(57)【要約】【課題】  近年、喫煙に対する受動喫煙などによる人体への影響など周囲環境の目が厳しくなってきており、建物内や公共乗り物などにて喫煙箇所の設置が多くなっているが、そこより漏れ出す喫煙臭をさらに低減させるための煤煙臭除去器を提供する。【解決手段】  紫外線透過筐体１に対して煤煙臭導入口２からたばこの煙、液体導入口３から水道水を導入し、ミスト発生室５において水とたばこの煙の混合クラスターをつくり、無機セラミックス構造体室７へ導入し、多孔質を有する無機セラミックス構造体１２の親水性と気孔の相乗効果で効率よく吸着し、処理煤煙臭排出口８での除去率を向上し、たばこの受動喫煙の低減効果が可能となる技術を提供する。【選択図】  図１
2006230808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煤煙臭の粒子をクラスター化し分解処理することで除去する煤煙臭除去装置であって、
煤煙臭を流通させる煤煙臭流通路と、
前記煤煙臭流通路の上流に設けられ、ミスト用の液体を超音波振動させることにより液体微粒子を発生させるミスト発生ユニットと、
前記煤煙臭流通路の下流に設けられ、多孔質の形状を有し、前記液体微粒子と前記導入された煤煙臭の粒子とが集合して形成されたクラスターを吸着し、分解処理する無機セラミックス構造体と、を備える煤煙臭除去装置。
【請求項２】
前記ミスト発生ユニットは、強誘電体セラミックスにより構成され、電場を印加することにより超音波を発生させる超音波振動子を有することを特徴とする請求項１に記載の煤煙臭除去装置。
【請求項３】
前記煤煙臭流通路を形成する筐体は、紫外線を透過する材料により構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の煤煙臭除去装置。
【請求項４】
前記無機セラミックス構造体は、光触媒機能材料を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項５】
前記煤煙臭流通路を形成する筐体の内面に光触媒機能材料のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項６】
前記光触媒機能材料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化バナジウムまたはチタン酸ストロンチウムのうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項７】
前記無機セラミックス構造体にアパタイト構造体のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項８】
前記煤煙臭流通路を形成する筐体が、煤煙臭および液体の導入口ならびに排出口をそれぞれ少なくとも１箇所以上有していることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項９】
煤煙臭および液体を流通させる空間を持つ筐体と、
前記筐体の少なくとも１箇所に多孔質の形状を有した無機セラミックス構造体と、
空間を通過する液体を電場印加によりミスト化するミスト化手段と、を備える煤煙臭除去装置が、直線状、環状または多段状に連続的に配置されて形成されることを特徴とする煤煙臭除去システム。
【請求項１０】
前記煤煙臭流通路を形成する筐体の側面の少なくとも１箇所に、紫外線発光体を装着していることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれかに記載の煤煙臭除去装置。
【請求項１１】
煤煙臭および液体を流通させる空間を持つ筐体の側面の少なくとも１箇所に、紫外線発光体を装着していることを特徴とする請求項９に記載の煤煙臭除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙や臭いなどを清浄化する煤煙臭除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
喫煙による煙や臭いから受動喫煙を防止する方法としては、限定された喫煙箇所の設置や禁煙車両などの設置がある。
【０００３】
また、さらに効果を上げるために空気を吸い込んでフィルターを通過させて微細な埃やたばこの煙などを除去して吹き出す空気清浄器などでの強制的吸気をおこなう方法がある。
【０００４】
特開２００１−８６７５号公報には、片手で持てる程度の寸法とされ、その内部に煙が通過する流路が形成された筐体と、一端が開放され他端が筐体の流路に接続された吸込部材と、この吸込部材の下流の流路上に設けられ、煙の成分を吸着し除去する除去吸着部（フィルター及び吸着剤）と、この除去吸着部の下流の流路上に設けられ、空気を上流から吸引し下流へと排出する吸排部（ファン及びモータ）と、この吸排部の下流側の流路上に設けられ、吸排部を通過した空気に臭いを添加する芳香部（芳香剤）と、筐体の一側部に着脱自在に設けられると共にその上部が吸込部材に接続された灰皿とを備えた携帯用空気清浄器の装置の提案がある。
【特許文献１】特開２００１−８６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、喫煙箇所を限定しても限定された空間から漏れ出す喫煙による煙や臭いを除去することは出来ず、第63回日本公衆衛生学会総会の「喫煙・禁煙車両におけるたばこ粉塵濃度の調査結果」では漏れ出す喫煙による煙や臭いによる受動喫煙に関する問題提起の報告もなされている。
【０００６】
また、空気清浄器による強制吸気による手法においては、喫煙箇所周辺の空気の流れや喫煙者の向きによっても吸気できる量が限られるのと同時に、一定箇所に喫煙者が集まらなければならず、一定箇所に大人数が集合するとさらに吸気の効果が限られる。また、吸気のための大掛かりなファンやポンプなど設備も大型化してしまう。
【０００７】
一方、特開２００１−８６７５号公報は前述問題点を解決すべく各人持ち回りの小型携帯化に特化しているものの、これは暗に喫煙箇所を選ばないということになり、マナーを無視する喫煙者を増長させることもある。また、吸着した煙や臭い成分を除去できず、頻繁にフィルターなどの交換を有する必要がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は次のとおりである。限定された喫煙箇所または居室などにおいてたばこの煙や臭いが漏れることなく回収し、回収された煙や臭い成分を簡易な方法で分解除去できる小型化も可能な煤煙臭除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記内容を具体化するために以下に本発明の具体的方法を記す。
【００１０】
これらを解決するための本発明の煤煙臭除去装置の特徴は、吐き出された煙や臭い成分または燃焼による煙や臭いを液体が流れる空間に挿入し、空間を通過する液体を電場印加によりミスト化することにより、前述煙や臭い成分を水などのクラスターで水素結合分子または水分子内包集合分子体化にし、多孔質の形状を有した無機セラミックス構造体で吸着することである。
【００１１】
また、本発明の煤煙臭除去装置の特徴は、ミスト化をおこなう手段として強誘電体セラミック超音波振動子を用いており、装置の小型化ならびに複数箇所へのミスト発生位置の設置を可能とすることである。
【００１２】
また、本発明の煤煙臭除去装置の特徴は、構造体自体が紫外線を透過できる材質で構成されており、構造体内壁や空壁には光触媒機能を持った無機セラミックス材が塗布または坦持されていることにより、吸着された煙や臭い成分の紫外線による酸化除去分解が可能とすることである。
【００１３】
また、本発明の煤煙臭除去装置の特徴は、多孔質の形状を有し、光触媒機能を持った無機セラミックス材に対しアパタイト構造材をコーティングすることによって煙や臭い成分に含まれるアルデヒド系の有害物質を効率よく吸着させ排出させないことである。
【００１４】
また、本発明の煤煙臭除去装置の特徴は、煙や臭い成分などの気体の導入口やミスト化のための液体の導入口を複数箇所設けることにより、複数人による同時喫煙時の煙や臭い成分の除去を可能とすることである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係わる煤煙臭除去装置を用いれば、限定された喫煙箇所などからの煙や臭い成分の漏れ出しが解決され、回収した煙や臭い成分を自己浄化行うことができ、マナーにのっとった喫煙の提供と喫煙を行わないものへの空気清浄化による居室や乗り物内での不快感の緩和を行う効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を実施例を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、煤煙臭除去装置１００の断面図である。図２は、多孔質を有する無機セラミックス構造体の概念図である。図３は、ミスト発生ユニット２００の断面図である。図４は、煤煙臭除去装置１００へ煤煙や臭い成分を導入する為の煤煙臭捕集器３００の側面図である。図５は、煤煙臭除去装置１００を備え複数同時処理をおこなう固定室設置型煤煙臭除去装置の概念図である。
【００１８】
煤煙臭除去装置１００は、紫外線透過筐体１、強誘電体セラミックス超音波振動子９と振動子固定板１０と図示しない周波数印加装置とから構成されるミスト発生ユニット、および無機セラミックス構造体１２から構成されている。紫外線透過筐体１は、ミスト発生室５、無機セラミックス構造体室７を形成し、煤煙臭導入口２、液体導入口３、液体排出口４、混合クラスター導入口６、処理煤煙臭排出口８を備えている。これらにより、煤煙の流通路が形成される。
【００１９】
紫外線透過筐体１は、混合クラスター導入口６が設けられた壁によりミスト発生室５と無機セラミックス構造体室７とを遮断する内部構造をもっている。煤煙臭導入口２は、処理をおこなう煤煙や臭い物質を煤煙臭除去装置に導入する為のもので紫外線透過筐体１のミスト発生室５の側面に設置されている。
【００２０】
なお、紫外線透過筐体１の材料は、石英やガラスなど１８５ｎｍの波長を透過する材料が望ましいが、プラスチックやセラミックス材等３８０ｎｍ以下の波長を透過するものであってもよい。
【００２１】
液体導入口３は、ミスト発生室５内に液体を導入する為のもので紫外線透過筐体１のミスト発生室５の側面に設置されている。液体排出口４は、液体導入口３より導入された液体の排出口で紫外線透過筐体１のミスト発生室５の底面に設置されている。
【００２２】
ミスト発生室５は、導入した液体をミスト化させ導入された煤煙や臭い物質を液体中の水分子または水を含まない有機溶媒等でクラスター化させる為のものである。これにより、煤煙や臭い物質の除去効率を向上させることができる。ミスト発生ユニット２００は、強誘電体セラミックス超音波振動子９を共振させてミストを発生させる。混合クラスター導入口６は、ミスト発生室５で形成された混合クラスターを無機セラミックス構造体室７に導入するためのもので、ミスト発生室５と無機セラミックス構造体室７を遮蔽する壁に設置されている。
【００２３】
無機セラミックス構造体室７は、多孔質の無機セラミックス構造体１２を設置する為のものである。多孔質の無機セラミックス構造体１２は、混合クラスター導入口６より導入された煤煙や臭い物質と水分子とのクラスター物質を効率的に吸着させる。処理煤煙臭排出口８は、無機セラミックス構造体室７に設置された図２に示す多孔質を有した無機セラミックス構造体１２で吸着された煤煙や臭い物質を除去、分解処理した後の物質を排出する排出口である。
【００２４】
図３に断面図を示すミスト発生ユニット２００は、強誘電体セラミックス超音波振動子９と振動子固定板１０および周波数印加装置１１から構成されており、強誘電体セラミックス超音波振動子９は、５００KHｚ以上３MHｚ以下の周波数を周波数印加装置１１からリード線１３を介して印可することにより共振し、ミスト発生室５に導入された液体成分をミスト化させるためのものである。振動子固定板１０は、強誘電体セラミックス超音波振動子９を紫外線透過筐体１のミスト発生室５部に取り付け穴１４をもってネジで固定するためのものある。
【００２５】
図４に示す煤煙臭捕集器３００は、媒煙臭吐き出し用捕集部１５と煤煙臭捕集部１６と捕集物質導入管１７とから構成されている。捕集物質導入管１７は、煤煙臭除去装置１００の煤煙臭導入口２と接続可能な構造となっている。喫煙者は、媒煙臭吐き出し用捕集部１５を口の周りにあてがい捕集器内部に向かって煤煙臭を吐き出す。また、吸入後の火の点火しているたばこ本体を煤煙臭捕集部１６に設置し外部への漏れを防止する。吐き出された煤煙臭は、捕集物質導入管１７を通り、煤煙臭除去装置１００の煤煙臭導入口２を介してミスト発生室５に導入される。
【００２６】
図５に示す大容量煤煙臭除去装置４００は、内部にミスト発生ユニット２００を設置したミスト発生室５と無機セラミックス構造体室７とから構成されている煤煙臭除去装置１００の構造を複数個接続して配置したものであり、複数の煤煙臭除去装置１００の煤煙臭導入口２を介して煤煙臭を導入し、導入された煤煙臭は、液体導入口３から液体を導入して発生させたミストによりクラスター化され無機セラミックス構造体室７に設置されている多孔質を有した無機セラミックス１２を介し、分解除去され、連続的に設置されているその他の煤煙臭除去装置１００を通って、最終的に処理煤煙臭排出口８に接続され気体排出の吸引を行っている排気ファンから分解除去され排出される。かつ導入された液体は、液体排出口４から連続的に設置されているその他の煤煙臭除去装置１００の液体導入口３と連結されており、ミスト発生室５を通って最終的には末尾の煤煙臭除去装置１００の液体排出口４に接続されている廃液槽へ放出される構造システムとなっている。
【００２７】
図６に示す光源付煤煙臭除去装置５００は、紫外線透過筐体１と煤煙臭導入口２、液体導入口３、液体排出口４、ミスト発生室５、混合クラスター導入口６、無機セラミックス構造体室７、処理煤煙臭排出口８及びミスト発生ユニット２００の強誘電体セラミックス超音波振動子９、振動子固定板１０、周波数印加装置１１および紫外線発光体１８から構成されている。
【００２８】
紫外線発光体１８は、無機セラミックス構造体室７の周囲に設置され、混合クラスター導入口６より導入された煤煙や臭い物質と水分子とのクラスター物質を吸着した多孔質を有した無機セラミックス構造体１２に対し、紫外線を用いることにより効率的に除去、分解処理をおこなうために設置されている。
【００２９】
なお、紫外線発光体１８は、発光ダイオード(LED)や紫外線ランプをもって形成されている。
【実施例１】
【００３０】
煤煙臭除去装置１００を用いて、紫外線透過筐体１に対して煤煙臭導入口２からたばこの煙、液体導入口３から水道水を導入し、ミスト発生室５において水とたばこの煙の混合クラスターをつくり、混合クラスター導入口６から無機セラミックス構造体室７へ導入し、処理煤煙臭排出口８において除去効果（排出率）の検証を行った。
【００３１】
本実施例における実施の形態を以下に示す。
【００３２】
除去率の効果を検証するためにたばこの煙を導入する煤煙臭除去装置１００において、Ａ無機セラミックス構造体およびミスト発生を無しにした場合、Ｂ無機セラミックス構造体は設置し、ミストを発生しない場合、Ｃ無機セラミックス構造体の設置およびミストを発生させた場合の３種について検証した。
【００３３】
無機セラミックス構造体室７に設置する多孔質を有した無機セラミックス構造体１２に光触媒シリカゲル（新東Vセラミックス製HQC21）を用いた。
処理煤煙臭排出口８から排出される物質の測定には、図７で示す水晶マイクロバランス法を用いた周波数変化分析測定装置６００を使用した。
【００３４】
水晶マイクロバランス法を用いた周波数変化分析測定装置６００に具備したひとつの水晶振動子検出素子１９は、９MHZ・AT-CUT（ヘルツ（株）社製）を用い、直径５ｍｍの金電極上に親水基と疎水基の両方をもつポリイオンコンプレックス型脂質（相互薬工（株）社製）を３０００ｎｇ塗布し、感応膜として用いた。
【００３５】
ミスト発生ユニット２００の強誘電体セラミックス超音波振動子９には、チタン酸ジルコン酸鉛を用いた１MHZ振動素子を用い、電圧を印加させ、たばこの煙と水道水の混合クラスターを作成した。
【００３６】
水晶振動検出素子１９を３０秒間の発振安定化後に各サンプルにたばこの煙を投入し、その際の周波数変化の測定を行った。
【００３７】
図８は、各サンプルについて単位時間あたりの周波数変化量を測定した結果を示すグラフである。周波数変化量は、吸着量に比例しており、両者には１Ｈｚ＝１ｎｇの対応関係がある。
【００３８】
図８より吸着開始から２１０秒時のサンプル試料の周波数変化量を比較すると、Ａ５６０ｎｇ、Ｂ６４ｎｇ、Ｃ１６ｎｇの結果となった。Ｃの除去効果（排出率）はＡに対して２．８５％、Ｂに対して２５％となり効果が確認された。
【実施例２】
【００３９】
たばこの煤煙臭は、各種の成分で構成されているが、そのうち人体に影響を及ぼす環境ホルモンであるホルムアルデヒドが含まれていることがわかっている。そこで煤煙臭除去装置１００を用いて、紫外線透過筐体１に対して煤煙臭導入口２から気化したホルムアルデヒド、液体導入口３から水道水を導入し、ミスト発生室５においてホルムアルデヒドとたばこの煙の混合クラスターをつくり、混合クラスター導入口６から無機セラミックス構造体室７へ導入し、処理煤煙臭排出口８においてホルムアルデヒドの除去効果（排出率）の検証を行った。
【００４０】
図９に示す構成により本実施例における実施の形態を以下に示す。
【００４１】
除去率の効果を検証するために気化したホルムアルデヒドを導入する煤煙臭除去装置１００において、Ｄ無機セラミックス構造体およびミスト発生を無しにした場合、Ｅ無機セラミックス構造体は設置し、ミストを発生しない場合、Ｆ無機セラミックス構造体の設置およびミストを発生させた場合の３種について検証した。
【００４２】
無機セラミックス構造体室７に設置する多孔質を有した無機セラミックス構造体１２に光触媒シリカゲル（新東Vセラミックス製HQC21）を用いた。
【００４３】
処理煤煙臭排出口８から排出される物質の測定には、水晶マイクロバランス法を用いた周波数変化分析測定装置６００を使用した。
【００４４】
水晶マイクロバランス法を用いた周波数変化分析測定装置６００に具備したひとつの水晶振動子検出素子１９は、９MHZ・AT-CUT（ヘルツ（株）社製）を用い、直径５ｍｍの金電極上に親水基と疎水基の両方をもつポリイオンコンプレックス型脂質（相互薬工（株）社製）を３０００ｎｇ塗布し、感応膜として用いた。
【００４５】
ミスト発生ユニット２００の強誘電体セラミックス超音波振動子９には、チタン酸ジルコン酸鉛を用いた１MHZ振動素子を用い、電圧を印加させ、気化したホルムアルデヒドと水道水の混合クラスターを作成した。
【００４６】
水晶振動子検出素子１９を３０秒の発振安定化後に各サンプルに気化したホルムアルデヒドを投入し、その際の周波数変化の測定を行った。
【００４７】
図１０は、各サンプルについて単位時間あたりの周波数変化量を測定した結果を示すグラフで
ある。周波数変化量は、吸着量に比例しており、両者には１Ｈｚ＝１ｎｇの対応関係がある。
【００４８】
図１０より吸着開始から２１０秒時のサンプル試料の周波数変化量を比較すると、Ｄ１６８ｎｇ、Ｅ８２ｎｇ、Ｆ９ｎｇの結果となった。Ｆの除去効果（排出率）はＤに対して５．３５％、Ｅに対して１０．９％となり効果が確認された。
【００４９】
実施例１ならびに実施例２の結果より煤煙臭除去装置１００を用いることにより、紫外線透過筐体１に対して煤煙臭導入口２から導入したたばこの煤煙臭は、ミスト発生室５において水との混合クラスターをつくり、混合クラスター導入口６から無機セラミックス構造体室７へ運ばれ、混合クラスター化されたものが無機セラミック構造体の親水性と気孔の相乗効果で効率よく吸着され、たばこの受動喫煙の低減効果が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明にかかる煤煙臭除去装置の断面図である。
【図２】多孔質を有する無機セラミックス構造体の概念図である。
【図３】ミスト発生ユニットの断面図である。
【図４】煤煙臭除去装置へ煤煙や臭い成分を導入する為の器具の側面図である。
【図５】本発明にかかる固定室設置型煤煙臭除去装置の概念図である。
【図６】本発明にかかる煤煙臭除去装置の断面図である。
【図７】本発明にかかる周波数変化分析測定装置の概念図である。
【図８】実施例１における除去効果を周波数変化であらわした図である。
【図９】実施例２における煤煙臭除去装置を用いた概念図である。
【図１０】実施例２における除去効果を周波数変化であらわした図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  紫外線透過筐体
２  煤煙臭導入口
３  液体導入口
４  液体排出口
５  ミスト発生室
６  混合クラスター導入口
７  無機セラミックス構造体室
８  処理煤煙臭排出口
９  強誘電体セラミックス超音波振動子
１０  振動子固定板
１１  周波数印加装置
１２  無機セラミックス構造体
１３  リード線
１４  取り付け穴
１５  媒煙臭吐き出し用捕集部
１６  煤煙臭捕集部
１７  捕集物質導入管
１８  紫外線発光体
１９  水晶振動子検出素子
１００  煤煙臭除去装置
２００  ミスト発生ユニット
３００  煤煙臭捕集器
４００  大容量煤煙臭除去装置
５００  光源付煤煙臭除去装置
６００  周波数変化分析測定装置
【図１】
2006230808.tif 000003
【図２】
2006230808.tif 000004
【図３】
2006230808.tif 000005
【図４】
2006230808.tif 000006
【図５】
2006230808.tif 000007
【図６】
2006230808.tif 000008
【図７】
2006230808.tif 000009
【図８】
2006230808.tif 000010
【図９】
2006230808.tif 000011
【図１０】
2006230808.tif 000012