(57)【要約】【課題】無通風時におけるダクトの垂下りを防止する装置を提供する。【解決手段】トンネルの換気に用いる可撓性ダクト装置であって、通風時に内空断面が膨らみ、無通風時に垂れ下がる可撓性シート材料からなるダクト２と、前記ダクト２の底部に位置し、前記ダクト下部を支える支持部材４と、前記ダクト２の上方に位置し、前記支持部材を上方から支持する吊持手段５、６と、前記支持部材４と吊持手段５、６とを連結する伸縮性の連結部材３とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの換気に用いる可撓性ダクト装置であって、
通風時に内空断面が膨らみ、無通風時に垂れ下がる可撓性シート材料からなるダクトと、
前記ダクトの底部に位置し、前記ダクト下部を支える支持部材と、
前記ダクトの上方に位置し、前記支持部材を上方から支持する吊持手段と、
前記支持部材と吊持手段とを連結する伸縮性の連結部材と、
を有することを特徴とする可撓性ダクト装置。
【請求項２】
前記支持部材は、実質的に非可撓性の部材からなる請求項１記載の可撓性ダクト装置。
【請求項３】
前記支持部材は、ダクト断面の最下部に一本設けられている請求項１記載の可撓性ダクト装置。
【請求項４】
前記支持部材は、ダクト底部であってダクトの中心を通る鉛直面の左右均等位置に設けられている請求項１または４記載の可撓性ダクト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に設置される風管または通気管などの可撓性ダクト装置に関する。詳しくは、ダクトの下方を通行する車両等と接触することを防止することができる可撓性ダクト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事現場では、切羽での作業によって粉塵が発生し、作業環境が悪化する。切羽の作業環境を改善するため、切羽近傍に新鮮な空気を送って希釈するとともに、切羽近傍の空気を坑外へ排出することで、切羽の作業空間を新鮮な空気で満たすようにしている。
【０００３】
切羽へ新鮮な空気を送る及び排気手段として、ダクトが用いられる。たとえば、坑口側から切羽側へ向かってトンネル天井付近にガイドレールを設け、このレールからメッセンジャーワイヤーを垂れ下げ、メッセンジャーワイヤーの下端に設けたハンガーによりがダクトを吊持している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０８９０２
【０００５】
ダクトの素材としては、経済性や取扱い易さに優れる難燃性のターポリン（ポリエステル生地をプラスチックで挟んだ）シートが汎用されている。この可撓性ターポリンダクトは、軽量であるとともに可撓性を有するため、取扱い性に優れる。
【０００６】
このダクトは、内部に風が通っている時は、風圧によって膨らみ、横断面が略円形となる。しかし、風が通っていない時は垂れ下がるため、トンネルの路面からダクトまでの距離が短くなってしまう。また、換気量を自動制御して少風量で運転しているときも、同様に垂れ下がる場合がある。
【０００７】
一般に、トンネル路面からダクトまでの距離は、本坑よりも作業坑のほうが短い。作業坑は最低限度の断面積で設計されることが多く、ターポリンダクトのスペースも円形を保持していることを想定して設計され、ダクトと車両天板とのクリアランスを１００〜３００ｍｍ程度に設計していることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ダクトが垂れ下がった状態で、ダクトと車両が接触して、ダクトが破損する可能性がある。特に、近年のトンネル工事は大断面であることが多く、急速施工が要求されることから、ダクトも必然的に大口径になる傾向があり、無通風時に垂れ下がる距離も長くなる。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ダクトの垂下りを防止できる可撓性ダクト装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、トンネルの換気に用いる可撓性ダクト装置であって、
通風時に内空断面が膨らみ、無通風時に垂れ下がる可撓性シート材料からなるダクトと、
前記ダクトの底部に位置し、前記ダクト下部を支える支持部材と、
前記ダクトの上方に位置し、前記支持部材を上方から支持する吊持手段と、
前記支持部材と吊持手段とを連結する伸縮性の連結部材と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
可撓性ダクトの素材としては、ターポリンのほか、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。このような素材のダクトは、軽量であるとともに可撓性であるため、取扱い性に優れるという利点がある。一方、通風時に風圧によって膨らむが、無通風時に自重によって垂れ下がるという難点がある。
【００１２】
そこで、本発明に係る装置は、通風時に内空断面が膨らみ、無通風時に垂れ下がる可撓性シート材料からなるダクトの底部に支持部材を配置し、前記ダクト下部を支え、これを持ち上げ、ダクトの下端部を上方に持ち上げるので、トンネル内を走行する車両との接触などを防止できる。
【００１３】
そして、通風時には、ダクトの内空断面が膨らむようになる。その膨張力により、伸縮性の連結部材が伸長することにより、ダクトが円形断面に近い状態に変形するので、通気抵抗が少ない状態で通風が可能となる。
【００１４】
前記支持部材は、ダクトの長手方向に延在し、棒状または管状などの長尺部材により構成することが好ましい。ただし、その長さはトラックなどによる運搬を考慮して、たとえば５ｍ前後の長さに分割したものとすることができる。
【００１５】
また、支持部材はダクトを支持して垂れ下がりを防止するものであるから、少なくともダクトより撓みの小さい実質的に非可撓性の部材からなるのが好ましい。また、重量的に鋼製などのものものより軽量のものが好ましく、かつ、強度の点からは、プラスチック材料より、たとえばＦＲＰ材料などが好適である。アルミニウム合金部材などでもよい。
【００１６】
他方、連結部材は、伸縮性部材からなる。好ましい形態は伸縮性材料、たとえばゴム製のものである。連結部材が、伸縮性材料からなると、通風時に内空断面が膨らんだとき、最大断面まで膨らむとき、連結部材が伸長し、ダクト断面が円形になり易い利点がある。
【００１７】
前記支持部材は、ダクト断面の最下部に一本設けるほか、ダクト底部であってダクトの中心を通る鉛直面の左右均等位置に設けることもできる。後者の場合、ダクトを吊り挙げている状態での安定性に優れる。
【００１８】
支持部材は、ダクトの外側に配置するのが望ましい。外側に配置することで、取り付け作業や保守作業が容易になる。内面に設ける場合には、ダクトの壁と支持部材とを結ぶ紐などの取り付け部材を使用することができる。
【００１９】
また、支持部材をトンネル内に搬入する際は、ダクト及び支持部材を長手方向で複数に分割した状態で搬入し、現場で組み立てを行うと良い。
【００２０】
一方、連結部材としては、ゴム（弾性部材）紐、ゴム（弾性部材）チューブ等による弾性部材のほかに、バランスウェート等によるつるべ方式を考えることができる。このつるべ方式とは、索の両端にバランスウェートを繋ぎ、井戸の釣瓶のように、一方のバランスウェートを引き上げると、もう一方のバランスウェートが降りてくる方式である。
【００２１】
また、連結部材は、ダクト上部からダクトを貫通してダクト底部の支持部材に連結できる。また、ダクトの上方からダクトの外面を抱きかかえるように設けたものでもよい。前者の形態であると、連結部材が特に弾性材料からなるとき、後者の場合より、連結部材が伸長しながら、通風時にダクトが容易に膨らむため、ダクトを円形に保持し易い。
【００２２】
通風時は、少ない風量で内圧が低くても、外形を円形に保ち、風を通り抜けやすくする必要がある。一方、無通風時は、速やかに垂下りを防止する必要がある。そのため、弾性部材の引張力に関し、垂下り代の重量支持と膨らみ時の荷重をできる限り接近させると良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ダクトの垂下りを防止することができる。そのため、ダクトとその下方を通行する車両との接触を防ぎ、ダクトの破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可撓性ダクト装置の断面図であり、（Ａ）が通風時、（Ｂ）が無通風時である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る可撓性ダクト装置の斜視図であり、通風時を示したものである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る可撓性ダクト装置の斜視図であり、無通風時を示したものである。
【図４】本発明に第２実施形態に係る可撓性ダクト装置の断面図であり、（Ａ）が通風時、（Ｂ）が無通風時である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るダクト垂下り防止装置の斜視図であり、通風時を示したものである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るダクト垂下り防止装置の斜視図であり、通風時を示したものである。
【図７】本発明のその他の実施形態に係るダクト垂下り防止装置の斜視図であり、通風時を示したものである。
【図８】従来のダクトの断面図であり、（Ａ）が通風時、（Ｂ）が無通風時である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るダクト垂下り防止装置１の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきではない。
【００２６】
（第１実施形態）
第１実施形態を図１〜図３に示す。ダクト２内に風が通っている時（通風時）の状態を示したのが図１（Ａ）および図２であり、風が通っていない時（無通風時）の状態を示したのが図１（Ｂ）および図３である。
【００２７】
（構造）
まず、第１実施形態のダクト垂下り防止装置１の構造を説明する。
トンネル天井付近には、坑口側から切羽側へ向って、レール６が配されている。レール６の長手方向には、所定の間隔を開けながら、複数のワイヤー５（図２、図３では、２つのワイヤー）が垂下っている。この例では、ワイヤー５及びレール６が、トンネル天井側でパイプ４などの支持部材を上方から支持する吊持部材を構成している。
ワイヤー５の下端部は、ゴム紐３（連結部材３の一例）の上端部と連結されている。そして、ゴム紐３の下端部は、パイプ４（支持部材４の一例）と連結されている。ダクト２の最上部（ダクトの中心を通る鉛直面Ｃ）ｈ１（図８参照）では、ワイヤー５がゴム紐３の上端部と固着され、ダクト２の最下部（下端部）ｈ２では、パイプ支持部材）４がゴム紐３の下端部と連結されている。
【００２８】
ダクト２の長手方向（軸方向）の長さはたとえば５ｍであり、複数本のダクト２、が図示しない連結手段によって連結されることで、最終的に数十ｍ以上の長さのダクト２が形成される。なお、図２、図３は、ダクト２の部分図である。
【００２９】
坑口側に図示しない送風機が設けられ、トンネル外の新鮮な空気を、ダクト２を介して、切羽の作業空間へ送る。または、坑口側に図示しない吸引機が設けられ、切羽の作業空間で発生した汚染空気を、ダクト２を介して吸引し、吸引した汚染空気を、図示しない除塵機で除塵した後、トンネル外へ放出する。
【００３０】
（ダクト２）
ダクト２は、可撓性に優れるたとえばターポリンのシートからなる。このターポリンのシートは可撓性であるため、図１（Ａ）及び図２に示すように、通風時は、ダクト２内を通る空気の風圧（ダクト２の内圧）によって、たとえば円形断面に膨らむ。一方、無通風時は、風圧がなくなるため、重力によって垂れ下がる。
【００３１】
前記のように、無通風時にダクト２が垂れ下がるが、ゴム紐３が収縮することによって前記パイプ（連結部材）４が吊り上り、ダクト２の垂下りを防止（抑制）効果を高める。通常、ダクト底部Ｂの幅方向中央部分Ｃが最も垂れ下がるが、その部分にパイプ４を配して吊り上げて、垂下りを防止できる。
【００３２】
パイプ４を吊り上げた無通風状態を図１（Ｂ）及び図３に示す。パイプ４を吊り上げると、それにつられてダクト２の底部Ｂが吊り上り、ダクト２の両側部Ｎ、Ｎが垂れ下がることになる。しかし、ダクト２の底部Ｂを吊り上げない場合（図８の（Ｂ）図）と比べて、ダクト２の垂れ下がる距離が短くなる。このパイプ４を吊り上げた時、ダクト２の上端部ｈ１から下端部ｈ３（垂下がっている部分の最下部）までの距離Ｐを、通風時のダクト２の直径Ｄ内に収めるように設計する。その結果、ダクト２とその下方を通行する車両天板とのクリアランスが短くても、ダクト２と車両が接触しないため、ダクト２の破損を防ぐことができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分は説明を割愛し、特徴的な部分のみ説明する。第２実施形態の通風時を図４（Ａ）に、無通風時を図４（Ｂ）に示す。
【００３４】
（支持部材４・連結部材３）
第２実施形態では図４に示すように、同一横断面に支持部材４と連結部材３がそれぞれ２つずつ設けられている。具体的には、ダクト２底部Ｂの幅方向に左右均等にパイプ４が配置され、パイプ４とダクト２上部をそれぞれゴム紐３で繋いでいる構造となっている。図４においてパイプ４を配置している位置は、ダクト２の軸心Ｓを通過する仮想の垂線Ｖと、左側のパイプ４Ｌと結合されたゴム紐３Ｌの間の角度αが、たとえば１６．３５°であり、前記仮想垂線Ｖと右側のパイプ４Ｒと結合されたゴム紐３Ｒの間の角度βもたとえば１６．３５°である。合計では、左側のパイプ４Ｌと結合されたゴム紐３Ｌと、右側のパイプ４Ｒと結合されたゴム紐３Ｒの間の角度γは、３２．７°となっている。この２つのゴム紐３Ｌ、３Ｒ間の角度γは任意に変更することができる。
【００３５】
第２実施形態の場合、ゴム紐３が収縮するとパイプ４が吊り上り、ダクト２の両側部Ｎ、Ｎ及び底部Ｂの中央が垂れ下がる。すなわち、第１実施形態では、吊り上げられたパイプ４より下方に垂れ下がる箇所は２箇所（図１（Ｂ）のＮ、Ｎ）であるが、第２実施形態ではその数が３箇所（図４（Ｂ）のＮ、Ｂ、Ｎ）となる。
【００３６】
無通風時に、ダクト２の上端部からダクト２の下端部（垂下がっている部分の最下部）までの距離Ｐをダクト２の直径Ｄ内に収めようとする場合、第１実施形態よりも第２実施形態のほうが、パイプ４を吊り上げる距離Ｒが短い（第１実施形態の約半分の距離になる）という利点がある。そのため、ダクト２やパイプ４の重さが第１実施例と同じである場合、引張力のより弱いゴム紐３で足りる。
【００３７】
（その他）
前記の記載では、第１実施形態と第２実施形態を例に挙げて説明したが、ダクト２の垂下り代の重量支持と膨み時の荷重は出来る限り接近させた方がよい。すなわち、無通風時は支持部材４を速やかに吊り上げて（連結部材３を速やかに収縮させて）垂下りを防止する一方、通風時はダクト２内部を通る風の量が少なくても、ダクト２の形状を円形に保持する必要がある。
【００３８】
また、図６に示すように、弾性部材及び支持部材の数は、任意に増やすことができる。
【００３９】
また、図７に示すように、支持部材４を長手方向で分割する形態にしても良い。このように分割した場合は、支持部材４Ａ、４Ｂ間の距離を長くせず、分割しないときよりもダクト２の吊り上げ距離Ｒを少し長くすることで、無通風時のダクト２の上端部ｈ１から下端部ｈ３までの距離Ｐを、ダクト２の直径Ｄ以内に収めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ダクト垂下り防止装置
２  ダクト
３  弾性部材（例：ゴム紐）
４  支持部材（例：パイプ）
５  ワイヤー
６  レール
ｈ１  ダクト上端部
ｈ２  通風時のダクト下端部
ｈ３  無通風時のダクト下端部
Ｂ  ダクトの底部
Ｃ  ダクトの幅方向中央
Ｄ  直径
Ｈ  ダクト高さ方向
Ｌ１  ダクトの長手方向（ダクトの軸方向）
Ｌ２  パイプの長手方向（パイプの軸方向）
Ｎ  ダクトの側部
Ｐ  無通風時のダクトの上端部ｈ１から下端部ｈ３までの距離
Ｑ  ダクトの直径から吊り上げる距離を引いた距離
Ｒ  ダクトの吊り上げ距離
Ｓ  軸心
Ｔ  従来例において、無通風時にダクトの直径を越えて垂れ下がる部分の長さ
Ｕ  従来例において、無通風時のダクトの上端部から下端部までの長さ
Ｖ  ダクトの軸心を通過する仮想垂線
Ｗ  ダクト幅方向
【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】
2015151846.tif 000008
【図７】
2015151846.tif 000009
【図８】
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