(57)【要約】【課題】ゴムホースの閉塞時等のように蓋体がわずかに上昇する場合であっても、キャリアガスの供給を確実に停止することのできる溶射装置を提供する。【解決手段】原料粉体１０を払出口２２からエジェクター３０まで移送する垂直移送管７０に貫通孔７１を設けると共に、貫通孔７１を外側から取り囲むカバー部材８０を設けた。カバー部材８０は、カバー本体８１と、カバー本体８１の上部開口を上方から閉塞可能な蓋体８２とを備えてなる。更に、常時は、蓋体８２の側面と接触した状態であり、かつ垂直移送菅９０に向かう方向へ荷重がかかったプランジャー１３１を備え、垂直移送菅７０内の圧力が上昇したときは、貫通孔７１から噴出したガスの圧力によりカバー部材８０の蓋体８２が上昇すると共にプランジャー１３１が垂直移送菅７０に向かう方向へ移動し、当該移動によりエジェクター３０へのキャリアガスの供給が停止する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
耐火性粉体及び可燃性粉体を含む原料粉体と、支燃性のキャリアガスとを混合した混合物を噴射し燃焼させて耐火組成物を形成する溶射装置であって、
前記原料粉体を貯蔵し当該原料粉体を払い出す払出口を有するホッパーと、
前記ホッパーから払い出された原料粉体と前記キャリアガスとを混合し前記混合物として搬送するエジェクターと、  
前記搬送された前記混合物を噴射する噴射手段と、を備え、
前記原料粉体を前記払出口から前記エジェクターまで移送する垂直移送管に貫通孔を設けると共に、前記貫通孔を外側から取り囲むカバー部材を設け、
前記カバー部材は、前記垂直移送管の外周に固定されたカバー本体と、前記垂直移送管の外周面に沿って上下動可能で前記カバー本体の上部開口を上方から閉塞可能な蓋体とを備えてなり、
更に、常時は、前記蓋体の側面と接触した状態であり、かつ前記垂直移送菅に向かう方向へ荷重がかかったプランジャーを備え、
前記垂直移送菅内の圧力が上昇したときは、前記貫通孔から噴出したガスの圧力により前記カバー部材の前記蓋体が上昇すると共に前記プランジャーが前記垂直移送菅に向かう方向へ移動し、当該移動により前記エジェクターへのキャリアガスの供給が停止することを特徴とする溶射装置。
【請求項２】
前記蓋体の側面は、前記プランジャーとの接触部分より下部が下に向かって縮径する形状であることを特徴とする請求項１に記載の溶射装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、耐火組成物を形成するための溶射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐火組成物を形成するための溶射装置として、可燃性粉体（例えば、金属粉末）と耐火性粉体（耐火性骨材）とを含む原料粉体を、支燃性のキャリアガス（酸素ガス）によって搬送し噴射手段の噴射口から噴射して着火溶融することで耐火組成物を形成する溶射装置が知られている。
【０００３】
かかる溶射装置においては、上述の通り、可燃性粉体と耐火性粉体とを含む原料粉体を、支燃性のキャリアガスによって搬送し噴射手段の噴射口から噴射して着火溶融するので、噴射されて着火、燃焼している原料粉体とキャリアガスとの混合物の火炎が燃え移って噴射手段の噴射口で発火する現象（先端発火）が生じることがある。また、原料粉体とキャリアガスとを混合するエジェクター等において、その内面と原料粉体との摩擦により発火する現象（摩擦発火）が生じることもある。
【０００４】
このような先端発火や摩擦発火が生じた場合、原料粉体の搬送方向と逆方向へ発火が進む現象（逆火）が生じることがある。逆火が生じると、原料粉体を貯蔵するホッパー内部の圧力が異常上昇し、原料粉体がホッパー内で吹き上げる現象（原料粉体の吹上現象）が発生し火災や爆発が生じることがあり、溶射における大きな問題となっていた。
また、エジェクターの出側と噴射手段とを繋ぐゴムホースが折れ曲がったり、ゴムホースや噴射手段の噴射口に原料粉体が詰まったりすると、ホッパー内部の圧力が上昇し、エジェクターの吸引力が低下する問題もあった。
【０００５】
そこで、ホッパー内部の圧力上昇を防止するため特許文献１には、原料粉体をホッパーからエジェクターまで移送する垂直移送管内の圧力が上昇したとき、貫通孔から噴出したガスの圧力によりカバー部材の蓋体が上昇して、カバー本体の上部開口が開放されるように構成した溶射装置が開示されている。
そして、特許文献１の溶射装置において蓋体が上昇したままでは、キャリアガスが漏れてエジェクターの吸引力が低下し逆火を誘発してしまうため、蓋体の上昇を検知することでキャリアガスの供給を停止する対策が取られてきた。例えば、蓋体の上方にロッドを設け、蓋体が上昇するとロッドも上昇し、ロッドの上昇によりキャリアガスの供給を停止する対策が取られてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３１７１５３０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の構成においては、上述のゴムホースの閉塞等によるホッパー内部の圧力上昇の場合、蓋体はわずかに上昇するだけであるので、その蓋体の上昇を検知できず、結果としてキャリアガスの供給を停止することができないことがあった。蓋体の上昇を検知できない場合、蓋体の上昇によりキャリアガスが漏れ続けるため、エジェクターの吸引力が低下し逆火を誘発するおそれがあった。また、キャリアガスや可燃性である原料粉体が装置の外へ漏れることは安全面において問題であった。
【０００８】
本考案が解決しようとする課題は、ゴムホースの閉塞時等のように蓋体がわずかに上昇する場合であっても、キャリアガスの供給を確実に停止することのできる溶射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の溶射装置は、耐火性粉体及び可燃性粉体を含む原料粉体と、支燃性のキャリアガスとを混合した混合物を噴射し燃焼させて耐火組成物を形成する溶射装置であって、前記原料粉体を貯蔵し当該原料粉体を払い出す払出口を有するホッパーと、前記ホッパーから払い出された原料粉体と前記キャリアガスとを混合し前記混合物として搬送するエジェクターと、  前記搬送された前記混合物を噴射する噴射手段と、を備え、前記原料粉体を前記払出口から前記エジェクターまで移送する垂直移送管に貫通孔を設けると共に、前記貫通孔を外側から取り囲むカバー部材を設け、前記カバー部材は、前記垂直移送管の外周に固定されたカバー本体と、前記垂直移送管の外周面に沿って上下動可能で前記カバー本体の上部開口を上方から閉塞可能な蓋体とを備えてなり、更に、常時は、前記蓋体の側面と接触した状態であり、かつ前記垂直移送菅に向かう方向へ荷重がかかったプランジャーを備え、前記垂直移送菅内の圧力が上昇したときは、前記貫通孔から噴出したガスの圧力により前記カバー部材の前記蓋体が上昇すると共に前記プランジャーが前記垂直移送菅に向かう方向へ移動し、当該移動により前記エジェクターへのキャリアガスの供給が停止することを特徴とするものである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、ゴムホースの閉塞時等のように蓋体がわずかに上昇する場合であっても、プランジャーが垂直移送菅に向かう方向へ移動してキャリアガス供給を停止する機能が働くので、キャリアガスの供給を確実に停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の一実施形態である溶射装置の概念的な断面図。
【図２】図１の溶射装置において、開閉弁とこれを動作させるエアシリンダーの構成例を示す図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。図１に、本考案の一実施形態である溶射装置を概念的に断面により示している。
【００１３】
図１に示す溶射装置は、原料粉体１０を貯蔵する貯蔵手段としてのホッパー２０と、エジェクター３０と、噴射手段４０とを備える
【００１４】
原料粉体１０は、可燃性粉体（例えば、金属粉末）と耐火性粉体（耐火性骨材）とを含んでなる。ホッパー２０は、その上部に原料粉体１０を受け入れる上部開口２１を有し、底部に原料粉体１０を払い出す払出口２２を有する。エジェクター３０は、加圧されたキャリアガス（酸素ガス）の流れにより払出口２２から原料粉体１０を吸入し、キャリアガスと原料粉体１０とを混合し混合物とする。噴射手段４０は、エジェクター３０の出側と水平移送管５０及びゴムホース６０を介して接続されており、エジェクター３０により生成された前記混合物を噴射する。なお、水平移送管５０は省略することができ、エジェクター３０の出側にゴムホース６０を直接接続してもよい。
【００１５】
次に、エジェクター３０の構成を詳細に説明する。エジェクター３０は、ホッパー２０底部の払出口２２に連通する内部空間を有する容器部３１と、加圧されたキャリアガスを先端から容器部３１の内部空間に噴出する先細りの噴出ノズル３２と、容器部３１の内部空間に一端が連通し前記混合物を流路に沿って前記一端から他端へ導く吐出導管３３とを備える。すなわち、容器部３１の内部空間において、キャリアガスは、先細りの噴出ノズル３２先端のノズル孔から吐出導管３３の一端（基端）に向けて高速で噴出し、それによって容器部３１の内部空間を負圧（ここでは大気圧よりも低い圧力）にする。一方、容器部３１の内部空間には垂直移送管７０を介してホッパー２０の払出口２２が連通している。このためエジェクター３０は、加圧されたキャリアガスの流れにより払出口２２から原料粉体１０を容器部３１の内部空間に吸入し、噴出ノズル３２先端のノズル孔から噴出するキャリアガスと原料粉体１０とが容器部３１の内部空間にて混合され混合物となる。
【００１６】
本考案においては、逆火が生じた場合に原料粉体がホッパー２０へ吹き上げることを防止するための圧力放出手段として、垂直移送管７０に貫通孔７１を設けている。本実施形態では、貫通孔７１は垂直移送管７０の周方向に沿って等間隔で複数（例えば、３ｍｍ径の貫通孔７１を６個）設けている。
【００１７】
また、本考案においては、貫通孔７１を外側から取り囲むカバー部材８０を設けている。カバー部材８０は、カバー本体８１と蓋体８２とを備える。本実施形態においてカバー本体８１は、その下端が垂直移送管７０の外周に設けた固定部７２に固定され、上部が開口する形態を有する。また、蓋体８２は、上下２箇所のパッキン８２ａを介して、垂直移送管７０の外周面に沿って上下動可能に設けられており、蓋体８２の上部開口を上方から閉塞可能である。
【００１８】
すなわち、逆火が生じていない通常の溶射時（常時）は、カバー部材８０の蓋体８２がカバー本体８１の上部開口を閉塞して、貫通孔７１はカバー部材８０によって外気から遮断された状態になる。したがって、逆火が生じていない通常の溶射時に、貫通孔７１から外気が吸引されることを防止できる。
【００１９】
一方、逆火が生じて垂直移送管７０内の圧力が上昇すると、貫通孔７１からガスが噴出し、その噴出したガスの圧力により蓋体８２が上昇する。その結果、カバー本体８１の上部開口が開放され、貫通孔７１から噴出したガスが外気に放散されて圧力が開放される。これにより、垂直移送管７０内の圧力上昇が抑えられ、逆火時に原料粉体がホッパー２０へ吹き上げることを防止できる。
【００２０】
また、本実施形態においては、逆火時に原料粉体がホッパー２０へ吹き上げることをより確実に防止するために、ホッパー２０の払出口２２の下方に弁部材９０を設けている。弁部材９０は垂直軸９１に沿って上下動可能であり、上昇したときに払出口２２を下方から閉塞する。すなわち、逆火が生じて垂直移送管７０内の圧力が上昇すると、その圧力により弁部材９０が上昇し、払出口２２を閉塞する。これにより、逆火時に原料粉体がホッパー２０へ吹き上げることを防止できる。
【００２１】
なお、弁部材９０は、図１に示すように、下方に向けて拡径するテーパー形状を有することが好ましい。これにより、弁部材９０が上昇したときに払出口２２を確実に閉塞できる。また、弁部材９０は、常時は払出口２２の下方に間隔をおいて位置するが、上述のようにテーパー形状とすることで、原料粉体が垂直移送管７０内に均一に分配され、原料粉体を均一に搬送することができる。
【００２２】
本実施形態においては、万が一、原料粉体がホッパー２０へ吹き上げたとしても、吹き上げた原料粉体が周囲の作業者の顔に直接当たらないようにするため、ホッパー２０の上部開口２１を上方から覆う笠部材１００を設けている。具体的には、笠部材１００は、その下端がホッパー２０の上部開口２１より下方に位置するように設けている。また、この笠部材１００の下端は地面から約１ｍ程度の高さに位置する。このため、吹き上げた原料粉体は、作業者の顔よりも下方に噴出し、周囲の作業者の顔に直接当たることを防止できる。
【００２３】
更に本実施形態においては、水平移送管５０の出側とゴムホース６０とを突合せ接合している。具体的には、ゴムホース６０の基端側を金属製のスリーブ６１に挿入し、このスリーブ６１と水平移送管５０とを止め具６２で連結することで、水平移送管５０とゴムホース６０とを突合せ接合している。このように水平移送管５０とゴムホース６０とを突合せ接合することで、エジェクター３０又は水平移送管５０内で発火が生じ圧力が上昇した場合、その圧力によりゴムホース６０が水平移送管５０の出側から外れ、圧力が開放される。
【００２４】
なお、水平移送管５０を使用しない場合は、エジェクター３０の吐出導管３３の出側とゴムホース６０とを突合せ接合する。
【００２５】
エジェクター３０の噴出ノズル３２の基端には、キャリアガス供給管１１０が接続されている。キャリアガス供給管１１０の供給口１１１には図示しない高圧キャリアガス供給源が接続され、キャリアガス供給管１１０を介して加圧されたキャリアガスがエジェクター３０に供給される。
【００２６】
キャリアガス供給管１１０には、その上流側から順に、元バルブ１１２、減圧弁１１３、開閉弁１１４、流量調整弁１１５及び流量計１１６が設けられている。キャリアガスは、減圧弁１１３により０．５ＭＰａ程度まで減圧され、エジェクター３０に供給される。
【００２７】
開閉弁１１４は、エアシリンダー１１７の動作によりキャリアガス供給管１１０の管路を開閉する。エアシリンダー１１７は駆動ガスにより動作するが、その駆動ガスは、開閉弁１１４より上流側のキャリアガス供給管１１０から分岐した駆動ガス供給管１２０により供給される。
【００２８】
駆動ガス供給管１２０には、プランジャー１３１を備えるメカニカルバルブ１３０が設けられている。プランジャー１３１は、常時は図１に示すように、蓋体８２の側面と接触した状態にあり、この状態ではメカニカルバルブ１３０は駆動ガス供給管１２０を閉としている。また、プランジャー１３１には垂直移送菅７０に向かう方向へ荷重がかかっている。言い換えればプランジャー１３１は垂直移送菅７０に向かう方向へ付勢されている。このような構成において、垂直移送菅７０内の圧力が上昇した場合、貫通孔７１から噴出したガスの圧力により蓋体８２が上昇する。そうすると、蓋体８２の側面とプランジャー１３１との接触係合が解除され、プランジャー１３１は垂直移送菅７０に向かう方向へ移動（前進）する。プランジャー１３１が前進すると、メカニカルバルブ１３０は駆動ガス供給管１２０を開とする。
【００２９】
すなわち、垂直移送菅７０内の圧力上昇に伴い蓋体８２が上昇するとプランジャー１３１が前進し、これにより駆動ガス供給管１２０が開となる。そうすると、駆動ガス供給管１２０を介して駆動ガス（ここではキャリアガスと同種）がエアシリンダー１１７に供給され、エアシリンダー１１７が動作して開閉弁１１４が閉となる。これにより、エジェクター３０へのキャリアガスの供給が停止される。
【００３０】
このように、本実施形態の溶射装置では、常時は、プランジャー１３１が蓋体８２の側面と接触した状態にあり、しかもプランジャー１３１には垂直移送菅７０に向かう方向へ荷重がかかっているので、ゴムホース６０の閉塞時等のように蓋体８２がわずかに上昇する場合であっても、プランジャー１３１が垂直移送菅７０に向かう方向へ移動（前進）してキャリアガス供給を停止する機能が働くので、キャリアガスの供給を確実に停止することができる。
【００３１】
図２は、開閉弁１１４とこれを動作させるエアシリンダー１１７の構成例を示す。エアシリンダー１１７は、それぞれラック部１１７ａ−１を備えた一対のシリンダー１１７ａを備え、この一対のシリンダー１１７ａがシリンダー室１１７ｂ内に配置されている。シリンダー室１１７ｂは、一対のシリンダー１１７ａによって内室１１７ｂ−１と両側の外室１１７ｂ−２とにシール状態で区分されている。シリンダー室１１７ｂの両側の外室１１７ｂ−２には圧縮ばね１１７ｃが配置されており、圧縮ばね１１７ｃは、一対のシリンダー１１７ａをそれぞれ押圧する力を作用させる。また、シリンダー室１１７ｂの内室１１７ｂ−１には、駆動ガス供給管１２０の先端が接続されている。一方、開閉弁１１４は、一対のシリンダー１１７ａのラック部１１７ａ−１に噛み合うピニオン１１４ａを備え、ピニオン１１４ａにボールバルブ１１４ｂが一体的に設けられている。すなわち、ラック部１１７ａとピニオン１１４ａとの噛み合いによるラックピニオン機構により、一対のシリンダー１１７ａの動作に連動して開閉弁１１４が動作する。
【００３２】
以上の構成において、常時は図１で説明した通りプランジャー１３１を備えるメカニカルバルブ１３０が駆動ガス供給管１２０を閉としているので、エアシリンダー１１７には駆動ガスは供給されない。この状態では、一対のシリンダー１１７ａは圧縮ばね１１７ｃの押圧力によりそれぞれ前進し、開閉弁１１４は開状態となる（図２の状態）。
【００３３】
次に、垂直移送菅７０内の圧力上昇に伴い蓋体８２が上昇すると、プランジャー１３１が前進し、これにより駆動ガス供給管１２０が開となる。これにより、駆動ガス供給管１２０を介して駆動ガス（ここではキャリアガスと同種）がエアシリンダー１１７に供給される。具体的には、駆動ガスはシリンダー室１１７ｂの内室１１７ｂ−１に供給され、その駆動ガスの圧力により、一対のシリンダー１１７ａは圧縮ばね１１７ｃの押圧力に抗して後退する。これにより、開閉弁１１４が回転して閉状態となり、キャリアガスの供給が停止される。
【００３４】
キャリアガスの供給を再開する際には、元バルブ１１２を閉状態とした後、蓋体８２を図１に示す元の状態に戻すと共に、プランジャー１３１も元の状態（蓋体８２の側面と接触した状態）に戻す。その後、メカニカルバルブ１３０とエアシリンダー１１７との間の駆動ガス供給管１２０内の駆動ガスを図示しないリーク弁等により外部に排出する。そうすると、エアシリンダー１１７の内室１１７ｂ−１からも駆動ガスが排出されるので、エアシリンダー１１７は初期状態に戻る。このときのエアシリンダー１１７の動作により、開閉弁１１４が開状態に戻る。そして、元バルブ１１２を開状態としてキャリアガスの供給を再開する。
【００３５】
ここで、蓋体８２の側面は、プランジャー１３１との接触部分より下部が下に向かって縮径する形状であることが好ましい。これにより、蓋体８２を元の状態に戻す際に、蓋体８２に上から荷重をかけるだけでスムーズにプランジャー１３１を元の位置に戻すことができる。
【００３６】
以上の通り本実施形態では、プランジャー１３１をメカニカルバルブ１３０に組み込み、プランジャー１３１の移動（前進）によりメカニカルバルブ１３０を開にし、更にエアシリンダー１１７により開閉弁１１４を閉としてエジェクター３０へのキャリアガスの供給を停止するようにしたが、これには限定されず、例えばプランジャー１３１の移動（前進）を電気的信号に変換し、その電気的信号により開閉弁１１４を閉としてエジェクター３０へのキャリアガスの供給を停止するようにしてもよい。要するに、プランジャー１３１の移動（前進）によりエジェクター３０へのキャリアガスの供給が停止する構成であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本考案の溶射装置は、コークス炉、転炉、溶解炉、ＡＯＤ炉、取鍋、タンデッシュ、真空脱ガス炉、混銑車、電気炉、焼却炉、誘導炉、加熱炉、ガラス炉などの可燃性金属粉体含有溶射が使用される工業窯炉等に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  原料粉体
２０  ホッパー（貯蔵手段）
２１  上部開口
２２  払出口
３０  エジェクター
３１  容器部
３２  噴出ノズル
３３  吐出導管
４０  噴射手段
５０  水平移送管
６０  ゴムホース
７０  垂直移送管
７１  貫通孔
７２  固定部
８０  カバー部材
８１  カバー本体
８２  蓋体
８２ａ  パッキン
９０  弁部材
９１  垂直軸
１００  笠部材
１１０  キャリアガス供給管
１１１  供給口
１１２  元バルブ
１１３  減圧弁
１１４  開閉弁
１１４ａ  ピニオン
１１４ｂ  ボールバルブ
１１５  流量調整弁
１１６  流量計
１１７  エアシリンダー
１１７ａ  シリンダー
１１７ａ−１  ラック部
１１７ｂ  シリンダー室
１１７ｂ−１  内室
１１７ｂ−２  外室
１１７ｃ  圧縮ばね
１２０  駆動ガス供給管
１３０  メカニカルバルブ
１３１  プランジャー
【図１】
0003232273.tif 000003
【図２】
0003232273.tif 000004