JPS62251074A - スパイラルフロ−によるブラスト方法とその装置 - 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） この発明は、金属、ガラス、セラミックス等の表面ブラ
スト処理の方法とそのための装置に関するものである。

さらに詳しくは、コアンダスパイラルノロ一方式による
高収率、低公害性の、ノズルの耐磨耗性に優れたブラス
ト処理方法とその装置に関するものＣある。

（従来技術とその課題） 従来のブラスト処理として一般的なサンドブラスト処理
方法は、いわゆる高速エジェクタ一方式と呼ばれている
方法を採用しており、ノズル出口に向って管路に送入さ
れる空気の高速流に対して管路の横方向から無機物、金
属などのブラスト粒子を送入して空気とともにノズル出
口より射出することからなっている。

この従来法においては、高速空気が乱流状態にあるため
、ブラスト粒子と空気とは乱流混合する。

このため、ブラスト粒子はノズル出口から射出するまで
に管路の内面壁と激しく衝突し、この内壁を磨耗させる
。磨耗によってブラスト処理の制御が難しくなり、処理
精度を低下させるばかりか、ノズルの閉塞さえもひき起
こす。

また、ノズル出口から射出された粒子は、空気と乱流混
合の状態にあるため、ノズル出１」からの飛散か広範囲
なものとなり、被処理対象域に集中させることが困難で
あった。このため、ブラスト処理の効率は悪く、対象域
以外の場所に対してはマスキングを必要とし、生産効率
を上げるために大量のブラスト粒子を使用し、高速空気
の速度を上げるために加圧装置を大型化しなければなら
なかった。

さらにまた、従来法においては、ブラスト粒子と管内面
との激しい衝突、生産性を上げるための大量の粒子の使
用、装置の大型化は、いずれも激しい騒音を発生させ、
しかも大量のダストを発生させるなどの労働環境、生活
環境に重大な影響を及ぼす。

このため、高い生産効率と優れた経済性、ざらに低公害
性のブラスト処理の方法とそのための装置の実現が強く
望まれていた。

（発明の目的） この発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり
、従来法における問題点を解決した、新規なプラス１〜
処理の方法とその装置を提供することを目的としている
。

（発明の構成） この発明のブラスト方法は、従来法の問題を解決し、生
産効率と経済性に優れ、しかも低公害性のブラスト処理
を実現するために、従来法のブラスト粒子と空気との高
速乱流混合に代えて、コアンダスパイラルフロ一方式を
採用していることを高速送入する。

この発明の方法をより詳細に説明すると、この方法は、
加圧空気の高速送入によって生成させた負圧域に空気と
ともにブラスト粒子を流入させ、該ブラスト粒子を空気
によるコアンダスパイラルフローによってノズル域へ移
送し、ノズルよりブラスト粒子を高速で射出することを
高速送入している。

この］アンダフロー、コアンダスパイラルフローの産業
的利用は、この発明の発明者によってはじめて見出され
たものである（たとえば特願昭６０１９７６２０＞。管
路方向の流体のベクトルに管半径方向のベタ１〜ルを加
えると流体が旋回し、この旋回流に基ぎ管Ｑｑｂに高速
かつ、超低圧部か形成され、流体はスパイラル（螺旋）
を描きつつ管路方向に高速で進行するという事実が見出
された。

このスパイラルフローに固体粒子を混入刃ると、粒子は
スパイラルを描きつつ管路方向に進行し、しかも粒子と
管内壁との接触は抑制されるのである。

この発明は、このような］コアンダスパイラルフロの有
する効果を利用するものである。

コアンダスパイラルフローを生成させるには、この発明
においては、管路に流入する空気およびブラスト粒子の
流れ方向に対して横方向から加圧空気を高速送入する。

この場合の加圧空気の圧力は２〜１０Ｋｇ／−Ｇとする
。より具体的には、たとえば、管路端面に管路径と等し
くなるように接続され、この接続面の反対方向に次第に
径が大ぎくなっていく円筒管に環状に形成された細隙か
ら加圧空気を円筒管内に送入し、細隙から管路に向って
滑らかに湾曲した壁面に沿って該加圧空気が流れるよう
にする。こうづることによって生成されたスパイラルフ
ローを用い、ブラスト粒子の高速移動とスパイラルモー
ションとを実現する。

添（”Ｊ　した図面に沿って、さらに具体的にこの発明
のブラスト処理方法と、そのための装置の要部を説明す
る。

第１図は、従来のサンドブラスト法の乱流混合プロセス
の概念を示したものである。第２図は、この発明の一例
を示したものである。

第１図の従来法においでは、ノズル出口へと向う管路（
１０）に、高速の空気ジェット流（１１）を送入する。

ブラスト粒子（１２）は、管路の斜め方向に設けられた
導入管（１３）より送入づる。

粒子はジェット流と乱流混合してノズルより射出される
。この際、粒子は管内壁と激しく衝突する。

第２図に示したこの発明の例においては、管路（１）の
端面に管路径と等しくなるように円筒管（２）を接続す
る。円筒管（２）は、この接続面と反対方向に向って次
第に径が大ぎくなっていく。

円筒管には横方向から加圧空気を送入するための環状の
細隙（３）を形成する。また、この細隙（３）から管路
に向って滑らかに湾曲した壁面（４）を設ける。円筒管
の管路と反対の端面には空気とブラスト粒子との流入口
（５）を設け、さらにこの流入口に粒子および空気を供
給するホッパー等の適宜な供給手段（６）と、細隙への
加圧空気の供給手段（７）とを設ける。

細隙（３）の壁面（４）と反対の側には、補助筒（８）
を接続して、壁面（９）を折り曲げてもよい。この細隙
（３）は、その間隔が調整できる構造とする。

円筒管（２）の傾斜角θは、ｔａｎθか１／４〜１／８
程度になるようにするのが好ましい。また、管路と円筒
管との内径の比率は、１／２〜１．１５稈度とするのが
好ましい。断面積比では１／４〜１／２５程度となる。

こうＪることにより、空気の管路内の流速は円筒内の流
速の４〜２５倍に増速される。

環状の細隙（３）に加圧空気を供給する手段（７）とし
ては適宜なものを採用できるか、円筒管（２）を囲むよ
うに分配室（２１）を設け、この分配室と細隙（３）と
を連通させることかできる。

この構造においては、加圧空気（−次流体）を高速で細
隙（３）から円筒管内に送入する。細隙（３）の出口で
空気は空力学的作用（コアンダ効果として知られている
）により円筒管から管路側に傾いた流線（第２図の矢印
α）を描き、その結果、反対側には負圧域を生じる。そ
の負圧域へ外部から空気（二次流体）とブラスト粒子と
が流入する（矢印β）。

細隙（３）からの空気流の運動ベクトルと外部＝　１０
− からの空気流の運動ベクトルとは合成されて円筒管内を
管路（１）側へ進行する空気流が形成される。空気流は
、次第に径をせばめられ、その際に半径方向のベクトル
を与えられる。この半径方向のベクトルが旋回ベクトル
に転換し、直進ベクトルと合せてスパイラルモーション
を生ずるに至る。

もちろん、この発明の方法と装置は、以上の例示に限定
されるものではない。様々な構造上のバリエーションが
可能であることはいうまでもない。

ノズルへの空気とブラスト粒子の移送手段、ノズル手段
についても、コアンダスパイラルフローを維持する限り
、構造上の特段の限定はない。また、この発明において
は、空気と粒子とは乱流混合していないので、管内壁、
ノズル内壁との衝突も抑制されるので、管路、ノズル出
口の磨耗は極めて少なく、内壁の材料についても格別硬
質なものとする必要はない。プラスチックデユープ、あ
るいはゴム管という弾性材料でもよい。

コアンダスパイラルフローの発生部とノズル部との距離
は適宜なものとすることができる。ノズルから射出され
る空気の流速は、細隙（３）から送入する加圧空気の圧
力、送入量等の調整によって行うことができる。ブラス
ト粒子の混入比についても格別の限定はない。処理目的
、処理対象に対応して選択することかできる。

この発明による場合には、従来法のノズル出口の空気流
速４０〜６０ＴｒＬ／分はもちろんのこと、１００〜２
００ｍ／分の高速度での射出も可能となる。

（発明の効果） 以上のとおりのこの発明の方法および装置による場合に
は、管路およびノズル内壁のブラスト粒子による磨耗を
抑制し、粒子の衝突による騒音も著しく低減することが
できる。ノズル出口からのブラスト粒子の飛散範囲の広
がりを抑えることができ、ブラスト処理の効率を大きく
向上させる。

使用するブラスト粒子の串も従来法に比べて少なくてす
むことから、発生するダスト吊も少ない。

また、ダストの飛散も狭い範囲とすることができる。

生産性、経済性、低公害性に優れたこの発明の効果はは
かり知れないほど大きなものである。また、その応用の
範囲も、研磨、研削、穴あけ、バリ取り、切断と多岐に
わたるなど極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のブラスト処理プロセスのノズル相当部
分の概念を示したものである。第２図は、この発明の方
法および装置の一例を示したものである。 図中の番号は次のものを示している。 １０・・・管路、 １１・・・空気ジェット流、 １２・・・ブラスト粒子、 １３・・・ブラスト粒子導入管、 １４・・・ノズル出口、 １・・・管路、 ２・・・円筒管、 ３・・・細隙、 ４・・・湾曲壁面、 ５・・・空気およびブラスト粒子流入口、６・・・空気
およびブラスト粒子供給手段、７・・・加圧空気供給手
段、 ８・・・補助筒、 ９・・・補助筒壁面、 ２１・・・分配室、 ２２・・・ノズル出口。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）加圧空気の高速送入によって生成させた負圧域に
   空気とともにブラスト粒子を流入させ、該ブラスト粒子
   を空気によるコアンダスパイラルフローによってノズル
   域へ移送し、ノズルよりブラスト粒子を高速で射出して
   ブラスト処理することを特徴とするスパイラルフローに
   よるブラスト方法。
2. （２）ブラスト粒子が無機物粒子または金属粒子である
   特許請求の範囲第（１）項記載のブラスト方法。
3. （３）管路に流入する空気およびブラスト粒子の流れ方
   向に対して横方向から加圧空気を高速送入する特許請求
   の範囲第（１）項ないし第（２）項記載のブラスト方法
   。
4. （４）管路端面に管路径と等しくなるように接続され、
   接続面の反対方向に次第に径が大きくなっていく円筒管
   に環状に形成された細隙から加圧空気を円筒管内に送入
   し、細隙から管路に向って滑らかに湾曲した壁面に沿っ
   て該加圧空気が流れるようにしてコアンダスパイラルフ
   ローを生成させる特許請求の範囲第（１）項ないし第（
   ３）項記載のブラスト方法。
5. （５）加圧空気の圧力を２〜１０Ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇとす
   る特許請求の範囲第（１）項ないし第（４）項記載のブ
   ラスト方法。
6. （６）被処理物が金属、ガラス、セラミックスである特
   許請求の範囲第（１）項ないし第（５）項記載のブラス
   ト方法。
7. （７）被処理物に対して表面の研磨、研削、バリ取り、
   もしくは穴あけ、切断を行う特許請求の範囲第（１）項
   ないし第（６）項記載のブラスト方法。
8. （８）管路（１）の端面に管路径と等しくなるように接
   続され、接続面と反対方向に次第に径が大きくなってい
   く円筒管（２）に、加圧空気を該円筒管内に送入するた
   めの環状の細隙（３）を形成し、該細隙（３）から管路
   （１）に向って滑らかに湾曲した壁面（４）を設け、円
   筒管の管路の反対の端面には空気とブラスト粒子との流
   入口（５）を設け、さらに細隙（３）に加圧空気を供給
   する手段と、空気とブラスト粒子の流入口（５）に空気
   とブラスト粒子を供給する手段とを設けたコアンダスパ
   イラルフローの生成部と；ブラスト粒子をコアンダスパ
   イラルフローによってノズル部に移送する管路移送部と
   ；ブラスト粒子を高速で被処理物に対して射出するノズ
   ル部とからなることを特徴とするスパイラルフローによ
   るブラスト処理装置。
9. （９）被処理物の搬送手段、ダストコレクター、エアフ
   ィルター等の付属手段を有する特許請求の範囲第（８）
   項記載のブラスト処理装置。
10. （１０）ノズル端部内面が真円形または楕円形である特
    許請求の範囲第（８）項ないし第（９）項記載のブラス
    ト処理装置。
11. （１１）固定式または手持ち作業用の装置である特許請
    求の範囲第（８）項ないし第（１０）項記載のブラスト
    処理装置。