JP2004100217A - 伸縮風管 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮風管を用いた換気を行うにあたり、伸縮風管が収縮しているときでも、流した空気の流量に応じた換気能力を十分に発揮させることができる伸縮風管を提供する。
【解決手段】伸縮風管１は、可とう性を有する伸縮可能な風管本体２を有している。風管本体２には、適宜の間隔をおいて複数のリング部材５が取り付けられて、風管本体２の開口形状を保形している。風管本体２の後端部には、送風機を備える集塵機６が取り付けられており、風管本体２内に吸引力を生じさせて、トンネル内の塵埃などを空気とともに吸引して除去する。風管本体２の内部には、複数の内管３が配設されている。風管本体２が収縮したときには、内管３同士が近接または接触して、風管本体２内の圧力損失の低減を図る。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばトンネルに設置される換気装置に用いられる伸縮風管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大規模な地下構造物の構築工事や山岳トンネルの掘削工事などを行う際には、掘削作業に伴い大量の粉塵が生じる。このような粉塵がトンネル内に残存していると、塵肺など作業者の健康を害する恐れがあるので、特に、切羽面近傍の作業領域（以下「切羽作業領域」という）における粉塵をトンネルの外部に排出するための換気装置が知られている。このような換気装置おいては、トンネルの掘削の進行等に合わせて、粉塵を含む空気の導入位置を変えることが容易となるように、可とう性を有する伸縮可能な伸縮風管が用いられている。そして、たとえば風管の後端部に送風機を設け、伸縮風管の前端部から後端部に向けて空気を流すことにより、前端部から粉塵を含む空気を導入して、切羽作業領域等における粉塵除去を目的とする換気を行っている。
【０００３】
このような伸縮風管においては、送風機や集塵機等が設けられる伸縮風管の後端部と、実際の吸引を行う前端部との距離に応じて、伸縮風管の伸縮度合いを変えている。具体的には、粉塵を除去する切羽作業領域が集塵機等の設置場所に近い場合には、伸縮風管を収縮させて使用している。逆に、切羽作業領域が集塵機等の設置場所から遠い場合には、伸縮風管を伸長させて使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の伸縮風管は、可とう性を有するものであるため、その伸縮具合によって内部の圧力損失の大小が変わるものであった。具体的には、伸縮風管を伸長させて使用する場合には、圧力損失は比較的小さいので、伸縮風管に空気を流して換気を行った際に、流した空気の流量に応じた換気能力を十分に発揮させた換気が可能となる。
【０００５】
ところが、伸縮風管を収縮させて使用する場合には、伸縮風管内における圧力損失が大きくなってしまう。このため、伸縮風管内に空気を流して換気を行ったとしても、流した空気の流量に応じた換気能力を十分に発揮できない状態での換気を余儀なくされてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、伸縮風管を用いた換気を行うにあたり、伸縮風管が収縮しているときでも、流した空気の流量に応じた換気能力を十分に発揮させることができる伸縮風管を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る伸縮風管は、可とう性を有する伸縮可能な風管本体を有し、風管本体を介して風管本体の一端から空気を導入する伸縮風管において、風管本体の内部に、非変形性の内管が風管本体の伸縮方向に離間して複数配設されているものである。
【０００８】
本発明に係る伸縮風管においては、風管本体の内部に非変形性の内管が風管本体の伸縮方向に離間して設けられている。このため、風管本体が収縮した際には、これらの内管が連続する状態が形成され、風管本体内の圧力損失を低減することができる。したがって、空気を流した際の換気能力を十分に発揮させることができる。
【０００９】
また、風管本体の開口形状を保形する複数の保形部材が、風管本体の伸縮方向に離間して伸縮風管に取り付けられている態様とするのが好適である。
【００１０】
このような保形部材を設けることにより、伸縮風管の後端部から空気を吸引した場合でも、伸縮風管が開口形状を保形することができる。このため、風管本体の後端部から空気を吸引するようにしても、伸縮風管が塞がれて閉口されることがないようにすることができるので、送風機を伸縮風管の後端側に配置することができる。
【００１１】
さらに、複数の内管が等間隔で配置されている態様とするのが好適である。
【００１２】
このように、複数の内管が等間隔で配置されていることにより、風管本体を伸縮させる際に、その収縮割合を均等にすることができる。そのため、風管本体を伸縮させる際の移動をスムーズなものとすることができる。
【００１３】
また、内管が金属製または樹脂製である態様とすることができる。非変形性の内管としては、金属製または樹脂製のものを好適に用いることができる。このうち、金属製のものは一般に剛性が高い点で優れており、樹脂製のものは一般に軽量である点で優れている。
【００１４】
さらに、風管本体が、複数の短尺風管が接続されて形成されており、短尺風管の端部に、内管を形成する分割内管が設けられており、短尺風管同士を接続するとともに、内管同士を接続することによって、風管本体および内管が形成されている態様とすることができる。
【００１５】
このように、短尺風管を接続して風管本体を形成し、短尺風管の短部に内管を設けることにより、風管本体の設置を容易なものとすることができる。また、工事現場等の状況に応じて、風管本体の全体の長さを調整する場合でも、その調整を容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明に係る伸縮風管を示す図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態を示す側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態を示す側面図である。図２は、本発明に係る伸縮風管における風管本体をはずした状態の拡大図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態を示す拡大側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態を示す拡大側面図である。図３は、伸縮風管の拡大図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態の拡大側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態の拡大側面図である。なお、図３では、その両端部に配置されている内管が風管本体から露出するようにして描いているが、実際には、風管本体の内部に収容されている。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る伸縮風管１は、風管本体２を備えている。風管本体２は、たとえばビニル製であり、可とう性を有し、伸縮可能なものである。風管本体２の伸縮によって、伸縮風管１の全長が伸縮するようになっている。
【００１９】
風管本体２の内部には、図２にも示すように、非変形性である中空の内管３が複数設けられている。内管３はたとえば金属製または樹脂製であり、短尺の筒状をなしており、風管本体２内に空気が流れても変形しない強度を有している。この内管３は、風管本体２の延在方向に沿って等間隔に離間して配置されている。このため、風管本体２が伸長し、または収縮したいずれの場合にも、隣り合う内管３，３の間における風管本体２の部分の長さは、複数の内管３，３…の間でほぼ均等に配分される。また、風管本体２の伸縮方向に沿った内管３の幅は、風管本体２を完全に伸長させたときにおける隣接する内管３，３間の距離の３分の１程度である。したがって、風管本体２を完全に収縮させて、隣接する内管３，３がすべて接触するものとすると、そのときの風管本体２の長さは、風管本体２が完全に伸長したときの長さの４分の１程度となる。
【００２０】
風管本体２を完全に伸長させたときに隣接する内管３，３間の幅に対する内管３の幅は、風管本体２の材質や全体的な長さ等によって適宜設定することができるが、たとえば１／２〜１／５程度とするのが好適である。１／２よりも長いと、収縮可能となる長さが短くなってしまい、１／５よりも短いと、風管本体２が収縮したときの圧力損失の低減が少なくなってしまうからである。ただし、この範囲に限定されるものではなく、種々の長さに設定することもできる。
【００２１】
風管本体２の先端部には、ベルマウス４が取り付けられている。トンネルＴ内における切羽Ｋの近傍における切羽作業領域などから発生した粉塵は、空気とともにベルマウス４を介して風管本体２の内部に導入される。さらに、風管本体２には、図３にも示すように、本発明の保形部材である金属製または樹脂製のリング部材５，５…が複数取り付けられている。これらの複数のリング部材５，５…は、風管本体２の伸縮方向（延在方向）に一定の間隔をおいて離間して取り付けられている。リング部材５は、非変形性（硬性）を有し、図示しない粘着テープによって表面側から風管本体２の表面に固定されている。こうして、風管本体２がつぶれてその通路が塞がれることがないように、それらの開口形状を保形し、開口形状を保っている。また、粘着テープにより、リング部材５および風管本体２の劣化を防止している。
【００２２】
風管本体２の後端部には、集塵機６が取り付けられている。集塵機６は、図示しない送風機を備えており、この送風機を駆動させることにより、吸引力を発生し、風管本体２内に空気を風管本体２の前端部から後端部側に流すようになっている。そして、ベルマウス４を介して切羽作業領域の近傍で発生した塵埃が空気とともに吸引され、風管本体２を介して集塵機６に送られる。集塵機６は、送られてきた塵埃を集塵する。この集塵機６は、車両７に搭載されており、車両７を移動させることによって、集塵機６を移動させることができる。この集塵機６と伸縮風管１によって、トンネル内の換気装置が構成される。
【００２３】
また、風管本体２の上方には、伸縮駆動装置８が設けられている。伸縮駆動装置８は、トンネルＴの斜め上方位置に設けられた第１レール９および第１レール９の下方に設けられた第２レールを備えている。第１レール９には、リング支持部材１１およびローラ部材１２が設けられている。リング支持部材１１には、図３に示すように、リング部材５が吊設されている。また、リング支持部材１１には、図示しない回転防止機構が設けられており、リング支持部材１１およびリング部材５の鉛直軸方回りの回転を防止している。リング支持部材１１にはリング部材５がすべてに設けられており、リング部材５には、リング支持部材１１に吊設されたものとリング支持部材１１には吊設されていないものとがある。リング支持部材１１に吊設されたリング部材５の数は、リング部材５の数全体の約半数である。このように、リング支持部材１１によって約半数のリング部材５の回転を防止することにより、風管本体２のよじれなどを防止することができる。
【００２４】
リング支持部材１１は、ある程度の数が並んで設けられるが、所定間隔で風管本体２の延在方向に離間して配置され、それらの間に適宜の間隔ごとにローラ部材１２が設けられる。ローラ部材１２は図示しない駆動装置によって駆動され、第２レール１０上に載置されたローラを有しており、ローラが第２レール１０の上を走行することにより、風管本体２を全体的に伸縮させることができる。これらのローラ部材１２が所定の間隔を空けて等間隔で配置されていることから、風管本体２を収縮させる際に、全体的に均等に収縮するようになる。また、ローラ部材１２の一部には、内管３が取り付けられている。このため、風管本体２が収縮した際、複数の内管３は、それらの間隔が互いに等間隔を維持するようにして移動する。
【００２５】
以上の構成を有する本発明に係る伸縮風管１の動作について説明する。
【００２６】
トンネルＴの掘削作業を行う際には、切羽Ｋの近傍における切羽作業領域で大量の粉塵等が発生する。この粉塵等を集塵機６に設けられた送風機により、伸縮風管１を介して吸気圧をかけて吸引し除塵して換気を行う。いま、トンネルＴの掘削が進んで、切羽Ｋが車両７から遠い位置にあるときには、図１（ａ）に示すように、伸縮風管１における風管本体２を伸長させた状態で使用する。
【００２７】
ここで、風管本体２は、複数のリング部材５によって保形されているので、負圧による閉口が防止され、開口形状を維持することができる。また、風管本体２が伸長した状態にあるときには、風管本体２はその表面が緊張した状態にあるので、集塵機６の送風機によって空気を吸引する際に、圧力損失を小さなものとすることができる。
【００２８】
続いて、トンネルＴの掘削が進行して、伸縮風管１の先端部が切羽作業領域から遠くなると、車両７を切羽Ｋの方向に移動させる。そして、なるべく車両７の移動を少なくするために、車両７を切羽Ｋに近づけ、図１（ｂ）に示すように、伸縮風管１を収縮させた状態で換気を行う。そして、トンネルＴの掘削が進むにつれて、伸縮風管１を徐々に伸長させて、車両７を移動させることなく換気を行うようにする。ここで、風管本体２が収縮した状態にあるときには、風管本体２はたるんだ状態にあるので、仮に内管３がない場合には、風管本体２内の圧力損失が非常に大きくなってしまい、換気効率が低いものとなってしまう。
【００２９】
この点、本実施形態に係る風管本体２内には、複数の内管３，３…が設けらており、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、風管本体２が収縮しているときには、隣接する内管３，３の端部が近接または接触する。内管３は、非変形性を有し筒状をなしていることから、隣接する内管３，３同士が近接または接触することにより、集塵機６の送風機による吸引力で吸引される空気は、内管３内を通過する。このため、圧力損失の低減を防止することができるので、換気効率を良好なものとすることができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、図４に示すように、風管本体２内に内管３を挿入して伸縮風管１を形成していたが、たとえば図５に示す態様とすることもできる。図５では、伸縮風管を複数の短尺風管２１で形成するものであり、隣接する短尺風管２１，２１の接続部分のみを示している。短尺風管２１，２１の両端部には、それぞれ分割内管２２，２２が取り付けられている。分割内管２２は、上記実施形態に示した内管３をその長手方向中央部で切断した形状をなしており、２つの分割内管２２，２２を接続することにより、上記実施形態における内管３と同一形状の管が形成される。また、短尺風管２１，２１の間にはファスナー部材２３が配設されている。このように、短尺風管２１の内端部に一体的に分割内管２２を取り付け、短尺風管２１を連続して接続することによって、伸縮風管を形成することもできる。
【００３１】
また、上記実施形態では、風管本体２の内部に内管３を挿入する態様としているが、たとえば風管本体として短尺の風管を連続して接続させたものを用い、短尺風管の接続部に内管を配設する態様とすることもできる。この場合、内管と短尺風管の接続部分をシール材などでシールすることが必要となるが、伸縮風管を現場で組み立てる点を考慮すると、この態様の方が上記実施形態で示した態様よりも組み立てが容易となる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、伸縮風管を用いた換気を行うにあたり、伸縮風管が収縮しているときでも、流した空気の流量に応じた換気能力を十分に発揮させることができる伸縮風管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伸縮風管を示す図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態を示す側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態を示す側面図である。
【図２】本発明に係る伸縮風管における風管本体をはずした状態の拡大図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態を示す拡大側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態を示す拡大側面図である。
【図３】伸縮風管の拡大図であり、（ａ）は伸縮風管が伸長した状態の拡大側面図、（ｂ）は伸縮風管が収縮した状態の拡大側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る風管本体に内管を挿入する状態を示す側面図である。
【図５】端部に内管が取り付けられた短尺風管の端部を接続する状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１…伸縮風管、２…風管本体、３…内管、４…ベルマウス、５…リング部材、６…集塵機、７…車両、８…伸縮駆動装置、９…第１レール、１０…第２レール、１１…リング支持部材、１２…ローラ部材、２１…短尺風管、２２…分割内管、２３…ファスナー部材、Ｋ…切羽、Ｔ…トンネル。

Claims (5)

1. 可とう性を有する伸縮可能な風管本体を有し、前記風管本体を介して前記風管本体の一端から空気を導入する伸縮風管において、
   前記風管本体の内部に、非変形性の内管が前記風管本体の伸縮方向に離間して複数配設されていることを特徴とする伸縮風管。
2. 前記風管本体の開口形状を保形する複数の保形部材が、前記風管本体の伸縮方向に離間して前記伸縮風管に取り付けられている請求項１に記載の伸縮風管。
3. 前記複数の内管が等間隔で配置されている請求項１または請求項２に記載の伸縮風管。
4. 前記内管が、金属製または樹脂製である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の伸縮風管。
5. 前記風管本体が、複数の短尺風管が接続されて形成されており、
   前記短尺風管の端部に、前記内管を形成する分割内管が設けられており、
   前記短尺風管同士を接続するとともに、前記内管同士を接続することによって、前記風管本体および前記内管が形成されている請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の伸縮風管。

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