JP2001304093A - 地下鉄駅出入口の強風抑止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下鉄出入口の強風抑止とエネルギーの有効
利用を図る。 【解決手段】 地下鉄駅２１付近のトンネル２２に、該
トンネル２２から地上に通じる通風坑３０を設け、該通
風坑３０にタービン発電機３１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地下鉄の走行車輌の
ピストン効果による地下鉄駅の出入口での強風を抑止す
るとともに、分散小規模発電を図る地下鉄駅出入口の強
風抑止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大都市部での地上交通混雑対策や大量輸
送手段として地下鉄路線網が増設、整備され、高速化と
運行数増加が図られている。図４は２つの地下鉄駅の間
で電車が走行したときの状態を示す図である。図におい
て２１は地下鉄駅、２２はトンネル、２３は電車、２４
は吸引空気、２５は押出空気である。地下鉄はトンネル
２２内を走行するので、走行にともなってピストン効果
が生じる。吸引空気２４および押出空気２５の空気量は
莫大なもので、地下鉄出入口２６、特に、階段付近で強
風が発生する。

【０００３】一方情報化時代でのコンピューターやテレ
ビなどの増加、あるいは都市部での超高層ビルの冷暖房
や厨房などのエネルギー源として電力需要が増加してい
る。これに対応する新規発電所建設が難しいばかりでな
く、既設配電系路による給電能力上にも支障が発生す
る。燃料電池やマイクロガスタービンによる発電など分
散小規電源システムが検討され、研究開発が続けられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】地下鉄駅出入口におけ
る強風については、現在、何の対策も立てられていな
い。一方、新電源、分散電源として期待される燃料電
池、熱電素子を用いる廃熱利用発電、太陽光発電などの
研究開発が精力的に実施されているが実用化は今少し将
来的なものであり、風力発電は地域立地あるいは高コス
トという難点がある。ガスタービン発電はコージェネレ
ーションとあいまって有効な手段であるが、ＣＯ₂ 削減
等の環境対策、省資源の点では、自然エネルギー利用の
方策が望ましい。

【０００５】本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案
出されたもので、地下鉄駅出入口における強風を抑止す
るとともに、風を利用した発電を行うことによりエネル
ギーの有効利用を図るような地下鉄出入口の強風抑止装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の地下鉄出入口の強風抑止装置は、地下鉄駅
付近のトンネルに、該トンネルから地上に通じる通風坑
を設け、該通風坑にタービン発電機を設けたものであ
る。

【０００７】次に本発明の作用を説明する。地下鉄駅付
近のトンネルから地上に通じる通風坑を設け、通風坑の
断面積を地下鉄出入口の断面積より十分大きくし、か
つ、通風抵抗が少なくなるように折れ曲がりを少なくし
ておけば、電車の走行のピストン効果による吸引空気お
よび押出空気の大部分は該通風坑を通るので、地下鉄出
入口における強風を抑止することができる。また、該通
風坑にタービン発電機を設けていて、風を利用した発電
を行うことができるのでエネルギーの有効利用を図るこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の１実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の地下鉄出入
口の強風抑止装置の概念断面図である。なお、本図にお
いて、図４と共通部分については同一の符号を用いてい
る。図において、２１は地下鉄駅、２２はトンネル、２
３は電車、２４は吸引空気、２５は押出空気、２６は地
下鉄出入口である。３０は地下鉄駅２１付近のトンネル
２２から地上に通じる通風坑で、地上部分にはベント３
０ａを用いて雨が降り込まないようにしている。ベント
３０ａの代わりに傘を用いてもよい。３１はタービン発
電機で、３１ａはタービン、３１ｂは発電機である。３
２は蓄電池、３３は配線である。

【０００９】タービン３１ａとしては種々の形式のもの
が考えられる。通風坑３０を通る空気は吸気空気２４で
あったり、押出空気２５であったりして、風向と風速が
変化するのでそれに対応しなければならない。そのよう
なタービンにつき以下説明する。

【００１０】図２（Ａ）は垂直軸ダリウス風車、図２
（Ｂ）はダリウス風車である。垂直軸ダリウス風車は図
のように垂直軸まわりに複数枚の垂直ブレードを有して
いる。ダリウス風車は垂直軸のまわりに弓なりのブレー
ドを有している。これらの風車はともにどのような風向
に対しても同一方向に回転する。本発明では、垂直軸が
水平向きになるように配置すればよい。

【００１１】風向と風速が周期的に変動する風力を利用
した発電装置として波力利用機能を備えた海洋構造物が
ある（特開平３−１２４９７１号参照）、この出願によ
れば、前面に海水を導入する開口を有する空気室を備
え、波力による空気室内の水面の昇降を利用して空気室
の上部に設けた空気孔での空気の出入流を起させて、そ
こに設けたタービン発電機により発電を行うものであ
る。タービンはウエルズタービンを用いている。ウエル
ズタービンは図２（Ａ）と似た構造であり、ロータの周
辺に複数の固定した翼を持ち、翼と直角方向の往復流に
より同一方向に回転するものである。

【００１２】タービンのエネルギー変換効率は、空気の
流速とタービンの回転数によって決まるが、その効率を
表す翼の迎え角αは、３°〜１２°の範囲で最大効率
（約５０％）となるが、その範囲以外の角度では効率が
大きく低下する特性を有している。波エネルギー（上下
動）は空気エネルギーに変換され脈動流となるため、翼
の迎え角αは絶えず変化し、したがって、タービンの最
大変換効率点の付近で運転できる範囲は少なく、波エネ
ルギーの発電効率が十分でない。

【００１３】かかる問題を解決するものとして翼の角度
を風向と風速に応じて調節する波力発電用タービンが提
案されている（特開平９−２８７５４６号）。図３は上
記出願に開示された図面である。図に示すように１はタ
ービンの円筒風胴で、その中に、複数の回転翼３，３を
突設した中空なローターハブ２が、円筒風胴１と同芯に
配置され、円筒風胴と結合した支柱４，４に軸支されて
回転自在に設けられている。そして、ローターハブ２内
には、回転翼３，３をその軸まわりに回転制御するため
のモータ７が設置され、その回転軸には原動ベベルギヤ
８が設けられている。また、角回転翼３はその基端部に
設けられた回動軸９によりローターハブ２に軸着され、
回動軸９に設けられた受動ベベルギヤ１０が原動ベベル
ギヤ８と噛合され、モータ７の正逆回転により回動さ
れ、その翼角が変化できるようになっている。ロータハ
ブ２に接続して、その回転数を検知する回転計１１が設
けられているとともに、円筒風胴１内のタービン翼３の
上側および下側の位置に、流入する気体の流速を検知す
るセンサー１３，１３を突入させた流速計１２，１２が
設けられている。そして、上記回転計１１および流速計
１２，１２よりの計測値から、気体の流速に応じてター
ビン翼３，３を適正な角度に制御するために、モータ７
への駆動信号を発する翼回転制御器１４が設けられてい
る。５は回転軸、６は発電機である。

【００１４】次に本実施形態の作用を説明する。地下鉄
駅２１付近のトンネル２２から地上に通じる通風坑３０
を設け、通風坑３０の断面積を地下鉄出入口２６の断面
積より十分大きくし、かつ、通風抵抗が少なくなるよう
に折れ曲がりを少なくしておけば電車２３の走行のピス
トン効果による吸引空気２４および押出し空気２５の大
部分は該通風坑３０を通るので地下鉄出入口２６におけ
る強風を抑止することができる。また、該通風坑３０に
タービン発電機３１を設けているので、風を利用した発
電を行うことができエネルギーの有効利用を図ることが
できる。発電された電力は蓄電池３２に蓄えられ配線３
３を通じて配電され、地下鉄駅の冷暖房、照明、信号
灯、非常灯などのエネルギー源とするものである。必要
に応じて既存電源と併用してもよい。

【００１５】本発明は以上述べた実施形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の地下鉄出入口
の強風抑止装置は、地下鉄駅付近のトンネルに、トンネ
ルから地上に通じる通風坑を設けたので電車の走行によ
り発生する吸込空気および押出空気の大部分は通気坑に
流れて、地下鉄駅出入口の強風を抑止することができ
る。また、通風坑に設けたタービン発電機により風力エ
ネルギーの利用を図ることができるなど優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地下鉄出入口の強風抑止装置の概念断
面図である。

【図２】ダリウス風車の斜視図である。

【図３】波力発電用タービンの断面図である。

【図４】地下鉄トンネルの断面図である。

【符号の説明】

２１ 地下鉄駅 ２２ トンネル ３０ 通風坑 ３１ タービン発電機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下鉄駅付近のトンネルに、該トンネル
   から地上に通じる通風坑を設け、該通風坑にタービン発
   電機を設けたことを特徴とする地下鉄出入口の強風抑止
   装置。