JPH0549258U

JPH0549258U - ドライアイス・ブラスト用噴射ガン

Info

Publication number: JPH0549258U
Application number: JP10892291U
Authority: JP
Inventors: 良幸大森; 多計城秦
Original assignee: 大陽酸素株式会社
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1993-06-29
Anticipated expiration: 2006-12-06
Also published as: JP2557383Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】噴射ガン内部でドライアイス粒子を生成させ
ると共に、生成したドライアイス粒子を噴射用ガスと共
に噴射させ、もって噴出流中のドライアイス粒子の濃度
を容易に制御すると共に、噴出流中の粒子の均一分散を
可能とし、さらには音速程度あるいはそれ以上の噴出速
度とすることによりスケール除去や洗浄の効果を高める
ことができるようにしたドライアイス・ブラスト用噴射
ガンを提供することを目的とする。【構成】本体ノズル(1) 、液化炭酸ガス供給ノズル
(2) およびアダプター(3)の主部材からなる噴射ガンで
ある。本体ノズル(1)は吐出口(11)、長尺の筒部(12)お
よび接続部(13)から構成され、液化炭酸ガス供給ノズル
(2) は微小オリフィス(21)、筒部(22)、液化炭酸ガス
(L) の供給ラインに連絡する接続部(23)から構成され
る。アダプター(3) は上記の液化炭酸ガス供給ノズル
(2) を本体ノズル(1) に固定するためのものであり、噴
射用ガス導入口(32)を設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、噴射ガン内部でドライアイス粒子を生成させると共に、生成したドライアイス粒子を噴射用ガスと共に高速で噴射するドライアイス・ブラスト用噴射ガンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、鋼板表面のスケール除去や洗浄操作を行う方法として、砥粒を液体あるいは気体に乗せて対象物に向けて高速噴射する方法が知られている。ここで砥粒としては、鋼球、アルミナ粒などの研掃剤や、氷粒、ドライアイス粒子などの凍結粒子が用いられている。

【０００３】これらの中でも、微細な凍結粒子を砥粒として用いる方法は、対象物を傷つけずに処理または洗浄することができること、小さな凹凸部の洗浄も可能であること、対象物に適用後は粒子が液化または気化するので事後処理が容易であることなどの利点がある。

【０００４】砥粒として凍結粒子を用いる方法のうち本考案に関連するドライアイス粒子を使用する方法については従来より数多くの報告がなされているが、そこで採用されている方法は、ドライアイスを圧密成形後に使用する方法（たとえば、ドライアイス粒子を３mm〜５mm程度のペレットに造粒し、一旦ホッパー等に貯留してから噴射ガスラインに定常的に供給する方法）、加速用の気体や液体を用いずに、同伴する炭酸ガスの圧力によりドライアイス粒子を単独で噴射する方法などが主流となっている。

【０００５】たとえば米国特許４８０６１７１号明細書には、炭酸ガス流体の一部をガス状炭酸ガスと液状炭酸ガスの微細液滴とを含む一次混合物に変換するための第一手段、この一次混合物を、ガス状炭酸ガスと前記よりも大きな液滴とを含む二次混合物に変換するための造粒手段、その二次混合物を、ドライアイス粒子とガス状炭酸ガスとを含む三次混合物に変換するための第二変換手段、およびその三次混合物を対象物に向けて導くための手段、からなる対象物からの微小粒子の除去装置が示されている。

【０００６】この装置においては、ノズル内部では大きな炭酸ガス液滴が生ずるのみであり、ドライアイス粒子への変換は吐出口付近で行われている。なお、この米国特許明細書の第２図には窒素ガスを用いる態様についても触れられているが、窒素ガスはノズルの外周に設けたチャンネルを流れ、吐出口から噴射された固気混合物を外側から包むような用い方をしている。

【０００７】特開昭５５−１６７０７５号公報には、氷粒子または／およびドライアイス粒子などの常温で液体化または気体化する粒子を、気体または液体の被圧流体にのせてトンネル、橋梁等の施設表面に噴射衝突させ、施設表面に付着した汚れ、錆または塗装物質を剥がし、集塵した飛翔粒子または路上に落下した飛翔粒子を氷解または昇華させることで消失させるようにしたトンネル、橋梁等の施設の清掃および塗膜除去方法が示されている。

【０００８】同公報の２頁下段右欄には、「飛翔粒子は氷塊若しくはドライアイス塊をクラッシャーで機械的に粉砕して製造することができる他、液体窒素等の極低温液体を冷媒として飛翔粒子を製造することができる。又、高圧水等とともにノズル部で極低温液体を混合噴射することで飛翔粒子を形成することもできる。第３図は極低温液体を管路２から、又管路１より高圧水等を放射する構成のノズルの例を示す。」との記載がある。

【０００９】特公昭６０−３５５５号公報（特開昭５５−１０６５３８号公報）には、液化ガスを霧状に噴射して目的物質に当てる過程で液化ガス微粒をその気化熱によって冷却凍結させ、この凍結粒子をそのまま直接目的物質に衝突させるようにした物質表面除去方法が示されており、液化ガスの例として炭酸ガスについても言及がある。

【００１０】同公報の第２図の実施例には、炭酸ガスを液化すると共に、未液化の炭酸ガスを背圧として液化炭酸ガスをノズルより噴射し、そのときの気化熱により凍結固化させて対象物に衝突させる方法、第３図の実施例には、霧吹き用の気体を送りながら液化ガスを吸い上げてノズルより噴射し、そのときの気化熱により液化ガスを凍結固化させて対象物に衝突させる方法、第４図の実施例には、第３図の実施例における霧吹き用の気体として液化ガスの気化ガスを用いる方法がそれぞれ示されている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ドライアイス粒子をホッパー等に貯留してから噴射ガスラインに定常的に供給する方法は、粒子同士の融合やホッパーへの付着に起因してホッパーからの排出時に詰まりを生じやすく、装置も大掛りなものとなり、またドライアイス粒子の粒子径が大きくなりすぎて対象物を損傷するおそれがある。

【００１２】ドライアイスを生成させながら、その際に同伴する炭酸ガスの圧力によりドライアイス粒子を単独で噴射する方法は、ドライアイスの生成による容積変化のためドライアイス粒子を充分に加速するほどの圧力が得られず、対象物の洗浄効果等が不足するという問題点がある。

【００１３】米国特許第４８０６１７１号明細書に記載の方法においても、液化炭酸ガスの微細液滴をより大きな液滴に造粒してから凍結させてドライアイス粒子となし、同伴する炭酸ガスを加速ガスとして対象物に向けて噴射するようにしているため、充分な加速を行いにくいという不利があり、また炭酸ガス液滴の固化を吐出口付近で行っているため噴出流中のドライアイス粒子の分布が不均一になったり粒子の濃度が不足したりする傾向があり、さらにはノズルの構造が複雑になるという問題点もある。

【００１４】特開昭５５−１６７０７５号公報に記載の方法においても、その第１図や第２図に示された方法では予めドライアイス粒子を製造する工程を要し、第３図に示された方法は氷粒の製造はできてもドライアイス粒子の製造には適用できないという問題点がある。

【００１５】特公昭６０−３５５５号公報に記載の方法にあっては、その第２図に示された方法ではドライアイス粒子を充分に加速する程の圧力が得られず、霧吹きの原理を利用した第３図や第４図の方法ではドライアイス粒子の製造自体が容易ではなく、またたとえドライアイス粒子の製造はできても粒子の濃度の調整が難しいという問題点がある。

【００１６】本考案は、このような背景下において、噴射ガン内部でドライアイス粒子を生成させると共に、生成したドライアイス粒子を噴射用ガスと共に噴射させ、もって噴出流中のドライアイス粒子の濃度を容易に制御すると共に、噴出流中の粒子の均一分散を可能とし、さらには音速程度あるいはそれ以上の噴出速度とすることによりスケール除去や洗浄の効果を高めることができるようにしたドライアイス・ブラスト用噴射ガンを提供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案のドライアイス・ブラスト用噴射ガンは、先端側が絞り込み状の吐出口(11)、中間部が長尺の筒部(12)、後端側が接続部 (13)に形成された本体ノズル(1) 、先端側が前記本体ノズル(1) の後端側に内挿配置される微小オリフィス(21)、中間部が筒部(22)、後端側が液化炭酸ガス(L) の供給ラインに連絡する接続部(2 3)に形成された液化炭酸ガス供給ノズル(2) 、および、噴射用ガス(G) の供給ラインに連絡する噴射用ガス導入口(32)を有しかつ前記液化炭酸ガス供給ノズル(2) を前記本体ノズル(1) に固定するためのアダプター (3) からなり、液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)から本体ノズル(1 ) の筒部(12)に導入された液化炭酸ガス(L) を該筒部(12)内でドライアイス粒子 (P) となした状態で、このドライアイス粒子(P) を噴射用ガス(G) と共に本体ノズル(1) の吐出口(11)から噴射するように構成してなるものである。

【００１８】以下本考案について詳細に説明する。

【００１９】本考案の噴射ガンは、本体ノズル(1) 、液化炭酸ガス供給ノズル(2) およびアダプター(3) の主部材から構成される。

【００２０】本体ノズル(1) は、先端側が絞り込み状の吐出口(11)、中間部が長尺の筒部(1 2)、後端側が接続部(13)に形成される。

【００２１】吐出口(11)は絞り込み状に構成し、その形状は円形口、楕円形口、スリット口などとすることもできる。スリット口とすることは、広巾の対象物に対する走査を行うときに便利である。噴射量は吐出口(11)の断面積に依存するので、それに合わせて設計する。

【００２２】筒部(12)は、ドライアイス粒子(P) が噴射用ガス(G) と均一に混合されるに足る長さに設定することが重要であり、通常はその有効長さ（挿入された液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)の先端から吐出口(11)先端までの長さと定義する）を１３０mm以上に設定する。その長さが許容下限より不足する場合は筒部(12)内でのドライアイス粒子(P) の分散が不充分となり、吐出口(11)での目詰まりのため噴射操作が不安定になるおそれがある。

【００２３】筒部(12)から吐出口(11)にかけての部位は、粒子溜りが生じないようになめらかなテーパー状に形成する。

【００２４】接続部(13)は、たとえば、その外周を螺設構造に形成してそこに後述のアダプター(3) の先端側が外側から螺合できるようにする。

【００２５】液化炭酸ガス供給ノズル(2) は、先端側が微小オリフィス(21)、中間部が筒部 (22)、後端側が接続部(23)に形成される。液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)側は、組み立て後においては本体ノズル(1) の後端側に内挿配置される。

【００２６】微小オリフィス(21)の径は通常 1.0mm以下に設定される。筒部(22)の径および長さは適宜に設定できる。接続部(23)の後端側には液化炭酸ガス(L) の供給ラインが連絡される。ドライアイス粒子(P) の生成量は、微小オリフィス(21)の径により決定される。

【００２７】アダプター(3) は、上述の液化炭酸ガス供給ノズル(2) を本体ノズル(1) に固定するためのものであり、通常は円筒状の形状を有するが、場合によってはエルボー状、その他の形状とすることもある。アダプター(3) の先端側には第１接続部(31)を設けて上述の本体ノズル(1) の接続部(13)と接続できるようにし、後端側には第２接続部(33)を設けて液化炭酸ガス供給ノズル(2) の接続部(23)に接続できるようにする。

【００２８】アダプター(3) には噴射用ガス導入口(32)を設け、噴射用ガス(G) の供給ラインに連絡できるようにする。噴射用ガス導入口(32)の設置数は一つで充分であるが、２以上とすることもできる。噴射用ガス導入口(32)の設置位置は、生成するドライアイス粒子(P) を円滑に同伴できるように、液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)の位置よりも後方になるようにする。

【００２９】噴射用ガス(G) としては、窒素ガス、希ガス等の不活性ガス、殊に窒素ガスが好適に用いられるが、乾燥空気、炭化水素ガス、含ハロゲン炭化水素ガス、炭酸ガスなどを用いることも可能である。噴射用ガス(G) は、本体ノズル(1) の筒部 (12)内で生成したドライアイス粒子(P) を加速させて対象物に対するドライアイス粒子(P) の衝突エネルギーを高めるためのものである。

【００３０】

【作用】

本体ノズル(1) 、液化炭酸ガス供給ノズル(2) およびアダプター(3) を組み立てることにより本考案の噴射ガンが構成される。噴射ガンの使用にあたっては、液化炭酸ガス供給ノズル(2) の接続部(23)の後端側に液化炭酸ガス(L) の供給ラインを連絡し、アダプター(3) の噴射用ガス導入口(32)には噴射用ガス(G) の供給ラインを連絡する。

【００３１】液化炭酸ガス供給ノズル(2) の筒部(22)内の液化炭酸ガスの液圧は２０kg/cm² G 〜７０kg/cm²G 程度、微小オリフィス(21)の直径は 0.3〜1.0mm 程度に設定することが望ましい。そして本体ノズル(1) の筒部(12)の内圧は5.3kg/cm²abs以下に設定する。

【００３２】液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)から本体ノズル(1) の筒部 (12)内に導入された液化炭酸ガス(L) は、断熱膨張により冷却されて数μm の微細なドライアイス粒子(P) となり、その際に同時に炭酸ガスも発生する。生成したドライアイス粒子(P) は本体ノズル(1) の筒部(12)内で噴射用ガス(G) と均一に混合され、吐出口(11)から噴射される。噴射圧力を3.5kg/cm²abs程度あるいはそれ以上に設定すると、噴出流は音速程度あるいはそれ以上の速度となる。この場合、当然ながら噴射圧力は筒部(12)の内圧以下に抑えなければならない。ドライアイス粒子(P) は微細であるため、このように噴出流を高速にして対象物表面の処理に供することが望ましい。

【００３３】噴出流中のドライアイス粒子(P) の濃度ｍ（ドライアイス粒子(P) ／ガス質の量の重量比と定義する）は、対象物の洗浄や研掃等の処理に充分な衝撃力が得られるように、0.15以上に設定することが望ましい。

【００３４】

【実施例】

次に実施例をあげて本考案をさらに説明する。

【００３５】実施例１図１は本考案の噴射ガンの一例を示した断面図である。図５は噴射ガンの使用状況を示した説明図である。

【００３６】 (1) は本体ノズルであり、先端側が円形の吐出口(11)、中間部が筒部(12)、後端側が接続部(13)となっている。吐出口(11)の径は 3.4mmとしてある。筒部(12) の外径は２２mm、内径は１２mm、全長は１４５mmとし、有効長さは１３０mm以上としてある。接続部(13)は、ノズルの後端側外周に形成した螺設部からなる。

【００３７】 (2) は液化炭酸ガス供給ノズルであり、先端側が微小オリフィス(21)、中間部が筒部(22)、後端側が接続部(23)となっている。また筒部(22)と接続部(23)との間にはアダプター(3) との接続部(24)を設けてある。後端側の接続部(23)は液化炭酸ガス(L) の供給ラインに連絡されるが、この接続部(23)側では特に絞りを設けず、先端側の径 0.6mmの微小オリフィス(21)のみで絞りを行うようにしてある。筒部(22)の外径は８mm、内径は４mmに設定し、この筒部(22)の先端側を本体ノズル(1) の筒部(12)の内部および後述のアダプター(3）の絞り部(34)内に挿入できるようにしてある。接続部(24)はその外周を螺設構造としてある。

【００３８】 (3) は円筒状のアダプターであり、先端側は第１接続部(31)、後端側は第２接続部(33)に形成してあり、また噴射用ガス(G) の偏流を防止するため内側に径１２mmの絞り部(34)を設けてある。アダプター(3) の側部には噴射用ガス導入口(3 2)が設けられ、噴射用ガス(G) の供給ラインに連絡できるようにしてある。

【００３９】液化炭酸ガス供給ノズル(2) をアダプター(3）内に挿入して接続部(24)を第２接続部(33)に螺合することにより液化炭酸ガス供給ノズル(2) をアダプター(3）に固定し、ついでアダプター(3）の第１接続部(31)に本体ノズル(1）の接続部(1 3)を螺合して噴射ガンを組み立てた。さらに、図５のように液化炭酸ガス供給ノズル(2) の接続部(23)を液化炭酸ガス(L) の供給ライン(4) に連絡し、アダプター(3) の噴射用ガス導入口(32)を噴射用ガス(G) の供給ライン(5) に連絡した。図５中、LCO₂とあるのは液化炭酸ガス、N₂とあるのは窒素ガス、Ｐとあるのは圧力計、Ｓとあるのは電磁弁である。(6) はバッファータンクである。

【００４０】上述の噴射ガンを用いて鋼板表面のスケール除去、洗浄の目的に用いたところ、数μm の微細なドライアイス粒子(P) が噴射用ガス(G) と共に音速程度またはそれ以上の速度で噴出し、対象面の処理を行うことができた。

【００４１】実施例２図２は本考案の噴射ガンの本体ノズル(1) の他の一例を示した断面図、図３はその直角方向の断面図、図４はその正面図である。

【００４２】図１に示した実施例１の本体ノズル(1) に代えて、吐出口(11)が１mm×１２mm のスリット孔となった図２〜４に示した本体ノズル(1) を用いたほかは実施例１を繰り返したところ、実施例１と同様の好ましい結果が得られた。

【００４３】

【考案の効果】

本考案のドライアイス・ブラスト用噴射ガンは、シンプルでかつコンパクトであるにかかわらず、噴出流中のドライアイス粒子(P) の濃度を容易に制御することができ、噴出流中のドライアイス粒子(P) の分散状態も均一であり、さらには音速程度あるいはそれ以上の噴出速度とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の噴射ガンの一例を示した断面図であ
る。

【図２】本考案の噴射ガンの本体ノズル(1) の他の一例
を示した断面図である。

【図３】図２の直角方向の断面図である。

【図４】図２の正面図である。

【図５】噴射ガンの使用状況を示した説明図である。

【符号の説明】

(1) …本体ノズル、 (11)…吐出口、(12)…筒部、(13)…接続部、 (2) …液化炭酸ガス供給ノズル、 (21)…微小オリフィス、(22)…筒部、(23)…接続部、(2
4)…接続部、 (3) …アダプター、 (31)…第１接続部、(32)…噴射用ガス導入口、(33)…第
２接続部、 (34)…絞り部、 (4) …液化炭酸ガス(L) の供給ライン、 (5) …噴射用ガス(G) の供給ライン、 (6) …バッファータンク、 (L) …液化炭酸ガス、(G) …噴射用ガス、Ｐ…圧力計、Ｓ…電磁弁

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】先端側が絞り込み状の吐出口(11)、中間部
が長尺の筒部(12)、後端側が接続部(13)に形成された本
体ノズル(1) 、先端側が前記本体ノズル(1) の後端側に内挿配置される
微小オリフィス(21)、中間部が筒部(22)、後端側が液化
炭酸ガス(L) の供給ラインに連絡する接続部(23)に形成
された液化炭酸ガス供給ノズル(2) 、および、噴射用ガス(G) の供給ラインに連絡する噴射用ガス導入
口(32)を有しかつ前記液化炭酸ガス供給ノズル(2) を前
記本体ノズル(1)に固定するためのアダプター(3)からな
り、液化炭酸ガス供給ノズル(2) の微小オリフィス(21)
から本体ノズル(1) の筒部(12)に導入された液化炭酸ガ
ス(L) を該筒部(12)内でドライアイス粒子(P) となした
状態で、このドライアイス粒子(P) を噴射用ガス(G) と
共に本体ノズル(1) の吐出口(11)から噴射するように構
成してなるドライアイス・ブラスト用噴射ガン。