CN111629837A - 喷嘴单元 - Google Patents

Abstract

喷嘴单元(6、6A、6B)是喷射在喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元，具备管体部(6b)，管体部(6b)具有基部(61)和顶端部(62)，该顶端部(62)具有喷射开口(6d1)并且相对于基部折弯或弯曲而连接，在包括顶端部和基部的部位，形成有引导液化流体的流路(R)。

Description

喷嘴单元

技术领域

本公开涉及喷嘴单元。

本申请基于2018年1月18日在日本申请的日本特愿2018-006624号而主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

例如，在专利文献1中，公开了通过代替水而喷射液氮来进行对象物的加工或清洗的方法。在使用水的喷水法中，由于切削片等或污染物混在水中，因而有必要顾虑水本身的处理，有时候产生大量的二次废弃物。另一方面，在使用继喷射后汽化的液氮的情况下，由于液氮与切削片或污染物分离而汽化，因而能够不使二次废弃物产生就进行加工或清洗。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第7310955号说明书。

发明内容

发明要解决的课题

可是，在使用继液氮等的喷射后汽化膨胀的液化流体的情况下，通过液化流体的膨胀力来破坏对象物。因此，在对象物是包括例如钢筋或配管等液化流体未进入内部的内含物的混凝土构造体的情况下，能够不损伤内含物就容易地加工或除去仅仅液化流体浸入的混凝土部分。因此，考虑通过液氮等汽化性的液化流体的喷射，不损伤内含物就进行混凝土构造体的穿孔等。

然而，在专利文献1中，从直管状的喷嘴单元喷射液氮。因此，如果推进混凝土构造体的穿孔，使喷嘴单元进入直至混凝土构造体的内部，则不能使喷嘴单元倾斜运动，只能将液氮喷射至喷嘴单元的正面。因此，难以将孔扩大直径，只能形成相当于喷嘴单元的直径的孔。而且，如果在穿孔途中与内含物碰撞，则不能使喷嘴单元避开内含物而行进。即，专利文献1所公开的喷嘴单元未成为适于包括钢筋等内含物的多孔状构造体的加工的形状。

本公开鉴于上述的问题点而作出，其目的在于，在喷射继喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元中，能够容易地实施包括钢筋或配管等内含物的多孔状构造体的加工。

用于解决课题的方案

本公开的一个方式的喷嘴单元是喷射在喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元，具备管体部，管体部具有基部和顶端部，顶端部具有喷射开口并且相对于上述基部折弯或弯曲而连接，在包括上述顶端部和上述基部的部位，形成有引导上述液化流体的流路。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，上述基部以直管状形成，上述顶端部构成为沿相对于上述基部的轴心倾斜的方向喷射上述液化流体。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，上述顶端部的喷射开口朝向与上述基部相反的一侧开口。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，还具备绝热部，该绝热部被固定于上述管体部，并且从径向方向外侧包围上述流路。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，上述绝热部从径向方向外侧遮覆上述管体部，而且能够相对于上述管体部的延伸方向而分割。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，还具备抓握部，该抓握部被安装于上述管体部，并且从上述管体部突出至径向方向外侧。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，上述抓握部相对于上述基部沿上述流路的延伸方向分隔而设置多个。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，多个上述抓握部以上述管体部为中心而朝向不同的方向突出。

在上述一个方式的喷嘴单元中，也可以是，上述抓握部相对于上述管体部的延伸方向可移动地被安装。

发明的效果

依据本公开，管体部具备相对于基部折弯或弯曲而连接的顶端部，顶端部具有喷射开口。因此，通过使基部旋转，从而能够使喷射开口从基部侧观察而沿周向方向移动，能够不使管体部倾斜就切削孔的内壁面，能够容易地将孔扩大直径。另外，由于能够通过使孔扩大直径而使管体部倾斜运动，因而即使管体部的顶端部与内含物碰撞，管体部也倾斜运动等，由此能够容易地避开内含物。因此，依据本公开，在喷射继喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元中，能够容易地实施包括钢筋或配管等内含物的多孔状构造体的加工。

附图说明

图1是示出具备本公开的第一实施方式中的喷嘴单元的液氮喷射***的概略构成的示意图。

图2是示出本公开的第一实施方式中的喷嘴单元的概略构成的放大立体图。

图3是示出本公开的第二实施方式中的喷嘴单元的概略构成的放大立体图。

图4是示出本公开的第二实施方式中的喷嘴单元所具备的抓握部的概略构成的放大立体图。

图5是示出本公开的第二实施方式中的喷嘴单元的变形例所具备的抓握部的概略构成的放大立体图。

图6是示出本公开的第二实施方式中的喷嘴单元的变形例所具备的抓握部的概略构成的放大立体图。

图7是示出本公开的第二实施方式中的喷嘴单元的变形例所具备的抓握部的概略构成的放大立体图。

图8是示出本公开的第三实施方式中的喷嘴单元的概略构成的放大立体图。

图9是示出本公开的第三实施方式中的喷嘴单元所具备的绝热部的概略构成的部分放大立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本公开涉及的喷嘴单元的一个实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是示出具备本实施方式的喷嘴单元的液氮喷射***1的概略构成的示意图。如图1所示，液氮喷射***1具备储存罐2、液氮升压装置3、冷却器4、挠性软管5以及喷嘴单元6。

储存罐2是储存液氮X的压力罐，连接至液氮升压装置3和冷却器4。此外，液氮喷射***1也可以是如下的构成：不具备储存罐2，而是从外部接收液氮X的供给。

液氮升压装置3将从储存罐2供给的液氮X升压直至一定的喷射压力。例如，液氮升压装置3具备用于压送液氮X的升压泵(booster pump)、将从升压泵运送来的液氮X一次升压的前级泵(prepump)、将一次升压的液氮X二次升压直至喷射压力的增强泵(intensifierpump)等。液氮升压装置3与冷却器4连接。

冷却器4是如下的换热器：将通过利用液氮升压装置3升压而升温的液氮X与从储存罐2供给的液氮X换热，由此将升压的液氮X冷却直至喷射温度。挠性软管5的一端连接至冷却器4。

例如，液氮升压装置3和冷却器4被单元化，配置于一个移动台车上。在移动台车配置有单元化的液氮升压装置3和冷却器4，以及根据需要而配置有储存罐2，由此能够容易地使液氮喷射***1移动。此外，液氮升压装置3和冷却器4不一定必须被单元化。例如，也可以将液氮升压装置3和冷却器4分隔而配置，将冷却器4配置于喷嘴单元6的附近。由此，抑制了升温，直至利用冷却器4冷却的液氮X到达喷嘴单元6为止，能够提高从喷嘴单元6喷射的液氮X的喷射力。

挠性软管5是一端连接至冷却器4且另一端连接至喷嘴单元6的具有可挠性的软管。挠性软管5将升压的液氮X从冷却器4引导直至喷嘴单元6。挠性软管5具有耐压性和绝热性，一边将压力和温度的下降抑制为最低限度，一边将从冷却器4供给的液氮X引导至喷嘴单元6。

图2是示出喷嘴单元6的概略构成的放大立体图。如图2所示，喷嘴单元6具备连接部6a和管体部6b。挠性软管5连接至连接部6a。在连接部6a的内部，形成有未图示的流路。

管体部6b具备：筒状的壳体部6c，其在内部形成有流路R；和孔口部6d，其固定于壳体部6c的顶端部。壳体部6c是例如被绝热加工的长尺寸的配管状的部位，通过沿着长度方向形成的流路R而将液氮X从连接部6a引导直至孔口部6d。在将液氮X喷射至对象物的情况下，壳体部6c***作者抓握。孔口部6d固定于壳体部6c的顶端，具备用于朝向前方喷射液氮X的喷射开口6d1。喷射开口6d1与壳体部6c的流路R连接，流动于流路R的液氮X从喷射开口6d1朝向管体部6b的外部喷射。

管体部6b具有直管状的基部61和包括孔口部6d的顶端部62。基部61是壳体部6c的根部侧(连接部6a侧)的部位，沿着直线状的轴心L以直线状延伸。顶端部62除了具有孔口部6d以外，还包括喷射开口6d1而喷射液氮X。如图2所示，顶端部62相对于基部61弯曲而连接，使得喷射开口6d1朝向与基部61相反的一侧开口，且液氮X的喷射方向相对于基部61的轴心L倾斜。更详细地，顶端部62的基部61侧的部位以一定的曲率半径弯曲，顶端部62的喷射开口6d1侧的部位为直线状，顶端部62的基部61侧的部位和喷射开口6d1侧的部位一体地连接，使得顶端部62的喷射开口6d1侧的轴心L1相对于基部61的轴心L构成小于90°(在本实施方式中，大约45°)的角度α。

本实施方式的喷嘴单元6具备如下的管体部6b：具有喷射开口6d1的顶端部62弯曲而连接至基部61，并且具有将液氮X引导至基部61和顶端部62的流路R。另外，管体部6b具有：基部61，其形状设定成直管状；和顶端部62，其沿相对于基部61的轴心L倾斜的方向喷射液氮X。

在具备本实施方式的喷嘴单元6的液氮喷射***1中，液氮X从储存罐2被供给至液氮升压装置3。液氮X在通过液氮升压装置3升压直至喷射压力之后，被供给至冷却器4。从液氮升压装置3供给至冷却器4的液氮X与经其它途径从储存罐2供给至冷却器4的液氮X换热，从而被冷却。利用冷却器4冷却的液氮X经由挠性软管5被供给至喷嘴单元6。供给至喷嘴单元6的液氮X流动于管体部6b的内部的流路R，从喷射开口6d1朝向外部喷射。

依据本实施方式的喷嘴单元6，管体部6b具备相对于基部61弯曲而连接的顶端部62，顶端部62具有喷射开口6d1。因此，通过例如以轴心L为中心使基部61旋转，从而能够使喷射开口6d1从基部61侧观察而沿周向方向移动，能够不使管体部6b倾斜就切削孔的内壁面，能够容易地将孔扩大直径。另外，由于能够通过使孔扩大直径而使管体部6b倾斜运动，因而即使管体部6b的顶端部与钢筋或配管等内含物碰撞，管体部6b也倾斜运动等，由此能够容易地避开内含物。因此，依据本实施方式的喷嘴单元6，在喷射继喷射后汽化的液氮X的喷嘴单元中，能够容易地实施包括钢筋或配管等内含物的多孔状构造体(例如，混凝土构造体)的加工。

另外，在本实施方式的喷嘴单元6中，管体部6b具有：基部61，其形状设定成直管状；和顶端部62，其沿相对于基部61的轴心L倾斜的方向喷射液氮X。因此，通过以轴心L为中心使直管状的基部61旋转，从而能够容易地将液氮X的喷射方向沿周向方向变更，能够利用最低必要限度的动作来进行液氮X的喷射方向的变更。

另外，在本实施方式的喷嘴单元6中，顶端部62的喷射开口6d1朝向与基部61相反的一侧开口。例如，还能够使喷射开口6d1相对于轴心L倾斜且朝向基部61侧，但是由于通过将喷射开口6d1朝向与基部61相反的一侧开口，从而能够容易地破坏喷嘴单元6前方的混凝土等，因此适于混凝土构造体的穿孔等。

(第二实施方式)

接着，对本公开的第二实施方式进行说明。此外，在本第二实施方式中，对于与上述第一实施方式同样的部分，省略或简化其说明。

图3是示出本实施方式的喷嘴单元6A的概略构成的放大立体图。如该图所示，本实施方式的喷嘴单元6A除了上述第一实施方式的喷嘴单元6的构成之外，还具备抓握部6e。

抓握部6e安装于管体部6b，从管体部6b突出至管体部6b的径向方向外侧。如图3所示，抓握部6e相对于管体部6b的基部61(直线状的部位)而安装。多个(在本实施方式中，两个)抓握部6e沿基部61的延伸方向(基部61内的流路R的延伸方向)分隔而设置。

图4是示出抓握部6e的概略构成的放大立体图。如图4所示，抓握部6e具备主体部6e1和锁定部6e2。如图4所示，主体部6e1是大致C型形状的部位，针对每个端部而形成有同心状的贯通孔6e3。贯通孔6e3为比管体部6b的基部61的外径略大的直径，***贯通有基部61。另外，在主体部6e1的每个端部，形成有锁定部6e2所螺纹接合的螺纹孔。这些螺纹孔各自从贯通孔6e3的径向方向外侧连接至贯通孔6e3。由此，在螺纹孔螺纹接合的锁定部6e2的顶端部能够抵接于***贯通至贯通孔6e3的管体部6b。

锁定部6e2是在设于主体部6e1的上述螺纹孔螺纹接合的螺钉部，通过沿着轴心旋转，从而在沿着轴心的方向(管体部6b的基部61的径向方向)上移动。锁定部6e2沿紧固方向(移动至管体部6b的基部61的径向方向内侧的方向)旋转，由此锁定部6e2的顶端部抵接于管体部6b的基部61，通过摩擦力来限制主体部6e1相对于基部61的移动。

通过使锁定部6e2松动，从而抓握部6e能够沿着管体部6b的基部61的延伸方向(长度方向)移动。另外，通过将锁定部6e2拧紧，从而抓握部6e相对于管体部6b被固定。

此外，如图3所示，优选地将在管体部6b的顶端侧配置的抓握部6e和在连接部6a侧配置的抓握部6e按以管体部6b为中心朝向不同的方向突出的方式固定。由此，例如能够使在管体部6b的顶端侧配置的抓握部6e突出至操作者的左手侧，使在连接部6a侧配置的抓握部6e突出至右手侧。

在本实施方式的喷嘴单元6A中，具备安装于管体部6b并且从管体部6b突出至径向方向外侧的抓握部6e。因此，操作者能够握住抓握部6e而进行喷嘴单元6A的操作，能够使喷嘴单元6A的操纵性提高。

另外，在本实施方式的喷嘴单元6A中，多个抓握部6e相对于管体部6b的基部61沿流路R的延伸方向分隔而设置。因此，操作者能够用双手稳定地抓住喷嘴单元6A，能够使操作性提高。

另外，在本实施方式的喷嘴单元6A中，两个抓握部6e以管体部6b为中心朝向不同的方向突出。因此，例如操作者能够从两侧用左手和右手抓握喷嘴单元6A，能够使操作性进一步提高。

另外，在本实施方式的喷嘴单元6A中，抓握部6e能够相对于管体部6b的延伸方向可移动地被安装。因此，能够根据操作位置或操作者的体格来调整抓握部6e的位置，能够使操作性进一步提高。

此外，如图5和图6所示，也可以代替抓握部6e而具备主体部6f2能够转动的抓握部6f。图5和图6所示的抓握部6f具备支撑部6f1、主体部6f2以及锁定部6f3。

支撑部6f1具有成为比管体部6b的基部61的外径略大的直径的贯通孔6f4，基部61***贯通至贯通孔6f4。如图5和图6所示，支撑部6f1可转动地支撑主体部6f2。另外，在支撑部6f1，形成有锁定部6f3所螺纹接合的螺纹孔。这些螺纹孔从贯通孔6f4的径向方向外侧连接至贯通孔6f4。由此，在螺纹孔螺纹接合的锁定部6f3的顶端部能够抵接于***贯通至贯通孔6f4的管体部6b。

主体部6f2是大致三角形状的环状部位，顶点部之一相对于支撑部6f1可旋转地连接。在本实施方式中，主体部6f2能够以相对于管体部6b的基部61的轴心L(参照图2)正交的旋转轴心为中心而转动。

锁定部6f3是在设于支撑部6f1的上述螺纹孔螺纹接合的螺钉部，通过沿着轴心旋转，从而在沿着轴心的方向(管体部6b的基部61的径向方向)上移动。锁定部6f3沿紧固方向(移动至管体部6b的基部61的径向方向内侧的方向)旋转，由此锁定部6f3的顶端部抵接于管体部6b的基部61，通过摩擦力来限制主体部6f2相对于基部61的移动。

通过使锁定部6f3松动，从而抓握部6f能够沿着管体部6b的基部61的延伸方向(长度方向)移动。另外，通过将锁定部6f3拧紧，从而抓握部6f相对于管体部6b被固定。

依据抓握部6f，由于主体部6f2能够相对于支撑部6f1旋转，因而操作者能够任意地调节主体部6f2相对于支撑部6f1的旋转角度，操纵性提高。

而且，如图7所示，也可以代替抓握部6e而具备抓握部6g，其具备棒状的主体部6g1和锁定部6g2。针对主体部6g1的一个端部而形成有同心状的贯通孔6g3。贯通孔6g3为比管体部6b的基部61的外径略大的直径，***贯通有基部61。另外，在主体部6g1的端部，形成有锁定部6g2所螺纹接合的螺纹孔。这些螺纹孔从贯通孔6g3的径向方向外侧连接至贯通孔6g3。由此，在螺纹孔螺纹接合的锁定部6g2的顶端部能够抵接于***贯通至贯通孔6g3的管体部6b。

锁定部6g2是在设于主体部6g1的上述螺纹孔螺纹接合的螺钉部，通过沿着轴心旋转，从而在沿着轴心的方向(管体部6b的基部61的径向方向)上移动。锁定部6g2沿紧固方向(移动至管体部6b的基部61的径向方向内侧的方向)旋转，由此锁定部6g2的顶端部抵接于管体部6b的基部61，通过摩擦力来限制主体部6g1相对于基部61的移动。

通过使锁定部6g2松动，从而抓握部6g能够沿着管体部6b的基部61的延伸方向(长度方向)移动。另外，通过将锁定部6g2拧紧，从而抓握部6g相对于管体部6b被固定。

(第三实施方式)

接着，对本公开的第三实施方式进行说明。此外，在本第三实施方式中，对于与上述第一实施方式同样的部分，省略或简化其说明。

图8是示出本实施方式的喷嘴单元6B的概略构成的放大立体图。如图8所示，本实施方式的喷嘴单元6B除了上述第一实施方式的喷嘴单元6的构成之外，还具备绝热部6h。

绝热部6h以覆盖管体部6b的基部61周围的方式固定于管体部6b。即，本实施方式的喷嘴单元6B具有固定于管体部6b并且从径向方向外侧遮覆流路R的绝热部6h。绝热部6h是防止在管体部6b的流路R流动的液氮的冷热抵达操作者的部件，由例如泡沫塑料材料形成。

图9是示出本实施方式的喷嘴单元6B所具备的绝热部6h的概略构成的部分放大立体图。如图9所示，绝热部6h由多个绝热块6i构成，绝热块6i沿管体部6b的延伸方向连续地排列多个。每个绝热块6i为具有管体部6b所***贯通的中央开口的环状形状，具有从外周面到达中央开口的缝隙6j。缝隙6j是在将绝热块6i相对于管体部6b装卸的情况下管体部6b所通过的部位。通过使绝热块6i弹性变形，缝隙6j能够扩大，在扩大的状态下使管体部6b能够通过。

依据本实施方式的喷嘴单元6B，能够通过装卸绝热块6i从而变更绝热部6h覆盖管体部6b的范围。即，依据本实施方式的喷嘴单元6B，绝热部6h能够相对于管体部6b的延伸方向而分割。因此，例如能够变更绝热部6h的形状，使得在通过喷嘴单元6B对混凝土构造体穿孔的情况下，混凝土构造体与绝热块6i不干涉。

以上，参照附图同时对本公开的合适实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式。上述的实施方式中所示出的各构成部件的诸多形状或组合等是一个示例，在不脱离本公开的宗旨的范围内，能够基于设计要求等而进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，对将喷嘴单元6等用于包括钢筋或配管的混凝土构造体的加工(切削或穿孔)的构成进行了说明。然而，本公开不限于此。例如，在将加衬处理的混凝土构造体或配管的加衬材料从母材剥离的情况下，也能够使用喷嘴单元6等。在此情况下，将液氮从喷嘴单元6等喷射至加衬材料的一部分而形成孔，由喷嘴单元6等将液氮从该孔喷射至加衬材料与母材之间。在此，喷射的液氮汽化膨胀，能够通过该膨胀力而将加衬材料与母材剥离。

另外，在上述实施方式中，对将液氮用作液化流体的构成进行了说明。然而，本公开不限于此。例如，也可以将液态二氧化碳或液氦用作液化流体。

另外，在上述实施方式中，对管体部6b的顶端部62相对于基部61弯曲而连接的构成进行了说明。然而，本公开不限于此，在管体部6b中，顶端部62也可以相对于基部61折弯而连接。

产业上的可利用性

依据本公开，在喷射继喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元中，能够容易地实施包括钢筋或配管等内含物的多孔状构造体的加工。

符号说明

1……液氮喷射***

2……储存罐

3……液氮升压装置

4……冷却器

5……挠性软管

6……喷嘴单元

6a……连接部

6A……喷嘴单元

6b……管体部

6B……喷嘴单元

6c……壳体部

6d……孔口部

6d1……喷射开口

6e……抓握部

6e1……主体部

6e2……锁定部

6e3……贯通孔

6f……抓握部

6f1……支撑部

6f2……主体部

6f3……锁定部

6f4……贯通孔

6g……抓握部

6g1……主体部

6g2……锁定部

6g3……贯通孔

6h……绝热部

6i……绝热块

6j……缝隙

61……基部

62……顶端部

L……轴心

L1……轴心

R……流路

X……液氮(液化流体)。

Claims (9)

1.一种喷嘴单元，是喷射在喷射后汽化的液化流体的喷嘴单元，具备管体部，所述管体部具有基部和顶端部，所述顶端部具有喷射开口并且相对于所述基部折弯或弯曲而连接，在包括所述顶端部和所述基部的部位，形成有引导所述液化流体的流路。

2.根据权利要求1所述的喷嘴单元，所述基部以直管状形成，所述顶端部构成为沿相对于所述基部的轴心倾斜的方向喷射所述液化流体。

3.根据权利要求2所述的喷嘴单元，所述顶端部的喷射开口朝向与所述基部相反的一侧开口。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的喷嘴单元，还具备绝热部，所述绝热部被固定于所述管体部，并且从径向方向外侧包围所述流路。

5.根据权利要求4所述的喷嘴单元，所述绝热部从径向方向外侧遮覆所述管体部，而且能够相对于所述管体部的延伸方向而分割。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的喷嘴单元，还具备抓握部，所述抓握部被安装于所述管体部，并且从所述管体部突出至径向方向外侧。

7.根据权利要求6所述的喷嘴单元，所述抓握部相对于所述基部沿所述流路的延伸方向分隔而设置多个。

8.根据权利要求7所述的喷嘴单元，多个所述抓握部以所述管体部为中心而朝向不同的方向突出。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的喷嘴单元，所述抓握部相对于所述管体部的延伸方向可移动地被安装。

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