JP7247304B1

JP7247304B1 - 病室の空調構造

Info

Publication number: JP7247304B1
Application number: JP2021177367A
Authority: JP
Inventors: 大輔稲坂
Original assignee: Ａｃアシスト株式会社
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2041-10-29
Also published as: JP2023066656A

Abstract

【課題】患者及び医療関係者の両者に対して清浄で安全な病室の空調構造等であり、病室を所望の圧力状態とすることにより、陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能な天井固定型の病室の空調構造を提供する。【解決手段】臥位状態の患者の頭部位置の上方に配された第１の吸気口１１、集塵フィルタ１２、ファン１３、第１の空気調節部１５、第２の空気調節部２７、排気口１６、第１の給気口１７、患者頭部位置の上方に配された第２の給気口１９、第２の空気調節部２７によって第１の吸気口が閉状態に制御された場合に開状態となる隣接空間に配された第２の吸気口１８、差圧計３１、制御部とを備え、第１の空気調節部は、第１の三方弁、第２の三方弁及び連結管路から構成され、第２の空気調節部は三方弁から構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、患者及び医療関係者の両者に対して清浄で安全な病室の空調構造等に関するものであり、特に、病室を所望の圧力状態とすることにより、陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能な天井固定型の病室の空調構造に関する。

病院等において、感染症患者等が入院する病室は、患者から発生する感染性の病原菌が病室の外へ流出することを防止するべく、病室の内部を空調するための空調設備によって室内への給気量と排気量とを調整し、病室内の圧力を病室外よりも陰圧状態に制御して陰圧室として病室を利用している。

昨今のコロナ禍もあり、病室を陰圧室とする需要はますます増えており、米国疾病予防管理センター（ＣＤＣ）が推奨している９９%以上の換気を短時間で行うためには，室内の換気回数は１２回／時間以上に設定されていることが望ましいとされており、また、空気の再循環を行う場合、全換気回数のうち２回／時間以上は外気による換気を行う必要があるとされている。

ＣＤＣによれば、病室内の空気圧の圧力差は２．５Ｐａ以上に維持することが推奨されており、これを実現するべく、隣室との圧力差を２．５Ｐａ以上確保できる排気ファンを設けて、２４時間運転させることで、常に陰圧室を形成することが行われている。

この場合、陰圧室を形成するべく、種々の工夫が提案されており、例えば、特許文献１においては、陰圧室の空調装置として、陰圧室の異常陰圧を防止する構成が開示されており、特許文献２においては、簡単な工事で陰圧室の形成を実現する陰圧型空気清浄機が開示されており、特許文献３においては、病棟外に容易に陰圧室を形成するべく、排気装置付きトレーラーハウスが開示されている。

一方、周囲の汚染から守る必要のある抵抗力の弱い患者に対しては、病室を陽圧状態として外部からの空気を一切遮断して、浄化した空気のみを病室内に導入して無菌病室とすることが行われており、病室内を陽圧状態に保つべく、病室外への排気量よりも病室内への空気供給量を多くする必要がある。

特公昭６２－１７８８３９特開２００３－１８５２０４登録実用新案第３２２９９３３号公報

上述のようにコロナ禍により、病室を陰圧室とする需要はますます増えており、また、患者のみならず、医師及び看護師といった医療関係者の感染症からの保護が益々重要となってきている。

コロナ収束後も、未知の感染症の発生等に備え、病室を容易に陰圧室とすることができる病室の空調構造が求められており、かつ、平時においては、陽圧室としても使用可能な病室の空調構造が求められている。

今回、本願発明者は試行錯誤の結果、患者及び医療関係者の両者に対して清浄で安全な病室の空調構造等であり、病室を所望の圧力状態とすることにより、陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能な天井固定型の病室の空調構造を想起するに至ったものであり、本発明はこれら病室の空調構造に関する。

上記目的達成のため、本発明の病室の空調構造は、病室内を陰圧状態又は陽圧状態の所望の圧力下に調整可能な病室の空調構造であって、臥位状態の患者の頭部が配される頭部位置の上方に配された第１の吸気口と、当該第１の吸気口に一端側が連通する集塵フィルタと、当該集塵フィルタの他端側に一端側が連通して前記第１の吸気口から吸気した空気を送り出し、かつ、回転数を制御可能なファンと、当該ファンの他端側に連通し、当該ファンから送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路に分配可能な第１の空気調節部と、当該第１の空気調節部に前記管路の一である第１の管路を介して連通し、患者の脇で当該患者の処置を行う医療関係者が前記患者に接触可能に位置することが予定される医療関係者予定位置を介して前記頭部位置から離れた位置に配された第１の給気口と、前記第１の空気調節部に前記管路の他の一である第２の管路を介して連通し、当該空気を前記病室が配された建物の外に排出可能な排気口と、前記第１の空気調節部に前記管路のさらに他の一である第３の管路を介して連通し、前記頭部位置の上方に配される第２の給気口と、前記集塵フィルタの前記一端側に配されて前記第１の吸気口の開閉が可能な第２の空気調節部と、前記病室の内部と、当該病室に扉を介して接続される前記建物の内部の隣接空間との圧力差を計測可能な差圧計と、前記集塵フィルタの前記一端側に連通し、当該第２の空気調節部によって前記第１の吸気口が閉状態に制御された場合に開状態となる、前記隣接空間に配された第２の吸気口と、前記差圧計の計測結果に基づき、前記ファン、前記第１の空気調節部及び前記第２の空気調節部を制御可能な制御部とを備え、前記第１の空気調節部は、第１の三方弁、第２の三方弁及び連結管路から構成され、前記第１の三方弁は、電動式の三方弁であり、前記ファンの前記他端側に連結され、他に前記連結管路を介して前記第２の三方弁に連結され、さらに他に前記第１の管路を介して前記第１の給気口に連通し、比例制御により、前記ファンから送り込まれた空気を前記第２の三方弁側と前記第１の給気口側へと風量調節して配分することが可能であり、前記第２の三方弁は、電動式の三方弁であり、前記連結管路を介して前記第１の三方弁に連結され、他に前記第２の管路を介して前記排気口連通し、さらに他に前記第３の管路を介して前記第２の給気口に連通し、少なくとも二位置制御により、前記第２の管路側を開放又は閉塞するとともに、当該第２の管路側の開放又は閉塞に対応して前記第３の管路側を閉塞又は開放することが可能であり、前記第２の空気調節部は、少なくとも二位置制御可能な電動式の三方弁であり、前記病室内を前記隣接空間に対して陰圧状態とする場合、当該制御部は、前記ファン及び前記第１の空気調節部を制御して、設定された所定の陰圧状態を維持し、当該所定の陰圧状態を維持可能な場合は、前記第１の空気調節部を調整して前記第１の給気口への給気を増やし、前記病室内を陽圧状態とする場合、当該制御部は、前記ファン、前記第１の空気調節部及び前記第２の空気調節部を制御して、前記第１の吸気口を閉状態として前記第２の吸気口から吸気した空気を前記第２の給気口から供給することを特徴とする。

また、本発明の前記第１の吸気口、前記集塵フィルタ、前記ファン、前記第１の空気調節部、前記第２の空気調節部、前記第１の給気口及び前記前記第２の給気口は前記病室の天井部に配されることを特徴とする。

本発明の病室の空調構造によれば、患者及び医療関係者の両者に対して清浄で安全な病室を提供可能であり、病室を所望の圧力状態とすることにより、陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能となる。

即ち、本発明の病室の空調構造によれば、病室内を隣接空間に対して陰圧状態とする場合、制御部は、ファン及び第１の空気調節部を制御して、設定された所定の陰圧状態を維持し、所定の陰圧状態を維持可能な場合は、第１の空気調節部を調整して第１の給気口への給気を増やすため、所定の陰圧状態を維持しつつも、清浄な空気を病室内に供給することができるため、患者のみならず、病室内の医療関係者が安全な状態で作業可能となる。また、医療関係者側に近い位置に配された第１の給気口から患者側近い第１の吸気口へと清浄な空気の流れができるため、医療関係者側を上流として空気が流れ、医療関係者の安全が確保された状態で作業可能となる。

また、本発明の病室の空調構造によれば、各構成要素が天井部に配されているため、病室内のスペースを有効利用可能であって、医療関係者の作業の障害となることを防止可能であり、かつ、予め天井部に配されることから、いつでも病室を自在に所定の圧力下にすることが可能となる。

また、本発明の病室の空調構造によれば、病室を陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能であり、病室内を陽圧状態とする場合、制御部は、ファン、第１の空気調節部及び第２の空気調節部を制御して、第１の吸気口を閉状態として第２の吸気口から吸気した空気を第２の給気口から供給して、病室を陽圧状態として外部からの空気を一切遮断して、浄化した空気のみを病室内に導入して無菌病室とすることが可能である。また、患者側に近い位置に配された第２の給気口から医療関係者側に清浄な空気の流れができるため、患者側を上流として空気が流れ、患者の安全が確保された状態で、病室内の医療関係者が作業可能となる。

本発明の病室の空調構造における病室の平面図である。図１において患者及び医療関係者の配置の一例を示した図である。図２を矢印Ｄ方向から視た側面図である。図２について陰圧状態とする場合の空気の流れを示す平面図である。図２について陽圧状態とする場合の空気の流れを示す平面図である。本発明の病室の空調構造における変形例を示す病室の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明による病室の空調構造及び病室空調用コアユニットを実施するための形態について説明する。尚、本発明の病室の空調構造及び病室空調用コアユニットは、患者及び医療関係者の両者に対して清浄で安全な病室を提供可能であり、病室を所望の圧力状態とすることにより、陰圧状態のみならず、陽圧状態とすることも可能とするものである。

[病室の空調構造及び病室空調用コアユニットの構成]
まず、病室の空調構造及び病室空調用コアユニットの構成を、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本発明の病室の空調構造における病室の平面図である。図２は、図１において患者及び医療関係者の配置の一例を示した図である。図３は、図２を矢印Ｄ方向から視た側面図である。尚、図２においては、本発明の理解を促進するため、図１において実線で示した一部構成要素を破線で記載している。

［病室］
まず、病室２の概要について説明する。図１乃至図３に示すように、本発明の病室の空調構造１は、病院等の病室２で利用されるものであり、病室２は、極一般的な構成の病室２を利用可能であり、床等の構造躯体２ａ（図３）及び壁２ｂに囲まれた空間であり、壁２ｂを介して病院外部の外気３から隔てられている。また、壁２ｂ及びそこに設けられた扉６を介して廊下又は前室等から構成される隣接空間７から隔てられている。尚、病室２の内部に風呂やトイレ９が配されている場合もある。

病室２にはベッド５が配され、図２及び図３のように、患者３７が臥して（臥位状態）、治療を受ける。ベッド５は通常、矩形状に構成され、長手方向一端側に枕５ａが配され、その上に患者３７の頭部が配されることとなる（頭部位置５ａ）。

この場合、図２に示すように医師や看護師等の医療関係者３８が患者３７の治療を行うにあたり、患者３７の脇で患者に接触して治療等の処置が可能なエリアを医療関係者予定位置８と定義する。尚、図２において、医療関係者予定位置８は、片仮名文字の「コ」字状のエリアとなっているが、ベッド５周囲の患者３７の頭部側にもスペースがある場合は、ベッド５の周囲全体の４辺を囲むエリアと定義することも当然可能である。

［病室の空調構造を構成するために必要な設備］
次に、病室の空調構造１を構成するために必要な設備（給気口、吸気口、排気口、管路、集塵フィルタ、ファン、空気調節部等）について説明する。これらの設備は、図３に示すように、病室２の天井部２ｃに配されるものであり、これにより、病室内のスペースを有効利用可能であって、医療関係者３８の作業の障害となることを防止可能であり、かつ、予め天井部に配されることから、いつでも病室を自在に所定の圧力下にすることが可能となる。

この場合、天井部２ｃに各設備が配されるが、図３のように、吊り天井として上階の構造躯体２ａと天井板２ｄとの間に、各設備を配するほか、直天井として、各設備をむき出しのまま配置することも可能である。また、各設備は、天井固定式エアコン等と同様に天井に固定具等の所定の手段により固定されるが、固定方法自体は既知の技術であり、説明を省略する。

患者３７の頭部位置５ａの上方には、第１の吸気口１１が設けられ、患者３７の呼気を吸気可能となっている。例えば、図３に示すように、吊り天井の場合は、天井板２ｄを貫通するように第１の吸気口１１が配される。第１の吸気口１１は、患者３７の頭部位置５ａの上方に配されるが、換言すれば、第１の吸気口の直下に患者３７の頭部位置５ａが来るようにベッド５を配する。

第１の吸気口１１には、ダクトたる第４の管路２４を介して第２の空気調節部２７が連結されている。第２の空気調節部２７は、電動式の三方弁によって構成され、図示しない制御部により、少なくとも二位置制御可能となっている。尚、風量調整可能なように比例制御可能な構成することも可能である。三方弁の構成について公知技術であり、種々の構成を利用可能であり、詳細な説明を省略する。以下、第２の空気調節部２７の説明以外において記載する三方弁においても同様である。

三方弁からなる第２の空気調節部２７には、第１の吸気口１１が連結される他、集塵フィルタ１２の一端側が連結され、さらに他にダクトたる第４の管路２４を介して第２の吸気口１８に連結されている。

第２の空気調節部２７は、第１の吸気口１１へ通じる第５の管路２５側を開放又は閉塞可能に構成されるとともに、第５の管路２５側の開放又は閉塞に対応して第２の吸気口１８へ通じる第４の管路２４側を閉塞又は開放することが可能となっている。

集塵フィルタ１２は、高性能濾過機能を備え、塵芥やウィルス等を除去可能なフィルタであって、例えば、高性能の集塵濾材からなり、ほとんど無菌状態の空気を吐出可能なＨＥＰＡフィルタにより構成される。集塵フィルタ１２を空気が通過することにより、除塵及び除菌されて清浄な空気が供給される。

また、集塵フィルタ１２はＨＥＰＡフィルタに限られるものではなく、また、ＨＥＰＡフィルタに対して捕捉対象の粒子径が比較的に大きいプレフィルタを組み合わせてＨＥＰＡフィルタの上流側（第２の空気調節部２７側）に配することによりＨＥＰＡフィルタの目詰まりを防止することも可能である。さらに、殺菌灯や光触媒フィルタをさらに組み合わせることも可能である。

第２の吸気口１８は廊下や前室からなる隣接空間７に配されて、第４の管路２４を通じて隣接空間７の空気を吸気可能に構成されている。例えば、図３に示すように、吊り天井の場合は、天井板２ｄを貫通するように第２の吸気口１８が配される。

集塵フィルタ１２の他端側にはファン１３の一端側が連結されている。即ち、ファン１３は、第１の吸気口１１又は第２の吸気口１８から吸気し、集塵フィルタ１２によって清浄化された空気を送り出し、かつ、図示しない制御部によって回転数を制御可能に構成されている。ファン１３は、例えば、低騒音型シロッコファンを用いることが可能であるが、それに限られるものではない。

尚、以後、本発明の病室の空調構造１において、第１の吸気口１１側又は第２の吸気口１８側を上流側と定義する。

ファン１３の他端側には第１の空気調節部１５が連結されている。空気調節部１５は、ファン１３から送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路に分配可能となっており、第１の三方弁１５ａ、第２の三方弁１５ｂ及び連結管路１５ｃから構成されている。

第１の三方弁１５ａは、ファン１３の他端側に連結され、電動式の三方弁によって構成され、図示しない制御部により、比例制御可能となっている。尚、比例制御は開閉の二位置制御も可能な概念として定義する。

第１の三方弁１５ａには、ファン１３が連結される他、ダクトとしての連結管路１５ｃを介して第２の三方弁１５ｂが連結され、さらに他にダクトたる第１の管路２１を介して第１の給気口１７が連結されている。

第１の三方弁１５ａは、比例制御により、ファン１３から送り込まれた空気を第２の三方弁１５ｂ側と第１の給気口１７側へと風量調節して配分することが可能である。さらに、二位置制御の開閉により、第２の三方弁１５ｂ側又は第１の給気口１７側の一方のみへと送風可能である。

第２の三方弁１５ｂには、電動式の三方弁によって構成され、図示しない制御部により、少なくとも二位置制御可能となっている。尚、風量調整可能なように比例制御可能な構成することも可能である。

第２の三方弁１５ｂには、連結管路１５ｃが連結される他、ダクトたる第２の管路２２を介して排気口１６が連結され、さらに他にダクトたる第３の管路２３を介して第２の給気口１９に連結されている。

第２の三方弁１５ｂは、排気口１６へ通じる第２の管路２２側を開放又は閉塞可能に構成されるとともに、第２の管路２２側の開放又は閉塞に対応して第２の給気口１９へ通じる第３の管路２３側を閉塞又は開放することが可能となっている。

このように、第１の空気調節部１５は、第１の三方弁１５ａ、第２の三方弁１５ｂ及び連結管路１５ｃから構成されることにより、図示しない制御部により、ファン１３から送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路として、排気口１６が連結される第２の管路２２、第２の給気口１９が連結される第３の管路２３への空気の分配が可能となっている。

第１の給気口１７は、ファン１３から送り出された清浄な空気を病室２の内部に供給するものであり、医療関係者予定位置８を挟んで（介して）患者３７の頭部位置５ａから離れた位置に配されている。

また、図１に示すように、第１の給気口１７は、平面視において、扉６の内側において扉６に対向するように、かつ、扉６に沿ってライン状に配される。これにより、図３に示すように、扉６が開いた場合に、第１の給気口１７から供給される清浄な空気がエアカーテンとなり、病室２からウィルス等を含む空気が隣接空間７に漏れ出ることを防止することができる。図３において大きな破線の矢印Ｙ１は、第１の給気口１７から供給される清浄な空気がエアカーテンとなり、実線の矢印Ｙ２に示すように病室２からウィルス等を含む空気が隣接空間７に漏れ出ることが防止される状態を示している。

排気口１６は、第２の管路２２に連結されて壁２ｂを貫通して病院等の建物の外部へと至るように配されており、ファンから送り出された空気を外気３に排出可能である。

第２の給気口１９は、第３の管路２３に連結され、患者３７の頭部位置５ａの上方に配されて、病室２にファン１３から送り出された清浄な空気を供給可能である。

この場合、第２の給気口１９は、第１の吸気口１１よりも患者３７の頭部位置５ａから離れた位置であって、かつ、扉６側から患者３７が配される位置を介して反対側に配されることにより、病室２を陽圧状態とする場合、抵抗力の弱い患者３７に清浄な空気を供給することが可能となる。

また、病室２と隣接空間７との間の壁２ｂには、病室２の内部と、廊下や前室といった隣接空間７との圧力差を計測可能な差圧計３１が配されており、図示しない制御部に計測した圧力差を送信可能となっている。

また、扉６は、扉の開閉センサ（図示せず）を備えており、開閉検知信号を制御部に送信可能となっている。

また、図３に示すように、病室２の内部には、例えば、人の動きを検知することにより、病室２に医療関係者３８がいることを検知可能な人感センサ３２が配されており、図示しない制御部に医療関係者３８の在室検知信号を送信可能である。この場合、人感センサの配置位置やセンサの設定により、ベッド５上の患者３７の動きは検知することなしに、医療関係者予定位置８に医療関係者３８が存在することのみを検知するように設定することが可能であることは言うまでもない。

また、図示しない制御部は、コントロールパネル等の入出力装置を備え、ファン１３、第１の空気調節部１５に備えられた第１の三方弁１５ａ及び第２の三方弁１５ｂ、第２の空気調節部２７を制御して、病室２を所望の圧力状態とすることが可能である。

また、制御部は、差圧計３１、扉の開閉センサ（図示せず）、人感センサ３２がから送信された情報を基に後述する所定の制御を行うことが可能である。

［病室空調用コアユニット］
また、図１から明らかなように、第１の吸気口１１、第５の管路２５、第２の空気調節部２７、集塵フィルタ１２、ファン１３及び第１の三方弁１５ａは、病室２の天井部２ｃにおいて、平面視において、直線状に配されている。これら第１の吸気口１１、第５の管路２５、第２の空気調節部２７、集塵フィルタ１２、ファン１３及び第１の三方弁１５ａといった構成要素を天井部への設置前に予め互いに連結しておき、病室空調用コアユニット１０（図１）として用意しておくことが可能である。この予め連結した病室空調用コアユニット１０は取り回し良く、また、直線状に各構成要素が配されるため、そのまま天井部に設置するのに適した構造なっており、容易に天井部に設置可能である。この場合、予め互いに連結しておく病室空調用コアユニット１０の構成要素は適宜、選択可能であり、例えば、集塵フィルタ１２及びファン１３の２つの構成要素を天井部への設置前に予め互いに連結しておき、病室空調用コアユニット１０とすることも可能である。

[病室の空調構造の作用]
次に、病室の空調構造１の作用を図４及び図５を用いて説明する。図４は、図２について陰圧状態とする場合の空気の流れを示す平面図である。図５は、図２について陽圧状態とする場合の空気の流れを示す平面図である。

[陰圧状態における作用]
図４に示すように、病室２を陰圧状態とする場合、図示しない制御部を通じて、陰圧状態を設定すると、制御部により、第２の三方弁１５ｂを操作して、排気口１６へ通じる第２の管路２２側を開放して、第２の給気口１９へ通じる第３の管路２３側を閉塞する。

また、制御部は、第２の空気調節部２７を操作して、第１の吸気口１１へ通じる第５の管路２５側を開放して、第２の吸気口１８へ通じる第４の管路２４側を閉塞する。

また、制御部は、第１の三方弁１５ａを操作して、比例制御により、ファン１３から送り込まれた空気を第２の三方弁１５ｂ側と第１の給気口１７側へと風量調節して配分する。これにより、さらに、制御部は、第１の三方弁１５ａを操作して、二位置制御の開閉操作により、第２の三方弁１５ｂ側又は第１の給気口１７側の一方のみへと送風することも可能である。

これにより、病室２において、図４に示すような、空気の流れができる。即ち、第１の三方弁１５ａを操作して、比例制御により、ファン１３から送り込まれた空気を第２の三方弁１５ｂ側と第１の給気口１７側へと風量調節して配分する場合、ファン１３の回転駆動により、第１の吸気口１１から患者３７の呼気を含む病室２の空気が吸気され、集塵フィルタ１２により空気が清浄化され、第１の三方弁１５ａによって、第２の三方弁１５ｂ側と第１の給気口１７側に空気が配分される。

第１の三方弁１５ａを介して、第２の三方弁１５ｂ側に送り込まれた空気は、第２の管路２２を介して排気口１６から外気３に放出される。この場合、外気３に放出された空気の量に相当する空気が、扉６と壁２ｂとの間の隙間等を介して隣接空間７から流入する（矢印Ｙ３）。

第１の三方弁１５ａを介して、第１の給気口１７側に送り込まれた空気は、第１の管路２１を介して第１の給気口１７から病室２に供給される。第１の給気口１７から病室２に供給された空気は、白地の大型の矢印Ｙ５に示すように、第１の吸気口１１側へと流れていく。

この場合、第１の給気口１７は、医療関係者予定位置８（図２）を挟んで（介して）患者３７の頭部位置５ａから離れた位置に配されており、かつ、第１の吸気口１１は、患者３７の頭部位置５ａの上方において、患者３７の呼気を吸気可能に配されていることから、第１の給気口１７から患者側の第１の吸気口１１へと清浄な空気の流れができるため、医療関係者３８側を上流として空気が流れ、医療関係者３８の安全が確保された状態で作業可能となる。

制御部は、ファン１３及び第１の三方弁１５ａを制御して、設定された所定の陰圧状態を維持し、所定の陰圧状態を維持可能な場合は、第１の三方弁１５ａを調整して第１の給気口１７への給気を増やす。これにより、所定の陰圧状態を維持しつつも、清浄な空気を病室２に供給することができるため、患者のみならず、病室内の医療関係者３８が安全な状態で作業可能となる。この場合、第１の給気口１７への給気を増やすにあたって、第１の三方弁１５ａの二位置制御により、排気口１６に連通する第２の三方弁１５ｂ側を完全に閉塞し、第１の給気口１７側のみへと送風することも可能である。

一方、制御部は、所定の陰圧状態に満たないとき、又は、扉６が開いたこと等により、予め設定された所定値分圧力が上昇したときは、ファン１３及び第１の三方弁１５ａを制御して、所定の期間、ファン１３の回転数を増やし、かつ、第１の三方弁１５ａを調整して排気口１６からの排気を増やす。これにより、早急に所定の陰圧状態を実現することが可能である。この場合、排気口１６からの排気にあたって、第１の三方弁１５ａの二位置制御により、第１の給気口１７側を完全に閉塞し、排気口１６へ連通する第２の三方弁１５ｂ側のみへと送風することも可能である。

また、制御部は、人感センサ３２（図３）からの在室検知信号を受けて、ファン１３及び第１の三方弁１５ａを制御して、ファン１３の回転数を増やし、かつ、第１の三方弁１５ａを調整して第１の給気口１７への給気を増やす。これにより、清浄な空気を病室２に供給することができるとともに、医療関係者３８側に近い位置に配された第１の給気口１７から患者３７側近い第１の吸気口１１へと清浄な空気の流れができるため、医療関係者３８側を上流として空気が流れ、医療関係者３８の安全が確保された状態で作業可能となる。

また、制御部は、扉６の開閉センサ（図示せず）からの開状態検知信号を受けて、ファン１３及び第１の三方弁１５ａを制御して、所定の期間、ファン１３の回転数を増やし、かつ、第１の三方弁１５ａを調整して排気口からの排気を増やす。これにより、早急に所定の陰圧状態を実現することが可能である。この場合、排気口１６からの排気にあたって、第１の三方弁１５ａの二位置制御により、第１の給気口１７側を完全に閉塞し、排気口１６へ連通する第２の三方弁１５ｂ側のみへと送風することも可能である。

第１の給気口１７は、平面視において、扉６の内側において扉６に対向、かつ、沿ってライン状に配されてエアカーテンを形成可能であることから、制御部は、開閉センサからの開状態検知信号を受けて、又は、扉６が開いたこと等により、予め設定された所定値分圧力が上昇したとき、ファン１３及び第１の三方弁１５ａを制御して、所定の期間、ファン１３の回転数を増やし、かつ、第１の三方弁１５ａを調整して第１の給気口１７からの給気及び排気口１６からの排気を増やす。これにより、第１の給気口１７から供給される清浄な空気がエアカーテンとなり（図３の矢印Ｙ１）、病室内からウィルス等を含む空気が隣接空間７に漏れ出ることを防止することができるとともに（図３の矢印Ｙ２）、早急に所定の陰圧状態を実現することが可能である。

[陽圧状態における作用]
図５に示すように、病室２を陽圧状態とする場合、図示しない制御部を通じて、陽圧状態を設定すると、制御部により、第２の三方弁１５ｂを操作して、排気口１６へ通じる第２の管路２２側を閉塞して、第２の給気口１９へ通じる第３の管路２３側を開放する。

また、制御部は、第２の空気調節部２７を操作して、第１の吸気口１１へ通じる第５の管路２５側を閉塞して、第２の吸気口１８へ通じる第４の管路２４側を開放する。

また、制御部は、第１の三方弁１５ａを操作して、二位置制御の開閉操作により、第２の三方弁１５ｂ側を開放して、第１の給気口１７側を閉塞して、ファン１３から送り込まれた空気を第２の三方弁１５ｂ側に送り出す。

これにより、病室２において、図５に示すような、空気の流れができる。即ち、ファン１３の回転駆動により、第２の吸気口１８を介して、隣接空間７の空気が吸気され、集塵フィルタ１２により空気が清浄化され、ファン１３から送り出された清浄な空気は、第１の三方弁１５ａ、連結管路１５ｃ、第２の三方弁１５ｂ及び第３の管路２３を介して第２の給気口１９から病室２に供給される。この場合、病室２に供給された空気の量に相当する空気が、扉６と壁２ｂとの間の隙間等を介して隣接空間７に排出される（矢印Ｙ６）。

第２の給気口１９から病室２に供給された空気は、白地の大型の矢印Ｙ７に示すように、扉６と壁２ｂとの間の隙間等を介して隣接空間７へと流れていく。

この場合、第２の給気口１９は、患者３７の頭部位置５ａの上方に配され、かつ、第２の給気口１９から病室２に供給された空気は、扉６と壁２ｂとの間の隙間等を介して隣接空間７へと流れるため、患者３７側に近い位置に配された第２の給気口１９から医療関係者３８側に清浄な空気の流れができるため、患者３７側を上流として空気が流れ、患者３７の安全が確保された状態で、病室内の医療関係者３８が作業可能となる。

また、制御部は、人感センサ３２からの在室検知信号を受けて、ファン１３を制御して、ファン１３の回転数を増やして、第２の給気口１９への給気を増やすため、清浄な空気を病室２に供給できるとともに、患者３７側に近い位置に配された第２の給気口１９から医療関係者３８側に清浄な空気の流れができるため、患者側を上流として空気が流れ、患者の安全が確保された状態で、病室内の医療関係者が作業可能となる。

[本発明の変形例]
次に、本発明の病室の空調構造の変形例について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の病室の空調構造における変形例を示す病室の平面図である。この変形例は、図１乃至図５に示す病室の空調構造の実施形態と同一の技術的思想に基づくものであり、大きくは第１の空気調節部の構造のみを異にするものである。そのため、図１乃至図５に示す病室の空調構造と同一の部分は同一の符号を用いて説明し、かつ、その説明を省略する。

図１乃至図５に示す病室の空調構造の実施形態においては、第１の空気調節部１５が第１の三方弁１５ａ、第２の三方弁１５ｂ及び連結管路１５ｃから構成されて、ファン１３から送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路（第１の管路２１、第２の管路２２及び第３の管路２３）に分配可能となっているものの、本変形例の病室の空調構造５０においては、第1の空気調節部５５は、ファン１３の他端側に連結され、電動式の四方弁によって構成され、図示しない制御部により、比例制御可能となっている。尚、比例制御は、開閉の二位置制御も可能な概念として定義する。

これにより、第１の空気調節部５５は、四方弁によって構成されることにより、図示しない制御部により、ファン１３から送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路として、第１の給気口５７が連結される第１の管路２１、排気口１６が連結される第２の管路２２、第２の給気口１９が連結される第３の管路２３への空気の分配が可能となっており、図１乃至図５に示す病室の空調構造の実施形態における第１の空気調節部１５と同様の作用効果を奏する。

その他、本変形例においては、第１の吸気口５１と第２の空気調節部５６とが一体化した構成となっている。即ち、第１の吸気口５１と第２の空気調節部５６が一体化されて構成されており、第２の空気調節部５６は、電動式の三方弁によって構成され、図示しない制御部により、少なくとも二位置制御可能となっている。尚、風量調整可能なように比例制御可能な構成することも可能である。

三方弁からなる第２の空気調節部５６は、第１の吸気口５１と一体化された他、集塵フィルタ５２の一端側が連結され、さらに他にダクトたる第４の管路２４を介して第２の吸気口１８に連結されている。

第２の空気調節部５６は、第１の吸気口５１を開放又は閉塞可能に構成されるとともに、第１の給気口５１の開放又は閉塞に対応して第２の吸気口１８へ通じる第４の管路２４側を閉塞又は開放することが可能となっている。

また、本変形例においては、集塵フィルタ５２は、上流側からプレフィルタ５２ａ、殺菌灯５２ｂ、光触媒フィルタ５２ｃ、ＨＥＰＡフィルタ５２ｄの順で配されて構成されている。

また、本変形例においては、第１の給気口５７は、平面視においてライン上に構成されるものではなく、第２の給気口１９と同様に矩形状に構成されている。

このようにして、本変形例においても、図１乃至図５に示す病室の空調構造１と同様の作用及び効果を奏することが可能である。

［病室空調用コアユニット］
また、図５から明らかなように、第１の吸気口５１、第２の空気調節部５６、集塵フィルタ５２、ファン１３及び第１の空気調節部５５は、病室２の天井部において、平面視において、直線状に配されている。これら第１の吸気口５１、第２の空気調節部５６、集塵フィルタ１２、ファン１３及び第１の空気調節部５５といった構成要素を天井部への設置前に予め互いに連結しておき、病室空調用コアユニット６０として用意しておくことが可能である。この予め連結した病室空調用コアユニット６０は取り回しの良く、また、直線状に各構成要素が配されるため、そのまま天井部に設置するのに適した構造なっており、容易に天井部に設置可能である。この場合、予め互いに連結しておく病室空調用コアユニット６０の構成要素は適宜、選択可能であり、例えば、集塵フィルタ５２及びファン１３の２つの構成要素を天井部への設置前に予め互いに連結しておき、病室空調用コアユニット６０とすることも可能である。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

１病室の空調構造
２病室
２ａ構造躯体
２ｂ壁
２ｃ天井部
２ｄ天井板
３外気
５ベッド
５ａ頭部位置（枕）
６扉
７廊下（隣接空間）
８医療関係者予定位置
９風呂・トイレ
１０病室空調用コアユニット
１１第１の吸気口
１２集塵フィルタ
１３ファン
１５第１の空気調節部
１５ａ第１の三方弁
１５ｂ第２の三方弁
１５ｃ連結管路
１６排気口
１７第１の給気口
１８第２の吸気口
１９第２の給気口
２１第１の管路
２２第２の管路
２３第３の管路
２４第４の管路
２５第５の管路
２７第２の空気調節部
３１差圧計
３２人感センサ
３７患者
３８医療関係者
５０病室の空調構造
５１第１の吸気口
５２集塵フィルタ
５２ａプレフィルタ
５２ｂ殺菌灯
５２ｃ光触媒フィルタ
５２ｄＨＥＰＡフィルタ
５５第１の空気調節部（四方弁）
５６第２の空気調節部（三方弁）
５７第１の給気口
６０病室空調用コアユニット

Claims

病室内を陰圧状態又は陽圧状態の所望の圧力下に調整可能な病室の空調構造であって、
臥位状態の患者の頭部が配される頭部位置の上方に配された第１の吸気口と、
当該第１の吸気口に一端側が連通する集塵フィルタと、
当該集塵フィルタの他端側に一端側が連通して前記第１の吸気口から吸気した空気を送り出し、かつ、回転数を制御可能なファンと、
当該ファンの他端側に連通し、当該ファンから送り込まれた空気を比例制御で、連結される複数の管路に分配可能な第１の空気調節部と、
当該第１の空気調節部に前記管路の一である第１の管路を介して連通し、患者の脇で当該患者の処置を行う医療関係者が前記患者に接触可能に位置することが予定される医療関係者予定位置を介して前記頭部位置から離れた位置に配された第１の給気口と、
前記第１の空気調節部に前記管路の他の一である第２の管路を介して連通し、当該空気を前記病室が配された建物の外に排出可能な排気口と、
前記第１の空気調節部に前記管路のさらに他の一である第３の管路を介して連通し、前記頭部位置の上方に配される第２の給気口と、
前記集塵フィルタの前記一端側に配されて前記第１の吸気口の開閉が可能な第２の空気調節部と、
前記病室の内部と、当該病室に扉を介して接続される前記建物の内部の隣接空間との圧力差を計測可能な差圧計と、
前記集塵フィルタの前記一端側に連通し、当該第２の空気調節部によって前記第１の吸気口が閉状態に制御された場合に開状態となる、前記隣接空間に配された第２の吸気口と、
前記差圧計の計測結果に基づき、前記ファン、前記第１の空気調節部及び前記第２の空気調節部を制御可能な制御部と
を備え、
前記第１の空気調節部は、第１の三方弁、第２の三方弁及び連結管路から構成され、
前記第１の三方弁は、電動式の三方弁であり、前記ファンの前記他端側に連結され、他に前記連結管路を介して前記第２の三方弁に連結され、さらに他に前記第１の管路を介して前記第１の給気口に連通し、比例制御により、前記ファンから送り込まれた空気を前記第２の三方弁側と前記第１の給気口側へと風量調節して配分することが可能であり、
前記第２の三方弁は、電動式の三方弁であり、
前記連結管路を介して前記第１の三方弁に連結され、他に前記第２の管路を介して前記排気口連通し、さらに他に前記第３の管路を介して前記第２の給気口に連通し、少なくとも二位置制御により、前記第２の管路側を開放又は閉塞するとともに、当該第２の管路側の開放又は閉塞に対応して前記第３の管路側を閉塞又は開放することが可能であり、
前記第２の空気調節部は、少なくとも二位置制御可能な電動式の三方弁であり、
前記病室内を前記隣接空間に対して陰圧状態とする場合、当該制御部は、前記ファン及び前記第１の空気調節部を制御して、設定された所定の陰圧状態を維持し、当該所定の陰圧状態を維持可能な場合は、前記第１の空気調節部を調整して前記第１の給気口への給気を増やし、
前記病室内を陽圧状態とする場合、当該制御部は、前記ファン、前記第１の空気調節部及び前記第２の空気調節部を制御して、前記第１の吸気口を閉状態として前記第２の吸気口から吸気した空気を前記第２の給気口から供給することを特徴とする病室の空調構造。
前記第１の吸気口、前記集塵フィルタ、前記ファン、前記第１の空気調節部、前記第２の空気調節部、前記第１の給気口及び前記前記第２の給気口は前記病室の天井部に配されることを特徴とする請求項１に記載の病室の空調構造。