JP2012035334A - ガスブロー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ショットブラスト処理後に残留するショット粒を低コストでより確実に除去することができるガスブロー装置を提供する。
【解決手段】ガスブロー装置３０は、被加工材Ｗの搬送方向Ａにおいてショットブラスト装置２０よりも下流側に配置されて、ショットブラスト装置で処理された被加工材にガスを吹き付ける。ガスブロー装置は、被加工材を搬送する搬送部１０と、搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける上流側ガスブロー部３１と、上流側ガスブロー部よりも搬送方向において下流側に配置されると共に搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける下流側ガスブロー部４１とを具備する。下流側ガスブロー部から被加工材の表面上へのガスの噴射圧力は上流側ガスブロー部からの噴射圧力よりも高くされ、上流側ガスブロー部から被加工材の表面上へのガスの噴射流量は下流側ガスブロー部からの噴射流量よりも多くされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショットブラスト装置で処理された被加工材の表面上にガスを吹き付けるガスブロー装置に関する。

従来から、鋼板等の被加工物の表面処理を行う手法としてショットブラストが知られている。このショットブラストでは、ショット粒（投射材）を被加工物の表面に衝突させることで被加工物の表面にできたバリやスケールの除去、表面研削及び梨地加工等が行われる。

ところで、このようなショットブラスト処理を行うショットブラスト装置では、その投射室から排出された被加工物の表面にショット粒が残留する場合がある。この被加工物の表面上に残留したショット粒は、例えば、ショットブラスト装置の下流側に設けられたパイリングクレーンのリフティングマグネットで被加工物を保持したときに、リフティングマグネットと被加工物との間にショット粒が挟まれ、このショット粒によって被加工物の表面上に傷が付くといった問題が生じている。

斯かる問題に対して、ショットブラスト装置の下流側に、被加工物の表面に残留したショット粒を除去する除去装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。特に、特許文献１に記載の除去装置では、被加工物の搬送方向と交差する方向に回転するベルトに取り付けられたブラシによって被加工物の表面を刷掃することとしている。

特開２００９−１５４２７８号公報

しかしながら、このようなブラシでは、例えばショット粒がブラシの毛の間を通り抜けること等により、残留したショット粒を完全に除去することができない場合がある。また、ブラシの代わりにゴム製のカーテン（スクレパー）等を用いてショット粒を掻き取ることも考えられるが、この場合もブラシを用いた場合と同様にショット粒がスクレパーの下方を通り抜けること等により、残留したショット粒を完全に除去することができない場合がある。

さらに別な方法として、ブラシやスクレパーの代わりにエアブロー装置により空気を被加工物の表面上に吹き付けることによって被加工物の表面上のショット粒を吹き落とすことも考えられる。このようなエアブロー装置を用いた場合、被加工物の表面上にショット粒が多量に存在しているときには多量の空気を被加工物の表面上に吹き付けることが必要になり、また被加工物の表面上のショット粒を完全に除去するためには高圧の空気を被加工物の表面上に吹き付けることが必要になる。

したがって、被加工物の表面上に多量に存在しているショット粒を完全に除去するためには、多量の空気を高圧で被加工物の表面上に吹き付けることが必要となる。ところが、エアブロー装置によって多量の空気を高圧で被加工物の表面上に吹き付けるためには、大容量のコンプレッサ及びタンク等が必要になり、製造コストや初期投資費用の上昇を招いてしまうばかりか、コンプレッサの駆動に大きなエネルギが必要となり消費エネルギが増大し、駆動コストの上昇をも招いてしまう。

そこで、上記問題に鑑みて、本発明の目的は、ショットブラスト処理後に残留するショット粒を低コストでより確実に除去することができるガスブロー装置を提供することにある。

本発明者は、ショットブラスト処理後に残留するショット粒の除去に関して、製造コストや駆動コストを考慮して、様々な構成のガスブロー装置について検討を行った。
その結果、ガスブロー装置を上流側ガスブロー部と下流側ガスブロー部とに分け、上流側ガスブロー部と下流側ガスブロー部とでその仕様を異なるものとすることにより、ショットブラスト処理後に残留するショット粒を確実に除去すると共に製造コストや駆動コストを低下させることができることを見出した。

より具体的には、上流側に低圧ながら大流量のガスブロー部を設置すると共に下流側に小流量ながら高圧のガスブロー部を設置することで、上流側のガスブロー部によりショット粒の大半を除去し、その後、下流側のガスブロー部により残留したショット粒を確実に除去することができるようになる。また、多量の空気を高圧で被加工物の表面上に吹き付ける一つのガスブロー装置を設置する場合に比べて、初期投資費用及び消費エネルギを小さく抑えることができる。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）被加工材の搬送方向においてショットブラスト装置よりも下流側に配置されて、ショットブラスト装置で処理された被加工材にガスを吹き付けるガスブロー装置において、被加工材を搬送する搬送部と、該搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける上流側ガスブロー部と、該上流側ガスブロー部よりも搬送方向において下流側に配置されると共に上記搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける下流側ガスブロー部とを具備し、上記下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力は、上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力よりも高い、ガスブロー装置。

（２）被加工材の搬送方向においてショットブラスト装置よりも下流側に配置されて、ショットブラスト装置で処理された被加工材にガスを吹き付けるガスブロー装置において、被加工材を搬送する搬送部と、該搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける上流側ガスブロー部と、該上流側ガスブロー部よりも搬送方向において下流側に配置されると共に上記搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける下流側ガスブロー部とを具備し、上記上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射流量は、下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射流量よりも多い、ガスブロー装置。

（３）上記下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力は、上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力よりも高い、上記（２）に記載のガスブロー装置。
（４）上記上流側ガスブロー部は、供給されたガスよりも低圧且つ高流量のガスを吐出可能なエジェクタを具備する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のガスブロー装置。
（５）上記下流側ガスブロー部は、被加工材の搬送路を横断する方向に延びる平面状のガス流を噴出するエアナイフを具備する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のガスブロー装置。

本発明によれば、ショットブラスト処理後に残留するショット粒を低コストでより確実に除去することができるガスブロー装置が提供される。

ガスブロー装置とショットブラスト装置とを具備するブラスト設備の概略平面図である。 被加工材の搬送方向に対して垂直な方向から見たブラスト設備の概略側面図である。 被加工材の搬送方向から見た上流側ガスブロー部の側面図である。 エジェクタの構成を概略的に示す断面側面図である。 被加工材の搬送方向から見た下流側ガスブロー部の側面図である。 エアナイフの構成を概略的に示す平面図及び断面側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

まず、図１及び図２を参照して、本発明のガスブロー装置の一つの実施形態について説明する。図１は、本発明のガスブロー装置とショットブラスト装置とを具備するブラスト設備の概略平面図であり、図２は、被加工材の搬送方向に対して垂直な方向から見たブラスト設備の概略側面図である。

図１及び図２に示したように、ブラスト設備１は、被加工材Ｗを搬送する搬送装置１０と、ショットブラスト処理を行うショットブラスト装置２０、ガスブロー装置３０とを具備する。

搬送装置１０は、互いに平行に所定の間隔で並んだ複数のローラ１１と、これらローラ１１の一方の端部に設けられたホイール１２と噛み合うベルト１３と、ベルト１３を駆動する駆動モータ１４とを具備する。このように構成された搬送装置１０では、駆動モータ１４が回転せしめられると、この駆動モータ１４によりベルト１３が駆動せしめられ、その結果、各ローラ１１が回転せしめられる。このローラ１１の回転により、ローラ１１上に載置された被加工材Ｗは図１及び図２の矢印Ａの方向に一定速度で搬送せしめられる。したがって、ローラ１１の上方には被加工材Ｗの搬送路が形成される。

なお、図１及び図２に示した例では、全てのローラ１１がベルト１３と接続されており、よって全てのローラ１１が回転駆動せしめられる。しかしながら、一定間隔毎にローラ１１を駆動し、これら駆動されるローラ１１間のローラ１１は自由に回転するように、すなわち駆動されないようにしてもよい。この場合、上記一定間隔は、少なくとも搬送対象である被加工材Ｗの搬送方向の長さよりも短くされる。

ショットブラスト装置２０は、被加工材Ｗの搬送路を横断するように（特に、図１に示した実施形態では被加工材Ｗの搬送方向に対して垂直に延びるように）搬送装置１０上に配置される。また、ショットブラスト装置２０は、図２に示したように、被加工材Ｗの搬送路に向かって、より詳細には搬送装置１０によって搬送されている被加工材Ｗの表面に向かって、ショット粒の投射を行う。ショット粒の投射は被加工材Ｗの搬送路を横断する方向に連続して行われるため、ショットブラスト装置２０を通過した被加工材Ｗの上面全面がショットブラスト処理されることになる。

なお、ショットブラスト装置２０は、一般的に用いられているものと同様な構成であり、機械式、空気式、湿式等、様々なショットブラスト装置を利用可能である。また、ショットブラスト装置２０で用いられるショット粒としては、様々なサイズ及び材質のものを利用可能であり、被加工材Ｗの材質等に応じて適宜選択される。

また、上記実施形態では、ショットブラスト装置２０は、被加工材Ｗの搬送路の上方のみに設けられているが、これに加えて被加工材Ｗの搬送路の下方に設けられてもよい。この場合、被加工材Ｗの上下両面がショットブラスト処理されることになる。

ガスブロー装置３０は、被加工材Ｗの搬送方向においてショットブラスト装置２０の下流側に設けられ、二つのガスブロー部３１、４１を具備する。具体的には、ガスブロー部３１は、上流側ガスブロー部３１と、被加工材Ｗの搬送方向において上流側ガスブロー部３１の下流側に設けられた下流側ガスブロー部４１とを具備する。これらガスブロー部３１、４１は、いずれも被加工材Ｗの搬送路を横断するように配置される。特に、本実施形態では、ガスブロー部３１、４１は被加工材Ｗの搬送方向に対して垂直な方向に延びている。

上流側ガスブロー部３１は、被加工材Ｗの搬送路を横断するように延びる上流側ヘッダ管３２と、上流側ヘッダ管３２の下方に、すなわち上流側ヘッダ管３２の搬送路側に配置された複数のエジェクタ３３とを具備する。本実施形態では、上流側ヘッダ管３２は被加工材Ｗの搬送方向と垂直に延びる。上流側ヘッダ管３２は、ガス供給管３４を介してガスタンク５０に接続され、ガスタンク５０はガス供給管５１を介してコンプレッサ５２に接続される。上流側ヘッダ管３２とガスタンク５０との間のガス供給管３４には電磁弁３５が設けられる。

エジェクタ３３は、図１及び図３に示したように、上流側ヘッダ管３２の長手方向において一定間隔で並べて配置される。すなわち、エジェクタ３３は、被加工材Ｗの搬送路を横断する方向に一定間隔で並べて配置される。各エジェクタ３３は、上流側ヘッダ管３２からエジェクタ３３に供給されたガスを、被加工材Ｗの搬送路に向かって、より詳細には搬送装置１０によって搬送されている被加工材Ｗの表面に向かって噴射する。

特に、各エジェクタ３３は、図２及び図３にＸで示したように、各エジェクタ３３から噴射されたガスが被加工材Ｗの表面に向かって広がるようにガスを噴射する。本実施形態では、各エジェクタ３３から噴射されたガスが被加工材Ｗの表面に向かって被加工材Ｗの搬送方向とは反対方向に傾斜して流れるように、すなわち被加工材Ｗの表面に向かって広がるガスの軸線Ｘ₁が搬送方向とは反対方向に傾斜するように、各エジェクタ３３からガスが噴射される。

図４は、各エジェクタ３３の構成を概略的に示す断面側面図である。図４に示したように、エジェクタ３３は、ガス吸込口３３ａとガス吐出口３３ｂとの間で延びるガスダクト３３ｃと、ガス吸入口３３ａ付近でガスダクト３３ｃに設けられる圧縮ガス導入口３３ｄとを具備する。ガスダクト３３ｃには絞り部３３ｅが設けられると共に、この絞り部３３ｅよりもガス吐出口３３ｂ側ではガス吐出口３３ｂに向かってその断面積が徐々に大きくなる。圧縮ガス導入口３３ｄは上流側ヘッダ管３２に接続される。

このように構成されたエジェクタ３３では、ガス導入口３３ｄから高圧のガスが供給されると、ガス吸込口３３ａから周囲のガスが吸い込まれる。ガス導入口３３ｄから供給されたガス及びガス吸込口３３ａから吸い込まれたガスは、ガスダクト３３ｃを通ってガス吐出口３３ｂから吐出される。したがって、エジェクタ３３によれば、エジェクタ３３の周囲のガスを吸い込むことで、ガス導入口３３ｄから供給されたガスよりも低圧且つ高流量のガスをガス吐出口３３ｂから吐出することができる。

なお、図４に示したエジェクタは一例であり、周囲のガスを吸い込むことによりエジェクタに供給されたガスよりも低圧且つ高流量のガスを吐出することができれば、如何なる構成のエジェクタを用いても良い。

一方、下流側ガスブロー部４１は、被加工材Ｗの搬送路を横断するように延びる下流側ヘッダ管４２と、下流側ヘッダ管４２の下方に、すなわち下流側ヘッダ管４２の搬送路側に配置されたエアナイフ４３とを具備する。本実施形態では、下流側ヘッダ管４２も被加工材Ｗの搬送方向と垂直に延びる。下流側ヘッダ管４２は、ガス供給管４４を介してガスタンク５０に接続される。下流側ヘッダ管４２とガスタンク５０との間のガス供給管４４には電磁弁４５が設けられる。

エアナイフ４３は、図１及び図５に示したように、下流側ヘッダ管４２の長手方向に連続的に延びる細長い噴射口を有する。すなわち、エアナイフ４３は、被加工材Ｗの搬送路を横断する方向に延びる細長い噴射口を有する。エアナイフ４３は、下流側ヘッダ管４２からエアナイフ４３に供給されたガスを、被加工材の搬送路に向かって、より詳細には搬送装置１０に搬送されている被加工材Ｗの表面に向かって噴射する。

特に、エアナイフ４３は、図２及び図５にＹで示したように、被加工材Ｗの搬送路を横断する方向に延びる薄い平面状のガス流を噴射する。特に、本実施形態では、エアナイフ４３から噴射された平面状のガス流が被加工材Ｗの表面に向かって搬送方向とは反対方向に傾斜して流れるように、エアナイフ４３からガスが噴射される。また、本実施形態では、エアナイフ４３は、被加工材Ｗの搬送路を横断する方向において搬送路の一方の縁部から他方の縁部まで搬送路全てを覆うように隙間無くガス流を噴射する。

なお、本実施形態では、エアナイフ４３は下流側ヘッダ管４２の長手方向に連続的に延びる細長い噴射口を有する。しかしながら、エアナイフは、一つ又は複数のノズル（又は噴射口）が同一直線上に配列される機構により、平面状のガス流を噴射することができれば如何なる形態であってもよい。したがって、エアナイフは、例えば、多数の小孔を同一直線上に複数配列したものであってもよい。

或いは、エアナイフは、図６に示したような形状のノズル４３’を一直線上に複数配列したものであってもよい。ここで、図６は、エアナイフ用の一つのノズル４３’を示す図であり、図６（Ａ）はノズル４３’の平面図、図６（Ｂ）はノズル４３’の断面側面図をそれぞれ示す。図６からわかるように、ノズル４３’は、ガス吸込口４３’ａと、ガス吸込口４３’ａよりも細長いガス吐出口４３’ｂとを具備する。このように構成されたノズル４３’では、ガス吸込口４３’ａに供給されたガスが細長いガス吐出口４３’ｂから平面状に噴射される。

このように構成されたブラスト設備１では、まず、被加工材Ｗが搬送装置１０によってショットブラスト装置２０まで搬送される。ショットブラスト装置２０ではショット粒を被加工材Ｗに投射することによってショットブラスト処理が行われる。ショットブラスト処理された被加工材Ｗは、搬送装置１０によって搬送方向Ａに移動せしめられ、ガスブロー装置３０まで搬送される。ガスブロー装置３０では、まず、搬送装置１０によって被加工材Ｗが搬送方向Ａに移動している状態で上流側ガスブロー部３１のエジェクタ３３から被加工材Ｗの表面上にガスが吹き付けられ、これにより被加工材Ｗの表面上に残留しているショット粒のほとんどが除去される。次いで、搬送装置１０によって被加工材Ｗが搬送方向Ａに移動している状態で下流側ガスブロー部４１のエアナイフ４３から被加工材Ｗの表面上にガスが吹き付けられ、これにより被加工材Ｗの表面に残留しているショット粒がほぼ完全に除去される。

ここで、本発明の実施形態では、上流側ガスブロー部３１から被加工材Ｗの表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力（すなわち、エジェクタ３３からのガスの噴射圧力）は、下流側ガスブロー部４１から被加工材Ｗの表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力（すなわち、エアナイフ４３からのガスの噴射圧力）よりも低いものとされる。また、上流側ガスブロー部３１から被加工材Ｗの表面上に吹き付けられるガスの噴射流量（すなわち、全エジェクタ３３からのガスの総噴射流量）は、下流側ガスブロー部４１から被加工材Ｗの表面上に吹き付けられるガスの噴射流量（すなわち、エアナイフ４３からのガスの噴射流量）よりも多いものされる。

このように上流側ガスブロー部３１からのガスの噴射流量が多いことにより、被加工材Ｗの表面上にショット粒が多量に残留している場合であってもそのほとんどを除去することができる。ただし、上流側ガスブロー部３１からのガスの噴射圧力はそれほど高くないことから、少量のショット粒が被加工材Ｗの表面上に残留してしまう可能性がある。一方、下流側ガスブロー部４１からのガス噴射圧力が高いことにより、被加工材Ｗの表面上に少量のショット粒が残留している場合、これらショット粒をほぼ完全に除去することができる。

したがって、本発明の実施形態によれば、二段階に分けてガスブロー装置からのガスの噴射を行うことにより、ショットブラスト装置２０から搬送された被加工材Ｗの表面上に多量にショット粒が残留している場合であってもショット粒をほぼ完全に除去することができるようになる。

ここで、上流側ガスブロー部を設けずに下流側ガスブロー部のみとした場合（すなわち、ガスブロー部を一つのみ設けた場合）、多量にショット粒が残留しているときに薄い平面状のガス流によってはショット粒を完全に除去することができない。また、下流側ガスブロー部のみとした上で更に下流側ガスブロー部からのガス噴射流量を増大させると、下流側ガスブロー部から高圧で大流量のガスを噴射することになり、ショット粒の除去を促進することができる。しかしながら、この場合（すなわち、高圧且つ大流量のガスを噴射するガスブロー部を一つのみ設けた場合）、大容量のコンプレッサ等が必要になり生産コスト及び運転コストの増大を招いてしまう。したがって、本発明の実施形態では、生産コスト及び運転コストを低く抑えつつ、被加工材Ｗからショット粒を完全に除去することができるといえる。

なお、上記実施形態では、ガスタンク及びコンプレッサがそれぞれ一つずつ設けられており、電磁弁３５、４５によって各ガスブロー部からのガスの噴射圧力及び噴射流量が制御されている。しかしながら、例えば、圧力の異なるガスを貯蔵する二つのガスタンクを設けてそれぞれを各ガスブロー部に接続するようにしてもよいし、ガスタンクに加えてコンプレッサを二つ設けてそれぞれを各ガスブロー部に接続するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ガスブロー装置３０が被加工材Ｗの搬送路の上方のみに設けられている。しかしながら、ショットブラスト装置が搬送路の下方にも設けられている場合には、ガスブロー装置を搬送路の上下に設けるようにしてもよい。加えて、被加工材Ｗに吹き付けるガスとしては空気が用いられるのが好ましいが、被加工材の種類に応じて他の気体を用いることもできる。

さらに、上記実施形態では、ガスブロー部３１、４１は被加工材Ｗの搬送方向Ａに対して垂直な方向に延びている。しかしながら、ガスブロー部３１、４１は搬送路を横断していれば如何なる形状であってもよく、例えば図１に示したガスブロー部３１、４１に対して図１の平面図において所定角度だけ搬送方向Ａに傾斜していたり、被加工材Ｗの搬送方向とは反対向きに突出するＶ字状であったりしてもよい。このように、ガスブロー部を搬送路に対して傾斜させると、ショット粒を搬送路外へ吹き飛ばし易くなる。

１ ブラスト設備
１０ 搬送装置
１１ ローラ
２０ ショットブラスト装置
３０ ガスブロー装置
３１ 上流側ガスブロー部
３２ 上流側ヘッダ管
３３ エジェクタ
３５ 電磁弁
４１ 下流側ガスブロー部
４２ 下流側ヘッダ管
４３ エアナイフ
４５ 電磁弁
５０ ガスタンク
５２ コンプレッサ
Ｗ 被加工材

Claims (5)

1. 被加工材の搬送方向においてショットブラスト装置よりも下流側に配置されて、ショットブラスト装置で処理された被加工材にガスを吹き付けるガスブロー装置において、
   被加工材を搬送する搬送部と、該搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける上流側ガスブロー部と、該上流側ガスブロー部よりも搬送方向において下流側に配置されると共に上記搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける下流側ガスブロー部とを具備し、
   上記下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力は、上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力よりも高い、ガスブロー装置。
2. 被加工材の搬送方向においてショットブラスト装置よりも下流側に配置されて、ショットブラスト装置で処理された被加工材にガスを吹き付けるガスブロー装置において、
   被加工材を搬送する搬送部と、該搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける上流側ガスブロー部と、該上流側ガスブロー部よりも搬送方向において下流側に配置されると共に上記搬送部上で搬送される被加工材の表面上にガスを吹き付ける下流側ガスブロー部とを具備し、
   上記上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射流量は、下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射流量よりも多い、ガスブロー装置。
3. 上記下流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力は、上流側ガスブロー部から被加工材の表面上に吹き付けられるガスの噴射圧力よりも高い、請求項２に記載のガスブロー装置。
4. 上記上流側ガスブロー部は、導入されたガスよりも低圧且つ高流量のガスを吐出可能なエジェクタを具備する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスブロー装置。
5. 上記下流側ガスブロー部は、被加工材の搬送路を横断する方向に延びる平面状のガス流を噴出するエアナイフを具備する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスブロー装置。

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