(57)【要約】【課題】セメントの直接冷却を可能とし、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】セメント冷却システム１において、セメントの運搬車輌６０が搭載するセメント１８を、運搬車輌６０のセメント搬入先であるセメント貯蔵施設１２に空気圧送する圧送系統６３において、所定温度以下の冷却空気４２を圧送空気４４の全部または一部として供給する冷却空気供給機構４０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】
セメントの運搬車輌が搭載するセメントを、前記運搬車輌のセメント搬入先であるセメント貯蔵施設に空気圧送する圧送系統において、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給する冷却空気供給機構を備えることを特徴とするセメント冷却システム。
【請求項２】
セメント貯蔵施設に貯蔵しているセメントを、コンクリート製造プラントの貯蔵ビンに空気圧送する貯蔵ビン向けの圧送系統において、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給する貯蔵ビン向けの冷却空気供給機構を備えることを特徴とするセメント冷却システム。
【請求項３】
前記冷却空気供給機構は、自然空気を冷却して前記冷却空気を生成する冷却器を備えるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のセメント冷却システム。
【請求項４】
前記冷却空気供給機構は、液体空気を気化させて前記冷却空気を生成する気化器を備えるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のセメント冷却システム。
【請求項５】
セメントの運搬車輌が搭載するセメントを、前記運搬車輌のセメント搬入先であるセメント貯蔵施設に空気圧送するに際し、当該空気圧送を行う圧送系統に、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部とし供給し、前記冷却空気により圧送対象のセメントを冷却することを特徴とするセメント冷却方法。
【請求項６】
セメント貯蔵施設に貯蔵しているセメントを、コンクリート製造プラントの貯蔵ビンに空気圧送するに際し、当該貯蔵ビン向けの圧送系統に、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給し、前記冷却空気により圧送対象のセメントを冷却することを特徴とするセメント冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント冷却システムおよびセメント冷却方法に関するものであり、具体的には、セメントの直接冷却を可能とし、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、セメント搬送用のスクリュー機構を内蔵する筒状形状の本体外壁表面を冷却水で冷却することで、搬送中のセメントを冷却するセメント冷却装置（特許文献１）が提案されている。また、管内壁面が所定の低温に維持された供送管を通してコンクリート調合材料を供送し、所要の材料温度を確保する温度調整方法（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２０１０−２１４７０７号公報
【特許文献２】特開平３−１７３６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術において、搬送機構を冷却することでセメントを間接的に冷却することは可能である。しかし、搬送機構によってセメントが搬送される時間は短時間であり、間接的な冷却で十分にセメントを冷却することは難しい。他方、散水による冷却では、骨材等の他材料との混練前にセメントが濡れてしまうためコンクリート製造時の水分量管理の点で好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、セメントの直接冷却を可能とし、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セメント冷却システムは、セメントの運搬車輌が搭載するセメントを、前記運搬車輌のセメント搬入先であるセメント貯蔵施設に空気圧送する圧送系統において、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給する冷却空気供給機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、圧送中のセメントにおける粉体間に冷却空気が細かく入り込むことにより、コンクリート材料のうち最も高温になるセメントに対して、効率的で確実な直接冷却が可能となり、限られた搬送時間中にセメントの温度を効率的に低減できる。また、セメントの搬送工程中での冷却が可能であり、セメント冷却のための特別な工程を別途設ける必要がなく、設備の導入、運用のコストや効率を良好なものとできる。
【０００９】
したがって、セメントの直接冷却を可能とし、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。
【００１０】
また、本発明のセメント冷却システムは、セメント貯蔵施設に貯蔵しているセメントを、コンクリート製造プラントの貯蔵ビンに空気圧送する貯蔵ビン向けの圧送系統において、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給する貯蔵ビン向けの冷却空気供給機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、セメントサイロとセメント貯蔵ビンとの間を結ぶ経路中でのセメント冷却が可能となり、セメント貯蔵ビンに貯蔵するセメントを従来より低温状態のものとすることが出来る。そのため、冷却された状態のセメントを貯蔵ビンから計量ビンに供給して、コンクリート製造工程中での冷却ロスを可能な限り抑制し、冷却効率を高めることができる。
【００１２】
また、本発明のセメント冷却システムにおいて、前記冷却空気供給機構は、自然空気を冷却して前記冷却空気を生成する冷却器を備えるものであるとしてもよい。
【００１３】
これによれば、既存の熱交換器等を用いて簡便に得られる冷却空気を圧送空気の全部または一部とすることが出来るため、セメント冷却を低コストかつ効率的に行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明のセメント冷却システムにおいて、前記冷却空気供給機構は、液体空気を気化させて前記冷却空気を生成する気化器を備えるものであるとしてもよい。
【００１５】
これによれば、液体空気の気化に伴った高い冷却性能により、更に効果的にセメント温度を低下させることが出来る。特に、非常に高温な地域や盛夏日中など、温度条件が厳しい環境下でコンクリート製造を行う場合であっても、自然空気を冷却した冷却空気では得られない特に優れた冷却効果を得ることが出来る。
【００１６】
また、本発明のセメント冷却方法は、セメントの運搬車輌が搭載するセメントを、前記運搬車輌のセメント搬入先であるセメント貯蔵施設に空気圧送するに際し、当該空気圧送を行う圧送系統に、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部とし供給し、前記冷却空気により圧送対象のセメントを冷却することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のセメント冷却方法は、セメント貯蔵施設に貯蔵しているセメントを、コンクリート製造プラントの貯蔵ビンに空気圧送するに際し、当該貯蔵ビン向けの圧送系統に、所定温度以下の冷却空気を圧送空気の全部または一部として供給し、前記冷却空気により圧送対象のセメントを冷却することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、セメントの直接冷却を可能とし、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】本実施形態のセメント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冷却空気とセメントの混合機構の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における冷却空気供給機構の構成例１を示す図である。
【図４】本実施形態における冷却空気供給機構の構成例２を示す図である。
【図５】本実施形態におけるセメントサイロの構成例を示す図である。
【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は本実施形態のセメント冷却システム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セメント冷却システム１は、セメント１８の運搬車輌６０とバッチャープラント１０におけるセメントサイロ１２との間を結ぶ圧送系統６３や、セメントサイロ１２とバッチャープラント１０におけるセメント貯蔵ビン１７との間を結ぶ圧送系統６５に適用され、各圧送系統６３、６５で搬送されるセメント１８に対する直接冷却を行うシステムとなる。
【００２１】
上述のセメント冷却システム１により冷却したセメント１８を使用するバッチャープラント１０は、セメント１８以外のコンクリート材料として、骨材置き場１１より供給される細骨材２や粗骨材３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。骨材貯蔵ビン８には骨材の貯蔵嵩を計測するレベル計２４、２５が設置されており、貯蔵嵩が所定レベル以下となる事象をレベル計２４、２５が検知して管理システムに所定信号を送信し、その結果、骨材置き場１１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。骨材貯蔵ビン８に貯蔵された細骨材２や粗骨材３は例えば所定時間毎に落下し、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。
【００２２】
また、上述した細骨材２及び粗骨材３と共にコンクリート材料を構成するセメント１８は、セメント貯蔵ビン１７に貯蔵される時点で、本実施形態のセメント冷却システム１により既に冷却された状態となっている。そのため、バッチャープラント１０付近に乗り入れた運搬車輌６０の圧送ポンプ６２とセメントサイロ１２との間を結ぶ配管など圧送系統６３には、冷却空気４２を圧送空気４４中に供給する冷却空気供給機構４０が接続されている。
【００２３】
このうち運搬車輌６０は、自身のタンク６１内に粉体のセメント１８を貯蔵しており、適宜な圧送ポンプ６２で圧送空気と共に粉体のセメント１８をタンク６１外に排出する一般的な構成を備えている。一方、冷却空気供給機構４０は、吸入した外気すなわち自然空気に対する熱交換を行うことでこれを冷却し、所定温度以下の冷却空気４２を生成する冷却器４１と、この冷却器４１が生成した冷却空気４２を上述の圧送系統６３に圧送するポンプ４３とを備えている。
【００２４】
運搬車輌６０から空気圧送されたセメント１８と冷却空気供給機構４０から圧送された冷却空気４２とが混合した圧送空気４４は、圧送系統６３によってセメントサイロ１２まで搬送される。セメントサイロ１２は、圧送系統６３から供給される圧送空気４４を、フィルタ５０を介して受け入れて、圧送空気４４中のセメント１８のみを収容タンク５１に格納し、圧送空気４４が含む冷却空気４２についてはポンプ５３によりサイロ外に放出する構成を備えている（図５参照）。また、セメントサイロ１２は、収容タンク５１に格納したセメント１８をポンプ５２によって、圧送系統６５に送出する。この圧送系統６５は、セメントサイロ１２からバッチャープラント１０内のセメント貯蔵ビン１７に至る配管である。
【００２５】
図１に例示するように、この圧送系統６５には、圧送系統６３と同様に冷却空気供給機構４０が接続され、圧送空気４４に対する冷却空気４２の供給がなされるとすれば好適である。この場合、セメントサイロ１２から圧送されたセメント１８と冷却空気供給機構４０から圧送された冷却空気４２とが混合した圧送空気４４は、圧送系統６５によってバッチャープラント１０内のセメント貯蔵ビン１７まで搬送される。なお、この圧送系統６５における、例えばセメント貯蔵ビン１７直前の位置にはフィルタ５５が設置されており、圧送空気４４中のセメント１８のみがセメント貯蔵ビン１７に供給される構成となっている。
【００２６】
こうしてセメントサイロ１２より供給された冷却済みのセメント１８は、セメント貯蔵ビン１７に貯蔵されることになる。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。この自動補給の実行毎に、上述した冷却空気供給機構４０からの冷却空気４２によるセメント冷却が行われることになる。
【００２７】
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から放出された冷却済みのセメント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。
【００２８】
ミキサ２１に投入された、細骨材２や冷却済みのセメント１８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。
【００２９】
続いて、本実施形態におけるセメント１８と冷却空気４２との混合機構について説明する。図２は本実施形態における冷却空気４２とセメント１８の混合機構の構成例を示す図である。運搬車輌６０がポンプ６２によって空気圧送で送出したセメント１８は、運搬車輌６０のホース６４等を経て冷却空気混合アダプタ６７に到達する。また、冷却空気供給機構４０から圧送された冷却空気４２も同様に所定配管４９を介して冷却空気混合アダプタ６７に到達する。
【００３０】
このように運搬車輌６０と冷却空気供給機構４０の２系統の合流部に配置された冷却空気混合アダプタ６７は、運搬車輌６０から空気圧送されてきたセメント１８が、冷却空気供給機構４０の配管４９内に流入しないよう、或いは、冷却空気供給機構４０の供給する冷却空気４２が、運搬車輌６０のホース６４内に流入しないよう、各系統からの流れを同一方向に揃える整流板６８などの適宜な構造を備えている。そのため、この冷却空気混合アダプタ６７において、同一方向に流れる圧送流とされた冷却空気４２とセメント１８は、圧送系統６３に流入してそのまま混じり合い、圧送空気４４としてセメントサイロ１２に供給されることになる。
【００３１】
なお、圧送空気４４の気体中で冷却空気４２が占める割合を、上述の冷却空気混合アダプタ６７で調整するとしてもよい。この場合、冷却空気混合アダプタ６７における所定の弁機構が配管４９からの冷却空気４２の流入量を調整するとすればよい。或いは、冷却空気供給機構４０における冷却空気４２の生成量ないしポンプからの送出量を制御することで、圧送空気４４の気体中で冷却空気４２が占める割合を制御するとしてもよい。圧送空気４４の気体を全て冷却空気４２で占めるとする場合、冷却空気供給機構４０を運搬車輌６０のポンプ６２における給気機構に接続し、運搬車輌６０からセメント１８を圧送する圧送空気を当初から冷却空気４２のみとする構成を採用してもよい。
【００３２】
続いて、冷却空気供給機構４０について具体的な構成について説明する。図３は本実施形態における冷却空気供給機構４０の構成例１を示す図である。冷却空気供給機構４０は、所定開口４１ａから吸気した外気と所定の冷媒との間での熱交換を行って冷却する冷却器４１と、冷却器４１で外気を冷却して得た冷却空気４２を、配管４９及び冷却空気混合アダプタ６７を介して圧送系統６３に圧送するポンプ４３とを備えている。こうした構成により、外気すなわち自然空気が低コストで冷却され、圧送系統６３、６５に供給されてセメント１８の冷却がなされることになる。
【００３３】
また、冷却空気供給機構４０の他の構成例としては図４に示すものがあげられる。この場合の冷却空気供給機構４０は、液化窒素など適宜な液体空気７５を格納する液体空気タンク７６と、液体空気タンク７６が格納する液体空気７５を開口７７ａから得た常温の外気に触れさせるなどして気化させる気化器７７と、気化器７７での液体空気７５の気化に伴って気化熱に応じた熱が奪われた外気である冷却空気４２を、配管４９及び冷却空気混合アダプタ６７を介して圧送系統６３に圧送するポンプ７８とを備えている。こうした構成により、液体空気の気化に伴う高い冷却性能により、自然空気を冷却して得た冷却空気よりも更に効果的にセメント温度を低下出来ることとなる。
【００３４】
上述のような冷却空気供給機構４０を採用し、セメント貯蔵ビン１７まで圧送中のセメント１８の直接冷却を行うことで、セメント１８の確実な冷却を可能とし、コンクリート材料全体の冷却も効率的に行うことができる。なお、冷却空気４２によるセメント１８の冷却は、気体とセメントとの間の熱交換によるものであって、セメント１８を濡らすことのない直接冷却となる。
【００３５】
本実施形態によれば、セメントの直接冷却を可能とし、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。
【００３６】
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】
【００３７】
１  セメント冷却システム
２  細骨材
３  粗骨材
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
４０  冷却空気供給機構
４１  冷却器
４２  冷却空気
４３、７８  ポンプ
４４  （セメント混じり）圧送空気
４９  配管
５０  フィルタ
５１  収容タンク
５２、５３  ポンプ
６０  運搬車輌
６１  タンク
６２  圧送ポンプ
６３、６５  圧送系統
６４  ホース
６７  冷却空気混合アダプタ
６８  整流板
７５  液体空気
７６  液体空気タンク
７７  気化器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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