(57)【要約】【課題】除塵及び脱臭機能に加えて、ドレンパン内のドレン水のみならずその周囲の空気に存在する微生物をも殺菌することが可能な除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置を提供する。【解決手段】本発明の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置は、室内空気を循環させるファン（４）と、空気中に含まれる塵埃の通過を阻止する抗菌性除塵フィルタ（２）と、空気中に含まれる臭気物質を酸化分解して無臭化する触媒脱臭エレメント（３）と、除塵フィルタ（２）及び脱臭エレメント（３）の下流側に配置された熱交換器（５）と、熱交換器（５）の下方に配置されたドレンパン（６）とを備えている。そして、熱交換器（５）内部及びドレンパン内のドレン水に紫外線を照射する紫外線灯（７）が配置されているので、除塵フィルタ（２）に捕集されなかった微生物は除菌され、かつドレン水中の微生物の増殖を防止することができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気を循環させるファンと、空気中に含まれる塵埃の通過を阻止する抗菌性除塵フィルタと、空気中に含まれる臭気物質を酸化分解して無臭化する触媒脱臭エレメントと、抗菌性除塵フィルタ及び触媒脱臭エレメントの下流側に配置された熱交換器と、熱交換器の下方に配置されたドレンパンとを備え、熱交換器内部及びドレンパン内のドレン水に紫外線を照射する紫外線灯を配置して、空気中の微生物を除菌すると共にドレン水中での微生物の増殖を防止することを特徴とする除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置。
【請求項２】
前記抗菌性除塵フィルタ及び該フィルタを通過した空気に紫外線を照射する別の紫外線灯を配置し、その下流側に前記触媒脱臭エレメントを配置したことを特徴とする請求項１記載の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置。
【請求項３】
外部にドレン水を排出するドレンホースを前記ドレンパンに接続すると共に、該ドレンホースが抗菌剤を含有するホース部材で構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置に関する。より詳細には、本発明は、抗菌性除塵フィルタ及び触媒脱臭エレメントの他に、空調装置内部に設置したドレンパン及び周辺部に存在する微生物の殺菌及びその増殖を防止する紫外線灯を備えた除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造室等の工業用クリーンルームや製薬・食品等の業界で利用されるバイオクリーンルームでは高度な空気清浄が必要とされ、サブミクロン粒子を非常に高い性能で捕集できるＨＥＰＡフィルタ等が用いられている。また、病院・老人医療施設では、その施設内の各室の用途に適合する空気清浄度を維持しなければならない（非特許文献１参照）。例えば、一般病室や診察室においては、清浄度ＩＶクラス「一般清潔区域」に適合する除塵・脱臭・除菌機能を備えた空調装置が必要である。
一方、家庭用及び事務用空調装置においても、近年益々居住空間の快適さが求められており、従来の除塵機能に加えて更に脱臭・除菌機能を付加した空調装置が数多く提案されている。
脱臭処理には、活性炭等の吸着剤で臭気物質を除去する吸着フィルタや、臭気物質を酸化分解する脱臭触媒（例えば、特許文献１参照）が用いられている。除菌処理には紫外線照射が代表的なものある。また、脱臭・除菌処理としては、オゾンや光触媒を用いて、臭気物質の酸化分解と微生物の殺菌を同時に行う方法が知られている。例えば、除塵手段、加湿手段、及びオゾン生成機構と未分解オゾンの分解触媒とからなるオゾン脱臭殺菌手段を備えた熱交換フィン付き空調装置が公知である（特許文献２参照）。また、光触媒が担持された円筒状ハニカム構造体の内部に紫外線光源を収納した脱臭抗菌ユニットを備え、空気の流れに対し除塵フィルタ、吸着剤フィルタ、脱臭抗菌ユニット、熱交換器の順で配置した除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置が公知である（特許文献３参照）。
【０００３】
ところで、空調装置内に設置される熱交換器の下方には、空気中の水分が熱交換器表面で結露したドレン水を一時的に貯留するドレンパンが設けられている。ドレンパンは、湿潤状態にあるため、特に夾雑物が付着した場合など雑菌が繁殖しやすい環境にある。かかるドレンパンに抗菌機能を付与した空調装置としては例えば次のようなものが提案されている。
防カビ・抗菌剤含有の樹脂フィルムが不織布で挟装された複合シートをドレンパンの底面上に取換え可能に載置する空調装置が、特許文献４に開示されている。また、防水用樹脂シート、無機系抗菌剤と有機ヨード系抗菌剤とが配合された樹脂からなる抗菌性フィルム、及び抗菌剤が透過可能な複数の孔を有する樹脂製フィルムを発泡樹脂製ドレンパンの内面に順次積層した空調装置のドレンパンが、特許文献５に開示されている。
【０００４】
【非特許文献１】
日本病院設備協会規格「病院空調設備の設計・管理指針」ＨＥＡＳ−０２−１９９８、日本病院設備協会、１９９８年、第６頁〜第１２頁
【特許文献１】
特開平５−８４４４１号公報
【特許文献２】
特開平６−３２３５７１号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５４６２１号公報
【特許文献４】
特開平６−１７４２５１号公報
【特許文献５】
特開平１０−７８２４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの空調装置における抗菌性ドレンパンは、いずれも抗菌剤を樹脂中に練り込んで成形したフィルムを用いて、ドレンパン内での雑菌（微生物）の繁殖を防止しようとするもので、殆ど樹脂フィルム表面に接触するドレン水にしか効果が発揮されず、微生物の殺菌が不充分であるという問題がある。そこで、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消することにあり、除塵及び脱臭機能に加えて、ドレンパン内のドレン水のみならずその周囲の空気に存在する微生物をも殺菌することが可能な除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置は、室内空気を循環させるファンと、空気中に含まれる塵埃の通過を阻止する抗菌性除塵フィルタと、空気中に含まれる臭気物質を酸化分解して無臭化する触媒脱臭エレメントと、抗菌性除塵フィルタ及び触媒脱臭エレメントの下流側に配置された熱交換器と、熱交換器の下方に配置されたドレンパンとを備え、熱交換器内部及びドレンパン内のドレン水に紫外線を照射する紫外線灯を配置して、空気中の微生物を除菌すると共にドレン水中での微生物の増殖を防止することを特徴とする。
本発明においては、上記抗菌性除塵フィルタ及び同フィルタを通過した空気に紫外線を照射する別の紫外線灯を配置し、その下流側に上記触媒脱臭エレメントを配置することが好ましい。また、外部にドレン水を排出するドレンホースを上記ドレンパンに接続すると共に、抗菌剤を含有するホース部材でドレンホースを構成することが好ましい。
【０００７】
【作用】
本発明の空調装置によれば、空気中に含まれる塵埃や微生物（細菌、黴、及び場合によってはウィルス）が抗菌性除塵フィルタで除去され、臭気物質が触媒脱臭エレメントで酸化分解されて無臭化される。また、除塵・脱臭された空気が熱交換器で冷却され、空気中の水分が熱交換器表面で凝縮されてドレン水がドレンパンに滴下する。ドレンパンには除塵フィルタで捕集されなかったり運転停止時に装置内に浮遊する微生物が付着するが、紫外線灯から照射される紫外線によって微生物は殺菌される。そのため、ドレンパン内のドレン水中で微生物が増殖するようなことはないだけでなく、除塵フィルタで捕集されずに熱交換器を通過する空気中の微生物も除菌される。更に、除塵フィルタは抗菌性であるため、塵埃と共に捕集された微生物の増殖が防止される。従って、空調開始時にたとえ塵埃、臭気物質及び微生物が空気中に含まれていても、次第に除塵・脱臭・除菌された清浄な空気が室内を循環するようになる。また、クリーンになった空気はその状態が維持される。
請求項２に係る発明によれば、前記除塵フィルタ及びその下流側の空気に紫外線を照射する別の紫外線灯を配置したものであるから、抗菌性除塵フィルタに捕集された微生物の一部及び捕集されずに除塵フィルタを通過した微生物は、紫外線の照射により除菌される。また、請求項３に係る発明によれば、ドレンパン内のドレン水を外部に排出するドレンホースを抗菌剤含有のホース部材で構成したものであるから、ドレンホース内での微生物の増殖が防止され、上述のドレンパンでの微生物の除菌と相俟ってドレンホースが清潔に保たれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置は、図１に示すように、そのケーシング１内に、抗菌性除塵フィルタ２、触媒脱臭エレメント３、ファン４及び空気を冷却する機能を有する熱交換器５が配置されている。熱交換器５の下方には、ドレン水を受けるドレンパン６が配置されている。また、熱交換器５の下方でドレンパン６の側部上方には紫外線灯７が配置され、更に除塵フィルタ２と脱臭エレメント３との間の空間に紫外線を照射する紫外線灯８を配置することもできる。なお、除塵フィルタ２は、脱臭エレメント３の下流側に配置されていてもよい。
室内空気は、ファン４によって吸込口９からケーシング１内に取り入れられ、除塵フィルタ２、脱臭エレメント３、熱交換器５を通って、清浄化された冷風または熱交換器５のタイプによっては温風が吹出口１０から吐出され、空調装置と室内との間を循環する。
【０００９】
抗菌性除塵フィルタ２は、空気中の塵、埃、花粉、微小動物の死骸、細菌、黴、ウィルス等の微粒子を捕集するフィルタであり、微生物の増殖を防ぐ抗菌剤を含有する。除塵フィルタ２としては、中性能フィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、静電フィルタ等が用いられる。中でも、イミダゾール系金属イオン抗菌剤をポリプロピレン等の合成繊維不織布に含有させた前記清浄度ＩＶクラスに適合する比色法６０％以上の中性能フィルタが好適に用いられる。また、自動型またはユニット交換型のいずれでもよく、特にリボン状の濾紙や樹脂製の紐を濾材の間に挟んだりあるいは濾材の山を樹脂で接着して固定したミニプリーツ型は、フィルタ交換メインテナンス時に捕集した塵埃が拡散し難いので、好ましく用いられる。
触媒脱臭エレメント３は、臭気物質を酸化分解する脱臭触媒が担持された粒状担体がフィルタまたは空気透過性容器内に充填されている。また、ハニカム担体に脱臭触媒が担持されたハニカム構造体は、空気との接触面積を広くとれ、圧力損失が小さいので、好ましく用いられる。担体としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ゼオライト等が挙げられる。脱臭触媒としては、３価の鉄の酸化物と、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｅ，Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物との混合酸化物または複合酸化物が好適である。これらの酸化物は、室温またはそれ以下の温度で空気中に含まれる臭気物質を酸化分解して無臭化する作用がある。臭気物質としては、病院・医療施設での薬品、屎尿、汗、人体臭や、生ゴミから発生するアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン等、建材から発生するホルムアルデヒド、自動車排気ガス中の未燃焼炭化水素などがある。
【００１０】
熱交換器５は、空気を冷却する機能を有するものが用いられる。その例としては、冷水ファンコイル、切換弁を用いて同じパイプ内で冷水または温水を循環させるファンコイル、冷水ファンコイルと温水ファンコイルとを併設したものが用いられ、更に、冷媒を循環させる冷凍サイクルにおける蒸発器であってもよく、あるいは同一の熱交換器を蒸発器またはヒートポンプとして利用される凝縮器に切り換え可能なものであってもよい。上記ファンコイル型水−空気熱交換器５に接続される循環パイプには、内部ヒータにより開閉動作される熱動二方弁を介装させることが好ましい。
ドレンパン６としては通常の皿型タイプのものが用いられ、熱交換器５から滴下するドレン水が滞留し難いように、１／５０以上の勾配でドレン口側に傾斜させることが好ましい。また、ドレンパン６のドレン口に接続してドレン水を外部に排出するドレンホースを抗菌作用を有するホース部材で構成することが好ましい。抗菌性ドレンホースとしては、例えばチアゾリルスルファミド系抗菌・防黴剤を直鎖状低密度ポリエチレンに含有させたホース部材が好適に用いられる。このような抗菌性ドレンホースをドレンパン６に接続することにより、ホース内部で微生物が増殖するのを防止できるため、ドレンホースから微生物が室内空間に拡散するようなことはない。
【００１１】
紫外線灯７，８は、殺菌作用のある波長２００〜２８０ｎｍの紫外線を放射する発光体であればよく、例えば波長２５４ｎｍの低圧水銀ランプが用いられる。
紫外線灯７は、ドレンパン６の内部全体を直接紫外線照射するように配置され、ドレン水中に存在する微生物が殺菌される。しかも、熱交換器５の下方から入射してその内部及び熱交換器５とドレンパン６との間のドレン水が滴下する空間にも紫外線が照射される。従って、ドレン水中で微生物が増殖することがないため、ドレンパン６から微生物が室内空間に拡散するようなことはない。特に、紫外線灯７と対向する吹出側空気流路の壁部をパンチング板で形成しておけば、除塵フィルタ２で捕集されず更に熱交換器５を通過した吹出空気中の浮遊菌に対しても紫外線を放射することができる。
紫外線灯８を設ける場合は、除塵フィルタ２と脱臭エレメント３との間の空気流路の側部またはその近傍に配置され、脱臭エレメント３に流入する直前の空気に紫外線が照射され、その乱反射分が抗菌性除塵フィルタ２の下流側に直接または間接的に照射される。そのため、除塵フィルタ２を通過した微生物が殺菌され、また除塵フィルタ２で捕集された微生物の増殖が防止され、一部は殺菌される。
【００１２】
本発明の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置は、一般家庭用、事務用及び業務用空調装置として、更に半導体製造工場、精密品製造工場、医薬品・食品工場、病院・老人医療施設等において使用することができる。
空調装置の設置形式としては、床置き型、壁掛け型、天井吊り下げ型のみならず、天井埋込みパッケージ型、天井隠蔽ダクト型等がある。特に、病院・老人医療施設においては、部屋中央部への設置が可能なため室内温度分布が良好で、室内スペースを有効に利用できる天井埋込みパッケージ型が好適である。
【００１３】
次に、図２，３を参照しながら本発明を具体的に説明する。
図２において、天井埋込みパッケージ型空調装置のケーシング１は、天井開口部に臨む底板を天井パネル２１とした箱体からなる。天井パネル２１は、図３に示すように、中央部とパネル２１の両側部の間に２つの吸込口９，９が形成され、各吸込口９とパネル２１の両側部の間に長方形の吹出口１０ａ，１０ｂが形成されている。
ケーシング１内部は下部仕切板２２によって上下に仕切られている。なお、下部ケーシングと天井パネル２１とはカセット型ユニットとして一体化されており、天井パネル２１は点検のために上記ユニットに着脱自在に取り付けられる。
ケーシング１の下部空間には、ルーバで覆われた吸込口９，９に対向して抗菌性除塵フィルタ２が配置されている。抗菌性除塵フィルタ２は、ポリプロピレン製合成繊維不織布にイミダゾール系金属イオン抗菌剤を含有させた比色法６５％の中性能フィルタからなる。この除塵フィルタ２は、目詰まりが生じる前に交換可能であり、上記ユニット内において吸込空気流路を形成する壁部２３に着脱自在に支持されている。
【００１４】
ケーシング１の上部空間には、一側部にファン４が配置され、他側部にカセット型冷水ファンコイル５ａ及び同じくカセット型の温水ファンコイル５ｂを併設した水−空気熱交換器５が配置されている。ファン４の下方には触媒脱臭エレメント３が水平方向に配置され、熱交換器５の下方には冷水ファンコイル５ａ表面から滴下するドレン水を受けるドレンパン６が配置されている。
触媒脱臭エレメント３は、ハニカム状担体に脱臭触媒が担持されたハニカム構造体からなり、ファンケーシングの下面に支持されている。脱臭エレメント３に対向する仕切板２２には、吸込口９から吸い込まれ除塵フィルタ２を通過した空気が通り抜ける開口（図示せず）が形成されている。
ファン４と熱交換器５との間には垂直仕切板２４が取り付けられており、ファン４の吐出口に対向する仕切板２４には開口（図示せず）が形成されている。各ファンコイル５ａ，５ｂは、それぞれ装置外の冷熱源及び熱源に循環パイプを介して接続されている。一方、ステンレス製ドレンパン６は熱交換器５下方に設けられたドレンパン収容部２５に収容されている。ドレンパン６には、ドレン水を装置外に排出する抗菌性のドレンホース（図示せず）が接続されている。このドレンホースは、直鎖状低密度ポリエチレン製ホース部材にチアゾリルスルファミド系抗菌・防黴剤を含有させたものである。
【００１５】
前記カセット型ユニットには、ルーバで覆われた吹出口１０ａ，１０ｂに連通する分岐ダクト２６（一部しか図示されていない）が設けられている。この分岐ダクト２６の上流側端部に対応する箇所の下部仕切板２２には、熱交換器５の下流側空気流路に連通する開口（図示せず）が形成されている。
水−空気熱交換器５の下方でドレンパン６の上方側部に、波長２５４ｎｍの紫外線を放射する低圧水銀ランプからなる紫外線灯７が配設されている。この紫外線灯７は、ドレンパン６内部を直接紫外線照射し、かつ熱交換器５とドレンパン６との間の滴下中のドレン水に紫外線が照射される。また、紫外線は熱交換器５の下方から入射してその内部にも照射される。
更に、垂直仕切板２４下部の凹部に、波長２５４ｎｍの紫外線を放射する低圧水銀ランプからなる紫外線灯８が配設されている。この紫外線灯８は、除塵フィルタ２と脱臭エレメント３とを連通する空気流路の紫外線灯８に対向する壁部２７が紫外線透過性樹脂板（又はガラス板）で形成されており、脱臭エレメント３を通過する直前の空気に紫外線が照射される。また、紫外線灯８の後方を半球状に覆う反射板２８に凹凸を形成することによって、反射板２８からの乱反射分が抗菌性除塵フィルタ２の下流側に入射される。
【００１６】
図２に示す空調装置において、天井パネル２１の吸込口９，９から吸い込まれた室内空気は、除塵フィルタ２を通過する際に塵埃が除去され、続いて脱臭エレメント３を通過する際に脱臭触媒によって臭気物質が酸化分解されて無臭化される。また、除塵フィルタ２に捕集されずに通り抜けた微生物は紫外線灯８からの紫外線の照射により除菌されると共に、抗菌性除塵フィルタ２に捕集された微生物は増殖するようなことがないだけでなく、その一部は前記反射板２８によって乱反射される紫外線により除菌される。
脱臭エレメント３を通過して除塵・脱臭された空気は、冷水ファンコイル５ａで冷却されるか、または温水ファンコイル５ｂで加温される。ファンコイル５ａを通過した空気は、水分が凝縮されてドレン水がドレンパン６に滴下する。この滴下中のドレン水には紫外線灯７から紫外線が照射される。しかも、ドレンパン６の内部には紫外線灯７から紫外線が照射されるので、ドレンパン６に付着した微生物やドレン水中の微生物は除菌される。更に、熱交換器５（５ａ，５ｂ）内部にも紫外線が入射するので、ドレンパン６内で微生物が増殖するようなことはないだけでなく、除塵フィルタ２で捕集されずに熱交換器５を通過する空気中の微生物も除菌される。
熱交換器５を通過した空気は、分岐ダクト２６により分流されて、天井パネル２１に形成された吹出口１０ａ，１０ｂから室内に吹き出される。
このようにして、空調開始時にたとえ塵埃、臭気物質及び微生物が空気中に含まれていても、次第に除塵・脱臭・除菌された清浄な空気が室内を循環するようになる。また、清浄化された空気はその状態が維持される。
【００１７】
更に、図４を参照しながら本発明の別の空調装置について説明する。なお、図２，３に示すものと同様の構成部材には同一の符号を付して、重複した説明は避けることにする。
図４において、抗菌性除塵フィルタ２及び触媒担持の粒状担体が充填された触媒脱臭エレメント３は、重ね合わせた状態の除塵・脱臭ユニット３１として、天井パネル２１に固定された一対の枠部材３２，３２間に着脱自在に装着される。天井パネル２１の中央部には、吸込口９，９を備えた中央パネル２１ａが回動自在に軸着され、上記ユニット３１を交換可能としている。
紫外線灯７は、ドレンパン６を下方に介在させて、熱交換器５から分岐ダクト２６に通じる空気流路と反対側に配設されている。また、図２に示すドレンパン収容部２５において、紫外線灯７に対向する側板はパンチング板３３で構成され、上記空気流路側のパンチング板３３は同時に空気流路壁を形成している。従って、紫外線灯７から紫外線がドレンパン６内及び熱交換器５内部に照射されると共に、空気流路壁を形成するパンチング板３３の透孔から熱交換器５を通過した吹出空気（図示の凹凸状楕円形）にも紫外線が照射される。なお、図２に示すドレンパン収容部２５及び紫外線灯７の配設位置を図４に示すような構成に変更することも可能である。
本空調装置では、除塵フィルタ２及び脱臭エレメント３を上述のようにユニット化したために、紫外線灯８は設けられていない。また、熱交換器５としてカセット型冷水ファンコイル５ａのみを配置して、除塵・脱臭・除菌機能付きの冷房用空調装置としている。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、空調装置内部の熱交換器を通過する空気及びドレンパン内のドレン水に紫外線を照射する紫外線灯を設けたものであるから、除塵フィルタで捕集されずに熱交換器内部を通過する空気中の微生物及びドレンパンに付着した微生物は紫外線灯から照射される紫外線によって除菌される。そのため、ドレンパン内のドレン水中で微生物が増殖するようなことはない。従って、空調装置の運転時には、除塵・脱臭・除菌された清浄な空気が室内を循環する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除塵・脱臭・除菌機能付き空調装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施例を示す空調装置の断面図である。
【図３】図２に示す空調装置における天井パネルの斜視図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す空調装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・　ケーシング、２・・・　抗菌性除塵フィルタ、３・・・　触媒脱臭エレメント、４・・・　ファン、５・・・　熱交換器、６・・・　ドレンパン、７，８・・・　紫外線灯。
【図１】
2004108685.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004108685.tif 000005
【図４】
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