JP5476056B2 - 吹付けノズル装置 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁などのコンクリート表面部にモルタルなどを吹付け修復する吹付けノズル装置に関する。

高速道路や各種橋梁では、塩害や凍結防止剤などによってコンクリート中に塩化物イオンが侵入し橋梁のコンクリートが損傷することがある。このような場合には、損傷したコンクリートをはつって除去し、新たにポリマーセメントモルタル（以下、モルタルと記す）を吹付けて補修することが行なわれる。

ところが橋梁の上部工桁端部のこの補修にあっては、橋梁上部工桁端部と橋台との間が一般的に２０ｃｍ前後と狭く、しかも奥行きは１ｍ程度あって、この狭隘な個所の補修作業は極めて困難であるため、従来から橋梁の上部工桁端部の補修作業を改善する試みが行なわれており、この補修作業を改善する吹付け装置が特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示されている吹付け装置は、吹き付け用ガンのノズルに、主材料を吐出するための主吐出路と、この主吐出路の先端吐出口の周囲に形成された副材料を吐出する第１副吐出口と、主吐出路の内周壁に形成された副材料を吐出する第２副吐出口とを設け、第１、第２の副吐出口の内、少なくも第１副吐出口は、副材料と圧縮空気とを合流させて噴射するものである。

また、特許文献２に開示されている吹付け装置は、空気などの吹き出し流体用の導通管と接続された吹き出し路がノズルの中央に形成され、この吹き出し路の先端の外側周囲に複数の流動性材料の導通路が開口している構成であり、複数の流動性材料を混合して吹き付けを行うものである。

特開平１０−１４６５４１号公報 特開平９−１３６５１号公報

しかし、特許文献１の吹付けノズルは、この主吐出路の先端吐出口の周囲に形成された第１副吐出口から副材料若しくは空気を吐出すると主材料の直進性は向上するが、主材料の一様性が著しく損なわれてしまい、一方、主吐出路の内周壁に形成された第２副吐出口から副材料若しくは空気を吐出した場合には主材料の一様性は向上するが、主材料の吐出の直進性が著しく損なわれてしまうという問題があった。

また、特許文献２の吹き付け用ガンも、複数流動性材料を混合して吹き付けを行うものであるが、均質で一様な吹き付け性能を得ることが困難である。

本願発明は、簡単な構成で、主材の射出力を損なうことなく主材を微細化して修復面への付着性を改善し、修復作業を効率的に行ない得る吹付けノズル装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

主材１を高圧流体２と混合して被処理面３に吹付けるノズル４を設けた吹付けノズル装置であって、前記主材１を導出する導出路５を有し、この導出路５の基端部には、前記主材１を導入する主材導入部12が設けられるとともに、前記高圧流体２を導入する高圧流体導入部13が設けられ、前記導出路５の先端には周方向へ等間隔に貫通孔35が設けられ、この各貫通孔35から前記加圧流体２が排出される構成であり、また、前記導出路５の先端には前記ノズル４が設けられ、このノズル４の先端中央部分には射出孔６が設けられ、前記ノズル４には前記射出孔６内に前記高圧流体２を傾斜合流させる流体導出路７が複数設けられ、この流体導出路７夫々の基端は、前記貫通孔35から排出される前記加圧流体２を溜める流体溜空間８に臨ましめられ、また、この各流体導出路７と前記各貫通孔35は同径に設定されており、前記流体導出路７夫々から高圧流体２を噴射して前記射出孔６から前記主材１が噴射するように構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項１記載の吹付けノズル装置において、前記流体導出路７は、前記射出孔６の周りに等角度且つ等間隔で放射状に複数設けられる管状路であることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記導出路５は、内側に前記ノズル４の射出孔６と連通し前記主材１が流通する内筒９と、この内筒９の外側に前記高圧流体２が流通する通路10を形成する外筒11とで構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項３記載の吹付けノズル装置において、前記導出路５は、基端側に前記内筒９に前記主材１を導入する主材導入部12が設けられ、この主材導入部12を中心とした外方対向位置夫々に前記通路10に高圧流体２を導入する高圧流体導入部13が設けられていることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記ノズル４は、前記導出路５の先端に螺着可能に構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記ノズル４は、前記射出孔６と前記流体導出路７とが共に設けられているものであることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記導出路５は、側面視くの字状に屈曲形成され、屈曲した先端に前記ノズル４が設けられていることを特徴とする吹付けノズル装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、簡単な構成で、主材の射出力を損なうことなく主材を微細化して修復面への付着性を改善し修復作業を効率的に行なえる吹き付けノズル装置となる。

本実施例に係る吹付けノズル装置を用いた吹付け作業状態説明図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置による被処理面の修復状態説明図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置を示す側断面図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置のパイプ接続部の断面図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置のヘッダ部の分解斜視図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置の流体停留空間の断面図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置の回動保持機構の動作説明図である。 本実施例に係る吹付けノズル装置を示す斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

導出路５から主材１を導出させ、更に流体導出路７から高圧流体２をノズル４の射出孔６内に傾斜合流させて流入させると、このノズル４の射出孔６内で高圧流体２が噴出しながら膨張して主材１が粉砕され、微細化されると共に、このように微細化された前記主材１は高圧流体２の噴射流によって更に混合されながらノズル４から噴出され、この微細化された主材１が均一且つ所定の噴出力で被処理面３に吹き付けられるため、良好な補修を行なえることになる。

従って、簡単な構成で、主材１が微細化され且つ一様に混合された状態で噴出され、修復面への主材１の付着性を改善できて、よって良好な修復作業が効率的に行なえることになる。

本発明の具体的な実施例について図１〜８に基づいて説明する。

本実施例は、図示のように橋梁15の上部工桁端部16の補修作業に本発明の吹付けノズル装置17を適用している。

詳細には、道路などの橋梁15の上部工桁端部16と橋台18との間の狭隘な隙間19（前述のように、一般的に２０ｃｍ前後、奥行きは１ｍ程度）のコンクリートに生じた欠損している被処理面３を補修する際、まずこの被処理面３のコンクリート損傷部分を削りとる、所謂、はつり作業を行ない、その後に作業者が本実施例の吹付けノズル装置17を操作して、このはつり作業した部分に新たなモルタルを吹付けることで被処理面３の修復を行なう。

本実施例の吹付けノズル装置17は、図示していないモルタル圧送装置及びコンプレッサから主材１としてのモルタルが、高圧流体２としての高圧空気が圧送されて、このモルタルを被処理面３に吹付けて補修を行なう構成である。

具体的には、吹付けノズル装置17は、水平に置いた枠状の基体20の先端に回動保持機構21を設けられ、この回動保持機構21に導出路５の基端側を取り付け固定され、導出路５の基端側を略水平にして、ノズル４を上に向けた適宜な状態で回動保持機構21を固定した構成である。

また、基体20の基端側にパイプ接続部24が設けられ、このパイプ接続部24には図示していないモルタル圧送装置及びコンプレッサから夫々一本の主材供給パイプ22と一本の高圧流体供給パイプ23とが配されて取り付けられ、このパイプ接続部24で一本の主材１用の可撓性パイプ25及び二本の高速流体用の可撓性パイプ26に変換されて吹付けノズル装置17に接続される構成であり、この二本の高速流体用の可撓性パイプ26は、一本の主材1用の可撓性パイプ25を間に挟んだ状態で基体20の側板40に平行となる配置に設けられている。

また、パイプ接続部24では、主材供給パイプ22が可撓性パイプ25に変換されると共に、高圧流体供給パイプ23が同一構造の二本の可撓性パイプ26に分岐されて高圧流体供給パイプ23から供給される高速流体２が二本の可撓性パイプ26に等配分される構成である。

更に、可撓性パイプ25は、吹付けノズル装置17の基端側に設けられる主材導入部12に接続され、二本の可撓性パイプ26は吹付けノズル装置17の基端側に設けられる二本の高圧流体導入部13の夫々に接続される構成である。

尚、高圧流体供給パイプ23は弁27を介してパイプ接続部24に接続している。

吹付けノズル装置17は、平面視くの字状に折れ曲がった状態に加工された導出路５の先端にノズル４を重合して環状係止体28を前記導出路５に螺着した構成であり、このノズル４はノズル４の先端の内側で高圧流体２が噴出されて主材１を一様に粉砕し、微細化された主材１が噴出される構成である。

詳細には、このノズル４は外観が略円錐台の形状であり、該円錐台形状体の底面側を基端とし、上面側を先端として、この円錐台形状体の中央部分に基端から先端を貫通する射出孔６が設けられ、この円錐台形状体の基端側射出孔６の外側周辺部に前記射出孔６内の先端方向へ傾斜合流する管状路が等角度に放射状に設けられて流体導出路７として、この流体導出路７に高圧流体２を導通する構成であり、射出孔６と流体導出路７とは円錐台形状体を加工して一体に形成されている。

本実施例では、流体導出路７は、射出孔６の内壁32と、外縁部29の基端側との間に前記射出孔６を中心として等角度で放射状に６本設けている。

即ち、このノズル４は射出孔６の基端側から主材１を導入し、流体導出路７の基端側から高圧流体２を導入すると射出孔６の内壁32から高圧流体２が噴出して射出孔６の中で主材１を気流粉砕して、ノズル４から微細化された主材１が噴出される構成である。

また、このノズル４の基端側の辺縁にフランジ様に外縁部29が設けられ、この外縁部29には外縁部29の上面側の辺縁に周方向に平坦部が形成され、ノズル４に環状係止体28を被嵌した際、この平坦部は前記環状係止体28を係止し得る係止受部30となる構成であり、更に、この外縁部29の下面の辺縁は切り欠かれて、ノズル４と導出路５とを重合した際、導出路５の先端面との間に空間が形成され、この空間が流体停留空間８となる構成である。

導出路５は、内側にノズル４の射出孔６と連通し主材１が流通する内孔33を備えた内筒９が設けられ、この内筒９の外側に外筒11が設けられることで、内筒９と外筒11とで挟まれた間隙が通路10として形成され、導出路５の先端側にこの内筒９と外筒11とを固定するドーナツ状に形成された隔壁34が設けられ、この隔壁34には該隔壁34の周方向に等間隔に、ノズル４の流体導出路７の径と同一径の貫通孔35が１２箇所設けられて、通路10から高圧流体２が流出する構成である。

また、導出路５の基端側には内筒９に連通し、この内筒９に主材１を導入する主材導入部12が設けられ、この主材導入部12を中心とした外方対向位置に、通路10に高圧流体２を導入する高圧流体導入部13が二個所設けられ、主材導入部12に可撓性パイプ25が接続され、二箇所の高圧流体導入部13の夫々に可撓性パイプ25が接続される構成である。

更に、導出路５は、導出路５の先端にノズル４を装着可能とした構成であって、導出路５の先端にノズル４の基端に設けたフランジ様の外縁部29を被嵌し得る形状の筒状壁部36が立設され、この筒状壁部36にノズル４を被嵌して導出路５に重合した状態で環状係止体28を螺着して係止固定する構成であり、ノズル４と導出路５とが重合固定される状態では、導出路５の内筒９の内孔33とノズル４の射出孔６とが連通する構成である。

尚、環状係止体28は、筒状壁部36に被嵌した状態で螺着し得るように形成された環状体の一方の端部にドーナツ状の係止部が設けられ、ノズル４に設けた外縁部29の係止受部30としての平坦部に係止される構成である。

従ってノズル４と導出路５とを重合固定することで、ノズル４の外縁部29の基端側と、導出路５の先端側に設けられる隔壁34と、筒状壁部36とで囲まれた空間は、流体導出路７の夫々の基端部に設けられた溜室31が連通せしめられている流体停留空間８としてノズル４の外縁部29の下部に形成され、隔壁34に設けられた貫通孔35を通って高圧流体２がこの流体停留空間８に導入されると、高圧流体２が一旦、流体停留空間８に充満した状態になってから流体導出路７に均等に再分配されて噴出される構成である。

また、ノズル４と導出路５とが重合固定された状態では、ノズル４内で主材１と高圧流体２とが混合されるまでは、主材１の通路と高圧流体２の通路とが分離されるように要所の接続部及び嵌合部にシール材を設けた構成である。

更に、前記導出路５は平面視くの字状に屈曲した形状であり、この導出路５を基体20の先端部の回動保持機構21に取り付け、導出路５の基端部を水平状態にした際にノズル４の上方への噴出方向を変更し得る構成である。

基体20は、一対の側板40の先端部に回動保持機構21を設け、一対の側板40の基端部にパイプ接続部24を設けた構成であり、回動保持機構21は、矩形状の保持部材37に吹付けノズル装置17の導出路５部分が取り付け固定され、この保持部材37の両側面に回動軸38が設けられ、この回動軸38が設けられた保持部材37の両側面の夫々に回動軸38に対して対称位置に二個所、蝶螺子39が螺入し得る螺子孔が設けられた構成である。

また、基体20の先端部の一対の側板40にこの保持部材37の回動軸38が挿入される挿通孔が夫々設けられ、この夫々の挿通孔の周囲に対称位置に二個所、蝶螺子39が挿通し得る湾曲状長孔41が設けられた構成である。

このように構成した本実施例の吹付けノズル装置17は次のように組み立てられる。即ち、回動保持機構21及びパイプ接続部24を側板40に取付けて基体20を組み立て、次いで回動保持機構21に吹付けノズル装置17の導出管５を取り付け、この導出管５にノズル４を重合し、この状態で環状係止体28をノズル４を挿通して導出管５に被嵌し、ノズル４の射出孔６が導出管５に対し左右対称となるような配向位置で上方を向かせた状態で環状係止体28を導出管５に螺着する。

次に回動保持機構21に取り付けられた導出管５とパイプ接続部24との間を、可撓性パイプ25と二本の可撓性パイプ25とで接続して主材１と高圧流体２の導通路を設け、さらにパイプ接続部24に外部から主材供給パイプ22と高圧流体供給パイプ23を接続する。

本実施例は上述のように構成したから、基体20に取り付けられた回動保持機構21を調整して吹付けノズル装置17のノズル４の方向を所望の向きに向けた状態で、主材１を主材供給パイプ22に供給し、高圧流体２を高圧流体供給パイプ23に供給すると、パイプ接続部24で、主材１は可撓性パイプ25に導出され、高圧流体２は二本の可撓性パイプ26に等分に分流され、夫々吹付けノズル装置17の基端部に設けられた主材導入部12及び二箇所の高圧流体導入部13に供給されることになる。次いで、この主材導入部12から供給された主材１は導出路５の内孔33を導出されて、更にノズル４の先端の射出孔６から導出することになる。

一方、二箇所の高圧流体導入部13から供給された高圧流体２は導出路５の外筒11と内筒９とで形成される通路10の中で二箇所から等量の流体が混合されることで乱流の発生が抑制された状態になる。更に、この乱流が抑制された状態の高圧流体は導出路５の先端側に設けられた隔壁34上の12個の貫通孔35を均等な状態で通過して流体停留空間８に流入し、この流体停留空間８に流入した高圧流体２は流入孔である貫通孔35と同一の径を有するものの流出孔である流体導出路７の通路数は少ないから流体停留空間８の中で加圧状態になり、流体停留空間８で乱流状態が確実に抑制、低減され、６本の流体導出路７の夫々から導出される高圧流体は均一化されることになって、ノズル４の射出孔６から一様且つ均質な高圧流体が噴出されることになる。

即ち、ノズル４及び導出路５で構成される吹付けノズル装置17が高圧流体２の導通経路に対し対称構造となるように構成されることで乱流状態を抑圧、低減し、更に流体停留空間８をノズル４の基端部で形成することで、この流体停留空間８の中が加圧状態になって高圧流体２の乱流状態が確実に抑制、低減されて、流体導出路７の夫々から略一様且つ均一状態となった高圧流体２がノズル４から噴出されることになる。

従って、本実施例の吹付けノズル装置17によって、主材１が一様に粉砕され、均質に微細化されて噴出されルと共に、この微細化された主材１は傾斜合流した高圧流体２の流動方向に沿ってヘッダの先端から噴出されることになり、被処理面３への付着性が改善され、また微細化されることで主材１の固化、乾燥を速めることができ、更に簡単な構造であり高圧流体のエネルギーを有効に利用して装置を小型化できたため、前述した橋梁の狭隘な箇所の修復作業も能率よく行なえることになる。

尚、本発明は、上記の実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本発明は、橋梁などのコンクリート表面部にモルタルなどを吹付け修復する装置に関する。

１ 主材
２ 高圧流体
３ 被処理面
４ ノズル
５ 導出路
６ 射出孔
７ 流体導出路
８ 流体停留空間
９ 内筒
10 通路
11 外筒
12 主材導入部
13 高圧流体導入部
35 貫通孔

Claims (7)

1. 主材を高圧流体と混合して被処理面に吹付けるノズルを設けた吹付けノズル装置であって、前記主材を導出する導出路を有し、この導出路の基端部には、前記主材を導入する主材導入部が設けられるとともに、前記高圧流体を導入する高圧流体導入部が設けられ、前記導出路の先端には周方向へ等間隔に貫通孔が設けられ、この各貫通孔から前記加圧流体が排出される構成であり、また、前記導出路の先端には前記ノズルが設けられ、このノズルの先端中央部分には射出孔が設けられ、前記ノズルには前記射出孔内に前記高圧流体を傾斜合流させる流体導出路が複数設けられ、この流体導出路夫々の基端は、前記貫通孔から排出される前記加圧流体を溜める流体溜空間に臨ましめられ、また、この各流体導出路と前記各貫通孔は同径に設定されており、前記流体導出路夫々から高圧流体を噴射して前記射出孔から前記主材が噴射するように構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置。
2. 請求項１記載の吹付けノズル装置において、前記流体導出路は、前記射出孔の周りに等角度且つ等間隔で放射状に複数設けられる管状路であることを特徴とする吹付けノズル装置。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記導出路は、内側に前記ノズルの射出孔と連通し前記主材が流通する内筒と、この内筒の外側に前記高圧流体が流通する通路を形成する外筒とで構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置。
4. 請求項３記載の吹付けノズル装置において、前記導出路は、基端側に前記内筒に前記主材を導入する主材導入部が設けられ、この主材導入部を中心とした外方対向位置夫々に前記通路に高圧流体を導入する高圧流体導入部が設けられていることを特徴とする吹付けノズル装置。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記ノズルは、前記導出路の先端に螺着可能に構成されていることを特徴とする吹付けノズル装置。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記ノズルは、前記射出孔と前記流体導出路とが共に設けられているものであることを特徴とする吹付けノズル装置。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載の吹付けノズル装置において、前記導出路は、側面視くの字状に屈曲形成され、屈曲した先端に前記ノズルが設けられていることを特徴とする吹付けノズル装置。

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