(57)【要約】【課題】タンク内に収容したアスファルト組成物の局所的加熱による、においや煙の発生、アスファルト組成物の劣化を防止し、かつ、アスファルト組成物への引火の危険性をなくする。【解決手段】アスファルト組成物溶解装置１は、アスファルト組成物２０を収容するアスファルト組成物タンク２と、熱媒タンク５と、加熱手段７とを有する。熱媒タンク５は、アスファルト組成物タンク２を包囲して設けられ、流動性を有する熱媒２１を内部に収容する。加熱手段７は熱媒２１を加熱し、アスファルト組成物タンク２は、熱媒２１を介して加熱される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト組成物を加熱して溶解するアスファルト組成物溶解装置において、
アスファルト組成物を収容するアスファルト組成物タンクと、
前記アスファルト組成物タンクを包囲して設けられた、流動性を有する熱媒を内部に収容する熱媒タンクと、
前記熱媒タンク内に収容された熱媒を加熱するための加熱手段とを備えたことを特徴とするアスファルト組成物溶解装置。
【請求項２】
前記熱媒タンク内の熱媒を循環させるポンプを有する請求項１に記載のアスファルト組成物溶解装置。
【請求項３】
前記熱媒タンク内の熱媒の温度を測定し、その結果に基づいて前記加熱手段の運転を制御する熱媒温度制御手段を有する請求項１または２に記載のアスファルト組成物溶解装置。
【請求項４】
前記熱媒タンク内の熱媒が流れる熱媒流路が前記アスファルト組成物タンクに設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアスファルト組成物溶解装置。
【請求項５】
前記熱媒は熱媒体油である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアスファルト組成物溶解装置。
【請求項６】
前記加熱手段はバーナーであり、前記熱媒タンク内に煙道が配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアスファルト組成物溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設土木工事における防水工事や、道路舗装工事において、わだちやクラックの防止あるいは防水の目的で用いられる道路補強シートの施工に使われるアスファルト組成物を、施工現場で溶解するためのアスファルト組成物溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築物や土木建造物の屋上・地下等の防水工事、道路用橋梁の防水工事、道路補強用シートの施工工事には、熱アスファルト防水工事が行われている。これは、熱アスファルト防水工事は実績があり、信頼性および耐久性が高いことによるものである。
【０００３】
しかし、近年、熱アスファルト防水工事においては、以下に列挙するような問題点が指摘されている。すなわち、
１．２２０〜２８０℃に加熱溶解したアスファルトを使用するため、においや煙の発生が激しく、環境上の問題が懸念される。
２．従来の加熱溶解釜は、鉄製の開放型であり、これに固形のアスファルト組成物を投入して直火のオイルバーナーで２２０〜２８０℃に加熱するが、直火が当たる加熱溶解釜の底部では局所的に３００℃以上に加熱され、においや煙の発生が著しい。
３．アスファルトやアスファルト組成物に含まれる改質剤は３００℃の高温に加熱されると、分解・劣化が進行し、防水性能や接着性能が低下する。
４．アスファルトは引火点が３００℃程度であるので、局所的な加熱により引火することがあり危険である。
【０００４】
そこで、上述した問題点を解決するため、特許文献１には、周囲に保温材を設けた溶解タンクと、溶解タンクの外周囲に配置した電磁誘導加熱手段とを有し、この電磁誘導加熱手段で溶解タンクを加熱することで、溶解タンク内に投入されたアスファルトを溶解する装置が開示されている。また、溶解タンクは、アスファルトを投入するための開口部を有し、この開口部が開閉蓋により開閉される構造となっている。
【０００５】
このように、電磁誘導加熱手段で溶解タンクを加熱することにより、燃焼を伴わずにアスファルトを加熱できるので排ガスの発生がなく、しかもオイルバーナーで加熱したときのような局所的な加熱ともならず、においや煙の発生を低減させることができる旨、同文献には記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３６６０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている溶解装置では、電磁誘導加熱手段を用いているので、オイルバーナーで加熱する場合と比べて広い範囲で加熱することができるものの、アスファルトを収容するタンクを直接加熱することに変わりはなく、加熱された部分とそこから離れた部分との間には温度差が生じるので、タンクを均一に加熱するのは困難である。また、電磁誘導加熱手段は保温材内に配置されるので、熱効率が低下してしまう。
【０００８】
そこで本発明は、タンク全体をより均一に加熱することによって、タンク内に収容したアスファルト組成物の温度を施工に適した温度に保持し、結果的に、においや煙の発生が少なく、アスファルト組成物の劣化も防止しかつ引火の危険性もないアスファルト組成物溶解装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のアスファルト組成物溶解装置は、アスファルト組成物を加熱して溶解するアスファルト組成物溶解装置において、アスファルト組成物を収容するアスファルト組成物タンクと、このアスファルト組成物タンクを包囲して設けられた、流動性を有する熱媒を内部に収容する熱媒タンクと、この熱媒タンク内に収容された熱媒を加熱するための加熱手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のアスファルト組成物溶解装置は、上記のように、アスファルト組成物タンクの外側に熱媒タンクを配した二重タンク構造となっており、加熱手段は、アスファルト組成物タンクではなく熱媒タンク内の熱媒を加熱する。熱媒は流動性を有しており、熱媒が加熱されることにより熱媒タンク内には熱媒の対流が生じるので、アスファルト組成物タンクはその全体がほぼ均一に加熱される。その結果、アスファルト組成物タンク内に収容されたアスファルト組成物は、局所的に高温になることなくほぼ均一に加熱される。
【００１１】
熱媒タンク内の熱媒の温度をより均一にするためには、熱媒タンク内の熱媒を循環させるポンプを備えることが好ましい。また、アスファルト組成物タンク内のアスファルト組成物の温度は熱媒の温度に依存するので、熱媒タンク内の熱媒の温度を測定し、その結果に基づいて加熱手段の運転を制御する熱媒温度制御手段を設けることによって、アスファルト組成物の温度が制御される。さらに、熱媒タンク内の熱媒が流れる熱媒流路をアスファルト組成物タンクに設けることで、熱媒の温度が効率よくアスファルト組成物に伝達する。
【００１２】
本発明において、熱媒としては熱媒体油が好ましく用いられる。また、加熱手段としてはバーナーを用いることができ、この場合は、熱媒を効率よく加熱するために、熱媒タンク内に煙道を配置することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるアスファルト組成物溶解装置の模式的断面図である。図２は、図１に示すアスファルト組成物溶解装置の、Ａ−Ａ線での模式的断面図である。
【００１５】
本実施形態のアスファルト組成物溶解装置１は、アスファルト組成物２０を収容するアスファルト組成物タンク２の外側に、このアスファルト組成物タンク２を包囲して熱媒タンク５を配置した二重タンク構造を有し、アスファルト組成物タンク２と熱媒タンク５との間の空間内に、流動性を有する熱媒２１が収容されている。熱媒２１としては、比熱が小さく、使用する温度範囲で高い流動性を示し、熱安定性に優れたものが好ましい。この点で、熱媒体油が、取り扱いが容易である点も含め、好都合である。本実施形態では、熱媒２１として、熱媒体専用油であるシェルサーミヤオイル（商品名、昭和シェル石油（株）製）を用いた。この熱媒は、低粘度石油系熱媒体油であり、高温での熱伝導性と広い温度範囲にわたる安定した諸性状を有している。
【００１６】
さらに、アスファルト組成物溶解装置１には、熱媒タンク５の底部において熱媒タンク５内の熱媒２１を加熱するための加熱手段７が設置されている。加熱手段７としては、オイルバーナー、ガスバーナー、電気ヒーター、あるいは電磁誘導を利用したものなど、任意の加熱装置を利用することができる。電力を利用して加熱するものは、燃焼を伴わないので、排気ガスが発生せず環境上は最も好ましいが、実際の施工現場では大容量の電力を調達することが困難である。一方、バーナーは、排気ガスは発生するが、施工現場での燃料の供給が容易であり、また、電力を利用したものと比較して熱効率に優れている。このような、加熱方式による優劣を比較考量し、本実施形態では、加熱手段７として、バーナー、特に、ガスバーナーと比べて火力の大きいオイルバーナーを用いている。
【００１７】
これに伴い、本実施形態では、加熱手段７であるオイルバーナーの火力を効率よく熱媒２１に伝えるために、熱媒タンク５の底部に煙道８が配置されている。煙道８は、加熱手段７と接続された側である一端側から他端側へ、熱媒タンク５の底部に沿って延び、さらにそこから折り返して一端側へ戻る構成とされる。これにより、加熱手段７による熱を熱媒タンク５の底部全域に効率よく伝えることができる。なお、本実施形態では、図２に示すように、煙道８は４つに区画されているが、そのうち両側の２つの区画が加熱手段７に接続された区画であり、その間の２つの区画が、折り返されて戻る区画である。
【００１８】
また、煙道８の末端からは排気管９が上向きに延びており、その上端は、熱媒タンク５から突出している。オイルバーナーで燃料を燃焼することによって生じたガスは、この排気管９から排気される。アスファルト組成物溶解装置１の外側壁には、オイルバーナーに供給する燃料を収容する燃料タンク（不図示）が設置されており、燃料はこの燃料タンクからオイルバーナーに供給される。オイルバーナーの燃料としては、灯油を用いることができる。
【００１９】
なお、加熱手段７として電力を利用したものを用いる場合は、これら煙道８および排気管９は不要である。
【００２０】
アスファルト組成物タンク２は、前述したように、熱媒タンク５に包囲された形態で設置されている。アスファルト組成物タンク２の上部には、アスファルト組成物タンク２内にアスファルト組成物２０を投入するための投入口２ａが、熱媒タンク５の上面から突出して設けられている。投入口２ａには蓋３が設けられ、アスファルト組成物２０からのにおいや煙の放出を防ぐとともに、アスファルト組成物２０の放熱を少なくしている。アスファルト組成物タンク２の底部には、アスファルト組成物タンク２内で溶解したアスファルト組成物２０をアスファルト組成物溶解装置１の外へ排出するための排出口２ｂが設けられている。排出口２ｂにはバルブが設けられており、このバルブを開くことによって、アスファルト組成物タンク２内のアスファルト組成物２０を排出することができる。アスファルト組成物タンク２の底壁は、排出口２ｂに向かって下向きに傾斜しており、溶解したアスファルト組成物２０が効果的に排出口２ｂへ導かれる構成となっている。
【００２１】
また、アスファルト組成物タンク２には、熱媒パイプ４が、アスファルト組成物タンク２の相対向する壁面を貫通して、本実施形態では横断して取り付けられており、熱媒２１が流れる熱媒流路を構成している。さらに、図２に示すように、アスファルト組成物タンク２の内壁面および熱媒パイプ４の外面には、それぞれフィン２ｃ，４ａが一体に設けられている。これら熱媒パイプ４およびフィン２ｃ，４ａは、伝熱面積を大きくし、熱媒２１からの伝熱効率を向上する働きをする。熱媒パイプ４およびフィン２ｃ，４ａの設置位置、数、および形状等は、図に示したものに限られるものではなく、アスファルト組成物タンク２の容積が極端に小さくならない範囲で、アスファルト組成物タンク２内でのアスファルト組成物２０の流れを考慮しつつ、排出口２ｂへのアスファルト組成物２０の移動の妨げとならないように、任意に設定することができる。
【００２２】
上記のとおり構成された本実施形態のアスファルト組成物溶解装置１によれば、加熱手段７による熱は、熱媒タンク５内の熱媒２１を加熱し、さらに、熱媒２１を介してアスファルト組成物タンク２を間接的に加熱する。アスファルト組成物タンク２の加熱により、その内部に収容されたアスファルト組成物２０が溶解する。溶解したアスファルト組成物２０は、排出口２ｂから排出され、これを容器（不図示）で受け取り、施工に用いる。
【００２３】
ここで、熱媒２１は流動性を有しているので、熱媒２１が加熱されることによって熱媒２１には対流が生じ、場所による温度差が小さくなる。しかも、アスファルト組成物タンク２は、その外側が熱媒２１で囲まれているので、アスファルト組成物タンク２全体が、加熱された熱媒２１によって加熱される。したがって、アスファルト組成物タンク２は、その全体がほぼ均一に加熱され、アスファルト組成物タンク２を直接加熱した場合のように局所的に高温となることがなくなる。
【００２４】
その結果、アスファルト組成物２０は、熱媒２１を介して、局所的に加熱されることなく施工に適した温度に制御され、アスファルト組成物２０からのにおいや煙の発生、およびアスファルト組成物２０の劣化を抑制することができるとともに、アスファルト組成物２０への引火を防止することができる。しかも、アスファルト組成物タンク２に熱媒パイプ４やフィン２ｃ，４ａを設けることで、熱媒２１からの熱および熱媒２１によって加熱されたアスファルト組成物タンク２の熱を、より効率よく、アスファルト組成物タンク２内のアスファルト組成物２０に伝達することができる。また、アスファルト組成物タンク２の投入口２ａには蓋３が設けられているので、アスファルト組成物２０からのにおいや煙が投入口２ａから放出されるのが防止されるとともに、アスファルト組成物２０の放熱を少なくしている。
【００２５】
以下に、本実施形態のアスファルト組成物溶解装置１の更なる構成について説明する。
【００２６】
熱媒タンク５の周囲は、断熱材６で覆われることが好ましい。これにより、熱媒タンク５からの放熱による熱媒２１の温度低下が抑制されるとともに、アスファルト組成物溶解装置１の外壁が高温となるのが防止される。また、断熱材６を用いることで、熱媒タンク５の保温性が向上するので、加熱手段７として熱量の少ないものを用いても熱媒２１を十分に加熱できるようになり、加熱手段７の選択の幅を広げることができる。断熱材６としては、例えば、ロックウールを用いることができる。
【００２７】
アスファルト組成物タンク２を加熱する熱媒２１は、加熱で生じる自然対流によって温度が均一化されるが、それでもなお、自然対流だけでは多少の温度分布は生じる。そこで、熱媒タンク５内の熱媒２１を強制的に対流させるための熱媒循環ポンプ１０を熱媒タンク５に設けることが好ましい。このように、熱媒循環ポンプ１０を設け、熱媒２１を強制対流させることで、熱媒２１の温度がより均一化されるので、アスファルト組成物タンク２全体をより均一な温度で加熱することができ、結果的に、熱媒２１が局所的に高温となることによる熱媒２１の劣化および発火をより効果的に防止できると同時に、熱伝達効率を高め、アスファルト組成物２０の加熱溶解をより効率よく行うことができる。
【００２８】
熱媒循環ポンプ１０の設置位置は特に限定されるものではないが、加熱手段７で加熱される領域で熱媒２１を吸引し、吸引した熱媒２１を熱媒タンク５内に戻すことによって熱媒タンク５内に熱媒２１の流れを生じさせるような位置とすることが好ましい。これにより、熱媒２１の局所的な加熱が防止される。また、本実施形態のようにアスファルト組成物タンク２に熱媒パイプ４を設けた場合は、吸引した熱媒２１を熱媒パイプ４内に戻すような位置に熱媒循環ポンプ１０を設置することが好ましい。これにより、熱媒２１を効率よく循環させることができる。熱媒循環ポンプ１０としては、耐熱性および耐油性の観点から、ギアポンプを用いることが好ましい。
【００２９】
アスファルト組成物タンク２内のアスファルト組成物２０の温度は、熱媒２１の温度に依存する。そこで、熱媒２１の温度を制御することで、アスファルト組成物２０の温度を容易に制御することができる。そのために、本実施形態では、熱媒タンク５の中に温度センサ１１を設置し、この温度センサ１１による熱媒２１の温度の測定結果に基づいて加熱手段７の運転を制御している。すなわち、アスファルト組成物２０を施工に適した温度とするような熱媒２１の温度を予め設定しておき、温度センサ１１で測定された温度がこの設定温度以下であるときに加熱手段７を運転し、設定温度を超えたら加熱手段７の運転を停止する。これにより、アスファルト組成物２０の過熱を防止しつつ、アスファルト組成物２０を施工に適した温度に保持することができる。
【００３０】
また、温度センサ１１は、直接的には熱媒２１の温度の制御に用いられるので、温度センサ１１により加熱手段７の動作を制御することによって、アスファルト組成物２０と同時に、熱媒２１の温度も制御されることになり、結果的に、熱媒２１の過熱による劣化、発火等を防止することもできる。
【００３１】
温度センサ１１の設置位置は特に限定されるものではないが、熱媒循環ポンプ１０が設置されている場合には、熱媒タンク５内の熱媒２１の最も平均的な温度を測定できる場所として、熱媒循環ポンプ１０による熱媒２１の大きな流れが生じている位置、例えば熱媒循環ポンプ１０の前であることが好ましい。温度センサ１１としては、例えば熱電対を用いることができる。
【００３２】
熱媒２１は、加熱の繰り返し、および経時的に劣化する。したがって、熱媒タンク５内の熱媒２１を必要に応じて交換できるようにするために、熱媒タンク５には、熱媒２１の供給口および排出口（不図示）を設けることが好ましい。この場合、供給口を熱媒タンク５の上部に設けることで、熱媒２１を加熱したときに熱媒２１から発生する蒸気や煙をこの供給口から排出することもできる。熱媒２１の排出口は、熱媒タンク５からの熱媒２１の排出を良好に行えるようにするために、熱媒タンク５の下部に設けることが好ましい。
【００３３】
また、熱媒２１は、加熱されることによって熱膨張する。そこで、熱媒２１の熱膨張を考慮して、熱媒タンク５に収容する熱媒２１の常温での量を、熱媒タンク５の容積よりも少なくすることが好ましい。熱媒２１の量を管理するために、オイルゲージ（不図示）を熱媒タンク５に設けてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アスファルト組成物タンクの外側に熱媒タンクを配した二重タンク構造とし、熱媒を介して間接的にアスファルト組成物タンクを加熱することで、アスファルト組成物タンク全体をほぼ均一に加熱し、アスファルト組成物タンク内のアスファルト組成物を、局所的な過熱を生じさせることなくほぼ均一に加熱することができる。その結果、アスファルト組成物からのにおいや煙の発生、およびアスファルト組成物の劣化を抑制することができるとともに、アスファルト組成物への引火を防止することができる。
【００３５】
また、熱媒タンク内の熱媒を循環させるポンプを備えることで、熱媒タンク内の温度をより均一にすることができる。さらに、熱媒タンク内の熱媒の温度を測定し、その結果に基づいて加熱手段の運転を制御する熱媒温度制御手段を設けることによって、アスファルト組成物の温度を容易に制御することができる。加えて、熱媒タンク内の熱媒が流れる熱媒流路をアスファルト組成物タンクに設けることで、熱媒の温度を効率よくアスファルト組成物に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるアスファルト組成物溶解装置の模式的断面図である。
【図２】図１に示すアスファルト組成物溶解装置の、Ａ−Ａ線での模式的断面図である。
【符号の説明】
１    アスファルト組成物溶解装置
２    アスファルト組成物タンク
２ａ    投入口
２ｂ    排出口
２ｃ，４ａ    フィン
３    蓋
４    熱媒パイプ
５    熱媒タンク
６    断熱材
７    加熱手段
８    煙道
９    排気管
１０    熱媒循環ポンプ
１１    温度センサ
２０    アスファルト組成物
２１    熱媒
【図１】
2004339706.tif 000003
【図２】
2004339706.tif 000004