JP6308766B2 - トンネル内降温用噴霧システム - Google Patents

Description

本発明は、トンネル内の温度上昇抑制、およびトンネル内利用者の視環境確保の両立を図るために、ミスト噴霧の制御について規定したトンネル内降温用噴霧システムに関する。

従来技術として、大気開放された空間の温度低下を目的とした降温用噴霧システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１によれば、ミストのザウター平均粒径に基づいて噴霧ノズルの設置高さおよびミストの噴霧量を設定することで、大気開放された空間内の人を濡らすことなく、適切に冷却することができる。

特許４４８８５１０号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１は、大気開放された空間における温度低下を対象としており、ミストの平均粒径、ノズル設置高さ、およびミスト噴霧量に関するパラメータをある適切な範囲に規定したものである。

これに対して、断続的に車両が動いており、半閉鎖空間であるトンネル内を温度低下の対象空間とする場合には、大気開放された空間を前提とする従来技術では、解決できない問題が生ずる。

具体的には、半閉鎖空間であるトンネル内では、トンネルの長手方向に風が流れている状態である。また、トンネル内を利用する運転者（トンネル内を通行する車両の運転者）の視環境を確保することが重要となる。このような観点では、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図るために、半閉鎖空間の中でのミスト噴霧に関し、大気開放された空間を対象とする場合よりも、より厳しい使用条件が必要となる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図るミスト噴霧を実現することのできるトンネル内降温用噴霧システムを得ることを目的とする。

本発明に係るトンネル内降温用噴霧システムは、半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、前記噴霧ノズルを１以上備え、前記噴霧ノズルの一次側に前記噴霧ノズルへ前記水の供給の有無を選択する開閉選択弁を有するミスト配管が、ひとつのミスト噴霧区画内に車路に対して略平行に複数備えられ、前記開閉選択弁を開放する数量によって、前記ひとつのミスト噴霧区画内に放水するミストの噴霧量を調節することを特徴とするものである。

本発明に係るトンネル内降温用噴霧システムは、半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、前記噴霧ノズルを２以上備えるミスト配管が、前記噴霧ノズルを１以上備える毎にその一次側に開閉選択弁を備え、前記開閉選択弁のうち、少なくともひとつを閉止させることによって、前記ミスト噴霧区画内に放水するミストの噴霧量を調節することを特徴とするものである。

本発明によれば、ミスト噴霧量を制御する際に、噴霧ノズルが接続されたミスト配管の開閉選択弁を開閉することでミスト噴霧区画内のミスト量を簡単に調整し、最適なミスト噴霧量を得て、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図ることのできるトンネル内降温用噴霧システムを得ることができる。

また、本発明によれば、ミスト噴霧量を制御する際に、噴霧ノズルが接続されたミスト配管の開閉選択弁のうち、少なくともひとつを閉止することでミスト噴霧区画内のミスト量を簡単に調整し、最適なミスト噴霧量を得て、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図ることのできるトンネル内降温用噴霧システムを得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるトンネル内降温用噴霧システム１の全体図である。 本発明の実施の形態１において、開閉選択弁５１（１）を閉止し、ミスト噴霧量を通常よりも減らした状態を示す図である。 本発明の実施の形態２におけるトンネル内降温用噴霧システム１００の全体図である。 本発明の実施の形態２において、開閉選択弁５２（３）を閉止し、ミスト噴霧量を通常よりも減らした状態を示す図である。 本発明の実施の形態１と実施の形態２を組合せたトンネル内降温用噴霧システムの全体図である。

以下、本発明のトンネル内降温用噴霧システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係わるトンネル内降温用システム１の全体図である。より具体的には、１つの半閉鎖空間を構成するトンネル内における各機器の配置を模式的に示した説明図である。

図１では、トンネルにおいて、所定のミスト噴霧区画内の壁面に、複数の噴霧ノズル１０が設けられている。複数の噴霧ノズル１０は、ミスト噴霧区画内の側壁に車路と略平行に複数（例えば３列）敷設された横引き配管であるミスト配管５０（１）、５０（２）、５０（３）に、それぞれ同数ずつ取り付けられており、各ミスト配管５０（１）、５０（２）、５０（３）には噴霧ノズル１０よりも一次側に常時開の開閉選択弁（噴霧選択部）５１（１）、５１（２）、５１（３）が設けられている。

ミスト噴霧区画の前後には、温湿度計３０（１）、３０（２）が設けられている。なお、温湿度計の配置は、この図１の例に限定されず、温湿度計３０（１）、３０（２）の間に、さらに１以上の温湿度計を配置することも可能である。

噴霧量制御部４０は、トンネル内の温度が所定の閾値（例えば３０℃）を越えたときに、湿度が所定の閾値（例えば８０％）未満の場合には、ミスト噴霧を開始するため、図示しない送水ポンプを起動してミスト配管５０に水を加圧送水させる。

加圧送水された水は、噴霧ノズル１０に達すると、ザウター平均粒径が８０μｍ未満のミストとなって放出される。

放出されたミストは、トンネル内で蒸散し、その際の気化熱によりトンネル内の温度を下げるが、同時にトンネル内の湿度を上げている。湿度が上昇し、８０％以上になると、ミストは蒸散しにくくなり、この状態で同じようにミスト噴霧を続けると、車のフロントガラスに水滴が付着するなどして、運転者の視程に影響が出るため、湿度が所定の値（例えば８０％）に収まるようにミスト噴霧量を制御する必要がある。

ミスト噴霧中に湿度が上昇し、温湿度計３０（１）または温湿度計３０（２）の値が所定の閾値（例えば７５％）以上になると、噴霧量制御部４０は、図２に示すように、開閉選択弁５１（１）を閉止し、ミスト噴霧量を通常の２／３に減量する。

この状態でも（所定時間経過しても）、湿度が所定の値（例えば７５％）未満に回復しなかった場合、噴霧量制御部４０は、さらに開閉選択弁５１（２）を閉止し、ミスト噴霧量を通常の１／３に減量する。

その後、湿度が７５％未満よりも低く回復した場合には、再度、開閉選択弁５１（２）、開閉選択弁５１（１）を順次開放して、ミスト噴霧量を増やし、周囲温度を下げるように制御してもよい。

なお、温度と湿度にそれぞれ閾値を設定し、その組み合わせによって、開閉選択弁５１（１）、５１（２）、５１（３）の開閉状態の組み合わせを設定してもよい。

このように開放する開閉選択弁５１の数量を制御することで簡単にミスト噴霧量を制御でき、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図るミスト噴霧を実現することができる。

なお、本実施の形態１では、ミスト配管５０（１）、５０（２）、５０（３）に、それぞれ同数ずつ噴霧ノズル１０が取り付けられていたが、これに限定せず、噴霧ノズル１０が、例えば、ミスト配管５０（１）にもっとも多く、ミスト配管５０（２）にはミスト配管５０（１）の半数、ミスト配管５０（３）にはミスト配管５０（２）の半数というように、各ミスト配管５０に取り付けられる噴霧ノズル１０の数量を違えておき、状況に合わせて開閉選択弁５１（１）、５１（２）、５１（３）の開閉の組み合わせを変えることで、ミスト噴霧量をより細かく制御することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態２のトンネル内降温用噴霧システム１００では、実施の形態１のトンネル内降温用噴霧システム１と噴霧ノズル１０、温湿度計３０、噴霧量制御部４０などの構成機器を共通とするシステムであり、異なる点としては、図３のようにミスト配管５０が、噴霧ノズル１０が１個以上取り付けられる毎にその一次側に常時開の開閉選択弁（噴霧選択部）５２（１）、５２（２）、５２（３）が設けられている点である。（例えば、ミスト配管５０の一次側より開閉選択弁５２（１）、噴霧ノズル１０が１０個、開閉選択弁５２（２）、噴霧ノズル１０が１０個、開閉選択弁５２（３）、噴霧ノズルが１０個の順。）

噴霧量制御部４０は、トンネル内の温度が所定の値（例えば３０℃）を越えたときに、湿度が所定の値（例えば８０％）未満の場合には、ミスト噴霧を開始するため、図示しない送水ポンプを起動してミスト配管５０に水を加圧送水させる。

ミスト配管５０に加圧水が供給されると、ミスト配管５０に取り付けられた全ての噴霧ノズル１０からザウター平均粒径が８０μｍ未満のミストが噴霧される。

ミスト噴霧中に湿度が上昇し、温湿度計３０（１）または３０（２）の値が所定の値（例えば７５％）以上になると、噴霧量制御部４０は、図４に示すように、下流側の開閉選択弁５２（３）を閉止し、ミスト噴霧量を通常の２／３（ミスト噴霧する噴霧ノズル１０は２０個）に減量する。

この状態でも（所定時間経過しても）、湿度が所定の値（例えば７５％）未満に回復しなかった場合、噴霧量制御部４０は、さらに上流側の開閉選択弁５２（２）を閉止し、ミスト噴霧量を通常の１／３（ミスト噴霧する噴霧ノズル１０は１０個）に減量する。

その後、湿度が所定の値（例えば７０％）よりも低く回復した場合には、再度、開閉選択弁５２（２）、５２（３）を上流側から順次開放して、ミスト噴霧量を増やし、周囲温度を下げるように制御してもよい。

このように閉止する開閉選択弁５２を選択して制御することで簡単にミスト噴霧量を制御でき、トンネル内の温度上昇抑制と、トンネル内を利用する運転者の視環境確保の両立を図るミスト噴霧を実行することができる。

本実施の形態２では、開閉選択弁５２（１）、５２（２）、５２（３）の二次側に、それぞれ同数ずつ噴霧ノズル１０が取り付けられていたが、これに限定せず、噴霧ノズル１０が、例えば、開閉選択弁５２（１）の二次側にもっとも多く、開閉選択弁５２（２）には開閉選択弁５２（１）の半数、開閉選択弁５２（３）には開閉選択弁５２（２）の半数というように、各開閉選択弁５２で噴霧可能な噴霧ノズル１０の数量を違えておき、状況に合わせて開閉選択弁５２（１）、５２（２）、５２（３）を開閉することで、ミスト噴霧量をより細かく制御することができる。

なお、実施の形態１のトンネル内降温用噴霧システム１と、実施の形態２のトンネル内降温用噴霧システム１００を組み合わせてもよく、例えば、図５に示すように、車路と略平行にミスト配管５０（１）、５０（２）、５０（３）が敷設され、ミスト配管５０（１）に開閉選択弁（噴霧選択部）５３（１）、５３（２）、５３（３）を備え、各開閉選択弁５３（１）、５３（２）、５３（３）の二次側に噴霧ノズル１０を１０個ずつ備え、同様にミスト配管５０（２）には、開閉選択弁（噴霧選択部）５３（４）、５３（５）、５３（６）とその二次側に噴霧ノズル１０を１０個ずつ、同様にミスト配管５０（３）には、開閉選択弁（噴霧選択部）５３（７）、５３（８）、５３（９）とその二次側に噴霧ノズル１０を１０個ずつ備えることで、温度と湿度の状況に応じて、例えば、実施の形態１および２と同様に、開閉選択弁５３（１）〜（９）の閉止位置を変えることでミスト噴霧量をより細かく制御することができる。

また、実施の形態１のトンネル内降温用噴霧システム１と実施の形態２のトンネル内降温用噴霧システム１００および上述の組み合せの例では、開閉選択弁５１（１）〜（３）、５２（１）〜（３）、５３（１）〜（９）を常時開としているが、これに限定せず、常時閉としてシステム起動時に必要に応じて開放するようにしてもよい。このとき、全ての開閉選択弁を常時閉とせず、例えばミスト配管の最も一次側の開閉選択弁のみを常時閉とするなど、常時開とするか、常時閉とするかは、運用方法や現場の状況に応じて設定が可能である。

１ トンネル内降温用噴霧システム、１０ 噴霧ノズル、２０ 風向風速計、３０ 温湿度計、４０ 噴霧量制御部、４１ 記憶部、５０ ミスト配管、５１、５２、５３ 開閉選択弁、１００ トンネル内降温用噴霧システム。

Claims (2)

1. 半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、
   前記噴霧ノズルを１以上備え、前記噴霧ノズルの一次側に前記噴霧ノズルへ前記水の供給の有無を選択する開閉選択弁を有するミスト配管が、ひとつのミスト噴霧区画内に車路に対して略平行に複数備えられ、
   前記開閉選択弁を開放する数量によって、前記ひとつのミスト噴霧区画内に放水するミストの噴霧量を調節する
   ことを特徴としたトンネル内降温用噴霧システム。
2. 半閉鎖空間であるトンネル内で、前記トンネル内の所定のミスト噴霧区画内に設置された噴霧ノズルから水をミストとして噴霧し、トンネル内を利用する運転者の視環境を確保した上で前記トンネル内の温度上昇を抑制するトンネル内降温用噴霧システムであって、
   前記噴霧ノズルを２以上備えるミスト配管が、前記噴霧ノズルを１以上備える毎にその一次側に開閉選択弁を備え、
   前記開閉選択弁のうち、少なくともひとつを閉止させることによって、前記ミスト噴霧区画内に放水するミストの噴霧量を調節する
   ことを特徴としたトンネル内降温用噴霧システム。