JP3372543B2 - 築造体の精細掃除方法および当該方法を実施する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極めて小さい粒度の研磨剤の粉末を噴射する
ことにより乾燥精細掃除を実行する方法であって、極め
て微細なブラスチングと高速の掃除速度とを調和させう
る方法に関する。

本発明による方法の可能な用途は多々ある。本発明は
基本的には貴重な、精細な、あるいは脆性な媒体から、
諸々の汚い汚れや外面を覆っている堆積物を吹き落とす
べき場合に有用である。

このように、本発明の方法の主要な用途は、記念碑や
建物の外面に付着している汚染物質を吹き落とすことで
ある。

産業は大気中へ多くの化学汚染物を放出する。そのよ
うな（新しい種類で未経験な量の）汚染物質は記念碑や
建物の表面に付着するようになり、最終的にはそのよう
な記念碑や建物を徐々に黒ずませ、かつ汚してそれらの
美観を台なしとしてしまう。

さらに、多くの場合、露出された石碑の表面を覆う汚
染物質は多少共、使用されている石の劣化の進行を加速
させる。

そのような汚染物質の作用により、多くの記念碑の露
出した石細工の表面は極めて不均一に、かつ様々な程度
で劣化される。汚染物の層は益々膜状に付着する傾向が
あるので、弱化された領域を徐々に増大して覆うように
なり、そのような石造りの建物の表面のブラストによる
掃除作業を極めて微細で、かつ極めて厄介な作業とさせ
る。

露出された石造物はこれまでは常に水で洗滌されてき
たが、今日露出された石造物の劣化の問題を研究してい
る多くの学者は洗滌により新しい種類の汚染物を掃除す
ることは毛管作用により、種々の程度に欠陥のある継目
を介して、あるいは概ね劣化してしまっている表面のあ
る点を介して汚染物質が進入して劣化の進行の加速に寄
与する可能性があることを強調している。その場合、化
学試薬および有害な塩の担体の双方として作用する水
は、特に（はく離、局部腐食等により）すでに表面が劣
化している場合、石造物の表面に付着した汚染物質の掃
除には益々適当でなくなっている。

残念乍ら、水を用いた洗滌技術の欠点にかかわらず、
記念碑の維持や保存の責任者は、ブラストにより清掃し
た石碑の表面層を摩滅させる危険性（程度の差はある
が）のため、たとえ微細な粒子といえども研磨剤の粒子
を噴射することによる掃除を好むにはためらいがある。

時とともに、使用された切出し石碑の表面層は、石の
内部より硬く、全ゆる種類の外部からの作用に対して石
を保護する微細な結晶層で被覆されるようになった。微
細な保護層の厚さは２ミリから５ミリの範囲で変動し、
そのような層はカルシウム富有表皮（あるいは市街地の
大気においては硫黄富有の表皮）を形成する。従って、
石を保護すべき場合、特にこの膜は汚染物質の作用によ
り徐々に劣化するので微細な結晶層を摩滅させることを
避けることが必要である。さらに、暗色の汚染物質は、
劣化部分や、劣化が進行している部分を覆ってしまい、
これらの劣化部分を観察しにくくする。

その結果、石の切断面の表面を覆い、かつ付着した汚
染物質を掃除することは厄介で、細心の注意と入念な配
慮を必要とする作業であり、現在使用されている乾式の
研磨剤噴射技術は材料を摩滅させたり、侵害させる危険
性があり、その危険性は表面層の状態、硬度および硬さ
の均一性如何によって変わる。

サンドブラストは基本的な研磨剤噴射技術の１つであ
る。その方法は極めて大まかで、かつ埃っぽく、任意粒
度のサンド噴射を用い、その噴射は一定で、単一的で、
かつ一方向性であり、必ずしも細心で入念ではなく、サ
ンドブラストの作業を最大にするという原則と、黒い物
はブラストがされておらず、白い物はブラストがされて
いるというサンドブラストの原則に基づいて作業する作
業者によって手作業で動かされる。

サンドブラストの原理は、まちまちの粗さすなわち粒
度で乾燥した研磨剤すなわち砂を、高い空気圧（平均７
〜８×10Pa）の下で、断面が６ミリ〜８ミリの範囲であ
り、サンドブラスト作業者によって手動で作動するブラ
スチングノズルを介して噴射することからなる。

前記ブラスチングによって得られる掃除作用は極めて
効果的で、かつ高速であるが、著しい量の埃りを発生さ
せ、極めて不快であるのみならず、媒体、特に対象物の
成形部分や彫刻のなされた部分が文字通り摩滅される。
このことが、ブラスト法は迅速で、かつ安くつくが、余
りにも摩滅性があり、余りにも不具合（ダスト）を発生
させるので、全ての建築業者、請負人等がブラスト法の
使用を止め、今では水を用いた洗滌やブラスチング技術
を好むようになっている理由である。

前記の欠点特に摩滅の問題を克服しようとして、種々
の提案がなされてきたが、その主要な提案は過度に大量
の砂を、はるかに微細な、時には粒度が200ミクロン以
下の砂に代えることであった。そのような改良に加え
て、古代モニュメントの維持と保存に関与する建築技師
は、特にブラスト作業者による、はるかに細心なブラス
ト作業を要求している。

工事の生産性要求および物理的要求が課せられるとす
れば、サンドブラスト作業者や運転者が、何時間も連続
して規則的で、十分配分され、かつ慎重な作業を実行す
ることは極めて難しい。多くの工事請負人に対する生産
性要求とはサンドブラスト作業者が余りにも高すぎる圧
力（６、７、８、10あるいは12×10Pa）で作業せねばな
らぬこと、（６ミリ、８ミリあるいはそれ以上のサンド
ブラストノズルを用いた）「ブラスチング」噴射を用い
る必要のあること、および例えば、ときには毎分12000
リットルの空気のような極めて大量の空気を用いる必要
があるため、極めて微細な研磨粒体を用いたとしても著
しい摩滅を引き起すことを意味する。そのような摩滅に
より、たとえ石が硬くても、文字通り全く摩滅される可
能性のある全体面は言うまでもなく全ての微妙な面部分
（彫刻部、接合部、硬度が均一でないカルシウム富有の
表皮）を損傷させるか、あるいは著しい量のダストを発
生させ、これは作業空間を複雑で、従って高価な方法で
被覆する必要のあることを意味する。

このように、工事の生産性要求と物理的要求に対応せ
ねばならぬことから起因する注意の欠除が、諸々の程度
に、掃除された媒体の摩滅の危険性と、影響とを増大さ
せる。さらに、摩滅の顕著な危険性を考えれば、貴重な
建築媒体を掃除するために、前述のような「高生産性」
噴射を用いることはできない。

逆に、摩滅の危険性を貴重な建築媒体に対して全面的
に排除し、かつ媒体が摩滅によって何ら劣化されること
なくブラストにより確実に掃除されるようにするため
に、ある復元工事請負人や、ある彫刻作家は、空気を極
めて少流量（１分当り数十分の一リットル）で、極めて
低圧で（数百グラム）、出来るだけ微細な「噴射ペン」
のようなノズルを介して、可能最少量の粉末を用い、か
つ時には10ミクロン以下の粒度である最大微細粒体を用
いて、空気を噴射するよう、反対の極端に走っている。

このようにして得られる空気の薄い流れは、小部分が
ブラストされている彫り込みを極めて忍耐強く、ミリメ
ートル毎に、作業面から２〜３センチ離れたとこで追求
している復元作業者によってペンのように扱われる。

極めて忍耐強い作業者のみによって使用しうる微細サ
ンドブラスト技術はブラスト作業を実際に摩滅の危険を
冒すことなく実行しうるようにするが、その方法の極端
な遅速性が、この方法を建物の全面において使用しえな
いようにする。

研磨剤噴射の主要な特性は、ブラスト掃除が大まかで
あって、著しい量のダストを発生させ、作業物を見づら
くすることであるが、サンドブラスト噴射は主としてそ
の衝突中心を掃除するのみである。従って、微細サンド
ブラスト法が試みているように、（空気流量、噴射圧
力、研磨剤粒度、ノズルの断面積のような）噴射パラメ
ータの全てを出来るだけ低減させることにより、衝撃中
心が数学的にブラスト掃除し、摩滅を益々減少させてお
り、かつ空気流量と研磨剤の流量のパラメータを全て低
減させることにより、作業が容易になり、一方ダスト排
出が出来るだけ低く制限される。

しかしながら、研磨特性やダストを無くすることは、
良好な掃除を行うのに必要な掃除速度と切断特性を犠牲
にすることにより達成される。前述のように噴射を小さ
くすると切断特性を喪失させるので、ある種の表皮と化
したゴミや染みを清浄することはできず、逆効果となる
可能性があり、ミニジェット方法は自然切断特性を欠如
しているので、掃除がもはやできなくなった領域は長期
にわたってブラストする必要があるので実際には摩滅す
るようになることすらある。

従来技術による研究作業、特に本出願人により出願さ
れ、広告された特許FR−Ｂ−２ 640 529号、同FR−Ｂ
−２ 643 626号、同FR−Ｂ−２ 643 673号および同
EP−Ｂ−０ 384 873号に開示されているものは、複数
の回転ノズルにより、掃除すべき築造体に対して空気と
粉末の混合物を噴射することにより、一般的に良好な結
果が得られることを示している。

特許EP−Ｂ−０ 384 873号は約100ミクロンから200
ミクロンまでの範囲の粉末粒度が適当であり、２個のノ
ズルを設けるべきことを示している。

従来技術文献DE−Ｕ−90 15670号にも同様の技術が
記載されている。この技術は４個のノズルを用いるが、
この場合砂である研磨剤粒体の粒度は特定していない。

従来技術の文献のいずれも、空気と粉末の混合物がノ
ズルを通るとき経由する断面につき示したものはない。

本出願人によって実施されてきた多くの試験は、前記
技術は効果と生産性とに関して、特にある種の汚染物質
や、ある媒体を処理する場合さらに改良されうることを
示した。

この目的に対して、本出願人は最初はノズルの断面積
を増加して空気と粉末の混合物の流量を増加させること
を検討した。それは、噴射される流れの全体の運動エネ
ルギが高いため特に脆性で貴重な建築物媒体のような処
理面を劣化させる過度のブラスト掃除に導くので満足す
べきものではなかった。

文献DE−Ｕ−８ 912 741号は石の面に対して掃除用
流体を噴射するよう設計されたガンを開示している。こ
のガンは、流体は特定していないが、流体が通過しうる
一列のオリフィスを備えた固定の分配部材を含む。

残念ながら、前記装置は、特に媒体が脆性の場合、空
気と粉末の混合物で媒体を効果的に掃除し、マイクロブ
ラスチングをするのには適当でない。

従って、本発明の目的は前記の全ての欠点を克服する
ことであり、この目的に対して、乾式の微細掃除や乾式
の微細ブラストを実行する方法であって、例えば切断さ
れた石材媒体のように極めて繊細で極めて脆性の媒体さ
えも極めて迅速にブラスト掃除できるようにする方法を
提供する。

本発明の方法は全ゆる種類のゴミや媒体に対してブラ
スト掃除を極めて急速に実行することができ、一方高品
質の作業を保証することができる。本発明による方法
は、たとえ媒体が局部的に微妙な領域や、諸々の程度に
脆性である領域すなわち単に（石造継手、はく離した
石、非均一なカルシウム富有表皮等の）非均一表面硬度
を有する領域を含んでいるとしても全ての掃除された媒
体に全く摩滅の無いことを保証する。可能な種々の組合
せにより、本発明による方法は不具合なダストを発生さ
せることなく噴射を実行することができる。

本発明による方法の展開は下記の観察に基づいて行わ
れた。

一方向性で一体の固定ジェットにおいて、ジェットの
中心すなわち「チップ」がブラスト掃除する切断要素で
あるので、それは摩滅性であり、高速ブラスト掃除を達
成するに要するパラメータは、ジェットは出来るだけ強
力なブラスト掃除手段であり、そのためジェットのチッ
プの衝撃力を増大させ、従って摩滅力と衝撃力とを増大
させることを意味する。

ジェットチップによる摩滅を排除するために、本発明
の方法は、噴射パラメータを下げるにはブラスト掃除の
速度と作用とを犠牲することによって達成されるので噴
射パラメータは低減させるべきでないが、ブラスト掃除
速度と質とを維持するには、ジェットを多数の微細なマ
イクロジェットに分割し、多方向に傾斜位置した多数の
微細マイクロジェットを自動的に、かつ極めて急速に移
動させる必要があるという原理に基づいている。

例えば断面寸法が８ミリのノズルからのジェットは64
個の１ミリのノズル、44個の1.2ミリのノズル、28個の
1.5ミリのノズルあるいは12個の2.5ミリのノズル等に分
割しうる（ジェットがより多く分割されればされる程、
ノズルはより微細になり、効果が強調される）のでジェ
ットチップの数を増し、一方容積を分割することによ
り、かつある領域（噴射ディスクあるいはホイルの面）
にわたって配分することによりジェットチップのブラス
ト掃除作用を最大限利用することができる。

研磨剤を噴射する噴射ノズルは極めて微細で、主とし
て１〜2.5ミリの範囲内に位置している（しかしなが
ら、本発明の原理においては、断面が400ミクロンから
４ミリまでの範囲内に位置しうる）。

極めて微細な噴射ノズルは、極めて微細な粒度（80ミ
クロンから100ミクロン）を有する研磨剤のみを使用し
うることを意味する。そのような極めて微細な研磨剤は
独自の運動エネルギは殆ど有しておらず、圧縮空気のジ
ェットすなわち流れにより運ばれている場合のみ高速
で、すなわち掃除衝撃速度で移動することができる。こ
のように、圧縮空気のジェットすなわち流れは極めて微
細な粒子のための保護ガイドとして作用する。極めて微
細な粒子の運動エネルギが無いということは、それら粒
子が圧縮空気の流れの内に留まり、空気の微細な流れの
極めて高速な移動特性に厳密に追従するようにされるこ
とを意味する。

このように、多数のノズルの全体のセットが高速で移
動するとすれば、極めて低い運動エネルギを有する粒子
を混入した空気の極めて微細な流れを空気の短い長さの
多数の微細な流れに分割することにより、ジェットチッ
プのミストを形成する。

空気の微細な流れが機械的、自動的かつ連続的に分割
される結果発生する極めて微細な研磨剤を混入した前記
の多数のジェットチップすなわち極めて短い長さの空気
の微細な流れが、掃除すべき面上を掃去し、高速でその
上を掃除するが、その場合の掃除は、ブラストされてい
る媒体が作用を受ける方向において実際に摩滅性となる
衝撃時間ないし衝撃容積を有していない。

多数のジェットとその移動速度とは、ノズルの微細さ
と使用される研磨剤の微細さと共に「超高速微小被膜高
分布衝撃」を有する微小研磨ジェットチップのミストを
形成し、前記ミストのみが、切断された石を構成する粒
子とは相違して、相互に結合されていない表面粒子を極
めて迅速かつ効果的に除去するに必要な衝撃時間と衝撃
力とを有する。

次に、ジェットチップのミストは超高速表面掃除衝撃
によりブラスト掃除を実行する。衝撃容積および衝撃時
間の欠如は、微小粒子を噴射する多数の微細なマイクロ
ジェットに分割されたジェットを連続的に機械的に移動
させることと併せて極めて微妙で極めて脆性の媒体を、
所定の高速度のブラスト掃除において驚異的な微細さで
ブラスト掃除できるようにする。

ある領域にわたって、隔置された多数のノズルを多方
向に角度をつけて位置づけることにより、多数の種々の
衝撃角度を得ることができる。このことは、マイクロジ
ェットを連続的機械的に移動させることと共にマイクロ
ジェットを全ての方向から噴射することによりある領域
に滞留することなく、かつノズルを全ゆる方向に回転さ
せる必要なく浮彫りを構成する部分を掃除し、かつ従来
の一方向性の固定ジェット技術において必要とされる、
激しく（摩滅を発生させて）ブラストされる面の浮彫り
形状に追従することなく掃除を行うことができる。

このように、本発明の方法は、まず、掃除し、ブラス
トすべき媒体に向かって、極めて低運動エネルギの研磨
粒体を混入した圧縮空気の連続的に、かつ極めて急速に
移動された圧縮空気の多数の微細な流れによって得られ
る微小研磨ミストを噴射すること、および第２に掃除す
べき媒体の全長にわたって、微小研磨ミストを移動させ
ることから構成されている方法である。

好適実施例においては、 噴射装置21には、研磨剤を噴射するための多数の研磨
剤噴射ノズル６が設けられており、ノズルの数は平均約
30個で（あるが、ある場合には100個を超すことが）あ
り、 前記研磨剤噴射ノズル６の各々は１ミリから2.5ミリ
の範囲に主として入る極めて微細な断面を有するが、
（前記断面は本発明の方法の原理においては400ミクロ
ンから４ミリの範囲に入りうる）、多数の微細なノズル
６によって噴射される研磨剤は粒度が80ミクロンから10
0ミクロンの範囲に入るが（０ミクロンから200ミクロン
の範囲でも良い）極めて微細な粒度を有する研磨剤であ
り、極めて微細な粒体に運動エネルギが欠除することに
よって該粒体は圧縮空気の流れの中に留まり、空気の微
細な流れの極めて高速の移動特性に適応できるようにす
るが、極めて微細な粒度の研磨剤は極めて硬質（ガラス
粒子、超微小球、コランダム等）であり、 噴射装置21は噴射ホイル10であり、噴射ホイル10はノ
ズル担持体であり、広幅の漏斗状分配コーン４を覆い、 分配コーンすなわち漏斗４とホイル10とはP.T.F.E
（テフロン）あるいはセラミックから作られ、ノズル６
はセラミックから作られており、 噴射ノズル10に穿孔されず、ノズル６が設けられない
場合は、噴射ホイル10にはノズルを形成する多数の微細
オリフィスあるいは噴射装置が設けられる（その結果出
来た組立体は全体的にセラミック製となる）。

各ノズル６の各パイプが極めて微細な断面である結
果、各ノズル６の内側は漏斗７の形状とされている。コ
ーンすなわち漏斗形状７は、各ノズル６の各パイプ８が
極めて細いので、噴射された研磨剤が容易、かつ流動的
に流れうるようにするために必要である。

微小研磨剤ミストはノズル６を極めて急速に移動させ
ることにより形成される。ノズル６を有するホイル10
は、１分間当り０回転から4000回転の範囲に主として入
る諸々の速度で機械的かつ自動的に回転させられる。

この作用はその他の機械的および自動的移動により、
特に、ホイル10をその軸心の周りで円弧にわたって左方
に、次に円弧にわたって右方へ、次に円弧を上方へ、そ
して最終的に円弧を下方へ枢動させることによりさらに
強調させることができる（枢動は支持体の周りで機械的
かつ自動的に行われる）。

機械的移動を種々組合せてマイクロジェットのブラス
ト掃除速度を増大させる。

本発明の目的は、集中し、かつ極めて強力な（８ミリ
のノズルを介しての）一定方向集中単一ジェットによっ
て起因する研磨剤の衝撃を、代りに（断面が400ミクロ
ンから４ミリの範囲に入る）多数の微細な多方向ノズル
６を用いて、主として80ミクロンから120ミクロンの範
囲に入る極めて微細な粒度の研磨剤のみを圧縮空気によ
り微細なノズル６を介して噴射し、微細なノズル６を機
械的かつ高速で移動させて、多方向に作用し、かつ連続
的に極めて急速に移動し衝撃時間を排除し、ブラスト速
度を著しく増加させる「ジェットチップ」のミストを発
生させることにより排除することである。

（その各々のパイプ８が主として１ミリから2.5ミリ
の範囲に入る）噴射ノズル６が微細で、かつ多数あるこ
とにより、（ブラスト掃除されている媒体からの距離が
20センチから80センチの範囲に入る）比較的長い噴射距
離があり、噴射された（80ミクロンから100ミクロンの
範囲内の）研磨剤の粒子の運動エネルギが低く粒子を空
気の流れの極めて高速の移動特性に適合させることによ
り、極めて微細な粒子（ガラス粒体、コランダム等）が
顕著な衝撃硬度を有しているため、（１分当り数千リッ
トルの）大量の空気を噴射することにより、そして、機
械的移動が高速であると共に（平均３〜６×10Pa）の噴
射圧力があるため、圧縮空気圧で形成された微小研磨剤
ミストはダストを発生させるようなミストでなく、むし
ろ掃除されている面にわたって掃くことによりブラスト
掃除する「ジェットチップ」のミストであり、そのため
切り出した石造りの古代の建築やモニュメントのように
媒体が極めて微妙であったとしてもブラスト掃除されて
いる媒体の摩滅の排除と共に極めて高速のブラスト掃除
速度とを組み合わせることができる。

圧縮空気の下に微細な研磨剤を噴射する本発明の方法
は、特殊性が与えられるとしても（極めて微細なノズル
６のように）同じ効果を与えるのに消費する研磨剤が２
〜３倍少なく、かつ空気は同じ点を何回も通るので大量
の空気に対して最小量の研磨剤を噴射するよう各々の微
細な空気の流れが設定されているが、種々の量のダスト
を発生させる。

本発明の方法においては、ダストの発生源である微小
研磨剤のミストを噴射するようジェットは微細で、噴射
ホイルの面15の比較的大きな面積にわたって分散されて
いるので、噴霧化した水を噴射するためのノズル14を研
磨剤噴射ノズル６の間の空間に位置させることができ
る。

従来の広幅の一方向研磨剤噴射ジェット（８ミリのノ
ズル）に対して同じ結果を得るためには、同時に大量の
水を噴射する必要があり、水の噴射の力と噴射量とが少
なくともある程度は壁を湿らせるが、一方本発明の方法
においては、研磨剤のジェットを多数の微小ジェットに
分割する（例えばノズル断面が８ミリのジェットを28個
の1.5ミリのノズル６に分割しうる）ことにより、１本
の流れ当り湿潤するに要する水は28分の１であり、さら
に、空気の流れは極めて少量の研磨剤を消費するように
設定されている。その結果、水のジェットの代りに圧縮
空気の下で噴霧化した水の粒子を噴射することにより、
実際にジェットを湿潤させることなく研磨剤の粒体を湿
潤させることができる。空気式噴霧ノズル14から噴射さ
れた霧状の水のジェットは研磨剤のジェットと平行に導
かれることが好ましく、あるいは蒸気の微細なジェット
を噴射する多数の極めて微細なノズル17を研磨剤噴射ノ
ズル６の間の空間に位置させる。

本発明の方法はコンプレッサからの圧縮空気を使用
し、サンドブラスト装置を空気と研磨剤とを通すことに
より空気と研磨剤の混合物を形成する。本発明の方法に
おいては、サンドブラスト装置を使用しないことが特に
有利である。このように、コンプレッサからの圧縮空気
は直接多数のノズル噴射装置まで送られる。圧縮空気は
各ノズル６の出口の直前で噴射装置21内の研磨剤と混合
される。このようなシステムにより、出来る限り微細な
ノズルを良好に利用し、研磨剤の流れと流量の規則性と
を著しく向上させ、かつ極めて少量の研磨剤を消費する
ことにより本発明の方法を向上させる。その結果、ジェ
ットはより規則的となり、極めて少量の研磨剤を含有す
るのみでよい。

本発明のその他の特徴や利点は添付図面を参照して提
供した本発明の好適実施例の以下の説明から明らかとな
る。

第１図は、研磨剤を噴射するための42個のノズルを備
えたホイルの噴射面の概略図、 第２図は、研磨剤を噴射するための132個のノズルを
備えたホイルの噴射面の概略図、 第３図は、研磨剤を噴射するノズルと、蒸気の微細な
ジェットを噴射するノズルとを備えた噴射ホイルの概略
図、 第４図は、位置決めおよび支持アームに装着された噴
射装置21の概略図、 第５図は、研磨剤を噴射するノズルを備えた機械的噴
射ホイルの概略断面図、 第６図は、水を噴霧化するノズルに流体が送られる態
様を示す概略図、 第７図は、内部に空気・研磨剤混合装置を備え、前記
混合装置が研磨剤粒子が噴射される直前に該粒子を吸引
している状態の噴射装置を示す概略図である。

本発明の方法を実施する装置は、研磨剤の粒体が移動
する方向において下記を含む噴射装置すなわち噴射ホイ
ルを含む。すなわち、空気と研磨剤の粒体との混合物を
送る円筒形の送りチューブ２であって、入口コーン７を
介して、研磨剤を噴射する前記ノズル６と連通している
広幅の漏斗状の広がり部分４へ開放しており、各ノズル
６の方向は前記送りチューブ２の長手方向軸線に対して
鋭角を形成している。各ノズル６の傾斜角が異なること
により、多数の異なる噴射角が得られ、そのため多方向
のマイクロジェットにより噴射を提供する。

噴射ホイルすなわち噴射装置21には、研磨剤を噴射す
るための多数の微細な研磨剤噴射ノズル６を備えてお
り、ノズルは噴射ディスク15に位置され、かつ隔離され
ている。ノズルは回転作用を強調し、かつ出来るだけ多
くの異なる掃除点を掃去するために主としてらせん状に
位置されている。多数の研磨剤噴射ノズル６は噴射面か
ら突出しておらず、突出しても極僅かで、そのため極め
てコンパクトな組立体を提供し、極めて高速の移動速度
においてさえも噴射装置21を空気中を極めて安定し、か
つ全ての方向に移動できるようにする。

噴射ホイル10には（１分当り０回転から4000回転まで
の範囲で）極めて高速で該ホイルを機械的に回転させう
るようにするモータ手段が設けられている。

噴射ホイル10には、それぞれ左方への円弧および右方
への円弧を網羅するストロークにわたって該ホイルを独
自の軸線の周りで機械的および自動的に枢動しうるよう
にさせるモータ手段が設けられけている。

噴射ホイル10には、上方の円弧と下方の円弧とを網羅
するストロークにわたって該ホイルを独自の軸線の周り
で機械的および自動的に枢動しうるようにするモータ手
段が設けられている。

噴射ホイル10には、自動的に全ての噴射パラメータ
（オン、オフ、機械的速度変更、流量、圧力、研磨剤に
対する空気の比率等）を修正できるようにする手段が設
けられている。

噴射ホイル、すなわち噴射装置10には空気と研磨剤と
の混合物を分配し、かつ噴射する装置が設けられてい
る。前記装置は、 空気と研磨剤の混合物を送る固定された送りパイプ１
と、 空気と研磨剤との混合物を送る円筒形の送りチューブ
であって、該チューブ全体が１組の２個シールベアリン
グ３を介して回転可能に装着されている送りチューブ２
と、 全ての研磨剤噴射ノズル６に分配コーン４を介して研
磨剤を送りうるようにし、中央のジェットを多数のマイ
クロジェットに分割するための広くされた漏斗状広がり
部分を形成している中央孔４であって、これも漏斗状で
噴射ホイル10に位置しているノズルの入口コーン７へ開
放し、かつ分流されている孔４と、 噴射ノズル６とを含み、ノズル６を有するホイル10は
セラミックから作られ、微細な研磨剤を噴射するノズル
６を形成している多数の微細な多方向オリフィスを具備
している。

ホイル10の各ノズル６は、 ジェットが多数の極めて微細なジェットに分割される
結果、およびパイプが狭くなる結果粒体が流動的に、か
つ容易に流れうるようにする極めて広幅の漏斗状ノズル
の入口コーン７と、 空気と研磨体の粒体とを加速する加速パイプ８と、 粒体噴射面15における出口の長円形まで円形からの主
要方向に沿って断面積が変わる排出パイプ９とを含む。

噴射ホイル10全体は完全にシールされたケーシング11
の内側に装着されている。極めて微細な研磨剤（ある研
磨剤は数ミクロン以下である）を包含する環境において
回転する機械部品を提供するには特殊設計の形態と、そ
のような極めて微細な研磨剤の微細さと適合するよう特
に設計されたシールとを必要とする。

本装置は下記により完全にシールされる。

すなわち、固定部分を運動部分に導入するくぼんだ継
手26であって、運動部分がリップシール形式の回転ガス
ケット５によってシールされるよう回転可能に案内さ
れ、送りコーン４が２個のシールベアリング３を介して
固定ケーシング11に対して回転可能に案内され、後部カ
バー18が平坦なガスケットによってシールされるように
する継手26である。

サンドブラスト装置を用いることなく作業するため
に、噴射装置21の内側の形状は以下のように修正され
る。すなわち、 （吸引により）研磨剤を送る中央送りパイプ19がノズ
ル６と同数の（研磨剤を供給するための）小さいダクト
20へ分枝される。ノズルの入口コーン７に到来する（研
磨剤を含有していない）空気がダクトを通過する際規則
的かつ同時に少量の研磨剤を吸引する。研磨剤を（吸引
により）送る中央の送りパイプ19が空気送りコーンに対
して固定され、固定タブを介して中央に位置して回転チ
ューブ２と分配コーン４とに固定されている。このよう
にして、中央送りパイプはチューブ２および分配コーン
４と共に同時に回転するので、研磨剤を送るダクトと出
合う接合部においてシールされた回転ガスケットが設け
られている。

ミストの形態で噴射ホイルによって発生した研磨剤噴
射が大量のダストを発生させる。従って、極めて微細な
研磨剤の粒体を含有する空気の微細な流れを噴射するこ
との他に、研磨剤噴射ホイル10に、霧状の水を噴射する
ためのある数の極めて微細なノズル14と、あるいは蒸気
の極めて微細なジェットを噴射するある数の極めて微細
なノズル17を設けることが有利である。

噴射ホイル10の面15によって構成される比較的大きい
領域にわたって空気および研磨剤を流すために噴射ノズ
ル６が配置されている。空気および研磨剤の微細な流れ
を利用することにより圧縮された空気と研磨剤の流れを
霧状の水滴のミストの形で稀釈することができる。噴射
ホイル10を回転させることによっても、噴霧ホイルは研
磨剤噴射における空隙内で連続的に再生される水のミス
トを均質化する。

噴射空間の噴射された霧状の水の極めて微細な粒体が
霧状とされた水の極めて微細な粒体の形態で噴射され、
粒度が出来るだけ微細なものとされる。

このように、噴射ホイル10には霧状の水を噴射するノ
ズル14が設けられ、該ノズルは噴射面15に配置される。
水は、空気と研磨剤との混合物を送るコーンの内側に固
定され、かつ求心されたダクト22を介して噴射装置へ送
り込まれる。このパイプ22は回転チューブ２と分配コー
ン４とに接続された固定タブ13を介して固定されてい
る。パイプ22はチューブ２および分配コーン４と共に同
時に回転するので、加圧された水を送るためのダクト22
にシールされた回転シールガスケットを必要とする。パ
イプ22は、水を噴霧化ノズル14まで導く一連の小さいチ
ャンネル25に分岐している。

空気式噴霧化ノズルを介して噴射される霧状の水のジ
ェットは霧状の水を放出するよう調整され、ノズル14か
らのジェットは研磨剤のジェットと平行に導かれること
が好ましい。

異なる実施例においては、霧状の水を噴射するノズル
14は蒸気の極めて微細なジェットを噴射するノズル17と
代えることができる。

極めて微細な研磨剤を放出するホイル10は、数センチ
から数十センチの範囲に入る直径を有することができ
る。噴射ホイル10の直径は、それが備えているノズルの
数と、ノズル間の間隔とに比例する。

本発明による方法は、速度と極めて高い品質とを組み
合わせた精細ブラスチングおよび精細掃除法である。こ
の高速の表面掃除衝撃法は殆んど全ての種類の媒体、特
に精細で極めて脆性の媒体（古い石、劣化し、はく離し
た石、骨董品、古い家具、壁土等）に適用可能で、全ゆ
る種類のしみや付着物（炭化水素、種々の汚染物質、タ
グ、グラフィティ等）を掃除することができる。

噴射ホイルすなわち噴射装置21の好適実施例において
は、噴射装置21は支持および位置決めアーム16に装着さ
れている。本装置には案内および移動用ハンドル23が設
けられている。噴射ホイル10には微細な研磨剤を噴射す
るための48個のノズル６が設けられている。各ノズルの
断面は２ミリである。ノズルはセラミック製である。粒
体が移動する方向において、組立体は 空気と研磨剤の粒体の混合物を送る送りチューブ２で
あって、広幅の漏斗状の広がり部４に開放しており、前
記広がり部分は研磨剤を噴射するために入口コーン７を
介して前記ノズル６と連通しており、各ノズルの方向は
前記送りチューブ２の長手方向軸心に対して鋭角を形成
している送りチューブ２を含む。

研磨剤を、ノズル６を有するホイル10へ送り込む送り
コーン４はP.T.F.E（テフロン）で作られ、シールされ
たニードルブッシュ24と、それ自体シールされているケ
ーシング11に受け入れられたシールされた球軸受３によ
って回転状態に案内されている。回転駆動は空気モータ
12によって提供される。回転案内手段は、２個のシール
の回転ガスケットによって、空気と研磨剤を送るダクト
にシールされている。ダストの発生しない作動を可能と
するために、本装置には空気と霧状の水とを噴射する一
組24個のノズル14が設けられている。

圧縮空気はコンプレッサによって供給され、空気と研
磨剤の混合物はサンドブラスト装置により作られる。空
気と研磨剤との混合物は固定チューブ１を介して到来す
る。空気と水との混合物は水コンプレッサおよび過給機
とによって供給される。

作業者はブラストすべき面と対面する位置をとり、噴
射装置が前記面の領域と面するように位置させる。次
に、作業者は回転モータを起動させ、空気と研磨剤の混
合物に切り換え、本装置を徐々に、かつブラストすべき
面と平行に移動させ始める。ブラストしている領域にわ
たって極めて高速で極めて多数のジェットが移動され
て、微小研磨剤ミストで前記領域の面を穏かに（しかし
効果的に）掃除する。この領域に精細あるいは脆性の点
が介在するとしても本装置のセッティングあるいは作動
速度を何ら修正することはない。このように、本装置
は、ブラストした面を摩滅させたり、あるいは劣化させ
ることなく、ある領域を極めて迅速に掃除できるように
する。同時に噴射された水のミストはジェットを湿らせ
ることなくダストを湿潤させ、そのためブラスト作業が
極めて微細で、高速で、かつダストの発生がないように
する。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−142168（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−35976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−18322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−117394（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24C 5/02 B24C 5/04

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】媒体を精細掃除および精細ブラスチングす
   る方法であって、粒度が200ミクロン以下の微細な研磨
   剤の粒体を混入した圧縮空気のジェットが媒体に向かっ
   て噴射され、前記ジェットがノズルを介して放出され、
   築造体を掃除するよう高速で移動させられる方法におい
   て、前記ジェットは回転ホイルに支持されたノズルを介
   して放出され、前記回転ホイルは前記ジェットが噴射さ
   れている時に回転されており、また、数が少なくとも10
   本である多数のジェットが用いられ、かつ各ノズルにお
   いて、各ジェットは400ミクロンから４ミリの範囲にあ
   る断面を有することによりジェットに加える運動エネル
   ギが極めて低いことを特徴とする媒体をマイクロクリー
   ニングおよびマイクロブラスチングする方法。
2. 【請求項２】研磨剤の粒体の粒度が主として、80ミクロ
   ンから120ミクロンの範囲にあることを特徴とする請求
   の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】単一のジェットを分割することにより多数
   のジェットが得られることを特徴とする請求の範囲第１
   項または第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】霧状の水の粒体のミストまたは蒸気の微細
   なジェットのミスト、或いはその双方が同時に噴射され
   ることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】研磨剤を用いずに圧縮空気が噴射され、圧
   縮空気の噴射圧力が、微細な研磨剤の粒体が媒体上に噴
   射される直前に該粒体を吸引するために使用されること
   を特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項に記載の方法。
6. 【請求項６】微細な研磨剤粒体を混入した圧縮空気を噴
   射するノズル（６）を備えた回転ホイル（10）を含む噴
   射装置（21）が設けられている精細掃除および精細ブラ
   スチング装置であって、前記回転ホイル（10）には、そ
   の数が少なくとも10個である多数のノズル（６）が設け
   られており、各ノズルが入口コーン（７）を有し、かつ
   前記粒体が通りうる断面の寸法が400ミクロンから４ミ
   リの範囲に入ることを特徴とする精細掃除および精細ブ
   ラスチング装置。
7. 【請求項７】前記ホイル（10）には10から数十個の範囲
   のノズル（６）が設けられていることを特徴とする請求
   の範囲第６項に記載の装置。
8. 【請求項８】前記ホイル（10）には数十から数百個の範
   囲のノズル（６）が設けられていることを特徴とする請
   求の範囲第６項に記載の装置。
9. 【請求項９】前記装置（21）がさらに、固定支持体に対
   して該装置を枢動させる手段を含むことを特徴とする請
   求の範囲第６項から第８項までのいずれか１項に記載の
   装置。
10. 【請求項１０】ノズルにおいて粒体が通る断面が１ミリ
    から2.5ミリの範囲に入ることを特徴とする請求の範囲
    第６項から第９項までのいずれか１項に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記ノズル（６）が種々の多方向噴射角
    に配置されていることを特徴とする請求の範囲第６項か
    ら第10項までのいずれか１項に記載の装置。
12. 【請求項１２】噴射装置（21）にはまた、圧縮空気と水
    との混合物を噴射するノズル（14）が設けられているこ
    とを特徴とする請求の範囲第６項から第11項までのいず
    れか１項に記載の装置。
13. 【請求項１３】噴射装置（21）にはまた、蒸気の微細な
    ジェットを噴射するノズル（17）が設けられていること
    を特徴とする請求の範囲第６項から第12項までのいずれ
    か１項に記載の装置。
14. 【請求項１４】前記ノズル（6,14,17）がホイル（10）
    の噴射面（15）から突出していないか、あるいは殆んど
    突出していないことを特徴とする請求の範囲第６項から
    第13項までのいずれか１項に記載の装置。
15. 【請求項１５】研磨剤の粒体が移動する方向に、前記装
    置（21）は空気と研磨剤の混合物を送る送りチューブ
    （２）を含み、前記チューブが漏斗状の広がり部分
    （４）に開放していることを特徴とする請求の範囲第６
    項から第14項までのいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】前記広がり部分（４）が前記ノズル
    （６）と連通し、前記ノズルの各々は前記送りチューブ
    （２）の長手方向軸線に対して鋭角を形成していること
    を特徴とする請求の範囲第15項に記載の装置。
17. 【請求項１７】研磨剤がそこを介して吸引される独立し
    たパイプ（19）が送りチューブ（２）と、広がり部分
    （４）とを通ることを特徴とする請求の範囲第15項また
    は第16項に記載の装置。
18. 【請求項１８】空気と粒体の混合物が固定チューブ
    （１）と、前記ホイル（10）に固定された回転パイプ
    （２）とを介して前記広がり部分（４）に送られ、固定
    部分と運動部分との間のシールが、リップシール形式の
    回転ガスケット（５）を設けて、前記固定部分が運動部
    分にそこを通して受け入れられるくぼみ継手（26）によ
    って提供されることを特徴とする請求の範囲第16項また
    は第17項に記載の装置。