JPH04182502A - Method of reducing air pressure sound at tunnel exit - Google Patents
Method of reducing air pressure sound at tunnel exitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、列車等が高速でトンネルへ突入することによ
り発生する圧縮波が、トンネル内を伝播してトンネル出
口側から放射される時に、大きな空気圧音を発生させる
のでこれを低減させる方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to the following: When a compression wave generated when a train or the like rushes into a tunnel at high speed propagates inside the tunnel and is radiated from the tunnel exit side, The present invention relates to a method for reducing the generation of large air pressure noises.
ｉ！常、列車が高速でトンネルへ突入すると、トンネル
入口側で圧縮波が発生し、トンネル内を音速で伝播して
トンネル出口側より外部へ放射される。この圧縮波がト
ンネル出口側から放射される時に、「トーン」という破
裂音（空気圧音）を発生し、また近辺の建物の窓や戸を
振動させて振動騒音を発生させる等の問題があった。前
記空気圧音は、トンネル出口側に到達する圧縮波の波面
前面の圧力勾配（圧縮波の大きさ）が大きい程、音も大
きくなるという性質がある。しかも圧縮波の波面前面の
圧力勾配は、列車がトンネル内へ突入する速度Ｖの３乗
に比例するという性質がある。i! Normally, when a train enters a tunnel at high speed, a compression wave is generated at the tunnel entrance, propagates inside the tunnel at the speed of sound, and is radiated to the outside from the tunnel exit. When this compression wave is radiated from the tunnel exit side, it generates a plosive sound called a "tone" (pneumatic sound), and it also vibrates the windows and doors of nearby buildings, causing vibration noise. . The air pressure sound has a property that the larger the pressure gradient (size of the compression wave) in front of the wave front of the compression wave that reaches the tunnel exit side, the louder the sound becomes. Moreover, the pressure gradient in front of the wave front of the compression wave has a property that it is proportional to the cube of the speed V at which the train rushes into the tunnel.
そのため、従来にあっては、第４図及び第５図に示す特
公昭５５−３１２７４号公報に記載された技術等により
、トンネル出口側で発生する空気圧音を低減させるよう
にしている。この第４図及び第５図に示す技術は、トン
ネル１の入口側に、開口面積の大きさがトンネル１より
も大きく、長さがトンネル１の直径の１〜３倍程度の覆
体２を設置し、該覆体２の側面中央部に、覆体２の開口
の断面積と長さとから決められた最適面積を有する窓部
３を形成している９、これにより、列車４がトンネルｌ
内へ突入した時に発生する圧縮波の一部を前記窓部３か
ら逃がし、圧縮波前面の圧力勾配を緩やかなものにする
ことにより、該圧縮波がトンネル、 １内を音速で伝
播してトンネル出口側で放射される際に生じる空気圧音
を低減させるものである。Therefore, in the past, the air pressure noise generated at the tunnel exit side has been reduced by techniques such as those described in Japanese Patent Publication No. 55-31274 shown in FIGS. 4 and 5. The technology shown in FIGS. 4 and 5 includes a cover 2 on the entrance side of the tunnel 1, the opening area of which is larger than that of the tunnel 1, and the length of which is about 1 to 3 times the diameter of the tunnel 1. A window 3 is formed in the central part of the side surface of the cover 2 and has an optimal area determined from the cross-sectional area and length of the opening of the cover 2. This allows the train 4 to pass through the tunnel.
By letting a part of the compression wave generated when entering the tunnel escape through the window part 3 and making the pressure gradient in front of the compression wave gentle, the compression wave propagates inside the tunnel at the speed of sound and forms the tunnel. This reduces the air pressure sound generated when it is radiated on the exit side.
ところで、圧縮波の大きさが列車４のトンネルｌ内への
突入速度の３乗に比例していることは、前述した遺りで
ある。そのため、前記従来の方法にあっては、列車４の
高速化を実施し、且つ空気圧音の大きさをも低減させる
ためには、列Ｉ４の突入速度の上昇分に対応して覆体２
の長さ及び窓部３の大きさを増大変更し、覆体２による
圧縮波の低減効果の程度を増強する必要がある。ところ
が、周囲の地形等の立地条件や線路付帯設備等によって
は、覆体２を長くできない個所があり、このような個所
では列車４のトンネル１内への突入速度Ｖを低減させな
ければならず、列車速度の高速化を断念せざるを得なか
った。Incidentally, the fact that the magnitude of the compression wave is proportional to the cube of the speed at which the train 4 enters the tunnel 1 remains as stated above. Therefore, in the conventional method, in order to increase the speed of the train 4 and also reduce the volume of air pressure noise, it is necessary to
It is necessary to increase the length of the cover 2 and the size of the window 3 to increase the compression wave reduction effect of the cover 2. However, depending on the location conditions such as the surrounding topography and track equipment, there are places where the cover 2 cannot be made longer, and in such places, the speed V of the train 4 entering the tunnel 1 must be reduced. , we had no choice but to give up on increasing train speed.
本発明は、従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去した
ものであって、列車がトンネルへ突入した時に発生する
圧ｔｉＮ波の大きさを低減させる方法の代わりに、トン
ネル出口側で放射される圧縮波を負圧により相殺低減し
、これにより空気圧音を低減することのできる方法を提
供せんとするものである。The present invention improves and eliminates the above-mentioned conventional problems, and instead of reducing the magnitude of pressure TiN waves generated when a train enters a tunnel, the pressure TiN waves are radiated at the tunnel exit side. The purpose of the present invention is to provide a method that can offset and reduce compression waves caused by negative pressure using negative pressure, thereby reducing air pressure noise.
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した手
段は、列車等がトンネルへ突入した時に発生する圧縮波
がトンネル出口側から放射されると同時に、トンネル出
口側で負圧を放射し、該負圧により前記圧縮波を相殺低
減するようにしたことを特徴とするトンネル出口におけ
る空気圧音の低減方法である。Therefore, the means adopted by the present invention to solve the above problem is to radiate a compression wave generated when a train or the like enters a tunnel from the tunnel exit side, and at the same time radiate negative pressure at the tunnel exit side. A method for reducing air pressure noise at a tunnel exit is characterized in that the negative pressure cancels out and reduces the compression waves.
列車の突入によりトンネル入口側で発生した圧縮波は、
トンネル内を音速で伝播し、トンネル出口側で外部へ放
射される。この放射される圧縮波は、大気圧よりも高い
圧力となっている。本発明では、圧縮波がトンネル出口
側から放射されると同時に、トンネル出口側で負圧を放
射している。The compression waves generated at the tunnel entrance by the train entering the tunnel are
It propagates inside the tunnel at the speed of sound and is radiated to the outside at the tunnel exit. This radiated compression wave has a pressure higher than atmospheric pressure. In the present invention, a compression wave is radiated from the tunnel exit side, and at the same time, negative pressure is radiated from the tunnel exit side.
この負圧により前記大気圧よりも高い圧力の圧縮波は、
相殺低減されるようになる。そのため、圧縮波が放射さ
れる時に発生する空気圧音は、全く無くなるか若しくは
著しく小さな音となる。Due to this negative pressure, a compression wave with a pressure higher than the atmospheric pressure is generated,
It will be offset and reduced. Therefore, the air pressure sound generated when the compression wave is radiated is completely eliminated or becomes extremely small.
以下に、本発明の方法を図面に示す実施例に基づいて説
明すると次の通りである。The method of the present invention will be explained below based on the embodiments shown in the drawings.
第１図乃至３図は本発明の一実施例に係るものであり、
第１図はトンネル１１の横断面平面図、第２図はトンネ
ル出口１０側に設置した負圧発生装置５を示す正面図、
第３図はトンネル出口１０がら放射される圧縮波と負圧
の時間的変化を示す特性図である。1 to 3 relate to one embodiment of the present invention,
FIG. 1 is a cross-sectional plan view of the tunnel 11, and FIG. 2 is a front view showing the negative pressure generator 5 installed on the tunnel exit 10 side.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing temporal changes in compression waves and negative pressure radiated from the tunnel exit 10.
第１図及び第２図に示すように、この実施例にあっては
、トンネル出口１０の両サイドに、負圧発生装置５を１
台ずつ設置している。負圧発生装置５は、制御装置６に
よりコントロールされるようになっている。トンネルｌ
ｌ内の途中には、圧縮波の発生状況を検知するための圧
力計７が設置されており、その出力は制御装置６へ入力
されるようになっている。As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, one negative pressure generator 5 is installed on both sides of the tunnel exit 10.
They are installed one by one. The negative pressure generator 5 is controlled by a control device 6. tunnel l
A pressure gauge 7 is installed in the middle of the chamber 1 to detect the generation of compression waves, and its output is input to the control device 6.
トンネル出口１０の両サイドに設置された負圧発生装置
５．５は、第２図に示すように、それぞれ直径５０ａａ
の振動板１３を縦列に１５個、横列に３個の合計４５個
準備し、これを収納容器１４内へ平面的に配設したもの
である。収納容器１４の振動板１３が面する前面開口部
の大きさは、縦９ｍ×横２ｍである。各振動板１３は、
制御装置６から駆動信号が出力されると、電磁力により
後退動作し、その前面倒に負圧を発生させるようになっ
ている。なお、負圧発生装置５は、トンネル出口ｌＯの
上部側に設置してもよく、またトンネル出口１０の周り
を囲むように設置してもよい。また負圧発生装置５の数
や、振動板１３の直径、数、収納容器１４の大きさ等は
適宜に選択することが可能である。As shown in FIG. 2, the negative pressure generators 5.5 installed on both sides of the tunnel exit 10 each have a diameter of 50 aa.
A total of 45 diaphragms 13, 15 in vertical rows and 3 in horizontal rows, are prepared, and these are arranged planarly inside the storage container 14. The size of the front opening of the storage container 14 that the diaphragm 13 faces is 9 m long x 2 m wide. Each diaphragm 13 is
When a drive signal is output from the control device 6, the retracting operation is performed by electromagnetic force, and a negative pressure is generated in front of the retracting operation. Note that the negative pressure generator 5 may be installed above the tunnel exit IO, or may be installed so as to surround the tunnel exit 10. Further, the number of negative pressure generators 5, the diameter and number of diaphragms 13, the size of storage container 14, etc. can be selected as appropriate.
次に、このように構成された負圧発生装置５゜５による
空気圧音の低減方法を説明する。第１図に示すように、
トンネル１１内へ高速で列車１２が突入すると、トンネ
ルｌｌ内に圧縮波が発生する。この圧縮波は、音速でト
ンネル１１内を出口１０へ向けて伝播する。トンネル１
１の途中に設けた圧力計７は、前記圧縮波を検知し、制
御装置６にその検知信号を出力する。制御装置６は、前
記検知信号に基づいて圧縮波がトンネル出口１０から放
射されるタイミングを演算する。また制御装置６は、前
記演算したデータに基づいて負圧発生装置５．５へ駆動
信号を出力し、圧縮波がトンネル出口１０から放射され
るのと同時に、負圧発生装置５．５から負圧を放射する
ようにしている。負圧の放射は、１！磁力を利用して各
振動板１３を後退動作させることにより、振動板１３の
前面便１に負圧を発生させることで行っている。Next, a method for reducing air pressure noise using the negative pressure generator 5.5 constructed as described above will be explained. As shown in Figure 1,
When the train 12 enters the tunnel 11 at high speed, compression waves are generated within the tunnel 11. This compression wave propagates within the tunnel 11 toward the exit 10 at the speed of sound. tunnel 1
A pressure gauge 7 provided in the middle of the pressure gauge 1 detects the compression wave and outputs a detection signal to the control device 6. The control device 6 calculates the timing at which the compression wave is radiated from the tunnel exit 10 based on the detection signal. The control device 6 also outputs a drive signal to the negative pressure generator 5.5 based on the calculated data, and at the same time that the compression wave is radiated from the tunnel exit 10, the control device 6 outputs a drive signal to the negative pressure generator 5.5. It radiates pressure. Negative pressure radiation is 1! This is done by causing each diaphragm 13 to move backward using magnetic force, thereby generating negative pressure on the front seat 1 of the diaphragm 13.
つまり、制御装置６は、第３図に示すように、トンネル
出口１０から放射される圧縮波９と、負圧発生装置５．
５から放射される負圧８とが同一のタイミングとなるよ
うに、負圧発生装置５，５をコントロールしている。前
述した如く、トンネル出口１０から放射される圧縮波９
は、大気圧よりも高いパルス状の圧力波であり、負圧８
は大気圧よりも低いパルス状の圧力波である。そのため
、トンネル出口ＩＯにおいて同時に放射されるパルス状
の圧縮波９と、パルス状の負圧８とは相互に相殺される
ことになり、圧縮波９の著しい低減が得られる。その結
果、圧縮波９が放射されることにより発生する空気圧音
は全く無くなるか若しくは著しく小さくなる。That is, as shown in FIG. 3, the control device 6 controls the compression waves 9 radiated from the tunnel exit 10 and the negative pressure generator 5.
The negative pressure generators 5, 5 are controlled so that the negative pressure 8 emitted from the negative pressure 8 is at the same timing. As mentioned above, the compression wave 9 radiated from the tunnel exit 10
is a pulse-like pressure wave higher than atmospheric pressure, and negative pressure 8
is a pulsed pressure wave lower than atmospheric pressure. Therefore, the pulsed compression waves 9 and the pulsed negative pressure 8 simultaneously radiated at the tunnel exit IO cancel each other out, and the compression waves 9 can be significantly reduced. As a result, the air pressure sound generated by the radiation of the compression wave 9 is completely eliminated or significantly reduced.
本発明者らが実験した結果によれば、新幹線の列車１２
が長さ６６００ ｍのトンネル１１に２７０Ｋｍ ／ｈ
で突入したときに、トンネル出口１０から放射される圧
縮波９の大きさは、圧力がおよそ４００Ｐａであり、パ
ルス幅は３０ｓｓであった。この圧縮波９の放射と同時
に、各負圧発生装置５．５の１ｍ５りに、圧力１２０
Ｐａ、パルス幅３０Ｉｍｓの負圧８を発生させて放射し
た実験では、圧縮＄Ｌ９を１５０ Ｐａ程度まで減少さ
せることが可能であった。またこの大きさの圧縮波９で
は、騒音として問題が生ずる空気圧音は発生しなかった
。それ故、圧縮波の放射と同時に負圧を発生させること
で、著しい空気圧音の低減効果が得られたことは明らか
である。According to the results of experiments conducted by the inventors, Shinkansen train 12
is 270km/h in tunnel 11 with a length of 6600m
When entering the tunnel, the compression wave 9 radiated from the tunnel exit 10 had a pressure of approximately 400 Pa and a pulse width of 30 ss. Simultaneously with the emission of this compression wave 9, a pressure of 120
In an experiment in which a negative pressure 8 of 30 Ims Pa and a pulse width of 30 Ims was generated and radiated, it was possible to reduce the compression $L9 to about 150 Pa. In addition, with the compression wave 9 of this magnitude, no air pressure sound that would cause a problem as noise was generated. Therefore, it is clear that by generating negative pressure at the same time as the emission of compression waves, a remarkable effect of reducing air pressure noise was obtained.
ところで、本発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、適宜の変更が可能である。例えば、振動板１３
の大きさ、形状、数等は、トンネル１１の大きさや列車
１２のトンネル１１への突入速度等を考慮して決定する
ようにすればよい、また圧力計７が検知する圧縮波の大
きさに応じて、一部の振動板１３のみを駆動させたり、
振動板１３の駆動力を変更するようにしてもよい、更に
、振動板１３の駆動方法は、電磁力以外にも空気圧や油
圧等を用いることも可能である。更にまた、本発明は鉄
道以外のモルレールやその他の輸送機関のトンネルへ通
用することも可能である。By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate. For example, the diaphragm 13
The size, shape, number, etc. of Accordingly, only some of the diaphragms 13 are driven,
The driving force of the diaphragm 13 may be changed.Furthermore, the diaphragm 13 may be driven by using pneumatic pressure, hydraulic pressure, etc. in addition to electromagnetic force. Furthermore, the present invention can also be applied to tunnels of mole rails and other transportation systems other than railways.
以上発明したように本発明にあっては一列車がトンネル
内へ突入することで発生したパルス状の圧縮波がトンネ
ル出口から放射されるのと同時に、トンネル出口側に設
けた負圧発生装置でパルス状の負圧を発生させて放射す
るようにしたから、前記圧縮波と負圧とを相殺させて圧
縮波の大きさを減少させることが可能である。そのため
、圧縮波が放射されるときに発生する空気圧音を全く発
生させないようにするか又は著しく小さくすることが可
能である。これにより、列車速度の更に高速化を実現す
ることが可能である。As described above, in the present invention, a pulse-like compression wave generated when a train rushes into a tunnel is radiated from the tunnel exit, and at the same time, a negative pressure generating device installed at the tunnel exit side is used. Since the pulsed negative pressure is generated and radiated, it is possible to cancel the compression wave and the negative pressure and reduce the size of the compression wave. Therefore, it is possible to eliminate or significantly reduce the pneumatic sound generated when the compression waves are radiated. Thereby, it is possible to realize a further increase in train speed.
第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係るものであり
、第１図はトンネルの横断面平面図、第２ｖｉ！Ｊはト
ンネル出口側に設置した負圧発生装置の取付状態を示す
トンネル出口側の正面図、第３図はトンネル出口から放
射される圧縮波と負圧の時間的関係を示す特性図、第４
図及び第５図は従来技術に係るものであり、第４図はト
ンネル入口に覆体を設置した場合の側面図、第５図は覆
体の縦断面正面図である。
５・・・負圧発生装置 ６・・・制御装置８・・・負
圧 ９・・・圧縮波１０・・・トンネル出口
１１トンネル１２・・・列車 １３・・
・振動板第１図1 to 3 relate to one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a cross-sectional plan view of a tunnel, and FIG. 2 vi! J is a front view of the tunnel exit side showing the installation state of the negative pressure generator installed at the tunnel exit side, Fig. 3 is a characteristic diagram showing the temporal relationship between compression waves and negative pressure radiated from the tunnel exit, and Fig. 4
5 and 5 relate to the prior art, FIG. 4 is a side view when the cover is installed at the tunnel entrance, and FIG. 5 is a front view in longitudinal section of the cover. 5...Negative pressure generator 6...Control device 8...Negative pressure 9...Compression wave 10...Tunnel exit 11 Tunnel 12...Train 13...
・Diaphragm Diagram 1
Claims (1)
トンネル出口側から放射されると同時に、トンネル出口
側で負圧を放射し、該負圧により前記圧縮波を相殺低減
するようにしたことを特徴とするトンネル出口における
空気圧音の低減方法。1. Compression waves generated when a train, etc. enters a tunnel are radiated from the tunnel exit side, and at the same time, negative pressure is radiated from the tunnel exit side, and the negative pressure cancels out and reduces the compression waves. A method for reducing air pressure noise at a tunnel exit, characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311965A JPH04182502A (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Method of reducing air pressure sound at tunnel exit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311965A JPH04182502A (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Method of reducing air pressure sound at tunnel exit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182502A true JPH04182502A (en) | 1992-06-30 |
Family
ID=18023570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2311965A Pending JPH04182502A (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Method of reducing air pressure sound at tunnel exit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04182502A (en) |
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-
1990
- 1990-11-16 JP JP2311965A patent/JPH04182502A/en active Pending
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