(57)【要約】【課題】既存の設備に対して簡単に設置でき、かつ好適にトンネル微気圧波を低減することができる微気圧波低減装置を提供する。【解決手段】微気圧波低減装置１において、タンク３は圧縮空気源２から供給された圧縮空気を貯留する。エアノズル４はトンネル１０の入口付近に配置され、タンク３から供給された圧縮空気を吹き出す。電磁弁５は、タンク３からエアノズル４に向かって圧縮空気が流れる配管１６の流路を閉じた状態と開いた状態との間で変更可能である。制御部は、鉄道車両ＲＶの進行方向先頭側の先端部がトンネル１０の入口の手前となっている位置である吹出動作開始位置Ｐ１に至ったときに前記流路を開き、吹出動作開始位置Ｐ１よりもトンネル１０に近くかつ鉄道車両ＲＶの前記先端部がトンネル１０の入口に一致するかその手前となっている位置である吹出動作終了位置Ｐ２に鉄道車両ＲＶが至ったときに前記流路を閉じるように、電磁弁５を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気源と、
前記圧縮空気源から供給された圧縮空気を貯留するタンクと、
トンネルの入口付近に配置され、前記タンクから供給された圧縮空気を吹き出すエアノズルと、
前記タンクから前記エアノズルに向かって圧縮空気が流れる流路を閉じた状態と開いた状態との間で変更可能な電磁弁と、
鉄道車両の進行方向先頭側の先端部が前記トンネルの入口の手前となっている位置である第１位置に前記鉄道車両が至ったときに前記流路を開き、前記第１位置よりもトンネルに近くかつ前記先端部がトンネルの入口に一致するかその手前となっている位置である第２位置に前記鉄道車両が至ったときに前記流路を閉じるように、前記電磁弁を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の微気圧波低減装置であって、
前記エアノズルの空気の吹出し方向は、前記トンネルの内部に向けられていることを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の微気圧波低減装置であって、
前記第１位置、前記第２位置、及び前記制御部による前記電磁弁の状態の変更の態様が、鉄道車両の前記トンネルへの進入速度、当該鉄道車両の先頭部の形状、及び前記トンネルの入口開口の面積に対する当該鉄道車両の断面積の比率、のうちの少なくとも何れかに応じて異なっていることを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項４】
請求項３に記載の微気圧波低減装置であって、
前記制御部は、前記エアノズルからの圧縮空気の吹出しの程度を時間的に変化させるように、前記電磁弁を制御することを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の微気圧波低減装置であって、
前記エアノズルは、前記トンネルの入口開口の外周に沿って、間隔を空けて複数設けられることを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項６】
請求項５に記載の微気圧波低減装置であって、
前記制御部は、前記トンネルの入口開口に対する、前記複数のエアノズルからなるエアノズル群からの圧縮空気が通過する領域の分布を、時間的に変化させるように、前記の複数のエアノズルのそれぞれに対応する電磁弁を制御することを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の微気圧波低減装置であって、
前記エアノズルの吹出し方向は、
前記トンネルの長手方向に平行な方向の第１成分と、
前記トンネルの長手方向に垂直な方向の第２成分と、
を有し、
前記第１成分の大きさは、前記第２成分の大きさ以上であることを特徴とする微気圧波低減装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載の微気圧波低減装置であって、
前記制御部は、前記エアノズルから吹き出される圧縮空気の最大流速が、前記鉄道車両の前記トンネルへの進入速度の２倍以上となるように、前記電磁弁を制御することを特徴とする微気圧波低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両がトンネルに進入することに起因して生じるトンネル微気圧波を低減するための微気圧波低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両が高速でトンネルに進入すると、鉄道車両の前方に圧縮波が形成され、形成された圧縮波がトンネル内をトンネル出口に向かって伝播することが知られている。この圧縮波は、トンネル内を伝播する間にその波面が立ち上がり、それによりトンネル内の圧力勾配が徐々に高くなり、トンネル出口に達したときにはトンネル微気圧波と呼ばれるパルス状の圧力波がトンネルの外側に向かって放射される。これに起因して、トンネルの出口付近で発破音や振動が発生することが環境問題となっている。
【０００３】
このようなトンネル微気圧波を低減するために、例えば、トンネル入口付近にトンネル緩衝工を設けたり、鉄道車両の先頭部分の断面積変化を緩やかにしたり、といった様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１は、圧縮空気を吹き出すことによりトンネル微気圧波を低減する構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１５８８５号公報
【０００５】
この特許文献１に記載の微気圧波低減装置は、鉄道車両に搭載されるものであり、圧縮空気を貯留する空気タンクと、当該圧縮空気を吹き出すノズルと、当該ノズルからの圧縮空気の吹出しを制御する制御装置と、を備えた構成となっている。このノズルは、鉄道車両の先頭車両の前頭部の内部に設けられ、当該前頭部の前面に設けられた開口部から前記鉄道車両の進行方向前方に向けて圧縮空気を吹き出す。前記制御装置は、鉄道車両の先頭車両の前頭部の前面がトンネルに突入する直前の位置において、ノズルの開口部から圧縮空気の吹出しを行う。
【０００６】
特許文献１では、このような構成により、鉄道車両の先頭車両がトンネルに突入する直前からトンネル内の気圧を徐々に上昇させることができ、ひいては先頭車両の突入によりトンネル内に発生する圧縮波の圧力勾配を小さくすることができ、その結果、トンネル微気圧波を低減できる、としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１の構成の微気圧波低減装置は、トンネルを通過する全ての高速鉄道車両に関して先頭車両の先端部の構造を変更しなければ十分な効果を発揮することができず、既存の構成に対して適用することが困難であった。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、既存の設備に対して簡単に設置でき、かつ、好適にトンネル微気圧波を低減することができる微気圧波低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、以下の構成の微気圧波低減装置が提供される。即ち、この微気圧波低減装置は、圧縮空気源と、タンクと、エアノズルと、電磁弁と、制御部と、を備える。前記タンクは、前記圧縮空気源から供給された圧縮空気を貯留する。前記エアノズルは、トンネルの入口付近に配置され、前記タンクから供給された圧縮空気を吹き出す。前記電磁弁は、前記タンクから前記エアノズルに向かって圧縮空気が流れる流路を閉じた状態と開いた状態との間で変更可能である。前記制御部は、鉄道車両の進行方向先頭側の先端部が前記トンネルの入口の手前となっている位置である第１位置に前記鉄道車両が至ったときに前記流路を開き、前記先端部が前記トンネルの入口に一致し、又は当該入口と前記第１位置の間となっている位置である第２位置に前記鉄道車両が至ったときに前記流路を閉じるように、前記電磁弁を制御する。
【００１１】
これにより、鉄道車両がトンネルの内部に進入する前に、トンネルの内部の入口近傍の圧力を予め上昇させ始めることができるので、鉄道車両の進入に伴うトンネル内の圧力の急上昇を緩和することができる。よって、トンネルを通過する圧縮波の波面の立ち上がりを遅くすることができ、ひいては、トンネル微気圧波に起因してトンネルの出口で発生する発破音や振動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、既存の設備に対して簡単に設置でき、かつ、好適にトンネル微気圧波を低減することができる微気圧波低減装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る微気圧波低減装置の全体的な構成を示す図。
【図２】微気圧波低減装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】微気圧波低減装置における鉄道車両の吹出動作開始位置と吹出動作終了位置とを説明する図。
【図４】エアノズルからの空気の吹出し量の時間的変化を説明する図。
【図５】エアノズルからの空気の吹出し方向を説明する図。
【図６】第２実施形態に係る微気圧波低減装置の全体的な構成を示す図。
【図７】第２実施形態に係る微気圧波低減装置における、トンネルの入口開口に対する、エアノズル群からの空気が通過する領域の分布の経時変化を説明する図。
【図８】本発明の一実施例において、トンネル入口開口から所定距離だけ奥に入った地点における圧力勾配を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下では、第１実施形態に係る微気圧波低減装置１について、図１から図５までを参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る微気圧波低減装置１の全体的な構成を示す図である。図２は、微気圧波低減装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、微気圧波低減装置１における鉄道車両ＲＶの吹出動作開始位置Ｐ１と吹出動作終了位置Ｐ２とを説明する図である。図４は、エアノズル４からの空気の吹出し量の時間的変化を説明する図である。図５は、エアノズル４からの空気の吹出し方向を説明する図である。
【００１６】
図１及び図２に示す本実施形態の微気圧波低減装置１は、鉄道車両がトンネル１０に突入することに起因して生じるトンネル微気圧波を低減するための装置である。ただし、図１及び図２において、鉄道車両は図示されていない。
【００１７】
この微気圧波低減装置１は、圧縮空気源２と、タンク３と、エアノズル４と、電磁弁５と、制御部６と、車種取得部７と、位置検出部８と、開始終了時期算出部９と、吹出動作開始位置取得部（第１位置特定部）１１と、吹出動作終了位置取得部（第２位置特定部）１２と、を主として備える。
【００１８】
図１に示す圧縮空気源２は、圧縮空気を生成するものであり、例えばコンプレッサ等により構成される。
【００１９】
エアノズル４は、圧縮空気を吹き出すものである。本実施形態では、４つのエアノズル４，４，・・・が狭い領域に密集配置されることにより形成される１つの群が、トンネル１０の入口開口１０ａの外側（具体的には、頂部のやや上側の部分）に設置されている。また、エアノズル４は、トンネル１０にこれから進入しようとする鉄道車両から見たときに、入口開口１０ａよりも若干手前側かつ上側に配置されている。エアノズル４の空気の吹出し方向は、トンネル１０の内部に向けられている。
【００２０】
圧縮空気源２には配管１５が接続されている。この配管１５は４つに分岐されて、分岐された先端が、それぞれのエアノズル４に応じて設置されたタンク３に接続されている。
【００２１】
タンク３は、圧縮空気源２から供給された圧縮空気を貯留する。４つのタンク３は、４つの対応するエアノズル４と、４つの配管１６を介してそれぞれ接続される。
【００２２】
図２に示す制御部６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成されており、ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。制御部６は、電磁弁５、車種取得部７、位置検出部８、開始終了時期算出部９、吹出動作開始位置取得部１１、及び吹出動作終了位置取得部１２等と電気的に接続されている。このソフトウェアとハードウェアの協働により、制御部６を、トンネル微気圧波を低減するために適宜のタイミングでエアノズル４からトンネル１０の内部に向けて適量の空気を吹き出すための指令部として機能させることができる。
【００２３】
電磁弁５は、タンク３からエアノズル４に向かって圧縮空気が流れる配管１６内の流路を開閉する。電磁弁５は、エアノズル４，４，・・・に対応して４つ設けられている。なお、電磁弁５は、各エアノズル４の空気の吹出し口の直前に配置されているので、図１には表れていない。
【００２４】
車種取得部７は、適宜のデータベース装置から通信ネットワークを介して鉄道車両の運行ダイヤを取得する等の適宜の方法により、これからトンネル１０を通過しようとする鉄道車両の車種を取得することができる。車種取得部７は、制御部６に電気的に接続されており、定期的又は不定期に、取得した車種の情報を制御部６に対して出力する。
【００２５】
位置検出部８は、鉄道車両の位置を検出するものである。本実施形態の位置検出部８は、軌道の脇に設置されたレーザセンサとして構成されており、当該位置検出部８が鉄道車両の適宜の部位（例えば、車輪）の通過を検出することにより、鉄道車両の位置を取得することができる。本実施形態の位置検出部８は軌道に沿って複数箇所に配置されており、複数の位置検出部８のそれぞれで鉄道車両の通過が検出された時間差を求めることにより、鉄道車両の車速を計算で得ることができる。
【００２６】
吹出動作開始位置取得部１１は、図３のエアノズル４からの空気の吹出しを開始するときの鉄道車両ＲＶの位置（吹出動作開始位置（第１位置）Ｐ１）を取得する。この吹出動作開始位置Ｐ１は、鉄道車両ＲＶの進行方向先頭側の先端部（以下、単に「先端部」と呼ぶことがある。）がトンネル１０の入口開口１０ａ手前の位置に設定される。本実施形態では、吹出動作開始位置取得部１１は、鉄道車両ＲＶの先頭部の形状、トンネル入口開口１０ａの面積に対する鉄道車両ＲＶの断面積の比率、及び、位置検出部８の検出結果に基づいて推定される鉄道車両ＲＶの入口開口１０ａへの進入速度のうち少なくとも何れかに応じて設定される位置を吹出動作開始位置Ｐ１として取得する。
【００２７】
図２に示す吹出動作終了位置取得部１２は、図３の微気圧波低減装置１がエアノズル４からの空気の吹出しを終了するときの鉄道車両ＲＶの位置（吹出動作終了位置（第２位置）Ｐ２）を取得する。この吹出動作終了位置Ｐ２は、吹出動作開始位置Ｐ１よりもトンネル１０に近いものの、鉄道車両ＲＶの先端部がトンネル１０の入口開口１０ａの手前となる位置である。ただし、吹出動作終了位置Ｐ２は、鉄道車両ＲＶの先端部がトンネル１０の入口開口１０ａと一致している位置でもよい。本実施形態では、吹出動作終了位置取得部１２は吹出動作開始位置取得部１１と同様に、鉄道車両ＲＶの先頭部の形状、トンネル１０の入口開口１０ａの面積に対する鉄道車両ＲＶの断面積の比率、及び、位置検出部８の検出結果に基づいて推定される鉄道車両ＲＶのトンネル１０の入口開口１０ａへの進入速度のうち少なくとも何れかに応じて設定される位置を吹出動作終了位置Ｐ２として取得する。
【００２８】
図２に示す開始終了時期算出部９は、位置検出部８で検出された鉄道車両ＲＶの位置、及び算出された鉄道車両ＲＶの車速に基づいて、当該鉄道車両ＲＶが前述の吹出動作開始位置Ｐ１及び吹出動作終了位置Ｐ２に至る時期を算出する。
【００２９】
制御部６は、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１に至ったタイミングで配管１６内の流路を開き始め、鉄道車両ＲＶが吹出動作終了位置Ｐ２に至ったタイミングで配管１６内の流路を閉じるように、電磁弁５を開閉する。このとき、制御部６は、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１から吹出動作終了位置Ｐ２に至るのに合わせて、４つのエアノズル４，４，・・・が同時に圧縮空気の吹出しを開始し、同時に吹出し動作を終了するように、４つ全ての電磁弁５を開閉する。
【００３０】
更に、制御部６は、図４に示すように、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１に至った時点から吹出動作終了位置Ｐ２に至った時点までにおいて、エアノズル４からの空気の吹出しの風速が一定ではなく時間的に変化するように、電磁弁５を制御する。また、エアノズル４から吹き出す空気の最大流速は、鉄道車両ＲＶのトンネル１０への進入速度の２倍以上となるように設定されている。これにより、トンネル１０の内部の入口近傍の圧力を、緩やかにかつ効果的に上昇させることができる。なお、図４に示したエアノズル４からの空気の吹出し量の時間的変化は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００３１】
また、図４のグラフで示した空気の吹出し量の時間的変化は、ある条件に関する制御に過ぎない。即ち、車種によって異なる先頭部の形状や、トンネル入口開口１０ａの面積に対する鉄道車両ＲＶの断面積の比率、及び、鉄道車両ＲＶのトンネル入口開口１０ａへの進入速度等のうち少なくとも何れかに応じて、電磁弁５の開閉を制御する。これにより、多様な条件において、緩やかにトンネル１０の内部の圧力を上昇させることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、エアノズル４の空気の吹出し方向が、トンネル１０の内部に向けられている。図５を参照して詳細に説明すると、エアノズル４からの空気の吹出し方向をベクトルで表すとき、当該吹出し方向ＤＡは、互いに直交する第１成分ＤＡ１と第２成分ＤＡ２とに分解することができる。第１成分ＤＡ１は、トンネル１０の長手方向と平行な成分であり、第２成分ＤＡ２は、トンネル１０の長手方向と垂直な成分である。そして、エアノズル４の向きは、上記の第１成分ＤＡ１の大きさが、第２成分ＤＡ２の大きさ以上となるのが好ましい（｜ＤＡ１｜≧｜ＤＡ２｜）。言い換えれば、エアノズル４が空気を吹き出す向きは、トンネル１０の長手方向と平行な方向に対して４５°以下の角度θだけ傾斜した前下がりの方向である。ただし、｜ＤＡ１｜＜｜ＤＡ２｜であっても微気圧波低減の効果は得られる。
【００３３】
エアノズル４からの空気の吹出し方向が上記のように設定されているため、エアノズル４から吹き出された空気のうち多くの部分が、トンネル１０の内部の入口付近の圧力上昇に寄与することになる。この結果、微気圧波低減の効果を効率よく得ることができる。
【００３４】
ここで、従来のように、鉄道車両の先頭部に搭載されたノズルから鉄道車両の進行方向前方に向けて、鉄道車両のトンネル進入直前のタイミングで圧縮空気を吹き出す構成とした場合、吹き出した圧縮空気が、トンネル内に到達することなく、鉄道車両の周囲の環境に逃げてしまう場合も考えられる。そのため、ノズルから空気を吹き出しても、鉄道車両がトンネルに進入する前に予めトンネル内の入口付近の圧力を上昇させ始めておくことにはあまり寄与しないので、微気圧波低減の効果が十分ではなかった。
【００３５】
更に言えば、既存の鉄道車両の先端部にノズルを設けるには、車両の先端部の構造を変更する必要があり、全ての高速鉄道車両に対して改造工事を行うことは、コスト等の点で困難である。
【００３６】
この点、本実施形態の微気圧波低減装置１は、図１に示すように、既存のトンネル１０の入口付近に圧縮空気源２、タンク３、及びエアノズル４等を追加的に設置するだけでよく、比較的簡単に導入できる。また、エアノズル４からの空気の吹出しのタイミング、吹出し方向、及び吹出し風速の時間的変化が上記のように設定されているため、エアノズル４から吹き出された空気が、鉄道車両ＲＶがトンネル１０に進入する前に予めトンネル１０の内部の入口付近の圧力を上昇させ始めておくことに大きく貢献し、かつ、当該トンネル１０の内部の入口付近の圧力を緩やかに上昇させることができる。
【００３７】
また、エアノズル４の向きを図５に示すように（θ≦４５°となるように）配置したことにより、エアノズル４から吹き出された空気のうち大部分が、トンネル１０の内部空間のうち、鉄道車両ＲＶが通過する空間（車両通過空間Ｓ１）を除いた空間Ｓ２に流れる。車両通過空間Ｓ１では、トンネル１０に進入する鉄道車両ＲＶの先端部により直接的に空気が押し込まれて加圧されることになるが、その周囲に位置する前記空間Ｓ２には、比較的空気を流し易いということができる。よって、エアノズル４からの空気を当該空間Ｓ２に流すことで、トンネル１０の内部の入口近傍の領域の圧力を予め容易に上昇させておくことができる。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態の微気圧波低減装置１は、圧縮空気源２と、タンク３と、エアノズル４と、電磁弁５と、制御部６と、を備える。タンク３は、圧縮空気源２から供給された圧縮空気を貯留する。エアノズル４は、トンネル１０の入口付近に配置され、タンク３から供給された圧縮空気を吹き出す。電磁弁５は、タンク３からエアノズル４に向かって圧縮空気が流れる流路（配管１６内の流路）を閉じた状態と開いた状態との間で変更可能である。制御部６は、鉄道車両ＲＶの進行方向先頭側の先端部がトンネル１０の入口の手前となっている位置である吹出動作開始位置Ｐ１に鉄道車両ＲＶが至ったときに前記流路を開き、吹出動作開始位置Ｐ１よりもトンネル１０に近くかつ鉄道車両ＲＶの前記先端部がトンネル１０の入口の手前となっている位置である吹出動作終了位置Ｐ２に鉄道車両ＲＶが至ったときに前記流路を閉じるように、電磁弁５を制御する。
【００３９】
これにより、鉄道車両ＲＶがトンネル１０の内部に進入する前に、その入口近傍の圧力を上昇させ始めることができ、鉄道車両ＲＶの進入に伴うトンネル１０の内部の圧力の急上昇を緩和することができる。よって、トンネル１０を通過する圧縮波の波面の立ち上がりを遅くすることができ、ひいては、トンネル微気圧波に起因してトンネル１０の出口で発生する発破音や振動を低減することができる。
【００４０】
また、本実施形態の微気圧波低減装置１においては、エアノズル４の空気の吹出し方向は、トンネル１０の内部に向けられている。
【００４１】
これにより、エアノズル４から吹き出される圧縮空気がトンネル１０の外部に拡散しにくいので、効果的にトンネル微気圧波を低減することができる。
【００４２】
また、本実施形態の微気圧波低減装置１においては、吹出動作開始位置Ｐ１、吹出動作終了位置Ｐ２、及び制御部６による電磁弁５の状態の変更の態様が、鉄道車両ＲＶのトンネル１０への進入速度、当該鉄道車両ＲＶの先頭部の形状、及びトンネル１０の入口開口１０ａの面積に対する当該鉄道車両ＲＶの断面積の比率のうち少なくとも何れかに応じて異なっている。
【００４３】
即ち、一般的にトンネル１０の入口近傍で生じる圧縮波の性質（大きさ等）は、鉄道車両ＲＶのトンネル１０への進入速度、鉄道車両ＲＶの先頭部の形状、及びトンネル１０の入口開口１０ａの面積に対する鉄道車両ＲＶの断面積の比率等に大きく左右されることが知られている。この点、本実施形態では、これらのパラメータに応じて、吹出動作開始位置Ｐ１、吹出動作終了位置Ｐ２、及び制御部６による電磁弁５の状態の変更の態様を異ならせて、トンネル１０の内部の入口近傍の領域の圧力を予め上昇させておく程度を調整することができる。このように、様々な場合に対応した噴射タイミング等の変更をソフトウェアによって実現することができるので、従来のようなトンネル側設備の大掛かりな改修工事や鉄道車両の改造工事が不要となる。
【００４４】
また、本実施形態の微気圧波低減装置１においては、制御部６は、エアノズル４からの圧縮空気の吹出しの程度を例えば図４のように時間的に変化させるように、電磁弁５を制御する。
【００４５】
これにより、鉄道車両ＲＶがトンネル１０の内部に進入する前に、トンネル１０の内部の入口近傍の領域の圧力をきめ細かく制御することができる。これにより、トンネル微気圧波を一層効果的に低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態の微気圧波低減装置１においては、エアノズル４の吹出し方向ＤＡは、トンネル１０の入口開口１０ａに垂直な方向の第１成分ＤＡ１と、トンネル１０の入口開口１０ａの中心に向かう方向の第２成分ＤＡ２と、を有する。第１成分ＤＡ１の大きさは、第２成分ＤＡ２の大きさ以上である。
【００４７】
これにより、エアノズル４から吹き出した圧縮空気の大部分を、トンネル１０の内部の入口近傍の圧力を上昇させることに寄与させることができ、ひいてはトンネル微気圧波を効果的に低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態の微気圧波低減装置１においては、制御部６は、エアノズル４から吹き出される圧縮空気の最大流速が、鉄道車両ＲＶのトンネル１０への進入速度の２倍以上となるように、電磁弁５を制御する。
【００４９】
これにより、トンネル１０の入口近傍における圧縮波の波面の圧力勾配をより小さくすることができ、トンネル微気圧波を効果的に低減することができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る微気圧波低減装置３０について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、微気圧波低減装置３０の全体的な構成を示す図である。図７は、トンネル１０の入口開口１０ａに対してエアノズル４からの空気が通過する領域の分布の時間的変化を説明する図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００５１】
本実施形態の微気圧波低減装置３０は、４つのエアノズル４，４，・・・が狭い領域に密集している群を１つではなく５つ備えている点が、第１実施形態に係る微気圧波低減装置１とは主として異なっている。
【００５２】
エアノズル４の５つの群４１，４２，・・・，４５は、トンネル１０の入口開口１０ａの外周に沿って適宜の間隔を空けて配置されている。５つの群４１，４２，・・・，４５の間隔は、等間隔であっても良いし、不等間隔であっても良い。本実施形態では、５つの群４１，４２，・・・，４５は、トンネル１０の入口開口１０ａの中心部を通過する上下方向の軸に関して左右対称となるように配置されている。
【００５３】
エアノズル４の群４１，４２，・・・，４５のそれぞれにおいて、上述の第１実施形態と同様に、エアノズル４は配管１６を介してタンク３に接続され、当該タンク３は分岐状の配管１５を介して圧縮空気源２に接続されている。本実施形態の電気的な構成は、第１実施形態（図２）と実質的に同様である。それぞれのエアノズル４への圧縮空気の供給／停止を切り換える電磁弁５は、上記のエアノズル４の群４１，４２，・・・，４５を単位として開閉制御される。
【００５４】
それぞれの群４１，４２，・・・，４５に属するエアノズル４は、何れも、第１実施形態のエアノズル４と同様に、その空気の吹出し方向をトンネル１０の内部に向けるように配置されている。
【００５５】
次に、エアノズル４の空気噴射に関する制御について、図７等を参照して説明する。
【００５６】
本実施形態では、制御部６は、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１に至ったタイミングから吹出動作終了位置Ｐ２に至るタイミングまでの間に、５つの群４１，４２，・・・，４５のうち全部又は一部の群のエアノズル４に関する電磁弁５を開く。
【００５７】
また、制御部６は、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１に至ったタイミングから吹出動作終了位置Ｐ２に至るタイミングまでの間に、空気を噴射しているエアノズル４が属する群が変化するように電磁弁５を制御している。例えば、あるタイミングでは、図７（ａ）に示すように、３つの群４１，４３，４５のエアノズル４だけから空気を噴射し、その後のタイミングでは、図７（ｂ）に示すように、２つの群４２，４４のエアノズル４だけから空気を噴射する。これにより、トンネル１０の入口開口１０ａに対してエアノズル４からの空気が通過する領域の分布を、時間的に変化させることができる。
【００５８】
図７（ａ）と図７（ｂ）の状態の間で、５つの群４１，４２，・・・，４５のエアノズル４の全てから空気を噴射する状態が過渡的に生じても良いし、何れの群のエアノズル４からも空気を噴射しない状態が生じても良い。
【００５９】
このように、複数のエアノズル４からの圧縮空気が通過する領域の分布を時間的に変化させることで、鉄道車両ＲＶがトンネル１０の内部に進入する前に、トンネル１０の内部の入口近傍の圧力を、偏りを抑制しながら緩やかに上昇させるとともに、その圧力を広範囲に伝播することができる。
【００６０】
以上に説明したように、本実施形態の微気圧波低減装置３０においては、エアノズル４（群４１，４２，・・・，４５）は、トンネル１０の入口開口１０ａの外周に沿って、間隔を空けて複数設けられる。
【００６１】
これにより、間隔を空けて複数箇所に設けられたエアノズル４のそれぞれから、トンネル１０の内の入口の近傍に圧縮空気を吹き出して、偏りを抑制しながら圧力を効果的に上昇させることができる。これにより、トンネル１０を通過する圧縮波の波面の立ち上がりをより遅くすることができ、トンネル微気圧波をより低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態の微気圧波低減装置３０においては、制御部６は、トンネル１０の入口開口１０ａに対する、複数のエアノズル４からなるエアノズル群からの圧縮空気が通過する領域の分布を、例えば図７に示すように時間的に変化させるように、複数のエアノズル４のそれぞれに対応する電磁弁５を制御する。
【００６３】
これにより、トンネル１０の内部の入口近傍の圧力分布を複雑に変化させながら、圧力を上昇させることができる。従って、トンネル微気圧波をより適切に低減することができる。
【００６４】
＜実施例＞
次に、本発明の実施例について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の一実施例において、トンネル１０の入口開口１０ａから所定距離だけ奥に入った地点における圧力勾配を説明する図である。
【００６５】
本実施例では、それぞれが４つのエアノズル４からなる群を１０個、トンネル１０の入口開口１０ａの外周に沿って等間隔で配置し、それぞれの群に対して、並べられる方向の一端から１〜１０の番号を付した。また、鉄道車両ＲＶが吹出動作開始位置Ｐ１に至ったタイミングから吹出動作終了位置Ｐ２に至るタイミングまでの間に、１番と２番の群のエアノズル４を同時に吹く状態、５番と６番を同時に吹く状態、９番と１０番を同時に吹く状態、３番と４番を同時に吹く状態、７番と８番を同時に吹く状態を、順次切り換えるように電磁弁５を制御した。この条件で、トンネル１０の入口開口１０ａから奥側へ６１ｍ入った地点における圧力勾配の変化を測定した。また、比較例として、上記のような空気の吹出しを行わなかったときについても同様に圧力勾配の変化を測定した。
【００６６】
実施例と比較例の結果が図８に示されている。図８のグラフで明らかなように、空気の吹出しを行った場合は、空気の吹出しを行わなかった場合と比較して、圧力勾配の早期の上昇が見られる。しかし、その圧力勾配はその後それほど上昇せず、空気の吹出しを行わなかった場合の圧力勾配の最大値よりも３０％程度低い値を示す期間がある程度続いた後、減少している。
【００６７】
このように、本実施例では、圧力波によってトンネル１０の内部の圧力が上昇するときの圧力勾配の最大値が、比較例と比べて大幅に小さくなっている。よって、トンネル１０の出口付近で発生する発破音や振動が良好に抑制されることが期待できる。
【００６８】
以上に本発明の好適な実施の形態及び実施例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６９】
エアノズル４の数及び配置は任意であり、適宜変更することができる。１つの群を構成するエアノズル４の数が３つ以下であってもよいし、５つ以上でもよい。また、エアノズル４が群を構成しないように（単独で）配置されてもよい。タンク３及びエアノズル４、配管１５，１６の配置についても同様に適宜変更することができる。
【００７０】
同じ群に属するエアノズル４において、空気の吹出しの開始又は終了のタイミングが互いに異なるように、制御部６が電磁弁５を制御してもよい。これによっても、エアノズル４からの圧縮空気の吹出しを時間的に変化させることができる。
【００７１】
エアノズル４は、トンネル１０の入口開口１０ａから内部に少し入った部分に配置されてもよい。また、図５の角度θがゼロになるように配置して、エアノズル４から空気がトンネル１０の長手方向と平行な向きに吹き出されてもよい。
【００７２】
電磁弁５は、空気の流量を調整可能な調整バルブにより構成してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  微気圧波低減装置
２  圧縮空気源
３  タンク
４  エアノズル
５  電磁弁
６  制御部
【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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【図８】
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