JP3671353B2 - 換気装置と換気方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にトンネル工事におけるトンネル坑内での換気に好適な換気装置と換気方法に関し、特に切羽先端への伸長や発破時の退避に簡素な構成で迅速に対処できる換気装置と換気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル工事等では、切羽における発破やトンネル坑内での吹き付けにおける大量の粉塵に対処するために、所定の換気設備を整えている。これら換気設備の例としては、図５に示す特開２００１−３２３８００号公報に記載のように、風管２０をトンネルＴの天井から懸垂してその内部に伸縮可能な伸縮風管２１を挿入すると共に、風管２０における後部の吸出口２２を台車２３に搭載した送風機２４に接続している。
【０００３】
そして、伸縮風管２１の先端をトンネル掘削切羽Ｃに開口して掘進に合わせながら伸張させて換気を行っているが、伸縮風管２１が所定距離まで伸張した後には、送風機２４と吸出口２２の接続を解いて、風管２０と送風機２４をそれぞれ前進させた後に、再び送風機２４と吸出口２２を接続する。さらに、送風機２４の後方には後続風管２５を継ぎ足している。
【０００４】
又、発破時には、伸縮風管２１を風管２０内に後退させて蓋をすることで安全性を図っており、坑内に発生する粉塵の拡散を掘進に追従させながら防止している。
【０００５】
さらに、他の例としては、図６に見られる特開２０００−７３７００号公報に記載のような換気装置も提案されている。本換気装置は、トンネルの延長方向に一対の車輪３０−１等で自走する本体架台３０と、本体架台３０に搭載されながら空気を互いに逆向きに吸い込んでいる二つの吸込口３１、３１及び吸込口３１、３１の周囲を坑口側と切羽側とに仕切る仕切壁３２で構成されている。
【０００６】
吸込口３１、３１は、連続する各風管１１を通じて排気又は送気しており、仕切壁３２は、遠隔操作式ジャッキ３３等の伸縮手段によって自己を上下に伸縮させることで仕切壁の組みばらし作業を回避している。これによって、本体架台はその走行及び仕切壁の仕切り性能を共に確保している。
【０００７】
しかしながら、いずれの換気装置も伸縮する風管を配置するための懸垂機構や後続風管の設置もしくは本体架台を自走させるためのレールの設置や連続する風管の設置を必要としており、同時に発破時への対応も蓋の使用と仕切り壁の操作等を必須にしていることで、機構の大規模化と操作の煩雑さを残すという問題点を解決できない状況にあることから、その改善が嘱望されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の状況に鑑みて問題点を解決するために提案するものであり、全体構造を簡素にすると共に操作性を良好にすることで、例えばトンネル坑内における切羽先端への伸長や発破時の退避に迅速に対処できる換気装置と換気方法を提供している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による換気装置は、基本的に、移動可能な台車と台車に搭載され一端に排気ファンを装備して成る伸縮自在な風管から構成されており、具体的には、伸縮自在な風管を、形状が順次に縮小している多段管を組み合わせて伸縮装置によって伸縮するようにし、排気ファンを装備している風管端部の反対端に排気ファンの端部形状に対応するラッパ管を備えて構成することを特徴としている。
【００１０】
これによって、本発明による換気装置は、主にトンネル工事におけるトンネル坑内での切羽や吹き付けにおける大量の粉塵に対処するための全体構造を簡素にしながら、切羽先端への伸長や発破時の退避に迅速に対処することで、製造及び施工コストの削減と施工工期の短縮を図っている。
【００１１】
本発明による換気方法は、上記の換気装置を連結状に配列しながら排気しており、主にトンネル工事のトンネル坑内における懸垂機構や後続風管の設置もしくは自走させるためのレールの設置を不要にしながら操作を容易にして施工コストの削減を図っている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による換気装置は、移動可能な台車と台車に搭載され一端に排気ファンを装備して成る伸縮自在な風管から構成し、伸縮自在な風管は、形状が順次に縮小している多段管を組み合わせて伸縮装置によって伸縮するようにされ、排気ファンを装備している風管端部の反対端に排気ファンの端部形状に対応するラッパ管を備えている。
以下に、本発明による換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態における換気装置の側面図である。換気装置１は、台車2とその上に搭載されている風管３とから構成されている。台車2は、車輪やキャタビラ等の駆動体４を備えることで自在に移動できるものであり、風管３は、伸縮自在に構成されることで、風管の吸込口をトンネル坑内における切羽先端や吹付け部の近傍に容易に近づけることが出来るので、発生する大量の粉塵にも十分に対処することが可能になり作業環境を容易に改善している。
【００１４】
風管３は、本体部５を形状が順次に縮小されている多段管５−１〜５−３を互いに遊嵌させることで伸縮自在に構成されている。又、台車2に搭載される側の多段管５−１の端部６には、粉塵を排気するための軸流ファン（排気ファン）７を装備しており、反対側に位置する多段管５−３の先端８には、粉塵の吸込口を形成するラッパ管９が設けられている。
【００１５】
尚、本実施の形態では、風管３の形状をクレーンにおけるブームと同様な角形にしているが、この他に円形形状を採用することも当然に可能である。
【００１６】
本発明による換気装置は、以上のように構成されているので、換気装置をトンネル坑内における切羽先端や吹付け部の近傍に近づけて設置することが出来ると同時に、風管を伸長させることで発生する大量の粉塵にも十分に対処することができるものであり、発破時等のように換気装置を切羽先端から退去させる際にも風管を容易に縮小できると同時に、換気装置を安全な位置まで迅速に後退させることが出来るものである。
【００１７】
図２は、風管の細部について伸縮装置を主体に説明するための部分断面図である。
【００１８】
風管３は、本体部５の端部６に軸流ファン７を装備しながら反対側の先端８にはラッパ管９を設けることで構成されており、本体部５は互いに遊嵌させた多段管５−１〜５−３から構成し、これの相互移動によって伸縮させている。
【００１９】
風管３の多段管５−１〜５−３を移動させる機構は、各種の方式が採用可能であり、本実施の形態では油圧方式の伸縮装置１０を採用している。
【００２０】
伸縮装置１０は、図２のＡ−Ａ断面に示すように２本の油圧シリンダ１１、１１’を一体に結合させながら、多段管５−２に固定することでピストン１２、１２’をその前後に伸縮させて稼働できるように構成しており、Ｂ−Ｂ断面に示すように油圧シリンダ１１を多段管５−２に固定すると共に、ピストン１２をＣ−Ｃ断面に示すように多段管５−１に結合させながら、ピストン１２’を多段管５−３に結合させて、これを適宜に作動させることで多段管５−１〜５−３を相互に移動させることで本体部５を伸縮させている。
【００２１】
又、図３は風管３の伸縮装置における他の実施の形態であり、伸縮装置は油圧シリンダとワイヤロープとを組み合わせた形態で構成されている。
【００２２】
伸縮装置１３は、２本の油圧シリンダ１４、１４’に加えて、伸長用と縮小用のワイヤロープ１５、１６とシーブ１７、１８とから構成されている。伸長用のワイヤロープ１５は、多段管５−２の端部１９に固定されており、多段管５−３に設けられたシーブ１７に掛けられた後に多段管５−４の端部１９’に固着されている。一方、縮小用のワイヤロープ１６は、多段管５−４の端部１９’に固定されており、油圧シリンダ１４’の側面に設けられたシーブ１８に掛けられた後に油圧シリンダ１４の後端１９”に固着されている。
【００２３】
伸縮装置１３の作動は、伸長時において、多段管５−２が油圧シリンダ１４の稼働で伸びると同時に、油圧シリンダ１４’の稼働で多段管５−３が伸びてこれに設けられているシーブ１７に掛けられたワイヤロープ１５を引張ることによって、多段管５−４を引き出して最長状態に伸長するものであり、又、縮小時にあっては、油圧シリンダ１４’の稼働で多段管５−３を引き込むと同時に、これに設けられているシーブ１８に掛けられたワイヤロープ１６を引張ることによって多段管５−４を引き込み、さらに油圧シリンダ１４の稼働で多段管５−２を引き込んで最小状態に縮小している。
【００２４】
以上のように構成されることで、本発明による換気装置は、トンネル坑内での切羽や吹き付けにおける大量の粉塵に対処するための全体構造を簡素に構成すると共に、装置の移動と風管の伸縮とを容易にすることで切羽先端への伸長や発破時の退避に迅速に対処することを可能にしており、製造及び施工コストの削減と施工工期の短縮を図っている。
【００２５】
次ぎに、本発明による換気方法について説明する。
本発明による換気方法は、トンネル坑内で好適に用いられ、上記の換気装置を連結状に配列しながら排気するものであり、坑内における懸垂機構や後続風管の設置もしくは自走させるためのレールの設置を不要にしながら操作を容易にすることで施工コストの削減を図っている。
【００２６】
図４は、本発明による換気方法をトンネル工事のトンネル坑内に適用した実施の形態を示すものであり、図１と同様に換気装置１の風管を切羽先端の近傍に迄近づけており、大量の粉塵が発生しても十分に対処することを可能にして作業環境を適切に改善している。
【００２７】
風管３の先端８に設けられたラッパ管９から吸い込まれた粉塵は、本体部５を通って端部６に装備された軸流ファン７から後方に放出されており、直ちに後続させて配置される換気装置１のラッパ管９へと連結して導かれ、複数が連結された換気装置の最後部は、トンネル坑内の壁面等に固定して設けられながら坑口に至る風管に連結されている。
【００２８】
本実施の形態では、以上のように換気装置１を連結状態に配列させることで、従来のように坑内に設ける懸垂機構や後続風管の設置もしくは自走させるためのレールの設置を不要にしながら、粉塵を坑口側に確実に移送させることを可能にしている。
【００２９】
又、換気装置１を連結状態に配列させる場合も、上図のように換気装置１のみを連続的に並べることの他に、換気装置１の軸流ファン７と後続する換気装置１のラッパ管９との間に、坑内に任意の状態で支持された適宜の風管を配置することで、換気装置１の使用台数を削減させることも可能である。
【００３０】
以上、本発明による換気装置と換気方法を、上記実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、風管、伸縮装置及び駆動体等の具体的な構造や材質に関して、発明の主旨を逸脱しない範囲において各種の変更が可能であることは当然のことである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による換気装置は、基本的に、移動可能な台車と台車に搭載され一端に排気ファンを装備して成る伸縮自在な風管から構成されており、具体的には、伸縮自在な風管を、形状が順次に縮小している多段管を組み合わせ伸縮装置によって伸縮するようにし、排気ファンを装備している風管端部の反対端に排気ファンの端部形状に対応するラッパ管を備えて構成することを特徴としているので、主にトンネル工事におけるトンネル坑内での切羽や吹き付けにおける大量の粉塵に対処するための全体構造を簡素にしながら、切羽先端への伸長や発破時の退避に迅速に対処することによって、製造及び施工コストの削減と施工工期の短縮を図れるて効果を奏している。
【００３２】
又、本発明による換気方法は、上記の換気装置を連結状に配列しながら排気しており、主にトンネル工事のトンネル坑内における懸垂機構や後続風管の設置もしくは自走させるためのレールの設置を不要にしながら操作を容易にして施工コストの削減を図れる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明による換気装置の側面図
【 図２】本発明による換気装置における風管の実施の形態を示す部分断面図
【 図３】本発明による換気装置における風管の他の実施形態を示す部分断面図
【 図４】本発明による換気方法の実施の形態図
【 図５】従来の隧道用換気設備
【 図６】従来の他の隧道用換気設備
【符号の説明】
１ 換気装置、 ２ 台車、 ３ 風管、 ４ 駆動体、 ５ 本体部、
５−１〜５−３ 多段管、 ６ 端部、 ７ 軸流ファン（排気ファン）、
８ 先端、 ９ ラッパ管、 １０、１３ 伸縮装置、
１１、１１’、１４、１４’ 油圧シリンダ、 １２、１２’ ピストン、
１５、１６ ワイヤロープ、 １７、１８ シーブ、 １９、１９’ 端部、
１９” 後端、 ２０ 風管、 ２１ 伸縮風管、 ２２ 吸出口、
２３ 台車、 ２４ 送風機、 ２５ 後続風管、 Ｔ トンネル、
Ｃ トンネル掘削切羽、 ３０ 本体架台、 ３０−１ 車輪、
３１ 吸込口、 ３２ 仕切壁、 ３３ 遠隔操作式ジャッキ、

Claims (3)

1. 移動可能な台車と該台車に搭載され一端に排気ファンを装備して成る伸縮自在な風管から構成され、かつ伸縮自在な風管が、形状を順次に縮小させている多段管を組み合わせて伸縮装置によって伸縮されることを特徴とする換気装置。
2. 伸縮自在な風管が、排気ファンを装備している風管端部の反対端に排気ファンの端部形状に対応するラッパ管を備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
3. 請求項１または２に記載の換気装置を連結状に配列しながら排気する換気方法。

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