JP2005002850A

JP2005002850A - 坑道式加熱発電施設とその施工法

Info

Publication number: JP2005002850A
Application number: JP2003165961A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Unemoto; 勝彦畝本; Tadashi Shibata; 忠柴田; Masataka Hamada; 正孝濱田; Takanori Maeda; 高徳前田
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】加熱と高低差によって加速された風力で、発電機の駆動力を増強して発電効率向上させ、台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保して景観を維持する坑道式加熱発電施設とその施工法を提供する。
【解決手段】本発明による坑道式加熱発電施設１は、地山に形成した水平な横坑２とこれに継続する垂直を含む傾斜部もある立坑３から成るＬ型の開放坑道４、開放坑道４の適宜位置に設置される加熱風力装置５及び加熱風力装置５からの風力で稼働する風力発電機６から構成し、加熱風力装置５と風力発電機６の設置される開放坑道４に一端９を連通し他端１０を外部に開放する補助坑道１２を備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、坑道式加熱発電施設とその施工法に関し、特に、発電施設の強度の確保と景観の維持が図れる坑道式加熱発電施設とその施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の情勢から、電力を確保する手段は、火力発電から水力発電や原子力発電に移行しているが、一方では、設置場所の難点等から太陽熱、地熱、風力、潮流及び波力等の自然エネルギーを利用する発電方式が実用化を目指している。
地上の気圧は、１００ｍ高くなると１２ｍｂ低くなっており、温度は、１００ｍで０．６５℃低くなることから、空気は、気圧の高いところから低いところへ移動し、暖かい空気は、温度の低い上方に上昇している。
【０００３】
このために、高さ数１００ｍに及ぶテーパー状の筒柱を地表に垂直に設置して、その上端部にタービン発電機を取り付ける形態が提案されている。本提案では、筒柱の根部に空気の流入口を設け、その上方には内壁を鏡面状に仕上げた球面状の集熱装置を設けることで、集熱装置に反射された太陽光線を、ガラス窓を透過させながら筒柱の内側に照射するようにしており、これによって筒柱中の自然流である上昇気流を加速することで上端部に設置したタービン発電機の発電効率を向上させている。（例えば、特許文献１を参照）
【０００４】
しかしながら、これらの風力発電装置は、気象条件の影響を完全に免れるものでなく、自然風の風力が小さいときは、垂直筒体内に十分な上昇気流を生じないし、太陽照射が不十分なときは、その上昇気流を加速できないために安定した発電量を確保することが困難であった。
【０００５】
そこで、これを改善する目的から、産業廃棄物や生活廃棄物の燃焼熱によって数１００ｍに及ぶ垂直筒体の上昇気流を加熱させて強制的に加速させることで、これによる吸引気流を風力発電機に作用させて安定した発電量を経済的に確保する提案もなされている。（例えば、特許文献２を参照）
【０００６】
本提案の風力発電装置は、地中に埋設した横置筒体の一端を地面に設置した吸引開口に接続すると共に、その他端を地上に設立した垂直筒体の下端と接続してＬ型の通気路を形成しており、横置筒体内に複数台の発電機用プロペラを直列設置して各風力発電機に接続している。
【０００７】
又、複教基の廃棄物燃料燃焼炉の燃焼室が、垂直筒体の外方に設置されて加熱室と火炎誘導路で接続されており、垂直筒体の下側部外周に囲繞形成される加熱室は、その覆体が煙道を介して煙突に接続している。
【０００８】
一方、垂直筒体の下側部内方には複数本の加熱管が等間隔に縦設されており、各加熱管の上下端は加熱室に接続開口することで、廃棄物燃料燃焼炉の燃焼室で発生する燃焼熱によって垂直筒体の上昇気流を加熱させて強制的に加速させように構成されている。
【０００９】
さらに、図６に示すように、下方に設けた気体流入口から流入した気体を、加熱炉内の温度及びイオン濃度を上昇させることで、上昇渦気流に形成して通路内を上昇させて通路内に設け軸流ファンに供給する発電システムも提案されている。（例えば、特許文献３を参照）
【００１０】
本発電システム５０は、下に気体流入口５１があって上に気体流出口５２がある筒状の通路５３が、内径約３ｍ、高さ約３００ｍの縦向きに形成されており、その途中にイオンバーナー５４を備えた加熱炉５５を設けている。通路５３内には軸流ファン５６を設けると共に、通路５３の外に軸流ファン５６と連動する発電機５７を設けている。
【００１１】
そして、本発電システム５０では、イオンバーナー５４によって加熱炉５５内の温度及びイオン濃度を上昇させることで、気体流入口５１から流入した気体が、上昇渦気流５８となって通路５３内を上昇しながら、この上昇渦気流によって軸流ファン５６を回転させており、その回転によって発電機５７を駆動しながら発電している。
【００１２】
しかるに、上記の各提案による発電方式は、何れの場合も筒状の通路が高層建造物を形成されていることから、用地費を含めた建設費や周辺への安全配慮や騒音・振動対策等に費用が嵩高になり、高層建造物内に上記風力発電所を設けることは、筒状の通路から多量の空気を流入、吐出することで高層建造物周辺に発生するビル風を増長して風害の原因になると同時に、地震、台風時に在っては強度や安全性の面で電力の安定供給が困難になるという問題点を抱えていた。
【００１３】
さらに、上昇気流を発生させる筒状の通路を高層建物内に構築するにはその長さに限度があることから、発電装置の設置箇所や設置条件に制限を生じ、その為に一つの筒状の通路から得られる発電量も多くは期待できないという問題も抱えている。
【００１４】
例えば、特許文献１に例示されるような場合には、垂直な筒状通路の下端部に集熱器があるために筒状通路の上端部に発電装置を設けなければ成らず、又、特許文献２に例示されるような場合には、水平な筒状通路を設けているが、垂直な筒状通路の中間部には加熱器が設けられているために、発電装置は、地下の水平な筒状通路か筒状通路の上端部に設けることになり、発電機の設置場所に制限がある。
【００１５】
さらに、特許文献３に例示されるような場合には、垂直な筒状通路の長さを長くして、その間に複数個の発電装置を設けるようにしているが、筒状通路を高層建造物内に形成する限りその長さに限度があるだけでなく、長くすればするほど建物の強度や規模を強化しなければならず、それに伴い建設費用は増大し、屋外に長大な筒状の構造物を設けることは、景観面においても問題を有している。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭６１−８５５８８号公報（第１頁、右欄第１０行〜第２頁、右欄第８行、図１）
【特許文献２】
特公平７−１２２４２６号公報（段落符号「０００３」〜段落符号「０００５」末行、図１）
【特許文献３】
再公表特許第ＷＯ０１／０１４７０３号公報（第８頁、第４行〜第９頁、第１０行、図１）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の発電方式が抱えていた問題点に鑑みてその改善のために提案するものであり、発電施設を山岳地山の坑道に形成することで加熱によって加速された風力で発電機の駆動力を増強して、発電効率の向上と発電量の増大を図ると同時に、台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保すると共に景観も維持できる坑道式加熱発電施設とその施工法を提供している。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である坑道式加熱発電施設は、地山に形成した水平部と水平部に継続する垂直を含む傾斜部から成る開放坑道と、開放坑道の適宜位置に設置される加熱風力装置及び加熱風力装置からの風力で稼働する風力発電機から構成しており、加熱で加速された風力で発電機の駆動力を増強して発電効率向上させると同時に、屋外の高層建築物内に上昇気流用通路を形成する場合のような通路長さの制限なくして長大な通路を確保でき、発電装置の設置場所や設置個数に制限をなくしているので、一つの通路から得られる発電量を大幅に増大できる。さらに、地山に形成した坑道を上昇気流用の通路とするので台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保すると共に、通路が地山に埋設されることから施設の大半が屋外に露出することがなく現状の景観を維持できるだけでなく、高層建物周辺に発生するビル風等の環境問題の解消も兼ね備えている。
【００１９】
請求項２に記載の発明である坑道式加熱発電施設は、請求項１に記載の坑道式加熱発電施設において、加熱風力装置と風力発電機の設置される開放坑道部が、一端を連通し他端を外部に開放する補助坑道を備えることを特徴としており、地山に設けた長大な垂直を含む傾斜部から成る開放坑道に連ねる補助坑道を通じて開放坑道内に設けた加熱風力装置や風力発電機のメンテナンスを容易にし、補助坑道を屋外の任意な箇所から開放坑道部に向けて掘削形成できることで高層建物内に上昇気流用の通路を設ける場合に比べて、風力発電機や加熱風力装置の設置箇所を任意に設定できて設計上の自由度を増している。
【００２０】
又、本発明による坑道式加熱発電施設の施工法は、上記坑道式風力発電施設の施工法であって、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を形成して、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成し、しかる後に地中空間に加熱風力装置と風力発電機を設置することを基本して、垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削することを特徴としており、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削して形成すると共に、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成することで、垂直を含む傾斜坑道を連続施工で簡易に掘削してコストを低減させながら、地震等に対する強度を確保して坑道式加熱発電施設を安定化させている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明による坑道式加熱発電施設は、地山に形成した水平部と水平部に継続する垂直を含む傾斜部から成る開放坑道と、開放坑道の適宜位置に設置される加熱風力装置及び加熱風力装置からの風力で稼働する風力発電機から構成し、加熱風力装置と風力発電機の設置される開放坑道部に一端を連通し他端を外部に開放する補助坑道を備えている。
以下に、本発明による坑道式加熱発電施設の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の坑道式加熱発電施設を山岳地域の地山に形成した実施の形態の概要断面図であり、坑道式加熱発電施設１は、横坑２と縦坑３とから成るＬ型坑道４の中に加熱風力装置５及び風力発電機６から構成されている。そして、７は空気圧送機であり、加熱風力装置５に供給する空気量を多くして加熱風力装置５の出力を増大させるのに貢献している。
【００２３】
尚、本実施の形態では坑道４を横坑２と縦坑３とから成るＬ型に形成しているが、本発明の坑道式加熱発電施設における坑道は、この形態に限定されるものでなく、縦坑の傾斜角設定、縦坑の湾曲形態及び縦坑を補足的に追随させる等の他の形態も随意に選択できるものである。
【００２４】
風力発電機６は、本実施例では横坑２と縦坑３の両側に設置されているが、一方側に設置されても良く、加熱風力装置５は、坑道内に上昇気流を発生させる都合上、縦孔３内の空気を直接加熱するよう構成しているが、縦坑３内の空気を縦坑３以外の坑道等に設けた加熱風力装置５によって間接的に加熱してもよい。
【００２５】
又、坑道４の上端部を山岳の頂上部或いは山岳の斜面に位置させるように地山から突出する筒状通路を形成しておくと、山頂部を吹き抜ける風或いは山の斜面に沿って吹き上げ・吹き下ろす風の作用によって坑道内の空気を屋外に吸引する力が発生し、加熱によって発生した上昇気流を増速させる相乗効果も期待できる。
【００２６】
さらに、縦坑３の加熱風力装置５と風力発電機６が設置されている開放坑道部８には、一端９を開放坑道部８に連通して他端１０を外部１１に開放している補助坑道１２を備えており、施設の設置作業や坑道式加熱発電施設１のメンテナンスを容易にしている。
【００２７】
風力発電機６は、複数個を設置することで発電量の増強を図っているが、この風力発電機６に替えて加熱風力装置５を設ける場合には、上昇気流を増長させて風力発電機６の発電効率向上させることも可能である。
【００２８】
尚、この坑道内１０は、屋外の任意な地山から開放坑道部８に向けて掘削形成できるので、建物内に上昇気流を発生させる筒状通路を設ける場合に比べて、風力発電機６や加熱風力装置５の設置位置を任意に設定できるなどの自由度が高い。
【００２９】
従って、本発明による坑道式加熱発電施設は、山岳地域の地山に形成したＬ型坑道中に構築することで、加熱によって加速される風力で発電機の駆動力を増強して発電効率の向上と発電量の増大を図ると同時に、台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保すると共に、環境問題の解消と景観維持を図っている。
【００３０】
本実施の形態における加熱風力装置５と風力発電機６は、再公表特許第ＷＯ０１／０１４７０３号公報に記載されている発電システムである。
同公報に記載されている本発電システム２０は、立て坑２１の中部に、イオンバーナー２２と放電電極２３と粒子加速器２４を備えている加熱炉２５を加熱風力装置５として装着している。
【００３１】
加熱炉２５の下端には、気体流入口２６が形成されており、その内部に風力発電機６を構成する軸流ファン２７が配備されている。又、加熱炉２５の上端には、気体流出口２８が形成されており、所定の間隔をおいて同様の風力発電機６が配備されている。軸流ファン２７の回転軸２９には、発電機３０、３１の回転軸３２が夫々連結されている。
【００３２】
加熱炉２５では、イオンバーナー２２と放電電極２３及び粒子加速器２４の全部又は一部を作動させることで、内部の温度及びイオン濃度を上昇させて人工的な上昇渦気流を発生させている。この上昇渦気流によって、下端内部の軸流ファン２７と加熱炉２５から上方に配置されている風力発電機６、６、６を回転させており、その回転力によって軸流ファンに連結されている発電機３０、３１を駆動して発電を行っている。
【００３３】
本実施の形態でのイオンバーナー２２は、約１００万ＫＣの発熱量を形成していおり、耐火性骨材とアルミナセメント又はリン酸等の水硬剤を混合して構成する耐火材を使用した加熱炉２５の周壁に等間隔で３基設置している。
【００３４】
３基のイオンバーナー２２は、供給される燃料を高速の空気と約１５Ｋの高圧空気で０．０１μ以下の微粒子状に煙霧化して、これをイオン火炎１３にして加熱炉２５内に噴射している。イオンバーナー２２の先端は、加熱炉２５の中心に向けて配置しており、各イオンバーナー２２から発生するイオン火炎１３から５ｍ／ｓの爆発的な燃焼によって発生する高燃焼音を互いに衝突させることで、音波の打ち消し作用や音波の衝突によって生じるドップラー効果によって減音している。
【００３５】
又、イオン火炎は、光活性物質に磁性体を配合した組成物を酸化雰囲気中で結晶化させて製造した火炎接触電離材に炭化水素火炎を触れさせることで、炭素イオン、本素イオン、鉄イオン等の陽イオンと酸素イオンの陰イオンとを多数含んでいるが、内部のイオンを振動させると共に陽イオンと陰イオンを加速することで、他の粒子に弾性衝突させながら陽イ才ン及び陰イオンの数を更に増大させている。
【００３６】
従って、本実施の形態で示す坑道式加熱発電施設では、従来の火力発電施設に比べると少ない燃料で充分な電力を発電しながら、二酸化炭素の発生量も抑制している。又、原子力発電施設のように放射能等の危険物質が漏洩する危険性が無く、使用済み燃料の処理問題も発生せず、水力発電施設のようにダムの建設も必要ない効能を発揮している。
【００３７】
尚、加熱風力装置５は、上記実施の形態で説明した本発電システムに限定されるものでなく、この他にも火力タービンやコ・ゼネレーション等に代表されるような加熱気流を発生できる装置であれば、適宜に採用できるものである。
【００３８】
以上のように、本発明による坑道式加熱発電施設は、地山に形成した開放坑道中に構築されるので、加熱によって加速された風力で発電機の駆動力を増強して発電効率を向上させると同時に、長さに制限のない長大な坑道を上昇気流の通路に適用し、この通路に多数の発電装置６又は加熱風力装置５を設けることによって発電量の増大を図り、また、施設の主要部を地中に構築することで、台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保すると共に環境問題の解消と景観維持を図っている。
【００３９】
次に、本発明による坑道式加熱発電施設の施工法について説明する。
本発明の坑道式加熱発電施設の施工法は、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削して形成すると共に、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成しており、しかる後に地中空間に加熱風力装置と風力発電機を設置している。
【００４０】
これによって、本発明の坑道式加熱発電施設の施工法は、垂直を含む傾斜坑道を連続施工で簡易に掘削することでコストを低減させながら、地震等に対する強度を確保して施設を安定化させている。
以下に、本発明による坑道式加熱発電施設の施工法に関する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４１】
本発明の坑道式加熱発電施設を施工するためには、坑道を掘削する通常の工法で掘削することが可能である。しかしながら、本発明の坑道式加熱発電施設のように垂直を含む傾斜坑道を掘削する場合には、以下に説明する全方位ＴＢＭが最適である。
【００４２】
本全方位ＴＢＭは、本件出願人が既に出願している特願２００２−１４６８４８号に添付している明細書に詳細に記載されているものであり、下記の実施の形態で示すように構成されている。
【００４３】
本実施の形態に採用する全方位ＴＢＭは、図２〜５においてその基本構造と稼働状態を説明している。
【００４４】
本実施の形態に採用する全方位ＴＢＭ３３は、図２に示すように後続台３４と掘削機本体３５とから構成されている。
【００４５】
掘削機本体３５は、角筒状胴体３６の中間部外周面に内周面を円形面に形成した矩形枠体３７を一体に固着しており、この矩形枠体３７の外周四方の平坦面に装着される複数本のジャッキ３８Ａ、３８Ｂによって径方向に伸縮するグリッパ３９を配設すると共に角筒状胴体３６の先端側にカッタヘッド４０を回転自在に配設している。
【００４６】
グリッパは、掘削機本体１の軸心に直交する軸回りに回動自在に装着される一組のグリッパ３９Ａと掘削機本体１の直径方向に対向する一組のグリッパ３９Ｂから成り、矩形枠体３７の互いに平行な面にそれぞれ回動不能に装着されている。
【００４７】
ジャッキ３８Ａは、その伸長によって掘削機本体３５を掘進させるものであり、ジャッキ３８Ｂは、その伸長によってグリッパ３９を掘削壁面に圧着させることで掘削機本体１が必要以上に下動するのを阻止するように構成している。
【００４８】
尚、グリッパ３９は、その外周面を凸円弧状に形成させて掘削壁面に全面的に圧着できるように構成すると共に、掘削機本体１を垂直状態から水平状態にまで回動させる際にカッタヘッド４０との衝突を避けるように、掘削機本体３５が向きを変える側の一部を取外し可能な干渉部を形成している。
【００４９】
又、カッタヘッド４０は、外周端に向かって後方に傾斜した逆載頭円錐形状に形成されると共に掘削面に多数のローラピツト４１を突設してあり、周方向に所定間隔のズリ取込み開口部４２を設けると共に、ズリ取込み開口部４２の回転方向に面している側端縁に掘削ズリを機内に取り込むためのスクレーパ４３を取付けている。
【００５０】
後続台３４は、掘削機本体３５と切り離し可能に連結してあり、その中心部に角筒状胴体３６と同様の筒状支柱体を一体に設けていて、機内に取り込まれた掘削ズリを角筒状胴体３６に内蔵されたバケットコンベア等によって上方に搬出している。
【００５１】
後続台３４は、その高さを坑道の掘削径より短い長さ、高さに形成されており、掘削壁面に覆工コンクリートを施工するための設備と各種の油圧設備及びロックボルト打設装置、覆工コンクリート吹付装置等が配設することで、掘削壁面への一次覆工等の作業を実施できるように構成されている。
【００５２】
次ぎに示す図３は、本実施の形態に採用する全方位ＴＢＭ３３によって、立坑と横坑を掘削していく工程を説明している。
【００５３】
本工程では、掘削機本体３５の四方に配設しているグリッパ３９をジャッキ３８Ａ、３９Ｂによって掘削壁面に圧着させることによって掘削壁面に推進反力をとると共に、全方位ＴＢＭ３３と後続台３４とを支持させ、矩形枠体３７から斜め上方に傾斜しているジャッキ３８Ａを伸長させることによって、トンネル掘削機Ａを垂直方向の下方に推進させながら、カッタヘッド４０の回転によって切羽の岩盤を掘削する。
【００５４】
後続台３４と一体の全方位ＴＢＭ３３が、下方に掘進して所定の深さまで立坑３を掘削するためには、所定の深さに達する手前の位置で、図示のように後続台３４を掘削壁面或いは地上のクレーンにワイヤロープ４４によって吊り下げた状態で支持し、しかる後に、全方位ＴＢＭ３３を所定深さまで掘進させることによって後続台３４を掘削機本体３５から切り離すと共に、掘削機本体３５のジャッキ３８Ｂを伸長させることによって僅かに後退させることで切羽面から離間させる。
【００５５】
図４は、掘削機本体の方向を転換して水平方向に９０度向きを変える作動状態を説明するためのものである。
【００５６】
本作動状態は、一方組のグリッパ３９Ａを掘削壁面に圧着させながら、他方組のグリツパ３９Ｂをジャッキ３８Ａ、３８Ｂを最大限まで縮径させて、カツタヘツド４０を回転させると共にグリッパ３９Ａを支点にして回動させて、掘削機本体３５を垂直状態から一側方に徐々に向きを変えながらカツタヘツド４０で立坑３の掘削側壁面を切り崩して行き、掘削機本体３５が９０度向きを変えるという、図示を省略した工程を経ている。
【００５７】
この状態では、収縮している他方組のグリツパ３９Ｂが掘削機本体３５と一体にその向きを変えて次に掘削する横坑２の掘削壁面の周方向に向けた状態になるが、図示していない立坑２の底部掘削壁面に圧着している一方組のグリッパ３９Ａは、掘削機本体３５が水平方向に向きを変えても立坑３の掘削に適した状態を保持する。
【００５８】
次いで、これらのグリッパ３９Ａを元の形状に復旧した後に、グリッパ３９Ａを掘削壁面に均一を押し付けた状態で、カッタヘッド４０を回転させながらジャッキ３８Ａ、３８Ｂを作動させることによって全方位ＴＢＭ３３を水平方向に掘進させて横坑２を掘削する。
【００５９】
図５は、立坑から横坑に全方位ＴＢＭを方向転換させてから横坑を掘削していく状態を示している。
【００６０】
横坑２が、２０〜３０ｍ程度掘削された後に横坑２の内底面にレール４５を敷設してから、立坑３の掘削壁面に吊り下げ支持しておいた後続台３４を適宜に分割してレール４５上に走行自在に順次配設し、掘削機本体３５に直列状に接続する。後続台車３４には、油圧機器や覆工用設備等の各種設備を配設しており、これらを使用しながら全方位ＴＢＭ３３を掘進させて所定長さの横坑２を掘削する。
【００６１】
以上の実施の形態においては、立坑３から横坑２に至る屈曲部の連続掘削方法について説明したが、本実施の形態における全方位ＴＢＭは、立坑３や横坑２に限らず、掘削中の坑道からこの坑道に対して急角度で以て垂直を含む任意の方向に傾斜する坑道を連続掘削する場合においても実施し得るものであって、工期を従来工法に比べて工期を短縮することや施工に要する総合コストを低減することを可能にしている。
【００６２】
以上のように、本実施の形態における全方位ＴＢＭは、上記坑道式加熱発電施設に適した坑道を低コストで効率良く容易に掘削できるものであり、必要な場合には、主たる坑道に連通して外部に開放される補助坑道をも施工できるものである。これによって、坑道と補助坑道とが結合している位置には、地中空間を任意に形成することが可能であり、上述したように立て坑３に一端９を連通させて他端１０を外部１１に開放している補助坑道１２をも地山に形成できると共に、開放坑道部８の構築も容易である。
【００６３】
従って、本発明による坑道式加熱発電施設の施工法は、上記実施の形態で詳細に説明した、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削して形成すると共に、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成することで、垂直を含む傾斜坑道を連続施工で簡易に掘削してコストを低減させながら、地震等に対する強度を確保して坑道式加熱発電施設を安定化させている。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による坑道式加熱発電施設とその施工法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、坑道の形状や傾斜角、加熱風力装置及び風力発電機等の具体的な形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において出願時における既に公知のものを適用することで種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１に記載の坑道式加熱発電施設は、地山に形成した水平部と水平部に継続する垂直を含む傾斜部から成る開放坑道と、開放坑道の適宜位置に設置される加熱風力装置及び加熱風力装置からの風力で稼働する風力発電機から構成しているので、加熱で加速された風力で発電機の駆動力を増強して発電効率向上させると同時に、屋外の高層建築物内に上昇気流用通路を形成する場合のような通路長さの制限なくして長大な通路を確保でき、発電装置の設置場所や設置個数に制限をなくしているので、一つの通路から得られる発電量を大幅に増大できる。さらに、地山に形成した坑道を上昇気流用の通路とするので台風、地震等に対しても施設の安定した強度を確保すると共に、通路が地山に埋設されることから施設の大半が屋外に露出することがなく現状の景観を維持できるだけでなく、高層建物周辺に発生するビル風等の環境問題の解消も兼ね備える効果を発揮している。
【００６６】
請求項２に記載の坑道式加熱発電施設は、請求項１に記載の坑道式加熱発電施設において、加熱風力装置と風力発電機の設置される開放坑道部が、一端を連通し他端を外部に開放する補助坑道を備えることを特徴としているので、上記効果に加えて、地山に設けた長大な垂直を含む傾斜部から成る開放坑道に連ねる補助坑道を通じて開放坑道内に設けた加熱風力装置や風力発電機のメンテナンスを容易にし、補助坑道を屋外の任意な箇所から開放坑道部に向けて掘削形成できることで高層建物内に上昇気流用の通路を設ける場合に比べて、風力発電機や加熱風力装置の設置箇所を任意に設定できて設計上の自由度を増す効果を発揮している。
【００６７】
又、本発明による坑道式加熱発電施設の施工法は、上記坑道式風力発電施設の施工法であって、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を形成して、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成し、しかる後に地中空間に加熱風力装置と風力発電機を設置しており、垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削することを特徴としているので、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削して形成すると共に、坑道を含む地中空間と地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成することで、垂直を含む傾斜坑道を連続施工で簡易に掘削してコストを低減させながら、地震等に対する強度を確保して坑道式加熱発電施設を安定化させる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の坑道式加熱発電施設を山岳地域の地山に形成した実施形態の概要断面図
【図２】本発明の坑道式加熱発電施設の施工法に採用する全方位ＴＢＭの実施の形態を示す断面図
【図３】全方位ＴＢＭの方向変換を説明する実施の形態を示す断面図
【図４】全方位ＴＢＭの方向変換を説明する工程の実施の形態を示す断面図
【図５】全方位ＴＢＭの方向変換を説明する工程の実施の形態を示す断面図
【図６】従来の加熱発電システム
【符号の説明】
１坑道式加熱発電施設、２横坑、３立坑、４Ｌ型坑道、
５加熱風力装置、６風力発電機、７空気圧送機、
８開放坑道部、９一端、１０他端、１１外部、
１２補助坑道、１３イオン火災、２０発電システム、
２１立て坑、２２イオンバーナー、２３放電電極、
２４粒子加速器、２５加熱炉、２６気体流入口、
２７軸流ファン、２８気体流出口、２９回転軸、
３０、３１発電機、３２回転軸、３３全方位ＴＢＭ、
３４後続台、３５掘削機本体、３６角筒状胴体、
３７矩形枠体、３８Ａ、Ｂジャッキ、３９Ａ、Ｂグリッパ、
４０カッタヘッド、４１ローラピット、４２ズリ取り込み開口部、
４３スクレーパ、４４ワイヤロープ、４５レール、
５０発電システム、５１気体流入口、５２気体流出口、
５３通路、５４イオンバーナー、５５加熱炉、
５６軸流ファン、５７発電機、５８上昇渦気流、

Claims

地山に形成した水平部と該水平部に継続する垂直を含む傾斜部から成る開放坑道、該開放坑道の適宜位置に設置される加熱風力装置及び該加熱風力装置からの風力で稼働する風力発電機から構成される坑道式加熱発電施設。
加熱風力装置と風力発電機の設置される開放坑道部が、一端を連通し他端を外部に開放する補助坑道を備えることを特徴とする請求項１に記載の坑道式加熱発電施設。
請求項１又は２に記載の坑道式風力発電施設の施工法であって、地山に少なくとも垂直を含む傾斜坑道を形成して、該坑道を含む地中空間と該地中空間に連通して外部に開放される補助坑道を地山に形成し、しかる後に該地中空間に加熱風力装置と風力発電機を設置する坑道式加熱発電施設の施工法。
垂直を含む傾斜坑道が、全方位ＴＢＭによる連続施工によって掘削されることを特徴とする請求項３に記載の坑道式加熱発電施設の施工法。