JP5710009B2 - 修復材料用の魚雷形熱円筒 - Google Patents

Description

本発明は路面修復材料の準備及び配送の装置と方法に関する。

本明細書は、２０１０年１０月１６日出願のオーストラリア国特許仮出願第２０１０９０４６２７号明細書並びに２０１１年３月７日出願の同第２０１１１９００８０６号明細書を援用し、これら明細書の全ての態様並びに開示された発明が組み込まれるものとする。本明細書、図面及び特許請求の範囲は第２０１０９０４６２７号及び第２０１１９００８０６号の出願に開示された発明を改良並びに詳細化したものである。

土木工事または鉱山作業で掘削された材料の修復は、時間も労力もかかる作業である。関連する労働コスト並びに修復用の掘削材料準備に要するコストの結果として、修復作業は高価となる。工場設備と掘削材料そのものの貯蔵と維持に関わるコストは高く、特に、表面を適切に修復するために特定の材料の混合を必要とする場合には特に高価となる。

また多くの修復作業や計画において輸送コストも非常に高くつく。

一般的に修復作業は掘削された材料の除去と分級された骨材の修復現場への輸送とを含む。修復作業の完了後に安定した表面を得るために、通常、分級された骨材に安定化剤を添加することが行われる。分級された骨材と安定化剤を現場で準備することは、安定化剤と骨材の処理設備を現場に用意する必要があり、問題が多い。従って一般的には、現場以外において骨材を処理、貯蔵して、それを修復施工現場へ輸送する必要がある。この方法は高価であり、例えば設備や化石燃料などの追加リソースも必要となってくる。

骨材と安定化剤は一定温度に維持して、修復現場に配置するまでは材料の固化を防止しなければならない。以前の装置は修復作業のこの重要な側面に対処できなかった。材料の攪拌または混合による摩擦を利用するだけでは、外気温が低い、特に氷点下の温度の地域においては不充分であることが分かっている。そのような環境においては、材料に熱を掛けて骨材混合物の粘性と、送出した際の材料の有用性を確保する必要がある。

従来技術において、掘削材料をリサイクルし、それを好適な安定化剤と共に現場に配送可能とするように設計された装置及び車両が知られている。Ｂａｌｆｏｕｒ Ｂｅａｔｔｙ社の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５００７６号は、一つの解決策として、吸引を利用して掘削材料を除去し、その材料に安定化剤を混合する装置を組み込んだ、吸引リサイクル構造を記述している。この国際出願で提案された方法は、例えば修復する前に掘削材料の処理に時間を要するなどの実際の適用には不利な点がいくつかある。このＢａｌｆｏｕｒ Ｂｅａｔｔｙ社の方法には、装置の運転に必要な高速吸引を可能とするために定電力電源を必要とするという別の課題もある。

アスファルトの敷設には、例えば、路面を形成するための安定化剤としてタールを砂と分級骨材に混合して使用することが必要である。修復材料の固化を防止するためには、タールを液体状態で使用することが必要であり、そのためには一定の熱を掛けなければならない。修復材料の輸送のために開発されたそのほかの装置として高温ボックスがある。これはその中に入れた修復材料が固化して使用できなくならないように、一定温度に維持するための加熱要素を内部に備えている。この高温ボックスは使用時には、修復現場で敷設するまで使用者が骨材を高温ボックスへ常に追加して混合する必要がある。これらの追加材料は、高温ボックスを搭載している車両か、または別の車両、これには異なる等級の骨材も含んでいてよいが、によって現場に輸送しなければならない。現状技術において知られている高温ボックスを使用する場合、追加の輸送コストと燃料が避けらない。

旧来の修復作業の方法では、材料は一度固化すると使用できなくなり、無駄が多い。従って、そのような無駄をなくすために材料を常に加熱できるような手段を備えることが望ましい。

また、氷点下の環境でも無駄を最小にできるような、路面修復材料の準備、配送手段を持つ装置及び方法を備えられれば有利である。

そのような材料の加熱輸送に関しては、施工現場までの材料の輸送と、無駄防止のための温度維持に多量の石油燃料を必要とすることがさらなる課題である。

従って、現場での使用に適した予め混合した分級骨材と安定化剤混合物を、修復施工現場へ配送する装置と方法が提供されれば効果的あるいは有利である。これは材料の配送、及び作業物の処理速度を向上させ、材料の無駄防止を可能とする。

また、施工現場への修復材料の準備と配送の方法において、輸送に要する燃料の量を減らすことができれば有利である。そのような燃料の節約は炭素クレジットに換算されるか等価であって、新たな環境にやさしい経済モデルに受け入れやすい。

国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５００７６号 米国特許出願公開第４９１０５４０号

本発明の目的は、効率的かつ費用効率がよく、従来技術の問題点を少なくともいくつかを克服する、分級した骨材と安定化剤との一定の混合物を修復施工現場へ配送する装置と方法を提供することである。

必須ではないが本発明の好ましい目的は、既存の方法よりも低コストで、かつ輸送と無駄に関する問題を克服できる、道路修復材料の配送システムを提供することである。

また、以下の説明によれば、分級した骨材と安定化剤との一定した混合物を修復施工現場へ配送する方法も提供される。

修復材料を準備、配送するための魚雷形熱円筒が提供される。これは、
−分級された骨材を入れるための少なくとも１つの隔室と安定化剤を入れるための第２の隔室とを画定する内部チャンバと、
−その内部チャンバの内容物を隔離するための外殻と、
−魚雷形円筒の内容物を確実に収納するためのキャップまたは蓋であって、中にある内容物を加熱及び／又は混合するために隔室を貫通して駆動可能な少なくとも１つの入れ子式プローブが配置されている、キャップまたは蓋と、
−修復材料を押し出して施工現場へ受け渡すための、少なくとも１つの開口と、
を備える。

ある好適な実施形態においては、魚雷形円筒は輸送のために車両または平台トレーラ上に搭載されてよい。

他の好適な実施形態においては、骨材は、魚雷形円筒内に挿入することのできる個別のカプセル内に前もって充填されていてもよい。

前もって充填されたカプセルは、シャフトを利用して魚雷形円筒の内部チャンバ内へ挿入されてもよい。

シャフトは、カプセルの内容物を加熱するために加熱可能となっていてもよい。

別の好適な実施形態において、魚雷形円筒はハウジングの内部に配置されてもよい。

さらに別の実施形態において、魚雷形円筒を収納するハウジングは回転可能であってよい。

別の好適な実施形態において、ハウジングは複数の魚雷形円筒を含んでいてもよい。

他の実施形態において、魚雷形円筒は外部熱源を利用して加熱される。特に好適な実施形態のあるものにおいては、内部チャンバ内の隔室または複数の隔室のそれぞれの内容物が、魚雷形円筒を搭載している車両または発電機からの排気ガスを、魚雷形円筒の外殻と内部チャンバとの間に画定される空洞に流すことによって加熱されてもよい。

魚雷形円筒は、原動機からの排気ガスを追加することも含めて、外部熱源を有していてもよい。

ある実施形態においては、排気ガスは複数のスプーン型タービンブレードを駆動して原動機部品にかかる負荷の低減を可能とする。

別の実施形態において、それぞれの入れ子式プローブは魚雷形円筒の内容物を混合するためにその長さ方向に沿って格納式のスプラインまたはブレードを備えている。

別の実施形態においてシャフトは魚雷形円筒の内部隔室内で回転可能である。

さらに別の実施形態において、シャフトは魚雷形円筒の内容物を混合するためにその長さ方向に沿って格納式のスプラインまたはブレードを備えている。

他の実施形態において、それぞれの入れ子式プローブは、それぞれのプローブに対応する少なくとも１つの開口を介してそれぞれのカプセルを貫通して挿入される。

他の実施形態において、魚雷形円筒内の混合及び／又は加熱された修復材料は、魚雷形円筒に固定可能に係合された分配チャンバ内へ押し出される。

好適な実施形態において、魚雷形円筒から分配チャンバへの修復材料の押出しまたは保持は、魚雷形円筒と分配チャンバの間にある格納式カバー板により可能となる。

さらに別の実施形態において、内部チャンバからの修復材料の押出しは油圧ラムとプランジャによって可能となる。

また、分級された骨材と安定化剤の一定した混合物を修復施工現場へ配送する方法が提供され、その方法は以下のステップを含む。
ａ）事前に混合された分級骨材混合物を準備し、それを複数の魚雷形円筒またはチューブ内に配置する。
ｂ）骨材に安定化剤を添加する。
ｃ）それぞれの魚雷形円筒またはチューブ内に加熱プローブを配置することにより魚雷形円筒またはチューブ内を一定温度に維持する。
ｄ）油圧を動力とするプランジャを利用して分級骨材と安定化剤をホースまたは導管を通して施工現場に押し出す。
ｅ）各魚雷形円筒またはチューブが空になると、ハウジング内の次の魚雷形円筒がプランジャに係合される。
ｆ）前もって充填された交換用魚雷形円筒またはチューブを施工現場に輸送する。
ｇ）空になった魚雷形円筒またはチューブを充填された魚雷形円筒またはチューブと定期的に交換する。

また、分級された骨材と安定化剤の一定の混合物を修復施工現場へ配送する方法が提供され、その方法は以下のステップを含む。
ａ）事前に混合された分級骨材混合物を準備し、それを複数の魚雷形円筒またはチューブ内に配置する。
ｂ）骨材に安定化剤を添加する。
ｃ）それぞれの魚雷形円筒またはチューブ内に加熱プローブを配置することにより魚雷形円筒またはチューブ内を一定温度に維持する。
ｄ）油圧を動力とするプランジャを利用して、分級骨材と安定化剤をホースまたは導管を通して施工現場に押し出す。
ｅ）各魚雷形円筒またはチューブが空になると、ハウジング内の次の魚雷形円筒がプランジャに係合される。
ｆ）前もって充填された交換用魚雷形円筒またはチューブを施工現場に輸送する。
ｇ）空になった魚雷形円筒またはチューブを、充填された魚雷形円筒またはチューブと定期的に交換する。
ｈ）充填された魚雷形円筒またはチューブを、ハウジング内に形成された砲身に似た開口内に配置する。
ｉ）魚雷形円筒またはチューブ内の材料の混合を促進するために、ハウジングを選択的に回転させる。

魚雷形円筒断面の側面図である。 魚雷形円筒の最上端に嵌合するキャップの図である。 魚雷形円筒内に完全に伸びきった熱プローブの側面図である。 プランジャの動作を示す図である。 プランジャ３３の表面を示す図である。 車両に搭載された魚雷形円筒を示す図である。 魚雷形円筒を収納したハウジングの等角図である。 魚雷形円筒内に充填準備の整ったカプセルの展開図である。 本発明の別の実施形態の等角図である。 分配チャンバ上に搭載された魚雷形円筒を示す図である。 図１０に同じ。 図１０に同じ。 魚雷形円筒を収納したハウジングの等角図である。 ハウジングの断面等角図である。 ハウジングの正面図である。 魚雷形円筒が配置されたハウジングの側面図である。 排気ガスを利用して加熱される魚雷形円筒を示す図である。 車両に搭載された別の実施形態の詳細を示す図である。 カプセルの等角図である。 カプセルの内部の断面等角図である。 カプセルの端部を示す図である。 分配チャンバに係合した魚雷形円筒の更なる詳細を示す図である。 図２０に同じ。 図２０に同じ。 図２０に同じ。 図２０に同じ。 図２０に同じ。 カプセル構成のさらなる詳細を示す図である。 図２６Ａに同じ。 図２６Ａに同じ。 図２６Ａに同じ。 空気流と排気取込システムの詳細を示す図である。 図２８Ａに同じ。 図２８Ａに同じ。 図２８Ａに同じ。 図２８Ａに同じ。 車両に搭載するための本発明の別の実施形態を示す図である。 図３２に同じ。 図３２に同じ。

本装置は、図１に示すような、一般に魚雷形をした熱的（または加熱された）チューブを備える。それぞれの魚雷形円筒は外殻１１と内殻１２とを持っている。それぞれの殻の間に画定される空洞１３は、魚雷形円筒の内容物を外部温度に対して熱的に遮断する真空であってもよい。本発明のある実施形態においては、動力源（図示せず）に取り付けられた対流ファンによって加熱空気が空洞１３内に送り込まれてもよい。加熱空気は、輸送のために魚雷形円筒を搭載可能な車両からの排気ガスであってもよいし、魚雷形円筒の外部にある発電機から来るものであってもよい。図１５を参照されたい。

使用時には、魚雷形円筒１０は分級された骨材と安定化剤とで満たされる。アスファルトを使用する殆どの土木工事または修復作業では、安定化剤はタールである。コンクリート作業の場合には安定化剤は、活性剤または触媒としての水を含んだ石灰またはセメントであってよい。

内殻１２によって形成された魚雷形円筒の内部チャンバ１４は、土木作業用の材料成分で充填される。これらは一般的には分級された骨材、砂、及び安定化剤であるタールまたはセメントと水、である。魚雷形円筒には仕切られた隔室２０、２１、２２があって、各材料成分が分離されるようになっていてもよい。道路の修復作業においては、第１の隔室にはブルーメタル、第２の隔室には砂、そして一番上の隔室にはタールが充填される。

本発明の特に好適な実施形態においては、分級骨材は、図７（及び図１０）に示すような予め充填された円筒形カプセル（またはブレット（ｂｕｌｌｅｔ））に入れられて魚雷形円筒へ装填される。そのそれぞれには異なる分級の骨材が入れられてもよい。充填されたチューブの最上部には安定化剤が入れられる。これは固体形状であってもよい。

本発明の特に好適な実施形態においては、予め充填された円筒形カプセルまたはブレットは、貯蔵あるいは倉庫保管されて、予定の修復作業に適した量が使用者により収集されてもよい。カプセルまたはブレットは様々な大きさであって、仕事に応じた量の修復材料を含むことができる。従って、カプセル／ブレットは、４分の１トン、２分の１トン、１トン、２トン、５トン、あるいは当座の仕事に適した寸法のカプセルで配布されてもよい。こうすることにより、修復業界のすべての部門に対してカプセルの取引と配布が容易になる。全世界のユーティリティ建設業者の資材置場に予め詰められたカプセル及び魚雷形円筒を貯蔵して、即応することが可能となる。

修復作業員がアスファルトの搭載設備で時間を浪費したり、骨材が加熱されるのを待ったりすることとは対照的に、車両の始動とともに生産活動が開始される。１０時間の交代勤務において、作業者は１０時間を実際の生産活動に従事できる。大きな土木工事プロジェクトの全体に亘ってみれば、コストの削減と生産性の向上は非常に大きなものとなり得る。

土木修復作業の分野で、特に材料を使用可能とするための温度維持コストがかかる寒冷地で作業する者は、修復材料の施工現場への配送に関する費用、並びに無駄に消費される時間と労働コストの割合を十分に承知している。作業グループのメンバは平均して作業時間の最大２時間までを、アスファルト材料がトラックに積載されるのを待っている。そしてさらに２時間を、現場まで及び現場からの材料の輸送に費やしている。要するに、既存の修復材料の配送、処理の方法では、作業日の半分は非生産的なものとなっており、その結果として、非生産的な出費として作業及び輸送コストを支払わざるを得ない修復土木契約者並びに計画管理者が余計なコストを負わされることになる。

例として一人の作業者の時給が２５ドルであるとしよう。一人の作業者が毎日４時間の非生産時間を費やすとすると、これは一日に１００ドルの無駄な賃金／諸経費に相当する。チームが二人構成であるとするとこれは一日に２００ドルの無駄な賃金となる。修復作業チームが週に７日働く大きな事業に従事しているとすると、非生産的労働コストは週に１４００ドル（７×２００ドル）、年間では７２，８００ドル（５２×１４００ドル）となる。平均的な修復契約では、２人構成の６チームが随時働いているものと仮定される。従って、無駄な賃金は、日に１２００ドル、週に８４００ドル、そして年間では４３６，８００ドルである。世界的に多くの修復事業に携わる大規模な請負業者にとって、無駄なコストは年間数百万ドルまたは数十億ドルにも達するかもしれない。本発明は、土木修復請負業者がこのような影に隠れているコストを削減できるようにする技術と、その技術を使用する方法とを提案するものである。

これはまた、伝統的な修復材料作業から、例えば魚雷形円筒の詰め替えの販売及び特別設計の魚雷形円筒トレーラなどのような、全く新しいビジネスの枝の創出を促進する。

魚雷形円筒１０のそれぞれには開放された近位端１５と閉鎖された遠位端１６がある。魚雷形円筒の最上端すなわち近位端１５は開放されている。そこにはキャップが嵌められて魚雷形円筒の開放端１５を密封し、魚雷形円筒１０内の骨材と安定化剤を含む内容物を固定可能に保持する。キャップは近位端１５にあるヒンジで魚雷形円筒１０に取り付けられていてもよい。蓋が閉まっている場合には、魚雷形円筒の内容物がしっかりと密封される。図２には、魚雷形円筒１０の近位端上でのキャップの様々な開閉状態ａ、ｂ、ｃが示されている。

キャップ３０内には少なくとも１つの入れ子式加熱プローブ３１があり、これが魚雷形円筒内に分級された骨材を保持している連続する内部隔室２２、２１、２０のそれぞれを貫通して押し込まれて、内容物を加熱する。

実施形態のあるものでは、入れ子式加熱プローブ３１、またはこれも加熱され得る追加の１つまたは複数の入れ子式プローブに、連続する魚雷形円筒の隔室２２、２１、２０の内容物を混合するためのプロペラブレード３３が取り付けられていてもよい。魚雷形円筒の内容物は、プローブ３１またはプローブ３２を用いて加熱され、骨材と安定化剤が一定温度に維持される。本発明の実施形態のあるものでは、それぞれのプローブは螺旋形のフルートまたは錐の形状であってよい。

プローブは、電池、太陽発電あるいは他の任意の好適な電源によって動力を与えられてもよい。特に好適な実施形態においては、図１５に示すように装置を加熱するために排気ガスを利用した魚雷形円筒の周辺の熱が、それぞれの魚雷形円筒内の骨材を混合し温度を維持するためのプローブの加熱に要するエネルギ量を実効的に下げる。

魚雷形円筒１５の近位端に最も近い最上部の隔室２２は、安定化剤、すなわちアスファルト関連の作業用ではタール、を収納する。それぞれの熱プローブ３１、３２が起動されて、魚雷形円筒の各隔室を順々に加熱する。安定化剤としてのタールを修復作業で使用するためには、液体状態で分級された骨材と混合、結合する必要があり、加熱して液体組成を維持しなければならない。各プローブ３１、３２には嵌め込まれた熱センサがあってもよく、それはオペレータが魚雷形円筒１０の内容物を混合する間を一定温度に維持することを補助する。

キャップ３０には魚雷形円筒１４の内部に最も近い面上にプランジャ３３があり、魚雷形円筒の内殻１２の半径内に摺動自在に嵌まった、１つまたは複数の油圧ラム（図示せず）により駆動される。油圧ラムが作動すると圧縮力をプランジャ３３にかけて、魚雷形円筒の内部チャンバ１４内にプランジャ３３を押し込む。プランジャ３３は、魚雷形円筒の内部チャンバ内へ押し込まれると、その内容物を圧縮する。プランジャ３３の動作は、注射器がその内容物を押し出すのとほぼ同様に、内部チャンバ１４から魚雷形円筒１６の遠位端にある１つの開口３４または一連の開口を経由して、魚雷形円筒の内容物を強制的に押し出す。図４を参照されたい。本発明のある好適な実施形態においては、魚雷形円筒の内容物は混合、加熱されてから、魚雷形円筒の内部表面の下側に沿って配置された一連の開口３５を通って押し出されてもよい。押し出された混合骨材は次に重力によって、または好ましくはホースまたは導管部材（図示せず）を通して排出されて、施工現場の所望の位置に向かって配置することが可能である。

さらに別の実施形態においては、混合材料は開口３４または複数の開口３５を通って押し出され、魚雷形円筒の外にあり魚雷形円筒のハウジングの一部を構成し得る第２の受け器の中へ入り、そこから修復施工現場に配置されてもよい。混合材料が排出される開口は、レバーによる手動、または油圧、または電気的手段により作動されるゲートバルブによって開放されてもよい。

プランジャが魚雷形円筒の内殻と摺動可能に係合して動作するので、魚雷形円筒の内面を清浄化することができ、その後に分級骨材と安定化剤を再充填することも可能となる。

図５に示すように、プランジャには中央に位置する開口３６がある。また追加の開口３７があって、１つまたは複数の入れ子式熱プローブをキャップ３０から内部チャンバ１４を貫通して駆動して魚雷形円筒内の修復材料を混合できるようになっていてもよい。

本発明のある実施形態においては、図７に示すように、複数の熱チューブまたは魚雷形円筒１０を、輸送車両７５上に搭載し得る回転可能なハウジング７０内に配置することができる。各魚雷形円筒には分級された骨材、砂、及び安定化剤が配置される。これらは混合して、路面や他の穴埋めの必要な土木工事現場に敷設することができる。ハウジング７０は回転して、魚雷形円筒１０の追加や、内容物を排出済みのものの再充填のための取出しをしやすくすることができる。ハウジング７０は、使用者の要求に応じて任意の数の魚雷形円筒を受容できるように設計されていてもよい。

ハウジング７０は一般的に円筒形状であり、骨材と安定化剤を充填したチューブを摺動させて受容するための複数の開口を持っている。ハウジングには動力が付与されて、魚雷形円筒の内容物に遠心力を掛けることができ、これにより分級された骨材と安定化剤のそれぞれの魚雷形円筒内部での混合が促進される。

１つの魚雷形円筒１０が空になると、オペレータは別の魚雷形円筒を使用し、すべての魚雷形円筒内の材料供給が無くなるまでそれを続けることができる。現場において、空になった魚雷形円筒を取り除いて、前もって骨材と安定化剤を充填して混合準備の整った魚雷形円筒と交換することができる。ハウジング７０の上昇、下降を行って、空になった魚雷形円筒を取り外し、事前に充填された交換用魚雷形円筒を挿入してもよい。

大量の交換用魚雷形円筒を修復施工現場に輸送することが可能であり、これにより分級された骨材をトラックに上げ下ろすことにかかる時間を大幅に短縮することが可能である。

好ましくは円筒とプランジャは鋼製である。ただし、ステンレススチール、亜鉛メッキ鋼、アルミニウム、あるいは頑丈な成形プラスチックなどのような任意の好適な強力かつ弾性的な材料も使用可能である。本発明のある実施形態においては、魚雷形円筒は高耐久性樹脂、プラスチックまたは類似の材料で製造されて、そこには魚雷形円筒の内容物と、特に加熱時に反応する触媒または安定化剤が含まれるか被覆されていてもよい。そのような樹脂または触媒含有の魚雷形円筒ケースは、修復作業の実行に要する機械類の全体重量と現場への修復材料の輸送コストを著しく低減する。このような材料を利用することで修復作業の全体コストを大幅に低減し、作業の効率を改善し、かつそのような作業のやりやすさを改善することが可能である。

図６に示すように、魚雷形円筒は車両または平台トレーラ５０上に搭載され、１つまたは複数の油圧ラム５１を利用して上げ下げして修復材料を魚雷形円筒の中から押し出して施工現場の使いやすい場所に配置したり、ホースや導管５３を通して押し出したりすることを支援する。輸送車両上に配置される１つまたは複数の魚雷形円筒の大きさによって、車両は空気タイヤであってもよいし、あるいは頑丈なキャタピラ型トレッドを必要とする場合もある。図１６に示すような代替構成を持つ他の搭載車両の構成もあり得る。

本発明の実施形態のあるものにおいて、分級骨材と砂と安定化剤は、別々の缶あるいはカプセル８１、８２、８３に事前に充填されてもよい。または、各カプセルは魚雷形円筒１０内で混合する、修復材料の単一成分を収容することもできる。カプセル８１、８２、８３には中央開口があって、そこを通ってシャフト８０を捩じ込み、施工現場への輸送または混合を見込んで魚雷形円筒の中へのカプセル挿入を可能としてもよい。シャフト８０には格納式の返り８４があって、広がってカプセル８１、８２、８３をシャフト８０上に固定して魚雷形円筒内の所定位置に移動させることができ、かつカプセルを所定位置に置いた後は、引っ込めてシャフト８０を引き抜くことができるようになっている。

ある実施形態において、シャフトは加熱プローブ、及び／又は混合プローブとして作用し、かつキャップ３０に固定可能である。

本発明のさらに別の実施形態において、カプセル８１、８２、８３は魚雷形円筒１４の内部チャンバに直接装着することができ、シャフト８０を連続するカプセルを貫通して駆動して、内容物の混合と、混合された骨材材料を魚雷形円筒１０から押し出すためのプランジャ３３の動作を可能とする。

ガトリングドラム（Ｇａｔｌｉｎｇ Ｄｒｕｍ）型ハウジング（図７、１０参照）の中の魚雷形円筒、すなわち独立した魚雷形円筒は、カプセルまたはその中に収納された骨材の両方を、例えば高温空気流または電気抵抗加熱を利用して予備加熱された状態に維持することが可能である。当業者であれば、他の加熱方法も可能であり、本発明の範囲から逸脱することなしに本明細書に記載の装置および方法に組み入れ得ることが理解されるであろう。

この加熱は、カプセル内の骨材と安定化剤を活性化させて修復現場への適用準備を整える実際の熱混合処理に先立って行われる。その結果、必要な熱源の量と修復材料の加熱に必要なエネルギが大幅に低減される。魚雷形円筒を車両に乗せてＡ地点からＢ地点へ実際に搬送することで、エンジン排気システムから加熱空気が製造される。これを適用すれば必要な熱の７５％となる。従って輸送中に、骨材と、安定化剤を入れたカプセルの両方が予熱されるので、最終の混合処理には所要とする熱の２５％しか必要としない。これはまた、トレーラ輸送機上の独立した複数の魚雷形円筒に適用することも可能である。

魚雷形円筒の加熱に使用できる好適な熱源としては以下の様なものがある。
１．銅のタービンブレードを回転、加熱して、清浄な空気タンク内の空気に熱を伝達するための、排気推進圧力。
２．事前に梱包されたブレット内の抵抗線を加熱するための、加熱用背面電極。
３．更に交流発電機電機子を回転させて電力を発生させるための、熱排気推進圧力。
４．（タービンシャフト外に作用する歯車駆動の）油圧機圧力
５．車両または無限軌道車などの独立機械からの精密加熱ドラム付属装置（Ｑｕｉｃｋ Ｆｉｔ）。
６．２４０−１１０Ｖの発電機、すなわち、１トンワゴン車または３−７−１２トン車両のピックアップトラック（ＰＴＯ）。牽引中に動作。魚雷形熱円筒を現場へ搬送する特製トレーラ。
７．小車輪付きボギー車に乗せた、手持ち魚雷形円筒。
８．赤道付近または砂漠地帯などの好適な気候において利用し得る、太陽電池熱源。
９．個々のカプセルに整合するように整列された抵抗線要素を事前に作り込んだ、骨材または固体物質が入ったカプセル。
１０．簡易装着具付きの万能油圧加熱ディスク。加熱ディスクは整列した車両の後部または無限軌道車のブームに配置して取り付けられうる。

図９は本発明の別の実施形態の等角図である。魚雷形円筒１０は第２の魚雷形円筒形状の排出チャンバ９０上に取外し自在に搭載される。そこには事前に製造されたカプセル８４が収納され、それぞれに修復材料が入れられていて混合、加熱及び施工現場への配送待ちとなっている。図１０にはその断面図が示されている。装填ドア９６は、カプセル８４を挿入するために魚雷形円筒１０の内部隔室へのアクセスを可能とする。上部の加熱、混合チャンバを形成する魚雷形円筒の内部隔室の中心をスプライン付きのシャフト８５が貫通し、その上をカプセル８４が捩じ込まれる。スプライン付きのシャフト８５は、魚雷形円筒１０の装填ドア９６とは反対の端に組み込まれた熱源９７により加熱され、回転可能であって、シャフト８５の長さ方向に配置された格納式のスプライン１０１（図示せず）によってカプセル８４内に収納された修復材料の混合を可能とする。熱源９７は、魚雷形円筒１０からは最遠端にある熱源９７の上に組み込まれたケース付き原動機９８によって動力を供給される。カプセルの内容物は、上側にある加熱、混合チャンバ内で混合されて、チャンバの内面下部に沿って配置された開口３５を通って押し出される。開口はオペレータによって格納式カバー板（図示せず）を用いて開閉され、混合された材料が上側のチャンバから分配チャンバ９０へ排出可能となっていてもよい。魚雷形円筒１０上の熱源９７と原動機９８がある同じ端部に、分配チャンバ９０は油圧動力箱９９を持っている。油圧動力箱９９は入れ子式のラム９１を組み込んでおり、これによってプランジャ３３を駆動して、加熱、混合された修復材料を出口点３８から好適な施工現場に排出する。

図１１は魚雷形円筒と分配チャンバの正面端面図であり、使用状態での魚雷形円筒内の格納式スプライン１０１の位置を示している。別の実施形態においては、スプラインは各カプセル８４の内部にあって、カプセルがスプライン付きシャフト８５に沿って魚雷形円筒１０内に装填されると係合して、その中に収納されている修復材料の混合と加熱のために各カプセル内のスプラインが回転できるようになっていてもよい。

図１３は、既に説明した複数の魚雷形円筒１０を収納するハウジング７０の等角図である。ハウジング７０の中に収納された各魚雷形円筒の装填ドア９６は、閉じた状態を示している。ハウジング７０は回転可能であって、その中に収納されている魚雷形円筒１０のそれぞれを整列させて、取り外し可能に搭載し、または固定位置にある分配チャンバ９０に係合させることが可能である。あるいはまた、分配チャンバがハウジング７０の周りを回転して、加熱及び混合された修復材料をユーザが施工現場に排出できるようになっている。ある実施形態では、熱源９７と原動機９８が、各魚雷形円筒に対応してハウジングの内部または外部表面上に配置されていてもよい。別の実施形態においては、暑い地方での使用で修復材料が作業可能な温度に到達するのにそれほどの加熱を必要としない場合には、１つの熱源９７と原動機９８が分配チャンバ９０に固定可能に組み込まれていて、ハウジング７０が回転することにより、固定された熱源と、ハウジング７０の回転に従う各魚雷形円筒１０とが係合できるようになっていてもよい。

図１４はハウジング７０の断面図であり、最下部の魚雷形円筒１０Ａが分配チャンバ９０と係合する位置にある。この図において、各魚雷形円筒の熱源９７はハウジング７０の内部にあり、施工現場に到着するまでに各カプセル８４内の材料を有効に加熱することができる。こうして、修復材料を混合して施工現場に配送するための最適温度にするのに要する時間の短縮が促進される。図１５は魚雷形円筒１０がハウジング７０の内部に保持された状態で、分配チャンバ９０と係合していることを示す正面図である。図１６は、油圧ラム９１によって駆動されるプランジャ３３が出口点３８に向かって移動し、分配チャンバ９０から混合された材料の排出を可能としていることを示している。

図１７はカプセル８４の等角図である。カプセル８４は硬質の耐久性のある樹脂でできていて、これは熱を掛けるか化学触媒を適用することによって劣化または破壊が可能であり、熱反応を促進または支援するようになっている。そうしてカプセル８４内部に入れられている修復材料を、施工現場で利用できる温度にまで加熱するのに要する時間を短縮できる。図１８、１９に示すように、カプセル８４の両方の端部には一連の開口１０３が配置されて組み込まれており、これは導管１０４に対応しており、穴を通して一連の加熱素子をカプセル８５本体に押し込んで、その中に入っている材料の加熱を促進する。カプセル８４には中央にスプライン付きの開口１０５があり、これが魚雷形円筒１０内に装填されると魚雷形円筒のスプライン付きシャフト８５を受け容れる。

図２０は樹脂カプセル８４の詳細を示し、それぞれに、修復材料成分のタール１０７、砂１０８、砕石１０９、及び分級された骨材１１０が装填されている。カプセル８４は図２１において、魚雷形円筒１０内にある内部加熱、混合チャンバ１４の中に装填された位置で示されている。

カプセル８４が装填されると、カプセル８４の内容物はスプライン付きのシャフトによって加熱、混合される。図１５は好適な空気流排気システムを示しており、これは魚雷形円筒８５の一端に組み込まれていてもよく、魚雷形円筒を貫通して延びている。ある実施形態において、使用時にはスプライン付きシャフト８５から混合ブレード１１２が延びて修復材料の混合を行う。これに替わる実施形態においては、混合ブレード１１２または１０１は各カプセル内にあって、材料を混合するために回転するスプライン付きシャフト８５と係合するようになっていてもよい。または、混合ブレード１１２は、図２２に示すように入れ子式のラム９１上をスプライン付きシャフト８５に沿って移動してもよい。

図２４には加熱混合された修復材料１１１が分配チャンバ９０内にあって、図２５に示す油圧ラム９１で駆動されるプランジャ３３によって出口点３８から施工現場へ排出できる状態になっていることが示されている。

図２６、２７はカプセル８４の付加的な図である。開口１０３が抵抗線１１２または加熱プローブ３２を受容し、カプセル８４の内容物の加熱及び混合を可能とする。

図２８Ａと２８Ｂは、スプライン付きシャフト８５を回転させ魚雷形円筒の内容物を加熱する熱源９７と、分配チャンバ９０を貫通して分配ラム９１を駆動して混合された修復材料１１１を押し出す油圧動力箱９８とをそれぞれ内部機構図と外観とで示している。前にも述べたように、熱源９７にはその上に原動機９８が搭載されている。原動機は、使用者の要求に応じて、熱源９７の上に取り外し可能に装着されていてもよいし、一体的に構成されていてもよい。

原動機９８が炭素燃料エンジンの場合には、熱源は高温度で配送される排気ガスを動力とすることができる。熱源９７には、内部空気チャンバ２００と一対の排気ガスチャンバ２０２とがあり、排気ガスチャンバ内には原動機９８で駆動されて中心軸２０８の周りを回転する、一連のスプーン形状をしたタービンブレード２０１がある。空気と排気ガスの吸気２０３、２０４がタービンブレードに推力を加え、これが回転して、魚雷形円筒混合チャンバ内のスプライン付きシャフト８５の加熱及び混合動作を支援してもよい。排気ガスは出口２０５を通して吸い出されるか押し出され、大気に放逐される前に、図３０に示すように排気フィルタの触媒コンバータ（図示せず）によって処理されてもよい。

別の実施形態では、熱源９７はスプライン付きシャフト８５を加熱するだけで、混合機能の支援は行わない。スプーン形タービンブレードは好ましくは銅、あるいは熱伝導性がありかつ排気ガスによる腐食に耐えられる他の材料でできている。

熱源９７は一対の歯または歯車によって油圧動力箱９９に接続されていてもよい。これらは、熱源９７の中心シャフト２０８と油圧動力箱９９の中心シャフト２０９と、各シャフト２０２、２０９の駆動とタービン２０１と入れ子式油圧ラム９１の運転を可能とするベルト、のそれぞれに固定可能に取り付けられている。

排気ガスと空気の吸気に反応して回転するタービン２０１の回転は、圧力と、原動機９８の部品の摩損を低減するように作用する。更には、高温排気ガスを利用することで、魚雷形円筒内の修復材料の加熱に要するエネルギを効果的に低減する。

図３２は、車両または平台トレーラ上に搭載されるように適合された、本発明の別の実施形態を示す。魚雷形熱円筒１０は、車両または平台トレーラの車台面２１５に枢動可能に搭載されたハウジング７０内に水平に装填される。ハウジング７０と車台面２１５は支持アーム２１６で結合される。魚雷形円筒１０を装填するために、ハウジング７０が油圧ラム（図示せず）によって必要に応じて上げ下げされる。他の代替の上下機構、例えば電気的手段によるものも可能である。タール加熱チャンバ２１０が、加熱混合ボウル２１７内部に取り付けられている。メンテナンスおよび洗浄のために、タール加熱チャンバ２１０は加熱混合ボウル２１７から回転して外れる。加熱混合ボウル２１７は、加熱混合された修復材料を混合しこれらの材料を施工現場へ分配するのに好適な一定温度に維持するためのタービンブレードを含んでいる。

ハウジング７０には排気パイプまたは排気ホース２１８が嵌め込まれており、原動機（図示せず）からの排気ガスを、外周上に配置された内部が中空のチャンバ内およびその周りに供給して、魚雷形円筒がハウジング７０の内部に配置されているときに高温の排気ガスで内容物の加熱を支援できるようにする。魚雷形円筒はハウジング内部でガスとは隔離されているので、いかなる場合にも排気ガスは魚雷形円筒の内容物とは接触しない。

本発明の別の実施形態においては、熱源９７と原動機９８は、使用者の設計仕様に応じて、車両内部またはトレーラの車台２１５の下に配置することができる。

従来技術に対する本発明の利点のいくつかは以下の通りである。
１．修復材料の貯蔵と輸送にかかわるコストを低減する。
２．安定化剤を現場で加熱できるので無駄を排除できる。
３．効率を上げられる。
４．輸送のための燃料を減らし、結果として炭素排出を抑えられる。
５．炭素排出量の減少分をクレジットとして販売または保存することができる。
６．複数の工業、土木工業および農業への応用が可能である。
上記の利点に加えて、魚雷形熱円筒とプレハブのカプセルを利用する修復材料プラントの運転システムを採用することは、土地利用に関するそのほかの利点も持っている。一般的にアスファルト工場は大きな場所を占有し、環境と美観の汚染に関して非常に高いレベルで責任を負い、特にコミュニティハウス、小売店、商業やその他の利用のための土地が限られている国においては非効率的な空き地利用となっている。本明細書で説明した装置および方法を利用すれば、アスファルト工場の所有者は修復作業を効率的に運営するために必要とする土地の大きさを縮減することが可能であり、土地を宅地開発その他へ利用することが可能となる。

本明細書に記載した発明の別の構成も、使用者の要求に従って可能である。

当業者であれば、本発明の装置および方法がよく適合する種々の応用があることが分かるであろう。

また、本明細書で記述した装置及び方法は、本発明の範囲から逸脱することなしに、使用者の要求に従って変更され得ることも、当業者には理解されるであろう。

Claims (19)

1. 修復材料を準備、配送するための魚雷形円筒であって、
   分級された骨材を入れるための少なくとも１つの第１のカプセルと安定化剤を入れるための第２のカプセルとを含む複数の個別のカプセルから成る、内部チャンバと、
   前記内部チャンバを収納し、開放端を有する外殻と、
   前記外殻の前記開放端を密封するためのキャップまたは蓋であって、前記外殻の内容物を加熱及び／又は混合するために前記複数の個別のカプセルの各々を貫通して駆動可能な少なくとも１つの入れ子式プローブが配置されている、キャップまたは蓋と、
   前記修復材料を押し出して施工現場へ受け渡すための、前記外殻に設けられた少なくとも１つの開口と、
   を備え、
   前記骨材と前記安定化剤とは、それぞれ、前記魚雷形円筒の前記外殻に挿入された前記第１のカプセル及び前記第２のカプセル内に前もって充填されている、
   魚雷形円筒。
2. 車両または平台トレーラ上に搭載された、請求項１に記載の魚雷形円筒。
3. 前記複数の個別のカプセルはシャフトを利用して前記魚雷形円筒の前記内部チャンバ内へ挿入される、請求項１に記載の魚雷形円筒。
4. 前記シャフトは、前記カプセルの内容物を加熱するために加熱される、請求項３に記載の魚雷形円筒。
5. 前記魚雷形円筒はハウジング内に設置されている、請求項１に記載の魚雷形円筒。
6. 前記魚雷形円筒を収納する前記ハウジングは回転可能である、請求項５に記載の魚雷形円筒。
7. 前記ハウジングが複数の魚雷形円筒を収納する、請求項５または６に記載の魚雷形円筒。
8. 前記魚雷形円筒は外部熱源を利用して加熱される、請求項１に記載の魚雷形円筒。
9. 前記外部熱源は原動機からの排気ガスを追加することを含む、請求項８に記載の魚雷形円筒。
10. 前記排気ガスは複数のスプーン型タービンブレードを駆動して前記原動機の部品にかかる負荷の低減を可能とする、請求項９に記載の魚雷形円筒。
11. 前記またはそれぞれの入れ子式プローブは、前記魚雷形円筒の内容物を混合するためにその長さ方向に沿って格納式のスプライン（薄板片）またはブレードを備えている、請求項１に記載の魚雷形円筒。
12. 前記シャフトは前記複数の個別のカプセル内で回転可能である、請求項４に記載の魚雷形円筒。
13. 前記シャフトは、前記魚雷形円筒の内容物を混合するためにその長さ方向に沿って格納式のスプラインまたはブレードを備える、請求項１２に記載の魚雷形円筒。
14. 前記またはそれぞれの入れ子式プローブは、前記またはそれぞれのプローブに対応する少なくとも１つの開口を介して前記またはそれぞれのカプセルを貫通して挿入される、請求項２に記載の魚雷形円筒。
15. 前記混合及び／又は加熱された修復材料は、前記魚雷形円筒に固定可能に係合された分配チャンバ内へ押し出される、請求項１に記載の魚雷形円筒。
16. 前記魚雷形円筒から前記分配チャンバへの修復材料の押出しまたは保持は格納式カバー板により可能となる、請求項１５に記載の魚雷形円筒。
17. 前記内部チャンバからの修復材料の押出しは油圧ラムとプランジャによって可能となる、請求項１に記載の魚雷形円筒。
18. 分級された骨材と安定化剤の混合物を修復施工現場へ配送する方法であって、
    ａ）事前に混合された分級骨材混合物を準備し、それを複数の魚雷形円筒またはチューブ内に配置し、
    ｂ）前記骨材に安定化剤を添加し、
    ｃ）前記またはそれぞれの魚雷形円筒またはチューブ内に加熱プローブを配置することにより前記魚雷形円筒またはチューブ内を一定温度に維持し、
    ｄ）油圧を動力とするプランジャを利用して前記分級骨材と安定化剤をホースまたは導管を通して前記施工現場に押し出し、
    ｅ）各魚雷形円筒またはチューブが空になると、ハウジング内の次の魚雷形円筒が前記プランジャに係合され、
    ｆ）前以って充填された交換用魚雷形円筒またはチューブが前記施工現場に輸送され、
    ｇ）空になった魚雷形円筒またはチューブを定期的に充填された魚雷形円筒またはチューブと交換し、
    ｈ）前記骨材と安定化剤は、前記魚雷形円筒に挿入された個別のカプセル内に前もって充填されている、
    ステップを含む方法。
19. 分級された骨材と安定化剤の混合物を修復施工現場へ配送する、請求項１８に記載の方法であって、
    ｉ）前記充填された魚雷形円筒またはチューブを、前記ハウジング内に形成された砲身に似た開口内に配置する、
    ステップをさらに含む方法。

Images