JPS6040586Y2 - 低温液化ガス噴出冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、金属の加工に際して加工部分に発生する熱を
加工材より消熱したり、溶接で加熱された材料を冷却し
て、前記熱によって材料に生じる残留応力を解消せしめ
るために、あるいは金属材料に熱衝撃を与えてこれを切
除するため、材料め所定個所に低温液化ガスを常に適切
な状態で噴出供給する装置に関するものである。

金属の切削、穿孔等の加工に際して、加工個所が発熱し
、熱歪が生じ、精密加工を必要とする工作では好ましく
ない。

このため、前記金属加工基こ当っては、加工個所を冷却
して消熱せしめながら加工することが行なわれている。

又、溶接、溶断加工に際しては材料を加熱することによ
り、溶接、溶断後加熱部分に残留応力が生じ好ましくな
い。

このため溶接、溶断後直ちに前記加熱部分を冷却して前
記好ましくない応力を除去する方法や溶接残滓除去のた
め、急激な冷却によって熱衝撃を与える方法が試みられ
ている。

そしてこの方法では前記金属の切削、穿孔、溶接、溶断
等の加工個所に限定し、かつその効果の点から、極力低
い温度に冷却することが著しい効果を奏することと冷却
処理後の作業の容易性から液化窒素（沸点−１９６℃）
、液化アルゴン（沸点−１８６℃）、液化空気（沸点−
１９４℃）等の低温液化ガスを前記加工面に噴出せしめ
ることが好ましい。

しかるに、低温液化ガスを貯液した貯槽より導管を介し
て噴出ノズル孔に供給噴出せしめて、これを実施すると
、送給途中周囲の熱により加熱されて気化し熱量が失わ
れ、このため本来それぞれの低温液化ガスが所有してい
る寒冷を充分利用し得ないばかりか、冷却効果を著しく
低下して好ましくない。

このようなことから通常、導管の外周を断熱材で囲繞し
たり、又、導管の外周に更に外管を設けて二重管として
、導管の外管との間を真空排気したいわゆる真空断熱を
施したりした断熱配管を使用している。

しかしながら、上記した如き断熱配管を使用した導管で
は、断熱材の固層状態や真空断熱の厳密な気密性の必要
性から充分な可撓性が得られず、噴霧供給すべき所定個
所に噴出ノズル管を適宜配置することが困難で、作業性
に不都合がある。

又、断熱層を形威しであるとはいえ、断熱層を経て、わ
ずかに侵入してくる熱によって、前記低温液化ガスが部
分的に気化し、導管内は気液混合状態となり、この結果
噴霧ノズル孔よりの低温液化ガスの噴出は脈動する間欠
的な状態となり、連続した一定の寒冷量の供給が出来ず
それ故一定の冷却速度での冷却が困難となる不都合があ
った。

本考案は上述の如き現状に鑑みなされたものでその特徴
は、一端を噴出ノズル管と連通ずる管と、又、他端を低
温液化ガス貯槽の低温液化ガス導出管に連結する連結具
を備えた管とを可撓性導管よりなる低温液化ガス供給管
で連結し、そして該低温液化ガス供給管と同心に骸骨を
空隙を隔てて囲繞してその一端が噴出ノズル管を空隙を
保って同心に囲繞してノズル先端部で開口してなるノズ
ルカバーに連結し、他端を前記低温液化ガス供給管と弁
を介して連通してなる可撓性の外管を設けた装置で、低
温液化ガス供給管を介して噴出ノズル管より噴出する低
温液化ガスの一部を分岐して低温液化ガス供給管と外管
との間の空間に導入して送給するようにして、低温液化
ガス供給管を冷却すると共に、外管を介して侵入する熱
を前記空間を流通する低温液化ガスで吸収して低温液化
ガス供給管への侵入を遮蔽し、該供給管に流れる低温液
化ガスの気化を防止し、噴出ノズル管より噴出する低温
液化ガスを液状態を保って噴出し、しかも常に脈動なく
一様な状態で噴出せしめることを可能として、冷却効果
の向上を図り、更に噴出ノズル管を所望位置に適宜配置
せしめ得る可撓性を保有せしめた低温液化ガス噴出冷却
装置である。

以下図面により一実施態様を例示して本考案の低温液化
ガス噴出冷却装置を説明する。

本考案の装置は第１図で図示する如く、低温液化ガスを
噴出する吹管部Ａと、低温液化ガスを貯槽より導入する
導入部Ｂとを可撓性の導管を同心二重管にして連結した
連結部Ｃより形成されている。

まづ吹管部Ａを説明すると、中心にノズル孔を設けたノ
ズル管１がノズル固着管２の一端に着脱可能なように気
密に螺着されており、ノズル固着管２の他端は段付接手
管３に連結されている。

該段付接手管３は、小口径管部には後述する可撓性を有
する低温液化ガス供給導管１６が連結され、一方大口径
外周部には、後述する外管１７が前記供給導管１６を同
心に空隙を隔てて囲繞して配置するための外管連結管４
が固着されている。

そして該外管連結管４には骸骨４の内外に連通ずる複数
の通気口５が穿孔され、又外管連結管４には、外周に沿
って一段外径を大きくして螺子６が刻設されており、該
螺子６には前記ノズル管１を骸骨１と同心にかつ空隙を
隔てて囲繞し、ノズル管１の先端で骸骨１の周囲に沿っ
てたとえばノズル噴出方向と平行方向に開口Ｘしている
ノズルカバー７が螺着されている。

なおノズルカバー７は、冷却処理の目的によって、ノズ
ルカバー７よりの噴出ガスの曝気を避ける必要がある場
合には、第２図に示す如く、その間口Ｘがノズル口の噴
出方向と異なる方向に噴出するよう穿孔されたものが使
用され、これは螺子６で適宜取り換え螺着される。

８は外管連結管４の外管１７連結部近傍に設けた鍔部で
ある。

次に導入部Ｂを説明すると、低温液化ガス流入管９の一
端には、低温液化ガス貯槽の液化ガス導出管（図示せず
）に前記流入管９を連結するための袋ナツトの如き連結
具１０が設備され、又流入管９の他端は、前記可撓性の
低温液化ガス供給管１６と連結導管１２を介して連結し
ている。

そして連結導管１２の周囲には骸骨１２と同心にこれを
囲繞して外管連結管１１が設けられ、その一端は気密に
封じられ、他端は外管１７に連結されている。

そして更に、前記流入管９には管１３が分岐され、骸骨
１３は流量調整弁１４を介して前記外管連結管１１に設
けられた管１５に連結されて外管連結管１１内に連通し
ている。

そして上述した吹管部Ａと低温液化ガス導入部Ｂは、吹
管部Ａのノズル管１と導入部Ｂの流入管９と連通ずる連
結導管１２とを耐低温性で可撓性ある低温液化ガス供給
管１６で連結し、そして更に吹管部Ａの外管連結管４と
導入部Ｂの外管連結管１１とを、前記低温液化ガス供給
管１６を同心にかつ空隙を隔て囲繞して可撓性があり、
かつ耐低温性、耐圧性を有する管を外管１７として用い
て連結し、連結部Ｃを形成したものである。

なお前記耐低温性で可撓性を有する管としては銅あるい
はステンレスよりなるベローズ管が使用し得るし、又近
年、可撓性を有する低温液化ガス用供給管として市販さ
れているクライオジェニックホース（株式会社明治フレ
ックス社製）を使用すると、より好結果が得られる。

なお流量調整弁１４は、低温液化ガス供給管１６と外管
１７とに流れる低温液化ガスの流量比を調整するもので
、前記位置に代えて低温液化ガス供給管に通づる連結導
管１２に流量調整弁１４′として配置してもよい。

上述の如き本考案の低温液化ガス噴出冷却装置は以下の
如き態様で、運転操作される。

即ち、まづ第３図に示す如く、導入部Ｂの流入管９に設
けた袋ナツトの如き連結具１０を貯槽Ｔの導出管に螺着
し、前記流入管９を貯槽Ｔと連通せしめて、貯槽Ｔより
低温液化ガスを導出する。

低温液化ガスは、流入管９に導入されるが、その一部は
管１３より分岐され大部分は流入管９より連結導管１２
を経て可撓性の低温液化ガス供給管１６を流通し、段付
接手管３より吹管部Ａに流入し、ノズル管１より所望す
る材料の冷却面に噴出される。

一方前記導入部Ｂの流入管９から管１３で分岐された一
部の低温液化ガスは、流量調整弁１４の開度によって所
望流量に調整されて管１５を経て外管連結管１１内に導
入される。

そして、低温液化ガス供給管１６と外管１７との間の空
隙ａを、前記低温液化ガス供給管１６の外周と接触しな
がら流通し、外管連結管４より吹管部Ａに流入し、更に
通気口５よりノズル管１とノズルカバー７との間の空隙
すに流出し、ノズル管１を囲繞して流れ、ノズル管１の
先端周囲開口より外気に放出される。

この間、低温液化ガス供給管１６と外管１７との間の空
隙ａとノズル管１とノズルカバー７との空隙すとを流れ
る低温液化ガスは、低温液化ガス供給管１６を冷却する
と共に、外部より外管１７を介して侵入する外部熱を吸
収し、低温液化ガス供給管１６への外部熱の侵入を遮断
する。

そして低温液化ガス供給管１６と外管１７との間の空隙
ａ及びノズル管１とノズルカバー７との間の空隙すを流
通する低温液化ガスは、前記空隙ａ、 ｂを流通する間
に気化し、ノズル管１の先端周囲のノズルカバー７の開
口Ｘより気体状で放気されるが、一方低温液化ガス供給
管１６を流通する低温液化ガスは気化されることなくノ
ズル管１のノズル口より常に液状で噴出され、しかも気
化が生じないのでその噴出は脈動を起すことなく、常に
一様な状態で噴出される。

なおノズル管１より噴出される低温液化ガスが、脈動を
起したり、気液混合状態となった場合は流量調整弁１４
又は１４′の開度を適宜調節して、低温液化ガス供給管
１６と外管１７との間の空隙ａに流す低温液化ガス量を
調整すれば所望する液状態の噴出と脈動を防止した噴出
が可能となる。

なお、ノズルカバー７は、冷却処理の目的によって、ノ
ズル管１より噴出される低温液化ガスのみとの接触で点
的急冷する必要があって、カバー開口よりの気化された
ガスでの面的接触を避ける場合にはノズルカバー７の開
口が第２図の如くノズル口の噴気方向と偏位する方向に
開口したノズルカバー７′を適宜取り換え使用すればよ
い。

以上は本考案の一実施態様を示したものであり、噴出ノ
ズル管１に低温液化ガスを供給する低温液化ガス供給管
を連設すると共に、骸骨と同心に、骸骨を空隙を隔てて
囲繞して外管を設けて同心二重管とし、低温液化ガス供
給管と外管との間の空隙に、低温液化ガス供給管を介し
てノズル管に供給する低温液化ガスを一部分岐して導入
するようにした構造であれば、上記実施例と同等の作用
効果を奏するものであり、従って本考案は前記実施態様
の構造に限定されるものでないことは勿論である。

本考案は以上のようにノズル管より噴出する低温液化ガ
スをノズル管に供給する低温液化ガス供給管を空隙を隔
て同心に囲繞して外管を設け、低温液化ガス供給管と外
管との間の空隙に、低温液化ガス供給管に供給する低温
液化ガスの一部を分岐して導入して流通せしめたので、
該低温液化ガスにより低温液化ガス供給管を流れる低温
液化ガスが外部よりの侵入熱から遮蔽されて気化するこ
となく噴出ノズル管に移送されることとなり、この結果
ノズル管より充分に液状態を保持して噴出され、従って
気液混合によって生づる脈動を伴う噴出が防止すること
が出来て常に一様な冷却を可能として冷却効果を高める
。

しかも従来の該極低温液化ガス導管の如き固層状の断熱
材や、気密を必要とする真空断熱による断熱を施すこと
なく、外部侵入熱を遮断し得るので、低温液化ガス供給
管に可撓性を保有せしめることが出来第２図に示す如く
、処理材料Ｍの適宜な冷却個所に低温液化ガス吹管部Ａ
を容易に配置せしめることが可能となり、作業性を向上
せしめることが出来る等多くの効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の低温液化ガス噴出冷却装置の一実施例
を説明する断面図、第２図はノズルカバーの別の実施態
様を説明する断面図、第３図は本考案の低温液化ガス噴
出冷却装置の使用態様説明図である。 １はノズル管、７，７′はノズルカバー、９は低温液化
ガス流入管、１０は連結具、１３は分岐管、１４．１４
’は流量調整弁、１６は低温液化ガス供給管、１７は外
管である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 低温液化ガスを噴出するノズル管１と低温液化ガス貯槽
   と連結する連結具１０を備えた低温液化ガス流入管９と
   を可撓性の低温液化ガス供給管１６で連結すると共に、
   前記ノズル管１と同心に該ノズル管１を空隙を隔てて囲
   繞し、かつノズル管１の先端部で開口して設けたノズル
   カバー７に、前記低温液化ガス供給管１６を同心にかつ
   空隙を隔て囲繞して配置される可撓性外管１７の一端と
   連結し、かつ該外管１７の他端を前記低温液化ガス流入
   管９より分岐された管１３と連結したことを特徴とする
   低温液化ガス噴出冷却装置。