(57)【要約】【課題】改質硫黄資材を溶融状態で輸送するのに適した改質硫黄資材輸送用車両を提供する。【解決手段】クッカー車１は、改質硫黄資材を収容する撹拌槽２と、加熱装置７とを有する。撹拌槽２の内部は、改質硫黄資材を収容する資材収容室と、その下に位置して熱媒流体を収容する熱媒室とに区画される。加熱装置７は、熱媒室内に収容された熱媒流体を加熱するためのヒータを有し、資材収容室内の改質硫黄資材を、改質硫黄資材が固化しない温度に加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄を原料とする改質硫黄資材を輸送するための改質硫黄資材輸送用車両であって、
前記改質硫黄資材を収容するタンクと、
前記タンク内の改質硫黄資材を前記改質硫黄資材が固化しない温度に加熱する加熱装置と、
を有し、
前記タンクの内部は、前記改質硫黄資材を収容する資材収容室と、該資材収容室の下に位置して熱媒流体を収容する熱媒室とに区画され、
前記加熱装置は、前記熱媒室内に収容された熱媒流体を加熱するためのヒータを有する改質硫黄資材輸送用車両。
【請求項２】
前記加熱装置は、前記ヒータと、前記ヒータの上方に配置されて前記熱媒室と接続された熱媒タンクとを有する、請求項１に記載の改質硫黄資材輸送用車両。
【請求項３】
前記タンクの側壁部に、前記熱媒室と連通した熱媒流路が設けられている、請求項１または２に記載の改質硫黄資材輸送用車両。
【請求項４】
前記タンクの内面は硫黄に対する耐食性を有する材料で構成されている、請求項１または２に記載の改質硫黄資材輸送用車両。
【請求項５】
前記改質硫黄資材によって前記タンク内に発生するガスから臭気を除去して前記タンクの外へ排気する脱臭装置をさらに有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の改質硫黄資材輸送用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄改質剤で変性した改質硫黄と骨材とを混合した改質硫黄資材を撹拌しながら輸送するのに用いられる改質硫黄資材輸送用車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木用および建設用の資材の１つとして、骨材をセメントで結合させたコンクリートが一般に用いられている。近年、常温では固体でありおよそ１１９℃を超えると溶融する硫黄の性質に着目して、硫黄を土木用および建設用の資材として利用する試みがなされている。硫黄を利用した資材（硫黄資材）は、通常のコンクリートに比べて高強度で耐水性に優れ、かつ耐酸性の強い材料として知られている。また、硫黄資材は、コンクリートと仕上がりや取り扱いが似ていることから、固化したものは硫黄コンクリートまたは硫黄固化体とも呼ばれる（特許文献１参照）。
【０００３】
硫黄は着火性を有しているため、現場で溶融させて打設することが困難である。そこで、特許文献２には、溶融した硫黄に添加剤として硫黄改質剤を添加して硫黄を変性した改質硫黄を製造し、この改質硫黄と細骨材とを混合して溶融物状の改質硫黄中間資材を製造すること、および、改質硫黄中間資材と粗骨材とを混合し、これを固化させて改質硫黄固化体を製造することが開示されている。
【０００４】
固体状の改質硫黄中間資材や、改質硫黄資材を固めた改質硫黄固化体は、非危険物扱いとされる。したがって、改質硫黄中間資材をプラントで予め製造しておき、これを現場まで輸送し、現場にて粗骨材と混合すれば、現場で安全に打設することができる。あるいは、改質硫黄固化体をプラントで予め製造しておき、これを現場まで輸送し、現場にて再度溶融させれば、現場で安全に打設することができる。
【特許文献１】特開２００４−１６０６９３号公報
【特許文献２】特開２００５−８２４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、改質硫黄中間資材や改質硫黄固化体をプラントで予め製造しておき、現場まで輸送する方法では、改質硫黄中間資材と粗骨材とを現場で混合するための設備、あるいは改質硫黄固化体を溶融させるための設備を現場に設置する必要がある。これらの設備を設置することによって設置工数や設置コストが増加する。
【０００６】
こういった設備の設置工数や設置コストを排除するためには、改質硫黄中間資材と粗骨材との混練物である改質硫黄資材をプラントで予め製造しておき、これを溶融状態で現場まで輸送して、現場にて打設すればよい。
【０００７】
改質硫黄資材の輸送には輸送用車両を用いることができるが、輸送中は改質硫黄資材が固化しないように改質硫黄資材を加熱する必要がある。加熱装置を備えた輸送用車両としては、グースアスファルト合材の輸送に用いられる、いわゆるクッカー車がある。クッカー車は、内部に撹拌羽根を備えるとともに下部にバーナーが設けられたタンクを搭載している。タンク内に収容されたグースアスファルト合材は、加熱および撹拌されながら施工現場まで輸送される。
【０００８】
しかしながら、従来のクッカー車は、単にタンクの下部をバーナーで加熱するだけであるのでタンク内の温度のばらつきが大きいものであった。そのため、従来のクッカー車は、軟化点が４０℃〜５５℃と比較的低いアスファルトの輸送に際しては溶融状態を十分に維持できるものであったが、改質硫黄資材の輸送に利用した場合は、改質硫黄資材が部分的に固化してしまうおそれがあった。また、溶融状態の改質硫黄資材からは硫化水素が発生するが、硫化水素は臭気があり、腐食性も高いので、これらへの対処も必要となってくる。
【０００９】
そこで本発明は、改質硫黄資材を溶融状態で輸送するのに適した改質硫黄資材輸送用車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明の改質硫黄資材輸送用車両は、硫黄を原料とする改質硫黄資材を輸送するための車両であって、改質硫黄資材を収容するタンクと、タンク内の改質硫黄資材を改質硫黄資材が固化しない温度に加熱する加熱装置と、を有する。さらに本発明の改質硫黄資材輸送用車両では、タンクの内部は、改質硫黄資材を収容する資材収容室と、資材収容室の下に位置して熱媒流体を収容する熱媒室とに区画され、加熱装置は、熱媒室内に収容された熱媒流体を加熱するためのヒータを有している。
【００１１】
このように、資材収容室の下方に熱媒室を配し、熱媒室内の熱媒流体を加熱装置で加熱することにより、資材収容室内の改質硫黄資材は均一に加熱されてプラントから施工現場まで溶融状態で輸送される。
【００１２】
加熱装置は、上記ヒータと、ヒータの上方に配置されて熱媒室と接続された熱媒タンクとを有していてもよい。これにより、加熱装置をタンクから離れた位置に設置することもできるので、加熱装置の配置上の自由度が向上する。また、資材収容室をより均一に加熱するために、タンクの側壁部に、熱媒室と連通下熱媒流路を設けることが好ましい。さらに、タンクの内面は硫黄に対する耐食性を有する材料で構成すれば、改質硫黄資材によるタンク内面の腐食が防止される。
【００１３】
本発明の改質硫黄資材輸送用車両は、改質硫黄資材によってタンク内に発生するガスから臭気を除去してタンクの外へ排気する脱臭装置をさらに有していてもよい。これにより、タンク内で溶融状態の改質硫黄資材から発生する臭気が周囲に漏洩しなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶融状態で改質硫黄資材をプラントから施工現場まで輸送することができる。その結果、施工現場で溶融した改質硫黄資材を得るための追加処理を行う必要がなくなり、追加処理のための設備を施工現場に設置する必要もなくなるので、それらの設置工数や設置コストを低減することができる。さらに、脱臭装置を設けることで、臭気が周囲に漏洩するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による改質硫黄資材輸送用車両の側面図である。本実施形態の改質硫黄資材輸送用車両はクッカー車１であり、シャーシ上に支持された撹拌槽２と、撹拌槽２の後部に配置された、撹拌槽２内に溶融状態の改質硫黄資材を導入するためのホッパー４と、撹拌槽２内の改質硫黄資材を撹拌槽２から排出させるためのシュート５とを備えている。
【００１７】
撹拌槽２は、改質硫黄資材を内部に収容する。以下に、撹拌槽２について図２を参照して説明する。図２（ａ）は図１に示す撹拌槽の平面図、図２（ｂ）はその縦断面図である。
【００１８】
撹拌槽２の内部は、仕切壁２ａによって上下に２分されている。上側の空間は、改質硫黄資材を収容する資材収容室２ｂとされ、下側の空間は、熱媒を収容する熱媒室２ｃとされる。
【００１９】
資材収容室２ｂ内には撹拌羽根３が、その回転軸を鉛直方向に向けて回転自在に設けられている。したがって、撹拌羽根３は水平面内で回転する。撹拌羽根３の回転軸は、撹拌槽２の上壁を貫通して延びており、撹拌槽２から突出した回転軸の部分が、撹拌羽根３を回転駆動させるための撹拌羽根駆動装置３ａに接続されている。改質硫黄資材の輸送中は、撹拌羽根駆動装置３ａによって撹拌羽根３が駆動される。これによって、資材収容室２ｂ内の改質硫黄資材が撹拌される。改質硫黄資材の撹拌によって、改質硫黄資材を構成する改質硫黄中間資材と粗骨材との分離が防止される。
【００２０】
ホッパー４およびシュート５は、撹拌槽２内に連通して設けられている。ホッパー４の上面には蓋が開閉自在に設けられ、シュート５にもシャッタ（不図示）が開閉自在に設けられている。ホッパー４の蓋およびシュート５のシャッタを閉じることにより、撹拌槽２の内部が密閉される。改質硫黄資材の輸送中は、撹拌槽２の内部は密閉されている。クッカー車１が施工現場に到着し、改質硫黄資材を打設する際は、シュート５のシャッタを開く。これによって、撹拌槽２内の改質硫黄資材はシュート５を介して撹拌槽２の外部へ排出される。
【００２１】
熱媒室２ｃは、加熱装置７と接続されている。加熱装置７は、撹拌槽２と同様、クッカー車１のシャーシ上に搭載されており、熱媒流体を収容する熱媒タンク７ａと、熱媒タンク７ａ内の熱媒流体を加熱するヒータ７ｂとを有する。熱媒タンク７ａと熱媒室２ｃとは、熱媒流体が両者間を自由に循環することができるように接続管７ｃ，７ｄによって接続されており、熱媒タンク７ａ、熱媒室２ｃおよび接続管７ｃ，７ｄは、熱媒流体で満たされている。これにより、ヒータ７ｂで加熱された熱媒タンク７ａ内の熱媒流体は、接続管７ｃを通って、撹拌槽２の下部に配された熱媒室２ｃに供給され、また、熱媒室２ｃ内の熱媒流体は、接続管７ｄを通って熱媒タンク７ａ内に流れ、ヒータ７ｂによって加熱される。この熱媒流体の流れは、熱媒流体の加熱による熱媒流体自身の自然対流を利用するものであってもよいし、ポンプ（不図示）によって強制的に生じさせてもよい。熱媒室２ｃ内では、熱媒流体の加熱により熱媒流体の流れが生じているので、熱媒室２ｃ内はほぼ均一に加熱される。
【００２２】
加熱装置７は、撹拌槽２内部の改質硫黄資材の温度を、改質硫黄資材が固化しない所定の温度に保つためのものであり、熱媒流体を介して資材収容室２ｂを間接的に加熱する。改質硫黄資材が固化しない所定の温度とは、溶融硫黄の固化点である１１９℃以上の温度であり、好ましくは、改質硫黄資材の温度が１２０℃以上１５０℃以下の範囲となるように撹拌槽２を加熱する。
改質硫黄資材の温度が１２０℃未満では、改質硫黄資材の排出時に改質硫黄資材が固化するまでの時間が短くなり、作業性が悪くなる。また、１５０℃を超えると、熱媒流体の温度が１６０℃を超え、仕切壁２ａを介して熱が供給されている改質硫黄資材の仕切壁２ａとの接触部が過熱して改質硫黄資材のゴム化が始まるおそれがある。
加熱装置７の加熱方式としては、ガス燃焼式であってもよいし、電熱ヒータ式であってもよい。熱媒流体としては、例えばタービン油を用いることができるが、改質硫黄資材の温度は１２０℃以上１５０℃以下の範囲に保持されればよいので、２００℃程度まで加熱できる流体であれば特に制限されない。
【００２３】
このように、撹拌槽２内の改質硫黄資材を、ヒータ７ｂによって直接加熱するのではなく熱媒室２ｃ内の熱媒流体によって間接的に加熱することで、資材収容室２ｂの下壁を構成する仕切壁２ａの全面を均一に加熱することができる。これにより、資材収容室２ｂ内の改質硫黄資材は均一に加熱されるので、改質硫黄資材を、溶融した状態を良好に維持しつつ輸送することができる。また、加熱装置７が、熱媒室２ｂと接続された熱媒タンク７ｂを有し、熱媒タンク７ｂ内の熱媒流体を加熱するようにすることで、クッカー車１上での加熱装置７の位置を自由に設定できる。
【００２４】
再び図１を参照すると、本形態のクッカー車１は、脱臭装置６をさらに有する。
【００２５】
脱臭装置６は、溶融している改質硫黄資材から発生する硫化水素や二酸化硫黄といった臭気を吸着して排気するものであり、脱臭装置本体６ａと、脱臭装置本体６ａにそれぞれ接続された吸気管６ｂおよび排気管６ｃとを有する。吸気管６ｂは、撹拌槽２の上部で撹拌槽２の内部と連通しており、撹拌槽２内のガスを脱臭装置本体６ａ内に導く。脱臭装置本体６ａは、臭気を吸着する活性炭や薬品等の吸着材を内部に有する。排気管６ｃは、脱臭装置本体６ａで臭気が吸着されたガスを排気する。これにより、改質硫黄資材の輸送時およびシュート５からの排出時に周囲に臭気が漏れるのが防止される。
【００２６】
脱臭装置６としては、上述した吸着法を利用したものの他に、希釈法や燃焼法といった既存の脱ガス、脱臭技術を利用してもよい。
【００２７】
また、溶融した改質硫黄資材から発生する硫化水素は腐食性が高いため、クッカー車１を長期間にわたって使用し続けていると資材収容室２ｂの内面が腐食するおそれがある。そこで、資材収容室２ｂの内面の腐食を防止するために、資材収容室２ｂの内面を、硫黄に対する耐食性を有する材料で構成することが望ましい。硫黄に対する耐食性を有する材料としては、例えば、ＳＵＳ３１０やＳＵＳ３１６のようなステンレス鋼や耐硫酸露点腐食鋼が挙げられる。
【００２８】
ここで、クッカー車１が輸送する改質硫黄資材について説明する。
【００２９】
改質硫黄資材は、硫黄と、硫黄改質剤と、微細粉と、粗骨材とを原料として作られる。
【００３０】
まず、溶融した硫黄と硫黄改質剤とを混合して改質硫黄を製造する。硫黄は、天然の硫黄でもよいし、石油や天然ガスの脱硫によって生成された硫黄であってもよい。硫黄改質剤は、硫黄を変性、例えば重合することによって改質する。硫黄改質剤としては、シクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、テトラハイドロインデン（ＴＨＩ）、ジシクロペンタジエン、ジペンテン、ビニルトルエン、およびジシクロペンテン等のオレフィン化合物類のうち１種または２種以上の混合物が挙げられる。さらに、硫黄改質剤として、ジシクロペンタジエンのオリゴマー（２〜５量体混合物）を用いることもできる。硫黄と硫黄改質剤との混合は、硫黄が溶融した状態、すなわち１１９℃以上の温度で行われ、製造された改質硫黄も溶融状態に保たれる。
【００３１】
得られた改質硫黄は、所定の温度（例えば１５０℃）以上に加温された微細粉と混合されて改質硫黄中間資材とされる。微細粉としては、石炭灰、シリカヒューム、ガラス粉末、燃料焼却灰、電気集塵灰、貝殻粉砕粉のうち１種または２種以上を選択できる。
【００３２】
得られた改質硫黄中間資材は、溶融状態を保つことのできる温度（例えば１１９℃以上の温度）に保持された状態で、粗骨材および細骨材と混合される。粗骨材および細骨材は、例えば１２０〜１３０℃程度に加温されている。粗骨材および細骨材は、骨材として使用できるものであれば種類は特に制限されず、コンクリートに一般に用いられる骨材を使用できる。このような骨材としては、天然石、砂、れき、硅砂、鉄鋼スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、金属の製造時に生成される副生産物、石炭灰、燃料焼却灰、電気集塵灰、溶融スラグ類、貝殻、およびこれらの混合物等からなる群より選択される１種または２種以上を使用することができる。
【００３３】
粗骨材の粒径は５ｍｍ以上であることが好ましい。また、粗骨材の粒径の上限は５０ｍｍ以下であることが好ましい。粗骨材の粒径が５０ｍｍを超えると、改質硫黄中間資材との混練に機械上の支障を来たすおそれがある。細骨材の粒径は、通常５ｍｍ以下である。粗骨材および細骨材の粒径調整には公知の技術を利用することができる。
【００３４】
改質硫黄中間資材と粗骨材および細骨材との混合には、これらを受け入れて混練するとともに、内部を所定の温度（例えば１１９℃）以上に保持することができる混練装置を用いることができる。
【００３５】
改質硫黄中間資材と粗骨材および細骨材とを混合することによって、改質硫黄資材が得られる。得られた改質硫黄資材は、溶融した状態でホッパー４から撹拌槽２内に入れられ、溶融した状態のまま施工現場まで輸送される。施工現場では、クッカー車１で輸送された改質硫黄資材がそのまま利用される。
【００３６】
改質硫黄資材を溶融状態で輸送できるようにすることで、溶融した改質硫黄資材を得るための、再溶融や混合といった追加処理を施工現場で行う必要がなくなる。その結果、追加処理のための設備を施工現場に設置する必要もなくなるので、それらの設置工数や設置コストを低減することができる。
【００３７】
上述した実施形態では、撹拌槽２の下部に熱媒室２ｃを配置し、資材収容室２ｂの下方から改質硫黄資材を加熱する場合を例に挙げて説明したが、資材収容室２ｂの側壁からも改質硫黄資材を加熱できるように構成することは、改質硫黄資材の加熱をより均一に行ううえでは好ましい。
【００３８】
図３に、側壁からの加熱を可能とするように構成された、撹拌槽の他の形態の断面図を示す。図３に示す撹拌槽１２は、図１に示した撹拌槽２と置き換えてクッカー車１に搭載できるものであり、仕切壁１２ａによって上側の資材収容室１２ｂと下側の熱媒室１２ｃとに２分されることは、図１に示した撹拌槽２と同様である。
【００３９】
本形態の撹拌槽１２は、熱媒ジャケット１８をさらに有している。熱媒ジャケット１８は、資材収容室１２ｂの側壁の内面に、その全周にわたって設けられている。熱媒ジャケット１８には、熱媒室１２ｃと連通する熱媒流路１８ａが設けられており、熱媒流体は、加熱装置の熱媒タンク（不図示）と、熱媒室１２ｃと、熱媒流路１８ａとの間を自由に循環する。
【００４０】
以上の構成により、資材収容室１２ｂ内に収容されている改質硫黄資材は、下方からだけでなく側方からも加熱される。その結果、資材収容室１２ｂ内の改質硫黄資材をより均一に加熱することができる。
【００４１】
図３に示した構成では、資材収容室１２ｂの内面に熱媒ジャケット１８を設けた例を示したが、撹拌槽１２の側壁内に熱媒用の流路を形成してもよい。また、熱媒用の流路は、パイプで構成してもよい。
【００４２】
また、上述した各形態では、加熱装置は熱媒タンクを有し、熱媒タンク内の熱媒流体を加熱することで間接的に熱媒室の熱媒流体を加熱する例を示したが、熱媒室２ｃの下方に加熱装置としてヒータを設置し、このヒータによって熱媒室を下方から直接加熱するようにしてもよい。このような構成によっても、熱媒室内では熱媒流体の自然対流が生じ、熱媒室内の温度がほぼ均一になるので、資材収容室の下面全体が均一に加熱され、結果的に改質硫黄資材が均一に加熱される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態によるクッカー車の側面図である。
【図２】図１に示す撹拌槽の平面図および縦断面図である。
【図３】本発明に適用可能な撹拌槽の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    クッカー車
２，１２    撹拌槽
２ａ，１２ａ    仕切壁
２ｂ，１２ｂ  資材収容室
２ｃ，１２ｃ    熱媒室
３    撹拌羽根
３ａ    撹拌羽根駆動装置
４    ホッパー
５    シュート
６    脱臭装置
７    加熱装置
７ａ    熱媒タンク
７ｂ    ヒータ
７ｃ，７ｄ    接続管
１８    熱媒ジャケット
１８ａ    熱媒流路
【図１】
2007152989.tif 000003
【図２】
2007152989.tif 000004
【図３】
2007152989.tif 000005