本発明は、喫煙室などの室内の空気を清浄にする室内空気清浄システムに関する。

喫煙室などの室内の空気を清浄にするシステムは、健康増進法の施行により、喫煙室に関しては、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ぐとともに、喫煙室から煙草の煙が外に漏れないようにすることが義務付けられた。このため、喫煙室の出入口では、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こととなった。

これに対応するため、従来の喫煙室は一酸化炭素、臭気等除去が困難な気体が室外に漏れることを防止するため、一定量の空気を屋外に直接排気していた(たとえば、特許文献1参照)。

しかし、暖気または冷気を屋外に排出するのであるから、快適な室内温度を維持するためには、再度、空調を行わなければならなかった。これは、省エネルギーの観点、延いては、環境維持の観点からは、改善を期待された。

また、ビル内に設置される喫煙室などでは、屋外へ排気する管路を確保することが困難な場合もあった。このようなことから、屋外への排出をしない室内空気清浄システムが望まれていた。

一方、ビル内に設置される喫煙室は、当該ビルがビル管理法や労働安全衛生法などの法令に規定されている換気量を確保できる換気を行っている場合は、喫煙室内の空気を十分処理することができれば、屋外でなく、屋内に排気することが可能である。このため、屋外に排出することなく喫煙室内などの粉塵等を含んだ空気を短時間で効率よく吸引することができる室内空気清浄システムが提案されている。(特許文献1参照)。

しかしながら、従来の空気清浄機は、吸引力を高めると、ファンから発する機械音や消費電力が高くなるため、ファンの負荷を減少させる目的で、空気入口から空気出口までの圧力損失を、できるだけ低くすることが求められたが、一方で、圧力損失を低くすると、空気中の粒子や臭気を発するガス成分を除去する性能が低下することになる。

このため、空気等の流体の有害ガス成分の吸着除去などの処理を行う場合に、処理室内に流体透過性壁で構成し流通抵抗がある流体通路を設け、処理室内の流体透過性壁内に活性炭などの吸着剤を納め、この処理室内に導入された有害ガス成分を含有する流体が、流体通路を通る過程では流体透過性壁内の吸着剤に表面接触させるとともに、流体透過性壁を透過させる過程では吸着剤に全面的に接触させ、再び、流体通路に戻るようにして、圧力損失を低くする技術があった(たとえば、特許文献2参照)。

しかし、この場合でも、室内外の温度差が大きい冬夏期では空調設備に対する負荷が高くなるので別途補助用の空調機器を設置する必要が生じるのであるが、この場合補助空調機器からの送風により、かえって喫煙室内の空気を攪拌することもあり、煙草の煙を拡散し、空気清浄機の吸引口から煙草の煙を吸引するのを妨害することがあるので、より効率的な空気の清浄化が求められていた。

特開2006−170590号公報

特開2002−219324号公報

本発明は、このような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的は、屋外に換気を要することなく補助の空調機器を必要としないで省エネルギーを図りながら能率的に室内の空気を清浄にすることができる室内空気清浄システムを提供することである。

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。すなわち、室とこの室内の空気を清浄にする空気清浄機とを備える室内空気清浄システムであって、室は、矩形の床面から立ち上がる4つの側壁と天井によって囲まれた閉鎖空間を構成し、天井は、その中央付近に室内の空気を清浄にするために吸入する吸入口を配設してなり、少なくとも一対の向かい合う側壁は、室外の空気が室内に進入する進入気流を生成するためのスリットをそれぞれ室のコーナー部近傍に有し、各スリットは、進入気流が吸入口を中心として同一回転方向になる向きに設けられ、空気清浄機は、未清浄の空気を吸引する吸引口と清浄にした空気を排出する排出口とを有し、吸引口は、室内の空気が吸入口から吸入されるように吸入口と接続されてなり、空気清浄機は、吸引口から室内の空気を吸引するとともに清浄にした空気を排出口から室外に排出することにより、 生成された進入気流が吸入口を中心とした旋回気流を室内に発生させ、吸入口の下部に吸入口に向かう竜巻状旋回流を発生させて、能率的に室内の空気を清浄にすることを特徴とする。

これにより、吸引口から室内の空気を吸引するとともに清浄にした空気を排出口から室外に排出することにより、生成された進入気流が吸入口を中心とした旋回気流を室内に発生させ、吸入口の下部に吸入口に向かう竜巻状旋回流を発生させて、屋外に換気することなく補助の空調機器を必要としないで能率的に室内の空気を清浄にすることができる。

また、本発明は、室とこの室内の空気を清浄にする空気清浄機とを備える室内空気清浄システムであって、室は、矩形の床面から立ち上がる4つの側壁と天井によって囲まれた閉鎖空間を構成し、天井は、その中央付近に前記室内の空気を清浄にするために吸入する吸入口を配設してなり、少なくとも一対の向かい合う側壁のうち一の側壁は、室外の空気が室内に進入する進入気流を生成するためのスリットを室のコーナー部近傍に有し、他の側壁は、その排出空気の一部が室内に循環されて進入する進入気流を生成する循環スリットを有した空気清浄機がそれに接して設けられ、スリットと循環スリットは、進入気流が吸入口を中心として同一回転方向になる向きに設けられ、空気清浄機は、未清浄の空気を吸引する吸引口と清浄にした空気を排出する排出口とを有し、吸引口は、室内の空気が吸入口から吸入されるように吸入口と接続されてなり、空気清浄機は、吸引口から室内の空気を吸引するとともに清浄にした空気を排出口から室外に排出することにより、 生成された進入気流が吸入口を中心とした旋回気流を室内に発生させ、吸入口の下部に吸入口に向かう竜巻状旋回流を発生させて、能率的に室内の空気を清浄にすることを特徴とする。

これにより、能率的に室内の空気を清浄にすることができるだけでなく、室外空気を取り込むスリットが1カ所になるので、室の設置場所が屋内の一辺に限定されず、コーナー部であってもよく、設置の自由度が増加する。

この際、空気清浄機は、未清浄の空気を吸い込む吸引口と清浄にした空気を排出する排出口とを有する密閉された機械本体と、この機械本体内に設けられた粒子除去機構と臭気除去機構とファンとを有し、臭気除去機構は、吸着剤室と、吸着剤室内に設けられた臭気を発するガス成分を除去するための通気性を有する複数の吸着剤ユニットを含む吸着剤ユニットアセンブリーを有し、吸着剤ユニットは、臭気を発するガス成分を吸着する吸着剤と、この吸着剤を保持する吸着剤ケースとを有し、吸引口は、吸入口と吸引ダクトで接続され、排出口は、清浄にした空気を室外に導く排出ダクトに接続され、 ファンは、室内の空気を吸引口から機械本体内に吸引し、粒子除去機構は、吸い込んだ空気中の粒子を除去し、臭気除去機構は、粒子を除去された空気から、臭気を発するガス成分を除去し、ファンは、臭気を除去した空気を機体本体から排出することが好ましい。

これにより、粒子を除去したのちに、臭気を発するガス成分を除去することができるので、吸着剤を長寿命にすることができる。

この際、吸着剤室は、吸着剤ユニットアセンブリーがその吸着剤ユニットの空気通過面が平行に並ぶように所定の間隔を開けて設けられることによって仕切られてサブチャンバーに分割されており、各サブチャンバーは、吸引口に接続されて吸入された空気が供給される入側サブチャンバーと排出口に接続されて吸着剤ユニットを通過して排出される出側サブチャンバーとが交互に配設されるように構成することが好ましい。

これにより、空気清浄機の設置スペースが限られる場合であっても、同一設置面積であればより大きい空気通過面の面積を確保することができ、通過速度を低減できるなど、臭気除去性能を向上させることができる。

この際、空気入側通路となるサブチャンバーにおいて、空気が通過する断面の面積を上流側から下流側にかけて徐々に減少させるガイド板を設けることにより、各吸着剤ユニットを通過する空気の流量を均一にすることが好ましい。

これにより、通過する空気の風速を均一にできるので、吸着剤を通過する空気に片寄りがなくなり、空気中の臭気を発するガス成分を平均的に除去できて、吸着剤の消耗も均一になり、吸着能力を安定化し、長寿命化することができる。

この際、空気出側通路となるサブチャンバーにおいて、空気が通過する断面の面積を上流側から下流側にかけて徐々に増加させるガイド板を設けることにより、各吸着剤ユニットを通過する空気の流量を均一にすることが好ましい。

これにより、通過する空気の風速を均一にできるので、吸着剤を通過する空気に片寄りがなくなり、空気中の臭気を発するガス成分を平均的に除去できて、吸着剤の消耗も均一になり、安定した吸着能カと長寿命とを得ることができる。

この際、吸着剤ユニットは、少なくとも2枚重ねとし、それぞれの吸着剤ケースに、異なる吸着特性の薬剤を添着した吸着剤を充填することが好ましい。

これにより、機械本体の吸着剤室内に入った空気は、2枚重ねした吸着剤ユニットにそれぞれ充填した異なる吸着特性の薬剤を添着した吸着剤により、臭気を発するガス成分を複合的に除去することができる。

この際、機械本体内における吸着剤室の上流側に、吸引口から、順次、空気中に浮遊する粗い粒子を除去するプレフィルター、細かい粒子を除去する電気集塵装置および該電気集塵装置により除去できなかった細かい粒子を除去する機械式フィルターを、配設することが好ましい。

これにより、浮遊粒子による吸着剤の劣化が抑えられ、吸着剤の寿命が長期化できる。

この際、スリットおよび循環スリットは、空気が通過する断面がほぼ正方形の管状部材を格子状に積層してなり、管状部材は、その奥行(l)と幅(d)がほぼ等しくなるようにすることが好ましい。

これにより、スリットを通過した空気および循環スリットを通過した空気は、各管状部材の断面軸方向に向かって整流された進入気流となるので、室内に旋回気流を生成しやすくなる。

本発明は、屋外に換気を要することなく補助の空調機器を必要としないで省エネルギーを図りながら能率的に室内の空気を清浄にすることができる室内空気清浄システムを提供することができる。 すなわち、室内の旋回気流により室内の空気中の煙草の煙などの清浄化の対象物質の拡散を抑制し、竜巻状旋回流により直ちに吸引口から空気清浄機内に吸引し、室内空気を屋外に換気することなく清浄にすることができる。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図1および図2に、本例の室内空気清浄システム1を示す。室内空気清浄システム1は、室30とこの室30内の空気を清浄にする空気清浄機60とを備える。図1は、本発明の室内空気清浄システムの実施形態(実施例1)を示す模式平面図である。図2は、図1に示す室内空気清浄システムのA−A視断面図である。

本例の概略は、天井34の中心付近に吸入口33を有した室30内に吸引口64および排出口65を有した空気清浄機60を設置し、一対の側壁37に室外の空気を取り入れるためのスリット31が設けられている。このスリット31は室外から室内に進入する空気が側壁37に沿って進入気流9を発生する向きに形成されている。空気清浄機60を作動させることで、進入気流9により室30内に旋回気流10を発生させ、室30の中心部に配設した吸引口64に向かう竜巻状旋回流11を発生させる。以下、本例の室内空気清浄システム1について、説明する。

(室) 室30は、その床面35が正方形に近い矩形形状である。室30は、建築物、車両、船舶、航空機などの内部に設けてもよく、部屋の一部を間仕切りなどにより閉鎖空間として仕切ってもよい。床面35から立ち上がる4つの側壁37と天井34によって囲まれる閉鎖空間を構成している。 室30は、その天井34の中央付近に、室30内の未清浄の空気7を空気清浄機60により清浄にするために吸入する吸入口33を有している。吸入口33は、後述の空気清浄機60の吸引口64と吸引ダクト38を介して接続されている。 側壁37には、人が出入りするための引き戸式の出入口(不図示)を設けてもよい。この出入口は、人の出入りがないときは、室内の空気の流れを乱さないように閉められている。

(スリット:位置、開口面積) 図10に、スリット31の斜視図を示す。スリット31は、室30外の空気が室30内に進入する進入気流9を生成するものである。図11(a)は、その一部の拡大斜視図を示しており、スリット31は、枠31bとその内側に格子状に積層した管状部材31aとからなり、管状部材31aは、空気が通過する管状の箇所の断面がほぼ正方形である。 スリット31は、一対の向かい合う側壁37のコーナー部36近傍に設けられている。空気清浄機60が動作を開始して吸入口33から室内の空気を吸入すると、負圧となった室(30)内には、吸入した空気と同量の空気がスリット31を通して側壁37に沿って室30内に進入する。各スリット31の向きは、室内に進入する進入気流9が吸入口33を中心として同一回転方向になるように設けられる。スリット31は、その他の側壁に同様にさらに設けることができる。

(スリット:整流) スリット31から進入する進入気流9は、整流されていることが安定な旋回気流10を得るために好ましい。このため、スリット31は、図11(a)に模式的に示すように、枠31bの中に空気が通過する断面がほぼ正方形の管状部材31aを格子状に積層している。そして、図11(b)に示すように、管状部材31aは、その奥行lと幅dがほぼ等しくなるように形成されている。このように形成すると、室外から進入する空気が充分な助走距離を取ることができ整流されるので、好ましい。 また、管状部材31aの管状の箇所の断面が矩形の場合は、その長辺を幅dとして、その奥行dと等しくなるようにすることが同様の理由で好ましい。 なお、室30の床面35は、必ずしも矩形形状である必要はないが、円形形状等他の型状である場合は、側壁37に設けられたスリット31から進入する進入気流9が側壁37に沿って進入するようにすれば、旋回気流10を得るための好ましい進入気流9を得ることができる。

(スリット:開口面積) 必要な進入気流の風量を得るスリットの寸法を算出するには、次のように開口面積S(スリットの幅と高さ)を求めればよい。このスリット31の開口面積Sは、吸入口33からの吸入空気量とスリット31からの進入気流9の風速から、吸入空気量を風速で除した数値として求められる。たとえば、吸入空気量を5m³/分とし、スリット31からの進入気流9の風速を0.2m/秒とした場合のスリットの開口面積Sは、 S=5/(0.2×60)≒0.42m² となる。 ここで、室30の高さを2.2mとし、スリット31が床から天井まで設置されているとすると、スリット31の幅Wは、 W=0.42m²/2.2m≒0.19m となる。 したがって、スリット31の寸法は、幅0.19m、高さ2.2mと計算できる。

(空気清浄機) 次に、空気清浄機60について説明する。 図3は、図1に示す空気清浄機60の正面パネルを開けた模式正面図、図4(a)は、図1に示す空気清浄機60の内部を模式的に示したもので、図4(b)は、図4(a)の空気清浄機60のC−C視断面模式図である。 図3に示すように、空気清浄機60は、機械本体61内に粒子除去機構62、臭気除去機構63およびファン67を備える。

(空気清浄機:機械本体) 図3および図4(a)に示すように、機械本体61は、密閉された箱体をなし、内部の前面側には上部から順番に、粒子除去機構62、臭気除去機構63およびファン67が結合されて備えられている。機械本体61の最上部には、吸引口64および排出口65が設けられている。

(空気清浄機:機械本体内部) 図4(b)の白抜き矢印に示すように、機械本体61の最上部に設けられた吸引口64からファン67により吸引された空気は、粒子除去機構62のプレフィルター62a、電気集塵装置62b、およびいわゆる機械式フィルター62cを通って順次空気中の粒子が取り除かれ、臭気除去機構63を通って空気中に含まれる臭気を発するガス成分が取り除かれる。清浄になった空気は、ファン67により機械本体61の後面側の空気通路に送出され、機械本体61の最上部に設けられた排出口65から排出される。

(空気清浄機:粒子除去機構) 粒子除去機構62は、吸引口64の直下にあって吸引口64と接続されており、機械本体61内に吸引した空気中に浮遊する粒子を除去する。図4に示すように、吸引口64の直下に粗い粒子を除去するプレフィルター62a、その次段に、細かい粒子を除去する電気集塵装置62b、その次段に、さらに細かい粒子を除去するいわゆる機械式フィルター62cを、配設してなる。このように粒子除去機構62を段階的に構成することにより、早期の目詰まりを防止して省メンテナンスを図るとともに目標とする微粒子まで効率的に取り除くことができる。

(プレフィルター) 粒子除去機構62の最上流側に設けられたプレフィルター62aは、次段の電気集塵器62bの前段階として、吸引口64から吸引した空気中に浮遊する粗い粒子を除去するもので、不織布またはメッシュ状の金網で構成される。主として、目視可能なものをターゲットにしており、粒子径が10〜20μm以上のものまで除去することができる。

(電気集塵装置) プレフィルター62aにより浮遊する粗い粒子を除去した空気は、次段の電気集塵装置62bにより、さらに細かい粒子を除去する。主として、粒子径が0.3μm以上のものをターゲットとしている。

電気集塵装置62bは、いわゆる2段荷電型電気集塵機と呼ばれる公知のものを用いることができる。この電気集塵器は、コロナ放電などにより空気中の浮遊粒子を帯電させるためのイオン化線およびイオン化電極を有するイオン化部と、帯電した浮遊粒子をクーロン力により捕集するための集塵電極板と集塵対電極板を交互に配置しこれらをスペーサで等間隔に備えた集塵部と、イオン化部および集塵部に電力を供給する電源とを備えてなる。このような電気集塵装置62bは、イオン化線とイオン化電極との間、並びに集塵電極板と集塵対電極板との間を空気が通過するので、圧力損失が少なく、空気中の微粒子を効率よく除去できる。

(機械式フィルター) 電気集塵装置62bにより浮遊する細かい粒子を除去された空気は、次段の機械式フィルター62cにより、さらに細かい粒子を除去する。この機械式フィルター62cは、HEPAフィルターまたは準HEPAフィルターを使用することができる。HEPAフィルタは、規定風量11.5m³/分で99.97%(計数法)除去できるものを用いることができ、準HEPAフィルターは、規定風量11.5m³/分で99.0%(計数法)除去できるものを用いることができる。

(臭気除去機構) 図3に示す臭気除去機構63は、吸着剤ユニットアセンブリー66sを吸着剤室63a内に配設してなる。吸着剤ユニットアセンブリー66sは、通気性を有するように吸着剤66aを吸着剤ケース66bに充填した吸着剤ユニット66を空気通過面24a、24bが縦に並ぶように設けられている。空気清浄機60の吸引口64から入った空気が粒子除去機構62を通過して空気中の浮遊粒子を除去されたのちに、少なくとも1つの吸着剤ユニット66を通過して、空気清浄機60の排出口65から排出する。

(臭気除去機構:吸着剤ユニット) 図5は、吸着剤ケース66bの斜視図、図6は、吸着剤ユニット66を2つ縦に重ねた吸着剤ユニットアセンブリー66sの側面模式図を示している。 吸着剤ユニット66は、充填した吸着剤66aの再生処理や取り替えが簡単にできるように、吸着剤ユニットアセンブリー66sとして吸着剤室63aに着脱自在に配設されている。吸着剤66aは、活性炭を用いているが、吸着性能が優れた他の物質であってもよい。以降、吸着剤66aは活性炭66aとして、吸着剤ユニット66は活性炭ユニット66として、吸着剤室63aは活性炭室63aとして、記載する。

(臭気除去機構:活性炭ユニット66) 活性炭ユニット66は、図5および図6に示すように、底板66b1、枠柱66b2および蓋66b3からなる構造部材に網66b4を張った平箱状の吸着剤ケース66bの中に粉粒状の活性炭66aを充填してなる。網66b4は、吸着剤ケース66bの外表面のみならず、吸着剤ケース66bの内部にも備えることができる。図6は、これを示したもので、内部の網66b4は、吸着剤ケース66b4を2つに仕切ることができ、後述のように、2つの性能の異なる吸着剤66aをそれぞれ充填することもできる。 網66b4は、空気が活性炭66aと接触しながら活性炭ユニット66を通過するように通気性がある目が粗いものであって、かつ、充填した活性炭66aが抜け落ちない程度に目が細かいものが選択される。 また、活性炭ユニット66は、そのままの状態で活性炭66aの再生処理ができるように、活性炭66aの再生処理に耐えうる材質、たとえば、ステンレススチールなどで構成されるのが好ましい。

(臭気除去機構:活性炭ユニットアセンブリー66s、サブチャンバー63as) 活性炭ユニットアセンブリー66sは、図6に示すように、活性炭ユニット66を2段積み上げてジョイントとボルトなどの結合部材66cにより結合し固定している。活性炭ユニットアセンブリー66sは、図7の活性炭室63aの斜視概念図に示すように、機械本体61内の活性炭室63aにおいて、活性炭室63a内の天井側と床面側に設けられた活性炭ユニット受け(不図示)に、活性炭室63aに空気清浄機60の正面側から挿し込んで活性炭室63aを仕切り、活性炭室63aを分割してサブチャンバー63asを形成する。

活性炭ユニットアセンブリー66sを通過する空気の流れは、図6に白抜き矢印で示すように、図6の右手側の活性炭ユニット66の通過面入側24aから活性炭ユニット63aに空気が入り、活性炭ユニット66の通過面出側24bから出ていく。

活性炭室63aは、図7に示すように、吸着剤ユニットアセンブリー66sは、その吸着剤ユニット66の通過面24a、24b同士が平行に並ぶように所定の間隔を開けて設けられることによって活性炭室63aを仕切りサブチャンバー63asに分割されている。 各サブチャンバー63asは、吸引口64に接続されて吸入された空気が供給される入側サブチャンバー63asiと排出口65に接続されて吸着剤ユニット66を通過して排出される出側サブチャンバー63asoとが水平方向に交互に配設されている。

活性炭ユニット66は2段積みになって吸着剤ユニットアセンブリー66sを構成しているので、空気が通過する通過面24a,24bの面積は2倍となる。本例では、5つのアセンブリー66s1〜5によって、全部で6つのサブチャンバー63as1〜6に分けられている。このうち3つのサブチャンバー63asi(66as2、66as4、66as6)は、粒子除去機構62で粒子を除去された空気が空気入側開口13から臭気除去機構63に供給される吸入空気通路20となり、その他の3つのサブチャンバー63aso(66as1、66as3、66as5)が空気出側開口14から排出される排出空気通路22となる。

これらのサブチャンバー63asは、入側サブチャンバー63asiと出側サブチャンバー63asoが交互に並ぶように構成しているので、活性炭室63aの限られた容積内で活性炭ユニット66の通過面24a、24bの面積をより大きく取ることができ、吸収性能を向上させることができる。 また、通過面24a、24bの面積を大きく取ることができると、活性炭ユニット66を通過する空気の平均通過速度を低減でき、したがって、平均圧力損失も低減させることができる。そうすると、空気中に含有する臭気を発する気体などの有害ガス成分を、活性炭ユニット66内の活性炭66aにより除去しつつ、低圧力でファン67を使用することが可能となるので、ファン67による騒音を低減し、かつ、消費電力も低減することが可能となる。

(空気清浄機:ファン) ファン67は、図3に示すように、臭気除去機構63の下流側の機械本体61内の最下部に設けられている。ファン67は、旋回気流10内に包まれて漂う煙草の煙を周囲の空気とともに吸引口64に吸引ダクト38で接続された吸入口33から吸引し、機械本体61内の粒子除去機構62および臭気除去機構63で清浄にした空気を排出口65から排出する送風機である。ファン67は、スリット31から進入する空気量を賄う容量および圧力を有することができれば、そのほかは特に限定がない。

(室内空気清浄システム1の作用) ファン67を作動させると、図4(b)の下向きの白抜き矢印で示すように、吸引口64付近は負圧が生じ、空気7は吸引口64から機械本体61内に入り、まず、粒子除去機構62のプレフィルター62aにより空気中に浮遊している粗い粒子が除去される。次に、電気集塵装置62bにより、空気中に浮遊している細かい粒子が除去され、さらに、機械式フィルター62cにより、電気集塵装置62bによって除去出来なかった細かい粒子が除去される。空気がこの粒子除去機構62を通過することにより、空気中に含まれる浮遊粒子成分はほほ除去される。

続いて、空気は臭気除去機構63に入る。臭気除去機構63は、活性炭室63aにより構成されており、図8に示されるように、空気入側開口13から吸着剤室63aに入った空気は、吸着剤ユニットアセンブリー66sの吸着剤ユニット66内の吸着剤66aと接触し、臭気を発するガス成分が除去される。

吸着剤ユニット66を通過して空気出側通路14に出た空気は、図4(b)の上向きの白抜き矢印で示すように、ファン67によって機械本体61内の背面側を送られ、機械本体61の最上部に設けられた排出口65から排出される。排出口65は、排出ダクト39と接続され、清浄にされた空気は室30外に排出される。

空気清浄機60を作動させることで、進入気流9により室30内に旋回気流10を発生させ、室30の中心部に配設した吸引口64に向かう竜巻状旋回流11を発生させる。これにより、室内空気清浄システム1は、屋外に換気を要することなく補助の空調機器を必要としないで能率的に室内の空気を清浄にすることができる。

(入側ガイド板) 活性炭室63a内の空気の入側サブチャンバー63asiは、その吸入空気通路20の上流側20aから下流側20bにかけて、吸入空気通路20の断面積を徐々に減少するための入側ガイド板69aを、図9に示すように、傾斜させて設けてもよい。

このようにすると、入側サブチャンバー63asiに入った空気は、入側ガイド板69aにより、吸入空気通路20の上流側20aから下流側20bに行くに従い、その流量を減少しながら活性炭ユニット66の通過面24aに到達して活性炭66aを通過する。その際に、流量が減少するだけでなく同時に断面積も減少するので、各活性炭ユニット66を通過する空気の風速を均一にすることができる。

このため、活性炭ユニット66において、通過する空気の部分的な片寄りが少なくなり、空気中の臭気を発するガス成分を各活性炭ユニット66の活性炭66aが平均的に除去することができるので、活性炭ユニット66ごとの活性炭66aの吸着能力に部分的なバラツキが生じず、活性炭ユニット66全体として安定した吸着能力と長寿命とを得ることができる。

(出側ガイド板) また、活性炭室63aの出側サブチャンバー63asoは、その排出空気通路22の上流側22aから下流側22bにかけて、排出空気通路22の断面積を徐々に増加するための排出側ガイド板69bを、図9に示すように、傾斜させて設けてもよい。

このようにすると、活性炭ユニット66を通過して出側サブチャンバーasoに至った空気は、出側ガイド板69bにより、排出空気通路22の上流側22aから下流側22bに行くに従い、その流量を増加しながら、排出される。その際に、流量が増加するだけでなく同時に断面積も増加するので、各活性炭ユニット66を通過する空気出側14の空気の風速を均一にすることができる。

このため、活性炭ユニット66において、通過する空気の部分的な片寄りが少なくなり、空気中の臭気を発するガス成分を各活性炭ユニット66の活性炭66aが平均的に除去することができるので、活性炭ユニット66ごとの活性炭66aの吸着能力に部分的なバラツキが生じず、活性炭ユニット66全体として安定した吸着能力と長寿命とを得ることができる。 なお、入側ガイド板69aおよび出側ガイド板69bは、入側サブチャンバー63asiおよび出側サブチャンバー63asoの双方に設けているが、いずれか片方のみに設けてもよい。

(異なる吸着特性の薬剤) 活性炭ユニット66は、図6に示すように、網66b4を活性炭ケース66bの内部にも備える場合は、これを中間の仕切りとして、活性炭66aの充填箇所が2か所に分けられる。このため、異なる吸着特性の薬剤を添着した活性炭66aをそれぞれの充填箇所に充填してもよい。 たとえば、一方に酸性系ガスを吸着するものとし、他方に、塩基性系ガスを吸着するものとすることができ、空気中の酸性系ガスおよび塩基性系ガスを同時に効率よく除去することができる。

また、本例では、電気集塵装置62bと次段の機械式フィルター62cとを上下に直列に配設したが、いずれか一方のみを配設することもできる。処理すべき空気の汚染度や処理の程度、あるいは、活性炭66aの再生や交換の期間などを勘案して、電気集塵装置62bと機械式フィルター62cとを双方とも配設するか、いずれか一方のみを配設するか、選択すればよい。

(実験例) 以下に、本例の室内空気清浄システム1について、有利な点を実験データを示して説明する。以下のように、通常の場合(以下、標準排気という。)と、本例の場合(以下、竜巻排気という。)とを比較して、試験室の室内粉塵濃度の測定を行った。

〈試験例1〉 本例の竜巻排気の試験室の大きさは、1800mm幅×2700mm長さ×2100mm高さで、部屋の長さ方向の一方に525mm長さ×1250mm幅×2000mm高さの空気清浄機のダミーを置いた。直径300mmの吸引口を部屋の天井の中央付近に設け、吸引ダクトを介して、20m³/分で吸引した。部屋の長さ方向の他方のコーナー部に300mm幅で1000mm高さの給気口を設けた。さらに部屋の一方のコーナー部に、同一サイズの給気口を設けた。

〈対照例1〉 標準排気の試験室の大きさおよび空気清浄機のダミーの設置個所は、試験例1と同様である。直径300mmの吸引口を、空気清浄機のダミーの直上の天井に設け、同様に、吸引ダクトを介して、20m³/分で吸引をした。部屋の長さ方向の他方は、1700mm幅で465mm高さの給気口を設けた。

給気口を閉じた後に、両試験室内に火をつけたたばこを自然燃焼させ、たばこの煙(粉塵)を発生させた。粉塵発生中は、室内の空気を撹拌し、均一に広がるようにした。

給気口を開放した後に、吸引口から室内の空気を吸引した。試験例1では、給気口から進入した進入気流が吸入口を中心とした旋回気流を室内に発生させ、吸入口の下部に吸入口に向かう竜巻状旋回流を発生させた。室内粉塵濃度は、吸引ダクト中で粉塵計(KANOMAX Model3451)を用い、時間とともに推移する粉塵濃度を測定した。

図12に、標準排気(対照例1)、本例の竜巻排気(試験例1)および瞬時一様拡散理論値の経過時間ごとの室内粉塵濃度の推移を示す。図12に示すように、最初の30秒ほどは不安定であるが、その後は、本例の竜巻排気の粉塵低下が速く、90%低下の経過時間を比較すると、本例の竜巻排気が46秒、標準排気が74秒、瞬時一様拡散理論値では102秒であり、95%では、本例の竜巻排気が59秒、標準排気が122秒、瞬時一様拡散理論値では142秒となり、竜巻排気の粉塵濃度低下時間が明らかに短いことが示された。

より詳細には、試験例1である本例の竜巻排気の室内粉塵濃度は、対照例1である標準排気の室内粉塵濃度と比較すると、90%低下するのに必要な時間は約0.62倍(46/74倍)に短縮され、95%低下するのに必要な時間は約0.48倍(59/122倍)に短縮されている。 したがって、試験例1では、本例と同様に、旋回気流を生成するとともに旋回気流の中心付近の吸入口から吸引することにより、吸入口に向かう竜巻状旋回流が発生して、速やかに吸引口に吸引されることが確認できた。

図13および図14に、本発明の他の実施形態を示す室内空気清浄システム100を示す。この室内空気清浄システム100と図1に示す室内空気清浄システム1との相違点は、ひとつのスリット31に代えて空気清浄機160の排出空気の一部を室内に戻して循環させるようにした点である。すなわち、空気清浄機160を室130内に置くとともに排出口65から室130外に清浄化した空気8を排出ダクト139から排出するのみならず、この一部を空気清浄機160の機械本体161の側面に設けた循環スリット131から排出している。循環スリット131は、排出ダクト139に接続している。その結果、スリット31をひとつ省略できるから、室130の設置場所についての制約が少なくなる。具体的には、ビル内などの屋内のコーナー部に室130を設置することができるようになる。その他の構成、作用は図1から3に示す実施形態と同様なので、図面に同じ符号を付して説明を省略する。

(空気清浄機) 空気清浄機160は、吸引口64および排出口65を有し、機械本体61内には粒子除去機構62と臭気除去機構63とこの下流にファン67とが内蔵されている。 排出口65は、機械本体61に設けられ、清浄にされた排出空気8の一部は、循環スリット131から側壁37に沿って室内に循環させており、進入気流9の一部を形成する。循環スリット131は、整流機能を有するようにその構造もスリット31と同様に、枠131bの中に空気が通過する断面がほぼ正方形の管状部材131aを格子状に積層している。

本例では室30がほぼ正方形であり、そのコーナー部36にスリット31が設けられるとともに対角線上のコーナー部36に循環スリット131を有する空気清浄機160が設けられている。このスリット31からの進入気流9と循環スリット131からの排出気流である進入気流9とにより、室30の中心部に旋回気流10が発生する。さらに、室30内の天井のほぼ中心部に設けられた吸引口33からの吸引との相乗により、吸引口33に向かう竜巻状旋回流11を発生させる。 なお、本例の空気清浄機160の設置場所は、対角線上の部屋のコーナー部に設けられているが、旋回気流10が発生することができれば他の位置でもよい。

(室内空気清浄システム100の作用) 室内空気清浄システム100の作用は、基本的に、実施例1と同様である。

ファン67を作動させると、空気は吸引口64から機械本体61内に入り、まず、プレフィルター62aにより空気中に浮遊している粗い粒子が除去される。次に、電気集塵装置62bにより、空気中に浮遊している細かい粒子が除去され、さらに、機械式フィルター62cにより、電気集塵装置62bによって除去出来なかった細かい粒子が除去される。

粒子除去機構62のプレフィルター62a、電気集塵装置62bおよび機械式フィルター62cにより、空気中に含まれる浮遊粒子成分をほほ除去された空気は、続いて、機械本体61の臭気除去機構63に入る。臭気除去機構63は、活性炭室63aと活性炭ユニットアセンブリー66sにより構成され、活性炭室63aは、活性炭ユニットアセンブリー66sにより、サブチャンバー63a1〜a6が形成されている。活性炭室63a内に入った空気は、活性炭66aにより臭気を発するガス成分が吸収され、排出口65から空気清浄機160の外に排出される。

空気清浄機160を作動させることで、進入気流6、9により室30内に旋回気流10を発生させ、室30の中心部に配設した吸引口64に向かう竜巻状旋回流11を発生させる。これにより、室内空気清浄システム100は、屋外に換気を要することなく補助の空調機器を必要としないで省エネルギーを図りながら能率的に室内の空気を清浄にすることができる。

以上、本発明の実施の形態について、実施例をあげて説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

本発明の室内空気清浄システムは、喫煙室をはじめ複数の人間等が居住したり仕事を行ったりする閉鎖空間における空気清浄の分野に利用できる。

本発明の室内空気清浄システムの実施形態(実施例1)を示す模式平面図である。

図1に示す室内空気清浄システムのA−A視断面図である。

図1に示す空気清浄機の正面パネルを開けた模式正面図である。

(a)は、図1に示す空気清浄機の内部を模式的に示したもので、(b)は(a)のC−C視模式断面図である。

図3の空気清浄機の吸着剤ケースの斜視図である。

図3の空気清浄機の吸着剤ユニットアセンブリーの模式側面図である。

図3の吸着剤室の斜視概念図である。

図7の吸着剤室の内部の空気の流れを示した図である。

図7の吸着剤室の中のガイド板を設けたものの空気の流れを示した図である。

図1の室内空気清浄システムのスリットの斜視図である

(a)は、図10のスリットの部分拡大図であり、(b)は、スリットを構成する管状部材の一つの斜視図である。

室内における粉塵濃度と時間との関係を示す実験結果の特性図である。

本発明の室内空気清浄システムの他の実施形態(実施例2)を示す模式平面図である。

図13に示す室内空気清浄システムのB−B視断面図である。

1 室内空気清浄システム(実施例1) 6 進入気流 7 未清浄の空気 8 清浄にした空気 9 進入気流 10 旋回気流 11 竜巻状旋回流 12 空気の流れ 13 空気入側開口 14 空気出側開口 20 吸入空気通路 20a 上流側 20b 下流側 22 排出空気通路 22a 上流側 22b 下流側 24 空気通過面 24a 通過面入側 24b 通過面出側 30 室(喫煙室) 31 スリット 31a 管状部材 33 吸入口 34 天井 35 床面 36 コーナー部 37 側壁 38 吸引ダクト 39 排出ダクト 60 空気清浄機 61 機械本体 62 粒子除去機構 62a プレフィルター 62b 電気集塵器 62c 機械式フィルター 63 臭気除去機構 63a 吸着剤室(活性炭室) 63 asサブチャンバー 63 asi入側サブチャンバー 63 aso出側サブチャンバー 64 吸引口 65 排出口 66 吸着剤ユニット(活性炭ユニット) 66a 吸着剤(活性炭) 66b 吸着剤ケース(活性炭ケース) 66b1 底板 66b2 枠柱 66b3 蓋 66b4 網 66c 結合部材 66s 吸着剤ユニットアセンブリー(活性炭ユニットアセンブリー) 66s1〜6 吸着剤ユニットアセンブリー(活性炭ユニットアセンブリー) 67 ファン 69 ガイド板 69a 入側ガイド板 69b 出側ガイド板 100 室内空気清浄システム(実施例2) 130 室 131 循環スリット 131a 管状部材 160 空気清浄機 l:奥行 d:幅