JPH05301167A - アブレッシブ・ウォータジェット切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オリフィスから液体を高速に噴射して、研磨
材として砥粒を混入して被加工物に衝突させて加工する
アブレッシブ・ウォータジェット切断装置において、砥
粒の再生利用を可能として、ランニングコストを低下さ
せる。 【構成】 図１のように砥粒再生利用装置および粉砕機
を従来のシステムに組み込んで、セパレータで分離され
た砥粒を回収し加熱することにより溶融し、その後固め
られた被加工物の破片を含む低融点金属および低融点金
属混合物を粉砕機によって粉砕することにより、砥粒と
して使用可能な微粒子に再生し、これを再度利用するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、アブレッシブ・ウォ
ータジェット切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば樹脂材等の比較的軟質
の素材を切断するに際して、図２に示すように高圧水
(例えば、２０００kgf／cm²程度)をオリフィスから噴射
し、その高圧・高速の噴流によって切断するウォータジ
ェット切断装置が開発提供されている。

【０００３】今図２に基づいて、該従来のアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置およびその切断方法につい
て説明する。この従来のアブレッシブ・ウォータジェッ
ト切断装置は、同図２に示すように、水供給ポンプ１Ａ
を介して超高圧水供給ポンプ１Ｂに水を導入し、該超高
圧水供給ポンプ１Ｂからウォータジェットノズル(アブ
レッシブノズル)２に対して超高圧水３を供給する一
方、砥粒(研磨材)タンク４から上記ウォータジェットノ
ズル２に対して乾式砥粒５を供給し、上記ウォータジェ
ットノズル２内の混合室６部分にて上記超高圧水３中に
上記乾式砥粒５を混合して、この乾式砥粒５を含有した
超高圧水７を被切断材８に高速噴射することによって被
切断材８を切断するように構成されていた。そして上記
乾式砥粒５には、例えば平均粒径0.2〜0.8mm程度の硅
砂、鋳鉄グリッド、ガーネット、アルミナ等が用いられ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のア
ブレッシブ・ウォータジェット切断装置では、上記被切
断材８切断後の砥粒５は、水３と分離された後、そのま
ま産業廃棄物として捨てられるようになっている。

【０００５】したがって、廃棄物処理の問題も生じる
し、又材料費の高い砥粒５を１回の使用毎に捨ててしま
うので砥粒の無駄が多くランニングコストが嵩む等の問
題があった。

【０００６】そこで、最近では、例えば特開昭６３−１
６９９９号公報に示されるように、上記砥粒をスラリー
化して供給することにより繰り返し再利用するようにし
た装置も提案されているが、そのような構成では砥粒が
使用回数毎に摩耗して加工速度が低下するなどの新な問
題を生じる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１および２
記載の発明のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置
は、上記従来の問題を解決することを目的としてなされ
たものであって、それぞれ次のように構成されている。

【０００８】(１) 請求項１記載の発明のアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置の構成請求項１記載の発明
のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置は、高圧水
を供給する高圧水供給手段と、砥粒を供給する砥粒供給
手段と、高圧水供給手段より供給される高圧水および砥
粒供給手段より供給される砥粒を導入し、それらの混合
体を被切断材に噴射して切断するウォータジェットノズ
ルとを備えてなるアブレッシブ・ウォータジェット切断
装置において、上記砥粒を低融点金属によって形成する
とともに、該低融点金属よりなる砥粒を上記切断完了後
に回収して溶融する溶融手段と、該溶融手段により溶融
された砥粒材を再び砥粒状態に再生して上記砥粒供給手
段に供給する砥粒再生手段とを設けたことを特徴とする
ものである。

【０００９】(２) 請求項２記載の発明のアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置の構成請求項２記載の発明
のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置は、上記請
求項１記載の発明の構成を前提とし、同構成における砥
粒が低融点金属材料と高硬度材料との混合体よりなって
いることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本願の請求項１および２記載の発明のアブレッ
シブ・ウォータジェット切断装置は、上記のように構成
されている結果、当該各構成に対応して各々次のような
作用を奏する。

【００１１】(１) 請求項１記載の発明のアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置の作用請求項１記載の発明
のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置の構成で
は、上記のように、高圧水を供給する高圧水供給手段
と、砥粒を供給する砥粒供給手段と、高圧水供給手段よ
り供給される高圧水および砥粒供給手段より供給される
砥粒を導入し、それらの混合体を被切断材に噴射して切
断するウォータジェットノズルとを備えてなる従来同様
のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置において、
特に上記砥粒自体を低融点金属によって形成することに
よって溶融し易くするとともに、該溶融の容易な低融点
金属よりなる砥粒を上記切断完了後に回収して加熱溶融
する溶融手段と、該溶融手段により加熱溶融された砥粒
材を粉砕することにより、再び砥粒状態に再生して上記
砥粒供給手段に供給する砥粒再生手段とを設けて構成さ
れている。

【００１２】従って、砥粒の大きさ、形状が常に新しい
ものとなり、該新しい砥粒の効果的な研磨作用によって
常に良好な切断作用が実現されるようになるとともに砥
粒そのものは同一のものを繰り返し再利用することがで
きるようになるので、従来のように砥粒の廃棄処理の必
要もなくなる。

【００１３】(２) 請求項２記載の発明のアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置の作用請求項２記載の発明
のアブレッシブ・ウォータジェット切断装置の構成で
は、上記のように、高圧水を供給する高圧水供給手段
と、砥粒を供給する砥粒供給手段と、高圧水供給手段よ
り供給される高圧水および砥粒供給手段より供給される
砥粒を導入し、それらの混合体を被切断材に噴射して切
断するウォータジェットノズルと、上記砥粒自体を低融
点金属によって形成するとともに、該低融点金属よりな
る砥粒を上記切断完了後に回収して溶融する溶融手段
と、該溶融手段により溶融された砥粒材を再び砥粒状態
に再生して上記砥粒供給手段に供給する砥粒再生手段と
を設けてなる上記請求項１記載の発明のアブレッシブ・
ウォータジェット切断装置における上記砥粒が低融点金
属材料と高硬度材料との混合体より形成されている。

【００１４】従って、高硬度の砥粒を含む砥粒の更に効
果的な研磨作用による一層良好な切断作用が実現される
とともに上記請求項１記載の発明同様に砥粒を繰り返し
再利用することができるようになり、砥粒の廃棄処理の
必要もなくなる。

【００１５】

【発明の効果】したがって、本願発明によると、加工速
度の向上を図りながら、しかも砥粒を長期に亘って繰り
返し使用することができるようになる結果、廃棄処理対
策が不要になることは素より、装置のランニングコスト
が大きく低減される。

【００１６】

【実施例】図１は、本願発明の実施例に係るアブレッシ
ブ・ウォータジェット切断装置の構成を示している。

【００１７】図１において、符号１Ａは水供給ポンプ、
１Ｂは超高圧水供給ポンプ(増圧ポンプ)、２はウォータ
ジェットノズル、３は超高圧水、４は砥粒タンク、５は
例えば５０℃程度の温水によって溶融されるＢi−Ｓn合
金などの低融点金属材料よりなる砥粒、６はウォータジ
ェットノズル２内の超高圧水３と砥粒５との混合室、７
は砥粒５を含有した超高圧水噴流、８は被切断材、１９
は砥粒供給通路、２０は超高圧水供給通路であり、これ
らの各部は砥粒５が低融点金属材料よりなる点を除いて
上述した図２のものと同様であり、同様に作用する。

【００１８】上記ウォータジェットノズル２の噴口部よ
り噴射された砥粒５を含む超高圧水噴流７は、被切断材
８の切断ラインに沿って正確に噴射されて被切断材８を
切断する。

【００１９】一方、上記被切断材８の下方には噴流衝撃
吸収材を収納した容器状のキャッチャー１０が設けられ
ており、上記切断作用を終えた超高圧水噴流７は該キャ
ッチャー１０で受け止められる。

【００２０】該キャッチャー１０内には、例えばヒータ
３１を備えた電気温水器３０より、例えば５０℃以上の
温水が温水供給パイプ３４を介して供給されるようにな
っており、上記低融点金属材料よりなる砥粒５は該５０
℃の温水によってキャッチャー１０内で速やかに溶融さ
れた後、水と一緒に底部の通路１１を通してセパレータ
１２に供給される。なお、上記電気温水器３０では、ポ
ンプ３２を備えた水供給通路３３を介して常時必要量の
水が供給されている。

【００２１】セパレータ１２は、上記溶融された砥粒の
金属溶湯１７と水および温水１６の比重差を基準として
両者を分離し、砥粒金属溶湯１７を溶湯通路１３を介し
て粉砕機１４に供給する一方、水および温水１６を通路
１５を通して排出する。

【００２２】粉砕機１４は、上記供給された砥粒金属溶
湯１７を所定時間保持して粉砕冷却して固化させ、元の
形状および砥粒状態に戻した後に砥粒フィードバック通
路１８を介して砥粒タンク４内に戻す。従って、該砥粒
タンク４内に貯留される砥粒５は、常に研磨能力の高い
初期形状と初期粒径を維持した従来の新砥粒と同様のも
のとなり、切断効果の低下を生じさせることがない。

【００２３】なお、該砥粒５は、上述の低融点合金材料
のみで形成しても良いが、これに従来と同様の硅砂、ガ
ーネットなどの高硬度材料を所定の比率で混合したもの
であってもよい。該高硬度材料を混合すると、更に切断
効果が向上する。

【００２４】上述のように、本実施例のアブレッシブ・
ウォータジェット切断装置は、ウォータジェットノズル
２のオリフィス部から液体を高速に噴射し、研磨材とし
て砥粒５を混入して被切断材８に衝突させて切断加工す
るアブレッシブ・ウォータジェット切断装置において、
砥粒５として低融点金属又は低融点金属と高硬度材料の
混合物を使用し、その再生利用を図ることによって、切
断効果も上げながらランニングコストの低減と産業廃棄
物処理の両課題を共に解決したものである。

【００２５】その結果、該構成によると、先ずランニン
グコストの１／２を占める砥粒自体が回収・再利用可能
であるので、同ランニングコストを大幅に低減すること
ができる。

【００２６】また、研磨材として低融点金属(例えば、
最も低いものでは46.7度で融解する。)を砥粒として使
用するので、５０〜８０℃程度の湯で溶かすことによっ
て容易に砥粒を回収し、粉砕機で粉砕することにより再
利用が可能となり、全く産業廃棄物を出すこともなくな
る等のメリットを生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例に係るアブレッシブ
・ウォータジェット切断装置の構成を示す概略図であ
る。

【図２】図２は、従来のアブレッシブ・ウォータジェッ
ト切断装置の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１Ａは水供給ポンプ、１Ｂは超高圧水ポンプ、２はウォ
ータジェットノズル、３は超高圧水、４は砥粒タンク、
５は砥粒、１２はセパレータ、１４は粉砕機である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧水を供給する高圧水供給手段と、砥
   粒を供給する砥粒供給手段と、高圧水供給手段より供給
   される高圧水および砥粒供給手段より供給される砥粒を
   導入し、それらの混合体を被切断材に噴射して切断する
   ウォータジェットノズルとを備えてなるアブレッシブ・
   ウォータジェット切断装置において、上記砥粒を低融点
   金属によって形成するとともに、該低融点金属よりなる
   砥粒を上記切断完了後に回収して溶融する溶融手段と、
   該溶融手段により溶融された砥粒材を再び砥粒状態に再
   生して上記砥粒供給手段に供給する砥粒再生手段とを設
   けたことを特徴とするアブレッシブ・ウォータジェット
   切断装置。
2. 【請求項２】 砥粒が低融点金属材料と高硬度材料との
   混合体よりなることを特徴とする請求項１記載のアブレ
   ッシブ・ウォータジェット切断装置。