JP4169564B2

JP4169564B2 - ブラスト材の吹出し方法と装置

Info

Publication number: JP4169564B2
Application number: JP2002297447A
Authority: JP
Inventors: 敬佐藤
Original assignee: 敬佐藤
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004130438A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラスト材を供給エアーとともに噴き付けて処理対象物の被処理面をブラスト処理するのに用いるブラスト材の吹出し方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラスト処理は工業上、砂などをブラスト材として永年行なわれ、金属表面の研磨や硬化の加工、金属やガラス表面の梨地化加工などに広く用いられてきた。
【０００３】
本出願人はこのブラスト処理につき、型成形品のバリ取り、表面の研削、研磨、塗料剥がし、洗浄など種々な用途をブラスト方法や装置、システムなどとともに開発している。
【０００４】
その多くの場合に、図５に示すようなブラスト材の吹出し方式を採用している。この方式はエアａが供給されるブラストエアラインｂの途中に、ブラスト材ｃを貯留するブラスト材容器ｅからオリフィスｆを介し下方に延びたノズルｄを接続し、このノズルｄの先端をブラストエアラインｂ内に臨ませて斜めに切断し、この切断によって形成したノズル口ｄ１を下流側に向けてブラストエアラインｂ内に開口させている。
【０００５】
これによると、ブラスト材容器ｅ内のブラスト材ｃは、オリフィスｆによる規制のもとに自重による流下でノズルｄを通じてブラストエアラインｂ内に流れ込むのと、エアａの流れによって下流側に開口しているノズル口ｄ１の附近にできる負圧による吸引作用がノズルｄを通じて及びブラストエアラインｂ内に引き込まれるのとで、比較的スムーズに供給し、ほぼ、むらなくエアａに混合して吹き出しブラスト処理に供することができる。また、ノズル口ｄ１の切断角度やブラストエアラインｂ内への突出量などを調整することで、ブラスト材ｃの供給流量の違いやブラスト材ｃの種類の違いに対応することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ブラスト処理の開発の進展に伴い、多種多様なブラスト材を採用し、また新規なブラスト材の使用を試みているなか、上記のようなブラスト材の吹出し方式ではブラスト材を首尾よく噴き出せないことがある。例えば、おが屑のように軽すぎるブラスト材は、棚吊やブリッジなどが生じやすく吹出し不良を招く。水気や油気のあるブラスト材は流動性が悪く凝集しやすいのでスムーズに噴き出せない。このため、予め洗浄や乾燥処理を行う必要がある。また、ブラスト材を回収しながら再使用するブラスト処理でバリ取りをすると、ブラスト材にバリが次第に混入して詰まりやすくなり、吹出し不能になる。ブラスト材が微粉であるほどブリッジが生じやすく吹出し不良を招く。
【０００７】
本発明の目的は、重いブラスト材、軽いブラスト材、微粉、水気や油気のあるブラスト材、バリなどの詰まりの原因になる異物が混在するブラスト材など、どのようなブラスト材でも、前洗浄や前乾燥なしに安定して吹き出しブラスト処理に供することができるブラスト材の吹出し方法と装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のブラスト材吹出し装置は、ブラスト材を貯留し供給するブラスト材容器と、エアの供給を受け、途中でブラスト材容器内のブラスト材を導入してエアとともに以降へ吹き出させるブラストエアラインを備えたブラスト材の吹出し装置において、ブラストエアラインの途中にそれを上流側接続管および下流側接続管に分断してなした周方向に連続した開口を設けて、この開口をブラスト材容器の加圧されたブラスト材貯留域に臨ませると共に、下流側接続管は、着脱できかつ摺動により開口の開口域幅の調節ができるものとし、前記開口の上に跨り安息角に沿ってブラスト材をエアラインに流れ込ませる開口調節シャッタを交換できるように設け、その交換によって開口域長さの調節できるようにし、それら双方または一方の調節によってブラスト材の導入流量を調節することを特徴とするブラスト材の吹出し装置。ことを特徴としている。
【０００９】
このような構成では、ブラストエアラインに供給したエアが、ブラストエアラインのほぼ周方向に連続したまたは並んだ開口の内側を、これと交差する向きにて外まわりへの吹出しなく一瞬に通過することにより強い負圧が生じ、これが加圧下のブラスト材貯留域における前記開口の外まわりのブラスト材に及んで、ブラストエアライン内に分散させながら吸い込み、下流へ吹き飛ばすことを連続に繰り返してブラストエアラインの以降の部分へエアとともに吹出させるので、ブラスト材貯留域ではその広さによって前記開口外周りの吸い込み域へのブラスト材の自重を伴う補充が、ブラスト材の種類の違いにかかわらず、従って、おが屑などの軽いブラスト材、水気や油気のあるブラスト材、バリなど詰まり易い異物が混入したブラスト材、微粉などであっても、前洗浄や前乾燥なしに、棚吊、ブリッジ、詰まりなどなく確実に行なえるのと相まって、ブラスト材をエアとともに以降のエアラインへ安定して吹き出させ、ブラスト処理などに供することができる。
加えて、開口域幅を下流側接続管だけの簡単な構造および摺動操作にてエアの吹き出しが生じない範囲で大きくすることにより、ブラスト材の吸い込み流量を多くすることができ、開口域長さはエアの吹き出しに影響なく、その大きさに応じてブラスト材の吸い込み量を増減できるが、ブラストエアラインの周長全域に設ける場合通路断面積の大小の影響を受けるので、これが不都合な場合に開口域幅と併せ調節すると好適である。しかも、下流側接続管はブラスト材が飛翔するので内面が削られるが着脱して交換もできる。
また、閉じ域がなければブラスト材は、負圧による吸い込みに加え、自重によっても開口へ上方から流れ込むので、適量のブラスト材を吹き出すのに適し、上部に閉じ域があると、その開口域長さに応じてブラスト材の自重による開口への流れ込みを制限しブラスト材の供給量を調節することができる。特に、閉じ域を外れた部分での開口への流れ込みは、閉じ域のエッジからの安息角に沿う状態でなされる。従って、閉じ域長さと安息角との関係によってブラストエアラインの通路断面積のどの程度の割合に流れ込ませるかが容易に判断でき、ブラスト材の供給量の調節を的確に行える。
【００１９】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。これら本発明の各特徴は、可能な範囲で個別に、あるいは互いに複合して適用することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明に係るブラスト材の吹出し方法と装置の実施例について図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
本実施例のブラスト材の吹出し方法は、例えば、図１に示すようなブラスト装置Ａに用いられる。このブラスト装置Ａはブラスト材１を貯留し供給するブラスト材容器２と、エア３の供給を受け、途中でブラスト材容器２内のブラスト材１を導入してエア３とともに吹き出させブラスト処理に供するブラストエアライン４を備えている。ブラストエアライン４の先端には通常、開閉トリガを持ったガンタイプの筒状ないしはノズル状をした金属製の吹出し筒５が設けられ、エアを適度に絞って、あるいは絞らずに比較的長期に摩耗なく安定して吹き出せるようにしてある。
【００２２】
本実施例のブラスト装置Ａは、図１に示すようにエア３を供給したブラストエアライン４内にその途中でブラスト材１を導入してエア３とともに以降へ吹き出して、ブラストエアライン４の先端の吹出し筒５に供給し、吹出し筒５からの吹き出しによってブラスト処理に供する。このために、ブラストエアライン４の途中をそのほぼ周方向に連続したまたは並んだ開口６にてブラスト材容器２におけるブラスト材貯留域７内に開放している。これにより、ブラストエアライン４に供給して前記開口６部を通過するエア３に前記開口６部を通じブラスト材１を導入してエア３とともにブラストエアライン４の以降へ吹き出させ、前記ブラスト処理に供する。
【００２３】
このようにブラストエアライン４に供給したエア３が、ブラストエアライン４のほぼ周方向に連続したまたは並んだ開口６の部分を、これと交差する向きにて外まわりへの吹出しなく一瞬に通過するとき強い負圧が生じる。この負圧はこの開口６の外まわりにあるブラスト材貯留域７のブラスト材１に吸引力を直接及ぼして、ブラストエアライン４内に分散させながら吸い込み、下流へ吹き飛ばすことを連続に繰り返して以降への吹出しを図る。これに併せ、ブラスト材貯留域７ではその広さによって前記開口６外周りの吸い込み域８へのブラスト材１の自重による補充が、ブラスト材１の種類の違いにかかわらず、従って、おが屑などの軽いブラスト材１、水気や油気のあるブラスト材１、バリなど詰まり易い異物が混入したブラスト材１、微粉なブラスト材１などであっても、前洗浄や前乾燥などの前処理なしに、棚吊、ブリッジ、詰まりなどなく確実に行なえるのと相まって、ブラスト材１を安定してブラストエアライン４の以降の部分へ吹き出させ、前記ブラスト処理に供することができる。開口６はエア３の流れに直角な向きであるほどエア３の開口６外まわりへの吹出しを防止することができ、エア３の流れ方向に一致するほどエア３の開口６外まわりへの吹出しを助長することになる。しかし、開口６がブラストエアライン４の軸線に対して斜めであったり、波型であったりすることもできる。また、ほぼ周方向に並ぶ開口６とは、開口６が周方向に不連続に設けられる態様を含むことを意味し、不連続部分が少ないほど、ブラスト材１の投射量を多くするのに対応しやすい。
【００２４】
ブラストエアライン４の開口６が臨み、または開放されるブラスト材貯留域７は、開口６を有したブラストエアライン４の外まわりで広いほど、ブラスト材１の棚吊、ブリッジ、詰まりなどは生じにくい。しかし、あまり広すぎるとブラストエアライン４を流れるエア３の負圧によるブラスト材１の吸い込み引き込みが広域に分散しすぎてブラスト材１を十分に吸い込めないことが考えられるし、装置が徒に大きくなる。そこで、本例では図１、図２に示すように、そのような棚吊、ブリッジ、詰まりなどが生じないのを条件にブラスト材容器２よりも十分に小さくしたエジェクターボックス１２をブラスト材容器２の下部に設けて、このエジェクターボックス１２内にブラストエアライン４の開口６を臨ませ、ないしは開放して、前記ブラスト材１の導入を図るようにしている。これを満足するのに図示する例では、ブラストエアライン４の径に対してエジェクターボックス１２の径を約２．５倍程度に設定してある。もっとも、ブラストエアライン４およびエジェクターボックス１２の一方または双方は必ずしも横断面円形である必要はない。
【００２５】
エジェクターボックス１２の下部にはオイルなどのドレン溜まり１４が設けられ、ドレン溜まり１４の排砂口１５にはキャップ１６をねじ合わせて着脱できるように装着し、溜まった油や水などのドレンはもとより、ブラスト材容器２内のブラスト材１を排出することもできる。
【００２６】
一方、エア３は例えばブロワ１１によってヘッダー１０を介し安定した圧力、流量にて供給している。ブロワ１１を採用すると風量を確保しやすい。これにより、ブラスト材１の投射量は風量によって確保できるという本発明者の知見から、ブラストエアライン４および吹出し筒５ないしは吹出しノズルは比較的大径のものとしてブラスト処理に十分な風量でエアのを吹き出しを図る上で好適であり、バリなど詰まりの原因になる異物が混入するような、また、混入しているブラスト材でも、詰まりなく使用することができるし、バリ取りでも十分な風量によるブラスト材の十分な投射量によって短時間に確実に処理することができる。
【００２７】
ブロワ１１は特に中圧以下のものを採用する。これにより、吹出しエア３が２ｋｇ／ｃｍ²以下程度の低圧で８０℃程度、これを超える３ｋｇ／ｃｍ²前後の中圧で１００℃程度には昇温していて、ブラスト材１に湿気や水気があってもこれを昇温空気によって加熱して発散させ、乾燥させられる。従って、ブラスト材１が湿気や水気によって凝集するのを分散させて、より安定に吹き出しブラストに供することができる。
【００２８】
また、開口６の図１に示す開口域幅Ｂまたはおよび図３、図４に示す開口域長さＬによってブラスト材１の導入流量を調節する。開口域幅Ｂをエア３の開口６からの吹き出しが生じない範囲で大きくすることにより、ブラスト材１の吸い込み量を多くすることができ、開口長さＬはエア３の吹き出しに影響なく、その大きさに応じてブラスト材１の吸い込み量を増減できるが、ブラストエアライン４の周長全域に設ける場合通路断面積の大小の影響を受ける。このため、これが不都合な場合に開口域幅Ｂと併せ調節すると好適である。
【００２９】
開口域長さＬは図２、図３、図４に示す例のようにブラストエアライン４の上側を閉じ域２１として調節する。図１に示すように閉じ域２１がなければブラスト材１は、負圧による吸い込みに加え、自重によっても開口６へ上方から流れ込む。これにより、多量のブラスト材１を吹き出すのに適する。一方、上部に閉じ域２１があると、その長さＬ１に応じてブラスト材１の自重による開口６への流れ込みを制限しブラスト材１の供給量を調節することができる。
【００３０】
特に、閉じ域２１を外れた部分での開口６への流れ込みは、閉じ域２１のエッジ２１ａからの安息角θに沿う状態でなされる。これにより、閉じ域長さＬ１と安息角θとの関係によってブラストエアライン４の通路断面積に対し、どの程度の範囲、割合に流れ込ませるかが容易に判断でき、ブラスト材１の供給量の調節を的確に行える。また、閉じ域長さＬ１を図４に示すようにブラスト材１の安息角θに沿った自重での流れ込みが生じないように設定すると、ブラスト材１の供給は負圧による開口６を通じた吸い込みだけで行うようになり、自重による流れが安定でないおが屑などの軽いブラスト材１や微粉なブラスト材１を吸い込みのみによって安定に供給することができる。また、この場合の開口域幅Ｂや開口域長さＬによって供給量を容易に調節することができる。
【００３１】
以上のような方法を達成するのに本実施例のブラスト装置Ａは、特に、開口６を、ブラストエアライン４の分断部３１が形成している。これにより、ブラストエアライン４の分断端３１ａどうしを突き合せるだけで、ほぼ周方向に連続した環状のスリットに形成することができる。具体的には、２つの接続管３２、３３をエジェクターボックス１２の両側から挿入してほぼ中央部にて突合せ、周方向に連続した、つまりブラストエアライン４の途中が完全に分断したスリット状の開口６を全周に形成している。
【００３２】
また、分断部３１の間隔を調節して開口域幅Ｂを調節する開口幅調節手段３４を有している。この開口幅調節手段３４は、接続管３２、３３をエジェターボックス１２の周壁に固着したガイド管３７に対して抜き差しできるように嵌め合わせて、パイプホルダーナット３６をガイド管３７に螺子合わせることにより、パイプホルダーナット３６とガイド管３７との間に挟み付けたＯリング３８を接続管３２、３３の外周面に押し付けて三者間をシールするとともに接続管３２、３３を着脱できるように締結し取り付けるようにしてある。
【００３３】
パイプホルダーナット３６による接続管３３の締結を緩めると、接続管３２、３３を抜き差しできるし、接続管３２、３３の間隔を調節して開口６の開口域幅Ｂを簡単に調節することができる。この調節が正確に行なわれるようにするには、接続管３２、３３とガイド管３７との間に開口６の開口域幅Ｂを表示する目盛りと指標を設けるのが好適である。これによると、接続管３２、３３の間隔ないしは開口６の開口域幅Ｂを実測する手間が省ける。しかし、接続管３２、３３の一方のみによって間隔を調整し、開口域幅Ｂを調節する方が手間が省けるし、開口幅調節手段３４の構造が簡単になる。図２に示す例では上流側の接続管３２はエジェクターボックス１２に溶接部３５などで固着しておき、下流側の接続管３３のみを着脱、および間隔調整できるようにしている。また、下流側の接続管３３はブラスト材１が吹き込まれて撹乱状態となる部分であるので、着脱できるのはメンテナンスに好適である。接続管３３の内面にタングステンなどの耐磨耗性の高い材料によるライナーを設けて摩耗を防ぎ、寿命を長くすることができる。
【００３４】
また、開口６を上方から覆って開口域長さＬを調節する図２、図３、図４に示すような開口調節シャッタ４１を、着脱、交換、または長さ調節ができるように設ける。図示する例では、開口調節シャッタ４１を接続管３２、３３の分断端管に跨って当てがい、固着側の接続管３２にボルト４２により螺子止めして着脱できるように取り付け、幅、つまり閉じ域長さＬ１の異なったものと取り替えることにより、閉じ域長さＬ１を調節し、その結果、開口６の開口域長さＬを調節する。
【００３５】
なお、図２に示す例ではエジェクターボックス１２とブラスト材容器２との間に手動の開閉弁１３を設けて、ブラスト材１の供給開始やメンテのためなどの供給停止が手動操作で行えるようにしている。しかし、手動のものに代えて電磁弁などとし、自動で、あるいはスイッチ操作で開閉するようにもできる。このような開閉弁１３なども開き状態ではブラスト材１に棚吊、ブリッジ、詰まりなどが生じないだけの広い通路断面積を持ったものとするのは勿論である。図２に示す例ではエジェクターボックス１２よりも小径であるが、内部にブラストエアライン４などが存在しないので問題はない。
【００３６】
さらに、図１に示す例では、ブラスト材容器２の上にブラスト材補給タンク５１からの補給口５１ａを接続し、この補給口５１ａを下方から開閉する傘弁５２を設けてある。傘弁５２は接続管３２から分岐した分岐路５４からのエア３をブラスト材容器２内に導き、傘弁５２に閉じ圧を与える開閉調節器５３に設けられ、ブラスト材容器２内がブラスト材１の消費によって負圧になって、これが分岐路５４からの閉じ圧に打ち勝つ都度傘弁５２が開き、ブラスト材補給タンク５１からブラスト材容器２内にブラスト材１が補給されるようになっている。
【００３７】
また、ブラストエアライン４の分岐路５４の分岐位置、および接続管３２よりもさらに上流側からエアブロー回路５５が三方弁５６を介して分岐し、ブラストエアライン４の接続管３３の下流側、できれば下流側直ぐの位置に接続してある。これによりブラスト処理を停止するとき、三方弁５６を図１のブラスト材供給状態から１８０°反転させて、ブラストエアライン４のエア３がエアブロー回路５５に流れるようにすると、ブラストエアライン４の下流側に残存するブラスト材１をブラスト処理に関係なく吹出しておけるので、次にブラスト処理を開始する際にブラストエアライン４の下流側にブラスト材１が残っていることによる初期吹出しの負荷を無くすか低減することができる。特に、ブラストエアライン４の下流側、つまり吹出し筒５側が高い位置にあるような場合は、残留するブラスト材１が低位部に戻って溜まりが生じるので、次のブラスト再開にさいしてこれを一挙に吹出すために異常に高い負荷に対応する必要があった問題が解消する。
【００３８】
本発明のブラスト材の吹出し方法と装置は、先の出願に係る特開平９−１０３９６０号、特開平１１−２８５９７２号、特開平１１−２９１１７２号、特開平１１−３３３７２７号に開示されたブラスト方法や装置に適用して好適であり、特に、特開平１１−３３３７２７号での１つのブラスト材容器２に複数のブラストラインを並列に接続して同時、あるいは異時、あるいは位相を持って働かせ用いるようにすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ブラストエアラインに供給したエアが、ブラストエアラインのほぼ周方向に連続したまたは並んだ開口部分を、これと交差する向きにて外まわりへの吹出しなく一瞬に通過するときの負圧により、この開口の外まわりにある加圧下のブラスト材貯留域における前記ブラスト材貯留域のブラスト材に吸引力を直接及ぼして、ブラストエアライン内に分散させながら引き込み、先へ吹き飛ばすことを連続に繰り返してブラストエアラインの以降部分へエアとともに吹出させるので、ブラスト材貯留域ではその広さによって前記引き込み域へのブラスト材の自重による補充が、ブラスト材の種類の違いにかかわらず、従って、おが屑などの軽いブラスト材、水気や油気のあるブラスト材、バリなど詰まり易い異物が混入したブラスト材、微粉などであっても、前洗浄や前乾燥などの前処理なしに、棚吊、ブリッジ、詰まりなどなく確実に行なえるのと相まって、ブラスト材を安定して吹き出させ、ブラスト処理などに供することができる。
加えて、開口域幅を下流側接続管だけの簡単な構造および摺動操作にてエアの吹き出しが生じない範囲で大きくすることにより、ブラスト材の吸い込み流量を多くすることができ、開口域長さはエアの吹き出しに影響なく、その大きさに応じてブラスト材の吸い込み量を増減できるが、ブラストエアラインの周長全域に設ける場合通路断面積の大小の影響を受けるので、これが不都合な場合に開口域幅と併せ調節すると好適である。しかも、下流側接続管はブラスト材が飛翔するので内面が削られるが着脱して交換もできる。
また、閉じ域がなければブラスト材は、負圧による吸い込みに加え、自重によっても開口へ上方から流れ込むので、適量のブラスト材を吹き出すのに適し、上部に閉じ域があると、その開口域長さに応じてブラスト材の自重による開口への流れ込みを制限しブラスト材の供給量を調節することができる。特に、閉じ域を外れた部分での開口への流れ込みは、閉じ域のエッジからの安息角に沿う状態でなされる。従って、閉じ域長さと安息角との関係によってブラストエアラインの通路断面積のどの程度の割合に流れ込ませるかが容易に判断でき、ブラスト材の供給量の調節を的確に行える。
【００４０】
エアはブロワによって供給する、さらなる構成によれば、風量を確保しやすく、ブラスト材の投射量は風量によって確保できるという本発明者の知見から、ブラストエアラインおよび吹出し筒ないしは吹出しノズルは比較的大径のものとしてブラスト処理に十分な風量のエアを吹き出すのに好適で、バリなど詰まりの原因になる異物が混入するような、また、混入しているブラスト材でも、詰まりなく使用することができるし、バリ取りでも十分な風量によるブラスト材の十分な投射量によって短時間に確実に処理することができる。
【００４１】
ブロワが中圧以下のものである、さらなる構成によれば、吹出し空気が８０℃〜１００℃程度には昇温していて、ブラスト材に湿気や水気があってもこれを昇温空気によって加熱して発散させ、乾燥させられるので、ブラスト材が湿気や水気によって凝集するのを解除して、より安定に吹き出してブラストに供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な１つの実施例としての、ブラスト材吹出し方法と装置を示す半部を断面して見た構成図である。
【図２】図１の装置の変形例を示す一部を断面して見た側面図である。
【図３】図２の装置の開口域長さの１つの調節状態を示す断面図である。
【図４】図２の装置の開口域長さの別の調節状態を示す断面図である。
【図５】従来のブラスト材吹出し装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ブラスト材
２ブラスト材容器
３エア
４ブラストエアライン
５吹出し筒
６開口
７ブラスト材貯留域
８吸い込み域
１１ブロワ
１２エジェクターボックス
３１分断部
３１ａ分断端
３２、３３接続管
３４開口幅調節手段
４１開口調節シャッタ

Claims

ブラスト材を貯留し供給するブラスト材容器と、エアの供給を受け、途中でブラスト材容器内のブラスト材を導入してエアとともに以降へ吹き出させるブラストエアラインを備えたブラスト材の吹出し装置において、
ブラストエアラインの途中にそれを上流側接続管および下流側接続管に分断してなした周方向に連続した開口を設けて、この開口をブラスト材容器の加圧されたブラスト材貯留域に臨ませると共に、下流側接続管は、着脱できかつ摺動により開口の開口域幅の調節ができるものとし、前記開口の上に跨り安息角に沿ってブラスト材をエアラインに流れ込ませる開口調節シャッタを交換できるように設け、その交換によって開口域長さの調節できるようにし、それら双方または一方の調節によってブラスト材の導入流量を調節することを特徴とするブラスト材の吹出し装置。