JPS6394802A - Method and device for cooling concrete - Google Patents

Method and device for cooling concrete

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Publication number
JPS6394802A
JPS6394802A JP24038686A JP24038686A JPS6394802A JP S6394802 A JPS6394802 A JP S6394802A JP 24038686 A JP24038686 A JP 24038686A JP 24038686 A JP24038686 A JP 24038686A JP S6394802 A JPS6394802 A JP S6394802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concrete
mixer
liquid nitrogen
nozzle
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP24038686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ロバート・ギュイン・ボウズ
椿 一明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Oxygen Industries Ltd
Original Assignee
Osaka Oxygen Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Oxygen Industries Ltd filed Critical Osaka Oxygen Industries Ltd
Priority to JP24038686A priority Critical patent/JPS6394802A/en
Publication of JPS6394802A publication Critical patent/JPS6394802A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 炙」(」L」 本発明は生コンクリートの冷却方法及び装置に関する。[Detailed description of the invention] Roasted” (“L”) The present invention relates to a method and apparatus for cooling fresh concrete.

−3= コンクリートの打設に於いて、コンクリートの成形温度
が重要な要素となる。特に、マスコンクリート構造物に
於いて、この温度は]クリートの加工性(コンクリート
の成形され易さの度合)、収縮による割発生及び最終的
な強度に直接影響する。コンクリートの成形温度が低い
程、これらに対して有効であることは周知のとおりであ
る。
-3= When placing concrete, the forming temperature of concrete is an important factor. Particularly in mass concrete structures, this temperature directly affects the workability of the cleat (the degree of ease with which the concrete can be formed), the occurrence of cracking due to shrinkage, and the final strength. It is well known that the lower the concrete forming temperature, the more effective it is against these conditions.

従来、コンクリートの湿度を下げるためには、冷水、氷
及び液体窒素並びにこれらの組み合わせを使用する方法
があった。これらの方法で有効な液体窒素による冷却は
ドラム型ミキサーにおいて液体窒素ランスを使用し、ミ
キサー内部へ液体窒素を噴射させコンクリートを冷却さ
せるものでオース1〜ラリア、米国等で実際に使用され
ているが、その殆んどがミキサー等への噴射であり、コ
ンクリートを大量に必要とする現場近くでのコンクリー
ト混練に便利ではなく、生コンクリート製造とコンクリ
ート打設現場が離間している場合が多い。又練られてい
るコンクリートへのランスからの液体窒素の噴射では液
体窒素がコンクリート内に注入される前に気化しその冷
熱が有効に利用されていなかった。即ち、液体窒素を使
用するコンクリート冷却方法に於いては、経済上から液
体窒素の冷熱をいかに有効に利用するかが問題となる。
Traditionally, methods to reduce the humidity of concrete have included the use of cold water, ice, and liquid nitrogen, as well as combinations thereof. Cooling with liquid nitrogen, which is effective in these methods, uses a liquid nitrogen lance in a drum-type mixer to inject liquid nitrogen into the mixer to cool the concrete, and is actually used in Aus1~Laria, the United States, etc. However, most of this is injected into mixers, etc., which is not convenient for mixing concrete near sites where large amounts of concrete are required, and the sites where ready-mixed concrete is manufactured and concrete are placed are often separated. Furthermore, when liquid nitrogen is injected from a lance into the concrete being mixed, the liquid nitrogen vaporizes before being injected into the concrete, and its cooling energy is not utilized effectively. That is, in the concrete cooling method using liquid nitrogen, the problem is how to effectively utilize the cold energy of the liquid nitrogen from an economical point of view.

大別すると、ミキサー内での冷却方法及び排気中の冷熱
の有効利用である。従って、ミキサー内での効率を良く
するためには、液体窒素を被冷却材に近い位置に液体で
噴射させる事が大切である。従来液体窒素貯蔵タンクか
ら供給装置、]ントロール装置配管を経る間に起こる圧
力低下及び、外部からの熱侵入により一部が気体化しそ
のため、液体窒素は気液混合の状態となり、一定量の液
体窒素としては、体積が大きくなる。従って、ノズルか
らの噴射速度が上昇し、被冷却材に激突し、霧状どなり
、一部がすでに被冷却材を冷却して気化した窒素ガスと
熱交換され、排気ガスとなる窒素ガスの温度を低下させ
る。この結果、液体窒素ガスが冷熱、特に蒸発潜熱を有
効に使用することが出来なくなる。
Broadly speaking, they are cooling methods within the mixer and effective use of cold energy in the exhaust gas. Therefore, in order to improve the efficiency within the mixer, it is important to inject liquid nitrogen close to the material to be cooled. Conventionally, due to the pressure drop that occurs while passing from the liquid nitrogen storage tank to the supply equipment, control equipment piping, and heat intrusion from the outside, some of the liquid nitrogen becomes gaseous.As a result, the liquid nitrogen becomes a gas-liquid mixture, and a certain amount of liquid nitrogen is As a result, the volume becomes larger. Therefore, the injection speed from the nozzle increases, collides with the material to be cooled, forms a mist, and some of the material is already cooled and exchanges heat with the vaporized nitrogen gas, resulting in the temperature of the nitrogen gas that becomes exhaust gas. decrease. As a result, the liquid nitrogen gas cannot effectively use cold energy, especially latent heat of vaporization.

旺−m−的 本発明は上記の点に鑑み、コンクリート打設現場近くに
於て、ミキサーに対し混線中のコンク度を所望の如く低
下させ、熱効率よくコンクリートを供給する方法と装置
を提供することを目的とするものである。
In view of the above-mentioned points, the present invention provides a method and apparatus for supplying concrete with thermal efficiency by reducing the degree of concretion in the mixer as desired near the concrete placement site. The purpose is to

λ更夏■逐 上記の目的を達成するため、本発明に於ては2軸強制練
りミキサーを用い、混線中のコンクリート中に気液分離
した液体窒素のみを直接に噴射することにより、大量に
良質の生コンクリートを供給出来る様にした。2軸強制
練りミキサーはバッチ式の運転であるが−バツチに必要
とする時間も冷熱の有効利用、その他の制御等により短
縮出来るので反復的にバッチ処理を繰り返すことにより
所望に応じて人聞供給が効率的に行える様にする。
In order to achieve the above objectives, the present invention uses a two-axis forced mixing mixer and directly injects only liquid nitrogen separated into gas and liquid into the mixed concrete. We are now able to supply high quality ready-mixed concrete. Although the two-shaft forced kneading mixer operates in batch mode, the time required for batching can be shortened by effective use of cold and heat and other controls, so by repeating batch processing it is possible to supply labor as desired. so that it can be done efficiently.

尚上記の方法を実施するため、液体窒素の噴射ノズルの
ミキサーに対する取付位置、角度、或い■ は制御手段等も工夫し効率化を図ると共に、Hの保持管
理時の安全対策にも配慮し、有効性を向上せしめた。
In addition, in order to carry out the above method, the mounting position and angle of the liquid nitrogen injection nozzle relative to the mixer, and the control means, etc., were devised to improve efficiency, and safety measures were also taken into consideration when managing the retention of H. , improved effectiveness.

以下添付図面を参照して本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

支−廉−1 第1図に於て本発明の全般的な構想を示す概略説明図が
示されている。
Support 1 In FIG. 1, a schematic explanatory diagram showing the general concept of the present invention is shown.

2軸強制ミキサー1に対しその側部から複数のノズル4
を介して気液分離器5により分離された液体窒素がコン
トロール弁(CV)2、遮断弁(PV)3を介して混線
中のコンクリートに供給される様になされている。混練
中のコンクリートに直接液体窒素を噴射する様にするた
め、ノズル4のミキサー1のドラムに対する取付位置は
例えば第2図に示す如く、ミキサーの2軸、第2図1a
、1b蚊の軸線を含む面に対して45°の角度以内にと
りつける。この様な取付けにより混線の上面に極く近い
位置で混練中のコンクリートに実質的に液体の窒素のみ
を噴射できる様になる。ノズル4の部分の拡大図を第3
図に示しである。金属製のノズル支持管7がドラム6に
溶接され、その先端はドラム1内で回転するブレードに
接触しない様になされており、支持管内にはノズルチッ
プ8が取付けられ、このチップ8に液体窒素供給用のラ
ンス9が接続されている。ノズルチップ8は弗化エチレ
ン、(例えば商品名テフロン)、ナイロン等で作るのが
望ましい。尚チップと支持管7との嵌合面積はなるべく
少い様に配慮することにより伝熱性の低いチップに加え
て低温度が液体窒素より支持管7のドラム6への溶接部
に対する低温脆性の影響を少くすることが望ましい。例
えばチップの外側面に8bの如き環状溝を設ける等であ
る。
A plurality of nozzles 4 are inserted from the side of the two-shaft forced mixer 1.
The liquid nitrogen separated by the gas-liquid separator 5 is supplied to the concrete in the crosstalk via a control valve (CV) 2 and a shutoff valve (PV) 3. In order to inject liquid nitrogen directly into the concrete being mixed, the mounting position of the nozzle 4 with respect to the drum of the mixer 1 is, for example, as shown in FIG.
, 1b Attach within an angle of 45° to the plane containing the axis of the mosquito. This arrangement allows substantially only liquid nitrogen to be injected into the concrete being mixed at a position very close to the top of the mixer. The third enlarged view of the nozzle 4 part
It is shown in the figure. A metal nozzle support tube 7 is welded to the drum 6 so that its tip does not come into contact with the blade rotating inside the drum 1. A nozzle tip 8 is attached to the support tube, and liquid nitrogen is injected into the tip 8. A supply lance 9 is connected. The nozzle tip 8 is preferably made of fluorinated ethylene, (for example, Teflon, trade name), nylon, or the like. In addition, by considering the fitting area between the chip and the support tube 7 to be as small as possible, in addition to the chip having low heat conductivity, low temperature effects on the welded part of the support tube 7 to the drum 6 due to low temperature than liquid nitrogen. It is desirable to reduce the For example, an annular groove such as 8b may be provided on the outer surface of the chip.

コンクリートは砂、砂利、セメントの夫々の貯蔵ホッパ
ー10(砂)、11(砂利)、12(セメント)より計
量器13を介して投入シュータ−14よりミキサー1に
バッチ式に投入される。又水は配管15よリミキサー1
に供給される。
Concrete is fed into the mixer 1 from storage hoppers 10 (sand), 11 (gravel), and 12 (cement) for sand, gravel, and cement through a meter 13 and a feed chute 14 in a batch manner. Also, water goes from pipe 15 to remixer 1
supplied to

混線の終了したコンクリートはミキサー1の下方開口1
6より下方のホッパー17に排出されホッパー17は適
宜所要場所に移動されてコンクリートを供給する。高次
のバッチ用原料がホッパー10111.12より前述と
同様にミキサー1に水と共に供給され次のパッチザイク
ルが開始される。
The concrete that has been crossed is the lower opening 1 of the mixer 1.
6 and is discharged into a hopper 17 below, and the hopper 17 is moved to a required location to supply concrete. The raw material for the higher batch is supplied from the hopper 10111.12 to the mixer 1 along with water in the same manner as described above, and the next patch cycle is started.

液体窒素のミキサー1内への供給は第2図に示した如く
水平面より45°以内のドラム側面に於て各攪拌軸とミ
キサードラム6との中間方向に向けて配置することがノ
ズルのモルタル詰りを避けると共に、実質的に混線中の
コンクリート内に液体窒素を供給することになり有効な
配置である。樹脂で作られたノズル8の仕上げを滑らか
にすることによりモルタル付着防止、或いは剥離が容易
となる。尚コンクリートの生産に於てミキサーへの材料
投入は先ずセメント、砂、水が投入されモルタルが作ら
れ、その後砂利が投入される。液体窒素の供給制御につ
いては後に説明するが、通常モルタルを作る初期段階に
於ては供給されない。モルタル運転中にモルタルがノズ
ル8に付着してもルは容易に剥離する。又ノズルの詰り
が生じる様な場合には液体窒素等を常時流しておく様に
する。
The liquid nitrogen is supplied into the mixer 1 by arranging it toward the middle of each stirring shaft and the mixer drum 6 on the side of the drum within 45 degrees from the horizontal plane, as shown in Fig. 2, to avoid mortar clogging of the nozzles. This is an effective arrangement because it avoids this and also supplies liquid nitrogen into the concrete where the lines are mixed. By smoothing the finish of the nozzle 8 made of resin, mortar adhesion can be prevented or peeling can be facilitated. In the production of concrete, cement, sand, and water are first added to the mixer to make mortar, and then gravel is added. The supply control of liquid nitrogen will be explained later, but normally it is not supplied at the initial stage of making mortar. Even if mortar adheres to the nozzle 8 during mortar operation, the nozzle 8 is easily peeled off. Also, if the nozzle becomes clogged, keep liquid nitrogen flowing at all times.

或いは詰りを検知する手段と共にその詰りを排除する機
構を設けることも出来る。第4図に詰り検知及び排除の
機構の概要が示されている。
Alternatively, it is also possible to provide a means for detecting clogging as well as a mechanism for removing the clogging. FIG. 4 shows an overview of the clogging detection and removal mechanism.

モルタルがノズル8の出口を“pllで示す如く閉塞す
ると、ランス9に通ずる圧力スイッチ20が閉塞にする
圧力を感知し、それにより電磁弁21が作動してエアシ
リンダー22のピストンを動かす。
When the mortar closes the outlet of the nozzle 8 as indicated by pll, a pressure switch 20 leading to the lance 9 senses the closing pressure, which activates the solenoid valve 21 to move the piston of the air cylinder 22.

ピストンは24を支点とするリンク機構25を動かし、
先端の排出部23を詰ったモルタル“p″に当ててp“
′をドラム内に押し出す。排出部23の過度のドラム6
内への突出を避けるためリンクにストッパー26を設け
ることが望ましい。尚この除去作動は窒素の噴射停止時
にのみ行われる様に制御する。
The piston moves a link mechanism 25 with 24 as a fulcrum,
Apply the discharge part 23 at the tip to the clogged mortar "p"
′ into the drum. Excessive drum 6 of discharge section 23
It is desirable to provide a stop 26 on the link to avoid inward protrusion. Note that this removal operation is controlled so that it is performed only when nitrogen injection is stopped.

この如ぎ配慮によりコンクリートの生産を中断すること
なく、連続的にバッチ運転を反覆することが出来る。尚
ノズルの位置を第2図の位置が望ましいものとして例示
したが、より直接的にコンクリート内に液体窒素を供給
するため、例えばノズルをドラム6の底部にのぞませる
ことも出来るが、この場合はノズルの開口部の開閉を制
御する手段を必要とする。
With this consideration, batch operations can be repeated continuously without interrupting concrete production. Although the preferred position of the nozzle is shown in Fig. 2, the nozzle can be placed at the bottom of the drum 6, for example, in order to supply liquid nitrogen more directly into the concrete. requires a means to control the opening and closing of the nozzle opening.

ノズル4の位置決めを第2図に関して説明したが、全般
的に均一に液体窒素をコンクリートに供給するためにノ
ズル4をドラム6の両側に、又軸方向に複数配置するこ
とが好都合である。その配置例を第5図に示す。図示の
如くドラム6の両側に於て、複数のノズル4が配置され
ている。尚その位置は図示例の如く、両側に於て互いに
喰い違った軸方向位置とすることが望ましい。図中の大
きい矢印4aは攪拌@1a、1bに取りつけた攪拌ブレ
ード30の向きによるコンクリートの挙動の方向を略示
するもので、中央部に於ては軸の両端部に向けて逆転的
な態様を示す。
Although the positioning of the nozzles 4 has been described with reference to FIG. 2, it is advantageous to arrange a plurality of nozzles 4 on both sides of the drum 6 and in the axial direction in order to supply liquid nitrogen to the concrete generally uniformly. An example of the arrangement is shown in FIG. As shown in the figure, a plurality of nozzles 4 are arranged on both sides of the drum 6. As shown in the illustrated example, the positions are preferably different axial positions on both sides. The large arrow 4a in the figure schematically indicates the direction in which the concrete behaves depending on the direction of the stirring blades 30 attached to the stirring @ 1a, 1b. shows.

又、更に均一に液体窒素を供給するため、ノズル4のチ
ップ8の形状を先端に於て液体が軸方向に4bで示す如
く扇形に拡がる如きものとすると、液体窒素の混入の均
一化が向上する。
Furthermore, in order to supply liquid nitrogen more uniformly, if the shape of the tip 8 of the nozzle 4 is such that the liquid spreads in the axial direction in a fan shape at the tip as shown by 4b, the uniformity of mixing of liquid nitrogen is improved. do.

その如きチップの一例を第6A 、6B図に示しである
。第6A図は側面図で第6B図はノズル先−11一 端部の平面図である。ランス9との接続部は直径りの円
筒形であり、先端部は幅りの変形楕円形となされている
。勿論幅りの方向は取付にあたり、ドラム6の軸方向と
平行とする。
An example of such a chip is shown in Figures 6A and 6B. FIG. 6A is a side view, and FIG. 6B is a plan view of one end of the nozzle tip 11. The connection part with the lance 9 has a cylindrical shape with a diameter, and the tip part has a modified elliptical shape with a width. Of course, the direction of the width is parallel to the axial direction of the drum 6 during installation.

上記の如く考慮された装置で冷熱を利用された窒素ガス
中の残留冷熱を更に利用するため、ミキサー1よりの排
気系統に排気ファン31およびダクト32を設()、被
冷却材料である砂又は砂利等の供給ライン又はホッパー
10.11に排気ガスを導入させ、被冷却材料と熱交換
させ、系外に排出させる窒素ガスの温度を常温迄、胃渇
させることにより冷熱が有効に利用される様になる。被
冷却材のうち、特に砂利の冷却が有効である。コンクリ
ートに使用される砂利は、大きいもので150ミリメー
トルの直径のものもあり、ミキサー内で短時間に砂利の
中心部、冷却する事は難しいが、ミキサーに入る前に予
冷されておれば、短時間で]ンクート冷却が出来、又、
冷却後のコンクリート湿度の変化が少なくなり、温度管
理が正確に出来る。
In order to further utilize the residual cold energy in the nitrogen gas that has been used as cold energy in the device considered above, an exhaust fan 31 and a duct 32 are installed in the exhaust system from the mixer 1. Cold heat is effectively used by introducing exhaust gas into the gravel supply line or hopper 10.11, exchanging heat with the material to be cooled, and reducing the temperature of the nitrogen gas discharged outside the system to room temperature. It will be like that. Among the materials to be cooled, cooling of gravel is particularly effective. The gravel used for concrete is large, with some having a diameter of 150 mm, and it is difficult to cool the center of the gravel in a mixer in a short time, but if it is pre-cooled before entering the mixer, it can be shortened. [time] can be cooled, and
Changes in concrete humidity after cooling are reduced, allowing for accurate temperature control.

又、砂利は砂と巽なり水分による空間率の低下は無く、
一定の圧力で排気ガスを送圧出来るため、排気ファンの
容量選定が適切に出来る。
Also, since gravel is similar to sand, there is no decrease in void ratio due to moisture.
Since exhaust gas can be sent at a constant pressure, the capacity of the exhaust fan can be selected appropriately.

排気ファンの容量は、ミキサー上部の被冷却材投入口等
の開口部から外部の空気を余分に吸い込み、排気ダクト
内部及び排気ファン内で氷結しないよう、排ガスの平均
温度がO′C以上になるJlffiとする。
The capacity of the exhaust fan is to draw in extra outside air from the openings such as the cooled material inlet on the top of the mixer, and to prevent freezing inside the exhaust duct and exhaust fan, the average temperature of the exhaust gas will be above O'C. Let's call it Jlffi.

排気ガスは比較的低温度であり、砂利をスポット的に冷
却することは温度管理上誤差を生ずるおそれがあり、従
って、砂利との熱交換時に排ガスは、より均一に冷却さ
れるように分散されて供給する様に分散手段を介するこ
とが望ましい。又、ミキサーからの排気ダクトはミキサ
ーの上部の中心部に取付けるのが望ましい。これは、ミ
キサー内上部の壁面と排ガスとが出来るだけ接触しない
様にするもので、壁面の湿度低下を防ぎ壁面より外部へ
の放熱及び壁面材料の低温ゼイセイ割れ等のトラブル防
止を計るためである。
Exhaust gas has a relatively low temperature, and spot cooling of gravel may lead to errors in temperature control. Therefore, when exchanging heat with gravel, exhaust gas is dispersed to be cooled more uniformly. It is preferable to use a dispersion means so that it is supplied with the same amount of water. It is also desirable that the exhaust duct from the mixer be installed in the center of the upper part of the mixer. This is to prevent as much as possible contact between the wall surface of the upper part of the mixer and the exhaust gas, to prevent a drop in humidity on the wall surface, to prevent heat radiation from the wall surface to the outside, and to prevent problems such as low-temperature wheezing and cracking of the wall material. .

排気ファンの排気量はミキサーの運転パターンに合わせ
て可変させ、液体窒素の噴射時以外は排気量を低減もし
くは、停止する。尚、気液分離器5から分離された窒素
ガスも電磁弁34を備えたダクト33を介して前記のダ
クト32に接続し、熱回収を計ることが出来る。又、ダ
クト33から分岐管38を設は窒素ガスをミキサー内の
混線中のコンクリートに吹きつけることも冷却に有効に
作用する。
The exhaust volume of the exhaust fan is varied according to the operating pattern of the mixer, and the exhaust volume is reduced or stopped when liquid nitrogen is not being injected. The nitrogen gas separated from the gas-liquid separator 5 can also be connected to the duct 32 through a duct 33 equipped with a solenoid valve 34 for heat recovery. Furthermore, installing a branch pipe 38 from the duct 33 and spraying nitrogen gas onto the mixed concrete in the mixer also works effectively for cooling.

本発明によるコンクリート冷却方法及び装置は、冷熱の
有効利用のみではなく、作業性を良くする事も考慮され
ている。コンクリートの打設量は、1日のバッチ回数に
より決まる。従って、バッチ数を多くするためには、各
バッチ毎の時間を短縮する必要がある。限られた時間内
で、必要冷却温度で決定される必要液体窒素を練混ぜ時
間内ではなく材料投入時にも噴射できる様なシーケンス
とした制御が望ましい。材料投入時の液体窒素の噴射は
特に材料投入(落下)時の材料と排気ガスと熱交を有効
とする。これは、材料と排ガスとの接触面積を多くする
のと、接触面での伝熱境膜が改善され50本発明の方法
と装置の運転を行うための種々の制御を行う制御装置4
0が設けられており、この制御装置40は必要冷却温度
と液体窒素量との関係を自動的に設定可能な様に、被冷
却材の温度を必要部所に温度計を配置し、かつ計量ホッ
パー13で量を測定し、各材料の比熱及び効率を考慮し
、算定した必要液体窒素量を噴射させると共に、冷却後
のコンクリート温度を温度計41で測定し、制御装置に
フィードバックさせ、液体窒素の噴射量を調整するため
、コントロール弁2と連動させることが出来る装置とな
っている。これは、朝、昼、夜との温度変化により又、
材料の予冷状態により、被冷却材の温度が変化してもそ
れに対応して液体窒素の噴tJJ@を増減し、一定のコ
ンクリート打設温度に保持するためで、液体窒素の有効
利用上からも必要である。制御装置40に対するプログ
ラムは上述の他、砂利の粒度、大小等の情報も入力出来
る様にし、所要のバッチ運転時間を定めることも出来る
様になされている。
The concrete cooling method and apparatus according to the present invention are designed not only to effectively utilize cold energy but also to improve workability. The amount of concrete placed is determined by the number of batches per day. Therefore, in order to increase the number of batches, it is necessary to shorten the time for each batch. It is desirable to control the sequence so that the necessary liquid nitrogen determined by the required cooling temperature can be injected not only during the kneading time but also when the materials are added within a limited time. Injection of liquid nitrogen at the time of material input is particularly effective in heat exchange between the material and exhaust gas at the time of material input (dropping). This increases the contact area between the material and the exhaust gas and improves the heat transfer film on the contact surface.
0 is provided, and this control device 40 measures the temperature of the material to be cooled by placing thermometers at necessary locations and measuring the temperature of the material to be cooled so that the relationship between the required cooling temperature and the amount of liquid nitrogen can be automatically set. The amount is measured in the hopper 13, and the required amount of liquid nitrogen calculated by considering the specific heat and efficiency of each material is injected, and the temperature of the concrete after cooling is measured with the thermometer 41 and fed back to the control device. This device can be linked with the control valve 2 to adjust the injection amount. This is also due to temperature changes from morning, noon, and night.
Depending on the pre-cooled state of the material, even if the temperature of the material to be cooled changes, the jet of liquid nitrogen tJJ@ is increased or decreased to maintain a constant concrete placement temperature, and from the standpoint of effective use of liquid nitrogen. is necessary. In addition to the above, the program for the control device 40 is designed so that information such as the grain size and size of gravel can also be input, and the required batch operation time can also be determined.

バッチサイクルの運転態様を第7図に示す。図中の「予
冷」とはこの場合、第7図(a)に於て材料投入時の後
段に於てモルタル成生後の砂利投人時に於て07作動く
コンクリート弁2)による液体窒素の噴射に該当する。
The operating mode of the batch cycle is shown in FIG. In this case, "precooling" in the figure refers to the injection of liquid nitrogen by the concrete valve 2), which is activated at 07 during gravel pouring after mortar formation, in the latter stage of material input in Figure 7 (a). Applies to.

材料投入時の液体窒素の噴射は特に材料投入(落下)時
の材料と排気ガスと熱交を有効とする。これは、材料と
排ガスとの接触面積を多くするのと、接触面での伝熱境
膜が改善されることによるものである。このコントロー
ル装置は、液体窒素の噴射時間の可変、噴射量の調節を
コントロール弁2 (CV)及び遮断弁(PV)と組み
合わせ作動により段階的に行なえるもので、これは各タ
イマーの設定を任意に行いバッチサイクル必要冷却温度
に基づき運転する事ができる。
Injection of liquid nitrogen at the time of material input is particularly effective in heat exchange between the material and exhaust gas at the time of material input (dropping). This is due to increasing the contact area between the material and the exhaust gas and improving the heat transfer film on the contact surface. This control device can vary the injection time of liquid nitrogen and adjust the injection amount in stages by operating in combination with control valve 2 (CV) and shutoff valve (PV). Batch cycles can be operated based on the required cooling temperature.

本発明の実施による熱量収支の一例を次に示す。An example of the heat balance according to the implementation of the present invention is shown below.

データはすべて−バッチのものである。対象コンクリー
トは1TrL(2300kg)である。
All data are from batches. The target concrete is 1TrL (2300kg).

投入エネルギー 70に3液体窒素 (7140にカロリー) によりコンクリートは7℃冷却された。これは4186
にカロリーを消費したことになる。
The concrete was cooled by 7°C with input energy of 70 to 3 liquid nitrogen (7140 to calorie). This is 4186
This means that you have consumed calories.

排気ガス利用による熱回収は1080A:カロリーであ
った。従って利用されなかった冷熱量は1574にカロ
リーで の高効率であった。
Heat recovery using exhaust gas was 1080A: calories. Therefore, the amount of unused cooling heat was 1574 calories, which was a high efficiency.

本発明の方法と装置に於ては不活性ガスである窒素を取
扱う上から酸欠事故を防ぐ必要があり、その安全対策上
からはミキサ一点検口の扉50には、遮断弁3 (PV
)及びコントロール弁2 (CV)のいずれか又は両方
共が作動している間はロックされる機構51を設け、液
体窒素噴射中にはミキサー内に入れなく又、停止時、扉
を開き内部で点検保守作業中には絶対窒素ガスが噴射さ
れない様に考慮されている。更に安全のため、保守中に
排気ファンを運転し、たえず換気することも可能である
In the method and apparatus of the present invention, it is necessary to prevent oxygen deficiency accidents since nitrogen, which is an inert gas, is handled, and from the viewpoint of safety measures, a shutoff valve 3 (PV
) and control valve 2 (CV) are in operation, and a mechanism 51 is provided to prevent entry into the mixer while liquid nitrogen is being injected, and when the mixer is stopped, the door can be opened to prevent anyone from entering the mixer. Consideration has been taken to ensure that nitrogen gas is never injected during inspection and maintenance work. For further safety, an exhaust fan can be operated during maintenance to provide constant ventilation.

効−一一里 本発明によりコンクリ−1−を必要とする場所に於て、
又その近くで2軸強制練りミキサーを使用して効率的に
バッチ運転を反覆継続出来、しかも使用する冷却用窒素
の冷熱量を極めて有効に利用出来るため、作業期間の短
縮、経費の節減が大幅に期待出来る。
Efficacy - In places where concrete is required according to the present invention,
In addition, by using a two-shaft forced mixing mixer nearby, batch operation can be continued efficiently and repeatedly, and the cooling energy of the cooling nitrogen used can be used extremely effectively, resulting in shortened work periods and significant cost savings. You can expect it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に使用するコンクリートミキサー及びそ
れに付随の装置の関連を示す概略説明図、第2図はミキ
サーに対する液体窒素噴射ノズルの取付説明図、第3図
はミキサードラムとノズルとの取付部の説明図面、第4
図はノズルチップ閉塞排除機構の説明図、第5図は第2
図はv−■矢視によるノズルの配置図、第6A、6B図
はノズルチップの形状を示す図面、第7図は本発明によ
るバッチサイクルの態様説明グラフである。 尚図面に於て、 1・・・ミキサー     2・・・コントロール弁3
・・・遮断弁      4・・・ノズル5・・・気液
分離器    6・・・ドラム8・・・ノズルチップ 
  9・・・液体窒素供給ランス10・・・ホッパー(
砂)11・・・ホッパー(砂利)12;ホッパー(セメ
〉ト)15:水供給31;排気ファン    32:排
気ダクト33.38:窒素ガスダクト 特許出願人 大阪酸素工業株式会社 = 20− 第5図
Figure 1 is a schematic explanatory diagram showing the relationship between the concrete mixer and associated equipment used in the present invention, Figure 2 is an explanatory diagram of the attachment of a liquid nitrogen injection nozzle to the mixer, and Figure 3 is an illustration of the attachment of the mixer drum and nozzle. Explanatory drawing of the section, No. 4
The figure is an explanatory diagram of the nozzle tip blockage elimination mechanism, and Figure 5 is the second
The figure is a nozzle arrangement diagram as viewed from the v-■ arrow, Figures 6A and 6B are diagrams showing the shape of the nozzle tip, and Figure 7 is a graph explaining the aspect of the batch cycle according to the present invention. In the drawing, 1...Mixer 2...Control valve 3
... Shutoff valve 4 ... Nozzle 5 ... Gas-liquid separator 6 ... Drum 8 ... Nozzle tip
9...Liquid nitrogen supply lance 10...Hopper (
Sand) 11... Hopper (gravel) 12; Hopper (cement) 15: Water supply 31; Exhaust fan 32: Exhaust duct 33. 38: Nitrogen gas duct Patent applicant Osaka Sanso Kogyo Co., Ltd. = 20- Figure 5

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)コンクリート用2軸強制練りミキサーにおいて、
練混ぜされている材料中(セメント、砂、砂利、水、混
和剤等)に直接液体窒素を噴射させ、その液体窒素の冷
熱を利用し、混練コンクリートを冷却し、気化した窒素
ガスを砂及び又は砂利等の材料供給系統又は、それらの
貯蔵ホッパー等に導入し、窒素ガスの残留冷熱により材
料を冷却し、液体窒素の冷熱を有効に利用するコンクリ
ート冷却方法。
(1) In a two-shaft forced mixing mixer for concrete,
Liquid nitrogen is injected directly into the materials being mixed (cement, sand, gravel, water, admixtures, etc.), the cold energy of the liquid nitrogen is used to cool the mixed concrete, and the vaporized nitrogen gas is mixed into the sand and the mixture. Or a concrete cooling method that effectively utilizes the cold energy of liquid nitrogen by introducing it into a material supply system such as gravel or a storage hopper, etc., and cooling the material with the residual cold energy of nitrogen gas.
(2)前記第1項の方法に於て、練混ぜられている材料
中に噴射される液体窒素は気液分離されたものであるコ
ンクリート冷却方法。
(2) A method for cooling concrete in the method of item 1 above, wherein the liquid nitrogen injected into the materials being mixed is gas-liquid separated.
(3)前記第2項の方法に於て、気液分離により生じた
窒素ガスを砂、及び砂利等の材料供給部に導入して材料
を冷却するコンクリート冷却方法。
(3) A concrete cooling method in the method of item 2 above, in which nitrogen gas generated by gas-liquid separation is introduced into a material supply section for sand, gravel, etc. to cool the material.
(4)前記第2項の方法に於て、気液分離により生じた
窒素ガスをミキサー内に直接導入して冷熱回収を行うコ
ンクリート冷却方法。
(4) A concrete cooling method in which nitrogen gas generated by gas-liquid separation is directly introduced into the mixer to recover cold heat in the method of item 2 above.
(5)前記第1項の方法に於てバッチサイクルを確保又
は、短縮するため、材料投入時から、液体窒素を噴射さ
せその噴射量を段階的に調節するコンクリート冷却方法
(5) In order to ensure or shorten the batch cycle in the method of item 1 above, a concrete cooling method in which liquid nitrogen is injected from the time of material input and the amount of injection is adjusted in stages.
(6)前記第1項の方法に於て液体窒素の噴射量を被冷
却材の温度、量により算定すると共に、冷却後のコンリ
ート温度をフィードバックして調節するコンクリート冷
却方法。
(6) A concrete cooling method in which the injection amount of liquid nitrogen is calculated based on the temperature and amount of the material to be cooled in the method of item 1 above, and the concrete temperature after cooling is adjusted by feedback.
(7)二軸式コンクリート強制練りミキサーと;前記ミ
キサーのドラム側部に於てミキサー内に液体窒素を噴射
させるノズルと; 前記ノズルに液体窒素を供給する供給系統と;ミキサー
内に於て発生した窒素ガスをコンクリート素材の冷却に
使用する手段と; 前記ミキサーへの投入材料の量、濃度、液体窒素の量、
等を制御する手段と; を含むコンクリート冷却装置。
(7) A two-shaft concrete forced mixing mixer; a nozzle that injects liquid nitrogen into the mixer at the side of the drum of the mixer; a supply system that supplies liquid nitrogen to the nozzle; means for using the nitrogen gas to cool the concrete material; the amount and concentration of materials input to the mixer; the amount of liquid nitrogen;
and means for controlling the concrete cooling system.
(8)前記第7項の装置に於て、前記ノズルの噴射位置
を練混ぜ部(コンクリート)の近くで、ミキサードラム
にミキサーの中心より水平方向から上方45°以内の範
囲で各攪拌軸とミキサー胴との中間方向に向け、ミキサ
ードラムの弯曲部位置に於て軸方向に複数の液体窒素噴
射ノズルを設置したコンクリート冷却装置。
(8) In the apparatus set forth in item 7 above, the injection position of the nozzle is set near the mixing section (concrete), and the spraying position is set on each stirring shaft within a range of 45° upward from the horizontal direction from the center of the mixer drum. A concrete cooling device in which multiple liquid nitrogen injection nozzles are installed in the axial direction at the curved part of the mixer drum toward the middle of the mixer drum.
(9)前記第7項或いは第8項の装置に於て、前記供給
系統のノズル前で気体のみを分離するための気液分離器
を組み込んだコンクリート冷却装置。
(9) A concrete cooling device incorporating a gas-liquid separator for separating only gas in front of the nozzle of the supply system in the device of item 7 or 8.
(10)前記第7項の装置に於て前記供給系統は気液分
離器を備え、窒素ガス分離後の液体窒素のみを前記ノズ
ルに供給するコンクリート冷却装置。
(10) In the apparatus of item 7, the supply system includes a gas-liquid separator, and the concrete cooling device supplies only liquid nitrogen after nitrogen gas separation to the nozzle.
(11)前記第10項の装置に於て前記分離された窒素
ガスが材料供給系統、又はミキサーに供給される様にな
されたコンクリート冷却装置。
(11) A concrete cooling device in which the separated nitrogen gas is supplied to a material supply system or a mixer in the device according to item 10.
(12)前記第7項乃至第11項の何れかの装置に於て
、前記ノズルはミキサードラムへの熱伝導を最小にし、
又モルタルの付着防止のためノズルチップに合成樹脂(
ふっ素樹脂、ナイロン樹脂等)が使用されているコンク
リート冷却装置。
(12) In the apparatus according to any one of paragraphs 7 to 11, the nozzle minimizes heat conduction to the mixer drum;
In addition, synthetic resin (
Concrete cooling equipment that uses materials such as fluororesin and nylon resin.
(13)前記第8項の装置に於て、前記のノズルは噴射
パターンが水平方向に拡がる形状となされ、又ドラム両
側に於て互いに軸方向に於て喰い違った位置に配置され
ているコンクリート冷却装置。
(13) In the apparatus of item 8, the nozzle has a shape in which the spray pattern spreads horizontally, and the concrete is disposed at different positions in the axial direction on both sides of the drum. Cooling system.
(14)前記第7項乃至第12項に記載の何れかの装置
に於てノズルが運転中、モルタルにより詰まりが発生し
た場合の検知機構と詰まり除去機構を持ったコンクリー
ト冷却装置。
(14) A concrete cooling device having a detection mechanism and a clogging removal mechanism when a nozzle is clogged with mortar while the nozzle is in operation in any of the devices described in items 7 to 12 above.
(15)前記第7項乃至第13項に記載の何れかの装置
に於て前記制御手段はミキサー内へ液体窒素を噴射中は
保守用ドアーが開かないような手段及び、内部保守時の
酸欠防止手段を含むものであるコンクリート冷却装置。
(15) In any of the devices described in Items 7 to 13 above, the control means includes means for preventing the maintenance door from opening while liquid nitrogen is being injected into the mixer, and for preventing the maintenance door from opening during internal maintenance. Concrete cooling equipment that includes a means to prevent shortage.
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