(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れの上流側に減速器を下流側に消音器を配置した整流装置において、
前記減速器は筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、前記外壁と前記案内板の間及び前記案内板と前記案内板の間に前記減速器の入口から出口まで連続した流体流路を形成した構成であり、
前記減速器の前記流体流路の出口の面積は、前記減速器の前記流体流路の入口の面積と予め把握した前記流体流路の入口流速から、前記減速器の出口での前記流体流路から流出する流速が均一となるように設定され、
各前記筒状案内板は前記減速器の入口から前記減速器の出口に向かう途中の所定位置まで形成された同径筒状部であり、前記所定位置から前記減速器の出口までは、前記案内板と前記案内板の間の流路面積が連続に拡大するように形成された拡大筒状部であり、
各前記案内板の同径筒状部の上流端は前記同軸に垂直な断面に揃って配置され、
各前記案内板の同径筒状部の下流端と拡大筒状部の上流端は互いに接続されて配置され、
各前記拡大筒状部の下流端は前記同軸に垂直な断面に揃って配置されていることを特徴とする整流装置。
【請求項２】
請求項１に記載の整流装置において、
前記案内板の同径筒状部は円筒形状であり、拡大筒状部は円錐台形状であることを特徴とする整流装置。
【請求項３】
流体の流れの上流側に減速器を下流側に消音器を配置した整流装置において、
前記減速器と前記消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、前記外壁と前記案内板の間及び前記案内板と前記案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流体流路を形成し、
前記減速器と前記消音器はともに前記外壁と前記筒状案内板の間、及び前記筒状案内板と前記筒状案内板の間を仕切って該減速器の入口から出口まで連続して区画した流体流路を形成する保持板を備え、
前記減速器の区画数は前記消音器の区画数よりも多いことを特徴とする整流装置。
【請求項４】
請求項３に記載の整流装置において、
前記減速器の各筒状案内板は上流側を円筒形状とし、下流側を円錐台形状とした構成であり、
前記消音器の筒状案内板は円錐台形状であることを特徴とする整流装置。
【請求項５】
トンネルを排気する立坑に配置され、矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、
前記減速器と前記消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、前記外壁と前記案内板の間及び前記案内板と前記案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、
前記減速器はその外周と前記立坑の壁面との間に流路が形成されるように該立坑内に収納され、
前記消音器は前記減速器内を通る排気流と前記減速器外周と前記立坑の壁面の間に形成された前記流路を通る排気流が整流後に合流して該消音器内を通るように配置されていることを特徴とする整流装置。
【請求項６】
請求項５に記載の整流装置において、
前記消音器及び前記減速器の各案内板は、円錐台形状であることを特徴とする整流装置。
【請求項７】
トンネルを排気する立坑に配置された矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、前記排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、
前記減速器と前記消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、
前記外壁と前記案内板の間及び前記案内板と前記案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、
前記減速器と前記消音器との間に離間空間を形成できる構成又は離間空間を形成した構成であり、前記減速器の出口に物体の侵入を防止するための物体侵入防止網を設けたことを特徴とする整流装置。
【請求項８】
請求項７に記載の整流装置において、
前記消音器及び前記減速器の各案内板は、円錐台形状であることを特徴とする整流装置。
【請求項９】
トンネルを排気する立坑内に配置された矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、前記排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、
前記減速器は外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、前記外壁と前記案内板の間及び前記案内板と前記案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、
前記消音器は平面視矩形状の外壁内に上下方向に伸び、且つ下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒部を形成した構成、又は下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒体を配置した構成であり、
前記減速器と前記消音器との間に離間空間を形成した構成であり、前記減速器の出口に物体の侵入を防止するための物体侵入防止網を設けたことを特徴とする整流装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の整流装置において、
前記減速器の各案内板は、円錐台形状筒体であり、
前記消音器の各消音筒体は、筒状の外板と内板を備え、該外板と内板の間の空隙に吸音材を充填した構成のユニット型消音筒体であることを特徴とする整流装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の整流装置において、
前記消音器の各消音筒体の配置位置は、前記減速器の垂直上方で且つ前記多重に配置した案内板の最外周側位置より外側にあることを特徴とする整流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新幹線など高速で走行する列車などが通過するトンネル等の内部の換気を行うための換気所において、トンネルに設置された換気所の換気装置等から屋外の大気中に排気する換気口に取り付ける整流装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速鉄道等の距離の長いトンネル等に設置される換気所には、図１に示すように地上１からトンネル２に向けて垂直に掘削された立坑を用いた給気路３と排気路４を設置することがある。給気路３には地上１に給気口３ａを備え、該給気口３ａからトンネル２内に給気路３を通して空気を取り入れ、排気路４には地上１に排気口４ａを備え、トンネル２内の空気（排気）を排気路４を通して排気口４ａから外部に排気している。
【０００３】
給気路３及び排気路４には、微気圧波軽減対策や消音対策等の特殊機能を有する設備を付加した流路を備えることがあり、該流路の断面形状はその求められる機能上１辺が数ｍ四方の正方形等の矩形に特定されることがある。
【０００４】
一般に高速鉄道のトンネル２をはじめ道路トンネルなどは、一般の居住環境から離れた山間部や海底といったところばかりではなく、都心などの一般の住居地域、商業地域の大深度地下に掘削、建設される場合がある。従って、このような地域の地下に建設される長大なトンネルにおいては、一定間隔毎に必要となる給気口３ａや排気口４ａを当該住居地域の地上部に新たに設置せざるを得ない場合がある。
【０００５】
この場合、排気口４ａが前記居住環境の真っ只中になってしまう場合には、トンネル２からの排気については、排気流による排気所近隣の住民や通行人、民家７などへの風害や、排気口４ａから発生する騒音を規制値内に抑える必要がある。このような地域では、路線沿線によっては、排気口４ａを高層化、即ち高層の排気塔としてその建設が認められる場合もある。しかしながら、都市化が既に進んだ地域では、そのような排気口４ａを高層化した排気塔として建設することが困難である場合が殆どである。
【０００６】
図２は、図１の高速鉄道の列車５の進行方向から見た排気路４のより詳細な断面図である。排気路４は、トンネル２内の空気をトンネル２の両側面に設けた開口２ａ、２ａから吸気し、換気装置１１内に導く。換気装置１１内にはトンネル２内の空気を下方から吸入して、上方に排気する換気ファン（図示せず）が配置されており、該換気ファンは定常的に運転されている。換気装置１１の換気ファンから吐出された空気は微気圧対策工（以下適宜「矩形断面流路」ということもある）１２に導かれる。ここで微気圧対策工１２とは前述の如く高速鉄道トンネル等に特化して設置されることがある設備である。換気装置１１の換気ファンによる定常的気流を対象とするものではなく、列車５が高速でトンネル２内に進入した時に発生する非定常的な圧力波を緩衝する設備である。従って、換気装置１１の換気ファンによる定常的気流は、微気圧対策工１２をそのまま通り抜ける。
【０００７】
微気圧対策工１２はその求められる機能を満足するためにその内部を通す換気量に係らず断面形状と寸法が特定されている場合がある。よって、微気圧対策工１２を通り排気路４内上方に排出される空気の定常流の流速は、２０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓにもなる場合がある。即ち、台風並みの流速（風速）である。この高流速のままの空気流を外部に放出することは、近隣住民への風害や騒音発生による騒音害の虞がある。しかも微気圧対策工１２は断面が正方形等の矩形断面形状に特定された流路であるので、排気口４ａに至るまで気流もその断面が正方形に拘束された流れになっている。
【０００８】
従って、微気圧対策工１２から上方に排出された空気の流速を、風害の起こらない程度までの流速に減速する必要がある。なお、風速３．５〜５．９ｍ／ｓは樹木の葉を動かす程度、風速６．０〜９．９ｍ／ｓは樹木の小枝を動かす程度といわれている。また、排気口４ａには換気流を大気に開放される部分に地上部からのゴミ類や小動物等の物体が排気路４に侵入することがある。これの物体の侵入を防止するために物体侵入防止網が設置されることがあり、この物体侵入防止網を通過する風速が速ければ風切り音の発生要因となる。この風切り音の発生を抑制するためにも風速は設置場所個々の事情や規制値にもよるが約７ｍ/ｓ程度以下に略均一的に抑制する必要が生じる。よって、これらを目安として流速を減速させる。更に、流速の減速だけではなく、排気口４ａに至る以前に内部の流路の擦過音や装置等から発生する風切り音を消音する必要もある。即ち、気流の流速を減速させる減速機能と流路の擦過音、気流による風切り騒音を消音させる減速・消音機能を有する整流装置１４を微気圧対策工１２の出口に設置する必要がある。
【０００９】
ところが、上記減速・消音機能を有する整流装置１４の設置範囲は限られているので、要求される性能を満たす整流装置１４を用意することは簡単ではない。具体的には高さ方向（深さ方向）Ｈが数十メートル、幅Ｗが数十メートルの非常に限られた空間である。入口：高さ：幅の比は、１：２〜３：２〜３であり、これらの限定時要件をクリアする必要がある。
【００１０】
空気流等の流体の流速を減速、及び発生する騒音を消音する公知技術としては、特許文献１に開示されたものがある。この技術は、大量の気体を短時間に大気中に放出する際に、気体通路に設けられた渦流発生格子により気体の渦を発生させ、渦音と内部騒音をその後の吸音性隔壁が複数並行に設けられた通路で吸音するという装置の技術である。しかしながら、この特許文献１に開示された技術は、吸音効果を大きくするための対策として、長手方向に吸音室を接続することで調整することになっており、高さ方向に余裕がない本願発明に係る整流装置には適合しない。特許文献１に開示された技術（大気放出型消音器）では、入口：高さ：幅の寸法比は、１：１１．０：６．７であり、入口に対して、高さ、幅とも大きくとる必要がある。
【００１１】
また、特許文献２には、騒音の生じない多重円錐台ディフューザに関する技術が開示されている。この技術は、壁面と流体の剥離が生じないように管路の円形断面を広げていくには、通常拡大角を７度以下としなければならず、管路断面積を拡げ流体の流速を所定の速度に減速するためには、拡管の長さを長くとる必要があったが、特許文献２に係る技術は多重円錐台ディフューザを用いて急拡大することで長さを短くするとともに、気流剥離を生じることなく、円錐断面管路を広げる技術である。
【００１２】
しかしながら、特許文献２に開示されている技術では、多重円錐台ディフューザ（複数の円錐台形状案内板を同軸心上に多重に配置した構成）に導く導入管路（流路）の形状が、円筒形状であることが前提であり、断面が正方形である導入管路から多重円錐台ディフューザの円形状の入口に導くに当たっての接続形状、構造、配置などについて言及されていない。この点については、以下の両極端な二つのケースで問題を指摘する。
【００１３】
図３は、断面正方形の導入管路に、特許文献２に開示されている多重円錐台ディフューザを配置させる場合を示す図で、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は平面図である。ここでは、多重円錐台ディフューザ１０２の入口１０２ａの面積よりも導入管路１００の出口の正方形の面積が小さい場合を示している。多重円錐台ディフューザ１０２と導入管路１００の主な外郭線は太線Ａ乃至Ｃで示している。導入管路１００からの気流（空気流）は矢印１０４に示すように、多重円錐台ディフューザ１０２に向かって流れるものとする。この場合、導入管路１００の外郭線Ｃと多重円錐台ディフューザ１０２の入口の外郭線Ｂを隙間無く滑らかに接続したとしても、多重円錐台ディフューザ１０２の入口断面の斜線で示したＺ部分には気流があたらず、この部分は使用されない部分となる。従って、多重円錐台ディフューザ１０２の出口に向かって断面が拡大するのに従い、使用されない死容積部分が増加する。即ち、限られたスペースでの設置が必要であるにも拘わらず、無駄なスペースが生じてしまうという問題がある。
【００１４】
図４は、図３と同じく断面正方形の導入管路１００に、特許文献２に開示されている多重円錐台ディフューザを配置させた場合を示す図で、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は平面図である。ここでは、多重円錐台ディフューザ１０２の入口１０２ａの面積よりも導入管路１００の正方形の出口面積が大きい場合を示している。この場合は、導入管路１００の出口が多重円錐台ディフューザ１０２の入口１０２ａからはみ出る斜線で示したＹ部分の気流の処理をどのようにするかが問題となる。断面正方形の導入管路１００の出口外郭線Ｃと多重円錐台ディフューザ１０２の入口１０２ａの外郭線Ｂを隙間なく滑らかに接続したとすると、多重円錐台ディフューザ１０２の入口１０２ａの面積が導入管路１００の出口面積より小さいので、気流の流れが絞られ、面積比により単純に考えれば気流の流速が３０％近く大きく、即ち３０ｍ／ｓの流速が４０ｍ／ｓになってしまい、装置の規模や対策ハードルが非常に大きくなってしまうという問題がある。
【００１５】
また、特許文献２に開示されている多重円錐台ディフューザは、入口の流れが偏流している場合に、その結果に懸念がある。図５は、特許文献２に開示されている多重円錐台ディフューザ１０２の入口に、偏流として中心部の流速が大きい流れの気流が断面積の小さいダクト１０６から進入した場合の出口の気流の流れの状況を示す図である。多重円錐台ディフューザ１０２の出口には断面積の大きいダクト１０８が接続されている。破線１１０、１１２はダクト１０６、１０８内の気流の内壁面における速度に対する相対速度の分布を示している。多重円錐台ディフューザ１０２において、外壁に並行に設置され円錐台形状の複数の拡大案内板１０２ｂはその上流端が流路の中心部のものほど下流側が後退した位置に設けられるので、その流路の長さは中心付近ほど短くなっている。入口に中心部ほど流速の大きい気流がダクト１０６から流入すると、多重円錐台ディフューザ１０２の出口の気流の流れは中心部付近の流速が強められる。このように多重円錐台ディフューザ１０２の入口に進入する気流（空気流）の流路断面での速度分布が破線１１０に示すように中心部が速く均一でない場合は、破線１１２に示すように中心部の流速がより速くなり不均一を強めてしまう虞がある。なお、多重円錐台ディフューザ１０２において、１０２ｃは拡大案内板１０２ｂと拡大案内板１０２ｂの間の間隔を保持する保持板である。また、αは拡大案内板１０２ｂの拡大角を示し、ここではα＞７°としている。
【００１６】
また、上記多重円錐台ディフューザ１０２を減速・消音装置（整流装置）として採用し、断面積が大きい側を天空に向け、断面積の小さい側を下方に向けて設置すると、整流装置の出口部構造が漏斗状になるので、雨天時には中心部に雨水が集中してしまうことになる。その対策として天空方向に雨除けの遮蔽物を置くと、それが新たな騒音や風害を引き起こしかねず、またそのような構造物を設置できないところもある。近年、温暖化によるゲリラ豪雨が都市部等、居住地域で頻発する状況にあるので、雨水が集中し、トンネル設備の立坑に侵入するという事態を回避しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開昭５２−４５９０１号公報
【特許文献２】特開平８−４２５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、図１に示す如く高速鉄道用等のトンネル設備において、トンネルから地上までの立坑による排気路の排気口で、そこから外部に排気される空気流を、内部における微気圧対策工等の矩形断面の流路の出口流速から、偏流を生じることなく所望の流速に略均一的に減速する流速減速機能と排気路内部から発生する気流による流路の擦過音や気流が整流板等に高速で衝突することにより発生する風切り音等の騒音を低減する消音機能を備えた整流装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明は、流体の流れの上流側に減速器を下流側に消音器を配置した整流装置において、減速器は筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に減速器の入口から出口まで連続した流体流路を形成した構成であり、減速器の流体流路の出口の面積は、減速器の流体流路の入口の面積と予め把握した流体流路の入口流速から、減速器の出口での流体流路から流出する流速が均一となるように設定され、各筒状案内板は減速器の入口から減速器の出口に向かう途中の所定位置まで形成された同径筒状部であり、所定位置から減速器の出口までは、案内板と案内板の間の流路面積が連続に拡大するように形成された拡大筒状部であり、各案内板の同径筒状部の上流端は同軸に垂直な断面に揃って配置され、各案内板の同径筒状部の下流端と拡大筒状部の上流端は互いに接続されて配置され、各拡大筒状部の下流端は同軸に垂直な断面に揃って配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記整流装置において、案内板の同径筒状部は円筒形状であり、拡大筒状部は円錐台形状であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、流体の流れの上流側に減速器を下流側に消音器を配置した整流装置において、減速器と消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流体流路を形成し、減速器と消音器はともに外壁と筒状案内板の間、及び筒状案内板と筒状案内板の間を仕切って該減速器の入口から出口まで連続して区画した流体流路を形成する保持板を備え、減速器の区画数は消音器の区画数よりも多いことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記整流装置において、減速器の各筒状案内板は上流側を円筒形状とし、下流側を円錐台形状とした構成であり、消音器の筒状案内板は円錐台形状であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、トンネルを排気する立坑に配置され、矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、減速器と消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、減速器はその外周と立坑の壁面との間に流路が形成されるように該立坑内に収納され、消音器は減速器内を通る排気流と減速器外周と立坑の壁面の間に形成された流路を通る排気流が整流後に合流して該消音器内を通るように配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記整流装置において、消音器及び減速器の各案内板は、円錐台形状であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、トンネルを排気する立坑に配置された矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、減速器と消音器はともに筒状の外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、減速器と消音器との間に離間空間を形成できる構成又は離間空間を形成した構成であり、消音器より上流側に物体の侵入を防止するための物体侵入防止網を設けたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、上記整流装置において、消音器及び減速器の各案内板は、円錐台形状であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、トンネルを排気する立坑内に配置された矩形断面流路の排気路からの排気流を減速器で整流しその流速を減速した後、排気流により発生する騒音を消音器で消音する整流装置において、減速器は外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に断面積が上流側から下流側に向かって拡大する流路を形成した構成であり、消音器は平面視矩形状の外壁内に上下方向に伸び、且つ下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒部を形成した構成、又は下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒体を配置した構成であり、減速器と消音器との間に離間空間を形成した構成であり、消音器より上流側に物体の侵入を防止するための物体侵入防止網を設けたことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、上記整流装置において、減速器の各案内板は、円錐台形状筒体であり、消音器の各消音筒体は、筒状の外板と内板を備え、該外板と内板の間の空隙に吸音材を充填した構成のユニット型消音筒体であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、上記整流装置において、消音器の各消音筒体の配置位置は、減速器の垂直上方で且つ多重に配置した案内板の最外周側位置より外側にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本願請求項１乃至６に記載の発明によれば、高速鉄道用のトンネル等において、限られた設置スペースであっても、トンネルから地上までの立坑による排気の限られたスペースが設けられた排気口で、そこから外部に排気される排気流に偏流を生ずることなく、立坑内部における矩形断面の排気路からの排気流を整流して所望の流速に略均一的に減速することができると共に、排気路内部で発生する気流による流路の擦過音や気流が整流板等に高速で衝突することにより発生する風切り音等の騒音を低減することができる整流装置を提供できる。
【００３１】
本願請求項７及び８に記載の発明によれば、減速器と消音器との間に離間空間を形成できる構成又は離間空間を形成した構成であり、消音器より上流側に物体侵入防止網を設けので、上記効果に加え、物体侵入防止網から発生する気流音等も下流側に設置した消音器で確実に消音できるから、排気流の変動や偏流等によって生じる可能性のある気流音も確実に消音できる。また、メンテナンス時に減速器と消音器との間に離間空間に作業員が入って、飛散物進入防止網で捕獲された飛散物を容易に除去できる。
【００３２】
本願請求項９に記載の発明によれば、消音器は平面視矩形状の外壁内に上下方向に伸び、且つ下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒部を形成した構成、又は下端に排気流入口、上端に排気流出口を備えた複数の消音筒体を配置した構成であるから、減速器と消音器との間に離間空間を形成した構成であり、減速器の出口に物体の侵入を防止するための物体侵入防止網を設けたので、上記効果に加え、消音器の構成が簡単で、上下方向の設置スペースを大きくとれれば、排気路内部で発生する気流による流路の擦過音や気流が整流板等に高速で衝突することにより発生する風切り音等の騒音を効率よく低減することができる整流装置を提供できる。
【００３３】
本願請求項１０に記載の発明によれば、消音器の各消音筒体を、筒状の外板と内板を備え、該外板と内板の間の空隙に吸音材を充填した構成のユニット型消音筒体とすることにより、安定した優れた消音機能を既存のユニット型消音筒体を用いた消音器の構成ができるから、上記効果に加え、安価で且つ安定した優れた消音機能を有する消音器を備えた整流装置を提供できる。
【００３４】
本願請求項１１に記載の発明によれば、消音器を構成する各消音筒体の配置位置は、減速器の垂直上方で且つ該減速器の最外周側位置より外側にあるので、各消音筒体を通って落下する雨水は直接減速器に落水することがなく、特別の集水機構を設けることなく、消音器で受けた雨水が、排気路（排気管）内に流れ込まないようにすることができ、整流装置の雨水排水設備を安価に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】高速旅客鉄道のトンネル設備の概要を示す図である。
【図２】図１の高速旅客鉄道のトンネル設備の高速鉄道の進行方向から見た排気通路のより詳細な断面図である。
【図３】断面正方形の導入管路に多重円錐台ディフューザを配置させる場合の斜視図と平面図である。
【図４】断面正方形の導入管路に多重円錐台ディフューザを配置させる場合の斜視図と平面図である。
【図５】多重円錐台ディフューザの入口に中心部の流速が大きい流れの気流が進入した場合の出口の流速分布状況を示す図である。
【図６】本発明に係る整流装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る整流装置の減速器の多重案内板の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る整流装置をトンネル立坑内の矩形断面流路上部に配置した状態を示す平断面図と縦断面図である。
【図９】本発明に係る整流装置の減速器の図８（ｂ）のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ矢視図である。
【図１０】本発明に係る整流装置をトンネル立坑の微気圧対策工上部に配置した状態を示す平断面図と縦断面図である。
【図１１】本発明に係る整流装置の消音器の図１０（ｂ）のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ矢視図である。
【図１２】本発明に係る整流装置の消音器の保持板を透視した１枚の拡大案内板を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る整流装置の消音器の下部に溜まる雨水の排水系の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明に係る整流装置の変形例で減速器の入口ネット上で捕捉された飛来物の除去作業状態の一例を示す図である。
【図１５ａ】本発明に係る整流装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【図１５ｂ】本発明に係る整流装置の概略構成例を示す平面図である。
【図１６】図１６ａは、ユニット型消音器の外観図であり、図１６ｂは、ユニット型消音器の一部切欠き外観図である。
【図１７】本発明に係る整流装置に用いる整流器の整流作用を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図６は本発明に係る整流装置の概略構成例を示す縦断面図である。図示するように、本整流装置は、水平断面形状が正方形等の矩形断面形状である矩形断面流路１２（図２参照）の上端から排気路（排気管）１７を通って排気される空気流８の流速を減速する減速器２０を設け、更に該減速器２０の出口の上方（下流側）に消音器３０を設けた構成である。図６において、斜線を付した部分は立坑躯体部分１６を示している。
【００３７】
減速器２０は外観形状が円錐台形状（図では円錐台形状を逆さまにした逆円錐台形状であるが、本明細書では「円錐台形状」という）であり、円錐台形状で筒状の外壁２１の内部に同軸状に複数の案内板２２が配置されている。図７は減速器２０の外壁２１と複数枚（図では４枚）の案内板２２を示す図で、各案内板２２は図７に示すように、入口２０ａから所定の下流位置まで（図６の一点鎖線Ｘで示す位置まで）が円筒状の同径案内部２２ａとなっており、各同径案内部２２ａの上端から出口２０ｂまでが円錐台形状の拡大案内部２２ｂとなっている。ここでは案内板２２の拡大案内部２２ｂの部分を断面で示している。上記のように減速器２０は、円錐台形状の外壁２１の内部に円筒状の同径案内部２２ａと円錐台形状の拡大案内部２２ｂとからなる案内板２２を同軸状に複数（多重）配置した構成であり、これにより、外壁２１と案内板２２の間、及び案内板２２と案内板２２の間の空間が入口２０ａに進入する空気流８が通る流路（本明細書では場合によって「風路」いうこともある）２４となっている。
【００３８】
空気流８は矩形断面流路１２の排気路（場合によっては「排気管」ということもある）１７を通って進入する。案内板２２と案内板２２の間の流路２４は、入口２０ａから所定の下流位置、即ち図６の一点鎖線Ｘで示す位置までは、同軸上に多重に配置された円筒状の同径案内部２２ａとなっているので、各流路２４の流路面積は入口２０ａから一点鎖線Ｘで示す位置まで一定である。また、各同径案内部２２ａの上端（下流端）から出口２０ｂまでは円錐台形状の拡大案内部２２ｂとなっているので、該拡大案内部２２ｂと拡大案内部２２ｂの間に形成される各流路２４の流路面積は同径案内部２２ａの上端（下流端）から出口２０ｂまで連続的に拡大している。なお、空気流８は微気圧対策工１２の断面矩形状（ここでは正方形状）の排気路１７を通って進入する。
【００３９】
なお、ここでは各案内板２２が円筒状の同径案内部２２ａと円錐台形状の拡大案内部２２ｂと一体的に構成されている例を示すが、同径案内部２２ａと拡大案内部２２ｂを別体とし、同径案内部２２ａの下流端と拡大案内部２２ｂの上流端とを接続或いは接近又は接触させて、配置する構成としてもよい。なお、２５は減速器２０の出口２０ｂの中心部に配置された円錐状（図では円錐状を逆さまにした逆円錐状であるが、本明細書では「円錐状」という）の遮蔽器である。
【００４０】
上記減速器２０の形状寸法は、図６に示すように、減速器２０の入口２０ａの代表寸法をＤとすると、減速器２０の出口２０ｂの代表寸法は２〜３Ｄ、高さ寸法は０．７〜１．５Ｄである。ここで入口２０ａの代表寸法とは、トンネル２の立坑に備えられた排気路１７の断面正方形の１辺や対角線の寸法でもよく、減速器２０の入口２０ａの直径寸法でもよい。減速器２０を上記のように構成することにより、図６に示すように、正方形等の矩形断面流路１２の排気路（排気管）１７を通って進入する空気流８の速度分布が破線１８ａに示すように中心部分の流速が速く外周側になるに従って遅い不均一であっても後に詳述するように、各流路２４を通って整流され、出口２０ｂから排出される空気流８の流速分布は破線１８ｂに示すように略均一となる。
【００４１】
図８は微気圧対策工１２の排気路である排気管１７と、上記減速器２０の入口２０ａ、出口２０ｂの関係を示す図で、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は縦断面図（図８（ａ）のＬ−Ｌ’縦断面図）である。図示するように、微気圧対策工１２の排気路１７は断面正方形状で、減速器２０の入口２０ａは円形形状である。排気路１７の内壁間の寸法は、減速器２０の入口２０ａの円形部分の外郭寸法より大きく、減速器２０の入口２０ａの外周が排気路１７の内壁に略内接するようになっている。
【００４２】
上記のように微気圧対策工１２の流路断面を正方形等の矩形断面とすることにより、排気路１７の面積が円形である減速器２０の入口２０ａの面積より大きいので、排気路１７をそのまま減速器２０の入口２０ａに接続すると、空気流８に大きな偏流が生じたり、流速が上昇することになったりするので好ましくない。図８（ｂ）に示すように、立坑（立坑躯体部分１６で囲まれた空間）の壁面との間に流路が形成されるように減速器２０を立坑内に収容し、更に減速器２０の外周には外部案内板２６が設けられている。
【００４３】
このように減速器２０を立坑内に収容配置することにより、微気圧対策工１２の排気路１７からの空気流８は、矢印２７−２で示すように減速器２０内に進入する空気流と、矢印２７−１に示すように減速器２０の外周の外部案内板２６によって整流される空気流とに分かれる。これにより減速器２０の外周面と立坑壁面（立坑躯体１６の内壁面）の間の空間が空気流８（図６参照）の一部が通る流路となる。そして最終的にはこの減速器２０の外周面と立坑壁面の間の流路を通った空気流と減速器２０内に進入した空気流とは合流し、消音器３０を通って外部に排出される。
【００４４】
図９（ａ）は図８（ｂ）のＡ−Ａ矢視方向（入口２０ａ方向）から減速器２０を見た図、図９（ｂ）は図８（ｂ）のＢ−Ｂ矢視方向（出口２０ｂ方向）から減速器２０を見た図を示す。図示するように、案内板２２の同径案内部２２ａと拡大案内部２２ｂの間の間隔を保持して所定幅寸法の空気流が通る流路２４の幅を確保保持するために保持板２３を設け、減速器２０の外周面に外部案内板２６を設け、減速器２０の外周面と立坑躯体部分１６の内壁面との間に減速器２０内にその入口２０ａから進入できなかった空気流８の一部（矢印２７−１参照）を通すため流路を確保している。これにより案内板２２と保持板２３で区画された各流路２４の入口２０ａ側端面（入口区画）と出口２０ｂ側端面（出口区画）は、それぞれ入口２０ａ面から出口２０ｂまで連続した流路２４となる。なお、案内板２２の同径案内部２２ａと拡大案内部２２ｂは隙間なく接続されていることが好ましいが、製造上完全な接続が困難な場合には、実質的に連続的な流路２４が形成されていれば良い。
【００４５】
上記構成とすることで、減速器２０の外周面と立坑の内壁面（立坑躯体部分１６の内壁面）との間にも流路が設けられるように、減速器２０を立坑内に収容し、減速器２０の外周には更に外部案内板２６を設けることにより、矩形断面流路である微気圧対策工１２の排気路（排気管）１７から送られてくる空気流８は減速器２０の内部に進入する空気流と、減速器２０の外周面と立坑躯体部分１６の内壁面の間を通り抜け、最終的に減速器２０内に進入した空気流と合流して消音器３０を経て外部に排出される。このように、正方形等の矩形断面の流路である微気圧対策工１２の排気路１７の内壁面と減速器２０の入口部の外周面の間から空気流８（図６参照）の一部を減速器２０の外周に流し、減速器２０の外周部に設けた外部案内板２６によって整流された後、減速器２０の内部の流路２４を通る空気流と合流させる。これにより、減速器２０の入口２０ａの面積よりも矩形断面である微気圧対策工１２の排気路１７の出口断面が大きくとも減速器２０の入口２０ａをはみ出た部分を通る空気流の対処が可能となる。
【００４６】
また、減速器２０の同心円状に配置された各案内板２２の上流側が同径案内部２２ａとなっており、該同径案内部２２ａの下流側に各案内板２２の円錐台形状の拡大案内部２２ｂが同軸上に接続配置された構成である。そして各案内板２２の円錐台形状の拡大案内部２２ｂは円錐台の中心軸に近いものほど（より内側に位置するものほど）上流側端部（図７の一点鎖線Ｘで示す位置）が下流側に後退した位置（図７の上方側の位置）にあり、各案内板２２の同径案内部２２ａの下流端は拡大案内部２２ｂの上流側端に実質的に連続している。これにより、図６の破線１８ａで示すように、正方形等の矩形断面流路１２の排気路１７から減速器２０の入口２０ａの中心部により近い部分に位置する流速が速く、中心部からより外周側に位置する部分程流速の遅い空気流８が進入した場合、外周側の流速の遅い空気流の方が、中心部に近い空気流より入口２０ａに近い位置で流路面積が下流側に向かって拡大する拡大案内部２２ｂと拡大案内部２２ｂの間の流路２４に流入し、中心部に近い空気流ほど入口２０ａから離れた位置で流路２４に流入し、更に遮蔽器２５の影響を受けながらより遅いタイミングで流路２４に流入する。
【００４７】
上記のように流路２４は、同径案内部２２ａと拡大案内部２２ｂとからなる案内板２２と案内板２２とで囲まれた空間として構成され、該流路２４は同心円状に複数個（図では５個）配置されている。各流路２４は入口２０ａから同径案内部２２ａの下流端（一点鎖線Ｘ）までは、流路断面積が同一であり、該下流端から出口２０ｂ（下流端）までは、該流路断面積は連続して拡大する。これにより、後に詳述するように、減速器２０の内部で空気流８の速度分布は均一化され、減速器２０の出口２０ｂからは図６の破線１８ｂに示すように流速分布の均一化された空気流８が流出する。更に出口２０ｂの中央部に円錐形状の遮蔽器２５をその頂部を上流側に向けて配置したので、中央部から流速の速い空気流が突出するのを防止できる。
【００４８】
ここで、減速器２０の内部で空気流８の速度分布が均一化される理由を、図１７に基いて説明する。各流路２４は上記のように、入口２０ａから同径案内部２２ａの下流端までは、流路断面積が同一であり、該下流端から出口２０ｂまでは流路断面が連続して拡大する構成である。図１７は減速器２０の外壁２１内に配置された５個の流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５と、入口２０ａの各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５に流入する空気の流速をＶＩＮ１、ＶＩＮ２、ＶＩＮ３、ＶＩＮ４、ＶＩＮ５と、出口２０ｂの各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５から流出する空気流の流速ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２、ＶＯＵＴ３、ＶＯＵＴ４、ＶＯＵＴ５とを示す模式図である。ここで流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５の入口面積をそれぞれＡＩＮ１、ＡＩＮ２、ＡＩＮ３、ＡＩＮ４、ＡＩＮ５、出口面積をそれぞれＡＯＵＴ１、ＡＯＵＴ２、ＡＯＵＴ３、ＡＯＵＴ４、ＡＯＵＴ５とする。
【００４９】
上記構成の減速器２０において、入口２０ａの各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５に流入する空気流の流速がＶＩＮ１＞ＶＩＮ２＞ＶＩＮ３＞ＶＩＮ４＞ＶＩＮ５であっても、減速器２０の内部で均一化され、出口２０ｂの各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５から流出する空気流速ＶＯＵＴ１≒ＶＯＵＴ２≒ＶＯＵＴ３≒ＶＯＵＴ４≒ＶＯＵＴ５となるようにするためには、各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５に流入する空気の流速をＶＩＮ１、ＶＩＮ２、ＶＩＮ３、ＶＩＮ４、ＶＩＮ５を把握し、各流路２４１、２４２、２４３、２４４、２４５の入口面積ＡＩＮ１、ＡＩＮ２、ＡＩＮ３、ＡＩＮ４、ＡＩＮ５と出口面積ＡＯＵＴ１、ＡＯＵＴ２、ＡＯＵＴ３、ＡＯＵＴ４、ＡＯＵＴ５とを下式を満たすように設定する。
【００５０】
ＶＯＵＴ１／ＶＩＮ１＝ＡＩＮ１／ＡＯＵＴ１
ＶＯＵＴ２／ＶＩＮ２＝ＡＩＮ２／ＡＯＵＴ２
ＶＯＵＴ３／ＶＩＮ３＝ＡＩＮ３／ＡＯＵＴ３
ＶＯＵＴ４／ＶＩＮ４＝ＡＩＮ４／ＡＯＵＴ４
ＶＯＵＴ５／ＶＩＮ５＝ＡＩＮ５／ＡＯＵＴ５
上記のように、減速器２０の出口２０ｂでの各流路２４から流出する空気流速ＶＯＵＴが略同一流速となるように、各流路２４の入口２０ａでの流速ＶＩＮを予め把握し、各流路２４の入口面積ＡＩＮと出口面積ＡＯＵＴの比を上記式が成立するように設定することにより、減速器２０の各流路２４から流出する空気流速ＶＯＵＴは略均一となる。
【００５１】
上記のように、減速器２０により、矩形断面流路１２の排気路１７からの空気流８を流路２４を通して減速し、偏流のない状態の空気流に整流できる。しかしながら、ここで減速器２０の入口２０ａや各流路２４の曲がり部において風切音、及び流路２４内を通過する時に該流路２４の壁面との摩擦で発生する擦過音が、区画された各流路２４毎に発生するので、これを消音する必要がある。これを消音するのに、消音器３０として既存の消音器を用いても良いが、設置スペースが小さく、且つ大きな圧力損失を生じないように流路の有効断面積をできるだけ大きく確保できる構造が好ましい。
【００５２】
図１０は、本発明に係る整流装置の構成を示す縦断面図である。図１０に示すように本整流装置は、上記構成の減速器２０の上部に消音器３０を配置し接続した構成である。図１０において、斜線を付した部分は、立坑躯体部分１６を示す。消音器３０の基本的な外観形状は円錐台形状であり、円錐台形状の外壁３１の内部に略円錐台形状の消音材を備えた拡大案内板３２を同軸上に複数（図では５個）配置した構成である。そして各拡大案内板３２の上流端（下端）は減速器２０の各案内板２２の拡大案内部２２ｂの下流端（上端）に接続されているか或いは接近又は接触している。減速器２０の各流路２４は、消音器３０の拡大案内板３２と拡大案内板３２の間の流路３４及び拡大案内板３２と外壁３１の間の流路３４に連続している。減速器２０の出口から出た空気流は、消音器３０の入口から進入し、該消音器３０の連続的に流路断面積が拡大する上記流路３４を通ってその流速が更に減速され、消音器３０の出口から外部に排出される。
【００５３】
上記のように消音器３０の拡大案内板３２間の流路３４及び外壁３１と拡大案内板３２の間の流路３４は入口から出口に向かって連続的にその流路断面積が拡大し、空気流の速度は減速するが、減速器２０ですでに必要な流速への減速は達成されているので、消音器３０の円錐台形状の拡大案内板３２の拡大角αは減速器２０の案内板２２の拡大案内部２２ｂの拡大角α（図６参照）に比べて小さい。また、消音器３０の各拡大案内板３２は円錐台形状の外壁３１に並行に配置され、その上流端（入口）及び下流端（出口）は、外壁３１及び多重の拡大案内板３２の中心軸に垂直な断面に揃っている。
【００５４】
図１１（ａ）は図１０のＡ−Ａの矢視図（入口平面図）であり、図１１（ｂ）は図１０のＢ−Ｂの矢視図（出口平面図）である。図示するように消音器３０の入口面には、略同心円状に配置された拡大案内板３２の上流側端面と、中心から略放射状に配置された保持板３５の上流側端面が配置され、拡大案内板３２と保持板３５で囲まれた流路の上流側端面（入口区画）３４が配置されている。また、消音器３０の出口面には、略同心円状に配置された拡大案内板３２の下流側端面と、中心から略放射状に配置された保持板３５の下流側端面が配置され、拡大案内板３２と保持板３５で囲まれた流路の下流側端面（出口区画）３６が配置されている。消音器３０の流路（区画）配置は基本的には入口面及び出口面においてともに上下左右に対称、もしくは回転対称であり、各流路（区画）は入口面から出口面まで連続している。しかし、消音器３０の流路（区画）は減速器２０の流路（区画）に比べて少なく、減速器２０の出口での流路（区画）の幾つかは、消音器３０の入口では１つの区画に統合されており、それにより消音器３０の保持板３５の数を減らしている。
【００５５】
なお、減速器２０の各案内板２２と消音器３０の各拡大案内板３２とは間隙なく接続されていることが好ましいが、製造上間隙のない完全な接続が困難な場合には、実質的に減速器２０の各案内板２２と消音器３０の各拡大案内板３２とが連続していればよい。さらに消音器３０の入口部と出口部の中央部には、減速器２０の出口部中央と同じく、中央部を案内板により影響を受けずに素通りする空気流を防止するため、円錐台形状の遮蔽器３３が設けられている。
【００５６】
拡大案内板３２には、消音材が備えられており、これにより減速器２０で発生する風切り音や擦過音が消音される。消音材にはグラスウールや発泡ウレタン等の毛細管や連続気泡の構造を持つ素材が用いられ、これらの素材に音が入力すると、音波はその細孔中でその周壁との摩擦や粘性抵抗及び材料繊維の振動等によって、音波のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることによって消音される。消音材の表面をパンチングメタル板等の多孔板で覆い、該多孔板で消音材を支持している。
【００５７】
消音材としては、グラスウール以外に、ロックウール、セラミック吸音板、コンクリート系吸音板、アルミニウム吸音板、発泡ウレタン吸音板等が考えられる。このときセラミック吸音板、コンクリート系吸音板、アルミニウム吸音板、発泡ウレタン吸音板は保形性を有するため、多孔板は必ずしも必要ではない。多孔板はパンチングメタル、エキスパンドメタル、アルミ繊維板、樹脂製多孔板、金網等の網状板、格子状の枠体等が考えられる。
【００５８】
また、上記構成の整流装置では、消音器３０の出口を天空に向けて開放しているので、雨水が浸入する。この雨水の浸入に対する対策が必要となる。図１２は消音器３０の保持板３５を透視した１枚の拡大案内板３２を示す斜視図である。拡大案内板３２は基板３２１を備え、該基板３２１の内側表面に消音材３２２を設け、外側表面に消音材３２３を設け、更に消音材３２２の内側表面に多孔板３２４を設けると共に消音材３２３の外側表面に多孔板３２５を設けている。また、拡大案内板３２の下端は受水槽３２６が設けられ、消音材３２２の内側表面に設けられた多孔板３２４の下端が受水槽３２６の集水口３２６ａに臨んでいる。また、受水槽３２６には、排水配管４１が接続されている。
【００５９】
拡大案内板３２の基板３２１は保持板３５と接合されており、排水配管４１は保持板３５内又は保持板３５に沿って設けられている。図１３に示すように、排水配管４１はそのまま、或いは他の拡大案内板３２に同じように設けられた気流整流構造形状を兼ねた受水槽３２６と接続されて、消音器３０の外部に設けられている排水設備４３に接続されている。なお、排水配管４１は消音器３０の中央部に設けた遮蔽器３３にも接続し得る。
【００６０】
トンネル２を排気する立坑に減速器２０とその上方に消音器３０を配置し、排気の空気流８を減速器２０の下方から消音器３０を通して上方に流通させる整流装置において、雨が降ると、図１２に示すように雨滴Ｗｄは拡大案内板３２の内面に落下する。拡大案内板３２は下方から上方に向けて拡径した円錐台形状であるから、落下した雨滴Ｗｄは雨水流Ｗｒとなって拡大案内板３２の多孔板３２４を流下し、拡大案内板３２の下部に設けた受水槽３２６内に流入し溜められる。受水槽３２６内の雨水は排水配管４１を通して直接あるいは、他の拡大案内板３２の受水槽３２６の雨水Ｗｒを集水しながら、消音器３０の排水設備（図示せず）に集められる。雨水の回収排出は、消音器３０の中心部に設けた遮蔽器３３内に溜まる雨水にも対応できるので、立坑内に雨水が集中して進入することはない。
【００６１】
整流装置に上記のように雨水の回収機構を設けることにより、整流装置の消音器３０に円錐台形状の拡大案内板３２を多重に設けた構成を採用することが可能となる。
【００６２】
整流装置の消音器３０に外部から飛来する物体には、タオルなどの洗濯物、ボール等の遊具、落ち葉や木の枝、紙やビニールの袋等種々雑多な物体、或いは、小鳥や蛇等の小動物等の各種物体の侵入がある。そこで、図１４に示すように、消音器３０の出口にそのような物体が侵入してきても消音器３０や減速器２０の排気流路の内部に侵入しないように対策として出口を防鳥金網等の物体の進入を防止する物体侵入防止網４２で覆うことが求められる。よって、物体侵入防止網４２の設置が必須の条件となる。これにより排気流が物体侵入防止網４２に衝突することで発生する風切り音の対策が別途必要となるが、この対策としては消音器３０の出口における気流を略均一且つ減速する機能そのものに委ねられることになる。即ち、減速器２０、消音器３０を一体とした排気流を略均一且つ減速する整流・減速機能が物体侵入防止網４２からの騒音を規制値内に低減するための対策そのものとなる。
【００６３】
なお、図１４に示す如く減速器２０と消音器３０の間に空間を設けられるようにすることで物体侵入防止網４４を消音器３０の上流側（減速器２０の出口）に設け、物体侵入防止網４４から発生する風切り音も流路の擦過音、その他の風切り音と同時に消音器３０で消音・低減させることが可能となる。この場合、求められる気流を略均一的に整流し減速する整流・減速機能についても機能の精度上の条件が緩和される作用効果がある。なお、図１４において、４６は作業員、４８は作業スペース、５０は出入口をそれぞれ示す。
【００６４】
なお、図１４にメンテナンス時に消音器３０と減速器２０の間に飛来物回収作業を行うことができる作業スペース（離間空間）４８を確保する例を示したが、消音器３０の重量が大きい等の理由で、消音器３０を上昇させて減速器２０との間に作業スペース（離間空間）４８を形成することが困難な場合など、場合によっては常時消音器３０と減速器２０の間に予め常設の作業スペース（離間空間）を設けるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態例では、減速器２０、消音器３０とも、外壁や案内板に円筒形、円錐台形の曲面を有するものを示したが、保持板と保持板の間の外壁や案内板についてはこのような曲面板に限定されるものではなく、平板によって外壁や拡大案内板を略円筒形、円錐台形とする、即ち多角形状筒、多角形状錐台形とする場合もある。
【００６６】
図１０に示すように、減速器２０の上部に消音器３０を接続した構成で、外部から飛来する洗濯物等の種々雑多な物、鳥や蛇等の小動物等々の物体が整流装置内へ侵入する。これを防止するため、消音器３０の出口を物体侵入防止網４４で覆うと、この物体侵入防止網からの騒音を規制値に低減させる対策が必要となる。この対策の一つとして、図１４に示す整流装置では、物体侵入防止網４４を消音器３０の上流側（ここでは減速器２０の出口）に設け、該物体侵入防止網４４から発生する風切り音や流路の擦過音を、その他の風切り音と同時に消音器３０で消音・低減させるというものである。そして減速器２０と消音器３０の間に作業スペース（離間空間）４８を設け、物体侵入防止網４４で捕獲された種々雑多物や小動物等の各種物体を回収することができるようにしている。
【００６７】
上記構成の整流装置は、整流装置を設置する高さスペースが制限されているという条件で、この制限された高さスペースに整流装置を設置するというものである。しかしながら整流装置を設置するために、厳しい高さ制限がない場合、或いは高さ制限が緩い場合もある。図１５は厳しい高さ制限がない場合、或いは高さ制限が緩い場合の整流装置の構成例を示す図で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は平面図である。図示するように、整流装置は、立坑躯体部分１６で囲まれて平面視矩形状の立坑空間内に減速器５５を配置すると共に、その上方に所定の空隙（離間空間）７０を設けて、消音器６０を配置した構成である。また、消音器６０の下方と上方には、気流微調整空間７３と気流減速空間７６を設けている。また、空隙７０内には減速器５５を覆うように、物体侵入防止網４４を設け、図示は省略するが、図１４に示すと同様、空隙７０の外壁に作業員が出入する扉を設け、メンテナンス時に作業員が空隙７０に入り、物体侵入防止網４４で捕獲された各種捕獲物を除去できるようにしている。
【００６８】
減速器５５は、外壁５６内に同心円状に拡大案内板５７を設けている点は、図６の減速器２０と略同一であるが、外壁５６及び各拡大案内板５７の上端部は内部上方に向かって順次長く形成されている（各拡大案内板５７の上端を結ぶ線が内側に向かって上昇する傾斜線となっている）点で、図６の減速器２０とはその構成が異なる（図６の減速器２０では各拡大案内板２２の上端は同一水平レベルとなっている）。また、減速器５５の外壁５６の上方には減速器５５から排出された気流を消音器６０に導く内壁面が上方に向かって外側に傾斜する円錐台筒状の案内部材７１が設けられている。また、減速器５５の中央部上方には、最も内側の拡大案内板５７の内面との間に所定の空隙を設けて平行する外周面を有し、且つこの該外周面を上方に向かって連続して延長する形状の円錐筒状の案内部材７２が設けられている。なお、消音器６０は、案内部材７２の上部外周側に配置されている。
【００６９】
気流微調整空間７３内の高さ方向所定の位置には、消音器支持部材７４が配置され、立坑躯体部分１６で囲まれ立坑空間内の所定位置に消音器６０が支持されている。消音器６０は図１５（ｂ）に示すように、立坑躯体部分１６で囲まれた平面視矩形状の立坑空間内に配置されている。また、消音器６０は平面視矩形状で上下方向に伸びる枠体６１を備えている。この枠体６１内には上記逆円錐筒状の案内部材７２の上方外周部に相当する部分に平面視格子状で上下方向に平行に配置された複数枚の案内板６２を備えている。該案内板６２には、図１０に示す消音器３０の拡大案内板３２と同様、グラスウール、ロックウール、セラミック吸音板、コンクリート系吸音板、アルミニウム吸音板、発泡ウレタン吸音板等の消音材が備えられている。
【００７０】
また、消音器６０の下方に位置する気流微調整空間７３内には、消音器６０に流入する気流の流れを微調整する複数の気流調整部材７５を配置する。また、消音器６０の上方に位置する気流減速空間７６内には、必要に応じて消音器６０から排出される気流を整流するための整流板７７を配置する。
【００７１】
上記図１５に示す整流装置において、排気流路１７を通って流入する空気流８は図６に示し減速器２０と同様、減速器５５の外壁５６と拡大案内板５７の間の空隙、拡大案内板５７と拡大案内板５７の間の空隙、及び拡大案内板５７と案内部材７２の間の空隙を通って減速されながら流れ、案内部材７１と案内部材７２とで形成される空隙を通って、気流微調整空間７３内に流入する。ここで気流調整部材７５により気流の流れが気流調整部材７５により微調整され，消音器６０内に流れ込む。
【００７２】
消音器６０は、立坑躯体部分１６の壁面に取り付けられた平断面矩形状の枠体６１内に、図１０の消音器３０の拡大案内板３０が具備するのと同様な消音材を具備する案内板６２で周囲が囲まれ、下端に空気流の流入口、上端に空気流の流出口が形成された複数の消音筒体６４が配置された構成である。そして、減速器５５で発生した風切り音や擦過音を有する空気流は、案内板６２で囲まれた消音筒体６４内の流路を通過する間に消音又は減音され、この消音又は減音された空気流は気流減速空間７６内に流入し、その流速が減速され、大気中に放出される。このとき気流減速空間７６内には必要に応じて整流板７７が配置されている場合、該気流は整流板７７により更に整流され、大気中に放出されることになる。
【００７３】
なお、上記消音器６０の消音筒体６４としては、汎用製品としてのユニット型の消音器を多数組み合わせて使用することもできる。図１６は消音器６０に使用するユニット型の消音器の外観構成例を示す図で、図１６（ａ）は外観図、図１６（ｂ）は一部切欠き外観図である。ユニット型の消音器８０は、横断面矩形状の筒状外板８１、横断面矩形状の筒状内板８２を具備し、該筒状外板８１と筒状内板８２との間の空間に吸音材８３を充填した構成である。そして両端面はそれぞれ空気流が流入する空気流入口８５、空気流出口（図示せず）を設けた構成である。
【００７４】
ユニット型の消音器８０には、例えば標準タイプ、耐候タイプ、耐火タイプがある。標準タイプは、筒状外板８１に亜鉛メッキ鋼鈑、筒状内板８２にアルミ多孔板、吸音材８３にグラスウールを使用している。耐候タイプは、筒状外板８１に亜鉛メッキ鋼鈑、筒状内板８２にアルミ繊維板、吸音材８３にグラスウールを使用している。耐火タイプは、筒状内板８２が無い構成であり、亜鉛メッキ鋼鈑からなる筒状外板８１の内側に吸音材８３として所定厚さのセメント系多孔質吸音材層を形成した構成である。
【００７５】
ユニット型の消音器８０を上記標準タイプ、耐候タイプ及び耐火タイプの何れにするかは、例えば、図１５（ａ）の消音器６０が設置される場所の環境条件によって適切なものを選択する。設置方法は、上下方向に伸びる枠体６１内にユニット型の消音器８０をその空気流入口８５を下方、空気流出口を上方にして枠体６１に複数個配置して設置する。このように消音器６０に、汎用製品としてのユニット型の消音器８０を多数組み合わせて使用することにより、安定した消音特性を有する消音器６０を安価に構築することができる。
【００７６】
なお、図１５（ａ）に示す整流装置において、９０は減速器５５の下方に設けた雨水排水ピットを示す。ここで雨水は、消音器６０の案内板６２に囲まれた多数の消音筒体６４の流路を通って落水する。ここで消音器６０内流路は垂直方向に設置され、その空気流入口及び出口は垂直方向下上に位置するように配置されているため、雨水は案内部材７１の内面に落水することになる。そして該案内部材７１の下端から、減速器５５の外周側、即ち外壁５６の外周側に流れ落ちることになる。これによりこの雨水が減速器５５の内部を伝わり排気路（排気管）１７に浸入することが避けられ、この整流装置においては、特別な雨水集水対策を省略することが可能となる。
【００７７】
また、上記消音器６０に汎用製品としてのユニット型の消音器８０を多数組み合わせて使用する場合も、各消音器８０の空気流入口８５、空気流出口は下上方向に配置されるから、雨水は消音器８０の内部の流路を通って垂直方向に落水するので、この場合も特別な雨水集水対策を省略することが可能となり、優れた消音性能で、且つ安定した消音性能を発揮できる消音器６０を備えた整流装置となる。
【００７８】
上記消音器６０の構成は、図１０に示す整流装置の消音器３０のように、拡大案内板３２を備える構成でないから、流入した気流の流速の減速と消音を得るためには、上下方向の寸法が大きくなり、上下方向の収納スペースが当然大きくなるが、消音器６０の案内板６２が平板状であることから、円錐台形状の拡大案内板を用いる消音器に比べて消音器６０の構成及び製造が簡単且つ容易となり、消音器６０を既存の消音技術で構成することが容易となる。また、本整流装置では、消音器６０の上下部に気流減速空間７６及び気流微調整空間７３を設け、更に消音器６０と減速器５５の間に気流が通る案内部材７１と案内部材７２とで形成される空隙を設けているので、排気流路１７を通って流入する空気流８は無理なく減速・整流させて消音器６０に導入し、消音されて大気中に放出されることが可能となる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用効果を奏する以上、本願発明の技術範囲である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る整流装置は、減速器は筒状外壁内に複数の筒状の案内板を同軸上に多重に配置し、外壁と案内板の間及び案内板と案内板の間に流体流路を形成した構成であり、各筒状案内板は入口から出口に向かう途中の所定位置までは、案内板と案内板の間の流体流路断面積が同一となるように形成された同径筒状部と、所定位置から出口までは、案内板と案内板の間の流路面積が連続に拡大するように形成された拡大筒状部として構成されており、各案内板の筒状部の上流端は同軸に垂直な断面に揃って配置され、各案内板の筒状部の下流端と拡大筒状部の上流端は互いに接続されるか或いは接近して配置され、各拡大筒状部の下流端は同軸に垂直な断面に揃って配置された構成であるから、上下方向の寸法が小さくとも出口から均一流速に整流された空気流（排気流）を排出できる優れた整流機能を備えた整流装置となる。よって、高速旅客鉄道用等のトンネルにおいて、トンネルから地上までの立坑による排気をする排気設備のような、限られたスペースに設けられた排気口で、そこから外部に排気される排気流に偏流を生ずることなく、立坑内部における正方形等の矩形断面流路の排気流を整流して所望の流速に減速することができると共に、簡単な構成の消音器で騒音を低減する整流装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  地上
２  トンネル
３  給気路
４  排気路
５  列車
６  避難通路
７  民家
８  空気流
１１  換気装置
１２  微気圧対策工（矩形断面流路）
１４  整流装置
１６  立坑躯体部分
１７  排気路（排気管）
２０  減速器
２０ａ  入口
２０ｂ  出口
２１  外壁
２２  案内板
２２ａ  同径案内部
２２ｂ  拡大案内部
２３  保持板
２４  流路（風路）
２５  遮蔽器
２６  外部案内板
３０  消音器
３１  外壁
３２  拡大案内板
３３  遮蔽器
３４  流路
３５  保持板
３６  流路の下流側端面
４１  排水配管
４２  物体進入防止網
４３  排水設備
４４  物体進入防止網
４８  作業スペース
５０  出入口
５５  減速器
５７  拡大案内板
５６  外壁
６０  消音器
６１  枠体
６２  案内板
６４  消音筒体
７０  空隙（離間空間）
７１  案内部材
７２  案内部材
７３  気流微調整空間
７４  消音器支持部材
７５  気流調整部材
７６  気流減速空間
７７  整流板
８０  消音器
８１  筒状外板
８２  筒状内板
８３  吸音材
８５  空気流入口
９０  雨水排水ピット
３２１  基板
３２２  消音材
３２３  消音材
３２４  多孔板
３２５  多孔板
３２６  受水槽
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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