JP5823224B2 - Air fence forming device using train wind of railway - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道沿線に設置した、鉄道の列車風を利用したエアフェンス形成装置に関する。 The present invention relates to an air fence forming apparatus using a train wind of a railway installed along a railway.
鉄道車両が側方から風を受けると、車体に風圧による抗力(横力)が生じる。風速が大きい場合、車両を転覆させようとする横力が大きくなり、ある限界風速以上の風速が吹いた場合、車両は転覆・脱線する。強風が原因とみられる鉄道車両の脱線転覆事故は、日本で鉄道が開業して以来、多数発生している。 When a railway vehicle receives wind from the side, drag (lateral force) due to wind pressure is generated in the vehicle body. When the wind speed is high, the lateral force for overturning the vehicle increases, and when the wind speed exceeds a certain limit wind speed, the vehicle overturns and derails. A number of railcar derailment accidents caused by strong winds have occurred since the opening of the railway in Japan.
このような事故を防ぐために、鉄道沿線には、車両に働く風圧を減じるための防風柵を設置している(例えば非特許文献1)。 In order to prevent such an accident, a windbreak fence for reducing wind pressure acting on the vehicle is installed along the railway (for example, Non-Patent Document 1).
強風による鉄道車両の脱線転覆事故を防止するために、沿線に防風柵を設置すると列車の乗客から外の風景が見えなくなったり、または見にくくなったりする。 In order to prevent derailment and rollover accidents of railway vehicles due to strong winds, installation of windbreak fences along the railway line makes the outside scenery invisible or difficult to see for train passengers.
また、特に海沿いあるいは山間部といった遠郊では、防風柵が風景と調和せず景観を害することがあるという問題点がある。 In addition, there is a problem that windbreak fences do not harmonize with the scenery and may harm the scenery, especially in the suburbs along the sea or in the mountains.
一方、鉄道車両の走行に伴って、風速10m/sを超える大きさの列車風が発生する(例えば非特許文献2)。しかし、このように大きな風速が生じる列車風を有効に利用するための提案はこれまでなされていない。特に、列車風を強風による鉄道車両の脱線転覆事故を防止するために、列車風を利用する提案はなされていない。 On the other hand, a train wind having a wind speed exceeding 10 m / s is generated along with the traveling of the railway vehicle (for example, Non-Patent Document 2). However, no proposal has been made so far to effectively use the train wind that generates such a large wind speed. In particular, no proposal has been made to use a train wind in order to prevent a railway vehicle derailment overturn accident caused by a strong wind.
本発明は、地表を走行する鉄道列車の走行に伴って生じる列車風を有効利用したエアフェンスを提供することを目的とする。特に、強風による鉄道車両の脱線転覆事故を防止するために、前記エアフェンスを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air fence that effectively uses a train wind generated with the travel of a railroad train traveling on the ground surface. In particular, an object of the present invention is to provide the air fence in order to prevent a derailment rollover accident of a railway vehicle due to a strong wind.
以下、符号を付して本願発明を説明する。ただし、符号は参照のためであり、本願発明を実施形態に限定するものでない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference numerals. However, the reference numerals are for reference, and the present invention is not limited to the embodiments.
本願に係る発明は、鉄道線路近傍に設置されており、鉄道列車の走行に伴って生じる列車風を取り入れるための列車風取入部1と、前記列車風取入部で取り入れた列車風が通り抜けるダクト2と、前記ダクト2を通り抜けた列車風を排出する排出部3と、を備えることを特徴とするエアフェンス形成装置である。
The invention according to the present application is installed in the vicinity of a railway track, and a
ここで、前記排出部3は、前記列車風取入部1より進行方向前方であって鉄道線路に沿って敷設され、鉄道線路外側方向へ列車風を排出することとしてもよい。さらに、前記排出部3は、その出口に向かってその断面積が小さくなっており、取り入れた列車風を増速して排出することとしてもよい。
Here, the
また、前記列車風取入部1は、0度ないし90度で列車進行方向に対向するように開口していることとしてもよい。さらに、前記列車風取入部1の形状をフレア形としてもよい。 Moreover, the said train wind taking-in part 1 is good also as opening so that it may oppose a train advancing direction at 0 to 90 degree | times. Furthermore, the shape of the train wind intake portion 1 may be a flare shape.
また、前記ダクト2は、前記列車風取入部1側より前記排出部3に向かってその断面積が小さくなる増速部6を具備することとしてもよい。
Moreover, the
本願発明に係るエアフェンス形成装置をトンネル13内に設置し、前記列車風取入部1はトンネル13内に設置され、前記排出部3はトンネル13の出口に設置されていることとしてもよい。
The air fence forming apparatus according to the present invention may be installed in the
このように本願発明を利用すれば、地表を走行する鉄道列車の走行に伴って生じる列車風を有効利用することができる。特に、地表を走行する鉄道列車の走行に伴って生じる列車風を利用したエアフェンス形成装置によって、強風による鉄道車両の脱線転覆事故を防止することができる。 Thus, if this invention is utilized, the train wind which arises with the driving | running | working of the railway train which drive | works the ground surface can be used effectively. In particular, a derailment capsizing accident of a railway vehicle due to a strong wind can be prevented by an air fence forming device that uses a train wind generated along with a travel of a railway train traveling on the ground surface.
また、排出部3の高さは防風柵の高さに比べて低くすることができるので、遠郊の場合であっても景観を害することがない。
Moreover, since the height of the
本発明の実施形態について、図を使って説明する。また、便宜上、鉄道車両の進行方向を前方、その反対方向を後方と表すことにする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For the sake of convenience, the traveling direction of the railway vehicle is represented as the front, and the opposite direction is represented as the rear.
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、鉄道沿線の線路近傍に、ダクト2を埋設する実施形態である。
図1は、本願発明に係る第1の実施形態を示した図である。平面図に示すように、地表には2本のレール12が平行敷設されており、レール12上を鉄道車両11が走行する。図1では、鉄道車両11は左から右に進行する。
[First Embodiment]
The first embodiment is an embodiment in which a
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment according to the present invention. As shown in the plan view, two
線路脇にはダクト2が埋設されており、鉄道沿線を前方に向かって、ダクト2が延びている。線路脇には、列車風取入部1が上向きに開口するように、敷設されており、ダクト2の後方端部と連結されている(図1のA断面)。
A
ダクト2の前方端部には排出部3が接続されている。排出部3は列車風取入部1より前方に敷設されている。排出部3は地上に突出しており、その排気方向は線路外側を向いている(図1のB断面)。本実施形態では、排気方向は線路と相対的に見て、上方斜め外側となっている。ここで排気方向は真上としても良い。
A
本実施形態の作用について説明する。 The operation of this embodiment will be described.
鉄道車両11の走行に伴って、鉄道車両11の周りに列車風が発生する。鉄道車両11が列車風取入部1の設置箇所を通過すると鉄道車両11の周りに発生した列車風が列車風取入部1に流入する。列車風取入部1に流入した列車風(空気)はダクト2に進入し、これを通り抜ける。ダクト2を通り抜けた列車風は排出部3から排出される。その際、排出部3の開口している向き、すなわち上方斜め外側方向の気流が生じる。
As the
鉄道車両11が列車風取入部1の設置箇所を通過し終わると、やがて列車風は終息するので、排出部3からの排出はやがて止まる。
When the
図2は、本願発明に係る第1の実施形態の変形例1を示した図である。この例では排出部3の形状に特徴がある。すなわち、図2に示したように、排出部3は、ダクト2側から開口部5に向かってその断面積が連続的に小さくなっている。また開口部5の向きは上方斜め外側方向となっている。
FIG. 2 is a diagram showing a first modification of the first embodiment according to the present invention. In this example, the shape of the
このような形状とすることで、排出部3から排気される空気を、排出部3で増速して排出することができる。
By setting it as such a shape, the air exhausted from the
図3は、本願発明に係る第1の実施形態の変形例2と変形例3を示した図である。これらの例は列車風取入部1が特徴であるので、列車風取入部1付近の側面図と断面図(2種類)のみを示した。ダクト2、排出部3の敷設位置が、第1の実施形態の場合と同じとなるので、平面図は省略した。
FIG. 3 is a diagram showing a second modification and a third modification of the first embodiment according to the present invention. Since these examples are characterized by the train wind intake section 1, only the side view and cross-sectional views (two types) of the vicinity of the train wind intake section 1 are shown. Since the laying positions of the
本実施形態に係る列車風取入部1が第1の実施形態と比して高さが高くなっている。変形例2を示したC断面の形態では、列車風取入部の開口部4が、鉄道車両11の進行方向に対向しており、略45度上方を向いている。したがって、列車風取入部1の高さは鉄道車両11の7割程度となっている。
The train wind intake portion 1 according to the present embodiment is higher than that of the first embodiment. In the form of the C cross section showing the modified example 2, the
変形例3を示したD断面では、列車風取入部の開口部4が略垂直となっており、鉄道車両11の進行方向に対向している(後方を向いている)。したがって、列車風取入部1の高さ鉄道車両11と同程度となっている。
In the D cross section showing the
これら変形例の場合、列車風取入部1が列車進行方向に対向しているため、第1の実施形態と比べて多くの列車風を取り入れることができる。 In the case of these modified examples, since the train wind intake part 1 is opposed to the traveling direction of the train, more train winds can be introduced as compared with the first embodiment.
列車風取入部1に流入した列車風はダクト2を通り抜ける。ダクト2を通り抜けた列車風は排出部3から排出される。鉄道車両11が列車風取入部1の設置箇所を通過し終わると、やがて列車風は終息するので、排出部3からの排出はやがて止まる。
The train wind flowing into the train wind intake 1 passes through the
図4は、本願発明に係る第1の実施形態の変形例4を示した図である。この例では列車風取入部1の形状に特徴がある。すなわち、図4に示したように、列車風取入部の開口部4が列車進行方向に対向しているとともに、列車風取入部1の断面積が開口部4からダクト2にかけて狭くなる、フレア形となっている。
FIG. 4 is a diagram showing a fourth modification of the first embodiment according to the present invention. This example is characterized by the shape of the train wind intake section 1. That is, as shown in FIG. 4, the
このような形状とすることで、鉄道車両11の走行に伴う列車風をより多く取り入れることができるとともに、断面積が徐々に小さくなることで取り入れた列車風を増速することができる。
By setting it as such a shape, while being able to take in more train wind accompanying driving | running | working of the
図5は、本願発明に係る第1の実施形態の変形例5を示した図である。この例では、ダクト2に増速部6をさらに備えていることを特徴がある。すなわち、増速部6はダクト2の途中に備わっており列車風取入部1側から排出部3に向かってその断面積が連続的に小さくなっている。このような構成とすることで、ダクト2を通り抜ける空気の流速を、増速部6を通過する際に増速することができる。
FIG. 5 is a diagram showing a fifth modification of the first embodiment according to the present invention. This example is characterized in that the
本願発明の第1の実施形態における効果について説明する。 The effects of the first embodiment of the present invention will be described.
図6は、本願発明の第1の実施形態における効果を説明する図である。図6は、第1の実施形態における排出部3での断面図を表している。ダクト2を通り抜けた列車風は排出部3から、その開口方向へ排出される(排出風)。
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment of the present invention. FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of the
このとき、線路外側方向から鉄道車両11に向かって横風(自然風)が吹いていた場合、自然風は排出風によって弱められる。特に、排出部3の開口方向が線路外側(線路から離れる方向)へ向かって排出風が吹くように設置されていた場合には自然風を弱める効果が大きい。よって、鉄道車両11に作用する風が鉄道車両11を転覆させようとする力は、自然風のみの場合の力より小さくなるので、強風による鉄道車両11の脱線転覆事故を防止することができる。
At this time, when a cross wind (natural wind) is blowing toward the
また、排出部3の高さは防風柵の高さに比べて低くすることができる。したがって遠郊の場合であっても排出部3を設置したことによって景観が害されることがない。
Moreover, the height of the
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、トンネル13に側壁にダクト2を設置する実施形態である。
図7は、本願発明に係る第2の実施形態を示した図である。図7では単線トンネル13の両側に本願発明に係るエアフェンスを設置した例を示している。
[Second Embodiment]
The second embodiment is an embodiment in which the
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment according to the present invention. FIG. 7 shows an example in which air fences according to the present invention are installed on both sides of the
平面図に示すように、地表にはレール12が敷設されており、レール12上を鉄道車両11が走行する。図7では、鉄道車両11は左から右に進行する。
As shown in the plan view, rails 12 are laid on the ground surface, and a
両側の側壁にはダクト2が設置されており、側壁に沿って、前方にダクト2が延びている。ダクト2の後方端には、トンネル13内に、列車風取入部1が列車進行方向に対向する向きに開口するように、敷設されており、ダクト2の後方端部と連結されている。
ダクト2はトンネル13の出口まで敷設されている。ダクト2の前方端には排出部3が接続されている。排出部3はトンネル13の外部に設置されており、その排気方向は線路外側を向いている(図7平面図)。本実施形態では、排気方向は線路と相対的に見て、前方斜め外側となっている。
The
また、ダクト2の途中には増速部6を備えている。増速部6では列車風取入部1側から排出部3に向かってその断面積が連続的に小さくなっている。
A
本実施形態の作用について説明する。
鉄道車両11の走行に伴って、鉄道車両11周りに列車風が発生する。鉄道車両11が列車風取入部1を通過すると鉄道車両11周りに発生した列車風が列車風取入部1に流入する。列車風取入部1に流入した列車風(空気)はダクト2に進入し、これを通り抜ける。ダクト2を通り抜けた列車風は排出部3から排出される。その際、排出部3の開口している向き、すなわち前方斜め外側方向の気流が生じる。
The operation of this embodiment will be described.
As the
鉄道車両11が列車風取入部1の設置箇所を通過し終わると、やがて列車風は終息するので、排出部3からの排出はやがて止まる。
When the
本願発明の第2の実施形態における効果について説明する。
図8は、本願発明の第1の実施形態における効果を説明する図である。図8は、第2の実施形態の排出部3の設置されたトンネル13の出口周辺での平面図を表している。ダクト2を通り抜けた空気は排出部3から、その開口方向へ排出される(排出風)。
The effects of the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view of the vicinity of the exit of the
このとき、線路外側方向から鉄道車両11に向かって横風(自然風)が吹いていた場合、自然風は排出風によって弱められる。特に、排出部3の開口方向が線路外側(鉄道車両11から離れる方向)へ向かって排出風が吹くように設置されていた場合には自然風を弱める効果が大きい。よって、鉄道車両11に作用する風が鉄道車両11を転覆させようとする力は、自然風のみの場合の力より小さくなるので、強風による鉄道車両11の脱線転覆事故を防止することができる。
At this time, when a cross wind (natural wind) is blowing toward the
ここで、鉄道車両11の重心高さより高い位置に作用する自然風は、より鉄道車両11の転覆・脱線を誘発する。よって、このような自然風の影響を弱めるように、排出部3の中心高さが鉄道車両11の重心高さより高く設置されていると、エアフェンスの効果がより大きい。
Here, the natural wind acting on the position higher than the height of the center of gravity of the
また、排出部3の高さは防風柵を省略できるので、遠郊の場合であっても排出部3を設置したことによって景観を害することがない。
Moreover, since the height of the
[第1の応用例]
次に、本願発明の応用例について示す。
第1の応用例は、列車風取入部1と排出部3との距離が長い場合であっても、流入した空気の風圧を伝達するための例である。図9は、本願発明の第1の応用例を示した図であり、線路長手方向の断面図を示している。
[First application example]
Next, application examples of the present invention will be described.
The first application example is an example for transmitting the wind pressure of the inflowed air even when the distance between the train wind intake unit 1 and the
この第1の応用例の特徴は、ダクト2の途中に風圧伝達の機能を備えていることにある。つまり、ダクト2は列車風取入部1側にある第1の仕切板21と、前記排出部3側にある第2の仕切板22とを備え、前記第1の仕切板21と前記第2の仕切板22との間には非圧縮性流体23が充填されている。
The feature of the first application example is that a wind pressure transmission function is provided in the middle of the
列車風取入部1から取り入れた列車風の圧力が第1の仕切板21に印加されると、第1の仕切板21は排出部3の方へ移動する。このとき、第1の仕切板21と第2の仕切板22との間に充填された非圧縮性流体23も同様に排出部3の方へ移動する。すると同様に第2の仕切板22が同様に排出部3の方へ移動する。すなわち、第1の仕切板21、非圧縮性流体23および第2の仕切板22が一体的に排出部3の方へ移動し、第2の仕切板22によって押し出された空気が排出部3から排出する。
When the train wind pressure taken from the train wind intake section 1 is applied to the
このとき、第1の仕切板21および第2の仕切板22とダクト2の内壁との摩擦を小さくし、さらに非圧縮性流体23とダクト2の内壁との摩擦が小さくすれば、第1の仕切板21、非圧縮性流体23および第2の仕切板22が一体的に前記排出部3の方へ移動するのに要するエネルギーを小さくできる。したがって、列車風取入部1から流入した列車風のエネルギーの損失を小さくしつつ、排出部3から空気を排出することができる。
At this time, if the friction between the
[第2の応用例]
第2の応用例は、送風ファン24を備えた例である。図10は、本願発明の第2の応用例を示した図であり、線路長手方向の断面図を示している。
[Second application example]
The second application example is an example in which a
第2の応用例の特徴は、ダクト2に送風ファン24を備えていることにある。図10では、ダクト2の排出部3側端部に送風ファン24を備えており、送風ファン24を稼働させると排出部3から空気が排出される。
A feature of the second application example is that the
さらに、鉄道車両11が列車風取入部1を通過すると鉄道車両周りに発生した列車風が列車風取入部1に流入する。列車風取入部1に流入した列車風(空気)はダクト2を通り抜ける。ダクト2を通り抜けた列車風は排出部3から排出される。
Furthermore, when the
つまり、排出部3からは、送風ファン24によって生じた気流と、鉄道車両の通過に伴って生じた列車風との合成された気流が排出される。このような構成にすることによって、鉄道列車の通過に伴う列車風のみを排出する場合に比べて強い気流が排出部3から排出される。
In other words, the combined airflow generated by the
1 列車風取入部
2 ダクト
3 排出部
4 列車風取入部の開口部
5 排出部の開口部
6 増速部
11 鉄道車両
12 レール
13 トンネル
21 第1の仕切板
22 第2の仕切板
23 非圧縮性流体
24 送風ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Train
Claims (8)
風を排出する排出部と、
前記列車風取入部と排出部とをつなぐダクトと、
を備え、
前記ダクト内には、
前記列車風取入部側にある第1の仕切板と、
前記排出部側にある第2の仕切板とを備え、
前記第1の仕切板と前記第2の仕切板との間には非圧縮性流体が充填されており、
前記列車風取入部から取り入れた列車風の圧力が前記第1の仕切板に印加されることで前記第1の仕切板、前記非圧縮性流体および前記第2の仕切板が一体的に前記排出部方向へ移動し、前記第2の仕切板によって押し出された風が前記排出部から排出する、
ことを特徴とする、エアフェンス形成装置。 A train wind intake section that is installed in the vicinity of the railway track and takes in the train wind generated by the running of the railway train,
A discharge section for discharging wind;
A duct connecting the train wind intake part and the discharge part;
With
In the duct,
A first partition plate on the train wind intake side;
A second partition plate on the discharge part side,
An incompressible fluid is filled between the first partition plate and the second partition plate,
When the train wind pressure taken from the train wind intake section is applied to the first partition plate, the first partition plate, the incompressible fluid, and the second partition plate are integrally discharged. Moving in the direction of the portion, the wind pushed out by the second partition plate is discharged from the discharge portion,
An air fence forming apparatus.
鉄道線路外側方向へ風を排出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のエアフェンス形成装置。 The discharge part is laid along the railway line in the traveling direction forward from the train wind intake part,
To exhaust the wind toward the outside of the railway track,
The air fence forming apparatus according to claim 1, wherein:
を特徴とする、請求項1または2記載のエアフェンス形成装置。 The discharge part has a smaller cross-sectional area toward the outlet ;
The air fence forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする、請求項3記載のエアフェンス形成装置。 The train wind intake part is open at 0 to 90 degrees so as to face the traveling direction of the railway train.
The air fence forming apparatus according to claim 3, wherein:
ことを特徴とする、請求項4記載のエアフェンス形成装置。 The train wind intake part has a flare shape,
The air fence forming apparatus according to claim 4, wherein:
を特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のエアフェンス形成装置。 The duct is that the cross-sectional area toward the train Kazeto the discharge portion side of the join the club side is provided with a smaller acceleration section,
The air fence forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記排出部はトンネルの出口に設置されている、
ことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のエアフェンス形成装置。 The train wind intake section is installed in the tunnel,
The discharge part is installed at the exit of the tunnel,
The air fence forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記送風ファンによって生じる風を前記排出部から排出する、
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のエアフェンス形成装置。
In addition, it has a blower fan,
The air generated by the blower fan is discharged from the discharge unit;
The air fence forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein
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