(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料供給ホース４の末端部に水供給部２を接続し、水供給部２とノズルチップ１との間に混練移送管３を接続し、材料供給ホース４内を空気輸送されて来た材料５と、水ホース６から水供給部２に供給されて来た水７とを接触させて混練させる乾式吹付け工法用ノズル装置において、
材料５を輸送して来た空気が通される吹流し状の混練助勢装置８を、前記混練移送管３内に管軸に沿って装着し、
前記吹流し状混練助勢装置８を、入口端部を水供給部２に隣接して混練移送管３と同軸に配置される誘導筒部８ａと、誘導筒部８ａの出口端部に環状に連設された振動可能な複数枚の帯状片８ｂとによって構成し、
材料５を輸送して来た空気によって吹流し状混練助勢装置８の前記各帯状片８ｂに振動を与えることによって、材料５と水７の混在物を強制的に攪拌・混練するようにしたことを特徴とする乾式吹付け工法用ノズル装置。
【請求項２】
混練移送管３の管軸に沿った縦断面において、前記各帯状片８ｂを混練移送管３の管軸に対して外向きに凸曲面となったカーブ形状に形成して、各帯状片８ｂを混練移送管３の内面に張り付かせずに管軸方向に集束させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の乾式吹付け工法用ノズル装置。
【請求項３】
混練移送管３の管軸と直角な横断面において、各帯状片８ｂを混練移送管３の管軸に対して内向きに凸曲面となったカーブ形状に形成して、帯状片８ｂを混練移送管３の内面に張り付かせずに管軸方向に集束させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾式吹付け工法用ノズル装置。
【請求項４】
吹流し状混練助勢装置８の前記誘導筒部８ａの内面に断面円形状の狭窄部８ｃを形成し、材料５と水７の混在物の流れを該狭窄部８ｃにおいて絞り込み、誘導筒部８ａから各帯状片８ｂで包囲形成された断面略円形状の空間８ｄに出るとき、前記絞り込みの反発力によって材料５と水７の混在物の流れを拡散噴射させ、材料５と水７を充分に接触させるようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の乾式吹付け工法用ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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工法に使用されるノズル装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
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工法は、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工法が主に使用されている。この工法によれば、粉塵や撥ね返りが比較的少なく、物性値の安定性が得られる。
【０００３】
しかしながら、湿式吹付け工法では、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かさみ、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。
他の吹付け工法としては、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工法がある。
【０００４】
この乾式吹付け工法では、装置の設備コストがかさまず、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き付けるため、水との混練性にバラツキが生じ、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と骨材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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、材料と水の混練性を高め、吹付けられた材料の諸品質を強化安定化し、粉塵や撥ね返りを低減して材料の付着率を高めることができる乾式吹付け工法用ノズル装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、添付図面中の参照符号を用いて説明すると、請求項１の発明では、材料供給ホース４の末端部に水供給部２を接続し、水供給部２とノズルチップ１との間に混練移送管３を接続し、材料供給ホース４内を空気輸送されて来た材料５と、水ホース６から水供給部２に供給されて来た水７とを接触させて混練させる乾式吹付け工法用ノズル装置において、
材料５を輸送して来た空気が通される吹流し状の混練助勢装置８を、前記混練移送管３内に管軸に沿って装着し、
前記吹流し状混練助勢装置８を、入口端部を水供給部２に隣接して混練移送管３と同軸に配置される誘導筒部８ａと、誘導筒部８ａの出口端部に環状に連設された振動可能な複数枚の帯状片８ｂとによって構成し、
材料５を輸送して来た空気によって吹流し状混練助勢装置８の前記各帯状片８ｂに振動を与えることによって、材料５と水７の混在物を強制的に攪拌・混練する。
【０００７】
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の管軸に沿った縦断面において、前記各帯状片８ｂを混練移送管３の管軸に対して外向きに凸曲面となったカーブ形状に形成して、各帯状片８ｂを混練移送管３の内面に張り付かせずに管軸方向に集束させる。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１または請求項２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８ｂを混練移送管３の管軸に対して内向きに凸曲面となったカーブ形状に形成して、帯状片８ｂを混練移送管３の内面に張り付かせずに管軸方向に集束させる。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１、請求項２または請求項３の発明の前記構成に加えて、吹流し状混練助勢装置８の前記誘導筒部８ａの内面に断面円形状の狭窄部８ｃを形成し、材料５と水７の混在物の流れを該狭窄部８ｃにおいて絞り込み、誘導筒部８ａから各帯状片８ｂで包囲形成された断面略円形状の空間８ｄに出るとき、前記絞り込みの反発力によって材料５と水７の混在物の流れを拡散噴射させ、材料５と水７を充分に接触させる。
【００１０】
【発明の作用】
請求項１の発明では、材料５と水７は、水供給部２とノズルチップ１との間に挿入された混練移送管３内に吹き込まれ、この混練移送管３を経由してノズルチップ１に送られるのであるが、混練移送管３内に同軸に装着された吹流し状の混練助勢装置８の複数枚の帯状片８bには、材料５を輸送して来た空気によって振動が与えられ、これによって材料５と水７の混在物を強制的に攪拌・混練するため、必要充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る。この混練物は混練移送管３を通って更に混練されてノズルチップ１に送られる。
【００１１】
帯状片８ｂが混練移送管３の内面に押し広げられながら全長にわたって管内面に押し付けられたときには、材料５を輸送して来た空気による帯状片８ｂの振動現象は低減するか無くなり、この振動作用による材料５と水７の強制的な攪拌・混練機能が十分に働かなくなる。
これに対して請求項２の発明では、混練移送管３の管軸に沿った縦断面において、各帯状片８ｂを混練移送管３の管軸に対して外向きに凸曲面となったカーブ形状に形成してあり、仮に帯状片８ｂが凸曲面の頂点部において管内面に当接しても、それ以外の大部分と管内面との間には隙間が確保されており、隣接の帯状片８ｂ、８ｂ間から吹流し状混練助勢装置８の外側に流れ出し、前記管内面との間の隙間に入り込んで来た空気流が、各帯状片８ｂを管軸方向すなわち内向きに押圧するので、帯状片８ｂの全長が管内面に張り付くことがなく、各帯状片８ｂは管軸に向かって集束する力を受ける。
そのため、前記空気による帯状片８ｂの振動は必要充分になされ、帯状片８ｂによる材料５と水７の強制的な攪拌・混練機能が十分に発揮される。この混練物は混練移送管３を通って更に混練されてノズルチップ１に送られる。
【００１２】
請求項３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８ｂを混練移送管３の管軸に対して内向きに凸曲面のカーブ形状に形成してあり、隣接の帯状片８ｂ、８ｂ間から吹流し状混練助勢装置８の外側に流れ出し、前記管内面との間の隙間に入り込んで来た空気流が、各帯状片８ｂの外側面の凹曲面部に入り込み、これを管軸方向すなわち内向きに押圧するので、帯状片８ｂの全長が管内面に張り付くことはなく、各帯状片８ｂは管軸に向かって集束する力を更に的確に受ける。
そのため、前記空気による帯状片８ｂの振動は必要充分になされ、帯状片８ｂによる材料５と水７の強制的な攪拌・混練機能が十分に発揮される。この混練物は混練移送管３を通って更に混練されてノズルチップ１に送られる。
【００１３】
請求項４の発明では、高速で送られて来た材料５と水７は、吹流し状混練助勢装置８の誘導筒部８ａの断面円形状の狭窄部８ｃにおいて絞り込まれ、可能な限りにおいて合一化された材料５と水７の混在物は、各帯状片８ｂで包囲形成された断面略円形状の空間８ｄに出るとき、前記絞り込みの反発力によって一気に拡散させられ、この拡散流の一部が帯状片８ｂの内側面に当たって管軸方向に反射され、この反射流が前記材料５と水７の混在物の流れに当たるため、材料５と水７の強制的な攪拌・混練機能が一層増進される。この混練物は混練移送管３を通って更に混練されてノズルチップ１に送られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
混練移送管３の管軸方向の長さは、通常１５０ｍｍ〜６００ｍｍであり、材料用供給ホース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。
【００１５】
混練移送管３の長さが６００ｍｍを超えても混練促進の効果は充分に期待できるが、あまり長くすると水供給部２の調整バルブの取扱いが困難になるので、調整バルブの設置位置の変更や改造が必要となる。また、材料５水７との混練性が高まり、ホース詰りの傾向が出現し始めることがあり、取扱いが難しくなる。混練移送管３の長さを１５０ｍｍより短くした場合には、期待する程の混練促進効果は得にくくなる。
【００１６】
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、誘導筒部８ａと帯状片８ｂを合わせた全長は７５ｍｍ〜３００ｍｍ程度が良い。全長が７５ｍｍ未満では、期待する程の明らかな混練助勢効果は見られなかった。
全長が３００ｍｍを超えると、攪拌・混練機能には差が生じず、長時間使用による破損が生じ易くなる傾向にある。
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。
【００１７】
吹流し状混練助勢装置８の帯状片８ｂの数は４枚〜１０枚の間で使用するのが現実的である。帯状片８ｂが３枚であっても、それなりの効果はあるが、２枚では期待する程の明らかな効果は見られなかった。帯状片８ｂが１０枚以上であっても、その効果は充分であるが、帯状片８ｂの強度が弱くなり、１６枚が実施の限界と考えられる。
【００１８】
吹流し状混練助勢装置８の誘導筒部８ａにおける狭窄部８ｃの口径は、材料供給ホース４及び混練移送管３の内径寸法より１５％〜６０％程度狭くするのが良い。狭窄部８ｃの口径が前記１５％未満では期待する程の効果が見られず、６０％を超えると吹付け材料のホース内詰りが起き易くなり、実施が困難になる。
この絞り込みの程度は、吹付け材料を構成する骨材の粒形と微粉量により適時最適な口径範囲を選定すべきと考える。狭窄部８ｃは、図１に示したように誘導筒部８ａの中間部分に形成するほか、図３に示したように誘導筒部８ａの出口端部寄りに形成することもできる。
【００１９】
【実施例】
本発明の効果を確認するために次の実験を実施した。
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)を使用して乾式吹付け施工を行った。
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％
【００２０】
混練移送管を接続したことによる効果を、下記算出式による吹付け材料の撥ね返り率(落下率)で示すと表１の通りである。
撥ね返り率（％）＝(撥ね返り量＋落下量)÷吹付け量×100
【表１】
0003563385.tif 000002
【００２１】
混練移送管内に吹流し状混練助勢装置を装着したことによる効果を、前記した撥ね返り率で表すと表２の通りである。混練移送管の長さは４００ｍｍとした。
【表２】
0003563385.tif 000003
【００２２】
吹流し状混練助勢装置の帯状片を縦断面において凸曲面のカーブ形状に形成し、かつ、帯状片を横断面において凸曲面のカーブ形状に形成したことによる効果を、前記した撥ね返り率で表すと表３の通りである。混練移送管の長さは４００ｍｍとし、吹流し状混練助勢装置の長さは１５０ｍｍとした。
【表３】
0003563385.tif 000004
【００２３】
混練移送管を接続した場合の材料物性に与える効果を、圧縮強度について示すと表４の通りである。
【表４】
0003563385.tif 000005
【００２４】
吹流し状混練助勢装置を装着した場合の材料物性に与える効果を、圧縮強度について示すと表５の通りである。
【表５】
0003563385.tif 000006
【００２５】
【発明の効果】
以上のように請求項１から請求項４に記載の各発明によれば、材料と水の混練性を大幅に向上させることができ、また、吹付けられた材料の圧縮強度等の諸品質を強化及び安定化することができ、さらにまた、粉塵や撥ね返りを低減して材料の付着率を高めることができ、作業環境についても飛躍的改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る乾式吹付け工法用ノズル装置を概略的に示す軸線方向に沿った縦断面図である。
【図２】図１のノズル装置に使用した吹流し状混練助勢装置の概略的な横断面図である。
【図３】本発明の別の実施例に係る吹流し状混練助勢装置の概略的な縦断面図である。
【図４】吹流し状混練助勢装置の帯状片が閉じた状態にあるときの概略的な右側面図である。
【符号の説明】
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
８ａ  誘導筒部
８ｂ  帯状片
８ｃ  狭窄部
【図１】
0003563385.tif 000007
【図２】
0003563385.tif 000008
【図３】
0003563385.tif 000009
【図４】
0003563385.tif 000010