JP5800911B2 - 機能性空調装置及び機能性空調方法 - Google Patents
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Description
また、従来の地中熱を利用した空調装置及び空調方法よりも、より一層優れた能力を発揮し、地中熱利用空調装置の普及に貢献できる。なぜならば、外気に比べ、夏は涼しく、冬は暖かい地中熱を熱交換パイプやヒートポンプとの併用で効率良く取り出す技術は基本的に確立されエネルギー効率の工場でランニングコストを30〜40%削減し得るにも関わらず、掘削工事を伴う設置時のコスト問題がネックとなって、普及は殆ど進んでいない。この様な現状下で、地中熱利用の空調装置及び空調方法の浸透をはかるには、単に、省エネルギー効果を謳うだけでなく、従来にはない良質かつ高品質な空気の提供以外にない。折しも、社会的には環境問題を含めた再生可能エネルギーの積極的な導入が叫ばれ、安心感と安全性が何よりも優先され、病気の予防や健康長寿また自然回帰に視線が注がれている。日本では超高齢化社会を迎えてこれらの傾向は益々顕著になって来ている現在、高いイニシャルコストを補ってなお余りあるものとして多くの人に賛同を得て迎えられることになるからである。
また、現在は社会全般にわたり「安全性と安心感」が何よりも重要視される時代である。福島原発事故の放射能もれで周辺の広い土地は今後100年間は住めないとも言われている。これからは、環境問題とエコロジー(エコ)問題をはずしては語れない時代へと入った。地下資源には限りがあり石油の枯渇も遠い話しではない。その点、自然エネルギー(太陽熱、光、波、水力等々)は地球が存在する限り永久不滅である。
その一つに地中熱がある。大地は巨大な蓄熱層であり、それから得られる熱源(冬は暖かく夏は涼しい)を取り出し、空調装置及び空調方法として大いに利用することはエコ時代にマッチしており、普及を推進する事は社会的責任でもある。本発明によってエコだけでなく「安心と安全と健康」を得ることが容易となった。
本発明に係る機能性空調装置は、図1及び図2の実施の形態に於て、建物の室内R又は室外Sの空気Aを吸い込むための吸入口Paと、吸い込んだ空気Aを地中Gに送って地中熱と熱交換させて再び地上に送り出す熱交換用往復管10と、地中Gで地中熱と熱交換された空気Aを室内Rに排出する吹出口Pbと、を有する送流配管Pを備えている地中熱利用の機能性空調装置である。
図2に於て、殺菌清浄器2は、断熱性を有する殺菌清浄用ケーシング21を有している。
殺菌清浄用ケーシング21は、空気Aが流入する流入口21aと流入した空気Aを流出させる流出口21bとを有する上方開口状の殺菌清浄用箱部材51と、殺菌清浄用箱部材51を施蓋する殺菌清浄用蓋部材52と、を備えている。
入口ガイド部26は、流入した空気Aが消毒液Wの液面に接触しやすくするために側面視で前方下傾状に形成され入口仕切り部23(23A)に連続状に形成されている。
また、流入口21aの口径は、往復管10の地上排気口10bと流入口21aを接続する接続パイプ91の平均内径よりも小さい内径とし、流入する空気Aの流速を高めるように設定するのが望ましい。
材質は、無機質繊維であって、天然系の綿やセルロースに比べて、太さや長さ、形状、密度を、容易に設定でき、かつ、劣化が少ないという利点がある。
具体的には、グラスウール、ロックウール、金属系ウール等である。繊維の太さを、0.01〜0.05mmに設定すると共に、フィルタ24の厚みを0.05〜2.0mmに設定している。また、グラスウールの場合は、密度を20〜30g/1000cm3、ロックウールの場合は、密度を15〜20g/1000cm3、金属系ウールの場合は、密度を40〜60g/1000cm3に設定する。
具体的には、温調手段28は、排出される空気Aの温度を、流入した空気Aよりも下げる場合は、密封容器に収納されている保冷剤等の冷却体であり、排出される空気Aの温度を、流入した空気Aよりも上げる場合は、密封容器に収納されている保温剤や湯たんぽ等の発熱体である。
また、流入した空気Aよりも冷たくする場合は、消毒液Wの液温を流入する空気Aの温度よりも5℃以上低く設定し、排出される空気Aを1.5℃〜2.5℃降下、より好ましくは3℃降下させる。なお、消毒液Wが5℃未満にならないよう、又は、流入する空気Aとの温度差が15℃を越えないように設定するのが望ましい。
生理活性器3は、ストレス解消によって、ストレスから来る慢性の不快な症状の緩和、又は、自然治癒力の回復・向上に貢献するものである。
収納用ケーシング31は、殺菌清浄器2から排出される空気Aが流入する接続口31aと流入した空気Aを流出させる出口31bとを有する上方開口状の収納用箱部材61と、収納用箱部材61を施蓋する収納用蓋部材62と、を備えている。蓋部材62を外すことで容易に生理活性物質39を交換・補充可能としている。
具体的には、アロマテラピー(芳香療法)に使用される精油(エキス)である。アロマテラピーは芳香植物から抽出されたエッセンスを利用し、心身をリフレッシュして、自然治癒力を高めることで健康にするという代替医療の一種でストレスの型によって使い分けることでリラックス(ストレス解消)効果を生み出す。
皮膚や鼻腔を通して大脳辺系に伝わり、古い記憶や本能行動に結びつき、さらに、視床下部へと伝わり身体に生理反応があらわれる。視床下部は「脳の中の脳」と言われる程重要な器官で体の恒常性を保つ為に自律神経や内分泌系、免疫系を調整している。嗅覚は知的な大脳皮質を通さず身体の生理反応に直結している。下記表1に、ストレス性の慢性疾患に有効な精油(エキス)の一例と、ストレス解消以外の生理作用等を示す。
なお、樹木から放出される揮発性物質(森の香り、フィトンチッド)、杉や檜のチップ、松葉等も同じであり、また、単なる匂いである干し草や稲ワラの匂い、幼い時の思い出の匂い、郷愁を感じる匂い、チョコレートの香りなど、好みの匂いもアロマテラピーの一種(エキス)である。
下記表2に、ストレス解消に有効と言われる薬石(鉱物)や物質、或いはその微粉末とストレス解消以外の生理作用等の一例を示す。
また、生理活性物質39は、科学的な根拠がなくとも、特別な塩や、特殊な水等、室内Rの人が自分に良いと信じ込んでいるあらゆる物である。いわゆるブラシボー効果を誘うものであれば良く、意外に有効性を発揮することは広く知られている事実である。また、本発明に於て、揮散とは、気体化して分散、微粒子化して分散、臭気成分の拡散等、生理活性物質39が有する成分を分散させることを意味する。
また、抗菌作用を有する金属イオンが、 III価の鉄イオン(Fe3+)、II価の鉄イオン(Fe2+)、亜鉛イオン(Zn2+)、銅イオン(Cu2+)、コバルトイオン(Co2+)、ニッケルイオン(Ni2+)又は、銀イオン(Ag+)である。
また、抗菌作用を有する金属イオンの濃度が、 III価の鉄イオンでは、50〜200ppm、II価の鉄イオンでは110〜400ppm、亜鉛イオンでは7.5〜125ppm、銅イオンでは、15〜60ppm、コバルトイオンでは180〜300ppm、ニッケルイオンでは85〜175ppm及び銀イオンでは、1〜3ppmである。
また、L−システインの濃度が100〜1000ppm及びL−アスコルビン酸の濃度が100〜500ppmである。
また、非イオン系を除く界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウロイルサルコシンナトリウム、塩化ステアリルジメチルベンゼンアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼントニウム、塩酸アルキルジアミノエチルグリシン及び塩酸アルキルポリアミノエチルグリシンからなる群より選ばれる1種以上である。
また、非イオン系を除く界面活性剤の濃度が20〜100ppmである。
また、ソルビン酸、ソルビン酸塩、安息香酸、安息香酸塩並びにパラオキシ安息香酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種以上をさらに含有したものである。
なお、上述した消毒液Wに、ヒノキ、ミント等の各種の植物由来の精油や抗菌成分又は鉱物由来の抗菌成分を微量加えることによりその抗菌力をさらに高めても良い。
製造例1は、第1溶液として、塩化第二鉄・六水和物0.96gを精製水200mlに溶解する。第2溶液として、L−システイン1g、L−アスコルビン酸0.1g、ソルビン酸カリウム0.05g、ラウリル硫酸ナトリウム0.1gを精製水800mlに溶解する。次に、第1溶液と第2溶液とを混和せしめ、1規定の塩酸1mlを添加して、以下の構成成分から成る消毒液Wを製造した。
構成成分は、Fe3+イオン200ppm、L−システイン1000ppm、L−アスコルビン酸100ppm、ソルビン酸カリウム50ppm、ラウリル硫酸ナトリウム100ppm、である。また、PH3.0である。
製造例2〜4を以下表3に示す。
ウイルスの場合、エンベローブを有する鳥インフルエンザH5N3型は5分の接触で1/10万〜1/100万に力価(活性力)を低下させた。エンベローブを持たないノロウイルスは、感染しているカキ並びに感染者の便を、その10倍量の消毒液で浸漬させて検証したところ、30分後に崩壊(不活性化)した。
図1に於て、室内R又は室外Sの空気Aは、往復管(地中熱交換用二重筒状パイプ)10の地上給気口10aから往路部(外筒部)11に送流される。往路部11を流れた空気Aは、往復管10の底部Pdで、折り返して復路部(内筒部)12を流れ、地上排気口10bから接続パイプ91に流れる。空気Aは、地中Gを送流する間に熱交換され、夏期は冷やされ、冬期は温められる。
また、殺菌清浄器2内において、温調手段28によって温度調整された消毒液Wと熱交換して、夏期の場合は空気Aが冷やされ、冬期の場合は空気Aが温められる。
殺菌清浄器2を室内Rに設置し、その室内Rに、細菌類(容易に菌数が測定可能な乳酸菌と無毒な大腸菌並びに青カビの胞子)と、花粉(杉及び檜)と、ホコリ(チリ)と、ダニの死骸と、悪臭成分(便臭、生ゴミ、アンモニア臭、硫酸水素臭、魚の腐敗臭のようなトリメチルアミン)と、を噴霧し、室内Rの四隅から扇風機にて攪拌、乾燥するに従い空気中に浮遊せしめ、室内Rの空気Aと、殺菌清浄器2内(第2空間72と第3空間73)の空気Aの浄化の程度、並びに空気Aの臭いや温度の違いを測定した(試験例1)。なお、殺菌清浄器2の流出口21bから陰圧(吸引仕事率60W)にて吸引することで検証した。室温は15℃に設定した。
花粉及びダニの死骸の場合は、1mmメッシュ格子線入りスライドグラス(26×76mm)にワリセリンを均等に塗り、グローボックス内で捕集した100mlの空気Aを均一に吹き付ける。花粉はゲンチアナバイオレット・グリセリンゼリー剤にて染色し、100〜200倍の鏡見下で観察、ダニの死骸は5〜10倍で観察した。
ホコリの場合は、清浄なガラス箱に捕集した1Lの空気Aを入れ、黒い紙を背景に光を照射することでチンタル現象しているホコリを肉眼で観察した。
悪臭成分の場合は、500mlのシリンジで採取し、臭い(匂い)袋に入れ、5人の官能テストの平均値とした。
また、悪臭の程度は次のように6段階評価した。0は無臭。1は、やっと微かに感じる臭い。2は、楽に(少し)感じる臭い。3は、明らかに感じる臭い。4は、強い臭い。5は、耐えられない程強く感じる臭い。
測定結果を下記表4に示す。
なお、結核菌などの抵酸菌や細菌芽胞、また、インフルエンザB型、鳥インフルエンザH1N1型、ノロ等のウイルスに於ても、別途試験を行なったが、上記の細菌や真菌と同様、ほぼ100%、フィルタ24に吸着され死滅又は失活することが確認された。
また、臭いについては臭いの性質にも影響されるが、生ゴミとか便臭等のいわゆる日常生活で発生する臭いはほぼ無臭化された。ただ、硫化水素の臭いやトリメチルアミン等のように水にやや溶けにくい臭いは僅かに残ったがその残った有臭空気を1〜数回、殺菌清浄器2に還流させる事により消失した。即ち、空気Aを循環させれば、殆どの臭いは程なく吸着され、無臭の澄んだ空気Aが得られる。
また、室温より液温が5℃高い場合は、出口フィルタ24Bを通過した空気Aを室温と同等(差が0.5℃以内)にする。そして、液温が室温より5℃を越える熱さの場合、液温を高くするにつれて出口フィルタ24Bを通過した空気Aの温度を高くすることが可能であると言える。
なお、入口フィルタ24Aと出口フィルタ24Bの距離を変化させることで、出口フィルタ24Bを通過した空気Aの温度に多少の差異は発生する。
第2空間72及び第3空間73に於て夫々、15秒間作動させて25Lの空気Aを採取し、培地に吹き付けた。室内Rの細菌数を100とした場合の結果を下記表に6に示す。
試験例1と同様の室内Rで、生菌数、花粉、ホコリの程度、ダニの死骸、生ゴミ臭、温度、を測定(計測)した。なお、消毒液Wの液温を10℃に設定した(殺菌清浄器2に流入する空気Aより8℃低くした)。結果を下記表7に示す。なお、空気Aの採取及び検査方法は、試験例1と同様である。
ストレス性の慢性な不快な症状に悩む20人の被験者夫々の好みに合った生理活性物質39を、各室内Rと接続された生理活性器3に収納して揮散させ、4週間過ごしてもらった結果、個人差はあるものの、全員が持病の症状が緩和された。中には、症状が完全に消失したとの報告もあった。外見的所見に於ても、被験者の顔は穏やかで明るくなり、ほぼ無菌で、高度に清浄された空気Aと相まって、高い効果が現われたものと考えられる。
現在社会を特徴づけるものは社会に蔓延するストレスである。この裏返しとして「安心・安全・健康指向」が重視され、現代人はストレス社会からの脱却を求めていると言っても過言ではない。厳しい競争社会、情報過多、家庭や職場での孤独感や人間関係の難しさなど解決能力を越えたストレスの大きさは体の不調を招き、当人の体の一番弱い部分が病気となって現れる。例えば、高血圧、低血圧、静脈瘤、蕁麻疹、頭痛、肥満症、月経不順や過多、副鼻腔炎、鼓腸、慢性下痢、便秘、不眠症、円形脱毛症、喘息、肌荒れ等、体の各分野に及んでいる。ストレスは万病の元凶と言われる所以である。
ストレスが原因となっている慢性疾患には特効薬はなく、ストレスから開放され精神の安定と心の癒しが症状の緩和や治療への最大のポイントとなる。何故ならば、心の安定は自然治癒力や免疫力を後押しし得るからである。
図3に示すように、室内R又は室外Sの空気Aを地上から地中Gに送って、地中Gにて空気Aを熱交換させ、熱交換した空気Aを室内Rに送る送流配管Pを備えた地中熱利用の空調方法であって、空気Aが流れる送流配管P(の往復管10)の内周面Peを消毒液Wで濡らし、送流配管P内で、空気Aを消毒液Wに接触させつつ送流させて、空気Aの殺菌・洗浄を行なう空調方法である。また、往復管10の底部Pdに、通風を確保しつつ消毒液Wを少量貯留させている。
そして、内周面Pe及び底部Pdの消毒液Wに、空気Aを接触させ、空気A中に含まれる細菌、花粉、ホコリ、等の異物(被除去物)を吸着すると共に、空気Aの殺菌・洗浄を行なう方法である。
また、所定期間毎に、底部Pdの消毒液Wを汲み上げて排泄し、送流配管Pを水道水で洗浄し、その後、新たな消毒液Wを滴下する。
また、本発明は送流配管Pに設置(介設)する機能性(殺菌・空気浄化・ストレス解消等)を有する空調装置とその方法に関わり、特に、地中熱を利用したシステムに設置(介在)せしめることにより威力(高性能)を発揮する。また、殺菌清浄器2及び生理活性器3は、地中熱を利用した空調システムに設置するに止まらず、通常の送風管(送流配管P)に介在せしめても表1〜表7に示すように安全で美しく澄んだ空気が得られる。
3 生理活性器
10 熱交換用往復管
10b 地上排気口
11 往路部
12 復路部
21 殺菌清浄用ケーシング
21a 流入口
21b 流出口
22 貯液部
24 フィルタ
24A 入口フィルタ
24B 出口フィルタ
26 入口ガイド部
28 温調手段
31 収納用ケーシング
31a 接続口
32 収納部
33 超音波発生手段
39 生理活性物質
A 空気
G 地中
P 送流配管
Pa 吸入口
Pb 吹出口
Pe 内周面
R 室内
S 室外
W 消毒液
Claims (4)
- 室内(R)又は室外(S)の空気(A)を吸入口(Pa)から吸い込んで、地中(G)に送って、該地中(G)にて上記空気(A)を熱交換させ、熱交換した該空気(A)を上記室内(R)に吹出口(Pb)から排出する送流配管(P)を備えた地中熱利用の機能性空調装置であって、
上記送流配管(P)は、上記空気(A)を地上から地中に送るための往路部(11)と、地中にて地中熱と熱交換された該空気(A)を地上に戻す復路部(12)と、を有する熱交換用往復管(10)を備え、
上記吹出口(Pb)と、上記熱交換用往復管(10)の地上排気口(10b)の間に、消毒液(W)が貯えられた殺菌清浄器(2)を介設し、
上記殺菌清浄器(2)は、流入口(21a)及び流出口(21b)を有する断熱性の殺菌清浄用ケーシング(21)と、上記消毒液(W)が貯液される貯液部(22)と、該貯液部(22)の上記消毒液(W)に一端縁側が浸され上記消毒液(W)を毛細管現象によって吸い上げる上記流入口(21a)側の入口フィルタ(24A)と、上記貯液部(22)の上記消毒液(W)に一端縁側が浸され上記消毒液(W)を毛細管現象によって吸い上げる上記流出口(21b)側の出口フィルタ(24B)と、上記流入口(21a)と上記入口フィルタ(24A)の間に配設され流入した上記空気(A)を上記消毒液(W)の液面側へ誘導して該消毒液(W)に接触させるための入口ガイド部(26)と、上記貯液部(22)内に配設され上記消毒液(W)の温度を調節して上記流出口(21b)から排出される上記空気(A)の温度を調整するための温調手段(28)と、を有することを特徴とする機能性空調装置。 - 上記吹出口(Pd)と上記殺菌清浄器(2)の間に、ストレス解消に有効な生理活性物質(39)が収納された生理活性器(3)を介設し、
上記生理活性器(3)は、上記殺菌清浄器(2)から排出される上記空気(A)が流入する接続口(31a)を有すると共に断熱性を有する収納用ケーシング(31)と、上記生理活性物質(39)を揮散させて上記空気(A)に混合させるための超音波発生手段(33)と、を有する請求項1記載の機能性空調装置。 - 室内(R)又は室外(S)の空気(A)を地上から地中(G)に送って、該地中(G)にて上記空気(A)を熱交換させ、熱交換した該空気(A)を上記室内(R)に送る地中熱利用の機能性空調方法であって、
上記空気(A)が流れる送流配管(P)の地上側において上記空気(A)を上記室内(R)に送る前に、熱交換した上記空気(A)を消毒液(W)が貯えられた殺菌清浄器(2)へ流入させ、上記殺菌清浄器(2)の流入口(21a)から流入した上記空気(A)を上記消毒液(W)の液面側へ誘導して該消毒液(W)に接触させ、その後、上記空気(A)を、上記消毒液(W)を毛細管現象にて吸い上げた上記流入口(21a)側の入口フィルタ(24A)と上記消毒液(W)を毛細管現象にて吸い上げた流出口(21b)側の出口フィルタ(24B)とに通過させて、上記空気(A)の殺菌・清浄をおこない、さらに、上記殺菌清浄器(2)内において上記消毒液(W)の温度を調節することで上記殺菌清浄器(2)から排出する上記空気(A)の温度調整をおこなうことを特徴とする機能性空調方法。 - 上記殺菌清浄器(2)にて殺菌・清浄されかつ温度調整された上記空気(A)に、超音波発生手段(33)にて揮散させたストレス解消に有効な生理活性物質(39)を混合させて、上記室内(R)に送る請求項3記載の機能性空調方法。
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