JPS6058369B2 - 手術室等の調温調湿装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、病室、手術室その他の室の調温調湿装置に関
するものであるが、更に詳細には従来の調温調湿装置と
は全く異なり、調温調湿更には滅菌処理をも行つた気体
を面状に送気するという全く新規な調温調湿装置に関す
るものである。

従来より、冷房器、暖房器、空気清浄器、ルームエアコ
ン等を用いて各種室内に室温、加温、冷却した気体を送
気することが行われているが、これらはいづれも局所的
に送気するシステムが採られている。従つて、送気され
ている気体流に直接身体が触れると、過度に皮膚が加温
又は冷却されて健康上好ましくなく、しかもその気体流
の流速も相当強いので不快感が生じる。また、室又は筺
体内全体が均一に加温又は冷却することは非常に困難で
あつて、温度のむらが生じる。そのうえ気体を循環させ
るクローズドタイプの送気システムにおいては、単に気
体を循環させるだけであるので除菌清浄化されることが
なく、むしろ雑菌の濃度、有害ガス濃度が増加して衛生
的な見地からも問題があつた。従つて従来の空調システ
ムは、特に手術室、病室の空調には不向きであつた。本
発明は、これらの欠点をすべて一挙に解決するためにな
されたものであつて、噴霧冷却（又は加温）器とサイク
ロンによつて調整した調温、調湿、防塵、除菌した気体
を、室の面全体に穿設した多数の孔からゆつくりと面状
に送気するという新規なシステム採用した点に最も重要
な特徴を有するものである。以下、本発明に係る面送気
方法を利用した調温調湿装置を、添付図面を参照にして
、且つその作用効果もあわせて説明する。

第１図及び第２図に示した図面は、本発明装置の１実施
例を図示したものであつて、１０１は室、１１１は筐体
、１０２は風量調整室である。

室１０１は、非常に小さな部屋から、体積の大きい一般
家庭の部屋、手術室、病室、新生児室、更に体積の大き
な体育館、講堂等に到る広範囲なものを指す。しかしな
がら本装置は送風気体の微妙な温湿度のコントロールの
外滅菌もできるうえに、きわめてマイルドな条件で面状
に且つ均一にこれらの気体を送気しうるため、特に病院
関係の室の空調に好適である。図面では一室が図示され
ているが所望の数の室に対して滅菌し調温調湿すること
ができる。また、室は恒温室に構成されていることが好
ましく、その恒温室の例としては、室をバイブで囲みそ
の外側を断熱材の外壁で覆い、前記バイブに熱交換器を
用いて調温した水、空気その他の流体を循環させて室の
調温を行つてもよい。本発明に係る調温調湿は次のよう
な構造から成り立つている。

即ち、室１０１の筐体１１１の上部には風量調整室１０
２を設け、気体導入開口１１７を介して冷風をこの室１
０２に送気するものである。風量調整室の形状は適宜で
よいが、本実施例のように気体導入開口１１７を１個だ
け設けた場合には、室１０１内へ送風量を均一とするた
め図示したように少しテーパー状にしておくのが好まし
い。気体導入開口を複数個設ける場合には、風量調整室
は必らずしもテーパー状にしておく必要はない。気体導
入開口１１７から風量調整室１０２内に入ってきた冷風
は、風量が一定値に調整された後、筐体１１１の天井板
１１９に多数穿設した気体吐出口１１７−１，１１７−
２・・・から均一の風量となつて面状に筐体１１１内を
移動降下して、奢″７■〒（こ〒７：ｙ：７：゛１：ー
３″，１１８−３″・・・及び底板１２０に設けた排気
開口１１８−１，１１８−１″，１１８−ビ・・から矢
印のように排気される。

この図面から明らかなように、冷風は均一の速度、風量
で点状ではなく面状にゆつくりと筐体１１１を降下して
いくので、極めてマイルドな状態でしかも冷却むらを生
じることなく筐体１１１全体が冷却されることになる。
排気開口１１８の設置個所、設置数及びその大きさは、
適宜必要に応じて変えてもよい。本実施例では、筐体壁
面１１２の底部四周に多数の小孔を穿設するとともに１
１８−２，１１８−３，１１８−４，１１８−５、底板
１２０の中央部にも排気開口１１８−１を設けている。
筐体１１１が小さい場合には、中央排気開口１１８−１
は省略してもよい。これに対して気体吐出口１１７−１
，１１７−２・・・は、小孔を多数しかも天井板１１９
の全面に穿設せねば所期の目的は達成されないが、気体
吐出口を多数穿設したバイブを多数配管しても上記と同
じ作用効果が得られる。この場合、バイブを先細りのテ
ーパー状にしてもよいが、バイブ配管の実施例では風量
調整室を付設する必要性はなくなつてくる。通気速度は
、室１０１の大きさ、その用途によつて変わるけれども
一応の目安として１〜２ｍ／秒、通常は０．３Ｔｒ１，
／秒程度とするのが良い。本実施例においては、筐体１
１１の上方から冷風を面送気する方法について記述した
が、この冷風にかえて温風を面送気することも可能であ
る。

しかし温風を送気する場合は、上記の実施例とは逆の方
法、つまり床板１２０に気体吐出口１１７−１，１１７
−２，１１７−３・・・を穿設し、その上に必要に応じ
てスノコ、通気性を有する合成樹脂又は金属製品等をの
せて、下方から上方へ面送気する方が好適である。また
必要に応じて横方向から面送気することも可能である。
この室には、図示していないけれども、扉装置及び必要
に応じて窓を取りつける。

特に扉装置等入口の上部にはシロツコフアンを設け人の
出入等に際し、エアーカーテンを形成するようにしても
よい。また室の適宜個所には、室内の空気を必要に応じ
て外部へ排気するための排気管Ｅを適宜付設することも
可能である。室内を降下してその間に気温が上昇すると
ともに汚染された気体は、排気開口１１８から排気する
のであるがこの気体は、これを廃棄してしまつても良い
けれども、再度調温、調湿して循環使用する方がエネル
ギー経済上得策である。

しかしながらこれら従来の機器では気体の除菌処理及び
微細な塵の除去処理がいずれも困難であるので、軽症患
者の病室、待合室等はこれでもよいが、その他の病室、
手術室、新生児室、ワクチン等微生物製剤製造室等特に
雑菌の侵入を避けなければならない室への面送気には不
適当である。このような手術室等病院関係の室の空調に
は、調温、調湿したうえ更に除菌、除塵をも同時に実施
しうる冷風（暖房の場合には温風）調製装置が必要とな
るのであるが、本発明ではサイクロン及びサイクロン式
噴霧シヤワ冷却器を有機的に結合することによつて所期
の目的を達成することに成功した。

つまり本発明は、この新規な冷風（又は温風）調製装置
を包含する点も重要な特徴とするものである。以下本発
明に係る冷風（又は温風）調製装置の１実施例を、特に
第３図を参照しながら説明する。

図中、矢印は流体の流れ方向を示す。

番号１０１は病室等の室を全体的に示しており、室１０
１内の空気は普通上方の排気管Ｅを介して必要によソー
部外界に排気されるが、必要によつて、例えば、循環空
気が大量の場合にはサイクロン４の周囲接線方向に連結
した空気導管３を通じてサイクロン４に吸込まれる。普
通は新鮮空気導入管Ａより新鮮空気が取入れられる。サ
イクロン４には蒸気バイブ５が連結されており、取入れ
空気に同伴されたちり、こみ等の固形物はサイクロン４
によつて分離され、バルブ２２を通つて排出され、空気
は浄化される。また、必要に応じて蒸気バイブ５より蒸
気を吹入れて空気を滅菌する。サイクロン４によりごみ
等が除去されて浄化され且つ殺菌された空気はサイクロ
ン４の上方に伸びる導管３″を通つてファンＦによりサ
イクロン４から吸出され、サイクロン式噴霧シヤワ冷却
器６に吹込まれる。噴霧シヤワ冷却器６は周囲接線方向
にサイクロン４と連通する空気導管３″と連通しており
、上方に伸びる還流管７を連通固定しており、噴霧シヤ
ワ冷却器６内の還流管７の周囲に冷水管８を配置してい
る。この冷水管８には多数の噴霧口９ａ，９ｂ，９ｃ・
・・が設けられており、これらの噴霧口を噴霧シヤワ冷
却器６内に開口させると共に、冷水管８は冷水タンク１
０と連通している。冷水タンク１０内には所定温度に冷
却した冷水が常時大量貯蔵されており、冷水はポンプＰ
によつて冷水管８に送込まれ、その噴霧口９ａ，９ｂ，
９ｃ・・・より小滴になつてシヤワ状に噴霧される。噴
霧シヤワ冷却器６に入つた空気は噴霧口９ａ，９ｂ，９
ｃ・・・よりの水滴と接し、迅速且つ効率よく熱交換さ
れ、冷却による過剰の水分は凝縮奪水され、不足の水分
は加湿され、冷水温度と略等しい温度で飽和し、還流管
７より送出される。熱量を奪つた水には臭気、ごみ等の
微粒子が溶解又は懸濁しているから、水は導管１１を経
て枦過器１２に入れられ枦過されて導管１１を通じて冷
水タンク１０に戻される。それ故に、ｐ過器１２は通常
の枦過器に、活性炭、硅藻土、酸性白土、イオン交換樹
脂等の吸着物質を成層させ沖過面としたものが好ましい
。上記のようにして空気は低温で飽和加湿される。本実
施例では循環通気気体として空気を使用しているが、必
要に応じて酸素濃度を上げたり、場合によつては酸素の
みを通気することもできる。

その場合には新鮮空気導入管Ａを酸素ボンベ等適宜な酸
素源に接続すればよい。また冷却気体ではなく、加温気
体を調製する場合には、噴霧シヤワ冷却器６において噴
霧する冷水にかえて温水を使用するのが好適である。噴
霧シヤワ冷却器６を出た空気は、噴霧シヤワ冷却器６″
に還流管７を通じて送込まれる。

還流管７は噴霧シヤワ冷却器６″に対してその周囲の接
線方向に開口している。噴霧シヤワ冷却器６″は噴霧シ
ヤワ冷却器６と同様の構造てあり、その部品と同一部品
を同一番号で示し、その番号にプライム符号（″）を付
して示している。噴霧シヤワ冷却器６″の機能は噴霧シ
ヤワ冷却器６のそれと同様であるから、ここでは説明を
省略する。図面では噴霧シヤワ冷却器は２機図示されて
いるだ・けであるが、所望に応じて更に数機順次に配置
することもできる。最後に配列された噴霧シヤワ冷却器
を出た冷却された飽和湿度に加湿された空気は、尚多少
の飛まつが同伴され湿つているので第ニサイクロン１３
により完全に脱水する。従つ，て、脱水滴した飽和湿度
の空気のみが還流管２から、気体導入開口１１７を通り
風量調整室１０２を経て室１０１に送られる。蒸気管１
４の一端をサイクロン１３に開口させ、適宜必要に応じ
て蒸気をサイクロン２１を介して吹入れ、循環空気を）
加熱し、還流管２を介して室１０１及び配管類の殺菌を
行うことがてきる。冷却水冷却用圧縮機１５，１５″よ
り出た気体は凝縮器１６，１６″を通り、膨張弁（図示
省略）を経て冷水タンク１０，１『内の水を冷却する。
温度検出器Ａｌ，Ａ２及び湿度検出器Ｂｌ，Ｂ２を筐体
１１１内に設ける。サイクロン１３，２１からの不純物
質は導管２４，２５を通つて排出される。冷却水タンク
１０，１０″内に温度検出器Ｃ，Ｃ″を設ける。温度検
出器Ａｌ，Ａ，はファンＦの動力（図示省略）と電気的
に結合し、温度検出器Ｃ，Ｃ″は圧縮機１５，１５″と
電気的に結合する。蒸気管１４は第３サイクロン２１に
連結されており、第３サイクロン２１は新しい空気の水
滴をとり且つ蒸気だけを第２サイクロン１３に入れるこ
とができるように構成する。即ち、第３サイクロン２１
は、上記のように殺菌作用をする外に、外気温度が低い
時または積極的に温風を通気する時に蒸気で加温加湿す
るために用いられる。第２サイクロン１３には更に導管
２０が連結されており、導管２０はフィルタ１９及び熱
交換器１８を通つて第２サイクロン１３に新しい空気を
送込むことができる。熱交換器１８は蒸気又はその他の
加熱媒体により間接的に加熱することができる加熱装置
であり、外気が低い温度の時等に、外気を加熱する働き
をする。例えば、外気温度が２０℃前後の低い時に、熱
交換器１８により１０００Ｃ〜１１０℃に滅菌した新し
い空気を導入して温度を調整する。更に、ダンパー２３
を介在させた導管２４を空気導管３″と還流管２とに連
結し、空気バイパスを構成し循環経路を変えたり気体流
量を調節したりすることができるようにする。

この作用には還流管２に設けたダンパー２３″も加担す
る。還流管２が、室の天井板１１９の上に設けた風量調
整室１０２の開口１１７に連通し、空気導管３が、室の
底板１２０の下方に設けた排気開口１１８に連通する。
この場合、冷風は室の天井から面状となつてきわめてマ
イルドな状態で室内を降下して下方から排出される。冷
風を逆方向から送気する場合、または温風を送気する場
合には、上記とは逆に配管すればよいし、さもなければ
図示してはいないけれども四方切替弁を利用して通風方
向の変更を行つてもよい。この発明の滅菌調温調湿装置
の動作を室１０１を手術室とした場合について説明する
。

圧縮器１５，１５″・・・を動作し、冷水タンク１０，
１『内の水を所定温度にまで下げる。水が所定温度にま
で下がると、温度検出器Ｃ，Ｃ″・・・の指令により圧
縮機１５，１５″・・・のスイッチは開放して停止し、
温度が上昇すると閉じて動作し、ＯＮ一ＯＦＦ制御をす
る。室１０１を閉鎖状態にし、ファンＦ，ポンプＰを運
転する。まず、１００℃の蒸気を室１０１に入れ室内を
滅菌する。次に、１００℃の乾燥空気を入れて室１０１
の全体を乾燥し、そのまま循環を続けると直ちに冷却さ
れ、引き続き２０℃程度の滅菌空気をわずかずつ送り込
む。次いで排気管Ｅを開き、排気を開始する。Ａから取
り入れた新鮮空気は第１サイクロン４、噴霧シヤワ冷却
器６，６″・・・、第２サイクロン１３を経て殺菌、浄
化、最適状態に調温調湿され、室１０１内に面状に還流
する。室１０１内の温度が所定温度に下がると、温度検
出器Ａｌ，Ａ２がこの状態を検知し、ファンＦを停止、
又はファンＦの回転速度を制御する。この場合、ファン
Ｆをそのまま動作して、ダンパー２３を開き、ダンパー
２３″を閉じて、室１０１に空気を循環させないか又は
ダンパー２３，２３″を開いて又はダンパー２３を一部
閉じて空気を一部分バイパスさせることもできる。勿論
、通常はダンパー２３を閉じ、ダンパー２３″を開いて
空気の循環動作を行なう。このように構成しているから
、室１０１内は常に最適の温度と最適の関係湿度に保た
れるのである。この結果、室１０１内は一定温度、一定
湿度を維持し、且つ常時清潔で無菌状態を保つことがで
きる。本発明は、一旦冷却して飽和湿度に加湿した後に
サイクロン１３で調温調湿するので、温度及び湿度を非
常に簡単に調整することができ、更に上記病室としての
室の管理に限定されることなく、手術室、実験室、ワク
チン等の製造室は勿論のこと広くビル等の室内の雰囲気
制御に供して便であり、更に、ファンＦ１ポンプＰの回
転速度を速くし、冷却空気を早く循環し短時間で貯蔵物
を冷却することもてき、又ポンプＰを停止し蒸気管１４
より蒸気を噴出させ循環空気により搬送して室１０１内
の滅菌を行なうこともでき、室内の空気は循環中に浄化
されるので清浄な空気となり、又室内に発出する臭気は
冷水により脱臭されるので室内に異臭が溜ることがない
。

又冷温は常に冷水タンク１０内に貯蔵されているので火
急の必要性に対応でき格別大型の圧縮機を必要としない
ので、設備投資の節約となる外、使用電力も少なくて済
み、しかもクローズドサイクルを採用しているので、熱
損失が少なくて済む等の多くの利点を有するものである
。更に、サイクロン式噴霧シヤワ冷却器が複数機順次に
配置されているから、サイクロンが小さくて済みしかも
温度、湿度制御に精度がでてくる。更に本発明で（よた
えず新鮮空気をとり入れているので炭酸ガス濃度の増大
を心配することなく安心して使用できるものである。こ
の面送気は室内での温湿度のむらが生じないので、最初
から希望する温湿度に循環気体を調整しておけばよいが
、従来の空調システムでは、気体源の温湿度と室内のそ
れとの間にはかなりの差が生じざるを得ず、従つて気体
源の近くでは過度に冷却又は加熱された気体が送気され
るのに反し、気体発生源から離れたところでは希望する
冷却度又は加温度が得られないという到命的な欠点があ
つた。

しかし、本システムは、この欠点を完全に解決するとと
もに、局所的に冷暖房する従来の空調システムとは異な
り、室全体が極めてマイルドな条件で且つ無菌的に空調
されるために健康的にも好適であるし極めて快適である
という著効が得られる。これが、本装置が特に病院関係
の室の空調に好適な所以である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る調温調湿室の１実施例を斜視図法
で描いたものであり、第２図はその断面図である。 第３図は、本発明に係る気体調温調湿装置の１実施例と
上記室との関係を示した図面であるが、室の詳細な部分
は省略されている。１０１・・・・・・室、１０２・・
・・・・風量調整室、１１７・・・・気体導入開口、１
１７−１，１１７−２・・・・・気体吐出口、１１８・
・・・・・排気開口、１１８−１・・・・・・底部排気
開口、１１８−２，１１８−３，１１８−４，１１８−
５・・・・・・側部排気開口、４・・・・・・サイクロ
ン、６・・・・・・噴霧シヤワ冷却器、１３・・・・・
・第２サイクロン、２１・・・・・・第３サイクロン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室の排気開口と第１サイクロンの側方開口とを空気
   導管によつて連通せしめるとともに、その途中に新鮮空
   気導入管を連結し、且つ第１サイクロンの上方には導管
   を開口固定し；その側方に該第１サイクロンと連通する
   空気導管を接線方向に開口せしめるとともに、その上方
   には還流管を開口固定し、且つ該還流管の垂下部周辺に
   は冷水（又は温水）噴霧口を多数設けてなるサイクロン
   式噴霧シヤワ冷却（又は加温）器を複数基設け；その側
   方に該噴霧シヤワ冷却（又は加温）器の還流管を開口せ
   しめるとともに蒸気管を開口せしめ、且つその上方には
   還流管を開口固定してなる第２サイクロンを設け；室の
   天井板、側板又は床板の１又はそれ以上の面に多数の孔
   を穿設し、この孔と第２サイクロンの還流管とを接続し
   ；この多数の孔を通して、上記によつて調製した調温、
   調湿、除塵、除菌済の気体を、面状に送気循環せしめる
   如くしたことを特徴とするクローズドシステムによる手
   術室等の室内調温調湿装置。