JP2007006832A - 水槽設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 水槽内の液体に含まれる浮遊懸濁物質より効果的に除去すること。
【解決手段】 水槽内の液体に旋回流を生じさせる一方で、旋回流の中心部へ向けて水槽の側壁から水槽内へ液体を噴出し、旋回流の中央上部に浮遊懸濁物質が集中しないようにする。また、中水位から取水することで中水位に漂う浮遊懸濁物質を泡沫分離装置により除去する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水族館等の展示用水槽設備に代表される水槽設備に関するものである。

海獣・魚介類等の生物を飼育又は展示する水槽内の淡水、汽水、海水等の液体は、これが汚れると水槽内の生物に悪影響を与えると同時に、見苦しくなるため、水槽と濾過装置等の浄化設備との間で液体を循環させて浄化することにより水質を維持している。一方、水槽内に澱みが生じると、水槽内の浮遊懸濁物質が当該澱みに浮遊又は堆積等して水槽外への排出が困難となる場合がある。このため、この種の水槽設備では、浄化設備から水槽へ浄化済みの液体を還流する際、水槽内に旋回流が生じるように浄化済みの液体を噴出することが提案されている（例えば、特許文献１及び２）。

実公平２−３２０５６号公報 特開２００１−９５４２１号公報

水槽内に旋回流を生じさせることにより、水槽内の液体よりも比重の軽い浮遊懸濁物質は、水槽からオーバーフローした液体を取水することにより、また、水槽内の液体よりも比重の重い浮遊懸濁物質は、水槽の底部から水槽内の液体を取水することにより、かなりの部分が水槽外へ排出でき、除去できる。しかし、水槽内に旋回流が生じるように浄化済みの液体を水槽内へ継続的に噴出すると、旋回流の流速が次第に増大し、水槽中央上面に水槽内の液体よりも比重の軽い浮遊懸濁物質が集まる傾向にあり、特に平面視形状が円形の水槽ではこれが顕著になる。

水槽中央上面に集まった浮遊懸濁物質は、水槽からオーバーフローする液体に含まれず、当該液体を取水することでは除去できない。また、水族館等の展示用水槽の場合は、水槽の液面も観客の鑑賞対象となる場合があるため、水槽中央上面の液体を取水する配管等の設備を設けると、水槽の液面全体を観客が見渡せなくなり、望ましくない。従って、従来では水槽中央上面に集まった浮遊懸濁物質は人力により除去する他ない。更に、水槽内の液体と比重が略同一である、主として海獣の排泄物に起因する浮遊懸濁物質については水槽からオーバーフローする液体と、水槽の底部から取水される液体とのいずれにも含まれず、水槽内の中水位に漂い続けるため、その除去が困難であり、水槽内の液体の透明度が低下する。また、海獣の排泄物に起因する浮遊懸濁物質は、濾過装置で除去しようとすると目詰まりを生じやすく、頻繁に逆洗する必要があり、効率的に除去できないという問題もある。

従って、本発明の主たる目的は水槽内の液体に含まれる浮遊懸濁物質より効果的に除去することにある。また、本発明の他の目的は、水槽内の液体に含まれる比重の異なる浮遊懸濁物質より効率よく除去し、水質を浄化することにある。

本発明によれば、液体を貯留する水槽の側壁上部に設けられ、前記水槽内の上水位の液体を取水する第１取水部と、前記水槽の底壁に設けられ、前記水槽内の下水位の液体を取水する第２取水部と、前記水槽内の液体が旋回流を生じる方向に、前記水槽の側壁から前記水槽内へ液体を噴出する主噴出部と、を備えた水槽設備において、前記旋回流の中心部へ向けて前記水槽の側壁から前記水槽内へ液体を噴出する副噴出部と、を備えたことを特徴とする水槽設備が提供される。

本発明の水槽設備では、前記主噴出部から液体を噴出することで前記水槽内に旋回流を生じさせ、水槽内に澱みが発生することを防止し、浮遊懸濁物質が前記第１取水部及び前記第２取水部から効果的に排出される。また、前記副噴出部から液体を噴出することで前記水槽内に乱流を生じさせ、前記旋回流により前記水槽の中央上面に浮遊懸濁物質が集まることを防止することができる。従って、水槽内の液体に含まれる浮遊懸濁物質より効果的に除去することができる。

本発明においては、更に、前記水槽の中水位において前記水槽の前記側壁から前記水槽内の前記液体を取水する第３取水部を備えた構成を採用できる。この構成によれば、水槽内の中水位に漂う浮遊懸濁物質を排出できる。従って、水槽内の液体に含まれる比重の異なる浮遊懸濁物質より効率よく除去し、水質を浄化することができ、前記水槽内の液体の透明度を維持できる。

また、本発明においては、更に、第３取水部から取水された液体を浄化する泡沫分離装置を備え、前記副噴出部から前記泡沫分離装置により浄化された液体を噴出する構成を採用できる。この構成によれば、海獣の排泄物に起因する、前記水槽内の液体と比重が略同一の浮遊懸濁物質を効率的に除去することができる。また、前記第１取水部及び前記第２取水部から取水した水の浄化は濾過装置で行なう一方で、前記第３取水部から取水した水の浄化は当該濾過装置で行なわない構成を採用でき、この場合、当該濾過装置の負荷を減少させ、また、濾材の洗浄等のメンテナンスが必要とする時期を延ばすことができる。

また、本発明においては、前記主噴出部を前記水槽内の所定の水位毎に設けた構成を採用できる。この構成によれば、各水位毎の澱みの発生を効果的に防止できる。

以上述べた通り、本発明によれば、水槽内の液体に含まれる浮遊懸濁物質より効果的に除去することができる。また、前記第３取水部を設けた構成によれば、水槽内の液体に含まれる比重の異なる浮遊懸濁物質より効率よく除去し、水質を浄化することもできる。

図１は本発明の一実施形態に係る水槽設備Ａの概略平面視図、図１の線ＸＸに沿う水槽設備Ａの概略断面図と共に水槽設備Ａの配管等の構成を示す図である。本実施形態では本発明を水族館等の展示用水槽に適用した例を示す。水槽設備Ａは海水、淡水等の液体を貯留する、平面視で略円形の水槽１を備える。水槽１の周囲には観客席１００が設けられており、観客席１００からは主に水槽１の液面と水槽１の上部が見えるようになっている。

水槽１の側壁上部には水槽１内の上水位の液体を取水する第１取水部２が複数配設されている。本実施形態では第１取水部２は水槽１の所定の液面レベル（図２のＬ１）からオーバーフローする液体の流れ込みを利用して取水するものである。水槽１の底壁には水槽１内の下水位の液体を取水する第２取水部３が設けられている。本実施形態の場合、第２取水部３は水槽１の底壁中央を開口すると共に略円形の凹部の釜場として形成されている。

水槽１の側壁には、また、水槽１の中水位において水槽１内の液体を取水する第３取水部４が設けられている。本実施形態の場合、第３取水部４は側壁を開口して形成され、略同一水位に複数（ここでは３つ）設けられているが、各々水位を変えて設置してもよいし、１つの取水口としてまとめてもよい。本実施形態では図２に示すように第３取水部４は液面レベルＬ１から底壁までの深さの１／３に相当する水位Ｌ２と、前記深さの２／３に相当する水位Ｌ３との間の中水位に対応する位置に配設されているが、液面レベルＬ１から底壁までの深さ２／５〜４／５の間の中水位に対応する位置に配設することで一定の効果が得られる。

次に、水槽１の側壁には液体を噴出するノズル状の主噴出部５及び副噴出部６とが設けられている。主噴出部５は水槽１内の液体が旋回流を生じる方向に、水槽１の側壁から水槽１内へ液体を噴出する。主噴出部５は目的とする旋回流の略接線方向に液体を噴出するよう設定され、本実施形態の場合、主噴出部５の取り付け位置と水槽１の中央とを通る線に直交する方向から若干当該中央側へ傾斜した方向へ液体を噴出するように設定されている。

本実施形態の場合、主噴出部５は平面視で略等間隔で複数配設されている。また、主噴出部５は水槽１内の所定の水位毎に設けることができ、図２の例では液面レベルＬ１と水位Ｌ２との間、水位Ｌ２と水位Ｌ３との間、水位Ｌ３と底壁との間、つまり、上水位、中水位、下水位にそれぞれ１つ配設されており、合計２４個（８×３）配設されている。

副噴出部６は主噴出部５からの液体の噴出によりもたらされる旋回流の中心部へ向けて水槽１内へ液体を噴出する。本実施形態の場合、旋回流の中心部は水槽１の中心部であると想定しており、副噴出部６の液体の噴出方向は水槽１の中心部の方向に設定されている。また、副噴出部６は位置的には、略同じ水位で、かつ、平面視で略同じ箇所に集中して３本の吹出口を有する形としており、また、図２に示すように、第３取水部４と略同水位に配設されている。無論、副噴出部６は１つだけ設けてもよいし異なる水位に複数設けてもよい。

次に、図２を参照して水槽設備Ａにおける浄化設備について説明する。第１取水部２と第第２取水部３から取水された水槽１内の液体はポンプ１４ａにより濾過装置１３に圧送されて浄化される。なお、図示しないが濾過装置１３には内蔵される濾材を洗浄する逆洗設備が付随し、定期的に洗浄することができる。
流量制御弁３ａは第１取水部２と第２取水部３の間の取水割合を調節する。

一方、第３取水部４から取水された水槽１内の液体は、泡沫分離装置１１に圧送され浄化される。泡沫分離装置１１は水槽１から取水された液体水から泡沫によって主として蛋白質を含む物質を分離する装置であり、液体中の蛋白質、浮遊懸濁物質を除去する。また、泡沫分離装置１１にはオゾン発生装置１１ａが接続されており、オゾン発生装置１１ａにより発生するオゾンにより、上記分離効率を上げ、脱色と殺菌も行なう。泡沫分離装置１１を通過した液体は脱気装置１２へ供給される。脱気装置１２は液体の脱気処理を行なう。脱気装置１２を通過した液体はポンプ１４ｂにより、副噴出部６に送られ、水槽１に噴出する形で戻される。

以上により、第１取水部２及び第２取水部３から取水された液体は濾過装置１３との間で、第３取水部４から取水された液体は泡沫分離装置１１及び脱気装置１２との間で、水槽１内の液体を循環させて浄化することができる。水槽１には適宜補充液を導入する設備（図示せず）が必要であるが、水槽１と浄化設備との間で液体を循環させて浄化することで、補充液を低減して水質を維持することができる。なお、副噴出部６から噴出する水量は、主噴出部５から噴出する量の約半分とすることができる。

次に、本実施形態の水槽設備Ａの作用について説明する。まず、主噴出部５からの液体の噴出による旋回流の発生及び副噴出部６からの液体の噴出による乱流の発生について説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は水槽１内に生じる液体の流れの説明図である。図３（ａ）に示すように主噴出部５から液体を噴出し、副噴出部６からは液体を噴出しない場合、水槽１内の液体は同図の矢印で示すように水槽１の中央部１ａを中心とした旋回流を生じる。主噴出部５から継続的に液体を噴出すると旋回流の流速が次第に増大し、中央部１ａの上面付近（液面レベルＬ１付近）には水槽１内の液体よりも比重の軽い浮遊懸濁物質が集まる傾向にあり、特に本実施形態のように水槽１が平面視で略円形の場合、これが顕著になる。

そこで、本実施形態では図３（ｂ）に示すように副噴出部６から旋回流の中心部（つまり、中央部１ａ）へ向けて液体を噴出する。これにより、旋回流の流速を低減すると共に中央部１ａに乱流を生じさせることができる。この結果、浮遊懸濁物質が中央部１ａの上面付近に集まることが防止される。また、水槽１内には緩やかな流速の旋回流が維持されるので、水槽１内の浮遊懸濁物質は水槽１内を循環的に移動する。

水槽１内を循環的に移動する浮遊懸濁物質は、その比重が水槽１内の液体よりも軽いものは第１取水部２からの取水により、その比重が重いものは第２取水部３からの取水により、水槽１外へ排出され、濾過装置１３によって除去される。更に、本実施形態では第３取水部４を設けたことにより中水位においても水槽１内の液体が取水されるので、水槽１内の液体と比重が略同じ浮遊懸濁物質も水槽１外へ排出され、泡沫分離装置１１及び脱気装置１２によって除去される。

このように本実施形態の水槽設備Ａでは、主噴出部５から液体を噴出することで水槽１内に旋回流を生じさせ、水槽１内に澱みが発生することを防止し、浮遊懸濁物質を水槽１から効果的に排出する一方、副噴出部６から液体を噴出することで水槽１内に乱流を生じさせ、旋回流により水槽１の中央上面に浮遊懸濁物質が集まることを防止することができる。従って、水槽１内の液体に含まれる浮遊懸濁物質より効果的に除去することができる。また、第３取水部４から取水することで、水槽１内の中水位に漂い易い海獣からの排泄物に起因する浮遊懸濁物質を効率よく排出できる。従って、水槽１内の液体に含まれる比重の異なる浮遊懸濁物質より効率よく除去し、水質を浄化することができ、水槽１内の液体の透明度を維持できる。更に、海獣からの排泄物に起因する浮遊懸濁物質が含まれる、第３取水部４から取水する液体については、濾過装置１３を用いずに、泡沫分離装置１１等で浄化することにより、濾過装置１３の負荷を減少させ、また、濾材の洗浄等のメンテナンスが必要とする時期を延ばすことができる。

そして、水槽１の中央上面に浮遊懸濁物質が集まることは液体の流れの調整により、また、中水位の液体の取水は水槽１の側壁の第３取水部４から行なうので、水槽１内を鑑賞する観客の視界を妨げるようなことがない。

更に、主噴出部５を水槽１内の所定の水位毎に設けたことにより、各水位毎の澱みの発生を効果的に防止できる。この場合、主噴出部５からの液体の噴出量を各水位毎に異なるようにすることができ、より水位が深くなる程噴出量を多くすることが望ましい。こうすることで、下水位においてはより強い旋回流を発生させて浮遊懸濁物質の移動を促進し、また、上水位においては旋回流を緩やかに発生させることができる。上水位、中水位、下水位の各噴出部５の噴出量は、例えば、２：３：５に設定できる。

なお、本実施形態では水槽１として平面視で略円形のものを例示したが、これに限られず、半円形のもの、方形のもの等、他の形状の水槽に対しても本発明は適用できる。

本発明の一実施形態に係る水槽設備Ａの平面視図である。 図１の線ＸＸに沿う水槽設備Ａの概略断面図と共に水槽設備Ａの配管等の構成を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は水槽１内に生じる液体の流れの説明図である。

符号の説明

Ａ 水槽設備
１ 水槽
２ 第１取水部
３ 第２取水部
４ 第３取水部
５ 主噴出部
６ 副噴出部
１１ 泡沫分離装置

Claims (4)

1. 液体を貯留する水槽の側壁上部に設けられ、前記水槽内の上水位の液体を取水する第１取水部と、
   前記水槽の底壁に設けられ、前記水槽内の下水位の液体を取水する第２取水部と、
   前記水槽内の液体が旋回流を生じる方向に、前記水槽の側壁から前記水槽内へ液体を噴出する主噴出部と、
   を備えた水槽設備において、
   前記旋回流の中心部へ向けて前記水槽の側壁から前記水槽内へ液体を噴出する副噴出部と、
   を備えたことを特徴とする水槽設備。
2. 更に、前記水槽の中水位において前記水槽の前記側壁から前記水槽内の前記液体を取水する第３取水部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水槽設備。
3. 更に、前記第３取水部から取水された液体を浄化する泡沫分離装置を備え、
   前記副噴出部から前記泡沫分離装置により浄化された液体を噴出することを特徴とする請求項２に記載の水槽設備。
4. 前記主噴出部を前記水槽内の所定の水位毎に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水槽設備。

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