JP5199613B2

JP5199613B2 - 除菌システム

Info

Publication number: JP5199613B2
Application number: JP2007178034A
Authority: JP
Inventors: 順一斉藤; 毅樂間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: JP2009011620A

Description

本発明は、ビル内に供給される空気を除菌する除菌システムに関する。

従来、例えばビル等の建屋の屋上に配置されたルーフトップ型空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のルーフトップ型空気調和装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源側ユニットと、送風機及び利用側熱交換器を有する利用側ユニットとを一体に備え、この利用側ユニット内にビル内の空気を吸い込み、この吸い込んだ空気を利用側熱交換器で熱交換した後、再び当該ビル内に供給するようになっている。
特開２０００−７４４１４号公報

ところで、ルーフトップ型空気調和装置は、例えば、劇場、映画館、病院、または、ショッピングセンタ等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間施設に設けられるため、この大空間に清浄化（除菌）した空気を供給することが望まれている。
しかしながら、ルーフトップ型空気調和装置からビル内へは大量の空気が供給されるため、この大量の空気を除菌することは難しかった。

そこで、本発明の目的は、ルーフトップ型空気調和装置からビル内に供給される空気を簡単な構成で除菌及び脱臭できる除菌システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、ビルの屋上に配置されたルーフトップ型空気調和装置の当該ビル内への送風経路を流れる空気を除菌する除菌システムであって、
前記ルーフトップ型空気調和装置は、筺体内に前記送風経路の一部を構成し、熱交換器を配置した熱交換室と、この熱交換室の空気下流側に設けられた除菌室とを備え、これら熱交換室と除菌室とを区分けする仕切板に、前記熱交換室から前記除菌室に向けて送風する送風機を配置し、前記熱交換室における前記熱交換器よりも上流に前記ビル内の空気と屋外空気とが導入されて混合される構成とし、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成部と、前記除菌室内に配置され、前記電解水生成部から供給された電解水と前記空気とを接触させて当該空気を除菌する空気除菌部と、前記ビルの屋上に設けられ、外部の給水源から供給された水を貯める水槽と、この水槽と前記電解水生成部との間を繋ぐ給水路とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ルーフトップ型空気調和装置に連動して、水槽に貯められた水が給水路を介して電解水生成部に供給され、この電解水生成部で電解水が生成される。そして、この電解水がルーフトップ型空気調和装置の送風経路内に配置された空気除菌部に供給されることにより、この送風経路を通過する空気が空気除菌部で除菌されるため、この除菌された空気をビル内に広く行き渡らせることが可能となり、このビル内の被空調空間の空気除菌及び脱臭を簡単な構成で行うことができる。さらに、この水槽はビルの屋上に設けられるため、この水槽と電解水生成部とを繋ぐ給水路の配管長を短く施工することができるため、施工コストの低減を図れるとともに、屋上空間の有効利用を図ることができる。

この構成において、前記水槽の排出口に排水管を備え、この排水管の出口を前記ビルの屋上に形成された排水溝に指向させた構成としても良い。また、前記空気除菌部から流下した水を前記水槽に戻す循環路を備える構成としても良い。

また、前記空気除菌部は、少なくとも前記除菌室の上下方向に並べて配置される複数の気液接触部材を備え、これら気液接触部材に前記電解水生成部から電解水をそれぞれ供給する構成としても良い。

本発明によれば、ルーフトップ型空気調和装置からビル内に供給される空気を簡単な構成で除菌及び脱臭することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、ルーフトップ型空気調和装置（以下、空気調和装置という）１１０が配置される大空間施設としての映画館１００を示す概略図である。
この図１に示すように、映画館１００には、前方にスクリーン１０１が配置され、このスクリーン１０１の後方に階段状に客席部１０２が設けられている。一方、映画館１００の天井部１０３には、空気調和装置１１０から館内に調和空気を吹き出す複数の吹出口１０４が設けられている。これら吹出口１０４は、供給ダクト１０５を介して、空気調和装置１１０の供給口１１１に連結されている。
また、映画館１００の床部１０６には、この床部１０６付近の館内空気（内気）を吸い込む吸込口１０７が設けられている。この吸込口１０７は、スクリーン１０１の背面側に設けられ、このスクリーン１０１の背面空間を上方に延びる吸気ダクト１０８を介して、空気調和装置１１０の内気導入口１１２に連結されている。また、空気調和装置１１０には、この空気調和装置１１０内に屋外の空気（外気）を導入するための外気導入口１１３が形成されている。
映画館１００内の空気（内気）は、矢印Ｘで示すように、吸込口１０７から吸い込まれ、吸気ダクト１０８及び内気導入口１１２を通じて、空気調和装置１１０内に導かれる。ここで、空気調和装置１１０内には、外気導入口１１３を通じて外気が導かれているため、この外気と上記内気とが当該空気調和装置１１０内で混合される。この混合された空気は、利用側熱交換器（後述する）で熱交換された後、供給口１１１及び供給ダクト１０５を通じて、吹出口１０４から調和空気として映画館１００内に供給される。

空気調和装置１１０は、例えば、映画館、病院、または、ショッピングセンタ等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間施設を有する構造物（ビル）２００の屋上に配置されるものであり、図２に示すように、１つの筐体１１４内に熱源側ユニット１と利用側ユニット２とを一体に備えて構成されている。
具体的には、筐体１１４内は、仕切板１１５によって区分けされており、一方の室１１６に熱源側ユニット１が配置され、他方の室１１７に利用側ユニット２が配置されている。これら熱源側ユニット１及び利用側ユニット２は、冷媒配管１０で連結されて冷媒回路を形成している。
熱源側ユニット１は、図２に示すように、冷媒配管１０に設けられた圧縮機１１を備え、この圧縮機１１の吸込側に、アキュムレータ１２が接続され、その吐出側には四方弁１３と熱源側熱交換器１４と電動膨張弁１５とが順に接続されている。また、熱源側ユニット１には、熱源側熱交換器１４へ向かって送風する熱源側送風機１６が配設されている。
一方、利用側ユニット２は、上記冷媒配管１０を介して電動膨張弁１５に接続される利用側熱交換器２１と、この利用側熱交換器２１へ向かって送風する利用側送風機２２とを備えて構成され、当該利用側熱交換器２１は、上記冷媒配管１０を介して上記四方弁１３に接続されている。

冷房運転時には、図２に示す実線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、アキュムレータ１２を経て熱源側熱交換器１４に達し、この熱源側熱交換器１４において凝縮されて電動膨張弁１５に送られる。この高圧の冷媒は電動膨張弁１５で膨張して利用側熱交換器２１に流入し、この利用側熱交換器２１において蒸発することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を冷却する。利用側熱交換器２１で蒸発した冷媒は圧縮機１１の吸込側に戻る。
また、暖房運転時には、図中に示す破線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、利用側熱交換器２１に送られ、この利用側熱交換器２１において凝縮することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を加温する。利用側熱交換器２１で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１５で膨張して熱源側熱交換器１４に流入し、この熱源側熱交換器１４で蒸発した後、四方弁１３を介してアキュムレータ１２に送られ、圧縮機１１の吸込側に戻る。

本実施形態では、空気調和装置１１０には、利用側送風機２２の運転により、大空間施設としての映画館１００から利用側ユニット２に導入された空気を除菌する除菌システム１５０が取り付けられている。この除菌システム１５０は、図２に示すように、利用側ユニット２に導入された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて空気の除菌を行う空気除菌部４と、所定のイオン種を含む水を電気分解して、活性酸素種を含む電解水を生成して上記空気除菌部４に供給する電解水生成部５と、上記空気除菌部４から流下した水を受けるとともに、この水を電解水生成部５に循環供給する循環供給部６とを備えている。
詳述すると、利用側ユニット２が設けられる他方の室１１７は、図３に示すように、仕切板１１８によって、さらに熱交換室１１９と除菌室（送風経路）１２０とに区分けされている。この熱交換室１１９には、上記した内気導入口１１２及び外気導入口１１３が形成され、これら内気導入口１１２及び外気導入口１１３の下流側に利用側熱交換器２１が筋交い状に配置されている。また、仕切板１１８には利用側送風機２２が設けられ、この利用側送風機２２の運転により、熱交換室１１９内の空気が除菌室１２０に送風されるようになっている。この除菌室１２０には空気除菌部４が配置され、この空気除菌部４の下流側に供給口１１１が形成されている。これにより、利用側ユニット２に導入された空気は、送風経路としての除菌室１２０を通過する際に、この除菌室１２０に配置された空気除菌部４で除菌され、この除菌された空気が供給口１１１及び供給ダクト１０５を通じて、吹出口１０４から映画館１００内に供給される。

次に、除菌システム１５０の各構成について説明する。
空気除菌部４は、図４に示すように、保水性の高く、略同一の大きさに形成された複数（本実施形態では１２枚）の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を備える。具体的には、空気除菌部４は、横並びに配置された一対の気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２）からなる系統を６系統（系統Ａ〜系統Ｆ）備えて構成されている。
気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、この気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に吹き付けられた空気に電解水を接触させるための部材である。これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において除菌室１２０内に吸い込まれた空気が所定の活性酸素種を含む電解水に接触することで、空気中に含まれるウイルス等が不活化されることなどにより、空気の除菌が行われる。
気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、ハニカム構造に似た３次元構造を持ったフィルタ部材であり、気体に接触するエレメント部をフレームにより支持する構造を有する。エレメント部は、図示を省略するが、波板状の波板部材と平板状の平板部材とが積層されて構成され、これら波板部材と平板部材との間に略三角状の多数の開口が形成されている。従って、エレメント部に空気を通過させる際の気体接触面積が広く確保され、電解水の滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。
エレメント部には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）又はセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂を用いるものとする。また、エレメント部には親水性処理が施され、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２の電解水の保水性（湿潤性）が保たれ、後述する活性酸素種（活性酸素物質）と空気との接触が長時間持続される。

気液接触部材の数は、除菌室１２０を通過する空気量に応じて決定されるものであり、本実施形態では、除菌室１２０を通過する空気量と気液接触部材４１Ａの除菌能力（気体接触面積）とから算出され、当該空気を十分に除菌できる数の気液接触部材が除菌室１２０に配置される。また、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２の下方には、当該気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２から排出された水を受けるドレンパン４４が配置されている。
次に、各系統の気液接触部材の構成について説明する。例えば、系統Ａにおいて、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の上部には、この気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に均一に電解水を分散させるための散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２が組み付けられている。この散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２は、電解水を一時的に貯留するトレー部材を備え、このトレー部材の側面に複数の散水孔（図示略）が開口し、この散水孔から気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に対して電解水を滴下するようになっている。
また、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の上面には、散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２から滴下される電解水をエレメント部に効率よく分散させるため、分流シート（図示略）が配設されている。この分流シートは、液体の浸透性を有する繊維材料からなるシート（織物、不織布等）であり、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の厚み方向断面に沿って一または複数設けられる。
また、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の下部には、これら気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２から流下した水を受ける電解水トレー４３Ａが取り付けられている。この電解水トレー４３Ａの底面には、当該電解水トレー４３Ａで受けた水をドレンパン４４（図４）に導くドレンホース４５Ａが取り付けられている。他の系統（系統Ｂ〜系統Ｆ）の構成は、上記した系統Ａのものと略同等であるため、同種の符号を付して説明を省略する。

また、循環供給部６は、図４に示すように、貯水タンク６１（水槽）と、この貯水タンク６１内の水を電解水生成部５に送水する送水ポンプ６２と、上記ドレンパン４４で受けた水を当該貯水タンク６１に戻す循環路６３とを備える。貯水タンク６１及び送水ポンプ６２は、１つの箱体６４内に収容されてビル２００の屋上における空気調和装置１１０の近くに配設されている。これにより、循環路６３及び電解水生成部５への給水路５２（後述する）の管路長を短く施工することができるため、施工コストの低減を図れるとともに、屋上空間の有効利用を図ることができる。
また、貯水タンク６１には、この貯水タンク６１に市水（水道水）を供給する給水管６５を備え、この給水管６５には給水弁６６と、貯水タンク６１内の水量に応じて給水もしくは止水するボールタップ６７とが接続されている。ここで、給水管６５に接続されて、貯水タンク６１に水を供給する給水源は、市水（水道水）或いは給水槽等に貯留された水等のいずれであってもよい。この給水槽等に貯留される水とは、水道水等のように塩化物イオン等のイオン種が予め含有されている水であってもよいし、井戸水等の塩化物イオンの濃度の希薄な水を使う場合には、この水に塩化物イオンを添加して水道水相当に調整された水であってもよい。本実施形態では、これらを総称して水という。

本構成では、ドレンパン４４で受けた水を循環路６３を通じて貯水タンク６１に戻す水循環方式を採用しており、少量の水を有効に利用することで、長時間にわたって効率よく空気の除菌を行うことができる。また、蒸発により貯水タンク６１内の水位が減少するので、ボールタップ６７が開いて給水口より水道水が適量供給される。このように、水を循環させることにより、ドレンパン４４で受けた水をそのまま排出する方式に比べて、水使用量を低減することができ、除菌システム１５０を運転する際のランニングコストの低減を図ることができる。特に、本実施形態のようなルーフトップ型空気調和装置１１０では、ビル２００内に送風される空気量が多いため、この空気を除菌するために上記気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に供給される水量は、上記空気量に応じて多くなる。従って、ルーフトップ型空気調和装置１１０において、ドレンパン４４で受けた水を循環路６３を通じて貯水タンク６１に戻すことによる節水効果はより大きい。
また、貯水タンク６１には、この貯水タンク６１内の水を排出する排出口６１Ａが形成され、この排出口６１Ａには、排水弁６８を介して排水管６９が接続されている。この排水弁６８は、例えば、除菌システム１５０の運転時間が所定時間に達する毎に開放されて貯水タンク６１内の水の入れ替えが行われる。また、本構成では、排水管６９の出口６９Ａは、ビル２００の屋上に形成された排水溝２００Ａに指向するように設けられている。これによれば、貯水タンク６１から排水管６９を通じて排出される水はすべて排水溝２００Ａに流入されるため、ビル２００の屋上の床面に排水されることが防止され、この屋上の多目的利用に支障を来たすことを防止できる。

電解水生成部５は、水を電気分解して電解水を生成する複数（本実施形態では６つ）の電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆを備え、これら電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆにそれぞれ上記貯水タンク６１から給水する給水路５２Ａ〜５２Ｆが接続されている。これら給水路５２Ａ〜５２Ｆは、送水ポンプ６２に接続された１本の給水路５２を６本に分岐して形成されており、図示は省略したが、送水ポンプ６２から送られた水が各給水路５２Ａ〜５２Ｆに略均等に分流されるように構成されている。
また、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆには、これら電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆから上記各系統Ａ〜Ｆの気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２にそれぞれ電解水を供給するための電解水注入チューブ５６Ａ〜５６Ｆが接続されている。これら電解水注入チューブ５６Ａ〜５６Ｆはそれぞれ２つに分岐しており、図５に示すように、例えば、系統Ａの電解水注入チューブ５６Ａは、下流側端部で２つの分岐管５６Ａ１、５６Ａ２に分岐されている。これら分岐管５６Ａ１、５６Ａ２は、それぞれ散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２に接続され、これら散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２を介して、上記気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に電解水を供給する。また、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆは、１つの箱体５４に収容されて、空気調和装置１１０（特に空気除菌部４）に隣接配置されている。これによれば、上記電解水注入チューブ５６Ａ〜５６Ｆの配管長を短く施工することができるため、施工コストの低減を図ることができる。

次に、電解ユニット５１Ａの構成を説明する。電解ユニット５１Ｂ〜５１Ｆは、電解ユニット５１Ａと略同一の構成を有するため説明を省略する。電解ユニット５１Ａは、図６に示すように、上記貯水タンク６１（図４）から給水路５２Ａを通じて水が供給される電解ユニット本体５５Ａを有する。この電解ユニット本体５５Ａの内部には、少なくとも一対の電極５７Ａ、５８Ａが配設され、これら電極５７Ａ、５８Ａ間に電圧を印加することにより、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成させる。
ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素分子と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。

電極５７Ａ、５８Ａは、例えば、ベースがチタン（Ｔｉ）で皮膜層がイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）から構成された２枚の電極板である。
上記電極５７Ａ、５８Ａ間に電圧を印加すると、カソード電極（陰極）では、下記式（１）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- ・・・（１）
アノード電極（陽極）では、下記式（２）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- ・・・（２）
これらカソード電極及びアノード電極での反応を合わせると、下記式（３）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₂＋Ｏ₂ ・・・（３）
この反応とともに、アノード電極においては、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン：Ｃｌ^-）が下記式（４）に示すように反応し、塩素（Ｃｌ₂）が発生する。
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- ・・・（４）
さらに、この塩素は下記式（５）に示すように水と反応し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ・・・（５）

アノード電極で発生した次亜塩素酸（広義の活性酸素種）は、強力な酸化作用や漂白作用を有する。次亜塩素酸が溶解した水溶液、すなわち電解ユニット５１Ａにより生成される電解水は、ウイルス等の不活化、殺菌、有機化合物の分解等、種々の空気清浄効果を発揮する。このように、次亜塩素酸を含む電解水が散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２を介して気液接触部材４１Ａ、４１Ｂに滴下されると、利用側送風機２２により吹き出された空気が気液接触部材４１Ａ、４１Ｂにおいて次亜塩素酸と接触する。これにより、空気中に浮遊するウイルス等が不活化されるとともに、当該空気に含まれる臭気物質が次亜塩素酸と反応して分解され、或いはイオン化して溶解する。従って、空気の除菌及び脱臭がなされ、清浄化された空気が気液接触部材４１Ａ、４１Ｂから排出される。

活性酸素種によるウイルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザウイルスの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザウイルスの感染に必須とされるウイルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面蛋白が破壊された場合、インフルエンザウイルスと、インフルエンザウイルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、感染が阻止される。このため、空気中に浮遊するインフルエンザウイルスは、気液接触部材４１Ａ、４１Ｂにおいて活性酸素種を含む電解水に接触することにより、感染力を失うこととなり、感染が阻止される。

従って、ルーフトップ型空気調和装置１１０の除菌室１２０に気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を配置することにより、この除菌室１２０を通過する空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２で除菌され、図１に示すように、この除菌された空気を映画館１００内で広く行き渡らせることが可能となり、大空間施設内での空気除菌及び脱臭を容易に、効率良く行うことができる。

ここで、電解ユニット５１Ａ内の電極５７Ａ、５８Ａのうち任意の側に正電位を与えるための電極の切り替えは、電極の極性を反転させることで行うことができ、本実施形態では、不図示の制御手段によって電極５７Ａ、５８Ａに印加する電圧を変化（反転）させることにより、実行可能である。

また、電解水中の活性酸素種の濃度は、除菌するウイルス等を不活化させる濃度となるように調整される。活性酸素種の濃度の調整は、電極５７Ａ、５８Ａ間に印加する電圧を調整して、電極５７Ａ、５８Ａ間に流す電流値を調整することにより行われる。
例えば、電極５７Ａに正の電位を与えて、電極５７Ａ、５８Ａ間に流れる電流値を、電流密度で２０ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ²（平方センチメートル）とすると、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。また、電極５７Ａ、５８Ａ間に印加する電圧を変更して、電流値を高くすることで、電解水中の次亜塩素酸の濃度を高い濃度に調整できる。

本実施形態によれば、ビル２００の屋上に配置されたルーフトップ型空気調和装置１１０の当該ビル２００内への送風経路を流れる空気を除菌する除菌システム１５０であって、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成部５と、空気調和装置１１０内の除菌室１２０に配置され、電解水生成部５から供給された電解水と上記空気とを接触させて当該空気を除菌する空気除菌部４と、ビル２００の屋上に設けられ、外部の給水源から供給された水を貯める貯水タンク６１と、この貯水タンク６１と電解水生成部５との間を繋ぐ給水路５２とを備えるため、貯水タンク６１に貯められた水が給水路５２を介して、空気調和装置１１０と連動して電解水生成部５に供給され、この電解水生成部５で電解水が生成される。そして、この電解水が除菌室１２０に配置された空気除菌部４に供給されることにより、この除菌室１２０を通過する空気が空気除菌部４で除菌されるため、この除菌された空気をビル２００の映画館１００内で広く行き渡らせることが可能となり、この大空間である映画館１００での空気除菌及び脱臭を簡単な構成で行うことができる。
さらに、貯水タンク６１はビル２００の屋上に設けられるため、この貯水タンク６１と電解水生成部５とを繋ぐ給水路５２の配管長を短く施工することができるため、施工コストの低減を図れるとともに、屋上空間の有効利用を図ることができる。

また、本実施形態によれば、貯水タンク６１の排出口６１Ａに排水管６９を備え、この排水管６９の出口６９Ａをビル２００の屋上に形成された排水溝２００Ａに指向させたため、貯水タンク６１から排水管６９を通じて排出される水はすべて排水溝２００Ａに流入されるため、ビル２００の屋上の多目的利用に支障を来たすことを防止できる。

また、本実施形態によれば、空気除菌部４から流下した水を貯水タンク６１に戻す循環路６３を備えるため、少量の水を有効に利用することで、長時間にわたって効率よく空気の除菌を行うことができ、水を循環させることにより、ドレンパン４４で受けた水をそのまま排出する方式に比べて、水使用量を低減することができ、除菌システム１５０を運転する際のランニングコストの低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ルーフトップ型空気調和装置１１０は、このルーフトップ型空気調和装置１１０内に送風経路の一部を構成する除菌室１２０を備え、この除菌室１２０内に空気除菌部４を配置したため、既存のルーフトップ型空気調和装置１１０に簡単に除菌システム１５０を組み込むことができ、当該ルーフトップ型空気調和装置１１０から映画館１００へと送風する空気を簡単に除菌することができる。

また、本実施形態によれば、空気除菌部４は、少なくとも除菌室１２０の上下方向に並べて配置される複数の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を備え、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆから電解水をそれぞれ供給したため、当該気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に略均等に電解水を供給することが可能となり、当該除菌室１２０を流れる空気を効率良く除菌することができる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態では、活性酸素種として次亜塩素酸を発生させる構成について説明したが、活性酸素種としてオゾン（Ｏ₃）や過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を発生させる構成としても良い。この場合、例えば、電極として白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水からでも、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。

すなわち、電極５７Ａ、５８Ａ間に通電することにより、アノード電極では、下記式（６）〜（８）に示す反応が起こり、オゾンが生成される。
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^- ・・・（６）
３Ｈ₂Ｏ→Ｏ₃＋６Ｈ⁺＋６ｅ^- ・・・（７
２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₃＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- ・・・（８）
一方、カソード電極では、下記式（９）及び（１０）に示す反応が起こり、この（１０）式では、電極反応により生成したＯ₂ ^-と溶液中のＨ⁺とが結合して、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）が生成される。
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- ・・・（９）
Ｏ₂ ^-＋ｅ^-＋２Ｈ⁺→Ｈ₂Ｏ₂ ・・・（１０）

この構成では、電極５７Ａ、５８Ａに通電することにより、殺菌力の大きいオゾンや過酸化水素が発生し、これらオゾンや過酸化水素を含んだ電解水を作ることができる。そして、この電解水中におけるオゾンもしくは過酸化水素の濃度を、対象ウイルス等を不活化させる濃度に調整し、この濃度の電解水が供給された気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に空気を通過させることにより、空気中に浮遊する対象ウイルス等を不活化することができる。また、臭気等のガス状物質も気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２を通過する際に、電解水に溶解したり、電解水中のオゾンまたは過酸化水素と反応したりすることにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。

また、本構成では、イオン種が希薄な水（純水、精製水、井戸水、一部の水道水等を含む）を用いた場合も同様の反応を起こさせることが可能である。すなわち、イオン種が希薄な水にハロゲン化合物（食塩等）を添加すれば、上記式（３）及び（４）と同様の反応が起こり、活性酸素種を得ることができる。つまり、除菌システム１５０は、塩素化合物が十分に添加された水道水に限らず、他の水を用いた場合であっても、十分な空気清浄効果（ウイルス等の不活化、殺菌、脱臭等）を発揮できる。
この場合、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆに導入される水に、薬剤（ハロゲン化合物等）が供給される構成とすればよい。例えば、上記薬剤を供給する薬剤供給装置を貯水タンク６１に設けてもよく、この薬剤供給装置は、貯水タンク６１から電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆに至る経路上において薬剤を注入するものであってもよいし、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆに直接薬剤を注入する構成としてもよい。
ここで、薬剤としては食塩または食塩水を用いることができる。例えば、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆ中の食塩水の濃度を２〜３％（重量パーセント）程度に調整すれば、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆにおいて食塩水を電気分解することにより次亜塩素酸もしくは過酸化水素を含んだ電解水（０．５〜１％）を生成できる。この構成によれば、電解ユニット５１Ａ〜５１Ｆに導入される水中のイオン種が希薄な場合でも、食塩または食塩水を添加することにより、イオン種を増加させて、水の電気分解時に、高効率に安定して活性酸素種を生成できる。

また、本実施形態では、ルーフトップ型空気調和装置１１０内に形成された送風経路に気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を配置した構成としたが、これに限るものではなく、例えば、空気調和装置１１０と映画館１００の天井部１０３に形成された吹出口１０４とを接続する供給ダクト１０５内に配置する構成としても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、ドレンパン４４で受けた水を循環路６３を通じて貯水タンク６１に戻す水循環方式としているが、このドレンパン４４で受けた水をそのまま排出する構成としても良い。この構成では、水使用量が水循環方式に比べて増加するものの、循環路６３を設ける必要がなくなるため、設備コストの低減を図ることが可能となる。

本実施形態にかかるルーフトップ型空気調和装置が建屋に設置された状態を示す断面図である。空気調和装置の概略構成を示す図である。空気調和装置の内部構成を示す図である。空気調和装置に設けられた除菌システムの概略構成を示す図である。気液接触部材の構成を示す斜視図である。電解ユニットの構成を示す模式図である。

符号の説明

１熱源側ユニット
２利用側ユニット
４空気除菌部
５電解水生成部
２１利用側熱交換器
２２利用側送風機
４１Ａ１、４１Ａ２、４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｃ１、４１Ｃ２、４１Ｄ１、４１Ｄ２、４１Ｅ１、４１Ｅ２、４１Ｆ１、４１Ｆ２気液接触部材
４４ドレンパン
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ，５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ電解ユニット
５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ，５２Ｄ、５２Ｅ、５２Ｆ給水路
６１貯水タンク（水槽）
６１Ａ排出口
６３循環路
６５給水管
６９排水管
６９Ａ出口
１００映画館（被空調空間）
１２０除菌室（送風経路）
１５０除菌システム
２００ビル（建屋）
２００Ａ排水溝

Claims

ビルの屋上に配置されたルーフトップ型空気調和装置の当該ビル内への送風経路を流れる空気を除菌する除菌システムであって、
前記ルーフトップ型空気調和装置は、筺体内に前記送風経路の一部を構成し、熱交換器を配置した熱交換室と、この熱交換室の空気下流側に設けられた除菌室とを備え、これら熱交換室と除菌室とを区分けする仕切板に、前記熱交換室から前記除菌室に向けて送風する送風機を配置し、前記熱交換室における前記熱交換器よりも上流に前記ビル内の空気と屋外空気とが導入されて混合される構成とし、
水を電気分解して電解水を生成する電解水生成部と、前記除菌室内に配置され、前記電解水生成部から供給された電解水と前記空気とを接触させて当該空気を除菌する空気除菌部と、前記ビルの屋上に設けられ、外部の給水源から供給された水を貯める水槽と、この水槽と前記電解水生成部との間を繋ぐ給水路とを備えたことを特徴とする除菌システム。
前記水槽の排出口に排水管を備え、この排水管の出口を前記ビルの屋上に形成された排水溝に指向させたことを特徴とする請求項１に記載の除菌システム。
前記空気除菌部から流下した水を前記水槽に戻す循環路を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の除菌システム。
前記空気除菌部は、少なくとも前記除菌室の上下方向に並べて配置される複数の気液接触部材を備え、これら気液接触部材に前記電解水生成部から電解水をそれぞれ供給したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の除菌システム。