JP4472017B2 - 道路トンネル用換気システム - Google Patents

道路トンネル用換気システム Download PDF

Info

Publication number
JP4472017B2
JP4472017B2 JP2009163018A JP2009163018A JP4472017B2 JP 4472017 B2 JP4472017 B2 JP 4472017B2 JP 2009163018 A JP2009163018 A JP 2009163018A JP 2009163018 A JP2009163018 A JP 2009163018A JP 4472017 B2 JP4472017 B2 JP 4472017B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ventilation
speed
motor
control
ventilation jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009163018A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010116768A (ja
Inventor
靖史 荒生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Priority to JP2009163018A priority Critical patent/JP4472017B2/ja
Publication of JP2010116768A publication Critical patent/JP2010116768A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4472017B2 publication Critical patent/JP4472017B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F1/00Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
    • E21F1/003Ventilation of traffic tunnels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/0001Control or safety arrangements for ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/33Responding to malfunctions or emergencies to fire, excessive heat or smoke
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、主に道路トンネルの縦流換気に用いられる換気ジェットファンを用いた道路トンネル用換気システムに関する。
従来、この種の道路トンネル用換気システムに使用されている換気ジェットファンは、円筒型のケーシング内に羽根車と電動機とが配設され、羽根車を電動機により回転駆動させることによって、ケーシングの長さ方向に空気流を発生させる仕組みになっている。このような構造からなる換気ジェットファンを、ケーシングの長さ方向をトンネルの縦断方向(長さ方向)に向けた状態でトンネル内の天井部に吊設し、換気ジェットファンから吹出す空気流によってトンネル内に縦断方向の換気風を発生させて効率の良い換気を行なっている。このような換気方式は縦流換気方式とも呼ばれており、換気ジェットファンは平常時制御または非常時制御に制御モードを切り換えて運転されている。
すなわち、平常時においてはトンネル内の環境状態や交通状況に応じて、最小の消費電力で必要かつ十分な換気風を発生させることができるように運転され、非常時においてはトンネル内で発生した火災等の被害を最小限にとどめるため、トンネル利用者の避難や消防活動を安全に行なうことができるように吹出し風量やその向きなどを調整した運転がなされる。また、換気ジェットファンには、特許文献1に示すように、騒音対策として消音筒(サイレンサ)が装備されており、特に平常時の運転中に発生する騒音の低減を図っている。サイレンサは、ケーシングにおいて羽根車と電動機とが配設されている送風部分の両側、つまりケーシングの長さ方向における両側に設けられており、外鋼板と多孔鋼板からなる内鋼板との間に吸音材を配設した構成を備えている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−240659号公報(明細書の段落番号0018、第1、2図)
しかしながら、従来の換気ジェットファンには次のような問題点がある。
(1)送風部分で発生した気流がサイレンサを通過する際にエネルギー損失が生じ、運転効率が低下する。
(2)長期間使用すればサイレンサに目詰まりが生じて吸音性能が劣化するため、オーバーホールして清掃や部品の交換などメンテナンスを行う必要がある。
(3)換気ジェットファンにはON/OFF制御により運転が行なわれるため起動時電流が大きく、受配電系統に負担がかかる。これを緩和するために受配電の電線の径を太くする必要がある。
(4)換気ジェットファンの吹出し風量を調整することができないために、吹出し風量が必要換気量に対して多くなりがちで、電力を無駄に消費している。
そこで、本発明は、トンネル内の必要換気量に応じた適切な運転を効率良く行なうことができる換気ジェットファンを用いた道路トンネル用換気システムを提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために請求項1記載の道路トンネル用換気システムは、道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置を備え、前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は2n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数70%前後(例えば70.7%)で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴としている。
上記の目的を達成するために請求項2記載の道路トンネル用換気システムは、道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置を備え、前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は3n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数58%前後(例えば57.7%)で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴としている。
上記の目的を達成するために請求項3記載の道路トンネル用換気システムは、道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置を備え、前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は4n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数50%前後(例えば50.0%)で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴としている。
これらの請求項1、2または3記載の道路トンネル用換気システムによれば、前記換気ジェットファンを、トンネル内の必要換気量に見合う吹出し風量に変化させて運転を行なうことができるため、無駄な電力の消費を回避することができる。つまり、前記トンネル内の必要換気量が少ない平常時においては、前記換気ジェットファンの前記電動機を低速回転に制御して前記吹出し風量を抑えた運転を行なうことができる一方、火災などの非常時においては前記電動機を高速回転に制御し前記吹出し風量を増加させて、効率良く換気を行うことができるからである。また、前記電動機を低速回転に制御して前記換気ジェットファンの前記吹出し風量を抑えた運転を行なうことができるため、平常時における前記換気ジェットファンの運転に伴う騒音を低減することができる。さらに、換気ジェットファンの複数台運転により、各換気ジェットファンへの電流量が分散されることから、換気ジェットファン電線(電路)抵抗による送電損失が減少し、省エネ化が図られる。
これらの請求項1,2または3記載の道路トンネル用換気システムにおける換気ジェットファンによれば、前記吹出し風量をトンネル内の必要換気量に見合った量に変化させることができる。つまり、前記トンネル内の交通量が少なかったり、自然換気である程度対応できたりするような場合は、前記電動機を回転数可変機構によりファンの回転数を低速回転に制御することで前記吹出し風量を抑えた運転ができ、一方、火災などの非常事態が発生した場合は、前記電動機を回転数可変機構によりファンの回転数を高速回転に制御することで前記吹出し風量を多くし、換気効率を高める運転を行なうことができる。また、前記トンネル内の必要換気量が少ない平常時においては、前記電動機を回転数可変機構によりファンの回転数を低速回転に制御して前記吹出し風量を抑えることにより、騒音を抑えた運転が可能になる。このように、平常時に換気ジェットファンを低速回転で運転できるために、運転時の騒音を消音筒による騒音削減と同程度に削減できるから、消音筒を省くことができ、消音筒を備えていることによる種々の弊害、例えば空気流の抵抗が増大して動力損失が生じたり、粉塵で目詰まりを起こし吸音性能が低下したりするなどの弊害を防止できる。さらに、定格より低い回転数で起動することができるので、起動電流を低く抑えることができる。
このように、請求項1〜3のいずれか1の道路トンネル用換気システムによれば、必要な換気量をn台の前記換気ジェットファンによる低速運転によって確保するため、前記各換気ジェットファンは騒音が低減され、低騒音化が図られるとともに、前記吹出し風量を抑えた電力消費が少ない運転を行なうことができる。したがって、複数台の換気ジェットファンを同時に運転するにも拘わらず、全体として電力の消費を抑えた換気を行なえるので、省エネ化を図ることができる。
請求項4に記載のように、前記道路トンネル内の縦流風速を測定する測定器を設けるとともに、前記換気制御装置は、前記測定器による測定値に基づいて前記トンネル内縦流風速があらかじめ設定した風速値になるように、前記換気ジェットファンの電動機の回転数を制御する構成とすることができる。
この請求項4の道路トンネル用換気システムによれば、交通量や煤煙濃度、一酸化炭素濃度、風量や風向など前記トンネル内の環境の変化に対応した縦流風速を決定するだけで、トンネル内の測定器による測定値に基づいて前記換気制御装置で換気ジェットファンの回転速度を制御して効率よく換気ジェットファンの運転を行なうことができる。
請求項5に記載のように、前記測定器として煙霧透過率測定装置が設置されており、前記換気制御装置は、平常時において煤煙濃度VI値の変化に応じて数台の前記換気ジェットファンを選択し、これらの前記換気ジェットファンの前記電動機を、選択した台数に対応した回転数に制御することができる。
このようにすれば、煤煙濃度VI値に応じて選択された前記各換気ジェットファンの前記電動機の回転数を、選択した台数に応じて低く抑えれれるため、消費電力を抑えつつ、平常時における前記トンネル内の視界を確保することができる。
請求項6に記載のように、前記換気ジェットファンが複数台設置されており、煤煙濃度VI値がVI値≦α1であれば、m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動
機の回転数を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、α1<VI値≦α2であ
れば、1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に
制御するか、またはm台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%より
も小さいη2%の回転数に制御するかし、VI値>α2であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止させる制御を行なうようにすることができる。
このようにすれば、平常時におけるトンネル内の視界を無駄な電力消費を抑えつつ確保することができる。
請求項7に記載のように、前記換気ジェットファンが少なくとも複数台設置されており、煤煙濃度VI値がVI値<α1であれば、m台の前記換気ジェットファンを選択して
前記各電動機を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、α1≦VI値<α11であれば、3/4m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御し、α11≦VI値≦α2であれば、1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、またはm台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%よりも小さいη2%の回転数に制御するかし、α2<VI値≦α21であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη2%の回転数に制御するかし、VI値>α21であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止させる制御を行なうようにしてもよい。
このようにすれば、平常時におけるトンネル内の視界を無駄な電力消費を抑えつつ効率的に確保することができる。
請求項8に記載のように、前記測定器として風向風速測定装置が設置されており、前記換気制御装置は非常時において、測定される風向および風速W(m/s)に応じて数台の前記換気ジェットファンを選択し、これらの前記換気ジェットファンの前記電動機を、これらの前記換気ジェットファンの前記電動機の回転数または回転数と回転方向との両方を制御することができる。
このようにすれば、火災時などの非常時における風速一定化制御や風速零化制御を効率良く行なうことができる。しかも、測定される風速W(m/s)に応じて選択された前記各換気ジェットファンの前記電動機の回転数は、選択した台数に応じて低く抑えられるため、無駄な電力消費を抑えた換気を行なうことができる。
請求項9に記載のように、風速W(m/s)がβ4<|W(m/s)|であれば、1
/2m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に
制御し、
β3<|W(m/s)|≦β4であれば、3/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、
β2<|W(m/s)|≦β3であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、あるいはm台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%よりも小さいη2%の回転数に制御し、
β1≦|W(m/s)|≦β2であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη2%の回転数に制御し、
|W(m/s)|<β1であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止
させる制御を行なうようにしてもよい。
このように構成すれば、非常時における風速一定化制御や風速零化制御を効率良く、しかも消費電力を抑えながら行なうことができる。
請求項10に記載のように、前記換気制御装置は、交通量予測に基づいて前記換気ジェットファンの前記電動機の回転数を制御可能としてもよい。
このように構成すれば、あらかじめ分析され予測された交通量に対応するプログラムに順じて前記電動機の回転数を制御することができる。
請求項11に記載のように、前記電動機の回転数可変機構として、電動機への給電装置に給電周波数を変換することにより回転数を可変とする給電周波数変換装置を用いることができる。
このようにすれば、前記電動機の回転数を無段階で連続的に変化させることができる
め、トンネル内の必要換気量に適した吹出し風量をより的確に生じさせることができる。
請求項12に記載のように、前記各換気ジェットファンが、回転数可変機構を介して前記電動機の回転数を制御する制御装置を備えることができる。
このようにすれば、換気ジェットファンの羽根車の回転速度を可変にできるから、最低必要な風量が1台の換気ジェットファンに満たない設定が可能で、必要最低限の風量での運転が可能になり、省エネ化が図れ、低速運転が可能になって消音筒を省くことが可能になる。
請求項13に記載のように、前記各換気ジェットファンは消音筒を省くことができる。
このように請求項13記載の道路トンネル用換気システムによれば、各換気ジェットファンの消音筒を省くことができるから、空気流の抵抗が減少し、消音筒によるエネルギーの損失を防止でき、効率が向上して電気代が削減され、省エネルギー化が図れるとともに、消音筒内のパンチングメタルに粉塵等が蓄積することにより吸音性能の低下を防げ、また消音筒内の定期的な清掃が不要でメンテナンスが容易になる。
本発明に係る換気ジェットファンを用いた道路トンネル用換気システムには、次のような優れた効果がある。
・換気ジェットファンの羽根車の回転速度を可変とすることにより、低速運転(例えば70%)によって騒音の低減が図れるので、従来から常備されている消音筒を省くことができ、消音筒を備えることによる種々の上記した弊害を防止し、空気流の抵抗が減少し、高効率な運転が達成され、電気代削減による省エネ化が図れる。
・消音筒が不要になることから、換気ジェットファンの効率が向上し、製品コストも低減され、小型軽量化により道路トンネル内天井部への設置が容易となり、安全性が向上し、トンネル躯体の負担軽減が図れ、長期にわたり安定して使用できる。長期使用による消音筒部の目詰まりによる吸音性能の低下がなく、また定期的な清掃作業や清掃関連部品の交換がなく、メンテナンスが不要で費用が削減される。
・消音筒を省くことによる騒音増大を換気ジェットファンを複数台にして低速運転することで、換気に必要な風量を確保することができ、この結果、必要な全体の電力量が低減され省エネ化を図れる上に、各換気ジェットファンへの電路を流れる電流が分散され、電路抵抗による電力損失が削減できる。また、火災発生時などの非常時には、全換気ジェットファンを最大回転速度で運転することで対応できるため、安全性が極めて高い。
・道路トンネル内の必要換気量に見合う回転数で電動機を駆動することができるため、
経済的でかつ効率の良い換気を行うことができる。また、平常時には電動機を低回転で制御して吹出し風量を抑えた運転が行なえるため静粛性に優れ、消音筒を省略することができる。また消音筒を省略すれば、消音筒によるエネルギー損失がないため運転効率が向上し、延いては消費電力を抑えることができる。また、イニシャルコストを下げることができるとともに、消音筒の定期的な清掃作業などのメンテナンスが不要になり、その費用を削減することもできる。さらに、低い起動電流で起動させることができるため、受配電系統の負担を減らすことができ、径が細い電線の使用が可能になる。
・換気ジェットファンから必要換気量に見合った吹出し風量を送風して換気ができるため、換気効率と経済性とのバランスがとれた換気を行なうことができる。しかも、平常時における換気ジェットファンの騒音が低減されるためサイレンサを省くことができ、サイレンサ通過によるエネルギー損失がない効率的な運転が行なえる。これにより、電力の消費を抑えることができるとともに、サイレンサに係るイニシャルコストやメンテナンス費用を削減することができる。さらに、換気ジェットファンを低い起動電流で起動させることができるため、受配電系統の負担を減らすことができ、径が細い電線を使用してシステムを構築することができる。
・換気ジェットファンの電力消費が少なく経済性に有利な換気を行なうことができる。
本発明に係る換気ジェットファンを示し、(a)図は長さ方向の縦断面図、(b)図は図(a)におけるA−A方向矢視断面図である。 本発明に係る換気ジェットファンの設置状態を示すトンネルの横断方向断面図である。 本発明に係る道路トンネル用換気システムの実施形態を説明するための概念図 換気ジェットファンの吹出し風速と推力、および消費電力との関係を示すグラフである。 本発明に係る道路トンネル用換気システムの実施形態を示すフロー図である。 第5図のフロー図で示す道路トンネル用換気システムの具体例を示し、(a)は制御周期毎のVI値(煤煙濃度)の変化を示すグラフ、(b)〜(d)は5台の各換気ジェットファンの制御周期毎の推力を示すグラフである。 本発明に係る道路トンネル用換気システムの別の実施形態を示すフロー図である。 第7図のフロー図で示す道路トンネル用換気システムの具体例を示し、(a)は制御周期毎のVI値(煤煙濃度)の変化を示すグラフ、(b)〜(d)は5台の各換気ジェットファンの制御周期毎の推力を示すグラフである。 本発明に係る道路トンネル用換気システムのさらに別の実施形態を示すフロー図である。 第9図のフロー図で示すトンネル換気システムの具体例を示し、(a)は制御周期毎のVI値(煤煙濃度)の変化を示すグラフ、(b)〜(d)は5台の各換気ジェットファンの制御周期毎の推力を示すグラフである。 従来の換気ジェットファンを示し、(a)は長さ方向の縦断面図、(b)は図(a)におけるB−B方向矢視断面図である。 従来の道路トンネル用換気システムの具体例を示し、(a)は制御周期毎のVI値(煤煙濃度)の変化を示すグラフ、(b)〜(d)はそれぞれ従来における5台の各換気ジェットファンの制御周期毎の推力を示すグラフである。 従来の道路トンネル用換気システムの別の具体例を示し、(a)は制御周期毎のトンネル内風速の変化を示すグラフ、(b)〜(d)はそれぞれ5台の各換気ジェットファンの制御周期毎の推力を示すグラフである。
本発明に係る換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムの実施形態を図1〜13を参照しつつ説明する。
図1(a)、(b)に示すように、換気ジェットファン1は、円筒型のケーシング2内に、羽根車3とこれを駆動する双方向に運転可能な電動機4とを配設した構造になっている。電動機4は、出力軸4aをケーシング2の長さ方向と平行にした状態で、内側上部に設けられている台座5に固定されており、出力軸4aに複数枚の羽根3aを備えた羽根車3が連結され、この羽根車3を回転させることによってケーシング2の長さ方向に空気流を吹き出す仕組みになっている。なお、電動機4については、例えば、換気ジェットファン1を長さが短いトンネルで使用する場合、一方向にのみ回転するものを用いることもできる。なお、図1(a)は長さ方向の縦断面を示し、図1(b)は図1(a)におけるA−A方向矢視断面図を示している。
換気ジェットファン1は、図2に示すように、ケーシング2の長さ方向をトンネルTの縦断方向(長さ方向、即ち、紙面の鉛直方向)に向けた状態でトンネルT内の天井部に吊設される。そして、電動機4を駆動して羽根車3を回転し、ケーシング2の長さ方向に空気流を吹き出させることによって、トンネルT内の縦断方向に換気風を発生させてトンネルT内の換気を行なっている。
換気ジェットファン1は、常備されている消音筒が省略されている。即ち、図11に示すように、換気ジェットファン1’は、通常、電動機4’の駆動音や羽根車3’の回転音、空気流の吹出し音などの騒音を低減するため、ケーシング2’の長さ方向両端部に消音筒6’、6’が取り付けられている。消音筒6’,6’は、一般的に外鋼板と多孔鋼板からなる内鋼板との間に吸音材を配設した構造になっている。なお、図11(a)は長さ方向における縦断面図を示し、図11(b)は図11(a)におけるB−B方向矢視断面図を示しており、図中の符号3a’は羽根、符号4a’は出力軸、符号5’は台座を示している。
換気ジェットファン1は、電動機4への給電装置に給電周波数を変換することにより回転数を可変とする給電周波数変換装置(インバータ)を回転数可変機構として備えている。これにより、電動機4の回転数を連続的に変化させることができため、従来のON/O
FF制御に比べ、トンネルT内における必要な換気量を効率良くかつ無駄な電力消費を抑えつつ発生させることができる。しかも、平常時において電動機4を低回転で駆動することができるため、消音筒が省略されていても静粛性の良い運転が行なえる。また、消音筒を省略することにより、気流が消音筒を通過する際に生じるエネルギー損失をなくすことができ、効率良くかつ消費電力を抑えた運転を行なうことができるし、イニシャルコストを下げることができるとともに、目詰まりを除去して吸音性能を回復するための清掃等のメンテナンスに係る費用を削減することができる。さらに、電動機4の回転数を制御することができるので、換気ジェットファン1の起動時の回転数を低く制御することによって起動電流を抑え、受配電系統の負担を軽減することもできる。
次に、複数台の換気ジェットファン1と、平常時に各換気ジェットファン1を低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には各換気ジェットファン1を高速運転する制御指令をそれぞれ回転数可変機構を介して行う換気制御装置とを備えた道路トンネル用換気システムについて図3を参照しつつ以下に説明する。
換気制御装置8は、平常時制御と非常時制御との2つの制御モードにより換気制御を行なう。平常時制御には、自動制御のバックアップとしての手動連動制御と、自動制御の2つの制御モードがある。さらに自動制御には、交通パターンに応じてあらかじめ定めた時間帯毎の運転プログラムにより換気ジェットファン1の運転を行なうプログラム制御と、トンネル内に設置された計測装置からの情報に基づいて換気ジェットファン1の運転を行なう計測制御の2つの制御モードがある。
トンネルT内の環境を測定する測定装置としては、例えば、煙霧透過率測定装置、一酸化炭素検出装置、風向風速測定装置、交通量測定装置、坑口大気圧計などが設置されるが、図3においては、煙霧透過率測定装置9と風向風速測定装置10とを設置した例を示している。
平常時制御では、換気ジェットファン1は電動機4の回転数が低回転で制御され、平常時の必要換気量に見合った少ない吹出し風量となるように運転が行なわれる。これにより、無駄な電力消費を避けることができる。なお、平常時制御には、一時的な濃度の悪化に対応するための濃度悪化割込み処理を設けておくことが好ましい。また、換気ジェットファン1を含む各機器を1台毎に運転・停止を行なうことができる、点検や試運転を目的とした単独制御の制御モードを設けておくのが良い。
一方、非常時制御には、あらかじめ火災地点などに応じて設定されている複数の運転パターンから1つを選択し換気ジェットファン1の運転を行なう火災自動制御と、火災報知器などの信号により自動的に換気ジェットファンの運転を行う火災自動制御の2つの制御モードがある。さらに、火災自動制御には、火災発生と同時にあらかじめ設定された運転パターンで換気ジェットファン1の運転を行なう換気機パターン制御と、火災発生と同時に、風速をある目標値に近づけて一定に保つように換気ジェットファン1の運転を行なう風速一定化制御の2つの制御モードがある。
この非常時制御では、換気ジェットファン1の電動機4の回転数を高回転に制御して吹出し風量を増加させ、トンネルT内の換気が効率良く行なわれるようにしたり、状況によっては電動機4を停止して気流の吹出しをストップさせたり、また風速を迅速に安定化さ
せるため電動機4の回転数を積極的に制御して吹出し風量を調整する運転が行なわれる。特に、対面通行トンネルにおいては、発生した煙を火元にとどまらせる必要があるため、トンネル内の風速を0m/sにするように、吹出し風量と吹出し方向とを調整した換気ジェットファン1の運転が行なわれる。なお、換気制御装置8を、交通量予測に基づいて換気ジェットファン1の電動機4の回転数を制御可能とすることもできる。このように構成すれば、平日、休日、曜日、祝祭日、月、季節などに対応した換気ジェットファン1の運転を自動的に行うことができる。
図3に示すような場合、換気制御装置8は、複数台の換気ジェットファン1の中から数台を選択して運転させることができる。これにより、必要な換気風量を数台の換気ジェットファン1によって発生させるため、各換気ジェットファン1の電動機4は回転数を低く抑えた運転が可能になり、換気に要する電力の消費を抑えることができる。なお、図4に、換気ジェットファン1の吹出し風量の目安となる吹出し風速(JF吹出風速)と推力、および消費される電力との関係をグラフにて示している。吹出し速度はインバータの周波数に比例する電動機の回転数に比例し、推力は吹出し速度の2乗に比例し、消費電力は吹出し速度の3乗に比例する関係を有している。このグラフでは縦軸に吹出し風量、推力、電力を百分率(%)で示し、横軸をインバータの周波数(Hz)としている。
そして、換気制御装置8は、n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算した場合、2n台の換気ジェットファンをそれぞれ回転数70%前後で低速運転するように各電動機に対し出力する制御を行なったり、また3n台の換気ジェットファンをそれぞれ回転数58%前後で低速運転するように各電動機に対し出力する制御を行なったり、さらに4n台の換気ジェットファンをそれぞれ回転数50%前後で低速運転するように各電動機に対し出力する制御を行なったりする。
下記の表1に換気制御装置8が運転する換気ジェットファン1の台数と、推力(%)、風速(5)、省エネ効果(%)との関係を表1に示す。
Figure 0004472017
よる計測値に応じて数台の換気ジェットファン1を選択し、これらの換気ジェットファン1の電動機を、選択した台数に対応した回転数に制御して駆動し、トンネルT内の換気を行なうことができる。
図5は、計測装置として煙霧透過率測定装置9を設置している場合の換気制御装置8の動作を示すフロー図である。始めに煙霧透過率測定装置9の測定値を読み込む(ステップS1)。所定の効果待ち時間経過後(ステップS2)、煤煙濃度VI値がVI値≦50(=α1)%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファン1の必要台数が2台と算出される(ステップS3)。なお、図5におけるJFとは換気ジェットファンを示している。そして、従来であれば2台の換気ジェットファン1を推力100%で運転するところを、4台(m=4)の換気ジェットファン1を選択して各電動機4の回転数を定格回転数の70(=η1)%前後に制御する(ステップS4)。すると、図4のグラフおよび表1の関係から、各換気ジェットファン1は50%の推力を確保することができるため、必要な推力を得ることができる。しかも、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であれば、消費電力は約35%に低減されるため、従来にくらべて消費電力を約60%削減することができる。
騒音に関しては、回転数が定格回転数の70%であるから、10log10(0.7)6
=約9dB(A)の騒音削減効果がある。電線抵抗による損失は、換気ジェットファン1が50kwの場合、W(消費電力)=V(電圧)×I(電流)=R(抵抗)×I2の関係と消費電力100%における損失が3kwであることから、2×((0.35)2)×3k
W=0.735kWになり、約75%削減することができる。
50%<VI値≦60(=α2)%であれば、推力100%で運転される換気ジェット
ファン1の必要台数が1台と算出される(ステップS5)。そして、従来であれば1台の換気ジェットファン1を推力100%で運転するところを、2台の換気ジェットファン1を選択して各電動機の回転数を定格回転数の70%前後に制御するか、または4台の換気ジェットファンを選択して各電動機の回転数を定格回転数の50(=η2)%前後に制御
する(ステップS6)。すると、2台を選択した場合は、各換気ジェットファン1は50%の推力を確保することができるため、必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%であるため消費電力は約35%に低減され、従来にくらべて消費電力を約30%削減することができる。4台を選択した場合は、各換気ジェットファン1は25%の推力を確保することができるため、必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の50%前後であるため消費電力は約12.5%に低減され、従来にくらべて消費電力を約50%削減することができる。
VI値>60%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファン1の必要台数が0台と算出される(ステップS7)。したがって、全ての換気ジェットファン1の電動機を停止させる制御を行なう(ステップS8)。
以上のような制御を、5〜15minの制御周期で行なう。例えば、5台の換気ジェットファン(JF−1〜JF−5)が設けられているとして、制御周期毎に測定されるVI値が80%→70%→60%→50%→45%→45%→50%→60%→70%→80%の順に変化した場合、次のように換気ジェットファンの運転を行なう。制御周期1,2におけるVI値は60%を超えているから、換気ジェットファンの運転は行なわない。制御周期3におけるVI値は60%であるから、JF−1およびJF−2の2台をそれぞれ推力50%で運転する。制御周期4〜7におけるVI値は50%以下であるから、JF−1〜JF−4の4台をそれぞれ推力50%で運転する。制御周期8におけるVI値は60%であるから、風下側のJF−3およびJF−4の2台をそれぞれ推力50%で運転する。制御周期9,10におけるVI値は60%を超えているから、換気ジェットファンの運転は行なわない。これを表2に示すとともに、第6図においてグラフで示す。なお、図5において、(a)はVI値の変化を示すグラフであり、縦軸にVI値を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。そして、(b)〜(f)は各JF−1〜JF−5の換気ジェットファンの運転状態を示しており、縦軸を各換気ジェットファンの推力を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。
Figure 0004472017
このような制御を行なうことによって、電力消費を抑えつつ、トンネル内の視界を良好な状態に保つことができる。ちなみに、従来の制御方法によれば表3および図12のような運転状態になる。
Figure 0004472017
また、次のような制御を行なうことでさらに消費電力の低減を図ることができる。即ち、図7のフロー図に示すように、始めに煙霧透過率測定装置9の測定値を読み込む(ステップS9)。所定の効果待ち時間経過後(ステップS10)、煤煙濃度VI値がVI値<50(=α1)%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が2台と算出される(ステップS11)。この場合、4台(m=4)の換気ジェットファンを選択して各電動機4の回転数を定格回転数の70(=η1)%前後に制御する(ステップS12)。すると、第5図に示したグラフの関係から、各換気ジェットファン1は50%の推力を確保することができるため、必要な推力を得ることができる。しかも、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であれば、消費電力は約35%に低減されるため、2台の換気ジェットファンをそれぞれ推力100%で運転する場合にくらべて消費電力を約60%削減することができる。
50%≦VI値<55(=α11)%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が1.5台と算出される(ステップS13)。この場合、3台の換気ジェットファンを選択して各電動機の回転数を定格回転数の70%前後に制御する(ステップS14)。すると、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため、必要な推力を得ることができる。しかも、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であれば、消費電力は約35%に低減される。したがって、2台の換気ジェットファンをそれぞれ推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約95%削減することができる。
55%≦VI値≦60(=α2)%であれば、推力100%で運転される換気ジェット
ファンの必要台数が1台と算出される(ステップS15)。この場合、2台の換気ジェットファンを選択して各電動機の回転数を定格回転数の70%前後に制御するか、または4台の換気ジェットファンを選択して前記各電動機の回転数を定格回転数の50(=η2)%前後に制御する(ステップS16)。すると、2台を選択した場合は、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であるため消費電力は約35%に低減され、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約30%削減することができる。4台を選択した場合は、各換気ジェットファンは25%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の50%前後であるため消費電力は約12.5%に低減され、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約50%削減することができる。
60%<VI値≦65(=α12)%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が0.5台と算出される(ステップS17)。この場合、1台の前記換気ジェットファンを選択して各電動機の回転数を定格回転数の70%前後に制御するか、または2台の換気ジェットファンを選択して各電動機の回転数を定格回転数の50%前後に制御する(ステップS18)。すると、1台を選択した場合は、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であるため消費電力は約35%に低減される。したがって、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約65%削減することができる。2台を選択した場合は、各換気ジェットファンは25%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の50%前後であるため消費電力は約12.5%に低減される。したがって、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約75%削減することができる。
VI値>65%であれば、推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が0台と算出される(ステップS19)。この場合、全ての換気ジェットファンの電動機を停止させる制御を行なう(ステップS20)。
例えば、制御周期毎に測定されるVI値が80%→70%→63%→60%→60%→65%→72%→78%→80%→80%の順に変化した場合、次のように換気ジェットファンの運転を行なう。制御周期1,2におけるVI値は65%以上であるから、換気ジェットファンの運転は行なわない。制御周期3におけるVI値は63%を超えているから、JF−1の1台を推力50%で運転する。制御周期4,5におけるVI値は60%であるから、JF−1およびJF−2の2台をそれぞれ推力50%で運転する。制御周期6におけるVI値は65%であるから、JF−2を推力50%で運転する。制御周期7〜10におけるVI値は65%を超えているから、換気ジェットファンの運転は行なわない。これを表4に示すとともに、図8においてグラフで示す。なお、図8において、(a)はVI値の変化を示すグラフであり、縦軸にVI値を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。そして、(b)〜(f)は各JF−1〜JF−5の換気ジェットファンの運転状態を示しており、縦軸に推力を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。
Figure 0004472017
また、計測装置として風向風速測定装置を設置することにより、非常時における風速一定化制御などを行うことができるとともに、特に対面通行のトンネルで火災が発生した場合に行われる風速零化制御を行なうこともできる。この風速零化制御において換気制御装置は、測定された風向および風速W(m/s)に応じて数台の換気ジェットファンを選択し、これらの換気ジェットファンの電動機を、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように回転方向を制御するとともに、選択した台数に対応した回転数で制御を行なう。
具体的には、図9のフロー図に示すように、始めに風向風速測定装置10の測定値を読み込む(ステップS21)。所定の効果待ち時間経過後(ステップS22)、風速W(m/s)が4(=β4)<|W(m/s)|であれば、測定された風向と逆向きに気流を生じる推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が2台と算出される(ステップS23)。この場合、2台(m=4)の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に制御する(ステップ24)。
3(=β3)<|W(m/s)|≦4であれば、測定された風向と逆向きに気流を生じ
る推力100%で運転される換気ジェットファン必要台数が1.5台と算出される(ステップS25)。この場合、3台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の70(=η1)%前後に制御する(ステップS26)。すると、3台を選択した場合
は、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であるため消費電力は約35%に低減される。したがって、2台の換気ジェットファン1を推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約95%削減することができる。
2(=β2)<|W(m/s)|≦3であれば、測定された風向と逆向きに気流を生じ
る推力100%で運転される換気ジェットファン1の必要台数が1台と算出される(ステップS27)。この場合、1台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に制御するか、または2台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の70%前後に制御するか、あるいは4台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の50(=η2)%前後に制御する(ステップS28)。
すると、2台を選択した場合は、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であるため消費電力は約35%に低減され、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約30%削減することができる。4台を選択した場合は、各換気ジェットファンは25%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の50%前後であるため消費電力は約12.5%に低減され、消費電力を約50%削減することができる。
1(=β1)≦|W(m/s)|≦2であれば、測定された風向と逆向きに気流を生じ
る推力100%で運転される換気ジェットファン1の必要台数が0.5台と算出される(ステップS29)。この場合、1台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の気流が発生するように電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の70%前後に制御するか、2台の換気ジェットファンを選択して、測定された風向きと逆方向の前記気流が発生するように各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数
を定格回転数の50%前後に制御する(ステップS30)。
すると、1台を選択した場合は、各換気ジェットファンは50%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の70%前後であるため消費電力は約35%に低減される。したがって、1台の換気ジェットファンを推力100%で運転する場合に比べて消費電力を約65%削減することができる。2台を選択した場合は、各換気ジェットファンは25%の推力を確保することができるため必要な推力を得ることができ、電動機の回転数が定格回転数の50%前後であるため消費電力は約12.5%に低減される。したがって、消費電力を約50%削減することができる。
|W(m/s)|<1であれば、測定された風向と逆向きに気流を生じる推力100%で運転される換気ジェットファンの必要台数が0台と算出される(ステップS31)。したがって、全ての換気ジェットファンの電動機を停止させる制御を行なう(ステップS32)。
以上のような制御を、5〜15minの制御周期で行なう。例えば、5台の換気ジェットファン(JF−1〜JF−5)が設けられているとして、制御周期毎に測定される風速Wが5.0m/s→4.8m/s→3.0/s→−1.0m/s→−1.7m/s→−1.0m/s→1.0m/s→0.2m/s→−0.5m/s→−0.3m/sの順に変化した場合、次のように換気ジェットファンの運転を行なう。なおマイナスの符号が付されている風速は規定した風向と逆向きであることを示している。制御周期2においては規定した風向きに換気風が吹いており、Wは4.0m/sを超えているから、JF−1およびJF−2の2台をそれぞれ、規定した風向とは逆向きの気流が生じるように電動機の回転方向を制御し推力100%で運転する。制御周期3におけるWは3.0m/sであるから、JF−1およびJF−2の2台をそれぞれ推力50%で運転する。制御周期4〜6は規定した方向と逆向きの換気風が吹いており、Wは1≦|W(m/s)|≦2の範囲であるから、JF−3を、規定した風向きに気流が生じるように電動機の回転方向を制御し推力50%で運転する。制御周期7におけるWは1≦|W(m/s)|≦2の範囲であるから、JF−4を推力50%で運転する。制御周期8〜10におけるWは1m/s未満であるから、換気ジェットファンの運転は行なわない。これを表5に示すとともに、図10においてグラフで示す。なお、図10において、(a)はWの変化を示すグラフであり、縦軸を風速(m/s)として、横軸を制御周期としている。そして、(b)〜(f)は各JF−1〜JF−5の換気ジェットファンの運転状態を示しており、縦軸に推力を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。
Figure 0004472017
このような制御を行なうことで、電力消費を抑えつつも、火災等の非常時における被害の拡大を防ぐことができる。
なお、従来においては4<|W(m/s)|であれば、2台の換気ジェットファンを、推力100%でかつ測定された風向と逆向きに気流を生じるように運転し、2<|W(m/s)|≦4であれば、1台の換気ジェットファン1を推力100%でかつ測定された風向と逆向きに気流を生じるように運転し、|W(m/s)|≦2であれば、全ての換気ジェットファン1の運転を停止する。
例えば、制御周期毎に測定される風速Wが5.0m/s→4.8m/s→3.0m/s→−1.0m/s→−3.0m/s→−1.0m/s→3.0m/s→0.0m/s→−2.0m/s→−1.0m/sの順に変化した場合には、表6および図13に示すように換気ジェットファンの運転が行なわれる。なお、図13において、(a)はWの変化を示すグラフであり、縦軸を風速(m/s)として、横軸を制御周期としている。そして、(b)〜(f)は各JF−1〜JF−5の換気ジェットファンの運転状態を示しており、縦軸に推力を百分率(%)で示し、横軸を制御周期としている。
Figure 0004472017
1 換気ジェットファン
2 ケーシング
3 羽根車
3a 羽根
4 電動機
4a 出力軸
5 台座
6 サイレンサ(消音筒)
8 換気制御装置
9 煙霧透過率測定装置
10 風向風速測定装置
T トンネル

Claims (13)

  1. 道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
    前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置とを備え、
    前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は2n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数70%前後で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴とする道路トンネル用換気システム。
  2. 道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
    前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置とを備え、
    前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は3n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数58%前後で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴とする道路トンネル用換気システム。
  3. 道路トンネル内の天井部に設置される一方向または双方向に運転可能な電動機で駆動される換気ジェットファンを備えた道路トンネル用換気システムにおいて、
    前記電動機の回転数可変機構を備えた複数台の換気ジェットファンと、平常時に前記各換気ジェットファンを低速運転する一方、火災排煙時等の非常時には前記各換気ジェットファンを高速運転する制御指令をそれぞれ前記回転数可変機構を介して行う換気制御装置とを備え、
    前記換気制御装置によってn台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数100%の高速運転にて運転する必要があると演算される場合に、前記換気制御装置は4n台の前記換気ジェットファンをそれぞれ回転数50%前後で低速運転するように前記各電動機に対し出力する制御を行うことを特徴とする道路トンネル用換気システム。
  4. 前記道路トンネル内の縦流風速を測定する測定器を設けるとともに、
    前記換気制御装置は、前記測定器による測定値に基づいて前記トンネル内縦流風速があ
    らかじめ設定した風速値になるように、前記換気ジェットファンの電動機の回転数を制御する構成からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1記載の道路トンネル用換気システム。
  5. 前記測定器として煙霧透過率測定装置が設置されており、前記換気制御装置は、平常時において煤煙濃度VI値の変化に応じて数台の前記換気ジェットファンを選択し、これらの前記換気ジェットファンの前記電動機の回転数を制御可能になっていることを特徴とする請求項4記載の道路トンネル用換気システム。
  6. 煤煙濃度VI値がVI値≦α1であれば、m台の前記換気ジェットファンを選択して前
    記各電動機の回転数を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、
    α1<VI値≦α2であれば、1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、またはm台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%よりも小さいη2%の回転数に制御するかし、
    VI値>α2であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止させる制御
    を行なうことを特徴とする請求項5記載の道路用トンネル換気システム。
  7. 煤煙濃度VI値がVI値<α1であれば、m台の前記換気ジェットファンを選択して前
    記各電動機を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、
    α1≦VI値<α11であれば、3/4m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御し、
    α11≦VI値≦α2であれば、1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、またはm台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%よりも小さいη2%の回転数に制御するかし、
    α2<VI値≦α21であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して前記各電動機をη2%の回転数に制御するかし、
    VI値>α21であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止させる制御を行なうことを特徴とする請求項5記載の道路用トンネル換気システム。
  8. 前記測定器として風向風速測定装置が設置されており、前記換気制御装置は、非常時において測定される風向および風速W(m/s)に応じて数台の前記換気ジェットファンを選択し、これらの前記換気ジェットファンの前記電動機の回転数または回転数と回転方向との両方を制御可能になっていることを特徴とする請求項記載の道路トンネル用換気システム。
  9. 風速W(m/s)がβ4<|W(m/s)|であれば、1/2m台の前記換気ジェット
    ファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に制御し、
    β3<|W(m/s)|≦β4であれば、3/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機を定格回転数よりも小さいη1%の回転数に制御し、
    β2<|W(m/s)|≦β3であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記電動機の回転方向を制御するとともに、回転数を定格回転数の100%に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、あるいはm台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%よりも小さいη2%の回転数に制御し、
    β1≦|W(m/s)|≦β2であれば、1/4m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη1%の回転数に制御するか、または1/2m台の前記換気ジェットファンを選択して、前記風向きと逆方向の前記気流が発生するように前記各電動機の回転方向を制御するとともに、前記各電動機をη2%の回転数に制御し、
    |W(m/s)|<β1であれば、全ての前記換気ジェットファンの前記電動機を停止
    させる制御を行なうことを特徴とする請求項8記載の道路トンネル用換気システム。
  10. 前記換気制御装置は、交通量予測に基づいて前記換気ジェットファンの前記電動機の回転数を制御可能になっていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1記載の道路トンネル用換気システム。
  11. 前記電動機の回転数可変機構として、電動機への給電装置に給電周波数を変換することにより回転数を可変とする給電周波数変換装置を用いることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1記載の道路トンネル用換気システム。
  12. 前記各換気ジェットファンが、回転数可変機構を介して前記電動機の回転数を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1記載の道路トンネル用換気システム。
  13. 前記各換気ジェットファンは消音筒を省いていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1記載の道路トンネル用換気システム。
JP2009163018A 2009-07-09 2009-07-09 道路トンネル用換気システム Expired - Fee Related JP4472017B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009163018A JP4472017B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 道路トンネル用換気システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009163018A JP4472017B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 道路トンネル用換気システム

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008289000 Division 2008-11-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010116768A JP2010116768A (ja) 2010-05-27
JP4472017B2 true JP4472017B2 (ja) 2010-06-02

Family

ID=42304586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009163018A Expired - Fee Related JP4472017B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 道路トンネル用換気システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4472017B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102913269A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 广西景桂自控工程有限公司 隧道通风装置
CN104500123A (zh) * 2014-12-22 2015-04-08 中国葛洲坝集团第三工程有限公司 一种长距离隧洞施工期快速通风排烟装置及方法
CN106292443A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 山东康威通信技术股份有限公司 一种隧道内环境检测及风机联动控制器、装置及其方法
CN106567844A (zh) * 2015-10-09 2017-04-19 宁夏琪凯节能设备有限公司 一种节能型车辆的通风设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4794680B1 (ja) * 2010-07-02 2011-10-19 川崎重工業株式会社 トンネル換気システム
ES2660197T3 (es) * 2012-03-14 2018-03-21 Talleres Zitrón, S.A. Sistema y procedimiento de control electrónico de la velocidad de giro de un rodete de un ventilador
CN110425169B (zh) * 2019-08-16 2020-04-10 浙江省东阳市华东暖通设备有限公司 一种智能管道风机
CN113883080B (zh) * 2021-11-05 2022-09-13 深圳市亚高智能科技有限公司 基于5g的射流风机的控制系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3690075B2 (ja) * 1997-07-16 2005-08-31 富士電機システムズ株式会社 双方向型軸流送風機
JP2000027600A (ja) * 1998-07-08 2000-01-25 Ebara Corp 道路トンネルの換気システム
JP4640226B2 (ja) * 2006-03-22 2011-03-02 株式会社Ihi トンネル換気装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102913269A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 广西景桂自控工程有限公司 隧道通风装置
CN104500123A (zh) * 2014-12-22 2015-04-08 中国葛洲坝集团第三工程有限公司 一种长距离隧洞施工期快速通风排烟装置及方法
CN104500123B (zh) * 2014-12-22 2016-08-17 中国葛洲坝集团第三工程有限公司 一种长距离隧洞施工期快速通风排烟装置及方法
CN106567844A (zh) * 2015-10-09 2017-04-19 宁夏琪凯节能设备有限公司 一种节能型车辆的通风设备
CN106292443A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 山东康威通信技术股份有限公司 一种隧道内环境检测及风机联动控制器、装置及其方法
CN106292443B (zh) * 2016-08-26 2018-12-18 山东康威通信技术股份有限公司 一种隧道内环境检测及风机联动控制器、装置及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010116768A (ja) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4472017B2 (ja) 道路トンネル用換気システム
US20200318645A1 (en) Load Bearing Direct Drive Fan System With Variable Process Control
JP6277364B2 (ja) 可変処理制御を有する直結駆動ファンシステム
TWI617909B (zh) Wind power plant
CA2978460A1 (en) Load bearing direct drive fan system with variable process control
JP2011085336A (ja) 換気装置
JP2008519244A (ja) 電気システム
JP2009243801A (ja) 空気調和装置
JP6453469B2 (ja) 換気システム
JP2011031835A (ja) 船舶機関室通風システム
JP2012225113A (ja) トンネル換気制御システム
JP4794680B1 (ja) トンネル換気システム
JP2024000157A (ja) 制御装置及び送風装置
JP2012012923A (ja) トンネル換気システム
JP2022052635A (ja) 室外機用風力発電装置
JP2011153757A (ja) 空気調和機
JP2012122238A (ja) 道路トンネル換気システム
JP2013221296A (ja) トンネル換気システム
CN221824116U (zh) 一种悬挂过滤式通风机
CN110594993A (zh) 一种实现机组自动除尘的方法、装置及空调
JP2007253102A (ja) 自動車製造ラインの塗装ブース換気装置
JP6411424B2 (ja) 風力発電装置及び風力発電装置の制御方法
KR101719193B1 (ko) Fpso 터렛 환기시스템의 팬구동 장치 및 방법
CN215633865U (zh) 一种组合式风机的组接结构
JP2005061019A (ja) 送風装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100302

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100302

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150312

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees