JPH03166057A - 研摩材送給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体推進の研摩材吹付け洗浄システム、特に基
材を傷つけることなく、洗浄する材料から被覆または被
膜を除去するための選択的研摩システムに関する。

〔従来の技術〕

航空機やガラス繊維ボートなどから塗膜を除去する場合
、必要に応じて再塗装できるようにするには、選択的研
摩システムが望ましく、かつ必要である。このようなシ
ステムは、下地金属その他の基材を傷つけることなく、
塗膜を除去できなければならない。従来のサンドブラス
トによる塗膜の除去では、アルミニウムの薄板に過度の
アンカ模様（表面のざらつき）ができることがある。押
しつぶしたクルミ殻やプラスチック・ボタンなどのプラ
スト粒子が試された。これらの粒子の場合、もろい塗膜
は除去できたが、柔軟なウレタン被膜では粒子に弾力性
がありすぎてはね返る。コメの外皮やトウモロコシの穂
軸などの農作物も試されたが、粒子が小さくてとがって
いるためアルミニウムが深く切れすぎる。これらの種類
の研摩材粒子の満足な流れを得る際の問題点はほとんど
解決できない。農産物研摩材の中には油を含むものがあ
り、火災や爆発の危険があり、また、油が残って塗料の
付着性を悪くする。したがって、特に大型民間機の塗膜
の剥離と再塗装に数十万ドルの費用がかかることから、
効果的な選択的研摩システムの必要性が叫ばれてきた。

もちろん、かなりの量の金属をも除去する塗膜除去方式
は安全上の理由から避けなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

出願者らは、アルミニウム、ガラス繊維、または炭素繊
維積層品の下地を傷つけることなく、塗膜を切り開いて
除去できるだけの鋭利さ、密度、およびかたさをもつ、
湿式吹付け剥離システムに適合する研摩材をさがしてき
た。出願者らの調査の結果、モース硬さスケールが約３
であるアルミニウムの引かきかたさよりかたくなく、で
きれば少しやわらかい引かきかたさをもつ研摩材粒子を
使用しなければならないことがわかった。炭酸水素ナト
リウムは上述の用途にとってきわめてすぐれた研摩材料
であることがわかっている。炭酸水素ナトリウムのモー
ス硬さは約３で、その密度は砂のような従来のブラスト
粒子と同じであり、良好な質量をもっている。この材料
は比較的安価であり、大量に、かついろいろな粒径のも
のが容易に入手できる。

湿式洗浄システムの試験の結果、６０ｐｓｉの空気圧で
１５００〜２０００ｐｓｉの範囲の水圧を使用すると満
足な結果が得られることが実証された。

しかし、研摩材ホッパからの炭酸水素ナトリウム粒子の
流れが多少不規則で一貫性がなかったので、この方法は
実験室以外での使用は実際的でないと考えられた。そこ
で出願者らはこの問題の解決策をさがし求め、それを発
見したが、それが本発明の主題である。

本発明の一般的な目的は、炭酸水素ナトリウムのような
研摩材が使用できる湿式または乾式吹付け洗浄工程にお
ける新しい改良形の研摩材送給システムを提供すること
である。

本発明のもう一つの目的は、炭酸水素ナトリウム粒子を
研摩材料として使用する選択的研摩を行う新しい改良形
の液体推進の研摩材吹付け洗浄システムを提供すること
である。

〔発明の構成と効果〕

これら、およびその他の目的龜、アルミニウム薄板のよ
うな表面から塗膜を除去するために高圧水流と、加速さ
れた炭酸水素ナトリウム粒子を供給するノズルシステム
と、加圧水および空気を前記ノズルシステムに送るポン
プシステムおよび圧縮機システムと、加圧された炭酸水
素粒子を前記ノズルシステムに送り、ここで水の噴射流
により、洗浄する表面に粒子を推進するためのホッパシ
ステムとを備えて成る湿式吹付けシステムを提供するこ
とにより本発明の考え方によって達戊される。

前記ホッパからの炭酸水素ナトリウム粒子の調整された
流れを作るため、窒素のような乾燥ガスを調整圧力でホ
ッパに供給し、供給空気の圧力以上の圧力で荊記粒子が
、ノズルシステムに通じる空気管路に入るようにする。

この方法では、水分を含む圧縮空気はホッパに入るのを
阻止され、調整された量の研摩材粒子の規則正しい流れ
が、ノズルシステムに通じる空気管路に送られる。この
システムでは、炭酸水素ナトリウムのような研摩材だけ
でなく、ホッパの加圧に使用した圧縮空気に水分を含ん
でいないためこれまで使用できなかった他のいろいろな
研摩材粒子も使用できる。その結果、きわめて効率のよ
い効果的な方法で選択的研摩作用が行われる。

〔実施例〕

まず第１図について説明する。この図は、１９８６年６
月に提出され、この発明の譲渡人に譲渡された同時係属
出願番号８７２９０９５に示す種類の従来技術の液体推
進研摩材吹付け洗浄システムを示す。このシステムは空
気圧縮機１０を具備し、この空気圧縮機は、加圧空気を
管路１２に供給するため適切なモータ１１で駆動され、
できれば３０〜９０ｃｆｍの容量範囲に吹付けノズルの
作動に必要な約１８０ｃｆｍを加えた容量とする。

加速空気は管路１２から分岐管路３０および空気遮断弁
１５を経て制御ステーションすなわちキャビネット１４
に送給される。供給水はステーション１４の下部１６に
送られるが、この下部は、水を酸化防止剤の別々の区画
を有する貯蔵タンクを具備する。空気圧作動ボンブ２１
（第１図では点線で示す）が制御ステーション１４内に
おさめられ、これによって、調整された量の酸化防止剤
を含有する水が高圧の下で、吹付けノズル２３の入口に
連通する可撓性出力ホース２２に送給される。

ホース２２は、操作員が制御ステーション１４からかな
り離れた所で操作できるように比較的長く、たとえば２
５０フィー｝　（７６２５ａｏ）の長さにすることがで
きる。常時閉の「デッドマンシステム」である制御弁２
４がノズル部材２３のそばに取り付けられ、操作員がば
ね入りのアクチュエータ・ハンドルを押して制御弁２４
を開位置に保持していないときにはノズルの作動を阻止
する働きをする。このようにして、操作員がハンドルを
放したときやノズル部材を誤って落した場合には、高圧
水と研摩材粒子のノズル部材２３へのすべての流れは自
動的に遮断される。制御弁２４の入口は可撓性管路２５
によって管路２７のＴ継手２６に接続され、管路２７は
Ｔ継手２８で主空気供給管路１２に連通している。管路
２７のＴ継手２８の間には空気遮断弁２９が配設されて
いる。制御弁２４の出口はもう１本の可撓性管路３１に
よって制御ステーション１４の上部１３の側面の適切な
継手に接続されている。これにより、制御弁２４が作動
すると空気圧信号が制御ステーション１４に送られる。

ノズル部材２３についてくわしく説明する必要はないが
、推進チャンバを有する管状本体と、研摩材粒子の入口
と、水の入口と、水および推進された研摩材粒子の噴霧
吹付けのための出口とを具備する。制御弁２４はホース
３８によって適切な方法で取り付けられた本体を具備し
、この本体は管路２５のための入口と管路３１のための
出口とを有する。本体にはばね入りハンドルが軸着され
ていて、操作員が押すと、本体内の弁要素が開いて管路
２５と管路３１が連通するようになる。ハンドルを話す
と、弁は自動的に閉じて管路２５は管路３１と連通しな
くなる。遮断弁２ｏは管路２２をノズル組立体２３の水
入口に接続する。

さらにｍｌ図について説明する。＃３砂のような研摩材
粒子はホッパすなわち「ポット」３３に入れられるが、
このホッパは適切な量、たとえば１０００ボンド（４５
０ｋｇ）の研摩材の入る太きさとする。管路１２からの
加圧空気は、調整弁３４、管路２７のＴｌｌ手３７から
の分岐管路３６の遮断弁３５を通って適切な継手から槽
３３に入る。したがって槽３３には圧力がかかる。砂送
給管路３８は、槽３３の底から、空気管路２７と、ノズ
ル部材２３の砂入口に通じる送給管路３８とを接続する
ＴＩＩ手に通じている。パイロット操作の砂計量および
遮断弁３９がホッパ３３のそばの管路３８に配設されて
いる。弁３９は常時閉で、Ｔｌｌ手４２および４３分岐
管路４４によって空気信号管路３１に接続されている管
路４１内の空気圧に応じて開く。管路４１の三方弁４５
は抽気口を具備し、必要なときに空気圧を手動で逃がす
ことができる。空気供給管路１２から来る管路２７は、
管路４４に接続された空気圧作動システムを有する常時
閉の空気弁４６に通じている。したがって。制御弁２４
が開いて管路３１に空気圧信号が流れるときにだけ弁４
６が作動する。そのため、ノズル部材２３が作動してい
るときにだけ、砂粒子と空気の計量された混合物が管路
３８に送られる。

ステーション１４の内外の構或部品は前述の出願番号８
７２．０９５にくわしく開示されているので、ここでは
概要のみ述べる。適切な指示計、計器、ポンプ・ストロ
ーク・カウンタ、および水バルブ●アクチュエータ・ハ
ンドルを使用してシステムの作動を監視する。第１図に
示すシステムは、砂粒子のような研摩材を使用できる場
合にはすぐれた洗浄作用を行う。本発明により炭酸水素
ナトリウムのような研摩材を使用できるようにするため
には、第２図に示す構造を使用する。

第２図について説明する。ホッパすなわち「ポット」１
００には炭酸水素ナトリウム、または、炭酸水素カリウ
ムやトウモロコシの穂軸の粒のようなその他の水分に敏
感な研摩材が入っているが、このホッパは圧縮空気（水
分を含有する）によってでなく、ボンベ１０１に入って
いる窒素のような乾燥ガスによって加圧される。窒素は
管路１０２、遮断弁１０３、調整弁１０４、および逆止
弁１０５を通ってホッパ１００の内部に送給される。管
路１１０の圧縮空気は大容量圧力調整弁１１２を通って
乾燥機すなわち水分分離機１１３に送られ、その後、遮
断弁１１４、調整弁１１５、および自動遮断弁１１６を
経て、ホッパ１００の底の下を通る管路１１７へと送給
される。加圧された研摩材粒子の流れは、送給管路１１
８を下りて計量弁１１９を通り、管路１１７のＴ継手に
送られる。その後、研摩材粒子、窒素、および圧縮空気
の混合流はノズル組立体２３（第１図）の研摩材粒子入
口に送られる。

管路１１７の空気がホッパ１００に入るのを防ぐため、
炭酸水素ナトリウム粒子が入っているホッパの内圧が吹
付け管路１１７の圧力より常に高くなるように調整弁１
０４〜１１５を互いに結合することが望ましい。機能的
に別々の調整弁を使用することができるが、それぞれは
高い感度をもたなければならない。正の差圧の大きさを
利用して、塗膜剥離作業に使用される炭酸水素ナトリウ
ムの単位時間当り重量をきわめて精度よく制御すること
ができる。これにより、本発明は、作業条件に応じた研
摩材粒子に対して非常に効果的な計量送給システムを提
供する。

本発明のシステムの作動の一例として、吹付け管路１１
７の圧縮空気の圧力が１００ｐｓｌ，流量が２　０　０
　ｃｆ’ａで、管路１０２の窒素ガスは、ホッパ１００
の圧力が１０２ｐｓ１に維持されるように調整されるも
のとする。２ｐｓｌの正の差圧によって、ノズル組立体
２３に通じる管路１１７に研摩材粒子を制御して送給で
きる。第２図に示す実施態様では、ホッパと送給管の圧
力が等しいとき、重力によって研摩材を送給することが
できる。研摩材粒子の量は、送給管圧力とホッパ圧力の
間の差圧を制御することによってきわめて制度よく制御
することができ、たとえば、毎分１０ボンド（４．　　
５ｋｇ）すなわち毎時６００ボンド（２７０ｋｇ）設定
できる。窒素ガスには水分が含まれないので、管路１１
７への炭酸水素ナトリウム研摩材の流れは非常に均一で
最適の塗膜剥離結果が得られる。

本発明のもう一つの実施態様を第３図に示す。

ホッパ２００は、多孔膜２０２の上の領域１９９に吹付
け粒子２０１の流動床を具備する。膜２０２の下の領域
２０３には窒素のような乾燥ガスがボンベ２０４から調
整弁２０５を経て供給される。朝顔形入口２０７を有す
る吹付け粒子取入管路２０６はホッパ２００の上部を貫
通し、ＹｔＩ１手２０ｇによって、吹付け管路２０９に
接続されている。吹付け管路２０９は大容量の圧縮空気
供給システム２１０から乾燥機２１４および調整弁２１
１を経てＹ継手２０８に通じている。通気管路２１２は
弁２１３によって常時閉じられている。

第３図に示すシステムは、水分を含んでいる研摩材を乾
燥するために流動化ガスを利用でき、したがって、他の
方式では廃棄される研摩材を回収して使用できるという
利点をもっている。

作動について説明すると、領域２０３には窒素のような
非常に清浄な乾燥ガスがボンベ２０４から供給され、こ
のガスは多孔膜２０２を通過して、膜の上の領域１９９
内の炭酸水素ナトリウムのような研摩材粒子を「流動化
」する。領域２０３の圧力を、たとえば１０３ｐｓｉと
し、領域１９つの圧力を約１０２ｐｓｌとすることがで
きる。吹付け管路２０９の圧力は１００ｐｓ１に調整さ
れ、流量は２　０　０　ｃｆ＋ｇである。

Ｙ継手２０８の下流の研摩材粒子の流量は、研摩材の流
動化密度が立方フィート当たり５０ボンド（２２．　　
５ｋｇ）の場合に、毎分１０ボンド（毎時６００ボンド
）になる。流量は、洗浄または塗膜剥離作業の作業条件
に応じて、差圧を変えることによってきわめて精度よく
制御できる。ホッパ２００内に水分がないため、炭酸水
素ナトリウムのような研摩材を使用して、金属やガラス
繊維を傷つけることなく、アルミニウムまたはガラス繊
維基材から塗膜をはがすことができる。

本発明での使用のためには窒素をガス媒体として推奨し
てきたが、二酸化炭素やヘリウムなど、他の不燃性の乾
燥ンガスも使用できる。これまでは流れの問題で使用で
きなかったいろいろな研摩材粒子を使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は砂粒子を研摩材として使用する先行技術の湿式
吹付け洗浄システムの略図、第２図は基材から塗膜を選
択的に除去するため炭酸水素ナトリウムを研摩材として
使用できる加圧ホッパ、弁および配管システムの一つの
実施態様の略図、第３図は本発明のもう一つの実施態様
の略図である。 １００・・・ホッパ、１０１・・・ボンベ、１０３，１
１１４．１１６・・・遮断弁、１０４，１１２．１１５
・・・調整弁、１０５・・・逆止弁、１１３・・・乾燥
機、１１６・・・自動遮断弁、１１９・・・計量弁、２
００・・・ホッパ、２０２・・・多孔膜、２０４・・・
ボンベ、２０５，２１１・・・調整弁、２１４・・・乾
燥機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本体を通して内部推進チャンバに連通する出口、水
   入口、および空気と研摩材の入口とを有する本体の内部
   推進チャンバを使用して、塗膜や腐食などの表面を洗浄
   する方法において、前記推進チャンバの前記水入口に高
   圧水を供給する工程と、 前記内部推進チャンバの前記の空気と研摩材の入口に、
   空気に混入した炭素ナトリウム粒子の流れを供給する工
   程と、 前記内部推進チャンバ内の高圧水で前記炭酸水素ナトリ
   ウム粒子を加速し、前記推進チャンバの前記出口からそ
   れを高エネルギーで吹き出す工程と、 前記内部推進チャンバの出口を、洗浄する前記の表面に
   向ける工程と、 を備えて成る洗浄方法。 ２、塗膜や腐食などの構造物表面を洗浄する方法におい
   て、 内部チャンバと連通する水入口、空気と研摩材の入口、
   および出口を有する内部チャンバを具備する本体を提供
   する工程と、 前記チャンバの前記水入口に加圧水を供給する工程と、 前記チャンバの前記の空気と研摩材の入口に、空気に混
   入した水溶性研摩材粒子の流れを供給する工程と、 前記チャンバの出口を、洗浄する前記の表面に向ける工
   程と、 を備えて成る洗浄方法。 ３、前記の水溶性研摩材に炭酸水素ナトリウム粒子を含
   む請求項２記載の洗浄方法。 ４、前記の水溶性研摩材に炭酸水素カリウム粒子を含む
   請求項２記載の洗浄方法。 ５、空気に混入した前記の水溶性研摩材粒子の流れが前
   記の空気と研摩材の入口に、ある入口速度で入り、 前記加圧水と前記の空気および研摩材が前記内部チャン
   バ内で相互作用して空気、水、および水溶性研摩材粒子
   が前記チャンバの前記出口から噴霧で吹き出し、その噴
   霧吹出し速度は、前記の水溶性研摩材粒子の前記入口速
   度よりも早い、請求項２記載の洗浄方法。 ６、前記の水溶性研摩材に炭酸水素ナトリウム粒子を含
   む請求項５記載の洗浄方法。 ７、前記の水溶性研摩材に炭酸水素ナトリウム粒子を含
   み、塗膜や腐食などの、洗浄する前記構造物表面のかた
   さが、前記炭酸水素ナトリウム粒子とほぼ同じである、 請求項５記載の洗浄方法。 ８、洗浄する前記構造物表面がアルミニウムでできてい
   る請求項７記載の洗浄方法。 ９、洗浄する前記構造物表面にガラス繊維を含む請求項
   ７記載の洗浄方法。 １０、洗浄する構造物表面に炭素繊維積層品を含む請求
   項７記載の洗浄方法。 １１、前記内部チャンバ内の前記加圧水が、前記内部チ
   ャンバの前記出口から前記水溶性研摩材粒子を推進し、
   前記の塗膜や腐食などを前記の下地の構造物表面から除
   去できるだけのエネルギーの水および水溶性研摩材粒子
   を含む吹付け流れを作り出す請求項２記載の洗浄方法。 １２、前記水溶性研摩材に炭酸水素ナトリウム粒子を含
   む請求項１１記載の洗浄方法。 １３、内部チャンバを形成し、前記内部チャンバを連通
   する水入口、空気と研摩材の入口、および出口を有する
   本体を具備するチャンバを使用する新しい方法において
   、 前記チャンバの前記の空気と研摩材の入口に、空気に混
   入した炭酸水素ナトリウム粒子を含む研摩材粒子の流れ
   を供給する工程と、 前記チャンバの前記水入口に加圧水を供給する工程と、 前記チャンバの前記出口を前記表面に向ける工程とを備
   えて成り、 それによって、前記表面を傷つけることなく、塗膜や腐
   食などの前記表面を洗浄する方法。 １４、洗浄する前記表面のかたさが前記炭酸水素ナトリ
   ウム粒子とほぼ同じてある請求項１３記載の方法。 １５、前記内部チャンバ内の前記加圧水が前記内部チャ
   ンバの前記出口を通して前記炭酸水素ナトリウム粒子を
   加速し、前記の塗膜や腐食などの表面を洗浄するだけの
   エネルギーの水および炭酸水素ナトリウム粒子を含む噴
   霧が吹き出るようにした請求項１３記載の方法。