JPH07170888A - 無菌育成方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無菌生物育成を実現する。 【構成】 育成室８に、負イオン発生装置１を接続す
る。負イオン発生装置１は、遠心力・コリオリ力発生装
置２と、気液分離装置４との組合せからなるものであ
る。遠心力・コリオリ力発生装置２は、イオン解離処理
と、液滴の活性化処理と、気体分子のイオン化処理を行
う機構であり、空気中に水分子付加負イオンを生成し、
気液分離装置４は、負イオンを含む空気を液滴から分離
して育成室８へ供給する。育成室８内は、常温以下で湿
度８０％以上に保たれ、負イオン１，０００個／ｃｃ以
上の負イオン含有空気の雰囲気による生物の成育環境を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無菌の空気環境の下で
動植物を育成する方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無菌生物とは、学術的には、病原菌など
を全く含まない生物の意味であり、植物では、無菌的に
取り出した胚を無菌培養したり、無菌的な雄雌を交配す
ることによって得られる。

【０００３】一方、微生物の感染の全くない無菌動物
は、最初に帝王切開で母動物から無菌的に取出され、無
菌室内で殺菌した飼料で飼育される。また、無菌生物に
特定の微生物のみを感染させたものをノトバイオードと
いい、無菌ではないが、病原性のなる特定の微生物の感
染がないものをＳＰＦ（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐａｔｈｏ
ｇｅｎ ｆｒｅｅ）動物という。

【０００４】本発明において、生物を無菌状態で成育す
ることの意味は、必ずしも実験用，学術用に用いる生物
の育成に限らず、各種ウィルス病，細菌病，糸状病及び
原虫病などから生物を保護して育成，飼育、若しくは生
体保存を行う意味である。

【０００５】動物の無菌飼育は、例えば養蚕の分野で一
定の成果を挙げている。かって、我が国は世界最大の繭
生産国であったが、昭和３０年以後、急速に衰退した。
その原因の一つに蚕病の的確な防除策を施せなかったこ
とが挙げられている。

【０００６】昭和３８年には、人工飼育による大量飼育
が試みられたが、結果は病気のために全滅したという報
告がある。その後もいくつかの失敗が重ねられたが、こ
れらの失敗から人工飼育で年中蚕を飼育するには、ノー
トバイオロジー（無菌生物学）の手法，無菌飼育法を導
入するしかないという結論が出されるに到り、その後、
蚕のウィルス病や細菌病の発生機構に関し、多くの病理
的研究がなされ、無菌飼育法を始め、独特な飼育形態が
確立された。

【０００７】無菌養蚕の無菌施設としては、稚蚕期と、
壮蚕期とでは、飼育温度が異なるため、無菌飼育室は最
低二室が必要とされる。飼育室には空調機，除菌フィル
ターが設置され、飼育室を消毒し、陽圧にすることによ
って無菌を保持している（ノートバイオロジーによる日
本蚕糸業の復興 陳 瑞英，参照）。

【０００８】また、無菌飼育法は、無菌的に蟻蚕を作出
し、無菌飼育室装置の中で無菌飼料を与えることによっ
て行われる。すなわち、蚕卵は、孵化する前に卵表面を
消毒し、無菌状態のまま孵化させるものであり、無菌人
工飼料は、飼料粉末の中に所定の水を入れ、練り合わ
せ、平板状に成形して高圧蒸煮器によって滅菌して得ら
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、除菌フ
ィルターでは、ウィルスまでも完全に除去することはで
きない。ウィルスは、大きさが１０〜３００ｎｍの小さ
な生物体である。また、蚕卵の消毒は、消毒剤の殺菌作
用によるものであるが、消毒剤の使用は、生命体として
の蚕に全く無害ではあり得ない。蚕卵は、消毒によって
生命体としての活力が低下し、ひいては、繭の品質にも
大きくかかわってくる。飼料は、高圧蒸煮によって滅菌
されるが、問題は、飼育室内で如何に滅菌状態を持続さ
せるかという点である。飼育室内の空気条件が除菌フィ
ルターで常に除菌されているとしても、仮りに飼料内で
菌が繁殖したときに、室内が消毒剤で満たされているわ
けではないから、菌の繁殖を抑えることはできない。む
しろ、適当な湿度条件下で適温に保たれた環境では、菌
の繁殖を促すことにもなりかねない。「無菌状態を保
つ」とは、常に菌の発生源においてその繁殖が抑えられ
なければならない。無菌状態では、蚕の排泄物も無菌で
あり、腐敗することはないが、排泄物からの菌の繁殖を
抑えることはできない。

【００１０】細菌の研究では、空気中の負イオンに除
塵，除菌，脱臭及びガス成分除去効果，調湿効果，帯電
防止効果があり、動植物の成育にも好影響を及ぼすこと
がわかり、にわかに負イオンが注目されるようになって
きた。

【００１１】本発明の目的は、負イオン、特に水分子付
加負イオンの特性を利用して生物の無菌成育を実現する
方法とその装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による無菌育成方法においては、生物体を無
菌空気雰囲気中で育成する無菌育成方法であって、無菌
空気雰囲気は、空気中で液体を分裂させて発生させた水
分子付加負イオンを含む空気を常時生物体の育成環境に
供給するものである。

【００１３】また、本発明による無菌育成装置において
は、育成室と負イオン発生装置を有する無菌育成装置で
あって、育成室は、無菌生物を飼育，育成する室であ
り、負イオン発生装置は、旋回気流中で液体を分裂して
発生させた水分子付加負イオンを含む空気を育成室内に
供給するものである。

【００１４】また、負イオン発生装置は、イオン解離機
構と、液滴の活性化機構と、気体分子のイオン化機構
と、気液分離機構とを有し、育成室に付設され、イオン
解離機構は、液体に高エネルギーを与えて液体をイオン
解離させ、イオン解離した液体を活性化機構に供給する
機構であり、液滴の活性化機構は、供給された液体に遠
心力とコリオリ力とを作用させつつ旋回気流中で分裂さ
せ、空気力輸送し、液体の微細液滴化並びに活性化に必
要なエネルギーを付与するものであり、気体分子のイオ
ン化機構は、活性化された液滴より空気中に電荷を放出
させて空気分子をイオン化するものであり、気液分離機
構は、液滴とイオン化された空気とを遠心力分離し、イ
オン化された空気を送気口より育成室内に放出する機構
である。

【００１５】また、負イオン発生装置は、育成室の外部
に設置され、気液分離機構と、育成室とは空気配管をも
って連通しているものである。

【００１６】また、負イオン発生装置は、育成室内に設
置され、気液分離機構は、育成室内に開口されたもので
ある。

【００１７】また、液滴の活性化機構は、空気力輸送管
とファンとを有し、空気力輸送管は、供給された液体を
空気力輸送する管であり、ファンは、吸気口を通して吸
引した空気を空気力輸送管内へ圧送し、管内の液体に遠
心力とコリオリ力とを作用させるものである。

【００１８】また、空気力輸送管はガイドを有し、ガイ
ドは、空気力輸送管内に、軸心に沿ってスパイラル状に
配設され、空気の流動方向をスパイラル状に誘導して空
気中に含まれた液滴に遠心力とコリオリ力とを作用させ
るものである。

【００１９】また、育成室内は、負イオン発生装置より
発生させた負イオン１，０００個／ｃｃ以上の負イオン
含有空気の雰囲気を維持し、育成室の温度は、常温以
下，湿度は８０％以上に保持されたものである。

【００２０】

【作用】雨、その他降水に関連して、水滴が分裂する場
合に、付近の空気が電離される現象は、レナード（Ｌｅ
ｎａｒｄ）効果として古くから知られている。レナード
は、水滴が金属板に衝突して分裂する場合に、付近の空
気中にイオンが発生し、且つ分裂した水滴の帯電量の総
和は最初の水滴の電気量よりも多くなること、空気中に
発生したイオンの電荷の総和と、分裂によって増した水
滴の電気量とは相等しいことを実験的に見出したが、そ
の後、シンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）は、レナードの実
験を繰返し、より精密な装置を用いて測定して、水滴が
空気中で分裂するだけでレナードと同様な結果が起り得
ること、空気中に発生したイオンは水滴の電荷の如何に
かかわらず負イオンであること、水滴は分裂の際に発生
したイオンと等量の正電荷を得ることを確かめてこれを
報告している（気象電気学畠山 久尚，川野 実 岩波
書店 ｐ２６〜２７参照）。

【００２１】レナード効果を利用する方法は、特開平４
−１４１１７９号公報，特開平５−３１１９８号公報に
記載されている。この先行例に記載された方法は、要す
るに、微細水滴を発生させ、この微細水滴を空気と混合
し、微細水滴混合空気を粒径選別して負イオンを取出す
というものである。この先行例に記載された方法は、基
本的に水噴流を金属板に衝突させて水噴流を分裂させる
という発想のものであり、レナードの実験を忠実に再現
したものである。

【００２２】シンプソン効果を利用する方法によるとき
には、強力な旋回気流中に液体を噴出して分裂させるの
が好都合である。空気中で分裂した液滴は、旋回気流に
よって生じる遠心力とコリオリ力を受けてイオン解離さ
れ、活性化し、気体分子をイオン化して負イオンを生ず
る。負イオンは、遠心力分離法により液滴から取出すこ
とができる。

【００２３】レナード効果，シンプソン効果によって発
生させた負イオンを含む空気を育成室内に常時充満させ
ることによって、育成室は除塵，除菌，脱臭並びにガス
成分が除去され、適度の湿度を保持できる。

【００２４】そのほか、負イオンを人工的に発生させる
方法として従来よりコロナ放電を利用する方法が知られ
ている。この方法は、コロナ放電を空間に発生させて周
囲の空気をイオン化し、正イオンを捕捉して負イオンを
取り出すというものであるが、この方法によるときに
は、副産物として有害なオゾン，窒素酸化物が発生する
ため、コロナ放電を利用して発生させた負イオンを含む
空気は、生物の育成には不適当である。

【００２５】水滴の分裂によって空気中にイオンが発生
するメカニズムに関しては、次のように考えられる。す
なわち、相αが気体（空気），相βが液体（水）の場
合、水に高エネルギー（噴射，衝突，はじく等）を考え
ると、図１に示す如く、水のイオン解離によりＨ⁺ ，Ｏ
Ｈ^-による電気二重層ができて、界面では水の持つ双極
子モーメント（６．１７×１０^-30ｃｍ）により双極子
が配向して双極子二重層を形成し、マイナス（負）イオ
ンが外側に向けて配列する。液面近くにはマイナス
（負）イオンがより多く引き付けられ、プラス（正）イ
オンはそれほど強く引っ張られないために液中を自由に
動き回る。従って、プラス（正）イオンは液中に残り、
接地等を通して中和される。水を噴射，衝突，はじく等
の高エネルギーを与えて、水滴を限りなく小さくすると
水滴表面で双極子が配向する際、気体（空気）側の界面
に存在する酸素（Ｏ₂）分子をイオン化して、Ｏ^- ₂・
（Ｈ₂Ｏ）ｎで表示されるマイナス（負）イオン分子群
となる（静電気ハンドブック，Ｐ１０４．静電気学会
編，オーム社参照）。本発明ではこのマイナス（負）イ
オン分子群を水分子付加負イオンと定義している。

【００２６】水滴の分裂によって空気中にイオンを発生
させるときには、イオン発生時にオゾンや窒素酸化物が
生ぜず、負イオンが多量に含まれる滝，河川，海岸，森
林などの清浄な環境の雰囲気を形成する。負イオン、特
に水分子付加負イオンを含む空気が除塵，除菌，脱臭他
の効果を有する理由については必ずしも明らかにはなっ
ていないが、おそらく負イオンのもつ活性と、気液分離
によって取出された気体中に含まれる微細水滴の凝集力
とによるものと推測される。

【００２７】生物を育成する室内には、実質的に１，０
００個／ｃｃ以上の負イオンを含む高湿空気の雰囲気を
維持することで十分である。常時室内に１，０００個／
ｃｃ以上の負イオンを維持するためにその発生源におい
て１０，０００個／ｃｃ以上の負イオンを発生させつつ
間断なく供給することが望ましい。液滴の活性化には、
遠心力とともにコリオリ力を利用することによって小容
量内で液滴の活性化とこれに引き続いて気化分子のイオ
ン化を実現できる。

【００２８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。図２におい
て、実施例は、負イオンの発生にシンプソン効果を使用
する例である。

【００２９】実施例において、機能的に負イオン発生の
メカニズムは、水滴のイオン解離と、活性化と、気体分
子のイオン化と、気液の分離とによって行われる。すな
わち、空気中で分裂した水滴は、イオン解離されて活性
化し、気体分子をイオン化して水分子付加負イオンが発
生する。水分子付加負イオンは、遠心分離法により水滴
から分離，抽出して取出すことができる。

【００３０】本発明において、水は、気体の旋回流中に
噴射されて分裂し、気体の旋回流によって生じた強力な
遠心力とコリオリ力の作用を受け、イオン解離して活性
化される。コリオリ力は、回転座標系で運動物体に働く
見かけの力の一つである。回転の角速度をω，質点の質
量と速度をｍとｖとすると、コリオリ力は、２ｍ×ω×
ｖで与えられる。コリオリ力を発生させるコリオリ因子
（ｆ）は、 ｆ＝Ωｓｉｎψ で与えられ、地球の時点の角速度（Ω）と緯度に起因す
る因子であり、地球の自転によるコリオリ力は、北半球
と南半球とでは逆向きに働き、北半球では進行方向に対
し右向きになるため、液滴の旋回に際しては、コリオリ
力が地球自転の角速度ベクトル向方向に働くように旋回
の向きを設定する。コリオリ力を有効に作用させること
により、液滴が数百メートル落下するときのエネルギー
を数ｃｍの距離で得ることができる。

【００３１】イオン解離は、要するに水をイオン解離す
る処理である。水に高エネルギーを与えると、水（Ｈ₂
Ｏ）は、 Ｈ₂Ｏ→Ｈ⁺ ＋（ＯＨ）^- のように解離して図１のように液体内には、電荷の二重
層が形成され、空気に接する液体表面には、配向双極子
が負イオンを外側に向けて配列するようになり、水面近
くに負イオンがより多く引き付けられる。ここに何らか
の方法で水が機械的に小さな水滴に分裂させられると、
その水滴の正味の電荷は負となり、正イオンの方は、大
きな粒子となって液中に残され、あるいは接地を通して
中和される。

【００３２】イオン解離は、本来、水滴の分裂とは直接
の関わりがなく、機械的，電気的，電磁気的，光学的あ
るいは、放射線照射によって付与できる。

【００３３】水滴は、イオン解離された液体粒子に高エ
ネルギーを付与して加速すると、高エネルギーが付与さ
れるため、イオン解離が一層促進され、分裂が進み、高
速で空気力輸送され、液滴の界面が活性化される。

【００３４】界面の活性化とは、水の持つ双極子モーメ
ントにより、双極子を配向させて双極子二重層を形成
し、負イオンを外側に向けて配列する際に負電荷を放出
させることである。

【００３５】限りなく微粒子化した水滴中のＨ⁺ ：ＯＨ
^-は、ファン・デル・ワールス力で互いに引き合ってい
るが、強力な遠心力（ｍｒω²）とコリオリ力（２ｍｖ
ω）を受け、Ｈ⁺ とＯＨ^-とは、その質量差（Ｈ⁺ ＝
１，ＯＨ^-＝１７）により、ＯＨ^-が外側に向けて配向し
やすくなり、双極子が配向する際に負電荷を放出する。

【００３６】気体分子のイオン化は、水滴の活性化によ
って必然的に発生する。水滴が高エネルギーを得て運動
をする間に限りなく微小化され、水滴表面で双極子が配
向をする際に、気体（空気）側の界面に存在する酸素
（Ｏ₂）分子をイオン化し、Ｏ^- ₂・（Ｈ₂Ｏ）ｎで表示さ
れる水分子付加負イオンが発生する。水分子付加負イオ
ンを含む空気は、遠心力分離法を用いて水滴から分離し
て抽出できる。

【００３７】本発明において、旋回気流中で水を微細液
滴に分裂させるには、気流の流れに逆らう方向に角度を
なして液体を噴出することが望ましい。高速気流による
流速は、外周の管壁に近い程早くなり、中心部に近い程
遅くなる。

【００３８】実施例では、育成室８の外部に負イオン発
生装置１を付設した例を示している。負イオン発生装置
１は、遠心力・コリオリ力発生装置２と、気液分離装置
４との組合せからなるものである。

【００３９】遠心力・コリオリ力発生装置２は、吸気口
５，吸液口６，排気口７を有し、吸気口５に高速気流発
生装置３が接続されて外気が吹込まれ、排気口７に気液
分離装置４が接続されて液体が分離された空気がその出
力口より送気される。吸液口６には、ポンプ１０を介し
てタンク９が接続され、タンク９内の液体が供給され
る。実施例においては、気液分離装置４の出力管路及び
高速気流発生装置３の入力管路を育成室８に開口して循
環系を形成している。また、実施例では、負イオン発生
装置１は、育成室８外に設置し、管路１１，１２をもっ
て育成室８に接続しているが、あるいは、負イオン発生
装置１を育成室８内に設置して気液分離装置４の送気口
及び高速気流発生装置３の吸気口を育成室８に開口して
室内設置型としても使用できる。

【００４０】遠心力・コリオリ力発生装置２は、液体の
イオン解離処理と液滴の活性化処理と、気体分子のイオ
ン化処理とを行う機構であり、実施例では横型の空気力
輸送管１３内に、スパイラル状のガイド１４を軸心に沿
って配設し、軸心上に、ノズル配管１５を設け、下周面
に水槽１６を付設したものである。

【００４１】タンク９内の水は、ポンプ１０で水槽１６
内に汲み上げられ、水槽１６内の水は、ポンプ１７で汲
み上げてノズル配管１５に送水される。タンク９は、冷
却機１９を装備しており、供給水を必要な温度に調整し
ている。

【００４２】ガイド１４は、空気力輸送管１３内で気流
を誘導して管軸方向をスパイラル状に旋回させるもので
ある。ノズル配管１５は、空気力輸送管１３の軸心にあ
って、その周囲を気体が旋回運動をすることになるた
め、ガイド１４は、必ずしも必要ではないが、実施例に
おいては、ガイド１４を用いてコリオリ力が地球自転の
角速度ベクトル方向を向くように気流の旋回方向の向き
を規定している。もっとも、高速気流発生装置３からの
気体の送気方向を空気力輸送管１３内の内周に対し、接
線方向に設定すれば、気流の旋回方向は右回り，左回り
の旋回流に自ずから設定される。

【００４３】ノズル配管１５には、その軸心に沿って周
面要所に図３のように旋回しながら流動する気流の流れ
に逆らう方向にノズル１８が開口され、ノズル１８は、
水槽１６より供給された液体を空気力輸送管１３内の旋
回気流中に噴出する。実施例では、ノズル１８がイオン
解離機構である。水は、ノズル１８から高圧で噴出さ
れ、エネルギーを得てイオン化される。もっとも、予め
イオン解離処理を施した水を空気力輸送管１３内に供給
すれば、一層イオン解離が促進される。

【００４４】高速気流発生装置３は、送風用のファンで
ある。実施例においては、育成室８内の空気を吸引し、
空気力輸送管１３内に吸気口５を通して送風する。

【００４５】気液分離装置４は、実施例ではサイクロン
セパレータを用いている。サイクロンセパレータは、空
気力輸送管１３の排気口７から排出される微細な水滴を
含む気流に一定以上の風速，風圧が得られる限り気液の
遠心力分離に有効である。気液分離された空気は、管路
１１を通って育成室８内に導入される。管路１１には温
度調節装置（Ｈ／Ｅ）２０を備えている。

【００４６】実施例において、高速気流発生装置３を起
動し、水槽１６内の水をポンプ１７で汲み上げ、ノズル
配管１５の各ノズル１８より空気力輸送管１３内に生じ
た強力な気流の旋回流中にその流れの方向に逆らって噴
出させる。

【００４７】空気力輸送管１３内に噴出された水は、気
体圧力を受け、旋回気流中で分裂してイオン解離され、
細かい水滴となってガイド１４に沿い、旋回しながら管
内を空気力輸送される。この間、水滴は、気流の旋回流
によって生じた遠心力と、コリオリ力との作用を受けて
管壁に向かいつつ軸方向に流れ、気体に接する水滴の界
面が活性化され、水滴の表面で双極子が配向する際、気
体側の界面に存在する酸素分子がイオン化される。

【００４８】空気イオンを含む気流は、空気力輸送管１
３の排気口７より気液分離装置４内に流入し、気体中に
残存する水滴が除去され、空気イオンを含む気体は、層
流化処理され、温度調節装置２０により所要の温度，湿
度に調整され、供給空気として管路１１から育成室８内
に導入される。これによって、育成室８内には、多湿の
水分子付加負イオン含有空気の雰囲気が形成される。一
方、育成室８内の空気は、高速気流発生装置３の吸引力
を受けて管路１２内に吸引され、必要により新たに導入
した外気を供なって再び遠心力・コリオリ力発生装置２
へ圧送される。

【００４９】空気力輸送管１３の管壁に付着した水滴及
び気液分離装置で分離された水滴は、水槽１６内に戻さ
れる。この水滴中には正イオンが多く含まれているた
め、管壁を接地して中和する。

【００５０】以上、実施例では、横型の遠心力・コリオ
リ力発生装置を示しているが、その配置方向は、何等制
約されるものではない。

【００５１】（実施例）以下に本発明装置を無菌養蚕に
適用した実施例を示す。育成室に負イオン発生装置を接
続し、育成室内のイオン量と菌数の変化を測定した。 ◎育成室（１坪型） 有効内容積：６．１４ｍ³ 幅１，７１０×奥行１，７１０×高さ２，１００ｍｍ ◎遠心力・コリオリ力発生装置 寸法：直径６００φ×長さ１，１００ｍｍ 入口空調速度：１１〜１２ｍ／ｓｅｃ 出口空調速度： ９〜１０ｍ／ｓｅｃ ◎気液分離装置 寸法：直径５００φ×長さ９００ｍｍ 入口空調速度：９ 〜１０ｍ／ｓｅｃ 出口空調速度：８．５〜 ９ｍ／ｓｅｃ ◎ファン 風量：Ｍａｘ ３ｍ³／ｍｉｎ ◎冷凍機 冷媒：Ｒ−１２

【００５２】１測定項目 １）育成室内の温湿度 ２）風量と換気回数 ３）正イオンと負イオン量 ４）一般細菌及び真菌の数量 ５）落下細菌及び浮遊細菌の数量

【００５３】２測定機器 ・風量測定：（株）日吉電機ＳＳ製熱線式風速計（ＡＰ
−１２０） ・イオン測定：（株）ダン化学製 イオンカウンター
（８３−１００１Ａ） ・一般細菌及び真菌の測定 １）使用培地：一般細菌＝ＳＰＣ，真菌＝ＰＰＡ ２）培養条件：細菌＝３７℃，４８時間以上，真菌＝３
５℃，４８時間以上 ・落下細菌及び浮遊細菌の測定 １）サンプリング機器：ピンホールサンプラー ２）サンプリング暴露時間：３０分間 ３）使用培地：普通寒天培地，サブロー寒天培地 ４）培養条件：普通寒天培地：３７℃，４８時間，サブ
ロー寒天培地：２５℃，７２時間 ・温湿度計：（株）チノー製 小型温湿度記録計（打点
式）ＨＮ−Ｕ２ 温湿度センサーＨＮ−Ｌ１８

【００５４】３測定方法 ・イオン：個／ｃｃで表示、負イオンと正イオンを手動
にてタップ切り替え。 ・測定位置：育成室内の中央部分で測定。 ・その他：室内の温度は操作盤の温調器及び隔測温度計
にて測定。

【００５５】測定結果は次のとおりである。 １）育成室内設定温度：２６〜２９℃ ２）育成室内温度範囲：±０．５℃以下 ３）育成室内設定湿度：６５〜７４％ ４）育成室内湿度範囲：±０．２％以下 測定結果を図４に示す。 ５）吹出し風量：２．６ｍ³／ｍｉｎ ６）換気回数：２５．４回／ｈｒ ７）吸気口（５）の空洞速度：１１ｍ／ｓｅｃ ８）供給空気の空洞速度：８．５ｍ／ｓｅｃ ９）正イオンと負イオン量 育成室と吸気口付近との正イオン，負イオン量の測定結
果を図５に示す。

【００５６】図５に明らかなとおり負イオン発生量は、
約１３，０００個／ｃｃ，正イオン発生量は、約２，５
００個／ｃｃであった。

【００５７】１０）管路（１１）内の一般細菌及び真菌
量 測定結果を表１に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】１１）落下細菌及び浮遊細菌量 測定結果を表２，表３に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】無菌育成室内の臭気に関しては、アンモニ
ア濃度の経時変化を測定した。測定結果を表４に示す。

【００６３】

【表４】

【００６４】本発明装置を適用した育成室（以下無菌育
成室という）内の温度と湿度は、温度調整器２０によっ
て供給空気の温度を制御して精度よく管理できる。

【００６５】前記無菌育成室内で無菌養蚕テストを行っ
た。無菌育成室内には前室としてビニール仕切りを設
け、テスト準備として室内を事前に消毒した。

【００６６】消毒に際しては、有効塩素濃度３８．００
ｐｐｍの次亜塩素酸ソーダ水溶液を負イオン発生装置の
水槽内に添加し、２時間運転して系並びに無菌育成室内
を消毒した。

【００６７】消毒後は、水槽内の水を２回入れ替えて系
内の消毒液を除いた。さらに念のため、育成室内全体を
エタノールで清拭滅菌した。

【００６８】１．養蚕方法 （株）日光商事の「人工飼料無菌飼育作業標準」（１９
９２．１）及び同社担当者の直接指導に従い、養蚕テス
トを実施した。平成５年６月４日に、掃立及び人工飼料
（（株）日光商事 人工飼料［２５１５ Ｍ３］）入り
飼育トレー２ケをエタノール清拭滅菌後、育成室に仕込
んだ（作業者の手・顔は、逆性セッケンで洗浄し
た。）。更に、６月１５日に、人工飼料の入替えを行っ
た。

【００６９】２．テスト結果 テスト結果を表５にまとめて示す。

【００７０】

【表５】

【００７１】参考までに外気の温度，湿度を測定した。
日順０〜１０までの間の無菌育成室の付近の温室度は表
６のとおりである。

【００７２】

【表６】

【００７３】３．経過並びに対処 日光商事より提供された蚕の幼虫を蓋付トレー（５３０
×３３０×６５ｍ／ｍ１０００頭）に１０００頭収容し
て飼育し、（ａ）日順１１に、７０４頭を評価用として
採集し、その内日順１９に、頭を蓋無トレーに移したと
ころ、日順１３から大きさのバラツキが見られ、同１４
で成長が停った感じがした（ｂ）。同１５で手で触れて
も動かなかったもの５頭を確認した（ｃ）。また、飼料
が蓋付に比べてかなり硬くなっていると感じた。日順１
９に全数を日光商事に送り返した。

【００７４】一方、蓋付のケース内で飼育した９４頭に
ついては、日順２０で大きさのバラツキが目立つように
なった。容積で１／２程度のもの計１９頭を排除し、残
り７７頭を継続飼育した（ｄ）。この１９頭は飼料なし
で６月２８日まで生存した。日順２０で飼料上面が全面
的に糞で覆われたため、これを排除した。以降日順２４
まで、同様に同一処置した。糞の粘り気があり排除にか
なり時間がかかった。日順２４で飼料がほとんどなくな
ったため、やむを得ず夕方に残り１３頭をマブシに移し
た。マブシ移しの各回共、マブシに移してから各々半数
近くが、一昼夜近く繭を作らなかった（移す時期が早過
ぎたと考えられる）。繭作りを途中で止めたものが７７
頭中４頭出た。

【００７５】テスト結果では、実質的に９６頭中、７３
頭が成繭したことになっており、７３個の繭の重量は、
１４１．５４ｇ，１個当り１．９３９ｇであった。繭の
大きさは、最大３８ｍｍ×２０φｍｍ，最小２８ｍｍ×
１５φｍｍ，平均３４ｍｍ×１９．５φｍｍであった
（ｅ）。

【００７６】以上実施例では、無菌養蚕への適用例を示
したが、養蚕に限らず、昆虫飼育，ラット，ビイグル，
ラビット等実験用小動物飼育，養鶏，養豚などの畜産に
利用して無菌，無臭飼育を実現できる。

【００７７】例えば、ＨＥＰＡフィルターを３段設置し
て無菌育成室を作り、育成室内の空気中にマイナスイオ
ンが検出されない雰囲気中でラビット１１０匹を飼育し
たところ２週間後には、エサを食べなくなり、６４匹が
死亡するという事態が報告され、育成室には、空気イオ
ンが必要であり、特にマイナスイオンが必要であるとい
う知見を得ている。

【００７８】さらに本発明によれば、ハウス栽培などの
植物の育成に用いて植物の生長を早め、病原菌から植物
を保護し、また生花の蘇生を図ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、水
の分裂によって生成した水分子付加負イオン含有空気の
有する特性を利用して育成室内を除塵，除菌，脱臭及び
ガス成分を除去し、育成室内に残存する飼料，排泄物が
菌の発生源となるときでも、菌の繁殖をその発生源にお
いて抑制して育成室内を高度に清浄に保って生物を育成
できる効果を有する。

【００８０】以上のように本発明によるときには、レナ
ード効果を一歩進めたシンプソン効果を空気力輸送管内
に生じさせて大量の負イオン（水分子付加負イオン）を
発生させることが可能となり、本発明装置より発生させ
た負イオンを除塵，除菌，脱臭，ガス成分除去，調湿，
帯電防止，動・植物の育成に用いて極めて優れた効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】気液界面での電荷分布を示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】気体の旋回流に対する水滴の拡がりを示す図で
ある。

【図４】育成室内の湿度測定データを示す図である。

【図５】育成室と吸気口付近との正イオン，負イオン量
の測定データを示す図である。

【符号の説明】

１ 負イオン発生装置 ２ 遠心力・コリオリ力発生装置 ３ 高速気流発生装置 ４ 気液分離装置 ５ 吸気口 ６ 吸液口 ７ 排気口 ８ 育成室 ９ タンク １０ ポンプ １１ 管路 １２ 管路 １３ 空気力輸送管 １４ スクリューガイド １５ ノズル配管 １６ 水槽 １７ ポンプ １８ ノズル １９ 冷却機 ２０ 温度調節装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】本発明において、水は、気体の旋回流中に
噴射されて分裂し、気体の旋回流によって生じた強力な
遠心力とコリオリ力の作用を受け、イオン解離して活性
化される。コリオリ力は、回転座標系で運動物体に働く
見かけの力の一つである。回転の角速度をω，質点の質
量と速度をｍとｖとすると、コリオリ力は、２ｍ×ω×
ｖで与えられる。コリオリ力を発生させるコリオリ因子
（ｆ）は、 ｆ＝Ωｓｉｎψ で与えられ、地球自転の角速度（Ω）と緯度に起因する
因子であり、地球の自転によるコリオリ力は、北半球と
南半球とでは逆向きに働き、北半球では進行方向に対し
右向きになるため、液滴の旋回に際しては、コリオリ力
が地球自転の角速度ベクトル向方向に働くように旋回の
向きを設定する。コリオリ力を有効に作用させることに
より、液滴が数百メートル落下するときのエネルギーを
数ｃｍの距離で得ることができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】

【表４】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｌ 9/22

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物体を無菌空気雰囲気中で育成する無
   菌育成方法であって、 無菌空気雰囲気は、空気中で液体を分裂させて発生させ
   た水分子付加負イオンを含む空気を常時生物体の育成環
   境に供給することにより形成するものであることを特徴
   とする無菌育成方法。
2. 【請求項２】 育成室と負イオン発生装置を有する無菌
   育成装置であって、 育成室は、無菌生物を飼育，育成する室であり、 負イオン発生装置は、旋回気流中で液体を分裂して発生
   させた水分子付加負イオンを含む空気を育成室内に供給
   するものであることを特徴とする無菌育成装置。
3. 【請求項３】 負イオン発生装置は、イオン解離機構
   と、液滴の活性化機構と、気体分子のイオン化機構と、
   気液分離機構とを有し、育成室に付設され、 イオン解離機構は、液体に高エネルギーを与えて液体を
   イオン解離させ、イオン解離した液体を活性化機構に供
   給する機構であり、 液滴の活性化機構は、供給された液体に遠心力とコリオ
   リ力とを作用させつつ旋回気流中で分裂させ、空気力輸
   送し、液体の微細液滴化並びに活性化に必要なエネルギ
   ーを付与するものであり、 気体分子のイオン化機構は、活性化された液滴より空気
   中に電荷を放出させて空気分子をイオン化するものであ
   り、 気液分離機構は、液滴とイオン化された空気とを遠心力
   分離し、イオン化された空気を送気口より育成室内に放
   出する機構であることを特徴とする請求項１に記載の無
   菌育成装置。
4. 【請求項４】 負イオン発生装置は、育成室の外部に設
   置され、気液分離機構と、育成室とは空気配管をもって
   連通しているものであることを特徴とする請求項２に記
   載の無菌育成装置。
5. 【請求項５】 負イオン発生装置は、育成室内に設置さ
   れ、気液分離機構は、育成室内に開口されたものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の無菌育成装置。
6. 【請求項６】 液滴の活性化機構は、空気力輸送管とフ
   ァンとを有し、 空気力輸送管は、供給された液体を空気力輸送する管で
   あり、 ファンは、吸気口を通して吸引した空気を空気力輸送管
   内へ圧送し、管内の液体に遠心力とコリオリ力とを作用
   させるものであることを特徴とする請求項２，３，４又
   は５に記載の無菌育成装置。
7. 【請求項７】 空気力輸送管はガイドを有し、 ガイドは、空気力輸送管内に、軸心に沿ってスパイラル
   状に配設され、空気の流動方向をスパイラル状に誘導し
   て空気中に含まれた液滴に遠心力とコリオリ力とを作用
   させるものであることを特徴とする請求項６に記載の無
   菌育成装置。
8. 【請求項８】 育成室内は、負イオン発生装置より発生
   させた負イオン１，０００個／ｃｃ以上の負イオン含有
   空気の雰囲気を維持し、育成室の温度は、常温以下，湿
   度は８０％以上に保持されたものであることを特徴とす
   る請求項２，３，４，５，６又は７に記載の無菌育成装
   置。