JP2009024904A - 吹付装置及び吹付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉体材料に水を均一に添加することができる吹付装置及び吹付方法を提供する。
【解決手段】 一端に噴出ノズル３が接続された搬送管２と、搬送管２の途中に配置された上流側加水部７と、噴出ノズル３の近傍に配置された下流側加水部４とを備え、搬送管２の他端側から圧送された粉体材料に、上流側加水部７及び下流側加水部４において水を添加し、噴出ノズル３から噴出する吹付装置１であって、上流側加水部７は、搬送管２の側壁を介して搬送管２内に挿入されたノズル配管を備え、ノズル配管は、先端が粉体材料に埋没し、搬送管２の径方向外方に水を拡散するように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、不定形耐火材等の粉体材料を被施工体に吹き付ける吹付装置及び吹付方法に関する。

不定形耐火材等の粉体材料を被施工体に吹き付けるものとして、吹付装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来の吹付装置１００は、図７に示すように、一端に噴出ノズル１０４が接続された搬送管１０１と、搬送管１０１の途中に配置された上流側ウォーターリング１０６と、噴出ノズル１０４の近傍に配置された下流側ウォーターリング１０５とを備えている。また、吹付装置１００は、搬送管１０１の他端側から粉体材料を空気圧送する圧送装置１０２と、上流側ウォーターリング１０６及び下流側ウォーターリング１０５に水を供給する給水装置１０３とを備えている。上流側ウォーターリング１０６及び下流側ウォーターリング１０５の側壁には、図示しない導水孔が形成されており、導水孔を介して内部に水を導入する。

このような吹付装置１００によれば、圧送手段１０２により搬送管１０１内に空気圧送された粉体材料を搬送する過程で、給水手段１０３により供給される水を導水孔から上流側ウォーターリング１０６及び下流側ウォーターリング１０５内に導入する。導水孔から導入された水は搬送管１０１内を搬送される粉体材料に添加される。その後、水が添加された粉体材料は、噴出ノズル１０４から噴出される。
特開２００６−２２０３４８号公報

しかし、このような吹付装置１００では、上流側ウォーターリング１０６において、導水孔から導入された水が上流側ウォーターリング１０６の内部全体に拡散せず、中心部における粉体材料に水を添加できないという問題があった。

また、導水孔から導入された水が拡散せず、上流側ウォーターリング１０６の内壁付近に水が偏在することにより、上流側ウォーターリング１０６の内壁に粉体材料が付着し易くなっていた。その結果、搬送管１０１が内壁に付着した粉体材料により閉塞されるという問題が生じていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、粉体材料に水を均一に添加することができる吹付装置及び吹付方法の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、一端に噴出ノズルが接続された搬送管と、前記搬送管の途中に配置された上流側加水部と、前記噴出ノズルの近傍に配置された下流側加水部とを備え、前記搬送管の他端側から圧送された粉体材料に、前記上流側加水部及び前記下流側加水部において水を添加し、前記噴出ノズルから噴出する吹付装置であって、前記上流側加水部は、前記搬送管の側壁を介して前記搬送管内に挿入されたノズル配管を備え、前記ノズル配管は、先端が粉体材料に埋没し、前記搬送管の径方向外方に水を拡散するように配置されている吹付装置により達成される。

上記吹付装置において、前記ノズル配管は、先端が前記搬送管の中心部に位置し、粉体材料の搬送方向に水を拡散するように配置されていることが好ましい。

或いは、前記ノズル配管は、先端が前記搬送管の側壁近傍に位置するように配置されていることが好ましい。

また、本発明の前記目的は、一端に噴出ノズルが接続された搬送管の他端側から粉体材料を圧送する材料供給ステップと、前記搬送管の途中に配置された上流側加水部において粉体材料に水を添加する第１の水添加ステップと、前記噴出ノズルの近傍に配置された下流側加水部において粉体材料に水を添加する第２の水添加ステップと、粉体材料を前記噴出ノズルから噴出する噴出ステップとを備える吹付方法であって、前記上流側加水部は、前記搬送管の側壁を介して前記搬送管内に挿入されたノズル配管を備え、前記第１の水添加ステップは、前記ノズル配管の先端が粉体材料に埋没し、前記搬送管の径方向外方に水を拡散するように配置された状態で水を添加する吹付方法より達成される。

本発明の吹付装置及び吹付方法によれば、粉体材料に水を均一に添加することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る吹付装置の概略構成図である。この吹付装置１は、図１に示すように、搬送管２と、搬送管２の一端にウォーターリング４を介して接続された噴出ノズル３とを備えている。また、吹付装置１は、搬送管２の他端側から粉体材料を空気圧送する圧送装置８と、搬送管２及びウォーターリング４に水を供給する給水装置９とを備えている。

搬送管２は、下流側端部及び上流側端部にそれぞれ配置された下流側搬送管１１及び上流側搬送管１２と、中間部に配置された水添加管１０から構成されている。

図２は、吹付装置１の要部の断面図である。下流側搬送管１１及び上流側搬送管１２は、それぞれ、可撓性を有するホースからなり、図２に示すように、一端部にそれぞれ挿入固定された継手部材１３ａ、１３ｂを介して雌カップラ１４ａ、１４ｂがそれぞれ取り付けられている。

水添加管１０は、両端部にそれぞれ挿入固定された継手部材１６ａ、１６ｂを介して雄カップラ１７ａ、１７ｂが取り付けられており、雄カップラ１７ａ、１７ｂが雌カップラ１４ａ、１４ｂにそれぞれ結合することにより、下流側搬送管１１及び上流側搬送管１２にそれぞれ接続されている。水添加管１０の側壁には、挿入開口２０が形成され、挿入開口２０を介して水添加管１０から分岐した挿入管２１が設けられている。挿入管２１の開口部は、パッキンを介して配置された密閉蓋２３により密閉されている。密閉蓋２３は、ボルトにより挿入管２１に固定されており、中心部にはノズル孔２４が形成されている。水添加管１０の内部には、挿入管２１及び挿入開口２０を介して挿入されたノズル配管７が配置されている。

ノズル配管７は、先端部（一端部）が水添加管１０の中心部に位置するように配置されており、他端部がノズル孔２４に挿入され、密閉蓋２３に固定されている。また、ノズル配管７は、先端部に加水ノズル６を備えており、加水ノズル６から搬送管２の下流側に向かって水を吐出する。加水ノズル６は、搬送管２内を搬送される粉体材料に埋没する。また、ノズル配管７には、搬送管２の上流側へ突出する抵抗軽減体１９が取り付けられている。図３は、抵抗軽減体の断面図である。抵抗軽減体１９は、図３に示すように、表面が滑らかな曲線の流線型部材からなる。

図４は、吹付装置の他の要部の断面図である。ウォーターリング４は、側壁に形成された複数の導水孔４０を備えており、導水孔４０を介して内部に水を導入する。ウォーターリング４は、給水孔４２を有する導水ケース４１に覆われている。導水ケース４１は、内方に突出する固定突起４３を備えており、固定突起４３にウォーターリング４が固定されている。導水ケース４１の一端部には、下流側搬送管１１の下流側端部に固定された継手部材１８が挿入固定されている。また、導水ケース４１の他端部には、噴出ノズル３の基端部３１が挿入固定されている。こうして、搬送管２、ウォーターリング４及び噴出ノズル３が接続される。噴出ノズル３は、先細に形成され、内壁にはライニングが施されており、先端には先端パイプ３０が固定されている。

圧送装置８は、図１に示すように、乾燥した粉体材料を収容する材料タンク８０と、材料タンク８０に空気を供給する空気ライン８１とを備えている。材料タンク８０は、搬送管２に接続されている。空気ライン８１は、図示しない空気供給源に接続されており、空気を材料タンク８０に送り込むことにより、粉体材料を空気流に乗せて搬送管２に送出する。

粉体材料としては、耐火性材料、結合材、分散剤、硬化剤等を含む不定形耐火材を例示できる。耐火性材料としては、アルミナ、ボーキサイト、ジルコニア、シャモット、ムライト、スピネル、マグネシア、シリカ、炭化珪素、カーボン等を例示できる。結合材としては、リン酸、リグニンスルホン酸塩、アルミナセメント等を例示できる。分散剤としては、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等を例示できる。硬化剤としては、珪酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム等を例示できる。

給水装置９は、ノズル配管７に接続された第１給水ライン９１と、導水ケース４１の給水孔４２に接続された第２給水ライン９２と、図示しない水タンクに接続された原料水ライン９３とを備えている。また、給水装置９は、ポンプ９０を備えており、原料水ライン９３から第１給水ライン９１及び第２給水ライン９２に水を圧送する。水は、水道水や工業用水を用いることができる。

次に、以上のように構成された吹付装置１を用いて、被施工体に粉体材料を吹き付ける方法を説明する。

まず、圧送装置８を作動させることにより、空気の圧力で、材料タンク８０内の粉体材料を搬送管２に供給する。搬送管２に送出された粉体材料は、空気流に乗って噴射ノズル３まで搬送される。また、給水装置９を作動させることにより、第１給水ライン９１及び第２給水ライン９２を介して、上流側加水部として機能するノズル配管７、及び、下流側加水部として機能するウォーターリング４に水をそれぞれ供給する。ノズル配管７に供給する水の流量は、粉体材料に添加する水の全流量の０.３〜３％であることが好ましい。０.３％未満であると、粉体材料に水を均一に加水することが困難になる一方、３％より多い場合は、搬送中の粉体材料が重くなり、搬送し難くなる。

第１給水ライン９１を通過する水は、ノズル配管７の加水ノズル６から粉体材料の搬送方向に拡散するように水添加管１０内に霧状に噴出される。噴出された水は、水添加管１０の中心部から、水添加管１０の径方向外方に拡がり、水添加管１０の外壁に向かって拡散する。水が拡散する過程で粉体材料に水が添加される。

また、第２給水ライン９２を通過する水は、給水孔４２から導水ケース４１内に導入され、ウォーターリング４の導水孔４０を通過してウォーターリング４内に供給され、粉体材料に添加される。

その後、水が添加された粉体材料は、噴射ノズル３から噴出され、被施工体に吹き付けられる。

本実施形態に係る吹付装置１によれば、搬送管２の側壁を介して搬送管２内に挿入されたノズル配管７を備え、ノズル配管７は、先端の加水ノズル６が粉体材料に埋没し、搬送管２の径方向外方に水を拡散するように配置されているので、搬送管２の内部全体に水を行き渡らせることができ、搬送される粉体材料に水を均一に添加することができる。

また、ノズル配管７は、先端の加水ノズル６が搬送管２の中心部に位置し、粉体材料の搬送方向に水を拡散するように配置されているので、水を搬送管２の中心部から均等に拡散させることができる。その結果、粉体材料に水をより均一に添加することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態においては、加水ノズル６が搬送管２の中心部に位置するようにノズル配管７を配置することで、粉体材料に対する均一な加水を促しているが、搬送管２の内壁から離れた位置で水を吐出することができれば、加水ノズル６の位置は特に限定されない。例えば、図５に示すように、加水ノズル６が搬送管２の側壁近傍に位置するようにしてもよい。このような構成によれば、搬送管２内部において、ノズル配管７により占有される部分を軽減することができるので、搬送される粉体材料に作用する抵抗を軽減することができる。この場合、搬送管２の中心部に向けて水が吐出されるように加水ノズル６の向きを調整することが好ましい。

また、本実施形態においては、加水ノズル６を中心部に１つのみ設けることで、粉体材料に対する抵抗を抑制しているが、搬送管２内に加水ノズル６を複数配置してもよい。このような構成によれば、複数の加水ノズル６から水を分散させて吐出することができるので、粉体材料に水をより均一に添加することができる。この場合、図６に示すように、複数の加水ノズル６をそれぞれ間隔をあけて搬送管２内に配置することにより、水をより拡散させることができる。

また、本実施形態においては、上流側加水部として機能するノズル配管７
を搬送管２内の一箇所に配置しているが、搬送管２の搬送方向に沿ってノズル配管７を複数箇所に配置してもよい。

また、本実施形態においては、噴出ノズル３の近傍に、下流側加水部としてウォーターリング４を配置しているが、下流側加水部は、吹付装置の加水用として用いられる各種公知のものを使用可能であり、更には、本実施形態のノズル配管７と同様の構成を使用することも可能である。

また、本実施形態においては、抵抗軽減体１９を備える構成であったが、搬送抵抗を与えることにより積極的に乱流を生じさせて、粉体材料と水とを混合するように、ノズル配管７を構成することもできる。

また、本実施形態においては、加水ノズル６から水を霧状に噴射していたが、線状に噴射してもよい。

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明が以下の本実施例に限定されるものではない。

実施例として、図１に示す吹付装置１を用い、また、比較例１及び比較例２として、従来の吹付装置を用いて、粉体材料に水を添加し、水が添加された粉体材料を被施工体に吹き付けた。そして、吹き付けた粉体材料の特性を検討した。また、粉体材料を吹き付けた被施工体を８００℃で焼成した後、被施工体の特性を検討した。粉体材料の組成は、F.C：2%、Al₂O₃：67%、SiC：27%、SiO₂：2%である。

実施例に係る吹付装置１において、上流側搬送管１２の内径は４０ｍｍ、長さは５ｍとした。また、水添加管１０の内径は５５ｍｍ、長さは１８ｃｍとした。また、下流側搬送管１１の内径は３２ｍｍ、長さは５ｍとした。また、原料水ライン９３の内径は２５ｍｍ、長さは２０ｍとした。また、第１給水ライン９１の内径は１０ｍｍ、長さは２０ｍとした。また、第２給水ライン９２の内径は１５ｍｍ、長さは２０ｍとした。

材料タンク８０に乾燥した粉体材料を収容し、空気ライン８１から材料タンク８０に０．４Ｍpaの圧力で空気を送ることにより、上流側搬送管１２に乾燥した粉体材料を圧送した。また、ポンプ９０の吐出圧力を０．４Ｍpaとして第１給水ライン４１に水を送出し、加水ノズル６(図２)から水添加管１０内に水を供給した。本実施例で用いた加水ノズル６は、株式会社佐山製作所製の形番1/4MKB60156B、噴射角は60゜で、加水ノズル６の中心線が水添加管１０の中心線とほぼ一致するように、１個だけ配置した。また、同様に第２給水ライン４２に水を送出し、ウォーターリング４の導水孔４０から搬送管２内に水を導入した。第１給水ライン９１から供給する水の流量は、粉体材料の流量の１％（重量比）とした。第２給水ライン９２からから供給する水の流量は、粉体材料の流量の７．５％〜８．５％（重量比）とした。

比較例１に係る従来の吹付装置は、実施例に係る吹付装置１から第１給水ライン９１、ノズル配管７及び水添加管１０を省略した構成とした。その他は、実施例に係る吹付装置１と同様の構成とした。

比較例２に係る従来の吹付装置は、背景技術で述べた吹付装置１００とした。すなわち、実施例に係る吹付装置１において、ノズル配管７及び水添加管１０の代替として、ウォーターリングを設置した構成とした。代替として配置したウォーターリングの導水孔に第１給水ライン９１を接続した。その他は、実施例に係る吹付装置１と同様の構成とした。

吹き付けた粉体材料の特性を表１に、また、被施工体の特性を表２に示す。

表１に示すように、実施例では、水分値が少なくても、接着性に優れ、粉塵の発生及びリバウンドロスが少ないことから、粉体材料に水を均一に添加できていることが確認できた。

また、表２に示すように、実施例では、粉体材料を吹き付けた被施工体の曲げ強度及び嵩比重が高く、気孔の少ない状態なので、この点からも粉体材料に水を均一に添加できていることが確認できた。

本発明の一実施形態に係る吹付装置の概略構成図である。 図１に示す吹付装置の要部の断面図である。 抵抗軽減体の断面図である。 図１に示す吹付装置の他の要部の断面図である。 他の実施形態に係る吹付装置の要部の断面図である。 更に他の実施形態に係る吹付装置の要部の断面図である。 従来の吹付装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 吹付装置
２ 搬送管
３ 噴射ノズル
４ ウォーターリング
６ 加水ノズル
７ ノズル配管
８ 圧送装置
９ 給水装置

Claims (4)

1. 一端に噴出ノズルが接続された搬送管と、前記搬送管の途中に配置された上流側加水部と、前記噴出ノズルの近傍に配置された下流側加水部とを備え、前記搬送管の他端側から圧送された粉体材料に、前記上流側加水部及び前記下流側加水部において水を添加し、前記噴出ノズルから噴出する吹付装置であって、
   前記上流側加水部は、前記搬送管の側壁を介して前記搬送管内に挿入されたノズル配管を備え、
   前記ノズル配管は、先端が粉体材料に埋没し、前記搬送管の径方向外方に水を拡散するように配置されている吹付装置。
2. 前記ノズル配管は、先端が前記搬送管の中心部に位置し、粉体材料の搬送方向に水を拡散するように配置されている請求項１に記載の吹付装置。
3. 前記ノズル配管は、先端が前記搬送管の側壁近傍に位置するように配置されている請求項１に記載の吹付装置。
4. 一端に噴出ノズルが接続された搬送管の他端側から粉体材料を圧送する材料供給ステップと、前記搬送管の途中に配置された上流側加水部において粉体材料に水を添加する第１の水添加ステップと、前記噴出ノズルの近傍に配置された下流側加水部において粉体材料に水を添加する第２の水添加ステップと、粉体材料を前記噴出ノズルから噴出する噴出ステップとを備える吹付方法であって、
   前記上流側加水部は、前記搬送管の側壁を介して前記搬送管内に挿入されたノズル配管を備え、
   前記第１の水添加ステップは、前記ノズル配管の先端が粉体材料に埋没し、前記搬送管の径方向外方に水を拡散するように配置された状態で水を添加する吹付方法。

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