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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG BEREICH DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Mischer zum Ausbilden eines Ölfilms auf
einer Oberfläche
eines Wassertropfens, um einen Wassertropfen mit einem Ölfilm zuzuführen, was
einer Arbeitsflüssigkeit
entspricht, welche bei einer Bearbeitung einer Struktur eingesetzt
wird und derart strukturiert ist, dass ein dünner Ölfilm auf einer Oberfläche eines Wassertropfens
ausgebildet ist.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Herkömmlich werden
beim Bearbeiten, wie z. B. beim Schneiden, beim Schleifen oder ähnlichem,
einer Struktur, um eine Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und
um eine Haltbarkeit eines Werkzeugs zu erhöhen, die Struktur und das Arbeitswerkzeug
geschmiert, und eine durch die Bearbeitung erzeugte Hitze wird gekühlt, indem
eine Arbeitsflüssigkeit,
wie z. B. ein Öl,
eine Emulsion oder ähnliches,
auf eine zu bearbeitende Oberfläche
der Struktur von einer Düse,
welche hingewandt zu einem Abschnitt in der Nähe eines Arbeitspunkts vorhanden ist,
in einem flüssigen
Zustand aufgebracht wird oder indem die Arbeitsflüssigkeit
im Zustand eines feuchten Dunstes gesprüht wird. Des Weiteren ist für den Fall
des Sprühens
der Arbeitsflüssigkeit
in einem Zustand eines feuchten Dunstes, wie es in der
JP-A-6-320384 offenbart
ist, ein Verfahren, eine Arbeitsflüssigkeit, welche erhalten wird,
indem verschie dene Arten von Arbeitsflüssigkeiten, wie z. B. Öl, Wasser
oder ähnliches,
gemischt werden, auf eine zu bearbeitende Oberfläche einer Struktur zu sprühen oder
ein Verfahren eines entsprechenden Sprühens von verschiedenen Arten
von Arbeitsflüssigkeiten
auf eine zu bearbeitende Oberfläche
einer Struktur von einer Mehrzahl von Düsen in Erwägung gezogen worden.
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Da
jedoch die Arbeitsflüssigkeit
kontinuierlich über
die ganze Zeit der Bearbeitung der Struktur zugeführt wird,
um ausreichende schmierende und kühlende Effekte bei der Bearbeitung
zu erzielen, gibt es ein Problem, dass für den Fall eines Aufbringens der
Arbeitsflüssigkeit
in einem flüssigen
Zustand eine Menge der Arbeitsflüssigkeit
erforderlich ist. Da es insbesondere schwer ist, eine nicht brennbare
Emulsion als industriellen Abfall zu behandeln, wenn sie verbraucht
ist, gibt es ein Problem, dass hohe Aufwendungen erforderlich sind,
um eine Menge an Emulsion zu behandeln, welche benutzt oder alt
wird. Auf der anderen Seite ist für den Fall, dass die Arbeitsflüssigkeit
in einem Zustand feuchten Dunstes gesprüht wird, um eine eingesetzte
Menge der Arbeitsflüssigkeit
zu verringern, dass Öl
auf Grund des Dunst ähnlichen
Sprühens
zu viel in der Luft zerstäubt,
da das Öl
eine kleine Masse besitzt, so dass auch ein Problem auftritt, dass
eine ausreichende Menge Öl
nicht auf die zu bearbeitende Oberfläche der Struktur aufgebracht
wird, und das Arbeitswerkzeug weder ausreichend geschmiert noch
gekühlt wird,
so dass es ein Risiko gibt, dass ein Feuer ausbricht, ein menschlicher
Körper
verletzt wird oder ähnliches,
wenn das Öl
Dunst ähnlich
zerstäubt
wird. Dementsprechend gab es ein Problem hinsichtlich einer Fabrikumgebung.
Außerdem
gibt es, wie vorab angemerkt ist, bei einem Verfahren eines Sprühens des
gemischten Mittels, welches aus Wasser und Öl zusammengesetzt ist, und
beim Sprühen
der Arbeitsflüssigkeit
auf die zu bearbeitende Oberfläche
von verschiedenen Düsen
dasselbe Problem, da die Ölkomponente
zu viel in der Luft zerstäubt
ist.
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Um
die vorab erwähnten
Probleme zu lösen, ist
in den letzten Jahren ein Arbeitsverfahren vorgeschlagen worden,
wobei ein Wassertropfen mit einem Ölfilm verwendet wird, welcher
ausgebildet wird, indem aus einem von einem Außenabschnitt zugeführten Wasser
ein Wassertropfen hergestellt wird und ein Ölfilm auf einer Oberfläche des
Wassertropfens ausgebildet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist jedoch noch keine Vorrichtung vorgeschlagen worden, um effektiv
einen Wassertropfen mit einem Ölfilm
auszubilden. Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, indem
der vorab erwähnte Stoff
berücksichtigt
wurde, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Mischer zum Ausbilden eines dünnen Ölfilms auf
einer Oberfläche
eines Wassertropfens bereitzustellen, welcher effektiv einen Wassertropfen
mit einem Ölfilm
ausbilden kann.
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Um
die vorab erwähnte
Aufgabe zu erfüllen, wird
gemäß eines
ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Mischer bereitgestellt,
um einen dünnen Ölfilm auf
einer Oberfläche
eines Wassertropfen auszubilden, um einen Wassertropfen mit einem Ölfilm zuzuführen, was
einer Arbeitsflüssigkeit
entspricht, welche bei einer Bearbeitung einer Struktur einge setzt
wird und welche derart strukturiert ist, dass ein dünner Ölfilm auf
einer Oberfläche
eines Wassertropfens ausgebildet ist, umfassend:
eine feuchten Öldunst ausbildende
Kammer zum Ausbilden von Öl,
welches durch einen. Luftstrom in Form von feuchtem Dunst von einem
Außenabschnitt zugeführt wird;
eine
Wassertropfen ausbildende Kammer zum Ausbilden von Wasser, welches
von dem Außenabschnitt durch
den Luftstrom, welcher das Öl
enthält,
welches in Form von feuchtem Dunst in der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer ausgebildet wird, in Form eines Wassertropfens zugeführt wird,
um so einen Wassertropfen mit Öl
auszubilden, welcher derart strukturiert ist, dass ein dünner Ölfilm auf
einer Oberfläche
des Wassertropfens ausgebildet ist; und
eine obere Düse zum Ablassen
des Wassertropfens mit dem Ölfilm,
welcher in der Wassertropfen ausbildenden Kammer mit dem Ölfilm ausgebildet
ist, in einen Außenabschnitt.
Gemäß der vorab
erwähnten Struktur
kann der Wassertropfen effektiv mit dem Ölfilm ausgebildet werden.
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Außerdem wird
gemäß Anspruch
2 ein Mischer zum Ausbilden eines dünnen Ölfilms auf einer Oberfläche eines
Wassertropfens bereit gestellt, wie es bei dem ersten Aspekt erwähnt ist,
wobei die Wassertropfen ausbildende Kammer aus einer ersten Wassertropfen
ausbildenden Kammer, welche in einer stromaufwärtigen Seite des Luftstromes
angeordnet ist, und aus einer zweiten Wassertropfen ausbildenden
Kammer gebildet ist, welche in einer stromabwärtigen Seite davon angeordnet
ist, und wobei ein Ölzuflussanschluss,
damit das von dem Außenabschnitt
zugeführte Öl hineinfließt, der
zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer gegenüberliegt. Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann wiederum Öl
an den Wassertropfen angebracht werden, welche durch die Wassertropfen
ausbildende Kammer fließen
und keinen darauf ausgebildeten Ölfilm
aufweisen, und eine Rate des Ausbildens der Wassertropfen mit dem Ölfilm kann
verbessert werden.
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Ferner
wird gemäß Anspruch
3 ein Mischer zum Ausbilden eines dünnen Ölfilms auf einer Oberfläche eines
Wassertropfens bereitgestellt, wie bei dem zweiten Aspekt erwähnt, wobei
der Ölzuflussanschluss
mit der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer mittels eines Umgehungskanals verbunden ist, um
so Öl,
welches in der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer nicht in Form von feuchtem Dunst ausgebildet
wird, mittels des Umgehungskanals dem Ölzuflussanschluss zuzuführen. Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur können,
da das flüssige Öl, welches
in der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer nicht in Form von feuchtem Öldunst ausgebildet wird, verwendet
wird, nachdem es wiederum in Form feuchten Dunstes in dem Ölzuflussanschluss
ausgebildet wird, die Wassertropfen effektiv mit einer minimalen Ölmenge mit
dem Ölfilm
ausgebildet werden.
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Außerdem wird
gemäß Anspruch
4 ein Mischer zum Aufbringen eines dünnen Ölfilms auf eine Oberfläche eines
Wassertropfens bereitgestellt, wie bei dem zweiten Aspekt oder dem
dritten Aspekt erwähnt,
wobei der Ölzuflussanschluss
aus einem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss,
welcher in einer stromaufwärtigen
Seite des Luftstromes angeordnet ist, und aus einem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss
gebildet ist, welcher in einer stromabwärtigen Seite davon angeordnet
ist, und wobei eine Ölzuflussmenge
in dem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss
größer ist
als in dem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss.
Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann eine Rate des Ausbildens der Wassertropfen mit dem Ölfilm wesentlich
erhöht
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht,
welche einen Innenabschnitt eines Mischers zum Aufbringen eines
dünnen Ölfilms auf
eine Oberfläche
eines Wassertropfens gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
darstellt;
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2 ist eine schematische
Ansicht einer Vorrichtung, um den Wassertropfen mit dem Ölfilm gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform zuzuführen;
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3 ist eine schematische
Ansicht des Wassertropfens mit dem Ölfilm und einer Oberfläche einer
zu bearbeitenden Struktur, an welcher der Wassertropfen mit dem Ölfilm angebracht
ist;
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4 ist eine schematische
Ansicht in einem Zustand, in welchem der Wassertropfen mit dem Ölfilm durch
den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens einer Arbeitsoberfläche zugeführt ist;
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5 ist eine Liste, welche
experimentelle Bedingungen für
ein Schneid-Experiment zeigt, welches ausgeführt wird, indem eine Arbeitsflüssigkeit durch
den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens zugeführt
wird; und
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6 ist ein Graph, welcher
experimentelle Ergebnisse des Schneid-Experiments zeigt, welches ausgeführt wird,
indem die Arbeitsflüssigkeit
durch den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens zugeführt
wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen gegeben. Zuerst wird eine Beschreibung einer Struktur
eines Mischers zum Ausbilden eines dünnen Ölfilms auf einer Oberfläche eines
Wassertropfens 1 gemäß der Ausführungsform
mit Bezug auf 1 gegeben. 1 ist eine Querschnittsansicht,
welche einen Innenabschnitt des Mischers zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
darstellt.
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In 1 wird der Mischer zum Ausbilden
des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 aus einem Nebelkammer ausbildenden
Teil 2, in welchem eine feuchten Öldunst ausbildende Kammer 8 zum
Ausbilden eines Öls,
welches von einem Außenabschnitt
durch einen Luftstrom in Form von feuchtem Dunst zugeführt wird,
ausgebildet wird, aus einem zweiten eine Nebelkammer ausbildenden
Teil 3, welches mit dem die Nebelkammer ausbildenden Teil 2 verbunden
ist und in welchem Wassertropfen ausbildende Kammern 36 und 61 zum
Ausbilden eines Wassers, welches von dem Außenabschnitt in Form eines
Wassertropfens durch einen Luftstrom zugeführt wird, welcher das Öl enthält, welches
in Form feuchten Dunstes in der feuchten Öldunst ausbildenden Kammer 8 ausgebildet
wird, um so einen Wassertropfen mit einem Ölfilm auszubilden, ausgebildet
sind, aus einer oberen Düse 4,
welche mit dem zweiten die Nebelkammer ausbildenden Teil 3 verbunden
ist und die mit dem Öl
ausgebildeten Wassertropfen zu dem Außenabschnitt ablässt, und
aus einem Düsengehäuse 5 gebildet,
um die obere Düse 4 an
dem zweiten Nebelkammer ausbildenden Teil 3 zu befestigen.
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Zuerst
wird eine Beschreibung einer Struktur des Nebelkammer ausbildenden
Teils 2 mit Bezug auf 1 gegeben.
Das Nebelkammer ausbildende Teil 2 ist in Form einer rechteckigen
Säule oder
in Form einer kreisförmigen
Säule ausgebildet
und ist aus rostfreiem Stahl oder Kunststoffen hergestellt. Ein
Lufteinlassanschluss 6 in Form einer Vertiefung, an welchem
ein Luftkanal 82 (mit Bezug auf 2) angeschlossen ist, um komprimierte
Luft zuzuführen, ist
in einem Mittelabschnitt einer rückseitigen
Endoberfläche
(rechte Seite in der Zeichnung) des Nebelkammer ausbildenden Teils 2 ausgebildet.
Auf der anderen Seite ist ein Montagevertiefungsabschnitt 7 zum
Einführen
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils, um es so zu montieren,
in einem Mittelabschnitt einer vorderen Endoberfläche (linke
Seite in der Zeichnung) des Nebelkammer ausbildenden Teils 2 ausgebildet.
Die feuchte Öldunst
ausbildende Kammer 8 erstreckt sich von einer Bodenoberfläche des
Lufteinlassanschlusses 6 zu einer Bodenoberfläche des
Montagevertiefungsabschnittes 7 in solch einer Weise, dass
sie sich durch das Nebelkammer ausbildende Teil 2 erstreckt.
Dabei ist eine Schraubenvertiefung zum Aufschrauben des Luftkanals 82 auf
einer inneren Umfangsoberfläche
des Lufteinlassanschlusses 6 ausgebildet, und eine Schraubenvertiefung
zum Aufschrauben des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 ist
auf einer inneren Umfangsoberfläche
des Montagevertiefungsabschnitts 7 ausgebildet.
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Sprühdüsen 9 und 12 sind
an beiden Endabschnitten der feuchten Öldunst ausbildenden Kammer 8 angebracht
und befestigt. Das heißt,
die Ölsprühdüse 9 zum
Ausbilden eines Öls,
welches in Form eines feuchten Dunstes von einem Außenabschnitt
zugeführt
wird, ist an einer Seite des Lufteinlassanschlusses 6 angebracht
und durch einen Anschlagring 11 vom Typ C befestigt. Eine
Wassersprühdüse 12 zum
Ausbilden von Wasser, welches in Form von Wassertropfen von dem
Außenabschnitt zugeführt wird,
ist an einer Seite des Montagevertiefungsabschnittes 7 angebracht
und durch einen Anschlagring 14 vom Typ C befestigt. Dabei liegt
ein erster Ölzuflussanschluss
10 zum Erzeugen des Ölflusses
in die Ölsprühdüse 9 gegenüber der Ölsprühdüse 9.
Außerdem
liegt ein Wasserzuflussanschluss zum Erzeugen des Wasserflusses
in die Wassersprühdüse 12 gegenüber der
Wassersprühdüse 12.
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Ein Öleinlassanschluss 16,
mit welchem ein Ölzufuhrkanal 87 (mit
Bezug auf 2) zum Zuführen von Öl verbunden
ist, ist in der Nähe
des Lufteinlassanschlusses 6 auf einer Seitenoberfläche des Nebelkammer
ausbildenden Teils 2 ausgebildet, und ein Öleinlassanschluss 17 ist
von einer Bodenoberfläche
des Öleinlassanschlusses 16 zu
dem ersten Ölzuflussanschluss 10 hin
ausgebildet. Außerdem
ist ein Wassereinlassanschluss 18, mit welchem ein Wasserzufuhrkanal 92 (mit
Bezug auf 2) zum Zuführen von
Wasser verbunden ist, in der Nähe
des Montagevertiefungsabschnitts 7 auf derselben Seitenoberfläche wie
der Seitenoberfläche,
auf welcher der Öleinlassanschluss 16 vorhanden
ist, ausgebildet, und ein Wassereinlasskanal 90 ist von
einer Bodenoberfläche
des Wassereinlassanschlusses 18 zu dem Wasserzuflussanschluss 13 hin
ausgebildet.
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Des
Weiteren sind L-förmige
erste Umgehungskanäle 20,
welche sich durch die feuchte Öldunst
ausbildende Kammer 8 erstrecken, an zwei symmetrischen
Positionen von einer Endoberfläche in
einer Seite des Montagevertiefungsabschnitts 7 des Nebelkammer
ausbildenden Teils 2 ausgebildet. Außerdem ist ein Verschlussteil 21 zu
einer Seitenoberfläche
des Nebelkammer ausbildenden Teils 2 hin von einem gebogenen
Abschnitt des ersten Umgehungskanals 20 eingeführt. Dieses
Verschlussteil 21 schließt ungefähr eine Hälfte einer Außenseite
eines Loches, welches sich von einer Seitenoberfläche des Nebelkammer
ausbildenden Teils 2 zu der feuchten Öldunst ausbildenden Kammer 8 erstreckt
und ist erforderlich, um den ersten Umgehungskanal 20 in
einer L-Form auszubilden. Das heißt, weil es unmöglich ist,
den Kanal in einer L-Form auszubilden, wird eine L-förmige Struktur
erzielt, indem ein Kanal von einer Endoberfläche des Nebel ausbildenden
Teils 2 ausgebildet wird, wobei ein Kanal senkrecht zu
dem Kanal von der Seitenoberfläche
des Nebelkammer ausbildenden Teils 2 zu der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer 8 gebildet wird, so dass ein T-förmiger Kanal ausgebildet wird,
wobei nachfolgend ein Teil des Kanals von einem Kreuzungsabschnitt
zwischen den zwei Kanälen
zu der Seitenoberfläche
des Nebelkammer ausbildenden Teils 2 hin durch das Verschlussteil 21 in
der vorab erwähnten
Weise geschlossen wird.
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Nachfolgend
wird eine Beschreibung einer Struktur des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 mit
Bezug auf 1 gege ben.
Das zweite Nebelkammer ausbildende Teil 3 ist in einer
zylindrischen Form ausgebildet und aus rostfreiem Stahl oder Kunststoffen
hergestellt. Ein konvexer Montageabschnitt 30, welcher
in den Montagevertiefungsabschnitt 7 des Nebelkammer ausbildenden
Teils 2 eingeführt
ist, ist in einem Mittelabschnitt einer rückseitigen Endoberfläche (rechte
Seite in der Zeichnung) des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 ausgebildet.
Außerdem
ist eine O-Ring-Montagevertiefung 31 zum Anbringen und
Einführen
eines O-Ringes 32 in einen Umfang in der Nähe eines
Außenkantenabschnitts
der rückseitigen
Endoberfläche
derart vorhanden, dass sie eine kreisförmige Form bildet, und eine
Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38, welche mit dem
ersten Umgehungskanal 20 verbunden ist, ist in einem Umfang
zwischen der O-Ring-Montagevertiefung 31 und dem konvexen Montageabschnitt
derart vorhanden, dass sie eine kreisförmige Form bildet. Die Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 ist
derart aufgebaut, dass ein Durchmesser in einer Mitte der Vertiefung
davon im Wesentlichen gleich einer Entfernung zwischen den Mitten
der zwei ersten Umgehungskanäle
ist und eine Breite der Vertiefung davon im Wesentlichen gleich
einem Durchmesser des ersten Umgehungskanals 20 ausgebildet
ist. Dabei ist eine Schraube, welche sich mit einer Schraubenvertiefung
in Eingriff befindet, welche auf einem Innenumfang des Montagevertiefungsabschnitts 7 ausgebildet
ist, auf einem Außenumfang
des konvexen Montageabschnitts 30 ausgebildet.
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Auf
der anderen Seite ist ein Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitt 33,
in welchem eine Schraubenvertiefung auf einem Innenumfang davon
zum Anbringen des Düsengehäuses 5 ausgebildet
ist, in einem Mittelabschnitt einer vorderen End oberfläche (linke
Seite in der Zeichnung) des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 ausgebildet.
Außerdem
ist eine O-Ring-Montagevertiefung 34 zum
Anbringen und Einführen
eines O-Ringes 35 in einem Umfang in der Nähe eines
Außenkantenabschnitts
der vorderen Endoberfläche
derart vorhanden, dass sie eine ringförmige Form aufweist. Des Weiteren
ist eine Wassertropfen ausbildende Kammer 64 zum Ausbilden
von Wasser, welches von dem Außenabschnitt
in Form von Wassertropfen zugeführt
wird, ausgebildet, indem sie sich von einer Bodenoberfläche des
Nebelkammermontagevertiefungsabschnitt 7 zu einer Endoberfläche des
konvexen Befestigungsabschnitts 30 erstreckt. Die Wassertropfen
ausbildende Kammer 64 ist aus einer ersten Wassertropfen
ausbildenden Kammer 36 in einer stromaufwärtigen Seite
und einer zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer 61 in
einer stromabwärtigen
Seite gebildet, und die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 in
der stromaufwärtigen Seite
ist aus einer zweiten Öldüse 60,
welche an einem zweiten Öldüsenbefestigungsabschnitt 37 angebracht
und eingeführt
ist, welcher in der Nähe
des Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitts 33 ausgebildet
ist, gebildet.
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Außerdem sind
zweite Umgehungskanäle 39 von
einer Bodenoberfläche
der Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 zu der vorderen
Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 bis zu einer
Position des zweiten Öldüsenbefestigungsabschnitts 37 ausgebildet.
Die zweiten Umgehungskanäle 39 sind
an zwei Abschnitten derart bereitgestellt, dass sie in einer Richtung
von 180 Grad zueinander positioniert sind. Des Weiteren sind eine erste Ölzuflussvertiefung 40 und
eine zweite Ölzuflussvertiefung 41 in
einem linken und einem rech ten Abschnitt in der Zeichnung des zweiten
Umgehungskanals 39 ausgebildet, so dass der zweite Umgehungskanal 39 und
der zweite Öldüsenbefestigungsabschnitt 37 miteinander
verbunden sind.
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Dabei
ist die zweite Öldüse 60,
wie vorab erwähnt,
an dem zweiten Öldüsenbefestigungsabschnitt 37 angebracht
und eingeführt,
wobei jedoch die zweite Öldüse 60 in
einer zylindrischen Form ausgebildet und aus einem rostfreiem Stahl
oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, und wobei die zweite Wassertropfen
ausbildende Kammer 61 in einer Mitte davon derart ausgebildet
ist, dass sie denselben Durchmesser wie die erste Wassertropfen
ausbildende Kammer 36 besitzt. Außerdem ist ein zweiter Ölzuflussanschluss 62,
welcher einem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss
entspricht, in der Nähe
einer rückseitigen
Endoberfläche
(rechte Seite in der Zeichnung) der zweiten Öldüse 60 derart ausgebildet,
dass er sich von einer Außenoberfläche der zweiten Öldüse 60 zu
der zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer 61 erstreckt.
Die zweiten Ölzuflussanschlüsse 62 sind
radial an einer Mehrzahl von Abschnitten (vier bis zwölf Abschnitten)
mit einem gleichen Abstand ausgebildet. Des Weiteren ist ein dritter Ölzuflussanschluss 63,
welcher einem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss
entspricht, in der Nähe
einer vorderen Endoberfläche
(linke Seite in der Zeichnung) der zweiten Öldüse 60 derart ausgebildet,
dass er sich von der Außenoberfläche der zweite Öldüse 60 zu
der zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer 61 in derselben
Weise erstreckt wie der zweite Ölzuflussanschluss 62.
Die dritten Ölzuflussanschlüsse 62 sind
radial an einer Mehrzahl von Abschnitten (an ungefähr der Hälfte der
Anzahl der zweiten Öleinflussanschlüsse 62,
das heißt,
an zwei bis sechs Abschnitten) mit einem gleichen Abstand ausgebildet.
Hier, bei der vorliegenden Ausführungsform,
beträgt
ein Durchmesser des zweiten Ölzuflussanschlusses 62 das
Zweifache oder mehr des Durchmessers des dritten Ölzuflussanschlusses 63.
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Wenn
die zweite Öldüse 60,
welche in der vorab erwähnten
Weise aufgebaut ist, in den zweiten Öldüsenbefestigungsabschnitt 37 eingeführt ist,
stimmen der zweite Ölzuflussanschluss 62 und
die erste Ölzuflussvertiefung 40 miteinander überein und
der dritte Ölzuflussanschluss 63 und
die zweite Ölzuflussvertiefung 41 stimmen
miteinander überein.
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung einer Struktur der oberen Düse 4 mit
Bezug auf 1 gegeben.
Die obere Düse 4 ist
in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist aus rostfreiem Stahl
oder Kunststoffen hergestellt, und ein Wassertropfen mit einem Ölfilm ausstoßender Anschluss 70 zum
Ausstoßen
der Wassertropfen mit dem Ölfilm
ist in einer Mitte davon derart ausgebildet, dass er im Wesentlichen
denselben Durchmesser wie die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 besitzt.
Des Weiteren ist ein Flansch auf einer rückseitigen Endoberfläche (rechte
Seite in der Zeichnung) der oberen Düse 4 ausgebildet,
und ein Durchmesser des Flansches ist im Wesentlichen gleich einem
Außendurchmesser
der zweiten Öldüse 60.
Die vorab erwähnte obere
Düse 4 wird
durch das Düsengehäuse 5 an dem
zweiten Nebelkammer ausbildenden Teil 3 angebracht, wobei
jedoch das Düsengehäuse 5 in
einer zylindrischen Form ausgebildet und aus rostfreiem Stahl oder
einer Kupferlegierung hergestellt ist. Außerdem ist ein konvexer Montageabschnitt 50,
in welchem ein Schraubenabschnitt, welcher sich mit dem Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitt 33 des
zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 in Eingriff befindet,
auf einem Außenumfang
davon ausgebildet ist, in einem Mittelabschnitt einer rückseitigen
Endoberfläche
(rechte Seite in der Zeichnung) ausgebildet. Außerdem ist ein Einführungsloch 51 für die obere
Düse, in
welchem die obere Düse 4 eingeführt ist,
in einer Mitte des Düsengehäuses 5 ausgebildet.
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Es
wird eine Beschreibung eines Zusammenbaus des Mischers zum Ausbilden
des dünnen Öls auf der
Oberfläche
des Wassertropfens 1 gegeben, welcher aus einer Mehrzahl
von Teilen, wie vorab erwähnt,
gebildet ist. Zuerst wird das zweite Nebelkammer ausbildende Teil 3 an
dem Nebelkammer ausbildenden Teil 2 befestigt, indem der
O-Ring 32 an der O-Ring-Montagevertiefung 31 angebracht wird,
welche auf der rückseitigen
Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 vorhanden
ist, und anschließend
befindet sich der konvexe Montageabschnitt 30 des zweiten
Nebelkammer ausbildenden Teils 3 mit dem Montagevertiefungsabschnitt 7 des
Nebelkammer ausbildenden Teils 2 in Eingriff . Da dabei
die O-Ring-Montagevertiefung 31 derart
aufgebaut ist, dass eine Tiefe der Vertiefung kleiner als der Durchmesser
des O-Ringes 32 ist, ragt ein oberer Endabschnitt des O-Ringes 32 von
der rückseitigen
Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3, solange der
O-Ring 32 an der O-Ring-Montagevertiefung 31 angebracht
ist, hervor. Dementsprechend wird der O-Ring, solange das zweite
Nebelkammer ausbildende Teil 3 an dem Nebelkammer ausbildenden
Teil 2 befestigt ist, zwischen der Bodenoberfläche der
O-Ring-Montagevertiefung 31 und der vorderen Endoberfläche des
Nebelkammer ausbildenden Teils 2 ergriffen, wobei ein luftdichter
Zustand zwischen dem Nebelkammer ausbildenden Teil 2 und
dem zweiten Nebelkammer ausbildenden Teil 3 beibehalten
werden kann. Da ferner der O-Ring 15 zwischen dem Anschlagring 14 des Typs
C und der Endoberfläche
des konvexen Montageabschnitts 30 liegt, sind die feuchten
Dunst ausbildende Kammer 8 und die erste Wassertropfen
ausbildende Kammer 36 miteinander in einem luftdicht gehaltenen
Zustand verbunden.
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Da
ferner die Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 auf der
rückseitigen
Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 derart in dem
Umfang vorhanden ist, dass sie eine kreisförmige Form bildet, ist der
erste Umgehungskanal 20 immer mit der Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 verbunden
während
das zweite Nebelkammer ausbildende Teil 3 an dem Nebelkammer
ausbildenden Teil 2 befestigt ist. Dementsprechend ist
der erste Umgehungskanal 20 mit dem zweiten Umgehungskanal 39 mittels
der Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 verbunden.
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Anschließend wird
die zweite Öldüse 60 in den
zweiten Öldüsenmontageabschnitt 37 des
zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 von der Seite des
Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitts 33 her
eingeführt.
Dabei wird die Einführung
derart ausgeführt,
dass der dritte Ölzuflussanschluss 63 der zweiten Öldüse 60 zuerst
eingeführt
wird. Dann wird mit dem Einführen
der zweiten Öldüse 60 in
den zweiten Öldüsenmontageabschnitt 37 der
zweite Ölzuflussanschluss 62 an
der Position positioniert, welche der ersten Ölzuflussvertiefung 40 entspricht
und der dritte Ölzuflussanschluss 62 wird
an einer Position positioniert, welche der zweiten Ölzuflussvertiefung 41 entspricht,
wie vorab erwähnt.
Dementsprechend ist der zweite Umgehungskanal 39 über die erste Ölzuflussvertiefung 40,
den zweiten Ölzuflussanschluss 62,
die zweite Ölzuflussvertiefung 41 und den
dritten Ölzuflussanschluss 63 mit
der zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer 61 verbunden.
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Anschließend wird,
nachdem der O-Ring 35 an der O-Ring-Montagevertiefung 34, welche
an der vorderen Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 vorhanden
ist, angebracht ist, die obere Düse 4 in
den Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitt 33 des
zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 von der Seite
des Flanschabschnitts her eingeführt.
Dann werden die obere Düse 4 und
das Düsengehäuse 5 an
dem zweiten Nebelkammer ausbildenden Teil 3 befestigt,
indem die obere Düse 4 in
das Düsengehäuse 5 eingeführt wird und
indem der konvexe Montageabschnitt 50 des Düsengehäuses 5 mit
dem Düsengehäuseeinführungsvertiefungsabschnitt 33 des
zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 in Eingriff kommt.
Da die O-Ring-Montagevertiefung 34 dabei derart aufgebaut ist, dass
die Tiefe der Vertiefung davon kleiner als der Durchmesser des O-Rings 35 ist,
ragt dabei der obere Endabschnitt des O-Rings 35 von der
vorderen Endoberfläche
des zweiten Nebelkammer ausbildenden Teils 3 hervor. Dementsprechend
wird der O-Ring 35, wenn das Gehäuse 5 an dem zweiten
Nebelkammer ausbilden Teil 3 befestigt ist, zwischen der
Bodenoberfläche
der O-Ring-Montagevertiefung 34 und der rückseitigen
Endoberfläche
des Düsengehäuses 5 erfasst,
wobei ein luftdichter Zustand zwischen dem zweiten Nebelkammer ausbildenden
Teil 3 und dem Düsengehäuse 5 aufrechterhalten
werden kann.
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Der
Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 wird in der vorab erwähnten Weise zusammengebaut.
Im Folgenden wird eine Beschreibung einer Wassertropfen mit einem Ölfilm zuführenden
Vorrichtung 94 zum Zuführen
von Luft, Öl
und Wasser zu dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens mit Bezug auf 2 gegeben. 2 ist eine schematische
Ansicht der Wassertropfen mit dem Ölfilm zuführenden Vorrichtung 94 gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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In 2 befindet sich ein Luftzufuhrverbindungsstück 83 zum
Verbinden eines Luftzufuhrkanals 82 mit dem Lufteinlassanschluss 6 des
Mischers zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 in Eingriff, und der Luftzufuhrkanal 82,
welcher mit dem Luftzufuhrverbindungsstück 83 verbunden ist,
ist mit einem Strömungsmengeneinstellventil 81 zum
Einstellen einer Strömungsmenge
der Luft verbunden. Das Luftströmungseinstellventil 81 ist
mit einem Kompressor 80 zum Zuführen
der Luft mittels des Luftzufuhrkanals 82 verbunden.
-
Außerdem befindet
sich ein Ölzufuhrverbindungsstück 88 zum
Verbinden eines Ölzufuhrkanals 87 mit
dem Öleinlassanschluss 16 des
Mischers zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 in Eingriff, und der Ölzufuhrkanal 87,
welcher mit dem Ölzufuhrverbindungsstück 88 verbunden
ist, ist mit einem Ölmessventil 86 zum Messen
einer Ölmenge
verbunden. Das Ölmessventil 86 ist
mit einer Ölpumpe 85 zum
Zuführen
des Öls mittels
des Luftzufuhrkanals 87 verbunden, und der Ölzufuhrkanal 87 ist
mit einem Öltank 84 verbunden, in
welchem Öl
von der Ölpumpe 85 aufbewahrt
ist.
-
Des
Weiteren befindet sich ein Wasserzufuhrverbindungsstück 93 zum
Verbinden eines Wasserzufuhrkanals 92 in Eingriff mit dem
Wassereinlassanschluss 18 des Mischers zum Ausbilden des
dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1, und der Wasserzufuhrkanal 92,
welcher mit dem Wasserzufuhrverbindungsstück 93 verbunden ist,
ist mit einem Wassermessventil 91 zum Messen einer Wassermenge
verbunden. Das Wassermessventil ist mit einer Wasserpumpe 90 zum
Zuführen
des Wassers mittels des Wasserzufuhrkanals 92 verbunden, und
der Wasserzufuhrkanal 92 ist mit einem Wassertank 89 verbunden,
in welchem das Wasser von der Wasserpumpe 90 aufbewahrt
ist.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung eines Verfahrens gegeben, in welchem
ein Wassertropfen mit einem Ölfilm 100 in
dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 auf Grund der Luft, des Öls und des
Wassers, welche zu dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 zugeführt werden, mit Bezug auf 1 und 2 ausgebildet wird.
-
Zuerst
wird eine von dem Kompressor 80 zugeführte komprimierte Luft in die Ölsprühdüse 9 von dem
Lufteinlassanschluss 6 eingespeist. Außerdem führt das von dem Öltank 84 zugeführte Öl von dem Öleinlassanschluss 16 durch
den Öleinlasskanal 17 und
fließt
von dem ersten Ölzuflussanschluss 10 in die Ölsprühdüse 9.
Das Öl,
welches in die Ölsprühdüse 9 fließt, wird
aufgrund eines Drucks der komprimierten Luft in der Ölsprühdüse 9 in
Form von feuchtem Dunst ausgebildet, um so in die feuchten Öldunst ausbildende
Kammer 8 injiziert zu werden, und danach wird es zusammen
mit der komprimierten Luft in die Wassersprühdüse 12 eingespeist.
Dabei fließt
ein Teil des Öls,
welches nicht in Form von feuchtem Dunst ausgebildet ist, in den
ersten Umgehungskanal 20 entlang einer inneren Umfangsoberfläche der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer 8, wobei ein flüssiger
Zustand erhalten bleibt, und danach fließt es über die Umgehungskanalverbindungsvertiefung 38 und
den zweiten Umgehungskanal 39 in die erste Ölzuflussvertiefung 40 und
die zweite Ölzuflussvertiefung 41.
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Das
in die erste Ölzuflussvertiefung 40 fließende Öl wird von
dem zweiten Ölzuflussanschluss 62,
welcher in dem zweiten Öldüsenmontageabschnitt 37 vorhanden
ist, in die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 injiziert.
Außerdem
wird das in die zweite Ölzuflussvertiefung 41 fließende Öl von dem
dritten Ölzuflussanschluss 63,
welcher in dem zweiten Öldüsenmontageabschnitt 37 vorhanden
ist, in die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 injiziert.
-
Da
der Durchmesser des zweiten Ölzuflussanschlusses 62 zweimal
so groß wie
der Durchmesser des dritten Ölzuflussanschlusses 63 ist
und die zweiten Ölzuflussanschlüsse 62 an
einer Mehrzahl von Abschnitten (acht Abschnitte bei der dargestellten
Ausführungsform)
vorhanden sind, aber die dritten Ölzuflussanschlüsse 63 bei
einer halb so großen Anzahl
davon vorhanden sind, wird dabei ein Druck, welcher höher als
ein Druck ist, welcher auf den zweiten Ölzuflussanschluss 62 aufgebracht
wird, auf den dritten Ölzuflussanschluss 63 aufgebracht,
und das Öl
fließt
im Vergleich mit dem zweiten Ölzuflussanschluss 62 kaum
in den dritten Ölzuflussanschluss 63.
Das heißt,
der Aufbau ist derart, dass eine Menge des in den zweiten Ölzuflussanschluss 62 fließenden Öls größer ist
als die in den dritten Ölzuflussanschluss 63 fließende. Dement sprechend
wird das Öl in
dem zweiten Umgehungskanal 39 zuerst von dem zweiten Ölzuflussanschluss 62 in
die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 injiziert
und nachfolgend von dem dritten Ölzuflussanschluss 63 in
die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 injiziert.
-
Auf
der anderen Seite führt
Wasser, welches von dem Wassertank 89 zugeführt wird,
von dem Wassereinlassanschluss 18 durch den Wassereinlasskanal 19 und
fließt
von dem ersten Wasserzuflussanschluss 13 in die Wassersprühdüse 12.
Das in die Wassersprühdüse 12 fließende Wasser
wird durch die komprimierte Luft, welche von der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer 8 in die Wassersprühdüse 12 eingeleitet
wird, in Wassertropfen ausgebildet, und das in Form von feuchtem
Dunst ausgebildete Öl
wird an der gesamten Oberfläche
der Wassertropfen als ein Ölfilm
angebracht, wobei die Wassertropfen mit dem Ölfilm in der ersten Wassertropfen
ausbildenden Kammer 36 ausgebildet werden. Dabei wird der Ölfilm nicht
an al-len Wassertropfen angebracht,
und es existieren Wassertropfen, an welchen der Ölfilm nicht angebracht ist.
-
Das
von dem zweiten Ölzuflussanschluss 62 fließende Öl wird an
der gesamten Oberfläche
der Wassertropfen angebracht, an welchen der Ölfilm nicht angebracht ist,
wobei dabei, wenn die Wassertropfen von der ersten Wassertropfen
ausbildenden Kammer 36 in die zweite Wassertropfen ausbildende Kammer 61 injiziert
werden, der Wassertropfen mit dem Ölfilm ausgebildet wird. Dabei
werden die meisten der Wassertropfen Wassertropfen mit dem Ölfilm, indem
der Ölfilm
daran angebracht wird, jedoch sogar für den Fall, dass eine kleine
Menge von Wassertropfen, an welchen der Ölfilm nicht angebracht ist, dabei übrig bleiben,
wird das von dem dritten Ölzuflussanschluss 63 fließende Öl an den
Wassertropfen angebracht, um so den Ölfilm auszubilden, wobei die Wassertropfen
mit dem Ölfilm
ausgebildet werden, so dass die in der Wassersprühdüse 12 ausgebildeten
Wassertropfen mit einer Rate von 100% Wassertropfen mit dem Ölfilm werden.
Alle auf diese Weise mit dem Ölfilm
ausgebildeten Wassertropfen führen durch
den Ablassanschluss 70 für Wassertropfen mit dem Ölfilm und
werden von dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens 1 abgelassen. Dabei beträgt eine Größe des Wassertropfens mit dem Ölfilm, welcher
in dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens ausgebildet ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform
zwischen 100 μm
und 200 μm.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
ein Arbeitsverfahren, während
die Wassertropfen mit dem Ölfilm,
welche in dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des Wassertropfens 1 ausgebildet
werden, zugeführt werden,
auf der Oberfläche
der zu bearbeiten Struktur ausgeführt, jedoch wird für den Fall,
dass die Wassertropfen mit dem Ölfilm
auf die zu bearbeitende Oberfläche
der Struktur zugeführt
werden, ein Ölfilm 104 auf
einer Oberfläche
einer Struktur 103 ausgebildet, wie es in 3 dargestellt ist, und der Wassertropfen
mit dem Ölfilm 100 ist
an dem Ölfilm 104 angebracht.
Dabei ist 3 eine schematische
Ansicht des Wassertropfens mit dem Ölfilm 100 und der Oberfläche der
Struktur 103, an welcher der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 angebracht
ist.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung eines Arbeitsexperiments gegeben,
welches ausgeführt wird,
indem der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 durch
den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 mit Bezug auf 4, 5 und 6, zugeführt wird. 4 ist eine schematische Ansicht in einem
Zustand, in welchem der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 durch den
Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der
Oberfläche
des Wassertropfens 1 auf die Arbeitsoberfläche zugeführt wird,
wobei 5 eine Liste ist,
welche experimentelle Bedingungen für ein Schneidexperiment darstellt,
welches ausgeführt wird,
indem die Arbeitsflüssigkeit
durch den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens 1 zugeführt
wird, und 6 ein Graph
ist, welcher experimentelle Ergebnisse des Schneidexperiments darstellt,
welches ausgeführt wird,
indem die Arbeitsflüssigkeit
durch den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfen 1 zugeführt
wird.
-
Zuerst
wird bei dem Experiment eine Schaftfräsbearbeitung auf einem vertikalem
Bearbeitungszentrum ausgeführt,
während
der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 von
dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 zu der zu bearbeitenden Oberfläche der
Struktur 103 zugeführt
wird und eine Bearbeitungsbelastung gemessen wird. Das Schneiden
wird durch eine aufrauende Eckvorschubbearbeitung durch einen Schaftfräser 102 ausgeführt, und
die Messung der Bearbeitungsbelastung wird durch ein Messen einer horizontalen
Kraftkomponente PH in einer Vorschubrichtung
des Werkzeugs (des Schaftfräsers 102),
einer vertikalen Kraftkomponente PV in einer
aufrauenden Vorschubrichtung und einer axi alen Kraftkomponente PZ in einer axialen Richtung des Werkzeugs mittels
eines KISTER Piezo3-Komponenten-Dynamometers 9257B-5019A ausgeführt.
-
Weitere
Bedingungen des Experiments sind in 5 dargestellt,
wobei als Arbeitsflüssigkeit Rapsöl, welches
eine Eigenschaft einer biologischen Abbaubarkeit und einer verringerten
Umweltbelastung aufweist und einfach einen Film auf einer Wasseroberfläche als Öllösung ausbildet
(es besitzt eine große
Expansionsfähigkeit),
und als Wasser Brauchwasser eingesetzt wird. Bezüglich einer Zufuhrmenge der
Arbeitsflüssigkeit
werden 10 mL/h der Öllösung und
100 mL/h des Wassers, beides sind signifikant kleine Mengen, eingesetzt
und bezüglich
einer Zufuhrmenge der Luft werden 100 NL/min, was eine vergleichbare
kleine Menge ist, eingesetzt. Außerdem wird Duraluminium A6063S
als das zu schneidende Material eingesetzt, und ein zweinutiger Schaftfräser ("Two-Flutes End Mill") 102 hergestellt aus
einem gebranntem Festkörper
(z. B. Wolframkarbid) und mit einem Durchmesser von ⌀12 wird
als das Werkzeug eingesetzt.
-
Des
Weiteren gibt es bezüglich
der Arbeitsbedingungen als Arbeitsrichtung ein Schneiden nach oben
und ein Schneiden nach unten. Das Schneiden nach oben entspricht
einem Fall, dass eine Schnittrichtung des Werkzeugs in einer Seite
der Strukturkontaktoberfläche
und eine Vorschubrichtung des Werkzeugs gleich sind, das heißt, dass
bei einem derartigen Schneiden, eine Klinge des Werkzeugs die Struktur
nach oben schiebt, und das Schneiden nach unten entspricht einem
Fall, dass die Schnittrichtung des Werkzeugs in der Seite der Strukturkon taktoberfläche und
die Vorschubrichtung des Werkzeugs gegeneinander gerichtet sind,
das heißt, dass
bei einem derartigen Schneiden die Klinge des Werkzeuges über die
Struktur gesetzt wird. Das Arbeitsverfahren ist, wie vorab erwähnt, die
aufrauende Vorschubbearbeitung, wobei eine Schnittgröße in einer
radialen Richtung mit Bezug auf die Struktur 6 mm und eine Schnittgröße in einer
axialen Richtung 9 mm beträgt.
Außerdem
liegt eine Drehzahl einer Hauptwelle des Bearbeitungszentrums zwischen 3000
und 6000 rpm, wobei eine Schneidgeschwindigkeit zwischen 113 und
226 m/min und eine Vorschubgeschwindigkeit zwischen 0,052 und 0,106 mm/rev
liegt. Dabei entspricht die aufrauende Vorschubbearbeitung einem
Arbeitsverfahren, wobei eine Schneidoperation nachfolgend senkrecht
zu der Vorschubrichtung des Werkzeugs in einer periodischen Weise
aufgebracht wird.
-
Des
Weiteren wird bei dem vorliegenden Experiment eine Wirkung der Arbeitsflüssigkeit
verglichen, indem das Arbeitsexperiment mit drei Fällen des
Zuführens
der Arbeitsflüssigkeit
ausgeführt
wird, das heißt,
in einem Fall wird nur Wasser zugeführt, wobei die Ölzufuhr
gestoppt wird, in einem Fall wird nur Öl zugeführt, wobei die Wasserzufuhr
gestoppt wird und in einem Fall wird eine zu kaufende Emulsion (KT-100:
5%) zugeführt.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung der Ergebnisse des unter den vorab
erwähnten
Bedingungen ausgeführten
Arbeitsexperiments gegeben. Bei diesem Arbeitsexperiment werden
die Ergebnisse des Messens der Arbeitsbelastung in (1) und (2) der 6 dargestellt, wobei dabei
die Schneidgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) von 113 m/min
auf 226 m/min und die Vorschubgeschwindigkeit von 0,052 mm/rev auf
0,106 mm/rev verändert wird.
-
6(1) entspricht einem Fall,
dass die Schnittrichtung nach oben gerichtet ist, wobei beim Ergebnis
des Messens die horizontale Kraftkomponente PH bezüglich der
Art der Arbeitsflüssigkeit
verglichen wird. Die Werte der vertikalen Kraftkomponente PV und der axialen Kraftkomponente PZ sind kleiner als die horizontale Kraftkomponente
PH und die Änderungsgröße aufgrund des Unterschiedes
der Arbeitsflüssigkeit
ist geringer, so dass in diesem Fall als Ergebnis des Messens die
horizontale Kraftkomponente PH verglichen
wird. Der Wert der horizontalen Kraftkomponente PH ist
für einen
Fall am kleinsten, dass die Arbeitsflüssigkeit der Wassertropfen
mit dem Ölfilm 100 ist,
ist für
den Fall der Emulsion und den Fall, dass es sich nur um Öl handelt,
größer, und ist
für den
Fall, dass es sich nur um Wasser handelt, am größten.
-
Dasselbe
Ergebnis wird ohne Bezug auf die Schneidgeschwindigkeit und die
Vorschubgeschwindigkeit erzielt. Die horizontale Kraftkomponente
PH ist für
den Fall, dass nur Öl
eingesetzt wird, größer als die
horizontale Kraftkomponente PH für den Fall,
dass der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 eingesetzt wird,
weil die Zufuhrmenge signifikant klein ist. Außerdem wird für den Fall,
dass nur Öl
verwendet wird, dass Öl,
welches in Form von feuchtem Dunst ausgebildet wird, fein (mit einem
Durchmesser von ungefähr
10 bis 30 μm)
und eine Rate, dass es auf die zu bearbeitende Oberfläche der
Struktur aufgebracht wird, ist gering, jedoch ist für den Fall,
dass der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 verwendet
wird, der Wassertropfen nicht übermäßig und
sogar zu einer wesentlich kleinen Zufuhrmenge in der atmosphärischen
Luft zerstäubt,
da der Durchmesser davon zwischen 100 und 200 μm liegt, so dass zu berücksichtigen
ist, dass der Wassertropfen ausreichend auf die zu bearbeitende
Oberfläche
der Struktur aufgebracht ist.
-
Im
Folgenden entspricht 6(2) dem
Fall, dass die Schnittrichtung nach unten gerichtet ist, wobei als
Messergebnis die vertikale Kraftkomponente PV bezüglich der
Art der Arbeitsflüssigkeit
verglichen wird. Dabei ist die vertikale Kraftkomponente PV für den
Fall, dass nur Öl
eingesetzt wird, kleiner als die vertikale Kraftkomponente PV für
den Fall, dass nur Wasser und die Emulation eingesetzt wird, und
die vertikale Kraftkomponente PV ist für den Fall
am kleinsten, dass der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 eingesetzt
wird, genauso wie das bei dem Schneiden nach oben der Fall ist.
Dabei gibt es für
den Fall, dass der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 als Arbeitsflüssigkeit
eingesetzt wird, keine große Änderung
bezüglich
der vertikalen Kraftkomponente PV sogar
für den Fall,
dass die Zufuhrmenge des Öls
größer als
10 mL/h eingestellt wird.
-
Wie
vorab erwähnt
wird beim Schneiden der Struktur durch den Schaftfräser für den Fall,
dass das Schneiden ausgeführt
wird während
Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 auf
die zu bearbeitende Oberfläche
der Struktur zugeführt
werden, bestätigt,
dass die Arbeitsbelastung sowohl für das Schneiden nach oben als
auch für
das Schneiden nach unten einen geringen Wert im Vergleich zu dem
Fall aufweist, dass nur Wasser, nur Öl oder die Emulsion als Arbeitsflüssigkeit
eingesetzt wird.
-
Außerdem ist
für ein
Schneidexperiment, wobei weicher Stahl als zu schneidendes Material eingesetzt
wird, Lampenschwarz auf einem Arbeitspunkt für den Fall erzeugt worden,
dass nur Öl
als Arbeitsflüssigkeit
eingesetzt wird, jedoch ist kein Lampenschwarz für den Fall erzeugt worden,
dass die Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 als
Arbeitsflüssigkeit
eingesetzt werden. Dies ist der Fall, weil das Wasser mit einer
hundertfachen Zufuhrmenge des Öls
als ein Flammen verhindernder Effekt und als ein Arbeitshitze kühlender
Effekt dient.
-
Die
Ausführungsform
ist vorab im Detail beschrieben worden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
umfasst bei dem Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens 1 zum Zuführen des Wassertropfens mit dem Ölfilm 100,
was der Arbeitsflüssigkeit
entspricht, welche bei der Bearbeitung der Struktur 103 eingesetzt
wird und derart strukturiert ist, dass der Ölfilm 104 auf der
Oberfläche
des Wassertropfens 105 ausgebildet ist, der Mischer zum
Ausbilden des dünnen Ölfilms auf
der Oberfläche
des Wassertropfens 1 die feuchten Öldunst ausbildende Kammer 8 zum
Ausbilden des Öls,
welches von dem Außenabschnitt
durch den Luftstrom in Form von feuchtem Dunst zugeführt wird,
die Wassertropfen ausbildende Kammer 64 zum Ausbilden von
Wasser, welches von dem Außenabschnitt
durch den Luftstrom, welcher das Öl enthält, welches in Form von feuchtem
Dunst in der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer ausgebildet ist, in Form von Wassertropfen zugeführt wird,
um so den Wassertropfen mit dem Öl 100 auszubilden,
welcher derart strukturiert ist, dass der Ölfilm 104 auf der Oberfläche des
Wassertropfens 105 ausgebildet ist, und die obere Düse 4 zum
Ablassen der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 zu dem Außenabschnitt,
welche in der Wassertropfen ausbildenden Kammer 64 ausgebildet
werden. Gemäß der vorab
erwähnten Struktur
kann der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 effektiv
ausgebildet werden.
-
Außerdem wird
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Wassertropfen ausbildende Kammer 64 aus der ersten
Wassertropfen ausbildenden Kammer 36, welche in der stromaufwärtigen Seite
des Luftstromes angeordnet ist, und aus der zweiten Wassertropfen
ausbildenden Kammer 61 gebildet, welche in der stromabwärtigen Seite
davon angeordnet ist, und wobei die Ölzuflussanschlüsse 62 und 63,
damit das von dem Außenabschnitt
zugeführte Öl hineinfließt, der
zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer 61 gegenüberliegen.
Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann wiederum Öl
an den Wassertropfen 105, welche durch die Wassertropfen ausbildende
Kammer 64 fließen
und keinen darauf ausgebildeten Ölfilm
besitzen, angebracht werden, und eine Rate zum Ausbilden von Wassertropfen
mit dem Ölfilm 100 kann
verbessert werden.
-
Des
Weiteren stehen die Ölzuflussanschlüsse 62 und 63 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform über die
Umgehungskanäle 20 und 39 mit
der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer 8 in Verbindung, um so dass Öl, welches
nicht in Form von feuchtem Dunst in der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer 8 ausgebildet ist, über die Umgehungskanäle 20 und 39 zu
den Ölzuflussanschlüssen 62 und 63 zuzuführen. Da
das flüssige Öl, welches
nicht in Form von feuchtem Dunst in der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer 8 ausgebildet ist, verwendet wird, nachdem es wiederum
in Form von feuchten Dunst in den Ölzuflussanschlüssen 62 und 63 ausgebildet
wird, können
gemäß der vorab erwähnten Struktur
effektiv Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 mit
einer minimalen Ölmenge
ausgebildet werden.
-
Außerdem werden
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Ölzuflussanschlüsse 62 und 63 aus
dem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss 62, welcher
in der stromaufwärtigen
Seite des Luftstromes angeordnet ist, und dem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss 63 gebildet,
welcher in der stromabwärtigen
Seite davon angeordnet ist, und die Ölzuflussmenge ist in dem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss 62 größer als
in dem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss 63.
Gemäß der vorab
erwähnten Struktur
kann eine Rate des Ausbildens von Wassertropfen mit dem Ölfilm 100 wesentlich
erhöht
werden.
-
Da
dabei der Wassertropfen mit dem Ölfilm 100,
welcher durch den Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des
Wassertropfens ausgebildet ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform
derart strukturiert ist, dass das Öl auf der Oberfläche des
Wassertropfens 105 ausgebildet ist, welches eine derart
große
Masse besitzt, dass es den Ölfilm 104 ausbildet,
werden die Wassertropfen nicht übermäßig zerstäubt. Da
dementsprechend eine große Ölmenge auf
die zu bearbeitende Oberfläche
der Struktur aufgebracht wird, und die Struktur 103 und
das Arbeitswerkzeug geschmiert werden, kann auch eine Bearbeitungsgenauigkeit
und eine Haltbarkeit des Arbeitswerkzeugs verbessert werden, wobei
ein Risiko eines Erzeugens von Feuer und eine Beeinflussung des
menschlichen Körpers verringert
werden, so dass die industrielle Umgebung keinem schädlichen
Einfluss ausgesetzt ist. Des Weiteren erhöht der auf die zu bearbeitende
Oberfläche der
Struktur 103 zusammen mit dem Ölfilm 104 aufgebrachte
Wassertropfen 105 einen Effekt des Kühlens der bei der Bearbeitung
erzeugten Hitze und einen Flammen verhindernden Effekt, welcher
verhindert, dass Feuer erzeugt wird.
-
Wie
es aus der vorab erwähnten
Beschreibung ersichtlich ist, umfasst gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung bei einem Mischer zum Ausbilden eines dünnen Ölfilms auf
einer Oberfläche
eines Wassertropfens zum Zuführen
von Wassertropfen mit einem dünnen Ölfilm, was
einer Arbeitsflüssigkeit
entspricht, welche bei der Bearbeitung einer Struktur eingesetzt
wird und derart strukturiert ist, dass ein Ölfilm auf einer Oberfläche eines Wassertropfen
ausgebildet ist, der Mischer zum Ausbilden des dünnen Ölfilms auf der Oberfläche des Wassertropfens
eine feuchten Öldunst
ausbildende Kammer zum Ausbilden eines Öls, welches von einem Außenabschnitt
durch einen Luftstrom in Form von feuchtem Dunst zugeführt wird,
eine Wassertropfen ausbildende Kammer zum Ausbilden von Wasser,
welches von dem Außenabschnitt
durch den Luftstrom, welcher das Öl enthält, welches in der feuchten Öldunst ausbildenden
Kammer in Form von feuchtem Öldunst
ausgebildet wird, in Form von Wassertropfen zugeführt wird,
um so einen Wassertropfen mit einem dünnen Ölfilm auszubilden, welcher
derart strukturiert ist, dass ein Ölfilm auf einer Oberfläche des
Wassertropfens ausgebildet ist, und eine obere Düse zum Ablassen der Wassertropfen mit
dem Ölfilm
in einen Außenabschnitt,
welche in der Wassertropfen ausbildenden Kammer ausgebildet werden.
Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann der Wassertropfen mit dem Ölfilm effektiv ausgebildet
werden.
-
Des
Weiteren wird gemäß Anspruch
2 die Wassertropfen ausbildende Kammer aus einer ersten Wassertropfen
ausbildenden Kam mer, welche in einer stromaufwärtigen Seite des Luftstromes
angeordnet ist, und aus einer zweiten Wassertropfen ausbildenden
Kammer gebildet, welche in einer stromabwärtigen Seite davon ausgebildet
ist, und wobei ein Ölzuflussanschluss,
damit das von dem Außenabschnitt
zugeführte Öl hinein
fließt,
der zweiten Wassertropfen ausbildenden Kammer gegenüberliegt. Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann wiederum Öl
an die Wassertropfen angebracht werden, welche durch die Wassertropfen
ausbildende Kammer fließen
und keinen darauf ausgebildeten Ölfilm
besitzen, und eine Rate zum Ausbilden der Wassertropfen mit dem Ölfilm kann
erhöht
werden.
-
Außerdem steht
gemäß Anspruch
3 der Ölzuflussanschluss über einen
Umgehungskanal mit der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer in Verbindung, um so Öl über den Umgehungskanal zu dem Ölzuflussanschluss
zuzuführen,
welches in der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer nicht in Form von feuchtem Dunst ausgebildet
wurde. Da gemäß der vorab
erwähnten
Struktur das flüssige Öl, welches
in der feuchten Öldunst
ausbildenden Kammer nicht in Form von feuchtem Öldunst ausgebildet wird, verwendet
wird, nachdem es in dem Ölzuflussanschluss
in Form von feuchtem Dunst ausgebildet wurde, können die Wassertropfen mit
dem Ölfilm
mit einer minimalen Ölmenge
ausgebildet werden.
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Außerdem wird
gemäß Anspruch
4 der Ölzuflussanschluss
aus einem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss,
welcher in einer stromaufwärtigen Seite
des Luftstromes angeordnet ist, und einem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss
gebildet, welcher in einer stromabwärtigen Seite davon angeordnet
ist, und eine Ölzuflussmenge
in dem stromaufwärtigen Ölzuflussanschluss
ist größer als
in dem stromabwärtigen Ölzuflussanschluss.
Gemäß der vorab
erwähnten
Struktur kann eine Rate zum Ausbilden der Wassertropfen mit dem Ölfilm wesentlich
erhöht
werden.
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Da
dabei der Wassertropfen mit dem Ölfilm, welcher
durch jede der vorab erwähnten
Erfindungen derart strukturiert ist, dass das Öl auf der Oberfläche des
Wassertropfens ausgebildet ist, welches eine große Masse besitzt, um so den Ölfilm auszubilden, werden
die Wassertropfen nicht übermäßig zerstäubt. Da
dementsprechend eine große Ölmenge an der
zu bearbeitenden Oberfläche
der Struktur angebracht wird, und die Struktur und das Arbeitswerkzeug
geschmiert werden, kann eine Bearbeitungsgenauigkeit und eine Haltbarkeit
des Arbeitswerkzeuges verbessert werden, wobei ein Risiko des Erzeugens
von Feuer und eine Beeinflussung des menschlichen Körpers verringert
werden kann, so dass die industrielle Umgebung keiner schädlicher Beeinflussung
ausgesetzt wird. Außerdem
erhöht
der an der zu bearbeitenden Oberfläche der Struktur angebrachte
Wassertropfen zusammen mit dem Ölfilm einen
Effekt des Kühlens
der durch die Bearbeitung erzeugten Hitze und einen Flammen verhindernden Effekt,
welcher verhindert, dass Feuer erzeugt wird.