JP3098211B2 - 不定形耐火材料の吹き付け装置 - Google Patents

不定形耐火材料の吹き付け装置

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JP3098211B2 JP09266332A JP26633297A JP3098211B2 JP 3098211 B2 JP3098211 B2 JP 3098211B2 JP 09266332 A JP09266332 A JP 09266332A JP 26633297 A JP26633297 A JP 26633297A JP 3098211 B2 JP3098211 B2 JP 3098211B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不定形耐火材料の
吹き付け装置に係り、特に耐火材料に一定割合の粘性調
整剤を添加するようにした不定形耐火材料の吹き付け装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、不定形耐火材料の主要な施工方法
としては、流し込み方法と吹き付け方法がある。このう
ち前者は、施工個所に型枠を組み、混練したスラリー状
の耐火材料を型枠に流し込む施工方法である。この流し
込み工法によれば、得られた耐火物は組織が緻密であ
り、耐火性は高いが施工のために必ず型枠が必要であ
る。
【0003】これに対して後者はスラリー状の耐火材料
を圧縮空気により吹き付けノズルから吹き出させて施工
個所に吹き付ける施工方法である。この吹き付け方法は
流し込み方法と比較して型枠を必要としないので簡便な
施工方法ではあるが、組織が緻密ではなく耐用性が低
い。
【0004】しかしこの簡便さに注目して吹き付け方法
が改善され、今では流し込み方法と同等に組織が緻密で
高寿命の耐火物が得られるようになっている。
【0005】すなわち、水と混練したスラリー状の耐火
材料の圧送に適したポンプが開発されたことおよび耐火
材料の技術革新がなされたことから、スラリー状の耐火
材料を圧縮空気により粘性調整剤(水および各種バイン
ダー)を添加しながら吹き付けノズルから吹き出させる
湿式吹き付け方法が開発されている。
【0006】また別の吹き付け方法として粉末状の耐火
材料を圧縮空気でノズルまで搬送し、ノズル内で粘性調
整剤を添加して混合されたスラリー状の耐火材料を圧縮
空気によりノズルから吹き出させる乾式吹き付け方法も
ある。これらの吹き付け方法では、耐火材料と粘性調整
剤との混合割合が極めて重要であり、適正でない場合に
は耐火物の充填密度が低く耐用性が著しく劣化するとと
もに施工面への付着性が悪いため歩留りが低下する。す
なわち、耐火材料の送入量に追従した適性な粘性調整剤
を添加することが重要となる。
【0007】またこれら従来の不定形耐火材料の施工方
法はつぎのような問題点があった。
【0008】1)湿式吹き付け方法では、ポンプに圧送
されるスラリー状の耐火物は耐火材料の種類あるいは混
練度合いにより粘度が変化し、これにより管路抵抗が変
化して吐出速度が変化する。
【0009】2)乾式吹き付け方法では、圧縮空気でノ
ズルまで搬送する粉末状の耐火材料の粗粒と微粒との混
合状態、あるいは粒度構成の違いにより管路抵抗が変化
して吐出速度が変化し、耐火材料の送入量に追従した適
正な粘性調整剤を添加することが難しく、良好な施工体
とならない。
【0010】これらのことを考慮して不定形耐火材料の
吹き付け装置に使用される粘性調整剤ポンプは、粘性調
整剤の添加量をポンプの回転数により容易に可変できる
容積式ポンプ(プランジャー方式)が一般的に使用され
る。
【0011】このポンプによる粘性調整剤の添加量は、
粘性調整剤ポンプの回転数を施工状態を監視しながら手
動で調整する。またこの粘性調整剤ポンプの回転数を一
定に保ち、手動でバルブの調節をすることにより行われ
ていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな容積式ポンプは粘性調整剤の添加量をポンプの回転
数により容易に可変できるものの、ポンプの構造上脈動
があり、耐火材料の送入量に追随した適正な粘性調整を
することが難しく、このことから特に粘性調整剤ポンプ
の性質としては以下の特性が要求されていた。 1)粘性調整剤の吐出量が一定量で脈動がないこと。 2)粘性調整剤の吐出量が調整し易いこと。 3)粘性調整剤の吐出圧力が0.6MPa以上であるこ
と。 4)粘性調整剤の粘度、比重が異なっても吐出量が変化
しないこと。
【0013】また粘性調整剤ポンプの回転数、バルブの
調整を手動で行っていたため施工時には常時作業員が必
要となり、しかも正確な粘性調整剤を添加するためには
熟練者が調整しても正確な粘性調整剤を添加することが
困難であった。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題を解決するものとして、吹き付け材料の供給量に対
し適正な粘性調整剤を添加することのできる不定形耐火
材料の吹き付け装置を提供することを課題としてなされ
たもので、その解決手段としては粘性調整剤の添加を粘
性調整剤ポンプで制御するようにしたことにある。
【0015】すなわち請求項1記載の発明は、吹き付け
材料の供給源からの吹き付け材料にノズル内で粘性調整
剤を添加して吹き付けを行うようにした不定形耐火材料
の吹き付け装置において、前記粘性調整剤の添加量を、
吹き付け材料のノズルからの吐出量の変化に応じ粘性調
整剤ポンプの回転数を変えることにより調整するように
したことを特徴とする。
【0016】前記粘性調整剤ポンプは制御モータにより
回転駆動するようにし、該制御モータはモータ制御用ボ
リュームとサーボまたはインバータ回路よりなる制御回
路を介して前記粘性調整剤ポンプ接続し、吹き付け材料
のノズルからの吐出量の変化に応じ前記ボリュームを操
作して前記制御回路を介し前記粘性調整剤ポンプの回転
数を調整するようにすることが好ましい。
【0017】また吹き付け材料の供給源からの吹き付け
材料にノズル内で粘性調整剤を添加して吹き付けを行う
ようにした不定形耐火材料の吹き付け装置において、
記吹き付け材料の供給源とノズルとの間に吹き付け材料
の瞬間供給量を検出する検出器を設けるとともにこの
出器と粘性調整剤ポンプとの間に該ポンプの回転数を
御する制御手段を設け、前記検出器による吹き付け材料
の瞬間供給量の検出データを前記制御手段に入力して該
制御手段により前記粘性調整剤ポンプの回転数を制御し
前記粘性調整剤の添加が一定割合で行われるようにする
ことができる。
【0018】さらに前記粘性調整剤ポンプは一軸偏心ネ
ジポンプとすることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して説明する。図1は請求項1および2記載
の発明の実施の形態(手動で湿式吹き付けの場合)を示
すもので、耐火材料からなる吹き付け材料は、ホッパ等
の供給源1から、吹き付け材料供給管2を経て吹き付け
用のノズル3に圧送され、ノズル3から図示しない圧縮
空気により吹き出される。
【0020】前記供給源1は周知のコンクリート圧送
ンプ等と同一構造であり、この実施形態では供給源1に
付属して設けられた2本の油圧シリンダ1a,1aによ
り前記吹き付け材料供給管2に押し出すようになってい
る。
【0021】またタンク4に供給された粘性調整剤はサ
ーボモータまたはインバータモータからなる制御モータ
5により回転駆動される粘性調整剤ンプ6で吸引さ
れ、粘性調整剤供給管7を経て前記ノズル3に供給され
る。
【0022】粘性調整剤供給管7には図示しない圧縮空
気源から圧縮空気を供給する空気供給管8が接続されて
おり、これにより粘性調整剤は圧縮空気とともにノズル
3に供給され、前記ノズル3内で吹き付け材料と混合さ
れたのちノズル3から吹き出されるようになっている。
この場合、使用される粘性調整剤ンプ6としては脈動
の少ない一軸偏心ネジンプ(スネークポンプ)の採用
が望ましい。
【0023】そして粘性調整剤ンプ6を制御するため
に前記制御モータ5に接続されたサーボまたはインバー
タ回路からなる制御回路9が接続され、制御回路9には
モータ制御用ボリューム10が接続されている。したが
って粘性調整剤ンプ6による粘性調整剤の添加量の調
整はこれらの施工作業員が吹き付け材料の供給量の変化
に対応してモータ制御用ボリューム10を調整すること
によりなされるようになっている。
【0024】図2は図1の他の実施の形態(手動で乾式
吹き付けの場合)を示すもので、図1と同一部品にはこ
れと同一符号を付して詳細説明は省略する。
【0025】図2において粒状の吹き付け材料は供給源
である粉体供給機11に投入され、エア吹き込み管11
aからエアを供給し、粉体供給管12を経て吹き付けの
ためのノズル13ヘ圧送される。またタンク4に供給さ
れた粘性調整剤は、サーボモータまたはインバータモー
タからなる制御モータ5により回転駆動される粘性調整
ンプ6に吸引され、粘性調整剤供給管7を経て前記
ノズル13へ供給され、粉体吹き付け材料と混合されて
ノズル13から吹き出されることになる。
【0026】図3は請求項3記載の発明の実施の形態
(自動で湿式吹き付けの場合)を示すもので、この場合
も図1と同じ部品にはこれと同一符号を付して詳細説明
は省略する。
【0027】図3において供給源1からの吹き付け材料
の供給量は、流体ノイズによる影響の少ない電磁流量検
出器14により検出されている。この電磁流量検出器1
4の電極は耐用性の高いセラミックス製のものが使用さ
れる。供給量の他の検出手段として超音波式流量計、吹
き付け材料供給源に設けられた油圧シリンダ1aの速度
検出器等を用いるようにしてもよい。
【0028】これに対し粘性調整剤の供給量は、粘性調
整剤の供給量演算決定機能を有する制御手段15が粘性
調整剤の制御回路9に設けられており、該制御手段15
へ電磁流量検出器14の検出データが入力され、制御回
路9を介して前記制御モータ5へ回転指令9aを出力す
る。このとき電磁流量検出器14の検出データは演算器
16を介して制御手段15へ入力される。
【0029】なお粘性調整剤の吐出量は前記粘性調整剤
ンプ6の回転数に比例することから粘性調整剤供給デ
ータは制御手段15にインプットされている。
【0030】以上のような構成により、制御手段15に
おいて予め添加率設定器17で粘性調整剤添加率をプリ
セットしておくと、吹き付け材料の供給量に応じて制御
モータ5の回転数の設定が演算され、演算結果の回転指
令9aが制御モータ5へ出力される。
【0031】その結果、ノズル3へ供給される吹き付け
材料および粘性調整剤ンプ6から粘性調整剤供給管7
を経てノズル3へ供給される粘性調整剤は、電磁流量検
出器14により常時瞬間供給量が検出され、吹き付け材
料の瞬間供給量に変化が生じた場合は直ちに変動量に対
応して粘性調整剤の供給量が変化し、粘性調整剤添加率
の設定値が常時一定になるように維持される。
【0032】図3中、符号8は図1の場合と同じ空気供
給管で、図示しない圧縮空気源から圧縮空気が供給され
るようにしたものである。
【0033】図4は図3の他の実施形態(自動で乾式の
場合)を示すもので、手動で乾式の場合の図2と同じ部
品にはこれと同一符号を付して詳細説明は省略する。
【0034】図4において前記粉体供給機11には検出
器としてのロードセル18が設置されており、粉体供給
機11からの吹き付け材料の供給量が該ロードセル18
により検出される。
【0035】また粘性調整剤供給量は、粘性調整剤の供
給量演算決定機能を有する制御手段15が粘性調整剤の
制御回路9に設けられており、前記制御手段15へロー
ドセル18の検出データが入力され、制御回路9を介し
て前記制御モータ5へ回転指令9aを出力する。この場
合前記ロードセル18の出力は演算器19を介して前記
制御手段15へ入力されている。
【0036】なお粘性調整剤の吐出量は前記粘性調整剤
ンプ6の回転数に比例することから粘性調整剤供給デ
ータは制御手段15にインプットされている。
【0037】したがって予め添加率設定器17で粘性調
整剤添加率をプリセットしておくことにより、ロードセ
ル18で検出された吹き付け材料の供給量に応じて制御
モータ5の回転数の設定が演算され、演算結果の回転指
令9aが制御モータ5へ出力されて設定された粘性調整
剤が供給されることになる。
【0038】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したか
ら、つぎのような効果を奏する。 1)吹き付け材料の送入量に追従した適性な粘性調整剤
を添加することが可能となる。 2)粘性調整剤ポンプの構造上、粘性調整剤の吐出量が
安定で脈動がなく、耐火材料の供給量に追従した適正な
粘性調整剤が添加でき、吹き付け施工体の品質が安定す
る。 3)粘性調整剤ポンプの構造上、粘度、比重が異なって
も吐出量が変化せず、粘性調整剤の吐出量の調整がし易
い。 4)装置を自動化する場合は施工時には常時作業員が不
要となり、しかも熟練者でなくても正確な粘性調整剤が
添加できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる不定形耐火材料の吹き付け装置
(手動による湿式吹き付け)の形態を示すブロック線
図。
【図2】本発明にかかる不定形耐火材料の吹き付け装置
(手動による乾式吹き付け)の形態を示すブロック線
図。
【図3】本発明にかかる不定形耐火材料の吹き付け装置
(自動による湿式吹き付け)の形態を示すブロック線
図。
【図4】本発明にかかる不定形耐火材料の吹き付け装置
(自動による乾式吹き付け)の形態を示すブロック線
図。
【符号の説明】
1 供給源 1a 油圧シリンダ 2 材料供給管 3 ノズル 4 タンク 5 制御モータ 6 粘性調整剤ポンプ 7 粘性調整剤供給管 8 空気供給管 9 制御回路 10 モータ制御用ボリューム 11 粉体供給機 11a 吹き込み管 12 粉体供給管 13 ノズル 14 電磁流量検出器 15 制御手段 16 検出データは演算器 17 添加率設定器 18 ロードセル 19 演算器

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吹き付け材料の供給源からの吹き付け材料
    にノズル内で粘性調整剤を添加して吹き付けを行うよう
    にした不定形耐火材料の吹き付け装置において、前記粘
    性調整剤の添加量を、吹き付け材料のノズルからの吐出
    量の変化に応じ粘性調整剤ポンプの回転数を変えること
    により調整するようにしたことを特徴とする不定形耐火
    材料の吹き付け装置。
  2. 【請求項2】前記粘性調整剤ポンプは制御モータにより
    回転駆動され、該制御モータはモータ制御用ボリューム
    とサーボまたはインバータ回路よりなる制御回路を介し
    前記粘性調整剤ポンプに接続されており、吹き付け材
    料のノズルからの吐出量の変化に応じ前記ボリュームを
    操作して前記制御回路を介し前記粘性調整剤ポンプの回
    転数を調整するようにされている請求項1記載の不定形
    耐火材料の吹き付け装置。
  3. 【請求項3】吹き付け材料の供給源からの吹き付け材料
    にノズル内で粘性調整剤を添加して吹き付けを行うよう
    にした不定形耐火材料の吹き付け装置において、前記吹
    き付け材料の供給源とノズルとの間に吹き付け材料の瞬
    間供給量を検出する検出器を設けるとともにこの検出器
    と粘性調整剤ポンプとの間に該ポンプの回転数を制御す
    る制御手段を設け、前記検出器による吹き付け材料の瞬
    間供給量の検出データを前記制御手段に入力して該制御
    手段により前記粘性調整剤ポンプの回転数を制御し前記
    粘性調整剤の添加が一定割合で行われるようにしたこと
    を特徴とする不定形耐火材料の吹き付け装置。
  4. 【請求項4】前記粘性調整剤ポンプが一軸偏心ネジポン
    プである請求項1〜3のいずれか1項記載の不定形耐火
    材料の吹き付け装置。
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