(57)【要約】【課題】壁面に設置するオープンラックの各棚を通過する風速を一定にすることができ、しかも室内の乱流をなくすことで換気効率を向上させ、空調消費エネルギーの低減を図ることができ、さらに建築室内構造として一体的に設けることで、特殊な空調設備を室内に設けることを不要とした。【解決手段】室内Ｒの天井１５に設けられ、下方に向けて微風を吹き出す吹出口４と、室内Ｒの一対の壁面１１、１２の所定範囲に設けられ、微小多孔の開口が全面にわたって設けられた吸込壁５と、吸込壁５の背面５ｂに設けられたチャンバー６と、このチャンバー６に連通する背面吸込ダクト７とを備えた背面集中排気方式とした。【選択図】図２
2012013250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築室内構造として一体的に設けられた室内空調システムであって、
室内の天井に設けられ、下方に向けて微風を吹き出す吹出口と、
前記室内の壁面の所定範囲に設けられ、微小多孔の開口が全面にわたって設けられた吸込壁と、
該吸込壁の背面に設けられたチャンバーと、
該チャンバーに連通する背面吸込ダクトと、
を備え、
前記背面吸込ダクトにより前記チャンバーに吸引力を与えるように構成されていることを特徴とする室内空調システム。
【請求項２】
前記吸込壁は、開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の室内空調システム。
【請求項３】
前記吹出口は、前記吸込壁に対して平行に且つ前記吸込壁の幅寸法に対応する長さ寸法で設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の室内空調システム。
【請求項４】
前記天井には、前記吸込壁を有する前記壁面寄りに天井吸込口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の室内空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物飼育などで用いられるオープンラックが設置される建築室内構造に採用される室内空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、収容棚（クリーンストッカー）が設置される部屋の空調方式として、クリーンストッカーを間隔をもって対向配置させたクリーンルームにおいて、それらクリーンストッカーの間にスタッカークレーンを走行可能に設け、その走行領域を清浄空気の通路としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、スタッカークレーンの設置領域を清浄領域として設定し、そこに清浄空気を吹き出すためのファンフィルターユニットを清浄領域の上部に設け、そのスタッカークレーンおよびクリーンストッカーを清浄に保ち、その清浄空気はクリーンスタッカーの下方から背面側を通過させて排気するクリーンルームの空調方式について記載されている。
【０００３】
ところで、図５には、動物実験で飼育されるマウス等の動物を飼育管理する飼育室１００における空調方式を示している。図５に示すように、飼育室１００内に動物ケージ１０４用のオープンラック１０１が設置されている場合、空調は天井吹出１０２から室内下部に設けられる排気口１０３より排気し、室内を換気する乱流空調方式が一般的に採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、動物ケージ用のラックを設置する飼育室の室内空調では、以下のような問題があった。
すなわち、従来の動物飼育室では、飼育動物に良好な環境を確保する必要があり、またケージの位置によって動物に対する環境条件が変わらないように温度、湿度、或いはクリーン度などの室内の環境制御が行われている。図５に示すような従来の飼育室１００では、部屋全体の乱流（図５の矢印Ｆ）で換気する空調方式であり、このとき室内の空気を攪拌することになるため、オープンラック１０１に配置される動物ケージ１０４から発生する臭気や動物の毛が室内に拡散するという問題があった。なお、特許文献１のような空調方式であっても室内を循環させる方法であることに変わりはなく、クリーンルーム中の収容棚を動物ケージを収容するラックに代えれば、上記と同様に動物の臭気や毛が室内に拡散されることになる。
【０００６】
そして、一般的に飼育室における換気量は、人が利用する通常のケースが時間当り室容積の１０倍程度かつ新鮮空気供給量は時間当り室容積の１〜２倍程度であるのに対し、時間当り室容積の１５倍程度、且つ全量を新鮮空気で供給する必要があり、通常よりも空調送風量が増大することから空調消費エネルギーが大きくなる問題があった。
【０００７】
さらに、動物ケージ用のラックとして、ラック全体を密閉し、その一部から新鮮な空気を供給するとともに、一部に排気口および吸出し用のファンを設けた特殊なラックを採用してラック内の環境条件を管理するものもあるが、ラック自体が高価であり、汎用のオープンラックを用いることが可能なものが求められており、その点で改良の余地があった。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、壁面に設置するオープンラックの各棚を通過する風速を一定にすることができ、しかも室内の乱流をなくすことで換気効率を向上させ、空調消費エネルギーの低減を図ることができる室内空調システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、建築室内構造として一体的に設けることで、特殊な空調設備を室内に設けることを不要とした室内空調システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る室内空調システムでは、建築室内構造として一体的に設けられた室内空調システムであって、室内の天井に設けられ、下方に向けて微風を吹き出す吹出口と、室内の壁面の所定範囲に設けられ、微小多孔の開口が全面にわたって設けられた吸込壁と、吸込壁の背面に設けられたチャンバーと、チャンバーに連通する背面吸込ダクトとを備え、背面吸込ダクトによりチャンバーに吸引力を与えるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、背面吸込みダクトによりチャンバーに吸引力が与えられているので、室内天井に設けられた吹出口から室内に微風速で吹き出された空気が室内壁面に配置される吸込壁へ向けて流れ、この吸込壁に設けられる微小多孔の開口を通過してチャンバーへ流入する。そして、チャンバーに吸い込まれた空気は、背面吸込みダクトにより排気される。このように室内に送り込まれる空気は、吸込壁より吸込まれる一方向気流が形成される背面集中排気方式となるため、室内の乱流を抑えることができ、ムラの無い安定した気流状態とすることが可能となる。そして、室内の空気には乱流がなくなるので、換気効率が向上し、換気量を減らすことが可能となる。
【００１１】
このように本発明の室内空調システムでは、室内の空気が吸込壁へ向けた一方向の気流となるので、吸込壁側に寄せてオープンラックを配置させることで、このオープンラックの各棚間において室内の空気が吸込壁へ向けて流れることになる。そして、吸込壁やチャンバーが建築室内構造として部屋に一体的に設けられているので、吸込壁の大きさ（設置面積）を予め大きめに設けておくことで、多種の汎用のオープンラックの形状に合わせて対応することができる。
そのため、各棚上に例えば動物実験用の飼育動物を入れたケージを収容する飼育室であっても、ケージの下流側に吸込壁が配置されることになり、ケージから生じる動物の臭気や毛などを含む空気が気流とともに吸込壁からチャンバーに吸い込まれ、室内に乱流が生じ難い空調方式となることから、動物の臭気や毛が室内に拡散するのを防止することができる利点がある。
【００１２】
また、吸込壁に設けられる微小多孔の開口は、これらを通過する室内の空気の抵抗となり、吸込壁全面にわたって均一な抵抗となるため、吸込壁全面にわたって一定の風速となり、吸込壁における吸込み量が均等になる。したがって、吸込壁において部分的な風速にばらつきがなくなって、前記オープンラックの各棚を通過する空気の風速が一定となり、各棚で異なる位置に配置されるケージの気流条件が等しくなることから、ケージ内で飼育される動物に対する温度、湿度、或いはクリーン度など環境が場所によって差が出ないように管理することができる。
【００１３】
また、本発明に係る室内空調システムでは、吸込壁は、開閉可能に設けられていることが好ましい。
この場合、通常は吸込壁を閉じた状態とし、吸込壁の背面に位置するチャンバーを清掃する場合において吸込壁を開けることで容易に対応することができる。
【００１４】
また、本発明に係る室内空調システムでは、吹出口は、吸込壁に対して平行に且つ吸込壁の幅寸法に対応する長さ寸法で設けられていることがより好ましい。
これにより、吸込壁に対して平行に且つ吸込壁の幅寸法に対応する長さ寸法の空気が天井に設けられる吹出口から吹き出されるので、吸込壁における幅方向全長にわたって均一な空気量での吸い込みを実現することができる。
【００１５】
また、本発明に係る室内空調システムでは、天井には、吸込壁を有する壁面寄りに天井吸込口が設けられていてもよい。
本発明では、上下方向で壁面の略中間部より下側の部分的な範囲に吸込壁が配置される場合において、前記吸込壁で吸込みされずに滞留する上部領域の空気を、吸込壁から吸い出される気流を乱さない程度の吸込み量で天井吸込口から吸い出すことができ、これにより室内の空気の流れがより効果的となる利点がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の室内空調システムによれば、吸込壁の吸込み量を全面にわたって均等にすることで、その吸込壁側に設置するオープンラック等の各棚を通過する風速を一定にすることができ、しかも室内の乱流をなくすことで換気効率を向上させ、空調消費エネルギーの低減を図ることができる。
また、吸込壁とチャンバーを建築室内構造として一体的に設けることで、室内には汎用のオープンラック等を吸込壁側に設置するだけでよく、特殊な空調設備を室内に設けたり、空調設備を備えたラックを適用する必要がなくなるうえ、吸込壁の範囲において自由に配置できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による室内空調システムを備えた建築室内構造の室内を正面から見た透視図である。
【図２】建築室内構造の概略構成を示す飼育室の正面図である。
【図３】建築室内構造の概略構成を示す飼育室の平面図である。
【図４】吸込壁の構成を示す斜視図である。
【図５】従来の空調方式を示す部屋の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態による室内空調システムについて、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図３の符号１は、本実施の形態による室内空調システムを建築室内構造に一体的に備えた飼育室を示している。
図１および図２に示すように、飼育室１は、室内Ｒに動物実験に用いられるマウス等を入れる複数のケージ２を収容するオープンラック（以下、単にラック３という）が室内通路Ｔを挟んで両側の壁面１１、１２に配置され、その室内Ｒは飼育動物に良好な環境が確保されている。つまり、本実施の形態では、飼育室１内に６台のラック３、３、…が配置され、それぞれに適宜数のケージ２が収容されているが、それぞれのケージ２内の飼育動物が同一の環境（すなわち室内の温度、湿度、クリーン度等）となるように室内空調による環境制御が行われている。
【００２０】
ここで、ラック３は、キャスターにより移動自在又は固定で複数の棚が設けられた汎用のものである。各棚には上記ケージ２が収容できるようになっており、ラック３の側方４面（前面３ａ、背面３ｂ、側面３ｃ、３ｄ）が開口になっている。そして、これらのラック６は、それぞれ背面３ｂを後述する吸込壁５の表面５ａに対向させ、接する程度に寄せた状態で一壁面１１（１２）に対して横に３列ずつ並べて配置されている。なお、図１では、見易くするため各壁面１１、１２に２列ずつラック３を設けた図となっている。
【００２１】
図３に示すように、飼育室１は、対向する一対の壁面１１、１２が二重壁構造となっており、二重壁構造でない壁面には飼育員等の出入口１３が設けられ、二重壁構造どうしの間に室内通路１４が設けられている。
図２に示す飼育室１の天井１５には、下方に向けて微風を吹き出す吹出口４が壁面１１、１２（後述する吸込壁５）に対して平行（図３に示す矢印Ｘ方向）に、且つ後述する吸込壁５の幅寸法に対応する長さ寸法で設けられている。つまり、室内通路１４の上方に吹出口４が設けられることになる。ここで、吹出口４から吹き出す微風とは、例えば０．３ｍ／秒程度とされ、その吹出口４から下方の室内通路１４へ向けてゆっくりと落とすようにして吹き出されるものである。
【００２２】
図２および図３に示すように、室内空調システムは、前記吹出口４と、室内Ｒの一対の壁面１１、１２の所定範囲に設けられ、微小多孔の開口５ｃ（図１参照）が全面にわたって設けられた吸込壁５と、吸込壁５の背面５ｂに設けられたチャンバー６と、このチャンバー６に連通する背面吸込ダクト７とを備えて概略構成された背面集中排気方式を採用したものである。
【００２３】
吸込壁５は、室内Ｒの壁面１１、１２において、床面から所定の高さまでを有するものが、各壁面１１、１２にそれぞれ３箇所設けられている。各吸込壁５は、上述したように多数の微小な円孔からなる開口５ｃ（図１参照）が全面にわたって設けられている。この開口５ｃの大きさとしては、例えば直径寸法で１〜２ｍｍ程度とされる。
なお、開口５ｃは、吸込壁５の全面にわたって均一、又は不均一に配置されていてもよいし、吸込壁５に対して全面でなく必要に応じて部分的に配置されるものであってもよい。
また、図２に示すように、壁面１１、１２のそれぞれに設けられる吸込壁５の高さは、任意の高さ寸法に設定することができる。
【００２４】
チャンバー６は、吸込壁５と外側壁１６との間の空間であって、吸込壁５の背面５ｂに面する一定の奥行きをもつ空間である。その奥行き寸法は、例えば２０ｃｍ程度である。チャンバー６は、吸込壁５の複数の開口５ｃを通じて室内Ｒと連通しており、各壁面１１、１２に配置される３箇所の吸込壁５が隔壁１７（図３参照）により区画されている。
また、図２に示すように、チャンバー６の上部には上部壁１８が設けられ、その上部壁１８の所定位置には背面吸込ダクト７の吸込口７ａ用の穴１８ａが形成されている。
【００２５】
上部壁１８の上方には、吸込壁５の上方で同一面上に位置する内側壁と外側壁との間に空間が設けられ、この空間に背面吸込ダクト７が配置されている。なお、この空間もまた、上述した上下方向に延びる隔壁１７によって区画されている。
【００２６】
背面吸込ダクト７は、管軸方向を上下方向に向けて配置され、吸込口７ａが上部壁１８の穴１８ａに接続しており、上端は同フロアの天井裏等に設けられる図示しないファンに接続されている。前記ファンは、吸込み式であり背面吸込ダクト７を介してチャンバー６内を吸引力を与えるためのものである。背面吸込ダクト７は、チャンバー６毎に対応して設けられている。
【００２７】
背面吸込ダクト７は、吸込口７ａにフィルター（図示省略）が設けられ、吸込口７ａに近い配管途中には、風量調節用ダンパー（図示省略）が設けられている。この風量調節用ダンパーは、内側壁に設けられた図示しない点検窓により風量測定が行えるようになっている。
【００２８】
ここで、図４は、説明し易くするために、符号５Ａの吸込壁の表面５ａにはラック３が配置されており、第２吸込壁５Ｂはラック３を配置しない状態であり、第３吸込壁５Ｃはチャンバー６の清掃時の状態を示した図となっている。
図４に示すように、各吸込壁５は壁面１１（１２）の開口部（すなわちチャンバー６）に対して例えばスライド式や取り外し式などの適宜な手段により開閉可能となっている。そして、通常時にはチャンバー６を吸込壁５で閉じた状態で使用し、チャンバー６内の清掃時には吸込壁５を開けることで容易に対応することが可能である。
【００２９】
さらに、図２に示すように、本天井１には、吸込壁５を有する壁面１１、１２寄りにそれぞれ天井吸込口８が設けられている。この天井吸込口８は、吹出口４に平行であって、壁面１１、１２（吸込壁５）に対して平行（図３に示す矢印Ｘ方向）に、且つ吸込壁５の幅寸法に対応する長さ寸法で設けられている。
【００３０】
次に、上述した室内空調システムによる作用について、図面に基づいて説明する。
図２に示すように、背面吸込みダクト７によりチャンバー６に吸引力が与えられているので、室内天井１５に設けられた吹出口４から室内Ｒに微風速で吹き出された空気Ｅが室内壁面１１、１２のそれぞれに配置される吸込壁５へ向けて流れ、この吸込壁５に設けられる微小多孔の開口５ｃ（図１参照）を通過して各吸込壁５に対応するチャンバー６へ流入する。そして、チャンバー６に吸い込まれた空気Ｅは、背面吸込みダクト７により排気される。このように室内Ｒに送り込まれる空気Ｅは、吸込壁５より吸込まれる一方向気流が形成される背面集中排気方式となるため、室内Ｒの乱流を抑えることができ、ムラの無い安定した気流状態とすることが可能となる。そして、室内Ｒの空気Ｅには乱流がなくなるので、換気効率が向上し、換気量を減らすことが可能となる。
例えば、本室内空調システムでは、背面集中排気方式で換気効率が高いため、空調送風量が従来の循環乱流方式に比べて４０％程度低減することができ、これによりＣＯ２排出削減量も従来方式比で４０％程度の削減が可能となっている。
【００３１】
なお、天井１５には、吸込壁５を有する壁面１１、１２寄りに天井吸込口８が設けられているので、上下方向で壁面１１、１２の略中間部より下側の部分的な範囲に吸込壁５が配置されているが、この吸込壁５で吸込みされずに滞留する上部領域（図２に示す符号Ｒ１）の空気Ｅ１を、吸込壁５から吸い出される気流を乱さない程度の吸込み量で天井吸込口８から吸い出すことができ、これにより室内Ｒの空気の流れがより効果的となる利点がある。
【００３２】
また、本室内空調システムでは、室内Ｒの空気Ｅが吸込壁５へ向けた一方向の気流となるので、吸込壁５側に寄せてラック３を配置させることで、このラック３の各棚間において室内Ｒの空気Ｅが吸込壁５へ向けて流れることになる。そして、吸込壁５やチャンバー６が建築室内構造として飼育室１に一体的に設けられているので、吸込壁５の大きさ（設置面積）を予め大きめに設けておくことで、多種の汎用のラック３の形状に合わせて対応することができる。
【００３３】
そのため、各棚上に本実施の形態のように動物実験用の飼育動物を入れたケージ２を収容する飼育室１であっても、ケージ２の下流側に吸込壁５が配置されることになり、ケージ２から生じる動物の臭気や毛などを含む空気が気流とともに吸込壁５からチャンバー６に吸い込まれ、室内Ｒに乱流が生じ難い空調方式となることから、動物の臭気や毛が室内Ｒに拡散するのを防止することができる利点がある。
【００３４】
さらに、吸込壁５に設けられる微小多孔の開口５ｃは、これらを通過する室内Ｒの空気Ｅの抵抗となり、吸込壁５全面にわたって均一な抵抗となるため、吸込壁５全面にわたって一定の風速となり、吸込壁５における吸込み量が均等になる。
したがって、吸込壁５において部分的な風速にばらつきがなくなって、ラック３の各棚を通過する空気Ｅの風速が一定となり、各棚で異なる位置に配置されるケージ２の気流条件が等しくなることから、ケージ２内で飼育される動物に対する温度、湿度、或いはクリーン度など環境が場所によって差が出ないように管理することができる。
【００３５】
また、吹出口４において、吸込壁５に対して平行に且つ吸込壁５の幅寸法に対応する長さ寸法の空気Ｅが吹き出されるので、吸込壁５における幅方向全長にわたって均一な空気量での吸い込みを実現することができる。
【００３６】
上述のように本実施の形態による室内空調システムでは、吸込壁５の吸込み量を全面にわたって均等にすることで、その吸込壁５側に設置するラック３の各棚を通過する風速を一定にすることができ、しかも室内Ｒの乱流をなくすことで換気効率を向上させ、空調消費エネルギーの低減を図ることができる。
また、吸込壁５とチャンバー６を建築室内構造として一体的に設けることで、室内Ｒには汎用のオープンラック等を吸込壁５側に設置するだけでよく、特殊な空調設備を室内に設けたり、空調設備を備えたラックを適用する必要がなくなるうえ、吸込壁５の範囲において自由に配置できるという効果を奏する。
【００３７】
以上、本発明による室内空調システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では天井１５に吹出口４の他に天井吸込口８を設けた構成としているが、これに限定されることはなく、天井吸込口８を省略することも可能である。
また、吸込壁５に設けられる微小多孔の開口５ｃの大きさ、形状、数量、配列数などは、任意に設定することが可能である。
【００３８】
さらに、吹出口４から吹き出される空気Ｅの吹出量と、チャンバー６に吸引力を与えるための背面吸込みダクト７の吸込量とは、飼育室１（部屋）の大きさ等の条件に応じて任意に設定することができる。要は、吸込壁５より吸込まれる一方向気流が形成され、吸込壁５全面にわたって一定の風速となり、吸込壁５における吸込み量が均等になるように、吹出口４による吹出量と背面吸込みダクト７の吸込量とがバランスされていれば良いのである。
【符号の説明】
【００３９】
１  飼育室
２  ケージ
３  ラック
４  吹出口
５  吸込壁
５ａ  表面
５ｂ  背面
５ｃ  開口
６  チャンバー
７  背面吸込みダクト
８  天井吸込口
１１、１２  壁面
１４  室内通路
１５  天井
Ｅ  空気
Ｒ  室内  
【図１】
2012013250.tif 000003
【図２】
2012013250.tif 000004
【図３】
2012013250.tif 000005
【図４】
2012013250.tif 000006
【図５】
2012013250.tif 000007