JP4655946B2 - ジェットファン - Google Patents

Description

本発明はトンネルの天井部に吊り具でケーシングをつなぎ合わせて重量を支えるジェットファンに係り、特にジェットファンの吊り具に生じる緩みや断裂などの異常検知に関するものである。

トンネルの天井に吊り下げたジェットファンは、トンネル内から自動車などの車両が発する排気ガスを排除し、トンネル内の視野を改善し一酸化炭素濃度の改善を図るとともに火災非常時の排煙を行うために設置されている。

ジェットファンは円筒状のケーシングを有し、ケーシングの内部中央にケーシングと軸方向を揃えてモータを固定してあり、モータ軸の前後各端部にインペラを設けた構造で、ケーシングにおける円筒外周面の左右前後の４箇所に吊り具をつなげる側部支持部材を設けてある。

トンネルの天井部にもケーシング上の各側部支持部材に対向するように側部吊持部材を設けて、円筒状のケーシングの軸方向をトンネルでの車両の走行方向に一致するようにして、ケーシング側の各側部支持部材とトンネル側の側部吊持部材をそれぞれターンバックルなどの吊り具でつなげて、ジェットファンの重量を支えている。これらのターンバックルは、便宜上、側部ターンバックルと呼ぶこととする。

各ターンバックルはケーシング上の各側部支持部材からトンネル側の各側部吊持部材に向けて互いに間隔が拡がるような配置にして、ケーシングの軸方向および軸方向と直交する横方向での揺れができるだけ発生しないようにしている。

モータの駆動に伴うインペラの回転で一方の開口から空気を吸い込み、他方の開口から空気を昇圧して噴き出し、トンネル内に空気の流れを形成して、換気を行うようになっている。

インペラが回転し空気を噴き出すと噴射力でジェットファンが傾斜するので、傾斜防止のためにケーシングの上部前後両端部にも頂部支持部材を設けて、トンネル側の対応する位置に設けた頂部吊持部材とそれぞれターンバックルなどの吊り具でつなげることもある。これらのターンバックルは、便宜上、方向安定用ターンバックルと呼ぶこととする。

この方向安定用ターンバックルは、ケーシング上の各頂部支持部材からトンネル側の各頂部吊持部材に向けて互いに間隔が拡がるような配置にして、ケーシングの軸方向において傾斜ができるだけ発生しないようにしている。

ジェットファンの重量は側部ターンバックルで支えるようにしており、各側部ターンバックルには大きな引張荷重が加わる。方向安定用ターンバックルが設置されている場合、各方向安定用ターンバックルは軽く締め付けて長さの調整がなされ、遊びがあり、傾斜しない場合にはジェットファンの重量がかからないようにしている。

このようなジェットファンの支持構造においては、ジェットファンの運転による振動や揺らぎにより、吊り具のターンバックル等に緩みや断裂などの異常を生ずる場合がある。

吊り具のいずれかに異常が生ずると、その分の荷重が他の吊り具に付加され、吊り具に作用する引張荷重がアンバランスとなり、極端な場合には１本の吊り金具に全荷重が集中し、ジェットファンが異常に傾き、ジェットファンの性能の低下につながる問題がある。

そこで、ジェットファンにおける吊り具の異常を早期発見するために、定期的に吊り具を点検し異常の有無を確認する必要がある。ジェットファンはトンネル内の高い位置に吊り下げられており、点検者が道路上から目視により点検作業をすることができない。

そのため、点検時にはトンネル内の交通規制や交通遮断を行い、点検者が作業車に乗って高い所から直接点検を行っている。

このような点検方法では、交通規制や交通遮断により渋滞を招くし、点検作業が大がかりとなり、時間的にも制約を受けるために、頻繁には点検が出来ないという問題があった。

そこで、下記特許文献のように、吊り具に異常を検知する荷重センサーを設け、遠隔地から吊り具の異常を検知する技術が提案されている。

特開２００４−４４５４１号公報

上記従来技術における荷重センサーは、同心状配置の２個の円環部を円板部で接続した構成のセンサー本体における内側の円環部をケーシングにつなぎ、外側の円環部をターンバックルにつないで、あるいは内側の円環部をターンバックルにつなぎ、外側の円環部をケーシングにつないで、円板部を荷重により変形するダイヤフラムと見做し、円板部にストレンゲージを固定して、吊り具異常に伴い円板部からストレンゲージに伝わる変形を電気抵抗の変化で捉えて、吊り具の異常を検出するようにしている。

この荷重センサーは、ケーシングと吊り具の間に設け、ターンバックルは内側の円環部や外側の円環部を挿通する構成としているので、ジェットファンの規模（重量）に合う荷重センサーや取り付け金具を必要として、汎用性が低く、荷重センサーを交換したい場合には、ターンバックルを緩めて交換する必要があり、交換に手間が掛かった。また、取り付け金具を持たないジェットファンでは、新たに取り付け金具を設ける必要もあった。

それゆえ本発明の目的は、ジェットファンにおける吊下状態の点検にトンネルの交通規制などが不要で、吊り具異常を検知する検知手段はジェットファンの規模に合う取り付け金具を必要とすることなく全ジェットファンに共通して使用することができ、吊り具異常を検知する検知手段の交換を簡単に行うことができるジェットファンを提供することにある。

かかる目的を達成する本発明の特徴とするところは、トンネルの天井部に配置され、前後方向に配置した２本の第１の吊り具と両側部に配置した４本の第２の吊り具でケーシングがトンネル壁面から吊り支持されるジェットファンにおいて、ケーシングの上面に着脱自在に取り付けられ、このケーシングの傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、この傾斜角検出手段が検出した傾斜角度を第１及び第２の吊り具が正常な時の正常値と比較して異常の有無を判定する判定手段とを設け、この判定手段は、ジェットファンが非稼動時であってジェットファン直下に車両が存在しないときに前記傾斜角検出手段が検出した傾斜角を、第１及び第２の吊り具の正常な時の正常値とし、ジェットファンが稼動時または非稼動時であってジェットファン直下を予め定めた台数だけ車両が通過する時間間隔における傾斜角の平均値をこの正常値と比較して異常の有無を判断することにある。

この特徴において、傾斜角検出手段は、管内に封入された気泡と導電液体が傾斜により移動して管内に設けた電極を覆う面積を変えて電極間の導電抵抗の変化から傾斜角を求めるバブルセンサーが望ましい。

上記本発明によれば、傾斜角検出手段をケーシングの外側表面に接着などにより設けることにより、トンネルの交通規制などをすることなく、ジェットファンにおける吊下状態の点検をすることができる。また、傾斜角検出手段は吊り具の取り付けとは独立して取り付けることができるので、ジェットファンの規模に合う取り付け金具を必要とすることなく全ジェットファンに共通して使用することができ、吊り具異常を検知する検知手段の交換を簡単に行うことができる。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１，図２において、１はトンネル、２はトンネル１の天井部、３はジェットファン本体、４はジェットファン本体の前後に開口を有する円筒状のケーシング、５はケーシング４の上部に磁石などにより固着したケーシング４の傾斜角を検出する傾斜角検出手段としてのバブルセンサーである。

また、６ａ〜６ｄはケーシング４における円筒外周面の左右前後の４箇所に吊り具をつなげるために設けてある側部支持部材、７ａ〜７ｄはケーシング４上の各側部支持部材
６ａ〜６ｄに対向するようにトンネル１の天井部２に設けてある側部吊持部材、８ａ〜
８ｄは各側部支持部材６ａ〜６ｄと側部吊持部材７ａ〜７ｄ間をつなぎジェットファン本体３の重量を支える吊り具としての側部ターンバックルである。

各側部ターンバックル８ａ〜８ｄはケーシング４上の各側部支持部材６ａ〜６ｄからトンネル１側の各側部吊持部材７ａ〜７ｄに向けて互いに間隔が拡がるような配置にして、ケーシング４の軸方向および軸方向と直交する横方向での揺れができるだけ発生しないようにしている。

９ａ，９ｂはケーシング４の上部前後両端部に設けた頂部支持部材、１０ａ，１０ｂは頂部支持部材９ａ，９ｂに対向するようにトンネル側の対応する位置に設けた頂部吊持部材、１１ａ，１１ｂは頂部支持部材９ａ，９ｂと頂部吊持部材１０ａ，１０ｂ間をつなぐ吊り具として方向安定用ターンバックルである。

方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂはケーシング４上の各頂部支持部材９ａ，
９ｂからトンネル１側の各頂部吊持部材１０ａ，１０ｂに向けて互いに間隔が拡がるような配置にして、軽く締め付けて長さの調整がなされ、遊びがあり、ケーシング４が傾斜しない場合にはジェットファン本体３の重量がかからないようにしてある。

図１はジェットファン本体３を横から見た図、図２はジェットファン本体３を前方から見た図で、図１において右側を前方とし、左側を後方とする。ジェットファン本体３はケーシング４の内部中央にケーシング４と軸方向を揃えて図示していないモータを固定してあり、モータ軸の前後各端部にインペラ１２がある。

ケーシング４の内部でインペラ１２が回転すると、ジェットファン本体３は後方からケーシング４の内部に空気を吸い込み、前方の開口から空気を昇圧して噴き出し、トンネル１内に空気の流れを形成する。

図２において、１５はトンネル１の車道を走行する車両である。

バブルセンサー５は２軸小型傾斜計で、計測範囲は水平直交２軸±２０゜、出力はアナログ電圧である。バブルセンサー５の概略的内部構造を図３に示している。

図３（ａ）において、５ａはバブルセンサー５のケース（管）、５ｂ〜５ｄはケース
５ａの内壁に設けてある電極、５ｅはケース５ａ内に封入してある導電液体、５ｆはケース５ａ内に存在する気泡である。

図３（ａ）はバブルセンサー５が水平に設置された状態にあり、図３（ｂ）はバブルセンサー５が傾斜した状態を示しており、バブルセンサー５が水平であれば、両電極５ｂ，５ｃを気泡５ｆが当分に接し、電極５ｂと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗と電極５ｃと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗は同等になる。

しかしながら、図３（ｂ）に示すように、バブルセンサー５が傾斜するとケース５ａ内に封入された導電液体５ｅと気泡５ｆが傾斜により移動して電極５ｂ，５ｃを覆う面積を変えて電極５ｂと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗と電極５ｃと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗に差を生じる。導電抵抗の差の度合いはバブルセンサー５の傾斜量に比例するので、これにより、ケーシング４における傾斜角に関するデータを得ることができる。

図３（ａ）はバブルセンサー５の一軸方向に沿った断面図で、この一軸方向に直交する方向においても図３（ａ）と同様な断面を持たせて、電極５ｂ，５ｃとは別の電極を設けてある。

図４において、ジェットファン本体３の前後方向を軸方向としてＡ軸方向で示し、それに直交する水平方向を横方向としてＨ軸方向と定義する。また、ケーシング４の前後方向での上下の傾き度合いを示す角度をピッチ角、ケーシング４の横方向での左右の傾き度合いを示す角度をバンク角と定義する。

図３（ａ）に示すバブルセンサー５の一軸方向を図４のＡ軸方向とし、電極５ｂと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗と電極５ｃと電極５ｄ間における導電液体の導電抵抗の差でジェットファン本体３の前後方向の傾斜、即ち、ピッチ角を計測する。また、図３（ａ）に示したバブルセンサー５の一軸方向に直交する方向において設けた電極５ｂ，
５ｃとは別の電極によりジェットファン本体３の前後方向（Ａ軸方向）に直交するＨ軸方向の傾斜、即ち、バンク角を計測する。

側部ターンバックル８ａ〜８ｄや方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂが正常な初期状態において、ジェットファン本体３が停止時のケーシングの傾斜角度を零とし、図４のようにバンク角，ピッチ角のそれぞれの回転方向を＋，−とする。

本発明は、以下に説明する実験により側部ターンバックル８ａ〜８ｄや各側部支持部材６ａ〜６ｄ，側部吊持部材７ａ〜７ｄあるいは頂部支持部材９ａ，９ｂ，頂部吊持部材
１０ａ，１０ｂや方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂなどの異常をケーシング４の傾斜角の変化として検知できる、との知見に基づくものである。

図５は、トンネル１内を通行中の車両１５によるあおり等の影響により側部ターンバックル８ａ〜８ｄの１本または２本が緩み、異常が発生したことを想定し、ターンバックル８ａ，８ｂ，８ｄをそれぞれ単独で緩めた場合および２本のターンバックル８ａと８ｂ，８ａと８ｃ，８ａと８ｄをそれぞれ緩め度合いを変えて緩めた場合におけるジェットファン本体３の運転時と停止時のケーシング４におけるピッチ角のグラフである。

縦軸の角度は、吊り具（側部ターンバックル８ａ〜８ｄ）が正常な初期状態を零とした相対値である。横軸は各吊り金具毎の吊り金具緩みの調整量で、０％は吊り金具が正常な初期状態である。１００％は初期状態から側部ターンバックルの長さを調整し、側部ターンバックルにジェットファン本体の荷重がかからない状態である。２５％，５０％，７５％，１００％は、側部ターンバックルに生じた異常が段階的に緩んだ場合を想定している。

通常、正常な状態における運転時のピッチ角は、ジェットファン本体３の推力（インペラ１２の回転）により＋になる。なお、バンク角の変化は僅かである。

側部ターンバックルの緩みが０％である吊り具が正常な初期状態において、ジェットファン本体３運転時は、ジェットファン本体３の推力（空気吐出）と側部ターンバックル
８ａ〜８ｄの引張によりケーシング４の吐出側（前方側）が天井部２側に近づくように傾く。すなわち、バンク角がマイナスになる。

１本の側部ターンバックル８ａを２５％緩めると、図５に示すごとく、ジェットファン運転時の場合、側部ターンバックル８ａに作用する引張荷重が低下し、ピッチ角がマイナスになる。側部ターンバックル８ａを５０％，７５％と緩めを増加すると、ピッチ角が
０°に近づく。

ジェットファン本体３に方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂが設けられているので、側部ターンバックル８ａを緩ませると、方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂに引張荷重が加わるようになり、ケーシング４の傾斜を規制するため、ターンバックル８ａの緩みが７５％と１００％においてはあまり変化が見られない。

ジェットファン本体３が停止している時の側部ターンバックル８ａの緩みに関して傾斜の変化が僅かであるのは、残りの側部ターンバックル８ｂ〜８ｄと方向安定用ターンバックル１１ａ，１１ｂでジェットファン本体３の質量を支えているためである。また、ジェットファン本体３運転時に他の側部ターンバックル８ｃ，８ｄを単独でそれぞれ５０％，１００％と緩めると、図５に示すごとく、緩める側部ターンバックル８ｃ，８ｄに作用する引張荷重が低下し、ピッチ角はマイナスになり、徐々に０°に近づく。

また、ジェットファン本体３の停止時に側部ターンバックル８ｄを単独で２５％，100％と緩めると、図５に示すごとく、側部ターンバックル８ｄ側にケーシング４が傾き、ピッチ角がマイナスになる。

側部ターンバックル８ｂについては、側部ターンバックル８ｄとほぼ同様の傾向が見られるため、簡略化のために図示を省略した。

側部ターンバックル８ａと８ｂ，８ａと８ｃ，８ａと８ｄの２本をそれぞれ緩めても、ほぼ同じ傾向が見られる。またバンク角についてもほぼ同じ傾向が見られる。

バブルセンサー５は、図１に示すごとく、実環境において通行車両等によるあおりに起因する振動の影響が少ないケーシング４の中央上側に一つ設け、ピッチ角とバンク角を検出する。設置方法については、磁石を用いてケーシング４とバブルセンサー５とを繋ぐ。

図６は、バブルセンサー５で傾斜角を電気信号に変換する変換回路の一例を示している。

図６において、４ｋＨｚの基本パルスを発振器ＯＳＣから得て、分周器Ｆ／Ｆでデューティ５０％の１ｋＨｚと２ｋＨｚの二種のパルスとし、それぞれのパルスをバッファアンプＳＰ１〜ＳＰ４により逆相交流パルス（Ｘ＋，Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−）としてバブルセンサー５のバンク角とピッチ角をそれぞれ検出することになるＡ，Ｂ各電極２１Ａ，２１Ｂ，２１Ａ，２１Ｂに印加する。

バブルセンサー５のコモン電極２３から傾斜に関するデータを引き出し、信号増幅回路ＡＭＰ１に信号を引き込み、その出力を可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２によりゼロドリフト修正機能を有する２個の増幅回路ＡＭＰ２，ＡＭＰ３を介してアナログスイッチＭＰに引き込む。

前記分周器Ｆ／Ｆからの異なる二種のパルスのそれぞれを論理回路Ｇにおいて二軸方向に同期させてアナログスイッチＭＰに引き込み、そのアナログスイッチＭＰにおいて分離した二軸方向のアナログ信号を、それぞれサンプルホールド回路ＳＨ１，ＳＨ２を介して増幅器ＡＭＰ４，ＡＭＰ５に送ると、増幅器ＡＭＰ４，ＡＭＰ５から各軸方向に応じた傾斜変化を電気的にアナログ信号Ｂｏｕｔ，Ｐｏｕｔとして個別に得ることができる。

ケーシングの吊り具合や吊り具の異常個所によってはピッチ角またはバンク角のいずれか一方のみが変化する場合があるので、傾斜計はピッチ角とバンク角の両方を検出することが良い。

図７は、トンネルに吊り下げたジェットファン本体３に設けたバブルセンサー５が検出する傾斜を遠隔地にある監視所において異常検知を行う異常検知システムの構成図である。

トンネル内には複数台のジェットファン本体３が設けられているが、図７では簡略化のために２台のみを示した。

異常検知を行うシステムは、ジェットファン本体全台に渉って同等であるので、図示した１台のジェットファン本体３について、異常検知システムを以下説明する。

図７において、ＦＰは１本のトンネルに設けられた現地表示盤の一例で、ＣＨは図６に示した変換回路、Ａ／Ｄは変換回路ＣＨで得られるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路である。変換回路ＣＨとアナログ−デジタル変換回路Ａ／Ｄは１台のジェットファン本体３毎に設けられている。

ＦＭＰＵはジェットファン本体３毎に設けられている変換回路ＣＨとアナログ−デジタル変換回路Ａ／Ｄに対して接続を切り替えて、適宜なスケジュールで各ジェットファン本体３のバブルセンサー５から傾斜に関するデータを得て、モニタ画面に表示するとともに遠隔地にある管理事務所ＭＰにある中央監視装置ＭＭＰＵにデータを送る現地監視装置である。

現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの間は電気−光変換器Ｅ／Ｌと光ケーブルＬＣと光−電気変換器Ｌ／Ｅにより接続してあり、現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの間は双方向性で交信できるようになっている。

現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵは、以下に説明するソフト処理により、ジェットファン本体３がトンネルの天井部に正常に設置されたこと、および任意時間の経過後にジェットファン本体３が正常に設置されていること、もしくはジェットファン本体３の設置が異常状態になったことを監視する機能を備えている。

先ず、図８によりジェットファン本体３の正常設置の監視について説明する。この監視は主として現地監視装置ＦＭＰＵで実施する。

図８において、先ずステップ（以下、Ｓと略記する）１０１において、作業者がバブルセンサー５を目視し、ジェットファン本体３をトンネルの天井部に設置し停止時（非稼動時）での各側部ターンバックル（吊り具）８ａ〜８ｄに緩み等の異常がないと判断できる場合のピッチ角ＰＳＮ１とバンク角ＢＳＮ１を検出し、現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵでピッチ角ＰＳＮ１とバンク角ＢＳＮ１をそれぞれ記憶する。ピッチ角PSN1を設置時静ピッチ角、バンク角ＢＳＮ１を設置時静バンク角と呼ぶこととする。

車両がトンネル内を走行すると風圧でジェットファン本体３があおりを受けてゆれるのであおり等による影響を少なくするために、Ｓ１０２において、バブルセンサー５で任意台数、例えば車種を問わずに３０台がジェットファン本体３の下を通過したときのジェットファン本体３が停止時のピッチ角とバンク角を検出し、現地監視装置ＦＭＰＵでピッチ角とバンク角のそれぞれ検出値について平均の±２０％以内の検出値を用い、その検出値の平均を任意時点で検出した現在値であるピッチ角ＰＳＰ１，バンク角ＢＳＰ１として現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵでそれぞれ記憶（設定）する。

ピッチ角ＰＳＰ１を設置時動ピッチ角、バンク角ＢＳＰ１を設置時動バンク角と呼ぶこととする。なお、検出したデータや記憶したデータは、現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの各モニタ画面で確認することができるようになっている。

次にＳ１０３において、ジェットファン本体３が正常に設置されているかどうかを現地監視装置ＦＭＰＵで判断する。この判断は現地監視装置ＦＭＰＵや中央監視装置ＭＭＰＵでそれぞれ記憶しているピッチ角は設置時静ピッチ角ＰＳＮ１と設置時動ピッチＰＳＰ１、バンク角は設置時静バンク角ＢＳＮ１と設置時動バンク角ＢＳＰ１を比較することにより行う。

比較において設置時静ピッチ角ＰＳＮ１と設置時静バンク角ＢＳＮ１にそれぞれ上限と下限を決める係数ｋ１，ｋ２を掛けて、設置時動ピッチＰＳＰ１や設置時動バンク角BSP1と比較する。

そして、ピッチ角については、ＰＳＰ１＜ｋ１×ＰＳＮ１またはＰＳＰ１＞ｋ２×PSN1ならば、異常と判断する。

また、バンク角については、ＢＳＰ１＜ｋ１×ＢＳＮ１またはＢＳＰ１＞ｋ２×BSN1ならば、異常と判断する。

ここで、許容の範囲を示す係数は、便宜上、ｋ１は０.８、ｋ２は１.２とするが、ジェットファン本体の大きさ等により係数ｋ１，ｋ２の値は変更する。また、係数は（１−
ｋ１），（１＋ｋ２）の形式で表示し、ｋ１，ｋ２をそれぞれ、０.２としても良い。

Ｓ１０３で側部ターンバックル８ａ〜８ｄのいずれかに異常又は異常の兆候が見られると判定された場合、信号を警報器に送り、Ｓ１０４で、図示していない警報器により異常を知らせるとともに現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの各モニタ画面で異常を表示する。作業者や管理者が解除ボタンを押すと、警報は解除される。

さらにＳ１０５で警報の解除を確認し、解除されていればＳ１０６に進む。そして
Ｓ１０６で計測を中止するか確認する。異常状態であれば、Ｓ１０１に戻って、側部ターンバックル８ａ〜８ｄの調整を再度行い、Ｓ１０１〜Ｓ１０６の各処理を繰り返す。

Ｓ１０３でジェットファン本体３が正常に設置されていると判断されたときは、Ｓ105に進み、更にＳ１０６で計測の中止を確認して、終了とする。

図８の処理により、ジェットファン本体３の設置が正常に実施されたことを監視(管理)することができる。

次に、ジェットファン本体３を作動させた場合に、設置が正常と云えるか判断する監視について図９に従って説明する。

図９において、現地監視装置ＦＭＰＵにおいて、先ずＳ２０１でジェットファン本体３を作動させる電源スイッチを投入（稼動開始）する。ジェットファン本体３におけるモータの回転が安定することを狙って、Ｓ２０２で所望時間が経過することを待つ。

続いて、Ｓ２０３で傾斜を検出しようとするジェットファン本体３について、設置（据付）直後または設置条件の変更直後なのかを確認する。

設置（据付）直後または設置条件の変更直後であれば、Ｓ２０４に進む。なお、設置
（据付）時または設置条件の変更時には、ジェットファン本体３は停止中に図８の監視が実行され、ジェットファン本体３は停止の状態において正常に設置されたことを確認しているものとする。

Ｓ２０４において、ジェットファン本体３の下を車両が走行していないときに、バブルセンサー５で側部ターンバックル８ａ〜８ｄが正常な場合のジェットファン運転時のピッチ角とバンク角を検出し、その検出値をそれぞれ作動時静ピッチ角ＰＯＮ１，作動時静バンク角ＢＯＮ１として現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵに保存する。

データ保存後はＳ２０９に進み、ジェットファン本体３を作動させる電源スイッチが遮断されたかどうか確認し、投入されたままであれば、中央監視装置ＭＭＰＵに監視を任せる。

そして、Ｓ２１０に進み、所望時間が経過することを待つ。この場合の所望時間は、次にジェットファン運転時のピッチ角とバンク角を検出する定期点検までの期間とし、現地監視装置ＦＭＰＵか中央監視装置ＭＭＰＵから任意に設定し、両監視装置ＦＭＰＵ，MMPUで任意に設定された時間（期間）に関するデータを共有している。

Ｓ２１０において所望時間が経過すると、Ｓ２０３に戻って、設置（据付）直後または設置条件の変更直後であるか確認する。この場合、設置（据付）直後または設置条件の変更直後でないので、Ｓ２０５に進む。

中央監視装置ＭＭＰＵは現地監視装置ＦＭＰＵに指令を発し、Ｓ２０５において、図８のＳ１０２と同様に、バブルセンサー５で任意台数、例えば車種を問わずに３０台がジェットファン本体３の下を通過したときのジェットファン本体３が作動中のピッチ角とバンク角を検出し、現地監視装置ＦＭＰＵでピッチ角とバンク角のそれぞれ検出値について平均の±２０％以内の検出値を用い、その検出値の平均を稼動時における任意時点で検出した現在値である作動時動ピッチ角ＰＯＰ１，作動時動バンク角ＢＯＰ１として現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵでそれぞれ記憶（設定）する。なお、この場合も、検出したデータや記憶したデータは、現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの各モニタ画面で確認することができるようになっている。

その後、Ｓ２０６でジェットファン本体３の正常設置が維持されているかどうかを中央監視装置ＭＭＰＵで判断する。この判断は現地監視装置ＦＭＰＵや中央監視装置ＭＭＰＵでそれぞれ記憶している作動時静ピッチ角ＰＯＮ１と作動時動ピッチＰＯＰ１，作動時静バンク角ＢＯＮ１と作動時動バンク角ＢＯＰ１を比較することにより行う。

比較において作動時静ピッチ角ＰＯＮ１と作動時静バンク角ＢＯＮ１にそれぞれ上限と下限を決める係数ｋ３，ｋ４を掛けて、作動時動ピッチＰＯＰ１や作動時動バンク角BOP1と比較する。

そして、ピッチ角については、ＰＯＰ１＜ｋ３×ＰＯＮ１またはＰＯＰ１＞ｋ４×PON1ならば、異常と判断する。

また、バンク角については、ＢＯＰ１＜ｋ３×ＢＯＮ１またはＢＯＰ１＞ｋ４×BON1ならば、異常と判断する。

なお、許容の範囲を示す係数は、便宜上、ｋ３は０.８、ｋ４は１.２とするが、ジェットファン本体の大きさ等により係数ｋ３，ｋ４の値は変更して差し支えない。また、係数は（１−ｋ３），（１＋ｋ４）の形式で表示し、ｋ３，ｋ４をそれぞれ０.２ としても良い。

Ｓ２０６でジェットファン本体３の正常設置が維持されていると判断したら、Ｓ２０９に行き、異常であると判断されたらＳ２０７に進み、図示していない警報器を作動させる。現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの各モニタ画面では、異常を表示する。

作業者や管理者が解除ボタンを押すと、警報は解除される。

さらにＳ２０８で警報の解除を確認し、解除されていればＳ２０９に進む。側部ターンバックル８ａ〜８ｄの調整が必要であるので、Ｓ２０９でジェットファン本体３を作動させる電源スイッチが遮断されたかどうか確認し、遮断されていれば、ジェットファン本体３の作動計測を中止する。

そして、ジェットファン本体３の停止を確認し、側部ターンバックル８ａ〜８ｄを点検し、再調整で済めば、調整の後、図８のＳ１０１に戻る。部品交換などが必要であれば、交換作業などの後、図８のＳ１０１に戻り、Ｓ１０３でジェットファン本体３が正常に設置されていると判断されたことを確認し更にＳ１０６で計測の中止を確認して、終了とする。

その後、図９のフローに従って、ジェットファンを作動させ、監視に入る。ジェットファンの電源がオフされない限り、Ｓ２０３〜Ｓ２０９を繰り返すことにより遠隔地から自動監視を定期的に継続する。

このように、遠隔地からジェットファン本体３の設置状態を監視でき、ジェットファン本体３における吊下状態の点検にトンネルの交通規制が不要で、吊り具異常を検知する検知手段はジェットファン本体３の規模に合う取り付け金具を必要とすることなく全ジェットファンに共通して使用することができ、また、吊り具異常を検知する検知手段の交換を簡単に行うことができる。

図５に示すように、ジェットファン本体３におけるモータの回転に伴う空気の噴射により、ジェットファン本体３が正常に設置（全側部ターンバックルの緩みが０％）されていても、バブルセンサー５はジェットファン本体３の傾斜を検出するので、現地監視装置
ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵにおいては作動時静ピッチ角ＰＯＮ１，作動時静バンク角ＢＯＮ１の値を零に補正して保存して、以後に検出する作動時動ピッチＰＯＰ１や作動時動バンク角ＢＯＰ１はその補正量を加味した値を保存してある作動時静ピッチ角PON1，作動時静バンク角ＢＯＮ１使用するようにしても良い。

上記実施形態において、現地監視装置ＦＭＰＵと中央監視装置ＭＭＰＵの間は、無線または有線などにより接続して、遠隔な場所で監視できるようにしても良い。

図８や図９において設置異常と判断した場合の警報は、トンネル内の側壁部にジェットファン本体３毎に設置した警報灯を点灯させたり点滅させたりさせることにより、作業者に路上から目視できるようにしても良い。

上記実施形態において、傾斜角検出手段として特開平４−１１０６０７号公報に記載された差動トランス式，可変容量式，サーボ型トルク電流変換式などの傾斜計あるいは特開平５−２４０６４１号公報に記載された傾斜計などが使用できる。

本発明の一実施形態になるトンネルに吊り下げたジェットファンを示す図である。 図１に示したジェットファンを前方から見た図である。 傾斜角検出手段における傾斜角検出の原理を説明する図である。 図１に示したジェットファンに生じる傾斜を説明する図である。 トンネルにジェットファンを吊り下げる吊り具を緩めた場合にジェットファン生じる傾斜を説明する図である。 傾斜角検出手段に用いる傾斜計センサーアンプの説明図である。 本発明の一実施形態になるジェットファンの異常検知システムの構成図である。 図７に示すジェットファンにおける異常検知のフローチャートである。 図７に示すジェットファンにおける異常検知のフローチャートである。

符号の説明

１…トンネル、２…天井部、３…ジェットファン本体、４…ケーシング、５…バブルセンサー（傾斜角検出手段）、８ａ〜８ｄ…側部ターンバックル（吊り具）。

Claims (2)

1. トンネルの天井部に配置され、前後方向に配置した２本の第１の吊り具と両側部に配置した４本の第２の吊り具でケーシングがトンネル壁面から吊り支持されるジェットファンにおいて、
   前記ケーシングの上面に着脱自在に取り付けられ、このケーシングの傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、この傾斜角検出手段が検出した傾斜角度を前記第１及び第２の吊り具が正常な時の正常値と比較して異常の有無を判定する判定手段とを設け、
   この判定手段は、ジェットファンが非稼動時であってジェットファン直下に車両が存在しないときに前記傾斜角検出手段が検出した傾斜角を、第１及び第２の吊り具の正常な時の正常値とし、ジェットファンが稼動時または非稼動時であってジェットファン直下を予め定めた台数だけ車両が通過する時間間隔における傾斜角の平均値をこの正常値と比較して異常の有無を判断することを特徴とするジェットファン。
   
2. 前記傾斜角検出手段は、管内に封入された気泡と導電液体が傾斜により移動して管内に設けた電極を覆う面積を変えて電極間の導電抵抗の変化から傾斜角を求めるバブルセンサーであることを特徴とする請求項１に記載のジェットファン。

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