JP2003205255A - 浮遊粒子状物質の捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】浮遊粒子状物質が効率的に捕集可能で、且つ浮
遊粒子状物質の捕集手段の性能を最大限に活用できる捕
集装置を提供する。 【解決手段】捕集装置１０の周辺に浮遊粒子状物質の量
を検知するセンサー１を設け、該センサー１によって得
られた浮遊粒子状物質の存在量を基に捕集手段２を制御
することで、浮遊粒子状物質の存在量の多寡に応じて捕
集手段２の捕集効率を変更させ、常時汚染空気Ｗに対し
て最適な捕集効率とできることで、浮遊粒子状物質の効
率的な捕集がなされ、且つ捕集手段２の性能を最大限に
活用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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汚染空気から浮遊粒子状物質
を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（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ
Ｐａｒｔｉｃａｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ。以下ＳＰＭと
いう）とは、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
と等、捕集手段に汚染空気を接触させてＳＰＭを捕集す
る方法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、道路周
辺におけるＳＰＭの量は時刻、季節、天気、風向き等の
外的要因により常時変化するものであり、単に汚染空気
に対して一定の捕集効率のみを有するＳＰＭの捕集手段
を設けるだけでは、周辺のＳＰＭ量が多いときには捕集
が十分でなくなったり、またＳＰＭの量が多い状態に捕
集手段の効率を常時設定しておくと、捕集手段がＳＰＭ
以外の塵埃を捕集してその寿命が短縮されたり、また捕
集に係わるランニングコストが無駄に費やされたりする
等、捕集手段の性能を最大限に活用することができなく
なる恐れがある。

【０００６】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、ＳＰＭが効率的に捕集可能で、且つ捕集
手段の性能を最大限に活用できるＳＰＭ捕集装置を提供
せんとするものである。

【０００７】

【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、
ＳＰＭの捕集手段を備えた装置であって、該装置周辺の
ＳＰＭを含む汚染空気中に設けられたＳＰＭの存在量を
測定するセンサーを設け、該センサーにより検知された
浮流粒子状物質の存在量を基に、捕集手段を制御するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、ＳＰＭ捕集装置の周辺に
センサーを設け、該センサーによって得られたＳＰＭの
存在量を基に捕集手段を制御することで、ＳＰＭの存在
の多寡に応じて捕集手段の捕集効率を変更させ、常時汚
染空気の含まれるＳＰＭの存在量に対して最適な捕集効
率とできることで、ＳＰＭは効率的な捕集がなされ、且
つ捕集手段の性能を最大限に活用することができる。

【０００９】また本発明は、ＳＰＭの捕集手段を備えた
装置であって、該装置周辺のＳＰＭを含む汚染空気中に
設けられたＳＰＭの存在量を測定するセンサーを設け、
該センサーにより検知された浮流粒子状物質の存在量を
基に、捕集手段に接触する汚染空気の流速を制御するこ
とを特徴とするものである。

【００１０】本発明によれば、ＳＰＭ捕集装置の周辺に
センサーを設け、該センサーによって得られたＳＰＭの
存在量を基に捕集手段に接触する汚染空気の流速を制御
することで、ＳＰＭの捕集手段の捕集効率を制御しなく
とも流速を制御する手段の側のみに制御する機能を持た
せることでＳＰＭの捕集効率の制御が可能となる。

【００１１】また本発明は、捕集手段は、電気集じん機
及び／又は吸着材であることを特徴とするものである。

【００１２】また本発明は、センサーは、パーチカルカ
ウンター方式のものであることを特徴とするものであ
る。

【００１３】ここでパーチカルカウンター方式とは、対
象となる空気に光線等を照射し、空気中に粒子が含まれ
ていたときの反射度合いの変化を検知することにより、
存在する粒子の存在量や、粒子の粒径を測定するもので
ある。従ってこの方式は、検知する粒子の粒径の領域
を、１０μｍ以下というＳＰＭの粒径に設定しておけ
ば、例えば強風等によりＳＰＭと呼ばれるものより粒径
の大きい塵埃が大気中に浮遊された場合においてもその
ような粒子をＳＰＭとして認識しない。また反射された
光線等が受信される回数から、粒子の存在量を検知する
ことが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態につい
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、主として車両が進行する方向ａに向かって生
じる走行風を利用して、汚染空気をＳＰＭ捕集装置１０
の内部に２ヶ所の走行風の導入孔１０１から導入し、下
流側に１ヶ所の排出孔１０２から空気を排気するもので
ある。

【００１５】図２は、図１に示したＡ−Ａ’の断面図を
示すものである。導入孔１０１は中空部１０３に向かっ
て斜めに穿設され、走行風Ｗを円滑に導入する形状とな
されている。導入された走行風Ｗは、ＳＰＭの捕集手段
２を通過してＳＰＭが捕集された後、排出孔１０２から
排出されるが、車両の進行方向に向かって上流側の中空
部１０３ａ及び下流側の中空部１０３ｂといった、ＳＰ
Ｍ捕集装置の周辺のＳＰＭを含む汚染空気中にそれぞれ
にセンサー１ａ、１ｂが設けられ、センサー１ｂにおい
てもＳＰＭ量に係わる情報を収集し、センサー１ａで検
知したＳＰＭ量と、センサー１ｂで検知したＳＰＭ量の
差に応じて捕集手段２のＳＰＭ捕集効率は制御される。

【００１６】センサー１は、上流側のセンサー１ａのみ
を設けて、センサー１ａで検知されたＳＰＭの存在量を
基に、捕集手段２におけるＳＰＭの捕集効率を制御する
ものであってもよい。

【００１７】図３は、本発明に係わるパーチカルカウン
ター方式によるセンサーの、実施の一形態を示す断面図
であり、電力は電源より電源ケーブルＣ１により伝送さ
れて、電源装置１１を経て赤外線発光部１２１、赤外線
受光部１２２及び信号処理部１３に送られる。電源装置
１１には蓄電手段として電気二重層コンデンサ１１１が
併設され、例えば太陽電池により発電された昼間時の余
剰の電力が蓄電され、電力が不足する夜間時に放電して
センサー１を動作させる電力となる。制御部１４は信号
処理部１３と同じ箱内に設けられており、赤外線受光部
１２２からの信号は、信号ケーブルＣ２により信号処理
部１３、判定部１４を経てＳＰＭ捕集装置１０の制御部
へと送られる。本実施形態におけるセンサー１を構成す
る機器類は小型で且つ小電力のものであり、センサー１
自体の大きさを小型のものとできることから、ＳＰＭ捕
集装置１０の周辺や、装置の内部にも容易に取り付けが
可能なものである。

【００１８】図３に示した実施形態について、センサー
１の一連の動作を表すブロック図は図４に示されるもの
であり、センサー１の電源装置１１から電力が発光・受
光部１２及び信号処理部１３に供給される。その電力に
より、発光・受光部１２の赤外線発光部１２１から発光
された赤外線は、汚染空気に含まれる埃ＨやＳＰＭ粒子
Ｓに当たって乱反射し、その反射した赤外線が赤外線受
光部１２２で受光され、赤外線受光部１２２から電気信
号が発せされることで埃ＨやＳＰＭ粒子Ｓの存在は電気
信号として認識される。赤外線受光部１２２から発せさ
れた電気信号は、帯域増幅器１３１のフィルタにより特
定帯域以外の信号が除去され、ＳＰＭ粒子Ｓよりはるか
に大きい粒径である埃Ｈに起因する信号や、通行する車
両や歩行者等からの反射光に由来する信号を排除し誤認
識を防止する。

【００１９】ＳＰＭ粒子Ｓは粒径が小さく、それに起因
する特定帯域の電気信号は微弱なものであることから、
電圧増幅器１３２にて増幅され、ピークホールド回路１
３３及び演算増幅器１３４にて適切なアナログ電圧に変
換されて出力される。出力されたアナログ電圧は、一定
のしきい値を設定して、しきい値以上のアナログ電圧を
検知したときに、ＳＰＭ粒子Ｓとして認知するものでも
よく、またＳＰＭ粒子Ｓの存在量により乱反射の度合い
が異なることから、アナログ電圧の強弱によってＳＰＭ
粒子Ｓの存在量を判断するものであってもよい。

【００２０】得られたアナログ電圧は制御部１４に送ら
れ、制御部１４は、アナログ電圧の強弱により判断され
るＳＰＭ粒子Ｓの存在量に応じて捕集手段２に捕集効率
の制御に係わる指示を送るものである。また、ＳＰＭ量
の変動を考慮して、ある一定時間、同程度のアナログ電
圧が送られ続けたときに制御を行う方法としてもよい。

【００２１】図５は、捕集手段２のＳＰＭの捕集効率の
制御の例を示す断面図であり、本実施形態における捕集
手段２ａには汚染空気の流路２ａ２が設けられ、流路２
ａ２に沿って吸着材を用いて形成された邪魔板２ａ１が
設けられている。本実施形態においては、センサー１で
収集された情報によりＳＰＭ量が多いと判断される場合
には、イ）に示すように車両の進行方向に対して邪魔板
２ａ１は垂直に近い角度となされているが、ＳＰＭ量が
少ないと判断された場合は、ロ）に示すように車両の進
行方向αと平行に近い角度となされる。

【００２２】イ）に示す場合には、邪魔板２ａ１に対し
て当たる汚染空気の圧力が強くなり、ＳＰＭの捕集効率
を高めることができるが、夜間等ＳＰＭ量が小さくなっ
たときにはそれ程高い捕集効率は必要とされず、ＳＰＭ
以外の塵埃を捕集し捕集手段としての寿命が短縮される
恐れがある。ロ）に示す場合では、流路２ａ２が広くさ
れているため邪魔板２ａ１に対する汚染空気による風圧
が小さくなってＳＰＭの捕集効率は低下するが、捕集手
段としての寿命は長いものとなる。従って、ＳＰＭ量が
大きいときにはイ）の状態とし、小さいときにはロ）の
状態とするように制御を行うことで、捕集手段２の性能
を最大限に活用することができる。

【００２３】図６は、電気集じん機を用いた捕集手段２
ｂによる捕集効率の制御の一例を示す断面図であり、Ｓ
ＰＭ粒子Ｓは、まず放電線２ｂ１から電極２ｂ２へのコ
ロナ放電２ｂ３により電荷を帯びさせられ、捕集電極板
２ｂ４により捕捉される。捕捉されたＳＰＭ粒子Ｓは、
捕捉電極板２ｂ４付近で他のＳＰＭ粒子Ｓと凝集し、人
間に健康被害を及ぼさない程度の大きさの粒子Ｓ１とな
りＳＰＭは捕集される。ＳＰＭ粒子Ｓは、その自重で捕
捉電極板２ｂ４から落下し、従って清掃等のメンテナン
スの手間が少なくできるものである。

【００２４】電気集じん機を用いた捕集手段２ｂにおい
ては、ＳＰＭ粒子Ｓに帯びさせる電荷に捕集効率は比例
するものであり、すなわち放電線２ｂ１にかかる電圧の
高低により捕集効率を制御できるものであるが、常時高
電圧をかけ続けていると、電力の消費量が増大するの
と、また放電線２ｂ１や電極２ｂ２等の負荷が大きくな
り、装置としての寿命が短いものとなる。センサー１に
より収集された情報に基づいて、ＳＰＭ量の一定のしき
い値を境に電気集じん機をオン、オフさせたり、また電
流値を制御することで、消費する電力量を小さくできる
と共に、電圧を予め最適な範囲に設定でき、機器類にか
かる電圧を低減することができる。また、消費電力を小
さくできることで、電源として太陽電池を用いることが
できるようになる。

【００２５】本発明に係わる他の実施の形態を示すのが
図７であり、本実施形態においては遮音板２０の前面に
吸着材を用いて形成された捕集手段２ａを設け、その捕
集手段２ａと車両の進行方向αとの角度を、ＳＰＭ捕集
装置周辺のＳＰＭを含む汚染空気中に設けられたセンサ
ー１により得られる情報を基に制御するものである。Ｓ
ＰＭ量が小さいと判断される時には、イ）に示すように
捕集手段２ａは平板の形状となされ、捕集手段２ａの外
面を通過する汚染空気の割合が大きくなり捕集手段２ａ
によるＳＰＭの捕集効率はそれ程高いものとはならない
が、捕集手段２としての寿命は延長される。ＳＰＭ量が
大きいと判断される時には、ロ）に示すように車両の進
行方向αに対して垂直に近づく方向に捕集手段２ａが立
ち上げられ、車両の走行風による捕集手段２ａへの風圧
が高くなると共に、表面に山谷ができて谷の部分で乱流
が生じることで、ＳＰＭの捕集効率は向上される。

【００２６】図８は、本発明に係わる実施の一形態を示
す説明図であり、捕集手段によるＳＰＭの捕集の対象と
なる汚染空気の流路にセンサー１を設け、センサー１に
より検知したＳＰＭの存在に係わる情報を基に、ＳＰＭ
の捕集の対象となる汚染空気の流速を制御するものを示
すものである。図２に示したものと同様に、本実施形態
に示すＳＰＭ捕集装置１０は、中空部１０３に汚染空気
Ｗを導入し、捕集手段２に接触させることでＳＰＭを捕
集する装置であるが、排気口１０２にファン３を設ける
ことでＳＰＭ捕集装置１０内の汚染空気の流速を制御で
きるものである。

【００２７】汚染空気の流路である中空部１０３ａにセ
ンサー１を設け、センサー１によって得られた情報を基
に汚染空気中のＳＰＭ量を判断し、ＳＰＭ量が多いと判
断された時にはファン３の回転数を上げて導入孔１０１
から導入される空気を増加させ、捕集手段２に接触する
汚染空気の量を増やすことでＳＰＭの捕集効率を向上さ
せる。また、センサー１による情報を基にＳＰＭ量が小
さいと判断されるときにはファン３の回転数を下げてＳ
ＰＭの捕集効率を低下させる。従って、ＳＰＭ量に基づ
いて捕集効率を変更することで、ＳＰＭの効率的な捕集
及び捕集手段の性能を最大限に活用することが可能とな
る。

【００２８】本実施形態においては、ファン３は排気口
１０２に設けられているが、捕集手段２に接触する汚染
空気の流速が制御できる箇所であれば特に設ける箇所を
限定するものではなく、導入孔１０１に設けてもよく、
また中空部１０３ａ、１０３ｂに設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ＳＰＭの捕集の対象と
なる汚染空気の流路にセンサーを設け、該センサーによ
って得られたＳＰＭの存在に係わる情報を基に捕集手段
を制御することで、ＳＰＭの存在の多寡に応じて捕集手
段の捕集効率を変更させ、常時ＳＰＭの存在量に対して
最適な捕集効率とできることで、ＳＰＭは効率的な捕集
がなされ、且つ捕集手段の寿命を最大限に活用すること
ができる。

【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】本発明に係わるセンサーの実施の一形態を示す
断面図である。

【図４】本発明に係わるセンサーの一連の動作を示すブ
ロック図である。

【図５】本発明に係わる捕集手段の実施の一例を示す断
面図である。

【図６】本発明に係わる捕集手段の実施の一例を示す断
面図である。

【図７】本発明に係わる実施の一形態を示す説明図であ
る。

【図８】本発明に係わる実施の一形態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ センサー １１ 電源装置 １１１ 電気二重層コンデンサ １２ 赤外線発光・受光部 １２１ 赤外線発光部 １２２ 赤外線受光部 １３ 信号処理部 １３１ 帯域増幅器 １３２ 電圧増幅器 １３３ ピークホールド回路 １３４ 演算増幅器 １４ 制御部 ２ 捕集手段 ２ａ１ 邪魔板 ２ａ２ 流路 ２ｂ１ 放電線 ２ｂ２ 電極 ２ｂ３ コロナ放電 ２ｂ４ 捕集電極板 ３ ファン １０ ＳＰＭ捕集装置 １０１ 導入孔 １０２ 排気口 １０３ 中空部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D054 AA03 BB24 CA12 4D058 NA02 QA21 SA20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮遊粒子状物質の捕集手段を備えた装置
   であって、該装置周辺の浮遊粒子状物質を含む汚染空気
   中に設けられた浮遊粒子状物質の存在量を測定するセン
   サーを設け、該センサーにより検知された浮流粒子状物
   質の存在量を基に、捕集手段を制御することを特徴とす
   る浮遊粒子状物質の捕集装置。
2. 【請求項２】 浮遊粒子状物質の捕集手段を備えた装置
   であって、該装置周辺の浮遊粒子状物質を含む汚染空気
   中に設けられた浮遊粒子状物質の存在量を測定するセン
   サーを設け、該センサーにより検知された浮流粒子状物
   質の存在量を基に、捕集手段に接触する汚染空気の流速
   を制御することを特徴とする浮遊粒子状物質の捕集装
   置。
3. 【請求項３】 捕集手段は、電気集じん機及び／又は吸
   着材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮
   遊粒子状物質の捕集装置。
4. 【請求項４】 センサーは、パーチカルカウンター方式
   のものであ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の捕集装置。