(57)【要約】  室内の高さを横軸に、温度を縦軸に取ったときに、床付近の温度よりも天井付近の温度が高く、かつ温度分布が直線もしくは下に凸の形状に制御される喫煙室。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の高さを横軸に、温度を縦軸に取ったときに、床付近の温度よりも天井付近の温度が高く、かつ温度分布が直線もしくは下に凸の形状に制御される喫煙室。
【請求項２】
天井もしくは天井付近に温度分布の形状を制御するための発熱体を設置した請求項１に記載の喫煙室。
【請求項３】
天井もしくは天井付近に設置した発熱体によって、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との平均温度差が０．５℃以上に制御される請求項２に記載の喫煙室。
【請求項４】
天井までの高さの１／２以下の位置から給気がなされ、天井もしくは天井付近から排気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項５】
置換換気方式で換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項６】
壁面またはドアに設置されたガラリからの給気により換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項７】
アンダーフロアー換気方式で換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項８】
室外から空調済み空気を給気し、室内に設けられた排気機構を用いて排気する第三種換気方式で換気がなされるか、または室内に設けられた給気機構および排気機構を用いて第一種換気方式と第三種換気方式を併用して換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項９】
壁面またはドアに設置されたガラリの羽板が、室内から見て、床面に対して下を向いている請求項４に記載の喫煙室。
【請求項１０】
室外の空気が室内に配置されたダクトを通じて給気され、天井もしくは天井付近から排気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項１１】
ドアが開けられたときに室内に配置されたダクトの給気口がドアによって塞がれドアから給気がなされる請求項１０に記載の喫煙室。
【請求項１２】
換気回数が５［回／ｈ］以上、６０［回／ｈ］以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の喫煙室。
【請求項１３】
室内の床から天井までの高さが２ｍ以上４ｍ以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の喫煙室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は喫煙室に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、喫煙室では、たばこの煙を素早く排出するために、極めて大きな換気量が推奨されている（厚生労働省の分煙基準等）。したがって、喫煙室にも一般的に知られている換気方式を適用することが考えられる。【０００３】
一般的に、室内の空調および換気方式として、混合換気方式、アンダーフロアー換気方式、置換換気方式、ガラリからの給気により換気を行う方式が知られている。各方式を適用した喫煙室の構成と、室内における気流の状態を、図１〜図４を参照して説明する。【０００４】
（１）図１に示す混合換気方式では、喫煙室１０の天井に設置した空調器１１によって空気を循環空調しつつ、天井もしくは天井付近に設けた給気口１２および排気口１３を使用して換気を行う。【０００５】
（２）図２に示すアンダーフロアー換気方式では、喫煙室１０の床を複数の吹出口を有する空調用床１４とし、空調済み空気を床下の給気口１５から空調用床１４を通して給気し、天井もしくは天井付近に設けた排気口１６から排気する。この方式では床面からフレッシュエアーを供給しつつ、天井付近から排気を行うため、汚染空気は速やかに排気口１６に運ばれる。その結果、居住域（呼吸域）の空気を清浄に保つ事が可能である（特許文献１）。【０００６】
（３）図３に示す置換換気方式では、喫煙室１０の下方に置換換気用給気口１７を設けて室温よりも低い温度の空調済み空気を緩やかに給気し、天井もしくは天井付近に設けた排気口１８から排気する。この方式では、室内の人体や機器などからの熱によって上昇気流が形成され、喫煙室１０の高さ方向に温度成層が形成される。その結果、汚染空気が天井付近に集中（高さ方向に濃度分布を形成）し、天井もしくは天井付近の排気口１８から効率よく排気される。この方式は、天井付近に汚染空気を集中させることが可能であることから、居住域（呼吸域）の空気を清浄に保つ事が可能である（特許文献２）。【０００７】
（３）図４に示すガラリからの給気により換気を行う方式では、喫煙室１０の扉や壁面にガラリ１９を設け、室外の空調済空気をガラリ１９から給気し、天井もしくは天井付近に設けた排気口２０から排気する。【０００８】
しかし、混合換気方式は、室内空気と発生した煙とが混合するため、煙（粉塵）の濃度を低下させるために多量の換気量を必要とする。【０００９】
一方、床面付近から給気を行う、アンダーフロアー換気、置換換気、およびガラリからの給気による換気は、室内空気と発生した煙とを混合させずに床面付近から天井方向への流れを形成できるため、居住域または呼吸域（高さ１．１〜１．６ｍ程度）の汚染物質の濃度を低下させることが期待できる。【００１０】
しかし、アンダーフロアー換気、置換換気、またはガラリからの給気による換気を適用した喫煙室について、喫煙によって生じる煙（粉塵）が流れに沿って上昇するかどうかは検証されていないし、各方式の最適な仕様は明らかになっていない。【００１１】
また、特許文献３〜５には、下方から給気を行い、上方（壁面）に設けた排気口から排気する方式を採用した喫煙室が提案されている。これらの文献に開示されている技術は、置換換気に近い方式である。これらの文献は、テーブルを設けたり、天井に遮蔽体を設けたり、灰皿の位置の上方に多数の排気口を設けたりして、煙を効率よく排出するようにしている。【００１２】
しかし、これらの技術を適用した場合、室内の形状や喫煙者が使用する灰皿の位置が限定されるという問題がある。加えて、壁面の広い領域から排気を行うため、壁面から離れた位置と排気される壁面近くの位置の両方に喫煙者がいる場合、壁面近くの喫煙者の方向（横方向）に煙が流れて、その喫煙者に不愉快な思いをさせる懸念がある。
【特許文献１】特許第２９５５５１９号公報
【特許文献２】特開平６−１８５７８０号公報
【特許文献３】特開２００６−２８８２８２号公報
【特許文献４】特開２００７−０７１４５４号公報
【特許文献５】特開２００７−１００９７２号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明の目的は、室内の形状や灰皿の位置が限定されることなく、喫煙者が快適に喫煙できる喫煙室を提供することにある。
【００１４】
本発明の一態様によれば、室内の高さを横軸に、温度を縦軸に取ったときに、床付近の温度よりも天井付近の温度が高く、かつ温度分布が直線もしくは下に凸の形状に制御される喫煙室が提供される。
【００１５】
本発明においては、天井もしくは天井付近に温度分布の形状を制御するための発熱体を設置することが好ましい。この場合、天井もしくは天井付近に設置した発熱体によって、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との平均温度差を０．５℃以上に制御することが好ましい。
【００１６】
本発明においては、天井までの高さの１／２以下の位置から給気がなされ、天井もしくは天井付近から排気がなされることが好ましい。この場合、換気方式は、置換換気方式、ガラリからの給気により換気を行う方式、アンダーフロアー換気方式のいずれでもよい。ガラリを設ける場合、ガラリの羽板が、室内から見て、床面に対して下を向いていることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、室外の空気が室内に配置されたダクトを通じて給気され、天井もしくは天井付近から排気がなされるようにしてもよい。この場合、ドアを開けたときには、室内に配置されたダクトの給気口がドアによって塞がれドアから給気がなされるようにしてもよい。
【００１８】
本発明においては、換気回数が５［回／ｈ］以上、６０［回／ｈ］以下であることが好ましい。本発明の喫煙室は、室内の床から天井までの高さが２ｍ以上４ｍ以下であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】混合換気方式の説明する図。
【図２】アンダーフロアー換気方式を説明する図。
【図３】置換換気方式を説明する図。
【図４】ガラリからの給気による換気方式を説明する図。
【図５】室内の床面からの高さと無次元化温度との関係を示す。
【図６】第１の実施形態に係る置換換気方式を適用した喫煙室の斜視図。
【図７】天井発熱体を示す斜視図。
【図８】天井発熱体の位置を示す平面図。
【図９】シガレット燃焼位置および粉塵計の位置を示す平面図。
【図１０】第１の実施形態に係る喫煙室による粉塵濃度の低減率を示す図。
【図１１】第１の実施形態に係る喫煙室における換気回数１１．７［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１２】第１の実施形態に係る喫煙室における換気回数２２．６［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１３】第１の実施形態に係る喫煙室における換気回数４１．１［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１４】第２の実施形態に係るガラリからの給気による換気方式を適用した喫煙室の斜視図。
【図１５】第２の実施形態に係る喫煙室による粉塵濃度の低減率を示す図。
【図１６】第２の実施形態に係る喫煙室における換気回数１１．７［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１７】第２の実施形態に係る喫煙室における換気回数２２．６［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１８】第２の実施形態に係る喫煙室における換気回数４１．１［回／ｈ］の条件での無次元化温度分布を示す図。
【図１９】第３の実施形態に係る喫煙室における、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との温度差と、居住域の粉塵濃度との関係を示す図。
【図２０】第４の実施形態に係る喫煙室について、ドアを閉じた状態でのドアガラリからの給気による換気を説明する図、ドアを開放した状態での換気を説明する図、およびドア閉の条件４−１およびドア開の条件４−２での居住域の粉塵濃度を示す図。
【図２１】第４の実施形態に係る他の喫煙室の斜視図。
【図２２】第４の実施形態に係る他の喫煙室について、ドア閉の条件４−１、ドア開の条件４−２、およびドア閉と室内ダクトおよびガラリを通じて給気の条件４−３での居住域の粉塵濃度を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を説明する。【００２１】
本発明の喫煙室は、アンダーフロアー換気、置換換気、またはガラリからの給気による換気を用い、居住域（呼吸域）の室温よりも低い温度の空気を室内の床面または壁面下方から室内の流れを大きく乱さない程度で緩やかに供給する。具体的には、風速を０．５ｍ／ｓ以下に設定する。【００２２】
本発明の喫煙室において、室内の高さを横軸、温度を縦軸に取ったときに、温度分布が直線もしくは下に凸の形状に制御する理由は、一度上昇気流に乗って天井付近まで到達した煙が居住域（呼吸域）に再び拡散、沈降してくることを防止するためである。【００２３】
ここで、室内の高さ方向の温度差は、試験条件によって大きく異なる。ところが、本発明においては、喫煙室内における温度分布の形状が重要である。そこで、異なる試験条件での温度分布の形状を相対的に比較し易くするために、温度を無次元化し、天井の無次元化温度を１．０として比較を行う。これ以降は、温度分布の形状を無次元化温度に基づいて表す。喫煙室内における温度差にかかわりなく、温度分布が下に凸であれば、無次元化した温度分布も下に凸になる。【００２４】
測定温度を無次元化温度へ変換には、式１を用いる。式１において、θｎは無次元化温度、θｍは高さ方向の各位置での測定温度、θｆは床近傍の測定温度、θｃは天井近傍の測定温度を示している。
【数１】
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【００２５】
図５に、室内の床面からの高さと無次元化温度との関係を示す。図５には、下に凸の曲線をなす温度分布Ｘ、直線状の温度分布Ｙ、および上に凸の曲線をなす温度分布Ｚを示す。本発明において、喫煙室内の温度分布を直線または下に凸の曲線に制御する理由をより詳細に説明する。【００２６】
通常、喫煙室内に温度差があれば空気は上昇するため、温度分布の形状よりも、床付近と天井付近の温度差そのものの方が重要であると考えがちである。しかし、本発明者らの検討によれば、床付近と天井付近に温度差があっても、温度分布の形状が上に凸である場合（図５中のＸ）、天井付近と居住域の温度差が小さいため、喫煙による煙が天井付近に上昇した後、再び居住域に拡散して沈着することが分かった。【００２７】
この現象を改善するために種々検討を行った結果、同様の給気排気条件で、床から天井までの温度差そのものは小さくても、温度分布の形状を下に凸に制御することによって、一度天井付近まで達した煙が再び居住域へ拡散して沈着するのを防止できることがわかった。【００２８】
以上のように、良好な喫煙環境を創出するという課題を解決するために、本発明の喫煙室においては、図５に示すように、温度分布を下に凸の形状に制御する。さらに、本発明者らの検討の結果、温度分布を下に凸の形状に制御する手段として、天井または天井付近に発熱体（以下、天井発熱体という）を設置することが有用であることもわかった。【００２９】
次に、本発明の喫煙室に、置換換気方式またはガラリからの給気による換気方式を適用した場合の試験結果を示す。【００３０】
第１の実施形態
本発明の喫煙室に置換換気方式を適用した実施形態を説明する。【００３１】
［喫煙室］
試験に用いた喫煙室は、床面積が横３ｍ、縦６ｍの１８ｍ２、天井高さが２．７ｍであり、室内容積が４８．６ｍ３である。【００３２】
図６に喫煙室の給気口および排気口の位置を示す。図６に示すように、喫煙室５０の１つの壁面にはドア５１が設けられている。喫煙室５０のドア５１に対向する壁面の下方には、置換換気用給気口５２（日本フレクト製、型式：ＦＭＨ．０６２．４００）が設けられている。喫煙室５０の天井には多数の排気口５３が設けられている。喫煙室５０へ置換換気用給気口５２から２１℃の空調済み空気を給気し、天井に設けられた排気口５３から排気した。【００３３】
喫煙室５０内に、喫煙者を滞在させる代わりに、人体を模したサーマルマネキンを設置した。サーマルマネキンは、最大で２ｍ２に一人の滞在人数を想定して９体設置した。サーマルマネキンの発熱量は１００ｗ／体である。【００３４】
喫煙室５０内の温度分布の形状を制御するために、９個の天井発熱体を設置した。図７に天井発熱体の構造を示す。この発熱体６０は、下半分にアルニミウム放熱体を設けたガラス球６１に、白熱灯６２を挿入したものである。発熱体６０は、その中心が天井から３０ｃｍになるように設置した。１個の白熱灯６２の出力は１００Ｗであり、９個の白熱灯６２の合計出力は９００Ｗである。図８に示すように、喫煙室５０の天井から見て、９個の発熱体６０を均等に設置した。これらの発熱体をＯＮ／ＯＦＦすることにより、喫煙室内の温度分布の形状を変化させることができる。【００３５】
［シガレット燃焼条件］
喫煙室における平均的なシガレット燃焼本数を３本／ｈ／ｍ２に設定した。本実施形態では、１時間当たりに５４本のシガレットを燃焼させる。燃焼方法として、１回に９本のシガレットを同時に自然燃焼させる操作を、途切れることなく６回繰り返した。【００３６】
なお、喫煙室の評価に関しては、本来的には、喫煙に伴う吐出煙を考慮する必要がある。ただし、本実施形態では喫煙室の換気能力を評価することを目的としていることから、換気能力は副流煙のみで相対的に比較できると考え、副流煙のみで試験を行った。【００３７】
図９に示すように、天井から見て、シガレットの燃焼位置７０を喫煙室５０の中心とした。燃焼位置７０の高さは床面から１．１ｍとした。シガレットの燃焼位置についても、本来的には、喫煙者の配置を考慮すべきである。この場合にも、本実施形態では喫煙室の換気能力を評価することを目的としていることから、シガレットの燃焼位置を喫煙室５０の中心に固定して試験を行った。【００３８】
［粉塵濃度測定位置］
図９に示すように、天井から見て、喫煙室５０の中心と４隅とを結んだ直線の中間位置となる４点に粉塵計７１を設置した。粉塵計７１の設置高さは、居住域（呼吸域）を代表して床面から１．４ｍとした。粉塵計７１としてピエゾバランス粉塵計（ＭＯＤＥＬ３５１１、日本カノマックス社製）を用い、リアルタイムで粉塵濃度を測定した。【００３９】
粉塵が発生する前から、６回分のシガレット燃焼が終了した後に換気によって粉塵濃度がゼロに達するまで、継続的に粉塵濃度を測定した。室内の４点での測定値をそれぞれ１時間あたりの粉塵量に換算し、４点の測定値を平均して、室内での１時間当りの平均粉塵量とした。【００４０】
居住域（１．４ｍ）の粉塵濃度が低いほど、喫煙者にとって快適な喫煙空間であると評価する。種々の試験条件で喫煙空間の快適性を比較した。【００４１】
［室内温度測定位置］
図９に示したように、天井から見て、粉塵計７１の設置位置と同じ４点を、温度計の設置位置とした。それぞれ測定位置に、床面から０．０５ｍ、０．１４ｍ、２．４ｍ、および２．６９ｍの４つの高さに温度計を設置した。したがって、温度の測定点は合計で１６点である。温度計として、Ｅ熱電対を用い、Ｅ熱電対をモバイル温度レコーダー（キーエンス社製、ＮＲ−１０００）に接続して測定を行った。同一高さの測定点４点の値を平均して、室内の高さ方向の温度を求めた。【００４２】
［換気条件］
表１に示すように、換気量を５７０、１１００または２０００［ｍ３／ｈ］、換気回数を１１．７、２２．６または４１．１［回／ｈ］とした。【００４３】
換気条件の基準として、混合換気方式についてＡ〜Ｃの条件で測定を行った。混合換気方式では、天井に設置した空調機を運転して室内の空気と煙を混合させ、室内の温度分布および粉塵濃度を一様にして測定を行った。その他の測定条件は前述した通りである。【００４４】
置換換気方式では、換気条件として表１に示すＤ〜Ｉの条件を用いた。サーマルマネキンを発熱させた状態で、天井発熱体をＯＮまたはＯＦＦした。これらの条件下で、粉塵濃度および温度分布の形状を比較した。
【表１】
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【００４５】
［結果］
上記の測定条件および換気条件で試験を行った結果を説明する。【００４６】
図１０に表１のＡの条件、即ち混合換気方式で換気回数を１１．７［回／ｈ］としたときの居住域（高さ１．４ｍ）の粉塵濃度の増減率を０として示す。ここで、粉塵濃度を増減率で表したのは、喫煙本数が変化すると粉塵濃度は大きく変化するが、ある条件での粉塵濃度を基準にして増減率で表すと、喫煙本数が変化しても比較できるためである。【００４７】
図１０のＤ、Ｅ、Ｆのように、置換換気方式を適用すると、天井発熱体がＯＦＦであっても、混合換気と比較して居住域の粉塵濃度を低減できる事が分かる。これは、前述したように置換換気方式が汚染空気の換気に有用であることを示している。さらに、図１０のＧ、Ｈ、Ｉのように、置換換気方式を適用し、かつ天井発熱体をＯＮにすると、各換気回数において、さらに粉塵濃度を低減できることが分かる。【００４８】
観察結果から、図１０に示した居住域の粉塵濃度の低減率がおおよそ０．８程度であれば、居住域の粉塵濃度は極めて低く、喫煙者にとって快適な喫煙空間と言える。【００４９】
次に、各条件における無次元化温度分布の形状について説明する。置換換気方式を適用した試験において、同一の換気回数で、天井発熱体をＯＮまたはＯＦＦして比較した。図中の記号は表１の各換気条件に対応している。【００５０】
図１１に換気回数が１１．７［回／ｈ］であるＤとＧの比較を示す。図１２に、換気回数が２２．６［回／ｈ］であるＥとＨの比較を示す。図１３に、換気回数が４１．１［回／ｈ］であるＦとＩの比較を示す。【００５１】
図１１に示されるように、換気回数が１１．７［回／ｈ］の場合、天井発熱体をＯＦＦにした条件Ｄでは温度分布が上に凸の形状であるが、天井発熱体をＯＮにした条件Ｇでは温度分布の形状が下に凸に制御されていることが分かる。その結果、図１０に示したように、条件Ｇでは居住域の粉塵濃度を大きく低減させることができる。【００５２】
図１２に示されるように、換気回数が２２．６［回／ｈ］の場合、天井発熱体をＯＦＦにした条件Ｅでも、温度分布は下に凸の形状になっている。これは、条件Ｅでも、サーマルマネキンの発熱量と換気量が適度にバランスしているため、温度分布が下に凸の形状になったと考えられる。【００５３】
条件Ｅの場合、温度分布が下に凸の形状になるという要件を満たしているため、粉塵濃度の低減率は大きい。しかし、実際の喫煙室では喫煙者の人数や室内の形状などの様々な要因に応じて、同一換気量でも温度分布の形状が変化すると考えられる。【００５４】
そこで、より強制的に温度分布を下に凸の形状にするために、天井発熱体をＯＮにすることが有効である。図１２の条件Ｈの結果が示すように、条件Ｅと比較して、温度分布をより下に凸の形状を形成することができる。この結果、図１０に示す通り、天井発熱体がＯＦＦである条件Ｅに比べて、天井発熱体がＯＮである条件Ｈの方が粉塵濃度をより低減できる。【００５５】
以上のように、換気回数が２２．６回の場合、天井発熱体がＯＦＦでも、室内の発熱量や換気量によって、温度分布が下に凸の形状に制御されていれば、粉塵濃度を低減することができる。さらに、天井発熱体をＯＮにすれば、温度分布をより下に凸の形状にできるため、粉塵濃度をより低減できる。また、天井発熱体をＯＮにして強制的に温度分布を下に凸の形状にすれば、喫煙者の増減やドアの開閉といった外乱の影響を受けにくいことが想定される。【００５６】
さらに、図１３および図１０から、換気回数が４１．１［回／ｈ］である条件ＦおよびＩも、換気回数が２２．６［回／ｈ］である条件ＥおよびＨと同様の傾向を示すことがわかる。このように、換気回数によらず、温度分布が下に凸の形状であれば粉塵濃度を低減する効果が得られる。【００５７】
第２の実施形態
本発明の喫煙室にガラリからの給気による換気方式を適用した実施形態を説明する。【００５８】
［喫煙室と試験条件］
試験に用いた喫煙室は、置換換気方式を適用した第１の実施形態と同様に、床面積が横３ｍ、縦６ｍの１８ｍ２、天井高さが２．７ｍであり、室内容積が４８．６ｍ３である。【００５９】
図１４に喫煙室の給気口および排気口の位置を示す。喫煙室５０の１つの壁面にはドア５１が設けられている。喫煙室５０のドア５１のある壁面に隣接する壁面の下方にはガラリ５４が設けられ、ガラリ５４から空気が供給される。ガラリ５４の高さは０．４ｍ、ガラリ５４の総面積は２．２ｍ２、ガラリ５４の開口率は３３％である。喫煙室５０の天井には、第１の実施形態と同様に、多数の排気口５３が設けられている。【００６０】
ガラリ５４からの給気では、喫煙室５０内が減圧になるため、ドア５１周辺にある隙間からも多少空気が流入するが、ガラリ５４からの給気量に比べればごく僅かである。【００６１】
サーマルマネキンの設置位置、天井発熱体の設置位置、シガレット燃焼条件、シガレット燃焼位置、粉塵測定位置、温度測定位置を第１の実施形態と同じ条件として試験を行った。【００６２】
［換気条件］
表２に示すように、換気量および換気回数は第１の実施形態における表１と同様である。また、換気条件の基準として用いた混合換気方式でのＡ〜Ｃの条件も表１と同様である。【００６３】
ガラリからの給気による換気方式では、換気条件として表２に示すＪ〜Ｏの条件を用いた。ガラリからの給気による換気方式でも、サーマルマネキンを発熱させた状態で、天井発熱体をＯＮまたはＯＦＦした。これらの条件下で、粉塵濃度および温度分布の形状を比較した。
【表２】
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【００６４】
［結果］
上記の測定条件および換気条件で試験を行った結果を説明する。【００６５】
図１５に表２のＡの条件、即ち混合換気方式で換気回数を１１．７［回／ｈ］としたときの居住域（高さ１．４ｍ）の粉塵濃度の増減率を０として示す。【００６６】
図１５のＪ、Ｋ、Ｌのように、ガラリからの給気による換気方式を適用すると、天井発熱体がＯＦＦであっても、混合換気と比較して居住域の粉塵濃度を低減できる事が分かる。ただし、天井発熱体がＯＦＦの場合、換気回数が１１．７［回／ｈ］の条件Ｊおよび２２．６［回／ｈ］の条件Ｋでは、快適な喫煙空間の目安となる０．８程度の粉塵濃度低減率を示していない。一方、天井発熱体をＯＮとした条件Ｍ、Ｎ、Ｏの場合、どの換気回数でも、天井発熱体がＯＦＦの場合に比べて、居住域の粉塵濃度を低減できることが分かる。【００６７】
次に、各条件における無次元化温度分布の形状について説明する。ガラリからの給気による換気方式を適用した試験において、同一の換気回数で、天井発熱体をＯＮまたはＯＦＦして比較した。図中の記号は表２の各換気条件に対応している。【００６８】
図１６に換気回数が１１．７［回／ｈ］であるＪとＭの比較を示す。図１７に、換気回数が２２．６［回／ｈ］であるＫとＮの比較を示す。図１８に、換気回数が４１．１［回／ｈ］であるＬとＯの比較を示す。【００６９】
図１６に示されるように、換気回数が１１．７［回／ｈ］の場合、天井発熱体をＯＦＦにした条件Ｊでは温度分布が上に凸の形状であるが、天井発熱体をＯＮにした条件Ｍでは温度分布の形状が下に凸に制御されていることが分かる。その結果、図１５に示したように、条件Ｊに比較して、条件Ｍでは居住域の粉塵濃度をより低減させることができる。【００７０】
図１７に示されるように、換気回数が２２．６［回／ｈ］の場合、天井発熱体をＯＦＦにした条件Ｋでは温度分布が上に凸の形状であるが、天井発熱体をＯＮにした条件Ｎでは温度分布の形状が下に凸に制御されていることが分かる。その結果、図１５に示したように、条件Ｋに比較して、条件Ｎでは居住域の粉塵濃度をより低減させることができる。【００７１】
図１８に示されるように、換気回数が４１．１［回／ｈ］の場合、天井発熱体をＯＦＦとした条件Ｌでも温度分布が下に凸の形状になっているため、居住域の粉塵濃度を低く抑えることができる。加えて、天井発熱体をＯＮとした条件Ｏでは、強制的に温度分布をより下に凸の形状にすることができる。この結果、図１５に示されるように、条件Ｌに比較して、条件Ｏでは粉塵濃度を若干ではあるがさらに低減できることが分かる。【００７２】
このように、本発明の喫煙室にガラリからの給気による換気方式を適用した場合でも、換気回数に関係なく無次元化温度分布を下に凸の形状に制御することによって、混合換気方式に比べて、居住域の粉塵濃度を低減できる。【００７３】
第３の実施形態
温度分布を下に凸の形状に制御するとともに、天井発熱体の発熱量を変更する試験を行った。表３に試験条件を示す。図１９に試験結果を示す。図１９は、各換気条件において、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との温度差と、居住域の粉塵濃度との関係を示している。室内の広さ、シガレットの燃焼条件、測定条件などの他の試験条件は、第１および第２の実施形態と同様である。
【表３】
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【００７４】
図１９に示されるように、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との温度差が０．５℃以上あれば、いずれの換気条件でも居住域の粉塵濃度を十分に低減できることが分かる。このことから、居住域の粉塵濃度を低下させるためには、天井近傍に発熱体を設置し、温度分布を高さ方向に対して下に凸の形状に制御することに加えて、天井と天井下５０ｃｍの位置との温度差を０．５℃以上確保することが好ましいことがわかる。【００７５】
第４の実施形態
喫煙室の指針として厚生労働省から発表されている「分煙効果判定基準策定検討会報告書」（２００２年６月７日厚生労働省報道発表資料、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｈｌｗ．ｇｏ．ｊｐ／ｈｏｕｄｏｕ／２００２／０６／ｈ０６０７−３．ｈｔｍｌ）には、非喫煙空間に対して煙が漏れないという観点から、しっかりとした分煙空間を確保するためには、喫煙所と非喫煙所との境界において所定の空気の流速（以下、境界流速という）を担保することが望ましいと記載されている。そこで、境界流速を担保しつつ、喫煙室内の環境を良好に保つ技術について検討した。室内の広さ、シガレットの燃焼条件、測定条件などの他の試験条件は、第１〜第３の実施形態と同様である。【００７６】
前述の「分煙効果判定基準策定検討会報告書」には、ドアを開放して境界流速を担保すること、および暖簾を使用することなどが推奨されている。しかし、ドアのない喫煙室は少ないこと、暖簾の使用は人の移動に不都合であることを考慮すると、これらの方法は現実的でない。【００７７】
また、ドアを閉じた場合には、通常ドアに設置されているガラリを通じて給気される。ドアを開けた状態で境界流速を担保すると、ドアを閉じたときには面積が比較的小さいガラリからの給気の流速が相当大きくなる。このため、喫煙室内の環境が大きく乱れることが予想される。【００７８】
図２０（ａ）はドア５１を閉じた状態でのドアガラリ５５からの給気による換気を説明する図である。図２０（ｂ）はドア５１を開放した状態での換気を説明する図である。ドア５１の面積は０．８５ｍ×１．８ｍ＝１．５３ｍ２である。その面積のドア５１を開けた状態で境界流速０．２ｍ／ｓを確保すると換気量は１１００ｍ３となり、対象としている喫煙室５０での換気回数は２２．６回／ｈとなる。この換気量でのドア開閉時の居住域の粉塵濃度を測定した。図２０（ｃ）にドア閉の条件４−１およびドア開の条件４−２での居住域の粉塵濃度を示す。【００７９】
図２０（ｃ）に示されるように、ドアを開放して給気し境界流速０．２ｍ／ｓを担保した場合（４−２）には粉塵濃度が０．０５ｍｇ／ｍ３程度になる。しかし、ドアを閉じてドアガラリから給気した場合（４−１）、給気の流速が大きいため室内が混合状態になり、居住域の粉塵濃度が高くなる。【００８０】
このような問題を解決するために、高さ方向の温度分布の形状を制御して室内空間を良好に保ちつつ、境界流速を担保できる喫煙室を考案した。【００８１】
図２１にこの喫煙室の斜視図を示す。この喫煙室５０の１つの壁面には引き戸の形態のドア５１が設けられている。喫煙室５０のドア５１のある壁面に隣接する壁面の下方には室内ダクト５６が設けられ、室内ダクト５６の側面にガラリ５７が設けられている。室内ダクト５６の給気口は引き戸の形態のドア５１の近傍に設けられ、ドア５１を開放したときには室内ダクト５６の給気口が閉じ、ドア５１を閉じたときには室内ダクト５６の給気口が開く。喫煙室５０の天井には９個の天井発熱体６０が設けられている。天井発熱体６０をＯＮすることにより、喫煙室５０内の温度分布の高さ方向に対して下に凸の形状に制御している。【００８２】
ドア５１を開放した場合には、室内ダクト５６の給気口が閉じられ、開放されたドアから境界流速０．２ｍ／ｓ以上で給気がなされる。また、室内に設けられた排気機構を用いて排気口５３から排気がなされる。このとき、第三種換気方式で換気がなされる。ドア５１を閉じた場合には、室内ダクト５６の給気口が開放され、室内に設けられた給気機構を用いて喫煙室外の空気が室内ダクト５６を通してガラリ５７から喫煙室５０内に境界流速０．２ｍ／ｓ以上で給気がなされる。また、室内に設けられた排気機構を用いて排気口５３から排気がなされる。このとき、第一種換気方式で換気がなされる。したがって、図２１の喫煙室では、第一種換気方式と第三種換気方式を併用して換気がなされる。【００８３】
図２２に、図２１の喫煙室内の環境を測定した結果を示す。前述の条件と同様に、ドア５１の面積１．５３ｍ２、ドア５１を開けた状態での境界流速０．２ｍ／ｓ、換気量１１００ｍ３、換気回数２２．６回／ｈである。この場合、ドアガラリを塞いでいるので、ドアガラリからの給気はない。図２２の条件４−１および４−２の結果は図２０（ｃ）と同じである。すなわち、条件４−１はドアを閉じてドアガラリから給気した場合、条件４−２はドアを開放して給気した場合である。ただし、条件４−１での粉塵濃度は０．４ｍｇ／ｍ３であり、実際には図２２の縦軸の最大値０．２ｍｇ／ｍ３を超えている。図２２の条件４−３の結果は、図２１の喫煙室においてドアを閉じて室内ダクトおよびガラリを通じて給気した場合を示す。【００８４】
図２２の結果から、図２０の場合と比較して、図２１の喫煙室ではドアの開閉による粉塵濃度の差が小さくなることがわかる。しかも、図２１の喫煙室でドアを閉じた条件４−３の場合、ドアを開けた条件４−２よりも、居住域の粉塵濃度が小さく、より居住域の環境が良好になっていることがわかる。【００８５】
以上のことから、喫煙室内の高さ方向に対する温度分布を下に凸の形状に制御することによって居住域の粉塵濃度を低く抑えつつ、境界流速を確保した仕様の喫煙室を実現できることがわかる。【００８６】
なお、以上の実施形態で示した喫煙室の形状、床面積、給気口や排気口の位置は、実施のための一例であって本発明に制限を与えるものではない。【００８７】
また、以上の実施形態で示した天井発熱体についても温度分布を下に凸の形状に制御することができさえすればよく、発熱方式、発熱体の形状、発熱量等に関して、本発明に制限を与えるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の床面または壁面もしくはドアの下方に給気口を設け、天井もしくは天井付近に排気口を設け、天井もしくは天井付近に室内の温度分布を制御するための発熱体を設置し、床付近の温度よりも天井付近の温度が高く、上昇気流によりたばこ煙を天井方向に上昇させて排気する喫煙室。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
天井もしくは天井付近に設置した発熱体によって、天井と天井から５０ｃｍ下の位置との平均温度差が０．５℃以上に制御される請求項１に記載の喫煙室。
【請求項４】
天井までの高さの１／２以下の位置から給気がなされ、天井もしくは天井付近から排気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項５】
置換換気方式で換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項６】
壁面またはドアに設置されたガラリからの給気により換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項７】
アンダーフロアー換気方式で換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項８】
室外から空調済み空気を給気し、室内に設けられた排気機構を用いて排気する第三種換気方式で換気がなされるか、または室内に設けられた給気機構および排気機構を用いて第一種換気方式と第三種換気方式を併用して換気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項９】
壁面またはドアに設置されたガラリの羽板が、室内から見て、床面に対して下を向いている請求項６に記載の喫煙室。
【請求項１０】
室外の空気が室内に配置されたダクトを通じて給気され、天井もしくは天井付近から排気がなされる請求項１に記載の喫煙室。
【請求項１１】
ドアが開けられたときに室内に配置されたダクトの給気口がドアによって塞がれドアから給気がなされる請求項１０に記載の喫煙室。
【請求項１２】
換気回数が５［回／ｈ］以上、６０［回／ｈ］以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の喫煙室。
【請求項１３】
室内の床から天井までの高さが２ｍ以上４ｍ以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の喫煙室。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
［数１］
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［００２５］
図５に、室内の床面からの高さと無次元化温度との関係を示す。図５には、下に凸の曲線をなす温度分布Ｘ、直線状の温度分布Ｙ、および上に凸の曲線をなす温度分布Ｚを示す。本発明において、喫煙室内の温度分布を直線または下に凸の曲線に制御する理由をより詳細に説明する。
［００２６］
通常、喫煙室内に温度差があれば空気は上昇するため、温度分布の形状よりも、床付近と天井付近の温度差そのものの方が重要であると考えがちである。しかし、本発明者らの検討によれば、床付近と天井付近に温度差があっても、温度分布の形状が上に凸である場合（図５中のＺ）、天井付近と居住域の温度差が小さいため、喫煙による煙が天井付近に上昇した後、再び居住域に拡散して沈着することが分かった。
［００２７］
この現象を改善するために種々検討を行った結果、同様の給気排気条件で、床から天井までの温度差そのものは小さくても、温度分布の形状を下に凸に制御することによって、一度天井付近まで達した煙が再び居住域へ拡散して沈着するのを防止できることがわかった。
［００２８］
以上のように、良好な喫煙環境を創出するという課題を解決するために、本発明の喫煙室においては、図５に示すように、温度分布を下に凸の形状に制御する。さらに、本発明者らの検討の結果、温度分布を下に凸の形状に制御する手段として、天井または天井付近に発熱体（以下、天井発熱体という）を設置することが有用であることもわかった。
［００２９］
次に、本発明の喫煙室に、置換換気方式またはガラリからの給気による換気方式を適用した場合の試験結果を示す。
［００３０］
第１の実施形態
本発明の喫煙室に置換換気方式を適用した実施形態を説明する。
［００３１］
［喫煙室］
試験に用いた喫煙室は、床面積が横３ｍ、縦６ｍの１８ｍ２、天井高さが２
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
かし、ドアのない喫煙室は少ないこと、暖簾の使用は人の移動に不都合であることを考慮すると、これらの方法は現実的でない。
［００７７］
また、ドアを閉じた場合には、通常ドアに設置されているガラリを通じて給気される。ドアを開けた状態で境界流速を担保すると、ドアを閉じたときには面積が比較的小さいガラリからの給気の流速が相当大きくなる。このため、喫煙室内の環境が大きく乱れることが予想される。
［００７８］
図２０（ａ）はドア５１を閉じた状態でのドアガラリ５５からの給気による換気を説明する図である。図２０（ｂ）はドア５１を開放した状態での換気を説明する図である。ドア５１の面積は０．８５ｍ×１．８ｍ＝１．５３ｍ２である。その面積のドア５１を開けた状態で境界流速０．２ｍ／ｓを確保すると換気量は１１００ｍ３／ｈとなり、対象としている喫煙室５０での換気回数は２２．６回／ｈとなる。この換気量でのドア開閉時の居住域の粉塵濃度を測定した。図２０（ｃ）にドア閉の条件４−１およびドア開の条件４−２での居住域の粉塵濃度を示す。
［００７９］
図２０（ｃ）に示されるように、ドアを開放して給気し境界流速０．２ｍ／ｓを担保した場合（４−２）には粉塵濃度が０．０５ｍｇ／ｍ３程度になる。しかし、ドアを閉じてドアガラリから給気した場合（４−１）、給気の流速が大きいため室内が混合状態になり、居住域の粉麈濃度が高くなる。
［００８０］
このような問題を解決するために、高さ方向の温度分布の形状を制御して室内空間を良好に保ちつつ、境界流速を担保できる喫煙室を考案した。
［００８１］
図２１にこの喫煙室の斜視図を示す。この喫煙室５０の１つの壁面には引き戸の形態のドア５１が設けられている。喫煙室５０のドア５１のある壁面に隣接する壁面の下方には室内ダクト５６が設けられ、室内ダクト５６の側面にガラリ５７が設けられている。室内ダクト５６の給気口は引き戸の形態のドア５１の近傍に設けられ、ドア５１を開放したときには室内ダクト５６の給気口が閉じ、ドア５１を閉じたときには室内ダクト５６の給気口が開く。喫煙室５０の天井には９個の天井発熱体６０が設けられている。天井発熱体６０をＯＮすることにより、喫煙室５０内の温度分布の高さ方向に対して
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
下に凸の形状に制御している。
［００８２］
ドア５１を開放した場合には、室内ダクト５６の給気口が閉じられ、開放されたドアから境界流速０．２ｍ／ｓ以上で給気がなされる。また、室内に設けられた排気機構を用いて排気口５３から排気がなされる。ドア５１を閉じた場合には、室内ダクト５６の給気口が開放され、室内に設けられた給気機構を用いて喫煙室外の空気が室内ダクト５６を通してガラリ５７から喫煙室５０内に境界流速０．２ｍ／ｓ以上で給気がなされる。また、室内に設けられた排気機構を用いて排気口５３から排気がなされる。
［００８３］
図２２に、図２１の喫煙室内の環境を測定した結果を示す。前述の条件と同様に、ドア５１の面積１．５３ｍ２、ドア５１を開けた状態での境界流速０．２ｍ／ｓ、換気量１１００ｍ３／ｈ、換気回数２２．６回／ｈである。図２１の喫煙室では、ドアガラリを塞いでいるので、ドアガラリからの給気はない。図２２の条件４−１および４−２の結果は図２０（ｃ）と同じである。すなわち、条件４−１は図２０の喫煙室においてドアを閉じてドアガラリから給気した場合、条件４−２は図２０の喫煙室においてドアを開放して給気した場合、条件４−３は図２１の喫煙室においてドアを閉じて室内ダクトおよびガラリを通じて給気した場合を示す。条件４−１での粉塵濃度は０．４ｍｇ／ｍ３であり、実際には図２２の縦軸の最大値０．２ｍｇ／ｍ３を超えている。
［００８４］
図２２の結果から、図２０の場合と比較して、図２１の喫煙室ではドアの開閉による粉塵濃度の差が小さくなることがわかる。しかも、図２１の喫煙室でドアを閉じた条件４−３の場合、ドアを開けた条件４−２よりも、居住域の粉塵濃度が小さく、より居住域の環境が良好になっていることがわかる。
［００８５］
以上のことから、喫煙室内の高さ方向に対する温度分布を下に凸の形状に制御することによって居住域の粉塵濃度を低く抑えつつ、境界流速を確保し
【国際調査報告】
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