JPH03505553A - 研磨剤清掃・切削 - 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】 石　　剤゛　　　・　　　１ 技」社１四力＝野 本発明は研磨剤清掃または研磨剤切削を行う装置および方法に関する。

五ＩＪＬ術 水中表面清掃技術は、多年にわたって、主として、手動式、動力式を問わず、ブ ラシ、スクレーバ、たがね等に頼ってきた。

最近になって、高度の清掃基準を要求する安全試験あるいは安全点検に先立って 行われる金属構造溶接部位の海中清掃のような用途で清掃能率を改善すべく努力 の結果、研磨スラリの高圧噴流を用いる吹き付は清掃装置が試みられ、ここでは 、研磨剤の搬送体として水を用いている。このような研磨スラリを用いる場合、 多くの困難が生じることがわかった。効果的な清掃作用を得るには、スラリは、 局部静水圧（周囲圧力）以上少なくとも２０００　ｐｓｉｇ　（１４１ｋｇ／ｃ ｍ″）の圧力、より代表的には、静水圧以上７０００〜１５０００　ｐｓｉｇ（ ４９０〜１０６０　ｋｇ／ｃｍ’　）の圧力でノズルから噴出しなければならな い。必要とするこの非常に高い給送圧力に耐えることのできる高価な圧送装置お よび構成要素についてのニーズの他に、ノズルのところで大きな反力が生じ、方 向付けおよび取り扱いが難しくなると共に装置を操作しているオペレータにもか なりの危険を与える。さらに、この構造では、高圧スラリによる非常に高度の内 部摩耗が生じることが証明されている。

免豆二！ｊ 本発明は、１つの局面によれば、後により詳しく説明する成る特別のやり方で研 磨剤流を調製することによって、比較的低いノズル圧力でより迅速に、安全にか つより効果的に清掃を行える方法および装置を得ることができるということを見 出したことに基礎を置く、実際、本発明者等は、研磨剤流の作用がかなり効果的 であるために、材料の研磨剤切削のために装置を使用できるということを見出し た。

本発明の第１の特徴によれば、水中研磨剤清掃あるいは水中研磨剤切削またはこ れら両方に特に適した（と言って、これに限る訳ではない）研磨剤清掃・切削装 置であって、研磨粒子、空気（ここで用いる「空気」なる用語は他の気体も含む ）および液体を含む研磨混合物を調製するための混合部と、混合物の流れを清掃 あるいは切削またはこれら両方を行おうとしている表面に向ける出口ノズルと、 混合部を出口ノズルに接続してノズルに研磨剤流を運ぶためのバイブラインと、 研磨粒子、空気および液体を混合部に供給して、できた研磨剤流が少なくとも部 分的に（好ましくは、はとんど）表面が液体で濡れており、研磨剤搬送体として の空気または空気／液体ミストまたはこれら両方に捕らえられている研磨粒子を 含むようにする手段とを包含する研磨剤清掃・切削装置を得ることができる。

本発明は、さらに、研磨粒子、空気および液体の混合物を含む研磨剤流を圧力の 下に清掃あるいは切削またはこれら両方を行おうとしている表面に向け、この研 磨剤流が、少なくとも部分的に液体で表面を濡らされ、研磨剤搬送体としての空 気または空気／液体ミストあるいはこれら両方に捕らえられた研磨粒子を含むよ うにした研磨剤清掃・切削方法を提供する。

研磨剤流は、研磨粒子を捕らえた推進材としてのほぼ微細ミストの形で混合部を 出ることが望ましい。混合は圧力下で行われるのが好ましい。ミストおよび表面 湿潤粒子は、研磨粒子、空気および液体の割合を精密に制御し、計量して研磨剤 流の流出抵抗を減らすと共に性能を大幅に高めることによって適当に得ることが できる。

供給される成分を適当に制御すると、アトマイザ−（液体を霧化した状態で混合 部に入れる手段）の必要なしに必要な研磨剤流を得ることができる。本発明で用 いる用語「霧化」は研磨粒子を濡らすのに充分なサイズの液滴の形成を意味して いる。

理論で拘束したくはないが、適当な条件の下では、本発明によれば、研磨粒子そ れ自体が研磨剤流内の液体を分散させて必要な効果を生じさせることができる。

研磨剤流における分散あるいは霧化状態を行うファクタは、研磨粒子サイズ、作 業深度、研磨剤流の流量、ノズル圧力である。

より詳しく言えば、装置は、初期の連続液体流（すなわち、霧化なし）として液 体を加圧空気／粒子流に衝突させ、それによって、粒子流および必然的にそれに 伴う粒子の乱れの影響で液体流が研磨粒子その自体のサイズよりも幾分大きい液 滴に迅速に分解するようにする。必要な湿潤作用を得るために、混合部は前記液 滴のさらなる分解を可能とするに充分な長さおよび有効容積でなければならない 、（このさらなる分解影響、特に、混合部壁面の影響、液体入口ボートとのつな がり等による。）これにより、液滴が研磨粒子とほぼ同じサイズとなる状態に進 むことができる０本発明者等は、このサイズで、必要な湿潤度が最適化されるこ とを見出した。

液体の供給率を制御して粒子を濡らすに必要とするよりも液体を５〜１０％余分 とし、上述したような充分な長さの混合部を用いると、研磨剤流を容易に調製す ることができる。

混合部は、適当には、成る長さの剛性チューブからなり、一端に適当な体積、圧 力で圧縮空気を導入する。混合部は圧縮空気を導くパイプの内径と同じ内径とし 、空気流の速度を一定に保つようにしなければならない。混合部は、好ましくは 、比較的細長くなっていて、空気流と空気中研磨粒子を液体流と接触する前に流 出させる。液体流は空気／粒子流に対して成る角度で導入されると好ましい。

混合部は、好ましくは、研磨粒子が少なくとも部分的に、たとえば、約８Ｏ−１ ００％（適切には、９０−９５％）研磨粒子を包む液体で濡れた研磨剤流を形成 し、もしあるとして液体の残部が放出時に微細ミストな形成することができる有 効容積を有する。

水中での使用の場合、液体ミストは、好ましくは、使用される液体の１０％以下 でなければならない。これは、これより多いミストであると、研磨剤流に衝突し 、清掃しようとしている表面における研磨剤の効果を低下させることがわかった からである。

混合部は、好ましくは、１つの頂部接続部（加圧研磨剤ホッパあるいは容器から ）を有し、これを通して、研磨粒子が後述する適当な弁手段によって空気の体積 ／圧力に比例して注意深く精密に調節した量で空気流に導入される。さらに、も う１つの接続部がこの研磨剤接続部の下流側にあると好ましく、可変容積形ポン プあるいは可変計量ポンプもしくは制御弁手段またはこれら両方を用い、このも う１つの接続部を通して液体を導入する。こうして、導入された液体の体積を正 確に制御することができる。

頂部（研磨剤入口）接続部は、実用上、空気入口接続部に接近して、たとえば、 約４″〜６″　（１００ｍｍ〜１５０ｍｍ１のところにあるべきであり、その場 合、空気流の自然な乱れが研磨粒子の最大限の撹拌を行うことになる。次いで、 液体が混合部の任意の便利な下流部位で連続した流れすなわち噴流として導入さ れ、このとき、なんら特殊な形態の霧化ノズルを使用する必要がない。これは、 空気流内を高速で移動する研磨粒子と乱れおよび衝突の組み合わせによって、液 体を適切な微細ミストに分解し、同時に、研磨粒子の全体的な湿潤（液膜での被 包）を行い、最適な水中性能を達成するという効果があるからである。

導入される液体の体積は粗粒子の量と同様に空気体積に比例して重要である。液 体と空気流が少なすぎると、研磨粒子が充分に湿潤されず、かなり能率が低下す ると共に装置内の摩耗をかなり進めることになる。

液体が多すぎると、研磨粒子と清掃あるいは切削しようとしている表面の間にク ッションが生じることになる。注意深く制御することによって、この特長を、た とえば、コーティングあるいは汚染物の一部のみを除去したい場合、有効に利用 できる。

液体を研磨剤に先立って混合部に導入しても、その影響はあまり変らないが、研 磨剤の衝突による液体の分散およびそれに引く続（霧化は少なくなり、したがっ て、このような方法では、付加的な分散手段、たとえば、噴霧装置あるいは霧化 装置を使用しないかぎり効率が低下する。また、このような構造を使用した場合 、混合室内に温気のある研磨剤が蓄積するのを避けるために、オペレータの注意 がより一層必要となる。

最高効率を得るのに望ましいさらに均質な混合を保つためには、混合部からの放 出ノズルは空気入口とほぼ同じ直径でなければならず、清掃ノズルへの給送パイ プは混合部へ空気と送るバイブと同じ内径でなければならない。

汚れた空気は効率に悪影響を及ぼし、極端な場合には閉塞を生じる可能性すらあ るので、中に捕らえられたオイルや湿気を除去するために空気／ガス供給バイブ に濾過手段が組み込まれる。

液体は新鮮な水あるいはきれいな海水であると最も良い。水中で清掃あるいは切 削を行うためには、液体は、普通、作業を実施するのに使用される媒質と同じも のである。しかしながら、望むならば、他の液体も使用できる。その場合、水中 使用のために、作業を合部に送る前に加熱すると（たとえば、熱水を使用できる ）、装置の性能が高まることを見出した。

研磨粒子は、砂（たとえば、シャープサンド）、グリッド、銅スラグその他の普 通の材料から選ぶことができる。研磨剤は良質で乾燥しており、きれいでなけれ ばならず、代表的には、メツシュサイズ１６〜３０のものでなければならない。

適当な粒度は０．０２ｍｍ〜２．５０ｍｍ直径の範囲にある（水中作業用の場合 、代表的には、０．６−１．５ｍｍ直径の範囲内の混合物である）。好ましくは 、研磨粒子は混合部に入る前に圧縮空気の流れに捕らえられ、ただ１つの入口を 通して加圧混合部に送り込まれる。比較的高い圧力の空気を研磨粒子供給系ｉに 導入することによって作業中に研磨粒子の混合部への流れを滑らかにするのを助 ける手段を設けても良い。

本発明の混合条件が空気、水、研磨剤の均質な混合物を得るのを可能とすること がわかった。これは、公知の装置の高いノズル圧力に比べて、かなり低いノズル 圧力、普通は、１００　ｐｓｉｇ　ｆ７　ｋｇ／ｃｒｎ’　１未満［たとえば、 清掃目的の場合には局部静水圧以上約２０〜５０ｐｓｉｇ（１，４−３，５ｋｇ ／ａｍ”）であり、切削目的のためには局部静水圧以上約３０〜８０ｐｓｉｇ　 ！２〜５．５　ｋｇ／ｃｍ”）である］のノズル圧力の水中使用における性能、 効率をかなり高めるのに貢献すると考えられる。理論で拘束されたくはないが、 流れ内の研磨粒子のほとんどすべてが従来よりもより完全かつ効率よく表面を湿 潤された場合、極めて低いノズル圧力でも、ノズルを出た後の水中での流れ抵抗 をかなり減らすことができると考えられる。また、清掃あるいは切削しようとし ている表面に対する比較的低い衝突速度により、反力も比較的低いものとなり、 その結果、研磨剤流が清掃しようとしている表面を横切って適用される清掃作業 では、各研磨粒子を包み込んでいる液体薄膜の表面張力は、各研磨粒子に清掃し ようとしている物体の表面に対しはね返り作用ではなくその表面を横切る切削作 用を行わせ、研磨剤流の運動エネルギを最大限利用することができると考えられ る。

上述したように、研磨剤流の構成成分の供給は注意深く制御しなければならない 。代表的には、本発明の装置は次の仕様とすることができる。

粒子流量：　０．２５−４．０　ｋｇ／ｍｉｎ、適切には２．０　ｋｇ／ｒａｉ ｎ 液体流量：　０．２５ｊ２　／ｍｉｎ〜１０１２　／ｍｉｎ、適切には２ε／ｍ 空気流量：　６００−１３５０ｍ”／ｈｒ混合部容積＝１２０〜５００ｃｍ”、 適当には２５０ｃｍ”混合部属カニ代表的には、ノズルのところで静水圧以上的 ３．５　ｋｇ／ａｍ２ 空気流量および混合部圧力は水中使用での作業深さに依存する。本発明によれば 、調節は手動でも自動でも可能である。液体流量も、所望に応じて、後述するよ うに自動、手動いずれでも調節できる。上記の数値は、約４００　ｆｔ　（１２ ２０１１の水中深度までの作業についての代表値である。もっと深くなれば、当 業者には容易に理解できるように、成る種の数値はそれ相応に変ることになる。

圧縮空気の供給圧力および流量についての特に好ましい数値を以下の表１に示す 。

艮−」２ 空気圧　機レート 比較的低いノズル圧力での用途において、本発明の方法、装置は、従来公知の水 中清掃、と異なり、清掃しようとしている表面に吹き付は作用よりも磨き作用を 与える。代表的には、本発明で調製した均質研磨剤混合物は表面を横切ると共に そこに衝突するように推進され、除去すべきコーティングあるいは汚染物をえぐ り取ると共に削り取るように作用する。こうして、表面の亀裂、割れ目、くぼみ に入り込んだ汚染物を取り出し、従来よりもかなりきれいな仕上げを行うことが できることがわかった。

水中研磨剤切削の場合、コンクリートや合成材料からなるような普通のバイブラ インのケーシング、パイ好ましくは、局部静水圧以上的３０〜８０　ｐｓｉｇ　 （２〜５．５　ｋｇ／ｃｍ”）のノズル放出圧力（すなわち、研磨剤清掃用途の 場合よりも一般にやや高い圧力）を用いて安全かつ能率よく切削することができ ることがわかった。

水中研磨システムの通常の要件では、研磨剤流のパイプラインへの放出はノズル ・オペレータの意志に応じて表面で止めることができなければならない。しかし ながら、深いところで作業している場合、通常は、グリッド容器を減圧すると同 時に混合部は大気圧まで低下することになる。可撓性のある放出バイブラインを 囲む静水圧の水圧は実質的に深さが増すにつれて増大するので、この場合、研磨 剤混合物がバイブラインを通して加速度的に逆流し、装置からあふれ出るサイフ オン作用を生じさせる可能性がある。

本発明は、第２の特徴として、このような問題を解決するように設計した研磨シ ステムを含む。

本発明の第２の特徴によれば、水中研磨剤清掃・切削を行う装置であって、研壱 粒子、空気および液体からなる研磨剤混合物を調製する混合部と、清掃あるいは 切削またはこれら両方を行おうとしている表面に混合物の流れを向ける出口ノズ ルと、混合部を出口ノズルに接続し、研磨剤流をノズルに運ぶパイプラインとを 包含する装置において、混合部の上流側あるいは下流側またはこれら両方の側で パイプライン内の研磨剤混合物の逆流によるあふれ出しを制限あるいは防止する 弁手段を設けたことを特徴とする装置を得ることができる。

この弁手段は、好ましくは、ノズルにおける局部静水圧に応答して、最も好まし くは、ノズルからの信号によって制御される自動アクチュエータを介して作動す るが、圧力損失（ノズルのところ）あるいはノズル放出圧力と局部静水圧の間の 逆転圧力差のような信号あるいは他の指示値に応答してオペレータが手動で同゛ 様に効率よく作動させることもできる。この場合、局部静水圧はノズルまたは混 合部のいずれかの圧力よりも大きくなる。

弁は、それぞれ、１つのチャンバ内に長平方向圧力の下にぴったりと保持され、 チャンバ内に設けた衝合片に向かって膨張することによってチャンバ内に着座す る弾性チューブを包含すると良い。それぞれ流動性のある媒質が使用時にチュー ブを通って流れるような構造となっており、また、チューブを全体的にあるいは 部分的に圧迫する手段が設けである。この構成において、チャンバ内の衝合片は 、チューブが着座する表面の少なくとも一部がチューブの軸線から離れる方向に 向くような形状となっている。

衝合片のこの形状により、チューブ壁面の半径方向内側部分が半径方向外側部分 よりも大きく長手方向に圧縮され、チューブの軸線から離れる方向において反力 をチューブ壁面に作用させる。チャンバ内のチューブの着座が確実かどうかはチ ューブ壁面の着座部分（たとえば、端）および衝合片が互いに係合する方向、力 に依存しているので、この弁構造は長手方向圧縮程度が比較的低くても、チュー ブが着座し損なう危険度を効果的に減らす。低い長手方向圧縮度でも、チューブ の流体の流路への座屈を最小限に抑え、チューブ内面の摩耗量を減らすことがで きる。

公知の弾性チューブ弁は、所望の最小あるいは最大またはこれら両方の圧縮状態 でプリセットできないという欠点も有する。

したがって、さらなら特徴によれば、本発明は、１つのチャンバ内に長平方向圧 力の下にぴったりと保持され、チャンバ内に設けた衝合片に向かって膨張するこ とによってチャンバ内に着座する弾性チューブを包含し、流動性のある媒質が使 用時にチューブを通って流れるような構造となっており、また、チューブを全体 的にあるいは部分的に圧迫する手段を設けた弁において、チューブを圧迫するこ の手段が作動時にチューブの所望の圧迫度を与えるようにプリセットできること を特徴とする弁を提供する。

好ましい形態では、圧迫手段はチューブの両側部に係合し、それぞれ手動の開閉 によってチューブを圧搾したり、解放したりするように配置した２つのニップ・ ヘッドを包含する。ニップ・ヘッドの一方は手動で調整可能であり、他方は遠隔 作動可能であっても良く、それによって、この弁は「フェイルセーフ閉鎖」機能 を有する遠隔操作式「オンオフ」流量制御弁の機能を、流動性媒質の制御あるい は調整またはこれら両方を行う手動操作式流量計量または調整弁の機能とを組み 合わせたものとなる。

たとえば、流動性媒質は、乾燥粉末、粒子、湿潤または乾燥グラニユール、液体 、スラリ、研磨剤、アグレッシブ媒質（湿潤、乾燥を問わない）から選ぶことが できる。

上記の弁の１つの用途は、開閉命令に対する迅速な応答を要求される装置、たと えば、英国特許第２０９７３０４号および本願に記載されているような研磨剤清 掃装置における研磨剤計量／制御弁としてのものである。

本発明は最近になって利用されるようになった低圧研磨剤清掃装置の改良を支援 する・原理に従って有利に使用することができる。このような装置の１つは英国 特許第２０９７３０４号の主題となっている。

の　゛な説明 本発明をより良く理解して貰うべく、以下、添付図面に基づいて説明を行う。こ の添付図面において：第１図は水中清掃・切削装置の概略図を示す。

第２図は第１図の装置の変形例を示す。

第３図は別の水中清掃・切削装置の概略図を示す。

第４図は第３図の装置の変形例を示す。

第５図は混合部の部分破断側面図（尺度は統一していない）を示す。

第６図は計量・制御弁の部分断面側面図を示す。

第７図は第６図のＡ−Ａ線に沿った断面を示す。

第８図はハンドル制御器の正面図を示す。

第９図は第７図と同様の図で弁が部分的に閉じた状態を示す図である。

第１０図は、（ａ）において完全に閉じた弁を示す、第７図と同様の図を示し、 （ｂ）において第６図の弁が完全に閉じている状態を示す頂面図を示す。

日を　　するための最　の升ン態 特に第１．２図（ここでは、同様の参照符号は同様の部分を示す）を参照して、 ここには、海中研磨剤清掃・切削を行うのに適した装置が示しである。第２図の 装置は混合部への入口で液体を霧化する手段を包含し、一方、第１図の装置はこ のような霧化手段を備えていない。研磨剤流の構成成分は主圧縮空気管路２、グ リッド容器３ならびに水タンク４から混合部１に供給される。

水タンク４はポールコック装置５を通して水供給源に接続してあり、タンク内の 水位は一定に保たれるようになっている。

圧縮空気管路２は外部の源（図示せず）から、主オン／オフ手動制御弁６、自動 の主圧縮空気レギュレータ７（後により詳しく説明する）および減圧「オフ」状 態では閉じる通常開の制御弁８を経て混合部１へ流れる。

グリッド容器３は、作動時に圧縮空気管路２ａおよび普通のポツプアップ弁を通 して加圧されるものであり、混合部の圧縮空気／研磨剤人口１０に対する設定値 インジケータを備えた精密計量型出ロレギニレータ９を経て主圧縮空気管路２へ 研磨剤粒子を給送する。

通常開の減圧弁１１が設けてあって、グリッド容器の補給を可能としている。あ るいは、二重にグリッド容器を設け（図示せず）、それに対応した弁およびパイ プ構造を使用し、これらを転送弁を介して接続し、研磨剤の補給時でも水中作業 を中止しなくても済むようにしても良い。

タンク４からの水は、英国特許第２０９７３０４号の発明に従って、同じ主空気 供給源２からの供給を受ける圧縮空気モータ１４によって通常作動させられる水 ポンプ１３に送られ、そこから供給バイブ１５を経て〔第１図のＹ字形分岐路１ ６、第２図の霧化器１６′を通して）混合部１に送られ、圧縮空気／研磨剤混合 物と混ぜ合わされて研磨剤流を形成する。

ポンプは、好ましくは、一定形容積形あるいは可変容積形のいずれでもよく、ノ ズル周囲圧力以上１１００ｐｓｉ　（７ｋｇ／ｃｍ”ｌ　を超える圧力で毎分１ −１０Ｊ２の範囲の流量で液体を給送できれば良い。

ポンプ空気モータに通じる空気管路には流量レギュレータ２６が設けてあり、モ ータ、ポンプの速度を調整できるようになっており、したがって、液体の流量を 調節して最適な研磨側流状態を得ることができる。

あるいは、図示しないが、ポンプを適当な速度または流量あるいはこれら両方の 制御器と一緒に任意他の適当な動力源で駆動しても良い。

上述した装置の構成要素は海面あるいは海面上方にある容器（図示せず）に収容 しである。混合部１は普通の可撓性構造の放出バイブ１８に通じる出口１７を有 し、水中に延び（破線で示す）、成る深さのところ、代表的には、１メートルか ら３００メートルの深さ、場合によっては、３００メートルより深いところにあ る駆動機によって駆動される放出ノズル１９に通じている。

上述したサイフオンあふれ現象を避けるために、上述したように主空気供給源２ に普通の通常閉の弁８が設けてあり、さらに、耐研磨剤気泡防止式の通常閉の制 御弁２０が設けてあり、グリッド容器の圧力低下が生じたときに研磨剤給送シス テムを閉ざすようになっている。さらにまた、水供給管路１５においてＹ字形分 岐路１６（第１図）または霧化器ヘッド１６′　（第２図）の上流側には普通の 逆止弁２１（所望に応じて通常閉の弁であっても良い）が設けである。

簡略化した別の例（第３図に概略的に示す）では、手動での増分ができる研磨剤 グリッド流量制御を行えるタイプの自動閉鎖弁２０をレギュレータ９の代わりに 用いている。この弁は第６〜１０図を参照しながら後に説明する。

漏洩あるいは故障に備えてさらに保証を得るために、第１．３．４図に示すよう に、混合部１と出口１７の間に付加的な弁３７を設けても良い、この弁３７は自 動的に閉じても、通常閉であっても良いし、第１図に示すようにオンオフ・スイ ッチ９８と組み合わせても良い、弁８の故障の場合の保護として、管路２に普通 の逆止弁（図示せず）を設けても良い。

容易にわかるように、水中での使用で、ノズル圧力を比較的低いレベル、たとえ ば、周囲圧力以上せいぜい約１００　ｐｓｉ　（７ｋｇ／ｃｍ”ｌの圧力維持す るために、原動力および制御力として入口バイブ２を経てシステム中に導入され る圧縮空気は、常に、ノズル１９のところで周囲圧力を超えていなければならな い。２５　ｐｓｉ（１，７ｋｇ／ｃｍ”ｌの最小過剰圧力が望ましい。したがっ て、放出バイブ１８に入る液体研磨剤流の圧力がそれに比例して上昇し、研磨剤 流の流量を適切に調節して作業深さがより深（なった場合に遭遇するより大きい 局部静水圧に合わせなければならない、これは、局部静水圧の変化に応答するよ うにノズル１９に装置した普通の圧力検知・伝達装置２２によって適当に達成さ れる。また、表面オペレータに作業深さあるいは静水圧またはこれら両方を示す 圧力計２３が装置に設けである。

圧力検知・伝達装置２２は表面に対して信号を送ることで作用し、この信号は主 圧縮空気流量を制御するレギュレータフに作用するパイロット制御レギュレータ ２４と、圧縮空気モータ１４を制御するレギュレータ２６に作用するパイロット 制御レギュレータ２５の両方を自動的に制御するのに用いることができる。もし 望むならば、この信号を強めるために増幅器（図示せず）を用いても良い。

特に第１図を参照して、差動パイロット制御スイッチ９９あるいは同様のものを 用いて、パイプ２を経てシステムに入る主圧縮空気供給源の圧力が２２で検出さ れるようにノズル周囲圧力まであるいはその付近まで低下した場合に、弁アクチ ユエータ８、ｌｌａ、２０ａ、３７ａからあるいはそこへの供給空気を減圧する かあるいは電気信号を切り換えてこれらの弁アクチユエータを消勢するのに用い ることができる。「始動」スイッチ４３が設けてあり、圧力検知管路を最初に充 填し、漏洩があった場合にはこの圧力検知管路の補給を行う。これはオンオフ・ スイッチ２７に接続してあって始動中すべてのシステム内の弁を閉鎖するように しても良い。

「手動制御専用」システムが好ましい場合に、付加的な保証手段としであるいは 代替手段としてパイロット制御レギュレータ２４．２５に加えて手動オーバーラ イド・レギュレータ２４ａ、２５ａを設けるのが普通である。レギュレータ隔離 弁と逆上弁も設けられる。

成る深さでの作動から得る非常に高い背圧での弁２０の気泡阻止閉鎖を確実にす るために、別の構成を用い、２２を経由して得られた同じ静水圧を弁２０のアク チュエータ２０ａに送って弁を開くように弁内部に作用する背圧に等しいか、あ るいは、それよりも高い閉鎖力を加えるようにしても良い、スイッチ、制御レギ ュレータを経て弁アクチユエータ２０ａの「開放」側に主空気を導入することに よって弁を所望に応じて開き、容器３からのグリッドを計量することができる。

このような変形例は第２図または第４図のいずれかに示す装置に適用できるが、 説明の便宜上、第４図にのみ示す。この図では、スイッチは３５で示してあり、 制御レギュレータは３６で示しである。

第３．４図は、弁８．２０．３７および水ポンプ１３に作用する空気圧（または 液圧あるいは電気）制御器を組み込んだ装置を示しており、これは非常に速い弁 応答時間を与えると共に、特に非常に深いところでの水中作業を行うときにオペ レータ制御の安全保証および容易さを向上させる。

したがって、第３．４図では、第１．２図の主圧縮空気オン／オフ制御弁６の代 わりに、システム・オン／オフ・スイッチ２７を介して開閉されるように配置し た通常閉の弁６′を用いている。同時に、スイッチ２７が「オン」位置に置かれ たとき、他のすべての制御スイッチが「生きる」ことになる。

手動自動制御スイッチ２８は遠隔パイロット・レギュレータ２４．２５を隔離し 、手動パイロット・レギュレータ２４ａ、２５ａをオンスドリーム状態に置（か 、あるいは、その逆に他のレギュレータを常時作動させる前に１つのレギュレー タを閉ざす必要性を除いている。パイロット・スイッチ２９はアクチュエータと して作用する。

自動閉鎖式の通常閉の弁３１と一緒にポンプ・オンオフ・スイッチ３０が作動し て、システム・スイッチ２７が「オフ」に置かれると直ちにポンプ１３が停止す ると共に、独立したポンプ制御を行えるようにしている。

さらに操作を容易にするために、第３．４図に示す装置はグリッド容器３からの グリッド流を滑らかにするのを助ける手段を付加的に備える。したがって、チョ ーク・スイッチ３２がパイロット・オペレータ３３および通常開のバイパス弁３ ４と一緒になって１つの手段となり、容器３からの研磨剤流がなくなった場合に 通常の動作中に弁８を閉ざし、容器３へ充分な入口空気圧力を与えてグリッド流 を助けることができる。パイロット・オペレータ３３は弁３４を開くと同時に、 スイッチ３３を「チョーク」位置に保持し、弁８を閉ざす。

グリッド・スイッチ３５およびレギュレータ３６は空気を通常閉の弁２０の空気 圧アクチェエータの「開放」側（下側）に供給しく第４図参照）、３７ａ（第３ 図）あるいは２２（第４図）からアクチュエータの「閉鎖」側（上側）に加えら れている圧力に対して逆圧力を加え、弁を開かせる。

バックアップ安全遮断弁３７が上述した弁２０と同様の要領で作動しても良いし 、あるいは、第４図に示すように、代わりに、普通の通常閉の弁を用いても良い 。差動パイロット圧力スイッチ３８（第３図）あるいはパイロット・スイッチ３ ８ならびに圧力スイッチ（第４図）等によって安全インクロックを行っても良い 。その場合、弁２０，３７　（第３図の場合）あるいは弁３７（第４図の場合） に信号は送られず、（Ａ）のところでのシステム圧力が２２のところでのノズル 周囲圧力よりも大きくなるまで開いたままとなる。

第３図に例示するように、同様の安全インタロック３８Ａを「オンオフ」スイッ チ２７に通じる圧縮空気供給管路に設け、２のところの入口空気圧力が２２のと ころの周囲圧力よりも太き（ならない限り、システムが生きた状態になるのを阻 止するようにしても良い。

第５図は、はぼ円筒形で、空気管路２とほぼ同じ直径を有する混合部１の構造を より詳しく示している。

水供給管路（矢印Ｘで示す）がＹ字形分岐路１６に通じており、この分岐路は水 を側部から流入させ、研磨剤ホッパ３から入口部１０に入る研磨剤粒子の流れに 衝突させる。Ｙ字形分岐路１６には霧化ヘッドはまったく存在していない。

先に述べた乱れその他のファクタは本発明によれば粒子を湿潤させ、研磨剤流は 出口領域１７のところで混合部を出る。

２０あるいは３７またはこれら両方で「フェイルセーフ閉鎖」代弁を使用すると 特に好ましい。というのは、この形式の弁は圧縮空気供給源全体が故障した時で も閉鎖状態を維持するに充分な閉鎖用ばねを持っているからである。この弁が第 ６〜１０図に示してあり、以下、このような弁およびそれに組み合わせた制御器 を概略的に示す第３図も一緒に参照しながら説明する。

第６〜１０図を参照して、この弁はゴム製のスリーブ「ｅ」によって形成してあ り、このスリーブは外側ハウジングの２つの部分子ａＪ、ｒｂＪの同心ボアにし っかりと保持されている。スリーブの自由な部分はそれが設置されているボアの 総合長よりもやや長く、常に長平方向に圧縮されている。

ゴム製スリーブ「ｅ」はハウジングのボアと同じかあるいはやや大きい外径を有 し、軽い締まり嵌めどなっている。スリーブの両端面は平坦であり、スリーブの ボアに合わせて正方形となっている。

ハウジング・ボアのそれぞれの底「０」は、好ましくは、水平面に対して５度か ら１５度の角度で円錐形に機械加工され、ユニット組み立て時にスリーブの各端 に対して一定の「ニップ」または「セット」を生じさせ、最大のニップがスリー ブのボアに向かって加えられ、機械加工された面はチューブの軸線から離れる方 向に向く。

こうして、スリーブが内部力あるいは外部力またはこれら両方の力を受けたとき 、スリーブの端はボアの端に対してシールされることになる。

重力放出の場合、弁組立体は、第６図に示すように、ボアを垂直にして取り付け られるのが普通であり、ハウジング部分子ａＪが下方部分、ハウジング部分子ｂ Ｊが上方部分となる。圧送すなわち圧力放出のためには、この組立体は任意の平 面に装着し得る。

一方あるいは両方のハウジング部分の内面すなわち結合面は第７図に示すように 角隅な丸くした矩形に加工され、２つのニップ・ヘッド「Ｃ」、ｒｄＪに対して 適切な間隙を与えるに充分な深さとされ、２つのハウジング部分を図示のように 相互にボルト止めしたときにローラの形となるのが適切である。

スリーブｒｅＪが２つのハウジング部分に嵌合されたとき、ニップ・ヘッドはス リーブの両側に位置する。

標準の市販型であり得る空気圧アクチュエータ「ｋ」　（第３図では２０ａで示 す）が図示のように支持ロッドｒｎＪを介してハウジング組立体の片側に嵌合さ れている。あるいは、これは普通の電気または液圧アクチュエータであっても良 い。この場合、アクチュエータが消勢されると、アクチュエータ軸「ｊ」がゴム 製スリーブｒｅＪのボア径よりもさらに長い距離にわたって移動（延長）し、ニ ップ・ヘッドｒｄ」を押し、これが次にスリーブを閉じるように圧搾し、スリー ブを介してオリフィスあるいは通路を緊密にシールすることになる。

ばねｒｍＪがリテナ「ρ」に対してアクチュエータ軸「ｊ」のまわりに取り付け てあり、このばねは圧縮時に軸「ｊ」を完全に突出させ、アクチュエータ消勢時 にスリーブのボアにかかる組み合わせ作動圧力とスリーブに固有の圧縮抵抗とに 抗してスリーブ・ボアを閉ざすに充分な力を有する。

第３図に示すように、複動アクチュエータを代わりに用いて付加的な動力を与え 、アクチュエータ軸を高い作動圧力状態で突出させても良い。

アクチュエータは、それに動力が加えられて軸を突出させるかあるいは引っ込め たとき、ばね力ｒ　ｍ　Ｊを克服し、軸「ｊ」を充分に引っ込め、第６．７図に 示すようにスリーブをして充分に開いたボアに戻させるように設計しである。こ の状態で、アクチュエータｒｋＪが作動する、すなわち、「生きる」。

ニップ・ヘッドｒｃＪは手動式ハンドル「ｇ」　（第３図では６９で示しである ）によって制御される。このハンドルはスケール「ｐ」とポインタ（第８図に示 す）とを有し、ハウジングから延びる支持ロッド「ｉ」を介して弁ハウジングｒ ａＪ、ｒｂ」の側部に取り付けた軸支えｒｈＪに螺合したハンドル軸ｒｆＪを回 転させる。ねじのピッチは代表的には１ｍｍである。軸支えは、図示しないが、 所望に応じて、弁ハウジングと一体でも良いし、それに直接装着してあっても良 い。

ハンドル軸「ｆ」はニップ・ヘッドｒｃＪを押圧し、普通のねじの場合には、ハ ンドルを時計方向へ回転させると、軸ｒｆＪがニップ・ヘッドｒｃＪをスリーブ 「ｅ」に押し付けることになり、反時計方向へ回転させると、ニップ・ヘッドか ら圧力を開放し、スリーブを膨張させることになる。第９図はハンドルを充分に 回転させて軸ｒｆ」をその正規の移動量の５ｏ％突出させ、制御すべき媒質が通 過しなければならない、スリーブを貫くオリフィスのサイズを制限した後の状態 を示している。

第１０図において、ハンドルは第９図と同じ位置番こ留まっているが、アクチュ エータは消勢され、軸「ｊ」およびニップ・ヘッドｒｄＪがばね圧力の下に押圧 されてスリーブ・オリフィスを完全に閉ざしてし）る。この位置は第６図にも破 線で示しである。

スリーブｒｅＪのプリセット部分閉鎖は軸ｒｆＪ上に充分な長さのねじ山を設け ることによって完全開放から完全閉鎖まで変えることができる。閉鎖程度１′！ 、軸ｒｆＪ上のマーク（図示せず）と合わせる直線インジケータをハウジング組 立体に取り付けること薯こよってオペレータに示すことができる。あるしＸＧヨ 、第１０図に示すように、重力ダイアル・インジケータを用いて、ハンドルの一 回転がダイアル上でポインタを−進み分移動させるようにしても良い。なお、こ の−進み分はねじ山の１ピツチ長に等しい。

こうして、弁開度を無限に変えて精密な流量制御を行うことができ、弁は動力が オフとなったときでも自動的に気泡阻止閉鎖を行うことになり、再びオンとなっ たときにプリセット開度に繰り返し開くことをこなる。

高圧作業で危険な物質を扱う場合になよ、グランドまたはシールを２つの軸「ｊ 」、ｒｆＪがノ＼ウジングを貫通する部位に設けると良い。

装置の適当な部位に普通の要領で圧力計、フィルタＦ、潤滑装置し、弁、安全弁 等を設けても良い。先に特別には説明しなかったが、自動弁のための手動制御器 Ｍを普通の要領で設けである。たとえば、グリッド容器、水タンク、混合部およ び水ポンプ、モータのための熱水あるいは水蒸気ジャケットを設けて性能および 水量を向上させ、寒冷気候時の氷結を防いでも良い。

二Ｘ１１２．玉ロ１葺 本発明の装置の安全性および効率が従来のシステムに比べて極めて高く、従来よ りも安価な研磨剤を少なく用いて所与の作業を行えることがわかった。また、ノ ズルのところでの非常に低い振動レベルと非常に低い逆推力により、本発明の装 置が遠隔操作車輌で用いるのに非常に適していることもわかった。特に、本発明 の装置を用いると、清掃速度は８：１から１５＝１の間の因数分だけ改善され得 、研磨剤消費率が従来の高圧システムに比べて１５倍から３０倍も低下する（こ れは作業深さならびに除去あるいは切削すべき汚れ、コーティングの硬さ、厚さ のようなファクタに依存して異なる）。

水中研磨剤清掃・切削装置に具体化したときの、種々の局面における本発明の潜 在的な利点のいくつかは次のように要約できる。

（ａ）　　清掃あるいは切削しようとしている対象物に向かって清掃媒質あるい は切削媒質を推進するための原動力を圧縮空気あるいは圧縮ガスによって得るこ とができる。

（ｂ）　　研磨混合物を、混合部からノズルに通じるただ一本の可撓性ホースあ るいはパイプを通して単一の出口から放出させることができる。

（Ｃ）　　装置ハウジングの外、内のいずれでも空気圧縮機を使用できる。

（ｄ）　　清掃あるいは切削の作業内容に合わせて研磨混合物の成分の相対的な 割合を変えることができる。

（ｅ）　　水中作業の内容および深さに合わせて研磨剤の放出圧力、速度を手動 で調整できる。

（ｆ）　　ノズルのところの静水圧をモニタできる。

（ｇ）　　ｆｉ）研磨混合物の成分の割合、ｆｉｉ）混合物の放出圧力、速度の いずれかあるいは両方を、ノズルのところの周囲圧力に合６せて自動的に調整で きる。

（ｈ）　　ノズルにおける研磨剤の放出圧力を、約１００　ｐｓｉｇ　（７ｋｇ ／ｃｍ”ｌまでの圧力、通常は、ノズルのところの周囲圧力以上的３０〜５０ｐ ｓｉｇ　（２，１−３，５ｋｇ／ｃｍ”）に保つことができ（ｉ）　　る。モニ タ装置および制御装置を手動、空気圧、液圧あるいは電気で作動させることがで きる。

（ｊ）　　推力あるいは振動の補正装置を必要とすることな（、ダイパーあるい は遠隔操作車輌によって等しく容易にノズルを保持、操作することができる。

（ｋ）　　混合部への入口および混合部からの出口にそれぞれ人口、出口を隔離 するように独立した手動あるいは自動作動式の弁手段を設け、それによって、圧 縮機あるいは外部の動力源から空気を供給し、ポンプから液体を供給し、加圧容 器から研磨粒子を供給することができる。

（１）　　　（ｋ）で述べた隔離弁を制御して、システム放出圧力がノズル周囲 圧力よりも低下した場合にこれらの隔離弁が自動的に閉じ、推進材の流量または 圧力が周囲圧力を克服するには不充分であるか、あるいは、装置が消勢され、減 圧されたときに装置内へ湿潤空気あるいは水が逆流するのを防ぐことができる。

（ｍ）　　約３″〜４″　（７５ｍ＋ｎ〜１００ｍｍ１厚の全周保護ケーシング として水中オイル・ガスパイプラインに普通塗布され、「重量コーティング」と して知られる、コンクリートのような生成物を安全かつ能率よく切削し、手動あ るいは機械的手段を用いて必要に応じて１つまたはそれ以上の片にこのケーシン グを完全な部分として除去するに適した比較的きれいで壊れていない縁を残すこ とができる。

国際調査報告 １ｍｊＭａｕ・鳩１＾…ｌｎ−’１−ＰＣＴ／ＧＢ８９１０○２０１１剛釘Ｍｌ ｎ１Ｍａｌ＾６１１電Ｃ−ＩＨＭ、　　ＰＣＴ／ＧＢ　　８９１００２０１国際 調査報告 Ｐａｇｅ　　　　２

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行うための装置であって 、研磨粒子、空気および液体を含む研磨剤混合物を調製するための混合部と、清 掃あるいは切削またはこれら両方を行おうとしている表面に混合物の流れを向け る出口ノズルと、混合部を出口ノズルに接続し、ノズルに研磨剤流を運ぶパイプ ラインとを包含する装置において、研磨粒子、空気、液体を混合部に供給する手 段を設け、できた研磨剤流が、液体で少なくとも部分的に表面が濡らされ、研磨 剤搬送体としての空気または空気／液体ミストに捕らえられた研磨粒子を含むよ うにしたことを特徴とする装置。
2. ２．請求の範囲第１項記載の装置において、混合部が研磨粒子を運ぶ空気流を受 け取る第１人口ポートと、この第１入口ポートの下流側にあって、液体を受け取 る第２人口ポートとを備えていることを特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第２項記載の装置におしいて、第２入口ポートが、そこを通る液 体が研磨粒子を運ぶ空気流に衝突し、液体を研磨粒子のサイズとほぼ同じサイズ の液滴に分解するように配置してあることを特徴とする装置。
4. ４．請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１つに記載の装置において、混 合部が使用時に加圧されることを特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１つに記載の装置において、研 磨粒子および空気を混合部に供給する手段が加圧空気管路と、この空気管路を出 るバイパス管路とを包含し、このバイパス管路が研磨粒子のための加圧容器に入 り、この容器を出てから空気に捕らえられた研磨粒子を運び、液体の供給点の上 流で空気管路と再びつながることを特徴とする装置。
6. ６．請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１つに記載の装置において、液 体を混合部に供給する手段が空気圧作動式ポンプからなることを特徴とする装置 。
7. ７．請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１つに記載の装置において、研 磨粒子、空気、液体、これらから調製した研磨剤混合物のうちの少なくとも１つ の流れを制御する弁手段を設け、この弁手段が、チャンバ内に長手方向圧力の下 に緊密に保持され、チャンバ内に設けた衝合片に向かって膨張によって着座した 弾性チューブを包含し、使用時にそれぞれの流動性媒質がチューブを通過できる ようになっており、また、チューブを全体的あるいは部分的に圧縮する手段が設 けてあり、チャンバ内の衝合片が、チューブの着座する表面の少なくとも一部が チューブの軸線から離れる方向に向くように構成したことを特徴とする装置。
8. ８．請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１つに記載の装置において、表 面を水中で研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行うときに使用す ることを特徴とする装置。
9. ９．請求の範囲第８項記載の装置において、水中でのノズルの作業深さに応じて 、空気流量あるいは混合部圧力あるいは液体流量またはこれらすべてを手動ある いは自動的に調整する手段を設けたことを特徴とする装置。
10. １０．請求の範囲第８項または第９項に記載の装置において、弁手段が混合部の 上流側あるいは下流側またはこれら両方の側に設けてあり、パイプラインにおけ る研磨剤混合物の逆流によるあふれ現象を制限あるいは阻止するように作動する ことを特徴とする装置。
11. １１．請求の範囲第１０項に記載の装置において、弁手段がノズルのところの局 部静水圧に応答して作動することを特徴とする装置。
12. １２．請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置において、弁手段のうち 少なくとも１つが調節自在の閉鎖度を有し、作動時に所望の閉鎖度を得るように プリセットできることを特徴とする装置。
13. １３．研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行う方法であって、研 磨粒子、空気、液体を含む混合物を包含する研磨剤流が、圧力の下に、清掃ある いは切削またはこれら両方を行おうとしている表面に向けられ、研磨剤流が、液 体で少なくとも部分的に表面が濡らされ、研磨剤搬送体としての空気あるいは空 気／液体ミストに捕らえられた研磨粒子を含むことを特徴とする方法。
14. １４．請求の範囲第１３項記載の方法において、研磨剤派内の液体の８０〜１０ ０％が研磨粒子の少なくとも大部分を実質的に包み込み、もし液体の残りが存在 する場合には、液体の残りが空気／液体ミストを形成することを特徴とする方法 。
15. １５．請求の範囲第１３項記載の方法において、研磨剤流内の液体の９０〜９５ ％が研磨粒子の少なくとも大部分を実質的に包み込み、液体の５〜１０％が空気 ／液体ミストを形成することを特徴とする方法。
16. １６．請求の範囲第１３項から第１５項のうちいずれか１つに記載の方法におい て、供給液体を加圧混合部内で研磨粒子を運んでいる空気の流れに衝突させ、液 体を研磨粒子のサイズにほぼ等しいサイズの液滴に分解することによって研磨剤 流を調製することを特徴とする方法。
17. １７．研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行う方法であって、研 磨粒子、空気、液体を含む研磨剤流が、圧力の下に、清掃あるいは切削またはこ れら両方を行おうとしている表面に向けられ、研磨剤流が、液体で少なくとも部 分的に表面を濡らされ、研磨剤搬送体としての空気あるいは空気／液体ミストに 捕らえられた研磨粒子を含み、研磨剤粒子の放出圧力がノズル周囲圧力以上１０ ０ｐｓｉｇ（７ｋｇ／ｃｍ２）未満であることを特徴とする方法。
18. １８．水中で研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行うための装置 であって、研磨粒子、空気および液体を含む研磨剤混合物を調製するための混合 部と、清掃あるいは切削またはこれら両方を行おうとしている表面に混合物の流 れを向ける出口ノズルと、混合部を出口ノズルに接続し、ノズルに研磨剤流を運 ぶパイプラインとを包含する装置において、弁手段が混合部の上流側あるいは下 流側またはこれら両方の側に設けてあり、パイプラインにおける研磨剤混合物の 逆流によるあふれ現象を制限あるいは阻止するように作動することを特徴とする 装置。
19. １９．チャンバ内に長手方向圧縮力の下に緊密に保持され、チャンバ内に設けた 衝合片に向かって膨張によって着座した弾性チューブを包含し、使用時に流動性 媒質がチューブを通って流れるようにしてあり、チューブを全体的あるいは部分 的に圧縮する手段が設けてある弁であって、チューブを圧縮する前記手段が作動 時にチューブの所望の圧縮程度を得るようにプリセットできることを特徴とする 弁。
20. ２０．水中で研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行う方法におい て、清掃あるいは切削またはこれら両方を行う媒質が圧縮空気、液体、研磨粒子 の混合物であり、この媒質を清掃あるいは切削またはこれら両方を行おうとして いる表面に向かって推進する原動力が圧縮空気によって与えられることを特徴と する方法。
21. ２１．水中で研磨剤清掃あるいは研磨剤切削またはこれら両方を行うための装置 であって、圧縮空気、液体、研磨粒子を含む清掃用あるいは切削用またはこれら 両方のための媒質を調製するための混合部と、清掃あるいは切削またはこれら両 方を行おうとしている表面にこの媒質の流れを向ける出口ノズルと、混合部を出 口ノズルに接続し、ノズルに媒質を運ぶパイプラインとを包含する装置において 、パイプラインがただ一本の可撓性ホースまたはパイプであることを特徴とする 装置。