JP6534882B2 - 吹付けノズル - Google Patents

Description

本発明は、吹付けノズルに関し、特に、乾式吹付け工法に使用される吹付けノズルに適用して有効な技術に関するものである。

乾式吹付け工法は、施工位置から離れた位置で作成した粉体（乾燥粉末材料）を施工位置まで気流によって搬送し、施工位置に設置した吹付けノズルにおいて粉体と液体（例えば水）とを混練して吹付ける工法である。この乾式吹付け工法は、土木分野、建築分野、あるいは製鉄・精錬・石油精製関連炉・焼却炉などの築炉や煙突構築分野において、コンクリート、モルタル、耐火被覆材などの吹付けに用いられている。
この乾式吹付け工法においては、粉体を瞬間的に液体と混練して吹付けるため、粉体と液体との混練性にバラツキが生じ易い。混練性のバラツキは、吹付けた混練物の品質低下の要因となる。また、混練性のバラツキから粉塵と骨材との跳ね返りが激しくなり、作業環境の悪化や、混練物の付着率低下による吹付けロスの増加に伴うコスト増加の要因ともなる。したがって、乾式吹付け工法においては、如何にして粉体と液体とを均一に混練するかが技術的な課題となっている。

特許文献１には、乾式吹付け工法に用いる吹付けノズルが開示されている。この吹付けノズルは、粉体が流れる流路に液体を吐出して流路の中で粉体と液体とを混練し、混練した混練物を吹付け口から吐出するようになっている。

特開平８−１０３６９９号公報

しかしながら、特許文献１に開示の吹付けノズルは、流路の中に液体を吐出する複数の吐出孔（注水口）が、流路の周壁に設けられた構造になっている。このような構造の場合、吐出孔から吐出した液体は流路の中心に到達する前に流れてしまうため、流路の中心付近では周壁付近よりも液体の供給量が少なくなる。また、流路中を流れる粉体の流速は、流路の周壁付近よりも中心付近の方が速い。このため、流路の中心付近では粉体と液体との混練にバラツキが生じ易い。
本発明の目的は、粉体と液体との混練のバラツキを抑制することが可能な吹付けノズルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る吹付けノズルは、周壁で区画された流路に、この流路を流れる粉体と混練される液体を供給する液体供給部と、液体供給部の下流側に配置され、かつ流路と連通する混練路が設けられた混練移送管と、混練移送管の下流側に配置され、かつ混練路と連通するノズル路及び吹付け口が設けられたノズルと、を備えている。
そして、液体供給部は、液体を周壁から離れて流路の中に吐出する複数の吐出孔が設けられ、流路の中心部を横切るように直線状に延伸し、かつ両端が前記周壁に支持された吐出管と、吐出管の途中から分岐して流路の下流側に突出し、かつ液体を周壁から離れて流路の中に吐出する複数の分岐吐出孔が設けられた分岐管と、を有している。

本発明の一態様によれば、粉体と液体との混練のバラツキを抑制することが可能な吹付けノズルを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズルを具備した乾式吹付けシステムを示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズルにおいて、粉体が流れる方向に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 図２に示す液体供給部の部分を拡大した要部模式的断面図である。 図３に示す液体供給部において、粉体が流れる方向と直交する方向に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る吹付けノズルにおいて、粉体が流れる方向に沿った断面構造を示す要部模式的断面図である。 図５に示す液体供給部において、粉体が流れる方向と直交する方向に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る吹きつけノズルにおいて、粉体が流れる方向に沿った断面構造を示す要部模式的断面図である。 図７に示す液体供給部において、粉体が流れる方向と直交する方向に沿った分岐吐出管の断面構造を示す模式的断面である。 本発明の第４の実施形態に係る吹付けノズルにおいて、粉体が流れる方向に沿った断面構造を示す模式的断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２を説明する前に、この吹付けノズル２を具備した乾式吹付けシステム１について説明する。
図１に示すように、乾式吹付けシステム１は、本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２に粉体供給源３の粉体を供給する粉体供給経路４を備えている。また、乾式吹付けシステム１は、吹付けノズル２に液体供給源６の液体を供給する液体供給経路７を備えている。吹付けノズル２は、粉体供給経路４を通して供給された粉体と、液体供給経路７を通して供給された液体とを混練して混練物を生成するように構成されている。そして、吹付けノズル２は、生成した混練物９を吹付け口４２から噴出するように構成されている。

粉体供給源３は、吹付けノズル２に粉体を定量的に供給するように構成されている。そして、粉体供給源３の粉体は、圧縮空気供給源５の圧縮空気を利用して吹付けノズル２に供給される。粉体としては、生成する混練物に応じて異なるが、この第１の実施形態では、例えば、コンクリート、モルタル、耐火被覆材の素となる乾燥粉末状材料が用いられる。
液体供給経路７の途中には高圧ポンプ８が設置されている。液体供給源６の液体は、高圧ポンプ８の圧送力を利用して吹付けノズル２に供給される。液体としては、生成する混練物９に応じて異なるが、この第１の実施形態では例えば水が用いられる。

次に、第１の実施形態に係る吹付けノズル２の構成について、図２乃至図４を用いて説明する。
第１の実施形態に係る吹付けノズル２は、図２及び図３に示すように、周壁１１で区画された流路１２に、この流路１２を流れる粉体９Ａと混練される液体９Ｂを供給する液体供給部１０を備えている。そして、液体供給部１０は、周壁１１及び流路１２と、液体９Ｂを周壁１１から離れて流路１２の中に吐出する複数の吐出孔２１が設けられた吐出管２０とを有している。流路１２は、図４から分かるように、粉体９Ａが流れる方向と直交する断面が例えば円形状で形成されている。

また、第１の実施形態に係る吹付けノズル２は、図２及び図３に示すように、液体供給部１０の下流側に配置され、かつ液体供給部１０の流路１２と連通する混練路３１が設けられた混練移送管３０を備えている。混練移送管３０は、図３に示すように、連結金具４６により液体供給部１０の下流側に連結されている。液体供給部１０の上流側には、粉体供給経路４としての粉体供給ホース３５が連結金具４５により連結されている。液体供給部１０の流路１２は、粉体供給ホース３５の粉体供給路３６と連通している。
また、第１の実施形態に係る吹付けノズル２は、図２に示すように、混練移送管３０の下流側に配置され、かつ混練移送管３０の混練路３１と連通するノズル路４１及び吹付け口４２が設けられたノズル４０を備えている。液体供給部１０及び混練移送管３０は、例えば鋼、ゴム、硬質プラスチック類で形成されている。また、吐出管２０及びノズル４０は、例えば鋼、アルミニウム、硬質プラスチック類で形成されている。

図３及び図４に示すように、液体供給部１０は、周壁１１の外側に配置された外周壁１３と、周壁１１を周方向に囲むようにして周壁１１及び外周壁１３で形成された液体供給室１４とを更に有している。液体供給室１４は、例えば粉体９Ａが流れる方向と直交する断面形状が無端状の環状形状になっている。また、液体供給部１０は、外周壁１３に連結され、かつ外周壁１３を貫通する外周壁貫通孔１３ａを通して液体供給室１４と連通する給液路１６が設けられた給液管１５を更に有している。この給液管１５は、図１に示す液体供給経路７を通して液体供給源６と連通している。

図３及び図４に示すように、吐出管２０は、流路１２の中において、液体供給部１０の流路１２の中心部を横切るようにして直線状に延伸し、かつ両端が液体供給部１０の周壁１１に支持されている。吐出管２０は、複数の吐出孔２１の各々と連結された管路２２を更に有している。管路２２は、その両端側が、液体供給部１０の周壁１１を貫通する周壁貫通孔１１ａを通して液体供給室１４と連通している。
図４に示すように、複数の吐出孔２１は、吐出管２０の延伸方向に沿って配列されている。また、複数の吐出孔２１は、液体供給部１０の周壁１１と対向するようにして設けられている。また、複数の吐出孔２１は、流路１２を横切る断面方向において吐出管２０の左右両側に設けられている。

粉体９Ａは、図１に示す粉体供給源３から粉体供給経路４を通して図３に示す吹付けノズル２に供給される。吹付けノズル２に供給された粉体９Ａは、図３に示すように、液体供給部１０の流路１２を上流側から下流側に向かって流れる。
一方、液体９Ｂは、図１に示す液体供給源６から液体供給経路７を通して図３に示す吹付けノズル２に供給される。吹付けノズル２に供給された液体９Ｂは、図３及び図４に示す液体供給部１０の外周壁貫通孔１３ａを通して液体供給室１４に流れ込む（供給される）。そして、液体９Ｂは、液体供給室１４から周壁貫通孔１１ａを通して吐出管２０の管路２２に流れ込む（供給される）。そして、液体９Ｂは、図３及び図４に示すように、複数の吐出孔２１から流路１２の中に吐出される。そして、液体９Ｂは粉体９Ａと混練され、液体９Ｂ及び粉体９Ａが混練移送管３０の混練路３１を液体供給部１０側からノズル４０側に向かって流れている間に混練物９が生成される。そして、生成された混練物９は、ノズル４０の吹付け口４２から噴出する。

ここで、従来の吹付けノズルは、流路の中に液体を吐出する複数の吐出孔が、流路の周壁に設けられた構造になっている。このような構造の場合、吐出孔から吐出した液体は流路の中心に到達する前に流れてしまい、流路の中心付近では周壁付近よりも液体の供給量が少なくなるため、流路の中心付近では粉体と液体との混練にバラツキが生じ易い。
これに対し、本発明の一実施形態に係る吹付けノズル２において、液体供給部１０は、液体９Ｂを周壁１１から離れて流路１２の中に吐出する複数の吐出孔２１が設けられた吐出管２０を有している。したがって、本発明の一実施形態に係る吹付けノズル２によれば、流路１２の中心付近にも強制的に液体９Ｂを供給することができるので、粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを抑制することができる。また、粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを抑制することができるので、生成された混練物９の品質向上をより図ることができる。また、混練物９の品質向上をより図ることができるので、混練物９の粉塵化やリバウンドを低減でき、さらに、作業環境の改善や、混練物９の付着率低下によるコスト改善を達成することができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２において、吐出管２０は、液体供給部１０の流路１２の中心部を横切るようにして直線状に延伸し、かつ両端が液体供給部１０の周壁１１に支持されている。したがって、本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２によれば、粉体９Ａが流れる流路１２においても吐出管２０を安定した状態で配置することができる。
また、本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２において、複数の吐出孔２１は、吐出管２０の延伸方向に沿って配列されている。また、複数の吐出孔２１は、液体供給部１０の周壁１１と対向するようにして設けられている。また、複数の吐出孔２１は、流路１２を横切る断面方向において吐出管２０の左右両側に設けられている。したがって、本発明の第１の実施形態に係る吹付けノズル２によれば、流路１２の周壁付近から中心付近に亘って満遍なく液体９Ｂを供給することができるので、粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを更に抑制することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る吹付けノズル２Ａは、上述した第１の実施形態に係る吹付けノズル２とほぼ同様の構成になっているが、液体供給部１０Ａの構成が異なっている。
本発明の第２の実施形態に係る吹付けノズル２Ａは、図５及び図６に示すように、周壁１１で区画された流路１２にこの流路１２を流れる粉体９Ａと混練される液体９Ｂを供給する液体供給部１０Ａを備えている。そして、液体供給部１０Ａは、第１の実施形態と同様に、周壁１１、流路１２、吐出管２０、外周壁１３、液体供給室１４及び給液管１５を有している。また、液体供給部１０Ａは、上述した液体供給部１０とは異なり、周壁１１に周方向に沿って設けられ、かつ液体９Ｂを流路１２の中に吐出する複数の周壁吐出孔１１ｂを更に有している。この複数の周壁吐出孔１１ｂの各々は、液体供給室１４と連通している。
このように、第２の実施形態に係る吹付けノズル２Ａは、吐出管２０を有し、更に周壁１１に複数の周壁吐出孔１１Ｂが設けられているので、流路１２の周壁付近から中心付近に亘って満遍なく液体９Ｂを供給することができ、第１の実施形態に係る吹付けノズル２と比較して粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを更に抑制することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る吹付けノズル２Ｂは、上述した第１の実施形態に係る吹付けノズル２とほぼ同様の構成になっているが、液体供給部１０Ｂの構成が異なっている。
本発明の第３の実施形態に係る吹付けノズル２Ｂは、図７及び図８に示すように、周壁１１で区画された流路１２に、この流路１２を流れる粉体９Ａと混練される液体９Ｂを供給する液体供給部１０Ｂを備えている。そして、液体供給部１０Ｂは、第１の実施形態と同様に、周壁１１、流路１２、吐出管２０、外周壁１３、液体供給室１４及び給液管１５を有している。また、液体供給部１０Ｂは、吐出管２０の途中から分岐して流路１２の下流側に突出し、かつ液体９Ｂを周壁１１から離れて流路１２の中に吐出する複数の分岐吐出孔２４が設けられた分岐吐出管２３を更に有している。複数の分岐吐出孔２４は、分岐吐出管２３に設けられた管路２５を通して吐出管２０の管路２２と連通している。また、複数の分岐吐出孔２４は、周壁１１と対向する分岐吐出孔２４ａ、及び液体９Ｂを下流側に向かってと出する分岐吐出孔２４ｂを含む。

このように、第３の実施形態に係る吹付けノズル２Ｂは、吐出管２０を有し、更に液体９Ｂを周壁１１から離れて流路１２の中に吐出する複数の分岐吐出孔２４が設けられた分岐吐出管２３を有しているので、流路１２の中心付近により多くの液体９Ｂを供給することができ、第１の実施形態に係る吹付けノズル２と比較して粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを更に抑制することができる。
なお、第３の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、吐出管２０、複数の周壁吐出孔１１ｂ及び分岐吐出管２３を有するように液体供給部を構成してもよい。

（第４の実施形態）
上述の第１〜第３の実施形態では、液体供給部を１つ備えた場合について説明した。これに対し、本発明の第４の実施形態に係る吹付けノズル４Ｃは、図９に示すように、粉体９Ａが流れる方向に沿って配列された２つの液体供給部１０を備えている。このように２つの液体供給部１０を備えることにより、第１の実施形態と比較して、粉体９Ａと液体９Ｂとの混練のバラツキを更に抑制することができる。
なお、液体供給部１０は３つ以上備えてもよい。また、第４の実施形態では、液体供給部１０について説明したが、２つ以上の液体供給部１０Ａを備えてもよく、また、２つ以上の液体供給部１０Ｂを備えてもよい。また、液体供給部１０、液体供給部１０Ａ及び液体供給部１０Ｂの少なくとも何れか２つの液体供給部を組み合わせて混在させてもよい。また、２つの液体供給部において、流路１２の中心を軸にして各々の吐出管２０の角度を相対的にずらしてもよい。

以上、本発明を上記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

例えば、

１…乾式吹付けシステム
２…吹付けノズル
３…粉体供給源
４…粉体供給経路
５…圧縮空気供給源
６…液体供給源
７…液体供給経路
８…高圧ポンプ
９…混練物
１０…液体供給部
１１…周壁
１１ａ…周壁貫通孔
１１ｂ…周壁吐出孔
１２…流路
１３…外周壁
１３ａ…外周壁貫通孔
１４…液体供給室
２０…吐出管
２１…吐出孔
２２…管路
２３…分岐吐出管
２４…分岐吐出孔
２５…管路
３０…混練移送管
３１…混練路
３５…粉体供給ホース
３６…粉体供給路
４０…ノズル
４１…ノズル路
４２…吹付け口
４５，４６…連結金具

Claims (6)

1. 周壁で区画された流路に、前記流路を流れる粉体と混練される液体を供給する液体供給部と、
   前記液体供給部の下流側に配置され、かつ前記流路と連通する混練路が設けられた混練移送管と、
   前記混練移送管の下流側に配置され、かつ前記混練路と連通するノズル路及び吹付け口が設けられたノズルと、
   を備え、
   前記液体供給部は、
   前記液体を前記周壁から離れて前記流路の中に吐出する複数の吐出孔が設けられ、前記流路の中心部を横切るように直線状に延伸し、かつ両端が前記周壁に支持された吐出管と、
   前記吐出管の途中から分岐して前記流路の下流側に突出し、かつ前記液体を前記周壁から離れて前記流路の中に吐出する複数の分岐吐出孔が設けられた分岐管と、
   を有していることを特徴とする吹付けノズル。
2. 前記複数の吐出孔は、前記吐出管の延伸方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１に記載の吹付けノズル。
3. 前記複数の吐出孔は、前記周壁と対向するようにして設けられていることを特徴とする請求項２に記載の吹付けノズル。
4. 前記複数の吐出孔は、前記流路を横切る断面方向において前記吐出管の左右両側に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の吹付けノズル。
5. 前記液体供給部は、前記周壁に周方向に沿って設けられ、前記液体を前記流路の中に吐出する複数の周壁吐出孔を更に有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の吹付けノズル。
6. 前記液体供給部は、前記周壁の外側に配置された外周壁と、前記周壁を周方向に囲むようにして前記周壁及び前記外周壁で形成された液体供給室とを更に有し、
   前記吐出管は、前記複数の吐出孔の各々と連結された管路を更に有し、
   前記複数の分岐吐出孔の各々は、前記分岐突出管に設けられた管路を通して前記吐出管の前記管路と連通し、
   前記吐出管の前記管路は、前記周壁を貫通する周壁貫通孔を通して前記液体供給室と連結されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の吹付けノズル。

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