JPS62196574A - 微凍結粒噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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） す 各種表面に付着した異物、塵芥、破砕片、バー等の除去
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っては、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
噴霧することによっ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、スクリューコンベア等によ
って冷媒中から取出して、一旦凍結粒貯蔵ホツバに貯蔵
し、この貯蔵ホッ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って防止しておく必
要がある。例えば、凍結粒貯蔵ホッ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、接触圧力も加った局部融
解と接触後の凍結によりつながってしまう凍結粒の同−
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っ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庁しており、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。

したがって、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っている。し
たがって、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
入熱を考處しても、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器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
室であって、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
濃度液等の被涼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漠し凍結〔で、微
細な凍結粒８・・・を形成し、冷媒４吊に沈降する。な
お、被凍結流体供給＠５には、凍結粒製造室ｌ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
■０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である。

ところで、凍結粒製造室１の冷媒液面高さは、冷媒蒸発
ガスの発生等に伴って減少するが、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■３によって開閉制御する
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である。

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ＩＪ−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１５　ａ上に集合する。

さらに、この透過スクリーンＩ５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
出ガスの作用によって、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ｌ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２０
　ａ及びこれに連らなる凍結粒圧送管２０　ｂからなる
噴射機器２ｏの凍結粒供給口即ち凍結粒圧送管２０　ｂ
の圧送始端部が連通接続させである。

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１５　ａ近傍部位から上方へ傾斜状に延びる始端
側経路２１　ａ及び該経路２１　ａの一ヒ端部から前記
凍結粒供給部１８の上方部に水平に延びる終端り 側経路２１　ｂからなる略倒立麦字状の豪送経路上を矢
印方向−に同行駆動するコンベア２１と、その終端側経
路２１　ｂの直上位に配設した電動ファン２２とから構
成しである。コンベア２１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２１　ａ上を上方に徽送させた後、終端側経路２１
　ｂの終端部から凍結粒供給部１８の下端漏斗管部１８
　ａへと落下放出させうるように構成したものであって
、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
の排気量を圧入検出器２４による排気弁２５を制御して
調節させ、所定圧にｆ、ｆｌｉ持できるようにした。

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。、−゛
゛・ユ１　・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
２０　ｂ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２０　ｂ内に噴気させるようにしで
ある。

なお、前記凍結粒圧送管２０　ｂ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
制御することによって、圧送管２０　ｂ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によって冷媒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１８　ａから、噴
気管２６を介して圧送管２０　ｂに噴気したｉ発ガスに
よる一種のベンチュリ効弔によって、圧送管２０　ｂ内
に吸込み、圧送管２０　ｂ内を圧送してブラストガン２
０　ａ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
の蒸発ガスによって保冷されるので、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＜電動ファン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の路幅側経路２１　ｂ上を搬送
される間において、電動ファン２２によって付着冷媒の
分１′爪を積極的に行うと、付着冷媒をその自然蒸発に
よっ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。したがって、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
或はゲッ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２０　ａから噴出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、この噴出里の調
整は例えばコンベア２１の搬送速度を変更することによ
っ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。したがって
、前記実施例の如く、圧送管２０　ｂ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ｌ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２
０　ｂ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１／３〜１１
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っては、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。

ルかも、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ρ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。

したがって、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〈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、１
９・・・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. 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。