JPH0539845Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は液体窒素を利用して冷却コンクリート
を製造する冷却コンクリート混練装置に関する。

〔従来の技術〕

マスコンクリート構造物の温度ひび割れを抑制
する対策として、コンクリートの練り上げ温度を
下げるいわゆるプレクーリング法が有効である。
このプレクーリングには幾つかの方法があるが、
冷却媒体として液体窒素を利用することが提案さ
れている。

例えば特開昭62−74603号公報や特開昭63−
4169号公報は、液体窒素を用いてコンクリートの
プレクーリングを行なう発明を開示する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

例えば特開昭63−4169号公報に記載されている
ように練り混ぜ中のコンクリートに液体窒素を供
給する場合に、気化しやすい液体窒素のもつ顕熱
と潜熱をいかにして効率よく混練材料に均等に伝
達するかが重要な課題となる。本考案者らは、練
り混ぜ中のコンクリートに液体窒素を供給する試
験を数多く繰り返したが数々の問題に遭遇した。
その一つは凍結の問題である。これは主としてミ
キサーを構成する鋼板壁、軸、翼等に氷結したモ
ルタルが付着することである。この場合には設計
配合のとおりの良質のコンクリートが作れない。
一方、このような氷結を防止するために液体窒素
をミキサー内材料から距離をあけて供給すると、
混練材料に到達する前に液体窒素がガス化し、そ
の冷熱が混練材料に有効に伝達されない。

また、練り混ぜ中のコンクリートに液体窒素を
供給する場合に、１バツチ毎の液体窒素供給量を
調整することが必要となり、液体窒素供給管に流
量計を取付けて流量を測定しようとしても、気液
混合状態で流体が流れるので（配管中や流量計中
で液体窒素の一部が気化するので）正確な流量測
定ができず、各バツチ毎の冷却操作を正確に制御
できないという問題があつた。

本考案はこのような問題の解決を目的としてな
されたものである。

〔問題点を解決する手段〕

本考案は、コンクリートミキサー内の混練中の
材料に液体窒素を噴射ノズルを経て供給するよう
にした冷却コンクリートの混練装置であつて、ミ
キサー内で掻き混ぜられている材料の最上面レベ
ルと最下面レベルの中間レベル位置の材料表面に
向けて液体窒素を噴射する方向に該ノズルの噴射
口が向けられ、そして該噴射口の位置が掻き混ぜ
られている材料の最上面レベルと同等の高さレベ
ルで且つ掻き混ぜられている材料が接しない位置
にセツトされており、且つ液体窒素源から該噴射
ノズルに液体窒素を導く経路にその全体自重が計
測できるように気液分離器が介装され、この気液
分離器の全体自重の計測値から該噴射ノズルに供
給する液体窒素重量を検出するようにした冷却コ
ンクリートの混練装置を提供するものである。

すなわち本考案は、ミキサー内の混練中の材料
表面に向けてその表面より上の大気を道中として
液体窒素を供給する場合に、混練中の材料の流動
形態に着目し、流動材料の最上面レベルと最下面
レベルの間にあつてこれから下方に潜り込もうと
する材料表面に対して、出来るだけ低い位置から
（すなわち液体窒素の噴射距離を出来るだけ短く
して）液体窒素を噴射し、まず材料表面に液体窒
素を接触させることによつて、露出するミキサー
壁更には回転軸や翼には液体窒素が直接触れない
ようにして高い冷却効率のもとでコンクリート材
料を冷却するものである。そして、各バツチ毎の
液体窒素量の供給量の制御につていは、液体窒素
の気液分離を行うための気液分離器をその全体自
重がフローテング状態で測定できるようにロード
セルの上に積載し、この気液分離器の全体自重の
計測値から噴射ノズルに供給する液体窒素重量を
検出するようにしたものである。本考案の実施に
さいしてバツチヤープラントで汎用されている二
軸強制型コンクリートミキサーを使用する場合に
は、このミキサーの軸と平行な方向の両側面にこ
の関係を保つて液体窒素の噴射ノズルを取付ける
のがよい。

以下に図面に示した本考案の実施例について説
明する。

〔実施例〕

第１図は通常のバツチヤープラントにおいて液
体窒素を使用して冷却コンクリートを製造する場
合の例を示したものである。図示のバツチヤープ
ラントは、ミキサー１の上部にセメントビン２，
細骨材ビン３および粗骨材ビン４が据え付けられ
ると共に各材料の計量ビン５，６，７をもつ周知
の構造を有した回分式混練装置であるが、液体窒
素噴射ノズル８がミキサーに接続されている。ま
た、液体窒素をミキサー１内に導入したさいの冷
却を効果的に行なうために、ミキサー１には蓋９
が取付けられ、シユート１０，１１，１２からの
材料投入を終えるとミキサー１内を閉鎖空間に形
成できるようにしてある。そして、この蓋９に排
気管１３を取付け、これに排気フアン１４を介装
させ、この排気フアン１４の吐出側管路１５を粗
骨材ビン４の下方に接続することによつて、ミキ
サー１内の排気（窒素ガス）を粗骨材ビン４の中
に導いて排気による粗骨材の予備冷却を行なうよ
うにしてある。図示の例ではミキサーとして汎用
のに二軸強制型ミキサーが使用されてる。

本考案においては、ミキサー１に取付ける液体
窒素の噴射ノズル８を所定の関係が満たされる位
置と方向に定める。これを第２〜３図に従つて説
明する。図示のように、このミキサーは、平行な
二本の回転軸１６，１７に対し、それぞれ大ブレ
ードと小ブレードが交互に所定の関係をもつて取
付けられており、その回転軸１６，１７は、第３
図の矢印に示す方向（回転軸１６は反時計回り、
回転軸１７は時計回りの方向）に回転する。これ
によつて、ミキサー内で掻き混ぜられている材料
は、第３図に示す曲線Ａ〜Ｂの材料表面を定常的
に示すことになる。但し曲線Ａは硬練りの場合、
曲線Ｂは軟練りの場合の材料表面である。いずれ
にしても、定常な練り混ぜ中においては、両回転
軸１６と１７の中間の中央部位において材料表面
は最上面レベルとなり、回転軸と平行な両側面１
８と１９に接する部位で最下面レベルとなる状態
が維持される。図示の二軸強制型ミキサーの場
合、液体窒素の噴射ノズル８はミキサーの回転軸
と平行な両側面１８と１９に取付けられるのであ
るが、本考案に従えば、その取付け位置は練り混
ぜ中の材料の最上面レベルとほぼ等しい高さ位置
に定められ、そのノズル口２０の方向が最上面レ
ベルと最下面レベルの中間レベルの材料表面の方
向となるように定められる。より具体的には、回
転軸と同じ水平レベル位置において両側面１８，
１９から約1/3ｒ離れた位置（ｒは回転軸と内壁
までの半径距離）付近の材料表面に液体窒素が噴
射されるようにそのノズル口２０の方向が定めら
れ、そのノズル口２０の高さは材料の最上面レベ
ルにほぼ等しい高さとする。

これによつて、ノズル口２０から液体窒素が噴
射されると、これから内部に潜り込もうとする中
間レベル位置の材料表面に直接液体窒素が至近距
離から投射されることになる。したがつて、液体
窒素が触れた材料はただちに掻き混ぜられると共
に液体窒素が空中を飛翔する距離が極めて短いの
で空気中に冷熱が放熱する割合が少なくなる。ま
たこのノズル位置によれば、液体窒素が回転軸や
ミキサー内壁に直接触れることもないので、凍結
モルタルの形成が完全に抑制され、且つノズル口
に材料が付着氷結するようなことも防止されるこ
とがわかつた。

なお、噴射ノズル８の本数について特に限定され
ないが、本考案の場合には液体窒素と材料 との
接触効率がよいので両側面１８と１９に各一本で
も十分に目的が達成される。また、図示の実施例
の二軸強制型ミキサーに限らず、掻き混ぜ状態で
最上面レベルと最下面レベルが定常的に維持され
るような流動状態を形成するコンクリートミキサ
ーに対しては本考案は同様に適用可能である。

以上のようにして本考案によれば、液体窒素と
掻き混ぜ中のコンクリート材料との接触効率が良
好となり、必要最小限の液体窒素の使用によつて
意図する温度まで冷却された混練コンクリート材
料を作ることができ、また氷結による品質の低下
と操業トラブルを防止できる。

また本考案の実施にさいして、噴射ノズル８に
液体窒素を供給する場合には、第１図の系統図に
示したように、液体窒素源２２から噴射ノズル８
に液体窒素を導く経路に気液分離器２３を介装
し、この気液分離器２３で気液分離された液体窒
素を供給する。この気液分離器２３は、ミキサー
１での１バツチ当りの材料配合量を冷却処理する
に必要な量の液体窒素を蓄えるに十分な内容積を
有しており、その全体がロードセル２４の上に載
置されている。そして、気液分離器２３はフロー
テイング状態でその自重が計測できるように、気
液分離器２３に接続する液体窒素管はフレキシブ
ルホース２５および２６が使用されている。した
がつて、液体窒素源２２からミキサー１の噴射ノ
ズル８に通ずる液体窒素供給管路は、１次側供給
管２８、フレキシブルホース２５、気液分離器２
３、フレキシブルホース２６、２次型供給管２９
を順に接続した関係になつている。そして各バツ
チ毎の液体窒素使用量を積算・記録するためのコ
ントロールパネル３０を設置し、このコントロー
ルパネル３０にロードセル２４の計測値を入力す
ると共に練り上げたコンクリートの温度を温度セ
ンサー３１で計測した検出値も入力し、既知の記
録データおよび積算データをもとに、２次側供給
管２９の液体窒素の供給量調整弁３１の開閉動作
および開度調整をコントロールパネル３０の指示
値によつて行われるようにすると液体窒素供給管
路中での窒素ガス発生による外乱の影響なくミキ
サー１に供給する液体窒素の真重量の計測制御が
できる。そのさい気液分離器２３で気液分離され
た窒素ガスを排気管３２を経てミキサー１内また
は粗骨材ビン４に供給するようにすることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の機器配置系統図、第２図
は第１図のコンクリートミキサーの平面図、第３
図は第２図のミキサーを側方からみた略断面図で
ある。 １……ミキサー、８……液体窒素噴射ノズル、
９……ミキサーの蓋、１４……排気フアン、１
６，１７……二軸強制型ミキサーの回転軸、１
８，１９……二軸強制型ミキサーの軸と平行な両
側面、２３……気液分離器、３０……コントロー
ルパネル、Ａ……掻き混ぜ中の材料表面のレベル
（硬練りの場合）、Ｂ……掻き混ぜ中の材料表面の
レベル（軟練りの場合）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) コンクリートミキサー内の混練中の材料に液
   体窒素を噴射ノズルを経て供給するようにした
   冷却コンクリートの混練装置であつて、ミキサ
   ー内で掻き混ぜられている材料の最上面レベル
   と最下面レベルの中間レベル位置の材料表面に
   向けて液体窒素を噴射する方向に該ノズルの噴
   射口が向けられ、そして該噴射口の位置が掻き
   混ぜられている材料の最上面レベルと同等の高
   さレベルで且つ掻き混ぜられている材料が接し
   ない位置にセツトされており、且つ液体窒素源
   から該噴射ノズルに液体窒素を導く経路にその
   全体自重が計測できるように気液分離器が介装
   され、この気液分離器の全体自重の計測値から
   該噴射ノズルに供給する液体窒素重量を検出す
   るようにした冷却コンクリートの混練装置。 (2) ミキサーは二軸強制型コンクリートミキサー
   であり、該噴射ノズルはこのミキサーの軸と平
   行な方向の両側面に取付けられている請求項１
   に記載の冷却コンクリートの混練装置。