図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2017年9月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

工費を抑えながら坑道断面積を有効に活用して、圧力変動を低減させることができるようにする。

解決手段

斜坑23の左側の側面23lとの間に所定の間隔をあけて側面23lに対向配置された第1の仕切板2と、斜坑23の天井面23uとの間に所定の間隔をあけて天井面23uに対向配置された第2の仕切板3と、を有している。第1の仕切板2および第2の仕切板3の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有している。第1の仕切板2および第2の仕切板3によって、斜坑23の内部空間が風路24と背後空気層25とに仕切られている。

概要

背景

鉄道車両などの車両が通過するトンネルには、トンネル内の換気避難路を確保するために、上下に伸び立坑や斜めに伸びる斜坑が、トンネル本坑から分岐して複数設けられる。しかし、トンネル内を車両が通過する際にトンネル内に発生する低周波数圧力変動や、トンネル掘削工事発破音が、トンネル本坑や立坑、斜坑を伝搬して地表に放出されて低周波空気振動となり、周辺環境に影響を及ぼすという問題がある。

そこで、特許文献1には、立坑や斜坑に設けられ、トンネルを鉄道車両が通過する場合に発生する圧力変動を低減させる立坑構造が開示されている。この立坑構造は、立坑の長手方向と交差するように空気室を形成し、1または複数枚多孔板で空気室を複数の空間に分離している。このような構成によれば、多孔板の孔を通過する圧力変動に粘性または圧力損失による減衰作用が生じ、圧力変動が熱エネルギーに変換されるので、圧力変動が低減される。この立坑構造は、20Hz以下の低周波数の圧力変動に対して高い吸音率を有している。

概要

工費を抑えながら坑道断面積を有効に活用して、圧力変動を低減させることができるようにする。斜坑23の左側の側面23lとの間に所定の間隔をあけて側面23lに対向配置された第1の仕切板2と、斜坑23の天井面23uとの間に所定の間隔をあけて天井面23uに対向配置された第2の仕切板3と、を有している。第1の仕切板2および第2の仕切板3の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有している。第1の仕切板2および第2の仕切板3によって、斜坑23の内部空間が風路24と背後空気層25とに仕切られている。

目的

本発明の目的は、工費を抑えながら坑道の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることが可能な圧力変動低減構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

車両が通過するトンネル本坑、および、当該トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造であって、前記坑道の2つの側面の少なくとも一方に設けられ、前記側面との間に所定の間隔をあけて前記側面に対向配置された第1の仕切板と、前記坑道の天井および床をなす2つの壁面の少なくとも一方に設けられ、前記壁面との間に所定の間隔をあけて前記壁面に対向配置された第2の仕切板と、を有し、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有し、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板によって、前記坑道の内部空間が風路背後空気層とに仕切られていることを特徴とする圧力変動低減構造。

請求項2

前記坑道には、前記坑道の長手方向に直交する方向の断面積が他の区間よりも大きい区間である広区間が、前記坑道の長手方向に複数設けられており、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板が、前記広区間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の圧力変動低減構造。

請求項3

前記坑道の長手方向に直交する断面において、前記背後空気層の断面積[m2]を前記多孔部の長さ[m]で除した値が2.5mを超えて10m以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧力変動低減構造。

請求項4

前記第1の仕切板および前記第2の仕切板の開口率が1%以上10%以下であり、前記貫通孔の開口径が1mm以上120mm以下であり、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板の板厚が1mm以上120mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力変動低減構造。

技術分野

0001

本発明は、車両が通過するトンネル本坑、および、トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造に関する。

背景技術

0002

鉄道車両などの車両が通過するトンネルには、トンネル内の換気避難路を確保するために、上下に伸び立坑や斜めに伸びる斜坑が、トンネル本坑から分岐して複数設けられる。しかし、トンネル内を車両が通過する際にトンネル内に発生する低周波数の圧力変動や、トンネル掘削工事発破音が、トンネル本坑や立坑、斜坑を伝搬して地表に放出されて低周波空気振動となり、周辺環境に影響を及ぼすという問題がある。

0003

そこで、特許文献1には、立坑や斜坑に設けられ、トンネルを鉄道車両が通過する場合に発生する圧力変動を低減させる立坑構造が開示されている。この立坑構造は、立坑の長手方向と交差するように空気室を形成し、1または複数枚多孔板で空気室を複数の空間に分離している。このような構成によれば、多孔板の孔を通過する圧力変動に粘性または圧力損失による減衰作用が生じ、圧力変動が熱エネルギーに変換されるので、圧力変動が低減される。この立坑構造は、20Hz以下の低周波数の圧力変動に対して高い吸音率を有している。

先行技術

0004

特開2008−215019号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、山岳トンネルから分岐して設けられる斜坑は、地下40m程度の大深度地下トンネルから分岐して設けられる立坑に比べて断面積が小さい。そのため、特許文献1の立坑構造を斜坑に適用する場合、斜坑の長手方向に直交する方向に設置スペースを確保するのが難しいという問題がある。

0006

また、特許文献1の立坑構造は、立坑の長手方向に沿って立坑内構築された骨組み構造に設けられる。よって、特許文献1の立坑構造を斜坑に設ける場合、同様にして、斜坑内に骨組み構造を構築する必要がある。しかし、上述したように、斜坑は、立坑に比べて断面積が小さく、斜坑の長手方向に直交する方向の設置スペースが小さい。そこで、吸音性能を十分に確保するために、特許文献1の立坑構造を長手方向に長い範囲にわたって設ける必要がある。そうすると、骨組み構造の施工距離が長くなり、工費が嵩む。

0007

また、特許文献1の立坑構造と斜坑の壁面との間に形成される空間が無駄なスペースとなり、斜坑の断面積を有効に活用する上で効率が悪い。また、特許文献1の立坑構造のように、多孔板を用いた圧力変動低減構造においては、背後空気層の大きさが吸音性能につながるため、吸音性能に寄与しないスペースを設けるのは、圧力変動を対策する上でも効率が悪い。

0008

また、トンネル工事における発破音等の騒音がトンネル本坑や立坑、斜坑を伝搬して周辺環境に放出されるという問題がある。そこで、内部にサイレンサを設けて周辺環境に放出される騒音を低減させることが考えられる。しかし、サイレンサで低減可能な騒音は200Hz以上の成分であるため、およそ160Hz以下の低周波成分がそのまま周辺環境に放出される。そして、特許文献1の立坑構造は、上述したように、20Hz以下の低周波数の圧力変動に対して十分に効果があるものの、20Hzを超えて160Hz以下の低周波騒音に対しては効果が見込めない。

0009

本発明の目的は、工費を抑えながら坑道の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることが可能な圧力変動低減構造を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、車両が通過するトンネル本坑、および、当該トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造であって、前記坑道の2つの側面の少なくとも一方に設けられ、前記側面との間に所定の間隔をあけて前記側面に対向配置された第1の仕切板と、前記坑道の天井および床をなす2つの壁面の少なくとも一方に設けられ、前記壁面との間に所定の間隔をあけて前記壁面に対向配置された第2の仕切板と、を有し、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有し、前記第1の仕切板および前記第2の仕切板によって、前記坑道の内部空間が風路と背後空気層とに仕切られていることを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によると、第1の仕切板および第2の仕切板によって、坑道の内部空間が風路と背後空気層とに仕切られている。そして、坑道の側面や上下の壁面(以下、これらを壁面という)が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板代替となることで、第1の仕切板および第2の仕切板と背後空気層と坑道の壁面とが多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が多孔部の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

0012

このように、坑道の壁面を背面板の代替とすることで、坑道内に第1の仕切板および第2の仕切板を設置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第1の仕切板および第2の仕切板のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。また、第1の仕切板および第2の仕切板と坑道の壁面との間がすべて背後空気層となるので、坑道の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、坑道の断面積を有効に活用することができる。

0013

よって、工費を抑え、且つ、坑道の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

図面の簡単な説明

0014

斜坑の斜視図である。
図1のA−A断面図である。
立坑の断面図である。
図1をB方向から見た斜坑の断面図である。
本実施形態の圧力変動低減構造の模式図である。
本実施形態の圧力変動低減構造の模式図である。
従来型の圧力変動低減構造の模式図である。
トンネル内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑の坑口における相対圧力との関係を示す図である。
斜坑の斜視図である。
トンネル内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑の坑口における相対圧力との関係を示す図である。

実施例

0015

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

0016

(斜坑の構成)
本発明の実施形態による圧力変動低減構造1は、斜視図である図1に示すように、車両が通過するトンネル本坑21と外部22とを連通させる斜坑23内に設けられる。ここで、トンネル本坑21は、山に設けられた山岳トンネルなどである。斜坑23は、斜めに伸びて、山肌である外部22とトンネル本坑21とを連通させている。車両は、鉄道車両や、自動車などの車両である。なお、圧力変動低減構造1は、トンネル本坑21内に設けられてもよい。

0017

斜坑23には、他の区間よりも広い広区間23aが、斜坑23の長手方向に複数設けられている。この広区間23aは、斜坑23の建設時の避難場所であり、斜坑23の長手方向に直交する方向の断面積が他の区間よりも大きい区間である。

0018

図1のA−A断面図である図2に示すように、斜坑23(広区間23a)の内部空間は、左右の側面23l,23rと、天井面23uと床面23dとで形成されている。トラックなどの工事車両31は、斜坑23の床面23d上を走行する。

0019

なお、斜坑23内には、斜坑23内を強制換気する図示しない換気ファンが設けられていてもよい。この換気ファンからは騒音が発生し、斜坑23を伝搬して外部22に漏れる。そこで、斜坑23内には、外部22に放出される騒音を低減させる図示しないサイレンサが設けられていてよい。

0020

(立坑の構成)
ここで、従来技術を説明するため、立坑43の断面図を図3に示す。立坑43は、上下に伸びて、車両61が通過するトンネル本坑41と外部42とを連通させるものである。

0021

この立坑43に特許文献1の立坑構造51を設ける際には、鉄骨縦横に組んでなる骨組み構造44を立坑43内に構築する。そして、この骨組み構造44に特許文献1の立坑構造51を設ける。

0022

しかしながら、図2に示す斜坑23は、図3に示す立坑43に比べて断面積が小さい。そのため、特許文献1の立坑構造51を斜坑23に適用する場合、斜坑23の長手方向に直交する方向に設置スペースを確保するのが難しいという問題がある。

0023

また、特許文献1の立坑構造51を斜坑23に設ける場合、立坑43のときと同様にして、斜坑23内に骨組み構造44を構築する必要がある。しかし、斜坑23の長手方向に直交する方向の設置スペースが小さいので、吸音性能を十分に確保するために、特許文献1の立坑構造51を長手方向に長い範囲にわたって設ける必要がある。そうすると、骨組み構造44の施工距離が長くなり、工費が嵩む。

0024

また、図3に示すように、立坑43に特許文献1の立坑構造51を設けると、骨組み構造44、即ち、特許文献1の立坑構造51と立坑43の壁面との間に、無駄なスペースである空間45が形成される。特許文献1の立坑構造51を斜坑23に適用する場合、同様の空間が特許文献1の立坑構造51と斜坑23の壁面との間に形成されることになる。しかし、この空間が無駄なスペースとなり、斜坑23の断面積を有効に活用する上で効率が悪い。また、特許文献1の立坑構造51のように、多孔板を用いた圧力変動低減構造においては、背後空気層の大きさが吸音性能につながるため、吸音性能に寄与しないスペースを設けるのは、圧力変動を対策する上でも効率が悪い。

0025

また、トンネル工事における発破音等の騒音が斜坑23を伝搬して外部22に放出されるという問題がある。特許文献1の立坑構造51は、20Hz以下の低周波数の圧力変動に対して十分に効果があるものの、20Hzを超えて160Hz以下の低周波騒音に対しては効果が見込めない。

0026

(圧力変動低減構造の構成)
本実施形態の圧力変動低減構造1は、図2に示すように、斜坑23の広区間23a内に設けられている。

0027

圧力変動低減構造1は、斜坑23の図中左側の側面23lとの間に所定の間隔をあけて側面23lに対向配置された第1の仕切板2を有している。第1の仕切板2は、上下方向に配置されて、下端が斜坑23の床面23dに接続されているとともに、上端が斜坑23の天井面23uよりも下方に位置している。本実施形態において、第1の仕切板2は、多数の貫通孔を全面に備えた多孔板である。しかし、第1の仕切板2は、多数の貫通孔を備えた多孔部を一部に有する構成であってもよい。

0028

また、圧力変動低減構造1は、斜坑23の天井面23uとの間に所定の間隔をあけて天井面23uに対向配置された第2の仕切板3を有している。第2の仕切板3は、左右方向に配置されて、右端が斜坑23の図中右側の側面23rに接続されているとともに、左端が斜坑23の図中左側の側面23lよりも右方に位置している。本実施形態において、第2の仕切板3は、多数の貫通孔を全面に備えた多孔板である。しかし、第2の仕切板3は、多数の貫通孔を備えた多孔部を一部に有する構成であってもよい。

0029

第1の仕切板2の上端と、第2の仕切板3の左端とは接続されている。これにより、第1の仕切板2および第2の仕切板3によって、広区間23aの内部空間が風路24と背後空気層25とに仕切られている。なお、風路24内に工事車両31が走行するスペースが確保されるように、風路24と背後空気層25とが仕切られている。

0030

ここで、第1の仕切板2および第2の仕切板3に設けられた貫通孔は、小穴円形孔異形孔スリット形状の孔、ルーバーフィン形状を有する孔、十字孔、その他任意の形状の孔であって、これらの少なくとも1種からなることが好ましい。本実施形態において、貫通孔は円形孔である。

0031

また、低周波数の圧力変動を低減させる場合には、第1の仕切板2および第2の仕切板3の開口率は1%以上10%以下であり、貫通孔の開口径は1mm以上120mm以下であることが好ましい。また、第1の仕切板2および第2の仕切板3の板厚は1mm以上120mm以下であることが好ましい。開口率、開口径、および、板厚をこのような範囲に設定することで、20Hz以下の周波数帯域において高い吸音率を有するようにすることができる。

0032

また、第1の仕切板2および第2の仕切板3は、リサイクル面および防錆の観点から、アルミニウム板部材またはステンレス部材からなることが好ましい。また、第1の仕切板2および第2の仕切板3に設けられる多数の貫通孔は、パンチング加工により形成されてもよく、エンボス加工により形成されてもよい。

0033

図1をB方向から見た斜坑23の断面図を図4に示す。広区間23aの風路24と他の区間の内部空間とは、連通している。

0034

そして、図2に示すように、斜坑23の壁面(天井面23u、左側の側面23l、および、床面23dの一部)が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替となることで、第1の仕切板2および第2の仕切板3と、背後空気層25と、斜坑23の壁面(天井面23u、左側の側面23l、および、床面23dの一部)とが、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。

0035

図1に示すように、トンネル本坑21内を車両が通過する際にトンネル本坑21内に発生する低周波数の圧力変動が斜坑23を伝搬して外部22に放出されて低周波空気振動となり、周辺環境に影響を及ぼす。また、斜坑23との分岐部を車両が通過する際の騒音が斜坑23を伝搬して外部22に放出される。また、トンネル工事における発破音等の騒音が斜坑23を伝搬して外部22に放出される。また、換気ファンから発生した騒音が斜坑23を伝搬して外部22に放出される。

0036

しかしながら、図2に示すように、第1の仕切板2および第2の仕切板3と、背後空気層25と、斜坑23の壁面(天井面23u、左側の側面23l、および、床面23dの一部)とが、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路24を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が第1の仕切板2および第2の仕切板3の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。具体的には、低周波数の圧力変動に対して圧力損失による減衰作用が生じ、低周波騒音に対して粘性による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

0037

ここで、第1の仕切板2および第2の仕切板3における、多数の貫通孔を備えた多孔部の面積を、低減対象の圧力変動の周波数と背後空気層25の体積とに応じて設定する。これにより、20Hz以下の低周波数の圧力変動や、20〜200Hz帯域の低周波騒音を低減させることができる。低周波騒音を低減させる場合、背後空気層25の体積は小さくなり、風路24の断面積の割合は多くなる。

0038

そして、斜坑23の壁面を背面板の代替とすることで、斜坑23内に第1の仕切板2および第2の仕切板3を配置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。また、多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路24を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造44の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第1の仕切板2および第2の仕切板3のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。なお、風路24を通過する圧力変動の圧力は、斜坑23の壁面が受けることとなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。

0039

また、第1の仕切板2および第2の仕切板3と斜坑23の壁面との間がすべて背後空気層25となるので、斜坑23の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、斜坑23の断面積を有効に活用することができる。

0040

よって、工費を抑え、且つ、斜坑23の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

0041

また、他の区間よりも断面積が大きい広区間23aに第1の仕切板2および第2の仕切板3を設けて圧力変動を低減させることで、他の区間のスペースを有効に活用することができる。

0042

なお、本実施形態においては、図2に示すように、第1の仕切板2および第2の仕切板3で風路24と背後空気層25とを仕切ることで、風路24の壁面を第1の仕切板2および第2の仕切板3の2面としている。しかし、第1の仕切板2を天井面23uまで延伸させて風路24と背後空気層25とを仕切ることで、風路24の壁面を1面としてもよい。また、斜坑23の図中右側の側面23rとの間に所定の間隔をあけて側面23rに対向配置した他の仕切板を設けることで、風路24の壁面を3面としてもよい。さらに、斜坑23の床面23dとの間に所定の間隔をあけて床面23dに対向配置した他の仕切板を設けることで、風路24の壁面を4面としてもよい。

0043

また、本実施形態においては、第1の仕切板2および第2の仕切板3の全面を多孔部としているが、第1の仕切板2や第2の仕切板3の一部が多孔部であってもよい。また、低減対象の周波数帯域を広範囲にするために、斜坑23の長手方向やこれに直交する方向に沿って、第1の仕切板2や第2の仕切板3に開口率が異なる多孔部を複数設けてもよい。

0044

また、本実施形態においては、図2に示すように、第1の仕切板2および第2の仕切板3と、背後空気層25と、斜坑23の壁面とで、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させているが、例えば、多孔板と背面板と側面板とで囲まれた空間を内部に有する箱状の圧力変動低減構造を、背後空気層25における斜坑23の図中左側の側面23lに沿って複数設けてもよい。この場合、第1の仕切板2および第2の仕切板3の貫通孔と背後空気層25とで、20Hz以下の低周波数の圧力変動を低減させ、第1の仕切板2および第2の仕切板3の貫通孔を通過した20〜200Hz帯域の低周波騒音を、側面23lに沿って設けた箱状の圧力変動低減構造で低減させてよい。

0045

圧力評価
次に、本実施形態の圧力変動低減構造1と、特許文献1の立坑構造51とで、多数の貫通孔を備えた多孔部の面積を変えて、斜坑23の外部22側の開口(坑口)から10mの地点観測される圧力を評価した。以下、特許文献1の立坑構造51を、従来型の圧力変動低減構造51という。斜坑23の長手方向に直交する断面図である、本実施形態の圧力変動低減構造1の模式図を図5A図5Bに示す。また、斜坑23の長手方向に直交する断面図である、従来型の圧力変動低減構造51の模式図を図6に示す。

0046

図5Aに示す圧力変動低減構造1は、第1の仕切板2の全面が多孔部で、第2の仕切板3に貫通孔がない、多孔板が1面のものである。図5Bに示す圧力変動低減構造1は、第1の仕切板2および第2の仕切板3の各々の全面が多孔部である、多孔板が2面のものである。

0047

図6に示す従来型の圧力変動低減構造51は、多数の貫通孔を備えた多孔板52によって風路24と背後空気層25とが仕切られている。図6に示す従来型の圧力変動低減構造51は、図5Aに示す圧力変動低減構造1と同等の性能を有する構造である。なぜなら、背後空気層と多孔板との長さの比が同じであり、同等の性能を有する構造となるからである。

0048

圧力の評価は、図5Aに示す圧力変動低減構造1(多孔板1面)と、図5Bに示す圧力変動低減構造1(多孔板2面)と、図6に示す従来型の圧力変動低減構造51(従来型)とを用いて行った。トンネル本坑21内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑23の坑口における相対圧力との関係を図7に示す。図7において、横軸は、斜坑23につながっているトンネル本坑21内の相対圧力変動の圧力勾配値である。圧力変動が斜坑23を伝搬して外部22に放出された際の圧力値は、相対圧力勾配値が大きくなるほど大きくなる。また、図7において、横軸は、何ら対策しない(圧力変動低減構造1や従来型の圧力変動低減構造51を設けない)場合における、トンネル本坑21内の圧力勾配評価値のうち最大の値で、トンネル本坑21内の圧力勾配値を正規化した相対圧力勾配値である。また、縦軸は、圧力変動低減構造1や従来型の圧力変動低減構造51を設けずに何ら対策しない場合における、トンネル本坑21内の圧力勾配の評価値が最大の値になるときの斜坑23の坑口における圧力値で、斜坑23の坑口における圧力値を正規化した相対圧力である。

0049

図7から、多孔部により斜坑23の抗口における圧力が低減していることがわかる。特に圧力勾配が大きいときに低減効果が大きく、図5Aに示す圧力変動低減構造1(多孔板1面)で約40%程度の低減効果となっている。図6に示す従来型の圧力変動低減構造51(従来型)は、図5Aに示す圧力変動低減構造1(多孔板1面)と同等の構造であるため、ほぼ同じ低減効果となっている。

0050

また、図5Bに示す圧力変動低減構造1(多孔板2面)は、図5Aに示す圧力変動低減構造1(多孔板1面)よりも低減効果が小さいことがわかる。これは、図5Bに示す圧力変動低減構造1(多孔板2面)よりも、図5Aに示す圧力変動低減構造1(多孔板1面)の方が、多孔部の面積当たりの背後空気層25の体積が大きく、低周波数の圧力変動の周波数特性に適した構造となっているためである。

0051

図5A図5Bにおいて、奥行き方向(長手方向)の長さが同じであるとして、多孔部の面積当たりの背後空気層25の体積を、多孔部の長さL当たりの背後空気層25の断面積Sとして考える。斜坑23の壁面を多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替とする圧力変動低減構造1の防音性能は、斜坑23の長手方向に直交する断面において、背後空気層25の断面積Sを多孔部の長さLで除した値で決まる。図5Aにおいては、背後空気層25の断面積Sを多孔板52の長さLで割ると、S/L=5[m]となる。一方、図5Bにおいては、背後空気層25の断面積Sを多孔板52,53の長さLで割ると、S/L=2.5[m]となる。

0052

図6のように、風路24と背後空気層25とを仕切る多孔板52の長さLと、多孔板52の長さ方向における背後空気層25の幅とが同じ長さの場合、S/Lの値は背後空気層25の厚さを表す。すなわち、S/Lの値は空気層厚みともいえる。この値が2.5mである図5Bに示す圧力変動低減構造1(多孔板2面)では、圧力の低減効果が小さいことから、S/Lの値を2.5mより大きくすることで、圧力を好適に下げることができることがわかる。なお、S/Lの値は10mより大きくしても効果は同等であると考えられる。よって、省スペースの観点からも、S/Lの値は10m以下が好ましい。

0053

(効果)
以上に述べたように、本実施形態に係る圧力変動低減構造1によると、第1の仕切板2および第2の仕切板3によって、斜坑23の内部空間が風路24と背後空気層25とに仕切られている。そして、斜坑23の壁面(天井面23u、左側の側面23l、および、床面23dの一部)が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替となることで、第1の仕切板2および第2の仕切板3と背後空気層25と斜坑23の壁面とが多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路24を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が第1の仕切板2および第2の仕切板3の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

0054

そして、斜坑23の壁面を背面板の代替とすることで、斜坑23内に第1の仕切板2および第2の仕切板3を設置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。また、多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路24を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第1の仕切板2および第2の仕切板3のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。また、第1の仕切板2および第2の仕切板3と斜坑23の壁面との間がすべて背後空気層25となるので、斜坑23の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、斜坑23の断面積を有効に活用することができる。

0055

よって、工費を抑え、且つ、斜坑23の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

0056

また、他の区間よりも断面積が大きい広区間23aに第1の仕切板2および第2の仕切板3を設けて低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることで、他の区間のスペースを有効に活用することができる。

0057

また、斜坑23の壁面を、多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替とする本構造の防音性能は、斜坑23の長手方向に直交する断面において、背後空気層25の断面積Sを多孔部の長さLで除した値で決まる。風路24と背後空気層25とを仕切る第1の仕切板2および第2の仕切板3の多孔部の長さLと、多孔部の長さ方向における背後空気層25の幅とが同じ場合、背後空気層25の断面積Sを多孔部の長さLで除した値は、背後空気層25の厚さを表す。この値を2.5mを超えて10m以下にすることで、圧力を好適に下げることができる。

0058

(本実施形態の変形例)
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

0059

例えば、本実施形態の圧力変動低減構造1が設けられる広区間23aは、斜視図である図8に示すように、斜坑23の長手方向に連続して設けられていてもよい。トンネル21内の圧力変動の圧力勾配値と斜坑23の坑口における相対圧力との関係を図9に示す。図1に示すように、所定の長さの広区間23aが長手方向に離れて2つ設けられている場合(分割)と、図8に示すように、所定の長さの2つの広区間23aがつながって設けられている場合(連続)とで、すべての広区間23aの長さの合計がともに同じであれば、圧力の低減効果は同等となる。

0060

1圧力変動低減構造
2 第1の仕切板
3 第2の仕切板
21トンネル本坑
22 外部
23斜坑
23a 広区間
23d 床面
23l,23r 側面
23u天井面
24風路
25背後空気層
31工事車両
41 トンネル本坑
42 外部
43立坑
44骨組み構造
45 空間
51立坑構造(圧力変動低減構造)
52,53多孔板
61 車両

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 富士フイルム株式会社の「 音響システム」が 公開されました。( 2021/09/30)

    【課題・解決手段】音響システムは、流体を流す機能を有する筒状のダクトと、ダクトの上流側の内部、又はダクトの上流側の内部に連通するダクトの外周部に配置される内部の音源、又はダクトの端部から外部側に存在す... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 情報処理装置、サウンドマスキングシステム、制御方法、及び制御プログラム」が 公開されました。( 2021/09/30)

    【課題・解決手段】情報処理装置(100)は、マイク(11)から出力される音信号を取得する第1の取得部(120)と、音信号に基づいて、音特徴量を検出する音特徴量検出部(130)と、ユーザが行っている第1... 詳細

  • 旭化成株式会社の「 構造体、並びに該構造体を含む遮音材」が 公開されました。( 2021/09/30)

    【課題】界壁に配置可能であり、250Hz帯以下の低周波数領域において高遮音性能を発現する、一体成形可能な音響メタマテリアルから構成される遮音材を提供する。【解決手段】平板状の基板部2と、基板部2と連結... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ