JP2018038393A - 害敵水生々物殺滅用の多孔ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】給水中に害敵水生々物を物理的に殺滅することにより、前処理水槽、薬剤、中和剤などが不要となり、取水した水をそのまま飼育水槽に給水することができる害敵水生々物殺滅用多孔ノズルを提供する。
【解決手段】入口開口から喉部３に向かって縮径した入口側開口部２と、その出口側端部４ｂが出口開口となっている喉部３とで構成されたノズル孔１が３個以上隣接して設けられた害敵水生々物殺滅用多孔ノズルＡであって、
隣接するノズル孔１の入口側開口部２が互いに干渉する距離に設けられて、入口側開口部２の干渉部分６の隔壁５がＵ形に切除されており、隣接する前記Ｕ字形切除部分５ｂの間の切残し部分５ａが剣先状に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、「かけ流し方式」の養殖設備と同設備で使用される器具に関し、貝類やナマコなど、無脊椎動物の人工種苗（養殖種）をラーバ（生まれたての幼生）から食用可能な大きさまでに育成させる過程、特に害敵水生々物の食害を受けやすいラーバに対する害敵水生々物を高効率で殺滅する多孔ノズルに係る。

近年、グローバル化による発展途上国の所得の伸長と世界的な健康志向ブームによる食生活の変化に伴い、海洋水産物の需要が大きく伸びている。これを受けて、海に接する海洋諸国は様々な条約類を適用して海洋水産物の囲い込みを画策しており、更には公海での遠洋漁業による乱獲のために回遊魚の供給は減少する一方である。そこで、我が国のみならず、各国でも様々な海洋水産物の人口種苗生産や種々の養殖が奨励されている。

このような養殖対象には様々なものがあり、例えば、ウナギのように養殖対象の稚魚を産卵海域で採取しこれを成魚まで養殖するものや、マグロや真鯛のように交配させて生まれた孵化仔魚を成魚まで育て上げる完全養殖、更には交配させて生まれた海洋性無脊椎動物（例えば、ナマコ、ウニ、貝類（カキ、アワビ、ホタテ））の幼生（ラーバとも言う）を放流可能な大きさまで育て、自然の生産力を活用する人工種苗生産放流（栽培漁業）などがある。
魚の場合、受精卵から孵化した仔魚は貝類等よりかなり大きくて害敵水生々物の食害を受けることはないが、前述のように、貝類などの幼生（ラーバ）は、例えば、全長１００μｍ以下の害敵水生々物の食害を受けてしまう。勿論、上記のような海洋性に限らず、汽水又は淡水性無脊椎動物も養殖対象となる。

養殖方式にも様々な方式があり、例えば、海面に生簀を浮かべてそれに網を張り、その中に稚魚を入れて養殖する「海面生簀養殖」と、陸上に水槽を設置し、魚介類を水槽で飼育する「陸上養殖」とがある。

陸上養殖（魚の養殖の場合）では、飼育水槽から養殖水を抜き出し、養殖水に混入している残餌、飼育対象の有機排泄物である糞、アンモニアなどを様々な設備で分離または分解処理して循環させ養殖水を再利用する「閉鎖循環方式（特許文献１）」と、海水を取水ポンプで揚水し、養殖対象の害敵となる水生々物を処理水槽で予め薬剤処理し、処理水を飼育水槽に供給し、その給水分を飼育水槽から海（河川）に排水する「かけ流し方式（図１６、１７）」とがある。養殖方法は、コストや労働環境、養殖対象を考慮して最適の方式が取られる。

「かけ流し方式（図１６、１７）」の場合、揚水ポンプＰ１を作動させ、海（河川）からの揚水Ｒを一次フィルタ４１で粗濾過し、二次フィルタ２１で細かい夾雑物を濾過して飼育水槽１０に給水している。この濾過水Ｒ中にはラーバを捕食して全滅させることもある、或いは、ラーバが稚体に変態した稚体飼育の時点で養殖者が投与した餌を食い尽くすことで「餌競合問題」など、様々な害を引き起こすこともある害敵水生々物９「例えば、コペポーダ（一般的で年中発生する浮遊性動物プランクトン、特に、カイアシ類の甲殻水生動物）」が含まれているので、汲み上げた海水Ｒは飼育水槽１０に給水する前にこれらを出来るだけ殺滅することが必要とされている。
（なお、養殖対象が害敵水生々物９に対する耐性を備える稚体まで成長すれば、コペポーダのような害敵水生々物９の捕食による食害は受けなくなるが、前述の「餌競合問題」は残る。）

処が、海水Ｒ中に存在する害敵水生々物９は、成体だけでなく、シスト（卵：約１０μｍ以上）で存在する。これが飼育水槽１０内に混入すると飼育水槽１０内で孵化し、短時間で増殖し、上記の問題を引き起こす。しかも、シストに対しては、紫外線殺菌装置、オゾンなどでは効果がない。唯一、高性能フィルタで濾過する方法があるが、目が細か過ぎて短時間で目詰まりし、実用化が困難である。

そのために図１７に示すように、飼育水槽１０と同程度の大きさの前処理用水槽１５を別途用意して大量の殺薬剤を投入し、害敵水生々物を予めかなりの確率で殺滅し、然る後、中和剤を投入して殺薬剤を十分に中和し、最後に移送ポンプＰ２により前処理用水槽１５から処理した海水Ｒを吸引し、移送配管３５を介して飼育水槽１０に給水するという手順を取っている。
在来の「かけ流し方式」はこのような設備構成であるので、従来の「閉鎖循環方式」に比べて設備コストは大幅に低く抑えることができるものの、なお、海洋性無脊椎動物の養殖には大型の前処理水槽１５、大量の殺薬剤と中和剤、害敵水生々物の常時確認と管理が必要であり、その分、最も手間と時間及びコストがかかる方式であった。
また、薬剤の残留が懸念されることから、化学薬品を使用しない処理方法が望まれている。

なお、用途は異なるが上記害敵水生々物殺滅用の装置として、特許文献２に示すようなスリット孔を利用した装置が提案されているが、スリット孔を海水が通過する際にスリット板の前面で渦が発生して圧力損失が過大となり、しかも過大な圧力損失にも拘わらず、スリット孔を通り抜ける害敵水生々物が多く、高い効率でこれらを殺滅することができなかった。加えて、スリット孔の間隔を狭くするとスリット孔の間の細い部分の強度が低下するため、スリット孔の間隔を縮めることができず、装置形状も大きくなってしまうという問題があった。この点は従来のベンチュリ管を用いる場合でも同様である。

特開２０１１−１３０６８５号公報 特開２００７−８４３号公報

本発明は、貝類、ナマコなどの海洋性・水棲（海水又は河川水、汽水など）無脊椎動物等の養殖対象種に対する従来の「かけ流し方式」の問題点を解決するためになされたもので、ノズル孔通過時の圧損が最小で大量の給水を短時間に処理できるにも拘わらず、高い確率で給水中の害敵水生々物を物理的に殺滅或いは傷害を与えることができ（従って、大型の前処理水槽、大量の薬剤と中和剤などが不要となる）、取水した水（海水又は河川水、汽水など）をそのまま飼育水槽に給水することを可能にした、画期的な害敵水生々物殺滅用多孔ノズルの実現をその課題とするものである。

請求項１に記載の発明は、「害敵水生々物殺滅用多孔ノズルＡ」に関し（図５）、
入口開口から喉部３に向かって縮径した入口側開口部２と、その出口側端部４ｂが出口開口となっている喉部３とで構成されたノズル孔１が３個以上隣接して設けられた害敵水生々物殺滅用多孔ノズルＡであって、
隣接するノズル孔１の入口側開口部２が互いに干渉する距離に設けられて、入口側開口部２の干渉部分６の隔壁５がＵ形に切除されており、隣接する前記Ｕ字形切除部分５ｂの間の切残し部分５ａが剣先状に形成されていることを特徴とする。

請求項１にかかる発明では、水Ｒがノズル孔１を通流することで、水Ｒ中の害敵水生々物９が高効率で物理的に殺滅され、害敵水生々物９の量が大幅に減少した水Ｒを飼育水槽１０に供給できる。
そして多孔ノズルＡには、ノズル孔１が３個以上隣接して設けられているので、ノズル孔１夫々の喉部３の口径は、喉部３の内径が大きくノズル孔を１個だけ設ける従来の場合に比べて個数分の１だけ細くすることが出来、その結果、細いノズル孔１（即ち、喉部３）によって微細な害敵水生々物９を効果的に殺滅することが出来る。換言すれば、従来の喉部の内径が大きなノズル孔では、微細な害敵水生々物９は素通りし易く、殺滅効果を上げにくい。しかも、請求項１及び２にかかる発明では、微細な害敵水生々物９に合わせてノズル孔１の孔径、特に、喉部３の内径を自由に選定できるし、処理流量に合わせて１つの多孔ノズルＡに穿設するノズル孔１や、流路に設置される多孔ノズルＡの数を変化させることで対応することができる。
なお、上記ノズル形状のものは、ノズル孔１の通過時の圧損の減少が少なく、大量の水をスムーズに通すことが出来るので、大型の養殖設備から実験室レベルの規模まで対応することが出来る。

また、隣接するノズル孔１の入口側開口部２が互いに干渉する距離に設けられているので、ノズル孔１を密集して穿設することができ、多孔ノズルＡの直径を細くできる。換言すれば、ノズル孔１の離間距離を最小にすることができ、装置形状を大幅に小さくすることができる。干渉範囲は、図１１〜１３の薄墨部分で示すように、入口開口縁を描く円２ａが、互いに重なり合う部分（換言すれば、円２ａが交わる点）で囲まれる範囲である。
また、隣接するノズル孔１の隔壁５の干渉部分６がＵ形に切除され、隣接する前記Ｕ字形切除部分５ｂの間の切残し部分５ａが剣先状に形成されているので、剣先状の切残し部分５ａによって流入側の水Ｒが各ノズル孔１の入口側開口部２に向かって切り分けられてガイドされ、この部分で渦Ｕを生じることなく入口側開口部２にスムーズに流れ込む。
換言すれば、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、隣接するノズル孔１００の入口側開口部２００が互いに干渉しない位置まで離すと、隣接する入口側開口部２００の間に入口側の面２００ｂに平面部２００ｈが形成され、この部分に渦Ｕ（乱流）が形成され、入口側開口部２への水Ｒの流入を阻害し流入速度を殺滅する。即ち、圧損を高める。その結果、出口側開口部４００から流出する排水流４００ａの流速が大幅に落ちて排水流４００ａ中のナノバブル８の生成量も少なくなり、害敵水生々物の殺滅率が大幅に低下する。

請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の害敵水生々物殺滅用多孔ノズルＡにおいて、喉部３の内径が３ｍｍ以下（０．５〜３ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍがより好ましい）に形成されていることを特徴とする。

殺滅対象で最も頑強な２枚貝の幼生のような害敵水生々物９の大きさは、１００〜２００μｍ程度であり、喉部３の内径を３ｍｍ以下とすることで、これらが出口側開口部４内から外側の水Ｒ中に伸びた細長い高速排水流４ａ内に捕捉され、この高速排水流４ａ内で発生するナノバブル８の爆縮による衝撃により高い確率で致死及び致死に至る障害を与えることが出来る（図１４、１５）。なお、喉部３の内径は細くなる程、上記致死率や障害率が高くなる。
本発明の多孔ノズルＡは、大量の給水を必要とする養殖設備Ｚから図示していない実験室レベルの養殖設備まで適用可能であり、害敵水生々物９の大きさとの関係で、喉部３の内径を３ｍｍ以下とした。実用的な範囲は（０．５〜３ｍｍで、より好ましくは１〜３ｍｍである。

以上から明らかなように、本発明の多孔ノズルを使用することにより、従来必要とされていた大型の前処理水槽や大量の薬剤、中和剤などが不要となり、取水した水（海水又は河川水など）をそのまま飼育水槽に給水して貝類を含む無脊椎動物を飼育することが可能となった。

（ａ）は本発明ノズルを組込んだ第１実施例（多槽給水）の配管系統図、（ｂ）は複数の配管組込型殺滅部材を直列接続した場合、（ｃ）は同左を並列接続した場合である。 本発明ノズルを組込んだ第２実施例（循環給水）の配管系統図である。 本発明ノズルを組込んだ第３実施例（後付型殺滅装置）の配管系統図である。 多孔ノズル（参考例）の拡大縦断面図である。 本発明で使用する多孔ノズルの拡大縦断面図である。 （ａ）図４の配管組込型殺滅部材の要部縦断面図、（ｂ）入口側から見た図である。 本発明で使用する４孔の多孔ノズルの入口側からの斜視図である。 図７の背面側からの斜視図である。 図７の正面図である。 本発明で使用する１９孔の多孔ノズルの入口側からの斜視図である。 ノズル孔が３個の場合の要部正面図である。 ノズル孔が４個の場合の要部正面図である。 ノズル孔が５個の場合の要部正面図である。 害敵水生々物にナノバブルが付着した状態の概念図である。 ナノバブルが爆縮して害敵水生々物に傷を与える状態の概念図である。 従来の掛け流し養殖設備の概略図である。 従来の掛け流し養殖設備で、前処理水槽を用いた場合の概略図である。 （ａ）流速が上がらなかった従来の多孔ノズルの部分断面図、（ｂ）同正面図である。

以下、本発明の実施例を、図を参照しながら詳述する。掛け流し方式の養殖場では、通常、多数の飼育水槽１０を並設し、各飼育水槽１０に常時一定量の新鮮な海水Ｒを供給し、汚れた養殖水Ｒを等量だけ排水して一定の水質を保ちつつ養殖している。飼育水槽１０で飼育されている養殖種は、種類、発育段階、飼育条件の違い、病害の感染防止など様々な観点から飼育水槽１０毎或いは群毎に分けて養殖している。そして、飼育水槽１０毎に少しずつ水質が異なっているので、外部からの給水時には各飼育水槽１０の養殖海水Ｒが混入してコンタミネーションが発生しないように万全の注意を払って行われている。

図１〜３は多数の飼育水槽１０が並設された掛け流し方式の養殖場のフロー例で、図１、２は最初から本発明の配管組込型殺滅部材Ｋが組み込まれた「かけ流し式」の養殖設備Ｚで、図２は、特に、メイン配管である給水配管２２の海水Ｒの一部を戻して揚水Ｒに混ぜ、再度、配管組込型殺滅部材Ｋを通す循環方式を取り入れた養殖設備Ｚである。
図３は既設の「かけ流し式」の養殖設備Ｚに後付けで独立した後付型殺滅装置Ｂを設置する場合である。図１又は２の設備に図３の後付型殺滅装置Ｂを更に設置することも可能である。
「かけ流し式」では、海水、河川水或いは汽水など養殖種によって最適の水Ｒが使用されるが、河川水或いは汽水も同様であるので、ここでは海水Ｒをその代表例として説明する。

図１（ａ）において養殖設備Ｚは、流入渠３０、揚水ポンプＰ１、揚水配管２０、一次フィルタ４１としての砂濾過器、給水配管２２、給水配管２２の分岐配管２２ａ、水槽用開閉弁５２、１乃至複数の多孔ノズルＡを内蔵した配管組込型殺滅部材Ｋ、給水用上開閉バルブ４２ａ、給水用下開閉バルブ４２ｂ、短絡配管２３、循環用開閉バルブ３２、二次フィルタ２１、１乃至複数の飼育水槽１０、及び排水部１２とで構成されている。
配管組込型殺滅部材Ｋは１基でも良いし、同図（ｂ）に示すように、複数の配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎを直列に接続してもよいし、同図（ｃ）に示すように、並列に接続してもよい。以下、配管組込型殺滅部材Ｋが１基を代表例として説明し、複数を用いたこれらについては後述する。

海水Ｒには大小さまざまなごみや、クラゲ・小魚のような水生々物、海藻類などの夾雑物が混じっていることもあり、そのまま養殖設備Ｚに取り込めない。流入渠３０は、海（川）に面して設置されており、このような夾雑物を沈殿或いは浮上させて除去し、海水Ｒだけを揚水ポンプＰ１に供給する設備である。この段階の海水Ｒには大小様々な且つ多様な害敵水生々物９が含まれている。

揚水ポンプＰ１は流入渠３０に隣接して設置されており、揚水ポンプＰ１から揚水配管２０が引き出され、一次フィルタ４１としての砂濾過器に至る。一次フィルタ４１としての砂濾過器は周知のように底に支持層が設けられ、その上に各種濾過材を堆積した濾過層が設けられている。ここでは、揚水Ｒに含まれている細かい夾雑物を濾過することが出来るが、害敵水生々物９やシストの濾過まではできない。一次フィルタ４１の底からは給水配管２２が引き出されている。

一次フィルタ４１の底から引き出された給水配管２２は、飼育水槽１０に沿って配管されており、給水配管２２の分岐配管２２ａが各飼育水槽１０に配管されている。分岐配管２２ａには水槽用開閉弁５２が設置され、その下流に二次フィルタ２１が設けられている。

二次フィルタ２１は微細なゴミや後述する配管組込型殺滅部材Ｋにて物理的に破壊された害敵水生々物９の破片や生き残った害敵水生々物９の一部、ある程度大きなシストなどを濾過し、飼育水槽１０へのこれらの流入を防止している。一般的にはガラス繊維の濾紙、ガラス繊維にセルローズなどを混合した濾紙、ポリプロピレンのような樹脂製フィルターバッグなどが用いられる。

給水配管２２には、一次フィルタ４１に近い上流側から給水用上開閉バルブ４２ａ、給水ポンプＰ４、多孔ノズルＡを内蔵した配管組込型殺滅部材Ｋ及び給水用下開閉バルブ４２ｂが設置されている。配管組込型殺滅部材Ｋが設置されている部分は縦に配管され、下から上に海水Ｒが流れるようになっている。
そして給水配管２２の給水用上開閉バルブ４２ａの入口側の入口側接続点Ｑ１と給水用下開閉バルブ４２ｂの出口側の出口側接続点Ｑ２との間に短絡配管２３が接続されており、短絡配管２３に循環用開閉バルブ３２が設置されている。

飼育水槽１０は、上面開口の船形や樽形、箱形のものなどさまざまなものがあり、材質もＦＲＰを始め各種の素材が使用されている。本発明に使用される飼育水槽１０は、主として交配させて生まれた海洋性無脊椎動物（例えば、ナマコ、ウニ、貝類（カキ、アワビ、ホタテ））のラーバを放流可能な大きさまで育てるためのものである。飼育水槽１０には、給水配管２２の分岐配管２２ａと排水部１２が設置されている。

配管組込型殺滅部材Ｋは、主装置として多孔ノズルＡ（図５が本発明の多孔ノズルで、図４は参考例である。）が用いられ、流量に応じて１乃至複数の多孔ノズルＡがフランジ板７に装着される（図６）。フランジ板７の１例を示すと、図６（ｂ）に示すように中心に１個の装着孔７ａが形成され、その周囲に６個の装着孔７ａが形成されている。装着孔７ａの数はこれに限られず１或いは２以上となる。装着孔７ａの数が３個以上の場合、隣接する装着孔７ａの中心間距離は等距離に穿設されている。例えば、装着孔７ａの数が３個の場合は正三角形の頂点に設けられ、４個の場合は正方形の頂点或いは１辺を共有する２個の正三角形の頂点に設けられ、７個の場合はフランジ板７の中心に１個、その周囲に均等に６個が設けられる（六方最密構造）。
フランジ板７は給水配管２２の途中（縦方向に立設されている部分）に設置され、周囲の通孔で給水配管２２のフランジにボルト止めにて共締めされる。

多孔ノズルＡの使用個数は海水Ｒの流量によって決まるが、不使用の装着孔７ａは閉塞蓋７ｃにより閉塞される。閉塞蓋７ｃの挿入端は円錐状に形成され、フランジ板７から突出するように装着される。
フランジ板７は上記のように給水配管２２の縦向き上昇流れの途中部分に取り付けられ、多孔ノズルＡは入口開口を下にしてフランジ板７に取り付けられる。多孔ノズルＡの螺着基部にはＯリング７ｂが装着され、漏水を防止している。

多孔ノズルＡは、図４（参考例）と図５（本発明）があるが、図５は図４の出口開口部４を切除した形状で、基本的な性能は変わらないので、以下、図４（参考例）を以って説明する。
多孔ノズルＡは、円柱状の部材で、図６（ａ）に示すように入口側外周にはフランジ板７の装着孔７ａに螺着するための雄螺子が刻設されている。従って装着方法はこれに限られないが、図の場合は、ねじによる螺着である。
多孔ノズルＡの材質は円柱状の耐蝕性に優れたステンレス又は樹脂部材で、その入口側の面（正面）１ａは凹半円球状に形成されており、この凹半円球状の面１ａに横断面円形のノズル孔１が正面から背面に向かって３本以上貫通するように穿設されている。ノズル孔１の縦断面形状は基本的に同じ形状に形成されている。

ノズル孔１の内面形状（縦断面形状）の参考例は、図４に示すように入口側開口部２、喉部３及び出口側開口部４とで構成されている。
入口側開口部２は入口開口からノズル孔１の中央の喉部３に向けて、ノズル孔１の中心軸に直交する断面積（入口側水通路面積）が漸減するように縮径されている。
喉部３は最小の断面積の短い円筒孔（或いは入口側開口部２の出口と出口側開口部４の入口とを結ぶ最小の断面積の丸孔）である。
出口側開口部４は喉部３から出口開口に向けてノズル孔１の中心軸に直交する断面積（出口側水通路面積）が漸増するように設けられている。即ち、入口開口から喉部３までが入口側開口部２であり、喉部３から出口開口までが出口側開口部４である。

入口側開口部２の開口角度は出口側開口部４の開口角度より大きく形成されている。
入口側開口部２の開口角度は収縮ノズル損失を最小にするため、例えば２２°±３°（半頂角αは１１°±１．５°）である。
そして出口側開口部４の開口角度は拡大管損失を最小にするため、例えば７．４°±２°（半頂角βは３．７°±１°）であり、より好ましくは７．４°±１°（半頂角βは３．７°±０．５°）である。

そして、凹半円球状の面１ａと入口側開口部２の内周面とを繋ぐ入口側開口部２の入口部分２ｃは、そのままでは曲面の曲がり具合や曲がり方向が異なるため、その接続ラインで渦発生原因となる角が生じるので、この部分で渦Ｕが発生させないようにして入口開口への海水Ｒの流入を円滑に行わせるため、非干渉部分（入口開口縁を描く円２ａが、重ならない部分）における両曲面の接合部分２ｃをなだらかな凸曲面に形成している（図６（ａ））。即ち、当該接合部分２ｃにおいて、ノズル孔１の中心軸に平行な断面がノズル孔１の内側に向かって凸円弧状に形成されている。そして、入口部分２ｃを越えて喉部３側に向かう内面部分は直線状に形成されている。同様に出口側開口部４の内面部分も出口開口まで直線状に形成されている。

入口側開口部２と喉部３の接続部分、及び喉部３と出口側開口部４の接続部分もなだらかな角のない曲面で接続され、ノズル孔１の内面全体は凹半円球状の面１ａから出口側開口部４の出口開口に至るまで角のないなだらかな曲面で構成されている。
そして、喉部３の内径は、殺滅対象である最強の水生々物（例えば、前後が貝殻で覆われた二枚貝の幼生）に合わせて決定され、通常は３ｍｍ以下とされる。喉部３の内径は、上記のように細い程、致死率や障害率が高くなるので、細い程好ましい。
喉部３の内径は殺滅対象の大きさや頑強さ、必要とされる給水量、差圧によって左右され、その下限は一概に決定できないが、現実的には０．５ｍｍが選択される。通常、致死率や障害率及び圧損を考慮して１ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、更には２ｍｍ±０．５ｍｍがより好ましい。

次に、多孔ノズルＡにおけるノズル孔１の配置と孔数に付いて説明する。多孔ノズルＡは上記のように海水Ｒの流量に応じてフランジ板７に穿設された装着孔７ａに１〜Ｎ個（通常は複数個）装着されることになるので、外径及び長さはあまり大きなものでない。
ノズル孔１の配置例を示すと、３以上のノズル孔１がその円形の正面１ａから背面に向かって貫通するように穿設されている。ノズル孔１は同じ形状に形成されている。ノズル孔１が３個以上の場合は、多孔ノズルＡの正面１ａにおいて、その中心部分に設けられた正三角形の頂点にノズル孔１の中心が設けられる（図１１）。
４個の場合は、図１２のように正方形の頂点、或いは図７〜９に示すような正面１ａの中心に１個のノズル孔１を形成し、その周囲に３個のノズル孔１を１２０°間隔で形成する。５個の場合は、図１３のように５角形の頂点に形成する。いずれの場合も隣接するノズル孔１の中心間距離は等しい。
図１０は１９個のノズル孔１を形成した例で、中心の１個のノズル孔１の周囲に同心円で２重にノズル孔１を形成した例（六方最密構造）で、内側のノズル孔１は６個、外側のノズル孔１は１２個である。図９の場合を含め、正面１ａの中心に穿設されたノズル孔１を中心とした、隣接するノズル孔１の中心間距離は等しい。換言すれば、３孔、７孔又は１９孔の場合、正三角形の集合体の頂点にノズル孔１が穿設される。

ノズル孔１の配置間隔は、隣接するノズル孔１の入口側開口部２が互いに干渉する距離に位置するように設けられる。これにより入口側開口部２の干渉部分６の隔壁５がＵ形でその稜線がＵ形のナイフエッジに切除され、隣接する前記Ｕ字形切除部分５ｂの間の切残し部分５ａが剣先状に形成される。このように隣接するノズル孔１の入口側開口部２が互いに干渉する距離内に位置するように設けると、凹半球状の面１ａは、外周部分を除き、ノズル孔１の入口開口とＵ形に切除された隔壁５のナイフエッジ状前縁と剣先状の切残し部分５ａとで占められる。そして凹半球状の面１ａの外周部分も断面円弧状の入口部分２ｃになだらかに入口側開口部２の内周面に連続的に繋がっている。

次に、ノズル孔１を通過する海水Ｒの挙動に付いて説明する。給水ポンプＰ４により一次フィルタ４１から吸引した海水Ｒは、多孔ノズルＡの入口開口に至る。多孔ノズルＡの入口開口に至った海水Ｒは複数のノズル孔１に分流して流れ込むが、圧力損失を最小にするにはこの時点で渦Ｕを発生させないことが重要である。

多孔ノズルＡの正面１ａは上記のように凹半球状に形成されており、その大半が前述のように入口側開口部２と、ナイフエッジ状に形成されたＵ字形切除部分５ｂと、Ｕ字形切除部分５ｂの端部に形成された剣先状の切残し部分５ａとで構成されるので、この部分に接した海水Ｒは剣先状の切残し部分５ａに沿って、更にはＵ字形切除部分５ｂの壁面に沿って分流し、その周囲の入口側開口部２に渦Ｕを起こすことなく層流状で入口側開口部２にスムーズに流れ込む。
正面１ａのそれ以外の部分である周囲部分もなだらかな曲面で入口部分２ｃに接続されているので、やはり海水Ｒが渦を起こすことなく層流状で最も近いノズル孔１に流れ込む。
これにより入口側では入口側圧力に応じた流れで殆ど圧力損失なくノズル孔１に流れ込む。そして、ノズル孔１の入口側開口部２は喉部３に向かって次第に細くなっているので、断面積の減少に伴い流速を上げる。入口側開口部２では上記のような半頂角αを採用しているので、収縮ノズル損失は最小に抑制される。

流速は喉部３で最速となり、出口側開口部４に入ると断面積の漸増と共に流速が落ちるが、同時に急速に減圧が生じ、海水Ｒ中の溶存ガスが開放されて出口側開口部４を流れる高速排水流（整流コア層とも言う）４ａ中に無数のナノバブル８を発生させる。出口側開口部４の流速が速い場合、高速排水流４ａは出口側開口部４を出た後でも上方に向かって長く尾を引いた状態で水中を流れる。そして、高速排水流４ａの外側に渦Ｕが形成される混合域が形成される。
この出口側開口部４も上記のような半頂角βを採用しているので、拡大管損失は最小に抑制される。それ故、入口側の水圧を同じにした場合、出口の流速が大幅に落ちる従来のスリット孔（ベンチュリ管も同様）に比べて本発明のノズル孔１から出る高速排水流４ａの流速の低下率が大幅に小さく、高速排水流４ａ中に発生したナノバブル８の量が従来例に比べて格段に多い（２倍程度）。即ち、本発明ノズル孔１を通過した海水Ｒでは、非圧縮流体であるが故に圧力損失を低く抑えつつナノバブル８（キャビテーション）を有効に発生させることができる。

高速排水流４ａ中では、無数のナノバブル８（約５０μｍ以下の超微細気泡：５０μｍ以下の気泡は気液界面のイオンの力により収縮し、これにより気液界面のイオン濃度が高められ、内部の圧力と温度が上昇し爆縮する。無数のナノバブル８が連続的に爆縮すると、激しい乱流と高熱を周囲にもたらすと共に爆縮したナノバブル８の一方向に高圧の衝撃波を発生する）が連続的に爆縮し、周囲に高圧で一方向の衝撃波を放出する。
この一方向の高圧の衝撃波は、周囲に浮遊している又はナノバブル８が付着した水生々物９を直撃し、例えば、ブラインシュリンプのような節足水生動物は破壊され、二枚貝のような幼生でも貝殻の一部を破壊して死滅に至るダメージを与える（図１４、１５参照）。なお、コペポーダを始めとする害敵水生々物９は一か所でも物理的ダメージを与えられると繁殖能力を喪失し、時間の経過と共に減数の一途を辿る。

図５は請求項１に記載のノズル孔１で、出口側開口部４を設けない場合であるが、喉部３の出口から出た高速排水流４ａ中に上記同様大量のナノバブル８が発生する。

次に、図１の配管系を説明する。一般的に養殖場では、複数種類の養殖種を育てているため、飼育水槽１０は、前述のように多数が並設されており、分岐配管２２ａで給水配管２２からの給水を受ける。
上記のように流入渠３０は海に面して設置され、夾雑物を或る程度排した海水Ｒを常時取り込んでおり、取水管又は取水口を通して隣接して設置されている揚水ポンプＰ１に海水Ｒを送り込む。

揚水ポンプＰ１は揚水配管２０を通して送り込まれた海水Ｒを一次フィルタ４１としての砂濾過器に供給する。一次フィルタ４１では内部の濾過層を通過する内に海水Ｒ中の微細な夾雑物が除去され、正常な海水Ｒが給水配管２２に送られる。

給水配管２２には給水用上開閉バルブ４２ａ及び給水用下開閉バルブ４２ｂが設置されているので、給水時には開放される。同時に給水時には短絡配管２３が閉じられている必要があるので、循環用開閉バルブ３２は閉じられている。飼育水槽１０には通常状態では常時一定の新鮮な海水Ｒが供給されているので、水槽用開閉弁５２は通常は開放されている。
給水ポンプＰ４を作動させると一次フィルタ４１から濾過された海水Ｒが引き込まれ、配管組込型殺滅部材Ｋの多孔ノズルＡを通過し、ここで海水Ｒ中の害敵水生々物９の大半（８０〜９０％或いはそれ以上）が物理的に破壊或いは損傷を受ける。
そして、分岐配管２２ａに至り、二次フィルタ２１で最終的に濾過され、各飼育水槽１０に給水される。従って、損傷を免れ、二次フィルタ２１の濾過も免れた害敵水生々物９やそのシストは僅かながら存在し、給水と共に飼育水槽１０に入り込む。配管組込型殺滅部材Ｋに内蔵されている多孔ノズルＡによる害敵水生々物９の殺滅・損傷付与メカニズムは上記の通りである。
飼育水槽１０では、給水量と同量の飼育海水Ｒが排水部１２を通して排水され、水質と水位が一定に保たれる。

養殖の初期段階では、飼育水槽１０には養殖用の海水Ｒが満たされており、母貝が産卵し、これが孵化して無数のラーバが水面近傍に漂っている。この無数のラーバは投与された餌を摂取し、且つ排泄して成長する。養殖海水Ｒ中には害敵水生々物９やシストも存在し、養殖海水Ｒ中に生存していた害敵水生々物９やシストが孵化した害敵水生々物９は同様に投与された餌及びラーバを摂取し繁殖するが、上記のように量的に僅かであるためこの時点ではラーバの育成に影響を与えるほどではない。このようにして可食可能な大きさまで育て上げることになる。
なお、各飼育水槽１０には大半の害敵水生々物９を破壊した害敵水生々物９の少ない新鮮な海水Ｒを常時供給しているため、飼育途中で害敵水生々物９が大量繁殖して被害を出すということは殆どないが、次に述べる図２のようなケースがある。また、このような事態になった場合には図３の後付型殺滅装置Ｂを並設することで対応することも可能である。後付型殺滅装置Ｂについては、図３で説明する。
なお、図１の場合で、例えば、給水ポンプＰ４が故障し、緊急に海水Ｒを供給しなければならない場合、給水用上開閉バルブ４２ａ及び給水用下開閉バルブ４２ｂを閉じ、短絡配管２３の循環用開閉バルブ３２を開き、濾過されただけの海水Ｒを飼育水槽１０に給水することになる。この点は次の図２の場合も同じである。

次に、図２の場合に付いて説明するが、図１と同じものは同一番号を付し、図１の説明を援用する。図１では給水配管２２を通じて各飼育水槽１０に新鮮な海水Ｒを供給していたが、配管組込型殺滅部材Ｋ以降の給水配管２２中に殺滅処理をした海水Ｒ中に残っていたシストが付着し、これが時間と共に孵化して給水中に混入し、二次フィルタ２１を通過したものが各飼育水槽１０にそのまま流入して被害を発生させることがある。図２の養殖設備Ｚでは給水配管２２の端部Ｑ４と給水用上開閉バルブ４２ａの入口側で給水配管２２との合流点Ｑ３とを結ぶ戻り配管６０を設けた点に特徴がある。

一次フィルタ４１から吸引された濾過海水Ｒは、図１と同様、殺滅処理を受けた後、分岐配管２２ａを通って常時、定量の処理海水Ｒが飼育水槽１０に供給される。残余の処理海水Ｒは端部Ｑ４から戻り配管６０を通って合流点Ｑ３に回流し、一次フィルタ４１から吸引された濾過海水Ｒに混じる。
残余の処理海水Ｒ中の害敵水生々物９は既に少なくとも１回の殺滅処理を受けているので、仮に回流中にシストが孵化してとしても害敵水生々物９の量は濾過海水Ｒより遥かに少ない。そして、配管組込型殺滅部材Ｋ以降の給水配管２２中のシストの数はその分だけ減少する。
この混合海水Ｒを殺滅処理すると、殺滅処理された処理海水Ｒ中の害敵水生々物９の量は前述の割合（８０〜９０％或いはそれ以上）で大幅に減少する。同時に配管組込型殺滅部材Ｋ以降の給水配管２２中に付着したシストの量も孵化した分だけ減少する。
このような循環を繰り返すことで、配管組込型殺滅部材Ｋ以降の給水配管２２の浄化が行われ、当該部分に付着したシストによる想定外の被害をなくすことができる。
なお、図１と同様図２の場合も図３の後付型殺滅装置Ｂを設置することも可能である。

次に図３に示す後付型殺滅装置Ｂを説明する。ここでも図１と同じものは同一番号を付し、図１の説明を援用する。この場合は給水配管２２に配管組込型殺滅部材Ｋを装備せず、二次フィルタ２１で濾過した後、分岐配管２２ａを介して、直接、濾過海水Ｒを飼育水槽１０に供給する。従って、害敵水生々物９及びシストが処理されることなく、飼育水槽１０に入り込む。

後付型殺滅装置Ｂは、飼育水槽１０から飼育海水Ｒを吸引する循環ポンプＰ３と、前記循環ポンプＰ３が設置され、前記循環ポンプＰ３にて飼育水槽１０の飼育海水Ｒを循環させる循環配管４０と、前記揚水ポンプＰ１の出口側にて循環配管４０の縦向き部分に設置された配管組込型殺滅部材Ｋとで構成されている。更に、循環ポンプＰ３の入口側に循環配管４０の給水側に並んで必要に応じて可撓性配管４０ａが設置されている。循環配管４０の吸水側には循環用開閉バルブ４２ｃが設置されており、可撓性配管４０ａには配管開閉バルブ４２ｄが設置されている。

後付型殺滅装置Ｂは上記構成部材がフレーム（図示せず）に組み込まれており、飼育水槽１０に個別に設置することができる。
後付型殺滅装置Ｂを飼育水槽１０に設置すると、循環配管４０の出口と入口とを飼育海水Ｒに挿入し、且つ、循環配管４０内に飼育海水Ｒを満たしてから循環ポンプＰ３を作動させる。これにより飼育海水Ｒは循環配管４０の入口から吸引され、配管組込型殺滅部材Ｋを通って殺滅処理され、出口から放出される。これを繰り返すことにより、飼育水槽１０の飼育海水Ｒ内の害敵水生々物９を順次殺滅処理することができる。
また、広い飼育水槽１０の飼育海水Ｒ内には害敵水生々物９が固まっている部分がある。そのような場合には、循環用開閉バルブ４２ｃを閉じ、配管開閉バルブ４２ｄを開き、柔軟な可撓性ホースで構成された可撓性配管４０ａを害敵水生々物９が固まっている部分まで移動させて挿入し、当該部分の害敵水生々物９ごと飼育海水Ｒを吸引し、配管組込型殺滅部材Ｋに送り込む。このように可撓性配管４０ａを用いて飼育水槽１０内で害敵水生々物９が特に固まって繁殖している部分の水Ｒを選択的に吸引して殺滅処理することができる。

図１、２の養殖設備Ｚでは図３と違って飼育水槽１０から飼育海水Ｒを吸引することはなく、新鮮な処理海水Ｒのみを一方的に給水するので、給水に関して特別な配慮を必要としないが、図３の後付型殺滅装置Ｂでは、は飼育水槽１０から飼育海水Ｒを吸引することになるが、飼育初期段階ではラーバが飼育海水Ｒの表面に浮遊しているので、これを吸引しないようにする必要がある。
時間の経過と共に飼育水槽１０内のラーバは成長して稚体になるが、この段階になると飼育水槽１０の内壁或いは飼育水槽１０に吊るされた養殖籠の内面、又は、餌となる藻類に付着して固定する。この段階では、飼育海水Ｒを吸引しても後付型殺滅装置Ｂに吸引されることはない。従って、飼育初期では図１，２の養殖設備Ｚで飼育を行い、稚体段階になった時に図３の後付型殺滅装置Ｂにより、飼育水槽１０内の害敵水生々物９の殺滅処理を付加するようにしてもよい。

なお、ポンプ類の作動・停止や、バルブ類の開閉操作は図示しない制御部からの指令により最適のタイミングで作動させるように制御することも可能である。

上記では、配管組込型殺滅部材Ｋが１基の場合で説明したが、複数使用してこれらを直列配列或いは並列することも可能である。
直列配列の場合は、図１（ｂ）に示すように、給水配管２２にｎ個の配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎ（ｎは２以上の整数。以下同じ）を所定間隔で配列する。図では、配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎ毎に給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎを設けた例を示す。ｎ台の給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎに代えて大型の給水ポンプＰ４を用いることも可能である。図のような給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎの個別配置はポンプの小型化が可能である。

直列配列の場合、第１段の配管組込型殺滅部材Ｋ１で７０％以上とかなりの害敵水生々物が破壊或いは損傷を受け、続く、第２段の配管組込型殺滅部材Ｋ２で、第１段を無傷ですり抜けた害敵水生々物の一部が同程度の確率で破壊或いは損傷される。これをｎ回続けることで、この配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎで破壊或いは損傷できない僅かな害敵水生々物だけとなる。換言すれば、直列配置で非常に高い殺滅率を達成できる。なお、害敵水生々物９は、損傷を受けただけで繁殖能力を失うので、殺滅率の算出には死滅個体だけでなく損傷個体も殺滅側にカウントされる。

並列配列の場合は、図１（ｃ）に示すように、給水配管２２をｎ本に分岐し、それぞれにｎ個の配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎ（ｎは２以上の整数。以下、同じ）を設置する。分岐された給水配管２２１〜２２ｎの入口側に給水用上開閉バルブ４２ａ１〜４２ａｎがそれぞれ設置されている。配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎの出口から出た配管は出口側で１本に集約され、この部分に給水用下開閉バルブ４２ｂが設置されている。

並列配列の場合は、殺滅率の向上は図れないが、飼育時の流量調整に対応することが出来る。例えば、Ｘ個の槽の水槽１０に対して１０００トンの給水量が要求されていた処、ｍ個の水槽１０が休止となり、Ｘ−ｍ個の水槽１０に給水するようになった場合、分岐したｎライン２２１〜２２ｎの内、対応する台数の給水用上開閉バルブ４２ａ１〜４２ａｎを閉めて給水量を制限することになる。また、並列の場合、いずれかの列に故障が発生しとしても、予備のラインを設けておけば、これに対処できる。
なお、上記場合は、直列の場合と並列の場合とを別個に示したが、勿論、これに限られず、並列の各ライン２２１〜２２ｎに複数の配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎを直列設置し、各ライン２２１〜２２ｎの殺滅率を高めるようにしてもよい。

また、上記直列、又は並列配列は図１の配管系のみならず、図２及び図３の場合でも適用可能である。そして、図１（ｂ）（ｃ）では、配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎ毎に給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎを設けた例を示すが、ｎ台の個別給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎに代えて大型の給水ポンプＰ４を用いることも可能である。図のような給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎの個別配置はポンプの小型化が可能である。
また、給水ポンプＰ４１〜Ｐ４ｎとこれペアとなる配管組込型殺滅部材Ｋ１〜Ｋｎを１つの配管に組込み、フランジ板７で繋げることが出来るようにしておけば、このユニット配管Ｈ１〜Ｈｎを給水配管２２の途中で脱着することで、ユニット配管Ｈ１〜Ｈｎの個数を現場の状況に合わせて変更することでこれに対応することが出来る。なお、ユニット配管Ｈｅ〜Ｈｈを給水配管２２から取り除くと、単なるフランジ付配管がこの部分に代替用としてフランジ接続されることになる。

（実施例）ノズル孔の喉部の内径に付いての試験結果を以下に示す。多孔ノズルＡの直径は５０ｍｍとした。多孔ノズルＡに設けられるノズル孔数は、下記に示す差圧が得られる数とした。
試験条件：入口側を下にして１個の多孔ノズルを給水配管に設置し、下から上に向けて給水ポンプにて揚水するようにした。ノズル孔の入口側圧力は０．５０ＭＰ及び０．２５ＭＰとし、出口側圧力は０．０５ＭＰとした。
従って、差圧は０．４５ＭＰ「下表の（ａ）」、及び０．２０ＭＰ「下表の（ｂ）」である。また、用意した多孔ノズルの喉部の内径、及びこれらの殺滅率は以下の通りである。
なお、殺滅率は、試験前（コントロール）の海水からサンプリングした海水中の個体数を基準とし、試験後の海水からサンプリングした海水中の損傷個体と非損傷個体（健全個体）をカウントして算出した。従って、試験後のサンプル中には跡形もなく破壊されてカウントできない個体も相当数ある。
内径 殺滅率％（ａ） 殺滅率％（ｂ）
３．０ｍｍ： ６０ ３０
２．５ｍｍ： ７０ ６８
２．２ｍｍ： ８０ ６８
２．０ｍｍ： ８８ ６３
１．８ｍｍ： ９０ ６７
１．５ｍｍ： ９０ ６９
１．０ｍｍ： ７０ ５８（注
０．５ｍｍ： ６０ ５６（注
注）内径が１．０ｍｍ（０．５ｍｍ）では、殺滅率が７０％（６０％）、及び５８％（５６％）となっているが、かなりの量が跡形もなく粉砕されてしまい可視（カウント）できず、殺傷された個体数に比べて生存個体数が相対的に多くカウントされたためである。従って、内径１ｍｍ（０．５ｍｍ）の場合は１００％に近い殺滅率に達していると推測される。ただ、内径が１ｍｍの場合でも細すぎてノズル孔数を増やしても流量を増やすことが出来ない。（換言すれば、ノズル孔１の形状から過剰に近接させることが出来ず、ノズル孔数に制限がある。）０．５ｍｍより細い内径は圧損が大きすぎて実用的でない。
上記表の（ａ）に対してその約半分である（ｂ）まで差圧を落とすと当然殺滅率も低下するが（内径３ｍｍの場合は大幅低下するが、２．５ｍｍ以下の場合は下落率は１０％程度である。）、７０％程度を目安とすれば、上記のように内径は１ｍｍ〜３ｍｍ（より好ましくは２ｍｍ±０．５ｍｍである）となる。なお、適用される給水ポンプの性能にもよるが、想定される入口側圧力は０．５ＭＰである。

Ａ：（害敵水生々物殺滅用）多孔ノズル、Ｂ：後付型殺滅装置、Ｈ１〜Ｈｎ：ユニット配管、Ｋ・Ｋ１〜Ｋｎ：配管組込型殺滅部材、Ｐ１：揚水ポンプ、Ｐ２：移送ポンプ、Ｐ３：循環ポンプ、Ｐ４・Ｐ４１〜Ｐ４ｎ：給水ポンプ、Ｑ１：入口側接続点、Ｑ２：出口側接続点、Ｑ３：合流点、Ｑ４：給水配管の端部、Ｒ：水（混合水、処理水、飼育海水、揚水、海水、河川水、汽水、給水、養殖水、濾過水、飼育海水）、Ｓ：殺薬剤、Ｕ：渦、α・β：半頂角、Ｚ：養殖設備、
１：ノズル孔、１ａ：凹半円球状の面（正面）、２：入口側開口部、２ａ；入口開口縁の円、２ｃ：入口部分（接合部分）、３：喉部、４：出口側開口部、４ａ：高速排水流、４ｂ：出口側端部、５：隔壁、５ａ：切残し部分、５ｂ：Ｕ字形切除部分、６：干渉部分、７：フランジ板、７ａ：装着孔、７ｂ：Ｏリング、７ｃ：閉塞蓋、８：ナノバブル、９：害敵水生々物（コペポーダ）、１０：飼育水槽、１２：排水部、１５：前処理水槽、２０：揚水配管、２１：二次フィルタ（高性能フィルタ）、２２：配管（給水配管）、２２ａ：分岐配管、２２１〜２２ｎ：分岐された給水配管（ライン）、２３：短絡配管、３０：流入渠、３２：循環用開閉バルブ、３５：移送配管、４０：配管（循環配管）、４０ａ：可撓性配管、４１：一次フィルタ、４２ａ：給水用上開閉バルブ、４２ａ１〜４２ａｎ：分岐給水配管の給水用上開閉バルブ、４２ｂ：給水用下開閉バルブ、４２ｃ：循環用開閉バルブ、４２ｄ：配管開閉バルブ、５２：水槽用開閉弁、６０：戻り配管、１００：ノズル孔、２００：入口側開口部、２００ｂ：入口側の面、２００ｈ：平面部、４００：出口側開口部、４００ａ：排水流。

Claims (2)

1. 入口開口から喉部に向かって縮径した入口側開口部と、その出口側端部が出口開口となっている喉部とで構成されたノズル孔が３個以上隣接して設けられた害敵水生々物殺滅用多孔ノズルであって、
   隣接するノズル孔の入口側開口部が互いに干渉する距離に設けられて、入口側開口部の干渉部分の隔壁がＵ形に切除されており、隣接する前記Ｕ字形切除部分の間の切残し部分が剣先状に形成されていることを特徴とする害敵水生々物殺滅用多孔ノズル。
2. 請求項１に記載の害敵水生々物殺滅用多孔ノズルにおいて、喉部３の内径が０．５ｍｍ〜３ｍｍに形成されていることを特徴とする害敵水生々物殺滅用多孔ノズル。