内に設けられたドライアイス供給管１
とを備えた三重管構造を有する。この噴射用ノズル４０
では、内管４２内に、加速用ガスを供給することができ
るようにされている。

【００２９】内管４２には、内管４２内の加速用ガス
を、内管４２と外管４３との間（結露防止用ガス流路４
６）に導入するガス導入孔４４が形成されている。ガス
導入孔４４は、供給管１の出口端１ａよりも基端側に形
成するのが好ましい。ガス導入孔４４は、周方向に間隔
をおいて複数設けるのが好適である。

【００３０】この噴射用ノズル４０では、ドライアイス
を供給管１に導入するとともに、加速用ガス（窒素ガ
ス）を内管４２内に導入する。内管４２内に導入された
加速用ガスは、ドライアイスとともに先端部４２ａから
噴出する。この際、内管４２内の加速用ガスの一部は、
ガス導入孔４４を通して内管４２外の結露防止用ガス流
路４６内に導入され、結露防止用ガスとして、流路４６
内を先端方向に流れ、ガス噴出部４７から排出される。

【００３１】この噴射用ノズル４０では、加速用ガスを
結露防止用ガス流路４６に流すことによって、ノズル先
端付近の雰囲気を低露点とするとともに、外管４３の温
度低下を防ぐことができる。従って、結露が生じるのを
防ぐことができる。

【００３２】図７は、本発明のブラスト装置の第６の実
施形態の要部を示すもので、ここに示すブラスト装置で
は、図６に示す噴射用ノズル４０が用いられ、この噴射
用ノズル４０の基端側に、加速用ガス用連結管５１が接
続されており、この連結管５１の基端部付近に、加速用
ガス導入経路２６が接続されている。導入経路２６に
は、加速用ガスを加熱する加速用ガス用ヒータ５２が設
けられている。ヒータ５２の容量は、ドライアイスの流
量、内管２と外管３の間の流路寸法および加速用ガス流
量から適宜決めることが望ましい。

【００３３】このブラスト装置では、加速用ガスをヒー
タ５２によって加熱し、その温度を高めた後に結露防止
用ガス流路４６に供給することができる。加速用ガスの
加熱温度は、例えばヒータ出口温度で４０〜４５℃（ノ
ズルの入口温度（ノズルに導入される時点での温度）で
３０〜４０℃）とすることが望ましい。従って、外管４
３の温度低下を確実に防ぎ、結露が生じるのを防ぐこと
ができる。また、ヒータ５２が設けられているので、加
速用ガスの温度を高めることができ、このガスの使用量
を少なくした場合でも、十分な結露防止効果を得ること
ができる。従って、加速用ガスの使用量を抑えることが
できる。

【００３４】図８は、本発明のブラスト装置の第７の実
施形態に用いられる噴射用ノズルを示すもので、ここに
示す噴射用ノズル５０は、内管４２と外管４３との間
に、加速用ガス用ヒータ５３が設けられている点で、図
６に示す噴射用ノズル４０と異なる。ヒータ５３は、外
管４３に当接するように設置すると、外管４３を効率よ
く加熱し、その温度低下を確実に防ぎ、結露を防ぐこと
ができるため好ましい。ヒータ５３は、外管４３に当接
し、かつ内管４２に当接しないように設置するのが好ま
しい。なお、ヒータ５３は、内管４２と外管４３の双方
に当接するように設置してもよいし、内管４２に当接
し、外管４３に当接しないように設置してもよい。ヒー
タ５３の容量はドライアイスの流量、内管２と外管３の
間の流路寸法および加速用ガスの流量から適宜決めるこ
とが望ましい。加速用ガスの加熱温度は、３０〜４０℃
とすることが望ましい。

【００３５】この噴射用ノズル５０では、外管４３を加
熱し、その温度を高めることができる。また流路４６を
流れる加速用ガスの温度を高めることができる。従っ
て、外管４３の温度低下を確実に防ぎ、結露が生じるの
を防ぐことができる。また、ヒータ５３が設けられてい
るので、外管４３および加速用ガスの温度を高めること
ができ、このガスの使用量を少なくした場合でも、十分
な結露防止効果を得ることができる。従って、加速用ガ
スの使用量を抑えることができる。

【００３６】なお、ヒータ５３は、図１、図３、図４、
図５に示す噴射用ノズル１０、２０、３０において、内
管と外管の間に設けることもできる。

【００３７】図９ないし図１２は、噴射用ノズルの他の
例を示すものである。図９に示す噴射用ノズル６０は、
外管３のテーパ部（先端部）１３に、流路６内の結露防
止用ガスを外部に導出する結露防止用ガス導出孔６１が
設けられている点で、図１に示す噴射用ノズル１０と異
なる。

【００３８】ガス導出孔６１は、内管２の軸方向に沿っ
て貫通形成されている。ガス導出孔６１は、周方向に間
隔をおいて、複数形成するのが好ましい。この噴射用ノ
ズル６０では、ガス導出孔６１が形成されているので、
このガス導出孔６１を通して、結露防止用ガスの一部を
外管３の外部に導出することができる。このため、結露
防止用ガスとして低露点ガスを用いることによって、外
管３のテーパ部１３（特に先端３ａの端面）の周囲を低
露点雰囲気とすることができる。従って、ガス導出孔６
１を設けることによって、内管２との間の伝熱によって
外管３が低温となった場合でも、外管３に結露が生じる
のを確実に防ぐことができる。

【００３９】図１０に示す噴射用ノズル７０は、ガス導
出孔７１が、内管２、３の軸方向に対し傾斜する方向
（テーパ部１３に対しほぼ垂直な方向）に形成されてい
る点で、図９に示す噴射用ノズル６０と異なる。この噴
射用ノズル７０では、ガス導出孔７１から導出される結
露防止用ガスが多方向に拡がって流れるため、外管３の
テーパ部１３周囲を広範囲にわたって低露点雰囲気とす
ることができる。従って、外管３に結露が生じるのを確
実に防ぐことができる。

【００４０】図１１に示す噴射用ノズル８０は、ガス導
出孔８１が、周方向に沿うスリット状に形成されている
点で、図９に示す噴射用ノズル６０と異なる。この噴射
用ノズル８０では、ガス導出孔８１がスリット状に形成
されているため、結露防止用ガスが外管３周方向の広範
囲にわたって導出される。このため、外管３のテーパ部
１３の周囲を広範囲にわたって低露点雰囲気とすること
ができる。従って、外管３に結露が生じるのを確実に防
ぐことができる。

【００４１】図１２に示す噴射用ノズル９０は、ガス導
出孔９１の形成方向が、周方向に傾いている点で、図１
０に示す噴射用ノズル７０と異なる。この噴射用ノズル
９０では、ガス導出孔９１の形成方向が周方向に傾いて
いるため、図１２（ａ）に示すガス導出孔９１の出口端
の周方向位置と、図１２（ｃ）に示す入口端の周方向位
置とが異なる。

【００４２】この噴射用ノズル９０では、ガス導出孔９
１の形成方向が周方向に傾いているので、ガス導出孔９
１から導出される結露防止用ガスの流れ方向が外管３の
周方向に傾くことになる。このため、ガス導出孔９１が
周方向に間隔をおいて形成されているにもかかわらず、
結露防止用ガスによる結露防止効果を、周方向の広い範
囲にわたって得ることができるようになる。従って、外
管３に結露が生じるのを確実に防ぐことができる。

【００４３】図１３は、噴射用ノズルの他の例を示すも
ので、ここに示す噴射用ノズル１００は、内管２に、先
端方向に肉厚が徐々に薄くなるテーパ状の整流部１０１
が形成されている点で、図１に示す噴射用ノズル１０と
異なる。整流部１０１は、内管２の先端部外面に、外径
が徐々に小さくなるように形成されていることが望まし
い。内管２の軸方向に対する整流部１０１の傾斜角度
は、鋭角であるほど望ましいが、加工上１０〜２０°と
するのが好ましい。特に１５°前後とするのが好適であ
る。

【００４４】この噴射用ノズル１００では、整流部１０
１が形成されているため、内管２の先端２ａの幅を小さ
くすることができる。よって、先端２ａにおいて、ドラ
イアイス噴流（ドライアイススノーと加速用ガスとの混
合流）および結露防止用ガス流が乱れるのを防ぎ、これ
らドライアイス噴流と結露防止用ガスとをスムーズに合
流させることができる。このため、先端２ａの端面付近
に停滞流（渦流）が生じるのを防ぎ、大気が巻き込まれ
るのを防ぐことができる。従って、ドライアイス噴流や
大気に含まれる水分によって、内管２（特に先端２ａの
端面）に結露や着霜が生じるのを防止することができ
る。また、整流部１０１がテーパ状に形成されているた
め、整流部１０１上を流れるドライアイス噴流が乱れる
のを防ぐことができる。

【００４５】図１４は、噴射用ノズルの他の例を示すも
ので、ここに示す噴射用ノズル１１０は、ドライアイス
を噴出させる内管１１２と、内管１１２に対し間隔をお
いて設けられた外管１１３と、内管１１２内に設けられ
たドライアイス供給管１とを備えた三重管構造を有す
る。内管１１２は、一定内径の基部１１４の先端側に、
内径が徐々に大きくなるテーパ部１１５が形成されてい
る。外管１１３は、一定内径の基部１１６の先端側に、
内径が徐々に小さくなるテーパ部１１７が形成されてい
る。外管１１３には、結露防止用ガスの導入経路２７が
接続されている。これら内管１１２および外管１１３
は、断面長円状に形成されており、図１４（ａ）に示す
ように、少なくとも先端部分が偏平な形状となってい
る。

【００４６】図１５は、噴射用ノズルの他の例を示すも
ので、ここに示す噴射用ノズル１２０は、ドライアイス
を噴出させる内管１２２と、内管１２２に対し間隔をお
いて設けられた外管１２３と、内管１２２内に設けられ
たドライアイス供給管１とを備えた三重管構造を有す
る。内管１２２は、直管状（ストレート形状）に形成さ
れている。外管１２３は、一定内径の基部１２６の先端
側に、内径が徐々に小さくなるテーパ部１２７が形成さ
れている。外管１２３には、結露防止用ガスの導入経路
２７が接続されている。

【００４７】なお、上記各実施形態では、加速用ガスお
よび結露防止用ガスとして窒素ガスを用いる場合を例示
したが、これに限らず、加速用ガスおよび結露防止用ガ
スとしては、任意のガス、例えば空気、不活性ガスなど
を使用することができる。また上記処理室１９を、ブラ
スト対象物Ｍを収容するブース状に形成し、該ブース状
処理室１９内に本発明のノズルを設け、該処理室１９内
を低露点ガスでパージした後に、ブラスト対象物Ｍにブ
ラスト処理を施すこともできる。この場合には、結露防
止用ガスの露点、ヒータ温度等の条件範囲を広くするこ
とができる。

【００４８】

【実施例】（実施例１）図１および図２に示すブラスト
装置を用いて次の試験を行った。以下に示す試験は、気
温２５℃、湿度３２％の条件下で行った。噴射用ノズル
１０の仕様を以下に示す。 ドライアイス供給管：テフロン（登録商標）製チューブ
（外径３．２ｍｍ） 絞り部より下流側のドライアイス導入経路：ドライアイ
ス供給管と一体とされたテフロン（登録商標）製チュー
ブ（外径３．２ｍｍ） 内管：ステンレス鋼製（先端の外径６．４ｍｍ、基部の
外径９．５ｍｍ） 外管：ステンレス鋼製（外径１５ｍｍ） 結露防止用ガス導入経路：ステンレス鋼製（外径３．２
ｍｍ） 噴射用ノズルの長さ（図１に示す長さＬ1）：１００ｍ
ｍ ガス噴出部の間隔：０．３ｍｍ

【００４９】容器２１からの液体炭酸ガスを、流量２０
０ｇ／ｍｉｎ、圧力６ＭＰａで供給し、絞り部２２でジ
ュールトムソン膨張させてドライアイススノーを生成さ
せ、このドライアイススノーを、導入経路２３を通して
噴射用ノズル１０の供給管１に導入した。同時に、貯槽
２４からの窒素ガス（１８℃）を、流量２００Ｌ／ｍｉ
ｎで、導入経路２６を通して加速用ガスとして内管２に
導入し、ドライアイススノー噴流（ドライアイススノー
と加速用ガスとの混合流）を先端２ａから噴出させた。
この際、貯槽２４からの窒素ガス（露点−７０℃以下）
の一部を、導入経路２７を通して結露防止用ガスとして
外管３内に導入した。結露防止用ガスの流量は２０Ｌ／
ｍｉｎとした。ドライアイススノー噴流を噴射する試験
を、２４時間にわたって行った結果、噴射用ノズルには
結露が生じなかったことが確認された。

【００５０】（比較例１）実施例１で用いたものと同様
のブラスト装置を用いて、実施例１と同様のドライアイ
ス噴射試験を行った。この試験は、高湿度条件（温度２
８℃、湿度５５％）で行った。その結果、外管３の温度
が２０℃となり、外管３外面に結露が生じたことが確認
された。

【００５１】（実施例２）図５に示すブラスト装置（ノ
ズル１０（図１）に供給される結露防止用ガスを加熱す
るヒータを設けたもの）を用いて次の試験を行った。以
下に示す試験は、高湿度条件（気温３０℃、湿度６０
％）で行った。噴射用ノズル１０としては、実施例１で
用いたものと同様のものを使用した。絞り部２２で得ら
れたドライアイススノーを供給管１内に導入するととも
に、窒素ガス（加速用ガス）を導入経路２６を通して内
管２に導入し（流量２００Ｌ／ｍｉｎ）、ドライアイス
スノー噴流をノズル先端から噴出させた。この際、ヒー
タ２８を用いて窒素ガス（結露防止用ガス）（露点−７
０℃以下）（ノズル導入時点で３０℃）を、外管３内に
導入した。結露防止用ガスの流量は２０Ｌ／ｍｉｎとし
た。ドライアイススノー噴流を噴射する試験を、２４時
間にわたって行った結果、噴射用ノズル１０には結露が
生じなかったことが確認された。

【００５２】（実施例３）結露防止用ガスの流量を１０
Ｌ／ｍｉｎとすること以外は実施例２と同様の試験を行
った。その結果、噴射用ノズル１０には結露が生じなか
ったことが確認された。

【００５３】（実施例４）図６に示す噴射用ノズル４０
を有するブラスト装置を用いて次の試験を行った。以下
に示す試験は、気温２５℃、湿度３２％の条件下で行っ
た。噴射用ノズル４０の仕様を以下に示す。 ドライアイス供給管：テフロン（登録商標）製チューブ
（外径３．２ｍｍ） 絞り部より下流側のドライアイス導入経路：ドライアイ
ス供給管と一体とされたテフロン（登録商標）製チュー
ブ（外径３．２ｍｍ） 内管：ステンレス鋼製（先端部の外径６．４ｍｍ、基部
の外径９．５ｍｍ） 外管：ステンレス鋼製（外径１５ｍｍ） 噴射用ノズルの長さ（図６に示す長さＬ2）：１００ｍ
ｍ ガス噴出部の間隔：０．３ｍｍ ガス導入孔：周方向に等間隔となるよう４つ形成（内径
１．５ｍｍ）。

【００５４】ドライアイススノーを供給管１内に導入す
るとともに、窒素ガス（加速用ガス）（露点−７０℃以
下）（１８℃）を内管４２に導入し（流量２２０Ｌ／ｍ
ｉｎ）、ドライアイススノー噴流をノズル先端から噴出
させた。この際、窒素ガスの一部（流量２０Ｌ／ｍｉ
ｎ）が、ガス導入孔４４を通して結露防止用ガス流路４
６に流入するようにした。ドライアイススノー噴流を噴
射する試験を、２４時間にわたって行った結果、噴射用
ノズル４０には結露が生じなかったことが確認された。

【００５５】（比較例２）高湿度条件（気温３０℃、湿
度６０％）で試験を行うこと以外は実施例４と同様の試
験を行った。その結果、外管３の外面温度は２０℃とな
り、外管３外面に結露が生じたことが確認された。

【００５６】（実施例５）図７に示すブラスト装置（ノ
ズル４０（図６）に供給される加速用ガスを加熱するヒ
ータを設けたもの）を用い、加速用ガスを噴射用ノズル
４０に供給するに先だって、ヒータ５２によって加速用
ガスの温度を４２℃（ノズル導入時点の温度）とするこ
と以外は比較例２と同様の試験を行った。その結果、噴
射用ノズル４０には結露が生じなかったことが確認され
た。

【００５７】（実施例６）図８に示すブラスト装置を用
いて次の試験を行った。以下に示す試験は、気温２８
℃、湿度５５％の条件で行った。ヒータ５３としては、
直径１ｍｍのシース型ヒータ（５０Ｗ）を用いた。その
他の噴射用ノズル５０の仕様は、実施例４に準じた。

【００５８】ヒータ５３を用いて、外管４３を２８℃に
加温しつつ、１８℃の窒素ガス（加速用ガス）（露点−
７０℃以下）を内管４２に導入し（流量２２０Ｌ／ｍｉ
ｎ）、ドライアイススノー噴流をノズル先端から噴出さ
せた。この際、窒素ガスの一部（流量２０Ｌ／ｍｉｎ）
が、ガス導入孔４４を通して結露防止用ガス流路４６に
流入するようにした。ドライアイススノー噴流を噴射す
る試験を、２４時間にわたって行った結果、噴射用ノズ
ルには結露が生じなかったことが確認された。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のドライア
イス噴射用ノズルでは、ドライアイスを噴出させる内管
と、外管とを備えた多重管構造を有し、結露防止用ガス
を、内管と外管との間を通して、ドライアイス噴出方向
先端から噴出させることができるようにされているの
で、ノズル先端付近の雰囲気を低露点とするとともに、
外管の温度低下を防ぐことができる。従って、作業効
率、ノズルの取扱い性、操作性を低下させることなく、
ノズルに結露が生じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のブラスト装置の第１の実施形態に用
いられる噴射用ノズルを示す構成図であり、（ａ）は全
体構成図であり、（ｂ）は要部拡大図である。

【図２】 図１に示す噴射用ノズルが用いられたブラス
ト装置の構成図である。

【図３】 本発明のブラスト装置の第２の実施形態に用
いられる噴射用ノズルを示す構成図である。

【図４】 本発明のブラスト装置の第３の実施形態に用
いられる噴射用ノズルを示す構成図である。

【図５】 本発明のブラスト装置の第４の実施形態を示
す構成図である。

【図６】 本発明のブラスト装置の第５の実施形態に用
いられる噴射用ノズルを示す構成図であり、（ａ）は全
体構成図であり、（ｂ）は要部拡大図である。

【図７】 本発明のブラスト装置の第６の実施形態を示
す構成図である。

【図８】 本発明のブラスト装置の第７の実施形態を示
す構成図である。

【図９】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、
（ｃ）は縦断面図である。

【図１０】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、
（ｃ）は縦断面図である。

【図１１】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図１２】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、
（ｃ）は横断面図であり、（ｄ）は縦断面図である。

【図１３】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す断面図
である。

【図１４】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は横断面図である。

【図１５】 噴射用ノズルの他の例の要部を示す図であ
り、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は横断面図である。

【符号の説明】

１・・・ドライアイス供給管、１ａ・・・出口端、２、３２、
４２・・・内管、２ａ・・・先端、３、３３、４３・・・外管、
３ａ・・・先端、４・・・ドライアイス流路、５・・・加速用ガ
ス流路、６・・・結露防止用ガス流路、１０、２０、３
０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１
１０、１２０・・・ドライアイス噴射用ノズル、１３・・・テ
ーパ部（先端部）、１６・・・液化炭酸ガス供給系、１７・
・・加速用ガス供給系、１８・・・結露防止用ガス供給系、
２３・・・ドライアイス導入経路、２６・・・加速用ガス導入
経路、２７・・・結露防止用ガス導入経路、２８・・・結露防
止用ガス用ヒータ、４４・・・ガス導入孔、５２、５３・・・
加速用ガス用ヒータ、６１、７１、８１、９１・・・ガス
導出孔、１０１・・・整流部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 英俊 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本酸 素株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライアイスを噴射させるドライアイス
   噴射用ノズルであって、 ドライアイスを噴出させる内管と、内管に対し間隔をお
   いて設けられた外管とを備えた多重管構造を有し、 結露防止用ガスを、内管と外管との間を通して、ドライ
   アイス噴出方向先端から噴出させることができるように
   されていることを特徴とするドライアイス噴射用ノズ
   ル。
2. 【請求項２】 内管内に、ドライアイスを加速する加速
   用ガスを供給することができるようにされていることを
   特徴とする請求項１記載のドライアイス噴射用ノズル。
3. 【請求項３】 内管内に、ドライアイスを供給するドラ
   イアイス供給管が設けられ、 外管に、結露防止用ガスを導入する結露防止用ガス導入
   経路が接続され、 この導入経路の接続位置は、ドライアイス供給管の出口
   端よりもノズル基端側、または該出口端とほぼ同位置と
   されていることを特徴とする請求項１または２記載のド
   ライアイス噴射用ノズル。
4. 【請求項４】 ドライアイス供給管は、内管に対し間隔
   をおいて設けられていることを特徴とする請求項３記載
   のドライアイス噴射用ノズル。
5. 【請求項５】 ドライアイスを噴射させるドライアイス
   噴射用ノズルであって、 ドライアイスを噴出させる内管と、内管に対し間隔をお
   いて設けられた外管とを備えた多重管構造を有し、 内管内に、ドライアイスを加速する加速用ガスを供給で
   きるようにされ、 内管に、内管内の加速用ガスを、内管と外管との間に導
   入するガス導入孔が形成され、 ガス導入孔から内管と外管との間に導入された加速用ガ
   スを、ドライアイス噴出方向先端から噴出させることが
   できるようにされていることを特徴とするドライアイス
   噴射用ノズル。
6. 【請求項６】 外管の先端部には、内管と外管との間の
   ガスを外部に導出するガス導出孔が形成されていること
   を特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のド
   ライアイス噴射用ノズル。
7. 【請求項７】 ガス導出孔は、内管の軸方向に沿う方向
   に形成されていることを特徴とする請求項６記載のドラ
   イアイス噴射用ノズル。
8. 【請求項８】 内管に、先端方向に肉厚が徐々に薄くな
   るテーパ状の整流部が形成されていることを特徴とする
   請求項１〜７のうちいずれか１項記載のドライアイス噴
   射用ノズル。
9. 【請求項９】 内管と外管との間に、該間を流れるガス
   を加温するヒータが設けられていることを特徴とする請
   求項１〜８のうちいずれか１項記載のドライアイス噴射
   用ノズル。
10. 【請求項１０】 ヒータは、外管に当接するように設置
    されていることを特徴とする請求項９記載のドライアイ
    ス噴射用ノズル。
11. 【請求項１１】 ドライアイスの原料となる炭酸ガスを
    供給する炭酸ガス供給系と、ドライアイスを噴射させる
    ドライアイス噴射用ノズルと、結露防止用ガスを供給す
    る結露防止用ガス供給系とを備え、 炭酸ガス供給系が、炭酸ガスからドライアイスを生成さ
    せることができるようにされ、 ドライアイス噴射用ノズルが、炭酸ガス供給系からのド
    ライアイスを噴出させる内管と、内管に対し間隔をおい
    て設けられた外管とを備えた多重管構造を有し、かつ結
    露防止用ガス供給系からの結露防止用ガスを、内管と外
    管との間を通して、ドライアイス噴出方向先端から噴出
    させることができるようにされていることを特徴とする
    ブラスト装置。
12. 【請求項１２】 結露防止用ガス供給系は、結露防止用
    ガスを加温するヒータを備えていることを特徴とする請
    求項１１記載のブラスト装置。
13. 【請求項１３】 ドライアイスの原料となる炭酸ガスを
    供給する炭酸ガス供給系と、ドライアイスを噴射させる
    ドライアイス噴射用ノズルと、ドライアイスを加速する
    加速用ガスを供給する加速用ガス供給系とを備え、 炭酸ガス供給系が、炭酸ガスからドライアイスを生成さ
    せることができるようにされ、 ドライアイス噴射用ノズルが、炭酸ガス供給系からのド
    ライアイスを噴出させる内管と、内管に対し間隔をおい
    て設けられた外管とを備えた多重管構造を有し、 加速用ガス供給系が、内管内に加速用ガスを供給するこ
    とができるようにされ、 内管に、内管内の加速用ガスを、内管と外管との間に導
    入するガス導入孔が形成され、 ガス導入孔から内管と外管との間に導入された加速用ガ
    スを、ドライアイス噴出方向先端から噴出させることが
    できるようにされていることを特徴とするブラスト装
    置。
14. 【請求項１４】 加速用ガス供給系は、加速用ガスを加
    温するヒータを備えていることを特徴とする請求項１３
    記載のブラスト装置。