特許 6882877 溶射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6882877

(24)【登録日】2021年5月11日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】溶射装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 4/12 20160101AFI20210524BHJP

   B05B 7/20 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   C23C4/12

   B05B7/20

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-210983(P2016-210983)

(22)【出願日】2016年10月27日

(65)【公開番号】特開2018-70939(P2018-70939A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000170716

【氏名又は名称】黒崎播磨株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001601

【氏名又は名称】特許業務法人英和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本田 和寛

(72)【発明者】

【氏名】高橋 賢一

(72)【発明者】

【氏名】松尾 優太

(72)【発明者】

【氏名】荒牧 三四郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 利幸

(72)【発明者】

【氏名】古稲 明

(72)【発明者】

【氏名】佐坂 勲穂

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１０９４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１４９３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５７９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０００６２７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ４／００−６／００

(57)【特許請求の範囲】

【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搬送手段と、
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、
前記ホッパーの側面部に貫通孔を設けるとともに、当該貫通孔を閉塞する閉塞部材として、当該貫通孔の外側に前記ホッパーよりも柔軟性を有する部材を設け、
常時は、前記閉塞部材が前記貫通孔を閉塞した状態にあり、
前記ホッパー内の圧力が上昇したときは、前記ホッパーよりも柔軟性を有する部材が変形して前記貫通孔が開放されることを特徴とする溶射装置。

【請求項2】

前記搬送手段は、
加圧されたキャリアガスの流れにより前記ホッパーから前記原料粉体を吸入し、前記キャリアガスと前記原料粉体とを混合し前記混合物とするエジェクターであり、
前記噴射手段は、
前記エジェクターにより生成された前記混合物を噴射することを特徴とする請求項１に記載の溶射装置。

【請求項3】

前記ホッパー内を、投入口を含む上部領域と払出口を含む下部領域とに開閉可能に仕切る仕切機構を備え、
前記ホッパーの下部領域に前記貫通孔を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶射装置。

【請求項4】

前記貫通孔は前記ホッパーの周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の溶射装置。

【請求項5】

前記ホッパーは、前記投入口を有する上部ホッパーと、前記払出口を有する下部ホッパーとを備え、前記上部ホッパーの下端部分と前記下部ホッパーの上端部分とが重なる二重筒部分を有し、
前記仕切機構は前記二重筒部分より上方に設け、
前記貫通孔は前記二重筒部分に設けていることを特徴とする請求項３又は４に記載の溶射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、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（例えば、特許文献１）。

【0003】

かかる溶射装置においては、前述のとおり、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、原料粉体とキャリアガスとが流動している方向とは逆方向に移動し、原料粉体を貯蔵しているホッパー（貯蔵手段）に達する、いわゆる「逆火」が発生するという問題があった。逆火が発生すると、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（以下「原料粉体の吹き上げ現象」という。）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。その他にも、例えば特許文献１に記載の構成において、ホース部が折れ曲がったり、ホース部やランス部に原料粉体が詰まったりすると、ホッパー内部の圧力が異常上昇し、原料粉体の吹き上げ現象が発生する問題があった。

【0004】

前記特許文献１には、逆火が発生した場合に原料粉体がホッパー内で吹き上げないように、ホッパーからの原料粉体移送路に外気連通部を設けることが記載されている。また、特許文献２には、ホッパーの払出口を下方から閉塞可能な弁部材を上下動可能に設け、逆火が発生した場合は弁部材が上昇して払出口を閉塞することが記載されている。

【0005】

しかし、これら特許文献１、２のような手段を講じたとしても、原料粉体の吹き上げ現象の発生を完全になくすことはできなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−２３８９７７号公報

【特許文献2】登録実用新案第３１７１５３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、原料粉体の吹き上げ現象をなくすことが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】

【0008】

本発明の一観点によれば、以下の溶射装置が提供される。
「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搬送手段と、
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、
前記ホッパーの側面部に貫通孔を設けるとともに、当該貫通孔を閉塞する閉塞部材として、当該貫通孔の外側に前記ホッパーよりも柔軟性を有する部材を設け、
常時は、前記閉塞部材が前記貫通孔を閉塞した状態にあり、
前記ホッパー内の圧力が上昇したときは、前記ホッパーよりも柔軟性を有する部材が変形して前記貫通孔が開放されることを特徴とする溶射装置。」

【発明の効果】

【0009】

本発明の溶射装置では、ホッパーの内の圧力が上昇したとしても、その圧力は貫通孔から放出される。これにより、原料粉体の吹き上げ現象をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の溶射装置の一実施形態を示す要部の断面図である。

【図2】図１の溶射装置の内部構造（下部ホッパー部分）を示す要部の概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の溶射装置の一実施形態を示す要部の断面図である。

【0012】

図１に示す溶射装置は、原料粉体１０を貯蔵するホッパー２０と、搬送手段としてのエジェクター３０と、噴射手段４０とを備える。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。

【0013】

ホッパー２０は、上部ホッパー２１と下部ホッパー２２とを組み合せてなる。上部ホッパー２１はその上部に原料粉体１０を投入する投入口２１ａを有し、下部ホッパー２２はその下部に原料粉体１０を払い出す払出口２２ａを有する。上部ホッパー２１の投入口２１ａには当該投入口２１ａを開閉する蓋部材２３が設けられ、下部ホッパー２２の払出口２２ａには当該払出口２２ａを開閉する開閉弁２４が設けられている。そして、上部ホッパー２１の下端部分と下部ホッパー２２の上端部分とが重なるように組み合わせることでホッパー２０が構成されている。すなわち、上部ホッパー２１の下端部分と下部ホッパー２２の上端部分とが重なる部分は二重筒部分２５（二重筒構造）となっている。

【0014】

この二重筒部分２５の構成を具体的に説明すると、上部ホッパー２１の下部外周には全周にわたり鍔部２１ｂを形成している。また、上部ホッパー２１の側面からピン２１ｃを周方向に１８０度間隔で２つ設けている。さらに、下部ホッパー２２の上部外周には支持部２２ｂを周方向に１８０度間隔で２つ設けている。各支持部２２ｂにはかぎ状の支持溝２２ｃを形成している。そして、上部ホッパー２１の各ピン２１ｃを下部ホッパー２２の各支持溝２２ｃに挿入し、上部ホッパー２１を周方向に回転させることで、各ピン２１ｃが各支持溝２２ｃに嵌まり込み、上部ホッパー２１の下端部分と下部ホッパー２２の上端部分とが重なる二重筒部分２５が形成される。なお、前述と逆の操作により各ピン２１ｃを各支持溝２２ｃから取り外せば、ホッパー２０は上部ホッパー２１と下部ホッパー２２とに分割できる。

【0015】

この二重筒部分２５より上方の上部ホッパー２１内に、仕切機構として開閉ダンパー２６が設けられている。この開閉ダンパー２６は、ホッパー２０内を、投入口２１ａを含む上部領域と払出口２２ａを含む下部領域とに開閉可能に仕切る機能を有する。すなわち、開閉ダンパー２６を閉にするとホッパー２０内は前記上部領域と前記下部領域とに仕切られ、開閉ダンパー２６を開にすると前記上部領域と前記下部領域は連通する。

【0016】

また、二重筒部分２５は前記下部領域にあり、この二重筒部分２５に貫通孔２７が設けられている。この二重筒部分２５の貫通孔２７は上部ホッパー２１の下端部分及び下部ホッパー２２の上端部分にそれぞれ設けた貫通孔２７の組合せからなるが、上部ホッパー２１側の貫通孔２７と下部ホッパー２２側の貫通孔２７とは、二重筒部分２５を構成したときにホッパー２０の径方向に整合するように設けられている。また、貫通孔２７は、図２に表れているようにホッパー２０の周方向に等間隔で複数設けられている。そして、これらの貫通孔２７を閉塞する閉塞部材として、各貫通孔２７を外側から取り囲むように、柔軟性を有するバンド部材（ゴム製バンド）２８が設けられている。

【0017】

次にエジェクター３０以降の構成について説明すると、エジェクター３０は、加圧されたキャリアガス（酸素ガス）の流れによりホッパー２０の払出口２２ａ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。

【0018】

ここで、エジェクター３０の構成を詳細に説明すると、エジェクター３０は、ホッパー２０の払出口２２ａ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水平移送管５０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２２ａ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２２ａ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。

【0019】

以上の構成において、水平移送管５０やゴムホース６０に原料粉体が詰まったり、ゴムホース６０が折れ曲がったり、逆火が発生（以下、これらを逆火等と総称する）して、ホッパー２０内の圧力が上昇した場合、その圧力は下部領域（二重筒部分２５）に設けた貫通孔２７から放出される。すなわち、貫通孔２７は、常時は図１に示したようにゴム製バンド２８によって閉塞されているが、ホッパー２０内の圧力が上昇したときは、その圧力によりゴム製バンド２８が外側に向けて変形し開放され、その圧力は貫通孔２７から放出される。したがって、原料粉体の吹き上げ現象をなくすことができる。

【0020】

また、溶射施工中にホッパー２０に追加的に原料粉体を投入するときは、開閉ダンパー２６を閉にして、ホッパー２０内を、投入口２１ａを含む上部領域と払出口２２ａを含む下部領域とに仕切る。このようにホッパー２０内を上部領域と下部領域とに仕切ることで、溶射施工中に逆火等が発生したとしても原料粉体の吹き上げ現象は下部領域で食い止められ上部領域には及ばない。したがって、溶射施工中であってもホッパー２０への原料粉体の投入を安全に行うことができる。

【0021】

具体的に、従来においては、原料粉体の吹き上げ現象の発生を懸念して、ホッパーへの原料粉体の投入は溶射施工を中断してバッチ式で行っている場合があった。すなわち、溶射施工の開始前に原料粉体をホッパーへ投入し、その後、溶射施工を開始し、ホッパー内の原料粉体がなくなったら溶射施工を中断し、再び原料粉体をホッパーへ投入するというバッチ式の作業を行っている場合があった。ホッパーへの原料粉体の投入は、施工作業の効率化のため溶射施工中に連続的に行うことが好ましいが、万一、逆火等の発生によりホッパーで原料粉体の吹き上げ現象が発生すると、ホッパーへの原料粉体の投入を行う作業者が大きな危険にさらされる。しかし、本実施形態の構成とすることで、溶射施工中に逆火等が発生したとしても、開閉ダンパー２６を閉とすることで、原料粉体の吹き上げ現象は下部領域で食い止められ上部領域には及ばないため、溶射施工中であってもホッパー２０への原料粉体の投入を安全に行うことができる。

【0022】

また、逆火等によりホッパー２０の下部領域内の圧力が上昇した場合であっても、その圧力によりゴム製バンド２８が外側に向けて変形し開放され、その圧力は貫通孔２７から放出されるため、溶射施工中であってもホッパー２０への原料粉体の投入を安全に行うことができる。

【0023】

本実施形態において、ホッパー２０への原料粉体の投入が完了したら、蓋部材２３で投入口２１ａを閉じたうえで、開閉ダンパー２６を開にする。これにより、投入された原料粉体は上部領域から下部領域に自然落下し、さらに払出口２２ａからエジェクター３０に払い出されるので、溶射施工を問題なく継続することができる。

【0024】

なお、本実施形態においては仕切機構として開閉ダンパー２６を設ける構成としたが、開閉ダンパー２６を備えない構成としてもよい。しかし、上記のように溶射施工中であってもホッパー２０への原料粉体の投入を安全に行うことができる点から開閉ダンパー２６を設ける構成とするのが好ましい。

【0025】

また、本実施形態では、貫通孔２７及びゴム製バンド２８を設けた二重筒部分２５を上方から覆うように鍔部２１ｂが設けられているので、逆火等により貫通孔２７を介して放出された原料粉体や火炎が下側へ向かう。このため、原料粉体や火炎が直接作業者に接触するのを防止することができる。また、鍔部２１ｂを設けることで、二重筒部分２５に塵や埃などが溜まりにくく、ゴム製バンド２８の劣化も抑制することができる。

【0026】

また、本実施形態では、貫通孔２７を閉塞する閉塞部材としてゴム製バンド２８を設け、逆火等の発生による圧力の上昇によりゴム製バンド２８を変形させて貫通孔２７を開放するようにしたが、閉塞部材は、逆火等の発生により焼失あるいは破壊され消失する部材とすることもできる。このように消失する閉塞部材は、貫通孔２７を内側から個別に閉塞することもできる。なお、閉塞部材が逆火等により消失した場合は、消失した箇所に再度閉塞部材を設ける作業が必要となる。一方、柔軟性を有する部材を用いる場合は継続使用できるため、閉塞部材としては柔軟性を有する部材が好ましい。

【0027】

また、本実施形態では貫通孔２７を複数設けたが、本発明において貫通孔は１つでもよい。ただし、逆火等の発生による圧力を効率的に放出するには貫通孔は複数設けることが好ましい。

【0028】

また、貫通孔２７は、異常上昇したホッパー内の圧力を放出することを目的としているため、逆火等の発生による圧力を短時間で放出できる十分な面積であることが好ましい。

【0029】

また、本実施形態では、複数の貫通孔２７をゴム製バンド２８により閉塞する構成としたが、複数の貫通孔２７のそれぞれを個別に閉塞する構成としても良い。ただし、複数の貫通孔２７を効率的に閉塞するには、閉塞部材は、本実施形態のゴム製バンド２８のように、複数の貫通孔２７を外側から取り囲むように設けた柔軟性を有するバンド部材とすることが好ましい。

【0030】

また、本実施形態においてホッパー２０は上部ホッパー２１と下部ホッパー２２とに分割した分割型としたが、ホッパー２０は通常の一体型としてもよい。ただし、本実施形態のように分割型とすれば、ゴム製バンド２８（閉塞部材）の設置や交換を容易に行うことができるので、分割型が好ましい。

【0031】

また、本実施形態では、エジェクター３０を備える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ホッパー２０の下に原料粉体を切り出す手段（例えばテーブルフィーダ、スクリューフィーダ等）を備え、これにより原料粉体を切り出して、切り出された原料粉体をキャリアガスにより搬送する構成としてもよい。

【0032】

また、本実施形態では、噴出ノズル３２によりキャリアガスを噴出する構成としたがこれに限定されるものではない。例えば、噴出ノズル３２の他にも、払出口２２ａの下流側又はホッパー２０内にキャリアガスを噴出する機構を備える構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明の溶射装置は、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】

【0034】

１０ 原料粉体
２０ ホッパー
２１ 上部ホッパー
２１ａ 投入口
２１ｂ 鍔部
２１ｃ ピン
２２ 下部ホッパー
２２ａ 払出口
２２ｂ 支持部
２２ｃ 支持溝
２３ 蓋部材
２４ 開閉弁
２５ 二重筒部分
２６ 開閉ダンパー（仕切機構）
２７ 貫通孔
２８ ゴム製バンド（閉塞部材）
３０ エジェクター
３１ 容器部
３２ 噴出ノズル
４０ 噴射手段
５０ 水平移送管
６０ ゴムホース
７０ 垂直移送管

【図1】

【図2】