JP6427209B2 - 微生物抑制用空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、空気調和システムに関し、特に帯電粒子発生装置を備え、微生物を抑制するための空気調和システムに関する。

従来から帯電粒子を用いる空気清浄機が数多く実用化されている。たとえば特開２０１２−７５４８４号公報（特許文献１）に開示された空気清浄機は、電解水から電解水ミストを発生させる。この空気清浄機では、電解水中の次亜鉛素酸およびＯＨラジカルの濃度を高めることによって、強い除菌効果を得ることが可能である。

特開２０１０−２９５５３号公報（特許文献２）に開示されたイオン発生ユニットは、空気吸込口から空気を吸込み、イオン発生部で発生したイオンを含んだ空気を空気吹出口から吹出す。これにより、イオンを含んだ空気を室内に拡散させて、室内の浮遊細菌を除去する。特開２０１１−２２６７４４号公報（特許文献３）に開示された空気清浄機は、水とナノコロイドからなる帯電水滴を含んだ空気を室内に排出して、室内の浮遊物質を除去する。

特開２０１２−７５４８４号公報 特開２０１０−２９５５３号公報 特開２０１１−２２６７４４号公報

昨今の電力情勢に鑑みると、工場および家庭などでの節電が従来にも増して求められる。工場および家庭において空気調和システムが消費する電力を合計すると、その電力量は膨大である。そのため、空気調和システムの消費電力を削減することが望まれる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、帯電粒子発生装置が発生させた帯電粒子の殺菌効果によって衛生的な環境を実現するとともに、消費電力を削減した、微生物を抑制するための空気調和システムを提供することを目的とする。

本発明のある局面に従うと、微生物抑制用空気調和システムは、空気調和機と、帯電粒子発生装置とを備える。空気調和機は、環境内の温度を設定温度に調節する。帯電粒子発生装置は、放電により帯電粒子を発生させて、帯電粒子を環境内に送出する。帯電粒子は、空気中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化することによって発生した、正イオンおよび負イオンを含み、正イオンは、ｎを任意の自然数とするとき、Ｈ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎであり、負イオンは、ｍを任意の自然数とするとき、Ｏ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍである。微生物抑制用空気調和システムは、空気調和機による冷房時において、帯電粒子の送出量が第１の送出量の場合における空気調和機の設定温度として第１の温度を定めるとともに、帯電粒子の送出量が第１の送出量よりも大きい第２の送出量である場合に、設定温度を第１の温度よりも高い第２の温度に定める。

好ましくは、微生物抑制用空気調和システムは、帯電粒子発生装置の停止状態における空気調和機の設定温度として第１の温度を定める。

本発明によれば、帯電粒子発生装置が発生させた帯電粒子の殺菌効果によって衛生的な環境を実現するとともに、消費電力を削減した、微生物を抑制するための空気調和システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和システムの構成を示す模式図である。 図１に示した空気調和システムにおける、帯電粒子発生装置のルーバを閉じた状態での構成の一例を示す外観斜視図である。 図２に示した帯電粒子発生装置のルーバを開いた状態での構成の一例を示す外観斜視図である。 図２に示した帯電粒子発生装置の内部構成の一例を示す斜視図である。 図２に示した帯電粒子発生装置における帯電粒子発生ユニットの構成の一例を示す外観斜視図である。 図２に示した帯電粒子発生装置の内部構成の一例を示す平面図である。 図６に示した吹出口を拡大して概略を示す平面図である。 図７に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う吹出口の断面を示す断面図である。 図８に示したＩＸ−ＩＸ線に沿う吹出口の断面の概略を示す断面図である。 図に示した吹出口の構成の他の一例を示す断面図である。 図１に示した空気調和システムにおける微生物検出装置が実行する微生物の検出工程を説明するためのフローチャートである。 図１１に示したフローチャートにおける捕集工程の原理を説明するための模式図である。 図１１に示したフローチャートにおける加熱前蛍光測定工程の原理を説明するための模式図である。 図１１に示したフローチャートにおける加熱後蛍光測定工程の原理を説明するための模式図である。 図１１に示したフローチャートにおけるリフレッシュ工程の原理を説明するための模式図である。 図１に示した制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。

以下に説明する実施の形態において、空気調和システムは食品を加工する工場の工場建屋に適用される。食品衛生法では、食品加工に必要な環境条件がたとえば衛生環境手法（ＨＡＣＣＰ）によって規定されている。食品加工工場では、空気中を浮遊する微生物（細菌およびウイルスを含む。以下、浮遊微生物と言う）および食品に付着する微生物（以下、付着微生物と言う）の活性を抑制するために、環境内を低温（たとえば１５℃）に保つことが一般的である。そのため、食品加工工場では空気調和システムの消費電力が特に大きい。また、低温の環境内で作業する作業者にとっては身体的負荷が大きい。なお、本発明に係る空気調和システムが適用可能なのは工場建屋に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和システムの構成を示す模式図である。図１を参照して、空気調和システム２００は、空気調和機２０２と、帯電粒子発生装置１００と、制御装置２０４と、微生物検出装置５００とを備える。工場建屋２０１には、天井２０１Ｒと、扉２０１Ｄと、食品加工設備２０３とが設けられている。作業者（図示せず）
は扉２０１Ｄから工場建屋２０１（環境内）に出入りする。食品加工設備２０３は、たとえば食品を加工するための作業台あるいは加工装置である。

空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００は、いわゆる天井埋込型である。工場建屋２０１の天井２０１Ｒには、空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００にそれぞれ対応して貫通穴が設けられている。空気調和機２０２は、環境内の温度が設定温度に到達するように環境内の温度を調節する。

帯電粒子発生装置１００は、正イオンおよび負イオンの双方を発生させることが可能なように構成されている。帯電粒子発生装置１００は、帯電粒子の発生量が多くなる順に、弱／標準／フルパワー／急速の４つの運転モードを有する。天井高さ３ｍ、床面積約３５ｍ^２の空間において、「標準モード」では、帯電粒子発生装置１００は、正イオンおよび負イオンの濃度の各々を２５，０００個／ｃｍ^３で維持することができる。また、「急速モード」では、帯電粒子発生装置１００は、正イオンおよび負イオンの濃度の各々を５０，０００個／ｃｍ^３とすることができる。

付着微生物は、浮遊微生物が多いほど多く存在し、浮遊微生物が少ないほど少ないとみなすことができる。付着微生物の量（たとえば単位面積当たりの微生物の数）を評価するために、微生物検出装置５００は、たとえば食品加工設備２０３の近くの壁面に設置される。これにより、微生物検出装置５００は食品加工設備２０３の周辺の浮遊微生物の量を検出する。この検出方法については後に詳細に説明する。

制御装置２０４は、空気調和機２０２と、帯電粒子発生装置１００と、微生物検出装置５００とに接続されて、これらの装置を集中的に制御する。より具体的には、制御装置２０４は、微生物検出装置５００から微生物の量を示す検出結果を取得する。この検出結果に基づいて、制御装置２０４は、空気調和機２０２の設定温度を定めるとともに、帯電粒子発生装置１００を制御して環境内への帯電粒子の送出量を調整する。この制御方法についても後により詳細に説明する。

図２は、図１に示した空気調和システム２００における、帯電粒子発生装置１００のルーバを閉じた状態での構成の一例を示す外観斜視図である。図３は、図２に示した帯電粒子発生装置１００のルーバを開いた状態での構成の一例を示す外観斜視図である。図４は、図２に示した帯電粒子発生装置１００の内部構成の一例を示す斜視図である。

図２〜図４を参照して、帯電粒子発生装置１００は、一面が開口した箱状のケース１と、ケース１の開口面に装着される矩形状のパネル２とを備える。帯電粒子発生装置１００は、ケース１が貫通穴から天井２０１Ｒの上方に突出する状態で設置される（図１参照）。これにより、パネル２が天井面に露出する。なお、空気調和機２０２も同様にパネルだけが天井面に露出するように設置される。

パネル２の中央部には矩形状の空気の取入口１０が設けられる。パネル２では、中央部の高さ寸法（厚み寸法）が大きく、中央部から周縁部に向かって高さ寸法が小さくなる。つまり、パネル２の表面（前面）は、取入口１０の面に対して傾斜している。パネル２の周縁部には矩形状の空気の吹出口１１〜１４が設けられる。吹出口１１〜１４のそれぞれには、風向調整板であるルーバ２１〜２４が設けられる。

ルーバ２１〜２４はそれぞれ吹出口１１〜１４と略同寸法を有する矩形状である。ルーバ２１〜２４は、パネル２の中央部側における吹出口１１〜１４の縁部に沿った軸回りに正逆両方向に円運動するようにそれぞれ設けられる。ルーバ２１〜２４は図示しないルーバ制御回路によって制御される。ルーバ２１〜２４を閉じることにより、吹出口１１〜１
４はルーバ２１〜２４でそれぞれ覆われる。一方、ルーバ２１〜２４を適宜の角度（たとえば取入口１０の面に対する角度）で開くことにより、吹出口１１〜１４から吹出される帯電粒子を含む空気は、ルーバ２１〜２４の内側面に当たる。これにより、風向を調整することができる。また、パネル２の中央部から周縁部へ向かう方向に空気を吹出すことができる。

吹出口１１〜１４の近傍には、吹出口１１〜１４にそれぞれ対応させて、ＬＥＤ３１〜３４が設けられる。たとえば、ＬＥＤ３１〜３４のそれぞれは、取入口１０の周縁部と吹出口１１〜１４の端部との間に設けられる。ＬＥＤ３１〜３４は、対応する吹出口１１〜１４の異常あるいは点検の必要性を使用者に通知する。ＬＥＤ３１〜３４には、点灯時の光で、たとえばルーバ２１〜２４の外側面の所望の領域を照らすことができるように導光部材（図示せず）を設けることもできる。これにより、ルーバ２１〜２４の開状態および閉状態に関わらず、ルーバ２１〜２４の外側表面の所望の領域を光らせることができ、外部からの視認性を高めることができる。

パネル２の前面には表示パネル２５が設けられる。表示パネル２５は、たとえば複数のＬＥＤランプ、および受光部を備える。複数のＬＥＤランプには、帯電粒子発生装置１００が運転中であることを示すためのＬＥＤランプ、帯電粒子発生ユニットの交換を通知するためのＬＥＤランプ、帯電粒子発生ユニット４１〜４４などの異常を通知するためのＬＥＤランプ、あるいは帯電粒子発生ユニット４１〜４４または図示しないフィルタなどの清掃を通知するためのＬＥＤランプなどが含まれる。受光部はリモートコントロールからの信号を受ける。

吹出口１１〜１４の内側には、帯電粒子発生ユニット４１〜４４がそれぞれ設置されている。以下においては帯電粒子発生ユニット４１について代表的に説明する。他の帯電粒子発生ユニット４２〜４４の構成は、帯電粒子発生ユニット４１の構成と同等である。

図５は、図２に示した帯電粒子発生装置１００における帯電粒子発生ユニット４１の構成の一例を示す外観斜視図である。図５を参照して、帯電粒子発生ユニット４１は箱状の収容部４１１を備える。収容部４１１には、帯電粒子発生部４１１ａおよび帯電粒子センサ４１４が収容される。

帯電粒子発生部４１１ａは矩形状の板状体である。帯電粒子発生部４１１ａには、一方の端部の近傍に負イオンを発生させる電極部４１２が設けられ、他方の端部の近傍に正イオンを発生させる電極部４１３が設けられる。電極部４１２，４１３の各々には、図示しない制御回路によって、電圧が周期的に印加される。帯電粒子センサ４１４は、電極部４１２，４１３によって発生した正イオンおよび負イオンの発生量を検出する。

収容部４１１の一方の側端部には、帯電粒子発生ユニット４１を機械的および電気的に接続するためのコネクタ４１５が設けられる。収容部４１１の他方の側端部には、帯電粒子発生ユニット４１をケース１に固定するためのねじ部４１６が設けられる。

帯電粒子発生ユニット４１は、空気中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化することにより、正イオンとしてのＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは任意の自然数）と、負イオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは任意の自然数）とを発生させるように構成されている。これらの正イオンおよび負イオンが浮遊微生物などの対象物に付着し、その表面で化学反応を起こす。この化学反応により、活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および／または水酸基ラジカル（・ＯＨ）が生成される。これらの活性種が浮遊微生物の組織を破壊する。これにより、浮遊微生物が殺菌（ウイルスの場合は除去）される。

帯電粒子発生ユニット４１〜４４は、互いに独立した吹出口１１〜１４に設置される。また、帯電粒子発生ユニット４１〜４４の各々は、正イオンを発生させる電極部４１３および負イオンを発生させる電極部４１２のうちのいずれか一方のみを動作させることが可能である。そのため、吹出口１１〜１４の各々から、正イオンを含む空気および負イオンを含む空気のうちのいずれか一方を吹出させることができる。これにより、帯電粒子発生装置１００から吹出した空気中の正イオンと負イオンとが直ちに電気的に中和することを防止できる。したがって、帯電粒子をより広範囲に拡散させることが可能になる。

環境内への帯電粒子の送出量を増加させるためには、電極部４１３，４１２に印加する電圧を高くすればよい。あるいは、電極部４１３，４１２に電圧を印加する周期を短くすることにより、電圧の印加回数を増加させてもよい。これにより、帯電粒子の発生量が増加するため、帯電粒子の送出量を増加させることができる。また一般には、電極部４１３，４１２を通過する風量を大きくすることにより、帯電粒子の送出量を容易に増加させることができる。

図６は、図２に示した帯電粒子発生装置１００の内部構成の一例を示す平面図である。図６ではパネル２（図２参照）を取外した状態が示される。図６を参照して、帯電粒子発生装置１００の中央部にファン３が設けられる。ファン３は、いわゆるターボファンであり、複数の羽板３０を備える。ファン３すなわち羽板３０の回転方向を矢印Ａで表す。

羽板３０の各々はファン３の回転軸に平行に設けられる。また、羽板３０の各々は、ファン３の半径方向について傾斜して設けられる。すなわち、ファン３の回転軸から、半径方向についての各羽板３０の左右両端部までの距離が互いに異なる。ファン３が回転することにより、取入口１０（図２参照）から空気が取入れられる。取入れられた空気は、羽板３０によって、ファン３の半径方向外側に向かって送出される。この空気は帯電粒子を含んだ状態で吹出口１１〜１４から吹出される。

吹出口１１〜１４の長手方向の寸法は、電極部４１２と電極部４１３との間の間隔よりも長い。吹出口１１〜１４の内側には、吹出口１１〜１４の長手方向に沿って電極部４１２と電極部４１３との間に、抑制部材６１〜６４がそれぞれ設けられる。抑制部材６１〜６４は、電極部４１２での風量と電極部４１３での風量とを同等にするための風量調整部として機能する。以下においては、吹出口１４に設けられる抑制部材６４について代表的に説明する。他の抑制部材６１〜６３の構成は抑制部材６４の構成と同等である。

図７は、図６に示した吹出口１４を拡大して示す平面図である。図８は、図７に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う吹出口１４の断面の概略を示す断面図である。図９は、図８に示したＩＸ−ＩＸ線に沿う吹出口１４の断面の概略を示す断面図である。図８および図９を参照して、羽板３０には便宜上平行斜線を付して他の箇所と区別できるようにしてある。

図７〜図９を参照して、吹出口１４の内側は略直方体の空間を有し、当該略直方体の一面が吹出口１４である。当該一面と交差する他面に、吹出口１４と連通する導入口７４が設けられる。導入口７４から流入した空気は、吹出口１４の内側を通って吹出口１４から吹出される。略直方体の残りの面はケース１などの部材で構成され、吹出口１４を除いて空気が環境内に流出することはない。導入口７４の長さは吹出口１４の長さと略同寸法であるとともに、導入口７４の高さはファン３の羽板３０の高さと略同寸法である。

抑制部材６４は、たとえば矩形状の板状体である。抑制部材６４の幅は吹出口１４の短手方向の寸法よりも小さい。また、抑制部材６４の高さはファン３の羽板３０の高さよりも小さい。抑制部材６１〜６４は、ケース１の側面に接するとともに、羽板３０の回転軌
道から適切な距離を離して設けられる。

ファン３から送出された空気（図７における矢印Ｂで表す）は、導入口７４へ流入し、吹出口１４の内側を通って吹出口から吹出す。ファン３は、電極部４１３から電極部４１２へ向かう方向に沿って導入口７４に空気を流入させる。したがって、抑制部材６４を具備しない場合、電極部４１３における風量よりも電極部４１２での風量の方が大きくなる。

抑制部材６４は、導入口７４から流入する空気の一部を遮って、電極部４１２への風量を抑制する（図７における矢印Ｄで表す）。電極部４１２の方へ流れることを抑制された空気は、電極部４１３の方に流れる（図７における矢印Ｃで表す）。これにより、電極部４１２での風量が小さくなるとともに、電極部４１３での風量が大きくなる。したがって、適切な寸法の抑制部材６４を用いることによって、正イオンを発生させる電極部４１３での風量と負イオンを発生させる電極部４１２での風量とを同等にすることができる。その結果として、吹出口１４から吹出される正イオンの送出量と負イオンの送出量とのバランスを改善することができる。

上述の説明では、抑制部材６４の寸法（面積あるいは抑制範囲）は固定されている。しかし、抑制部材６４の寸法を変更可能にしてもよい。

図１０は、図６に示した吹出口１４の構成の他の一例を示す断面図である。図１０を参照して、図１０に示す吹出口１４の構成は、抑制部材が可動である点、およびファン回転数検出部５１と高さ変更部５２とが設けられる点において、図９に示した吹出口１４の構成と異なる。図１０に示されたそれ以外の構成については図９に示された構成と同等であるため、詳細な説明を繰返さない。

ファン回転数検出部５１はファン３の回転数を検出する。なお、ファン３の回転数に代えて、ファン３による風量を検出してもよい。すなわち、ファン３による風量を直接検出してもよく、あるいはこの風量と相関関係があるファン３の回転数を検出することにより、ファン３による風量を間接的に検出することもできる。

高さ変更部５２は、ファン回転数検出部５１が検出した風量（あるいはファン３の回転数）に応じて、抑制部材の高さを変更する。抑制部材は、たとえば２つの板状部材６４１，６４２で構成される。板状部材６４２はケース１に固定される。板状部材６４１は、ジョイント部材６４３に沿って動くことが可能である。これにより、抑制部材全体としての高さを変更することができる。

ファン３の回転数がある値の場合に、電極部４１２での風量と電極部４１３での風量とが同等であるとする。この状態からファン３の回転数を上げて風量を増加させると、抑制部材によって、電極部４１３での風量が電極部４１２での風量よりも大きくなってしまう。そのため、抑制部材の高さを低くする。その結果、電極部４１２の方に空気が流れやすくなるため、電極部４１２での風量と電極部４１３での風量とが同等になる。逆に、ファン３の回転数を下げて風量を減少させると、電極部４１３での風量が電極部４１２での風量よりも小さくなってしまう。そのため、抑制部材の高さを高くする。これにより、電極部４１３での風量が大きくなるため、電極部４１２での風量と電極部４１３での風量とが同等になる。

このように、抑制部材の寸法を変更可能にすることで、ファン３の回転数または風量を変化させた場合であっても、電極部４１２での風量と電極部４１３での風量とを同等にすることができる。なお、図１０に示された構成では抑制部材の高さが変更可能である。し
かし、抑制部材の寸法を変更する方法はこれに限定されるものではない。

次に、本発明の実施の形態に係る空気調和システム２００における微生物検出装置５００について説明する。図１１は、図１に示した空気調和システム２００における微生物検出装置５００が実行する微生物の検出工程を説明するためのフローチャートである。図１１を参照して、微生物検出装置５００は、大きく３つの段階に分類される工程を経て微生物を検出するように構成されている。第１段階の工程は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２および図１２に示す捕集工程である。第２段階の工程は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８、図１３、および図１４に示す蛍光測定工程（加熱前および加熱後）である。第３段階の工程は、ステップＳ１０９，Ｓ１１０および図１５に示すリフレッシュ工程である。

図１２は、図１１に示したフローチャートにおける捕集工程の原理を説明するための模式図である。図１３は、図１１に示したフローチャートにおける加熱前蛍光測定工程の原理を説明するための模式図である。図１４は、図１１に示したフローチャートにおける加熱後蛍光測定工程の原理を説明するための模式図である。図１５は、図１１に示したフローチャートにおけるリフレッシュ工程の原理を説明するための模式図である。

図１２〜図１５を参照して、微生物検出装置５００の本体部分は、ほぼ直方体をしており、縦５ｃｍ×横６ｃｍ×高さ３ｃｍ程度である。微生物検出装置５００は、テーブル（捕集部）５１０と、ヒータ５２０と、放電電極５３０と、電圧装置５４０と、光源５５０と、レンズ５６０と、受光部（検出部）５６５と、ファン５７０と、ブラシ（リフレッシュ部）５８０と、図示しない回転装置とを備える。回転装置は、テーブル５１０を回転中心（たとえばテーブル５１０の右端部）の周りに回転させる。これにより、テーブル５１０は、図１１のフローチャートに示す各工程を順々に経由するように構成されている。

まず図１１および図１２を参照して、捕集工程において、微生物検出装置５００は、空気中に浮遊する微生物６００Ａを捕集する。このときに、空気中に浮遊する化学繊維６００Ｂも一緒に捕集される（ステップＳ１０１）。より具体的には、テーブル５１０は鏡面仕上げされたガラス円盤である。放電電極５３０は針状電極であり、その先端部がテーブル５１０に対向している。電圧装置５４０から供給される電圧により、放電電極５３０はテーブル５１０と放電電極５３０との間に電界を形成する。これにより、浮遊物６００（微生物６００Ａおよび化学繊維６００Ｂ）が帯電する。帯電した浮遊物６００は、基準電位に維持されているテーブル５１０の表面に吸着して捕集される。ステップＳ１０２において、回転装置は、蛍光強度を測定するための位置にテーブル５１０を移動させる。

次に図１１および図１３を参照して、加熱前蛍光測定工程において、光源５５０は、捕集された浮遊物６００に向けて紫外線などの励起光を照射する。これにより、微生物６００Ａおよび化学繊維６００Ｂは、それぞれの物質中の成分に特有の蛍光を発する。レンズ５６０は、浮遊物６００からの蛍光を集光する。受光部５６５は、レンズ５６０によって集光された蛍光を受光する。受光部５６５によって受光された蛍光が図示しない分析部によって分析される（ステップＳ１０３）。なお、テーブル５１０の表面が鏡面仕上げされているのは、ステップＳ１０３の処理において余計な散乱光を生じないようにするためである。加熱前蛍光測定を終えたテーブル５１０は、蛍光を測定するための位置から一旦外されて、ステップＳ１０１における捕集位置に戻る（ステップＳ１０４）。

ヒータ５２０は、テーブル５１０上に捕集された浮遊物６００をテーブル５１０とともに加熱処理する（ステップＳ１０５）。その後に、ファン５７０はテーブル５１０を冷却する。（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０７において、回転装置は、蛍光強度を測定するための位置にテーブル５１０を再び移動させる。図１１および図１４を参照して、加熱後蛍光測定工程においても加熱前蛍光測定工程と同様に、微生物６００Ａおよび化学繊
維６００Ｂに再度励起光が照射されて、蛍光が分析される（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０５において微生物６００Ａと化学繊維６００Ｂとを同時に加熱処理することで、微生物６００Ａは死滅し、化学繊維６００Ｂは分子状態に変化が起きる。このため、加熱処理の前後で蛍光に変化が生じる。したがって、加熱処理前と加熱処理後との蛍光測定結果を比較することにより、微生物６００Ａの量（たとえば単位体積当たりの微生物の数）を定量的に評価することができる。

最後に図１１および図１５を参照して、リフレッシュ工程において、ブラシ５８０は、テーブル５１０上の浮遊物６００を清掃する（ステップＳ１０９）。回転装置はテーブル５１０を捕集位置に戻す（ステップＳ１１０）。

微生物検出装置５００は、微生物と特定抗体との抗体反応を利用するものではない。そのため、微生物をその種類を問わず検出することができる。また、微生物を検出するための反応時間を必要としない。さらに、検出が終わればリフレッシュ工程によってすぐに初期化することができる。したがって、微生物検出装置５００は、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１１０における処理を繰返すことができる。すなわち、微生物検出装置５００は連続的に微生物を検出することが可能である。

図１６は、図１に示した制御装置２０４の制御を説明するためのフローチャートである。図１および図１６を参照して、制御装置２０４では、帯電粒子発生装置１００の停止状態（「停止モード」）における空気調和機２０２の設定温度として温度Ｔ１（第１の温度、たとえば１５℃）が定められるとともに、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２（第２の温度、たとえば１７℃）が定められる。空気調和システム２００に電源が投入された状態をスタートとする。なお、本実施の形態においては、帯電粒子発生装置１００の停止状態における帯電粒子の送出量（すなわちゼロ）が本発明に係る「第１の送出量」に対応し、帯電粒子発生装置１００の運転時における帯電粒子の送出量が本発明に係る「第２の送出量」に対応する。

ステップＳ２０１において、制御装置２０４は、帯電粒子発生装置１００の運転モード（上記４つの運転モードあるいは帯電粒子発生装置１００の停止状態）に関する情報を取得する。帯電粒子発生装置１００が運転されている場合、処理はステップＳ２０３に進む（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）。ステップＳ２０３において制御装置２０４は、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ２に定める。一方、帯電粒子発生装置１００が停止されている場合、処理はステップＳ２０４に進む（ステップＳ２０２においてＮＯ）。ステップＳ２０４において制御装置２０４は、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１に定める。

ステップＳ２０５において、微生物検出装置５００は、食品加工設備２０３の周辺における微生物の量を検出する。制御装置２０４はこの検出結果を取得する。

ステップＳ２０６において、制御装置２０４は、微生物検出装置５００による検出結果を予め定められた基準値（たとえば食品衛生法で規定された基準値あるいはそれよりも厳しい値）と比較する。検出結果が基準値を上回る場合、処理はステップＳ２０７に進む（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）。一方、検出結果が基準値以下の場合、処理はステップＳ２１２に進む（ステップＳ２０６においてＮＯ）。

ステップＳ２０７において、制御装置２０４は、（ａ）空気調和システム２００に電源を投入した直後であるか、（ｂ）微生物検出装置５００による検出結果が基準値を上回ったのは突発的であるか、または（ｃ）帯電粒子発生装置１００による帯電粒子の送出量が
最大である（帯電粒子発生装置１００の運転モードが「急速モード」）にも関わらず、検出結果が基準値を上回ったかを判断する。（ａ）〜（ｃ）のうちの少なくとも１つに該当する場合、処理はステップＳ２１０に進む（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）。一方、（ａ）〜（ｃ）のいずれにも該当しない場合、処理はステップＳ２０８に進む（ステップＳ２０７においてＮＯ）。

ステップＳ２０８において、制御装置２０４は、検出結果が基準値を上回る前よりも環境内への帯電粒子の送出量を増加させるように帯電粒子発生装置１００を制御する。帯電粒子発生装置１００の運転モードは、たとえば「フルパワーモード」または「急速モード」に定められる。また、ステップＳ２０９において、制御装置２０４は、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ２に定める。

従来の空気調和システムでは、環境内の温度を温度Ｔ１まで低下させることによって微生物の活性を抑制する。一方、本発明の実施の形態に係る空気調和システム２００によれば、帯電粒子の送出量を増加させることによって微生物を殺菌し減少させる。そのため、環境内の温度が温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２であっても、環境内の微生物の量が増加することはない。したがって、従来の空気調和システムと同様に、たとえば食品加工に適した衛生的な環境を実現することができる。

また、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１に代えて温度Ｔ２に定めることによって節約される電力は、帯電粒子発生装置１００の消費電力の増加分よりも大きい。したがって、空気調和システム２００全体としての消費電力を削減することができる。さらに、上述のように、低温の環境内で作業する作業者にとっては身体的負荷が大きい。空気調和システム２００によれば、冷え過ぎを抑え、作業者の身体的負荷を軽減することができる。すなわち、より健康的な作業環境を実現することができる。

次に、ステップＳ２１０，Ｓ２１１においては、制御装置２０４は衛生的な環境を回復することを優先する。制御装置２０４は、帯電粒子の発生量が最大となるように帯電粒子発生装置１００を制御する（ステップＳ２１０）とともに、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１に定める（ステップＳ２１１）。これにより、環境内の温度を低下させることによって微生物の活性を抑制するのに加えて、発生量が最大となった帯電粒子によって微生物を減少させることができる。なお、上記（ａ）〜（ｃ）の条件は、衛生的な環境を回復することを優先する条件の例示であって、これらに限定されるものではない。

逆に、ステップＳ２１２，Ｓ２１３においては、制御装置２０４は空気調和システム２００の消費電力を削減することを優先する。ステップＳ２１３において制御装置２０４は、検出結果が基準値を上回る前よりも環境内への帯電粒子の送出量を減少させるように帯電粒子発生装置１００を制御する。帯電粒子発生装置１００が運転中である場合には、帯電粒子発生装置１００の運転モードは、たとえば「標準モード」または「弱モード」に定められる。あるいは、帯電粒子発生装置１００を停止させることもできる。帯電粒子発生装置１００がすでに停止されている場合には、その状態を維持する。また、ステップＳ２１２において制御装置２０４は、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ２に定める。

その後も、制御装置２０４は、微生物検出装置５００による検出結果が基準値以下の状態を維持できる範囲で、帯電粒子の送出量を減少させるように帯電粒子発生装置１００を制御する。これにより、ステップＳ２０８，Ｓ２０９における処理と同様に、空気調和機２０２の消費電力を削減することができる。また、ステップＳ２０８，Ｓ２０９における処理よりも、帯電粒子発生装置１００の消費電力を削減することができる。

上記ステップＳ２０９，Ｓ２１１，Ｓ２１３のうちのいずれかにおける処理が完了する
と、処理は再びステップＳ２０１に戻る。なお、ステップＳ２０８における処理とステップＳ２０９における処理とは順序を入替えてもよい。同様に、ステップＳ２１０における処理とステップＳ２１１における処理との間、およびステップＳ２１２における処理とＳ２１３における処理との間についても順序を入替えてもよい。

なお、以上の説明においては、空気調和機２０２の停止状態における設定温度として温度Ｔ１を定める。しかし、設定温度を定める方法はこれに限定されるものではない。たとえば、帯電粒子発生装置１００の「弱モード」に対応する設定温度を温度Ｔ１としてもよい。

発明者らが実施した検証試験によれば、従来は工場内での作業環境における温度は１５℃とされていた。本発明の実施の形態に係る空気調和システムによれば、温度を１７℃に高めても、微生物の検出量は同等であった。したがって、衛生環境手法（ＨＡＣＣＰ）基準を満たす衛生的な環境が維持されることを実証できた。また、節電の観点からは、消費電力を約２０％削減することができた。さらに、作業者の身体的負荷の観点から、労働衛生法では環境温度基準を事務所の場合で１７℃〜２８℃と定めている。作業場でも１８℃〜２４℃であれば問題がないと言われている。これらを考慮すると、作業環境における温度を１５℃から１７℃に上昇させることができることは、作業者の身体的負荷の観点からも大きな意味があると言える。

ちなみに、国は、東日本大震災の被害地内の食品加工業者に対して計画を策定し、「本計画における『高度衛生管理』とは、取り扱われる水産物の陸揚げから荷さばき、出荷に至る各工程において、（生物的、化学的または物理的）危害要因を分析・特定し、取り除くためのハードおよびソフト対策を総合的に講じるとともに、この取組の持続性を確保するための定期的な調査・点検の実施および記録の管理を行うことにより、消費者等からの要請に応じてこれらの情報の提供を可能とする体制の構築を目指す。」と定めている。本発明は、これらの計画を実現するとともに、省エネルギーをも可能にするものである。

なお、帯電粒子発生装置１００は正イオンおよび負イオンの双方を発生させると説明した。しかし、帯電粒子発生装置は上記以外の構成であっても同様の効果を得ることができる。たとえば、帯電粒子発生装置には、正イオンの発生装置と、負極性の帯電微細水滴を発生させる液体霧化装置とを組み合わせて用いることができる。水を電気分解して得られる電解水を噴霧する電解水噴霧装置と放電装置とを組み合わせでもよい。

また、制御装置２０４が微生物検出装置５００による検出結果に基づいて、空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００を制御すると説明した。しかし、空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００は、微生物検出装置５００から検出結果を直接取得してもよい。また、空気調和機２０２は、帯電粒子発生装置１００の運転モードに関する情報を帯電粒子発生装置１００から直接受けてもよい。この場合には、帯電粒子発生装置１００による検出結果および帯電粒子発生装置１００の運転モードに基づいて、空気調和機２０２自身が設定温度を温度Ｔ１，Ｔ２に定める。

さらに、図１では、微生物検出装置５００は工場建屋２０１の壁面に設置されると説明した。しかし、図１１〜図１５で説明したように、微生物検出装置５００の構成は簡単である。そのため、微生物検出装置５００は扱いやすく、小型化も可能である。したがって、微生物検出装置５００は、たとえば空気調和機の内部に設けることもできる。また、本発明に係る空気調和システムをたとえば車両に搭載することもできる。

本発明の実施の形態は次のように要約することができる。
環境内の温度を設定温度に調節する空気調和機２０２と、放電により帯電粒子を発生さ
せて、帯電粒子を環境内に送出する帯電粒子発生装置１００とを備え、帯電粒子の送出量が第１の送出量の場合における空気調和機２０２の設定温度として温度Ｔ１を定めるとともに、帯電粒子の送出量が第１の送出量よりも大きい第２の送出量である場合に、設定温度を温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２に定める、空気調和システム２００。

上記構成によれば、帯電粒子発生装置１００が発生させた帯電粒子の殺菌効果によって衛生的な環境を実現するとともに、環境内の温度を上昇させることができる。その結果、空気調和システム２００の消費電力を削減することができる。

帯電粒子発生装置１００の停止状態における空気調和機２０２の設定温度として温度Ｔ１を定める、空気調和システム２００。

上記構成によれば、空気調和システム２００の消費電力を一層削減することができる。
環境内における微生物の量を検出する微生物検出装置５００をさらに備え、帯電粒子発生装置１００は、微生物検出装置による検出結果を取得して、検出結果が所定の基準値を上回った場合には、環境内への帯電粒子の送出量を、検出結果が基準値を上回る前よりも増加させる、空気調和システム２００。

上記構成によれば、環境内の微生物を一層急速に殺菌することができる。
微生物検出装置５００による検出結果が基準値を上回った場合には、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１に定める、空気調和システム２００。

上記構成によれば、環境内の微生物の活性を一層急速に抑制することができる。
空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００を制御する制御装置２０４をさらに備え、制御装置２０４は、微生物検出装置５００の検出結果に基づいて、空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００を制御するとともに、検出結果が基準値以下となる状態が維持されるように、空気調和機２０２の設定温度および帯電粒子発生装置１００から送出される帯電粒子の送出量のうちの少なくとも一方を調整する、空気調和システム２００。

上記構成によれば、微生物の量を示す検出結果に基づいて、環境内の衛生状態に応じて適切に空気調和機２０２および帯電粒子発生装置１００を制御することが可能になる。

微生物検出装置５００は、微生物を捕集するテーブル５１０と、当該捕集した微生物を検出する受光部５６５と、テーブル５１０を微生物を捕集する前の状態に戻すブラシ５８０とを含む、空気調和システム２００。

上記構成によれば、微生物検出装置５００は、各構成要素による処理を順に実行することにより、繰返し微生物を検出することが可能になる。

空気調和システム２００の空気調和方法であって、空気調和システム２００は、環境内の温度を設定温度に調節する空気調和機２０２と、放電により帯電粒子を発生させて、帯電粒子を環境内に送出する帯電粒子発生装置１００とを備え、空気調和方法は、帯電粒子発生装置１００からの帯電粒子の送出量が第１の送出量の場合に、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１に定めるステップＳ２０４と、帯電粒子発生装置１００からの帯電粒子の送出量が第１の送出量よりも大きい第２の送出量である場合に、空気調和機２０２の設定温度を温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２に定めるステップＳ２０３とを備える、空気調和方法。

上記方法によれば、帯電粒子発生装置が発生させた帯電粒子の殺菌効果によって衛生的な環境を実現するとともに、環境内の温度を上昇させることができる。その結果、空気調
和システム２００の消費電力を削減することができる。

温度Ｔ１は、帯電粒子発生装置１００の停止状態における空気調和機２０２の設定温度である、空気調和方法。

上記方法によれば、空気調和システム２００の消費電力を一層削減することができる。
空気調和システム２００は、環境内における微生物の量を検出する微生物検出装置５００をさらに備え、微生物検出装置５００による検出結果が所定の基準値を上回った場合には、環境内への帯電粒子の送出量を、検出結果が基準値を上回る前よりも増加させるステップＳ２０８，Ｓ２１０をさらに備える、空気調和方法。

上記方法によれば、環境内の微生物を一層急速に殺菌することができる。
空気調和方法は、微生物検出装置による検出結果が基準値を上回った場合には、設定温度を温度Ｔ１に定めるステップＳ２１１をさらに備える、空気調和方法。

上記方法によれば、環境内の微生物の活性を一層急速に抑制することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２００ 空気調和システム、２０１ 工場建屋、２０１Ｒ 天井、２０１Ｄ 扉、２０２ 空気調和機、２０３ 食品加工設備、２０４ 制御装置、１００ 帯電粒子発生装置、５００ 微生物検出装置、１ ケース、２ パネル、３，５７０ ファン、３０ 羽板、１０ 取入口、１１〜１４ 吹出口、２１〜２４ ルーバ、２５ 表示パネル、４１〜４４ 帯電粒子発生ユニット、４１１ 収容部、４１１ａ 帯電粒子発生部、４１２，４１３ 電極部、４１４ 帯電粒子センサ、４１５ コネクタ、４１６ ねじ部、５１ ファン回転数検出部、５１０ テーブル、５２０ ヒータ、５３０ 放電電極、５４０ 電圧装置、５５０ 光源、５６０ レンズ、５６５ 受光部、５８０ ブラシ、６００ 浮遊物、６００Ａ 微生物、６００Ｂ 化学繊維、６１〜６４ 抑制部材、６４１，６４２
板状部材、６４３ ジョイント部材、７４ 導入口。

Claims (2)

1. 環境内の温度を設定温度に調節する空気調和機と、
   放電により帯電粒子を発生させて、前記帯電粒子を前記環境内に送出する帯電粒子発生装置とを備え、
   前記帯電粒子は、空気中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化することによって発生した、正イオンおよび負イオンを含み、
   前記正イオンは、ｎを任意の自然数とするとき、Ｈ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎであり、
   前記負イオンは、ｍを任意の自然数とするとき、Ｏ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍであり、
   前記空気調和機による冷房時において、 前記帯電粒子の送出量が第１の送出量の場合における前記空気調和機の前記設定温度として第１の温度を定めるとともに、前記帯電粒子の前記送出量が前記第１の送出量よりも大きい第２の送出量である場合に、前記設定温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度に定める、食品加工用空気調和システム。
2. 前記帯電粒子発生装置の停止状態における前記空気調和機の前記設定温度として前記第１の温度を定める、請求項１に記載の食品加工用空気調和システム。

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