(57)【要約】【課題】トンネル内の冷却効果を高めることができる冷却装置を提供することを課題とする。【解決手段】シールド掘進機１０によって地盤を掘削するときにトンネルＴ内を冷却するための冷却装置１であって、トンネルＴ外に配設され、冷却水を冷却する給水装置２０と、給水装置２０からトンネルＴ内に配設された負荷装置１３，１４，５０に冷却水を供給するための供給管３０と、負荷装置１３，１４，５０から給水装置２０に冷却水を戻すための回収管４０と、を備えている【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機によって地盤を掘削するときにトンネル内を冷却するための冷却装置であって、
前記トンネル外に配設され、冷却水を冷却する給水装置と、
前記給水装置から前記トンネル内に配設された負荷装置に前記冷却水を供給するための供給管と、
前記負荷装置から前記給水装置に前記冷却水を戻すための回収管と、を備えていることを特徴とするトンネル内の冷却装置。
【請求項２】
前記回収管は、前記トンネル内に配設された貯留タンクに接続されており、
前記貯留タンクは、前記冷却水を貯留するとともに、前記掘進機に前記冷却水を供給することを特徴とする請求項１に記載のトンネル内の冷却装置。
【請求項３】
前記回収管の一部は、前記トンネル内と外部空間とを連通する立坑の側壁部に埋設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル内の冷却装置。
【請求項４】
前記供給管は、前記トンネル内に配設された空調装置に接続されており、
前記空調装置は、前記冷却水によって冷却された冷風を前記トンネル内に送風することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のトンネル内の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内を冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機によって地盤を掘削するときにトンネル内を冷却するための冷却装置としては、トンネル外に配設された冷却塔と、この冷却塔からトンネル内に延ばされた管体と、を備え、冷却塔と管体との間で冷却水を循環させることによって、管体の周辺空気を冷却しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭４９−１０４４３４号公報（第２頁左上欄第９〜２０行目、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、シールド掘進機の駆動モータやオイルクーラー、又は空調装置の熱交換器など、トンネル内に配設された各種機器からの熱によって、トンネル内の温度は上昇するため、前記した従来の冷却装置のように、トンネル内の空気を冷却するだけでは冷却効果が低くなっている。
【０００５】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、トンネル内の冷却効果を高めることができる冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、掘進機によって地盤を掘削するときにトンネル内を冷却するための冷却装置であって、前記トンネル外に配設され、冷却水を冷却する給水装置と、前記給水装置から前記トンネル内に配設された負荷装置に前記冷却水を供給するための供給管と、前記負荷装置から前記給水装置に前記冷却水を戻すための回収管と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
この構成では、トンネル外の給水装置とトンネル内の負荷装置との間で冷却水を循環させることで、トンネル内に廃熱することなく、トンネル内の負荷装置を冷却水によって直接冷却するため、トンネル内の熱源を的確に冷却することができ、トンネル内の冷却効果を高めることができる。なお、負荷装置とは、駆動モータや熱交換器など使用時に発熱する装置であり、その種類や構成は限定されるものではない。
【０００８】
前記したトンネル用の冷却装置において、前記回収管は、前記トンネル内に配設された貯留タンクに接続されており、前記貯留タンクは、前記冷却水を貯留するとともに、前記掘進機に前記冷却水を供給するように構成してもよい。
【０００９】
この構成では、負荷装置を冷却した後の冷却水を掘進機に供給し、この冷却水を裏込めや加泥作業などに使用することができる。したがって、掘進機への給水設備を別途トンネル内に設ける必要がないため、掘削作業を省力化することができる。
【００１０】
前記したトンネル用の冷却装置において、前記回収管の一部は、前記トンネル内と外部空間とを連通する立坑の側壁部に埋設されているように構成することができる。
【００１１】
この構成では、回収管内を流通する冷却水の熱を、立坑の周辺地盤に移動させることで、回収管内の冷却水の水温を下げることができる。したがって、水温を下げた状態で冷却水が給水装置に戻されるため、冷却水を冷却するために必要なエネルギを低減することができる。また、気化熱を利用して冷却水を冷却する給水装置を用いた場合には、冷却時に蒸発する水量を低減することができる。
【００１２】
前記したトンネル用の冷却装置において、前記供給管は、前記トンネル内に配設された空調装置に接続されており、前記空調装置は、前記冷却水によって冷却された冷風を前記トンネル内に送風するように構成してもよい。
【００１３】
この構成では、トンネル内に空調装置を配設することで、トンネル内の温度を局所的に下げることができる。なお、供給管をトンネル内の広範囲に亘って配設することで、任意の場所に空調装置を設けることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトンネル用の冷却装置によれば、トンネル内に廃熱することなく、トンネル内の負荷装置を冷却水によって直接冷却するため、トンネル内の熱源を的確に冷却することができ、トンネル内の冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の冷却装置を示した全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、図１に示すように、掘進方向の軸周りに回転可能なカッタ１１を有するシールド掘進機１０によって地盤内に構築されたトンネルＴ内を冷却する場合を例として説明する。
【００１７】
本実施形態のシールド掘進機１０は、公知の掘進機であり、カッタ１１の後方に配置された筒体部１２には、カッタ１１を回転させるための駆動モータ１３（負荷装置）が設けられている。さらに、トンネルＴ内において筒体部１２の後方には、オイルクーラー１４（負荷装置）が配設されている。このオイルクーラー１４は、シールド掘進機１０の推進用ジャッキ、排土用スクリューコンベア又はエレクタ装置などの各種機器（図示せず）に供給される駆動オイルを冷却する熱交換器であり、冷却水によって駆動オイルを冷却するものである。
【００１８】
本実施形態の冷却装置１は、トンネルＴ内を冷却するものであり、トンネルＴ外に配設された給水装置２０と、給水装置２０からトンネルＴ内に配設された各種負荷装置に冷却水を供給するための供給管３０と、各負荷装置から給水装置２０に冷却水を戻すための回収管４０と、を備えている。
【００１９】
給水装置２０は、地面Ｇに配設された公知のクーリングタワーであり、内部タンク（図示せず）に貯留した冷却水に対して、送風機（図示せず）によって外気を接触させることで、気化熱を利用して冷却水を冷却するものである。
【００２０】
供給管３０は、トンネルＴ外の給水装置２０の内部タンク（図示せず）から、トンネルＴの立坑Ｔ１内を通過して、トンネルＴ内に延設された中空管である。この供給管３０には、給水装置２０の内部タンクに貯留された冷却水を吸引して、供給管３０のトンネルＴ側に排出する送水ポンプ（図示せず）が設けられている。また、供給管３０には、二本の供給側分岐管３１，３２が接続されており、供給管３０内を流通する冷却水の一部が各供給側分岐管３１，３２に流入する。
【００２１】
供給管３０の切羽面側の端部は、シールド掘進機１０の駆動モータ１３に接続されている。そして、供給管３０から駆動モータ１３に供給された冷却水が、駆動モータ１３の周囲に流通することで、駆動モータ１３が冷却される。
【００２２】
また、供給管３０のうちトンネルＴ内に配置された部分には、第一供給側分岐管３１及び第二供給側分岐管３２が設けられている。
二本の供給側分岐管３１，３２のうち、切羽面側の第一供給側分岐管３１はオイルクーラー１４に接続されている。そして、供給管３０から第一供給側分岐管３１を通じてオイルクーラー１４に供給された冷却水が、オイルクーラー１４の周囲又は内部を流通することで、オイルクーラー１４が冷却される。
【００２３】
二本の供給側分岐管３１，３２のうち、坑口側の第二供給側分岐管３２は、トンネルＴ内に配設された水冷式の空調装置５０（負荷装置）の熱交換器（図示せず）に接続されており、供給管３０から第二供給側分岐管３２を通じて、熱交換器に冷却水が供給される。
空調装置５０は、熱交換器を通過させることで冷却した冷風をトンネルＴ内に送風するものである。
【００２４】
回収管４０は、シールド掘進機１０の駆動モータ１３から、トンネルＴ内に延設された中空管である。この回収管４０の一部はトンネルＴの立坑Ｔ１の側壁部に埋設され、トンネルＴ外で給水装置２０の内部タンク（図示せず）に接続されている。そして、駆動モータ１３を冷却して水温が上昇した冷却水は、回収管４０を通じて、給水装置２０に戻される。また、回収管４０には、三本の回収側分岐管４１，４２，４３が接続されており、回収管４０内を流通する冷却水の一部が各回収側分岐管４１，４２，４３に流入する。
【００２５】
また、回収管４０のうちトンネルＴ内に配置された部分には、第一回収側分岐管４１，第二回収側分岐管４２及び第三回収側分岐管４３が設けられている。
三本の回収側分岐管４１，４２，４３のうち、切羽面側の第一回収側分岐管４１はオイルクーラー１４に接続されている。そして、オイルクーラー１４を冷却して水温が上昇した冷却水が、第一回収側分岐管４１及び回収管４０を通じて、給水装置２０に戻される。
【００２６】
三本の回収側分岐管４１，４２，４３のうち、坑口側の第三回収側分岐管４３は、空調装置５０の熱交換器（図示せず）に接続されている。そして、熱交換器で使用されて水温が上昇した冷却水が、第三回収側分岐管４３及び回収管４０を通じて、給水装置２０に戻される。
【００２７】
三本の回収側分岐管４１，４２，４３のうち、第一回収側分岐管４１と第三回収側分岐管４３との間に配置された第二回収側分岐管４２は、トンネルＴ内に配設された貯留タンク６０に接続されている。
貯留タンク６０は、回収管４０から第二回収側分岐管４２を通じて供給された冷却水を貯留するとともに、給水管６１を通じてシールド掘進機１０に冷却水を供給するものである。
【００２８】
給水管６１は、貯留タンク６０からシールド掘進機１０のカッタ１１に接続された中空管である。また、給水管６１には、貯留タンク６０内の冷却水を吸引して、給水管６１の切羽面側に排出する送水ポンプ（図示せず）が設けられている。
貯留タンク６０から給水管６１を通じてカッタ１１に供給された冷却水は、切削土砂を加泥するための水として使用される。
【００２９】
また、給水管６１には洗浄管６２が接続されている。シールド掘進機１０の筒体部１２内において給水管６１から分岐した洗浄管６２が分岐されており、給水管６１内を流通する冷却水の一部が洗浄管６２に流入する。給水管６１から洗浄管６２に流入した冷却水は、裏込め作業において充填ノズルなどを洗浄するための洗浄水として使用される。なお、本実施形態のように、給水管６１から洗浄管６２を分岐させることなく、洗浄管６２を貯留タンク６０に直接接続してもよい。
【００３０】
以上のような本実施形態の冷却装置１では、トンネルＴ外の給水装置２０と、トンネルＴ内の駆動モータ１３、オイルクーラー１４、空調装置５０などの負荷装置との間で冷却水を循環させることで、トンネルＴ内に廃熱することなく、トンネルＴ内の負荷装置を冷却水によって直接冷却するため、トンネルＴ内の熱源を的確に冷却することができ、トンネル内の冷却効果を高めることができる。
【００３１】
また、本実施形態の冷却装置１では、回収管４０がトンネルＴ内の貯留タンク６０に接続されており、各種負荷装置を冷却した後の冷却水をシールド掘進機１０に供給し、この冷却水を裏込めや加泥作業などに使用することができる。したがって、シールド掘進機１０への給水設備を別途トンネルＴ内に設ける必要がないため、掘削作業を省力化することができる。
【００３２】
また、本実施形態の冷却装置１では、回収管４０の一部が立坑Ｔ１の側壁部に埋設されており、回収管４０内を流通する冷却水の熱を、立坑Ｔ１の周辺地盤に移動させることで、回収管４０内の冷却水の水温を下げることができる。したがって、水温を下げた状態で冷却水が給水装置２０に戻されるため、冷却水を冷却するために必要なエネルギを低減することができる。また、冷却時に給水装置２０内から蒸発する水量を低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態の冷却装置１では、供給管３０から供給された冷却水によって冷却された冷風をトンネルＴ内に送風する空調装置５０が配設されており、トンネルＴ内の温度を局所的に下げることができる。また、供給管３０はトンネルＴ内の広範囲に亘って配設されているため、任意の場所に空調装置５０を設けることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、本実施形態では、駆動モータ１３、オイルクーラー１４及び空調装置５０の負荷装置を冷却しているが、負荷装置の種類や構成は限定されるものではない。さらに、トンネルＴ内に配設された全ての負荷装置に供給管３０又は回収管４０を接続する必要はなく、熱量が大きい負荷装置のみに冷却水を供給してもよい。
【００３５】
また、回収管４０の一部を立坑Ｔ１の側壁部に埋設することなく、回収管４０は立坑Ｔ１内を通過してトンネルＴ外に延ばされていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      冷却装置
１０    シールド掘進機
１１    カッタ
１３    駆動モータ
１４    オイルクーラー
２０    給水装置
３０    供給管
３１    第一供給側分岐管
３２    第二供給側分岐管
４０    回収管
４１    第一回収側分岐管
４２    第二回収側分岐管
４３    第三回収側分岐管
５０    空調装置
６０    貯留タンク
６１    給水管
６２    洗浄管
Ｔ      トンネル
Ｔ１    立坑
【図１】
2010229698.tif 000003