JPH11179150A - ガス浄化多孔体及びガス浄化・防音用吸遮音体並びに排気ガス浄化・吸遮音システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音及びＮＯ_X ，ＳＯ_X 等の排気ガスを単一
設備により同時にかつ効果的に無害化処理して、低設備
コストで環境整備に実効を挙げ得るガス浄化多孔体、ガ
ス浄化・防音用吸遮音体及び排気ガス浄化・吸遮音シス
テムの提供。 【解決手段】 多数の連通気孔を持つ多孔板又は多孔筒
からなる本体の外表面と連通気孔周面との少なくとも外
表面に光触媒を含有するガス浄化用皮膜５が成層された
ガス浄化多孔体１。このガス浄化多孔体１を表面材に、
閉じた空間層を持つ中空体２をガス浄化多孔体１の裏面
側に接して設けられる裏面材にそれぞれ備えて構成され
るガス浄化・防音用吸遮音体３。このガス浄化・防音用
吸遮音体３と中空体２を負圧にするための排気手段４と
が組み合わされてなり、排気ガスと騒音を同時に無害化
処理する排気ガス浄化・吸遮音システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化・吸
遮音システム及びこのシステムに好適に使用されるガス
浄化多孔体、ガス浄化・防音用吸遮音体に関し、殊に、
交通路に係わる騒音及び排気ガスに起因する環境公害を
有効に無害化することが可能なガス浄化多孔体及びガス
浄化・防音用吸遮音体並びに排気ガス浄化・吸遮音シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路、都市幹線道路、鉄道線路等の
交通路では、車両や列車の頻繁な往来によって騒音が発
生して近隣の居住環境に音害をもたらし、また、排出さ
れた排気ガスによって空気が汚染されることから、この
ような環境公害に対して防音と空気浄化を図らせること
が近代都市における最重要な課題となっている。

【０００３】従来は、交通路において発生する騒音に対
しては路肩に防音壁や防音塀を立設したり、道路にドー
ムを覆わせたりして騒音が周辺に拡散しないようにする
仕切方式により対処しており、また、排気ガスに対して
は大気中に拡散して希釈されるのを期す等の消極的な対
策によるのが殆どであって、せいぜいトンネル内等の高
濃度汚染環境においては送風機で強制回収の後にガス浄
化処理を行なわせているに過ぎなくて、しかも、騒音は
防音処理装置、排気ガスはガス処理装置とそれぞれ専用
の処理手段を用いていて、路上において直接に且つ同時
に処理し得る技術は未だに確立されておらなく、設備コ
ストが高くつくことから普及されないのが実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状の問題点に着目して発明されるに至ったものであ
り、従って、本発明の目的は、各道路、鉄道路等の交通
路において発生する環境公害としての騒音及び排ガス、
殊にＮＯ_X ，ＳＯ_X を単一設備によって同時にかつ効果
的に無害化処理することができ、しかも、低設備コスト
下で環境整備に実効を挙げることが可能なガス浄化多孔
体及びガス浄化・防音用吸遮音体並びに排気ガス浄化・
吸遮音システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明に係る請求項１の発明は、多数の連通気孔を
持つ多孔板又は多孔筒に形成される本体中に光触媒が含
有されてなることを特徴とするガス浄化多孔体である。

【０００６】また、本発明に係る請求項２の発明は、多
数の連通気孔を持つ多孔板又は多孔筒に形成される本体
の外表面と連通気孔周面との少なくとも外表面に光触媒
を含有するガス浄化用皮膜が成層されてなることを特徴
とするガス浄化多孔体である。

【０００７】また、本発明に係る請求項３の発明は、前
記請求項１又は２に記載のガス浄化多孔体に関して、光
触媒が二酸化チタニウムであることを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係る請求項４の発明は、前
記請求項１、２又は３に記載の前記ガス浄化多孔体を表
面材とした閉じた空間層を持つ中空体を前記表面材の裏
面側に接して設けられることを特徴とするガス浄化・防
音用吸遮音体である。

【０００９】また、本発明に係る請求項５の発明は、前
記請求項４に記載のガス浄化・防音用吸遮音体の複数個
を縦列又は／及び横列に並設し、かつ、各中空体の閉じ
た空間層を連通させて一連の閉空間層を形成するととも
に、この一連の閉空間層に対し該閉空間層を減圧するた
めの排気手段を接続して、全体として排気ガス浄化・防
音用吸遮音立体構造としての壁、塀、天井又は庇等に形
成されてなることを特徴とする排気ガス浄化・吸遮音シ
ステムである。

【００１０】このような本発明によれば、本体の少なく
とも外表面に二酸化チタニウム等の光触媒が含まれてい
る通気性ガス浄化多孔体を表面材として有する構造のフ
ィルター、吸音材又はガス浄化・防音用吸遮音体を形成
して、これを路肩等の交通路に面した個所に排気ガス浄
化・防音用吸遮音立体構造として設置することができ
る。そして、この排気ガス浄化・防音用吸遮音立体構造
に排気手段を組み合わせることにより、交通路上に排出
された排ガスを前記ガス浄化多孔体の背後に形成される
負圧域の閉空間層に引き込ませ該ガス浄化多孔体を通過
させることができる。

【００１１】その際、通過中の排ガスはガス浄化多孔体
に含まれる光触媒に接触することからその光触媒反応に
よって酸化分解する。ところで二酸化チタニウム等の光
触媒は、太陽光や照明などからの紫外線を受けると正孔
／励起電子ペアを内部に形成するものであり、このペア
は表面に吸着した水蒸気に対して光触媒として作用して
強力に酸化分解することが知られている。

【００１２】このように酸化分解が行なわれる結果、ガ
ス浄化多孔体は表面に発生期状態の酸素と水酸基ラジカ
ルが形成されて強力な酸化雰囲気となるために、この酸
化雰囲気境界層を通過する排ガス成分、即ち、ハイオク
タンや有機体は酸化分解されて無害化される。また、光
触媒が二酸化チタニウムの場合は超親水性を持つために
ガス浄化多孔体の表面では水分の吸着が促され、そのた
めに表面に水膜を作っている雨水などにより、排気中の
ＮＯ_X ，ＳＯ_X は安定化され吸収溶解されつつ流失して
減少する。このようにして、ＮＯ_X ，ＳＯ_X に対しても
効率よく有効な無害化処理が成されるのである。

【００１３】一方、路上で発生した騒音に対しては、通
気性多孔体とその背後の閉空間層との適合した寸法構成
により、高い吸音性能を持った吸遮音体として防音効果
を奏するもである。さらに、前記ガス浄化・防音用吸遮
音体については、二酸化チタニウム等光触媒の光触媒効
果によって排気ガス中の炭化水素成分などによる付着汚
れが分解されるために吸音機能の劣化を起こし難い利点
もある。

【００１４】ここで、光触媒とは光を吸収して触媒反応
を励起し得る物質であって、代表的なものとして、二酸
化チタニウム（ＴｉＯ₂ ），酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸
化物半導体や、ポルフィリン，フタロシアニン等の金属
錯体が知られている。なお、各種光触媒のうち二酸化チ
タニウムは、粉末として高分子材料に複合することによ
って酸化劣化を早め得るとともに、超親水性表面を持つ
材料を作り易い利点があることから、本発明に適用して
殊に優れたガス浄化機能が発揮される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について添付図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施形態に係るガ
ス浄化多孔体の横断面図である。図１図示のガス浄化多
孔体１は、例えば発泡アルミニウム材等により形成され
るパネル状の多孔質体であって、溶融アルミニウム又は
アルミニウム合金に発泡助剤を混入分散させ、加熱、分
解発泡させる等の発泡成形手段によって、多数の連通気
孔を持つ三次元網状構造の多孔質板状体が得られる。こ
の発泡アルミニウム材からなるガス浄化多孔体１は、軽
量剛性、不燃性、衝撃吸収性、加工容易性等の特徴を有
し、また、吸音性にも優れていることが知られている。
なお、本発明に係る多孔体としては、前述する発泡アル
ミニウム材に限らなく、モルタル、セラミックスその他
建築用壁・塀材に用いられる各種の多孔体が適用され
る。

【００１７】上記ガス浄化多孔体１を製作するに際し
て、溶融アルミニウム又はアルミニウム合金等の原材料
に対し少量の光触媒、例えば二酸化チタニウムを発泡助
剤と併せて混入分散させて、発泡成形加工することによ
り、二酸化チタニウムを少量含有するガス浄化多孔体１
が得られる。この場合、具体的には前記原材料に対して
重量比で０．１０ppm 〜１００００ppm の範囲の値の二
酸化チタニウムを含有させることが製品コストとガス浄
化特性の両面を考慮して好ましい。

【００１８】一方、発泡アルミニウム材，セラミック材
等からなる多孔質板状体に対して、二酸化チタニウムを
その表面に塗布、ライニング等によって成層することに
よってもガス浄化多孔体１を得ることができ、この場合
は多孔質板状体の本体の外表面又は外表面及び連通気孔
周面に二酸化チタニウムを含むガス浄化用皮膜５が成層
されてなる構造のガス浄化多孔体１を製作することが可
能である。具体的な成層手段としては、酸性有機溶媒名
により二酸化チタニウムを分散させたゾル液に前記多孔
質板状体を浸漬し、乾燥の後、５００℃以下の温度で焼
成を行なって０．１〜１０μｍ厚さのガス浄化用皮膜５
を外表面及び連通気孔周面に均一に成層させることがで
きる。なお、光触媒を含むガス浄化用皮膜５の成層処理
に先立って着色、耐久性付与などを目的とした下地塗膜
を形成することも勿論可能である。

【００１９】図１図示のガス浄化多孔体１は、平板に形
成した例であるが、本発明に係るガス浄化多孔体は、こ
のような平板に限らなく湾曲した多孔板であってもよ
く、また、長筒状を成す多孔筒（図３参照）に形成した
ものであってもよく、使用態様に応じてこのような各種
多孔体から適当なものを選定することができる。

【００２０】図２には、本発明の第２の実施形態に係る
排気ガス浄化・吸遮音装置の構造の概要が示される。図
２に示される第２の実施形態は、複数個のガス浄化・防
音用吸遮音体３と、それら吸遮音体３に共用させて設け
られる排気手段４とを含んで構成され、排気ガス浄化機
能と騒音の吸遮音機能とを同時に発揮し得る壁体、塀体
として例えば道路の路肩などに立設される。

【００２１】ガス浄化・防音用吸遮音体３は、図１に示
されるガス浄化多孔体１を表面材として有し、その裏面
側に接して設けられた中空体２を裏面材として有するパ
ネル状体に形成される。上記中空体２は、ガス浄化多孔
体１の裏面と、該多孔体１の上下・左右四側縁にそれぞ
れ固定されて後方に直角に延ばした上側板、下側板、左
側板及び右側板と、遮音板を兼ねて前記ガス浄化多孔体
１に後側で平行に対向させて前記四側板の後縁部に亘ら
せ固定した後板とにより囲んでなる立方体に形成されて
いて、前記ガス浄化多孔体１に裏面側で接する閉ざされ
た空間層を内部に有するとともに、四側板のうちの少な
くとも一つの適当個所に排気孔６が開口されている。

【００２２】一方、排気手段４は、吸込側排気管７と吐
出側排気管８と排気ポンプ９とを備えて、複数個のうち
から選んだ一つの例えば最下段中間部のガス浄化・防音
用吸遮音体３における中空体２の排気孔６と排気ポンプ
９の吸込口とを吸込側排気管７を介して接続し、この排
気ポンプ９の吐出口に吐出側排気管８を接続して、後述
するように被処理排ガスを強制排気するための排気装置
として設けられる。

【００２３】このような排気ガス浄化・吸遮音装置は、
複数個のガス浄化・防音用吸遮音体３を例えば道路の路
肩に設置するが、その際、例えば上下２段の縦列と前後
数列の横列とに並列配置して相互を連結固定することに
より、路肩の壁体或いは塀体に形成される。このとき、
各中空体２を前記排気孔６によって互いに連通させて一
連の閉空間層を形成して、前述するように排気手段４を
この一連の閉空間層に接続する。

【００２４】この排気ガス浄化・吸遮音装置は、図４に
具体的な設置態様が示されるように例えば一般用道路１
０の路側帯に吸気型防音壁・塀として立設し、また、高
架道路橋１１の路肩に同じく吸気型防音壁・塀として立
設し、或いは同じく高架道路橋１１の中央分離帯に仕切
りを兼ねる吸気型防音塀として立設するなど場所に応じ
た種々の利用形態が可能である。

【００２５】このように設けられる排気ガス浄化・吸遮
音装置によれば、道路内で発生した排ガスをガス浄化・
防音用吸遮音体３に接触させること、あるいは排気手段
４の排気作動に基づきガス浄化・防音用吸遮音体３を介
して中空体２内に吸引させることにより、前述した如く
酸化分解による浄化処理が成されるものであり、また、
ガス浄化多孔体１の表面において二酸化チタニウム等の
光触媒と自然光中の紫外線とに基づく光触媒反応により
分解された炭水化物は、ガス浄化・防音用吸遮音体３の
表面に水膜となっている雨水に洗われて殆どが表面を流
れ落ち、一部は水分と一緒に排気ポンプ９による吸込気
流によって連通気孔内を通過してガス浄化多孔体１の裏
面を流れ落ちることから、吸気型防音壁下部に設けられ
た排水溝１２等を介して図示しない処理槽に導く等によ
って、効果的な排気ガス浄化を行なうことができる。

【００２６】一方、一般用道路１０及び高架道路橋１１
の走行車両から出る騒音は、多孔板からなるガス浄化・
防音用吸遮音体３による吸遮音性能と、その背後に設け
られた音響的に設計された寸法、大きさを有する閉空間
層による音減衰性能と、さらにその背後に設けられた後
板の遮音性能とが相俟って高い防音効果が奏されるもの
である。

【００２７】図３には、本発明の第３の実施形態に係る
排気ガス浄化・吸遮音装置の構造の概要が図示される。
この図３に図示の第３の実施形態は、基本的には複数個
のガス浄化・防音用吸遮音体３と、それら吸遮音体３に
共用させて設けられる排気手段４とを含んで構成され、
排気ガス浄化機能と騒音の吸遮音機能とを同時に発揮し
得る装置として高架道路橋の桁下部や庇等に設置して使
用される。

【００２８】ガス浄化・防音用吸遮音体３としては、多
孔筒に形成したガス浄化多孔体１を表面材とし、この表
面材により囲まれる内部の空間部から成る中空体２を裏
面材とする筒状体であって、その筒壁の１個所に排気孔
６が開口される。これに対して、排気手段４は、図２図
示の第２の実施形態における排気手段４と同じ構造であ
ることから詳細な説明は省略するが、並設したガス浄化
・防音用吸遮音体３の各排気孔６に共通させて吸込側排
気管７を接続することにより、被処理排ガスを強制排気
するための排気装置として設けられる。

【００２９】この第３の実施形態に係る排気ガス浄化・
吸遮音装置の具体的な構成としては、光触媒を含むガス
浄化用皮膜が成層されてなる厚さ１０mmの発泡アルミニ
ウム多孔質体を１５０〜２００mmφのパイプ状に成形
し、この複数本を並べて、これらを各排気孔６を介して
排気手段４に連結して、図４に例示するように高架道路
橋１１の桁下部に配置することにより、下層の一般用道
路１０で発生する騒音がこの桁に反射して周辺に伝播す
ることを緩和させることが可能である。例えば、高さ１
５ｍ、幅３０ｍの高架道路橋１１の裏面に、上述の寸法
のガス浄化・防音用吸遮音体３を間隔２００mmで全幅２
５ｍに亘らせて設置することにより、下層の一般用道路
１０からの騒音を音圧レベルにして、敷地境界より２５
ｍ離れた地点において６ｄＢの低減が達成されることが
明らかとなった。

【００３０】第３の実施形態に係る排気ガス浄化・吸遮
音装置は、上記した防音効果のみに限らなく排気ガスに
対する浄化作用についても第２の実施形態の場合と同様
に有効に機能することは言うまでもない。なお、本実施
形態については、上述するように高架道路橋１１に適用
できる他、道路、鉄道路のトンネル内や、製造工場内で
発生する騒音、排気ガスに対しても有効に機能し得るる
ものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、
本発明によれば、排気ガスの浄化と騒音に対する吸遮音
とを単一システムによって有効に行なわせることが可能
であり、多孔体と排気手段とを組み合わせただけの簡単
な構造で低装置コストに納まる経済的な利点と相俟っ
て、環境公害の拡散防止に資する処多大である。特に、
本発明は、ガス浄化・防音用吸遮音体の表面が光触媒の
親水性に基づく保水作用によって常に清浄化されること
から、有機物等により汚染されたり、目詰まりしたりす
ることが防止されて、長期間に亘りメンテナンスフリー
下で安定したガス浄化・吸遮音効果を奏することでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るガス浄化多孔体
の横断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る排気ガス浄化・
吸遮音装置の概要示構造図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る排気ガス浄化・
吸遮音装置の概要示構造図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る市街道路用排気
ガス浄化・吸遮音装置の概念図である。

【符号の説明】

１…ガス浄化多孔体、 ２…中空体、３…
ガス浄化・防音用吸遮音体、 ４…排気手段、５…ガ
ス浄化用皮膜、 ６…排気孔、７…排気管
（吸込側） ８…排気管（吐出側）、９…
排気ポンプ、 １０…一般用道路、１１
…高架道路橋、 １２…排水溝、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の連通気孔を持つ多孔板又は多孔筒
   に形成される本体中に光触媒が含有されてなることを特
   徴とするガス浄化多孔体。
2. 【請求項２】 多数の連通気孔を持つ多孔板又は多孔筒
   に形成される本体の外表面と連通気孔周面との少なくと
   も外表面に光触媒を含有するガス浄化用皮膜が成層され
   てなることを特徴とするガス浄化多孔体。
3. 【請求項３】 光触媒が二酸化チタニウムである請求項
   １又は２に記載のガス浄化多孔体。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３に記載の前記ガス浄
   化多孔体を表面材とした閉じた空間層を持つ中空体を前
   記表面材の裏面側に接して設けられることを特徴とする
   ガス浄化・防音用吸遮音体。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のガス浄化・防音用吸遮
   音体の複数個を縦列又は／及び横列に並設し、かつ、各
   中空体の閉じた空間層を連通させて一連の閉空間層を形
   成するとともに、この一連の閉空間層に対し該閉空間層
   を減圧するための排気手段を接続して、全体として排気
   ガス浄化・防音用吸遮音立体構造としての壁、塀、天井
   又は庇等に形成されてなることを特徴とする排気ガス浄
   化・吸遮音システム。