空調システム
【課題】手術対象部位（術野）における十分な清浄度の確保が可能な空調システムを提供する。
【解決手段】本発明は、手術台２０５が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台２０５の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口２１０と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯３００ａと、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯３００ｂと、からなることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、手術台２０５が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台２０５の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口２１０と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯３００ａと、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯３００ｂと、からなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い清浄度が要求される手術室（バイオクリーンルーム）に好適な空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
整形外科手術などの一部の特殊な手術において利用される手術室の中には、クリーンルームの清浄度クラス１００を達成することが求められるものがある。従来はこのような清浄度を保つために採用されていた空調システムでは、手術室の天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設けて、ＨＥＰＡフィルタで浄化された空気をこの吹き出し口全面から吹き出させるようにしていた。特許文献１（特開平１１−２１８３５３号公報）には、天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を有するクリーンルームが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２１８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなクリーンルームの場合、手術対象部位（術野）の清浄度確保が目的だが、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師が清浄空気の気流の障害となり、十分な清浄度を確保することが困難である、という問題があった。
【０００４】
特に天井吹き出し方式クリーンルームの場合、天井と患者の間に設置された無影灯周囲では、熱による上昇流、天井からのダウンフロー、無影灯下面への巻き込み流などが複雑に絡み合い、それによって生じる気流の乱れと作業者からの発塵が、術野の清浄度確保を妨げる要因となっている。
【０００５】
また、従来の手術室に採用されていた空調システムにおいては、上記のように天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設け、この吹き出し口全面を利用して空気を送り出す必要があったために、空気の搬送動力が非常に大きくなり、エネルギー効率が悪い、という問題があった。また、天井面ほぼ全面に相当する面積のＨＥＰＡフィルタを用いる必要があるため、これを維持するためのメンテナンスコストが非常に高価である、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込むか、又は空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられた第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第１吹き出し口の周囲に設置され、前記第１の風速より遅い第２の風速で空気を吹き出す第２吹き出し口と、を有し、鉛直方向の投影を行ったとき、前記第１吹き出し口が形成する第１吹き出し口投影面が、前記手術台が形成する手術台投影面を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第１吹き出し口から吹き出される空気は、鉛直下方に向けられた一方向流であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第２吹き出し口から吹き出される空気は、前記手術台がない方向に向けられた一方向流であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の空調システムは、手術台の面積を含む程度の広さであり、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、を有しており、このような本発明の空調システムによれば、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度の確保が可能となる。そして、これに伴い、術野における電気メスの使用による臭気の除去ができるなど、術野の環境性能を上げることができるようになる。
【００１４】
また、本発明の空調システムによれば、天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設ける必要がなく、エネルギー効率が向上する。また、天井面ほぼ全面に相当する面積のＨＥＰＡフィルタが必要でなく、ＨＥＰＡフィルタ面積を縮小できるため、メンテナンスコストが安価となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る空調システムを適用した手術室の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る空調システムにおける手術台・ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口の配置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調システムよって吹き出される空気を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空調システムにおけるＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口のフィン配置を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る空調システムが適用された手術室の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る空調システムに基づくシミュレーション結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る空調システムに基づくシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る空調システム１００を適用した手術室の概要を示す図である。図１において、１００は空調システム、１１０は空調機、１２０はフィルタ、１３１は第１送風ファン、１３２は第２送風ファン、１３３は第３送風ファン、１３４は第４送風ファン、１４１は第１ダンパー、１４２は第２ダンパー、１４３は第３ダンパー、１５０は吸気口、１５１はフィルタ、１６０は排気口、２０５は手術台、２１０はＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口、２１１はＨＥＰＡフィルタ、２２０はＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口、２２１はＨＥＰＡフィルタ、２３０は換気口、３００ａは（第１）の無影灯、３００ｂは（第２）の無影灯をそれぞれ示している。
【００１７】
本実施形態に係る空調システム１００は、比較的高い清浄度が要求される手術室（バイオクリーンルーム）に適用されるものであり、かつ、エネルギー効率を向上させ、メンテナンスコストを安価とするために、清浄度クラス１００を達成する空間を手術台上の術野に限定する、という発想に基づいて構成されてなるものである。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０を従来の１／３程度として、小風量でも効率よく術野の清浄度を保つことにより、手術室全体のエネルギー消費量を削減するようにしている。
【００１８】
本発明に係る空調システム１００では、風量を削減しても術野における清浄度クラス１００を達成するために（１）周囲からの汚染質が術野に侵入することを防ぐ、弱いエアーカーテンを形成可能なＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の周囲に設けること、及び、（２）術野近傍で発生した汚染質を周囲へ押しやるために、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速より速くするように調整すること、の２点が重要であることを、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）による流体解析を行うことにより実証した。
【００１９】
さらに、本実施形態に係る空調システム１００では、上記のようなＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口に加え、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す無影灯（給気を行う無影灯）、或いは、空気を吸い込む無影灯（排気を行う無影灯）を任意に組み合わせて用いることで、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気
流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度を確保するようにしている。なお、無影灯を利用して、手術対象部位（術野）に対して空気を吹き出すことを、給気と定義し、無影灯を利用して、手術対象部位（術野）からの空気を吸い込むことを、排気と定義して定義する。
【００２０】
上記のような無影灯を利用した給排気システムについては後述するとして、まず、天井部に設けるＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口に基づく、手術室内の清浄度確保に係る技術について説明する。
【００２１】
図１を参照して天井部に設けられる空調システム１００の構成例を説明する。図１において、各構成間を結ぶ、矢印が付された黒線はダクトを示しており、矢印の方向はダクト中を流通する空気の方向を示している。空調システム１００における空調機１１０は、取り入れられた空気を、内蔵している冷却器、加熱器、加湿器、フィルタ（いずれも図示略）により温湿度調整と粉塵除去などを、ダクトに送り出すものである。
【００２２】
この空調機１１０から送り出された空気は、フィルタ１２０を通過した後、手術台２０５の天井部に設置されたＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０に向かうダクト、及びＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の周囲に設けられたＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に向かうダクトを流通するようになっている。ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０には、不図示のフィルタホルダが設けられており、このフィルタホルダにＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ２１１が装着されることにより、塵埃や浮游細菌などが除かれた浄化された空気を、手術台２０５に向けて吹き出すことができるようになっている。本実施形態においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０は、手術台２０５の上部に配置する。
【００２３】
なお、特許請求の範囲における「第１吹き出し口」はＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０のことを、また、「第２吹き出し口」はＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０のことをそれぞれ上位概念的に示したものである。
【００２４】
ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０に向かうダクト中には第１送風ファン１３１が、また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に向かうダクト中には第２送風ファン１３２が設けられており、これらの送風ファンが制御されることによって、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気が第１の風速となるように、また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気が第１の風速より遅い第２の風速となるように調整している。また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０には、不図示のフィルタホルダが設けられており、このフィルタホルダにＨＥＰＡフィルタ２２１が装着されることにより、塵埃や浮游細菌などが除かれた浄化された空気をエアーカーテンとして吹き出すことが可能に構成されている。
【００２５】
図２は本発明の実施形態に係る空調システムにおける手術台２０５、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０の配置関係を示す図である。図２に示すように、鉛直方向の投影を行ったとき、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０が形成するＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口投影面は、手術台２０５が形成する手術台投影面を含むようにされている。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の吹き出し面積としては、手術台の面積を含む程度であればよく、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口を天井面ほぼ全面に相当する面積とする必要はない。したがって、本発明に係る空調システム１００によれば、エネルギー効率が向上し、メンテナンスコストが安価となるのである。
【００２６】
図３は本発明の実施形態に係る空調システムよって吹き出される空気を模式的に示す図
である。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気のそれより遅くするようにしているが、これによれば、図３に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の鉛直下方のエリアで発生した塵埃は、当該エリアを囲む弱いエアーカーテンのエリアに排出されやすい傾向があるものと推察される。これに対して、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気のそれより速く設定すると、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の鉛直下方のエリアで発生した塵埃は、エアーカーテンのエリアに排出されにくい傾向があるものと推察される。
【００２７】
再び図１に戻り、第３送風ファン１３３の吸引力によって、手術室内の空気は、換気口２３０ａ、２３０ｂによって引き込まれ、一部は空調機１１０に戻され再び循環され、残りは排気口１６０から排出される。手術室内の空気の吸い込み口として、床部に近い高さに設けられている換気口２３０ａは、床部からの気流の巻き上がりや乱流を防止する機能を有しており、天井部に近い高さに設けられている換気口２３０ｂは、天井部における乱流を防止する機能を有している。
【００２８】
換気口２３０ａ、２３０ｂによって手術室内から引き込まれた空気をどの程度の割合で空調機１１０に戻し、どの程度の割合で排気口１６０から排気するかを決めるのは第１ダンパー１４１及び第２ダンパー１４２である。これらのダンパーは不図示の制御部によって適宜制御される。一方、屋外からの空気は、フィルタ１５１が設けられた吸気口１５０から、第４送風ファン１３４の吸引力によって、空調機１１０に引き込まれる。吸気口１５０と空調機１１０とを結ぶダクトの間には第３ダンパー１４３が設けられ、屋外からの空気の取り込み量などが制御される。
【００２９】
ここで、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０内、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０内におけるフィンのレイアウトについて説明する。このようなフィンは、各吹き出し口から吹き出される空気の流れを決めるものである。図４は本発明の実施形態に係る空調システムにおけるＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０、及び、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０のフィン配置を説明する図である。なお、フィンの枚数は図示されるものに限定されるものではない。
【００３０】
図４に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０内には、パンチングメタルやメッシュなどの複数の細孔を有する制風部材２１５が設けられており、この制風部材２１５によって、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出される空気は、図３に示すように鉛直下方に向けられた均一な一方向流となる。
【００３１】
また、図４に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に設けられるフィン２２５は、鉛直下方の方向に対して所定の角度θ0をなすように配されて
いる。これにより、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出される空気は、図３に示すように、手術台２０５がない方向に向けられた一方向流となる。
【００３２】
図５は本発明の実施形態に係る空調システムが適用された手術室の概略を示す図である。図５においては、手術台２０５の天面より下方に複数の下部排気口２３０ａが配されると共に、手術台２０５の天面より上方に複数の上部排気口２３０ｂが配されることを特徴としている。上部排気口２３０ｂの総開口面積は、下部排気口２３０ａの総開口面積の１／４程度が好ましい。このような手術台２０５の天面より上方に上部排気口２３０ｂが設けられることで、手術室における手術台２０５設置箇所以外の上方空間に停滞しがちな塵埃を効果的に排気することができる。なお、本実施形態においては、上部排気口２３０ｂを手術室の側壁に設けるようにしたが、本発明では、上部排気口２３０ｂは手術台２０５
の天面より上方であれば、どこに設置してもよく、例えばこれを天井面に設けるようにしてもよい。
【００３３】
次に、上記のようなＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口を利用した給気システムに加えて、本実施形態に係る空調システム１００で用いられる、給排気構造を有する無影灯３００について説明する。
【００３４】
図６は本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の斜視図であり、図７は本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００ａ、３００ｂの給排気構造を模式的に示す図である。
【００３５】
本実施形態に係る空調システム１００で用いる無影灯３００は、天井部に取り付けられており、複数のヒンジ部３１５を有する可動アーム部３１０の先端に、複数の光源部３３０が収容されてなる傘部３２０を有する構造となっている。
【００３６】
また、可動アーム部３１０、ヒンジ部３１５は中空部を有しており、当該中空部がダクトとして機能する。図７における無影灯３００ａは、天井裏に送風ファン３５０を有しており、ＨＥＰＡフィルタ３５５を介して前記中空部に送風を行うことができるようになっている。ＨＥＰＡフィルタ３５５により浄化された空気は、中空部を経て、傘部３２０における光源部３３０が配されていない空間である給排口部３４０から、手術対象部位（術野）に対して、清浄度の高い空気を給気するようになっている。
【００３７】
一方、図７における無影灯３００ｂは、天井裏にポンプ３６０を有しており、前記中空部に空気を吸引することができるようになっている。この中空部における空気の吸引により、無影灯３００ｂにおいては、手術対象部位（術野）における空気を給排口部３４０から吸引し、排気するようになっている。
【００３８】
なお、図７に示す実施形態においては、無影灯３００ａが給気システムとして機能し、無影灯３００ｂが排気システムとして機能する場合を例に挙げて説明したが、無影灯３００ａ及び無影灯３００ｂの双方を給気システムとしたり、或いは、無影灯３００ａ及び無影灯３００ｂの双方を排気」システムとしたりする構成も本発明に含まれるものである。
【００３９】
以上のように構成される空調システム１００において、熱気流解析ソフト「Ｆｌｏｗ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ」を用いてシミュレーションを行った結果を以下に示す。
【００４０】
図８は、手術室に設置された２つの無影灯３００ａ、３００ｂのいずれか一方にのみ給気システムまたは排気システムを設け、各システムの流出入風速を変化させたときの術野の粒子濃度（粒径０．５μｍ、３人在室時）を比較したものである。０．６ｍ／ｓ以下の風速では無影灯３００を排気システムとして機能させた方が清浄度確保に効果的であることが分かる。
【００４１】
図９において、（Ａ）は２つの無影灯のいずれも給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｂ）は本実施形態に係る空調システム１００において1つの無影灯３００を給気システムとして機能させ、もう１つの
無影灯については給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｃ）は本実施形態に係る空調システム１００において２つの無影灯３００を排気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｄ）は２つの無影灯３００を給気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｅ）は1つの無影灯３００を排気システムとして機能させ、もう１つの無影灯
については給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃
度を示しており、（Ｆ）は２つの無影灯３００の一方を排気システムとして機能させ、他方を給気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示している。なお、無影灯３００を給排気システムとして機能させた場合、給気・排気のいずれも０．４ｍ／ｓの風速でこれを行った結果を示している。また、ＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０からの給気は０．４ｍ／ｓの風速でこれを行った結果を示している。
【００４２】
図９に示すように、無影灯３００を給気システム、排気システムのいずれとして用いた場合でも、術野における個数粒子濃度が低減されることがわかる。また、無影灯３００のいずれか一方を、給気システム、又は排気システムとして用いた場合についても、術野個数粒子濃度を低減できることがわかる。さらに、最も好ましくは、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口からなる空調システムと、給気システムと機能する無影灯３００と、排気システムと機能する無影灯３００と、を併用した（Ｆ）のパターンによれば、術野における個数粒子濃度を極小にすることが可能となる。
【００４３】
以上のような本発明の空調システム１００によれば、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度の確保が可能となる。そして、これに伴い、術野における電気メスの使用による臭気の除去ができるなど、術野の環境性能を上げることができるようになる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。先の実施形態においては、可動アーム部３１０、ヒンジ部３１５に中空部を設けて、当該中空部がダクトとして機能させ、さらに送風ファン３５０やポンプ３６０を天井裏に設けることで、無影灯３００を給気システム又は排気システムとして機能させていた。
【００４５】
これに対して、他の実施形態においては、傘部３２０に送風ファン３５０を設けることで、、無影灯３００を給気システム又は排気システムとして機能させようにしている。以下、具体的に説明する。図１０は本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【００４６】
図１０の無影灯３００ａにおいては、ＨＥＰＡフィルタ３５５と送風ファン３５０とを組み合わせた送風システムが傘部３２０に設けられることで、術野に対して清浄度の高い空気を供給する給気システムを構成している。
【００４７】
一方、図１０の無影灯３００ａにおいては、送風ファン３５０を傘部３２０に設けることで、術野における空気を、傘部３２０の上方に排気する排気システムを構成している。
【００４８】
以上のような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができることに加えて、傘部３２０における構成のみで給排気システムを構築することが可能となるので、コストがかからなり空調システムを実現することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１１は本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【００５０】
図１１（Ａ）は給排気システムが設けられていない既設の無影灯３００を示しており、図１１（Ｂ）は上記図１１（Ａ）に示すような既設の無影灯３００に、後付けで排気システムを搭載した例を示している。
【００５１】
図１１（Ｂ）の無影灯３００ａにおいては、後付けダクト３８０を可動アーム部３１０に這わせると共に、既設の傘部３２０周辺に後付け給排気部３７０を設けて、さらに後付
けダクト３８０を天井裏に設定したポンプ３６０と接続することで、無影灯３００ａを排気システムとして機能させる例を示している。
【００５２】
また、図１１（Ｂ）の無影灯３００ｂにおいては、後付けダクト３８０を可動アーム部３１０内に設ける共に、既設の傘部３２０を給排口として利用して、さらに後付けダクト３８０を天井裏に設定したポンプ３６０と接続することで、無影灯３００ａを排気システムとして機能させる例を示している。
【００５３】
以上のような実施形態によれば、既設の無影灯３００に簡便に排気システムを後付けすることが可能となる。
【００５４】
なお、これまでの実施形態においては、無影灯３００に傘部３２０が設けられたものを例として、説明してきたが、無影灯３００における傘部３２０は必須の構成要件ではなく、傘部３２０を有しない無影灯３００によっても、本発明に係る空調システム１００を構成することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・空調システム、１１０・・・空調機、１２０・・・フィルタ、１３１・・・第１送風ファン、１３２・・・第２送風ファン、１３３・・・第３送風ファン、１３４・・・第４送風ファン、１４１・・・第１ダンパー、１４２・・・第２ダンパー、１４３・・・第３ダンパー、１５０・・・吸気口、１５１・・・フィルタ、１６０・・・排気口、２０５・・・手術台、２１０・・・ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口、２１１・・・ＨＥＰＡフィルタ、２１５・・・制風部材、２２５・・・フィン、２２０・・・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口、２２１・・・ＨＥＰＡフィルタ、２３０・・・換気口、２３０ａ・・・下部排気口、２３０ｂ・・・上部排気口、３００・・・無影灯、３１０・・・可動アーム部、３１５・・・ヒンジ部、３２０・・・傘部、３３０・・・光源部、３４０・・・給排口部、３５０・・・送風ファン、３５５・・・ＨＥＰＡフィルタ、３６０・・・ポンプ、３７０・・・後付け給排気部、３８０・・・後付けダクト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い清浄度が要求される手術室（バイオクリーンルーム）に好適な空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
整形外科手術などの一部の特殊な手術において利用される手術室の中には、クリーンルームの清浄度クラス１００を達成することが求められるものがある。従来はこのような清浄度を保つために採用されていた空調システムでは、手術室の天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設けて、ＨＥＰＡフィルタで浄化された空気をこの吹き出し口全面から吹き出させるようにしていた。特許文献１（特開平１１−２１８３５３号公報）には、天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を有するクリーンルームが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２１８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなクリーンルームの場合、手術対象部位（術野）の清浄度確保が目的だが、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師が清浄空気の気流の障害となり、十分な清浄度を確保することが困難である、という問題があった。
【０００４】
特に天井吹き出し方式クリーンルームの場合、天井と患者の間に設置された無影灯周囲では、熱による上昇流、天井からのダウンフロー、無影灯下面への巻き込み流などが複雑に絡み合い、それによって生じる気流の乱れと作業者からの発塵が、術野の清浄度確保を妨げる要因となっている。
【０００５】
また、従来の手術室に採用されていた空調システムにおいては、上記のように天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設け、この吹き出し口全面を利用して空気を送り出す必要があったために、空気の搬送動力が非常に大きくなり、エネルギー効率が悪い、という問題があった。また、天井面ほぼ全面に相当する面積のＨＥＰＡフィルタを用いる必要があるため、これを維持するためのメンテナンスコストが非常に高価である、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込むか、又は空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられた第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第１吹き出し口の周囲に設置され、前記第１の風速より遅い第２の風速で空気を吹き出す第２吹き出し口と、を有し、鉛直方向の投影を行ったとき、前記第１吹き出し口が形成する第１吹き出し口投影面が、前記手術台が形成する手術台投影面を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第１吹き出し口から吹き出される空気は、鉛直下方に向けられた一方向流であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空調システムにおいて、前記第２吹き出し口から吹き出される空気は、前記手術台がない方向に向けられた一方向流であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の空調システムは、手術台の面積を含む程度の広さであり、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、を有しており、このような本発明の空調システムによれば、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度の確保が可能となる。そして、これに伴い、術野における電気メスの使用による臭気の除去ができるなど、術野の環境性能を上げることができるようになる。
【００１４】
また、本発明の空調システムによれば、天井面ほぼ全面にＨＥＰＡフィルタを取り付けた吹き出し口を設ける必要がなく、エネルギー効率が向上する。また、天井面ほぼ全面に相当する面積のＨＥＰＡフィルタが必要でなく、ＨＥＰＡフィルタ面積を縮小できるため、メンテナンスコストが安価となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る空調システムを適用した手術室の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る空調システムにおける手術台・ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口の配置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調システムよって吹き出される空気を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空調システムにおけるＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口のフィン配置を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る空調システムが適用された手術室の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る空調システムに基づくシミュレーション結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る空調システムに基づくシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る空調システム１００を適用した手術室の概要を示す図である。図１において、１００は空調システム、１１０は空調機、１２０はフィルタ、１３１は第１送風ファン、１３２は第２送風ファン、１３３は第３送風ファン、１３４は第４送風ファン、１４１は第１ダンパー、１４２は第２ダンパー、１４３は第３ダンパー、１５０は吸気口、１５１はフィルタ、１６０は排気口、２０５は手術台、２１０はＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口、２１１はＨＥＰＡフィルタ、２２０はＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口、２２１はＨＥＰＡフィルタ、２３０は換気口、３００ａは（第１）の無影灯、３００ｂは（第２）の無影灯をそれぞれ示している。
【００１７】
本実施形態に係る空調システム１００は、比較的高い清浄度が要求される手術室（バイオクリーンルーム）に適用されるものであり、かつ、エネルギー効率を向上させ、メンテナンスコストを安価とするために、清浄度クラス１００を達成する空間を手術台上の術野に限定する、という発想に基づいて構成されてなるものである。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０を従来の１／３程度として、小風量でも効率よく術野の清浄度を保つことにより、手術室全体のエネルギー消費量を削減するようにしている。
【００１８】
本発明に係る空調システム１００では、風量を削減しても術野における清浄度クラス１００を達成するために（１）周囲からの汚染質が術野に侵入することを防ぐ、弱いエアーカーテンを形成可能なＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の周囲に設けること、及び、（２）術野近傍で発生した汚染質を周囲へ押しやるために、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速より速くするように調整すること、の２点が重要であることを、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）による流体解析を行うことにより実証した。
【００１９】
さらに、本実施形態に係る空調システム１００では、上記のようなＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口に加え、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す無影灯（給気を行う無影灯）、或いは、空気を吸い込む無影灯（排気を行う無影灯）を任意に組み合わせて用いることで、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気
流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度を確保するようにしている。なお、無影灯を利用して、手術対象部位（術野）に対して空気を吹き出すことを、給気と定義し、無影灯を利用して、手術対象部位（術野）からの空気を吸い込むことを、排気と定義して定義する。
【００２０】
上記のような無影灯を利用した給排気システムについては後述するとして、まず、天井部に設けるＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口に基づく、手術室内の清浄度確保に係る技術について説明する。
【００２１】
図１を参照して天井部に設けられる空調システム１００の構成例を説明する。図１において、各構成間を結ぶ、矢印が付された黒線はダクトを示しており、矢印の方向はダクト中を流通する空気の方向を示している。空調システム１００における空調機１１０は、取り入れられた空気を、内蔵している冷却器、加熱器、加湿器、フィルタ（いずれも図示略）により温湿度調整と粉塵除去などを、ダクトに送り出すものである。
【００２２】
この空調機１１０から送り出された空気は、フィルタ１２０を通過した後、手術台２０５の天井部に設置されたＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０に向かうダクト、及びＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の周囲に設けられたＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に向かうダクトを流通するようになっている。ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０には、不図示のフィルタホルダが設けられており、このフィルタホルダにＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ２１１が装着されることにより、塵埃や浮游細菌などが除かれた浄化された空気を、手術台２０５に向けて吹き出すことができるようになっている。本実施形態においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０は、手術台２０５の上部に配置する。
【００２３】
なお、特許請求の範囲における「第１吹き出し口」はＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０のことを、また、「第２吹き出し口」はＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０のことをそれぞれ上位概念的に示したものである。
【００２４】
ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０に向かうダクト中には第１送風ファン１３１が、また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に向かうダクト中には第２送風ファン１３２が設けられており、これらの送風ファンが制御されることによって、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気が第１の風速となるように、また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気が第１の風速より遅い第２の風速となるように調整している。また、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０には、不図示のフィルタホルダが設けられており、このフィルタホルダにＨＥＰＡフィルタ２２１が装着されることにより、塵埃や浮游細菌などが除かれた浄化された空気をエアーカーテンとして吹き出すことが可能に構成されている。
【００２５】
図２は本発明の実施形態に係る空調システムにおける手術台２０５、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０の配置関係を示す図である。図２に示すように、鉛直方向の投影を行ったとき、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０が形成するＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口投影面は、手術台２０５が形成する手術台投影面を含むようにされている。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の吹き出し面積としては、手術台の面積を含む程度であればよく、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口を天井面ほぼ全面に相当する面積とする必要はない。したがって、本発明に係る空調システム１００によれば、エネルギー効率が向上し、メンテナンスコストが安価となるのである。
【００２６】
図３は本発明の実施形態に係る空調システムよって吹き出される空気を模式的に示す図
である。本発明に係る空調システム１００においては、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気のそれより遅くするようにしているが、これによれば、図３に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の鉛直下方のエリアで発生した塵埃は、当該エリアを囲む弱いエアーカーテンのエリアに排出されやすい傾向があるものと推察される。これに対して、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出す空気の風速を、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出す空気のそれより速く設定すると、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０の鉛直下方のエリアで発生した塵埃は、エアーカーテンのエリアに排出されにくい傾向があるものと推察される。
【００２７】
再び図１に戻り、第３送風ファン１３３の吸引力によって、手術室内の空気は、換気口２３０ａ、２３０ｂによって引き込まれ、一部は空調機１１０に戻され再び循環され、残りは排気口１６０から排出される。手術室内の空気の吸い込み口として、床部に近い高さに設けられている換気口２３０ａは、床部からの気流の巻き上がりや乱流を防止する機能を有しており、天井部に近い高さに設けられている換気口２３０ｂは、天井部における乱流を防止する機能を有している。
【００２８】
換気口２３０ａ、２３０ｂによって手術室内から引き込まれた空気をどの程度の割合で空調機１１０に戻し、どの程度の割合で排気口１６０から排気するかを決めるのは第１ダンパー１４１及び第２ダンパー１４２である。これらのダンパーは不図示の制御部によって適宜制御される。一方、屋外からの空気は、フィルタ１５１が設けられた吸気口１５０から、第４送風ファン１３４の吸引力によって、空調機１１０に引き込まれる。吸気口１５０と空調機１１０とを結ぶダクトの間には第３ダンパー１４３が設けられ、屋外からの空気の取り込み量などが制御される。
【００２９】
ここで、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０内、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０内におけるフィンのレイアウトについて説明する。このようなフィンは、各吹き出し口から吹き出される空気の流れを決めるものである。図４は本発明の実施形態に係る空調システムにおけるＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０、及び、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０のフィン配置を説明する図である。なお、フィンの枚数は図示されるものに限定されるものではない。
【００３０】
図４に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０内には、パンチングメタルやメッシュなどの複数の細孔を有する制風部材２１５が設けられており、この制風部材２１５によって、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０から吹き出される空気は、図３に示すように鉛直下方に向けられた均一な一方向流となる。
【００３１】
また、図４に示すように、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０に設けられるフィン２２５は、鉛直下方の方向に対して所定の角度θ0をなすように配されて
いる。これにより、ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０から吹き出される空気は、図３に示すように、手術台２０５がない方向に向けられた一方向流となる。
【００３２】
図５は本発明の実施形態に係る空調システムが適用された手術室の概略を示す図である。図５においては、手術台２０５の天面より下方に複数の下部排気口２３０ａが配されると共に、手術台２０５の天面より上方に複数の上部排気口２３０ｂが配されることを特徴としている。上部排気口２３０ｂの総開口面積は、下部排気口２３０ａの総開口面積の１／４程度が好ましい。このような手術台２０５の天面より上方に上部排気口２３０ｂが設けられることで、手術室における手術台２０５設置箇所以外の上方空間に停滞しがちな塵埃を効果的に排気することができる。なお、本実施形態においては、上部排気口２３０ｂを手術室の側壁に設けるようにしたが、本発明では、上部排気口２３０ｂは手術台２０５
の天面より上方であれば、どこに設置してもよく、例えばこれを天井面に設けるようにしてもよい。
【００３３】
次に、上記のようなＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口を利用した給気システムに加えて、本実施形態に係る空調システム１００で用いられる、給排気構造を有する無影灯３００について説明する。
【００３４】
図６は本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の斜視図であり、図７は本発明の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００ａ、３００ｂの給排気構造を模式的に示す図である。
【００３５】
本実施形態に係る空調システム１００で用いる無影灯３００は、天井部に取り付けられており、複数のヒンジ部３１５を有する可動アーム部３１０の先端に、複数の光源部３３０が収容されてなる傘部３２０を有する構造となっている。
【００３６】
また、可動アーム部３１０、ヒンジ部３１５は中空部を有しており、当該中空部がダクトとして機能する。図７における無影灯３００ａは、天井裏に送風ファン３５０を有しており、ＨＥＰＡフィルタ３５５を介して前記中空部に送風を行うことができるようになっている。ＨＥＰＡフィルタ３５５により浄化された空気は、中空部を経て、傘部３２０における光源部３３０が配されていない空間である給排口部３４０から、手術対象部位（術野）に対して、清浄度の高い空気を給気するようになっている。
【００３７】
一方、図７における無影灯３００ｂは、天井裏にポンプ３６０を有しており、前記中空部に空気を吸引することができるようになっている。この中空部における空気の吸引により、無影灯３００ｂにおいては、手術対象部位（術野）における空気を給排口部３４０から吸引し、排気するようになっている。
【００３８】
なお、図７に示す実施形態においては、無影灯３００ａが給気システムとして機能し、無影灯３００ｂが排気システムとして機能する場合を例に挙げて説明したが、無影灯３００ａ及び無影灯３００ｂの双方を給気システムとしたり、或いは、無影灯３００ａ及び無影灯３００ｂの双方を排気」システムとしたりする構成も本発明に含まれるものである。
【００３９】
以上のように構成される空調システム１００において、熱気流解析ソフト「Ｆｌｏｗ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ」を用いてシミュレーションを行った結果を以下に示す。
【００４０】
図８は、手術室に設置された２つの無影灯３００ａ、３００ｂのいずれか一方にのみ給気システムまたは排気システムを設け、各システムの流出入風速を変化させたときの術野の粒子濃度（粒径０．５μｍ、３人在室時）を比較したものである。０．６ｍ／ｓ以下の風速では無影灯３００を排気システムとして機能させた方が清浄度確保に効果的であることが分かる。
【００４１】
図９において、（Ａ）は２つの無影灯のいずれも給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｂ）は本実施形態に係る空調システム１００において1つの無影灯３００を給気システムとして機能させ、もう１つの
無影灯については給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｃ）は本実施形態に係る空調システム１００において２つの無影灯３００を排気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｄ）は２つの無影灯３００を給気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示しており、（Ｅ）は1つの無影灯３００を排気システムとして機能させ、もう１つの無影灯
については給排気システムが設けられていない従来のものを用いた場合の術野個数粒子濃
度を示しており、（Ｆ）は２つの無影灯３００の一方を排気システムとして機能させ、他方を給気システムとして機能させた場合の術野個数粒子濃度を示している。なお、無影灯３００を給排気システムとして機能させた場合、給気・排気のいずれも０．４ｍ／ｓの風速でこれを行った結果を示している。また、ＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口２１０・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口２２０からの給気は０．４ｍ／ｓの風速でこれを行った結果を示している。
【００４２】
図９に示すように、無影灯３００を給気システム、排気システムのいずれとして用いた場合でも、術野における個数粒子濃度が低減されることがわかる。また、無影灯３００のいずれか一方を、給気システム、又は排気システムとして用いた場合についても、術野個数粒子濃度を低減できることがわかる。さらに、最も好ましくは、ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口からなる空調システムと、給気システムと機能する無影灯３００と、排気システムと機能する無影灯３００と、を併用した（Ｆ）のパターンによれば、術野における個数粒子濃度を極小にすることが可能となる。
【００４３】
以上のような本発明の空調システム１００によれば、無影灯や患者周囲で作業する医師や看護師に基づく気流の乱れを極力抑制し、手術対象部位（術野）における十分な清浄度の確保が可能となる。そして、これに伴い、術野における電気メスの使用による臭気の除去ができるなど、術野の環境性能を上げることができるようになる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。先の実施形態においては、可動アーム部３１０、ヒンジ部３１５に中空部を設けて、当該中空部がダクトとして機能させ、さらに送風ファン３５０やポンプ３６０を天井裏に設けることで、無影灯３００を給気システム又は排気システムとして機能させていた。
【００４５】
これに対して、他の実施形態においては、傘部３２０に送風ファン３５０を設けることで、、無影灯３００を給気システム又は排気システムとして機能させようにしている。以下、具体的に説明する。図１０は本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【００４６】
図１０の無影灯３００ａにおいては、ＨＥＰＡフィルタ３５５と送風ファン３５０とを組み合わせた送風システムが傘部３２０に設けられることで、術野に対して清浄度の高い空気を供給する給気システムを構成している。
【００４７】
一方、図１０の無影灯３００ａにおいては、送風ファン３５０を傘部３２０に設けることで、術野における空気を、傘部３２０の上方に排気する排気システムを構成している。
【００４８】
以上のような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができることに加えて、傘部３２０における構成のみで給排気システムを構築することが可能となるので、コストがかからなり空調システムを実現することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１１は本発明の他の実施形態に係る空調システムで用いられる無影灯３００の給排気構造を模式的に示す図である。
【００５０】
図１１（Ａ）は給排気システムが設けられていない既設の無影灯３００を示しており、図１１（Ｂ）は上記図１１（Ａ）に示すような既設の無影灯３００に、後付けで排気システムを搭載した例を示している。
【００５１】
図１１（Ｂ）の無影灯３００ａにおいては、後付けダクト３８０を可動アーム部３１０に這わせると共に、既設の傘部３２０周辺に後付け給排気部３７０を設けて、さらに後付
けダクト３８０を天井裏に設定したポンプ３６０と接続することで、無影灯３００ａを排気システムとして機能させる例を示している。
【００５２】
また、図１１（Ｂ）の無影灯３００ｂにおいては、後付けダクト３８０を可動アーム部３１０内に設ける共に、既設の傘部３２０を給排口として利用して、さらに後付けダクト３８０を天井裏に設定したポンプ３６０と接続することで、無影灯３００ａを排気システムとして機能させる例を示している。
【００５３】
以上のような実施形態によれば、既設の無影灯３００に簡便に排気システムを後付けすることが可能となる。
【００５４】
なお、これまでの実施形態においては、無影灯３００に傘部３２０が設けられたものを例として、説明してきたが、無影灯３００における傘部３２０は必須の構成要件ではなく、傘部３２０を有しない無影灯３００によっても、本発明に係る空調システム１００を構成することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・空調システム、１１０・・・空調機、１２０・・・フィルタ、１３１・・・第１送風ファン、１３２・・・第２送風ファン、１３３・・・第３送風ファン、１３４・・・第４送風ファン、１４１・・・第１ダンパー、１４２・・・第２ダンパー、１４３・・・第３ダンパー、１５０・・・吸気口、１５１・・・フィルタ、１６０・・・排気口、２０５・・・手術台、２１０・・・ＨＥＰＡフィルタ内蔵吹き出し口、２１１・・・ＨＥＰＡフィルタ、２１５・・・制風部材、２２５・・・フィン、２２０・・・ＨＥＰＡフィルタ内蔵エアーカーテン吹き出し口、２２１・・・ＨＥＰＡフィルタ、２３０・・・換気口、２３０ａ・・・下部排気口、２３０ｂ・・・上部排気口、３００・・・無影灯、３１０・・・可動アーム部、３１５・・・ヒンジ部、３２０・・・傘部、３３０・・・光源部、３４０・・・給排口部、３５０・・・送風ファン、３５５・・・ＨＥＰＡフィルタ、３６０・・・ポンプ、３７０・・・後付け給排気部、３８０・・・後付けダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項３】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項４】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込むか、又は空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられた第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項５】
前記第１吹き出し口の周囲に設置され、前記第１の風速より遅い第２の風速で空気を吹き出す第２吹き出し口と、を有し、
鉛直方向の投影を行ったとき、前記第１吹き出し口が形成する第１吹き出し口投影面が、前記手術台が形成する手術台投影面を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調システム。
【請求項６】
前記第１吹き出し口から吹き出される空気は、鉛直下方に向けられた一方向流であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空調システム。
【請求項７】
前記第２吹き出し口から吹き出される空気は、前記手術台がない方向に向けられた一方向流であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空調システム。
【請求項１】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項３】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込む第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項４】
手術台が設置された手術室の空調を行うための空調システムであって、
前記手術台の天井部に設置され、第１の風速でＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を吹き出す第１吹き出し口と、
前記天井部に取り付けられ、空気を吸い込むか、又は空気を吹き出す第１の無影灯と、
前記天井部に取り付けられた第２の無影灯と、からなることを特徴とする空調システム。
【請求項５】
前記第１吹き出し口の周囲に設置され、前記第１の風速より遅い第２の風速で空気を吹き出す第２吹き出し口と、を有し、
鉛直方向の投影を行ったとき、前記第１吹き出し口が形成する第１吹き出し口投影面が、前記手術台が形成する手術台投影面を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空調システム。
【請求項６】
前記第１吹き出し口から吹き出される空気は、鉛直下方に向けられた一方向流であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空調システム。
【請求項７】
前記第２吹き出し口から吹き出される空気は、前記手術台がない方向に向けられた一方向流であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空調システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８５６７２（Ｐ２０１３−８５６７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８４４４（Ｐ２０１１−２２８４４４）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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