JP2015121057A

JP2015121057A - トンネル内降温用噴霧システム

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Publication number: JP2015121057A
Application number: JP2013266241A
Authority: JP
Inventors: 稲村　勝正; Katsumasa Inamura; 勝正稲村
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP6216248B2

Abstract

【課題】トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内利用者の視環境確保の両立を図るミスト噴霧を実現する。【解決手段】半閉鎖空間であるトンネル内で噴霧ノズル（１０）から水をミストとして噴霧し、視環境を確保した上でトンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、前記トンネル内の風下側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔を、前記トンネル内の風上側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔よりも広くする。【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル内の温度上昇抑制、およびトンネル内利用者の視環境確保の両立を図るために、ミスト噴霧ノズルのレイアウトについて規定したトンネル内降温用噴霧システムに関する。

従来技術として、大気開放された空間の温度低下を目的とした降温用噴霧システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１によれば、ミストのザウター平均粒径に基づいて噴霧ノズルの設置高さおよびミストの噴霧量を設定することで、大気開放された空間内の人を濡らすことなく、適切に冷却することができる。

特許４４８８５１０号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１は、大気開放された空間における温度低下を対象としており、ミストの平均粒径、ノズル設置高さ、およびミスト噴霧量に関するパラメータをある適切な範囲に規定したものである。

これに対して、断続的に車両が動いており、半閉鎖空間であるトンネル内を温度低下の対象空間とする場合には、大気開放された空間を前提とする従来技術では、解決できない問題が生ずる。

具体的には、半閉鎖空間であるトンネル内では、トンネルの長手方向に風が流れている状態である。また、トンネル内を利用する運転者（トンネル内を通行する車両の運転者）は、車両を走行させており、その視環境を確保することが重要となる。このような観点では、トンネル内の温度上昇抑制と、運転者の視環境確保の両立を図るために、半閉鎖空間の中でのミスト噴霧に関し、大気開放された空間を対象とする場合よりも、より厳しい使用条件が必要となる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図るミスト噴霧を実現することのできるトンネル内降温用噴霧システムを得ることを目的とする。

本発明に係るトンネル内降温用噴霧システムは、半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、前記ミスト噴霧区画の風下側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、前記ミスト噴霧区画の風上側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔より広く設定されることを特徴としたものである。

本発明によれば、ミストを噴霧する噴霧ノズルの取り付け間隔をトンネル内の風下側を風上側よりも広く設定したので、風上側で噴霧され風によって風上から流されてきた蒸散途中のミストと、風下側で噴霧されたミストとが合流し適正なミスト量とすることで、運転者の視程を妨げずにトンネル内の温度を下げるトンネル内降温用噴霧システムを得ることができる。

本発明の実施の形態におけるトンネル内降温用噴霧システムの全体図である。本発明の実施の形態におけるトンネル内降温用噴霧システムの変形例の図である。本発明の実施の形態におけるトンネル内降温用噴霧システムの変形例の図である。本発明の実施の形態におけるトンネル内降温用噴霧システムの変形例の図である。

以下、本発明のトンネル内降温用噴霧システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係わるトンネル内降温用噴霧システム１の全体図である。より具体的には、１つの半閉鎖空間を構成するトンネル内における各機器の配置を模式的に示した説明図である。

図１では、トンネルにおいて、トンネル内を換気するための送風機３が備えられており、トンネル内には、一定方向（図１では左から右方向）に風が吹いている。

トンネル内の所定のミスト噴霧区画内の壁に敷設されたミスト配管５０に複数の噴霧ノズル１０が設けられている。複数の噴霧ノズル１０は、送風機３により発生する風に対して、風上側より、風下側の取り付け間隔を広く設定している。例えば、風上側の噴霧ノズル１０の取り付け間隔が１．５ｍであるのに対し、風下側の取り付け間隔が３ｍとなっている。

噴霧制御弁５１は、後述する噴霧量制御部４０からの指示により、弁開度を制御することができる。また、ミスト噴霧区画の前後には、温湿度計３０（１）、３０（２）が設けられている。なお、温湿度計の配置は、この図１の例に限定されず、温湿度計３０（１）、３０（２）の間に、さらに１以上の温湿度計を配置することも可能である。また、トンネルの入口側には、風向風速計２０が設けられている。

噴霧量制御部４０は、温湿度計３０（１）、３０（２）の測定結果に基づいて、噴霧制御弁５１の開度を調整して複数の噴霧ノズル１０によるトンネル内への噴霧量を制御可能となっている。

噴霧量制御部４０は、トンネル内の温度が所定の値（例えば３０℃）を越えたときに、湿度が所定の値（例えば８０％）未満の場合には、ミスト噴霧を開始するため、噴霧制御弁５１に弁開放信号を送信し、また図示しない送水ポンプを起動してミスト配管５０に水を加圧送水させる。

加圧送水された水は、噴霧ノズル１０に達すると、ザウター平均粒径が８０μｍ未満のミストとなって放出される。

放出されたミストは、トンネル内で蒸散し、その際の気化熱によりトンネル内の温度を下げるが、同時にトンネル内の湿度を上げている。湿度が上昇し、例えば８０％以上になると、ミストは蒸散しにくくなり、車のフロントガラスに水滴が付着するなどして、運転者の視程に影響が出る。

噴霧されたミストは風に流され、風下に移動しながら蒸散するので、ミスト噴霧区画では、風下へ行くほど湿度が上がりやすい傾向があるが、本実施の形態のトンネル内では風下側に取り付けられた噴霧ノズル１０は、取り付け間隔が風上側より広く設定され、噴霧されるミストの量が風上より風下の方が少なくなっているため、風下側では風上側で噴霧されて風下へ流された蒸散途中のミストと合流し適正なミストの水量となっている。

このようにして、トンネル内各所の湿度の変位に対して、ミスト噴霧区画全体で、ミストの噴霧量が適正に保たれている。

それでも湿度が所定の値（例えば８０％）を越えた場合には、噴霧制御弁５１の開度を調整して、全体の噴霧量を減らすようにする。

こうすることで、トンネル内で湿度が高くミストが蒸散しにくく、ミスト噴霧に適さない区画（ミスト噴霧区画の一部）と、温度が高く、かつ、湿度が低くミスト噴霧を行いたい区画（ミスト噴霧区画の一部）とが発生する状況を避けることができ、適正にミストを噴霧し、運転者の視程を確保しながら、効果的にトンネル内の温度を下げることができる。

このとき噴霧量制御部４０は、風向風速計２０が測定した風速によって、噴霧制御弁５１の開度を調整して噴霧量を調整してもよい。

また、本実施の形態では、常時は噴霧制御弁５１が閉止しており、ミスト噴霧を開始する際に噴霧制御弁５１を開放する記載となっているが、これに限定せず、常時から噴霧制御弁５１が開放しており、必要に応じて噴霧制御弁５１の開度を調整または閉止するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、風上から風下へ向かうほど、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔を広く設定する構成となっているが、図２のように噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が、風上から順に狭い区間、広い区間と交互に配置してもよい。こうすることで、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が狭い区画と広い区画で１セットとなって、噴霧ヘッドの取り付け間隔が狭い区間で噴霧されて風で運ばれた蒸散途中のミストと、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が広い区画で噴霧されたミストと、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が広い区画内で噴霧されたミストとが合流し適正なミストの水量となって蒸散するので、水滴が走行中の車のフロントガラスに付着するなどの視程に影響を与えることなく、効果的にトンネル内の温度を下げることができる。

また、本実施の形態では、風が一定方向に吹いているトンネルについて記載しているが、これに限定せず、例えば図３のように同一のミスト噴霧区画内に左から右へ噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が狭く設定された区画、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が広く設定された区画の順に設定されているミスト配管５０（１）と、右から左へ噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が狭く設定された区画、噴霧ヘッド１０の取り付け間隔が広く設定された区画の順に設定されているミスト配管５０（２）を備え、風向風速計２０の測定した風向きによって使用するミスト配管を選択するようにしてもよい。このとき、ミスト配管を選択するために各ミスト配管５０（１）、５０（２）の一次側の噴霧制御弁５１（１）、５１（２）のうち、適切なものを開放してもよいし、図示しないポンプをミスト配管５０（１）、５０（２）毎に備え、使用するミスト配管に接続しているポンプを起動するようにしてもよい。

また、この場合には、噴霧量制御部４０が風向風速計２０の測定した風向きおよび風速、温湿度計３０（１）、３０（２）の測定した温度および湿度に基づき噴霧制御弁５１（１）、５１（２）のどちらを開放するか、さらに噴霧制御弁５１（１）、５１（２）の開度を制御して噴霧量を調整するように判断してもよい。このとき、噴霧制御部４０が噴霧制御弁５１（１）、５１（２）の開閉および開度を判断するためのテーブルを持ち、風向き、風速、温度、湿度にそれぞれ複数の閾値を設定して、これらの組合せをそのテーブルに照らし合わせることにより判断するようにしてもよい。

なお、本変形例では、常時は噴霧制御弁５１（１）、５１（２）が閉止しており、ミスト噴霧を開始する際に噴霧制御弁５１（１）、５１（２）のいずれかを開放する記載となっているが、これに限定せず、常時は噴霧制御弁５１（１）、５１（２）が開放しており、必要に応じて噴霧制御弁５１（１）、５１（２）のいずれかを閉止するようにしてもよい。

また、例えば図４のようにミスト噴霧区画内をさらに所定の間隔で複数の区画に分け、その区画毎の噴霧ノズル１０の取り付け間隔が広い区画と狭い区画を交互に設け、ミスト配管５０をループ状にミスト噴霧区画の両端いずれからも水の供給を可能としてもよい。このとき、ミスト噴霧区画の両端のうち、どちらから水を供給するかを選択するために噴霧制御弁５１（１）、５１（２）をミスト噴霧区画の両端にそれぞれ設けるようにする。さらに、区画と区画の間に開閉することで水の供給を停止する停止弁５２（１）、５２（２）を備え、風向きが例えば図４の左から右に吹いているときには、噴霧制御弁５１（１）と停止弁５２（１）を開放し、噴霧制御弁５１（２）と停止弁５２（２）を閉止することで、ミスト噴霧区画内の区画ａおよび区画ｂからミストが噴霧され、風下側の噴霧ノズル１０の取り付け間隔が風上側の噴霧ノズル１０の取り付け間隔よりも広くなり、ミストの供給を風上側より風下側を少なくすることができる。同様に風向きが図４の右から左に吹いているときには、噴霧制御弁５１（１）と停止弁５２（１）を閉止し、噴霧制御弁５１（２）と停止弁５２（２）を開放することで、ミスト噴霧区画内の区画ｂおよび区画ｃからミストが噴霧され、風下側の噴霧ノズル１０の取り付け間隔が風上側の噴霧ノズル１０の取り付け間隔よりも広くなり、ミストの供給を風上側より風下側を少なくすることができる。

こうすることで、図３の場合と比較して噴霧ノズル１０の数量を少なくすることができる。

なお、図４ではミスト配管５０をループ状にして、噴霧制御弁５１（１）、５１（２）を制御することでミスト配管５０へ水を供給する方向を制御しているが、これに限定せず、ミスト配管５０の両端にそれぞれ図示しないポンプを備え、風向きによって起動するポンプを選択してもよい。

また、この場合も、噴霧量制御部４０が風向風速計２０の測定した風向き、温湿度計３０（１）、３０（２）の測定値に基づき噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）のどちらを開放するか、さらに噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）の開度を制御して噴霧量を調整するように判断してもよい。このとき、噴霧制御部４０が噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）の開閉および開度を判断するためのテーブルを持ち、風向き、風速、温度、湿度にそれぞれ複数の閾値を設定して、これらの組合せをそのテーブルに照らし合わせることにより判断するようにしてもよい。

なお、本変形例では、常時は噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）が閉止しており、ミスト噴霧を開始する際に噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）のいずれかを開放する記載となっているが、これに限定せず、常時は噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）が開放しており、必要に応じて噴霧制御弁５１（１）、５１（２）および停止弁５２（１）、５２（２）のいずれかを閉止するようにしてもよい。

また、本実施の形態のトンネル内降温用噴霧システムでは、噴霧制御弁５１の開度によりミストの噴霧量を制御しているが、これに限定せず、例えば送水ポンプに送水量を制御できるポンプを用いて、噴霧量制御部からの指示により送水量を制御してもよい。この場合、噴霧制御弁５１（１）、５１（２）の制御は全開もしくは全閉のみとなる。

１トンネル内降温用噴霧システム、３送風機、１０噴霧ノズル、２０風向風速計、３０温湿度計、４０噴霧量制御部、５０ミスト配管、５１（１）、５１（２）噴霧制御弁、５２（１）、５２（２）停止弁。

Claims

半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、
前記ミスト噴霧区画の風下側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、前記ミスト噴霧区画の風上側に配置される前記噴霧ノズルの取り付け間隔より広く設定される
ことを特徴としたトンネル内降温用噴霧システム。
半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、
前記ミスト噴霧区画の壁面に車路に略平行に敷設され、前記噴霧ノズルを有するミスト配管と、
前記ミスト配管の一次側に取り付けられ、開放して前記ミスト配管への水の供給を制御する噴霧制御弁と、
前記トンネル内の風向きを測定する風向計と、
を備え、
前記ミスト配管が２本備えられ、一方のミスト配管は前記噴霧ノズルの取り付け間隔が基端部側よりも末端部側で広く設定され、
他方のミスト配管は前記噴霧ノズルの取り付け間隔が基端部側よりも末端部側で狭く設定され、
前記風向計の測定結果に応じて、風上よりも風下側で前記噴霧ノズルの取り付け間隔が広く設定されているミスト配管に接続された前記噴霧制御弁を開放することを特徴とするトンネル内降温用噴霧システム。
半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、
前記ミスト噴霧区画の壁面に車路に略平行に敷設され、前記噴霧ノズルを有するミスト配管と、
前記ミスト配管に複数取り付けられ、開放して前記ミスト配管へ水を供給する噴霧制御弁と、
前記トンネル内の風向きを測定する風向計と、
を備え、
前記ミスト配管は、さらに所定の間隔で複数の区画に分けられ、前記区画ごとの前記噴霧ノズルの取り付け間隔が広い区画と狭い区画が交互に設定され、
前記ミスト配管は、両端いずれからも水の供給が可能であり、前記ミスト配管への両端からの水の供給を制御する前記噴霧制御弁と、前記区画と前記区画の境に水の供給を停止する停止弁と、を備え、
前記風向計の測定結果に応じて、風上よりも風下側で前記噴霧ノズルの取り付け間隔が広くなるように、前記噴霧制御弁と前記停止弁を開閉制御することを特徴とするトンネル内降温用噴霧システム。