JPH0538678A - ウオータージエツト加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータージェット加工装置において、ノズ
ルの耐久性を確保しつつ高い切断能力を得ること。 【構成】 液体を加圧する加圧手段１と、該加圧手段１
により加圧された高圧液体をオリフィス５２で絞って高
速で噴射するノズル７とを備え、該ノズル７から噴射さ
れる液体噴流を被加工物に衝突させてこれを加工するウ
ォータージェット加工装置において、前記高圧液体を上
記ノズル７からの噴射以前の段階において該液体の大気
圧下における凝固点以下に冷却する冷却手段２１を備
え、オリフィスの前後において高圧水を冷却して氷を生
成し且つこれを被加工物に向けて噴射することにより、
この氷を砥粒として機能させて壊食作用の促進を図るも
の。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウォータージェット加
工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば切断加工装置として、
高圧水をオリフィスをもつノズルで絞って高速噴流と
し、これを被加工物に衝突させてこれを切断するように
したウォータージェット加工装置が広く使用されている
が(例えば、特公昭６０ー９１９９号公報参照)、従来一
般のウォータージェット加工装置は、単に液体(通常水
が採用される)の噴流エネルギーによる壊食作用を利用
するものであるためその切断能力が比較的低く、従って
その適用範囲としては段ボール、ウレタン等の比較的軟
質材の切断に限られていた。

【０００３】そこで、ウォータージェット加工装置の切
断能力を高めてより硬質材の切断にも適用し得るように
するために、例えば特開昭６１ー２６１０００号公報に
開示されるように、アブレシブノズル流入前の液体中に
砥粒としての微粒子を混入させ、該液体と微粒子との混
合噴流を被加工物に衝突させて該微粒子の衝撃力によっ
て被加工物に対する壊食作用をさらに促進させるように
した所謂アブレシブルウォータージェット加工装置が開
発されている。

【０００４】上記公知例のアブレシブウォータジェット
加工装置に使用されるノズル７は、図８に示すように、
オリフィス５２の下流側にアブレシブ混合室５４とアブ
レシブノズル５１とを配置して構成され、前記オリフィ
ス５２において縮流された噴流５０に微粒子投入口５３
から前記アブレシブ混合室５４に供給される微粒子等を
該アブレシブ混合室５４において混合させた後、この混
合液を前記アブレシブノズル５１を通過させることによ
って該アブレシブノズル５１内を高速で噴射される噴流
によりその周囲を負圧化して液体中への微粒子の混合を
さらに促進させ、十分に微粒子が液体中に混合された混
合液を高速で噴射させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
液体中に微粒子を混入させて噴射させるようにした場合
には、該微粒子を混入させない構成のものに比して高い
切断性能は得られるものの、該微粒子が混入された高圧
液体をアブレシブノズル５１を通過させることから、該
微粒子が該アブレシブノズル５１を通過する際にその内
周面に接触して該アブレシブノズル５１が早期に摩耗
し、その結果、噴流の収束性が損なわれてその切断能力
が大きく低下するとか、アブレシブノズル５１の耐久性
の低下、即ちノズル７の耐久性の低下によって装置の維
持経費が嵩む等の新たな問題の発生が懸念される。

【０００６】また、上記したように、高圧液体に微粒子
を混入させると、切削後に液体(例えば、水)を廃棄する
場合、環境保全上から後処理工程を必要とするという新
たな問題も生ずる。

【０００７】本願発明は、上記のような問題を解消する
ことを課題としてなされたもので、ノズルの耐久性を確
保しつつ高い切断能力が得られるようにすることを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、液体を加圧する加圧手段１と、該加圧手段１により
加圧された高圧液体をオリフィス５２で絞って高速で噴
射するノズル７とを備え、該ノズル７から噴射される液
体噴流を被加工物に衝突させてこれを加工するウォータ
ージェット加工装置において、前記高圧液体を前記ノズ
ル７からの噴射以前の段階において該高圧液体の大気圧
下における凝固点以下に冷却する冷却手段２１を付設し
ている。

【０００９】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、液体を加圧する
加圧手段１と、該加圧手段１により加圧された高圧液体
をオリフィス５２で絞って高速で噴射するノズル７とを
備え、該ノズル７から噴射される液体噴流を被加工物に
衝突させてこれを加工するウォータージェット加工装置
において、前記高圧液体を適宜物質を水に溶解させたほ
ぼ飽和状態の水溶液とするとともに、該高圧液体を上記
ノズル７部分においてその飽和温度以下に冷却する冷却
手段２１を付設している。

【００１０】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、請求項１あるい
は２記載のウォータージェット加工装置において、前記
ノズル７を、前記オリフィス５２の下流側にアブレシブ
混合室５４とアブレシブノズル５１とを備えて構成する
とともに、前記アブレシブ混合室５４に硬質の微粒子を
供給してこれを高圧液体中に混合させる微粒子混合手段
２５を付設している。

【００１１】請求項４の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、液体を加圧する
加圧手段１と、該加圧手段１により加圧された高圧液体
をオリフィス５２で絞って高速で噴射するノズル７とを
備え、該ノズル７から噴射される液体噴流を被加工物に
衝突させてこれを加工するウォータージェット加工装置
において、前記ノズル７におけるオリフィス５２の下流
側に、前記液体噴流と接触させるべき極低温流体が導入
される冷却チャンバー２７を設けている。

【００１２】請求項５の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項４記
載のウォータージェット加工装置において、前記ノズル
７へ供給される高圧液体を予冷する予冷手段２９を付設
している。

【００１３】請求項６の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、液体を加圧する
加圧手段１と、該加圧手段１により加圧された高圧液体
をオリフィスで絞って高速で噴射するノズル７とを備
え、該ノズルから噴射される液体噴流を被加工物に衝突
させてこれを加工するウォータージェット加工装置にお
いて、前記ノズル７を、前記オリフィス５２の下流側に
アブレシブ混合室５４とアブレシブノズル５１を備えて
構成するとともに、前記高圧液体の一部を予じめ微粒子
状に凝固させる凝固手段２６と、凝固微粒子２４を前記
ノズル７のアブレシブ混合室５４に供給してこれを高圧
液体中に混入させる凝固微粒子混入手段２３とを付設し
ている。

【００１４】

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。

【００１５】即ち、ノズル７から噴射される高圧液体を
オリフィス５２流入以前においてこれを冷却手段２１に
より大気圧下における凝固点以下に冷却しても、高圧下
であるがために該高圧液体は液相状態を維持したままオ
リフィス５２に流入する。そして、この凝固点以下に温
度低下した高圧液体がオリフィス５２によって絞られ噴
流として噴射されると、その圧力が急速に大気圧まで低
下することから、噴出前後の噴流中には液体の一部が凝
固して氷が生成され、噴流は液相と気相の二相状態で被
加工物に衝突せしめられる。従って、この噴流中に存在
する氷の衝撃力により被加工物に対する壊食作用が促進
され、単に液体のみの噴流で切断を行う場合に比してよ
り高い切断能力が確保される。

【００１６】また、この場合、噴流中の氷はその大部分
がオリフィス５２流出後において生じ、且つ氷自体が従
来使用されていたような硬質材からなる砥粒に比して軟
質であることから、オリフィス５２の損耗が可及的に抑
制されるものである。

【００１７】さらに、このものにおいては、高圧液体中
に氷が生成されるものであることから、ノズル７にはア
ブレシブノズル５１を設ける必要がなく、従ってアブレ
シブノズル５１の損耗というような問題は元々生じない
ものである。

【００１８】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１９】即ち、適宜物質をほぼ飽和状態まで溶解さ
せた水溶液をノズル７から噴射させるとともに、該水溶
液をノズル７部分においてその飽和温度以下に冷却する
ことにより、オリフィス５２から噴射前後の水溶液中に
溶解物質が結晶状態で析出し、噴流は水と結晶の二相状
態で被加工物に衝突する。従って、噴流中の結晶の衝撃
力が被加工物の壊食作用の向上に寄与し、より高い切断
能力が得られることとなる。

【００２０】また、機構上、アブレシブ混合室５４、ア
ブレシブノズル５１等の混合手段を必要としないことか
ら、アブレシブノズル５１の損耗の問題を回避でき、且
つ噴流の収束性、延いては切断能力が長期に亘って良好
に維持されることとなる。

【００２１】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２２】即ち、高圧液体中にさらに微粒子を混入す
ることから、この混入された微粒子の衝撃力により切断
能力がさらに高められるとともに、高圧液体の凝固によ
る氷の生成時に該微粒子が核となって氷が生成されるこ
とから、該微粒子の回りに氷による皮膜が形成され、該
微粒子によるアブレシブノズル５１の損耗が可及的に抑
制されることとなる。

【００２３】請求項４の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２４】即ち、ノズル７におけるオリフィス５２下
流側の冷却チャンバー２７において、液体噴流と極低温
流体とが接触することにより、オリフィス５２流出後の
液体噴流中に氷が生成され、これが液体噴流とともに被
加工物に衝突せしめられ、該被加工物に対する壊食作用
が促進されることとなる。

【００２５】また、液体噴流の界面の温度低下により表
面張力が増大することなり、ポリマー等の高分子材料を
混入しなくとも、液体噴流の集束性が向上することとな
る。

【００２６】さらに、機構上、アブレシブ混合室５４、
アブレシブノズル５１等の混合手段を必要としないこと
から、アブレシブノズル５１の損耗の問題を回避でき、
延いては切断能力が長期に亘って良好に維持されること
となる。

【００２７】請求項５の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２８】即ち、ノズル７に供給される前の高圧液体
の温度が、予冷手段２９により予め低下せしめられると
ころから、冷却チャンバー２７における氷の生成がより
効率よくできることとなる。

【００２９】請求項６の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００３０】即ち、予じめ微粒子状に凝固形成した凝固
微粒子を液体噴流中に混入させるようにしているため、
該凝固微粒子により被加工物に対する壊食作用が促進さ
れるとともに、アブレシブノズル５１の損耗が可及的に
抑制されるものである。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、液体噴流中に
生成された氷を砥粒として利用して被加工物に対する壊
食作用の促進を図るようにしていることから、オリフィ
ス５２の損耗を可及的に抑制した状態でしかも高い切断
能力を確保することができ、切断能力の向上とノズル７
の耐久性の向上という相反する要求を両立し得るもので
ある。

【００３２】また、使用する液体として水を選択した場
合には、加工後においてはこの氷は解けて水となること
から、例えば従来のように硬質の砥粒を使用して壊食促
進を図る場合のように事後処理が不要であり、それだけ
加工作業の簡略化あるいは加工工数の低減が図れるとい
う効果も得られる。

【００３３】さらに、高圧液体中に氷が生成されるもの
であることから、ノズル７にはアブレシブ混合室５４、
アブレシブノズル５１を設ける必要がなく、構造の簡略
化も図れるという効果もある。

【００３４】請求項２の発明によれば、ほぼ飽和状態の
水溶液を噴出液体として利用し、該液体中に析出する溶
解物質の結晶によって被加工物に対する壊食作用の促進
を図っていることから、オリフィス５２の損耗を可及的
に抑制した状態でしかも高い切断能力を確保することが
でき、切断能力の向上とノズル７の耐久性の向上という
相反する要求を両立し得るものである。

【００３５】また、高圧液体中に結晶が生成されるもの
であることから、ノズル７にはアブレシブ混合室５４、
アブレシブノズル５１を設ける必要がなく、構造の簡略
化も図れるという効果もある。

【００３６】請求項３の発明によれば、砥粒として微粒
子を併用していることから、事後処理は必要であるもの
の、該微粒子と氷(あるいは結晶)の両者による壊食作用
を利用できることからさらに高い切断能力が得られると
ともに、該微粒子の表面に氷(あるいは結晶)の皮膜が形
成されることから該微粒子を使用したにもかかわらずア
ブレシブノズル５１の損耗が可及的に抑制され、ノズル
７の耐久性が良好ならしめられるという効果が得られる
ものである。

【００３７】請求項４の発明によれば、ノズル７におけ
るオリフィス５２下流側の冷却チャンバー２７におい
て、液体噴流と極低温流体とが接触することにより、オ
リフィス５２流出後の液体噴流中に氷が生成されるよう
にしたので、液体噴流中に生成された氷を砥粒として利
用して被加工物に対する壊食作用の促進を図るようにし
ていることから、オリフィス５２の損耗を可及的に抑制
した状態でしかも高い切断能力を確保することができ、
切断能力の向上とノズル７の耐久性の向上という相反す
る要求を両立し得るものである。

【００３８】また、使用する液体として水を選択した場
合には、加工後においてはこの氷は解けて水となること
から、例えば従来のように硬質の砥粒を使用して壊食促
進を図る場合のように事後処理が不要であり、それだけ
加工作業の簡略化あるいは加工工数の低減が図れるとい
う効果も得られる。

【００３９】さらに、液体噴流の界面の温度低下により
表面張力が増大することなり、ポリマー等の高分子材料
を混入しなくとも、液体噴流の集束性が向上し、切断能
力のさらなる向上が図れるという効果もある。

【００４０】さらにまた、高圧液体中に氷が生成される
ものであることから、ノズル７にはアブレシブ混合室５
４、アブレシブノズル５１を設ける必要がなく、構造の
簡略化も図れるという効果もある。これが液体噴流とと
もに被加工物に衝突せしめられ、該被加工物に対する壊
食作用が促進されることとなる。

【００４１】請求項５の発明によれば、ノズル７に供給
される前の高圧液体の温度が、予冷手段２９により予め
低下せしめられることとなっているため、冷却チャンバ
ー２７における氷の生成がより効率よくできることとな
り、切断能力がより一層向上するという効果がある。

【００４２】請求項６の発明によれば、噴流中に生成さ
れた氷あるいは予じめ形成した凝固微粒子を砥粒として
利用して被加工物に対する壊食作用の促進を図るように
していることから、アブレシブノズル５１の損耗を可及
的に抑えた状態でしかも高い切断能力を確保することが
でき、切断能力の向上とノズル７の耐久性の向上という
相反する要求を両立し得るものである。

【００４３】また、使用する液体として水を選択した場
合には、加工後においてはこの氷は解けて水となること
から、例えば従来のように硬質の砥粒を使用して壊食促
進を図る場合のように事後処理が不要であり、それだけ
加工作業の簡略化あるいは加工工数の低減が図れるとい
う効果も得られる。

【００４４】さらに、従来使用されていた砥粒に比して
軟質の氷を使用するものであることから、該氷によるア
ブレシブノズル５１の摩耗が可及的に抑制され、それだ
けノズル７の耐久性、延いてはウォータージェット加工
装置そのものの耐久性の向上に寄与し得るという効果も
得られるものである。

【００４５】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本願発明の幾つ
かの好適な実施例を説明する。

【００４６】実施例１ 図１には、本願発明の実施例１にかかるウォータージェ
ット加工装置が示されている。本実施例は、請求項１お
よび３の発明に対応するものである。

【００４７】本実施例のウォータージェット加工装置
は、図１に示すように、切断用液体としての水を所定圧
力(例えば、３０００気圧程度)に増圧してこれを高圧水
とするための加圧手段として作用する増圧機１を備えて
いる。

【００４８】該増圧機１は、大径のピストン１１の軸方
向両側にそれぞれ小径の二つのプランジャ１２,１３を
一体的に設けてなるプランジャユニット１０を有してい
る。

【００４９】このプランジャユニット１０は、そのピス
トン１１の両側に形成された第１油室１５と第２油室１
６内に油圧ポンプ３からの油圧を交互に供給することに
よって軸方向に往復動せしめられる。そして、このプラ
ンジャユニット１０の往復動により、給水ポンプ２から
給水通路４を介して上記各プランジャ１２,１３の頂面
側に形成された各加圧室１７,１８内に導入される水を
交互に加圧(増圧)し、これを高圧水として高圧水通路５
を介してその先端部に設けた後述のノズル７に供給する
ようになっている。なお、同図において符号６はアキュ
ウムレータ、１９は逆止弁である。

【００５０】さらに、この実施例においては、前記増圧
機１の外周部分に冷却手段として作用する冷媒式の蒸発
器２１を配置し、該増圧機１において高圧に増圧される
水を蒸発器２１によって大気圧下における凝固温度以下
まで冷却するようにしている。なお、この場合、水を増
圧機１部分において大気圧下における凝固点以下に冷却
したとしても、その圧力が３０００気圧程度の超高圧と
されることから、水はそのまま液相状態を維持する。

【００５１】一方、前記ノズル７は、オリフィス５２と
アブレシブ混合室５４とアブレシブノズル５１とを備え
た公知構造(図８に示す構造)を有するものであって、前
記高圧水通路５を介して供給される高圧水をオリフィス
５２において適度に絞って高圧・高速の噴流として噴射
するとともに、このノズル７のアブレシブ混合室５４に
微粒子混合手段として作用する微粒子タンク２５からミ
クロオーダーの硬質微粒子を供給することができるよう
にしている。なお、この供給された硬質微粒子は、この
アブレシブ混合室５４でオリフィス５２から噴射される
液体中に混合されるとともに、さらにアブレシブノズル
５１においてその混合状態が促進され、十分に混合され
た状態で液体とともに被加工物に向けて噴射される。

【００５２】このように構成されたウォータージェット
加工装置を使用して被加工物の切断を行う場合について
その作動並びにその作用を説明すると、給水ポンプ２か
ら増圧機１に供給される水は、該増圧機１において３０
００気圧程度まで増圧されるとともに、蒸発器２１によ
って凝固温度以下に冷却され、低温の高圧水としてノズ
ル７側に圧送される。

【００５３】ノズル７側に供給された高圧水は、該ノズ
ル７において微粒子タンク２５から供給される微粒子が
適量混合された混合液の噴流として被加工物側に向けて
噴射される。この場合、この微粒子が混入した水は、オ
リフィス５１から噴射される時、急激な減圧作用を受け
ることによって水の一部が凝固して噴流中に微細な氷が
生成されるとともに、その氷の一部は上記微粒子を核と
して凝固し該微粒子の周囲に氷の皮膜を形成する。

【００５４】そして、この微細な氷及び氷の皮膜をもっ
た微粒子を含む噴流が被加工物に衝突することにより、
液体噴流による壊食作用に加えて、上記氷及び氷皮膜を
もった微粒子による壊食作用が被加工物の切断作用に寄
与することから、単に液体噴流の壊食作用のみを利用す
る加工装置の場合に比して、より高い切断能力が得られ
ることとなる。なお、この場合、噴流速度、冷却温度等
の条件を適宜に設定することにより、噴流中における氷
の存在比率(換言すれば、切断能力)を任意に変更するこ
とができる。

【００５５】また、この場合、硬質の微粒子を混入させ
るものであるが、該微粒子は氷皮膜によって覆われてい
ることから、該微粒子及び氷を含んだ高圧水がアブレシ
ブノズル５１の内周面に接触したとしても、例えば従来
のように硬質の砥粒をそのまま高速流体中に混入してこ
れをアブレシブノズル５１を通過させるようにした場合
に比して、該アブレシブノズル５１の損耗は可及的に小
さく抑えられ、それだけノズル７の耐久性、延いてはウ
ォータージェット加工装置そのものの耐久性が高められ
るものである。

【００５６】なお、高圧水中における氷の生成をより一
層促進し且つ可及的に均一な形状あるいは大きさの氷を
得るためには、高圧水に微量の電解イオンや微生物を添
加することが有効である。

【００５７】実施例２ 図２には、本願発明の実施例２にかかるウォータージェ
ット加工装置が示されている。本実施例は、請求項１お
よび３の発明に対応するものである。

【００５８】本実施例の場合、実施例１のウォータージ
ェット加工装置が増圧機１の外周部分に蒸発器２１を配
置していたのに対して、該蒸発器２１をノズル７部分に
配置したものであり、その他の構成および作用効果は実
施例１と同様である。

【００５９】実施例３ 図３には、本願発明の実施例３にかかるウォータージェ
ット加工装置が示されている。本実施例は、請求項２お
よび３の発明に対応するものである。

【００６０】本実施例のウォータージェット加工装置
は、そのシステム全体の基本構成は上記実施例２のもの
と同様であり、これと異なる点は、上記実施例１のもの
が噴流液体として水を使用していたのに対して、この実
施例のものにおいては適宜物質(例えば、ＦeＣl₃)を水
に溶解させたほぼ飽和状態の水溶液を使用したことと、
ノズル７に配置される蒸発器２１による水溶液の冷却温
度がその飽和温度以下であることの二点である。

【００６１】このように構成したウォータージェット加
工装置によれば、この水溶液を増圧機１において増圧し
てなる高圧水をノズル７に供給し、且つここでこれに微
粒子タンク２５から供給される微粒子を混入させるとと
もに、これらを蒸発器２１によって水溶液の飽和温度以
下に冷却してオリフィス５２から噴射させると、該オリ
フィス５２前後の噴流中に溶解物質の結晶が析出し、こ
れが上記微粒子とともに噴流中に混在した状態で被加工
物に衝突せしめられる。従って、この析出した結晶と微
粒子による壊食作用が液体噴流による壊食作用に加わる
ことにより、被加工物に対する壊食作用がより一層促進
され、より高い切断能力が確保されるものである。

【００６２】また、この場合、結晶の析出が微粒子を核
として行なわれると、該微粒子はその表面に該結晶によ
る皮膜が形成されることとなる。このため、アブレシブ
ノズル５１において水と微粒子との混合促進を図る構成
(即ち、微粒子がアブレシブノズル５１の内周面に接触
する構成)であるにもかかわらず、該皮膜によって微粒
子によるアブレシブノズル５１の損耗が可及的に抑制さ
れ、延いてはノズル７の耐久性が高められるものであ
る。

【００６３】実施例４ 図４および図５には、本願発明の実施例４にかかるウォ
ータージェット加工装置が示されている。本実施例は、
請求項４の発明に対応するものである。

【００６４】本実施例のウォータージェット加工装置
は、増圧機１によって噴射液体である水を所定圧まで増
圧して高圧水とし、これをノズル７から噴流として被加
工物に向けて噴射するという基本構成は上記各実施例の
ものと同様であるが、上記各実施例のものが蒸発器２１
を用いて水を冷却していたのに対して、この実施例のも
のは極低温の流体を噴流中に混入して水を冷却するよう
にした点で相異している。

【００６５】本実施例では、水をその凝固温度以下に冷
却するための極低温流体として液体窒素を使用するよう
にしており、そのためにノズル７に液体窒素ボンベ２６
を並設している。

【００６６】本実施例におけるノズル７は、図５に示す
ように、オリフィス５２の下流側ににあって該オリフィ
ス５２から噴射される噴流を冷却する冷却チャンバー２
７を備えている。該冷却チャンバー２７は、前記液体窒
素ボンベ２６に接続管２８を介して接続されている。

【００６７】このように構成されたウォータージェット
加工装置によれば、ノズル７において高圧水と液体窒素
ボンベ２６から供給される極低温の液体窒素とが接触す
ることにより、オリフィス５２から流出後において噴流
の界面が冷却されて氷が生成され、これが未凝固の高圧
水とともに噴流として被加工物に向けて噴射され、該被
加工物の切断を行う。このように、この実施例のものに
おいては、液体窒素により凝固析出された氷を砥粒とし
て利用して切断を行うものであるため、上記各実施例と
同様に該氷による壊食作用の促進効果によってより高い
切断能力が確保されるのである。

【００６８】また、冷却チャンバー２７における冷却作
用によって噴流の界面が冷却されるため、表面張力が増
大することとなり、従来のようにポリマー等の高分子材
料を混入しなくとも、噴流の集束性を著しく向上させる
ことができる。

【００６９】なお、本実施例のものの場合、アブレシブ
混合室、アブレシブノズルを必要としないところから、
構造の簡略化が図れるとともに、アブレシブノズルの損
耗という問題もなくなる。

【００７０】実施例５ 図６には、本願発明の実施例６にかかるウォータージェ
ット加工装置が示されている。本実施例は、請求項５の
発明に対応するものである。

【００７１】本実施例の場合、高圧水通路５においてノ
ズル７の上流側に、高圧水を予冷(約０℃)するための予
冷手段として作用する冷媒利用の冷却装置２９が付設さ
れている。

【００７２】このように構成されたウォータージェット
加工装置によれば、冷却チャンバー２７において噴流と
液体窒素とが接触して場合の氷の生成がより効率的とな
り、切断能力のより一層の向上が図れる。その他の構成
および作用効果は実施例４と同様である。

【００７３】実施例６ 図７には、本願発明の実施例６にかかるウォータージェ
ット加工装置が示されている。本実施例は、請求項６の
発明に対応するものである。

【００７４】本実施例のウォータージェット加工装置に
おいては、高圧水通路５を、その下流側においてノズル
７に連通する第１分通路５aと補助ノズル２２に連通す
る第２分通路５bとに分岐させるとともに、該補助ノズ
ル２２に凝固手段として作用する液体窒素ボンベ２６か
ら液体窒素を供給するようにしている。そして、予じめ
補助ノズル２２に供給される高圧水を液体窒素によって
凝固させて微細な氷２４,２４,・・を作り、これを貯氷
ホッパー２３に蓄えておき、順次この貯氷ホッパー２３
内の氷２４,２４,・・を上記ノズル７のアブレシブ混合
室５４に供給して高圧水に混入させ、これを高圧水の噴
流とともに被加工物側に向けて噴射する。本実施例にお
けるノズル７は、実施例１〜３におけると同様な構造
(即ち、図８に示す構造)とされている。従って、砥粒と
して機能する氷２４の生成方法は実施例４と異なるもの
の、その作用効果においてはこれと同様のものが期待で
きるものである。

【００７５】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図２】本願発明の実施例２にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図３】本願発明の実施例３にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図４】本願発明の実施例４にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図５】本願発明の実施例４にかかるウォータージェッ
ト加工装置におけるノズルの断面図である。

【図６】本願発明の実施例５にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図７】本願発明の実施例６にかかるウォータージェッ
ト加工装置のシステム図である。

【図８】アブレシブノズルを備えた一般的なウォータジ
ェット加工装置用のノズルの断面図である。

【符号の説明】

１は加圧手段(増圧機)、２は給水ポンプ、３は油圧ポン
プ、４は給水通路、５は高圧水通路、６はアキュウムレ
ータ、７はノズル、１０はプランジャユニット、１１は
ピストン、１２および１３はプランジャ、１５および１
６は油室、１７および１８は加圧室、１９は逆止弁、２
１は蒸発器、２２は補助ノズル、２３は貯氷ホッパー、
２４は氷、２５は微粒子タンク、２６は凝固手段(液体
窒素ボンベ)、２７は冷却チャンバー、２９は予冷手
段、５１はアブレシブノズル、５２はオリフィス、５４
はアブレシブ混合室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 満 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 菊池 芳正 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を加圧する加圧手段(１)と、該加圧
   手段(１)により加圧された高圧液体をオリフィス(５２)
   で絞って高速で噴射するノズル(７)とを備え、該ノズル
   (７)から噴射される液体噴流を被加工物に衝突させてこ
   れを加工するウォータージェット加工装置であって、前
   記高圧液体を前記ノズル(７)からの噴射以前の段階にお
   いて該高圧液体の大気圧下における凝固点以下に冷却す
   る冷却手段(２１)を付設したことを特徴とするウォータ
   ージェット加工装置。
2. 【請求項２】 液体を加圧する加圧手段(１)と、該加圧
   手段(１)により加圧された高圧液体をオリフィス(５２)
   で絞って高速で噴射するノズル(７)とを備え、該ノズル
   (７)から噴射される液体噴流を被加工物に衝突させてこ
   れを加工するウォータージェット加工装置であって、前
   記高圧液体を適宜物質を水に溶解させたほぼ飽和状態の
   水溶液とするとともに、該高圧液体を前記ノズル(７)部
   分においてその飽和温度以下に冷却する冷却手段(２１)
   を付設したことを特徴とするウォータージェット加工装
   置。
3. 【請求項３】 前記ノズル(７)が、前記オリフィス(５
   ２)の下流側にアブレシブ混合室(５４)とアブレシブノ
   ズル(５１)とを備えるとともに、前記アブレシブ混合室
   (５４)に硬質の微粒子を供給してこれを高圧液体中に混
   合させる微粒子混合手段(２５)を付設したことを特徴と
   する前記請求項１あるいは２記載のウォータージェット
   加工装置。
4. 【請求項４】 液体を加圧する加圧手段(１)と、該加圧
   手段(１)により加圧された高圧液体をオリフィス(５２)
   で絞って高速で噴射するノズル(７)とを備え、該ノズル
   (７)から噴射される液体噴流を被加工物に衝突させてこ
   れを加工するウォータージェット加工装置であって、前
   記ノズル(７)におけるオリフィス(５２)の下流側には、
   前記液体噴流と接触させるべき極低温流体が導入される
   冷却チャンバー(２７)を設けたことを特徴とするウォー
   タージェット加工装置。
5. 【請求項５】 前記ノズル(７)へ供給される高圧液体を
   予冷する予冷手段(２９)を付設したことを特徴とする前
   記請求項４記載のウォータージェット加工装置。
6. 【請求項６】 液体を加圧する加圧手段(１)と、該加圧
   手段(１)により加圧された高圧液体をオリフィスで絞っ
   て高速で噴射するノズル(７)とを備え、該ノズルから噴
   射される液体噴流を被加工物に衝突させてこれを加工す
   るウォータージェット加工装置であって、前記ノズル
   (７)が、前記オリフィス(５２)の下流側にアブレシブ混
   合室(５４)とアブレシブノズル(５１)を備えるととも
   に、前記液体の一部を予じめ微粒子状に凝固させる凝固
   手段(２６)と、凝固微粒子(２４)を前記ノズル(７)のア
   ブレシブ混合室(５４)に供給してこれを液体中に混入さ
   せる凝固微粒子混入手段(２３)とを付設したことを特徴
   とするウォータージェット加工装置。