JPH04201200A - ウォータージェット・ノズル - 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〉 この発明は高圧高速の水流で物質を切断するウォーター
ジェット式切断装置に使用されるウォータージェット・
ノズルに関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来から高圧高速の水流を用いて各種材料の切断を行な
うウォータージェット切断装置が提供されている。そし
て、このウォータージェット切断装置を用いて各種材料
を切断する場合には、１゜０００〜４，０００気圧以上
の水流を噴出させる関係上、水が材料に当って反射する
ことになるので、反射する水が飛散しないように、高圧
高速の水流を噴出する噴出口を包囲するようにカバーを
設けることが提案されている（特開昭６３−２０７５９
８号公報参照）。また、カバーの内部に溜った水を吸い
込むようにすることも提案されている（特開昭８３−３
５９９４号公報参照）。

しかし、噴出口を包囲するカバーを設ける場合であって
も、切断作業を行なう場合には、切断軌跡に沿うように
噴出口を移動させなければならない関係上、カバーの先
端部を被切断物質に対して完全には接触させることかで
きない。したがって、被切断物質に当って反射された水
がカバーと被切断物質との隙間から外部に飛散すること
になるとともに、被切断物質粉も隙間から外部に飛散す
ることになる。また、高圧高速の水流が被対象物質に衝
突するのであるから、大きな騒音が発生し、カバーと被
切断物質との隙間から外部に飛散する。

また、カバーの内部に溜った水を吸い込む場合にも、カ
バーの先端部を被切断物質に対して完全には接触させる
ことかできないので、同様の不都合が生じることになる
。

さらに、被切断物質か金属、ガラス等である場合には、
高圧高速水流に粉末の研磨材を混入するのであるから、
騒音か著しく大きくなるとともに、研磨材もが隙間から
外部に飛散することになるという不都合かある。

このような不都合に起因して、ウォータージェット切断
操作のノズルの周辺の作業環境は、周辺設備の汚濁部分
の清掃を必要とし、作業工数が増加するだけでなく、上
記飛散物が直接人体に当ると、当った場所によっては怪
我をしてしまい、また大きな騒音に起因して難聴になる
可能性が高く、さらには飛散物を吸い込むと硅肺になっ
てしまう可能性か高い。そして、これら人体に与える影
響を防止するためにヘルンット、メガネ、耳栓、防塵マ
スク等を着用すれば、動きにくさ等のため、作業効率が
低下してしまうという不都合がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
作業環境の悪化を大巾に抑制できる新規なウォータージ
ェット・ノズルを提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のウォータージ
ェット・ノズルは、高圧高速の水流を噴出する噴ａ口を
包囲し、かつ真空吸引源と連通される真空吸引流路を有
しているとともに、真空吸引流路を包囲し、かつ高圧高
速空気吐出源と連通される高圧高速空気流路を有してお
り、この高圧高速空気流路が、真空吸引流路に吸引され
る空気の流速を超音速にするものである。

但し、噴出口と真空吸引流路との間に研磨材流路をさら
に有しているとともに、研磨材流路と真空吸引流路とを
区画する隔壁部材の先端部に突出部を有していることが
好ましい。この場合において、高圧高速空気流路の外壁
部材が、高圧高速空気流路と真空吸引流路とを区画する
隔壁部材よりも突出形成されていることが一層好ましい
。

く作用〉 以上の構成のウォータージェット・ノズルであれば、高
圧高速の水流が被切断物質に衝突することにより大きな
騒音を生じるとともに、水および被切断物質粉が切断箇
所から飛散するのであるが、ノズルの最外層の高圧高速
空気流路から高圧超音速の空気として吐出し、この空気
と上記水および被切断物質粉とが真空吸引流路を通して
真空吸引源により吸引されるのであるから、高圧超音速
の空気流により騒音の外部への伝播が大巾に抑制される
とともに、水および被切断物質粉の外部への飛散が防止
される。尚、騒音に関しては、被切断物質自体を伝播す
る成分は阻止できないが、それ以外の成分は殆ど阻止で
きるので、騒音のレベルが大巾に低下する。この結果、
ウォータージェット・ノズル近傍の作業環境の悪化を大
巾に抑制できる。

そして、噴出口と真空吸引流路との間に研磨材流路をさ
らに有しているとともに、研磨材流路と真空吸引流路と
を区画する隔壁部材の先端部に突出部を有している場合
には、研磨材粉を含む水が飛散することにより作業環境
を一層悪化させる可能性かあるが、水、被切断物質粉お
よび研磨材粉の外部への飛散速度を突出部に衝突するこ
とにより大巾に低下させ、これらの外部への飛散を一層
確実に防止して作業環境の悪化を第１の発明と同様に大
巾に抑制でき、しかも高圧高速の水に研磨材粉を混入す
るのであるから、被切断物質か金属、ガラス等である場
合にも良好に切断性能を発揮できる。この場合において
、高圧高速空気流路の外壁部材が、高圧高速空気流路と
真空吸引流路とを区画する隔壁部材よりも突出形成され
ていれば、突出部に衝突せずに飛散する水、被切断物質
粉および研磨材粉の外部への飛散をさらに確実に防止で
きる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明のウォータージェット・ノズルの一実
施例を示す中央縦断面図であり、第１の隔壁（１）によ
り高圧高速水流路（１ａ）を形成しており、第１の隔壁
を包囲する第２の隔壁（２）により真空吸引流路（２ａ
）を形成しており、さらに、第２の隔壁を包囲する第３
の隔壁（３）により高圧高速空気流路（３ａ）を形成し
ている。

上記高圧高速水流路（ｌａ）は、少なくとも先端寄り部
が小径の噴出部（１ｂ）であり、高圧高速水流路（１ａ
）への水供給速度よりも著しく早い速度で水を噴出する
とともに、噴出部（１ｂ）から噴出された水を包囲する
遮蔽部（ＩＣ）を有している。そして、第１の隔壁（１
）の先端部に山形の突出部（１ｄ）か形成されてあり、
被切断物質（４）との間隙を突出部（１ｄ）の先端との
間において小さく保持し、飛散する水、被切断物質粉を
突出部（１ｄ）に衝突させることにより飛散速度を大巾
に減少させる。

上記真空吸引流路（２ａ）は、先端部の横断面積か大き
く、真空吸引源（２ｂ）側部分の横断面積が小さく設定
されている。したかって、ある程度広範囲にわたって水
、被切断物質粉を吸引し、吸引された水、被切断物質粉
を高速に真空吸引源（２ｂ）に向かって移動させる。尚
、真空吸引源（２ｂ）による吸引量が真空吸引流路（２
ａ）に導かれる水、空気等の量よりも大きくなるように
設定している。

高圧高速空気流路（３ａ）は、少なくとも先端部の横断
面積が小さく設定され、高圧高速空気吐出源（３ｂ）に
よる高圧高速空気流路（３ａ）への空気供給速度よりも
著しく早い速度で空気を噴出する。そして、第２の隔壁
（２）の外面が先端部所定範囲にわたってテーパ面に形
成されることにより上記横断面積の小ささを達成してい
るとともに、第３の隔壁（３）の内面が先端部近傍にお
いてのみテーパ面に形成されることにより、高圧高速空
気を高圧超音速空気流として真空吸引流路（２ａ）側に
向くように噴出させる。

上記の構成のウォータージェット・ノズルの動作は次の
とおりである。

高圧高速水流路（１ａ）への高圧高速水の供給開始と同
時に真空吸引源（２ｂ〉および高圧高速空気吐出源（３
ｂ）を動作させる。したがって、高圧高速空気流路（３
ａ）から噴出される高圧超音速空気は被切断物質（４）
に当った後、真空吸引流路（２ａ）を通して真空吸引源
（２ｂ）により吸引される。また、高圧高速水が被切断
物質（４）に衝突することにより切断が行なわれるので
あるが、該当箇所の切断か完了するまでは多量の水か被
切断物質（４）により反射されるとともに、被切断物質
粉かこの水に混しった状態になる。そして、この被切断
物質粉を含む水は、−旦突出部（Ｉｄ）に衝突して飛散
速度か大巾に減少された後、真空吸引流路（２ａ）を通
して真空吸引源（２ｂ）により吸引されるとともに、突
出部（１ｄ）と被切断物質との間隙を通って外部に飛散
しようとする水は高圧超音速空気流により外部への飛散
が防止される。この結果、水および被切断物質粉の外部
への飛散がほぼ確実に防止される。また、高圧高速空気
流路（３ａ）から吐出される空気は、高圧高速空気流路
（３ａ）の先端部の横断面積が著しく小さく設定されて
いる関係上（例えば、空気流路（３ａ）の上部の幅が１
０ｍｍ程度のの場合に先端部の幅を０．１〜０．２−一
に設定すればよい）、吐出されてから真空吸引流路（２
ａ〉へ移行する間における空気の流速が超音速になり、
空気伝播による騒音の外部への漏出を確実に防止できる
。

この結果、被切断物質（４）を伝播する騒音のみが作業
環境を悪化させることになり、従来のウォーターシェツ
ト・ノズルと比較して著しく作業環境を改善できる。

〈実施例２〉 第２図はこの発明のウォーターシェツト・ノズルの他の
実施例を示す中央縦断面図であり、第１図の実施例と異
なる点は、第１の隔壁（１）と第２の隔壁（２）との間
に第４の隔壁（５）を設けることにより、高圧高速水流
路（ｌａ）と真空吸引流路（２ａ〉との間に研磨材流路
（５ａ）を形成した点および突出部（１ｄ）を省略して
第４の隔壁（５）の先端部に山形の突出部（５ｂ）を形
成した点のみである。

したかって、この実施例の場合には、高圧高速水に研磨
材粉を混入させた状態で被切断物質（４）に向かって噴
出させるのであるから、水と被切断物質粉のみか飛散す
る上記実施例の場合と比較して作業環境を一層悪化させ
ることになると思われるが、突出部（５ｂ）と衝突して
飛散速度が大巾に減少され、この状態で真空吸引流路（
２ａ）を通して吸引されるとともに、高圧超音速空気流
によっても飛散物質か真空吸引流路（２ａ）に導かれる
のであるから、上記実施例と同様に、水、被切断物質粉
および研磨材粉の外部への飛散をほぼ確実に防止するこ
とかできる。また、研磨材粉を含む水か被切断物質（４
）に衝突することに起因する騒音は、上記実施例と同様
に超音速の空気流により外部への伝播が阻止される。さ
らに、高圧高速の水流に研磨材粉を混入させるようにし
ているのであるから、被切断物質（４）が金属、ガラス
等であっても良好な切断性能を発揮させることかできる
。

この結果、研磨材粉を混入することにより従来は一層作
業環境を悪化させることになっていたのであるが、この
実施例を採用することにより著しく作業環境を改善する
ことかできる。

〈実施例３〉 第３図はこの発明のウォータージェット・ノズルのさら
に他の実施例を示す中央縦断面図であり、第２図の実施
例と異なる点は、第３の隔壁（３）を突出部（５ｂ）の
先端部とほぼ一致するように延長形成した点のみである
。

したかって、この実施例においては、被切断物質（４）
と突出部（５ｂ）との間隙を通過して外部に飛散しよう
とする水を第３の隔壁（３）および超音速の空気流とに
より確実に阻止することかでき、第２図の実施例と比較
して一層良好な作業環境改善効果を達成できる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、突出部（５ｂ）、高圧高速空気流路（３ａ）
の先端部等を第４図に示すように湾曲形成することによ
り流体の動作をスムーズにすることが可能であるほが、
遮蔽部（１ｃ）を省略する二とが可能であり、その他、
この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計
変更を施すことか可能である。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、高圧高速空気流路の先端か
ら真空吸引流路に至る間の超音速空気流により騒音の外
部への伝播を大巾に抑制できるとともに、被切断物質粉
を含む水を真空吸引して外部飛散を防止できるので、作
業環境を大巾に改善できるとともに、作業効率を高める
ことかできるという特有の効果を奏する。

第２の発明は、研磨材粉を含む高圧高速の水を被切断物
質に衝突させることに起因して作業環境か悪化しやすい
のを、突出部により水、研磨材粉、被切断物質粉の飛散
を確実に防止して、作業環境を大巾に改善できるととも
に、作業効率を高めることかでき、さらに金属、ガラス
等の被切断物質の切断をも同様に行なうことができると
いう特有の効果を奏する。

第３の発明は、第３の隔壁が突出部と同程度に突出形成
されているので、作業環境を一層大巾に改善できるとと
もに、作業効率を高めることができるという特有の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のウォータージェット・ノズルの一実
施例を示す中央縦断面図、 第２図はこの発明のウォータージェット・ノズルの他の
実施例を示す中央縦断面図、 第３図はこの発明のウォータージェット・ノズルのさら
に他の実施例を示す中央縦断面図、第４図は変更例を示
す要部中央縦断面図。 （１ｂ）・・・噴出部、（２）・・・第２の隔壁、（２
ａ）・・・真空吸引流路、（３ａ）・・・高圧高速空気
流路、（３ｂ）・・・高圧高速空気吐出源、（５ａ）・
・・研磨材流路、（５ｂ）・・・突出部 特許出願人　　ダイキン工業株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　津　　川　　友　　土
弟１図 第２図 突出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高圧高速の水流を噴出する噴出口（１ｂ）を包囲し
   、かつ真空吸引源（２ｂ）と連通される真空吸引流路（
   ２ａ）を有しているとともに、真空吸引流路（２ａ）を
   包囲し、かつ高圧高速空気吐出源（３ｂ）と連通される
   高圧高速空気流路（３ａ）を有し、高圧高速空気流路（
   ３ａ）が、真空吸引流路（２ａ）に吸引される空気の流
   速を超音速にするものであることを特徴とするウォータ
   ージェット・ノズル。 ２、噴出口（１ｂ）と真空吸引流路（２ａ）との間に研
   磨材流路（５ａ）をさらに有しているとともに、研磨材
   流路（５ａ）と真空吸引流路（２ａ）とを区画する隔壁
   部材（５）の先端部に突出部（５ｂ）を有している上記
   特許請求の範囲第１項記載のウォータージェット・ノズ
   ル。 ３、高圧高速空気流路（３ａ）の外壁部材（３）が、高
   圧高速空気流路（３ａ）と真空吸引流路（２ａ）とを区
   画する隔壁部材（２）よりも突出形成されている上記特
   許請求の範囲第２項記載のウォータージェット・ノズル
   。