JP2005331125A - 無菌性を要求される室の空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、無菌性を要求される室の燻蒸は、ホルムアルデヒドが一般的に使用されているが、発がん性、残留性等の問題点がある。また燻蒸と空調を組み合わせて自動化を図る提案もあるが、これらを同時に行うことはできない。
【解決手段】 本発明では、空調機の吐出側から無菌性を要求される室の吹出口に至る空調往き経路と、上記室の吸込口から空調機の吸込側に至る空調還り経路から成る空調経路を構成すると共に空調機をバイパスするバイパス経路を構成し、オゾン発生ユニットから切替機構を介して空調往き経路とバイパス経路に至るオゾン供給経路を構成すると共にバイパス経路と並列に、オゾン分解ユニットを備えたオゾン分解経路を構成し、空調還り経路又は上記室に排気ファンを備えた排気経路を構成し、空調経路とバイパス経路とオゾン分解経路と排気経路を切替える切替機構を構成した、無菌性を要求される室の空調システムを提案する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば注射製剤工場の製剤室や食品工場の無菌製造室等のように、無菌性を要求される室の空調システムに関するものである。

無菌性を要求される室、例えば上述した注射製剤工場の製剤室や食品工場の無菌製造室等では、室内の無菌性を確保するために、殺菌作用のあるガスを定期的に室内に導入して燻蒸を行っており、殺菌作用のあるガスとしては、ホルムアルデヒドが一般的に使用されている。

また従来、ホルムアルデヒド等の殺菌作用のあるガスを用いた燻蒸を自動的に行えるシステムも実用化されている。例えば特許文献１には、対象室に空調用の送気及び排気ダクトと、燻蒸用の送気及び排気ダクトとを別個に設けて、ホルムアルデヒド等による対象室の燻蒸と、対象室の空調を自動的に行えるようにしたシステムが記載されており、このシステムでは、対象室の燻蒸を行う際には、空調用の送気及び排気ダクトのダンパを閉として空調を停止し、空調を行う際には、燻蒸用の送気及び排気ダクトのダンパを閉として空調機を運転する。

一方、特許文献２には、殺菌性のガスとして、オゾンガスを使用して室内の消毒・殺菌を行うための装置が記載されている。即ち、この特許文献２は、実験動物施設の飼育室内などの消毒・殺菌を行うために利用されるオゾン殺菌装置を開示しており、これは、筐体の下部にスクリーン上のプレフィルタを備えた空気取入口が設けると共に、内方に送風ファンを設置し、その吐出口上方に拡散プレートと切替えダンパを設けており、この上側に活性炭繊維で形成したオゾン分解部とバイパス通路部とを持つハニカム構造体を設け、さらにその上側に空気中の塵埃を除去する中性能エアフィルタを設けた構成としている。更に、筐体内の最上部にオゾン発生器と加湿器とが区画されて設けられ、それらの上部にルーバーを備えたオゾンガス吹出し口と加湿空気吹出し口を設けた構成としている。この筐体を車輪を用いて対象とする室内に運び、そこで人手で操作してオゾンと加湿空気を室内等に吹き出すことで、室内の限定された部位の消毒・殺菌を行うものである。
特公平８−６９３６号公報 特開平５−１４６４９７号公報

上述したとおりホルムアルデヒドを使用して対象室内を燻蒸することは一般的に行われていることであるが、これには以下に示す問題点が存在する。
ａ．ホルムアルデヒドは発がん性があると共に、残留性がある。
ｂ．ａの性質により、燻蒸中の室から他の室へのホルムアルデヒドの漏洩は非常に危険であり、そのため燻蒸エリアの封じ込め、燻蒸後の排気の処理等、取り扱いに細心の注意を必要とする。
ｃ．特許文献１のように自動燻蒸システムも実用化されているが、燻蒸時には空調システムを停止する必要があるため、頻繁に燻蒸を行う室においては不向きである。
ｄ．空調機を含めた、空調システム全体の殺菌を行うことはできない。

一方、特許文献２に示されるように、オゾンガスを発生する装置を、消毒・殺菌する室内に運んで人手によりオゾンガスを吹き出したり、アルコール等の殺菌用薬液を人手で噴霧して室内の消毒・殺菌を行うものでは、以下に示すような問題点が存在する。
ａ．殺菌に、オゾンガスを使用すると、対象室を構成する内装材料や空調機部材等が劣化したり、腐食したりし易い。
ｂ．人手による薬液の噴霧は、面倒で危険であると共に作業の確実性にも問題がある。
ｄ．限定された部位のみしか殺菌できないので、非殺菌部分とのクロスコンタミネーションが避けられず、また上述したとおりオゾン殺菌では、その部位の材料が劣化する。

本発明は、以上の課題を解決することを目的とするものである。

上述した課題を解決するために、本発明では、空調機の吐出側から無菌性を要求される室の吹出口に至る空調往き経路と、無菌性を要求される室の吸込口から空調機の吸込側に至る空調還り経路から成る空調経路を構成すると共に、空調機をバイパスするバイパス経路を構成し、オゾン発生ユニットから切替機構を介して夫々空調往き経路とバイパス経路に至るオゾン供給経路を構成すると共に、バイパス経路と並列にオゾン分解ユニットを備えたオゾン分解経路を構成し、更に空調還り経路又は無菌性を要求される室に排気ファンを備えた排気経路を構成すると共に、上記空調経路とバイパス経路とオゾン分解経路と排気経路を切替える切替機構を構成したことを特徴としている無菌性を要求される室の空調システムを提案するものである。

そして本発明では、上記の空調システムにおいて、空調機の熱交換コイルよりも上流位置にオゾン分解触媒を設置することを提案する。尚、オゾン分解触媒は、熱交換コイルよりも上流位置であれば、空調機内に設置することも、空調機外、即ち空調機よりも上流位置に設置することもできる。

また本発明では、以上の空調システムにおいて、オゾンガスと接触するシステムの構成材料としては、オゾン濃度200ppm／500時間暴露での比オゾン耐候性0.75以上の材料を使用することを提案する。
尚、ここで、比オゾン耐候性とは、オゾン未暴露の材料の物性値（強度、硬度、伸度、色彩、錆の発生量等）と、上記オゾン暴露後の材料の物性値の比とする。即ち、 オゾン耐候性＝暴露後の物性値／未暴露の物性値 である。
材料の物性値は、有機系材料では、引張強度、引張伸度、表面硬度、色差変化等であり、また無機系材料では、引張強度、発錆量、色差変化等であり、これらの測定方法はＪＩＳに準ずる。

また本発明では、以上の空調システムにおいて、オゾンガスと接触するシステムの樹脂材料としては、樹脂の飽和度70％以上のものを使用することを提案する。

また本発明では、以上の空調システムにおいて、オゾンガスと接触するシステムの無機材料としては、表面の材質の構成に占める、Al、Cr、Zn、Ni、Siのいずれか１種類又は２種類以上の割合が３％以上のものを使用することを提案している。

本発明の空調システムでは、切替機構により空調機を通る空調経路を選択して空調運転を行っている際に、オゾン発生ユニットから切替機構を介して空調往き経路にオゾンガスを供給することにより、オゾンにより対象室の燻蒸による殺菌を行うと共に、空調機を含めた空調系、配管系全体の殺菌を行うことができる。

この際、空調機には、必要に応じて、熱交換コイルよりも上流位置にオゾン分解触媒を設置することにより、オゾンによる熱交換コイルの腐食を防止することができる。

また本発明では、空調機を通る空調経路に替えて、空調機をバイパスするバイパス経路を選択すると共に、オゾン発生ユニットから切替機構を介してバイパス経路にオゾンガスを供給することにより、空調停止状態で、対象室と、配管系の殺菌を行うことができる。

本発明では、オゾンガスと接触するシステムの構成材料として、適切なものを選択することにより、材料劣化を防止し、材料劣化によって生じる、発塵等の汚染物質の発生を低減することができる。

次に本発明に係る、オゾンガスによる殺菌が可能な空調システムの実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明のシステムの実施例の構成を概念的に示した系統説明図である。 符号１は空調機を示すもので、２（２ａ，２ｂ，…）は無菌性を要求される室を示すもので、空調機１の吐出側３ａから無菌性を要求される室２の吹出口４（４ａ，４ｂ，…）に至る空調往き経路５と、無菌性を要求される室２の吸込口６（６ａ，…）から空調機１の吸込側３ｂに至る空調還り経路７から成る空調経路を構成すると共に、空調機１をバイパスするバイパス経路８を構成し、オゾン発生ユニット９から切替機構１０を介して夫々空調往き経路５とバイパス経路８に至るオゾン供給経路１１ａ，１１ｂを構成すると共に、バイパス経路８と並列にオゾン分解ユニット１２を備えたオゾン分解経路１３を構成し、更に空調還り経路７に排気ファン１４ａを備えた排気経路１５ａを構成すると共に、無菌性を要求される室２ｂに、排気ファン１４ｂを備えた排気経路１５ｂを構成している。そして、上記空調往き経路５と空調還り経路７から成る空調経路と、バイパス経路８とオゾン分解経路１３と排気経路１５ａ，１５ｂを切替える切替機構を構成ている。この切替機構は図中に示される多数のモーターダンパー１６の開閉により行うのであるが、それらの開閉状態は、図２以降において、黒塗りしたものを開、黒塗りしていないものを閉として示す。

以上の構成において、図２は、切替機構により空調機１を通る空調経路を選択して空調運転を行っている際に、オゾン発生ユニット９から切替機構１０を介してオゾン供給経路１１ａにより空調往き経路５にオゾンガスを供給している。

この運転状態では、空調往き経路５を流れている空調空気中に流入したオゾンガスは、空調往き経路５を流れて吹出口４から室２ａ，２ｂ内に入り、この室２ａ，２ｂ内を燻蒸して殺菌する。

次いで室２ａ内のオゾンを含む空調空気は、吸込口６ａから空調還り経路７に流入し、この空調還り経路７を流れて空調機１の吸込側３ｂに還流する。そして、空調機１内を流れた後、再び、吐出側３ａから空調往き経路５に流入して、再び室２ａ，２ｂに供給される。

この際、空調機１には、必要に応じて、熱交換コイルよりも上流位置にオゾン分解触媒１７を設置することができ、この構成では、空調機１の吸込側３ｂから流入した空調空気中のオゾンを、熱交換コイルよりも上流側のオゾン分解触媒１７において分解するため、オゾンによる熱交換コイルの腐食を防止することができる。このオゾン分解触媒１７は、熱交換コイルの材料がオゾンにより腐食しやすい材料の場合に有効である。オゾン分解触媒１７は、熱交換コイルよりも上流位置であれば、図に示すように空調機内に設置する他、空調機外、即ち空調機よりも上流位置に設置することもできる。

この場合には、空調機１の吐出側３ａから再び空調往き経路５に流入した空調空気にはオゾンが含まれないが、オゾン供給経路１１ａにより空調往き経路５にオゾンガスが供給されるため、室２ａ，２ｂ内には、空調空気と共に継続的にオゾンが供給されて燻蒸による殺菌が行われる。

以上に際して、オゾン供給経路１１ａを通しての空調往き経路５へのオゾンの供給量は、室２ａ内の適所のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計１８の測定値に基づいて適切に調節することができる。

尚、図２に示すように、複数の室２ａ，２ｂの中のいずれかの室２ｂについては、排気ファン１４ｂの動作により排気経路１５ｂを通してオゾンが含まれている空調空気の一部を排出することもできる。

次に図３は切替機構により、空調機１を通る空調経路に替えて、空調機１をバイパスするバイパス経路８を選択して動作すると共に、オゾン発生ユニット９から切替機構１０を介してオゾン供給経路１１ｂからバイパス経路８にオゾンガスを供給する。

この状態では、ファン１９によってバイパス経路８を流れる空気中にオゾン供給経路１１ｂからオゾンが供給され、このオゾンを含む空気は、空調往き経路５を流れて吹出口４から室２ａ，２ｂ内に入り、この室２ａ，２ｂ内を燻蒸して殺菌する。

次いでこれらの室２ａ，２ｂ内の空気は、吸込口６ａから空調還り経路７に流入し、この空調還り経路７を流れて、バイパス経路８の上流側に至り、再び、このバイパス経路８においてオゾンが供給されて、室２ａ，２ｂに供給される。

このように図３の場合には、空調停止状態で、上述と同様に、室２ａ，２ｂと、配管系の殺菌を行うことができ、この運転では、オゾンを含む空気は空調機１を通らないので、室２ａ，２ｂにおけるオゾン濃度を高く設定することもできる。

図３の状態の運転を適宜時間継続した後、次いで図４では、オゾン供給経路１１ｂからのオゾンの供給を停止すると共に、切替機構により、バイパス経路８からオゾン分解経路１３に切替えて動作させる。

この状態では、室２ａ，２ｂ内のオゾンを含む空気は、オゾン分解経路１３を流れてオゾン分解ユニット１２により分解され、従って室２ａ，２ｂ内のオゾン濃度は次第に低下する。

このようにして室２ａ，２ｂ内のオゾン濃度が、ある値以下に低下したら、次いで、室２ａ，２ｂ内の空気と共に、空調システム系内の空気を排出する。この空気の排出は図５に示すように、バイパス経路８及びオゾン分解経路１３に替えて、空調機１の空調往き経路５及び空調還り経路７の一部は動作させると共に、排気経路１５ａ，１５ｂを動作させ、更に空調機１の吸込側３ｂに構成した外気導入経路２０を動作させるが、空調還り経路７を経ての空調機１の吸込側３ｂへの還流は行わせないように動作させる。

この図５の状態では、室２ａ，２ｂ内の空気が、外気導入経路２０を介して導入される外気により換気され、オゾンを室２ａ，２ｂ内から完全に排出することができる。

本発明においては、以上の動作を行う空調システムにおいて、オゾンガスと接触するシステムの構成材料としては、オゾン濃度200ppm／500時間暴露での比オゾン耐候性0.75以上の材料を使用する。そして、構成材料の中の樹脂材料は、樹脂の飽和度70％以上のものを使用すると共に、構成材料の中の無機材料は、表面の材質の構成に占める、Al、Cr、Zn、Ni、Siのいずれか１種類又は２種類以上の割合が３％以上のものを使用する。尚、主な構成材料は図６、図７及び図８に示すものであり、この他、非常に接触面積の小さいもの、例えばビス、センサー等や容易に交換可能な部材、例えば照明器具、フィルター等は、上記以外の材料を用いることもできる。

このように、オゾンガスと接触するシステムの構成材料として、適切なものを選択することにより、材料劣化を防止し、材料劣化によって生じる、発塵等の汚染物質の発生を低減することができる。

図６は、このような条件に適合する空調機１と室２ａ，２ｂの内装材の実施例を、比較例と共に示すものである。

また図７は、このような条件に適合する各材料の例を示すものである。

本発明は以上のとおりであるので、従来のホルムアルデヒドと異なり、残留性のないオゾンを使用して無菌性を要求される室の燻蒸を行えるシステムを、空調システムと共に構築することができる。

即ち、本発明の空調システムでは、切替機構により空調機を通る空調経路を選択して空調運転を行っている際に、オゾン発生ユニットから切替機構を介して空調往き経路にオゾンガスを供給することにより、オゾンにより対象室の燻蒸による殺菌を行うと共に、空調機を含めた空調系、配管系全体の殺菌を行うことができる。

この際、空調機には、必要に応じて、熱交換コイルの上流側にオゾン分解触媒を設置することにより、オゾンによる熱交換コイルの腐食を防止することができる。

また本発明では、空調機を通る空調経路に替えて、空調機をバイパスするバイパス経路を選択すると共に、オゾン発生ユニットから切替機構を介してバイパス経路にオゾンガスを供給することにより、空調停止状態で、対象室と、配管系の殺菌を行うことができる。

更に、本発明では、オゾンガスと接触するシステムの構成材料として、適切なものを選択することにより、材料劣化を防止し、材料劣化によって生じる、発塵等の汚染物質の発生を低減することができる。

本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成を概念的に示す系統説明図である。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成を、具体的動作において概念的に示す系統説明図である。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成を、他の具体的動作において概念的に示す系統説明図である。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成を、更に他の具体的動作において概念的に示す系統説明図である。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成を、更に他の具体的動作において概念的に示す系統説明図である。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成要素の例を示すものである。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成要素の例を示すものである。 本発明に係る無菌性を要求される室の空調システムの構成要素の例を示すものである。

符号の説明

１ 空調機
２（２ａ，２ｂ） 無菌性を要求される室
３ａ 吐出側
３ｂ 吸込側
４（４ａ，４ｂ，…） 吹出口
５ 空調往き経路
６（６ａ，…） 吸込口
７ 空調還り経路
８ バイパス経路
９ オゾン発生ユニット
１０ 切替機構
１１ａ，１１ｂ オゾン供給経路
１２ オゾン分解ユニット
１３ オゾン分解経路
１４ａ，１４ｂ 排気ファン
１５ａ，１５ｂ 排気経路
１６ モーターダンパー
１７ オゾン分解触媒
１８ オゾン濃度計
１９ ファン
２０ 外気導入経路

Claims (5)

1. 空調機の吐出側から無菌性を要求される室の吹出口に至る空調往き経路と、無菌性を要求される室の吸込口から空調機の吸込側に至る空調還り経路から成る空調経路を構成すると共に、空調機をバイパスするバイパス経路を構成し、オゾン発生ユニットから切替機構を介して夫々空調往き経路とバイパス経路に至るオゾン供給経路を構成すると共に、バイパス経路と並列にオゾン分解ユニットを備えたオゾン分解経路を構成し、更に空調還り経路又は無菌性を要求される室に排気ファンを備えた排気経路を構成すると共に、上記空調経路とバイパス経路とオゾン分解経路と排気経路を切替える切替機構を構成したことを特徴とする無菌性を要求される室の空調システム
2. 空調機の熱交換コイルよりも上流位置にオゾン分解触媒を設置したことを特徴とする請求項１に記載の無菌性を要求される室の空調システム
3. オゾンガスと接触するシステムの構成材料としては、オゾン濃度200ppm／500時間暴露での比オゾン耐候性0.75以上の材料を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の無菌性を要求される室の空調システム
4. オゾンガスと接触するシステムの樹脂材料としては、樹脂の飽和度70％以上のものを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の無菌性を要求される室の空調システム
5. オゾンガスと接触するシステムの無機材料としては、表面の材質の構成に占める、Al、Cr、Zn、Ni、Siのいずれか１種類又は２種類以上の割合が３％以上のものを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の無菌性を要求される室の空調システム
   

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