(57)【要約】【課題】コンクリート練上がり温度の効率的な低減を可能とする。【解決手段】細骨材冷却システム１において、細骨材２の貯蔵施設８において細骨材中に設置した配管３０と、配管３０の内空に冷媒３５を循環させる冷媒循環機構４０とを備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細骨材の貯蔵施設において細骨材中に設置した配管と、前記配管の内空に冷媒を循環させる冷媒循環機構とを備えたことを特徴とする細骨材冷却システム。
【請求項２】
前記配管が、前記細骨材中において鉛直方向に設置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の細骨材冷却システム。
【請求項３】
前記配管が二重管構造であり、前記冷媒循環機構が前記二重管構造のうち内管または外管のいずれか一方の管に冷媒を圧送し、他方の管から冷媒を回収して冷媒の循環を行うものである、ことを特徴とする請求項１または２に記載の細骨材冷却システム。
【請求項４】
複数の前記配管が、前記貯蔵施設内において所定の水平間隔で設置され、前記冷媒循環機構が、前記複数の各配管の内空に対し冷媒を循環させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の細骨材冷却システム。
【請求項５】
前記配管が貯蔵施設としての貯蔵ビン内に設置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の細骨材冷却システム。
【請求項６】
細骨材の貯蔵施設において細骨材中に設置した配管の内空に対し、所定の冷媒循環機構により冷媒を循環させ、前記配管周囲の細骨材からの吸熱と当該吸熱を行った冷媒からの放熱とを繰り返し行うことで前記細骨材の冷却を行うことを特徴とする細骨材冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細骨材冷却システムおよび細骨材冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
打設後のコンクリートでは、水和熱による温度上昇が生じる。この温度上昇が大きくなるにつれ、コンクリート内外の温度差に起因する温度応力も増大し、いわゆる温度ひび割れの発生に至るおそれがある。こうした懸念は、厚みが大きく内部温度が上昇しやすいマスコンクリートや、暑中コンクリートの施工に関して特に強く、打ち込み温度低減を目的としたプレクーリングや、打設後の温度上昇低減を目的としたポストクーリングなど、様々な温度制御技術が提案されてきた。このうちプレクーリングに関する従来技術としては、以下のような技術が提案されている。
【０００３】
すなわち、所定含水分量の骨材を貯蔵した真空槽内を排気して真空状態とし、それにより骨材から蒸発する水分の気化熱をもって骨材冷却を図るコンクリート用骨材の冷却方法（特許文献１）が提案されている。また、骨材びん下部開口から落下する骨材に向けて冷却材を噴射する噴射ノズルと、冷却材の噴射を受けた骨材を断熱空間で格納する骨材びん底部の冷却室とを備えた冷却骨材の製造装置（特許文献２）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１４１８４５号公報
【特許文献２】特開平３−２０５１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術においては、骨材を収容可能な大きな気密空間とこの気密空間を真空状態とする真空ポンプ、或いは、アイスフレークや液体窒素等の冷却材の供給・投入装置など、特殊な装置を専用に設置する必要があり、導入および運用のコストや手間が過大となる問題がある。また、骨材に対して水やアイスフレークなどの冷却材を直接噴射して冷却する場合、骨材を濡らした冷却材の水分量は練混ぜ水の一部として勘案し、その勘案分に応じて本来の練混ぜ水使用量を低減させる必要が生じる。また、こうした冷却材による骨材表面の水濡れが生じる場合、対象が粗骨材であれば比較的簡単に水切り可能であり、水濡れの影響を比較的軽度に抑制できるが、対象が細骨材の場合は水切りが容易ではなく、水濡れによる含水で表面水率の大きな変動を招く結果となる。
【０００６】
上述した練混ぜ水や表面水率の変動はコンクリート品質の変動を増大させる可能性があり好ましくない。そこで本発明は、骨材冷却に伴う上記の影響を回避しつつ、コンクリート練上がり温度の効率的な低減を可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する細骨材冷却システムは、細骨材の貯蔵施設において細骨材中に設置した配管と、前記配管の内空に冷媒を循環させる冷媒循環機構とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、バッチャープラント等における細骨材の貯蔵施設内に、配管内で水等の冷媒を循環させて吸熱と放熱を繰り返す単純な機構を追加設置するだけで、コンクリートの構成材料として大きな部分を占める細骨材を確実に冷却して、コンクリート材料全体を効率的に冷却可能となる。しかも、冷媒による細骨材からの吸熱は、配管表面を介した熱交換によるものとなるため、細骨材を直接濡らすことのない冷却を可能とし、細骨材が冷却材で濡れることによる練混ぜ水や表面水率の変動を回避することも出来る。従って、そうした練混ぜ水や表面水率の変動に起因する悪影響を確実に回避しつつ、コンクリート練上がり温度の効率的な低減が可能となる。また、必要な冷却温度に応じて使用冷媒を選択的に用いることで冷却能力を柔軟に制御し、冷却要求に応じた的確な細骨材冷却を行うこともできる。
【０００９】
また、本発明の細骨材冷却システムにおいて、前記配管が、前記細骨材中において鉛直方向に設置されたものであるとしてもよい。
【００１０】
これによれば、外形上は屈曲部分や水平部分を有しない鉛直管により配管を構成することで、貯蔵施設内における次工程に向けた落下移動を妨げることなく細骨材の冷却を行うことが出来る。
【００１１】
また、本発明の細骨材冷却システムにおいて、前記配管が二重管構造であり、前記冷媒循環機構が前記二重管構造のうち内管または外管のいずれか一方の管に冷媒を圧送し、他方の管から冷媒を回収して冷媒の循環を行うものであるとしてもよい。
【００１２】
これによれば、限られた空間内で冷媒の圧送と回収の各系統用の複数管路を配置するために、配管構造中に屈曲部分や水平部分を多く生じてしまうといった事態を回避出来る。そのため、鉛直の配管構造を構成することで、貯蔵施設内における次工程に向けた落下移動を妨げることなく細骨材の冷却を行うことが出来る。
【００１３】
また、本発明の細骨材冷却システムにおいて、複数の前記配管が、前記貯蔵施設内において所定の水平間隔で設置され、前記冷媒循環機構が、前記複数の各配管の内空に対し冷媒を循環させるものであるとしてもよい。
【００１４】
これによれば、複数の配管内を循環する各冷媒により、細骨材からの吸熱を更に効率的なものとし、コンクリート材料全体を更に効率的に冷却可能となる。
【００１５】
また、本発明の細骨材冷却システムにおいて、前記配管が貯蔵施設としての貯蔵ビン内に設置された構成をなすとしてもよい。
【００１６】
これによれば、計量前の貯蔵ビンでの細骨材冷却が可能となり、貯蔵施設内での細骨材移動中の冷却ロスを可能な限り抑制し、冷却効率を更に高めることができる。
【００１７】
また、本発明の細骨材冷却方法は、細骨材の貯蔵施設において細骨材中に設置した配管の内空に対し、所定の冷媒循環機構により冷媒を循環させ、前記配管周囲の細骨材からの吸熱と当該吸熱を行った冷媒からの放熱とを繰り返し行うことで前記細骨材の冷却を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンクリート練上がり温度の効率的な低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の細骨材冷却システムを含むバッチャープラントの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における細骨材冷却システムの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における配管の配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態の細骨材冷却システム１を含むバッチャープラント１０の構成例を示す図である。本実施形態における細骨材冷却システム１は、生コン製造工場に設置されたバッチャープラント１０に適用され、このバッチャープラント１０で使用する細骨材２を濡らすことなく、またバッチャープラント１０内での本来の挙動を阻害せず効率的に冷却するシステムとなる。
【００２１】
細骨材冷却システム１を適用するバッチャープラント１０は、骨材置き場１１に載置された骨材サイロ５より供給される、細骨材２、粗骨材３、および特殊骨材４など各種骨材を、ベルトコンベア６を介して受け入れる。受け入れた骨材は、所定の管理システムが制御するセレクタ７により、骨材貯蔵ビン８中の骨材種類に応じた区画に投入される。図１の例では、骨材貯蔵ビン８のうち、細骨材用の区画８Ａは細骨材２で満たされ、粗骨材用の区画８Ｂは粗骨材３が投入中である状況を示している。なお、骨材貯蔵ビン８の各区画８Ａ、８Ｂには、骨材の貯蔵嵩を計測するレベル計２４、２５が設置されている。レベル計２４、２５は、貯蔵嵩が所定レベル以下となると管理システムに信号を送信し、その結果、骨材サイロ５から該当骨材の自動補給が行われる仕組みとなっている。
【００２２】
このような骨材貯蔵ビン８の区画８Ａに貯蔵された細骨材２に対し、本実施形態の細骨材冷却システム１による冷却が行われる。そのため区画８Ａには、当該区画８Ａ内を鉛直方向に延びる配管３０が設置されている。この配管３０は冷媒循環機構４０との間で冷媒３５を循環させる二重管であり、二重管のうち一方の管が、冷媒循環機構４０から冷媒３５が圧送されてくる冷媒圧送管３０Ａと接続され、他方の管が、配管周囲の細骨材２から吸熱した冷媒３５を冷媒循環機構４０に送り返す冷媒回収管３０Ｂと接続されている。なお、こうした配管３０および冷媒循環機構４０の詳細な構成例については後述する。
【００２３】
上述の細骨材冷却システム１により適宜に冷却された細骨材２は、複数の配管３０の各間を落下し、直下にある骨材計量ビン９に供給されて重量測定がなされ、所定量がミキサ２１に投入されることになる。各配管３０は鉛直方向に伸びる管体であり、外形上は屈曲部分や水平部分を有しないため、細骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内における細骨材２の落下移動を妨げることはない。ここで、本実施形態における配管３０は鉛直方向に延びる管体としたが、上述した細骨材２の落下移動を妨げない範囲で一定程度傾斜しているとしてもよい。
【００２４】
なお、骨材計量ビン９での重量測定とミキサ２１への投入の動作は、区画８Ｂの粗骨材３についても同様に実行される。
【００２５】
また、細骨材２、粗骨材３と共にコンクリート材料を構成するセメント１８は、セメントサイロ１２より供給され、セメント貯蔵ビン１７にて貯蔵される。このセメント貯蔵ビン１７にも骨材貯蔵ビン８同様のレベル計１９が設置されており、セメント１８の貯蔵嵩が所定レベル以下になると，このレベル計が働いて信号を発信し、セメントサイロ１２からのセメント１８の自動補給が行われる。セメント貯蔵ビン１７の下部にはセメント計量ビン２０が配置されており、セメント貯蔵ビン１７から放出されたセメント１８のうち所定量がミキサ２１に投入される。この他、ミキサ２１には、混和剤を含む所定量の練り水が、練り水計量ビン１５から投入される。この練り水は、混和剤タンク１３から供給され、混和剤計量ビン１５で計測された所定量の混和剤を、練り水水槽１４から供給される所定量の水に対し混合したものとなる。
【００２６】
ミキサ２１に投入された、冷却済みの細骨材２など、各コンクリート材料は、ミキサ２１により所定の時間練り混ぜられ、生コンを形成する。ミキサ２１で得られた生コンはホッパ２２に放出され、当該ホッパ２２を介して生コン車２３に積み込まれる。
【００２７】
続いて、本実施形態における配管３０と冷媒循環機構４０の詳細について説明する。図２は本実施形態における細骨材冷却システム１の構成例を示す図である。ここでは説明の簡便化のため、図１で例示した細骨材冷却システム１における複数の配管３０のうちの２本を例示し、その２本の配管３０がそれぞれ冷媒循環機構４０と接続されている構成を示している。
【００２８】
各配管３０は、外管３１の内空に内管３２が挿入された二重管構造となっており、これら外管３１および内管３２の内空は冷媒３５が循環する配管３０の内空にあたる。二重管構造のうち内管３２には、冷媒循環機構４０から冷媒３５が圧送されてくる冷媒圧送管３０Ａが接続されている。この冷媒圧送管３０Ａより内管３２に向け圧送されてくる冷媒３５は、冷媒循環機構４０によって冷却されており、少なくとも細骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内の細骨材２より十分低温となっている。また、外管３１には、配管３０周囲の細骨材２から吸熱した冷媒３５を冷媒循環機構４０に送り返す冷媒回収管３０Ｂが接続されている。なお、各配管３０は、図３にて示すように、骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内において所定の水平間隔で分散設置されている。
【００２９】
一方、冷媒循環機構４０は、上述の冷媒圧送管３０Ａを介して各配管３０の内管３２に対して冷媒３５を圧送する。冷媒圧送管３０Ａから内管３２に達した冷媒３５は、内管３２内を流下し、内管３２下端から外管３１の底部に流入する。外管３１底部に流入した冷媒３５は、外管３１内を上昇して外管３１上端に達し、冷媒回収管３０Ｂに流入する。冷媒回収管３０Ｂに流入した冷媒３５は冷媒循環機構４０に回収され、所定温度まで冷却され、再び冷媒圧送管３０Ａに送出される。
【００３０】
冷媒３５が内部を上昇する外管３１の表面は、細骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内の細骨材２と接触している。骨材置き場１１の骨材サイロ５から細骨材貯蔵ビン８に供給されたばかりの細骨材２は気温と同程度の常温である一方、この常温より十分低温の冷媒３５が流れている外管３１は少なくとも細骨材２より低温に維持されている。そのため、細骨材２の熱は外管３１を介して、外管３１内を流れる冷媒３５に吸熱される。こうして、細骨材２の熱を吸熱した冷媒３５は冷媒回収管３０Ｂを介して冷媒循環機構４０に回収される。
【００３１】
冷媒循環機構４０は、バッチャープラント１０の置かれた現場状況や求める仕様に応じてチラーや冷却塔など適宜なものを採用すればよいが、本実施形態ではチラーを用いた例を示している（以下、チラー４０）。チラー４０は上述の冷媒３５の液温を管理して循環させることで、対象物すなわち細骨材２の温度を一定の低温に保つ機能を備える。こうしたチラー４０は、冷媒回収管３０Ｂから回収した冷媒３５と熱交換を行って冷却する熱交換器４１と、熱交換器４１で冷却した冷媒３５を貯留する水槽４２と、水槽４２で貯留した冷媒３５を冷媒圧送管３０Ａに圧送するポンプ４３とを備えている。
【００３２】
なお、配管３０にて循環させる冷媒３５は、必要な冷却能力に応じて、水、不凍液、空気、各種ガスなどを適宜採用すればよい。また、チラーや冷却塔のように、冷媒を再使用し続ける機構のみならず、例えば、バッチャープラント１０周囲の河川水を冷媒３５として一回だけ配管３０に通水させるか、或いは所定回だけ配管３０で循環させて細骨材２からの吸熱を行い、この吸熱後の水を取水元の河川に放流するといった機構を採用するとしてもよい。
【００３３】
上述のように、細骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内に分散配置した複数の配管３０と、各配管３０内で冷媒３５を循環させ、細骨材２からの吸熱と熱交換器４１での放熱を繰り返すチラー４０とが協働することで、細骨材２から効率的に吸熱して確実に冷却し、コンクリート材料全体の冷却も効率的に行うことが可能となる。また、冷媒３５による細骨材２からの吸熱は、配管３０における外管３１の表面を介した熱交換によるものとなるため、細骨材２を直接濡らすことのない冷却を可能とし、細骨材２が冷却材で濡れることによる練混ぜ水や表面水率の変動を回避することも出来る。更に、各配管３０は鉛直方向に伸びるので、外形上は屈曲部分や水平部分を有しないため、細骨材貯蔵ビン８の区画８Ａ内における細骨材２の落下移動を妨げることも防止出来る。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、コンクリート練上がり温度の効率的な低減が可能となる。
【００３５】
なお、本発明について、その一実施形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  細骨材冷却システム
２  細骨材
３  粗骨材
４  特殊骨材
５  骨材サイロ
６  ベルトコンベア
７  セレクタ
８  骨材貯蔵ビン
８Ａ  細骨材用区画
８Ｂ  粗骨材用区画
９  骨材計量ビン
１０  バッチャープラント
１１  骨材置き場
１２  セメントサイロ
１３  混和剤タンク
１４  練り水水槽
１５  混和剤計量ビン
１６  練り水計量ビン
１７  セメント貯蔵ビン
１８  セメント
１９  レベル計
２０  セメント計量ビン
２１  ミキサ
２２  ホッパ
２３  生コン車
２４、２５  レベル計
３０  配管
３１  外管
３２  内管
３０Ａ  冷媒圧送管
３０Ｂ  冷媒回収管
３５  冷媒
４０  冷媒循環機構（チラー）
４１  熱交換器
４２  水槽
４３  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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