JP2018009449A - トンネル内降温用噴霧システム - Google Patents
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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。
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。
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、
前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、風上側から狭い区画、広い区画の順にトンネルの長手方向に交互に配置されることを特徴としたものである。
前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、風上側から狭い区画、広い区画の順にトンネルの長手方向に交互に配置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。
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 (3)
- 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、
前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、風上側から狭い区画、広い区画の順にトンネルの長手方向に交互に配置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から狭い区画、広い区画の順に交互に配置され、
他方のミスト配管は前記噴霧ノズルの取り付け間隔が末端部側から狭い区画、広い区画の順に交互に配置され、
前記風向計の測定結果に応じて、前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、風上側から狭い区画、広い区画の順に配置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、前記噴霧ノズルの取り付け間隔が、風上側から狭い区画、広い区画の順に配置されるように、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。
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