2015 Fiscal Year Annual Research Report
噴霧脱臭・除菌と置換換気の複合による快適・安全な病室換気システムの開発研究
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15H02279
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山中 俊夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80182575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲谷 寿史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20243173)
桃井 良尚 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40506870)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 噴霧 / 脱臭 / 除菌 / 置換換気 / 病室 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・一流体噴霧水ミストの噴霧性状の測定：人工気候室内において、一流体ノズルを用いて水を噴霧し、その噴霧挙動をピトー管によって測定し、平均速度分布を算出するとともに、一次元PDAシステム（DANTEC レーザードップラー粒径・速度計測器）により、粒径ごとの粒子速度、粒子個数を計測した。また自由空間のミスト挙動を標準k-ε乱流モデルを用いたCFD解析を行った。
・次亜水噴霧によるメチルメルカプタン濃度の減衰量の測定：人工気候室内において、一流体ノズルより次亜水を噴霧し、メチルメルカプタン濃度の減衰量を測定した。濃度の減衰曲線より、噴霧による脱臭量を相当換気量という形で表現し、次亜水の濃度とミスト噴霧量の組み合わせが相当換気量に及ぼす影響を明らかにした。
・体臭の成分分析：無臭室内で、6名の被験者を入れ、室内の空気をサンプリングし、人体から発生する生理排出物（bio-effluent）の成分分析を行い、体臭に含まれる汚染物の成分を特定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PDAの納品が1月になったため、ミストの噴霧性状を測定したノズルは一流体ノズルだけにして、測定を行ったが、当初の予定では平成28年度に計画をしていた脱臭実験を前倒しで年度内に行うことができた。ただし、当初予定していた置換換気室内における放射対流連成モデルの開発については、行うことができなかった。しかしながら、当初は予定していなかった病室内で発生する人体からの体臭成分の成分分析を行うことができ、全体としては、順調に進展していると言うことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の小テーマを立て、大学院生2名、学部学生1名、研究分担者2名、研究代表者1名の計6名で研究を強力に推進する。
・噴霧ミストの挙動解析手法の開発のための文献調査：噴霧ミストの挙動解析に、ミスト中の薬剤と気中のガス状汚染物質の反応を組み込むことを検討する。脱臭は化学反応にするため、非常に様々な反応が考えられる。これまでの研究では、次亜水とメチルメルカプタンを対象としてきたが、実際に考えられる多様な臭気物質に対して、適用を可能とするために、専門図書と文献調査を行い、様々な反応式と反応係数、物質拡散係数の資料を収集し整理する。
・天井低速吹出し型置換換気の検討：より広範囲な条件での制御が可能な、実大の４床室の置換換気室を作成し、患者間の汚染物の移流・拡散現象と立位人体の暴露濃度、汚染物濃度、温度の鉛直・水平分布などを測定し、解析モデルを用いて予測計算した結果と比較検証を行うことで、モデルの精度を検証し、乱流拡散係数、壁面熱伝達率などの見直しを検討する。また、汚染物の停滞や、水平分布の性状の原因を詳細に探るために、CFD解析を行うとともに、天井吹出しの境界条件が室内の気流性状、汚染物の拡散性状を簡易に予測するための気流エレメントモデルの開発を行う。天井吹出しの境界条件としては、材質（布かパンチングメタル）、小孔の大きさ、開口率、開口面積とする。
・噴霧ミストの吹出し条件が、噴霧されるミストの性状に及ぼす影響の解明：１流体、２流体、ミスト径の粒径分布、噴霧量などによって、ミスト挙動と脱臭効果がどの程度異なるのかについて、実験的に解明する。測定には、PDAを用いる。
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