JP2007520231A - 改良されたタンパク質スキマー - Google Patents

Abstract

本発明は、水槽（２）内での魚介類の養殖に使用される水を浄化するために使用され、水槽（２）からポンプ（５）に水を循環させるための一以上の排出管（４）と、前記ポンプ（５）から前記水槽（２）に直接または間接的に水を戻す回帰管（３）とを備えたタンパク質スキマーに関する。回帰管（３）はほぼ水平に配置される直線部（９０）を備え、この直線部（９０）には上方向を向き空中への開口（９１）を有する少なくともひとつの分岐部（９）が設けられ、直線部（９０）は、分岐部（９）を水が急速に通過し、水の高さが分岐部（９）と前記直線部（９０）との交わる位置またはその付近となるような構造であり、分岐部（９）は直線部（９０）内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して直線部（９０）に対して０°ないし約９０°の第一の角度（ｖ）をなす。水が流れるときには、分岐部（９）が回帰管（３）の直線部（９０）と交わる位置の水面にタンパク質の泡が形成され、このタンパク質の泡が水面から成長することができ、分岐部（９）を通って排出される。回帰管（３）はさらに、完全にまたは部分的に浄化された水がさらに直線部（９０）を通って直接または間接的に水槽（２）に流れ込むように構成される。

Description

本発明は水産養殖設備および養魚水槽内で水からタンパク質を取り除くための装置であって、スキマー（skimmer）あるいはデスキマー（deskimmer）とも呼ばれる分離器に関する。本発明は、特に、食用魚の養殖設備、あるいは錦鯉やその他の淡水魚など比較的大量の観賞魚、またはザリガニなどの淡水生物を飼育するため養魚水槽内で水を循環させるためのタンパク質スキマーに関する。本発明のタンパク質スキマーはまた、海洋生物用の養殖タンク内の海水からタンパク質を除去するためにも使用できる。

本願発明者が本発明により解決しようとしたひとつの課題は、水からタンパク質を除去するための浄化工程の間、水への空気の供給を制限することである。加圧された空気または気泡の状態で水に空気が供給されると、空気中の窒素の多くが水に溶け込んでしまう。これは、水中への望ましからざる窒素含有を引き起こす。水に溶け込んだ窒素が魚の成長を阻害することが知られており、魚の成長阻害を回避するためには、水の窒素含有量を十分に小さく保つことが望ましい。

水から粒子およびタンパク質を取り除く公知技術として、水の中に空気を注入して気泡を形成し、その気泡に粒子およびタンパク質を捕らえて水面に浮かび上がらせ、それをすくい取ることが知られている。この方法の効率はいくつかの要因に依存し、その中で、濃度およびｐＨが重要である。ｐＨについては、淡水は通常は塩水より低ｐＨであるという点で重要である。低ｐＨであることから、淡水中における粒子の間に形成される電気的結合力は小さくなる。従来、タンパク質スキミングのために気泡を形成する場合、必要とする塩分濃度が千分の約１０から約５０の範囲で行われ、気泡の大きさは約０．１から約１ｍｍである。淡水はまた塩水より低密度であり、これが小さく安定な気泡を形成することをより困難にしている。添付の図１２には、異なる塩分濃度の水に対して形成された気泡の大きさの範囲を示す。約千分の５から１０より低塩分濃度の水からタンパク質を取り除くための試みは、あまりなされていない。

公知技術として、供給された空気を圧縮して水中に放出するいわゆる「バブル・ストーン」を使用することが知られている。このようにして形成される気泡は、ほぼ淡水の場合でも径が小さく、水からある程度のタンパク質を取り出すことができる。しかし、気泡は淡水中で不安定であり、結合して大きな気泡を形成し、急速に、図１２の安定気泡サイズ領域の左に示したような約２ｍｍないし５ｍｍの範囲の大きさとなる。

特許文献１（Sanders）には、海洋生物養殖タンク内で水質を維持するための濾過循環システムが開示されている。特許文献１は、図の右上角に参照番号「２０」によりタンパク質スキマーを示し、さらに、主管に垂直に取り付けられたＹ字管接続を示しているが、Ｙ字管接続は水を排出するため用いられるものではない。

特許文献２（Conn他）には、水を再循環する養魚水槽でするためのタンパク質スキマーが開示されている。この技術は、水底近くに設けた管の底から気泡を注入するものである。気泡の注入は、水中の窒素量を増加させる危険があり、魚があまり成長しない状況を引き起こすことから、不都合である。

特許文献３（Cohen他）にはスキマーと炭素濾過とのユニットが示され、特許文献４（Packard）にも同様の技術が開示されている。このユニットでは、圧縮空気を所望の深さで水に供給し、ユニットの天井付近の水が泡を形成して溢れ出し、水は炭素濾過器を通って下に流れる。圧縮空気の供給は上述したように望ましいものではない。

特許文献５（Cole）には、空気注入ポンプ７１および気泡拡散器１２７、１３１を備え、気泡を形成して引き抜きチャンバ９９に集めてタンパク質の泡を収集するタンパク質スキマー（図１および図２参照）が開示されている。特許文献５に記載の発明の欠点は、またも、望ましくない空気の注入である。

特許文献６（Mantalbano）には、図３および図４に、参照番号４１として、多孔質気泡拡散器を用いて空気を注入するタンパク質スキマーが示されている。

特許文献７（Phillips）には、ポンプで水と空気を混合物を接線方向の水平な入口からこの入口より直径の大きい鉛直管に送り込み、渦を生じさせ、この渦を中央の管を通して表面に導き、そこで泡を形成して除去することが示されている。本願発明は本質的にこの技術とは異なる。

特許文献８（Kim）には、天井に空気のある気泡チャンバが示されている。この気泡チャンバ内では、水面に向けて水が注ぎ込まれ、泡が形成され、水面に集められ、泡すくい器によりすくい上げられる。タンパク質含有量の少ない水は気泡チャンバの下部に集められる。この特許文献８には、後方に向いた導水管に後方を向いた分岐を設けることは示されていない。

特許文献９（Marks他）には、空気と水の混合体が逆漏斗型内の障壁を横切って循環するときに、水と空気の接触面でタンパク質の泡を形成することが示されている。タンパク質の泡が形成され、漏斗の上方の狭い開口から外に滲み出て、上側のタンクから濾過される。排出管上に直線部があるわけではない。さらに、特許文献９では、空気の混合が必要であり、後方に傾斜した分岐部があるわけではなく、本発明とは異なる。

米国特許第３６６１２６２号明細書 米国特許第３９６５００７号明細書 米国特許第３９９４８１１号明細書 米国特許第２９６５００７号明細書 米国特許第４９８８４３６号明細書 米国特許第５６２８９０５号明細書 英国特許第５７３６０３４号明細書 米国特許第６１５６２０９号明細書 米国特許第６３０３０２８号明細書

上述した背景技術は、淡水中の窒素濃度レベルが過剰になり魚の成長を阻害するという問題を解決するものではない。また、上述の文献に記載された方法は、塩分を含む水に使用するものである。塩分を含む水では、淡水の場合に比べ、より小さい気泡が形成される。淡水中では、図１２に示したような大きさの気泡が形成され、幼魚が気泡と泡を間違え、幼魚にとって望ましい光の条件、温度または捕食される危険を犯して幼魚が水中を上昇してしまったり、十分な量のエサを食べられなかったりすることがある。言い換えると、上述の文献に示された技術の欠点を取り除いたタンパク質スキマーが必要である。

本発明のタンパク質スキマーは、最近の実験により示されるたように、海水でも使用することができる。

本発明は、水槽内での魚介類の養殖に使用される水を浄化するために使用され、前記水槽からポンプに水を循環させるための一以上の排出管と、前記ポンプから前記水槽に直接または間接的に水を戻す回帰管とを備えたタンパク質スキマーに関する。なお、本明細書では、「水槽」という用語を水族館の水槽や魚介類を養殖するためのタンク、あるいは養魚池を含む意味で用いる。

ここで本発明の特徴とするところは、前記回帰管はほぼ水平に配置される直線部を備え、この直線部には上方向を向き空中への開口を有する少なくともひとつの分岐部が設けられ、前記直線部は、前記分岐部を水が急速に通過し、水の高さが前記分岐部と前記直線部との交わる位置またはその付近となるような構造であり、前記分岐部は前記直線部内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して前記直線部に対して０°ないし約９０°の第一の角度をなすことを特徴とする。

水が流れるときには、前記分岐部が前記回帰管の前記直線部と交わる位置の水面にタンパク質の泡が形成され、このタンパク質の泡が水面から成長して前記分岐部を通って排出される構造となっており、前記回帰管はさらに、完全にまたは部分的に浄化された水がさらに前記直線部を通って直接または間接的に前記水槽に流れ込むように構成される。

本発明はまた、水槽内での魚介類の養殖に使用される水をタンパク質スキマーにより浄化する方法において、
前記水槽に接続され、ほぼ水平に配置される直線部を備え、この直線部には上方向を向き空中への開口を有する一以上の分岐部が設けられた回帰管に、浄化されていない、または部分的に浄化された水を供給し、
前記分岐部に水をその高さが前記分岐部と前記直線部との交わる位置またはその付近となるようにして急速に通過させ、前記分岐部が前記直線部内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して前記直線部に対して０°ないし約９０°の第一の角度をなすことで、水が流れるときに、前記分岐部が前記回帰管の前記直線部と交わる位置の水面に形成されるタンパク質の泡を水面から成長させるままにして前記分岐部を通して排出し、
完全にまたは部分的に浄化された水をさらに前記回帰管の前記直線部を通して直接または間接的に前記水槽に流し込む
ことを特徴とする。

本発明のタンパク質スキマーのさらなる特徴については、対応する従属項に記載される。

本発明を添付の図面を参照して説明するが、これらは本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

図１は、淡水魚、塩水魚または他の水生生物（以下、単に「魚介類」という）を養殖するための水槽２と、本発明の可能な実施例によるタンパク質スキマーとを備えた、単純な水産養殖または海洋生物養殖施設を示す。水を循環させるため、水槽２からポンプ５へ水を導く排出管４と、ポンプ５から水槽２へ水を導く回帰管３とが設けられる。さらに本実施例では、濾過タンク１と粒子フィルタ７とを備え、粒子フィルタ７は、水槽２からの排出管４と水槽２への回帰管３との間に配置される。回帰管３の直線部９０には分岐部９がほぼ水平に設けられる。回帰管３の終端すなわち排出口３１は、この例では回帰管３の水平な主水路に対して上向きに傾斜して配置される。

本発明のタンパク質スキマーは、水槽２内で魚介類を養殖する場合の淡水または塩水の浄化に利用するように構成される。水産養殖または海洋生物養殖施設には循環システムを備え、この循環システムは、水槽２からの水を導くために１以上の排出管４を備える。排出管４はさらに、水を循環するためのポンプ５に接続され、ポンプ５から水槽２に直接または間接に水を導くための回帰管３に接続される。濾過装置（１５、７）を経由する望ましい実施形態について以下に説明する。

回帰管３はほぼ水平な直線部９０を備え、少なくともその一部に上方向に向いた分岐部９を備え、この分岐部９は空気に導く開口９１を有する。ほぼ水平の直線部９０は、水が分岐部９を素早く通過し、水の高さが分岐部９が直線部９０と交差する位置またはその上になるように構成されることがよい。分岐部９は直線部９０内の水流の方向に対して後方に向き、図１および図７に示すように、直線部９０に対して第一の角度ｖが０°ないし約９０°となるように形成される。第一の角度ｖは３０°ないし６０°であることが都合がよい。第一の角度を４０°ないし５０°とすることもできる。ただし、望ましい実施形態としては、第一の角度ｖは約４５°である。

本発明のひとつの実施形態では、分岐部９はほぼ円形または楕円形の断面形状をもつことができるが、正方形あるいは長方形のようなほぼ四角形の断面をもっていてもよい。これに対応して、直線部ほぼ円形または楕円形の断面形状をもつことができるが、この断面形状は正方形または長方形のようなほぼ四角形でもよい。なぜなら、これは主管と分岐部９との交わる領域を増やし、この領域でタンパク質分離プロセスが行われると考えられるからである。直線部３の二つの可能な実施例を図３および図４に示す。この他に、分岐部９の断面形状と直線部９０の断面形状とを異なるものとし、例えば、直線部９０の断面形状が円または楕円であるのに対して、分岐部９の断面形状を四角形とすることもできる。また、その逆も可能であり、直線部９０の断面形状が四角形であるのに対し、分岐部９の断面形状を円または楕円形としてもよい。

水が流れる間に、分岐部９が回帰管３の直線部９０と交わる部分の水面に、タンパク質の泡が形成される。このタンパク質の泡は水面から上方向に成長することができ、分岐部９から排出される。回帰管３はさらに、完全にあるいは部分的に浄化された水をさらに直線部９０を通して流し、直接または間接的に水槽２に戻すように構成される。

水槽２用の本発明のタンパク質スキマーは、水産養殖または海洋生物養殖プロセスのためのみに作られるものではなく、水槽２内での商用魚の生産または他の淡水または塩水生物の生産に利用することができる。水槽２と共に使用するためのタンパク質スキマーはまた、生物を公衆に見せるための職業水族館のタンクに使用することもでき、また、このようなタンパク質スキマーを、小さい水槽を使用する愛好家に販売し、本発明による分岐部９を備えた回帰管３を使用して水からタンパク質を分離するために利用することができる。

図９を参照する。この図から、直線部９０が回帰管３の主水路に対して低い位置に配置されていることがわかる。これにより達成される利点は、直線部９０内の圧力が高くなり、流れる水からタンパク質をさらに有効あるいは速やかに分離除去できることである。

他の可能な実施形態として、図１０に示すように、直線部９０を回帰管３の主水路に対して細くすることができる。この場合、水流は細い直線部９０でより高速となるが、この領域で圧力の低下が生じる。タンパク質スキミングがより効率的となる。

本発明のさらに別の実施形態として、分岐部を、図５に示すように排出管４に沿って配置したり、図６に示すように横に並べて配置することもできる。複数の分岐部を進行方向および横に並べて、例えば２×２構成、３×３構成、１０×１０構成、２×４構成、などのように配置することもできる。

本発明のさらに別の実施形態として、回帰管３は終端に排出口３１を備え、この排出口３１を回帰管３の水平な主水路に対して傾斜して配置することもできる。この場合、排出口３１は、主用水路に対して所望の第二の角度ｗで配置される。第二の角度ｗは０°および約９０°の間であり、３０°および６０°の間でもよい。回帰管３の中心軸と排出口３１の中心軸との他の角度として、４５°が有利である。

最も単純な最初の実施例におけるタンパク質スキマーは、淡水濾過タンクからの回帰管３が短か過ぎたからという偶然により発見された。回帰管３が短かったので、直線管に４５°の角度で分岐管が設けられたＹ字管を挿入し、直線管の一方を排出口とし、分岐管は、水流に不要な邪魔をしないように、上方向かつ後方に向けたところ、分岐管からタンパク質の泡が出てくることが判明した。本発明者は当初、本発明が淡水のみで動作すると考えた。しかし、その後の実験によると、当初の予想は外れていた。本発明をタンパク質を加えた海水用装置で使用したところ、そのような海水からもタンパク質が分離された。

排出口３１は、ひとつの実施形態として、固定された管とすることができる。この場合、注ぎ口３２が設けられた排出口３１は、回帰管３の主水路に対して第二の角度ｗをなす。排出口３１を回帰管３の主水路に対して旋回可能な構成とすることもできる。この場合には、排出口３１とその注ぎ口３２の高さを回帰管３の残りの部分に対して調整でき、水平な主水路に対して、排出口３１およびその注ぎ口３２の角度ｗおよび高さを必要に応じて調整できる。このような構造は、玉継手などで連結した管を用いることにより実現できる。また、管の全体あるいは一部に柔軟なものを用いることでも実現できる。例えば、図８に示すように、管の全体または一部にホースを用いることもできる。この場合、水流および分離されるタンパク質の量にしたがって排出口３１を容易に調整することができ、水の浄化プロセスの制御がより簡単になる。

排出口３１からの浄化された水を吐出する注ぎ口３２は、分岐部９が回帰管３の直線部９０に交わる部分の水の高さと同じ高さに配置されることが有利である。

循環する水から粒子、ガス、粘性物質および生物質などの望ましくない物質を除去するため、一以上の分離器（濾過タンク１および粒子フィルタ７または沈殿槽１５）を配置することもできる。このような分離器は、水槽２からの排出管４と水槽２への回帰管３との間に、望ましくは、ポンプ５からの供給管６と回帰管３との間に配置される。このような分離器としては、例えば、粒子フィルタ７を備えた濾過タンク１である。濾過タンク１には、粒子フィルタ７から空気およびガスのための排気口８を備えることができる。

分離器は沈殿槽１５でもよい。このような沈殿槽１５は、水槽２からの排出管４と水槽２への回帰管２との間に配置され、望ましくは、ポンプ５からの供給管６と回帰管３との間に配置される。この沈殿槽１５もまた、空気および気体のための排気口を備えることが有利であるが、開放型とすることもできる。

分離器（濾過タンク１および粒子フィルタ７または沈殿槽１５）の底にはある高さまで水が溜まっており、分離器から回帰管３を経由して排水するとき、回帰管３と分岐部９との交差部分でタンパク質をスキミングする前に、回帰管３への空気供給が防止される。

実際に比較実験を行ったところ、回帰管３に分岐部９を配置せずに従来の回帰管を用いてフィルタからの水を水槽２に流し落とした場合には、不十分な浄化プロセスしか観測されなかった。これは、従来の濾過タンクでは不十分な量のタンパク質しか分離されないことを示していると考えられる。本発明によるタンパク質スキマーを用いたところ、回帰管３の直線部９０に分岐部９を交差させた部分で、タンパク質分離プロセスが達成された。分岐部９から成長して泡が形成され、簡単に除去することができた。

水を回帰管３から水槽２に流す必要はなく、回帰管３の下側端すなわち注ぎ口３２を水面に一致させて水を直接に水槽に流すか、あるいは、回帰管３の出口を水槽２の水面またはそれよりいくらか下に配置することもできる。

本発明はまた、水槽２内で魚または他の水生生物を養殖するために、タンパク質スキマーにより水を浄化するための方法を含む。この方法は以下のステップを含む。すなわち、
水槽２に接続され、ほぼ水平に配置される直線部９０を備え、この直線部９０には上方向を向き空中への開口９１を有する一以上の分岐部９が設けられた回帰管３に、浄化されていない、または部分的に浄化された水を供給し、
分岐部９に水をその高さが分岐部９と直線部９０との交わる位置またはその付近となるようにして急速に通過させ、分岐部９が直線部９０内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して直線部９０に対して０°ないし約９０°の第一の角度ｖをなすことで、水が流れるときに、分岐部９が回帰管３の直線部９０と交わる位置の水面に形成されるタンパク質の泡を水面から成長させるままにして前記分岐部９を通して排出し、
完全にまたは部分的に浄化された水をさらに回帰管３の直線部９０を通して直接または間接的に水槽２に流し込む。

この方法はまた、空気およびガスの排気口が設けられた粒子、ガスまたは生物質を水から除去するため一以上の分離器（濾過タンク１および粒子フィルタ７または沈殿槽１５）に、浄化されていない水を供給するステップを含むことができる。

図１１は本発明の改善された望ましい実施例を異なる方向から示す。図１１Ａは部分的断面図であり、この実施例は、上に流入パイプ６を備え、この流出パイプ６からいくつかの小さい孔を通して水が散布されて粒子フィルタ７を通過する実施例の部分的鉛直面図、および、本発明の望ましい実施例によるタンパク質スキマー（分岐部９および直線部９）を備えたほぼ水平の回帰管３の長さ方向の断面図である。タンク１５の主要部は所望の直径および長さの円筒パイプ部により構成されることができる。図１１に示したプロトタイプでは、パイプはその直径が５００ｍｍ、高さが１５００ｍｍである。他の実施形態として、例えば小さい養魚水槽用に直径Φ＝５０ｍｍ、高さｈ＝１００ｍｍとしてもよく、大きな養魚水槽用にΦ＝２０００ｍｍ、ｈ＝５０００ｍｍとしてもよい。図１１Ｂは、本発明の同じ実施例を部分的に鉛直断面で同様に示すが、回帰管３の長さ方向、すなわち図１１Ａの方向に対して９０°の方向から見た図である。この望ましい実施例では、パイプの直線部９０または回帰管３は断面が四角形である。同様に、四角形の回帰管３と上方向に向いた分岐管９との交差点は平坦であり、分岐管９の水の流出方向から見て後方の壁は、四角形の回帰管３の天井プレート９５に対して後方に４５°傾斜している。向き合う分岐部９の前壁の傾斜角は、後ろ壁のものよりそれほど重要ではない。図示した実施例では、前壁の方向は直線部９０に対して９０°上向きである。図１１Ｃは本発明のタンパク質スキマーの水平断面図であり、上から見た図である。この本発明の望ましい実施例では、蓋９４が上向きの分岐部９および横方向を向いた出口部５１の上に配置され、出口部５１を通してタンパク質の泡が送り出される。出口部５１は図１１Ｂに示すように底が傾斜してもよく、これにより、タンパク質の泡がその重みにより滑り落ちて排出される。タンパク質の泡を一時的に蓄えておくため、出口部５１の開口の下にコンテナを配置してもよい。タンパク質スキマーを戸外で使用する場合には、雨粒がタンパク質の泡を洗い流して分岐部９の水面に戻してしまう可能性があることから、蓋９４を設けることが有効である。分岐部９からの泡の送り出しを補助するため、送風機５２を分岐部９の一方の側壁に配置することができる。この送風機５２は、出口部５１、９１に対して向かい側に配置され、泡に向かって水平に風を送り、これにより、泡が出口部５１の方向に追いやられる。送風機５２は据え付け型の電動モータにより駆動される。送風機５２はまた、タンパク質を分岐部９から押しやる間にタンパク質の泡を乾燥させてその体積を削減させ、タンパク質の泡が分岐部９の下の水面に戻ることを許容しないことにも寄与する。送り出されたタンパク質の泡は、水槽２に戻る水から分離されて保持される。

水は、分岐部９および直線部９０を通過する前はあまり乱流がないようにする。水流はバルブ（図２の３６）により調整され、直線部９０を通過する水流を少しだけ妨げる。

タンク１５には図１１に示すように上下調整可能な支持脚が設けられ、装置全体を水平に調整し、回帰管３の直線部９０が水平レベルに保たれる。粒子フィルタ７には砂あるいはプラスチック片が詰められ、気泡を取り除くとともに、水流により下方向に押しやられる泡を生成する。この泡はタンパク質スキマーを通って排出される。

タンパク質スキマーを使用している間に、エサヤリの直後の時間に、すなわち魚が特に多くのタンパク質を排出すると予想される期間に、特に多くの泡が分離されることが明らかになった。出願人が解析したところ、２５ｍ³の水と約２０ｋｇの生きた魚を収容した実験池の水で、窒素および窒素化合物の約４０％、リンの４０％、タンパク質の約４０％が削減された。

水質検査はノルウェーのジョルドフォルスク研究所（Jordfordk lab, AS）で行われた。第二の試験サンプルは、最初のテストサンプルかち９日を経たものである。結果を表１に示す。

総窒素と亜硝酸態窒素+硝酸態窒素との差は水中のタンパク質量を表し、タンパク質スキマーの最初の実施例の使用の開始から９日の間に減少していることがわかる。これは、本発明によるタンパク質フキマーが目的に従って動作していることを示す。硝酸態窒素も７．０６から４．２５に減少し、リンは１．１から０．７８に減少した。

本発明によるタンパク質スキマーを、鶏糞を加えた海水を浄化するための試験でも使用した。鶏糞はタンパク質を含む。この試験では、タンパク質の泡が海水から分離された。

魚介類の養殖を行うための水槽を用いた淡水魚、塩水魚または他の水生生物の水産養殖または海洋生物養殖施設の可能な実施例の鉛直面を示す概略的断面図である。水の排出管が水槽から水を循環させるためのホンプへと配置され、水の回帰管がポンプから水槽へと配置される。この実施例ではさらに、分離器、ここでは水槽からの排出管と水槽への回帰管との間に配置され粒子フィルタを備えた濾過タンクを示す。分岐部が、回帰管内のほぼ水平な直線部に配置される。回帰管の終端すなわち排出口が、回帰管の水平な主水路に対して上向きに傾斜して配置される。 図１と同様の概略的断面図であり、ここでは分離器が沈殿槽である。 非常に単純化された（一部透明の）斜視図であり、直線部、分岐部および排出口が設けられた回帰管の実施例の断面を示す。この例では、回帰管の直線部、分岐部および排出口の断面がほぼ円形である。 非常に単純化された（一部透明の）斜視図であり、直線部、分岐部および排出口が設けられた回帰管の別の実施例の断面を示す。この例では、回帰管の直線部、分岐部および排出口の断面がほぼ四角形である。 図３と同様の非常に単純化された（一部透明の）斜視図であり、複数の分岐部が管に沿って配置され、ここでは二つの分岐部が並んで配置された実施例を示す。 図４と同様の非常に単純化された側面図であり、複数の分岐部が管に対して並んで配置され、ここでは四つの分岐部が横に並んで配置された実施例を示す。 非常に単純化された鉛直断面図であり、回帰管の排出口が回帰管の主水路に対して傾斜して形成された本発明の実施例を示す。この実施例では、回帰管の排出口と主水路との交差点が回帰管の主水路を通る中心軸の回りに回動可能であることにより、高さが調節可能である。 図７と同様の非常に単純化された鉛直断面図であり、回帰管の排出口が回帰管の主水路に対して屈曲可能な本発明の実施例を示す。本発明のこの実施例では、主水路から排出口への移行部が柔軟なホース部で形成されて屈曲する。 図７と同様の同様の概略的な鉛直断面図であり、管の直線部が回帰管の主水路に対して低い位置に配置されていることを示す。 図８と同様の概略的な管直断面図であり、管の直線部が回帰管の主水路に対して細くなっていることを示す。 本発明の改善された望ましい実施形態を異なる方向から示し、図１１Ａは、上に流入パイプを備え、この流出パイプからいくつかの小さい孔を通して水が散布されて粒子フィルタを通過する実施例の部分的鉛直断面図、および本発明の望ましい実施例によるタンパク質分離器を備えた回帰管の長さ方向の断面図であり、図１１Ｂは同様に本発明の同じ実施例を部分的に鉛直断面で同様に示し、排出管の長さ方向の軸に向かう方向、すなわち図１１Ａの方向に対して９０°の方向から見た図である。水流は読者に向かってたって出てくる。図１１Ｃは本発明のタンパク質分離器の水平断面図であり、上から見た図である。 気泡の直径を水中の塩分の関数として示したカーテシアン図である。

Claims (27)

1. 水槽（２）内での魚介類の養殖に使用される水を浄化するために使用され、前記水槽（２）からポンプ（５）に水を循環させるための一以上の排出管（４）と、前記ポンプ（５）から前記水槽（２）に直接または間接的に水を戻す回帰管（３）とを備えたタンパク質スキマーにおいて、
   前記回帰管（３）はほぼ水平に配置される直線部（９０）を備え、この直線部（９０）には上方向を向き空中への開口（９１）を有する少なくともひとつの分岐部（９）が設けられ、前記直線部（９０）は、前記分岐部（９）を水が急速に通過し、水の高さが前記分岐部（９）と前記直線部（９０）との交わる位置またはその付近となるような構造であり、
   前記分岐部（９）は前記直線部（９０）内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して前記直線部（９０）に対して０°ないし約９０°の第一の角度（ｖ）をなし、
   水が流れるときに、前記分岐部（９）が前記回帰管（３）の前記直線部（９０）と交わる位置の水面にタンパク質の泡が形成され、このタンパク質の泡が水面から成長して前記分岐部（９）を通って排出される構造となっており、前記回帰管（３）はさらに、完全にまたは部分的に浄化された水がさらに前記直線部（９０）を通って直接または間接的に前記水槽（２）に流れ込むように構成された
   ことを特徴とするタンパク質スキマー。
2. 前記第一の角度（ｖ）は約３０°ないし６０°である請求項１記載のタンパク質スキマー。
3. 前記第一の角度（ｖ）は約４０°ないし５０°である請求項２記載のタンパク質スキマー。
4. 前記第一の角度（ｖ）は約４５°である請求項２記載のタンパク質スキマー。
5. 前記水槽からの前記排出管（４）と前記水槽（２）への前記回帰管（３）との間、望ましくはポンプ（５）からの供給管（６）と前記回帰管（３）との間に、一以上の分離器（１、７；１５）を備えた請求項１記載のタンパク質スキマー。
6. 前記分離器は粒子フィルタ（７）を備えた濾過タンク（１）である請求項５記載のタンパク質スキマー。
7. 前記分離器は沈殿槽（１５）である請求項５記載のタンパク質スキマー。
8. 前記分離器（１、７；１５）には空気およびガス用の排気口（８）が設けられた請求項５、６または７記載のタンパク質スキマー。
9. 前記直線部（９０）はその断面形状が円形または楕円形である請求項１記載のタンパク質スキマー。
10. 前記分岐部（９）はその断面形状が円形または楕円形である請求項１記載のタンパク質スキマー。
11. 前記直線部（９０）はその断面形状が四角形である請求項１記載のタンパク質スキマー。
12. 前記分岐部（９）はその断面形状が四角形である請求項１記載のタンパク質スキマー。
13. 前記直線部（９０）は前記回帰管（３）の主水路より低い位置に配置された請求項１記載のタンパク質スキマー。
14. 前記直線部（９０）は前記回帰管（３）の主水路に比較して狭く形成された請求項１記載のタンパク質スキマー。
15. 前記回帰管（３）は水平な主水路に対して傾斜して配置された排出口（３１）を備え、この排出口は回帰管（３）の主水路に対して第二の角度（ｗ）で配置され、この排出口はその注ぎ口（３２）と共にその高さが調整可能である請求項１記載のタンパク質スキマー。
16. 前記回帰管（３）の排出口（３１）は前記回帰管の主水路に対して可動であり、前記排出口がその注ぎ口（３２）と共に前記回帰管（３）の主水路に対して第二の所望の角度（ｗ）に調整可能である請求項１記載のタンパク質スキマー。
17. 前記回帰管（３）はその全体または一部が柔軟な構造であり、この回帰管の全体または一部がホースにより形成された請求項１６記載のタンパク質スキマー。
18. 前記排出口（３１）からの完全にあるいは部分的に浄化された水の注ぎ口（３２）が、前記分岐部（９）が前記回帰管（３）の直線部（９０）と交わる点の水の高さと同じ高さに配置された請求項１５ないし１７のいずれか記載のタンパク質スキマー。
19. 前記管（３）の前記直線部（９０）の中心軸と前記排出口（３１）の中心軸とがなす前記第二の角度（ｗ）は０°ないし約９０°であり、望ましくは０°と約９０°との間であり、最も望ましくは約４５°である請求項１５ないし１７のいずれか記載のタンパク質スキマー。
20. 前記分岐部（９）が、前記排出管（４）に沿って、または前記排出管（４）に対して並んで、あるいは前記配水管（４）に沿って並んで配置された請求項２０記載のタンパク質スキマー。
21. 分岐部（９）内で分離されたタンパク質の泡が洗い流されて前記分岐部（９）の水面に戻されることを防止するために、前記分岐部（９）の排出口（９１）を覆う蓋（９４）を備えた請求項１記載のタンパク質スキマー。
22. 前記分岐部（９）のひとつの側壁に、横方向を向いた排出部（５１、８１）に向かって、泡を前記排出部（５１）を通して吹き出すとともにそのタンパク質の泡を乾燥させる送風機（５２）を備えた請求項１記載のタンパク質スキマー。
23. 前記回帰管（３）内の前記直線部（９０）内または水流方向でその後段であって前記分岐部（９）の後段に配置されたバルブ（３６）を備えた請求項１記載のタンパク質スキマー。
24. 水槽（２）内での魚介類の養殖に使用される水をタンパク質スキマーにより浄化する方法において、
    前記水槽（２）に接続され、ほぼ水平に配置される直線部（９０）を備え、この直線部（９０）には上方向を向き空中への開口（９１）を有する一以上の分岐部（９）が設けられた回帰管（３）に、浄化されていない、または部分的に浄化された水を供給し、
    前記分岐部（９）に水をその高さが前記分岐部（９）と前記直線部（９０）との交わる位置またはその付近となるようにして急速に通過させ、前記分岐部（９）が前記直線部（９０）内を流れる水の方向に対して後方に傾斜して前記直線部（９０）に対して０°ないし約９０°の第一の角度（ｖ）をなすことで、水が流れるときに、前記分岐部（９）が前記回帰管（３）の前記直線部（９０）と交わる位置の水面に形成されるタンパク質の泡を水面から成長させるままにして前記分岐部（９）を通して排出し、
    完全にまたは部分的に浄化された水をさらに前記回帰管（３）の前記直線部（９０）を通して直接または間接的に前記水槽（２）に流し込む
    ことを特徴とする水の浄化方法。
25. 空気およびガスの排気口（８）が設けられた粒子、ガスまたは生物質を水から除去するため一以上の分離器（１、７；１５）に、浄化されていない水を供給するステップをさらに含む請求項２０記載の水の浄化方法。
26. 前記水は淡水である請求項２０項記載の水の浄化方法。
27. 前記水は海水である請求項２０項記載の水の浄化方法。
    

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