JP2557383Y2

JP2557383Y2 - ドライアイス・ブラスト用噴射ガン

Info

Publication number: JP2557383Y2
Application number: JP1991108922U
Authority: JP
Inventors: 良幸大森; 多計城秦
Original assignee: 大陽東洋酸素株式会社
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2006-12-06
Also published as: JPH0549258U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、噴射ガン内部でドライ
アイス粒子を生成させると共に、生成したドライアイス
粒子を噴射用ガスと共に高速で噴射するドライアイス・
ブラスト用噴射ガンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板表面のスケール除去や洗浄操
作を行う方法として、砥粒を液体あるいは気体に乗せて
対象物に向けて高速噴射する方法が知られている。ここ
で砥粒としては、鋼球、アルミナ粒などの研掃剤や、氷
粒、ドライアイス粒子などの凍結粒子が用いられてい
る。

【０００３】これらの中でも、微細な凍結粒子を砥粒と
して用いる方法は、対象物を傷つけずに処理または洗浄
することができること、小さな凹凸部の洗浄も可能であ
ること、対象物に適用後は粒子が液化または気化するの
で事後処理が容易であることなどの利点がある。

【０００４】砥粒として凍結粒子を用いる方法のうち本
考案に関連するドライアイス粒子を使用する方法につい
ては従来より数多くの報告がなされているが、そこで採
用されている方法は、ドライアイスを圧密成形後に使用
する方法（たとえば、ドライアイス粒子を３mm〜５mm程
度のペレットに造粒し、一旦ホッパー等に貯留してから
噴射ガスラインに定常的に供給する方法）、加速用の気
体や液体を用いずに、同伴する炭酸ガスの圧力によりド
ライアイス粒子を単独で噴射する方法などが主流となっ
ている。

【０００５】たとえば米国特許４８０６１７１号明細書
には、炭酸ガス流体の一部をガス状炭酸ガスと液状炭
酸ガスの微細液滴とを含む一次混合物に変換するための
第一手段、この一次混合物を、ガス状炭酸ガスと前記
よりも大きな液滴とを含む二次混合物に変換するための
造粒手段、その二次混合物を、ドライアイス粒子とガ
ス状炭酸ガスとを含む三次混合物に変換するための第二
変換手段、およびその三次混合物を対象物に向けて導
くための手段、からなる対象物からの微小粒子の除去装
置が示されている。

【０００６】この装置においては、ノズル内部では大き
な炭酸ガス液滴が生ずるのみであり、ドライアイス粒子
への変換は吐出口付近で行われている。なお、この米国
特許明細書の第２図には窒素ガスを用いる態様について
も触れられているが、窒素ガスはノズルの外周に設けた
チャンネルを流れ、吐出口から噴射された固気混合物を
外側から包むような用い方をしている。

【０００７】特開昭５５−１６７０７５号公報には、氷
粒子または／およびドライアイス粒子などの常温で液体
化または気体化する粒子を、気体または液体の被圧流体
にのせてトンネル、橋梁等の施設表面に噴射衝突させ、
施設表面に付着した汚れ、錆または塗装物質を剥がし、
集塵した飛翔粒子または路上に落下した飛翔粒子を氷解
または昇華させることで消失させるようにしたトンネ
ル、橋梁等の施設の清掃および塗膜除去方法が示されて
いる。

【０００８】同公報の２頁下段右欄には、「飛翔粒子は
氷塊若しくはドライアイス塊をクラッシャーで機械的に
粉砕して製造することができる他、液体窒素等の極低温
液体を冷媒として飛翔粒子を製造することができる。
又、高圧水等とともにノズル部で極低温液体を混合噴射
することで飛翔粒子を形成することもできる。第３図は
極低温液体を管路２から、又管路１より高圧水等を放射
する構成のノズルの例を示す。」との記載がある。

【０００９】特公昭６０−３５５５号公報（特開昭５５
−１０６５３８号公報）には、液化ガスを霧状に噴射し
て目的物質に当てる過程で液化ガス微粒をその気化熱に
よって冷却凍結させ、この凍結粒子をそのまま直接目的
物質に衝突させるようにした物質表面除去方法が示され
ており、液化ガスの例として炭酸ガスについても言及が
ある。

【００１０】同公報の第２図の実施例には、炭酸ガスを
液化すると共に、未液化の炭酸ガスを背圧として液化炭
酸ガスをノズルより噴射し、そのときの気化熱により凍
結固化させて対象物に衝突させる方法、第３図の実施例
には、霧吹き用の気体を送りながら液化ガスを吸い上げ
てノズルより噴射し、そのときの気化熱により液化ガス
を凍結固化させて対象物に衝突させる方法、第４図の実
施例には、第３図の実施例における霧吹き用の気体とし
て液化ガスの気化ガスを用いる方法がそれぞれ示されて
いる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】ドライアイス粒子をホ
ッパー等に貯留してから噴射ガスラインに定常的に供給
する方法は、粒子同士の融合やホッパーへの付着に起因
してホッパーからの排出時に詰まりを生じやすく、装置
も大掛りなものとなり、またドライアイス粒子の粒子径
が大きくなりすぎて対象物を損傷するおそれがある。

【００１２】ドライアイスを生成させながら、その際に
同伴する炭酸ガスの圧力によりドライアイス粒子を単独
で噴射する方法は、ドライアイスの生成による容積変化
のためドライアイス粒子を充分に加速するほどの圧力が
得られず、対象物の洗浄効果等が不足するという問題点
がある。

【００１３】米国特許第４８０６１７１号明細書に記載
の方法においても、液化炭酸ガスの微細液滴をより大き
な液滴に造粒してから凍結させてドライアイス粒子とな
し、同伴する炭酸ガスを加速ガスとして対象物に向けて
噴射するようにしているため、充分な加速を行いにくい
という不利があり、また炭酸ガス液滴の固化を吐出口付
近で行っているため噴出流中のドライアイス粒子の分布
が不均一になったり粒子の濃度が不足したりする傾向が
あり、さらにはノズルの構造が複雑になるという問題点
もある。

【００１４】特開昭５５−１６７０７５号公報に記載の
方法においても、その第１図や第２図に示された方法で
は予めドライアイス粒子を製造する工程を要し、第３図
に示された方法は氷粒の製造はできてもドライアイス粒
子の製造には適用できないという問題点がある。

【００１５】特公昭６０−３５５５号公報に記載の方法
にあっては、その第２図に示された方法ではドライアイ
ス粒子を充分に加速する程の圧力が得られず、霧吹きの
原理を利用した第３図や第４図の方法ではドライアイス
粒子の製造自体が容易ではなく、またたとえドライアイ
ス粒子の製造はできても粒子の濃度の調整が難しいとい
う問題点がある。

【００１６】本考案は、このような背景下において、噴
射ガン内部でドライアイス粒子を生成させると共に、生
成したドライアイス粒子を噴射用ガスと共に噴射させ、
もって噴出流中のドライアイス粒子の濃度を容易に制御
すると共に、噴出流中の粒子の均一分散を可能とし、さ
らには音速程度あるいはそれ以上の噴出速度とすること
によりスケール除去や洗浄の効果を高めることができる
ようにしたドライアイス・ブラスト用噴射ガンを提供す
ることを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本考案のドライアイス・
プラスト用噴射ガンは、先端側が絞り込み状の吐出口
（１１）、中間部が有効長さが１３０ｍｍ以上の長尺の
筒部（１２）、後端側が接続部（１３）に形成された本
体ノズル（１）、先端側が前記本体ノズル（１）の後端
側に内挿配置される径０．３〜１．０ｍｍの微小オリフ
ィス（２１）、中間部が筒部（２２）、後端側が液化炭
酸ガス（Ｌ）の供給ラインに連絡する接続部（２３）に
形成された液化炭酸ガス供給ノズル（２）、および、噴
射用ガス（Ｇ）の供給ラインに連絡する噴射用ガス導入
口（３２）を有しかつ前記液化炭酸ガス供給ノズル
（２）を前記本体ノズル（１）に固定するためのアダプ
ター（３）からなり、液化炭酸ガス供給ノズル（２）の
微小オリフィス（２１）から本体ノズル（１）の筒部
（１２）に導入された液化炭酸ガス（Ｌ）を該筒部（１
２）内でドライアイス粒子（Ｐ）となした状態で、この
ドライアイス粒子（Ｐ）を噴射用ガス（Ｇ）と共に本体
ノズル（１）の吐出口（１１）から噴射するように構成
してなるものである。

【００１８】以下本考案について詳細に説明する。

【００１９】本考案の噴射ガンは、本体ノズル(1) 、液
化炭酸ガス供給ノズル(2) およびアダプター(3) の主部
材から構成される。

【００２０】本体ノズル(1) は、先端側が絞り込み状の
吐出口(11)、中間部が長尺の筒部(12)、後端側が接続部
(13)に形成される。

【００２１】吐出口(11)は絞り込み状に構成し、その形
状は円形口、楕円形口、スリット口などとすることもで
きる。スリット口とすることは、広巾の対象物に対する
走査を行うときに便利である。噴射量は吐出口(11)の断
面積に依存するので、それに合わせて設計する。

【００２２】筒部（１２）は、ドライアイス粒子（Ｐ）
が噴射用ガス（Ｇ）と均一に混合されるに足る長さに設
定することが重要であり、その有効長さ（挿入された液
化炭酸ガス供給ノズル（２）の微小オリフィス（２１）
の先端から吐出口（１１）先端までの長さと定義する）
を１３０ｍｍ以上に設定する。その長さが１３０ｍｍ未
満であるときは筒部（１２）内でのドライアイス粒子
（Ｐ）の分散が不充分となり、吐出口（１１）での目詰
まりのため噴射操作が不安定になるおそれがある。

【００２３】筒部(12)から吐出口(11)にかけての部位
は、粒子溜りが生じないようになめらかなテーパー状に
形成する。

【００２４】接続部(13)は、たとえば、その外周を螺設
構造に形成してそこに後述のアダプター(3) の先端側が
外側から螺合できるようにする。

【００２５】液化炭酸ガス供給ノズル(2) は、先端側が
微小オリフィス(21)、中間部が筒部(22)、後端側が接続
部(23)に形成される。液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微
小オリフィス(21)側は、組み立て後においては本体ノズ
ル(1) の後端側に内挿配置される。

【００２６】微小オリフィス（２１）の径は０．３〜
１．０ｍｍに設定される。筒部（２２）の径および長さ
は適宜に設定できる。接続部（２３）の後端側には液化
炭酸ガス（Ｌ）の供給ラインが連絡される。ドライアイ
ス粒子（Ｐ）の生成量は、微小オリフィス（２１）の径
により決定される。

【００２７】アダプター(3) は、上述の液化炭酸ガス供
給ノズル(2) を本体ノズル(1) に固定するためのもので
あり、通常は円筒状の形状を有するが、場合によっては
エルボー状、その他の形状とすることもある。アダプタ
ー(3) の先端側には第１接続部(31)を設けて上述の本体
ノズル(1) の接続部(13)と接続できるようにし、後端側
には第２接続部(33)を設けて液化炭酸ガス供給ノズル
(2) の接続部(23)に接続できるようにする。

【００２８】アダプター(3) には噴射用ガス導入口(32)
を設け、噴射用ガス(G) の供給ラインに連絡できるよう
にする。噴射用ガス導入口(32)の設置数は一つで充分で
あるが、２以上とすることもできる。噴射用ガス導入口
(32)の設置位置は、生成するドライアイス粒子(P) を円
滑に同伴できるように、液化炭酸ガス供給ノズル(2)の
微小オリフィス(21)の位置よりも後方になるようにす
る。

【００２９】噴射用ガス(G) としては、窒素ガス、希ガ
ス等の不活性ガス、殊に窒素ガスが好適に用いられる
が、乾燥空気、炭化水素ガス、含ハロゲン炭化水素ガ
ス、炭酸ガスなどを用いることも可能である。噴射用ガ
ス(G) は、本体ノズル(1) の筒部(12)内で生成したドラ
イアイス粒子(P) を加速させて対象物に対するドライア
イス粒子(P) の衝突エネルギーを高めるためのものであ
る。

【００３０】

【作用】本体ノズル(1) 、液化炭酸ガス供給ノズル(2)
およびアダプター(3) を組み立てることにより本考案の
噴射ガンが構成される。噴射ガンの使用にあたっては、
液化炭酸ガス供給ノズル(2) の接続部(23)の後端側に液
化炭酸ガス(L) の供給ラインを連絡し、アダプター(3)
の噴射用ガス導入口(32)には噴射用ガス(G) の供給ライ
ンを連絡する。

【００３１】液化炭酸ガス供給ノズル（２）の筒部（２
２）内の液化炭酸ガスの液圧は２０ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ〜７
０ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ程度に設定することが望ましく、微小
オリフィス（２１）の直径は０．３〜１．０ｍｍに設定
する。そして本体ノズル（１）の筒部（１２）の内圧は
５．３ｋｇ／ｃｍ^２ａｂｓ以下に設定する。

【００３２】液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフ
ィス(21)から本体ノズル(1) の筒部(12)内に導入された
液化炭酸ガス(L) は、断熱膨張により冷却されて数μm
の微細なドライアイス粒子(P) となり、その際に同時に
炭酸ガスも発生する。生成したドライアイス粒子(P) は
本体ノズル(1) の筒部(12)内で噴射用ガス(G) と均一に
混合され、吐出口(11)から噴射される。噴射圧力を3.5k
g/cm²abs程度あるいはそれ以上に設定すると、噴出流は
音速程度あるいはそれ以上の速度となる。この場合、当
然ながら噴射圧力は筒部(12)の内圧以下に抑えなければ
ならない。ドライアイス粒子(P) は微細であるため、こ
のように噴出流を高速にして対象物表面の処理に供する
ことが望ましい。

【００３３】噴出流中のドライアイス粒子(P) の濃度ｍ
（ドライアイス粒子(P) ／ガス質の量の重量比と定義す
る）は、対象物の洗浄や研掃等の処理に充分な衝撃力が
得られるように、0.15以上に設定することが望ましい。

【００３４】

【実施例】次に実施例をあげて本考案をさらに説明す
る。

【００３５】実施例１図１は本考案の噴射ガンの一例を示した断面図である。
図５は噴射ガンの使用状況を示した説明図である。

【００３６】(1) は本体ノズルであり、先端側が円形の
吐出口(11)、中間部が筒部(12)、後端側が接続部(13)と
なっている。吐出口(11)の径は 3.4mmとしてある。筒部
(12)の外径は２２mm、内径は１２mm、全長は１４５mmと
し、有効長さは１３０mm以上としてある。接続部(13)
は、ノズルの後端側外周に形成した螺設部からなる。

【００３７】(2) は液化炭酸ガス供給ノズルであり、先
端側が微小オリフィス(21)、中間部が筒部(22)、後端側
が接続部(23)となっている。また筒部(22)と接続部(23)
との間にはアダプター(3) との接続部(24)を設けてあ
る。後端側の接続部(23)は液化炭酸ガス(L) の供給ライ
ンに連絡されるが、この接続部(23)側では特に絞りを設
けず、先端側の径 0.6mmの微小オリフィス(21)のみで絞
りを行うようにしてある。筒部(22)の外径は８mm、内径
は４mmに設定し、この筒部(22)の先端側を本体ノズル
(1) の筒部(12)の内部および後述のアダプター(3）の絞
り部(34)内に挿入できるようにしてある。接続部(24)は
その外周を螺設構造としてある。

【００３８】(3) は円筒状のアダプターであり、先端側
は第１接続部(31)、後端側は第２接続部(33)に形成して
あり、また噴射用ガス(G) の偏流を防止するため内側に
径１２mmの絞り部(34)を設けてある。アダプター(3) の
側部には噴射用ガス導入口(32)が設けられ、噴射用ガス
(G) の供給ラインに連絡できるようにしてある。

【００３９】液化炭酸ガス供給ノズル(2) をアダプター
(3）内に挿入して接続部(24)を第２接続部(33)に螺合す
ることにより液化炭酸ガス供給ノズル(2) をアダプター
(3）に固定し、ついでアダプター(3）の第１接続部(31)
に本体ノズル(1）の接続部(13)を螺合して噴射ガンを組
み立てた。さらに、図５のように液化炭酸ガス供給ノズ
ル(2) の接続部(23)を液化炭酸ガス(L) の供給ライン
(4) に連絡し、アダプター(3) の噴射用ガス導入口(32)
を噴射用ガス(G) の供給ライン(5) に連絡した。図５
中、LCO₂とあるのは液化炭酸ガス、N₂とあるのは窒素ガ
ス、Ｐとあるのは圧力計、Ｓとあるのは電磁弁である。
(6) はバッファータンクである。

【００４０】上述の噴射ガンを用いて鋼板表面のスケー
ル除去、洗浄の目的に用いたところ、数μm の微細なド
ライアイス粒子(P) が噴射用ガス(G) と共に音速程度ま
たはそれ以上の速度で噴出し、対象面の処理を行うこと
ができた。

【００４１】実施例２図２は本考案の噴射ガンの本体ノズル(1) の他の一例を
示した断面図、図３はその直角方向の断面図、図４はそ
の正面図である。

【００４２】図１に示した実施例１の本体ノズル(1) に
代えて、吐出口(11)が１mm×１２mmのスリット孔となっ
た図２〜４に示した本体ノズル(1) を用いたほかは実施
例１を繰り返したところ、実施例１と同様の好ましい結
果が得られた。

【００４３】

【考案の効果】本考案のドライアイス・ブラスト用噴射
ガンは、シンプルでかつコンパクトであるにかかわら
ず、噴出流中のドライアイス粒子(P) の濃度を容易に制
御することができ、噴出流中のドライアイス粒子(P) の
分散状態も均一であり、さらには音速程度あるいはそれ
以上の噴出速度とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の噴射ガンの一例を示した断面図であ
る。

【図２】本考案の噴射ガンの本体ノズル(1) の他の一例
を示した断面図である。

【図３】図２の直角方向の断面図である。

【図４】図２の正面図である。

【図５】噴射ガンの使用状況を示した説明図である。

【符号の説明】

(1) …本体ノズル、 (11)…吐出口、(12)…筒部、(13)…接続部、 (2) …液化炭酸ガス供給ノズル、 (21)…微小オリフィス、(22)…筒部、(23)…接続部、(2
4)…接続部、 (3) …アダプター、 (31)…第１接続部、(32)…噴射用ガス導入口、(33)…第
２接続部、 (34)…絞り部、 (4) …液化炭酸ガス(L) の供給ライン、 (5) …噴射用ガス(G) の供給ライン、 (6) …バッファータンク、 (L) …液化炭酸ガス、(G) …噴射用ガス、Ｐ…圧力計、Ｓ…電磁弁

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】先端側が絞り込み状の吐出口（１１）、中
間部が有効長さが１３０ｍｍ以上の長尺の筒部（１
２）、後端側が接続部（１３）に形成された本体ノズル
（１）、先端側が前記本体ノズル（１）の後端側に内挿配置され
る径０．３〜１．０ｍｍの微小オリフィス（２１）、中
間部が筒部（２２）、後端側が液化炭酸ガス（Ｌ）の供
給ラインに連絡する接続部（２３）に形成された液化炭
酸ガス供給ノズル（２）、および、噴射用ガス（Ｇ）の供給ラインに連絡する噴射用ガス導
入口（３２）を有しかつ前記液化炭酸ガス供給ノズル
（２）を前記本体ノズル（１）に固定するためのアダプ
ター（３）からなり、液化炭酸ガス供給ノズル（２）の
微小オリフィス（２１）から本体ノズル（１）の筒部
（１２）に導入された液化炭酸ガス（Ｌ）を該筒部（１
２）内でドライアイス粒子（Ｐ）となした状態で、この
ドライアイス粒子（Ｐ）を噴射用ガス（Ｇ）と共に本体
ノズル（１）の吐出口（１１）から噴射するように構成
してなるドライアイス・ブラスト用噴射ガン。