(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発破による騒音を低減する消音装置であって、
前記消音装置は、
概略立方体の中空の箱形状をしており、
前記箱形状の１の面に筒状部材を挿入可能な開口を備え、
他の前記消音装置とは別個独立して形成される、消音装置。
【請求項２】
前記消音装置は、滑動可能に嵌合する２の箱体で構成される、請求項１に記載の消音装置。
【請求項３】
前記筒状部材は、前記箱形状の内部および／または外部に突出して設置される、請求項１または２に記載の消音装置。
【請求項４】
消音装置の使用時には、騒音を低減するのに必要な本数の筒状部材が消音装置の開口に挿入され、筒状部材を挿入しない消音装置の開口は閉塞されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項５】
発破による騒音を低減する消音システムであって、
前記消音システムは、複数の防音扉と、前記防音扉の間に設置される消音装置とを備え、
前記消音装置は、
概略立方体の中空の箱形状をしており、
前記箱形状の１の面に筒状部材を挿入可能な開口を備え、
他の前記消音装置とは別個独立して形成される、消音システム。
【請求項６】
発破による騒音を低減する消音システムであって、
前記消音システムは、複数の防音扉と、消音装置とを備え、
前記消音装置は、
概略立方体の中空の箱形状をしており、
前記箱形状の１の面に筒状部材を挿入可能な開口を備え、
他の前記消音装置とは別個独立して形成されており、
前記防音扉を挟んで対向するように設置される、消音システム。
【請求項７】
前記消音装置は、滑動可能に嵌合する２の箱体で構成される、請求項５または６に記載の消音システム。
【請求項８】
前記筒状部材は、前記箱形状の内部および／または外部に突出して設置される、請求項５〜７のいずれか１項に記載の消音システム。
【請求項９】
消音装置の使用時には、騒音を低減するのに必要な本数の筒状部材が消音装置の開口に挿入され、筒状部材を挿入しない消音装置の開口は閉塞されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の消音システム。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の消音装置または請求項５〜９のいずれか１項に記載の消音システムを用いて発破による騒音を低減する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発破による騒音を軽減する消音技術に関し、特に、岩盤を発破する際に発生する騒音を低減する消音装置、消音システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネル工事において発破による掘削を行う場合、防音効果を高めるためにトンネル坑内に１基または複数の防音扉を、間隔を空けて設置することにより、発破によって生じる騒音の軽減を得る方法がある。
【０００３】
従来の消音方法の一例として、特許文献１は、サイドブランチを設置して、発破音を軽減する消音方法および消音器を開示する。この消音方法では、既定の周波数の音波を減衰させる数種のサイドブランチを備える消音器をトンネル坑内に設置することによって発破音の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５６６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の防音扉を利用する消音方法では、各防音扉の設置間隔等で決まる周波数で共鳴して共振音が発生するため、その共振音の周波数に近い帯域での防音効果が十分に得られないという問題があった。
【０００６】
また、発破音の特性、すなわち、発破音に含まれる音波の周波数ならびに音圧は、トンネル坑の形状、トンネル坑内の温度や湿度、岩盤の強度、爆薬量、防音扉の設置間隔などの掘削現場の状況によって異なるため、予め決められた周波数の音波のみを減衰させる特許文献１の消音器では、ユーザが掘削現場の状況に応じて、低減すべき発破音を現場で調整することができず、必ずしも発破音を効果的に軽減することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、掘削現場の状況に応じて、発破による騒音を効果的に低減することができる消音装置、消音システムおよび方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、発破による騒音を低減する消音装置、消音システムおよび方法を提供する。消音装置は、主には、箱体で外界と区分されるよう形成した空洞と、空洞と外界を連絡する開口で構成され、該開口には筒状部材を挿入可能としている。使用時には筒状部材の内部および付近の空気質量が、主には空洞内の空気をばねとして動かし、当該ばねの運動の際の熱損失により吸音力を発揮するものである。
【０００９】
上記消音装置の吸音力および当該吸音力が発揮される周波数帯域は、消音装置の空洞、筒状部材の断面積、筒の長さ、筒の数等によって定まる単一共振系を設計し、決定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記構成要件を採用することにより、掘削現場の状況に応じて、発破による騒音のうち、特に防音が必要な周波数帯域の音波エネルギーを選択的かつ効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】トンネル坑内に設置された本発明の消音装置の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の消音装置の一実施形態を示す図。
【図３】トンネル坑内に設置された本発明の消音システムの一実施形態を示す図。
【図４】図３に示すＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の消音装置の別の実施形態を示す図。
【図６】本発明の消音装置の他の実施形態を示す図。
【図７】トンネル坑内に設置された本発明の消音システムの別の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について実施形態をもって説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、トンネル坑内に設置された本発明の消音装置の一実施形態を示す図である。トンネル坑１００には、防音扉１１０，１１２と、消音装置１２０とが設置される。防音扉１１０は、トンネル坑１００の抗口１０２側に設置される防音性能を有する壁である。防音扉１１２は、トンネル坑１００の切羽１０４側に設置される防音性能を有する壁である。消音装置１２０は、発破によって生じる騒音を低減する装置であり、防音扉１１０，１１２の間に設置される。
【００１４】
図２は、本発明の消音装置の一実施形態を示す図である。以下、図２を参照して、消音装置１２０の構成について説明する。
【００１５】
消音装置１２０は、ヘルムホルツ型の消音装置である。消音装置１２０は、ブロック形状をしており、図１に示すように複数の消音装置１２０を積み上げて利用することができる。消音装置１２０は中空の箱形状をしており、１の面に複数の開口２０２が設けられている。使用時には、筒状部材２０６，２０８が開口２０２に挿入される。
【００１６】
消音装置１２０は、箱体内の空洞と開口２０２で構成され、開口２０２には筒状部材２０６，２０８を挿入可能である。筒状部材２０６、２０８を挿入することで筒状部材の内部および付近の空気質量が、主には空洞内の空気をばねとして動かし、当該ばねの運動の際の熱損失により吸音力を発揮するので、発破による騒音が低減される。
【００１７】
消音装置１２０は、吸音力および当該吸音力が発揮される周波数帯域として、消音装置の空洞、筒状部材の断面積、筒の長さ、本数等によって定まる単一共振系を設計し、決定したものを製作することができる。また、設計上と実際との、吸音力および当該吸音力が発揮される周波数帯域の相違は、筒状部材の本数や長さの異なる筒状部材への変更を行なうことで解消するよう、現場で微調整することができる。
【００１８】
別の実施形態では、図５に示すように、消音装置１２０の箱体を、内部の空洞の体積可変に滑動可能に嵌合する二重箱構造とし、箱体内部の空洞体積を増減させることで、設計上と実際との、吸音力および当該吸音力が発揮される周波数帯域の相違を解消するよう、現場で微調整することができる。消音装置１２０を構成する箱体１２２は、６面のうち開口２０２を有する面の対向面のみが開放された構造をしており、箱体１２４は、６面のうち箱体１２２が挿入される面のみが開放された構造をしている。
【００１９】
図２および図５の実施形態では、筒状部材２０６，２０８は、消音装置１２０の箱体外面から内部の空洞側に突出して設置されるが、他の実施形態では、図６に示すように、これらの筒状部材を箱体外面から外界側に突出して設置し、あるいは内部の空洞および外界の両側に突出した形態で設置してもよい。
【００２０】
図２、図５および図６に示す実施形態では、円筒状の筒状部材を採用するが、他の実施形態では、断面形状が矩形や三角、楕円、星型等の様々な筒状部材を採用することができる。
【００２１】
消音装置１２０の空洞内の空気をばねとして動かす質量は、消音装置１２０に挿入される筒状部材２０６，２０８の長さによって変化する。このため、筒状部材２０６，２０８は、消音装置１２０にユーザが期待する、吸音力および当該吸音力が発揮される周波数帯域から設計した長さを有している。
【００２２】
上述した実施形態では、ユーザが使用時に、消音装置１２０の設計に基づいて、筒状部材２０６，２０８の筒の長さ、本数等を選択し、消音装置１２０に挿入して取り付けるが、他の実施形態では、予め特定の筒状部材を取り付けた消音装置１２０を、筒状部材の仕様を変えて種々用意しておき、仕様の異なる消音装置１２０を組合せることで、同様の結果を求めてもよい。
【００２３】
消音装置１２０の設計に基づいて、筒状部材２０６,２０８の本数は増減する。そのため、消音装置１２０の箱体に設ける開口２０２は、製作時は多めに設けておき、筒状部材２０６，２０８の必要本数を超過した分の開口２０２は、箱体を製作し直すことなく、栓２０４で閉塞する。
【００２４】
本実施形態では、ユーザが、トンネル坑内に設置する消音装置１２０の数や消音装置１２０に挿入する筒状部材を選択することができるため、掘削現場の状況に応じて、発破による騒音を効果的に低減することができる。
【００２５】
特に、２基の防音扉の共鳴による共振音を吸音の対象とする消音装置を使用することにより、２基の防音扉を利用する消音方法で共振音が発生することによる、その共振音の周波数に近い帯域での防音効果が十分に得られない欠点を、効果的に解消することができる。
【００２６】
すなわち、従来技術では、この欠点を軽減するために、２基の防音扉の設置間隔を十分にあける必要があったが、本発明によってその必要がなくなり、トンネル掘削が坑口近傍に限られる早期から、２基の防音扉を利用する消音方法が採用でき、発破掘削の適用範囲を拡大することができるので、工期短縮や施工費用の低減に結びつく。
【００２７】
図３は、トンネル坑内に設置された本発明の消音システムの一実施形態を示す図である。消音システム３１０は、近接した２基の防音扉３１２，３１４と、当該２基の防音扉に挟まれた空間に消音装置１２０の箱体がトンネル外周に沿って積み上げられた消音装置３１６とが、一体的に構成されるシステムである。
【００２８】
図４は、図３に示すＡ−Ａ’断面図である。消音装置３１６は、図２、図５および図６に示す消音装置１２０と同様に、ユーザが掘削現場の状況に応じて、筒状部材を挿入することができる。
【００２９】
図３および図４に示す実施形態では、同一形状の３の箱体が積み上げられた消音装置３１６が図示されているが、消音装置を構成する箱体の数はこれに限定されず、トンネル坑３００の大きさに応じて、任意の数の箱体を組み込むことができる。また、本実施形態の消音システムは、２基の防音扉に挟まれた空間に消音装置３１６を備えるが、他の実施形態では、３基以上の防音扉を設け、これらに挟まれた空間の１つ以上に消音装置３１６を備える構成としてもよい。
【００３０】
また、図７に示す消音システムの別の実施形態では、図３および図４に示す実施形態と、２基の防音扉に挟まれた空間側に消音装置３１６の開口を向けて設置する点は同じであるが、複数の消音装置３１６を２基の防音扉３１２，３１４を挟んで対向するように設置してもよい。
【００３１】
図３、図４および図７に示すように、消音システム３１０は、防音扉３１２，３１４と消音装置３１６とが一体的に構成されているため、省スペース化が可能となる。これにより、切羽３０４がトンネル坑口３０２に近い場合でも、消音システム３１０を設置可能であり、その結果、発破によって岩盤を掘削することができ、工期の短縮化や施工費用の一層の低減が可能となる。
【００３２】
これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の構成要素を変更若しくは削除し、または本実施形態の構成要素を他の構成要素を追加するなど、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、山岳トンネル工事における岩盤掘削事業に利用することができる。特に、本発明は、発破による騒音の低減が厳しく求められる作業環境での発破作業に有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１００…トンネル坑、１０２…抗口、１０４…切羽、１１０，１１２…防音扉、１２０…消音装置、３００…トンネル坑、３０２…抗口、３０４…切羽、３１０…消音システム、３１２，３１４…防音扉、３１６…消音装置
【要約】
【課題】掘削現場の状況に応じて、発破による騒音を効果的に低減することができる消音装置、消音システムおよび方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、発破による騒音を低減する消音装置、消音システムおよび方法を提供する。本発明の消音装置は、中空の箱形状をしており、箱形状の１の面に筒状部材を挿入可能な開口を備えている。消音装置は、滑動可能に嵌合する２の箱体で構成することができ、筒状部材は、箱形状の内部や外部に突出して設置される。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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