(57)【要約】【課題】溶融状態の硫黄の微粒子を凝固することなく空気圧により構造物表面に吹付可能とし、均一な厚みの固化体被膜を形成できるようにした。【解決手段】圧縮空気発生手段１と、圧縮空気を加熱する手段２と、溶融硫黄を溶融状態に保持しつつ所定温度に貯留する手段３と、硫黄を加熱圧縮空気の流路内に設けた混合部４に順次送り込むための定量吐出手段５と、前記混合部３の先端に設けた噴射ノズル７とを備え、ノズル７先端より噴射した溶融硫黄粒子をコンクリート構造物９表面に吹き付けることで、構造物表面に所定厚みの固化体被膜を形成するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融硫黄粒子をコンクリート構造物表面に吹き付けることで、構造物表面に所定厚みの固化体被膜を形成する硫黄吹付材の塗工装置であって、
圧縮空気発生手段と、
該圧縮空気発生手段により発生した圧縮空気を硫黄の融点以上に加熱する加熱手段と、
溶融した硫黄単体またはその混合物を溶融状態に保持しつつ貯留する貯留手段と、
該貯留手段に貯留した溶融硫黄またはその混合物を前記加熱圧縮空気の流路内に設けた混合部に送り込むための定量吐出手段と、
前記混合部先端に設けた噴射ノズルとを備えたことを特徴とする硫黄吹付材の塗工装置。
【請求項２】
前記貯留手段は、容器の内部に貯留槽本体を配置したものであって、前記容器内には、前記貯留槽本体の外周にオイルが充填されているとともに、前記オイル内に加熱手段が配置されてなり、前記加熱手段により前記オイルを介して前記貯留槽本体を加熱し、もって、当該貯留槽本体内の硫黄を溶融状態に保持しつつ貯留することを特徴とする請求項１に記載の硫黄吹付材の塗工装置。
【請求項３】
前記貯留手段は、ホッパ状をした貯留槽本体を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の硫黄吹付材の塗工装置。
【請求項４】
前記貯留手段は、その外周を断熱材及び加熱手段により全面を覆われていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の硫黄吹付材の塗工装置。
【請求項５】
前記定量吐出手段は、モータの回転駆動によりその回転数に応じた所定量の溶融硫黄を吐出することができるスクリュ式またはピストン往復式のものであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の硫黄吹付材の塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄を利用した防食方法に係り、特に溶融硫黄を吹付により目的とする施工面に塗工するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セメントコンクリートは長期耐久性を有する経済的な構造材料として多く用いられていたが、最近になって、下水道施設の構造物に比較的早い時期に腐食が見られ、その原因が下水道中の細菌の働きにより生成された硫酸によることがわかってきた。
【０００３】
これらの腐食を防止する対策として、特に下水道施設などの高腐食性環境下では、コンクリートによる防食層を形成する方法や、塗布型ライニング工法、シートライニング工法などにより、コンクリート構造物表面を保護する方法が実用化されている。
【０００４】
ところで、コンクリートによる防食層の形成方法では防食層となるコンクリートそのものが腐食するため、定期的な補修が必要である。加えて、必要な構造部材厚に加えて防食層の厚みが必要になるため、構造物厚みが不必要に厚くなる課題があった。
【０００５】
これに対し、塗布型ライニング法や、シートライニング法ではライニングされる材料そのものの防食性は確保される。しかし、使用されている材料は、コンクリートに対して線膨張率が大きく異なっていたり、付着力が低いなど、コンクリートに対するなじみが悪く、これらにより剥離などの問題があり、ピンホールや接合部などから腐食が進行する課題があった。
【０００６】
ところで、本発明者らは、硫黄、または硫黄にオレフィン系ポリマーを添加混合した改質硫黄単体、またはこれと無機系添加材との混合物の固化体が、遮水性、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、またコンクリートとのなじみが良好であり、コンクリート構造物表面にコーティングすることで、安価かつ強靱な防食性の固化体被膜を形成することを確認した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
具体的施工方法としては、硫黄をその融点以上に加熱すれば流動化し、冷却により固化体被膜を形成することができるので、例えば既存構造物に面して型枠を作り、その内部に溶融硫黄を流し込んで既存構造物に一体化することはできるが、作業がきわめて煩雑であり、手数及びコストがかかるものとなっていた。
【０００８】
これに対し、最も簡単な施工方法としては塗工方法が考えられる。しかし、塗工方法として溶融硫黄を柄杓などを用いて撒き出すなどの流下方法を採用した場合には、均一な厚みに施工することは難しく、しかも施工面が水平面ないしは傾斜面に限られてしまう。
【０００９】
また、空気圧を利用する吹き付け方法では、硫黄の融点あるいは凝固点が約１１０℃と比較的低いため、吹き付けられた溶融硫黄が直ちに再凝固してしまい、固化体被膜を施工面に形成することが困難となっていた。さらに、温度を１６０℃以上に上げた場合には硫黄そのものが変質してしまうため、凝固防止のために温度を高く保持するのにも限界があった。
【００１０】
本発明は、以上の技術課題を解決するものであり、その目的は、溶融状態の硫黄の微粒子を凝固することなく空気圧により構造物表面に吹付け可能とし、構造物表面に接触することによる温度低下により均一な厚みの固化体被膜を形成できるようにした硫黄吹付材の塗工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明装置は、溶融硫黄粒子をコンクリート構造物表面に吹き付けることで、構造物表面に所定厚みの固化体被膜を形成する硫黄吹付材の塗工装置であって、圧縮空気発生手段と、該圧縮空気発生手段により発生した圧縮空気を硫黄の融点以上に加熱する加熱手段と、溶融した硫黄単体またはその混合物を溶融状態に保持しつつ貯留する貯留手段と、該貯留手段に貯留した溶融硫黄またはその混合物を前記加熱圧縮空気の流路内に設けた混合部に送り込むための定量吐出手段と、前記混合部先端に設けた噴射ノズルとを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、前記貯留手段は、容器の内部に貯留槽本体を配置したものであって、前記容器内には、前記貯留槽本体の外周にオイルが充填されているとともに、前記オイル内に加熱手段が配置されてなり、前記加熱手段により前記オイルを介して前記貯留槽本体を加熱し、もって、当該貯留槽本体内の硫黄を溶融状態に保持しつつ貯留することを特徴とする。
【００１３】
前記貯留手段は、ホッパ状をした貯留槽本体を備えたることが好ましく、また、その外周を断熱材及び加熱手段により全面を覆われていることが好ましい。
【００１４】
また、前記定量吐出手段は、モータの回転駆動によりその回転数に応じた所定量の溶融硫黄を吐出することができるスクリュ式またはピストン往復式のものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
定量吐出された溶融硫黄は、混合部内で高温高圧の空気に接触することにより溶融状態に保たれたまま微粒子化してノズル先端から構造物表面に吹き付けられ、これと接触することで温度低下して再凝固し、固化体の被膜に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に係る吹付塗工装置を示す。図において、この塗工装置は、圧縮空気発生手段１と、圧縮空気の加熱手段２と、溶融した硫黄及び無機系添加材の混合物を溶融状態に貯留する貯留槽３と、貯留槽３の下部に設けられ前記加熱圧縮空気の流路内に設けた混合部４に合流する定量吐出ポンプ５と、混合部４の先端に耐熱性フレキシブルホース６を介して接続された吹付ノズル７とを備えている。
【００１７】
圧縮空気発生手段１は、具体的にはエアコンプレッサ８、及び蓄圧用のエアレシーバ９、流量調整弁１０、圧力計Ｐ、流量計ＦＬなどを備えたものである。
【００１８】
加熱手段２は、本実施の形態では、発生した圧縮空気の空気流路内に接続された耐圧かつ耐熱性パイプ１１の外周をバーナ１２等で加熱する方式であり、ここで硫黄の融点以上に加熱される。加熱後の空気流路の外周は断熱材及び電熱ヒータ１３（図中ハッチングで示す部分）で被覆された状態で前記混合部４に供給される。なお、加熱手段２としては、圧縮空気の空気流路内に加熱チャンバを設け、当該加熱チャンバ内にニクロム線などのヒータ線を配設することにより圧縮空気を加熱する方式とする等、任意の方式を採用することができる。また、符号１４は空気流路内に設けられた逃し弁、１５は同じく空気流路内に設けられ、前記吹付ノズル７の吹付操作用のトリガーバルブである。
【００１９】
貯留槽３は、外周を断熱材及び電熱ヒータ１３により全面を覆われた密閉円筒容器の内部にホッパ状をした貯留槽本体１６を配置したもので、その上部に設けた注入口より硫黄及び無機系添加材の混合物を注入するようになっているほか、貯留槽本体１６の外周には難燃性のオイルＯが充填されていて、オイルＯ内に配置される加熱用電熱ヒータ１７を加熱することによりオイルＯを介して貯留槽本体１６が加熱され、もって、貯留槽本体１６内の硫黄を、常時、溶融状態に加熱保温している。
【００２０】
また、前記定量吐出ポンプ５は、モータＭに連繋しこれの回転駆動によりモータＭの回転数に応じた所定量の溶融硫黄を吐出することができるスクリュ式のものが採用されている。なお、定量吐出ポンプ５は、スクリュ式のものに代えて、ピストン往復式のものとすることもできる。また、定量吐出ポンプ５の外周も断熱材及び電熱ヒータ１３で覆われている。
【００２１】
以上の加熱圧縮空気の流路内には、その上流から吹付ノズル７の先端までに、例えば２つの温度計Ｔ２，Ｔ３が設けられ、圧力計Ｐ１も配置されている。さらに、貯留槽３内には温度計Ｔ１が設けられており、これらの計測値は、前記圧縮空気発生手段１の計測値とともに制御部１８に入力される。なお、貯留槽本体１６内にも温度計Ｔ０が設けられ、本実施の形態では、温度計Ｔ０は管理者が目視により計測するものとなっている。
【００２２】
制御部１８では、これら計測値に応じて、コンプレッサ８の駆動制御、バーナ１２及びヒータ１３，１７の温度制御、モータＭの駆動制御を行い、最適混合比と流速及び最適温度で施工対象となるコンクリート構造物１９の表面に溶融硫黄粒子を吹き付けるように管理する。
【００２３】
すなわち、Ｔ１〜Ｔ３の温度が融点以上である１１０℃から変質温度を下回る１５５℃の範囲となるようにバーナ１２及びヒータ１３，１７の温度制御を行う。また、予め設定された吹付圧力と溶融硫黄の微粒化とが最適関係となるようコンプレッサ８及びモータＭの駆動制御を行う。
【００２４】
以上により、構造物１９の表面には硫黄微粒子が溶融状態のまま吹き付けられ、構造物表面に接触することで冷却固化し、所定厚みの固化体被膜を形成することになる。
【００２５】
なお、この吹付けに用いる硫黄は、純硫黄でもよいが、純硫黄にオレフィン系ポリマーを添加した改質硫黄の単体ないしはこれと無機質添加材の混合物が望ましく、このような材料を用いることで、固化体皮膜は遮水性、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、さらにはコンクリートに対する付着力も十分に高く、防食材被膜として十分に使用可能なものとなる。
【００２６】
また、施工対象となる構造物１９としては、既存あるいは新設のコンクリート構造物一般に適用できるが、好ましくは下水道関連施設、海洋構造物、廃棄物処分場、温泉関連施設などの特に腐食が著しい場所に構築されたコンクリート構造物の表面保護用として用いればよい。
【００２７】
図２は、前記貯留槽３の具体的構成例を示す。図において貯留槽３は台座２０上に固定されたもので、その内部に固定されたホッパ状の貯留槽本体１６の底部及び台座２０の中央を上下に貫通して外付け型の定量吐出ポンプ５を配置したもので、その下端をジョイント２１を介して前記混合部４に連通させている。
【００２８】
そして、台座２０の一側部には支持スタンド２２が立設され、これの上部には前記モータＭが固定されている。このモータＭは減速ギア付きであって、その回転駆動軸２３を貯留槽３及び本体１６の上部を貫通して前記ポンプ５に連結している。
【００２９】
前記ポンプ５はモノシリックポンプであり、一般には比較的高粘度の流体移送に用いられるもので、所定粘度の溶融硫黄を所定時間当たり一定量吐出するのに好適な構造となっている。
【００３０】
また、貯留槽３の内部には、本体１６の外周にオイルＯが充填されているとともに、本体１６の下部外周を囲うようにして前記オイルＯを加熱することで本体１６内の硫黄を間接的に加熱するための電熱ヒータ１７が配置されている。
【００３１】
さらに、前記混合部４はエルボタイプのもので、内部に垂直供給された溶融硫黄を矢印に示すごとく、水平方向に向けて移送させるためのもので、安定供給のために全体の管径を大きく取り、またこの混合部４に接続される加熱圧縮空気の接続管２４は吹付力を高めるために、管径を小さくしている。
【００３２】
図３は図２のポンプ外付け型貯留槽の変形例を示し、混合部４’は直管タイプであり、矢印に示すように垂直方向に移送するもので、これに接続管２５を斜めに接続しているほかは、図２のものと同様である。
【００３３】
図４はポンプ内付け型貯留槽を示すものである。図において、貯留槽本体１６の中央には内管２６が配置され、その下部に前記定量吐出ポンプ５を設け、貯留槽３の上部及び内管２６を貫通する回転駆動軸２３に連結している。また内管２６の上部外周には貯留槽本体１６及び貯留槽３の外周を貫通して外部に引き出された枝管２７が連結され、この枝管２７の先端に混合部４”を連結している。
【００３４】
この構成ではポンプ５の下部側から本体１６内の溶融硫黄を取入れ、内管２６及び枝管２７を通じて混合部４”に送り、これに斜めに接続した接続管２８を通じて加熱圧縮空気と合流させて噴射させものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る吹付装置の説明図である。
【図２】同ポンプ外付け型貯留槽の具体的構成例を示す断面図である
【図３】同変形例を示す断面図である。
【図４】同ポンプ内付け型貯留槽の具体的構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  圧縮空気発生手段
２  加熱手段
３  貯留手段（貯留槽）
４  混合部
５  定量吐出手段（ポンプ）
７  噴射ノズル
９  コンクリート構造物
【図１】
2005238176.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005238176.tif 000006