JP7025668B2 - 水添加機構 - Google Patents

Description

本発明は、乾式吹付け工法に用いられる水添加機構に関するものである。

従来、不定形耐火物工事、土木工事、等において、吹付け工法が行われている。吹付け工法には、湿式吹付け工法と、乾式吹付け工法とがある。湿式吹付け工法とは、あらかじめ材料と練混ぜ水とを混練装置で混ぜ合わせ、混練材料を搬送装置で搬送して施工部に吹き付ける工法である。一方、乾式吹付け工法とは、圧縮空気により粉体材料（プレミックスモルタル、セメント粉体、等）を、ポンプにより水（添加剤等を含まない水、又は、エマルジョン水、等）、又は液体硬化剤を、それぞれ吹付けノズル近傍まで搬送し、吹付けノズル直前で、材料と、水又は液体硬化剤とを混合して施工部に吹き付ける方法である。

乾式吹付け工法では、混練装置が不要である反面、吹付けノズル直前で水又は液体硬化剤を粉体材料と十分に混合させることが必要である。水又は液体硬化剤と、粉体材料とが十分に混合した状態にならないと、施工部への付着量は減って粉塵が増えてしまう。水と粉体材料とをよく混合させるために、水添加機構の構造が工夫されている。特許文献１に開示された水添加機構では、水を噴出させる噴出穴は、材料搬送管の内周面において全周に設けられている。内周面の全周から材料搬送管の中心に向けて水が噴射されることで、水と粉体材料とが効率よく混合するようになっている。

特許２５６２７９５号公報

しかしながら、水と粉体材料とを混合して吹付ける乾式吹付け工法においては、作業中に吹付けノズル先から水が垂れる状況が見られる。ノズル先端から水が垂れる原因は、水の噴出圧力と、材料搬送管の内部を流れる粉体材料の流速との関係により、噴出穴から出た水の一部が、粉体材料と混合されずに管壁を伝って吹付けノズルに到達するためと考えた。すなわち、水と、粉体材料とを混合する方法において、改善の余地があると考えた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、導入しやすい簡易な構造変更により、水と粉体材料との混合性を向上する機構を提供することである。

本発明に係る水添加機構は、中空円筒状であるスリーブを内部に有する手元側配管と、手元側配管の下流側に配置された先端側配管と、手元側配管と先端側配管との間に水添加器と、を備え、スリーブは、吹付け材料の搬送方向である流れ方向における下流側の端部であり、第４内径を有する第４端部を有し、さらにスリーブには、流れ方向における上流側の第３端部から下流側の第４端部の間において、スリーブの最小内径である第３内径を有する最狭部が設けられており、スリーブの内周面は、第３端部から最狭部まで縮径し、最狭部から第４端部まで拡径して形成されており、水添加器は、第５内径を有する小径部と、搬送流路Ａに開口し水を供給する噴射口が設けられている水供給路とを有し、先端側配管は第８内径を有する第３端部を有し、第４内径は、第５内径より小さく、第５内径は、前記第８内径より小さい。

本発明によれば、スリーブの流れ方向の下流側の第４端部の第４内径は、水添加器の小径部の第５内径より小さく、第５内径は先端側配管の第５端部の第８内径より小さい。それにより、噴出穴から出た水の一部が、粉体材料と混合されずに管壁を伝うことを低減することができる。したがって、水と、粉体材料とを、効率よく混合することができる。

本実施の形態１に係る水添加機構５００の流れ方向に沿った断面を示す断面図である。 図１のＧ部の拡大図である。 本実施の形態２に係る水添加機構５００の図１のＧ部に相当する拡大図である。

＜実施の形態１＞
図１～図２を参照しながら、以下に実施の形態１に係る水添加機構５００について詳細に説明する。図１は、本実施の形態１に係る水添加機構５００を、搬送流路Ａにおける吹付け材料の搬送方向である流れ方向Ｃに沿った断面を示した断面図である。また、図２は、図１のＧ部を示した拡大図である。なお、流れ方向Ｃは、水添加機構５００の長手方向に沿った中心軸Ｘ－Ｘに対し平行である。

水添加機構５００は、内部に中空円筒状のスリーブ２０を有する手元側配管１０と、先端側配管９０と、手元側配管１０と先端側配管９０との間に水添加器３０と、を備えている。

手元側配管１０は中空管である。手元側配管１０は、流れ方向Ｃの上流側端部であり、第１開口部ｆ１を有する第１端部１１と、第１端部１１と反対側端部である第２端部１２と、外周面１３と、内周面１４とを有している。手元側配管１０は、第２端部１２の内周面１４に接して、スリーブ２０を収容している。なお、図１では、手元側配管１０と、スリーブ２０とがほぼ同じ長さで示されているが、手元側配管１０はスリーブ２０に比べて十分長く形成されて、上流側の吹付け材料を搬送する装置に直接、又は、中継管を介して接続されている。第１端部１１は、第１開口部ｆ１を有している。手元側配管１０の内周面１４には、第１端部１１から第２端部１２まで、一様に第１内径ｄ１が形成されている。第２端部１２の外周面１３には、ねじ部１５が設けられており、後述する第１部材４０とねじ嵌合する。

手元側配管１０の内部には、手元側配管１０の内周面１４にスリーブ２０の外周面２３を接して、スリーブ２０が収容されている。スリーブ２０は、搬送流路内を流れる吹付け材料の流れの外周側の径方向位置を搬送流路の中心軸Ｘ－Ｘ側に寄せて後述する水噴射口の径方向位置に対してずらすとともに、吹付け材料の流れをより直線的に整流する部材である。スリーブ２０は、流れ方向Ｃの上流側端部であり、第２開口部ｆ２を有する第３端部２１と、第３端部２１と反対側であって、水添加器３０と接続しており、第３開口部ｆ３を有する第４端部２２と、外周面２３と、内周面２４とを有している。さらに、スリーブ２０は、第３端部２１から第４端部２２に渡って、縮径部２５と、最狭部２６と、拡径部２７とを有している。スリーブ２０の内周面２４には、第３端部２１に第２内径ｄ２、最狭部２６に第３内径ｄ３、第４端部２２に第４内径ｄ４がそれぞれ形成されている。第３端部２１と最狭部２６との間、及び、最狭部２６と第４端部２２との間の内周面２４は、内径が滑らかに変化して形成されている。

縮径部２５は、内周面である縮径面２４ａを有している。縮径面２４ａの内径は、流れ方向Ｃに沿って徐々に小さく形成されている。縮径面２４ａと、流れ方向Ｃとの角度ｅ１は、１０°以上４５°以下の範囲で形成されている。縮径部２５の下流側の端部に接続して、最狭面２４ｂを有する最狭部２６が、第３端部２１寄りに、所定の長さ形成されている。最狭面２４ｂは、流れ方向Ｃに対し、平行である。最狭部２６は、スリーブ２０の内周面２４の中で、最も内径が小さく形成されている部分である。最狭部２６の下流側の端部に接続して、拡径面２４ｃを有する拡径部２７が形成されている。拡径面２４ｃの内径は、流れ方向Ｃに沿って徐々に大きく形成されている。拡径面２４ｃと、流れ方向Ｃとの角度ｅ２は、１°以上７．５°以下である。

すなわち、スリーブ２０の内径は、第１端部１１から最狭部２６までは徐々に小さくなり、最狭部２６では第３内径ｄ３に形成された部分が所定長さ続き、最狭部２６から第２端部１２までは徐々に大きくなるように形成されている。

スリーブ２０は、さらに、第４端部２２の外周面２３に突部２８が設けられている。突部２８は、スリーブ２０の第３端部２１を手元側配管１０の第２端部１２側から挿入した際に、第２端部１２が突きあたる部分である。スリーブ２０は、突部２８が第２端部１２に突きあてられた状態で、手元側配管１０の内部に保持される。

スリーブ２０の第４端部２２の端面２２ａと、拡径面２４ｃとにより、角部２２ｂが形成されている。角部２２ｂは、鋭角に形成されている。具体的には、流れ方向Ｃに対する角度ｅ３は９０°より大きく、１３５°以下である。角度ｅ３を鋭角にすることで、吹付け材料を搬送する空気の直進性を向上させることができる。また、１３５°は、作製上から決定されている。

先端側配管９０は中空管である。先端側配管９０は、水添加器３０と接続している第５端部９１と、第５端部９１と反対側端部である第６端部９２と、外周面９３と、内周面９４とを有している。なお、図１では図示されていないが、先端側配管９０は十分長く形成されて、吹付けノズルに直接、又は、中継管を介して接続されている。第５端部９１は、第７開口部ｆ７を有している。先端側配管９０は、第５端部９１から第６端部９２まで、一様に第８内径d８が形成されている。

水添加器３０は、手元側配管１０と接続している第１部材４０と、先端側配管９０と接続している第２部材６０とを有している。水添加器３０は、外部から水を導入し、搬送流路内に吹付け材料と混合する水を噴射する部材である。

第１部材４０は、第１大径部４１と、第２大径部４２と、第３大径部４３と、水導入部４４と、第１大径部４１に接続している平面部４７と、平面部４７に接続している小径部４８とを有している。第１大径部４１と、第２大径部４２と、第３大径部４３とは、連続して接続され、それら全体として略円筒形を形成しており、外周面４５と、内周面４６とを有している。第１大径部４１と、第２大径部４２との中間付近において、外周面４５の周方向において１ケ所に水導入孔５６が設けられている。その穴に合わせて、中空管である水導入部４４が外周面４５に接続されている。第１大径部４１と、第２大径部４２と、平面部４７と、小径部４８とに囲まれた空間は、水路Ｂを形成している。

第１大径部４１の内周面４６には、水導入孔５６に合わせて、平面部４７が接続されている。平面部４７は、円盤状、かつ流れ方向Ｃに対し垂直な面である。平面部４７の最内周部には、小径部４８が接続されている。小径部４８は、外周面４９と、内周面５０とを有する円筒状である。小径部４８は、円筒状の中心軸を手元側配管１０の中心軸Ｘ－Ｘに一致させて、小径部４８の一端部を平面部４７に接続されている。小径部４８は、水添加機構５００が組み立てられた状態において、小径部４８と、第２端部１２とで、突部２８を挟み込んでいる。小径部４８の平面部４７に接続されている側と反対側の端部には、第４開口部ｆ４が形成されている。小径部４８の内周面５０には、第５内径ｄ５が形成されている。小径部４８は、第２部材６０とともに、水供給路１００を形成している。水供給路１００については後述する。

第１大径部４１の流れ方向Ｃの上流側端部の内周面４６には、ねじ部５１が設けられている。ねじ部５１は、第２端部１２の外周面１３に設けられているねじ部１５とねじ嵌合する。また、第３大径部４３の内周面４６には、ねじ部５３が形成されている嵌合部５２が設けられている。ねじ部５３は、後述する第２部材６０とねじ嵌合する。

第２部材６０は、流れ方向Ｃの上流側の第１円筒部６１と、流れ方向Ｃの下流側の第２円筒部６２とを有しており、全体として略円筒状である。

第１円筒部６１は、第１部分６３と、第２部分６４と、外周面７０と、内周面７１の一部である第１内周面７６を有している。第１部分６３と、第２部分６４とには、それぞれ第６内径ｄ６を有する第５開口部ｆ５と、第７内径ｄ７とを有する第６開口部ｆ６とが設けられている。第７内径ｄ７は、先端側配管９０に形成されている第８内径ｄ８と同じ内径に形成されている。また、第１部分６３の外周面７０には、Ｏリング８０を収容する溝部６７が設けられている。第２部分６４の流れ方向Ｃの下流側の端面であって、流れ方向Ｃに対して垂直な端面は、水添加機構５００が組み立てられている状態では、先端側配管９０の第５端部９１の端面が突き当てられている。

第２円筒部６２は、第３部分６５と、第４部分６６と、外周面７０と、内周面７１の一部である第２内周面７７を有している。第３部分６５の外周面７０には、表面にねじ部６９が形成されている突部６８が設けられている。突部６８のねじ部６９は、第３大径部４３の内周面４６に形成されているねじ部５３と、ねじ嵌合している。第４部分６６には、ねじ穴７２が周方向において等間隔に複数設けられている。第２部材６０は、ねじ穴７２にボルト８５がねじ嵌合し、ボルト８５の先端が先端側配管９０の外周面９３に突き当たることで、先端側配管９０に固定される。

図１におけるＧ部の拡大図である図２を参照しながら、水添加器３０に設けられている水供給路１００について詳細に説明する。水供給路１００は、第１供給路１０１と、第２供給路１０２と、噴射口１０３とを有している。水供給路１００は、第１部材４０と、第２部材６０とが組み立てられた状態において、第１部材４０の小径部４８と、第２部材６０の第１円筒部６１との表面に形成され、両側から挟まれるようにして形成されている。また、搬送流路Ａを形成している各々の内径の大小関係について、第４半径ｄ４＜第５半径ｄ５＜第６半径ｄ６＜第７半径ｄ７となるように形成されている。

小径部４８の外周面４９と、内周面５０とは、流れ方向Ｃに対して平行である。また、小径部４８の内周面５０と、端面５４とにより、角度ｅ４を有する角部５５が形成されている。すなわち、小径部４８の端面５４は、流れ方向Ｃに対し、所定の角度ｅ４を有して形成されており、第２供給路１０２は、流れ方向Ｃに対し角度ｅ４になるように形成されている。角度ｅ４は、４５°以上９０°未満である。角度ｅ４は、例えば、６０°である。

一方、第１円筒部６１の第１部分６３には、外周面４９と平行に第１端面７３、及び、端面５４に略平行に第２端面７４が形成されている。外周面４９と、端面５４とは、小径部４８の端部の周方向全周に形成されている。また、第１端面７３と、第２端面７４とは、第１円筒部６１の端部の周方向全周に形成されている。外周面４９と、第１端面７３とにより、第１供給路１０１が形成されている。また、端面５４と、第２端面７４とにより、第２供給路１０２が形成されている。第２供給路１０２の搬送流路側端部には、噴射口１０３が形成されている。第１供給路１０１の搬送流路Ａの径方向寸法Ｌ１は、水を適切に微粒化するために、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍに形成されている。また、第２供給路１０２の長手方向に垂直方向の寸法Ｌ２は、第１供給路１０１の搬送流路Ａの径方向寸法Ｌ１と、同じ又はそれ以上に形成されている。

すなわち、外周面４９と端面５４とに対向する、第１端面７３と第２端面７４とにより、環状の水供給路１００が周方向全周に途切れることなく形成されている。これにより、水路Ｂから水供給路１００に到達した水は、吹付け材料搬送流路Ａの外周側の全周に開口している噴射口１０３から、内側に向けて噴射される。水添加器の周方向の限られた複数箇所に噴射口が設けられる場合に比べて、水は広範囲に噴射され、吹付け材料と効率よく混合される。

なお、第１部分６３の噴射口１０３付近には、角部７５が形成されている。角部７５は、小径部４８の内周面５０と同一平面上まで延長した、第２供給路１０２を形成する第２端面７４と、第２端面７４に対し直角な面とで形成されている。角部７５の流れ方向Ｃの下流側の第１内周面７６は、小径部４８の内周面５０に形成されている第５内径とは異なる直径の第６内径ｄ６が形成されている。これは、噴射口１０３の下流側を角部７５とすることで、噴射口１０３から出た水が第１内周面７６を伝って流れにくくするためである。この構造と、第２供給路１０２が流れ方向Ｃに対して角度ｅ４で形成されていること、すなわち斜めに形成されていることとが相まって、水がよく噴射されて、吹付け材料と効率よく混合することができる。

また、第２部分６４の第２内周面７７を形成する第７直径ｄ７は、第１部分６３の第１内周面７６を形成する第６直径ｄ６より大きい。これは、わずかに第２内周面７７を伝って水が流れる場合でも、水が第２部分６４まで伝って流れずに、第１部分６３の第１内周面７６の最下流部で剥離させて、吹付け材料と混合させるためである。すなわち、第１部分６３において、角部７５と、第１内周面７６の下流側端部との２ケ所において、径方向に段差が設けられている。それにより、水を吹付け材料と効率よく混合させることができる。

スリーブ２０を手元側配管１０の内部に設ける効果は、次のとおりである。搬送流路Ａ内を流れる吹付け材料が後述する噴射口１０３にあたることを低減できるため、噴射口１０３の摩耗を防止することができる。また、吹付け材料の流れが噴射口１０３の上流側の小径部４８の内周面５０に近いと、吹付け材料により内周面５０が削られ、それが角部５５の下流側においてバリとして形成され、徐々に延びて噴射口１０３がふさがれてしまう。本実施の形態では、吹付け材料の流れが噴射口１０３の上流側の小径部４８の内周面５０から遠ざかるため、この現象を防ぐことができる。さらに、スリーブ２０の最狭部２６を通過した搬送流路Ａ内の流れが加速し、噴射口１０３から出た水を吹き飛ばし、微粒子化できる。

次に、水添加機構５００の組み立て方法を説明する。まず、水添加器３０を構成する第１部材４０と、第２部材６０とを組み立てる。第２部材６０の溝部６７にＯリング８５を組み付け、第１部材４０の第３大径部４３側から第１部材４０の内部に、第２部材６０の第１円筒部６１側から挿入する。第１部材４０と、第２部材６０との何れか一方を回転させて、嵌合部５２のねじ部５３と、突部６８のねじ部６９とをねじ嵌合させて両者を合体させる。次に、スリーブ２０を手元側配管１０の内部に、スリーブ２０の突部２８が手元側配管１０の第２端部１２に突きあたるまで挿入する。その後、水添加器３０の第１大径部４１側から、手元側配管１０の第２端部１２を挿入する。水添加器３０と、手元側配管１０との何れか一方を回転させながら、第２端部１２のねじ部１５と、第１大径部４１のねじ部５１とをねじ嵌合させて、両者を合体する。さらに、先端側配管９０の第５端部９１を、水添加器３０の第４部分６６側から挿入する。第５端部９１が第２部分６４に突きあたるまで挿入した状態で、ボルト８５をねじ穴７２に締めつけ、水添加器３０を先端側配管９０に固定する。以上により、水添加機構５００が組み立てられる。

＜実施の形態２＞
図１と図３を参照しながら、以下に実施の形態２に係る水添加機構５００Ｂについて詳細に説明する。実施の形態２に係る水添加機構５００Ｂは、実施の形態１に係る水添加機構５００に対し、水供給路１００Ｂの径方向形状と、第１部分６３Ｂの第１内周面７６Ｂとが異なっている。水供給路１００Ｂの第２供給路１０３Ｂは、流れ方向Ｃに対し、垂直に形成されている。図３は、実施の形態１におけるＧ部の拡大図である図２に相当する拡大図である。実施の形態１に対して実施の形態２が異なっている部分は、全て図３に含まれている。なお、実施の形態２に係る水添加機構５００Ｂが実施の形態１に係る水添加機構５００と同じである部材や部位については、同じ符号を用い、その説明を省略する。

水添加器３０Ｂは、手元側配管１０と接続している第１部材４０Ｂと、先端側配管９０と接続している第２部材６０Ｂとを有している。水添加器３０Ｂは、外部から水を導入し、搬送流路内に吹付け材料と混合する水を噴射する部材である。

第１部材４０Ｂは、第１大径部４１と、第２大径部４２と、第３大径部４３と、水導入部４４と、第１大径部４１に接続している平面部４７と、平面部４７に接続している小径部４８Ｂとを有している。小径部４８Ｂ以外は、実施の形態１に係る水添加機構５００と同じため、説明を省略する。第１大径部４１と、第２大径部４２と、平面部４７と、小径部４８Ｂとに囲まれた空間は、水路Ｂを形成している。

小径部４８Ｂは、第２部材６０Ｂとともに、水供給路１００Ｂを形成している。水供給路１００Ｂについては後述する。

第２部材６０Ｂは、流れ方向Ｃの上流側の第１円筒部６１Ｂと、流れ方向Ｃの下流側の第２円筒部６２とを有しており、全体として略円筒状である。

第１円筒部６１は、第１部分６３Ｂと、第２部分６４と、外周面７０と、内周面７１Ｂの一部である第１内周面７６Ｂとを有している。第１部分６３Ｂ以外は、実施の形態１に係る水添加機構５００と同じである。第１部分６３Ｂには、第９内径ｄ９を有する第５開口部ｆ５が設けられている。

図１のＧ部の拡大図に相当する図３を参照しながら、水添加器３０Ｂに設けられている水供給路１００Ｂについて詳細に説明する。水供給路１００Ｂは、第１供給路１０１Ｂと、第２供給路１０２Ｂと、噴射口１０３Ｂとを有している。水供給路１００Ｂは、第１部材４０Ｂと、第２部材６０Ｂとが組み立てられた状態において、第１部材４０Ｂの小径部４８Ｂと、第２部材６０Ｂの第１円筒部６１Ｂとにより、両側から挟まれるようにして形成されている。また、搬送流路Ａを形成している各々の内径は、第４半径ｄ４＜第５半径ｄ５＜第９半径ｄ９＜第７半径ｄ７となるように形成されている。

小径部４８Ｂの外周面４９Ｂと、内周面５０Ｂとは、流れ方向Ｃに対して平行である。また、小径部４８Ｂの内周面５０Ｂと、端面５４Ｂとにより、角度ｅ５を有する角部５５Ｂが形成されている。すなわち、小径部４８Ｂの端面５４Ｂは、流れ方向Ｃに対し、所定の角度ｅ５を有して形成されており、第２供給路１０２Ｂは、流れ方向Ｃに対し、９０°に形成されている。

一方、第１円筒部６１Ｂの第１部分６３Ｂには、外周面４９Ｂと平行に第１端面７３Ｂ、及び、端面５４Ｂに略平行に第２端面７４Ｂが形成されている。外周面４９Ｂと、端面５４Ｂとは、小径部４８Ｂの端部の周方向全周に形成されている。また、第１端面７３Ｂと、第２端面７４Ｂとは、第１円筒部６１Ｂの端部の周方向全周に形成されている。外周面４９Ｂと、第１端面７３Ｂとにより、第１供給路１０１Ｂが形成されている。また、端面５４Ｂと、第２端面７４Ｂとにより、第２供給路１０２Ｂが形成されている。第２供給路１０２Ｂの搬送流路側端部には、噴射口１０３Ｂが形成されている。第１供給路１０１Ｂの搬送流路Ａの径方向寸法Ｌ３は、水を適切に微粒化するために、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍに形成されている。また、第２供給路１０２Ｂの長手方向に垂直な方向の寸法Ｌ４は、第１供給路１０１Ｂの搬送流路Ａの径方向寸法Ｌ３と、同じ又はそれ以上に形成されている。

すなわち、外周面４９Ｂと端面５４Ｂとに対向する、第１端面７３Ｂと第２端面７４Ｂとにより、環状の水供給路１００Ｂが周方向全周に途切れることなく形成されている。これにより、水路Ｂから水供給路１００Ｂに到達した水は、吹付け材料搬送流路Ａの外周側の全周に開口している噴射口１０３Ｂから、内側に向けて噴射される。水添加器の周方向の複数箇所に噴射口が設けられる場合に比べて、水は広範囲に噴射され、吹付け材料と効率よく混合される。

なお、第１部分６３Ｂの噴射口１０３Ｂ付近には、角部７５Ｂが形成されている。角部７５Ｂは、第２端面７４Ｂと、第１内周面７６Ｂとで形成されている。角部７５Ｂの流れ方向Ｃの下流側の第１内周面７６Ｂは、小径部４８の内周面５０に形成されている第５内径と同じ内径の第９内径ｄ９が形成されている。実施の形態２における水添加器は、このように構成されているため、水と吹付け材料との混合性は、実施の形態１の水添加器３０ほどではないものの、第２供給路１０２が斜めに形成されている構造より作りやすいという利点がある。

内周面７１Ｂの一部である第２部分６４の第２内周面７７Ｂを形成する第７直径ｄ７は、第１部分６３Ｂの第１内周面７６Ｂを形成する第９直径ｄ９より大きい。これにより、第１内周面７６Ｂを伝って水が流れたとしても、水が第２部分６４まで伝って流れずに、第１内周面７６Ｂの最下流部で剥離させて、吹付け材料と混合させることができる。すなわち、第１部分６３Ｂの第１内周面７６Ｂの下流側端部において径方向の段差が設けられていることにより、水を吹付け材料と効率よく混合させる効果は、実施の形態１の水添加器３０と同様に得ることができる。

［試験結果］
次に、本水添加機構５００、５００Ｂを搬送装置に接続して試験した結果を説明する。加圧式の搬送装置につながれた、内径２５ｍｍで長さ１０ｍのホースに水添加機構５００、５００Ｂを接続した。水添加機構５００、５００Ｂに、長さ５００ｍｍの直管ノズルを接続した。搬送装置のエア圧力は０．５ＭＰａ、材料吐出量は０．５５～０．６５ｔ／ｈとし、水添加機構により水道水を吐出量に対して約１６質量％となるように添加した。添加した水が管壁を伝わっているかどうかは、水のみを吐出しノズル先端からの水垂れ発生の有無で評価した。また、水と吹付け材料との混合性は、セメント２０％と、骨材８０％とからなる吹付け材料１０ｋｇを、常温において平らな被施工面に対し、被施工面から４００ｍｍ～５００ｍｍの距離で吹付けて、吹付け材料全体に対する被施工面に付着する量の割合を評価した。

実施例１～３は、スリーブ２０を含む本水添加機構５００、５００Ｂを組み込んだ実施例であり、比較例は、スリーブ２０と、本水添加器３０とを含まず、搬送流路Ａ中に、流れ方向に対して９０°に水を噴射する従来の水添加器を接続した。

各々の実施例における、第２供給路１０２、１０２Ｂの流れ方向に対する角度ｅ４，ｅ５は、実施例１が９０°、実施例２が４５°、実施例３が６０°である。また、比較例では９０°である。その他の寸法は、表１に示されているとおりである。

表１に示されているように、実施例１～３では、ノズル先端からの水の垂れはなかった。また、吹付け材料の被施工面への付着率は、８２％以上であった。これに対し、比較例では、ノズル先端からの水の垂れが見られた。吹付け材料の被施工面への付着率は、７６％であった。これらより、本水添加機構５００、５００Ｂを用いることにより、ノズル先端からの水の垂れは低減され、吹付け材料の被施工面への付着率は向上した。

本実施の形態に係る水添加機構は、中空円筒状であるスリーブを内部に有する手元側配管と、手元側配管の下流側に配置された先端側配管と、手元側配管と先端側配管との間に水添加器と、を備え、スリーブは、流れ方向の下流側の端部であり、第４内径を有する第４端部を有し、水添加器は、第５内径を有する小径部と、搬送流路Ａに開口し水を供給する噴射口が設けられている水供給路とを有し、先端側配管は第８内径を有する第３端部を有し、第４内径は、第５内径より小さく、第５内径は、前記第８内径より小さい。

このような構成により、スリーブの流れ方向の下流側の第４端部の第４内径は、水添加器の小径部の第５内径より小さく、第５内径は先端側配管の第５端部の第８内径より小さい。それにより、噴出穴から出た水の一部が、粉体材料と混合されずに管壁を伝うことを低減することができる。それにより、水と、粉体材料とを、効率よく混合することができる。

また、本実施の形態のスリーブには、上流側端部の第３端部から下流側端部の第４端部の間に最小内径部である最狭部が設けられており、スリーブの内周面は、第３端部から最狭部まで縮径し、最狭部から第４端部まで拡径して形成されている。

このような構成により、スリーブ内を通過する空気と吹付け材料との流れの直進性を向上させ、流れの速度を速めることができる。それにより、水と、粉体材料との混合を高めることができる。

また、本実施の形態の水供給路は、水添加器が有する複数の部材の表面により形成されている。

このような構成により、水供給路を容易な構造で得ることができる。それにより、容易、かつ低コストで製造することができる。

また、本実施の形態の、流れ方向に平行に形成されている第１供給路は、径方向寸法が０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下に形成されている。

このような構成により、搬送流路Ａ中に最適な水量を噴射して、水を微粒化できる。それにより、水と、粉体材料との混合を高めることができる。

また、本実施の形態の第５内径は、第８内径の９０％以下に形成されている。

このような構成により、搬送流路中の管壁を伝う水を低減することができる。

また、本実施の形態の水添加機構について、手元側配管は第１内径を有する第１端部を有し、スリーブは、吹付け材料の搬送方向である流れ方向の上流側であり、第２内径を有する第３端部を有し、第２内径は第１内径の９０％以上１００％以下に形成され、第４内径は第５内径の５０％以上８０％以下に形成され、第１スリーブ端部の内周面を形成している縮径面と、流れ方向との角度は１５°以上４５°以下に形成され、第２スリーブ端部の内周面を形成している拡径面と、流れ方向との角度は１°以上７．５°以下に形成され、第３内径は第１内径の３０％以上７０％以下に形成されている。

このような構成により、スリーブ内を通過する空気と吹付け材料との混合流体流れの直進性の向上と、噴射口から出た水が管壁を伝うことの低減とを実現できる。それにより、水と、粉体材料との混合を高めることができる。

１０ 手元側配管、１１ 第１端部、２０ スリーブ、２１ 第３端部、２２ 第４端部、２４ａ 縮径面、２４ｃ 拡径面、２６ 最狭部、３０，３０Ｂ 水添加器、４８，４８Ｂ 小径部、９０ 先端側配管、 ９１ 第５端部、１００，１００Ｂ 水供給路、１０１，１０１Ｂ 第１供給路、１０２，１０２Ｂ 第２供給路、１０３，１０３Ｂ 噴射口、ｄ１ 第１内径、ｄ２ 第２内径、ｄ３ 第３内径、ｄ４ 第４内径、ｄ５ 第５内径、ｄ６ 第６内径、ｄ７ 第７内径、ｄ８ 第８内径、Ａ 搬送流路、Ｃ 吹付け材料の搬送方向である流れ方向。

Claims (7)

1. 乾式吹付け装置に設けられ、内部に吹付け材料を搬送する搬送流路を有する水添加機構であって、
   前記水添加機構は、中空円筒状であるスリーブを内部に有する手元側配管と、
   前記手元側配管よりも吹付け材料の搬送方向である流れ方向における下流側に配置された先端側配管と、
   前記手元側配管と前記先端側配管との間に水添加器と、を備え、
   前記スリーブは、水添加器側の端部であり、第４内径を有する第４端部を有し、さらに前記スリーブには、前記流れ方向における上流側の第３端部から下流側の第４端部の間において、前記スリーブの最小内径である第３内径を有する最狭部が設けられており、前記スリーブの内周面は、前記第３端部から前記最狭部まで縮径し、前記最狭部から前記第４端部まで拡径して形成されており、
   前記水添加器は、第５内径を有する小径部と、前記搬送流路に開口している噴射口が設けられ、水を供給する水供給路と、を有し、
   前記先端側配管は、水添加器側の端部であり、第８内径を有する第５端部を有し、
   前記第４内径は、前記第５内径より小さく、
   前記第５内径は、前記第８内径より小さい、水添加機構。
2. 前記水供給路は、周方向全周に連続して形成されている環状の空間である、請求項１に記載の水添加機構。
3. 前記水供給路は、前記水添加器が有する複数の部材の表面により形成されている、請求項１または２に記載の水添加機構。
4. 前記水供給路は、前記流れ方向に平行に形成されている第１供給路を含んでおり、前記第１供給路の径方向寸法は、０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下に形成されている、請求項１～３の何れか一項に記載の水添加機構。
5. 前記第５内径は、前記第８内径の９０％以下である、請求項１～４の何れか一項に記載の水添加機構。
6. 前記水供給路は、前記第１供給路に接続され、搬送流路側に前記噴射口が設けられている第２供給路を有しており、前記第２供給路と前記流れ方向との角度は、４５°以上９０°以下に形成されている、請求項４に記載の水添加機構。
7. 前記手元側配管は、前記流れ方向の上流側の端部であり第１内径を有する第１端部を有し、
   前記スリーブは、前記流れ方向の上流側であり、第２内径を有する第３端部を有し、
   前記第２内径は前記第１内径の９０％以上１００％以下に形成され、
   前記第４内径は前記第５内径の５０％以上８５％以下に形成され、
   前記第１端部の内周面を形成している縮径面と、前記流れ方向との角度は１０°以上４５°以下に形成され、
   前記第４端部の内周面を形成している拡径面と、前記流れ方向との角度は１°以上７．５°以下に形成され、
   前記第３内径は、前記第１内径の３０％以上７０％以下に形成されている、請求項１に記載の水添加機構。

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