JPH02142431A

JPH02142431A - 飼育装置

Info

Publication number: JPH02142431A
Application number: JP29358288A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Sato; 佐藤　二美
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は飼育装置に係り、特に空気及び水を大気から隔
絶した開鎖系で水棲生物を飼育する飼育装置に関する。

近年、無人の人工市川を使って各種の宇宙実験を安価に
行なうことが検討されている。この宇宙実験には生物学
実験も含まれており、その実験中において打ち上げ準備
から実験終了に到る１ケ月以上の長期間に回り、小型の
装置によって実験動物又は植物の生命を維持する閉鎖系
生命維持機構が必要とされる。

特に、上記の生物学実験のうち、水棲の生物の生命を維
持する場合には、宇宙空間では気体と液体を比重の差に
よって分離することが不可能であり、このような場合で
も溶存酸素などを一定濃度以上にするために水及び空気
の間でガス交換を小型の装置で行なうことができる飼育
装置が必要とされる。

（従来の技術〕第３図は従来の飼育装置の一例の構成図を示す。

この従来の飼育装置は大気中の実験室において使用され
るもので、３５は水槽で、内部に水３６が充満されてお
り、その水中に水棲生物として魚３７が飼育されている
。

水槽３５の上部には、底に網３８を有する容器３９が設
けられており、容器３９には活性炭４０が入れである。

また、水槽３５内と容器３９との間に管路４１が設けら
れ、管路４１の途中にポンプ４２が設けられている。

これにより、水槽３５内の水はポンプ４２により汲み上
げられ、管路４１を介して容器３９内の活性炭４０の上
に落下し、更に底の網３８を通り人けで再び水槽３５内
に戻る。

このような構成の飼育装置においては、水中に酸素を供
給するなどのガス交換は空気との界面４３で行なわれ、
また魚３７が出す有害物質（老廃物）の除去は活性炭４
０の吸着作用及び活性炭４０に付着した微生物の分解作
用により行なわれる。これにより、立１３７を長期間生
存させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上記の飼育装置を宇宙での生物実験に使用し
ようとすると、次のような問題があった。

■宇宙実験様器は大きくできないので、人ｍの水をもっ
ていけない。従って、水だけでは呼吸による酸素消費に
対して溶存酸素を一定の濃度以上に維持することができ
ない。

■同じ理由で、水中の有害物質の濃度が上がり易く、水
槽の生物を長期間（１ケ月程度）生存させることができ
ない。

■宇宙空間では空気及び水を保持するため閉鎖系にしな
ければならないが、両者を容器内に密封したとしても、
宇宙空間の無重力状態では容器内の空気と水を比重によ
って分離できない。このため、水中の生物が排出する有
害な老廃物を吸着剤に吸着さけるために、水だ【ノを循
環さけることができず、また飼ｎ室内に空気が入り込ん
だりしてしまい、生物の飼育ができない。

■人間を宇宙空間で生存させることが可能な装置として
は４１人宇宙船が知られているが、これ（よ極めて大型
で高１１１ｉな機構が必要となる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、宇宙空間の
ような無重力状態のもとて気体と液体を比重の差によっ
て分離不可能な場合でら、大型の装置を必要とすること
なく長期間にロリ水棲生物を生存させておくことができ
る飼育装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題解決のため、第１図に示１原理構成
としたものである。第１図中、１は８育室で、内部に水
が充満されており、また水棲生物が飼育されている。２
はガス交換器で、隔膜３を介して第１の室４と第２の室
５に分（ブられており、第１の室４には水が、また第２
の室５には気体が夫々充満されている。

６は除去手段で、水中の有害物を除去する。また、８は
気体室で、少なくとも酸素を含む気体が内部に充満され
ている。飼育室１．除去手段６及び第１の室４の間は、
第１の還流手段７により水が還流するように構成されて
いる。同様に、第２の室５と気体室８との間は、第２の
還流手段９により気体が還流するように構成されている
。

〔作用〕

本発明は、酸素を気体の状態で保存することによつ′【
、溶存酸素として保存するよりも体積を減らずことがで
きるという知見、並びに水は通さないが分子は拡散によ
って透過できる隔１１３によって、水の循環経路に空気
が入り込んで飼育室１内の水槽生物のまわりが気体で満
たされることなくガス交換ができるという知見に基づい
てなされたものである。

すなわち、飼育室１内の水棲生物が呼吸にょって消費す
る酸素が第２の室５から隔膜３を介して第１の室４へ供
給され、また水棲生物が排出する有害な老廃物は除去手
段６により除去され−る。

これにより、宇宙空間においても少量の水で長期間、閉
鎖系の飼育室１内で水棲生物の生命を維持することがで
きる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、第
１図と同一構成部分には同一符号を付しである。第２図
において、飼育室１内には水１１が充満されており、か
つ、魚１２が回遊している。

また、１３はフィルタホルダで、前記除去手段６を構成
しており、吸着剤１４が封入され、またこの吸着剤１４
が水流によって流れ出るのを防止するためのフィルタ１
５とから構成されている。上記の吸着剤１４としては、
ゼオライト等のアンモニアを吸着する吸着剤又は活性炭
が用いられる。

また、フィルタ１５は水だけを透過させる構成とされて
いる。

ガス交換器２は隔膜３により内部が第１の室４と第２の
室５とにより区切られており、第１の室４には入口４ａ
と出口４ｂが設けられ、また第２の室５には入口５ａと
出口５ｂが設けられている。

隔膜３は例えばポリプロピレン等の多孔質膜で構成され
ている。

飼育室１の出口１ｂとフィルタホルダ１３の入口１３ａ
とは第１の連通路１６を介して連通されており、またフ
ィルタホルダ１３の出口１３ｂとガス交換器２の入口４
ａとは第２の連通路１７を介して連通されており、更に
ガス交換器２の出口４ｂと飼育室１の入口１ａとは第３
の連通路１８を介して連通されている。

上記の第１乃至第３の連通路１６〜１８のうち例えば第
１の連通路１６に第１のポンプ１９が設けられている。

この第１のポンプ１９により、飼育室１→第１の連通路
１６→フイルタ小ルダ１３→第２の連通路１７→第１の
室４→第３の連通路１８→飼育室１の一巡する第１の経
路に水が還流せしめられる。すなわち、ポンプ１９は前
記第１の還流手段７を構成している。

一方、気体室８には例えば空気が充満されている。気体
室８の出口８ｂとガス交換器２の第２の室５の入口５ａ
とは第４の連通路２０を介して連通されており、又第２
の室５の出口５ｂと気体室８の入口８ａとは第５の連通
路２１を介して連通されている。

上記の第４及び第５の連通路２０及び２１のうちの一方
の第５の連通路２１に第２のポンプ２２が設けられてい
る。この第２のポンプ２２により、気体室８→第４の連
通路２０→第２の室５→第５の連通路２１→気体室５の
一巡する第２の経路に空気が還流せしめられる。すなわ
ち、ポンプ２２は前記第２の還流手段９を構成している
。

また、飼育室１．ガス交換器２．フィルタホルダ１３．
気体室８及び第１乃至第５の連通路１６゜１７．１８，
２０．及び２１からなる全体構成は、気密状態に保たれ
ている。更にこの飼育装置全体の大きさは、例えば４０
α３以内で、有人宇宙船における宇宙飛行士の生命維持
機構に比べてはるかに小型かつ、安価である。

次に上記の構成の飼育装置の動作について説明する。第
１のポンプ１９は常時駆動されており、これにより前記
した第１の経路に水を例えば毎分１０ｍの割合で還流し
続けている。一方、これと同時に第２のポンプ２２が駆
動されることにより、前記した第２の経路に空気が還流
される。なお、第１のポンプ１９は拡散速度が遅いので
常時運転する必要があるが、第２のポンプ２２は連続運
転する必要はない。

これにより、飼育室１の出口１ｂから流出する水には魚
１２が呼吸によって酸素を消費しているので溶存ＷＪ素
濃度が低く、また魚１２が排出する有害物（アンモニア
等の老廃物）が多く含まれているが、この水がフィルタ
ボルダ１３内に流入されてその内部の吸着剤１４により
上記有害物が吸着除去される。

従って、吸着剤１４を通過し、更にフィルタ１５を通過
してフィルタホルダ１３の出口１３ｂから流出された水
の中には有害物は殆ど含まれていないが、その溶存酸素
は一定濃度よりも低い。

しかし、その後この水はガス交換器２の第１の室４に流
入され、ここで第２の室５を通過する空気が隔膜３を通
して第１の室４に流入されるため、その溶存酸素はここ
で一定濃度以下にされる。

このようにして、第１の室４の出口４ｂから流出される
水は、溶存酸素が一定濃度以上に確保され、かつ、有害
物の殆ど含まれていない水質の水であり、この水が飼育
室１に流入される。従って、飼育室１内の水は常に魚１
２の生存に適した水質にしておくことができ、空気中の
酸素が消費され終る１ケ月以上の長期間に亘って魚１２
を生存させることができる。

なお、飼育室出口１ｂとガス交換器２の水用人口４ａと
の間にフィルタ１１−ルダ１３を配置して、飼育室１か
らの水に含まれている有害物を除去してからガス交換器
２に水を流入しているので、隔膜３が魚１２のｔａ出物
によって汚されガス交換器２の能力を落とすことを防止
することができる。

このように、本実施例によれば、宇宙空間での水槽の生
物実験に使用する飼育装置に適しており、この飼育装置
を複数個人工衛星に搭載して魚等の水棲生物の行動や生
理を１３！察することにより、無重力という慣れない環
境に対して水棲生物がどのように反応するかを知ること
ができる。また、水棲の生物を使用した時、発生の観察
において親の体外で卵が発生するので？ｌｌ察し易いと
いう利点がある。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば第１のポンプ１９は第２の連通路１７又は第３
の連通路１８中に設けてもよく、第２のポンプ２２は第
４の連通路２０の途中に設けてもよい。また、気体室８
には酸素だけを充満させてもよいことは勿論である。

また、Ｎ？；ｆ全１内の水１１の溶存酸素が一定濃度以
下になったかどうかを検出するセンサを設け、上記一定
濃度以下になったときのみこのセンサの検出出力により
第２のポンプ２２を運転するように構成することもでき
る。この場合は第２のポンプ２２は飼育室１内の水１１
の溶存酸素が一定濃度以下のとぎのみ運転されるから、
第２のポンプ２２の電力消費を節約することができる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、宇宙空間のような無重力
環境下においても水と気体とを分離することができるの
で、水だけを還流させることができ、よって飼育室内の
水を常に水棲生物の生存に適した最適の水質に長期間維
持できるため、水棲生物を長期間に口って無重力状態下
で飼育することができ、また右人宇宙船の宇宙飛行土用
生命維持機構に比べてはるかに小型で安価な構成とする
ことができる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は本発明の一実施例の構成図、第３図は従来の一例の構成図である。図において、１は鉤背室、２はガス交換器、３は隔膜、４は第１の室、５は第２の室、６は除去手段、７は第１の還流手段、８は気体室、９は第２の還流手段、１１は水、１２は魚、１４は吸着剤、１９は第１のポンプ、２０は第２のポンプを示す。本浴明の原理＃＋Ａ図第　Ｉ　図

Claims

【特許請求の範囲】水が充満された飼育室（１）と、水中の気体を透過する隔膜（３）を隔てて第１の室（４
）に水が充満し、第２の室（５）に気体が充満されたガ
ス交換器（２）と、水中の有害物を除去する除去手段（６）と、該飼育室（
１）、ガス交換器の第１の室（４）及び除去手段（６）
の間に連通路を介して水を還流する第１の還流手段（７
）と、少なくとも酸素を含む気体が封入された気体室（８）と
、該気体室（８）及び該ガス交換器の第２の室（５）との
間に連通路を介して前記気体を還流する第２の還流手段
（９）とよりなり、前記隔膜（３）を介してガス交換を行ない、飼育室（１
）内の生物を生存飼育するよう構成したことを特徴とす
る飼育装置。