JP2016047032A - 熱交換式水槽 - Google Patents

Abstract

【課題】魚介類の飼育に適した水温を確保するために必要な電気の省力化とランニングコストの低減を図る。【解決手段】熱交換式水槽１０は円筒形の外壁２２と隔壁２４を備え、外壁２２と隔壁２４の間の領域は一定幅の環状の熱媒体水域２８を形成し、隔壁２４と柱２６の間の領域は熱媒体水域２８の幅より大きい一定幅の環状の飼育水域３０を形成し、隔壁２４を挟んで対峙する飼育水域３０と熱媒体水域２８との間における熱交換により飼育水域３０の水温を変化させることができる。熱媒体水域２８には地下恒温層より汲み上げた地下水を注入し、飼育水域３０内の水温を下げる冷媒として用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、魚介類の飼育、特に活魚の飼育に適した水温環境を形成する熱交換式水槽に関する。

活魚の飼育に適した水温は魚の種類や状態などの条件によっても異なるが、概ね１８℃前後が適水温であると考えられる（非特許文献１を参照）。この水温を通年で維持するために、多くの活魚用水槽には水温を管理するための装置（クーラーおよびヒーター）が備えられている。

特開２００９−４３号公報

「主要対象生物の発育段階の生態的知見の収集・整理」、社団法人全国豊かな海つくり推進協会

クーラーおよびヒーターの稼働には非常に多くの電力が必要であり、これが活魚の飼育にかかるランニングコストを上昇させる一因となっている。

そこで、自然界に存在する適温の水を用いて水槽内の水と熱交換させることにより、クーラーやヒーターを必要としない水温管理を実現することができれば、省エネルギーとランニングコストの低減を図ることができる。

前述した課題を解決するための本発明の第一の態様は、魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備える、熱交換式水槽である。

この熱交換式水槽は、熱交換壁を挟んで対峙する飼育水域と熱媒体水域との間における熱交換により飼育水域の水温を変化させることができる。熱媒体水域の水温が飼育水域の水温より低い場合には飼育水域の水温を下げることができ、逆の場合には飼育水域の水温を上げることができる。

本発明の第二の態様は、魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備え、前記熱交換壁が円筒型の形状であり、内壁面側に前記飼育水域を形成し、外壁面側に前記熱媒体水域を形成する、熱交換式水槽である。

この熱交換式水槽は、熱交換壁を円筒形とすることにより熱交換面を最大限に広く確保することができるため、熱交換の効率を向上させることができる。また飼育水域と熱媒体水域が曲面で仕切られるため、何れの水域でも一定の水流を確保しやすくなる。

本発明の第三の態様は、魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備え、前記飼育水域と前記熱媒体水域とにそれぞれ逆方向となる水流を形成する、熱交換式水槽である。

この熱交換式水槽は、飼育水域と熱媒体水域とにそれぞれ逆方向に水流を形成することにより、熱交換の効率をさらに向上させることができる。

本発明の第四の態様は、魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備え、前記熱媒体が、前記熱媒体水域が設置される土地の近傍で採取された地下水である、熱交換式水槽である。

この熱交換式水槽は、熱媒体として近傍で採取された地下水を用いることにより、通年して略一定の温度の水を得ることができるため、地下水の水量を調節するだけで飼育水域の水温を管理することができる。また地下水を設置場所の近傍で採取するため、ランニングコストの大部分は揚水ポンプの稼働にかかるコストとなり、水の購入費や運搬費等は不要である。

本発明の第五の態様は、魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備え、前記熱媒体が、前記熱媒体水域が設置される土地の近傍の地下恒温層から採取された水である、熱交換式水槽である。

この熱交換式水槽は、熱媒体として近傍の地下恒温層から採取された地下水を用いることにより、通年して温度変化がほとんどない地下水を得ることができるため、飼育水域の水温の管理がさらに容易となる。

本発明の熱交換式水槽は、自然界に存在する適温の水を用いて飼育水域と熱媒体水域との間における熱交換を促進させることにより、飼育水域の水温を管理することができるため、水温管理のためのクーラーやヒーターが不要となり、省エネルギーとランニングコストの低減を図ることができる。

熱交換式水槽の構成を示す概念図 熱交換式水槽内における水流を示す概念図 熱交換式水槽の地下水注水管と排水管の取り付け位置を示す概念図

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は熱交換式水槽の構成を示す概念図である。熱交換式水槽１０は、水槽１２、揚水ポンプ１４、注水管１６、取水管１８、排水管２０により構成される。

水槽１２は円筒形の外壁２２と隔壁２４、隔壁２４に囲まれた領域の中央に柱２６を備える。外壁２２と隔壁２４の間の領域は一定幅の環状の水域（熱媒体水域）２８を形成している。隔壁２４と柱２６の間の領域は、熱媒体水域２８の幅より大きい一定幅の環状の水域（飼育水域）３０を形成している。水槽１２には耐候性、耐圧性、耐久性などが要求されるため、外壁２２と隔壁２４の素材には金属やＦＲＰなどが適している。特に隔壁２４は、内壁面側の飼育水域３０と外壁面側の熱媒体水域２８との間における熱交換を促進させる熱交換壁の役割を担うため、熱伝導率の高い素材であって薄くても強度の高い素材が適している。外壁２２は、これとは逆に熱媒体の水温を維持するために熱伝導率の低い素材が適している。例えば外壁２２にはＦＲＰを使用し、隔壁２４にはアルミニウム合金を使用すれば、所期の目的を達成することができる。また、イニシャルコストを低く抑えるという観点から、水槽１２全体をＦＲＰで一体的に成形し、隔壁２４の厚みを強度が損なわれない程度に薄くなるように成形するという手法も可能である。

揚水ポンプ１４は取水管１６を通じて地下恒温層から地下水を汲み上げ、注水管１８を通じて熱媒体水域２８に地下水を注入する。図２に示すように、注水管１８は外壁２２に対して斜めの方向に取り付けられ、地下水は環状の熱媒体水域２８の円周方向に注ぎ込まれるため、熱媒体水域２８内には反時計回りの水流が自然に発生する。熱媒体水域２８に注入された地下水は、飼育水域３０の海水の温度を下げる冷媒として用いられた後に排水管２０から排水される。図３に示すように、排水管２０は注水管１８より高い位置に取り付けられており、海水との熱交換により温度が上昇した地下水を水槽１２から排出する。

飼育水域３０には海水を注入し、適宜、濾過や曝気を行い、活魚の飼育環境を創出する。飼育水域３０には熱媒体水域２８の水流とは逆方向となる時計回りの水流を形成する。これにより熱交換量が増大し、海水の温度を効率的に下げることができる。海水の温度調節は熱媒体水域２８の流速を調節することで管理する。

地下恒温層の地下水の温度は、それぞれの地域の年平均気温より１乃至２℃程度高いことが知られてる（関谷一義，岩城文太，富永泰子，種岡裕．２００５．新潟市海岸部の地下水温鉛直分布の特徴．新潟県保健環境科学研究所年報第２０巻：１０１−１０４．）。例えば福岡の場合であれば、年平均気温は１７．１℃であり（２００１年の気象庁資料を参照）、地下恒温層の水温は１８．３℃である（有田明人，松本源生，石橋融子，馬場義輝．２０１３．福岡県の地下水温について．福岡県保健環境研究所年報第４０号：１３３−１３４．）。従って、熱交換式水槽１０は、恒温層の地下水を冷媒として用いることにより、飼育水域３０内の海水を１８℃程度に温度管理することが可能になり、魚介類の飼育に適した水温環境を創出することができる。

１０ 熱交換式水槽
１２ 水槽
２２ 外壁
２４ 隔壁
２８ 熱媒体水域
３０ 飼育水域

Claims (5)

1. 魚介類の飼育環境を形成する飼育水域と、
   前記飼育水域を囲繞する熱交換壁と、
   前記飼育水域の水温と異なる温度の水環境を前記熱交換壁と接触する領域に形成する熱媒体水域を備える、
   熱交換式水槽。
2. 前記熱交換壁が円筒型の形状であり、内壁面側に前記飼育水域を形成し、外壁面側に前記熱媒体水域を形成する、
   請求項１に記載の熱交換式水槽。
3. 前記飼育水域と前記熱媒体水域とにそれぞれ逆方向となる水流を形成する、
   請求項１または２に記載の熱交換式水槽。
4. 前記熱媒体が、前記熱媒体水域が設置される土地の近傍で採取された地下水である、
   請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換式水槽。
5. 前記地下水が、地下恒温層から採取された水である、
   請求項４に記載の熱交換式水槽。

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