(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト混合物を収容する試料容器と、試料容器に有機溶剤を注入する溶剤注入装置と、試料容器を回転させる回転駆動装置と、を備える回転式アスファルト抽出装置において、
試料容器内を周方向等間隔に仕切る複数のジャマ板が設けられ、前記複数のジャマ板は、各基端部で連結し、該連結部を試料容器の回転軸に遊着させて設けられたことを特徴とする回転式アスファルト抽出装置。
【請求項２】
前記連結部には中空部が設けられ、連結部を試料容器の回転軸に被せて遊着されたことを特徴とする請求項１に記載の回転式アスファルト抽出装置。
【請求項３】
ジャマ板の下面は、試料容器の底面と所定の隙間を有するように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式アスファルト抽出装置。
【請求項４】
ジャマ板の先端部は、試料容器の側壁と所定の隙間を有するように形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転式アスファルト抽出装置。
【請求項５】
有機溶剤は、試料容器の回転軸を介して注入され、ジャマ板の連結部の下端部にはスリットが設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転式アスファルト抽出装置。
【請求項６】
ジャマ板は、試料容器内に周方向等間隔に三枚設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転式アスファルト抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離法によりアスファルト混合物からアスファルトを抽出する回転式アスファルト抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路舗装においては、基準により、アスファルトの含有量や骨材粒度が定められているため、施工現場やプラントからアスファルト混合物（試料）をサンプリングし、アスファルト含有量及び骨材粒度を検査する必要がある。
【０００３】
これを試験するための装置として、遠心分離法によるアスファルト抽出装置（以下、回転式アスファルト抽出装置）がある。この種の装置では、例えば特許文献１に示すように、試料容器に試料を収容し、この試料容器に有機溶剤を注入してアスファルト分を抽出したのち、試料容器を高速回転させて試料骨材に付着した残留アスファルト分を抽出（洗浄）し、試料容器を加熱乾燥して骨材分を回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３１７２７４６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、特許文献１では、試料容器の高速回転中に、振動・騒音が発生するとの問題があった。このことは、試験を開始する前に、作業者がいくら容器に試料を重量バランス良く収容しても生じていた。そこで発明者は、この原因は、試料中に数個ほど混入する粒径の大きな骨材分が、溶解がすすむにつれて回転方向にならって流動し、容器の重量バランスがくずれることに起因するのではないかと考えた。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づいて為されたもので、その目的は、試験中の振動・騒音を抑制することにあり、かつ試料の洗浄効果を妨げることなく高精度な試験を行うことのできる回転式アスファルト抽出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明に係る回転式アスファルト抽出装置では、アスファルト混合物を収容する試料容器と、試料容器に有機溶剤を注入する溶剤注入装置と、試料容器を回転させる回転駆動装置と、を備える回転式アスファルト抽出装置において、試料容器内を周方向等間隔に仕切る複数のジャマ板を設ける。
【０００８】
好ましくは、複数のジャマ板は、各基端部で連結し、該連結部を試料容器の回転軸に遊着させて設ける。
【０００９】
好ましくは、前記連結部には中空部が設けられ、連結部を試料容器の回転軸に被せて遊着させて設ける。
【００１０】
好ましくは、ジャマ板の下面は、試料容器の底面と所定の隙間を有するように形成する。
【００１１】
好ましくは、ジャマ板の先端部は、試料容器の側壁と所定の隙間を有するように形成する。
【００１２】
好ましくは、有機溶剤は、試料容器の回転軸を介して注入し、ジャマ板の連結部の下端部にはスリットを設ける。
【００１３】
好ましくは、ジャマ板は、試料容器内に周方向等間隔に三枚設ける。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、試験対象となる試料（アスファルト混合物）を収容する試料容器内を、周方向等間隔に仕切る複数のジャマ板を設けたことで、ジャマ板で画成された容器内の各仕切り空間に、重量バランスが略均等となるように試料を収容すれば、試料容器が高速に回転しても、試料中の重量骨材（粒径の大きい骨材）が試験前のバランスを維持したまま回転するので、振動・騒音の発生が抑制される。
【００１５】
また、複数のジャマ板は、各基端部で連結し、特に、該連結部に中空部を設け、連結部を試料容器の回転軸に被せて遊着させる構成としたことにより、ジャマ板は試料容器と相対回動可能な状態であるので、ジャマ板が容器内を慣性回転し、試料がある程度自由に流動することができる。即ち、あえてジャマ板を試料容器に完全固定しないことで、試料中の溶剤の通りを妨げることなく、試料の洗浄を効果的に行うことができる。
【００１６】
また、複数のジャマ板は、その連結部を容器回転軸に被せるだけで容器内にセットされる一部材であるので、装置への装着・着脱が容易であり、作業効率や装置構成を煩雑にすることもない。
【００１７】
さらに、ジャマ板部材の回転軸（連結部）と試料容器の回転軸を相対回動させることで、両回転軸間に小骨材が混入するのを防ぐことができる。
【００１８】
また、ジャマ板の下面は、試料容器の底面と所定の隙間、即ち骨材は通り抜けることなく溶剤は泳ぐことのできる程度の隙間が形成されているので、試料の洗浄効果を高めることができる。
【００１９】
同様に、ジャマ板の先端部は、試料容器の側壁と所定の隙間を有するように形成されているので、遠心力で流れる溶剤の流れを阻害することなく骨材分の洗浄効果を高めることができる。
【００２０】
また、有機溶剤を、試料容器の回転軸を介して注入し、ジャマ板連結部の下端部にスリットを設けて、容器内に排出する構成としたことで、仮に、ジャマ板の回転軸と容器回転軸間に小骨材が混入しても、注入される溶剤で洗い流すことができるので、回転不具合の要因を除くことができる。
【００２１】
また、ジャマ板は、試料容器内に周方向等間隔に三枚設けたことで、偶数枚で仕切るよりも重量バランスを取りやすく、かつ、仕切り空間もある程度広く確保できるため、試料を詰め込む作業効率も良く、試料の流動を妨げることのないベストバランスとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施例に係る回転式アスファルト抽出装置の模式図。
【図２】ジャマ板部材の斜視図。
【図３】試料容器にジャマ板部材を装着した状態の平面図。
【図４】試料容器にジャマ板部材を装着した状態の断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図）。
【図５】本実施例に係る回転式アスファルト抽出装置の動作フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１〜図４は、本発明の回転式アスファルト抽出装置の一実施の形態を示しており、図１は本実施例に係る回転式アスファルト抽出装置の模式図、図２はジャマ板部材の斜視図、図３は試料容器にジャマ板部材を装着した状態の平面図、図４は試料容器にジャマ板部材を装着した状態の断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図）である。
【００２４】
これらの図において、符号１００は、本実施例に係る回転式アスファルト抽出装置である。装置１００は、後述する試料容器１２の配置部分が正面視露呈する背高の直方体形状の装置収納室５０（図示省略）に収納されている。
【００２５】
符号１８はモータ、符号１５はインバータ制御によるモータ回転軸、符号１７はボールベアリング機構を備える軸受けであり、回転駆動装置を構成している。
【００２６】
符号８は、有機溶剤を収容する溶剤容器、符号１０は溶剤供給用電磁弁、符号１１は溶剤供給管であり、溶剤注入装置を構成している。溶剤容器８には溶剤上限センサ９が設けられており、センサの感知により再生溶剤の汲み上げを中断するようになっている。
【００２７】
符号１２は、アスファルト混合物（試料）を収容し回転させるための試料容器であって、後述する昇降開閉式カバー２１により画成される抽出室内に収容され、後述する専用蓋１３とネジ締結されることにより密閉可能な構成となっている。試料容器１２の側壁１２ｄには、濾紙１４が周設されており、溶融したアスファルト分を濾過するようになっている。試料容器１２の内径は約２０２．５ｍｍであり、試料容器１２の底面１２ｃは、中心位置深さが約３０ｍｍ、最深部深さが約３９．３ｍｍに形成されており、中心位置から側方に向けて下がり傾斜がつけられている。
【００２８】
試料容器１２には、容器底の中心位置に、上下方向に延びる有底円筒状の容器回転軸１２ａが一体形成されており、試料容器１２は、回転軸１５の上面に設けられたアタッチメント部に係合された上で、連結ピン１６により容器回転軸１２ａが回転軸１５に固定され、モータ軸と同一軸上に配置され、回転可能に支承されている。また、容器回転軸１２ａには、後述する溶剤孔１３ｃから供給される有機溶剤を試料容器１２内に注入するための溶剤孔１２ｂが形成されている。
【００２９】
試料容器１２の専用蓋１３には、濾紙１４が設けられるとともに、中心位置に孔部１３ａが設けられており、孔部１３ａには真鋳部材１３ｂが挿通するようになっている。真鋳部材１３ｂは、有底円筒状であり、底部が雄ねじ部となっていて、容器回転軸１２ａの底部に設けられた雌ネジ部と螺合するようになっている。また、真鋳部材１３ｂは、雄ねじ部の上方位置に、周方向四箇所に溶剤孔１３ｃが形成されており、溶剤供給管１１から供給された有機溶剤を溶剤孔１２ｂを介して試料容器１２内に注入する構成となっている。
【００３０】
昇降開閉式カバー２１は、試料容器１２の上方及び周方向を囲い、後述の抽出液回収容器１９とともに抽出室を画成する。昇降開閉式カバー２１は、ジャッキ駆動モータ２３及び昇降ジャッキ２２によるボールネジ機構により昇降可能となっている。昇降開閉式カバー２１の中心位置には、真鋳部２１ａが設けられており、真鋳部２１ａには、溶剤供給管１１が挿通する溶剤孔２１ｂと、溶剤孔２１ｂと連通するノズル２１ｃが設けられている。昇降開閉式カバー２１が降りると、ノズル２１ｃが真鋳部材１３ｂの開口部と対峙して、溶剤供給管１１から供給された有機溶剤が、溶剤孔２１ｂ、ノズル２１ｃ、真鋳部材１３ｂを介して試料容器１２に注入されるようになっている。
【００３１】
そして、試料容器１２内には、ジャマ板部材６０が装着される。ジャマ板部材６０は、中心位置に、中空の回転軸が設けられ、該回転軸から、周方向等間隔に、３枚の板状のジャマ板６２、６２、６２が一体形成されている。言い換えると、試料容器１２内を周方向に三等分するジャマ板６２、６２、６２が、各基端部６２ｂ、６２ｂ、６２ｂで連結し、その連結部６３に中空部６１が設けられた構成となっている。ジャマ板部材６０は、図１，図３及び図４において斜線部で表されている。
【００３２】
連結部６３は、その内径を容器回転軸１２ａの外径よりもやや大とする円筒であって、試料容器１２の中心位置深さと略同一の高さに形成されている。一方、各ジャマ板６２の下面６２ｄは、試料容器１２の底面１２ｃと所定の隙間を有するよう、傾斜する容器底面１２ｃに対し直線状に形成されている。また、各ジャマ板６２の先端部６２ｔは、試料容器１２の側壁１２ｄと所定の隙間を有するよう、垂直状に立ち上がる容器側壁１２ｄに対し、ジャマ板上面６２ｕの寸法を７０ｍｍ、ジャマ板下面６２ｄの寸法を５０ｍｍとして、ジャマ板下面６２ｄからジャマ板上面６２ｕにかけて広がるテーパー状に形成されている。ジャマ板６２の高さは１８ｍｍ、板厚は３ｍｍである。ここで、所定の隙間とは、試料の骨材分は通り抜けることなく、しかし有機溶剤は泳ぐことのできる程度の隙間を意味しており、試料容器１２の形状との関係でこのような隙間を形成することができれば、ジャマ板６２の形状が上記に限定されるものではないことは言うまでもない。ジャマ板６２の材は、ステンレス等の耐食・防錆性の高い材で構成することが好ましい。
【００３３】
また、連結部６３の下端部には、周方向等ピッチに、複数のスリット６４が、具体的には１２個のスリット６４が設けられている。これにより、容器回転軸１２ａの溶剤孔１２ｂから注入された有機溶剤が、ジャマ板部材６０のスリット６４を介して、試料容器１２内に排出されるようになっている。
【００３４】
ジャマ板部材６０は、試料容器１２を回転軸１５に固定後、専用蓋１３とネジ締結する前に、連結部６３を容器回転軸１２ａに対して上方から被せて、試料容器１２内に装着する。このとき、ジャマ板部材中空部６１と容器回転軸１２ａには０．０１〜０．０３ｍｍ程度のクリアランスが生じており、遊着状態となっている。
【００３５】
試料容器１２の下方には、濾紙１４から濾過したアスファルト抽出液を回収するための、熱伝導率の高いアルミダイキャスト鋳造品からなる抽出液回収容器１９が、軸受１７の周方向に配設されている。抽出液回収容器１９で回収された抽出液は、その排出口から抽出液排出用電磁弁２４を介して後述の抽出液蒸留容器２５へ導かれる。抽出液回収容器１９には、試料容器１２を有機溶剤沸点温度まで加熱するために、抽出容器ヒータ２０が埋め込まれている。また、抽出液回収容器１９には、試料容器１２を冷却するために、容器側冷却水供給管５ａが埋め込まれている。該供給管５ａは、抽出液回収容器１９を周回後、そのまま容器側冷却水排出管５ｃとなる。
【００３６】
抽出液が導かれた抽出液蒸留容器２５は、加熱オイル２７を収容する加熱容器２６で覆われている。加熱容器２６には加熱容器ヒータ２８が設けられ、これを熱源に加熱オイル２７が熱され、抽出液から有機溶剤を気化させるようになっている。気化した有機溶剤は、蒸留冷却管３０により冷やされて凝縮し、溶剤回収容器３１で回収される。蒸留冷却管３０の上方位置には、蒸留側冷却水供給管５ｂが導入されており、蒸留冷却管３０の下方位置には、蒸留側冷却水排出管５ｄが導入されている。溶剤回収容器３１で回収された再生有機溶剤は、回収溶剤汲み上げポンプ３４により汲み上げられ、溶剤容器８へ戻される。溶剤回収容器３１には、溶剤回収上限センサ３２及び溶剤回収下限センサ３３が設けられている。また、抽出液蒸留容器２５には溶融アスファルト排出バルブ２９が設けられており、溶剤蒸留後に純粋アスファルト分を回収できるようになっている。
【００３７】
また、回転式アスファルト抽出装置１００は、試料容器１２及び蒸留冷却管３０を冷却するための循環水冷装置を備えている。この循環水冷装置で、冷却水はそのまま廃水となることなく、循環して繰り返し使用されるため、大幅な節水が実現されている。
【００３８】
循環ポンプ５は、冷却水を貯蔵する冷却水槽２の下層位置から冷却水を汲み上げ、容器側冷却水供給管５ａ及び蒸留側冷却水供給管５ｂへと供給する。容器側冷却水供給管５ａには、抽出容器冷却水循環用電磁弁３５も併用される。冷却水槽２内には、冷凍機１から延びる冷却コイル４が導入されており、これにより、冷却水槽２内の水が常温程度にまで冷却された上で、循環ポンプ５から供給される。また、該冷却水槽２に対して、予冷水槽３が設けられている。冷却水槽２と予冷水槽３の上方位置には、両者に導通する水槽連絡管２ａが設けられている。予冷水槽３には、容器側冷却水排出管５ｃ及び蒸留側冷却水排出管５ｄからの使用済冷却水が帰還され、係る帰還水は水槽連絡管２ａまで水量が達すると冷却水槽２に移るようになっている。予冷水槽３には、水量下限センサ７が設けられている。冷却水槽２には、温度センサ６が設けられている。予冷水槽３及び冷却水槽２の上方開口部には、水の蒸発を防ぐための上蓋が載せられている。
【００３９】
つぎに、図５の動作フローチャートを用いて、回転式アスファルト抽出装置１００の動作フローを説明する。Ｓ１〜Ｓ１５は全て全自動で行われる。
【００４０】
まず、Ｓ１に入る事前作業として、試料容器１２にジャマ板部材６０を装着し、試料８００ｇ分を、ジャマ板部材６０によって３等分された容器内の各仕切り空間に、重量バランスが略均等となるように収容しておく。
【００４１】
そして、Ｓ１で、昇降開閉式カバー２１が降り、試料容器１２が容器密閉状態の上で抽出室内に収容される。
【００４２】
次に、Ｓ２で、溶剤供給用電磁弁１０が開き、溶剤容器８から４００ｃｃの有機溶剤が試料容器１２に注入される。
【００４３】
次に、Ｓ３で、所定時間、静止状態にて、アスファルト分を自然溶解させる。Ｓ３の所要時間は、試料に合わせて作業者が任意設定可能である。
【００４４】
次に、Ｓ４で、インバータ制御モータ１８により試料容器１２を高速回転し、試料容器１２内のアスファルト抽出液を振り切る。
【００４５】
次に、Ｓ５で、試料容器１２の高速回転を持続したまま、有機溶剤を２００ｃｃ／分  注入して、試料骨材分に付着した残留アスファルト分をさらに溶融する（洗浄する）。
【００４６】
ここで、Ｓ２〜Ｓ５を１サイクルとして、複数回、「サイクル運転」を行う。サイクル回数は、試料に合わせて作業者が任意設定可能である。Ｓ６では、設定された回数分、サイクル運転が行われたかを判定し、サイクル回転がまだ終了していない場合にはＳ２に戻り、終了した場合には、Ｓ７に移行する。
【００４７】
Ｓ７では、試料容器１２の高速回転を維持したまま、溶剤の注入を停止して、試料に付着した溶剤を振り切る。
【００４８】
次に、Ｓ８で、低速回転にて、抽出容器ヒータ２０により抽出液回収容器１９を介して試料容器１２を加熱し、試料を乾燥させる。
【００４９】
次に、Ｓ９で、循環水冷装置により、冷水を循環させながら、抽出液回収容器１９を介して試料容器１２を冷却する。
【００５０】
冷却が終了すると、Ｓ１０で、低速回転を終了し、昇降開閉式カバー２１内の溶剤蒸気を排出し、脱臭する。
【００５１】
一方、Ｓ８〜Ｓ１０と平行して、Ｓ１２で、抽出液排出用電磁弁２４が開き、アスファルト抽出液は抽出液蒸留容器２５に導かれる。次に、Ｓ１３で、抽出液蒸留容器２５を加熱容器ヒータ２８により加熱し、気化した有機溶剤を蒸留冷却管３０を通過させて凝縮し、有機溶剤を蒸留再生する。これをＳ１４で溶剤回収容器３１で回収し、回収溶剤汲み上げポンプ３４により溶剤容器８へ戻し、溶剤再利用に備える。Ｓ１４と同時に、Ｓ１５で溶融アスファルト排出バルブ２９を開き、貯留された純粋アスファルト分を回収する。
【００５２】
最後にＳ１１で、昇降開閉式カバー２１が開き、動作終了となる。
【００５３】
ここで、本実施例では、「サイクル運転」を行うことにより、従来の装置よりも試料の洗浄効果を高めている。従来、抽出されにくい試料については、有機溶剤を注入して高速回転させる時間を増大すれば、即ちＳ５の動作を長時間行うほど、試料の洗浄効果が良くなると考えられていた。しかし、試料は、高速回転の遠心力を受け、試料容器１２の側壁１２ｄに圧密され、硬い壁となって溶剤の通りを阻害してしまい、思うほどの効果が得られなかった。そこで、Ｓ２〜Ｓ５を複数回繰り返す「サイクル運転」を行うことで、試料は圧密される前に有機溶剤に十分に浸され、壁と化すことが無いので、溶剤の通りが阻害されず、試料の洗浄効果が高まることとなる。
【００５４】
さらに、本実施例によれば、試料容器１２内を、周方向等間隔に仕切る複数のジャマ板６２、６２、６２を備えるジャマ板部材６０を装着したことで、ジャマ板６２で画成された容器内の各仕切り空間に、重量バランスが略均等となるように試料を収容すれば、試料容器１２がＳ４〜Ｓ７で高速回転しても、試料中の重量骨材（粒径の大きい骨材）は仕切り空間内を流動するだけで、試験前のバランスを維持したままで回転するので、振動・騒音の発生が抑制される。
【００５５】
また、複数のジャマ板６２、６２、６２は、各基端部６２ｂ、６２ｂ、６２ｂで連結し、特に、該連結部６３に中空部６１を設け、連結部６３を容器回転軸１２ａに被せて遊着させる構成としたことにより、ジャマ板６２が試料容器１２内を慣性回転し、試料がある程度自由に流動することができるので、試料の洗浄を効果的に行うことができる。
【００５６】
また、複数のジャマ板６２、６２、６２は、その連結部６３を容器回転軸１２ａに被せるだけで容器内にセットされる一部材（ジャマ板部材６０）であるので、装置への装着・着脱が容易であり、作業効率や装置構成を煩雑にすることもない。さらに、ジャマ板部材６０の回転軸（連結部６３）と容器回転軸１２ａを相対回動させることで、両回転軸間に小骨材が混入するのを防ぐことができる。
【００５７】
また、ジャマ板下面６２ｄとジャマ板先端部６２ｔは、試料容器底面１２ｃと試料容器側壁１２ｄと所定の隙間を有するように形成したので、骨材は通り抜けることなく溶剤は泳ぐことができるので、試料の洗浄効果が高まる。
【００５８】
また、有機溶剤は、容器回転軸１２ａの下端部から注入し、ジャマ板部材６０の下端部に設けたスリット６４から容器内に排出する構成としたことで、仮に、ジャマ板回転軸（中空部６１）と容器回転軸１２ａ間に小骨材が混入しても、注入される溶剤で洗い流すことができるので、回転不具合が発生するのを抑制することができる。
【００５９】
また、ジャマ板６２は、試料容器１２内に周方向等間隔に三枚設けたことで、偶数枚で仕切るよりも重量バランスを取りやすく、かつ試料を詰め込む作業効率も良く、仕切り空間もある程度広く確保できるため、試料の流動をさまたげることのないベストバランスとなる。
【００６０】
但し、ジャマ板６２は、本実施例の三枚の構成に限る趣旨ではなく、試料や試験条件に応じて変更可能であり、複数枚で、試料容器１２を周方向等間隔に仕切るものであればよい。
【００６１】
また、本実施例では、ジャマ板部材６０は、その回転軸に当たる連結部６３に中空部６１を設け、これを容器回転軸１２ａに被せて、試料容器１２内に遊着させたが、ジャマ板６２が試料容器１２内で慣性回転が可能な状態が形成されれば良い。
【符号の説明】
【００６２】
８  溶剤容器
１０  溶剤供給用電磁弁
１１  溶剤供給管
１２  試料容器
１２ａ  容器回転軸
１２ｂ  溶剤孔
１２ｃ  容器底面
１２ｄ  容器側壁
１５  回転軸
１７  軸受
１８  モータ
６０  ジャマ板部材
６１  中空部
６２  ジャマ板
６２ｂ  ジャマ板の基端部
６２ｔ  ジャマ板の先端部
６２ｄ  ジャマ板の下面
６２ｕ  ジャマ板の上面
６３  ジャマ板の連結部
６４  スリット
１００  回転式アスファルト抽出装置
【図１】
0005902649.tif 000002
【図２】
0005902649.tif 000003
【図３】
0005902649.tif 000004
【図４】
0005902649.tif 000005
【図５】
0005902649.tif 000006