JP2014087384A

JP2014087384A - 手術室の空調装置

Info

Publication number: JP2014087384A
Application number: JP2012237466A
Authority: JP
Inventors: Masaki Takashina; 雅紀高階; Ryuji Asano; 隆二浅野
Original assignee: MIWA IRYO DENKI KK
Current assignee: MIWA IRYO DENKI KK
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】温度、湿度のオーバーシュートが抑えられ、常に快適な環境に空調することができる手術室用空調装置を提供する。
【解決手段】手術室１の下部側壁に吸気口３を設けるとともに天上部に吹出口４を設け、送風機６を作動させることにより吸気口から吸引した空気を吹出口から手術室内に吹出させる空気循環路５を形成し、該空気循環路に空気を冷却または加熱する熱交換器８を設け、該熱交換器を迂回して空気を流通させるバイパス路１３を設けるとともに該バイパス路に風量調整ダンパ１４を設け、バイパス路を通る空気と熱交換器を通る空気とが所定比率で混合されて手術室内に吹出されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は手術室に装備される空調装置に関する。

手術室の空調装置は、周知のように、外部から新鮮な空気を吸引し、殺菌用フィルターを通過させて手術室に吹き出すとともに、手術室内の空気圧を外部に対して常に正圧に保持することにより、清浄な状態が保持されるようにしている。
また、近年の医療の高度化に伴い、手術室に装備されるＭＥ機器類の数は非常に多くなり、それらの機器類から放出される熱量も非常に大きいものとなっている。このため、手術室の空調装置には、その放出熱を外部に排出し、手術室内を常に適正温度に維持するとともに、手術に応じて温度制御を的確に行い得るものであることが求められ、夏季に冷房、冬季に暖房といった概念ではなく、手術中の患者や医師、看護師等の状況に従い、冷却、或いは、加温が速やかに行われるようにすることが望ましい。

なお、下記特許文献１には、手術室に手術台に向けて清浄空気を局所的に吹き出す清浄空気局所供給手段を設けると同時に、手術室の壁面に輻射冷暖房手段を設け、医師、看護師等が輻射熱により冷暖房されるようにした手術室が示されている。
また、下記特許文献２には、吹出口から吹出る清浄空気の気流を考慮することにより、手術台上の空気清浄化機能を向上させる手術室の空調装置が示されている。

特許第４７５００５８号公報特許第３６５９６４１号公報

ところで、一般に使用されている業務用或いは家庭用の冷暖房切換式のパッケージ型エアコンは、冷・暖の切換を行うと室温に比して大幅に温度が低い冷気、或いは室温に比し大幅に温度が高い暖気が吹出口から吹き出され、室内を早く目的とする冷暖房温度となるように制御系が構成されている。このため冷暖切換直後に、極端な冷気または暖気が手術中の患者や医師、看護師等に直接当たり、寒気或いは暑さを感じさせる状況、或いは、吹出口から少し離れた位置では冷気または暖気が全く当たらず暑さ、寒さ或いは暑さを感じさせることがあった。このため、手術施行に支障をきたすおそれがあった。

また、一般にヒートポンプ式のエアコンは、室内が所定の設定温度に維持されるように例えば５分間隔で自動的にヒートポンプ作動をオン・オフさせる構成であるので、吹出口の空気温度はそれによって上下に大きく変動し、その温度の変動幅は６℃以上にもなり、吹出口から吹き出される空気の温度が短時間の内に急変するという問題があるので、この点でも手術施行に支障をきたすおそれがあった。また、その際、吹出口から吹き出す空気の湿度も急変することから、湿度の大幅な変動も手術施行の支障となるおそれがあった。

そこで、本発明者らは、このような温度および湿度のオーバーシュートを防ぐ手術室用の特別な対策として、吹出口付近に電気ヒータを設け、極端な冷気が吹き出すことのないようにしていた。しかしこのような対策は、電気ヒータが消費するエネルギーのことを考えると、昨今の電気不足や省エネルギーの観点から、決して望ましいものではなかった。
本発明は、上記課題を解決しようとするものである。

本発明に係る手術室の空調装置は、手術室の下部側壁に吸気口を設けるとともに天上部に吹出口を設け、送風機を作動させることにより該吸気口から吸引した空気を前記吹出口から手術室内に吹出させる空気循環路を形成し、該空気循環路に空気を冷却または加熱する熱交換器を設け、該熱交換器を迂回して空気を流通させるバイパス路を設けるとともに該バイパス路に風量調整ダンパを設け、前記吸気口から吸引されて該バイパス路を通る空気と前記吸気口から吸引されて前記熱交換器を通る空気とが該風量調整ダンパの設定に従い所定比率で混合されて前記吹出口から手術室内に吹出されるようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、上記空調装置において冷暖切換時に風量調整ダンパを全開として多量の空気がバイパスするようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、吹出口から吹出す空気の温度、湿度等の大幅な変動が抑えられ、手術室を常に快適な環境に空調することができる。

本発明に係る手術室の空調装置の要部の配管系統図。本発明に係る空調装置の室内機の縦断面図。本発明に係る空調装置による温度の経時的変化を示すグラフ。本発明に係る空調装置による湿度の経時的変化を示すグラフ。

次に本発明に係る手術室の空調装置を図面とともに説明する。図１は手術室１に設けられる空調装置の要部の配管系統図で、２は該手術室１の中央に設置された手術台、３は手術室１の下部側壁に設けられた吸気口、４は手術室１の天上部に設けられた吹出口である。５は吸気口３から吸引した空気を吹出口４から手術室１内に吹出させるために手術室壁面内にビルトインされた空気循環路、６はその循環作動をさせるために該空気循環路５に設けられインバーターモーターの回転によって送風量が例えば１２００〜１５００ＣＭＨに補償されるようにした空気補償付きの送風機である。７は該送風機による送風量を検出するために設けられた流量センサである。また、８は該送風機６の一次側に設けた熱交換器で、該熱交換器８は、配管９を介して室外機１０に連結され、該室外機との間で冷熱媒体を循環させることにより、所謂ヒートポンプ作動をする。該熱交換器８は例えば冷却能力が４．５〜７．１ｋｗ、加熱能力が５．６〜８．０ｋｗ、それぞれ有するものであるとする。１１は吸気口３に設けられた網目フィルター、１２は吹出口４内のチャンバーに設けられた空気清浄化フィルターである。

一方、空気循環路５に前記熱交換器８を迂回して空気を流通させるようにバイパス路１３を設け、該バイパス路１３に風量調整ダンパ１４を設けるとともに、該バイパス路１３の通風量を測定するための流量センサ１５を設ける。

図２は上記送風機６、熱交換器８、バイパス路１３、風量調整ダンパ１４等が設けられた室内機の縦断面図で、熱交換器８を通って来た空気とバイパス路１３を通って来た空気とが混合室１６にて混合されて送風機６に吸引される。なお、１７は送風機６から出る騒音を吸収するために混合室１６内に設けられたスプラッタ型消音器である。また、該混合室１６の内面および送風機６室１８内面および送風ダクト１９の全体に騒音を吸収し遮断するための吸音材２０が内貼される。２１は熱交換器８に設けられた排水路である。

この空調装置には、通常の空調装置に設けられている冷暖房切換スイッチ、温度設定ダイヤル等の設定部を備えているほか、モード切換スイッチ、および、バイパス流量設定スイッチが備えられている。このモード切換スイッチは、運転モードの設定を任意にバイパスモードまたは急速モードまたは一般モードに切換えられるようにするものである。また、バイパス流量設定スイッチは、前記風量調整ダンパ１４の開度を調節しバイパス路１３を通る空気の流量を制御するものである。
なお、この手術室に設けられる外気導入路については、既存の構造であるので図示および説明を省略する。

この空調装置では、吸気口３から吸引され吹出口４から吹出る空気の循環風量が流量センサ７によって検出され、その情報を基に送風機６をインバータ制御することにより、その循環風量が１２００〜１５００ＣＭＨに維持される。
また、上記冷暖房切換スイッチが操作され、冷房から暖房または暖房から冷房に切換えられた直後である場合、および、上記モード切換スイッチの設定がバイパスモードである場合に、風量調整ダンパ１４は全開状態に設定され、吸気口３から吸引された空気の内、約５０％はバイパス路１３を通り、残りの約５０％が熱交換器８を通ることにより冷却または加熱される。このように風量調整ダンパ１４を全開状態となることにより、吸気口３から吸引した空気が高比率でバイパス路１３に迂回し、混合室１６にて熱交換器８を通ることにより冷却または加熱された空気と混合し、その混合空気が送風機６の作動により吹出口４から手術室１に吹出される。このため吸気口３から吸引した手術室１内の空気温度と吹出口４から吹出す空気温度との温度差が小幅に抑えられる。

図３は、外気温度が２９℃のときに手術室内のＭＥ機器類を稼動させた状況のもとで、この空調装置を冷房運転し設定温度２４℃にするとともに、運転モードをバイパスモードにしたときの、熱交換器８の出口付近の空気の温度Ｔ１の経時的変動と、バイパス路１３を通る空気の温度Ｔ２の経時的変動と、吹出口４から吹出す空気の温度Ｔ３の経時的変動を示したグラフである。同グラフは１分おきにこれらの温度Ｔ１〜Ｔ３を測定した結果を示し、熱交換器８の出口付近の空気の温度Ｔ１は、オン・オフ制御に起因し低い時は約１２℃、高い時は約２１℃であってその温度差は約９℃にもなる。一方、バイパス路１３を通る空気の温度Ｔ２は、殆ど変動なく２４．５℃前後である。このため吹出口４から吹出す空気温度Ｔ３の変動幅は１９〜２２℃の小幅なものとなる。

また、図４は、熱交換器８の出口付近の空気の湿度Ｈ１と、バイパス路１３を通る空気の湿度Ｈ２と、吹出口４から吹出す空気の湿度Ｈ３を図３と同様に経時的に示したグラフである。このように湿度Ｈ１は短時間で大きく変動するのに対して吹出口４の空気湿度Ｈ３の変動幅は小さく抑制される。

一方、運転モードを急速モードにしたときは、風量調整ダンパ１４は全閉状態に設定され、吸気口３から吸引した空気が全て熱交換器８を通ることにより冷却または加熱された空気が吹出口４から手術室１に吹出される。このため、急速モードのときは吹出口４から吹出される空気の温度・湿度のオーバーシュートは大きいものの急速に冷風若しくは温風を吹き出すことができる。

また、運転モードを一般モードにしたときは、上記バイパス流量設定スイッチによってバイパス路１３を通る空気の流量を自由に設定し得るようになる。このため、例えばバイパス路１３を通る空気の流量を６００ＣＭＨに設定すると、吸気口３から吸引された１２００〜１５００ＣＭＨの空気のうち残りの６００〜９００ＣＭＨが熱交換器８を通って冷却または加熱され、バイパス路１３を通る空気と混合されて送風機６の作動により吹出口４から手術室１に吹出される。このように、一般モードのときはバイパス流量を適度に設定することにより、手術室の状況に応じた最適な空調をすることができる。なお、バイパス路１３を通る空気量は流量センサ１５によって計測され風量調整ダンパ１４の開度をフィードバック制御される。

このように本発明に係る空調装置は、熱交換器を迂回して空気を流通させるバイパス路を設けるとともに該バイパス路に風量調整ダンパを設け、循環空気の一部が熱交換器をバイパスするようにしたことにより、吹出口から吹出す冷気または暖気の温度および湿度のオーバーシュートが抑えられ、手術室を常に快適な環境に空調することができる。
また、本発明に係る空調装置は、このように空気をバイパスさせて循環させるものであるので、天上部に設けられた吹出口から吹出す空気の風量が常に確保されるようになり、手術室内に常時下向気流が形成されることから手術台上を清浄化し得る。

１手術室
２手術台
３吸気口
４吹出口
５空気循環路
６送風機
７流量センサ
８熱交換器
１２空気清浄化フィルター
１３バイパス路
１４風量調整ダンパ
１５流量センサ

Claims

手術室の下部側壁に吸気口を設けるとともに天上部に吹出口を設け、送風機を作動させることにより該吸気口から吸引した空気を前記吹出口から手術室内に吹出させる空気循環路を形成し、該空気循環路に空気を冷却または加熱する熱交換器を設け、該熱交換器を迂回して空気を流通させるバイパス路を設けるとともに該バイパス路に風量調整ダンパを設け、前記吸気口から吸引されて該バイパス路を通る空気と前記吸気口から吸引されて前記熱交換器を通る空気とが該風量調整ダンパの設定に従い所定比率で混合されて前記吹出口から手術室内に吹出されるようにしたことを特徴とする手術室の空調装置。