JP4169333B2

JP4169333B2 - コンクリート骨材の冷却装置

Info

Publication number: JP4169333B2
Application number: JP2003037709A
Authority: JP
Inventors: 田裕士太
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004243707A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルトコンベア上を送られるコンクリート骨材の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、ダム建設等の多量のコンクリートを必要とする場合、バッチャープラントにセメント及び骨材をベルトコンベアで搬送し、それらを水と共に混練してコンクリートを製造し、クレーン等で所定の位置にコンクリート打ちをしている。
【０００３】
また、コンクリートは発熱反応をするために温度が上昇し、特に夏期に外気温が３０℃以上となると、製造したコンクリートの品質が低下し、強度上の問題やひび割れ等が生ずる。そのために、夜間に作業を行わなくてはならない場合もあった。
【０００４】
もちろん補給水温を下げればよいが、冷却設備を設けることは実際上設備の点から困難であり、したがって送風等によって冷却することが行われる。しかしながら、外気温が高い場合に送風機を用いても大した冷却効果は得られない。
そのため、コンクリート骨材に直に冷却水を掛けてコンクリート骨材を冷却する技術（特開平４−１６４６０８号公報）が提案されている。しかし、特開平４−１６４６０８号公報のようにコンクリート骨材に水を掛けて冷却することはコンクリートの品質の低下に繋がるので好ましくない。
【０００５】
また、骨材を低湿度空気によって搬送することによって骨材の表面に付着した水分を分離気化させることにより骨材を冷却する技術（特開平４−１９７７０５号公報）が提案されている。この特開平４−１９７７０５号公報では、骨材の表面に付着した水分のみの気化作用に頼っており、冷却効果は大きくない。
【０００６】
また、骨材に直接不凍液を散布して冷却する技術（特開平４−２７０６０４号公報）が開示されているが、この技術は、大量の不凍液を消費するものでありランニングコストが嵩むこととなる。
【０００７】
そこで、骨材に送風機により冷風を吹き付けることによりコンクリート温度を低下させる技術も提案されている。しかしながら、骨材に送風機により冷風を吹き付ける場合、例えば骨材搬送コンベアで冷却してもバッチャープラント内部の受材ピンで冷却しても、骨材の滞留時間が短いために、十分に骨材を冷却することは出来なかった。
また、冷却能力が不足する場合も多く、冷却設備が大きくなることはコストの上昇も招き、好ましくない。
【０００８】
また、単なる冷風や冷水の散布では粗骨材の下面等を十分に冷却出来なかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、簡単な手段でベルトコンベア上を搬送されるコンクリート骨材を、好適に冷却出来るコンクリート骨材冷却装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ベルトコンベア（１０）上を運搬されるコンクリート骨材（１２）の冷却装置において、ミストを発生するミストノズル（２０）をベルトコンベア（１０）の上部に骨材の運搬方向に複数設置し、それらのミストノズル（２０）には加圧水と圧縮空気との配管（２１、２２）が接続されてノズル口（２０ｃ）からサイズが１０μないし１００μのミストを噴射するものとし、ベルトコンベア（１０）の上部に沿うようにして運搬される骨材（１２）に風を送る送風手段（３０）がベルトコンベア（１０）に設けられ、ベルトコンベア（１０）を覆うカバー（５０）が設けられていることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
前記ミストノズル（２０）は、ベルトコンベア（１０）側部に設置した支持部材（９）の先端に取付けられ、該ミストノズルから噴射されるミストとの噴霧範囲がベルトコンベアの幅及び／又はベルトコンベアに積載された被冷却物の積載幅をカバーすることを特徴としている（請求項２）。
【００１３】
係る構成を有する本発明のコンクリート骨材の冷却装置によれば、ミスト噴霧開始前部分と、ミスト噴霧終了部分の２箇所で計測した各種骨材の表面温度及び内部温度において、以下の温度引き下げ効果が得られた。
特定骨材では、
（１）冷却を行った中間ベルトコンベア及び最終のベルトコンベアでは、総計５０個のミストノズルによって−１．７度の骨材表面温度の引き下げ効果が得られた。
また、骨材の種類を変えた場合は、
（２）骨材の種類によって異なるが、表面温度については、−１．２〜−３．７℃の引き下げが確認出来た。
平均では、−２．３℃の引き下げ効果がある。
（３）骨材の種類によって異なるが、内部温度については、−０．２〜−１．４℃の引き下げが確認出来た。
平均では、−１．０℃の引き下げ効果がある。
【００１４】
即ち、本発明では、既存のベルトコンベア（１０）に、複数のミスト発生ノズル（２０）と冷却水用配管（ＷＬ）、エア配管（ＡＬ）、冷却水供給源（２１、２３、２７）、圧縮空気発生・制御装置（２４、２６）及び送風機（３０）を加えることによって、廉価にコンクリート骨材（１２）の冷却が可能となる。
【００１５】
２流体式微霧発生ノズル（ミストノズル２０）を用いることにより、微細ミストの発生過程において、圧縮空気を加圧冷却水に衝突させる時の断熱膨張により冷却水は冷却され、且つノズル（２０）の噴射孔（２０ｃ）から高速で噴射されたミスト（Ｍ）が冷却対象物であるコンクリート骨材（１２）に衝突し、そのミスト（Ｍ）が気化する際の気化熱でコンクリート骨材（１２）から気化熱を奪うので、コンクリート骨材（１２）は極めて効率良く冷却される。
実験によれば、ミストのサイズが１０μ以下ではもやとなり、骨材を充分に冷却できない。また１００μ以上では霧雨となり、気化しにくくなる。
更に、送風機（３０）により送られる送風で直接のコンクリート骨材（１２）を冷却すると共に、ミスト（Ｍ）の気化を促進するので冷却効果は一層高まる。
【００１６】
本発明の実施に際して、送風手段としては送風機が好ましいが、例えば建物が開口部等からの送風により冷却することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図1において、ベルトコンベア１０は、図示の例では、搬送物を右方向に搬送・移動するように構成されている。
【００１９】
そのベルトコンベア１０の上面には、搬送物であるコンクリートの骨材１２が積載されベルトコンベア１０の動きによって搬送され、図示しない次のベルトコンベア、又は図示しないバッチャープラントに投入されるように構成されている。
【００２０】
前記ベルトコンベア１０及びコンクリートの骨材１２の上方にはミストを発生する複数のミストノズル２０が後述の方法によって設置されている。
【００２１】
コンベア１０の周囲には、コンベアの上面の骨材に風を送る送風機３０が設置されている。なお、ベルトコンベア１０は、前記ミストノズル２０、及び該送風機３０を含めて、後述するカバーによって全体が覆われている。なお、限定するものではないが送風機３０には流れの方向はコンベアと逆向きが好ましい。
【００２２】
図２に示すように、前記ミストノズル２０は、２流体式ノズルであって、ノズルの外周部に設けた冷却水流入口２０ａから加圧水を流入させ、ノズル後端に設けた圧縮空気流入口２０ｂから圧縮空気を吹き込むことによって、流入した加圧水に高速の空気流を衝突させ、加圧水を微粒子化する。
【００２３】
微粒子化した加圧水は、空気の断熱膨張によって冷却され、低温・微粒子のミストを発生する。そしてその低温・微粒子のミストは高速の運動エネルギーを与えられており、ノズル先端の噴射孔２０ｃから非常な高速で噴射され、冷却対象物であるベルトコンベア上のコンクリート骨材１２に衝突することでコンクリート骨材１２を冷却する。
図示の例では、加圧水の圧力を０．１５ＭＰａ、流量を９Ｌ／ｈとし、圧縮空気の圧力を０．４ＭＰａ、流量を１５０ＮＬ／ｍｉｎとした場合に、１０〜１００μの微霧が発生する。
【００２４】
再び図１に戻り、加圧水のミストノズル２０への供給は、給水槽２１に貯留した常温水を送水ラインＷＬに介装した送水加圧ポンプ２３よって加圧送水し、更に給水ラインＷＬに介装した濾過器２５で不純物を濾過し、給水制御部である冷却水ヘッダ２７に圧送する。加圧水の圧力は０．１ＭＰａないし０．５ＭＰａが好ましい。
冷却水ヘッダ２７からミストノズル２０までの間は、例えば樹脂製の冷却水分岐管２９で接続されている。
【００２５】
一方、圧縮空気のミストノズル２０への供給は、コンプレッサ２４で大気を圧縮し、エアラインＡＬによってエア制御部であるエアヘッダ２６に圧送する。圧縮空気の圧力は０．１ＭＰａないし０．７ＭＰａが好ましい。
エアヘッダ２６からミストノズル２０までの間は、例えば樹脂製のエア分岐管２２で接続されている。
【００２６】
ここで、図３を参照して、コンベア１０上のコンクリート骨材１２の冷却の流れを説明する。
【００２７】
冷却を開始して、ステップＳ１では、ミストノズル２０内で上述の方法で断熱膨張による冷気ミストが発生する。
【００２８】
ステップＳ２では、ベルトコンベア内に冷気ミストが充満し、そのような雰囲気内をベルトコンベア１０でコンクリート骨材を運搬することでコンクリート骨材は冷却される（１次冷却；ステップＳ３）
【００２９】
更に、送風機３０によってミストを気化させ、その気化熱によってコンクリート骨材の熱が奪われ、より一層冷却が進む（２次冷却；ステップＳ４）。そして、冷却が完了する。
【００３０】
なお、当該のコンクリート生成基地では、コンクリート骨材１２がベルトコンベア１０（図４のＸ）から、図１では明確に示さない別のベルトコンベア１０（図４のＹ）に投入され、更に高度にコンクリート骨材が冷却されて、図示しないバッチャープラントに収集される。
【００３１】
次に、ベルトコンベア１０の周辺及びミストノズル２０の設置（取付）の態様に関して図４〜図７を参照して詳述する。
【００３２】
当該のベルトコンベア１０は、コンクリート骨材の投入から図示しないバッチャープラントまで、図示では明確に示していないが複数段のベルトコンベアで構成されている。
【００３３】
図４は、その途中のベルトコンベア１０であり、他と比較する場合にのみ、符号ＢＣ５０９をもって識別する。
【００３４】
ベルトコンベア１０（ＢＣ５０９）は両端の支柱１（図示の左側）及び２（図示の右側）と、中央の支柱３により支えられる梁４を有している。
なお、図４において、符号２４はエアコンプレッサを、符号Ｇは地表を示す。
【００３５】
図５及び図６をも参照して、前記梁４は、複数の部材から構成され、梁４の上方部材４ａの上方には、別の梁を兼ね、ベルトコンベア１０の取付基部となるベース５が構成されている。
【００３６】
ベース５の上部には、前記梁４の全長に亙って図示しない公知の手段によって複数のローラアッセンブリ６がローラ軸を梁４の長手方向に直行する方向になるように取付けられている。
ローラアッセンブリ６は、中央の水平に配置されたローラ６ａとその両側に中心が下がるように配置された１対のローラ６ｂとで構成されている。
【００３７】
そのローラアッセンブリ６の上方には、各ローラに下面が接するように円弧状断面のベルトコンベア１０が取付けられている。
【００３８】
図７をも参照して、前記ベース５の側部には、上段側に前記加圧水（冷却水）を圧送する送水ラインＷＬが、下段側に圧縮空気を送るエアラインＡＬがベース５の縦部材５ｂにＵバンド６０によって固定されて配管されている。
ラインＷは断熱チューブ７によって被覆されている。
【００３９】
前記梁４の全長において複数箇所には、前記送水ラインＷＬに分岐管ＷＬｂが接続され、その分岐管ＷＬｂの先端に減圧弁ＶＷを介装した冷却水ヘッダ２７が冷却水ヘッダの端部を前記送水ラインＷＬにＵバンド６１で固着したステー８１にＵバンド６２を用いて取付けられている。その冷却水ヘッダ２７の前記減圧弁ＶＷの下流側には圧力計ＧＷが設置され、更に圧力計ＧＷの下流側に複数（図示の例では３個）のコネクタＣＷが取付けられている。
【００４０】
また、前記梁４の全長において複数箇所には、前記エアラインＡＬに分岐管ＡＬｂが接続され、その分岐管ＡＬｂの先端に減圧弁ＶＡを介装したエアヘッダ２６がエアヘッダの端部を前記エアラインＡＬにＵバンド６３で固着したステー８２にＵバンド６４を用いて取付けられている。そのエアヘッダ２６の前記減圧弁ＶＡの下流側には圧力計ＧＡが設置され、更に圧力計ＧＡの下流側に複数（図示の例では３個）のコネクタＣＡが取付けられている。
【００４１】
一方、ベース５の側部上方の長手方向部材５ａには図示の例では中程で「く」の字に折れ曲がった４本のステー９が公知の手段によって固着されている。
その４本のステー９には、図示の左から３本に前記ミストノズル２０が、右端の１本には圧縮エアのみを噴射するエアノズル４０が取り付けられている。
そして、ミストノズル２０、エアノズル４０を含み、ベルトコンベア１０の上方はカバー５０によって覆われている。このようにすることによって降雨と直射日光を防止できる。またカバー５０の側面に窓を設けてもよい。
【００４２】
各ミストノズル２０の冷却水流入口２０ａには前記冷却水ヘッダ２７からコネクタＣＷを介して冷却水分岐管２１が接続され、圧縮空気流入口２０ｂにはエアヘッダ２６からコネクタＣＡを介してエア分岐管２２が接続されている。
【００４３】
また、エアノズル４０には、エアヘッダ２６からコネクタＣＡを介してエア分岐管２２が接続されている。
【００４４】
図８は、本実施形態の骨材の冷却装置によって実験的に得られた冷却効果を表した表である。
表中Ｇ１〜Ｇ４及びＳは骨材の種類を表しており、ＢＣ５０８は上述の説明には無い第１のベルトコンベアを表し、ＢＣ５１０は図２で触れたベルトコンベア１０（ＢＣ５０９）の次工程でバッチャープラント直前のベルトコンベアを示している。
図８に示された実験結果よれば、ＢＣ５０８及びＢＣ５１０の２箇所で計測した各種骨材の表面温度及び内部温度において、以下の温度引き下げ効果が得られた。
（１）骨材の種類によって異なるが、表面温度については、−１．２〜−３．７℃の引き下げが確認出来た。
平均では、−２．３℃の引き下げ効果がある。
（２）骨材の種類によって異なるが、内部温度については、−０．２〜−１．４℃の引き下げが確認出来た。
平均では、−１．０℃の引き下げ効果がある。
【００４５】
係る構成を備えた本実施形態のコンクリート骨材の冷却装置によれば、既存のベルトコンベア１０に、複数のミストノズル２０と冷却水用配管ＷＬ、エア配管ＡＬ、冷却水ヘッダ２７を含む冷却水供給源２１、２３、エアコンプレッサ２４、エアヘッダ２６、及び送風機３０を加えることによって、廉価にコンクリート骨材１２の冷却が可能となる。
【００４６】
２流体式のミストノズル２０を用いることにより、微細ミストの発生過程において、圧縮空気を加圧冷却水に衝突させる時の断熱膨張により冷却水は冷却され、且つノズル２０の噴射孔２０ｃから高速で噴射されたミストＭが冷却対象物であるコンクリート骨材１２に衝突し、そのミストＭが気化する際の気化熱でコンクリート骨材１２から気化熱を奪うので、コンクリート骨材１２は極めて効率良く冷却される。
【００４７】
更に、送風機３０により送られる送風で直接のコンクリート骨材１２を冷却すると共に、ミストＭの気化を促進するので冷却効果は一層高まる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１）既存のベルトコンベアに、複数のミスト発生用ノズルと冷却水供給源、圧縮空気供給源及び送風機を加えることによって、廉価にコンクリート骨材の冷却が可能となる。
（２）２流体式のミスト発生ノズルを用いることにより、微細ミストの発生過程において、圧縮空気を加圧冷却水に衝突させる時の断熱膨張により冷却水は冷却され、且つノズルの噴射孔から高速で噴射されたミストが冷却対象物であるコンクリート骨材に衝突し、そのミストが気化する際の気化熱でコンクリート骨材から気化熱を奪うので、コンクリート骨材は極めて効率良く冷却される。
（３）更に、送風装置により送られる送風で直接コンクリート骨材を冷却すると共に、ミストの気化を促進するので冷却効果は一層高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態で用いられるミスト発生用ノズルの断面図。
【図３】本発明の実施形態の冷却工程を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施形態におけるベルトコンベア全体を示す側面図。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１断面を示す断面図。
【図６】図４のＸ２−Ｘ２断面を示す断面図。
【図７】本発明の実施形態においてミストノズル及び冷却水ヘッダ、エアヘッダの配置を示す斜視図。
【図８】本実施形態によって得られる冷却効果を表した実験測定値をまとめた表。
【符号の説明】
１、２、３・・・支柱
４・・・梁
５・・・ベース
６・・・ローラアッセンブリ
９・・・ステー
１０・・・ベルトコンベア
１２・・・コンクリート骨材
２０・・・ミストノズル
２０ａ・・・冷却水流入口
２０ｂ・・・圧縮空気流入口
２０ｃ・・・噴射口
２１・・・給水槽
２２・・・エア分岐管
２３・・・送水加圧ポンプ
２４・・・コンプレッサ
２５・・・濾過器
２６・・・エアヘッダ
２７・・・冷却水ヘッダ
２９・・・冷却水分岐管
５０・・・カバー
ＡＬ・・・エアライン
ＷＬ・・・送水ライン

Claims

ベルトコンベア上を運搬されるコンクリート骨材の冷却装置において、ミストを発生するミストノズルをベルトコンベアの上部に骨材の運搬方向に複数設置し、それらのミストノズルには加圧水と圧縮空気との配管が接続されてノズル口からサイズが１０μないし１００μのミストを噴射するものとし、ベルトコンベアの上部に沿うようにして運搬される骨材に風を送る送風手段がベルトコンベアに設けられ、ベルトコンベアを覆うカバーが設けられていることを特徴とするコンクリート骨材の冷却装置。
前記複数のミスト発生ノズルは、ベルトコンベア側部に設置した複数の支持部材の先端に取付けられ、該ミスト発生ノズルから噴射されるミストの噴霧範囲がベルトコンベアの幅及び／又はベルトコンベアに積載された被冷却物の積載幅をカバーすることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート骨材の冷却装置。