JP2010116734A

JP2010116734A - 上下線連結型高速気流循環トンネル

Info

Publication number: JP2010116734A
Application number: JP2008291190A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Shimamoto; 敬介嶋本
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-05-27

Abstract

【課題】高速通過列車に対して追い風を発生させ、エネルギー及び騒音振動を抑制することができる上下線連結型高速気流循環トンネルを提供する。
【解決手段】上下線連結型高速気流循環トンネルであって、長大トンネル２，７を有する上下線１，５の２箇所に連通される送風路４，９と、この送風路４，９に配置される送風機６，１０と、前記長大トンネル２，７の出口２Ｂ，７Ｂに配置される開閉装置３，８と、高速列車の走行位置に応じて前記開閉装置３，８を制御する制御手段を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下線連結型高速気流循環トンネルに関するものである。

鉄道において、例えば、５００ｋｍ／ｈを越える超高速での列車の走行には、空気の存在が大きな障害となる。これに対する一つの解決策として、地下トンネル内を減圧して超高速列車を通す、いわゆる減圧トンネル方式が検討されている（下記非特許文献１参照）。
古屋卓稔，阿部和久，「減圧トンネル超高速鉄道における地盤振動応答特性」，日本機械学会第１３回鉄道技術連合シンポジウム講演論文集Ｎｏ．０６−５２，ｐｐ．４９３〜４９６（２００６）

上記したように、超高速鉄道では、空気がその走行に影響を与える。この時、空気抵抗は列車速度の２乗に比例し、空力騒音は列車速度の６乗に比例して大きくなり、エネルギー的にも騒音振動的にも問題である。

本発明は、上記状況に鑑みて、高速通過列車に対して追い風を発生させ、エネルギー及び騒音振動を抑制することができる上下線連結型高速気流循環トンネルを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕上下線連結型高速気流循環トンネルであって、長大トンネルを有する上下線の２箇所に連通される送風路と、この送風路に配置される送風機と、前記長大トンネルの出口に配置される開閉装置と、高速列車の走行位置に応じて前記開閉装置を制御する制御手段を具備することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記送風路を前記長大トンネルの出入口の近傍に設けることを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記送風機を前記２箇所の送風路にそれぞれ配置することを特徴とする。

〔４〕上記〔３〕記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記開閉装置の制御手段は、前記高速列車の走行位置に対応して稼働制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、高速列車に対して追い風を発生させることで、エネルギー的にも騒音振動的にも抑制した走行を行うことができる。また、送風路を長大トンネルの出入口の近傍に設けるようにしたので、トンネル微気圧波対策にも有効である。

さらに、列車のトンネル内走行により発生する気流を上下線連結型高速気流循環トンネル内に循環させることにより、列車への追い風として有効に利用できる。

本発明の上下線連結型高速気流循環トンネルは、長大トンネルを有する上下線の２箇所に連通される送風路と、この送風路に配置される送風機と、前記長大トンネルの出口に配置される開閉装置と、高速列車の走行位置に応じて前記開閉装置を制御する制御手段を具備する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの模式図、図２は本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの制御システムの構成図である。

図１において、１は上線、２は上線１の長大トンネル、２Ａは上線１の長大トンネル２の入口、２Ｂは上線１の長大トンネル２の出口、３は上線１の開閉装置、４は上線１と下線５とを連通する第１の送風路、６は第１の送風路４に設置される第１の送風機、７は下線５の長大トンネル、７Ａは下線５の長大トンネル７の入口、７Ｂは下線５の長大トンネル７の出口、８は下線５の開閉装置、９は下線５と上線１とを連通する第２の送風路、１０は第２の送風路９に配置される第２の送風機である。また、１２は上線１の列車進行方向、１３は下線５の列車進行方向、１４は上線１と下線５とを連通する第１の送風路４の送風方向、１５は下線５と上線１とを連通する第２の送風路９の送風方向である。

上線１の開閉装置３及び下線５の開閉装置８は、トンネルにそれぞれ閉じられた空間を得るための機械的開閉器であり、それらの開閉装置３，８にはそれぞれ制御装置１１Ａ，１１Ｂが配置されている。

また、第１の送風路４と第２の送風路９は長大トンネル２，７の出口２Ｂ，７Ｂの近傍に設けることにより、トンネル微気圧波を抑制することができるようにしている。これらの送風路４，９に配置される第１の送風機６と第２の送風機１０は常時駆動している。なお、この第１の送風路４及び第２の送風路９に設置される第１の送風機６及び第２の送風機１０は、何れか一方のみに配置するようにしてもよい。

上線１の長大トンネル２の出口２Ｂ及び下線５の長大トンネル７の出口７Ｂの近傍に配置される開閉装置３，８は、両開きのカーテン状の開閉装置であり、高速列車の走行がない時は閉じられており、常時送風されるトンネル内の風の流れをトンネルの出口から外に逃がさないようにする。上線１の長大トンネル２の入口２Ａ及び下線５の長大トンネル７の入口７Ａは、開放された状態でも風の循環に影響がないので、基本的には開閉装置を設ける必要がない。

また、図２に示すように、上線１の長大トンネル２の入口２Ａには第１の車両検知センサ２１、出口２Ｂには第２の車両検知センサ２２を、下線５の長大トンネル７の入口７Ａには第３の車両検知センサ２３、出口７Ｂには第４の車両検知センサ２４を配置する。

ここで、軌道に配置されているセンサと開閉装置の制御について図２を参照して説明する。

高速列車が上線１の長大トンネル２の入口２Ａに入ると、それを検知した第１の車両検知センサ２１の出力信号により、閉じられている上線１の開閉装置３が開かれて高速列車を通過させる。高速列車が第２の車両検知センサ２２で検知されると、再び上線１の開閉装置３は閉じられる。

下線５においても同様であり、高速列車が下線５の長大トンネル７の入口７Ａに入ると、それを検知した第３の車両検知センサ２３の出力信号により、閉じられている下線５の開閉装置８が開かれて、高速列車を通過させる。高速列車が第４の車両検知センサ２４で検知されると、下線５の開閉装置８は再び閉じられる。

なお、第１の車両検知センサ２１は、微気圧波が音速で伝播することを考慮して、微気圧波到達後に上線１の開閉装置３が開かれるように位置を決定する。

同様に第３の車両検知センサ２３は、微気圧波が音速で伝播することを考慮して、微気圧波到達後に下線５の開閉装置８が開かれるように位置を決定する。

次に、本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの上線の動作について図３のフローチャートを参照しながら説明する。

（１）上下線連結型高速気流循環トンネルは、開閉装置３，８が閉じられており、第１の送風路４に設置される第１の送風機６及び第２の送風路９に設置される第２の送風機１０が駆動している状態にある（ステップＳ１）。

（２）上線１を走行し、長大トンネル２内に進入した高速列車が第１の車両検知センサ２１で検知されたか否かをチェックする（ステップＳ２）。

（３）高速列車が第１の車両検知センサ２１で検知されると、この第１の車両検知センサ２１の出力信号により上線１の開閉装置３の制御装置１１Ａが動作し、閉じられていた開閉装置３が開かれて高速列車が通過する（ステップＳ３）。

（４）次に、高速列車が第２の車両検知センサ２２で検知されたか否かをチェックする（ステップＳ４）。

（５）高速列車が第２の車両検知センサ２２で検知されると、第２の車両検知センサ２２からの出力信号により制御装置１１Ａが作動し、開かれていた開閉装置３が再び閉じられる（ステップＳ５）。

同様に、上下線連結型高速気流循環トンネルの下線の動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。

（１）上下線連結型高速気流循環トンネルは、開閉装置３，８が閉じられており、第１の送風路４に設置される第１の送風機６及び第２の送風路９に配置される第２の送風機１０が駆動している状態である（ステップＳ１１）。

（２）下線５を走行し、長大トンネル７内に進入した高速列車が第３の車両検知センサ２３で検知されたか否かをチェックする（ステップＳ１２）。

（３）高速列車が第３の車両検知センサ２３で検知されると、この第３の車両検知センサ２３の出力信号により下線５の開閉装置８の制御装置１１Ｂが動作し、閉じられていた開閉装置８が開かれて高速列車が通過する（ステップＳ１３）。

（４）次に、高速列車が第４の車両検知センサ２４で検知されたか否かをチェックする（ステップＳ１４）。

（５）高速列車が第４の車両検知センサ２４で検知されると、第４の車両検知センサ２４からの出力信号により制御装置１１Ｂが作動し、開かれていた開閉装置８が再び閉じられる（ステップＳ２５）。

なお、上記した動作フローでは、一定の風速を維持するために送風機を常時駆動するようにしているが、高速列車が走行しない夜間などは必要に応じて送風機を動作させないようにすることができる。

また、上記した実施例では、高速列車の走行位置に応じて開閉装置３，８を制御しているが、通常の踏切の開閉のように、列車が所定の閉そく区間にいる間だけ開閉装置３，８を開き、閉そく区間にいないときは閉じておくようにしてもよい。なお、本発明では、長大トンネルの出入口の開閉装置を機械的なものとしたが、機械的な開閉装置に代えて、エアーカーテンを配置するようにしてもよい。

この上下線連結型高速気流循環トンネルでは、例えば、３０ｍ／ｓの風を送風機によって循環させる場合、走行する高速列車は１０８ｋｍ／ｈの追い風を受けることになり、前方空気抵抗、周面空気摩擦の低減を図ることができる。よって、高速列車の走行エネルギーを抑えられるとともに、騒音振動も抑制することができる。

また、長大トンネルの出口の近くに上線１と下線５又は下線５と上線１とを連通する送風路４，９が形成されるため、トンネルの出口でのトンネル微気圧波を抑えることができる。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の上下線連結型高速気流循環トンネルは、高速通過列車に対して追い風を発生させることで、エネルギー的にも騒音振動的にも抑制される鉄道用トンネルとして利用可能である。

本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの模式図である。本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの制御システムの構成図である。本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの上線の動作フローチャートである。本発明の実施例を示す上下線連結型高速気流循環トンネルの下線の動作フローチャートである。

符号の説明

１上線
２上線の長大トンネル
２Ａ上線の長大トンネルの入口
２Ｂ上線の長大トンネルの出口
３上線の開閉装置
４第１の送風路
５下線
６第１の送風機
７下線の長大トンネル
７Ａ下線の長大トンネルの入口
７Ｂ下線の長大トンネルの出口
８下線の開閉装置
９第２の送風路
１０第２の送風機
１２上線の列車進行方向
１３下線の列車進行方向
１４第１の送風路の送風方向
１５第２の送風路の送風方向
１１Ａ，１１Ｂ制御装置
２１第１の車両検知センサ
２２第２の車両検知センサ
２３第３の車両検知センサ
２４第４の車両検知センサ

Claims

（ａ）長大トンネルを有する上下線の２箇所に連通される送風路と、
（ｂ）該送風路に配置される送風機と、
（ｃ）前記長大トンネルの出口に配置される開閉装置と、
（ｄ）高速列車の走行位置に応じて前記開閉装置を制御する制御手段を具備することを特徴とする上下線連結型高速気流循環トンネル。
請求項１記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記送風路を前記長大トンネルの出入口の近傍に設けることを特徴とする上下線連結型高速気流循環トンネル。
請求項１記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記送風機を前記２箇所の送風路にそれぞれ配置することを特徴とする上下線連結型高速気流循環トンネル。
請求項３記載の上下線連結型高速気流循環トンネルにおいて、前記開閉装置の制御手段は、前記高速列車の走行位置に対応して稼働制御を行うことを特徴とする上下線連結型高速気流循環トンネル。