JPH0566513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、氷粒等の微細な凍結粒を研磨材、砥
粒として各種の表面処理に用いる微凍結粒噴射装
置に関するものである。

（従来の技術） 各種表面に付着した異物、塵芥、破砕片、バリ
等の除去に従来から微粒の研磨材、砥粒を被処理
表面に噴射する所謂ブラスト装置或はクリーニン
グ装置が使用されているが、この種の微凍結粒噴
射装置にあつては、凍結粒製造室に貯蔵した液化
窒素等の冷媒に水等の被凍結流体を噴霧すること
によつて微細な凍結粒を得た上、前記冷媒中に沈
降堆積する凍結粒を、スクリユーコンベア等によ
つて冷媒中から取出して、一旦凍結粒貯蔵ホツパ
に貯蔵し、この貯蔵ホツパに貯蔵した凍結粒を噴
射ガン等の噴射機器に供給すると共に、この噴射
機器に加圧空気等の噴射用ガスを導入して、凍結
粒を噴射機器から被処理表面に噴射するように構
成されているのが普通である。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来装置では、凍結粒製造室から取
出した後噴射機器に供給するまでの凍結粒の移送
経路において、凍結粒の融解を格別の保冷手段に
よつて防止しておく必要がある。例えば、凍結粒
貯蔵ホツパ等を収容する保冷室の如き保冷手段が
必要となる。何故なら、凍結粒の温度が上昇して
融解するようなことがあれば、凍結粒の硬度低下
若しくは凍結粒同志が接触圧力も加つた局部融解
と接触後の凍結によりつながつてしまう凍結粒の
固着を招き、良好なブラスト或はクリーニング等
の効果が期待し難くなるからである。

さらに、凍結粒噴出用の噴射用ガスは、上記同
様の理由から、ある程度低温に冷却した状態で噴
射機器に導入する必要があるが、このため冷却器
や熱交換器等の噴射用ガスの冷却手段を別途設け
ておく必要がある。しかも、通常噴射用ガスとし
ては空気が用いられる場合が多いので、これを冷
却する場合には、空気中に含有される水分や二酸
化炭素等が凍結し、これに微凍結粒が固着する等
トラブルを生じ易くこれ等の水分や二酸化炭素等
を予め除去しなければならない場合も多く、その
場合除湿器等の不純物除去手段の設置も必要とな
る。勿論、噴射用ガスを昇圧する昇圧機等の昇圧
手段も必要である。

このように、従来のものでは、凍結粒移送経路
における凍結粒用の保冷手段及び噴射用ガス用の
冷却手段、不純物除去手段、加圧手段を別途設け
ておく必要があるため、装置構造が徒に複雑化、
大形化し、装置費用、動力費等の運転経費も高く
なるといつた工業的実施上重大な妨げとなる問題
を残していた。

本発明は、構造を極めて簡素化、小形化し得
て、装置費、運転経費を大幅に低減することがで
きる凍結粒を用いる微凍結粒噴射装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の凍結粒を用いる微凍結粒噴射装置は、
上記目的を達成すべく、冷媒を貯蔵し、この冷媒
との熱交換により微細な凍結粒を製造する凍結粒
製造室と、噴射機器に連設された凍結粒供給部を
有しており、凍結粒を前記冷媒中から取出して前
記凍結粒供給部に供給する凍結粒回収手段を内装
した凍結粒回収室とを所定圧に保圧された一連の
気密室に構成すると共に、この気密室における前
記冷媒の蒸発領域部を前記噴射機器に噴気管を介
して連通接続して、前記冷媒の蒸発ガスを用いて
前記凍結粒供給部に供給された凍結粒を噴射器か
ら噴射させるようにしたものである。

（作用） かかる構成によれば、一連の気密室である凍結
粒製造室及び凍結粒供給部を含む凍結粒回収室内
は、製造室に貯蔵された冷媒の蒸発ガスが充満す
ることから、十分に保冷せしめられることにな
る。したがつて、従来装置における如き保冷手段
はこれを格別必要とすることなく、冷媒中から取
出した凍結粒はその温度を十分維持した状態で噴
射機器に供給することができる。

そして前記気密室は、所定圧に保圧されている
ことから、この気密室内の冷媒蒸発ガスは高圧と
なつている。したがつて、この蒸発ガスを噴気管
から噴射機器に導入すると、凍結粒が噴射機器か
ら噴射せしめられる。つまり冷媒蒸発ガスが凍結
粒噴射用のガスとして使用されるのである。この
噴射用ガスは当然に低温であり、凍結粒を融解さ
せる虞れはない。

このように、凍結粒の噴射機器への移送経路に
おける侵入熱を考慮しても、凍結粒はその温度、
硬度が十分に維持された状態で噴射機器から噴射
されることになる。したがつて、凍結粒によるブ
ラステイング或はクリーニング等の効果を十分良
好且つ確実に発揮させることができる。

（実施例） 次に、本発明の構成を第１図に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。

第１図に示す微凍結粒噴射装置において、１は
凍結粒製造室であり、２はこの製造室１に付設さ
れた凍結粒回収室であつて、両室１，２は下部側
で互いに連通３された一連の気密室に構成されて
いる。

凍結粒製造室１の下部には所定量の液化窒素等
の冷媒４が貯蔵されており、その上部には被凍結
流体供給管５及び噴霧ガス導入管６を接続した噴
霧器７が配設されている。噴霧器７は、被凍結流
体供給管５から供給された水、液化二酸化炭素、
液化アンモニウム若しくは各種の高濃度液等の被
凍結流体を噴霧ガス導入管６から導入された窒素
ガス若しくは空気等の噴霧用ガスを用いて、冷媒
液面に向けて噴霧させるものであり、噴霧された
被凍結流体は冷媒４及びその蒸発ガスと熱交換し
凍結して、微細な凍結粒８……を成形し、冷媒４
中に沈降する。なお、被凍結流体供給管５には、
凍結粒製造室１から排気管９を介して排出される
冷媒蒸発ガスを導いた熱交換器１０を介装させ、
被凍結流体を冷媒蒸発ガスで予冷したのち噴霧器
７に供給するように構成してある。

ところで、凍結粒製造室１の冷媒液面高さは、
冷媒蒸発ガスの発生等に伴つて減少するが、この
実施例では、冷媒４を冷媒貯蔵タンク１１から製
造室１に供給するための供給管１２に液面検出器
１３によつて開閉制御する電磁弁１４を介装し
て、前記冷媒液面高さを所定の範囲内に維持しう
るようにしてある。

また凍結粒製造室１の冷媒貯蔵領域部は凍結粒
８の透過のみを阻止しうる漏斗状の透過スクリー
ン１５を用いて上下に区画してあり、冷媒４中に
沈降する凍結粒８……はスクリーン１５の最下部
１５ａ上に集合する。

さらに、この透過スクリーン１５の下位には、
前記冷媒貯蔵タンク１１における冷媒蒸発ガスを
多数のノズルから上方に向けて噴出させる散気管
１６を配設し、この噴出ガスの作用によつて、冷
媒４の蒸発を促進させると共に、冷媒４と凍結粒
８との比重差が小さい場合にも凍結粒８……の沈
降を促進し、また凍結粒８……間の固着を回避す
るように工夫した。

凍結粒回収室２は、前記製造室１の冷媒貯蔵領
域部から上方に延びる凍結粒取出し部１７と該取
出し部２ａの上端部から垂下する漏斗状の凍結粒
供給部１８とを備え、取出し部１７には凍結粒回
収手段１９を内装させ、また、供給部１８の下端
漏斗管部１８ａには、噴射ガン２０ａ及びこれに
連らなる凍結粒圧送管２０ｂからなる噴射機器２
０の凍結粒供給口即ち凍結粒圧送管２０ｂの圧送
始端部が連通接続させてある。

前記凍結粒回収手段１９は、前記冷媒４中のス
クリーン最下部１５ａ近傍部位から上方へ傾斜状
に延びる始端側経路２１ａ及び該経路２１ａの上
端部から前記凍結粒供給部１８の上方部に水平に
延びる終端側経路２１ｂからなる略倒立Ｌ字状の
搬送経路上を矢印方向に回行駆動するコンベア２
１と、その終端側経路２１ｂの直上位に配設した
電動フアン２２とから構成してある。コンベア２
１は、冷媒４中に沈降堆積する凍結粒８……を掻
き上げて冷媒４上に取出し、始端側経路２１ａ上
を上方に搬送させた後、終端側経路２１ｂの終端
部から凍結粒供給部１８の下端漏斗管部１８ａへ
と落下放出させうるように構成したものであつ
て、搬送速度を変更調節可能としたものである。

また、前記一連の気密室１，２内においては冷
媒４の蒸発ガスが発生するが、この蒸発ガスによ
る気密室１，２内の圧力は、適宜の保圧手段、例
えば前記排気管９からの排気量を圧力検出器２４
による排気弁２５を制御して調節させ、所定圧に
維持できるようにした。

保圧手段によつて保圧される気密室１，２内の
圧力は通常４〜５Kg／cm²が適当である。圧力が低
過ぎると微粒吹付けによる表面処理の効果が出な
いし、圧力が高過ぎると表面処理により温度の磨
耗、梨地化等を招きまた、耐圧構造等に無意味の
負担を強いることになるからである。勿論必要に
応じ圧力をこれ以外の範囲にすることは差支えな
い。

さらに、このように保圧された気密室１，２に
おける冷媒４の蒸発領域部、例えば冷媒４の液面
近傍部は、噴気管２６を介して前記噴射機器２０
の圧送管２０ｂの圧送始端部に連通接続してあ
り、蒸発領域部の蒸発ガスを圧送管２０ｂ内に噴
気させるようにしてある。

なお、前記凍結粒圧送管２０ｂの圧送終端部分
には、空気の供給管２７と接続させ、この供給管
２７に介設させた電磁弁２８を温度検出器２９に
よる検出値に応じて制御することによつて、圧送
管２０ｂ内の冷媒蒸発ガスに混入させる空気量を
調節し、冷媒蒸発ガスによる噴射用ガス温度を調
節しうるようにした。

以上のように構成した微凍結粒噴射装置を用い
ると、製造室１で製造した冷媒４中の凍結粒８…
…を、コンベア２１によつて冷媒４中から取出し
回収室２の供給部１８に供給し、供給部１８の下
端漏斗管部１８ａから、噴気管２６を介して圧送
管２０ｂに噴気した蒸発ガスによる一種のベンチ
ユリ効果によつて、圧送管２０ｂ内に吸込み、圧
送管２０ｂ内を圧送してブラストガン２０ａから
噴射させるのである。

回収室２は製造室１と一連の気密室を構成し
て、冷媒４の蒸発ガスによつて保冷されるので、
回収室２内を噴射機器２０まで移送する凍結粒８
……は、この移送経路に格別の保冷手段を設置し
なくても、十分良好に保冷することができる。

また、冷媒４中から取出した凍結粒８……には
冷媒が付着しているが、この付着冷媒はコンベア
２１による搬送中において蒸発分離される。この
蒸発分離に要する時間は、通常、200〜300μの氷
粒で10分程度であるが、前記実施例の如く電動フ
アン２２を設けておくことによりこの時間は大幅
に短縮することができる。凍結粒８……がコンベ
ア２１の終端側経路２１ｂ上を搬送される間にお
いて、電動フアン２２によつて付着冷媒の分離を
積極的に行うと、付着冷媒をその自然蒸発によつ
て分離させる場合に比して、分離時間を大幅に短
縮し得るのである。したがつて、冷媒４外から取
出された後噴射機器２０に至る間の凍結粒移送経
路を短縮し得て、コンベア２１更には回収室２を
小形化しながらも、噴射機器２０には噴射吹付例
えばブラスト、クリーニング或はゲツタリング等
の用途に適した所謂サラサラした状態の凍結粒８
……を供給し得るのである。

なお、噴射ガン２０ａから噴射させる砥粒或は
研磨材としての凍結粒８……の量は被処理物に対
する要求に応じて調整しておくことが望ましい
が、この噴出量の調整は例えばコンベア２１の搬
送速度を変更することによつて容易に行うことが
できる。

また、噴射機器２０から凍結粒８……を噴射さ
せるための噴射ガスとして、保圧された気密室
１，２内の冷媒蒸発ガスを用いているから、噴射
ガス用の昇圧手段及び冷却手段等を格別必要とす
ることなく、凍結粒８……による噴射吹付けの効
果を良好に発揮させうる。ところで、噴射用ガス
はこれを極端な低温ガスとする必要はなく、所定
の低温範囲に維持しておけばよい。したがつて、
前記実施例の如く、圧送管２０ｂに上記所定の低
温範囲に維持できる限度において空気を混入し得
るようにしておけば、冷媒蒸発ガスを噴射用ガス
として十分機能させながら、その余剰の寒冷を被
凍結流体の冷却等に有効利用することもできる。
なお、この場合、圧送管２０ｂに供給する空気に
必要な昇圧電力は通常の微凍結粒噴射装置におけ
る噴射用ガス昇圧電力の1/3〜1/5程度で足りる。

（発明の効果） 本発明の微凍結粒噴射装置にあつては、冷媒と
の熱交換により凍結粒を製造する凍結粒製造室
と、噴射機器に接続して、凍結粒を冷媒中から回
収し該噴射機器に供給する凍結粒回収室とを、一
連の気密室に構成することにより、凍結粒を、冷
媒中から取出した後噴射機器に供給する間、冷媒
の蒸発ガスを用いて保冷した回収室内を移送させ
るようにしたから、格別の保冷手段の設置なし
に、凍結粒をその凍結状態を良好に維持し、噴射
機器に供給することができる。

しかも、前記気密室を所定圧に保圧すると共
に、この気密室における冷媒の蒸発領域部を噴射
機器に連通接続して、冷媒蒸発ガスを噴射機器か
ら凍結粒を噴出させるための噴出用ガスとして利
用するようにしたから、噴射用ガス用の冷却手
段、不純物除去手段、昇圧手段等はこれを省略す
るか必要の場合でも大幅に縮少したものとするこ
とができる。

したがつて、本発明によれば、十分に温度、硬
度を望ましい範囲に維持した凍結粒を噴射機器か
ら噴出させることができ、微凍結粒噴射吹付けの
効果を確実に発揮できるものであり、且つ冒頭に
述べた如く従来装置に比して、装置全体を極めて
簡素化、小形化でき、設備費及び運転経費の何れ
をも大幅に削減可能とする微凍結粒噴射装置を提
供しうるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る微凍結粒噴射装置の一実
施例を示す概略の縦断側面図である。 １……凍結粒製造室、２……凍結粒回収室、４
……冷媒、８……凍結粒、１８……凍結粒供給
部、１９……凍結粒回収手段、２０……噴射機
器、２３……蒸発領域部、２６……噴気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒を貯蔵し、この冷媒との熱交換により微
   細な凍結粒を製造する凍結粒製造室と、噴射機器
   に連設した凍結粒供給部を有しており、凍結粒を
   前記冷媒中から取出して前記凍結粒供給部に供給
   する凍結粒回収手段を内装した凍結粒回収室とを
   所定圧に保圧された一連の気密室に構成すると共
   に、この気密室における前記冷媒の蒸発領域部を
   前記噴射機器に噴気管を介して連通接続して、前
   記冷媒の蒸発ガスを用いて前記凍結粒供給部に供
   給した凍結粒を噴射機器から噴射させるようにし
   たことを特徴とする微凍結粒噴射装置。