JP2015121378A - トンネル内降温用噴霧システム - Google Patents

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位置の高さを、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位置の高さよりも高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル内の温度上昇抑制、およびトンネル内を利用する運転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、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）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、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ドライバー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位置の高さが、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位置の高さより高く設定されることを特徴としたものである。

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複数のミスト配管と、前記ミスト配管の一次側に取り付けられ、前記ミスト配管への水の供給を停止または調整する噴霧制御弁と、前記トンネル内の風向きを測定する風向計と、を備え、前記複数のミスト配管は、前記噴霧ノズルの取り付け高さが低い位置に設定される第１の配管と、該第１の配管よりも前記噴霧ノズルの取り付け位置の高さが高い位置に設定される第２の配管とに構成され、前記第１の配管と前記第２の配管とが交互に設置され、前記噴霧量制御部は、ミストを噴霧すると判断したときに、前記風向計の測定した風向きに応じて、風上側から風下側へ、前記第１の配管、前記第２の配管の順で、ミスト噴霧するように前記噴霧制御弁を開閉させ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位置をトンネル内の風下側を高くしたので、風上側で噴霧され落下しながら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同一区画内で上下に分かれて存在し、かつ、上側のミストの方が落下時間を長くとれるので粒径が大きくても運転者の視程を妨げることなく蒸散するので、トンネル内の温度を効果的に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係わ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の変形例に係わ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の変形例に係わるトンネル内降温用噴霧システムの全体図である。

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、風下側の取り付け位置を高く設定している。例えば、風上側の噴霧ノズル１０の取り付け高さが路面より４ｍであるのに対し、風下側の取り付け高さが路面より５ｍ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、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値（例えば３０℃）を越えたときに、湿度が所定値（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、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の取り付け位置が風上側より高いため、風上側で噴霧され落下しながら風によって風下へ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同一区画内で下側と上側に分かれているのでトンネル内の上下方向にまんべんなくミストが存在し、かつ、噴霧直後で粒径の大きなミストの方が上側にあり、落下時間を長くとることができるため、風上側よりも湿度が高くなっている風下側でも全てのミストが運転者の視程を妨げずに蒸散し、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、噴霧量を調整しても良い。

なお、本実施の形態では、風上から風下へ向かうほど、噴霧ヘッドの取り付け位置を高くする構成となっているが、図２のように噴霧ヘッドの取り付け位置が、風上から順に低い区画、高い区画と交互に配置してもよい。この場合も噴霧ヘッドの取り付け位置が低い区画で噴霧されて落下しながら風で運ばれた蒸散途中のミストと、噴霧ヘッドの取り付け位置が高い区画で噴霧されたミストが、噴霧ヘッドの取り付け高さが高い区画内で上下に分かれて存在し、かつ、上側のミストの方が落下時間を長くとれるので、噴霧ヘッドの取り付け位置が低い区画と、噴霧ヘッドの取り付け位置が高い区画で１組のミスト噴霧区画と考えることができ、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。

図１におけるミスト噴霧区画の長手方向の距離が長くなった場合には、図２のように噴霧ヘッドの取り付け位置が、風上から順に低い区画、高い区画と交互に配置することにより、ミスト噴霧区画全体にまんべんなくミストを噴霧することができる。

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、図３のように噴霧ノズルの取り付け高さが低い第１の配管と、噴霧ノズルの取り付け高さが高い第２の配管を交互に配置し、それぞれのミスト配管ごとに噴霧制御弁５１を設け、風向風速計２０の測定した風向きによって、風上から噴霧ノズルの取り付け高さが低い区画、高い区画の順（第１のミスト配管、第２のミスト配管の順）になるように噴霧制御してもよい。

例えば、風が図３の左から右に吹いている場合には、噴霧量制御部４０が噴霧制御弁５１（１）、５１（２）、５１（３）、５１（４）の全てを開放する。また、例えば、風が図３の右から左に吹いている場合には、噴霧量制御部４０が噴霧制御弁５１（２）、５１（３）のみ開放し、噴霧制御弁５１（１）、５１（４）を閉止する。

また、このとき、噴霧量制御部４０が温湿度計３０の計測した温度、湿度、および風向風速計が測定した風向き、風速に対し、それぞれ複数の閾値を記憶し、その組合せにより噴霧制御弁５１（１）、５１（２）、５１（３）、５１（４）の開閉および開度を制御するようにしてもよい。このように制御することで、例えば風が図３の左から右に吹いている場合には、噴霧制御弁５１（１）、５１（２）、５１（３）、５１（４）の開度を半分とし、右から左に吹いている場合には、噴霧制御弁５１（１）、５１（４）を閉止するので、ミストを噴霧する噴霧ノズルの数量が少なくなる分、噴霧制御弁５１（２）、５１（３）を全開とし、１個の噴霧ノズルから噴霧する水量を多く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）、５１（３）、５１（４）の制御は全開もしくは全閉のみとなる。

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 噴霧制御弁。

Claims (3)

1. 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ドライバー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位置の高さが、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位置の高さより高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。
   
2. 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複数のミスト配管と、
   前記ミスト配管の一次側に取り付けられ、前記ミスト配管への水の供給を停止または調整する噴霧制御弁と、
   前記トンネル内の風向きを測定する風向計と、
   を備え、
   前記複数のミスト配管は、前記噴霧ノズルの取り付け高さが低い位置に設定される第１の配管と、該第１の配管よりも前記噴霧ノズルの取り付け位置の高さが高い位置に設定される第２の配管とに構成され、前記第１の配管と前記第２の配管とが交互に設置され、
   前記噴霧量制御部は、ミストを噴霧すると判断したときに、前記風向計の測定した風向きに応じて、風上側から風下側へ、前記第１の配管、前記第２の配管の順で、ミスト噴霧するように前記噴霧制御弁を開閉させることを特徴としたトンネル内降温用噴霧システム。
   
3. 前記トンネル内の温度を測定する温度計と、
   前記トンネル内の湿度を測定する湿度計と、
   前記温度計と前記湿度計の測定値に基づきミスト噴霧の可否を判断し、前記噴霧制御弁を開閉制御する噴霧量制御部と、
   を備え、
   前記噴霧量制御部は、ミストを噴霧すると判断した際に、前記風向計の測定した風向きに応じて風上側から風下側へ、前記第１の配管、前記第２の配管の順で、ミスト噴霧するように前記噴霧制御弁を開閉させることを特徴とした請求項２に記載のトンネル内降温用噴霧システム。