(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車や列車が走行する道路、線路等の走行路線を区画する側壁部に沿って取り付けられて、該走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する粉塵除去用ユニットであって、
複数の空気導入開口を有する有孔前面パネルと、複数の空気流出開口を有する有孔後面パネルと、有孔前面パネルと有孔後面パネルとの間に配設される静電気帯電パネルと、回転基端部に取り付けた繊維材を前記静電気帯電パネルの表面に接触させつつプロペラを回転させて前記静電気帯電パネルに静電気を生じさせるプロペラ部材とからなり、
前記空気導入開口を介してユニット内に導入した空気に含まれる粉塵を、帯電した静電気によって前記静電気帯電パネルに付着させることを特徴とする粉塵除去用ユニット。
【請求項２】
前記プロペラ部材のプロペラは、前記有孔前面パネルの裏面に対向して配置され、前記空気導入開口を介して導入される風によって回転することを特徴とする請求項１記載の粉塵除去用ユニット。
【請求項３】
前記有孔前面パネルと前記静電気帯電パネルとの間に金属粉を付着させる磁気帯電部材が設置されている請求項１又は２に記載の粉塵除去用ユニット。
【請求項４】
前記静電気帯電パネルと前記有孔後面パネルとの間に集塵用ロ布が配設されている請求項１〜３のいずれかに記載の粉塵除去用ユニット。
【請求項５】
車や列車が走行する道路、線路等の走行路線を区画する側壁部に沿って設けられた防音壁の内側面に請求項１〜４のいずれかに記載の粉塵除去用ユニットを取り付けたことを特徴とする粉塵除去構造。
【請求項６】
車や列車が走行する道路、線路等の走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する粉塵除去方法であって、前記走行路線を区画する側壁部に沿って静電気帯電パネルを設け、該静電気帯電パネルに静電気を帯電させ、帯電した静電気によって前記静電気帯電パネルに空気中の粉塵を付着させて除去することを特徴とする粉塵除去方法。
【請求項７】
プロペラ部材の回転基端部に取り付けた繊維材を前記静電気帯電パネルの表面に接触させつつプロペラを回転させて、前記静電気帯電パネルに静電気を帯電させることを特徴とする請求項６記載の粉塵除去方法。
【請求項８】
前記プロペラ部材のプロペラは、自然の風又は車両走行時の風圧を受けて回転することを特徴とする請求項７記載の粉塵除去方法。
【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、線路等の車や列車の走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する粉塵除去用ユニット、粉塵除去構造、及び粉塵除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、車や列車が走行する道路や線路等の走行路線における粉塵や騒音等の発生が社会問題となっており、特にディーゼル車両から排出される排ガス中の微細な粉塵は、硫黄酸化物や窒素酸化物等の有害物質を含むため、これを除去して周辺住民の環境へ影響を及ぼさないようにする必要がある。
【０００３】
このような走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する方法は種々提案されているが、経済性等を鑑みると実用化を図ることのできる方法は開発されておらず、また、ディーゼル車両等の走行を規制する方法では抜本的な解決策にはならない。
【０００４】
本発明は、走行路線の領域内に生じる粉塵を効果的に除去することができると共に、経済的に無理なく実用化を図ることのできる粉塵除去用ユニット、粉塵除去構造、及び粉塵除去方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、車や列車が走行する道路、線路等の走行路線を区画する側壁部として、例えば防音壁やガードレール等を構築するにあたり、当該側壁部に付帯して静電気を帯電するパネル部材を設置することにより、該静電気を利用して粉塵を吸着するという経済的に無理なのない実用可能な構成を採用することにより、走行路線の領域内の粉塵を効果的に除去できることを知見した。
【０００６】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、車や列車が走行する道路、線路等の走行路線を区画する側壁部に沿って取り付けられて、該走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する粉塵除去用ユニットであって、複数の空気導入開口を有する有孔前面パネルと、複数の空気流出開口を有する有孔後面パネルと、有孔前面パネルと有孔後面パネルとの間に配設される静電気帯電パネルと、回転基端部に取り付けた繊維材を前記静電気帯電パネルの表面に接触させつつプロペラを回転させて前記静電気帯電パネルに静電気を生じさせるプロペラ部材とからなり、前記空気導入開口を介してユニット内に導入した空気に含まれる粉塵を、帯電した静電気によって前記静電気帯電パネルに付着させることを特徴とする粉塵除去用ユニットを提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項１記載の発明）。
【０００７】
本発明の粉塵除去用ユニットは、前記プロペラ部材のプロペラを前記有孔前面パネルの裏面に対向して配置し、前記空気導入開口を介して導入される風によって前記プロペラを回転させるようにすることが好ましい（請求項２記載の発明）。
【０００８】
また、本発明の粉塵除去用ユニットは、前記有孔前面パネルと前記静電気帯電パネルとの間に金属粉を付着させる磁気帯電部材を設置することが好ましい（請求項３記載の発明）。
【０００９】
さらに、本発明の粉塵除去用ユニットは、前記静電気帯電パネルと前記有孔後面パネルとの間に集塵用ロ布を配設することが好ましい（請求項４記載の発明）。
【００１０】
また、本発明は、車や列車が走行する道路、線路等の走行路線を区画する側壁部に沿って設けられた防音壁の内側面に、上記いずれかの粉塵除去用ユニットを取り付けたことを特徴とする粉塵除去構造を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項５記載の発明）。
【００１１】
さらに、本発明は、車や列車が走行する道路、線路等の走行路線の領域内に生じる粉塵を除去する粉塵除去方法であって、前記走行路線を区画する側壁部に沿って静電気帯電パネルを設け、該静電気帯電パネルに静電気を帯電させ、帯電した静電気によって前記静電気帯電パネルに空気中の粉塵を付着させて除去することを特徴とする粉塵除去方法を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項６記載の発明）。
【００１２】
本発明の粉塵除去方法は、プロペラ部材の回転基端部に取り付けた繊維材を前記静電気帯電パネルの表面に接触させつつプロペラを回転させて、前記静電気帯電パネルに静電気を帯電させることが好ましい（請求項７記載の発明）。
【００１３】
また、本発明の粉塵除去方法は、自然の風又は車両の走行時の風圧を受けて前記プロペラ部材のプロペラが回転することが好ましい（請求項８記載の発明）。
【００１４】
【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説明する。本実施形態によれば、図１〜図３に示すように、粉塵除去用ユニット１０は、車両の走行路線である重交通道路の両側を区画するように当該重交通道路に沿って設けられた側壁１１の上部体を構成する防音壁１２の内側（道路側）に取り付けて用いられる。すなわち、粉塵除去用ユニット１０は、例えば１５００〜２０００ｍｍ程度の長さを有するユニットであって、これを防音壁１２の内側に沿って当該防音壁１２の略全長にわたって連接配置することにより本発明の粉塵除去構造が構成され、重交通道路の領域内に生じる粉塵を除去することが可能になる。
【００１５】
本実施形態によれば、粉塵除去用ユニット１０は、多数の空気導入穴１３を有する有孔前面パネル１４と、多数の空気流出穴（図示せず。）を有する有孔後面パネル１５と、有孔前面パネル１４と有孔後面パネル１５との間に配設される有孔静電気帯電パネル１６と、回転基端部１７（図３参照）に取り付けた繊維材１８（図３参照）を有孔静電気帯電パネル１６の表面に接触させつつプロペラ１９を回転させて有孔静電気帯電パネル１６に静電気を生じさせるプロペラ部材２０とからなり、空気導入開口１３を介してユニット１０内に導入した空気に含まれる粉塵を、帯電した静電気によって有孔静電気帯電パネル１６に付着させて除去するものである。また、有孔前面パネル１４と有孔後面パネル１５は、幅が５０〜９０ｍｍ程度のステンレス製の帯状板により形成された矩形形状の矩形枠部材２１をこれらの間に周縁部に沿って介在させることにより一体化されており、これによって粉塵除去用ユニット１０は、全体として、例えば長さＬが１５００〜２０００ｍｍ程度、厚さＴが５０〜９０ｍｍ程度、高さＨが５００ｍｍ程度の大きさのボックス形状のユニットを構成している。
【００１６】
有孔前面パネル１４は、ステンレス製やアルミニウム製の網板からなり、該網板の編み目が、空気導入開口１３として縦横に多数整列して開口形成されている。また、有孔前面パネル１４は、その上端縁部が複数の蝶番２２を介して枠部材２１の上面先端縁部に接合されており、この接合部分を中心として上下に回転することにより、粉塵除去用ユニット１０の前面を開閉できるようになっている。
【００１７】
有孔後面パネル１５は、ステンレス板やアルミニウム板からなり、直径５０ｍｍ程度の円形の開口穴が、空気流出開口（図示せず。）として５０ｍｍ程度の間隔をおいて縦横に多数整列して開口形成されている。
【００１８】
有孔前面パネル１４と有孔後面パネル１５との間に介在する矩形枠部材２１は、帯状のステンレス板やアルミニウム板に折り曲げ加工等を施して、縦５００ｍｍ程度、横１５００〜２０００ｍｍ程度の矩形環状の枠部材として形成される。この枠部材２１には、有孔後面パネル１５が溶着接合やボルト接合等を介して一体化されると共に、有孔前面パネル１４が蝶番２２を介して開閉可能に接合される。また、この矩形枠部材２１には、有孔後面パネル１５と近接して、後述する集塵用ロ布２９よりも後方の位置に、風抜き用の孔２３が縁部に沿って適宜開口形成されている。
【００１９】
有孔静電気帯電パネル１６は、静電気発生効率、帯電効率等を鑑みて、例えば塩化ビニール系の帯電用プラスチック等、種々の帯電用のプラスチック板を用いて形成することができる。本実施形態によれば、道路付帯構造物としての耐火性能をさらに考慮して、厚さ１．５ｍｍのポリカーボネート板を用いて形成する。有孔静電気帯電パネル１６は、例えば縦４５０ｍｍ程度，横１４５０〜１９５０ｍｍ程度の、枠部材２１の内部に容易に収容できる大きさの矩形形状を有し、周縁部が枠部材２１の内側面の適宜箇所に取り付けた支持部材（図示せず。）により支持されて、有孔前面パネル１４と有孔後面パネル１５との間に強固に固定配置される。また、有孔静電気帯電パネル１６には、有孔後面パネル１５と同様に、直径５０ｍｍ程度の円形の開口穴が、空気流通穴２４として５０ｍｍ程度の間隔をおいて縦横に多数整列して開口形成されている。
【００２０】
プロペラ部材２０は、有孔静電気帯電パネル１６の表面に突出配置された回転軸部材２５にベアリング等を介して回転可能に支持されて設けられたもので、風圧を受けて回転する回転時の径が例えば１００ｍｍ程度のプラスチック製のプロペラ１９と、回転軸部材２５に遊嵌される回転スリーブ２６と、回転スリーブ２６の有孔静電気帯電パネル１６側の端部に一体接合された円盤状に拡径する回転基端部１７とからなる。また、回転基端部１７の有孔静電気帯電パネル１６側の面には、当該有孔静電気帯電パネル１６の表面と接触するようにして繊維材１８が植設されており、プロペラ部材２０の回転によって有孔静電気帯電パネル１６には、繊維材１８との摩擦による静電気が生じ、生じた静電気は当該有孔静電気帯電パネル１６に帯電する。また、プロペラ部材２０は、縦横に例えば１５０ｍｍ程度のピッチで、有孔前面パネル１４の全体にわたってバランス良く多数配設されており、有孔静電気帯電パネル１６の全体に静電気を効率良く帯電させることができるようになっている。さらに、プロペラ部材２０のプロペラ１９は、有孔前面パネル１４の裏面に対向して配置され、空気導入穴１３を介して導入される空気の風圧を受けて容易かつスムースに回転できるようになっている。
【００２１】
回転基端部１７（図３参照）に取り付けられる繊維材１８は、布状、毛状、ブラシ状等の繊維であって、プラスチック板との接触摩擦によって当該プラスチック板に静電気を生じさせることのできる公知の種々の繊維を用いることができる。本実施形態では、繊維材１８としてアクリル繊維を使用する。
【００２２】
また、本実施形態によれば、有孔前面パネル１４と有孔静電気帯電パネル１６との間に位置して、有孔静電気帯電パネル１６の表面には、磁気帯電部材としての、径２１ｍｍの中空の磁気帯電鉄棒２７が、上下に１５０ｍｍ程度の間隔をおいて、４段に設けられている。各磁気帯電鉄棒２７には、これらの両端に各々永久磁石２８が取り付けられていることにより、金属粉を吸着可能な磁力を有している。
【００２３】
さらに、本実施形態によれば、有孔静電気帯電パネル１６と有孔後面パネル１５との間に位置して集塵用ロ布２９が配設されている（図１参照）。集塵用ロ布２９としては、空気を濾過することが可能な例えば公知の各種の織布や不織布を用いることができる。本実施形態では、耐久性及び経済性等を考慮して、坪量が例えば１５０ｇ／ｍ2 程度の毛織不織布を使用する。集塵用ロ布２９は、縦５００ｍｍ程度、横１５００〜２０００ｍｍ程度の、枠部材２１の中空内部を覆い得る大きさの矩形形状を有し、枠部材２１の内側面にその周縁部が接合されて、有孔前面パネル１４の空気導入穴１３から有孔後面パネル１５の空気流出穴に向かって移動する空気を余すことなく通過させる。
【００２４】
そして、本実施形態によれば、重交通道路の領域内に生じる粉塵を効果的に除去することができると共に、経済的に無理なく実用化を図ることができる。すなわち、自然の風による風圧、或いは車両の走行時の風圧によって、有孔前面パネル１４の空気導入穴１３から空気が粉塵除去用ユニット１０に導入されると、この時の風圧によってプロペラ部材２０のプロペラ１９が回転し、繊維材１８の有孔静電気帯電パネル１６との摩擦によって、有孔静電気帯電パネル１６には静電気が発生すると共に、発生した静電気は有孔静電気帯電パネル１６に帯電する。そして、帯電した静電気によって、導入された空気中の土埃等を含む粉塵は有孔静電気帯電パネル１６に吸着されて、空気中から除去されることになる。また、空気中の粉塵のうち特に鉄粉等の金属微粉は、磁力を有する磁気帯電鉄棒２７に引き寄せられて吸着することによっても効果的に除去される。
【００２５】
ユニット１０内に導入された空気は、このようにして飛遊する粉塵が有孔静電気帯電パネル１６や磁気帯電鉄棒２７によって吸着除去されつつ、有孔静電気帯電パネル１６の空気流通開口２４を介して有孔後面パネル１５側に移動する。ここで、プロペラ部材２０のプロペラ１９が回転していることにより、空気の流れを造って導入された空気の有孔後面パネル１５側への移動を促進すると共に、重交通道路の領域内からの粉塵を含む空気のユニット１０内への導入を促進することができる。
【００２６】
空気流通開口２４を介して有孔後面パネル１５側に移動した空気は、さらに集塵用ロ布２９を通過した後、有孔後面パネル１５の空気流出穴を介して、粉塵が除去されたクリーンな空気として、粉塵除去用ユニット１０の背面の防音壁に向かって流出排除される。ここで、有孔静電気帯電パネル１６を通過して有孔後面パネル１５に移動する空気は、集塵用ロ布２９を通過することにより、有孔静電気帯電パネル１６や磁気帯電鉄棒２７に吸着されなかった粉塵の微粒子が当該集塵用ロ布２９に吸着され、一層クリーンな空気となって流出排除される。
【００２７】
また、本実施形態によれば、上記構成を有する粉塵除去用ユニット１０を大量生産によって概ね１２０００円／ｍ2 程度で製作可能であり（試算による。）、また側壁１１や防音壁１２の構築或いは改修作業に伴って粉塵除去用ユニット１０を道路に沿って簡単に設置することができるので、経済的に無理なく容易に実用化を図ることができる。
【００２８】
さらに、本実施形態によれば、防音効果も発揮することができる。すなわち、車両が通過する際の騒音は、空気の波動によって伝わるが、騒音を伴う空気は、重交通道路の領域から有孔前面パネル１４の空気導入穴１３を介して縮音された状態で導入された後、プロペラ１９によって撹音されることになる。また、有孔静電気帯電パネル１６の空気流通開口２４を通過することにより、縮音、減音、拡音した後、さらに集塵用ロ布２９を通過して縮音、減音、拡音を繰り返し、有孔後面パネル１５の空気流出穴により縮音されつつ防音壁に向かって流出する。このように、音の縮音、拡音、撹音、曲げ音等を繰り返すことにより、重交通道路内からの騒音を効果的に緩和することができる。
【００２９】
そして、本実施形態によれば、有孔静電気帯電パネル１６や磁気帯電鉄棒２７、集塵用ロ布２９等に付着して堆積した粉塵は、定期的に清掃を行うことにより、粉塵除去用ユニット１０から容易に除去することができる。すなわち、有孔前面パネル１４を開いて磁気帯電鉄棒２７、集塵用ロ布２９等に付着した粉塵を水洗い等により清掃すると共に、集塵用ロ布２９を交換することによって、粉塵除去用ユニット１０の維持管理を行い、長期にわたって粉塵除去用ユニット１０を使用することが可能になる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、車両の走行路線である重交通道路に限定されることなく、その他の道路や、列車が走行する線路等にも採用することができる。また、プロペラ部材は、必ずしも自然の風や車両走行時の風圧をそのまま利用して回転するものである必要はなく、電気等の動力を使って回転するものであっても良く、ソーラシステム、風力発電等による電気によって回転させても良い。さらに、磁気帯電部材は、必ずしも中空ステンレス棒からなる磁気帯電鉄棒である必要はなく、また磁気帯電させる方法としては、永久磁石による方法の他、通電することにより磁力を発生させる方法であっても良い。さらにまた、本発明は、磁気帯電部材や集塵用ロ布を取り付けて用いる必要は必ずしもない。
【００３１】
また、本発明の粉塵除去用ユニットは、その寸法、形状等が上記実施形態のものと同様の構成を有する必要は必ずしもなく、本発明の粉塵除去方法は、粉塵除去用ユニットを用いて粉塵を除去するものである必要は必ずしもない。さらに、有孔前面パネルは網板である必要は必ずしもなく、板状部材に円形等の空気導入開口を多数形成したものや、開口を方向付けして車両の風圧によるユニット内への空気の導入を促進するルーバー付きの開口を形成したもの等とすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の粉塵除去用ユニット、粉塵除去構造、及び粉塵除去方法によれば、走行路線の領域内に生じる粉塵を効果的に除去することができると共に、経済的に無理なく実用化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉塵除去用ユニットを取り付けた粉塵除去構造を説明する略示断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る粉塵除去用ユニットを説明する斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る粉塵除去用ユニットを説明する、有孔前面パネルを開いた状態の斜視図である。
【図４】プロペラ部材の一例を説明する側面図である。
【符号の説明】
１０  粉塵除去用ユニット
１１  側壁
１２  防音壁
１３  空気導入穴（空気導入開口）
１４  有孔前面パネル（網板）
１５  有孔後面パネル
１６  有孔静電気帯電パネル（静電気帯電パネル）
１７  回転基端部
１８  繊維材
１９  プロペラ
２０  プロペラ部材
２１  矩形枠部材
２２  蝶番
２３  風抜き用の孔
２４  空気流通穴
２５  回転軸部材
２６  回転スリーブ
２７  磁気帯電鉄棒
２８  永久磁石
２９  集塵用ロ布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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