JP4737327B2 - Blasting spray nozzle - Google Patents
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Description
本発明は、噴射材を被加工物に噴射するブラスト加工において、幅の広い領域の加工を均一に行うことができるブラスト加工用噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a blasting injection nozzle capable of uniformly performing processing in a wide region in blasting in which an injection material is injected onto a workpiece.
従来より、ブラスト加工技術は、バリ取り、面荒らし、鋳造品の湯じわ消しなどの表面加工の分野などで使用されてきたが、近年では、太陽電池モジュール用基板、プラズマディスプレイなどの大型の基板を高速で均一に加工する要請が高まっている。一般に広く使用されている円形断面の噴射口を有するブラスト加工用噴射ノズルは、噴射材が噴射される幅が狭いため、一回のノズル走査により幅が広い領域に渡ってブラスト加工を行う場合には、噴射口を横に広げた矩形断面の噴射口を有するブラスト加工用噴射ノズルを使用することがある。しかし、このようなブラスト加工用噴射ノズルでは、噴射口の長辺方向の端部で噴射速度が低下するため、噴射口全幅に渡って均一なブラスト加工を行うことができないという問題があった。
このような問題を解決するため、例えば、特許文献1には、噴射方向に向けて幅方向断面が徐々に狭くなる研磨材拡散部と、この研磨材拡散部の前方に形成される研磨材整流部とで成る研磨材拡散室で、噴射材と圧縮気体との混合流体の噴射流(固気二相流)を細長形状の断面形状に整流して噴射するブラスト加工用ノズルが開示されている。
Conventionally, blasting technology has been used in the field of surface processing such as deburring, surface roughening, and hot water erasing of cast products. In recent years, however, large-scale blasting technology such as substrates for solar cell modules and plasma displays has been used. There is an increasing demand for uniform processing of substrates at high speed. In general, the blasting injection nozzle having a circular cross-section injection port that is widely used has a narrow width to which the injection material is injected. May use a blasting injection nozzle having an injection port of a rectangular cross section with the injection port widened laterally. However, such a blasting injection nozzle has a problem in that uniform blasting cannot be performed over the entire width of the injection port because the injection speed decreases at the end of the injection port in the long side direction.
In order to solve such a problem, for example,
しかし、上述の方法で固気二相流を整流すると、固気二相流が研磨材拡散部や研磨材整流部の内壁に高速で衝突するため、これらが磨耗、損傷しやすい。これにより、ブラスト加工用ノズルの構成部材の交換頻度が高くなり、耐久性が低くなってしまうという問題があった。 However, when the solid-gas two-phase flow is rectified by the above-described method, the solid-gas two-phase flow collides at high speed with the inner wall of the abrasive diffusing portion or the abrasive rectifying portion, so that they are easily worn and damaged. Thereby, the replacement frequency of the constituent member of the blasting nozzle is increased, and there is a problem that durability is lowered.
そこで、本発明は、幅の広い領域の加工を均一に行うことができる耐久性の高いブラスト加工用噴射ノズルを実現することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a highly durable blasting spray nozzle capable of uniformly processing a wide region.
この発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、圧縮気体を噴射する気体噴射部と、噴射材を供給する供給ポートと、前記気体噴射部及び前記供給ポートとそれぞれ連通し、前記気体噴射部から供給された圧縮気体と前記供給ポートから供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する混合室と、前記混合室と連通して前記気体噴射部の延長方向に設けられ、前記混合室から導入された固気二相流を被加工物に噴射する噴射材噴射部と、を備えたブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記気体噴射部は、圧縮気体が流れる第1の流路が圧縮気体の噴射方向に垂直な断面が長方形であるように形成され、圧縮気体が噴射される開口部に圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げる整流部を備えており、前記整流部には、前記第1の流路の内部に、長辺に垂直かつ長辺の中心線に対して対称に設けられ、圧縮気体の噴射方向に向かって前記気体噴射部の長方形断面の長辺方向に傾斜し圧縮気体の気流を前記気体噴射部の長方形断面の長辺方向に広げる整流面を有する整流部材が設けられており、前記噴射材噴射部は、前記固気二相流が流れる第2の流路が噴射方向に垂直な断面が長方形であり、この長方形の長辺方向が、前記第1の流路の長辺方向と一致するように形成されている、という技術的手段を用いる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a gas injection unit that injects compressed gas, a supply port that supplies an injection material, and the gas injection unit and the supply port communicate with each other. And mixing the compressed gas supplied from the gas injection unit and the injection material supplied from the supply port to form a solid-gas two-phase flow, and the gas injection unit in communication with the mixing chamber And an injection material injection unit for injecting a solid-gas two-phase flow introduced from the mixing chamber onto a workpiece, the gas injection unit is a compressed gas The first flow path through which the gas flows is formed so that the cross section perpendicular to the compressed gas injection direction is rectangular, and the flow straightening section expands the flow of the compressed gas in the long side direction of the rectangular cross section to the opening through which the compressed gas is injected It comprises a to the rectification section The first flow path is provided in the first flow path so as to be perpendicular to the long side and symmetrical with respect to the center line of the long side, and is inclined in the long side direction of the rectangular cross section of the gas injection unit toward the injection direction of the compressed gas. A rectifying member having a rectifying surface that expands the compressed gas flow in the long side direction of the rectangular cross section of the gas injection unit, and the injection material injection unit is a second flow through which the solid-gas two-phase flow flows. The technical means that the cross section perpendicular to the injection direction is a rectangle and the long side direction of the rectangle is formed to coincide with the long side direction of the first flow path is used.
請求項1に記載の発明によれば、気体噴射部の開口部において、整流部に設けられた整流部材の整流面により圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げることができる。これにより、長辺方向に均一な速度分布に整流された圧縮気体を、供給ポートから供給された噴射材と混合室において混合して固気二相流を形成し、噴射材噴射部に導入することができる。この固気二相流は、長辺方向に均一な速度分布をもつように整流されているとともに、噴射材の密度が均一になるため、噴射材噴射部の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができる。これにより、一度にブラスト加工することができる幅を広くすることができるので、ブラスト加工の加工効率を向上させることができる。
また、固気二相流を形成する前に圧縮空気の流れを整流するため、混合室で形成された固気二相流が同じ長辺方向に配置された第2の流路にそのまま導入されるので、固気二相流が第2の流路の内部で広がり、内壁に衝突することが少なくなり、第2の流路が磨耗、損傷することを防ぐことができる。加えて、整流部には、噴射材が衝突することがないので、磨耗、損傷することもない。これにより、耐久性の高いブラスト加工用噴射ノズルを実現することができる。
According to the invention of
In addition, since the flow of compressed air is rectified before forming the solid-gas two-phase flow, the solid-gas two-phase flow formed in the mixing chamber is directly introduced into the second flow path arranged in the same long side direction. Therefore, the solid-gas two-phase flow spreads inside the second flow path and does not collide with the inner wall, and it is possible to prevent the second flow path from being worn or damaged. In addition, since the spray material does not collide with the rectifying unit, it is not worn or damaged. Thereby, a highly durable blasting jet nozzle can be realized.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記整流部材は、長辺に平行な横断面が、圧縮気体の噴射方向に向かって幅が広い形状に形成されている、という技術的手段を用いる。
In the invention according to
請求項2に記載の発明によれば、長辺に平行な横断面が、例えば、三角形、半楕円、半円などのように圧縮気体の噴射方向に向かうほど幅が広い形状に形成されているため、整流部材の下流に渦流が発生することがなく、圧縮気体の気流を均一な速度分布に整流することができ、噴射材噴射部の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができる。
According to invention of
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載のブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記整流部材は、前記横断面の幅が1mm以下であるように形成されている、という技術的手段を用いる。 According to a third aspect of the present invention, in the blast processing injection nozzle according to the second aspect, the technical means is used in which the rectifying member is formed so that the width of the cross section is 1 mm or less. .
整流部材の幅は 請求項3に記載の発明のように、1mm以下にすることが好ましい。幅が1mmを超えると、整流部材の下流での気流の速度が低下するため、均一な速度分布を達成することができなくなるからである。
The width of the rectifying member is preferably 1 mm or less as in the invention described in
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載のブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記整流部材を複数個配置する場合、隣接する整流部材の間隔は3mm以上である、という技術的手段を用いる。
The invention according to claim 4, in blasting for injection nozzle according to any one of
整流部材を複数個配置する場合、請求項4に記載の発明のように、隣接する整流部材の間隔は3mm以上にすることが好ましい。整流部材の間隔が3mmより小さくなると、圧縮気体の気流の流通抵抗が大きくなるため、当該整流部材の間を通過する圧縮気体の流速が遅くなり、噴射材噴射部から被加工物に噴射する気流の噴射速度が遅くなるので、加工効率が低下するからである。 When arranging a plurality of rectifying members, it is preferable that the interval between adjacent rectifying members is 3 mm or more as in the invention described in claim 4 . When the distance between the rectifying members is less than 3 mm, the flow resistance of the compressed gas flow increases, so the flow rate of the compressed gas passing between the rectifying members decreases, and the air flow that is injected from the injection material injection unit onto the workpiece. This is because the machining efficiency is reduced because the injection speed of the nozzle becomes slower.
請求項5に記載の発明では、圧縮気体を噴射する気体噴射部と、噴射材を供給する供給ポートと、前記気体噴射部及び前記供給ポートとそれぞれ連通し、前記気体噴射部から供給された圧縮気体と前記供給ポートから供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する混合室と、前記混合室と連通して前記気体噴射部の延長方向に設けられ、前記混合室から導入された固気二相流を被加工物に噴射する噴射材噴射部と、を備えたブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記気体噴射部は、圧縮気体が流れる第1の流路が圧縮気体の噴射方向に垂直な断面が長方形であるように形成され、圧縮気体が噴射される開口部に圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げる整流部を備えており、前記整流部は、圧縮気体の噴射方向に向かって長辺方向に広がる傾斜面を備えており、前記傾斜面が噴射方向に対して傾斜する傾斜角θが0°<θ≦3.7°を満たしており、前記噴射材噴射部は、前記固気二相流が流れる第2の流路が噴射方向に垂直な断面が長方形であり、この長方形の長辺方向が、前記第1の流路の長辺方向と一致するように形成されている、という技術的手段を用いる。 In the invention according to claim 5 , the gas injection unit for injecting compressed gas, the supply port for supplying the injection material, the gas injection unit and the supply port communicate with each other, and the compression supplied from the gas injection unit Mixing the gas and the injection material supplied from the supply port, forming a solid-gas two-phase flow, provided in the extension direction of the gas injection unit in communication with the mixing chamber, from the mixing chamber An injection material injection unit that injects an introduced solid-gas two-phase flow onto a workpiece, wherein the gas injection unit has a first flow path through which compressed gas flows. A cross section perpendicular to the injection direction is formed to have a rectangular shape, and includes a rectifying unit that expands the flow of compressed gas in the long side direction of the rectangular cross section at an opening where the compressed gas is injected. Long side toward gas injection direction Includes an inclined surface extending the inclined surface has met the inclination angle theta is 0 ° <θ ≦ 3.7 ° inclined with respect to the injection direction, the injection material injection unit, the solid-gas two The second flow path through which the phase flow flows has a rectangular cross section perpendicular to the injection direction, and the long side direction of the rectangle is formed to coincide with the long side direction of the first flow path. Use technical means.
整流部が圧縮気体の噴射方向に向かって長辺方向に広がる傾斜面を備えている構成では、請求項5に記載の発明のように、傾斜面が噴射方向に対して傾斜する傾斜角θが0°<θ≦3.7°を満たすことが好ましい。θが3.7°を超えると、気流が広がりすぎて長辺方向の端部の気流の速度が大きくなり、加工量が増大してしまうため、噴射材噴射部の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができないからである。 In the configuration in which the rectifying unit includes an inclined surface that extends in the long side direction toward the injection direction of the compressed gas, the inclination angle θ at which the inclined surface is inclined with respect to the injection direction is as in the invention according to claim 5. It is preferable to satisfy 0 ° <θ ≦ 3.7 °. If θ exceeds 3.7 °, the air flow becomes too wide to increase the speed of the air flow at the end portion in the long side direction, and the processing amount increases. Therefore, a wide area in the long side direction of the injection material injection unit is increased. This is because it cannot be uniformly blasted.
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載のブラスト加工用噴射ノズルにおいて、前記気体噴射部の開口部の断面積S1の前記噴射材噴射部の第2の流路の断面積S2に対する断面積比S1/S2が、0.1≦S1/S2≦0.4を満たす、という技術的手段を用いる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the blast machining injection nozzle according to any one of the first to fifth aspects, the injection material injection portion having a cross-sectional area S1 of the opening of the gas injection portion. The technical means that the cross-sectional area ratio S1 / S2 with respect to the cross-sectional area S2 of the second flow path satisfies 0.1 ≦ S1 / S2 ≦ 0.4 is used.
気体噴射部の開口部の断面積S1の噴射材噴射部の第2の流路の断面積S2に対する断面積比S1/S2は、請求項6に記載の発明のように、0.1≦S1/S2≦0.4を満たすことが好ましい。S1/S2が0.1未満では、噴射速度が大きく低下するため、十分な加工深さが得られない。また、S1/S2が0.4を超える場合では、混合室で噴射材を吸引するために発生させる負圧が低下してしまい、安定した噴射ができなくなるからである。 The cross-sectional area ratio S1 / S2 of the cross-sectional area S1 of the opening of the gas injection unit to the cross-sectional area S2 of the second flow path of the injection material injection unit is 0.1 ≦ S1 as in the invention of claim 6. It is preferable to satisfy /S2≦0.4. If S1 / S2 is less than 0.1, the injection speed is greatly reduced, so that a sufficient machining depth cannot be obtained. Further, when S1 / S2 exceeds 0.4, the negative pressure generated for sucking the injection material in the mixing chamber decreases, and stable injection cannot be performed.
請求項7に記載の発明では、被加工物に対してノズルから噴射材を噴射すると共に、被加工物もしくは研磨材噴射用ノズルを走査することによって、被加工物にブラスト加工を行うブラスト加工装置であって、請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の噴射ノズルを備えた、という技術的手段を用いる。
According to the seventh aspect of the present invention, the blasting apparatus performs blasting on the workpiece by injecting the spraying material from the nozzle onto the workpiece and scanning the workpiece or the abrasive spray nozzle. Then, the technical means that the spray nozzle according to any one of
請求項7に記載の発明によれば、請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の発明と同様の効果を奏することができるブラスト加工装置を実現することができる。
According to the invention described in claim 7, it is possible to realize a blasting device which can achieve the same effect as described in any one of
本発明のブラスト加工用噴射ノズルについて、図を参照して説明する。図1に示すように、ノズル10は、圧縮気体を供給する圧縮気体供給装置(図示せず)と接続された気体噴射部11と、所定量の噴射材を定量供給する噴射材ホッパー(図示せず)と接続されており噴射材を供給する供給ポート12と、気体噴射部11及び供給ポートとそれぞれ連通し、気体噴射部11から供給された圧縮気体と供給ポート12から供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する混合室13と、混合室13から導入された固気二相流を被加工物に噴射する噴射材噴射部14と、を備えている。混合室13は、気体噴射部11と噴射材噴射部14とを直線上に配置する噴射部ホルダー15の内部に形成されている。
The blasting injection nozzle of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
気体噴射部11には、圧縮気体が流れる第1の流路11aが、圧縮気体の噴射方向Xに垂直な断面が長方形であるように形成されている。ここで、図1(A)の上下方向が長方形の短辺方向であり、図1(B)の上下方向が長辺方向である。
A
気体噴射部11の先端には、開口部11bに向かって連続的に短辺の長さが減少するように傾斜部11cが形成されている。供給ポート12は、長辺側から傾斜部11cに向かって噴射方向Xに対して鋭角をなすように、噴射部ホルダー15設けられている。これらの構成により、混合室13に噴射材をスムースに導入することができ、圧縮気体と噴射材とが混合されやすくなり、噴射材の密度が均一な固気二相流を形成することができる。
An
気体噴射部11の開口部11bには、圧縮気体の気流を長辺方向に広げる整流部20が形成されている。整流部20には、圧縮気体の気流を前記気体噴射部の長方形断面の長辺方向に広げる整流面21aを有する整流部材21が長辺に垂直かつ長辺の中心線に対して対称に設けられており、第1の流路11aを区画している。圧縮気体の気流を、より効果的に長辺方向に広げるために、整流部材21は複数個用いることが好ましい。
The
本実施形態では、整流部材21は、長辺に平行な横断面が、圧縮気体の噴射方向Xに向かって幅が広い形状に形成されるように、細長い三角形に形成されている。整流面21aは、噴射方向Xに対して外方に数度傾斜しており、圧縮気体の気流を長辺方向に広げることができる。また、圧縮気体の気流の乱れを少なくするために、整流部材21自体が噴射方向Xに対して必要以上に傾斜しないように配置されている。
In the present embodiment, the rectifying
噴射材噴射部14には、混合室13から導入された固気二相流が流れる第2の流路14aが、噴射方向に垂直な断面が長方形であるように形成されている。図1(C)に示すように、第2の流路14aの断面の長辺は、第1の流路11aの長辺方向と一致するように形成されており、第1の流路11aの長辺の長さと略同一である。短辺は開口部11bの短辺よりも長く形成されている。噴射口側から第2の流路14aを見ると、長辺が等しく短辺が短い第1の流路11aが中央に配置された構成となる。
A
第1実施形態のノズル10を用いて、下記のようにブラスト加工を行うことができる。圧縮気体供給装置から気体噴射部11に圧縮気体を供給すると、供給された圧縮気体は第1の流路11aを流れる。このとき、圧縮気体の気流は中央部の流速が速く、長辺方向の外側に向かうに従って流速が遅くなるという速度分布を有している。
Blasting can be performed as follows using the
圧縮気体の気流が気体噴射部11の開口部11bに形成された整流部20に到達すると、整流部材21の整流面21aに案内されて、圧縮気体の気流は長辺方向に広げられ、長辺方向に均一な速度分布になるように整流される。
When the compressed gas stream reaches the rectifying
気体噴射部11の先端から混合室13に整流された圧縮気体が噴射されると、混合室13内が負圧になり、供給ポート12から噴射材が導入される。噴射材は、整流された圧縮気体の気流に乗って混合され、長辺方向に均一な速度分布を有し、噴射材の密度が均一な固気二相流が形成される。
When the rectified compressed gas is injected from the tip of the
混合室13で形成された固気二相流は、噴射材噴射部14の第2の流路14aに導入される。ここで、気体噴射部11の開口部11bと第2の流路14aとは図1(C)に示す関係にあるので、混合室13で形成された固気二相流の流れは長辺方向で乱れることはなく、長辺方向に均一な速度分布を保ったままで、被加工物に噴射される。被加工物に対してノズル10を短辺方向に相対移動させることにより、噴射材噴射部14の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができる。これにより、一度にブラスト加工することができる幅を広くすることができるので、ブラスト加工の加工効率を向上させることができる。
The solid-gas two-phase flow formed in the mixing
混合室13で形成された固気二相流は第2の流路14aにそのまま導入されるので、固気二相流が第2の流路の内部で広がり、内壁に衝突することが少なくなり、第2の流路が磨耗、損傷することを防ぐことができる。加えて、整流部21には、噴射材が衝突することがないので、磨耗、損傷することもない。
Since the solid-gas two-phase flow formed in the mixing
(実施例1)
本実施例では、整流部材21の配置がブラスト加工状態に及ぼす影響について調べた。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
Example 1
In this example, the influence of the arrangement of the rectifying
長辺の幅がD(D=18mm、15mm)のノズル10を用いて、平板試料のブラスト加工試験を行い、ブラスト加工後に長辺方向の加工深さのラインプロファイルを測定し、ブラスト加工の良否を判断した。
Using a
整流部材21は、横断面の形状が幅1mm、長さ10mmの直角三角形状に形成されたものを2つ用い、斜辺が外側となるようにそれぞれ配置した。
Two rectifying
図2に、長辺の幅が18mmのノズル10を用いて、隣接する整流部材21の間隔Bを2mm、3mmとした場合の加工深さのラインプロファイルを示す。整流部材21の間隔Bを3mmとした場合には、加工深さが5〜10μmの範囲に収まる均一なブラスト加工をすることができた。一方、整流部材21の間隔Bを2mmとした場合には、整流部材21の間に対応する領域で加工量が小さくなり、均一なブラスト加工をすることができなかった。整流部材21の間隔Bが小さくなると、圧縮気体の気流の流通抵抗が大きくなるため、当該整流部材21の間を通過する圧縮気体の流速が遅くなり、噴射材噴射部から被加工物に噴射する気流の噴射速度が遅くなるので、加工効率が低下するからであると考えられる。
FIG. 2 shows a line profile of the processing depth when the
長辺の幅が18mmのノズル10を用いて、整流部材21の間隔Bを2〜5mmとした場合、長辺の幅が15mmのノズル10を用いて、整流部材21の間隔Bを3mmとした場合のブラスト加工の結果を表1に示す。長辺が18mmおよび15mmいずれの場合も隣接する整流部材21の間隔Bが3mm以上において良好なブラスト加工が可能であり、隣接する整流部材21の間隔は3mm以上にすることが好ましいことが確認された。
When the
(実施例2)
整流部材21の大きさがブラスト加工状態に及ぼす影響について調べた。長辺の幅が18mmのノズル10を用いて、実施例1と同様の条件でブラスト加工試験を行い、ブラスト加工の良否を判断した。整流部材21として、図3に示すように、横断面の形状が幅2mm、長さ10mmの二等辺三角形状に形成されたものを1つ用い、長辺の中央に配置した。
(Example 2)
The influence of the size of the rectifying
本実施例の整流部材21では、整流部材21の下流でほとんど加工されなかった。整流部材21の幅が1mmを超えると、整流部材21の下流での気流の速度が低下するため、均一な速度分布を達成することができなくなることや、整流部材21の下流での噴射材の濃度が希薄となることによると考えられる。これにより、整流部材21の幅は1mm以下にすることが好ましいことが確認された。
In the rectifying
(実施例3)
整流部材21の形状がブラスト加工状態に及ぼす影響について調べた。長辺の幅が18mmのノズル10を用いて、実施例1と同様の条件でブラスト加工試験を行い、ブラスト加工の良否を判断した。整流部材21として、図4(A)に示すような横断面の形状がひし形、楕円形に形成されたものを1つ用い、長辺の中央に配置した。これらの形状の整流部材21は、噴射方向に幅が狭くなる部分を有するものである。
(Example 3)
The influence of the shape of the rectifying
断面形状がひし形の場合、加工深さにばらつきが生じるとともに、図4(B)に示すように、加工部と未加工部との境界が波状に乱れ、良好なブラスト加工を行うことができなかった。また、断面形状が楕円形の場合、加工幅が小さくなるとともに、加工部と未加工部との境界が波状に乱れ、良好なブラスト加工を行うことができなかった。これらは、幅が狭くなる部分が存在することにより、整流部材21の下流に渦流が発生したためであると考えられる。これにより、断面形状が、三角形、半楕円、半円などのように圧縮気体の噴射方向に向かうほど幅が広い形状だと、整流部材21の下流に渦流が発生することがなく、圧縮気体の気流を均一な速度分布に整流することができ、幅広い領域を均一にブラスト加工することができるので好ましいことが確認された。
When the cross-sectional shape is a rhombus, the processing depth varies and, as shown in FIG. 4 (B), the boundary between the processed part and the unprocessed part is disturbed in a wavy shape, and good blasting cannot be performed. It was. In addition, when the cross-sectional shape is an ellipse, the machining width becomes small, and the boundary between the processed part and the unprocessed part is disturbed in a wave shape, so that good blasting cannot be performed. It is considered that these are because a vortex was generated downstream of the rectifying
(実施例4)
気体噴射部11の開口部11bの断面積S1の噴射材噴射部14の第2の流路14aの断面積S2に対する断面積比S1/S2と、(A)加工深さ及び(B)発生負圧との関係を調べた。図5(A)に示すように、S1/S2が0.1未満では、噴射速度が大きく低下するため、十分な加工深さが得られない。図5(B)に示すように、また、S1/S2が0.4を超える場合では、混合室13で噴射材を吸引するために発生させる負圧が低下してしまい、安定した噴射ができなくなる。これにより、上記断面積比S1/S2は、0.1≦S1/S2≦0.4を満たすことが好ましいことが確認された。
Example 4
The cross-sectional area ratio S1 / S2 of the cross-sectional area S1 of the
(変更例)
整流部材21の個数、配置間隔などは目的とする加工幅に合わせて適宜選定することができる。
(Example of change)
The number of the rectifying
[実施形態の効果]
本発明のノズル10によれば、気体噴射部11の開口部11bにおいて、整流部20(整流部材21)により圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げることができる。これにより、長辺方向に均一な速度分布に整流された圧縮気体を、供給ポート12から供給された噴射材と混合室13において混合して固気二相流を形成し、噴射材噴射部14に導入することができる。この固気二相流は、長辺方向に均一な速度分布をもつように整流されているとともに、噴射材の密度が均一になるため、噴射材噴射部14の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができる。これにより、一度にブラスト加工することができる幅を広くすることができるので、ブラスト加工の加工効率を向上させることができる。
また、固気二相流を形成する前に圧縮空気の流れを整流するため、混合室13で形成された固気二相流が同じ長辺方向に配置された第2の流路14aにそのまま導入されるので、固気二相流が第2の流路14aの内部で広がり、内壁に衝突することが少なくなり、第2の流路14aが磨耗、損傷することを防ぐことができる。加えて、整流部21には、噴射材が衝突することがないので、磨耗、損傷することもない。これにより、耐久性の高いノズル10を実現することができる。
[Effect of the embodiment]
According to the
Further, since the flow of compressed air is rectified before forming the solid-gas two-phase flow, the solid-gas two-phase flow formed in the mixing
[その他の実施形態]
図6に示すように、整流部20が圧縮気体の噴射方向に向かって長辺方向に広がる傾斜面22を備えた構成を採用することもできる。気体噴射部11の第1の流路11aを流れる圧縮気体の気流は、傾斜面22により長辺方向外側に案内されて広がるため、上述の実施形態同様に、噴射材噴射部14の長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができる。ここで、傾斜面22が噴射方向に対して傾斜する傾斜角θが0°<θ≦3.7°を満たすことが好ましい。θが3.7°を超えると、気流が広がりすぎて長辺方向の端部の気流の速度が大きくなり、加工量が増大してしまうため、長辺方向の幅広い領域を均一にブラスト加工することができないからである。
[Other Embodiments]
As shown in FIG. 6, the rectification | straightening
10 ノズル
11 気体噴射部
11a 第1の流路
11b 開口部
12 供給ポート
13 混合室
14 噴射材噴射部
14a 第2の流路
20 整流部
21 整流部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
噴射材を供給する供給ポートと、
前記気体噴射部及び前記供給ポートとそれぞれ連通し、前記気体噴射部から供給された圧縮気体と前記供給ポートから供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する混合室と、
前記混合室と連通して前記気体噴射部の延長方向に設けられ、前記混合室から導入された固気二相流を被加工物に噴射する噴射材噴射部と、
を備えたブラスト加工用噴射ノズルにおいて、
前記気体噴射部は、圧縮気体が流れる第1の流路が圧縮気体の噴射方向に垂直な断面が長方形であるように形成され、圧縮気体が噴射される開口部に圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げる整流部を備えており、
前記整流部には、前記第1の流路の内部に、長辺に垂直かつ長辺の中心線に対して対称に設けられ、圧縮気体の噴射方向に向かって前記気体噴射部の長方形断面の長辺方向に傾斜し圧縮気体の気流を前記気体噴射部の長方形断面の長辺方向に広げる整流面を有する整流部材が設けられており、
前記噴射材噴射部は、前記固気二相流が流れる第2の流路が噴射方向に垂直な断面が長方形であり、この長方形の長辺方向が、前記第1の流路の長辺方向と一致するように形成されていることを特徴とするブラスト加工用噴射ノズル。 A gas injection unit for injecting compressed gas;
A supply port for supplying propellant,
A mixing chamber that communicates with each of the gas injection unit and the supply port, mixes the compressed gas supplied from the gas injection unit and the injection material supplied from the supply port, and forms a solid-gas two-phase flow;
An injection material injection unit that communicates with the mixing chamber and is provided in an extending direction of the gas injection unit, and injects a solid-gas two-phase flow introduced from the mixing chamber onto a workpiece;
In the blasting injection nozzle with
The gas injection part is formed such that the first flow path through which the compressed gas flows is a rectangle having a rectangular cross section perpendicular to the injection direction of the compressed gas, and the compressed gas flow is injected into the opening through which the compressed gas is injected into the rectangular cross section. It has a rectifying part that extends in the long side direction,
The rectifying unit is provided inside the first flow path so as to be perpendicular to the long side and symmetrical with respect to the center line of the long side, and has a rectangular cross section of the gas injection unit toward the injection direction of the compressed gas. A rectifying member having a rectifying surface that is inclined in the long side direction and expands the air flow of compressed gas in the long side direction of the rectangular cross section of the gas injection part is provided,
In the injection material injection section, the second flow path through which the solid-gas two-phase flow flows has a rectangular cross section perpendicular to the injection direction, and the long side direction of the rectangle is the long side direction of the first flow path An injection nozzle for blasting, characterized in that it is formed so as to match.
噴射材を供給する供給ポートと、
前記気体噴射部及び前記供給ポートとそれぞれ連通し、前記気体噴射部から供給された圧縮気体と前記供給ポートから供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する混合室と、
前記混合室と連通して前記気体噴射部の延長方向に設けられ、前記混合室から導入された固気二相流を被加工物に噴射する噴射材噴射部と、
を備えたブラスト加工用噴射ノズルにおいて、
前記気体噴射部は、圧縮気体が流れる第1の流路が圧縮気体の噴射方向に垂直な断面が長方形であるように形成され、圧縮気体が噴射される開口部に圧縮気体の気流を長方形断面の長辺方向に広げる整流部を備えており、
前記整流部は、圧縮気体の噴射方向に向かって長辺方向に広がる傾斜面を備えており、前記傾斜面が噴射方向に対して傾斜する傾斜角θが0°<θ≦3.7°を満たしており、
前記噴射材噴射部は、前記固気二相流が流れる第2の流路が噴射方向に垂直な断面が長方形であり、この長方形の長辺方向が、前記第1の流路の長辺方向と一致するように形成されていることを特徴とするブラスト加工用噴射ノズル。 A gas injection unit for injecting compressed gas;
A supply port for supplying propellant,
A mixing chamber that communicates with each of the gas injection unit and the supply port, mixes the compressed gas supplied from the gas injection unit and the injection material supplied from the supply port, and forms a solid-gas two-phase flow;
An injection material injection unit that communicates with the mixing chamber and is provided in an extending direction of the gas injection unit, and injects a solid-gas two-phase flow introduced from the mixing chamber onto a workpiece;
In the blasting injection nozzle with
The gas injection part is formed such that the first flow path through which the compressed gas flows is a rectangle having a rectangular cross section perpendicular to the injection direction of the compressed gas, and the compressed gas flow is injected into the opening through which the compressed gas is injected into the rectangular cross section. It has a rectifying part that extends in the long side direction,
The rectifying unit includes an inclined surface that extends in the long side direction toward the injection direction of the compressed gas, and an inclination angle θ at which the inclined surface is inclined with respect to the injection direction satisfies 0 ° <θ ≦ 3.7 °. It has been met,
In the injection material injection section, the second flow path through which the solid-gas two-phase flow flows has a rectangular cross section perpendicular to the injection direction, and the long side direction of the rectangle is the long side direction of the first flow path An injection nozzle for blasting, characterized in that it is formed so as to match.
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