特開 2024-85337 分離機、洗浄機、空気噴出器、および、循環式のブラストシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085337

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】分離機、洗浄機、空気噴出器、および、循環式のブラストシステム

(51)【国際特許分類】

   B24C 9/00 20060101AFI20240619BHJP

【ＦＩ】

B24C9/00 E

B24C9/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199827

(22)【出願日】2022-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】517429042

【氏名又は名称】北進株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】522347896

【氏名又は名称】オプティマ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】598109752

【氏名又は名称】好川産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127203

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】角藤 泰弘

(57)【要約】

【課題】従来よりも効率的に使用済み研削材から粉塵を分離可能な分離機、洗浄機、空気噴出器、および循環式のブラストシステムを提供する。
【解決手段】分離機は、上部体と、テーパー状に形成されている下部体と、を含む分離機本体と、上部体の側壁に設けられた穴部に一端部が接続され分離機本体の内部への研削材および粉塵の供給用の供給管と、分離機本体の内部において供給管の一端部と対向しかつ下端部位置が上部体と下部体との接続部分よりも下位に設定された状態で天板から下垂するように設けられ、上部体の側壁および下部体とともにノズルを形成する隔壁と、上部体において供給管と隔壁との間の内部空間と反対側の内部空間に連通しており、粉塵を分離機本体の外部に排出する通気口と、分離機本体に接続された気流の速度を調整可能な送風手段により生成される空気流を分離機本体の内部に取り込み可能な取込口と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材と、前記研削材が前記被処理物に対して噴射されることによって発生した粉塵と、を含む混合物を、前記研削材と前記粉塵とに分離する分離機であって、
天板と、前記天板の縁部に一端部が接続された側壁と、に囲まれた上部体と、前記側壁の他端部に接続され、前記側壁の他端部から少なくとも下方の途中まで狭くなるテーパー状に形成されている下部体と、を有している分離機本体と、
前記上部体の側壁に設けられた穴部に一端部が接続され、前記分離機本体の内部への前記研削材および前記粉塵の供給用の供給管と、
前記分離機本体の内部において、前記供給管の一端部と対向した状態かつ下端部位置が前記上部体と前記下部体との接続部分よりも下位に設定された状態で前記天板から下垂するように設けられ、前記上部体の側壁および前記下部体とともにノズルを形成する隔壁と、
前記上部体において前記供給管と前記隔壁との間の内部空間と反対側の内部空間に連通しており、前記粉塵を前記分離機本体の外部に排出する通気口と、
前記分離機本体に接続され、気流の速度を調整可能な送風手段により生成される空気流を前記分離機本体の内部に取り込み可能な取込口と、
を備えていることを特徴とする分離機。

【請求項2】

前記空気流の速度は、前記送風手段によって、前記研削材を上昇不可能かつ前記粉塵を上昇可能な範囲の量に調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の分離機。

【請求項3】

前記研削材および前記粉塵が衝突するように、前記上部体の側壁と前記隔壁との間において前記供給管の一端部と離して設けられている衝突板をさらに備え、
前記衝突板は、導電性の部材であって、アースされた状態で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分離機。

【請求項4】

前記分離機本体内において前記分離機本体内の前記研削材に対してパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分離機。

【請求項5】

前記下部体の下端部に、前記研削材の排出口が設けられており、
前記排出口には、前記排出口の内壁から前記排出口の中心部に向かってパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分離機。

【請求項6】

ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材に付着している粉塵を分離洗浄する洗浄機であって、
前記研削材が投入される開口部が設けられた上部を有している上部筒状部と、前記上部筒状部の下端部に連設された下部筒状部と、を含む洗浄機本体と、
外部空気を前記洗浄機本体の内部空間に供給可能に前記洗浄機本体の内部空間と連通するように接続されている空気供給部と、
前記上部筒状部の内部空間に連通しており、前記粉塵を前記洗浄機本体の上部の外部に排出する通気口と、
前記洗浄機本体内において前記洗浄機本体内の前記研削材に対してパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられていることを特徴とする洗浄機。

【請求項7】

前記下部筒状部の下端部に、前記研削材の排出口が設けられており、
前記排出口には、前記排出口の壁面から前記排出口の中心部に向かってパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の洗浄機。

【請求項8】

外周側面と内周側面とを貫通するように形成された貫通孔を少なくとも１つ有した環状のフランジ部材と、
前記貫通孔の前記フランジ部材の外周側の開口部に接続され、前記貫通孔を介して、前記フランジ部材の内周側に向けて空気をパルス状に噴出する噴出部と、を備え、
ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材が前記フランジ部材の内周側を通過する際、前記空気を前記貫通孔から噴出する空気噴出器。

【請求項9】

前記貫通孔が、前記フランジ部材の周方向に複数配設されていることを特徴とする請求項８に記載の空気噴出器。

【請求項10】

圧縮空気により研削材を被処理物へ噴射する噴射器と、前記圧縮空気を前記噴射器に供給する空気供給手段と、を有するブラスト装置本体と、
前記噴射器によって前記被処理物に対して噴射された使用済み研削材と、ブラスト処理により発生する粉塵と、を吸引または圧送して回収する回収手段と、
前記回収手段によって吸引または圧送された前記使用済み研削材と前記粉塵とを分離する請求項１に記載の分離機と、
前記分離機から供給された前記使用済み研削材に付着している粉塵を分離洗浄する請求項６に記載の洗浄機と、
を備え、
前記洗浄機によって洗浄された前記使用済み研削材を前記噴射器によって再度噴射して前記ブラスト処理を行うことを特徴とする循環式のブラストシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分離機、洗浄機、空気噴出器、および、循環式のブラストシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、橋梁などの鋼構造物は、経年劣化によって錆、塗膜の劣化などが生じる。そのため、定期的に、古い塗装を除去して新しい塗装を施す保全作業が行われている。この保全作業において、古い塗膜、錆などを除去するために、ブラスト処理が行われている。このようなブラスト処理では、塗装面へ噴射した使用済み研削材と、除去した塗膜片などを含む粉塵とが飛散するため、これらを回収する必要がある。

【0003】

このような使用済み研削材および粉塵を回収し、使用済み研削材と粉塵とを分離して、使用済み研削材を再利用するブラスト装置が知られている。例えば、特許文献１には、研掃材と粉塵との浮遊速度の違いを利用した分離機を備えるブラスト装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１－２８９６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のブラスト装置では、研掃材の種類などに応じて分離機内に設けられているバッフル板の位置調整が必要であり、分離機内の気流速度を適切に調整することが困難であった。そのため、研掃材の種類などによっては、研掃材と粉塵との分離が不十分となる場合があった。

【0006】

そこで、本発明は、本体内部の気流速度を容易に調整することができ、従来よりも効率的に使用済み研削材から粉塵を分離可能な分離機、使用済み研削材に付着している粉塵を分離洗浄可能な洗浄機、本分離機および本洗浄機に用いられる空気噴出器、および、本分離機および本洗浄機を含む循環式のブラストシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１） 本発明の分離機は、ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材と、前記研削材が前記被処理物に対して噴射されることによって発生した粉塵と、を含む混合物を、前記研削材と前記粉塵とに分離する分離機であって、天板と、前記天板の縁部に一端部が接続された側壁と、に囲まれた上部体と、前記側壁の他端部に接続され、前記側壁の他端部から少なくとも下方の途中まで狭くなるテーパー状に形成されている下部体と、を有している分離機本体と、前記上部体の側壁に設けられた穴部に一端部が接続され、前記分離機本体の内部への前記研削材および前記粉塵の供給用の供給管と、前記分離機本体の内部において、前記供給管の一端部と対向した状態かつ下端部位置が前記上部体と前記下部体との接続部分よりも下位に設定された状態で前記天板から下垂するように設けられ、前記上部体の側壁および前記下部体とともにノズルを形成する隔壁と、前記上部体において前記供給管と前記隔壁との間の内部空間と反対側の内部空間に連通しており、前記粉塵を前記分離機本体の外部に排出する通気口と、前記分離機本体に接続され、送風量を調整可能な送風手段により生成される空気流を前記分離機本体の内部に取り込み可能な取込口と、を備えていることを特徴とするものである。

【0008】

（２） 上記（１）の分離機においては、前記空気流の速度は、前記送風手段によって、前記研削材を上昇不可能かつ前記粉塵を上昇可能な範囲の量に調整可能であることが好ましい。

【0009】

（３） 別の観点として、上記（１）の分離機においては、前記研削材および前記粉塵が衝突するように、前記上部体の側壁と前記隔壁との間において前記供給管の一端部と離して設けられている衝突板をさらに備え、前記衝突板は、導電性の部材であって、アースされた状態で設けられていてもよい。

【0010】

（４） 他の観点として、上記（１）の分離機においては、前記分離機本体内において前記分離機本体内の前記研削材に対してパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられているものであってもよい。

【0011】

（５） 他の観点として、上記（１）の分離機においては、前記下部体の下端部に、前記研削材の排出口が設けられており、前記排出口には、前記排出口の内壁から前記排出口の中心部に向かってパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられているものであってもよい。

【0012】

（６） 本発明は、ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材に付着している粉塵を分離洗浄する洗浄機であって、前記研削材が投入される開口部が設けられた上部を有している上部筒状部と、前記上部筒状部の下端部に連設された下部筒状部と、を含む洗浄機本体と、外部空気を前記洗浄機本体の内部空間に供給可能に、前記洗浄機本体の内部空間と連通するように接続されている空気供給部と、前記上部筒状部の内部空間に連通しており、前記粉塵を前記洗浄機本体の上部の外部に排出する通気口と、前記洗浄機本体内において前記洗浄機本体内の前記研削材に対してパルス状に空気を噴出する空気噴出器が設けられていることを特徴とするものである。

【0013】

（７） 上記（６）の洗浄機においては、前記下部筒状部の下端部に、前記研削材の排出口が設けられており、前記排出口には、前記排出口の壁面から前記排出口の中心部に向かってパルス状に空気を噴出する噴出器が設けられていることが好ましい。

【0014】

（８） 本発明の空気噴出器は、外周側面と内周側面とを貫通するように形成された貫通孔を少なくとも１つ有した環状のフランジ部材と、前記貫通孔の前記フランジ部材の外周側の開口部に接続され、前記貫通孔を介して、前記フランジ部材の内周側に向けて空気をパルス状に噴出する噴出部と、を備え、ブラスト装置によって被処理物に対して噴射されて使用済みとなった研削材が前記フランジ部材の内周側を通過する際、前記空気を前記貫通孔から噴出することを特徴とするものである。

【0015】

（９） 上記（８）の空気噴出器においては、前記貫通孔が、前記フランジ部材の周方向に複数配設されていることが好ましい。

【0016】

（１０） 本発明の循環式のブラストシステムは、圧縮空気により研削材を被処理物へ噴射する噴射器と、前記圧縮空気を前記噴射器に供給する空気供給手段と、を有するブラスト装置本体と、前記噴射器によって前記被処理物に対して噴射された使用済み研削材と、ブラスト処理により発生する粉塵と、を吸引または圧送して回収する回収手段と、前記回収手段によって吸引または圧送された前記使用済み研削材と前記粉塵とを分離する上記（１）に記載の分離機と、前記分離機から供給された前記使用済み研削材に付着している粉塵を分離洗浄する上記（６）に記載の洗浄機と、を備え、前記洗浄機によって洗浄された前記使用済み研削材を前記噴射器によって再度噴射して前記ブラスト処理を行うことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、本体内部の気流速度を容易に調整することができ、従来よりも効率的に使用済み研削材から粉塵を分離可能な分離機を提供できる。また、使用済み研削材に付着した粉塵を分離洗浄可能な洗浄機を提供できる。また、本分離機および本洗浄機に用いられる空気噴出器を提供できる。また、本分離機および本洗浄機を含む循環式のブラストシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る循環式のブラストシステムの概略構成図である。

【図2】図１の分離機および洗浄機を示す正面図である。

【図3】図２の分離機の概略縦断正面図である。

【図4】図２の分離機の動作説明図である。

【図5】図４に示した領域Ｖの拡大断面図である。

【図6】図２の洗浄機の概略縦断正面図である。

【図7】図２の洗浄機に用いられる第２空気噴出器の環状フランジ部材を示す斜視図である。

【図8】図７の環状フランジ部材の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係る循環式のブラストシステムについて、図面を参照しながら説明する。

【0020】

図１に示すように、本実施形態に係るブラストシステム１００は、圧縮空気により研削材１を被処理物４へ噴射するブラストノズル５を有する噴射器６と、エアコンプレッサ３（送風手段の一部であり、空気供給手段の一部でもある）と、ブラスト装置本体１０ａと、を有するブラスト装置１０と、使用済みの研削材１および塗膜片などを含む粉塵２の混合物を吸引ホース８を介して吸引するバキュームポンプ１２（回収手段の一部）と、使用済みの研削材１と粉塵２とを分離する分離機２０と、使用済みの研削材１を洗浄する洗浄機４０と、粉塵２を回収する集塵機１１と、を備えている。なお、噴射器６には、エアコンプレッサ３の圧縮空気がブラストホース７を介して供給される。また、エアコンプレッサ３は、例えば、電動式、エンジン式等を用いることができる。また、ブラスト装置１０は、図示を省略するが、エアコンプレッサ３の起動、停止を行うための操作スイッチ等を備えている。なお、使用済みの研削材１および粉塵２が外部に漏出しないように、図示しない防塵シートが作業現場には張設され、集塵装置等も適宜設置されている。

【0021】

図１に示すように、ブラスト装置本体１０ａは、研削材１を貯留するタンク１０ｂを備えている。タンク１０ｂの上部の通路７０内には、開閉自在なバルブ（図示せず）が設けられており、このバルブは、後述する第２空気噴出器６０と接続する第３フランジ部材６１を介して洗浄機４０の下部に連結されている。なお、このバルブの開度の開操作を行うことにより、洗浄機本体４０ａ（図６参照）内部に貯留された研削材１をタンク１０ｂ内部に所定量流下させることが可能となっている。また、タンク１０ｂの下部には、タンク１０ｂ内部の研削材１の送り出しを行う送り出し部１６と、タンク１０ｂ内部から送り出された研削材１と、エアコンプレッサ３による圧縮空気と、を混合してブラストホース７へ送り込む混合部１７とが設けられている。なお、送り出し部１６は、タンク１０ｂ内部の研削材１を混合部１７へ送り出す量を調整可能なものであり、例えば、ロータリーバルブ、スクリューフィーダーなどを用いて構成されている。

【0022】

また、図１に示すように、タンク１０ｂの側壁には、圧縮空気供給管７１が設けられており、この圧縮空気供給管７１とエアコンプレッサ３とは、管路１４ａを介して接続されている。また、圧縮空気供給管７１と混合部１７とは、管路１４ｂを介して接続されている。なお、管路１４ａには、開閉弁７２が設けられており、この開閉弁７２の開度の開操作を行うことにより、エアコンプレッサ３から圧縮空気供給管７１を介してタンク１０ｂ内部に供給される圧縮空気の量を調整することが可能となっている。また、管路１４ｂには、調整弁７３が設けられており、この調整弁７３の開度の開操作を行うことにより、エアコンプレッサ３から混合部１７に供給される圧縮空気の量を調整することが可能となっている。また、図１に示すように、タンク１０ｂの側壁には、一端部がタンク１０ｂの内部に連通し、他端部が大気開放されている排気管路７４が設けられている。排気管路７４には、排気弁７５が設けられており、この排気弁７５の開操作を行うことで、エアコンプレッサ３から圧縮空気供給管７１を介してタンク１０ｂ内部に供給される圧縮空気によって常圧よりも高い高圧状態となっているタンク１０ｂ内圧を減圧することが可能となっている。

【0023】

上記構成を有するブラスト装置１０において、タンク１０ｂ内部に研削材１が所定量貯留されている場合、通路７０内のバルブおよび排気管路７４の排気弁７５を閉じた状態でエアコンプレッサ３を作動させ、開閉弁７２の開操作を行うことによりエアコンプレッサ３の圧縮空気が管路１４ａを経由して圧縮空気供給管７１を介してタンク１０ｂ内部へ供給され、調整弁７３の開操作を行うことによりエアコンプレッサ３の圧縮空気が管路１４ｂを経由して混合部１７へ供給される。このとき、開閉弁７２の開度を調整することにより、タンク１０ｂ内部の研削材１は、圧縮空気による所定の空気圧を受けて、送り出し部１６を介して混合部１７へ定量的に送り出される。そして、混合部１７において管路１４ｂを経由して供給される圧縮空気と混合された研削材１は、ブラストホース７を経由して噴射器６へと搬送される。したがって、本実施形態のブラスト装置１０においては、乾式のエアーブラスト処理を行うことが可能となっている。また、タンク１０ｂ内部に研削材１を補充する場合には、まず開閉弁７２を閉じてタンク１０ｂ内部および混合部１７への圧縮空気の供給を停止し、排気弁７５の開操作を行うことにより、タンク１０ｂ内部の空気が排気管路７４を介して外部に排出され、タンク１０ｂ内圧は常圧に戻される。その後、通路７０内のバルブの開操作を行うことにより、洗浄機本体４０ａ（図６参照）内部に貯留された使用済みの研削材１をタンク１０ｂ内部に所定量投入することができる。したがって、本実施形態のブラスト装置１０においては、使用済みの研削材１を再度使用してブラスト作業を行うことが可能となっている。

【0024】

図１に示すように、分離機２０は、後述する上部体２１の側壁２５ａに設けられている供給管２７を介して吸引ホース８が接続されている。また、分離機２０は、集塵機１１と連通するダストホース９が、後述するダクト３０の排気管３２を介して接続されている。また、図１に示すように、集塵機１１とバキュームポンプ１２とは、管路１３を介して接続されている。したがって、バキュームポンプ１２の空気吸引力によって、吸引ホース８の先端開口から使用済みの研削材１および粉塵２をまとめて吸引可能となっている。そして、吸引された使用済みの研削材１および粉塵２は、吸引ホース８を通じて分離機２０の上部体２１の内部へ搬送される。

【0025】

また、図１に示すように、分離機２０は、枠体１５に固定され、洗浄機４０の上方に配置されており、分離機２０と洗浄機４０とは、第１フランジ部材１８および第２フランジ部材１９を介して連結されている。また、図１に示すように、洗浄機４０は、枠体１５に固定され、後述する上部筒状部４１の側壁４３ａに空気供給管４４を有しており、この空気供給管４４は、外部空気（二次空気）を洗浄機本体４０ａの内部空間４１ａ（図６参照）に供給する空気供給部である。

【0026】

なお、本実施形態に係る洗浄機４０は、後述する第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０から噴出されるパルス状の空気流によって、使用済みの研削材１を撹拌させて洗浄するものである。また、本実施形態に係る洗浄機４０は、上述のブラスト装置本体１０ａの通路７０内のバルブが閉状態である場合、内部に研削材１を貯留しておく貯留部としての機能も有している。

【0027】

次に、分離機２０について、図２～図５を参照して詳細に説明する。

【0028】

図２に示すように、分離機２０は、天板２３および四方の側壁２４で囲まれた箱形の上部体２１と、側壁２４の下端部に連設され、下方に向かうにしたがって径が小さくなるテーパー状に形成されている下部体２２と、を有する分離機本体２０ａと、上部体２１の側壁２５ａに一端部が接続されている供給管２７と、天板２３上に設けられているダクト３０と、を備えている。また、下部体２２の下端部には、第１フランジ部材１８が設けられている。なお、この第１フランジ部材１８と、洗浄機４０の上部筒状部４１の上端部に設けられている第２フランジ部材１９とは、ボルトおよびナットにより締結されている。また、供給管２７の他端部には、吸引ホース８の基端部が接続されている。なお、分離機本体２０ａは、導電性（たとえば金属製）部材からなるものである。

【0029】

図２および図３に示すように、ダクト３０は、天板２３の上部に設けられたダクト本体３０ａと、ダクト本体３０ａから供給管２７と反対側の水平方向に延びる延出部３１と、を備えている。また、延出部３１の先端部には、鉛直方向下向きに延びる排気管３２が設けられており、この排気管３２にダストホース９が接続されている。また、図３に示すように、ダクト本体３０ａの底面には、吸気口３３が形成されている。なお、吸気口３３および後述する上部体２１の通気口２６を介して、ダクト３０の内部と上部体２１の内部空間２１ａとが連通されている。

【0030】

図３に示すように、分離機本体２０ａは、内部に隔壁３４と衝突板３５とを備えている。隔壁３４は、供給管２７側の天板２３から下垂するように設けられ、上部体２１の内部について内部空間２１ａと内部空間２１ｂとに仕切っている。また、隔壁３４の下端部（先端部）の位置は、上部体２１の側壁２４と下部体２２の下部側壁３６との境界２１ｃ（上部体２１と下部体２２との接続部分）よりも下位になるように設定されている。

【0031】

衝突板３５は、天板２３から下垂し、側壁２５ａと隔壁３４との間に位置して供給管２７と対向するように形成されている。また、衝突板３５は、分離機本体２０ａを介してアース線３７と電気的に接続されており、アースされた状態で上部体２１の内部に設けられている。これにより、使用済みの研削材１が、吸引ホース８内を移動する際に静電気を帯電し、使用済みの研削材１に粉塵２が強固に接着している場合であっても、このような使用済みの研削材１が、上部体２１の内部へ流入してアースされた衝突板３５に衝突することで除電されることになる。その結果、衝突時の衝撃および除電によって、使用済みの研削材１から粉塵２が容易に分離される。なお、衝突板３５は、例えば、導電性（たとえば金属製）の板部材を用いることができる。また、衝突板３５は、天板２３から取り外して交換可能なものである。ここで、一変形例として、分離機本体２０ａが導電性部材からなるものでない場合は、衝突板３５とアース線３７とを電気的に直接接続する。

【0032】

また、上部体２１の天板２３において、側壁２５ａに対向する側壁２５ｂと隔壁３４との間に、通気口２６が形成されている。なお、通気口２６は、ダクト３０の吸気口３３と接続されている。また、下部体２２の底面には、研削材１の排出口となる連通口３８が形成されている。この連通口３８は、図１および図２に示した第１フランジ部材１８および第２フランジ部材１９を介して後述する洗浄機４０の上部開口部４６（図６参照）と接続されており、分離機本体２０ａの内部と洗浄機本体４０ａの内部とが連通されている。また、この連通口３８を介して、洗浄機本体４０ａ（図６参照）の内部において、空気供給管４４（図６参照）から供給された二次空気と、後述する第１空気噴出器５０（図６参照）および第２空気噴出器６０（図６参照）から噴出されたパルス状の空気と、に基づいて生成された空気流Ｃ（図４参照）が、分離機本体２０ａの内部に流入（取り込み）可能となっている。すなわち、連通口３８は、空気流Ｃの取込口でもある。

【0033】

次に、分離機２０の動作について、図４および図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図４は分離機２０の動作説明図であり、分離機本体２０ａの内部気流を示した図である。図５（ａ）、（ｂ）は、図４に示した領域Ｖの拡大断面図であり、図５（ａ）では、研削材１および粉塵２の図示を省略する。

【0034】

まず、バキュームポンプ１２の作動により、吸引ホース８を介して使用済みの研削材１および粉塵２が、空気とともに供給管２７から上部体２１の内部空間２１ｂに供給される。そして、使用済みの研削材１および粉塵２は、慣性力により衝突板３５に衝突する。この衝突時の衝撃および除電によって、使用済みの研削材１から粉塵２が容易に分離される。また、使用済みの研削材１および粉塵２を搬送する搬送気流は、上部体２１の内部に流入したときに、流れの断面の拡大によって減速するとともに、図４の矢印Ａに示すように、隔壁３４によって流れの方向が下方向に変更される。これらの結果として、分離した使用済みの研削材１および粉塵２は、下方向に移動する。

【0035】

次に、使用済みの研削材１および粉塵２は、流れの断面が絞られているノズル部３９に移動する。ここで、ノズル部３９とは、図５（ａ）に示すＩ－Ｉ線からＩＩ－ＩＩ線までの領域のことである。なお、以下では、Ｉ－Ｉ線をノズル部３９の入口、ＩＩ－ＩＩ線をノズル部３９の出口とする。

【0036】

ノズル部３９においては、流れの断面が絞られているため、搬送気流が速くなり、使用済みの研削材１および粉塵２は、ノズル部３９の出口に向い加速されることになる。なお、このノズル部３９において、比較的重い使用済みの研削材１はゆっくりと加速され、比較的軽い粉塵２は早く加速されるため、速度差が生じる。例えば、上部体２１の内部に導入された研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との質量比が５：３、上部体２１の内部に導入された研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との体積比が１０００：１、である場合、ノズル部３９における搬送気流速度が５．０ｍ／ｓ～８．０ｍ／ｓとなるように設定されていることが好ましい。

【0037】

次に、ノズル部３９の出口を通過した搬送気流は、流れの断面が急激に拡大するため、減速して、図４の矢印Ｂに示すように、下部体２２から内部空間２１ａを介して天板２３の通気口２６に向かうことになる。なお、この下部体２２側から内部空間２１ａを介して天板２３の通気口２６に向かう搬送気流Ｄの速度は、研削材１の浮遊速度（たとえば５００ｃｍ／ｓ）より小さく、かつ粉塵２の浮揚速度（たとえば５０ｃｍ／ｓ）以上となるように設定されている。好ましくは、搬送気流Ｄの速度が、研削材１の浮遊速度未満かつ粉塵２の浮揚速度の２倍に設定される。

【0038】

ここで、図５（ｂ）に示すように、ノズル部３９の出口付近、すなわち隔壁３４の下端部付近において、比較的重い使用済みの研削材１は、遠心力で外側、つまり隔壁３４の下端部から離れた位置に振り出されて、自重により連通口３８に向かって落下する。一方、比較的軽く小さい粉塵２は、遠心力が弱いため、搬送気流により隔壁３４の下端部近くを通り通気口２６に向かって上方向に移動する。なお、使用済みの研削材１の一部は、隔壁３４の下端部近くを通ることがあるが、通気口２６に向かう搬送気流Ｄの速度が研削材１の浮遊速度（たとえば５００ｃｍ／ｓ）未満であれば、内部空間２１ａ内を上昇できずに連通口３８に向かって落下する。また、搬送気流Ｄの速度は、粉塵２が浮揚する速度（たとえば５０ｃｍ／ｓ）以上であれば、内部空間２１ａ内を上昇し、ダクト３０に向かう。ここで、例えば、上部体２１の内部に導入された研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との質量比が５：３、上部体２１の内部に導入された研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との体積比が１０００：１、である場合、ノズル部３９における研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との遠心力比が１７００：１となるように、ノズル部３９が設計されていることが好ましい。

【0039】

また、図４に示すように、連通口３８を介して、洗浄機本体４０ａ（図６参照）の内部において、空気供給管４４（図６参照）から供給された二次空気と、後述する第１空気噴出器５０（図６参照）および第２空気噴出器６０（図６参照）から噴出されたパルス状の空気と、に基づいて生成された空気流Ｃが、下部体２２の内部に流入する。ここで、この空気流Ｃは、分離機２０の内部空間２１ａにおける搬送気流Ｄが、研削材１を上昇不可能かつ粉塵２を上昇可能な空気流となるように調整されている。なお、空気流Ｃの流量は、バキュームポンプ１２によって吸引ホース８を介して分離機２０の上部体２１の内部空間２１ｂに使用済みの研削材１および粉塵２を導入するための空気吸引力をさほど低下させない程度の流量に調整されていることが好ましい。具体的には、たとえば、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との質量比が５：３、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との体積比が１０００：１、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との遠心力比が１７００：１である場合、空気流Ｃの速度は、５０ｃｍ／ｓ～１００ｃｍ／ｓである。また、この場合、内部空間２１ａにおける搬送気流Ｄの速度は、研削材１（粒径１０００μｍ）の浮遊速度未満かつ粉塵２（粒径１００μｍ）の浮揚速度の２倍に設定されることが好ましい。

【0040】

そして、通気口２６に向かう搬送気流Ｄおよび連通口３８から流入した空気流Ｃによって、粉塵２は、通気口２６および吸気口３３を介して、ダクト３０の内部へ搬送され、さらに排気管３２およびダストホース９を介して、集塵機１１へ搬送される。一方、使用済みの研削材１は、連通口３８を通過して洗浄機本体４０ａ（図６参照）の内部へ移動する。

【0041】

次に、洗浄機４０について、図１、図２、図４、図６～図８を参照して詳細に説明する。なお、図６は洗浄機４０の概略縦断正面図であり、簡便のため、洗浄機本体４０ａのみ概略断面図で示している。図７は、第２空気噴出器６０の環状フランジ部材６４を示す斜視図である。図８は、図７の環状フランジ部材６４の平面図であり、エアチューブ６７が接続されている状態を示す図である。

【0042】

図２および図６に示すように、洗浄機４０は、略円筒状の上部筒状部４１と、上部筒状部４１の下端部に連設され、下方に向かうにしたがって径が小さくなるテーパー状に形成されている下部筒状部４２と、を有し、内部に研削材１を貯蔵可能な洗浄機本体４０ａと、上部筒状部４１の側壁４３ａに接続されている空気供給管４４と、下部筒状部４２の側壁４３ｂに設けられている第１空気噴出器５０と、下部筒状部４２の下端部に設けられている第２空気噴出器６０と、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０を操作する操作部４５と、を備えている。

【0043】

上部筒状部４１の上端部には、第２フランジ部材１９が設けられている。また、上部筒状部４１の上部には、上部開口部４６が形成されている。また、下部筒状部４２の下部には、下部開口部４７が形成されている。なお、この下部開口部４７は、図１に示すように、第２空気噴出器６０、第３フランジ部材６１、通路７０、および通路７０内のバルブを介してブラスト装置本体１０ａのタンク１０ｂと接続されている。

【0044】

空気供給管４４は、図１および図６に示すように、洗浄機本体４０ａの内部空間４１ａと連通するように上部筒状部４１の側壁４３ａに設けられており、バキュームポンプ１２の作動により使用済みの研削材１および粉塵２を回収する際に、負圧状態となっている内部空間４１ａに外部空気（二次空気）を供給可能なものである。また、空気供給管４４は、図６に示すように、上部筒状部４１の内部において下向きに開口する空気供給口４８を有している。また、空気供給管４４は、図６に示した流量調整弁４９を備えており、洗浄機本体４０ａの内部空間４１ａに供給される二次空気の量を調整することが可能となっている。すなわち、流量調整弁４９の開度の開操作を行うことで、上部開口部４６および分離機２０の連通口３８を通過する空気流Ｃ（図４参照）の流量が調整可能となっている。なお、空気供給管４４を介して洗浄機本体４０ａの内部空間４１ａに供給される二次空気の量は、流量調整弁４９によって、空気流Ｃが、研削材１を上昇不可能かつ粉塵２を上昇可能な範囲の流量、およびバキュームポンプ１２によって吸引ホース８を介して分離機２０の上部体２１の内部空間２１ｂに使用済みの研削材１および粉塵２を導入するための空気吸引力をさほど低下させない程度の流量となるように調整されていることが好ましい。

【0045】

第１空気噴出器５０は、圧縮空気を溜める第１エアタンク５１と、空気の噴出部であるエアノズル５２と、第１電磁弁５３と、を備えている。なお、第１エアタンク５１は、エア用配管５５を介して第１電磁弁５３と接続されている。また、エアノズル５２は、エア用配管５６を介して第１電磁弁５３と接続されている。また、エアノズル５２は、下部筒状部４２の内部において斜め上方へ空気を噴射できるように、噴射口が水平に対して斜め上方に傾斜するように設けられている。また、第１電磁弁５３は、ケーブル５４を介して操作部４５と接続されている。

【0046】

このような第１空気噴出器５０においては、操作部４５での電源オン操作により、自動的に第１電磁弁５３を開状態と閉状態との間で断続的に切り替えるようにすることで、エアノズル５２から下部筒状部４２の内部に圧縮空気を断続的に、すなわちパルス状に噴出させることができる。また、操作部４５の操作により、エアノズル５２からの圧縮空気の噴出量、パルス圧力、パルス時間、パルス回数などを調整することが可能となっている。なお、本実施形態において、第１空気噴出器５０は、下部筒状部４２の周方向に所定間隔をおいて側壁４３ｂに複数設けられていてもよい。また、第１空気噴出器５０は、側壁４３ｂの傾斜方向に沿って所定間隔をおいて側壁４３ｂに複数設けられていてもよい。

【0047】

第２空気噴出器６０は、圧縮空気を溜める第２エアタンク６２と、複数の噴出孔６３（図７、図８参照）を有する環状フランジ部材６４と、第２電磁弁６５と、を備えている。なお、第２エアタンク６２は、エア用配管６８を介して第２電磁弁６５と接続されている。また、複数の噴出孔６３それぞれは、エアチューブ６７を介して第２電磁弁６５と接続されている。また、第２電磁弁６５は、ケーブル６６を介して操作部４５と接続されている。

【0048】

図７および図８に示すように、噴出孔６３は、環状フランジ部材６４において、外周側面と内周側面とを貫通するように形成された貫通孔である。また、噴出孔６３は、環状フランジ部材６４の中心を基準として、周方向に等間隔をおいて複数（本実施形態では８つ）配設されている。また、図８に示すように、複数の噴出孔６３それぞれにおいて、環状フランジ部材６４の外周側の開口部にエアチューブ６７が接続されている。これにより、複数の噴出孔６３それぞれは、環状フランジ部材６４の径方向内側に、すなわち環状フランジ部材６４の中心部に向けて空気を噴出可能な噴出部となっている。また、環状フランジ部材６４は、上面と底面とを貫通するように孔部６９が複数形成されており、上述した第３フランジ部材６１（図１参照）とボルト（図示せず）およびナット（図示せず）により連結可能となっている。

【0049】

このような第２空気噴出器６０においては、操作部４５の電源オン操作により、自動的に第２電磁弁６５を開状態と閉状態との間で断続的に切り替えるようにすることで、複数の噴出孔６３それぞれから環状フランジ部材６４の中心部に向けて圧縮空気を断続的に、すなわちパルス状に噴出させることができる。また、操作部４５の操作により、各噴出孔６３からの圧縮空気の噴出量、パルス圧力、パルス時間、パルス回数などを調整することが可能となっている。なお、本実施形態において、噴出孔６３は、環状フランジ部材６４の周方向に少なくとも１つ設けられていればよい。

【0050】

上記構成を有する洗浄機４０において、予め洗浄機本体４０ａの内部空間４１ａに、分離機２０の連通口３８および洗浄機４０の上部開口部４６を介して使用済みの研削材１が供給された場合、貯留されている研削材１に対して第１空気噴出器５０のエアノズル５２および第２空気噴出器６０の噴出孔６３からパルス状に噴出される圧縮空気によって、使用済みの研削材１が撹拌される。このとき、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０によってパルス状空気流、すなわちパルスジェット流が使用済みの研削材１に吹き付けられ、また、使用済みの研削材１が撹拌されることになるので、使用済みの研削材１から粉塵２が分離される。

【0051】

また、洗浄機本体４０ａの内部において、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０により使用済みの研削材１に吹き付けられたパルス状の空気の急激な爆発膨張によって、一時的に粉塵２の浮遊速度を超える空気流が発生し、この空気流により粉塵２が洗浄機本体４０ａ内の上部へ舞い上がり、上部開口部４６付近へ押し上げられる。そして、この空気流と空気供給管４４を介して洗浄機本体４０ａ内に供給される二次空気とによって、上昇気流である空気流Ｃ（図４参照）が形成される。なお、この空気流Ｃは、操作者が予め設定しておいた操作部４５によって、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０におけるパルス圧力、パルス時間、パルス回数が調整され、かつ、流量調整弁４９の開度の開操作を行って洗浄機本体４０ａ内に供給される二次空気の量が調整されることで、研削材１を上昇不可能かつ粉塵２を上昇可能な範囲の流量に設定されている。したがって、この空気流Ｃによって、研削材１が上部開口部４６付近に到達することはなく、粉塵２のみが上部開口部４６付近からさらに押し上げられ分離機２０の連通口３８を通過して分離機本体２０ａの内部へ移動することになる。そして、粉塵２は、分離機本体２０ａの内部の搬送気流Ｄ（図４参照）によって、ダクト３０を経由して集塵機１１へ搬送される（図１参照）。

【0052】

また、洗浄機本体４０ａの内部において、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０によりパルス状の空気を噴出することで、研削材１を効率よく乾燥させることができ、研削材１の排出時における固着を防止することができる。また、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０により噴出されるパルス状の空気は、下部開口部４７におけるブリッジング（研削材１同士がアーチ構造を形成して下部開口部４７を閉塞し、研削材１が、下部開口部４７付近で堆積して排出されない状態）の解消にも有効である。

【0053】

以上より、本実施形態に係るブラストシステム１００において、ブラスト作業に使用した研削材１およびブラスト処理により発生した粉塵２を回収する場合、分離機２０および洗浄機４０により、従来よりも効率的に使用済みの研削材１から粉塵２を分離させることができ、使用済みの研削材１を再度使用してブラスト作業を安定して行うことができる。また、研削材１の種類などに応じて、洗浄機４０に設けられた空気供給管４４から供給される二次空気量と、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０によるパルス状空気流量とを調整することで、分離機本体２０ａ内部の気流速度（特に搬送気流Ｄの速度）を容易に調整することができる。また、分離機本体２０ａ内部の気流速度を調整することで、使用済みの研削材１と粉塵２との分離率の調整を行うことが可能である。すなわち、たとえば、空気流Ｃの速度を０とした場合に比べて、空気流Ｃの速度を、研削材１の浮遊速度より小さく、かつ粉塵２の浮遊速度より大きくなるように調整した場合、使用済みの研削材１と粉塵２との分離率を向上することができる。

【0054】

また、たとえば、洗浄機４０の流量調整弁４９によって、空気流Ｃを、研削材１を上昇不可能かつ粉塵２を上昇可能な範囲の流量、およびバキュームポンプ１２によって吸引ホース８を介して分離機２０の上部体２１の内部空間２１ｂに使用済みの研削材１および粉塵２を導入するための空気吸引力をさほど低下させない程度の流量となるように調整した場合、第１空気噴出器５０および第２空気噴出器６０のパルス状空気流により洗浄機本体４０ａ内の上部へ舞い上がった粉塵２は、空気流Ｃにより上部開口部４６および連通口３８を緩やかに通過して分離機本体２０ａの内部へ移動することになる。そして、粉塵２は、分離機本体２０ａの内部の搬送気流Ｄによって、ダクト３０を経由して集塵機１１へ搬送される。したがって、仮に従来のバキュームポンプ１２を用いた場合でも、バキュームポンプ１２によって吸引ホース８を介して分離機２０の上部体２１の内部空間２１ｂに使用済みの研削材１および粉塵２を導入するための空気吸引力をさほど低下させることなく、洗浄機本体４０ａ内の粉塵２を分離機本体２０ａ内に取り込むことができ、使用済みの研削材１と粉塵２との分離率を向上することができる。なお、この場合、具体的には、たとえば、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との質量比が５：３、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との体積比が１０００：１、研削材１（粒径１０００μｍ）と粉塵２（粒径１００μｍ）との遠心力比が１７００：１である場合、空気流Ｃの速度は、５０ｃｍ／ｓ～１００ｃｍ／ｓである。また、この場合、内部空間２１ａにおける搬送気流Ｄの速度は、研削材１（粒径１０００μｍ）の浮遊速度未満かつ粉塵２（粒径１００μｍ）の浮揚速度の２倍に設定されることが好ましい。

【0055】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0056】

上記実施形態において、必ずしも分離機本体の内部に衝突板を設けなくてもよい。例えば、分離機本体の内部の隔壁に、供給管から供給される研削材および粉塵が、直接衝突するように構成されていてもよい。

【0057】

また、上記実施形態において、必ずしも洗浄機の下部筒状部の側壁に第１空気噴出器を設けなくてもよい。

【0058】

また、上記実施形態において、分離機の下部体の下端部に、研削材の洗浄機内への落下を邪魔しないように、分離機本体の内部へ空気を送り込む空気流の送風量または速度を調整可能な送風手段（プロペラ式の送風機など）が設けられていてもよい。また、分離機において、下部体の下端部に設けられている第１フランジ部材に代えて、第２空気噴出器の環状フランジ部材を下部体の下端部に設けてもよい。この場合、分離機の連通口を通過する使用済みの研削材に、パルス状の空気を吹き付けて研削材に付着した粉塵を分離させることができる。

【0059】

また、上記実施形態では、バキュームポンプを用いて使用済み研削材および粉塵が吸引ホースを介して分離機の内部へ搬送される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、圧送方式のエジェクタを用いて使用済み研削材および粉塵をホースを介して分離機の内部へ搬送してもよい。

【0060】

また、上記実施形態の分離機の上部体は断面が四角形の箱型形状であったが、これに限られない。たとえば、当該上部体の断面は、上述のノズル部と同機能を有したノズル部を形成できるものであれば、円筒形状でも、四角形以外の多角形状であってもよい。

【0061】

また、上記実施形態において、分離機の下部体の下部に設けた連通口を空気流Ｃの取込口としたが、空気流Ｃの取込口は、当該連通口とは別に分離機において研削材が飛んでこない位置（たとえば上部体の内部空間２１ａ）に設けてもよい。このとき、洗浄機の上部開口部を用いずに、洗浄機の上部などから別のルートの取り込み通路（研削材から分離除去した粉塵の浮揚専用通路）を設け、この取り込み通路と空気流Ｃの取込口とを連通させるようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態の第２空気噴出器６０において、複数の噴出孔から空気が噴出するフランジ型のものを採用したが、これに限られない。たとえば、筒状部材の壁面に設けられた少なくとも１つの噴出孔のいずれかから中心部に向けてパルス状に空気が噴出するような構成のものであってもよい。すなわち、研削材が通過する際、この研削材の表面にパルス状に空気を噴出し、研削材の表面に付着している粉塵を分離できるものであれば、どのような構成の装置であってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 研削材
２ 粉塵
３ エアコンプレッサ
４ 被処理物
５ ブラストノズル
６ 噴射器
７ ブラストホース
８ 吸引ホース
９ ダストホース
１０ ブラスト装置
１０ａ ブラスト装置本体
１０ｂ タンク
１１ 集塵機
１２ バキュームポンプ
１３、１４ａ、１４ｂ 管路
１５ 枠体
１６ 送り出し部
１７ 混合部
１８ 第１フランジ部材
１９ 第２フランジ部材
２０ 分離機
２０ａ 分離機本体
２１ 上部体
２１ａ、２１ｂ、４１ａ 内部空間
２２ 下部体
２３ 天板
２４、２５ａ、２５ｂ、４３ａ、４３ｂ 側壁
２６ 通気口
２７ 供給管
３０ ダクト
３０ａ ダクト本体
３１ 延出部
３２ 排気管
３３ 吸気口
３４ 隔壁
３５ 衝突板
３６ 下部側壁
３７ アース線
３８ 連通口
３９ ノズル部
４０ 洗浄機
４０ａ 洗浄機本体
４１ 上部筒状部
４２ 下部筒状部
４４ 空気供給管
４５ 操作部
４６ 上部開口部
４７ 下部開口部
４８ 空気供給口
４９ 流量調整弁
５０ 第１空気噴出器
５１ 第１エアタンク
５２ エアノズル
５３ 第１電磁弁
５４、６６ ケーブル
５５、５６、６８ エア用配管
６０ 第２空気噴出器
６１ 第３フランジ部材
６２ 第２エアタンク
６３ 噴出孔
６４ 環状フランジ部材
６５ 第２電磁弁
６７ エアチューブ
６９ 孔部
７０ 通路
７１ 圧縮空気供給管
７２ 開閉弁
７３ 調整弁
７４ 排気管路
７５ 排気弁
１００ ブラストシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】