CN1236673C - 水槽内的水的冷却·净化装置 - Google Patents

Abstract

兹提供一种提高水槽内的水的冷却·净化装置的能力，可谋求装置的进一步小型化、制造成本降低以及省电的水槽内的水的冷却·净化装置。具体而言，由以下元件构成水的冷却·净化装置；槽本体，其具有空气的吸气口和排气口以及处理完的水的出口；充填材，配设于槽本体内，由多孔质材料制蜂窝状体或格子状体形成；液滴导体，其成水平状配设于充填材的上方，使待处理的被处理水滴落于充填材上；分散体，其将水扩散于液滴导件上方；消音滤材，其配设于充填材下方，过滤自充填材滴下的水；以及给气装置，其使气流流至充填材内。

Description

水槽内的水的冷却·净化装置

技术领域

本发明是有关用来冷却及净化水槽内的水之水的冷却·净化装置改良。

背景技术

就养鱼水槽等的水槽内的水的冷却·净化装置而言，自昔以来已开发各种型式的水的冷却·净化装置。特别是，组合洒水装置、喷气装置和滤材等构成的水的冷却·净化装置广泛用养鱼水槽的水的冷却及净化。

图11是显示本案发明人等先前就养鱼水槽的水的冷却·净化装置化用的开发之一装置(特开平11-318271号)例的图式，通过洒水体B将自水槽(图略)泵起的水W喷洒于充填材C上方，使其与来自风扇F的气流A接触而饱含氧，同时，通过由使此水W沿充填材C流下，利用蒸发等散发水的热，利用充填材等过滤水，以及利用附着于充填材C的需氧性微生物分解水内部的有机物等，进行水的冷却·净化。

前述图11的水的冷却·净化装置不仅于夏季可用极少耗电保持水槽内的水温于设定值附近，还可长期维持水的清净状态，获得优异的实用效用。

不过，上述图11的水的冷却·净化装置亦留有许多待改良点。特别是留下装置的每单位容积的水处理能力的提高、耗电的减低、噪音的降低、防止水飞溅到外部等急待解决的问题。

也就是，由于气流A和水W构成所谓并行流，故于图11的水的冷却·净化装置中，气流A所产生的冷却效果较低，无法充份提高流入水W内的氧浓度，结果，无法充分进行对充填材内部的供氧，降低需氧微生物对有机物的分解或硝化作用。

结果，容易于水槽中蓄积胺、氨、亚硝酸等氮化合物、或者蓄积这些物质的还原所产生硫化氢等硫化物或甲烷等碳氢化合物，水的BOP(生化需氧量)值或COD(化学需氧量)值上升，对鱼等生物带来不良影响、或者产生恶臭。

又，为了防止水的BOD值或COD值上升，须通过由水的冷却·净化装置的大型化提高水的冷却·净化能力，从而在装置的制造成本、耗电等方面发生问题。

且，若为了使气流A所产生的冷却效果、水W内的溶解氧浓度更高，自充填材C下方吸引气流A，使气流A与水W成为对向流，即会因带有湿气的气流A迂回进入扇F的吸气侧，故马达会较快受到气流内A的水份损伤，发生所谓马达寿命缩短的问题。

更且，过去的水的冷却·净化装置作成使水W碰撞洒水体B，令碰撞所产生的尊水仍旧滴落于充填材C的上方。结果，水W无法均等滴落于充填材C上面，会在充填材各部分的净化处理负荷方面发生极大不均。

此外，过去的水冷却·净化装置作成使水W自充填材C的下端面直接滴落槽本体D底面的构造。结果，随着滴下水W通过气流A向下加速，滴下水W等所产生的噪音会较高，于夜间等无法忽视此噪音。

发明内容

本发明是为解决过去此种水的冷却·净化装置中上述问题，也就是，①水的冷却·净化能力较低，容易伤及扇F的马达；②净化能力相对降低，难以谋求装置的小型化及省电；③容易发生充填材各部分的净化处理负荷不均以及④水的冷却·净化装置的噪音高等问题而完成者，其提供提高每单位容积的水的冷却·净化能力，谋求装置的小型化及省电，同时可抵噪音运转，亦高效率进行水的冷却·净化的水槽用水的冷却·净化装置。

本发明的第一方面提供一种水槽内的水的冷却·净化装置，其特征在于具备：槽本体1，其具有空气的吸气口、排气口以及处理完的水的出口；充填材，其配设于槽本体内，由多孔质材料制蜂窝状体或格子状体形成；液滴导件，其成水平状配设于充填材的上方，使待处理的水滴落于充填材上；分散体，其将水扩散于液滴导件上方，滤材，其配设于充填材下方并与槽本体的底面在水平方向上隔预定间距，将自充填材滴下的落下水过滤；以及给气装置，其使气流相对于水从流入充填材的下部流至充填料的上部。

本发明的第二方面提供如上述第一方面的水槽内的水的冷却·净化装置，还包括：水飞溅防止用盖，其使通过排气口与气流A一起散出外侧的水W与气流分离，流回槽本体内。

本发明的第三方面提供如上述第一方面或第二方面的水槽内的水的冷却·净化装置，其中通过导水管，使待处理水W自分散下方朝分散体喷出，令水W扩散于液滴导体上方者的装置。

本发明的第四方面提供如上述第一方面或第二方面的水槽内的水的冷却·净化装置，其中沿与水W的滴落方向相同的方向配设蜂窝状体或格子状体形成的充填材的流通孔，同时，自充填材下方朝上方，使气流A或与水W对向状流通的装置。

本发明的第五方面提供如上述第一方面或第二方面的水槽内的水的冷却·净化装置，其中使待处理水W成放射状自液滴导体的中央部上方扩散，同时，由平板状导板和朝下方突设的滴落导管形成前述液滴导件，而且，越是位于外周部的滴落导管，各滴落导管4b的下端口部的切断倾斜角度θ越小。

附图说明

图1是本发明实施例1的水的冷却·净化装置的纵剖面略示图。

图2是水飞溅防止用盖的斜视图。

图3是液滴导件的平面图。

图4是沿图3的一剖面，其显示相对于轴线ψ，滴落导管开口端的切断倾斜角度θ为90°情形下水的滴落状况和滴落范围。

图5是θ为45°情形下，如同图4的说明图。

图6是θ为30°情表下，如同图3的说明图。

图7是使用本发明水的冷却·净化装置的水槽装置的纵剖视概要图。

图8是使用本发明的冷却·净化装置的水槽装置的纵剖视概要图。

图9是使用本发明水的冷却·净化装置的水槽装置的纵剖视概要图。

图10是使用本发明水的冷却·净化装置的水槽装置的纵剖视概要图。

图11是习知水净化装置的纵剖视概要图。

具体实施方式

以下根据图式，说明本发明的各实施形态。

实施例1

图1是本发明实施例1的水的冷却·净化装置的纵剖视概要图。于图1中，W是接受处理的水，Wa是扩散水，Wb是滴下水，W₁是落下水，W₂是处理完的水，A是气流，5是水冷却·净化部，P是通气部，1是槽本体，2是导水管，3是分散体，4是液滴导件，5是充填材，6是给气装置，7是滤材，8是处理完的水的出口，9是吸气口，10是排气口，11是盖体，12是隔壁，13是通气口，14是滤材支持体，15是缓冲板，16是马达，17是旋转叶片，18是装卸自如的水飞溅防止用盖。

前述槽本体1由合成树脂等形成四角形，其内部通过隔壁12区分成水净化部S和通气部P的二区域。又，于槽本体1设置处理完的水的出口8、吸气口9、排气口10、盖体11及缓冲板15，更且，前述隔壁12的下方形成通气口13。

前述导水管2自槽本体1的侧部下方向内部插入，将水净化部S的大致中央部向上立起，其上端向分散体3的下面侧开口。

前述分散体3位于盖体11的里面侧附近，支持固定于槽本体1的侧壁或盖体11，形成直径较导水管2大的圆形倒四形(或碗形)。

前述液滴导件4隔适当间隔，成大致水平姿势，支持固定于分散体S下方与充填材5的上端面之间，如后述，通过由于平板状导板4a固设上下两端开口的多数经滴下导管4b的上端部形成。

前述充填材5是构成所谓滤材单元(或氧化处理单元)者，通过由集合复数个由多也质性的分成树脂材料或陶瓷材料等制成的截面形状呈蜂窝形棒状体(下称蜂窝状体)或截两形状呈格子状的棒状体(下称格子状体)，将其组装，形成矩形状。又，于该蜂窝状体或格子状体，沿其纵长方向形成截面形状呈蜂窝或格子状的流通孔。

该充填材5配设固定于隔壁12和槽本体1的侧壁所形成的水冷却·净化部S的大致中央部，前述导水管5贯穿其中央部。

又，充填材5的下方部构成连通通气口13的空间部，通过形成充填材5的蜂窝材体的流通孔而流下的落下水W₁自充填材5的下端而通过空间部向下滴落。

形成充填材5的前述多孔质性蜂窝状体的壁面具有作为微生物的载体的功能，以及作为被处理水W与气流A的接触媒介材料的功能，就前者所谓微生物载体功能一点看来，蜂窝状体的壁的细孔径宜为1000μm(微米)，较佳地，细孔径为100μm～500μm，以连续贯通状细孔最适当。

且，于实施例1中，固然使用聚丙烯或聚乙烯等有机高分子材料作为多孔质蜂窝状体的材质，不过，如前述，可为矽藻土等矽酸盐化合物或氧化铝等的烧结体(陶瓷)，只要是水W所无法腐蚀的材质，只要是多孔质性者，什么样的材质均可以。

又，亦可使用将具有有机物吸附能力的含水矽酸镁等多孔质结晶或活性碳、沸石等天然矿石、离子交换剂等适当加入前述合成树脂材料或陶瓷材料者作为前述多孔质性蜂窝状体的材料。于此情形下，吸附的水W内的有机物或离子交换的铵等会在此氧化环境下，于生物化学上高效率氧化。

另一方面，就作为前述与气流A的接触媒介材料的观点看来，形成充填材5的多孔质蜂窝状体的外表面积越大越好。

不过，由于多孔质蜂窝孔体的壁厚、蜂窝孔(流通孔)的孔径、材料的细孔大小等的最适值(或最适形状)会随被处理水W的粘度等变化，故难以具体明定，一般说来，多孔质性蜂窝状体的壁厚和细孔的口径以1mm(毫米)～3mm(壁厚)及连续细孔(细孔径500～1000μm)较佳，蜂窝状体的流通孔口径、壁厚及材料的细孔大小等按照被处理水W的流量及气流A的风量等适当选定。

又，于实施例1中，固然以多孔质性蜂窝状体形成充填材5，惟，就充填材5而言，只要可平稳进行气流A的供给排出，什么样的形态都可以，例如可为将格子状体、纤维状或固定形状的材料充填于骨架内。

前述给气装置6由马达16和旋转叶片17构成，使自吸气口9吸入的气流A通过通气部D、通气口13、水冷却·净化部S，充填材5，强制其流通，自排气口10排出处理槽本全1外。

前述滤材7的主要目的在于滴下水W₁的滴下声音的消音，落下水W₁内的悬浮物质的过滤以及滴下水W₁的再氧化，配设于充填材5的下方(也就是水冷却·净化部S的下方)，通过支持体14，隔预定间距支持固定于槽本体1的底面之间。

又，该滤材7由多孔质性的胺甲酸乙酯海棉、聚丙烯等有机软质材料、玻璃绒、聚丙烯等纤维体形成，本实施形态使用多孔质性胺甲酸乙酯海棉及玻璃绒维体的层合物作为滤材7。

前述水飞溅防止用盖18由合成树脂形成四角形薄箱状。并且，该水飞溅防止用盖18可装卸安装于槽本体1的三个侧壁面的上部外侧，用来使通过排气口10，与气流A一齐飞溅到槽本体1外的水W分离，令分离的水W流回槽本体1内部。且，分离的空气A自飞溅防止用盖18的上方部分向槽本体1外扩散。

图2是前述水飞溅防止用盖18的斜视图，于形成盖18底面的壁板18c上形成具有紧固槽18b的支持片18a。

又，该飞溅防止用盖18通过由将形成槽本体1的排气口10的侧壁板1a嵌入前述支持片18a的紧固槽18b内，在覆盖排气口10状态下，分别可装卸安装于形成在槽本体1的三个侧壁面的排气口10外侧。

图3是前述液滴导件4的平面图，又图4至图6是显示因滴下导管4b的下端开口形态而自然落下的状态下水W的滴下状况，以及滴下水为气流A分断而飞贱的滴下范围θ的变化的图式。也就是，分别地，图4是显示滴下管4b下端部的切端倾斜角度θ相对于轴线ψ成90°时，图5是显示θ＝45°时，图6是显示θ＝30°时的图式。

前述液滴导件4由平板状导板4a和短滴下导管4b形成，复数滴下导管4b隔预定间距排列固定成直线状(或同心圆形)。

又，形成前述滴下导管4b的下端开口，使其相对于滴下导管4b的轴线ψ个有预定切断倾斜角度θ，予以选定，使越是靠近前述导水管2(也就是分散体3)位置的滴下导管4b，前述切断倾斜角度θ越小。

也就是，在自然落下状态下，自滴下导管4b的下端开口滴下的滴下水Wb固然于充填材5的上方空间内，因朝排气口10流动的气流A而作某程度的飞溅，惟气流A所产生的飞溅力于排气口10侧较强，结果，会向外飞溅。因此，通过由使越是远离前述导水管2的滴下导管4b，其下端开口的切断倾斜角度θ越大，预先使其滴下范围θ的中心位置大大地靠内侧(靠导水管2)偏移，可使滴下水Wb于充填材5的上端面的分布均等，防止滴下水Wb朝排气口10侧逸散。

且在滴下水Wb于一定水压下定量地，并且以高速滴下时，滴下水Wb一开始即沿滴下导管4b的下端开口端，朝内侧方向连续流下。不过，由于朝内侧方向连续流下的滴下水Wb亦因朝排气口10侧流动的气流而朝外侧方向飞溅，因此，即使呈顺一定水压下定量地，也可能是高速地滴下的滴下水Wb，亦可使滴下于充填材5上的滴下水Wb的分布更均一。

又，在滴下水的流速非常快速的情形下，安装水W的飞溅防止盖18，使用外飞溅的水W流回槽本体1内，同时，较佳地，使各液滴导管4b的下端开口的形状成如图4的形状(θ＝0)或者成具有与图5或图6情形相反的倾斜角的形状。经过实验确认，于滴下水W的流速为非常高速情形下，通过由作成上述形状的下端开口，可使大量滴下水Wb更均一地滴落于充填材5的上端面。

其次，就图1的水净化装置的作动加以说明。

参考图1，通过导水管2供给的待处理水W通过由与分散体3碰撞四处扩散，扩散水Wa流在液滴导件4的导板4a上。且，为防止大型异物混入，较佳地，水W预先通过胺甲酸乙酯海棉等适当滤材过滤处理。

于导板4a上扩散，成层状贮积于其上面的扩散水Wa通过各液滴导管4b，自其下端开口，滴落于充填材5上。且由于如前述，各液滴导管4b的下端开口越是位于外侧，其切断倾斜角度θ越大，因此，即使碰到气流A，滴下水Wb亦较均一滴落于充填材5上面。

滴落于充填材5上面的滴下水Wb在流通·下降于充填材5内部(也就是蜂窝状体的流通孔)期间内，接受对应充填材5的形成材质和其形态的过滤作用以及需氧性微生物等的生物净化作用，成为落下水，自充填材5的下端面滴落。

复由于来自上述充填材5下端面的滴下水W₁滴落于滤材7上面，故可大致完全防止所谓滴下声音发生。滴下水W₁通过由以滤材14净化；成为处理室的水W₂，其沿着槽本体1的底面上，朝处理完的水的出口8流出。

且在为了提高冷却能力而增加旋转叶片17的旋转数情形下，扩散水Wa通过排气口10，与气流A一起扩散至外部。

不过，即使于此情形下，亦通过由将水飞溅防止用盖18安装于排气口10外侧，使扩散至外部的扩散水Wa与气流A分离，流回槽本体1内。

由于在自水飞溅防止用盖18的上方部向外扩散的气流A中几乎不含水份，故即使扩散至该外部的气流A因旋转叶片17旋转而被再度吸回，马达16亦不会为水份损伤。

更由于缓冲板15本身具有使气流A与飞溅至外部的扩散水Wa分离的功能，故无需于设置前述缓冲板15的槽本体1的侧面安装水飞溅防止用盖18。

实施例2

图7是使用本发明的冷却·净化装置U的养鱼用水槽装置T的纵剖视图，于设在水槽WT上部的过滤装置19上部，经由固定用横架20，安装本发明水的冷却·净化装置U。

且，于图7中，19a是滤材，19b是洒水器，19c是滤材支持箱，21是泵，21a是过滤器，22，23是连结软管，24是连水管，WL是水面。又，前述固定横架20以滑动式固定横架较佳。

由于在图7的养鱼用水槽装置T中，经过水的冷却·净化装置U净化处理，氧充分溶解的处理完的水W₂流回过滤装置19，故滤材19a中的微生物处理进一步活化，同时可更加提高水槽WT内水的清净度。

实施例3

将由多孔质合成树脂制蜂窝状体形成的充填材5(充填材5的外径12cm(厘米)×12cm，高度10cm，蜂窝状体的流通孔是口径为1cm的四角形，蜂窝状体的壁厚为1mm)充填于内部容积约60l(升)的槽本体1内所形成的本发明水的冷却·净化装置U设在具备高度60cm的过滤装置19的内部容积约60l的养鱼用水槽WT的前述过滤装置19上，连续净化处理水槽WT内的海水达10天。不过，泵21的容量为8～10l/min(升/分)。

于该实施例中，水的冷却·净化装置U连转前的水槽WT内的海水的水温＝29℃，pH＝7.8，氧化还原电位＝180mV(毫伏)。

又，运转水的冷却·净化装置U10之后的水槽WT内的海水的水温＝25℃，pH＝8.2，氧化还原电位＝180mV。

由上述水的冷却·净化装置U的试验结果亦可知，通过由供给氧。不仅改善海水的水质，亦使其变质成具有更接近天然海水的物性的海水。复具有在水的冷却·净化装置U的运转时，水W通过由汽化热冷却，通过此，可提高溶解氧的浓度的优点。

实施例4

图8是使用本发明水的冷却·净化装置的其他养鱼用水槽装置T的纵剖视图，其组合使用沉没式泵25的型式的简易养鱼用水槽WT与水的冷却·净化装置U。

且由于水W的净化处理大致与图7的情形相同，故省略其说明。

实施例5

图9是显示适用本发明水的冷却·净化装置U于所谓溢流型观赏鱼或活鱼饲养用水槽WT情形的图式，其作成自泵21，经由连续软管(或连结管)22、水槽WT，溢流管26，循环净化水W的构造。

且，于图9的养鱼用水槽WT中，槽本体1内的水位WL会随着水的蒸发等变化，于水位W四方的滤材7会起需氧作用，于水位WL下方的滤材27的需氧作用则降低。

又，于图9中，27是配置于槽本体1底部的滤材，由于被处理水W的净化处理大致与图7的情形相同，故省略其说明。

实施例6

图10是显示适用本发明水的冷却·净化装置U于具备溢流过滤装置28的溢流型养鱼用水槽WT情形的图式，其作成于溢流过滤装置28上方配设水的冷却·净化装置U的构造。

且，水W的净化处理大致与图7情形相同，于此，省略其说明。

当然，本发明水的冷却·净化装置可组合前述图7至图10以外的水槽WT或其他水槽装置等来使用，作为其组合对象的水槽WT等可为具有任何用途。

又，通过由于本发明所使用的充填材5、滤材7掺合或负载诸如氧化钛、银、铂的触媒，可更加提高充填材5等的功能。

更且，于本发明中，当然按待处理水量或水内物质的浓度，任意调整水的冷却·净化装置的大小、水的流量或空气的风量，又，于进行更高度冷却·净化处理情形下，亦可连结使用二个以上的水的冷却·净化装置U。

发明效果

于本发明的水的冷却·净化装置U中，作成使来自给氮装置6的气流A在其为水W的对向流状态下，流入供待处理水W流下的多孔性蜂窝状体或格子状体制成的充填材5内的构造。通过此，大幅提高水的冷却能力，同时，大幅增加水内氧的含量，结果，大幅提高水W的生物净化能力，可达到水的冷却·净化装置U的小型化及制造成本的降低、省电等。

由于本发明装卸自如安装水水飞溅防止用盖18于排气口10的外侧，故即使于提高给气装置6的能力，增加气流A的流量情况下，水W亦不会飞溅到槽本体1外侧。结果，可获得更高的水冷却能力。

更且，本发明配设滤材7于充填材5下方，使来自充填材5的滴下水W₁滴落于滤材7上，将其过滤。结果，完全无滴下水W₁的滴下所造成的噪音，可获得净化程度更高的处理水W₂。

此外，本发明配设液滴导件4于充填材5上方，能过液滴导件4的滴下导管4b，使水W滴下于充填材5上。结果，水W极均一扩散滴落于充填材5上面，完全与滴下水量不均所造成的种种不当情形。

于本发明的水槽装置T中，将前述水至冷却·净化装置U与水槽WT结合，作成连续循环净化水槽WT内的水W的构造。结果，可长期保持水槽WT内的水于低温，并且，保持高纯度、高溶解氧的状态，可促进鱼类等生物或水生植的生育，同时，可使生物的减绝情形变得更少。

本发明具有如上述多项优异的实用效果。

Claims (5)

1.一种水槽内的水的冷却·净化装置，其特征在于具备：槽本体1，其具有空气的吸气口(9)、排气口(10)以及处理完的水的出口(8)；充填材(5)，其配设于槽本体(1)内，由多孔质材料制蜂窝状体或格子状体形成；液滴导件(4)，其成水平状配设于充填材(5)的上方，使待处理的水W滴落于充填材(5)上；分散体(3)，其将水W扩散于液滴导件(4)上方，滤材(7)，其配设于充填材(5)下方并与槽本体的底面在水平方向上隔预定间距，将自充填材(5)滴下的落下水W₁过滤；以及给气装置(6)，其使气流A相对于水W₁从流入充填材(5)的下部流至充填材(5)的上部。

2.根据权利要求1的水槽内的水的冷却·净化装置，还包括：水飞溅防止用盖(18)，其可装卸安装于槽本体(1)的排气口(10)外侧，使通过排气口(10)，与气流A一齐向外扩散的水W与气流分离，流回槽本体(1)内。

3.如权利要求1或2的水槽内的水的冷却·净化装置，其中通过导水管(2)使待处理水W自分散体(3)下方朝分散体(3)喷出，使水W扩散于液滴导件(4)上方。

4.权利要求1或2的水槽内的水的冷却·净化装置，其中沿与水W的滴下方向相同的方向配设由蜂窝状体或格子状体形成的充填材(5)的流通孔，同时，使气流A自充填材(5)下方向上方，成与水W对向状流通。

5.如权利要求1或2的水槽内的水的冷却·净化装置，其中使水W成放射状自液滴导件(4)的中央部扩散，同时，由平板状导板(4a)和向下方突设的滴下导管(4b)形成前述液滴导件，而且，越是位于外周部的滴下导(4b)，各滴下导管(4b)的下端开口部的切断倾斜角度θ越小。

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