JP6526761B2 - 乾式吹付け装置に嵌め入れ使用される吹流し状混練助勢装置 - Google Patents

Description

本発明は土木・建築分野、あるいは製鉄・精錬・石油精製関連炉・塵芥焼却炉などの築炉や煙突などの分野において、コンクリート、モルタル、耐火被覆材などの乾式吹付け装置 に嵌め入れ使用される吹流し状混練助勢装置に関するものである。

型枠等を使用することなくコンクリート、モルタル、耐火材などを施工できる吹付け装置は、土木・建築・築炉の分野で良く使用されているが、その具体的方法としては、予め水と混練した材料をモルタルポンプ等で目的の場所まで圧送して吹付けるようにした湿式吹付け装置が主に使用されている。この装置によれば、粉塵や撥ね返りが比較的少なく、物性値の向上が得られる。

しかしながら、湿式吹付け装置では、モルタルポンプなどの混練装置と圧送装置の設備コストが嵩み、装置の設置と運転準備が煩雑であり、工事終了後の圧送ホースなどの掃除作業が面倒である。
他の吹付け装置としては、乾燥した粉末状の材料（予め水湿しをする場合もある）を圧縮空気により目的の所まで空気輸送し、ノズル操作者の手元で瞬時に水と混練して施工対象物に吹付ける乾式吹付け装置がある。

この乾式吹付け装置では、設備コストが嵩まず、装置の設置と運転準備が簡単化され、工事終了後の材料供給ホースなどの掃除作業も省略できる利点がある。
しかしながら、乾燥した粉末材料を瞬間的に水と混練して吹付けるため、水との混練度にバラツキが生じ、吹付けられた材料の品質（圧縮強度等を含む物理的特性値など）の安定性に欠ける欠点があるとともに、混練性の悪さから粉塵の跳ね返りが激しいため 、作業環境が著しく悪く、材料の付着率も低いという欠点がある。

特許第３５６３３８５号公報 この先行技術文献によれば、材料と水の混練不足を改善するものとして、材料と搬送用空気及び水が通過する混練移送管内に吹流し状の混練助勢装置を嵌め入れ挿入することが提案されている。この混練助勢装置は、前記混練移送管に管軸に沿って挿入され、入口端部を水供給部に隣接する誘導部と、前記誘導部の出口端部に環状に連設された複数枚の帯状片とによって構成される。

この吹流し状混練助勢装置では、材料と空気の流れよって各帯状片が振動することによって、材料と水の混在物を強制的に攪拌・混練するものであるが，より微細な組成の材料の使用が求められている状況では，吹出し状混練装置における目詰まり、すなわち、剛直な帯状片が相互に突っ張り合う状態に陥ってしまう、帯状片の機能不全の事例が報告されている。

したがって本発明の目的は、帯状片の機能不全が起きない吹流し状混練助勢装置を提供することである。

請求項1の発明では、吹流し状の混練助勢装置８を、水供給部２に隣接して混練移送管３内に同軸配置される基端部９と、該基端部９の出口側に環状に互いに離隔して突出した複数枚の帯状片１０とによって構成してあり、材料と移送用空気の流れによって，スリム化された各帯状片１０が相互に突っ張り合うこことなく、混錬移送管３内において自由度高く振動するように、帯状片１０の全長にわたって横断面積の総和を基端部９の横断面積の４０％から８０％に設定する。
ここで、帯状片１０の横断面積の総和が基端部９の横断面積の４０％未満であるときには、帯状片１０の撓曲性が増して、帯状片１０が混錬移送管３の内側面から離れず、吹流し状混練助勢装置８の目詰まり、帯状片１０の機能不全となる。また、帯状片１０の横断面積の総和が基端部９の横断面積の８０％を超えるときには，帯状片１０の剛直性が増大して、その振動性が低下し、帯状片１０の機能不全の原因となる。

請求項２の発明では、請求項１の発明の前記構成に加えて、混練移送管３の管軸と直角な横断面において、各帯状片１０の相互間の離隔間隔を各帯状片１０の周方向長さの１５％から２５％に設定する。
これもまた，帯状片のスリム化の一態様である。各帯状片１０の相互間の離隔間隔が各帯状片１０の周方向長さの１５％未満であるときには、帯状片１０の撓曲性が増し，帯状片１０が混錬移送管３の内側面から離れず、吹流し状混練助勢装置８の目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全となる。
また、帯状片１０の相互間の離隔間隔が各帯状片１０の周方向長さに対してその２５％を超えるときには、帯状片１０の剛直性が増大して、その振動性が低下し、吹流し状混練助勢装置８の目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全となる。

請求項３の発明では、請求項1の発明又は請求項２の発明の前記構成に加えて、細長い矩形状の各帯状片１０の中央部に、帯状片１０の長さ方向の全長にわたって切れ目線１１を設ける。切れ目線１１の存在によってスリム化された各帯状片１０は、材料と水の混練移送時には、切れ目線１１で開離して、帯状片１０の機能不全を回避する。

請求項１の発明では、帯状片１０の全長にわたって横断面積の総和を基端部９の横断面積の４０％から８０％に設定してあるため，各帯状片１０がスリム化されて混錬移送管３内において、自由度高く振動し，材料５と水７が充分に接触する。吹流し状混練助勢装置８における目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全が起きることなく、両者は十分に混練される。

請求項２の発明では、混練移送管３の管軸と直角な横断面において、各帯状片１０の全長にわたって相互間の離隔間隔１６を帯状片１０の周方向長さの１５％から２５％に設定してあるため、各帯状片１０がスリム化され、自由度高く振動する。材料５と水７が充分に接触し，吹流し状混練助勢装置８における目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全が起きることなく、十分に混練される。

請求項３の発明では、各帯状片１０の中央部に帯状片１０の長さ方向の切れ目線１１を設けてあるため、各帯状片１０がスリム化され，帯状片１０は切れ目線１１において開くことによって、自由度高く振動する。材料５と水７が充分に接触し，吹流し状混練助勢装置における目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全が起きることなく、十分に混練される。

図１は請求項１の発明の実施例に係る吹流し状混練助勢装置を嵌め入れ入れ た概略的な要部縦断面図である。 図２は図１に示した吹流し状混練助勢装置の嵌め入れ前の拡大正面図である。 図３は図１に示した吹流し状混練助勢装置の嵌め入れ前の拡大左側面図である。 図４は図１に示した吹流し状混練助勢装置の運転前の拡大横断面図である。 図５は図１に示した吹流し状混練助勢装置の運転時のある部位における拡大横断面図である。 図６は図１に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の別の部位における拡大横断面図である。 図７は図１に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の更に別の部位における拡大横断面図である。 図８は図１に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の更に異なる部位における拡大横断面図である。 図９は請求項２の発明に係る吹流し状混練助勢装置を嵌め入れた乾式吹き付け装置の概略的な要部縦断面図である。嵌め入れた 図１０は図９に示した吹流し状混練助勢装置を嵌め入れる前の拡大正面図である。 図１１は図１０に示した吹流し状混練助勢装置を嵌め入れる前の嵌着前の拡大左側面図である。 図１２は図１０に示した吹流し状混練助勢装置の運転前の拡大横断面図である。 図１３は図１０に示した吹流し状混練助勢装置の運転時のある部位における拡大横断面図である。 図１４は図１０に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の別の部位における拡大横断面図である。 図１５は図１０に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の更に別の部位における拡大横断面図である。 図１６は図１０に示した吹流し状混練助勢装置の運転時の更に異なる部位における拡大横断面図である。 図１７は請求項３の発明の実施例に係る吹流し状混練助勢装置を嵌を嵌め 入れる前の概略的な要部縦断面図である。 図１８は請求項４の発明の実施例に係る吹流し状混練助勢装置を嵌め入れ る前の概略的な要部縦断面図である

実施に当たっては、本発明の吹流し状混練助勢装置８は、乾式吹付け装置１５の円筒形の混練移送管３にを嵌め入れて使用される。混錬移送管３では、材料供給ホース４の末端部の水供給部２とノズルチップ１との間に接続してある。

請求項１の発明では、図1と図２及び図3に示したように全体として概略円筒形の吹流し状混練助勢装置８は、混練移送管３内に管軸方向に沿って隙間ないように同軸にを嵌め入れ られる。吹流し状混練助勢装置８の入り口に当たる誘導部８は、水供給部２に隣接している。円筒状の誘導部８の基端には、混錬移送管３への嵌着時の位置決め用に拡径部１４を突出させてある。乾式吹付け装置１５の運転を開始した時、材料５と水7及び輸送用空気の乱流は、各帯状片１０がスリム化された吹流し状混練助勢装置８の内部空間を通過する。

図１から図８に示したように請求項１の発明では吹き流し混練助勢装置８の帯状片１０は、4枚構成であり、各帯状片１０の横断面積の総和は全長にわたって基端部９の横断面積の７５％に設定してある。そのため、スリム化された各帯状片１０は前記乱流によって自由度高く振動し、各帯状片１０の外側端縁部１２は，図５から図８に例示したように吹流し状混練助勢装置８の相異なる部位において混錬移送管３の内側面１３から浮き上がり、材料５と水７が強制的に接触させられる。各帯状片１０の振動は図３から図８に示したようランダムになされる。
吹流し状混練助勢装置における目詰まり、すなわち、帯状片１０の機能不全を起こすことがない。必要十分な量の水分を吸収した吹付け材料が効率良く作製され、この混練物は乾式吹付け装置１５のノズルチップ１に送られる。混練移送管３の横断面は正円であり、吹流し状混練助勢装置８の誘導部９は円筒形である。

図２と図３に示したように、各帯状片１０の外側端縁部１２を結ぶ円は、誘導部８の外面より若干はみ出ているが、図１及び図４から図８に示したように吹流し状混練助勢装置８を乾式吹付け装置１５の混錬移送管３に嵌め入れた段階では、各帯状片１９の根元部１７にて少し撓曲され、各帯状片１０は基端部９の延長線上に配列されている。混練移送管３の横断面は正円であり、吹流し状混練助勢装置８の誘導部９は円筒形である。

図９から図１６に示したように請求項２の発明では、混練移送管３の管軸と直角な横断面において、全長にわたって各帯状片１０の相互間の離隔間隔１６を各帯状片１０の周方向長さの２０％に設定してある。そのため，スリム化された各帯状片１０が混錬移送管３内において自由度高く振動し、材料５と水７が強制的に接触させられる。各帯状片１０の振動は図９から図１６に示したようランダムになされる。

図１０と図１１に示したように、各帯状片１０の外側端縁部１２を結ぶ円は、誘導部８の外面より若干はみ出ているが、図９及び図１２から図１６に示したように吹流し状混練助勢装置８を混錬移送管３に嵌着した段階では、各帯状片１０は根元部１７にて少し撓曲され、基端部９の延長線上に配列されている。

図１７に示したように請求項３の発明では、各帯状片１０の中央部に帯状片１０の長さ方向の全長に切れ目線１１を設ける。そのため，スリム化された各帯状片１０が混錬移送管３内において自由度高く振動し、材料５と水７が強制的に相接触させられる。吹流し状混練助勢装置８を混錬移送管３に嵌め入れた段階では、各帯状片１０は根元部１７にて少し撓曲され、基端部９の延長線上に配列されている。

図１８に示したように請求項４の発明では、吹流し状混練助勢装置８の帯状片１０のスリム化の一環として、帯状片１０の根元部１７の厚さを，吹流し状混練助勢装置８の半径方向に山形状に順次減少させてある。そのため、吹流し状混練助勢装置８を混錬移送管３に嵌着する際に、帯状片１０が該根元部１７にて内向きに撓曲して、吹流し状混練助勢装置８の装着が円滑になされる。このように、帯状片１０の硬直性が緩和され、帯状片１０がランダムに自由度高く振動するため、材料５と水７の混錬が促進される。
図１８に示した実施例では、帯状片１０の根元部１７の内側面を半径方向に縮小した内側縮径部１８が存在している。そのため、帯状片１０の撓曲性が更に向上し、材料５と水７の混錬が促進される。

上記各実施例において、混練移送管３の管軸方向の長さは、通常１５０ｍｍ〜６００ｍｍであり、材料供給ホース４と混練移送管３の内径は、通常２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。混練移送管３の材質としては、通常ゴムまたは鋼製を用いるが、硬質プラスチック類でも良い。吹流し状混練助勢装置８は混練移送管３内に納まる外径寸法であり、誘導部９と帯状片１０を合わせた全長は７５ｍｍ〜３００ｍｍ程度が良い。吹流し状混練助勢装置８の材質は、ゴム、軟質プラスチック類、厚手の丈夫な布等といったように、高速の空気の流れにより混練移送管３内で良く振動するとともに、千切れ難い材質であれば良い。

本発明の効果を確認するために、次の実験（粉塵発生量の測定）を実施した。
東和耐火工業株式会社製のロータリーガンと内径３８ｍｍの材料供給ホースを用い、添加水量１３％〜１７％（平均１５％）にて、以下の組成の材料( 商品名：ＴＯＷＡ ＴＸコ
ンクリートＨ ) を使用して、約３．５ｍ×４ｍ×３ｍの閉塞された空間で、５００ｍｍ×５００ｍｍ×４０ｍｍの鉄筋あり型枠へ乾式吹付けし、その粉塵量をデジタル粉塵計で計測した。

吹付け材料の組成
普通ポルトランドセメント ：３０．０％
骨材 ：６６．５％
増粘剤 ： ３．５％
試験結果
混練移送管＝４００ｍｍの時
・吹流し状混練助勢装置不使用時 ＝ １１．８２ ｍｇ／ｍ^３
・従来の吹流し状混練助勢装置使用時 ＝ ２．６０ ｍｇ／ｍ^３
・本発明の吹流し状混練助勢装置使用時＝ ２．２４ ｍｇ／ｍ^３
本発明の吹流し状混練助勢装置の４枚の帯状片の横断面積の総和： ６０％

１ ノズルチップ
２ 水供給部
３ 混練移送管
４ 材料供給ホース
５ 材料
６ 水供給ホース
７ 水
８ 吹流し状混練助勢装置
９ 吹流し状混練助勢装置の誘導部
１０ 帯状片
１１ 切れ目線
１２ 帯状片の外側端縁部
１３ 混錬移送管の内側面
１４ 吹流し状混練助勢装置の位置決め用拡径部
１５ 乾式吹付け装置
１６ 帯状片の相互の離隔間隔
１７ 帯状片の根元部
１８ 帯状片の根元部の内側縮径部

Claims (4)

1. 材料５と水７を相接触させる乾式吹付け装置15の混練移送管３に嵌め入れて使用される吹 流し状混練助勢装置８を、
   前記乾式吹付け装置8の水供給部２に隣接して前記混練移送管３内に同軸配置される基端部９と、該基端部９の出口側に環状に互いに離隔して突出した複数枚の帯状片１０とによって構成し、
   材料と移送用空気の流れによって各帯状片１０が前記混錬移送管３内において自由度高く振動するように、全長にわたって前記帯状片１０の横断面積の総和を前記基端部９の横断面積の４０％から８０％に設定して前記帯状片１０をスリム化したことを特徴とする吹流し状混練助勢装置。
2. 請求項１の発明の吹流し状混練助勢装置８において、混練移送管３の管軸と直角な横断面における各帯状片１０の相互間の離隔間隔１６を、全長にわたって各帯状片１０の周方向長さの１５％から２５％に設定して、帯状片１０をスリム化したことを特徴とする吹流し状混練助勢装置。
3. 請求項１又は請求項２の発明の吹流し状混練助勢装置において、各帯状片１０の中央部に帯状片１０の長さ方向の全長にわたって切れ目線１１を設けたことを特徴とする吹流し状混練助勢装置。
4. 請求項１から請求項３の各発明において，吹流し状混練助勢装置８の誘導部９に連続する帯状片１０の根元部１７の厚さを，吹流し状混練助勢装置８の半径方向に山形状に順次減少させたことを特徴とする吹流し状混練助勢装置。

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