JP2008106435A

JP2008106435A - 排ガス浄化機能を有する道路構造

Info

Publication number: JP2008106435A
Application number: JP2006287336A
Authority: JP
Inventors: Sumio Kunieda; 純雄国枝; Yoshihiro Ota; 義博太田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】堀割道路における自動車排ガス中のＮＯｘやＳＯｘを効率よく浄化して大気中に排出する。
【解決手段】本発明の排ガス浄化機能を有する道路構造は、堀割道路２の上方に排出される自動車排ガスを活性炭素繊維に接触させて、排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘなど汚損物質を吸着、除去して浄化するものであって、上部開口部に設けた換気通路２１内に並列される横梁部材２２の上に換気通路２１を横断して配置し活性炭素繊維の集合体からなる排ガス浄化部４を敷設している。または、換気通路２１内に並列される横梁部材２２の上に配置された消音装置３の上に同じく排ガス浄化部４を敷設している。
【選択図】図１

Description

本発明は、堀割道路で発生する自動車排ガスを浄化することができる道路構造に関する。

従来、都市部などにおいては、環境対策のために堀割構造の道路を設置することがある。この堀割構造の道路は、上部が開放された略Ｕ字形形状であり、道路を地下に設けることによって自動車騒音を低減させるとともに、自動車から発生する排気ガスを上部開口部から換気する構造となっている。このため、大気中に排出された排気ガスが気象条件によっては道路近傍の大気汚損物質濃度が上昇する恐れがあった。

例えば、図５、６に示す例は、堀割道路１の上部開口部１１に設けた換気通路に、騒音対策のために吸音材１３をルーバー状に配列した消音装置１２を敷設した事例であり、排ガス対策としてこのルーバー状吸音部材１３の表面に酸化チタンなどの光触媒層を設けるものが提案されている。（特許文献１を参照）
しかし、これら光触媒は太陽光が十分に当たらないと脱ＮＯｘ、脱ＳＯｘなどの期待する浄化効果が発揮できない問題があった。また、紫外線ランプなどの人口照明を利用することも知られているが、その効果は必ずしも十分とは言えなかった。

特開２００２−６９９３９号公報：特許請求の範囲の記載。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、堀割道路における自動車排ガス中のＮＯｘやＳＯｘなど汚損物質を効率よく浄化して大気中に排出する排ガス浄化機能を有する道路構造に関する。

上記の問題は、堀割道路の上部開口部に設けた換気通路に、上方に排出される自動車排ガスを通過させ、その排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘを浄化するようにした、活性炭素繊維の集合体からなる排ガス浄化部を配置したことを特徴とする本発明の排ガス浄化機能を有する道路構造によって、解決することができる。

また本発明は、前記排ガス浄化部が、表裏に貫通するスリットを間隔を設けて配列して形成された活性炭素繊維集合体である前記形態、または、前記排ガス浄化部が、活性炭素繊維集合体の表裏に多孔板を配置し、外周を枠組でパネル化みした排ガス浄化パネルである前記形態、あるいは、堀割道路の上部開口部に設けた換気通路に、前記排ガス浄化部と吸音ルーバーからなる消音装置とを組み合せて配置した前記形態の排ガス浄化機能を有する道路構造として具体化される。

本発明の排ガス浄化機能を有する道路構造は、このように、自動車の排気ガスを活性炭素繊維と接触するように構成されているので、次のような優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した排ガス浄化機能を有する道路構造として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
（１）本発明の排ガス浄化装置を設けた堀割道路の構造は、活性炭素繊維によって自動車の排気ガス中の汚損物質であるＮＯｘ、ＳＯｘを浄化するものであり、光触媒のように太陽光などの光を必要としないので、昼夜を問わず浄化機能を発揮して道路周辺の大気環境をことができる。
（２）本発明の活性炭素繊維では、光触媒では捕集できなかった排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）のような汚損物質も捕集するので大気環境を大きく改善することができる。
（３）吸音ルーバーなどの消音装置と組み合わせることによって、排ガス浄化機能と騒音低減機能とを合わせて有する堀割道路の構造を提供することができる。

次に、本発明の排ガス浄化機能を有する道路構造の実施形態について、図１〜図４、図７、８を参照して説明する。
本発明の排ガス浄化機能を有する道路構造は、堀割道路２の上部開口部に設けた換気通路２１に、活性炭素繊維の集合体からなる排ガス浄化部４を配置した点に特徴があり、かくして、上方に排出される自動車排ガスを活性炭素繊維に接触させて、排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘなど汚損物質を吸着、除去して浄化するようにしたものである。

本発明の排ガス浄化部が適用される堀割道路の代表的形態を図７、８に示す。
図７は、堀割道路２の上部開口部に設けた換気通路２１に消音装置などを設けていない場合であり、換気通路２１内に並列される横梁部材２２、走行のための路面２３などの概要を示す。
また、図８は、図７の事例の構造に、換気通路２１に吸音材をルーバー状に配列した消音装置３を付加させた消音機能を備えた堀割道路の概要を示す。

本発明は、図７または８に示した道路構造の換気通路２１に活性炭素繊維の集合体からなる排ガス浄化部４を配置したもので、その代表的事例を図１、２に示す。
図１の事例では、図７に示す換気通路２１内に並列される横梁部材２２の上に排ガス浄化部４を敷設し、換気通路２１を横断して配置したもので、道路内で発生した自動車排ガスが上方に排出されるに際して活性炭素繊維に接触させて、排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘなど汚損物質を浄化するようにしたものである。

また、図２の事例では、図８に示す換気通路２１内に並列される横梁部材２２の上に配置された消音装置３の上に排ガス浄化部４を敷設し、図１の場合と同様に、換気通路２１を横断して配置することで、道路内で発生した自動車排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘなど汚損物質を浄化するようにしたものである。

次に、本発明の排ガス浄化部の構成部材などについて説明する。
（活性炭素繊維集合体）
本発明の排ガス浄化部の主要構成部材は、活性炭素繊維の集合体であって、この活性炭素繊維の集合体を排ガスが通過する際に、排ガス中の汚損物質（ＮＯｘ、ＳＯｘ、粒子状物質（ＰＭ））を活性炭素繊維に吸着させて除去し、浄化された排ガスを排出するよう作用するのである。

本発明に用いられる活性炭素繊維は、ポリアクリルニトリル系繊維、セルロース系繊維、フェノール系繊維、コールタールピッチ系繊維などから得られる繊維径が５μｍ〜３０μｍの炭素繊維を素材として、賦活処理によって繊維に無数の微細な細孔（細孔径０．１ｎｍ〜１０ｎｍ）を形成し、吸着活性を高活性化したものである。好ましい表面積は、７００〜３０００ｍ^２／ｇの範囲である。

本発明の活性炭索繊維の集合体は、使用個所の状況、要求などにより種々の形態が利用可能である。例えば、不定形綿状、綿をやや密に絡めたマット、縮絨したフェルト、織物、編物（網）、ハニカム状孔明きブロック、孔明き平板などの成形加工体が適宜に用いられる。要は、浄化すべき排ガスが汚損物質を吸着除去するに好ましい速度で通過できるような気孔構造を持つ集合体が好ましいのである。このような成形加工には、バインダーを用いてもよいが、繊維の微細な細孔を塞がないよう最小限に抑える配慮が必要である。

本発明の活性炭索繊維集合体の嵩密度は、密度が大きいと通気抵抗が大きくなって排気ガスが上部から放出されにくくなるなどの排気ガスの通気性を考慮して定めるが、繊維量０．００１〜０．１g／ｃｍ^３の範囲から選択される。

また、本発明の活性炭素繊維は、その機能向上のため、吸着活性を選択的に発揮させる所定の化学薬品の含浸、酸化還元性を高める酸化剤、還元剤の添加、触媒成分の添加の各種化学処理を施してもよい。

（排ガス浄化パネル）
図１、２の事例におけるように、ある程度の断面積のある換気通路２１を横断して排ガス浄化部４を配置する場合には、この排ガス浄化部４は、ある厚さのある板状形状、すなわちパネル形状に具体化するのが好ましい。具体的には、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、活性炭素繊維集合体５１の表裏に多孔板５２を配置し、外周を枠部材５３でパネル化した排ガス浄化パネル５として具体化される。

かくして、排ガスを排ガス浄化パネル５の一方から他方に向けて通過させ、通過の際にＮＯｘなど汚損物質を活性炭素繊維集合体５１に吸着させて除去し、浄化された排ガスを、道路上方から放出させることになるが、活性炭素繊維集合体は、表裏に配した多孔板５２によって保護され、かつ、外周を枠部材５３で枠組みしているから、効率的な敷設工事が可能となり、耐久性にも優れる利点が得られる。

この排ガス浄化パネル５は、多孔板５２と枠部材５３からなる箱形パネルの内部に活性炭素繊維を充填して形成されるもの（図３（Ｂ）参照）で、その厚さは、５〜５００ｍｍが適当である。この多孔板５２としては、金属製または合成樹脂製の孔明き板、網体、エキスパンドなどが利用可能である。活性炭素繊維集合体５１の表面を保護し、あるいは活性炭素繊維の飛散を防ぐ目的には、孔の寸法や目開きはできる限り小さくするとともに、通気性を保つためできる限り開孔率を大きくすることが好ましい。

また、活性炭素繊維を一体とした集合体または一様に充填した活性炭素繊維集合体を用いるのではなく、図３（Ｃ）に示すように、表裏に貫通したスリット５１ａを並設して排ガスの通気状態を改善することができる。スリット幅が狭過ぎると排ガスが流れにくくなり、広すぎると捕集効率が低下するので、スリット巾は５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

（排ガス浄化パネルの設置）
排ガス浄化パネル５は、図１に例示するように、堀割道路に沿って設けられた横梁２３に直接、ボルトなどで取り付けて、排ガス浄化部４として設置できる。勿論、Ｈ形鋼材などを下地にしてボルトなどで取り付けてもよい。また、この場合、排ガス浄化パネル５の両端部に落下防止用のワイヤーロープを通す孔（図示せず）を設けておいて落下の防止を図るのがよい。さらに、排ガス浄化パネル５は、Ｌ形などに屈曲させたり、傾斜させて設置してもよい。また、必要に応じて、これら排ガス浄化パネル５の複数枚を積層してもよい。

（消音装置との組合せ）
堀割道路の上部開口部（換気通路）付近に吸音ルーバー等の消音装置が設置されている場合は、図２に示すように、消音装置３の上面に排ガス浄化パネル５を取り付けて排ガス浄化部４として、消音装置と組み合わせるのも好ましい。この場合、消音装置の下面に排ガス浄化パネルを取り付けてもよい。

消音装置との組合せにおいて、消音装置の内部に排ガス浄化部４を組み込むのもよい。例えば、図４に示すように、消音装置の吸音ルーバー３１の上面に排ガス浄化パネル５を取り付ける（Ａ）、吸音ルーバー３１のルーバー間に活性炭素繊維集合体からなる排ガス浄化部４を組み込んでおく（Ｂ、Ｃ、Ｄ）、あるいは吸音ルーバー３１の下面に排ガス浄化パネル５を取り付ける（図示せず）などのタイプがある。

（排気ガスの浄化）
排気ガスの浄化に関して補足する。
自動車から排出されたガスは、自動車の走行風や自然風によって堀割道路の上部に上昇し、大気に排出されるが、その際、排気通路に排ガス浄化パネルなどの活性炭素繊維集合体を通過する際に、排ガス中のＮＯｘやＳＯｘ、粒子状物質（ＰＭ）などが活性炭素繊維の無数の細孔に吸着されることによって、除去され、浄化された排ガスが大気中に放出されることになる。

活性炭素繊維に吸着されたＮＯｘやＳＯｘは、水分と反応して硝酸や硫酸に変化するが空気中のアルカリやコンクリートのアルカリと反応、中和され無害化される。さらには、無害化された状態で降雨によって流出する。

あるいは、前記活性炭素繊維に還元剤を付加しておけば、吸着されたＮＯｘは窒素ガスと水に分解され、無害化される。
また、前記排ガス浄化パネルに対して定期的に散水して、活性炭素繊維に吸着されたＮＯｘ、ＳＯｘ、粒子状物質（ＰＭ）などを洗い流せるよう、適宜な散水設備を併設してもよい。

以上の通り、本発明では、排ガスの換気通路に配置した活性炭素繊維に排ガスを接触させるようにして、その高い吸着活性を利用して排気ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘを浄化するものであるから、本発明の排ガス浄化装置を設けた堀割道路の横造は、光触媒のように太陽光などの光を必要としないので、昼夜を問わず浄化機能を発揮して道路周辺の大気環境を改善することができる。更に、光触媒では捕集できなかった排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）も捕集するので大気環境を大きく改善することができる。
また、吸音ルーバーなどの消音装置と組み合わせることによって、従来の騒音低減機能に加えて排ガス浄化機能も発揮できる堀割道路の構造を提供することができるのである。

騒音装置を備えていない掘割道路に本発明の排ガス浄化部を設けた事例の要部を示す横断縦断面図（Ａ）、進行方向縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）（Ｂ）。騒音装置を備えている掘割道路に本発明の排ガス浄化部を設けた事例の要部を示す横断縦断面図（Ａ）、進行方向縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）（Ｂ）。本発明の排ガス浄化パネルの要部を示す正面図（Ａ）、スリットを有しない活性炭素繊維集合体を用いた場合の横断面図（Ｂ）、スリットを有する活性炭素繊維集合体を用いた場合の横断面図（Ｃ）。本発明の排ガス浄化部と消音装置との組合せ事例を示す要部縦断面図（Ａ）〜（Ｄ）。従来の掘割道路の要部を示す断面斜視図。掘割道路に用いられる消音装置の１例の要部縦断面図。騒音装置を備えていない従来の掘割道路の横断縦断面図（Ａ）、進行方向縦断面図（Ｂ）。開口部分に騒音装置を備えた従来の掘割道路の横断縦断面図（Ａ）、進行方向縦断面図（Ｂ）。

符号の説明

２：堀割道路、２１：換気通路、２２：横梁部材、２３：路面
３：消音装置、３１：消音ルーバー
４：排ガス浄化部
５：排ガス浄化パネル、５１：活性炭素繊維集合体、５１ａ：スリット、５２：多孔板、５３：枠部材

Claims

堀割道路の上部開口部に設けた換気通路に、上方に排出される自動車排ガスを通過させ、その排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘを浄化するようにした、活性炭素繊維の集合体からなる排ガス浄化部を配置したことを特徴とする排ガス浄化機能を有する道路構造。
前記排ガス浄化部が、表裏に貫通するスリットを間隔を設けて配列して形成された活性炭素繊維集合体である請求項1に記載の排ガス浄化機能を有する道路構造。
前記排ガス浄化部が、活性炭素繊維集合体の表裏に多孔板を配置し、外周を枠組でパネル化した排ガス浄化パネルである請求項1または２に記載の排ガス浄化機能を有する道路構造。
堀割道路の上部開口部に設けた換気通路に、前記排ガス浄化部と吸音ルーバーからなる消音装置とを組み合せて配置した請求項1または２または３に記載の排ガス浄化機能を有する道路構造。