JP5222391B1 - 局所型清浄空気供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高清浄度空間の範囲を視覚的に確認でき、清浄空気の吹き出し方向を簡単に調整できるほか、吹き出し方向の適否を容易に確認することができる局所型清浄空気供給装置を提供する。
【解決手段】電源供給部３と、制御部４と、回動自在なように支持された清浄空気供給部５とを有し、清浄空気供給部５は、電源供給部３から供給される駆動電力によって駆動するファンと、プレフィルターと、メインフィルターとを内蔵し、吸引された空気が、プレフィルター及びメインフィルターを通過して清浄化されたのち、空気吹出口５ａから前方へ吹き出されるように構成されるとともに、高さ位置、左右方向への首振り角度等を自在に調整できるように構成され、空気吹出口５ａから供給される清浄空気によって清浄空気供給部５の前方に形成される高清浄度空間の範囲を視覚化するレーザー発光部７（照準手段）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内の局所的な範囲において高清浄度空気を供給することができる局所型清浄空気供給装置に関する。

半導体をはじめとする精密機器や滅菌医療機器等のように、製造に際して極めて高い清浄度の環境が必要とされる製品は、室内空間の全体を高清浄度化したクリーンルームにおいて製造されている。クリーンルーム、或いは、これを実現するための空気清浄化装置等の適用用途は、精密機器等の製造設備に限定されるものではなく、例えば、医療の現場（手術室、処置室等）において適用した場合には、手術或いは処置の際に感染症が発生する可能性を著しく低下できる可能性がある。

但し、感染症を回避することを目的として手術室や処置室に空気清浄化装置等を適用する場合、必ずしも室内空間の全体を高清浄度化する必要はなく、対象部分（手術の対象となる患部、或いは、処置の対象となる部分）を中心とする一定の範囲において、局所的に高清浄度空間をつくり出すことができれば十分である。このような観点から、室内空間の全体ではなく、特定の範囲に限定して局所的に清浄空気を供給できる装置（局所型清浄空気供給装置）が知られている。

特開２０００−３１６９６２号公報 特開２００６−１５０３２７号公報

局所型清浄空気供給装置は、室内から取り込んだ空気を、ＨＥＰＡフィルター等によって清浄化したのち、一定の方向へ吹き出して、室内の限定された領域（空気吹出口の前方）に、高清浄度空間を形成するというものであり、局所型清浄空気供給装置を稼働させると、室内には、高清浄度空間と、それ以外の空間とが併存することになる。但し、当然のことながら、それらの境界は視認することができない。このため、次のような問題がある。

局所型清浄空気供給装置の空気吹出口の前方の空間であって、空気が勢いよく流れているところは「高清浄度空間である」と考えることもできるが、境界付近においては、その周辺に存在してる塵埃等が巻き込まれて、必ずしも高清浄度とは言えない可能性がある。従って、高清浄度空間は、空気流の境界付近よりも更に内側寄りの限定的な領域（空気流の中心線から一定の範囲内）ということになる。

局所型清浄空気供給装置を用いて、手術或いは処置の際に生じうる感染症を防止しようとする場合、患部等の対象部分を中心とする一定の範囲が、局所型清浄空気供給装置によって形成される高清浄度空間の内側に位置するように、清浄空気の吹き出し方向を調整する必要があるが、上述の通り、高清浄度空間とそれ以外の空間の境界は、視認することができないため、調整作業が煩雑で、時間がかかり、更に、吹き出し方向が適正であるかどうか（対象部分が高清浄度空間の内側に位置しているかどうか）を確認することができない、という問題がある。

もちろん、対象部分の直近位置に空気吹出口を配置することができれば、このような問題は生じないが、対象部分の直近位置には、手術用或いは処置用の各種機器が配置されることが多く、また、手術或いは処置のためのスペースが必要となるため、空気吹出口は、対象部分からある程度離れた位置に配置しなければならない。そして、吹き出し方向の調整作業は、対象部分からの離間距離に比例して難しくなる。

また、調整作業が一旦完了したのち、手術或いは処置の継続中に、外力等に起因して、使用者の意図に反して吹き出し方向が変更され、対象部分が高清浄度空間から外れてしまう可能性があり、この場合、高清浄度空間の境界が視認できないため、そのことが把握されないまま、手術或いは処置が継続されてしまうという問題がある。

更に、空気吹出口の設置位置を、対象部分から十分に近い範囲内に確保できない場合（離れた位置に設置せざるを得ないような場合）には、対象部分付近において高清浄度空間を形成できない可能性があるが、この場合も、境界が視認できないため、対象部分が高清浄度空間の内側に位置しているかどうかを確認することができない、という問題がある。

本発明は、上記のような従来技術における課題を解決しようとするものであって、高清浄度空間の範囲を視覚的に確認でき、清浄空気の吹き出し方向を簡単に調整できるほか、吹き出し方向の適否を容易に確認することができる局所型清浄空気供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る局所型清浄空気供給装置は、電源供給部と、制御部と、回動自在なように支持された清浄空気供給部と、を有し、清浄空気供給部は、電源供給部から供給される駆動電力によって駆動するファンと、プレフィルターと、メインフィルターとを内蔵し、吸引された空気が、プレフィルター及びメインフィルターを通過して清浄化されたのち、空気吹出口から前方へ吹き出されるように構成されるとともに、高さ位置、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度を自在に調整できるように構成され、空気吹出口から清浄空気が供給される清浄空気供給部の前方の空間において高清浄度が保証される範囲を視覚化する照準手段を有し、照準手段は、空気吹出口の前方へ向かってそれぞれレーザー光線を出力する複数のレーザー発光部によって構成され、清浄空気供給部の前方の空間において高清浄度が保証される範囲を取り囲むようにレーザー光線が出力されることを特徴としている。

尚、清浄空気供給部は、複数のヒンジを有する多関節自在アームを介して支柱等に支持され、三次元位置を自在に調整できるように構成されていることが好ましい。

照準手段は、空気吹出口から吹き出される清浄空気の流れの中心線と平行して、当該中心線から所定の距離を置いた位置を通って、各レーザー光線が出力されるように構成されていることが好ましい。

清浄空気供給部の筐体の中には、加速度センサーが内蔵されていることが好ましく、清浄空気供給部の三次元位置、左右方向への首振り角度、或いは、俯き角度が変更された場合、これが加速度センサーによって検知され、その後一定の時間にわたって、レーザー光線、スポットレーザービーム、又は、スポットビームが自動的に出力されるように構成されていることが好ましい。

また、清浄空気供給部に、距離計測手段が配置され、清浄空気供給部から対象部分までの距離を自動的に計測し、当該距離の値が一定の値を超えた場合に、照準手段によって視覚化される範囲について、高清浄度を保証できないことを警告するように構成されていることが好ましい。

更に、警告を発するか否かを決定する離間距離の閾値が、空気吹出口から吹き出される清浄空気の設定風量に応じて適正な値に自動的に設定されるように構成されていることが好ましい。

本発明に係る局所型清浄空気供給装置は、照準手段により、空気吹出口から供給される清浄空気によって清浄空気供給部の前方に形成される高清浄度空間の範囲を視覚化することができ、高清浄度空間とそれ以外の空間の境界を容易に視認できるため、清浄空気の吹き出し方向を簡単に調整することができ、更に、吹き出し方向が適正であるかどうかを確認することができる。

また、清浄空気供給部の筐体の中に加速度センサーを内蔵し、清浄空気供給部の三次元位置等が変更された場合にこれを検知し、その後一定の時間にわたって、レーザー光線等が出力されるように構成した場合には、使用中に、使用者の意図に反して吹き出し方向が変更されてしまったような場合において、そのことを使用者に対し直ちに了知させることができるほか、対象部分が高清浄度空間から外れてしまった場合には、直ちに吹き出し方向を再調整することができる。

更に、清浄空気供給部に距離計測手段を配置し、対象部分から離れ過ぎていることを警告するように構成した場合には、高清浄度が保証される離間距離（対象部分から空気吹出口までの距離）を確認することができ、高清浄度空間から外れた位置で手術或いは処置が実行されるという問題を好適に回避することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る局所型清浄空気供給装置１の斜視図である。 図２は、本発明の第二実施形態に係る局所型清浄空気供給装置１の側面図である。

以下、添付図面に沿って本発明「局所型清浄空気供給装置」の実施形態（第一実施形態、及び、第二実施形態）について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る局所型清浄空気供給装置１の斜視図である。図示されているように、この局所型清浄空気供給装置１は、基本的には、ベース２と、ベース２上に載置された電源供給部３と、制御部４と、制御部４の上方において支持された清浄空気供給部５とによって構成されている。

ベース２は、下端にキャスター２ａが取り付けられており、装置全体を簡単に移動させることができ、また、キャスター２ａに付属するストッパーを作動させることにより、簡単には移動しないようにすることもできる。

電源供給部３は、制御部４及び清浄空気供給部５へ電力を供給するものであり、ＡＣ１００Ｖ用の電源コード（図示せず）を付帯しているほか、バッテリーを搭載しており、一般的な商用電源コンセントに電源コードを接続して使用することもできるし、予めバッテリーに充電しておくことにより、電源コンセントに接続しない状態で使用することもできる。

清浄空気供給部５は、電源供給部３から供給される駆動電力によって駆動するファンと、不織布によって構成されるプレフィルターと、ＨＥＰＡフィルターによって構成されるメインフィルターを内蔵している。そして、ファンを駆動させると、背面側に形成されている空気吸入口（図示せず）から空気が吸引され、内部に流入した空気は、プレフィルター及びメインフィルターを通過して清浄化されたのち、前面側に形成されている空気吹出口５ａから、前方へ吹き出されるようになっている。

清浄空気供給部５は、昇降可能な支柱６の上端に対し、垂直軸線Ｖ周り、及び、水平軸線Ｈ周りに回動自在なように取り付けられており、電源供給部３及び制御部４に対し、清浄空気供給部５を上下方向へ移動させることにより高さ位置を調整できるほか、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度を自在に調整でき、これにより空気吹出口５ａからの清浄空気の供給方向を自由に設定できるようになっている。

清浄空気供給部５の前面（空気吹出口５ａの周囲或いは内側）には、照準手段（レーザー発光部７）が配置されている。この照準手段は、空気吹出口５ａから供給される清浄空気によって清浄空気供給部５の前方に形成される高清浄度空間の範囲（より具体的には、クラス１００の清浄度が保証される範囲）を視覚化するためのものである。

本実施形態においては、照準手段は四つのレーザー発光部７（７ａ〜７ｄ）によって構成されている。より詳細には、図１に示すように、レーザー発光部７ａ〜７ｄは、清浄空気供給部５の前面であって、空気吹出口５ａの上方、下方、及び、左右側方にそれぞれ一つずつ配置されており、レーザー発光部７ａ，７ｂからは、空気吹出口５ａの前方へ向かって水平なレーザー光線（水平基準線Ｌ１，Ｌ２）がそれぞれ出力され、レーザー発光部７ｃ，７ｄからは、垂直なレーザー光線（垂直基準線Ｌ３，Ｌ４）がそれぞれ出力されるようになっている。

これらのレーザー光線（基準線Ｌ１〜Ｌ４）は、空気吹出口５ａから吹き出される清浄空気の流れの中心線Ｄと平行して、当該中心線Ｄから所定の距離を置いた位置を通って、空気吹出口５ａから供給される清浄空気によって清浄空気供給部５の前方に形成されるクラス１００の高清浄度空間を取り囲むように出力される。

従って、この局所型清浄空気供給装置１を手術室に設置し、患者に対して手術が行われる間、当該患者の患部を中心とする局所的な空間を高清浄度に維持しようとする場合、当該患者の患部が、レーザー発光部７ａ〜７ｄから出力されるレーザー光線（基準線Ｌ１〜Ｌ４）によって囲まれるように、清浄空気供給部５の高さ位置、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度を調整すればよい。

尚、本実施形態においては、清浄空気供給部５の筐体の中に加速度センサーが内蔵されており、清浄空気供給部５の高さ位置、左右方向への首振り角度、或いは、俯き角度が変更された場合、これが加速度センサーによって検知され、その後一定の時間（例えば５秒間）、レーザー発光部７ａ〜７ｄからレーザー光線が自動的に出力されるように構成されている。従って、位置合わせ（清浄空気供給部５の高さ或いは向きの調整、即ち、清浄空気の吹き出し方向の調整）を行う場合には、清浄空気供給部５を少しだけ動かせば、レーザー光線が出力されることなり、対象部分（患者の患部等）或いはその周辺部分に照射された基準線Ｌ１〜Ｌ４を参照しながら清浄空気供給部５の高さ或いは向きの調整を行えばよい。

また、使用者の意図に反して、外力により局所型清浄空気供給装置１が移動してしまったような場合や、清浄空気供給部５の向きが変更されてしまったような場合にも、加速度センサーが反応してレーザー発光部７ａ〜７ｄからレーザー光線が自動的に出力されることになり、清浄空気供給部５から吹き出される清浄空気によって形成されるクラス１００の高清浄度範囲が、対象部分（患者の患部等）から外れてしまったか否かを容易に確認することができる。

尚、レーザー発光部７ａ〜７ｄからのレーザー光線の出力は、制御部４の操作パネル４ａを操作することによって手動で行うこともできる。

図２は、本発明の第二実施形態に係る局所型清浄空気供給装置１の側面図である。本実施形態においては、清浄空気供給部５が、支柱６の上端に対し、複数のヒンジ８ａを有する多関節自在アーム８を介して支持されており、図２に示す位置から、上下方向、左右方向、及び、前後方向へ自由に移動させることができ、多関節自在アーム８の可動範囲内において清浄空気供給部５の三次元位置を自在に調整できるほか、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度を自在に調整でき、これにより空気吹出口５ａからの清浄空気の供給方向を自由に設定することができる。従って、例えば図２に示すように、手術台１０の上方において、手術用或いは処置用の各種機器と干渉しない位置に配置することができる。

本実施形態の局所型清浄空気供給装置１は、多関節自在アーム８を介して清浄空気供給部５が支持されている点においてのみ第一実施形態と相違しており、その他の構成においては概ね第一実施形態と一致している。即ち、ベース２の下端には、ストッパー付きのキャスター２ａが取り付けられており、電源供給部（本実施形態においては、電源供給部は、制御部とともに、コントロールボックス９内に収容されている）は、電源コードを付帯しているほか、バッテリーを搭載しており、清浄空気供給部５は、ファン、プレフィルター（不織布）、及び、メインフィルター（ＨＥＰＡフィルター）を内蔵し、前面側に形成されている空気吹出口５ａから、清浄空気が前方へ吹き出されるようになっている。

また、清浄空気供給部５には加速度センサーが内蔵され、更に、清浄空気供給部５の前面には、空気吹出口５ａから供給される清浄空気によって清浄空気供給部５の前方に形成されるクラス１００の高清浄度空間の範囲を視覚化するための照準手段（レーザー発光部７ａ〜７ｄ）が配置されている。

尚、第一実施形態及び第二実施形態においては、照準手段として、清浄空気供給部５の前方に形成されるクラス１００の高清浄度空間を取り囲むように、空気吹出口５ａの前方へ向かって水平基準線Ｌ１，Ｌ２、及び、垂直基準線Ｌ３，Ｌ４を出力するレーザー発光部７ａ〜７ｄが用いられているが、レーザー発光部を空気吹出口５ａの中心位置に配置し、空気吹出口５ａから吹き出される清浄空気の流れの中心線Ｄと一致するようにスポットレーザービームが出力されるように構成してもよく、また、レーザービームではなく、ＬＥＤ（或いはその他の光源）からスポットビームが出力されるように構成してもよい。

この場合、出力されるスポットレーザービーム或いはスポットビームが、対象部分（患者の患部等）の中央に当たるように、清浄空気供給部５の高さ位置（或いは三次元位置）、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度等を調整して位置合わせ（清浄空気の吹き出し方向の調整）を行えばよい。

更に、清浄空気供給部５の前面に、距離計測手段（レーザー距離計等）を配置し、清浄空気供給部５から対象部分までの距離（離間距離）を自動的に計測し、離間距離の値が大き過ぎる場合（清浄空気供給部５が対象部分から離れ過ぎている場合）には、照準手段によって視覚化される範囲について、クラス１００の清浄度を保証できないことを警告する（例えば、ブザー音を鳴動させ、警告ランプを点灯、或いは、点滅させる等）ように構成してもよい。

尚、クラス１００の清浄度が保証される離間距離（清浄空気供給部５から対象部分までの距離）は、空気吹出口５ａから吹き出される清浄空気の風量によって変化する。より具体的には、風量が多ければ、より離れた位置まで高清浄度空間が形成され、風量が少なければ、高清浄度空間は、より近い位置に限定されることになる。従って、距離計測手段による計測値によって警告が発せられるように構成する場合には、警告を発するか否かを決定する離間距離の閾値が、空気吹出口５ａから吹き出される清浄空気の設定風量に応じて自動的に設定されるように構成することが好ましい。

１：局所型清浄空気供給装置、
２：ベース、
２ａ：キャスター、
３：電源供給部、
４：制御部、
４ａ：操作パネル、
５：清浄空気供給部、
５ａ：空気吹出口、
６：支柱、
７，７ａ〜７ｄ：レーザー発光部、
８：多関節自在アーム、
８ａ：ヒンジ、
９：コントロールボックス、
１０：手術台、
Ｄ：清浄空気の流れの中心線、
Ｈ：水平軸線、
Ｌ１，Ｌ２：水平基準線、
Ｌ３，Ｌ４：垂直基準線、
Ｖ：垂直軸線、

Claims (6)

1. 電源供給部と、制御部と、回動自在なように支持された清浄空気供給部と、を有する局所型清浄空気供給装置であって、
   清浄空気供給部は、電源供給部から供給される駆動電力によって駆動するファンと、プレフィルターと、メインフィルターとを内蔵し、吸引された空気が、プレフィルター及びメインフィルターを通過して清浄化されたのち、空気吹出口から前方へ吹き出されるように構成されるとともに、高さ位置、左右方向への首振り角度、及び、俯き角度を自在に調整できるように構成され、
   空気吹出口から清浄空気が供給される清浄空気供給部の前方の空間において高清浄度が保証される範囲を視覚化する照準手段を有し、
   照準手段は、空気吹出口の前方へ向かってそれぞれレーザー光線を出力する複数のレーザー発光部によって構成され、清浄空気供給部の前方の空間において高清浄度が保証される範囲を取り囲むようにレーザー光線が出力されることを特徴とする局所型清浄空気供給装置。
2. 清浄空気供給部が、複数のヒンジを有する多関節自在アームを介して支持されており、三次元位置を自在に調整できるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の局所型清浄空気供給装置。
3. 空気吹出口から吹き出される清浄空気の流れの中心線と平行して、当該中心線から所定の距離を置いた位置を通って、各レーザー光線が出力されるように構成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の局所型清浄空気供給装置。
4. 清浄空気供給部の筐体の中に加速度センサーが内蔵され、清浄空気供給部の三次元位置、左右方向への首振り角度、或いは、俯き角度が変更された場合、これが加速度センサーによって検知され、その後一定の時間にわたって、レーザー光線が自動的に出力されるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の局所型清浄空気供給装置。
5. 清浄空気供給部に、距離計測手段が配置され、清浄空気供給部から対象部分までの距離を自動的に計測し、当該距離の値が一定の値を超えた場合に、照準手段によって視覚化される範囲について、高清浄度を保証できないことを警告するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の局所型清浄空気供給装置。
6. 警告を発するか否かを決定する離間距離の閾値が、空気吹出口から吹き出される清浄空気の設定風量に応じて自動的に設定されるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の局所型清浄空気供給装置。

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