JP2014095694A - 放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット、放射性物質および放射線対応高清浄環境システム、放射性物質含有廃棄物の減容処理システム、放射性物質および放射線対応フィルタならびに水洗除染装置 - Google Patents

放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット、放射性物質および放射線対応高清浄環境システム、放射性物質含有廃棄物の減容処理システム、放射性物質および放射線対応フィルタならびに水洗除染装置 Download PDF

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Abstract

【課題】放射性物質あるいは放射性物質含有微粒子が空気中に殆ど存在しない放射性物質フリーでそれらからの放射線の被曝も防止することができる高清浄空気環境を容易に実現することができる放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットならびに放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを提供する。
【解決手段】放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５は、塵埃フィルター１５３と、送風ファン１５２と、放射線遮蔽材料からなり、空気の入口１５５および出口１５８を有する筐体１５１とを有する。塵埃フィルター１５３および送風ファン１５２または塵埃フィルター１５３が筐体１５１の内部に収容される。塵埃フィルター１５３に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、筐体１５１および筐体１５１の内部に設けられた放射線遮蔽部材１５６、１５９により遮蔽される。
【選択図】図３

Description

この発明は、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット、放射性物質および放射線対応高清浄環境システム、放射性物質含有廃棄物の減容処理システム、放射性物質および放射線対応フィルタならびに水洗除染装置に関する。この発明は、例えば、放射性物質あるいは放射性物質含有微粒子を含む各種のダスト微粒子を殆ど含まない高清浄空気環境の実現あるいは放射性物質含有水の除染あるいは放射性物質含有廃棄物の減容に適用して好適なものである。
現代文明の進歩に伴い、人間活動に対して地球の有限性が無視し得なくなり、社会の「持続性」が大きな課題となっている。そうした背景にあって、人間の活動を、生産活動等の「動脈」部分から、その結果生じる副産物を処理する「静脈」部分まで、包括的に一体として対処することのできる環境産業基盤づくりが重要となる。
人類は現在、コンピュータ技術の発展に伴い、情報処理・通信環境に関しては、有史以来かつて無い高度で便利な環境を実現し、いわば脳にとっては刺激的かつ申し分のない良好な場を実現していると言えようが、反面、体の好む環境としては、汚染物質の増加や空気中の塵埃（ダスト微粒子）、さらには放射性同位元素を含む塵埃の可能性等、必ずしも良好な環境とは言い難い。
将来の宇宙大航海時代、また放射性同位元素の拡散等の不測の事態に対応し、放射性物質の影響の小さい生活・居住・滞在空間および放射性物質含有使用済みフィルター処理、さらには、汚染土壌を含む汚染物質の減容を図ることができる放射性物質含有廃棄物の減容処理方法および減容処理システムが必要である。
高性能のフィルター、ファンフィルターユニットは、主に半導体製造技術を支えるものとして発展してきているが、一般の居住環境の向上という意味ではまだ十分に展開がなされているとは言い難く、また、昨今の放射性物質を含む塵埃の除去、かかる塵埃を含むフィルターの処理、さらには放射性物質を含む物質の減容処理という観点では、さらに対応が進んでいるとは言い難い状況である。
２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災に随伴して起こった原子力発電所の原子炉の事故により大気中に放出された放射性物質の影響、特に、放射性物質の経口吸入の危険性は依然として高い。特に、原子力発電所施設の事故処理に従事している作業員の方々の被曝、特に、呼吸等に伴って放射性物質を体内に取り込むことによる被曝（内部被曝）の影響を極力低減することが急務である。この目的を達成することのできるシステムが実現すれば、同時に、近郊で不安にさいなまれつつ生活している一般住民、特に、子供達、なかんずく将来母親になる世代の安寧に資することにもなる。
一般に放射性物質あるいは放射線を有効利用する人間の全活動において、事故が生じた際のリカバリー、リカバリー時自体の、対放射線安全性が重要であることは言うまでもない。しかしながら、これが十分、現時点で担保されているとは言い難い状況である。
放射性物質あるいは放射線事故、災害を乗り越えるというネガティブな状況の改善のようなニーズのほかに、ＰＥＴ（陽電子放射断層撮影）等の先端放射線医療や、例えば、生レバーの放射線照射による殺菌等の放射線産業の安全性、有事におけるロバストネスの確保は重要である。
国際公開第０４／１１４３７８号パンフレット 特開２００６−２００１１１号公報
A.Ishibashi, H.Kaiju, Y.Yamagata and N.Kawaguchi : Electron. Lett.41,735(2005) H.Kaiju, N.Kawaguchi and A.Ishibashi : Rev. Sci. Instrum. 76, 085111(2005) ［平成２４年９月３０日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http: //www.toyobo.co.jp/seihin/fb/procon/prc ＿09.pdf） ［平成２４年８月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A8%E3%82%A6%E7%B4%A0131 〉 ［平成２４年８月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BB%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0137〉 "Nuclei and Particles", E, Segre, W. A. Benjamin, Inc, 1977, Fig. 2-13, p.40 "Particle Physics Booklet", Particle Data Group, Springer 1998, p. 193 ［平成２４年８月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BB%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0 〉 ［平成２４年８月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cs-134＿decay ＿scheme.svg〉 ［平成２４年８月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.jaea.go.jp/fukushima/pdf/gijutukaisetu/kaisetu06.pdf 〉
しかしながら、本発明者の知る限り、人が中で居住・滞在したりすることができ、しかも放射性物質フリーで放射性物質からの放射線の被曝も防止することができる高清浄空気環境を実現する方法は何ら提案されていない。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、放射性物質あるいは放射性物質含有微粒子が空気中に殆ど存在しない放射性物質フリーで放射性物質あるいは放射性物質含有微粒子からの放射線の被曝も防止することができる高清浄空気環境を容易に実現することができる放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットならびに放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、先進放射線医療や放射線利用産業等（放射線に関する「動脈」産業）における突発的事態、例えば、ＰＥＴ診断や造影剤使用時等の失禁に伴う放射性物質の室内漏洩、および、その清掃工程における放射性物質の空気中への拡散等に伴う空気中滞留放射性物質および放射性物質含有微粒子を迅速に除去することが可能な放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニットや瓦礫などの各種の放射性物質含有廃棄物の減容処理等（放射線に関する「静脈」産業の一つ）を安全に営むことができる放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを提供することである。
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、放射性物質含有水の除染処理（放射線に関する「静脈」産業の一つ）を安全に行うことができる放射性物質および放射線対応フィルターならびに水洗除染装置を提供することである。
この発明が解決しようとする究極の課題の一つは、放射性に関する「静脈」産業を安全に営むことができるように導くインフラ構造を提供することである。
この発明が解決しようとする究極の課題のもう一つは、放射性利用産業におけるファールセーフ機構・リカバリー時の安全性向上システムを以て、放射線に関する「動脈」産業を安全に営むことができるように導くインフラ構造を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明は、
塵埃フィルターと、
上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットである。
ここで、放射線遮蔽部材は、典型的には、筐体の空気の入口および出口の付近において、空気の流路が例えばジグザグに屈曲した形状となるように形成される。また、典型的には、放射線遮蔽部材は、塵埃フィルターのどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線も、筐体の空気の入口および出口から直接外部に出ないように形成される。最も好適には、塵埃フィルターのどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から任意の方向に向かう直線について、その直線が筐体の壁および／または放射線遮蔽部材を横断する距離の合計が、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線群の最大飛程または吸収長のうちの最も大きいもの以上になるように、筐体の壁および放射線遮蔽部材の厚さが設定される。放射線遮蔽部材は、例えば、平板形状、Ｌ字断面形状、Ｚ字断面形状またはＴ字断面形状またはこれらの二つ以上を組み合わせた形状を有するが、これに限定されるものではない。放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、その放射性物質の種類によって異なるが、例えば、アルファ線（α線）、ベータ線（β線）、ガンマ線（γ線）などである。透過力の大きさはγ線＞β線＞α線であり、α線の透過力を１とすると、β線の透過力は１０2 程度、γ線の透過力は１０4 程度である。放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、典型的には、β線およびγ線である。放射性物質および／または放射性物質含有微粒子に含有される放射性物質は、例えば、ヨウ素１３１、セシウム１３７、セシウム１３４などであるが、これに限定されるものではない。筐体および放射線遮蔽部材は、放射線を遮蔽することができる金属、好適には鉛（Ｐｂ）からなるが、スズ（Ｓｎ）や鉄鋼などを用いてもよく、鉛板と鉄鋼板（鉄板）との積層板などを用いてもよく、金属以外の材料を用いても良い。特に、筐体の壁および／または放射線遮蔽部材が鉛からなる場合には、好適には、筐体の壁および放射線遮蔽部材の厚さは少なくとも吸収長９ｇ／ｃｍ2 以上に選ばれる。より好適には、筐体の壁および／または放射線遮蔽部材は１５ｇ／ｃｍ2 以上３０ｇ／ｃｍ2 以下の範囲の吸収長に対応する厚さを有する。また、筐体自体も、その側面に例えば九十九折り状や蛇腹状構造を持たせ、廃棄時に圧縮による減容が効果的に行えるような構造を有していることが望ましい。
また、この発明は、
密閉可能に構成された包囲体と、
上記包囲体の内部または上記包囲体の壁に設けられたファンフィルターユニットと、
上記包囲体の内部と上記ファンフィルターユニットの入口との間を気密性を持って接続する気体流路とを有し、
上記包囲体の内部から流出する気体の全てが上記気体流路を通って上記ファンフィルターユニットの入口に入るように構成され、
上記ファンフィルターユニットが、
塵埃フィルターと、
上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成された放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットであることを特徴とする放射性物質および放射線対応高清浄環境システムである。
ここで、気体流路は、典型的には、包囲体の壁に設けられた二重壁の間の空間により構成される。例えば、気体流路は、包囲体の側壁および上壁に設けられた二重壁の間の空間により構成され、ファンフィルターユニットはこの上壁に設けられた二重壁の間の空間の内壁に設置される。典型的には、包囲体の少なくとも一部、例えば人の出入り口が、ダスト微粒子を１００％は通さず、気体分子は通す隔壁（あるいは膜）により形成される。こうすることで、包囲体の内外で酸素濃度や二酸化炭素濃度を平衡に保つことができる。ここで、「ダスト微粒子を１００％は通さず」とは、例えば、ダスト微粒子の阻止率（透過率）が、１００％（０％）ではなくとも、少なくとも９５％以上（５％以下）、望ましくは９９％以上（１％以下）である。
包囲体の形状は、種々の形状であってよく、必要に応じて選ばれるが、具体例を挙げると、直方体状または立方体状、直方体または立方体を変形した形状などであってよい。また、包囲体の内部の大きさは、基本的には使用目的などに応じて設計により適宜決定することができる。包囲体の内壁には、発塵を抑えるために、例えば、この内壁の全部または一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施すようにしてもよい。
放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットについては、上記の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの発明に関連して説明したことが成立する。
この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムにおいて包囲体の内部が清浄化される原理について説明する。
この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムにおいて、包囲体内部のダスト微粒子密度をｎ（ｔ）、単位面積・単位時間当たりのダスト微粒子の脱離レートをσ、塵埃フィルターのダスト捕集効率をγとすると、閉空間内の流れが均一ではなく場所依存性がある場合には、ダスト微粒子密度ｎ（ｔ）は場所の関数となり、同じく単位面積・単位時間当たりのダスト微粒子脱離レートσも最も一般的に場所の関数と考えられる。この時、注目している閉空間Ｖの内部で塵が発生したり、消滅したりすることはなく、閉空間Ｖ内の位置ベクトルｘ0 における時刻ｔのダスト微粒子密度ｎ（ｘ0 、ｔ）は、閉空間内側、即ち部屋内壁面からの影響が伝播することで、その変化が決まり、
なる微分方程式を満たす。
ここで、ベクトルｘ' s は、閉空間の内表面に対応する位置ベクトルである。同じく、ファンフィルターユニットに対する吸入口にあたる部分に対応する位置ベクトルをｘ' inlet 、吹き出し口にあたる部分に対応する位置ベクトルをｘ' outletとする。Ｇ（ｘ，ｘ' ，ｔ）は、位置ｘ' における塵の発生或いは消失が、主に気体の流れによる伝播と、拡散による伝播とにより、位置ｘへ影響を及ぼすことを表す伝播関数である。ｆinは、ファンフィルターユニットの吸入口における風速を、ｆout は、ファンフィルターユニットの吹き出し口における風速を表す。
ここで、クリーン空間、即ち包囲体内部の閉空間の体積をＶ、その閉空間の内面積をＳ、放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの設置環境（即ち外気）のダスト密度をＮ0 、風量をＦとし、ファンフィルターユニットにより引き起こされるところの、閉空間Ｖ内の空気の流れが至るところ均一で場所依存性が無い場合は、式（１）の各項は、
にそれぞれ収束し、式（１）は
という時間のみ関数となる。このとき、この式の解は、
である。従って、十分時間が経った時（ｔ＞１０Ｖ／γＦ）には、密閉循環系では、そ
の設置環境によらず、
なる究極の清浄度が得られることが、特許文献１、非特許文献１、２などにおいて本発明者により示されている。
この包囲体では、清浄度を支配するパラメータが、従来のクリーンルームとは全く異なる。従来のクリーンルームの性能で重要な要素は塵埃フィルターのダスト捕集効率γであり、これが１に限りなく近い方が良い（中性能フィルターよりＨＥＰＡフィルター、ＨＥＰＡフィルターよりＵＬＰＡフィルターが求められる所以である）。こうして、フィルターのダスト微粒子の除去能力がクリーンルームの性能に直接効いてくるために、高価なＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターが使われるが、このフィルターの片側は、常に外気に接しているために、プレフィルターが用いられてはいるものの、フィルターは２〜３年程度で取り替えられている。他方、上記の包囲体では、フィルターのダスト捕集効率はそれほど支配的ではなく、むしろ包囲体の内部空間におけるダストの湧き出しの方が重要になってくる。到達清浄度は包囲体の内部環境にのみ支配され、式（５）にＮ0 が現れないことから分かる通り、包囲体の設置環境には全く影響されないという好ましい特性を有する。これは従来のスーパークリーンルームとは大きく異なる利点である。即ち、上記の包囲体は、建設コストの高い従来型スーパークリーンルームと異なり、製造ラインでも研究室でも、雨露をしのげる環境であれば、場所を選ばず設置が可能となる。また、式（５）から分かるように、γが１に近くなくても、γ＝１の究極の場合に比べても、清浄度の劣化がほとんどない点が大きな特長である。
また、この発明は、
放射線遮蔽材料からなる処理容器を有し、
上記処理容器の内部に放射性物質含有廃棄物を入れ、上記放射性物質含有廃棄物を押圧部材により押圧して圧縮し、および／または、上記放射性物質含有廃棄物の少なくとも一部を燃焼させることにより上記放射性物質含有廃棄物の容積を減少させることを特徴とする放射性物質含有廃棄物の減容処理システムである。
ここで、典型的には、処理容器は、排気用の配管を介して密閉容器と接続される。そして、密閉容器には、上記の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設置される。処理容器は、典型的には密閉可能に構成される。また、処理容器は、必要に応じて、密閉可能な包囲体の内部に設置される。処理容器を構成する放射線遮蔽材料は、必要に応じて選ばれるが、例えば、鉄鋼やコンクリートなどを用いることができる。
また、この発明は、
放射性物質含有水を濾過するフィルターと、
放射線遮蔽材料からなり、水の入口および出口を有する筐体とを有し、
上記フィルターが上記筐体の内部に収容され、
上記フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする放射性物質および放射線対応フィルターである。
また、この発明は、
密閉可能に構成された包囲体と、
上記包囲体の内部に除染を行う放射性物質含有水を注入するための第１の注水管と、
上記包囲体の内部に水洗用の水を注入するための第２の注水管と、
上記包囲体の底部の排出口に設けられた放射性物質および放射線対応フィルターとを有し、
上記放射性物質および放射線対応フィルターが、
放射性物質含有水を濾過するフィルターと、
放射線遮蔽材料からなり、水の入口および出口を有する筐体とを有し、
上記フィルターが上記筐体の内部に収容され、
上記フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする水洗除染装置である。
上記の放射性物質および放射線対応フィルターについては、塵埃フィルターの代わりに水のフィルターを用いることを除いて、上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの発明に関連して説明したことが成立する。
ここで、特に、上記の放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの包囲体が、その中で人が居住したり、ある時間過ごしたり、運動をしたり、何らかの仕事あるいは作業をしたりする部屋である場合を考え、このような放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを以下においては単に高清浄部屋システムと呼ぶ。
この高清浄部屋システムでは、好適には、部屋を構成する壁の少なくとも一つが、外気を導入できる内部空間を有する、部屋用の壁であって、上記壁の端面に外部と上記内部空間とを連通する通気口を有し、上記内部空間を形成する主要な面の少なくとも一つがダスト微粒子を通さず、気体分子は通す膜より成るものが用いられる。部屋内部には、閉空間である居住空間を有する。
最も好適には、上記膜が、上記居住空間の体積をＶ、上記膜の面積をＡ、厚さをＬ、上記膜中の酸素の拡散定数をＤとした時、｛（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）｝でスケーリングさせて設定された面積Ａを持つ。
この高清浄部屋システムでは、典型的には、部屋内部の居住空間は、その内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無く、上記壁の上記内部空間に、上記壁の上記通気口を通じて上記部屋を取り囲む外部空間より外気を導入し、上記部屋には、上記居住空間の内部に気体が送り出されるように吹き出し口が設けられた上記の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設けられ、上記部屋の側壁の少なくとも一つには、上記の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられ、上記吹き出し口から上記居住空間の内部に流出する気体の全部が、上記開口を通過し、上記吸入口と上記開口とを気密性を持って連通する気体流路を通って、上記の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットへ還流するよう構成される。部屋には、上記居住空間に出入り可能に構成された出入り口が設けられる。典型的には、例えば、上記壁の上記内部空間に上記気体流路が設けられ、上記壁の少なくとも一部には上記吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられる。また、上記壁によって隔てられた上記居住空間内と上記壁の上記内部空間内とにおいて流れる空気の流れの方向が一致している。好適には、上記の出入り口は引き戸である。
この高清浄部屋システムの部屋は、上記居住空間に上記出入り口に対向するように間仕切りが設けられることで形成された、出入り可能な閉空間である前室を有してもよい。この場合、上記間仕切りには、出入り口が設けられ、上記居住空間と上記前室との間を行き来することができ、上記前室は、上記前室の内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無く、上記前室の内部に気体が送り出されるように吹き出し口が設けられた別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット（第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット）が設けられ、上記前室の側壁下部には、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット（第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット）の吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられ、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット（第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット）の上記吹き出し口から上記前室の内部に流出する気体の全部が、上記開口を通過し、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット（第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット）の上記吸入口と上記開口とを気密性を持って連通する別の気体流路を通って、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット（第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット）へ還流するよう構成される。上記出入り口と上記間仕切りに設けられた出入り口とによって、上記居住空間と上記部屋の外部との間を出入り可能となっている。この場合、好適には、間仕切りに設けられた出入り口は引き戸である。また、間仕切りに設けられた出入り口が上記膜を備えた引き戸である。また、好適には、居住空間の内気を排気する、ガス交換機能を有する局所排気装置を上記部屋内に有し、上記内気と、外気とが、上記局所排気装置の内部で、少なくとも一枚の上記膜を介して接することで、上記内気を構成する分子の濃度と上記外気を構成する分子の濃度とが、上記膜を介した分子の濃度拡散を通じて平衡状態に近づき、その後、当該内気が、上記居住空間へ還流するように構成される。
あるいは、この高清浄部屋システムの部屋内部には、当該部屋内気を取り込む開口と、当該吸引空気を清浄化処理後、その全量を、再び、上記部屋内部に戻す吹き出し口とが、対となって設けられてもよい。この場合、典型的には、例えば、上記開口と、上記吹き出し口とが、上記部屋内部に設置された空気濾過器または空気清浄機と接続される。あるいは、上記部屋を複数含み、上記複数の部屋のそれぞれに設けられた上記開口と、上記吹き出し口とが、上記部屋外部に設置された集中空気濾過器または集中空気清浄機と連通している。
上記の部屋は、具体的には、例えば、建築物の一室などが挙げられる。建築物としては、例えば、戸建住宅、アパート、マンション、ビルディング、病院、映画館、養護施設、学校、保育園、幼稚園、体育館、工場、塗装ルーム、漆塗り部屋など、人間活動を支えるあらゆる室が挙げられる。また、部屋は、例えば、内部空間を有する移動体内部の部屋などにも適用でき、かかる移動体としては、例えば、自動車、なかんずく救急車、飛行機、旅客列車、旅客バス、ヨット船室、客船などが挙げられる。
部屋の内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無いというのは、例えば、高清浄部屋システム稼動中に、当該部屋に関する気流がイン、アウトともに厳密にゼロであることを意味するが、このことに限定されるものではなく、例えば、高清浄部屋の１００％循環フィードバックされる空気流量よりはるかに少ない流量の清浄空気流を出し入れすることも含む。また、部屋の内部と外部との間において正味の空気の流れが無いというのは、例えば、部屋の内の外が等圧であることを含む。
出入り口とは、人間などが出入り可能な構成を有していれば基本的には限定されないが、開閉することにより居住空間と外部とを気密性高く遮断可能な構成を有することが好ましい。また、出入り口を出入りするのは、人間に限定されるものではなく、例えば、小動物などであってもよい。出入口としては、例えば、扉、戸などが挙げられ、具体的には、例えば、開き戸、引き戸、引き込み戸、グライドスライド出入り口、折戸、スライドシャッター、巻取り式のシャッターなどが挙げられる。また、出入り口は、例えば、自動であっても手動であってもよい。
壁とは、部屋を構成する閉空間を区切る壁、板などであれば基本的には限定されないが、例えば、天井壁、側壁、床壁、間仕切りなどが挙げられる。また、壁の構成は基本的には限定されないが、例えば、同一材料による単層構造および多層構造、異種材料による多層構造などが挙げられる。また、例えば、内部に筋かいを入れたり、コの字状断面、Ｈの字状断面またはＣの字状断面をもつ金属材を内部に入れたりすることで強度を強めた壁も用いられる。また、壁を構成する材料は、壁を構成した際に、ある程度の剛性を有するものが好ましく、例えば、コンクリート、金属、レンガ、木材、パルプ材、樹脂、石膏、ガラス、複合材料などが挙げられるが、これらのものに限定されるものではなく、壁は、例えば、空気封入をもって躯体を支え得るビニールシート・チューブ複合体などであってもよい。
間仕切りとは、部屋の内部を仕切るようにして設けられるものであれば基本的には限定されるものではないが、例えば、天井板や間仕切り壁などが挙げられる。
居住空間とは、外界から隔絶された空間であれば基本的には限定されないが、例えば、生物が居住可能な大きさを有する空間であることが好ましい。また、人間が居住可能な大きさを有することがより好ましい。生物は、例えば、動物、植物などが挙げられ、具体的には、人間、小型動物である犬、猫、小型植物である観葉植物などである。居住空間を、例えば、小型動物が生息するペット用の部屋とするのであれば、この小型動物が生息するに十分な容積を有すればよい。この場合においては、ペット等の小型動物を住まわせても臭いが無くかつ菌等も浮遊しない、つまり、人間の居住する部屋に内在させても全く害を及ぼさない小部屋として用いることもできる。居住空間内の酸素濃度は、人間が居住できるよう法律で定められた値を必ず上回るのは勿論、望ましくは１８％以上を、より好ましくは、１９％以上を常に維持するように、部屋側壁の一部を成すガス交換膜の能力を設定する。また、居住空間内は、独立した部屋である主室と前室とを有して構成することができる。前室とは、主室に入る前に入る部屋である。この前室は、例えば、居住空間に出入り口に対向するように間仕切りが設けられることで形成された、出入り可能な閉空間である。また、この間仕切りには、出入り口が設けられ、主室である居住空間と前室との間を行き来することができる。また、前室は、前室の内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無く、前室の内部に気体が送り出されるように吹き出し口が設けられた第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設けられる。また、前室の側壁下部には、第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられ、第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの吹き出し口から前室の内部に流出する気体の全部が、開口を通過し、上記第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの上記吸入口と上記開口とを気密性を持って連通する第２の気体流路を通って、上記第２の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットへ還流するよう構成される。このように構成されることで、出入り口と上記間仕切りに設けられた出入り口とによって、居住空間と上記部屋の外部との間を出入り可能となる。間仕切りに設けられた出入り口は、基本的には限定されるものではなく、上記出入り口と同様に構成することができるが、引き戸であることが好ましく、また、少なくとも一部がダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜で構成されることが好ましい。
内部空間とは、壁の内部に形成される空間であれば、基本的には限定されないが、例えば、中空構造を有する単一の壁面（パネル）、部屋の外壁と部屋内部に設けられた内壁とで挟まれることで形成される閉空間などが挙げられる。内部空間は、パネルなどの隔壁を部屋内部に追加して設置することで形成してもよいし、既存の部屋に既に設けられている壁を利用して内部空間を形成してもよい。内部空間を構成する壁としては、具体的には、例えば、中空壁が挙げられる。この中空壁は、壁の少なくとも一部に中空部を有していれば基本的には限定されないが、例えば、壁の内部の少なくとも一部に、壁の上端から下端へ、気体を移動させることができる中空部を有することが好ましく、また、例えば、壁の上端から下端へ、気体を移動させることができるダクトまたはそれと同等の機能を有する構造を担持しうる中空部を備えることが好ましい。また、例えば、壁の一方の側部から対向する側部へと通じる貫通部を有する中空壁であることが好ましい。この貫通部は、壁の側面の少なくとも一部に設けられれば基本的には限定されないが、中空壁が、例えば、直方体の形状を有する場合には、壁の対向する一対の側面の全体に貫通部が設けられることが好ましい。中空壁は、具体的には、例えば、筒型形状を有するものが挙げられ、断面が矩形であるものが好ましい。また、側壁のうち中空壁以外の壁には、筋交いの入った壁や、コの字状断面をもつ金属材を備えた柱を内包する壁を配するのが好ましい。また、中空壁は、例えば、単一の材料で構成されていてもよいし、複数の材料で構成されていてもよい。中空壁が複数の材料で構成される場合には、例えば、外壁と内壁とを一定間隔をおいて対向して設け、外壁と内壁とで形成される空間を中空部とすることが好ましい。この既に設けられている壁を利用することによって、既存の部屋を、居住空間を狭くすることなく高清浄部屋システムとすることができる。
以下、必要に応じて、塵埃フィルターから流出する気体を塵埃フィルターの吸入口に導くための気密性の気体流路をフィードバック気体流路と称する。このフィードバック気体流路内を流れる気体は、基本的に、ダスト微粒子を１００％は通さない膜を貫くようなマクロなマスフローを生じないため、部屋の外部から部屋の内部へのダスト微粒子の侵入が防止され、部屋の内部の清浄度は悪化することがない。
ダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜は、この膜によって隔てる空間の間においてダスト微粒子を通さず気体分子を通すことができる壁であれば基本的には限定されないが、例えば、ダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜の隔てる空間の圧力差が０であっても、膜の両側の空気を構成する気体成分の分圧に差があるときには、この膜を介して気体分子が交換され得るものであることが好ましい。このことから、ダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜は、例えば、ダスト微粒子を通さず気体分子は通す隔壁とすることもできる。ここで、「ダスト微粒子は通さず」とは、ダスト微粒子を完全に（１００％）通さない場合のほか、ダスト微粒子を厳密に１００％は通さない場合も含む（以下同様）。より詳細には、ダスト微粒子の阻止率（透過率）は１００％（０％）ならずとも、粒径１０μ以上の粒子に対しては、少なくとも９０％以上（１０％以下）、望ましくは９９％（１％）以下である。ダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜としては、具体的には、例えば、ガス交換膜や、ガス交換膜を織り込むことで得られる２次元構造を持つ面状構造体等が挙げられ、ガス交換膜としては、例えば、防塵フィルター素材、障子紙、不織布、障子紙様のガス交換機能を有する膜、或は、かかる膜を谷折山折した蛇腹状構造体であることが好ましい。ガス交換膜を構成する素材は、例えば、多くの網状構造からなるものが好ましく、さらに、多くの貫通する孔、くぼみ、閉じた空間などが並存しているものが好ましい。このガス交換膜で仕切られた両側の空間を占める気体にその構成分子の濃度に差があれば、両側の濃度が均等になるよう濃度拡散が生じる。ガス交換膜を構成する素材としては、具体的には、例えば、ポリエステルまたはアクリル系等の合成繊維や、パルプ、レーヨン等のセルロース系繊維が用いられうる。ガス交換膜は上記の作用を以って、気体がマスとして動くことが無くとも、部屋内気体の構成分子濃度を、当該膜を介して外界気体のそれとほぼ同一の値に収束させることができる。これらの通気性素材は、圧力差１９６Ｐａにおいて、通気度（浸透性）１〜１００［ｌ／（ｍ2 ・ｓ）］、典型的には３０〜７０［ｌ／（ｍ2 ・ｓ）］をもつ。その詳細は後述する。また、２次元状構造体は、全体としては２次元的な広がりを備えた構造体であれば、基本的には限定されるものではなく、具体的には、例えば、微視的には表面積拡張構造を持ち全体としては平面状の構造、九十九折り等の表面積拡大構造を繰り返し入れ子状に持つ構造などが挙げられる。
高清浄部屋システムは、少なくとも一つの密閉可能な閉空間を有していれば基本的には限定されないが、例えば、小型動物が居住できる程度の容積を有することが好ましく、また、例えば、人間が居住できる程度の容積を有することがより好ましい。また、例えば、恒常的に高清浄度を保つには、少なくとも二つの密閉可能な閉空間を有することが好ましく、例えば、前室と主室の２室で構成される。前室は、例えば、外部から人間などが直接出入りする部屋である。主室は、例えば、前室に接して設けられており、前室のみから人間などの出入りが可能な部屋である。前室および主室は、いずれも部屋を以って密閉可能な閉空間として構成されている。前室および主室には、ファンフィルターユニットとフィードバック気体流路とが設けられており、これらが独立してそれぞれの閉空間に設けられていることが好ましい。
この高清浄部屋システムでも、上記の式（１）〜（５）に基づく議論はそのまま成立する。他方、従来型クリーンルームの場合では、循環する風量Ｆ1 の部分はその都度一回濾過され、外からのフレッシュエアとして導入される風量Ｆ2 は２重に濾過されて内部に導入されるので（簡単の為、捕集効率は同一とし、ここでも、空間Ｖ内の空気の流れが至るところ均一で場所依存性が無いとして）、
が、内部のダスト数密度の時間変化を記述する式となる。
この式の解は、
である。十分時間が経ったときのダスト密度ｎは、注目しているチェンバーからの流出風量をＦ（＝Ｆ1 ＋Ｆ2 ）と記すと、γ〜１であるので、良い近似で、
と表わすことができる。
式（５）と式（８）との比較から分かるように、この高清浄部屋システムにおいては、清浄度を支配するパラメータが従来のクリーンユニットとはまったく異なる。従来のクリーンユニットの性能で重要となってくる要素は、上の式（８）からフィルターの粒子捕集効率γであり、これが１に限りなく近い方がよい。これは、例えば、一般的なクリーンユニットにおいて中性能フィルターよりＨＥＰＡフィルター、ＨＥＰＡフィルターよりＵＬＰＡフィルターが求められることからも明らかである。
このように、在来システムではフィルターの除去能力がクリーンユニットの性能にダイレクトに効いてくるために、ＵＬＰＡフィルター、ＨＥＰＡフィルターなどの高価な高性能フィルターが使われる。このフィルターの片側は常に外気に接しているために、フィルターは目詰まりを起こす。また、フィルターが高性能であればあるほど高いダスト環境下においては目詰まりが発生しやすく、給気効率が著しく低下するので、一般的には２〜３年程度で取り替えられている。この目詰まりを回避する目的で、フィルターの前段にプレフィルターを設けることがあるが、フィルターの数が増大する。フィルターの数の増大はコスト面、メンテナンス面などにおいて負担となるばかりでなく、吸気側の圧力損失も増大することで、電力消費が増大するなどの新たな問題も生じることとなる。
一方で、繰り返しになるが、この高清浄部屋システムにおいては、フィルターの粒子捕集効率はそれほど支配的ではなく、むしろ、この高清浄部屋システムの内部におけるゴミ・塵の湧き出しの方が重要になってくる。既に述べたように、この高清浄部屋システム内の到達清浄度は、部屋の内部環境にのみ支配され、式（５）に外気のダスト密度Ｎ0 が現れないことから判るとおり、この高清浄部屋システムの設置環境には全く影響されないという極めて好ましい特性を有する。これは従来のクリーンルームやスーパークリーンルームとは大きく異なる利点である。即ち、この高清浄部屋システムは、建設コストの高い従来型スーパークリーンルームと異なり、製造ラインでも研究室でも、はたまた一般居住空間においても、雨風をしのげる環境であれば、場所を選ばず適用が可能となる。また、式（５）から分かるように、ダスト捕集効率γが１近くなくても清浄度の劣化がほとんどない点が大きな特長である。従って、廉価なフィルターや光触媒機能付きフィルターを使用しても良好な清浄度を達成することができ、高性能を実現することができる。
図３６は、中性能のフィルター（γ＝０．９５）を塵埃フィルターとして、この高清浄部屋システム内のダスト粒子数の変化を示した略線図である。図３６に示すように、運転開始から５分で部屋内（居住空間）のダスト粒子数は急激に減少して１００を下回り、運転開始から４０分程度で部屋内（居住空間）のダスト粒子数は１０を下回る。このように、この高清浄部屋システムに使用される塵埃フィルターは、ＨＥＰＡやＵＬＰＡに代表される３ナイン、５ナインフィルターなどのダスト捕集効率γが１に限りなく近いものでなくても清浄度の劣化がほとんどないことが示された。
ここで、居住空間の内部において酸素消費レートＢで人などが活動する場合を考える。今、簡単のため、居住空間および、内部空間での空気は十分早くかき回され、双方の内部で空気を構成するガス分子は十分早く均一化すると居住空間および内部空間内部では空間座標依存性を無視することができる。このとき、部屋の内部の時刻ｔにおける酸素の体積Ｖ02（ｔ）、外界と平衡状態にあり部屋内部で酸素消費の無い時の酸素体積をＶ02、アボガドロ数をＮA 、系の置かれた圧力（〜１気圧）における１モルあたりの気体体積をＣ、隔壁の面積をＡ、隔壁を通して包囲体の内部に入ってくる酸素のフラックスをｊとすると
が成り立つ。ここで、ｊは
で与えられる。ただし、φは包囲体の内部の単位体積当たりの酸素分子数、Ｄはガス交換膜中の酸素の拡散定数で、ガス交換膜に垂直な方向をｘ軸としたとき、∇はこのｘ軸方向の微分演算子である。包囲体とは、この場合、部屋または壁の内部空間を意味する。居住空間の体積をＶ、ガス交換膜の厚みをＬとすると、Ｌは、居住空間の寸法や内部空間の厚みに比べ３桁以上程度小さく、極めて薄いと見なせるので、式（９）は、
と良い精度で近似することができる。Ｖ02（ｔ）／Ｖは時刻ｔにおける酸素濃度、Ｖ02／Ｖ＝η0 は外界と平衡状態にあり部屋内部で酸素消費の無い時の酸素濃度であることに注意されたい。
これから、微分方程式
が導かれる。式（１２）の厳密解は直ぐ求まるが、ここでは十分時間がたった後の定常状態に対応する解に興味があるので、左辺＝０とおくと、時刻ｔにおける酸素濃度は
と求まる。ここで、部屋内（居住空間）の酸素濃度が、ある一定の値ηより大きいことを要請すると
これから必要な面積Ａは
であることが要請される。また、式（１５）は、外界の酸素濃度をηo とすると
と表すこともできる。これにより、守るべき或る酸素濃度ηの関数として、Ａには満たすべきある下限が存在することがわかる。式（１６）より、酸素消費量が小さいほど、ガス交換膜が薄いほど、また、ガス分子の拡散定数が大きいほどＡは小さくてよいとの指針が得られる。
一般に２次元の膜が与えられると、その膜の両側に、ある一定の圧力差（分圧差）を与えたときにその膜を単位時間、単位面積あたり通過する気体の量として通気度が定義され、実際に測定することがなされている。これにより、上記の定数Ｄを求めることができる。例えば、ガス交換膜の一例である濾布の通気度は１９６Ｐａ( 〜２００Ｐａ) の圧力差に対し、３［ｌ／( ｄｍ2 ・ｍｉｎ) ］〜数十［ｌ／( ｄｍ2 ・ｍｉｎ) ］という値が知られている（例えば、非特許文献３参照。ここで、ｌは体積の単位、リットルである。）。
また、高通気度の膜として、圧力差１９６Ｐａにおいて、７０［ｌ／（ｍ2 ・ｓ）］程度の膜が報告されている（例えば、特許文献２参照）。目標酸素濃度は、日本国内においては必ず１８％程度以上であることが法制上求められ、できるだけ２０．９％に近いほうが望ましい。障子紙も、紙すきの手法等により、通気度は異なってくるが、大体上記の同じオーダーの通気度を有すると考えて（より厳密には、ＪＩＳＬ１０９６通気性Ａ法（フラジール形法）や、ＫＥＳ通気性試験機等により測定の上）、上記の解析式を用いて、居住空間に隣接する内部空間の少なくとも一部を構成するところのダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜、例えば、ガス交換膜の面積を、当該居住空間での酸素消費量と、目標酸素濃度を式（１６）に従って決定することができる。
また、従来のクリーンルームにおいては、クリーンルーム内部において発生した塵埃を外に押し出すのみでパッシブであったのに対し、この高清浄部屋システムは、内部にて発生した塵埃を１００％循環フィードバック系にてアクティブに除去することで短時間（例えば、Ｖ／γＦの高々数倍の時間のうち）に清浄度が回復し、安定して高清浄部屋内部である居住空間の清浄度を維持できる。このことから、日々の生活において塵埃の発生が避けられない一般居住空間などにこの高清浄部屋システムを適用することにより、居住空間内部において安定した高清浄度を得ることができ、非常に運転コストの小さい高清浄部屋システムとすることができる。
ここで、上記ファンフィルターユニットに使用されるフィルターは、上記塵埃フィルターに対し光触媒機能フィルターを組み合せたフィルターとすること、あるいは上記塵埃フィルターに対し光触媒による機能を併せ持たせることで、フィルターに複数の機能を併せ持たせる多機能フィルターとすることが有効である。
上記多機能フィルターを実現するにあたり、フィードバック気体流路内における気体の流れに留意し、塵埃フィルターの上流側に光触媒による有機物の分解機構を配置することで、十分な光照射を受けつつ、かつ清浄空間への光触媒材料の流入を防ぐことができる。
即ち、本発明のフィードバック気体流路を備え、流出する気体の全てが気体流路を通って塵埃フィルターの入口に流入するように構成されたもの（以下１００％循環フィードバック系と称する）において、更に塵埃除去機能と光触媒機能とを併せ持つ多機能フィルターを用いることにより、化学物質濃度も極限まで下げることができる。これは、塵埃および細菌等に対し式（１）から式（３）への収束が成り立つと共に、式（３）のｎを気体中の化学物質濃度、σを化学物質の発生レート、γを、光触媒による化学物質分解効率と読み替えた式もまた成り立つことから言うことができる。
一方で、通常のシステムに光触媒機能を付加した場合では、外気を外部空間からフィルターを介して取り込んだのち、これを外部空間へ放出するので、取り込まれた外気がフィルターを通る回数は一回或いは高々数回に限られ、化学物質等の光触媒効果による分解もこの限りの通過でしかなされない。
これに対し、本発明では、１００％循環フィードバック系により、外気が取り込まれた後に何度も光触媒機構を通過することで、光触媒効果による化学物質等の分解効率を従来例に比べ飛躍的に高めることができる。
従来型クリーンルームに備えられている空気清浄システムにおいて、特に、常に高ダスト雰囲気に直接に接している塵埃フィルターを備える空気清浄システムにおいては、単に塵埃フィルターに光触媒機能を付加した場合、高ダスト雰囲気に接している側の集塵フィルター面には激しい目詰まりが起こり、この塵埃フィルターの目詰まりが光触媒に対しての充分な光の照射を妨げたり、この目詰まりが光触媒材と本来分解されるべき物質との接触を妨げたりすることで、光触媒作用の効率が著しく低下する。
本発明の１００％循環フィードバック系は塵埃フィルターを外部空間から隔離された場所に設置するので、直接外気に触れることがない。更に、１００％循環フィードバック系に塵埃フィルターを組み込むことで、１００％循環フィードバック系の特徴である実質上無限回に相当する循環によって塵埃数を数桁のオーダーで低減させ得る特性を生かし、塵埃フィルターの目詰まりの割合を従来の数千〜１万分の１以下に落とすことができる。これは、同時に、フィルターの目詰まりによる光触媒の化学物質等分解機能の低下の問題を解決することができる。
また、本発明の特徴である集塵効率γが必ずしも１に極めて近い必要のないことを利用し、集塵効率γの値を抑えることで塵埃フィルターの目詰まりを回避したり、光触媒能などの機能が高いものの捕集効率γを１に近づけることの難しかった材料であっても、本発明の循環フィードバックシステムでは、十分高機能の塵埃フィルターとして用いたりできるため、高い清浄度と化学物質等の分解効率の両立を図ることができる。
この集塵効率γの条件が緩和されたことにより、光触媒による化学物質等の分解機能と塵埃除去機能を統合した低塵埃環境の実現が可能となる。光触媒としては、例えば、酸化チタン、白金、パラジウムなどが挙げられる。また、光触媒フィルターとして、例えば、上記に挙げた光触媒を担持した紙フィルター、光触媒を担持した樹脂フィルター、酸化タングステン等よりなるポーラス形状の光触媒セラミックフィルターなどが挙げられる。これは、具体的には、例えば、チタニアやタングステンオキサイド等の光触媒材料を含浸させた不織布（ポリエステル、モダアクリル等を成分とする）よりなる高密度フィルターが挙げられる。また、ポーラス形状の光触媒セラミックフィルターは、光触媒による低有害物質環境と塵埃フィルターによる超清浄環境が同時に実現できる。このように、従来のようなＨＥＰＡと光触媒フィルターのタンデム配置などを取らずとも済むので、システムのコンパクト化が図れると同時に、フィルターによる圧力損失を小さく抑えることができ、非常に効率的であるとともに、送風動力の負荷を減少させることで、省エネルギー化にも貢献できる。
単に光触媒を壁などに用いた場合に比べ、本システムは、閉空間内の気体を、塵埃除去機能と光触媒による機能を併せ持ったフィルターに能動的に通過せしめるので、気体中の汚染物質の分解効率が飛躍的に高まる。また、塵埃フィルター表面に光触媒機能を付加することにより、塵埃フィルターに捕獲された菌や塵等を二酸化炭素と水とに分解することができる。これらのことにより、塵埃フィルターの清掃および交換が不要となり、半永久的に使用可能な塵埃フィルターとすることもできる究極のシステムとなる。特に、本発明の高清浄部屋では、無菌、無塵、無有害ガスの環境が、場所を選ばず、例えば、都会の真ん中であっても実現できるので、この部屋の中に、芳香を放つ樹木やハーブ等の植物を置くことにより、居ながらにして森林浴や自然豊かな高原の空気環境を実現することができる。更に、積極的にアロマの香りを導入する等して、リラクゼーション効果を醸し出すことも可能となる。これらのことにより、喘息の症状の緩解、治癒に資する環境を実現することができる。
この多機能フィルターとしては、上記塵埃フィルターに対し光触媒機能フィルターを追加して組み合せたものとすること、あるいは上記塵埃フィルターに対し光触媒による機能を併せ持たせることで、一つのフィルターに複数の機能を併せ持たせることが好ましい。上記塵埃フィルターに対し光触媒機能フィルターを組み合せる場合には、例えば、光触媒機能フィルターは気体流路内に上記塵埃フィルターに直列に設けられることが好ましい。また、多機能フィルターを光触媒のみで構成することもでき、例えば、ポーラス体で構成されたＴｉＯ2 を多機能フィルターとして構成してもよい。この多機能フィルターを実現するにあたっては、フィードバック気体流路内における気体の流れに留意し、多機能フィルターに備えられた光触媒に十分な光が当てつつも、清浄空間内への光触媒材料の流入を防ぐように構成されることが好ましい。具体的には、例えば、塵埃フィルターの上流側に光触媒機能フィルターを配置することで、十分な光照射を受けて有機物の分解機能を発揮しつつも清浄空間への光触媒材料の流入を防ぐことができる。
また、部屋内には、居住空間の内気を排気する、ガス交換機能を有する局所排気装置を有していてもよい。局所排気装置の構成は、基本的には限定されるものではないが、例えば、局所排気装置の内部における空気流の向きが、居住空間の内気と、外気とが、進行方向を共有するようにして構成されていることが好ましく、さらに、局所排気装置の内部で、少なくとも一枚のダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜を介して接することで、居住空間の内気を構成する分子の濃度と外気を構成する分子の濃度とが、ダスト微粒子を通さず気体分子は通す膜を介した分子の濃度拡散を通じて平衡状態に近づき、その後、当該居住空間の内気が、居住空間へ還流するように構成されていることが好ましい。上記のように構成された局所排気装置は、例えば、病室や養護室における異臭の緩和、有害臭の除去に好適であり、また、塗装工場などにおいて、塵埃密度を極めて小さく抑えたまま、気中の有機溶剤濃度の低下を実現することができる。
また、フィードバック気体流路内に熱交換器を設けたヒートポンプ式の空気調和機を組み合わせることも可能である。また、この発明の高清浄部屋内に、例えば、イオン放出型の空気清浄機を設けることで、ＯＨラジカルなどのイオンによるウイルスなどの消滅効果を飛躍的に高めることができる。これは、従来において、清浄度の極めて低い外気に触れる環境でこの空気清浄機を設置した場合、発生するイオンが大きな塵埃に取り込まれ、イオンによって、小さな塵埃、ウイルスなどを分解する効果が最大限に発揮できなかった。一方で、この発明の高清浄部屋内においては、存在する塵埃の大きさが極めて小さく、またその量も極めて少なく、また、この発明の高清浄部屋内には外気から新たな塵埃が供給されないので、イオンによって小さな塵埃、ウイルスなどを分解する効果が最大限に発揮できる。また、イオン放出型の空気清浄機内に設けられたフィルターの寿命などを大幅に伸ばすことも可能になる。
上記の高清浄部屋システムによれば、建築構造上の特段のスペース的・構造的負荷の増大をもたらすことなく、翻って、見た目・外観的には、通常の部屋と全く異ならない、日頃の生活空間そのものをそのままで、例えば、３０分以内に、実質的には１０分程度でクラス１００以上の清浄空間として実現するができる。更に、例えば、このシステムを稼動してスイッチオンして１０時間後には、ＵＳ２０９Ｄクラス１が実現できる。また、従来のクリーンルーム技術を用いることによって起きる、家屋・住宅の或る一つの部屋の圧力と家屋のそれ以外の部分との間に圧力差が生じる問題が無く、当該部屋の清浄度を向上することができる。また、内部で発生する塵埃を当該部屋に付随するファンフィルターユニットにより積極的に集塵することで、「発生塵埃を当該部屋の外部へ撒き散らして部屋外部に居住する人々へ迷惑を掛けてしまうような事態」を解消することができる。また、これまでの住宅の居住慣習の圧力差パラメータに変更を加えることなく、日本や世界の人々が居住・作業し、また治療し、養護される部屋自体が、例えば、クラス１またはそれ以上の高い空気清浄性能を常に維持することができ、快適・安寧に居住・活動できる高清浄部屋システムを提供することができる。
上述したように、従来のクリーンルームの定常状態のダスト微粒子密度は環境のダスト微粒子密度Ｎ0 に依存し、かつこのためできるだけダスト捕集効率γが１に近い高品質のフィルターが必要であったのに対し、この高清浄部屋システムでは、定常状態のダスト微粒子密度ｎ（ｔ）はＮ0 に依存せず（従って設置環境を選ばず）かつγが分母に入っているので（γが１に近いことも重要ではなく）安価な塵埃フィルターでも非常に高い清浄度を実現できる。しかも、この高清浄部屋システムでは、部屋内の内部のガス成分と設置環境のガス成分との交換が効率的に行われるため、ダスト微粒子に関しては完全密閉環境を、ガス成分に対しては拡散による交換可能な環境を実現することができる。
この発明によれば、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が空気中に殆ど存在しない放射性物質フリーの高清浄空気環境を容易に実現することができる。また、使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニットや瓦礫などの各種の放射性物質含有廃棄物の減容処理を安全に行うことができる。さらに、放射性物質含有水の除染処理を安全に行うことができる。
この発明により、動脈産業部分では、まず東北地方を中心とした特定被災区域に、放射性物質の空気経由の体内取り込みの心配の無い家屋を提供してネガティブ状況の緩和を行うとともに、ポジティブな将来の構築に向け、当技術を一般の放射線医療（例えば、ＰＥＴ等の先進放射線医療の現場や放射線産業（一例を挙げると生レバーの放射線による殺菌等）の現場の安全性向上（例えば、上述のＰＥＴ等の先進放射線医療の現場で言えば、失禁およびその掃除等の予定外の行動による放射性物質の部屋内拡散の脅威を急速に収束させ得ることなど）へ発展させて行く。また、静脈産業部分では、放射性物質を含む使用済みフィルター等の減容処理に関し、自己完結的な環境産業システムの一環として、大規模プラント化を実施できるようになる。これにより科学技術的には、原子力産業・放射線産業におけるロバストネスの獲得という、「ポスト３．１１」の時代における日本の責任を、（現在原子力発電を行い、既に原子力産業を有する）世界各国およびこれからの日本に対し、果たしていく礎ができると期待される。
この発明の第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを示す上面図、正面図および右側面図である。 この発明の第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの均一流形成板を示す平面図である。 この発明の第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットを示す上面図、正面図および右側面図である。 ヨウ素１３１の崩壊図を示す略線図である。 セシウム１３７の崩壊図を示す略線図である。 β線のエネルギーと鉛の吸収係数との関係を示す略線図である。 β線のエネルギーと鉛中の最大飛程との関係を示す略線図である。 γ線の光子エネルギーと鉛中の吸収長との関係を示す略線図である。 チェルノブイリ原子力発電所の事故後の残存放射線の経時変化を示す略線図である。 はセシウム１３４の崩壊図である。 セシウム１３４およびセシウム１３７の特性を示す略線図である。 この発明の第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの到達清浄度の一例を示す略線図である。 この発明の第１の実施の形態による、塵埃フィルターとして中性能フィルターを用いた放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの到達清浄度の一例を示す略線図である。 この発明の第２の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットを示す上面図、正面図および右側面図である。 この発明の第３の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットを示す上面図、正面図および右側面図である。 この発明の第４の実施の形態による放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す断面図である。 この発明の第５の実施の形態による放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す断面図である。 この発明の第６の実施の形態による放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す断面図である。 この発明の第７の実施の形態による放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す断面図である。 この発明の第８の実施の形態による放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す断面図である。 この発明の第９の実施の形態による水洗除染装置を示す断面図である。 この発明の第１０の実施の形態による高清浄部屋システムで用いられる壁を示す斜視透視図である。 この発明の第１０の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１１の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムを組み込む前の部屋を示す上面図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムを組み込んだ後の部屋を示す上面図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムを組み込んだ後の部屋を示す縦断面図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムを組み込んだ後の部屋を廊下から見た場合の透視図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムを組み込んだ後の部屋の居住空間である主室を示す図面代用写真である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムのファンフィルターユニットを運転した場合における主室内のダスト粒子数の短時間における変化を示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムのファンフィルターユニットを運転した場合における主室内のダスト粒子数の長時間における変化を示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムの主室内において酸素を消費する実験を行った様子を示す図面代用写真である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムの主室内において酸素を消費する実験を行った時のブタンガス燃焼量と主室内の酸素濃度とを示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムの１００％循環フィードバック系の内部に光触媒フィルターをさらに設けて運転した場合の、主室内の空気に含まれるアルコールの濃度変化を示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムの１００％循環フィードバック系の内部に光触媒フィルターをさらに設けて運転した場合の、主室内の空気に含まれる芳香剤の濃度変化を示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムにおいて、塵埃フィルターを塵埃捕集率γが０．９５の中性能フィルターとして運転し、時間に対する主室内における塵埃の数を示す略線図である。 図３７において計測され示された主室内における塵埃のうち、粒径が０．５μｍ以上の塵埃の１立方フィート当りの総数を示す略線図である。 この発明の実施例による高清浄部屋システムにおいて、居住空間内に市販の光触媒空気清浄装置を設置して数分間運転し、主室内における塵埃の数を各粒径ごとに示す略線図である。 図３８において示された主室内における塵埃のうち、粒径が０．５［μｍ］の塵埃の１立方フィート当りの総数を示す略線図である。 前室において、前室に備えられたファンフィルターユニット４４を運転した場合のダスト粒子数の短時間における変化を示す略線図である。 前室に備えられたファンフィルターユニット４４を吐出流量の大きなものに変更して運転した場合の、前室におけるダスト粒子数の短時間における変化を示す略線図である。 前室から主室に人間が入った場合の、主室の相対清浄度の変化について示す略線図である。 この発明の第１２の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１３の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１４の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１５の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１５の実施の形態による高清浄部屋システムの変形例である２ダクト壁埋め込みタイプの循環路を示す断面図である。 この発明の第１６の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１６の実施の形態による高清浄部屋システムに用いる中空壁の例を示す断面図である。 この発明の第１６の実施の形態による高清浄部屋システムが適用された住居を示す斜視断面図である。 この発明の第１６の実施の形態による高清浄部屋システムの動作を示す断面図である。 この発明の第１７の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１７の実施の形態による高清浄部屋システムの第１の隔壁を、居住空間内の第１の隔壁と対向する側壁側から見た平面図である。 この発明の第１８の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第１９の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２０の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２１の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２２の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２２の実施の形態による高清浄部屋システムの前室の一例を、主室内部から見た斜視図である。 この発明の第２２の実施の形態による高清浄部屋システムの前室の他の一例を、主室内部から見た斜視図である。 この発明の第２３の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２４の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２５の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２６の実施の形態による高清浄部屋システムを示す斜視透視図である。 この発明の第２６の実施の形態による高清浄部屋システムの変形例を示す斜視透視図である。 この発明の第２７の実施の形態による高清浄部屋システムを示す断面図である。 この発明の第２７の実施の形態による高清浄部屋システムで使用するガス交換装置の一例を示す斜視図である。 この発明の第２７の実施の形態による高清浄部屋システムで使用するガス交換装置の一例を示す斜視図である。 この発明の第２７の実施の形態による高清浄部屋システムで使用するガス交換装置の一例を示す斜視図である。 この発明の第２７の実施の形態による高清浄部屋システムで使用するガス交換装置の一例を示す斜視図である。 この発明の第２８の実施の形態による高清浄部屋システムを含むハイグレードタイプ病室・養護ホームの一例を示す３面図である。 この発明の第２９の実施の形態による高清浄部屋システムを含む中グレードタイプ病室・養護ホームの一例を示す３面図である。 この発明の第２９の実施の形態による高清浄部屋システムの変形例を含むエントリータイプ病室・養護ホームの一例を示す３面図である。 少流量ファンフィルターユニットの一例を示す斜視図である。 この発明の第３０の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを示す上面図、正面図および右側面図である。
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１Ａ、ＢおよびＣは第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを示す。図１Ａは上面図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは右側面図である。
図１Ａ、ＢおよびＣに示すように、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムは全体として直方体形状の箱状の密閉可能な包囲体１１を有する。この包囲体１１の一つの側壁および上壁は、所定の間隔をおいて互いに平行に設けられた外壁１１ａと内壁１１ｂとからなる二重壁により構成されている。包囲体１１の内部は、この二重壁の間の空間により構成される気体流路１２と、この気体流路１２以外の空間からなる高清浄環境室１３とに分割されている。包囲体１１の側壁部の内壁１１ｂの下端と包囲体１１の底面１１ｃとの間には所定の高さの通風孔１４がスリット状に設けられている。
包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂに放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が設置されている。この内壁１１ｂには、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口（排出口）に対応する部分にこの出口と同一形状の開口（図示せず）が形成されており、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から排出される空気が高清浄環境室１３に供給されるようになっている。
包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂの直ぐ下方（高清浄環境室１３の天井の直ぐ下方）にはこの内壁１１ｂに平行に均一流形成板１６が設けられている。この均一流形成板１６は好適にはこの上壁部の内壁１１ｂの全体あるいはほぼ全体に亘って設けられる。図２にこの均一流形成板１６の一例を示す。図２に示すように、この均一流形成板１６には円形の通気孔１６ａが多数設けられている。放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１３の塵埃フィルターの出口から出てくる空気は、この均一流形成板１６と包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂとの間の空間を通って水平方向に広がりながら、通気孔１６ａを通って下方に流れる。この場合、均一流形成板１６と包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂとの間の空間を通る空気は塵埃フィルターから遠くなるほど到達しにくくなることから、均一流形成板１６の全ての場所の通気孔１６ａから出てくる空気の流れが面内で均一となるように、均一流形成板１６の通気孔１６ａの大きさは塵埃フィルターの出口から離れるに従って徐々に大きくなっている。具体的には、塵埃フィルターの出口の面積をＡ1 、塵埃フィルターの出口から出てくる空気の風量をＦ1 、均一流形成板１６の全体の面積をＡ2 、均一流形成板１６の通気孔１６ａを通って下方に流れる空気の風量をＦ2 とすると、Ｆ1 Ａ1 ＝Ｆ2 Ａ2 が成立するから、Ｆ2 ＝（Ａ1 ／Ａ2 ）Ｆ1 となる。そこで、均一流形成板１６を通って下方に流れる空気の風量がこの式で決まるＦ2 になり、かつ均一流形成板１６の単位面積当たりの通気孔１６ａの総面積が均等になるように通気孔１６ａの大きさおよび密度を決める。この場合、好適には、均一流形成板１６を通って下方に流れる空気の風量に対する、高清浄環境室１３の均一流形成板１６の下側の空間の体積の比が１／２．５以下になるようにする。また、この均一流形成板１６の別の形成方法としては、テープを格子状に張る方法を用いることも可能である。その際、テープ幅（テープ間隔）を中央部から外側に行くにつれて小さく（大きく）することで、均一流を形成することができる。
包囲体１１の、二重壁が形成された側壁と対向するもう一方の側壁には、高清浄環境室１３に対する人の出入り口となる一対の障子１７（引き戸）が取り付けられ、この障子１７を引いて開けることにより人が出入りすることができるようになっている。この場合、この障子１７の障子紙に相当するものは、ダスト微粒子を１００％は通さないが、気体は通す隔壁（ガス交換膜）１７ａにより構成されている。この隔壁１７ａにより、高清浄環境室１３の内外のガス濃度の平衡を保つことができるようになっている。
この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムは、図１Ｂ中の矢印で示すように、送風ファンの作動により、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出て高清浄環境室１３に入る空気の１００％が通風孔１４から気体流路１２を通って放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の入口に入り、再び放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出て高清浄環境室１３に入るという動作が繰り返される１００％密閉循環系を構成する。
高清浄環境室１３の清浄度を恒常的に保つには、障子１７の手前に、もう一段、床面積は小さくても良いので、高清浄環境室１３と同様の循環システムを備えた部屋（前室）を設けるのが望ましい。
図３Ａ、ＢおよびＣに放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の構成を示す。図３Ａは上面図、図３Ｂは正面図、図３Ｃは右側面図である。
図３Ａ、ＢおよびＣに示すように、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５は直方体形状の箱状の筐体１５１を有する。筐体１５１は放射線遮蔽材料からなる。筐体１５１の内部に送風ファン１５２および塵埃フィルター１５３が設けられている。塵埃フィルター１５３としては、例えば、ＨＥＰＡフィルター、ＵＬＰＡフィルターなどのほか、ダスト微粒子の捕集効率がこれらのＨＥＰＡフィルター、ＵＬＰＡフィルターより低い、例えば捕集効率が９９％以下、あるいはさらに９５％以下のフィルターを用いてもよい。筐体１５１の上壁１５４にはスリット状の長方形の開口１５５が互いに平行に複数設けられている。筐体１５１の上壁１５４と送風ファン１５２との間の空間には、各開口１５５に面して、各開口１５５より大きい長方形のスリット状の放射線遮蔽部材１５６が設けられている。この放射線遮蔽部材１５６は、上壁１５４に垂直な方向から各開口１５５を見たときに筐体１５１の内部が見えないように設けられる。同様に、筐体１５１の下壁１５７には長方形のスリット状の開口１５８が互いに平行に複数設けられ、筐体１５１の下壁１５７と塵埃フィルター１５３との間の空間には、各開口１５８に面して、各開口１５８より大きい長方形のスリット状の放射線遮蔽部材１５９が設けられている。この放射線遮蔽部材１５９は、下壁１５７に垂直な方向から各開口１５８を見たときに筐体１５１の内部が見えないように設けられる。この場合、放射線遮蔽部材１５６、１５９は、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線も、筐体１５１の各開口１５５、１５８から直接外部に出ないように形成される。また、筐体１５１の壁および放射線遮蔽部材１５６、１５９の厚さは、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から任意の方向に向かう直線について、その直線が筐体１５１の壁および／または放射線遮蔽部材１５６、１５９を横断する距離の合計が、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線群の最大飛程または吸収長のうちの最も大きいもの以上になるように設定されている。筐体１５１の内部で塵埃フィルター１５３の近傍には、好適には、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレーター、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーター、Ｂｉ4 Ｇｅ3 Ｏ12シンチレーター、Ｓｉ／ＣｄＴｅコンプトンカメラ等の放射線モニターが設置される。この放射線モニターにより、塵埃フィルター１５３への放射性物質の蓄積量をモニターすることができる。また、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の筐体１５１、塵埃フィルター１５３の外枠、あるいはこれらの表面コート材には、不安定放射性同位元素を持たない元素による素材を用いることが望ましい。筐体１５１を構成する素材はむき出しでなく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのコーティングや塗装等による表面保護が施されていることが望ましい。また、図１には図示していないが、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の筐体１５１の外部近傍にも上記と同様な放射線モニターを設置して、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が正常に動作していることを常時モニターしておくことが望ましい。
この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の筐体１５１の構造は、放射線は散乱がない限り直進し、気流は流路に沿って方向が制御できることに基づいて考案されている。遮蔽は考慮すべき放射線の飛程に関する考察により、図７に関連して後述するように、β線よりも（エネルギー数百ｋｅＶ〜２ＭｅＶ程度の）γ線を抑えることが必要であることが分かる。このエネルギー領域のγ線は、非特許文献４より、コンプトン散乱によりエネルギーを失うことが分かる。この散乱断面積は非特許文献４のｐ．６２に与えられており、この結果に基づき、たとえ散乱により進行方向が変わっても、十分に高い確率で（ほぼ１００％）筐体１５１の壁または放射線遮蔽部材１５６、１５９を横切るように設計することができる。すなわち、この筐体１５１においては、上壁１５４の各開口１５５から入った空気は、図３Ｂ中の矢印で示すように放射線遮蔽部材１５６により流路が水平方向および垂直方向に繰り返して曲げられた後に送風ファン１５２を通って塵埃フィルター１５３に入る。そして、この塵埃フィルター１５３から出た空気は、放射線遮蔽部材１５９により流路が水平方向および垂直方向に繰り返して曲げられ、下壁１５７の各開口１５８から外部に出るようになっている。放射線遮蔽部材１５６と上壁１５４とのオーバーラップ長さは、放射線遮蔽部材１５６の間隔に対する比を、好適には１以上、例えば３程度に設定する。同様に、放射線遮蔽部材１５９と下壁１５７とのオーバーラップ長さは、放射線遮蔽部材１５９の間隔に対する比を、好適には１以上、例えば３程度に設定する。ここで、上壁１５４の開口１５５、放射線遮蔽部材１５６、下壁１５７の開口１５８および放射線遮蔽部材１５９の面積および位置は、上壁１５４の開口１５５から入る空気が円滑に流れて送風ファン１５２に入り、塵埃フィルター１５３から出た空気が円滑に流れて下壁１５７の開口１５８から出るように選択される。また、この塵埃フィルター１５３のフィルター材（ろ材）に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、どの方向に放射される放射線であっても、筐体１５１の放射線遮蔽材料からなる壁および／または放射線遮蔽部材１５６、１５９に当たって確実に遮蔽され、筐体１５１の外部には放射されない。
筐体１５１および放射線遮蔽部材１５６、１５９を構成する放射線遮蔽材料の具体例について説明する。例えば、原子炉の事故に伴い外部に放出される放射性同位元素は、図４（非特許文献４参照。）および図５（非特許文献５参照。）に示すように、その崩壊の過程（β崩壊、γ崩壊）は、エネルギーを含め同定されている。
図４に示すように、ヨウ素１３１（ 131Ｉ）では、約９０％がβ崩壊して６０６ｋｅＶのβ線を放射した後、γ崩壊して３６４ｋｅＶのγ線を放射し、約１０％がβ崩壊して３３４ｋｅＶのβ線を放射した後、γ崩壊して６３７ｋｅＶのγ線を放射する。一方、図５に示すように、セシウム１３７（ 137Ｃｓ）では、約９５％がβ崩壊して５１２ｋｅＶのβ線を放射した後、γ崩壊して６６２ｋｅＶのγ線を放射し、約５％がβ崩壊して１．１７ＭｅＶのβ線を放射する。
以下においては、特にヨウ素１３１およびセシウム１３７について述べるが、図６（種々の放射性同位元素から放射されるβ線のエネルギーと吸収係数との関係）などの知見により、崩壊過程のエネルギーを勘案することにより、他の放射性同位元素にも適用することができる。
上述のように、ヨウ素１３１およびセシウム１３７のβ崩壊に対しては、６０６ｋｅＶのβ線を遮蔽すれば、ヨウ素１３１では１００％、セシウム１３７でも９５％β線を遮蔽することができる。さらに、１．１７ＭｅＶのβ線を遮蔽すれば、セシウム１３７についても１００％β線を遮蔽することができる。
図７（非特許文献６参照。）はβ線のエネルギーと最大飛程Ｒとの関係を示す。ここで、最大飛程Ｒは、入射したβ線が物質中で電離や励起でエネルギーを失ってエネルギーが０となるまでの距離であり、
のように定義される。ただし、この式においてＥはβ線のエネルギーであり、ｘはβ線の飛跡に沿った距離を示す。
図７より、約６４０ｋｅＶのβ線の最大飛程は、約２５０ｍｇ／ｃｍ2 と分かる。放射線遮蔽材料として、例えば鉛（Ｐｂ）を用いるとすると、その密度は１１．３ｇ／ｃｍ3 であるので、厚さが０．３ｍｍ程度あれば、６４０ｋｅＶのβ線を十分遮蔽することができることが分かる。１．２ＭｅＶのβ線を遮蔽するには、最大飛程が約５００ｍｇ／ｃｍ2 であることより、厚さが０．６ｍｍあればよい。ストロンチウム９０（90Ｓｒ）は中性子過剰であるためβ崩壊によりイットリウム９０（90Ｙ）を生成し、これは半減期が６４時間と不安定でさらにβ崩壊して安定なジルコニウム９０（90Ｚｒ）となる。90Ｓｒは半減期が２８．７９年であり、90Ｙのβ崩壊エネルギーは２２７９．７８３±１．６１９ｋｅＶと、90Ｓｒのβ崩壊エネルギー５４５．９０８±１．４０６ｋｅＶよりもかなり高いが、図７より、１．３ｇ／ｃｍ2 程度の飛程であるので、厚さ１．５ｍｍの鉛を用いて遮蔽することができる。このように、一般に荷電粒子である電子（β線）は、荷電中性である光子（γ線）に比べて電磁相互作用が大きくなり、その分飛程が小さくなるので、より薄い遮蔽物質（金属板、コンクリートスラブ等）で抑えることができる。
他方、ヨウ素１３１およびセシウム１３７のγ崩壊に対しては、６６２ｋｅＶのγ線を遮蔽すれば、ヨウ素１３１では１００％、セシウム１３７でも１００％γ線を遮蔽することができる。
図８（非特許文献７参照。）はγ線のエネルギー、すなわち光子エネルギーと種々の物質のγ線の吸収長との関係を示す。図８より、６６２ｋｅＶのγ線の吸収長は約９ｇ／ｃｍ2 である。放射性物質としてセシウム１３７およびセシウム１３４を考慮に入れても、筐体１５１の壁および放射線遮蔽部材１５６、１５９の吸収長が１０ｇ／ｃｍ2 以上であれば、これらのセシウム１３７およびセシウム１３４からのγ線を遮蔽することができる。放射線遮蔽材料として例えば鉛（Ｐｂ）を用いるとすると、その密度は１１．３ｇ／ｃｍ3 であるので、（９／１１．３）ｃｍ≒８ｍｍ程度あれば、ヨウ素１３１、セシウム１３７およびセシウム１３４からのγ線を十分遮蔽することができることが分かる。
β崩壊の後にγ崩壊が起こるというシリアル性を加味して、０．６ｍｍ＋８ｍｍ〜９ｍｍの厚さの鉛板を用いると良い。特に、図８から分かるように、光子エネルギー対吸収長プロットにおいて、６００ｋｅＶから１ＭｅＶにかけての光子エネルギーに対し、吸収長は、水素を除く元素で、狭い領域に収束してくるので、鉛以外の他の物質でも、その密度が小さければ、それに反比例して厚さを大きくすることで、鉛板に代えて用いることができる。例えば、部屋の側壁に用いるにはコンクリートでも良く、コンクリートの密度が２．３ｇ／ｃｍ3 であることから、その厚さを９ｍｍ×（１１．３／２．３）〜５ｃｍとすれば良い。
図９（非特許文献８参照。）は１９８６年に起きたチェルノブイリ原子力発電所の事故後の残存放射線の経時変化を示すグラフである。図９より、事故後、１００日以降は、ヨウ素１３１は残存せず、３年目以降はセシウム１３７およびセシウム１３４から放射されるβ線およびγ線の影響を考えれば良いことが分かる。図１０（非特許文献９参照。）はセシウム１３４の崩壊系統図、図１１（非特許文献１０参照。）はセシウム１３４およびセシウム１３７の特性を示す。
セシウム１３４からの寄与は、事故後６００〜８００日を越えると相対的に減ってくるが、この寄与も抑えることが望ましい。図１１より、セシウム１３４からは、セシウム１３７からのγ線より高いエネルギー（７９６ｋｅＶ、８０２ｋｅＶ、１．３６５ＭｅＶ）のγ線が出てくる。これらのγ線を抑えるには、図８より、２０ｇ／ｃｍ2 の吸収長を持つ遮蔽板を用いれば良い。鉛では、１８ｍｍ程度の厚さになる。特に、図８より分かるように、光子エネルギー対吸収長プロットにおいて、６００ｋｅＶから１ＭｅＶにかけての光子エネルギーに対し、吸収長は、水素を除く元素で、１５〜３０ｇ／ｃｍ2 でほぼ一致するので、２ＭｅＶ以下のエネルギーのγ線（従って、図７に関連して述べた事実と合わせると、図９に現れるほとんどの放射性物質からの寄与）を抑える上で、この吸収長は（水素を除いて）物質を選ばぬ普遍的な値となる。
次に、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの動作方法について説明する。ここでは、最初、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの周囲の環境の空気中に放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が含まれ、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの包囲体１１の内部の空気も同じく放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が含まれていて通常の室内環境のような低清浄度であるとする。
ファンフィルターユニット１５を作動させると、図１Ｂ中矢印で示すように、包囲体１１の内部の空気は、通風孔１４から二重壁の間の気体流路１２を通ってファンフィルターユニット１５の入口に入る。こうしてファンフィルターユニット１５の内部に入った空気は送風ファン１５２により塵埃フィルター１５３に送られ、塵埃フィルター１５３を通過することで放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が除去される。こうして放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が除去された空気は、ファンフィルターユニット１５の出口から出た後、均一流形成板１６を通って流れが均一化され、通気孔１６ａから下方に流れる。こうして、均一流形成板１６を通って均一化された空気は再び、通風孔１４から気体流路１２に戻り、上記のことが繰り返される。これを繰り返すことにより高清浄環境室１３の内部の空気から放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が除去されて清浄化が行われる。また、この際、既に述べたように、この清浄化の過程で塵埃フィルター１５３のフィルター材に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が筐体１５１の外部に放射されるのを防止することができる。
この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの高清浄環境室１３内のダスト微粒子のカウント数の時間依存性の測定を行った一例を図１２に示す。図１２において、縦軸は１立方フィート（ｃｆ）当たりのダスト微粒子数を対数で示したものであり、横軸はファンフィルターユニット１５の運転を開始してからの時間を示す。ダスト微粒子数は、粒径０．５μｍより大きいものと、粒径０．３μｍより大きいものとに分けて表示した。放射性物質および放射線対応高清浄環境システムは通常環境の部屋に設置した。放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの包囲体１１は密閉されており、高清浄環境室１３の床面にダストカウンターを設置した。ただし、高清浄環境室１３の内部の空間の大きさは奥行き約２ｍ、幅約２ｍ、高さ約２．３ｍである。この場合、高清浄環境室１３の内部の空間の体積は約９ｍ3 である。二重壁を構成する外壁１１ａと内壁１１ｂとの間の空間の厚さは約１５ｃｍである。ファンフィルターユニット１５の送風ファン１５２としては、寸法が約３０ｃｍφ×９ｃｍの軸流ファンを用い、風量は４〜１１ｍ3 ／分で４段階に切替可能である。包囲体１１はアルミニウム製フレームに透明なアクリル板をはめこんだものを用いた。塵埃フィルター１５３としては、寸法が６５ｃｍ×６５ｃｍ×６ｃｍ、粒径０．３μｍのダスト微粒子の捕集効率が９９．９７％以上のＨＥＰＡフィルターを用いた。
図１２から分かるように、包囲体１１内のダスト微粒子は運転開始後、急速に減少し、粒径０．５μｍより大きいダスト微粒子も粒径０．３μｍより大きいダスト微粒子も、７分程度でゼロカウントに到達し、その後もゼロカウントを維持している。ただし、図１２においては、便宜上、ゼロカウントは０．０１の線上にプロットしている。この清浄度はＩＳＯクラス１００〜１程度であり、高清浄度空気環境が実現されていることが分かる。なお、ダストカウンターとしては、Ｌａｓａｉｒ３１０を使用した。
以上のように、この第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムによれば、密閉可能な包囲体１１の内部の高清浄環境室１３は、ファンフィルターユニット１５の出口から高清浄環境室１３に入った空気が１００％、気体流路１２を通ってファンフィルターユニット１５の入口に戻る密閉循環系を構成するため、高清浄環境室１３の内部を短時間で高清浄空気環境にすることができ、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を大幅に低減することができる。また、ファンフィルターユニット１５は、壁が放射線遮蔽材料から構成された筐体１５１および放射線遮蔽材料から構成された放射線遮蔽部材１５６、１５９により覆われているため、塵埃フィルター１５３に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が高清浄環境室１３の内部に放射されるのを確実に防止することができる。さらに、高清浄環境室１３の側壁に出入り口となる障子１７が取り付けられており、この障子１７は、ダスト微粒子を１００％は通さないが、気体は通す隔壁（ガス交換膜）１７ａを有する。このため、この隔壁１７ａにより、高清浄環境室１３の内外のガス濃度の平衡を保つことができるため、高清浄環境室１３の内部の酸素濃度や二酸化炭素濃度などを高清浄環境室１３の外部の酸素濃度や二酸化炭素濃度などと平衡に保つことができる。
また、既に述べたように、塵埃フィルター１５３のダスト捕集効率γは、例えばＨＥＰＡフィルターのように９９．９９％以上とする必要はなく、例えば９５％程度でも十分に高い清浄度を得ることができる。例えば、図１３は、塵埃フィルター１５３としてγ＝９５％の中性能フィルター（障子紙ガス交換膜を用いたもの）を使った放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの高清浄環境室１３内のダスト微粒子のカウント数の時間依存性の測定を行った一例を示す。図１３の縦軸は各粒径の粒子数を対数で示したものであり、横軸はファンフィルターユニット１５の運転を開始してからの時間を示す。図１３の挿入図の縦軸は粒径０．５μｍ以上の総粒子数を対数で示したものであり、横軸はファンフィルターユニット１５の運転を開始してからの時間を示す。図１３より、塵埃フィルター１５３としてγ＝９５％の中性能フィルターを使っても、クラス１００を切る良好な清浄度が得られていることが分かる。このため、塵埃フィルター１５３のフィルター材（ろ材）として例えば樹脂のような非ガラス繊維質材、またフレームとしても木材等の廃棄処理が容易なものを用いることができる。これによって、フィルター材としてガラス繊維を用いるＨＥＰＡフィルターでは、廃棄する際には埋め立て等の対処が必要であり、大量に廃棄物が発生するときはその対処が事実上不可能であったのに対し、フィルター材として樹脂のような非ガラス繊維質材、フレームとして木材等を用いた塵埃フィルター１５３は使用後の廃棄処理が、フィルター、フレーム一括焼却等が容易であり、廃棄物処理という静脈産業的見地の効率向上に絶大な効果がある。また、ダスト捕集効率γが例えば９５％程度と小さい塵埃フィルター１５３を用いることにより、ＨＥＰＡフィルターに比べて目詰まりが起きにくく、長期間使用することができるという利点を得ることができる。
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムにおいては、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５として図１４Ａ、ＢおよびＣに示すものを用いる点が、第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムと異なる。ここで、図１４Ａは上面図、図１４Ｂは正面図、図１４Ｃは右側面図である。
図１４Ａ、ＢおよびＣに示すように、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５は直方体形状の箱状の筐体１５１を有する。筐体１５１は放射線遮蔽材料からなる。筐体１５１の内部に送風ファン１５２および塵埃フィルター１５３が収容されている。筐体１５１の上壁１５４にはスリット状の長方形の開口１５５が互いに平行に複数設けられている。筐体１５１の上壁１５４と送風ファン１５２との間の空間には、各開口１５５に面して、各開口１５５より大きい細長い長方形状の平面形状を有する水平部１５６ａとこれに垂直な垂直部１５６ｂとからなる逆Ｔ字型の断面形状を有する放射線遮蔽部材１５６が設けられている。放射線遮蔽部材１５６の垂直部１５６ｂは筐体１５１の上壁１５４の開口１５５を貫通して設けられており、各開口１５５に入る気体の流路を垂直部１５６ｂの両側に分割している。同様に、筐体１５１の下壁１５７には長方形のスリット状の開口１５８が互いに平行に複数設けられ、筐体１５１の下壁１５７と塵埃フィルター１５３との間の空間には、各開口１５８に面して、各開口１５８より大きい細長い長方形状の平面形状を有する水平部１５９ａとこれに垂直な垂直部１５９ｂとからなる逆Ｔ字型の断面形状を有する放射線遮蔽部材１５９が設けられている。放射線遮蔽部材１５９の垂直部１５９ｂは筐体１５１の下壁１５７の開口１５８を貫通して設けられており、各開口１５８に入る気体の流路を垂直部１５９ｂの両側に分割している。この場合、放射線遮蔽部材１５６、１５９は、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線も、筐体１５１の各開口１５５、１５８から直接外部に出ないように形成される。また、筐体１５１の壁および放射線遮蔽部材１５６、１５９の厚さは、最も単純には、透過力の最大の放射線の飛程あるいは吸収長とすることで、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から任意の方向に向かう直線について、その直線が筐体１５１の壁および／または放射線遮蔽部材１５６、１５９を横断する距離の合計が、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線群の最大飛程または吸収長のうちの最も大きいもの以上とすることができる。例えば、事故後３０００日後の残存放射性物質であるセシウム１３７に対しては、６６１ｋｅＶのγ線を抑えるべく、鉛の場合で厚さ約９ｍｍの板を用いれば良い。ここでも、放射線遮蔽部材１５６の水平部１５６ａと上壁１５４とのオーバーラップ長さは、流路幅（水平部１５６ａの間隔）に対する比を、好適には１以上、例えば３程度に設定することが望ましい。例えば、流路幅が５ｍｍ（１ｃｍ）程度とすると、オーバーラップ長さは５ｍｍ〜１５ｍｍ（１ｃｍ〜３ｃｍ）程度とする。この構造で開口１５５を形成すると、図１４Ｂでは３列の場合を示しているが、例えば、６５ｃｍ角の塵埃フィルター１５３を用いる場合で、流路幅が５ｍｍの時、最大で６５０ｍｍ／（５ｍｍ＋５ｍｍ＋５ｍｍ＋５ｍｍ＋５ｍｍ＋５ｍｍ）〜２０列程度の開口１５５を設けることができる。流路幅が１ｃｍの時、最大で６５ｃｍ／（１ｃｍ＋１ｃｍ＋１ｃｍ＋１ｃｍ＋１ｃｍ＋１ｃｍ）〜１０列程度の開口１５５を設けることができる。事故後３０００日以前では、セシウム１３４からのγ線も抑える能力を持つべきであり、１．３６５ＭｅＶのγ線を抑えるべく、図８より、２０ｇ／ｃｍ2 の吸収長を持つ遮蔽板を用いれば良い。鉛では、１８ｍｍ程度の厚さになる。１〜２ＭｅＶのγ線を抑える吸収長は、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）等の物質を問わず２０ｇ／ｃｍ2 に収束しているので、密度が異なる分、物質毎に厚さは異なるものの、必要な厚さは、この吸収長を物質の密度で割った値として普遍的に得ることができる。また、上壁１５４の開口１５５、放射線遮蔽部材１５６、下壁１５７の開口１５８および放射線遮蔽部材１５９の面積および位置は、上壁１５４の開口１５５から入る空気が円滑に流れて送風ファン１５２に入り、塵埃フィルター１５３から出た空気が円滑に流れて下壁１５７の開口１５８から出るように選択される。また、この塵埃フィルター１５３のフィルター材（ろ材）に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、どの方向に放射される放射線であっても、筐体１５１の放射線遮蔽材料からなる壁および／または放射線遮蔽部材１５６、１５９に当たって確実に遮蔽され、筐体１５１の外部には放射されない。
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができることに加えて、図１３Ａ、ＢおよびＣに示すファンフィルターユニット１５を用いていることにより次のような利点を得ることができる。すなわち、上壁１５４の開口１５５に面して設けられた放射線遮蔽部材１５６はこの開口１５５から突出した垂直部１５６ｂを有し、同様に、下壁１５７の開口１５８に面して設けられた放射線遮蔽部材１５９はこの開口１５８から突出した垂直部１５８ｂを有するため、塵埃フィルター１５３のフィルター材に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から開口１５５、１５８に向かって放射される放射線を放射線遮蔽部材１５６、１５９の水平部１５６ａ、１５９ａまたは垂直部１５６ｂ、１５９ｂにより確実に遮蔽することができる。
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムにおいては、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５として図１５Ａ、ＢおよびＣに示すものを用いる点が、第１および第２の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムと異なる。ここで、図１５Ａは上面図、図１５Ｂは正面図、図１５Ｃは右側面図である。
図１５Ａ、ＢおよびＣに示すように、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１３は直方体形状の箱状の筐体１５１を有する。筐体１５１は放射線遮蔽材料からなる。筐体１５１の内部に塵埃フィルター１５３が収容されているが、送風ファン１５２は筐体１５１の内部ではなく、筐体１５１の上壁１５４に設けられている。筐体１５１の上壁１５４にはスリット状の長方形の開口１５５が互いに平行に複数設けられている。筐体１５１の上壁１５４と塵埃フィルター１５３との間の空間においては、上壁１５４の各開口１５５の一方の側の部分の内側に、この上壁１５４に対して角度θ1 傾斜した方向に各開口１５５の中心に向かって延びて長方形状の放射線遮蔽部材１５６ｃが設けられているとともに、各開口１５５の他方の側の部分の内側にはこの上壁１５４に対して角度θ2 傾斜した方向に各開口１５５の中心に向かって延びて長方形状の放射線遮蔽部材１５６ｄが設けられている。ここで、θ1 、θ2 は、減容時の上下方向の圧力に対して容易に屈曲することを旨としているので、例えば３０°以上６０°以下であるが、これに限定されるものではない。また、放射線遮蔽部材１５６ｄは、放射線遮蔽部材１５６ｃと接触せず、かつ放射線遮蔽部材１５６ｃの先端とこの放射線遮蔽部材１５６ｄとの間にこの放射線遮蔽部材１５６ｄに沿った空気の流路が形成されるように、放射線遮蔽部材１５６ｃより幅が広く形成されている。また、筐体１５１の下壁１５７には長方形のスリット状の開口１５８が互いに平行に複数設けられ、筐体１５１の下壁１５７と塵埃フィルター１５３との間の空間には、各開口１５８に面して、水平な放射線遮蔽部材１５９が設けられている。この場合、放射線遮蔽部材１５６ｃ、１５６ｄ、１５９は、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線も、筐体１５１の各開口１５５、１５８から直接外部に出ないように形成される。また、筐体１５１の壁および放射線遮蔽部材１５６ｃ、１５６ｄ、１５９の厚さは、塵埃フィルター１５３のどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から任意の方向に向かう直線について、その直線が筐体１５１の壁および／または放射線遮蔽部材１５６ｃ、１５６ｄ、１５９を横断する距離の合計が、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線群の最大飛程または吸収長のうちの最も大きいもの以上になるように設定される。また、上壁１５４の開口１５５、放射線遮蔽部材１５６、下壁１５７の開口１５８および放射線遮蔽部材１５９の面積および位置は、上壁１５４の開口１５５から入る空気が円滑に流れて送風ファン１５２に入り、塵埃フィルター１５３から出た空気が円滑に流れて下壁１５７の開口１５８から出るように選択される。また、この塵埃フィルター１５３のフィルター材（ろ材）に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線は、どの方向に放射される放射線であっても、筐体１５１の放射線遮蔽材料からなる壁および／または放射線遮蔽部材１５６、１５９に当たって確実に遮蔽され、筐体１５１の外部には放射されない。
この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができることに加えて、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを所定期間使用した後には、ファンフィルターユニット１５から、塵埃フィルター１５３を含む筐体１５１を取り外し、この筐体１５１を減容システムで減容すれば良いので、送風ファン１５２と塵埃フィルター１５３とを含むファンフィルターユニット１５全体を含む筐体１５１を減容する場合に比べ、また直角部を含むＨ形構造材やＴ形構造材に比べて、減容時の抵抗を下げることができるとともに、減容対象物の容積を減少させることができる。
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態においては、放射性物質含有廃棄物の減容処理システムについて説明する。
図１６にこの放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す。図１６に示すように、この減容処理システムは放射線遮蔽容器２０１を有する。放射線遮蔽容器２０１は、遮蔽すべき放射線の最大飛程または吸収長のうちの大きいもの以上の厚さの壁を有する。この放射線遮蔽容器２０１の壁は、例えば、十分に厚い鋼鉄やコンクリートあるいはそれらを組み合わせたものなどにより形成することができる。放射線遮蔽容器２０１の内部においては、軸２０２の先端に設けられた押圧部材２０３を上下動可能になっている。
この放射性物質含有廃棄物の減容処理システムの使用方法について説明する。まず、押圧部材２０３を放射線遮蔽容器２０１の上方に上昇させた状態で、放射線遮蔽容器２０１の内部に減容処理を行う放射性物質含有廃棄物を入れる。図１６においては、放射性物質含有廃棄物が使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５である場合が示されているが、これに限定されるものではなく、例えば使用済み塵埃フィルター１５３であってもよい。次に、放射線遮蔽容器２０１の上から押圧部材２０３を下降させて放射線遮蔽容器２０１の内部に入れ、軸２０２を上方から押すことにより、押圧部材２０３により放射性物質含有廃棄物、例えば使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５を押圧し、十分に圧縮して厚さを減少させることにより減容する。この後、軸２０２を上昇させることにより放射線遮蔽容器２０１内から押圧部材２０３を取り出し、減容された放射性物質含有廃棄物、例えば使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５を取り出す。こうして放射性物質含有廃棄物の減容処理を行うことができる。
以上のように、この第４の実施の形態によれば、使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５などの放射性物質含有廃棄物を容易に減容処理することができるので、廃棄処理が容易であり、あるいは、放射性物質含有廃棄物の貯蔵スペースが小さくて済む。
〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態においては、放射性物質含有廃棄物の減容処理システムについて説明する。
図１７にこの放射性物質含有廃棄物の減容処理システムを示す。図１７に示すように、この減容処理システムは放射線遮蔽容器２０１を有する。放射線遮蔽容器２０１は、遮蔽すべき放射線の最大飛程または吸収長のうちの大きいもの以上の厚さの壁を有する。この放射線遮蔽容器２０１の壁は、例えば、十分に厚い鋼鉄やコンクリートあるいはそれらを組み合わせたものなどにより形成することができる。放射線遮蔽容器２０１の内部においては、軸２０２の先端に設けられた押圧部材２０３を上下動可能になっている。放射線遮蔽容器２０１の上部には着脱自在の蓋２０４がはめられている。放射線遮蔽容器２１と蓋２０４との間は封止することができるようになっている。蓋２０４には軸２０２を通す孔が設けれ、この孔の中に軸２０２が通されている。蓋２０４と軸２０２との間は封止することができるようになっている。放射線遮蔽容器２０１内における蓋２０４と押圧部材２０３との間の空間には、外部に設置された酸素ボンベ２０５から配管２０６を通って酸素が供給されるようになっている。配管２０６は蓋２０４に設けられた孔を通って設けられている。また、放射線遮蔽容器２０１の底壁の下側には加熱ヒーター２０７が設けられており、この加熱ヒーター２０７により放射線遮蔽容器２０１を加熱することができるようになっている。
放射線遮蔽容器２０１の外部に、減容処理の過程で放射線遮蔽容器２０１内の蓋２０４と押圧部材２０３との間の空間に放出された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を含む空気を一旦収容するための中間槽（バッファー槽）２０８が設けられている。放射線遮蔽容器２０１内の蓋２０４と押圧部材２０３との間の空間と中間槽２０８との間には配管２０９が接続されている。中間槽２０８の壁には、第１〜第３の実施の形態において用いたファンフィルターユニット１５が取り付けられている。
この放射性物質含有廃棄物の減容処理システムの使用方法について説明する。まず、押圧部材２０３を放射線遮蔽容器２０１の上方に上昇させた状態で、放射線遮蔽容器２０１の内部に減容処理を行う放射性物質含有廃棄物を入れた後、放射線遮蔽容器２０１に蓋２０４をする。図１７においては、放射性物質含有廃棄物が使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５である場合が示されているが、これに限定されるものではなく、例えば使用済み塵埃フィルター１５３であってもよい。次に、放射線遮蔽容器２０１の上から押圧部材２０３を下降させ、この押圧部材２０３により放射性物質含有廃棄物、例えば使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５を押圧し、十分に圧縮して厚さを減少させることにより減容する。この際、必要に応じて、加熱ヒーター２０７により放射線遮蔽容器２０１１を下から加熱して放射性物質含有廃棄物を加熱する。あるいは、加熱ヒーター２０７により放射線遮蔽容器２０１を下から加熱し、あるいはさらに放射線遮蔽容器２０１内の蓋２０４と押圧部材２０３との間の空間に酸素ボンベ２０５から酸素を供給することにより放射性物質含有廃棄物の少なくとも一部を燃焼させ、軸２０２を上方から押して押圧部材２０３により放射性物質含有廃棄物、例えば使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５を押圧し、十分に圧縮して厚さを減少させることにより減容する。
一方、この減容処理の過程で放射性物質含有廃棄物、例えば使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５から放出され、放射線遮蔽容器２０１内の蓋２０４と押圧部材２０３との間の空間に移動した放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を含む空気は蓋２０４に接続された配管２０９を通って中間槽２０８に入り、ファンフィルターユニット１５により清浄化されてから外部に放出される。
この後、軸２０２を上昇させることにより放射線遮蔽容器２０１内から押圧部材２０３を取り出し、減容処理された放射性物質含有廃棄物を取り出す。こうして放射性物質含有廃棄物の減容処理を行うことができる。
以上のように、この第５の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様な利点に加えて、使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット１５の処理の過程で放出される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を含む空気を中間槽２０８に送ってファンフィルターユニット１５で再び清浄化するので、処理システムの外部に放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が放出されるのを防止することができる。
〈第６の実施の形態〉
第６の実施の形態においては、放射性物質含有廃棄物減容処理システムについて説明する。
図１８にこの放射性物質含有廃棄物減容処理システムを示す。図１８に示すように、この放射性物質含有廃棄物減容処理システムは、全体として直方体の箱状の形状を有する密閉可能な包囲体３０１を有する。この包囲体３０１の下部は、地面３０２に掘られた穴３０２ａに設置されている。包囲体３０１の内部に放射性物質含有廃棄物を燃焼または圧縮するための燃焼／圧縮装置３０３が設置されている。燃焼／圧縮装置３０３には包囲体３０１を貫通して給気管３０４が接続されており、この燃焼／圧縮装置３０３の内部に酸素または空気を供給することができるようになっている。この燃焼／圧縮装置３０３には、排気管３０５を介して、第１〜第３の実施の形態において用いた放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が接続されており、この燃焼／圧縮装置３０３の内部の空気をこの放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５により清浄化することができるようになっている。この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５には包囲体３０１を貫通して排気管３０６が接続されており、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５により清浄化された空気を包囲体３０１の外部に排気することができるようになっている。一方、包囲体３０１の一つの側壁は、所定の間隔をおいて互いに平行に設けられた外壁３０１ａと内壁３０１ｂとからなる二重壁により構成されている。この二重壁の間の空間により気体流路１２が形成されている。この内壁３０１ｂの下端と包囲体３０１の底面との間には所定の高さの通風孔（図示せず）が設けられている。この通風孔に合わせて放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が設置されており、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出る空気がこの通風孔を通って気体流路１２に入るようになっている。包囲体３０１の上壁の直ぐ下に均一流形成板１６が設置されている。そして、包囲体３０１の上壁と均一流形成板１６との間の空間に気体流路１２が接続されるようになっている。このため、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出て空気は気体流路１２を通って上昇した後、包囲体３０１の上壁と均一流形成板１６との間の空間に入り、均一流形成板１６の通気孔１６ａから包囲体３０１の内部に戻される。包囲体３０１の二重壁を構成する外壁３０１ａの少なくとも一部は、ダスト微粒子を１００％は通さないが、気体は通す隔壁（ガス交換膜）により構成されている。このため、包囲体３０１の内部の過剰な気体成分はこの隔壁（ガス交換膜）を通して外部に排出され、逆に包囲体３０１の内部の不足した気体成分はこの隔壁（ガス交換膜）を通して内部に供給されるため、包囲体３０１の内部と外部とで気体濃度を平衡に保つことができる。
包囲体３０１の壁および燃焼／圧縮装置３０３の壁は、除去しようとする放射性物質から放射される放射線の最大飛程あるいは吸収長のうち最も大きいもの以上の厚さを有する放射線遮蔽材料、例えば鉛、あるいはコンクリートなどにより構成されている。こうすることで、包囲体３０１の外部および燃焼／圧縮装置３０３の外部に放射線が放射されるのを防止することができる。また、図１８には図示していないが、燃焼／圧縮装置３０３は外部に放射線が漏れ出ないように構成されているものの念のために、燃焼／圧縮装置３０３の内部および燃焼／圧縮装置３０３の外部近傍にも第１の実施の形態と同様な放射線モニターを設置して、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が正常に動作していることを常時観測しておくことが望ましい。
この第６の実施の形態によれば、放射性物質含有廃棄物、例えば、使用済み放射性物質含有ファンフィルターユニット、使用済み放射性物質含有塵埃フィルター、放射性物質を含有した各種の瓦礫などを燃焼／圧縮装置３０３の内部で燃焼あるいは圧縮することにより減容することができる。また、この減容処理の際に発生する放射性物質含有気体は放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５により除去しているため、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が外部に放出されるのを防止することができる。さらに、包囲体３０１の内部の気体も放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５を通して外部に排出しているため、例えば、燃焼／圧縮装置３０３の開閉時に放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を含む空気が包囲体３０１の内部に放出されても、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５により直ちに放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を除去することができ、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が外部に放出されるのを防止することができる。
〈第７の実施の形態〉
第７の実施の形態においては、放射性物質含有廃棄物減容処理システムについて説明する。
図１９にこの放射性物質含有廃棄物減容処理システムを示す。図１９に示すように、この放射性物質含有廃棄物減容処理システムにおいては、燃焼／圧縮装置３０３および放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の全体が包囲体３０７の内部に収容されている。包囲体３０７の壁および燃焼／圧縮装置３０３の壁は、除去しようとする放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線の最大飛程あるいは吸収長のうち最も大きいもの以上の厚さを有する放射線遮蔽材料により構成されている。こうすることで、包囲体３０７の外部、ひいては包囲体３０１の外部に放射線が放射されるのを防止することができる。また、図１９には図示していないが、燃焼／圧縮装置３０３は外部に放射線が漏れ出ないように構成されているものの念のために、燃焼／圧縮装置３０３の内部および燃焼／圧縮装置３０３の外部近傍にも第１の実施の形態と同様な放射線モニターを設置して、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が正常に動作していることを常時観測しておくことが望ましい。その他のことは第６の実施の形態による放射性物質含有廃棄物減容処理システムと同様である。
この第７の実施の形態によれば、第６の実施の形態と同様な利点に加えて、包囲体３０１の外部に放射線が放出されるのをより確実に防止することができるという利点を得ることができる。
〈第８の実施の形態〉
第８の実施の形態においては、放射性物質含有廃棄物減容処理システムについて説明する。
図２０にこの放射性物質含有廃棄物減容処理システムを示す。図２０に示すように、この放射性物質含有廃棄物減容処理システムにおいては、燃焼／圧縮装置３０３および放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の全体が包囲体３０７の内部に収容されている。この場合、この包囲体３０７の一つの側壁は、所定の間隔をおいて互いに平行に設けられた外壁３０７ａと内壁３０７ｂとからなる二重壁により構成されている。この二重壁の間の空間により気体流路１２が形成されている。この内壁３０７ｂの下端と包囲体３０７の底面との間には所定の高さの通風孔（図示せず）が設けられている。この通風孔に合わせて放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が設置されており、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出る空気がこの通気孔を介してこの気体流路１２に入るようになっている。包囲体３０７の上壁の直ぐ下に均一流形成板１６が設置されている。そして、包囲体３０７の上壁と均一流形成板１６との間の空間に気体流路１２が接続されるようになっている。このため、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から出た空気は気体流路１２を通って上昇した後、包囲体３０７の上壁と均一流形成板１６との間の空間に入り、均一流形成板１６の通気孔１６ａから包囲体３０７の内部に戻される。また、図２０には図示していないが、燃焼／圧縮装置３０３は外部に放射線が漏れ出ないように構成されているものの念のために、燃焼／圧縮装置３０３の内部および燃焼／圧縮装置３０３の外部近傍にも第１の実施の形態と同様な放射線モニターを設置して、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が正常に動作していることを常時観測しておくことが望ましい。その他のことは第６および第７の実施の形態による放射性物質含有廃棄物減容処理システムと同様である。
この第８の実施の形態によれば、第７の実施の形態と同様な利点に加えて、包囲体３０７の内部の空気から放射性物質および／または放射性物質含有微粒子を除去して清浄化することができ、ひいては包囲体３０１の外部に放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が放出されるのをより確実に防止することができるという利点を得ることができる。
〈第９の実施の形態〉
第９の実施の形態においては、放射性物質含有水から放射性物質を除去するための水洗除染装置について説明する。
図２１にこの水洗除染装置を示す。図２１に示すように、この水洗除染装置は、密閉可能な水洗容器４０１を有する。水洗容器４０１の下部には、砂などを通さないが水は通す孔が開いたメッシュ板４０２が設置されている。水洗容器４０１の側壁の上部には配管４０３が接続されている。この配管４０３から除染を行う放射性物質含有水が水洗容器４０１内に供給されるようになっている。水洗容器４０１の側壁には注水管４０４が取り付けられており、この注水管４０４から水洗容器４０１内に水洗用の水を注入することができるようになっている。水洗容器４０１の底部の排水口には筐体４０５が接続されている。筐体４０５の内部に二段の放射性物質および放射線対応濾過フィルター４０６ａ、４０６ｂが取り付けられている。筐体４０５の上壁には、第１〜第３の実施の形態において用いた放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の筐体１５１と同様に、水を通すための開口および放射線遮蔽部材が設けられている。加えて、筐体１５１の下壁にも、水を通すための開口および放射線遮蔽部材が設けられている。筐体１５１の下部はドレーン４０７と接続されている。ドレーン４０７には開閉バルブ４０８を介して排水管４０９が接続されている。このドレーン４０７にはまた、第１の実施の形態と同様な放射線モニター４１０が取り付けられている。この放射線モニター４１０により、ドレーン４０７に溜まった水の放射線の強度を測定することができるようになっている。放射線モニター４１０は放射線遮蔽材料からなる筐体４１１により外側から覆われている。
水洗容器４０１、配管４０２、筐体４０５、ドレーン４０７、排水管４０９などは、除去の対象とする放射性物質から放射される放射線を遮蔽することができるように、除去しようとする放射性物質から放射される放射線の最大飛程あるいは吸収長のうち最も大きいもの以上の厚さを有する放射線遮蔽材料、例えば鉛や鉄鋼、あるいはコンクリートなどにより構成されている。こうすることで、水洗除染装置の外部に放射線が放射されるのを防止することができる。また、図２１には図示していないが、筐体４０５は外部に放射線が漏れ出ないように構成されているものの念のために、筐体４０５の内部および筐体４０５の外部近傍にも放射線モニター４１０と同様な放射線モニターを設置して、放射性物質および放射線対応濾過フィルター４０６ａ、４０６ｂが正常に動作していることを常時観測しておくことが望ましい。
次に、この水洗除染装置の使用方法について説明する。まず、除染を行う放射性物質含有水を配管４０３から水洗容器４０１内に注入する。この放射性物質含有水には、水のほかに大小様々な各種の瓦礫が含まれている。水洗容器４０１への放射性物質含有水の注入と同時あるいは注入の前後に、注水管４０４から水洗容器４０１内に水を注入し、水洗を行う。このとき、放射性物質含有水に含まれていた瓦礫４１２はメッシュ板４０２上に留まり、放射性物質を含む水だけが、筐体４０５に入り、放射性物質および放射線対応濾過フィルター４０６ａ、４０６ｂを通ることにより放射性物質が除去される。こうして放射性物質が除去された水４１３がドレーン４０７に溜まる。開閉バルブ４０８を開いておくことによりドレーン４０７に溜まった水は排水管４０９に流される。このとき、放射線モニター４１０により、ドレーン４０７に溜まった水から放射される放射線の強度を測定する。この測定の結果、放射線の強度が予め設定された目標値以下であれば、除染が完了したと判断することができる。放射線の強度が目標値を超えていれば、排水管４０９に流した水の除染処理を放射線の強度が目標値以下になるまで行う。
使用後の放射性物質および放射線対応濾過フィルター２０３は、例えば、第４〜第８の実施の形態による廃棄物減容処理システムを用いて減容処理することができる。
以上のように、この第９の実施の形態によれば、瓦礫を含む放射性物質含有水を容易に除染することができる。また、この際、水洗除染装置の外部に放射線が放射されるのを防止することができ、除染作業を安全に行うことができる。
〈第１０の実施の形態〉
第１０の実施の形態においては、高清浄部屋システムについて説明する。
まず、この高清浄部屋システムで用いられる壁（間仕切り壁）について説明する。図２２ＡおよびＢは、この壁５０９を示す。図２２Ａに示すように、この壁５０９は、内壁５０９ａと外壁５０９ｂとが一定距離を置いて互いに対向して設けられ、この２枚の壁が対向することによって壁の周縁部に形成された開口面４面を全て塞ぐようにして側壁５０９ｃ〜５０９ｆが設けられている。さらに、内壁５０９ａ、外壁５０９ｂおよび側壁５０９ｃ〜５０９ｆが隙間無く接合されることによって直方体が形成され、この内部に内部空間（中空部）５０９ｇが形成されている。また、内壁５０９ａは閉空間である部屋５０１の居住空間に接して設けられる。この壁５０９を、例えば、高強度材で構成することによって、全体としては頑健な構造体でありながら外気を導入できる内部空間（中空部）５０９ｇを内包する。壁５０９を構成する側壁５０９ｄの両端部には、通気口５１１が設けられている。この場合、側壁５０９ｄの上端部に設けられた通気口５１１は外気の導入口（インレット）、下端部に設けられた通気口５１１は排気口（アウトレット）である。また、内壁５０９ａの少なくとも一部はガス交換膜５２６によって構成されている。また、内部空間５０９ｇには、内壁５０９ａと外壁５０９ｂとに挟まれるようにして、側壁５０９ｃと一定間隔を置いて互いに対向するようにしてＣ型断面鋼５１５ａが設けられ、側壁５０９ｄと一定間隔を置いて互いに対向するようにしてＨ型断面鋼５１５ｂが設けられている。また、Ｃ型断面鋼５１５ａおよびＨ型断面鋼５１５ｂは側壁５０９ｃおよび側壁５０９ｄに平行に設けられている。Ｃ型断面鋼５１５ａおよびＨ型断面鋼５１５ｂは、例えば、ガス交換膜５２６の端部と接するようにして設けられることが好ましく、このようにして設けられることで部屋５０１を支える十分な強度を確保することができる。また、Ｃ型断面鋼５１５ａと側壁５０９ｃとの間には、側壁５０９ｃの上端部とＣ型断面鋼５１５ａの下端部とを結ぶようにして筋交い５１６が設けられている。また、Ｈ型断面鋼５１５ｂと側壁５０９ｂとの間にも、側壁５０９ｂの上端部とＨ型断面鋼５１５ｂの下端部とを結ぶようにして筋交い５１６が設けられている。これにより、部屋５０１を支えるのに十分な強度を確保することができる。また、Ｃ型断面鋼５１５ａおよびＨ型断面鋼５１５ｂの柱材を構成する部材のうち、ガス交換膜５２６と直交する方向の部材の面には、孔５１５ｃが設けられ、この孔５１５ｃを通して、自由に気体が流れるよう構成されている。壁５０９はこのように構成されることで、通気口５１１を介して、壁５０９の内部空間である内部空間５０９ｇと側壁５０９ｄに隣接する廊下５３３などの家屋オープンスペースとの間で空気のやり取りをする。この空気のやり取りは、好適には、例えば、機械換気により、側壁５０９ｄの上端部に設けられた通気口５１１から強制的に外気（フレッシュエア）を導入し、側壁５０９ｄの下端部に設けられた通気口５１１よりこれを排気する。部屋５０１の居住空間に接する内壁５０９ａにはガス交換膜５２６が設けられており、これにより、部屋５０１内部の空気と、内部空間５０９ｇの中の気体とを、気流の流れとしてのやり取りがないようにして隔てている。部屋５０１の居住空間と内部空間５０９ｇとの間で、直接の気流マスフローのやり取りはないものの、空気を構成するガス分子（酸素、窒素、二酸化炭素など）および、人の生活や活動と共に出るアンモニア等の微量化学物質は、上記ガス交換膜５２６の両側に濃度差が生じた場合には、濃度拡散が生じ、このガス交換膜５２６を介して当該分子を交換することで、この壁５０９の接する部屋５０１内部の空気を人が居住したり活動したりするのに適した環境に維持できる。また、ガス交換膜５２６を、ガス交換膜を織り込むことで得られる２次元状構造体に置き換えて構成することもできる。部屋５０１の構造を支える壁５０９の外壁５０９ｂを構成する部材は、例えば、厚みと強度の十分な板材である高強度材を用いることが好ましく、これに、断熱、防音機能を追加した材料を用いることがより好ましい。このように構成することで、壁５０９全体として、断熱、断音性能の高い構造体としての機能を担保する。一方、図２２Ｂに示す壁５０９は、二つの通気口５１１が、上部側壁である側壁５０９ｅに設けられている。それ以外は、図２２Ａに示す壁５０９と同様な構成となっている。このように壁５０９を構成することにより、内部空間５０９ｇと壁５０９ｅと接する天井裏等の家屋オープンスペースとの間で空気のやり取りをすることができる。
ここで、内壁５０９ａに設けられるガス交換膜５２６の面積について考える。ガス交換膜５２６（あるいは２次元状構造体）の面積をＡとすると、閉空間である部屋５０１の居住空間の体積をＶ、部屋５０１の居住空間内部の酸素消費レートをＢ、外界と平衡状態にあり部屋５０１の居住空間内部で酸素消費の無い時の酸素体積をＶO2、ガス交換膜５２６（あるいは２次元状構造体）の酸素の拡散定数をＤ、上記居住空間内における目標酸素濃度をη（η＞０．１８）とした時、ガス交換膜５２６（あるいは２次元状構造体）の面積Ａが、少なくとも
を満たすように、ガス交換膜５２６が設定されている。ガス交換膜５２６を、例えば、２次元状構造体に置き換える場合において、２次元状構造体が、例えば、九十九折りのような折りたたまれた構造（複数の曲面および／または平面を有する構造）を有する場合には、その構造を引き伸ばし、展開した際の２次元的面積を面積Ａとする。これにより、この壁５０９と接する部屋５０１の酸素濃度は、目標値であるη以上に保つことができる。
上述のように、外壁５０９ｂと内壁５０９ａとを一定距離を置いて互いに対向するようにして設け、その開口面を塞ぐようにして側壁５０９ｃ〜５０９ｆを設け、内壁５０９ａの少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成することで壁５０９を構成しているので、これらの外壁５０９ｂ、内壁５０９ａおよび側壁５０９ｃ〜５０９ｆを高強度材などで構成することによって、全体としては頑健な構造体でありながら外気を導入できる内部空間（中空部）５０９ｇを内包する構造とすることができる。また、この壁５０９の内壁５０９ａを閉空間である居住空間を形成する部屋５０１に接するようにして設けることで、この壁５０９を壁全体として、十分な強度、断熱および断音性能の高い構造体としての機能を担保しつつも、部屋５０１の居住空間と壁５０９の内部空間５０９ｇとの間で、直接の気流マスフローのやり取りをすることなく、気体分子のやり取りをすることができる。つまり、空気を構成する気体分子（酸素、窒素、二酸化炭素など）および、人の生活や活動と共に出るアンモニア等の微量化学物質が、ガス交換膜５２６が仕切る空間の両側において濃度差が生じた場合に、濃度拡散が生じ、ガス交換膜５２６を介して当該分子を交換することで、この壁５０９が接する部屋５０１の内部の空気を人が居住したり活動したりするのに適した環境に維持することができる。
図２３は第１０の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。
図２３に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、互いに異なる二つの独立な部屋が隣り合って構成されている。図２３は、これらの部屋の内部構成を透視して示している。隣り合う部屋のうち、図面右側には部屋５０１ａ、左側には部屋Ｒ1 が設けられている。図２３において、一点鎖線で表される部屋Ｒ1 は仮想的な部屋であって、部屋５０１ａと独立した構成を有していればその構成は限定されない。また、図２３中、破線部は、部屋５０１ａ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ａの内部の構成は実線で示している。
部屋５０１ａは直方体形状を有し、高清浄部屋システム５１０において最も外側の構造であり、閉空間を形成している。この閉空間を構成する部分空間として居住空間５０６と天井裏５０５とを有する。天井裏５０５は、２重天井によって形成される内部空間である。この２重天井は、部屋５０１ａの頂面と、この頂面から一定距離を置いて互いに対向するようにして設けられた天井壁５０２ａとによって構成されている。即ち、居住空間５０６と天井裏５０５とは、天井壁５０２ａによって隔てられている。居住空間５０６を構成する側壁のうち、図中向って右側の壁５０９が、第１の実施の形態で示した壁５０９と同様な構成を有しており、第１の実施の形態で示した壁５０９の内部空間５０９ｇと同様な構成を有する内部空間５０７を内包している。具体的には、一定間隔をおいて互いに平行に設けられた外壁５０９ｂと内壁５０９ａとによって構成された二重壁により内部空間５０７を内包する壁５０９が構成されている。図２２Ａに示した壁５０９を構成する側壁５０９ｃ〜５０９ｆは部屋５０１ａを構成する側壁５０２ｅ、側壁５０２ｃ、天井壁５０２ａおよび床壁５０２ｇによって構成される。この内部空間５０７には気体流路５２４が設けられ、内壁５０９ａの少なくとも一部には開口５２３が設けられている。この開口５２３は、天井壁５０２ａの天井裏５０５側の面上に設置された、ファンフィルターユニット５２１の吸入口に対応している。ファンフィルターユニット５２１としては、第１の実施の形態で用いた放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５と同様なものが用いられる。開口５２３は、例えば、複数有していてもよい。内部空間５０７の厚み、即ちここでは内壁５０９ａと外壁５０９ｂとの距離は、具体的には、例えば、５ｃｍ以上４０ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下であることがより好ましい。居住空間５０６と内部空間５０７とを隔てる、壁５０９の内壁５０９ａには、ガス交換膜５２６が張られている。このガス交換膜５２６はダスト微粒子は通さず気体分子は通すようにして構成されており、居住空間５０６と内部空間５０７との隔壁である内壁５０９ａの一部を構成している。ガス交換膜５２６は、居住空間５０６が、例えば、和風あるいは和室様であれば、障子紙を利用することが好適である。ダスト微粒子は通さず気体分子は通す能力を持つ壁構造は、例えば、内壁５０９ａに居住空間５０６と内部空間５０７とを連通させる開口部を設け、然る後、ガス交換膜５２６を、この開口部を完全に塞ぐように貼り付けることで得られる。また、ガス交換膜５２６はガス交換膜を織り込むことで得られる２次元状構造体とすることもできる。また、壁５０９の内壁５０９ａによって隔てられた居住空間５０６内と内部空間５０７内とにおいて流れる空気の方向が一致するように構成することが好ましく、また、流れの速さも一致するように構成することが好ましい。この構成としては、例えば、居住空間５０６内に送風機を設けることが好ましい。このように構成することで、ガス交換膜５２６によるガス交換をスムーズに行うことができる。また、居住空間５０６内には、部屋５０１ａの左奥隅を構成する側壁５０２ｂおよび５０２ｅと、これらの側壁に互いに対向して設けられた側壁５１９ａおよび５１９ｂと、天井壁５０２ａとによって囲まれた閉空間であるユーティリティースペース５１９を有する。このユーティリティースペース５１９は、例えば、トイレやお風呂、洗面台などに利用される。
ファンフィルターユニット５２１が設けられる部分の天井壁５０２ａには、ファンフィルターユニット５２１の吹き出し口に対応する開口が設けられ、この開口とファンフィルターユニット５２１の吹き出し口とが気密性を持って接続されることによって吹き出し口５２２が形成されている。この吹き出し口５２２とファンフィルターユニット５２１の吹き出し口とは、気密性よく一体化されている。ファンフィルターユニット５２１の吹き出し口から気流が出射されることで居住空間５０６へ清浄気体が供給される。また、ファンフィルターユニット５２１は壁５０９の内部空間５０７の内部にも設置することができる、
壁５０９内に形成された内部空間５０７においては、ガス交換膜５２６の面から、壁５０９の厚みの半分程、例えば、５ｃｍ以上１０ｃｍ以下の長さで後退させて、開口５２３とファンフィルターユニット５２１への気体流入口とを気密性を持って連通する気体流路５２４が設けられている。これにより、ガス交換膜５２６の両側に十分な気体の存在が可能な体積を確保することができる。気体流路５２４は、例えば、５ｃｍ以上１５ｃｍ以下の厚みで、幅約９０ｃｍのダクト構造とする。開口５２３は、居住空間５６内部の空気を気体流路５２４内部へ導入する吸入口である。開口５２３から入った気体は気体流路５２４を通ってその全量が、ファンフィルターユニット５２１の吸入口へ還流する。こうして、１００％循環フィードバック系が完成する。一つの壁５０９の内部空間５０７をして、ガス交換能力と１００％循環フィードバック系を構成する気体流路の格納の二つの機能を備えさせることで、内部のスペースを有効利用できる。ファンフィルターユニット５２１は、一般に、居住空間５０６に付属する１００％還流路のどの場所にあっても良く、上述の天井配置のみならず、例えば、壁５０９内部に床置きの形で格納することもできる。このようにして、図２３に示す状況から明らかなように、従来の住宅の部屋に比べ何ら狭小化することなく、極めて清浄な部屋システムを構成することができる。
天井裏５０５と内部空間５０７とは、内部空間５０７を構成する天井壁５０２ａに開口が設けられることで連通して構成されている。天井裏５０５に接する側壁５０２ｅには通気口５１１ａが設けられている。部屋５０１ａの居住空間５０６に接する側壁５０２ｅには、人間が居住空間５０６と外部空間とを出入り可能な出入り口５０８を有しており、例えば、廊下（図示せず）と居住空間５０６との間を自由に行き来することができる。また、内部空間５０７に接する側壁５０２ｃには通気口５１１ｂが設けられている。この通気口５１１ａおよび５１１ｂが外気導入のインレットとアウトレットの役目を果たす。これは、例えば、通気口５１１ａから流入するフレッシュエアは、天井裏５０５を経由して、部屋５０１ａの壁５０９の内部空間５０７へ導入される。ガス交換膜５２６を介して、居住空間５０６などで発生した二酸化炭素は、内部空間５０７側へ、また、酸素は、壁５０９の内部空間５０７から、酸素が消費される居住空間５０６側へと濃度拡散され、以って、ガス交換がなされる。ガス交換後の空気は、通気口５１１ｂから排出される。また部屋で発生したガスや化学物質分子も同様にして、壁５０９の内部空間５０７を経由して外部へ排出される。通気口５１１ａと通気口５１１ｂとのインレットとアウトレットの役目は、建物全体の送風機構により逆転させることもできる。即ち、通気口５１１ｂを経由して外部からフレッシュエアを導入し、通気口５１１ａを経由して上外部へ汚れたエアを放出することもできる。また、通気口５１１ａが複数設けられている場合にあってはインレットとアウトレットとの組み合わせは適宜選択することができ、通気口５１１ｂも同様に適宜選択することができる。また、天井壁５０２ａに開口を設けないことで天井裏５０５と内部空間５０７とは連通しないように構成することもでき、その場合には通気口５１１ａと通気口５１１ｂとを完全に独立した通気口とすることができる。
天井裏５０５と内部空間５０７との連通の有無に関わらず、壁５０９中の内部空間５０７と居住空間５０６との間で、ガス交換膜５２６を介して気体分子のやり取りがされる。すなわち、酸素や二酸化炭素、あるいは生活臭の元となる化学物質分子が、ガス交換膜５２６が隔てる内外の濃度差に応じて濃度勾配による拡散が行われ、居住空間５０６の内部の空気を生活・活動に好適なものに保つことができる。ガス交換膜５２６の面積は、平坦な障子紙様の２次元膜（障子紙）を利用する場合、例えば、１３５ｃｍ×１３５ｃｍとすると良い。ファンフィルターユニット５２１の吹き出し口５２２から空気が下向きに吹き出されることで居住空間５０６に空気が供給される。居住空間５０６内における空気中の塵埃を下方へと押しやると共に、内部空間５０７を形成する壁５０９の内壁５０９ａの下部に設けられた開口５２３から、開口５２３とファンフィルターユニット５２１の吸入口とを気密性を持って連通する気体流路５２４に流入し、この気体流路５２４を通って、ファンフィルターユニット５２１へ全量が還流する。このようにして、ファンフィルターユニット５２１から居住空間５０６内部へ流出する気体の全部が、ファンフィルターユニット５２１へ還流するよう構成されることで１００％循環流路が完成する。また、上述したように、部屋５０１ａの側壁の少なくとも一つを上述の壁５０９で構成することによって、この壁５０９に内包された内部空間５０７に、ガス交換と１００％循環フィードバック系を構成する気体流路の格納との両方の機能を備えさせることできる。これにより、部屋５０１ａ内部のスペースを有効利用でき、従来の住宅の部屋にくらべ、何ら部屋を狭くすること無く、外見上も部屋 側面にはめ込み式の障子様デザインを持った部屋として極めて自然に超高清浄環境を実現できる。この側壁に設けた障子様のガス交換膜５２６の裏に照明器具を設置することで、壁自体が光る間接照明の役を果たすことも可能で、この場合、壁５０９は一人３役の高機能壁として機能する。
また、塵埃除去のみならず、臭い等も分解したい場合には、光触媒５６１を気体流路５２４の中に設けるとよい。光触媒５６１は、光触媒単体の他に、例えば、光触媒と塵埃フィルターとを組み合わせたものであってもよい。光触媒５６１は、例えば、気体流路５２４の内部に設けられ、この実施の形態においては、例えば、ファンフィルターユニット５２１の塵埃フィルターの上流にファンフィルターと直列に設けられるが、この設置形態に限定されるものではない。この光触媒５６１は、この高清浄部屋システムの下では、殆ど無塵状態の中で作動するので、目詰まりの問題から開放され、本来の光触媒機能のみに特化したオペレーションが可能で、光触媒機能が極めて長く維持されることになる。光触媒装置は、一般に利用されている、シャープ株式会社製のプラズマクラスター（登録商標）やパナソニック株式会社製のナノイー（登録商標）等の機能性装置と同じく、本発明の１００％循環システムと極めて相性のよいシステムといえる。
この第１０の実施の形態によれば、部屋５０１ａの側壁の少なくとも一つを上記の壁５０９で構成したので、壁５０９を用いることによる既に述べた利点を得ることができるとともに、一つの内部空間を、ガス交換と１００％循環フィードバック系を構成する気体流路の格納との両方の機能を備えさせることで、部屋５０１ａ内部のスペースを有効利用でき、従来の住宅の部屋に比べ何ら狭小化することなく、高清浄化システムの基幹部分を埋め込むことができる。また、１００％還流路を一つしか設ける必要が無いので、簡便に高清浄部屋システムを低コストで構築することができるという利点を得ることができる。部屋５０１ａの出入りの頻度が少なく、相対的に居住空間５０６の内部に滞在する時間が長い場合に、好適なシステムとすることができる。
〈第１１の実施の形態〉
図２４は第１１の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。
図２４に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、隣り合う部屋のうち、図面左側には部屋５０１ｂ、右側には部屋Ｒ2 が設けられている。図２４において、一点鎖線で表される部屋Ｒ2 は仮想的な部屋であって、部屋５０１ｂと独立した構成を有していればその構成は限定されない。また、図２４中、破線部は、部屋５０１ｂ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ｂの内部の構成は実線で示している。
高清浄部屋システムについては、第１０の実施の形態において示した高清浄部屋システムよりも更なる高性能を求めるニーズが高まることも起こりうる。例えば、病院における免疫不全治療、養護老人ホームにおける、より完全な感染症予防、一般家庭における自宅療養の際などに適用される場合である。このときは、例えば、病室、養護室となる居住空間５０６と戸外や廊下との間で出入りするその瞬間にも、この空間の清浄度を劣化させない工夫が必要である。そのためには、第１０の実施の形態の部屋５０１ａの構成を利用しつつ、更に追加の構成を導入する。
即ち、部屋５０１ｂは、第１０の実施の形態において示した部屋５０１ａを構成する側壁である壁５０９と対向する側壁を、壁５０９と同様に構成された内部空間５１２を内包する壁５１３としたものである。即ち、部屋５０１ｂを構成する側壁のうち、出入り口５０８を有さない側の、互いに対向する側壁のいずれもが内部空間を内包する壁５０９および壁５１３で構成され、壁５０９に内包される内部空間５０７と壁５１３に内包される内部空間５１２とは互いに独立している。また、壁５１３および内部空間５１２の構成は、壁５０９および内部空間５０７と同様な構成とすることができる。部屋５０１ｂは図中向かって左手の壁が、上述の壁５０９と同様な構成を有する壁５１３で構成されており、この壁５１３は、外壁５１３ｂと内壁５１３ａとによって構成されている。壁５１３は第２の内部空間である内部空間５１２を有しており、この内部空間５１２はガス交換膜５２６を介して居住空間５０６に隣接する空間となっている。内部空間５１２の厚みは、具体的には、例えば、５ｃｍ以上４０ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下であることがより好ましい。これは、後述するように、内部空間５１２内には気体流路５２４を内部に格納しなくて良いので、内部空間５１２の厚みを１５ｃｍ以下という薄い構造とすることもできる。
内部空間５０７内部に設けられる気体流路５２４は内壁５０９ａ上に設けられていてもよい。これは、内壁５０９ａの一部をガス交換膜５２６で構成していないからである。また、壁５０９および壁５１３は、壁そのものを気体流路とすることもできる。ただし、壁そのものを還流路とする場合には、壁５０９に設けられている通気口５１１ｂは閉じておく。また、気体流路５２４の厚みは、上述したものと同様に５ｃｍ以上１０ｃｍ以下であることが好ましいが、内部空間５０７の厚さまで、気体流路５２４の厚みを厚くして断面流量を向上させ流れのコンダクタンスを上げることもできる。壁５１３の内壁５１３ａの一部はその一部がガス交換膜５２６で構成されている。
また、天井裏５０５と、二重壁によって構成される内部空間５０７と内部空間５１２とは、天井裏５０５を介して互いに連通していてもよいし、していなくともよい。また、内部空間５０７および内部空間５１２は、いずれか一方が天井裏５０５と連通していてもよい。内部空間５０７および５１２への外気の導入は第１０の実施の形態と同様に行うことができ、通気口５１１ａおよび５１１ｂのインレットおよびアウトレットの組み合わせは用途によって適宜選択することができる。例えば、部屋５０１ｂでは、天井裏５０５に接する側壁５０２ｅに設けられた二つの通気口５１１ａをインとアウトのペアにしているが、上述したように、例えば、通気口５１１ａを共にインとして、アウトは側壁下部の通気口５１１ｂに担わせるということも可能である。
居住空間５０６の部分空間である前室５４０は、出入り口５０８に対向するように間仕切りが設けられることで形成される。具体的には、出入り口５０８を有する部屋５０１ｂの側壁５０２ｅと、壁５１３の内壁５１３ａと、ユーティリティースペース５１９の隔壁５１９ｂと、天井壁５０２ａとで囲まれる空間の開口面を塞ぐようにして引き戸５４７が設けられることで構成される。この引き戸５４７が間仕切りとして機能する。また、引き戸５４７は、当該開口面を塞ぐようにして設けられた間仕切り壁の一部に設けられる構成を有していてもよい。また、居住空間５０６の前室５４０以外の空間は主室５２０を構成している。即ち、引き戸５４７は、前室５４０と主室５２０とを仕切る間仕切りの機能を有する。引き戸５４７を開く時は、ユーティリティースペース５１９を構成する側壁５１９ａに沿って開くよう設定し、引き戸５４７の開閉に伴って、無用のデッドスペースの発生がないように配置する。引き戸５４７が開いたときは、前室５４０と主室５２０とは連通するが、引き戸５４７を閉じることで前室５４０と主室５２０とは完全に隔絶される。また、この引き戸５４７の主面の少なくとも一部は、ガス交換膜５２６で構成されることが好ましい。ガス交換膜５２６としては、例えば、障子紙あるいは障子紙様の濾布や不織布フィルター材を選ぶことで、日本古来の書院造りの趣をかもし出しながら、引き戸５４７にガス交換能を付与することができる。ガス交換膜５２６を引き戸５４７に設ける場合には、具体的には、例えば、引き戸５４７に裏表両面が連通した開口を設け、この開口全体を完全に塞ぐ形態でガス交換膜５２６を張る。このように構成することで、前室５４０の内部と外部との間において気流としての出入りが無くても前室５４０の内部と外部とにおいてガス交換を行うことができる。
前室５４０を形成する図中左手の壁は壁５１３によって構成されている。前室５４０と壁５１３の内部空間５１２とを隔てる内壁５１３ａには、ガス交換膜５２６が張られており、このガス交換膜５２６が内壁５１３ａの一部を構成している。また、この内部空間５１２には、ガス交換膜５２６と平行に、この膜から、内壁５１３ａと外壁５１３ｂとの距離の半分程度の距離、即ち５ｃｍ以上２０ｃｍ以下の距離を後退して、気体流路５４３が格納されている。気体流路５４３は、内壁５１３ａの最下部に設けられた開口５４６と、天井裏５０５の内部の天井壁５０２ａ上に設けられたファンフィルターユニット５４４の気体流入口とを気密性を持って連通している。ファンフィルターユニット５４４は、前室５４０内部に気体が送り出されるように吹き出し口５４５に接続されている。吹き出し口５４５は、吹き出し口５２２と同様に構成される。気体流路５４３は、気体流路５２４と同様にして構成することができるが、例えば、矩形断面のダクトの使用の他、蛇腹パイプを複数並列して連結することが挙げられる。気体流路５４３は気密性を持って開口５４６に接続される。前室５４０内部の空気は、開口５４６を通じて気体流路５４３内部へ導入され、その全量が吹き出し口５４５から前室５４０の内部に再び戻る。
また、より簡便なタイプとして、この前室５４０内部の内壁５１３ａに設けられたガス交換膜５２６を省き、引き戸５４７を構成するガス交換膜５２６（障子紙）の機能により代替させることが可能である。気体流路５４３は、内部空間５１２の内部に、内部空間５１２と隔絶して構成されてさえいればよく、例えば、単純に、上記の蛇腹パイプで連結するということでも実現できる。また、この実施の形態では、ガス交換能をできるだけ付与するべく、主室５２０を構成する天井壁５０２ａの少なくとも一部やユーティリティースペース５１９を構成する天井壁５０２ａの少なくとも一部などもガス交換膜５２６で構成されるが、ガス交換膜５２６の設置の有無や、設置する面積などは、部屋内部の酸素等使用量に応じて適宜設計、選択することができる。
次に、この高清浄部屋システム５１０の動作について説明する。廊下などの外部空間から、出入り口５０８を経て入る人は、一旦前室５４０において、例えば、数十秒〜数分待った後、引き戸５４７を開けて主室５２０へ入る。こうすることで、居住するスペースの清浄度を一切劣化させること無く、入ることができる。一方で、人間などが退出するときも、主室５２０から前室５４０に入った後、引き戸５４７を閉じ、然る後、出入り口５０８から外部へ出ることで、主室５２０の清浄度を一切劣化させること無く、廊下・戸外へ出ることができる。その他のことは、第１０の実施の形態と同様である。
〈実施例〉
第１１の実施の形態による高清浄部屋システムは、新築の建築物、例えば、家屋、ビル等は勿論のこと、既存の建築物の改築等にも対応できる。この実施例においては、一般的な家屋の部屋に高清浄部屋システムの機構を組み込み、高清浄部屋システム５１０とした。
図２５は高清浄部屋システムの機構を組み込む前の部屋を示した上面図である。
図２５に示すように、部屋５０１は３６００ｍｍ四方で、高さ約２３００ｍｍの直方体形状を有する。また、この部屋５０１の廊下（図示せず）に面した側壁のうち一方の角部に接する部分には出入り口５０８が設けられている。また、もう一方の角部には、部屋５０１内に幅１８００ｍｍ、奥行き９００ｍｍ、高さ２３００ｍｍの直方体の収納部５１９ｃが形成されている。この空間を、上記に示した、この第１１の実施の形態のユーティリティースペース５１９に相当する一角とみなせば、本実施例は、新築の住宅などに高清浄環境システムを適用するモードであるこの第１１の実施の形態と同等の性能を、既に極普通に一般に存在する住宅などの部屋を改築して高清浄環境システムを適用するモードで実施することができる。つまり、部屋５０１は、出入り口５０８を有する部屋５０１の一角に収納部５１９ｃというユーティリティースペース５１９を有するとみなすことができ、例えば、第１０の実施の形態において示した部屋５０１ａと同等な空間とみなすことができる。そして、この部屋を改築することによって、高清浄部屋システム５１０の構成を付与し、この第１１の実施の形態で説明した高清浄部屋システムと同等の性能を、既に、ごく普通に一般に存在する住宅などの部屋に対して適用することができる。ここで、部屋５０１の内部の構成について説明する。部屋５０１の出入り口５０８が設けられた側面と対向する側面には、幅１６９０ｍｍ、高さ１１７０ｍｍの窓部５５４が設けられている。部屋５０１内の収納部５１９ｃ以外の空間である居住空間５０６は、大きさの異なる二つの直方体空間が連結されることで構成されている。この二つの直方体空間のうち、一方は、収納部５１９ｃの側壁５１９ｂと、側壁５０２ｂのうち側壁５１９ｂに互いに対向する部分と、側壁５０２ｃのうち側壁５１９ｂと側壁５０２ｂとに挟まれる部分とによって囲まれる直方体空間であって、出入り口５０８から居住空間６に入って直ぐのスペースである。この直方体空間の具体的な寸法は、奥行き×幅×高さ＝９００ｍｍ×１８００ｍｍ×２３００ｍｍである。また、この直方体空間は、以下に述べる改築の後、前室５４０と内部空間５５７とを構成する。また、他方は、側壁５０２ｅと収納部５１９ｃの側壁５１９ａと、側壁５０２ｄのうち側壁５０２ｅと側壁５１９ａとに挟まれる部分と、この側壁５０２ｄの部分と対向する側壁５０２ｂの部分とによって囲まれる直方体空間であって、部屋５０１の窓側のスペースである。この直方体空間の具体的な寸法は、奥行き×幅×高さ＝２７００ｍｍ×３６００ｍｍ×２３００ｍｍである。この直方体空間は、以下に述べる改築の後、主室５２０と内部空間５１２とを構成する。
図２６は、高清浄部屋システムの機構を組み込んだ後の部屋５０１を示した上面図である。また、図２７は、側壁５０２ｂ側から見た断面図（透視図) である。図２８は、側壁５０２ｃ側から見た断面図( 透視図) である。
図２６〜図２８に示すように、部屋５０１の内部には居住空間５０６が形成されている。改装後は、上記の二つの直方体空間が間仕切り５４１と引き戸５４７とによって間仕切りされることで、居住空間５０６は主室５２０および内部空間５０７とを有する空間と、前室５４０および内部空間５５７を有する空間とに分割される。また、ファンフィルターユニット５２１の収納部５５０は、部屋５０１の天井壁５２７と平行にパネルを設け、天井壁５２７と当該パネルとで形成される空間を気密性を持って囲むことでファンフィルターユニット５２１と気体流路５２４とが収納されたファンフィルターユニット収納部５５０が形成される。また、側壁（在来壁）５０２ｄから約１５ｃｍ離間して、平行に壁５０９ａを設置することで、側壁（在来壁）５０２ｄと内壁５０９ａとが一体となった中空壁である壁５０９となる。この壁５０９は図２２ＡおよびＢに関連して説明した構成を有していることが好ましい。側壁５０２ｄの厚みが約１０ｃｍで、内壁５０９ａの厚みが約０．６ｃｍであるので、内部空間を有する二重壁である壁５０９の全体の厚みは、約２６ｃｍとなる。また、上記構成により、この新たな壁５０９が有する中空スペースであるところの内部空間５０７の厚みは１５ｃｍとなる。また、側壁５０２ｂと、出入り口５０８を有する側壁（在来壁）５０２ｃと、側壁（在来壁）５０２ｂに対向する部屋５０１の側壁（在来壁）５１９ｂと、間仕切り５４１と、引き戸５４７とで囲まれて成る空間は、隔壁５５６で間仕切りされることで、前室５４０と内部空間５５７とに分割される。隔壁５５６は、側壁５０２ｃのドア５０８側の端部と間仕切り５４１との間を塞ぐようにして側壁（在来壁）５１９ｂと対向して設けられる。前室５４０は、人が外部空間から部屋５０１に入る場合に最初に入る空間である。一方、内部空間５５７は、前室５４０における１００％循環フィードバック流路を格納する空間となる。
引き戸５４７は、間仕切り５４１の面上をスライドするようにして設けられ、引き戸５４７が閉鎖される場合においては、主室５２０と前室５４０とを形成するそれぞれの空間とは完全に隔絶される。また、引き戸５４７の開放時には、引き戸５４７は、スライドすることで主室５２０の間仕切り５４１の主面上の位置に移動する。また、引き戸５４７は、閉鎖時において前室５４０が気密性を保つようにして構成されている。また、間仕切り５４１および引き戸５４７は、側壁５１９ａと同一平面上に設けられることで、主室５２０にできるだけ凹凸の無いように設定することが、デッドスペースを減少させ、居住性能も高まるので、望ましい。出入り口５０８と引き戸５４７との両方が閉鎖されると前室５４０は、塵埃微粒子の出入りの無い密閉された状態となる。外部から部屋５０１へは出入り口５０８を開けることによって入ることができる。天井裏５０５内の天井壁５０２ａには、ファンフィルターユニット５４４が設けられている。前室５４０においては、壁５５６の最下部にファンフィルターユニット５４４の吸入口に対応した開口５４６が設けられ、ファンフィルターユニット５４４の吹き出し口５４５から前室５４０の内部に流出する気体の全部が、開口５４６を通過し、ファンフィルターユニット５４４の吸入口と開口５４６とを気密性を持って連通する気体流路５４３を通って、ファンフィルターユニット５４４へ還流することで、１００％循環フィードバック系が構成されている。
内壁５０９ａは、上述の通り、部屋５０１の側壁５０２ｄに一定間隔をおいて平行に設けられており、壁５０９は、主室５２０にガス交換膜５２６を介して接する空間５０７を内包している。壁５０９は、その端面に気流のインレットとアウトレットとを有しており、内部空間５０７と外部空間である廊下とは、パイプ５５５ａおよび５５５ｂによって接続されている。このように、外部空間と内部空間５０７との間で気体が交換可能となることで、内部空間５０７が外気導入空間として機能する。パイプ５５５ａは吸入口５１１ｃを有するインレットパイプであり、パイプ５５５ｂは排出口５１１ｄを有するアウトレットパイプとなる。その外径は１０ｃｍである。また、吸入口５１１ｃおよび／または排出口５１１ｄには、例えば、機械換気装置を設けることが望ましい。この機械換気装置は、具体的には、例えば、主室５２０内の空気が２時間で１回転以上する程度の風量生成能力を有するものが好ましい。２時間で１回転とは、２時間で主室５２０内の空気が全て換気されるということである。内壁５０９ａの少なくとも一部はガス交換膜５２６である障子紙で構成されている。これにより、主室５２０は、一般の壁材あるいはガス交換膜５２６を一部に含む側壁で囲まれた閉空間となり、内部空間５０７と外部空間との間において気流としての空気の出入りが無いが、主室５２０と、外部に連通した内部空間５０７との間で気体分子の交換をすることができる。これにより、主室５２０と、外部に連通した内部空間５０７との間において、空気を構成するガス成分に濃度差がある場合に、ガス交換膜５２６を介して、内部空間５０７と主室５２０との間において気体を構成するガス分子や、部屋内部での生活や作業に付随して発生する、部屋の空気中に含まれる種々の分子の濃度拡散が生じ、主室５２０の空気の構成ガス成分は、その濃度が外部のそれと平衡に達する様に移動する。即ち、主室５２０内の酸素濃度が下がれば、内部空間５０７よりガス交換膜５２６を介して、酸素が供給され、主室５２０内の二酸化炭素濃度が上がれば、内部空間５０７よりガス交換膜５２６を介して二酸化炭素が排出される。また、主室５２０内にて、種々の臭いや化学物質が発生した場合は、その元となる分子は、上記の機構に従って、外界に排出される。
また、主室５２０には、ファンフィルターユニット５２１と気密性を有する気体流路５２４とで構成された１００％循環フィードバック系が接続されている。主室５２０と内部空間５０７とを隔てる内壁５０９ａには、１００％循環フィードバック系を構成する吸入口である開口５２３が設けられている。開口５２３から吸引された気体は、開口５２３とファンフィルターユニット５２１との間を気密性を持って連通する気体流路５２４を通って、ファンフィルターユニット５２１の吸入口に入り、その内部で濾過された後、吹き出し口５２２を経て、主室５２０に押し出（排出）され、この空気が部屋内部の塵埃を取り込みながら、再び、開口５２３へ戻ることにより１００％循環フィードバック系が形成される。気体流路５２４は、本実施例では、直径約１０ｃｍの蛇腹パイプである。また、これらの図２６〜図２８において示したこの実施例は、コンセプトを示すに留め、厳密に寸法や距離をスケールして描いていないが、気体流路５２４は、ガス交換膜５２６からは約５ｃｍ後退し、壁５０２ｄにほぼ接する形となっている。また、主室５２０と内部空間５０７とを隔てる内壁５０９ａの少なくとも一部をガス交換膜５２６の一つの例である障子紙で構成することで、内壁５０９ａによって内部空間５０７と主室５２０との間で気体の交換が可能となる。
また、出入り口５０８によって外部空間と前室５４０との間で出入りがあった際には、出入り口５０８と引き戸５４７とを両方とも閉めた状態で、前室５４０内の清浄化を行う。具体的には、前室５４０を閉空間とした後に、上述のファンフィルターユニット５４４を用いた１００％循環フィードバック系を運転することにより行う。また、後述する図３９、図４０に示すように、ファンフィルターユニット５４４の運転から４０数十秒〜数分の後には、前室５４０の清浄度が格段に高まるので、この後、引き戸５４７をあけて、前室５４０から主室５２０に入ることができる。また、引き戸５４７は、少なくとも一部を障子紙等ガス交換能を持つ膜で構成することにより、主室５２０と前室５４０との間で気流としての空気の出入りが無くとも上述の気体ガス成分のやり取りをすることができる。
図２９は、この実施例による高清浄部屋システム５１０の完成した姿を示した、デジタルスチルカメラによって撮影された写真である。図２９に示すように、奥の壁である壁５０９がこの実施例において示した壁５０９であり、この壁５０９を側壁の一つとして組み込んだ部屋５０１の主室５２０内部の写真となっている。窓部５５４を有する部屋５０１には、天井部に収納部５５０に格納されたファンフィルターユニット５２１と気体流路５２４とが設けられ、吹き出し口５２２より清浄エアが下方へ射出される。壁５０９は主室５２０と内部空間５０７とを隔てる内壁５０９ａを有し、壁５０９ａにはファンフィルターユニット収納部５５０が延びて接している。内壁５０９ａの一部は、１３５ｃｍ×１３５ｃｍの面積を持つ、ガス交換膜５２６となっており、ガス交換膜５２６である障子紙で構成されている。また、壁５０９ａの下端部には、吸入口である開口５２３が設けられている。この開口５２３には、気体流路５２４内に大きなごみが侵入しないように網が設けられている。
障子紙面積の決定（order estimation）は、以下の考察に基づく。ガス交換膜５２６として用いる障子紙は、市販の民生用、汎用品（株式会社アサヒペン製の無地障子紙）であり、通気度等の物性値は提示されていない。そこで、使用する障子紙の通気度を、非特許文献３に示された濾布の通気度の典型的な値の中でも、控えめに見積もった値［〜１ｌ／（ｄｍ2 ・ｍｉｎ）］：２００Ｐａ）を有しているものとして用いる障子紙の形状、大きさなどを設計をし、その面積を決定した。これは、後で述べる様に、実際に主室２０の中に人が入って実験を行うので、通気度を控えめに見積もり、面積Ａを大きめに設定することは、安全性の面からも好ましいからである。また、上記に示した、式（１２）の第２項が、単位時間当たり、ガス交換膜を介して拡散して来る酸素分子の占める体積Ｆ（単位は、例えば［ｍ3 ／ｍｉｎ］）を示しているので、これを濃度差の関数としての式から、圧力（分圧）差の関数としてのものとして勘案し、上記、通気度が単位時間、単位面積当たり、当該圧力差において拡散して来るガス分子の占める体積であることを踏まえると、上記において示した式（１２）に現れる、ガス交換膜のＤ／Ｌを、通気度から算出することができる。安全性の面からターゲット酸素濃度η＝２０．８％と設定すると、ガス交換膜５２６の面積Ａの満たすべき条件は、
となる。また、式（１８）の中途導出式に示すように、Ｄ／Ｌは同式における分母の前係数に相当し、上記通気度の値を基に、約５［ｍ／ｍｉｎ］と算定される。
また、ガス交換膜５２６を、写真に示すように、木枠で格子状に構成された障子窓とすることにより、主室５２０内部を極めて高い清浄度とすることができるにもかかわらず、主室５２０に和風の雰囲気を醸し出すことができる。また、内壁５０９ａの最下部に設けられた開口５２３へは、ファンフィルターユニット５２１の気体流入口とを気密性を持って連通する気体流路５２４が接続され、同流路が内部空間５０７内を走っている。このように、高清浄部屋システム５１０は、従来の部屋空間と比較しても何ら違和感なく、和風の外観を伴いながら、同時に極めて高い清浄度を達成することができる。
上記に示したような、主室５２０と前室５４０とを連結する構成としては、上記のような例に限らず、例えば、日本伝統の和室や和風旅館の部屋が挙げられる。日本伝統の和風旅館の部屋は、入り口を入ると障子等で奥の部屋（主室５２０）と仕切られた、所謂、踏み込み（靴・下駄脱ぎスペース）がある。このスペースに上記の前室５４０の構成を導入することができる。靴を脱ぐことは、まさに、奥の主室５２０に塵埃を持ち込まない、日本古来の知恵であるが、これに本発明の清浄技術を加えることで、名実共に、日本和室は、世界最高級の清浄度を、伝統の姿を全く失うことなく、世界に冠たる姿を持って指し示すと共に、実用に供することができる。また、日本伝統の住居などであれば、外部を外気導入空間である内部空間５０７への外気導入源とし、三和土スペースを前室５４０とし、奥の室を主室５２０とすることができる。また、近代日本の部屋（マンションなどの部屋）などであれば、外部を外気導入空間である内部空間５０７への外気導入源とし、玄関スペース（靴・下駄脱ぎ）を前室５４０とし、奥の室を主室５２０とすることができる。また、欧米式の一戸建ての住居などであれば、廊下や外部を外気導入空間である内部空間５０７への外気導入源とし、日本式に玄関スペース（靴・下駄脱ぎ）を新たに設け、前室５４０とし、残りの部屋スペースを主室５２０とすることで、花粉症等の対策を打つことができる。
次に、この実施例による高清浄部屋システム５１０の動作について説明する。まず、主室５２０内に備えられているファンフィルターユニット５２１を単独で運転した場合の主室５２０内の空気清浄度の変化について説明する。
図３０は、主室５２０内に備えられた１００％循環フィードバック系を構成するファンフィルターユニット５２１を運転した場合についてのダスト粒子数の時間変化を、短い時間スケールにおいて示した略線図、図３１は、同時間変化を長い時間スケールにおいて示した略線図である。
図３０および図３１に示すように、ファンフィルターユニット５２１の運転開始時は、粒径が０．５μｍ以上の塵埃の総和が１０万個／立方フィートを超え（ＵＳ２０９Ｄクラス１０万）、０．３μｍの以上の塵埃の総和は、立方フィート当り１００万を超える、極めて塵埃粒子数の多い、決して清浄とはいえない環境である。ファンフィルターユニット５２１の運転開始後は、主室５２０内の塵埃の粒子数が、運転開始からおよそ５分で１０００個程度まで減少し、１０分を超えたあたりで、１立方フィートあたり１００個以下、即ち、ＵＳ２０９Ｄクラス１００以上の良好な清浄度となる。さらに、特に図３１に示すように、運転開始から１０時間程度経つと、粒径０．５μｍ以上の塵埃の総和は勿論、０．３μｍの以上の塵埃の総和までもが、０カウントを呈することが示された。ここで、図３１において示した略線図の縦軸は、対数プロットを行っているため、測定値ゼロは（縦軸、下方無限遠に飛ぶことから）プロットすることができない。よって便宜上、ここでは、測定で得られたゼロカウントは、便宜上、０．０１のところにプロットした。また、粒径とは一次粒子の平均粒径のことをいう（以下同様。）。この結果は、ＵＳ２０９Ｄクラス１級の、高品位半導体工場などで用いられているスーパークリーンルームの清浄度に匹敵し、本実施例において示したような極普通の一般家庭風の外観を持つ部屋で達成できる清浄度としては、世界初であり、日常生活環境上の視覚的な親和性と超高清浄環境の両立ということで、極めて意義深いことと考えられる。
次に、主室５２０内に人間が滞在することなどによって酸素が消費される場合について説明する。図３２は、主室５２０内において酸素を消費する実験を行った様子を示した図面代用写真である。図３２に示すように、主室５２０内においてカセットコンロによってブタンガスを燃焼させ、さらに、主室５２０内に人間を２人滞在させることにより、室内の酸素を消費しつつ、主室５２０内の酸素濃度を計測した。
図３３Ａは、この実験の開始から８０分までのブタン（Ｃ4 Ｈ10）ガス燃焼量と、主室５２０内の酸素濃度とを示した略線図である。図３３Ｂは、図３３Ａのグラフにおける酸素濃度の変化を２０％付近において拡大して示した略線図である。
ブタンの燃焼反応の反応式は下記の通りである。
反応式（１）より、ブタンが１モル５８ｇ、酸素は同３２ｇであることを考えると、ブタンガスが毎分２ｇ燃焼される際には、酸素の消費量は、約５［ｌ／ｍｉｎ．］であることが分かる。これは、人間の約２０人分の酸素消費量に相当する。本実施例において用いられる部屋５０１の広さである約６畳の居住スペースに対しては、入りきれないくらいの人数であり、酸素供給能力を見るには十分な消費量である。この計測に使用したガスコンロは部屋のほぼ真ん中ながら、ファンフィルターユニットの直下からは外した位置に載置した。また、この計測に使用した酸素濃度計は、ガス交換膜と対向する壁の位置、したがって、ガス交換膜から最も遠い位置に置いた。
また、図３３ＡおよびＢに示すように、主室５２０内の酸素濃度は、２０分から６０分に至るまでに０．３％ほど減少し、一時的に、２０．６％となるが、その後増加に転じる。これは、上記において示した式（１６）においてターゲット酸素濃度とした数値２０．８％と良い一致を示す。酸素濃度が一時的に、２０．６％まで下がるのは、想定内のアンダーシュートであり、以下のように説明できる。ガスコンロの位置と酸素濃度計の位置の兼ね合いにより、式（９）〜（１５）による解析では、簡単の為、濃度の場所依存性はないとしている。即ち、酸素濃度に空間分布があるのは構成上当然であるが、天井に設置したファンフィルターユニットの送風動力の効果により、「部屋の中の空気は十分早くかき回されていて、酸素濃度に場所ムラがない」という近似で解いている。そのため、このアンダーシュートは想定内であり、その後、増加に転じた到達点は、２０．８％になると考えられ、計算と実験結果の一致はかなり良いと考えられる。このように主室５２０内の酸素濃度は、居住スペースと、外界と連通している壁５０９の内部空間５０７の間に濃度差ができると、これを消す方向に酸素分子の濃度拡散が生じる。これにより、酸素濃度としては、主室５２０内部で多量の酸素消費があるにもかかわらず、ほぼ、上記に置いて示した式（１５）に基づいた、２０．９％に近い値を実現できることが示された。１３５ｃｍ×１３５ｃｍの正方形形状のガス交換膜５２６の素材である障子紙を有する壁５０９に接する主室５２０内には人間５２２人が長時間滞在しても酸素が欠乏することがない。これは、主室５２０と壁５０９の内部空間５０７とを隔てるガス交換膜５２６である障子紙が、内部空間５０７に導入された外気と主室５２０の気体の間の各種分子濃度成分をガス交換膜５２６の両側で平衡化する膜として十分機能していることを示している。
また、上述の、主室５２０内の酸素濃度が減少し始めて約４０分経つと下げ止まるという実験結果より、Ｄ／Ｌを算出することもできる。即ち、この系の酸素濃度の変化を記述する微分方程式である式（１２）は、式（３）の微分方程式と同一の形をしており、厳密解は、式（４）と同様の形を取る（特に時間依存性としては、両者等しく、ｔに対し指数関数的変化を示す。より詳細に見ると、式（４）のγＦ／Ｖを、式（１２）のＡＤ／ＶＬで置き換えれば良く、系の時間的振る舞いを把握できる）。指数関数的振る舞いが落ち着くのは、式（４）に関連して説明した通り、式（４）の指数関数の肩における時間ｔの係数の逆数のほぼ１０倍程度経った時間である。このことから、図３３Ｂの結果に基づいて、｛１／（ＡＤ／ＶＬ）｝×１０〜４０ｍｉｎとすることができる。Ａ＝１．３５ｍ×１．３５ｍ＝１．８ｍ2 、また、図２６より約６畳の広さで、天井高さが約２．５ｍであることから、主室５２０の容積Ｖ＝２４ｍ3 であるので、Ｄ／Ｌ〜（２４ｍ3 ／１．８ｍ2 ）・１０・（１／４０ｍｉｎ）〜３．３ｍ／ｍｉｎとなり、段落[ ０１０４] で求めたＤ／Ｌ〜５ｍ／ｍｉｎと良い一致を示す。即ち、ダスト粒子は通さず分子の濃度拡散は可能な膜とこれに接する内部空間を有する壁５０９とこの壁５０９が接する部屋に１００％循環フィードバックシステムを採用したシステムでは、内部で酸素消費実験（ガス燃焼実験）を行うことで、当該膜の重要なパラメータであるＤ／Ｌを求めることができる。一旦、この値を求めた後は、この高清浄部屋システムでは、式（１２）が良い近似で成り立ち、この系を特徴付けるパラメータはＶＬ／ＡＤであることに基づき、このＶＬ／ＡＤを｛（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）｝と書き換えることで、ガス交換膜５２６の性質だけで決まるＤ／Ｌというパラメータをもとに、スケーリングに則って、このガス交換膜５２の接する部屋の設計（ＶとＡの設定、他）を、極めて見通し良く行う方法を新しく提示していることが分かる。つまり、ガス交換に関する、部屋の奥行き、或いは“実効アスペクト比”、Ｖ／Ａと、ガス交換の“機能空間”における抽象的アスペクト比Ｄ／Ｌとの比率をとっている（次元解析を行うと、（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）は、ｍ3 ／ｍ2 の次元を持つ分子を、ｍ2 ／( ｍ/s) の次元を持つ分母で除している）。空間次元を取り出すと、３Ｄ（次元）と２Ｄの比を、機能空間での２Ｄ／１Ｄで除すことで空間次元が相殺し、残る分母の（１／時間）の次元が、最終的に、全体で時間の次元を持つ量を与えており、これが即ち、系のガス交換の時定数となっている。このように（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）でスケールすることから、図２６の実施例をさらに高機能化する手段として、塵埃対策的には、ファンフィルターユニットから射出される空気流を、天井面一面で均一化する（例えば、ファンフィルターユニットの下には目の細かいメッシュを、これから離れた所には、“目の粗い”メッシュをおく）ことが有効なことが分かっているが、更に、（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）の比に基づく、ガス交換能的に追加の改良点として、ファンフィルターユニットを壁５０９よりは、壁５０９に対抗する壁の方に近づけると共に、上記の“目の粗さ”に関しても、壁５０９から遠い方では、より粗く、壁に近いほうは、むしろやや小さくすることが良いことが分かる。このように、スケーリングに則って、部屋の設計を高清浄度およびガス交換能的に極めて見通し良く的確に行う上で、従来に無い新しい方法を与えている。
上述したように、上記の式（１５）を用いることにより、主室５２０の酸素消費量が異なるときでも、ガス交換膜５２６の面積を計算することができる。同様の膜微細構造を有するガス交換膜で拡散定数が同一の場合には、厚みが異なるガス交換膜を使用する場合でも、式（１５）により、やはり適正な面積を計算できる。また、通気度等の性能不明のガス交換膜であっても、ガス交換膜の面積と厚みを押さえた上で、ここに述べた実験を一度行うことで、その性能を把握し、内部で行う作業に応じてガス交換膜の面積を種々の様態に応じて計算し、以降は、自由に主室５２０を設計することができる。また、式（１２）は、部屋内の気流の回転がよく、空間依存性を考えなくてよい場合の式である。よって、このような機構を備えていない部屋、或いは、機構を備えていてもその機構を止めている場合には、位置依存性を考慮した考察が必要である。しかしながら、このような場合でも、一旦、実験による計測により、面積Ａと或る一つの酸素消費レートにおける、部屋内酸素濃度の実験値を得ることができれば、その後は、異なる酸素消費状況下にあっても、上記に示した式（１５）の、Ｌ依存性、Ｂ依存性、Ｄ依存性に従って、必要なガス交換膜５２６の面積Ａを求めることができることは重要である。また、こうして算出した面積Ａは、図２６の壁５０２ｄがガス交換膜５２６から無限に離れている、即ち、２重壁５０９の空洞幅が非常に大きい場合、言い換えると、実質的にガス交換膜５２６が、外界（例えば戸外や廊下の空間）に直接接している場合にも、主室５２０への適切な酸素供給能を与える値であることに注意されたい。即ち、２重壁５０９の厚みが実質的に無限大の場合として、主室５２０と外界との界面にガス交換膜５２６が単独で存在する場合も本発明の実施例に含まれる。
このように、障子戸や障子窓を有する和風の空間を構成し、従来の和風建築と何ら違和感の無い部屋を維持し、かつ、多量の酸素消費を伴う作業や活動を行った際でも、部屋内の空気環境を人間の生存に好適なもの維持しつつ、同時に、部屋内の空気清浄度はＵＳ２０９Ｄクラス１００を優に超え、同クラス１にも迫る極めて良好な清浄空間を得ることができる。このように、ガス交換膜５２６を日本古来の障子紙とすることで、伝統的な「書院造り」の端正な佇まいを、現代的な高清浄環境特性を備えさせつつ、再登場させることができ、例えば、レストランや居酒屋などに好適である。また、これらの空間において受動喫煙の弊害を低減することができると期待される。世界の住宅や、レストラン、病院、養護施設へと展開されることで、地球人類の未来の安寧に大いに資すると期待してやまない。
図３４は、本実施例の、高清浄部屋システム５１０において、更に、気体流路５２４の内部において、ファンフィルターユニット５２１の上流側に、直列に光触媒フィルター（セントラル空調用光触媒脱臭ユニットＭＫＵ４０：日本トーカンパッケージ株式会社製）を配置し、主室５２０内においてアルコールを一定量揮発させてから、送風量１１［ｍ3 ／ｍｉｎ．］にて、ファンフィルターユニット５２１を運転した場合の、主室５２０内の空気に含まれるアルコールの濃度変化を示した略線図である。図３４に示すように、ファンフィルターユニット５２１の運転開始から１分後には、主室５２０内の空気に含まれ、人間の感じるアルコールの異臭は運転開始前の半分となり、３分後には、ほぼゼロとなる。
図３５は、上記と同様な構成にて、主室５２０内において芳香剤を一定量揮発させて運転した場合の、主室５２０内の空気に含まれる芳香剤の異臭の度合いを示した略腺図である。図３５に示すように、ファンフィルターユニット５２１の運転開始から１分後には、主室５２０内の空気に含まれる芳香剤（プロピレングリコールなど）に関し、人間の感じる臭気は、運転開始前の５分の１となり、２分後には、ほぼゼロとなる。このように、主室５２０内における臭いの原因となる物質の濃度をかなり短時間に、低減することができる。
図３４および図３５に示した結果は、光触媒が、内外で空気の出入りが無い状況で、Ｓσを化学物質の発生量、ｎを化学物質濃度、γを光触媒のフィルター一回通過当たり分解効率と読み替えた、上記に示した式（３）、および、その解が示す指数関数的濃度減少の効果（式（４）を参照）と、もう一つは、ガス交換膜５２６を通じての外界との平衡状態へ達しようとする効果の相乗効果の現れであり、本発明の極めて効率的な作用の証左となっている。
このように、内部に光触媒フィルターを設けた１００％循環フィードバック系を用いると、この閉空間内で発生し、内部に滞在する化学物質などの濃度を極めて素早く低下させることが可能となる。これは、上述の通り、この閉空間内の化学物質が１００％循環フィードバック系によって繰り返し光触媒と接触することで指数関数的に減少するという、光触媒と１００％循環フィードバック系との相乗効果と、ガス交換膜５２６のガス交換機能に由来する。すなわち、密閉循環フィードバック系の構成を有しない従来型のクリーンユニットに光触媒を組み込んでも、開放系では、光触媒効果は小さい一方、本実施例の高清浄部屋システム５１０においては、密閉循環による塵埃減少によって、光触媒の機能が本来の化学物質等分解の役割に特化することができる。これらのことにより、本実施例の高清浄部屋システム５１０では、塵埃フィルターと光触媒との両方において長寿命性と高機能性との両立を実現することができる。
これらのことから、例えば、臭いの発生しやすい、介護ホーム、養護ホーム、病院室内などの閉空間において、この高清浄部屋システム５１０を適用することによって、室内で臭いの発生があっても瞬時に分解できることから、居住環境を飛躍的に向上させることができる。また、例えば、外部からの化学物質の侵入や内部での化学物質の発生などがあっても、空間を密閉した後に１００％循環フィードバック系を運転することによって閉空間内部の化学物質濃度を数分でほぼ０にすることができる。特に、この実施例では、部屋５０１内、特に、主室５２０内を無菌かつ無塵にして有害ガス／異臭フリーの環境が実現できるので、この主室５２０の中に、例えば、小ぶりの樹木、観葉植物やハーブ等の、人間にとって好ましい効能を有する植物を置くことにより、例えば、都会の真ん中であっても、場所を選ばず居ながらにして、最高クラスの“森林浴”が体験できる。更に、積極的にラベンダーやその他、ユーザーそれぞれのニーズに合致したアロマの香りを導入することで、これからの現代人の最大の贅沢である、環境、中でも空気の品質を最大限に引上げることで、リラクゼーション等、人々の体に纏わるポジティブな効果を最大限に引上げることが可能となる。また、例えば、この密閉空間の内壁の一部をガス交換膜５２６で構成することなどにより、特定の化学物質に対してアレルギー症状を引き起こす化学物質過敏症の患者や、喘息の患者であっても、この空間内であれば、喘息やアレルギー症状を重症化することなく長時間滞在することができる。また、例えば、無塵・無菌環境にて呼吸器を、例えば就寝時の一日約８時間、“無負荷運転”することで、消化器官に対する短期間の断食が効果を奏するとされているのと同様の効果が期待できる。また、例えば、居住・治療空間内を、例えば、クラス１〜１０程度の高清浄空間とすることで、無塵かつ無化学物質環境という“バックグラウンドノイズの少ない" 環境で、呼吸器、特に肺を経由した薬の投与を行えば、上述の“Ｓ／Ｎ比”を飛躍的に向上させた状況での、治療ができると期待される。つまり、在来環境の１０億を超える塵埃の影響なく投薬等の医療プロセスを実行できる。老齢人口の増加する日本や、今後同様のことが予測される世界各国において、この高清浄部屋システム５１０の病院応用や在宅医療応用は極めて大きな可能性を秘めている。
ファンフィルターユニット５２１の内部に備えられた塵埃フィルターに対して、光触媒フィルターを流れ方向に直列に備えた１００％循環フィードバック系を密閉された閉空間に接続して運転すると、この閉空間内の化学物質の分解効果が飛躍的に向上する。その一方で、塵埃フィルターと光触媒フィルターとを流れ方向に直列に備えるので流れに対する圧力損失が大きくなり、閉空間内に供給できる風量が低下する。この問題に対処するには、ファンフィルターユニット５２１のファンを最大静圧の大きいハイパワーなものとすることや、塵埃を除去するフィルターの圧力損失を小さくすることが挙げられる。前者は、コストが増大するとともに消費電力も増大し省エネルギーの観点からできれば避けたい形態である。また後者では、フィルターの塵埃捕集率を下げることによってフィルターによる圧力損失を小さくするため、フィルターの塵埃捕集率に大きく依存する従来型空気清浄システムでは塵埃の捕集性能が下がる。即ち、従来型クリーン系ではこの後者は採用できないが、上記において示した式（４）に従うこの高清浄部屋システム５１０では、これを採用することができ、しかも高性能を発揮させることができる。
図３６は、主室５２０において、ファンフィルターユニット２１の内部に備えられた塵埃フィルターを塵埃捕集率γが０．９５の中性能フィルターとして数分間運転し、主室５２０内における塵埃の数を各粒径ごとに示した略線図である。図３７は、この実験において計測された主室５２０内における塵埃のうち、粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃の１立方フィート当りの総数を示した略線図で、そのままＵＳ ＦＥＤ−ＳＴＤ−２０９ Ｄ規格で評価した際の、主室２０の清浄度に対応する。
図３６に示すように、ファンフィルターユニット５２１の運転開始から４分後における主室５２０内の塵埃の数は、粒径が０．３［μｍ］の塵埃は１０００個を下回る程度に留まるものの、粒径が０．５［μｍ］の塵埃は１００個を大きく下回り、粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃は１０個以下となる。粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃の１立方フィート当りの総数に着目すると、図１６に示すように、運転開始から１０分で、主室５２０内における粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃の１立方フィート当りの総数は１００個以下となり始め、運転開始から４０分を過ぎるとこの塵埃の１立方フィート当りの総数は１０個前後となり、その後この値が維持されることで、ＵＳ２０９Ｄクラス１０級の清浄度の良好な空間が得られる。
このように、塵埃捕集率γが０．９５であっても、ＵＳ２０９Ｄクラス１０級の清浄度という高品位な清浄環境を得ることができる。このことから、この高清浄部屋システム５１０では、フィルターの塵埃捕集率に対する「１に近くあるべし」との要求レベルを格段に下げることができるので、これにより生じるマージンを光触媒機能等の付加価値付与に充てることができる。これによって、塵埃フィルターの目詰まりが起きにくくなり寿命が飛躍的に延びる。また、この場合、主室５２０に、複数の１００％循環フィードバック系を接続してもよい。この複数の１００％循環フィードバック系のうち、例えば、一方は、塵埃捕集率は低いが光触媒を有し化学物質分解に特化したフィルターを備えたファンフィルターユニット５２１を有する１００％循環フィードバック系、もう一方は、塵埃の捕集に特化したフィルターを備えたファンフィルターユニット５２１を有する１００％循環フィードバック系とすることで、両者の利点を最大限に生かすことができる。ここでは、メインの１００％循環フィードバック系が、上述のように、吸入口とファンフィルターユニット５２１への気体流入口とを気密性を持って連通する気体流路５２４を伴い、吹き出し口５２２と、隔壁下部に設けられた吸入口である開口５２３との間に距離があり、よって、室内の空気を" ショートサーキット" させずに、全体に亘って動かすことのできるしっかりしたものであれば、この“主”の１００％循環フィードバック系に付随する“従”の循環フィードバック系は、１００％循環フィードバック系といっても、メインのループのような厳密な気体流路を必ずしも必要とせず、単に、射出量と吸引量が一致している空気清浄器を、メインの循環システムにより風の動く室内の部位に置くことも推奨され、例えば、当該装置を準オープンスペースにて動作させた場合には到底実現できないような高清浄度が達成される。
図３８は、本実施例において、主室５２０内に設けられる１００％循環フィードバック系を構成するファンフィルターユニット５２１を、市販の光触媒や金属ラジカルを利用した空気清浄装置（富士フィルム社製 ＫＰＤ１０００）として数十分間運転し、主室５２０内における塵埃の数を各粒径ごとに示した略線図である。図３９は、この実験において計測された主室５２０内における塵埃のうち、粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃の１立方フィート当りの総数を示した略線図である。ＫＰＤ１０００は風量を０．５５［ｍ3 ／ｍｉｎ．］として運転した。
図３８に示すように、粒子数の減少率は式（１）において示したγに依存する。これは、式（４）からも明らかである。図中、粒径が大きい１０［μｍ］のものに対しては、粒子数減少は速く、これに対しては、γ〜１というのは良い近似で成立している。しかし粒径が、５［μｍ］、１［μｍ］、０．７［μｍ］、０．５［μｍ］、０．５［μｍ］に向かって小さくなるにつれ、粒子数の減少レートが小さくなっていることが分かる。つまり、このＫＰＤ１０００は、粒径により、捕集率γが異なっていることが分かる。図３８で示されたデータより得られた粒子数の減少レートと、式（４）の指数関数部の時間ｔに掛かる係数とを比較することにより、ＶとＦは分かっているので、γを算定することができる。この算定により、例えば、粒径５［μｍ］に対しては、γ＝０．７５、粒径１［μｍ］と粒径０．７［μｍ］とに対しては、γ＝０．３７、粒径０．５［μｍ］に対しては、γ＝０．３３、粒径０．３［μｍ］に対しては、γ＝０．２９と求まる。このように、１［μｍ］より小さい粒径の粒子に対するγは、粒径が１０［μｍ］の粒子に対するγの数分の一程度であることが分かる。ＫＰＤ１０００はダチョウ卵フィルターを装備し、ウイルス除去、臭い除去に主眼を置いたフィルターであり、捕集効率γは、特に、粒径の小さい方で、１をかなり下回るが、この程度のγしか持たないフィルターであっても、ＵＳ２０９Ｄクラス２００の比較的良好な清浄度を達成しうることを示している。本実施例の、低価格ながら相応に低性能なフィルターや光触媒システムを、１００％循環フィードバックシステムに組み込むことで、高性能なフィルターに匹敵する性能を出させ得るというユニークな特徴が遺憾なく発揮されている。
また、ここに述べたγの算定法は、上述した障子紙面積の決定において、必要な面積をオーダーエスティメーション（order estimation）した障子紙に対しても適用することができる。即ち、そこで用いた障子紙を折り込んでフィルターを作製し、これを組み込んだファンフィルターユニットを一定容積の閉空間内で１００％循環フィードバック動作させて、各粒径の粒子数がどう変化するかを測定することで、障子紙フィルターを用いた場合においても、図１７で示されたものとほぼ同様な性能を示すことがわかった。例えば、株式会社大直の障子紙“直兵衛”を障子紙フィルターとした場合では、粒径０．３［μｍ］、０．５［μｍ］、０．７［μｍ］、１. ０［μｍ］、５. ０［μｍ］および１０［μｍ］に対し、γは、各々、０．１２、０．１４、０．１８、０．２８、０．５６および〜１であった。また、株式会社アサヒペンの障子紙“無地Ｎｏ．５６４１”を障子紙フィルターとした場合では、粒径０．３［μｍ］、０．５［μｍ］、０．７［μｍ］、１. ０［μｍ］、５. ０［μｍ］および１０［μｍ］に対し、γは、各々、０．１８、０．２１、０．２４、０．４２、０．７１および〜１であった。このように、従来、低〜中級フィルターでは、集塵効率に関して、粒子数がディケイ(decay) するところまで見ることができず、重量法や比色法しか用いられていなかった（従って精度の良い測定ができなかった）のに対し、１００％循環フィードバックシステムと結合して測定するこの方法は、粒径弁別しつつ、しかも一気に同時測定できるという特長から、測定法としても新しい手法を提供しているということができる。一方、上述した（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）で部屋をスケールすることも、また、別の側面で垣間見えた新しい手法であり、優れた特長である。今後、この二つ特長が合わさって、相乗効果をもたらすことを考えるとこの実施例において示したシステムが、清浄環境の技術開発・解析において果たす役割、意義は極めて大きいといえる。
上記のＵＳ２０９Ｄクラス２００級の清浄度は、０．５μｍ粒子の捕集効率γが１に遠く及ばないフィルターを以って出した値としては、驚異的であるといってよい。例えば、通常のクリーンルームの使い方でこの空気清浄装置（ＫＰＤ１０００：富士フィルム社製）を使っても、塵埃量は、雰囲気塵埃数密度Ｎ0 の高々半分程度（数十万個／立方フィート）にしか落ちないのに対し、図３９に示したグラフから明らかなように、上述した本実施例のシステム構成で用いれば、Ｎ0 より３桁程度小さい値にまで減少させることができる。これこそが、上記において示した式（５）の直接の帰結であるといえる。また、図３８に示すように、同時に計測される酢酸とＮＨ3 の濃度も運転開始から１０分後には両者ともに濃度が１ｐｐｍ以下となる。このように、空気清浄装置と１００％循環フィードバック系とを同時に運転させることで、空気清浄装置の性能を飛躍的に向上させることができる。
このように、密閉循環系の空気清浄システムである高清浄部屋システム５１０においては、塵埃の捕集効率がフィルターの塵埃捕集率には大きく依存しない。そのため、フィルターの塵埃捕集率を下げても開放系の空気清浄システムのときに見られたような塵埃捕集効率の著しい低下が見られない。高清浄部屋システム５１０では、塵埃補集率が１に近くなくても良いことでできたマージンを殺菌性、減菌性へ振り向けることができる。また、１００％循環フィードバック系が接続された密閉空間に、装置に送風口と吸気口とが集積されているようなファンフィルターユニット、例えば、市販の空気清浄機などを設置するだけでも高清浄環境を得ることができ、さらに、このファンフィルターユニットに装備されているフィルターの寿命も延ばすことができる。また、１００％循環フィードバック系が備えられた主室５２０の内部に、ＫＰＤ１０００などの市販の光触媒や金属ラジカルを利用した空気清浄装置を独立に設置することも極めて有効である。このような、塵埃抑制よりもウイルス抑制や臭い取りに特化した空気清浄装置を、低塵埃環境に設置することにより、塵埃によるフィルターの詰まりによる性能劣化がほぼゼロに抑えられ、本来のウイルス不活化や脱臭等の役割に特化することができる。さらに、フィルターの目詰まりが殆ど起こらないので長期信頼性を得ることができる。このように、１００％循環フィードバック系を具備した本実施例の系に加えて、市販の清浄機・空調機を併用するシステムは、清浄化の能力を、和でなく積でエンハンスでき、当該併用システムの新品時の性能を半永久的に維持することができる。
次に、前室５４０内に備えられているファンフィルターユニット５４４（ピュアスペース１、吐出風量＝［１ｍ3 ／ｍｉｎ］：アズワン社製）を単独で運転した場合の前室５４０内の空気清浄度について説明する。
図４０は、前室５４０内に接続された１００％循環フィードバック系を構成するファンフィルターユニット５４４を運転した場合についてのダスト粒子数の短時間における変化を示した略線図である。図４０に示すように、ファンフィルターユニット５４４を運転後の、前室５４０内の粒径０．５［μｍ］以上の塵埃の１立方フィート当りの総数は、運転開始前には数十万個であったものが、運転開始からおよそ５分で３分の１の、１立方フィート当り４万個程度まで減少し、１０分を超えたあたりで１立方フィート当り１０００個程度に減少する。その後、この清浄度が長時間に亘って保たれる。このように、前室５４０は、ファンフィルターユニット５４４の運転開始からおよそ５分で前室５４０内部の塵埃の量を効果的に減少させることができる。
図４１は、前室５４０に備えられているファンフィルターユニット５４４を、大容量のファンフィルターユニットであるアズワン社製のピュアスペース５１０（最大吐出流量＝１１［１ｍ3 ／ｍｉｎ］）に変更し、吐出風量＝１１［ｍ3 ／ｍｉｎ］として運転し、得られた結果を示した略線図である。図４１に示すように、前室５４０内の塵埃粒子数のうち、粒径が０．５［μｍ］以上の塵埃粒子の総数は、運転開始前においては、１立方フィート当り百万個程度であったものが、ピュアスペース５１０の運転開始から２分半で、ほぼ０になる。また、粒径が０．３［μｍ］以上の塵埃粒子の総数は、運転開始前においては１立方フィート当り一千万個程度であったものが、ピュアスペース５１０の運転開始から２分程度で１０個以下となる。このように、前室５４０の容積に応じて使用するファンフィルターユニット５４４を適宜設定することで、前室５４０内を極めて短時間に超高清浄環境とすることができる。以上のことから、本実施例の高清浄部屋システム５１０の前室５４０は、前室としての性能が極めて高いものが得られることが実証できた。これは、例えば、和風旅館の“踏み込み”（靴脱ぎスペース）に腰掛けて、革靴の靴紐をゆっくりと解いている間のごく短時間（約１〜２分の間）に、当該靴脱ぎスペース（前室）の清浄度は、ＵＳ２０９Ｄクラス０．１程度に向上することができることを示している。
次に、高清浄部屋システム５１０の主室５２０に前室５４０を経由して人間が入る場合について説明する。主室５２０に人間が入る前においては、出入り口５０８および引き戸５４７は完全に閉じられており、外部と前室５４０と主室５２０とは完全に隔絶されている。また、主室５２０は、１００％循環フィードバック系によって、あらかじめ内部がクリーンに保たれている。
ここで、出入り口５０８から人間が前室５４０に入り、出入り口５０８を閉め、前室５４０の１００％循環フィードバック系を始動すると、上述したように前室５４０の塵埃が素早くフィルターに捕集され、前室５４０の清浄度が急速に向上する。この時、人の呼吸によって前室５４０の酸素は消費されるが、引き戸５４７にはガス交換膜５２６として障子紙が張られていることで、上述のガス交換機能で酸素が供給されるので、前室５４０での滞在には何ら問題は生じない。
このように、出入り口５０８、引き戸５４７を閉めた状態で、前室５４０にて、約２分間待機し、その後、引き戸５４７を開けて、主室５２０へ入ることで、主室５２０の清浄度を下げることなく、外部から主室５２０に人などが出入りすることができる。
図４２は、引き戸５４７を経由して前室５４０から主室５２０へ人が入った時の主室５２０の相対清浄度の変化について示した略線図である。図４２に示すように、出入り口５０８、前室５４０、引き戸５４７を経て、外部空間から主室５２０へ入った前後での主室５２０の清浄度に変化はないことが実証された。これは、前室５４０と主室５２０との間に設けられた出入り口が引き戸５４７で構成されているため、開け閉めの際の体積変化がなく、従って、圧力変化や空気送り効果（ピストン効果）も無く、人間の出入りの際に、主室５２０に対して、気流としての空気の出入りが無い。従って、塵埃の多い外気の流入もないので、主室５２０の清浄度が常に良好に保たれることを示している。このように、高清浄部屋システム５１０を前室５４０と主室５２０とで構成し、前室５４０と主室５２０とを隔てる出入り口を引き戸５４７としたことで、主室５２０内の清浄度を保ったまま、主室５２０と外部との間を行き来することができる。また、出入り口５０８も、最小限の改装に留めるべく扉のまま維持することもできるが、上記の圧力生成や空気送り効果（ピストン効果）を避ける意味と、病院や特別養護ホーム等では、廊下を通過する人や車椅子との衝突を避けたりする上でも、また、新築等でつくる場合にも、出入り口５０８も引き戸にすることがより好適である。その他のことは、第２の実施の形態と同様である。
この第１１の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、居住空間５０６を前室５４０と主室５２０とに引き戸５４７によって分割し、前室５４０側に外部から人間などが出入りする出入り口５０８を設けたので、外部空間から、出入り口５０８を経て入った人間などは、一旦、前室５４０において、数十秒〜２分待った後、引き戸５４７をあけて、主室５２０へ入ることで、主室５２０内の清浄度を一切劣化させること無く、外部空間から主室５２０へたどり着くことができるという利点を得ることができる。また、この引き戸５４７には、障子紙等のガス交換膜５２６を張ることで、日本古来の障子の趣をかもし出しながら、ガス交換能を付与することができる。このように、部屋５０１を構成する壁５０９の一部を成すガス交換膜５２６を障子様濾布、或いは障子紙で構成し、出入り口、並びに、主室と前室（踏み込み）の間仕切りを引き戸とすることで、居住空間５０６を和風に構成することが可能となり、日本の千年数百年以上に亘る歴史に培われた様式を現代技術と理論解析式である式（１）〜（１６）（１８）を通じて洗練されたものとし、単に、単に長期優良住宅のコンセプトやエネルギーマネジメントにとどまることなく、更に清浄な空気環境という、古代の日本には普通にあった最上の空気環境を普通に日常で味わえるものとして現代に蘇らせることができる。また、障子、襖、引き戸などの日本古来のライフスタイルが、本発明を通じて、おしつけではなく、恒常的な清浄空間を実現するための自然かつ必然的な準備・手続きとして再認識されることで、障子紙ガス交換膜と内部空間も持つ壁と１００％循環フィードバック系を伴うところの引戸様式の和室を、最先端２１世紀型優良生活空間として世界に発信することができる。さらに、一般居住空間内でどうしても発生するダストを塵埃フィルターなどによって能動的に除去できるので、部屋内で発生するダストを単に外部に押し出していた従来のクリーンルームなどと比べて、部屋内を飛躍的に高清浄にできるとともに、内部でダストの発生があっても高い清浄度を維持できる。
〈第１２の実施の形態〉
図４３は第１２の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。図中、破線部は、部屋５０１ａおよび５０１ｂ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ａおよび５０１ｂの内部の構成は実線で示している。
図４３に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、互いに異なる二つの独立な部屋が隣り合って構成されている。隣り合う部屋のうち、図面右側には第１０の実施の形態における部屋５０１ａ、左側には第１１の実施の形態における部屋５０１ｂが設けられている。部屋５０１ａと部屋５０１ｂとは壁５０９を隔てて線対称の位置にそれぞれの部屋のユーティリティースペース５１９が配置されている。ユーティリティースペース５１９がこのように配置されることによって病院や養護ホームに限らず、ホテルやマンション等でも一般的に用いることができる。そのため、既存の建築物に対して、この高清浄部屋システム５１０を容易に適用することができる。また、入退室が２段式になっているところならいずれも極めてよく作用し、既存の建築物としては、例えば、公衆浴場、プール、陶板浴、岩盤浴、岩盤浴、ネイルサロン、マッサージ等の身体ケア産業、養護ホーム、特老ホーム、病院、幼稚園、学校などに適用が可能なものである。
このように、多数の部屋を有する集合住宅、介護ホーム、病院などに対し必要に応じて、上記システムの構成を組み込むことで簡易に低塵埃空間を得られるだけでなく、化学物質、臭いなども瞬時に分解できる超高清浄空間を得ることができる。また、例えば、部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７を連結することで共通の空間としてもよい。この形態は、後述する第２９の実施の形態において詳しく説明する。また、部屋５０１を複数連結し、複数の居住空間または主室の空気の連通がある部位に一つ或は少数のファンフィルターユニット５２１を配置した集中システムにより、複数の部屋の一括清浄化を行うこともできる。即ち、各部屋５０１に備えられた複数の気体流路５２４を気密性を持って連結し、一つ或は少数のファンフィルターユニット５２１で複数の部屋５０１に清浄空気を供給する。この連結は、例えば、ダクトなどによって行われ、例えば、各部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７を順に連結し、ファンフィルターユニット５２１を連結した後に、各部屋５０１の居住空間５０６または主室５２０に空気が送風されるように、部屋５０１にそれぞれ設けられた送風機を連結するようにして構成される。この形態は、後述する第２１の実施の形態において詳しく説明する。その他のことは、第１０および第１１の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１２の実施の形態によれば、第１０および第１１の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、既存の建築物に対して容易に適用可能な高清浄部屋システム１０を得ることができる。
〈第１３の実施の形態〉
図４４は第１３の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。
図４４に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、互いに異なる二つの独立な部屋が隣り合って構成されている。隣り合う部屋のうち、図面左側には部屋５０１ｃ、右側には部屋Ｒ3 が設けられている。この図において、一点鎖線で表される部屋Ｒ3 は仮想的な部屋であって、部屋５０１ｃと独立した構成を有していればその構成は限定されない。また、図中、破線部は、部屋５０１ｃ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ｃの内部の構成は実線で示している。
部屋５０１ｃは第１０の実施の形態において示した部屋５０１ａの図面向かって右側の壁９が、ガス交換のみに特化する壁として与えられている。具体的には、この壁５０９の内壁５０９ａの一部に、第１の内部空間である内部空間５０７と居住空間５０６とが連通するような開口が設けられ、この開口を完全に塞ぐようにしてガス交換膜５２６が設けられ、一つの内部空間がガス交換のみに特化させて構成される。また、居住空間５０６内部に、壁５０９に対向して設けられた側壁である壁５１３によって形成される第２の内部空間である内部空間５１２は、天井裏５０５および外部から完全に隔絶されている。壁５１３の内壁５１３ａに開口５２３を設け、内部空間５１２とファンフィルターユニット５４４の吸入口とを気体流路５２４によって気密性を持って接続することで、内部空間５１２全体が、気体流路５２４の一部として構成され、一つの内部空間が１００％循環フィードバックのみに特化されて構成される。また、例えば、開口５２３の横幅は壁５０９の一方の側部から他方の側部までの範囲であればどのような幅であってもよいが、開口の横幅を広くすることによって居住空間５０６内の空気全体を一様に吸引することができる。このような構成とすることによって、構成の単純化ができ、また、壁全体を循環路とすることで、側壁下部から一様に気流を吸引して、フィードバックすることができ、居住空間５０６内全体を一様でムラのない清浄化が可能となる。このように、一つの内部空間を、ガス交換と１００％循環フィードバックとの両方の機能を備えさせず、個別化することで、循環路の断面流量を大幅に増加させ、流れのコンダクタンスを大きくしたり、ガス交換効率を向上させたりすることができる。その他のことは、第１０〜第１３の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１３の実施の形態によれば、第１０〜第１２の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、一つの内部空間を、ガス交換と１００％循環フィードバックとの両方の機能を備えさせず、個別化することで、循環路の断面流量を大幅に増加させ、流れのコンダクタンスを大きくしたり、ガス交換効率を向上させたりすることができる。
〈第１４の実施の形態〉
図４５は第１４の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。
図４５に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、互いに異なる二つの独立な部屋が隣り合って構成されている。隣り合う部屋のうち、図面左側には部屋５０１ｄ、右側には部屋Ｒ4 が設けられている。この図において、仮想線である一点鎖線で表される部屋Ｒ4 は仮想的な部屋であって、部屋５０１ｄと独立した構成を有していればその構成は限定されない。また、図中、破線部は、部屋５０１ｄ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ｄの内部の構成は実線で示している。
部屋５０１ｄは第１１の実施の形態において示した部屋５０１ｂの図面向かって右側の側壁である壁５０９と壁５０９によって形成される第１の内部空間である内部空間５０７とが、第１３の実施の形態において示した部屋５０１ｃ内に設けられる壁５１３と、壁５１３によって形成される第２の内部空間である内部空間５１２と同様な構成を有する。これによって、内部空間５０７全体が、気体流路５２４の一部として構成され、一つの内部空間が１００％循環フィードバックのみに特化されて構成される。このような構成とすることで、構成の単純化ができ、壁全体を循環路とすることができる。また、側壁下部から一様に気流を吸引して、フィードバックすることができ、居住空間５０６内全体で一様でムラのない清浄化が可能となる。その他のことは、第１０〜第１３の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１４の実施の形態によれば、第１０〜第１３の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
〈第１５の実施の形態〉
図４６は第１５の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。図中、破線部は、部屋５０１ｃおよび５０１ｄ内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１ｃおよび５０１ｄ内部の構成は実線で示している。
図４６に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、互いに異なる二つの独立な部屋が隣り合って構成されている。隣り合う部屋のうち、図面右側には第１３の実施の形態において示した部屋５０１ｃ、左側には第１４の実施の形態において示した部屋５０１ｄとが、両室を隔てる壁に対して線対称に気体流路５２４が配置されるようにして設けられている。
図４７は、この実施の形態の変形例である２ダクト壁埋め込みタイプの循環路を示した断面図である。図４７に示すように、部屋５０１ｃの内部空間５１２と部屋５０１ｄの内部空間５０７とを共通の空間として内部空間５０７とし、この内部空間５０７に、部屋５０１ｃおよび部屋５０１ｄにそれぞれ設けられる２本の気体流路５２４を収納したものである。この場合においては、壁５０９は間仕切り壁としての機能を有し、壁５０９は２枚の内壁５０９ａが互いに対向するようにして設けられることで構成されている。中心円が黒の二重円の記号は、気流が紙面上向きに流れていることを示す。内部空間５０７には、上述したように、気体流路５２４を、例えば入れ子のようにして収納して１００％循環フードバック系が構成される。また、気体流路５２４が設けられた部分の壁材５６３の一部をガス交換膜５２６で構成し、ガス交換膜５２６を隔てる空間である部屋５０１ｃの居住空間５０６と部屋５０１ｄの居住空間５０６との間においてガス交換可能に構成される。内部空間５０７に気体を流すと、部屋５０１ｃおよび部屋５０１ｄの両部屋の居住空間５０６を、両部屋を一切狭くすることなく一気に高清浄部屋とすることができる。すなわち、この構造は、この部屋の狭小化を極限まで抑えることができる究極の構造である。在来の部屋の構造に対し、付加的に体積を消費する部分を皆無にすることができ、建物全体に対する清浄居住環境スペース( 部屋) の床面積や体積比率を下げることなく、かつ当該清浄居住部屋から外部空間への塵埃排出を伴わず、当該部屋５０１の居住空間５０６を極めて高い清浄度に保つことができる。また、この実施の形態は、居住空間５０６を主室５２０、前室５４０などに置き換えて構成することもできる。
また、例えば、隣接する部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７の外気導入空間を連結することで共通の空間としてもよい。また、複数の部屋５０１を連結して、複数の居住空間６との空気の連通がある部位、即ち、居住空間５０６に接する一面と、もう一つの上記条件を満たす面である開口５２３とを結ぶ、気体流路５２４の両端或は途中部に一つ或は少数のファンフィルターユニット５２１を配置した集中システムにより、複数の部屋５０１の一括清浄化を行うこともできる。この形態は、前室５４０と主室５２０とで構成されるような、部屋５０１の入退室が２段式になっているところならいずれも極めてよく作用し、公衆浴場、プール、岩盤浴、ネイルサロン、マッサージ等の身体ケア産業、養護ホーム、特老ホーム、病院、幼稚園、学校などに適用が可能なものである。その他のことは、第１０〜第１４の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１５の実施の形態によれば、第１２〜第１４の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、隣接する部屋５０１に背中合わせで設けられた気体流路５２４を、２ダクト壁埋め込みタイプの循環路とすることで、在来の部屋の構造に対し、付加的に体積を消費する部分を皆無とすることができ、建物全体に対する清浄居住環境スペース（部屋) の床面積や体積比率を下げることなく、かつまた当該清浄居住部屋から外部空間への塵埃排出を伴わず、当該部屋の内部空間を極めて高い清浄度に保つことができる。
〈第１６の実施の形態〉
図４８は第１６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す斜視図である。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図４８に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、密閉された直方体状の部屋５０１に対して１００％循環フィードバック系を組み込むことで構成されている。この中空壁５０３は、上述した実施の形態における、内壁５０９ａと外壁５０９ｂとを有する壁５０９のうち、一体に形成されており、壁５０３によって形成される内部空間５０７は完全に中空となっているものである。部屋５０１は、壁５０２によって密閉して包囲されることで構成され、具体的には、天井壁５０２ａと、床壁５０２ｇと、複数の側壁５０２ｂ〜ｅとによって密閉して包囲されることで構成されている。部屋５０１を構成する側壁５０２のうちの少なくとも１枚の側壁は中空壁５０３によって構成されている。また、中空壁５０３は、矩形の中空断面を有する筒形状を有している。中空壁５０３および側壁５０２ｂは、天井壁５０２ａと床壁５０２ｇとに挟まれるようにして設けられる。即ち、側壁５０２ｂと互いに対向する側面５０２ｄは天井壁５０２ａの主面上と床壁５０２ｇの主面上とにそれぞれ接して設けられている。また、中空壁５０３は、底面および頂面が筒の開口部となるように設けられ、この二つの開口が天井壁５０２ａの主面と床壁５０２ｇの主面とにそれぞれ塞がれることで閉空間を形成する。部屋５０１は、このように複数の壁によって囲まれることで密閉された閉空間である居住空間５０６を形成している。また、上述した中空壁５０３と天井壁５０２ａと床壁５０２ｇとで形成される空間が内部空間５０７を構成している。また、部屋５０１には、外部から人間が出入り可能な出入り口５０８が設けられている。また、部屋５０１の頂面は頂壁５０２ｈで構成され、部屋５０１の天井壁５０２ａと頂壁５０２ｈとで挟まれる空間が天井裏５０５を形成している。
天井裏５０５内の天井壁５０２ａ上には、図中において斜線で示したファンフィルターユニット５２１が設けられる。天井壁５０２ａにはファンフィルターユニット５２１の吹き出し口に対応する開口が設けられており、この開口とファンフィルターユニット５２１の吹き出し口とが気密性を持って接続されることで、居住空間５０６内に空気を排出する吹き出し口５２２が形成される。また、ファンフィルターユニット５２１が天井壁５０２ａの居住空間５０６側に設置されることで、ファンフィルターユニット５２１の吹き出し口を吹き出し口５２２とすることもできる。また、中空壁５０３の居住空間５０６側の面には居住空間５０６内の空気を回収する開口５２３が設けられる。開口５２３は、好ましくは中空壁５０３の面の最下部に設けられる。また、中空壁５０３の頂部には、天井裏５０５内に設けられた気体流路５２４の入口が気密性を持って接続され、気体流路５２４の出口がファンフィルターユニット５２１の吸入口と気密性を持って接続される。さらに、中空壁５０３の開口を塞いでいる天井壁５０２ａに開口５２５を設けることによって、内部空間５０７と気体流路５２４とが気密性を持って挿通し、開口５２３とファンフィルターユニット５２１の吸入口とが気密性を持って接続される。このように、内部空間５０７を気体流路５２４の一部として構成し、居住空間５０６に対して開口５２３と吹き出し口５２２とを設けることによって居住空間５０６に対して１００％循環フィードバック系が形成される。また、ファンフィルターユニット５２１とそれに接続されている気体流路５２４とは、居住空間５０６側の天井壁５０２ａに設けられていてもよく、この場合にあっては中空壁５０３の居住空間５０６側の面に開口が設けられ、その開口に気体流路５２４が気密性を持って接続されることによって、内部空間５０７と気体流路５２４とが挿通する。また、居住空間５０６内にファンフィルターユニット５２１が設けられる場合には、例えば、密閉されて構成されたファンフィルターユニット収納部内に設けられる。
居住空間５０６は人間などが滞在などする閉空間であって、部屋５０１を構成する側壁に設けられた出入り口５０８は、居住空間５０６に外部から人間などが出入り可能なように設けられている。出入り口５０８が閉められているとき、居住空間５０６は外部から完全に密閉されている。また、居住空間５０６に入るための出入り口５０８の気密性は高められており、居住空間５０６は、出入り口５０８を通じて直接外気が流出および流入する以外には、外気の流出および流入（居住空間６内外における気体導通）が無いエアタイトな構造を有している。また、出入り口５０８を引き戸５４７とすることが好ましく、これにより、出入り口５０８の開閉による外部と居住空間５０６との圧力変動を最小限にすることができる。このように、居住空間５０６は、出入り口５０８が閉じられている場合においては外部空間から完全に密閉されているので、居住空間５０６に酸素の供給をする機構が必要となる。そこで、中空壁５０３の外部空間に接する面の少なくとも一部は、図中において斜線で示したガス交換膜５２６で構成される。これにより、内部空間５０７と廊下５３３を構成する空間との間で、気体分子の交換が行われ、例えば、居住空間５０６と外部空間との間で酸素、二酸化炭素などのやり取りが行われる 。
気体流路５２４と内部空間５０７とが気密性を持って接続され、中空壁５０３の居住空間５０６側の面に開口５２３が設けられることで、吹き出し口５２２から排出された気体の全てが開口５２３、内部空間５０７、気体流路５２４を経てファンフィルターユニット５２１を通過し、再び空気が居住空間５０６に排出するようにして構成される。これは、上述したように、１００％循環フィードバックを形成している。このように、居住空間５０６に対して１００％循環フィードバック系を形成し、１００％循環フィードバック系を構成するファンフィルターユニット５２１を運転すると、居住空間５０６内の空気清浄度は上述したように飛躍的に向上する。このように、部屋５０１は、気体流路５２４を、中空壁５０３などによって形成された内部空間５０７をその一部に構成することで、部屋５０１と比較して狭くなることなく、高清浄部屋システム５１０として構成することができる。
また、気体流路の流路内には、例えば、必要に応じて光触媒が設けられる。この気体流路の流路内は、内部空間５０７の内部と気体流路５２４の流路内とを含む。光触媒フィルターが設けられる場所は基本的には限定されないが、採光可能な場所であることが好ましく、例えば、気体流路５２４を構成する壁面を透明材料で構成される透明体で構成することが好ましい。また、例えば、気体流路５２４と対向する部屋５０１の壁面を透明体で構成することが好ましい。透明体の材料としては、ガラスなどの透明無機材料、アクリルなどの透明樹脂材料などが挙げられる。また、部屋５０１に設けられる透明体としては、例えば、出窓などが挙げられる。また、例えば、レンズ、プリズム、光ファイバなどの導波光路を用いて光触媒フィルターに光を供給する構成を有していてもよい。また光触媒フィルターとして、例えば、可視光を利用できるタングステン酸化物系の素材を用いることも好適である。
気体流路５２４の形状は、内部空間５０７から導入された気体が全て吹き出し口５２２から排出されるような外部から完全に密閉した構成を有していれば基本的には限定されないが、例えば、流れの損失の少ない形状であることが好ましい。気体流路５２４の形状は、具体的には、例えば、矩形形状、正方形形状、円形状、楕円形形状などの断面形状を有する筒形状であることが好ましく、また、例えば、これらの形状を有する気体流路５２４を組み合わせて構成してもよい。また、筒形状は、例えば、筒が直線的に伸びた形状が好ましい。また、気体流路５２４は複数の気体流路を並列に構成したものを用いてもよい。また、気体流路５２４は、例えば、中空壁５０３の断面と同様な形状を有していることが好ましい。
気体流路５２４の設置位置は基本的には限定されないが、例えば、内部空間５０７と接続される位置が中空壁５０３の開口の中央の領域であることが好ましい。気体流路５２４は、具体的には、例えば、天井裏５０５側の天井壁５０２ａ上に、天井壁５０２ａの面の一辺に平行に延在するようにして設けられ、内部空間５０７と気密性を持って接続されることで９０度曲がり部を有する気体流路５２４が構成される。このように構成することで、気体流路５２４は、内部空間５０７からは完全に隔絶される。また、気体流路５２４は、例えば、開口５２３の位置に対して吹き出し口５２２が互いに平行な位置となるように設けられることが好ましい。
ガス交換膜５２６が設けられる位置は、基本的には限定されるものではなく、部屋５０１を構成する壁の少なくとも一部を構成することができるが、ガス交換膜５２６が設けられる位置は、例えば、雨、風などの影響を受けない場所であることが好ましい。また、ガス交換膜５２６が中空壁５０３の外部空間と接する面の少なくとも一部を構成する場合には、ガス交換膜５２６を介して流れる気体の流れの方向と流速とが一致するような機構を設けることが好ましい。具体的には、ガス交換膜５２６に関して内部空間５０７と対向する領域に、内部空間５０７に流れる気体に対して流れ方向と流速とが等しくなるように気体を流すことが挙げられる。また、部屋５０１の内壁面の一部を構成するガス交換膜５２６を、例えば、障子様に構成することによって、居住空間５０６を和室として構成することができる。また、このとき、例えば、出入り口５０８を引き戸として障子戸で構成してもよい。
廊下などの外部空間から内部空間５０７を経て居住空間５０６へ酸素が供給される際には、ガス交換膜５２６は内部空間５０７内へダストを通さない。また、内部空間５０７と気体流路５２４とは密閉されて形成されており、さらに内部空間５０７と気体流路５２４とが気密性を持って接続されているので、気体流路５２４内に天井裏５０５内などに導入された外気が侵入することはない。これらのことにより、居住空間５０６内に酸素が供給されても、居住空間５０６内にダストは供給されず、清浄度は保たれる。
開口５２３および吹き出し口５２２の形状は基本的には限定されるものではないが、具体的には、例えば、矩形形状、正方形形状、円形状、楕円形状を有することが好ましい。また、開口５２３が設けられる位置は、中空壁５０３の一部に設けられるのであれば基本的には限定されないが、底壁５０２ｇになるべく近い位置に設けられることが好ましい。また、吹き出し口５２２が設けられる位置は基本的には限定されないが、なるべく高い位置に設けられることが好ましく、また、天井壁５０２ａの中心部に近い位置に設けられることが好ましい。また、開口５２３と吹き出し口５２２とは、例えば、上述したように互いに平行な位置に設けられることが好ましい。
また、気体流路５２４の開口５２３と吹き出し口５２２との距離は十分な距離を有していることが好ましい。開口５２３と吹き出し口５２２との距離は、例えば、開口５２３と吹き出し口５２２との間隔分布のうち最も距離が長いものｘが、ｘが定義される方向の居住空間５０６の距離Ｘに対して、その比ｘ／Ｘが０．３よりも大きく、好ましくはｘ／Ｘが０．３５以上、最も好ましくはｘ／Ｘが０．４以上であって、１．０以下の範囲にある方向が少なくともひとつあるように構成されていることが好ましい。
内部空間５０７の容積は基本的には限定されないが、内部空間５０７の容積は、できるだけ小さい方がよい。中空壁５０３が矩形の中空断面を有する壁で構成される場合には、断面の中空部の短辺の長さ（厚み) は、典型的には８〜２０ｃｍ程度で、５ｃｍ以上４０ｃｍ以下であることが好ましい。中空部に隣り合う部分には、筋交いやＣの字状の断面をもつ鋼材を用い、壁としての強度を持たせることが望ましい。また、内部空間５０７の厚みとしては、部屋５０１の構造を支える最小限の厚みとすることが好ましいが、これに限定されるものではない。
ガス交換膜５２６は、高清浄部屋システム５１０を構成する壁の少なくとも一部を構成するように設けられれば、基本的にはどのような位置に設けられてもよいが、例えば、高清浄部屋システム５１０を構成する壁のうち風雨に晒されるような外壁以外の壁に設けられることが好ましく、また、例えば、通気口５１１の近傍に設けられることが好ましい。また、通気口５１１から導入される外気の流れが気体流路５２４によって妨げられない位置に設けられることが好ましい。
また、ガス交換膜５２６の形状は基本的には限定されないが、例えば、正方形、長方形などであることが好ましい。また、ガス交換膜５２６の大きさは基本的には限定されないが、例えば、一枚の大きさが１３５ｃｍ×１３５ｃｍであることが好ましい。また、居住空間５０６に滞在する人間１人に対する居住空間５０６に接する部分のガス交換膜５２６の面積の合計が５００ｃｍ2 ／人以上であることが好ましく、７００ｃｍ2 ／人以上であることがより好ましく、９００ｃｍ2 ／人以上であることが最も好ましい。
また、ガス交換膜５２６は、このガス交換膜５２６によって隔てる両空間において、ダスト微粒子の交換はせず気体分子の交換をする機能を有していれば基本的には限定されないが、例えば、このガス交換膜５２６によって隔てる空間の間に３％の酸素濃度差が生じた際に０．２５Ｌ／ｍｉｎ以上の酸素分子拡散能を有していることが好ましい。ガス交換膜５２６としては、具体的には、例えば、布、不織布、障子紙、和紙などであることが好ましい。ガス交換膜５２６を障子紙で構成する場合にあっては、木組みの格子と組み合わせ障子様の窓である障子窓とすることができる。このように構成することで、廊下５３３を和風に構成することができる。また、例えば、部屋５０１を構成する壁の一部に障子窓を設けることもでき、部屋５０１の内装を和風に構成することができる。
また、出入り口５０８は、外部空間と居住空間５０６との間で人間が出入り可能で、さらに両空間を遮断する機能を有していれば、基本的には限定されるものではなく、出入り口として上記に挙げたものを適宜選択することができるが、開閉時における両空間の圧力差が小さい引き戸であることが好ましい。また、引き戸は、例えば、ガス交換膜５２６である障子紙と組み合わせることで、障子戸とすることができる。
図４９Ａ〜Ｃは、高清浄部屋システム５１０に用いる、内部空間を内包した壁である中空壁の例を示した断面図である。
図４９Ａに示すように、この中空壁５０３は一体に成形されており、矩形の断面を有する筒形状を有している。図４９Ｂに示すように、この中空壁５０３は、一定間隔を置いて互いに対向して設けられた内壁５０３ａと外壁５０３ｂとの間に２本の間柱５０３ｃを設けることによって、中空部を有する壁となる。２本の間柱５０３ｃは、例えば、中空壁５０３の互いに対向する側面をそれぞれ構成するようにして設けられる。図４９Ｃに示すように、この中空壁５０３は、一定間隔を置いて互いに対向して設けられた内壁５０３ａと外壁５０３ｂの対向する両側部に柱５０３ｄが設けられていることで、両側部の開口が塞がれる。このように、中空壁５０３は、単一の材料で形成されるだけでなく、複数の材料を組み合わせて構成することもできる。また、部屋５０１の側壁５０２に一定間隔をおいて新たな隔壁を設けることによって中空壁を構成するようにしてもよく、この場合、両側部に天井壁、床壁などの壁が設けられることで両側部の開口が塞がれる。このように、例えば、新築の住宅とする場合には、部屋を構成する間仕切りなどを中空壁で構成することで内部空間５０７を構成し高清浄部屋システム５１０を構成することができる。部屋を仕切る間仕切りであれば、それほどの強度を要することがないので、内部に補強材などを有さない中空壁５０３であってもよい。また、例えば、既存の住宅をリフォームする場合にあっては、既存の壁を交換または既存の壁にパネルを追加するなどして中空壁を構成し、これによって内部空間５０７を構成し高清 浄部屋システム５１０を構成することができる。
図５０は第１６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０が適用された住居を示す断面斜視図である。
図５０に示すように、この住居５３０は、高清浄部屋システム５１０と既存の部屋である部屋５３１と床下空間５３４とを有し、高清浄部屋システム５１０と部屋５３１との間に廊下５３３を有している。
部屋５０１は、図４８において示したものと同様に壁５０２を有して包囲された閉空間を構成する。部屋５０１は、側壁５０２ｂと、側壁５０２ｃ（図示せず）、間仕切り壁５０２ｉと、中空壁５０３と、天井壁５０２ａと、床壁５０２ｇとで囲まれることによって構成される。間仕切り壁５０２ｉは住居５３０の内部に部屋５０１を形成するために設けられる壁であり、出入り口５０８を有して構成されている。間仕切り壁５０２ｉは固体壁で構成されている。また、中空壁５０３も間仕切り壁として設けられており、間仕切り壁５０２ｉと中空壁５０３とは廊下５３３に面して設けられている。
部屋５３１は、壁５３２で囲まれることによって構成され、具体的には、天井壁５３２ａと、床壁５３２ｃと、２枚の側壁５３２ｂと、２枚の間仕切り壁５３２ｄとによって包囲されることで構成されている。間仕切り壁３２ｄは間仕切り壁５０２ｉと同様に固体壁で構成されている。２枚の間仕切り壁５３２ｄのうち一方の間仕切り壁５３２ｄには出入り口５３５が設けられている。部屋５３１はその構成に中空壁５０３を有さないことを除けば、基本的には部屋５０１と同様な構成を有する。
廊下５３３は、人間が往来することができる空間である。廊下５３３は、部屋５０１を構成する中空壁５０３と部屋５３１を構成する間仕切り壁５３２ｄと天井壁５３２ａと床壁５３２ｃとで囲まれた空間を有する。また、廊下５３３は、間仕切り壁５０２ｉと天井壁５３２ａと床壁５３２ｃとを有して囲まれた空間を有し、さらに、出入り口５３５を有する間仕切り壁５３２ｄと天井壁５３２ａと床壁５３２ｃとを有して囲まれた空間を有する。このように廊下５３３が形成されることによって、人間などが、出入り口５３５を通じて廊下とそれぞれの部屋との間を出入りすることができる。また、廊下５３３を形成する中空壁５０３の面にはガス交換膜５２６が設けられている。
床下空間５３４は、部屋５０１、部屋５３１および廊下５３３の下方に床壁を介して形成される空間である。床下空間５３４は、例えば、住居５３０の外壁などによって囲まれることによって形成される。この外壁には、例えば、外気の導入を行う外気導入口などが設けられている。また、天井裏５０５は、部屋５０１、部屋５３１および廊下５３３の上方に天井壁を介して形成される空間である。天井裏５０５は、例えば、頂壁である屋根５０４と天井壁５０２ａとで挟まれ、住居の外壁などで囲まれることによって形成される。この外壁にも、例えば、同様に外気導入口などが設けられている。部屋５０１と、床下空間５３４および天井裏５０５とは隔絶されて構成されており、床下空間５３４および天井裏５０５と部屋５０１との間で直接空気のやり取りをすることはない。一方で、例えば、部屋５３１および廊下５３３には、天井裏５０５、床下空間５３４などから適宜外気が導入される。
高清浄部屋システム５１０は、図４７において示したものと同様に１００％循環フィードバック系を部屋５０１に適用することによって構成されている。高清浄部屋システム５１０を構成する部屋５０１の天井壁５０２ａにファンフィルターユニット５２１が設けられている。この天井壁５０２ａにはファンフィルターユニット５２１の吹き出し口に対応する開口が設けられており、この開口とファンフィルターユニット５２１の吹き出し口とが気密性を持って接続されることで、居住空間５０６内に空気を排出する吹き出し口５２２が形成される。また、中空壁５０３の居住空間５０６側の面には居住空間５０６内の空気を回収する開口５２３が設けられる。開口５２３は、好ましくは中空壁５０３の居住空間５０６側の面の最下部に設けられる。また、中空壁５０３の最上部の側壁には、天井裏５０５内に設けられた気体流路５２４の入口が気密性を持って接続され、気体流路５２４の出口がファンフィルターユニット５２１の吸入口と気密性を持って接続される。さらに、中空壁５０３の最上部に側壁が開口することによって、中空壁５０３の中空部と気体流路５２４とが気密性を持って挿通し、開口５２３とファンフィルターユニット５２１の吸入口とが気密性を持って接続される。このように、中空壁５０３が気体流路５２４の一部として構成されることによって居住空間５０６に対して１００％循環フィードバック系が形成される。また、中空壁５０３の廊下５３３に面する面の少なくとも一部は、ガス交換膜５２６で構成されており、中空壁５０３の中空部と廊下５３３を構成する空間との間で、気体分子の交換が行われる。これによって、居住空間５０６と外部空間である廊下５３３との間で酸素、二酸化炭素などのやり取りが行われる。図４７のガス交換膜５２６は外界（この場合は廊下空間）と直に接しており、上記段落０１８１で述べた、ガス交換膜５２６が外界に直接接する場合の一つの例と理解できる構成であることに注意されたい。
図５１は第１６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０の動作を示した断面図である。
図５１に示すように、高清浄部屋システム５１０は、開口５２３から居住空間５０６内の空気が吸入され、内部空間５０７を経て気体流路５２４内に達し、ファンフィルターユニット５２１によって濾過された空気は、吹き出し口５２２から居住空間５０６内に排出される。居住空間５０６内に排出された空気は再び開口５２３から吸入され、このような回流が繰り返されることによって、居住空間５０６内の清浄度が上述したように飛躍的に向上する。中空壁５０３の外気に接する面の少なくとも一部はガス交換膜５２６で構成されている。このガス交換膜５２６によって、外部空間と内部空間５０７との間で気体の交換が行われる。具体的には、内部空間５０７内に酸素が供給され、内部空間５０７内の二酸化炭素が外部へ放出される。また、気体の交換が行われる際には外部空間からダストが侵入しない。内部空間５０７内に供給された酸素は、内部空間５０７内を流れる空気によって居住空間５０６に供給される。また居住空間５０６から吸入され内部空間５０７内を通る二酸化炭素はガス交換膜５２６によって外部空間に放出される。その他のことは第１〜７の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１６の実施の形態によれば、第１０〜第１５の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、部屋を密閉して構成し、密閉された部屋５０１によって形成される居住空間５０６に１００％循環フィードバック系を設けたので、居住空間５０６内を高清浄環境に維持することができる。また、部屋５０１を構成する壁の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成したので、居住空間５０６内部の酸素濃度を一定に維持することができる。また、天井裏５０５内の天井壁５０２ａ上にファンフィルターユニット５２１とそれに接続される気体流路５２４を設け、さらに、部屋５０１を構成する壁の少なくとも１枚を中空壁５０３とし、この中空壁５０３の中空部を気体流路５２４の一部として１００％循環フィードバック系を構成したので、このように部屋５０１の一部の構成を利用することで１００％循環フィードバック系を極めてコンパクトに構成することができ、部屋５０１を狭くすることなく、また居住者が違和感を覚えることなく居住空間５０６を高清浄環境に維持することができる。
〈第１７の実施の形態〉
図５２は第７の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示したものである。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。また、以下においては、図中における壁面などの厚さは図の明瞭化のため省略するものとする。
図５２に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、内部空間５０７を外気導入空間とし、内部空間５０７の内部に独立して密閉して構成された気体流路５２４を設けたものである 。
内部空間５０７は、居住空間５０６内部に第１の隔壁である隔壁５１７が側壁５０２ｂに一定間隔をおいて設けられることによって形成されている。このように、以下の実施の形態においては、図面の明瞭化のために、内部空間５０７を中空壁ではなく居住空間５０６内に隔壁であるパネルを設置することによって形成するが、これに限定されるものではなく、例えば、同様な構成を有する中空壁で内部空間５０７を構成することができる。
隔壁５１７は、部屋５０１を構成する側壁のうち、出入り口５０８を有さない側壁の一枚に一定距離をおいて平行に設けられることで二重壁を構成し、これによって挟まれる空間が内部空間５０７を構成する。
また、居住空間５０６には、居住空間５０６とは隔絶して構成されている内部空間５０７からフレッシュエアのみを導入することができる。これは、内部空間５０７内に外気を導入可能に構成し、隔壁５１７の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成することで実現される。内部空間５０７内への外気の導入は、内部空間５０７を形成する側壁５０２ｂに少なくとも一つの通気口５１１が設けられることによって外気が内部空間５０７内に導入される。このとき側壁５０２ｂの外面は外部空間と接している。また、内部空間５０７を中空壁で構成する場合にあっては、中空壁の側壁のうち外部空間と接する部分に少なくとも一つの通気口５１１が設けられる 。
また、内部空間５０７内には、密閉されて構成された気体流路５２４が内部空間５０７と隔絶して設けられている。気体流路５２４は、内部空間５０７内に入れ子のようにして形成されており、部屋５０１の頂壁５０２ｈ上に設けられる気体流路５２４に気密性を持って接続され、この気体流路５２４は気密性を持ってファンフィルターユニット５２１に接続される。ファンフィルターユニット５２１とそれに接続される気体流路５２４を、居住空間５０６内の頂壁５０２ｈの面上に設ける場合には、例えば、隔壁５１７に開口を設けて接続する。このように構成されることで、気体流路５２４は外気導入空間である内部空間５０７と隔絶し気体流路５２４内に外気が直接流れ込むことがない。
図５３は、隔壁５１７を、居住空間５０６内から見た平面図である。
図５３に示すように、部屋５０１には、図中断面斜線部で示された側壁５０２ｃに設けられた出入り口５０８である引き戸５４７と頂壁５０２ｈに設けられた吹き出し口５２２を有する気体流路５２４とを有する。気体流路５２４の内部にはファンフィルターユニット５２１が内蔵されている。隔壁５１７は、少なくとも一部がガス交換膜５２６で構成されている。また、隔壁５１７の上部に設けられた開口には気体流路５２４が接続され、下部には開口である開口５２３を有する。ガス交換膜５２６は、障子紙５２６ａと木組格子５２６ｂとで障子様に構成されている。また、引き戸５４７は和風の障子戸に構成されており、居住空間５０６を和風に構成することができる。
また、気体流路５２４は、内部空間５０７の内部と居住空間５０６とに亘って設けられる。また、ファンフィルターユニット５２１は気体流路５２４内に設けられる。
気体流路５２４の設置位置は気体流路５２４の一部が内部空間５０７内に設けられていれば基本的には限定されないが、例えば、気体流路５２４の天井裏５０５内または居住空間５０６内に設けられる部分は、部屋５０１の頂壁５０２ｈに設けられることが好ましい。気体流路５２４が、例えば、居住空間５０６内の頂壁５０２ｈに設けられる場合にあっては、図５２に示すような、隔壁５１７に設けられた気体流路５２４が気密性を持って挿通もしくは接続可能な開口５２５を通じて居住空間５０６内から内部空間５０７内に至る。気体流路５２４は、具体的には、例えば、部屋５０１の頂壁５０２ｈに閉じた気体流路５２４が頂壁５０２ｈの一辺に平行に延在するようにして設けられ、開口５２５に達した気体流路５２４は開口５２５に気密性を持って接続され、内部空間５０７側の開口５２５には、部屋５０１の底面から垂直上方に延在して設けられ閉じた気体流路５２４が気密性を持って接続されることで、９０度曲がり部を有する気体流路５２４が構成される。このとき、部屋５０１側の気体流路５２４の端部には、垂直下方に気体が排出可能なように設けられた吹き出し口５２２に接続され、内部空間５０７側の気体流路５２４は、隔壁５１７の最下部に設けられた開口５２３と気密性を持って接続することで１００％循環フィードバック系を構成する。このように構成することで、気体流路５２４は、内部空間５０７からは完全に隔絶される。また、気体流路５２４は、例えば、開口５２３の位置に対して吹き出し口５２２が互いに平行な位置となるように設けられることが好ましく、例えば、気体流路５２４の形状が矩形形状の断面形状を有する筒形状の場合には、気体流路５２４は、二つの直方体を組み合わせたＬ字形状の曲がり管路によって構成される。
内部空間５０７を構成する部屋５０１の壁面には、内部空間５０１内に外気を導入および排出をする通気口５１１が設けられる。また、隔壁５１７の少なくとも一部は、ガス交換膜５２６によって構成されている。このようにして構成されることで、内部空間５０７内に導入された外気は、ガス交換膜５２６を通じて居住空間５０６内に酸素を供給する。また、居住空間５０６内で発生した二酸化炭素などの不要なガスは、ガス交換膜５２６を通じて内部空間５０７内に排出される。また、例えば、居住空間５０６の内壁面を構成するガス交換膜５２６を、障子様に構成することによって居住空間５０６を和室として構成することができる。また、このとき、例えば、出入り口５０８を引き戸としてもよい。
内部空間５０７から居住空間５０６へ酸素が供給される際には、ガス交換膜５２６は居住空間５０６内へダスト微粒子を通さない。また、内部空間５０７内に設けられている気体流路５２４は気密性を保っているので、気体流路５２４内に内部空間５０７内に導入された外気が侵入することはない。これらのことにより、内部空間５０７内に外気が導入されることで居住空間５０６内に酸素が供給されても、居住空間５０６内の清浄度は保たれる。
また、例えば、内部空間５０７を、気密性を持って仕切ることにより気体流路５２４を構成することもできる。具体的には、例えば、内部空間５０７を２枚の隔壁で気密性を持って仕切ることで、開口５２５と開口５２３とを有する閉空間を形成する。
開口５２３および吹き出し口５２２の形状は基本的には限定されるものではないが、具体的には、例えば、矩形形状、正方形形状、円形状、楕円形状を有することが好ましい。また、部屋５０１において開口５２３が設けられる位置は、隔壁５１７の一部に設けられるのであれば基本的には限定されないが、部屋５０１の底面になるべく近い位置に設けられることが好ましい。また、部屋５０１において吹き出し口５２２が設けられる位置は基本的には限定されないが、なるべく高い位置が好ましく、また、部屋５０１の中心部に近い位置に設けられることが好ましい。また、開口５２３と吹き出し口５２２とは、例えば、上述したように互いに平行な位置に設けられることが好ましい。
また、気体流路５２４の開口５２３と吹き出し口５２２との距離は十分な距離を有していることが好ましい。開口５２３と吹き出し口５２２との距離は、例えば、開口５２３と吹き出し口５２２との間隔分布のうち最も距離が長いものｘが、ｘが定義される方向の居住空間５０６の距離Ｘに対して、その比ｘ／Ｘが０．３よりも大きく、好ましくはｘ／Ｘが０．３５以上、最も好ましくはｘ／Ｘが０．４以上であって、１．０以下の範囲にある方向が少なくともひとつあるように構成されていることが好ましい。
内部空間５０７の容積は基本的には限定されるものではなく、適宜設計選択することができる。内部空間５０７の厚みとしては、典型的には、例えば、１０ｃｍ以上４０ｃｍ以下であることが好ましく、また、例えば、８ｃｍ以上２０ｃｍ以下であることがより好ましい。内部空間５０７の幅としては、用いるファンフィルターユニット５２１の横幅程度からこの数倍程度とし、この中空部に隣り合う部分には、筋交いやＣの字状の断面をもつ鋼材を用い、壁としての強度を持たせることが望ましい。また、内部空間５０７の厚みとしては、建築構造上、部屋５０１の構造を支える最小限の厚みとすることが好ましいが、これに限定されるものではない。
通気口５１１が設けられる位置は、内部空間５０７を構成する部屋５０１の外壁の中であれば基本的には限定されないが、例えば、内部空間５０７内に風雨が侵入しないように、内部空間５０７を構成する部屋５０１の側壁に設けられる。また、通気口５１１の形状は基本的には限定されないが、例えば、長方形形状であることが好ましい。また、通気口５１１の大きさは基本的には限定されないが、４００ｃｍ2 以上であることが好ましい。また、通気口５１１には必要に応じて気体を加速させる装置が設けられる。気体を加速させる装置としては、具体的には、例えば、ファンなどが挙げられる。また、通気口５１１には、外部からの雨、塵、虫などが内部空間５０７内に侵入しないように、例えば、柵、網、フィルターなどが設けられる。
外気導入空間である内部空間５０７と居住空間５０６とは、ガス交換膜５２６によって気体分子の交換が行われる。例えば、内部空間５０７を構成する側壁５０２ｂに複数の通気口５１１が設けられる場合にあっては、複数の通気口５１１のうち、例えば、一方を外気導入口、もう一方を排出口とすると、外気導入口より内部空間５０７内に取り込まれた酸素を含む外気は、気体分子のみがガス交換膜５２６を透過して居住空間５０６に酸素を供給する。また、居住空間５０６からガス交換膜５２６を透過して内部空間５０７に放出された二酸化炭素は、排出口から外部に排出される。
この場合、内部空間５０７内に１時間当たりに取り込まれる空気の体積流量Ｆ0 は、例えば、居住空間５０６の容積をＶとすると、Ｆ0 ＞Ｖ／２ｈ［ｍ3 ／ｈ］であることが好ましいが、このことに限定されるものではない。また、居住空間５０６内に発生した二酸化炭素などの人間にとって不要なガスは、気体分子のみがガス交換膜５２６を透過して居住空間５０６から内部空間５０７へ排出され、排出口から外部に放出される。また、例えば、気体流路５２４を構成する壁面の一部をガス交換膜５２６で構成することもできる。このように、ガス交換膜５２６を介して、酸素、二酸化炭素などの気体がやり取りされることで、居住空間５０６内で酸素の消費があっても居住空間５０６内の酸素濃度を一定に保つことができ、また、居住空間５０６内で二酸化炭素などの、人間の生活に不要なガスが発生しても内部空間５０７を通じて外部に放出することができる。その他のことは、第１０〜第１６の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１７の実施の形態によれば、第１０〜第１６の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、内部空間５０７を外気導入空間とし、内部空間５０７の内部に独立して密閉して構成された気体流路５２４を設けたので、居住空間５０６内への外気導入を、１００％循環フィードバック系を介さずに行うことができる。また、内部空間５０７を構成する側壁に複数の通気口を設けることができ、この場合にあっては、複数の通気口５１１のうち、例えば、一方を外気導入口、もう一方を排出口とすると、外気導入口より内部空間５０７内に取り込まれた酸素を含む外気は、気体分子のみがガス交換膜５２６を透過して居住空間５０６に酸素を供給することができる。また、居住空間５０６からガス交換膜５２６を透過して内部空間５０７に放出された二酸化炭素は、排出口から外部に排出することができる。
〈第１８の実施の形態〉
図５４は第１８の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図５４に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、天井裏５０５を内部空間５０７とし、天井裏５０５内部にファンフィルターユニット５２１と気体流路５２４の一部を設けたものである。
内部空間である天井裏５０５は外気が導入される外気導入空間として構成される。天井裏５０５は、頂壁５０２ｈと天井壁５０２ａと少なくとも１枚の側壁５０４ａとで囲まれることで形成される空間である。側壁５０４ａには、少なくとも一つの通気口５１１が設けられることで、天井裏５０５に外気が導入される。天井壁５０２ａには、少なくとも１枚のガス交換膜５２６が設けられており、天井裏５０５と居住空間５０６とは、ガス交換膜５２６を介して気体分子のやり取りを行う。
気体流路５２４は、天井裏５０５内の天井壁５０２ａ上に設けられ、同様に天井裏５０５内の天井壁５０２ａに設けられたファンフィルターユニット５２１と接続される。ファンフィルターユニット５２１は吹き出し口５２２と気密性を持って接続される。気体流路５２４のうち、天井壁５０２ａから下の部分は、基本的には限定されないが、例えば、内部空間５０７が気体流路５２４の一部を形成することによって第１６の実施の形態に示したものと同様に構成される。また、例えば、居住空間５０６内の側壁５０２ｂ上に独立して気体流路５２４を構成することもできる。その他のことは、第１０〜第１７の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１８の実施の形態によれば、第１０〜第１７の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、天井裏５０５をファンフィルターユニット５２１および気体流路５２４の一部の収納空間とし、さらに外気導入空間としたので、高清浄部屋システム５１０をコンパクトに構成することができる。
〈第１９の実施の形態〉
図５５は第１９の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図５５に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１７の実施の形態の高清浄部屋システム５１０において、部屋５０１を構成する側壁のうち、気体流路５２４を構成する側壁５０２ｂと対向する側壁５０２ｄに、外気導入機構および／または内気排出機構として第２の内部空間である内部空間５１２を設けたものである。この場合、内部空間５０７は第１の内部空間となる。
外気導入機構および／または内気排出機構である内部空間５１２は、気体流路５２４が設けられた側壁と対向する側壁に設けられる。また、例えば、内部空間５０７が、気体流路５２４の一部を構成する場合にあっては、側壁５０２ｄに内部空間５１２が形成され、この内部空間５１２が外気導入空間として構成することができる。この内部空間５１２は居住空間５０６とは隔絶して構成されている。内部空間５１２は、内部空間として上述したものと同様にして構成できるが、例えば、居住空間５０６内において、側壁５０２ｄに一定間隔を置いて第２の隔壁である隔壁５１８を設ける方法が挙げられる。また、側壁５０２ｄを中空壁として内部空間５１２を構成してもよい。内部空間５１２を構成する側壁５０２ｄには少なくとも一つの通気口５１１が設けられることにより、内部空間５１２に外部空間から外気が導入され、また、内部空間５１２から外部空間に内部気体が排出される。また、通気口５１１は、内部空間５１２に接する側壁５０２ｃに設けられてもよい。また、隔壁５１８の少なくとも一部がガス交換膜５２６で構成されることにより、居住空間５０６内に、上述したものと同様にして酸素などが供給され、内部空間５１２へは居住空間５０６より二酸化炭素などが排出される。
天井裏５０５と内部空間５１２とは、例えば、連通させることで共通の外気導入・内気排出機構とすることもできる。一方で、天井裏５０５と内部空間５１２とを二つの独立した外気導入・内気排出機構として構成する場合にあっては、一方を外気導入機構、もう一方を内気排出機構とすることができる。この場合、例えば、天井裏５０５を形成する側壁５０２ｃ〜５０２ｅの少なくとも１枚に設けられる通気口５１１ａを外気導入口、内部空間５１２を形成する側壁５０２ｃ〜５０２ｅの少なくとも１枚に設けられる通気口５１１ｂを内気排出口とすることができる。
通気口５１１ａと、通気口５１１ｂとには、例えば、ファンなどが設けられることによって気体が加速され、強制的に外気導入・内気排出空間内に外気の導入および外気導入・内気排出空間内からの気体の排出が行われる。通気口５１１ａと通気口５１１ｂとにおける、外気導入口と排出口との組み合わせは、用途に応じて適宜設計選択される。通気口５１１ａを例えば、外気導入口として用いる場合には、通気口５１１ａに設けられるファンは、外部から内部空間５１２内に向かって気体が加速するように設けられ、排出口として用いられる通気口５１１ｂには、例えば、内部空間５１２内から外部に向かって気体が加速するようにして設けられる。その他のことは、第１０〜第１８の実施の形態のいずれかと同様である。
この第１９の実施の形態によれば、第１０〜第１８の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、気体流路５２４が設けられた側壁に対向する側壁に外気導入機構を設けたので、居住空間５０６の内部への酸素の供給、外部への不要なガス排出などを素早くできる。これによって、通常の居住空間と何ら変わらない形態のまま、居住空間５０６の素早い換気、居住空間５０６への潤沢な酸素の供給などができる高清浄部屋システム５１０を得ることができる。
〈第２０の実施の形態〉
図５６は第２０の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図５６に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１７の実施の形態の高清浄部屋システム５１０の天井裏５０５の部分の構成を、第１８の実施の形態の高清浄部屋システム５１０の天井裏５０５の部分の構成に置き換えたものである。具体的には、天井裏５０５と側壁５０２ｂに形成された内部空間５０７とをそれぞれ独立した外気導入・内気排出空間とし、天井裏５０５内から内部空間５０７内にかけて、天井裏５０５および内部空間５０７とは隔絶し、密閉されて構成された気体流路５２４を設けたものである。
外気導入機構および／または内気排出機構である天井裏５０５と内部空間５０７とは、例えば、連通させることで共通の外気導入機構および／または内気排出機構とすることもできる。一方で、天井裏５０５と内部空間５０７とを二つの独立した外気導入機構または内気排出機構として構成する場合にあっては、一方を外気導入機構、もう一方を内気排出機構とすることができる。この場合、例えば、天井裏５０５を形成する側壁５０２ｃに設けられる通気口５１１ａを外気導入口とし、内部空間５１２を形成する側壁５０２ｄに設けられる通気口５１１ｂは内気排出口とすることができる。その他のことは、第１０〜第１９のいずれかの実施の形態と同様である。
この第２０の実施の形態によれば、第１０〜第１９のいずれかの実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、第１７の実施の形態の高清浄部屋システム５１０の天井裏５０５の部分の構成を、第１８の実施の形態の高清浄部屋システム５１０の天井裏５０５の部分の構成に置き換えて構成したので、居住空間５０６と外気導入空間との間に設けられるガス交換膜２６の面積の総計を大幅に増加させることができる。これにより、居住空間５０６と外気導入空間との間において、外気導入空間から居住空間５０６への酸素の供給、居住空間５０６内で発生などした不要なガスの外気導入空間への排出などの効率が飛躍的に向上し、通常の居住空間５０６と何ら変わらない形態のまま、居住空間５０６における素早い換気、居住空間５０６への潤沢な酸素の供給などができ、居住空間５０６に多くの人間が長期に亘って滞在可能な高清浄部屋システム５１０とすることができ、さらに、気体流路５２４が設けられる空間と外気導入空間とを共通の空間で構成したので、上記の作用を発揮しつつも、省スペース化を図ることができ部屋のうちの居住空間５０６が占める割合を大きくすることができる。
〈第２１の実施の形態〉
図５７は第２１の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図５７に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第２０の実施の形態による高清浄部屋システム５１０の構成に、第１９の実施の形態による高清浄部屋システム５１０の第２の内部空間５１２内の構成を組み合わせたものである。
外気導入・内気排出機構である天井裏５０５と内部空間５０７と内部空間５１２とは、例えば、天井裏５０５といずれか少なくとも一つの内部空間とを連通させることで共通の外気導入・内気排出機構とすることもできる。一方で、天井裏５０５と内部空間５０７と内部空間５１２とを三つの独立した外気導入機構および／または内気排出機構として構成する場合にあっては、これらの空間のうち少なくとも一つの空間を外気導入機構、少なくとも一つの空間を内気排出機構とすることができる。この場合、例えば、天井裏５０５を形成する側壁５０２ｃに設けられる通気口５１１ａを外気導入口、内部空間５０７および内部空間５１２を形成するそれぞれの側壁に設けられる通気口５１１ｂは内気排出口として機能する。その他のことは、第１０〜第１９のいずれかの実施の形態と同様である。
この第２１の実施の形態によれば、第１０〜第２０の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、通常の居住空間と何ら変わらない形態のまま、居住空間５０６の素早い換気、居住空間５０６への潤沢な酸素の供給などをさらに高めることができる高清浄部屋システム５１０を得ることができる。
〈第２２の実施の形態〉
図５８は第２２の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図５８に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０において、居住空間５０６の内部に１００％循環フィードバック系を備えた前室５４０を設けたものである。
前室５４０は、人間が一定時間待機することのできる閉空間であって、居住空間５０６を隔壁５４１ａおよび５４１ｂで仕切ることで形成される。隔壁５４１ａおよび５４１ｂは、具体的には、例えば、上述した間仕切り壁などが用いられる。前室５４０は、具体的には、部屋５０１の側壁５０２ｂ、５０２ｃ、２枚の隔壁５４１ａ、５４１ｂ、底面５０２ｇおよび天井壁５０２ａで囲まれることによって形成されている。このように、居住空間５０６内には、人などが出入り可能な閉空間である前室５４０を有し、前室５４０は、居住空間５０６の内部に新たな閉空間を形成するように隔壁５４１ａおよび５４１ｂが設けられている。前室５４０を構成する部屋１の側壁５０２ｃには第１の出入り口である出入り口５０８を有する。また、出入り口５０８に対向して設けられた隔壁５４１ａには、第２の出入り口である引き戸５４７を有する。引き戸５４７は、例えば、隔壁５４１ａおよび５４１ｂのいずれか一方に設置してもよいし、両方に設置してもよい。このように仕切られた居住空間５０６のうち前室５４０以外の部分は主室５２０を構成しており、引き戸５４７は前室５４０と主室５２０との間で出入りが可能なように構成されている。出入り口５０８と引き戸５４７とによって、主室５２０と部屋５０１の外部との間を前室５４０を介して出入り可能となっている。
また、前室５４０は、居住空間５０６と同様に前室５４０の内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無い。前室５４０の内部と外部との間とは、前室５４０の内部と外部空間との間のみならず、前室５４０の内部と主室５２０の内部との間も含む。また、前室５４０の内部に気体が排出されるように、第２のファンフィルターユニットであるファンフィルターユニット５４４が設けられている。また、一定間隔を置いて互いに対向して設けられた隔壁５１７と側壁５０２ｂとで構成された内部空間５０７内には、第２の気体流路である気体流路５４３が設けられている。このように、内部空間５０７内には内部空間５０７とは隔絶して、２本の独立した気体流路５２４および気体流路５４３が形成されている。前室５４０を形成する隔壁５１７には、ファンフィルターユニット５４４の吸入口に対応した開口５４６が設けられ、ファンフィルターユニット５４４の吹き出し口から前室５４０の内部に流出する気体の全部が、開口５４６を通過し、開口５４６と吹き出し口５４５とを気密性を持って気体流路５４３が連通することによってファンフィルターユニット５４４へ還流するよう構成されている。
第２のファンフィルターユニットであるファンフィルターユニット５４４は、例えば、ファンフィルターユニット５２１と同様な構成を有する。ファンフィルターユニット５４４は、例えば、ファンフィルターユニット５２１よりも吐出流量の小さい前室５４０の容積に応じた吐出流量のものが選ばれる。天井壁５０２ａには、ファンフィルターユニット５４４の吹き出し口に対応する開口が設けられており、この開口とファンフィルターユニット５４４の吹き出し口とが気密性を持って接続されることで、吹き出し口５４５が構成されている。また、開口５４６は、ファンフィルターユニット５４４の吸入口と気密性を持って接続されて構成されており、例えば、内部空間５０７を構成する隔壁５１７または中空壁の領域のうち底面５０２ｇに接する領域に形成される。開口５４６と吹き出し口５４５とが密閉して接続されることで、前室５４０に対して１００％循環フィードバック系が設けられる。１００％循環フィードバック系を構成するファンフィルターユニット５４４を運転すると、前室５４０内の空気清浄度は上述したように飛躍的に向上する。また、内部空間５０７は、さらに仕切られることで、気体流路５４３および／または気体流路５２４の一部を形成することもできる。具体的には、内部空間５０７を分割するように２枚の仕切り壁を、一定間隔を置いて互いに対向するようにして設けることで筒状の包囲部が形成される。この筒状の包囲部が、例えば、気体流路５４３の一部を構成する場合には、前室５４０に隣接する内部空間５０７内に形成される。また、内部空間５０７の上部開口全体を塞ぐようにして天井壁５０２ａが設けられることで、この気体流路５４３の一部を構成する筒状の包囲部は内部空間５０７の他の領域から隔絶される。この筒状の包囲部を塞ぐ天井壁５０２ａの領域に開口が設けられた天井裏５０５内に設けられる気体流路５４３と気密性を持って接続され、さらにファンフィルターユニット５４４と気密性を持って接続される。また、内部空間５０７に外気が導入されるように通気口５１１ａおよび５１１ｂが設けられる。
また、この筒状の包囲部が、例えば、気体流路５２４の一部を構成する場合には、主室５２０に隣接する内部空間５０７内に形成される。この筒状の包囲部は主室５２０に対して設けられた１００％循環フィードバック系を構成する気体流路５２４の一部として形成される。即ち、この筒状の包囲部は天井裏５０５内に設けられた気体流路５２４の一部と気密性を持って接続され、気体流路５２４は同様に気密性を持ってファンフィルターユニット５２１と接続される。ファンフィルターユニット５２１は上記と同様に吹き出し口５２２と気密性を持って接続されることで主室５２０に対して１００％循環フィードバック系が形成される。
また、前室５４０に対して設けられた１００％循環フィードバック系を構成する気体流路５４３は、例えば、第１６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０の気体流路５２４と同様に構成することができる。この場合、居住空間５０６を前室５４０と読み替え、気体流路５２４が隙間なく挿通もしくは接続可能な開口５７１を、気体流路５４３が隙間なく挿通もしくは接続可能な開口５２５と読み替えることができる。
また、前室５４０の天井壁５０２ｃの少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成することにより、前室５４０と天井裏５０５との間で気体のやり取りが行われ、天井裏５０５には、通気口５１１ｃから外気が導入されるので、前室５４０には天井裏５０５から酸素などが供給され、前室５４０から天井裏５０５には二酸化炭素などが排出される。また、隔壁５４１の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成して、居住空間５０６と前室５４０とで気体のやり取りができるようにしてもよい。
引き戸５４７は、人が出入りする方向に垂直な方向に設けられたレール５４８上をスライドすることで開閉する。引き戸５４７は、前室５４０から主室５２０に人が出入り可能な形態を有し、人が出入りする方向に垂直な方向にスライドする形態を有していれば基本的には限定されないが、開閉の際に前室５４０と主室５２０とに対して圧力の変動をなるべく起こさない構成を有するものが好ましい。引き戸５４７は、具体的には、例えば、手動の引き戸、自動のスライド出入り口、半自動のスライド出入り口、巻き取り式のシャッターなどが挙げられる。このような構成を有する出入り口を引き戸５４７とすることで、開閉の際における前室５４０と主室５２０との間の空気流の発生を最小限とすることができる。また、引き戸５４７によって前室５４０と主室５２０とを出入りする際においては、開閉扉としたときに生じる衝突事故を防ぐことができ、狭い空間を有効に利用することができる。また、車椅子などで前室５４０と主室５２０とを出入りする際においても、その出入りをスムーズに行うことができる。また、引き戸５４７の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成してもよく、この引き戸５４７としては、具体的には、例えば、障子戸などが挙げられる。
図５９は、前室５４０の一例を、前室５４０のみを引き戸５４７である障子戸から見た斜視図である。
図５９に示すように、この前室５４０は、一方の角部を構成する側壁５０２ｂ、天井壁５０２ａ、底面５０２ｇによって構成され、もう一方の角部を構成する側面が隔壁５４１によって構成されており、これらの壁が気密性を持って接合されることで閉空間が形成されている。
前室５４０は、天井裏５０５を外気導入空間とし、前室５４０の内部に設けられた開口５４６には、ファンフィルターユニット５４４に接続された気体流路５４３が気密性を持って接続されており、ファンフィルターユニット５４４の吹き出し口と、天井壁５０２ａに設けられた吹き出し口５４５とが気密性を持って接続されることによって前室５４０に対して１００％循環フィードバック系が構成されている。気体流路５４３のうち、気体流路５４３の折れ曲がり部よりも上流の部分が天井裏５０５内に設けられ、下流の部分は内部空間５０７内に設けられる。天井裏５０５を構成する側壁には通気口５１１ａが設けられ、天井裏５０５内に外気が導入される。また、天井壁５０２ａは、その一部がガス交換膜５２６で構成されることで、天井裏５０５と前室５４０との間で、ダスト微粒子を交換することなく酸素などの気体粒子を交換することができる。また、内部空間５０７を構成する側壁５０２ｃには通気口５１１ｂが設けられ、前室５４０を形成する隔壁５１７の一部がガス交換膜５２６で構成されることによって、内部空間５０７と前室５４０との間で、ダスト微粒子を交換することなく酸素などの気体粒子を交換することができる。
また、側壁５０２ｃに設けられた出入り口５０８に対向して設けられた隔壁５４１には、引き戸５４７である障子戸５４７ａが設けられる。障子戸５４７ａは、レール５４８上をスライドすることによって開閉する。障子戸５４７ａは、格子状の木組とガス交換膜５２６とで構成された障子様の引き戸である。障子戸５４７ａに用いられるガス交換膜５２６は、好適には障子紙であるが、これに限定されるものではない。
図６０は、前室５４０の他の一例を、前室５４０のみを前室５４０の障子戸５４７ａから見た斜視図である。
図６０に示すように、この前室５４０は、図５８において示した前室５４０と基本的には同様な構成を有するが、２重天井壁を有さず、気体流路５４３が前室５４０内の頂壁５０２ｈ上に設けられている。また、側壁５０２ｂに設けられた出入り口５０８に対向して設けられた隔壁５４１には障子戸５４７ａを収納する戸袋５４９が設けられている。戸袋５４９には、障子戸５４７ａが収納されることで高まる戸袋５４９内の圧力を、例えば、吸入口である開口５４６などにパイパスするなどして逃がす機構を設けることが好ましい。これによって、障子戸５４７ａの開閉による前室５４０および前室５４０が接続される空間における空気の流れを最小限とすることができる。
次に、この高清浄部屋システム５１０の動作について説明する。外部から、主室５２０に人間が入る場合、まず出入り口５０８を通じて前室５４０に入る。前室５４０に人間が入るとファンフィルターユニット５４４が一定時間動作して、例えば、人間から湧き出る塵埃、前室５４０内に外部から入った塵埃などを１００％循環フィードバック系によって除去する。次に、例えば、前室５４０内の塵埃の粒子数が一定値以下になったら、引き戸５４７を開放して主室５２０に人間が出入り可能となるようにする。主室５２０においても１００％循環フィードバック系が装備されているので、主室５２０内を常に高い空気清浄度に保つことができる。このように、この高清浄部屋システム５１０は、外部から人が主室５２０に出入りする際に、前室５４０を経由して主室５２０に出入りするように構成したので、外部と主室５２０との人の出入りによって主室５２０の清浄度が著しく低下することがなくなる。その他のことは、第１０〜第２１のいずれか実施の形態と同様である。
この第２２の実施の形態によれば、第１０〜第２１のいずれかの実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、居住空間５０６内に新たに１００％循環フィードバック系が設けられた前室５４０を設け、外部から人が主室５２０に人間などが出入りする際には、前室５４０を経由しなければ主室５２０に出入りできないように構成したので、外部と主室５２０との人の出入りの際に、主室５２０にダストを含む外気が直接流れ込むことよる主室５２０の清浄度の著しい低下が起こらない。また、前室５４０と主室５２０との出入りを可能にする出入り口を引き戸５４７としたので、主室５２０と前室５４０とを出入りする場合において圧力の変動を最小限とすることができ、これによって、引き戸５４７の開閉の際において、ダストを含む外気が主室５２０内に流れ込むような空気流の発生を最小限とすることができる。また、無機質的なクリーンルーム内にいるという感覚を全く生じさせない中、見た目全く通常の純和風の外観を有する部屋そのものが、実は、病院無菌室（ＵＳ２０９Ｄクラス１００）以上の清浄度をもつといった空間・住環境にて生活することができるようになる。
〈第２３の実施の形態〉
図６１は第２３の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図６１に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１７の実施の形態による高清浄部屋システム５１０において、気体流路５２４を側壁５０２ｄ側に設け、気体流路５２４の折れ曲り部よりも下の部分を主室５２０内に設けたものである。このように、開口５２３および気体流路５２４が、内部空間５０７が形成された側壁５０２ｂとは反対側の側壁５０２ｄに設けられることにより、内部空間５０７を形成する壁面に設けられるガス交換膜５２６の面積を大幅に増加させることができる。これにより、内部空間５０７と居住空間５０６との気体の交換量が大幅に増加し、居住空間５０６に多数の人間が長時間滞在することになっても安全性を担保できる。この高清浄部屋システム５１０のその他のことは、第１４の実施の形態の高清浄部屋システム１０と同様である。
この第２３の実施の形態によれば、第２２の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、内壁５１７におけるガス交換膜５２６の割合を大幅に増加させることができるので、内部空間５０７を外気導入空間としたときに、内部空間５０７と居住空間５０６との間で交換できる気体の量を大幅に増加することができる。これにより、居住空間５０６に多数の人間が長時間滞在することになっても安全性を担保できる。
〈第２４の実施の形態〉
図６２は第２４の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図６２に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１８の実施の形態による高清浄部屋システム５１０において、外気導入空間である内部空間５０７、天井裏５０５および内部空間５１２のうち少なくとも１箇所を連通させて外気導入空間を構成し、気体流路５２４を、この外気導入空間の内部に外気導入空間とは隔絶するようにして密閉して構成することで開口５２３と吹き出し口５２２とを密閉して接続したものである。また、外気導入空間を形成している部屋５０１の側壁５０２ｃの天井裏５０５を構成する部分には通気口５１１ａ、天井裏５０５を構成する部分には通気口５１１ｂが形成され、外気導入空間である内部空間５０７を構成する天井壁５０２ａおよび隔壁５１７の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成したものである。
気体流路５２４は、例えば、第２０の実施の形態による高清浄部屋システム５１０における気体流路５２４と同様に構成することができる。この高清浄部屋システム５１０のその他のことは、第１０〜第２２のいずれかの実施の形態の高清浄部屋システム５１０と同様に構成することができる。
この第２４の実施の形態によれば、第２２の実施の形態と同様な利点を得ることがで
きるとともに、内部空間５０７と内部空間５１２とを外気導入空間とし、それぞれの外気導入空間と居住空間５０６とを隔てる壁の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成したので、外気導入空間と居住空間５０６とで交換できる気体の量を大幅に増加することができる。これにより、居住空間５０６に多数の人間が長時間滞在することになっても安全性を担保できる。
〈第２５の実施の形態〉
図６３は第２５の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図６３に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第２３の実施の形態による高清浄部屋システム５１０において、内部空間５０７と天井裏５０５と内部空間５１２とを連通させないようにして構成し、それぞれの空間に独立して通気口５１１ａおよび通気口５１１ｂを設けたものである。
内部空間５０７と天井裏５０５と内部空間５１２とは、互いに独立した閉空間を構成しているので、それぞれの空間において、居住空間５０６と独立して期待のやり取りをすることができる。これにより、通気口５１１ａを、例えば、外気導入口、通気口５１１ｂを、例えば、排出口として独立して構成することができ、居住空間５０６への外気の導入および排出を独立した複数の外気導入空間を通じて行うことができるので、居住空間５０６に外気の導入のみをする経路および居住空間５０６から外部へ不要なガスを排出のみをする経路を構成することができる。その他のことは、第１８の実施の形態の高清浄部屋システム５１０と同様である。
この第２５の実施の形態によれば、第２２の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、内部空間５０７と天井裏５０５と内部空間５１２とは、互いに独立した閉空間を構成しているので、居住空間５０６との気体のやり取りを、それぞれ独立してすることができる。これにより、外気導入口と排出口とを独立して構成することができ、居住空間５０６への外気の導入および排出を独立した複数の外気導入空間を通じて行うことができる。これにより、居住空間５０６に外気の導入のみをする経路および居住空間５０６から外部へ不要なガスを排出のみをする経路を構成することができる。
〈第２６の実施の形態〉
図６４は第２６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。なお、図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋５０１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋５０１の内部の構成は実線で示している。
図６４に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１０〜第２５のいずれかの実施の形態による高清浄部屋システム５１０の外壁の外部に接するようにして１００％循環フィードバック系を有する前室５４０を設けたものである。
前室５４０は１００％循環フィードバック系を有する密閉空間であれば基本的にはどのように構成されていても良いが、具体的には、例えば、第２２の実施の形態による高清浄部屋システム５１０において構成された前室５４０と同様に構成することができる。
前室５４０を第１０〜第２１のいずれかの実施の形態による高清浄部屋システム５１０の外部に設置する場合には、前室５４０は、高清浄部屋システム５１０の部屋５０１を構成する側面のうち、出入り口５０８を有する面に設けられる。前室５４０を構成する側面のうち部屋５０１と対向する面は、前室５４０と主室５２０との間で人間が出入りできるように構成されることが好ましく、例えば、前室５４０に出入り口５０８に対応した開口を設けてもよいし、前室５４０の出入り口５０８に対向する全面を開放にしてもよい。また、例えば、出入り口５０８を引き戸とすることが好ましい。前室５４０と主室５２０との接続は、前室５４０と主室５２０とが密閉されて接続されていれば基本的には限定されないが、前室５４０が部屋５０１の出入り口５０８を有する側面を覆うようにして密閉して設けられることが好ましい。また、第２１〜第２４のいずれかの実施の形態による高清浄部屋システム５１０の外部に前室５４０を設置する場合には、部屋５０１の内部に前室を有するので、前室５４０は第２の前室として外部に設置される。
また、部屋５０１と主室５２０との間には、例えば、それぞれが形成する閉空間の内部に形成された外気導入空間を繋ぐ連結路である貫通口５７７を設けることが好ましい。この貫通口５７７を設けることにより、前室５４０の設置によって、部屋５０１に設けられた通気口５１１が塞がれてしまっても、部屋５０１内部に形成された外気導入空間に外気を導入することができる。また、例えば、主室５２０と前室５４０とを隔てる部屋５０１の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成したり、出入り口５０８の主要な面の少なくとも一部をガス交換膜５２６で構成したり、障子戸５４７で構成したりすることにより主室５２０と前室５４０との間で気体を交換可能にすることもできる。
図６５は第２６の実施の形態の変形例である高清浄部屋システム５１０を示す。図中の斜線部は高清浄部屋システム５１０の構成を明確にするために示したものであり、断面を示すものではない。図中、破線部は、部屋１内部に設けられた、隔壁、天井壁などの壁を示し、その他の部屋１の内部の構成は実線で示している。
図６５に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第２６の実施の形態による高清浄部屋システム５１０の前室５４０を、部屋５０１の外部に設けられた廊下５３３に設置したものである。
前室５４０は基本的には第２２の実施の形態による高清浄部屋システム５１０における前室５４０と同様な構成を有するが、気体流路５４３は、例えば、部屋５０１の側面のうち廊下５３３が延びる方向と平行に設けられる。隔壁５１７ａが前室５４０の内部に設けられることによって、内部空間５０７ａが内部空間５０７と同様に形成される。また、例えば、部屋５０１の側面のうち廊下５３３が延びる方向とする２枚の側面に引き戸５４７ｃが設置されることで、前室５４０は通り抜け可能となる。その他のことは、第１０〜第２４の実施のいずれかの形態による高清浄部屋システム５１０と同様である。
この第２６の実施の形態によれば、第１０〜第２５の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、内部に前室５４０を設置できないような狭い部屋であっても、外部に前室５４０を設置することによって、高清浄環境を常に維持できる部屋とすることができる。また、例えば、屋内部屋であれば、部屋に通じる廊下を隔壁などによって仕切ることによって前室５４０にすることができる。
〈第２７の実施の形態〉
図６６は第２７の実施の形態による高清浄部屋システム５１０を示す。
図６６に示すように、この高清浄部屋システム５１０は、第１０〜第２６のいずれかの実施の形態による高清浄部屋システム５１０において、内部空間５０７もしくは天井裏５０５に送風ファンを２系統備えるガス交換装置５８０を設けたものである。内部空間５０７と天井裏５０５とは空気が連通する構成を有している。ガス交換装置５８０は、ガス交換部５７０の一方の側面に外気導入口５７１と内気回収口５７２とを有し、もう一方の側面に排出口５７３と還流口５７４とを有する。外気導入口５７１は、内部空間５０７に通気口５１１ａから導入された外気をガス交換部５７０内に導入する。また、内気回収口５７２は吸入管５７５に接続され、吸入管５７５は天井壁５０２ａを気密性を持って挿通されることで居住空間５０６内に達し、吸入管５７５の先端部に設けられた開口から、居住空間５０６内において人５７６などによって発せられた臭いのきつい空気や汚染された空気を回収する。ガス交換装置５８０に接続された吸入管５７５と還流口５７４とは、居住空間５０６内においてそれぞれの開口が対になって設けられている。排出口５７３は、ガス交換装置５８０によって塵埃・菌等の粒子は交換することなく、ガス成分のみ外気と平衡状態に近づけられた、臭い分子等の濃度の小さい清浄化された空気を内部空間５０７に還流する。また、還流口５７４にはノズル５７７が接続され、ノズル５７７は天井壁５０２ａに、ノズル５７７の出口に対応する開口に気密性を持って接続され、ガス交換装置５８０によって清浄化された空気が居住空間５０６内に戻される。また、居住空間５０６内にはスタンドアローンの空気清浄装置５７８あるいは光触媒脱臭装置が設置される。この場合、空気清浄装置５７８の目詰まりが皆無となるので、スタンドアローンの空気清浄器の装置寿命を伸ばし、そのフィルター能力を本来の能力の１０００倍以上に引上げることができる。即ち、ダスト捕集効率γ＝０．５では、ゴミ密度ｎ＝（１−０．５）×Ｎ0 よりｎ＝３×１０5 程度となる。一方で、図３８に示すように、スタンドアローンの空気清浄装置はクラス３００が達成されている。よって、その比は、３×１０5 ／３００〜１０００となる。また、ガス交換装置５８０に代えて、例えば、空気濾過器或いは空気清浄機を同様な構成で設置して用いてもよい。
図６７〜図７０は、ガス交換装置５８０の例を示した斜視図である。
図６７〜図７０に示すように、ガス交換装置５８０の内部にガス交換膜５２６を複数枚備えることによって、酸素が減少した空気や二酸化炭素が増加した空気、或いは、臭気や化学物質を含む汚れた部屋５０１内部の空気が、外気との間のガス交換・分子の相互濃度拡散により、濃度を外気と同じ濃度に極めて近い値に戻されて、部屋５０１内に還流する。この際、正味の空気流の交換はないので、塵埃の外気からの紛れ込みは無く、空気は分子成分的にのみ清浄化される。即ち、導入口５７１から導入された外気と内気回収口５７２から導入される部屋５０１内部の気体が、多重に配されたガス交換膜５２６を介してガス成分の交換を行うことで、内気のガス成分は、外気のそれにほぼ等しくなって、再び、室内に還流する。
ガス交換装置５８０を個別に説明する。図６７に示すように、ガス交換装置５８０Ａは、外気、内気の導入、送出を平行に行うことで、気流のハンドリングが容易なタイプであり、ガス交換膜５２６をジグザグ状に、一筆書きの要領でボックス内に配置するので、作製上、ガス交換膜５２６は一枚膜で構成できるメリットがある。また、図６８に示すように、ガス交換装置５８０Ｂは、ガス交換装置５８０Ａと同じく外気、内気の導入、送出を平行に行う構造を有し、さらに、ガス交換膜５２６を平行に多数枚並べるタイプで、各スロット毎に、外気と内気を別々に導入する。このように構成されることで、ガス交換膜５２６の面間隔が一定で気流に淀み層が少なくできるメリットがある。また、図６９に示すように、ガス交換装置５８０Ｃもガス交換膜５２６を平行に多数枚並べるタイプであるが、外気導入と内気の導入方向を直交させることで、導入口５７１をひとまとめにでき、構造を簡単にすることができる。また、図７０に示すように、ガス交換装置５８０Ｄは、ガス交換装置５８０Ｂおよび５８０Ｃの構造の利点を組み合わせたもので、外気、内気の導入、送出を平行に行いつつ、且つ、外気、部屋５０１内の空気について、各々、その導入口をひとまとめにできるメリットがある。ガス交換装置５８０Ｄのガス交換部５７０の寸法は、具体的には、例えば、高さ４５［ｃｍ］、幅が９０［ｃｍ］で長さが１８０［ｃｍ］程度であり、ガス交換膜５２６は、例えば、３［ｍｍ］以上６０［ｍｍ］以下程度の間隔ｄで張る。これにより、１２［ｍ2 ］以上２４０［ｍ2 ］以下の極めて広い実効面積においてガス交換が可能となる。但し、ｄは、上記に限定されるものでなく、１〜２［ｍｍ］もガス交換時間短縮上、大変有効である。従って、ガス交換装置５８０Ｄは、前述の図３２において示したガス交換膜５２６のガス交換能力の数十倍乃至数百倍の性能を有する。ガス交換装置５８０Ｄは、上述の通り、外気用と部屋還流空気（内気）用に２系統の送風ファンを装備し、これらが空気を能動的に送り出すので、ガス交換面を挟んでの二つの気流の速さを加味すると、更に、この１０倍程度のガス交換能力向上も可能である。
上記、ガス交換装置５８０内のガス交換膜５２６の総面積は、最低限、式（１５）を満たせば、人が内部で活動するに十分な酸素濃度が担保され、この面積が大きければ大き
いほど、これに加えて、脱臭や有害ガス排出機能も高まっていく。即ち、（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）｝によるスケーリングは、また、ガス交換装置５８０のガス交換部５７０が有する“ガス交換膜／内気／ガス交換膜／外気”という繰り返し構造の“単位胞”についても当てはめることができる。例えば、図２９或いは図３２に示した高清浄部屋システム５１０の場合、Ｖ（〜２４［ｍ3 ］）／Ａ（〜１．８［ｍ2 ］）〜１３［ｍ］程度であるのに対し、図６６〜図７０に示したガス交換装置５８０では、ガス交換膜５２６の面間隔ｄが典型的には数［ｍｍ］オーダーであるので、Ｖ（＝Ａ×ｄ）／Ａ＝ｄ〜３［ｍｍ］となる。両者の比１３［ｍ］／３［ｍｍ］〜４０００［ｍｍ］より、ガス交換装置５８０のガス交換の時定数は、例えば図３３Ｂで観測された“４０分”のオーダーの量から、その４０００分の１の短さ、即ち、約１秒弱のオーダーの時間であると分かる。例えば、体積３０［ｍ3 ］の居住空間に対しては、ガス交換装置５８０へ流入する外気、内気の風量は、定常時か緊急時かに応じて、０．２５［ｍ3 ／ｍｉｎ］〜数十［ｍ3 ／ｍｉｎ］程度の値をとる（この値は、部屋の体積に対してスケールする）ので、上記のガス交換装置５８０の典型的サイズ（０．４５×０．９×１．８［ｍ3 ］〜０．８［ｍ3 ］）からすると、装置内を気流が通過する時間は、数秒〜約１分程度の時間となる。これは、上記のガス交換装置５８０のガス交換時定数の数倍以上であるので、外気と内気は、ガス交換装置５８０の内部を流れる間には十分にガス交換を行い、出口の部分では、両者はほぼ平衡状態に達しうることがわかる。このように、外気と、部屋５０１内の空気とのガス交換を、各ガス交換面の中央部で面を挟んで流れる二つの気流の間で、効率的に分子の相互濃度拡散を行わせることができる。ガス交換装置５８０に流れ込む内気の風量に対し、同じく流れ込む外気の風量を等しいかそれ以上とすることが望ましい。好適には、ガス交換装置５８０内を流れる内気の風量に対し、数倍乃至１０倍以上とするが、この際には、同時に、ガス交換膜を挟んで流れる、内気と外気の二つの気流の速度ベクトルにおいて、平行成分が大きい配置をとることで、ベルヌーイの定理に従って、ガス交換膜を介する圧力差をほぼゼロにすることが望ましい。この二つの気流の速度ベクトルは完全に平行であることがベストであるが、各ガス交換面の中央部で面を挟んで対角線状にクロスさせることもこれに次いで大変有効である。このため、外気の流れる部分の断面積を、内気のそれより、上記の風量の比と相殺する様に大きくすることが肝要である。即ち、ガス交換装置５８０における、外気流量／内気流量の比を、外気流路におけるガス交換膜間隔／内気流路におけるガス交換膜間隔の比に一致させることが好ましい。また、上記ガス交換膜５２６の両側の空気流が平行、或いは準平行である場合には、この流れの方向に直交する面で切ったガス交換膜５２６の断面を、ジグザグ（山折り谷折り）形状として実効面積を増やし、ガス交換能を高めることも有効である。
また、例えば、この実施の形態において示した高清浄部屋システム５１０に設けられるガス交換装置５８０を、ガス交換装置５８０Ｄとすると、ガス交換装置５８０Ｄのガス交換部５７０の内部に設けられたガス交換膜５２６は、天井壁５０２ａに対して垂直に並ぶことになる。即ち、ガス交換膜５２６の面の法線ベクトルは、重力方向と直交する。従って、外気が含む多様な塵埃は、ガス交換膜５２６の面上に降下するのではなく、ガス交換部５７０を構成する壁面上、例えば、図７１向かって手前の面上に留まるのみである。従って、ガス交換装置５８０Ｄのガス交換膜５２６のガス交換能力は、目詰まりの問題から格段に開放される。
高清浄部屋システム５１０を上述のようにして構成することで、局所排気系を備えた高清浄部屋システム５１０を実現することができる。例えば、養護ホームのオムツ交換時等の局所排気が望ましいときにこの高清浄部屋システム５１０を用いることで、内部の清浄度を犠牲にせず、且つ、局所的な異臭の発生にも対応できるようになる。また、この高清浄部屋システム５１０は、溶剤などを使う塗装工程を清浄環境を維持しながら、安全に行うことができる。その他のことは、第１０〜第２６のいずれかの実施の形態の高清浄部屋システム５１０と同様である。
この第２７の実施の形態によれば、第１０〜第２６の実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、局所排気系を備えた高清浄部屋システム５１０を実現することができる。例えば、養護ホームのオムツ交換時等の局所排気が望ましいときにこの高清浄部屋システム５１０を用いることで、内部の清浄度を犠牲にせず、且つ、局所的な異臭の発生にも対応できるようになる。また、この高清浄部屋システム５１０は、溶剤などを使う塗装工程を清浄環境を維持しながら、安全に行うことができる。
〈第２８の実施の形態〉
図７１は第２８の実施の形態である高清浄部屋システム５１０を示す。この高清浄部屋システム５１０は、第１２の実施の形態で示した高清浄部屋システム５１０と同様に複数の部屋５０１を連結した形態を有している。図７１に示すように、高清浄部屋システム５１０は、主室５２０と前室５４０とを有する部屋５０１が廊下５３３に沿って四つ連結されているが、連結数は４に限られることなく、適宜選択することができる。部屋５０１の左側の側壁が、内部空間を内包する構造を有する壁５０９となっている。また、それぞれの部屋５０１は、前室５４０を備えており、主室５２０の清浄度を破ることなく、主室５２０と外部の間を行き来できる。
部屋５０１は、前室５４０と主室５２０とを有する。前室５４０は廊下５３３に面する側壁に出入り口５０８を有し、ユニットバスなどのユーティリティースペース５１９に接し、出入り口５０８と互いに対向するようにして設けられた障子戸５４７ａによって部屋５０１の内部が仕切られることによって形成される。各部屋５０１の図中向かって左側の側壁は、第１０の実施の形態において示した壁５０９の構造を有している。また、図７１に示す構造から分かるように、ここに用いられる壁５０９は、重力に沿う方向で内部空間５９７へのフレッシュエアの出し入れを行う図２２Ｂのタイプであり、壁５０９の頂面には外気導入口５１１ｅと内気排出口５１１ｆとが設けられており、壁５０９の頂面は天井壁５０２ａと同一平面上にあるように設けられている。前室５４０の構成は、第１１および第２２〜第２６のいずれかの実施の形態において示した前室５４０の構成を適宜選択することが可能である。部屋５０１の内部の構成のうち、前室５４０以外の部分は主室５２０を構成するため、部屋５０１内に前室５４０を備えることで、主室５２０の清浄度を破ることなく、主室５２０と外部との間を行き来できる。主室５２０の構成は、図６６において示した第２７の実施の形態による部屋５０１（居住空間５０６）と同様な構成を有しており、例えば、気体流路５２４の内部にはさらに光触媒５６１が設けられている。この光触媒５６１の設置の有無は、主室５２０の用途に応じて、適宜選択することができる。部屋５０１の主室５２０側の構成は、具体的には、主室５２０上の天井裏５０５に、主室５２０に空気が吹き出し可能なようにファンフィルターユニット５２１が設けられており、主室５２０と内部空間５０７とを隔てる壁５０９ａの一部がガス交換膜５２６で構成されており、内部空間５０７内の空気と主室５２０内の空気とがやり取り可能となっている。
主室５２０における天井裏５０５側の天井壁５０２ａ上には、外気導入ダクト５８３ａと排気ダクト５８３ｂとが設けられている。外気導入ダクト５８３ａは、四つの連なる部屋５０１を横断するようにして設けられ、外気導入ダクト５８３ａの一方の端部である外気吸気口５８５にはシロッコファンなどの送風機構５８２を有する。排気ダクト５８３ｂも、外気導入ダクト５８３ａと同様に設けられ、排気ダクト５８３ｂの外気吸気口５８５側の端部である排気口５８６にはシロッコファンなどの送風機構５８２を有する。また、外気導入ダクト５８３ａと、排気ダクト５８３ｂとは一定間隔を置いて互いに平行に設けられている。外気導入ダクト５８３ａは、各々の部屋５０１の外気導入口５１１ｅを気密性を持って順に連結するようにして設けられ、各々の部屋５０１の外気導入口５１１ｅには内部空間５０７内に外気を導入する管５８３ｃが接続される。また、排気ダクト５８３ｄは、各々の部屋５０１の内気排出口５１１ｆを気密性を持って順に連結するようにして設けられ、各々の部屋５０１の内気排出口５１１ｆには内部 空間５０７内から気体を排出する管５８３ｄが接続されている。このように構成されることで、外気吸気口５８５から吸入された外気は、外気導入ダクト５８３ａを通り外気導入口５１１ｅを介して各部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７に順に導入され、各部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７から内気排出口５１１ｆを経て排出される内気は、順に排出され、排気ダクト５８３ｂを通って排気口５８６から排出される。また、管５８３ｃは外気導入口となる先端開口部が、部屋５０１の床近傍となるように構成され、管５８３ｄは内気排出口となる先端開口部が天井壁５０２ａの近傍となるように構成される。この構成は、例えば、夏など外気吸気口５８５から導入される空気が暖かい場合に、空気の循環効率が高まるが、これに限られるものではなく、例えば、管５８３ｃと管５８３ｄの長さを逆転させることで、冬など外気吸気口５８５から導入される空気が冷たい場合に、空気の循環効率の高まる構造とすることができる。特に後者は、ガス交換膜５２６を挟む二つの気流の速度ベクトルにおいて平行成分が大きくなることからも推奨される配置である。内部空間５０７内の外気導入部および排出部は、内部空間５０７内の領域のうち気体流路５２４が形成されていない領域から少なくとも一部が選ばれる。
主室５２０内の内壁５０９ａ側の角部５０２箇所には、二つのファンフィルターユニット５７８が載置されている。ファンフィルターユニット５７８は、風量がファンフィルターユニット５２１の風量の少なくとも数分の一、望ましくは一桁以上小さく、除塵能力と送風能力を有する機器であれば基本的には限定されるものではないが、例えば、主室５２０の容積をＶとすると、Ｖ／２ｈ［ｍ3 ／ｈ］以上であることが好ましく、空気供給量が１５［ｍ3 ／ｈ］以上６６［ｍ3 ／ｈ］以下の小流量ファンフィルターユニットであることが好ましい。小流量ファンフィルターユニットとしては、例えば、ブルーエア社製のブルーエアミニ（商品名）が好適である。図５３は、この小流量ファンフィルターユニットの概観を示した斜視図である。この小流量ファンフィルターユニットは、本体部５７８ａに、フィルター部５７８ｂが組み合わされて構成され、フィルター部５７８ｂの背面部から吸入された空気は本体部５７８ａの前面から吹き出されるようにして、本体部５７８ａの内部に送風機構が設けられる。この小流量ファンフィルターユニットは、その外寸は幅が１６０［ｍｍ］、奥行き９５［ｍｍ］、高さ１９０［ｍｍ］、重量が０．７ｋｇ（フィルター含む）、運転音が４４［ｄＢ］、清浄空気供給量が２９［ｍ3 ／ｈ］、定格消費電力は５［Ｗ］である。また、この小流量ファンフィルターユニットは、主室５２０の内部で設置位置を変更することが可能である。また、内部空間５０７と主室５２０との境界にファンフィルターユニット５７８を二つ設置し、一方のファンフィルターユニット５７８が外気の導入をするように、もう一方のファンフィルターユニット５７８を内気の排気をするように設置することで主室と外部との換気機構とすることもできる。この場合、二つのファンフィルターユニット５７８は一方が外気を吸気し、もう片方は内気を排気するため、この場合においても、内気排気用のファンフィルターユニット５７８の寿命・効率を、開放系で用いる場合に比べ数百倍以上に高めることができることは維持される。また、この二つのファンフィルターユニット５７８は、主室５２０と廊下や戸外等との間に設置してもよい。このことにより、例えば、時を経た場合のこれら小流量ファンフィルターユニットの交換の“ロータリー交換”が可能となる。即ち、老朽化した外気吸気口５８５側の送風機構５８２をそれまで内気排気に用いていたファンフィルターユニット５７８で置き換え、新品のファンフィルターユニット５７８を内気排気用に設置することが勧められる。その他のことは、第１０〜第２７のいずれかの実施の形態と同様である。
この第２８の実施の形態によれば、第１０〜第２７のいずれかの実施の形態と同様な利点を得ることができるとともに、部屋５０１を複数連結し、各部屋５０１の外気導入部をダクトによって連結し、各部屋５０１の排出部を別のダクトによって連結し、それぞれのダクトに送風機構を設けたので、複数連結された部屋５０１への外気導入および内気排出を一括で行うことができる。また、多数の部屋５０１を有する集合住宅、介護ホーム、病院、或いは塗装工場などに対し必要に応じて、高清浄部屋システム１０の構成を適宜選択し、さらに、ガス交換装置５８０を組み込むなどすることで、簡易に低塵埃空間を得られるだけでなく、化学物質、臭い、有機溶剤分子なども短時間に排出・分解できる超高清浄空間を得ることができる。高清浄部屋システム５１０をこのように構成することで、中で療養する人の健康回復を早めたり、或いは、中で塗装作業等に従事する人々の胆管ガン罹患リスク等を低減したりすることができる。
〈第２９の実施の形態〉
図７２は第２９の実施の形態である高清浄部屋システム５１０を示す。この高清浄環境システム５１０は、第２８の実施の形態において示した高清浄部屋システム５１０の、連結された複数の部屋５０１の居住空間を連通させ、この連通した部位に一つ或は少数のファンフィルターユニット５２１を配置した集中システムである。
図７２に示すように、高清浄環境システム５１０は、主室５２０と前室５４０とを有する部屋５０１が四つ連結されており、図７１において示した高清浄環境システム５１０と基本的に同様な構成を有する。天井裏５０５側の天井壁５０２ａ上には、吸気側ダクト５８７ａと送風側ダクト５８７ｂと吸気側ダクト５８７ａと送風側ダクト５８７ｂとを連結する連結ダクト５８７ｃをさらに有する。吸気側ダクト５８７ａと送風側ダクト５８７ｂとは一定距離を置いて互いに対向して設けられ、外気導入ダクト５８３ａと排気ダクト５８３ｂとで挟まれる領域に設けられる。この場合、吸気側ダクト５８７ａおよび送風側ダクト５８７ｂは、外気導入ダクト５８３ａおよび排気ダクト５８３ｂと離れて設けられることが好ましいがこれに限定されるものではない。
各部屋５０１の壁５０９の内部空間５０７内には、天井壁５０２ａに設けられた開口である、吹き出し口５２２が設けられており、吸気側ダクト５８７ａは、各部屋５０１の吹き出し口５２２を順に接続するようにして設けられる。また、吹き出し口５２２の上流部には部屋５０１に風が送り出されるようにして各部屋５０１ごとに送風部５８８が設ける形態を有してもよく、その場合には、吸気側ダクト５８７ａは、各部屋５０１の送風部５８８を気密性を持って順に接続される。また、各部屋５０１を構成する壁５０９の頂壁には、外気導入口５１１ｅおよび内気排出口５１１ｆに加えて、開口５２５が設けられている。開口５２５は、外気導入口５１１ｅと内気排出口５１１ｆとの間に設けられ、開口５２５と、内壁５０９ａに設けられた開口５２３とは、気体流路５２４によって気密性を持って接続されている。吸気側ダクト５８７ａは、各部屋５０１の開口５２５を順に接続するようにして設けられている。吸気側ダクト５８７ａの下流側の端部と送風側ダクト５８７ｂの上流側の端部とは、部屋５０１の外部に設けられた連結ダクト５８７ｃで連結されており、連結ダクト５８７ｃの内部には光触媒５６１とファンフィルターユニット５２１とが設けられている。ファンフィルターユニット５２１は、例えば、集中空気濾過器、集中空気清浄機などで構成されるが、例えば、上記に示した、ガス交換装置５８０を用いることが好ましい。光触媒５６１は、例えば、光触媒材料を用いたフィルター、このフィルターを用いた空気清浄装置などが好適である。また、ファンフィルターユニット５２１は、例えば、大容量ファンフィルターユニットであることが好ましく、例えば、主室５２０の容積が４５ｍ3 の場合、各部屋当たり空気供給量が４［ｍ3 ／ｍｉｎ］以上２２［ｍ3 ／ｍｉｎ］以下であることが好ましい。また、吸気側ダクト５８７ａには、各部屋５０１の端に設けられた壁５０９に格納された気体流路５２４を通じて順に空気が送り出され、全ての部屋５０１からダクト５８７ａ内に空気が送り出され合流した後に、連結ダクト５８７ｃに内部に入って９０度方向を転換する。連結ダクト５８７ｃに内部に入った後はファンフィルターユニット５２１と光触媒５６１とを順次通過し、送風側ダクト５８７ｂの内部に入ってさらに９０度方向転換をして、各部屋５０１に設けられた吹き出し口５２２から、各主室５２０に気体が送り出される。このとき、吸気側ダクト５８７ａの上流端部に接続される気体流路５２４と送風側ダクト５８７ｂの下流端部に接続される吹き出し口５２２とが、同じ主室５２０内部に設けられているので、各部屋５０１において、当該部屋内気を取り込む気体流路５２４下端の開口５２３と、当該吸引空気を清浄化処理後、その吸引気体全量を、ファンフィルターユニット５２１と光触媒５６１で処理後、再び、上記部屋内部に戻す吹き出し口５２２とが、対となって設けられており、全体として密閉されて構成されている。このように構成されることで、各部屋５０１のそれぞれに設けられた吸入口である気体流路５２４下端の開口５２３と、吹き出し口５２２とが、部屋５０１の外部に設置されたファンフィルターユニット５２１と連通する。このことから、上述した１００％循環フィードバック系を、一つのファンフィルターユニット５２１で四つの部屋５０１に同時に設けることができ、一つのファンフィルターユニット５２１で複数の部屋５０１に清浄空気を供給することができる。
図７３は第２９の実施の形態である高清浄部屋システム５１０の変形例を示す。この高清浄部屋システム５１０は、図７２において示した高清浄部屋システム５１０のうち前室５４０の構成を省略したものである。その他の構成は、図７２において示した高清浄部屋システム５１０と同様に構成することができる。この形態は、部屋５０１の出入りの頻度が少なく、相対的に居住空間内部に滞在する時間が長い場合に、好適なシステムである。その他のことは、第１０〜第２８のいずれかの実施の形態と同様である。
この第２９の実施の形態によれば、第１０〜第２８のいずれかの実施の形態と同様な利点を有するとともに、１００％循環フィードバック系を一つのファンフィルターユニット５２１で複数の部屋５０１に同時に設けることができ、一つのファンフィルターユニット５２１で複数の部屋５０１に清浄空気を供給することができ、このような集中システムにより、複数の部屋５０１の一括清浄化を行うことができる。
〈第３０の実施の形態〉
図７５Ａ、ＢおよびＣは、野菜や果物などの各種の農作物の生産に使用される農業用ビニールハウスや温室などとして用いられる第３０の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムを示す。図７５Ａは上面図、図７５Ｂは正面図、図７５Ｃは右側面図である。
図７５Ａ、ＢおよびＣに示すように、この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムは、直方体形状の箱の上部が丸屋根となった箱状の密閉可能な包囲体１１を有する。この包囲体１１の一つの側壁および上壁は、所定の間隔をおいて設けられた外壁１１ａと内壁１１ｂとからなる二重壁により構成されている。包囲体１１の内部は、この二重壁の間の空間により構成される気体流路１２と、この気体流路１２以外の空間からなる高清浄環境室１３とに分割されている。包囲体１１の側壁部の内壁１１ｂの下端と包囲体１１の底面との間には所定の高さの通風孔１４がスリット状に設けられている。包囲体１１の底部は開放されており、包囲体１１を地面に設置した時には、包囲体１１の底部に地面が露出するようになっている。
包囲体１１および内壁１１ｂは、農作物の生育に必要な太陽光を高清浄環境室１３の内部に取り込むため、太陽光に対して透明な材料により構成されている。この透明材料としては、農業用ビニールハウスや温室などに従来より用いられている各種の透明材料を用いることができ、必要に応じて選ばれるが、具体例を挙げると、農業用ポリ塩化ビニルフィルム、農業用ポリオレフィン系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂フィルムなどの各種の樹脂製のフィルムのほか、ガラスなどである。包囲体１１は、典型的には、鋼材などの発塵が少ない構造用材料からなる骨格（躯体）にこれらのフィルムを被覆したものである。包囲体１１が地面に設置される時には、包囲体１１の外周部下端と地面との間の隙間から外気が流入しないようにするために、例えば、包囲体１１の外周部下端を地面に埋め込む。この際、風によって包囲体１１の外周部下端が地面から容易に離れないようにするために、包囲体１１の外周部下端を杭などの固定具を用いて地面に埋め込むようにすることが望ましい。また、高清浄環境室１３の内部の酸素濃度を人が中で安全に作業することができるように十分に高く保つために、包囲体１１の少なくとも一部、例えば包囲体１１の互いに対向する一対の側面は、ダスト微粒子を１００％は通さないが、気体は通す隔壁（ガス交換膜）により構成され、この隔壁により高清浄環境室１３の内外のガス濃度の平衡を保つことができるようになっている。この隔壁の総面積は、高清浄環境室１３の容積や高清浄環境室１３の中に入って作業をする人数などに応じて適宜選ばれるが、一例を挙げると、包囲体１１の互いに対向する一対の側面に１ｍ×１ｍの大きさの隔壁をそれぞれ設け、その時の隔壁の総面積は２ｍ2 である。この隔壁の材料としては、例えばＰＴＦＥフィルムなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂに放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が設置されていること、この放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の出口から排出される空気が高清浄環境室１３に供給されること、包囲体１１の内壁１１ｂに平行に均一流形成板１６が設けられていることは、第１の実施の形態と同様である。ただし、均一流形成板１６は、農作物の生育に必要な太陽光を高清浄環境室１３の内部に取り込むため、太陽光に対して透明な材料、例えばアクリル樹脂やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などや農業用ポリ塩化ビニル、農業用ポリオレフィン系材料、フッ素樹脂などにより構成する。
包囲体１１の一端には、包囲体１１と一体的に前室１８が設けられている。前室１８の前面１８ａはファスナー１９の開け閉めにより開閉可能になっており、このファスナー１９を開けた状態で外部から人が前室１８に入ることができるようになっている。前室１８に人が入った後にファスナー１９を閉め、前室１８の内部を外気から分離する。前室１８から外部に人が出る場合も同様である。包囲体１１と前室１８との間は包囲体１１の側壁１１ｄにより互いに分離されている。側壁１１ｄはファスナー２０の開け閉めにより開閉可能になっており、このファスナー２０を開けた状態で人が前室１８から高清浄環境室１３の内部に入ることができるようになっている。高清浄環境室１３に人が入った後にファスナー２０を閉め、高清浄環境室１３の内部を前室１８から分離する。高清浄環境室１３から前室１８に人が出る場合も同様である。
この放射性物質および放射線対応高清浄環境システムの運転方法は、第１の実施の形態と同様である。
この第３０の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システムによれば、大気が放射能で汚染される事故が発生しても、高清浄環境室１３内においては、放射性物質および／または放射性物質含有微粒子が大幅に低減され、ファンフィルターユニット１５の塵埃フィルター１５３に捕集された放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線による被曝も防止することができる高清浄空気環境を維持することができる。このため、この高清浄環境室１３内の高清浄空気環境で農作物を生産することができ、これによって放射性物質および／または放射性物質含有微粒子フリーの安全安心な農作物を生産することができる。
以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、第１の実施の形態においては、図１に示すように、包囲体１１の上壁部の内壁１１ｂ上に放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５が設置されているが、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の筐体１５１や放射線遮蔽部材１５６、１５９の重量が内壁１１ｂに与える負荷をなくすべく、例えば通風孔１４の前または後ろに床置きにして設置することも可能である。また、図１８〜図２０に示す放射性廃棄物の減容処理システムは、例えば、生レバーの放射線による殺菌システムに用いることができる。これ以外の放射線利用産業における突発的事態に遭遇しても、空気中浮遊の放射性物質を急速に捕捉し、かつそこからの外部への放射線をシャットアウトすることができる。また、第６〜第８の実施の形態において用いた燃焼／圧縮装置３０３は、第１〜第３の実施の形態において用いた放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５の使用後の処理自体にも用いることができる。すなわち、例えば、図３Ｂに示す筐体１５１の両側面部をヒンジ等で跳ね上げ可能に構成しておき、燃焼／圧縮装置３０３の内部において、例えば遠隔ＴＶモニターにて観察しつつ、ロボットアーム等で、筐体１５１の両側面部をヒンジ等で跳ね上げた後に露出した塵埃フィルター１５３を図３Ｂの左右方向にところてん式に押し出すことで、筐体１５１と塵埃フィルター１５３とを互いに分離する。筐体１５１は、残留放射線等が無いことを確認することができれば、燃焼／圧縮装置３０３の外部に取り出し再利用する。残留放射線等が観測されたり筐体１５１の放射化が見られる場合には、例えば、第４または第５の実施の形態と同様にして圧縮により減容処理を行うことができる。この場合、筐体１５１が例えば図１５Ｂに示すような構造を有する場合には、圧縮による減容処理を効率的に行うことができる。あるいは、燃焼／圧縮装置３０３内で使用済み塵埃フィルター１５３を減容処理することもできる。
また、例えば、図１Ａ〜Ｃに示す第１の実施の形態による放射性物質および放射線対応高清浄環境システム（出入り口は引き戸式、ドア式を問わず）は、ＰＥＴや造影などの放射線医療室に用いて好適である。失禁等による突発的事態の収束において、空気中浮遊の放射性物質を急速に捕捉し、閉じ込めることができ、極めて有効である。
また、第１０〜第２９の実施の形態で示した壁５０９は、必ずしも部屋５０１の側壁に限られることなく、天井壁や床壁の一部であってもよい。また、こうして算出したガス交換膜５２６の面積Ａが、主室５２０への適切な酸素供給能を与える値である場合には、ガス交換膜５２６は、外界（例えば戸外、廊下の空間、或いは、ガス交換膜よりなるテント状構造である［その側面・天井面の一角または全てを占めるガス交換膜の面積が上で述べた必要面積の条件を満たす］場合には、このテントが置かれる部屋そのもの）に直接接していても良い。
また、部屋５０１は、部屋５０１の内部と外部との間においては、予めＨＥＰＡフィルター等を備えたファンフィルターユニットで塵埃を除去した空気を、部屋５０１内の空気が２時間で一回転する程度の低風量で導入し、同じ機種のもう一台のファンフィルターユニットにより、部屋１より同量を外部へ放出することも良い。
また、上記において示したガス交換装置５８０の外気導入口５７１を、例えば図７１〜図７３に示した高清浄部屋システム５１０の外気吸気口５８５に繋ぐとともに、ガス交換装置５８０の排出口５７３を同排気口５８６に繋ぐことで、ガス交換機構とすることができる。この場合、ガス交換装置５８０に流れ込む内気の流量を少なくとも２時間で居住空間５０６の空気が一回転する以上の風量とすることが好ましい。また、当該高清浄部屋システム５１０を構成する部屋５０１の内部には、当該部屋の内気を取り込む開口と、この取り込まれた吸引空気を清浄化処理後、その全量を、再び、上記部屋内部に戻す吹き出し口とが、対となって設けられている循環フィードバック機構を有する。このように、高清浄部屋システム５１０が、ガス交換機構と循環フィードバック機構との２要件を持つことを特徴とする居住空間（高清浄部屋）を少なくとも一つ有することも有効である。これは、部屋５０１において、壁５０９の外界と連通した内部空間５０７が、ガス交換膜５２６を介して居住空間５０６と接するという、“外気／膜／内気”の３層構造を“切り出し”て、吸入管５７５、気体流路５８３等を通じて、天井裏等の別の場所に“貼り付け”たものと理解できる。この３層構造は、できるだけ、面積と体積の比（膜の総面積／装置体積）を大きくとったものとすることが望ましい。また、この“貼り付け先”或いは、当該機能部位の“移動先”は、内気還流路（例えば、気体流路５２４）が居住空間５０６と連通し、また、外気の吸排気口（例えば、外気吸気口５８５、排気口５８６）が外界と連通さえしていれば、居住空間５０６に対するその相対位置は問わない。つまり、ガス交換能が存在さえしていれば、“外気／膜／内気”の３層構造の存在位置自体は、居住空間５０６の外縁部に居住空間５０６に接して存在する必要は必ずしも無く、上記ガス交換能さえ担保できれば、気流配管（例えば、吸入管５７５、気体流路５８３等）を通じて、その場所を任意の所に“移動”し、設定することができる。上記、ガス交換装置５８０内のガス交換膜２６の総面積は、最低限、式（１５）を満たさしめることで人が内部で活動するに十分な酸素濃度を担保し、さらに、この面積ができるだけ大きくとることで、以上に加えて、脱臭や有害ガス排出機能も高めることができる。また、上記の、居住空間５０６の内気を取り込む開口と、この取り込まれた吸引空気を清浄化処理後、その全量を、再び、居住空間５０６の内部に戻す吹き出し口としては、例えば、図２６〜図２８、あるいは、図７１〜図７３において示した高清浄部屋システム５１０における吸気口５２３や吹き出し口５２２の構造を持たせたりすることが有効である他、最も単純には、居住空間５０６内に連通して、上記ガス交換装置５８０を設置した上で、居住空間５０６内に、吸引した空気の全量を濾過後、再び気流出射口より噴出す壁据付掛けの空気調和機やスタンドアローンの空気清浄装置あるいは光触媒脱臭装置を設置して、これらを稼動させるということでも良い。
また、例えば、常時の機械換気設備の構造として、居住空間に換気上有効な高清浄フィルター着き給気機（機械）および同排気機（機械）を有するよう設定することで、第１種換気設備を備えさせることが挙げられる。また、上述において示した各高清浄部屋システム５１０においても、図７１〜図７３において示したような、系に風量的に殆ど影響を与えない吐出風量のＨＥＰＡフィルターつきの少風量ファンフィルターユニットを吸入側（イン）と排出側（アウト）とに２個ペアで主室と廊下との間や主室と外部との間などに機械換気用として設けても良い。
また、日常生活を想定して居住空間と記載した上記の部屋５０１の内部空間は、単なる居住にかぎらず、塵埃のない漆塗りスペース、あるいは、塵埃による歩留まり低下の心配の無い、漆塗りを含む、高品位の塗装作業スペースなどの、高度作業スペースとして用いることができることは言うまでもない。特に、塗装作業を行う場合は、特に有害な有機溶剤等を用い際に、上に述べた塵埃は通さずガス成分のみを交換するガス交換装置による、局所排気システムを用いることが、作業者の安全と健康維持上、望ましい。
また、ファンフィルターユニット５２１の吹き出し口から流出する気体の全量が、内壁５０９ａの一部に設けられた開口５２３を通過し、当該開口５２３とファンフィルターユニット５２１への気体流入口とを気密性を持って連通する気体流路５２４を通って、ファンフィルターユニット５２１へ還流させるのは、部屋の広さが減少することをいとわなければ、内壁５０９ａに沿って設置した蛇腹等の後付ダクトを以って行っても良い。また、主室５２０に隣接する外部空間を外気導入空間とすることもできる。これは、主室５２０の側壁５０２をガス交換膜５２６とすることで、これを介して戸外の空間（外部空間）へ直接接続することができる。この場合、外気導入空間は半無限のオープンスペースということになる。
また、主室５２０に、ＨＥＰＡフィルターを備えたファンフィルターユニットをインレットとアウトレット用に計２個、２時間で主室内の空気が一回転するような風量を以って設置するのも良い。
部屋５０１は、ガス交換膜５２６を一部に含む隔壁とすることで、外界に対し完全な閉空間を作り、しかも部屋５０１の内外で圧力差が無いことで、電源喪失時のクリーン性・無菌性維持に関し、フェールセーフ機構をビルトインすることができる。
ファンフィルターユニット５２１は、主室５２０または居住空間５０６と内部空間５０７との界面に用いることが望ましいが、到達清浄度を多少犠牲にすることを許せば、この配置を必ずしもとる必要はなく、当該内部空間５０７と主室５２０または居住空間５０６との間に設けられた隔壁の一部をガス交換膜とする構造を備え、内部空間５０７内にフレッシュエアを取り込むことさえ満たせば、メインのファンフィルターユニット５２１としては、在来の壁据付掛けの空気調和機をそのまま用いることも可能である。
また、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料
などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、
材料などを用いても良い。特に、放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット１５において、図６〜図８に示した対象とする放射線エネルギーに対応する吸収長の３倍程度の厚みを筐体１５１に持たせると、当該放射線強度が（ｅを自然対数の底として）ｅ-3倍程にまで減衰され、より好適である。
１１…包囲体、１１ａ…外壁、１１ｂ…内壁、１２…気体流路、１３…高清浄環境室、１４…通風孔、１５…放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット、１６…均一流形成板、１６ａ…通気孔、１５１…筐体、１５２…送風ファン、１５３…塵埃フィルター、１５４…上壁、１５５…開口、１５６…放射線遮蔽部材、１５７…下壁、１５８…開口、１５９…放射線遮蔽部材、５０１ａ…部屋、５０２…壁、５０３…中空壁、５０４…屋根、５０５…天井裏、５０６…居住空間、５０７…内部 空間、５０６８…出入り口、５０９…二重壁、５１０…高清浄部屋システム、５１１…通気口、５１９…ユーティリティースペース、５２１…ファンフィルターユニット、５２２…吹き出し口、５２３…開口、５２４…気体流路、５２６…ガス交換膜

Claims (33)

  1. 塵埃フィルターと、
    上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
    放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  2. 上記放射線遮蔽部材は、上記筐体の空気の入口および出口の付近において、空気の流路が屈曲した形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  3. 上記放射線遮蔽部材は、上記塵埃フィルターのどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線も、上記筐体の空気の入口および出口から直接外部に出ないように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  4. 上記塵埃フィルターのどの位置に捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から任意の方向に向かう直線について、その直線が上記筐体の壁および／または上記放射線遮蔽部材を横断する距離の合計が、上記放射性物質および／または上記放射性物質含有微粒子から放射される放射線群の最大飛程または吸収長のうちの最も大きいもの以上になるように、上記筐体の壁および上記放射線遮蔽部材の厚さが設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  5. 上記放射線遮蔽部材は、平板形状、Ｌ字断面形状、Ｚ字断面形状またはＴ字断面形状またはこれらの二つ以上を組み合わせた形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  6. 上記放射性物質および／または上記放射性物質含有微粒子から放射される放射線はβ線およびγ線であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  7. 上記筐体の壁および／または上記放射線遮蔽部材が鉛からなり、上記筐体の壁および上記放射線遮蔽部材の厚さが少なくとも吸収長９ｇ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  8. 上記筐体の壁および／または上記放射線遮蔽部材が１５ｇ／ｃｍ2 以上３０ｇ／ｃｍ2 以下の範囲の吸収長に対応する厚さを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット。
  9. 密閉可能に構成された包囲体と、
    上記包囲体の内部または上記包囲体の壁に設けられたファンフィルターユニットと、
    上記包囲体の内部と上記ファンフィルターユニットの入口との間を気密性を持って接続する気体流路とを有し、
    上記包囲体の内部から流出する気体の全てが上記気体流路を通って上記ファンフィルターユニットの入口に入るように構成され、
    上記ファンフィルターユニットが、
    塵埃フィルターと、
    上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
    放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成された放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットであることを特徴とする放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  10. 上記気体流路が、上記包囲体の壁に設けられた二重壁の間の空間により構成されていることを特徴とする請求項９記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  11. 上記気体流路が、上記包囲体の側壁および上壁に設けられた二重壁の間の空間により構成されていることを特徴とする請求項１０記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  12. 上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットは上記上壁に設けられた上記二重壁の間の空間の内壁に設置されていることを特徴とする請求項１１記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  13. 上記包囲体の少なくとも一部が、ダスト微粒子を１００％は通さず、気体分子は通す隔壁により形成されていることを特徴とする請求項１２記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  14. 上記包囲体は部屋であり、
    上記部屋内部には、閉空間である居住空間を有し、
    上記部屋を構成する壁の少なくとも一つが、外気を導入できる内部空間を有する、部屋用の壁であって、上記壁の端面に外部と上記内部空間とを連通する通気口を有し、上記内部空間を形成する主要な面の少なくとも一つがダスト微粒子を通さず、気体分子は通す膜より成るものであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  15. 上記膜が、上記居住空間の体積をＶ、上記膜の面積をＡ、厚さをＬ、上記膜中の酸素の拡散定数をＤとした時、｛（Ｖ／Ａ）／（Ｄ／Ｌ）｝でスケーリングさせて設定された面積Ａを持ち、
    上記壁は、上記膜を介して上記部屋内部と接しており、上記部屋の内部の酸素消費レートをＢ、外部と平衡状態にある時の酸素濃度をηo 、上記膜の厚さをＬ、上記膜中の酸素の拡散定数をＤ、上記部屋内部における目標酸素濃度をη（η＞０．１８）とした時、上記膜の面積Ａが、少なくとも、
    を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１４記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  16. 上記居住空間は、その内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無く、上記壁の上記内部空間に、上記壁の上記通気口を通じて上記部屋を取り囲む外部空間より外気を導入し、上記部屋には、上記居住空間の内部に気体が送り出されるように吹き出し口が設けられた上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設けられ、上記部屋の側壁の少なくとも一つには、上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられ、上記吹き出し口から上記居住空間の内部に流出する気体の全部が、上記開口を通過し、上記吸入口と上記開口とを気密性を持って連通する気体流路を通って、上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットへ還流するように構成され、
    上記部屋には、上記居住空間に出入り可能に構成された出入り口が設けられていることを特徴とする請求項１５記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  17. 上記壁の上記内部空間に上記気体流路が設けられ、上記壁の少なくとも一部には上記吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられていることを特徴とする請求項１６記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  18. 上記壁によって隔てられた上記居住空間内と上記壁の上記内部空間内とにおいて流れる空気の流れの方向が一致していることを特徴とする請求項１６または１７記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  19. 上記出入り口が引き戸であることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  20. 上記部屋は、上記居住空間に上記出入り口に対向するように間仕切りが設けられることで形成された、出入り可能な閉空間である前室を有し、
    上記間仕切りには、出入り口が設けられ、上記居住空間と上記前室との間を行き来することができ、
    上記前室は、上記前室の内部と外部との間において空気の気流としての出入りが無く、
    上記前室の内部に気体が送り出されるように吹き出し口が設けられた別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設けられ、
    上記前室の側壁下部には、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの吸入口に対応した少なくとも一つの開口が設けられ、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの上記吹き出し口から上記前室の内部に流出する気体の全部が、上記開口を通過し、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットの上記吸入口と上記開口とを気密性を持って連通する別の気体流路を通って、上記別の上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットへ還流するよう構成され、
    上記出入り口と上記間仕切りに設けられた出入り口とによって、上記居住空間と上記部屋の外部との間を出入り可能となっていることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  21. 上記間仕切りに設けられた出入り口が引き戸であることを特徴とする請求項２０記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  22. 上記間仕切りに設けられた出入り口が上記膜を備えた引き戸であることを特徴とする請求項２１記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  23. 上記居住空間の内気を排気する、ガス交換機能を有する局所排気装置を上記部屋内に有し、上記内気と、外気とが、上記局所排気装置の内部で、少なくとも一枚の上記膜を介して接することで、上記内気を構成する分子の濃度と上記外気を構成する分子の濃度とが、上記膜を介した分子の濃度拡散を通じて平衡状態に近づき、その後、当該内気が、上記居住空間へ還流するように構成されていることを特徴とする請求項１６〜２２のいずれ一項記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  24. 上記包囲体は部屋であり、
    上記部屋を構成する壁の少なくとも一つが、外気を導入できる内部空間を有する、部屋用の壁であって、上記壁の端面に外部と上記内部空間とを連通する通気口を有し、上記内部空間を形成する主要な面の少なくとも一つがダスト微粒子を通さず、気体分子は通す膜より成るものであり、
    上記部屋内部には、当該部屋内気を取り込む開口と、当該吸引空気を清浄化処理後、その全量を、再び、上記部屋内部に戻す吹き出し口とが、対となって設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  25. 上記開口と、上記吹き出し口とが、上記部屋内部に設置された空気濾過器または空気清浄機と接続されていることを特徴とする請求項２４記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  26. 上記部屋を複数含み、上記複数の部屋のそれぞれに設けられた上記開口と、上記吹き出し口とが、上記部屋外部に設置された集中空気濾過器または集中空気清浄機と連通していることを特徴とする請求項２４記載の放射性物質および放射線対応高清浄環境システム。
  27. 放射線遮蔽材料からなる処理容器を有し、
    上記処理容器の内部に放射性物質含有廃棄物を入れ、上記放射性物質含有廃棄物を押圧部材により押圧して圧縮し、および／または、上記放射性物質含有廃棄物の少なくとも一部を燃焼させることにより上記放射性物質含有廃棄物の容積を減少させることを特徴とする放射性物質含有廃棄物の減容処理システム。
  28. 上記処理容器は、排気用の配管を介して密閉容器と接続され、
    上記密閉容器には、
    塵埃フィルターと、
    上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
    放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成された放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設置されていることを特徴とする請求項２７記載の放射性物質含有廃棄物の減容処理システム。
  29. 上記処理容器は密閉可能に構成されていることを特徴とする請求項２７または２８記載の放射性物質含有廃棄物の減容処理システム。
  30. 上記処理容器は密閉可能な包囲体の内部に設置されていることを特徴とする請求項２９記載の放射性物質含有廃棄物の減容処理システム。
  31. 上記包囲体に、
    塵埃フィルターと、
    上記塵埃フィルターに空気を送り込み、または、上記塵埃フィルターから空気を吸い出す送風ファンと、
    放射線遮蔽材料からなり、空気の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記塵埃フィルターおよび上記送風ファンまたは上記塵埃フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記塵埃フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成された放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットが設置され、
    上記包囲体の内部の空気を上記放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニットにより清浄化することができるように構成されていることを特徴とする請求項３０記載の放射性物質含有廃棄物の減容処理システム。
  32. 放射性物質含有水を濾過するフィルターと、
    放射線遮蔽材料からなり、水の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする放射性物質および放射線対応フィルター。
  33. 密閉可能に構成された包囲体と、
    上記包囲体の内部に除染を行う放射性物質含有水を注入するための第１の注水管と、
    上記包囲体の内部に水洗用の水を注入するための第２の注水管と、
    上記包囲体の底部の排出口に設けられた放射性物質および放射線対応フィルターとを有し、
    上記放射性物質および放射線対応フィルターが、
    放射性物質含有水を濾過するフィルターと、
    放射線遮蔽材料からなり、水の入口および出口を有する筐体とを有し、
    上記フィルターが上記筐体の内部に収容され、
    上記フィルターに捕集される放射性物質および／または放射性物質含有微粒子から放射される放射線が上記筐体および上記筐体の内部に設けられた放射線遮蔽部材により遮蔽されるように構成されたことを特徴とする水洗除染装置。
JP2013208775A 2012-10-09 2013-10-04 放射性物質および放射線対応ファンフィルターユニット、放射性物質および放射線対応高清浄環境システム、放射性物質含有廃棄物の減容処理システム、放射性物質および放射線対応フィルタならびに水洗除染装置 Active JP6241784B2 (ja)

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