JP3151212B2 - 骨材冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、骨材冷却装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図に示すように、バッチャプラント１は、コンク
リートを構成する材料であるセメント、水、砂、砂利並
びにコンクリートの流動性その他の性質を改善するため
の混和剤などを所定の配合で計量し、これをミキサに投
入、練り混ぜて、コンクリートを製造するためのプラン
トであり、一般に、前記バッチャプラント１への砂、砂
利などの骨材３の供給は、骨材３を貯蔵してあるストッ
クヤード２からコンベヤなどの搬送装置59,60を介して
行われる。

バッチャプラント１で製造されたコンクリートは打設
場所へ搬送され打設されるが、特に大規模なコンクリー
ト構造物ではセメントの水和熱に伴って打設後のコンク
リートに大きな温度変化が生じ、場合によってはそれに
起因するひび割れが発生して構造物の機能、耐久性など
に支障を及ぼすことがある。

このような問題を解決する手段として、前記バッチャ
プラント１へ供給される骨材３やセメント、水などのコ
ンクリート材料を予め冷却し、コンクリートの練り上が
り温度を抑制するプレクーリングがある。

従来、コンクリートのプレクーリングとして行われて
いる主な骨材３の冷却手段としては、冷風による冷却
（冷風冷却）、冷水の散水あるいは浸水による冷却
（冷水冷却）、極低温の液体窒素による冷却（液体窒
素冷却）、骨材３を充填した容器内の空気を真空近く
まで排出し、水の沸点を常温近くまで下げて、その際の
気化熱を利用する冷却（真空冷却）、などがある。

［発明が解決しようとする課題］ それぞれの冷却手段における主な問題点を列挙する
と、以下のとおりである。

冷風冷却 ・骨材３の均一冷却が難しい。

・冷却効率が悪い。

・大規模な冷却プラントが必要となる。

冷水冷却 ・大規模な冷却プラントが必要となる。

・付帯設備が多い（給水設備、排水設備、濁水処理設
備、脱水設備、など）。

液体窒素冷却 ・ランニングコストが高い。

・高圧、極低温であるため、取り扱いに難がある。

・冷却ロスが多い。

真空冷却 ・骨材３の均一冷却が難しい。

・設備費が高価となる。

・表面水管理が難しい。

本発明は、斯かる実情に鑑み、冷却効率が高く、且つ
安全性、経済性などに優れたバッチャプラントの骨材冷
却装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は周方向に回転可能に且つ上下方向に傾動可能
に支承された中空状のドラムと、該ドラム内に固着され
たドラム軸線方向に延びるブレードと、搬送装置により
搬送される骨材を前記ドラム内へ投入する投入ホッパ
と、前記ドラム内より排出された骨材を前記ドラムの外
部へ搬送する搬送装置と、前記ドラム内へ低湿度空気を
供給する空気供給装置とを備える。

［作用］ 骨材を冷却する際には、ドラムを略水平状態にして回
転させ、また、空気供給装置によってドラム内に低湿度
空気を供給する。

この状態において、冷却すべき骨材がドラム内に投入
されると、骨材はドラムの回転に伴ってブレードにより
すくい上げられて落下し、低湿度空気が骨材の表面に触
れることにより、該骨材の表面の水分が気化し、該水分
が気化する際の気化潜熱によって骨材の温度が低下し、
結果的に骨材が冷却される。

［実 施 例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

なお、第１図乃至第５図において、同一の符号を付し
た部分は同一物を表わしている。

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例であり、第３
図において、１は生コンクリートを製造するバッチャプ
ラント、２は骨材３を貯留するストックヤード、４はバ
ッチャプラント１とストックヤード２との間に立設した
格納塔、５はストックヤード２の地下に設けられた骨材
３搬送用の第１コンベヤ、６は第１コンベヤ５によって
搬出された骨材３を格納塔４へ運び上げるための第２コ
ンベヤ（搬送装置）、７は骨材３を格納塔４からバッチ
ャプラント１上部へ運び上げるための第３コンベヤ（搬
送装置）である。

軸線方向中央部が前後端部よりも大径で、前端に開口
部15を有し且つ後端が閉止された中空略算盤玉状のドラ
ム８を形成し、該ドラム８の内周面に、軸線方向に延び
る複数枚のブレード９を周方向に略等間隔に固着する。

上記ドラム８の大径部外周面に、２箇１対の環状の内
輪10をドラム８と同心に固着し、内輪10に軸受11を介し
て環状の支持枠12をドラム８と同心に嵌着せしめ、前記
支持枠12を第３図に示す格納塔４内に設けたブラケット
13に水平に延びるピン14を介して支承する。

ドラム８の外周面には、スプロケット61がドラム８と
同心に固着され、また、支持枠12には、アーム62を介し
てスプロケット63を有する回転駆動装置64が取付けら
れ、前記スプロケット61,63には無端状チェーン65が巻
き掛けられている。

ドラム８後方の床面66には、傾動用シリンダ67の基端
部が枢着され、該傾動用シリンダ67のピストンロッド68
は前記支持枠12に固着したレバー（図示せず）に枢着さ
れている。

ドラム８の前端側上方には、前記第２コンベヤ６のヘ
ッド部が、また、ドラム８の前端側下方には、前記第３
コンベヤ７のテール部が設置されている。

第２コンベヤ６のヘッド部の直下に投入ホッパ16を設
け、該投入ホッパ16の出口部にドラム８の後端側に向っ
て延びる投入シュート17をシリンダ70などのアクチュエ
ータにより前進後退し得るように取付ける。

ドラム８の前端側上方に、上方から下方へ向って延び
る送風ダクト18を設け、該送風ダクト18の下端部に、前
記開口部15からドラム８内に挿入可能な伸縮ダクト19を
接続し、また、送風ダクト18の上端部に空気供給装置20
を接続する。

更に、多数の空気吐出口21を穿設した送風管22をドラ
ム８内部全長にわたってドラム８軸線と同軸に配設し、
また、伸縮ダクト19の先端部に前記送風管22の前端部と
連結可能な回転継手23を設ける。

以下、第１図から第３図に示す装置の作動を説明す
る。

生コンクリートの製造に際して骨材３の冷却を行うと
きには、第１図に示す如く、ドラム８の開口部15が、水
平方向よりもやや上方を向くようにドラム８の姿勢調整
を行い、伸縮ダクト19の先端部の回転継手23を送風管22
の前端部に連結する。

次いで、回転駆動装置64によってドラム８を周方向に
回転させ、また、空気供給装置20を作動させて該空気供
給装置20により低湿度空気を、送風管22の空気吐出口21
からドラム８内部へ供給する。

この状態で、冷却すべき骨材３を第１コンベヤ５、第
２コンベヤ６によって格納塔４へ運び上げると、骨材３
は投入ホッパ16、投入シュート17を経てドラム８内へ投
入される。

ドラム８内へ投入された骨材３は、ドラム８の回転に
伴ってブレード９により連続的にすくい上げられて落下
し、伸縮ダクト19から送風管22を経てドラム８内の全域
にわたって供給される低湿度空気が骨材３の表面に触れ
ることにより、該骨材３の表面の水分が気化し、そのと
きの気化潜熱によって骨材３の温度が低下し、結果的に
骨材３が均一に冷却される。

骨材３が冷却されたならば、投入シュート17をドラム
８外へ後退させ、また、回転継手23による伸縮ダクト19
と送風管22との連結を解除したうえ、伸縮ダクト19を縮
小させて同様に、ドラム８外へ後退させ、ドラム８を開
口部15が下方を向くように傾動せしめて、ドラム８内の
冷却された骨材３を第３コンベヤ７のテール部に落下さ
せ、該第３コンベヤ７によって骨材３をバッチャプラン
ト１上部に運び上げ、該バッチャプラント１において、
冷却された骨材３を用いて生コンクリートの製造を行
う。

このように、第１図乃至第３図に示す装置において
は、骨材３の表面の水分が気化する際の気化潜熱によっ
て骨材３の冷却を行うので、従来の冷風冷却などに比べ
て冷却速度、冷却効率が高く、また、濁水処理設備、水
切り設備などの大規模な付帯設備を必要としないことか
ら、冷水冷却などに比べて設備規模が小さく、設備費が
安価となる。

更に、骨材表面の水分と空気のみを利用していること
から極めてクリーンであり、装置的にも液体窒素冷却に
おける酸欠対策や真空冷却における圧力容器の破損など
の危険性がないことから安全性、経済性に優れ、また、
特に細骨材の場合では、水分の気化により細骨材の表面
水率が低減するため、コンクリートの品質管理が容易と
なり、しかも、その分冷水によって練り混ぜ水量が増や
せることからコンクリートのプレクーリングとして有利
となる。

第４図及び第５図は本発明の第２実施例であり、第３
図に示す格納塔４内に固着した基部フレーム24の一端上
面に、傾動フレーム25の長手方向一端を該傾動フレーム
25の幅方向に水平に延びるピン26により枢着し、基部フ
レーム24の他端上面に上下方向に伸縮可能な角度調整用
ジャッキ27の基端部を前記ピン26と平行なピン28により
枢着せしめ、また、角度調整用ジャッキ27の先端部を前
記傾動フレーム25の長手方向他端に、前記ピン28と平行
なピン29により枢着して、前記傾動フレーム25を、長手
方向一端のほうが他端よりも低くなるように傾斜した状
態に支持せしめる。

傾動フレーム25の長手方向に延び、且つ一端及び他端
のコニカル部に開口部30,31を有する中空略円筒状のド
ラム32を形成し、該ドラム32の内周面に、ドラム32長手
方向に延びる複数枚のブレード33を周方向に略等間隔に
固着する。

傾動フレーム25の長手方向に延びる回転軸34を有する
支持ローラ35を、傾動フレーム25の長手方向一端側から
見て傾動フレーム25の上面右側及び上面左側に、それぞ
れ２箇ずつ同軸に支承せしめ、前記ドラム32の外周面が
各支持ローラ35に当接するように、ドラム32を傾動フレ
ーム25に傾斜した状態に載置する。

ドラム32の長手方向中央部に、該ドラム32の外周面周
方向に延びる環状のスプロケット36を設け、また、傾動
フレーム25の長手方向中央部付近にスプロケット37を有
する回転駆動装置38を取付け、スプロケット36,37間に
無端状チェーン39を巻き掛ける。

ドラム32の一端側の開口部30に、回転継手40を介して
切り出し装置71を有する搬出ホッパ41の入口部42を接続
せしめ、該搬出ホッパ41をブラケット43により傾動フレ
ーム25に固着し、また、ドラム32の他端側の開口部31
に、回転継手44を介して切り出し装置72を有する投入ホ
ッパ45の出口部46を接続せしめ、該投入ホッパ45をブラ
ケット47により傾動フレーム25に固着する。

投入ホッパ45の入口部48上方には、第２コンベヤ６の
ヘッド部が設置され、該第２コンベヤ６によって搬送さ
れる骨材３は、第２コンベヤ６のヘッド部下方に設けら
れた傾動可能な投入シュート49を経て投入ホッパ45の入
口部48へ落下するように構成されている。

投入ホッパ45の入口部48と出口部46の間には、送風ダ
クト50の下流側端部が接続され、該送風ダクト50の上流
側端部には空気供給装置20が伸縮ダクト19を介して接続
されている。

搬出ホッパ41の出口部51下方には、第３コンベヤ７の
テール部が設置され、また、搬出ホッパ41の出口部51直
上には排気口52が設けられている。

更に、多数の空気吐出口53を穿設した送風管54をドラ
ム32内部全長にわたってドラム32の軸線と同軸に配設
し、投入ホッパ45内に内部送風ダクト55を設け、該内部
送風ダクト55を送風ダクト50に接続し、更に、前記送風
管54と内部送風ダクト55とを回転継手56を介して接続す
る。

なお、第４図及び第５図において、57は送風管54をド
ラム32に支持させるステー、58は内部送風ダクト55を投
入ホッパ45に支持させるステーである。

以下、第４図及び第５図に示す装置の作動を説明す
る。

生コンクリートの製造に際して骨材３の冷却を行うと
きには、回転駆動装置38によってドラム32を周方向に回
転させ、また、空気供給装置20を作動させて該空気供給
装置20により低湿度空気を、伸縮ダクト19、送風ダクト
50、内部送風ダクト55を介して送風管54の低湿度空気吐
出口53からドラム32内部へ供給する。

この状態で、冷却すべき骨材３を第１コンベヤ５、第
２コンベヤ６によって格納塔４へ運び上げると、骨材３
は投入シュート49、投入ホッパ45を経てドラム32内へ投
入され、ドラム32内に投入された骨材３は、ドラム32の
回転に伴ってブレード33により連続的にすくい上げられ
て落下し、更にドラム32の傾斜によって、該ドラム32内
を開口部30へ向って移動し、搬出ホッパ41の出口部51か
ら第３コンベヤ７のテール部に落下する。

このとき、伸縮ダクト19、送風ダクト50、内部送風ダ
クト55、及び送風管54を経てドラム32内の全域にわたっ
て供給される低湿度空気が骨材３の表面に触れることに
より、該骨材３の表面の水分が気化し、そのときの気化
潜熱によって骨材３の温度が低下し、結果的に骨材３が
均一に冷却される。

また、骨材３の表面から水分を取った空気は、搬出ホ
ッパ41の排気口52より外部へ排出される。

よって、第４図及び第５図に示す装置においても、前
述した第１図から第３図に示す装置と同様の作用効果を
奏し得る。

また、本実施例の装置においては、骨材３を冷却する
際に、角度調整用ジャッキ27によってドラム32の傾斜角
度を調整したり、回転駆動装置によってドラム32の回転
速度を調整することにより骨材３のドラム32内滞在時間
を調整することができる。

なお、本発明の骨材冷却装置は、上述の実施例にのみ
限定されるものではなく、骨材冷却装置をストックヤー
ドの近傍に設けて、骨材を冷却したうえ貯蔵するように
構成すること、あるいは、骨材冷却装置をバッチャプラ
ント内に設けて、該バッチャプラントに搬送された骨材
を冷却したうえ、生コンクリートの製造を行うように構
成することなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の骨材冷却装置によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（１）低湿度空気により骨材表面の水分の気化熱を利用
しているので、従来の冷風冷却などに比べて冷却速度、
冷却効率が高い。

（２）濁水処理設備、水切り設備などの大規模な付帯
設、備を必要としないことから、冷水冷却などに比べて
設備規模が小さく、設備費が安価である。

（３）骨材表面の水分と空気のみを利用することから極
めてクリーンであり、装置的にも液体窒素冷却における
酸欠対策や真空冷却における圧力容器の破損などの危険
性がないことから安全性、経済性に優れている。

（４）特に細骨材の場合では、水分の気化により細骨材
の表面水率が低減するため、コンクリートの品質管理が
容易となり、またその分冷水による練り混ぜ水量が増や
せることからコンクリートのプレクーリングとして有利
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の部分破断図、第２図は第
１図に示す装置においてドラムを傾動させた状態を示す
部分破断図、第３図は本発明の装置を適用したバッチャ
プラントの一例を示す配置図、第４図は本発明の第２実
施例の部分破断図、第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視図、第
６図は従来のバッチャプラントの一例を示す配置図であ
る。 図中、３は骨材、６は第２コンベヤ（搬送装置）、７は
第３コンベヤ（搬送装置）、8,32はドラム、9,33はブレ
ード、16,45は投入ホッパ、20は空気供給装置を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田島 信義 埼玉県朝霞市朝志ヶ丘３―４―36 フォ ーブル中通りＡ―101 (72)発明者 佐谷 靖郎 千葉県市川市行徳駅前４―15―22 山辺 第５マンション201 (72)発明者 谷口 安夫 東京都杉並区荻窪５―６―１ 旭ハイツ 203 (72)発明者 江上 良二 埼玉県朝霞市朝志ヶ丘１―２―１―402 (72)発明者 ▲高▼田 善行 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石川島建機株式会社内 (72)発明者 土居 平治 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石川島建機株式会社内 (72)発明者 佐藤 育士 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石川島建機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−188317（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198307（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−24238（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28C 7/06 B28C 7/00 F26B 17/00 - 17/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周方向に回転可能に且つ上下方向に傾動可
   能に支承された中空状のドラムと、該ドラム内面に固着
   されたドラム軸線方向に延びるブレードと、搬送装置に
   より搬送される骨材を前記ドラム内へ投入する投入ホッ
   パと、前記ドラム内より排出された骨材を外部へ搬送す
   る搬送装置と、多数の空気吐出口が穿設され且つ前記ド
   ラム内に配置されたドラム軸線方向に延びる送風管と、
   該送風管へ低湿度空気を供給する空気供給装置とを備え
   てなることを特徴とする骨材冷却装置。