JP2858485B2 - Loose abrasive spray nozzle - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は遊離砥粒噴射ノズルに係
り、とくに先端部の噴射口から遊離砥粒とガスとの固気
２相流を噴射して被加工物の加工を行なうようにした遊
離砥粒噴射ノズルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a loose abrasive injection nozzle, and more particularly, to a method for processing a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of free abrasive and gas from an injection port at a tip portion. To a loose abrasive injection nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば実開昭５７−６８７５０号公報に
示されているように、研磨剤をガスと混合して噴射ノズ
ルから噴射し、被加工物を研磨剤によって加工するよう
にした装置および方法が知られている。本願出願人は特
願平１−１７１７０７号において、微細な遊離砥粒とガ
スとの固気２相流をノズルから噴射し、被加工物の表面
の加工を行なうようにした装置を提案している。2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-68750, an apparatus in which an abrasive is mixed with a gas and injected from an injection nozzle to process a workpiece with the abrasive. Methods are known. The applicant of the present application has proposed in Japanese Patent Application No. 1-171707 an apparatus in which a solid-gas two-phase flow of fine free abrasive grains and gas is ejected from a nozzle to process a surface of a workpiece. I have.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような装置には各
種の形状のノズルから用いられている。ところが従来の
ノズルは、とくに５μｍ以下の粒径のＡｌ2Ｏ3 やＳｉ
Ｃ等の微粒子を含んだ固気２相流を噴射するためのノズ
ルとして満足すべきものでない。とくにパウダービーム
の噴射には不適当なものである。In such devices, nozzles of various shapes are used. However, conventional nozzles are particularly difficult to use for Al 2 O 3 or Si particles having a particle size of 5 μm or less.
It is not satisfactory as a nozzle for injecting a solid-gas two-phase flow containing fine particles such as C. It is unsuitable especially for powder beam injection.
【０００４】例えば従来の微粒子用の円形のノズルであ
って、その噴射口の直径が１ｍｍ以下のものは、目詰り
がひどい欠点がある。さらに湿度の影響で微粒子が円滑
には流れず、団子状になって流れたり、高圧ガスのみが
流れたりする問題がある。[0004] For example, a conventional circular nozzle for fine particles having an injection port having a diameter of 1 mm or less has a disadvantage that clogging is severe. Further, there is a problem that the fine particles do not flow smoothly due to the influence of humidity, but flow like a dumpling, or only high-pressure gas flows.
【０００５】さらに従来の微粒子用の噴射ノズルは、メ
インテナンスが非常に大変であった。また寿命が短く、
適正な固気２相流を形成しない欠点があった。しかも従
来のノズルは高速噴射が行なえず、せいぜい４０ｍ／ｓ
ｅｃ程度までのものであった。Further, the maintenance of the conventional injection nozzle for fine particles is very difficult. In addition, life is short,
There is a disadvantage that an appropriate solid-gas two-phase flow is not formed. Moreover, conventional nozzles cannot perform high-speed injection, and at most 40 m / s
ec.
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、とくに粒径が小さく、例えば５μｍ以
下の遊離砥粒を含む固気２相流を高速で噴射することが
可能な遊離砥粒噴射ノズルを提供することを目的とする
ものである。The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of injecting a solid-gas two-phase flow containing small abrasive grains having a small particle size of, for example, 5 μm or less at a high speed. It is an object to provide a loose abrasive injection nozzle.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、先端部の噴射
口から遊離砥粒とガスの固気２相流を噴射して被加工物
の加工を行なうようにした遊離砥粒噴射ノズルにおい
て、前記噴射口が幅に比べて長さが長いほぼ矩形状であ
り、前記遊離砥粒噴射ノズルは、前記噴射ノズルの内部
に設けられた固気２相流の通路の、前記固気２相流の進
行方向にほぼ垂直な断面が、前記固気２相流の進行に従
って前記噴射口の長さ方向に広くなるとともにその断面
積が大きくなる長さ方向拡大部と、前記固気２相流の前
記長さ方向拡大部の下流側にあり、前記噴射ノズルの内
部に設けられた固気２相流の通路の、前記固気２相流の
進行方向にほぼ垂直な断面が、前記固気２相流の進行に
従って前記噴射口の幅方向に狭くなるとともにその断面
積が小さくなる幅方向縮小部と、を有することを特徴と
する遊離砥粒噴射ノズルに関するものである。また別の
発明は、先端部の噴射口から遊離砥粒とガスの固気２相
流を噴射して被加工物の加工を行なうようにした遊離砥
粒噴射ノズルにおいて、前記噴射口が幅に比べて長さが
長いほぼ矩形状であり、前記遊離砥粒噴射ノズルは、前
記噴射ノズルの内部に設けられた固気２相流の通路の、
前記固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断面が、前記固
気２相流の進行に従って前記噴射口の長さ方向に広くな
る長さ方向拡大部と、前記噴射ノズルの内部に設けられ
た固気２相流の通路の、前記固気２相流の進行方向にほ
ぼ垂直な断面が、前記固気２相流の進行に従って前記噴
射口の幅方向に狭くなる幅方向縮小部と、前記遊離砥粒
噴射ノズルの前側部分と後側部分に分割可能な分割部
と、を有することを特徴とする遊離砥粒噴射ノズルに関
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a loose abrasive injection nozzle for processing a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of loose abrasive and gas from an injection port at the tip. The injection port has a substantially rectangular shape whose length is longer than the width thereof, and the loose abrasive injection nozzle is provided in the solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle. A cross section substantially perpendicular to the direction of flow of the solid-gas two-phase flow; The cross section of the passage of the solid-gas two-phase flow provided inside the injection nozzle, which is substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow, is located on the downstream side of the lengthwise enlarged portion of the solid-gas two-phase flow. As the two-phase flow progresses, the width becomes smaller in the width direction of the injection port and the cross-sectional area becomes smaller. It relates loose grains injection nozzle and having a reduced section. Another aspect of the present invention is a free abrasive grain injection nozzle configured to perform processing of a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of free abrasive grains and gas from an injection port at a tip end, wherein the injection port has a width. It has a substantially rectangular shape whose length is relatively long, and the loose abrasive injection nozzle is a solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle.
A cross section substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow is provided inside the injection nozzle, and a lengthwise enlarged portion that becomes wider in the length direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow proceeds. A width-direction reduction portion in which a cross section of the passage of the solid-gas two-phase flow, which is substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow, becomes narrower in the width direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow proceeds; The present invention relates to a loose abrasive injection nozzle characterized by having a dividing portion which can be divided into a front part and a rear part of the loose abrasive injection nozzle.
【０００８】とくに本発明の一態様に係るノズルは、そ
の先端側の噴射口が矩形断面を有し、ノズルの内部通路
が入口部、噴口の長さ方向に寸法が拡大される長さ方向
拡大部、噴射口の幅方向に寸法が縮小される幅方向縮小
部、および出口部から構成される。そしてそれぞれの部
分を軸線方向に連続した内壁面で構成することにより、
微粒子を含む固気２相流を理想パス系としたノズルとな
る。In particular, in the nozzle according to one aspect of the present invention, the injection port on the distal end side has a rectangular cross section, and the internal passage of the nozzle has an inlet portion, and the size in the length direction is increased in the length direction of the injection port. , A width-reduced portion whose size is reduced in the width direction of the injection port, and an outlet portion. And by configuring each part with the inner wall surface that is continuous in the axial direction,
The nozzle is an ideal path system using a solid-gas two-phase flow containing fine particles.
【０００９】このノズルの入口部は正方形断面または円
形断面とし、出口部を矩形断面とし、内部に長さ方向拡
大部および幅方向縮小部を有し、これらの部分において
Ｘ方向に連続的に拡大し、Ｙ方向に連続的に縮小するこ
とにより、入口部からの微粒子を含む固気２相流の流れ
を長さ方向拡大部でＸ方向に分散均一化させることがで
き、しかも幅方向縮小部でＹ方向にさらに微粒子を分散
均一化させるとともに、微粒子を理想的に分散均一化さ
せたものを加速し、出口部の矩形の噴射口を通して加速
流を直線系としてより高速化してパウダービームを高速
噴射させ、被加工物の表面に噴射させるようにしてい
る。The inlet portion of this nozzle has a square cross section or a circular cross section, the outlet portion has a rectangular cross section, and has an enlarged portion in the length direction and a reduced portion in the width direction, and these portions are continuously enlarged in the X direction. Then, by continuously reducing the size in the Y direction, the flow of the solid-gas two-phase flow containing fine particles from the inlet portion can be dispersed and uniformized in the X direction at the enlarged portion in the length direction. The particles are further dispersed and uniformized in the Y direction, and the particles that are ideally dispersed and uniformized are accelerated, and the acceleration flow is accelerated as a linear system through the rectangular injection port at the outlet to speed up the powder beam. It is made to inject, and it injects to the surface of a workpiece.
【００１０】このようなノズルは、パウダービームの流
れ方向と直角な断面方向の噴射圧力分布が均一になり、
これによって均一な加工を達成できるものである。また
矩形の噴射口はその幅を０．０１〜２ｍｍの値に設定す
ることが好ましい。In such a nozzle, the injection pressure distribution in the cross-sectional direction perpendicular to the flow direction of the powder beam becomes uniform,
Thereby, uniform processing can be achieved. Further, the width of the rectangular injection port is preferably set to a value of 0.01 to 2 mm.
【００１１】[0011]
【作用】従って入口部から流入した遊離砥粒とガスとの
固気２相流はその内部通路の長さ方向拡大部で噴射口の
長さ方向に拡大されるとともに、幅方向縮小部で噴射口
の幅方向に縮小され、これによって噴射口の断面形状に
応じた連続する固気２相流を形成することになり、この
ような固気２相流が噴射口の先端部に対向するように配
された被加工物に噴射されるようになる。Therefore, the solid-gas two-phase flow of loose abrasive and gas flowing from the inlet portion is expanded in the lengthwise direction of the inner passage in the length direction of the injection port, and is injected in the widthwise reduced portion. It is reduced in the width direction of the mouth, thereby forming a continuous solid-gas two-phase flow corresponding to the cross-sectional shape of the injection port, and such a solid-gas two-phase flow is opposed to the tip of the injection port. Is sprayed on the workpiece arranged in the area.
【００１２】このような噴射ノズルは、矩形ノズルであ
って入口部、長さ方向拡大部、幅方向縮小部、および先
端側の矩形の噴射口から構成され、内部通路の面は入口
部分から矩形の噴射口まで軸方向に全くの連続面で構成
されているために、微粒子の澱みがなく、目詰りが起ら
ない。従って均一に遊離砥粒を分散化して高速噴射を行
なうことが可能になる。[0012] Such an injection nozzle is a rectangular nozzle, and is composed of an inlet portion, an enlarged portion in the length direction, a reduced portion in the width direction, and a rectangular injection port on the distal end side. Since there is a completely continuous surface in the axial direction up to the injection port, there is no stagnation of fine particles and no clogging occurs. Therefore, high-speed injection can be performed by uniformly dispersing loose abrasive grains.
【００１３】とくに長さ方向拡大部および幅方向縮小部
を有するために、微粒子の分散均一化に大きな効果があ
る。また幅方向縮小部の出口側にストレートな出口部を
組合わせることにより、微粒子の加速性と高速噴射とを
容易にし、パウダービームの高速化による加工能率の向
上を図ることが可能になる。In particular, the provision of the enlarged portion in the length direction and the reduced portion in the width direction has a great effect on the uniform dispersion of fine particles. In addition, by combining a straight exit portion on the exit side of the width-reduced portion, it is possible to facilitate the acceleration of the fine particles and the high-speed ejection, and to improve the processing efficiency by increasing the speed of the powder beam.
【００１４】[0014]
【実施例】図１〜図４は本発明の第１の実施例に係るパ
ウダービームノズルを示している。パウダービームノズ
ルとは、とくに粒径が５μｍ以下の超微粒子を含む固気
２相流を噴射するためのものである。ここで遊離砥粒と
しては、例えばＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＣの超微粒子が用いら
れ、このような遊離砥粒が空気やドライ窒素の高圧ガス
（１〜１０ｋｇ／ｃｍ2 ）と混合され、ノズルの噴射口
から被加工物に向けて高速噴射され、これによって被加
工物の表面の微細加工を行なうようにしたものである。
このようなノズルを用いることによって、上述のような
遊離砥粒から成るパウダーを均一にむらなく被加工物の
表面に噴射することができる。1 to 4 show a powder beam nozzle according to a first embodiment of the present invention. The powder beam nozzle is for injecting a gas-solid two-phase flow containing ultrafine particles having a particle diameter of 5 μm or less. Here, as the free abrasive grains, for example, ultrafine particles of Al 2 O 3 or SiC are used, and such free abrasive grains are mixed with a high-pressure gas (1 to 10 kg / cm 2 ) of air or dry nitrogen to form a nozzle. High-speed injection is performed from the injection port toward the workpiece, whereby fine processing of the surface of the workpiece is performed.
By using such a nozzle, the powder composed of the free abrasive grains as described above can be uniformly sprayed onto the surface of the workpiece.
【００１５】ノズルは図１および図３に示すように前側
部分１１と後側部分１２とに２分割されて形成されてお
り、これら２つの部分はともに同一の形状になってい
る。そしてこれらの部分１１、１２を互いに接合して成
るノズルは、中心部を通る軸線に対して対称形状をなし
ている。なおこのようなノズルは例えばＡｌ2 Ｏ3 等の
ようなセラミックから形成されている。As shown in FIGS. 1 and 3, the nozzle is divided into two parts, a front part 11 and a rear part 12, both of which have the same shape. The nozzle formed by joining these portions 11 and 12 to each other has a symmetrical shape with respect to an axis passing through the central portion. Note that such a nozzle is formed of a ceramic such as Al 2 O 3, for example.
【００１６】このようなノズルはその内部に通路１３を
備えている。そしてこのような通路１３はその上端側の
入口部１４、噴射口の長さ方向あるいはＸ方向に寸法が
拡大する長さ方向拡大部１５、噴射口の幅方向あるいは
Ｙ方向に寸法が縮小される幅方向縮小部１６、および出
口部１７から構成されており、出口部１７の先端側が噴
射口１８になっている。Such a nozzle has a passage 13 therein. Such a passage 13 has an inlet portion 14 at the upper end thereof, a lengthwise enlarged portion 15 whose size increases in the length direction or the X direction of the injection port, and a size is reduced in the width direction or the Y direction of the injection port. It is composed of a width-direction reducing portion 16 and an outlet portion 17, and a tip end side of the outlet portion 17 is an injection port 18.
【００１７】入口部１４はその寸法がａ1 ×ａ1 の正方
形断面を有するようになっている。また長さ方向拡大部
１５はその上端側の部分がｂ1 ×ｂ1 の正方形断面であ
る。そしてａ1 ×ａ1 ＝ｂ1 ×ｂ1 となっている。すな
わち入口部１４の下端と長さ方向拡大部１５の上端とは
互いに一致する正方形の断面形状になっている。そして
長さ方向拡大部１５の下端側はｂ2 ×ｂ1に構成されて
いる。そして長さ方向拡大部１５の下端側の長さｂ2 は
上端側の長さｂ1 よりも大きくなっている。これに対し
て長さ方向拡大部１５の下端側の幅ｂ1 はａ1 と等しく
なっている。The inlet 14 has a square cross section of dimensions a 1 × a 1 . The lengthwise enlarged portion 15 has a square cross section b 1 × b 1 at the upper end. Then, a 1 × a 1 = b 1 × b 1 . That is, the lower end of the inlet 14 and the upper end of the longitudinally enlarged portion 15 have a square cross-sectional shape that matches each other. The lower end side of the lengthwise enlarged portion 15 is configured as b 2 × b 1 . And the length b 2 of the lower end of longitudinal expansion section 15 is larger than the length b 1 of the upper side. Width b 1 of the lower end side in the longitudinal direction enlarged portion 15 against which is equal to the a 1.
【００１８】つぎに幅方向縮小部１６はその入口側の部
分の長さｃ1 をｂ2 に等しくし、もう一方の辺の長さｃ
2 をｂ1 にしている。そして幅方向縮小部１６の下端側
の幅をｃ3 とし、このｃ3 を上記ｃ2 よりも小さな値に
して噴射口の幅方向に絞るようにしている。Next, the width-reducing portion 16 makes the length c 1 of the portion on the entrance side equal to b 2 and the length c 2 of the other side.
Are 2 to b 1. The width at the lower end side of the width direction reducing portion 16 is c 3, and this c 3 is set to a value smaller than the above c 2 so as to narrow down in the width direction of the injection port.
【００１９】つぎに出口部１７は噴射口１８に連続する
部分であって、ｄ1＝ｃ1 、ｄ2 ＝ｃ3 の断面形状をな
している。すなわちこのノズルはその先端側の噴射口１
８の寸法がｄ1 ×ｄ2 の矩形の形状をなしている。Next, the outlet portion 17 is a portion connected to the injection port 18 and has a cross-sectional shape of d 1 = c 1 and d 2 = c 3 . That is, this nozzle is the injection port 1 on the tip side.
8 has a rectangular shape of d 1 × d 2 .
【００２０】さらにこのノズルにおいては、内部通路１
３を構成する各部分１４〜１７の各辺面が連続する面と
なるように構成されており、入口部１４、長さ方向拡大
部１５、幅方向縮小部１６を連続した辺または面で構成
し、これらの連続した面によって内側通路１３が形成さ
れるようになっている。従ってこのようなノズルは管路
の流れ方向に対して、管路断面の不連続なところが１箇
所も存在しない管路を形成し、流れの澱みをなくすこと
が可能になる。Further, in this nozzle, the internal passage 1
3 is configured so that each side surface of each of the portions 14 to 17 that constitutes 3 is a continuous surface, and the entrance portion 14, the lengthwise enlarged portion 15, and the widthwise reduced portion 16 are configured by continuous sides or surfaces. The inner passage 13 is formed by these continuous surfaces. Therefore, such a nozzle forms a pipe in which there is no discontinuity in the cross section of the pipe with respect to the flow direction of the pipe, and it is possible to eliminate the flow stagnation.
【００２１】つぎに本実施例に係る遊離砥粒噴射ノズル
の好ましい仕様を示すとつぎの通りである。Next, preferred specifications of the loose abrasive injection nozzle according to the present embodiment are as follows.
【００２２】ノズルの仕様（実施例１）の一例 入口部１４の断面形状 ａ1 ×ａ1 ＝４ｍｍ×４ｍｍ 長さ方向拡大部１５の断面形状 入口部ｂ1 ×ｂ1 ＝４ｍｍ×４ｍｍ 出口部ｂ2 ×ｂ1 ＝２０ｍｍ×４ｍｍ 幅方向縮小部１６の断面形状 入口部ｃ1 ×ｃ2 ＝２０ｍｍ×４ｍｍ 出口部ｃ1 ×ｃ3 ＝２０ｍｍ×（０．０１〜２）ｍｍ 出口部１７（噴射口１８）の断面形状 ｄ1 ×ｄ2 ＝２０ｍｍ×（０．０１〜２）ｍｍ このような仕様のノズルは、内部通路１３によって理想
のパスが形成され、遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴
射口１８から噴射することができる。とくに噴射口１８
の幅として最小１０μｍの値を設定することが可能にな
る。[0022]Example of nozzle specifications (Example 1) Cross-sectional shape of inlet 141× a1= 4 mm x 4 mm Sectional shape of the longitudinally enlarged portion 15 Entrance b1× b1= 4mm x 4mm Outlet bTwo× b1= 20mm × 4mm Cross-sectional shape of width-reduced portion 16 Entrance c1× cTwo= 20mm × 4mm Outlet c1× cThree= 20 mm × (0.01 to 2) mm Cross-sectional shape of outlet 17 (injection port 18) d1× dTwo= 20 mm × (0.01 to 2) mm A nozzle having such a specification is ideal due to the internal passage 13.
Is formed, and a solid-gas two-phase flow of loose abrasive and gas is injected
It can be injected from the outlet 18. Especially the injection port 18
It is possible to set a minimum value of 10 μm as the width of
You.
【００２３】つぎにこのような遊離砥粒噴射ノズルの動
作について説明する。このノズルは微粒子を含む固気２
相混合流を噴射するようになっており、従来技術の欠点
を解消するために入口部１４を通して供給された２相流
を長さ方向拡大部１５でＸ方向あるいは噴射口１８の長
さ方向に分散均一化させる。このような均一化によっ
て、噴射口１８での目詰りが解消され、従来技術の欠点
が克服される。また微粒子が団子状になったり互いに凝
集したりするのを防止するようにしている。Next, the operation of such a loose abrasive injection nozzle will be described. This nozzle is a solid gas 2 containing fine particles.
In order to eliminate the drawbacks of the prior art, a two-phase flow supplied through the inlet 14 is applied to the two-phase flow in the X-direction or the lengthwise direction of the injection port 18 by the longitudinal enlargement 15. Disperse and homogenize. Such uniformity eliminates clogging at the injection port 18 and overcomes the disadvantages of the prior art. Further, the fine particles are prevented from forming a dumpling or agglomerating each other.
【００２４】つぎに幅方向縮小部１６によって噴射口１
８の幅方向あるいはＹ方向に寸法を縮小するようにして
いるために、この部分１６で微粒子の分散均一化がより
一層促進される。すなわち長さ方向拡大部１５で分散均
一化された２相流をより一層分散化する働きと、微粒子
を加速する働きを幅方向縮小部１６がもっている。Next, the injection port 1 is formed by the width-direction reducing portion 16.
Since the size is reduced in the width direction or Y direction of 8, the uniform dispersion of the fine particles is further promoted in this portion 16. In other words, the width-direction reducing portion 16 has a function of further dispersing the two-phase flow uniformly dispersed in the length-direction expanding portion 15 and a function of accelerating the fine particles.
【００２５】このようにして固気２相流は理想のパス系
で分散均一化され、かつ加速されるようになっている。
そして最後の出口部１７で直線状の流れを現出するよう
になっている。このように分散均一化されかつ加速され
た固気２相混合流は噴射口１８を通して直線流となり、
高速噴射流としてステージ１９上の加工物２０に噴射さ
れる。すなわちノズルは被加工物２０に対してパウダー
ビームを噴射することになる。As described above, the solid-gas two-phase flow is dispersed and uniformized in an ideal path system and accelerated.
Then, a linear flow appears at the last outlet portion 17. The solid-gas two-phase mixed flow thus dispersed and homogenized and accelerated becomes a linear flow through the injection port 18,
The workpiece 20 on the stage 19 is jetted as a high-speed jet. That is, the nozzle emits a powder beam to the workpiece 20.
【００２６】つぎに図５〜図８によって第２の実施例を
説明する。第２の実施例はノズルの内部通路１３の内入
口部１４の形状が異なっている。すなわちこの実施例に
おいては、入口部１４はその上端側が円形断面であっ
て、しかも出口側がほぼ正方形断面になっている。従っ
て入口部１４はその上端側から下端側に向って円形から
矩形になるように曲面を形成しながら断面形状が変化す
るようになっている。そしてほぼ正方形断面を出口側で
形成するに至っている。Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the shape of the inner inlet portion 14 of the internal passage 13 of the nozzle is different. That is, in this embodiment, the inlet section 14 has a circular cross section at the upper end side and a substantially square cross section at the outlet side. Therefore, the cross-sectional shape of the inlet section 14 changes while forming a curved surface from a circular shape to a rectangular shape from the upper end side to the lower end side. Then, a substantially square cross section is formed on the outlet side.
【００２７】内部通路１３の入口部１４の具体的な仕様
としては、例えば入口部１４の上端側であってその入口
側の円形断面の部分は、その直径が４ｍｍである。これ
に対して入口部１４の出口側においては１辺が４ｍｍの
正方形断面になっている。なおその他の仕様は上記実施
例と同様である。As a specific specification of the inlet portion 14 of the internal passage 13, for example, a portion having a circular cross section on the upper end side of the inlet portion 14 and having the inlet side has a diameter of 4 mm. On the other hand, on the outlet side of the inlet section 14, the side has a square cross section of 4 mm. The other specifications are the same as in the above embodiment.
【００２８】このような構成を上記第１の実施例と比較
すると、このノズルの上部に接続される固気２相流混合
管を接続する場合に、この供給管が円形断面であること
が多く、このような円形断面から成る通路からの流れを
入口部分１４の形状の変化によって正方形断面に変化さ
せることにより、微粒子の澱みをなくし、円滑な理想パ
スを形成し、これによってパウダービームの形成に有効
に効果を発揮することになる。Comparing such a configuration with the first embodiment, when a solid-gas two-phase flow mixing pipe connected to the upper part of the nozzle is connected, the supply pipe often has a circular cross section. By changing the flow from a passage having such a circular cross section to a square cross section by changing the shape of the inlet portion 14, the stagnation of fine particles is eliminated, and a smooth ideal path is formed, thereby forming a powder beam. It will be effective.
【００２９】つぎに第３の実施例を図９〜図１２によっ
て説明する。この実施例の特徴は、入口部１４が円形断
面であってその直径がａ1 になっている。すなわち入口
部１４はその直径がａ1 の円形断面の通路であり、長さ
方向拡大部１５はその入口部分がｂ1 ×ｂ1 ＝４ｍｍ×
４ｍｍの正方形断面に設定されている。Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. The feature of this embodiment, the diameter inlet portion 14 has a circular cross-section is in a 1. That is, the inlet portion 14 is a passage having a circular cross section with a diameter of a 1 , and the lengthwise enlarged portion 15 has an inlet portion of b 1 × b 1 = 4 mm ×
It is set to a square cross section of 4 mm.
【００３０】従って円形断面の入口部１４の出口側と長
さ方向拡大部１５の正方形断面の入口側の内壁面を連続
化させるために、入口部１４の出口側のエッジの部分の
内周面をダラすことによって連続面を形成している。Therefore, in order to make the inner wall surface on the inlet side of the square section of the enlarged section 15 continuous with the outlet side of the inlet section 14 with the circular cross section, the inner peripheral surface of the edge on the outlet side of the inlet section 14 is formed. To form a continuous surface.
【００３１】このような実施例においても、固気２相混
合流供給管が円形断面の入口部１４に容易に接続され
る。なおその他の構成は上記第１および第２の実施例と
同様であり、その作用効果も上記２つの実施例とほぼ同
じである。In this embodiment as well, the solid-gas two-phase mixed flow supply pipe is easily connected to the inlet 14 having a circular cross section. The other configuration is the same as that of the first and second embodiments, and the operation and effect are almost the same as those of the two embodiments.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように本発明は、先端部の噴射口
から遊離砥粒とガスの固気２相流を噴射して被加工物の
加工を行なうようにした遊離砥粒噴射ノズルにおいて、
噴射口が幅に比べて長さが長いほぼ矩形状であり、遊離
砥粒噴射ノズルは、噴射ノズルの内部に設けられた固気
２相流の通路の、固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断
面が、固気２相流の進行に従って噴射口の長さ方向に広
くなるとともにその断面積が大きくなる長さ方向拡大部
と、固気２相流の長さ方向拡大部の下流側にあり、噴射
ノズルの内部に設けられた固気２相流の通路の、固気２
相流の進行方向にほぼ垂直な断面が、固気２相流の進行
に従って噴射口の幅方向に狭くなるとともにその断面積
が小さくなる幅方向縮小部と、を有するようにしたもの
である。従ってこのような遊離砥粒噴射ノズルによれ
ば、とくに噴射ノズルの内部に設けられた固気２相流の
通路の、この固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断面が
この固気２相流の進行に従って噴射口の長さ方向に広く
なるとともにその断面積が大きくなる長さ方向拡大部を
有しており、このような長さ方向拡大部で微粒子が分散
均一化されるようになり、これによって噴射口での目詰
りが解消される。また上記長さ方向拡大部の下流側にあ
り、この噴射ノズルの内部に設けられた固気２相流の通
路の、この固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断面が、
この固気２相流の進行に従って噴射口の幅方向に狭くな
るとともにその断面積が小さくなる幅方向縮小部によっ
て、微粒子の分散均一化がより促進されるとともに、微
粒子が加速されるようになり、分散均一化された微粒子
が加速されて噴射口から噴射されることになる。また第
２の発明は、噴射口が幅に比べて長さが長いほぼ矩形状
であり、遊離砥粒噴射ノズルは、噴射ノズルの内部に設
けられた固気２相流の通路の、固気２相流の進行方向に
ほぼ垂直な断面が、固気２相流の進行に従って噴射口の
長さ方向に広くなる長さ方向拡大部と、噴射ノズルの内
部に設けられた固気２相流の通路の、固気２相流の進行
方向にほぼ垂直な断面が、固気２相流の進行に従って噴
射口の幅方向に狭くなる幅方向縮小部と、遊離砥粒噴射
ノズルの前側部分と後側部分に分割可能な分割部と、を
有するようにしたものである。このような構成によれ
ば、上記第１の発明と同様の作用効果を奏するばかりで
なく、内部の加工が容易になり、複雑な形状をも容易に
製作できるとともに、組立て後において必要に応じて分
割部で前側部分と後側部分とに分割することが可能にな
り、これによってメインテナンスが容易に行なわれるよ
うになる。As described above, the present invention relates to a free abrasive grain injection nozzle for processing a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of free abrasive grains and gas from an injection port at the tip end. ,
The injection port has a substantially rectangular shape whose length is longer than the width, and the loose abrasive injection nozzle is provided in the passage of the solid-gas two-phase flow in the passage of the solid-gas two-phase flow provided inside the injection nozzle. A substantially vertical cross-section increases in the length direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow progresses and the cross-sectional area increases, and a downstream portion of the solid-gas two-phase flow in the length direction. Side of the solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle.
The cross-section substantially perpendicular to the direction of the flow of the phase flow has a width-reducing portion that becomes narrower in the width direction of the injection port and the cross-sectional area becomes smaller as the flow of the solid-gas two-phase flow progresses. Therefore, according to such a loose abrasive injection nozzle, the cross section of the passage of the solid-gas two-phase flow provided inside the injection nozzle is substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow. It has a lengthwise enlarged portion whose cross-sectional area increases with the lengthwise direction of the injection port as the phase flow progresses, so that the fine particles can be dispersed and uniformized in such a lengthwise enlarged portion. Thus, clogging at the injection port is eliminated. A cross section of the passage of the solid-gas two-phase flow provided on the downstream side of the lengthwise enlarged portion and provided inside the injection nozzle, which is substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow,
The width-reducing portion, which becomes narrower in the width direction of the injection port and has a smaller cross-sectional area in accordance with the progress of the solid-gas two-phase flow, further promotes uniform dispersion of the fine particles and accelerates the fine particles. Thus, the uniformly dispersed fine particles are accelerated and ejected from the ejection port. According to a second aspect of the present invention, the injection port has a substantially rectangular shape whose length is longer than the width, and the loose abrasive injection nozzle is provided in a solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle. A cross section substantially perpendicular to the traveling direction of the two-phase flow has a lengthwise enlarged portion that becomes wider in the length direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow proceeds, and a solid-gas two-phase flow provided inside the injection nozzle A cross-section of the passage, which is substantially perpendicular to the direction of flow of the solid-gas two-phase flow, has a width-direction reduced portion that becomes narrower in the width direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow progresses; And a dividing portion that can be divided into rear portions. According to such a configuration, not only the same operation and effect as those of the first aspect of the invention can be obtained, but also internal processing is facilitated, a complicated shape can be easily manufactured, and after assembly, if necessary. It becomes possible to divide the front part and the rear part by the dividing part, so that maintenance can be easily performed.
【図１】第１の実施例の噴射ノズルの平面図である。FIG. 1 is a plan view of an injection nozzle according to a first embodiment.
【図２】同ノズルの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of the nozzle.
【図３】同ノズルの側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the nozzle.
【図４】同ノズルの底面図である。FIG. 4 is a bottom view of the nozzle.
【図５】第２の実施例の噴射ノズルの平面図である。FIG. 5 is a plan view of an injection nozzle according to a second embodiment.
【図６】同ノズルの縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view of the nozzle.
【図７】同ノズルの側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view of the nozzle.
【図８】同ノズルの底面図である。FIG. 8 is a bottom view of the nozzle.
【図９】第３の実施例の噴射ノズルの平面図である。FIG. 9 is a plan view of an injection nozzle according to a third embodiment.
【図１０】同ノズルの縦断面図である。FIG. 10 is a vertical sectional view of the nozzle.
【図１１】同ノズルの側断面図である。FIG. 11 is a side sectional view of the nozzle.
【図１２】同ノズルの底面図である。FIG. 12 is a bottom view of the nozzle.
１１ 前側部分 １２ 後側部分 １３ 内部通路 １４ 入口部 １５ 長さ方向拡大部 １６ 幅方向縮小部 １７ 出口部 １８ 噴射口 １９ ステージ ２０ 被加工物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Front part 12 Rear part 13 Internal passage 14 Inlet part 15 Enlarged part in length direction 16 Reducing part in width direction 17 Outlet part 18 Injection port 19 Stage 20 Workpiece
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24C 5/02 - 5/04────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B24C 5/02-5/04
Claims (2)
２相流を噴射して被加工物の加工を行なうようにした遊
離砥粒噴射ノズルにおいて、 前記噴射口が幅に比べて長さが長いほぼ矩形状であり、 前記遊離砥粒噴射ノズルは、前記噴射ノズルの内部に設
けられた固気２相流の通路の、前記固気２相流の進行方
向にほぼ垂直な断面が、前記固気２相流の進行に従って
前記噴射口の長さ方向に広くなるとともにその断面積が
大きくなる長さ方向拡大部と、 前記固気２相流の前記長さ方向拡大部の下流側にあり、
前記噴射ノズルの内部に設けられた固気２相流の通路
の、前記固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断面が、前
記固気２相流の進行に従って前記噴射口の幅方向に狭く
なるとともにその断面積が小さくなる幅方向縮小部と、 を有することを特徴とする遊離砥粒噴射ノズル。1. A free-abrasive-grain injection nozzle configured to process a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of loose abrasive and gas from an injection port at a tip end, wherein the injection port is wider than a width thereof. The loose abrasive injection nozzle is substantially perpendicular to the direction of travel of the solid-gas two-phase flow in the solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle. A cross-section, in which the cross-sectional area increases with increasing length in the length direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow progresses; On the downstream side,
A cross section of the passage of the solid-gas two-phase flow provided inside the injection nozzle, which is substantially perpendicular to the traveling direction of the solid-gas two-phase flow, is formed in the width direction of the injection port in accordance with the progress of the solid-gas two-phase flow. A loose abrasive injection nozzle, comprising: a width-reducing portion that becomes narrower and has a smaller cross-sectional area.
２相流を噴射して被加工物の加工を行なうようにした遊
離砥粒噴射ノズルにおいて、 前記噴射口が幅に比べて長さが長いほぼ矩形状であり、 前記遊離砥粒噴射ノズルは、前記噴射ノズルの内部に設
けられた固気２相流の通路の、前記固気２相流の進行方
向にほぼ垂直な断面が、前記固気２相流の進行に従って
前記噴射口の長さ方向に広くなる長さ方向拡大部と、 前記噴射ノズルの内部に設けられた固気２相流の通路
の、前記固気２相流の進行方向にほぼ垂直な断面が、前
記固気２相流の進行に従って前記噴射口の幅方向に狭く
なる幅方向縮小部と、 前記遊離砥粒噴射ノズルの前側部分と後側部分に分割可
能な分割部と、 を有することを特徴とする遊離砥粒噴射ノズル。2. A free-abrasive-grain injection nozzle for processing a workpiece by injecting a solid-gas two-phase flow of free abrasive grains and gas from an injection port at a tip end, wherein said injection port is smaller than a width thereof. The loose abrasive injection nozzle is substantially perpendicular to the direction of travel of the solid-gas two-phase flow in the solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle. A longitudinally expanding portion having a cross-section that increases in the length direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow progresses; and a solid-gas two-phase flow passage provided inside the injection nozzle. A width-direction-reduced portion in which a cross section substantially perpendicular to the traveling direction of the two-phase flow narrows in the width direction of the injection port as the solid-gas two-phase flow proceeds, a front part and a rear part of the loose abrasive injection nozzle And a dividing part that can be divided into:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4294891A JP2858485B2 (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Loose abrasive spray nozzle |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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1991
- 1991-02-15 JP JP4294891A patent/JP2858485B2/en not_active Expired - Fee Related
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