JPWO2009118836A1 - タバコ臭気除去装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、循環空気中に含まれるタバコの臭気を除去するためのタバコ臭気除去装置（１０）であって、食品添加物から成る薬品を含む薬液により前記循環空気を洗浄する薬品脱臭設備（１３）を備え、前記食品添加物は、アルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品のうちの少なくとも１つの薬品を含んでいることを特徴とし、食品添加物から成る人体に安全な薬品を使用して循環空気を洗浄しているため、室内循環方式の装置に使用することができる。
Description
本発明は、循環空気中に含まれるタバコの臭気を除去するためのタバコ臭気除去装置に関する。
一般に、室内の空気中に含まれるタバコ等の臭気を除去して空気を清浄化するため、空気清浄機や脱臭装置等の臭気除去装置が使用されている。
この種の従来の臭気除去装置としては、例えば、高濃度臭気を含むガスを生物脱硫酸などを用いた酸洗浄塔と水酸化ナトリウムや次亜塩素酸ナトリウムを用いたアルカリ洗浄塔で除去する脱臭処理装置（特許文献１参照）や、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウムなどを用いて空気中に含まれる有害ガス成分を除去するエアワッシャー（特許文献２参照）や、アセトアルデヒド脱臭用薬品を添着した活性炭やアルカリ性ガス除去用添着活性炭を用いてタバコから発生する様々な有毒ガス成分を除去する空気清浄機（特許文献３参照）などが知られている。
また、気液接触による加湿及び可溶性ガス成分の１次除去を行う加湿浄化部と、該加湿浄化部で処理された空気の冷却を行うと共に加湿浄化部で加湿した水分の一部の除湿及び可溶性ガス成分の２次除去を行う冷却除湿浄化部とを備えた空気浄化空調装置（特許文献４参照）や、空気の流通方向に対して略直交方向に複数段に設けられた水膜に空気を接触させて該空気中に含まれるガス不純物を除去するシステム（特許文献５参照）や、空気と噴霧水とを接触させる噴霧チャンバ内のエア温度を下げてバクテリアの繁殖を抑制する汚染物質除去装置（特許文献６参照）や、空気と噴霧水とを接触させる洗浄室内に紫外線ランプと光触媒層を設置して貯水槽内における細菌やカビの繁殖を防止しながら清浄な空気を供給する空気浄化装置（特許文献７参照）なども知られている。
さらに、排気ガス中の悪臭物質をスクラバーにおいて中和及び又は酸化して除去した後に残存臭気物質を活性炭に吸着させて大気に排出する排気ガスの処理装置（特許文献８参照）や、空気と共にタバコの煙を吸引してそのヤニを集塵フィルターに付着させ、該集塵フィルターに紫外線を照射してタバコのヤニの臭いを取ることによりタバコの臭気を除去する空気清浄機（特許文献９）なども知られている。
特開２０００−１６７３４４号公報
特開２００５−２５７２２０号公報
特開２００５−３２９１９５号公報
特開２０００−２７９７４１号公報
特開２００４−２１６２９６号公報
特開２００５−２１１７４２号公報
特開２００２−９５９２４号公報
特開２００４−２６１７８１号公報
特開平１１−６３５９３号公報 しかしながら、上記した特許文献１や特許文献２に記載の技術は、薬液に塩酸や硫酸などの毒劇物を使用しているため、室内循環方式の装置に使用することができないといった問題や、炭酸ナトリウムなどのアルカリ性薬品を使用しているため、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと結合してCaCO3やMgCO3の形で配管内にスケールが発生するといった問題があった。
また、上記した特許文献３に記載の技術では、アセトアルデヒド脱臭用薬品を添着した活性炭やアルカリ性ガス除去用添着活性炭は有害ガスの吸着により性能が劣化すると共に上流側に粉塵を除去するフィルターを備えていないため、除去能力が急速に低下するといった問題があった、
さらに、上記した特許文献４や特許文献５に記載の技術では、循環水中でスライムなどが増殖し、配管が閉塞するといった問題や、スライムなどの悪臭が室内に流出するといった問題があった。また、これらの問題を防止するためには、浄化部や水膜の下流側に活性炭フィルターやケミカルフィルターなどを設置する必要があり、コスト増の要因になるといった問題もあった。
さらに、上記した特許文献４や特許文献５に記載の技術では、循環水中でスライムなどが増殖し、配管が閉塞するといった問題や、スライムなどの悪臭が室内に流出するといった問題があった。また、これらの問題を防止するためには、浄化部や水膜の下流側に活性炭フィルターやケミカルフィルターなどを設置する必要があり、コスト増の要因になるといった問題もあった。
さらにまた、上記した特許文献６に記載の技術では、噴霧チャンバ内のエア温度を下げることでバクテリアの繁殖速度を抑制することはできるが、バクテリアの発生を抑制することはできないといった問題や、微生物の種類によってはバクテリアの増殖速度を抑制することができないといった問題もあった。
さらに、上記した特許文献７に記載の技術では、光触媒層に薬品を使用すると薬品が酸化分解されて、例えば、クエン酸が酸化されてアコニット酸やイソクエン酸になって、脱臭性能が無効となったり、或いは、薬品が別の物質に変化して、例えば、グリシンが酸化されてアンモニアが発生して、臭気発生源になったりするといった問題があった。
また、上記した特許文献８に記載の技術では、排気ガスがスクラバーを通過する際に大きい粒子のミストは除去されるが、活性炭を通過する排気ガスの相対湿度がほぼ１００％となるため、臭気除去性能が低下し、残存臭気物質を除去することができないといった問題があった。
さらにまた、上記した特許文献９に記載の技術では、粉塵とヤニの臭いを除去することはできるが、４００種類以上のガス状のタバコの臭気を除去することができないといった問題があった。
本発明は、上記した各種課題を解決すべくなされたものであり、室内循環方式の装置に使用することができ、臭気除去性能を高く維持することができ、配管内にスケールが発生することのないタバコ臭気除去装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、循環空気中に含まれるタバコの臭気を除去するためのタバコ臭気除去装置であって、食品添加物から成る薬品を含む薬液により前記循環空気を洗浄する薬品脱臭設備を備え、前記食品添加物は、アルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品のうちの少なくとも１つの薬品を含んでいることを特徴とする。
そして、前記アルカリ性ガス除去用薬品はクエン酸を含み、前記酸性ガス除去用薬品は炭酸ナトリウムを含み、前記アルデヒド類ガス除去用薬品はグリシンを含んでいるのが好ましい。
また、前記薬品脱臭設備は、前記アルカリ性ガス除去用薬品と前記酸性ガス除去用薬品のうちのいずれか一方の薬品を貯留する第１の貯液タンクと、他方の薬品を貯留する第２の貯液タンクと、前記一方の薬品が供給される第１の薬品用メディアと、前記他方の薬品が供給される第２の薬品用メディアと、前記第１の貯液タンクと前記第１の薬品用メディアとの間で前記一方の薬品が循環可能なように設けられる第１の循環ラインと、前記第２の貯液タンクと前記第２の薬品用メディアとの間で前記他方の薬品が循環可能なように設けられる第２の循環ラインとを備え、前記第１の循環ライン及び前記第２の循環ラインには切替設備が設けられ、該切替設備を切り替えることにより前記第１の貯液タンクと前記第２の薬品用メディアとの間で前記一方の薬品が循環可能となると共に前記第２の貯液タンクと前記第１の薬品用メディアとの間で前記他方の薬品が循環可能となるように構成されているのが好ましい。
さらに、前記薬品脱臭設備で使用される薬品は、常時補充可能となっているのが好ましい。
さらに、前記第１の薬品用メディア及び前記第２の薬品用メディアの各近傍と、前記第１の貯液タンク及び前記第２の貯液タンクには、殺菌装置が設けられているのが好ましい。
さらにまた、前記薬品脱臭設備の上流側には前記循環空気を飽和水蒸気の状態にする水洗浄設備が設けられると共に前記薬品脱臭設備の下流側には活性炭が設けられ、前記薬品脱臭設備と前記活性炭との間には、前記循環空気が所定の相対湿度以下となるように該循環空気を加熱する加熱設備が設けられているのが好ましい。
このように本発明によれば、薬品脱臭設備において食品添加物から成る人体に安全な薬品を使用して循環空気を洗浄しているため、室内循環方式の装置に使用することができる。また、薬品脱臭設備を設けることにより、タバコの臭気を確実に除去することができ、臭気除去性能を高く維持することができる。さらに、薬品脱臭設備に切替設備を設けることにより、薬品用メディアや配管内等にスケールが発生するのを防止することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るタバコ臭気除去装置１０を示しており、このタバコ臭気除去装置１０の筐体内部には、循環空気の流れの方向（図１中の矢印方向）に沿って上流側から順に、循環空気中の粉塵を除去するための高性能除塵フィルター１１、循環空気中の水溶性のガスを除去するための水洗浄設備１２、薬液中の薬品により循環空気を洗浄するための薬品脱臭設備１３、循環空気を加熱するための加熱設備（ヒーター）１４、循環空気中の揮発性有機化合物を除去するための活性炭１５、循環空気を送出するための送風機１６がそれぞれ設けられている。
水浄化設備１２は、多孔質材料やハニカム構造体等から成る水洗浄用メディア１７と、水洗浄用メディア１７の上方に設けられる水噴霧管１８と、水洗浄用メディア１７の下方に設けられる排水管１９とを備えて構成されており、循環空気は水噴霧管１８から水を噴霧された水洗浄用メディア１７を通過することにより飽和水蒸気の状態に保持されるようになっている。
薬品脱臭設備１３は、多孔質材料やハニカム構造体等から成る薬品用メディア２０と、薬品用メディア２０の上方に設けられる薬品噴霧管２１と、薬品用メディア２０の下方に設けられる貯液タンク２２と、薬品噴霧管２１と貯液タンク２２とを接続して薬液を循環ポンプ２３により圧送して貯液タンク２２と薬品用メディア２０との間で循環させる循環ライン２４と、薬品用メディア２０の近傍と貯液タンク２２の内部にそれぞれ設けられた殺菌装置２５，２６とを備えて構成されており、貯液タンク２２には所定の薬品を含む薬液が常時補充されるようになっている。
この薬液に含まれる薬品はすべて食品添加物に使用される人体に安全な薬品であり、アルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品の３つの薬品を含んでいる。なお、薬品脱臭設備１３で使用する薬品は、このようにアルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品の３つの薬品を含んでいるのが好ましいが、これらの３つの薬品のうちの少なくとも１つの薬品を含んでいれば、必ずしもすべての薬品を含んでいなくてもよい。
アルカリ性ガス除去用薬品としては、クエン酸が好ましいが、ＤＬ−リンゴ酸、コハク酸、Ｌ−酒石酸、ＤＬ−酒石酸、リン酸などを使用してもよい。また、酸性ガス除去用薬品としては、炭酸ナトリウムが好ましいが、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸三ナトリウムなどを使用してもよい。さらに、アルデヒド類除去用薬品としては、グリシンが好ましいが、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、セリン、トレオニン、バリン、システインなどを使用してもよい。
薬品脱臭設備１３には、アルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品の３つの薬品用として、貯液タンク２２と、薬品用メディア２０と、循環ライン２４とがそれぞれ３組ずつ設けられている。このうち、アルカリ性ガス除去用薬品と酸性ガス除去用薬品のための薬品脱臭設備１３としては、図２に示されているように、前記アルカリ性ガス除去用薬品と前記酸性ガス除去用薬品のうちのいずれか一方の薬品（図２ではアルカリ性ガス除去薬品としてのクエン酸）を貯留する第１の貯液タンク２２ａと、他方の薬品（図２では酸性ガス除去薬品としての炭酸ナトリウム）を貯留する第２の貯液タンク２２ｂと、前記一方の薬品が供給される第１の薬品用メディア２０ａと、前記他方の薬品が供給される第２の薬品用メディア２０ｂと、第１の貯液タンク２２ａと第１の薬品用メディア２０ａとの間で前記一方の薬品を循環させる第１の循環ライン２４ａと、第２の貯液タンク２２ｂと第２の薬品用メディア２０ｂとの間で前記他方の薬品を循環させる第２の循環ライン２４ｂとが設けられている。
第１の循環ライン２４ａ及び第２の循環ライン２４ｂにはそれぞれ、第１の循環ポンプ２３ａ及び第２の循環ポンプ２３ｂが設けられており、また、第１の循環ライン２４ａと第２の循環ライン２４ｂとの間には切替設備２７が設けられている。この切替設備２７は、第１の薬品用メディア２０ａ及び第２の薬品用メディア２０ｂへの第１の薬品往き配管２８ａ及び第２の薬品往き配管２８ｂと、第１の薬品用メディア２０ａ及び第２の薬品用メディア２０ｂからの第２の薬品戻り配管２９ａ及び第２の薬品戻り配管２９ｂの各途中にそれぞれ設けられた第１の三方弁３０ａ，３０ｂ及び第２の三方弁３１ａ，３１ｂと、第１の薬品往き配管２８ａの第１の三方弁３０ａと第２の薬品用メディア２０ｂ及び第２の薬品戻り配管２９ｂの第２の三方弁３１ｂと第１の貯液タンク２２ａとを接続する第１の切替ライン３２ａと、第２の薬品往き配管２８ｂの第１の三方弁３０ｂと第１の薬品用メディア２０ａ及び第１の薬品戻り配管２９ａの第１の三方弁３１ａと第２の貯液タンク２２ｂとを接続する第２の切替ライン３２ｂとから構成されている。そして、この切替設備２７を切り替えることにより第１の貯液タンク２２ａと第２の薬品用メディア２０ｂとの間で前記一方の薬品が循環可能となると共に第２の貯液タンク２２ｂと第１の薬品用メディア２０ａとの間で前記他方の薬品が循環可能となる。
次に、上記した構成を備えた本発明の実施の形態に係るタバコ臭気除去装置１０の作用について説明する。
先ず、室内からタバコ臭気除去装置１０に還流した循環空気は、高性能除塵フィルター１１において粉塵を除去された後、水洗浄設備１２の水洗浄用メディア１７を通過する。この水洗浄用メディア１７には水噴霧管１８から水が噴霧されており、水洗浄用メディア１７を通過した循環空気は、水溶性のガスを除去されると共に飽和水蒸気の状態にされ、薬品脱臭設備１３に送られる。
薬品脱臭設備１３では、貯液タンク２２に補給され、貯留されたアルカリ性ガス除去用薬品（クエン酸）、酸性ガス除去用薬品（炭酸ナトリウム）、アルデヒド類ガス除去用薬品（グリシン）の各薬品を含む薬液がそれぞれ循環ポンプ２３により薬品噴霧管２１に圧送されて薬品用メディア２０に噴霧されており、薬品用メディアを通過した循環空気は、アルカリ性ガス除去用薬品（クエン酸）、酸性ガス除去用薬品（炭酸ナトリウム）、アルデヒド類ガス除去用薬品（グリシン）の３つの薬品によりそれぞれ洗浄され、加熱設備１４に送出られる。
この時、定期的（例えば、１週間毎）に切替設備２７が操作されて、第１の循環ライン２４ａを循環しているアルカリ性ガス除去薬品（クエン酸）と第２の循環ライン２４ｂを循環している酸性ガス除去薬品（炭酸ナトリウム）がそれぞれ第１の切替ライン３２ａと第２の切替ライン３２ｂを循環するように切り替えられる。これにより、第１及び第２の薬品メディア２０ａ，２０ｂや配管内に堆積したCaCO3、MgCO3などとの間で
クエン酸+炭酸カルシウム→クエン酸カルシウム+水+二酸化炭素、
すなわち、
2Ｃ６Ｈ８Ｏ７＋3ＣａＣＯ３→Ｃａ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７）2＋3Ｈ２Ｏ＋3ＣＯ２
の化学反応が起こり、第１及び第２の薬品メディア２０ａ，２０ｂや配管内などでのスケールの発生が防止される。
クエン酸+炭酸カルシウム→クエン酸カルシウム+水+二酸化炭素、
すなわち、
2Ｃ６Ｈ８Ｏ７＋3ＣａＣＯ３→Ｃａ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７）2＋3Ｈ２Ｏ＋3ＣＯ２
の化学反応が起こり、第１及び第２の薬品メディア２０ａ，２０ｂや配管内などでのスケールの発生が防止される。
また、薬品用メディア２０の近傍と貯液タンク２２の内部にはそれぞれ殺菌装置２５，２６が設けられているため、薬品用メディア２０の表面や貯液タンク２２内でのスライムの発生が抑制及び減少される。したがって、スライムによる配管閉塞のトラブルや臭気発生のトラブルが防止されると共に、定期的なメンテナンスが不要となり、メンテナンスコストの低減化が図られる。さらに、スライムの発生を抑制するために光触媒層を使用せずに、殺菌装置を使用することにより、薬液中の薬品が酸化分解されないため、薬品脱臭設備１３の脱臭性能を高く維持することができる。
次いで、加熱設備１４では、薬品脱臭設備１３において相対湿度がほぼ１００％となった循環空気が所定の相対湿度（例えば、７０％）以下となるように加熱され、この加熱された循環空気は活性炭１５に送られ、循環空気中の揮発性有機化合物が除去される。この時、活性炭１５を通過する循環空気は所定の相対湿度以下になっているため、活性炭１５の臭気物質除去性能の低下を防ぐことができる。
その後、活性炭１５を通過した循環空気は、送風機１６によって室内に送出され、以降、室内とタバコ臭気除去装置１０との間で循環される。
表１は、２本のタバコを同時に燃焼させて１，５００ｍ３／ｈの風量の循環空気をタバコ臭気除去装置１０に１回通過させた時のタバコ臭気除去装置１０の除去性能を測定した結果を示している。この表１によれば、タバコ臭気除去装置１０は、粉塵を９９％、ＴＶＯＣ（総揮発性有機化合物）を７７％、ニコチン１００％、アセトアルデヒドを８１％、アンモニアを７６％除去しており、高い除去性能を有することが分かる。なお、表１中のニコチンの出口の欄のＮ．Ｄは検出限界以下であることを示している。
この図４に示す測定結果より明らかなように、従来のタバコ臭気除去装置１の場合には、時間が経過するに連れてアセトアルデヒドの除去率が低下するが、本発明のタバコ臭気除去装置１０の場合には、薬品脱臭装置１３の貯液タンク２２に所定の薬品を含む薬液が常時補充されるようになっているため、アセトアルデヒドの除去率が低下することがなく、常に高い除去率を維持することができる。
さらに、表２は、本発明の実施の形態に係るタバコ臭気除去装置１０において２２リットルの貯液タンク２２内に消費電力１３．５Ｗ、波長１００ｎｍ〜２８０ｎｍの１本の紫外線ランプから成る殺菌装置２６を設けた場合と、該殺菌装置２６を設けない従来技術の場合において貯液タンク内の微生物数を測定した結果を比較して示しており、この測定時の処理風量は１，５００ｍ３／ｈで、測定結果は殺菌装置２６を設置して１日経過後の値を示している。この表２によれば、貯液タンク２２内に殺菌装置２６を設置することによって、貯液タンク２２内の微生物数が著しく減少され、スライムなどの発生が抑制又は減少されることが分かる。
Claims (6)
- 循環空気中に含まれるタバコの臭気を除去するためのタバコ臭気除去装置であって、
食品添加物から成る薬品を含む薬液により前記循環空気を洗浄する薬品脱臭設備を備え、前記食品添加物は、アルカリ性ガス除去用薬品、酸性ガス除去用薬品、アルデヒド類ガス除去用薬品のうちの少なくとも１つの薬品を含んでいることを特徴とするタバコ臭気除去装置。 - 前記アルカリ性ガス除去用薬品はクエン酸を含み、前記酸性ガス除去用薬品は炭酸ナトリウムを含み、前記アルデヒド類ガス除去用薬品はグリシンを含んでいる請求項１に記載のタバコ臭気除去装置。
- 前記薬品脱臭設備は、前記アルカリ性ガス除去用薬品と前記酸性ガス除去用薬品のうちのいずれか一方の薬品を貯留する第１の貯液タンクと、他方の薬品を貯留する第２の貯液タンクと、前記一方の薬品が供給される第１の薬品用メディアと、前記他方の薬品が供給される第２の薬品用メディアと、前記第１の貯液タンクと前記第１の薬品用メディアとの間で前記一方の薬品が循環可能なように設けられる第１の循環ラインと、前記第２の貯液タンクと前記第２の薬品用メディアとの間で前記他方の薬品が循環可能なように設けられる第２の循環ラインとを備え、前記第１の循環ライン及び前記第２の循環ラインには切替設備が設けられ、該切替設備を切り替えることにより前記第１の貯液タンクと前記第２の薬品用メディアとの間で前記一方の薬品が循環可能となると共に前記第２の貯液タンクと前記第１の薬品用メディアとの間で前記他方の薬品が循環可能となるように構成されている請求項１又は２に記載のタバコ臭気除去装置。
- 前記薬品脱臭設備で使用される薬品は、常時補充可能となっている請求項３に記載のタバコ臭気除去装置。
- 前記第１の薬品用メディア及び前記第２の薬品用メディアの各近傍と、前記第１の貯液タンク及び前記第２の貯液タンクには、殺菌装置が設けられている請求項３又は４に記載のタバコ臭気除去装置。
- 前記薬品脱臭設備の上流側には前記循環空気を飽和水蒸気の状態にする水洗浄設備が設けられると共に前記薬品脱臭設備の下流側には活性炭が設けられ、前記薬品脱臭設備と前記活性炭との間には、前記循環空気が所定の相対湿度以下となるように該循環空気を加熱する加熱設備が設けられている請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のタバコ臭気除去装置。
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