JP2001009262A - 長期連続型二酸化炭素投与方法およびその装置 - Google Patents
長期連続型二酸化炭素投与方法およびその装置Info
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-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間、制御可能に二酸化炭素を連続発生で
き、装置の大きさも小さく美観的に問題の無い、長期連
続型二酸化炭素投与方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 生物学用長期連続型二酸化炭素投与方法
であって、１）化学反応によるガス圧発生手段により貯
蔵容器から酸水溶液を放出する工程と、２）固体および
／または液体の炭酸塩化合物または炭酸水素塩化合物に
上記酸水溶液を滴下する工程と、３）生物学的に使用す
るための媒体に発生した二酸化炭素を供給する工程とか
ら成ることを特徴とする二酸化炭素投与方法。
き、装置の大きさも小さく美観的に問題の無い、長期連
続型二酸化炭素投与方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 生物学用長期連続型二酸化炭素投与方法
であって、１）化学反応によるガス圧発生手段により貯
蔵容器から酸水溶液を放出する工程と、２）固体および
／または液体の炭酸塩化合物または炭酸水素塩化合物に
上記酸水溶液を滴下する工程と、３）生物学的に使用す
るための媒体に発生した二酸化炭素を供給する工程とか
ら成ることを特徴とする二酸化炭素投与方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生物学用長期連続型
二酸化炭素投与方法に関し、詳しくは、本発明は、長期
間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装置の大き
さも小さく美観的に問題の無い長期連続型二酸化炭素投
与方法に関する。本発明は、更に、上記二酸化炭素投与
方法を達成するための装置にも関する。
二酸化炭素投与方法に関し、詳しくは、本発明は、長期
間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装置の大き
さも小さく美観的に問題の無い長期連続型二酸化炭素投
与方法に関する。本発明は、更に、上記二酸化炭素投与
方法を達成するための装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】生態系維持の分野において、例えば、閉
系家屋、特に温室における植物の培養や貯蔵の場合や、
水系、例えば池や水槽等の場合、均一かつ目標量の二酸
化炭素を長期的に必要とする。
系家屋、特に温室における植物の培養や貯蔵の場合や、
水系、例えば池や水槽等の場合、均一かつ目標量の二酸
化炭素を長期的に必要とする。
【０００３】池や水槽において二酸化炭素を供給する方
法は種々知られている。例えば、二酸化炭素を圧入して
あるガスカートリッジからガスを投与する方法が知られ
ている。しかしながら、この方法ではカートリッジ内の
ガス圧が低くなるにつれ、ガス量を制御しないかぎり、
供給される二酸化炭素のガス量が連続的に減少してしま
うという問題がある。さらに、ガスカートリッジを使用
する場合、二酸化炭素ガス投与装置は大きなスペースを
要し、美観的にも好ましくない。特に装飾用プールや水
槽の場合で使用する場合、ガスカートリッジを使用する
方法は不都合である。
法は種々知られている。例えば、二酸化炭素を圧入して
あるガスカートリッジからガスを投与する方法が知られ
ている。しかしながら、この方法ではカートリッジ内の
ガス圧が低くなるにつれ、ガス量を制御しないかぎり、
供給される二酸化炭素のガス量が連続的に減少してしま
うという問題がある。さらに、ガスカートリッジを使用
する場合、二酸化炭素ガス投与装置は大きなスペースを
要し、美観的にも好ましくない。特に装飾用プールや水
槽の場合で使用する場合、ガスカートリッジを使用する
方法は不都合である。
【０００４】また、キップの装置を使用して塩酸のよう
な鉱酸と炭酸塩を反応させてその場で二酸化炭素を発生
させる方法も知られている、しかしながら、この方法で
は、二酸化炭素を供給すべき水の系外において適切な方
法で行われる必要がある。従って、ガスカートリッジを
使用する方法と同様に、大きなスペースを要し、美観的
にも問題がある。更に、この装置の使用者が、塩酸のよ
うな鉱酸を扱った経験が無い場合、問題となる。
な鉱酸と炭酸塩を反応させてその場で二酸化炭素を発生
させる方法も知られている、しかしながら、この方法で
は、二酸化炭素を供給すべき水の系外において適切な方
法で行われる必要がある。従って、ガスカートリッジを
使用する方法と同様に、大きなスペースを要し、美観的
にも問題がある。更に、この装置の使用者が、塩酸のよ
うな鉱酸を扱った経験が無い場合、問題となる。
【０００５】炭酸水素ナトリウムの発泡錠剤とクエン酸
に水をゆっくりと添加することにより、二酸化炭素ガス
を発生させる方法が考えられる。しかしながら、この方
法において、水をゆっくり添加すると、すぐに不透過性
のクエン酸層が発泡錠剤上に形成されてしまい、これに
より更なる反応が妨げられてしまう。従って、この方法
の場合、数日間のような短期間でしか二酸化炭素の連続
発生が達成できない。
に水をゆっくりと添加することにより、二酸化炭素ガス
を発生させる方法が考えられる。しかしながら、この方
法において、水をゆっくり添加すると、すぐに不透過性
のクエン酸層が発泡錠剤上に形成されてしまい、これに
より更なる反応が妨げられてしまう。従って、この方法
の場合、数日間のような短期間でしか二酸化炭素の連続
発生が達成できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、長期
間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装置の大き
さも小さく美観的に問題の無い、長期連続型二酸化炭素
投与方法およびその装置を提供することである。
間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装置の大き
さも小さく美観的に問題の無い、長期連続型二酸化炭素
投与方法およびその装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成すべく鋭意検討した結果、酸水溶液をガス圧により炭
酸塩化合物または炭酸水素塩化合物に滴下する方法によ
り上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
成すべく鋭意検討した結果、酸水溶液をガス圧により炭
酸塩化合物または炭酸水素塩化合物に滴下する方法によ
り上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
【０００８】本発明は上記の知見に基づき完成されたも
のであり、その第１の要旨は、生物学用長期連続型二酸
化炭素投与方法であって、１）化学反応によるガス圧発
生手段により貯蔵容器から酸水溶液を放出する工程と、
２）固体および／または液体の炭酸塩化合物または炭酸
水素塩化合物に上記酸水溶液を滴下する工程と、３）生
物学的に使用するための媒体に発生した二酸化炭素を供
給する工程とから成ることを特徴とする二酸化炭素投与
方法に存する。
のであり、その第１の要旨は、生物学用長期連続型二酸
化炭素投与方法であって、１）化学反応によるガス圧発
生手段により貯蔵容器から酸水溶液を放出する工程と、
２）固体および／または液体の炭酸塩化合物または炭酸
水素塩化合物に上記酸水溶液を滴下する工程と、３）生
物学的に使用するための媒体に発生した二酸化炭素を供
給する工程とから成ることを特徴とする二酸化炭素投与
方法に存する。
【０００９】本発明の第２の要旨は、第１の要旨に記載
の方法を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、
貯蔵容器（１）と、所定量の炭酸塩および／または炭酸
水素塩と、当該塩の上または中に配置され、排出口を有
し、酸水溶液を貯蔵する貯蔵容器（２）とから成り、貯
蔵容器（２）は炭酸（水素）塩またはその水溶液に酸水
溶液を滴下することができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）
固体の水溶性酸と、（ｉｉ）触媒作用により分解してガ
スを発生する水溶性化合物と、（ｉｉｉ）触媒とから成
る組成物が詰められていることを特徴とする二酸化炭素
投与装置に存する。
の方法を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、
貯蔵容器（１）と、所定量の炭酸塩および／または炭酸
水素塩と、当該塩の上または中に配置され、排出口を有
し、酸水溶液を貯蔵する貯蔵容器（２）とから成り、貯
蔵容器（２）は炭酸（水素）塩またはその水溶液に酸水
溶液を滴下することができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）
固体の水溶性酸と、（ｉｉ）触媒作用により分解してガ
スを発生する水溶性化合物と、（ｉｉｉ）触媒とから成
る組成物が詰められていることを特徴とする二酸化炭素
投与装置に存する。
【００１０】本発明の第３の要旨は、第１の要旨に記載
の方法を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、
所定量の炭酸塩および／または炭酸水素塩と、当該塩の
上または中に配置され、排出口を有し、酸水溶液を貯蔵
する貯蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器（２）は炭酸
（水素）塩またはその水溶液に酸水溶液を滴下すること
ができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）水溶性酸と、（ｉ
ｉ）触媒作用により分解してガスを発生する水溶性化合
物と、（ｉｉｉ）触媒とから成る組成物が詰められてい
ることを特徴とする二酸化炭素投与装置に存する。
の方法を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、
所定量の炭酸塩および／または炭酸水素塩と、当該塩の
上または中に配置され、排出口を有し、酸水溶液を貯蔵
する貯蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器（２）は炭酸
（水素）塩またはその水溶液に酸水溶液を滴下すること
ができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）水溶性酸と、（ｉ
ｉ）触媒作用により分解してガスを発生する水溶性化合
物と、（ｉｉｉ）触媒とから成る組成物が詰められてい
ることを特徴とする二酸化炭素投与装置に存する。
【００１１】
【発明の実施の態様】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の二酸化炭素投与方法は、１）化学反応によるガ
ス圧発生手段により貯蔵容器から酸水溶液を放出する工
程と、２）固体および／または液体の炭酸塩化合物また
は炭酸水素塩化合物に上記酸水溶液を滴下する工程と、
３）生物学的に使用するための媒体に発生した二酸化炭
素を供給する工程とから成る。
本発明の二酸化炭素投与方法は、１）化学反応によるガ
ス圧発生手段により貯蔵容器から酸水溶液を放出する工
程と、２）固体および／または液体の炭酸塩化合物また
は炭酸水素塩化合物に上記酸水溶液を滴下する工程と、
３）生物学的に使用するための媒体に発生した二酸化炭
素を供給する工程とから成る。
【００１２】本発明の方法、およびそれを遂行するため
の装置を使用することにより、次のような効果が得られ
る。（１）最小のスペースで、経済的に二酸化炭素の発
生を行える。（２）原料物質中に長期間多量の二酸化炭
素を貯蔵（二酸化炭素を生成できる状態として）でき
る。（３）二酸化炭素の長期発生を使用者の要求に従っ
て制御できる。（４）ホースによる接続無しで、且つ、
不純物等の発生を伴うことなく二酸化炭素を水中に導入
することができる。
の装置を使用することにより、次のような効果が得られ
る。（１）最小のスペースで、経済的に二酸化炭素の発
生を行える。（２）原料物質中に長期間多量の二酸化炭
素を貯蔵（二酸化炭素を生成できる状態として）でき
る。（３）二酸化炭素の長期発生を使用者の要求に従っ
て制御できる。（４）ホースによる接続無しで、且つ、
不純物等の発生を伴うことなく二酸化炭素を水中に導入
することができる。
【００１３】本発明で使用する炭酸塩または炭酸塩溶液
は、特にことわらないかぎり、炭酸水素塩または炭酸水
素塩溶液も含む。炭酸塩または炭酸塩溶液としては、好
ましくはアルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水
素塩である。酸と炭酸塩との反応により形成される塩の
溶解度が、反応水溶液中に沈殿を生じさせないほど高い
ことが好ましい。また、２種類以上の炭酸塩または炭酸
塩溶液を使用することもできる。
は、特にことわらないかぎり、炭酸水素塩または炭酸水
素塩溶液も含む。炭酸塩または炭酸塩溶液としては、好
ましくはアルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水
素塩である。酸と炭酸塩との反応により形成される塩の
溶解度が、反応水溶液中に沈殿を生じさせないほど高い
ことが好ましい。また、２種類以上の炭酸塩または炭酸
塩溶液を使用することもできる。
【００１４】本発明で使用する酸水溶液は、水溶液とし
て十分安定であり、炭酸塩または炭酸塩溶液と反応して
二酸化炭素を発生できる酸水溶液であれば、特に限定さ
れず、好ましくは、使用前に純粋な固体酸化合物を使用
して直接酸水溶液が製造できる酸である。酸と炭酸塩と
の反応により形成される塩の溶解度が、反応水溶液中に
沈殿を生じさせないほど高いことが好ましい。また、２
種類以上の酸を混合して使用することもできる。
て十分安定であり、炭酸塩または炭酸塩溶液と反応して
二酸化炭素を発生できる酸水溶液であれば、特に限定さ
れず、好ましくは、使用前に純粋な固体酸化合物を使用
して直接酸水溶液が製造できる酸である。酸と炭酸塩と
の反応により形成される塩の溶解度が、反応水溶液中に
沈殿を生じさせないほど高いことが好ましい。また、２
種類以上の酸を混合して使用することもできる。
【００１５】上記の出発化合物である炭酸塩または炭酸
塩溶液および酸水溶液、ならびに反応により形成される
塩は、健康面や環境面において問題を生じない物が好ま
しい。上記の出発化合物は、出発化合物の重量を基にし
て、できる限り多量の二酸化炭素を発生できることが好
ましい。
塩溶液および酸水溶液、ならびに反応により形成される
塩は、健康面や環境面において問題を生じない物が好ま
しい。上記の出発化合物は、出発化合物の重量を基にし
て、できる限り多量の二酸化炭素を発生できることが好
ましい。
【００１６】上記の出発化合物として、経済的に入手で
き、貯蔵および輸送が容易である点から、炭酸塩または
炭酸塩溶液としては炭酸水素ナトリウム（溶液）が特に
好ましく、酸水溶液としてはクエン酸が特に好ましい。
き、貯蔵および輸送が容易である点から、炭酸塩または
炭酸塩溶液としては炭酸水素ナトリウム（溶液）が特に
好ましく、酸水溶液としてはクエン酸が特に好ましい。
【００１７】貯蔵容器から酸水溶液を放出するために使
用するガス圧発生反応としては、酸水溶液中に溶解また
は懸濁し、ガス状の反応生成物を放出する分解可能な化
合物の反応である。上記反応としては、過酸化水素やそ
の誘導体等の過酸化合物の分解反応のような、準安定性
化合物の分解反応を使用することが好ましい。準安定性
化合物としては、適当な２種以上の化合物を組合せて使
用してもよい。
用するガス圧発生反応としては、酸水溶液中に溶解また
は懸濁し、ガス状の反応生成物を放出する分解可能な化
合物の反応である。上記反応としては、過酸化水素やそ
の誘導体等の過酸化合物の分解反応のような、準安定性
化合物の分解反応を使用することが好ましい。準安定性
化合物としては、適当な２種以上の化合物を組合せて使
用してもよい。
【００１８】上記準安定性化合物の分解反応は、適当な
触媒を使用して行ってもよい。触媒の適切な添加によ
り、単位時間当りのガスの発生量を調節することがで
き、その結果、酸水溶液の放出速度を広い範囲で正確に
調節することができる。ただし、温度によって触媒反応
の反応速度が変化するため、本発明の方法を使用する場
合の外部温度の影響を考慮する必要がある。それ故、熱
帯（魚）用水槽のような暖かい環境で使用する場合は、
より少ない触媒量で、より低い温度で使用する場合と同
一の単位時間当りのガス発生量を達成することができ
る。
触媒を使用して行ってもよい。触媒の適切な添加によ
り、単位時間当りのガスの発生量を調節することがで
き、その結果、酸水溶液の放出速度を広い範囲で正確に
調節することができる。ただし、温度によって触媒反応
の反応速度が変化するため、本発明の方法を使用する場
合の外部温度の影響を考慮する必要がある。それ故、熱
帯（魚）用水槽のような暖かい環境で使用する場合は、
より少ない触媒量で、より低い温度で使用する場合と同
一の単位時間当りのガス発生量を達成することができ
る。
【００１９】酸水溶液の貯蔵容器内でガス圧発生装置を
使用する前に、全量または部分量の上記触媒を添加する
ことができる。これにより、酸水溶液の放出速度及び単
位時間当りの二酸化炭素の発生量を、使用者が独自に制
御することができる。
使用する前に、全量または部分量の上記触媒を添加する
ことができる。これにより、酸水溶液の放出速度及び単
位時間当りの二酸化炭素の発生量を、使用者が独自に制
御することができる。
【００２０】上記分解反応に使用する触媒としては、分
解可能な化合物からガス状物質を発生させるために使用
される公知の触媒が使用できる。分解可能な化合物とし
て過酸化水素または過酸化化合物を使用する場合、二酸
化マンガンまたは白金触媒を使用するのが好ましく、セ
ラミック的に結合している二酸化マンガンが特に好まし
い。また、適当な２種以上の触媒を組合せて使用しても
よい。
解可能な化合物からガス状物質を発生させるために使用
される公知の触媒が使用できる。分解可能な化合物とし
て過酸化水素または過酸化化合物を使用する場合、二酸
化マンガンまたは白金触媒を使用するのが好ましく、セ
ラミック的に結合している二酸化マンガンが特に好まし
い。また、適当な２種以上の触媒を組合せて使用しても
よい。
【００２１】ガス圧発生反応に使用する上記組成物（主
として分解可能な化合物および触媒から成る）の組成お
よび量は、本発明の方法を開始する時点で調節してお
く。すなわち、貯蔵容器中の酸水溶液の全量を放出する
のに十分な量のガスを発生させる組成および量に調整す
る。同時に、貯蔵容器からの酸水溶液の放出速度がほぼ
一定となるようなガス発生量を達成するように上記組成
物の組成および量を調節する。上記組成物の量は、使用
する形態や方法により変化するが、好ましくは、放出さ
れる酸水溶液１モルに対し、分解可能な化合物０．０１
〜０．０３モルの比に調節するのが好ましいことを本発
明者は見出した。
として分解可能な化合物および触媒から成る）の組成お
よび量は、本発明の方法を開始する時点で調節してお
く。すなわち、貯蔵容器中の酸水溶液の全量を放出する
のに十分な量のガスを発生させる組成および量に調整す
る。同時に、貯蔵容器からの酸水溶液の放出速度がほぼ
一定となるようなガス発生量を達成するように上記組成
物の組成および量を調節する。上記組成物の量は、使用
する形態や方法により変化するが、好ましくは、放出さ
れる酸水溶液１モルに対し、分解可能な化合物０．０１
〜０．０３モルの比に調節するのが好ましいことを本発
明者は見出した。
【００２２】炭酸塩または炭酸塩溶液に酸水溶液を滴下
することによって発生するガス状二酸化炭素は、生物学
的に使用する媒体に適切な手段を介して供給される。池
や水槽の様な水性の生物学的媒体を使用する場合、潜水
鐘（ダイビングベル、ｄｉｖｉｎｇ ｂｅｌｌ）の手段
により発生した二酸化炭素を水面に接触させ、水中に拡
散溶解させることが好ましい。ここで、「水面」の語
は、ガスが供給される水面（媒体の上層面で、大気に接
触している部分）だけでなく、本発明の方法を達成する
装置から発生するガスに接触している部分、例えば潜水
鐘の下方に人工的に形成された水面も含む。
することによって発生するガス状二酸化炭素は、生物学
的に使用する媒体に適切な手段を介して供給される。池
や水槽の様な水性の生物学的媒体を使用する場合、潜水
鐘（ダイビングベル、ｄｉｖｉｎｇ ｂｅｌｌ）の手段
により発生した二酸化炭素を水面に接触させ、水中に拡
散溶解させることが好ましい。ここで、「水面」の語
は、ガスが供給される水面（媒体の上層面で、大気に接
触している部分）だけでなく、本発明の方法を達成する
装置から発生するガスに接触している部分、例えば潜水
鐘の下方に人工的に形成された水面も含む。
【００２３】本発明の二酸化炭素投与方法を達成し、池
や水槽で使用される装置の実施態様の１つを図１に示す
（以下、装置１と称す）。本発明の装置１は、炭酸塩ま
たは炭酸塩溶液を貯蔵する容器（１）と、容器（１）中
に付設される酸水溶液を貯蔵する容器（２）とから成
る。
や水槽で使用される装置の実施態様の１つを図１に示す
（以下、装置１と称す）。本発明の装置１は、炭酸塩ま
たは炭酸塩溶液を貯蔵する容器（１）と、容器（１）中
に付設される酸水溶液を貯蔵する容器（２）とから成
る。
【００２４】さらに本発明の装置１は、場合によって、
発生した二酸化炭素ガスを生物学的媒体に導入するため
のガス供給手段が必要となる。特に、池や水槽などの水
性の生物学的媒体で使用する場合、上記手段が必要とな
る。上記手段の好ましい態様としては、潜水鐘の手段に
よって形成される人工的な水面と二酸化炭素ガスを接触
させることによって、二酸化炭素ガスを媒体に添加す
る。なお、図１の符号（３）で示される部分は潜水鐘を
示す。
発生した二酸化炭素ガスを生物学的媒体に導入するため
のガス供給手段が必要となる。特に、池や水槽などの水
性の生物学的媒体で使用する場合、上記手段が必要とな
る。上記手段の好ましい態様としては、潜水鐘の手段に
よって形成される人工的な水面と二酸化炭素ガスを接触
させることによって、二酸化炭素ガスを媒体に添加す
る。なお、図１の符号（３）で示される部分は潜水鐘を
示す。
【００２５】本発明の装置１を水中で使用する場合、本
発明の上部が水面より浮き上がらず、水中に残っている
ことが好ましい。そのため、本発明の装置１が排除する
液体の重さよりも重い付加的な重り（４）を使用するこ
とが好ましい。また、重り（４）の代りとして、池や水
槽の底に吸着する一つ以上の吸引カップを使用してもよ
い。この場合は重りを省略できる。
発明の上部が水面より浮き上がらず、水中に残っている
ことが好ましい。そのため、本発明の装置１が排除する
液体の重さよりも重い付加的な重り（４）を使用するこ
とが好ましい。また、重り（４）の代りとして、池や水
槽の底に吸着する一つ以上の吸引カップを使用してもよ
い。この場合は重りを省略できる。
【００２６】本発明の生物学用長期連続型二酸化炭素投
与方法を遂行する装置は、好ましくは、適当な投与手段
と、所定量の炭酸塩および容器内に貯蔵される炭酸塩と
等価の酸（水溶液）と、ガス状の反応生成物を放出する
分解可能な化合物と、必要であればガス状の反応生成物
を放出する反応に使用される触媒とから成る。
与方法を遂行する装置は、好ましくは、適当な投与手段
と、所定量の炭酸塩および容器内に貯蔵される炭酸塩と
等価の酸（水溶液）と、ガス状の反応生成物を放出する
分解可能な化合物と、必要であればガス状の反応生成物
を放出する反応に使用される触媒とから成る。
【００２７】本発明の装置において、装置の製造や取扱
いが容易であるという理由から、すべての化学成分が液
体よりも固体であることが好ましい。さらに、化学成分
はその水性溶液の状態よりも固体状態の方が安定であ
る。従って、水性溶液は使用直前に製造されることが好
ましい。それにより、本発明の装置は長期貯蔵してもな
んら問題は生じず、所望の単位時間あたりの二酸化炭素
を供給することができる。
いが容易であるという理由から、すべての化学成分が液
体よりも固体であることが好ましい。さらに、化学成分
はその水性溶液の状態よりも固体状態の方が安定であ
る。従って、水性溶液は使用直前に製造されることが好
ましい。それにより、本発明の装置は長期貯蔵してもな
んら問題は生じず、所望の単位時間あたりの二酸化炭素
を供給することができる。
【００２８】水性酸溶液の貯蔵容器は、酸溶液の液面よ
りも下方に１つの排出口を有する。この排出口は、排出
口を介して酸溶液が自ら流出しない様な大きさに設計さ
れる。さらに、この排出口は、分解によりガス圧が酸溶
液にかけられた際に、酸水溶液を滴下するのに十分な大
きさに設計される。排出口は、断面形状が１〜７ｍｍ径
の円または円に近い形状であることが好ましい。さら
に、排出口は貯蔵容器の最下部に形成されることが好ま
しい。それにより、内在する酸水溶液を余すことなく排
出することができ、二酸化炭素ガス製造に使用できる。
りも下方に１つの排出口を有する。この排出口は、排出
口を介して酸溶液が自ら流出しない様な大きさに設計さ
れる。さらに、この排出口は、分解によりガス圧が酸溶
液にかけられた際に、酸水溶液を滴下するのに十分な大
きさに設計される。排出口は、断面形状が１〜７ｍｍ径
の円または円に近い形状であることが好ましい。さら
に、排出口は貯蔵容器の最下部に形成されることが好ま
しい。それにより、内在する酸水溶液を余すことなく排
出することができ、二酸化炭素ガス製造に使用できる。
【００２９】本発明の方法を達成するための他の装置
（前述の装置と逆の構成となっている、以下、装置２と
称す）は、所定量の炭酸塩および／または炭酸水素塩
と、当該塩の上または中に配置され、排出口を有し、酸
水溶液を貯蔵する貯蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器
（２）は炭酸（水素）塩またはその水溶液に酸水溶液を
滴下することができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）水溶性
酸と、（ｉｉ）触媒作用により分解してガスを発生する
水溶性化合物と、（ｉｉｉ）触媒とから成る組成物が詰
められていることを特徴とする。
（前述の装置と逆の構成となっている、以下、装置２と
称す）は、所定量の炭酸塩および／または炭酸水素塩
と、当該塩の上または中に配置され、排出口を有し、酸
水溶液を貯蔵する貯蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器
（２）は炭酸（水素）塩またはその水溶液に酸水溶液を
滴下することができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）水溶性
酸と、（ｉｉ）触媒作用により分解してガスを発生する
水溶性化合物と、（ｉｉｉ）触媒とから成る組成物が詰
められていることを特徴とする。
【００３０】装置２の好ましい態様として、貯蔵容器
（２）は、酸排出口以外は一体の密閉系中空形態を有す
る。使用開始するまでの貯蔵や輸送期間中、排出口は粘
着ストリップや剥ぎ取りフォイルの様なもので密閉され
ているのが好ましい。
（２）は、酸排出口以外は一体の密閉系中空形態を有す
る。使用開始するまでの貯蔵や輸送期間中、排出口は粘
着ストリップや剥ぎ取りフォイルの様なもので密閉され
ているのが好ましい。
【００３１】本発明の第２の装置は、第１の装置と同様
に、その形状や大きさが使用目的や使用形態により変化
し得る。装置の大きさは、二酸化炭素ガスが供給される
べき空気または水の量、当該空気または水の量に対する
所望の二酸化炭素ガス濃度、および中断無しに連続的に
二酸化炭素ガスを供給できる所望の時間に依存する。
に、その形状や大きさが使用目的や使用形態により変化
し得る。装置の大きさは、二酸化炭素ガスが供給される
べき空気または水の量、当該空気または水の量に対する
所望の二酸化炭素ガス濃度、および中断無しに連続的に
二酸化炭素ガスを供給できる所望の時間に依存する。
【００３２】使用に際しては、所定量の水を排気口を介
して添加することにより、容器内の酸を水に溶解させ
る。容器（２）の下部に配置される反応室は、好ましく
は錠剤状の所定量の炭酸塩を内在しており、炭酸塩の量
は、酸の総消費量に対して正確に必要とされる量である
ことが好ましい。使用する化学成分および添加する水の
量によっては、反応生成物である塩が析出しないよう
に、反応室内にさらに水を添加する必要がある場合があ
る。
して添加することにより、容器内の酸を水に溶解させ
る。容器（２）の下部に配置される反応室は、好ましく
は錠剤状の所定量の炭酸塩を内在しており、炭酸塩の量
は、酸の総消費量に対して正確に必要とされる量である
ことが好ましい。使用する化学成分および添加する水の
量によっては、反応生成物である塩が析出しないよう
に、反応室内にさらに水を添加する必要がある場合があ
る。
【００３３】添加する水の量は、装置１または装置２内
の容器の占める体積によって決定され、最初に貯蔵容器
（２）に充填され、次いで残りの水が反応室内に添加さ
れることを考慮する必要がある。
の容器の占める体積によって決定され、最初に貯蔵容器
（２）に充填され、次いで残りの水が反応室内に添加さ
れることを考慮する必要がある。
【００３４】例えば、総体積が１リットル、貯蔵容器が
２／３リットル、反応室が１／３リットルである装置の
場合、２３２ｇのクエン酸および３０６ｇの炭酸水素ナ
トリウムを使用することにより、２０℃において１６０
ｇまたは８７リットルの二酸化炭素を供給することがで
きる。この際、反応生成物としてのクエン酸ナトリウム
（トリナトリウム塩）は完全に溶解している。この規模
の装置で発生できる二酸化炭素ガスの量は、１０００リ
ットルの通常の水槽で必要とする二酸化炭素量を１ヶ月
間供給できる量に相当する。
２／３リットル、反応室が１／３リットルである装置の
場合、２３２ｇのクエン酸および３０６ｇの炭酸水素ナ
トリウムを使用することにより、２０℃において１６０
ｇまたは８７リットルの二酸化炭素を供給することがで
きる。この際、反応生成物としてのクエン酸ナトリウム
（トリナトリウム塩）は完全に溶解している。この規模
の装置で発生できる二酸化炭素ガスの量は、１０００リ
ットルの通常の水槽で必要とする二酸化炭素量を１ヶ月
間供給できる量に相当する。
【００３５】より小さな水槽の場合、より小さな装置が
必要となる。１００リットルの水槽の場合では、２３．
２ｇのクエン酸および３０．６ｇの炭酸水素ナトリウム
を使用することにより、８．７リットルの二酸化炭素を
供給することができる。
必要となる。１００リットルの水槽の場合では、２３．
２ｇのクエン酸および３０．６ｇの炭酸水素ナトリウム
を使用することにより、８．７リットルの二酸化炭素を
供給することができる。
【００３６】適当な触媒を添加することにより二酸化炭
素ガス発生能力を増加させ、１００リットルの水槽用装
置をより大きな水槽で使用することも可能であるが、こ
の場合、二酸化炭素ガス供給時間が短くなる。例えば、
触媒量を倍増すれば、発生する二酸化炭素ガスも倍増す
るが、供給時間は半減する。
素ガス発生能力を増加させ、１００リットルの水槽用装
置をより大きな水槽で使用することも可能であるが、こ
の場合、二酸化炭素ガス供給時間が短くなる。例えば、
触媒量を倍増すれば、発生する二酸化炭素ガスも倍増す
るが、供給時間は半減する。
【００３７】
【発明の効果】本発明の長期連続型二酸化炭素投与方法
は、長期間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装
置の大きさも小さく美観的に問題が無いため、本発明の
工業的価値は高い。
は、長期間、制御可能に二酸化炭素を連続発生でき、装
置の大きさも小さく美観的に問題が無いため、本発明の
工業的価値は高い。
【図１】本発明の二酸化炭素投与方法を達成し、池や水
槽で使用される装置の概要図
槽で使用される装置の概要図
１：炭酸塩または炭酸塩溶液を貯蔵する容器 ２：酸水溶液を貯蔵する容器 ３：潜水鐘 ４：重り
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） Ｃ０１Ｂ 31/20 Ｃ０１Ｂ 31/20 Ｚ Ｃ１２Ｍ 1/36 Ｃ１２Ｍ 1/36
Claims (19)
- 【請求項１】 生物学用長期連続型二酸化炭素投与方法
であって、１）化学反応によるガス圧発生手段により貯
蔵容器から酸水溶液を放出する工程と、２）固体および
／または液体の炭酸塩化合物または炭酸水素塩化合物に
上記酸水溶液を滴下する工程と、３）生物学的に使用す
るための媒体に発生した二酸化炭素を供給する工程とか
ら成ることを特徴とする二酸化炭素投与方法。 - 【請求項２】 前記生物学的に使用するための媒体が水
である請求項１に記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項３】 水に二酸化炭素を供給する工程が、潜水
鐘（ｄｉｖｉｎｇｂｅｌｌ）の手段により発生した二酸
化炭素を拡散させることにより達成させられる請求項２
に記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項４】 前記酸水溶液がクエン酸水溶液である請
求項１〜３の何れかに記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項５】 前記炭酸塩化合物または炭酸水素塩化合
物が炭酸水素ナトリウムである請求項１〜４の何れかに
記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項６】 前記化学反応によるガス圧発生手段が、
過酸化水素化合物からの酸素発生反応によるものである
請求項１〜５の何れかに記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項７】 前記過酸化水素化合物が過酸化水素尿素
である請求項６に記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項８】 前記化学反応によるガス圧発生が１つ以
上の触媒により行われる請求項１〜７の何れかに記載の
二酸化炭素投与方法。 - 【請求項９】 前記触媒が二酸化マンガンである請求項
８に記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項１０】 前記二酸化マンガンがセラミック的に
結合している請求項９に記載の二酸化炭素投与方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れかに記載の方法
を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、貯蔵容
器（１）と、所定量の炭酸塩および／または炭酸水素塩
と、当該塩の上または中に配置され、排出口を有し、酸
水溶液を貯蔵する貯蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器
（２）は炭酸（水素）塩またはその水溶液に酸水溶液を
滴下することができ、貯蔵容器（２）には（ｉ）固体の
水溶性酸と、（ｉｉ）触媒作用により分解してガスを発
生する水溶性化合物と、（ｉｉｉ）触媒とから成る組成
物が詰められていることを特徴とする二酸化炭素投与装
置。 - 【請求項１２】 前記水溶性化合物（ｉｉ）が固体であ
る請求項１１に記載の二酸化炭素投与装置。 - 【請求項１３】 発生した二酸化炭素ガスを生物学用媒
体に導入するためのガス供給装置をさらに有する請求項
１１又は１２に記載の二酸化炭素投与装置。 - 【請求項１４】 二酸化炭素ガス供給装置が潜水鐘（ｄ
ｉｖｉｎｇ ｂｅｌｌ）による装置である請求項１３に
記載の二酸化炭素投与装置。 - 【請求項１５】 さらに重り（３）を有し、当該重り
（３）はその容積と同量の水性媒体よりも重く、水性媒
体中に十分に沈む請求項１１〜１４の何れかに記載の二
酸化炭素投与装置。 - 【請求項１６】 さらに１つ以上の吸着カップ（４）を
有する請求項１１〜１５の何れかに記載の二酸化炭素投
与装置。 - 【請求項１７】 請求項１〜１０の何れかに記載の方法
を遂行するための二酸化炭素投与装置であって、所定量
の炭酸塩および／または炭酸水素塩と、当該塩の上また
は中に配置され、排出口を有し、酸水溶液を貯蔵する貯
蔵容器（２）とから成り、貯蔵容器（２）は炭酸（水
素）塩またはその水溶液に酸水溶液を滴下することがで
き、貯蔵容器（２）には（ｉ）水溶性酸と、（ｉｉ）触
媒作用により分解してガスを発生する水溶性化合物と、
（ｉｉｉ）触媒とから成る組成物が詰められていること
を特徴とする二酸化炭素投与装置。 - 【請求項１８】 前記水溶性酸（ｉ）が固体である請求
項１７に記載の二酸化炭素投与装置。 - 【請求項１９】 前記触媒作用により分解してガスを発
生する水溶性化合物が固体である請求項１７又は１８に
記載の二酸化炭素投与装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19919798A DE19919798A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Verfahren zur kontinuierlichen Langzeitdosierung von Kohlendioxid in biologisch genutzten Medien, und ein Set sowie ein Nachrüstset zur Durchführung dieses Verfahrens |
| DE19919798.9 | 1999-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001009262A true JP2001009262A (ja) | 2001-01-16 |
Family
ID=7906477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125461A Pending JP2001009262A (ja) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | 長期連続型二酸化炭素投与方法およびその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6491890B1 (ja) |
| EP (1) | EP1051904B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001009262A (ja) |
| AT (1) | ATE290774T1 (ja) |
| DE (2) | DE19919798A1 (ja) |
| ES (1) | ES2239957T3 (ja) |
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| CN104150482B (zh) * | 2014-08-28 | 2016-05-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种用于碳酸盐碳、氧同位素分析时所需二氧化碳气体制备的装置 |
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