JP2019063735A - 乾式吹付け装置用の水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、吹流し状混練助勢装置と水供給装置との接続部にアンダーカット状の拡径部を作らない乾式吹付け装置用の水供給装置を提供することである。【解決手段】材料3が空気によって搬送される材料供給管路1と、水2が材料3に添加される水噴射孔4を内腔に有するリング状の水供給装置5と、材料3と水2が混錬される吹流し状混錬装置6と、該吹流し状混錬装置6を内側に支持する混錬移送管7と、混錬移送管7の下流側に吹付けノズルが接続される乾式吹付け装置９おいて、吹流し状混錬装置6の基端筒部８の入口側の開口端の直径と、吹流し状混錬装置6に接続される水供給装置５の出口側の開口端の直径とが合致しているか，ほぼ合致している。【選択図】 図１

Description

本発明は土木・建築分野、あるいは製鉄・精錬・石油精製関連炉・塵芥焼却炉などの築炉や煙突などの分野において、コンクリート、モルタル、耐火被覆材などの乾式吹付け装置用の水供給装置に関するものである。

型枠等を使用することなくコンクリート、モルタル、耐火材などを施工できる吹付け装置は、土木・建築・築炉の分野で良く使用されているが、その具体的方法としては、予め水と混練した材料をモルタルポンプ等で目的の場所まで圧送して吹付けるようにした湿式吹付け装置が主に使用されている。この装置によれば、粉塵や撥ね返りが比較的少なく、物性値の向上が得られる。

しかしながら、湿式吹付け装置では、モルタルポンプなどの混練装置と圧送装置の設備コストが嵩み、装置の設置と運転準備が煩雑であり、工事終了後の圧送ホースなどの掃除作業が面倒である。
他の吹付け装置としては、乾燥した粉末状の材料（予め水湿しをする場合もある）を圧縮空気により目的の所まで空気輸送し、ノズル操作者の手元操作で供給した水と混練して施工対象物に吹付ける乾式吹付け装置がある。

この乾式吹付け装置では、設備コストが嵩まず、装置の設置と運転準備が簡単化され、工事終了後の材料供給ホースなどの掃除作業も省略できる利点がある。
しかしながら、乾燥した粉末材料を瞬間的に水と混練して吹付けるため、水との混練度にバラツキが生じ、吹付けられた材料の品質（圧縮強度等を含む物理的特性値など）の安定性に欠ける欠点があるとともに、混練性の悪さから粉塵の跳ね返りが激しいため 、作業環境が著しく悪く、材料の付着率も低いという欠点がある 。

特許第３９４２１８２号公報この先行技術文献によれば、材料と水の混練不足を改善するものとして、材料と搬送用空気及び水が通過する混練移送管内に吹流し状の混練助勢装置を挿入すること、及び吹流し状混練助勢装置装置の直前に水供給装置を接続することが提案されている。この混練助勢装置は、前記混練移送管に管軸に沿って挿入され、入口端部を水供給装置に隣接する誘導筒部と、前記誘導筒部の出口側に環状に連設された複数枚の帯状片とによって構成される。また、水供給装置は、一方の端部開口を材料供給管路に接続され、他方の端部開口を吹流し状状混練助勢装置の誘導筒部に接続されたリング状に形成されている。このリング状の水供給装置は、内腔の内壁の中央部分に水噴射孔を該内腔中心に向けて放射状に存在しており、該水噴射孔の入り口は水供給管路に連通している。

この吹流し状混練助勢装置は、材料と空気の流れよって各帯状片が振動することによって、材料と水の混在物を強制的に混練するものであり、水供給装置は，材料に水を提供するものである。
材料の組成として普通ポルトランドセメントの使用が容認されているときは、問題なく乾式吹付けが実行されていたが、微粉材の使用を求められる状況では、滞留ペーストによる作業中断の問題が指摘されている。

本出願の発明者の解析によれば、滞留ペーストの原因は，水供給装置と吹出し状混練装置の接続部における寸法差の存在によるものと考えられる。
図４から図６に例示したように従来の乾式吹付け装置は、材料が空気搬送される材料供給管路1と、水2が材料3に添加される水噴射孔4を内腔に有するリング状の水供給装置5と、材料3と水2が混錬される吹流し状混錬助勢装置6と、該吹流し状混錬助勢装置6を内側に支持する混錬移送管7と、混錬移送管7の下流側に吹付けノズルが接続されるものであるが、吹流し状混錬装置6の基端筒部８の入口側の開口端の直径が、水供給装置５の出口側の開口端の直径よりも大きく設定されていることである。
このような寸法差の存在によって、両者の接続部にアンダーカット状の拡径空所Sが出来、そこに滞留した材料に水が供給されることによって、材料のペースト化を招くのである。滞留ペーストの解消には水供給装置5の清掃が必要であり、作業中断の原因となる。
微粉材の使用が求められている状況では、拡径空所Sにおける滞留ペーストによる悪影響の解消が急務である。

したがって本発明の目的は、吹流し状混練助勢装置の基端筒部と水供給装置の接続部に材料が滞留することがなく、過度にペースト化した材料を吹付け材に混在させることがない、乾式吹付け装置用の水供給装置を提供することである。

請求項1の発明では、材料が空気によって搬送される材料供給管路1と、水2が材料3に添加される水噴射孔4を内腔に有するリング状の水供給装置5と、材料3と水2が混錬される吹流し状混錬助勢装置6と、該吹流し状混錬助勢装置6を内側に支持する混錬移送管7と、混錬移送管7の下流側に吹付けノズルが接続される乾式吹付け装置９おいて、
吹流し状混錬装置6の基端筒部８の入口側の開口端の直径と、吹流し状混錬装置6に接続される水供給装置５の出口側の開口端の直径とが合致しているか、ほぼ合致していることを特徴とする。

請求項１の発明では, 吹流し状混錬装置6の基端筒部８の入口側の開口端の直径と、水供給装置５の出口側の開口端の直径とが合致しているか、ほぼ合致しているため、吹流し状混練助勢装置6の基端筒部８と水供給装置５の間に、アンダーカット状に拡径した段差空間を作ることがないか、このような段差空間の出現は微小に抑制される。段差空間への材料3の滞留がないか、殆ど存在しないため、水供給装置５から送り込まれる水２が滞留した材料３に浸み入ることによる材料ペーストの生成や混在は、的確に排除されるか、殆ど排除される。
かくして、材料3の過度のペースト化がないか、殆ど抑制されるので、材料３の吹き付けが長時間にわたって適正になされる。
なお、リング状の水供給装置５の内腔の内周壁面１５は、図示の実施例では、外周壁面１６と平行になっているが、吹流し状混錬助勢装置６の側にある水供給装置５の出口側の直径が、吹流し状混錬助勢装置６の入り口側の直径と符合又はほぼ合致してさえいれば足りる。水供給装置５の内腔の内周壁面１５は水供給装置５の内腔の入り口側に向かって末広がりに直径を広げても良く、反対に狭めても良い。材料供給管路１を流れる材料３が流路中に突き出ている水供給装置５の一部に突き当たることがあっても、後続の材料３や搬送空気によって瞬時に吹き払らわれてしまう。また，水噴射孔４の上流側に離れており、噴射された水２は水供給装置５の入り口側に逆流することがないから、滞留ペーストの問題を生じない。

図１は請求項１の発明の実施例に係る水供給装置を装備た乾式吹き付け装置の要部を断面で示した概略的な正面図である。 図２は図１に示した水供給装置の要部を断面で示した正麺図である。 図３は図１に示した水供給装置装置の左側面図である。 図４は従来の水供給装置を装備した乾式吹付け装の要部を断面で示した概略的な正面図である。 図５は図４に示した乾式吹付け装置に使用された水供給装置の要部を断面で示した正面図である。 図６は図5に示した水供給装置の右側面図である。

実施に当たっては、本発明の水供給装置５は、乾式吹付け装置９の水供給管路１０の末端部に嵌め込まれ、水供給管路１０の末端部の一方の螺子部１１には、混練移送管７の末端部が捩じ込まれている。吹流し状混練助勢装置６の複数枚の帯状片１３とこれらを支持する基端筒部8は、混練移送管7に同軸に挿入されている。この混練移送管７の先には、常法に従って吹付けノズルが接続される。水供給管路１０の末端部の他方の螺子部１２には、材料供給管路１の末端部が捩じ込まれている。

リング形状の水供給装置５は、吹流し状混練助勢装置６の基端筒部８の鍔部１４と材料供給管路１の末端部との間に挟まれている。水供給装置５の内腔は円筒形になっており、内周壁面１５と外周壁面１６は互いに平行になっている。リング状水供給装置５の内腔の直径は、前記基端筒部８の内周直径に合致している。水噴射孔４は、外周壁面１６の中央部より若干だけ材料供給管路１寄りに偏位して存在する。水供給管路１０の末端部と水供給装置５の間には、O―リング１７、１８が挿入されている。

水噴射孔４はOリング１７、１８の間に存在しており、水供給管路１０の前記末端部には、リング状の水供給装置５の水噴射孔４の外周壁面１６に対面する通水溝１９が存在する。通水溝１９は水供給管路１０の内部空間２０に連通している。混練移送管７の末端部の螺子山部２１は、混練移送管７に嵌められた接続用筒２２に設けてある。材料供給管路１の末端部の螺子山部２３は、材料供給管路１に嵌められた接続用筒２４に設けてある。接続用筒２２、２４は、それらの螺子穴２５、２６に捩じ込まれる固定用ビスによって所要の嵌め合わせ位置に固定される。

上記実施例において、混練移送管７の管軸方向の長さは、通常１５０ｍｍ〜６００ｍｍであり、材料供給管路１と混練移送管７の内径は、通常２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。混練移送管７の材質としては、通常ゴムまたは鋼製を用いるが、硬質プラスチック類でも良い。吹流し状混練助勢装置６は混練移送管７内に納まる外径寸法であり、基端筒部８と帯状片１３を合わせた全長は７５ｍｍ〜３００ｍｍ程度が良い。吹流し状混練助勢装置６の材質は、ゴム、軟質プラスチック類、厚手の丈夫な布等といったように、高速の空気の流れにより混練移送管７内で良く振動するとともに、千切れ難い材質であれば良い。

本発明の効果を確認するために、次の比較実験を実施した。
材料の組成
普通ポルトランドセメント： ３０．０ ％
骨材 ： ６６．５ ％
増粘剤等 ： ３．５ ％
実施例： 連続吹付け６時間以上 （8時間作業。6時間経過の時点において滞留ペースによるトラブルなし）
材料使用量： １５０００Kℊ／日 滞留ペーストによるトラブルなし
比較例（従来装置使用）：連続吹付け６時間以上 （8時間作業。6時間経過の時点において滞留ペーストによるトラブルなし）
材料使用量： １５０００Kℊ／日 滞留ペーストによるトラブルなし
このように従来の材料組成であれば、従来装置を使用しても本発明装置を使用しても滞留ペーストによる悪影響はなかった。

材料の組成を変えた別の比較実験では、下記に示すように差があった。
材料の組成
微粉材 ： ３７．０ ％
細骨材 ： ５８．０ ％
添加剤等 ： 5．０ ％
実施例： 連続吹付け６時間以上 （8時間作業。6時間経過の時点において滞留ペースによるトラブルなし）
材料使用量： １５０００Kℊ／日 滞留ペーストによるトラブルなし
比較例（従来装置使用）：連続吹付け１５分 （吹付け開始後１５分の時点において滞留ペーストによるトラブル発生し、作業中断して水供給装置清掃）
材料使用量： 材料使用量６２５ℊの段階で滞留ペーストによるトラブル発生。作業中断して水供給装置の清掃作業。ロスタイム２０分。

１ 材料供給管路
２ 水
３ 材料
４ 水噴射孔
５ リング状の水供給装置
６ 吹流し状混錬助勢装置
７ 混錬移送管
８ 吹流し状混錬助勢装置の基端筒部
９ 乾式吹付け装置
１０ 水供給管路
１１ 水供給管路の末端部の一方の螺子部
１２ 水供給管路の末端部の他方の螺子部
１３ 吹流し状混錬助勢装置の帯状片
１４ 吹流し状混練助勢装置の基端筒部の鍔部
１５ リング状水供給装置の内周壁面
１６ リング状水供給装置の外周壁面
１７ O―リング
１８ O―リング
１９ 水供給管路の末端部の通水溝
２０ 水供給管路の内部空間
２１ 混練移送管の末端部の螺子山部
２２ 混練移送管に嵌められた接続用筒
２３ 材料供給管路の末端部の螺子山部
２４ 材料供給管路に嵌められた接続用筒
２５ 一方の接続用筒の螺子穴
S 従来装置で形成される拡径空所

Claims (1)

1. 材料３が空気によって搬送される材料供給管路1と、水2が材料3に添加される水噴射孔4を内腔に有するリング状の水供給装置5と、材料3と水2が混錬される吹流し状混錬装置6と、該吹流し状混錬装置6を内側に支持する混錬移送管7と、混錬移送管7の下流側に吹付けノズルが接続される乾式吹付け装置９おいて、
   吹流し状混錬装置6の基端筒部８の入口側の開口端の直径と、吹流し状混錬装置6に接続される水供給装置５の出口側の開口端の直径とが合致しているか、ほぼ合致していることを特徴とする乾式吹付け装置用の水供給装置。