JP2000125843A - ポータブル型空中浮遊菌サンプラ - Google Patents
ポータブル型空中浮遊菌サンプラInfo
- Publication number
- JP2000125843A JP2000125843A JP30406798A JP30406798A JP2000125843A JP 2000125843 A JP2000125843 A JP 2000125843A JP 30406798 A JP30406798 A JP 30406798A JP 30406798 A JP30406798 A JP 30406798A JP 2000125843 A JP2000125843 A JP 2000125843A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- medium
- sampler
- bacteria
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型軽量で電池寿命が長く高い捕集性能を有
するポータブル型空中浮遊菌サンプラを提供する。 【解決手段】 培地Kを所定の厚さに収納したシャーレ
Sを、筐体1のシャーレ支持部4に支持した後に、ノズ
ル保持部材3を筐体1の上部に嵌合する。モータ6を駆
動して高静圧ファン5を回転すると、空気はノズル2の
孔2aから流入して、ノズル2と培地Kの間隔を通過し
て流れる。このとき、捕集効率に最も影響を及ぼす風速
を従来の約2倍の20m/秒以上に増加すれば、培地K
は捕集板となってその表面に慣性衝突することにより、
例えば浮遊する枯草菌等が付着して十分な捕集性能を得
ることができる。
するポータブル型空中浮遊菌サンプラを提供する。 【解決手段】 培地Kを所定の厚さに収納したシャーレ
Sを、筐体1のシャーレ支持部4に支持した後に、ノズ
ル保持部材3を筐体1の上部に嵌合する。モータ6を駆
動して高静圧ファン5を回転すると、空気はノズル2の
孔2aから流入して、ノズル2と培地Kの間隔を通過し
て流れる。このとき、捕集効率に最も影響を及ぼす風速
を従来の約2倍の20m/秒以上に増加すれば、培地K
は捕集板となってその表面に慣性衝突することにより、
例えば浮遊する枯草菌等が付着して十分な捕集性能を得
ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物や細菌など
による汚染状態を調べ管理するために、室内の空中浮遊
菌を捕集するポータブル型空中浮遊菌サンプラに関する
ものである。
による汚染状態を調べ管理するために、室内の空中浮遊
菌を捕集するポータブル型空中浮遊菌サンプラに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、製薬・食品・化学・電子工業など
における生産ライン・試験研究室・バイオクリーンルー
ムや、病院をはじめとした公共施設などにおいて、空気
中に浮遊する細菌・真菌などを捕集して無菌状態を調べ
る空中浮遊菌サンプラとして、定置型とポータブル型の
ものが知られている。
における生産ライン・試験研究室・バイオクリーンルー
ムや、病院をはじめとした公共施設などにおいて、空気
中に浮遊する細菌・真菌などを捕集して無菌状態を調べ
る空中浮遊菌サンプラとして、定置型とポータブル型の
ものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例において、定置型のサンプラはJIS法により測定
で十分な捕集性能を有しているが、大型の吸引ポンプを
使用しているために駆動部が大型かつ重量も大きく、更
に動力源として交流100Vなどの電源の供給が必要と
なり、場所を移動して簡便に測定する等の操作が困難で
あるという欠点がある。
来例において、定置型のサンプラはJIS法により測定
で十分な捕集性能を有しているが、大型の吸引ポンプを
使用しているために駆動部が大型かつ重量も大きく、更
に動力源として交流100Vなどの電源の供給が必要と
なり、場所を移動して簡便に測定する等の操作が困難で
あるという欠点がある。
【0004】一方、ポータブル型のサンプラは小型軽量
化は実現されているが、シロッコファンやラジアルファ
ン等の小型のファンを使用しているために、高い静圧が
得られない。従って、ノズル部を通過する空気流量を確
保するために、低静圧で稼動可能なノズル形状となり、
捕集性能が悪くなる。逆に、捕集性能が良い吸い込みノ
ズル形状にすると、ラジアルファン等で得られる200
Pa程度の静圧では十分な流量が得られず、ノズルを通
過する風速が遅く捕集効率が低くなるという問題点があ
る。
化は実現されているが、シロッコファンやラジアルファ
ン等の小型のファンを使用しているために、高い静圧が
得られない。従って、ノズル部を通過する空気流量を確
保するために、低静圧で稼動可能なノズル形状となり、
捕集性能が悪くなる。逆に、捕集性能が良い吸い込みノ
ズル形状にすると、ラジアルファン等で得られる200
Pa程度の静圧では十分な流量が得られず、ノズルを通
過する風速が遅く捕集効率が低くなるという問題点があ
る。
【0005】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
小型軽量で、使用する電池の寿命が長いポータブル型空
中浮遊菌サンプラを提供することにある。
小型軽量で、使用する電池の寿命が長いポータブル型空
中浮遊菌サンプラを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るポータブル型空中浮遊菌サンプラは、複
数孔を有するノズルと、該ノズルを保持するノズル保持
部材と、前記ノズルの下流に位置し培地を収納するシャ
ーレを支持するシャーレ支持部と、空気流を形成するフ
ァンを有するポータブル型空中浮遊菌サンプラにおい
て、前記空気流の前記ノズルの通過風速を20m/秒以
上としたことを特徴とする。
の本発明に係るポータブル型空中浮遊菌サンプラは、複
数孔を有するノズルと、該ノズルを保持するノズル保持
部材と、前記ノズルの下流に位置し培地を収納するシャ
ーレを支持するシャーレ支持部と、空気流を形成するフ
ァンを有するポータブル型空中浮遊菌サンプラにおい
て、前記空気流の前記ノズルの通過風速を20m/秒以
上としたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0008】図1は実施例のポータブル型空中浮遊菌サ
ンプラの断面図を示し、円筒状の筐体1の上部には、図
2、図3に示すように微細な多数のノズル孔2aを備え
たノズル2がノズル保持部3により保持されている。ノ
ズル保持部3は空気の漏洩がないように、例えば螺子構
造などにより筐体1に嵌合されている。そして、ノズル
2の直下に培地Kを収納するシャーレSを支持するシャ
ーレ支持部4が設けられている。シャーレ支持部4の下
側は所定の空間が形成され、その下方にターボファンや
ボルテックスブロア等の高静圧ファン5、この高静圧フ
ァン5を駆動するモータ6及び制御回路7が配設されて
おり、ノズル2におけて風速を20m/秒以上としてい
る。
ンプラの断面図を示し、円筒状の筐体1の上部には、図
2、図3に示すように微細な多数のノズル孔2aを備え
たノズル2がノズル保持部3により保持されている。ノ
ズル保持部3は空気の漏洩がないように、例えば螺子構
造などにより筐体1に嵌合されている。そして、ノズル
2の直下に培地Kを収納するシャーレSを支持するシャ
ーレ支持部4が設けられている。シャーレ支持部4の下
側は所定の空間が形成され、その下方にターボファンや
ボルテックスブロア等の高静圧ファン5、この高静圧フ
ァン5を駆動するモータ6及び制御回路7が配設されて
おり、ノズル2におけて風速を20m/秒以上としてい
る。
【0009】なお、ノズル孔2aは図4に示すように、
例えば内径0.36mm、長さ0.5mmの直管部と、
その上方にノズル部の圧力損失を減ずるために開き角9
0度、高さ0.5mmのテーパ部とから成っている。
例えば内径0.36mm、長さ0.5mmの直管部と、
その上方にノズル部の圧力損失を減ずるために開き角9
0度、高さ0.5mmのテーパ部とから成っている。
【0010】使用に際しては、培地Kを所定の厚さに収
納したシャーレSを、筐体1のシャーレ支持部4に支持
した後に、ノズル保持部材3を筐体1の上部に嵌合す
る。モータ6を駆動して高静圧ファン5を回転すると、
図5に示すように空気はノズル2の孔2aから流入し
て、ノズル2と培地Kの間隔を通過して流れる。このと
き、ノズル2を通過する風速を20m/秒以上とするこ
とにより培地Kが捕集板となり、空中を浮遊する例えば
細菌・真菌などは培地Kの表面に慣性衝突して効率良く
培地Kに付着して捕集される。その後に、空気流は図1
の矢印のように周辺部の隙間を通ってファンによって吸
引される。
納したシャーレSを、筐体1のシャーレ支持部4に支持
した後に、ノズル保持部材3を筐体1の上部に嵌合す
る。モータ6を駆動して高静圧ファン5を回転すると、
図5に示すように空気はノズル2の孔2aから流入し
て、ノズル2と培地Kの間隔を通過して流れる。このと
き、ノズル2を通過する風速を20m/秒以上とするこ
とにより培地Kが捕集板となり、空中を浮遊する例えば
細菌・真菌などは培地Kの表面に慣性衝突して効率良く
培地Kに付着して捕集される。その後に、空気流は図1
の矢印のように周辺部の隙間を通ってファンによって吸
引される。
【0011】ここで、例えば粒径0.7μmの枯草菌を
有効に捕集するためには、図6に示す限界粒子径と捕集
効率のグラフ図から、ストークス数Stk の値を0.2以
上(√Stk =0.45以上)、好ましくは0.3以上
(√Stk =0.55以上)とすることが好適である。ス
トークス数Stk は、空気密度P、粒径d、風速U、カニ
ンガム係数C、空気の粘性η、ノズル内径Dとすると次
式で表される。
有効に捕集するためには、図6に示す限界粒子径と捕集
効率のグラフ図から、ストークス数Stk の値を0.2以
上(√Stk =0.45以上)、好ましくは0.3以上
(√Stk =0.55以上)とすることが好適である。ス
トークス数Stk は、空気密度P、粒径d、風速U、カニ
ンガム係数C、空気の粘性η、ノズル内径Dとすると次
式で表される。
【0012】Stk =PdUC/9ηD 従来のポ−タブル型空中浮遊菌サンプラでは、例えば粒
径0.7μmの枯草菌に対して実験を行ったところ、風
速11.8m/秒、ノズル径0.6mmで、捕集効率は
10%程度である。これは前式からストークス数Stk の
値が0.07程度(√Stk =0.27程度)となり、十
分な捕集性能は得られない。この粒径0.7μmの枯草
菌に対する捕集効率を90%以上とするためには、スト
ークス数Stk の値を0.2〜0.3(√Stk =0.45
〜0.55)とする必要があり、前式によりStk =0.
3の場合を計算すると、風速を従来の約4.1倍の4
8.4m/秒に上げなければならない。
径0.7μmの枯草菌に対して実験を行ったところ、風
速11.8m/秒、ノズル径0.6mmで、捕集効率は
10%程度である。これは前式からストークス数Stk の
値が0.07程度(√Stk =0.27程度)となり、十
分な捕集性能は得られない。この粒径0.7μmの枯草
菌に対する捕集効率を90%以上とするためには、スト
ークス数Stk の値を0.2〜0.3(√Stk =0.45
〜0.55)とする必要があり、前式によりStk =0.
3の場合を計算すると、風速を従来の約4.1倍の4
8.4m/秒に上げなければならない。
【0013】しかし、圧力損失は一般的に知られている
ように風速の2乗で増加するために、4.1倍の風速に
するためには、圧力損失と風量の双方が増加するので、
必要な仕事率[W]が従来の69倍になり、実用化は困
難である。
ように風速の2乗で増加するために、4.1倍の風速に
するためには、圧力損失と風量の双方が増加するので、
必要な仕事率[W]が従来の69倍になり、実用化は困
難である。
【0014】次に、ノズルの孔数を減らして風量を1/
4.1に下げることにより、必要な電力を1/4.1に
下げることができるが、この場合でも元の電力に比較し
て17倍程度大きい仕事率[W]を要する。ストークス
数Stk は前式に示すように、ノズル孔径に反比例するの
で、ノズルの孔径が小さい程、ストークス数Stk は大き
くなり、捕集効率は高くなる。従って、ノズル孔径を
0.6mmから0.36mmへ小さくすれば、粒径0.
7μmの枯草菌に対する捕集効率を90%以上にするた
めの風速は、48.4m/秒から29.0m/秒に下げ
ることができる。このように風速が下がれば、圧力損失
が下がり必要な電力も小さくなる。
4.1に下げることにより、必要な電力を1/4.1に
下げることができるが、この場合でも元の電力に比較し
て17倍程度大きい仕事率[W]を要する。ストークス
数Stk は前式に示すように、ノズル孔径に反比例するの
で、ノズルの孔径が小さい程、ストークス数Stk は大き
くなり、捕集効率は高くなる。従って、ノズル孔径を
0.6mmから0.36mmへ小さくすれば、粒径0.
7μmの枯草菌に対する捕集効率を90%以上にするた
めの風速は、48.4m/秒から29.0m/秒に下げ
ることができる。このように風速が下がれば、圧力損失
が下がり必要な電力も小さくなる。
【0015】本実施例において、ノズル部の空気流の通
過風速と枯草菌に対する捕集効率との関係は、実験から
図7に示すようになる。この結果から90%以上の捕集
効率を得るには23m/秒程度の風速が必要となり、例
えば最低50%以上の捕集効率を維持するためには、2
0m/秒以上の風速を必要とすることが分かる。
過風速と枯草菌に対する捕集効率との関係は、実験から
図7に示すようになる。この結果から90%以上の捕集
効率を得るには23m/秒程度の風速が必要となり、例
えば最低50%以上の捕集効率を維持するためには、2
0m/秒以上の風速を必要とすることが分かる。
【0016】実用上、50%以上の捕集効率を維持する
ことができれば、極めて有効であるが、従来の市販のポ
ータブル型サンプラでは、ラジアル型ファンを使用して
いるために、このような高静圧を得ることができない。
ことができれば、極めて有効であるが、従来の市販のポ
ータブル型サンプラでは、ラジアル型ファンを使用して
いるために、このような高静圧を得ることができない。
【0017】従って、本実施例においては、20m/秒
以上の風速を実現するために、例えば定格風量時で40
0Pa以上のターボファンを使用して、従来の問題点で
ある低静圧を解消し、従来のポータブル型のものと比較
して高い捕集効率を得ることができ、更に高静圧を有す
る定置式のものとほぼ同等以上の性能を保持している。
以上の風速を実現するために、例えば定格風量時で40
0Pa以上のターボファンを使用して、従来の問題点で
ある低静圧を解消し、従来のポータブル型のものと比較
して高い捕集効率を得ることができ、更に高静圧を有す
る定置式のものとほぼ同等以上の性能を保持している。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るポータ
ブル型空中浮遊菌サンプラは、複数孔を有するノズルを
通過する空気流の風速を20m/秒以上とすることによ
り、小型軽量のポータブル型にも拘らず、高い捕集性能
で長時間持続して使用することが可能となり、低価格高
性能の使い易い装置となる。
ブル型空中浮遊菌サンプラは、複数孔を有するノズルを
通過する空気流の風速を20m/秒以上とすることによ
り、小型軽量のポータブル型にも拘らず、高い捕集性能
で長時間持続して使用することが可能となり、低価格高
性能の使い易い装置となる。
【図1】実施例のサンプラの断面図である。
【図2】ノズルの正面図である。
【図3】ノズルの側面図である。
【図4】ノズルの孔部の断面図である。
【図5】空気流の説明図である。
【図6】限界粒子径と捕集効率のグラフ図である。
【図7】ノズル通過風速と捕集効率のグラフ図である。
1 筐体 2 ノズル 3 ノズル保持部材 4 シャーレ支持部材 5 高静圧ファン 6 モータ 7 制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月16日(1999.4.1
6)
6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】従来、製薬・食品工業などや、病院を始
めとした公共施設などにおいて、空気中に浮遊する細菌
・真菌などを捕集して微生物汚染状態を調べる空中浮遊
菌サンプラとして、定置型とポータブル型のものが知ら
れている。特に、ポータブル型空中浮遊菌サンプラは、
バイオクリーンルーム、製薬・食品工業の生産ラインな
どの微生物汚染状態の注意・管理を要求される場所で、
汚染状態の管理や調査のためにそれらの空間内部におい
て使用されている。
めとした公共施設などにおいて、空気中に浮遊する細菌
・真菌などを捕集して微生物汚染状態を調べる空中浮遊
菌サンプラとして、定置型とポータブル型のものが知ら
れている。特に、ポータブル型空中浮遊菌サンプラは、
バイオクリーンルーム、製薬・食品工業の生産ラインな
どの微生物汚染状態の注意・管理を要求される場所で、
汚染状態の管理や調査のためにそれらの空間内部におい
て使用されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】図1は実施例のポータブル型空中浮遊菌サ
ンプラの断面図を示し、円筒状の筐体1の上部には、図
2、図3に示すように微細な多数のノズル孔2aを備え
たノズル2がノズル保持部3により保持されている。ノ
ズル保持部3は空気の漏洩がないように、例えば螺子構
造などにより筐体1に嵌合されている。そして、ノズル
2の直下に培地Kを収納するシャーレSを支持するシャ
ーレ支持部4が設けられている。シャーレ支持部4の下
側は所定の空間が形成され、その下方にターボファンや
ボルテックスブロア等の高静圧ファン5、この高静圧フ
ァン5を駆動するモータ6及び制御回路7が配設されて
おり、ノズル2において風速を20m/秒以上としてい
る。
ンプラの断面図を示し、円筒状の筐体1の上部には、図
2、図3に示すように微細な多数のノズル孔2aを備え
たノズル2がノズル保持部3により保持されている。ノ
ズル保持部3は空気の漏洩がないように、例えば螺子構
造などにより筐体1に嵌合されている。そして、ノズル
2の直下に培地Kを収納するシャーレSを支持するシャ
ーレ支持部4が設けられている。シャーレ支持部4の下
側は所定の空間が形成され、その下方にターボファンや
ボルテックスブロア等の高静圧ファン5、この高静圧フ
ァン5を駆動するモータ6及び制御回路7が配設されて
おり、ノズル2において風速を20m/秒以上としてい
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】ここで、例えば粒径0.7μmの枯草菌を
有効に捕集するためには、図6に示す限界粒子径と捕集
効率の理想グラフ図(エアロゾルテクノロジー 114
頁図5.8 インパクターの限界粒子径の理想と実際;
1985年4月10日、株式会社井上書院発行)におい
て、捕集効率を50%以上に設定するのであれば、スト
ークス数Stk の値を0.22以上(√Stk =0.47以
上)、95%以上の捕集効率とするのであれば0.3以
上(√Stk =0.55以上)とすることが好適である。
なお、ストークス数Stk は、粒子密度ρ、粒径d、風速
U、カニンガム係数C、空気の粘性η、ノズル内径Dと
すると次式で表される。
有効に捕集するためには、図6に示す限界粒子径と捕集
効率の理想グラフ図(エアロゾルテクノロジー 114
頁図5.8 インパクターの限界粒子径の理想と実際;
1985年4月10日、株式会社井上書院発行)におい
て、捕集効率を50%以上に設定するのであれば、スト
ークス数Stk の値を0.22以上(√Stk =0.47以
上)、95%以上の捕集効率とするのであれば0.3以
上(√Stk =0.55以上)とすることが好適である。
なお、ストークス数Stk は、粒子密度ρ、粒径d、風速
U、カニンガム係数C、空気の粘性η、ノズル内径Dと
すると次式で表される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】Stk =ρd2 UC/9ηD 従来のポ−タブル型空中浮遊菌サンプラでは、例えば粒
径0.7μmの枯草菌に対して実験を行ったところ、風
速11.8m/秒、ノズル径0.6mmで、捕集効率は
10%程度である。これは前式からストークス数Stk の
値が0.07程度(√Stk =0.27程度)となり、十
分な捕集性能は得られない。この粒径0.7μmの枯草
菌に対する捕集効率を90%以上とするためには、スト
ークス数Stk の値を0.2〜0.3(√Stk =0.45
〜0.55)とする必要があり、前式によりStk =0.
3の場合を計算すると、風速を従来の約4.1倍の4
8.4m/秒に上げなければならない。
径0.7μmの枯草菌に対して実験を行ったところ、風
速11.8m/秒、ノズル径0.6mmで、捕集効率は
10%程度である。これは前式からストークス数Stk の
値が0.07程度(√Stk =0.27程度)となり、十
分な捕集性能は得られない。この粒径0.7μmの枯草
菌に対する捕集効率を90%以上とするためには、スト
ークス数Stk の値を0.2〜0.3(√Stk =0.45
〜0.55)とする必要があり、前式によりStk =0.
3の場合を計算すると、風速を従来の約4.1倍の4
8.4m/秒に上げなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (C12M 1/26 C12R 1:645) (C12M 1/26 C12R 1:125)
Claims (2)
- 【請求項1】 複数孔を有するノズルと、該ノズルを保
持するノズル保持部材と、前記ノズルの下流に位置し培
地を収納するシャーレを支持するシャーレ支持部と、空
気流を形成するファンを有するポータブル型空中浮遊菌
サンプラにおいて、前記空気流の前記ノズルの通過風速
を20m/秒以上としたことを特徴とするポータブル型
空中浮遊菌サンプラ。 - 【請求項2】 前記ファンは定格風量時で400Pa以
上の高静圧ファンとした請求項1に記載のポータブル型
空中浮遊菌サンプラ。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30406798A JP2000125843A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | ポータブル型空中浮遊菌サンプラ |
TW088118073A TW409186B (en) | 1998-10-26 | 1999-10-19 | Portable sampling device for air floating bacterium |
AT99949321T ATE327316T1 (de) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Tragbarer, luftgetragener behälter zur probennahme |
EP99949321A EP1126021B1 (en) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Portable air-borne bacteria sampler |
DE69931515T DE69931515T2 (de) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Tragbarer, luftgetragener behälter zur probennahme |
PCT/JP1999/005784 WO2000024865A1 (fr) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Appareil d'echantillonnage de bacteries de l'atmosphere portable |
US09/807,868 US6565638B1 (en) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Portable air-borne bacteria sampler |
CA002348978A CA2348978A1 (en) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Portable type airborne microorganism sampler |
CNB998122629A CN1177031C (zh) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | 手提型空中浮游菌取样器 |
HK02103671.8A HK1042110B (zh) | 1998-10-26 | 2002-05-15 | 手提型空中浮游菌取樣器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30406798A JP2000125843A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | ポータブル型空中浮遊菌サンプラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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