JP7469818B2 - 部屋の気流形成方法および空調設備を設けた部屋 - Google Patents

Description

本発明は、ウィルス・細菌、ホコリ等の拡散や、それによる汚染・感染の拡大を抑えることのできる空調設備を設けた教室、ブース、病室等の部屋の気流形成方法および空調設備を設けた部屋に関する。

新型コロナウィルス（ＣＯＶＩＤ－１９）、ＳＡＲＳ（重症急性呼吸器症候群）、新型インフルエンザ等の大流行によって、ウィルスの拡散、感染の拡大を如何にして防ぐかが、喫緊の課題となっている。
特に職場や学校、病院、公共機関、店舗等の不特定多数の人が集合する屋内におけるウィルスの拡大や感染を防止することが重要である。
また飲食品を扱う店舗、工場等の衛生管理を必須とする室内において、人や物品に付着して、ウィルスや細菌、ホコリ等が仮に侵入しても、その影響を最小限に留めることも重要である。
ここで、研究機関や学校での実験の際に、意図せぬ塵芥や細菌・ウィルス等の混入を防ぐための、いわゆるクリーンベンチは公知である（例えば特許文献１等参照）。
また特許文献２には、医療の分野で求められる細菌・ウィルス等が除去された清浄空間を提供する空間清浄度保持装置が記載されている。
しかしこれらの装置等は比較的狭い空間を清浄にすることを目的としたものであり、職場や学校等の広い空間を清浄にすることは難しい。
特許文献３には、新型インフルエンザ等のパンデミックが発生した場合に、管理対象区画における感染症による汚染を防止し、該区画の保全を行うための管理対象区画保全方法が記載されており、パーソナル執務スペースで用いる空気清浄装置が開示されている。
しかしながら、これら設備では、様々な機構を必要とし、また各区画で気圧を変えるなど、設置にかなりの費用が掛かると思われる。またクリーンベンチは実験用に手元を隔離するに留まる。
またいずれの先行技術においても、給気口と吸気口の位置が完全には対応していないため、空気の流れが一方向とはならず、乱流等により細菌・ウィルス等の一部が拡散してしまう恐れがあった。

特開２０１５－２２４８１９号公報 特開２００１－２１９０１８号公報 特開２０１０－２８６１６５号公報

ウィルスが空気感染・プラズマ感染・マイクロ飛沫感染する場合には、特に、室内や一部ブースを十分に換気したとしても、雰囲気中で乱流が生じたり、空気が水平方向に流れることにより、周囲の人や風下にいる人への感染リスクが大きくなる可能性がある。本発明は、この可能性を無くすために、より広い空間での下向きの空気流を可能な限り維持するものである。
そして、学校や職場、病院、公共機関、店舗等の不特定多数の人が集まる、屋内の比較的広い空間、例えば部屋全体、又は室内の特に限定されたブースにおけるウィルスや細菌の拡散、感染の拡大を防止することを課題とする。

請求項１の発明は、給気装置と吸気装置を有する空調設備を設けた部屋であって、該給気装置を、給気主管１と、該給気主管１から枝分かれし、部屋上部に設けられた給気枝管３と、該給気枝管３に設けられ、部屋下部に向かって空気を供給する複数の給気口４とを有して構成し、前記吸気装置は、吸気主管５と、該吸気主管５から枝分かれし、部屋下部に設けられた吸気枝管６と、該吸気枝管６に設けられた複数の吸気口７とを有する構成とし、部屋の上部に設けられた下側のみ開口させた給気口４と、部屋の下部に設けられた吸気口７とを、部屋内の空気の流れが部屋全体にわたって上から下への垂直下向きとなるように、上下に向き合うように設置し、部屋全体において垂直下向きの空気の流れを常時形成する部屋としたものである。
請求項２の発明は、給気枝管３の給気口４と吸気枝管６の吸気口７とは、少なくとも、平面視において、互いに上下に向き合うように配置した部屋としたものである。
請求項３の発明は、給気主管１には滅菌フィルタ２を設けた部屋としたものである。
請求項４の発明は、給気主管１には熱交換器８を設けた部屋としたものである。
請求項５の発明は、部屋の一側上部に給気主管１を設け、該給気主管１に給気主管１と交差する方向に給気枝管３を、給気主管１の長さ方向に所定間隔を置いて複数設けた構成とした部屋としたものである。
請求項６の発明は、前記吸気枝管６の幅が、端部から前記吸気主管５との連結部に向かうに従い徐々に狭くなる構成とした部屋としたものである。
請求項７の発明は、吸気主管５に一端を接続した吸気枝管６の他端に、吸気主管５に向けて吸気枝管６内に送風する送風機を設けた部屋としたものである。
請求項８の発明は、部屋の床下方に吸気主管５に接続した吸気枝管６を配置し、吸気枝管６の吸気口７とを部屋内と連絡するスリット９を床に形成した部屋としたものである。
請求項９の発明は、部屋が前記空調設備を有するブースを設けた部屋である部屋としたものである。
請求項１０の発明は、部屋が教室である、部屋としたものである。
請求項１１の発明は、部屋が病室である、部屋としたものである。

本発明では、給気装置と吸気装置を有する空調設備を設けた部屋であって、部屋の上部に設けられた給気口と、部屋の下部に設けられた吸気口とを、部屋内の空気の流れが、部屋全体にわたって上から下への垂直下向きとなるように、吸気口の場所を給気口の場所に上下に対応設置し、部屋全体において垂直下向きの空気の流れを常時形成するので、ウィルス・細菌やホコリ等の拡散、感染の拡大を防止したい部屋の上部に設けられた給気口と、下部に設けられた吸気口によって、部屋全体において垂直下向きの空気の流れを形成することにより、部屋内の空気の流れが乱されることがなく、垂直下向きの空気の流れを確実に担保することができ、これにより、仮に部屋内の保菌者がウィルス等を放出したとしても、ウィルスはすぐに下部の吸気口から吸い込まれ、ウィルス等の拡散を防止することができる。そして、ひいてはウィルス感染の拡大等を防止するという効果が得られる。しかも、給気口と吸気口の場所を対応させることによって、家具等の障害物がない箇所は、空気の流れが乱されることがなく、垂直下向きの空気の流れを確実に担保することができる。
これにより、仮に保菌者がウィルス等を放出したとしても、ウィルスはすぐに下部の吸気口から吸い込まれ、ウィルス等の拡散を防止することができる。そして、ひいてはウィルス感染の拡大等を防止するという効果が得られる。
また、吸気枝管の幅が、端部から吸気主管との連結部に向かって徐々に狭くなる場合では、吸気枝管の全長にわたって同じ強さでの空気の吸引が可能となるため、部屋全体における垂直下向きの空気の流れを更に担保することができる。

本発明の部屋の空調設備の一例。 本発明の部屋の空調設備の他の例。 本発明の吸気枝管の一例の断面図。 本発明の吸気装置の一例の一部の上面図。 本発明の給気枝管を天井よりも上部に設けた場合の透視図。 本発明の吸気枝管を床よりも下部に設けた場合の透視図。

以下、図を示して本発明の部屋を実施するための形態を説明する。
図１は、本発明の部屋の空調設備の一例である。
図１における給気装置は、給気主管１と、該給気主管１に設けられた滅菌フィルタ２、該給気主管１から枝分かれし、部屋の上部に設けられた複数の給気枝管３と、該給気枝管３に設けられ、部屋の下部に向かって空気を供給する複数の給気口４を有する。
給気主管１、滅菌フィルタ２、給気枝管３、給気口４を設ける場所は任意であるが、滅菌フィルタ２を通過したきれいな空気が部屋全体にまんべんなく供給されるように、給気口４が部屋の上部全体に配置されることが好ましい。また給気枝管３、給気口４の数も部屋の大きさによって適宜決定することができる。
滅菌フィルタ２としては、ウィルスや細菌を透過しないものであれば、何でもよく、ＨＥＰＡフィルタ等の任意のものが使用できる。
図１における吸気装置は、吸気主管５と、該吸気主管５から枝分かれし、部屋の下部に設けられた複数の吸気枝管６と、該吸気枝管６に設けられた複数の吸気口７を有する。
吸気主管５、吸気枝管６、吸気口７を設ける場所は任意であるが、部屋内の空気の流れが、部屋全体にわたって上から下への垂直下向きになるように、吸気口７の場所を給気口４の場所に対応させることが好ましい。
部屋の大きさや空調設備の構造等により、供給する空気の量を調整することが好ましい。
また前記給気装置及び前記吸気装置は熱交換器８を有してもよい。
図１においては、給気主管１と吸気主管５は連結していない。
図１～６において、矢印は空気の流れを示す。

本発明の部屋としては、学校や職場、病院、公共機関、店舗等の部屋の他に、バス等の乗り物等も考えられる。

図２は、本発明の部屋の空調設備の他の例である。
図１の部屋の空調設備では給気主管１と吸気主管５は連結していないが、図２の部屋の空調設備では連結して空気を循環させている例である。

図３は、本発明の吸気枝管の一例の断面図である。
吸気枝管６には吸気口７が設けられている。図３においては、吸気口７が吸気枝管６の両側に設けられているが、片側だけに設けても構わない。
図３の上部部材Ａの上面は平面でもよい。このとき、この上部部材Ａの上面は部屋の床材表面を兼ねることができる。
また上部部材Ａの上面を曲面にすることもできる。その場合、部屋の吸気枝管６全てを覆うように、小さな穴が多数空いた床板を設けることによって、部屋下部で発生する可能性のある乱流や上昇流を抑え、垂直下向きの空気の流れを担保することができる。
さらに上部部材Ａをメッシュ状とすることによっても、垂直下向きの空気の流れを担保することができる。この場合、上部部材Ａが吸気口７も兼ねるので、別に吸気口７を設ける必要はない。

図４は、本発明の吸気装置の一例の一部の上面図である。
本発明の吸気枝管６は、幅が端部から前記吸気主管５との連結部に向かって徐々に狭くなる場合もある。本発明の吸気装置は、吸気主管５を通して部屋内の空気を吸引するものであるが、仮に吸気枝管６の幅が全長において同じであると、吸気主管５から遠い吸気口７’では、近い吸気口７”に比べて空気の吸引力が弱くなる可能性があり、部屋内の垂直下向きの空気の流れが乱れる原因となる。
本発明では、吸気枝管６の幅を端部から前記吸気主管５との連結部に向かって徐々に狭くした場合、吸気枝管６の全長にわたって同じ強さでの空気の吸引が可能となるため、部屋全体における垂直下向きの空気の流れを担保することができる。
また、吸気枝管６の長さが長くなる場合は、吸気枝管６の、吸気主管５との連結部と反対側の端にさらに送風機を設けて吸気枝管６内に空気を供給して、吸引した空気の排出を促すこともできる。
あるいは、吸気枝管６の両側に吸気主管５を設けて両側の吸気主管５により吸引する構造としたり、一本の吸気主管５の両側に吸気枝管６を設けるような構造としたりすることもできる。

図５は、本発明の給気枝管を天井よりも上部に設けた場合の透視図である。
本発明の給気枝管３は、天井よりも上部に設けることもできる。この場合、部屋内に該給気主管１から送られてくるきれいな空気を供給するために、給気口４の開口部は天井の表面又は下部に露出させることが好ましい。
給気枝管３を天井よりも上部に設けた場合は、配管が目に触れないため、見た目が良くなるが、給気枝管３を天井よりも下部の部屋の空間内に設けても構わない。

図６は、本発明の吸気枝管を床よりも下部に設けた場合の透視図である。
本発明の空調設備においては、吸気口７を通して部屋内の空気を吸引するものであるが、吸気主管５に接続した、円筒管状及び／又は外形直方体状の吸気枝管６を床よりも下部に設けた場合、吸気口７を部屋内と連絡させる方法としては、図６に記載のように、吸気枝管６に沿って床にスリット９を形成するものがある。

この他、床パネルを使って吸気枝管と吸気口を形成する方法もある。床パネルの内部を貫く管と、床パネル表面に開口した、管と表面をつなぐ穴を複数有する床パネルを用意して、管と管が連結するように床パネルを繋げる。この繋げた床パネルを、部屋の下部に設置し、管の片方の末端は別に設けた吸気主管と連結させ、反対の末端は閉じておく。この結果、管は吸気枝管として、穴は吸気口として機能する。
ただし、この方法に限らず、他の方法を採用することもできる。

本発明は、屋内空間においてウィルスや細菌の拡散や、感染の拡大を抑えるために利用することができる。

１…給気主管、２…滅菌フィルタ、３…給気枝管、４…給気口、５…吸気主管、６…吸気枝管、７、７’、７”…吸気口、８…熱交換器、９…スリット、Ａ…上部部材。

Claims (11)

1. 給気装置と吸気装置を有する空調設備を設けた部屋であって、該給気装置を、給気主管１と、該給気主管１から枝分かれし、部屋上部に設けられた給気枝管３と、該給気枝管３に設けられ、部屋下部に向かって空気を供給する複数の給気口４とを有して構成し、前記吸気装置は、吸気主管５と、該吸気主管５から枝分かれし、部屋下部に設けられた吸気枝管６と、該吸気枝管６に設けられた複数の吸気口７とを有する構成とし、部屋の上部に設けられた下側のみ開口させた給気口４と、部屋の下部に設けられた吸気口７とを、部屋内の空気の流れが部屋全体にわたって上から下への垂直下向きとなるように、上下に向き合うように設置し、部屋全体において垂直下向きの空気の流れを常時形成する部屋。
2. 請求項１において、給気枝管３の給気口４と吸気枝管６の吸気口７とは、少なくとも、平面視において、互いに上下に向き合うように配置した部屋。
3. 請求項１または請求項２の何れかにおいて、給気主管１には滅菌フィルタ２を設けた部屋。
4. 請求項３において、給気主管１には熱交換器８を設けた部屋。
5. 請求項１～請求項４の何れか一項において、部屋の一側上部に給気主管１を設け、該給気主管１に給気主管１と交差する方向に給気枝管３を、給気主管１の長さ方向に所定間隔を置いて複数設けた構成とした部屋。
6. 請求項５において、前記吸気枝管６の幅が、端部から前記吸気主管５との連結部に向かうに従い徐々に狭くなる構成とした部屋。
7. 請求項６において、吸気主管５に一端を接続した吸気枝管６の他端に、吸気主管５に向けて吸気枝管６内に送風する送風機を設けた部屋。
8. 請求項６～請求項７の何れか一項において、部屋の床下方に吸気主管５に接続した吸気枝管６を配置し、吸気枝管６の吸気口７とを部屋内と連絡するスリット９を床に形成した部屋。
9. 請求項１～請求項８の何れか一項において、部屋が前記空調設備を有するブースを設けた部屋である部屋。
10. 請求項１～請求項８の何れか一項において、部屋が教室である、部屋。
11. 請求項１～請求項９の何れか一項において、部屋が病室である、部屋。
    

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