(57)【要約】【目的】空調室を常時外気に対して所定の差圧に制御する。【構成】空調設備１０では、給気ファン２０が配置された空調機械室１４がガラリー６４によって外部と連通されているので、給気ファン２０によって吸い込まれる空気は外気圧となる。このため、差圧制御手段によって空調室１２を常時外気圧を基準として所定の差圧になるように制御できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空調室へ清浄な空気を供給する給気手段と、
前記空調室の空気を前記給気手段に還流させる還流手段と、
前記給気手段が吸込む空気を外気圧とする外気供給手段と、
前記外気圧を基準として前記空調室と外気が所定の差圧となるように前記空調室へ給排気される風量を制御する差圧制御手段と、
を有することを特徴とする空調設備。
【請求項２】
前記外気供給手段が、前記給気手段が配置され、前記空調室の空気が還流し、外部と連通する外気導入室であることを特徴とする請求項１に記載の空調設備。
【請求項３】
前記外気導入室に、脱臭除塵層を備え前記外気導入室の温湿度を調整する空調機が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の空調設備。
【請求項４】
前記外気導入室に、前記空調機から前記給気手段へ流れる空気流を整流する整流手段が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の空調設備。
【請求項５】
前記還流手段に、脱臭層が設けられたことを特徴する請求項３に記載の空調設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の空調室と外気が所定の差圧になるように制御する差圧制御手段を備えた空調設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動物や医薬品の実験室等として使用される空調室は、室内の空気が流出、あるいは室外の空気が流入しないように、室内と室外が所定の差圧になるように制御する必要がある。しかし、図８に示すように、このような空調室１００を差圧制御する空気の循環系は、空調室１００の空気が、給気系１０２で室内へ給気され、排気系１０４で給気系へ還流されるような閉鎖循環系であるため、特定の空調室１００の各部屋ごとに給排気を消毒のために停止した場合や、汚染物質等の排気を特定の空調室１００のみ行った場合等のような過渡的状態では、残りの空調室１００の各部屋ごとの給排気の風量収支のバランスが壊れてしまう。このため、残りの空調室１００の室圧を維持できなくなる。
【０００３】
そこで、過渡的状態でも、残りの空調室１００の室圧が外気に対して所定の差圧になるように制御することを目的として種々の差圧制御手段がこれまで考案されてきた。（例えば、特許文献１乃至３参照）
しかしながら、例えば、残りの空調室１００の室圧Ｐ４が基準圧Ｐ１に対して所定の差圧になるように制御しても、図９のグラフに示すように、閉鎖系の差圧制御の基準圧Ｐ１自体が変動してしまうので、残りの空調室１００の室圧Ｐ４の圧力バランスが崩れてしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−４１７３２号公報
【特許文献２】
特開平１−３３４４７号公報
【特許文献３】
特開平７−８３４７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、複数の空調室の圧力バランスを過渡的状態でも維持することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空調設備は、複数の空調室へ清浄な空気を供給する給気手段と、前記空調室の空気を前記給気手段に還流させる還流手段と、前記給気手段が吸込む空気を外気圧とする外気供給手段と、前記外気圧を基準として前記空調室と外気が所定の差圧となるように前記空調室へ給排気される風量を制御する差圧制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の空調設備では、差圧制御手段が、複数の空調室が給排気される風量を制御し、外気と所定の差圧を生じさせることで、例えば、動物実験室のような空調室の空気が外部に漏れないようにして環境汚染を防止することができる。
【０００８】
ここで、空調室の空気は、給気手段によって空調室へ給気され、還流手段によって給気手段へ還流される、という循環する空気が外部に漏れない閉鎖循環系を構成している。この閉鎖循環系において、外気供給手段が、給気手段が吸込む空気を外気圧とすることで、閉鎖循環系であっても変動のない外気圧（大気圧）を基準として、空調室と外気との差圧を制御することができる。
【０００９】
このため、特定の空調室を使用しない等のように風量収支のバランスが壊れても、差圧制御手段が、大気圧を基準として個別に空調室を差圧制御することで、残りの空調室の圧力バランスが崩れない。
【００１０】
請求項２に記載の空調設備は、請求項１に記載の空調設備であって、前記外気供給手段が、前記給気手段が配置され、前記空調室の空気が還流し、外部と連通する外気導入室であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の空調設備では、外気導入室は外部と連通されているので、室圧は大気圧となっている。そして、給気手段は、この外気導入室に配置されているので、大気圧の空気を吸込むことになる。このため、例えば、特定の空調室から局所排気を行うような過渡的状態でも、差圧制御の基準圧が一定となるので、空調室を所定の圧力に制御することができる。
【００１２】
請求項３に記載の空調設備は、請求項２に記載の空調設備であって、前記外気導入室に、脱臭除塵層を備え前記外気導入室の温湿度を調整する空調機が設けられたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の空調設備では、外気導入室の空気が、外気導入室に設けられた空調機で、除塵脱臭、及び温湿度調整される。そして、外気導入室には給気手段が配置されているので、外気導入室から空調室へ清浄空気が給気される。また、外気導入室へ還流した空気も清浄される。
【００１４】
請求項４に記載の空調設備は、請求項３に記載の空調設備であって、前記外気導入室に、前記空調機から前記給気手段へ流れる空気流を整流する整流手段が設けられたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の空調設備では、整流手段によって空調機から給気手段へ流れる空気流が整流され、給気手段によって吸い込まれる空気の動圧の大きな変動が減衰されるので、空調室の差圧制御を安定して行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の空調設備は、請求項３に記載の空調設備であって、前記還流手段に、脱臭層が設けられたことを特徴する。
【００１７】
請求項５に記載の空調設備では、空調室の空気は外気導入室へ還流されるまでに脱臭されるので、外気導入室に悪臭がたち込めることはない。また、空調機のメンテナンスを頻繁に行う必要がなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１に示すように、空調設備１０は、無菌動物を用いた実験を行う空調室１２と空調機械室１４とで空気を循環させて、空調室１２を空調すると共に、細菌や病原菌が外部から空調室１２へ流入することを防止するために空調室１２の室圧を外気に対して正圧にする、という差圧制御を行う。
【００２０】
空調設備１０の空気循環系は、空調機械室１４から空調室１２へ清浄空気を給気する給気系１６と、空調室１２の空気を空調機械室１４へ還流させると共に、一部の空気を空気循環系から排気する第１排気系１８とで構成されている。この空気循環系は循環する空気が外部に漏れない閉鎖循環系とされている。
【００２１】
給気系１６は、空調機械室１４の中に配置された給気ファン２０と、この給気ファン２０から延出する給気主ダクト２２と、給気主ダクト２２が接続される、大口径の筒状のチャンバである給気側ヘッダー２４と、給気側ヘッダー２４から空調室１２へ各別に延出する給気分岐ダクト２６と、で構成されている。各ヘッダーは、各空調室へ給気する風量を均一にすることを目的とする。
【００２２】
第１排気系１８は、空調室１２から各別に延出する排気分岐ダクト３０と、この排気分岐ダクト３０が接続される、大口径の筒状のチャンバである排気側ヘッダー３２と、排気側ヘッダー３２から延出する排気主ダクト３４と、排気主ダクト３４が接続される排気ファン３６と、排気主ダクト３４の途中から分岐して空調機械室１４まで延出する還流ダクト３８と、で構成されている。
【００２３】
ここで、空気の循環について説明する。
【００２４】
空調機械室１４の空気（ＳＡ）が給気ファン２０で吸い込まれ、給気主ダクト２２、給気側ヘッダー２４、給気分岐ダクト２６を流れて空調室１２へそれぞれ給気される。給気分岐ダクト２６には、定風量装置２８が配設されており、空調室１２へ所定の風量が給気される。
【００２５】
そして、第１排気系１８によって空調室１２から排気される空気は、排気分岐ダクト３０、排気側ヘッダー３２、排気主ダクト３４を流れる。そして、一部の空気は、排気ファン３６によって排気（ＥＡ）として空気循環系から排出される。また、排気主ダクト３４には、定風量装置４０が配設されており、ＥＡは所定の風量とされている。
【００２６】
そして、残りの空気は、還気（ＲＡ）として還流ダクト３８を流れて空調機械室１４へ還流する。ここで、還流ダクト３８には脱臭フィルタ３９が配設されており、ＲＡは脱臭フィルタ３９で脱臭されて空調機械室１４へ還流する。このため、空調機械室１４に悪臭がたち込めることはない。また、後述する空調機６６のメンテナンスを頻繁に行う必要がなくなる。
【００２７】
また、第１排気系１８とは別に、空調室１２の使用状況に応じて空調室１２の空気を排気させる第２排気系５０が備えられている。第２排気系５０は、各空調室１２の吸気口１３からそれぞれ延出し、吸引ファン５１を備えた排気分岐ダクト５２と、排気分岐ダクト５２と接続される排気主ダクト５４と、排気主ダクト５４が接続される排気ファン５６と、で構成されている。
【００２８】
吸引ファン５１は図２に示す差圧制御装置５８によって各別に制御されており、一部の空調室１２で薬品が使用された場合等、一部の空調室１２から局所的に排気を行う時のみ作動される。
【００２９】
次に、空調機械室１４について説明する。
【００３０】
空調機械室１４は、空調室１２へ清浄なＳＡを給気するために、ＲＡ及び外部から取り入れられる外気（ＯＡ）の除塵脱臭、温調除湿を行う空気浄化室６０と、給気ファン２０が配置され、空気浄化室６０で浄化されたＳＡを吸引し、空調室１２へ給気する給気ファン室６２と、で構成されている。
【００３１】
空気浄化室６０には還流ダクト３８が接続されており、室内へＲＡが還流する。また、空気浄化室６０の壁面にはガラリー６４が形成され外部と連通されており室内へＯＡが流入する。そして、ＲＡとＯＡを空気浄化室６０の中で循環させる循環ファン６６Ａ、ＲＡとＯＡの温調除湿を行うコイルユニット６６Ｂ、ＲＡとＯＡの除塵脱臭を行うフィルタユニット６６Ｃを備える空調機６６が配置されている。
【００３２】
また、空気浄化室６０と給気ファン室６２との間は、多数の孔が形成された整流板６８によって仕切られている。この整流板６８によって空気浄化室６０で浄化された空気は整流され、動圧の大きな変動が緩和される。このため、空気浄化室６０の室圧の変動が、空調室１２へ伝わることが防止されている。
【００３３】
また、図３に示すように、空調機械室１４は、地面から掘り下げられた凹地７８に設置され、ガラリー６４を凹地７８の壁面７８Ａに対向させている。このため、風Ｗが直接ガラリー６４から室内へ入ることが防止されている。従って、空調機械室１４は、外気と連通されると共に、外風圧の影響を受けないので、空調機械室１４の室圧は外気圧（大気圧）となる。
【００３４】
ここで、空調室１２の室圧Ｐ４の差圧制御について説明する。
【００３５】
上述したように空調機械室１４の室圧は大気圧となるので、図４のグラフに示すように、給気ファン２０によって吸い込まれるＳＡの圧力Ｐ１は常時大気圧となる。
【００３６】
給気ファン２０によって給気主ダクト２２に吸い上げられたＳＡは圧力Ｐ２まで上昇する。その後、給気主ダクト２２、給気側ヘッダー２４、給気分岐ダクト２６を流れる際に圧損され、給気側ヘッダー２４で圧力Ｐ３まで低下し、空調室１２では圧力Ｐ４まで低下する。
【００３７】
そして、空調室１２の空気は排気されて排気側ヘッダー３２で圧力Ｐ５まで低下し、排気ファン５６によって大気に排出される手前では、圧力Ｐ６（負圧）まで低下する。なお、排気側ヘッダー３２は給気側ヘッダー２４と同様に、大口径となっているので、圧損が低減されている。
【００３８】
ここで、差圧計７０が給気主ダクト２２に、差圧計７２が排気主ダクト３４に、備えられている。また、差圧計７４を備える圧力調整用ダンパ７６が、排気分岐ダクト３０に備えられている。
【００３９】
そして、図２に示す差圧制御装置５８が、差圧計７０、７２、７４によって検出される空気循環系の各部での差圧に基づいて、圧力調整用ダンパ７６の開度、給気ファン２０、排気ファン３６の回転数を調整する。これによって、空調室１２の給排気風量が調整され、空調室１２の室圧Ｐ４が、給気ファン２０の吸い込み空気の圧力Ｐ１、即ち大気圧に対して所定の差圧に制御される。
【００４０】
ここで、例えば、一部の空調室１２の給排気を停止して洗浄を行う場合や、一部の空調室１２から汚染物質を排気するために第２排気系５０によって局所排気を行う場合等のような過渡的状態では、風量バランスが崩れてしまう。
【００４１】
しかし、空調室１２は、常時大気圧を基準として差圧制御を行われているので、残りの空調室１２の圧力バランスが壊れるということはない。従って、過渡的状態でも空調室１２の差圧制御を精密に行うことができる。
【００４２】
次に、第２の実施形態について図面を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成である部分には同一の記号を付してある。
【００４３】
図５に示すように、空調設備２００は、第１の実施形態と同様に、空調機械室１４と空調室２０２とで空気を循環させて空調室２０２の空調を行うと共に、図２に示す差圧制御装置５８によって空調室２０２の給排気風量を調整して空調室２０２と外気との間に所定の差圧を生じさせる。
【００４４】
第１の実施形態と相違して、空調室２０２は感染動物飼育施設であり、動物が感染したウイルス等を含んだ空気が空調室２０２から流出しないように、負圧に制御する必要がある。このため、排気主ダクト３４の途中に排気ファン２０４が配設され、空調室２０２からの排気量が多くなっている。
【００４５】
しかし、第１の実施形態と同様に、空調機械室１４の室圧は大気圧とされているので、図６のグラフに示すように、給気ファン２０の吸い込み空気（ＳＡ）の圧力Ｐ１は大気圧となっている。そして、ＳＡは給気ファン２０によって給気主ダクト２２に吸い上げられて圧力Ｐ２まで上昇する。
【００４６】
その後、給気主ダクト２２、給気側ヘッダー２４、給気分岐ダクト２６を流れる際に圧損され、給気側ヘッダー２４で圧力Ｐ３まで低下し、さらに排気ファン２０４から吸引されることによって、空調室１２で負圧である圧力Ｐ４まで低下する。そして、排気側ヘッダー３２では圧力Ｐ５まで低下する。その後、排気ファン２０４によって吸引されるので、圧力Ｐ６まで上昇する。
【００４７】
このように、空調室２０２の室圧Ｐ４が負圧であっても、大気圧を基準として差圧制御することで、第１の実施形態と同様に、過渡的状態でも空調室２０２の圧力バランスが崩れることはない。
【００４８】
第３の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４９】
図７に示すように、空調機械室３００は、地上に設置されている。空調機械室３００の空気浄化室３０２から延出する給気ダクト３０４、排気ダクト３０６には、それぞれ給気ファン３０８、排気ファン３１０が接続されている。
【００５０】
図２に示す差圧制御装置５８で給気ファン３０８、排気ファン３１０による空調機械室３０２の給排気風量を制御することによって、室圧を大気圧にする。これによって、空気浄化室３０２の壁面に形成されたガラリー３１２を通して空調機械室３００が外風圧の影響を受けても、給気ファン３１４が吸い込む空気（ＳＡ）の圧力は常時外気圧となる。
【００５１】
なお、第１、第２の実施形態では、無菌動物実験室、感染動物飼育施設を例に取って説明したが、その他に医薬品の製造等、種々の用途に適用可能である。
【００５２】
また、外気供給手段はガラリーを例に取って説明したが、パンチング等も適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の空調設備によれば、過渡的状態でも外気圧を基準として空調室の差圧制御ができるので、空調室の圧力バランスが崩れない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る空調設備を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態にかかる空調設備の差圧制御を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態に係る空調設備の空調機械室を示す概略構成図である。
【図４】第１の実施形態に係る空調設備によって循環される空気の圧力バランスを示すグラフである。
【図５】第２の実施形態に係る空調設備を示す概略構成図である。
【図６】第２の実施形態に係る空調設備によって循環される空気の圧力バランスを示すグラフである。
【図７】第３の実施形態に係る空調設備の空調機械室を示す概略構成図である。
【図８】従来例に係る空調設備を示す概略構成図である。
【図９】従来例に係る空調設備によって循環される空気の圧力バランスを示すグラフである。
【符号の説明】
１０    空調設備
１２    空調室
１４    空調機械室（外気供給手段、外気導入室）
１６    給気系（給気手段）
１８    排気系（還流手段）
３９    脱臭フィルタ（脱臭層）
５８    差圧制御装置（差圧制御手段）
６６    空調機
６６Ｃ  フィルタユニット（除塵脱臭層）
６８    整流板（整流手段）
２００  空調設備
２０２  空調室
３００  空調機械室（外気供給手段、外気導入室）
３１４  給気ファン（給気手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004278929.tif 000009
【図８】
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【図９】
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