JP5335405B2

JP5335405B2 - ブラストノズル及びブラスト方法

Info

Publication number: JP5335405B2
Application number: JP2008328060A
Authority: JP
Inventors: 晴喜谷口; 浩一朗山田; 圭一北角; 和夫粟津; 親三谷口
Original assignee: 株式会社Ｊｍｕアムテック; 親三谷口
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: JP2010149204A

Description

本発明は、ブラストノズル、特に、研掃材と高圧水とを噴射するブラストノズルと、これを用いたブラスト方法に関する。

従来、建築物、船舶、護岸等に用いられる鋼矢板といった腐食環境が厳しい場所に使用されるものの表面に付着した塗膜や錆を落とすため、例えば、ドライサンドブラスト法やウエットブラスト法が行われている（例えば、下記特許文献１参照）。

しかしながら、建築物、船舶、鋼矢板等のように広範囲にわたってブラスト処理をする場合、密閉された空間内で処理できないため、ドライサンドブラスト法では、圧縮空気と混合して放射される研掃材が、被処理面に当たって粉塵が発生し、作業環境が悪くなって作業者の健康を損なうという問題があるとともに、被処理面に当たった研掃材がそのまま残存して付着しやすいという問題がある。また、被処理面に当たって落下した研掃材を回収しなければならず、多大な費用と時間を要することとなり問題である。

ウエットブラスト法では、水などの液体と研掃材とを被処理面に噴射するため、粉塵の発生を抑えることができるが、筒状の噴射路内に噴射される水流や空気流により生じる負圧を利用して噴射路内に研掃材を吸引することで液体と研掃材とを混合するため、液体に対する研掃材の混合量が少なく、広範囲にわたってブラスト処理をする場合に作業時間が長くかかるという問題がある。

また、上記ウエットブラスト法において、圧縮空気によって研掃材を圧送することで、液体に対する研掃材の混合量を増量し、ブラスト処理能力を向上させることが考えられるが、かかる場合、圧送される研掃材によってブラストノズルが摩耗しやすくなり、頻繁にブラストノズルを交換しなければならず経済的でないという問題がある。
特開２００６−２９７５６８号公報

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、ブラスト処理能力に優れるとともに経済性にも優れたブラストノズルとそれを用いたブラスト方法を提供することを目的とする。

本発明に係るブラストノズルは、ノズル本体の基端部に設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルから前記ノズル本体の先端部に至る噴射路内に研掃材を圧送する導入路を備え、前記噴射路内で前記噴射ノズルから噴射された高圧水に前記研掃材を混合して前記ノズル本体の先端部から噴射するブラストノズルにおいて、前記噴射路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなり前記ノズル本体に対して着脱可能に設けられた噴射路用筒体の内側に形成され、前記噴射路用筒体には前記導入路に開口する開口部が設けられ、前記導入路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなる導入路用筒体の内側に形成され、前記導入路用筒体が、前記噴射路用筒体に設けられた前記開口部に嵌入されていることを特徴とする。

本発明では、噴射路の少なくとも一部がノズル本体より高強度材からなる噴射路用筒体の内側に形成されているため、噴射路の内周面の摩耗を防ぐことができブラストノズルの耐久性が向上するとともに、ノズル本体全体に高価な高強度材料を使用する必要が無くなりコスト安価に製造することができる。また、本発明では、導入路の内周面の摩耗を防ぐことができブラストノズルの耐久性が向上するとともに、噴射路用筒体を固定することができる。

また、噴射路用筒体には、導入路に開口し噴射路と連通する開口部が設けられているため、高圧水と衝突した研掃材が噴射路の内周面と接触しても摩耗しにくく、ブラストノズルの耐久性が大幅に向上する。

上記発明において、噴射路用筒体が前記ノズル本体に対して着脱可能であってもよく、これにより、摩耗した噴射路用筒体を交換することができ、ブラストノズルの保守費用を抑えることができる。

上記発明において、導入路用筒体が前記ノズル本体に対して着脱可能であってもよく、これにより、摩耗した導入路用筒体を交換することができ、ブラストノズルの保守費用を抑えることができる。

さらにまた、上記発明において、前記高圧水の噴射前後方向に沿って前記噴射ノズルを移動させ前記噴射用筒体に設けられた前記開口部までの距離を調整する位置調整手段を備えても良い。このような場合、噴射ノズルの先端から研掃材が導入される位置までの距離を調整することができ、高圧水の水圧、研掃材の種類、圧縮空気の圧力などの条件を変更する場合であっても、研掃材がダマになることなく高圧水中に均一に分散した状態で高圧水と混合することができる好適な条件でブラスト処理が可能となる。

また、本発明の他の発明は、上記のブラストノズルを用いたブラスト方法であって、すなわち、ノズル本体の基端部に設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルから前記ノズル本体の先端部に至る噴射路内に研掃材を圧送する導入路を備え、前記噴射路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなり前記ノズル本体に対して着脱可能に設けられた噴射路用筒体の内側に形成され、前記噴射路用筒体には前記導入路に開口する開口部が設けられ、前記導入路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなる導入路用筒体の内側に形成され、前記導入路用筒体が、前記噴射路用筒体に設けられた前記開口部に嵌入されているブラストノズルを用いて、前記噴射路内で前記噴射ノズルから噴射された高圧水に前記研掃材を混合して前記ノズル本体の先端側から噴射することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、ブラスト処理能力を向上させても、ブラストノズルの耐久性が低下しにくく、しかも、ブラストノズルの保守・維持費用を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るブラストノズル１０の断面図、図２はブラストノズル１０が接続されたブラスト装置１００の全体構成を示す図である。

ブラストノズル１０は、研掃材を高圧水とともに先端から噴射するものであって、水などの液体を高圧に押し出す高圧ポンプ５０と、研掃材を圧縮空気とともに送り出すサンドブラスト部６０と、が接続されている。

サンドブラスト部６０は、コンプレッサ６２と加圧容器６４を備え、コンプレッサ６２で加圧され空気を加圧容器６４に導入する。加圧容器６４は、その内部に研掃材が収納されており、加圧容器６４内部に導入されたコンプレッサ６２からの圧縮空気と研掃材とを混合した後、配管６６を介してブラストノズル１０に研掃材が混合された圧縮空気を導入する。

ブラストノズル１０は、図１に示すように、内部に噴射路１２ａと導入路１４ａが形成されたノズル本体１６と、噴射管１２の一端（基端）部に配設されたアダプタ１８と、噴射管１２の他端（先端）部に配設された口部４０と、を備える。

ノズル本体１６は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、噴射路１２ａが内部に形成される噴射管１２と、導入路１４ａが内部に形成される導入管１４を備え、噴射管１２の軸方向中央部の周面に導入管１４の一端部が配管接続されている。これにより、ノズル本体１６の内部に設けられた噴射路１２ａは直線状に延び、噴射路１２ａの軸方向中央部に導入路１４ａが接続され噴射路１２ａと連通している。

アダプタ１８は、筒状の部材であって、外周面に形成された雄ネジ部２０が噴射管１２の基端部に形成された雌ネジ部２２と螺合することで、噴射管１２の基端部からアダプタ１８の一端部（基端部）が突出する状態で噴射管１２に配設されている。

アダプタ１８の基端部には、高圧ポンプ５０と配管５２を介して接続され、高圧ポンプ５０から送り出された高圧水がアダプタ１８よりノズル本体１６内部に導入される。また、アダプタ１８の他端部（先端部）には、噴射ノズル２４が固定されている。

噴射ノズル２４は、頭部２６とネジ管２８が一体に形成されてなり、アダプタ１８の先端部内周面に形成された雌ネジ部３０とネジ管２８が螺合することでアダプタ１８に固定される。噴射ノズル２４の頭部２６には細孔３２ａを穿設したノズルチップ３２が嵌合接着され、アダプタ１８の基端部から導入された高圧水が細孔３２ａより噴射路１２ａに噴射される。

上記したアダプタ１８は、正逆回転により噴射管１２に対して進退移動することで、高圧水の噴射前後方向に沿って噴射ノズル２４を移動可能とし、噴射管１２に螺合するアダプタ１８の雄ネジ部２０にナット３４が螺合することで、アダプタ１８を噴射管１２に対して固定する。

また、噴射管１２の内部には、アダプタ１８の先端側において噴射路用筒体３６が嵌入され、アダプタ１８の先端部に固定された噴射ノズル２４の頭部２６が噴射路用筒体３６の内部に形成された噴射路１２ａ内に配置されている。

噴射路用筒体３６は、例えば、噴射管１２の基端側から着脱可能な状態で挿入され、噴射路用筒体３６の先端側端面が噴射管１２の先端部において内周面から内方に突出する突部３５に当接し、噴射路用筒体３６の基端側端面が皿バネ４１を介してアダプタ１８の先端側端面に当接することにより、ノズル本体１６に対して位置決めされた状態で固定される。

噴射路用筒体３６は、タングステンやタングステン合金などのノズル本体１６より高強度材からなり、中空部に形成された噴射路１２ａと導入路１４ａとを連通する開口部３８が噴射ノズル２４より先端側、すなわち、噴射ノズル２４からノズル本体１６の先端に至る噴射路１２ａの周面に穿設されている。

噴射路用筒体３６に穿設された開口部３８には、導入管１４の内部に嵌入された導入路用筒体４２の一端部が嵌入されている。導入路用筒体４２は、ノズル本体１６の導入管１４に着脱可能な状態で挿入され、導入路用筒体４２の一端面が、噴射路用筒体３６の開口部３８周縁から内方に突出する突出部３８ａに当接し、導入路用筒体４２の他端面が導入管１４に内周面と螺合する中空ボルト４４と当接することで、ノズル本体１６に対して位置決めされた状態で固定される。このように、噴射路用筒体３６の開口部３８に導入路用筒体４２が嵌入されているため、噴射路用筒体３６をその軸方向への移動を制限することができる。

口部４０は、噴射管１２の先端側に配設される筒状の部材であって、口部４０の外周面に噴射管１２の先端側の内周面に形成された雌ネジ部４３と螺合する雄ネジ部４５が形成されている。

以上のようなブラストノズル１０では、高圧ポンプ５０から例えば３５MＰａの高圧水が、アダプタ１８の基端部から導入され、噴射ノズル２４の細孔３２ａより噴射路１２ａに噴射される。また、サンドブラスト部６０から例えば０．０４ＭＰａの研掃材を含む圧縮空気が、中空ボルト４４から導入路１４ａを通って噴射路用筒体３６の開口部３８より噴射路１２ａ内に導入される。これにより、細孔３２ａから噴射された高圧水と、研掃材を含む圧縮空気とが、噴射路１２ａ内で混合され噴射路１２ａの先端側に配設された口部４０より噴射される。

かかる場合、高圧水と研掃材とを混合して噴射するため、粉塵の発生を抑えることができ、また、研掃材を圧縮空気により圧送するため高圧水に対する研掃材の混合量を増量することができ、ブラスト処理能力を大幅に向上させることができる。

しかも、研掃材を圧縮空気により圧送することで、噴射路１２ａを区画形成する噴射路用筒体３６の内周面、特に、開口部３８近傍の噴射路用筒体３６の内周面に研掃材が衝突しやすくなるが、このような場合であっても、噴射路用筒体３６はノズル本体１６より高強度材で構成されているため、噴射路１２ａの内周面の摩耗を抑えることができブラストノズル１０の耐久性を向上させることができる。

また、導入路１４ａを区画形成する導入路用筒体４２がノズル本体１６より高強度材で構成されているため、導入路１４ａ内を流通する圧縮空気に含まれる研掃材の衝突による導入路１４ａの内周面の摩耗を抑えることができ、ブラストノズル１０の耐久性を向上させることができる。

しかも、高強度材からなる噴射路用筒体３６及び導入路用筒体４２は、噴射管１２に嵌入され、噴射路１２ａ及び導入路１４ａを形成することから、ノズル本体１６全体に高価な高強度材料を使用する必要が無くなり、ブラストノズル１０をコスト安価に製造することができる。

また、噴射路用筒体３６及び導入路用筒体４２は、ノズル本体１６に対して着脱自在であるので、噴射路用筒体３６及び導入路用筒体４２が摩耗した場合、摩耗した筒体３６，４２を新たなものに交換することができ、ブラストノズル１０の保守・維持費用を抑えることができる。

さらにまた、アダプタ１８を正逆回転させ噴射管１２に対して進退移動させることで高圧水の噴射前後方向に沿って噴射ノズル２４を移動させることで、噴射ノズル２４の先端から研掃材が噴射路１２ａに導入される開口部３８までの距離を調整することができるため、被処理面の材質・状況に応じて高圧水の水圧、研掃材の種類、圧縮空気の圧力などの条件を変更する場合であっても、研掃材がダマになることなく高圧水中に均一に分散した状態で高圧水と研掃材とを混合し口部４０より噴射することができる好適な条件でブラスト処理を行うことができる。

なお、本実施形態では、噴射路用筒体３６を噴射管１２の基端側から挿入して、噴射路用筒体３６の先端側端面を突部３５に当接させ、噴射路用筒体３６の基端側端面を皿バネ４１を介してアダプタ１８の先端側端面に当接させることで、ノズル本体１６に対して噴射路用筒体３６を固定するように構成したが、噴射路用筒体３６を噴射管１２の先端側から挿入して、噴射路用筒体３６の先端側端面を口部４５端面に当接させ、噴射路用筒体３６の基端側端面を皿バネ４１を介してアダプタ１８の先端側端面に当接させることで、ノズル本体１６に対して噴射路用筒体３６を固定するように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係るブラストノズルの断面図である。同ブラストノズルが接続されたブラスト装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

１０…ブラストノズル
１２…噴射管
１２ａ…噴射路
１４…導入管
１４ａ…導入路
１６…ノズル本体
１８…アダプタ
２４…噴射ノズル
３６…噴射路用筒体
４２…導入路用筒体

Claims

ノズル本体の基端部に設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルから前記ノズル本体の先端部に至る噴射路内に研掃材を圧送する導入路を備え、前記噴射路内で前記噴射ノズルから噴射された高圧水に前記研掃材を混合して前記ノズル本体の先端部から噴射するブラストノズルにおいて、
前記噴射路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなり前記ノズル本体に対して着脱可能に設けられた噴射路用筒体の内側に形成され、前記噴射路用筒体には前記導入路に開口する開口部が設けられ、
前記導入路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなる導入路用筒体の内側に形成され、前記導入路用筒体が、前記噴射路用筒体に設けられた前記開口部に嵌入されていることを特徴とするブラストノズル。
前記導入路用筒体が前記ノズル本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のブラストノズル。
前記噴射路用筒体は、前記開口部の周縁から内方に突出する突出部を備え、
前記導入路用筒体は、前記開口部に嵌入された状態で前記導入路用筒体の一端面が前記突出部に当接することを特徴とする請求項１又は２に記載のブラストノズル。
前記ノズル本体に螺合する中空ボルトを備え、
前記導入路用筒体は、前記開口部に嵌入された状態で前記導入路用筒体の他端面が前記中空ボルトに当接し、前記突出部と前記中空ボルトで固定されることを特徴とする請求項３に記載のブラストノズル。
前記高圧水の噴射前後方向に沿って前記噴射ノズルを移動させ前記噴射用筒体に設けられた前記開口部までの距離を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラストノズル。
ノズル本体の基端部に設けられた噴射ノズルと、前記噴射ノズルから前記ノズル本体の先端部に至る噴射路内に研掃材を圧送する導入路を備え、前記噴射路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなり前記ノズル本体に対して着脱可能に設けられた噴射路用筒体の内側に形成され、前記噴射路用筒体には前記導入路に開口する開口部が設けられ、前記導入路の少なくとも一部が、前記ノズル本体より高強度材からなる導入路用筒体の内側に形成され、前記導入路用筒体が、前記噴射路用筒体に設けられた前記開口部に嵌入されているブラストノズルを用いて、前記噴射路内で前記噴射ノズルから噴射された高圧水に前記研掃材を混合して前記ノズル本体の先端側から噴射することを特徴とするブラスト方法。