JP4204409B2 - トンネル内の換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばトンネル内に生じる粉塵や硫化水素、二酸化硫黄などの有毒物質（ガス）（以下、これらをまとめて「塵埃」ということがある）を排出し、特に、トンネル内における粉塵濃度を低減するためのトンネル内の換気装置に関する。

大規模な地下構造物の構築工事や山岳トンネルの掘削工事などを行う際には、掘削作業に伴い大量の粉塵が生じる。このような粉塵がトンネル内に残存していると、塵肺など作業者の健康を害する恐れがあるので、特に、切羽面近傍の作業領域（以下「切羽作業領域」という）における粉塵をトンネルの外部に排出するための換気装置が知られている。このような換気方法として、たとえば特開平１０−２５２４００号公報に開示されたものがある。この換気方法は、風管を介して切羽近傍に外部の空気を強制導入するとともに、切羽近傍の粉塵等を集塵機で捕集する。この際に、外部空気の導入量よりも集塵機による排気量を大きくし、集塵機の排気側に風管を接続して切羽側の粉塵等を送るというものである。この集塵機によって粉塵等は捕捉されて空気は浄化され、浄化された空気が切羽側に流れることによって坑道内における集塵機の吸気口近傍にエアカーテンの領域が形成される。このエアカーテンの作用により、粉塵等がトンネルの坑口側に流れるのが防止され、集塵機に確実に捕集されるというものである。
特開平１０−２５２４００号公報

上記特許文献１に開示された換気装置では、集塵機から排出される空気が切羽側に流れることによって、集塵機の吸気口近傍にエアカーテンが形成される。ところが、集塵機から排出される空気が切羽側に流れてこのようなエアカーテンを形成するには、非常に大型の集塵機が必要となる。

仮に、外部空気の導入量に対する集塵機による排気量がわずかに大きい程度である場合には、エアカーテンは形成されるものの、そのエアカーテンは、集塵機の排出口の近傍に形成されてしまい、その分坑口に近い位置にまで粉塵等が移動してしまい、集塵機による集塵作用を低下させてしまうものであった。したがって、集塵機の吸気口近傍でエアカーテンを形成するためには、非常に大型の集塵機を用いなければならないという問題があった。

そこで、本発明の課題は、非常に大型の集塵機を用いることなく、トンネルの坑道内における集塵機の吸気口近傍にエアカーテンを形成し、もって集塵効果の優れるトンネル内の換気装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係るトンネル内の換気装置は、トンネルの内部を換気するトンネル内の換気装置において、トンネルの切羽面に向けて空気を吹き出す吹出口が形成された送気風管、およびトンネル内のうちの切羽作業領域の空気を吸引し、この空気に含まれる塵埃を除去して排出する排気風管を備える集塵装置を有し、送気風管には、内部を通過する空気を分流させる分岐路が形成されており、切羽側に向けて空気を吹き出す主吹出口と、トンネル内のうちの切羽作業領域内における切羽面を避けた位置に、分流された空気を吹き出す分岐吹出口とが形成されており、排気風管における吸気口が、送気風管における分岐吹出口よりもトンネルの切羽面側に配置されており、分岐吹出口から吹き出す空気の風向を調整する風向調整手段が設けられているものである。

本発明に係るトンネル内の換気装置においては、送気風管に、分岐路が形成されており、主吹出口と分岐吹出口とがそれぞれ接続されている。主吹出口からは、切羽側に向けて空気が吹き出され、分岐吹出口からは切羽作業領域における切羽面を避けた位置、たとえばトンネルの半径方向に向けて空気が吹き出されている。ここで、集塵装置における排気風管の吸気口が送気風管の分岐吹出口よりも切羽側に配置されているため、分岐吹出口から吹き出される空気により、エアカーテンが形成される。このエアカーテンの作用により、集塵装置から排出される空気のみで特別な設備を必要とすることはなく、通常方式より小さな集塵装置を用いた場合であっても、エアカーテンを排気風管の吸気口近傍に形成することができる。したがって、非常に大型の集塵装置を用いることなく、トンネルの坑道内における集塵装置の吸気口近傍にエアカーテンを形成することができ、もって集塵効果を高めることができる。

また、このような風向調整手段が設けられていることにより、たとえば作業によって塵埃の発生する量が異なる場合などにエアカーテンを形成する場所を容易に調整することができる。

また、送気風管における主吹出口および分岐吹出口の開口面積を調整する開口面積調整手段が設けられている態様とするのが好適である。

トンネル内の換気を行う際には、塵埃の量やトンネルの断面積等により、供給する空気の量を調整することが望まれる。この点、本発明に係るトンネル内の換気装置では、吹出口の開口面積を調整することができるので、空気の吹出量を容易に調整することができる。

また、上記課題を解決した本発明に係るトンネル内の換気装置は、トンネルの内部を換気するトンネル内の換気装置において、トンネルの切羽面に向けて空気を吹き出す吹出口が形成された送気風管、およびトンネル内のうちの切羽作業領域の空気を吸引し、この空気に含まれる塵埃を除去して排出する排気風管を備える集塵装置を有し、送気風管には、内部を通過する空気を分流させる分岐路が形成されており、切羽側に向けて空気を吹き出す主吹出口と、トンネル内のうちの切羽作業領域内における切羽面を避けた位置に、分流された空気を吹き出す分岐吹出口とが形成されており、排気風管における吸気口が、送気風管における分岐吹出口よりもトンネルの切羽面側に配置され、分岐吹出口は、分岐路の側面が切り欠かれて形成された開口部からなり、分岐吹出口の開口面積を調整する開口面積調整手段が、開口部を覆うシャッターからなるものである。

このように、分岐吹出口が切り欠かれて形成された開口部からなることにより、分岐路の側方に分岐吹出口が突出することがなくなり、作業機械などによる作業の邪魔にならないようにすることができる。また、このようなシャッターからなることにより、開口面積調整手段を容易に形成することができる。

ここで、排気風管が、トンネルの坑道方向に沿って伸縮可能とされた伸縮風管である態様とするのが好適である。

このように、排気風管が伸縮風管であることにより、トンネルの掘削作業として行われる発破作業の際に、排気風管を坑口側に容易に退避させることができる。したがって、トンネルの掘削作業の妨げとならないトンネル内の換気装置とすることができる。

さらに、分岐路が、複数の分岐吹出口を備える態様とするのが好適である。分岐路が複数の分岐吹出口を有することにより、広範囲に亘る分岐流の吹出が可能となり、その結果として、エアカーテンを確実に形成することができる。
また、複数の分岐吹出口が、送気風管の長手方向に沿って配置されている態様とすることもできる。

以上のとおり、本発明によれば、非常に大型の集塵機を用いることなく、トンネルの坑道内における集塵機の吸気口近傍にエアカーテンを形成し、もって集塵効果の優れるトンネル内の換気装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一の作用を有する部材について同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネルの平断面図、図２はその側断面図、図３はその切羽側から見た正断面図である。図１〜図３に示すように、本実施形態に係るトンネル内の換気装置１は、トンネル２内に設けられた、いわゆる送気式のものであり、送気風管１０および集塵装置２０を有している。この送気風管１０は、図３に示すように、トンネル２の切羽面３側から見て、中央の最上部やや左側方に寄せた、わずかに低い位置に水平に設けられている。

送気風管１０は、送気風管本体１１と分岐風管１２とを有している。送気風管本体１１は、ビニール製であり、トンネル２における坑口４の外側から切羽作業領域５まで延在しており、清浄な空気を切羽作業領域５に対して送気する通風路を形成している。この切羽作業領域５は、切羽面３の近傍において作業が行われる領域であり、その長さＬは作業の種類により若干相違するが、たとえば切羽面３から３０〜１００ｍの範囲に設定される。また、送気風管本体１１は、ある程度の長さ、たとえば１０ｍ程度の長さを有するビニール製の筒体をつなげて形成されており、この筒体を順次つなげていくことにより、送気風管本体１１を延長することができる。

送気風管本体１１における切羽面３側の端部には、ビニール製の分岐風管１２が取り付けられている。分岐風管１２は、図４にも示すように、主吹出口１３と、互いに並設された４本の分岐吹出口１４〜１７を備えており、分岐風管１２の側方中央部に形成された分岐路によって分流された空気がそれぞれの吹出口１３〜１７に送気される。このうちの主吹出口１３はトンネル２の切羽面３方向に向けて配置されており、分岐吹出口１４〜１７は、トンネル２の半径方向斜め下側に向けて配置されている。したがって、主吹出口１３から吹き出される空気は切羽面３に直接向かう。

また、分岐吹出口１４〜１７からそれぞれ吹き出される空気は、切羽作業領域５内であって、切羽面３を避けた方向であり、それらが吹き出された位置におけるトンネル２の半径方向下側に向かう。この分岐吹出口１４〜１７から吹き出される空気は、吹き出された直後は、切羽面３に沿った方向、すなわち切羽面３に平行する方向に流動する。分岐吹出口１４〜１７が向いている方向は、トンネル２内における送気風管１０が寄せられている位置の反対側とされているので、分岐吹出口１４〜１７から吹き出された空気はトンネル２における断面方向の全域にわたりやすくなっている。さらに、主吹出口１３の開口部と、４本の分岐吹出口１４〜１７における最も切羽面３側の第一分岐吹出口１４との距離は、１０ｍ以内、たとえば５ｍ、３ｍなどとするのが望ましい。ただし、１０ｍを超える位置に配置することもできる。

主吹出口１３の開口部には、リング状の保形部材が設けられており、開口部先端の形状を円形に維持している。同様に、４本の分岐吹出口１４〜１７にもそれぞれリング状の保形部材が設けられ、それぞれ開口部先端の形状を円形に維持している。また、各吹出口１３〜１７のそれぞれの長手方向中間位置には、それらの開口面積を調整する開口面積調整手段１３Ａ〜１７Ａが形成されている。開口面積調整手段１３Ａ〜１７Ａは、いずれもそれぞれに対応する吹出口１３〜１７の周方向に延在して設けられた通孔に通された紐状部材からなる。この紐状部材を締めることにより、吹出口１３〜１７の開口面積が狭くなり、逆に、この紐状部材を緩めることにより、吹出口１３〜１７の開口面積が広くなる。

また、送気風管１０における送気風管本体１１の他端側には、トンネル２の外側に配置された送風機１８が接続されている。送風機１８は、トンネル２の外部における清浄な空気を送気風管１０に供給している。

一方、集塵装置２０は、集塵機２１および排気風管２２を備えている。集塵機２１は、自走式のものであり、走行部２１Ａを有している。この走行部２１Ａの上に、粉塵などを含む空気から粉塵を除去する機能を有する、たとえばバグフィルタを備えた乾式のもの、あるいは電気式のものなど、適宜公知の集塵機本体２１Ｂが設けられている。集塵機２１の坑口４側には、粉塵を除去した後の空気を排出する排出口２１Ｃが形成されており、集塵機２１の切羽面３側には、排気風管２２の坑口側の端部が接続されている。排気風管２２は、可とう性を有する伸縮可能なビニール製の伸縮風管からなり、トンネル２の天井部に取り付けられたレール部２３に吊持されている。この排気風管２２の先端部には、図示しない電動モータなどの駆動手段が設けられており、この電動モータなどの駆動手段が作動して排気風管２２の先端部がレール部２３に沿って移動することにより、排気風管２２がトンネル２の坑道方向に伸縮する構成となっている。また、排気風管２２には、図示しないリング状の保形部材が設けられており、集塵機２１の吸気力によって排気風管２２が潰れて閉塞する事態を防止している。

排気風管２２の切羽面３側の端部には、空気を吸気する吸気口２４が形成されており、換気作業を行っている間、吸気口２４は、送気風管１０における分岐吹出口１４〜１７よりも切羽面３側に位置している。集塵機２１は、切羽作業領域５における塵埃を含む空気を、排気風管２２を介して吸引し、空気に含まれる粉塵を除去する。塵埃を除去されて浄化された空気は、排出口２１Ｃから排出される。なお、集塵装置２０には、硫化水素や二酸化硫黄などの有毒物質（ガス）を除去する機器も含めることができる。

他方、トンネル２における切羽面３には自由断面掘削機Ｍが配置され、切羽面３の掘削作業を行っている。

以上の構成を有する本実施形態に係るトンネル内の換気装置の作用について説明する。

トンネル２における切羽作業領域５においては、図１および図２に示すような自由断面掘削機Ｍによる掘削作業のほか、発破作業、ずり出し作業、コンクリート吹付け作業などの切羽作業が行われる。トンネル２の換気装置１は、この切羽作業を行う際に生じる塵埃を除去して、トンネル２内、特に、切羽作業領域５における粉塵濃度の低減を図るものである。トンネル２内の換気を行う際には、送風機１８を駆動して、送気風管１０内に外気などの清浄な空気を供給する。

送気風管１０内に供給された清浄な空気は、送気風管本体１１内を通過して分岐風管１２に到達する。分岐風管１２においては、その分岐路で空気の流れが分岐され、主吹出口１３および分岐吹出口１４〜１７のそれぞれから清浄な空気が吹き出される。各吹出口１３〜１７のそれぞれから吹き出される空気の量は、各吹出口１３〜１７にそれぞれ設けられた開口面積調整手段１３Ａ〜１７Ａとして設けられた紐状部材を緩めたり締めたりすることによって調整される。

一方、集塵装置２０では、集塵機２１を駆動することにより、排気風管２２を介して切羽作業領域５における塵埃を含む空気を吸気している。集塵装置２０によって吸引された空気は、排気風管２２を通過して集塵機２１に到達する。集塵機２１では、空気に含まれる粉塵を捕捉して除去し、清浄となった空気を坑口４側の排出口２１Ｃから排出する。

ここで、トンネル２内の空気および粉塵の流れについて説明する。図５に示すように、送風機１８から供給された清浄な空気ＣＡは、分岐風管１２の分岐路で分流され、主吹出口１３から切羽面３に対して直接吹き出される。切羽面３に直接吹き出された清浄な吹出空気ＣＡは、切羽作業によって発生する粉塵などを吸収し、粉塵などを含む汚染空気ＦＡとなる。この粉塵などを含む汚染空気ＦＡは、切羽面３に跳ね返されてトンネル２の坑口４側に流れようとする。

これに対して、集塵装置２０では、集塵機２１を駆動することにより、送風機１８による送気量よりも多い吸気量をもって排気風管２２を介して切羽作業領域５における汚染空気ＦＡを吸気している。しかし、単に集塵装置２０の吸気力によって汚染空気ＦＡを吸気しようとするのみでは、切羽作業領域５における汚染空気ＦＡは、排気風管２２を通ることなく、坑口４側へと移動しようとする。その結果、切羽作業領域５における汚染空気ＦＡを完全に吸気するためには、非常に大きな吸気力を必要とする。これに対して、本実施形態に係る換気装置１では、分岐風管１２における分岐吹出口１４〜１７からも清浄な空気ＣＡが吹き出されている。分岐吹出口１４〜１７から吹き出された空気ＣＡは、切羽作業領域５の近傍であって、切羽面３よりも坑口４側の位置に排出される。また、切羽作業領域５において吸気を行っている集塵装置２０における排気風管２２の吸気口２４は、分岐吹出口１４〜１７よりも切羽面３側に配置されている。このため、分岐吹出口１４〜１７から吹き出された空気ＣＡがエアカーテンＡＣを形成する。このエアカーテンＡＣにより、非常に大きな吸気力を必要とすることなく、切羽面３に跳ね返されてトンネル２の坑口４側に流れようとする汚染空気ＦＡの流通が阻止される。

また、切羽作業領域５には、集塵装置２０における排気風管２２の吸気口２４が配置されている。エアカーテンＡＣにより、坑口４側への移動が阻止された汚染空気ＦＡは、排気風管２２に吸気される。排気風管２２に吸気された汚染空気ＦＡは、排気風管２２を通過して集塵機２１に搬送される。集塵機２１では、汚染空気ＦＡに含まれる粉塵などを除去し、清浄な空気ＣＡとした後、排出口２１Ｃから排出される。このとき、集塵装置２０による吸気量は、送風機１８による送気量よりも多く設定されている。このため、切羽作業領域５の近傍では負圧が発生していることになるので、集塵装置２０の排出口２１Ｃから排出された空気ＣＡは、切羽面３側へと移動する。この排出口２１Ｃから排出された空気ＣＡの移動により、エアカーテンＡＣをより確実に形成することができるので、切羽作業領域５における汚染空気ＦＡが、集塵装置２０を通ることなくトンネル２の坑口４側へ移動することを好適に防止することができる。また、このように、排出口２１Ｃから排出される空気ＣＡが切羽面３側に流れることにより、集塵装置２０として、非常に大型のものを用いることなく、吸気口２４の近傍にエアカーテンＡＣを形成し、優れた集塵効果を発揮させることができる。

具体的に、たとえば送風機１８で１２００ｍ³／ｍｉｎの空気を供給したとする。仮に、分岐風管１２を形成することなく、切羽作業領域５の粉塵などを含む空気を好適に吸気しようとした際には、集塵装置２０の吸気力をおよそ２３００ｍ³／ｍｉｎとする必要があった。これに対して、本実施形態に係る換気装置１のように、送気風管１０に分岐風管１２を用いた場合には、集塵装置２０の吸気力をおよそ１５００ｍ³／ｍｉｎとすることにより、切羽作業領域５における粉塵などを含む空気を好適に除去することができた。この結果からも、本実施形態のように分岐風管１２を設けることにより、通常方式より小さな集塵機を用いながら、集塵効果の優れたものとすることができることがわかる。

また、本実施形態に係る換気装置１では、排気風管２２として伸縮性のある伸縮風管を用いている。このため、たとえば切羽面３に発破を行う発破作業時には、排気風管２２をトンネル２の坑道方向に収縮させておくことにより、発破作業による排気風管２２の破損を防止することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るトンネル内の換気装置の平断面図、同図（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るトンネル内の換気装置の平断面図である。

図６（ａ）に示すように、第２の実施形態に係るトンネル内の換気装置４０は、構成要素としては、上記第１の実施形態に係る換気装置１と同一であり、送風機１８による送気量が異なるのみである。本実施形態に係る換気装置４０では、送風機１８の送気量は、集塵機２１の吸気量よりも多く設定されている。なお、分岐風管１２は簡略のため第一分岐吹出口１４のみを示している。

かかる構成を有する本実施形態に係るトンネル内の換気装置４０では、送風機１８から送気する空気の量を集塵機２１の吸気量よりも多く設定している。このときの空気の流れは、図６（ａ）に示すように、主吹出口１３から吹き出される清浄な空気ＣＡは、切羽面３に対して直接吹き出される。切羽面３に直接吹き出された清浄な吹出空気ＣＡは、切羽作業によって発生する粉塵などを吸収し、粉塵などを含む汚染空気ＦＡとなる。この汚染空気ＦＡは、切羽面３に跳ね返されてトンネル２の坑口４側に流れようとする。

これに対して、上記第１の実施形態と同様、集塵機２０により、切羽作業領域５における汚染空気ＦＡを吸気している。一方、送風機１８から供給される清浄な空気ＣＡは、分岐風管１２における分岐路により分流させられ、主吹出口１３のほかに、分岐吹出口１４からも吹き出される。ここで、本実施形態では、送風機１８による送気量が集塵機２１による吸気量よりも多くされている。このため、第一分岐吹出口１４から吹き出す清浄な空気ＣＡは、その一部が切羽面３側に流れ、残りの一部が坑口４側に流れる。送風機１８の送気量と集塵機２１の吸気量との具体的な関係としては、たとえば送風機１８の送気量を１８００ｍ³／ｍｉｎ、集塵機２１の吸気量を１５００ｍ³／ｍｉｎとすることができる。

この切羽面３側に流れる清浄な空気ＣＡにより、エアカーテンＡＣが形成され、このエアカーテンＡＣにより、切羽面３に跳ね返されてトンネル２の坑口４側に流れようとする汚染空気ＦＡの流通が阻止される。このように、分岐吹出口１４から排出される空気ＣＡが切羽面３側および坑口４側に流れることにより、集塵装置２０として、非常に大型のものを用いることなく、吸気口２４の近傍にエアカーテンＡＣを形成し、優れた集塵効果を発揮させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係るトンネル内の換気装置５０は、上記第１の実施形態と比較して、分岐吹出口１４が集塵機２１よりも坑口４側に設けられている点で、上記第１の実施形態と異なる。また、その他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

かかる構成を有する本実施形態に係る換気装置５０では、上記第１の実施形態と同様、送風機１８から供給された清浄な空気ＣＡは、分岐風管１２の分岐路で分流され、主吹出口１３から切羽面３に対して直接吹き出される。切羽面３に直接吹き出された清浄な吹出空気ＣＡは、切羽作業によって発生する粉塵などを吸収し、粉塵などを含む汚染空気ＦＡとなる。この汚染空気ＦＡは、切羽面３に跳ね返されてトンネル２の坑口４側に流れようとする。

このとき、集塵装置２０による吸気量は、送風機１８による送気量よりも多く設定されている。このため、切羽作業領域５の近傍では負圧が発生していることになるので、集塵装置２０（集塵機２１）の排出口２１Ｃから排出された空気ＣＡは、切羽面３側へと移動しようとする。また、分岐風管１２からは、送風機１８から供給された清浄な空気ＣＡが吹き出されている。この空気ＣＡは、集塵装置２０の排出口２１Ｃよりも坑口４側に配置されているので、集塵装置２０の排出口２１Ｃから排出される清浄な空気ＣＡが切羽面３側に移動するのをサポートすることになる。このように、集塵装置２０の排出口２１Ｃから排出された清浄な空気ＣＡが好適に切羽面３側に移動するので、排気風管２２の吸気口２４の近傍にエアカーテンＡＣを形成することができる。このエアカーテンＡＣの作用により、通常方式より小さなの集塵装置を用いた場合でも、エアカーテンＡＣを排気風管２２の吸気口２４近傍に好適に形成することができる。したがって、非常に大型の集塵装置を用いることなく、トンネル２の坑道内における集塵装置２０の吸気口２４近傍にエアカーテンＡＣを形成することができ、もって集塵効果を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記第１〜第３の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態においては、分岐風管１２（送気風管１０）に形成した４本の分岐吹出口１４〜１７は、いずれも送気風管１０（分岐風管１２）の長手方向に対して同一の角度をなすようにして配置されているが、図７（ａ）に示すように、それぞれ異なる角度となる態様とすることもできる。図７（ａ）に示すような分岐風管６０は、筒状の分岐風管本体６１を備えており、分岐風管本体６１の先端部に主吹出口６２が形成されている。また、分岐風管本体６１の後端部には、図１に示す送気風管本体１１が接続される。分岐風管本体６１の側方には、風向調整手段として、その長手方向に一定間隔をおいて離間して配置された４本の分岐吹出口６３〜６６が設けられている。このうちの第一分岐吹出口６３と第二分岐吹出口６４とは、分岐風管本体６１の中心軸周りに、一定の角度をなす位置に配置されている。また、第二分岐吹出口６４と第三分岐吹出口６５、および第三分岐吹出口６５と第四分岐吹出口６６とは、それぞれ分岐風管本体６１の中心軸周りに、一定の角度をなす位置に配置されている。さらに、図示は省略したが、図４と同様な開口面積調整手段を各吹出口６２〜６６にそれぞれ設けることができる。このような態様の分岐風管６０を用いることもできる。

また、図７（ｂ）に示すような分岐風管７０を用いることもできる。図７（ｂ）に示すように、この態様に係る分岐風管７０は、筒状の分岐風管本体７１を備えており、分岐風管本体７１の先端部に主吹出口７２が形成されている。また、主吹出口７２には、図４と同様な開口面積調整手段７２Ａが設けられている（図８参照）。分岐風管本体７１の側面には、それぞれ分岐吹出口となる開口部７３Ａ〜７３Ｄが、分岐風管本体７１の長手方向に等間隔で離間した配置となるように形成されている。これらの開口部７３Ａ〜７３Ｄには、網状の防護部材７４Ａ〜７４Ｄが取り付けられており、開口部７３Ａ〜７３Ｄから分岐風管本体７１内への異物の混入や開口部７３Ａ〜７３Ｄの破損を防止している。また、隣接する開口部７３Ａ〜７３Ｄ同士の間には、図示しないリング状の保形部材が設けられている。この保形部材により、分岐風管本体７１のねじれ等による閉塞が防止され、開口部７３Ａ〜７３Ｄの開口状態を確実に維持するようになっている。

さらに、分岐風管７０は、図８に示すように、開口部７３Ａ〜７３Ｄを覆う下側シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄおよび上側シャッター部材７６Ａ〜７６Ｄが設けられている。これらのシャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄは、分岐風管本体７１から開口部７３Ａ〜７３Ｄを形成した際の切断部分によって構成されている。したがって、シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄは、分岐風管本体７１と同一の素材によって構成されている。

また、開口部７３Ａ〜７３Ｄの両端辺には、それぞれファスナー部材７７Ａ〜７７Ｄが設けられている。また、シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄにも、ファスナー部材７７Ａ〜７７Ｄとそれぞれ噛み合うファスナー部材（図示省略）が設けられており、このファスナー部材を開口部７３Ａ〜７３Ｄに設けられたファスナー部材７７Ａ〜７７Ｄに噛み合わせることにより、シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄがそれぞれ開口部７３Ａ〜７３Ｄを覆う形となる。

このシャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄによれば、本発明の分岐吹出口における風向調整および開口面積調整を同様に行うことができ、シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄの開閉状態によって、分岐吹出口となる開口部７３Ａ〜７３Ｄの開口面積および方向が調整される。たとえば図９（ａ）に示すように、下側シャッター部材７５および上側シャッター部材７６のいずれもが閉じている場合には、開口部７３が閉じて、空気が吹き出さないようになる。また、図９（ｂ）に示すように、下側シャッター部材７５が開いて上側シャッター部材７６が閉じている場合には、空気は下側に向けて吹き出される。さらに、図９（ｃ）に示すように、下側シャッター部材７５および上側シャッター部材７６の両方が半分程度開いている場合には、空気はほぼ水平方向に向けて吹き出される。そして、図９（ｄ）に示すように、下側シャッター部材７５が閉じて上側シャッター部材７６が開いている場合には、空気は上方に向けて吹き出される。この態様に係る分岐風管７０では、開口部７３Ａ〜７３Ｄが分岐吹出口となっており、分岐吹出口が分岐風管本体７１から突出しないようにされている。このため、トンネル２内で作業を行う重機のアーム等が突出した分岐風管にぶつかって作業の邪魔となるといった事態をなくすことができるので、狭いトンネル２内における円滑な作業に寄与することができる。

また、これらの分岐風管を用いた場合には、図１０に示すように、それぞれ吹き出される空気の方向が異なる。図１０（ａ−１），（ａ−２）は、上記第１〜第３の実施形態で用いた分岐風管（図４参照）、（ｂ−１），（ｂ−２）は、図７（ａ）に示した分岐風管、（ｃ−１），（ｃ−２）は、図７（ｂ）に示した分岐風管である。上記各実施形態で用いた図４に示す分岐風管１２では、図１０（ａ−１）に示すように、分岐吹出口１４〜１７から、それぞれ同一の方向に空気が吹き出される。これらの分岐吹出口１４〜１７からは、図１０（ａ−２）に示すように、下側方に向けて空気が吹き出される。

また、図７（ａ）に示した分岐風管６０では、図１０（ｂ−１）に示すように、分岐吹出口６３〜６６から、それぞれ異なる高さ方向に空気が吹き出される。具体的には、図１０（ｂ−２）に示すように、第一分岐吹出口６３からは側方下側に向けて空気が吹き出され、第二分岐吹出口６４からは側方下側であって、第一分岐吹出口６３よりもやや上側に向けて空気が吹き出される。また、第三分岐吹出口６５からは、側方略水平方向に空気が吹き出され、第四分岐吹出口６６からは側方上側に空気が吹き出される。このように、各分岐吹出口６３〜６６からそれぞれ異なる高さ方向に空気が吹き出されるので、トンネル２の断面方向に広い範囲で空気を吹き付けることができる。したがって、トンネル２の断面積が大きい場合などにエアカーテンＡＣを形成する際に有効な態様となる。

さらに、図７（ｂ）に示す分岐風管７０では、シャッター部材７５，７６の開度によって、様々な高さ方向に空気を吹き出す態様とすることができる。たとえば、図１０（ｃ−１）に示す態様では、各シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄをすべて全開としている。この状態では、図１０（ｃ−２）に示すように、各開口部７３Ａ〜７３Ｄのそれぞれから、高さ方向に広い範囲で空気を吹き出すことができる。また、シャッター部材７５Ａ〜７５Ｄ，７６Ａ〜７６Ｄの開度を調整することにより、空気を吹き出す高さ方向を調整することができる。

また、上記実施形態では、図７に示した分岐風管のみに風向調整手段を設けているが、他の分岐風管に風向調整手段を設けることもできる。たとえば、図１０（ｂ−１），（ｂ−２）に示す分岐風管６０では、４箇所の分岐吹出口６３〜６６の一部を開閉することにより、その高さ方向の風向を調整することができる。

他方、上記各実施形態では、分岐吹出口を４箇所に設ける態様としているが、これらを１または２以上の他の複数とした態様とすることもできる。

第１の実施形態に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネルの平断面図である。 第１の実施形態に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネルの側断面図である。 第１の実施形態に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネルの正断面図である。 分岐風管の斜視図である。 第１の実施形態に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネル内の空気の流れを説明するための平断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るトンネル内の換気装置の平断面図、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るトンネル内の換気装置の平断面図である。 （ａ）は、他の態様に係る分岐風管の斜視図、（ｂ）は、さらに他の態様に係る分岐風管の斜視図である。 さらに他の態様に係る分岐風管の側面図である。 （ａ）〜（ｄ）とも、さらに他の態様に係る分岐風管のシャッター部材の開度と、開口部から吹き出される空気の向きとの関係を説明するための正断面図である。 （ａ−１）は、第１〜第３の実施形態で用いた分岐風管から吹き出される空気の流れを説明するための側面図、（ａ−２）は、その断面図、（ｂ−１）は、他の態様に係る分岐風管から吹き出される空気の流れを説明するための側面図、（ｂ−２）は、その断面図、（ｃ−１）は、さらに他の態様に係る分岐風管から吹き出される空気の流れを説明するための側面図、（ｃ−２）は、その断面図である。

符号の説明

１，４０，５０…換気装置
２…トンネル
３…切羽面
４…坑口
５…切羽作業領域
１０…送気風管
１１…送気風管本体
１２，６０，７０…分岐風管
１３，６２，７２…主吹出口
１３Ａ〜１７Ａ，７２Ａ…開口面積調整手段
１４〜１７，６３〜６６…分岐吹出口
１８…送風機
２０…集塵装置
２１…集塵機
２２…排気風管
２３…レール部
２４…吸気口
６１，７１…分岐風管本体
７３Ａ〜７３Ｄ…開口部
７４Ａ〜７４Ｄ…防護部材
７５Ａ〜７５Ｄ…下側シャッター部材
７６Ａ〜７６Ｄ…上側シャッター部材
７７Ａ〜７７Ｄ…ファスナー部材
ＡＣ…エアカーテン
ＣＡ…清浄な空気
ＦＡ…汚染空気

Claims (6)

1. トンネルの内部を換気するトンネル内の換気装置において、
   前記トンネルの切羽面に向けて空気を吹き出す吹出口が形成された送気風管、および前記トンネル内のうちの切羽作業領域の空気を吸引し、この空気に含まれる塵埃を除去して排出する排気風管を備える集塵装置を有し、
   前記送気風管には、内部を通過する空気を分流させる分岐路が形成されており、切羽側に向けて空気を吹き出す主吹出口と、前記トンネル内のうちの切羽作業領域内における前記切羽面を避けた位置に、分流された空気を吹き出す分岐吹出口とが形成されており、
   前記排気風管における吸気口が、前記送気風管における分岐吹出口よりも前記トンネルの切羽面側に配置されており、
   前記分岐吹出口から吹き出す空気の風向を調整する風向調整手段が設けられていることを特徴とするトンネル内の換気装置。
2. 前記送気風管における主吹出口および分岐吹出口の開口面積を調整する開口面積調整手段が設けられている請求項１に記載のトンネル内の換気装置。
3. トンネルの内部を換気するトンネル内の換気装置において、
   前記トンネルの切羽面に向けて空気を吹き出す吹出口が形成された送気風管、および前記トンネル内のうちの切羽作業領域の空気を吸引し、この空気に含まれる塵埃を除去して排出する排気風管を備える集塵装置を有し、
   前記送気風管には、内部を通過する空気を分流させる分岐路が形成されており、切羽側に向けて空気を吹き出す主吹出口と、前記トンネル内のうちの切羽作業領域内における前記切羽面を避けた位置に、分流された空気を吹き出す分岐吹出口とが形成されており、
   前記排気風管における吸気口が、前記送気風管における分岐吹出口よりも前記トンネルの切羽面側に配置され、
   前記分岐吹出口は、前記分岐路の側面が切り欠かれて形成された開口部からなり、
   前記分岐吹出口の開口面積を調整する開口面積調整手段が、前記開口部を覆うシャッターからなることを特徴とするトンネル内の換気装置。
4. 前記排気風管が、前記トンネルの坑道方向に沿って伸縮可能とされた伸縮風管である請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のトンネル内の換気装置。
5. 前記分岐路が、複数の分岐吹出口を備える請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のトンネル内の換気装置。
6. 前記複数の分岐吹出口が、前記送気風管の長手方向に沿って配置されている請求項５に記載のトンネル内の換気装置。

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