JP5840547B2 - トンネル用送風管およびその結露防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル用送風管およびその結露防止方法に関するものである。

トンネル先端の切羽、およびその中間では空気循環を自然の換気だけに頼っていても不十分である。
そこでトンネルの坑口から切羽までの全長にわたって送風管を配置し、送風管には送風機を設置してトンネル内部の粉塵を含んだ空気を強制的にトンネル外へ排出し、あるいは坑外の新鮮な空気をトンネル内部に強制的に取り入れて作業環境の改善を図っている。

http://www.tanizawa.co.jp （株式会社谷沢製作所）

ところが従来のトンネル用送風管にあっては、図３に示すように、次のような問題点がある。
＜１＞ 送風管ａの内部を移送する空気の湿度が高いと、送風管ａの内壁で冷やされて結露が生じる。
＜２＞ すると送風管の内部に水溜まりｂが発生する。
＜３＞ この水溜まりｂによる送風管ａのたるみが送風管ａの空気抵抗を増やし、送風効率を大幅に低下させる。
＜４＞ さらに水量が増加すると重量が増加し、送風管の吊り具、吊りワイヤーｃを破壊する可能性もある。
＜５＞ 水の溜まる位置がどこにあるのか不明確であるために容易に排水することができない。
＜６＞ 元来、結露水を排水する構造とはなっていないので、排水作業が困難である。
＜７＞ そのため結露が溜まってしまった場合、従来は送風管ａに穴をあけて水を抜く方法で排水していた。その結果、送風管ａの損傷が激しく、使用後の送風管ａで多数の穴を開けたものは廃棄せざるを得ず不経済なものであった。

上記のような課題を解決するために、本発明のトンネル用送風管は、送風管と、前記送風管の外周に、送風管を収納する状態で設けた外管と、を具備し、前記送風管及び外管は、トンネル内の空気と外気を交換可能に構成し、前記外管は、該外管の内径が他の位置の内径よりも大きくなるように該外管の長手方向の前後から傾斜を設けた拡大内径部と、該拡大内径部に設けた排水口とを、該外管の長手方向に間隔を設けて複数備えたことを特徴とするものである。
前記排水口は、開閉自在の蓋を取り付けた構成とすることができる。
また、本発明のトンネル用送風管の結露防止方法は、送風管の外周に、該送風管を収納する状態を呈する外管を設け、前記送風管及び外管は、トンネル内の空気と外気を交換可能に構成し、前記外管は、該外管の内径が他の位置の内径よりも大きくなるように該長手方向の前後から傾斜を設けた拡大内径部と、該拡大内径部に設けた排水口とを、該外管の長手方向に間隔を設けて複数備え、前記送風管および外管を介してトンネル内の空気と外気を交換する際に、トンネル内の空気で冷えた外管の内面に生じる結露を、前記排水口で排出することを特徴とするものである。

本発明のトンネル用送風管およびその結露防止方法は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 風管を二重構造とすることよって、本来の送風機能を備えた送風管の内壁が冷やされにくく、送風管の内部には結露が生じない。
＜２＞ そのために送風管の内部に水たまりが生じない。その結果、水たまりによって空気抵抗が増加するという現象を生じることがなく、送風管が重量で変形して歪むこともない。
＜３＞ 外気との温度差で外管の内面には結露が生じる。しかし外管には適宜の位置に拡大内径部が形成してあるので、外管の内面に生じた結露は拡大内径部に向けた傾斜に沿って流れ、拡大内径部に集まる。このように外管においては結露が集中する位置が明確なので、その位置に開閉蓋などの排水具を設けておけば完全に結露を排水することができ、その作業も容易である。
＜４＞ 従来のように水抜きのために穴を開ける必要がないから送風管の損傷、そのための廃棄が発生せず経済的である。
＜５＞ 外管の内部に配置した送風管は、鯉のぼりの吹き流しの状態で外管の中に位置しているから風量に対する抵抗が少なく、効率の良い換気を行うことができる。

本発明のトンネル用送風管の実施例の断面図。 接続金具の実施例の説明図。 従来のトンネル用送風管の実施例の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞全体の構成
本発明のトンネル用送風管Ａは、送風管１と、その外周に設けた外管２とより構成する。

＜２＞送風管
この送風管１は両端が開放した長い筒体であり、その内径、外径は全長にわたって同一である。
送風管１は前記した様に、その一部に送風機Ｂを設置してトンネル内部の粉塵を含んだ空気を強制的にトンネル外へ排出するための筒体である。
あるいは坑外の新鮮な空気をトンネル内部に強制的に取り入れて作業環境の改善を図るための筒体である。
送風管１自体は柔軟な材料で構成してあり、１本が１０ｍ程度の送風管１を順次、二重リング状の接続金具７で接続してトンネルの全長にわたるように延長する。

＜３＞外管
外管２は、送風管１の外径よりも大きい内径を備えた筒体である。
この外管２はその内部に、送風管１をほぼ全長にわたって収納する。
トンネルの天井、あるいは側壁にはトンネル軸方向と平行に吊りワイヤー６を配置してあり、この吊りワイヤー６に外管２に取り付けることによって、外管２をトンネルの全長にわたって設置する。

＜４＞内径拡大部
外管２は、その内径を均一とせず、適宜の位置の内径を拡大して内径拡大部３を構成する。
したがってこの外管２を、トンネルの上に設置した場合には、その内径拡大部３の両側には内径拡大部３へ向けて傾斜した傾斜部４が形成される。
外管２には、このような内径拡大部３を、適宜の間隔を介して複数の位置に設置し、各内径拡大部３の両側に傾斜部４を形成する。
外管２も送風管１と同様に柔軟な材料で形成すれば、位置によって内径を変えて製造することは容易である。

＜５＞排水口
この内径拡大部３の底面には、排水口５を設ける。
ここで底面とは、送風管１を収納した外管２をトンネル上部へ取り付けた場合の下側の面のことである。
この排水口５は常時開放のままでも、あるいは開閉自在の蓋を取り付けることもできる。
後者の場合には蓋を開けることによって内径拡大部３に集まった水を外筒から外部に排水することができる。
あるいは排水口５に常時「閉」状態で、下から紐を引くと「開」となる排水具を設けることもできる。
排水口５に蓋をつけずに常時開口した場合には、排水口５からの自然排水にまかせればよいから、高所の排水口５の蓋の開閉作業が不要となる。

＜６＞接続金具（図２）
送風管１も外管２もその長さには限界があるから、途中で接続する必要がある。
そのために前記したように二重リング状の接続金具７で接続するが、より具体的な実施例を図２に示す。
すなわち接続金具７は、内筒７１と外筒７２の、同心円状の二重管によって構成する。
この内筒７１と外筒７２の間は、放射状に配置した内外連結材７４で連結して両筒の位置を確保する。
内筒７１の外径は、送風管１の内径にほぼ等しく、外筒７２の外径は、外管２の内径にほぼ等しく構成する。
内筒７１と外筒７２の長さは同一の寸法に形成することもできるが、内筒７１の方を、外筒７２よりも長く形成し、内筒７１の端部が外筒７２の端部よりも突出する形状を採用することができる。
このような形状であると、先に送風管１を内筒７１に取り付け、その後に外筒７２に外管２を取り付ける作業が容易となる。
外筒７２の外側には、鍔状にフランジ７３を取り付け、このフランジ７３に開口した吊り穴を介して吊りワイヤー６と接続金具７を係合する。

＜７＞外管と送風管の固定
送風管１はその一端の口元を、接続金具７の内筒７１に取り付ける。
外管２の一端の口元を、接続金具７の外筒７２にとりつける。
すると、送風管１と外管２とは同心円の位置に固定した状態となる。
送風機Ｂの排気口と、送風管１、外管２の一端とも、前記した接続金具７を介して固定する。
すると、送風管１の内部空間、および送風管１と外管２内面との空間にも送風を行うことできる。
この送風によって、送風管１は外管２の内部に吹き流し状態となり、その同心円状の位置を維持させることができる。

＜８＞設置方法
上記の送風管１、外管２の接続の順序について説明する。
トンネルの天井や側壁の上部にワイヤー６を設置する。
次にすでに設置した風上側の送風管１、外管２の終端に二重リング状の接続金具７のフランジ７３をワイヤー６に吊り下げて設置する。
次に新設する外管２をワイヤー６に吊り下げるが、その段階では外管２は接続金具７に取り付けてはいない。
次に新設する送風管１を接続金具７に接続する。
次に外管２の内部に送風管１を折りたたんだ状態で押し込み、外管２を接続金具７に取り付ける。
その状態で送風機を運転し、送風管１を外管２の内部で吹き流し状態にして引き伸ばす。
新設した送風管１、外管２の風下側の端部にも、前記の接続金具７を取り付けてワイヤー６吊るしておき、次の延長の利用に供する。

＜９＞使用方法
送風管１の全長にわたってその外周に外管２を位置させる。
この外管２を、トンネル上部に、トンネルの軸方向に平行に設置した吊りワイヤー６に取り付ける。
そして送風管１の内部、およびその外面と外管２の間に送風する。
その送風は、送風機Ｂを使用して、トンネルの切羽側からトンネル坑外へ向けて空気の移動を行う。
すると、送風管１は、その内外の温度差が大きくないので結露は生じにくい。
しかし外管２は、その外気と筒内の温度との差によって外管２の内面に結露が生じる。
その結露が水滴となって外管２の底面に集まり、さらに内径拡大部３に向けて傾斜部４を流下する。
このようにして水滴は内径拡大部３に集まって水溜まりを形成する。
水の量が増加すれば外管２の内径拡大部３が膨張するから、排水口５に排水具を設けた場合には、その蓋を外す作業によって外管２内部の水を落下させて排水することができる。
排水口５から常時排水する構造では、蓋の開閉は不要である。

＜１０＞他の使用方法
前記の実施例ではトンネル内部の粉塵を含んだ空気を強制的にトンネル外へ排出する場合について説明した。
しかし同様の構造を、トンネルの内部へ外部の新鮮な空気を強制的に送り込む場合にも採用することができる。

１：送風管
２：外管
３：内径拡大部
４：傾斜部
５：排水口

Claims (3)

1. 送風管と、
   前記送風管の外周に、送風管を収納する状態で設けた外管と、を具備し、
   前記送風管及び外管は、トンネル内の空気と外気を交換可能に構成し、
   前記外管は、該外管の内径が他の位置の内径よりも大きくなるように該外管の長手方向の前後から傾斜を設けた拡大内径部と、該拡大内径部に設けた排水口とを、該外管の長手方向に間隔を設けて複数備えたことを特徴とする、
   トンネル用送風管。
2. 排水口には、開閉自在の蓋を取り付けた、
   請求項１記載のトンネル用送風管。
3. トンネル用送風管の結露防止方法であって、
   送風管の外周に、該送風管を収納する状態を呈する外管を設け、
   前記送風管及び外管は、トンネル内の空気と外気を交換可能に構成し、
   前記外管は、該外管の内径が他の位置の内径よりも大きくなるように該長手方向の前後から傾斜を設けた拡大内径部と、該拡大内径部に設けた排水口とを、該外管の長手方向に間隔を設けて複数備え、
   前記送風管および外管を介してトンネル内の空気と外気を交換する際に、
   トンネル内の空気で冷えた外管の内面に生じる結露を、前記排水口で排出することを特徴とする、
   トンネル用送風管の結露防止方法。

Images