(57)【要約】  本発明は、ガン手段（１２）と、スプレーノズル（１７）と、ガン手段（１２）をスプレーノズル（１７）に接続する導管（１６）とを備え、ガン手段（１２）は、導管（１６）に沿ってスプレーノズルに向けて乾燥微粒子を移動させるポンプ手段を含み、ガン手段（１２）とスプレーノズル（１７）との間には、液体と乾燥微粒子との混合物を形成するために、乾燥微粒子を受け取って乾燥微粒子に対する圧力よりも高い圧力下で乾燥微粒子を液体と混合させる混合機（２０）が配置され、混合物は、標的に向けて吐出するためにスプレーノズル（１７）に供給されることを特徴とするスラリー吹き付けまたは施工システム（１０）を提供する。
2007533489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガン手段と、スプレーノズルと、前記ガン手段を前記スプレーノズルに接続する導管とを備え、
前記ガン手段は、前記導管に沿って前記スプレーノズルに向けて乾燥微粒子を移動させるポンプ手段を含み、
前記ガン手段と前記スプレーノズルとの間には、前記乾燥微粒子を受け取り且つ前記乾燥微粒子をこの乾燥微粒子が受ける圧力よりも高い圧力下の液体と混合させて液体と乾燥微粒子との混合物を形成する混合機が配置され、
前記混合物が標的に向けて吐出するために前記スプレーノズルに供給されることを特徴とするスラリー吹き付けまたは施工システム。
【請求項２】
前記混合機は、前記乾燥微粒子の流れ方向に広がる末広通路を有する膨張室を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記混合機は、前記末広通路の下流に遷移通路を含む請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記末広通路または前記遷移通路の少なくとも一方、または前記末広通路と前記遷移通路との間に、液体入口が含まれる請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記液体入口は、液体を前記混合機内の前記乾燥微粒子の前記流れ方向に対して或る角度で発射させる液体入口ノズルを含む請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記液体入口ノズルは、前記流れ方向から４０°〜８０°の角度にある請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記液体入口ノズルは、その長手方向中心軸が前記混合機の長手方向中心軸と交わるように位置合わせされる請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
前記液体入口ノズルは、その長手方向中心軸が前記混合機の長手方向中心軸に対して斜めになるように位置合わせされる請求項５または６に記載のシステム。
【請求項９】
前記混合機は、前記遷移通路の下流に収束通路を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記末広通路への入口の断面積が、前記ガン手段から前記混合機に前記乾燥微粒子を送る導管の端の断面積よりも大きい請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記末広通路への前記入口は、前記末広通路に前記乾燥微粒子を送る導管の内径よりも５％〜２００％大きな直径を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記導管は約３８ｍｍの内径を有し、前記末広通路の前記入口の直径は４０〜６０ｍｍ、場合によっては最大８０ｍｍの範囲にある請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記末広通路の端における内径は５５ｍｍ〜８０ｍｍである請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記末広通路に前記乾燥微粒子を送る３８ｍｍ内径導管に対して、前記末広通路の前記入口が５０ｍｍであり前記末広通路の端が６５ｍｍまで拡大する請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記末広通路は、１５０ｍｍ〜９００ｍｍの長さを有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記遷移通路は、前記末広通路の出口端と同じ断面積または内径を有する請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記遷移通路は、１００ｍｍ〜３００ｍｍの距離にわたって延びる請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記遷移通路は、ほぼ一定の断面を有する請求項１６または１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記遷移通路は、収束する形状を有する請求項１６または１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記収束通路及び／または前記遷移通路は、ほぼ一定の断面の出口通路で終わる請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記収束通路の前記出口は、該出口に接続される導管の通路の断面積とほぼ等しい断面積を有する請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記収束通路は、最大直径が約６０ｍｍ〜８０ｍｍであり、その出口直径で３８ｍｍまでテーパ状になる請求項２０または２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記テーパの長さは、３５０ｍｍ〜１５００ｍｍであり、好ましくは６００ｍｍ〜８００ｍｍ、最も好ましくは約７２０ｍｍである請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
ほぼ一定の断面を有する前記収束通路の前記出口通路は、８０ｍｍ〜２００ｍｍだけ、より好ましくは１２０ｍｍだけ延びる請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
前記液体入口は、給液リングである請求項１〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ガン手段、使用時の前記スプレーノズル、及び前記混合機が互いに最大１メートル〜２メートルの高低差内にある場合、前記混合機は、導管長さに沿って前記スプレーノズルから９０メートルを超えない位置にある請求項１〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記混合機は、前記ガン手段から５ｍ〜１５ｍの導管長さの範囲に配置されている請求項１〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ガン手段は、前記乾燥微粒子に１００ｋｐａ〜６００ｋｐａの圧力を加える請求項１〜２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記混合機への前記液体入口は、独自の供給源及び圧力源を有する請求項１〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記圧力源は、前記液体入口に約１０００ｋＰａで液体を供給する請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記圧力源は、前記液体入口の圧力と前記乾燥微粒子の圧力との間に約２００ｋＰａ〜９００ｋＰａの差圧を与えるのに十分な圧力を供給する請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記液体入口ノズルは、約７０°〜１２０°の噴射角を有して０．３７８５リットル（０．１米ガロン）／分〜１．５１４リットル（０．４米ガロン）／分の流量で液体を推進させる請求項１〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記スプレーノズルへの供給に用いられる前記導管内の前記スプレーノズルから約１メートル〜２メートル戻った場所で測定した場合、約１００ｋＰａ〜２００ｋＰａの圧力を発生させる請求項１〜３２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記スプレーノズルからの噴出または放出前に、該スプレーノズルにおいてプリフォームスラリーに液体を加える請求項１〜３３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３５】
凝結性スラリーをプリフォームする混合機であって、
前記凝結性スラリーになるようにプリフォームすべき乾燥微粒子が圧力下で送られてくるホースよりも大きな内部断面積を有する入口と、
該入口から延びる末広通路及び該末広通路の下流に位置し且つほぼ一定の断面を有する遷移通路と、
前記末広通路または前記遷移通路の一方に位置する液体入口と
を備えることを特徴とする混合機。
【請求項３６】
前記末広通路、前記遷移通路、及び収束通路をそれぞれ含むライナから形成される請求項３５に記載の混合機。
【請求項３７】
前記末広通路の前記入口端は、該入口端を連結デバイスによってホースに接続させるフランジまたは他のフィッティングを有する請求項３５または３６に記載の混合機。
【請求項３８】
連結具による導管への接続を可能にするフランジまたは他のフィッティングが出口端に設けられた収束通路を含む請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の混合機。
【請求項３９】
前記遷移通路は、ほぼ一定の断面を有する請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の混合機。
【請求項４０】
前記遷移通路は、収束する形状を有する請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の混合機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、耐火ライニング、断熱材、コンクリート、セメント、及び同様の製品等の凝結性スラリーを塗布及び成形する施工システム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［発明の背景］
吹き付け技法によって耐火ライニングを炉壁に施工する従来の方法では、比較的大量の製品が標的領域と接触してそこからリバウンドする。このリバウンドした耐火材料またはスラリーは、吹き付けたばかりの部分や炉床に堆積する可能性がある。このリバウンドは、炉面に実際に吹き付けられた実効または有効製品の最大１０％〜１５％を占める可能性がある。この１０％〜１５％は比較的大量の無駄を表し、この犠牲分は貴重であり、したがって望ましくない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、ガン手段と、スプレーノズルと、ガン手段をスプレーノズルに接続する導管とを備え、ガン手段は、導管に沿ってスプレーノズルに向けて乾燥微粒子を移動させるポンプ手段を含み、ガン手段とスプレーノズルとの間には、乾燥微粒子を受け取り且つ乾燥微粒子をこの乾燥微粒子が受ける圧力よりも高い圧力下の液体と混合させて液体と乾燥微粒子との混合物を形成する混合機が配置され、混合物が標的に向けて吐出するためにスプレーノズルに供給されることを特徴とするスラリー吹き付けまたは施工システムを提供する。
【０００４】
混合機は、乾燥微粒子の流れ方向に広がる末広通路を有する膨張室を含むことができる。
【０００５】
混合機は、末広通路の下流にほぼ一定の断面積を有する、または収束（先細り）形状の遷移通路を含むことができる。
【０００６】
末広通路または遷移通路の少なくとも一方、または末広通路と遷移通路との間の位置に、液体入口を含んでもよい。
【０００７】
液体入口は、液体をこの液体入口から混合機内の乾燥微粒子の流れ方向に対して或る角度で発射させる液体入口ノズルを含むことができる。液体入口ノズルは、流れ方向から４０°〜８０°の角度とすることができる。
【０００８】
液体入口ノズルは、その長手方向中心軸が混合機の長手方向中心軸と交わるように位置合わせされてもよい。あるいは、液体入口ノズルは、その長手方向中心軸が混合機の長手方向中心軸に対して斜めになるように位置合わせされる。
【０００９】
混合機は、遷移通路の下流に収束通路を含むことができる。
【００１０】
末広通路への入口の断面積が、ガン手段から混合機に乾燥微粒子を送る導管の端の断面積よりも大きいことが好ましい。
【００１１】
末広通路への入口は、末広通路に乾燥微粒子を送る導管の内径よりも５％〜２００％大きな直径を有することができる。導管は、約３８ｍｍの内径を有し、末広通路の入口の直径は、４０〜６０ｍｍ、場合によっては最大８０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００１２】
好ましくは、末広通路の端における内径は、約５５ｍｍ〜８０ｍｍである。さらに、末広通路に乾燥微粒子を送る３８ｍｍ内径導管に対して、末広通路の入口が５０ｍｍであり末広通路の端が６５ｍｍまで拡大することが好ましい。
【００１３】
末広通路は、１５０ｍｍ〜９００ｍｍの長さを有することができる。
【００１４】
遷移通路は、末広通路の出口端と同じ断面積または内径を有することができる。遷移通路は、１００ｍｍ〜３００ｍｍの距離にわたって延びることが好ましい。
【００１５】
収束通路は、ほぼ一定の断面の出口通路で終わることができる。出口は、この出口に接続される導管の通路の断面積とほぼ等しい断面積を有することができる。出口は、この出口に接続される導管の内径とほぼ等しい内径を有することができる。
【００１６】
収束通路は、最大直径が約６０ｍｍ〜８０ｍｍであり、その出口直径で３８ｍｍまでテーパ状になることができる。テーパの長さは、３５０ｍｍ〜１５００ｍｍとすることができる。テーパすなわち先細りの長さは、約６００ｍｍ〜８００ｍｍ、最も好ましくは約７２０ｍｍとすることができる。
【００１７】
末広部分は、ほぼ一定の断面を有するとともに８０ｍｍ〜２００ｍｍ、より好ましくは１２０ｍｍ延び得る出口通路で終わることができる。
【００１８】
液体入口は給液リングであってもよいが、最も好ましくは、耐火物及び／またはコンクリートシステムのために、液体入口はノズルである。詳細に後述するように、好ましいノズルはＳｐｒａｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｐｔｙ Ｌｔｄ製のものである。
【００１９】
ガン手段、使用時のノズル、及び混合機が、互いに最大１メートル〜２メートルの高低差内にあるシステムに関して、混合機は、導管長さに沿ってノズルから９０メートルを超えない位置にあるものとする。混合機は、ガン手段から５ｍ〜１５ｍの範囲内に配置することができる。図１０には、予測される高さ及び導管長さの限度を示す概略図が示される。これらの限度は、詳細に後述する。
【００２０】
ガン手段は、乾燥微粒子に１００ｋｐａ〜６００ｋｐａの圧力を加えることが好ましい。
【００２１】
混合機への液体入口は、独自の供給源及び圧力源を有することができる。
【００２２】
圧力源は、液体入口に約１０００ｋＰａで液体を供給することができる。あるいは、圧力源は、液体入口の圧力と乾燥微粒子の圧力との間に約２００ｋＰａ〜９００ｋＰａの差圧を与えるのに十分な圧力を供給することができる。
【００２３】
液体入口ノズルは、約７０°〜１２０°の噴射角の範囲でジェット放出されるスプレー流で、０．３７８５リットル（０．１米ガロン）／分〜１．５１４リットル（０．４米ガロン）／分の流量で液体を推進させることが好ましい。
【００２４】
システムは、スプレーノズルから約１メートル〜２メートル戻った場所で測定した場合、約１００ｋＰａ〜２００ｋＰａの圧力を発生させることが好ましい。
【００２５】
システムは、スプレーノズルからの噴出または放出前に、スプレーノズルにおいてスラリーに液体を加える能力を含むことが好ましい。
【００２６】
本発明はまた、凝結性スラリーをプリフォームする混合機であって、凝結性スラリーになるようにプリフォームすべき乾燥微粒子が圧力下で送られてくるホースよりも大きな内部断面積を有する入口と、該入口から延びる末広通路及び該末広通路の下流に位置し且つほぼ一定の断面を有する遷移通路と、末広通路または遷移通路の一方に位置する液体入口とを備えることを特徴とする混合機を提供する。
【００２７】
混合機は、末広通路、遷移通路、及び収束通路をそれぞれ含むライナから形成されることができる。
【００２８】
末広通路の入口端は、この入口端を連結デバイスによってホースに接続させるフランジを有する。
【００２９】
混合機は、連結具による導管への接続を可能にするフランジを出口端に有する収束通路を含むことができる。
【００３０】
ライナは、高分子材料から製造されることができる。ライナは、ほぼ円筒形のジャケット内に取り付けられ、互いに連通して混合物を運ぶように圧縮されることができる。ライナは、ステンレス鋼、軟鋼、真鍮等の金属、またはウレタン、ナイロン等の高分子材料から製造されることができる。
【００３１】
混合機は、上記の段落００３２〜００３３に記載されているような混合機に帰属する上述の特徴の１つまたは複数を含むことができる。
【００３２】
次に、本発明の一実施形態を添付図面を参照して単なる例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１には、耐火ライナスラリーを炉壁または構成部品に吹き付けるための耐火物施工システム１０が示される。システム１０は、約２０個または２１個のポケットを有するＲＥＥＤ（登録商標）製のＬＯＶＡ（商標）ブランドのガン、または１６ポケット供給ホイールを有する同じくＲＥＥＤ（登録商標）製のＳＯＶＡ（商標）ブランドのガン等、ガンデバイス１２を含むが、他のロータリーガンも適している。
【００３４】
ガン１２は、スラリーを形成する乾燥微粒子材料が供給され得るガンホッパ１４を有している。以下の説明では、乾燥微粒子材料は、耐火ライニングとして用いられるものとするが、セメントまたは他の適当な材料等の他の乾燥微粒子を用いてもよいことは理解されるであろう。
【００３５】
乾燥微粒子材料は、ポンプシステム２２からの液体と混合されるプリフォームミキサ２０に送られるように、ガン１２によって供給導管１６に供給される。液体としては、水、界面活性剤またはコロイダルシリカ溶液を含むもの等の水溶液、またはスラリー用の凝結促進剤を含む溶液等を含むことができる。ポンプシステム２２は、製品プリフォームとも呼ばれる「スラリープリフォーム」を形成するように、圧力下で液体をプリフォームミキサ２０に送る。この段階で、製品プリフォーム内には液体よりも乾燥微粒子が多くなるため、製品プリフォームは本質的に「スラリー」と呼ぶことができない。
【００３６】
液体及び乾燥微粒子の混合物である製品プリフォームは、凝結プロセスを開始させる。しかしながら、ノズル１７から噴出されるべきスラリーの最終液体量は、ノズル１７において製品プリフォームに加えられる水または他の液体の量によって得られるかまたは決まる。
【００３７】
したがって、製品プリフォーム混合物は、混合機２０から出て、そこから第２の供給導管１８に沿って標準的な送出ノズル１７へと進む。ノズル１７において、湿式スラリーがシステム１０から圧送及び噴出されている場合、最終量の液体を加えてスラリーを形成するのに通常用いられ得る主上水道１９から水が加えられ（または、水または他の液体がポンプから加えられる）、ノズル１７から出るときにスラリーが完全に形成される。
【００３８】
図２〜図４には、図５にアセンブリとしても示されるプリフォームミキサ２０の構成部品が示される。プリフォームミキサ２０は、内部に膨張室を有するものとして概ね説明され得る入口部２０．１、内部に沈降室を有する中央遷移部２０．２、及び内部に圧縮室を有するものとして概ね説明され得る出口部２０．３から構成される。より詳細に後述するように、入口部２０．１は、ライナ２０．３１及び筐体２０．３０からできており、遷移部２０．２は、ライナ２０．３４及び筐体２０．３５からできており、出口部２０．３は、ライナ２０．３３及び筐体２０．３６からできている。
【００３９】
図２から分かるように、入口部２０．１の筐体２０．３０は、標準的なＲＥＥＤ（登録商標）ブランドのねじ付きホース端２０．４を有するため、ガンからプリフォームミキサ２０までの供給導管１６を構成する標準３８ｍｍ内径ホースを入口部２０．１に接続することができる。
【００４０】
入口部２０．１のライナ２０．３１は、膨張室を形成する末広通路２０．５を有することに留意されたい。通路２０．５は、内径５０ｍｍの入口２０．６から始まって、出口２０．７の最大直径６５ｍｍまでほぼ一定の割合で広がる、すなわちテーパ形状を有している。
【００４１】
内径５０ｍｍの入口２０．６が設けられるのは、直径３８ｍｍのホースから直径５０ｍｍの入口部２０．１へと断面積が拡大することによって、入口２０．６に入る乾燥微粒子の流れが減速することを確実にするためである。
【００４２】
入口部２０．１の下流端付近には、筐体２０．３０及びライナ２０．３１の両方を貫通する入口ノズル２０．８がある。ノズル２０．８は、筐体２０．３０に溶接または他の方法で接合されるハウジング内に取り付けられる。図５で分かるように、ノズル装着具、したがってノズル２０．８は、プリフォームミキサ２０の長手方向軸（またはミキサ２０内の流れ方向）に対して約７５°の角度を成す。ノズル２０．８は、末広通路２０．５を通過する乾燥微粒子流に液体（水等）を圧力下で噴射することができる。
【００４３】
筐体２０．３０の出口または下流端は、フランジ２０．９を含み、これにより、入口部２０．１を筐体２０．３５上の同様の形状のフランジ２０．１０によって遷移部２０．２に、クイックレリーズクランプシステム等を用いてボルト締めまたは接合することができる。
【００４４】
ライナ２０．３１の入口２０．６の内径は５０ｍｍであり、３８ｍｍホースに対して用いられるが、この内径２０．６は、約４０ｍｍ（ホースの３８ｍｍ直径の内部断面積よりも約５％大きい）〜約８０ｍｍの範囲に及ぶ大きさであってもよい。導管１６の直径３８ｍｍから入口の内径８０ｍｍへの拡大で示されるような断面積の拡大が、大幅な拡大であるように思われるとしても、このような大幅な拡大は二次流れとしての流れの減速にほとんど影響を及ぼすことはなく、直径を８０ｍｍからより小さな寸法に事実上縮小するサイクロン流が形成される。入口部２０．１の長さは約３５０ｍｍである。
【００４５】
図３から、遷移部２０．２のライナ２０．３４は、内部に延びる円筒形通路２０．１１を有することに留意されたい。通路２０．１１の断面はほぼ一定である。遷移部２０．２の長さは約１５０ｍｍである。
【００４６】
遷移部２０．２は、ボルトまたはクイックレリーズクランプ等の任意の手段によって出口部２０．３のボルト締めフランジ２０．１３への接続を可能にするボルト締めフランジ２０．１２で終わる。
【００４７】
通常、フランジ２０．１３と２０．１２との間、または２０．１０と２０．９との間には、環状ガスケットまたはＯリングシールが設けられる。しかしながら、ライナ２０．３１、２０．３４、及び２０．３３はウレタンまたは他の適当な高分子材料から製造されるため、フランジ２０．１３、２０．１２、２０．１０、及び２０．９がそれぞれ互いにボルト締めまたは締結されると、ライナの各端に加わる圧縮力が効果的なシールを形成して、ガスケットまたは他のシール材料の必要性がなくなる。しかしながら、ライナが金属製である場合には、このようなシール、ガスケット、またはシーリングコンパウンドが必要となるであろう。
【００４８】
出口部２０．３のライナ２０．３３は、図４に示すように、内径６５ｍｍの入口２０．１７から出口２０．１８の最小内径３８ｍｍまでテーパ形状の収束通路２０．１６によって形成される圧縮室を内部に有している。
【００４９】
ライナ２０．３３及び出口部２０．３は、出口部２０．３の終端へと進むほぼ一定の断面の出口通路２０．１９を有することに留意されたい。
【００５０】
出口部２０．３は、迅速継手システムを用いて図１の供給導管１８に接続するためのＲＥＥＤ（登録商標）ブランドの取り付けフランジ２０．２０で終わる。
【００５１】
ライナ２０．３１等のライナの厚さは、領域２０．３２で最大の約２０ｍｍから領域２０．３３でより薄い約１０〜１２ｍｍまで様々である。
【００５２】
外側の円筒形または管状の鋼筐体２０．３０、２０．３５、及び２０．３６は、ウレタン、ナイロン、または他の適当な高分子材料等の材料から製造され得るライナに強度を与えるのに役立つ。ライナは、真鍮製であってもよく、または鋼製であってもよく、または入口部２０．１、遷移部２０．２、及び出口部２０．３全体が単一の金属片から製造されてもよい。
【００５３】
出口部２０．３の一定の断面を有する出口通路２０．１９は、約１２０ｍｍ延びる。一方、通路２０．１６のテーパ特性は、テーパが約７２０ｍｍの距離にわたって続くようなものである。
【００５４】
通路２０．１６によって形成される圧縮室のテーパの長さとして７２０ｍｍの寸法が示されているが、施工される用途及びスラリーに応じて、この長さは３５０ｍｍ〜１５００ｍｍとすることができる。
【００５５】
同様に、通路２０．５によって形成される膨張室の長さは、約３５０ｍｍであるものとして示されているが、用途に応じて、これは２００〜６００ｍｍとすることができる。
【００５６】
噴射ノズル２０．８からの流体の流れと末広通路２０．５を通過する乾燥微粒子の流れとの相互作用は、末広通路２０．５の端付近及び通路２０．１１内に、ノズル２０．８からの液体と混合機２０内を押し進められる乾燥微粒子とを圧力下で混合させるのに役立つ渦またはサイクロンが形成されるようなものである。
【００５７】
さらに、乾燥微粒子がプリフォームミキサ２０を通過して水がノズル２０．８から噴射されると、微粒子が凝結し、続いて互いに付着してより大きな粒子になり、このような粒子は製品に小さな加湿球（moist spheres）を形成させると考えられる。これは、標的領域への製品の搬送に役立つとともに、プリフォームミキサ２０を用いない従来のシステムよりも長い圧縮保持時間（compressive dwell time）を加える。製品は、ライン１８に沿って進むにつれてペレット化及び滞留を続ける。これは、ノズル１７のオペレータがノズル１７への最終的な給水または水の追加に対して及ぼす制御力を低下させることなく、塵埃及びリバウンドを減らすのに役立つ。
【００５８】
図１で述べたノズル２０．８は、ポンプシステム２２から高圧の液体を受け取る。好ましくは、ノズル２０．８はオーストラリアのＳｐｒａｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｐｔｙ Ｌｔｄ製のタイプであり、様々な用途に適した３つのノズルを有している。以下のノズルは、以下の用途で有用であることが分かっている。
【００５９】
ＢＨ１／４ＶＶ−ＳＳ１１００３ノズル仕様：
・このノズルは、１．１３６リットル（０．３米ガロン）／分で約１１０°の噴射角及び２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）の作業圧力で動作する。このノズルは、ローセメントの標準高ガン材料（low cement, standard high, gun material）に適している。
・ノズルの他の用途としては、冷却及び焼入れ、製品洗浄、水冷、空気及びガス洗浄器、スクラバ、溶液洗浄器、防塵、防火が挙げられる。
・このノズルは、２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）（３バール）で０°〜１１０°の噴射角を有する、高衝撃ソリッド流またはフラット吹き付けパターンを特徴とする標準Ｖｅｅｊｅｔスプレーノズルである。これは、小〜中サイズの滴を均一に分布させる。これは、重なったパターンを有する複数のノズルが必要な場合に一様な吹き付け範囲を与える、特殊なテーパ状の吹き付けパターン縁を提供する。このノズルは、２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）で１ｇｐｍ（３バールで３．９リットル／分）未満の流量を特徴とする。
・ノズル入口接続：雄ＢＳＰＴ
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）での噴射角（°）：１１０
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）でのスプレーパターンタイプ（°）：テーパ状縁
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）での容量（ガロン／分）：０．３
・ノズルタイプＨ−ＶＶ入口接続（インチ）：１／４
・容量サイズ：０３
・材料：３０３ステンレス鋼
・材料コード：ＳＳ
・長さ（インチ）：２９／３２（２．３ｃｍ）
・六角部（インチ）：９／１６（１．４２ｃｍ）
・正味重量（オンス）：３／４（２１．２６ｇ）
・オプション一体型ストレーナ最低ＰＳＩ：５（３４，４８０Ｐａ）
・最高ＰＳＩ：５００（３，４４８，０００Ｐａ）
・付属品：スプリットアイレットコネクタ、圧力計、調整可能ボールフィッティング、圧力逃がし弁、ストレーナ、制御弁、逆止め弁、スイベルコネクタ
【００６０】
ＢＨ１／４ＶＶ−ＳＳ１１００１５ノズル仕様：
・０．５６７８ｌ（０．１５米ガロン）／分で約１１０°の噴射角及び２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）の作業圧力で動作し、従来のガン材料に適している。
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）での容量（ガロン／分）：０．１５
・容量サイズ：１５
・他の仕様は全て、段落００６０で述べたＢＨ１／４ＶＶ−ＳＳ１１００３と同じである。
【００６１】
ＢＨ１／４ＶＶ−ＳＳ８００３ノズル仕様：
・１．１３６ｌ（０．３米ガロン）／分で、且つ２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）の流量で測定して、ノズルから８０°の円錐角を有する。このノズルを通る流量は、炭化ケイ素及びさらに材料制御が必要な任意のガン混合物に適していた。
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）での噴射角（°）：８０
・２７５，８００Ｐａ（４０ｐｓｉ）での容量（ガロン／分）：３
・容量サイズ：０３
・他の仕様は全て段落００６０で述べたＢＨ１／４ＶＶ−ＳＳ１１００３と同じである。
【００６２】
これらのノズルの仕様は、上記の通りであるため、他の供給業者からノズルを供給または製造することができる。
【００６３】
上述のノズル２０．８は、筐体２０．３０を貫通して通路２０．５を通る中心線に向けられており、これにより十分なサイクロン渦混合が生じるようになるが、所望の場合、ノズル２０．８の軸方向及びその取り付け構成を通路２０．５の中心軸に対して斜めにして、より大きな渦運動またはサイクロン運動、したがってより良好な混合を行わせることができる。
【００６４】
図６は、図１に概ね示されたポンプシステム２２のより詳細な概略図であり、ポンプシステム２２は、容積形ポンプ２２．３である圧送ユニットに送られる液体を供給する支持フレーム（図示せず）に取り付けられ得るタンク２２．１を有する。タンク２２．１の底部には、導管２２．５によってポンプ２２．３の入口２２．６に接続される液体出口２２．４がある。
【００６５】
ポンプ２２．３は、スタンド２２．７の上にある。ポンプシステム２２の輸送を可能にするために、ドレイン弁２２．９に手動操作式の弁部材２２．１０が設けられることにより、タンクを所望に応じて空にすることができる。
【００６６】
ライン２２．５には液体フィルタ２２．１１も設けられるため、タンク２２．１からの液体をポンプ２２．３の入口２２．６に入る前に濾過することができる。
【００６７】
ポンプシステム２２は、出口ライン２２．２１上に圧力タンク２２．２０も含み、出口ライン２２．２１は、圧力スイッチ２２．２２、圧力計２２．２３、及びボール弁２２．３５も含む。ボール弁２２．３５は、水圧が圧力タンク２２．２０からポンプ２２．３に逆流することを防止する。圧力タンク２２．２０は、ポンプ２２．３がタンク２２．２０内の空気に対して圧力を発生させることを可能にする。これによってさらに、高い噴射圧力を得ることができる。圧力スイッチ２２．２２は、ポンプ２２．３がその最高圧力に達したことを感知するとポンプ２２．３への電力を止めるように調整されるが、これは、水流が放出弁において止められている場合にのみ可能である。圧力計２２．２３は、ポンプシステム２２内の圧力を示す。圧力下で図２及び図５のノズル２０．８に液体を送る出口ライン２２．２１には、空気ポペット弁２２．２４及び逆止め弁２２．２５も設けることができる。
【００６８】
空気ポペット弁２２．２４は、ガン１２と接続されるため、ガン１２のオペレータが圧力下で導管１６に乾燥微粒子を供給し始めると、空気ポペット弁２２．２４をガン１２に接続するライン２２．２５内の圧力上昇によってポペット弁が開くことで、このとき液体を導管２２．２１に沿ってプリフォームミキサ２０へ流し、そしてノズル２０．８から出すことができる。システム１０を用いる場合、ノズルのオペレータは、ガンのオペレータとの共同作業によってシステム内の流れを制御する。これは自動化することができるが、手動システムの方がよい結果を得ることができるはずであると予想される。
【００６９】
図７には、図２〜図５のミキサ２０の対応するユニットと同じである入口部２０．１、遷移部２０．２、及び出口部２０．３を有する、プリフォーム混合システム２２０が示されている。しかしながら、これらのユニットに加えて、混合システム２２０は、それぞれ長さが約１００ｍｍ及び８００ｍｍであるペレット化室２２０．１及び第２の圧縮室２２０．２も含んでいる。ペレット化室２０．２は、状況によっては、コンクリート等の混合し難い製品の完全な混合を確実に行うのに有用なものである。
【００７０】
図８には、ノズル２０．８及びそこからのスプレージェット範囲の広がりを示す、入口部２０．１の膨張室が示され、角度αは、ノズル２０．８からの８０°〜１００°のスプレーの角度を表す。
【００７１】
図９には、代替例としてノズル２０．８を内部に含み得る遷移部２０．２が示される。これは、効果的なものであるが、ノズル２０．８が膨張室の終端付近に取り付けられる場合ほど効果的ではないことが分かっている。膨張室の終端における乾燥微粒子の流量は、遷移部２０．２内の流量とほぼ同じであるため、乾燥微粒子が最も低速で進んでいるときに液体スプレーを噴射する機会が最初に得られるのは、膨張室の終端である。
【００７２】
ライナ２０．３３、２０．３１、及び２０．３４は、ウレタンまたは約９０個の窪みを有する（90 dent）材料かまたは任意の適当な材料できていてもよく、ゴム、ナイロン、他の合成材料も問題ないと予想され得るが、今回は試していない。
【００７３】
ポンプシステム２２は、約１０００ｋＰａで動作するが、供給ガン１２は、約１００ｋＰａの最低圧力（絶縁コンパウンド等の軽量乾燥微粒子の場合等）と約６００ｋＰａの最高圧力（重いまたは緻密質キャスタブル等）との間で動作することができる。図１のシステムの動作中、約１００ｋＰａ〜２００ｋＰａ、より好ましくは１２０ｋＰａ〜１６０ｋＰａの圧力が、ノズル１７への供給に用いられる導管１８内の、ノズル１７から約１メートルまたは２メートル戻った場所で測定される。ノズル２０．８から噴出された液体が供給ガン１２からの乾燥微粒子材料の流れに入ることを可能にするのは、これら２つのユニット間の圧力の差である。
【００７４】
図１０に示すように、供給ホースの直径３８ｍｍと、システムで用いられる混合機２０とに基づいて、上述のシステムの高さ及び距離にはある程度の制限がある。
【００７５】
以下の表は、予想される制限をまとめたものである。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
混合機２０からノズル１７までの最短距離が大抵の用途で２０メートル以上であることを確実にすることが望ましい。この距離は、製品プリフォームの滞留時間を最も望ましいものにすることができる。同様に、距離が９０メートルよりも長いと、滞留時間が長くなりすぎると考えられる。これらの寸法は、当然ながら、凝結促進剤または抑制剤が利用されるか否かによって決定される。
【００７８】
上記の説明及び混合機２０は、直径３８ｍｍの供給ホースに関して例示されているが、上述の寸法を有する混合機２０は、２０ｍｍ及び３２ｍｍの標準サイズホースにも適するであろう。しかしながら、５０ｍｍ、５５ｍｍ、または６５ｍｍの標準サイズホースまで大きくすると、概してより大きな寸法を有する混合機２０がその効果的な動作に必要となるであろう。
【００７９】
ガン１２は、施工される製品が製品を詰め固めるのに十分な力で標的領域に衝撃を与えることができるように、除湿空気を利用することが好ましい。１．６９９ｍ３（６００立方フィート）／分の圧縮機が、地面または地面のわずかに上での施工に適しているであろう。
【００８０】
動作中、プリフォームミキサ２０で混合が行われるため、吹き付けを１０〜１５分間よりも長く停止させるべきであり、このときプリフォームミキサ２０のライナ２０．３１、２０．３４、及び２０．３３を洗浄すべきである。供給ホース１８は、ノズル２０．８からプリフォームミキサ２０に水が噴射されすぎる場合に遮断され得ることに留意されたい。
【００８１】
吹き付けが行われる高さを変更しなければならない場合、ライナ２０．３１、２０．３４、及び２０．３３が洗浄されることが好ましい。これは、プリフォームミキサ２０が最初の高さで用いられるときに平衡状態となるからである。平衡状態は、プリフォームミキサ２０のうち渦電流及び微粒子の凝結が生じる部分において、吹き付けの開始時におけるライナ２０．３１、２０．３４、及び２０．３３にわたって閉塞していない通路と比較して、凝結したと考えられる製品によって通路の断面積が幾分小さくなるか、または通路が変わる状態である。吹き付けが行われる高さを変えるだけでは、すでに凝結している製品の上にさらなる凝結製品を蓄積させることにより、閉塞の危険が生じるであろう。一方で、プリフォームミキサのライナ２０．３１、２０．３４、及び２０．３３を最初に洗浄し、続いて高さを変えることにより、その高さで平衡状態が得られることが確実になる。
【００８２】
上記のシステムを利用する場合、ガン１２が可能な限り作業領域の近くにあることが最適である。ガン１２及びプリフォームミキサ２０は、供給ホース１６がこれら２つの間でできる限り直線状の接続を形成するように位置付けられることが好ましい。
【００８３】
上述のシステムで用いられる水は、可能な限り最上級のものである必要があり、清潔な飲料水が適した等級であろう。ホースは整然とした良好な状態であるとともに、最も磨耗したホースがガン２２の側で用いられて磨耗の最も少ないホースがノズル１７の側で用いられるように配置されるべきである。これにより、製品が同じかまたはわずかに高い速度で移動し続けるため、湿潤微粉がホースの内側に付着する可能性が減る。
【００８４】
ノズル１７は、孔無し給水リングシステム（holeless water ring system）等の給水体（water body）を有することができる。標準孔の給水リングを用いることもできるが、孔の数及びサイズにばらつきがあるため、最適な噴射速度を達成して維持することが困難になる。
【００８５】
給水リングシステムの一例として、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ社は、ＨＹＤＲＯ−ＭＩＸノズルと呼ばれる標準的な給水体及び給水リング構成を生産しており、これは緻密質キャスタブル用であり、図１２に示される。図１２には、給水リング１７．２１を内部に有する給水体１７．２を介してノズルアセンブリ１７に接続されるホース１８の末端が示されている。給水リング１７．２１は、給水体１７．２を通過する材料中に水を噴出する８個の１．５８７５ｍｍ（１／１６インチ）孔を有する。給水体１７．２は、ゴム座金１８を介してホース１８に接続され、同様にゴム座金１７．３及びねじ込み継手を介して材料ホース１７．４に接続される。給水体１７．２は、ホース１９．１によって主上水道１９に接続される。材料ホース１７．４は、長さが約６５０ｍｍであり、同じくライナを有するＨａｍｍチップ１７．５または同じくライナを有するテーパ状チップ１７．６を受け入れるように雌ねじ端で終わる。
【００８６】
ノズル１７の別の代替例は、ダブルバブルノズルまたはスプレーヤとして当業界で知られているノズルアセンブリを用いることである。
【００８７】
図１３には、図１２のものと同様の別のＨＹＤＲＯ−ＭＩＸノズルが示されており、同じ部品には同じ符号を付してある。図１３のノズルアセンブリ１７は、断熱キャスタブル用に用いられ、１６個の１．８５７５ｍｍ（１／１６インチ）孔を有する給水リング１７．２１を有する。孔の数が多い理由は、断熱キャスタブルが緻密質キャスタブルまたは従来のキャスタブルよりも多くの水を必要とするからであり、これらの孔を通る水は、必要な水の量に基づいて最大限の速度で流れることが重要である。
【００８８】
図１３の１６個の孔を有する給水リング１７．２１の表面積は、緻密質キャスタブルに適切に浸透するのに十分な速度を与えないため、混合が不十分になる。８個の孔を有するリングで同じ蛇口開口の場合、全容積は同じであるが速度は著しく速いため、製品の浸透及び混合が改善される。先端技術のローセメント製品を吹き付ける場合に孔無し給水リングシステムの使用が推奨されるのは、こうした理由からである。孔無し給水リングシステムにより、ローセメント製品が必要とする少ない容積で水が噴射される表面積が小さくなると同時に、最大限の噴射速度が得られる。
【００８９】
図１４には、ライナ２０．１１１が示されており、これは、微粒耐火物で用いることができ、粗粒耐火物及び土木コンクリート製品により適しているライナ２０．３４よりも好ましい。ライナ２０．１１１は、図３の遷移部２０．２内で用いられるサイズに形成される。ライナ２０．１１１は、６５ｍｍの入口直径を有する入口２０．１１２を有している。入口２０．１１２は、直径４０ｍｍで長さ５０ｍｍの出口通路２０．１１４の始点２０．１１３まで、１００ｍｍかけて先細りになるテーパ状通路２０．１１６に通じている。出口通路２０．１１４は、円筒形であり、出口２０．１１５で終端する。出口２０．１１５が出口部２０．３に隣接して組み付けられると、４０ｍｍの直径から出口部２０．３の入口２０．１７の６５ｍｍの直径までの拡張路を提供することとなる。
【００９０】
ライナ２０．１１１は、いくつかの理由により有益であることが分かっており、第１の理由は、ライナ２０．３４と比較して必要であり得る洗浄量が減ることである。これは、使用時にライナ２０．３４では部分的に混合された微粒子の一部が凝結するためである。別の理由は、ライナ２０．１１１の広がる性質が、微粒耐火物で用いられる場合にさらなる圧縮保持を可能にすることである。
【００９１】
本明細書に開示及び定義された本発明は、本文で述べられるかまたは本文から明らかである個々の特徴の２つ以上の代替的な組み合わせの全てを包含することが理解されるであろう。これらの異なる組み合わせは全て、本発明の種々の代替的な態様を構成する。
【００９２】
上記は、本発明の実施形態を記載しており、本発明の範囲から逸脱せずに、当業者に自明の変更をこれらに加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】吹き付け法による耐火物の施工のための、本発明を具現する施工システムの構成部品の概略図である。
【図２】末広通路ライナ及び筐体を示す図である。
【図３】遷移通路ライナ及び筐体を示す図である。
【図４】収束通路ライナ及び筐体を示す図である。
【図５】混合機に組み付けられた図２〜図４の筐体を示す図である。
【図６】ポンプ流を示す概略図である。
【図７】付加的な構成部品を有する、図５の混合機と同様の混合機を示す図である。
【図８】内部にノズルを有する他の末広通路筐体を示す図である。
【図９】関連するノズルを有する図３の遷移通路筐体を示す図である。
【図１０】システムの高さ及び導管長さの限度を示す概略図である。
【図１１】段落００５５〜００５７に記載されているようなノズルの図である。
【図１２】図１のシステムで用いることができるノズルアセンブリを示す図である。
【図１３】図１のシステムで用いることができる他のノズルアセンブリを示す図である。
【図１４】図３のライナの代わりに用いることができる変更例の遷移ライナを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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