JP3032182B2 - アブレシブジェットによる切削装置 - Google Patents
アブレシブジェットによる切削装置Info
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- JP3032182B2 JP3032182B2 JP9292677A JP29267797A JP3032182B2 JP 3032182 B2 JP3032182 B2 JP 3032182B2 JP 9292677 A JP9292677 A JP 9292677A JP 29267797 A JP29267797 A JP 29267797A JP 3032182 B2 JP3032182 B2 JP 3032182B2
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- abrasive
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外周囲をエアージ
ェットでコーティングしたアブレシブジェットによる切
削装置に関する。
ェットでコーティングしたアブレシブジェットによる切
削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材やコンクリートなどを切断するの
に、高圧水に研磨材を混入したものをノズルから噴射す
るアブレシブジェットによる切削方法は従来より広く実
施されている。
に、高圧水に研磨材を混入したものをノズルから噴射す
るアブレシブジェットによる切削方法は従来より広く実
施されている。
【０００３】また、水中において、鋼材やコンクリート
等の切断、例えば、シールド工事におけるＨ鋼、ＲＣ
杭、シートパイル等の切断に利用され、海中での海洋構
造物の解体作業等にも利用されている。
等の切断、例えば、シールド工事におけるＨ鋼、ＲＣ
杭、シートパイル等の切断に利用され、海中での海洋構
造物の解体作業等にも利用されている。
【０００４】ところで、このアブレシブジェットの切削
能力は、気中においてもノズル出口から切削対象物まで
の距離（スタンドオフ距離）の増加と共に減衰していく
が、この現象は、噴流（アブレシブジェット）の拡散に
よる収束度の低下と周辺の流体の抵抗による噴射速度の
低下が原因と考えられる。
能力は、気中においてもノズル出口から切削対象物まで
の距離（スタンドオフ距離）の増加と共に減衰していく
が、この現象は、噴流（アブレシブジェット）の拡散に
よる収束度の低下と周辺の流体の抵抗による噴射速度の
低下が原因と考えられる。
【０００５】そして、水中においては、周辺流体の抵抗
が気中に比べて大きくなるため、切削能力の距離減衰も
より顕著になる。
が気中に比べて大きくなるため、切削能力の距離減衰も
より顕著になる。
【０００６】例えば、図１６に鋼材をアブレシブジェッ
トで切削した結果を、気中と水中とを比較して示し、こ
の図からスタンドオフ距離が１５０ｍｍ以上で、気中と
水中との差が顕著となり、２５０ｍｍ以上では、水中で
の切削能力はほとんど無くなる事が確認できる。
トで切削した結果を、気中と水中とを比較して示し、こ
の図からスタンドオフ距離が１５０ｍｍ以上で、気中と
水中との差が顕著となり、２５０ｍｍ以上では、水中で
の切削能力はほとんど無くなる事が確認できる。
【０００７】このように、水中ではスタンドオフ距離が
大きくなると急激に切断能力が低下するので、例えば、
Ｈ鋼を切断しようとする場合には、手前側のフランジの
切断は容易であるが、奥側のフランジやウエブ部分の切
断ができないという問題が生じる。
大きくなると急激に切断能力が低下するので、例えば、
Ｈ鋼を切断しようとする場合には、手前側のフランジの
切断は容易であるが、奥側のフランジやウエブ部分の切
断ができないという問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、水
中における切削能力の減衰をできるだけ減少させるアブ
レシブジェットによる切削装置を提供することを目的と
する。
中における切削能力の減衰をできるだけ減少させるアブ
レシブジェットによる切削装置を提供することを目的と
する。
【０００９】また、本発明は、Ｈ鋼のように、切断箇所
により切削負荷が異なる被切削材を短時間に切断できる
アブレシブジェットによる切削装置を提供することを目
的とする。
により切削負荷が異なる被切削材を短時間に切断できる
アブレシブジェットによる切削装置を提供することを目
的とする。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アブレ
シブジェットの周辺からエアージェットを噴射して外周
囲をエアージェットでコーティングしたアブレイシブジ
ェットによる切削装置において、アブレシブジェットを
噴射する噴射孔を備えた内管と、該内管の外周囲を被い
エアージェットを噴射する噴射孔を備えた外管とから成
り、その噴射孔に設けられて外周囲をエアージェットで
コーティングしたアブレシブジェットの噴射ノズルが送
り駆動部により前後動し、回転駆動部により回転動し、
そして傾け駆動部により角度可変とされるようになって
いる。
シブジェットの周辺からエアージェットを噴射して外周
囲をエアージェットでコーティングしたアブレイシブジ
ェットによる切削装置において、アブレシブジェットを
噴射する噴射孔を備えた内管と、該内管の外周囲を被い
エアージェットを噴射する噴射孔を備えた外管とから成
り、その噴射孔に設けられて外周囲をエアージェットで
コーティングしたアブレシブジェットの噴射ノズルが送
り駆動部により前後動し、回転駆動部により回転動し、
そして傾け駆動部により角度可変とされるようになって
いる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】本発明は上記のように構成され、水中切削
において、アブレシブジェットの周辺から噴射されるエ
アージェットにより、周辺の水とアブレシブジェットと
の間には空気のカーテンでコーティングされ、水の抵抗
を緩和し、切削能力の減衰を防ぎ、気中切削とほぼ同等
の能力を得ることができる。
において、アブレシブジェットの周辺から噴射されるエ
アージェットにより、周辺の水とアブレシブジェットと
の間には空気のカーテンでコーティングされ、水の抵抗
を緩和し、切削能力の減衰を防ぎ、気中切削とほぼ同等
の能力を得ることができる。
【００１６】そして、噴射ノズルを被切削物の切削箇所
に対して所要距離に移動させ、あるいは所要の角度に傾
斜させることでスタンドオフ距離を短くすることがで
き、切削能力の減衰を防いで、例えばＨ鋼のように奥行
きがあって従来技術では切削負荷に幅がある被切削材に
対しても切断を可能にする。
に対して所要距離に移動させ、あるいは所要の角度に傾
斜させることでスタンドオフ距離を短くすることがで
き、切削能力の減衰を防いで、例えばＨ鋼のように奥行
きがあって従来技術では切削負荷に幅がある被切削材に
対しても切断を可能にする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。なお、「外周囲をエアージェットでコ
ーティングしたアブレシブジェット」を、以下において
は「エアーコーティングアブレシブジェット」と記す。
施例を説明する。なお、「外周囲をエアージェットでコ
ーティングしたアブレシブジェット」を、以下において
は「エアーコーティングアブレシブジェット」と記す。
【００１８】図１には本発明に係るエアーコーティング
アブレシブジェットによる切削方法を実施するノズルの
基本例を示し、該ノズル１は、アブレシブジェットＡを
噴射するアブレシブジェット噴射孔を備えた内管２と、
該内管２の外周囲を被ってエアージェットＢを噴射する
エアージェット噴射孔を備えた外管３とからなってい
る。
アブレシブジェットによる切削方法を実施するノズルの
基本例を示し、該ノズル１は、アブレシブジェットＡを
噴射するアブレシブジェット噴射孔を備えた内管２と、
該内管２の外周囲を被ってエアージェットＢを噴射する
エアージェット噴射孔を備えた外管３とからなってい
る。
【００１９】このノズル１によれば、アブレシブジェッ
トＡの周辺からエアージェットＢを噴射し、周辺の流体
すなわち水とアブレシブジェットの間に空気のカーテン
を作ることにより、水の抵抗を緩和し、切削能力の減衰
を防ぐ。
トＡの周辺からエアージェットＢを噴射し、周辺の流体
すなわち水とアブレシブジェットの間に空気のカーテン
を作ることにより、水の抵抗を緩和し、切削能力の減衰
を防ぐ。
【００２０】図１５にエアーコーティングアブレシブジ
ェット（ＡＣＡＪ）により鋼材を水中で切削した結果
を、通常のアブレシブジェット（ＡＪ）により鋼材を水
中及び気中で切削したデータと比較して示す。
ェット（ＡＣＡＪ）により鋼材を水中で切削した結果
を、通常のアブレシブジェット（ＡＪ）により鋼材を水
中及び気中で切削したデータと比較して示す。
【００２１】この図から明かなように、エアーコーティ
ングアブレシブジェット（ＡＣＡＪ）方式は、切削能力
が大幅に改善されており、気中切削とほぼ同等の能力を
得ることが出来る。
ングアブレシブジェット（ＡＣＡＪ）方式は、切削能力
が大幅に改善されており、気中切削とほぼ同等の能力を
得ることが出来る。
【００２２】なお、エアージェットの圧力は、雰囲気圧
力＋２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲とする。また、エアー
ジェットの風量は、１〜３Ｎｍ3 ／ｍｉｎとする。
力＋２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲とする。また、エアー
ジェットの風量は、１〜３Ｎｍ3 ／ｍｉｎとする。
【００２３】図２ないし図５にはエアーコーティングア
ブレシブジェット噴射ノズルの各例を示し、図２はリン
グジェット形式その１のエアーコーティングアブレシブ
ジェット噴射ノズル１Ａであり、実質のスタンドオフ距
離を最も短くすることができる。そして流量調整が可能
である。
ブレシブジェット噴射ノズルの各例を示し、図２はリン
グジェット形式その１のエアーコーティングアブレシブ
ジェット噴射ノズル１Ａであり、実質のスタンドオフ距
離を最も短くすることができる。そして流量調整が可能
である。
【００２４】図３はリングジェット形式その２のエアー
コーティングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｂであ
り、実質のスタンドオフ距離を最も短くすることができ
る。噴射角度は０度。
コーティングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｂであ
り、実質のスタンドオフ距離を最も短くすることができ
る。噴射角度は０度。
【００２５】図４はテーパージェット形式のエアーコー
ティングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｃであり、テ
ーパー部で強制的にエアージェットを収束させることが
できる。
ティングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｃであり、テ
ーパー部で強制的にエアージェットを収束させることが
できる。
【００２６】図５はラバルジェット形式のエアーコーテ
ィングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｄであり、広が
り管によりエアージェットを適正膨張状態にし、超音速
流れとすることができる。
ィングアブレシブジェット噴射ノズル１Ｄであり、広が
り管によりエアージェットを適正膨張状態にし、超音速
流れとすることができる。
【００２７】図６にはエアーコーティングアブレシブジ
ェットによるＨ鋼Ｋの切断を示す。Ｈ鋼Ｋを切断する場
合、ジェットＪの軸をＨ鋼Ｋのフランジｈに対して垂直
方向にするとウェブｗの部分の切断が困難になるため、
図６に示すように角度を付ける。この角度は２５度とし
ている。
ェットによるＨ鋼Ｋの切断を示す。Ｈ鋼Ｋを切断する場
合、ジェットＪの軸をＨ鋼Ｋのフランジｈに対して垂直
方向にするとウェブｗの部分の切断が困難になるため、
図６に示すように角度を付ける。この角度は２５度とし
ている。
【００２８】ノズル１を矢印方向に移動し、移動速度
は、図中のＡ部、Ｂ１部、Ｂ２部、Ｃ部では、切断に必
要なエネルギーが異なるため、それぞれの部分に対し
て、Ａ部１２分、Ｂ１部２０分、Ｂ２部１３分、Ｃ部
０．５分に設定した。その結果、約４５分の所要時間で
Ｈ鋼Ｋを切断する事ができた。
は、図中のＡ部、Ｂ１部、Ｂ２部、Ｃ部では、切断に必
要なエネルギーが異なるため、それぞれの部分に対し
て、Ａ部１２分、Ｂ１部２０分、Ｂ２部１３分、Ｃ部
０．５分に設定した。その結果、約４５分の所要時間で
Ｈ鋼Ｋを切断する事ができた。
【００２９】図７に前記の態様で、切削するのに好適な
角度可変式切削装置を示し、前記のノズル１には、研磨
材ホース４及び高圧ホース５が接続されており、研磨材
ホース４は、図示していない研磨材供給装置に接続され
ており、また高圧ホース５は、高圧用スイベル継手５ａ
を介して同様に図示していない高圧エアー源に接続され
ている。
角度可変式切削装置を示し、前記のノズル１には、研磨
材ホース４及び高圧ホース５が接続されており、研磨材
ホース４は、図示していない研磨材供給装置に接続され
ており、また高圧ホース５は、高圧用スイベル継手５ａ
を介して同様に図示していない高圧エアー源に接続され
ている。
【００３０】噴射ノズル１を回転動する回転駆動部６、
角度可変とする傾け駆動部７が設けられており、装置全
体が送り駆動部８及びスライドユニット９により前後移
送される。
角度可変とする傾け駆動部７が設けられており、装置全
体が送り駆動部８及びスライドユニット９により前後移
送される。
【００３１】この装置によれば、傾け駆動部７によって
ノズル１に所定角度を与え、送り駆動部８及びスライド
ユニット９によって前後移送しながら、研磨材ホース４
及び高圧ホース５によって研磨材および高圧空気をそれ
ぞれノズル１に供給し、エアーコーティングアブレシブ
ジェットを噴射して前記図６に示した切削を行うことが
できる。また、図８及び図９に示すように、傾け駆動部
７及び回転駆動部６を駆動して、被切削部材Ｚを同心円
状Ｚ１に広範囲の切削をすることもできる。
ノズル１に所定角度を与え、送り駆動部８及びスライド
ユニット９によって前後移送しながら、研磨材ホース４
及び高圧ホース５によって研磨材および高圧空気をそれ
ぞれノズル１に供給し、エアーコーティングアブレシブ
ジェットを噴射して前記図６に示した切削を行うことが
できる。また、図８及び図９に示すように、傾け駆動部
７及び回転駆動部６を駆動して、被切削部材Ｚを同心円
状Ｚ１に広範囲の切削をすることもできる。
【００３２】また、図１０ないし図１３に杭内部にＨ鋼
の存在する場合の切削の一例を示す。図１０に示すＨ鋼
Ｋを内包した杭Ｘを、図１１及び図１２に示すように直
線状に平行して符号ａ〜ｄで示すようにフランジｈ部分
を順次切削し、ウエブｗの部分はノズル１の噴射角度を
傾斜させ、既切削部分ｃから切削する。
の存在する場合の切削の一例を示す。図１０に示すＨ鋼
Ｋを内包した杭Ｘを、図１１及び図１２に示すように直
線状に平行して符号ａ〜ｄで示すようにフランジｈ部分
を順次切削し、ウエブｗの部分はノズル１の噴射角度を
傾斜させ、既切削部分ｃから切削する。
【００３３】その他、図１４にはシールド掘削機Ｓのカ
ッターヘッドＣにエアーコーティングアブレシブジェッ
ト１を適用した実施形態を示している。シールド工事で
掘進中に地中に埋設された残置杭等の障害物を切断また
は破砕して取り除く事ができる。なお、符号Ｍはアブレ
ッシブジェットの切削駆動装置、Ｐは高圧発生装置、Ｇ
は研磨材供給装置を示す。
ッターヘッドＣにエアーコーティングアブレシブジェッ
ト１を適用した実施形態を示している。シールド工事で
掘進中に地中に埋設された残置杭等の障害物を切断また
は破砕して取り除く事ができる。なお、符号Ｍはアブレ
ッシブジェットの切削駆動装置、Ｐは高圧発生装置、Ｇ
は研磨材供給装置を示す。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、アブレシブジェットの
周辺から噴射されるエアージェットにより、周辺の流体
すなわち水とアブレシブジェットとの間に空気のカーテ
ンが作られ、水の抵抗が緩和され、切削能力の減衰を防
いで、気中切削とほぼ同等の能力を得ることが出来る。
そして、噴射ノズルを被切削物に対して移動させ、ある
いは所要の角度に傾斜させることでスタンドオフ距離を
短くすることができ、切削能力の減衰を防いで、奥行き
のあるものに対しても対応することができる。
周辺から噴射されるエアージェットにより、周辺の流体
すなわち水とアブレシブジェットとの間に空気のカーテ
ンが作られ、水の抵抗が緩和され、切削能力の減衰を防
いで、気中切削とほぼ同等の能力を得ることが出来る。
そして、噴射ノズルを被切削物に対して移動させ、ある
いは所要の角度に傾斜させることでスタンドオフ距離を
短くすることができ、切削能力の減衰を防いで、奥行き
のあるものに対しても対応することができる。
【００３５】従って、水中において、鋼材やコンクリー
ト等の切断、例えば、シールド工事における地中障害
物、例えば、Ｈ鋼やＲＣ杭、シートパイル等の切断に好
適に使用できる。また、海中で、海洋構造物の解体作業
等にも使用できる。そして、地中での作業も、殆どの場
合、水中となるため同様に利用できる。
ト等の切断、例えば、シールド工事における地中障害
物、例えば、Ｈ鋼やＲＣ杭、シートパイル等の切断に好
適に使用できる。また、海中で、海洋構造物の解体作業
等にも使用できる。そして、地中での作業も、殆どの場
合、水中となるため同様に利用できる。
【図１】エアーコーティングアブレシブジェツトの模式
図。
図。
【図２】リングジェット式その１のエアーコーティング
アブレシブジェットの模式図。
アブレシブジェットの模式図。
【図３】リングジェット式その２のエアーコーティング
アブレシブジェットの模式図。
アブレシブジェットの模式図。
【図４】テーパージェット式のエアーコーティングアブ
レシブジェットの模式図。
レシブジェットの模式図。
【図５】ラバルジェット式のエアーコーティングアブレ
シブジェットの模式図。
シブジェットの模式図。
【図６】エアーコーティングアブレシブジェットによる
Ｈ鋼の切断を示す説明図。
Ｈ鋼の切断を示す説明図。
【図７】エアーコーティングアブレシブジェットの角度
可変式切削装置の縦断面図。
可変式切削装置の縦断面図。
【図８】エアーコーティングアブレシブジェットのノズ
ルを傾斜回転させて被切削物を切削する説明図。
ルを傾斜回転させて被切削物を切削する説明図。
【図９】図８の平面図。
【図１０】被切削物のＨ鋼を内包した杭の断面図。
【図１１】図１０の切削の最初の工程を示す断面図。
【図１２】図１０のフランジ部分の切削工程を示す断面
図。
図。
【図１３】図１０のウエブ部分の切削工程を示す断面
図。
図。
【図１４】シールド掘削機にエアーコーティングアブレ
シブジェットを適用した実施形態を示す断面図。
シブジェットを適用した実施形態を示す断面図。
【図１５】エアーコーティングアブレシブジェットによ
り鋼材を水中で切削した場合のエアーコーティングの効
果を示すグラフ。
り鋼材を水中で切削した場合のエアーコーティングの効
果を示すグラフ。
【図１６】従来のアブレシブジェットの水中切削能力を
示すグラフ。
示すグラフ。
１・・・エアーコーティングアブレシブジェット噴射ノ
ズル ２・・・アブレシブジェット噴射孔を備えた内管 ３・・・エアージェット噴射孔を備えた外管 ４・・・研磨材ホース ５・・・高圧ホース ６・・・回転駆動部 ７・・・ノズル傾け駆動部 ８・・・送り駆動部 ９・・・スライドユニット Ａ・・・アブレシブジェット Ｂ・・・エアージェット
ズル ２・・・アブレシブジェット噴射孔を備えた内管 ３・・・エアージェット噴射孔を備えた外管 ４・・・研磨材ホース ５・・・高圧ホース ６・・・回転駆動部 ７・・・ノズル傾け駆動部 ８・・・送り駆動部 ９・・・スライドユニット Ａ・・・アブレシブジェット Ｂ・・・エアージェット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩 田 孝 輔 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−185400（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240074（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50400（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−1398（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153299（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−78472（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−45120（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−59626（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−57471（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−62342（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24C 5/02 - 5/04 B26F 3/00 E04G 23/08
Claims (1)
- 【請求項１】 アブレシブジェットの周辺からエアージ
ェットを噴射して外周囲をエアージェットでコーティン
グしたアブレイシブジェットによる切削装置において、
アブレシブジェットを噴射する噴射孔を備えた内管と、
該内管の外周囲を被いエアージェットを噴射する噴射孔
を備えた外管とから成り、その噴射孔に設けられて外周
囲をエアージェットでコーティングしたアブレシブジェ
ットの噴射ノズルが送り駆動部により前後動し、回転駆
動部により回転動し、そして傾け駆動部により角度可変
とされるものであることを特徴とするアブレシブジェッ
トによる切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9292677A JP3032182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | アブレシブジェットによる切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9292677A JP3032182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | アブレシブジェットによる切削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123661A JPH11123661A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3032182B2 true JP3032182B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17784877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9292677A Expired - Fee Related JP3032182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | アブレシブジェットによる切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032182B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4738586B2 (ja) * | 2000-11-09 | 2011-08-03 | 株式会社アルプスエンジニアリング | ブラスト加工装置 |
| JP2004520946A (ja) * | 2000-12-21 | 2004-07-15 | キューイーディー テクノロジーズ インコーポレーテッド | ジェットによる基板表面の仕上げ |
| JP5241896B2 (ja) * | 2011-08-16 | 2013-07-17 | 中黒建設株式会社 | アブレイシブジェットを含むウォータージェットの水中における効率向上方法及び装置 |
| JP6822850B2 (ja) * | 2017-01-04 | 2021-01-27 | 鹿島建設株式会社 | ウォータージェットシステム及びコンクリート構造物の削孔方法 |
| CN119635540B (zh) * | 2024-12-11 | 2026-04-03 | 重庆大学 | 一种多介质复合射流发生装置及极地水下射流破冰方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6362342B2 (ja) | 2013-03-29 | 2018-07-25 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP9292677A patent/JP3032182B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6362342B2 (ja) | 2013-03-29 | 2018-07-25 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11123661A (ja) | 1999-05-11 |
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