(57)【要約】【課題】走行風を利用して架装物の温度上昇を抑制すると共に、簡便で経済的に安価な装置を提供すること、また、従来の温度上昇抑制装置と併用可能な装置を提供する。【解決手段】運搬物を収納するためのアジテータドラム２等の架装物を備えたトラックアジテータ車１等の運搬車両において、該アジテータドラム２の走行方向側に、走行方向に対して軸線が垂直となるよう少なくとも１つの翼部５を設ける。翼部５は、走行時に発生する気流により翼端渦を発生させ、翼端渦により前記アジテータドラム２の温度上昇を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬物を収納するための架装物を備えた運搬車両において、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させる位置に少なくとも１つの翼部を設けたことを特徴とする運搬車両の温度上昇抑制装置。
【請求項２】
前記架装物の外表面に冷却水を散布する冷却水散布手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の運搬車両の温度上昇抑制装置。
【請求項３】
前記架装物に遮熱塗装を施したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運搬車両の温度上昇抑制装置。
【請求項４】
架装物の温度上昇を抑制する方法であって、少なくとも１つの翼部を設け、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させ、架装物の外表面の熱を奪い架装物の温度上昇を抑制することを特徴とする運搬車両の温度上昇抑制方法。
【請求項５】
架装物の温度上昇を抑制する方法であって、少なくとも１つの翼部と、架装物の外表面に冷却水を散布する冷却水散布手段とを設け、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させ、翼端渦により架装物の外表面の熱を奪い、及び冷却水を架装物に安定して散布し、架装物の温度上昇を抑制することを特徴とする運搬車両の温度上昇抑制方法。
【請求項６】
架装物の温度上昇を抑制する方法であって、架装物に遮熱塗装を施し、少なくとも１つの翼部と、架装物の外表面に冷却水を散布する冷却水散布手段とを設け、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させ、翼端渦により架装物の外表面の熱を奪い、及び冷却水を架装物に安定して散布し、架装物の温度上昇を抑制することを特徴とする運搬車両の温度上昇抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬物を収納する架装物を備えた運搬車両に関し、とくに走行風を利用して架装物の温度上昇を抑制する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運搬物を収納する架装物を備えた運搬車両として、タンクローリー車や、給水車、保冷車、冷凍車及びトラックアジテータ車等がある。例えば、トラックアジテータ車は、生コンクリート工場で製造された生コンクリートを、トラックアジテータ車に積載された架装物（アジテータドラム）内に収容した状態で現場に運搬している。特に生コンクリートは、夏場の温度上昇に伴って品質（強度）が低下するため、ＪＩＳ（日本工業規格）、土木学会、及び日本建築学会等によって、規定範囲内の品質で製造された生コンクリートを製造時の品質を保持した状態で現場へ納入することが定められている。具体的には、日平均気温が２５℃を超える時期に施工されるコンクリートは、暑中コンクリートの適用期間として対策を講じる必要があり、その対策として、生コンクリート温度を３５℃以下に保つこと、及び生コンクリート練りあがり後９０分以内に打設することが、ＪＩＳ、土木学会  コンクリート標準示方書、建築工事標準仕様書・同解説  ＪＡＳＳ５  鉄筋コンクリート工事により原則とされている。
【０００３】
材料の温度変化と生コンクリートの温度変化の相対関係は、一般的に、セメント±８℃、水±４℃、骨材±２℃の温度変化につき、生コンクリートの温度変化は±１℃であるといわれており、生コンクリートの練りあがり温度を１℃低下させるためには、多大なエネルギーが必要とされる。そこで、架装物自体の温度上昇を抑制することで架装物内の生コンクリートの温度上昇を抑制する装置を搭載したトラックアジテータ車が、特許文献１や特許文献２によって先に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７０６０２号公報
【特許文献２】特開２００３−９４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された装置では、アジテータドラム全体をカバーで覆い、そのカバーに含水することでアジテータドラムの温度上昇を抑制しているため、含水したカバーを取付けたままでは、アジテータドラムの表面が錆で浸食され、アジテータドラムが劣化するという問題があった。また、カバーの脱着を行うことで、アジテータドラムの劣化を防止することができるが、カバーの脱着には多大な労力を要するため、結果としてカバーを用いる際のアジテータドラムの保守は、コスト増を招くという問題があった。さらに近年では、地球温暖化の影響を受けて暑中の外気温が年々上昇する傾向にあり、想定外の温度に達するため、アジテータドラムを従来の手法で冷却するだけでは、不十分であった。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、走行風を利用して架装物の温度上昇を抑制すると共に、簡便で経済的に安価な装置を提供すること、また、従来の温度上昇抑制装置と併用可能な装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明の温度上昇抑制装置は、運搬物を収納するための架装物を備えた運搬車両において、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させる位置に少なくとも１つの翼部を設けたことを第一の特徴とする。また、前記架装物の外表面に冷却水を散布する冷却水散布手段が設けられたことを第二の特徴とし、前記架装物に遮熱塗装を施したことを第三の特徴とする。
【０００８】
そして、その方法は、運搬物を収納するための架装物を備えた運搬車両に少なくとも１つの翼部を設け、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させ、架装物の外表面の熱を奪い架装物の温度上昇を抑制することを第一の特徴とする。また、運搬物を収納するための架装物を備えた運搬車両に少なくとも１つの翼部と、架装物の外表面に冷却水を散布する冷却水散布手段とを設け、走行時に発生する気流により翼部の両端に翼端渦を発生させ、翼端渦により架装物の外表面の熱を奪い、及び冷却水を架装物に安定して散布し、架装物の温度上昇を抑制することを第二の特徴とする。さらに、架装物に遮熱塗装を施すことで、架装物の温度上昇をさらに抑制することを第三の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以下の優れた効果を有する。
（１）架装物の前方に設置された翼部により、走行風が一対の翼端渦を架装物に沿って発生し、発生した翼端渦が架装物外表面の熱を奪うため、架装物の温度上昇を抑制することができる。
（２）冷却水散布手段、冷却カバー及び遮熱塗装による従来の温度上昇抑制手法と併用することも可能であり、従来手法と併用することで温度上昇の抑制効果をさらに高めることができる。
（３）装置自体にメンテンナンス等を必要としないため、装置の維持管理に労力を要することがない。
（４）架装物の前方に翼部を設けるという簡素な構造であるため、既設の車両等に設けることが可能であり、低コストに温度上昇の抑制を実現できる。また、車両の種類を選ばないため、様々な車両に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る温度上昇抑制装置の第一の実施の形態を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】図１のアジテータドラムと翼部との位置関係を示す模式図である。
【図３】図１の翼部の拡大図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図４】図３の分解斜視図である。
【図５】翼型形状によって発生する一対の翼端渦の誘導速度の大きさを示す解析グラフである。
【図６】翼型形状によって発生する一対の翼端渦の速度ベクトル分布を示す解析グラフである。
【図７】本実施例におけるアジテータドラムの外表面の温度変化の時間推移を示すグラフである。
【図８】本発明に係る温度上昇抑制装置のモデル実験における遮熱塗装ドラムモデルの外表面の温度変化の時間推移を示すグラフである。
【図９】本発明に係る温度上昇抑制装置のモデル実験における遮熱塗装ドラムモデルの内表面の温度変化の時間推移を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る温度上昇抑制装置のモデル実験における遮熱塗装ドラムモデルの外表面、及び内表面の翼部の有無による温度変化の差の時間推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第一の実施の形態］
図１を参照して、本発明による温度上昇抑制装置の第一の実施の形態について説明する。第一の実施の形態では、架装物としてトラックアジテータ車のアジテータドラムを対象として、温度上昇抑制装置を設置する。図１は本発明の温度上昇抑制装置の第一の実施の形態を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【００１２】
図１及び図２を参照し、翼部５によりアジテータドラム２の温度上昇が抑制される仕組みについて説明する。図２は、アジテータドラム２と翼部５との位置関係を示す模式図である。翼部５は、アジテータドラム２の中心軸方向（車両の走行方向）に対して翼部５の長手方向軸線が直交となる位置に設けられており、走行風を受けることで、その端部に翼端渦（ｗｉｎｇ  ｔｉｐ  ｖｏｒｔｅｘ）を発生させる。発生した一対の翼端渦は、アジテータドラム２の外表面に沿って周囲の気流を整えながらアジテータドラム２の後端まで形成され、アジテータドラム２の外表面の熱を奪って温度上昇を抑制する。
【００１３】
次に、翼部５の構造について説明する。翼部５は、図３、図４に示すように、複数の翼片５１と、一対の翼片固定具５２と、一対の連結金具５３と、連結棒５４、５５と、固定シャフト５６とから構成されており、取付金具６を介して、図１に示す手摺り部４に取付けられる。翼片５１はアルミニウム製であり、断面視において一方の縁が丸く、他方の縁が尖っている翼型形状に形成されている。翼片５１の中央部分には、第１の連結棒５４が挿通する孔部５１ａが設けられており、翼片５１同士及び翼片固定具５２が連結され、一体構造とすることができる。翼片固定具５２は、厚さ５ｍｍのアルミニウム板を所定の形状に形成したもので、その形状は、翼型形状の一部に突出部５２ａを設けて形成される。この突出部５２ａには、図３に示す第２の連結棒５５が挿通する孔部５２ｂが設けられ、連結金具５３に連結することができる。また、翼片固定具５２の翼型形状の部分には、第１の連結棒５４が挿通する孔部５１ａが設けられており、翼片５１と、翼片固定具５２と、連結金具５３とを一体構造とすることができる。連結金具５３は、ステンレス製であり、図４に示すように、突出部５２ａを挟み込んで、翼片固定具５２と取付金具６とを取付シャフト５６を介して連結する。取付金具６は、アルミニウム製の連結具であり、取付シャフト５６と図１に示す手摺り部４とを連結するもので、これにより翼部５が安定して固定され、走行中に翼部５の端部に一対の翼端渦を発生することができる。
【００１４】
翼片５１の翼型形状は、温度上昇を抑制する効果の高い形状であることが好ましい。そのため、発生する翼端渦による気流の速度分布を計算し、翼型形状、翼のアスペクト比、迎角との関係を求めた。トラックアジテータ車１が低速走行の時でも十分に渦の強さが得られるよう、翼型の反りを６％とし、計算により最適と思われる２種類の形状候補を定めた。形状候補とした翼型形状のアスペクト比、迎角、揚力係数等の諸元を表１に示す。これらの２種類の翼型形状について、翼端渦による気流を解析し、最適な翼型形状と翼片５１の配置を検討し、試験を行った。
【表１】
2014125085.tif 000003
【００１５】
図５は、表１に示した２種類の形状候補によって発生する一対の翼端渦の誘導速度の大きさを示す解析グラフであり、一対の翼端渦間の中央部で、図１に示すアジテータドラム２の外表面から１０ｃｍの位置における誘起速度を示している。また、アジテータドラム２の外表面から翼片５１までの距離Ｈが０．２５ｍ、０．５ｍ及び１．０ｍについて示したものである。図５の左側のグラフが、表１におけるＣａｓｅ１の翼型形状の場合を示し、図５の右側のグラフが表１におけるＣａｓｅ２の翼型形状の場合を示す。距離Ｈが０．２５ｍの際には、１４〜２５ｃｍ／ｓの大きさの速度が得られている。この流れは、アジテータドラム２に衝突した後、アジテータドラム２の外表面に沿って流れる。図５の横軸は経過時間であるが、トラックアジテータ車の走行速度１０ｍ／ｓの場合、１秒がアジテータドラム２の長さ１０ｍの位置に相当する。これにより、２種類の形状候補は、いずれもアジテータドラム２の外表面から翼片５１までの距離Ｈが０．２５ｍの時に誘起速度が高く得られることが解析された。
【００１６】
図６は、表１に示した２種類の形状候補によって発生する一対の翼端渦の速度ベクトル分布を示す解析グラフであり、アジテータドラム２の外表面から翼片５１までの距離Ｈが０．２５ｍの場合、１秒後すなわちアジテータドラム２の後方部における速度ベクトル分布である。図６の左側のグラフが、表１におけるＣａｓｅ１の翼型形状の場合を示し、図６の右側のグラフが表１におけるＣａｓｅ２の翼型形状の場合を示す。図６の縦軸と横軸は位置（ｍ）である。後述する第二の実施の形態においては、第一の実施の形態における手摺り部４に散水ノズルを設けてアジテータドラムの温度上昇を抑制する。そのため散水ノズルからのミストを、安定して運ぶことのできる翼端渦の位置（翼幅）を比較した。図６に示す解析グラフから、Ｃａｓｅ２の翼型形状であれば、翼端渦間同士が散水管を挟み込むように形成し、散水管からのミストを安定してアジテータドラム２の後方まで運ぶことができることが分かり、Ｃａｓｅ２の翼型形状が好ましいことが分かった。
【００１７】
以上、第一の実施の形態では、図１に示すように、アジテータドラム２と手摺り部４とが載置される車台３を有するトラックアジテータ車１において、アジテータドラム２の走行方向側に車両の走行方向に対して翼部５の長手方向軸線が直交となる位置に翼部５を設ける。この手摺り部４に翼部５を取付けて、翼部５により走行時に発生する気流により翼端渦を発生させ、アジテータドラム２の温度上昇を抑制する。また、翼型形状は、図５及び図６の結果から表１に示したＣａｓｅ２の翼型形状を採用した。
【００１８】
［第二の実施の形態］
第二の実施の形態では、第一の実施の形態に、散水装置（図示せず）を加える。アジテータドラム２の外周にミストを散布するよう散水ノズルが設けられ、そのミストをアジテータドラム２へ散水することで、一対の翼端渦がミストを挟むように形成されるため、自然風などの影響を受けずにミストを安定して運ぶことができる。第一の実施の形態より効果的にアジテータドラム２の温度上昇を抑制する。
【００１９】
［第三の実施の形態］
第三の実施の形態では、第二の実施の形態のアジテータドラム２に高日射反射率塗料（以下、遮熱塗料）の塗装を施す。遮熱塗料は市販品であり、例えば、日射反射率の高いホワイトカラー遮熱塗料（商品名：ファームバリア、株式会社宮防製）等が好適に使用できる。
【実施例】
【００２０】
次に、表１におけるＣａｓｅ２の翼型形状で翼片５１を用いて前述した翼部５を製作し、上記第三の実施の形態を実施例とし、走行中のアジテータドラム２の温度上昇抑制効果を測る走行実験を行った。実験日は、２０１２年９月１４日、晴天で外気温が２７．３℃〜３１．１℃であり、約９０分間の走行実験においてアジテータドラム２の外表面の温度の時間推移を測定した。比較例として、アジテータドラム２の遮熱処理や冷却処理を装備していない通常のトラックアジテータ車（以下、サンプル１）と、遮熱塗装を施し、かつアジテータドラム２を冷却する散水装置を装備したトラックアジテータ車（以下、サンプル２）においてのアジテータドラム２の外表面の温度変化の時間推移も測定した。実験結果を図７に示す。
【００２１】
図７に示すように、アジテータドラム２の外表面の温度変化は、実施例が、サンプル１やサンプル２に比べて１℃程低いことが分かり、翼部５による温度上昇の抑制効果が確認された。実験中は、一般道を走行したため、車両の走行速度が平均して４０ｋｍ／ｈであったが、例えば高速道路を走る運搬車両等に本発明を備え、走行速度を上昇させることで、さらなる抑制効果が期待できる。
【００２２】
次に、第三の実施の形態における遮熱塗料の塗装が施されたアジテータドラムのモデル（１０トントラックアジテータ車に架装されているアジテータドラム径の約１／６サイズ、以下、遮熱塗装ドラムモデル）を製作し、翼部の有無による温度上昇の抑制効果を検証するモデル実験を行った。実験日は２０１２年１２月４日、晴天で外気温が１２．１℃〜１４．２℃、及び２０１２年１２月７日、晴天で外気温が１２．１℃〜１５．８℃であった。遮熱塗装ドラムモデルの外表面と内表面の温度変化の時間推移を示したグラフを図８〜図１０に示す。走行するトラックアジテータ車が受ける走行風の代わりに、実験では、遮熱塗装ドラムモデルに送風装置により発生させた気流を当てた。遮熱塗装ドラムモデルは送風装置の出口から水平方向に１．５ｍ離れた位置に設置され、遮熱塗装ドラムモデル前の位置における送風装置の気流出口面に垂直な方向の気流速度成分の空間分布はほぼ一様である。なお、遮熱塗装ドラムモデルは、ドラムの中心軸まわりに２ｒｐｍの一定速度で常に自転している。まず、遮熱塗装ドラムモデルをハロゲンランプの照射により加熱し、遮熱塗装ドラムモデルの温度上昇がほぼ定常状態に達したと見なすことができる時点で、遮熱塗装ドラムモデルの冷却を開始した。送風装置からの気流による遮熱塗装ドラムモデルの冷却に加えて、（ａ）散水装置を作動させない場合（以下、散水無の場合）と、（ｂ）散水装置を作動させた場合（以下、散水有の場合）の２種類の冷却条件について検討した。２種類の冷却条件の下で、翼部を遮熱塗装ドラムモデルに取付けた場合（以下、翼部有）と翼部を遮熱塗装ドラムモデルに取付けない場合（以下、翼部無）について、遮熱塗装ドラムモデルの外表面、及び内表面の温度低下を測定し、遮熱塗装ドラムモデルの温度低下に及ぼす翼部の効果を検討した。なお、遮熱塗装ドラムモデルの位置における送風装置の気流出口面に垂直な方向の気流速度成分の大きさは翼部有の場合で７．６〜７．９ｍ／ｓ、翼部無の場合で９．１ｍ／sであった。また、（ｂ）散水有の冷却条件で用いられた水の温度は１４℃で、遮熱塗装ドラムモデルに散布された水量は翼部有の場合で０．８３ｍｌ／ｓ、翼部無の場合で０．８９ｍｌ／ｓであった。
【００２３】
図８は、モデル実験における冷却開始後の遮熱塗装ドラムモデルの外表面の温度変化の時間推移を示すグラフであり、（ａ）が散水無の場合のグラフで、（ｂ）が散水有の場合のグラフである。図８（ａ）から散水無の場合、翼部の有無による遮熱塗装ドラムモデルの外表面の温度低下の測定結果に顕著な違いは見られなかった。しかしながら、図８（ｂ）から、散水有の場合、翼部有の測定結果は、翼部無の測定結果よりも遮熱塗装ドラムモデルの外表面の温度低下が大きい。
【００２４】
図９は、モデル実験における冷却開始後の遮熱塗装ドラムモデルの内表面の温度変化の時間推移を示すグラフであり、（ａ）が散水無の場合のグラフで、（ｂ）が散水有の場合のグラフである。図９（ａ）から散水無の場合、翼部の有無による遮熱塗装ドラムモデルの内表面の温度低下の測定結果にも顕著な違いは見られなかった。しかしながら、図９（ｂ）から、散水有の場合、翼部有の測定結果は、翼部無の測定結果よりも遮熱塗装ドラムモデルの内表面の温度低下が大きい。
【００２５】
図１０は、モデル実験における冷却開始後の遮熱塗装ドラムモデルの外表面、及び内表面の翼部の有無による温度変化の差の時間推移を示すグラフであり、（ａ）が散水無の場合のグラフで、（ｂ）が散水有の場合のグラフである。図１０（ａ）から、散水無の場合における翼部の有無による温度変化の差は、ほとんど認められない結果となったが、図１０（ｂ）から、散水有の場合における翼部の有無による温度変化の差は、遮熱塗装ドラムモデルの外表面で最大４℃程度、遮熱塗装ドラムモデルの内表面で最大１．６℃程度であり、散水による冷却では、翼部を遮熱塗装ドラムモデルに取付けることによって、より効果的に遮熱塗装ドラムモデルを温度低下させることができる。すなわち、遮熱塗装ドラムモデルに散水装置を作動させた場合、翼部を遮熱塗装ドラムモデルに取付けることによって、遮熱塗装ドラムモデルの温度上昇を、より効果的に抑制できることが検証された。
【００２６】
翼部５を設けることで、架装物の温度上昇を抑制できる効果が得られることは、図７により立証され、翼部５を設けると共に、架装物の表面に散水することで、架装物の温度上昇を効果的に抑制できることが図８〜図１０により立証された。図８〜図１０では、翼部の有無による遮熱塗装ドラムモデルの温度低下の効果に顕著な違いは見られなかったが、その大きな要因は、上述のモデル実験を行った季節が１２月という冬場であったことが影響していると考えられる。
【００２７】
以上のように本発明は、翼部５を設けることで、走行時に発生する気流により翼端渦を発生させ、架装物の温度上昇を抑制することを要旨とする。そのため、図１に示すように、翼部５は架装物の走行方向側に設けられることが必要条件となる。そして、翼部５の取付位置は、走行方向に対して軸線が垂直となるような配置であれば翼渦端を発生することができるため、例えば、運搬車両の運転席の後部上方に翼部５の軸線を水平として設けても良い。このように、架装物の走行方向側に、走行方向に対して軸線が垂直となるような位置に翼部５が設けられれば良く、翼部５の材質、取付位置や、取付方法は、本実施の形態に限定するものではない。また、翼部５の数は、複数設けられるほど、架装物の温度上昇抑制効果が高くなることは、自明の理である。
【００２８】
また、本実施の形態では翼片５１の最適な形状は、対象物であるアジテータドラム２の円筒形状の架装物において最適な形状である。そのため、架装物の形状により翼片５１の形状を変化させ、例えば単なる板状や、曲線状の板などの他、翼部５を一枚板にて形成するなど、翼渦端を発生させる形状であればどのような構造、材質や形状でも良く、本実施の形態に限定されるものではない。
【００２９】
尚、本実施の形態では架装物として、トラックアジテータ車のアジテータドラムを対象としているが、例えば、架装物として、保冷車の保冷コンテナ、冷凍車の冷凍庫、ゴミ収集車の荷箱、タンクローリー車のタンク、給水車のタンク、トラックのコンテナ等が挙げられ、これら架装物に対して翼部５を設けることで、架装物の温度上昇を抑制することは上記の記載により明らかである。
【符号の説明】
【００３０】
１      トラックアジテータ車
２      アジテータドラム
３      車台
４      手摺り部
５      翼部
５１    翼片
５２    翼片固定具
５３    連結金具
５４    第１の連結棒
５５    第２の連結棒
５６    取付シャフト
６      取付金具
【図１】
2014125085.tif 000004
【図２】
2014125085.tif 000005
【図３】
2014125085.tif 000006
【図４】
2014125085.tif 000007
【図５】
2014125085.tif 000008
【図６】
2014125085.tif 000009
【図７】
2014125085.tif 000010
【図８】
2014125085.tif 000011
【図９】
2014125085.tif 000012
【図１０】
2014125085.tif 000013