(57)【要約】一実施形態によると、液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される、液体窒素貯蔵システムを提供するステップと、液体窒素の供給物の一部を液体窒素貯蔵システムから運搬するために、配管システムを液体窒素貯蔵システムと結合するステップと、配管システムを、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの液体窒素の流量を制御するように構成される、液体窒素制御弁と結合するステップと、使用の間にコンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するように動作する運搬デバイスの上方に少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを配置するステップと、使用の間に少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するための位置に配置するステップとを含む、方法が、提供される。
2020510558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート混合物の原料がコンクリートバッチ処理プラントからバッチ処理されているときに前記コンクリート混合物中で使用するための骨材を冷却するためのシステムであって、前記システムは、
液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される液体窒素貯蔵システムと、
液体窒素の前記供給物の一部を前記液体窒素貯蔵システムから運搬するために、前記液体窒素貯蔵システムと結合される配管システムと、
前記配管システムを介して前記液体窒素の一部を受容するように構成される少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドと、
前記分注ヘッドへの液体窒素の流量を制御するように構成される液体窒素制御弁と
を備え、
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するための運搬デバイスの上方に配置されるように構成され、
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、使用の間に前記コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成される、システム。
【請求項２】
液体窒素の前記蒸気点を下回る温度は、前記液体窒素の一部が前記液体窒素貯蔵システムから前記分注ヘッドに運搬される間、前記液体窒素の一部が蒸発することを防止するように選択される選択された温度である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記液体窒素貯蔵システムと通信可能に結合されるコンピュータ化制御システムをさらに備え、前記コンピュータ化制御システムは、液体窒素に関する前記蒸発温度を下回る選択された温度までの液体窒素の前記供給物の冷却を制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
コンクリートバッチ処理プラントコントローラと通信可能に結合されるコンピュータ化制御システムをさらに備え、前記コンピュータ化制御システムは、前記コンクリートバッチ処理プラントコントローラから受信された信号に応答して、前記液体窒素の一部を分注させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記液体窒素貯蔵システムと通信可能に結合されるコンピュータ化制御システムをさらに備え、前記コンピュータ化制御システムは、前記液体窒素の一部の前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの運搬を制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記配管システムから窒素蒸気を除去するように構成される窒素蒸気除去デバイスをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは、前記液体窒素分注ヘッドから液体窒素を約８０ｐｓｉ〜０ｐｓｉの圧力で出力するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
方法であって、
液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される液体窒素貯蔵システムを提供することと、
液体窒素の前記供給物の一部を前記液体窒素貯蔵システムから運搬するために、配管システムを前記液体窒素貯蔵システムと結合することと、
前記配管システムを、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの液体窒素の流量を制御するように構成される液体窒素制御弁と結合することと、
使用の間にコンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するように動作可能な運搬デバイスの上方に前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを配置することと、
使用の間に前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを、前記コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するための位置に配置することと
を含む、方法。
【請求項９】
液体窒素の前記蒸気点を下回る温度は、前記液体窒素が前記液体窒素貯蔵システムから前記少なくとも１つの分注ヘッドに運搬される間、前記液体窒素の一部が蒸発することを防止するように選択される選択された温度である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータ化制御システムを提供することと、
前記コンピュータ化制御システムを前記液体窒素貯蔵システムと通信可能に結合することと、
前記コンピュータ化制御システムを介して、液体窒素に関する前記蒸発温度を下回る選択された温度までの液体窒素の前記供給物の冷却を制御することと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータ化制御システムを提供することと、
前記コンピュータ化制御システムをコンクリートバッチ処理プラントコントローラと通信可能に結合することと、
前記コンクリートバッチ処理プラントコントローラの指図に応じた前記コンピュータ化制御システムからの第１の信号に応答して、前記液体窒素の一部を分注することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
コンピュータ化制御システムを提供することと、
前記コンピュータ化制御システムを前記液体窒素貯蔵システムと通信可能に結合することと、
前記コンピュータ化制御システムを介して、前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの前記液体窒素の一部の運搬を制御することと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
窒素蒸気除去デバイスを用いて前記配管システムから窒素蒸気を除去することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
約８０ｐｓｉ〜約０ｐｓｉの圧力で前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドから前記液体窒素の一部を分注することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
システムであって、
液体窒素分注器を備え、
前記液体窒素分注器は、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するための運搬デバイスの上方に分注されるように構成され、
前記液体窒素分注器は、使用の間に前記コンクリートバッチ処理プラントの運搬デバイスによって搬送される前記骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成される、システム。
【請求項１６】
前記液体窒素分注器は、少なくとも華氏３度だけ前記骨材流中の前記骨材の初期平均表面温度を低減させるために十分な速度で液体窒素の前記出力流を分注するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
コンクリートを作製する際に使用するための前記骨材流を搬送するための前記運搬デバイスを備える、コンクリートバッチ処理プラントをさらに備え、前記液体窒素分注器は、使用の間に前記運搬デバイスによって搬送される前記骨材流上に前記液体窒素の流動を分注するための位置に配置される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される液体窒素貯蔵システムをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記液体窒素分注器は、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、約８０ｐｓｉ〜０ｐｓｉの圧力で液体窒素を出力する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、前記運搬デバイスの骨材搬送面に対して異なる入射角で液体窒素を噴霧することを可能にするように調節可能である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記液体窒素分注器は、液体窒素カーテン発生器を備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記液体窒素カーテン発生器に近接して位置する前記運搬デバイスの端部をさらに備え、
前記運搬デバイスは、
使用の間にある程度の骨材を移動させることと、
液体窒素冷却された骨材を形成するように、前記運搬デバイスの端部から前記骨材の少なくとも一部を液体窒素の前記カーテンの中に発射することと、
混合デバイスの中に前記液体窒素冷却された骨材を堆積させることと
を行うように構成される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記液体窒素カーテン発生器および前記運搬デバイスは、液体窒素カーテンが前記運搬デバイスの直上に位置付けられないように位置付けられる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
使用の間、前記液体窒素冷却された骨材は、液体窒素を前記混合デバイスの中に搬送することが可能である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
使用の間、液体窒素カーテンからの前記液体窒素は、前記混合デバイスの中に搬送される、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記液体窒素カーテン発生器は、
液体窒素の入力流を受容するための入力ポートであって、前記液体窒素は、使用の間に第１の圧力下にあり、第１の速度を有する、入力ポートと、
第２の圧力下のチャンバであって、前記第２の圧力は、前記第１の圧力よりも低い、チャンバと、
前記チャンバ内に位置する偏向器であって、前記偏向器は、液体窒素の前記入力流を偏向するように使用の間に動作可能である、偏向器と、
液体窒素の出力流を促進するための所定の長さの縁を有する出力ポートと
を備え、
使用の間、前記縁にわたって流動する液体窒素の前記出力流は、液体窒素カーテンを形成する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２８】
液体窒素供給物の一部を貯蔵システムから前記液体窒素分注器に運搬するために、前記液体窒素貯蔵システムと結合される配管システムをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２９】
液体窒素の供給物の一部を前記貯蔵システムから運搬するために、前記液体窒素貯蔵システムと結合される配管システムと、
前記配管システムと結合され、前記液体窒素分注器への液体窒素の入力流を制御するように構成される液体窒素制御弁と
をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３０】
骨材を冷却するためのシステムであって、前記システムは、
液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される液体窒素貯蔵システムと、
窒素蒸気除去デバイスと、
液体窒素制御弁と、
少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドと、
配管システムであって、前記配管システムは、
前記液体窒素貯蔵システムを前記窒素蒸気除去デバイスと結合することと、
前記窒素蒸気除去デバイスを前記液体窒素制御弁と結合することと、
前記液体窒素制御弁を前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドと結合することと
を行う、配管システムと、
前記液体窒素貯蔵システムおよび前記液体窒素制御弁と通信可能に結合されるコンピュータ化液体窒素制御システムと、
コンクリートバッチ処理プラントであって、
骨材流をコンクリート混合デバイスに運搬するための運搬デバイスと、
前記混合デバイスの中へのコンクリート原料の添加を制御し、前記コンピュータ化制御システムと通信可能に結合されるバッチ処理プラントコントローラと
を備える、コンクリートバッチ処理プラントと
を備え、
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、前記コンクリートバッチ処理プラントの運搬デバイスの上方に配置され、使用の間に前記コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成され、
前記コンピュータ化液体窒素制御システムは、前記バッチ処理プラントコントローラから受信された入力信号に応答し、
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、約１５ｐｓｉの圧力で液体窒素を出力し、
前記少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、前記運搬デバイスの骨材搬送面に対して異なる入射角で液体窒素を噴霧することを可能にするように調節可能である、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年３月６日に出願され“ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＯＯＬＩＮＧ”と題された米国仮特許出願第６２／４６７，４５６号および２０１７年６月１５日に出願され“ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＯＯＬＩＮＧ”と題された米国仮特許出願第６２／５２０，５５０号の利益を主張するものであり、これらの各々は、あらゆる目的のために参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示の例示的実施形態は、冷却のための方法およびシステムに関する。実施形態は、特に、コンクリート中で使用される骨材等の骨材を冷却するために非常に好適である。
【背景技術】
【０００３】
コンクリートを構成する原料がともに添加されるとき、発熱反応が、起こり、したがって、コンクリート混合物を温める熱を生産する。コンクリート混合物は、過剰に多い熱が存在する場合、適切に硬化しないであろう。本不適切な硬化は、建築計画に関して問題を引き起こし得る。特に、米国南部等の世界の温暖な地域では、これは、建築計画に関して有意な問題を引き起こし得る。これは、特に、大量のコンクリート打設が建造計画の一部であるときに当てはまる。例えば、２，０００立方ヤードのコンクリートが大量のブロックに流し込まれるとき、コンクリート混合物によって生成される熱は、放散することができず、したがって、コンクリートは、適切に硬化せず、欠陥があるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態によると、システムは、液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される、液体窒素貯蔵システムと、液体窒素の供給物の一部を液体窒素貯蔵システムから運搬するために、液体窒素貯蔵システムと結合される、配管システムと、配管システムを介して液体窒素の一部を受容するように構成される、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドと、分注ヘッドへの液体窒素の流量を制御するように構成される、液体窒素制御弁とを含み、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するための運搬デバイスの上方に配置されるように構成され、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドは、使用の間にコンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成される。
【０００５】
別の実施形態によると、方法は、液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される、液体窒素貯蔵システムを提供するステップと、液体窒素の供給物の一部を液体窒素貯蔵システムから運搬するために、配管システムを液体窒素貯蔵システムと結合するステップと、配管システムを、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの液体窒素の流量を制御するように構成される、液体窒素制御弁と結合するステップと、使用の間にコンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するように動作可能な運搬デバイスの上方に少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを配置するステップと、使用の間に少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドを、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するための位置に配置するステップとを含む。
【０００６】
別の実施形態によると、システムは、液体窒素分注器を備え、液体窒素分注器は、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬するための運搬デバイスの上方に分注されるように構成され、液体窒素分注器は、使用の間にコンクリートバッチ処理プラントの運搬デバイスによって搬送される骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成される。
【０００７】
別の実施形態によると、方法は、相互に近接して液体窒素カーテン発生器および運搬デバイスを位置付けるステップと、運搬デバイス上にある程度の骨材を装填するステップと、運搬デバイスを用いて骨材を移動させるステップと、液体窒素カーテン発生器からの出力としての液体窒素のカーテンの流動を開始するステップと、液体窒素冷却された骨材を形成するように、運搬デバイスの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射するステップと、チャンバの中に液体窒素冷却された骨材を分注するステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態によると、方法は、相互に近接して液体窒素カーテン発生器および運搬デバイスを位置付けるステップであって、使用の間、運搬デバイスは、液体窒素冷却された骨材を形成するように、運搬デバイスの端部から、液体窒素のカーテンを通して骨材を発射するように位置付けられる、ステップと、液体窒素カーテン発生器に近接して車両装填面積を指定するステップであって、使用の間に車両装填面積内に位置付けられる車両は、液体窒素冷却された骨材を受容することができる、ステップとを含む。
【０００９】
別の実施形態によると、方法は、混合チャンバに骨材を添加するステップと、混合チャンバに水を添加するステップと、混合チャンバにセメントを添加するステップと、混合チャンバ内に材料の混合物を形成するステップと、骨材が混合チャンバに添加される際、材料の混合物に直接液体窒素を添加するステップと、液体窒素の少なくとも一部を材料の混合物の中に混合するステップとを含む。
【００１０】
別の実施形態によると、方法は、第１の圧力下にあり、第１の速度を有する、液体窒素の入力を受容するステップと、受容された液体窒素を第２の圧力に暴露するステップであって、第２の圧力は、第１の圧力よりも低い、ステップと、受容された液体窒素の速度の大きさを低減させるステップと、液体窒素カーテンを形成するように、出力ポートの縁にわたって受容された液体窒素を流動させるステップとを含む。
【００１１】
別の実施形態によると、方法は、貯蔵容器内で液体窒素を貯蔵するステップと、貯蔵容器と骨材冷却液体窒素分配デバイスとの間にパイプラインを結合するステップと、貯蔵容器内の液体窒素の一部を亜冷却するステップと、亜冷却された液体窒素をパイプラインに分注するステップとを含む。
【００１２】
別の実施形態によると、方法は、液体窒素のカーテンを提供するステップと、骨材を液体窒素のカーテンの中に流動させるステップとを含む。
【００１３】
別の実施形態によると、システムは、使用の間に液体窒素のカーテンを出力するように構成される、液体窒素カーテン発生器と、液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、運搬デバイスと、液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、運搬デバイスの端部とを含み、運搬デバイスは、使用の間にある程度の骨材を移動させ、液体窒素冷却された骨材を形成するように、運搬デバイスの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射するように構成され、使用の間、本システムは、チャンバの中に液体窒素冷却された骨材を分注するように構成される。
【００１４】
別の実施形態によると、システムは、使用の間に液体窒素のカーテンを出力するように構成される、液体窒素カーテン発生器と、液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、運搬デバイスと、液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、運搬デバイスの端部であって、運搬デバイスは、液体窒素冷却された骨材を形成するように、運搬デバイスの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射するように構成される運搬デバイスの端部と、液体窒素カーテン発生器に近接する車両装填面積とを含み、使用の間に車両装填面積内に位置付けられる車両は、液体窒素冷却された骨材を受容することができる。
【００１５】
別の実施形態によると、コンクリート混合物の形態における製造品は、骨材と、セメントと、水と、混合物への骨材の一部の添加の間に混合物の中に搬送される液体窒素とを含む。
【００１６】
別の実施形態によると、コンクリート混合物の形態における製造品は、コンクリート混合物への添加に先立って液体窒素によって冷却される骨材と、セメントと、水とを含む。
【００１７】
別の実施形態によると、装置は、液体窒素の入力流を受容するための入力ポートであって、液体窒素は、使用の間に第１の圧力下にあり、第１の速度を有する、入力ポートと、第２の圧力下のチャンバであって、第２の圧力は、第１の圧力よりも低い、チャンバと、チャンバ内に位置する、偏向器であって、液体窒素の入力流を偏向するように使用の間に動作可能である、偏向器と、液体窒素の出力流を促進するための所定の長さの縁を有する、出力ポートとを含み、使用の間、縁にわたって流動する液体窒素の出力流は、液体窒素カーテンを形成する。
【００１８】
別の実施形態によると、装置は、液体窒素を貯蔵することが可能な貯蔵容器と、骨材冷却液体窒素分配デバイスと、貯蔵容器を骨材冷却液体窒素分配デバイスと結合する、パイプラインと、パイプラインに亜冷却された液体窒素を分注することに先立って、貯蔵容器内に貯蔵された液体窒素を亜冷却するように動作可能な亜冷却制御回路とを含む。
【００１９】
別の実施形態によると、システムは、液体窒素のカーテンを提供するように構成される、第１のデバイスと、液体窒素のカーテンの中に骨材を流動させるように構成される、第２のデバイスとを含む。
【００２０】
別の実施形態によると、装置は、液体窒素の加圧入力を液体窒素の非加圧流に変換するための変換器と、それを通して骨材が流動され得る液体窒素のカーテンとして非加圧液体窒素を出力するための出力ポートとを含む。
【００２１】
さらなる実施形態が、特定の方法、装置、および製造品が図示される、付随の図面と併せて検討される以下の説明の考慮から当業者に明白となるであろう。本概要は、説明において下記にさらに説明される簡略化された形態における一連の概念を導入するために提供される。本概要は、請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図していない、または本概要は、請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図していない。請求される主題の他の特徴、詳細、有用性、および実装が、付随の図面にさらに図示され、添付される請求項に定義されるような種々の実施形態の以下のより具体的な記載される説明から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本技術の性質および利点のさらなる理解が、本明細書の残りの部分に説明される、図を参照することによって実現され得る。
【００２３】
【図１】図１は、骨材、例えば、コンクリート混合物中で使用するための骨材を冷却するために使用され得るシステムの実施形態を図示する。
【００２４】
【図２】図２は、一実施形態による、骨材を冷却する方法を図示する、フローチャートである。
【００２５】
【図３】図３は、別の実施形態による、骨材を冷却する方法を図示する、フローチャートである。
【００２６】
【図４】図４は、さらに別の実施形態による、骨材を冷却する方法を図示する、フローチャートである。
【００２７】
【図５】図５は、一実施形態による、液体窒素冷却された骨材からコンクリート混合物を形成する方法を図示する、フローチャートである。
【００２８】
【図６】図６は、一実施形態による、液体窒素を供給するためのシステムの実施形態を図示する。
【００２９】
【図７】図７は、一実施形態による、亜冷却された液体窒素を分注するために使用され得る方法を図示する、フローチャートである。
【００３０】
【図８】図８は、一実施形態による、液体窒素分配デバイスである。
【００３１】
【図９】図９は、一実施形態による、液体窒素分注器を図示する。
【００３２】
【図１０】図１０は、一実施形態による、液体窒素カーテンを生成する方法を図示する、フローチャートである。
【００３３】
【図１１】図１１は、一実施形態による、液体窒素を分注するために使用され得るシステムの実施形態を図示する。
【００３４】
【図１２】図１２は、一実施形態による、運搬デバイスによって搬送されている骨材上に直接液体窒素を分注するためのシステムを図示する。
【００３５】
【図１３】図１３は、一実施形態による、液体窒素を供給するためのシステムを図示する。
【００３６】
【図１４】図１４は、一実施形態による、骨材を冷却するためのシステムを構成する方法を図示する、フローチャートである。
【００３７】
【図１５】図１５は、別の実施形態による、液体窒素分注器を構成する方法を図示する、フローチャートである。
【００３８】
【図１６】図１６は、本明細書に説明されるコンピュータベースのデバイスを実装するために利用され得る、コンピュータシステムのブロック図を図示する。
【００３９】
【図１７】図１７は、一実施形態による、シーケンス図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
コンクリートを調製する企業は、コンクリート混合物が流し込まれることに先立って、コンクリート混合物を冷却しようとして、長年にわたって種々のアプローチを試みてきた。例えば、コンクリート混合物がコンクリートバッチ処理プラントからバッチ処理され、混合トラックのチャンバ等のコンクリート混合チャンバ内に配置されるとき、大量の氷が、コンクリート混合物に添加されている。氷が、混合物を部分的に冷却するであろうという考えである。しかしながら、これは、コンクリート混合チャンバに氷を添加する本付加的ステップを実施するための時間、労力、および氷の費用を要求する。さらに、氷が混合チャンバの内側で融解すると、結果として生じる水は、コンクリートを作製するために使用される原料の比率に影響を及ぼす。結果として生じる水は、ある時点で、許容可能限度を超えてコンクリート混合物を希釈するであろうため、添加され得る氷の量には限界が存在する。
【００４１】
コンクリートは、適切な配分における骨材、セメント、および水の混合物であり得る。本産業では、骨材は、砂利または岩石粒子の１つ以上の断片を指す。骨材は、砂を含む異なる骨材サイズであり得る。砂は、異なる粗度であり得る。一実施形態では、コンクリート混合物の重量の約８０パーセントは、骨材成分からのものであり得る。高強度コンクリートに関して、骨材を１５重量パーセントのセメントおよび５重量パーセントの水と混合することができる。より低い強度のコンクリートに関して、骨材を１０重量パーセントのセメントおよび１０重量パーセントの水と混合することができる。典型的には、コンクリートは、コンクリートバッチ処理プラントで調製される。コンクリートバッチ処理プラントは、コンクリートを作製するために要求される構成物、すなわち、骨材、セメント、および水を備蓄する。コンクリートのバッチが調製されるとき、これらの構成物はそれぞれ、バッチ処理プラント機器を介して混合チャンバに添加される。例えば、フロントエンドローダが、ある装填量の砂利を運搬デバイス上に移動させるために使用されることができる。運搬デバイスは、骨材を混合チャンバに輸送するために使用されることができる。同様に、セメントも、混合チャンバに輸送されることができる。さらに、配管システムが、混合チャンバの上方から水を分注するように構成されることができる。
【００４２】
コンクリート混合物を冷却するために過去に使用されてきた別の技法は、コンクリート混合物がコンクリート混合トラックの混合チャンバに添加された後、コンクリート混合トラックの内側のコンクリート混合物の内容物上に窒素ガスを噴霧するためのワンドの使用を伴う。すなわち、コンクリート混合トラックは、最初に、装填ヤード内の第１のステーションまたは装填位置に経路指定される。この時点で、コンクリートの骨材および他の構成物が、コンクリート混合トラックの混合チャンバの中に装填されることができる。いったん全てのコンクリート構成物がコンクリート混合トラックの混合チャンバに添加されると、トラックは、装填ヤード内の第２のステーションに経路指定される。本第２のステーションにおいて、オペレータが、コンクリート混合トラックの混合チャンバの中に長いワンドを手動で挿入する。オペレータは、ワンドを使用し、コンクリート混合物の構成物上に窒素ガスを噴霧する。窒素ガスは、氷よりもはるかに低い温度を有するが、しかしながら、冷温ガスはまた、トラックの混合チャンバの内面上に噴霧されていることになる。冷温ガスは、トラックの混合チャンバの金属を凍結させ、混合チャンバ内の金属の急速な劣化につながる。したがって、ワンドシステムは、コンクリート混合物に氷を単純に添加するプロセスに対してコンクリート混合物をより低い温度まで冷却することができるが、ワンドシステムが使用されると、損傷が、コンクリート混合トラックの混合チャンバに引き起こされる。さらに、オペレータがコンクリート混合物にワンドを手動で使用するために要求される第２のステーションは、付加的時間を装填プロセスに追加し、付加的手動労働を要求する。これは、霧雨の冬の夜に空港から離陸する前の航空機を除氷するために要求される延長時間および労働と類似する。乗客乗載後、航空機は、除氷手順を受けるために、ゲートから第２のステーションに離れていかなければならない。両方のプロセスは、人手がかかり、時間がかかる。
【００４３】
図１は、骨材、例えば、コンクリート混合物中で使用するための骨材を冷却するために使用され得るシステムの実施形態を図示する。本実施形態によると、骨材は、骨材が混合チャンバに進入することに先立って、骨材に液体窒素を適用することによって冷却されることができる。骨材が混合チャンバに添加されることに先立って、液体窒素を用いて骨材を冷却することによって、骨材の有意な冷却が、混合チャンバの金属構成要素に過剰な損傷を引き起こす懸念を伴わずに遂行されることができる。さらに、窒素ガスよりも高い冷却能力を有する液体窒素が、使用されることができる。これは、液体窒素が、骨材に接触した後に窒素ガスよりも長い時間量にわたってより冷温に留まるためである。
【００４４】
液体窒素は、極度に低い温度で液体状態における窒素である。これは、その沸点（−１９５．７９℃（７７Ｋ；−３２０°Ｆ））で０．８０７ｇ／ｍｌの密度および１．４３の比誘電率を伴う無色透明な液体である。これは、液体空気の分留によって工業的に生産される。液体窒素は、多くの場合、略語によってＬＮ２または「ＬＩＮ」または「ＬＮ」と称され、国連番号１９７７を有する。液体窒素は、二原子液体であり、これは、Ｎ２ガス中の共有Ｎ結合の二原子特性が液化後に留保されることを意味する。
【００４５】
骨材冷却システムの実施形態が、図１に示される。図１のシステム１００では、骨材運搬デバイスが、骨材を運搬するために使用される。運搬デバイスは、例えば、コンベヤベルトまたはシュートであり得る。図１では、コンベヤベルト１０４が、骨材１０８または骨材および／またはセメントの混合物を輸送することができる。運搬デバイス上で移動する骨材は、本明細書では、骨材流と称される。コンベヤは、内容物がコンベヤの端部１１０から処理シュート１２０の進入ポート１１８に内容物を発射する軌跡を有するであろうように、十分な速度でコンベヤベルトの内容物を輸送する。骨材または骨材およびセメント混合物は、次いで、シュートを通して、シュートの出口ポート１１９から、コンクリート混合デバイスの混合チャンバ、例えば、指定された装填面積１６０内に位置付けられるコンクリート混合トラック１２８の混合チャンバ１２４の中に運搬される。水およびセメント等のさらなる構成物もまた、混合チャンバに添加され、コンクリート混合物を形成するようにともに混合されることができる。
【００４６】
図１では、液体窒素のカーテン１１２が、骨材または骨材およびセメントの組み合わせの経路内に配置される。液体窒素のカーテンは、例えば、滝のように幅、高さ、および奥行を有する液体窒素の主として連続的な広がりを意味することを意図している。カーテンが、完全に中実な流体の広がりを形成しなければならないことを意図していないが、しかしながら、最良の結果は、液体窒素の生成された流動が可能な限り中断されない場合に取得されるであろうことが想定される。液体窒素のカーテンは、好ましくは、流体の低圧の広がり、例えば、任意の水圧下ではなく、重力下で滝のように落下するものである。本書の目的のために、スプレーヘッドから、またはノズルから生産される液体窒素のスプレーは、液体窒素のカーテンと見なされない。図１では、液体窒素のカーテンは、これがコンベヤの端部からシュートの進入ポートまでのその進行において骨材または骨材およびセメントに接触するであろうように配置される。本実施例における液体窒素のカーテンは、コンクリートバッチ処理プロセス機構の繊細な金属部分に接触しないように配置される。液体窒素は、大気圧で華氏約−３２０度の温度を有する。液体窒素が周囲温度へのその暴露によって熱を得るにつれて、液体窒素は、温まり、窒素ガスへの相変化を受ける。したがって、図１に示される液体窒素のカーテンは、地面に到達せず、液体窒素は、これが地面に到達し得る前に窒素ガスに変化する。窒素ガスは非常に冷温であるが、骨材または骨材およびセメントのさらなる冷却が、窒素ガスを通したものと対照的に、液体窒素を通して材料を流動させることによって達成されることができる。
【００４７】
液体窒素は極度に冷温であるため、これは、コンベヤベルトシステムまたは金属シュートシステムの金属またはゴム部分等のバッチ処理機器の構成要素に損傷を及ぼし得る。したがって、コンベヤデバイスは、液体窒素がコンベヤデバイスに損傷を及ぼすであろう方法でコンベヤデバイスに実質的に接触しないように、好ましくは、ある場所に配置され、液体窒素カーテンをコンベヤデバイスから離れるように依然として保ちながら、液体窒素カーテンを通してコンベヤデバイスによって運搬される内容物を指向する様式で動作される。
【００４８】
図１では、液体窒素によって冷却される骨材が、材料１１６として示される。液体窒素は、非常に冷温であるため、これは、液体窒素カーテン１１２を通過する骨材に実質的冷却効果を及ぼす。さらに、液体窒素の一部が、さらなる冷却効果のために、骨材によって混合チャンバ内のコンクリート混合物の中に搬送される。混合チャンバの中に液体窒素を搬送することによって、液体窒素は、骨材を冷却し続けることができる。コンクリート混合物全体の表面上に窒素ガスを噴霧した従来のシステムと対照的に、図１に示されるシステムは、液体窒素が、コンクリート混合物の外面上だけではなく、混合チャンバの中に搬送され、混合チャンバ内のコンクリート混合物の全体積の全体を通して混合されることを可能にすることができる。したがって、このように液体窒素を使用することは、混合チャンバ内のコンクリート混合物のより徹底的な冷却を提供する。さらに、液体窒素は、骨材上に配置されるため、上記に説明されるワンド方法と比較して、これが混合チャンバの金属面に接触するであろう可能性がより低い。
【００４９】
図１では、液体窒素貯蔵タンク１４０が、圧力下の液体窒素をパイプライン１３６を介して変換器デバイス１３２に供給する。弁１３４が、変換器デバイスへの液体窒素の流動を制御するために使用されてもよい。変換器デバイスは、液体窒素の加圧入力を液体窒素の非加圧流に変換する。変換器の出力ポートは、非加圧液体窒素を液体窒素のカーテンとして出力する。したがって、変換器デバイスは、液体窒素分注器としての役割を果たすことができる。骨材は、液体窒素のカーテンを通して流動されることができる。
【００５０】
図２は、一実施形態による、方法２００を図示する、フローチャートである。動作ブロック２０４において、液体窒素のカーテンが、提供される。また、動作ブロック２０８において、骨材が、液体窒素のカーテンの中に流動される。
【００５１】
一実施形態による方法を図示する、より詳細なフローチャートが、図３に示される。図３は、コンクリート混合物の一部として使用するための骨材を冷却する方法３００を図示する。動作ブロック３０４において、液体窒素カーテン発生器の形態における分注器および運搬デバイスが、相互に近接して位置付けられる。動作ブロック３０８において、骨材が、運搬デバイス上に装填される。動作ブロック３１２において、骨材は、運搬デバイスによって移動される。また、動作ブロック３１６において、液体窒素のカーテンの流動が、液体窒素カーテン発生器からの出力として開始される。動作ブロック３２０において、運搬デバイスは、運搬デバイスの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射する。これは、骨材を液体窒素によって冷却させ、したがって、液体窒素冷却された骨材を形成する。また、動作ブロック３２４において、液体窒素冷却された骨材は、チャンバの中に分注される。チャンバは、コンクリート混合トラック等の混合デバイスの一部であり得る。または、チャンバは、一時貯蔵デバイスの一部であり得る。
【００５２】
図４は、代替方法４００を図示する、フローチャートを示す。動作ブロック４０４において、液体窒素カーテン発生器および運搬デバイスが、相互に近接して位置付けられる。動作ブロック４０８において、運搬デバイスは、コンベヤの端部から骨材を液体窒素のカーテンの中に発射するように構成される。骨材は、液体窒素冷却された骨材になるように液体窒素のカーテンによって冷却される。動作ブロック４１２において、液体窒素カーテン発生器に近接する装填面積が、車両装填面積として指定される。また、車両装填面積内に位置付けられる車両が、液体窒素冷却された骨材を受容することができる。代替として、一時貯蔵デバイスが、車両装填面積内に位置付けられることができ、一時貯蔵デバイスは、液体窒素冷却された骨材を受容することができる。
【００５３】
上記のように、コンクリートは、骨材、セメント、および水等の異なる構成物によって形成される。骨材は、コンクリートの質量の大部分を占める。したがって、骨材の冷却は、コンクリート混合物の冷却に最も寄与すると考えられる。混合プロセスの間のある時点で、コンクリート混合物は、液体窒素によって冷却される骨材、セメント、水、およびある場合には、骨材の添加の間に骨材によって混合物の中に搬送された液体窒素から成る。図５は、液体窒素冷却された骨材からコンクリート混合物を形成する方法を図示する、フローチャートである。動作ブロック５０４において、骨材が、混合チャンバ、例えば、混合車両の混合チャンバに添加される。動作ブロック５０８において、水が、混合チャンバに添加される。動作ブロック５１２において、セメントが、混合チャンバに添加される。動作ブロック５１６において、材料の混合物が、混合チャンバ内に形成される。動作ブロック５２０において、骨材が混合チャンバに添加されると同時に、液体窒素が、材料の混合物に直接添加される。骨材は、実際には、液体窒素を混合チャンバの中に搬送することができる。また、動作ブロック５２４において、液体窒素の少なくとも一部が、材料の混合物の中に混合される。
【００５４】
図６は、液体窒素を供給するためのシステムの実施形態を図示する。システム６００では、液体窒素は、貯蔵タンク６０４内に貯蔵される。断熱銅管類から作製された配管システムが、貯蔵タンクを液体窒素分注器６２８と接続する。隔離弁６０８が、液体窒素がタンクから断熱銅管類の中に放出されることを可能にする。管類は、これがクライオベント６１６に向かって高さを得ることを可能にする様式で配索される。液体窒素の十分な加熱が起こる場合、液体窒素は、窒素ガスへの相変化を受けることができる。したがって、銅管類の上向き配索は、そのような相変化からのガスが、上向きにクライオベントに進行し、大気に放出されることを可能にする。安全規則の目的のために、「キャンディ棒」通気孔６２０もまた、配管システム内に蓄積するガスの通気を可能にするために存在する。付加的ソレノイド弁６２４が、液体窒素分注器６２８内に存在する。本付加的ソレノイド弁は、ソレノイド弁が開放位置に設置されるとき、液体窒素が液体窒素分注器に供給されることを可能にする。
【００５５】
液体窒素が、液体窒素分注器６２８によって分注されることに先立って、配管システム内で窒素ガスに相変化しないであろうように、液体窒素タンク内の液体窒素を亜冷却することが、好ましい。液体窒素は、断熱銅管類から熱を得ることができ、これが管類を通して輸送される際に圧力を損失するであろう。さらに、液体窒素は、必ずしも銅管類内で常に流動しているわけではない。オペレータは、第１のコンクリート混合トラックに装填している間に液体窒素の第１の体積を分注し、次いで、第１のコンクリート混合トラックが装填位置から移動され、第２のコンクリート混合トラックが装填位置に移動される間、弁を遮断し得る。その時間周期の間、液体窒素は、弁６０８と弁６２４との間の配管内に留まる。時間周期が長期にわたる場合、配管のその広がりの中の液体窒素が被る、液体窒素の一部を窒素ガスに相変化させるほど十分な熱利得が存在し得る。液体窒素の冷却効果と窒素ガスの冷却効果との間に実質的差異が存在する、すなわち、液体窒素の冷却効果は、窒素ガスの冷却効果をはるかに上回るため、これは、本システムの冷却効果を有意に低減させるであろう。
【００５６】
さらに、液体窒素が液体からガスに相変化すると、これは、膨張する。例えば、窒素ガスは、華氏６８度において、液体窒素の元々の体積の６９４倍の比率で膨張する。したがって、液体窒素が管類６１２内で相変化すると、これは、液体窒素貯蔵タンクに背圧を生成する効果を及ぼし、貯蔵タンクからの液体窒素の流動を事実上遮断する、または少なくとも低減させ得る。これが起こるとき、いかなる液体窒素も、弁６２４に到達することが困難であり得る。上記に記載されるように、本問題に対する１つの解決策は、液体窒素を亜冷却することである。液体窒素を亜冷却することは、液体窒素が、貯蔵タンクと弁６２４との間で、窒素ガスに相変化するほど十分な熱を得る、または十分な圧力を損失するであろう機会を低減させることに役立つ。すなわち、華氏数度だけ液体窒素を亜冷却することによって、液体窒素が液体窒素分注器へのルート内で相変化するであろう機会を低減させることができる。
【００５７】
亜冷却を促進するために、圧力発生器システムは、弁６５２を閉鎖し、通気弁６５６を動作させることによって遮断される。これは、タンク内の液体窒素の一部が、これが大気圧に暴露されるため、沸騰することを可能にし、したがって、タンク内の残りの液体窒素を冷却する。選択された量の冷却が遂行された後、通気弁６５６は、閉鎖され、圧力発生器回路は、弁６５２を開放することによって開にされる。一実施形態では、最大圧力コントローラが、液体窒素分注器の入力ポートへの液体の流動を正確に管理するために、通気弁６５６とともに配設されることができる。
【００５８】
圧力生成回路６５０は、液体窒素を分配デバイスに移動させるために、圧力が貯蔵タンク内で維持されることを可能にする。弁６５２が開放されると、液体窒素は、パイプを通して上向きに膨張デバイス６５４に移動することができる。膨張デバイスは、液体窒素の一部が窒素ガスに変換されることを可能にする。窒素ガスは、液体窒素をはるかに上回る体積を有する。例えば、窒素ガスは、華氏６８度において、液体窒素の元々の体積の６９４倍の比率で膨張する。したがって、閉鎖された容器システムへの窒素ガスの添加は、貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素への内圧を増加させる。圧力センサ６５８および温度センサ６６０が、電気信号を介して、そして無線または有線通信を介して、フィードバックをコンピューティングデバイス６７０に提供することができる。また、コンピュータ化制御システム、例えば、コンピュータ実装液体窒素制御システム６７０が、再び、電気信号を介して、そして無線または有線通信を介して、貯蔵タンク内で適切な動作圧力に到達するように、必要に応じて開放および閉鎖するように弁６５２に信号伝達することができる。
【００５９】
図７は、亜冷却された液体窒素を分注するために使用され得る方法７００の実施形態を図示する、フローチャートである。動作ブロック７０４において、液体窒素が、容器内に貯蔵される。動作ブロック７０８において、パイプラインが、貯蔵容器と、図９のデバイス９００または図１２のシステム１２００等の液体窒素分配デバイスとの間に結合される。動作ブロック７１２において、貯蔵容器内の液体窒素の一部が、亜冷却される。動作ブロック７１６において、亜冷却された液体窒素は、骨材冷却液体窒素分配デバイスへの経路指定のためにパイプラインに分注される。
【００６０】
図８は、図１に示されるシステムにおいて使用され得る液体窒素分配デバイスの実施形態を図示する。図８に示されるデバイス８００は、冗長液体窒素供給ポートを有するものとして示される。液体窒素貯蔵タンクからの供給配管は、デバイス８００のいずれかの進入ポートに接続されることができる。配管が進入ポート８０４に接続される場合、弁８２５は、閉鎖位置のままであり、キャンディ棒通気孔８２１は、使用されない。弁８２４は、液体窒素が液体窒素分注器８２８に流動することを可能にするために開放されることができ、キャンディ棒通気孔８２０は、通常通りに機能することができる。
【００６１】
同様に、配管が進入ポート８０６に取り付けられる場合、弁８２４は、閉鎖位置のままであり、キャンディ棒通気孔８２０は、使用されない。弁８２５は、液体窒素が液体窒素分注器８２８に流動することを可能にするために開放されることができ、キャンディ棒通気孔８２１は、通常通りに機能することができる。
【００６２】
一実施形態では、供給配管は、両方の進入ポートに接続されてもよい。本構成では、オペレータは、液体窒素の供給を可能にするために開放する進入ポートを選定することができる。さらに、一実施形態では、オペレータは、液体窒素を供給するために両方の進入ポートを同時に使用することさえ選定し得る。
【００６３】
図９は、液体窒素分注器９００の実施形態を図示する。入力ポート９０２が、液体窒素が液体窒素分注器の中に入力されるための進入点を提供する。第１のバッフル９０８が、液体窒素分注器の略箱形受容チャンバ内に配置される。第１のバッフル９０８は、略Ｕ形構成を有し、流入する液体窒素を受容する。第１のバッフルは、受容チャンバの上面から受容チャンバの底面に延在することができる。略Ｕ形の第１のバッフルは、偏向器として作用し、液体窒素分注器の受容チャンバの後部部分の中に流入する液体窒素の流動を、最初に、液体窒素分注器の前部部分に位置する液体窒素分注器の出力ポート９１２から離れるように再指向または偏向する。図９は、バッフル９０８から箱形受容チャンバの側壁に延在する、第１のバッフルの両側上の壁突出部９０４および９０６または「翼」を示す。翼は、第１のバッフルの全高に延在しない。図９に示される実施形態では、翼は、第１のバッフルの半分の高さに延在する。第１のバッフルおよび翼の組み合わせは、受容チャンバの大容積空間を後部部分および前方部分に大まかに分割する。受容チャンバの大容積空間は、液体窒素が減圧されることを可能にする。例えば、受容チャンバに進入する液体窒素が、約２０ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）の水圧下にある場合、本水圧は、大気圧および周囲温度、例えば、華氏６８度において、液体窒素を受容チャンバの大容積空間に暴露することによって、ゼロｐｓｉまで低減されることができる。さらに、第１のバッフルおよび第１のバッフルの両側上の翼は、液体窒素の流入する流動が、液体窒素分注器の出力ポートに直ちに暴露されることを防止する。第１のバッフルはまた、流入する液体窒素を減速させることを補助する。例えば、液体窒素が第１の速度でチャンバに進入する場合、これは、第１のバッフルによって受容チャンバの中に分散されることができる。さらに、側翼および第１のバッフルの組み合わせは、受容チャンバ内の液体窒素の水位が翼９０４および９０６の高さを上回って上昇するまで、受容チャンバの後部部分内に液体窒素を保持する。
【００６４】
わずかな傾斜角が、液体窒素分注器の底部に与えられ、液体窒素の流動を重力下で出力ポートに向かって流動させることを補助する。
【００６５】
一実施形態では、液体窒素分注器の出力ポート９１２は、受容チャンバ内のスロット様開口部である。図９に示される実施例では、前部バッフル９１０は、液体窒素分注器の底部から、液体窒素分注器の上部から約１／２インチ以内まで延在する。箱様チャンバの前方部分内の液体窒素の液体の体積が増加するにつれて、液体窒素の水位は、上昇するであろう。いったんチャンバ内の液体窒素の水位がスロット様開口部の高さに到達すると、液体窒素は、スロット様開口部から流出するであろう。スロット様開口部は、液体窒素が、前部バッフル９１０の縁にわたって滝のように落下することを可能にする。スロット様開口部は、液体窒素のカーテンの形状を制御するために、所定の長さを有することができる。液体窒素への水圧は、除去されているため、液体窒素は、液体窒素分注器から滝のように流出し、液体窒素のカーテン様流動を生成する。さらに、水圧は、液体窒素から除去されているため、液体窒素は、液体窒素分注器から噴霧されない。一実施形態では、液体窒素のカーテンの寸法は、高さ８インチ×幅１２インチ×厚さ０．５インチであり得る。
【００６６】
他の実施形態では、異なる一連のバッフルが、使用され得る。しかしながら、一実施形態によると、入力液体窒素から水圧を低減させ、液体窒素分注器から液体窒素のカーテン様流動を生産するバッフル配列を使用することが、好ましい。
【００６７】
別の実施形態では、スロットは、液体窒素分注器の底面と前部バッフル９１０との間に間隙を作成することによって形成され得る。
【００６８】
液体窒素分注器の構成要素は、好ましくは、銅、黄銅、および／またはステンレス鋼から作製される。これらの材料は、液体窒素の極端な冷温によって引き起こされる損傷に耐性がある。
【００６９】
図１０は、液体窒素カーテンを生成する方法１０００の別の実施例を図示する。動作ブロック１００４において、高圧等の第１の圧力下にある液体窒素の入力が、入力ポートを介して受容される。第１の速度を有する加圧液体窒素が、受容される。動作ブロック１００８において、受容された液体窒素は、大気圧等の受容チャンバ内の第２の圧力に暴露される。第２の圧力は、第１の圧力よりも低い。動作ブロック１０１２において、受容された液体窒素の速度の大きさは、低減される。例えば、バッフルまたは偏向器および受容チャンバの使用は、速度を低減させるために使用されることができる。また、動作ブロック１０１６において、受容された液体窒素は、液体窒素カーテンを形成するように、所定の長さおよび幅を有する出力ポートの縁にわたって液体窒素を流動させることによって出力されることができる。
【００７０】
一実施形態によると、液体窒素を供給するプロセスは、自動化されることができる。例えば、図６のシステムでは、弁６５６および６５２および貯蔵タンク圧力センサ６５８および液体窒素温度センサ６６０と通信可能に結合される、コンピュータ実装液体窒素制御システム６７０等のコンピュータ化制御システムが、提供されることができる。コンピュータ実装液体窒素制御システム、弁、およびセンサは、無線または有線通信によって伝送される電気信号の使用を通して通信可能に結合されることができる。コンピュータ実装液体窒素制御システムは、センサから入力信号を受信し、上記に解説されるように、弁６５２および６５６を動作させることによって、貯蔵タンク内容物の亜冷却を制御することができる。代替として、液体窒素貯蔵システムは、亜冷却動作を制御するその独自の専用制御システムを有し得る。その事例では、専用制御システムは、貯蔵システムのために所望される亜冷却を示す信号を液体窒素制御システムから受信し得る。
【００７１】
同様に、コンピュータ実装液体窒素制御システムは、液体窒素分注器への液体窒素の分注を制御することができる。これは、一実施形態に従って、コンピュータ実装液体窒素制御システム６７０と電気的に結合されるように弁６０８および６２４を構成することによって遂行され得る。コンピュータ実装液体窒素制御システムは、液体窒素を分注するために両方の弁を開放し、液体窒素が要求されないときに両方の弁を閉鎖することができる。さらに、コンピュータ実装液体窒素制御システムは、バッチ処理プラントコントローラと電気的に結合されることができる。液体窒素の分注は、運搬デバイスからのある装填量の骨材の送達と一致するようにコンピュータ実装液体窒素制御システムによって協調されることができる。例えば、液体窒素の分注の開始は、液体窒素カーテンが、骨材がセメント混合トラックの混合チャンバ等の受容チャンバに向かって運搬デバイスから発射される直前に確立されるように実施されることができる。
【００７２】
これまで議論された実施形態は、運搬デバイスと入力シュートとの間の材料の流動に指向されるカーテンを生成すること（すなわち、液体窒素カーテンがコンベヤの直上に配置されない場合）を対象としているが、いくつかの実施形態では、オペレータは、運搬デバイスの直上にカーテンを位置付けるように選定し得ることを理解されたい。運搬デバイスが、液体窒素の温度によって損傷を受けない材料から作製され得るとき、本実装を選定するであろうことが想定される。同様に、運搬デバイス上への骨材の装填に先立って、骨材の山の上に液体窒素を分配するために、本システムを使用し得る。
【００７３】
図１１は、骨材上に液体窒素を分注するための別の実施形態を図示する。そのようなシステムは、例えば、コンクリート混合プロセスにおいて使用されることができる。システム１１００では、液体窒素貯蔵容器１１０４が、液体窒素の供給物を貯蔵する。貯蔵される液体窒素の一部は、配管システム１１０８を介して窒素ガス通気システム１１１２に運搬されることができる。一実施形態によると、Ｃｒｙｏｃｏｍｐ，  Ｉｎｃ．（Ｋｅｎｉｌｗｏｒｔｈ，  ＮＪ）によって製造されるＣｒｙｏｃｏｍｐ  ＃Ｋ２０４１窒素ガス通気システムが、利用されることができる。
【００７４】
配管システムは、種々のシステム構成要素を接続する。窒素ガス通気システムは、配管システムから受容された任意の窒素ガスの少なくとも一部を除去し、配管システムからその窒素ガスを通気する。いくつかの事例では、液体窒素は、液体窒素が貯蔵容器１１０４からパイプで送られる際に熱を得るであろう。十分な熱が液体窒素によって得られる場合、液体窒素は、配管システム内で窒素ガスに蒸発するであろう。好ましくは、その窒素ガスは、液体窒素貯蔵容器への背圧を排除するために、および液体窒素分注器１１２０への液体窒素の一定の流動を可能にするために、配管システムから通気される。分注器への液体窒素の出力流を制御するための弁１１１６が、示される。弁が開放されると、液体窒素の流動が、弁から分注器１１２０に出力されることができる。
【００７５】
図１１に示される実施形態では、分注器は、運搬デバイス１１２２の直上、例えば、コンベヤベルトの直上の位置に示される。運搬デバイスは、骨材１１２３を運搬するように示される。分注器は、骨材が依然として運搬デバイス上にある間、骨材の表面上に液体窒素を出力する。骨材は、液体窒素によって冷却される。液体窒素冷却された骨材１１３０は、運搬デバイスの端部からシュート１１３２の中に指向されるように示される。シュート１１３２は、冷却された骨材をコンクリート混合トラックの混合チャンバ等のチャンバ１１３４の中に指向する。
【００７６】
貯蔵容器１１０４内に貯蔵される液体窒素は、所定の温度まで冷却されることができる。例えば、液体窒素の温度は、いったん液体窒素が窒素ガス通気システムに運搬されると、液体の蒸発を防止する温度まで亜冷却されることができる。液体窒素の温度を所定の量だけ低減させることによって、液体窒素は、液体窒素が窒素ガス通気システムに到達する前に、配管システム内で蒸発するために十分な熱を得ることが可能ではないであろう。例えば、液体窒素は、５２ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）の圧力で華氏−２９７度の蒸気点を有する。貯蔵される液体窒素を３０ｐｓｉで華氏−３０８度まで亜冷却することによって、液体窒素の一部が配管システムを介して分配されるとき、配管システム内での蒸発の機会を低減させることができる。
【００７７】
ある理由から、窒素蒸気が配管システム１１０８に進入する場合、窒素ガス通気システムは、窒素蒸気を大気に通気することによって窒素蒸気を除去することができる。
【００７８】
図１１に示されるシステムは、自動的に制御されることができる。例えば、コンピュータ実装液体窒素制御システム１１２４等のコンピュータ化制御システムが、液体窒素貯蔵システム１１０４、窒素ガス通気システム１１１２、弁１１１６、コンピュータ実装バッチ処理プラントコントローラ１１２８、および／または運搬デバイスセンサ１１３６と通信可能に結合されることができる。しかしながら、全ての通信結合が、要求されるわけではない。
【００７９】
液体窒素制御システムをバッチ処理プラントコントローラと結合することによって、バッチ処理プラントコントローラは、例えば、液体窒素の分注を開始および中止するとき、分注する液体窒素の量、および液体窒素があるべき冷温の程度を示すために、液体窒素制御システムに入力信号を送信することができる。代替として、液体窒素制御システムは、バッチ処理プラントコントローラから独立してこれらの特徴を制御するようにプログラムされ得る。
【００８０】
液体窒素制御システムを弁１１１６と通信可能に結合することによって、液体窒素制御システムは、液体窒素の分注を制御することができる。これは、液体窒素制御システムが、液体窒素の一部が分注ヘッドに運搬され、骨材上に分注されるときおよびその長さ、すなわち、開始および中止を制御することを可能にする。液体窒素制御システムはまた、弁が開放される程度を制御することによって、時間あたりの分注される液体窒素の量（例えば、分注の速度）および液体窒素が分注される圧力を制御することができる。
【００８１】
液体窒素制御システムを運搬システムセンサと通信可能に結合することによって、液体窒素制御システムは、液体窒素の分注を開始および中止するときを決定することができる。例えば、センサが運搬システム上で移動する骨材を検出する場合、液体窒素制御システムは、液体窒素の分注を開始し得る。同様に、センサが、（１）これ以上骨材が運搬システム上に存在しないこと、（２）不十分な量の骨材が運搬システム上に存在すること、または（３）運搬システムが骨材の移動を中止していることを検出すると、液体窒素制御システムは、液体窒素の分注が終了されるべきであることを信号伝達することができる。
【００８２】
液体窒素制御システムを液体窒素貯蔵システムと通信可能に結合することによって、液体窒素制御システムは、液体窒素の効果的な亜冷却のために液体窒素貯蔵タンクが維持されるべき適切な圧力または温度、例えば、選択された圧力における液体窒素に関する蒸発温度を下回る選択された温度を信号伝達することができる。さらに、液体窒素制御システムは、配管システム１１０８への貯蔵される液体窒素の一部の出力を制御することができる。
【００８３】
液体窒素制御システムはまた、窒素ガス通気システム１１１２を制御することができる。例えば、一実施形態では、配管システム内のセンサが、配管システム内の液体窒素上に付与されている背圧を検出する場合、窒素ガス通気システムは、窒素ガスを通気するように液体窒素制御システムによって起動され得る。
【００８４】
図１２は、一実施形態による、運搬デバイスによって搬送される骨材上に液体窒素を分注するためのシステム１２００を図示する。図１２は、コンベヤベルトの形態における運搬デバイスを示す。コンベヤベルトは、液体窒素分注器１２１２の真下で骨材を搬送する。
【００８５】
分注器１２１２は、例えば、それらの個別の出力流を骨材上に指向するように位置付けられる、１つ以上の分注ヘッド、例えば、ノズルを伴うマニホールドであり得る。好ましくは、分注ヘッドは、任意の金属部分またはゴム部分と分注される液体窒素との間に殆ど接触を引き起こさないようにそれらの個別の出力流を指向するように構成される。これは、それらの部分への損傷を低減させるであろう。例えば、図１２に示される実施形態は、６つの分注ヘッドを有する分注器を示す。分注ヘッドは、各列に３つの分注ヘッドの２つの列において配列される。分注ヘッドは、異なるタイプの出力、例えば、円錐流または略平面流を生産するように構成され得る。略平面出力流がノズルの全てのために使用される場合、コンベヤデバイスの略平面の表面に対して、例えば、コンベヤベルトの表面の平面に対して異なる入射角を有するように各ヘッドを列のうちの１つに配列し得る。これは、最も外側の分注ヘッドが、好ましくは、運搬デバイスのいかなる金属またはゴム面にも接触しないであろう、運搬デバイスの略平面の表面の表面に対する入射角においてそれらの出力流を指向することを可能にするであろう。中間分注ヘッドは、骨材流の中間において金属またはゴム部分に接触する懸念がより少ないであろうため、コンベヤデバイスの表面の平面に垂直なその出力流を指向し得る。骨材流の表面に対する異なる入射角を可能にすることは、種々の構成および実装のコンクリートバッチ処理プラントにおける実装を可能にする。
【００８６】
動作の間、分注ヘッドはまた、運搬デバイスによって運搬される骨材流の上部に可能な限り近接して位置付けられることができる。本方式で分注ヘッドを位置付けることによって、分注された液体窒素が、骨材に衝突する前に窒素ガスに変換される機会がより少なくなる。
【００８７】
さらに、分注ヘッドからの分注は、非常に低い圧力で実施されることができる。一実施形態によると、液体窒素は、８０ｐｓｉを下回るが、０ｐｓｉを上回る圧力で分注されることができる。さらに別の実施形態によると、液体窒素は、約３０ｐｓｉを下回るが、０ｐｓｉを上回る圧力で分注されることができる。さらに別の実施形態によると、液体窒素は、１５ｐｓｉを下回るが、０ｐｓｉを上回る圧力で分注されることができる。低圧を使用することは、液体窒素が、これが分注ヘッドから分注されるときに窒素ガスに相変化することを防止することに役立つであろう。液体窒素は、骨材に接触しながらその冷温を維持する液体窒素の能力に起因して、窒素ガスを上回る冷却効果を提供する。０ｐｓｉを上回って液体窒素を分注することは、骨材流における骨材の上部層を擾乱させることに役立つ。骨材の上部層を擾乱させることは、骨材の下層も同様に液体窒素に暴露され得るように、上部層をどかせるように押しやる。したがって、骨材の上部層を擾乱させるように適切な圧力で液体窒素を分注することは、有用であり得る。一実施形態によると、液体窒素は、約８０ｐｓｉ〜約３ｐｓｉの圧力で分注されることができる。別の実施形態によると、液体窒素は、約３０ｐｓｉ〜約３ｐｓｉの圧力で分注されることができる。さらに別の実施形態によると、液体窒素は、約１５ｐｓｉ〜約３ｐｓｉの圧力で分注されることができる。
【００８８】
図１２はまた、配管システム１２０２が液体窒素貯蔵容器（図示せず）から液体窒素を供給することを示す。窒素ガス通気システム１２０４が、随意に、配管システム内で蒸発したいずれの窒素ガスも除去するために使用されることができる。窒素ガス通気装置は、配管システムから窒素ガスを通気し、液体窒素がさらに下流に通過することを可能にする。安全通気孔もまた、窒素ガス通気システムの一部として組み込まれることができる。図１２はまた、弁１２０８を示す。弁は、液体窒素の入力を受容する。弁が開放されると、液体窒素は、分注器１２１２に出力される。
【００８９】
図１３は、窒素ガス通気システムおよび弁の側面図を示す。液体窒素供給配管を受容するためのフランジ１３０２が、示される。配管システム内に存在する窒素ガスが、窒素ガス通気装置１３０４に上向きに移動することを可能にする、Ｔ字継手１３０３が、示される。窒素ガス通気装置は、窒素ガスが大気に通気されることを可能にするために開放されることができる。制御ケーブルが、接続箱１３３０を介して、上記に説明される液体窒素制御システム等の制御システムから窒素ガス通気装置に配索されることができる。したがって、一実施形態では、制御システムは、窒素ガスが通気されるべきであるときを制御することができる。別の実施形態では、通気装置は、独立して作用することができる。
【００９０】
入力供給配管を弁１３２０と接続する配管からＴ字接続される安全通気装置１３０８もまた、示される。圧力が所定の安全限界を超える場合、安全通気装置は、窒素ガスまたは液体窒素が本システムから大気に排出されることを可能にするであろう。ゲージ１３５０が、随意に、オペレータが本システム内の圧力を視認することを可能にする。
【００９１】
フランジ１３０２から弁１３２０への配管は、液体窒素の入力を運搬する。弁１３２０は、手動で、または自動的に動作されることができる。自動的に動作される場合、制御信号が、制御システムから接続箱１３３０を介して弁１３２０にルーティングされることができる。一実施形態では、信号灯１３４０等の信号が、弁が開放位置にあるときを信号伝達することができる。ホースまたはさらなる配管が、弁の出力ポートをフランジ１３６０を介して液体窒素分注器に接続することができる。これは、分注器が、弁および窒素ガス通気システムから遠隔で搭載されることを可能にする。
【００９２】
図１４は、一実施形態による、骨材を冷却するためのシステムを構成する方法を図示する、フローチャート１４００である。動作ブロック１４０４において、液体窒素貯蔵システムが、供給される。液体窒素貯蔵システムは、液体窒素の供給物を液体窒素の蒸気点を下回る温度まで冷却するように構成される。動作ブロック１４０８において、配管システムが、液体窒素の供給物の一部を液体窒素貯蔵システムから離れるように運搬するために、液体窒素貯蔵システムと機械的に結合される。動作ブロック１４１２において、配管システムはまた、液体窒素制御弁と機械的に結合される。液体窒素制御弁は、少なくとも１つの液体窒素分注ヘッドへの液体窒素の出力流を制御するように構成される。動作ブロック１４１６において、分注ヘッドは、運搬デバイスの上方に配置される。使用の間、運搬デバイスは、コンクリートバッチ処理プラントの一部として骨材流を運搬することができる。動作ブロック１４２０において、分注ヘッドは、使用の間、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流上に液体窒素の出力流を分注するための位置に配置される。
【００９３】
図１５は、別の実施形態による、コンクリートバッチ処理プラントで使用するための液体窒素分注器を構成する方法を図示する、フローチャート１５００である。動作ブロック１５０４において、液体窒素分注器が、提供される。動作ブロック１５０８において、液体窒素分注器は、運搬デバイスの上方に配置されるように構成される。運搬デバイスは、使用の間、コンクリートバッチ処理プラントの骨材流を運搬することができる。動作ブロック１５１２において、液体窒素分注器はまた、使用の間、コンクリートバッチ処理プラントの運搬デバイスによって搬送される骨材流上に液体窒素の出力流を分注するように構成される。
【００９４】
上記に説明される実施形態では、骨材の冷却が、遂行されることができる。さらなる量の液体窒素の使用は、骨材へのさらなる冷却効果を生産することができる。したがって、オペレータは、骨材に適用される液体窒素の量を制御することによって、実装される冷却の量を制御することができる。一実施形態では、少なくとも華氏３度だけ骨材流中の骨材の初期平均表面温度を低減させるために十分な速度で液体窒素の出力流を分注することは、コンクリート混合物の有用な冷却を提供するであろうと考えられる。
【００９５】
図１７は、冷却プロセスを制御するための動作のシーケンスの実施例を図示する。図１７では、液体窒素制御システムが、バッチ処理プラントコントローラ、液体窒素貯蔵システム、１つ以上のセンサ、および分注弁と通信可能に結合される。本実施例では、バッチ処理プラントコントローラは、骨材を冷却し始めるために、液体窒素制御システムに信号を送信する。液体窒素制御システムは、信号を受信し、液体窒素を所望のパラメータまで冷却するために、液体窒素貯蔵システムに信号を送信する。いったん亜冷却が完了されると、液体窒素貯蔵システムは、亜冷却が完了していることを示す信号を液体窒素制御システムに返信する。独立して、または液体窒素制御システムからの信号に応答して、バッチ処理プラントコントローラは、骨材を輸送し始めるように運搬システムを開始することができる。１つ以上のセンサは、運搬システム上の骨材を検出し、骨材が検出されている、または骨材が液体窒素分注ヘッドの真下にあるという信号を液体窒素制御システムに送信することができる。液体窒素制御システムは、液体窒素の分注を制御する弁に開放するように信号を送信することができる。さらに、液体窒素制御システムは、弁が開放されるべき程度を示す信号を送信することができる。これは、液体窒素制御システムが、実装される冷却の量を制御することを可能にし、分注されている液体窒素が多いほど、骨材にさらなる冷却効果を生産する。センサがこれ以上骨材が運搬システム上に存在していないことを検出すると、センサは、その事実を示す信号を液体窒素制御システムに送信することができる。液体窒素制御システムは、次いで、閉鎖するように弁に信号を送信し、したがって、液体窒素を分注することを中止することができる。いったん液体窒素制御システムが液体窒素の分注を終了すると、液体窒素制御システムは、冷却が完了したことを示す信号をバッチ処理プラントコントローラに送信することができる。図１７の実施例は、バッチ処理プロセスコントローラが本プロセスを開始するシナリオとして説明されたが、また、バッチ処理プロセスコントローラから独立して液体窒素制御システムを動作させることも可能であることを理解されたい。
【００９６】
図１６は、コンピュータ化デバイスの少なくとも一実施形態の側面を実装するために好適なコンピュータシステム１６００のブロック図を開示する。図１６に示されるように、システム１６００は、プロセッサ１６０４、内部メモリ１６０６（ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ等）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ１６０８、可撤性メモリ（メモリカード等）１６２２、ディスプレイアダプタ１６１２を介したディスプレイスクリーン１６１０等の外部デバイス、ロールタイプ入力デバイス１６１４、ジョイスティック１６１６、数字キーボード１６１８、英数字キーボード１６２０、スマートカード１６３４のためのスマートカード受付デバイス１６３０、無線インターフェース１６２６、および電力供給源１６２８等の主要なサブシステムを相互接続するバス１６０２を含む。多くの他のデバイスも、接続されることができる。無線インターフェース１６２６は、有線ネットワークインターフェース（図示せず）とともに、当業者に公知の任意のネットワークインターフェースシステムを使用して、ローカルエリアまたは広域ネットワーク（インターネット等）とインターフェースをとるために使用されてもよい。
【００９７】
多くの他のデバイスまたはサブシステム（図示せず）も、類似する様式で接続されてもよい。また、図１６に示されるデバイスの全てが、ある実施形態を実践するために存在することが必要であるわけではない。さらに、デバイスおよびサブシステムは、図１６に示されるものと異なる方法で相互接続されてもよい。一実施形態を実施するためのコードは、内部メモリ１６０６内に動作可能に配置される、または可撤性メモリ１６２２、フロッピー（登録商標）ディスク、サムドライブ、Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ（Ｒ）記憶デバイス、ＤＶＤ−Ｒ（記録可能「デジタル多用途ディスク」または「デジタルビデオディスク」）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（「デジタル多用途ディスク」または「デジタルビデオディスク」読取専用メモリ）、ＣＤ−Ｒ（記録可能コンパクトディスク）、またはＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク読取専用メモリ）等の記憶媒体上に記憶されてもよい。例えば、コンピュータシステム１６００の実施形態では、冷却システムを実装するためのコードは、内部メモリ１６０６内に記憶され、プロセッサ１６０４によって動作されるように構成されてもよい。
【００９８】
上記の説明では、解説の目的のために、多数の具体的詳細が、説明される実施形態の徹底的な理解を提供するために記載される。しかしながら、これらの実施形態は、これらの具体的詳細のうちのいくつかを伴わずに実践され得ることを当業者に理解されたい。例えば、種々の特徴が特定の実施形態に帰するが、一実施形態に関して説明される特徴は、他の実施形態にも同様に組み込まれ得ることを理解されたい。しかしながら、同様に、任意の説明される実施形態のいかなる単一の特徴または複数の特徴も、他の実施形態がそのような特徴を省略し得るため、不可欠と見なされるべきではない。
【００９９】
明確化のために、本明細書に説明される実施形態のルーチン機能が全て、必ずしも示され、説明されるわけではない。当然ながら、任意のそのような実際の実施形態の開発において、多数の実装特有決定が、用途および／またはビジネス関連制約の遵守等の開発者の具体的目標を達成するために行われなくてはならず、それらの具体的目標は、実施形態毎に、および開発者毎に変動するであろうことを理解されたい。
【０１００】
一実施形態によると、本明細書に開示されるコンポーネント、プロセスステップ、および／またはデータ構造は、種々のタイプのオペレーティングシステム（ＯＳ）、コンピューティングプラットフォーム、ファームウェア、コンピュータプログラム、コンピュータ言語、および／または汎用機械を使用して実装されてもよい。本方法は、処理回路上で実行されるプログラムされたプロセスとして実行されることができる。処理回路は、プロセッサおよびオペレーティングシステム、接続およびネットワーク、データストア、またはスタンドアロンデバイスの多数の組み合わせの形態をとることができる。プロセスは、そのようなハードウェアによって、ハードウェア単独で、またはハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせによって実行される命令として実装されることができる。ソフトウェアは、機械によって可読であるプログラム記憶デバイス上に記憶されてもよい。
【０１０１】
一実施形態によると、本明細書に説明される各制御システムによって実施される制御動作は、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）によって実装され得る。
【０１０２】
一実施形態によると、コンポーネント、プロセス、および／またはデータ構造は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｅｄｍｏｎｄ，  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ）から入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  １０、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  ８、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＶｉｓｔａＴＭ、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＮＴ（Ｒ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＸＰ  ＰＲＯ、およびＷｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）  ２０００、Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．（Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能なＡｐｐｌｅ  ＯＳ  Ｘベースのシステム、またはいくつかのベンダから入手可能なＬｉｎｕｘ（登録商標）等のＵｎｉｘ（登録商標）オペレーティングシステムの種々のバージョン等のＯＳを起動するパーソナルコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、メインフレームコンピュータ、または高性能サーバ等のデータ処理コンピュータ上で起動する機械言語、アセンブラ、ＰＨＰ、ＣまたはＣ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、および／または他の高レベル言語プログラムを使用して実装されてもよい。本方法はまた、入力デバイス、出力デバイス、ディスプレイ、ポインティングデバイス、メモリ、記憶デバイス、データをプロセッサに、およびそれから転送するためのメディアインターフェース、および同等物等の種々の周辺機器を含む、マルチプロセッサシステム上で、またはコンピューティング環境内で実装されてもよい。加えて、そのようなコンピュータシステムまたはコンピューティング環境は、ローカルに、またはインターネットまたは他のネットワークを経由してネットワーク化されてもよい。異なる実装が、使用されてもよく、他のタイプのオペレーティングシステム、コンピューティングプラットフォーム、コンピュータプログラム、ファームウェア、コンピュータ言語、および／または汎用機械を含んでもよい。加えて、当業者は、有線デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または同等物等のより汎用ではない性質のデバイスもまた、本明細書に開示される発明的概念の範囲および精神から逸脱することなく使用され得ることを認識するであろう。
【０１０３】
請求項に列挙される動作は、別様に明示的に請求されない限り、特定の順序に限定されない、または具体的順序は、請求項の言語によって本質的に必要とされないことを理解されたい。
【０１０４】
本明細書に説明される実施形態の多くは、冷却剤としての液体窒素を使用して説明された。いくつかの用途では、スラッシュ窒素を使用することを選定し得る。スラッシュ窒素は、固体窒素と、液体窒素とから成る。スラッシュ窒素は、液体窒素を上回る冷却効果を有する。スラッシュ窒素はまた、ライデンフロースト効果を回避するために使用されることができる。
【０１０５】
上記の仕様、実施例、およびデータは、本発明の例示的実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。さらに、異なる実装の構造的特徴は、列挙される請求項から逸脱することなく、さらに別の実装において組み合わせられてもよい。
【０１０６】
配列の付加的実施例が、以下の付記において下記に記載される。
（１）骨材を含有する混合物を冷却する方法であって、該方法は、
液体窒素カーテン発生器およびコンベヤを相互に近接して位置付けるステップと、
一部の骨材をコンベヤ上に装填するステップと、
コンベヤを用いて骨材を移動させるステップと、
液体窒素カーテン発生器からの出力として液体窒素のカーテンの流動を開始するステップと、
液体窒素冷却された骨材を形成するように、コンベヤの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射するステップと、
液体窒素冷却された骨材を車両の中に分注するステップと、
を含む、方法。
（２）液体窒素カーテン発生器およびコンベヤは、液体窒素のカーテンがコンベヤの上方に位置付けられないように位置付けられる、付記（１）に記載の方法。
（３）液体窒素カーテン発生器は、液体窒素のカーテンが車両に到達することに先立ってガスに変化するように位置付けられる、付記（１）に記載の方法。
（４）液体窒素冷却された骨材を車両の中に分注するステップは、液体窒素冷却された骨材がコンクリートミキサの混合チャンバの中に液体窒素を搬送するステップを含む、付記（１１）に記載の方法。
（５）液体窒素は、車両に接触することなくコンクリート混合物の中に搬送される、付記（４）に記載の方法。
（６）方法であって、
液体窒素カーテン発生器およびコンベヤを相互に近接して位置付けるステップであって、使用の間、コンベヤは、液体窒素冷却された骨材を形成するように、コンベヤの端部から骨材を液体窒素のカーテンの中に発射するように位置付けられる、ステップと、
液体窒素カーテン発生器に近接する車両装填面積を指定するステップであって、使用の間に車両装填面積内に位置付けられる車両は、液体窒素冷却された骨材を受容することができる、ステップと、
を含む、方法。
（７）コンクリート混合物を形成する方法であって、
骨材を混合車両の混合チャンバに添加するステップと、
水を混合車両の混合チャンバに添加するステップと、
セメントを混合車両の混合チャンバに添加するステップと、
混合車両の混合チャンバ内で材料の混合物を形成するステップと、
骨材が混合車両の混合チャンバに添加される際に液体窒素を材料の混合物に直接添加するステップと、
液体窒素の少なくとも一部を材料の混合物の中に混合するステップと、
を含む、方法。
（８）液体窒素カーテンを形成する方法であって、該方法は、
第１の圧力下にあり、第１の速度を有する液体窒素の入力を受容するステップと、
受容された液体窒素を第２の圧力に暴露するステップであって、第２の圧力は、第１の圧力よりも低い、ステップと、
受容された液体窒素の速度の大きさを低減させるステップと、
液体窒素カーテンを形成するように、出力ポートの縁にわたって受容された液体窒素を流動させるステップと、
を含む、方法。
（９）受容された液体窒素の速度の大きさを低減させるステップは、受容された液体窒素の速度の大きさを低減させるために、１つ以上の偏向器と接触するように受容された液体窒素を経路指定するステップを含む、付記（８）に記載の方法。
（１０）方法であって、
貯蔵容器内に液体窒素を貯蔵するステップと、
貯蔵容器と骨材冷却液体窒素分配デバイスとの間にパイプラインを結合するステップと、
貯蔵容器内の液体窒素の一部を亜冷却するステップと、
亜冷却された液体窒素をパイプラインに分注するステップと、
を含む、方法。
（１１）亜冷却するステップは、骨材冷却液体窒素分配デバイスに到達することに先立って、パイプラインに分注されるある量の液体窒素がガスに相変化しないように阻止する、付記（１０）に記載の方法。
（１２）亜冷却する行為は、
貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素の一部を、液体窒素の一部が液体窒素ガスに変換されることを可能にするために十分に低い圧力に暴露するステップと、
液体窒素の一部が液体窒素ガスに変換されることを補助するために、熱が貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素の残りの部分から除去されることを可能にするステップと、
を含む、付記（１０）に記載の方法。
（１３）貯蔵タンクからガスを除去するステップと、次いで、
貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素を再加圧するステップと、
をさらに含む、付記（１２）に記載の方法。
（１４）骨材を冷却する方法であって、該方法は、
窒素の液体カーテンを提供するステップと、
骨材を液体窒素のカーテンの中に流動させるステップと、
を含む、方法。
（１５）骨材を含有する混合物を冷却するためのシステムであって、該装置は、
使用の間に液体窒素のカーテンを出力するように構成される、液体窒素カーテン発生器と、
液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、コンベヤと、
液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、コンベヤの端部と、
を備え、
コンベヤは、
使用の間に一部の骨材を移動させることと、
液体窒素冷却された骨材を形成するように、コンベヤの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射することと
を行うように構成され、
使用の間、本システムは、液体窒素冷却された骨材を車両の中に分注するように構成される、
システム。
（１６）液体窒素カーテン発生器およびコンベヤは、液体窒素のカーテンがコンベヤの上方に位置付けられないように位置付けられる、付記（１５）に記載のシステム。
（１７）液体窒素カーテン発生器は、液体窒素のカーテンが車両に到達することに先立ってガスに変化するように位置付けられる、付記（１５）に記載のシステム。
（１８）使用の間、液体窒素冷却された骨材は、液体窒素をコンクリートミキサの混合チャンバの中に搬送することが可能である、付記（１５）に記載のシステム。
（１９）使用の間、液体窒素は、車両に接触することなくコンクリート混合物の中に搬送される、付記（１８）に記載のシステム。
（２０）システムであって、
使用の間に液体窒素のカーテンを出力するように構成される、液体窒素カーテン発生器と、
液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、コンベヤと、
液体窒素カーテン発生器に近接して位置する、コンベヤの端部であって、コンベヤは、液体窒素冷却された骨材を形成するように、コンベヤの端部から骨材の少なくとも一部を液体窒素のカーテンの中に発射するように構成される、コンベヤの端部と、
液体窒素カーテン発生器に近接する、車両装填面積であって、使用の間に車両装填面積内に位置付けられる車両は、液体窒素冷却された骨材を受容することができる、車両装填面積と、
を備える、システム。
（２１）コンクリート混合物であって、
骨材と、
セメントと、
水と、
混合物への骨材の一部の添加の間に混合物の中に搬送される、液体窒素と、
を含む、コンクリート混合物。
（２２）液体窒素カーテンを形成するための装置であって、該装置は、
液体窒素の入力流を受容するための入力ポートであって、液体窒素は、使用の間に第１の圧力下にあり、第１の速度を有する、入力ポートと、
第２の圧力下のチャンバであって、第２の圧力は、第１の圧力よりも低い、チャンバと、
チャンバ内に位置する、偏向器であって、該偏向器は、液体窒素の入力流を偏向するために使用の間に動作可能である、偏向器と、
液体窒素の出力流を促進するために所定の長さの縁を有する、出力ポートと、
を備え、
使用の間、縁にわたって流動する液体窒素の出力流は、液体窒素カーテンを形成する、装置。
（２３）入力ポートおよび偏向器は、使用の間、液体窒素の入力流の大きさが偏向器によって低減されるように相互に対して位置付けられる、付記（２２）に記載の装置。
（２４）装置であって、
液体窒素を貯蔵することが可能な貯蔵容器と、
骨材冷却液体窒素分配デバイスと、
貯蔵容器を骨材冷却液体窒素分配デバイスと結合する、パイプラインと、
パイプラインに亜冷却された液体窒素を分注することに先立って、貯蔵容器内に貯蔵される液体窒素を亜冷却するように動作可能な亜冷却制御回路と、
を備える、装置。
（２５）亜冷却するステップは、骨材冷却液体窒素分配デバイスに到達することに先立って、パイプラインに分注されるある量の液体窒素がガスに相変化しないように阻止する、付記（２４）に記載の装置。
（２６）亜冷却制御回路は、
貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素の一部を、液体窒素の一部が液体窒素ガスに変換されることを可能にするために十分に低い圧力に暴露するために、貯蔵タンクと結合される弁を開放することと、
弁を閉鎖することと
を行うように動作可能である、付記（２４）に記載の装置。
（２７）亜冷却制御回路はさらに、
貯蔵タンクから窒素ガスを排気することと、
貯蔵タンク内に貯蔵される液体窒素を再加圧することと
を行うように動作可能である、付記（２６）に記載の装置。
（２８）骨材を冷却するためのシステムであって、該システムは、
窒素の液体カーテンを提供するように構成される、第１のデバイスと、
骨材を窒素の液体カーテンの中に流動させるように構成される、第２のデバイスと、
を備える、システム。
（２９）骨材を冷却するための装置であって、該装置は、液体窒素の入力供給物を受容するための入力ポートと、
液体窒素の加圧入力を液体窒素の非加圧流に変換するための変換器と、
それを通して骨材が流動され得る液体窒素のカーテンとして非加圧液体窒素を出力するための出力ポートと、
を備える、装置。
（３０）コンクリート混合物であって、
セメントと、
水と、
コンクリート混合物への添加に先立って液体窒素によって冷却される、骨材と、
を含む、コンクリート混合物。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
2020510558.tif 000020