(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製橋梁の閉断面部の内部を強制換気する換気装置において、
前記鋼製橋梁の閉断面部を構成する鋼板に形成された貫通孔に換気ファンを設けるとともに、前記閉断面部を構成する鋼板に換気孔を設け、
前記鋼製橋梁の近傍に、前記換気ファンのモータへの給電用に太陽電池および風力発電機の少なくとも一方を設け、
前記貫通孔として、前記鋼製橋梁の橋桁および橋脚の少なくとも一方に設けられたマンホールを用いたことを特徴とする、鋼製橋梁の閉断面部用換気装置。
【請求項２】
前記換気ファンを、前記マンホールの蓋としての開閉可能な基板に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置
【請求項３】
前記太陽電池を展張したパネルを、前記換気ファンと一体的に設けることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼製橋梁の閉断面部の内部を強制換気する換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
鋼製橋梁の橋桁や橋脚は、その多くの部分が閉断面部からなり、その閉断面部の内部には、水分や、有機塗料から発生するガスがこもり易い。
【０００３】
それ故、その閉断面部の内部の、湿度低減による腐食の進行防止や、有機塗料から発生するガスの濃度低減による作業環境改善のためには、その閉断面部の内部の換気が望ましいということを本願発明者は見いだした。
【０００４】
ところで、湿度低減および作業環境改善のために鋼製橋梁の閉断面部の内部にエア・コンディショナを設置することは既に試みられている。しかしながら、エア・コンディショナは通常、空調の効率を高めるために密閉状態で使用されるので、閉断面部の内部の有機塗料から発生するガスの濃度を低減させることはできず、しかも酸欠によって内部での作業に支障が生ずる可能性もあるといった不都合があった。
【０００５】
さらに、山奥等に設けられた橋梁では、エア・コンディショナを作動させるための商用電源を確保するのが困難であるという不都合もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した換気装置を提供することを目的とするものであり、この発明の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置は、鋼製橋梁の閉断面部の内部を強制換気する換気装置において、前記鋼製橋梁の閉断面部を構成する鋼板に形成された貫通孔に換気ファンを設けるとともに、前記閉断面部を構成する鋼板に換気孔を設け、前記鋼製橋梁の近傍に、前記換気ファンのモータへの給電用に太陽電池および風力発電機の少なくとも一方を設け、前記貫通孔として、前記鋼製橋梁の橋桁および橋脚の少なくとも一方に設けられたマンホールを用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
かかる換気装置にあっては、鋼製橋梁の閉断面部を構成する鋼板に形成された貫通孔に設けた換気ファンのモータへ、前記鋼製橋梁の近傍に設けた太陽電池および風力発電機の少なくとも一方が給電し、その換気ファンが作動して、鋼製橋梁の閉断面部を構成する鋼板の貫通孔を通してその閉断面部の内部の空気を強制換気する。
【０００８】
従って、この発明の換気装置によれば、閉断面部の内部の湿度を低減させて腐食の進行を防止することができるとともに、閉断面部の内部の有機塗料から発生するガスの濃度を低減させて作業環境を改善することができ、しかも閉断面部の内部の空気を強制換気するので、酸欠によって内部での作業に支障が生ずることもない。
【０００９】
しかも、この発明の換気装置によれば、太陽電池および風力発電機の少なくとも一方が給電して換気ファンを作動させるので、商用電源の確保が困難な山奥等に設けられた橋梁でも不都合なく換気を行うことができる。
【００１０】
また、この発明の換気装置によれば、前記貫通孔として、前記鋼製橋梁の橋桁および橋脚の少なくとも一方に設けられたマンホールを用いたことから、一般に鋼製橋梁の橋桁および橋脚には架設および整備作業用にマンホールが設けられているので、そのマンホールを利用することで、既設の鋼製橋梁に対しても橋梁本体を特に加工せずに容易に換気装置を設置することができる。この場合、そのマンホールの蓋に前記換気ファンを設けることとしても良く、これによれば、換気装置を設けた蓋を開閉可能にしておけばそのマンホールも従来通り使用することができる。
【００１１】
なお、この発明の換気装置においては、前記太陽電池を展張したパネル（太陽電池パネル）を、前記換気ファンと一体的に設けることとしても良く、このようにすれば、換気ファンを取り付ける際に太陽電池パネルも一緒に取り付けることができるので、取り付け作業の時間と工数とを削減することができる。
【００１２】
一方、この発明の換気装置においては、前記太陽電池を展張したパネルを、前記換気ファンと別体にして日当たりの良い位置に設けることとしても良く、このようにすれば、換気ファンの稼働率を高めることができるとともに、橋桁等の内部に換気ファンを設けてもそこに給電し得て大きな閉断面部の換気効率を高めることができる。
【００１３】
また、この発明の換気装置においては、前記風力発電機を、前記換気ファンと別体にして風の通りの良い位置に設けることとしても良く、このようにすれば、上記の場合と同様、換気ファンの稼働率を高めることができるとともに、橋桁等の内部に換気ファンを設けてもそこに給電し得て大きな閉断面部の換気効率を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、鋼製橋梁の橋脚の閉断面部の換気に適用したこの発明の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置の一実施例を示す正面図、また図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、その実施例の換気装置を設ける橋脚の閉断面部を構成する鋼板に設けられた貫通孔としてのマンホールおよびその蓋を示す正面図、縦（垂直）断面図および横（水平）断面図、そして図３（ａ），（ｂ）は、その実施例の換気装置の詳細を示す正面図および一部断面図である。
【００１５】
図１中符号１は鋼製橋梁の橋脚、２は上記実施例の換気装置を示し、ここにおける橋脚１は、二本の柱状部１ａと、それらを繋ぐ二本の水平な連結部１ｂとを具えており、それら二本の柱状部１ａと二本の水平な連結部１ｂとは、箱型閉断面構造をなしていて閉断面部となっている。そしてそれら二本の柱状部１ａと、下側の連結部１ｂとを構成する鋼板には各々、図２に示すように、人の出入りできる貫通孔として形成された例えば長径６００ｍｍ，短径４００ｍｍの長円形状のマンホール１ｃと、そのマンホール１ｃを囲繞するように上記鋼板に溶接された長円形状の補強板１ｄとが設けられるとともに、通常は、そのマンホール１ｃを覆う長円形状の蓋１ｅが設けられており、蓋１ｅは、マンホール１ｃの周囲に配置された複数本のボルト１ｆで上記鋼板に脱着可能に取り付けられる。なお、１ｇは蓋１ｅに各々溶接されたコ字状の把手である。
【００１６】
この実施例の換気装置２は、図１に示すように上記各マンホール１ｃに上記蓋１ｅの代わりに設けられているものであり、図３に示すように、マンホール１ｃの周囲の上記ボルト（ここでは図示せず）で上記鋼板に脱着可能に取り付けられて上記長円形状の蓋１ｅの代わりにマンホール１ｃを覆うとともに中央部に円形の貫通孔２ａを有する略長方形状の蓋としての基板２ｂと、その貫通孔２ａの位置にて橋脚内部側に位置するように基板２ｂに固定された換気ファン２ｃと、上記貫通孔２ａの位置にて橋脚外部側に位置するように基板２ｂに固定されるとともにその下向きの開口部に防鳥網２ｄを張られたフード２ｅと、橋脚外部側に斜め上向きの姿勢で位置するようにアングル材２ｆおよび外枠２ｇを介して基板２ｂに固定された太陽電池パネル２ｈとを具えている。
【００１７】
そして上記太陽電池パネル２ｈは、展張された多数の太陽電池ユニットを有して、例えば概略縦１１４０ｍｍ，横１０００ｍｍの長方形状をなしており、その太陽電池パネル２ｈと上記換気ファン２ｃの直流モータ２ｉとは、図示しない配線によって電気的に接続されていて、太陽電池パネル２ｈが光を受けて発生させた電力は直接、直流モータ２ｉに供給されるようになっている。
【００１８】
かかる実施例の換気装置２にあっては、鋼製橋梁の橋脚１の閉断面部を構成する鋼板に形成された貫通孔としてのマンホール１ｃに設けた換気ファン２ｃの直流モータ２ｉへ、その橋脚１の近傍に設けた太陽電池パネル２ｈが給電し、その換気ファン２ｃが作動して、橋脚１の閉断面部を構成する鋼板のマンホール１ｃを通してその閉断面部の内部の空気を強制換気する。
【００１９】
従って、この実施例の換気装置２によれば、橋脚１の閉断面部の内部の湿度を低減させて腐食の進行を防止することができるとともに、その閉断面部の内部の有機塗料から発生するガスの濃度を低減させて作業環境を改善することができ、しかもその閉断面部の内部の空気を強制換気するので、酸欠によって内部での作業に支障が生ずることもない。
【００２０】
しかも、この実施例の換気装置２によれば、太陽電池パネル２ｈが給電して換気ファン２ｃを作動させるので、商用電源の確保が困難な山奥等に設けられた橋梁でも不都合なく換気を行うことができる。
【００２１】
さらに、この実施例の換気装置２によれば、貫通孔として、鋼製橋梁の橋脚１に設けられたマンホール１ｃを用い、そのマンホール１ｃの略長方形状の蓋としての基板２ｂに換気ファン２ｃを設けていることから、一般に鋼製橋梁の橋桁および橋脚には架設および整備作業用にマンホール１ｃが設けられているので、そのマンホール１ｃを利用することで、既設の鋼製橋梁に対しても橋梁本体を特に加工せずに容易に換気装置２を設置することができ、換気装置２を設けた基板２ｂは脱着により開閉可能であるので、そのマンホール１ｃも従来通り使用することができる。
【００２２】
さらに、この実施例の換気装置２によれば、太陽電池を展張したパネルである太陽電池パネル２ｈを基板２ｂを介して換気ファン２ｃと一体的に設けていることから、換気ファン２ｃを取り付ける際に太陽電池パネル２ｈも一緒に取り付けることができるので、取り付け作業の時間と工数とを削減することができる。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）は、この発明の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置の他の一実施例を適用した橋桁（横桁）を床版の一部を除いて示す側面図および平面図、また図５（ａ），（ｂ）は、端支点上でのその横桁の断面形状およびそこに位置する隔壁を示す縦（垂直）断面図および横（水平）断面図であり、図１中符号１は鋼製橋梁の端支点（図では左側の支点）および中間支点（図では右側の支点）となる橋脚、３は鋼製橋梁の横桁、４は鉄筋コンクリート製の床版を示す。
【００２４】
図５に示すように、上記横桁３の左右両側部に位置する箱型閉断面構造の閉断面部内の、端支点としての橋脚１上の位置には、鋼板としての隔壁３ａが配置されて固定され、それらの隔壁３ａには、貫通孔としてのマンホール３ｂが設けられており、この実施例の換気装置５は、上記各マンホール３ｂに設けられたヒンジで開閉可能な蓋３ｃに形成された貫通孔の位置にて、その蓋３ｃに取り付けられた換気ファン５ａと、上記横桁３の左右両側部に位置する箱型閉断面構造の閉断面部の側面を構成する鋼板に形成された図示しない換気孔と、上記換気ファン５ａと別体にされ当該鋼製橋梁の日当たりの良い位置に南向きかつ斜め上向きに固定されてその換気ファン５ａに給電する図示しない太陽電池パネルとを具えている。なお、横桁３の左右両側部に位置する箱型閉断面構造の閉断面部内には、端支点としての橋脚１上以外の位置にも所定間隔で多くの隔壁が配置されているが、それらの隔壁には中央部にマンホール３ｂよりも大きな貫通孔が設けられている。
【００２５】
かかる実施例の換気装置５にあっては、鋼製橋梁の横桁３の閉断面部を構成する鋼板に形成された貫通孔としてのマンホール３ｂに設けた換気ファン５ａへ、その橋梁の近傍に設けた太陽電池パネルが給電し、その換気ファン５ａが作動して、横桁３の閉断面部を構成する鋼板のマンホール３ｂを通してその閉断面部の内部の空気を強制的に横桁３の延在方向へ流動させ、その流動する空気は上記側面の換気孔を通して外気と換気される。
【００２６】
従って、この実施例の換気装置５によれば、横桁３の閉断面部の内部の湿度を低減させて腐食の進行を防止することができるとともに、その閉断面部の内部の有機塗料から発生するガスの濃度を低減させて作業環境を改善することができ、しかもその閉断面部の内部の空気を強制換気するので、酸欠によって内部での作業に支障が生ずることもない。
【００２７】
しかも、この実施例の換気装置５によれば、太陽電池パネルが給電して換気ファン５ａを作動させるので、商用電源の確保が困難な山奥等に設けられた橋梁でも不都合なく換気を行うことができる。
【００２８】
さらに、この実施例の換気装置２によれば、貫通孔として、鋼製橋梁の横桁３に設けられたマンホール３ｂを用い、そのマンホール３ｂの蓋３ｃに換気ファン５ａを設けていることから、一般に鋼製橋梁の橋桁および橋脚には架設および整備作業用にマンホール３ｂが設けられているので、そのマンホール３ｂを利用することで、既設の鋼製橋梁に対しても橋梁本体を特に加工せずに容易に換気装置５を設置することができ、換気装置５を設けた蓋３ｃはヒンジにより開閉可能であるので、そのマンホール３ｂも従来通り使用することができる。
【００２９】
さらに、この実施例の換気装置５によれば、太陽電池パネルを換気ファン５ａと別体にして当該鋼製橋梁の日当たりの良い位置に固定していることから、換気ファン５ａの稼働率を高めることができるとともに、横桁３の内部にもうけた換気ファン５ａに給電し得て、横桁３の大きな閉断面部に対し換気効率を高めることができる。
【００３０】
先の実施例の換気装置２による換気シミュレーションの結果を以下に示す。但しここでは、換気装置２は、一般的な橋脚気積（容量）１，６００ｍ3 の橋脚モデルの二本の柱状部に１基づつ計２基設けられ、太陽電池パネル２ｈは南向きの高い位置に鉛直姿勢で配置されるものとし、その太陽電池パネル２ｈの発電容量を１４５Ｗとするとともに、換気ファン２ｃの直流モータ２ｉの消費電力容量を５４Ｗとし、橋脚モデルを左右対称と想定して片側について計算する。
【００３１】
この結果、直流モータ２ｉの定格電圧２４Ｖより、換気ファン２ｃの定格風量は８００ｍ3 ／ｈとなり、太陽電池パネル２ｈの発電容量１４５Ｗより、年間発電容量は１００ｋＷ／年となる。そして直流モータ２ｉの消費電力容量は５４Ｗであるので、年間では１００ｋＷ／０．０５４ｋＷ＝１，８５２ｈ稼働することができる。従って、年間換気量Ｑは８００ｍ3 ×１，８５２ｈ＝１，４８１，６００ｍ3 ／年となる。一方、想定橋脚モデルの橋脚気積（容量）は全体で１，６００ｍ3 であるので、片側では８００ｍ3 である。これらから、年間の換気回数は１，４８１，６００ｍ3 ／８００ｍ3 ＝１，８５２回となり、一日当たりでは１，８５２回／３６５日＝５回／日の換気が期待できる。
【００３２】
また、設置方向・角度の違いによる換気回数の違いを計算したところ、以下の表１に示すようになった。換気回数の単位は回／日である。なお、太陽電池が絶えず日陰になる場合は、北側設置と同程度の換気回数になる。
【表１】
0004876211.tif 000002
【００３３】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発明の換気装置は、橋脚と橋桁との両方に設けることもでき、換気ファンに給電する太陽電池は、パネル状でなくフィルム状にして橋梁の側面等に展張しても良い。
【００３４】
またこの発明の換気装置における換気ファンへの給電は、風力発電機から行っても、太陽電池と風力発電機との両方から行っても良く、それらの場合に、風力発電機を、換気ファンと別体にして風の通りの良い位置に設けることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  鋼製橋梁の橋脚の閉断面部の換気に適用したこの発明の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】  （ａ），（ｂ），（ｃ）は、その実施例の換気装置を設ける橋脚の閉断面部を構成する鋼板に設けられた貫通孔としてのマンホールおよびその蓋を示す正面図、縦（垂直）断面図および横（水平）断面図である。
【図３】  （ａ），（ｂ）は、その実施例の換気装置の詳細を示す正面図および一部断面図である。
【図４】  （ａ），（ｂ）は、この発明の鋼製橋梁の閉断面部用換気装置の他の一実施例を適用した橋桁（横桁）を床版の一部を除いて示す側面図および平面図である。
【図５】  （ａ），（ｂ）は、端支点上でのその横桁の断面形状およびそこに位置する隔壁を示す縦（垂直）断面図および横（水平）断面図である。
【符号の説明】
１  橋脚
１ａ  柱状部
１ｂ  連結部
１ｃ  マンホール
１ｄ  補強板
１ｅ  蓋
１ｆ  ボルト
１ｇ  把手
２  換気装置
２ａ  貫通孔
２ｂ  基板
２ｃ  換気ファン
２ｄ  防鳥網
２ｅ  フード
２ｆ  アングル材
２ｇ  外枠
２ｈ  太陽電池パネル
２ｉ  直流モータ
３  横桁
３ａ  隔壁
３ｂ  マンホール
３ｃ  蓋
４  床版
５  換気装置
５ａ  換気ファン
【図１】
0004876211.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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