(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材投入装置と骨材分散装置と空気供給口とを備え、上記骨材投入装置により所定の切出し量で投入された骨材を上記骨材分散装置で分散落下させ、上記分散落下された骨材に上記空気供給口より所定の温度の空気を送風して気化冷却法により上記骨材を冷却し、骨材排出装置より冷却された上記骨材を排出する骨材冷却装置において、上記骨材分散装置の上方で上記骨材投入装置の骨材投入口の直下に、その側面に複数の貫通孔が設けられた略円錐状の骨材分散部材と、この骨材分散部材の上部に設置される、その延長方向が骨材の落下方向に交差する複数の羽根部材と、上記羽根部材を回転させる手段とを備えた上部分散装置を設けたことを特徴とする骨材冷却装置。
【請求項２】
上記骨材分散装置は、水平方向に延びる回転する丸棒状の緩衝材と上記緩衝材の下部に上記緩衝材と対峙するように設置されたスクレーパ部材とを複数個併設するとともに、上記スクレーパ部材を上記緩衝材の中心より外側に配置したことを特徴とする請求項１記載の骨材冷却装置。
【請求項３】
骨材冷却装置の内壁に、落下する骨材と衝突し骨材を上記装置中央部に飛散させる落下ガイドを設けたことを特徴とする請求項２記載の骨材冷却装置。
【請求項４】
少なくとも２つの空気供給口を備え、上記各空気供給口の設置高さを互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項３記載の骨材冷却装置。
【請求項５】
投入される骨材の温度を計測する温度検出器と骨材の表面水率を計測する表面水計測器とを上記骨材投入装置に設け、冷却後の骨材の温度を計測する温度検出器を上記骨材排出装置に設けるとともに、上記計測された投入骨材温度データと投入骨材表面水率データと冷却骨材温度データと予め設定されたコンクリートの目標製造速度とに基づいて、目標冷却温度に冷却された骨材の供給量を確保するように、上記投入する骨材の切出し量と上記送風空気の風量と上記送風空気の温度と湿度とのいずれか１つまたは複数または全部を制御する冷却制御手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の骨材冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの原材料である砂や砂利等の骨材をプレクーリングするための骨材冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート製造装置に用いられる骨材のプレクーリング設備としては、例えば、図７に示すような、気化冷却法を用いた骨材冷却装置が用いられている（特開平８−１１２８１２号公報）。この骨材冷却装置は、塔状の冷却装置本体１の下端部近傍に設けられた空気供給口２から低温低湿度の空気流を冷却装置本体１の骨材落下通路３に供給するとともに、搬送装置４から送られてきた骨材５を上記冷却装置本体１の上端部に設けられた骨材投入装置６から投入し、投入された上記骨材を上記骨材落下通路３に設けられた分散装置７により衝突分散させながら上記骨材５を気化冷却法により冷却するもので、上記冷却された骨材５は、冷却装置本体１の下端部に設けられ骨材排出装置８により切り出され、搬送装置９により図外のバッチャプラントに送られセメントや水，混和剤等と混練される。
上記分散装置７は、水平方向に延びた回転する丸棒状の複数の緩衝材１０と、上記緩衝材１０の直下に設置され上記緩衝材１０への骨材５の付着を除去するためのスクレーパ部材１１とから構成され、冷却装置本体１の上下方向に上記緩衝材１０の長さ方向が格段毎に交互に直交するように複数段配設されている。また、同図において、符号１２は空気排出口で、符号１３は空気供給装置である。
なお、気化冷却法は、骨材に低温低湿度の空気流を送り、骨材の表面に付着している水分（表面水）を気化させ、上記表面水が気化時において上記骨材から気化熱を奪うことにより上記骨材を冷却するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、骨材投入装置６から投入された骨材５は、骨材投入装置６の骨材投入口６ａの開口径の大きさ程度の範囲でしか分散装置７に投入されないので、上記骨材投入口６ａに近い上段の分散装置７では、図８の斜線部に示すように、骨材の分散に寄与する領域が上記骨材投入口６ａ直下の狭い領域に限られてしまうため、骨材の分散率が低くなり、骨材５の冷却効率が悪くなってしまうという問題点があった。
特に、大量の骨材を冷却するために骨材落下通路３の断面寸法を増大させた場合には、何段もの分散装置７を経た後でないと、投入された骨材５が上記骨材落下通路３の全域に分散しないので、骨材の分散効率が更に低下し、その結果、骨材を十分に冷却することができなかった。そこで、大量の骨材を冷却するためには、骨材落下通路３の断面寸法を増大させるとともに、冷却装置本体１の高さを高くして分散装置７の設置段数を増加させる必要があり、そのため装置が更に大型化してしまうという問題点があった。
【０００４】
また、骨材冷却装置を大型化した場合には、分散装置７の緩衝材１０及びスクレーパ部材１１の長さが長くなるため、上記緩衝材１０及びスクレーパ部材１１の中央部が撓み易くなる。しかしながら、上記緩衝材１０は丸棒状であるのに対して上記スクレーパ部材１１は平板状であるため両者の撓み量が異なり、図９に示すように、分散装置７の中央部において、上記緩衝材１０とスクレーパ部材１１との間に隙間が拡大してしまい、緩衝材１０の外周面に付着した骨材５を十分掻き落とすことができなくなり、分散装置７が上記付着した骨材で閉塞されて骨材５を分散落下させることができなくなる恐れがあった。
更に、骨材冷却装置の大型化に伴い、骨材落下通路３に導入された冷風の送風量が増大するので、上記冷風は、図１０に示すように、骨材落下通路３の片側に偏って流れるようになり、骨材落下通路３を落下してくる骨材５を均一に冷却することが難しいという問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、投入される骨材を効率良く分散装置に導くとともに、上記骨材を均一に分散落下させ骨材の冷却効率を向上させることのできる骨材冷却装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の骨材冷却装置は、骨材分散装置の上方で骨材投入装置の骨材投入口の直下に、その側面に複数の貫通孔が設けられた略円錐状の骨材分散部材と、この骨材分散部材の上部に設置される、その延長方向が骨材の落下方向に交差する複数の羽根部材と、上記羽根部材を回転させる手段とを備えた上部分散装置を設けて、上記骨材投入装置から投入される骨材を上記骨材分散装置の全面に分散落下させるようにしたことを特徴とする。
上記上部分散装置としては、例えば、骨材投入装置から投入される骨材に対して、回転する板材で落下方向と交差する方向に力を作用させ、上記骨材を落下方向と垂直な面内方向に分散させるようにする装置であれば良い。
【０００７】
また、請求項２に記載の骨材冷却装置は、上記骨材分散装置を水平方向に延びる回転する丸棒状の緩衝材と上記緩衝材の下部に上記緩衝材と対峙するように設置されたスクレーパとを複数個併設したもので構成するとともに、上記スクレーパを上記緩衝材の中心より外側に配置した構成としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載のコンクリートの骨材冷却装置は、冷却装置本体の内壁に、落下する骨材と衝突し骨材を上記装置中央部に飛散させる落下ガイドを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のコンクリートの骨材冷却装置は、互いに配設される高さが異なる少なくとも２つの空気供給口を備え、上記複数個の空気供給口から冷風を送風するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載のコンクリートの骨材冷却装置は、上記骨材投入装置に温度検出器と表面水計測器とを備え、上記骨材排出装置に温度検出器を備えるとともに、上記各計測器で計測された投入骨材温度データと投入骨材表面水率データと冷却骨材温度データと予め設定されたコンクリートの目標製造速度とに基づいて、目標冷却温度に冷却された骨材の供給量を確保するように、上記投入する骨材の切出し量と上記送風空気の風量と上記送風空気の温度と湿度とのいずれか１つまたは複数または全部を制御する冷却制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、以下の説明中、従来例と共通する部分については同一符号を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる骨材冷却装置の構成を示す図で、１は冷却装置本体、３は骨材落下通路、６は骨材投入装置、７は緩衝材１０とスクレーパ部材１１とから成る分散装置、１４は上記骨材投入装置６の骨材投入口６ａから投入される骨材５を上記分散装置７の全面に分散投入するための上部分散装置、１５ａは第１の空気供給口，１５ｂは上記第１の空気供給口１５ａよりも上部に設けられた第２の空気供給口、１６ａ，１６ｂは図外の空気供給装置から上記空気供給口１５ａ，１５ｂへの冷風の送風路にあたる送風ダクト、１７は冷却装置本体１の内壁に飛散された骨材を骨材落下通路３側に誘導落下させるための落下ガイド、４，９は搬送路、８は骨材排出装置である。
上記分散装置７の緩衝材１０は、水平方向に延びる回転する丸棒状の部材で、骨材落下通路３の上下方向に、長さ方向が格段毎に交互に直交するように複数段配設されている。また、上記各緩衝材１０の真下からずれた位置にはそれぞれスクレーパ部材１１が配設されている。なお、各分散装置７の隣合う２本ずつの緩衝材１０は互いに逆向きに回転するように配設した。
また、上記骨材投入装置６には、投入された骨材５の温度と表面水の量を測定するため、温度検出器１８と表面水計測器１９とが設置され、骨材排出装置８の内部には冷却された骨材５の温度を測定するための温度検出器２０が設置されている。なお、骨材冷却装置制御手段は、図外のコンクリート製造装置の制御室に備えられており、上記温度検出器１８，表面水計測器１９，温度検出器２０からの各検出信号はこの骨材冷却装置制御手段に入力される。
【００１２】
上部分散装置１４は、図２（ａ）に示すように、モータＭと、モータＭの回転軸に固定された円柱状の支持部材１４ａと、上記支持部材１４ａの側面に，骨材落下通路３の斜め下方に延長するように取付けられた８枚の細長い平板状の羽根部材１４ｂと、上記支持部材１４ａの下部に取付けられた略円錐状に形成された板材から成る骨材分散部材１４ｃとを備えており、上記骨材投入装置６の骨材投入口６ａの真下でかつ分散装置７の上方に配設される。また、上記骨材分散部材１４ｃの側面（円錐面）には、上記羽根１４ｂ部材で分散された骨材５を下方に落下させるための複数の貫通口１４ｄが設けられ、骨材投入装置６から投入された骨材５は、図２（ｂ）に示すように、回転する羽根部材１４ｂで飛散させられ、上記骨材分散部材１４ｃの外周部及びその外側と上記複数の貫通口１４ｄから落下し、同図の斜線で示すように、分散装置７の広い範囲に分散投入される。なお、図２（ａ），（ｂ）において、上記上部分散装置１４を冷却装置本体１配設するための固定部材とモータＭの取付台については、図が繁雑になるので省略した。
また、落下ガイド１７は、冷却装置本体１の内壁に、断面形状が三角形の板材をその斜面が上記内壁から骨材落下通路３に向かって延長されるようにして取付けられている。
【００１３】
次に、上記構成の骨材冷却装置の動作について説明する。搬送装置４から送られてきた骨材５は、予め設定された切出し量だけ切出され骨材投入装置６の骨材投入口６ａから上部分散装置１４に投入される。上記投入された骨材５は、上述したように、複数の羽根１４ｂで分散され骨材分散部材１４ｃの周辺部及び複数の貫通口１４ｄから骨材落下通路３の下方に落下し、最上段の分散装置７のほぼ全面に飛散される。分散装置７に分散投入された骨材５は、緩衝材１０に衝突し更に細かく分散されながら骨材落下通路３の下方に落下し、空気供給口１５ａ，１５ｂから送られてきた低温低湿度の空気流と接触して冷却され骨材排出装置８に蓄積される。なお、冷却装置本体１の内壁に飛散された骨材５は落下ガイド１７に衝突し骨材落下通路３側に飛散されるので、落下する骨材５が内壁近傍に偏ることを防ぐことができる。上記骨材排出装置８に蓄積した骨材５は、所定量切出されて搬送装置９により図外のバッチャプラント４に送られてセメントや水，混和剤等と混練されコンクリートが製造される。
【００１４】
分散装置７のスクレーパ部材１１は緩衝材１０の真下ではなく、図３に示すように、緩衝材１０の真下からずれた位置で上記緩衝材１０に付着した骨材が緩衝材１０の下面に到達する前に上記骨材を掻き落とせる位置に設置されている。したがって、分散装置７の大型化に伴い緩衝材１０の長さとスクレーパ部材１１の長さがともに長くなり上記緩衝材１０及びスクレーパ部材１１の中央部に撓みが生じた場合でも、上記緩衝材１０とスクレーパ部材１１との間隔はそれほど増加せず、スクレーパ部材１１は緩衝材１０の外周面に付着した骨材５を十分掻き落とすことができる。
【００１５】
また、空気供給口１５ａと１５ｂとは、冷却装置本体１の上下方向に高さを違えて設置してあるので、図４に示すように、骨材落下通路３に導入された冷風は互いの空気供給口近傍の冷風の偏りを補い合うように供給されるので、骨材落下通路３内の冷風の偏りを低減することができる。特に、骨材落下通路３の断面寸法を増大させた大型の骨材冷却装置においては、送風量が多くなるため、空気供給口が１個の場合には冷風の偏りは更に大きくなるが、冷風の供給口を２個設けることにより冷風の偏りを低減することができるとともに、１個当りの送風量を少なくできるので冷風の偏りを更に低減でき、骨材落下通路３を落下する骨材５の冷却効率を著しく向上させることができる。
【００１６】
骨材落下通路３に投入される骨材の切出し量や送風空気の温度，湿度，風量は、上述したように、図外のコンクリート製造装置の制御室に備えられ骨材冷却装置制御手段により行う。すなわち、コンクリート製造装置の運転オペレータは、図５に示すように、骨材排出装置８に設置された温度検出器２０により計測された冷却後の骨材温度Ｔcと予め設定された目標冷却温度Ｔ0と比較するとともに、骨材投入装置６に設置された温度検出器１８及び表面水計測器１９とにより計測された投入骨材５の温度Ｔiと表面水率Ｒiとをそれぞれ予め設定した投入骨材基準温度Ｔkと投入骨材基準表面水率Ｒkと比較して、骨材冷却装置の現在の制御状態を判断し、細骨材５の温度Ｔcを目標冷却温度Ｔ0にするとともに、コンクリートの製造速度が目標製造速度になるように、骨材の切出し量，供給空気の温度及び湿度及び風量を制御することにより骨材冷却装置の運転を管理する。
例えば、骨材５の投入時の温度Ｔiが上記基準温度Ｔkを越えている場合には、予め送風空気の温度を低めに設定して送風するように制御する。あるいは、骨材５の表面水率Ｒiが上記基準表面水率Ｒkを越えている場合には、送風空気と骨材５との熱交換効量が低下するので、通常は細骨材の切出し量を減少させるような制御を行う。また、上記測定データがＴc＝Ｔ0，Ｒi＜Ｒkのように骨材の冷却条件を満足している場合でも、コンクリートの目標製造速度を増加させる場合には、骨材の切出し量を増加させるとともに、供給空気の温度及び湿度を低下させ、更に供給空気の風量を増加させるように骨材冷却装置を制御する。あるいは、コンクリートの製造を一時停止する場合には、細骨材の投入を一時停止するだけでなく、次回のコンクリート製造開始までの待ち時間に基づいて、供給空気の温度，湿度及び風量を制御して骨材落下通路３を適当な温度及び湿度に保ち、次回の製造開始時には供給開始時から細骨材の温度が適温になるように骨材冷却装置を制御するものである。
【００１７】
このように、本実施の形態によれば、骨材投入装置６の骨材投入口６ａの直下に上部分散装置７を設け、骨材投入装置６から投入される骨材５を分散装置７の全面に分散投入するようにしたので、分散装置７の分散率を向上させることができ、骨材５を効率良く冷却することができる。また、冷却装置本体１の内壁に落下ガイド１７を設けたので、落下する骨材５が内壁近傍に偏ることを防ぐことができる。更に、２つの空気供給口１５ａ，１５ｂを設けて冷風を送風するようにしたので、骨材落下通路内３の空気流の偏りをなくすことができ、骨材５を均一に冷却することができる。
また、上記分散装置７のスクレーパ部材１１を緩衝材１０の真下からずれた位置に設置したので、骨材冷却装置が大型化し上記緩衝材１０及びスクレーパ部材１１の中央部に撓みが生じた場合でも上記緩衝材１０とスクレーパ部材１１との間隔はそれほど増加せず、スクレーパ部材１１は緩衝材１０の外周面に付着した骨材５を十分掻き落とすことができる。
なお、投入される骨材５の切出し量や送風空気の温度，湿度，風量については、骨材排出装置８に設置された温度検出器２０により計測された冷却後の骨材温度Ｔcと、骨材投入装置６に設置された温度検出器１８及び表面水計測器１９により計測された投入骨材５の温度Ｔiと表面水率Ｒiとを計測し、骨材冷却装置制御手段により、上記計測された各データに基づいてコンクリートの製造速度が目標製造速度になるように、骨材の切出し量，供給空気の温度及び湿度及び風量を制御して骨材冷却装置の運転を管理するようにしたので、目標温度に冷却された所定量の骨材を効率良く製造するこことができる。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、上部分散装置１４として、落下する骨材５を回転する複数の羽根部材１４ｂで飛散させて最上段の分散装置７のほぼ全面に投入する装置を用いたが、例えば、回転シュート方式の分散装置２１を用いて落下する骨材５を分散装置７のほぼ全面に投入するようにしてもよい。これは、図６に示すように、斜め下方に延長するシュート（樋）２１ａをカムローラ２１ｂにより上下に振動させながら上記シュート２１ａを回転させる装置で、骨材投入装置６からシュート２１ａの上端に投入された骨材は、上記シュート２１ａの溝部２１ｃを通過してドーナツ状に分散落下する。このとき、上記シュート２１ａは、上下に振動しているので、骨材５は溝部２１ｃに付着しにくいだけでなく、広い範囲に骨材５を分散させることができる。
【００１９】
また、上記例では、２つの空気供給口１５ａと１５ｂとを冷却装置本体１の上下方向に高さを違えて設置して冷風を骨材落下通路３に送風したが、空気供給口の数を３個以上に増やし各空気送風口からの送風量を少なくするとともに、送風される冷風を均一に混合することにより、冷風の偏りを更に低減することができる。なお、３個以上の空気供給口を設けた場合でも、上記各空気供給口の配置高さを互いに異なるようにすることは言うまでもない。
なお、落下ガイド１７としては、断面形状が三角形の板材を用いたが、平板をその面の下方が上記冷却装置本体１の内壁から骨材落下通路３の下方に向かって突出するようにして上記内壁に取付けるようにしても良い。
更に、上記例では、骨材冷却装置を制御する場合に、測定データとして、投入される骨材の温度Ｔi及び表面水率Ｒiと冷却後の骨材温度Ｔcとを用いたが、骨材排出装置８内にも表面水計測器を設置し、例えば、冷却された細骨材の表面水率が大きい場合には供給空気の湿度を減少させるとともに風量を増加させるようにするなど、冷却された細骨材の表面水率により供給空気の温度，湿度，風量を更に補正するような制御を行っても良い。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の骨材冷却装置は、骨材分散装置の上方で骨材投入装置の骨材投入口の直下に、その側面に複数の貫通孔が設けられた略円錐状の骨材分散部材と、この骨材分散部材の上部に設置される、その延長方向が骨材の落下方向に交差する複数の羽根部材と、上記羽根部材を回転させる手段とを備え上部分散装置を設けて、上記骨材投入装置から投入される骨材を上記骨材分散装置の全面に分散落下させるようにしたので、骨材分散装置の分散率を向上させることができ、したがって骨材を効率良く冷却することができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の骨材冷却装置は、骨材分散装置のスクレーパ部材を緩衝材の中心より外側に配置した構成としたので、骨材冷却装置が大型化した場合でも、緩衝材とスクレーパ部材との間隔はそれほど増加しないので、緩衝材の外周面に付着した骨材を十分掻き落とすことができる。
【００２２】
また、請求項３に記載の骨材冷却装置は、骨材ガイドを設けて冷却装置本体の内壁に落下する骨材を装置中央部に飛散させるようにしたので、落下する骨材が冷却装置本体の内壁近傍に偏ることを防ぐことができ、骨材を均一に冷却することができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の骨材冷却装置は、互いに配設される高さが異なる少なくとも２つの送風口を備え、上記複数個の送風口から冷風を送風するようにしたので、骨材落下通路内の空気流の偏りをなくすことができ、骨材を均一に冷却することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載のコンクリート骨材冷却装置は、骨材投入装置に温度検出器と表面水計測器とを備え、骨材排出装置に温度検出器を備えるとともに、計測された投入骨材温度データと表面水率データと冷却骨材温度データと予め設定されたコンクリートの目標製造速度とに基づいて、目標冷却温度に冷却された骨材の供給量を確保するように、上記投入する骨材の切出し量と上記送風空気の風量と上記送風空気の温度と湿度とのいずれか１つまたは複数または全部を制御する冷却制御手段を備えて骨材冷却装置の運転を管理するようにしたので、目標温度に冷却された所定量の骨材を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる骨材冷却装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる上部分散装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる分散装置の緩衝材とスクレーパ部材の撓み状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係わる骨材落下通路内の空気流の状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係わる骨材冷却装置の制御例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係わる上部分散装置の他の例を示す図である。
【図７】従来の骨材冷却装置の構成を示す図である。
【図８】従来の骨材冷却装置における骨材の落下状態を示す図である。
【図９】従来の分散装置の緩衝材とスクレーパ部材の撓み状態を示す図である。
【図１０】従来の骨材冷却装置における骨材落下通路内の空気流の状態を示す図である。
【符号の説明】
１  冷却装置本体
３  骨材落下通路
４，９  搬送装置
５  骨材
６  骨材投入装置
６ａ  骨材投入口
７  分散装置
８  骨材排出装置
１０  緩衝材
１１  スクレーパ部材
１２  空気排出口
１４  上部分散装置
１５ａ，１５ｂ  空気供給口
１６ａ，１６ｂ  送風ダクト
１７  落下ガイド
１８，２０  温度検出器
１９  表面水計測器
【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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【図６】
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【図７】
0004011689.tif 000008
【図８】
0004011689.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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