混合システム
【課題】吹付材料の如何を問わず、混和材の混合が均一に行われ、吹付材料圧送系統の脈動を防止でき、作業者の技量によることなく良好な仕上り面が得られ、仕上り面が短時間で固結する吹付材料の混合システム及び混合方法の提供。
【解決手段】吹付材料圧送系統Ｌｍと、エア供給系統Ｌａと、混和材供給系統Ｌｃと、吹付材料とエアと混和材との混合物を噴射する噴射ノズル１０と、吹付材料圧送系統Ｌｍとエア供給系統Ｌａとが合流するエア添加装置６と、吹付材料とエアとの混合流に混和材を添加する混和材添加装置７とを備え、エア添加装置６では、高圧エアがエア添加装置６の流路を螺旋状に旋回する旋回流を形成する様に構成されている。
【解決手段】吹付材料圧送系統Ｌｍと、エア供給系統Ｌａと、混和材供給系統Ｌｃと、吹付材料とエアと混和材との混合物を噴射する噴射ノズル１０と、吹付材料圧送系統Ｌｍとエア供給系統Ｌａとが合流するエア添加装置６と、吹付材料とエアとの混合流に混和材を添加する混和材添加装置７とを備え、エア添加装置６では、高圧エアがエア添加装置６の流路を螺旋状に旋回する旋回流を形成する様に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、法面に吹付材料を吹付ける吹付工法を実施するに際して、吹付材料と混和材とを均等に混合して、均質で安定した吹付材料を安全に法面に吹付ける技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
吹付材料を法面に吹付ける技術としては、モルタルガンから高圧エアにより当該吹付材料をホース内に圧送し、このホースの先端のノズルから法面に吹付ける技術が一般的である。ここで、係る従来技術では、圧送距離が長くなると、作業性及び品質面でこの方法が採用できない場合がある。
これに対して、コンクリートポンプによる圧送途中でエアを吹き込む「ポンプ併用式」の吹付工法が提案されている（特許文献１参照）。
この「ポンプ併用式」の吹付工法では、ポンプ圧送性の低下を避けるため、急結剤や団粒剤等の混和材は材料混合工程では添加せず、圧送途中のホース内又は先端のノズルで吹付材料に添加混合するのが一般的である。そして、混和材を吹付材料とは別系統でノズルまで圧送し、ノズルにて添加混合する技術が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、混和材を均質に混合させるためにはノズル部分が長大となり、さらに混和材用のホース重量が加算されるため、法面に材料を吹付ける際、ロープ等で法面にぶら下がっている作業者（ノズルマン）への負荷が大きくなり過ぎてしまうという問題を有している。
【０００３】
その他の従来技術として、図９に示す混合システムは、吹付材料Ｍを圧縮エアで搬送するマテリアルホースＨｍと、急結材を圧縮エアで搬送する急結材搬送ホースＨｃとを有している。そして、マテリアルホースＨｍの先端に吹付材噴射ノズルＮｍが設けられ、当該吹付材噴射ノズルＮｍに急結材搬送ホースＨｃが接続されている。
吹付工法の施工に際しては、急結材搬送ホースＨｃの先端に設けたノズルＮｃから噴射した急結材Ｃを、吹付材料噴射ノズルＮｍから噴射した吹付材料Ｍに混合している。そのため、ホースＨｍ内で吹付材料が硬化してしまう恐れがない。
しかし、図９で示す混合システムでは、急結材Ｃが吹付材料Mに均一に混合しないという問題を有している。
また、作業者が、併設した二つのホースＨｍ、Ｈｃを同時に抱えて移動することは困難である。
【０００４】
図１０で示す混合システムでは、ポンプで吹付材料Ｍを圧送するマテリアルホースＨｍの先端には先端ノズルＮｍが設けられている。そして、先端ノズルＮｍから長さＬだけ上流側（図１０では右側）の位置で管Ｙが合流しており、マテリアルホースＨｍ内の吹付材料Ｍと、Ｙ字管Ｙを介して供給された急結材Ｃとが混合している。
【０００５】
このシステムでは、Ｙ字管Ｙを定置させ、かつ先端ノズルＮｍからＹ字管Ｙまでの区間Ｌの長さを調整することにより、Ｙ字管Ｙから上流側（図１０では右側）の重量をノズルマンに作用させることなく、ノズルマンが作業することを可能にしている。
しかし、管ＹとホースＨｍとの合流点で吹付材料Ｍが急結材Ｃと混合するため、当該合流点〜ノズルＮｍの領域（ノズルＮｍの手前の領域）で、混合した材料が硬化する恐れがある。特に、管ＹとホースＨｍとの合流点で吹付材Ｍが硬化する恐れがある。
【０００６】
係る硬化が生じた場合、マテリアルホースＨｍ内を流れる吹付材料Ｍは硬化した箇所でホースＨｍを閉塞してしまう。そして、その様な閉塞が生じた場合には、ホースＨｍを切開しなければならない。
また、完全な閉塞に至る以前の段階で、マテリアルホースＨｍ内で、吹付材料のみが存在する領域が断続的に発生し、いわゆる「脈動」を生じ、この脈動によって吹付け面にムラが生じてしまう。さらに、この脈動は時としてホースを把持して作業を進める作業者に危険をもたらす場合もある。
【特許文献１】特開平９‐２９６４５３号公報
【特許文献２】特開平１１−２４７１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、吹付材料と添加剤とを均一に混合することが出来て、吹付材料圧送系統における脈動を防止することができ、導入コストが安価であり、作業者（いわゆる「ノズルマン」）が熟練工ではなくても安全に良好な仕上り面が得られる吹付材料の混合システム及び混合方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の混合システムは、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混合するシステムにおいて、吹付材料（Ｍ）を圧送する吹付材料圧送系統（Ｌｍ）と、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）と、吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）と混和材（Ｃ）との混合物を噴射する噴射ノズル（１０）と、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）とエア供給系統（Ｌａ）とが合流するエア添加装置（６）と、エア添加装置（６）の下流側（噴射ノズル１０側）に設けられ吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）との混合流に混和材（Ｃ）を添加する混和材添加装置（７）とを備え、エア添加装置（６）では、エア供給系統（Ｌａ）が吹付材料圧送系統（Ｌｍ）に対して傾斜しており、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成する様に構成されており、混和材添加装置（７）は流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材供給系統（Ｌｃ）が接続されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
ここで、混和材添加装置（７）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に混和材が噴射される様に構成されているのが好ましい（請求項２）。
そして、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に混和材を噴射する機構は混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）を構成する管壁に穿孔された貫通孔（７２）であるのが好ましい。
さらに、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に噴射された混和材が、カーテン状に噴射されるのが好ましい。
【００１０】
本発明の実施に際して、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されているのが好ましい（請求項３）。
【００１１】
そして本発明の混合方法は、上述した混合システム（請求項１の混合システム）を用いて、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混合する混合方法において、エア添加装置（６）で吹付材料圧送系統（Ｌｍ）を圧送される吹付材料（Ｍ）とエア供給系統（Ｌａ）を流れる高圧エア（Ａ）とを合流し、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エア（Ａ）の旋回流（６ａｆ）により吹付材料（Ｍ）を小片ずつ削ぎ取る工程（図３のＳ２）と、混和材添加装置（７）で混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）を流路（７ｆ）内に噴射する工程（図３のＳ３）と、高圧エア（Ａ）により削ぎ取られた吹付材料の小片（Ｍｐ）が、噴射された混和材（Ｃ）を通過する際に吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される工程（図３のＳ４）とを有していることを特徴としている（請求項４）。
ここで、混和材添加装置（７）で噴射される混和材（Ｃ）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に噴射されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述する構成を具備する本発明によれば、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成して、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）から圧送された吹付材料（Ｍ）を、下流側（噴射ノズル１０側）の半径方向外方から小片ずつ削ぎ取る。
そして、小片ずつ削ぎ取られた吹付材料（Ｍｐ）は、高圧エア（Ａ）で混和材添加装置（７）へエア搬送され、混和材添加装置（７）では、混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）が流路（７ｆ）内（例えば、流路と垂直な方向：請求項２）に噴射されているので、混和材（Ｃ）が噴射されている個所を吹付材料の小片（Ｍｐ）が通過することにより、通過した吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される。
【００１３】
混和材（Ｃ）が吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に塗布されることにより、吹付材料の小片（Ｍｐ）同士は接着しなくなり、小片同士が接着して大きな塊になってしまうことが防止される。そして、表面に混和材（Ｃ）が塗布された吹付材料の小片（Ｍｐ）は、多数の小片に分離した状態を維持して噴射ノズル（１０）までエア搬送され、噴射ノズル（１０）から噴射される。
そのため、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とが混合された個所から噴射ノズル（１０）に至る領域内で、吹付材料（Ｍ）が硬化してしまう恐れがない。そして、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とが混合された個所から噴射ノズル（１０）までの距離をどの様に設定しても、表面に混和材（Ｃ）が塗布された吹付材料の多数の小片（Ｍｐ）は、相互に分離した状態を維持して、流路内で大きな塊（Ｍｄ）とエア溜まりに分離してしまうことがない。
そのため、噴射ノズル（１０）を含む管系の脈動の発生を抑制できる。
【００１４】
さらに、混和材（Ｃ）が噴射されている個所を吹付材料の小片（Ｍｐ）が通過することにより、吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面全体に混和材（Ｃ）が塗布されるので、吹付材料（Ｍ）への混和材（Ｃ）の添加量が吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面積に対応して均一となる。そして、混和材（Ｃ）が吹付材料（Ｍ）へ均一に添加されることにより、混和材（Ｃ）の消費量が減少する。
【００１５】
それに加えて、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混和材添加装置（７）で混合した後は、噴射ノズル（１０）までの距離は任意に設定できるので、法面で作業している作業者（ノズルマン）が噴射ノズル（１０）を手で把持しても、混和材添加装置（７）の重量が負担にならず、作業者が吹付工法を実施するべき施工現場（例えば法面）を移動して、吹付材料（Ｍ）を吹付ける作業を容易に行なうことが出来る。
また、上述したように噴射ノズル（１０）を含む管系の脈動の発生を抑制できるので、当該脈動により作業者（ノズルマン）が噴射ノズル（１０）を手で把持するのが妨げられてしまうことが無く、吹付作業が容易になる。そのため、熟練工でなくても、高精度の仕上げを行なうことが出来る。
さらに本発明は、流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材添加装置（７）を設ければよいので、導入コストが極めて低くて済む。
【００１６】
ここで、本発明において、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に向けて混和材（Ｃ）が噴射されるためには、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内の圧力よりも、混和材供給系統（Ｌｃ）の圧力が大きい必要がある。
ここで、エア添加装置（６）で高圧エア（Ａ）を供給するに際して、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エアの旋回流（６ａｆ）は、吹付材料（Ｍ）と高圧エア（Ａ）とが流れる配管（６１）の内壁面（６１ｉ）と圧送されている吹付材料（Ｍ）の外表面（Ｍｓ）とにより包囲された断面円環形状の流路（６ａ）を流れる。そして、断面円環形状の該流路（６ａ）は高圧エアが噴射される領域から下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて断面積が大きくなり、高圧エアの速度及び圧力が減少する。
そのため、例えば高圧エアを供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されていたとしても、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に向けて、例えば流路（７ｆ）とは垂直な方向に混和材（Ｃ）を噴射することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１において、吹付材料（例えば、モルタル、緑化基盤材、土質材料等）と混和材（例えば急結材、急硬材、スランプキリング材、団粒材等）とを混合する混合システムは、全体が符号１００で示されている。係るシステム１００は、吹付材圧送ポンプ１、エアコンプレッサ２、混和材圧送ポンプ３を備えている。
【００１８】
それに加えて混合システム１００は、吹付材料圧送系統Ｌｍ、エア供給系統Ｌａ、混和材供給系統Ｌｃ、エア分配装置４、混和材とエアとを合流する合流管５、エア添加装置６、混和材添加装置７及び混合流体搬送ホースＬｘを備えており、エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘは１体に連結され、混合流体搬送ホースＬｘの先端には混合流体噴射ノズル１０が接続されている。
図１において、混和材添加装置７において、エア添加装置６から送られた吹付材料に混和材を噴霧混合し、混合流体搬送ホースＬｘに向かって、混和材を混合した吹付材料をエア圧送している。そして、混和材添加装置７は、合流管７３、テーパー管７４、アダプタ７５から構成されている。
ここで、エア添加装置６及び混和材添加装置７の合流管７３では、圧送された吹付材料に高圧エアを添加し、さらに混和材を添加するため、大径に構成されている。そして、混合流体搬送ホースＬｘは、エア混合流体の圧送性及び法面でのノズルマンの作業性を考慮し、小径に構成されている。そのため、混和材添加装置７では、テーパー管７４により大径の部分と小径の部分との径寸法の差異を調整し、さらにアダプタ７５を介して、混合流体搬送ホースＬｘと接続している。
【００１９】
吹付材料圧送系統Ｌｍは、吹付材料圧送ポンプ１の吐出口１ｏとエア添加装置６の吸入口６ｉとを接続している。
吹付材料圧送ポンプ１から吐出された吹付材料は、吹付材料圧送系統Ｌｍを経由してエア添加装置６に圧送される。
【００２０】
エア供給系統Ｌａは、ラインＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４、Ｌａ５、エア分配装置４、混和材とエアとの合流管５から構成されている。
エア分配装置４は、ラインＬａ１に接続している吸入口４ｉと、４つの排出口とを有している。４つの排出口の内、３つの排出口は、開閉弁Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３を介して、ラインＬａ２〜Ｌａ４が接続されている。残る１つの排出口はプラグＰで閉塞されている。
混和材とエアとの合流管５は、２つの流入口５１、５２と排出口５３を有している。流入口５１は開閉弁Ｖ５１を介してラインＬａ４と接続しており、流入口５２は開閉弁Ｖ５２を介して混和材供給系統Ｌｃ（後述）と接続している。
【００２１】
ラインＬａ１は、エアコンプレッサ２とエア分配装置４の吸入口４ｉを接続している。
ラインＬａ２は、エア分配装置４の吐出口における開閉弁Ｖ４１と、後述するエア添加装置６の空気流入部６２における一方の開閉弁Ｖ６２を接続している。
ラインＬａ３は、エア分配装置４の吐出口における開閉弁Ｖ４２と、エア添加装置６の空気流入部６２における他方の開閉弁Ｖ６２を接続している。
【００２２】
ラインＬａ４は、エア分配装置４の排出口における開閉弁Ｖ４３と、混和材とエアとの合流管５の流入口５１に介装された開閉弁Ｖ５１を接続している。
ラインＬａ５は、混和材とエアとの合流管５の排出口５３と、混和材添加装置７の混和材流入部７１に介装された開閉弁Ｖ７を接続している。
【００２３】
混和材供給系統Ｌｃは、混和材圧送ポンプ３の吐出口３ｏと、混和材とエアとの合流管５の流入口５２における開閉弁Ｖ５２を接続している。
混和材とエアとの合流管５では、コンプレッサ２からエア分配装置４を介して供給される高圧エアと、混和材圧送ポンプ３から供給される混和材とが合流する。そして、混和材はラインＬａ５内を高圧エアによって連行され、混和材添加装置７に供給される。
図１において、符号ＥＳは吹付け作業が実施される法面を示し、符号Ｎは吹付け作業を行なう作業者（ノズルマン）を示し、符号Ｒｏは作業者Ｎを法面で支えるための親綱（ロープ）を示している。
【００２４】
エア添加装置６および混和材添加装置７の詳細について、図２〜図５を参照して説明する。
図２は、図１におけるエア添加装置６から混合流体搬送ホースＬｘまでを示している。図２において、白抜きの矢印Ｍは吹付材料を、矢印Ａは供給される高圧エアを、矢印Ｃは混和材、より詳細には高圧エアで搬送される混和材を示している。
【００２５】
図３は、エア添加装置６及び混和材添加装置７を示している。
そして図４では、エア添加装置６において、吹付材料Ｍの先端部（図３、図４の右端部）が、空気流入部６２から噴射されるエアジェットＪａによって細かく削り取られる状態が詳細に示されている。
図３及び図４において、エア添加装置６は、吹付材料Ｍが圧送される大径部６１と、１対の空気流入部６２を備えている。また、１対の空気流入部６２の各々において、流入側（空気供給源側：矢印Ａが示されている側）端部には、開閉弁Ｖ６２が介装されている。
１対の空気流入部６２は、大径部６１に対して傾斜して配置されている。そして、空気流入部６２の先端は、大径部６１の中心軸には向かっていない。空気流入部６２の先端は、そこから噴射されるエアジェットＪａが、大径部６１の内壁面に沿って螺旋状を描いて流れる様に、大径部６１の中心軸に対してオフセットして配置されている。その結果、空気流入部６２の先端から噴射されるエアジェットＪａは、大径部６１の内壁面に沿って螺旋状を描いて流れる旋回流６ａｆとなる。
【００２６】
エア添加装置６において、塊となって大径部６１を直進する吹付材料Ｍの先端側（図３、図４では右端側）は、１対の空気流入部６２から噴射された高圧エアジェットＪａ及び／又は螺旋状に旋回する高圧エアの旋回流６ａｆによって、細片が削ぎ取られて概略テーパー状に変形する。
高圧エアジェットＪａにより削ぎ取られた吹付材料Ｍの細片Ｍｐ（細かく削ぎ取られた吹付材料）は、細片状となって分散して高圧エアジェットＪａに連行されて、混和材添加装置７に向かう。
図３及び図４において、符号Ｍｓは、高圧エアジェットＪａにより細片が削ぎ取られた吹付け材料Ｍにおいて、テーパー状に削ぎ落とされた部分を示している。
上述したように、エア添加装置６において、吹付材料Ｍの先端部（右端部）が、空気流入部６２から噴射されるエアジェットＪａによって細かく削り取られる状態は、図４で詳細に示されている。
【００２７】
ところで、図３、図４で示す様に削ぎ取られた吹付材料の細片Ｍｐは、そのままの状態でエア圧送すると、吹付材料の細片Ｍｐ同士が接着し易い傾向がある。したがって、混合流体搬送ホースＬｘ内を搬送されている間に（図６、図７参照）、図７で示すように、吹付材料の細片Ｍｐ同士が接着（接合）し、大きな塊Ｍｄとなって、混合流体搬送ホースＬｘ内の流路が、空気のみ存在する領域と、吹付材料の細片Ｍｐの塊Ｍｄのみが存在する領域とに、断続的に分離してしまう恐れがある（いわゆる「脈動」が発生した状態）。
【００２８】
エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘにおける流路の内部が、空気のみ存在する領域と、吹付材料の細片Ｍｐの塊Ｍｄのみが存在する領域とに断続的に分離することによって、流路の閉塞や「脈動」が発生することを防止するため、図示の実施形態では、高圧エアにより削ぎ取られて小片となって分散状態となった吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材のコーティングを形成することにより、互いに接着してしまうことを抑制している。
【００２９】
図８は、吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材のコーティングを形成する装置を模式的に示している。
図８において、吹付材料Ｍは圧送ポンプにより、噴射ノズル１０へと圧送される過程（図８において、左から右へ圧送される過程）で、空気流入管６２で添加された前記エアジェットＪａ及び／又は螺旋流６ａｆにより、細片ＭＰとなっている（細片ＭＰとなる様に削ぎ取られている）。そして、空気流入管６２の後方（図８の右方）には、混和材の噴霧カーテンＪｃ（図８では点線で示されている）が流路断面を覆う様に形成されている。
吹付材料の細片Ｍｐが噴霧カーテンＪｃを通過する際に、吹付材料の細片Ｍｐの表面全体に亘って混和材の被覆が形成される。吹付材料の細片Ｍｐの表面全体に混和材の被覆が形成されることにより、小片に分散した吹付材料Ｍｐ同士が接着することが抑制され、エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘにおける流路を閉塞してしまう様な大きな塊Ｍｄ（図７参照）が生じることが防止され、以って、いわゆる「脈動」の発生も防止される。
【００３０】
図１において、法面で作業するノズルマンの負担を軽減するため、エア添加装置６及び混和材混合装置７の重量が直接ノズルマンに負荷されない様に、例えば法面の小段や法尻にエア添加装置６及び混和材混合装置７を安定させた状態で設置し、ここから混合流体搬送ホースＬｘで混合流体噴射ノズル１０まで接続している。ここで、混合流体中の吹付材料の細片Ｍｐが大きな塊Ｍｄとなって流路を閉塞する恐れがあると、混合流体搬送ホースＬｘの長さを任意に設定することが出来なくなり、ノズルマンへの負荷を低減することが出来なくなる。
本発明では、分散状態となった吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材がコーティングされており、吹付材料の細片Ｍｐが互いに接着して大きな塊Ｍｄとなってしまうことを抑制しているので、当該大きな塊Ｍｄにより流路が閉塞されてしまうことがなくなり、混合流体搬送ホースＬｘの長さを任意に設定できる。
【００３１】
図５は、図８で模式的に示した混和材添加装置７の詳細を示している。図５では、吹付材料の多数の細片Ｍｐは、包括的に矢印Ｍｐで表現されている。
図５において、混和材添加装置７の流路７ｆの管壁には、流路７ｆに直交するように混和材流入部７１が取り付けられている。流路７ｆの管壁において、混和材流入部７１が取り付けられた領域の中心には貫通孔７２が穿孔され、貫通孔７２を介して混和材が流路７ｆ内に噴射される。
【００３２】
混和材流入部７１において、貫通孔７２とは反対側の端部には、開閉弁Ｖ７が介装されている。この開閉弁Ｖ７は、混合システム１００が停止している場合に閉鎖される。
なお、開閉弁Ｖ７に代えて図示しない流量調節弁を設け、吹付材料の特性により、混和材の吸入流量を調節可能にすることも可能である。
【００３３】
貫通孔７２から高圧エアと共に噴射される混和材Ｃは、流路７ｆ断面を覆うように、高圧ジェットのカーテンＪｃを形成する。そして、吹付材料の細片Ｍｐが高圧ジェットのカーテンＪｃを通過する際に、多数の吹付材料の細片Ｍｐの各々における表面全面に混和材Ｃが塗布され、混和材Ｃの被覆層が形成され、吹付材料の細片Ｍｐ同士の接着を抑制或いは防止する。
【００３４】
ここで、エア添加装置６の空気流入部６２から噴射された高圧エアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆによって細片となった吹付材料Ｍｐに、接着した大きな塊Ｍｄとなる前に混和材Ｃの被覆層を形成するに際して、空気流入部６２から混和材流入部７１の貫通孔７２までの距離は、２００ｃｍ以内に制限される。
ところで、混和材添加装置７の流路７ｆ内に向けて混和材Ｃ（カーテンＪｃ）を噴射するためには、混和材添加装置７の流路７ｆ内の圧力よりも、混和材供給系統Ｌｃの圧力が大きい必要があり、そのためには、圧力調整用の調整弁の設置、あるいは複数のエアコンプレッサが必要となる。
【００３５】
本発明では、エア添加装置６において、噴射されたエアジェットＪａはエア添加装置６の流路６ｆを螺旋状に旋回する旋回流６ａｆとなる。旋回流６ａｆは、吹付材料Ｍと高圧エアＡとが流れる配管６１の内壁面６１ｉと、吹付材料Ｍの外表面Ｍｓとにより包囲された断面円環形状の流路６ａを流れる。そして、断面円環形状の流路６ａは、エアジェットＪａが噴射された直後の領域では断面積が最も小さく、そこから下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて断面積が増加する。そのため、旋回流６ａｆの速度は下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて減速され、その圧力も下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて低下する。
【００３６】
ここで、本発明では、混和材Ｃを噴射する個所である混和材流入部７１の貫通孔７２は、エアジェットＪａが噴射された直後の領域（空気流入部６２）よりも下流側（噴射ノズル１０側）にあるので、空気流入部６２から混和材流入部７１の貫通孔７２までをしかるべき距離とすることにより、貫通孔７２で混和材を噴射できるように、旋回流６ａｆを構成する高圧エアの圧力を低下させることができる。この距離は、発明者が行った実験によると５０ｃｍ以上が必要である。
そして、上述の構成によれば、例えば高圧エアを供給するエア供給系統Ｌａと、混和材Ｃをエア搬送する混和材供給系統Ｌｃとが同一のエアコンプレッサ２から等量のエアを供給されていても、混和材添加装置７の流路７ｆ内に向けて（例えば流路７ｆとは垂直な方向に）混和材Ｃを噴射する個所では、旋回流６ａｆを構成する高圧エアの圧力は低下しているので、混和材Ｃ（カーテンＪｃ）を噴射することが可能となる。
【００３７】
図３において、図示の実施形態の混合システム１００を用いて、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料Ｍと混和材Ｃとを混合する混合方法は、大別して以下の３つの工程を有している。
（１） 吹付材料圧送系統Ｌｍから圧送される吹付材料Ｍと、エア供給系統Ｌａを流れる高圧エアＡとをエア添加装置６において合流し、エア添加装置６の流路６ｆ内に噴射される高圧エアＡのエアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより、圧送された吹付材料Ｍを、多数の細片Ｍｐに削ぎ取る工程（図３のステップＳ２）。
（２） 混和材供給系統Ｌｃから供給される混和材Ｃを、混和材添加装置７において、流路７ｆ内にエアカーテン状に噴射する工程（図３のＳ３）。
（３） エアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより削ぎ取られた吹付材料の小片Ｍｐが、エアカーテン状に噴射された混和材Ｃを通過する際に、吹付材料の小片Ｍｐの表面に混和材Ｃが塗布される工程（図３のステップＳ４）。
なお、図３において、ステップＳ１は吹付材料Ｍをエア添加装置６へ搬送する工程を示し、ステップＳ５は表面に混和材Ｃが塗布された吹付材料の小片Ｍｐが図示しないノズル１０側に搬送される工程を示している。
【００３８】
図示の実施形態に係る混合システム１００によれば、エア添加装置６において、吹付材料圧送系統Ｌｍから圧送された吹付材料Ｍから、高圧エアＡのエアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより、多数の小片或いは細片Ｍｐが削ぎ取られて下流側（噴射ノズル１０側）に連行される。
吹付材料の細片Ｍｐは、混和材添加装置７において、流路７ｆ内にカーテン状に噴射される混和材Ｃを通過する際に、表面全体に混和材Ｃが塗布される。
【００３９】
混和材Ｃが吹付材料の細片Ｍｐの表面に塗布されることにより、吹付材料の細片Ｍｐ同士は接着しなくなり、小片Ｍｐ同士が接着して大きな塊に成長することが防止できる。
そのため、吹付材料Ｍと混和材Ｃとが混合された個所から噴射ノズル１０までの距離をどの様に設定しても、吹付材料は適正にエア搬送され、噴射ノズル１０から噴射される。
【００４０】
そして、表面に混和材Ｃが塗布された吹付材料の小片Ｍｐは、相互に分離した状態を維持し、塊に成長することが防止されるので、エア添加装置６及び混和材添加装置７から噴射ノズル１０に至る流路内で滞留し、或いは、当該流路を閉塞してしまう様な大きな塊Ｍｄを形成することもなく、当該流路内で「脈動」を生じてしまうことがない。
すなわち、図示の実施形態では、吹付材料Ｍと混和材Ｃとが混合された個所から噴射ノズル１０に至る流路内で、吹付材料Ｍが硬化する恐れがなく、管系の脈動の発生を抑制できる。
【００４１】
さらに、混和材Ｃが噴射されている個所を吹付材料の小片Ｍｐが通過することにより、吹付材料の小片Ｍｐの表面全体に混和材Ｃが均一に塗布されるので、吹付材料Ｍへの混和材Ｃの添加量も一定となり、必要以上の混和材が吹付材料Ｍ（Ｍｐ）に供給されてしまうことがなくなる。その結果、混和材Ｃの消費量が減少する。
【００４２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図２】図１における部分構成図。
【図３】実施形態で用いられるエア添加装置及び混和材添加装置を示す模式断面図。
【図４】図３におけるエア添加装置内での作動を詳細に説明する模式断面図。
【図５】実施形態で用いられる混和材添加装置を示す模式断面図。
【図６】実施形態で用いられるエア添加装置で吹付材料の細片が削り取られる状態を示す説明図。
【図７】図６で示す様に細片ずつ削ぎ取られた吹付材料同士が、従来技術において、再び接着し合う状態を示す説明図。
【図８】実施形態において、カーテン状の混和材を吹付材料の細片が通過し、その下流側では吹付材料同士が接着していない状態を示した説明図。
【図９】従来技術の吹付材料噴射装置周辺の構成を説明する部分側面図。
【図１０】図９とは異なる従来技術の吹付材料噴射装置周辺の構成を説明する部分側面図。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・吹付材料圧送ポンプ
２・・・高圧エア供給源／エアコンプレッサ
３・・・混和材圧送ポンプ
４・・・高圧エア分配装置
５・・・混和材とエアとの合流管（混合管）
６・・・エア添加装置
７・・・混和材添加装置
７２・・・貫通孔
７３・・・合流管
７４・・・テーパー管
７５・・・アダプタ
１０・・・ノズル
Ｌａ・・・エア供給系統
Ｌｃ・・・混和材供給系統
Ｌｍ・・・吹付材圧送系統
１００・・・混合システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、法面に吹付材料を吹付ける吹付工法を実施するに際して、吹付材料と混和材とを均等に混合して、均質で安定した吹付材料を安全に法面に吹付ける技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
吹付材料を法面に吹付ける技術としては、モルタルガンから高圧エアにより当該吹付材料をホース内に圧送し、このホースの先端のノズルから法面に吹付ける技術が一般的である。ここで、係る従来技術では、圧送距離が長くなると、作業性及び品質面でこの方法が採用できない場合がある。
これに対して、コンクリートポンプによる圧送途中でエアを吹き込む「ポンプ併用式」の吹付工法が提案されている（特許文献１参照）。
この「ポンプ併用式」の吹付工法では、ポンプ圧送性の低下を避けるため、急結剤や団粒剤等の混和材は材料混合工程では添加せず、圧送途中のホース内又は先端のノズルで吹付材料に添加混合するのが一般的である。そして、混和材を吹付材料とは別系統でノズルまで圧送し、ノズルにて添加混合する技術が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、混和材を均質に混合させるためにはノズル部分が長大となり、さらに混和材用のホース重量が加算されるため、法面に材料を吹付ける際、ロープ等で法面にぶら下がっている作業者（ノズルマン）への負荷が大きくなり過ぎてしまうという問題を有している。
【０００３】
その他の従来技術として、図９に示す混合システムは、吹付材料Ｍを圧縮エアで搬送するマテリアルホースＨｍと、急結材を圧縮エアで搬送する急結材搬送ホースＨｃとを有している。そして、マテリアルホースＨｍの先端に吹付材噴射ノズルＮｍが設けられ、当該吹付材噴射ノズルＮｍに急結材搬送ホースＨｃが接続されている。
吹付工法の施工に際しては、急結材搬送ホースＨｃの先端に設けたノズルＮｃから噴射した急結材Ｃを、吹付材料噴射ノズルＮｍから噴射した吹付材料Ｍに混合している。そのため、ホースＨｍ内で吹付材料が硬化してしまう恐れがない。
しかし、図９で示す混合システムでは、急結材Ｃが吹付材料Mに均一に混合しないという問題を有している。
また、作業者が、併設した二つのホースＨｍ、Ｈｃを同時に抱えて移動することは困難である。
【０００４】
図１０で示す混合システムでは、ポンプで吹付材料Ｍを圧送するマテリアルホースＨｍの先端には先端ノズルＮｍが設けられている。そして、先端ノズルＮｍから長さＬだけ上流側（図１０では右側）の位置で管Ｙが合流しており、マテリアルホースＨｍ内の吹付材料Ｍと、Ｙ字管Ｙを介して供給された急結材Ｃとが混合している。
【０００５】
このシステムでは、Ｙ字管Ｙを定置させ、かつ先端ノズルＮｍからＹ字管Ｙまでの区間Ｌの長さを調整することにより、Ｙ字管Ｙから上流側（図１０では右側）の重量をノズルマンに作用させることなく、ノズルマンが作業することを可能にしている。
しかし、管ＹとホースＨｍとの合流点で吹付材料Ｍが急結材Ｃと混合するため、当該合流点〜ノズルＮｍの領域（ノズルＮｍの手前の領域）で、混合した材料が硬化する恐れがある。特に、管ＹとホースＨｍとの合流点で吹付材Ｍが硬化する恐れがある。
【０００６】
係る硬化が生じた場合、マテリアルホースＨｍ内を流れる吹付材料Ｍは硬化した箇所でホースＨｍを閉塞してしまう。そして、その様な閉塞が生じた場合には、ホースＨｍを切開しなければならない。
また、完全な閉塞に至る以前の段階で、マテリアルホースＨｍ内で、吹付材料のみが存在する領域が断続的に発生し、いわゆる「脈動」を生じ、この脈動によって吹付け面にムラが生じてしまう。さらに、この脈動は時としてホースを把持して作業を進める作業者に危険をもたらす場合もある。
【特許文献１】特開平９‐２９６４５３号公報
【特許文献２】特開平１１−２４７１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、吹付材料と添加剤とを均一に混合することが出来て、吹付材料圧送系統における脈動を防止することができ、導入コストが安価であり、作業者（いわゆる「ノズルマン」）が熟練工ではなくても安全に良好な仕上り面が得られる吹付材料の混合システム及び混合方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の混合システムは、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混合するシステムにおいて、吹付材料（Ｍ）を圧送する吹付材料圧送系統（Ｌｍ）と、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）と、吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）と混和材（Ｃ）との混合物を噴射する噴射ノズル（１０）と、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）とエア供給系統（Ｌａ）とが合流するエア添加装置（６）と、エア添加装置（６）の下流側（噴射ノズル１０側）に設けられ吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）との混合流に混和材（Ｃ）を添加する混和材添加装置（７）とを備え、エア添加装置（６）では、エア供給系統（Ｌａ）が吹付材料圧送系統（Ｌｍ）に対して傾斜しており、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成する様に構成されており、混和材添加装置（７）は流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材供給系統（Ｌｃ）が接続されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
ここで、混和材添加装置（７）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に混和材が噴射される様に構成されているのが好ましい（請求項２）。
そして、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に混和材を噴射する機構は混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）を構成する管壁に穿孔された貫通孔（７２）であるのが好ましい。
さらに、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に噴射された混和材が、カーテン状に噴射されるのが好ましい。
【００１０】
本発明の実施に際して、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されているのが好ましい（請求項３）。
【００１１】
そして本発明の混合方法は、上述した混合システム（請求項１の混合システム）を用いて、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混合する混合方法において、エア添加装置（６）で吹付材料圧送系統（Ｌｍ）を圧送される吹付材料（Ｍ）とエア供給系統（Ｌａ）を流れる高圧エア（Ａ）とを合流し、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エア（Ａ）の旋回流（６ａｆ）により吹付材料（Ｍ）を小片ずつ削ぎ取る工程（図３のＳ２）と、混和材添加装置（７）で混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）を流路（７ｆ）内に噴射する工程（図３のＳ３）と、高圧エア（Ａ）により削ぎ取られた吹付材料の小片（Ｍｐ）が、噴射された混和材（Ｃ）を通過する際に吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される工程（図３のＳ４）とを有していることを特徴としている（請求項４）。
ここで、混和材添加装置（７）で噴射される混和材（Ｃ）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に噴射されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述する構成を具備する本発明によれば、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成して、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）から圧送された吹付材料（Ｍ）を、下流側（噴射ノズル１０側）の半径方向外方から小片ずつ削ぎ取る。
そして、小片ずつ削ぎ取られた吹付材料（Ｍｐ）は、高圧エア（Ａ）で混和材添加装置（７）へエア搬送され、混和材添加装置（７）では、混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）が流路（７ｆ）内（例えば、流路と垂直な方向：請求項２）に噴射されているので、混和材（Ｃ）が噴射されている個所を吹付材料の小片（Ｍｐ）が通過することにより、通過した吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される。
【００１３】
混和材（Ｃ）が吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に塗布されることにより、吹付材料の小片（Ｍｐ）同士は接着しなくなり、小片同士が接着して大きな塊になってしまうことが防止される。そして、表面に混和材（Ｃ）が塗布された吹付材料の小片（Ｍｐ）は、多数の小片に分離した状態を維持して噴射ノズル（１０）までエア搬送され、噴射ノズル（１０）から噴射される。
そのため、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とが混合された個所から噴射ノズル（１０）に至る領域内で、吹付材料（Ｍ）が硬化してしまう恐れがない。そして、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とが混合された個所から噴射ノズル（１０）までの距離をどの様に設定しても、表面に混和材（Ｃ）が塗布された吹付材料の多数の小片（Ｍｐ）は、相互に分離した状態を維持して、流路内で大きな塊（Ｍｄ）とエア溜まりに分離してしまうことがない。
そのため、噴射ノズル（１０）を含む管系の脈動の発生を抑制できる。
【００１４】
さらに、混和材（Ｃ）が噴射されている個所を吹付材料の小片（Ｍｐ）が通過することにより、吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面全体に混和材（Ｃ）が塗布されるので、吹付材料（Ｍ）への混和材（Ｃ）の添加量が吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面積に対応して均一となる。そして、混和材（Ｃ）が吹付材料（Ｍ）へ均一に添加されることにより、混和材（Ｃ）の消費量が減少する。
【００１５】
それに加えて、吹付材料（Ｍ）と混和材（Ｃ）とを混和材添加装置（７）で混合した後は、噴射ノズル（１０）までの距離は任意に設定できるので、法面で作業している作業者（ノズルマン）が噴射ノズル（１０）を手で把持しても、混和材添加装置（７）の重量が負担にならず、作業者が吹付工法を実施するべき施工現場（例えば法面）を移動して、吹付材料（Ｍ）を吹付ける作業を容易に行なうことが出来る。
また、上述したように噴射ノズル（１０）を含む管系の脈動の発生を抑制できるので、当該脈動により作業者（ノズルマン）が噴射ノズル（１０）を手で把持するのが妨げられてしまうことが無く、吹付作業が容易になる。そのため、熟練工でなくても、高精度の仕上げを行なうことが出来る。
さらに本発明は、流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材添加装置（７）を設ければよいので、導入コストが極めて低くて済む。
【００１６】
ここで、本発明において、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に向けて混和材（Ｃ）が噴射されるためには、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内の圧力よりも、混和材供給系統（Ｌｃ）の圧力が大きい必要がある。
ここで、エア添加装置（６）で高圧エア（Ａ）を供給するに際して、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エアの旋回流（６ａｆ）は、吹付材料（Ｍ）と高圧エア（Ａ）とが流れる配管（６１）の内壁面（６１ｉ）と圧送されている吹付材料（Ｍ）の外表面（Ｍｓ）とにより包囲された断面円環形状の流路（６ａ）を流れる。そして、断面円環形状の該流路（６ａ）は高圧エアが噴射される領域から下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて断面積が大きくなり、高圧エアの速度及び圧力が減少する。
そのため、例えば高圧エアを供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されていたとしても、混和材添加装置（７）の流路（７ｆ）内に向けて、例えば流路（７ｆ）とは垂直な方向に混和材（Ｃ）を噴射することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１において、吹付材料（例えば、モルタル、緑化基盤材、土質材料等）と混和材（例えば急結材、急硬材、スランプキリング材、団粒材等）とを混合する混合システムは、全体が符号１００で示されている。係るシステム１００は、吹付材圧送ポンプ１、エアコンプレッサ２、混和材圧送ポンプ３を備えている。
【００１８】
それに加えて混合システム１００は、吹付材料圧送系統Ｌｍ、エア供給系統Ｌａ、混和材供給系統Ｌｃ、エア分配装置４、混和材とエアとを合流する合流管５、エア添加装置６、混和材添加装置７及び混合流体搬送ホースＬｘを備えており、エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘは１体に連結され、混合流体搬送ホースＬｘの先端には混合流体噴射ノズル１０が接続されている。
図１において、混和材添加装置７において、エア添加装置６から送られた吹付材料に混和材を噴霧混合し、混合流体搬送ホースＬｘに向かって、混和材を混合した吹付材料をエア圧送している。そして、混和材添加装置７は、合流管７３、テーパー管７４、アダプタ７５から構成されている。
ここで、エア添加装置６及び混和材添加装置７の合流管７３では、圧送された吹付材料に高圧エアを添加し、さらに混和材を添加するため、大径に構成されている。そして、混合流体搬送ホースＬｘは、エア混合流体の圧送性及び法面でのノズルマンの作業性を考慮し、小径に構成されている。そのため、混和材添加装置７では、テーパー管７４により大径の部分と小径の部分との径寸法の差異を調整し、さらにアダプタ７５を介して、混合流体搬送ホースＬｘと接続している。
【００１９】
吹付材料圧送系統Ｌｍは、吹付材料圧送ポンプ１の吐出口１ｏとエア添加装置６の吸入口６ｉとを接続している。
吹付材料圧送ポンプ１から吐出された吹付材料は、吹付材料圧送系統Ｌｍを経由してエア添加装置６に圧送される。
【００２０】
エア供給系統Ｌａは、ラインＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４、Ｌａ５、エア分配装置４、混和材とエアとの合流管５から構成されている。
エア分配装置４は、ラインＬａ１に接続している吸入口４ｉと、４つの排出口とを有している。４つの排出口の内、３つの排出口は、開閉弁Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３を介して、ラインＬａ２〜Ｌａ４が接続されている。残る１つの排出口はプラグＰで閉塞されている。
混和材とエアとの合流管５は、２つの流入口５１、５２と排出口５３を有している。流入口５１は開閉弁Ｖ５１を介してラインＬａ４と接続しており、流入口５２は開閉弁Ｖ５２を介して混和材供給系統Ｌｃ（後述）と接続している。
【００２１】
ラインＬａ１は、エアコンプレッサ２とエア分配装置４の吸入口４ｉを接続している。
ラインＬａ２は、エア分配装置４の吐出口における開閉弁Ｖ４１と、後述するエア添加装置６の空気流入部６２における一方の開閉弁Ｖ６２を接続している。
ラインＬａ３は、エア分配装置４の吐出口における開閉弁Ｖ４２と、エア添加装置６の空気流入部６２における他方の開閉弁Ｖ６２を接続している。
【００２２】
ラインＬａ４は、エア分配装置４の排出口における開閉弁Ｖ４３と、混和材とエアとの合流管５の流入口５１に介装された開閉弁Ｖ５１を接続している。
ラインＬａ５は、混和材とエアとの合流管５の排出口５３と、混和材添加装置７の混和材流入部７１に介装された開閉弁Ｖ７を接続している。
【００２３】
混和材供給系統Ｌｃは、混和材圧送ポンプ３の吐出口３ｏと、混和材とエアとの合流管５の流入口５２における開閉弁Ｖ５２を接続している。
混和材とエアとの合流管５では、コンプレッサ２からエア分配装置４を介して供給される高圧エアと、混和材圧送ポンプ３から供給される混和材とが合流する。そして、混和材はラインＬａ５内を高圧エアによって連行され、混和材添加装置７に供給される。
図１において、符号ＥＳは吹付け作業が実施される法面を示し、符号Ｎは吹付け作業を行なう作業者（ノズルマン）を示し、符号Ｒｏは作業者Ｎを法面で支えるための親綱（ロープ）を示している。
【００２４】
エア添加装置６および混和材添加装置７の詳細について、図２〜図５を参照して説明する。
図２は、図１におけるエア添加装置６から混合流体搬送ホースＬｘまでを示している。図２において、白抜きの矢印Ｍは吹付材料を、矢印Ａは供給される高圧エアを、矢印Ｃは混和材、より詳細には高圧エアで搬送される混和材を示している。
【００２５】
図３は、エア添加装置６及び混和材添加装置７を示している。
そして図４では、エア添加装置６において、吹付材料Ｍの先端部（図３、図４の右端部）が、空気流入部６２から噴射されるエアジェットＪａによって細かく削り取られる状態が詳細に示されている。
図３及び図４において、エア添加装置６は、吹付材料Ｍが圧送される大径部６１と、１対の空気流入部６２を備えている。また、１対の空気流入部６２の各々において、流入側（空気供給源側：矢印Ａが示されている側）端部には、開閉弁Ｖ６２が介装されている。
１対の空気流入部６２は、大径部６１に対して傾斜して配置されている。そして、空気流入部６２の先端は、大径部６１の中心軸には向かっていない。空気流入部６２の先端は、そこから噴射されるエアジェットＪａが、大径部６１の内壁面に沿って螺旋状を描いて流れる様に、大径部６１の中心軸に対してオフセットして配置されている。その結果、空気流入部６２の先端から噴射されるエアジェットＪａは、大径部６１の内壁面に沿って螺旋状を描いて流れる旋回流６ａｆとなる。
【００２６】
エア添加装置６において、塊となって大径部６１を直進する吹付材料Ｍの先端側（図３、図４では右端側）は、１対の空気流入部６２から噴射された高圧エアジェットＪａ及び／又は螺旋状に旋回する高圧エアの旋回流６ａｆによって、細片が削ぎ取られて概略テーパー状に変形する。
高圧エアジェットＪａにより削ぎ取られた吹付材料Ｍの細片Ｍｐ（細かく削ぎ取られた吹付材料）は、細片状となって分散して高圧エアジェットＪａに連行されて、混和材添加装置７に向かう。
図３及び図４において、符号Ｍｓは、高圧エアジェットＪａにより細片が削ぎ取られた吹付け材料Ｍにおいて、テーパー状に削ぎ落とされた部分を示している。
上述したように、エア添加装置６において、吹付材料Ｍの先端部（右端部）が、空気流入部６２から噴射されるエアジェットＪａによって細かく削り取られる状態は、図４で詳細に示されている。
【００２７】
ところで、図３、図４で示す様に削ぎ取られた吹付材料の細片Ｍｐは、そのままの状態でエア圧送すると、吹付材料の細片Ｍｐ同士が接着し易い傾向がある。したがって、混合流体搬送ホースＬｘ内を搬送されている間に（図６、図７参照）、図７で示すように、吹付材料の細片Ｍｐ同士が接着（接合）し、大きな塊Ｍｄとなって、混合流体搬送ホースＬｘ内の流路が、空気のみ存在する領域と、吹付材料の細片Ｍｐの塊Ｍｄのみが存在する領域とに、断続的に分離してしまう恐れがある（いわゆる「脈動」が発生した状態）。
【００２８】
エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘにおける流路の内部が、空気のみ存在する領域と、吹付材料の細片Ｍｐの塊Ｍｄのみが存在する領域とに断続的に分離することによって、流路の閉塞や「脈動」が発生することを防止するため、図示の実施形態では、高圧エアにより削ぎ取られて小片となって分散状態となった吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材のコーティングを形成することにより、互いに接着してしまうことを抑制している。
【００２９】
図８は、吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材のコーティングを形成する装置を模式的に示している。
図８において、吹付材料Ｍは圧送ポンプにより、噴射ノズル１０へと圧送される過程（図８において、左から右へ圧送される過程）で、空気流入管６２で添加された前記エアジェットＪａ及び／又は螺旋流６ａｆにより、細片ＭＰとなっている（細片ＭＰとなる様に削ぎ取られている）。そして、空気流入管６２の後方（図８の右方）には、混和材の噴霧カーテンＪｃ（図８では点線で示されている）が流路断面を覆う様に形成されている。
吹付材料の細片Ｍｐが噴霧カーテンＪｃを通過する際に、吹付材料の細片Ｍｐの表面全体に亘って混和材の被覆が形成される。吹付材料の細片Ｍｐの表面全体に混和材の被覆が形成されることにより、小片に分散した吹付材料Ｍｐ同士が接着することが抑制され、エア添加装置６、混和材添加装置７、混合流体搬送ホースＬｘにおける流路を閉塞してしまう様な大きな塊Ｍｄ（図７参照）が生じることが防止され、以って、いわゆる「脈動」の発生も防止される。
【００３０】
図１において、法面で作業するノズルマンの負担を軽減するため、エア添加装置６及び混和材混合装置７の重量が直接ノズルマンに負荷されない様に、例えば法面の小段や法尻にエア添加装置６及び混和材混合装置７を安定させた状態で設置し、ここから混合流体搬送ホースＬｘで混合流体噴射ノズル１０まで接続している。ここで、混合流体中の吹付材料の細片Ｍｐが大きな塊Ｍｄとなって流路を閉塞する恐れがあると、混合流体搬送ホースＬｘの長さを任意に設定することが出来なくなり、ノズルマンへの負荷を低減することが出来なくなる。
本発明では、分散状態となった吹付材料の細片Ｍｐの表面に混和材がコーティングされており、吹付材料の細片Ｍｐが互いに接着して大きな塊Ｍｄとなってしまうことを抑制しているので、当該大きな塊Ｍｄにより流路が閉塞されてしまうことがなくなり、混合流体搬送ホースＬｘの長さを任意に設定できる。
【００３１】
図５は、図８で模式的に示した混和材添加装置７の詳細を示している。図５では、吹付材料の多数の細片Ｍｐは、包括的に矢印Ｍｐで表現されている。
図５において、混和材添加装置７の流路７ｆの管壁には、流路７ｆに直交するように混和材流入部７１が取り付けられている。流路７ｆの管壁において、混和材流入部７１が取り付けられた領域の中心には貫通孔７２が穿孔され、貫通孔７２を介して混和材が流路７ｆ内に噴射される。
【００３２】
混和材流入部７１において、貫通孔７２とは反対側の端部には、開閉弁Ｖ７が介装されている。この開閉弁Ｖ７は、混合システム１００が停止している場合に閉鎖される。
なお、開閉弁Ｖ７に代えて図示しない流量調節弁を設け、吹付材料の特性により、混和材の吸入流量を調節可能にすることも可能である。
【００３３】
貫通孔７２から高圧エアと共に噴射される混和材Ｃは、流路７ｆ断面を覆うように、高圧ジェットのカーテンＪｃを形成する。そして、吹付材料の細片Ｍｐが高圧ジェットのカーテンＪｃを通過する際に、多数の吹付材料の細片Ｍｐの各々における表面全面に混和材Ｃが塗布され、混和材Ｃの被覆層が形成され、吹付材料の細片Ｍｐ同士の接着を抑制或いは防止する。
【００３４】
ここで、エア添加装置６の空気流入部６２から噴射された高圧エアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆによって細片となった吹付材料Ｍｐに、接着した大きな塊Ｍｄとなる前に混和材Ｃの被覆層を形成するに際して、空気流入部６２から混和材流入部７１の貫通孔７２までの距離は、２００ｃｍ以内に制限される。
ところで、混和材添加装置７の流路７ｆ内に向けて混和材Ｃ（カーテンＪｃ）を噴射するためには、混和材添加装置７の流路７ｆ内の圧力よりも、混和材供給系統Ｌｃの圧力が大きい必要があり、そのためには、圧力調整用の調整弁の設置、あるいは複数のエアコンプレッサが必要となる。
【００３５】
本発明では、エア添加装置６において、噴射されたエアジェットＪａはエア添加装置６の流路６ｆを螺旋状に旋回する旋回流６ａｆとなる。旋回流６ａｆは、吹付材料Ｍと高圧エアＡとが流れる配管６１の内壁面６１ｉと、吹付材料Ｍの外表面Ｍｓとにより包囲された断面円環形状の流路６ａを流れる。そして、断面円環形状の流路６ａは、エアジェットＪａが噴射された直後の領域では断面積が最も小さく、そこから下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて断面積が増加する。そのため、旋回流６ａｆの速度は下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて減速され、その圧力も下流側（噴射ノズル１０側）に向かうに連れて低下する。
【００３６】
ここで、本発明では、混和材Ｃを噴射する個所である混和材流入部７１の貫通孔７２は、エアジェットＪａが噴射された直後の領域（空気流入部６２）よりも下流側（噴射ノズル１０側）にあるので、空気流入部６２から混和材流入部７１の貫通孔７２までをしかるべき距離とすることにより、貫通孔７２で混和材を噴射できるように、旋回流６ａｆを構成する高圧エアの圧力を低下させることができる。この距離は、発明者が行った実験によると５０ｃｍ以上が必要である。
そして、上述の構成によれば、例えば高圧エアを供給するエア供給系統Ｌａと、混和材Ｃをエア搬送する混和材供給系統Ｌｃとが同一のエアコンプレッサ２から等量のエアを供給されていても、混和材添加装置７の流路７ｆ内に向けて（例えば流路７ｆとは垂直な方向に）混和材Ｃを噴射する個所では、旋回流６ａｆを構成する高圧エアの圧力は低下しているので、混和材Ｃ（カーテンＪｃ）を噴射することが可能となる。
【００３７】
図３において、図示の実施形態の混合システム１００を用いて、例えば、吹付工法で用いられる吹付材料Ｍと混和材Ｃとを混合する混合方法は、大別して以下の３つの工程を有している。
（１） 吹付材料圧送系統Ｌｍから圧送される吹付材料Ｍと、エア供給系統Ｌａを流れる高圧エアＡとをエア添加装置６において合流し、エア添加装置６の流路６ｆ内に噴射される高圧エアＡのエアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより、圧送された吹付材料Ｍを、多数の細片Ｍｐに削ぎ取る工程（図３のステップＳ２）。
（２） 混和材供給系統Ｌｃから供給される混和材Ｃを、混和材添加装置７において、流路７ｆ内にエアカーテン状に噴射する工程（図３のＳ３）。
（３） エアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより削ぎ取られた吹付材料の小片Ｍｐが、エアカーテン状に噴射された混和材Ｃを通過する際に、吹付材料の小片Ｍｐの表面に混和材Ｃが塗布される工程（図３のステップＳ４）。
なお、図３において、ステップＳ１は吹付材料Ｍをエア添加装置６へ搬送する工程を示し、ステップＳ５は表面に混和材Ｃが塗布された吹付材料の小片Ｍｐが図示しないノズル１０側に搬送される工程を示している。
【００３８】
図示の実施形態に係る混合システム１００によれば、エア添加装置６において、吹付材料圧送系統Ｌｍから圧送された吹付材料Ｍから、高圧エアＡのエアジェットＪａ及び／又は旋回流６ａｆにより、多数の小片或いは細片Ｍｐが削ぎ取られて下流側（噴射ノズル１０側）に連行される。
吹付材料の細片Ｍｐは、混和材添加装置７において、流路７ｆ内にカーテン状に噴射される混和材Ｃを通過する際に、表面全体に混和材Ｃが塗布される。
【００３９】
混和材Ｃが吹付材料の細片Ｍｐの表面に塗布されることにより、吹付材料の細片Ｍｐ同士は接着しなくなり、小片Ｍｐ同士が接着して大きな塊に成長することが防止できる。
そのため、吹付材料Ｍと混和材Ｃとが混合された個所から噴射ノズル１０までの距離をどの様に設定しても、吹付材料は適正にエア搬送され、噴射ノズル１０から噴射される。
【００４０】
そして、表面に混和材Ｃが塗布された吹付材料の小片Ｍｐは、相互に分離した状態を維持し、塊に成長することが防止されるので、エア添加装置６及び混和材添加装置７から噴射ノズル１０に至る流路内で滞留し、或いは、当該流路を閉塞してしまう様な大きな塊Ｍｄを形成することもなく、当該流路内で「脈動」を生じてしまうことがない。
すなわち、図示の実施形態では、吹付材料Ｍと混和材Ｃとが混合された個所から噴射ノズル１０に至る流路内で、吹付材料Ｍが硬化する恐れがなく、管系の脈動の発生を抑制できる。
【００４１】
さらに、混和材Ｃが噴射されている個所を吹付材料の小片Ｍｐが通過することにより、吹付材料の小片Ｍｐの表面全体に混和材Ｃが均一に塗布されるので、吹付材料Ｍへの混和材Ｃの添加量も一定となり、必要以上の混和材が吹付材料Ｍ（Ｍｐ）に供給されてしまうことがなくなる。その結果、混和材Ｃの消費量が減少する。
【００４２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図２】図１における部分構成図。
【図３】実施形態で用いられるエア添加装置及び混和材添加装置を示す模式断面図。
【図４】図３におけるエア添加装置内での作動を詳細に説明する模式断面図。
【図５】実施形態で用いられる混和材添加装置を示す模式断面図。
【図６】実施形態で用いられるエア添加装置で吹付材料の細片が削り取られる状態を示す説明図。
【図７】図６で示す様に細片ずつ削ぎ取られた吹付材料同士が、従来技術において、再び接着し合う状態を示す説明図。
【図８】実施形態において、カーテン状の混和材を吹付材料の細片が通過し、その下流側では吹付材料同士が接着していない状態を示した説明図。
【図９】従来技術の吹付材料噴射装置周辺の構成を説明する部分側面図。
【図１０】図９とは異なる従来技術の吹付材料噴射装置周辺の構成を説明する部分側面図。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・吹付材料圧送ポンプ
２・・・高圧エア供給源／エアコンプレッサ
３・・・混和材圧送ポンプ
４・・・高圧エア分配装置
５・・・混和材とエアとの合流管（混合管）
６・・・エア添加装置
７・・・混和材添加装置
７２・・・貫通孔
７３・・・合流管
７４・・・テーパー管
７５・・・アダプタ
１０・・・ノズル
Ｌａ・・・エア供給系統
Ｌｃ・・・混和材供給系統
Ｌｍ・・・吹付材圧送系統
１００・・・混合システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹付材料（Ｍ）を圧送する吹付材料圧送系統（Ｌｍ）と、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）と、吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）と混和材（Ｃ）との混合物を噴射する噴射ノズル（１０）と、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）とエア供給系統（Ｌａ）とが合流するエア添加装置（６）と、エア添加装置（６）の下流側に設けられ吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）との混合流に混和材（Ｃ）を添加する混和材添加装置（７）とを備え、エア添加装置（６）では、エア供給系統（Ｌａ）が吹付材料圧送系統（Ｌｍ）に対して傾斜しており、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成する様に構成されており、混和材添加装置（７）は流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材供給系統（Ｌｃ）が接続されていることを特徴とする混合システム。
【請求項２】
混和材添加装置（７）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に混和材が噴射される様に構成されている請求項１の混合システム。
【請求項３】
本発明に実施に際して、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されている請求項１、２の何れかの混合システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項の混合システムを使用する混合方法において、エア添加装置（６）で吹付材料圧送系統（Ｌｍ）を圧送される吹付材料（Ｍ）とエア供給系統（Ｌａ）を流れる高圧エア（Ａ）とを合流し、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エア（Ａ）の旋回流（６ａｆ）により吹付材料（Ｍ）を小片ずつ削ぎ取る工程と、混和材添加装置（７）で混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）を流路（７ｆ）内に噴射する工程と、高圧エア（Ａ）により削ぎ取られた吹付材料の小片（Ｍｐ）が噴射された混和材（Ｃ）を通過する際に吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される工程とを有していることを特徴とする混合方法。
【請求項１】
吹付材料（Ｍ）を圧送する吹付材料圧送系統（Ｌｍ）と、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）と、吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）と混和材（Ｃ）との混合物を噴射する噴射ノズル（１０）と、吹付材料圧送系統（Ｌｍ）とエア供給系統（Ｌａ）とが合流するエア添加装置（６）と、エア添加装置（６）の下流側に設けられ吹付材料（Ｍ）とエア（Ａ）との混合流に混和材（Ｃ）を添加する混和材添加装置（７）とを備え、エア添加装置（６）では、エア供給系統（Ｌａ）が吹付材料圧送系統（Ｌｍ）に対して傾斜しており、高圧エア（Ａ）がエア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する旋回流（６ａｆ）を形成する様に構成されており、混和材添加装置（７）は流路（７ｆ）内に混和材が噴射される様に混和材供給系統（Ｌｃ）が接続されていることを特徴とする混合システム。
【請求項２】
混和材添加装置（７）は、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）と垂直な方向に混和材が噴射される様に構成されている請求項１の混合システム。
【請求項３】
本発明に実施に際して、高圧エア（Ａ）を供給するエア供給系統（Ｌａ）と、混和材（Ｃ）をエア搬送する混和材供給系統（Ｌｃ）とは同一の高圧エア供給源（２）に接続されている請求項１、２の何れかの混合システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項の混合システムを使用する混合方法において、エア添加装置（６）で吹付材料圧送系統（Ｌｍ）を圧送される吹付材料（Ｍ）とエア供給系統（Ｌａ）を流れる高圧エア（Ａ）とを合流し、エア添加装置（６）の流路（６ｆ）を螺旋状に旋回する高圧エア（Ａ）の旋回流（６ａｆ）により吹付材料（Ｍ）を小片ずつ削ぎ取る工程と、混和材添加装置（７）で混和材供給系統（Ｌｃ）から供給される混和材（Ｃ）を流路（７ｆ）内に噴射する工程と、高圧エア（Ａ）により削ぎ取られた吹付材料の小片（Ｍｐ）が噴射された混和材（Ｃ）を通過する際に吹付材料の小片（Ｍｐ）の表面に混和材（Ｃ）が塗布される工程とを有していることを特徴とする混合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７５８５５（Ｐ２０１０−７５８５５Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７６５３（Ｐ２００８−２４７６５３）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]