風管装置およびトンネル坑内の換気装置
【課題】搬送台車や、その搭載物の耐久性の低下を抑制し、トンネル坑内を効果的に換気する換気装置の提供。
【解決手段】搬送台車１の荷台１ａ上に、内部に組込まれた吸引ファンによってトンネル掘削部に向けた開口から空気を吸引する吸込みダクト１６ｂと、その吸込みダクト１６ｂから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排出する湿式集塵機１１と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって湿式集塵機１１の排気口３０ａから排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑Ａの掘削部に向けて噴射する送気ダクト４０を搭載する。吸込みダクト１６ｂの吸込み口に伸縮可能な蛇腹状の風導管７０を接続する。トンネル坑Ａの掘削が進むにつれ、風導管７０を掘削部側の端部開口を掘削部に近づくよう調整し、掘削部の周辺の空気を風導管７０内に吸引し、掘削位置から離れた位置に搬送台車１を停車させた状態で換気作業を行う。
【解決手段】搬送台車１の荷台１ａ上に、内部に組込まれた吸引ファンによってトンネル掘削部に向けた開口から空気を吸引する吸込みダクト１６ｂと、その吸込みダクト１６ｂから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排出する湿式集塵機１１と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって湿式集塵機１１の排気口３０ａから排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑Ａの掘削部に向けて噴射する送気ダクト４０を搭載する。吸込みダクト１６ｂの吸込み口に伸縮可能な蛇腹状の風導管７０を接続する。トンネル坑Ａの掘削が進むにつれ、風導管７０を掘削部側の端部開口を掘削部に近づくよう調整し、掘削部の周辺の空気を風導管７０内に吸引し、掘削位置から離れた位置に搬送台車１を停車させた状態で換気作業を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風管装置およびその風管装置を用いたトンネル坑内の換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ナトム工法によるトンネル掘削工法においては、ダイナマイトの爆破によって岩盤を粉砕するため、坑内に粉塵が浮遊し、作業環境が著しく悪い。その作業環境を改善するため、トンネル坑内に送気用ファンと排気用ファンとを設け、送気用ファンの駆動により坑外の外気を坑内に送り込むと共に、排気用ファンの駆動により坑内の空気を坑外に送り出すようにした換気方法が従来から採用されている。
【０００３】
ところで、送気用ファンと排気用ファンを用いる従来の換気方法においては、各ファンが定置されていると、トンネル坑内を良好に換気することができないため、トンネルの掘削位置の近辺に送気用ファンおよび排気用ファンを設置し、掘削が進むと、大形の重量のある各ファンを掘削部側に位置をずらし、同時に、各ファンに対して口径が１５００ｍｍ程度の風管を継ぎ足すようにしており、設置位置の変更に非常に手間がかかるという不都合がある。
【０００４】
そのような不都合を解消するため、本件の出願人は、特許文献１において、トンネル坑内をきわめて効果的に換気することができると共に、位置の変更を容易に行なうことができるようにしたトンネル坑内の換気装置を既に提案している。
【０００５】
上記トンネル坑内の換気装置においては、トンネル坑内において移動可能な搬送台車の荷台上に湿式集塵機、吸込みダクト、および送気ダクトを搭載し、上記吸込みダクト内に組込まれた吸引ファンの駆動によりトンネル坑の掘削部に向けて開口する吸込み口から吸込みダクト内に空気を吸込んで湿式集塵機内に送り込み、その湿式集塵機において空気中の粉塵を除去し、清浄な空気を排気口を排出するようにしている。
【０００６】
また、送気ダクト内に組込まれた換気ファンの駆動によって湿式集塵機の排気口から排気される清浄な空気を送気ダクト内に吸引し、その清浄な空気を排気口からトンネルの掘削部に向けて送り込んで、トンネル坑内を換気するようにしている。
【特許文献１】特許第３５４６１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたトンネル内の換気装置においては、トンネル坑内の換気に際して、トンネルの掘削部から離れた位置に搬送台車を停車させると、掘削部と吸込みダクトの吸込み口までの距離が長くなり、掘削部の周辺で浮遊する粉塵を吸込みダクト内に効率よく吸引することができないために換気効率が低下し、その換気効率を高めるため、搬送台車をトンネルの掘削位置に近接する位置に搬送台車を停車させて換気作業を行う必要がある。
【０００８】
このとき、掘削位置から飛散する石等の飛翔物の衝突によって搬送台車や荷台上に搭載された吸込みダクト、送気ダクト等の搭載物が損傷して耐久性が低下する可能性が高くなり、その耐久性の低下を抑制するため、掘削位置から離れた位置に搬送台車を停車させて換気作業を行っているのが現状である。このため、粉塵が多量に舞い上がる掘削部の周辺の空気を吸込みダクト内に効果的に取り込むことができず、換気効率を向上させるうえにおいて改善すべき点が残されている。
【０００９】
この発明は、トンネル坑内の掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除したり、あるいは清浄な空気を掘削部周辺に導くことができるようにした風管装置を提供することを第１の課題としている。
【００１０】
また、この発明は、搬送台車や、その荷台上に搭載した搭載物の耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑内をきわめて効果的に換気することができるようにしたトンネル坑内の換気装置を提供することを第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の課題を解決するために、第１の発明においては、掘削中のトンネル坑の長さ方向に間隔をおいて設けられた支保工に着脱自在に取付けられてトンネル坑の長さ方向に延びるレールと、そのレールに沿って移動自在に設けられた複数のランナと、柔軟性を有する風管の外周に前記ランナによって吊下げ支持される補強リングをほぼ一定の間隔をおいて取付けた蛇腹状の伸縮可能な風導管と、前記レールに支持され、トンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させて風導管を伸張させるランナ移動装置とからなる構成を採用したのである。
【００１２】
上記の構成からなる風管装置においては、ランナ移動装置の駆動によってトンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させると、風導管が伸張し、その風導管のトンネル掘削側の端部開口をトンネル掘削部に近接する方向に位置調整することができる。
【００１３】
このため、風導管のトンネル坑口側の端部開口に吸引力を付与することによって、掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除することができると共に、風導管のトンネル坑口側の端部開口に空気を送り込むことによって、その空気を掘削部周辺に効果的に送り込むことができる。
【００１４】
ここで、レールを永久磁石によって着脱自在とすることによって、レールの敷設位置の変更を容易に行うことができる。
【００１５】
前記ランナ移動装置として、レールのトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリと、レールの他端部に支持されて駆動装置により回転駆動されるテールプーリと、その両プーリ間にかけ渡されて一部にトンネル坑の掘削部に近接する位置のランナが連結されたエンドレスの走行部材とからなるものを採用することができる。
【００１６】
また、第２の課題を解決するために、第２の発明においては、トンネル坑内で移動可能な搬送台車の荷台上に、内部に組込まれた吸引ファンの駆動によってトンネル掘削位置に向けて開口する吸込み口から空気を吸引する吸込みダクトと、その吸込みダクトから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排気口から排出する湿式集塵機と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって前記湿式集塵機の排気口から排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑の掘削部に向けて噴射する送気ダクトとを搭載したトンネル坑内の換気装置において、前記吸込みダクトの吸込み口に上記第１の発明に係る風管装置における風導管のトンネル坑口側の端部を接続した構成を採用したのである。
【００１７】
上記の構成からなるトンネル坑内の換気装置においては、吸引ファンの駆動によって掘削位置に向けて開口する風導管の一端の吸込み口に吸引力を付与し、その吸込み口から風導管内に吸引される空気を吸込みダクトから湿式集塵機内に送り込んで空気中の粉塵を除去し、清浄な空気を送気ダクトからトンネル坑の掘削位置に送り込んでトンネル坑内を換気する。
【００１８】
トンネル坑の掘削が進むと、ランナ移動装置の駆動によりランナを移動させて風導管を伸張し、その風導管のトンネル掘削側端の吸込み口をトンネル掘削部に近づけるようにして、掘削部の周辺の空気を吸引する。
【００１９】
風導管を最大に伸張させた場合は、搬送台車をトンネルの掘削部に向けて移動させて風導管を収縮し、支保工からレールを取外したのち、そのレールを掘削部側に搬送して、掘削部に近接する支保工に取付け、トンネル坑内の換気作業を継続する。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように、第１の発明においては、風導管の伸張によって一端の吸込み口をトンネル坑の掘削部に近接する位置に位置調整することができるため、トンネル坑口側の端部開口に吸引力を付与することによって、掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除することができると共に、風導管のトンネル坑口側の端部開口に空気を送り込むことによって、その空気を掘削部の周辺に効果的に送り込むことができる。
【００２１】
また、第２の発明においては、風導管のトンネル掘削側端の吸込み口をトンネル掘削部に対して位置調整することができるため、搬送台車をトンネル坑の掘削部から離れた場所に停車させた状態で換気作業を行うことができ、搬送台車や、その荷台上に搭載した搭載物の耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑内をきわめて効果的に換気することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、トンネル坑内の換気装置は、空気浄化装置Ｘと、その空気浄化装置Ｘにトンネル坑の掘削部周辺の汚染空気を導く風管装置Ｙとからなる。
【００２３】
空気浄化装置Ｘは、トンネル坑Ａ内を移動可能な搬送台車１を有している。搬送台車１は大型トラックから成り、その搬送台車１は荷台１ａを先にしてトンネル坑Ａ内に運び込まれ、上記荷台１ａ上に湿式集塵機１１が搭載されている。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、湿式集塵機１１は角形の貯水槽１２を有し、その貯水槽１２の内部はフィルタ１３の取付けによって洗浄室１４と排気室１５とに仕切られている。
【００２５】
貯水層１２の上部には２本の吸込みダクト１６ａ、１６ｂが設けられている。各吸込みダクト１６ａ、１６ｂは端部の吸込み口１７がトンネル坑Ａの掘削部に向くようにして並列の配置とされ、その内部それぞれに吸引ファン１８と、その吸引ファン１８の駆動用モータ１９とが組み込まれている。上記吸込みダクト１６ａ、１６ｂは吸引ファン１８の回転により吸込み口１７から空気を吸引し、その空気を貯水槽１２内に送り込むようになっている。
【００２６】
洗浄室１４内には貯水槽１２内の貯水表面上に散水管２０が設けられている。散水管２０は直線状の本管２０ａと、その本管２０ａの両側の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の枝管２０ｂとから成り、前記本管２０ａと枝管２０ｂに圧力水を上向きに噴射する複数のノズル２１が設けられている。
【００２７】
また、洗浄室１４内にはフィルタ１３の全面に向けて圧力水を噴射する洗浄管２２が設けられている。洗浄管２２および前記散水管２０は貯水槽１２の外部に設けられたポンプ２３の吐出口に接続されている。ポンプ２３は貯水槽１２内の貯水を吸い込んで散水管２０および洗浄管２２に送り込むようにしている。
【００２８】
貯水槽１２には給水管２４が接続され、その給水管２４にボールタップから成る自動給水栓２５と電磁弁２６が取り付けられている。自動給水栓２５は貯水槽１２内の貯水の水位が低下すると開放して貯水槽１２内に水を供給し、貯水の水位が一定の水位に達すると閉じて給水を停止するようになっている。
【００２９】
また、貯水槽１２の下部には排水管２７が接続され、その排水管２７に排水ポンプ２８が接続されている。
【００３０】
貯水槽１２内に設けられた排気室１５の周壁上部には２本の排気筒２９，３０が接続されている。排気筒２９，３０はＬ形をなし、端部の排気口２９ａ，３０ａが前記吸込みダクト１６ａ、１６ｂの吸込み口１７に対して逆向きになっている。
【００３１】
吸込みダクト１６ｂの上側には送気ダクト４０が設けられている。送気ダクト４０は直管状をなし、吸込みダクト１６ｂと平行する配置とされている。送気ダクト４０のトンネル坑口側の端部開口は吸込み口４０ａとされ、その吸込み口４０ａは排気筒３０の排気口３０ａのほぼ真上に位置している。この送気ダクト４０の内部には、換気用ファン４１と、ファン駆動用のモータ４２とが組込まれている。
【００３２】
送気ダクト４０は換気用ファン４１の回転によって湿式集塵機１１における排気筒３０の排気口３０ａから排出される清浄な空気を吸引して他端の排気口４０ｂからトンネル坑Ａの掘削位置に向けて排出されるようになっている。
【００３３】
図１に示すように、トンネル坑Ａの内周は、数メートル置きに配置される支保工Ｂによって補強されている。この支保工ＢはトンネルＡの掘削が進むにつれて順次配置される。
【００３４】
図１に示すように、風管装置Ｙは、レール５０と、そのレール５０に沿って移動自在に設けられた複数のランナ６０と、そのランナ６０に吊下げ部材６１を介して吊下げ支持された伸縮自在の風導管７０と、上記ランナ６０を移動させて風導管７０を伸張させるランナ移動装置８０とからなる。
【００３５】
図６に示すように、レール５０は、断面コの字形をなし、対向する側板５０ａの下縁にはフランジ５０ｂが内向きに設けられている。ランナ６０は、上記レール５０のフランジ５０ｂで支持されるローラ６２を両側に有し、そのローラ６２の転動によって移動自在とされ、レール５０から下方に位置する下端部に棒状の吊下げ部材６１が接続されている。
【００３６】
上記レール５０は図５に示す永久磁石５１により支保工Ｂに取付けられて、トンネル坑Ａの長さ方向に延びる支持とされている。なお、レール５０はクランプ金具を介して支保工Ｂに着脱自在に取付けるようにしてもよい。
【００３７】
図２、図５および図６に示すように、風導管７０は、非通気性の柔軟な材料からなる風管７１と、その風管７１の外周長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の補強リング７２とからなり、各補強リング７２には吊下げ部７３が設けられ、その吊下げ部７３に対する吊下げ部材６１の下端の接続によって、風導管７０は吊下げ支持されている。
【００３８】
風導管７０は、その収縮状態で風管７１が蛇腹状に変形する。この風導管７０の風管７１の一端部は吸込みダクト１６ａ、１６ｂの吸込み口１７のそれぞれに接続され、他端の開口７１ａはトンネル坑Ａの掘削部に対向している。なお、吸込みダクトを１本とし、その吸込みダクトに風導管を接続するようにしてもよい。
【００３９】
図１に示すように、ランナ移動装置８０は、レール５０のトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリ８１と、レール５０の他端部に支持されて駆動装置８２により回転駆動されるテールプーリ８３と、その両プーリ８１，８３間にかけ渡されたエンドレスの走行部材８４とからなる。
【００４０】
ここで、走行部材８４は、ワイヤであってもよく、ベルトであってもよい。この走行部材８４の一部はトンネル坑Ａの掘削部に近接する位置のランナ６０に連結され、上記走行部材８４が図１の矢印で示す方向に移動することにより、ランナ６０がレール５０に沿って移動して風導管７０が伸張するようになっている。
【００４１】
実施の形態で示すトンネル内の換気装置は上記の構造から成り、トンネル坑Ａ内の換気に際しては、搬送台車１をトンネル坑の掘削位置より離れた位置に停車させておくと共に、風導管７０を収縮させておくようにする。その状態において、吸込みダクト１６ａ、１６ｂ内の吸引ファン１８および送気ダクト４０内の換気用ファン４１を回転させると共に、ポンプ２３を駆動する。
【００４２】
ポンプ２３の駆動によって、貯水槽１２内の貯水は散水管２０および洗浄管２２に圧送され、散水管２０に圧送された水は複数のノズル２１から上向きに噴射される。一方、洗浄管２２に圧送された水はフィルタ１３に向けて噴射され、その噴射水によってフィルタ１３は常に洗浄される。
【００４３】
また、吸引ファン１８の回転によって風導管７０の掘削部と対向する他端の開口７１ａに吸引力が作用し、その吸引力によってトンネル坑Ａ内の空気は風導管７０から吸込みダクト１６ｂ内に吸引されて洗浄室１４内に送り込まれる。このとき、洗浄室１４内では散水管２０のノズル２１から上向きに圧力水が噴射されているため、洗浄室１４に送り込まれた空気はノズル２１からの噴射水と接触し、その接触によって空気中に浮遊する粉塵が分離除去される。
【００４４】
洗浄室１４内にはトンネル坑Ａ内の空気が連続して送り込まれるため、洗浄室１４内の圧力は高くなり、その洗浄室１４内の空気はフィルタ１３を通過して排気室１５内に流入する。
【００４５】
このとき、空気に含まれる粉塵はフィルタ１３によって二次捕集される。このため、きわめて清浄な空気のみが排気室１５内に流入することになり、その清浄な空気は排気筒２９からトンネル坑Ａ内に排気されてトンネル坑Ａの坑口に向けて流れる。
【００４６】
一方、排気室１５から排気筒３０内に送り込まれた清浄な空気は送気ダクト４０内の換気ファン４１の回転によってその送気ダクト４０内に吸引され、その送気ダクト４０の排気口４０ａからトンネル掘削部に向けて排出される。
【００４７】
このように、トンネル坑Ａ内の空気中に浮遊する粉塵は風導管７０および吸込みダクト１６ａ，１６ｂから湿式集塵機１１内に送り込まれて捕集され、その湿式集塵機１１の排気口３０ａから排出される清浄な空気は送気ダクト４０内に吸引されて掘削部に向けて排出されるので、トンネル坑Ａ内はきわめて効果的に換気されることになる。また、排気筒２９から排出される清浄な空気はトンネル坑Ａの坑口に向けて排出されるため、トンネル坑Ａは全長にわたって換気されることになる。
【００４８】
トンネル坑Ａの掘削が進むと、ランナ移動装置８０を駆動し、走行部材８４を図１の矢印の方向に移動させる。その走行部材８４の移動により掘削部に近接する位置のランナ６０がレール５０に沿って移動し、風導管７０が伸張して、他端の開口７１ａが掘削部に近づくよう位置調整される。
【００４９】
このように、ランナ移動装置８０を駆動すると風導管７０が伸張し、他端の開口７１ａが掘削部に近接するよう位置調整されるため、粉塵が多量に舞い上がる掘削部周辺の空気を風導管７０内に常に効果的に吸引することができ、トンネル坑Ａ内を極めて効果的に換気することができる。
【００５０】
また、搬送台車１をトンネル坑Ａの掘削位置から離れた場所に停車させた状態で換気作業を行うことができるので、掘削部位から飛翔してくる石等の飛翔物の衝突によって搬送台車１や、その荷台１ａ上に搭載した搭載物が損傷するのを防止することができ、耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑Ａ内を換気することができる。
【００５１】
ここで、風導管７０を最大に伸張させた場合は、搬送台車１の掘削部に向けての後退動により風導管７０を収縮し、支保工Ｂからレール５０を取外したのち、そのレール５０を掘削部側に搬送して、掘削部に近接する支保工Ｂに取付け、トンネル坑内の換気作業を継続する。
【００５２】
このとき、レール５０は永久磁石５１によって吸着支持されているため、支保工Ｂからレール５０を簡単に着脱することができ、レール５０の敷設位置を簡単に変更することができる。
【００５３】
実施の形態では、送気ダクト４０によって新鮮な空気を掘削部に向けて送り込むようにしたが、上記送気ダクト４０によって、掘削部の周辺の空気を吸込んで、トンネル坑の坑口側に空気を送り込むようにしてもよい。
【００５４】
また、吸込みダクト１６ｂに風導管７０を接続して、掘削部周辺の空気を吸込むようにしたが、上記風導管７０を送気ダクト４０に接続することにより、掘削部の周辺部に浄化された空気を効果的に送り込むことができる。
【００５５】
ここで、送気ダクト４０を２本とし、一方の送気ダクト４０は掘削部に清浄な空気を送り込むようにし、他方の送気ダクト４０はトンネル坑Ａ内の空気をトンネル坑Ａの坑口に向けて送り込むようにしてもよい。
【００５６】
また、風管装置Ｙは、空気浄化装置Ｘと切離して単独に使用してもよい。その単独使用において、風導管７０を坑口から掘削部に至る敷設状態とし、その坑口側の端部開口に送風機を接続することによって、掘削部に空気を送り込むことができ、また、坑口側の端部にブロワを接続して吸引力を付与することにより、掘削部の周辺の空気を吸引除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明に係る換気装置の実施の形態を示す縦断側面図
【図２】図１に示す換気装置の湿式集塵機と送気ダクトを示す縦断正面図
【図３】図２の一部切欠平面図
【図４】図２に示す湿式集塵機の横断平面図
【図５】風管装置の位置部分を示す正面図
【図６】図５の縦断正面図
【符号の説明】
【００５８】
Ａ トンネル坑
Ｂ 支保工
１ 搬送台車
１ａ 荷台
１１ 湿式集塵機
１６ａ 吸込みダクト
１６ｂ 吸込みダクト
１７ 吸込み口
１８ 吸引ファン
２９ａ 排気口
３０ａ 排気口
４０ 送気ダクト
４１ 換気用ファン
５０ レール
５１ 永久磁石
６０ ランナ
７０ 風導管
７１ 風管
７２ 補強リング
８０ ランナ移動装置
８１ ヘッドプーリ
８２ 駆動装置
８３ テールプーリ
８４ 走行部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風管装置およびその風管装置を用いたトンネル坑内の換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ナトム工法によるトンネル掘削工法においては、ダイナマイトの爆破によって岩盤を粉砕するため、坑内に粉塵が浮遊し、作業環境が著しく悪い。その作業環境を改善するため、トンネル坑内に送気用ファンと排気用ファンとを設け、送気用ファンの駆動により坑外の外気を坑内に送り込むと共に、排気用ファンの駆動により坑内の空気を坑外に送り出すようにした換気方法が従来から採用されている。
【０００３】
ところで、送気用ファンと排気用ファンを用いる従来の換気方法においては、各ファンが定置されていると、トンネル坑内を良好に換気することができないため、トンネルの掘削位置の近辺に送気用ファンおよび排気用ファンを設置し、掘削が進むと、大形の重量のある各ファンを掘削部側に位置をずらし、同時に、各ファンに対して口径が１５００ｍｍ程度の風管を継ぎ足すようにしており、設置位置の変更に非常に手間がかかるという不都合がある。
【０００４】
そのような不都合を解消するため、本件の出願人は、特許文献１において、トンネル坑内をきわめて効果的に換気することができると共に、位置の変更を容易に行なうことができるようにしたトンネル坑内の換気装置を既に提案している。
【０００５】
上記トンネル坑内の換気装置においては、トンネル坑内において移動可能な搬送台車の荷台上に湿式集塵機、吸込みダクト、および送気ダクトを搭載し、上記吸込みダクト内に組込まれた吸引ファンの駆動によりトンネル坑の掘削部に向けて開口する吸込み口から吸込みダクト内に空気を吸込んで湿式集塵機内に送り込み、その湿式集塵機において空気中の粉塵を除去し、清浄な空気を排気口を排出するようにしている。
【０００６】
また、送気ダクト内に組込まれた換気ファンの駆動によって湿式集塵機の排気口から排気される清浄な空気を送気ダクト内に吸引し、その清浄な空気を排気口からトンネルの掘削部に向けて送り込んで、トンネル坑内を換気するようにしている。
【特許文献１】特許第３５４６１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたトンネル内の換気装置においては、トンネル坑内の換気に際して、トンネルの掘削部から離れた位置に搬送台車を停車させると、掘削部と吸込みダクトの吸込み口までの距離が長くなり、掘削部の周辺で浮遊する粉塵を吸込みダクト内に効率よく吸引することができないために換気効率が低下し、その換気効率を高めるため、搬送台車をトンネルの掘削位置に近接する位置に搬送台車を停車させて換気作業を行う必要がある。
【０００８】
このとき、掘削位置から飛散する石等の飛翔物の衝突によって搬送台車や荷台上に搭載された吸込みダクト、送気ダクト等の搭載物が損傷して耐久性が低下する可能性が高くなり、その耐久性の低下を抑制するため、掘削位置から離れた位置に搬送台車を停車させて換気作業を行っているのが現状である。このため、粉塵が多量に舞い上がる掘削部の周辺の空気を吸込みダクト内に効果的に取り込むことができず、換気効率を向上させるうえにおいて改善すべき点が残されている。
【０００９】
この発明は、トンネル坑内の掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除したり、あるいは清浄な空気を掘削部周辺に導くことができるようにした風管装置を提供することを第１の課題としている。
【００１０】
また、この発明は、搬送台車や、その荷台上に搭載した搭載物の耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑内をきわめて効果的に換気することができるようにしたトンネル坑内の換気装置を提供することを第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の課題を解決するために、第１の発明においては、掘削中のトンネル坑の長さ方向に間隔をおいて設けられた支保工に着脱自在に取付けられてトンネル坑の長さ方向に延びるレールと、そのレールに沿って移動自在に設けられた複数のランナと、柔軟性を有する風管の外周に前記ランナによって吊下げ支持される補強リングをほぼ一定の間隔をおいて取付けた蛇腹状の伸縮可能な風導管と、前記レールに支持され、トンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させて風導管を伸張させるランナ移動装置とからなる構成を採用したのである。
【００１２】
上記の構成からなる風管装置においては、ランナ移動装置の駆動によってトンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させると、風導管が伸張し、その風導管のトンネル掘削側の端部開口をトンネル掘削部に近接する方向に位置調整することができる。
【００１３】
このため、風導管のトンネル坑口側の端部開口に吸引力を付与することによって、掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除することができると共に、風導管のトンネル坑口側の端部開口に空気を送り込むことによって、その空気を掘削部周辺に効果的に送り込むことができる。
【００１４】
ここで、レールを永久磁石によって着脱自在とすることによって、レールの敷設位置の変更を容易に行うことができる。
【００１５】
前記ランナ移動装置として、レールのトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリと、レールの他端部に支持されて駆動装置により回転駆動されるテールプーリと、その両プーリ間にかけ渡されて一部にトンネル坑の掘削部に近接する位置のランナが連結されたエンドレスの走行部材とからなるものを採用することができる。
【００１６】
また、第２の課題を解決するために、第２の発明においては、トンネル坑内で移動可能な搬送台車の荷台上に、内部に組込まれた吸引ファンの駆動によってトンネル掘削位置に向けて開口する吸込み口から空気を吸引する吸込みダクトと、その吸込みダクトから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排気口から排出する湿式集塵機と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって前記湿式集塵機の排気口から排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑の掘削部に向けて噴射する送気ダクトとを搭載したトンネル坑内の換気装置において、前記吸込みダクトの吸込み口に上記第１の発明に係る風管装置における風導管のトンネル坑口側の端部を接続した構成を採用したのである。
【００１７】
上記の構成からなるトンネル坑内の換気装置においては、吸引ファンの駆動によって掘削位置に向けて開口する風導管の一端の吸込み口に吸引力を付与し、その吸込み口から風導管内に吸引される空気を吸込みダクトから湿式集塵機内に送り込んで空気中の粉塵を除去し、清浄な空気を送気ダクトからトンネル坑の掘削位置に送り込んでトンネル坑内を換気する。
【００１８】
トンネル坑の掘削が進むと、ランナ移動装置の駆動によりランナを移動させて風導管を伸張し、その風導管のトンネル掘削側端の吸込み口をトンネル掘削部に近づけるようにして、掘削部の周辺の空気を吸引する。
【００１９】
風導管を最大に伸張させた場合は、搬送台車をトンネルの掘削部に向けて移動させて風導管を収縮し、支保工からレールを取外したのち、そのレールを掘削部側に搬送して、掘削部に近接する支保工に取付け、トンネル坑内の換気作業を継続する。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように、第１の発明においては、風導管の伸張によって一端の吸込み口をトンネル坑の掘削部に近接する位置に位置調整することができるため、トンネル坑口側の端部開口に吸引力を付与することによって、掘削部周辺の汚れた空気を効果的に吸引排除することができると共に、風導管のトンネル坑口側の端部開口に空気を送り込むことによって、その空気を掘削部の周辺に効果的に送り込むことができる。
【００２１】
また、第２の発明においては、風導管のトンネル掘削側端の吸込み口をトンネル掘削部に対して位置調整することができるため、搬送台車をトンネル坑の掘削部から離れた場所に停車させた状態で換気作業を行うことができ、搬送台車や、その荷台上に搭載した搭載物の耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑内をきわめて効果的に換気することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、トンネル坑内の換気装置は、空気浄化装置Ｘと、その空気浄化装置Ｘにトンネル坑の掘削部周辺の汚染空気を導く風管装置Ｙとからなる。
【００２３】
空気浄化装置Ｘは、トンネル坑Ａ内を移動可能な搬送台車１を有している。搬送台車１は大型トラックから成り、その搬送台車１は荷台１ａを先にしてトンネル坑Ａ内に運び込まれ、上記荷台１ａ上に湿式集塵機１１が搭載されている。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、湿式集塵機１１は角形の貯水槽１２を有し、その貯水槽１２の内部はフィルタ１３の取付けによって洗浄室１４と排気室１５とに仕切られている。
【００２５】
貯水層１２の上部には２本の吸込みダクト１６ａ、１６ｂが設けられている。各吸込みダクト１６ａ、１６ｂは端部の吸込み口１７がトンネル坑Ａの掘削部に向くようにして並列の配置とされ、その内部それぞれに吸引ファン１８と、その吸引ファン１８の駆動用モータ１９とが組み込まれている。上記吸込みダクト１６ａ、１６ｂは吸引ファン１８の回転により吸込み口１７から空気を吸引し、その空気を貯水槽１２内に送り込むようになっている。
【００２６】
洗浄室１４内には貯水槽１２内の貯水表面上に散水管２０が設けられている。散水管２０は直線状の本管２０ａと、その本管２０ａの両側の長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の枝管２０ｂとから成り、前記本管２０ａと枝管２０ｂに圧力水を上向きに噴射する複数のノズル２１が設けられている。
【００２７】
また、洗浄室１４内にはフィルタ１３の全面に向けて圧力水を噴射する洗浄管２２が設けられている。洗浄管２２および前記散水管２０は貯水槽１２の外部に設けられたポンプ２３の吐出口に接続されている。ポンプ２３は貯水槽１２内の貯水を吸い込んで散水管２０および洗浄管２２に送り込むようにしている。
【００２８】
貯水槽１２には給水管２４が接続され、その給水管２４にボールタップから成る自動給水栓２５と電磁弁２６が取り付けられている。自動給水栓２５は貯水槽１２内の貯水の水位が低下すると開放して貯水槽１２内に水を供給し、貯水の水位が一定の水位に達すると閉じて給水を停止するようになっている。
【００２９】
また、貯水槽１２の下部には排水管２７が接続され、その排水管２７に排水ポンプ２８が接続されている。
【００３０】
貯水槽１２内に設けられた排気室１５の周壁上部には２本の排気筒２９，３０が接続されている。排気筒２９，３０はＬ形をなし、端部の排気口２９ａ，３０ａが前記吸込みダクト１６ａ、１６ｂの吸込み口１７に対して逆向きになっている。
【００３１】
吸込みダクト１６ｂの上側には送気ダクト４０が設けられている。送気ダクト４０は直管状をなし、吸込みダクト１６ｂと平行する配置とされている。送気ダクト４０のトンネル坑口側の端部開口は吸込み口４０ａとされ、その吸込み口４０ａは排気筒３０の排気口３０ａのほぼ真上に位置している。この送気ダクト４０の内部には、換気用ファン４１と、ファン駆動用のモータ４２とが組込まれている。
【００３２】
送気ダクト４０は換気用ファン４１の回転によって湿式集塵機１１における排気筒３０の排気口３０ａから排出される清浄な空気を吸引して他端の排気口４０ｂからトンネル坑Ａの掘削位置に向けて排出されるようになっている。
【００３３】
図１に示すように、トンネル坑Ａの内周は、数メートル置きに配置される支保工Ｂによって補強されている。この支保工ＢはトンネルＡの掘削が進むにつれて順次配置される。
【００３４】
図１に示すように、風管装置Ｙは、レール５０と、そのレール５０に沿って移動自在に設けられた複数のランナ６０と、そのランナ６０に吊下げ部材６１を介して吊下げ支持された伸縮自在の風導管７０と、上記ランナ６０を移動させて風導管７０を伸張させるランナ移動装置８０とからなる。
【００３５】
図６に示すように、レール５０は、断面コの字形をなし、対向する側板５０ａの下縁にはフランジ５０ｂが内向きに設けられている。ランナ６０は、上記レール５０のフランジ５０ｂで支持されるローラ６２を両側に有し、そのローラ６２の転動によって移動自在とされ、レール５０から下方に位置する下端部に棒状の吊下げ部材６１が接続されている。
【００３６】
上記レール５０は図５に示す永久磁石５１により支保工Ｂに取付けられて、トンネル坑Ａの長さ方向に延びる支持とされている。なお、レール５０はクランプ金具を介して支保工Ｂに着脱自在に取付けるようにしてもよい。
【００３７】
図２、図５および図６に示すように、風導管７０は、非通気性の柔軟な材料からなる風管７１と、その風管７１の外周長さ方向に間隔をおいて設けられた複数の補強リング７２とからなり、各補強リング７２には吊下げ部７３が設けられ、その吊下げ部７３に対する吊下げ部材６１の下端の接続によって、風導管７０は吊下げ支持されている。
【００３８】
風導管７０は、その収縮状態で風管７１が蛇腹状に変形する。この風導管７０の風管７１の一端部は吸込みダクト１６ａ、１６ｂの吸込み口１７のそれぞれに接続され、他端の開口７１ａはトンネル坑Ａの掘削部に対向している。なお、吸込みダクトを１本とし、その吸込みダクトに風導管を接続するようにしてもよい。
【００３９】
図１に示すように、ランナ移動装置８０は、レール５０のトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリ８１と、レール５０の他端部に支持されて駆動装置８２により回転駆動されるテールプーリ８３と、その両プーリ８１，８３間にかけ渡されたエンドレスの走行部材８４とからなる。
【００４０】
ここで、走行部材８４は、ワイヤであってもよく、ベルトであってもよい。この走行部材８４の一部はトンネル坑Ａの掘削部に近接する位置のランナ６０に連結され、上記走行部材８４が図１の矢印で示す方向に移動することにより、ランナ６０がレール５０に沿って移動して風導管７０が伸張するようになっている。
【００４１】
実施の形態で示すトンネル内の換気装置は上記の構造から成り、トンネル坑Ａ内の換気に際しては、搬送台車１をトンネル坑の掘削位置より離れた位置に停車させておくと共に、風導管７０を収縮させておくようにする。その状態において、吸込みダクト１６ａ、１６ｂ内の吸引ファン１８および送気ダクト４０内の換気用ファン４１を回転させると共に、ポンプ２３を駆動する。
【００４２】
ポンプ２３の駆動によって、貯水槽１２内の貯水は散水管２０および洗浄管２２に圧送され、散水管２０に圧送された水は複数のノズル２１から上向きに噴射される。一方、洗浄管２２に圧送された水はフィルタ１３に向けて噴射され、その噴射水によってフィルタ１３は常に洗浄される。
【００４３】
また、吸引ファン１８の回転によって風導管７０の掘削部と対向する他端の開口７１ａに吸引力が作用し、その吸引力によってトンネル坑Ａ内の空気は風導管７０から吸込みダクト１６ｂ内に吸引されて洗浄室１４内に送り込まれる。このとき、洗浄室１４内では散水管２０のノズル２１から上向きに圧力水が噴射されているため、洗浄室１４に送り込まれた空気はノズル２１からの噴射水と接触し、その接触によって空気中に浮遊する粉塵が分離除去される。
【００４４】
洗浄室１４内にはトンネル坑Ａ内の空気が連続して送り込まれるため、洗浄室１４内の圧力は高くなり、その洗浄室１４内の空気はフィルタ１３を通過して排気室１５内に流入する。
【００４５】
このとき、空気に含まれる粉塵はフィルタ１３によって二次捕集される。このため、きわめて清浄な空気のみが排気室１５内に流入することになり、その清浄な空気は排気筒２９からトンネル坑Ａ内に排気されてトンネル坑Ａの坑口に向けて流れる。
【００４６】
一方、排気室１５から排気筒３０内に送り込まれた清浄な空気は送気ダクト４０内の換気ファン４１の回転によってその送気ダクト４０内に吸引され、その送気ダクト４０の排気口４０ａからトンネル掘削部に向けて排出される。
【００４７】
このように、トンネル坑Ａ内の空気中に浮遊する粉塵は風導管７０および吸込みダクト１６ａ，１６ｂから湿式集塵機１１内に送り込まれて捕集され、その湿式集塵機１１の排気口３０ａから排出される清浄な空気は送気ダクト４０内に吸引されて掘削部に向けて排出されるので、トンネル坑Ａ内はきわめて効果的に換気されることになる。また、排気筒２９から排出される清浄な空気はトンネル坑Ａの坑口に向けて排出されるため、トンネル坑Ａは全長にわたって換気されることになる。
【００４８】
トンネル坑Ａの掘削が進むと、ランナ移動装置８０を駆動し、走行部材８４を図１の矢印の方向に移動させる。その走行部材８４の移動により掘削部に近接する位置のランナ６０がレール５０に沿って移動し、風導管７０が伸張して、他端の開口７１ａが掘削部に近づくよう位置調整される。
【００４９】
このように、ランナ移動装置８０を駆動すると風導管７０が伸張し、他端の開口７１ａが掘削部に近接するよう位置調整されるため、粉塵が多量に舞い上がる掘削部周辺の空気を風導管７０内に常に効果的に吸引することができ、トンネル坑Ａ内を極めて効果的に換気することができる。
【００５０】
また、搬送台車１をトンネル坑Ａの掘削位置から離れた場所に停車させた状態で換気作業を行うことができるので、掘削部位から飛翔してくる石等の飛翔物の衝突によって搬送台車１や、その荷台１ａ上に搭載した搭載物が損傷するのを防止することができ、耐久性の低下を抑制する状態でトンネル坑Ａ内を換気することができる。
【００５１】
ここで、風導管７０を最大に伸張させた場合は、搬送台車１の掘削部に向けての後退動により風導管７０を収縮し、支保工Ｂからレール５０を取外したのち、そのレール５０を掘削部側に搬送して、掘削部に近接する支保工Ｂに取付け、トンネル坑内の換気作業を継続する。
【００５２】
このとき、レール５０は永久磁石５１によって吸着支持されているため、支保工Ｂからレール５０を簡単に着脱することができ、レール５０の敷設位置を簡単に変更することができる。
【００５３】
実施の形態では、送気ダクト４０によって新鮮な空気を掘削部に向けて送り込むようにしたが、上記送気ダクト４０によって、掘削部の周辺の空気を吸込んで、トンネル坑の坑口側に空気を送り込むようにしてもよい。
【００５４】
また、吸込みダクト１６ｂに風導管７０を接続して、掘削部周辺の空気を吸込むようにしたが、上記風導管７０を送気ダクト４０に接続することにより、掘削部の周辺部に浄化された空気を効果的に送り込むことができる。
【００５５】
ここで、送気ダクト４０を２本とし、一方の送気ダクト４０は掘削部に清浄な空気を送り込むようにし、他方の送気ダクト４０はトンネル坑Ａ内の空気をトンネル坑Ａの坑口に向けて送り込むようにしてもよい。
【００５６】
また、風管装置Ｙは、空気浄化装置Ｘと切離して単独に使用してもよい。その単独使用において、風導管７０を坑口から掘削部に至る敷設状態とし、その坑口側の端部開口に送風機を接続することによって、掘削部に空気を送り込むことができ、また、坑口側の端部にブロワを接続して吸引力を付与することにより、掘削部の周辺の空気を吸引除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明に係る換気装置の実施の形態を示す縦断側面図
【図２】図１に示す換気装置の湿式集塵機と送気ダクトを示す縦断正面図
【図３】図２の一部切欠平面図
【図４】図２に示す湿式集塵機の横断平面図
【図５】風管装置の位置部分を示す正面図
【図６】図５の縦断正面図
【符号の説明】
【００５８】
Ａ トンネル坑
Ｂ 支保工
１ 搬送台車
１ａ 荷台
１１ 湿式集塵機
１６ａ 吸込みダクト
１６ｂ 吸込みダクト
１７ 吸込み口
１８ 吸引ファン
２９ａ 排気口
３０ａ 排気口
４０ 送気ダクト
４１ 換気用ファン
５０ レール
５１ 永久磁石
６０ ランナ
７０ 風導管
７１ 風管
７２ 補強リング
８０ ランナ移動装置
８１ ヘッドプーリ
８２ 駆動装置
８３ テールプーリ
８４ 走行部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削中のトンネル坑の長さ方向に間隔をおいて設けられた支保工に着脱自在に取付けられてトンネル坑の長さ方向に延びるレールと、そのレールに沿って移動自在に設けられた複数のランナと、柔軟性を有する風管の外周に前記ランナによって吊下げ支持される補強リングをほぼ一定の間隔をおいて取付けた蛇腹状の伸縮可能な風導管と、前記レールに支持され、トンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させて風導管を伸張させるランナ移動装置とからなる風管装置。
【請求項２】
前記レールを永久磁石によって着脱自在とした請求項１に記載の風管装置。
【請求項３】
前記ランナ移動装置が、レールのトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリと、レールの他端部に支持されて駆動装置により回転駆動されるテールプーリと、その両プーリ間にかけ渡されて一部にトンネル坑の掘削部位に近接する位置のランナが連結されたエンドレスの走行部材とからなる請求項１又は２に記載の風管装置。
【請求項４】
トンネル坑内で移動可能な搬送台車の荷台上に、内部に組込まれた吸引ファンの駆動によってトンネル掘削位置に向けて開口する吸込み口から空気を吸引する吸込みダクトと、その吸込みダクトから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排気口から排出する湿式集塵機と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって前記湿式集塵機の排気口から排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑の掘削部に向けて噴射する送気ダクトとを搭載したトンネル坑内の換気装置において、
前記吸込みダクトの吸込み口に請求項１乃至３のいずれかに記載の風管装置における風導管のトンネル坑口側の端部を接続したことを特徴とするトンネル坑内の換気装置。
【請求項１】
掘削中のトンネル坑の長さ方向に間隔をおいて設けられた支保工に着脱自在に取付けられてトンネル坑の長さ方向に延びるレールと、そのレールに沿って移動自在に設けられた複数のランナと、柔軟性を有する風管の外周に前記ランナによって吊下げ支持される補強リングをほぼ一定の間隔をおいて取付けた蛇腹状の伸縮可能な風導管と、前記レールに支持され、トンネル坑の掘削部に近接する位置のランナをレールに沿って移動させて風導管を伸張させるランナ移動装置とからなる風管装置。
【請求項２】
前記レールを永久磁石によって着脱自在とした請求項１に記載の風管装置。
【請求項３】
前記ランナ移動装置が、レールのトンネル掘削側の一端部に回転自在に支持されたヘッドプーリと、レールの他端部に支持されて駆動装置により回転駆動されるテールプーリと、その両プーリ間にかけ渡されて一部にトンネル坑の掘削部位に近接する位置のランナが連結されたエンドレスの走行部材とからなる請求項１又は２に記載の風管装置。
【請求項４】
トンネル坑内で移動可能な搬送台車の荷台上に、内部に組込まれた吸引ファンの駆動によってトンネル掘削位置に向けて開口する吸込み口から空気を吸引する吸込みダクトと、その吸込みダクトから送り込まれてくる空気中の粉塵を除去し、浄化された空気を排気口から排出する湿式集塵機と、内部に組み込まれた換気用ファンの駆動によって前記湿式集塵機の排気口から排出される清浄な空気を吸引してトンネル坑の掘削部に向けて噴射する送気ダクトとを搭載したトンネル坑内の換気装置において、
前記吸込みダクトの吸込み口に請求項１乃至３のいずれかに記載の風管装置における風導管のトンネル坑口側の端部を接続したことを特徴とするトンネル坑内の換気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２７８０２２（Ｐ２００７−２７８０２２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０８８８８（Ｐ２００６−１０８８８８）
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（５９３２３０９１４）株式会社阪本商会 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（５９３２３０９１４）株式会社阪本商会 (10)
【Ｆターム（参考）】
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