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特集論文

アレルギーに対応した空気清浄ルーム
エアコン
Residential Use Air-Conditioner Corresponding
to Allergy
宮 澤 賢 一＊1

神 原 裕 志＊1

内 藤 康 弘＊1

田 中 大 輔＊2

鈴 木 孝 幸＊3

中 嶋 祐 二＊4

Kenichi Miyazawa

Hiroshi Kanbara

Daisuke Tanaka

Yasuhiro Naito

Takayuki Suzuki

Yuji Nakajima

改正省エネ法に象徴されるようにルームエアコンの基本性能向上は依然として重要な課題の一つである．また，近年は空気質： IAQ（Indoor Air Quality）の改善・向上が求められているのと同時に他社との差別化のポイントともなっている．当社は，アレルギーの原因といわれているアレルゲンを分解・無害化するフィルタと，このフィルタをシステム的に搭載したルームエアコンを開発，これに対応している．

1．はじめ

6.5に：当社高級機：当社標準機

近年の環境や健康に対する意識の高まりにより，

5.96

6.0

ルームエアコンに要求される機能は，空調機としての5.96

5.89
5.80
冷暖平均 COP

基本的な機能は勿論のこと，付加的に要求される機能がますます多様化する傾向にある．
基本性能としては，壁掛分離形 4.0 kW 以下にて2004 冷凍年度末から施行される改正省エネ法により性能の底上げが実施される．改正省エネ法は，その指

5.5
5.06
省エネ規制値 4.90
4.5

標として冷暖平均 COP（エネルギー消費効率：

5.07

5.0

4.55

Coefficient Of Performance，能力を消費電力で除し4.104.0た値）を用い，規制値（2.8 kW 機を例に取ると4.90 4.90

3.79

COP4.90）以下の機器は事実上，販売できないハード
11ルの高い法である．

1213141516

冷凍年度

また，付加機能としては空気質（IAQ ： Indoor Air

図１ 冷暖 COP のトレンド

Quality）を改善するものが各社から提案され，差別高級機は既に規制値を大幅達成．

化のポイントともなっている．それは様々な機能をもったフィルタや換気機能であったりするが，近年のマイナスイオンブームは記憶に新しい．

2．当 社 の 取 組 み
2．1

基 本 性 能省エネ指標である冷暖定格平均 COP の 2.8 kW クラス（高級機・普及機）の当社トレンドを図１に示す．

力でアレルギーの原因とされるアレルゲンを分解するフィルタ（以下，アレルゲンクリアフィルタと称す）， ② 室内の空気を屋外に排出する換気機能， ③ユニット内部清掃機構， ④ インターネットを利用して外部からの遠隔操作を可能としたユニット制御機能
e-@ir

高級機においては既に COP 規制値を大幅達成し他社

3．アレルゲンクリアフィルタの開発内容比トップクラスの性能を有する．現在では，その達成

3．1 開発コンセプト率の更なる向上が重要課題となっている．
2．2＊1＊2を搭載して他社との差別化を図っている．

付 加 機 能室内空気汚染物質は，シックハウスや悪臭の原因

付加機能として高級機は，世界初となる ① 酵素のとなるガス状物質，タバコ煙やハウスダストのような冷熱事業本部空調輸冷製造部空調設計課
技術本部名古屋研究所材料・化学研究室＊3＊4

技術本部名古屋研究所強度・振動研究室
技術本部先進技術研究センター化学・反応プロセスグループ 農博

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表１

試験に用いたアレルゲンの種類
由アレルゲン成（コナヒョウヒダニ）

Der f 1
Der f 2来フン由来システインプロテアーゼ

同上虫体由来精巣上体関連タンパク質

Der p 1
Cry j 1Fel d 1分（ヤケヒョウヒダニ） フン由来システインプロテアーゼ（吉野スギ）

花粉表面微粒子
上皮タンパク質（ネコ）

粒子状物質，浮遊細菌やカビの胞子のような微生物

100といったように多種多様であり，それらの対策を講じ
80

環境にも存在し，重大な疾病を引き起こす可能性のある生物由来浮遊アレルゲンに着目し，居住空間から排除することができる技術の開発に着手した．生物由来

不活化率（％）

る場合には各々の物性を把握した上で技術を選択，もしくは開発する必要がある．当社では，どのような住93.683.5の室内浮遊アレルゲンには主にダニアレルゲン，花粉，83.581.572.7604020

ペットアレルゲン，ダニ以外の昆虫アレルゲン（ゴキ0ブリ，蚊等）が挙げられる．これらはいずれも人の呼吸とともに体内（呼吸器系）に入り込み，くしゃみや炎症，疾病を引き起こす．これらは微生物のように生

Der f 1

Der f 2

Der p 1

Cry j 1Fel d 1

図２ 各種アレルゲンの不活化率

アレルゲンにより不活化率に違いが見られるが，多種多様なアレルゲンに対応可能であることが分かる．

細胞の活動に伴い代謝される物質が原因となるのではなく，その分子構造そのものが呼吸器系の免疫を攪乱するため，無害化（不活化）するにはより高度な反応を用いる必要がある．さらにアレルゲンの主成分はタ化したものをアレルゲン不活化試験に供した．表１にンパク質であり，高次構造による化学的安定性を有す試験に用いたアレルゲンの一覧を示す．これらは国内ることから，これまで高熱や強度の薬剤を用いる方法において我々がよく暴露を受けるとされる空中浮遊アを除いて，不活化することは困難とされてきた．当社

レルゲンである．アレルゲンクリアフィルタにこれらではこのようなアレルゲンの不活化手段として酵素を（粉体アレルゲン）を付着させ、不活化能力を評価し検討し，ルームエアコン内で機能するための条件を明た．

確化し，フィルタとして製品化した．以下にその開発プロセスの概要を示す．
3．2

フィルタ素材の選定

図２にダニアレルゲンとその他のアレルゲンの不活化率を示す．対象とするアレルゲンにより不活化率に違いが認められる．これは各アレルゲンの物性が異な選定した酵素は加水分解反応を促進させる特性を有ることを示すと同時に，本酵素によるアレルゲンの不する．したがって，酵素とアレルゲンの反応（アレル活化は分解対象が広く，室内環境に存在する多種多様ゲンの不活化）を進行させるためには，水分が必要でなアレルゲンに対応可能であることを示している．なある．酵素をフィルタ上で活性化させるために水分をお，本酵素の分解対象物はタンパク質であるため，ア補給する方法として，以下の２つが考えられる．

レルゲンのみではなく，ウイルスや細菌，カビの不活① フィルタ繊維にタンク等から液体の水を供給する．

化も可能である．例えばインフルエンザウイルスを１② 空気中の湿分をフィルタに吸収させる（吸湿）．

時間で 99.9 ％不活化，黄色ブドウ球菌を殺菌できる

構造の単純化，ルームエアコンユーザのメンテナン
ス軽減，汎用性の確保を考慮し，② の方式を検討した．フィルタに高い吸湿能力を持たせるために，綿や（菌の増殖を抑制するだけではなく初期よりも減少させることが可能）ことを確認している．
3．4

ユニット運転制御

羊毛よりも吸湿性の高い特殊繊維を素材として採用し前述のとおり，フィルタの性能を最大限に引出すた

た．また，この特殊繊維は表面に水酸基を有するため，めにはフィルタ近傍環境下の温度・湿度が重要である．

酵素固定化処理が容易である．

開発機では，エアコンの基本機能を用いてこの環境を3．3

性能

特殊繊維不織布に酵素及び尿素を担持し，フィルタ実現している．冷房サイクル運転で室内環境下の水分を熱交換器に捕集し，暖房サイクル運転でこの凝縮水
三菱重工技報 Vol.41 No.2（2004-3）

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アレルゲンクリアフィルタ

アレルゲンクリアフィルタ

排出ダクト（排出経路）

室内コントロール

室内空気吸込み
高温・高湿な空気

換気ファン

屋外へ排出

図４ 排出機構
吹出空気

熱交換器

排出ダクト

高温・高湿の空気はフィルタ横に設置された排出ダクトをとおり屋外に排出される．

図３ ユニットシステム概念

フィルタは熱交換器前に設置され，吸い込まれたアレルゲンはフィルタ上に捕集される（右半分：吸込グリル取去）

機能，③ インターネット利用による遠隔操作機能を搭載し，他社との差別化を図っている．
4．1 換 気 機 能を再蒸発させることで常にフィルタ近傍に最適環境を通常，エアコンに装着されているフィルタでは，室実現する．これらの運転は，ユニットに装備している内にたまった二酸化炭素・ホルムアルデヒドといったセンサを用い，環境下の条件に合わせ，運転内容を変ガス類の除去はできない．本機は換気専用の送風機を更する制御を組み込んでいる．

付加機能として搭載しガス類の濃度を検知するセンサ

3．5

ユニットシステム構成と連動させて，室内の汚れた空気を屋外に排出する独

図３に，開発機のアレルゲンクリアシステム構成を自の機能を持ち，他社との差別化を図っている．換気示す．フィルタはユニット内，熱交換器前に設置され機能は，IAQ（Indoor Air Quality）を向上させる機ている．運転中に吸込み口から室内空気と共に環境中能として近年，認知度が急速に高まり，競合他社も追に浮遊しているアレルゲンを吸込み，フィルタ上でこ従し始めている．

れらを捕集する．フィルタ上に捕集されたアレルゲン

本開発機は，単なる換気機能のみならず，ユニットは酵素により不活化（分解・無害化）される．このた内部の乾燥運転との連動を図るなど複合機能として展め，フィルタ上で捕集された物質が，ユニットから再開を進めている．

飛散することがあってもアレルギーを引き起す原因と4．2 内部清掃機能はならない．

エアコンを長時間稼動するのにしたがい，その内部前述のとおり，開発機には酵素の能力を十二分に発には環境下のホコリ・汚れ等が滞積し，時にはユニッ揮させるための制御を組み込んでいる．アレルゲンク

ト内部に残留している水分とこれらの汚れからカビをリアフィルタにとっては，高温・高湿な雰囲気が望ま含んだホコリが滞積する．これらはエアコンとしてのしいが，逆にユニットにとっては，この状態の空気が能力の低下を招くだけでなく異臭の原因となることが滞留することは空調フィーリング・汚れ・カビ発生等ある．
開発機ではユニット内部の水分を除去するため，の観点から望ましいことではない．このため，開発機換気機能と連動させたユニット内部乾燥運転，防カビ

ではユニットに滞留している雰囲気空気を屋外へ排出材を塗布した送風ファンを採用し，汚れ・カビの発生するためのダクトをフィルタ横に設置し，換気用の送を防いでいる．

風機で最適条件運転後に屋外にこれらを排出することさらに，発生した汚れ・カビ等を直接，清掃するこでユニット内に高温・高湿の空気が滞留することを防とができるよう，吹出部分を止している（図４）．

した取外可能機構とし，ユーザニーズにこたえていると称（図５）．

4．その他の付加機能

4．3 インターネット通信機能

エアコン購入時の選択ポイントとして価格や基本性

図６に本システムの概念を示す．本機とパソコン間付加機能の充の通信を行うことで，外部から携帯電話等の e メールが挙げられている．本機は，アレルゲンクリア

で情報の双方向通信を行い，エアコンの運転操作，運能以外に，空気清浄機能や清掃性等の実さ

お掃除楽省メカフィルタに加え，① 換気機能，② ユニット内部清掃転状況の確認が可能となった．

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お掃除楽省メカ

図５

取外しユニット内部を直接清掃

お掃除楽省メカ

吹出口部分が取り外せユニット内の汚れを直接清掃できる．

無線機
（子機）
携帯電話

電話機

無線機
（子機）
パソコン
インターネット

公衆回線
エアコン
無線機
（親機）

携帯電話

プロバイダ

会社サーバ

図６

e-@irの概念（専用ソフトウエアインストール）

エアコンとパソコン間を無線化し設置条件が大幅に緩和された．

換気機能と本機能を連動させることにより（エアコンの使用頻度の高い夏場において）外部からあらかじ
め室内の換気運転をさせ，熱気を排出することで帰宅してからの冷房立ち上がり時の消費電力量，設定温度までの到達時間共に従来比 20 ％低減させることが可能となった．

5．まと参 考 文 献（1）宮沢ほか，改正省エネ法規制値を大幅クリアした
高効率ルームエアコン，三菱重工技報 Vol.39
No.2（2002）p.60（2）小屋二六ら，気管支ぜん息に関わる家庭内吸入性
アレルゲン 現在の知見とその対策，公害健康被害補償予防協会（1998）p.35

め

今回開発したビーバーエアコンは，基本性能として省エネ法規制値である冷暖平均 COP 値（28 クラス，4.90）に対し 5.96（達成度 122 ％）と業界トップクラスの性能を有し，また IAQ 付加機能としてはアレル

宮澤賢一

神原裕志

内藤康弘

田中大輔

鈴木孝幸

中嶋祐二

ゲンクリアフィルタ，換気機能を有するエアコンである．
今後も基本性能が高く，ユーザニーズにマッチした付加機能を有しお客様に満足される製品をタイムリーに開発していく．

三菱重工技報 Vol.41 No.2（2004-3）