JP6945207B1

JP6945207B1 - 環境配慮型空気清浄化システム

Info

Publication number: JP6945207B1
Application number: JP2020197851A
Authority: JP
Inventors: 竜二中農; 夏津樹鈴木
Original assignee: 株式会社未来のコト; 株式会社Ｈｉｔｅｘ
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: JP2022086052A

Abstract

【課題】新型コロナウイルスなどに対して除菌、殺菌などの効果を有する環境配慮型空気清浄化システムを提供することである。【解決手段】環境配慮型空気清浄化システム１０は、所定の空間領域内の空調前の空気を吸い込む開口部を有する吸込口部１６と、吸込口部１６に設けられ、空調前の空気に紫外線を照射する紫外線照射部３６と、紫外線が照射された空調前の空気に対して空調された空調後の空気を吹き出す開口部を有する吹出口部１８と、吸込口部１６から空調前の空気を取り込み、吹出口部１８から空調後の空気を吹き出すように空気を流通させるために回転するファン部１４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、環境配慮型空気清浄化システムに関する。

従来、地球温暖化などの影響により、例えば、夏場などではエアコンをうまく活用して熱中症を予防するなどの対策が講じられており、学校、病院、職場、一般家庭など様々な場所でエアコンが設置されている。

本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、天井据付型エアコンディショナーの熱交換器を洗浄する洗浄装置において、前記熱交換器の内側に位置して洗浄液を前記熱交換器へ向けて噴射するノズルと、前記ノズルを回転させる回転装置と、洗浄液を貯留する洗浄液タンクと、前記洗浄液タンク内の洗浄液を前記ノズルへ圧送するポンプ装置と、前記熱交換器へ噴射された洗浄液を回収し、前記洗浄液タンクへ還流する還流流路と、前記洗浄液タンク内の洗浄液の汚濁度を測定する汚濁度測定装置と、前記汚濁度測定装置からの信号に基づきモータとポンプとを制御する制御装置とを備えていることを特徴とする、洗浄装置が開示されている。

特開２０１１−５８６４６号公報

近年の新型コロナウイルスの影響により、エアコンの対流によるエアロゾル感染が問題となっている。

本発明の目的は、新型コロナウイルスなどに対して除菌、殺菌などの効果を有する環境配慮型空気清浄化システムを提供することである。

本発明に係る環境配慮型空気清浄化システムは、所定の空間領域内の空調前の空気を吸い込む開口部を有する吸込口部と、前記吸込口部に設けられ、前記空調前の空気に紫外線を照射する紫外線照射部と、前記紫外線が照射された前記空調前の空気に対して空調された空調後の空気を吹き出す開口部を有する吹出口部と、前記吸込口部から前記空調前の空気を取り込み、前記吹出口部から前記空調後の空気を吹き出すように空気を流通させるために回転するファン部と、を備え、前記所定の空間領域は、複数の遊技台が設置されたパチンコホールであり、前記パチンコホール内の二酸化炭素の濃度を計測する二酸化炭素濃度計測部と、前記二酸化炭素の濃度と前記遊技台の稼働率とに基づいて、前記紫外線照射部の消費電力が小さくなるように前記紫外線照射部を制御する省エネ制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る環境配慮型空気清浄化システムにおいて、前記空調システムは、前記所定の空間領域の天井部に埋め込まれた天井カセット式のエアコンを有し、前記吸込口部は、前記天井部に埋設された前記開口部と、前記開口部から前記ファン部に向かって設けられる筒状の流路部を備え、前記紫外線照射部は、前記流路部に設けられることが好ましい。

また、本発明に係る環境配慮型空気清浄化システムにおいて、前記空調システムは、前記所定の空間領域の壁部に装着される壁掛式のエアコンを有していることが好ましい。

また、本発明に係る環境配慮型空気清浄化システムにおいて、前記吸込口部に設けられ、前記紫外線が前記空調前の空気に含まれる菌に継続して照射されるように前記菌を捕獲する捕獲フィルタを備えることが好ましい。

また、本発明に係る環境配慮型空気清浄化システムにおいて、前記吹出口部に設けられ、前記空調後の空気に向けたオゾンを発生するオゾン発生部と、前記所定の空間領域内のオゾンの濃度を計測するオゾン濃度計測部と、前記オゾンの濃度に基づいて、前記オゾンの発生量を調整するように前記オゾン発生部の動作を制御するオゾン制御部と、を備えることが好ましい。

本発明によれば、新型コロナウイルスなどに対して除菌等することが出来る。

本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システムを示す構成図である。本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システムの制御部を示す図である。本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システムの変形例である環境配慮型空気清浄化システムを示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システム１０を示す構成図である。図１（ａ）は、環境配慮型空気清浄化システム１０を分解した状態の斜視図であり、図１（ｂ）は、環境配慮型空気清浄化システム１０の平面図である。

図２は、本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システム１０の制御部２０を示す図である。図３は、本発明に係る実施形態の環境配慮型空気清浄化システム１０の変形例である環境配慮型空気清浄化システム４０を示す図である。

環境配慮型空気清浄化システム１０は、エアコン１２と、制御部２０とを備えている。環境配慮型空気清浄化システム１０は、所定の空間領域内の空気に対し、新型コロナウイルスなどの菌に対して除菌や殺菌を行いつつ空調を行う機能を有している。

ここでは、所定の空間領域とは、複数のパチンコの遊技台が設置されたパチンコホールであるものとして説明するが、もちろん、パチンコホール以外の施設などに設定されてもよい。パチンコホール内の遊技台やエアコン１２は、ホールコンピュータによって制御されている。

ホールコンピュータは、パチンコホール内の各遊技台の情報（稼働中、待機中、出玉、大当たり回数など）を表示でき、また、パチンコホール内のエアコン１２及び図示しない換気装置の情報（設定温度、換気比率など）を表示又は制御する機能を有する。

「換気比率」とは、１時間あたりの必要換気回数（回／時間）のことを意味している。１時間あたりの必要換気回数（毎時必要換気回数（回／時間）は、毎時必要換気量（ｍ^３／時間）／部屋の容量（ｍ^３））で算出される。

換気装置は、パチンコホール内に配置された換気扇と、この換気扇の動作を制御する換気スイッチと、換気扇に接続されたダクトに配置されたダンパーを備えている。換気扇は、モータで動作するファンであり、パチンコホール内の空気を外部に排出することができる。

ダクトは、換気扇から排出される空気を外部に出す配管である。ダンパーは、当該ダンパーの動作を制御するダンパー制御モータに接続されている。

また、ホールコンピュータによって、換気装置の換気比率を操作することができる。具体的には、ホールコンピュータに換気比率を入力することにより、制御部２０を介して、換気装置の換気比率を調整することができる。

さらに、ホールコンピュータにおいて、パチンコホール内の稼働率データを記憶及び表示させることができる。当該稼働率データは、ホールコンピュータがパチンコホール内に配置されたセンサなどによって稼働率データを収集することができる。

制御部２０は、換気スイッチおよびダンパー制御モータに接続されている。そして、換気スイッチのオンオフを制御することで、換気扇の動作を制御することができる。制御部２０の各構成要素については後述する。

エアコン１２は、パチンコホール内の天井部に埋め込まれた天井カセット式のエアコンである。エアコン１２は、ファン部１４と、吸込口部１６と、吹出口部１８と、紫外線照射部３６と、オゾン発生部３８とを備えている。

エアコン１２は、天井部に形成された略四角柱形状の孔部に嵌合されるような略四角柱形状を有しており、天井部から略正方形の化粧板が露出している。

吸込口部１６は、パチンコホール内の空調前の空気を吸い込み天井部に埋設された開口部と、開口部からファン部１４に向かって設けられる筒状の流路部１４ａを備えている。吸込口部１６は、略正方形の形状を有し、化粧板の中央部に設けられており、埃などを捕獲するための埃フィルタが設けられている。

吹出口部１８は、化粧板において中央部に設けられる吸込口部１６の周囲に形成される４つのスリット状の開口部である。

ファン部１４は、吸込口部１６から空調前の空気を取り込み、吹出口部１８から空調後の空気を吹き出すように空気を流通させるために回転するファン１５を有している。ファン部１４は、吸込口部１６に連なるように設けられる円筒状の流路部１４ａが設置されている。

流路部１４ａには、吸込口部１６に設けられ、紫外線が空調前の空気に含まれる菌に継続して照射されるように菌を捕獲する菌捕獲フィルタ１７が設けられている。菌捕獲フィルタ１７は、空気中からゴミ、塵埃などを取り除き、清浄空気にする目的で使用するエアフィルタの一種であり、空気清浄機やクリーンルームのメインフィルタとして用いられる。ここでは、定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つＨＥＰＡフィルタであるものとして説明するが、定格風量で粒径が０．１５μｍの粒子に対して９９．９９９５％以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つＵＬＰＡフィルタであってもよい。

ファン１５は、流路部１４ａよりも下流側に設けられ、複数の羽を有し円筒状の流路部１４ａの周方向に沿って回転する。ファン１５の回転によって、吸込口部１６から空調前の空気が取り込まれ、この取り込まれた空気が図示しない熱交換器によって空調されて、空調後の空気が吹出口部１８から吹き出される。

紫外線照射部３６は、吸込口部１６から取り込まれた空気内に含まれる菌を殺菌するために紫外線を照射する紫外線ランプを含んでいる。紫外線照射部３６は、流路部１４ａに沿って曲げられて形成されており、流路部１４ａと面ファスナーを介して接続されている。流路部１４ａと紫外線照射部３６は面ファスナーで接続されているため、エアコン１２を分解洗浄する際に紫外線照射部３６を取り外して洗浄することが出来る。

紫外線照射部３６は、複数の紫外線ランプで構成されており、流路部１４ａの奥行方向に沿って所定の間隔を置いて設けられている。これにより、吸込口部１６から取り込まれた空気に対する紫外線の照射時間を長くすることが出来る。

紫外線照射部３６は、棒状に延伸し、紫外線を多く放射するように形成されたランプであり、水銀蒸気中の放電により、２５３．７ｎｍのスペクトルを出す。紫外線の光化学作用、殺菌作用、紅斑作用を利用する多くの分野で用いられている。なお、ここでは、紫外線照射部３６は、１００〜２８０ｎｍの所謂ＵＶＣと呼ばれる紫外線を用いている。

圧力１０−２ｍｍＨｇ程度の低圧水銀放電は主として２５３．７ｎｍの紫外線を放射するので、石英ガラスまたは紫外線透過ガラスで放電管をつくり、殺菌ランプとして、吸い込口部１６から取り込まれた空気に含まれる菌の殺菌に用いられる。

オゾン発生部３８は、吸込口部１６から取り込まれた空気内に含まれる菌を殺菌するためにオゾンを発生するオゾンランプである。オゾン発生部３８は、殺菌紫外線２５３．７ｎｍと同時に、オゾン生成作用をもつ１８５ｎｍの紫外線を透過する石英ガラスを用いたオゾンランプ（短波長殺菌ランプ）である。

オゾン発生部３８は、４つのオゾンランプで構成されており、各オゾンランプは、図１（ｂ）に示されるように、ファン部１４を経由して吹出口部１８に向かう空気に向かってオゾンを発生するように四隅に設けられている。

オゾン濃度計測部は、パチンコホール内の所定の場所に設置される計測器である。オゾンの濃度の計測方法として、紫外線吸収法と定電位電解法とがある。

紫外線吸収法は、紫外線中の２５４ｎｍの波長を強く吸収するオゾンの性質を利用して、オゾン濃度を測定する方法である。オゾン濃度が高いほど吸収されやすく、オゾンが通過する測定セルに２５４ｎｍの紫外線を当て、その吸収量からオゾン濃度を割り出す。また、同じ２５４ｎｍ付近を吸収するガスが混在していると測定に影響が出るため、全試料中のオゾンと分解した残存ガスの双方を測定し、純粋なオゾン濃度を算出するのが一般的である。

定電位電解法は、オゾンガスに特定の電位をかけた際に生じる電流を計測し、濃度を測定する方法である。ガスの種類によって出力が異なるため、別のガスが混在している場合でも影響を受けにくいという特徴がある。また、非常に低濃度のガスも敏感に検知し、誤差が出やすい低濃度領域でも定量的な計測が出来る。

二酸化炭素濃度計測部２５は、パチンコホール内の二酸化炭素の濃度を計測する。二酸化炭素濃度計測部２５は、大気中の二酸化炭素濃度の検出にはＮＤＩＲという方式を用いることができる。二酸化炭素分子は、波長４．２６ミクロンの赤外線を選択的に吸収する性質を持っている。

二酸化炭素分子が高濃度で存在するとより強く吸収する事になる。この性質を利用したのがＮＤＩＲである。具体的には赤外光源と光センサ素子を両端に固定した筒（セル）の中に測定したい気体を流す。

制御部２０は、エアコン１２と通信を行い、エアコン１２を制御する機能を有している。制御部２０は、空調運転連動手動切替部２２と、オゾン濃度制御部２４と、省エネ制御部２６と、エアコン負荷制御部２８と、玉切れ検知部３０と、リアルタイム情報表示部３２とを備えている。

空調運転連動手動切替部２２は、図示しない温度センサなどに基づいて、ファン部１４を含むエアコン１２の空調機能が作動するように制御する。空調運転連動手動切替部２２は、当該空調機能の作動中に連動してオゾン発生部３８が作動するように制御するが、図示しないユーザからの操作によって手動でオゾン発生部３８のオンオフの切り替えが可能となる。

オゾン濃度制御部２４は、オゾン濃度計測部から得られるオゾンの濃度に関する情報に基づいて、オゾンの発生量を調整するようにオゾン発生部３８の動作を制御する。

具体的には、オゾン濃度制御部２４は、オゾン発生部３８が作動してから経過した時間とオゾンの濃度の変化によってオゾンの濃度が所定の基準値以下となるようにオゾン発生部３８を制御する。なお、所定の基準値とは、人体に悪影響がないとされる数値未満に設定されている。

オゾン濃度制御部２４は、所定の時間（例えば、３０分）毎にオゾンの濃度を計測し、当該の濃度の経時的変化に応じて、オゾンの濃度が基準値以下となるように、オゾン発生部３８を制御し、例えば、４つのオゾンランプで構成されるときは、オゾンランプの作動の個数を調整するなどして濃度が基準値以下となるようにする。

省エネ制御部２６は、二酸化炭素濃度計測部２５から取得する二酸化炭素の濃度とパチンコホール内の遊技台の稼働率とに基づいて、紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８の消費電力が小さくなるように紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８を制御する。ここで、遊技台の稼働率とは、パチンコホールにおける各種データを取得するホールコンピュータなどから取得することが出来る。

具体的には、省エネ制御部２６は、二酸化炭素の濃度や遊技台の稼働率に基づいて、遊技台を利用するユーザの人数が少ないときには、紫外線照射部３６やオゾン発生部３８の動作を停止（例えば、複数の紫外線ランプ、オゾンランプのうち、所定数のランプを動作させない）することで消費電力を抑えることが出来る。

エアコン負荷制御部２８は、パチンコホール内の電力情報を取得し、要求される電力が増加しそうな傾向があると判断したとき（例えば、デマンド値が経時的変化に所定の傾き以上となったとき）に、パチンコホールに設置された換気装置の動作を抑えて、エアコン１２の負荷を抑制する機能を有している。

玉切れ検知部３０は、紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８の近傍に設けられる。玉切れ検知部３０は、紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８から発せられる光を検知することで各ランプの故障を検知して報知する機能を有している。なお、報知方法としては、モニタなどにアラートを表示することができる。

リアルタイム情報表示部３２は、二酸化炭素濃度計測部２５から取得する二酸化炭素の濃度に基づいてパチンコホール内の人の密集度を表示することができる。リアルタイム情報表示部２５は、パチンコホール内の二酸化炭素の濃度が低く保つことができている場合には、パチンコホール内が蜜となっていないことをＰＲするような情報をパチンコホール内に設置されたモニタ等に表示することが出来る。

続いて、上記構成の環境配慮型空気清浄化システム１０の作用について説明する。環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、パチンコホール内の空気を吸込口部１６から取り込み、紫外線照射部３６によって空気に紫外線が照射された後の空気が空調された吹出口部１８から吹き出されるため、除菌又は殺菌された綺麗な空調後の空気がパチンコホール内に戻される。

したがって、パチンコホール内の空気に新型コロナウイルスなどの菌が含まれていた場合であっても、環境配慮型空気清浄化システム１０によって除菌又は殺菌しつつ、空調を行うことが出来るという顕著な効果を奏する。

また、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、吸込口部１６に菌捕獲フィルタ１７が設けられているため、これにより、新型コロナウイルスなどの菌を捕獲しつつ、紫外線を継続的に照射することで確実に殺菌することが出来るという利点がある。

さらに、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、既存の天井カセット式のエアコンに対して紫外線照射部３６、オゾン発生部３８及び制御部２０を装着するだけで実現することができるため、新たなエアコンを設置することなく、環境配慮しつつ新型コロナウイルスなどの菌を好適に除菌、殺菌することができる。

そして、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、空調運転連動手動切替部２２の機能により、空調機能の作動に連動してオゾン発生部３８を自動的に作動させるようにできるとともに、オゾン臭などが気になる場合にオゾン発生部３８を手動で停止することも可能である。

また、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、オゾン濃度制御部２４の機能により、殺菌や除菌などの効果が得られて、かつ、害のないと考えられるオゾン濃度を保つようにオゾン発生部３８が制御される。

さらに、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、省エネ制御部２６の機能により、パチンコホール内に想定した人数よりも少ない人数しかいない場合に紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８のランプの作動数を少なくすることで消費電力を削減することが出来る。

そして、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、エアコン負荷制御部２８の機能により、デマンド値が上がりそうなタイミングを察知して、換気装置の作動を抑えることで、エアコン１２の負荷を下げることができることが出来る。

また、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、玉切れ検知部３０の機能により、紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８のランプの光を検知しているため、ランプが切れえてしまった場合にアラートが表示されるため、紫外線照射部３６及びオゾン発生部３８の故障を迅速に察知して交換などの対応をすることが出来る。

さらに、環境配慮型空気清浄化システム１０によれば、リアルタイム情報表示部３２の機能により、パチンコホール内が人で蜜になっているか否かなどをリアルタイムに知ることが出来るという効果を奏する。

次に、環境配慮型空気清浄化システム１０の変形例である環境配慮型空気清浄化システム４０について説明する。環境配慮型空気清浄化システム４０は、エアコン４２と、制御部２０とを備える。なお、環境配慮型空気清浄化システム４０は、環境配慮型空気清浄化システム１０とほぼ同様の構成を有しているため、以下では相違点を中心に説明する。

エアコン４２は、一般家庭などの部屋の壁に設置される壁掛け式のエアコンである。エアコン４２は、ファン部４８と、吸込口部４３と、吹出口部４５と、紫外線照射部４４と、フィルタ５０と、熱交換器４６とを備えている。

エアコン４２は、ファン部４８が作動することにより、吸込口部４３から吸い込まれた空気が熱交換器４６によって空調されて吹出口部４５から吹き出される。ここで、紫外線照射部４４が吸込口部４３の上方に装着され、吸込口部４３に入る前に空気に対して紫外線を照射することで新型コロナウイルスなどの菌を除菌することが出来る。

環境配慮型空気清浄化システム４０によっても、環境配慮型空気清浄化システム１０と同様の効果を奏するとともに、紫外線照射部４４及び制御部２０を装着するだけで実現することができるため、新たなエアコンを設置することなく、環境配慮しつつ新型コロナウイルスなどの菌を好適に除菌、殺菌することができる。

また、環境配慮型空気清浄化システム４０によれば、紫外線照射部４４を吸込口部４３の上方（上流側）に設置するものとして説明したが、吸込口部４３よりも下流側に設置することも可能である。

１０環境配慮型空気清浄化システム、１２エアコン、１４ファン部、１４ａ流路部、１５ファン、１６吸込口部、１７菌捕獲フィルタ、１８吹出口部、２０制御部、２２空調運転連動手動切替部、２４オゾン濃度制御部、２５二酸化炭素濃度計測部、２５リアルタイム情報表示部、２６省エネ制御部、２８エアコン負荷制御部、３０検知部、３２リアルタイム情報表示部、３６紫外線照射部、３８オゾン発生部、４０環境配慮型空気清浄化システム、４２エアコン、４３吸込口部、４４紫外線照射部、４５吹出口部、４６熱交換器、４８ファン部、５０フィルタ。

Claims

所定の空間領域内の空調前の空気を吸い込む開口部を有する吸込口部と、
前記吸込口部に設けられ、前記空調前の空気に紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記紫外線が照射された前記空調前の空気に対して空調された空調後の空気を吹き出す開口部を有する吹出口部と、
前記吸込口部から前記空調前の空気を取り込み、前記吹出口部から前記空調後の空気を吹き出すように空気を流通させるために回転するファン部と、
を備え、
前記所定の空間領域は、複数の遊技台が設置されたパチンコホールであり、
前記パチンコホール内の二酸化炭素の濃度を計測する二酸化炭素濃度計測部と、
前記二酸化炭素の濃度と前記遊技台の稼働率とに基づいて、前記紫外線照射部の消費電力が小さくなるように前記紫外線照射部を制御する省エネ制御部と、
を備えることを特徴とする環境配慮型空気清浄化システム。
請求項１に記載の環境配慮型空気清浄化システムにおいて、
前記空調システムは、前記所定の空間領域の天井部に埋め込まれた天井カセット式のエアコンを有し、
前記吸込口部は、前記天井部に埋設された前記開口部と、前記開口部から前記ファン部に向かって設けられる筒状の流路部を備え、
前記紫外線照射部は、前記流路部に設けられることを特徴とする環境配慮型空気清浄化システム。
請求項１に記載の環境配慮型空気清浄化システムにおいて、
前記空調システムは、前記所定の空間領域の壁部に装着される壁掛式のエアコンを有していることを特徴とする環境配慮型空気清浄化システム。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の環境配慮型空気清浄化システムにおいて、
前記吸込口部に設けられ、前記紫外線が前記空調前の空気に含まれる菌に継続して照射されるように前記菌を捕獲する捕獲フィルタを備えることを特徴とする環境配慮型空気清浄化システム。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の環境配慮型空気清浄化システムにおいて、
前記吹出口部に設けられ、前記空調後の空気に向けたオゾンを発生するオゾン発生部と、
前記所定の空間領域内のオゾンの濃度を計測するオゾン濃度計測部と、
前記オゾンの濃度に基づいて、前記オゾンの発生量を調整するように前記オゾン発生部の動作を制御するオゾン制御部と、
を備えることを特徴とする環境配慮型空気清浄化システム。