KR101548243B1 - 분사재 회수 장치, 분사재 회수 장치를 구비한 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 분사재를 효율적으로 회수하며, 분사재를 회수하기 위하여 흡인력을 발생하는 분급 장치와 같은 장치의 크기를 최소화할 수 있는, 분사재 회수 장치, 및 분사재 회수 장치를 구비한 블라스트 가공 장치를 제공하는 것이다.
블라스트 가공 장치(1)는, 분사 장치(10)에 의해 분사된 분사재와 블라스트 가공에 의해 피가공물에 의해 발생한 분진을 회수하는 회수 장치(20)와, 비산 방지 커버(21)와, 비산 방지 커버(21) 내의 분사재 및 블라스트 가공에 의해 피가공물에 의해 발생한 분진을 흡인 및 회수하는 흡인 장치(22)를 포함한다. 블라스트 가공 장치는 비산 방지 커버(21)에 의해 분사재 및 분진의 비산을 방지하며, 틈새(T)를 통해 흡인된 외기를 이송 매체로서 이용하여, 피가공물에 인접한 위치에서 분사재 및 분진을 흡인 및 배기한다. 따라서, 분사재 및 분진이 효율적으로 회수될 수 있다.

Description

분사재 회수 장치, 분사재 회수 장치를 구비한 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법{APPARATUS FOR RECOVERING ABRASIVES, APPARATUS FOR BLASTING PROCESS COMPRISING THE APPARATUS FOR RECOVERING ABRASIVES AND METHOD OF BLASTING PROCESS}

본 발명은, 블라스트 가공에서 피가공물에 대해 분사되는 분사재를 효율적으로 회수하기 위한, 분사재 회수 장치, 분사재 회수 장치를 구비한 블라스트 가공 장치, 및 블라스트 가공 방법에 관한 것이다.

종래부터, 블라스트 가공 기술은, 버 제거, 조면화, 주조품의 용탕 주입 흔적 제거, 에칭 미세화 등의 표면 가공 분야에서 사용되어 왔다. 일반적으로 이용되는 블라스트 가공 장치에 있어서, 피가공물의 블라스트 가공에 이용된 분사재는 회수된다. 그런 다음, 재사용할 수 없는 분사재와 블라스트 가공에서 피가공물로부터 발생한 분진으로부터 사용가능한 분사재가 분급(分級)되어 재사용된다. 예를 들어, 특허문헌 1은 피가공물이 블라스트 가공되는 블라스트 가공실 하측에 형성된 깔때기 형상의 회수부를 구비하여, 회수부로 떨어지는 분사재를 흡인함으로써 회수하며 사이클론에 의해 분급할 수 있는 블라스트 가공 장치를 개시한다.

일본국 공개특허공보 평09-323263호

그러나, 특허문헌 1의 블라스트 가공 장치는 방대한 용적의 가공실 전체에 분사재가 비산(飛散)하여 가공실 벽과 반송 경로에 부착되기 때문에, 분사재를 효율적으로 회수할 수 없었다. 특히, 분사재가 직경이 수 마이크로미터 미만의 미립자인 경우, 가공실의 벽과 반송 경로에 더 쉽게 부착되기 때문에 분사재를 회수하는 것이 더욱 곤란하였다. 또한, 분급 장치의 흡인 음압에 의해 방대한 용적의 가공실 내의 분사재가 흡인되도록, 흡인력을 발생하는 분급 장치가 높은 흡인력(흡인 음압 및 흡인 용량)을 가질 필요가 있기 때문에, 분급 장치 및 회수 경로는 대형화되었다.

이러한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 분사재를 효율적으로 회수할 수 있으며, 분사재를 회수하기 위한 흡인력을 발생하는 분급 장치와 같은 장치의 크기를 최소화함으로써, 그 크기를 소형화할 수 있는, 분사재 회수 장치, 및 분사재 회수 장치를 구비한 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 바와 같이, 본 발명은 블라스트 가공용 분사 노즐에 부착된, 분사재를 회수하는 분사재 회수 장치가 블라스트 가공용 분사 노즐로부터 피(被)가공물에 대해 분사된 분사재와, 블라스트 가공으로부터 발생한 분진을 흡인 및 회수하는 기술 수단을 이용한다. 분사재 회수 장치는, 분사 노즐의 분사구를 덮으며 개구를 가지는 박스 형상으로 형성된 비산 방지 커버(covering)로서, 분사재 및 분진의 비산을 방지하며, 외기(outside air)가 흡인되어 유입되도록, 개구의 단부(end part)와 피가공물의 가공면 사이에 틈새를 갖도록 형성된 비산 방지 커버를 포함하며, 또한 틈새를 통해 도입된 외기를 이송 매체로서 이용하여, 비산 방지 커버에 설치된 흡인 부재를 통해, 상기 비산 방지 커버 내에 있는 분사재 및 분진을 외부에 흡인 및 배기하는 흡인 장치를 포함한다.

청구항 1의 발명에 따르면, 분사재를 회수하는 흡인 장치가 비산 방지 커버에 설치된 흡인 부재에 의해 피가공물에 인접한 위치에서, 비산 방지 커버의 개구의 단부와 피가공물의 표면 사이에 설치된 틈새를 통해 흡인된 외기를 이송 매체로서 이용하여 분사재 및 분진을 흡인 및 배기하기 때문에, 분사재 회수 장치는, 비산 방지 커버에 의해 분사재와 분진의 비산을 방지하는 한편, 흡인 장치에 의해 비산 방지 커버 내부의 작은 용적만 흡인하면 되므로 분사재와 분진을 효율적으로 회수할 수 있다. 또한, 본 발명의 분사재 회수 장치는, 분사재 및 분진이 피가공물의 반송 기구에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 반송 중에 피가공물이 손상되지 않는다. 또한, 노즐 또는 피가공물이 블라스트 가공 중에 이동되는 경우 반송 중에 피가공물이 손상되지 않는다. 이는, 개구의 단부와 피가공물의 가공면 사이에 외기가 흡인되는 틈새가 형성되어 있기 때문이다.

청구항 2의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가 비산 방지 커버의 상단부에 부착된 흡인 부재를 포함하며, 또한 흡인 부재가 설치된 측의 상기 비산 방지 커버의 측면에 설치된 보조 흡인 부재를 포함하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 2의 발명에 따르면, 비산 방지 커버의 측면에 설치된 보조 흡인 부재에 의해, 비산 방지 커버 내에서는 흡인 부재를 향하는 기류가 형성되기 때문에, 분사재가 효율적으로 회수된다. 「상단부」란, 중심에 대해 단면(端面)(외주부 방향)에 인접한 부분인, 비산 방지 커버의 상부(천정부) 부분을 의미한다.

청구항 3의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치에 있어서, 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방의 내측면에, 상기 개구의 단부를 향해 상기 비산 방지 커버의 내부로부터 외부로 향하는 면으로서 형성되며, 상기 틈새를 통해 외기의 도입을 안내하는 가이드부를 구비하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 3의 발명에 따르면, 분사재 회수 장치가 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방의 내측면에, 틈새를 통해 외기를 도입하는 가이드부를 구비하기 때문에, 개구의 단부와 피가공물의 가공면 사이에 형성된 틈새를 통해 비산 방지 커버의 내부로 외기가 원활하게 도입될 수 있다. 이에 따라, 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방에 박리 와류(peeling-off vortex flow) 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새를 통해 외기를 흡입할 때의 통기 저항(압력 손실) 증대 및 분사재와 분진의 체류(retention) 등이 방지된다. 따라서, 분사재 및 분진이 효율적으로 흡인 및 제거될 수 있다.

청구항 4의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가, 블라스트 가공용 분사구가 직사각형 형상으로 형성된 분사 노즐을 구비하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 4에 기재된 바와 같이, 분사구가 직사각형 형상으로 형성된 블라스트 가공용 분사 노즐은 가공 폭을 넓게 할 수 있으므로, 개선된 효율로 넓은 영역을 가공할 수 있다. 그러나, 이러한 종류의 분사 노즐은 다량의 분사재를 사용하기 때문에, 분사재가 충분히 회수되지 않는다는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 분사재 회수 장치는, 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다. 따라서, 이러한 종류의 블라스트 가공용 분사 노즐을 사용하는 경우에도, 적절하게 이용할 수 있다.

청구항 5의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가, 중력 분사 방식(gravitational spraying method)이 적용된 블라스트 가공용 분사 노즐을 구비하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 5의 발명에 따르면, 분사재 회수 장치가, 노즐 내부에 공급된 압축 공기에 의해 발생한 음압(negative pressure)에 의해 분사재를 공급하여 분사하는 중력 분사 방식의 블라스트 가공용 분사 노즐을 이용하므로, 분사재가 우선 가압 탱크로 공급된 다음, 가압 탱크를 가압함으로써 블라스트 가공용 분사 노즐로 분사재를 공급하여 분사하는 직압 분사식(direct spraying method)에서 이용되는 가압 탱크와 같은 대형 부대설비를 필요로 하지 않는다. 따라서, 블라스트 가공 장치의 크기가 소형화될 수 있다.

청구항 6의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가, 피가공물의 가공면에 대해 경사진 위치에 배치된 블라스트 가공용 분사 노즐을 구비하며, 흡인 부재는 노즐의 경사진 위치에 반대 방향으로 피가공물의 가공면에서의 분사재의 분사 위치를 향해 설치되어 있는 기술 수단을 이용한다.

청구항 6에 기재된 바와 같이, 분사재 회수 장치는 피가공물의 가공면에 대해 경사진 분사 노즐을 구비하고 있기 때문에, 분사재 및 분진이 분사 노즐의 경사 방향에 반대 방향으로 비산되기 쉽다. 분사재 및 분진이 비산되는 방향으로 흡인 부재가 설치되어 있기 때문에, 분사재 및 분진이 효율적으로 흡인 및 제거된다. 청구항 7에 기재된 바와 같이, 흡인 부재는 피가공물의 가공면에 있어서의 분사재의 분사 위치를 향해, 상기 블라스트 가공용 분사 노즐의 경사 방향에 반대되는 방향으로 경사져 배치될 수 있다.

청구항 8의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가, 피가공물의 가공면에 대해 30-75도 경사지게 설치된 블라스트 가공용 분사 노즐을 구비하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 8의 발명에 따르면, 분사재 회수 장치는 피가공물의 가공면에 대해 30-75도 경사지게 설치된 블라스트 가공용 분사 노즐을 구비함으로써 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다.

청구항 9의 발명에 따르면, 본 발명은, 분사재 회수 장치가, 피가공물의 가공면에서의 분사재의 분사 위치를 중심으로 한 원주 상에, 흡인 방향이 원주의 접선 방향이 되도록 설치된 흡인 부재를 구비하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 9에 기재된 바와 같이 배치된 흡인 부재에 의해, 분사재 회수 장치는, 비산 방지 커버 내에 와류를 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 분사재 회수 장치는, 틈새를 통해 분사재 및 분진이 외부로 누출되기 어려워져, 효율적으로 분사재 및 분진을 흡인 및 제거할 수 있다.

청구항 10의 발명에 따르면, 본 발명은 분사재 회수 장치에 있어서, 비산 방지 커버의 외측에 인접하게 설치된 클리닝 장치를 구비하는 기술 수단을 이용한다. 클리닝 장치는, 블라스트 가공 후 피가공물의 가공면 상에 잔류하는 분사재 및 분진을 제거하는 것으로, 개구를 가지는 박스 형상으로 형성되며, 외기가 흡인되어 유입되도록, 피가공물의 가공면과 개구의 단부 사이에 제 2 틈새를 갖도록 형성된 제 2 비산 방지 커버와, 제 2 비산 방지 커버 내에서 피가공물의 가공면에 대해 압축 공기를 분사하여, 피가공물의 가공면으로부터 분사재 및 분진을 분리 및 제거하는 에어 블로잉 노즐(air-blowing nozzle)과, 제 2 비산 방지 커버에 설치되며, 제 2 틈새를 통해 도입된 공기를 이송 매체로 하여, 제 2 비산 방지 커버 내의 분사재 및 분진을 외부로 흡인 및 배기하는 제 2 흡인 부재를 포함한다.

청구항 10의 발명에 따르면, 블라스트 가공 후, 피가공물의 표면에 부착된 분사재 및 분진은, 제 2 비산 방지 커버 내에 설치된 에어 블로잉 노즐에 의해 피가공물의 가공면에 대해 분사된 압축 공기에 의해 분리 및 제거될 수 있다. 제 2 비산 방지 커버는 분리된 분사재 및 분진이 비산되는 것을 방지한다. 제 2 비산 방지 커버는, 제 2 비산 방지 커버의 개구의 단부와 피가공물의 표면 사이에 설치된 제 2 틈새를 통해 도입된 외기를 이송 매체로 하여, 피가공물에 인접한 위치에서, 제 2 비산 방지 커버에 설치된 제 2 흡인 부재를 통해 분사재 및 분진을 흡인 및 배기한다. 따라서, 피가공물의 표면이 클리닝될 수 있다. 이에 따라, 블라스트 가공에 의해 피가공물에 부착되어 있던 분사재 및 분진이 블라스트 가공 장치 밖으로 비산 및 누출되는 것이 방지된다. 본 명세서에 기재된 "블라스트 가공 후"란, 피가공물에 대한 모든 가공이 완료된 것을 의미할 뿐만 아니라, 가공 중 피가공물의 가공면의 일부가 제 2 비산 방지 커버의 외측면으로 상대적으로 이동한 경우도 의미한다.

청구항 11의 발명에 따르면, 본 발명은 분사재 회수 장치가, 상기 틈새를 통해 외기의 도입을 안내하는, 제 2 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방의 내측면에, 상기 개구의 단부를 향해 상기 비산 방지 커버의 내부로부터 그 외부로 향하는 표면으로서 형성되어 있는 가이드부를 포함하는 기술 수단을 이용한다.

청구항 11의 발명에 따르면, 분사재 회수 장치는, 제 2 비산 방지 커버의 개구의 단부(제 2 단부) 근방의 내측면에, 틈새를 통해 외기의 도입을 안내하는 가이드부(제 2 가이드부)를 포함하기 때문에, 개구의 단부와 피가공물의 가공면 사이에 형성된 틈새를 통해 비산 방지 커버의 내부로 외기가 원활하게 도입될 수 있다. 이에 따라, 제 2 개구의 단부 근방에 박리 와류(剝離渦流) 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새에서의 외기를 흡입할 때의 통기(通氣) 저항(압력 손실)의 증대 및 분사재와 분진의 체류(滯留) 등이 방지된다. 따라서, 분사재 및 분진이 효율적으로 흡인 및 제거될 수 있다.

청구항 12의 발명에 따르면, 본 발명은, 블라스트 가공 장치가, 분사재 회수 장치를 포함하는 기술 수단을 이용한다. 또한, 청구항 13에 따르면, 블라스트 가공 장치는 분사재를 흡인 및 회수하는 흡인 장치와, 회수된 분사재로부터 재사용 가능한 분사재를 분리하여 취출(取出)하는 분급(分級)기를 포함한다.

청구항 12 및 13에 기재된 바와 같이, 분사재 회수 장치를 포함하는 블라스트 가공 장치에 있어서, 분사재 및 분진은 분사재 회수 장치에 의해 흡인 및 회수되며, 재사용 가능한 분사재가 블라스트 가공 장치에 공급된다. 따라서, 분사재를 이송하는데 필요한 흡인력을 발생하는 분급 장치 및 집진기 등이 소형화될 수 있다. 이에 따라, 블라스트 가공 장치의 전체적인 크기를 소형화할 수 있다.

청구항 14의 발명에 따르면, 본 발명은, 블라스트 가공 장치를 이용하는 블라스트 가공 방법으로서, 분사 노즐로부터 분사재가 피가공물의 가공면에 대해 분사되고, 흡인 장치가 비산 방지 커버 내, 또는 비산 방지 커버와 제 2 비산 방지 커버 내의 분사재를 흡인하고, 흡인한 분사재를 회수하는 기술 수단을 이용한다. 그런 다음, 재사용 가능한 분사재가 회수된 분사재로부터 분리 및 취출된다.

청구항 14의 발명에 따르면, 흡인 장치가, 분사 노즐로부터 분사되어, 비산 방지 커버 내, 또는 비산 방지 커버와 제 2 비산 방지 커버 내에 있는 분사재를 회수한 다음, 재사용 가능한 분사재를 회수된 분사재로부터 분리 및 취출하는, 블라스트 가공 장치를 이용하는 블라스트 가공 방법에 의해, 분급 장치가 소형화될 수 있으며, 그에 따라 블라스트 가공 장치의 전체적인 크기가 소형화될 수 있다. 종래의 블라스트 가공 장치는 가공실 내부의 모든 공기가 흡인되어야만 하는 구조를 가지고 있어, 큰 흡인력이 요구되었다. 또한, 흡인 직후, 분사재는 분급기로 투입된다(재사용 가능한 분사재를 분리 및 취출하기 위하여. 분급기로서, 일반적으로, 사이클론과 같은 풍력 장치가 이용됨.). 따라서, 상응하는 흡인력을 갖는 분급기는 대형이었다. 본 발명의 블라스트 가공 장치는 작은 흡인 용량만을 필요로 하며, 재사용 가능한 분사재는 일단 흡인 장치에 의해 회수된 다음, 재사용 가능한 분사재가 분리 및 회수된다. 따라서, 분급기는 분사재를 분리할 수 있을 정도의 흡인력만 필요로 한다. 따라서, 분급기는 소형화될 수 있다.

도 1은 분사재 회수 장치를 포함하는 블라스트 가공 장치의 구조도이다.
도 2는 비산 방지 커버와 흡인 부재의 도면으로, 도 2의 (A)는 단면도, 도 2의 (B)는 평면도, 및 도 2의 (C)는 비산 방지 커버의 개구의 단부의 확대 단면도이다.
도 3은 클리닝 장치의 제 2 비산 방지 커버와 제 2 흡인 부재의 도면으로, 도 3의 (A)는 단면도, 도 3의 (B)는 평면도, 및 도 3의 (C)는 제 2 비산 방지 커버의 개구의 단부의 확대 단면도이다.
도 4는 비산 방지 커버의 개구의 단부에 형성되어, 비산 방지 커버로 외기를 안내하는 가이드부의 변경예의 단면도이다.
도 5는 비산 방지 커버의 변경예의 평면도이다.
도 6은 제 2 비산 방지 커버의 개구의 일단에 형성되어, 제 2 비산 방지 커버로 외기를 안내하는 제 2 가이드부의 변경예의 단면도이다.
도 7은 클리닝 장치의 변경예의 단면도이다.
도 8은 제 2 비산 방지 커버의 변경예의 평면도이다.
도 9는 실시예와 비교예의 도면으로서, 도 9의 (A)는 실시예의 설명도이며, 도 9의 (B)는 비교예의 설명도이다.
도 10은 보조 흡인 부재를 포함하는 분사재 회수 장치의 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태의 분사재 회수 장치 및 분사재 회수 장치를 포함하는 블라스트 가공 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 중력 분사(흡인) 방식을 이용하는 블라스트 가공 장치가 대표예로서 선택된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 블라스트 가공 장치(1)는:

피가공물에 분사재를 분사함으로써 블라스트 가공을 행하는 분사 장치(10)와,

분사 장치(10)에 있어서 분사된 분사재 및 블라스트 가공에 의해 피가공물(W)에서 발생한 분진을 회수하는 회수 장치(20)와,

회수 장치(20)에 의해 회수된 분사재를 분급하여, 분사 장치(10)에 분사재를 공급하는 공급 장치(30)와,

분사 장치(10)에 의해 피가공물의 블라스트 가공을 수행하는 블라스트 가공부(40)를 포함한다.

분사 장치(10)는 피가공물에 대해 분사재를 분사하는 분사 노즐(11)과, 공기 배관(13)을 통해 분사 노즐(11)로 압축 공기를 공급하는 압축기와 같은 압축 공기 공급 장치(12)와, 분사 노즐용 이동 기구(미도시)를 포함한다. 분사 노즐(11)은 분사재 공급관을 통해 후술하는 호퍼(32)에 접속되어 있다.

회수 장치(20)는 분사 노즐로부터 분사된 분사재가 비산되는 것을 방지하는 비산 방지 커버(21)와, 비산 방지 커버(21) 내부의 분사재 및 블라스트 가공에 의해 피가공물(W)로부터 발생한 분진을 흡인 덕트(52)를 통해 흡인 및 회수하는 흡인 장치(22)와, 비산 방지 커버(21)를 통과하는 피가공물(W)에 부착된 분사재 및 분진을 제거하는 클리닝 장치(23)를 포함한다. 클리닝 장치(23)는 제 2 흡인 덕트를 통해 흡인 장치(22)에 접속되어 있다.

비산 방지 커버(21) 및 클리닝 장치(23)의 구조에 대해서는 후술한다. 본 실시형태의 흡인 장치(22)는 분사재(분쇄되기 때문에, 예를 들어 사용할 수 없는 분사재도 포함함)와 블라스트 가공에 의해 피가공물(W)로부터 발생한 분진을 흡인 및 포집(捕集)하는 포집 유닛(22a)과, 분사재와 분진을 저장하는 저류 탱크(22b)를 포함한다. 분사재와 분진은 포집 유닛(22a)에 의해 흡인되며, 포집 유닛(22a) 내 필터에 의해 포집된다. 포집된 분사재와 분진은, 펄스 제트(pulse-jet), 기계적 수단 등과 같은 공지된 방법에 의해 필터로부터 분리되어, 저류 탱크(22b)에 저장될 수 있다.

공급 장치(30)는 분사재 및 가공된 피가공물의 분진을 회수 덕트(54)를 통해 흡인 장치(22)로부터 회수하여, 재사용할 수 없는 분사재 및 분진으로부터 재사용 가능한 분사재를 분급하는 분급 장치(31)와; 분급 장치(31)로부터 공급된 분사재를 저장하는 저류 탱크와; 일정량의 분사재를 분사재 공급관(51)을 통해 분사 노즐(11)로 공급하는 정량 공급 장치를 포함하는 호퍼(32)와; 분급 장치(31)에 의해 분급된 재사용할 수 없는 분사재와 분진을 덕트(55)를 통해 배기 및 회수하는 집진기(33)를 포함한다.

본 실시형태에서, 사이클론 방식의 분급장치가 분급 장치(31)로서 이용된다. 사이클론 방식의 분급장치는 공기와 함께 미세 입자를 사이클론 타워(31a)의 상부로 불어넣음으로써 분급을 수행한다. 집진기(33)에 의해 발생된 음압에 의해 형성된 기류 내의 분사재 및 분진 중 재사용 가능한 분사재는 선회류(whirling air stream)의 원심력에 의해 기류로부터 분리되어 둘레 벽에 도달한다. 그런 다음, 사이클론 타워(31a)의 하부에 있는 버퍼 탱크(31b)에서 포집된다. 재사용할 수 없는 분사재 및 분진은 덕트(55)에 의해 흡인되어, 집진기(33)에 의해 회수된다.

블라스트 가공부(40)는 블라스트 가공을 수행하는 블라스트 가공실(41)과, 피가공물을 반송하는 반송 기구(42)를 포함한다. 반송 기구(42)는 피가공물을 반송하는 반송 롤러(42a)와, 피가공물을 흡인 및 유지하여 위치결정하는 스테이지(42b)로 구성된다.

다음으로, 비산 방지 커버의 구조에 대해 설명한다. 본 실시형태에서, 분사구가 직사각형 형상인 분사 노즐(11)이 이용된다. 도 2의 (A) 및 (B)에 도시한 바와 같이, 분사 노즐의 직사각형 분사구의 장변(long side)은 피가공물의 가공면에 대해 경사진 위치에 배치되어 있어, 직사각형의 장변이 피가공물 또는 노즐이 주행하는 방향에 대해 수직으로 배치된다. 이러한 종류의 분사 노즐(11)을 사용하면, 가공 폭을 크게 할 수 있다. 따라서, 폭넓은 영역을 효율적으로 블라스트 가공할 수 있다. 그러나, 다량의 분사재가 사용된다. 따라서, 종래의 회수 방법은 충분한 분사재를 회수할 수 없었다. 비산 방지 커버(21)는 개구를 가지는 박스 형상으로 형성되어 있어, 분사 노즐(11)을 덮는다. 분사 노즐(11)에 부착된 비산 방지 커버(21)와 분사 노즐(11)은 일체로 설치된다.

비산 방지 커버(21)는 피가공물(W)의 가공면(S)에 대한 간격이, 피가공물(W)의 가공면(S)과 개구의 단부(21a) 사이에 틈새(T)를 형성하도록 배치되어 있어, 상기 틈새(T)를 통해 외기가 흡인될 수 있다.

비산 방지 커버(21)의 상부에는, 흡인 덕트(52)에 접속된 흡인 부재(21b)가 설치되어 있으며, 흡인 부재(21b)는 비산 방지 커버(21) 내의 분사재 및 분진을 틈새(T)를 통해 도입된 외기에 의해 외부로 흡인 및 배기한다. 흡인 부재(21b)는 분사 노즐(11)에 의해 분사된 분사재의 위치(P)를 향해 분사 노즐(11)의 경사 방향에 반대되는 방향으로 경사져 설치되어 있다.

피가공물의 가공면에 대한 분사 노즐(11)의 경사 각도는 30-75도인 것이 바람직하다. 각도가 작으면, 분사되는 분사재의 속도가 흡인력을 초과하여, 분사재가 비산 방지 커버 외부로 누출된다. 각도가 크면, 경사진 위치에 배치된 분사 노즐(11)의 영향력이 불충분해질 것이다. 본 실시형태에서, 직사각형 형상의 측면을 가지는 박스 형상의 비산 방지 커버(21)가 사용되었지만, 측면이 사다리꼴인 임의의 각도의 경사면을 가지는 박스 형상의 비산 방지 커버(21)가 사용될 수 있어, 분사 노즐(11) 및 흡인 부재(21b)가 경사면 상에 배치되며, 그에 따라 경사진 분사 노즐(11)을 용이하게 설치할 수 있다.

개구의 단부와 피가공물의 가공면 사이의 간격인 틈새(T)의 폭은, 충분한 외기가 흡인되며, 또한 분사재와 분진이 외부로 누출되지 않도록 조절된다. 틈새(T)의 폭은 수㎜이다. 폭은 1.0-4.0㎜인 것이 바람직하다. 틈새(T)의 폭이 1.0㎜ 미만인 경우, 외기 흡인 시 압력 손실이 커지며, 비산 방지 커버(21)가 피가공물에 접촉할 수도 있다. 즉, 비산 방지 커버(21)가 피가공물에 접촉하면, 피가공물(W)이 손상될 수 있다. 틈새(T)의 폭이 4㎜를 초과하는 경우, 틈새(T)를 통해 흡인된 외기의 속도가 감소되어, 분사 노즐(11)로부터 분사된 분사재의 속도보다 느려지므로, 분사재 및 분진이 비산 방지 커버 외부로 누출될 것이다.

도 2의 (C)에 도시한 바와 같이, 개구의 단부(21a)에는, 비산 방지 커버(21)의 내측면에, 개구의 단부(21a)를 향해 비산 방지 커버(21)의 내부로부터 외부로 향하는 표면으로서 형성되고, 틈새(T)를 통해 외기의 도입을 안내하는 가이드부(21c)가 형성되어 있다.

본 실시형태에서, 가이드부(21c)는 볼록한 형상의 곡면으로서 형성되어 있으며, 볼록한 형상은 비산 방지 커버(21)의 개구의 하단부를 바깥쪽으로 둥글게 구부려 외측 방향으로 돌출시킴으로써 형성된다. 가이드부(21c)는, 외기를 도입할 때에 개구의 단부(21c) 근방에 박리 와류 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새(T)를 통해 외기를 흡입할 때의 통기 저항(압력 손실)의 증대나 분사재와 분진의 체류 등을 방지할 수 있다. 따라서, 분사재와 분진이 효율적으로 흡인 및 제거될 수 있다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 흡인 부재(21h)는 비산 방지 커버(21)의 중심선으로부터 떨어진 단부에 인접하게, 비산 방지 커버(21)의 상부 상에 배치될 수 있다. 또한, 분사 노즐(11)은 흡인 부재(21h)가 배치되는 측의 반대측 단부에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 보조 흡인 부재(21i)는 흡인 부재가 배치되는 측면에 배치될 수 있다. 보조 흡인 부재의 흡인력에 의해, 흡인 부재가 배치되어 있는 부분을 향해 흐르는 기류가 형성된다. 따라서, 분사재가 흡인 부재(21h)에 의해 효율적으로 흡인된다. 보조 흡인 부재(21i)는 기류의 발생을 용이하게 하여, 흡인 부재(21h)에 의해 분사재를 효율적으로 흡인하게 한다. 따라서, 보조 흡인 부재(21i)의 흡인력은 흡인 부재(21h)보다 클 필요가 없다. 본 실시형태에서, 5개의 보조 흡인 부재가 배치되어 있다. 이들의 직경은 흡인 부재의 직경보다 충분히 작다.

분사 노즐은 피가공물의 가공면에 대해 경사지거나 수직인 위치에 설치될 수 있는데, 경사진 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 피가공물의 가공면에 대해 30-75도의 각도로 경사진 위치에 설치되는 것이 가장 바람직하다. 경사 각도가 작으면, 분사되는 분사재의 속도가 흡인력을 초과하여, 분사재가 비산 방지 커버 외부로 누출된다. 경사 각도가 크면, 보조 흡인 부재의 흡인력에 의해 형성된 기류의 영향력이 불충분해진다.

또한, 본 실시형태에서, 개구의 단부(21f)에는, 비산 방지 커버(21)의 내측면에, 개구의 단부(21f)를 향해 비산 방지 커버(21)의 내부로부터 외부로 향하는 표면으로서 형성되고, 틈새(T)를 통해 외기의 도입을 안내하는 가이드부(21g)가 설치되어 있다.

다음으로, 클리닝 장치에 대해 설명한다. 본 실시형태에서, 분사구가 직사각형 형상인 분사 노즐이 에어 블로잉 노즐(23b)로서 이용된다. 도 3의 (A) 및 (B)에 도시한 바와 같이, 직사각형의 장변은 피가공물 또는 노즐이 주행하는 방향에 대해 수직으로 배치된다. 이러한 에어 블로잉 노즐(23b)을 사용하는 경우, 압축 공기의 분사 폭을 넓게 할 수 있어, 폭이 넓은 영역을 효율적으로 가공할 수 있다. 제 2 비산 방지 커버(23a)는 개구를 갖는 박스 형상으로 형성되어, 에어 블로잉 노즐(23b)을 덮는다. 에어 블로잉 노즐(23b)에 부착된 제 2 비산 방지 커버(23a)와 에어 블로잉 노즐(23b)은 일체로 설치된다.

제 2 비산 방지 커버(23a)는 피가공물(W)의 가공면(S)에 대한 그 간격이, 제 2 개구의 단부(23d)와 피가공물(W)의 가공면(S) 사이에 틈새(t)를 형성하도록 배치되어 있어, 상기 틈새(t)를 통해 외기가 흡인될 수 있다.

제 2 비산 방지 커버(23a)의 상부에는, 제 2 흡인 덕트(53)에 접속된 제 2 흡인 부재(23c)가 설치되어 있으며, 제 2 흡인 부재(23c)는 틈새(t)를 통해 도입된 외기에 의해 제 2 비산 방지 커버(23a) 내의 분사재 및 분진을 외부에 흡인 및 배기한다. 제 2 흡인 부재(23c)는 피가공물에 대해 거의 수직으로 배치되어 있다.

제 2 개구의 단부와 피가공물의 가공면 사이의 간격인 틈새(t)의 폭은 충분한 외기가 흡인될 수 있으며, 또한 분사재 및 분진이 외부로 누출되지 않도록 조정된다. 틈새(t)의 폭은 수㎜이다. 그 폭은 1.0-4.0㎜인 것이 바람직하다. 틈새(t)의 폭이 1.0㎜ 미만인 경우, 외기 흡인 시 압력 손실이 커지며, 제 2 비산 방지 커버(23a)가 피가공물에 접촉할 수도 있다. 즉, 제 2 비산 방지 커버(23a)가 피가공물에 접촉하면, 피가공물(W)이 손상될 수 있다. 틈새(t)의 폭이 4㎜를 초과하는 경우, 틈새(t)를 통해 흡인된 외기의 속도가 감소되어, 에어 블로잉 노즐(23b)로부터 분사된 분사재의 속도보다 느려지므로, 분사재 및 분진이 제 2 비산 방지 커버(23a) 외부로 누출될 것이다.

도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 제 2 개구의 단부(23d)에는, 제 2 비산 방지 커버(23a)의 내측면에, 제 2 개구의 단부(23d)를 향해 제 2 비산 방지 커버(23a)의 내부로부터 외부로 향하는 표면으로서 형성되고, 틈새(t)를 통해 외기의 도입을 안내하는 제 2 가이드부(23e)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서, 제 2 가이드부(23e)는 볼록한 형상의 곡면으로서 형성되어 있으며, 볼록한 형상은 제 2 비산 방지 커버(23a)의 개구의 하단부를 바깥쪽으로 둥글게 구부려 외측 방향으로 돌출시킴으로써 형성된다. 제 2 가이드부(23e)는 외기 도입시에 제 2 개구의 단부(23d) 근방에 박리 와류 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새(t)를 통해 외기를 흡입할 때의 통기 저항(압력 손실)의 증대나 분사재와 분진의 체류 등을 방지할 수 있다. 따라서, 분사재와 분진이 효율적으로 흡인 및 제거될 수 있다.

다음으로, 이와 같이 구성된 블라스트 가공 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 반송 기구(42)가 피가공물(W)을 분사 노즐(11) 바로 아래로 운반한다. 분사 노즐(11)은 소정 위치에 고정되어 있다.

다음으로, 피가공물(W)을 분사 노즐(11)에 대해 이동시키면서 블라스트 가공된다. 압축 공기가 소정 조작에 의해 압축 공기 공급 장치(12)에 의해 분사 노즐(11)의 내부로 도입되면, 분사 노즐(11)에 음압이 발생되어, 호퍼(32)로부터 공급된 일정량의 분사재가 분사재 공급관(51)을 통해 분사 노즐(11)로 흡인된다. 압축 공기에 의해 분사 노즐(11)로 흡인된 분사재의 속도가 증가하여, 피가공물(W)의 가공면(S)에 대해 분사된다. 따라서, 블라스트 가공이 수행된다. 이러한 동작에서, 피가공물(W)은 반송 기구(42)에 의해 분사 노즐(11)에 대해 이동시킬 수 있으며, 또는 분사 노즐(11)이 분사 노즐용 이동 기구(미도시)에 의해 이동할 수 있다.

분사 노즐(11)로부터 분사되어, 피가공물(W)에 충돌된 후 비산된 분사재와, 블라스트 가공 중에 발생한 분진 등은, 비산 방지 커버(21)와 피가공물의 가공면(S) 사이에 설치된 틈새(T)를 통해 흡인되는 외기를 이송 매체로 하여, 흡인 부재(21b)에 의해 비산 방지 커버(21) 내부로부터 흡인 및 제거된다. 흡인 부재(21b)에 의해 흡인 및 제거된 분사재 및 분진은, 흡인 장치(22)에 의해 흡인 덕트(52)를 통해 흡인 및 회수된다.

본 발명의 블라스트 가공 장치는, 비산 방지 커버(21)에 의해 분사재와 분진이 비산되는 것을 방지하면서, 틈새(T)를 통해 도입된 이송 매체로서의 외기에 의해 피가공물(W)에 인접하게 분사재 및 분진을 흡인 및 배기한다. 따라서, 본 발명의 블라스트 가공 장치는 비산 방지 커버(21) 내의 작은 용적만을 흡인하면 된다. 따라서, 효율적으로 분사재 및 분진을 회수할 수 있다. 특히, 회수가 용이하지 않은 입자 크기가 수㎛ 이하인 미세 분사재를 효율적으로 회수할 수 있다. 다량의 분사재가 분사되는 직사각형 형상의 분사구를 가진 분사 노즐(11)을 이용하는 경우에도, 분사재 및 분진을 효율적으로 회수할 수 있다. 또한, 본 발명의 블라스트 가공 장치는, 분사재 및 분진이 피가공물 반송 기구(42) 등에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 피가공물(W)이 반송 중에 손상될 염려가 없다.

피가공물(W)의 가공면(S)에 대해 경사진 위치에 배치되어 있는 분사 노즐(11)에 의해, 분사재 및 분진은 분사 노즐(11)의 경사 방향에 반대되는 방향으로 비산되기 쉽다. 또한, 흡인 부재(21b)가 분사재 및 분진이 비산되는 방향으로 배치되어 있어, 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다.

게다가, 가이드부(21c)가 개구의 단부(21a)에 형성되어 틈새(T)를 통해 외기의 도입을 안내하고 있기 때문에, 틈새(T)로부터 외기의 도입시 개구의 단부(21a) 근방에 박리 와류 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새(T)를 통해 외기를 흡입할 때의 통기 저항의 증대나 분사재와 분진의 체류 등을 방지할 수 있다. 따라서, 분사재와 분진이 효율적으로 흡인 및 제거될 수 있다.

블라스트 가공된 피가공물(W)은 반송 기구(42)에 의해 비산 방지 커버(21) 외부로 반송된다. 클리닝 장치(23)가 반송 경로를 따른 위치에 설치되어 있다. 클리닝 장치 하부를 블라스트 가공된 피가공물(W)이 통과한다.

압축 공기 공급 장치(12)로부터 공급된 압축 공기는 에어 블로잉 노즐(23b)에 의해 이송된 피가공물(W)에 대해 분사된다. 따라서, 피가공물(W)의 표면에 부착되어 있던 분사재 및 분진이 피가공물(W)의 표면으로부터 제거된다. 표면으로부터 제거된 분사재 및 분진은 제 2 흡인 부재(23c)에 의해, 제 2 비산 방지 커버(23a) 및 피가공물의 가공면(S) 사이에 위치된 틈새(t)를 통해 흡인되는 외기를 이송 매체로 이용하여, 제 2 비산 방지 커버(23a) 내부로부터 흡인 및 제거된다. 제 2 흡인 부재(23c)에 의해 흡인 및 제거된 분사재 및 분진은, 흡인 덕트(52)에 접속되어, 제 2 비산 방지 커버(23a)와 흡인 장치(22) 사이에 통로를 형성하는 제 2 흡인 덕트(53)를 통해 흡인 장치(22)에 의해 흡인 및 회수된다.

흡인 및 회수된 분사재 및 분진은 흡인 장치(22) 내의 저류 탱크(22b)에 저장된다. 흡인 장치(22)는 비산 방지 커버(21) 및 제 2 비산 방지 커버(23a)의 내부를 흡인할 수 있는 흡인력만 필요로 한다. 비산 방지 커버(21) 및 제 2 비산 방지 커버(23a)는 작은 용적만을 필요로 한다. 따라서, 흡인 장치(22)의 크기를 최소화할 수 있다.

비산 방지 커버(21), 흡인 장치(22), 및 클리닝 장치(23)를 포함하는 회수 장치(20)에 의해 회수된 분사재는 분급 장치(31)로 이송되는데, 분사재가 회수 장치(20)에 의해 이미 흡인 및 회수되었기 때문에, 집진기(33)에 의해 발생하여 분사재를 이송하기 위해 분급 장치(31)로 공급되는 공기량을 적게 할 수 있다. 따라서, 흡인력을 발생해야 하는 분급 장치(31), 집진기(33) 등이 소형화될 수 있다.

분급 장치(31)로 이송된 분사재 및 분진은 재사용 가능한 분사재와, 재사용할 수 없는 분사재 및 분진으로 분급된다. 재사용할 수 없는 분사재 및 분진은 덕트(55)를 통해 집진기(33)에 의해 회수된다.

재사용 가능한 분사재는 버퍼 탱크(31b)에 저장되어, 필요에 따라 호퍼(32)로 공급된다. 따라서, 재사용 가능한 분사재를 재활용함으로써, 연속적인 블라스트 가공을 바람직하게 유지할 수 있다.

변형예

블라스트 가공 장치(1)의 분사 장치(10), 공급 장치(30), 및 블라스트 가공부(40)는 상기 실시형태에 기재된 바에 한정되지 않으며, 공지된 장치 등도 이용할 수 있다. 예를 들어, 가압식(pressurized) 블라스트 가공 장치를 블라스트 가공 장치(1)로서 이용할 수 있다. 또한, 분사 노즐(11)의 분사구는 원형 형상일 수 있다. 분사 노즐(11)은 피가공물의 가공면(S)에 대해 분사재를 수직으로 분사하는 위치에 배치될 수 있다.

도 2에 도시된 비산 방지 커버(21) 및 도 3에 도시된 제 2 비산 방지 커버(23a)는 모두 박스 형상이다. 그러나, 커버의 형상은 이에 한정되지 않으며, 원기둥, 원뿔, 피라미드 등 다양한 형상으로부터 선택될 수 있다.

가이드부(21c)는, 비산 방지 커버(21)의 개구의 단부(21a) 근방의 내측면에, 개구의 단부(21a)를 향해 비산 방지 커버(21)의 내부로부터 외부로 향하는 면으로서 형성되어 있다. 가이드부(21c)는 틈새(T)를 통해 외기를 안내하여 원활하게 도입할 수 있다면, 다양한 형상 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (A) 및 (B)에 도시한 바와 같이, 가이드부(21c)는 개구의 단부(21a)의 적어도 내측이 R면 가공(Round curvature)된 표면으로서 형성될 수 있다.

흡인 부재(21b)의 개수 및 위치는 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 흡인 부재(21b)는 분사 노즐(11)의 직사각형의 장변 방향으로 추가될 수 있다. 이에 따라, 분사 노즐(11)의 직사각형의 장변 방향으로 비산되는 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 흡인 부재(21b)는, 흡인 방향이 피가공물(W)의 가공면(S)에 분사된 분사재의 위치(P)를 중심으로 하는 원주를 따라 접선을 형성하도록 설치될 수 있다. 흡인 부재(21b)를 이와 같이 배치함으로써, 와류가 비산 방지 커버(21) 내에 발생할 수 있다. 흡인 부재(21b)에 의해 분사재 및 분진이 틈새(T)로부터 누출되기 어려워지므로, 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다. 특히, 분사 노즐(11)이 피가공물의 가공면(S)에 대해 수직으로 배치된 경우, 분사재 및 분진은 비산 방지 커버(21) 내에서 방사 방향(radial direction)으로 비산되기 쉽다. 따라서, 본 조합은 적절하게 이용될 수 있다.

에어 블로잉 노즐(23b)은 상기 실시형태에 기재된 바에 한정되지 않는다. 예를 들어, 에어 블로잉 노즐(23b)의 분사구는 원형 형상일 수 있고, 하나 이상의 에어 블로잉 노즐(23b)을 이용할 수 있으며, 또는 에어 블로잉 노즐(23b)은 분사 방향을 피가공물의 가공면(S)에 대해 경사지도록 배치될 수 있다.

제 2 가이드부(23e)는 제 2 비산 방지 커버(23a)의 제 2 개구의 단부(23d) 근방의 내측면에, 제 2 개구의 단부(23d)를 향해 제 2 비산 방지 커버(23a)의 내부로부터 외부로 향하는 표면으로서 형성되어 있다. 제 2 가이드부(23e)의 형상은, 틈새(t)를 통해 외기를 안내하여 원활하게 도입할 수 있다면, 다양한 형상으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (A) 및 (B)에 도시한 바와 같이, 제 2 가이드부(23e)는 제 2 개구의 단부(23d)의 적어도 내측이 R면 가공되어 형성될 수 있다.

제 2 흡인 부재(23c)의 개수 및 위치는 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 제 2 흡인 부재(23c)는 피가공물의 진행 방향에 대하여 에어 블로잉 노즐(23b)의 전후(前後)로 추가될 수 있다. 이에 따라, 제 2 비산 방지 커버(23a) 내에 비산된 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 제 2 흡인 부재(23c)는, 흡인 방향이 피가공물(W)에 분사된 압축 공기의 위치(p)를 중심으로 하는 원주를 따라 접선을 형성하도록 위치결정될 수 있다. 제 2 흡인 부재(23c)를 이와 같이 위치결정함으로써, 와류가 제 2 비산 방지 커버(23a) 내에 발생할 수 있다. 제 2 흡인 부재(23c)에 의해, 분사재 및 분진이 틈새(t)로부터 외부로 누출되기 어려워지므로, 분사재 및 분진을 효율적으로 흡인 및 제거할 수 있다. 특히, 에어 블로잉 노즐(23b)이 피가공물의 가공면(S)에 대해 수직으로 배치된 경우, 분사재 및 분진은 제 2 비산 방지 커버(23a) 내에서 방사 방향으로 비산되기 쉽다. 따라서, 본 조합은 적절하게 이용될 수 있다.

에어 블로잉 노즐(23b)은 압축 공기를 분사할 뿐만 아니라, 분사재, 분진, 및 피가공물에 부가된 전하를 제거하는 수단을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 약간의 수분이나 정전 제거제를 포함할 수도 있고, 코로나 방전 등에 의해 발생된 이온 또는 라디칼을 압축 공기에 도입하여 분사할 수 있으며, 또는 초음파(초음파 에어 블로우)를 이용할 수 있다.

본 실시형태의 클리닝 장치(23)는, 블라스트 가공 후에 피가공물(W)의 표면에 분사재 및 분진이 부착되어 있지 않은 경우, 또는 부착된 분사재 및 분진의 양이 극히 미량으로 무시할 수 있는 경우, 설치하지 않아도 된다.

본 실시형태의 흡인 장치(22)는, 대형 공급 장치(30)를 고려하지 않을 경우, 설치하지 않아도 된다.

공급 장치(30)가 충분한 흡인 능력을 갖는다면, 회수 장치(20)로서 겸용할 수도 있다. 예를 들어, 피가공물(W)이 작고, 블라스트 가공실(41)의 용적이 작은 경우에, 집진기(33)로부터 부여되는 흡인력만으로 충분하다면, 독립된 회수 장치를 설치하지 않아도 된다. 이 경우, 분급 장치(31) 및 집진기(33)는 회수 장치(20)로서 기능한다.

실시예 1

본 실시예에서, 비산 방지 커버(21)의 가이드부(21c)의 형상에 대해 논한다. 본 발명이 하기 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다.

직경 150㎜, 높이 45㎜의 원기둥 형상의 비산 방지 커버(21)로서, 비산 방지 커버(21)의 내부로부터 외부를 향해 연장되는 만곡된 표면으로서 형성되는 가이드부(21c)와, 흡인 부재(21b)를 포함하는 비산 방지 커버(21)를 사용하였다. 흡인 덕트(52)를 통해 흡인 부재(21b)에 접속된 블로어(blower)의 흡인 정압(static pressure) 및 개구의 단부(21a)에서의 정압은, 블로어가 공기를 흡인할 때 측정되었다. 또한, 비교예에 있어서, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 가이드부(21c)를 포함하지 않는 비산 방지 커버(21)를 사용하였다. 비교예에서 다른 모든 조건은 실시예와 동일하였다.

표 1에 그 결과를 나타낸다. 비산 방지 커버(21)가 가이드부(21c)를 포함하는 경우 블로어의 흡인 정압은 -8.3kPa, 흡인된 공기의 용량은 5.2m³였고, 비산 방지 커버(21)가 가이드부(21c)를 포함하지 않는 경우 블로어의 흡인 정압은 -11.2kPa, 흡인된 공기의 용량은 4.1m³였다.

상기 결과로부터, 비산 방지 커버(21)가 가이드부(21c)를 포함하는 경우, 비산 방지 커버(21)가 가이드부(21c)를 포함하지 않는 경우의 블로어의 정압 및 흡인된 공기의 용량에 비해, 각각 블로어의 정압이 낮아지고 흡인된 공기의 용량이 커지는 것이 관찰되었다.

[표 1]

실시예 2

본 실시예에서는, 보조 흡인 부재(21i)의 효과 및 분사 노즐(11)의 경사 각도의 효과에 대해 조사한다. 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

폭 160㎜, 길이 200㎜, 및 높이 45㎜의 비산 방지 커버(21)로서, 개구의 단부(21f)에, 비산 방지 커버(21)의 내부로부터 외부를 향해 연장되는 만곡된 표면으로서 형성된 가이드부(21g)를 포함하는 비산 방지 커버(21)를 사용하였다. 직경 13㎜의 흡인 부재(21h)가 비산 방지 커버(21)의 천정부에 설치되었다. 흡인 부재(21h)는 비산 방지 커버(21) 및 흡인 부재(21h)의 교차면에 의해 형성된 타원(원 포함)의 중심이 비산 방지 커버(21)의 직사각형의 장변의 길이 방향의 중심으로부터 90㎜ 단면측으로 이동된 위치에 설치되었다. 또한, 보조 흡인 부재(21i)는 비산 방지 커버(21)의 측면에 설치되며, 개구의 단부로부터 10㎜ 떨어져 배치되었다. 본 실시예에서, 각각의 직경이 8㎜인 5개의 관이 동일한 간격을 두고 배치되었다. 또한, 분사 노즐의 경사 각도는 각각 25, 30, 45, 75 및 80도였다.

흡인 부재(21h) 및 보조 흡인 부재(21i)는 각각 흡인 덕트(52) 및 보조 흡인 덕트(56)에 의해 흡인 장치(미도시)에 접속되었다. 분사재(WA # 600)가 분사 노즐로부터 0.6MPa로 분사되는 동시에, 흡인 장치가 작동되었다. 비산 방지 커버(21)의 외부로 누출되는 모든 분사재 또는 분사 완료 후 피가공물의 가공면에 잔류하는 모든 분사재의 양에 대해 조사하였다.

분사 노즐이 30, 45, 75, 및 80도로 경사졌을 때 분사재의 누출이 관찰되지 않았다. 그러나, 분사 노즐이 25도로 경사졌을 때, 누출이 관찰되었다. 분사 노즐이 80도로 경사졌을 때, 피가공물의 가공면에 잔류하는 분사재가 관찰되었다. 따라서, 분사 노즐의 최적 경사 각도는 30-75도임이 확인되었다.

실시형태의 효과

(1) 본 발명의 회수 장치(20)에 따르면, 비산 방지 커버(21)에 의해 분사재 및 분진의 비산을 방지하면서, 분사재를 회수하는 흡인 장치가 피가공물에 인접한 위치에서, 틈새(T)를 통해 흡인된 외기를 이송 매체로서 이용하여, 분사재 및 분진을 흡인 및 배기하기 때문에, 비산 방지 커버(21) 내의 작은 용적만을 흡인하면 되며, 분사재 및 분진을 효율적으로 회수할 수 있다. 특히, 본 발명의 분사재 회수 장치는 종래에 회수하기 어려웠던 미세 분사재를 효율적으로 회수할 수 있다. 또한, 본 발명의 분사재 회수 장치는, 직사각형 형상의 분사구를 가지며 통상 다량의 분사재를 분사하는 분사 노즐이 이용된 경우에도, 분사재 및 분진을 충분히 회수할 수 있다. 또한, 본 발명의 분사재 회수 장치는 분사재 및 분진이 피가공물(W)의 반송 기구(42) 등에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 피가공물(W)이 반송 중에 손상되지 않는다.

(2) 분사재 회수 장치는 개구의 단부(21a)에 형성된 가이드부(21c)를 포함한다. 가이드부(21c)는 틈새(T)를 통해 외기의 도입을 안내한다. 따라서, 외기가 도입될 때, 개구의 단부(21a)에 인접한 위치에 박리 와류 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새(T)를 통해 흡인된 외기류로 인한 저항 증가(압력 손실), 및 분사재와 분진의 체류 등이 방지된다. 따라서, 분사재와 분진이 흡인에 의해 효율적으로 제거될 수 있다.

(3) 피가공물(W)의 가공면(S)에 대해 경사진 위치에 분사 노즐(11)을 구비함으로써, 분사 노즐(11)의 경사 방향에 반대되는 방향으로 분사재 및 분진이 비산되기 쉽다. 흡인 부재(21b)가 분사재 및 분진이 비산될 수 있는 방향으로 배치되어 있기 때문에, 효율적으로 흡인 및 제거된다.

(4) 블라스트 가공 후, 에어 블로잉 노즐(23b)로부터 피가공물(W)에 대해 분사된 압축 공기는 피가공물(W)에 부착된 분사재 및 분진을 분리할 수 있다. 따라서, 분리된 분사재 및 분진은 제 2 비산 방지 커버(23a)에 의해 비산되는 것이 방지되며, 틈새(t)를 통해 도입된 외기를 이송 매체로서 이용하여, 피가공물(W)에 인접하여 흡인 및 배기된다. 따라서, 분사재 또는 분진이 비산되지 않고, 피가공물(W)의 클리닝이 수행될 수 있다.

(5) 분사재 회수 장치는 제 2 개구의 단부(23d)에 배치된 제 2 가이드부(23e)를 포함한다. 따라서, 틈새(t)를 통해 외기가 도입될 때, 제 2 개구의 단부(23d)에 인접한 위치에 박리 와류 등이 발생하는 영역을 없앨 수 있다. 따라서, 틈새(t)에서의 외기를 흡입할 때의 통기 저항(압력 손실)의 증대 및 분사재와 분진의 체류 등이 방지된다. 따라서, 분사재와 분진이 흡인에 의해 효율적으로 제거될 수 있다.

(6) 회수 장치(20)를 포함하는 본 발명의 블라스트 가공 장치(1)에 따르면, 분사재가 회수 장치(20)에 의해 이미 흡인 및 회수되었기 때문에, 집진기(33)에 의해 발생되어 분사재의 이송을 위해 분급 장치(31)로 공급되는 공기의 용량을 작게 할 수 있다. 따라서, 분사재를 이송하는데 필요한 흡인력을 발생해야 하는 분급 장치(31), 집진기(33) 등이 소형화될 수 있다.

그 밖의 실시형태:

소량의 분사재가 사용되어 분사재 및 분진의 누출 문제를 고려하지 않아도 되는 경우, 블라스트 가공실(41)은 설치하지 않아도 된다. 또한, 분진에 약한 재료 또는 제품을 블라스트 가공하는 경우, 블라스트 가공실(41)과 같은 블라스트 가공부(40)를 클린 부스(clean booth)로서 형성할 수 있다.

2009년 9월 11일자로 출원된 기초 일본 특허출원 제2009-210309호, 및 2010년 5월 6일자로 출원된 일본 특허출원 제2010-106095호의 내용 전체를 본 명세서에 참조로서 포함한다.

본 발명은 본 명세서의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 실시형태는 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내는 것으로, 설명의 목적으로만 기재된 것이다. 당업자에게 있어서는, 상세한 설명에 근거하여 다양한 변경이나 변형이 가능함이 분명하다.

본 출원인은 개시된 어떠한 실시형태에 대해서도 공중에 헌상하고자 하는 의도는 없다. 따라서, 개시된 변경 및 변형 중, 본 청구범위 내에 문언상 포함되지 않은 것도 균등론 하에서 본 발명의 일부를 구성한다.

상세한 설명 및 청구범위에 있어서, 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 특별히 지시되지 않은 한, 또는 문맥에 의해 명료하게 부정되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 본 명세서 중에서 제공된 모든 예시 또는 예시적인 용어의 사용도, 단지 본 발명을 용이하게 설명하려는 의도에 지나지 않으며, 특히 청구범위에 기재되지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 가하는 것은 아니다.

1 : 블라스트 가공 장치
10 : 분사 장치
11 : 분사 노즐
12 : 압축 공기 공급 장치
13 : 공기 배관
20 : 회수 장치
21 : 비산 방지 커버
21a, 21f : 개구의 단부
21b, 21h : 흡인 부재
21c, 21g : 가이드부
21i : 보조 흡인 부재
22 : 흡인 장치
22a : 포집 유닛
22b : 저류 탱크
23 : 클리닝 장치
23a : 제 2 비산 방지 커버
23b : 에어 블로잉 노즐
23c : 제 2 흡인 부재
23d : 제 2 개구의 단부
23e : 제 2 가이드부
30 : 공급 장치
31 : 분급 장치
31a : 사이클론 타워
31b : 버퍼 탱크
32 : 호퍼
33 : 집진기
40 : 블라스트 가공부
41 : 블라스트 가공실
42 : 반송 기구
42a : 반송 롤러
42b : 스테이지
51 : 분사재 공급관
52 : 흡인 덕트
53 : 제 2 흡인 덕트
54 : 회수 덕트
55 : 덕트
56 : 보조 흡인 덕트
S : 가공면
T : 틈새
t : 틈새(제 2 틈새)
W : 피가공물
P : 분사재가 분사되는 위치(P)
p : 압축 공기가 분사되는 위치(p)

Claims (14)

1. 블라스트 가공용 분사 노즐에 부착되며, 블라스트 가공용 분사 노즐로부터 피(被)가공물에 분사된 분사재 및 블라스트 가공에 의해 발생하는 분진을 흡인 및 회수하는 분사재 회수 장치로서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐의 분사구를 덮는 개구를 가지는 박스 형상으로 형성되며, 개구의 단부(end part)와 피가공물의 피가공면 사이에 외기(outside air)를 흡인가능한 틈새를 설치하도록 구성된, 분사재 및 분진의 비산을 방지하는 비산 방지 커버(covering)로서, 상기 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방의 내측면에, 상기 개구의 단부를 향해 상기 비산 방지 커버의 내부로부터 외부로 향하는 면으로서 형성되며, 상기 틈새로부터의 외기의 도입을 안내하는 가이드부가 설치되어 있는 비산 방지 커버와,
   상기 틈새로부터 도입되는 외기를 이송 매체로 하여, 상기 비산 방지 커버에 설치된 흡인 부재로부터 상기 비산 방지 커버 내의 분사재 및 분진을 외부로 흡인 및 배기하는 흡인 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡인 부재는 상기 비산 방지 커버의 상단부에 설치되는 동시에,
   상기 흡인 부재를 설치한 측의 상기 비산 방지 커버의 측면에 설치된 보조 흡인 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐은 분사구가 직사각형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐은 중력 분사 방식(gravitational spraying method)인 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐은 피가공물의 가공면에 대해 경사지도록 배치되며, 상기 흡인 부재는 피가공물의 가공면에서의 분사재의 분사위치를 향해, 상기 블라스트 가공용 분사 노즐의 경사 방향과 반대 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐은 피가공물의 가공면에 대해 경사지도록 배치되며, 상기 흡인 부재는 피가공물의 가공면에서의 분사재의 분사 위치를 향해, 상기 블라스트 가공용 분사 노즐의 경사 방향과 반대 방향으로 경사져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 블라스트 가공용 분사 노즐의 설치 각도는 피가공면에 대해 30∼75°인 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 흡인 부재는, 피가공물의 가공면에서의 분사재의 분사 위치를 중심으로 한 원주 상에, 흡인 방향이 원주의 접선 방향이 되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   블라스트 가공 후에 피가공물 표면에 잔류한 상기 분사재 및 분진을 제거하는 클리닝 장치로서,
   개구를 가지는 박스 형상으로 형성되며, 개구의 단부와 피가공물의 피가공면의 사이에 외기를 흡인가능한 제 2 틈새를 설치하도록 구성된 제 2 비산 방지 커버와,
   제 2 비산 방지 커버 내부에 있어서 피가공물 표면에 압축 공기를 분사하여, 상기 분사재 및 분진을 피가공물 표면으로부터 박리하여 제거하는 에어 블로잉 노즐(air-blowing nozzle)과,
   상기 제 2 비산 방지 커버에 설치되며, 상기 제 2 틈새로부터 도입되는 외기를 이송 매체로 하여 상기 제 2 비산 방지 커버 내의 분사재 및 분진을 외부로 흡인 및 배기하는 제 2 흡인 부재
   를 구비한 클리닝 장치를, 상기 비산 방지 커버의 외측에 인접하여 배치한 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 비산 방지 커버의 개구의 단부 근방의 내측면에, 상기 개구의 단부를 향해 상기 비산 방지 커버의 내부로부터 외부로 향하는 면으로서 형성되며, 상기 틈새로부터의 외기의 도입을 안내하는 가이드부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분사재 회수 장치.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 분사재 회수 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    분사재를 흡인 및 회수하기 위한 흡인 장치와, 상기 회수된 분사재로부터 재사용이 가능한 분사재를 분리하여 취출(取出)하는 분급기를 구비하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 장치.
13. 제 12 항에 기재된 블라스트 가공 장치를 이용한 블라스트 가공 방법으로서,
    상기 분사 노즐로부터 분사재를 피가공면을 향해 분사하는 동시에, 비산 방지 커버 내, 또는 비산 방지 커버 내 및 제 2 비산 방지 커버 내의 분사재를 상기 흡인 장치에 의해 흡인하여 회수하고, 회수된 상기 분사재로부터 재사용이 가능한 분사재를 분리하여 취출하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 방법.
14. 삭제

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