JPH02112907A - コンクリート配合成分の冷却装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はコンクリート配合成分であるセメント、水、
骨材のうち、水と骨材とを各成分混練前に予め冷却する
コンクリート配合成分の冷却装置に関する。

（従来の技術〕 周知のように、コンクリートは土木、建築分野において
広く用いられており、セメント、水、骨材を所定比率で
配合し、均一に混練することにより調製される。

コンクリートはその混練に際し、セメントと水との反応
により水和熱を生じるが、この水和熱は養生硬化中のコ
ンクリートに大きな温度変化を与え、養生硬化後のコン
クリートにひび割れや強度低下を生じさせることが知ら
れている。

他方、コンクリートはセメント、水、骨材の微妙な配合
比率の相違により強度が大幅に増減することが知られて
いる。

したがって、コンクリートの配合調製に際しては、水和
熱をを低く押さえるとともに配合成分であるセメント、
水、骨材の計量を正確に行い、養生硬化後のコンクリー
トにひび割れや強度低下が生じないよう配慮する必要が
ある。

ところで、従来、コンクリート混練時の水和熱を低く押
さえる手段として特開昭６１−２２０８０６号公報に開
示の技術がある。

この従来技術は第２図に示すように、液化冷媒ガス供給
源（５０）から供給された液化冷媒ガス（５１）をノズ
ル（５２）から噴射し、貯水槽（５３）内の水（５４）
にくぐらせて水（５４）を冷却し、更に水（５４）をく
ぐり抜けて気化した冷媒ガス（５５）を骨材ホッパ（５
６）に供給して骨材（５７）を冷却するものである。

そして、冷却された水（５４）を水計量器（５８）で計
量し、また冷却された骨材（５７）を骨材計量器（５９
）で計量し、また別途セメントホッパ（６０）内に収容
していたセメント（６１）をセメント計量器（６２）で
計量し、各計量物をミキサ（６３）で混練し、コンクリ
ートを調製する。

この従来技術では、コンクリート配合成分であるセメン
ト（６１）　、水（５４）　、骨材（５７）のうち水（
５４）　、骨材（５７）とを各配合成分混練前に冷却で
きるので、混練時の水和熱をを低く押さえることができ
る。

しかし、この従来技術では、液化冷媒ガス（５１）を水
（５４）にくぐらせるので、液化冷媒ガス（５１）が水
（５４）と直接に接触し、水（５４）をくぐり抜けて気
化した冷媒ガス（５５）には多量の水分が含有されるこ
ととなり、事後にこの冷媒ガス（５５）と接触する骨材
（５７）表面に多量の水分が結露し、骨材（５７）を骨
材計量器（５９）で計量する際に、この結露した水分が
みかけ上、骨材（５７）の重量として計量され、実質的
な骨材（５７）の計量が正確に行えず、精密な配合比率
でコンクリートを調製することができず、養生硬化後の
コンクリートの強度が低下するおそれがあった。

そこで、出願人らはこの出願に先立ち、コンクリート調
型時の水和熱を低（押さえるとともに骨材の正確な計量
が行える方法を特願昭６２−３１２５０７号において提
案した。

この先提案技術は第３図に示すように、第２図に示した
従来技術のノズル（５２）に代えて液化冷媒ガス（５１
）を冷媒とする熱交換器（６４）を用い、この熱交換器
（６４）の放出端を骨材ホッパ（５６）に連通連設した
ものである。

この先提案技術では液化冷媒ガス（５１）が水（５４）
に直接に接触することがないので、熱交換器（６４）か
ら骨材ホッパ（５６）に供給される冷媒ガス（５５）に
も水分が含有される余地がなく、事後にこの冷媒ガス（
５５）と接触する骨材（５７）にも水分の結露が生じる
ことはなく、骨材計量器（５９）で骨材（５７）の実質
的な重量を正確に計量でき、精密な配合比率でコンクリ
ートを調製でき、養生硬化後のコンクリートの強度低下
を有効に防止することができる。

また、熱交換器（６４）により水（５４）を冷却できる
とともに、冷媒ガス（５５）で骨材（５７）を冷却でき
るので、コンクリート混煉時の水和熱を低く押さえるこ
とができ、養生硬化後のコンクリートのひび割れ及び強
度低下を有効に防止することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この先提案技術においては、冬期等、冷却しよ
うとする水（５４）の温度が既に低いとき、或いは冷却
しようとする水（５４）の量が少ないときには熱交換器
（６４）への液化冷媒ガス（５１）の供給量を必要に応
じて減少させることになるが、この場合、骨材（５７）
を冷却するに十分な冷媒ガス（５５）を骨材ホッパ（５
６）に供給できないことがある。

〔問題を解決するための手段〕

この発明はコンクリート成分であるセメント、水、骨材
のうら、水と骨材とを各成分混練前に予め冷却するに当
たり、骨材を含水させることなく正確に計量できる状態
で冷却し、精密な配合比率でコンクリートを調装でき、
これにより養生硬化後のコンクリートの強度低下を有効
に防止でき、しかも冷却しようとする水の形態に拘らず
骨材を確実に冷却でき、コンクリート調型時の水和熱を
低く押さえることができ、これにより養生硬化後のコン
クリートのひび割れ及び強度低下を有効Ｑこ防止できる
コンクリート配合成分の冷却装置を提供するものであり
、液化冷媒ガス供給源から導出される液化冷媒ガス送通
路の中途部に熱交換器を形成し、この熱交換器を貯水槽
内に挿入し、かつ前記液化冷媒ガス送通路の先端を骨材
ホッパに連通連設し、かつ熱交換器よりも流路上手位置
で前記液化冷媒ガス送通路からバイパス路を分岐させ、
このバイパス路の先端を前記熱交換器よりも流路下手位
置で前記液化冷媒ガス送通路に連通連結したことを特徴
とする。

〔作　用〕

この発明によれば、液化冷媒ガス供給源から供給される
液化冷媒ガスが液化冷媒ガス送通路内に送通され、熱交
換器を通過する際に貯水槽内の水を冷却し、その後、こ
の液化冷媒ガスが液化冷媒ガス送通路から気化状態の冷
媒ガスとなって骨材ホッパに供給され、この骨材ホッパ
内の骨材と接触して骨材を冷却するので、コンクリート
配合成分であるセメント、水、骨材のうち、水と骨材と
を各成分混線前に予め冷却でき、コンクリート調製時の
水和熱が低く押さえられる。

また、熱交換器を通過した液化冷媒ガスは、水と直接に
接触しないので、熱交換器から骨材ホ。

・パＧこ供給される冷媒ガスにも水分が含有される余地
がな（、この冷媒ガスと接触する骨材にも水分の結露が
生じることはなく、その後骨材計量器で骨材の重量を計
量するに際し、水分を含まない骨材の実質的な重量を正
確に計量でき、精密な配合比率でコンクリートを調製す
ることができる。

更に、冷却しようとする水の水温が既に低い場合、或い
は冷却しようとする水の量が少ない場合には、熱交換器
への液化冷媒ガスの供給量を必要に応じて減少させるこ
とになり、この場合には、この熱交換器から骨材ホッパ
に供給される冷媒ガスの供給量がともすれば不足するお
それがあるが、液化冷媒ガス供給源から供給される液化
冷媒ガスは熱交換器を通過する他、熱交換器を迂回する
バイパス路を通過し、熱交換器よりも流路下手位置の液
化冷媒ガス送通路に大量に送通され、液化冷媒ガス送通
路先端から大量の冷却ガスとして骨材ホッパに供給され
るので、冷却しようとする水の温度、量に拘わらず、骨
材が確実に冷却され、骨材の冷却が不充分となる懸念を
解消でき、コンクリート調製時の水和熱が低く押さえら
れる。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の実施例に係るコンクリート配合成分
の冷却装置の説明図であり、図中（１）は冷却装置を示
す。

まず、冷却装置（１）の構成を説明する。

（２）は液化冷媒ガス供給源であり、液化冷媒ガスとし
ての液化窒素ガスを収容したタンクローリが用いられる
。

液化冷媒ガス供給源（２）から液化冷媒ガス送通路（３
）が導出され、この液化冷媒ガス送通路（３）の中途部
に熱交換器（４）が形成されており、液化冷媒ガス供給
源（２）から供給される液化冷媒ガス（５）が液化冷媒
ガス送通路（３）を通過し、熱交換器（４）内では熱冷
媒として作用する。

熱交換器（４）は貯水槽（６）内に挿入されており、貯
水槽（６）内の水と熱交換してこれを冷却し、冷水（７
）を得る。

貯水槽（６）内で得られた冷水（７）は冷水ポンプ（８
）により逐次冷水槽（９）に送水され、冷水槽（９）内
に貯水される。

冷水槽（９）への送水により貯水槽（６）内の冷水（７
）の水位が低下すると、フロート弁＜１０）の作動によ
り原水供給源（１１）から原水（１２）が貯水槽（６）
内に供給され、貯水槽（６）内の冷水（７）の水位を一
定に維持する。

貯水槽（６）内の冷水（７）の水位は水位計（１３）で
測定され、また冷水（７）の水温は冷水温度センサ（１
５）で検知される。

冷水温度センサ（１５）では検知温度に応した冷水温度
検知信号を冷水系温度制御装置（１６）に送信する。

冷水系温度制御装置（１６）では受信した冷水温度検知
信号に応じた制御信号を冷水系流量制御弁（１７）に送
信する。

冷水系流量制御弁（１７）は熱交換器（４）よりも流路
上手位置で、液化冷媒ガス送通路（３）の中途部に介設
され、並列に連らなる５個の冷水系電磁弁（２０〉から
構成されており、５個の冷水系電磁弁（２０）は冷水系
温度制御装置（１６）からの制御信号により開閉を制御
され、貯水槽（６）内の冷水（７）の温度が漸次高まる
に従って、１個、２個、３個、４個、５個の各組合せの
順で開弁連動され、熱交換器（４）への液化冷媒ガス（
５）の供給量が漸次増加され、熱交換器（４）の冷却能
が漸次増加され、他方、貯水槽（６）内の冷水（７）の
温度が漸次低下するに従って、逆の組合せの順で開弁連
動され、熱交換器（４）への液化冷媒ガス（５）の供給
量が漸次減少され、熱交換器く４）の冷却能が漸次減少
され、これらの制御作動により貯水槽（６）内の冷水（
７）の温度が一定に維持される。

ところで、前記液化冷媒ガス送通路（３）の先端は骨材
ホッパ（２１）に連通連結されており、熱交換器（４）
を通過した液化冷媒ガス（５）は気化状態の冷媒ガス（
２３）となって骨材ホッパ〈２１）に供給され、骨材ホ
ッパ（２１）内の骨材（２４）を冷却する。

また、熱交換器（４）及び冷水系流量制御弁（・１７）
よりも流路上手位置で、液化冷媒ガス送通路（３）から
バイパス路〈２５）が分岐（２５ｂ　）され、このバイ
パス路（２５）の先端（２５ａ　）が熱交換器（４）よ
りも流路下手位置で、混合器（２２）を介して液化冷媒
ガス送通路（３）に連通連結されており、液化冷媒ガス
供給源（２）から供給される液化冷媒ガス（５）は熱交
換器（４）を通過する他、熱交換器（４）を迂回するこ
のバイパス路（２５）を通過し、混合器（２２）内で合
流し、混合器（２２）から流路下手側の液化冷媒ガス送
通路（３）に気化した冷媒ガス（２３）として送出され
る。

冷媒ガス（２３）の温度は冷媒ガス温度センサ（２７）
で検知される。

冷媒ガス温度センサ（２７）では検知温度に応じた冷媒
ガス温度検知信号を冷媒ガス系温度制御装置（２８）に
送信する。

冷媒ガス系温度制御装置（２８）では受信した温度検知
信号に応じた制御信号を冷媒ガス系流量制御弁（２９）
に送信する。

冷媒ガス系流量制御弁（２９）はバイパス路（２５）の
中途部に介設され、並列に連らなる３個の冷媒ガス系電
磁弁（３２）とから構成されており、３個の冷媒ガス系
電磁弁（３２）は冷媒ガス系温度制御弁装置（２８）か
らの制御信号により開閉を制御され、混合器（２２）か
ら流路下手側の液化冷媒ガス送通路（３）を通過する冷
却ガス（２３）の温度が漸次高まるに従って、１個、２
個、３個の各組合せの順で開弁連動され、液化冷媒ガス
送通路（３）への冷媒ガス（２３）の供給量が漸次増加
され、他方、液化冷媒ガス送通路（３）を通過する冷媒
ガス（２３）の温度が漸次低下するに従って、逆の組合
せの順で開弁連動され、液化冷媒ガス送通路（３）への
供給量が）新人減少されこれらの制御作動により骨材ホ
ッパ（２１）に供給される冷媒ガス（２３）の温度が一
定に維持される。

尚、この実施例では冷媒ガス（２３）の温度が２０°Ｃ
より低下した場合には、全ての冷媒ガス系電磁弁（３２
）を閉成するよう設定しており、過冷却による骨材ホッ
パ（２１）の損傷を防止している。

（３３）は圧縮空気供給源であり、この圧縮空気供給源
（３３）は圧縮空気受入弁（３４）を介して混合器（２
２）に接続されており、この圧縮空気供給源（３３）か
ら混合ｒｔ（２２）に圧縮空気（３５）が供給されると
、骨材冷却用冷気が増量されて、骨材が良好に冷却でき
ることになる。

尚、図中（３６）及び（３７）は電源、（３８）はオー
バーフローパイプ、（３９）はドレーンパイプ、（４０
）は水流量針、（４１）はガス流量計である。

この発明の実施例に係る冷却装置（１）の構成は以上の
通りであり、次にその作動を説明する。

液化冷媒ガス供給源（２）から供給される液化冷媒ガス
（５）は液化冷媒ガス送通路（３）を通過する過程で熱
交換器（４）を通過し、貯水槽（６）内の水を冷却して
冷水（７）とし、この冷水（７）は冷水ポンプ（８）で
冷水槽（９）内に送水されて冷水槽（９）に貯水される
。

この際、貯水槽（６）内の冷水（７）の水温は、冷水温
度センサ（１５）で検知され、検知温度に応じて冷水系
温度制御装置（１６）により冷水系流量制御弁（１７）
が制御され、検知温度に応じて熱交換器（４）への液化
冷媒ガス（５）の供給量が調製され、貯水槽（６）内の
冷水（７）の水温が所定の温度に維持される。

また、熱交換器（４）を通過した液化冷媒ガス（５）は
混合器（２２）に至り、また、一方、熱交換器（４）を
迂回してバイパス路（２５）を通過した液化冷媒ガス（
５）も同様に、混合器（２２）に至り、これらは混合器
（２２）内で合流し、混合器（２２）より流路下手側の
液化冷媒ガス送通路（３）を気化状態の冷媒ガス（２３
）として通過し、骨材ホッパ（２１）に供給され、骨材
ホッパ（２１）　内の骨材（２４）を冷却する。

この際、液化冷媒ガス送通路（３）を通過する冷却ガス
（２３）の温度は冷媒ガス温度センサ（２７）で検知さ
れ、検知温度に応して冷媒ガス系流量制御弁（２９）が
制御され、検知温度に応じて液化冷媒ガス送通路（３）
への冷媒ガス（２３）供給量が調整され、骨材ホッパ（
２１）内の骨材（２４）の冷却温度が所定の温度に維持
される。

すなわら、例えば、冬期等、冷却しようとする水の温度
が既に低いとき、或いは冷却しようとする水の量が少な
いときには熱交換器（４）への液化冷媒ガス（５）の供
給量は減少させられ、そのままでは骨材（２４）を冷却
するに十分な冷媒ガス（２３）を骨材ホッパ（２１）に
供給できないが、不足分はバイパス路（２５）からの供
給で補われ、骨材（２４）は十分に冷却される。

このようにして得られた冷水槽（９）内の冷水（７）、
骨材ホッパ（２１）内の冷却された骨材（２４）、別途
セメントホッパ（４２）内に収納していたセメンｌ−（
４３）をそれぞれ冷水計量器（４４）、骨材計量器（４
５）　、セメンＩ・計量器（４６）でそれぞれ計量し、
各計量物をミキサ（４７）で混練してコンクリートを開
閉する。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば液化冷媒ガス供給源（２）にはタンクローりに代
えて可ＩｊＡ式容器または定置式貯槽（タンク）を用い
てもよく、また液化冷媒ガス（５）には液化窒素ガスに
代えて液体空気、液化アルゴンガス、液化炭酸ガス等の
液化冷媒ガスを用いてもよく、また冷水系流量制御弁（
１７）の冷水系電磁弁（２０）は５個ではなく１個また
は複数個であってもよく、また冷媒ガス系流量制御弁（
２９）の冷媒ガス系電磁弁（３２）は３個ではなく１個
または複数個であってもよい。

〔発明のすＪ果〕

この発明によれば、液化冷媒ガスにより水を冷冷却し、
かつ液化冷媒ガスが気化した冷媒ガスにより骨材を冷却
できるので、コンクリート配合成分であるセメンＩ・、
水、骨材のうち水と骨材とを各成分混練前に低温化でき
、コンクリート門型時の水和熱が低く押さえられ、養生
硬化後のコンクリートのひび割れや強度低下を防止でき
る。

また、熱交換器を通過した液化冷媒ガスは水と直接に接
触しないので、この液化冷媒ガスが気化して得られる冷
媒ガスにも水分の含有がなく、この冷媒ガスで冷却され
るケｔオに水分の結露が生じず、骨材の重量を計量する
に際し、水分を含まない骨材の実質的な重量を正確に計
量でき、精密な配合比率でコンクリ−１−を調製でき、
養生硬化後のコンクリートの強度低下を防止できる。

更に、液化冷媒ガスは熱交換器をＪ＋遇する他、熱交換
器を迂回するバイパス路を通過するので、冷却しようと
する水の状態にも拘わらず骨材ホッパには大量の冷媒ガ
スを供給でき、け材の冷却が不充分となる懸念を解消で
き、コンクリート調時時の水和熱が低（押さえられ、養
生硬化後のコンクリートのひび割れ、強度低下がより確
実に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係るコンクリ−１配合成分
の冷却装置の説明図、第２図は従来技術説明図、第３図
は先提案技術説明図である。 （１）・・・冷却装置、（２）・・・液化冷媒ガス供給
源、（３）・・・液化冷媒ガス送通路、（４）・・・熱
交換器、（６）・・・貯水槽、（２１）・・・骨材ホッ
パ、（２５）・・・バイパス路。 第２図 愉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液化冷媒ガス供給源（２）から導出される液化冷媒
   ガス送通路（３）の中途部に熱交換器（４）を形成し、
   この熱交換器（４）を貯水槽（６）内に挿入し、かつ前
   記液化冷媒ガス送通路（３）の先端を骨材ホッパ（２１
   ）に連通連設し、かつ前記熱交換器（４）よりも流路上
   手位置で前記液化冷媒ガス送通路（３）からバイパス路
   （２５）を分岐させ、このバイパス路（２５）の先端（
   ２５ａ）を前記熱交換器（４）よりも流路下手位置で前
   記液化冷媒ガス送通路（３）に連通連結したことを特徴
   とするコンクリート配合成分の冷却装置