JP2006102824A - アイスブラストによる氷粒搬送装置およびその氷粒搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 氷の粒を使用したアイスブラストにおいて、氷の温度を下げずに、詰まりを防いでアイスブラストを行うために良好な氷粒を供給するアイスブラストによる氷粒搬送装置を提供する。
【解決手段】 氷粒を高圧水と共に噴射させてワークの表面に発生したバリ取りを行うアイスブラストによる氷粒搬送装置１において、上部に配置され、氷粒を製造する製氷手段２と、その製氷手段２の下部に配置され、製氷機２から排出された氷粒を収集する氷粒収集手段４と、その氷粒収集手段４の下部に配置され、氷粒収集手段４から流下した氷粒を受け取り、ホースへ搬送するための氷粒受取手段５とを備えたことを特徴とするアイスブラストによる氷粒搬送装置１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アイスブラストによる氷粒搬送装置およびその氷粒搬送方法に関する。

従来、高圧水噴射（ウォータージェット）で除去できないような比較的大きなバリを取るバリ取り方式として、ウォータージェットにメラミンやナイロンなどの樹脂や、セラミックスなどのメディアを混入して高圧噴射し、バリを取るメディア高圧噴射方式（非特許文献１参照）と、ドライアイスをペレット状にして噴射し、治具・工具等の表面にブラストすることで、ワークを洗浄するドライアイスブラスト方式（特許文献１参照）等がある。
ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｓｕｇｉｎｏ．ｃｏｍ/ （メディア噴射バリ取り洗浄機） 特開平０５−１１３４９４号公報（段落０００３〜００１８、図１〜図２）

しかしながら、メディア高圧噴射方式では、メディアの噴射後、ワークを洗い流して完全にメディアを除去する必要があり、セラミックスのようなメディアはワークの穴に残りやすく、また、メディアをワークから完全に除去しなければならず、完全に除去するまでは多量の水を噴射する必要がある。そして、回収したメディアを再利用するにあたり、繰返し使用して小さくなった粒を分級して除去しなければならず、分級機などの基材を要するという問題があった。
また、ドライアイスブラスト方式では、ブラスト材であるドライアイスは噴射後、固体から気体へ昇華するため除去作業（二次処理）が不要という利点があるが、ドライアイスのペレット（球状の玉）を製造する必要がある。このドライアイスのペレットの製造には非常にコストがかかり、また、空気を含む気体によって搬送されるため、気体を供給するブロワなどポンプ装置が大きく、モーターの馬力も大きいため、消費電力が大きいという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案したものであり、氷の粒を使用したアイスブラストにより、氷の温度を下げずに、詰まりを防いでアイスブラストを行うために良好な氷粒を供給するアイスブラストによる氷粒搬送装置および氷粒搬送方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、氷粒を高圧水と共に噴射させてワーク表面のコーナーに発生したバリを取るアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）において、上部に配置され、前記氷粒を製造する製氷手段と、この製氷手段の下部に配置され、製氷手段から排出された氷粒を収集する氷粒収集手段と、この氷粒収集手段の下部に配置され、氷粒収集手段から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送するための氷粒受取手段とを備えたことを特徴とするアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）としたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記製氷手段は、ドラムの内側に薄く氷を張らせ、これを回転ツメ（２ｂ）で掻き落して氷粒を作る内ドラム式の製氷機（２）であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記氷粒収集手段は、円錐状に形成され漏斗（４）であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記漏斗（４）は、テフロン（登録商標）またはポリプロピレンから形成され、または、その他の材質により形成された内周面にテフロン（登録商標）テープが貼付されたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記漏斗（４）の上端部には水噴射用ノズル（４ｃ）が配置されたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記氷粒受取手段は、エルボ状の経路を有する氷粒受取部（５）であり、この氷粒受取部（５）の外周にエアブロー用ノズル（５ｄ）が配置されたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）であって、前記氷粒受取部（５）を前記漏斗（４）の真下の位置から横に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。

請求項８に係る発明は、氷粒を高圧水と共に噴射させてワークのバリ取りを行うアイスブラストの氷粒搬送方法において、上部に設けられた製氷手段である製氷機（２）によって前記氷粒を製造する第１工程と、前記製氷機（２）の下部に氷粒収集手段である漏斗（４）が配置され、前記製氷機（２）から落下する氷粒を集める第２工程と、前記氷粒収集手段の漏斗（４）の下部に氷粒受取部（５）が設けられ、前記漏斗（４）から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送する第３工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、上部に配置され、氷粒を製造する製氷手段と、この製氷手段の下部に配置され、製氷手段から排出された氷粒を収集する氷粒収集手段と、この氷粒収集手段の下部に配置され、氷粒収集手段から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送するための氷粒受取手段とを備えたことにより、重力の方向に沿ったスムーズな流れを構成することができる。また、氷粒を使用してメディアを不要にしたことから、メディアの除去や分級が不要である。さらに、氷粒は溶けると固体から水になるため、ワークへの残留に対する除去処理が不要であり、ランニングコストを低減するアイスブラストによる氷粒搬送装置を提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、製氷手段はドラムの内側に薄く氷を張らせ、これを回転ツメで掻き落して氷粒を作る内ドラム式の製氷機にしたことにより、氷をドラムの外側につくる一般的な外ドラム式の製氷機に比べて冷気が降下し、落下する氷粒を保冷するのに有利な製氷機であり、アイスブラストによる氷粒搬送装置を提供することができる。

請求項３に係る発明によれば、氷粒収集手段は、円錐状に形成され漏斗であり、漏斗状で広く受けて収集し、下方へ滑らせて、中央に集めて下へ落すことができる。

請求項４に係る発明によれば、漏斗は、テフロン（登録商標）またはポリプロピレンから形成され、または、内周面にテフロン（登録商標）テープが貼付されたことにより、熱伝導率が低く、低摩擦係数であるため、氷粒は解けにくく、かつ、滑り易く付着しにくいため、下方へ滑らせて、下へ落すことができる。

請求項５に係る発明によれば、漏斗の上端部には水噴射用ノズルが配置されたことにより、漏斗の傾斜面に付着した氷粒を水によって洗い流すことができるので、トラブルのないスムーズな氷粒の供給ができる。

請求項６に係る発明によれば、前記氷粒受取手段は、エルボ状の経路を有する氷粒受取部であり、この氷粒受取部の外周にエアブロー用噴射ノズルが配置されたことにより、氷粒受取部に流下した氷粒を高圧水噴射によりワークまで吹き飛ばすことができるので、氷粒のエルボ内面での堆積を無くすことができる。

請求項７に係る発明によれば、高圧水噴射ノズルの噴射停止時に、氷粒受取部を漏斗の真下の位置から横に移動させる移動手段を備えたことにより、製氷機で作られた氷粒は、氷粒の詰まりを防ぎ、漏斗からタンクへ回収させることができる。

請求項８に係る発明によれば、氷粒を高圧水と共に噴射させてワークのバリ取りを行うアイスブラストの氷粒搬送方法において、上部に設けられた製氷手段である製氷機（２）によって前記氷粒を製造する第１工程と、前記製氷機（２）の下部に氷粒収集手段である漏斗（４）が配置され、前記製氷機（２）から落下する氷粒を集める第２工程と、前記氷粒収集手段の漏斗（４）の下部に氷粒受取部（５）が設けられ、前記漏斗（４）から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送する第３工程とを含む手順により、重力に逆らわないスムーズな流れにより、ランニングコストを低減するアイスブラストによる氷粒搬送方法を提供することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、アイスブラストによる氷粒搬送装置を示し、図１の（ａ）は平面図、図１の（ｂ）は正面図である。図１の（ｂ）に示すように、本発明のアイスブラストによる氷粒搬送装置１において、氷粒を製造する製氷手段は、ここでは、内ドラム式の製氷機２である。この内ドラム式の製氷機２が架台３の上面に載置されている。その製氷機２の下部には、製氷機２の底面から排出され落下する氷粒を受けて収集する氷粒収集手段が配置されている。氷粒収集手段は、ここでは、漏斗（ろうと）４である。漏斗（じょうごともいう）４の下部近傍には、漏斗４の下部から流下した氷粒を受け取り、ホース部５ｃ（図２参照）へ搬送するための氷粒受取手段が配置されている。氷粒受取手段は、ここでは、氷粒受取部５である。そして、この氷粒受取部５の先端部には、ホース部５ｃが接続され、ホース部５ｃの先端にはバリ取りのためワークに向かって噴射する高圧水噴射ノズル（図示せず）が接続されている。

図１の（ｂ）に示すように、製氷手段である内ドラム式の製氷機２は、ドラムの内側に薄く氷を張らせ、これを３枚の回転ドア２ａの先端に設けられた回転ツメ２ｂで掻き落し、下方へ落下させる。このように、外ドラム式の製氷機の保冷よりも有利な内ドラム式の製氷機２を採用することにより、素早く氷粒を搬送することができる。

図２は、図１の（ｂ）に示す漏斗と氷粒受取部を拡大した斜視図である。図２に示すように、この円錐状の漏斗４は、開口部４ａの直径が６８０ｍｍ程あり、製氷機２の製氷部の回転ドアの直径Ｄ（図１参照）より若干大きいサイズに形成されている。漏斗４の上部には鉢巻き状に幅５０ｍｍの円筒部４ｂが形成されており、この円筒部４ｂには、８個の水噴射用ノズル４ｃが８等配間隔で配置されている。この水噴射用ノズル４ｃは、Ｌ型を形成しており、Ｌ型の一方を下方に向け、下方へ水を扇状に噴射できるようになっている。この水噴射用ノズル４ｃの他方は水噴射用ホース４ｄがそれぞれ接続されている。また、鉢巻き状の円筒部４ｂには、漏斗固定用のボルト通し穴４ｅが穿設されており、架台３の下面にボルトによって固定されている（図１参照）。また、この漏斗４のテーパ角は約５５°であり、下部には細い管部４ｆが形成されている。

前記漏斗４は、熱伝導率が低く、低摩擦係数の材料であるテフロン（登録商標）またはポリプロピレンの材料などで形成されている。たとえば、テフロン（登録商標）は内周面の表面にテフロン（登録商標）テープを貼付してもよいし、テフロン（登録商標）加工をしてもよい。または、テフロン（登録商標）パウダーが配合された材料であってもよい。これらの材料であれば、氷粒は解けにくく、かつ、滑り易いため、漏斗状で広く受けて下方へ滑らせるので、中央に集めやすい。また、水噴射用ノズル４ｃによる水噴射は、間欠的に、定期的に噴射時間が決められている。たとえば、０．５秒間噴射し、３秒間休止の３回繰返しの後、６０秒間休止しているが、５秒間隔で最初の１秒間噴射としても良く、この他のサイクルであっても構わない。
なお、水噴射時は、図示しない最終の高圧水噴射ノズルは停止し、また、氷粒受取部５も漏斗４の真下の位置から横に移動している。

前記氷粒受取手段は、ここでは、エルボ状の経路を有する氷粒受取部５である。この氷粒受取部５は、漏斗部５ａと、エルボ部５ｂと、ホース部５ｃと、ホース部５ｃをエルボ部５ｂに固定するホースバンド５ｅとによって構成されている。
図３は、図２に示す氷粒受取部の断面図である。図３に示すように、氷粒受取部５は、漏斗４の管部４ｆの下部に接続なしに近接して配置されており、漏斗４の管部４ｆより少し大きな径を有する漏斗部５ａにより受けた氷粒は、ホース部５ｃ最終端の図示しない高圧水噴射ノズルの噴射によるエジェクター効果によって、氷粒受取部５の屈曲形状にエルボ部５ｂへ方向を変えられながら氷粒を吸引させる。さらに、図示しない最終端の高圧水噴射ノズルの発する噴射エネルギーにより、氷粒はホース部５ｃを通り、ワークまで搬送され、そして、高圧水の衝撃エネルギーを貰った氷粒は、ワークに向かって噴射し、ワークのバリを根元から折損してバリ取りを行う。
なお、高圧水は、冷却した冷水が好ましく、ホース部５ｃ最終端の高圧水噴射ノズルでの氷粒と水との熱交換が少なくなるため、氷粒を保持したままでワークまで達する。高圧水噴射ノズルからの冷水の噴射は、連続して噴射される。

エアブロー用噴射ノズル５ｄは、間欠的に噴射してエルボ内面に堆積する氷粒を吹き飛ばし、エルボ内の詰まりを防ぐためのものである。エアブローは高圧水噴射中に行い、たとえば、０．３秒間噴射し、３０秒間休止のサイクルがある。この噴射圧力は、０．３〜０．７ＭＰａである。

図２を参照して漏斗４の下部に示す氷粒受取部５の移動手段としての移動装置について説明する。２点鎖線で示すように、氷粒受取部５の移動装置は、氷粒受取手段である氷粒受取部５を漏斗４の真下の位置から横の位置に移動させて、高圧水噴射ノズルの噴射停止時に対応させるものである。図２に示すように、図示しないシリンダ取付具により、エアシリンダ８が地面に水平方向に保持しており、前記氷粒受取部５を漏斗４の真下の位置から横（２点鎖線で示す氷粒受取部５）に移動させる。
これは、内ドラム式の製氷機２はすぐには停止できないため、高圧水噴射ノズルの噴射を停止させると、氷粒受取部５の位置を移動させて氷粒受取部５の詰まりを防止する。この氷粒受取部５の移動方向は左右前後、どの方向であってもよい。
さらに、下面には開口部９を有するタンク６を設け、漏斗４から流下した氷粒を回収して再利用する。

つづいて、アイスブラストによる氷粒搬送方法を説明する。
氷粒を高圧水と共に噴射させてワークのバリ取りを行うアイスブラストによる氷粒搬送方法において、
第１工程は、上部に設けられた製氷手段である製氷機２によって氷粒を製造する。
第２工程は、製氷手段の下部に氷粒収集手段である漏斗４が配置され、製氷機２により落下する氷粒を集める。
第３工程は、氷粒収集手段である漏斗４の下部に氷粒受取部５が設けられ、漏斗４から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送する。
この３つの工程を含む工程によって、容易に効率よく氷粒を搬送することができる。

つづいて、図面を参照して動作を説明する。
図１（ｂ）に示すように、製氷手段である内ドラム式の製氷機２にスイッチが入ると、ドラムが回転し、低温を保つドラムの内側へ散水され、瞬時にドラムの内側にできた氷を回転ドア２ａの先端に設けられた回転ツメ２ｂで剥離し、掻き落す。
掻き落された氷粒は下方へ落下し、下方へ配置された漏斗４の中に落下する。落下した氷粒は漏斗４の上部の円筒部４ｂに配置された、８個の水噴射用ノズル４ｃが定期的に、間欠動作により下方に向けて冷水を噴射し、堆積を防止する。氷粒が氷粒受取部５に流下すると、今度は、高圧水噴射ノズルの噴射により、氷粒は吸い込まれ、氷粒にその高圧の衝撃エネルギーが負荷されて、ワークのバリに対して氷粒を衝突させ、バリの根元から折損させてバリを除去する。

ワークのバリ取り作業が終了すると、ホース部５ｃ最終端の図示しない高圧水噴射ノズルの噴射停止と同時に、図２に示すエアシリンダ８が駆動して氷粒受取部５を移動させ、氷粒受取部５の氷粒による詰まりを事前に回避する。漏斗４から流下した氷粒は、下部に配置したタンク６に回収されて再利用される。
次のワークがセットされると、高圧水噴射ノズルの噴射が再開すると同時に、エアシリンダ８が駆動して氷粒受取部５を元の位置に移動させ、漏斗４から流下した氷粒をワークへ搬送し、ワークのバリに対して氷粒を衝突させ、バリの根元から折損させてバリを除去する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。たとえば、漏斗４の他に、氷粒受取部５も熱伝導率が低く、低摩擦係数の材料であるテフロン（登録商標）、または、ポリプロピレンの材料から成形されていても構わない。また、塩化ビニールやステンレス等の内周面にテフロン（登録商標）テープを貼り付けたり撥水性機能を持つ材料をコーティングしてもよい。

本発明のアイスブラストによる氷粒搬送装置を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。 図１（ｂ）に示す漏斗と氷粒受取部を拡大した斜視図である。 図２に示す氷粒受取部の断面図である。

符号の説明

１ 氷粒搬送装置
２ 製氷機（製氷手段）
２ａ 回転ドア
２ｂ 回転ツメ
３ 架台
４ 漏斗（氷粒収集手段）
４ａ 開口部
４ｂ 円筒部
４ｃ 水噴射用ノズル
４ｄ 水噴射用ホース
４ｅ ボルト通し穴
４ｆ 管部
５ 氷粒受取部（氷粒受取手段）
５ａ 漏斗部
５ｂ エルボ部
５ｃ ホース部
５ｄ エアブロー用ノズル
５ｅ ホースバンド
６ タンク
８ エアシリンダ
９ 開口部

Claims (8)

1. 氷粒を高圧水と共に噴射させてワーク表面のコーナーに発生したバリを取るアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）において、
   上部に配置され、前記氷粒を製造する製氷手段と、
   前記製氷手段の下部に配置され、製氷手段から排出された氷粒を収集する氷粒収集手段と、
   前記氷粒収集手段の下部に配置され、氷粒収集手段から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送するための氷粒受取手段と、
   を備えたことを特徴とするアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
2. 前記製氷手段は、ドラムの内側に薄く氷を張らせ、これを回転ツメ（２ｂ）で掻き落して氷粒を作る内ドラム式の製氷機（２）であることを特徴とする請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
3. 前記氷粒収集手段は、円錐状に形成され漏斗（４）であることを特徴とする請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
4. 前記漏斗（４）は、テフロン（登録商標）またはポリプロピレンから形成され、または、内周面にテフロン（登録商標）テープが貼付されたことを特徴とする請求項３に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
5. 前記漏斗（４）の上端部には水噴射用ノズル（４ｃ）が配置されたことを特徴とする請求項３に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
6. 前記氷粒受取手段は、エルボ状の経路を有する氷粒受取部（５）であり、この氷粒受取部（５）の外周にエアブロー用噴射ノズル（５ｄ）が配置されたことを特徴とする請求項１に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
7. 前記氷粒受取部（５）を前記漏斗（４）の真下の位置から横に移動させる移動手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載のアイスブラストによる氷粒搬送装置（１）。
8. 氷粒を高圧水と共に噴射させてワークのバリ取りを行うアイスブラストの氷粒搬送方法 において、上部に設けられた製氷手段である製氷機（２）によって前記氷粒を製造する 第１工程と、
   前記製氷機（２）の下部に氷粒収集手段である漏斗（４）が配置され、前記製氷機（２）から落下する氷粒を集める第２工程と、
   前記氷粒収集手段の漏斗（４）の下部に氷粒受取部（５）が設けられ、前記漏斗（４）から流下した氷粒を受け取り、ワークへ搬送する第３工程と、
   を含むことを特徴とするアイスブラストの氷粒搬送方法（１）。

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