JP2009162416A - Heat exchange type air pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス、粉塵などの有害物質で汚染されたトンネル内等で換気用の空気を導入するための風管に関し、特に換気用の空気を特定の温度に維持することができるように熱交換を可能にする熱交換型風管に関する。 The present invention relates to a wind pipe for introducing air for ventilation in a tunnel or the like contaminated with harmful substances such as gas and dust, and in particular, heat so that the air for ventilation can be maintained at a specific temperature. The present invention relates to a heat exchange type wind tube that enables exchange.
従来、トンネル工事等ではガス、粉塵などの有害物質で汚染されているためトンネル内の作業環境を良好に維持するために換気システムが重要である。 Conventionally, in tunnel construction and the like, since it is contaminated with harmful substances such as gas and dust, a ventilation system is important to maintain a good working environment in the tunnel.
たとえば、特許文献1では、風管ガイド60は、先端62が移動送風管としてのサクションホース64の後端66と接続可能な先端レジューサ68と、後端66が固定送風管としての送風用鋼管72の先端62に接続可能な後端ジョイント管76と、先端レジューサ68に最内筒80が接続され後端ジョイント管76に最外筒82が接続される多重筒体84と、先端62が先端レジューサ68に連通し、後端66が後端ジョイント管76に連通するように多重筒体84内全体にわたり、伸縮自在に収容されたジョイント管76とから構成されている。このように構成することで、トンネル内にコンパクトに設置でき、トンネルの進行に合わせて効率よく延長できる提案がなされている。 For example, in Patent Document 1, the wind tube guide 60 includes a tip reducer 68 whose front end 62 can be connected to a rear end 66 of a suction hose 64 serving as a moving blower tube, and a blower steel pipe 72 whose rear end 66 serves as a fixed blower tube. A rear end joint pipe 76 connectable to the front end 62, a multiple cylinder 84 in which the innermost cylinder 80 is connected to the front end reducer 68 and the outermost cylinder 82 is connected to the rear end joint pipe 76, and the front end 62 is the front end reducer. 68, and the rear end 66 communicates with the rear end joint pipe 76, and is configured by a joint pipe 76 that is accommodated so as to extend and contract over the entire inside of the multiple cylinder 84. By configuring in this way, it has been proposed that it can be compactly installed in the tunnel and can be efficiently extended as the tunnel progresses.
一方、特許文献2は、上流側の風管本体86の接続端部の内側には、漏風防止筒88が縫着、接着、溶着などにより取り付けられている。該漏風防止筒88は上記風管本体86と同様の可撓性(気密性は絶対条件ではない)を有する膜材料により構成されている。また、該漏風防止筒88は、風管本体86の接続端部から外方に延出していて、その先端には、環状縁90が形成されている。該環状縁90は、適宜天然繊維または合成繊維を束ねた紐92、あるいはこれらの繊維から成る糸を編んだ紐94、または発泡樹脂製の紐状のものを芯材として、これを漏風防止筒88の端縁膜材料により包み込んで構成されている。このように構成されることで、漏風防止筒の先端に柔軟性を有する環状縁を形成したので、漏風を完全に防止することができると共に送風抵抗の増加を防ぎ、さらに、コンパクトに折り畳んで持ち運びや収納に好都合となる提案がなされている。
On the other hand, in
ところが、トンネル工事等では、特に日本国は火山帯であるためもあって、地熱によるトンネル内温度の上昇が無視できない現場も少なくない。このため、トンネルクーラーを使用して冷却された空気を作業場まで送風する必要性があることも多い。このような場所において、トンネル長が長くなればなるほど風管で送風する距離は増大し、その結果風管内の空気の温度がトンネル内の気温に影響されることとなる。この場合に、従来の風管では気温の影響を防ぐ対策はなされていなかった。 However, in tunnel construction, etc., especially because Japan is a volcanic zone, there are many sites where the rise in temperature in the tunnel due to geothermal heat cannot be ignored. For this reason, it is often necessary to blow air cooled to the work place using a tunnel cooler. In such a place, the longer the tunnel length is, the longer the distance to be blown by the wind pipe, and as a result, the temperature of the air in the wind pipe is affected by the temperature in the tunnel. In this case, the conventional wind pipe has not taken measures to prevent the influence of the temperature.
そこで、本発明の目的は、風管内の空気と熱交換可能な構成とすることで、風管内の気温を制御可能な風管を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the wind tube which can control the air temperature in a wind pipe by setting it as the structure which can be heat-exchanged with the air in a wind pipe.
前記の目的を達成するために、熱交換型風管は、可撓性を有する生地により折り曲げ自在で中空形状に形成される風管本体と、該風管本体の内周に固着されて内部に流体を貫通させる流体流路とを有することで、前記風管本体内部を通過する気体と前記流体との間で熱交換が可能であるとともに中空形状を維持するよう構成される。 In order to achieve the above-mentioned object, the heat exchange type wind pipe is structured such that a wind pipe body that is foldable by a flexible cloth and is formed in a hollow shape, and is fixed to an inner periphery of the wind pipe body. By having a fluid flow path through which the fluid passes, heat exchange is possible between the gas passing through the inside of the wind pipe body and the fluid, and a hollow shape is maintained.
本発明に係る熱交換型風管により、風管内の空気と熱交換可能な構成とすることで、風管内の気温を制御することができる。 With the heat exchange type wind pipe according to the present invention, the air temperature in the wind pipe can be controlled by adopting a configuration that allows heat exchange with the air in the wind pipe.
以下に、この発明の実施形態例を、図面を用いて説明する。図1は本発明に係る熱交換型風管2の側面図である。可撓性を有する生地により折り曲げ自在で中空形状に形成される風管本体4と、該風管本体4の内周に固着されて内部に流体を貫通させる流体流路6と、該風管本体4に設けられる貫通口10,12と、隣接する風管本体4と結合するために風管本体4の端部に設けられる線ファスナ用のエレメント14,16とが設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a heat exchange
風管本体4は、可撓性および気密性を有する膜材料、例えば、合成樹脂を含浸あるいは被覆した布などを筒状に形成して作成される。膜材料としては、PVC(polyvinyl chloride:ピーブイシー)、EVA(ethylene vinyl acetate copolymer:イーブイエー),ウレタン,PP(polypropylene:ピーピー),PE(Polyethylene:ピーイー)などが適している。また膜材量に防炎加工や撥水処理さらには帯電電化密度を規定値より低くするとともに抵抗値を下げる静電気帯電防止機能を備えてもよい。気密性を高めるために熱溶着加工を行うことが望ましい。さらに必要に応じて、トンネル内部で支持するための吊り手段を設けてもよい。風管本体4の両端部には線ファスナ用のエレメントが外周に沿って縫着される。
The
流体流路6は、ゴム・ビニール・プラスチック・布・金属などで作られた、液体や気体などの流体を送るための中空の管である。熱伝導性が高く熱交換が容易な柔らかい素材でできており、随時任意に曲げて利用する用途に適する構成となる。管形状は蛇腹形状とすることもできる。流体流路6の両端には隣接する風管本体4に備わる流体流路6と連結するための中間継手8が結合される。但し、短時間しか結合しない場合や連結距離が短い場合にはニップルで連結することもできる。図2に示すように、流体流路6は、風管本体4の端部に開口された貫通口10から風管本体4の内部に挿入されて風管本体4の内周に螺旋状に固着される。このホースの風管本体4の内周に固着することで、湾曲させた場合でも、風管が常に一定の口径を保持できることとなる。
The
風管本体4を接続させる方法は、3種類提案されており、図3及び図4に示されている。図3(a)、(b)に示される線ファスナであり、さらに漏風防止膜17を設けたジョイント方式について説明する。線ファスナのエレメント18は、風管本体4の一方の開口端部に開口に沿って縫着される。一方、他方のエレメント19は、他方の開口端部から漏風防止膜17だけ距離が離れた位置に縫着される。エレメント18とエレメント19とが係合して風管本体4が連結して漏風防止膜17のある側から空気が送風されると、漏風防止膜17が風管本体4の内周に押圧されて密着するので、風管本体4の内部の端幕が振動するフラッタリングを防止することとなる。
Three methods for connecting the
一方、図3(c)、(d)に示されるカップリング方式について説明する。 On the other hand, the coupling method shown in FIGS. 3C and 3D will be described.
風管本体4は、その一方の端部に端部形状の形成されるカップリング用大枠部21と、他方の端部に前記カップリング用大枠部21より小型に形成されるカップリング用小枠部22と、前記カップリング用大枠部とカップリング用小枠部22とを締付け固定するカップリング固定部24とを備えられる。流体流路6は、中間継手8で連結される。前記カップリング用大枠部21の内部と、カップリング固定部24の内部とにカップリング用小枠部22を挿入してカップリング用小枠部22がカップリング用大枠部21に係止して固定され、さらにその固定した部分に外周からカップリング固定部24が締め付け固定することで隣接する風管本体同士を連結する。流体流路6は、中間継手8で連結される。
The
風管本体4を接続させる第3の方法は、図4に示されるように風管本体4はその両方の端部に端部形状の形成される可撓性のジョイント用枠部28,30とを備えて、風下側のジョイント用枠部28の内側に風上側のジョイント端部30を貫通させることにより風下側風管本体4内に風上側風管本体端部を挿入させて、風下側ジョイント用枠部28によって風上側ジョイント用枠部30が係止されて、隣接する風管本体同士を連結する。
As shown in FIG. 4, the third method for connecting the
以上のように連結することで、トンネル工事等において熱交換型風管2を導入することができる。
By connecting as described above, the heat exchange
シールドトンネル工事においては、地上部から発進立坑等を経由して敷設された換気設備によって送風を行い、坑内の換気を行っている。図5は、本発明に係る熱交換型風管を用いた小口径シールドトンネルの施工状況を示した縦断設備配置図である。切羽32に面したシールド掘削機34の後方にはシールド掘削機34の運転設備を搭載した複数台の後続台車36が配置されている。これらの後続台車36は、シールド掘削機34により牽引され、切羽32の進行に伴って僅かずつ前進できるようになっている。このとき、掘削土砂を搬出する鋼製台車(図示せず)がトンネル内を支障なく通過できるように、後続台車36は走行レールがトンネル側壁に沿って敷設され、その車両幅も鋼製台車とすれ違える程度に狭く設定されている。
In shield tunnel construction, air is blown from the ground through ventilation facilities laid via a start-up shaft and the like to ventilate the mine. FIG. 5 is a longitudinal installation layout diagram showing a construction situation of a small-diameter shield tunnel using the heat exchange type wind pipe according to the present invention. Behind the
一方、発進立坑40の地上坑口近傍には送風機42が設置されている。この送風機42には固定された送風管として送風用鋼管44が接続されている。この送風用鋼管44は、発進立坑40の側壁に沿ってトンネル坑口まで導かれる。
On the other hand, a
さらに、地上にある水道蛇口46にホース48が接続されて発進立坑に沿って地下までホース48が延伸され、直近の風管本体4の連結するための流体流路6の中間継手8に接続される。なお、ホース48は、風管本体4の端部で折り返して、再び水道蛇口まで配管されて排水または、冷却後に再利用がなされる。なお、本実施例では冷媒として水道水について説明したが、他の液体を用いてもよい。
Further, a
一方、送風用鋼管44は冷却器50に接続されこの冷却器50が風管本体4に接続され冷却された気体が送風される。なお冷却器50の冷却用の冷媒を風管本体4の冷媒と共有することもできる。
On the other hand, the
ここで、本発明に係る熱交換型風管を適用することで冷却器50によって冷却された空気が、坑道内の外気に影響されることなく流体流路6を通過する水温程度に維持されることとなる。
Here, by applying the heat exchange type wind pipe according to the present invention, the air cooled by the cooler 50 is maintained at about the water temperature passing through the
2 熱交換型風管
4 風管本体
6 流体流路
10,12 貫通口
14,16 エレメント
17 漏風防止膜
18 エレメント
19 エレメント
21 カップリング用大枠部
22 カップリング用小枠部
24 カップリング固定部
28,30 ジョイント用枠部
32 切羽
34 シールド掘削機
36 後続台車
40 発進立坑
42 送風機
44 送風用鋼管
46 水道蛇口
48 ホース
50 冷却器
2 Heat exchange
Claims (7)
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