JP4036639B2

JP4036639B2 - 浮遊粒子状物質捕集装置

Info

Publication number: JP4036639B2
Application number: JP2001376809A
Authority: JP
Inventors: 信太郎板倉; 裕光松田
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003170015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路周辺に設置され、浮遊粒子状物質を含む外気を取り込んで捕集する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浮遊粒子状物質（以下ＳＰＭという）とは、ディーゼル車から排出されるベンゾピレンやニトロピレン等の発癌性物質を含んだディーゼル排気微粒子を中心とする大気中に浮遊している直径１０μｍ以下の粒子を示し、目には見えないが人間が呼吸し肺に取り込まれることで喘息等の健康被害を及ぼすことが問題視されてきている。その健康被害に係わる裁判において、道路行政側の責任が厳しく問われる判決が相次いで言い渡される等の現状において、その確実で且つ効率的な除去方法の開発が切望されている。
【０００３】
ＳＰＭは、大型トラック等のディーゼル車が排出する黒煙状の排気ガスなどに含まれるものが大きな割合を占めており、従って交通量の多い道路周辺の汚染空気に多く含まれるものである。これらが大気中に拡散する以前に捕集することで効率よく捕集できることから、ＳＰＭの捕集手段は道路周辺に装置を設置したり、又は道路付帯設備に付随して設けられることが多い。
【０００４】
従来、遮音壁の外面に多孔質層を設けてその空孔にＳＰＭを吸着させる方法や、道路周辺のＳＰＭを含む汚染空気を強制的に集気し、フィルターに通すことでＳＰＭを除去する方法などが提案されてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多孔質層を遮音壁の外面に設けるだけでは、その吸着力には自ずと限界があることから、ＳＰＭの捕集は効率的に行うことができない。また、一旦ＳＰＭを吸着した多孔質層は、降雨等により吸着したＳＰＭが若干洗い流されることで多少の性能回復が図られることがあるが、その度合いは小さいもので、設置後の漸進的な捕集性能の低下は避けられない。
【０００６】
また、フィルターに道路周辺の空気を通す方法では、ＳＰＭは前述の通り１０μｍ以下という微細な粒子であり、かような粒子をろ過するには極めて目の細かいフィルターが必要であり、そのようなフィルターはコストが高い。更には、極めて目の細かいフィルターは空気を通すときの圧力損失が大きくなり、空気を通すときに自然風や走行風のみによる圧力では足りず、ファンやエアポンプ等の動力が必要となりランニングコストやメンテナンスを必要とするものであり、更には動力源のない箇所には設置できないものである。
【０００７】
本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、効率的にＳＰＭの捕集が可能で、捕集性能の回復が比較的容易であると共に、動力やメンテナンスの必要が少ないＳＰＭ捕集装置を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成としている。すなわち、中空部を有する箱状体に穿設された、少なくとも１つずつの前記中空部から外気に通ずる取込口及び排気口と、前記取込口と排気口との間の前記中空部に設けられた浮遊粒子状物質の捕集手段とを備え、自然風、車両の走行風、ファンによる風からなる群から選ばれた、少なくとも１つを用い前記取込口から取り込まれたＳＰＭを含む汚染空気が中空部に導入されると共に該汚染空気が前記捕集手段に接触することでＳＰＭが捕集されて、排気口から大気中に放出されるようになされた装置であって、ＳＰＭの捕集手段に吸着材が用いられ、且つ前記取込口及び排気口はいずれも箱状体の前面板に穿設されて設けられると共に、前記前面板において、取込口は車両の走行する方向の上流側に設けられ、排気口は下流側に設けられ、該捕集手段は向かい合う仕切板間に邪魔板を空気の流れる方向に対して垂直にして互い違いに設け、邪魔板及び仕切板の外面に吸着材が貼着されて形成されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
ＳＰＭの捕集手段に吸着材を用いることで、吸着材にＳＰＭを捕集させて効率的なＳＰＭの捕集ができると共に、捕集性能が低下した場合には吸着材を交換するか、又は追加することで容易に捕集性能を回復させることができる。また吸着材であれば、ＳＰＭを含む汚染空気を接触させることでＳＰＭを捕集することが可能であり、フィルターのように空気の流れを遮るが如き状態で設ける必要がなく、汚染空気が通過するときの圧力損失を低減することができ、動力に依存する必要が少なくできる。
【００１０】
また吸着材は、ガラス繊維及び／又は合成樹脂繊維による不織布を用いて形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また捕集手段は、前記汚染空気の流路が設けられ、該流路に沿って吸着材が設けられているものであることを特徴とするものである。
【００１２】
また吸着材は、表面が襞状の形状となされていることを特徴とするものである。
【００１３】
また前記流路は、邪魔板により汚染空気が直進して通過しないようになされたことを特徴とするものである。
【００１４】
また邪魔板は、外面に吸着材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また捕集手段は、前記箱状体から取り外し可能にユニット化され、箱状体の少なくとも１箇所から交換可能となされていることを特徴とするものである。
【００１６】
また箱状体は、道路側縁に設置された支柱間に差し渡されて設置され、防音性を有することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
図１は、本発明に係わるＳＰＭ捕集装置の実施の一形態を示す説明図であり、ＳＰＭ捕集装置１が道路周辺に設置された場合において、前面板１１には車両の走行する方向ａの上流側に２ヶ所の汚染空気の取込口１２が穿設され、下流側に１ヶ所の排気口１３が設けられている。
【００１８】
図２は図１に示したＡ−Ａ’の断面図を示すものであり、ＳＰＭ捕集装置１の前面板１１に穿設された２ヶ所の取込口１２には、車両の走行風、自然風などの空気の流れｂにより取込口１２から中空部１４に道路周辺の汚染空気が取り込まれる。取込口１２は外観上及び保安上の理由から、中空部１４に向かって斜めに形成されているが、前記の問題が生じない箇所においては、外側に張り出す形状としてもよい。中空部１４に取り込まれた汚染空気は、吸着材を用いて形成されたＳＰＭ捕集手段２によりその中に含まれるＳＰＭが捕集される。ＳＰＭ捕集後の空気ｃは、排気口１３より大気中への放出される。
【００１９】
排出口１３にはまた、図３に示すようにファン１５を設けて、汚染空気ｂの取り込みの効率を高める一助としてもよい。ＳＰＭ捕集後の空気ｃの流速をファン１５により車両の走行風や自然風による場合よりも高めてやることで、取り込まれる空気ｂの量を増加させて、結果としてＳＰＭの捕集効率を高めることができる。ファンは本図ａ）に示すように排出口１３に設けるものでもよく、また本図ｂ）に示すように捕集手段２の、車両の走行する方向ａの下流側に設けたものであってもよい。
【００２０】
図４は、ＳＰＭ捕集手段２の参考例を示すもので、本実施形態における捕集手段２ｅは、汚染空気ｂの流れる方向に４枚の仕切板２ａ２が設けられて中空部１４が３つの領域の分割され、仕切板２ａ２には表面が襞状の形状となされた吸着材２１が取り付けられている。尚、表面が襞状となされていれば、襞状の形状となされたものに吸着材２１を貼着してもよく、また襞状を形成する部位は中空であってもよい。
【００２１】
本発明に係わるＳＰＭ捕集装置は、周辺の外気を狭い装置の中空部１４に取り込むことでＳＰＭを捕集するものであり、中空部１４内での空気の流速は極めて高いものとなる。従って、単なる板状の吸着材を配置したのみではＳＰＭが捕集されることなく汚染空気は中空部１４内を直進して通過し、ＳＰＭは殆ど捕集されることがない。しかしフィルターを設けたり、吸着材をフィルター状に配置したのでは、圧力損失が大きくなりすぎて汚染空気が円滑に流れることが妨げられる。またＳＰＭの捕集が行われる吸着材の表面積が限定され、捕集効果は短期間しか持続されないものとなる。
【００２２】
本実施形態に示す如く、汚染空気の流路２２を設け、流路２２に沿って表面を襞状の形状とした吸着材２１を連続的に設けておくことで、圧力損失を低くして汚染空気の流れを円滑なものとした上で、ＳＰＭの捕集効率を高めることができる。具体的には吸着材２１の、汚染空気の流れの上流側の面２１１に汚染空気が当たってその風圧により吸着材２にＳＰＭが捕集されることと、また上流側の面２１１で起こされた乱流により下流側の面２１２でＳＰＭが捕集されることで、吸着材２１がＳＰＭを捕集できる表面積を高めることができる。吸着材２１は不織布を用いて形成されることで、乱流程度の弱い風圧であってもＳＰＭの捕集が可能である。
【００２３】
また、ＳＰＭ捕集手段２に用いられる吸着材２１は、ガラス繊維や合成樹脂繊維を用いて形成した不織布が好適に用いられる。ガラス繊維や合成樹脂繊維を用いた繊維は、繊維の径を小さく形成するのが可能であり、ＳＰＭのような小径の粒子を捕集するのに適する。またガラス繊維を用いることで不織布に不燃性を具備させることができ、合成樹脂繊維を用いることで使用後の処理が容易なものとなる。
【００２４】
不織布は繊維をウェブ状あるいはマット状に配列させて、接着剤又は繊維同士を絡めた融着力によって形成されるものであり、繊維間には隙間が存在し、その隙間に汚染空気が通ることで見た目の表面積以上の面積でＳＰＭを捕集することが可能となる。また、繊維間の隙間が一定していないことから、範囲の広い粒径のＳＰＭに対応可能であり、また一時期にＳＰＭが大量に吸着されないことから、捕集効果を比較的長期間持続させることができる。
【００２５】
合成樹脂繊維を形成する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＣ等のアセテート、ナイロン、ＰＥＴ樹脂やＰＢＴ樹脂といったポリエステル系樹脂などが好適に用いられる。
【００２６】
図５は、吸着材の参考例を示すもので、ＳＰＭ捕集手段２ｂは表面が襞状となされ向かい合う吸着材２１が、それぞれの頂点が互い違いとなるように配置したものである。この様に吸着材２１を配置することで、汚染空気の流路２２を確保しつつ、汚染空気ｂが直線して通過しないようになされ、汚染空気が頻繁に曲折しながら流路２２を通過させることで吸着材２１に当たる風圧及び表面積を増加させることができ、結果としてＳＰＭの捕集効率を高めることができる。
【００２７】
また、図６は、捕集手段２ｃを、邪魔板２ｃ１を汚染空気が流れる方向に対して斜めに複数設け、邪魔板２ｃ１同士が平行となるように並べ、かつ邪魔板２ｃ１の汚染空気の到来側に表面が襞状の形状となされた吸着材２１を取り付けたものである。また図７は捕集手段２ｄを、邪魔板２ｄ１同士を交互に直交させて並べ、同じく汚染空気の到来側に表面が襞状の形状となされた吸着材２１を取り付けたものである。なお、邪魔板２ｃ１、２ｄ１表面にも吸着材２１を設けてもよく、また仕切板２ｃ１、２ｄ１自体を吸着材により形成してもよい。いずれの実施形態についても、流路２２を確保して捕集手段２による圧力損失を抑制しながら、汚染空気が直進して通過することを防止し、吸着材２１に当たる風圧を高めることで、結果としてＳＰＭの捕集効率を高めることができる。
【００２８】
図８は、本発明に係わる実施の一形態を示すもので、捕集手段２ｅは、汚染空気の流れる方向に４枚の仕切板２ｅ２が設けられて中空部１４が３つの領域の分割され、それぞれ間隔をおいて流路２２を確保しつつ、汚染空気ｂが直進して通過しないよう吸着材２１からなる邪魔板２ｅ１が汚染空気ｂが流れる方向と垂直に、それぞれの先端が互い違いとなるように連続して設けられているものである。仕切板２ｅ２の表面に吸着材２１を取り付けるか、又は仕切板２ｅ１自体を吸着材２１を用いて形成することで更にＳＰＭの捕集効率は高められる。
【００２９】
邪魔板２ｅ１は流路２２を確保できると共に、汚染空気ｂの流れを頻繁に曲折することで風圧がかかる部位、即ちＳＰＭが効率的に捕集される部位を増やしてＳＰＭの捕集効率を高めることができる。具体的には吸着材２１である邪魔板２ｅ２の汚染空気ｂの流れの上流側の面２１１及び汚染空気ｂの流れが当たる仕切板の面２ｅ２１の部分である。風圧により吸着材２にＳＰＭが捕集されることと、また邪魔板２ｅ１で起こされた乱流により更に下流側の面２ｅ１２でＳＰＭが捕集されることで、吸着材２１がＳＰＭを捕集できる表面積をより高めることができる。
【００３０】
また、本発明に係わるＳＰＭの捕集手段２は、図９に示すような箱状体から取り外し可能にユニット化され、ＳＰＭ捕集装置１の前面板１１から交換可能なものとすることが好ましい。吸着材２１はＳＰＭを吸着するにつれて捕集性能が低下するのが不可避であり、ある程度の時点で吸着材２１を追加、交換する必要が生じるが、追加、交換の際に捕集手段２をユニット化しておくことで、極めて容易且つ迅速な追加、交換が可能となる。本実施形態においては、前面板１１の一部に切欠部を設け、その切欠部から捕集手段２を取り付け及び取り外し可能とし、捕集手段２の一面が切欠き部の前面板１１を兼ねるものとしているが、切欠部は前面板１１の反対側の背面板（図示せず）などに設けてもよい。
【００３１】
図１０は、本発明に係わるＳＰＭ捕集装置１を防音壁として用いた一形態を示す説明図であり、ＳＰＭ捕集装置１及び吸音パネル１０が支柱２０間に差し渡されて設置されることで防音壁が形成されている。ＳＰＭ捕集装置１の前面板１１は開口部を有するが、背面板（図示せず）を遮音性のものとすることで防音性を具備することができ、また中空部に吸音材を設けて吸音性を具備させてもよい。
【００３２】
【実施例】
本発明に係わる実施例について、以下に具体的に説明する。
図１１は、ＳＰＭの捕集性能を測定する試験に供する吸着材を示す概略図及び断面図であり、吸着材Ａはａ）に示す外形となされており、測定に係わるＳＰＭを含む空気は、本図ａ）に示す吸着材の左側面から取り込まれ、右側面から排出される。ａ）に示すＢ−Ｂ’断面図の形状をｂ）〜ｄ）に示すが、これらに設けられた仕切板Ａ１の間に汚染空気を通過させ、その前後のＳＰＭの量を測定することで捕集効果を判断することができる。
【００３３】
ｂ）に示す吸着材Ａは向かい合う仕切板Ａ１に邪魔板Ａ２を互い違いに各３枚ずつ設けたものであり、邪魔板Ａ２及び仕切板Ａ１の外面にはポリエステル系の不織布が貼着されている。ｂ）に示す吸着材Ａを実施例１とする。
【００３４】
ｃ）に示す吸着材Ａは、仕切板Ａ１に取り付けられた邪魔板Ａ２の表面が汚染空気の取り込まれる方向に対して４５度の角度となされているものである。ｃ）についても邪魔板Ａ２及び仕切板Ａ１の外面にはポリプロピレン製の不織布が貼着されている。ｃ）に示す吸着材Ａを比較例１とする。
【００３５】
ｄ）に示す吸着材Ａは、仕切板Ａ１の表面に襞折りにしたポリプロピレン製の不織布Ａ３を貼着したものである。ｄ）については仕切板Ａ１には特に不織布等吸着機能を有する材料を用いていない。ｄ）に示す吸着材Ａを比較例２とする。
【００３６】
実施例１、比較例１及び２を用いて、図１２に示す測定装置にてＳＰＭの捕集性能の測定を行う。測定装置は吸着材Ａ、伸縮可能なタンクＢ、ＳＰＭ測定装置Ｃ、ＳＰＭ測定装置Ｄ及びそれぞれを繋ぐ通気管ＥとバルブＦとからなり、測定装置は全体が閉鎖系である。まずタンクＢにディーゼル車から採取したＳＰＭを含む汚染空気を貯蔵し、吸引機能を有するＳＰＭ測定装置Ｄにより、３０秒間で２２５Ｌの空気をタンクＢから測定装置Ｄに吸引する。そのときの吸着材Ａ内部での空気の流速は０．７５ｍ／ｓｅｃである。吸着材Ａの前にＳＰＭ測定装置Ｃを設けておき、ＳＰＭ測定装置ＣとＳＰＭ測定装置Ｄとで得られた値を比較することで、ＳＰＭの捕集率を求める。実施例１、比較例１及び２を用いてそれぞれ３回ずつの測定を行い、結果の平均を以下の表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
それぞれにＳＰＭの捕集効果が見られる。特に実施例１については捕集効果が高く、空気の流れる方向に対して垂直に邪魔板を設けることで捕集効果が更に高められることが判る。
【００３９】
【発明の効果】
ＳＰＭの捕集手段に吸着材を用いることで、吸着材にＳＰＭを捕集させて効率的なＳＰＭの捕集ができると共に、捕集性能が低下した場合には吸着材を交換するか、又は追加することで容易に捕集性能を回復させることができる。また吸着材であれば、ＳＰＭを含む汚染空気を接触させることでＳＰＭを捕集することが可能であり、フィルターのように空気の流れを遮るが如き状態で設ける必要がなく、汚染空気が通過するときの圧力損失を低減することができ、動力に依存する必要が少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる実施の一形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる実施の一形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係わる実施の一形態を示す断面図である。
【図４】吸着材の参考例を示す断面図である。
【図５】吸着材の参考例を示す断面図である。
【図６】吸着材の参考例を示す断面図である。
【図７】吸着材の参考例を示す断面図である。
【図８】本発明の吸着材に係わる実施の一形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係わる実施の一形態を示す説明図である。
【図１０】本発明に係わる実施の一形態を示す説明図である。
【図１１】本発明に係わるＳＰＭ捕集性能測定試験に供する吸音材を示す説明図及び断面図である。
【図１２】本発明に係わるＳＰＭ捕集性能測定試験の装置を示す説明図である。

Claims

中空部を有する箱状体に穿設された、少なくとも１つずつの前記中空部から外気に通ずる取込口及び排気口と、前記取込口と排気口との間の前記中空部に設けられた浮遊粒子状物質の捕集手段とを備え、自然風、車両の走行風、ファンによる風からなる群から選ばれた、少なくとも１つを用い前記取込口から取り込まれた浮遊粒子状物質を含む汚染空気が中空部に導入されると共に該汚染空気が前記捕集手段に接触することで浮遊粒子状物質が捕集されて、排気口から大気中に放出されるようになされた装置であって、浮遊粒子状物質の捕集手段に吸着材が用いられ、且つ前記取込口及び排気口はいずれも箱状体の前面板に穿設されて設けられると共に、前記前面板において、取込口は車両の走行する方向の上流側に設けられ、排気口は下流側に設けられ、該捕集手段は向かい合う仕切板間に邪魔板を空気の流れる方向に対して垂直にして互い違いに設け、邪魔板及び仕切板の外面に吸着材が貼着されて形成されたものであることを特徴とする浮遊粒子状物質捕集装置。
吸着材は、ガラス繊維及び／又は合成樹脂繊維による不織布を用いて形成したことを特徴とする請求項１に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
捕集手段は、前記汚染空気の流路が設けられ、該流路に沿って吸着材が設けられているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
吸着材は、表面が襞状の形状となされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
流路は、邪魔板により前記汚染空気が直進して通過しないようになされたことを特徴とする請求項３又は４に記載の浮遊粒子状物質捕集装置
邪魔板は、外面に吸着材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
捕集手段は、前記箱状体の少なくとも１箇所から取り外し可能にユニット化され、吸着材の交換及び／又は追加が可能となされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
箱状体は、道路側縁に設置された支柱間に差し渡されて設置され、防音性を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の浮遊粒子状物質捕集装置。