JPH11226461A - 不定形耐火材料の吹付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐火材料に対する添加剤の供給が確実にで
き、また添加剤の供給量を適正に行なえるようにするこ
とを課題とする。 【解決手段】 不定形耐火材料供給源からの耐火材料に
所要の添加剤を吹付けノズル４内で添加して吹付けを行
なうようにした不定形耐火材料の吹付け装置において、
前記添加剤を前記吹付けノズル４に供給する添加剤供給
ポンプ６を備え、前記添加剤を収容し前記ポンプに添加
剤を供給する添加剤タンク５をその内部の添加剤の液面
が前記添加剤供給ポンプ６の吸込み口６ａより高い位置
に設置したことを特徴とする。

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
付け装置に係り、特に耐火材料に吹付けに必要とされる
添加剤を添加しつつ施工箇所に対し吹付け施工するため
の不定形耐火材料の吹付け装置に関する。

【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付けノズルから吹き出させて施工個
所に吹付ける施工方法である。この吹付け方法は流し込
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）あるいは硬化剤等の添加剤を添加しながら吹付け
ノズルから吹き出させる湿式吹付け方法が開発されてい
る。

【０００６】また別の吹付け方法として、粉末状の耐火
材料を圧縮空気でノズルまで搬送し、ノズル内で添加剤
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付け方法もある。

【０００７】これらの吹付け方法では、耐火材料と前述
の添加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量
の添加剤を添加することが重要となる。

【０００８】一方、前記添加剤、なかでも硬化剤などで
は、その硬化剤を収容したタンクからポンプにより硬化
剤を吸い上げて圧縮エアとともに吹付けノズルへ供給
し、圧送される耐火材料と混合して施工箇所へ吹付け施
工するようになされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかして供給する添加
剤が硬化剤である場合、一般に硬化剤の耐火材料への添
加率は０．１〜０．５％と極めて小量であり、吹付け速
度は通常３〜１０ｔ／Ｈｒ程度であることから硬化剤の
添加速度は３〜５０ l／Ｈｒである。

【００１０】このようなことから、硬化剤を添加すると
き供給用ホース内のエアがなかなか抜けず、硬化剤液が
吸い上げられるまでポンプが空運転となり、ポンプの生
命である摺動面の摩耗を早め、これによりポンプ寿命が
短縮されるばかりでなく精度のよい吐出量が得られなく
なって、硬化剤の混合割合いに変動をきたすなどの問題
点があった。

【００１１】また前記のような容積式ポンプは添加剤の
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
随した適正な調整をすることが難しく、このことから特
に添加剤ポンプの性質としては以下の特性が要求されて
いた。

【００１２】１）添加剤の吐出量が一定量で脈動がない
こと。 ２）添加剤の吐出量が調整し易いこと。 ３）添加剤の吐出圧力が０．６ＭＰａ以上であること。 ４）添加剤の粘度、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、
しかも正確な量を添加するためには熟練者が調整しても
正確に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、耐火材料に対
する添加剤の供給を確実にでき、また添加剤の供給量を
適正に行なうことができる不定形耐火材料の吹付け装置
を提供することを課題とするものである。

【００１５】上記課題を解決する手段として本発明は、
不定形耐火材料供給源からの耐火材料に所要の添加剤を
吹付けノズル内で添加して吹付けを行なうようにした不
定形耐火材料の吹付け装置において、前記添加剤を前記
吹付けノズルに供給する添加剤供給ポンプを備え、前記
添加剤を収容し前記ポンプに添加剤を供給する添加剤タ
ンクをその内部の添加剤の液面が前記添加剤供給ポンプ
の吸込み口より高い位置に設置したことを特徴とする。

【００１６】前記添加剤の添加を前記吹付けノズルに至
る耐火材料の供給量の変化に対応して添加剤供給ポンプ
の回転を制御することにより行なうようにすれば添加剤
の供給量の精度を高めることができる。

【００１７】前記添加剤供給ポンプは、制御モータによ
り回転駆動するようにし、該モータをモータ制御用ボリ
ュームとサーボまたはインバータ回路からなる制御回路
を介して接続すること、および前記添加剤の供給源と前
記吹付けノズルとの間に耐火材料の瞬間供給量を検出す
る検出器を、この検出器と前記添加剤供給ポンプとの間
に該ポンプを制御する制御手段をそれぞれ備えており、
前記耐火材料の瞬間供給量に対応して前記添加剤供給ポ
ンプを制御して前記添加剤の添加が一定割合で行なわれ
るようにすれば、添加剤の供給をさらに高精度に保つこ
とができる。

【００１８】このほか前記添加剤タンクの外側面に添加
剤の収容量を示す液面計を備える構造、前記添加剤供給
ポンプの運転を遠隔操作自在とする構造、前記添加剤タ
ンクの流出口と前記添加剤供給ポンプの吸込み口とをホ
ースで接続し、このホースとポンプとを切離し自在とす
る構造を含む。

【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は本発明の一実施形態の
概要を示すもので、耐火材料圧送用ポンプ１（ピストン
ポンプ）の吐出口１ａに耐火材料供給管２が接続され、
その先端には可撓性を有する所要長さのホース３が接続
されており、このホース３の先端に吹付けノズル４が接
続されている。

【００２０】一方、硬化剤、粘性調整剤、バインダ等の
添加剤を収容する添加剤タンク５から添加剤供給ポンプ
６により添加剤を供給する添加剤供給管７が前記吹付け
ノズル４の基部に接続され、上記添加剤供給管７の途中
にエアコンプレッサ８から圧縮エアを供給する圧縮エア
供給管９が斜めに接続されており、前記添加剤ポンプ６
により供給される添加剤に圧縮エアを混合させ、この圧
縮エアとともに添加剤を吹付けノズル４へ供給し、ここ
で耐火材料圧送用ポンプ１により圧送される耐火材料に
添加剤入りの圧縮エアと混合してその圧縮エアの噴出圧
力により耐火材料を施工箇所へ吹付けるように構成され
る。

【００２１】図２は前記添加剤として硬化剤の場合の添
加剤タンク５の設置例を示すもので、架台１０の下部位
置に前記添加剤供給ポンプ６が設置され、架台１０の櫓
部１１の上部に添加剤タンク５が取付けられてその下端
の流出口５ａが添加剤供給ポンプ６の吸込み口６ａより
高い位置になるように設置され、前記流出口５ａと添加
剤供給ポンプ６の吸込み口６ａとがホース１２（スプリ
ング入りホース）で接続されている。符号Ｍは添加剤供
給ポンプ駆動用のモータ（サーボモータまたはインバー
タモータ）を示す。

【００２２】前記ホース１２と添加剤供給ポンプ６の吸
込口６ａとは切離し自在なカプラー１３により接続さ
れ、作業終了時にこのカプラー１３を外すことにより添
加剤タンク６内の硬化剤の回収が容易に行なえるように
している。

【００２３】上記添加剤タンク６の外側面には、該タン
ク６内の硬化剤の液量を示す液面計１４が設けられてお
り、残量を目視でチェックできるようになっている。

【００２４】また硬化剤の添加量の調整を耐火材の吹き
付け状態を確認しながら行いやすくするため、制御盤１
５から必要なスイッチをペンダント１６に取出し、遠隔
操作により硬化剤の添加量を調整可能とされている。

【００２５】したがって添加剤タンク５内の硬化剤はホ
ース１２を通じて常に添加剤供給ポンプ６の吸込み口６
ａに到達しており、モータＭによりポンプ６を始動させ
ると直ちに硬化剤が吸込まれ、吹付けノズル４へ圧送す
ることができる。

【００２６】また添加剤タンク５内の硬化剤の収容量は
液面計１４を目視することにより常にチェックすること
ができ、添加剤供給ポンプ６の空吸いを未然に防ぐこと
ができる。

【００２７】さらに添加剤タンク５から添加剤供給ポン
プ６へ硬化剤を供給するホース１２を該ポンプ６の吸込
み口６ａ部分で切り離すことにより、作業終了時等にお
ける添加剤タンク５内の硬化剤の回収を迅速に行なうこ
とができる。

【００２８】そして上記添加剤供給ポンプ６の運転はペ
ンダント１６のスイッチ操作で行うことにより、不定形
耐火材料の吹付け状態を見ながら硬化剤の添加量の調整
を適時適確に行なうことができる。

【００２９】前記添加剤供給ポンプ６としては、脈動が
少ない１軸偏心ネジポンプ（スネークポンプ）を用いる
ことが好ましい。

【００３０】次に前記添加剤の添加量の制御手段の具体
例を図３〜図７について説明する。

【００３１】図３は添加剤の添加を前記吹付けノズル４
に至る耐火材料の供給量の変化に対応して添加剤供給ポ
ンプ６の回転を制御することにより行なうようにした場
合の実施形態（手動で湿式吹付けの場合）を示すもの
で、耐火材料の供給源であるホッパ１７に２本の油圧シ
リンダ１８，１８により駆動されるピストンポンプが付
設され、これら油圧シリンダ１８，１８の交互作動によ
り耐火材料を連続的に耐火材料供給管２に押出し、吹付
けノズル４へ向けて圧送するようになっている。

【００３２】一方、添加剤タンク５から添加剤を供給す
る添加剤供給ポンプ６の駆動用モータＭにはサーボまた
はインバータ回路からなる制御回路１９が接続され、こ
の制御回路１９にはモータ制御用ボリューム２０が接続
されており、添加剤の添加量の調整は施工作業員が耐火
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
２０を調整することによって行なうようになされたもの
である。

【００３３】図４は図３の変形例として手動で乾式吹付
けの場合を示すもので、粒状の耐火材料は粉体供給機２
１に投入され、エア吹込み管２２から供給されるエアに
より耐火材料供給管２を経て吹付けノズル４へ圧送さ
れ、添加剤タンク５から添加剤供給ポンプ６により供給
される添加剤と耐火材料とが混合されて吹付けるもので
ある。

【００３４】この場合も、前記添加剤供給ポンプ６の駆
動用モータＭに制御回路１９が接続され、モータ制御用
ボリューム２０によりモータＭの回転を制御して耐火材
料の供給量の変化に応じ添加剤の供給量を調整する。

【００３５】図５は自動で湿式吹付けの場合を示すもの
で、ホッパ１７の吐出口側に流体ノイズによる影響の少
ない電磁流量検出器２３が設けられて耐火材料の供給量
を検出するようになっており、この検出器２３の電極に
は耐用性の高いセラミックス製のものが用いられる。な
おこの検出手段としては、他に超音波式流量計、耐火材
料供給用の油圧シリンダ１８，１８の速度検出器等を用
いることができる。

【００３６】一方、添加剤供給ポンプ６による添加剤供
給量の制御は、前記制御回路１９に添加剤供給量演算決
定機能を有する制御手段である制御装置２４が設けら
れ、この制御装置２４には前記電磁流量検出器２３の検
出データが入力され、前記制御回路１９を介して添加剤
供給ポンプ６のモータＭへ回転指令を出力するようにな
っている。このとき電磁流量検出器２３の検出データは
演算器２５を介して制御装置２４へ入力される。なお添
加剤の吐出量は前記添加剤供給ポンプ６の回転数に比例
することから添加剤供給データは予め制御装置２４に添
加率設定器２７によりインプットされている。

【００３７】したがって制御装置２４において予め添加
率設定器２７により添加剤の添加率をプリセットしてお
くことにより、耐火材料の供給量に応じて添加剤供給ポ
ンプ６のモータＭの回転数の設定が演算され、その演算
結果による回転指令１９ａがモータＭへ出力される。そ
の結果、吹付けノズル４へ供給される耐火材料および添
加剤供給ポンプ６からの添加剤は、電磁流量検出器２３
により常時瞬間供給量が検出され、耐火材料の瞬間供給
量に変化が生じた場合には直ちにその変動量に対応して
添加剤の供給量が変化し、これにより添加剤の添加率を
常に一定になるように維持される。

【００３８】図６は図５の変形例として自動で乾式吹付
けの場合を示すもので、この場合は粉体供給機２１に耐
火材料検出器としてのロードセル２８が設置されてお
り、粉体供給機２１からの耐火材料の供給量をこのロー
ドセル２８により検出するようにしたものである。他の
構成は図５と同様であり、これと対応する符号を付すに
留める。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、添
加剤タンクの液面がポンプの吸込み口より高い位置に設
置されているので、常にポンプの吸込み口まで添加剤が
到達しており、ポンプの始動時に空気を空吸いすること
がなく、ポンプの摺動部分の摩耗を防ぎ、ポンプの耐用
寿命を延長することができるとともに供給精度が保た
れ、添加割合いの精度を維持することができる。

【００４０】また請求項４によれば、添加剤の添加を添
加剤供給ポンプの回転数により制御するので、上記効果
に加え添加剤の添加割合いの精度を一層高めることがで
きる。

【００４１】さらに請求項６によれば、耐火材料の瞬間
供給量の変化に対応して添加剤の瞬間供給量が変化し、
添加剤の添加率の設置値が常時自動的に維持されること
により、添加剤供給量の調節のための熟練した運転員に
よる監視が不用になるとともに添加剤供給装置の運転の
自動化が可能になる。また常時添加剤添加率が一定に維
持されることにより、吹付け施工体の品質が均一にな
り、安定する。そして添加剤供給ポンプとして１軸偏心
ネジポンプ（スネークポンプ）を使用すれば、添加剤の
脈動がなく、安定して供給され、吹付け施工体の品質が
安定する。

【００４２】さらに前記タンクに液面計を付設すれば添
加剤の残量を目視により監視することができ、ポンプの
空吸いや添加不良を生じることがなく、前記ポンプを遠
隔操作自在とすれば、不定形耐火材料の吹き付け状態を
確認しながら添加剤の添加量を最適に調整することがで
きる。そして前記タンクからポンプへ添加剤を供給する
ホースとポンプの吸込み口部分で分離するようにしたこ
とにより、タンク内の添加剤の回収を容易に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す配管構成図。

【図２】同、一具体的形態を示す正面図。

【図３】手動による湿式吹付け装置とした場合の形態を
示すブロック線図。

【図４】手動による乾式吹付け装置とした場合の形態を
示すブロック線図。

【図５】自動による湿式吹付け装置とした場合の形態を
示すブロック線図。

【図６】自動による乾式吹付け装置とした場合の形態を
示すブロック線図。

【符号の説明】

１ 耐火材料圧送用ポンプ ２ 耐火材料供給管 ４ 吹付けノズル ５ 添加剤タンク ６ 添加剤供給ポンプ ７ 添加剤供給管 ８ エアコンプレッサ ９ 圧縮エア供給管 １０ 架台 １３ カプラー １４ 液面計 １６ ペンダント １７ ホッパ １９ 制御回路 ２０ モータ制御用ボリューム ２１ 粉体供給機 ２２ エア吹込み管 ２３ 電磁流量検出器 ２４ 制御装置 ２５ 演算器 ２７ 添加率設定器 ２８ ロードセル

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不定形耐火材料供給源からの耐火材料に所
   要の添加剤を吹付けノズル内で添加して吹付けを行なう
   ようにした不定形耐火材料の吹付け装置において、前記
   添加剤を前記吹付けノズルに供給する添加剤供給ポンプ
   を備え、前記添加剤を収容し前記ポンプに添加剤を供給
   する添加剤タンクをその内部の添加剤の液面が前記添加
   剤供給ポンプの吸込み口より高い位置に設置したことを
   特徴とする不定形耐火材料の吹付け装置。
2. 【請求項２】前記添加剤が耐火材料の粘性を調整する粘
   性調整剤である請求項１記載の不定形耐火材料の吹付け
   装置。
3. 【請求項３】前記添加剤が吹付け後耐火材料を硬化させ
   るための硬化剤である請求項１記載の不定形耐火材料の
   吹付け装置。
4. 【請求項４】前記添加剤の添加を前記吹付けノズルに至
   る耐火材料の供給量の変化に対応して添加剤供給ポンプ
   の回転を制御することにより行なうようになされている
   請求項１〜３のいずれか１項記載の不定形耐火材料の吹
   付け装置。
5. 【請求項５】前記添加剤供給ポンプは、制御モータによ
   り回転駆動され、該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からなる制御回路を介して
   接続されている請求項１〜４のいずれか１項記載の不定
   形耐火材料の吹付け装置。
6. 【請求項６】前記添加剤の供給源と前記吹付けノズルと
   の間に耐火材料の瞬間供給量を検出する検出器を、この
   検出器と前記添加剤供給ポンプとの間に該ポンプを制御
   する制御手段をそれぞれ備えており、前記耐火材料の瞬
   間供給量に対応して前記添加剤供給ポンプを制御して前
   記添加剤の添加が一定割合で行なわれるようになされて
   いる請求項１〜５のいずれか１項記載の不定形耐火材料
   の吹付け装置。
7. 【請求項７】前記添加剤供給ポンプは一軸偏心ネジポン
   プである請求項１〜６のいずれか１項記載の不定形耐火
   材料の吹付け装置。
8. 【請求項８】前記添加剤タンクの外側面に添加剤の収容
   量を示す液面計を備えている請求項１〜７のいずれか１
   項記載の不定形耐火材料の吹付け装置。
9. 【請求項９】前記添加剤供給ポンプの運転を遠隔操作自
   在とされている請求項１〜８のいずれか１項記載の不定
   形耐火材料の吹付け装置。
10. 【請求項１０】前記添加剤タンクの流出口と前記添加剤
    供給ポンプの吸込み口とをホースで接続し、このホース
    とポンプとが切離し自在とされている請求項１〜９のい
    ずれか１項記載の不定形耐火材料の吹付け装置。