JP4288034B2

JP4288034B2 - ブラスト装置

Info

Publication number: JP4288034B2
Application number: JP2002029538A
Authority: JP
Inventors: 八朗平野; 俊男磯和
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Tomoe Engineering Co Ltd
Current assignee: Tomoe Engineering Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003225865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラスト装置に係わり、特に下地を傷めずに十分な剥離効果が得られるブラスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラスト処理は、固体粒子を高速で被処理物に噴射して、被処理物の表面の研削又は表面層の剥離などを行う処理である。このとき用いる固体粒子をブラストメディア（研削材）という。
【０００３】
従来、このブラストメディアとしては、通常、砂（サンド）が使用されるが、砂を回収するための専用の設備が必要であり、また周囲への砂の飛散や機械の摺動部分への砂の混入などの問題が発生するため使用が限定されていた。
また、砂はモース高度が高いため、金属材料に対しては傷を付け易かった。
【０００４】
一方、これらの問題を解決するため、従来、水溶性ブラストメディアである炭酸水素ナトリウム（重曹）が提案されている（特公平６−６９６６８号公報、特公平７−５５４５１号公報）。
【０００５】
これは重曹の結晶を使用したもので、平均粒子径が０．５ｍｍ以下であり、主に航空機やステンレス機器等の金属表面や構築物の壁からの塗装剥離や汚れ除去に用いられている。水溶性のブラストメディアを用いた場合は、使用後のブラストメディアを溶解して除去できる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の炭酸水素ナトリウムを用いたブラスト処理は、廃棄物処理の容易性から塩化メチレンを代替えするペイントリムーバーとして使用されているに過ぎない。
【０００７】
従って、この炭酸水素ナトリウムを用いたブラスト処理を、従来サンドブラストや鋼球によるショットブラスト等が使用されていた、アスファルト舗装を施した覆工板状の横断歩道用の白線の除去等に適用する場合には、剥離能力が十分でなく、作業に時間も要していた。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、下地を傷めずに十分な剥離効果が得られるブラスト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）は、気体により加圧されたブラストメディア及び液体のスラリーが吐出されるブラストノズルと、該ブラストノズルに対し前記気体により加圧されたブラストメディア及び液体のスラリーを供給する加圧容器を備えたブラスト装置であって、前記加圧容器には、スラリー状に充填されたブラストメディア及び液体と、底部より上方に向けて配設され、外部より加圧された気体が導入される気体入口ノズルと、該気体入口ノズルの先端と所定距離隔てて対峙され、前記気体及び該気体に混合された前記ブラストメディア及び前記液体のスラリーが導入され、前記ブラストノズルに向けて送出する内部配管とを備え、該内部配管の下端周囲及び前記気体入口ノズルの先端周囲が前記ブラストメディア及び前記液体のスラリーが前記気体と攪拌混合され易いように開放されていることを特徴とする。
【００１０】
加圧容器内部でブラストメディア及び液体をスラリー状とするか、あるいはブラストメディアと液体よりなるスラリーを加圧容器に導入する。その後、気体入口ノズルから導入された加圧された気体により、このブラストメディア及び液体のスラリーを気体と攪拌混合する。そして、この混合されたブラストメディア及び液体のスラリーと気体を内部配管に導入し、ブラストノズルに向けて送出する。
【００１１】
このように構成することで、加圧容器内でのブラストメディアの沈降を防止し、均一なスラリーの排出を可能とし、更に加圧された気体による流れを最適に維持しつつ、ブラストメディアのブラストノズル等における詰まりを防止できる。スラリーとされた分、粒体のとき以上に流れは円滑に行われる。
【００１２】
このため、ブラストメディアによる剥離能力を一層高め、かつメディア消費量を一層抑えることができる。
【００１３】
また、本発明（請求項２）は、前記ブラストメディアが炭酸水素ナトリウムで、前記スラリーを構成する液体が水で、前記気体が空気であることを特徴とする。
【００１４】
このことにより、対象物に損傷を与えず、剥離できる。剥離後は、ブラストメディア自体は水溶性のため、水にて洗い流せ、排水管理も塩化メチレンと比較すると容易である。
【００１５】
更に、本発明（請求項３）は、前記ブラストメディアの平均粒子径は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする。
以上により、剥離能力を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態の全体構成図を図１に示す。図１において、エンジン駆動のコンプレッサー１で加圧された空気は、配管３を通じてエアードライヤー５の内部を通ることで乾燥されるようになっている。エアードライヤー５は、発電機７により電力供給されている。
【００１７】
そして、このエアードライヤー５で乾燥された空気は、配管９を通じてエアクリーナー１１でミストとダストを除去して浄化された後、加圧容器１３底部に導入されている。
【００１８】
加圧容器１３内部には、炭酸水素ナトリウムのブラストメディア１４及び水が入れられ、スラリー状にされており、導入された空気と混合された後、配管１５を通り、ノズル１７から吐出されるようになっている。
【００１９】
図２に加圧容器１３の縦断面図を示す。加圧容器１３の上部１３ａには、ブラストメディア１４と水を投入する投入口１８が配設されている。加圧容器１３の胴部１３ｂはほぼ円筒状に構成され、この同部１３ｂに続く底部１３ｃは下方に向けて円錐状に狭まるように形成されている。
【００２０】
そして、この底部１３ｃの中心には、空気入口ノズル１９が上方に向けて挿入されている。空気入口ノズル１９の上方には、この空気入口ノズル１９と所定距離隔てて内部配管２１の下端部２１ａが対峙されている。一方、内部配管２１の上端部２１ｂには、配管１５が接続されている。
【００２１】
次に、ノズル１７について説明する。図３にノズル１７の平面構成図、図４に側面構成図、図５に正面構成図を示す。図３〜図５において、配管接続口２３には、配管１５の一端が接続されるようになっている。
【００２２】
配管接続口２３には回動部２５が取り付けられ、回動部２５により、連設される円筒状の配管２７は、配管接続口２３に対し３６０度回動自在なようになっている。配管２７の先端には絞り部２９が配設され、先端に行くほど径が絞られるようになっている。
【００２３】
そして、絞り部２９の先端には断面が楕円形状のオリフィス部３１が配設されている。そして、このオリフィス部３１には、断面が長方形状の長尺ノズル３３が固着されている。長尺ノズル３３の内部には、角形状の通路３４が配設されている。
【００２４】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
加圧容器１３の投入口１８より粒状の炭酸水素ナトリウムのブラストメディア１４と水を投入する。ブラストメディア１４及び水は、加圧容器１３内部でスラリー状になっている。
【００２５】
使用されるブラストメディア１４は、直径０．５ｍｍ〜５ｍｍであるが、実用上は直径０．５ｍｍ〜２ｍｍが好ましい。空気入口ノズル１９より加圧された空気が吐出されることで、ブラストメディア１４と水よりなるスラリーが攪拌され、同時に内部配管２１の下端部２１ａよりこのブラストメディア１４及び水のスラリーが空気と共に導入される。
【００２６】
その後、空気に混合されたブラストメディア１４及び水のスラリーは、ノズル１７に導かれる。ノズル１７内部では、絞り部２９で絞られた後、オリフィス部３１を経て長尺ノズル３３の先端より外部に向けてブラストメディア１４及び水のスラリーが吐出される。
【００２７】
オリフィス部３１は開口の最短径が１ｍｍ〜２０ｍｍであるが、加圧された空気による流れを最適に維持しつつ、ブラストメディア１４及び水のスラリーの詰まりを防止し、かつ加圧空気によるブラストメディアのスラリーを加速するため、２ｍｍ〜１５ｍｍが好ましい。
【００２８】
なお、このオリフィス部３１開口の最短径の大きさは、使用されるブラストメディア１４の平均粒子径と密接な関係を有し、平均粒子径の２〜２０倍程度が好ましい。
【００２９】
一方、長尺ノズル３３の通路３４の高さＨは、同様に加圧された空気による流れを最適に維持しつつ、ブラストメディア１４及び水のスラリーの詰まりを防止し、かつ加圧空気によるブラストメディアのスラリーを加速するため２ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００３０】
なお、この通路３４の高さＨは、使用されるブラストメディア１４の平均粒子径と密接な関係を有し、平均粒子径の２〜１０倍が好ましい。また、長尺ノズル３３の通路３４の幅Ｗは、高さＨの３〜１０倍が好ましい。長尺ノズル３３の流路長Ｌは、オリフィス部３１開口の最短径の１０〜５０倍であるが、２０〜４０倍が好ましい。
【００３１】
以上により、ブラストメディア１４及び水のスラリーを剥離対象物に衝突させた際の剥離能力を従来以上に向上させることができる。また、ブラストメディア１４のモース硬度が２．５程度と低く、従来行われていた水圧ジェットの２０ＭＰａほどの圧力を必要とせず、０．３〜０．８ＭＰａの圧力で洗浄できる。
【００３２】
従って、剥離対象物に対し損傷を与えることなく、汚れ等を剥離できる。
更に、炭酸水素ナトリウム自身は安全性が高く、水溶性であり廃棄も容易である。
【００３３】
なお、ブラストメディア１４は、炭酸水素ナトリウム以外に炭酸カルシウム、プラスチックス（メラミン樹脂、ナイロン、ユリア樹脂等）、セスキ炭酸ナトリウム、氷、ドライアイス等を使用してもよい。
【００３４】
【実施例】
次に、実施例について説明する。
本実施例の施工対象は、アスファルト舗装を施した覆工板上の横断歩道用の白線を除去するものである。ノズル１７は、通路３４の高さＨの寸法が４ｍｍ、幅Ｗが２５ｍｍ、流路長Ｌの長さ２８０ｍｍである。絞り部２９の形状は直径２０ｍｍの円形が次第に絞られて直径９ｍｍの円形となっている。
【００３５】
比較されるノズルとしては、米国ＭＭＬＪ社の直圧式ノズルを使用した。噴射部分の形状は円状で、開口部分の寸法が直径９．５ｍｍである。飛散防止用の噴霧水は、ブラストメディア１４を噴出する開口部分を覆うように設置された円筒との隙間から噴射されるようになっている。なお、このノズルの形状については、米国特許公報ＵＳＰ２７１７４７６に詳しい。飛散防止用の噴霧水は０．０５ｍ³／ｈ使用した。
【００３６】
加圧容器１３には、株式会社エコグローバル研究所のエコシャワーＳＢ４００を使用した。配管１５としては全長１５ｍで内径２５．４ｍｍの高圧ホースを使用した。
【００３７】
コンプレッサー１は、デンヨー株式会社のＤＰＳ−１８０ＳＳＢであり、エンジン駆動の５０ＰＳ（３７ｋｗ相当）のスクリュー回転型油冷方式一段圧縮機を使用した。コンプレッサー１から供給される空気圧力は０．７９ＭＰａである。施工時に加圧容器１３から吐出される空気圧力は０．６５ＭＰａであった。所要空気量はコンプレッサーの能力より５ｍ³−Ｎ／分と推定される。
【００３８】
また、ブラストメディア１４としては、旭硝子株式会社の平均粒子径０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、１．０ｍｍの炭酸水素ナトリウム（商品名、エコブラスト）を使用した。スラリーの調合は、炭酸水素ナトリウムを２５ｋｇ投入し、水を７５ｋｇ投入した。
表１に試験結果を示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
表１において、本品と記載したのが本発明の実施品であり、比較と記載したのがＭＭＬＪ社の直圧式ノズルである。表中の×は白線を除去できなかったことを示す。ブラストメディア１４は平均粒子径を示す。
【００４１】
剥離能力は、１ｍ²剥離するのに要した時間を示し、メディア消費量は、１ｍ²剥離するのに要したブラストメディア１４の量を示している。この結果、ノズル１７により、平均粒子径１．０ｍｍのブラストメディア１４を使用した試験番号３が最も剥離能力が高く、メディア消費量も低かった。
【００４２】
同じ条件であっても比較ノズルを使用した場合には、剥離能力、メディア消費量共に３倍程度の相違があった。なお、平均粒子径０．１ｍｍのブラストメディア１４を使用した場合には、いずれのノズルであっても白線を除去できなかった。
【００４３】
また、加圧容器１３には、粒状の炭酸水素ナトリウムのブラストメディア１４のみを投入し、ノズル１７より空気により加圧されたブラストメディア１４を吐出した場合の試験結果を試験番号７として表２に示す。
【００４４】
【表２】

【００４５】
表２より、ブラストメディア１４及び水をスラリー状にして使用したことで、剥離能力及びメディア消費量共にブラストメディア１４のみの場合に比べ２割程度よくなっていることが分かる。
【００４６】
また、いずれの試験においても、下地であるアスファルト舗装の傷みの程度はわずかであった。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加圧容器内部でブラストメディア及び液体をスラリー状とし、このスラリーを加圧された気体によりブラストノズルから吐出させるように構成したので、下地を傷めずに十分な剥離効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成図
【図２】加圧容器の縦断面図
【図３】ノズルの平面構成図
【図４】同上側面構成図
【図５】同上正面構成図
【符号の説明】
１コンプレッサー
３、９、１５、２７配管
１３加圧容器
１４ブラストメディア
１７ノズル
１８投入口
１９空気入口ノズル
２１内部配管
２５回動部
２９絞り部
３１オリフィス部
３３長尺ノズル
３４通路

Claims

気体により加圧されたブラストメディア及び液体のスラリーが吐出されるブラストノズルと、
該ブラストノズルに対し前記気体により加圧されたブラストメディア及び液体のスラリーを供給する加圧容器を備えたブラスト装置であって、
前記加圧容器には、スラリー状に充填されたブラストメディア及び液体と、
底部より上方に向けて配設され、外部より加圧された気体が導入される気体入口ノズルと、
該気体入口ノズルの先端と所定距離隔てて対峙され、前記気体及び該気体に混合された前記ブラストメディア及び前記液体のスラリーが導入され、前記ブラストノズルに向けて送出する内部配管とを備え、
該内部配管の下端周囲及び前記気体入口ノズルの先端周囲が前記ブラストメディア及び前記液体のスラリーが前記気体と攪拌混合され易いように開放されていることを特徴とするブラスト装置。
前記ブラストメディアが炭酸水素ナトリウムで、前記スラリーを構成する液体が水で、前記気体が空気であることを特徴とする請求項１記載のブラスト装置。
前記ブラストメディアの平均粒子径は、０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブラスト装置。