JP2001070837A - 高圧水噴出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物の表面層の特性に応じて高圧水で効率
的に表面層を剥離することができ、しかも作業に要する
労力を軽減可能な高圧水噴出装置を提供する。 【解決手段】 ノズル２２から高圧水を噴出して対象物
の表面層を剥離する高圧水噴出装置であって、高圧水を
噴出するためにノズル２２に形成される複数の噴出口２
３、２４と、所定の噴出口２４への高圧水の流れを止め
るとともに残りの噴出口２３に高圧水を導く切換機構２
５とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルから高圧水
を噴出して対象物の表面層を剥離する高圧水噴出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ノズルから高圧水を噴出して対象物の表
面層を剥離する高圧水噴出装置は、例えば航空機エンジ
ンのファンケースのオーバーホールに用いられる。航空
機エンジンのファンケースの表面には、耐熱・耐摩耗性
等を目的としたコーティング層が形成されており、ファ
ンケースのオーバーホールでは、新たなコーティング層
を形成する前に、高圧水を利用して古いコーティング層
を一旦剥離するといったことが行われる。高圧水噴出装
置では、一般に、剥離対象物の表面層の特性に応じて、
ノズルの形状（噴出口の数など）を選択するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えばエン
ジン稼動時の熱によってファンケースのコーティング層
の一部が焼き付いて過度に密着性が高まっていると、従
来の高圧水噴出装置では、高圧水供給側を調節して対象
物に作用する圧力を可能な範囲で変化させても、コーテ
ィング層を高圧水で完全に剥離することができず、コー
ティング層が部分的に残ってしまうことがある。そのた
め、対象物の表面層の特性の違いで表面層の剥離が適切
に行われない場合には、ノズルを高圧仕様のものに交換
しなければならず、ノズルの交換作業に手間がかかり、
剥離作業に多くの労力を要してしまうという問題があ
る。

【０００４】本発明は、上述する課題に鑑みてなされた
ものであり、多大な労力を要することなく、対象物の表
面層の特性に応じて高圧水で効率的に表面層を剥離する
ことができる高圧水噴出装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、ノズルから高圧水を噴出し
て対象物の表面層を剥離する高圧水噴出装置であって、
高圧水を噴出するためにノズルに形成される複数の噴出
口と、高圧水を同時に噴出する噴出口の数を切り換える
切換機構とを備える技術が採用される。この高圧水噴出
装置は、高圧水を同時に噴出する噴出口の数を切り換え
ることで、一つの噴出口から噴出される高圧水の時間当
たりの流量が変化するため、対象物に作用する高圧水の
圧力を変化させることが可能となる。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１の高圧水
噴出装置において、噴出口が、対象物の表面と平行な方
向に所定の距離を互いに離して形成される技術が採用さ
れる。この高圧水噴出装置では、同時に噴出する噴出口
の数を切り換えて多くすることで、より広い範囲を同時
に剥離することが可能となる。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
の高圧水噴出装置において、切換機構が、複数の噴出口
のうち、ノズルの縁部付近の噴出口に比べて中央付近の
噴出口に優先的に高圧水を導く技術が採用される。この
高圧水噴出装置では、ノズルの縁部付近の噴出口に比べ
てノズルの中央付近の噴出口に優先的に高圧水が導かれ
るので、高圧水が作用する領域が広い場合と狭い場合と
で、その中心位置のずれが小さくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高圧水噴出装
置の一実施形態について図面を参照して説明する。図２
は、本実施形態に係る高圧水噴出装置の全体概要を示し
ており、符号１は剥離対象物Ｆを搭載するためのテーブ
ル、符号２はアーム、符号３は高圧水供給手段、符号４
は制御手段を示している。

【０００９】本実施形態で処理対象とされる剥離対象物
Ｆは円筒形状のものであり、例えば航空機エンジンのフ
ァンケースといったものがこれに該当する。航空機エン
ジンのファンケースは、外径が例えば１〜２ｍといった
大きさで、内側面Ｆａには、耐熱・耐摩耗等を目的とし
た表面層（コーティング層）が形成されている場合が多
い。このファンケースのコーティング層は、例えばセラ
ミック系の材料を内側面Ｆａに溶射することにより形成
されたものである。

【００１０】テーブル１は、作業チャンバー１０内の底
部に設置され、駆動手段１１によって回転軸Ｐを中心と
して回転するように構成されている。テーブル１の搭載
部１２には、剥離対象物Ｆを保持するための複数の支持
具１３が径方向へ移動自在に設けられている。この支持
具１３は、剥離対象物Ｆの中心を回転軸Ｐに合わせるよ
うに、径方向へ互いに連動して移動し、それぞれが剥離
対象物Ｆの内側面Ｆａを押圧するように構成されてい
る。

【００１１】アーム２は、作業チャンバー１０の上方か
ら下方に向けて延びた状態で複数の自由度を有する多関
節アームであって、駆動手段２０を介して各関節部２１
が作動することにより、先端を任意の位置に配すること
ができるように構成されている。また、アーム２は、内
部に高圧水供給手段３から供給される高圧水を流すため
の図示しない配管が配設されており、アーム２先端に
は、高圧水を噴出するためのノズル２２が取り付けられ
ている。ノズル２２の位置は、駆動手段２０を介して制
御手段４に伝達されるようになっている。

【００１２】高圧水供給手段３は、図示しないタンク内
に貯溜されている水をアーム２内に連続的に供給し、ア
ーム２先端のノズル２２から例えば２００〜５００ＭＰ
ａといった圧力で高圧水を噴出させるように構成されて
いる。また、高圧水供給手段３は、アーム２へ供給する
流量を所定範囲内で調節可能な構成となっており、これ
により、ノズル２２の仕様に応じて、ノズル２２からの
噴出圧力を所定範囲内で調節できるようになっている。

【００１３】図３は、本実施形態のノズル２２の正面図
であり、このノズル２２には、高圧水を噴出するための
同一形状の２つの噴出口２３、２４が形成されている。
この噴出口２３、２４は、剥離対象物Ｆの内表面Ｆａと
平行な方向（ここでは上下方向）に所定の間隔を離して
形成されていて、噴出口２３、２４の間隔は、ノズル２
２から噴出される高圧水の広がり方等に基づいて定めら
れている。

【００１４】また、ノズル２２には、所定の噴出口（例
えば噴出口２３）への高圧水の流れを止めるとともに残
りの噴出口（例えば噴出口２４）へ高圧水を導く切換機
構２５が設置されている。図４は、この切換機構２５の
構造を模式的に表しており、切換機構２５には、高圧水
供給手段３からの高圧水の流れの向きを変化させる切換
弁２６が配設されている。この切換弁２６は、本実施形
態では略円柱状に形成され、軸中心に回転自在に設置さ
れている。

【００１５】切換弁２６には、側面を貫通して開口２７
ａ、２７ｂを形成する流路２７が設けられ、さらに、こ
の流路２７に垂直に交わって連通され開口２８ａで外部
に開放される流路２８が形成されている。切換機構２５
は、制御手段４からの指示を駆動手段２９が受けること
により、切換弁２６の向きを変化させるようになってい
る。駆動手段２９は、例えばエアシリンダおよび電磁弁
などを有している。

【００１６】また、ノズル２２には、高圧水供給手段３
からの流入口に対して切換弁２６の軸を中心に左右９０
°回転した位置に噴出口２３、２４への排出口が配され
ている。すなわち、ノズル２２は、開口２８ａが高圧水
供給手段３からの流入口に開放されることで、開口２７
ａが噴出口２３側へ、また、開口２７ｂが噴出口２４側
へ切換弁２６の流路が開放されるようになっている。

【００１７】制御手段４は、上述した駆動手段１１、２
０、２９、高圧水供給手段３を統括して制御するもので
ある。

【００１８】次に、以上のように構成された高圧水噴出
装置の動作について図１〜図５を参照して説明する。こ
こで処理する剥離対象物Ｆの内径等の主要な形状・寸法
は予め図２の制御手段４に入力されている。また、アー
ム２先端には、剥離対象物Ｆの表面特性に応じたノズル
２２が取り付けられており、ノズル２２と剥離対象物Ｆ
の内側面Ｆａとは所定の距離に位置決めされている。ま
た、制御手段４は、図４の駆動手段２９に指示を送り、
図４（ａ）に示すように、開口２８ａが高圧水供給手段
３からの流入口へ、開口２７ａが噴出口２３側へ、開口
２７ｂが噴出口２４側へ切換弁２６の流路を開放するよ
うに、切換弁２６を回転させる。

【００１９】制御手段４は、剥離開始の指示を受けるこ
とにより、テーブル１を例えば５ｒｐｍで回転させ、そ
の後、高圧水供給手段３からアーム２を介してノズル２
２へ例えば２００〜５００ＭＰａの高圧水を送る。高圧
水供給手段３から送られた高圧水は、開口２８ａから切
換弁２６内へ流入した後、流路２８、２７を通って開口
２７ａ、２７ｂから噴出口２３、２４へ送出される。そ
して、図１（ａ）に示すように、双方の噴出口２３、２
４から高圧水が噴出される。噴出された高圧水は、内側
面Ｆａに衝突し、衝突した箇所のコーティング層が水の
圧力等の作用によって連続して剥離される。

【００２０】ところが、例えばエンジン稼動時の熱によ
ってファンケースのコーティング層の一部が焼き付いて
過度に密着性が高まっていると、高圧水供給手段３側で
流量等を調節することにより、剥離対象物Ｆに作用する
高圧水の圧力を可能な範囲で変化させても、コーティン
グ層を高圧水で完全に剥離することができず、コーティ
ング層が部分的に残ってしまうことがある。そこで、本
実施形態では、このコーティング層の剥離不良が確認さ
れた場合、制御手段４を介して、図４の駆動手段２９に
指示を送り、図４（ｂ）に示すように、開口２７ｂが高
圧水供給手段３からの流入口へ、開口２８ａが噴出口２
３側へ、切換弁２６の流路を開放するように、切換弁２
６を回転させる。これにより、高圧水供給手段３から送
られた高圧水が、開口２７ｂから開口２８ａへ送られて
噴出口２３へ送出される。そして、図１（ｂ）に示すよ
うに、片方の噴出口２３からのみ高圧水が噴出される。

【００２１】これにより、噴出口２３から噴出される高
圧水の時間当たりの流量が増加して、内側面Ｆａに作用
する高圧水の圧力が上昇する。そのため、密着性が高い
コーティング層であっても、高圧水の強い作用によって
剥離されるようになる。

【００２２】また、コーティング層の剥離不良が確認さ
れた場合、図４（ｃ）に示すように、開口２７ａが高圧
水供給手段３からの流入口へ、開口２８ａが噴出口２４
側へ、切換弁２６の流路を開放するように、切換弁２６
を回転させてもよい。この場合、噴出口２４からのみよ
り高圧の高圧水が噴出され、同様にして、密着性が高い
コーティング層を剥離することが可能となる。

【００２３】このように、本実施形態によれば、高圧水
を同時に噴出する噴出口２３、２４の数を２つから１つ
に切り換えることで、剥離対象物Ｆに作用する高圧水の
圧力が上昇するので、密着性が高いコーティング層であ
っても、剥離することが可能となる。

【００２４】また、密着性がそれほど高くない場合に
は、切換弁２６を回転させて、同時に噴出する噴出口の
数を２つにすることで、より広い範囲を同時に剥離する
ことが可能となり、内側面Ｆａ全体のコーティング層を
効率的に剥離することが可能となる。

【００２５】なお、上述した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能である。例えば、ノズルに設けられる噴
出口の数は２つに限定されるものではなく、３つあるい
はそれ以上でもよい。

【００２６】図５、図６は、ノズル４０に３つの噴出口
４１、４２、４３を設けた本発明の他の実施形態を示し
ている。この実施形態では、前述した実施形態に比べて
より広い範囲を同時に剥離することが可能となり、コー
ティング層の密着性が比較的低い場合などにおいて、さ
らに効率的にコーティング層を剥離することが可能とな
る。また、本実施形態では、高圧水を同時に噴出する噴
出口の数を３つから１つに切り換える際に、優先的に中
央の噴出口４２から高圧水を噴出するようになってい
る。そのため、図６（ａ）と（ｂ）とで高圧水が作用す
る箇所の中心位置がほぼ等しくなり、高圧水を作用させ
る目標となる箇所を定めやすい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。請求項１に係る高圧水
噴出装置は、ノズルに複数の噴出口が形成されており、
高圧水を同時に噴出する噴出口の数を切換機構で切り換
えることで、対象物に作用する高圧水の圧力を変化させ
ることができる。したがって、表面層の特性に応じて高
圧水の圧力を変化させることで、効率的に表面層を剥離
することができる。しかも、従来のようにノズルを交換
する必要がないので、作業に要する労力を軽減すること
ができる。

【００２８】請求項２に係る高圧水噴出装置では、対象
物の表面と平行な方向に所定の距離を互いに離して噴出
口が形成されるので、同時に噴出する噴出口の数を切り
換えて多くすることで、より広い範囲の表面層を同時に
剥離するが可能となり、対象物全体の表面層を効率的に
剥離することができる。

【００２９】請求項３に係る高圧水噴出装置では、ノズ
ルの縁部付近の噴出口に比べてノズルの中央付近の噴出
口に優先的に高圧水が導かれるので、高圧水が作用する
領域が広い場合と狭い場合とで、その中心位置のずれが
小さくなり、高圧水を作用させる箇所を定めやすいとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る高圧水噴出装置の一実施形態の
概要を示す図である。

【図２】 図１の高圧水噴出装置の全体の概要構成を示
す図である。

【図３】 噴出口を説明するためのノズルの正面図であ
る。

【図４】 切換機構の動作を示す模式図である。

【図５】 本発明に係る高圧水噴出装置の他の実施形態
におけるノズルの正面図である。

【図６】 図５のノズルから高圧水を噴出する様子を示
す図である。

【符号の説明】

Ｆ 剥離対象物（対象物） ３ 高圧水供給手段 ２２、４０ ノズル ４ 制御手段 ２３、２４、４１、４２、４３ 噴出口 ２５ 切換機構 ２６ 切換弁 ２７ａ、２７ｂ、２８ａ 開口 ２７、２８ 流路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA18 AA46 AB34 AB42 BB32 BB55 BB62 BB90 BB92 CB01 CD41 3C069 AA05 AA06 BA07 BB01 BB03 BB04 BC02 CA03 DA06 EA01 EA02 4F033 AA04 BA04 CA04 CA12 DA03 EA01 NA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルから高圧水を噴出して対象物の表
   面層を剥離する高圧水噴出装置であって、 高圧水を噴出するために前記ノズルに形成される複数の
   噴出口と、 所定の噴出口への高圧水の流れを止めるとともに残りの
   噴出口に高圧水を導く切換機構とを備えることを特徴と
   する高圧水噴出装置。
2. 【請求項２】 前記噴出口は、前記対象物の表面と平行
   な方向に所定の距離を互いに離して形成されることを特
   徴とする請求項１記載の高圧水噴出装置。
3. 【請求項３】 前記切換機構は、複数の前記噴出口のう
   ち、前記ノズルの縁部付近の噴出口に比べて中央付近の
   噴出口に優先的に高圧水を導くことを特徴とする請求項
   １または２記載の高圧水噴出装置。