JP6949613B2 - Cooling system, cooling method - Google Patents
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Description
本発明は、冷却システム、冷却方法に関する。 The present invention relates to a cooling system and a cooling method.
トンネル坑内において掘削工事を行なう場合、坑内の作業環境を改善するための種々の対策が行なわれている。特に、高温岩体区間においては、高温多湿の環境となるため、作業員にとって良好な環境を整えることは重要である。このように、高熱作業環境で作業を行なう作業員を支援する設備としては、以下のようなものがあげられる。
1)着用型冷却スーツ
1−1)冷却ジェル装着タイプ
冷却したジェルをベストに装着する冷却スーツがある。しかし、この冷却ジェル装着タイプの冷却スーツの問題点は、冷却ジェルの効果の持続時間が短く(例えば、約30分)、長時間作業する場合は、頻繁に冷却ジェルを交換しなければならない。そうすると、冷却ジェルを交換する際には作業を一時停止する必要があり、作業効率が低下する。
1−2)冷却水循環タイプ
氷を水タンクに入れ、氷で冷却された水をベストに装備された管に循環させる冷却スーツがある。この冷却スーツの問題点は、水タンク内の氷が全て解けてしまうと効果がなくなることであり、その効果の持続時間が限られてしまう(例えば、約45分しか冷却効果はない)。さらに、ベストに循環ポンプ機器が装備されているため、動きの激しい作業には適さない。
1−3)圧縮空気冷却タイプ
圧縮空気を特殊なノズルに通すことにより作り出された冷風を、フルフェイスヘルメット内部とベスト内部に吹き付ける冷却スーツがある。この冷却スーツの問題点は、圧縮空気を供給するホースが常に作業員の体に接続されており、作業範囲が制限されることである。また、圧縮空気を作り出すコンプレッサが高温環境下ではオーバーヒートしてしまい(例えば、約45分程度しか冷却効果が持続しない)、長時間の作業には適さないことである。
When excavation work is carried out in a tunnel mine, various measures are taken to improve the working environment in the mine. In particular, in the hot dry rock section, the environment is hot and humid, so it is important to prepare a good environment for the workers. As described above, as the equipment for supporting the workers who work in the high heat work environment, the following can be mentioned.
1) Wearable cooling suit 1-1) Cooling gel wearing type There is a cooling suit that wears the cooled gel on the vest. However, the problem with this cooling gel-mounted type cooling suit is that the duration of the effect of the cooling gel is short (for example, about 30 minutes), and when working for a long time, the cooling gel must be replaced frequently. Then, when replacing the cooling gel, it is necessary to suspend the work, and the work efficiency is lowered.
1-2) Cooling water circulation type There is a cooling suit that puts ice in a water tank and circulates ice-cooled water in a pipe equipped with a vest. The problem with this cooling suit is that once all the ice in the water tank has thawed, the effect is lost and the duration of the effect is limited (for example, the cooling effect is only about 45 minutes). In addition, the vest is equipped with a circulation pump device, which makes it unsuitable for work with heavy movement.
1-3) Compressed air cooling type There is a cooling suit that blows cold air created by passing compressed air through a special nozzle into the inside of a full-face helmet and the inside of a vest. The problem with this cooling suit is that the hose that supplies the compressed air is always connected to the worker's body, limiting the working range. Further, the compressor that produces compressed air overheats in a high temperature environment (for example, the cooling effect lasts for only about 45 minutes), which is not suitable for long-time work.
2)空冷式冷房を装備した休憩室
坑内に密閉された空間を作り、その中を一般的な空冷式冷房装置で冷やして休憩室として、作業員が定期的(例えば15分程度)に交代で休憩を取り、作業を継続する方式がある。この方式の問題点は、高温環境下では、短時間の間に冷房装置本体のコンプレッサがオーバーヒートにより運転を継続できなくなることである。
2) Break room equipped with air-cooled air conditioner A closed space is created in the mine, and the inside is cooled by a general air-cooled air conditioner to serve as a break room, where workers take turns regularly (for example, about 15 minutes). There is a method of taking a break and continuing the work. The problem with this method is that in a high temperature environment, the compressor of the cooling device main body cannot continue operation due to overheating in a short period of time.
3)定置型水冷式冷却設備
坑内に冷房能力の大きな定置型水冷式冷却設備を設置して坑内全体(トンネル延長方向に200m程度)を冷やす方式である。この方式の問題点は、内径5m程度の小断面トンネルでは、冷却装置がトンネル先端側へ向かう車両通行の妨げとなり、トンネル先端の作業が制限されることである。この理由は、坑内全体を冷却するための大容量の冷却設備は装置自体大型であることに加え、大量の冷却水を必要とし、給水管にホースで接続すると、冷却設備は設置場所から移動できないためである。また、送気用のダクトから分岐して坑外の新鮮な空気を冷却設備に引き込む必要があるため、トンネル先端部での送気風量が少なくなる問題点もある。
3) Stationary water-cooled cooling equipment This is a method in which a stationary water-cooled cooling equipment with a large cooling capacity is installed in the mine to cool the entire mine (about 200 m in the tunnel extension direction). The problem with this method is that in a small cross-section tunnel with an inner diameter of about 5 m, the cooling device obstructs the passage of vehicles toward the tunnel tip side, and the work at the tunnel tip is restricted. The reason for this is that the large-capacity cooling equipment for cooling the entire mine requires a large amount of cooling water in addition to the large size of the equipment itself, and when connected to the water supply pipe with a hose, the cooling equipment cannot be moved from the installation location. Because. In addition, since it is necessary to branch from the air supply duct and draw fresh air outside the tunnel into the cooling equipment, there is also a problem that the amount of air supply air at the tip of the tunnel is reduced.
このような定置型水冷式冷却設備として、例えば、特許文献1に記載された冷却装置がある。 As such a stationary water-cooled cooling facility, for example, there is a cooling device described in Patent Document 1.
しかしながら、特許文献1に示す冷却装置は、上述の「定置型水冷式冷却設備」と同様に、大量の冷却水が必要であり、給水管に貯留タンク等を接続すると、冷却装置は設置場所から移動できない。そのため、掘削作業が進むことでトンネル坑内において切羽による作業場所が進んだり、保守作業を行なう場所が変更になった場合には、冷房することができない。 However, the cooling device shown in Patent Document 1 requires a large amount of cooling water as in the above-mentioned "stationary water-cooled cooling facility", and when a storage tank or the like is connected to the water supply pipe, the cooling device can be moved from the installation location. I can't move. Therefore, if the work place due to the face advances in the tunnel mine due to the progress of excavation work, or if the place where maintenance work is performed is changed, cooling cannot be performed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、トンネル坑内における冷房する場所が変わったとしても柔軟に対応することができ、冷房運転の継続時間を延ばすことができる冷却システム、冷却方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to flexibly cope with a change in the cooling place in the tunnel mine, and to extend the duration of the cooling operation. The purpose is to provide a system and a cooling method.
上述した課題を解決するために、本発明は、坑内に設けられ、坑外から供給される冷却水を所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口のいずれかから坑内を走行可能な車両の冷却設備に供給する配管と、前記坑外に設けられ前記配管に冷却水を供給するポンプと、を有し、前記車両は、作業員を搭載する人車または資材を搭載する第1車両と、冷却水槽及び発電機を搭載した第2車両と、により構成されている。
また、本発明は、坑内に設けられ、坑外から供給される冷却水を所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口のいずれかから坑内を走行可能な車両の冷却設備に供給する配管と、前記坑外に設けられ前記配管に冷却水を供給するポンプと、前記車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する制御部とを有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a vehicle provided in the mine and capable of traveling in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals for cooling water supplied from outside the mine. The vehicle has a pipe for supplying the cooling equipment and a pump provided outside the mine to supply cooling water to the pipe, and the vehicle is a human vehicle for carrying a worker or a first vehicle for carrying materials. It is composed of a second vehicle equipped with a cooling water tank and a generator.
Further, the present invention is a pipe that supplies cooling water supplied from outside the mine to a cooling facility for a vehicle that can travel in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals. And, the pump installed outside the mine and supplying cooling water to the pipe, and the comfort inside the vehicle are judged step by step, and the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room. It has a control unit for selecting .
また、本発明は、上述の冷却システムにおいて、前記坑内車両は冷却水槽を備え、冷却水槽内の冷却水をポンプにより熱交換器に供給する。
また、本発明は、上述の冷却システムにおいて、前記供給口が設けられる間隔は200m以内である。
また、本発明は、上述の冷却システムにおいて、前記坑内車両は、作業員を搭載する人車または資材を搭載する第1車両と、冷却水槽及び発電機を搭載した第2車両と、により構成されている。
また、本発明は、上述の冷却システムにおいて、坑内車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する制御部を有する。
また、本発明は、上述の冷却システムにおいて、前記坑内車両は、隧道掘削工事において使用される。
Further, in the above-mentioned cooling system, the underground vehicle is provided with a cooling water tank, and the cooling water in the cooling water tank is supplied to the heat exchanger by a pump.
Further, according to the present invention, in the above-mentioned cooling system, the interval at which the supply ports are provided is within 200 m.
Further, according to the present invention, in the above-mentioned cooling system, the underground vehicle is composed of a first vehicle equipped with a human vehicle or a material for carrying a worker, and a second vehicle equipped with a cooling water tank and a generator. ing.
Further, in the above-mentioned cooling system, the present invention has a control unit that determines the comfort inside the underground vehicle in stages and selects the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room. ..
Further, according to the present invention, in the above-mentioned cooling system, the underground vehicle is used in tunnel excavation work.
また、本発明は、坑内に設けられた配管のうち、坑外から供給される冷却水を所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口のいずれかから坑内を走行可能な車両の冷却設備に供給し、前記坑外に設けられたポンプから前記配管に冷却水を供給し、前記車両は、作業員を搭載する人車または資材を搭載する第1車両と、冷却水槽及び発電機を搭載した第2車両と、により構成されている。
また、本発明は、坑内に設けられた配管のうち、坑外から供給される冷却水を所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口のいずれかから坑内を走行可能な車両の冷却設備に供給し、前記坑外に設けられたポンプから前記配管に冷却水を供給し、制御部が、前記車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する。
Further, the present invention is a cooling facility for a vehicle capable of traveling in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals for cooling water supplied from outside the mine among the pipes provided in the mine. The cooling water is supplied to the pipe from the pump provided outside the mine , and the vehicle is equipped with a human vehicle for carrying a worker or a first vehicle for carrying materials, a cooling water tank, and a generator. It is composed of the second vehicle and the second vehicle.
Further, the present invention is a cooling facility for a vehicle capable of traveling in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals for cooling water supplied from outside the mine among the pipes provided in the mine. The cooling water is supplied to the pipe from the pump provided outside the mine, and the control unit judges the comfort inside the vehicle in stages, and from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room. Select the output of the air conditioner by artificial intelligence .
以上説明したように、この発明によれば、坑内に設けられた配管に対して所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口を設け、この複数の供給口のうち、いずれかから、坑内車両の冷却設備に対して、冷却水を供給するようにした。これにより、トンネル坑内における冷房する場所が変わったとしても柔軟に対応することができ、また、冷房運転の継続時間を延ばすことができる。 As described above, according to the present invention, a plurality of supply ports provided at predetermined intervals are provided for the pipes provided in the mine, and one of the plurality of supply ports is provided in the mine. Cooling water is supplied to the vehicle cooling equipment. As a result, even if the cooling location in the tunnel mine changes, it is possible to flexibly respond and the duration of the cooling operation can be extended.
以下、本発明の一実施形態による冷却システムについて図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施形態による冷却システムの構成を示す概略構成図である。
冷却システム1は、トンネル坑内2における乗客を搭載する人車、資材を搭載する車両坑内機関車、冷却水槽及び発電機を搭載した車両等において、これら車両内を冷却する。トンネル坑内2は、種々の作業が行なわれるが、例えば、隧道掘削工事が行なわれる。
冷却システム1において、冷却システム1は、クーリングタワー10、坑外給水ポンプ20、濁水処理設備30、配管40、インバート排水溝45、車両50によって構成される。
クーリングタワー10は、坑外に設けられ、冷却水の熱を放散する。クーリングタワー10に用いられる冷却水は、河川から供給を受けたり、一度利用された後の冷却水を再利用する。
Hereinafter, a cooling system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a cooling system according to an embodiment of the present invention.
The cooling system 1 cools the inside of a human vehicle carrying passengers in the tunnel mine 2, a vehicle mine locomotive carrying materials, a vehicle equipped with a cooling water tank and a generator, and the like. Various works are carried out in the tunnel mine 2, for example, a tunnel excavation work is carried out.
In the cooling system 1, the cooling system 1 is composed of a cooling tower 10, an offshore water supply pump 20, a turbid water treatment facility 30, a pipe 40, an invert drainage ditch 45, and a vehicle 50.
The cooling tower 10 is provided outside the mine and dissipates the heat of the cooling water. The cooling water used for the cooling tower 10 is supplied from a river or reuses the cooling water once it has been used.
坑外給水ポンプ20は、坑外に設けられ、クーリングタワー10において熱が放散された冷却水を配管40に対して圧送する。
配管40は、トンネル坑内2に設けられ、坑外から供給される冷却水を所定の間隔を開けて設けられた複数の供給口41のいずれかから坑内車両の冷却設備に供給する。この配管40は、トンネル坑内2において、坑口3から隧道掘削工事が行うための切羽4によって掘削される場所まで延設される。例えば、配管40は、車両50が移動する軌道にそって延設される。この配管40は、断熱材42が設けられており、トンネル坑内2からの熱の影響を受けにくくなるように断熱される。またこの配管には複数の供給口41が設けられる。この供給口41は、延設方向において所定の間隔を開けて、供給口41a、供給口41b、供給口41c、供給口41dが設けられる。以下、特に供給口41a、供給口41b、供給口41c、供給口41dを識別しないときは単に供給口41と称する場合もある。所定の間隔は、任意に設定することができるが、例えば、供給口41が設けられる間隔は200m程度に設定されるか、あるいは、200m以内に設定される。
The off-mine water supply pump 20 is provided outside the mine and pumps the cooling water from which the heat is dissipated in the cooling tower 10 to the pipe 40.
The pipe 40 is provided in the tunnel underground 2, and supplies cooling water supplied from outside the tunnel to the cooling equipment of the underground vehicle from any of a plurality of supply ports 41 provided at predetermined intervals. The pipe 40 extends from the wellhead 3 to a place excavated by the
車両50は、平台車120、坑内機関車130、人車140が連結され、トンネル坑内2に設けられたレールに沿って走行可能である。
平台車120は、発電機121と冷却水槽122が搭載される。発電機121は、発電された電力を車両各部(例えば、坑内機関車130、人車140)に供給する。
冷却水槽122は、供給口41のいずれかから供給される冷却水を蓄積する。この冷却水槽122は、車両50が移動した際、移動先近傍において最も近い場所にある供給口41から冷却水の供給を受ける。例えば、供給口41にはホースが接続されており、このホースを冷却水槽122の給水口まで伸ばし、供給口41に設けられたバルブを手動操作で開き、供給口41から供給される冷却水を、ホースを経由して冷却水槽122に供給することができる。したがって、車両50が、坑口3に近い場所にあっても、切羽4に近い場所にあっても、その車両50の移動先におけるいずれかの供給口41から冷却水の供給を受けることができる。
冷却水槽122には、冷却水ポンプ123が設けられており、坑内機関車130、人車140の冷房装置100(冷房装置100a、冷房装置100b、冷房装置100c)に冷却水を供給する。
The vehicle 50 can travel along a rail provided in the tunnel mine 2 by connecting a flat trolley 120, an underground locomotive 130, and a
The flat trolley 120 is equipped with a generator 121 and a cooling water tank 122. The generator 121 supplies the generated electric power to each part of the vehicle (for example, the underground locomotive 130 and the human vehicle 140).
The cooling water tank 122 stores the cooling water supplied from any of the supply ports 41. When the vehicle 50 moves, the cooling water tank 122 receives the supply of cooling water from the supply port 41 which is the closest to the moving destination. For example, a hose is connected to the supply port 41, and this hose is extended to the water supply port of the cooling water tank 122, the valve provided in the supply port 41 is manually opened, and the cooling water supplied from the supply port 41 is supplied. , Can be supplied to the cooling water tank 122 via a hose. Therefore, regardless of whether the vehicle 50 is located near the wellhead 3 or the
The cooling water tank 122 is provided with a cooling water pump 123, and supplies cooling water to the cooling devices 100 (cooling
坑内機関車130は、その車両内に運転室131が設けられ、車両外に冷房装置100aが設けられる。冷房装置100aは、内部に熱交換器101とコンプレッサ102を有し、運転室131内に設けられたブロワ132によって運転室131内に冷風を供給する。この冷房装置100aは、冷却水槽122の冷却水ポンプ123から供給される冷却水を用いて熱交換器によって熱交換することで、継続的に冷房することが可能である。熱交換器101は、冷媒ガスを冷却水で冷却する。ブロワ132は、熱交換器101によって冷却された冷媒ガスが蒸発器で気化されることによって生成される低温の空気を運転室131内に送風する。
The underground locomotive 130 is provided with a driver's cab 131 inside the vehicle and a
人車140には、車両内に作業員や資材を収納可能な空間を有し、その車両内にブロワ142、ブロワ143が設けられるととともに、冷房装置100bと冷房装置100cとが車両外に設けられる。冷房装置100bは、内部に熱交換器とコンプレッサを有し、人車140内に設けられたブロワ142によって人車140内に冷風を供給する。この冷房装置100bは、冷却水槽122の冷却水ポンプ123から供給される冷却水を用いて熱交換器によって熱交換することで、継続的に冷房することが可能である。
また、冷房装置100bは、冷房装置100bと同様に、内部に熱交換器とコンプレッサを有し、人車140内に設けられたブロワ143によって人車140内に冷風を供給する。この冷房装置100cは、冷却水槽122の冷却水ポンプ123から供給される冷却水を用いて熱交換器によって熱交換することで、継続的に冷房することが可能である。
The
Further, the cooling device 100b has a heat exchanger and a compressor inside like the cooling device 100b, and supplies cold air into the
冷房装置100a、冷房装置100b、冷房装置100cは、熱交換した後であって温度が上昇した冷却水を坑内に設けられたインバート排水溝45に排水する。
インバート排水溝45は、トンネル坑内2に設けられ、トンネル坑内2において冷房装置100から排水される冷却水をクーリングタワー10に供給する。このインバート排水溝45は、配管40あるいは車両50の軌道に沿って延設される。
坑内釜場60は、インバート排水溝45から導入される冷却水を一時貯留する。坑内排水ポンプ61は、坑内釜場60に貯留と濁水処理設備30との間に接続される配管を介して、坑内釜場60に貯留された冷却水を濁水処理設備30に供給する。
濁水処理設備30は、坑内釜場60から供給される冷却水を、河川などに放流できる基準に到達するように浄化する。濁水処理設備30は、浄化された冷却水の一部については河川へ放流し、残りの一部についてクーリングタワー10に供給して再利用する。
The
The invert drainage ditch 45 is provided in the tunnel pit 2, and supplies the cooling water drained from the cooling device 100 in the tunnel pit 2 to the cooling tower 10. The invert drainage ditch 45 extends along the track of the pipe 40 or the vehicle 50.
The underground pot 60 temporarily stores the cooling water introduced from the invert drainage ditch 45. The underground drainage pump 61 supplies the cooling water stored in the underground pot 60 to the turbid water treatment facility 30 via a pipe connected between the storage in the underground pot 60 and the turbid water treatment facility 30.
The turbid water treatment facility 30 purifies the cooling water supplied from the underground kettle 60 so as to reach a standard at which it can be discharged into a river or the like. The turbid water treatment facility 30 discharges a part of the purified cooling water to the river and supplies the remaining part to the cooling tower 10 for reuse.
図2は、人車140の外観を表す図である。人車140の側面には、窓200が設けられている。この窓200は、例えば、透明のアクリル製のパネルが用いられ、人車140の車内から車外、及び車外から車内を視認できるようにしつつ、一定の気密性を確保している。
乗降口205は、扉が設けられており、作業員が乗り降りすることが可能となっている。乗り降りをしない場合に、この扉を閉めておくことで、一定の気密性を確保することができる。
冷却水配管210は、冷却水槽122と、冷房装置100b及び冷房装置100cとに接続されており、冷却水槽122に貯留された冷却水を冷房装置100bと冷房装置100cとに供給する。
FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the
The
The cooling
図3は、人車140の内部において、奥行き方向をみた概略図である。人車140内には、座席250、260が設けられており、作業員が着席することが可能になっている。座席250、260に着席可能な人数は、人車140のサイズや座席250、260のサイズによって異なるが、複数人の作業員が着席可能である。
また、人車140内部にはブロワ142(143)が設けられており、人車140内に冷風を吹き出すことで、人車140内を冷房する。
FIG. 3 is a schematic view of the inside of the
Further, a blower 142 (143) is provided inside the
次に、上述した冷却システム1の動作を説明する。
上述した水冷式の冷房装置100aを坑内機関車130に設け、冷房装置100b、100cを人車140に設け、車両内を冷房することで、車両内の温度をトンネル坑内2の温度に比べて下げた状態で、作業員の輸送、運転手の運転が可能であり、トンネル坑内2の途中での保守点検作業の休憩所として使用することが可能である。
坑口3近傍に車両50を停車させた後、運転手が運転室131に乗り、作業員が人車140に乗る。そして、運転手の運転操作に応じて、車両50は、トンネル坑内2の作業を行なう場所まで走行する。この際、坑内機関車130には人車140と平台車120とが連結されており、坑内機関車130によって牽引される。そして、冷房が必要となった場合には、坑内機関車130及び人車140における各冷房装置100の冷房運転が行なわれ、車両内を冷房する。車両50としては、坑内機関車130と人車140に対し、発電機121と冷却水槽122とを搭載した平台車120が牽引されるため、車両50の移動中あるいは移動先において、電力の供給を受けつつ、冷却水を利用することができる。そのため、この冷房装置100の冷房運転は、車両50の走行中であっても停車中であっても、発電機121からの電力を受け、かつ、冷却水槽122から冷却水が冷却水ポンプ123によって供給されることで、冷房運転をすることができる。
Next, the operation of the cooling system 1 described above will be described.
The water-cooled
After the vehicle 50 is stopped in the vicinity of the wellhead 3, the driver gets on the driver's cab 131 and the worker gets on the
冷房装置100は、冷房運転を行なったことで冷却水の温度が一定温度まで上昇すると、冷媒ガスの温度を下げることができないため、所定の排水口からインバート排水溝45に排水する。インバート排水溝45に排水された冷却水は、坑内釜場60に貯留されたのち、坑内排水ポンプ61によって濁水処理設備30に送られる。これにより、冷房装置100において利用された冷却水は、一部について浄化された後に河川に排水され、残りの一部がクーリングタワー10に戻されて再利用される。 When the temperature of the cooling water rises to a certain temperature due to the cooling operation, the cooling device 100 cannot lower the temperature of the refrigerant gas, so that the cooling device 100 drains water from a predetermined drain port to the invert drain ditch 45. The cooling water drained to the invert drainage ditch 45 is stored in the underground pot 60 and then sent to the muddy water treatment facility 30 by the underground drainage pump 61. As a result, the cooling water used in the cooling device 100 is partially purified and then drained into the river, and the remaining part is returned to the cooling tower 10 for reuse.
一方、冷房運転が長時間行なわれると、冷却水槽122に貯留された冷却水が減少する。そして、冷却水槽122内の冷却水の残量が一定値以下に到達した場合には、冷却水槽122は、配管40の供給口41から冷却水の供給を受けることで、冷却水を補給する。ここでは、供給口41は、配管40上において、一定間隔をおいて複数設けられている。そのため、例えば、補給を受ける必要が生じた場合において、複数ある供給口41のうち最も近くにある供給口41まで車両50を走行させ、その供給口41から冷却水槽122に冷却水を補給する。このように、トンネル坑内2には、配管40が布設されており、間隔を開けて供給口41を複数設けるようにしたので、冷却水を補給可能な場所を、坑内約100m毎、あるいは200m毎等の間隔を開けて設けることにより、いずれかの供給口41から冷却水を補給することができるので、継続して冷却装置を長時間運転できる。 On the other hand, when the cooling operation is performed for a long time, the cooling water stored in the cooling water tank 122 decreases. Then, when the remaining amount of the cooling water in the cooling water tank 122 reaches a certain value or less, the cooling water tank 122 is supplied with the cooling water from the supply port 41 of the pipe 40 to replenish the cooling water. Here, a plurality of supply ports 41 are provided on the pipe 40 at regular intervals. Therefore, for example, when it becomes necessary to receive replenishment, the vehicle 50 is driven to the nearest supply port 41 among the plurality of supply ports 41, and the cooling water is replenished from the supply port 41 to the cooling water tank 122. In this way, the pipe 40 is laid in the tunnel mine 2, and a plurality of supply ports 41 are provided at intervals. Therefore, the place where the cooling water can be replenished is set every 100 m or 200 m in the mine. Since the cooling water can be replenished from any of the supply ports 41 by providing the cooling water at intervals such as, the cooling device can be continuously operated for a long time.
ここで、冷却水の補給を一回行なうと、各冷房装置をそれぞれ約1時間程度、連続運転が可能となる。そして、冷却水槽122の冷却水の残量が一定値以下に到達すると、再度、最寄りの供給口41から冷却水が補給される。 Here, if the cooling water is replenished once, each cooling device can be continuously operated for about 1 hour. Then, when the remaining amount of the cooling water in the cooling water tank 122 reaches a certain value or less, the cooling water is replenished from the nearest supply port 41 again.
このような水冷式冷房が搭載された車両50は、トンネル坑内2における切羽4への人員輸送以外に、トンネル途中の坑内保守点検作業の休憩所としても使用することができる。坑内保守点検作業は、高温環境下での作業のため、複数班に分け、順番に休憩をしながら交替で作業を行うことができる。
The vehicle 50 equipped with such a water-cooled air conditioner can be used as a resting place for maintenance and inspection work in the tunnel in the middle of the tunnel, in addition to transporting personnel to the
上述した実施形態において、車両50は、トンネル坑内2において、作業エリア毎にそれぞれ設けるようにしてもよい。また、トンネル坑内2が延伸された場合には、配管40やインバート排水溝45についても、トンネル坑内2に沿って延長するように増設してもよい。また、人車140は、1つの車両に2両以上設けるようにしてもよい。
また、供給口41は、ある間隔を開けて複数設けるようにしたが、供給口41と隣接する供給口41との距離は、一定距離としてもよいし、作業を行なうエリアに対応させて設けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the vehicle 50 may be provided for each work area in the tunnel mine 2. When the tunnel pit 2 is extended, the pipe 40 and the invert drainage ditch 45 may also be expanded so as to extend along the tunnel pit 2. Further, two or more
Further, although a plurality of supply ports 41 are provided at a certain interval, the distance between the supply port 41 and the adjacent supply port 41 may be a constant distance, or may be provided corresponding to the area where the work is performed. You may do it.
次に、上述の冷却システム1を用いた例を説明する。
図4は、冷却システム1を導入するトンネル坑の一例を示す図である。このトンネル坑は、大きく3つの区間に分けることができ、起点側の坑口からある場所までの区間である区間300と、終点側の坑口からある場所までの区間である区間310と、区間300と区間310との間の区間である区間310とがある。区間310には、高温岩体350が存在する。このような高温岩体350が存在する区間においては、例えば、岩盤温度が最大55℃であって、岩盤温度が50℃以上の区間が数km続く地形も存在する。このような区間においては、坑内温度最大が43℃以上、湿度が100%にもなり、作業員にとって非常に厳しい坑内環境となり得る。
上述の冷却システム1を導入しない場合には、トンネル掘削が高温岩体区間にさしあたった頃になると、周囲環境が高温となるため、この高温岩体区間を通過して作業員を切羽作業場所に送り届けることすら困難となる。これに対し、上述の冷却システム1を導入することにより、トンネル坑内で各種作業を行なう作業員に良好な環境を提供することができ、冷房環境が整った車両内を利用することで適宜休憩を取ることができ、作業効率を上げることができる。これにより、高温岩体が存在する区間においても、掘進進捗低下を抑制することができる。
Next, an example using the above-mentioned cooling system 1 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a tunnel pit into which the cooling system 1 is introduced. This tunnel pit can be roughly divided into three sections, a section 300 which is a section from the wellhead on the starting point side to a certain place, a section 310 which is a section from the wellhead on the ending point side to a certain place, and a section 300. There is a section 310 which is a section between the section 310 and the section 310. Hot dry rock geothermal body 350 exists in the section 310. In the section where such a hot dry rock body 350 exists, for example, there is a terrain in which the rock mass temperature is 55 ° C. at the maximum and the section where the rock mass temperature is 50 ° C. or higher continues for several km. In such a section, the maximum underground temperature is 43 ° C. or higher and the humidity is as high as 100%, which can create a very severe underground environment for workers.
If the above-mentioned cooling system 1 is not introduced, the surrounding environment will become hot when the tunnel excavation hits the hot dry rock section, so the worker will pass through this hot dry rock section and be used as a face work place. It will be difficult to even deliver it. On the other hand, by introducing the above-mentioned cooling system 1, it is possible to provide a good environment for workers who perform various operations in the tunnel mine, and by using the inside of the vehicle having a cooling environment, a break can be taken as appropriate. It can be taken and work efficiency can be improved. As a result, it is possible to suppress a decrease in the progress of excavation even in a section where a hot dry rock body exists.
また、トンネル坑内2において用いられる車両を活用し、平台車120に発電機121と冷却水槽122とを搭載し、坑内機関車130あるいは人車140とともに牽引されるようにしたので、トンネル坑内2において、車両の移動に伴って平台車120も移動させることができるので、冷却システムが車両の通行の妨げとなることない。
また、必要に応じて配管40を経由して、任意の位置における供給口41から冷却水の供給を受けることができるので、冷房できる場所の制限が緩和され、また、冷房の継続時間を従来に比べて長くすることができる。
Further, by utilizing the vehicle used in the tunnel mine 2, the generator 121 and the cooling water tank 122 were mounted on the flat trolley 120 so as to be towed together with the mine locomotive 130 or the
Further, since the cooling water can be supplied from the supply port 41 at an arbitrary position via the pipe 40 as needed, the limitation of the place where the cooling can be performed is relaxed, and the duration of the cooling is conventionally extended. It can be made longer than that.
次に、上述した冷却システム1の制御について説明する。
この冷却システム1には、人工知能の深層学習を用いた空調出力制御を搭載するようにしてもよい。
図5は、空調出力制御装置の構成を表す概略ブロック図である。この空調出力装置は、例えば、冷却システム1の冷房装置100に搭載することが可能である。
この空調出力装置は、多層(3層)のニューラルネットワークを用いて、IoT(Internet of Things)センサー群による室内快適度の入力を解析して空調出力を制御する。この空調出力装置は、坑内車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する。
ここでは、入力層500、中間層510、出力層520の3層のニューラルネットワークとして構築されている。入力層500は、入力値として、「寒い」、「快適」、「汗だく」、「意識もうろう」等の車両内の環境を表す値が入力される。この入力は、作業員によって所定の入力装置(ボタン等)から教師データとして入力されてもよい。
中間層510は、例えば3層のディープ・ニューラルネットワークとして構成することができ、第1層においては、車両内に設けられたセンサから得られる温度や湿度、第2層においては冷房装置100におけるブロワの空調風量、第3層においては入室人数が用いられる。入室人数は、車両内に設けられたサーモカメラから得られるサーモグラフィック温度分布データを解析することで、人数を判定するようにしてもよい。
出力層520は、空調出力を決定する。例えば、空調出力が「高」(上げる)、「中」(維持)、「低」(下げる)のいずれかが選択される。この出力層520の出力は、冷房装置100に出力されるとともに、感情エンジン530にも出力される。感情エンジンでは、制御結果について、「暑い」、「快適」、「寒い」、「不快」等の評価を行ない、人工知能を用いた空調出力制御装置の深層学習を継続的に行い、空調の制御精度を向上させることができる。
快適度の基準は、作業内容や個人によっても異なるため、それに対応できる空調制御を行うことが可能となる。また、この空調制御は一般的な室内空間の空調制御にも応用可能である。
Next, the control of the cooling system 1 described above will be described.
The cooling system 1 may be equipped with air conditioning output control using deep learning of artificial intelligence.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of the air conditioning output control device. This air conditioning output device can be mounted on, for example, the cooling device 100 of the cooling system 1.
This air-conditioning output device controls the air-conditioning output by analyzing the input of indoor comfort by the IoT (Internet of Things) sensor group using a multi-layer (three-layer) neural network. This air conditioning output device judges the comfort inside the underground vehicle in stages, and selects the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room.
Here, it is constructed as a three-layer neural network of an input layer 500, an intermediate layer 510, and an output layer 520. As input values, the input layer 500 is input with values representing the environment inside the vehicle, such as "cold", "comfortable", "sweaty", and "let's be conscious". This input may be input as teacher data by a worker from a predetermined input device (button or the like).
The intermediate layer 510 can be configured as, for example, a three-layer deep neural network. In the first layer, the temperature and humidity obtained from a sensor provided in the vehicle, and in the second layer, a blower in the cooling device 100. The air-conditioning air volume of the above, and the number of people entering the room are used in the third layer. The number of people entering the room may be determined by analyzing the thermographic temperature distribution data obtained from the thermo camera provided in the vehicle.
The output layer 520 determines the air conditioning output. For example, the air conditioning output is selected from "high" (up), "medium" (maintenance), and "low" (down). The output of the output layer 520 is output to the cooling device 100 and also to the emotion engine 530. The emotion engine evaluates the control results as "hot", "comfortable", "cold", "unpleasant", etc., and continuously performs deep learning of the air conditioning output control device using artificial intelligence to control the air conditioning. The accuracy can be improved.
Since the standard of comfort level differs depending on the work content and the individual, it is possible to perform air conditioning control corresponding to the standard. In addition, this air conditioning control can also be applied to air conditioning control of a general indoor space.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
1 冷却システム
2 トンネル坑内
10 クーリングタワー
20 坑外給水ポンプ
30 濁水処理設備
40 配管
41、41a、41b、41c、41d 供給口
42 断熱材
45 インバート排水溝
50 車両
60 坑内釜場
61 坑内排水ポンプ
100、100a、100b、100c 冷房装置
101 熱交換器
102 コンプレッサ
120 平台車
121 発電機
122 冷却水槽
123 冷却水ポンプ
130 坑内機関車
131 運転室
132、142、143 ブロワ
140 人車
200 窓
205 乗降口
210 冷却水配管
250、260 座席
350 高温岩体
300、310、320 区間
500 入力層
510 中間層
520 出力層
530 感情エンジン
1 Cooling system 2 Under the tunnel 10 Cooling tower 20 Outside the mine water supply pump 30 Muddy water treatment equipment 40 Piping 41, 41a, 41b, 41c, 41d Supply port 42 Insulation material 45 Invert drainage ditch 50 Vehicle 60 Underground Kamaba 61
Claims (9)
前記坑外に設けられ前記配管に冷却水を供給するポンプとを有し、
前記車両は、作業員を搭載する人車または資材を搭載する第1車両と、冷却水槽及び発電機を搭載した第2車両と、により構成されている
を有する冷却システム。 Piping that supplies cooling water supplied from outside the mine to the cooling equipment of a vehicle that can travel inside the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals.
It has a pump provided outside the mine and supplies cooling water to the pipe.
The vehicle is a cooling system including a first vehicle on which a human vehicle or a material on which a worker is mounted, and a second vehicle on which a cooling water tank and a generator are mounted.
前記坑外に設けられ前記配管に冷却水を供給するポンプと、
前記車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する制御部と
を有する冷却システム。 Piping that supplies cooling water supplied from outside the mine to the cooling equipment of a vehicle that can travel inside the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals.
A pump provided outside the mine to supply cooling water to the pipe,
A cooling system having a control unit that determines the comfort in the vehicle in stages and selects the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room.
請求項1または請求項2に記載の冷却システム。 The vehicle comprises a cooling water tank, it supplied to the heat exchanger by the cooling water in the cooling water tank pump
The cooling system according to claim 1 or 2.
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between the supply ports is 200 m or less.
請求項2から請求項4のうちいずれか1項に記載の冷却システム。 The vehicle is any one of claims 2 to 4 , which is composed of a first vehicle equipped with a human vehicle or a material for carrying a worker, and a second vehicle equipped with a cooling water tank and a generator. The cooling system according to item 1.
を有する請求項1、請求項3から請求項5のうちいずれか1項に記載の冷却システム。 Claims 1 and 3 to 5 have a control unit that determines the comfort in the vehicle in stages and selects the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room. The cooling system according to any one of the above.
請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載の冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the vehicle is used in tunnel excavation work.
前記坑外に設けられたポンプから前記配管に冷却水を供給し、
前記車両は、作業員を搭載する人車または資材を搭載する第1車両と、冷却水槽及び発電機を搭載した第2車両と、により構成されている
冷却方法。 Of the pipes installed in the mine, cooling water supplied from outside the mine is supplied to the cooling equipment of vehicles that can travel in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals.
Cooling water is supplied to the pipe from a pump provided outside the mine.
The vehicle is a cooling method including a first vehicle equipped with a human vehicle or a material for carrying a worker, and a second vehicle equipped with a cooling water tank and a generator.
前記坑外に設けられたポンプから前記配管に冷却水を供給し、
制御部が、前記車両内の快適性を段階別に判断し、温度・湿度、空調風量、入室人数の組み合わせから人工知能により空調機の出力を選択する
冷却方法。 Of the pipes installed in the mine, cooling water supplied from outside the mine is supplied to the cooling equipment of vehicles that can travel in the mine from any of a plurality of supply ports provided at predetermined intervals.
Cooling water is supplied to the pipe from a pump provided outside the mine.
A cooling method in which the control unit determines the comfort in the vehicle in stages and selects the output of the air conditioner by artificial intelligence from the combination of temperature / humidity, air conditioning air volume, and number of people entering the room.
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