JP2005291634A

JP2005291634A - 室内換気システムにおける酸素富化空気の供給装置及びこれを備えた建物

Info

Publication number: JP2005291634A
Application number: JP2004108371A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hayakawa; 義行早川
Original assignee: LONG HOME KK
Current assignee: LONG HOME KK
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】常時室内を高酸素濃度に保ちつつ、適正な換気を行う。
【解決手段】１時間当りの換気量が、建築基準法上、少なくとも室内体積の１／２とした室内換気システムにおいて、その給気側に酸素富化膜１８、真空ポンプ１５及びコントロールユニット２０からなる酸素富化ユニット９を設け、該酸素富化ユニット９から吐出される酸素富化空気を室Ｒ内側に取入れるようにしたものであって、前記吐出量が前記換気量に該当する導入外気の全量に対して１／１６以上とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、室内換気システムにおける酸素富化空気の供給装置及びこれを備えた建物に関する。

酸素供給装置は、医療用の救命用具として用いられるほか、最近では、疲労回復、健康増進、美容、成人病予防、高齢者ケア、二日酔い回復、労働率向上等々の健康医療用器具としての用途の開発もなされている。

この場合における使われ方は、酸素発生源から発生した酸素を酸素マスクを介して直接吸気したり、呼吸器の近くで酸素を放出する方法、あるいはエアコン、ジェットバスの附属機能として、酸素富化空気を室内に供給する方法もある。

前者の場合には、酸素発生源として酸素ボンベ、あるいは化学的酸素発生装置を必要とし、吸気に伴い酸素が消費され尽された状態では、交換あるいは原料補給などの作業を伴い、恒久的なものではなく、維持費が高価である。また、治療者が常に酸素マスクをしたり酸素発生源の近くにいなければならず、用法が限られるといった課題がある。

これに対し、後者の場合には、酸素富化膜と真空吸引ポンプとの組合せからなる酸素富化ユニットをエアコン、ジェットバスの室外機に組込み、専用のパイプを用いて室内に取込むものであり、専ら電気代だけで恒久的に室内を高酸素濃度に保つ可能性がある。

しかし、この場合であっても室内が密閉空間である場合には、人の呼吸により排出される二酸化炭素により、酸素給気効果を相殺し、さらに換気設備が設けられた場合は、給気によって室内の酸素がいたずらに排出されてしまうという課題がある。また、付加機能であるため、絶対必要量にはとうてい及ばないものであった。

本発明は、以上の課題を達成するためになされたものであり、その目的は、常時室内を高酸素濃度に保ちつつ、適正な換気を行えるようにした室内換気システムにおける酸素富化空気の供給装置及びこれを備えた建物を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明は、給気側に酸素富化膜、真空ポンプ及びコントロールユニットからなる酸素富化ユニットを設け、該酸素富化ユニットから吐出される酸素富化空気を室内全体に取入れるようにしたことを特徴とする。

本発明では、１時間当りの換気量を、建築基準法上、少なくとも室内体積の１／２とした室内換気システムにおいて、その給気側に酸素富化膜、真空ポンプ及びコントロールユニットからなる酸素富化ユニットを設け、該酸素富化ユニットから吐出される酸素富化空気を室内側に取入れるようにしたものであって、前記吐出量が前記換気量に該当する導入外気の全量に対して１／１６以上であることが好ましい。

そして、本発明に係る酸素富化空気の供給装置は、常時（２４時間）稼動することが好ましく、建物自体が上記酸素富化空気の供給装置を備えたものとすることができ、例えば住宅に適用する場合には、いわば酸素浴住宅を実現することができる。

また、本発明では、前記酸素富化ユニットが外壁に固定される筐体内に配置され、外壁を貫通して室内に連通する給気パイプを通じて発生した酸素富化空気を取入れるようにしてもよいし、前記酸素富化ユニットが室外の適宜の位置に設置される筐体内に配置され、酸素富化ユニットの吐出端に接続された給気パイプを介して室内側に取入れるようにしてもよいし、前記酸素富化ユニットが室内の壁面に取付けられる筐体内に配置され、外壁を貫通して室内に連通する給気パイプを通じて外気を前記酸素富化ユニットの給気側に連通させた構造としてもよい。

この発明では、前記筐体内には、前記酸素富化空気供給系と別個に排気系が設けられ、外壁を貫通して設けた排気パイプを通じて室内の空気を排出するものであることを特徴とする。さらに、本発明において、供給系、排気系ともに熱交換器を介して給排されるものであることを特徴とするものである。

したがって、本発明によれば、室内全体に酸素富化空気が流入するために、室内のどこでも同様に高酸素状態を保つことができる。また、室内換気システムにおいて、酸素富化空気の流入に伴い、人の呼吸により排出される二酸化炭素を室外に排出することができるため、常時、室内をフレッシュで高酸素状態に保つことができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態による室内換気システムの全体構成を示すものである。本発明に係る酸素富化空気の供給装置は、所定時間稼動するものであってもよいが、常時（２４時間）稼動することが好ましい。また、建物自体が上記酸素富化空気の供給装置を備えたものとすることができ、例えば住宅に適用する場合には、いわば酸素浴住宅を実現することができる。これらの建物ないしは住宅は、１つ以上の室Ｒを備え、本発明に係る室内換気システムは、当該建物ないしは住宅に備えられる１つ以上の室Ｒに設けられる。

図において、外壁１、床２，天井３で囲われた室Ｒ内において、一方の外壁１の外側上部には富化空気供給装置４が設けられ、他方の外壁１には空気排出口５が設けられ、空気供給装置４側からは給気口４ａを経て室Ｒ内全体に空気が導入され、排出口５から外部に排出されるようになっている。この給排は、全体として１時間当り室Ｒの内容積の１／２の量の空気が矢印のごとく室Ｒ内に供給され、かつ排出されるようその換気量が設定されており、室Ｒ内に人がいる場合その呼吸により排出される炭酸ガスも排出され、常時新鮮な空気で室Ｒ内が満たされるようになっている。

富化空気供給装置４は、図２に示すごとく、外壁１の外側にブラケット６を介して固定されるとともに、周囲をコーキング７により封止され、かつ下部側に給気用ガラリ８ａを開口した筐体８と、筐体８内の上部側に配置され、かつ下部側に向けて給気口９ａを開口した酸素富化ユニット９と、外壁１を貫通して一端を筐体８内に開口し、他端を室Ｒ内に開口させた前記給気口４ａに該当する給気パイプ１０と、給気パイプ１０の室内側開口端に嵌めつけられ、かつ風向調整用のシャッター１１ａを内側に設けた給気口グリル１１と、外壁１を貫通して配線された前記酸素富化ユニット９の駆動用ケーブル１２と、外壁１の室Ｒ内側の適宜位置に固定された、コントロールパネル１３とを備えており、前記酸素富化ユニット９の吐出側は酸素富化パイプ１４を通じて給気パイプ１０内側に導かれ、ここでガラリ８ａを通じて導入された外気と混合した状態で室Ｒの内側に給気されるようになっている。

酸素富化ユニット９は、図３に示すように、下端が開口するとともに、上部中央を真空ポンプ１５に接続した扁平状のケーシング１６と、ケーシング１６の開口面に張設された高性能フィルタ１７及びその奥部に張設された酸素富化膜１８と、真空ポンプ１５を駆動するモータ１９と、モータ駆動用回路部（モータコントロールユニット）２０とから構成され、モータ１９は、回路部２０にケーブル１２を介して接続された前述のコントロールパネル１３の設定に応じた駆動モードで駆動され、ケーシング１６内を吸引する。これにより、通常の空気組成が酸素約２１％で、残部のほとんどが窒素（７８％）であるのに対し、酸素富化膜１８を通過した空気組成は酸素濃度が約３０％となる。

すなわち、空気の分子が酸素富化膜１８を通過したとき、一旦膜にとけ込んでから離脱し、このときの離脱速度は酸素分子が窒素分子よりも約２．５倍と、酸素が優先的に通過することになり、結果的に酸素濃度を高めた空気が生成されることになる。またこの際、埃・細菌・ウィルスなどの外気の汚れは高性能フィルタ１７で濾過されるとともに、ここを通過した超微細成分は酸素富化膜１８により完全にシャットアウトされるため、清浄な空気として室Ｒ内に導入されるものとなる。

また、生成した酸素高濃度空気は、酸素富化パイプ１４からの吐出作用による誘因効果により、給気パイプ１０内でガラリ８ａを通じて筐体８内に導入された一般外気と混合される。その割合として、導入される全外気の１／１６以上を酸素富化空気とすることで、室Ｒ内全体の酸素濃度を通常の空気組成より数％増加させる。

なお、前記コントロールパネル１３は、エアコンのリモコンパネルと同様に、表示部、設定ボタン、及びこれに内蔵された酸素濃度センサなどからなり、室Ｒ内側での負荷や、設定に応じてモータ駆動を制御する。

以上において、建築基準法の換気の基準では、１時間当り室内体積の１／２を換気することとなっており、６畳間では約１０ｍ^３／時であり、これを毎分に換算すると１６０リットル／分である。

また、前記酸素富化ユニット９の供給性能は１０〜１６０リットル／分であり、これは先の換算量の１／１６以上に当り、また安静時ないし軽作業時の１人の呼吸量である５〜１０リットル／分の複人数分であり、室内全体の酸素富化の目的に合致する。逆にこれ以上の量を供給しても消費されず、排出口５から外部に流出するため、以上の供給性能とすることで妥当な環境となる。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る他の実施の形態を示す。まず、（ａ）においては、酸素富化供給装置４を据置き形とし、屋上部または外壁１の近傍の地上部に設置し、酸素負荷パイプ１４を通じて供給口に導入するタイプとしたものである。この場合には、容量が大形の場合に好適である。

また、（ｂ）は酸素富化供給装置４を室Ｒ内壁面に取付け、給気口４ａを介して導入する外気の一部を酸素富化し、室Ｒ内側に給気するものであり、この場合には取付施工が簡単であり、安価に取付けできる。

さらに、（ｃ）は、酸素富化供給装置４を室Ｒ内壁面に取付け、給気口４ａを介して導入する外気の一部を酸素富化し、室Ｒ内側に給気するとともに、下部側に設けた排出口５を通じて室Ｒ内の空気を外部に排出するものである。この場合において、排気を熱交換型とすることにより、室内温度を変えることなく給排気が可能となる。

なお、各実施の形態において、例えば給気口グリル１４の位置に抗酸化サプリメントフィルターなどを配置し、これを通じて酸素富化空気を吐出することによって、活性酸素を吸収し、いわゆる善玉酸素のみを室内に導入できるなど、各種の付加機能をもたらすことができる。

本発明に係る室内換気システムの全体構成を示す説明図である。酸素富化供給装置を示す説明図である。酸素富化ユニットを示す説明図である。（ａ）〜（ｃ）は他の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１外壁
２床
３天井
Ｒ室
４酸素富化供給装置
４ａ給気口（給気パイプ）
５排出口
８筐体
９酸素富化ユニット
１３コントロールパネル
１５真空ポンプ
１８酸素富化膜
２０駆動用回路部（モータコントロールユニット）

Claims

給気側に酸素富化膜、真空ポンプ及びコントロールユニットからなる酸素富化ユニットを設け、該酸素富化ユニットから吐出される酸素富化空気を室内全体に取入れるようにしたことを特徴とする室内換気システム。
１時間当りの換気量を少なくとも室内体積の１／２とした室内換気システムにおいて、その給気側に酸素富化膜、真空ポンプ及びコントロールユニットからなる酸素富化ユニットを設け、該酸素富化ユニットから吐出される酸素富化空気を室内側に取入れるようにしたものであって、
前記吐出量が前記換気量に該当する導入外気の全量に対して１／１６以上であることを特徴とする室内換気システムにおける酸素富化空気の供給装置。
請求項１又は２に記載の酸素富化空気の供給装置を備えたことを特徴とする建物。