(57)【要約】【課題】セメントの効率的な冷却を可能とし、コンクリート練上がり温度の効果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、セメント貯蔵施設１２に貯蔵しているセメント１８を、コンクリート製造プラント１０の貯蔵ビン１７に搬送するスクリューフィーダー３０の軸心３１の内部に、冷媒３５を循環させる冷媒循環機構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搬送するスクリューフィーダーの軸心の内部に、冷媒を循環させる冷媒循環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】
前記軸心が外管とその内側の内管とからなる二重管構造を有しており、前記冷媒循環機構が前記二重管構造のうち前記内管の内側または前記内管と前記外管との間のいずれか一方に冷媒を圧送し、他方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に記載のセメント冷却システム。
【請求項３】
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搬送するスクリューフィーダーの軸心の内部に、所定の冷媒循環機構により冷媒を循環させることで前記セメントの冷却を行う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】
従来技術においては、搬送経路の壁面を冷却することで搬送空間内を冷却し、この搬送空間を移動中のセメントの冷却を行う構成となっている。しかし、搬送中のセメントが搬送空間の空気と熱交換出来る時間は短時間であり、また、気体を対象とした熱交換効率は限定的であるため、従来技術による冷却手法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、セメントの効率的な冷却を可能とし、コンクリート練上がり温度の効果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搬送するスクリューフィーダーの軸心の内部に、冷媒を循環させる冷媒循環機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、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、スクリューフィーダーの軸および羽根といった各接触面を幅広く介した直接的な冷却が可能となり、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。
【０００９】
また、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。したがって、セメントの効率的な冷却を可能とし、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。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。
【００１０】
また、本発明のセメント冷却システムにおいて、前記軸心が外管とその内側の内管とからなる二重管構造を有しており、前記冷媒循環機構が前記二重管構造のうち前記内管の内側または前記内管と前記外管との間のいずれか一方に冷媒を圧送し、他方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。
【００１１】
これによれば、回転駆動を行うスクリューフィーダーにおいて、その動作を阻害するような外形上の突起や屈曲等を有しない構成で、セメントの効率的な冷却を行うことが出来る。
【００１２】
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搬送するスクリューフィーダーの軸心の内部に、所定の冷媒循環機構により冷媒を循環させることで前記セメントの冷却を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セメントの効率的な冷却を可能とし、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】
【００１４】
【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セメント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セメント冷却システムの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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との間を結ぶスクリューフィーダー３０に適用され、このスクリューフィーダー３０にて搬送されるセメント１８に対する冷却を行うシステムとなる。
【００１６】
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。
【００１７】
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、セメントサイロ１２からスクリューフィーダー３０によりセメント貯蔵ビン１７に搬送される。こうして搬送されるセメント１８は、セメント貯蔵ビン１７に貯蔵される時点では、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。そのためスクリューフィーダー３０には、冷媒３５をスクリューフィーダーの軸心３１の内空３２に供給する冷媒循環機構４０が接続されている。
【００１８】
上述のスクリューフィーダー３０は、所定の駆動機構により回転駆動される軸心３１と、この軸心３１上に所定間隔で配置された羽根３３とを備える。スクリューフィーダー３０においては、軸心３１の駆動と共に回転する羽根３３により、セメントサイロ１２のセメント１８を掬い取り、掬い取ったセメント１８を互いに隣接する各羽根３３の間で受け渡し合うことで順次移動させ、最終的にはセメント１８をセメント貯蔵ビン１７に搬送するものとなる。
【００１９】
こうしたスクリューフィーダー３０における軸心３１の内空３２は、内管３４を収容した二重管構造をなしており、冷媒循環機構４０は、この二重管構造を利用した冷媒３５の循環を行う。なお、軸心３１は内管３４をその内空３２に収容した外管とみなす（以下、同様）。この場合、スクリューフィーダー３０の軸心３１において、外管たる当該軸心３１と内管３４との間の領域、または内空３２の内部のいずれか一方が、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３２Ａと接続され、他方が、軸心３１および羽根３３の各周囲のセメント１８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３２Ｂと接続されている。なお、こうしたスクリューフィーダー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。
【００２０】
こうしてセメントサイロ１２よりスクリューフィーダー３０を介して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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
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。
【００２３】
続いて、本実施形態におけるスクリューフィーダー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セメント冷却システム１の構成例を示す図であり、図３は同断面図である。スクリューフィーダー３０は、上述した通り、軸心３１の内空３２に内管３４が挿入された二重管構造となっており、内管３４の内空３４ａを含めて冷媒３５が循環する軸心内空３２にあたる。二重管構造のうち内管３４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３２Ａが接続されている。この冷媒圧送管３２Ａより内管３４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、少なくともセメントサイロ１２で貯蔵中のセメント１８より十分低温となっている。また、軸心内空３２のうち外管たる軸心３１と内管３４との間の領域３１ａには、スクリューフィーダー３０の周囲、すなわち軸心３１および羽根３３の各周囲のセメント１８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３２Ｂが接続されている。
【００２４】
一方、冷媒循環機構４０は、上述の冷媒圧送管３２Ａを介してスクリューフィーダー３０の内管３４の内空３４ａに対して冷媒３５を圧送する。冷媒圧送管３２Ａから内管３４に達した冷媒３５は、内管３４の内空３４ａ内を内管端部３４ｂまで流れ、内管端部３４ｂから軸心内空３２の端部３２ａに流入する。軸心内空３２の端部３２ａに流入した冷媒３５は、軸心内空３２のうち外管たる軸心３１と内管３４との間の領域３１ａを他端部３２ｂに向けて流れ、この他端部３２ｂを介して冷媒回収管３２Ｂに流入する。冷媒回収管３２Ｂ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３２Ａに送出される。
【００２５】
冷媒３５が内部を流れる軸心３１、および当該軸心３１が支持する羽根３３の各表面は、スクリューフィーダー３０にて搬送中のセメント１８と接触している。セメントサイロ１２からスクリューフィーダー３０が掬い取ったばかりのセメント１８は、セメント運搬車からセメントサイロ１２への供給時の温度と大きく相違しない比較的高温である一方、このセメント１８より十分低温の冷媒３５が流れている軸心３１とこれに支持された羽根３３は少なくともセメント１８より低温に維持されている。そのため、スクリューフィーダー３０で搬送中のセメント１８の熱は、セメント１８が接触する軸心３１および羽根３３を介して、軸心内空３２を流れる冷媒３５に吸熱される。こうして、セメント１８の熱を吸熱した冷媒３５は冷媒回収管３２Ｂを介して冷媒循環機構４０に回収される。
【００２６】
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、対象物すなわちスクリューフィーダー３０の軸心３１（およびこれが支持する羽根３３）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３２Ｂ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３２Ａに圧送するポンプ４３とを備えている。
【００２７】
なお、スクリューフィーダー３０の軸心内空３２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として一回だけスクリューフィーダー３０の軸心内空３２に通水させるか、或いは所定回だけスクリューフィーダー３０の軸心内空３２で循環させてセメント１８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。
【００２８】
上述のように、セメント１８を搬送中のスクリューフィーダー３０における軸心内空３２と、当該軸心内空３２で冷媒３５を循環させ、セメント１８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、セメント１８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によるセメント１８からの吸熱は、スクリューフィーダー３０における軸心３１および羽根３３の各表面を介した熱交換によるものとなるため、セメント１８を直接濡らすことのない冷却を可能とする。
【００２９】
本実施形態によれば、セメントの効率的な冷却を可能とし、コンクリート練上がり温度の効果的な低減が可能となる。
【００３０】
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】
【００３１】
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
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  スクリューフィーダー
３１  軸心（外管）
３２  軸心内空
３３  羽根
３４  内管
３２Ａ  冷媒圧送管
３２Ｂ  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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