JP2006170590A - 旋回気流利用の室内空気清浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】喫煙室内に単に空気清浄機を設置するのではなく、換気エアー量を極力減らして、冬夏期における空調負荷を軽減出来るのに、健康増進法による指針も順守できる旋回気流利用の室内空気清浄システムを提供する。
【解決手段】換気口２を有した室内３に吸引口４及び排出口５を有した空気清浄機６を設置し、室内３の側壁７にスリット８を開け、このスリット８に対向する室内３の隅に排出口５を配設してなり、スリット８はこれに進入するエアーが側壁７に沿う図１に示す進入気流９となる向きに形成し、排出口５はこれから排出するエアーが側壁７に沿い且つ進入気流９と同一回転方向の排出気流１０となる向きに配設して、これら進入気流９と排出気流１０とにより室内３に旋回気流１１を発生させ、この旋回気流１１の軸方向上端部の中心部に吸引口４を配設して、空気清浄機６のファン１２を作動させることで、旋回気流１１内に吸引口４に向かう竜巻を発生させることで、上記課題を達成できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、換気口を有する室内にこれを換気するために進入させるエアーと、室内に設置した空気清浄機の排出エアーとを利用して旋回気流を起こし、エアー中の汚染物質である煙草の煙などを囲い拡散させない状態で清浄化する旋回気流利用の室内空気清浄システムに関する。

現在、エアー中の汚染物質、例えば、煙草の煙を除去する空気清浄機は大別して３種類ある。これらは、１．煙を直接的に吸引して除去するタイプ、２．一定空間をエアーカーテンなどで囲い、煙を囲い外に出さないようにすると共に囲い内で吸引して除去するタイプ、３．上記の１と２とを組合せたもので、煙を直接的に吸引して除去し、吸引出来なかった煙をエアーカーテンなどによる囲いにより外に出さないようにするタイプ、である。

１．のタイプとしては、本出願人の次のようなものが知られている。 特開平９−１２１９４７号公報 ２．のタイプとしては、次のようなものが知られている。 実開平７−３５９２７号公報 ３．のタイプとしては、本出願人の次のようなものが知られている。 特開２００１−１７４０１１号公報

しかしながら、これらの空気清浄機は、煙草の煙に含まれる粉塵やタール分をかなりの部分除去することはできるが、有害ガス、例えば喫煙の過程で発生する一酸化炭素を除去する機能を備えているものは現在のところ無い。したがって、これらの空気清浄機を室内に設置しても、充分な換気を行わない限り、室内の一酸化炭素濃度の上昇を免れないことになる。加えて、空気清浄機では臭気も充分に除去することが困難であり、換気を行わない限り室内に臭気が徐々に蓄積することになる。このような観点から、健康増進法が制定され、下記のような喫煙室のあるべき指針が示された。

すなわち、一つの部屋を専用の喫煙室とするか、あるいは部屋の一部を完全に囲い喫煙室とするかして、充分な換気を行い一酸化炭素濃度の上昇や臭気の蓄積を防ぎ、且つそれらの喫煙室から煙草の煙が外に漏れないようにする必要がある。このため、喫煙室の出入口において、少なくとも０．２ｍ／秒以上の喫煙室の内方に向かう制御気流を常時存在させ、喫煙室の扉を開けたときでも喫煙室内から煙草の煙が外に漏れないようにする必要がある。

上記の観点から、上記指針で示されたような喫煙室は、今のところ、ビルなどの管理上の通常の換気に加えて換気扇を別途設け、喫煙室内を換気するという単純なものである。一歩進んだものは、一酸化炭素濃度の上昇や臭気の蓄積を防ぐための換気はやむを得ないとし、煙草の煙に含まれる粉塵やタール分に起因する換気を少しでも減らすため、図９に示すように、喫煙室ａ内に特許文献１のタイプの空気清浄機ｂを設置している。

上記特許文献１〜３の空気清浄機は、すでに述べたように、ある程度の脱臭機能を有しているものの、一酸化炭素除去機能はほとんど無く、これら特許文献１〜３以外のものでも、一酸化炭素除去機能を有しているものは現在のところ無い。したがって、室内に空気清浄機を設置してあっても、充分な換気を行う必要があり、室内外の温度差がある季節、特に冬夏期では空調負荷が高まる。この高空調負荷に対して、ほとんどの室内は特別な配慮がなされていないから、夏は暑く冬は寒いことになって、それを避けると今度は室内の一酸化炭素濃度や臭気強度が上昇して、快適な室内でなくなる。これに対応するには、室内に別途空調機器を設置する必要がある。

一方、上記指針で示された喫煙室は、喫煙者と非喫煙者とを明確に分け、非喫煙者に煙草の煙の影響を完全に排除している点では評価出来る。しかし、上記と同様に、室内外の温度差がある冬夏期では空調負荷が高まり、この高空調負荷に対して、上述の通り、喫煙室に指定したほとんどの室内は特別な配慮がなされていないから、別途空調機器を設置しなければならなくなる。

また、喫煙室ａ内に特許文献１の空気清浄機ｂを設置したものは、煙草の煙の粉塵やタール分に起因する換気量を減らすことが出来る。しかしながら、上記空気清浄機ｂは、通常、喫煙室ａ内の壁際や中央部に設置され、さらに換気のためのエアーを扉ｃのガラリｄから進入させている。このため、空気清浄機ｂからの排出エアー及びガラリｄからの進入エアーにより、喫煙室ａ内のエアーを攪拌してしまい、煙草の煙を拡散したり、その攪拌流により空気清浄機ｂの吸引口ｅから煙草の煙を吸引するのを妨害する現象も起きてしまい、思った程、煙草の煙の粉塵やタール分を除去出来ず、かえって喫煙室内の粉塵やタール分濃度を高めてしまう場合もあり、結局、換気量を減らすことが出来ない。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、喫煙室内に単に空気清浄機を設置するのではなく、換気エアー量を極力減らし、冬夏期における空調負荷を軽減することが出来るのに、健康増進法による指針を順守できる旋回気流利用の室内空気清浄システムを提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、請求項１記載の発明は、換気口を有した室内に吸引口及び排出口を有した空気清浄機を設置し、前記室内の側壁にスリットを開け、該スリットに対向する前記室内の隅に前記排出口を配設してなり、前記スリットはこれに進入するエアーが前記側壁に沿う進入気流となる向きに形成し、前記排出口はこれから排出するエアーが前記側壁に沿い且つ進入気流と同一回転方向の排出気流となる向きに配設して、これら進入気流と排出気流とにより前記室内に旋回気流を発生させ、該旋回気流の軸方向上端部の中心部に前記吸引口を配設して、前記空気清浄機のファンを作動させることで、旋回気流内に前記吸引口に向かう竜巻状旋回流を発生させることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記吸引口と前記換気口とが隣りあわせで会合していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記吸引口の下流側に前記換気口を接続していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記空気清浄機の機体は、吸引ダクト及び排出ダクトを経由して前記吸引口及び前記排出口に接続していることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記空気清浄機の機体は、前記吸引ダクトを経由して前記吸引口に接続していることを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果がある。
すなわち、請求項１記載の発明は、換気口からの換気により側壁のスリットから室内にエアーが入り側壁に沿って流れて進入気流となり、一方、空気清浄機のファンを作動させると、排出口から清浄化したエアーが側壁に沿い進入気流と同一回転方向に流れて排出気流となり、進入気流を加速させる。これら進入気流及び排出気流により室内に安定した旋回気流を発生させ、且つ吸引口からの吸引により竜巻状旋回流を発生させる。すなわち、室内の側壁に沿う旋回気流により内側のエアー中の汚染物質である煙草の煙などを拡散させないように包み込み、竜巻状旋回流による収束力により直ちに吸引口から空気清浄機内に吸引し清浄化する。したがって、室内の側壁にスリットを設け空気清浄機を設置するだけで、換気エアー量を極力減らし冬夏期における空調負荷を軽減出来るのに、健康増進法による指針を順守でき、その上喫煙者から出た煙草の煙は拡散することなく直ちに吸引口に吸引・清浄化され、他の喫煙者に影響を及ぼさず、さらに側壁面に常に新鮮な進入気流及び清浄化した後の排出気流を流しているので、側壁面への汚れの付着が減少し、清掃サイクルを延ばすことが出来る効果がある。

請求項２記載の発明は、旋回気流の軸方向上端部の中心部に設置する必要のある吸引口の位置と換気口の位置とが隣りあうから、そのままで室内のエアーを換気し且つ吸引して、その換気による進入気流と排出口からの排出気流とにより、室内に安定した旋回気流を発生させ、換気と吸引との相乗により強い竜巻状旋回流を発生させる。したがって、上記効果に加えて、吸引口の位置と換気口の位置とを調整する必要がなく、システム全体として単純となる効果がある。

請求項３記載の発明は、旋回気流の軸方向上端部の中心部に設置する必要のある吸引口の位置に関係なく、吸引口の下流側に換気口を接続すればよい。したがって、上記効果に加えて、吸引口の位置と換気口の位置とに特に関係がなくなり、換気口の位置を考慮しなくてもよいから、システム構築が容易となる効果がある。

請求項４記載の発明は、室内における設置位置が規制される吸引口及び排出口に対して、空気清浄機の機体は吸引ダクト及び排出ダクトを経由して接続する。したがって、上記効果に加えて、機体の位置を自在に決めることができる効果がある。

請求項５記載の発明は、室内における設置位置が規制されている吸引口に対して、空気清浄機の機体は吸引ダクトを経由して接続する。したがって、上記効果に加えて、室内における設置位置が規制されている排出口に対してのみ機体の位置を規制され、吸引口に対して機体の位置を規制されることがない効果がある。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの平面図、図２は本発明の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの側面図、図３は本発明の旋回気流利用の室内空気清浄システムにおける空気清浄機の断面図である。図において、旋回気流利用の室内空気清浄システム１は、換気口２を有した室内３に吸引口４及び排出口５を有した空気清浄機６を設置し、室内３の側壁７にスリット８を開け、このスリット８に対向する室内３の隅に排出口５を配設してなり、スリット８はこれに進入するエアーが側壁７に沿う図１に示す進入気流９となる向きに形成し、排出口５はこれから排出するエアーが側壁７に沿い且つ進入気流９と同一回転方向の図１に示す排出気流１０となる向きに配設して、これら進入気流９と排出気流１０とにより室内３に旋回気流１１を発生させ、この旋回気流１１の軸方向上端部の中心部に吸引口４を配設して、空気清浄機６のファン１２を作動させることで、旋回気流１１内に吸引口４に向かう竜巻状旋回流を発生させるものである。

前記室内３は、この実施例では正方形に近い形状であり、建築物、車両、船舶、航空機などに設けられてたり、あるいは部屋の一部を間仕切りなどにより仕切ってもよく、その形状は円形でも角形でもよくて、人が現在出来る空間であれば特に限定がない。さらに、室内３の天井１３のほぼ中心部に換気口２を有しているが、その位置は室内３のどこでもよく、その換気口２により実際に換気していること以外特に限定がない。そして、室内３の角部の側壁７には前記スリット８が開けられている。このスリット８は実際に換気口２から換気すれば、その同量のエアーが室内３に入り込む。したがって、このスリット８の開口面積は、換気口２からの換気エアー量、例えば５ｍ３／分に対して、スリット８からの進入気流９の風速が約０．２ｍ／秒から導き出される。すなわち、開口面積Ｓ＝５／（６０×０．２）で求められ、０．４１７ｍ^２となり、スリット８のサイズは室内の高さを２．２ｍとすると、０．４１７ｍ^２÷２．２ｍ≒０．１９０ｍの幅寸法となる。また、進入気流９は充分整流されていることが重要であるから、スリット８は整流板など、例えばハニカム板により区画して、充分な助走距離を取れるようにするのがよい。なお、図１中、１４は出入口１５のガラリの無い扉である。

前記空気清浄機６は、既述の通り、前記吸引口４及び前記排出口５を有し、機体２０内には清浄フィルター２１とこの下流に前記ファン１２とが内蔵されている。この吸引口４は、機体２０の吸引部２２と接続している吸引ダクト２３の先端部分であり、前記換気口２に隣り合わせで会合している。また、排出口５は、機体２０に設けられ、清浄フィルター２１により清浄化したエアーを排出して排出気流１０を形成するものである。この排出気流１０は、スリット８による進入気流９を補助しそれと相俟って安定した旋回気流１１を形成する。このため、排出口５は、排出気流１０が整流されていなければならないことや風速がスリット８の場合とほぼ同様であることから、その構造もスリット８とほぼ同様となる。以上のように構成されているから、換気口２によりそのままで室内３のエアーを換気でき、その換気による進入気流９と排出口５からの上記清浄フィルター２１により清浄化した排出気流１０とにより、室内３に安定した旋回気流１１を発生させ、さらに、換気と吸引口４からの吸引との相乗により、吸引口４に向かう強い竜巻状旋回流を発生させ、吸引口４の位置と換気口２の位置とを調整する必要がなく、このシステム全体として単純となる。

前記清浄フィルター２１は、前記吸引口４から機体２０内に吸い込んだ煙草の煙の比較的大きな粒子を除去するプレフィルター２４と、このプレフィルター２４を通過した微細粒子を除去する電気集塵機２５と、この電気集塵機２５を通過した超微細粒子、臭気成分などを除去する脱臭フィルター２６と、の３部構成となっている。また、この電気集塵機２５の代わりに、少なくとも微細粒子を除去出来るメカニカルフィルターを用い、更に、超微細粒子、臭気成分の除去機能をも併せ持つ高性能なメカニカルフィルターを併用してもよい。

そして、前記ファン１２は、旋回気流１１内に包まれて漂う煙草の煙を周囲のエアーと共に吸引口４から吸引することが出来、その上に吸引ダクト２３、吸引部２２、機体２０内の清浄フィルター２１を通過し、排出口５から排出して側壁７に沿う排出気流１０となるのに必要とされる、基本的な容量及び圧力を有する条件が加算されること以外、特に限定がない。

そして、この空気清浄機６の室内３における設置場所は重要ではなく、側壁７に開けたスリット８の位置に対する空気清浄機６の排出口５の位置と、このスリット８からの進入気流９と、排出口５からの排出気流１０とにより発生した旋回気流１１に対する吸引口４の位置とが重要である。すなわち、この実施例１では室内３がほぼ正方形であり、その角部にスリット８が設けられているから対角線上の角部に空気清浄機６と共に排出口５が設けられ、このスリット８からの進入気流９と排出口５からの排出気流１０とにより、室内３の中心部に旋回気流１１が発生しているから、この旋回気流１１の軸方向上端部の中心部となる室内３の天井のほぼ中心部に吸引口４が設けられているのである。

これらの排出口５及び吸引口４の位置は、相対的なものであって、スリット８の位置が変わればそれに伴い排出口５の位置が変わり、スリット８及び排出口５の位置の変更により発生する旋回気流１１の位置が変われば、当然これの軸方向上端部の中心部も変わるから吸引口４の位置も変わることになる。このように、室内３の側壁７に設けたスリット８により、排出口５及び吸引口４の位置が規制されるが、空気清浄機６の設置場所は特に規制されず、これら規制されている排出口５及び吸引口４にそれぞれ排出ダクト３０（図５参照）及び吸引ダクト２３を接続すればよいのである。

次に、上記構成になる旋回気流利用の室内空気清浄システム１の使用方法を説明する。
室内３に人が現在しない場合は、単に換気口２から換気されているから、スリット８からエアーが室内３に進入し側壁７に沿う進入気流９となるが、弱々しい旋回気流１１を形成するだけで、換気口２に向かう竜巻状旋回流となることはない。扉１４を開いて出入口１５から人が入室すると、人感知センサーなどが作動して、空気清浄機６を作動させる。これによりファン１２が作動するから、吸引口４からエアーを吸引して吸引ダクト２３を通り吸引部２２から機体２０内に入り、清浄フィルター２１により清浄化され、排出口５から清浄エアーを排出し、側壁７に沿う排出気流１０となる。この排出気流１０は進入気流９を補助しこれと相俟って安定した旋回気流１１を形成する。この旋回気流１１により、入室した人が喫煙することにより生じた煙草の煙は包まれて拡散せず、他の喫煙者に影響を及ぼさず、さらに側壁７面に常に新鮮な進入気流９及び清浄化した後の排出気流１０を流しているので、側壁７面への汚れの付着が減少し、清掃サイクルを延ばせる。

一方、旋回気流１１の軸方向上端部の中心部に配設している吸引口４から上記の通りエアーを吸引し、しかもこの吸引口４に隣りあわせで会合している換気口２からもエアーを換気しつつあるから、これら双方のエアー吸引及び換気により、旋回気流１１内に吸引口４に向かう竜巻状旋回流が生成していて、この竜巻状旋回流の有する収束性能により、煙草の煙は速やかに吸引口４に吸引され、吸引ダクト２３を通り吸引部２２から機体２０内に入り、再び清浄フィルター２１により清浄化され、排出口５から清浄エアーを排出し、再び側壁７に沿う排出気流１０となり、以後同じことが繰り返される。人が室内３から退室すると、人感知センサーなどが作動して、空気清浄機６を停止させるから、上述の通りの換気口２からの換気のみによる弱々しい旋回気流１１を形成し続ける。

図４は本発明の他の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムであり、この旋回気流利用の室内空気清浄システム１ａと図１ないし３に示す実施形態との相違点は、吸引口４の下流側に換気口２を接続している点にある。すなわち、吸引口４の下流側となる吸引ダクト２３の途中に換気口２を接続している。その結果、旋回気流１１の軸方向上端部の中心部に設置する必要のある吸引口４の位置に関係なく、吸引口４の下流側の吸引ダクト２３途中に換気口２を接続すればよいことになり、吸引口４及び換気口２の位置に規制されないから、この旋回気流利用の室内空気清浄システム１の構築が容易となるものである。その他の構成、作用は図１ないし３に示す実施形態と同様なので、図面に符号を付して説明を省略する。

図５は本発明の他の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムであり、この旋回気流利用の室内空気清浄システム１ｂと図１ないし３に示す実施形態との相違点は、空気清浄機６の機体２０は、吸引口４及び排出口５に吸引ダクト２３及び排出ダクト３０を経由して接続している点にある。すなわち、換気口２にとなり合わせて会合している吸引口４と機体２０の吸引部２２とは吸引ダクト２３を経由して接続し、排出口５を有している排出チャンバー３１と機体２０とは排出ダクト３０を経由して接続している。その結果、室内３における機体２０の位置は、旋回気流１１の軸方向上端部の中心部に設置する必要のある吸引口４の位置に関係がなくなり、さらに、スリット８に対向する室内３の隅に配設する必要のある排出口５の位置に対しても関係がなくなって、室内３であれば床置きでも、天井埋め込みでも自由に選ぶことができる。したがって、機体２０の位置が吸引口４及び排出口５の位置に規制されないから、この旋回気流利用の室内空気清浄システム１の構築がさらに容易となるものである。その他の構成、作用は図１ないし３に示す実施形態と同様なので、図面に符号を付して説明を省略する。

以下に、本発明の有利性を実証する。
〈試験例１〉
図１ないし３の本発明の旋回気流利用の室内空気清浄システムに対し、図６、７に示すように、２６８０ｍｍ幅×２９６０ｍｍ長さ×２２００ｍｍ高さの室内に発塵ポイント、すなわち火のついた煙草を床からの高さ１５００ｍｍと７００ｍｍとに４本ずつ計８本を設置し、側壁から２５０ｍｍ離して粉塵測定ポイントを３箇所設置して、時間と共に推移する粉塵濃度（粉塵測定ポイント３箇所の平均値）を測定した。
〈対照例１〉
図９の従来例の室内空気清浄システム、すなわち、扉にガラリを設け、側璧に沿わせて空気清浄機を設置し、他の発塵ポイント、粉塵測定ポイントは試験例１と同様として、時間と共に推移する粉塵濃度を試験例１と同様に測定した。得られた結果を図８に示す。
なお、図６、７中、△印は粉塵測定ポイント、○印は発塵ポイント、二点鎖線は本発明の旋回気流利用の室内空気清浄システム、点線は従来例の室内空気清浄システム、をそれぞれ示す。

図８によれば、本発明による試験例１の粉塵濃度は、従来例の対照例１による粉塵濃度と比較して明らかに低く、煙草の煙は旋回気流に包み込まれて拡散せずに、この旋回気流内に発生している竜巻状旋回流により、速やかに吸引口に吸引されていることが実証出来た。

以上、本発明の実施例１、２、３を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更・追加、各請求項における他の組み合わせにかかるものも、適宜可能であることが理解されるべきである。

本発明の旋回気流利用の室内空気清浄システムは、換気口のある室内を快適な喫煙室とし、その上健康増進法による指針をも順守できる喫煙室としたい場合に、利用可能性が極めて高くなる。

本発明の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの平面図（実施例１）である。 本発明の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの側面図（実施例１）である。 本発明の旋回気流利用の室内空気清浄システムにおける空気清浄機の断面図（実施例１）である。 本発明の他の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの側面図（実施例２）である。 本発明の他の実施形態を示す旋回気流利用の室内空気清浄システムの平面図（実施例３）である。 実験における測定物及び測定位置を示す平面図である。 実験における測定物及び測定位置を示す側面図である。 室内における粉塵濃度と時間との関係を示す特性図である。 従来例を示す側面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 旋回気流利用の室内空気清浄システム
２ 換気口
３ 室内
４、ｅ 吸引口
５ 排出口
６、ｂ 空気清浄機
７ 側壁
８ スリット
９ 進入気流
１０ 排出気流
１１ 旋回気流
１２ ファン
１３ 天井
１４、ｃ 扉
１５ 出入口
２０ 機体
２１ 清浄フィルター
２２ 吸引部
２３ 吸引ダクト
２４ プレフィルター
２５ 電気集塵機
２６ 脱臭フィルター
３０ 排出ダクト
３１ 排出ダクト
ａ 喫煙室
ｄ ガラリ

Claims (5)

1. 換気口を有した室内に吸引口及び排出口を有した空気清浄機を設置し、前記室内の側壁にスリットを開け、該スリットに対向する前記室内の隅に前記排出口を配設してなり、前記スリットはこれに進入するエアーが前記側壁に沿う進入気流となる向きに形成し、前記排出口はこれから排出するエアーが前記側壁に沿い且つ進入気流と同一回転方向の排出気流となる向きに配設して、これら進入気流と排出気流とにより前記室内に旋回気流を発生させ、該旋回気流の軸方向上端部の中心部に前記吸引口を配設して、前記空気清浄機のファンを作動させることで、旋回気流内に前記吸引口に向かう竜巻状旋回流を発生させることを特徴とする旋回気流利用の室内空気清浄システム。
2. 前記吸引口と前記換気口とが隣りあわせで会合している請求項１記載の旋回気流利用の室内空気清浄システム。
3. 前記吸引口の下流側に前記換気口を接続している請求項１記載の旋回気流利用の室内空気清浄システム。
4. 前記空気清浄機の機体は、吸引ダクト及び排出ダクトを経由して前記吸引口及び前記排出口に接続している請求項１、２または３記載の旋回気流利用の室内空気清浄システム。
5. 前記空気清浄機の機体は、前記吸引ダクトを経由して前記吸引口に接続している請求項１、２または３記載の旋回気流利用の室内空気清浄システム。

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