JP2007050466A

JP2007050466A - 配管外面ブラスト装置

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Publication number: JP2007050466A
Application number: JP2005236649A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Shimizu; 徳雄清水; Akinori Yano; 哲憲矢野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: CA2556030C; JP4656601B2; EP1754573B1; US20080038990A1; US7331846B1; ATE433831T1; EP1754573A1; CA2556030A1; DE602006007270D1; AU2006203332A1; AU2006203332B2

Abstract

【課題】作業性がよく効率的に配管外面を研削処理することのできる配管外面ブラスト装置を提供すること。
【解決手段】ブラスト材２６を噴射するノズル３８及び研削に供されたブラスト材２６と粉塵とを吸引する吸引口５０を内蔵したブラストヘッド１１を、ガイド部材１４と環状部材１２とによって配管Ｐ外面の長手方向及び周方向に移動可能に案内するように構成し、使用済みのブラスト材２６や粉塵を吸引することができるとともに、ブラストヘッド１１を容易に配管Ｐ外周面に沿って移動させることができるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明はブラスト装置に係り、特に配管の外面にブラスト材を噴射し、配管外面を研削処理して素地調整する配管外面ブラスト装置に関する。

例えば、原子力発電所の原子炉格納施設の一部である、サプレッションチェンバ内に配設されたベント管（配管）は、その外周面及び内周面が耐食性、除染性等に優れた複数の塗料を重ね塗りすることにより塗装されている。その再塗装工事は、運転開始後１０年前後を目安に実施されるが、再塗装工事の事前工事として、外周面及び内周面の放射線物質を含む塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整する研削・除染作業が行われる。

従来、ベント管の内周面を研削・除染する装置はなく、外周面のみブラスト工法により実施していた。ブラスト工法とは、高速エアーで噴射したサンドやスチールグリット等のブラスト材を被加工物に衝突させ、その衝撃力で被加工物の表面を研削し粗面化する工法である（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１０９０２９号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載されたようなサンドブラスト工法では、作業者がブラスト噴射ノズルを把持して加工面上を移動させる方式であるため、非効率で衛生面においても問題があった。

また、作業者が配管の周りを１周して作業することになるが、配管が横配管の場合は作業性が極度に悪く、縦配管であっても壁面に近接した配管の場合は同様に作業性が低下するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、作業性がよく効率的に配管外面を研削処理することのできる配管外面ブラスト装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、配管の外面にブラスト材を噴射して前記外面を研削する配管外面ブラスト装置において、前記ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵するブラストヘッドと、前記配管外面の長手方向に沿って設けられ、前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って案内するガイド部材と、少なくとも２分割された部材を結合して構成され、前記配管の外径より大径の内径を有する環状部材であって、前記配管を挿通して配置されるとともに前記ガイド部材を保持し、前記配管外面を周方向に回動することにより前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って案内する環状部材と、が設けられたことを特徴とする配管外面ブラスト装置を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵したブラストヘッドを、配管外面の長手方向に沿って設けられたガイド部材によって配管外面の長手方向に沿って案内するとともに、配管を挿通して配置された環状部材によって配管外面の周方向に沿って案内するので、単純な機構でブラストヘッドを容易に配管外面の長手方向及び周方向に沿って移動させることができ、クリーンな環境下で効率的に配管外面のブラスト加工を行うことができる。

また、環状部材が少なくとも２分割された部材によって構成されているので、配管への取り付け取り外しが容易である。特に配管を支持するサポート部を越えて長手方向にセット替えするときの作業性が極めて良好である。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段と、前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って移動させる周方向駆動手段と、が設けられ、前記周方向駆動手段は、１本のガイド部材及び該１本のガイド部材と平行に設けられた１本の送りネジと、該送りネジに螺合するとともに、前記ブラストヘッドに連結された送りナットと、前記送りネジを回転駆動する駆動手段と、からなり、前記周方向駆動手段は、前記環状部材と、前記環状部材と一体に設けられた大径歯車と、該大径歯車と噛み合わされた小径歯車と、該小径歯車を回転駆動する駆動手段と、からなることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、１本のガイド部材と駆動手段によって回転駆動される１本の送りネジとを有する長手方向駆動手段、及び、環状部材と、環状部材に設けられた大径歯車と、駆動手段によって回転駆動される小径歯車とを有する周方向駆動手段が設けられているので、単純な機構でブラストヘッドの配管外面の長手方向移動及び周方向移動を自動化することができる。

請求項３に記載の発明は、配管の外面にブラスト材を噴射して前記外面を研削する配管外面ブラスト装置において、前記ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵するブラストヘッドが設けられ、前記ブラストヘッドは、少なくとも２分割された部材を結合して構成され、前記配管の外径より大径の内径を有する環状に形成されるとともに、前記配管を挿通して配置され、前記ブラストヘッドの内径側には、前記配管の外面に当接して前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向及び周方向に移動可能に案内する複数の球面転動座が設けられたことを特徴とする配管外面ブラスト装置を提供する。

請求項３に記載の発明によれば、配管を挿通して配置された環状のブラストヘッドには、配管の外面に当接する複数の球面転動座が設けられているので、単純な機構でブラストヘッドを配管外面の長手方向及び周方向に沿って移動させることができる。

また、ブラストヘッドが少なくとも２分割された部材によって構成されているので、配管への取り付け取り外しが容易である。特に配管を支持するサポート部を越えて長手方向にセット替えするときの作業性が極めて良好である。

請求項４に記載の発明は、請求項３の発明において、前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段と、前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って移動させる周方向駆動手段と、が設けられ、前記長手方向駆動手段は、前記配管外面の長手方向と平行に設けられた１本の送りネジと、該送りネジに螺合するとともに、前記ブラストヘッドの前記配管外面の長手方向の移動のみを拘束するように前記ブラストヘッドに連結された送りナットと、前記送りネジを回転駆動する駆動手段と、からなり、前記周方向駆動手段は、前記環状に形成されたブラストヘッドと一体に設けられた大径歯車と、前記送りナットに保持され前記大径歯車と噛み合わされた小径歯車と、該小径歯車を回転駆動する駆動手段と、からなることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、駆動手段によって回転駆動される１本の送りネジを有する長手方向駆動手段、及び、ブラストヘッドと一体に設けられた大径歯車と、エアーモータによって回転駆動される小径歯車とを有する周方向駆動手段が設けられているので、単純な機構でブラストヘッドの配管外面の長手方向移動及び周方向移動を自動化することができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３、又は４のうちいずれか１項の発明において、前記ブラスト材によって研削された配管外面の素地を照明する照明手段と、前記照明手段によって照明された前記配管外面の素地を撮像する撮像手段と、を有することを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、ブラスト後の配管外面の素地を撮像することができるので、除錆度や研削状態を観察することができ、仕上がり状態を記録に残したり、仕上がり状態を標本と比較して自動判定したりすることができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４、又は５のうちいずれか１項の発明において、前記ブラスト材は、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、ブラスト材として研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用する。このブラスト媒体が配管の外面に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が外面に直接高速で衝突するので、サンドブラスト工法と同様に、外面を研削することができる。また、通常のサンドブラストでは空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵の飛散を大幅に低減でき、作業環境を著しく改善できる。

本発明に係る配管外面ブラスト装置によれば、ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵したブラストヘッドが配管外面の長手方向及び周方向に移動可能に案内されているので、使用済みのブラスト材や粉塵を吸引することができるとともに、単純な機構でブラストヘッドを容易に配管外周面に沿って移動させることができ、クリーンな環境下で効率的に配管外面のブラスト加工を行うことができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る配管外面ブラスト装置の好ましい実施の形態について詳説する。本実施の形態においては、ブラスト材として研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用したスポンジブラスト装置の例で説明する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。

図１は、実施の形態の配管外面ブラスト装置に適用されるスポンジブラスト装置２０の基本構造を示した説明図である。まず、スポンジブラスト装置２０を用いたスポンジブラスト工法について説明すると、この工法で使用するブラスト材としてのブラスト媒体２６は、図２に示すように用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材（ユニア樹脂の場合には研掃材ともいう）をスポンジ片（多孔質弾性体）２４に固着させたものであり、このブラスト媒体２６を高圧エアによって塗膜２８に噴射し、塗膜２８を研削するとともに塗装面３０を粗面化して素地調整を行う工法である。

また、例えば、原子力発電所の原子炉格納施設の一部であるサプレッションチェンバ内に配設されたベント管のように、塗膜２８が放射線により汚染されている場合には、ブラスト媒体２６によって塗装面３０を除染することができる。

スポンジブラスト工法によれば、図２（Ａ）の如くブラスト媒体２６が塗膜２８に衝突すると、図２（Ｂ）の如くブラスト媒体２６が偏平になり、混入した研削材２２、２２…が塗膜２８に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、図２（Ｃ）の如く塗膜２８を研削することができる。

また、通常のサンドブラスト工法では空中に漂うことになる粉塵３２、３２…がスポンジ片２４の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片２４によって吸収されるため、ブラスト媒体２６の跳ね返りも抑制できる。

スポンジブラスト装置２０は図１の如く、スポンジブラスト供給装置３４、コンプレッサ３６、ノズル３８、吸引機４０、リサイクル分離機４２及びホッパ４４から構成されている。

スポンジブラスト供給装置３４には、コンプレッサ３６から高圧エアが供給されるとともに、ホッパ４４からブラスト媒体２６（図２参照）が供給される。このブラスト媒体２６は、コンプレッサ３６からの高圧エアによりホース４６を介してエア搬送されてノズル３８の先端から対象物４８に向けて高速で噴射される。そして、使用済みのブラスト媒体２６は、粉塵３２、３２…（図２（Ｃ）参照）を取り込んだ状態でそのまま落下し、その落下位置近傍に設置された吸引口５０から吸引機４０に吸引され、リサイクル分離機４２に送り込まれる。

リサイクル分離機４２は、篩の目のサイズが大、中の２つの篩５２、５４が加振機５６上に積み重ねられて構成される。ブラスト媒体２６は、まず、目のサイズが大の篩５２に送り込まれ、加振機５６のバイブレータによって篩５２が加振されることにより、ここで大サイズのブラスト媒体２６が選別されて篩５２から取り出される。また、篩５２を通過したブラスト媒体２６は篩５４に落下し、同じくバイブレータによって加振されている篩５４によって中サイズのブラスト媒体２６が選別されて取り出される。

篩５２、５４から取り出された大、中サイズのブラスト媒体２６は、そのまま使用できるためホッパ４４に搬送される。また、篩５４を通過した細かいブラスト媒体２６は、再使用不能のため容器５８に溜められて廃棄される。なお、再使用可能なブラスト媒体２６は、全体の約９０％である。以上がスポンジブラスト装置２０の基本構造である。

図３は、このスポンジブラスト装置２０を使用した配管外面ブラスト装置の第１の実施形態を表す斜視図である。第１の実施形態に係わる配管外面ブラスト装置１０は、ブラストヘッド１１、配管Ｐの外周を包囲する一対の環状部材１２、１２、環状部材１２、１２に取り付けられブラストヘッド１１を配管Ｐ外面の長手方向に沿って案内する２本のガイド部材１４、１４等で構成されている。

ブラストヘッド１１は、ケーシングの内部にスポンジブラスト装置２０のノズル３８及び吸引口５０が取り付けられている。ノズル３８はフレキシブルなホース４６に接続され
ており、先端から配管Ｐ外面にスポンジブラスト２６を噴射する。また、吸引口５０はフレキシブルなホース５１に接続され、使用済みのブラスト媒体２６を吸引して吸引機４０を経由してリサイクル分離機４２に送り込む。また、ブラストヘッド１１の配管Ｐの外面と接触する部位には、ゴム等の弾性材からなるシール材１１ａが取り付けられている。

一対の環状部材１２、１２は、内径が配管Ｐの外径よりも僅かに大径に形成され、配管Ｐの外周に沿って周方向に回転可能であり、全体を２分割した一方の部材１２Ａと他方の部材１２Ｂとからなっている。この一方の部材１２Ａと他方の部材１２Ｂとを配管Ｐにセットし、夫々２個の掛け止め具１３、１３で接続するようになっている。

一対の環状部材１２、１２には２本のガイド部材１４、１４が配管Ｐの長手方向に向けて固定されており、ブラストヘッド１１はガイド部材１４、１４に案内されて配管Ｐの外面長手方向に沿って移動可能になっている。また、ブラストヘッド１１はガイド部１４、１４を介して一対の環状部材１２、１２ごと配管Ｐの周方向に回転可能になっている。

一対の環状部材１２、１２の一方にはネジ孔１２ａが形成され、固定ネジ１５を締め込むことにより環状部材１２を配管Ｐに固定して周方向の回転を止め、固定ネジ１５を緩めることにより環状部材１２の周方向回転を可能にしている。

次に、このように構成された配管外面ブラスト装置１０の作用について説明する。先ず、配管Ｐのブラスト加工する部位に一対の環状部材１２、１２の一方の部材１２Ａ、１２Ａを装着する。次に、環状部材１２、１２の他方の部材１２Ｂ、１２Ｂを一方の部材１２Ａ、１２Ａに組み合わせ、夫々２個の掛け止め具１３、１３で結合して一対の環状部材１２、１２とし、固定ネジ１５を締め込んで環状部材１２、１２を固定する。

ここからブラスト加工の運転に入る。先ず、ノズル３８からブラスト媒体２６が配管Ｐの外面に噴射されるとともに吸引口５０から使用済みのブラスト媒体２６及び粉塵が吸引される。この状態で作業者はブラストヘッド１１を配管Ｐの外面長手方向に沿ってゆっくりと移動する。これで１列のブラスト加工が行われる。

この時、ブラストヘッド１１の配管Ｐ外面に対向するケーシングの周囲にはゴム等の弾性材からなるシール材１１ａが取り付けられているので、ブラストヘッド１１内部のブラスト媒体や粉塵が外部に噴出するのが防止されている。

次に、環状部材１２を固定していた固定ネジ１５をゆるめ、ブラストヘッド１１を配管Ｐの外面周方向に沿って１列のブラスト幅分だけ回転させ、固定ネジ１５を締め込む。次いで、ブラストヘッド１１を配管Ｐの外面長手方向の先程とは逆方向に沿ってゆっくりと移動して２列目のブラスト加工を行う。このようにブラストヘッド１１の配管Ｐ外面長手方向移動と周方向移動とを繰り返して、配管Ｐの外面全周に亘ってブラスト加工を施す。

このようにして配管Ｐの周方向が全てブラスト加工されると、配管外面ブラスト装置１０を配管Ｐの長手方向の未加工位置に移動する。この時、リング部材１２、１２が反割れ構造になっているので、配管Ｐを支持するサポート部を越えて長手方向にセット替えする場合でも容易にセット替えが可能である。

なお、前述の実施の形態では、ブラストヘッド１１の配管Ｐ外面長手方向移動と周方向移動とを作業者による手動の形態で説明したが、駆動機構を設け、自動で移動する形態とすることもできる。

図４、及び図５は第２の実施形態を表したもので、図４は斜視図で、図５は断面図である。第２の実施形態に係わる配管外面ブラスト装置１０Ａは、ブラストヘッド６１そのものが配管Ｐの外面長手方向及び配管Ｐの外面周方向に沿って移動可能に構成されている。

図５に示すように、ブラストヘッド６１は円筒形状をなしており、ケーシングの内部には、円周上４等分する位置で幅方向に２列の合計８個の球面転動座６２、６２、…が設けられている。各球面転動座６２の球体６２ａは、弾性材６２ｂを介して配管Ｐの外面に当接され、ブラストヘッド６１は配管Ｐの外面長手方向及び周方向に移動可能に支持されている。

また、ブラストヘッド６１は、全体を２分割した一方の部材６１Ａと他方の部材６１Ｂとからなっている。この一方の部材６１Ａと他方の部材６１Ｂとを配管Ｐにセットし、幅方向に２個、その対向位置に２個、合計４個の掛け止め具１３、１３、…で結合するようになっている。

ブラストヘッド６１のケーシングの内部には、スポンジブラスト装置２０のノズル３８及び吸引口５０が取り付けられている。ノズル３８はフレキシブルなホース４６に接続されており、先端から配管Ｐ外面にスポンジブラスト２６を噴射する。また、吸引口５０はフレキシブルなホース５１に接続され、使用済みのブラスト媒体２６を吸引して吸引機４０を経由してリサイクル分離機４２に送り込む。

ノズル３８及び吸引口５０と対向する位置には、固定用のエアーシリンダ６３が取り付けられている。この固定用のエアーシリンダ６３は、例えば、作業の途中で一旦作業を停止する時の現位置確保等に用いる。また、ブラストヘッド６１の配管Ｐの外面と接触する部位には、ゴム等の弾性材からなるシール材６１ａが取り付けられている。

更に、ブラストヘッド６１のケーシング内には、研削された配管Ｐ外面の素地を照明する照明手段９２と、照明手段９２によって照明された配管Ｐ外面の素地を撮像する撮像手段９１が設けられており、ブラスト後の配管Ｐ外面の素地を撮像し、除錆度や研削状態を観察することができる。また、仕上がり状態を記録に残したり、仕上がり状態を標本と比較して判定することもできる。

また、前述したように、ブラストヘッド６１が２分割されているので、長い配管Ｐを支持するサポート部を越えた長手方向にセット替えする場合でも、ブラストヘッド６１を分割して行うことができるので、容易にセット替えすることができるようになっている。

この第２の実施形態の場合も、ブラストヘッド１１の配管Ｐ外面長手方向移動と周方向移動とを作業者による手動の形態で説明したが、駆動機構を設け、自動で移動する形態としてもよい。

図６は第３の実施形態を表した斜視図である。第３の実施形態に係わる配管外面ブラスト装置１０Ｂは、ブラストヘッド７１、ベース板７８、ブラストヘッド７１を配管Ｐの外面長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段７４、ブラストヘッド７１を配管Ｐの外面周方向に沿って移動させる周方向駆動手段７７、及び各部の動作を制御する図示しない制御手段等で構成されている。

ブラストヘッド７１は、ケーシングの内部にスポンジブラスト装置２０のノズル３８及び吸引口５０が取り付けられている。ノズル３８はフレキシブルなホース４６に接続され
ており、先端から配管Ｐ外面にスポンジブラスト２６を噴射する。また、吸引口５０はフレキシブルなホース５１に接続され、使用済みのブラスト媒体２６を吸引して吸引機４０を経由してリサイクル分離機４２に送り込む。

また、ブラストヘッド７１の配管Ｐの外面と接触する部位には、ゴム等の弾性材からなるシール材７１ａが取り付けられている。更に、ブラストヘッド７１のケーシング内には、撮像手段９１と照明手段９２が取り付けられている。

長手方向駆動手段７４は、図６に示すように、後述する一対の環状部材７２、７２に取り付けられた１本のガイド部材７３、送りネジ７４Ａ、送りネジ７４Ａと螺合するとともにブラストヘッド７１に連結された送りナット７６、送りネジ７４Ａを回転駆動する駆動手段である防爆型動力機としてのエアーモータ７５Ａ等で構成されている。エアーモータ７５Ａで送りネジ７４Ａを往復回転させることにより、ブラストヘッド７１を配管Ｐの外面長手方向に沿って往復移動させることができる。

周方向駆動手段７７は、図６に示すように、一対の環状部材７２、７２、一対の環状部材７２、７２の夫々外周に形成された大径歯車７２Ｇ、７２Ｇ、ベース板７８に取り付けられた軸７７Ａ、軸７７Ａに固定され大径歯車７２Ｇ、７２Ｇに夫々噛み合う小径歯車７７Ｇ、７７Ｇ、軸７７Ａを回転駆動する駆動手段である防爆動力機としてのエアーモータ７５Ｂ等で構成されている。

エアーモータ７５Ｂで軸７７Ａを往復回転させることにより、小径歯車７７Ｇ、７７Ｇ、大径歯車７２Ｇ、７２Ｇ、長手方向駆動手段７４等を介してブラストヘッド７１を配管Ｐの外面周方向に沿って往復移動させることができる。

環状部材７２は、内径が配管Ｐの外径よりも僅かに大径に形成されており、全体を２分割した一方の部材７２Ａと他方の部材７２Ｂとからなっている。この一方の部材７２Ａと他方の部材７２Ｂとを配管Ｐにセットし、２個の掛け止め具１３、１３で結合するようになっている。

ベース板７８の両端側にはＶ字切り欠きを有したマグネット台７９、７９が取り付けられており、マグネット台７９のレバー７９ａを切り替えることによりベース板７８を配管Ｐの外面に着脱することができるようになっている。

また、前述したように、環状部材７２が２分割されているので、長い配管Ｐを支持するサポート部を越えた長手方向にセット替えする場合でも、環状部材７２を分割して行うことができるので、容易にセット替えすることができるようになっている。

次に、このように構成された配管外面ブラスト装置１０Ｂの作用について説明する。先ず、配管Ｐのブラスト加工する部位に一対の環状部材７２、７２の一方の部材７２Ａ、７２Ａを装着する。この時ブラストヘッド７１及び長手方向駆動手段７４を一方の部材７２Ａ、７２Ａに取り付けたままで行う。次に、環状部材７２、７２の他方の部材７２Ｂ、７２Ｂを一方の部材７２Ａ、７２Ａに組み合わせ、夫々２個の掛け止め具１３、１３で結合して一対の環状部材７２、７２とする。

次に、ベース板７８に取り付けられた小径歯車７７Ｇ、７７Ｇが夫々大径歯車７２Ｇ、７２Ｇと噛み合うようにベース板７８のマグネット台７９、７９を配管Ｐ外面に当接させ、マグネット台７９のレバー７９ａを切り替えてベース板７８を配管Ｐの外面に固定する。

これで配管外面ブラスト装置１０Ｂの配管Ｐへのセットが完了し、次に制御手段によって各部の動作が制御され、ブラスト加工の自動運転に入る。先ず、ノズル３８からブラスト媒体２６が配管Ｐの外面に噴射されるとともに吸引口５０から使用済みのブラスト媒体２６及び粉塵が吸引される。また、これと平行してエアーモータ７５Ａによって送りネジ７４Ａが回転駆動され、ブラストヘッド７１が配管Ｐの外面長手方向に沿って移動される。

この時、ブラストヘッド７１の配管Ｐ外面に対向する部位にはゴム等の弾性材からなるシール材７１ａが取り付けられているので、ブラストヘッド７１内部のブラスト媒体や粉塵が外部に噴出するのが防止されている。また、ブラストヘッド７１が長手方向に移動中は、リング部材７２、７２はエアーモータ７５Ｂのホールディングトルクによって周方向の回転が抑止されている。

また、長手方向のストロークエンドには、図示しない終端センサが設けられており、ブラストヘッド７１の長手方向ストロークエンドを検出する。長手方向のストロークエンドが検出されると、次にエアーモータ７５Ｂによって小径歯車７７Ｇ、７７Ｇが所定角度回転され、ブラストヘッド７１は一対のリング部材７２、７２ごと配管Ｐの周方向に所定量回転される。この回転量は周方向のブラスト幅に応じて設定される。

周方向の回転が終了すると、ブラストヘッド７１はエアーモータ７５Ａの逆回転により
配管Ｐの外面長手方向に沿ってブラスト加工しながら逆方向にストロークエンドまで移動される。こちら側のストロークエンドにも終端センサが設けられており、ストロークエンドが検出される。

逆方向のストロークエンドが検出されると、ブラストヘッド７１は更に配管Ｐの周方向に所定量回転され、この動作が繰り返される。このようにして配管Ｐの周方向が全てブラスト加工されると、配管外面ブラスト装置１０Ｂを配管Ｐの長手方向の未加工位置に移動する。この時、環状部材７２、７２が反割れ構造になっているので、配管Ｐを支持するサポート部を越えて長手方向にセット替えする場合でも容易にセット替えが可能である。

また、ブラストヘッド７１の内部には、研削された配管Ｐ外面の素地を照明する照明手段９２と、照明手段９２によって照明された配管Ｐ外面の素地を撮像する撮像手段９１が設けられているので、ブラスト後の配管Ｐ外面の素地を撮像し、除錆度や研削状態を観察する。また、仕上がり状態を記録に残したり、仕上がり状態を標本と比較して自動判定してもよい。

次に、第４の実施形態について説明する。図７、及び図８は第４の実施形態を表したもので、図７は斜視図で、図８は断面図である。第４の実施形態に係わる配管外面ブラスト装置１０Ｃは、ブラストヘッド８１、ベース板８５、ブラストヘッド８１を配管Ｐの外面長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段８２、ブラストヘッド８１を配管Ｐの外面周方向に沿って移動させる周方向駆動手段８３、及び各部の動作を制御する図示しない制御手段等で構成されている。

図８に示すように、ブラストヘッド８１のケーシングの内部には、円周上４等分する位置で長手方向に２列の合計８個の球面転動座６２、６２、…が設けられている。各球面転動座６２の球体６２ａは、弾性材６２ｂを介して配管Ｐの外面に当接され、ブラストヘッド８１は配管Ｐの外面長手方向及び周方向に移動可能に支持されている。また、ブラストヘッド８１の一方の端面側には大径歯車８１Ｇが形成されている。

また、ブラストヘッド８１は、全体を２分割した一方の部材８１Ａと他方の部材８１Ｂとからなっている。この一方の部材８１Ａと他方の部材８１Ｂとを配管Ｐにセットし、２個の掛け止め具１３、１３で結合するようになっている。

ブラストヘッド８１のケーシングの内部には、スポンジブラスト装置２０のノズル３８及び吸引口５０が取り付けられている。ノズル３８はフレキシブルなホース４６に接続されており、先端から配管Ｐ外面にスポンジブラスト２６を噴射する。また、吸引口５０はフレキシブルなホース５１に接続され、使用済みのブラスト媒体２６を吸引して吸引機４０を経由してリサイクル分離機４２に送り込む。

また、ブラストヘッド８１の配管Ｐの外面と接触する部位には、ゴム等の弾性材からなるシール材８１ａが取り付けられている。更に、ブラストヘッド８１のケーシング内には、撮像手段９１と照明手段９２が取り付けられている。

長手方向駆動手段８２は、図７に示すように、ベース板８５に取り付けられた送りネジ８２Ａ、送りネジ８２Ａと螺合するとともにブラストヘッド８１に連結された送りナット８４、送りネジ８２Ａを回転駆動する駆動手段である防爆動力としてのエアーモータ７５Ｄ等で構成されている。

送りナット８４は、後述するブラストヘッド８１の大径歯車８１Ｇの側面を２個のボール８４Ａ、８４Ａで挟持するとともに、底面がベース板８５に接触して周り止めの作用をなし、エアーモータ７５Ｄで送りネジ８２Ａを往復回転させることにより、ブラストヘッド８１を配管Ｐの外面長手方向に沿って往復移動させることができる。

周方向駆動手段８３は、図７に示すように、ブラストヘッド８１と一体で形成された大径歯車８１Ｇ、送りナット８４に取り付けられた軸８３Ａ、軸８３Ａに固定され大径歯車８１Ｇに噛み合う小径歯車８３Ｇ、軸８３Ａを回転駆動する駆動手段である防爆動力としてのエアーモータ７５Ｃ等で構成されている。

エアーモータ７５Ｃで軸８３Ａを往復回転させることにより、小径歯車８３Ｇ、大径歯車８１Ｇを介してブラストヘッド８１を配管Ｐの外面周方向に沿って往復移動させることができる。また、ブラストヘッド８１が長手方向に移動中は、エアーモータ７５Ｃのホールディングトルクによって周方向の回転が抑止されている。

ベース板８５の両端側にはＶ字切り欠きを有したマグネット台８６、８６が取り付けられており、マグネット台８６のレバー８６ａを切り替えることによりベース板８５を配管Ｐの外面に着脱することができるようになっている。

また、前述したように、ブラストヘッド８１が２分割されているので、長い配管Ｐを支持するサポート部を越えた長手方向にセット替えする場合でも、ブラストヘッド８１を分割して行うことができるので、容易にセット替えすることができるようになっている。

以上説明したように、本発明の配管外面ブラスト装置によれば、配管外面を作業性よく効率的に研削処理することができる。

なお、前述した実施の形態では、ブラスト材として研削材が多孔質弾性体内に固着されたスポンジ片状のブラスト媒体２６を使用したスポンジブラスト装置２０の例で説明したが、本発明はこれに限らず、スチールグリット等のブラスト材２２を媒体に包含させずにそのまま噴射するスチールグリットブラストやサンドを噴射するサンドブラストに適用させても大きな効果を得ることができる。

また、ブラストヘッドを配管Ｐの長手方向に移動させる長手方向駆動手段７４、８２の機構として送りネジ７４Ａ，８２Ａ及び送りナット７６、８４を用いたが、ラック・ピニオン機構等その他既知の機構を用いることができる。また、周方向駆動手段７７、８３として大径歯車７２Ｇ、８１Ｇと小径歯車７７Ｇ、８３Ｇを用いたが、ベルト機構等その他既知の機構を用いることができる。更に、駆動手段としてエアを動力としたエアーモータを用いたが、防爆型の電動機を用いることもできる。

スポンジブラスト装置の基本構成を示した説明図スポンジブラストのメカニズムを説明した図本発明の第１の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す斜視図本発明の第２の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す斜視図本発明の第２の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す断面図本発明の第３の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す斜視図本発明の第４の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す斜視図本発明の第４の実施形態に係る配管外面ブラスト装置を表す断面図

符号の説明

１０・１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃ…配管外面ブラスト装置、１１・６１・７１・８１…ブラストヘッド、１２・７２…環状部材、１４・７３…ガイド部材、２２…研削材、２４…スポンジ片（多孔質弾性体）、２６…ブラスト媒体（ブラスト材）、３８…ノズル、５０…吸引口、６２…球面転動座、７４・８２…長手方向駆動手段、７５Ａ・７５Ｂ・７５Ｃ・７５Ｄ…エアーモータ（駆動手段）、７２Ｇ・８１Ｇ…大径歯車、７４Ａ・８２Ａ…送りネジ、７６・８４…送りナット、７７・８３…周方向駆動手段、７７Ｇ・８３Ｇ…小径歯車、９１…撮像手段、９２…照明手段、Ｐ…配管

Claims

配管の外面にブラスト材を噴射して前記外面を研削する配管外面ブラスト装置において、
前記ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵するブラストヘッドと、
前記配管外面の長手方向に沿って設けられ、前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って案内するガイド部材と、
少なくとも２分割された部材を結合して構成され、前記配管の外径より大径の内径を有する環状部材であって、前記配管を挿通して配置されるとともに前記ガイド部材を保持し、前記配管外面を周方向に回動することにより前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って案内する環状部材と、
が設けられたことを特徴とする配管外面ブラスト装置。
前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段と、
前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って移動させる周方向駆動手段と、が設けられ、
前記周方向駆動手段は、１本のガイド部材及び該１本のガイド部材と平行に設けられた１本の送りネジと、該送りネジに螺合するとともに、前記ブラストヘッドに連結された送りナットと、前記送りネジを回転駆動する駆動手段と、からなり、
前記周方向駆動手段は、前記環状部材と、前記環状部材と一体に設けられた大径歯車と、該大径歯車と噛み合わされた小径歯車と、該小径歯車を回転駆動する駆動手段と、からなることを特徴とする請求項１に記載の配管外面ブラスト装置。
配管の外面にブラスト材を噴射して前記外面を研削する配管外面ブラスト装置において、
前記ブラスト材を噴射するノズル及び研削に供されたブラスト材と粉塵とを吸引する吸引口を内蔵するブラストヘッドが設けられ、
前記ブラストヘッドは、少なくとも２分割された部材を結合して構成され、前記配管の外径より大径の内径を有する環状に形成されるとともに、前記配管を挿通して配置され、
前記ブラストヘッドの内径側には、前記配管の外面に当接して前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向及び周方向に移動可能に案内する複数の球面転動座が設けられたことを特徴とする配管外面ブラスト装置。
前記ブラストヘッドを前記配管外面の長手方向に沿って移動させる長手方向駆動手段と、
前記ブラストヘッドを前記配管外面の周方向に沿って移動させる周方向駆動手段と、が設けられ、
前記長手方向駆動手段は、前記配管外面の長手方向と平行に設けられた１本の送りネジと、該送りネジに螺合するとともに、前記ブラストヘッドの前記配管外面の長手方向の移動のみを拘束するように前記ブラストヘッドに連結された送りナットと、前記送りネジを回転駆動する駆動手段と、からなり、
前記周方向駆動手段は、前記環状に形成されたブラストヘッドと一体に設けられた大径歯車と、前記送りナットに保持され前記大径歯車と噛み合わされた小径歯車と、
該小径歯車を回転駆動する駆動手段と、からなることを特徴とする請求項３に記載の配管外面ブラスト装置。
前記ブラスト材によって研削された配管外面の素地を照明する照明手段と、
前記照明手段によって照明された前記配管外面の素地を撮像する撮像手段と、
を有することを特徴とする請求項１、２、３、又は４のうちいずれか１項に記載の配管外面ブラスト装置。
前記ブラスト材は、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５のうちいずれか１項に記載の配管外面ブラスト装置。