JP2012063943A

JP2012063943A - 換気装置及び異常検出方法

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Publication number: JP2012063943A
Application number: JP2010207146A
Authority: JP
Inventors: Masaru Morino; 勝森野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】特別な装置を用いることなく、簡易な構成で、地下空間内の異常発生を地上側へ知らせることができる換気装置及び異常検出方法を提供する。
【解決手段】
換気装置１は、空気を圧送するブロワ３０と、一端がブロワ３０に接続され、開口された他端がマンホール１０を介して地下空間内に配される風管７と、ブロワ３０の風量及び／又は風圧を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定されたブロワ３０の風量及び／又は風圧に基づいて、風管７の他端開口７ａが地下空間内において閉塞されたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって風管７の他端開口７ａが閉塞されたと判定された場合、異常が発生したことを示す警報情報を地上にて出力する回転灯３及びスピーカ４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マンホールを有する地下空間内の換気を行うための換気装置であって、特に地下空間内の異常を検出することができる換気装置及び異常検出方法に関する。

マンホールを有する地下空間内等の作業現場においては、空気中の酸素濃度が低下したり、硫化水素及び一酸化炭素等の有毒ガスが相当量発生したりする等、人体にとって有害な環境が生じ得る。したがって、その作業現場における作業者の保護を図る必要があり、そのために種々の提案がなされている。

例えば特許文献１には、作業現場における作業者をカメラで撮像し、その結果得られた撮像画像に基づいて当該作業者の動作が所定時間停止していると判断した場合に異常が発生したと判定し、ロープを用いて当該作業者を救出する作業監視機能付救出装置が開示されている。

また、特許文献２には、傾斜角度を検知する傾斜センサを用いて作業者が転倒したか否かを判断し、その転倒した状態が所定時間継続した場合に異常が発生したと判定して発報信号を発報する異常発報装置が開示されている。

さらに、特許文献３には、作業者の身体に取り付けた振動センサを用いて作業者の動作が停止したか否かを検出し、その停止した状態が所定時間継続した場合に異常が発生したと判定してその旨を示す信号を無線にて送信する緊急事態監視システムが開示されている。

これらの装置及びシステムによれば、作業者の動作が停止している状態を自動的に検知することができるため、作業現場において有毒ガスが発生したこと等に起因して作業者が動けなくなったとしても、その異常状態を検出することができる。

特開２００８−２８７４０８号公報特開２００６−１７２４３１号公報特開２００４−５４７７８号公報

しかしながら、上述した従来の装置及びシステムの場合、作業者が動けなくなるまでは異常状態を検出することができないという問題がある。このように作業者が動けなくなるような深刻な事態が生じるよりも前に、異常状態を検出できることが望ましい。

また、異常状態が生じていない場合であっても、作業現場内から作業現場外に対して何らかの通知が必要になる場合がある（例えば、作業現場外にある工具等を作業現場内に導入して欲しい旨を伝える場合等）。そのため、異常状態を作業現場外に警告することに加えて、作業現場内から作業現場外への連絡ができることが望ましい。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる換気装置及び異常検出方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の換気装置は、マンホールを有する地下空間内の換気を行うための換気装置において、空気を圧送するブロワと、一端が前記ブロワに接続され、開口された他端がマンホールを介して地下空間内に配される風管と、前記ブロワの風量及び／又は風圧を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記風管の他端開口が閉塞されたと判定された場合、異常が発生したことを示す警報情報を地上にて出力する警報情報出力手段とを備える。

この態様において、前記判定手段が、前記測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧が所定の閾値以下であるか否かを判定し、所定の閾値以下であると判定した場合に、前記風管の他端開口が閉塞されたと判定するように構成されていてもよい。

また、前記態様において、前記判定手段が、前記測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧の変化の緩急に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定するように構成されていてもよい。

また、本発明の一の態様の異常検出方法は、空気を圧送するブロワと、一端が前記ブロワに接続され、開口された他端がマンホールを介して地下空間内に配される風管とを備える地下空間内用の換気装置を用いて、地下空間内の異常を検出する異常検出方法であって、前記ブロワの風量及び／又は風圧を測定するステップと、測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定するステップと、前記風管の他端開口が閉塞されたと判定された場合、異常が発生したことを示す警報情報を地上にて出力するステップとを有する。

本発明に係る換気装置及び異常検出方法によれば、特別な装置を用いることなく、簡易な構成で、地下空間内で異常状態が発生したことを地上側に対して知らせることができる。

本発明の実施の形態に係る換気装置の構成を示す斜視図。図１の換気装置本体の右側面カバーを外した場合の換気装置の構成を示す右側面図。本発明の実施の形態に係る換気装置の構成を示す機能ブロック図。本発明の実施の形態に係る換気装置の制御部が実行する異常検出処理の手順の一例を示すフローチャート。本発明の実施の形態に係る換気装置の制御部が実行する異常検出処理の手順の他の例を示すフローチャート。

本発明の換気装置は、マンホールを有する地下空間内の換気を行うための換気装置であって、地下空間内において異常状態が発生した場合に、地上側に対してその旨を知らせるためのものである。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

［換気装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る換気装置の構成を示す斜視図である。また、図２は、同じく換気装置の構成を示す右側面図である。なお、この図２では、換気装置の内部の構成を示すために、換気装置本体の右側面カバーを外した場合の当該換気装置の構成が示されている。

図１及び図２に示すように、換気装置１は、直方体状の筐体で構成される換気装置本体（以下、単に「本体」という）２を備えている。本体２は、直方体状の枠体と、当該枠体の各面を覆う６枚の板状のカバーとで構成されている。

本体２の上面上には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成される回転灯３が設けられている。この回転灯３は、本体２の正面に設けられたコンセントを介して電力の供給を受ける。後述するように、この回転灯３が作動することによって、地上にいる作業者等に対して警告が発せられることになる。

本体２の正面には、回転灯３と同様にして地上にいる作業者に対して警告を発するためのスピーカ４と、換気装置１の電源のオン／オフを行うためのメインスイッチ５と、回転灯３及びスピーカ４の動作を停止するための停止スイッチ６とが設けられている。

また、本体２の底面の四隅には車輪８が設けられている。さらに、本体２の左右両側面の上部には、作業者が把持することが可能な取っ手部２１が配設されている。これらの車輪８及び取っ手部２１を用いることにより、換気装置１を所望の場所に容易に移動させることが可能になる。

本体２の正面中央部及び右側面中央部の下側には、本体２の内部と外部とを連通する円形状の孔が形成されており、本体２の内部に配設されているブロワ３０が具備する吸気用管部３１及び送気用管部３２がこれらの孔に向けて突出するように設けられている。ここで、これらの吸気用管部３１及び送気用管部３２の先端は、本体２の正面及び右側面と同一の面上に位置している。このように、吸気用管部３１及び送気用管部３２が本体２の外部へ突出していないため、換気装置１がコンパクトな構成となる。

ブロワ３０が具備する吸気用管部３１及び送気用管部３２は、本体２の外部とブロワ３０の内部とを連通する管で構成されている。ブロワ３０は、その内部に送風ファン（図示せず）と当該送風ファンを駆動するファンモータ（図示せず）とを備えており、このファンモータが送風ファンを回転させることにより、吸気用管部３１を介して本体２の外部の空気を吸引する。さらに、ブロワ３０は、その吸引した空気に圧力を加え、送気用管部３２を介して本体２の外部へ送り出す。

送気用管部３２の外周部が公知の蛇腹式の風管７の一端に嵌合されることにより、送気用管部３２と風管７とが接続されている。地下空間内において作業を行う場合、風管７の他端がマンホール１０を介して作業現場である地下空間内に導入される。この状態において、地上側にいる作業者によりメインスイッチ５が操作されることによってブロワ３０内の送風ファンが回転し始めると、吸気用管部３１を介して地上における空気がブロワ３０内に吸引され、その後送気用管部３２及び風管７内を通り、風管７の他端の開口７ａから地下空間内へ送出される。これにより、地上における新鮮な空気が地下空間内に送り込まれることになる。

本体２の内部には、換気装置１が具備する各要素を制御するためのプロセッサ及びブロワ３０の風量及び風圧を検出するためのセンサ等で構成される制御部４０が設けられている。後述するように、制御部４０は、当該センサを用いてブロワ３０の風量及び風圧を検出し、その検出値に基づいて地下空間内に位置する風管７の開口７ａが閉塞されたか否かを判定する。

なお、本体２内の空きスペースは、種々の構成要素の収容部として機能する。例えば、当該空きスペースに、電源コード及び作業に必要な工具等を収容するようにしてもよい。また、回転灯３を、本体２の上面に脱着可能な構成とした場合では、本体２の上面から取り外された回転灯３を当該空きスペースの適宜の箇所に収容するようにしてもよい。

図３は、本実施の形態に係る換気装置１の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すとおり、換気装置１は、制御部４０と、当該制御部４０に接続された回転灯３、スピーカ４、ブロワ３０、メインスイッチ５及び停止スイッチ６とを備えている。これらの回転灯３、スピーカ４、ブロワ３０、メインスイッチ５及び停止スイッチ６は、制御部４０によってその動作が制御される。

メインスイッチ５は、換気装置１の動作をオン／オフさせるために操作されるスイッチである。このメインスイッチ５により換気装置１がオン状態になった場合、ブロワ３０が作動し、吸気及び送気が行われることになる。

制御部４０は、後述するようにしてブロワ３０の風量及び風圧に基づいて異常を検出した場合、回転灯３を作動させるとともに、ブザー音をスピーカ４に出力させる。これにより、地上側にいる作業者の注意を喚起する。

［換気装置の動作］
次に、上述したように構成された本実施の形態の換気装置１の動作について説明する。本実施の形態の換気装置１は、地下空間内の換気を行うとともに、その地下空間内の作業現場において異常が発生した場合にその異常を検出する異常検出処理を実行する。なお、ここでの「異常」とは、地下空間内の作業現場にいる作業者が、空気中の酸素濃度の低下または有毒ガスの発生等に起因する異常を感知した場合の他、当該作業者が、地上側にいる作業者に対して何らかの連絡（例えば、地上側に置いてある工具を持ってきて欲しい等）をしたい場合をも含む概念である。

換気装置１は、上述したように、風管７がマンホール１０を介して地下空間内に導入された後、地上側にいる作業者の指示によってブロワ３０内の送風ファンを作動する。これにより、吸気用管部３１を介して地上における空気がブロワ３０内に吸引され、その空気が送気用管部３２及び風管７内を通り、風管７の他端の開口７ａから地下空間内へ送出される。その結果、地上における新鮮な空気が地下空間内に送り込まれ、地下空間内の換気が行われる。

上述したような換気動作を行っている間に、換気装置１は、以下に説明する異常検出処理を実行する。
図４は、本発明の実施の形態に係る換気装置１の制御部４０が実行する異常検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。図４に示すとおり、制御部４０は、センサを用いてブロワ３０の風量及び風圧を測定する（Ｓ１０１）。次に、換気装置１は、その測定した風量及び風圧が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで当該風量及び風圧が閾値以下であると判定された場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、制御部４０は後述するステップＳ１０３へ進む。他方、当該風量及び風圧が閾値以下ではないと判定された場合（Ｓ１０２でＮＯ）、制御部４０は、ステップＳ１０１に戻り再び風量及び風圧の測定を実行する。このように、制御部４０は、ステップＳ１０２にて測定した風量及び風圧が閾値以下であると判定されるまで、ステップＳ１０１を繰り返し実行する。この繰り返すタイミングは適宜設定することが可能であり、例えば１０秒間隔でステップＳ１０１が繰り返し実行される。

換気装置１による換気が行われている中、地下空間内の作業現場にいる作業者は、各種の作業を実行する。そして、作業中に、空気中の酸素濃度の低下または有毒ガスの発生等に起因する異常を感知した場合又は地上側にいる作業者に対して何らかの連絡を行いたい場合、地下空間内にいる作業者は風管７の他端開口７ａを手で塞ぐ。これにより、風管７を通して地下空間内に送り込まれる空気の風量及び風圧が減少するため、地上側におけるブロワ３０の吸気用管部３１の風量及び風圧も減少する。そのため、制御部４０にて測定するブロワ３０の風量及び風圧も減少する。その結果、ステップＳ１０２において風量及び風圧が閾値以下であると判定された場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、制御部４０は、風管７の他端開口７ａが閉塞されたと判定し、回転灯３を作動させる（Ｓ１０４）。これにより、回転灯３が点灯する。また、制御部４０は、スピーカ４を作動させてブザー音を出力させる（Ｓ１０５）。

地上側にいる作業者は、換気装置１の回転灯３が点灯し、さらにスピーカ４からブザー音が出力されることにより、地下空間内において異常が発生したことを知る。その結果、マンホール１０を介して地下空間に向けて声を掛ける等によって、地下空間内にいる作業者との連絡を図る。ここで、地下空間内にいる作業者と連絡がとれない場合、地上にいる作業者は地下空間内に移動し、状況を確認する。例えば、酸素濃度の低下等によって地下空間内にいる作業者の身に危険な状態が発生していた場合等においては、当該作業者の救出が図られることになる。

上記のとおり、地下空間内にいる作業者が風管７の他端開口７ａを手で塞いだ場合、その塞いだ状態を保持しなくても、回転灯３及びスピーカ４は作動し続ける。これにより、例えば地下空間内にて作業者が風管７の他端開口７ａを手で塞いだ後に、体を動かすことができなくなる状態に陥ったとしても、地上側に対して警告を発している状態を継続させることができる。

上記の異常検出処理では、ブロワ３０の風量及び風圧が所定の閾値以下であるか否かにより風管７の他端開口７ａが閉塞されたか否かを判定しているが、この処理に限定されるわけではない。以下では、ブロワ３０の風量及び風圧の変化の緩急に基づいて風管７の他端開口７ａが閉塞されたか否かを判定する例について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る換気装置１の制御部４０が実行する異常検出処理の手順の他の例を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１０１、Ｓ１０３及びＳ１０４は上記の異常検出処理の場合と同様であるので、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

制御部４０は、ステップＳ１０１にて測定されたブロワ３０の風量及び風圧の値を記憶している。そして、制御部４０は、ステップＳ１０１を実行した後、測定された風量及び風圧と記憶している前回測定時の風量及び風圧とを比較し、前回測定時との変化量を算出する（Ｓ２０１）。この変化量が小さい場合はブロワ３０の風量及び風圧の変化が緩やかであるのに対し、大きい場合は風量及び風圧の変化が急であることになる。

ブロワ３０の風量及び風圧の変化が緩やかである場合、地下空間内にいる作業者が風管７の他端開口７ａを閉塞したのではなく、他の原因（例えば、風管７の他端が作業道具等に触れてその他端開口７ａのごく一部が塞がれた場合等）によってブロワ３０の風量及び風圧が変化した可能性が高いと考えられる。これに対し、ブロワ３０の風量及び風圧の変化が急である場合、地下空間内にいる作業者が風管７の他端開口７ａを手で塞いだ可能性が高いと考えられる。したがって、制御部４０は、ステップＳ２０１にて算出された変化量が予め設定された閾値以上であると判定した場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、すなわちブロワ３０の風量及び風圧の変化が急であると判定した場合、ステップＳ１０３及びＳ１０４を実行し、地上側の作業者に対して警告を発する。他方、ステップＳ２０１にて算出された変化量が閾値より小さいと判定した場合（Ｓ２０２でＮＯ）、すなわちブロワ３０の風量及び風圧の変化が緩やかである（若しくは変化していない）と判定した場合、制御部４０はステップＳ１０１へ戻る。

以上のように、ブロワ３０の風量及び風圧の変化の緩急を判定基準に用いることによって、地下空間内にいる作業者が風管７の他端開口７ａを閉塞したのではなく、他の原因によってブロワ３０の風量及び風圧が変化した場合に回転灯３及びスピーカ４が作動してしまうことを防止することが可能になる。

このように、本実施の形態の換気装置１では、ガス検出器及び無線機などの特別の設備を用いることなく、通常の換気装置が備える要素を用いて、地下空間内において発生する異常の検出を実現することができる。

なお、上述した実施の形態では、ブロワ３０の風量及び風圧の両方の変化に基づいて風管７の開口７ａが閉塞されたか否かを判定しているが、これらの何れか一方の変化のみに基づいて当該判定を行うようにしてもよい。また、このようにブロワの風量及び／又は風圧の変化に基づく以外にも、例えばブロワ３０が備えるファンモータの回転数等の変化に基づいて当該判定を行うような構成であってもよい。

また、上述した実施の形態では、回転灯３が本体２の上面上に設けられているが、これ以外の位置に設けてあってもよいことは勿論である。さらに、回転灯３ではなく他の形態の警告灯（例えば、赤色の光を点滅させるような警告灯等）であってもよい。

本発明の換気装置及び異常検出方法は、マンホールを有する地下空間内にて作業を行う作業者が、地上側に対して異常状態が発生したことを知らせる換気装置及び異常検出方法などとして有用である。

１換気装置
２換気装置本体
３回転灯
４スピーカ
５メインスイッチ
６停止スイッチ
７風管
７ａ開口
８車輪
１０マンホール
２１取っ手部
３０ブロワ
３１吸気用管部
３２送気用管部
４０制御部

Claims

マンホールを有する地下空間内の換気を行うための換気装置において、
空気を圧送するブロワと、
一端が前記ブロワに接続され、開口された他端がマンホールを介して地下空間内に配される風管と、
前記ブロワの風量及び／又は風圧を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記風管の他端開口が閉塞されたと判定された場合、異常が発生したことを示す警報情報を地上にて出力する警報情報出力手段と
を備えることを特徴とする、換気装置。
前記判定手段が、前記測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧が所定の閾値以下であるか否かを判定し、所定の閾値以下であると判定した場合に、前記風管の他端開口が閉塞されたと判定するように構成されている、請求項１に記載の換気装置。
前記判定手段が、前記測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧の変化の緩急に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定するように構成されている、請求項１に記載の換気装置。
空気を圧送するブロワと、一端が前記ブロワに接続され、開口された他端がマンホールを介して地下空間内に配される風管とを備える地下空間内用の換気装置を用いて、地下空間内の異常を検出する異常検出方法であって、
前記ブロワの風量及び／又は風圧を測定するステップと、
測定された前記ブロワの風量及び／又は風圧に基づいて、前記風管の他端開口が地下空間内において閉塞されたか否かを判定するステップと、
前記風管の他端開口が閉塞されたと判定された場合、異常が発生したことを示す警報情報を地上にて出力するステップと
を有する、異常検出方法。