JPH1073000A - トンネル集じん装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】天井設置方式の集じん装置において、送風機か
ら吹き出された浄化空気とトンネル空間内の汚染空気と
の混合を促進する。 【解決手段】トンネル１内の上部空間を天井板５で下部
空間から仕切って一端を吸気側２ａ、他端を送気側２ｂ
とする集じん室２を形成し、この集じん室２内に電気集
じん機３を設置するとともに、前記送気側２ｂに送風機
４を配置したトンネル集じん装置において、送風機４の
送風口に浄化空気の吹き出し方向をトンネルの中心線に
対してやや外下方に向けるノズル１３を設ける。これに
より、送風機４からの吐出空気はノズル１３を介して高
速でトンネル空間に吹き出されるので、トンネル空間内
の汚染空気が吹き出し空気に巻き込まれるとともに、外
下方向に噴き出された浄化空気はトンネル１内で旋回流
を生じるので、汚染空気との混合が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、トンネル内の煤じんを電気集
じん機で除去して汚染されたトンネル内空気の再利用を
図るトンネル集じん装置に関し、更に詳しくは主に自動
車道トンネルに用いる天井設置方式のトンネル集じん装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル集じん装置にはいくつかの方式
があるが、代表的なものとして図５（Ａ）に示すバイパ
ストンネル方式と、同（Ｂ）及び図６に示す天井設置方
式とがある。ここで、図６（Ａ）は図５（Ｂ）の平面
図、図６（Ｂ）はその縦断面図である。さて、バイパス
トンネル方式はトンネル１にバイパスずい道を設けて集
じん室２とし、トンネル側壁部から集じん室２に導入し
た汚染空気を電気集じん機（以下、単に集じん機とい
う）３で清浄化し、送風機４により再びトンネル側壁部
からトンネル１内に吹き出すものである。

【０００３】これに対して、天井設置方式はトンネル１
内の上部空間を天井板５で仕切って一端２ａを吸気側、
他端２ｂを送気側とする集じん室２を形成し、吸気側２
ａから集じん室２内に導入した汚染空気を集じん機３で
清浄化し、送気側２ｂに配置した送風機４から再びトン
ネル１内に吹き出すものである。天井設置方式はバイパ
スずい道を掘削する必要がないので土木コストが安いと
いう利点がある。

【０００４】天井設置方式を示す第６図において、集じ
ん室２内には隔壁６を介して２台の集じん機３が設置さ
れ、送気側２ｂには円筒状のケーシング４ｂを有する２
基の軸流式送風機４が配置されている。そこで、吸気側
２ａの端面の吸気口７からトンネル中心線に沿って直線
的に導入されたトンネル上部空間の空気は、集じん機３
で清浄化された後、送風機４の送気口４ａから再びトン
ネル上部空間に直線的に吹き出される。

【０００５】天井板５は集じん機３などの機器を支持す
る床板ともなるものであるが、この天井板５は通常図示
の通り送風機４の吹出口４ａの真下まで延長され、保守
点検の際などの送風機４への接近手段として利用されて
いる。また、第５図においては集じん機３は２台しか設
けられていないが、更に多くの集じん機３を設ける場合
には、これらを横方向に順次位置をずらしながら吸気側
２ａから排気側２ｂに向かって配列している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の天井
設置方式のトンネル集じん装置には以下に述べるような
問題点があり、集じん性能低下の原因となっている。そ
こで、この発明は、これらの問題点を解決してトンネル
内の空気清浄度の向上を図ったトンネル集じん装置を提
供することを目的とするものである。

【０００７】まず、従来装置においては、図６に示すよ
うに、集じん機３で清浄化された浄化空気が送風機４か
らトンネル１の中心線に沿ってそのまま上部空間に吹き
出される。そのため、バイパストンネル方式に比べると
浄化空気が車道空間１ａ内の汚染空気と混合しにくく、
一般に完全に混合するのに１００ｍ程度の距離を必要と
している。その結果、集じん装置の設置間隔に限界が生
じ、自動車道海底トンネルにおける上り勾配のように、
自動車のエンジン負荷が増大して汚染空気が増加する区
間では十分な集じんができないという問題があった。ち
なみに、集じん装置の設置間隔は、浄化空気と汚染空気
とが完全に混合する距離を目安として決定される。

【０００８】そこで、この発明の第１の課題は、天井設
置方式の集じん装置における浄化空気と未浄化の汚染空
気との混合に要する距離を短くして、トンネルの単位長
さ当たりの集じん装置の設置台数を増加させ、空気清浄
度を向上させることにある。

【０００９】次に、従来装置では送風機４の下方が天井
板５で覆われているため、図６（Ｂ）に示すように、送
風機４からの吹出空気の流れ１０とその外周の空気の流
れ１１との合流が妨げられ、渦１２が発生してエネルギ
損失を生じ、所定量の送風を行うために多くの電力を必
要とした。

【００１０】そこで、この発明の第２の課題は、天井設
置方式の集じん装置における送風機吹出口での空気の合
流を容易にして電力の節減を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、トンネル内
の上部空間を天井板で下部空間から仕切って一端を吸気
側、他端を送気側とする集じん室を形成し、この集じん
室内に電気集じん機を設置するとともに、前記送気側に
送風機を配置したトンネル集じん装置において、以下の
通り構成するものとする。

【００１２】まず、第１の課題を解決するために、請求
項１記載のこの発明は、送風機の送風口に浄化空気の吹
き出し方向をトンネルの中心線に対してやや外下方に向
けるノズルを設けるものとする。送風機は通常２台１組
として使用されるが、その場合、トンネル中心線と空気
吹き出し方向との間の立体角は５〜１２°とするのがよ
い。

【００１３】このような手段によれば、送風機の吐出空
気はノズルを介して高速でトンネル空間に吹き出される
ので、トンネル空間内の汚染空気がエゼクタ作用により
吹き出し空気に巻き込まれるとともに、ノズルから外下
方向に集束して噴き出された浄化空気は円弧状のトンネ
ル周壁に沿う旋回流となり、トンネル空間内のの汚染空
気との混合が促進される。

【００１４】次に、第２の課題を解決するために、請求
項２記載のこの発明は、送風機下方の天井仕切板を廃
し、送風機ケーシングをトンネル内の下部空間に対して
露出させるものとする。その際、送風機の下方に通風性
の足場を設ければ、保守点検時の送風機への接近が容易
となる。

【００１５】このような手段によれば、送風機下方の天
井仕切板がなくなるで、送風機からの吹出空気の流れと
その外周の流れとが平行になって合流が円滑になり、渦
の発生が防止される。保守点検時の送風機への接近のた
めに必要ならば、金網、多孔打抜鋼板、金属格子などの
通風性の足場を設ければよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】それでは、自動車道トンネル用集
じん装置におけるこの発明の実施例について、図１〜図
４に基づいて説明する。なお、従来例と同一ないし対応
する部分には同一の符号を用いるものとする。図１及び
図２は請求項１に係るこの発明の実施の形態を示すもの
で、図１（Ａ）は集じん装置の平面図、同（Ｂ）はその
縦断面図、図２は図１（Ｂ）のII−II線に沿う断面図で
ある。

【００１７】図１の左右に通じるトンネル１の上部空間
は、所要の長さに渡って天井板５で仕切られ、集じん室
２が形成されている。集じん室２の図１の左端は吸気側
２ａ、右端は送気側２ｂとなっている。集じん室２内に
は２台の集じん機３が若干重なるように左右に配列さ
れ、これらに汚染空気を流す送風路は隔壁６により互い
に分離されている。送気側２ｂには円筒状のケーシング
内に羽根車が駆動電動機と共に納められた軸流式の２台
の送風機４が、トンネル１の中心線に沿って上記各通風
路にそれぞれ通じるように配置されている。送風機４の
送風口４ａには空気の吹き出し方向を定めるノズル１３
が設けられており、その吹き出し口はトンネル中心線に
対してやや外下方を向いている。

【００１８】上記構成において、集じん装置が運転され
ると、車道空間１ａ内の汚染空気は吸気側２ａの端面の
吸気口７から集じん室２に導かれ、電気集じん機３で煤
じんを除去されて浄化空気となり、送風機４のノズル１
３から再び車道空間に吹き出される。ノズル１３からの
浄化空気は高速で吹き出されれるので、エゼクタ作用に
より車道空間の汚染空気を巻き込むとともに、この浄化
空気は実線矢印で示すようにトンネル中心線に対して外
下方を向いているので、車道空間１ａ内に破線矢印で示
すような一対のらせん状の２次流れ（旋回流）を発生さ
せる。その結果、ノズル１３から吹き出された浄化空気
は車道空間１ａ内の汚染空気と短時間に混合する。実証
試験の結果、上記構成によれば、浄化空気と汚染空気と
が完全に混合する距離が従来に比べて約１０％短くなる
ことが確認された。

【００１９】図３は浄化空気と汚染空気との混合を促進
するために、集じん装置の中間に配置される送風機単体
（ジェットファン）４にこの発明を応用したもので、こ
の場合もノズル１３を設けて吹き出し空気の向きを外下
方とし、破線で示す旋回流を生じさせることにより、混
合効率を高めてジェットファン４を従来よりも小容量に
することができる。

【００２０】上記構成によれば、送風機４から吹き出さ
れる浄化空気が車道空間１ａ内に旋回流を生じさせるの
で、浄化空気が単に車道空間１ａの上層に中心線に沿っ
て吹き出される従来構成に比べて浄化空気と汚染空気と
の混合が促進され、集じん装置の設置間隔を約１００ｍ
から９０ｍ程度まで短くすることができる。

【００２１】図４は請求項２に係るこの発明の実施の形
態を示し、図４（Ａ）は集じん室の平面図、同（Ｂ）は
その縦断面図である。図４において、集じん室２を区画
する天井板５は、送風機４との接続部で終わっており、
２基の送風機４の円筒状のケーシング４ｂは下方に露出
している。その結果、図に示すように送風機４からの吹
出空気の流れ１０に対して、その外周の空気の流れ１１
がほぼ平行に接近し、両者は渦を生じることなく円滑に
合流する。したがって、２つの流れ１０，１１の混合に
伴うエネルギ損失は従来に比べて小さいものとなる。ま
た、送風機４の保守点検上必要があれば、図に示すよう
に、例えば金網からなる通風性の足場１４を送風機４の
下方に設ければ、下部空間１ａからの空気の流れ１１を
妨げることなく従来と同様の作業性を保つことができ
る。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、送風機の送風口に、
浄化空気の吹き出し方向をトンネルの中心線に対してや
や外下方に向けるノズルを設けることにより、集じん装
置からの浄化空気とトンネル空間内の汚染空気との混合
に要する距離が短くなるので、トンネル単位長さ当たり
の集じん装置の設置台数を従来よりも増加することがで
き、煤じん濃度の高いトンネルにおいても十分な換気が
可能となる。また、送風機ケーシングをトンネル内の下
部空間に対して露出させることにより、送風機吹出口で
のエネルギ損失が少なくなるので、従来に比べて送風機
の運転電力が１〜５％低減する。その場合、必要に応じ
て送風機の下方に通風性の足場を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示し、（Ａ）は集じん
装置の平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。

【図２】図１（Ｂ）のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１の発明の応用例を示すトンネルの縦断面図
である。

【図４】この発明の異なる実施の形態を示し、（Ａ）は
集じん装置の平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。

【図５】集じん装置の一般例を示す斜視図で、（Ａ）は
バイパストンネル方式、（Ｂ）は天井設置方式である。

【図６】（Ａ）は図５（Ｂ）の平面図、（Ｂ）はその縦
断面図である。

【符号の説明】

１ トンネル ２ 集じん室 ２ａ 吸気側 ２ｂ 送気側 ３ 集じん機 ４ 送風機 ４ｂ ケーシグ ５ 天板 ７ 吸気口 １３ ノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル内の上部空間を天井板で下部空間
   から仕切って一端を吸気側、他端を送気側とする集じん
   室を形成し、この集じん室内に電気集じん機を設置する
   とともに、前記送気側に送風機を配置したトンネル集じ
   ん装置において、送風機の送風口に浄化空気の吹き出し
   方向をトンネルの中心線に対してやや外下方に向けるノ
   ズルを設けたことを特徴とするトンネル集じん装置。
2. 【請求項２】トンネル内の上部空間を天井板で下部空間
   から仕切って一端を吸気側、他端を送気側とする集じん
   室を形成し、この集じん室内に電気集じん機を設置する
   とともに、前記送気側に送風機を配置したトンネル集じ
   ん装置において、送風機のケーシングをトンネル内の下
   部空間に対して露出させたことを特徴とするトンネル集
   じん装置。
3. 【請求項３】送風機の下方に通風性の足場を設けたこと
   を特徴とする請求項２記載のトンネル集じん装置。