JP7437233B2 - 換気システム及び換気方法 - Google Patents

Description

本発明は、換気システム及び換気方法に関するものである。

従来、下記特許文献１に記載の換気システムが知られている。この換気システムは、周壁と屋根とで囲まれた被覆空間の換気を行うものであり、クローズド型廃棄物処分場の換気に適用されている。この換気システムは、周壁近傍に設置された換気装置を備えおり、換気装置は、外部の新鮮な空気を被覆空間内に供給する給気ファンと、被覆空間内の空気を外部に排出する排気ファンと、を備えている。給気ファンの吹出し口から被覆空間の低部（廃棄物層の表面）まで蛇腹状のスパイラル風管が延びており、このスパイラル風管を介して給気ファンからの新鮮な空気が供給されている。

特許4282868号公報

この種の換気システムには、被覆空間内を満遍なく換気することが望まれる。しかし、上記特許文献１の換気システムでは、スパイラル風管の出口近傍に偏って新鮮な空気が供給されるので、被覆空間内の換気状態にムラが生じ易い。本発明は、被覆空間における換気状態の均斉度を向上する換気システム及び換気方法を提供することを目的とする。

本発明の換気システムは、周壁と屋根とで囲まれた被覆空間を換気する換気システムであって、周壁に設けられ外部から被覆空間に空気を導入する給気部と、屋根に設けられ被覆空間から外部に空気を排出する排気部と、給気部を通じて被覆空間内に導入された空気を周壁近傍から被覆空間の内側に向けて噴射する噴射ノズルを有し、周壁に沿って複数配列された空気噴射部と、を備える。

空気噴射部は、噴射ノズルの噴射方向を上下方向に調整可能とする調整機構を有することとしてもよい。被覆空間は、クローズド型廃棄物処分場の内部空間であることとしてもよい。

本発明の換気方法は、周壁と屋根とで囲まれ周壁よりも低い位置に凹状に形成された低部空間を含む被覆空間を上記の何れかの換気システムで換気する換気方法であって、噴射ノズルからの空気を低部空間に向けて下向きに噴射させる。

本発明によれば、被覆空間における換気状態の均斉度を向上する換気システム及び換気方法を提供することができる。

本実施形態の換気システムを備えた廃棄物処分場の一例を示す断面図である。 図１の廃棄物処分場の平面図である。 空気噴射部を示す斜視図である。 給気口の近傍を拡大して示す周壁の断面図である。 換気構造のうち内側の部分を示す斜視図である。 換気構造のうち外側の部分を示す斜視図である。 換気構造の変形例を示す断面図である。 換気構造の他の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る換気システム及び換気構造の実施形態について詳細に説明する。

図１は本実施形態の換気システム、換気方法及び換気構造が適用される廃棄物処分場１の断面図であり、図２はこの廃棄物処分場１の屋根を除いた状態を示す平面図である。図に示されるように、廃棄物処分場１は、廃棄物を埋立て処分する管理型の処分場であり、廃棄物処分場１では、有機物、無機物（塩類、重金属）を含む種々の廃棄物が投棄され埋立て処分される。廃棄物としては、例えば、ごみ焼却施設で発生する焼却灰や飛灰固化物、有機汚泥、無機汚泥、木くず、鉱さい等がある。なお、埋め立てられる廃棄物に対しては、事前に廃棄物から有価物を取り出したり、廃棄物を混合したりといった操作が行われる場合もある。

廃棄物処分場１は、廃棄物を貯留するための貯留槽３を有している。貯留槽３は、例えば１辺１６０ｍ程度のサイズの平面視正方形をなしている。貯留槽３は、地盤１００が地表１０１から下方に掘削されて形成されたすり鉢状の凹部と、当該凹部の内側の面全体に施工された遮水層２とで形成されている。遮水層２は、水を遮断する層であり、例えば、遮水シート、ベントナイト層により構成される。遮水層２の内側の凹状の空間が廃棄物によって埋め立てられ廃棄物層Ｓが形成される。

また、廃棄物処分場１では、廃棄物を安定化させるために廃棄物層Ｓに対する散水が行われる。この散水によって発生する浸出水は遮水層２の遮水性によって貯留槽３内に閉じ込められ、地盤１００には漏出しない。また、浸出水は貯留槽３底部の集水管（図示せず）を通じて集水ピット（図示せず）に集められ、集水ピットから浸出水処理施設（図示せず）に送られて浄化処理される。廃棄物処分場１は、埋立ての終了後、廃棄物層Ｓの廃棄物が安定化した後に廃止される。

廃棄物処分場１は、貯留槽３を全体的に覆う建屋１０を備えている。建屋１０は、地表１０１の位置に立設され貯留槽３の周囲を取り囲む周壁７と、貯留槽３の上方を全体的に覆う屋根９と、を備えている。建屋１０は平面視で貯留槽３よりもやや大きい正方形をなしている。貯留槽３の外周縁と周壁７との間の細長いスペースにはメンテナンス用の歩廊４が形成されている。このように、周壁７と屋根９とで閉鎖的に囲まれるタイプの廃棄物処分場は、一般的に「クローズド型廃棄物処分場」と呼ばれる。

この種のクローズド型の廃棄物処分場１は、埋立て作業の作業環境の悪化を防止すべく、内部空間１１（被覆空間）を換気する必要がある。このため、廃棄物処分場１は、以下に説明する換気システム１３を備えている。なお、換気システム１３で換気すべき「内部空間１１」とは、周壁７と屋根９とで囲まれ、周壁７よりも低い位置（地表１０１よりも低い位置）に凹状に形成された貯留槽３の内側の空間（以下「低部空間１１ａ」という）と、地表１０１よりも高い位置の空間１１ｂと、を含む空間である。また、貯留槽３内に既に廃棄物層Ｓが形成されている場合には、貯留槽３の内側の空間のうち廃棄物層Ｓよりも上方の空間が、上記の低部空間１１ａである。

換気システム１３は、周壁７に設けられた給気部１７と、屋根９に設けられた排気部１９と、内部空間１１内で周壁７の近傍に設けられた送風システム２１と、を備えている。給気部１７は周壁７を通過させて外部から内部空間１１に空気を導入し、排気部１９は屋根９を通じて内部空間１１から外部に空気を排出する。送風システム２１は、給気部１７によって内部空間１１内に導入された周壁７の近傍の空気を、この周壁７の近傍から内部空間１１の内側に向けて噴射する。

給気部１７は、周壁７に設けられた自然給気手段である周壁給気口２３と、周壁７に取り付けられた機械給気手段である圧力扇２７と、を有している。詳細は後述するが、周壁給気口２３は、周壁７のほぼ全体に亘って水平方向に連続的に延在している。圧力扇２７は、水平方向にほぼ等間隔で周壁７のほぼ全体に亘って取り付けられている。排気部１９は、屋根９に設けられた機械排気手段であるルーフファンで構成されている。例えば、屋根９全体で２１個のルーフファンが適切な間隔で設置される。なお、排気部１９には、屋根９に設けられた自然排気手段（例えば、開閉可能なトップライト等）が含まれてもよい。

送風システム２１は、大空間用の気流発生システムであり、例えば建屋１０内で周壁７の近傍に据え付けられる。送風システム２１は、ファンで発生させた高圧の空気を高風速化して噴射するための噴射ノズル３９を備えている。このようなシステムは、「大空間特殊換気システム」、又は「ディリベントシステム（登録商標）」などと呼ばれる場合もある。

図３に拡大して示されるように、送風システム２１は、ファンを内蔵し高圧の空気を発生させる本体部３１を備えている。本体部３１からは、歩廊４の延在方向に主ダクト３３が延び出しており、主ダクト３３からは、複数本（図の例の場合は３本）のノズルダクト３５（空気噴射部）が分岐している。複数本のノズルダクト３５は、歩廊４の延在方向に等間隔に配列され、内部空間１１の内側に向けて略水平に延び出している。ノズルダクト３５は、その中央部に形成された蛇腹部３７と、蛇腹部３７の先端側に設けられた噴射ノズル３９と、を有している。

送風システム２１は、周壁７の近傍で歩廊４の上方に設置され、歩廊４の延在方向にほぼ等間隔に配列されている。例えば、東側（図２の右側）及び西側（図２の左側）の歩廊４では、それぞれ６台の送風システム２１が配列されており、図２の北側（図２の上側）及び南側（図２の下側）の歩廊４では、それぞれ中央付近に３台の送風システム２１が配列されている。そして、噴射ノズル３９が歩廊４の延在方向に等ピッチで配列されるように、送風システム２１同士の設置間隔が調整されてもよい。すなわち、例えば東側及び西側の歩廊４では、６個の送風システム２１の配列ピッチが調整されることで、合計１８個の噴射ノズル３９が等ピッチで配列されるようにしてもよい。

このような構成の送風システム２１では、本体部３１が自機の近傍の空気を取り込むとともにファンによってこの空気を高圧化する。そして、本体部３１で発生した高圧の空気が主ダクト３３を通じて各ノズルダクト３５に送出される。ノズルダクト３５では、蛇腹部３７を通じて噴射ノズル３９に空気が送られ、空気は噴射ノズル３９の先端から内部空間１１の内側に向けて噴射される。噴射ノズル３９は先端側に向かうほど流路面積が絞られる形状をなすので、噴射ノズル３９によって空気が高風速化されて噴射される。なお、「内部空間１１の内側に向けて」とは、平面視においては、概ね送風システム２１の直近の周壁７に直交する向きである。すなわち、東側に配列された送風システム２１からは西に向け、西側に配列された送風システム２１からは東に向け、北側に配列された送風システム２１からは南に向け、南側に配列された送風システム２１からは北に向けて空気が噴射される。

また、図３中に二点鎖線で示されるように、ノズルダクト３５は、蛇腹部３７において屈曲可能であり、噴射ノズル３９の向きを任意の方向に調整可能である。すなわち、蛇腹部３７は、噴射ノズル３９の噴射方向を少なくとも上下方向に調整可能とする調整機構として機能する。なお、この蛇腹部３７により、噴射ノズル３９の噴射方向を水平方向にも調整可能である。蛇腹部３７の硬さは、噴射ノズル３９の向きが作業者の手作業によって変更可能な程度であり、且つ、噴射ノズル３９から空気が噴射されているときには噴射ノズル３９の向きが変動しない程度である。噴射ノズル３９の噴射方向は、低部空間１１ａに向けて、廃棄物層Ｓの上面近傍に空気を送り出すために、やや斜め下向きにされることが好ましい。また、廃棄物埋立ての進行に伴って廃棄物層Ｓの上面が上昇するので、この上面の上昇に対応させて噴射ノズル３９の向きが徐々に上向きになるように調整されてもよい。なお、蛇腹部３７の調整による噴射ノズル３９の可動範囲内では、噴射ノズル３９は貯留槽３の外周縁よりも高い位置にあり、低部空間１１ａに挿入されることはない。また、送風システム２１における本体部３１の出力や噴射ノズル３９の特性は、内部空間１１の中央近傍まで噴射空気の流動を生じさせる程度に設定されることが好ましい。

続いて、周壁７に設けられた周壁給気口２３を備える換気構造２０について図４～図６を参照しながら説明する。図４は周壁給気口２３の近傍を拡大して示す周壁７の断面図である。図４では、周壁７の左側が建屋１０の外部であり周壁７の右側が建屋１０の内部である。以下の説明で「内側／外側」、「内面／外面」などの語は、建屋１０の内外に対応させるものとする。図５は換気構造２０のうち内側の部分を示す斜視図であり、図６は換気構造２０のうち外側の部分を示す斜視図である。

図に示されるように、周壁７は、腰壁４１と、耐風梁４３と、外壁部４５と、を備えている。腰壁４１は、地表１０１から約１ｍ程度の高さで鉛直上方に立ち上がる鉄筋コンクリート製の部位である。耐風梁４３は、腰壁４１の上端面にほぼ当接し水平に延びるＨ鋼からなる。なお、耐風梁４３は、実際には建屋１０の柱等に支持されているが、耐風梁４３は腰壁４１の上端面にほぼ当接しており、腰壁４１の外側の面と耐風梁４３の外側の面とがほぼ面一になるように配置されていることから、腰壁４１が耐風梁４３によって上方に延長されたような構造をなす。このため、以下では、腰壁４１と、耐風梁４３と、後述するガイド材５５ａと、を合わせて「内壁部４７」と呼び、この内壁部４７を周壁７の一構成要素として取扱う。

外壁部４５は、折り目を上下方向とする姿勢で設置される折板４９を備えている。折板４９は内壁部４７の外側に配置されており、折板４９の下端の一部が内壁部４７の上端の一部とオーバーラップしている。すなわち、内壁部４７の上端よりも下方に、折板４９の下端が位置している。折板４９は、内壁部４７側の折り目４９ａの位置で内壁部４７に接合されている。具体的には、折板４９は、タイトフレーム５１を介して耐風梁４３の外側の面に固定され、内壁部４７に対し実質的に壁厚方向の隙間をあけずに、内壁部４７と平行に配置されている。

また、換気構造２０では、周壁給気口２３を通じた虫の侵入を避けるための矩形平板状の防虫板５３が設けられている。防虫板５３の下端は内壁部４７に沿って取り付けられている。そして防虫板５３の上端は、外壁部４５の折板４９の内側の面に沿って取り付けられている。具体的な取り付け構造として、耐風梁４３の外側のフランジの上端には、耐風梁４３と平行に水平方向に延びる断面コ字状のガイド材５５ａが取り付けられている。また、折板４９の内側の面には、ガイド材５５ａよりもやや高い位置において耐風梁４３と平行に水平方向に延びる断面コ字状のガイド材５５ｂが取り付けられている。ガイド材５５ｂは、折板４９の内側の折り目４９ａ上に固定される。

そして、ガイド材５５ａに防虫板５３の下端部が嵌め込まれ、ガイド材５５ｂに防虫板５３の上端部が嵌め込まれることにより、防虫板５３が折板４９の折り目４９ａと平行な姿勢、すなわち鉛直な姿勢で固定される。ガイド材５５ａ，５５ｂに嵌め込まれた状態の防虫板５３の板厚方向が周壁７の板厚方向に平行であり、防虫板５３は折板４９の内側の折り目４９ａに沿って位置する。また、ガイド材５５ａ，５５ｂに対して、防虫板５３はケンドン式で着脱可能である。このようにして、防虫板５３の下端が内壁部４７の上端であるガイド材５５ａに取り付けられ、防虫板５３の上端が外壁部４５のガイド材５５ｂに取り付けられている。ガイド材５５ａ，５５ｂに取り付けられた防虫板５３は水平方向（図４の紙面直交方向）にスライド可能である。なお、ガイド材５５ａ，５５ｂは一体としてサッシュで構成されてもよい。防虫板５３は前述のように矩形平板状をなしており、矩形のフレーム５３ａの中央に防虫網５３ｂを張設した構造をなしている。

このように防虫板５３が設置されることにより、防虫板５３は、内壁部４７の上端に当接するとともに、折板４９の内側の各折り目４９ａに対して実質的に壁厚方向の隙間をあけずに設置される。そして、このような防虫板５３が、ガイド材５５ａ，５５ｂの延在方向に隙間をあけずに連続的に設置される。更に、換気構造２０では、防虫板５３の上端の高さ（ガイド材５５ｂの高さ）の位置で折板４９の内側に面戸板５７が取り付けられている。そして、面戸板５７は、ガイド材５５ｂに対して隙間をあけずに当接している。

廃棄物処分場１では、上述したような換気構造２０が、歩廊４の延在方向（図４の紙面直交方向）に連続して延びている。そして、換気構造２０は、廃棄物処分場１の出入扉や搬入口等を除いて、周壁７のほぼ全周に亘って構築されている。

以上のような換気構造２０では、折板４９の内側から見た場合の凹部分６１が空気の通り路になるので、当該凹部分６１を通り防虫板５３を横切って建屋１０の内外を連通させる周壁給気口２３が形成される。また、面戸板５７が存在することにより、防虫板５３を横切らずに建屋１０の内外を短絡させるルートが塞がれている。

以上説明した換気システム１３による廃棄物処分場１の換気方法は、次の通りである。各送風システム２１が稼働され、各送風システム２１の噴射ノズル３９から内部空間１１の内側に向けて空気が噴射される。このとき、噴射ノズル３９の向きはやや下向きに設定されており、噴射ノズル３９からの空気は下向きに低部空間１１ａに向けて噴射される。

このとき、周壁７のほぼ全周に亘って、周壁給気口２３を通じて外部の空気が周壁７の内側近傍に吸入される。また、周壁７の内側近傍には、圧力扇２７を通じた外部の空気も供給される。そして、これらの空気が、周壁７に沿って配列されたノズルダクト３５の噴射ノズル３９により、比較的高い風速で周壁７の近傍から内部空間１１（特に低部空間１１ａ）の内側に向けて噴射され、減衰しながらも内部空間１１の中央まで空気が流動することになる。またこのとき、噴射ノズル３９からは比較的高い風速で空気が噴射されるので、噴射ノズル３９の周囲の空気や送風システム２１の周囲の空気も巻き込まれて内部空間１１の内側に向けて流動することになる。その後、空気は内部空間１１で上昇し屋根９に設けられた排気部１９から建屋１０の外部に排出される。

このように、換気システム１３及びその換気方法では、周壁７の近傍の新鮮な空気がダクト等を介さずに噴射ノズル３９から噴射され内部空間１１に送り込まれるので、ダクト等を介した場合に比較して、満遍なく内部空間１１内に空気が送られ、その結果、内部空間１１内の換気状態の均斉度は高くなる。すなわち、ダクト等を介して空気が送られる場合には、ダクト等の出口近傍に偏って新鮮な空気が供給されることになり、内部空間１１の換気状態にムラが生じ易いが、換気システム１３によれば、このような問題が回避可能である。また、ダクト等が低部空間１１ａまで延びるように設置される場合には、ダクト等が低部空間１１ａで行われる埋め立て作業の邪魔になり易いが、このような問題も回避可能である。

換気構造２０では、折板４９という軽量で高剛性の部材が周壁７の一部に使用されることで、合理的な周壁７が構築される。また、周壁給気口２３の近傍の構造が、折板４９、タイトフレーム５１及び面戸板５７といったような比較的が入手容易な市販の製品を用いてシンプルに構築可能である。また、周壁７では、外壁部４５の下端の一部が内壁部４７の上端の一部とオーバーラップしているので、外部からの雨水等の侵入を抑制することができる。また、防虫板５３はケンドン式で周壁７から容易に着脱可能であるので、防虫網５３ｂの清掃など防虫板５３のメンテナンス作業が容易である。

また、外壁部４５の折板４９がその内壁部４７側の折れ点部（頂点部、折り目４９ａ)で内壁部４７に連結するようにして、折板４９が内壁部４７に対し実質的に壁厚方向の隙間をあけずに配置されているので、周壁７の厚さを薄くすることができる。但し、折板４９が内壁部４７に対し実質的に壁厚方向の隙間をあけずに配置されることは必須ではない。例えば、図７に示されるように、折板４９と内壁部４７とが壁厚方向に離間していてもよい。この場合、防虫板５３の下端が内壁部４７の上端であるガイド材５５ａに取り付けられ、防虫板５３の上端が外壁部４５のガイド材５５ｂに取り付けられることにより、防虫板５３は斜めに傾いた姿勢で取り付けられることになる。

また、例えば、図８に示されるように、折板４９と内壁部４７とが壁厚方向に更に離間し防虫板５３が水平姿勢で取付けられてもよい。また、防虫板５３の下端が内壁部４７の上端に取り付けられることは必須ではない。すなわち、例えば、耐風梁４３の上端よりも低い位置で内壁部４７の外側の壁面上にガイド材５５ａが設置されてもよい。また、防虫板５３の上端が内壁部４７に沿って取り付けられ、下端が外壁部４５に沿って取り付けられるようにしてもよい。すなわち例えば、図８におけるガイド材５５ｂを更に下方に移動させて、外壁部４５のガイド材５５ｂが内壁部４７のガイド材５５ａよりも低い位置にあってもよい。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、折板４９の少なくとも一部が、採光部として機能するように光を透過する材料で形成されてもよい。

１…廃棄物処分場（クローズド型廃棄物処分場）、７…周壁、９…屋根、１１…内部空間（被覆空間）、１１ａ…低部空間、１３…換気システム、１７…給気部、１９…排気部、３５…ノズルダクト（空気噴射部）、３７…蛇腹部（調整機構）、３９…噴射ノズル。

Claims (5)

1. 周壁と屋根とで囲まれた被覆空間を換気する換気システムであって、
   前記周壁に設けられ外部から自然吸気方式で前記被覆空間内における前記周壁近傍に空気を導入する給気部と、
   前記屋根に設けられ前記被覆空間から外部に空気を排出する排気部と、
   前記給気部を通じて前記被覆空間内に導入され前記被覆空間内の前記周壁近傍で吸入した空気を前記周壁近傍から前記被覆空間の内側に向けて噴射する噴射ノズルを有し前記周壁に沿って複数配列された空気噴射部と、を備える、換気システム。
2. 前記空気噴射部は、前記噴射ノズルの噴射方向を上下方向に調整可能とする調整機構を有する請求項１に記載の換気システム。
3. 前記被覆空間は、クローズド型廃棄物処分場の内部空間である、請求項１又は２に記載の換気システム。
4. 周壁と屋根とで囲まれ前記周壁よりも低い位置に凹状に形成された低部空間を含む被覆空間を請求項１～３の何れか１項に記載の換気システムで換気する換気方法であって、
   前記噴射ノズルからの前記空気を前記低部空間に向けて下向きに噴射させる、換気方法。
5. 周壁と屋根とで囲まれ前記周壁よりも低い位置に凹状に形成された低部空間を含む被覆空間を換気システムで換気する換気方法であって、
   前記換気システムは、
   前記周壁に設けられ外部から自然吸気方式で前記被覆空間内における前記周壁近傍に空気を導入する給気部と、
   前記屋根に設けられ前記被覆空間から外部に空気を排出する排気部と、
   前記給気部を通じて前記被覆空間内に導入された空気を前記周壁近傍から前記被覆空間の内側に向けて噴射する噴射ノズルを有し前記周壁に沿って複数配列された空気噴射部と、を備えており、
   前記被覆空間はクローズド型廃棄物処分場の内部空間であり、前記低部空間は廃棄物が貯留され埋立てられる貯留槽であり、
   前記噴射ノズルからの前記空気を前記低部空間に向けて下向きに噴射させ、
   前記噴射ノズルの前記空気の噴射方向が、前記低部空間への廃棄物の埋立ての進行に伴う前記廃棄物の層の上面の上昇に対応させて、徐々に上向きになるように調整される、換気方法。

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