JPWO2013061406A1 - 機能性空調装置及び機能性空調方法 - Google Patents

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Abstract

一般住宅はおろか、オフィスや工場等の各種の施設に於て、空気の高度な殺菌・清浄化が行なえ、安全で快適かつ健康的な生活空間が得られる機能性空調装置を提供するために、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、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、送流配管Pは、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空気Aを地上に戻す復路部12と、を有する往復管部10を備え、吹出口Pbと、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を介設している。

Description

本発明は、地中熱を利用した機能性空調装置及び機能性空調方法に関する。
従来、室内又は室外の空気を吸い込んで地中へ送り、地中熱と熱交換した空気を室内に送る地中熱を利用した空調装置及び空調方法があった(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−35455号公報
しかし、従来の地中熱を利用した空調装置及び空調方法は、空気の殺菌や清浄を行なうことはできなかった。そこで空気を浄化するために、フィルタと活性炭等を併用した空気清浄機等を室内に設置する場合もあったが、広い空間では効果は限定的であった。
そこで、本発明は、一般住宅はおろか、オフィスや工場等の各種の施設に於て、空気の高度な殺菌・清浄化が行なえ、安全で快適かつ健康的な生活空間が得られる機能性空調装置及び機能性空調方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の機能性空調装置は、室内又は室外の空気を吸入口から吸い込んで、地中に送って、該地中にて上記空気を熱交換させ、熱交換した該空気を上記室内に吹出口から排出する送流配管を備えた地中熱利用の機能性空調装置であって、上記送流配管は、上記空気を地上から地中に送るための往路部と、地中にて地中熱と熱交換された該空気を地上に戻す復路部と、を有する熱交換用往復管を備え、上記吹出口と、上記熱交換用往復管の地上排気口の間に、消毒液が貯えられた殺菌清浄器を介設したものである。
また、上記殺菌清浄器は、断熱性を有する殺菌清浄用ケーシングと、上記消毒液が貯液される貯液部と、該貯液部の上記消毒液に一端縁側が浸され上記消毒液を毛細管現象によって吸い上げるフィルタと、を有し、さらに、上記殺菌清浄器は、上記殺菌清浄用ケーシングの流入口と上記フィルタの間に、流入した上記空気を、上記貯液部側へ誘導する入口ガイド部を有するものである。
また、上記フィルタは、無機質繊維であって、繊維の太さを0.01〜0.05mmに設定すると共に、上記フィルタの厚みを0.05〜2.0mmに設定したものである。
また、上記消毒液は、抗菌作用を有する金属イオンとL−システイン並びにL−アスコルビン酸を主成分として、この主成分に非イオン系を除く界面活性剤を含有するものである。
また、上記殺菌清浄器は、上記消毒液の温度を調節する温調手段を備え、上記消毒液の温度調整によって、上記殺菌洗浄器から排出される上記空気の温度を調整するように構成したものである。
また、上記殺菌清浄器から排出される上記空気が流入する接続口を有すると共に断熱性を有する収納用ケーシングと、ストレスの解消に有効な生理活性物質が収納される収納部と、上記生理活性物質を揮散させて上記空気に混入させるための超音波発生手段と、を有する生理活性器を、上記吹出口と上記殺菌清浄器の間に介設したものである。
また、本発明の空調方法は、室内又は室外の空気を地上から地中に送って、該地中にて上記空気を熱交換させ、熱交換した該空気を上記室内に送る地中熱利用の機能性空調方法であって、上記空気を上記室内に送る前に、貯液された消毒液に上記空気を接触させ、該空気の殺菌・清浄をおこなう方法である。
また、上記空気が流れる送流配管の地上側において、上記空気を上記消毒液へ誘導して接触させ、さらに、上記空気を、上記貯液された消毒液を毛細管現象にて吸い上げたフィルタに通過させて、上記空気の殺菌・清浄をおこなう方法である。
または、室内又は室外の空気を地上から地中に送って、該地中にて上記空気を熱交換させ、熱交換した該空気を上記室内に送る地中熱利用の機能性空調方法であって、上記空気が流れる送流配管の内周面を上記消毒液で濡らし、上記送流配管内で上記空気を上記消毒液に接触させつつ送流させて、上記空気の殺菌・清浄をおこなう方法である。
または、室内に空気を吹出口から排出する送流配管の途中に消毒液が貯えられた殺菌清浄器を介設したものである。
本発明によれば、無菌、無臭で、ホコリ、花粉、ダニの死骸、ペットの毛等が殆ど存在しない美しく澄んだ高品質な空気を室内に送ることができ、安全で快適な生活空間を得ることができる。一般住宅はおろかオフィスや工場、各種の広い施設に於て、高度な空気清浄化と健康的な生活が得られる。
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。
本発明の機能性空調装置及び機能性空調方法の実施の一形態を示す簡略構成図である。 殺菌清浄器及び生理活性器の一例を示す要部断面側面図である。 本発明の機能性空調方法の他の実施形態を示す簡略構成図である。
以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
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。
熱交換用往復管10(以下、往復管10と呼ぶ場合もある)は、吸入口Paと接続されファンFを介して空気Aが流入する地上給気口10aと、空気Aを地上から地中に送るための往路部11と、地中にて熱交換された空気Aを地上に戻す復路部12と、吹出口Pbへ熱交換された空気Aを送るための地上排気口10bと、を有し、二重筒状に構成され鉛直軸心状に埋設されている。
そして、地上(地表)側にて、吹出口Pbと、往復管10の地上排気口10bの間に、消毒液(万能殺菌消毒液)Wが貯えられた殺菌清浄器2を介設している。
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。
そして、殺菌清浄器2は、殺菌清浄用箱部材51の底部に消毒液Wを貯える貯液部22と、貯液部22内の消毒液Wに一端縁側が浸され毛細管現象によって消毒液Wを吸い上げるための2枚のフィルタ24,24と、鉛直壁面状に配設されるフィルタ24,24と共に殺菌清浄用ケーシング21内を3部屋に区分けするための2つの鉛直壁面状の仕切り部23,23と、を備えている。
さらに、殺菌清浄器2は、流入口21aと、流入口21a側のフィルタ24(以下、入口フィルタ24Aと呼ぶ場合もある)の間に、流入した空気Aを貯液部22側(下方)へ誘導する入口ガイド部26を有している。
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。
また、流出口21bと、流出口21b側のフィルタ24(以下、出口フィルタ24Bと呼ぶ場合もある)の間に、消毒液W寄り(下部)の空気Aを流出口21bへ誘導する出口ガイド部27を有している。出口ガイド部27は、出口仕切り部23(23B)に連続状で、四半円弧状(凹曲面状)に形成されている。仕切り部23(23A,23B)と入口ガイド部26と出口ガイド部27は板状に形成されている。
また、殺菌清浄器2は、流入口21aと入口フィルタ24Aの間に第1空間(室)71を有し、入口フィルタ24Aと出口フィルタ24Bの間に第2空間(室)72を有し、出口フィルタ24Bと流出口21bの間に第3空間(室)73を有している。また、殺菌清浄用蓋部材52を外すことで消毒液Wやフィルタ24を交換・補充可能としている。
また、フィルタ24は、殺菌清浄用箱部材51から上下方向に抜き差し自在(着脱自在)に設けられている。
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/1000cm、ロックウールの場合は、密度を15〜20g/1000cm、金属系ウールの場合は、密度を40〜60g/1000cmに設定する。
また、殺菌清浄器2は、貯液部22内に、消毒液Wの温度を調節することで、流出口21bから排出される空気Aの温度を調整する温調手段28を備えている。
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。
特に、流入した空気Aよりも暖かくする場合は、消毒液Wの液温を流入する空気Aの温度より15℃以上高く設定し、排出される空気Aを1.5〜2.5℃上昇、より好ましくは3℃上昇させる。なお、消毒液Wの液温が45℃を越えないよう、又は、空気Aとの温度差が40℃を越えないように設定するのが望ましい。
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。
さらに、図1に示すように、送流配管Pにおいて、吹出口Pbと殺菌清浄器2の間に、空気Aに、揮散させた生理活性物質39を混合させる生理活性器3を介設している。
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。
図2に於て、生理活性器3は、断熱性を有する収納用ケーシング31を有している。
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。
そして、生理活性器3は、収納用箱部材61にストレスの解消に有効な生理活性物質39が収納される収納部32と、収納用箱部材61の底部に配設され生理活性物質(癒し物質)39の成分(エキスや匂い等)を揮散させて収納用ケーシング31内の上部に流入した空気Aに混入(混合)させるための超音波発生手段33と、を備えている。
超音波発生手段33は、超音波の周波数を変更(設定)可能とし、鼠やゴキブリ、野良猫、鳩等の不快害獣・害虫に忌避行動を誘発させるように構成しても良い。超音波発生手段33の水平面状の載置面33a上に、複数の仕切り板部材で区分けされた上方開放状の複数の収納部32(32A,32B)が形成されている。なお、流入する空気Aを、より暖かく、又は、より冷たくするために、空気Aよりも暖かいもの又は冷たいものから成る空気寒暖増幅手段(冷却体や発熱体等)を、収納部32に収納させても良い。
ここで、生理活性物質39とは、ストレスの解消(緩和)に有効なものであって、思い込み等によるブラシボー(プラシーボ)効果によってストレスが解消されるものを含む。
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。
Figure 2013061406
また、生理活性物質39として、実際の効果(科学的効果)は定かでなく、不明な点も多いが、いわゆる薬石と言われるものとしても良い。
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。
Figure 2013061406
また、生理活性物質39として、動物質のものとしてジャコウの香り、リューゼン(リョウゼン)香の香り等でも良い。
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。
次に、消毒液Wは、生命並びに生命活動の基本物質たるアミノ酸、ビタミン及びミネラルを主成分として安全性が極めて高く、一般細菌、抗酸菌、芽胞、真菌はてはウイルスに至る広範囲の抗菌スペクトルを有し、手指、粘膜、傷口を始めとして器具、器材、排泄物、環境に、さらには、生鮮食材や農作物の消毒に多目的、多用途に使用可能なものである。
消毒液Wは、具体的には、抗菌作用を有する金属イオンの1種又は2種以上とL−システイン並びにL−アスコルビン酸を主成分として、この主成分に非イオン系を除く界面活性剤の1種又は2種以上を添加したものである。
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。
次に、上述の消毒液Wの製造例について記載する。
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。
Figure 2013061406
次に、製造例3から成る消毒液に多種にわたる供試菌の懸濁液を調整した液(約1×109 cells/生食水)を2重量%滴下し経時的に一白菌耳を釣菌し、各増殖用培地に接種、最適環境下にて培養し菌の増殖の有無で殺菌効果を観察した。結果は、一般細菌(例えば、肺炎球菌、ジフテリア菌、大腸菌、サルモネラ菌等)なら10秒〜15秒で、抗酸菌(人型結核菌等)も1分以内に死滅した。また、真菌(カンジタ菌等)なら糸状型が15秒前後で、酵母型は30秒前後で、死滅した。芽胞(枯草菌等)はその形成段階により1分〜120分で崩壊(不活性化)せしめた。
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。
次に、本発明の機能性空調装置の作用及び本発明の機能性空調方法について説明する。
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。
図2に於て、熱交換された空気Aは、接続パイプ91を流れ、殺菌清浄器2に流入する。流入した空気Aは、第1空間71内で、入口ガイド部26によって、消毒液Wの液面方向へ誘導され、液面との直接的な接触によって、ホコリや花粉、菌類、ペットの毛等の異物が吸着除去及び殺菌される。さらに、入口フィルタ24Aを通過する。この際に、毛細管現象によって吸い上げられた消毒液Wによって異物が殺菌・清浄・吸着されると共に、入口フィ
ルタ24Aの繊維に吸着させる。
入口フィルタ24Aを通過した空気Aは、第2空間72を通って出口フィルタ24Bを通過し、入口フィルタ24Aで除去されなかった残りの異物が出口フィルタ24Bで吸着除去され、殺菌清浄される。殺菌清浄(浄化)された空気Aは、出口ガイド部27によって、スムーズに流出口21bに誘導され、生理活性器3へ送られる。
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から排出された浄化された空気Aは、生理活性器3内で、超音波発生手段33によって揮散された生理活性物質39と混合される。殺菌洗浄され、かつ、生理活性物質39の成分(ストレス解消成分)を含んだ空気Aは、室内Rに排出され、人に、安心・安全で快適な健康的な生活を提供する。
つまり、本発明の機能性空調方法は、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を地中熱と熱交換させ、熱交換した空気Aを室内Rに送る地中熱利用の機能性空調方法であって、室内Rに空気Aを送る前に、空気Aが流れる送流配管Pの地上側かつ吹出口Pb側で、貯液された消毒液Wに空気Aを接触するように液面側へ誘導させ、さらに、貯液された消毒液Wを毛細管現象にて吸い上げた2枚のフィルタ24,24を順次通過させて殺菌清浄し、かつ、温調手段28によって温度調整された消毒液Wと空気Aを熱交換させて空気Aの温度を調整し、その後、殺菌清浄され温度調整された空気Aに、超音波発生手段33にて揮散させた生理活性物質39(の成分)を混合させて、室内Rへ送る機能性空調方法である。
次に、殺菌清浄器2についての作用(成績試験)について説明する。
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。
細菌類の場合は、滅菌した容量500mlのシリンジで各箇所(室内R、第2空間72、第3空間73)の空気Aを各々300ml採取し、同じシリンジで滅菌生食水を100ml吸入し、よく攪拌、空気A中に含有される細菌類を生理食塩水に吸着せしめ常法に従い選択培地を使用して菌数を測定した。例えば、乳酸菌はLBS培地、大腸菌はEC培地、真菌はサブローの培地である。
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。
そして、ホコリの程度は次のように6段階評価した。+印5つで、背景がほぼ見えない程ほこりっぽい。+印4つで、背景は見えるがほこりっぽい。+印3つで、普通(雑踏の
雰囲気)。+印2つで、少ない(通常の室内の状態)。+印1つで、僅少で見た目に澄んで美しい。−印1つで、完全に澄んでいる状態。
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。
Figure 2013061406
表4から明らかなように、空気A中に浮遊する細菌類は入口フィルタ24Aをくぐりぬけても出口フィルタ24Bで殆ど捕捉殺菌された(約99.6%以上減少)。また、花粉やダニは100%捕捉され、ほこりもなくなった。また、表4には省略したが、ペットの毛も除去できた。
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。
次に、室温を所定の温度に設定し、温調手段28にて消毒液Wの液温を換えて、各箇所(室内R、第2空間72、第3空間73)の温度を測定した結果を下記表5に示す。
Figure 2013061406
上記表5から明らかなように、消毒液Wの液温を、流入する空気Aの温度(室温)よりも15℃以上高く設定した場合は、排出される空気Aを1.5〜3.0℃は確実に上昇させている。また、消毒液Wの液温を、流入する空気Aの温度よりも5℃以上低く設定した場合は、排出される空気(出口フィルタ24Bを通過した空気)Aを1.5℃〜3.0℃は確実に降下させている。
言い換えると、室温(流入した空気Aの温度)と消毒液Wの液温が等しい場合は、出口フィルタ24Bを通過した空気(排出される空気)Aは、0.8℃〜1.5℃低くなる。そして、室温より消毒液Wの液温を低くするにつれて、出口フィルタ24Bを通過した空気Aの温度を低くしている。
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。
また、試験例1と同様の室内Rに於て、空中浮遊菌サンプラー(MBS−1000,JIS試験捕集効率99%以上)を用いて、空中に浮遊している細菌類を吸入捕集し、それを高速で栄養寒天培地に吹き付け培養して菌数を測定した(試験例2)。
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。
Figure 2013061406
上記表6から明らかなように、入口フィルタ24Aをすり抜けた芽胞や真菌も出口フィルタ24Bで全て捕捉されている。なお、同じサンプラーで、花粉やダニの死骸を捕集して計測したが何れも出口フィルタ24Bで全て捉えており、第3空間73に於て検出出来なかった。また、ホコリもなく美しい空気が得られた。
さらに、室外Sの空気Aを取り込む場合を想定し、殺菌清浄器2を室外S(庭園)に設置して行なった(試験例3)。上記のサンプラーで第3空間73の空気Aを採取した結果、室内Rに設置した場合と類似の傾向を示し、出口フィルタ24Bを通過した空気Aは、ほぼ無菌で花粉やダニの存在しないクリーンな空気が得られた。また、ペットの毛も除去できた。
上述の試験成績から明らかなように、送流配管Pに介設した場合も、ほぼ無菌、無臭で美しく澄んだ空気Aが得られると言える。また、夏はより涼しく、冬はより暖かい空気Aが得られ、省エネルギー(省エネ)対策にも有効である。一般家庭は言うに及ばず老健施設や身体弱者の施設では、自然の涼しさであたかも爽やかな高原にいるかのような雰囲気が得られる。また、冬期(季)には、暖房機無しでも衣服の調整や体を適度に動かすだけで良い。なお、地中熱用に限らず、ボイラーやヒートポンプを用いた空調装置の空調ダクトに殺菌清浄器2を介設して、上述のようなクリーンな空気Aを得ることも可能である。
そして、図1に示すように、室外Sの空気A(外気)を吸い込んで、地中熱と熱交換した空気Aを室内Rに送る送流配管Pに殺菌清浄器2を介設した場合について試験を行なった。なお、往復管10によって、室外Sの空気Aを、地上から深さ5mの地中熱と熱交換可能である。また、往復管10の底部Pdには、図示省略するが、ホコリ等を吸着するための水を貯水している。
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(殺菌清浄機器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。
Figure 2013061406
上記表7から明らかなように、空気Aは、見違えるが如く、清浄化され無臭の美しい空気Aが得られた。なお、殺菌清浄器2に流入する空気Aは、往復管10の底部Pdの水等によって、外気に比べ、生菌数は69%減、真菌数は68%減、花粉は75%減、ダニの死骸は80%減、ホコリや臭いは半減であり、また、地中熱との熱交換により空気Aの温度を25℃から18℃に低下させているが、殺菌清浄器2を介設したことにより、無菌・無臭でより澄んだ空気Aが得られ、さらに、温調効果も向上している。また、ペットの毛も除去できた。
また、図1に示すように、生理活性器3を介設した場合について説明する。
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。
次に本発明の機能性空調方法の他の実施形態について説明する。
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。
下記表8に、試験結果を示す。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。
Figure 2013061406
上記表8から明らかなように、空気A中に浮遊する細菌や真菌、花粉などの除去率は97%以上、ダニは100%であった。ホコリも殆ど除去され、日常生活で発生する明らかな臭いは微かに感じるか又はほぼ無臭となった。また、ペットの毛も除去できた。
また、図3に於て、地上に設置したタンクT内に消毒液Wを貯液し、ポンプ90を介して、往復管10の往路部11及び復路部12各々の上部から、消毒液Wを吹き付け又は滴下させて、内周面Peを常時濡らしている。また、生理活性器3によって、生理活性物質39を揮散させて室内Rに送る空気Aに混入させている。なお、この方法は、図1及び図2で示した実施形態の殺菌清浄器2を、往復管10と一体化した方法であるとも言える。
なお、本発明は、設計変更可能であって、ファンF、殺菌清浄器2、生理活性器3、ポンプ90、タンクT等の設置場所は、建物等の床下や地下室、屋外や、建物の敷地内の機械室等自由である。また、温調手段28は、ヒータや冷却装置とするも良い。また、図1と図3に於て、往復管10の底部Pdで通風を確保するために、往路部11と復路部12の仕切壁部の下端部に、複数の貫孔を設けているが、切欠とするも良い。また、本発明に於て、殺菌とは、ウイルスの不活性化も含む。既設の地中熱空調用送流配管に殺菌清浄器2や生理活性器3を介設しても良い。
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。
以上のように、本発明の機能性空調装置は、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、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、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、吹出口Pbと、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を介設したので、無菌、無臭で、ホコリ、花粉、ダニの死骸、ペットの毛等が殆ど存在しない美しく澄んだ高品質な空気Aを室内Rに送ることができ、安全で快適な生活空間を得ることができる。一般住宅はおろかオフィスや工場、各種の広い施設に於て、高度な空気清浄化と健康的な生活が得られる。また、従来の地中熱を利用した空調装置より一層優れた能力を発揮し、地中熱利用の空調装置の普及に貢献できる。
また、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と、消毒液Wが貯液される貯液部22と、貯液部22の消毒液Wに一端縁側が浸され消毒液Wを毛細管現象によって吸い上げるフィルタ24と、を有し、さらに、殺菌清浄器2は、殺菌清浄用ケーシング21の流入口21aとフィルタ24の間に、流入した空気Aを、貯液部22側へ誘導する入口ガイド部26を有するので、空気Aを確実に消毒液Wに接触させることができると共に、細菌類やホコリ・花粉等の異物を確実に吸着できる。空気Aを効率良く万便なく消毒液Wに接触させることができ、確実な浄化作用を安定的に得ることができる。特に夏期に、フィルタ24を通過する際に気化熱で、空気Aが冷やされ、一層の省エネルギー効果(冷却効果)を得ることができる。
また、フィルタ24は、無機質繊維であって、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に設定したので、フィルタ24を確実に湿潤状態に維持し、殺菌(ウイルス不活性化)作用を安定して得ることができる。送風効率(送風性)を損なわずに空気を消毒液Wと接触させることができる。送風量や風力に影響を受けず確実に毛細管現象を得ることができる。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、容易に設定できる。劣化が少なく、耐久性が得られる。
また、消毒液Wは、抗菌作用を有する金属イオンとL−システイン並びにL−アスコルビン酸を主成分として、この主成分に非イオン系を除く界面活性剤を含有するものであるので、高い殺菌力を長時間得られる(優れた持続性が得られる)。細菌類への浸透性に優れ迅速な効果が期待できる。様々な菌類やウイルス、花粉、ペットの毛等のアレルギー物質に対して有効で、優れた空気清浄効果を得ることができる。
また、殺菌清浄器2は、消毒液Wの温度を調節する温調手段28を備え、消毒液Wの温度調整によって、殺菌洗浄器2から排出される空気Aの温度を調整するように構成したので、地中熱によって熱交換された空気Aよりも、夏期はより涼しく冬期はより暖かい空気Aを得ることができる。
また、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を有すると共に断熱性を有する収納用ケーシング31と、ストレスの解消に有効な生理活性物質39が収納される収納部32と、生理活性物質39を揮散させて空気Aに混入させるための超音波発生手段33と、を有する生理活性器3を、吹出口Pbと殺菌清浄器2の間に介設したので、殺菌清浄された空気Aに、ストレス解消・自然治癒力の回復及び増強の効果を付加することができる。ストレスから誘引される慢性の不快な症状を緩和又は解消、自然治癒力の回復、増強が得得られる。
また、本発明の機能性空調方法は、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に送る地中熱利用の機能性空調方法に於て、空気Aを室内Rに送る前に、貯液された消毒液Wに空気Aを接触させ、空気Aの殺菌・清浄をおこなうので、無菌、無臭で、塵、花粉、ダニの死骸、ペットの毛等が殆ど存在しない美しく澄んだ高品質な空気Aを室内Rに送ることができ、安全で快適な生活空間を得ることができる。一般住宅はおろかオフィスや工場、各種の広い施設に於て、高度な空気清浄化と健康的な生活が得られる。また、従来の地中熱を利用した空調方法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。
また、空気Aが流れる送流配管Pの地上側において、空気Aを消毒液Wへ誘導して接触させ、さらに、空気Aを、貯液された消毒液Wを毛細管現象にて吸い上げたフィルタ24に通過させて、空気Aの殺菌・清浄をおこなうので、空気Aを確実に消毒液Wに接触させることができると共に、菌類やホコリ・花粉、ペットの毛等の異物を確実に吸着できる。特に夏期に、フィルタ24を通過する際に気化熱で、空気Aが冷やされ、一層の省エネルギー効果(冷却効果)を得ることができる。
または、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、熱交換した該空気Aを室内Rに送る地中熱利用の機能性空調方法であって、空気Aが流れる送流配管P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・清浄をおこなうので、空気Aを長い時間万便なく消毒液Wに接触させることができ、確実に空気Aを殺菌・清浄できる。既設の地中熱交換用の送流配管Pに容易に対応できる。
また、本発明の機能性空調装置は、室内Rに空気Aを吹出口Pbから排出する送流配管Pの途中に消毒液Wが貯えられた殺菌清浄器2を介設したので、無菌、無臭で、ホコリ、花粉、ダニの死骸、ペットの毛等が殆ど存在しない美しく澄んだ高品質な空気Aを室内Rに送ることができ、安全で快適な生活空間を得ることができる。一般住宅はおろかオフィスや工場、各種の広い施設に於て、高度な空気清浄化と健康的な生活が得られる。また、従来の空調装置より一層優れた能力を発揮できる。
2 殺菌清浄器
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
22 貯液部
24 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 (10)

  1. 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)を介設したことを特徴とする機能性空調装置。
  2. 上記殺菌清浄器(2)は、断熱性を有する殺菌清浄用ケーシング(21)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フィルタ(24)と、を有し、
    さらに、上記殺菌清浄器(2)は、上記殺菌清浄用ケーシング(21)の流入口(21a)と上記フィルタ(24)の間に、流入した上記空気(A)を、上記貯液部(22)側へ誘導する入口ガイド部(26)を有する請求項1記載の機能性空調装置。
  3. 上記フィルタ(24)は、無機質繊維であって、繊維の太さを0.01〜0.05mmに設定すると共に、上記フィルタ(24)の厚みを0.05〜2.0mmに設定した請求項2記載の機能性空調装置。
  4. 上記消毒液(W)は、抗菌作用を有する金属イオンとL−システイン並びにL−アスコルビン酸を主成分として、この主成分に非イオン系を除く界面活性剤を含有するものである請求項1,2又は3記載の機能性空調装置。
  5. 上記殺菌清浄器(2)は、上記消毒液(W)の温度を調節する温調手段(28)を備え、
    上記消毒液(W)の温度調整によって、上記殺菌洗浄器(2)から排出される上記空気(A)の温度を調整するように構成した請求項1,2,3又は4記載の機能性空調装置。
  6. 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、ストレスの解消に有効な生理活性物質(39)が収納される収納部(32)と、上記生理活性物質(39)を揮散させて上記空気(A)に混入させるための超音波発生手段(33)と、を有する生理活性器(3)を、上記吹出口(Pb)と上記殺菌清浄器(2)の間に介設した請求項1,2,3,4又は5記載の機能性空調装置。
  7. 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)を上記室内(R)に送る前に、貯液された消毒液(W)に上記空気(A)を接触させ、該空気(A)の殺菌・清浄をおこなうことを特徴とする機能性空調方法。
  8. 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)を上記消毒液(W)へ誘導して接触させ、さらに、上記空気(A)を、上記貯液された消毒液(W)を毛細管現象にて吸い上げたフィルタ(24)に通過させて、上記空気(A)の殺菌・清浄をおこなう請求項7記載の機能性空調方法。
  9. 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)の内周面(Pe)を上記消毒液(W)で濡らし、
    上記送流配管(P)内で上記空気(A)を上記消毒液(W)に接触させつつ送流させて、上記空気(A)の殺菌・清浄をおこなうことを特徴とする機能性空調方法。
  10. 室内(R)に空気(A)を吹出口(Pb)から排出する送流配管(P)の途中に消毒液(W)が貯えられた殺菌清浄器(2)を介設したことを特徴とする機能性空調装置。
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