JPH03233100A - 自動車道トンネル用換気設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、自動車道トンネル内の空気を清浄化する自
動車道トンネル用換気設備に関する。

【従来の技術】

自動車道トンネル内の空気は、自動車から排出される煤
煙、自動車の走行に伴って生しるタイヤや道路アスファ
ルトの磨耗粉塵などによって汚染されている。そこで、
このような自動車道トンネルの車道空間に通じる通風路
（迂回すい道や天井通路など）内に電気集じん機を設置
し、トンネルから抽出した汚染空気を電気集しん機を通
過させて清浄化し、再びトンネル内に送気することによ
りトンネル内の見通しの改善を図った換気設備が開発さ
れている（特開昭６３−２４８４６０号公報参照）。

【発明が解決しようとする課題】

ところで周知の通り、電気集じん機は空気中のサブミク
ロンオーダの浮遊微粒子（煤じん）を捕集する機能を有
するものであるが、自動車からの排気物には煤じんの他
、Ｎｏ、、Ｓｏ、、Ｇｏなど対人かつ対電気設備的に有
害なガスが含まれている。したがって、上述した従来の
換気設備では、トンネル内空気中の煤じんば除去される
が上記有害ガスはそのままになっている。 一方、近未来の自動車道トンネルは都市郊外だけではな
く、都市近郊、特に地下に数多（建設されることが計画
されている。その場合、自動車道トンネル内の汚染空気
に含まれる上記有害ガスの影響が都市周辺に及ぶことが
考えられ、その処理が望まれるところとなる。 しかし、電気集じん機を設置した上記通風路とは別途に
、有害ガス除去機能を有する装置をトンンネル内に設け
ようとすると、他の通風路や排気口が必要となって設備
費や運転費が大幅に増え、またトンフルの場所によって
は必要な設備スペースの確保が困難になることも予想さ
れる。 そこで、この発明は、少ない費用と設置スペースでトン
ネル内汚染空気に含まれる煤じんと有害ガスの両方を合
理的に除去できる自動車道トンネル用換気設備を提供す
ることを目的とするものである。 また、有害ガスの除去手段に関しては、自動車などの移
動発生源や、発電所などの固定発生源から排気中の高濃
度の有害物を対象にして種々の酸化あるいは還元触媒が
開発されている。しかしながら、これらの触媒は比較的
高温度でのみその性能が発揮されるため使用コストが高
く、また環境中の低濃度の有害ガスの除去には考慮が払
われていない。 そこで、この発明は、トンネル内汚染空気から常温で効
率的に有害ガスを除去できる装置を備えた自動車道トン
ネル用換気設備を提供することを目的とするものである
。

【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、自動車道トン
ネルの車道空間から導かれた汚染空気の煤じんを除去す
る電気集じん機の後段に、煤しんを除去された前記汚染
空気から有害ガスを除去する有害ガス除去装置を配置す
るものとする。 また、上記有害ガス除去装置は、二酸化チタンと活性炭
との混合物、更にはこれに鉄系金属化合物を加えた混合
物と、これに波長が３００　ｎｍ以上の光を照射する光
源とからなるものとする。 （作　用］ この発明の換気設備はトンネル内汚染空気の煤じん除去
機能と有害ガス除去機能とを兼ね備えるものである。そ
の際、汚染空気の吸気口から見て電気集じん機の後段に
有害ガス除去装置を配置するものとする。これにより、
電気集じん機は有害ガス除去装置の存在にも関わらず、
本来の集じん作用を損なわれることな〈従来設備と同様
に稼働する。また、有害ガス除去装置は、煤じんが除去
された空気を対象に有害ガスだけを除去するという装置
固有の作用を果たすことができる。これらは同一の通風
路内に設置されるので、有害ガス除去装置の設置のため
の別途、もしくは特別の通風路や換気口を必要としない
。 有害ガスの除去については、環境中の低濃度のＮｏ、、
Ｓｏ、、Ｃｏなどを除去、吸着できる材料を種々検討し
、二酸化チタン（ＴｉＯｚ）と活性炭との混合物が、波
長が３００　ｎｍ以上の光（人工光でも太陽光でもよい
。）の照射があると室温でこれらのガスを高効率で除去
できることを見出し、更に上記混合物に鉄系金属化合物
、例えば三二酸化鉄（Ｆ　ｅｇｏｓ　）を加えれば有害
ガス除去効果が一層大きくなることを見出した。 この発明に用いるＴｉｅ、は光触媒活性の高いアナター
ゼ型で比表面積の大きいものほどよく、活性炭も比表面
積の大きいものが望ましい。 ＴｉＯ□と活性炭との重量比は１対１以上（ＴｉＯ２の
方が重量が大きい）であれば効果が大きく、混合方法は
機械的あるいは化学的のいずれでもよい。 Ｔ　ｉ　Ｏ２及び活性炭に加えて鉄系金属化合物を混合
する場合の重量比はＴｉＯ□に対して数％以上あればよ
く、これら三者の混合方法は機械的あるいは化学的のい
ずれでもよい。 ここで、光照射はＴｉＯ□を活性化し、表面に生じる酸
化活性種によって有害ガスである窒素酸化物などを酸化
する作用があり、活性炭は生じた硝酸イオンなどの酸化
生成物を保持する役割を果たすものと考えられる。 更に、鉄系金属化合物は上記酸化生成物とイオン結合し
て窒素化合物（塩）などを生成するための正イオンを担
う元として働き、酸化生成物を化学的に捕捉して有害ガ
ス除去作用を一層高めるものと説明できる。この鉄系金
属化合物は特にＮＯに対して活性作用が大きい。鉄系金
属化合物を加えることにより、有害ガス低減効果はＴｉ
Ｏ□及び活性炭のみの場合に比べて約−桁以上大きくな
る。生じた窒素化合物などは活性炭により保持される。 使用後の混合物は水洗することにより付着した酸化生成
物や窒素化合物などを除去し、乾燥後に再び使用するこ
とが可能である。また、カートリッジ式に交換すること
も可能である。 【実施例】 それでは、図に基づいてこの発明の詳細な説明する。な
お、以下の各実施例において互いに対応する部分には同
一の符号を用いである。 第１図はこの発明の実施例の換気設備を備えた自動車道
トンネルの概略斜視図である。図において、１は自動車
道トンネル、２は自動車道トンネル１を迂回するすい道
で、ずい道２は自動車道トンネル１の側壁にあけられた
吸気口３及び排気口４を介して車道空間１ａに通じてい
る。 ずい道２の中央部には電気集じん機５が設置され、更に
その後段にダクト６を介して有害ガス除去装置７が配置
されている。電気集じん機５は帯電部５ａと集じん部５
ｂとからなり、これらは所定の処理風量を持つユニット
を複数基組み合わせて構成され、全体としてトンネル内
空気の処理に見合う容量を持つようになっている。 ずい道２は電気集じん５の前後で隔壁８及び９によりそ
れぞれ上下に仕切られており、通風路となる上部空間１
０及び１１にはそれぞれ送風機１２及び１３が設置され
、また下部空間１４及び１５は電気室及び補機室となっ
ている。送風機１２により、吸気口３から矢印で示すよ
うにずい道２内に吸引された車道空間１ａの汚染空気は
、電気集じん機５で煤しんが除去され、その後、有害ガ
ス除去装置７でＮｏＸ、Ｓｏ、　、Ｃｏなどが除去され
て、送風機１３により排気口４から車道空間１ａに戻さ
れる。 図示配置によれば、電気集じん機５は有害ガス除去装置
７と関係なく車道空間１ａの汚染空気から煤じんを除去
し、また有害ガス除去装置７は煤しんが除去された汚染
空気を対象として有害ガスのみを除去するという、それ
ぞれ固有の機能を互いに全うできる。 第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う拡大断面図である。電
気集しん機５の吸気側ダンパ）６を通して約７ｍ／秒の
風速で矢印の向きに導かれた汚染空気は、高電圧電源装
置１７から直流１１ＫＶの電圧が印加された帯電部５ａ
を通過する間に煤じん粒子に電荷が与えられ、更に前記
高電圧電源装置１７から直流５．５Ｋ　Ｖの電圧が印加
された集じん部５ｂを通過する際に帯電粒子が集じん極
板に捕集される。煤じんを除去された汚染空気は、電気
集しん機５の排気側ダンパ１８を通してダクト６内に排
出される。テーパを有するダクト６は電気集じん５に接
続される左端は方形断面で、円筒状の有害ガス除去装置
７に接続される右端に向かって断面が徐々に円形に変化
している。 有害ガス除去装置７は円筒ケーシング１９の手前側（汚
染空気流入側）に補助送風機２０が納められ、その後方
に円筒ケーシング１９の中心軸に沿って、有害ガス除去
部となる反応管２１が配置されている。そして、反応管
２１を囲むように、円筒ケーシング１９の内周面に沿っ
て、光源２２が環状に多数配列されている。汚染空気ば
反応管２１と光源２２との間の環状空間２３を通して矢
印に示すように流れ、その間に有害ガスが反応管２１に
吸着される。 反応管２１はガラス管の外周面に接着剤を塗布し、その
上にサブミクロンオーダに粉砕したＴｉＯ□粉、活性戻
粉及びＦｅ、０３粉の混合粉をまぶすようにして付着さ
せて構成したものである。 光源２２は反応管２１上のＴｉＯ□を活性化するための
もので、例えば波長が３００〜４００ｎｍである近紫外
線、あるいは真空紫外線を発するものであればよく、ブ
ラックライトランプやハロゲンランプなどを使用するこ
とができる。光源２２の始動時には始動用パルス発生器
２４を介して数ＫＶの高電圧が印加されるが、この電力
は電気集じん機５に設備された高電圧発生装置１７から
供給されるので特別の高圧源は必要ない。 なお、電気集じん機５の集じん極板に堆積した煤じんば
、コンプレッサ２５で作られた圧縮空気をエアブロ−バ
ルブ２６から吹き付けることによりダスト排出プレナム
２７上に払い落とし、更にダスト分離回収装置２日に回
収する。また、有害ガスを吸着した反応管２１は、すで
に述べたように水洗により再生する。 第３図は有害ガス除去装置７の異なる実施例を示すため
の第２図と同様の断面図である。第３図においては、円
筒ケーシング１９の先端に有害ガス除去部となる円板状
のフィルタ２９が装着され、このフィルタ２９を照射す
る光源２２がその前方に環状に多数配列されている。フ
ィルタ２９は、活性炭フィルタ、例えば活性炭粉を配合
した樹脂からなる不織布の表面にＴｉ０ｚ粉及びＦｅｚ
Ｃ）＋粉の混合粉をまぶして捕捉させたもので、数ｍ／
Ｓ程度のガス流ではフィルタ面から粉粒が離脱しないこ
とを実験的に確認した。 更に、第４図〜第７図に有害ガス除去装置７の異なる実
施例を示す。 第４図は円筒ケーシング１９の中心軸に沿って光源２２
を配置し、その周囲にらせん状のじゃま板３０を設けた
もので、ケーシング１９の内周面及びじゃま板３０の表
面に接着剤を塗布し、その上にＴｉＯ□粉、活性炭粉及
びＦｅ、Ｏ，粉の混合粉をまぶすようにして付着させで
ある。このようにじゃま板３０を設けることにより、矢
印で示すように流れる有害ガスと上記混合粉との接触時
間が長くなり、有害ガス除去効果が大幅に向上する。 第５図は第４図のらせん状のじゃま板３０に替えて、有
害ガスの流れに垂直な円板状のしやま板３０を光＃ｉ２
２の前後及び中間の３箇所に設けたもので、有害ガスは
じゃま板３０により矢印で示すように拡げられ、ケーシ
ング１９の内周面との接触がよくなる。ケーシング１９
の内周面及びじゃま＋７ｉ３０の表面には、第４図の場
合と同様にＴｉＯ２粉、活性炭粉及びＦｅ、Ｏ，粉の混
合粉をまぶすようにして付着させである。 第６図はケーシング１９の中心軸に沿って配置した光源
２２の外側に同心的に円筒状のフィルタ２９を配置し、
その前後を閉塞板３１及び３２で塞いで、ケーシング１
９に流入した有害ガスがフィルタ２９を経て流出するよ
うにしたもので、−層のフィルタ２９で大きな有効面積
が得られる。 フィルタ２９は第３図の場合と同様、活性炭フィルタに
Ｔ　ｉ　Ｏｚ粉及びＦｅｚＯｔ粉の混合粉をまぶしたも
のである。 第７図は第６図におけるフィルタ２９を有害ガスの流れ
に対して垂直に、前後３箇所に設けたもので、この場合
も第６図の構成と同等の効果が得られることを実験で確
認した。

【発明の効果】

二の発明によれば、電気集じん機の後段に有害ガス除去
装置を配置することにより、単に電気集じん機を備えた
ものに比して特別の設備やずい道を設けることなく、自
動車道トンネル内の汚染空気から煤じんとＮＯ，、Ｓｏ
Ｘ、Ｇｏなどの有害ガスの両方を除去する機能を備えた
換気設備を実現することができる。また、二酸化チタン
と活性炭との混合物、更にはこれに鉄系金属化合物を加
えた混合物と、これに光を照射する光源とで上記有害ガ
ス除去装置を構成することにより、簡単な構成で優れた
有害ガス除去機能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発明の換気
設備を備えた自動車道トンネルの概略斜視図、第２図は
第１図の■−■線に沿う拡大断面図、第３図は有害ガス
除去装置の異なる実施例を示す第２図に相当する図、第
４図〜第７図はいずれも有害ガス除去装置の更に異なる
実施例を示す拡大縦断面図である。 １・・・自動車道トンネル、１ａ ずい道、５・・・電気集じん機、７ 置、１２．１３・・・送風機、１７ ２１・・・反応管、２２山光源、２ ０・・・じゃま板。 ・・・車道空間、２・・・ ・・・有害ガス除去装 ・・・高電圧発生装置、 ９・・・フィルタ、３ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自動車道トンネルの車道空間から導かれた汚染空気
   の煤じんを除去する電気集じん機と、この電機集じん機
   の後段に配置され煤じんを除去された前記汚染空気から
   有害ガスを除去する有害ガス除去装置とを備えたことを
   特徴とする自動車道トンネル用換気設備。 ２）有害ガス除去装置は二酸化チタンと活性炭との混合
   物と、これに波長が３００ｎｍ以上の光を照射する光源
   とからなることを特徴とする請求項１記載の自動車道ト
   ンネル用換気設備。 ３）有害ガス除去装置は二酸化チタン、活性炭及び鉄系
   金属化合物の混合物と、これに波長が３００ｎｍ以上の
   光を照射する光源とからなることを特徴とする請求項１
   記載の自動車道トンネル用換気設備。