JP2018153807A - Fine bubble generating device and water tank system using the same - Google Patents

Fine bubble generating device and water tank system using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that culture organisms are grown in any way without being stressed, to solve such a difficult problem as to fix and activate micro organisms although filtration using the micro organisms is effective in order to reduce the number of times of water replacement of the water tank, further, to solve such a problem that there is necessity for preventing oxidation of water quality and, furthermore, to solve such a problem that the supply of calcium contents is necessitated because of needy circumstances of calcium contents.SOLUTION: A micro-organism filtration device and a fine bubble generating device are arranged underwater. Underwater remaining oxygen is increased by generated fine bubbles, and culture organisms and fine organisms are activated. When bubbles released underwater from a diffuser pipe by a fine bubble generating device are fined through a diffusion wings of an underwater pump, noise and vibrations can be prevented. The use of aragonite of shell fossil for the supply of calcium is also effective for fixation of micro organisms.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は水中に微細気泡を発生する装置(微細気泡発生装置という)に関する。
また、微細気泡発生装置を水生生物の養殖に応用した場合の、水槽および養殖に使用する水をろ過する装置を含む水槽システムに関する。
また本発明の基本原理は、水槽や生簀のような閉鎖水域だけではなく、海や湖のような開放水域にも適用できる。
The present invention relates to an apparatus for generating fine bubbles in water (referred to as a fine bubble generating apparatus).
The present invention also relates to an aquarium system including an aquarium and an apparatus for filtering water used for aquaculture when the microbubble generator is applied to aquatic aquaculture.
The basic principle of the present invention can be applied not only to closed water areas such as aquariums and ginger but also to open water areas such as seas and lakes.

また、海洋生物を養殖するときに必要な、海水の給水と排水の手間を極力減らすために、養殖用水をろ過し、循環して使うための方法として、微生物によるろ過が有効であるが、本発明は更に、微生物の定着と活性化を考慮した養殖水槽の構造と微生物を定着させるろ材と微生物の活性化の方法に関する。  Moreover, in order to reduce the labor of seawater supply and drainage, which is necessary when cultivating marine organisms, microbial filtration is effective as a method for filtering and circulating aquaculture water. The present invention further relates to a structure of an aquaculture tank in consideration of colonization and activation of microorganisms, a filter medium for colonizing microorganisms, and a method of microorganism activation.

都市から離れた山間地や離島では地域に根ざした産業を維持したり、新たに起こしたりするのが難しく、それが若者の育った土地から離れる原因になり、過疎化を招き、人口の高齢化が進む。
従来多くの島で地域の産業として中心をなしてきた漁業に於いては、海洋汚染や国内外の大型漁船による商業漁業の影響、自然環境保護等の問題により島民が海上において水生生物(海洋生物)を捕獲するのが困難になってきている。その対策として沿岸に生簀を作り養殖をすることも良く行われるが、これは実施できる場所が限定されているうえに、この方法では海洋汚染による影響は解消されないので、十分な解決策になっていない。
In mountainous areas and remote islands that are far from the city, it is difficult to maintain local industries or create new ones, which causes them to move away from the land where young people grew up, leading to depopulation and an aging population Advances.
In the fishing industry that has been the center of local industry in many islands in the past, islanders have been living aquatic organisms (marine organisms) at sea due to problems such as marine pollution, the effects of commercial fishing by domestic and foreign large fishing boats, and protection of the natural environment. ) Is becoming difficult to capture. As countermeasures, it is often practiced to produce ginger on the coast and aquaculture, but this is a limited solution because it is limited in the places where it can be carried out and this method does not eliminate the effects of marine pollution. Absent.

本願特許の出願人は一貫して、海洋汚染に影響されない水生生物の陸上での養殖を指向し、それを事業化する事により過疎化の問題を解決する一助になることを願って研究開発を行ってきた。
この発明はそのような背景から生まれてきたものであるが、特に過疎化の進んだ山間部や離島に於いて水生生物の養殖を行う中でなされた発明である。
Applicants of this patent consistently aim at aquaculture of aquatic organisms not affected by marine pollution on land, and hope that it will help solve the problem of depopulation by commercializing it. I went.
The present invention was born from such a background, but it was an invention made while aquatic organisms were cultivated particularly in mountainous areas and remote islands where depopulation has progressed.

まず、文中で使用しているバブル(気泡)に関する用語を定義しておく。
「マイクロバブル」とは、一般に気泡の直径が10マイクロメートル(1/100mm 以降10μmと記す)〜数十μm以下の微細な気泡のことをいい、
「マイクロナノバブル」とは、直径が数百ナノメートル(以降nmと記す)〜10μm)の気泡のことを言う。さらに、
「ナノバブル」とは気泡の直径が数百nm以下の気泡を言うが、気泡の大きさが小さく、更に短時間で水中に溶解するので目視では確認しにくい。しかし水中の気体濃度を高める働きがある。
「微細気泡」とは一般に使用されている、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルの総称である。
First, terms related to bubbles used in the text are defined.
“Microbubble” generally refers to a fine bubble having a bubble diameter of 10 micrometers (referred to as 10 μm after 1/100 mm) to several tens of micrometers,
“Micro-nano bubbles” refers to bubbles having a diameter of several hundred nanometers (hereinafter referred to as “nm”) to 10 μm). further,
“Nanobubble” refers to a bubble having a diameter of several hundred nm or less, but it is difficult to visually check because the bubble size is small and dissolves in water in a short time. However, it works to increase the gas concentration in the water.
“Fine bubbles” is a general term for commonly used microbubbles, micronanobubbles, and nanobubbles.

マイクロバブルは時間の経過と共にマイクロナノバブル化するとされ、このサイズになると収縮速度が速くなり、急激に小さくなる。ナノバブルはこの過程で生じたものが多い。  Microbubbles are considered to become micro-nanobubbles with the passage of time, and when this size is reached, the shrinkage speed increases and decreases rapidly. Many nanobubbles are generated in this process.

マイクロバブルは水中酸素濃度を高め、水生生物の活性化をはかると共に、水生生物の排泄するアンモニア及び亜硝酸成分のろ過を行う微生物を活性化する。下記特許文献1乃至3に記載の様に、マイクロバブルを多量に発生させる方法として、従来から、加圧減圧法(気体を加圧し大量に水中に溶解させた後減圧により再気泡化する方法)や気液せん断法(気体を液中に導入し、ファンを毎秒数百回転させ、気体を切断・粉砕させ発生させる手法)や、微細な孔を有するフィルムなどに高圧の空気を通して微細気泡を発生させる微細気孔加圧法等が知られている。 また微細気泡を水中生物養殖に使用する先行技術として、下記特許文献4及び5の文献が先行技術として開示されている。  Microbubbles increase the oxygen concentration in water, activate aquatic organisms, and activate microorganisms that filter ammonia and nitrite components excreted by aquatic organisms. As described in Patent Documents 1 to 3 below, as a method for generating a large amount of microbubbles, conventionally, a pressure reduction method (a method in which gas is pressurized and dissolved in water in large quantities and then re-bubbled by pressure reduction). And gas-liquid shearing (a method in which gas is introduced into the liquid and the fan is rotated several hundreds per second to cut and pulverize the gas), and fine bubbles are generated through high-pressure air in a film with fine pores. A fine pore pressurizing method is known. Moreover, the following patent documents 4 and 5 are disclosed as prior arts as prior arts for using fine bubbles in aquatic aquaculture.

特開2014−069160 加圧減圧法によるバブル発生Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-069160 Bubble generation by pressure reduction method 特許5099612 加圧散気法によるバブル発生Patent 5099612 Bubble generation by pressurized air diffusion method 特開2009−119400 微細気孔加圧法JP, 2009-119400, A Micropore pressing method 特開2007−152275 浄化水槽JP-A-2007-152275 Purified water tank 特開2012−005947 貫流ポンプエアレーションCross-flow pump aeration

先行技術文献記事で微細気泡を発生させる方法の例は記述したが、しかしこれらはいずれも大掛かりな装置が必要で、小規模な水槽にはなかなか適応できない。そして、高い圧力や高速な回転を必要とするためにどうしても振動や騒音が発生してしまうので、養殖する生物によっては成長が遅れたり、死んでしまうこともある。  Although the example of the method of generating a fine bubble was described in the prior art document article, all of these require a large-scale apparatus, and cannot be easily applied to a small tank. And since high pressure and high-speed rotation are required, vibration and noise are inevitably generated, and depending on the organism to be cultivated, the growth may be delayed or die.

たとえば特許文献1に記載の方法でバブルを発生するには、液体に気体が注入された、大気圧以上に加圧された気液混合流体を大気圧未満に減圧した後、大気圧に昇圧することにより、微細気泡を生成する方法なので、装置が大型化し、振動、騒音を免れることは出来ないので、敏感な海洋生物の養殖に用いることは難しい。  For example, in order to generate bubbles by the method described in Patent Document 1, a gas-liquid mixed fluid in which a gas is injected into a liquid and is pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure is reduced to a pressure lower than the atmospheric pressure, and then the pressure is increased to the atmospheric pressure. Therefore, since it is a method of generating fine bubbles, the apparatus becomes large, and vibration and noise cannot be avoided. Therefore, it is difficult to use for the cultivation of sensitive marine organisms.

また特許文献2に記載の方法は、大気圧下での2つの電極間で気体放電を起し、気体をプラズマ化させて活性化ガスを発生させ、マイクロバブル発生部で活性化したガスを被処理液体中で直径1〜100μmの気泡へとマイクロバブル化して気液混合流体を生成するものであるが、この方法も水中生物の養殖に使うには、大きな音と振動、更に放電によって水中に溶解している物質が化学変化を起こし、有害な物質が発生する可能性がある。また放電により電極に使う金属などの物質が養殖用水に混入する恐れもある。  In the method described in Patent Document 2, gas discharge is caused between two electrodes under atmospheric pressure, the gas is turned into plasma to generate an activated gas, and the gas activated by the microbubble generator is covered. Microbubbles are formed into bubbles with a diameter of 1 to 100 μm in the treatment liquid to generate a gas-liquid mixed fluid. This method is also used for aquaculture of aquatic organisms. Dissolved substances may undergo chemical changes and harmful substances may be generated. In addition, metals such as metals used for the electrodes may be mixed into the aquaculture water due to discharge.

特許文献3は、水中に気体供給設備から供給される気体を微細な気泡にして散気する方法であるが、気泡発生に関しては通常用いられている方法であり、拒絶査定が確定している。
そしてこの方法では微細気泡の発生量が少なく、この発生量を増やそうとすれば強力なポンプが必要となり、水槽の近傍に置くことは難しい。もちろん本願特許に使用する微細気泡発生の装置とは技術が異なる。
Patent Document 3 is a method of diffusing a gas supplied from a gas supply facility into water into fine bubbles, but it is a commonly used method for generating bubbles, and a rejection assessment has been established.
In this method, the amount of fine bubbles generated is small, and if this amount is to be increased, a powerful pump is required and it is difficult to place it near the water tank. Of course, the technology is different from the apparatus for generating fine bubbles used in the present patent.

また特許文献4には、飼育水の水質を向上させることができ、かつランニングコストを低減できる水処理方法として、
マイクロナノバブル処理槽、重力式濾過槽および飼育槽循環ポンプを備えて、マイクロナノバブル処理槽は、飼育槽から魚の飼育に使用された飼育水が導入され、飼育槽からの飼育水にマイクロナノバブルを含有させるということが記載されているが、マイクロナノバブル発生装置に関しては記述が無い。
Moreover, in patent document 4, as a water treatment method which can improve the water quality of breeding water and can reduce running cost,
It is equipped with a micro-nano bubble treatment tank, gravity filtration tank and breeding tank circulation pump, and the micro-nano bubble treatment tank is introduced with breeding water used for raising fish from the breeding tank and contains micro-nano bubbles in the breeding water from the breeding tank However, there is no description about the micro / nano bubble generator.

また、ろ過材に炭酸カルシウムを使用した事例が記載されているが、一般的に言う炭酸カルシウムはカルサイトと呼ばれる結晶であり、水に溶け出す量は少ない。また多孔質ではないので微生物が定着するろ材とはなりにくい。本願特許における炭酸カルシウムは貝化石として生成された多孔質の炭酸カルシウムであり微生物が定着し易いアラゴナイトであるが、それに関する記載はない。  Moreover, although the example which uses calcium carbonate for the filter medium is described, generally said calcium carbonate is a crystal called calcite and the amount which dissolves in water is small. In addition, since it is not porous, it is difficult to be a filter medium on which microorganisms settle. Calcium carbonate in the patent of the present application is porous calcium carbonate produced as a fossil shellfish and is an aragonite that easily settles microorganisms, but there is no description about it.

アラゴナイト」は和表記では霰石(あられいし)で、英表記ではaragoniteと表記される。一般には「アラゴナイト」のほかに「アルゴナイト」と表記されることもある。
これは石灰質等からなる各種のネクトン(魚類)、プランクトン(微生物)、藻類、海草等が突然おきた地殻変動によって生きたまま埋没堆積し、数千万年を経過した今日、これらの魚介類や有機物が分解腐触し、原形をとどめず溶性帯びた化石体となったものと言われている。
“Aragonite” is written as “Arareite” in Japanese, and “aragonite” in English. In general, in addition to “Aragonite”, it may be written as “Argonite”.
This is because various types of nekton (fishes), plankton (microorganisms), algae, seaweed, etc., which are composed of calcareous materials, etc. have been buried alive due to sudden crustal movements. It is said that the organic matter has decomposed and corroded to form a soluble fossil body that does not retain its original form.

この様な経緯からアラゴナイトは、その主成分である炭酸カルシウムが蛋白質より分泌形成された極めて微粒なものの集合であり、多孔質な物体で、通常の石灰石よりはるかに活性度の高い特質を持っている。
このアラゴナイトに微生物を定着させ、水中に配し、ろ過として使用すると他の炭酸カルシウムの様態に比較して微生物の定着がよくなる。
For this reason, aragonite is a collection of extremely fine particles of calcium carbonate, the main component of which is secreted and formed from proteins, and is a porous object with characteristics that are much more active than ordinary limestone. Yes.
When microorganisms are fixed on this aragonite, placed in water, and used as filtration, the microorganisms are fixed better than other calcium carbonate modes.

また、微生物ろ過に用いられて水中のアンモニアを酸化して亜硝酸に換える微生物は好気性微生物であり、酸素とアルカリ成分を大量に消化しながら活動する。この為微細気泡を微生物に供給することにより硝化効果を飛躍的に高める。しかし同時に水を酸性化するので、それを中和するためとカルシウム成分を水中に補給することも大切になる。微生物が定着したろ材にアラゴナイトを使用し、これに微細気泡を送ることにより飛躍的にろ過効果を高めることが出来る。また、アラゴナイトは多孔質であり、微生物が定着しやすいだけではなく、水に溶解もするので、養殖生物にとって大切なカルシウムの補給効果もある。
貝殻をろ材として用いる例もあるが、微生物の定着とカルシウム補給の二つの効果が低く、これに比べると本願特許に記載の方法は圧倒的にろ過効果が高い。
Microorganisms that are used for microbial filtration to oxidize ammonia in water and convert it to nitrous acid are aerobic microorganisms that act while digesting large amounts of oxygen and alkali components. For this reason, the nitrification effect is dramatically enhanced by supplying fine bubbles to microorganisms. At the same time, however, it acidifies the water, so it is important to neutralize it and replenish calcium components in the water. By using aragonite as a filter medium on which microorganisms are fixed, and sending fine bubbles to the filter medium, the filtration effect can be dramatically improved. Aragonite is porous and not only easily settles microorganisms, but also dissolves in water, so it has an effect of supplementing calcium important for aquaculture organisms.
There are examples where shells are used as a filter medium, but the two effects of colonization of microorganisms and calcium supplementation are low. Compared with this, the method described in this patent has an overwhelmingly high filtration effect.

また特許文献5には、曝気槽や養殖槽および培養槽において水流と共に多量の微細気泡を槽内全体に効率良く一様に供給するエアレ−ション装置に関する特許が開示されている。
これは微細気泡発生機構を有する円筒状多翼羽根車形状の貫流ポンプ(クロスフロ−ポンプ)で構成されるポンプエアレ−ション装置を曝気槽や養殖槽および培養槽内に設置し、槽内に一様で幅広の水流を微小気泡とともに供給し、効果的なエアレ−ションを行う技術とされている。
しかしこれは曝気槽や大型養殖槽に於いて用いられる技術であり、これを養殖水槽内に配置するとその振動と騒音と激しい水流で養殖水槽の水生生物は生息できない。また貫流ポンプを使用するために多量の電力を消費し水温の上昇を招く。この事からも小規模な養殖水槽には使用できない。
Patent Document 5 discloses a patent relating to an aeration apparatus that efficiently and uniformly supplies a large amount of fine bubbles together with a water flow into the entire tank in an aeration tank, a culture tank, and a culture tank.
A pump aeration device composed of a cylindrical multi-blade impeller-shaped once-through pump (cross-flow pump) having a microbubble generation mechanism is installed in an aeration tank, an aquaculture tank, and a culture tank. In this technology, a wide flow of water is supplied together with microbubbles to achieve effective aeration.
However, this is a technique used in aeration tanks and large-scale aquaculture tanks, and when placed in the aquaculture tanks, the aquatic organisms in the aquaculture tanks cannot inhabit due to vibration, noise, and intense water flow. Moreover, since a once-through pump is used, a large amount of electric power is consumed and the water temperature rises. For this reason, it cannot be used for small-scale aquaculture tanks.

また、省スペースで養殖水槽を実現するために水槽を2段に重ねる場合は、養殖用水を上部水槽と下部水槽それぞれの中で循環させるだけではなく、上部水槽と下部水槽間でも循環させるために、更に揚水ポンプを追加して水槽内に設置することが必要になる。  In addition, in order to realize an aquaculture tank in a space-saving manner, in order to circulate the aquaculture water not only in the upper and lower tanks, but also between the upper and lower tanks, when the tanks are stacked in two stages. In addition, it is necessary to install a pumping pump in the aquarium.

このように養殖水槽に、騒音や振動が激しい多くのポンプを使用すると養殖生物の食欲に影響し、その成長が著しく遅くなったり、場合によっては死滅したりする。
さらに、装置が大きくなり、電力消費量が増え水槽の温度が上昇して、この面からも飼育している生物の環境に影響を与える。
また微生物を使った生物ろ過に於いては微生物の定着が難しく、養殖現場では実用レベルとして使用できなかった。観賞用水槽ではプロテインスキマーと言う装置が効果ありと言われているが、多くの場合は水換えを併用している。
If a lot of pumps with high noise and vibration are used in the aquaculture tank in this way, the appetite of the aquaculture organisms will be affected, and the growth will be remarkably slowed or even killed.
Furthermore, the device becomes larger, the power consumption increases and the temperature of the aquarium rises, and this also affects the environment of the organisms being bred.
In addition, it is difficult to settle microorganisms in biological filtration using microorganisms, and it cannot be used as a practical level at aquaculture sites. A device called a protein skimmer is said to be effective in ornamental aquariums, but in many cases, a water change is also used.

解決手段Solution

送気ポンプと、送気ポンプに接続された送気管と、送気管に接続され、水域内に配置され、水域内に第一次気泡を放出する散気管と、第一次気泡をその気泡取入口から取り入れて気泡微細化ユニット内で撹拌して微細気泡化する第一次気泡微細化ユニットと、第一次気泡微細化ユニッより水域内に放出された第二次気泡が衝突する位置に配置された微細気泡受け板と、第二次気泡をその気泡取入口から取り入れて更に二次気泡微細化ユニット内で撹拌して、第三次微細気泡を発生させて微細気泡化する第二次気泡微細化ユニットとを用いる。  An air supply pump, an air supply pipe connected to the air supply pump, an air supply pipe connected to the air supply pipe, disposed in the water area, and discharging primary bubbles into the water area; Arranged at the position where the primary bubble miniaturization unit that takes in from the inlet and stirs in the bubble miniaturization unit to make microbubbles collides with the secondary bubbles released into the water area from the primary bubble miniaturization unit The secondary bubble that is made into a microbubble by generating the secondary microbubble by taking in the microbubble receiving plate and the secondary bubble from the bubble intake and further stirring in the secondary bubble miniaturization unit A miniaturization unit is used.

その時、微細気泡受け板はその上部を前記第一次気泡微細化ユニットの気泡放出口に近く、その下部を前記第一次気泡微細化ユニットの気泡放出口に遠くなるように傾けて配置し、第二次気泡のうち比較的大き目の気泡(マイクロバブル)を第二次気泡微細化ユニットへ導き、比較的小さめの気泡(ナノバルブ)はそのまま水槽内に放出する。  At that time, the fine bubble receiving plate is disposed so that the upper part thereof is close to the bubble discharge port of the primary bubble refinement unit and the lower part thereof is inclined so as to be far from the bubble discharge port of the primary bubble refinement unit, Of the secondary bubbles, relatively large bubbles (microbubbles) are guided to the secondary bubble refining unit, and relatively small bubbles (nanovalves) are released into the water tank as they are.

前記水域内の一定範囲を養殖用水槽として囲み、前記養殖用水槽内に、請求項1に記載の微細気泡発生装置と共に微生物を定着させたアラゴナイトを配し、アラゴナイトに定着した微生物に微細気泡を供給することにより微生物を活性化し、水質ろ過効果を高める。
ここで用いる第一次気泡放出口は開放された送気管の一端であっても良いが、多孔質の素材を使用した散気管を用いると気泡の微細化がし易くなりより好ましい。
A certain range in the water area is surrounded as an aquaculture tank, and the aragonite with microorganisms fixed together with the fine bubble generator according to claim 1 is arranged in the aquaculture tank, and the microorganisms fixed to the aragonite have fine bubbles. Supplying activates microorganisms and enhances water filtration effect.
The primary bubble discharge port used here may be one end of an open air supply tube, but it is more preferable to use a diffuser tube made of a porous material because the bubbles can be easily made finer.

次に、微細気泡発生装置に更に微細気泡備蓄室を備え、第一次気泡微細化ユニットから放出される微細気泡水を気泡備蓄室に導入し備蓄し、第二次気泡微細化ユニットの気泡吸い込み口を、第一の微細気泡発生装置の気泡放出口より高い位置に配する。  Next, the microbubble generator is further equipped with a microbubble storage chamber, and microbubble water discharged from the primary bubble miniaturization unit is introduced and stored in the bubble storage chamber, and the secondary bubble miniaturization unit sucks bubbles. The mouth is arranged at a position higher than the bubble outlet of the first fine bubble generator.

第一次気泡微細化ユニットの気泡放出口より微細気泡備蓄室に放出された第二次気泡が衝突する位置に気泡受け板を配する。気泡のうち比較的大き目の微細気泡(主にマイクロバブル)はそのまま上昇し、比較的小さめの気泡(主にナノバブル)は上昇せずに漂うという性質を利用して大きさで選別する。
比較的小さめな気泡は、微細気泡水備蓄室の下部に設けた放出口より水域に放出される。
一方比較的大き目の気泡(マイクロバブル)は微細気泡水備蓄室内を上昇し、第二次気泡微細化ユニットの気泡取入れ口より第二次気泡微細化ユニットへ吸込まれ、その内部の撹拌翼で撹拌され、更に気泡が微細化され、第三次気泡放出口から第三次気泡として放出される。
A bubble receiving plate is disposed at a position where the secondary bubbles released from the bubble discharge port of the primary bubble refining unit collide with the secondary bubble storage chamber. Among bubbles, relatively large fine bubbles (mainly microbubbles) are lifted as they are, and relatively small bubbles (mainly nanobubbles) are floated without rising, and are sorted by size.
The relatively small bubbles are discharged into the water area from the discharge port provided in the lower part of the fine bubble water storage chamber.
On the other hand, relatively large bubbles (microbubbles) rise in the microbubble water storage chamber and are sucked into the secondary bubble miniaturization unit through the bubble inlet of the secondary bubble miniaturization unit, and stirred by the stirring blades inside Then, the bubbles are further refined and discharged as tertiary bubbles from the tertiary bubble discharge port.

この装置は水槽内で使われることを想定しているが、開放水面で養殖などを行うときにも使用できる。
また、微細気泡発生装置を挿入した浄化水槽を用意し、プールなどを使用した大型の養殖水槽内の水を引き込み、浄化した後に大型養殖水槽に戻す様にして、大型水槽内の水をろ過する場合にも使用できる。
Although this device is supposed to be used in a water tank, it can also be used for aquaculture on an open water surface.
Also, prepare a purified water tank with a microbubble generator inserted, filter the water in the large aquarium by drawing in the water in the large aquaculture tank using a pool, etc., and returning to the large aquaculture tank after purification. Can also be used in some cases.

また、水槽の設置面積を少なくするために水槽を上下に複数段に重ねて、下段水槽内に気泡微細化ユニットまたは細気泡発生装置を配置することが出来る。
気泡微細化ユニットまたは前記微細気泡発生装置を設置した水槽の微細気泡を上段水槽に送出する送泡パイプを設け、送泡パイプの先端である微細気泡放出口を上段水槽内に水平方向または下方向に向けて、上段液槽内に配して水を循環させる。
Moreover, in order to reduce the installation area of a water tank, a water tank can be piled up and down in several steps, and a bubble refinement | miniaturization unit or a fine bubble generator can be arrange | positioned in a lower water tank.
A bubble sending pipe is provided for sending fine bubbles in the water tank in which the bubble refining unit or the fine bubble generator is installed to the upper water tank, and the fine bubble discharge port which is the tip of the bubble sending pipe is horizontally or downwardly placed in the upper water tank. The water is circulated in the upper liquid tank.

また、前記水槽内に生物ろ過装置を配し、微細気泡により水槽内の微生物を活性化して、ろ過の効果を高めることも出来る。
特に、ろ過装置に、微生物を定着させた多孔質ゼオライトやアラゴナイトを用いると、ろ過効果をいっそう高める。
In addition, a biological filtration device can be arranged in the water tank, and microorganisms in the water tank can be activated by the fine bubbles to enhance the filtration effect.
In particular, the use of porous zeolite or aragonite with microorganisms fixed in the filtration device further enhances the filtration effect.

発明の効果Effect of the invention

本発明の微細気泡装置を用いて高濃度の微細気泡を水中に発生することによりさまざまな効果を利用することが出来る。
視認しやすいものとしては、その気泡が水中の異物に付着して浮き上がらせて、上部水槽の喫水線を超えた水とともに、オーバーフローパイプの中に流し、その水に混入している残滓を濾しとり、容易に異物の排除できるという効果がある。
Various effects can be utilized by generating high concentration fine bubbles in water using the fine bubble device of the present invention.
As for things that are easy to see, the bubbles attach to the foreign matter in the water and float up, and flow into the overflow pipe with the water that exceeds the waterline of the upper tank, and filter the residue mixed in the water, There is an effect that foreign matter can be easily removed.

最も中心的な効果は、微細気泡を水中に放出し、溶融させることにより水中の酸素濃度を高めることによる効果である。
微生物の培養に於いては、乳酸菌と糖化菌の共生培養をすると、それぞれ単独で培養した場合に比べて10倍以上促進されると言われているが、本装置を用いると更に10倍促進されるというデータもある。この方法により微生物の大量培養が可能になる。
The most central effect is the effect of increasing the oxygen concentration in water by releasing and melting fine bubbles in water.
In the culture of microorganisms, symbiotic culture of lactic acid bacteria and saccharifying bacteria is said to be promoted 10 times or more compared to the case of culturing each alone, but if this apparatus is used, it is further accelerated 10 times. There is also data that. This method enables mass culture of microorganisms.

更に本発明の技術を用いて養殖水の酸素濃度を高めると養殖生物の生長を促すのみでなく、微生物ろ過を使用した場合、ろ過に用いる微生物を活性化し、養殖用水の交換頻度を少なくする事ができる。
また、微生物によるろ過性能も高くなり、酸素濃度も高くなるため、狭い水槽中でも養殖生物を高密度に生育することができる。 これは大きな、産業上の効果である。
Furthermore, increasing the oxygen concentration of the aquaculture water using the technology of the present invention not only promotes the growth of the aquaculture organisms, but when microbial filtration is used, activates the microorganisms used for filtration and reduces the frequency of replacement of the aquaculture water. Can do.
Moreover, since the filtration performance by microorganisms also increases and the oxygen concentration also increases, aquaculture organisms can be grown at high density even in a narrow aquarium. This is a big industrial effect.

また、本願特許発明者の経験によると、鮑の稚貝の輸送時に空港で1日以上予定にない指し止めをされて仮死状態で届いた事があった。このまま通常の水槽で飼育した場合、全滅の可能性があったがこのときに本願発明の水槽で養生した事により個体の60%以上再生したという実績がある。  In addition, according to the experience of the patent inventor of the present application, when the larvae were transported, they were pointed at the airport for more than a day and arrived in a tentative state. When kept in a normal aquarium as it was, there was a possibility of annihilation, but at this time there was a track record that more than 60% of the individuals were regenerated by curing in the aquarium of the present invention.

また本願発明の装置の特徴は、第一次気泡放出口から放出されてすでに気泡となっている空気を水中ポンプで更に微細気泡化するという、二段階処理のために、それぞれの段階では装置に高圧や高回転が要求されず、振動や騒音が低い装置を実現できる点にある。  In addition, the feature of the device of the present invention is that the air that has already been released from the primary bubble discharge port is made into fine bubbles with a submersible pump. A high pressure and high rotation are not required, and a device with low vibration and noise can be realized.

水生生物の養殖に限らず養殖される生物は一般に環境により生育状況が大きく影響される。振動が加えられると食欲が急激に衰え、成長が止まるのみでなく、死滅することもある。本願発明の技術を用いれば、振動の少ない微細気泡発生装置で水の循環をするために、水生生物にとって良好な生育環境を提供可能で、その生育を促すことができる。  In general, aquatic organisms are not limited to aquatic aquaculture, and their growth is greatly affected by the environment. When vibration is applied, appetite declines rapidly, and not only does growth stop, but it can also die. If the technology of the present invention is used, water is circulated with a fine bubble generator with little vibration, so that it is possible to provide a favorable growth environment for aquatic organisms and to promote its growth.

このように、振動、騒音の少ない微細気泡発生装置を、一般に市場で入手できる最小の部品点数で実現可能にする。
このように簡単な装置により陸上養殖を実施できる。
In this way, a fine bubble generator with less vibration and noise can be realized with the minimum number of parts generally available on the market.
Land culture can be carried out with such a simple device.

また、微生物による水の浄化が効率よく実現できるために、水換えが少なくて済むので、陸上で水生生物の養殖が容易になる。特に海洋生物の養殖に於いては給水もさることながら塩分を含んだ水の排水が少なくて済み、養殖できる環境が拡がる。  In addition, since the purification of water by microorganisms can be realized efficiently, it is possible to reduce the number of water changes, which makes it easier to cultivate aquatic organisms on land. Especially in the cultivation of marine organisms, not only the water supply but also the drainage of salty water is reduced, and the environment for aquaculture is expanded.

また水槽での養殖に使うばかりではなく、水体中に多量の気体を溶解させる必要がある用途に本願技術を応用すると、小型軽量な装置ができる。  In addition to being used for aquaculture, a small and lightweight device can be obtained by applying the technique of the present application to applications where a large amount of gas needs to be dissolved in the water body.

本願発明は水生生物の養殖に応用するためになされたものであるが、これに限るものではなく、他の産業にも応用できる。微細気泡が水中で圧壊するときに生じる微細振動(超音波など)による作用がある。これは洗浄、肌の刺激による美容作用などへも応用が考えられる。
たとえば、微細気泡を使った洗浄に好適に用いることが可能であり、その場合は例えば、水に換えて洗浄用オイルを使用することも同じ技術範囲で容易に考えられる。また空気に換えて、その処理に必用な気体を用いる事も可能である。
The present invention has been made for application to aquatic aquaculture, but is not limited to this and can be applied to other industries. There is an effect of fine vibrations (ultrasonic waves, etc.) generated when microbubbles are crushed in water. This can be applied to beauty treatments such as washing and skin irritation.
For example, it can be suitably used for cleaning using fine bubbles, and in that case, for example, it is easily conceivable to use cleaning oil instead of water within the same technical scope. It is also possible to use a gas necessary for the treatment instead of air.

気泡微細化ユニット  Bubble miniaturization unit 微細気泡発生装置  Microbubble generator 第一の実施例  First embodiment 第二の実施例  Second embodiment 微生物ろ過適用例  Application example of microbial filtration

図1及び図2を使用して、気泡微細化ユニット2及び微細気泡発生装置3の構成を説明する。
水中に散気管35を配置し、送気ポンプ33により送られてくる気体(空気)を導くため、散気管35に送気管34を接続する。
The configuration of the bubble refining unit 2 and the fine bubble generating device 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The air diffuser 35 is disposed in the water, and the air diffuser 34 is connected to the air diffuser 35 in order to guide the gas (air) sent by the air pump 33.

散気管35より水中に放出された第一次気泡16が気泡微細化ユニット2の気泡吸込口22から取り込まれ易いように、散気管35の位置を気泡吸込口22より低い位置に配置する。散気管35は水槽1の床面に配置しても良いが、気泡吸込口22との位置関係を安定化するために水中ポンプ設置台に棚(図示せず)を取付けてその上に設置しても良い。  The position of the air diffuser 35 is arranged at a position lower than the air bubble inlet 22 so that the primary air bubbles 16 released into the water from the air diffuser 35 are easily taken in from the air bubble inlet 22 of the air bubble miniaturization unit 2. The air diffusion pipe 35 may be arranged on the floor of the water tank 1, but in order to stabilize the positional relationship with the air bubble inlet 22, a shelf (not shown) is attached to the submersible pump installation base and installed on the shelf. May be.

また、散気管35から放出される第一次気泡16の拡散を防ぎ、効率よく気泡吸込み口35に導くために適宜気泡飛散防止壁40を設ける。  Further, in order to prevent the primary bubbles 16 released from the air diffuser 35 from diffusing and efficiently lead to the bubble suction port 35, a bubble scattering prevention wall 40 is provided as appropriate.

気泡微細化ユニット2は水槽1内の養殖用水11と共に気泡21を吸込み、その内部で撹拌して微細気泡26を発生させ、微細気泡放出口25から放出する。  The bubble refining unit 2 sucks the bubbles 21 together with the aquaculture water 11 in the water tank 1, agitates the inside thereof to generate the fine bubbles 26, and discharges them from the fine bubble outlet 25.

更に気泡を微細化する必要がある場合や均一な微細気泡を必要とする場合は気泡微細化ユニット2を複数台直列接続することで実現できる。ただ、この場合気泡微細化ユニット2を単に並べるのではなく、バブルの性質を考慮し、図2に示す様に高さに差をつけると効果的である。  Further, when it is necessary to make the bubbles finer or when uniform fine bubbles are required, it can be realized by connecting a plurality of bubble miniaturizing units 2 in series. However, in this case, it is effective not to simply arrange the bubble miniaturization units 2 but to make a difference in height as shown in FIG.

直列に接続された複数台の気泡微細化ユニット2は、バブルの流れる順に、第一次気泡微細化ユニット31、第二次気泡微細化ユニット32・・・と名づける。散気管35より放出された第一次気泡16を、第一次気泡微細ユニットの気泡吸い込み口22から取り込み、第一次気泡微細化ユニット31内で撹拌して、第二次気泡17を発生させて、第二次気泡放出口38より水域中へ放出するが、第二次気泡微細化ユニット32は前記第二次気泡17を気泡吸込み口22より取り込み、第二次気泡微細化ユニット32内で撹拌して、第三次微細気泡18を発生させて、第三次気泡放出口39より水域中に放出する。  The plurality of bubble miniaturization units 2 connected in series are referred to as a primary bubble refinement unit 31, a secondary bubble refinement unit 32,. The primary bubbles 16 discharged from the air diffusion pipe 35 are taken in from the bubble suction port 22 of the primary bubble fine unit and stirred in the primary bubble refinement unit 31 to generate the secondary bubbles 17. The secondary bubble refining unit 32 takes in the secondary bubble 17 from the bubble suction port 22 and discharges it into the water area through the secondary bubble discharge port 38. By stirring, the third fine bubbles 18 are generated and discharged from the third bubble discharge port 39 into the water area.

前記微細気泡発生装置内3に更に微細気泡水備蓄室37を備え、第一次気泡微細化ユニット31から放出される微細気泡水を気泡水備蓄室37導入し備蓄し、第二次気泡微細化ユニット32の気泡吸い込み口22を、第一の微細気泡発生装置31の第二次気泡放出口38より高い位置に配する。  The microbubble generator 3 is further provided with a microbubble water storage chamber 37. The microbubble water discharged from the primary bubble miniaturization unit 31 is introduced and stored, and the secondary bubble miniaturization is performed. The bubble suction port 22 of the unit 32 is arranged at a position higher than the secondary bubble discharge port 38 of the first fine bubble generator 31.

第一次気泡微細化ユニット31の気泡放出口38より放出された、前記第二次気泡17が衝突する位置に気泡受け板36を配する。微細気泡を衝突させる事と比較的大き目の微細気泡はそのまま上昇し、比較的小さめの気泡は上昇せずに漂うという性質を利用して大きさで選別する。
比較的小さめな気泡は、微細気泡水備蓄室37に蓄積された後、下部に設けた、備蓄気泡放出口41より放出される。
一方比較的大き目の気泡は第一の水中ポンプの微細気泡放出口より高い位置に配された第二次気泡微細化ユニット32の吸込み口より吸込まれ、内部で撹拌され、更に気泡が微細化される。この気泡を第三次気泡18とする。
A bubble receiving plate 36 is disposed at a position where the secondary bubbles 17 emitted from the bubble discharge port 38 of the primary bubble refining unit 31 collide. Sorting by size by utilizing the property that microbubbles collide with each other and relatively large microbubbles rise as they are, while relatively small bubbles float without rising.
The relatively small bubbles are accumulated in the fine bubble water storage chamber 37 and then discharged from the stored bubble discharge port 41 provided in the lower part.
On the other hand, relatively large bubbles are sucked in from the suction port of the secondary bubble refining unit 32 disposed at a position higher than the fine bubble discharge port of the first submersible pump, and are stirred inside, and the bubbles are further refined. The This bubble is referred to as a tertiary bubble 18.

図3に第一の実施として、例微生物ろ過装置を用いた水生生物養殖装置に本願発明の微細気泡発生装置5を応用した例を示す。
この例では水槽1の床を傾斜させてあり、その低部に微細気泡発生装置3が設置されている。
これは水槽1内の水生生物の排泄物や残滓14のうち斜面に沿って下降して来たものに対して微細気泡を付着させ、浮揚しやすくするためである。
FIG. 3 shows an example in which the fine bubble generating device 5 of the present invention is applied to an aquatic organism culture device using an example microorganism filtration device as a first implementation.
In this example, the floor of the water tank 1 is inclined, and the fine bubble generating device 3 is installed in the lower part thereof.
This is to make fine bubbles adhere to the excrement of aquatic organisms in the aquarium 1 and the residue 14 that has descended along the slope, thereby facilitating levitation.

図4に第二の実施例を示す。水槽1内に養殖用水11と微生物ろ過装置4とオーバーフローパイプ12を設置する。 オーバーフローパイプ12は鉛直に配置し、その下端は水槽1を貫通させてある。
そして上端は水槽1内の最高水位の高さにあわせそれ以上水位が上がらない様にする。
微細気泡が付着した排泄物や残滓は養殖用水11の表面に浮き上がり、オーバーフローパイプ12へ養殖水とともに流れ込む。流れ込んだ水は途中で残滓フィルタ56を通し排泄物や残滓を濾し取った後下部水槽62に流入させる しかし、オーバーフローパイプ12は必ずしも水槽1を貫通しなくてもよく、オーバーフロー水の排出口の高さはオーバーフローパイプ12全体の最下端に位置すればよい。
FIG. 4 shows a second embodiment. An aquaculture water 11, a microorganism filtration device 4 and an overflow pipe 12 are installed in the water tank 1. The overflow pipe 12 is arranged vertically, and the lower end thereof penetrates the water tank 1.
And the upper end is set so that the water level does not rise any more according to the height of the highest water level in the water tank 1.
The excrement and residue to which fine bubbles are attached floats on the surface of the aquaculture water 11 and flows into the overflow pipe 12 together with the aquaculture water. The water that has flowed in passes through the residue filter 56 in the middle and then filters out waste and residue and then flows into the lower water tank 62. However, the overflow pipe 12 does not necessarily pass through the water tank 1, and the height of the overflow water discharge port is high. It suffices if it is located at the lowest end of the entire overflow pipe 12.

水槽1内に養殖する水生生物13を入れる。
微細気泡発生装置3により発生した微細気泡19は水槽1内に拡散され、養殖水の酸素濃度を上げ、養殖生物13のみではなく、微生物ろ過に用いる上昇水フィルタ51及び下降水フィルタ52内に定着させた微生物、特に好気性微生物を活性化して水中のアンモニア及び亜硝酸を硝化する能力を著しく高める。
Place aquatic organisms 13 to be cultivated in the aquarium 1.
The fine bubbles 19 generated by the fine bubble generator 3 are diffused in the water tank 1 to increase the oxygen concentration of the aquaculture water, and settle in the ascending water filter 51 and the descending water filter 52 used for microbial filtration as well as the aquaculture organism 13. Activate the activated microorganisms, especially aerobic microorganisms, to significantly enhance the ability to nitrify ammonia and nitrous acid in water.

上昇水フィルタ51及び下降水フィルタ52には多孔質の石材に硝化菌を定着させたものを用いることが多いが、硝化菌が定着可能なものなら、たとえば活性炭やカーボン繊維など他のものも使用可能である。  The ascending water filter 51 and the descending water filter 52 are often made by fixing nitrifying bacteria to a porous stone material, but if nitrifying bacteria can be fixed, other materials such as activated carbon and carbon fiber are also used. Is possible.

毒性の強いアンモニアが硝化されると養殖水は長期に使用できるが、それでも徐々に酸性化する傾向がある。
そのためにPH調整剤を水中に投入すると良い。
また水中のカルシウムが減少するという問題も生じる。
このためにカルシウム補給剤も投入すると、これが水中に溶出されるとPHがアルカリの方に向かう。
When highly toxic ammonia is nitrified, aquaculture water can be used for a long time, but it still tends to acidify gradually.
For this purpose, a pH adjusting agent is preferably introduced into water.
There is also a problem that calcium in water is reduced.
For this reason, when a calcium replenisher is also added, when this is eluted in water, the pH is directed toward the alkali.

PH調整剤として、またカルシウム補給剤として炭酸カルシウムの結晶を水中に投入する。
炭酸カルシウムの結晶の一種にアラゴナイトがある。これは貝が化石化したもので養殖水が酸性化すると水中に溶け出すことでカルシウムの補給になると共にPH調整効果(水の酸性化を防ぐ)がある。
Calcium carbonate crystals are introduced into water as a pH adjuster and as a calcium supplement.
Aragonite is a type of calcium carbonate crystal. This is a fossilized shellfish, and when the aquaculture water is acidified, it dissolves in the water, so that calcium is replenished and there is a PH adjustment effect (preventing acidification of water).

また、アラゴナイトは多孔質の素材である。微生物はろ材に根を張っているわけではないので、一時的に表面で繁殖しても水流や気泡の流れで容易に流されてしまう。多孔質の物質に定着する微生物はその孔径が微生物の大きさに合ったものになる。そうであれば多孔質ろ材に生息している微生物は孔の中からでは容易に流されないので定着し易い。
その点アラゴナイトやゼオライトは水質ろ過に使用する微生物に適した穴径をもっている。同じ炭酸カルシウムの結晶体であるカルサイト(方解石)は容易に水に溶け出さないのでこの用途には向かない。
Aragonite is a porous material. Since microorganisms are not rooted in the filter medium, even if they temporarily propagate on the surface, they are easily washed away by the flow of water or bubbles. Microorganisms that settle on a porous material have a pore size that matches the size of the microorganism. If so, the microorganisms that inhabit the porous filter medium are not easily washed away from the pores, and thus are easily settled.
In this regard, aragonite and zeolite have a hole diameter suitable for microorganisms used for water filtration. Calcite (calcite), which is the same crystal of calcium carbonate, does not easily dissolve in water and is not suitable for this application.

そして、孔の中に微生物を定着させるには酸素を孔の中まで十分に届ける必要がある。
しかし、気泡の径が大きいと穴の中に気泡が入り込めず、穴の中のバクテリアに十分酸素が供給されない。そのために微細気泡を微生物ろ過装置に供給することは従来のように散気管で水中に気泡放出する方法だけでは不十分である。微細気泡はろ材の孔の中の微生物に直接酸素を届けることができると共に水中酸素濃度を画期的に高めるので、更に微生物の活性化に図れる。
In order to fix microorganisms in the pores, it is necessary to sufficiently deliver oxygen to the pores.
However, if the bubble diameter is large, the bubble cannot enter the hole, and sufficient oxygen is not supplied to the bacteria in the hole. For this purpose, it is not sufficient to supply fine bubbles to the microbial filtration device by the conventional method of discharging the bubbles into the water using an air diffuser. The fine bubbles can deliver oxygen directly to the microorganisms in the pores of the filter medium, and can dramatically increase the oxygen concentration in the water, thereby further activating the microorganisms.

更に微生物の活性化を効果的に行うためには、微細気泡発生装置の気泡放出口17又は18に直接送泡パイプを接続して、微細気泡を上昇水フィルタ又は下降水フィルタに直接送りと届ける方法をとることが出来る。
このとき、微細気泡発生装置の気泡放出口17と送泡パイプ63の間に水中ポンプ53を挿入すれば、確実に微細気泡水を微生物に送り込むことができる。
同じ炭酸カルシウムの結晶体であるカルサイト(方解石)は容易に水に溶け出さないのでこの用途には向かない。
Further, in order to effectively activate microorganisms, a bubble sending pipe is directly connected to the bubble discharge port 17 or 18 of the fine bubble generating device, and the fine bubbles are sent directly to the rising water filter or the falling water filter. Can take the way.
At this time, if the submersible pump 53 is inserted between the bubble discharge port 17 of the fine bubble generating device and the bubble sending pipe 63, the fine bubble water can be reliably fed into the microorganism.
Calcite (calcite), which is the same crystal of calcium carbonate, does not easily dissolve in water and is not suitable for this application.

微生物ろ過は、養殖生物13の排出するアンモニア成分と餌の残滓が水中へ蓄積されるのを防ぐためである。アンモニアは一般に好気性微生物により亜硝酸へ変換され、そこで生じた亜硝酸は更に好気性微生物により硝酸塩に変換される。一般に硝酸塩は植物の肥料としても有効なもので、アンモニアのような毒性は無い。
この変換は一般に硝化といわれているが、微細気泡により微生物を活性化すると硝化作用を強めることができる。
The microbial filtration is to prevent the ammonia component discharged from the cultured organism 13 and the food residue from accumulating in water. Ammonia is generally converted to nitrous acid by an aerobic microorganism, and the nitrous acid produced there is further converted to nitrate by an aerobic microorganism. In general, nitrate is also effective as a plant fertilizer and has no toxicity like ammonia.
This conversion is generally referred to as nitrification, but nitrification can be strengthened by activating microorganisms with fine bubbles.

また水槽による養殖で、本発明のように水を浄化しながら使用すると、水換えを少なくて済む。
これは陸上で海洋生物を養殖するときなど非常に有効であるが、長期間水換えをしないと水中のカルシウム成分が不足がちになるとともに水が酸性化してくるという問題も発生してくる。
ろ材としてアラゴナイトを使用するとこの点でも好適である。つまり水が酸性化してくると炭酸カルシウムであるアラゴナイトが徐々に水中に溶出してきて養殖水を中和し、酸性化防ぐ。
Further, when the water is used in the aquaculture while purifying the water as in the present invention, the water change can be reduced.
This is very effective when cultivating marine organisms on land, but if water is not changed for a long period of time, there is a problem that the calcium component in the water tends to be insufficient and the water is acidified.
When aragonite is used as the filter medium, this point is also preferable. In other words, when water is acidified, calcium carbonate aragonite gradually elutes into the water to neutralize the aquaculture water and prevent acidification.

しかし、アラゴナイトは比重が高いため、比較的比重の低い多孔質ゼオライトと混ぜて使用すると作業をするとき楽である。  However, since aragonite has a high specific gravity, it is easy to work when mixed with porous zeolite having a relatively low specific gravity.

図5に微生物ろ過適用例を示す。上昇水フィルタ51は一定の容器にろ材55として微生物の定着したゼオライトやアラゴナイトを挿入しておく。その底部から微細気泡を加え、微細気泡と水の上昇流を発生させることにより、ろ材55に定着している微生物を活性化すると共に上昇水フィルタ51内の水を交換するという効果もある。  FIG. 5 shows an example of application of microbial filtration. In the rising water filter 51, zeolite or aragonite in which microorganisms are fixed is inserted as a filter medium 55 in a fixed container. By adding fine bubbles from the bottom and generating an upward flow of fine bubbles and water, there is an effect of activating microorganisms fixed on the filter medium 55 and exchanging water in the rising water filter 51.

更に微生物を活性化するため、下降水フィルタ52は一定容器に挿入されたろ材55に、上から微細気泡を接触させる。このとき下降水フィルタ52の下部から水を吸い出すことにより、ろ材に定着している微生物を活性化すると共に下降水フィルタ52内の水を交換する。  Furthermore, in order to activate microorganisms, the falling water filter 52 makes fine bubbles come into contact with the filter medium 55 inserted in a certain container from above. At this time, by sucking water from the lower part of the descending water filter 52, the microorganisms fixed on the filter medium are activated and the water in the descending water filter 52 is exchanged.

この装置は海や河川の中に設置して用いることが可能だが、陸上で養殖用の水槽に用いることも出来る。その場合この装置を養殖水槽内に設置して使用する。  This device can be installed in the sea or river, but it can also be used on aquaculture tanks on land. In that case, install this device in the aquaculture tank.

更に狭い建屋などに水槽を設置して使用する場合は、前記水槽を上下に複数段に重ねて使用するが、そのときは上部水槽61と下部水槽62間に微細気泡を含んだ水を循環させる必要がある。  When a water tank is installed and used in a narrower building or the like, the water tank is stacked in a plurality of stages up and down. At that time, water containing fine bubbles is circulated between the upper water tank 61 and the lower water tank 62. There is a need.

このときには以下に示す方法が、騒音や振動を発生せずに行える有力な方法である。
前記水槽1を上下に複数段に重ね、相対的に下部に位置する下部水槽62内に微細気泡発生装置3を配置し、微細気泡発生装置3で発生した微細気泡を下部水槽62内に放出するとともに相対的に上部に位置する上部水槽61にも送出するため、送泡パイプ63を設け、送泡パイプ63の先端である上部微細気泡放出口64を前記上部水槽61内に配置する。
送泡パイプの先端である上部微細気泡放出口64は図3に示す通り上部液槽61内に水平方向に向ける。
At this time, the following method is an effective method that can be performed without generating noise and vibration.
The water tank 1 is vertically stacked in a plurality of stages, the fine bubble generating device 3 is disposed in the lower water tank 62 positioned relatively lower, and the fine bubbles generated in the fine bubble generating device 3 are discharged into the lower water tank 62. At the same time, a foam sending pipe 63 is provided to send the gas to the upper water tank 61 positioned relatively above, and an upper fine bubble discharge port 64 which is the tip of the foam sending pipe 63 is disposed in the upper water tank 61.
The upper fine bubble discharge port 64 which is the tip of the bubble sending pipe is directed horizontally in the upper liquid tank 61 as shown in FIG.

気泡微細化ユニット2は内に樹脂製の撹拌翼23を使用すると騒音や振動を発生させず緩やかな流れを作り出ことが出来る。
振動と騒音があると水生生物にストレスが加わり、食欲が低下し、成長が止まり、場合によっては死滅する場合があるので、樹脂製の撹拌翼23による穏やかな水流と微細バブルの上昇力効果を用いることにより、別個の揚水ポンプなどを用いなくても、下部水槽62から上部水槽61に、水とバブルを一気に押し上げ循環させることができるため、飼育生物に十分な溶存酸素を含んだ水を上部水槽61に補充するこの方式は有効である。
When the bubble refinement unit 2 uses a resin stirring blade 23, a gentle flow can be created without generating noise and vibration.
Vibrations and noise add stress to aquatic organisms, reduce appetite, stop growing, and in some cases die. By using it, water and bubbles can be circulated from the lower aquarium 62 to the upper aquarium 61 without using a separate pump. This method of replenishing the water tank 61 is effective.

通常はこのような第一次気泡微細化ユニット31を用いるが、より微細な気泡が必要とされる場合などは、第一次微細気泡微細化ユニット31の第二次気泡放出口38より放出される第二次気泡17を更に第二次気泡微細化ユニット32の気泡吸い込み口22から取り込み、第二次微細気泡微細化ユニット32内で攪拌して第三次気泡放出口18より微細気泡を放出する。  Usually, such a primary bubble miniaturization unit 31 is used, but when finer bubbles are required, it is discharged from the secondary bubble discharge port 38 of the primary microbubble miniaturization unit 31. The secondary bubble 17 is further taken in from the bubble suction port 22 of the secondary bubble miniaturization unit 32 and stirred in the secondary microbubble refinement unit 32 to release the fine bubbles from the tertiary bubble discharge port 18. To do.

第二次気泡放出口38より放出された第二次気泡17の中でも、比較的微細な気泡はあまり上昇せずに漂うが比較的大きい気泡はすぐに上昇する傾向にある。従って第一の微細気泡放出口38より高い位置に第二次気泡微細化ユニット32の気泡吸込み口22を高い位置に置くと第二次気泡微細化ユニット32は大きめの気泡を吸込み微細気泡化する働きを担う。
一方第二次気泡微細化ユニット32から放出された気泡のうち微細な気泡はそのまま水域に放出しても微細気泡としての効果は発揮できる。
Among the secondary bubbles 17 discharged from the secondary bubble discharge port 38, relatively fine bubbles drift without rising, but relatively large bubbles tend to rise immediately. Therefore, when the bubble suction port 22 of the secondary bubble miniaturization unit 32 is placed at a higher position than the first fine bubble discharge port 38, the secondary bubble refinement unit 32 sucks larger bubbles into microbubbles. Take the job.
On the other hand, even if the fine bubbles out of the bubbles released from the secondary bubble miniaturization unit 32 are released as they are into the water area, the effect as the fine bubbles can be exhibited.

また、第一次気泡微細化ユニット31の第二次気泡放出口と第二次気泡微細化ユニット32の気泡吸い込み口22を囲う、微細気泡水備蓄室37を設けると、第一次気泡微細化ユニット31から放出された微細気泡がいきなり水中に拡散されるのを防ぎ、第二次気泡微細化ユニット32に効率的に気泡を供給できる。  Further, when a fine bubble water storage chamber 37 is provided to surround the secondary bubble discharge port of the primary bubble refinement unit 31 and the bubble suction port 22 of the secondary bubble refinement unit 32, the primary bubble refinement is provided. The fine bubbles released from the unit 31 are prevented from suddenly diffusing into the water, and the bubbles can be efficiently supplied to the secondary bubble refinement unit 32.

図4に実施例2を示す。これは水槽を2段に重ね、建屋内のスペースを効率的に使うこととで、コンパクトになるので養殖時の作業の手間を省くためにも有効である。
養殖生物13は上部水槽61と下部水槽62に、ともに入れることができる。もちろんそのいずれか片方でも可能である。
Example 2 is shown in FIG. This is an effective way to save time and effort during aquaculture because the tanks are stacked in two stages and the space in the building is used efficiently.
The aquaculture organism 13 can be put into the upper water tank 61 and the lower water tank 62 together. Of course, either one is possible.

微生物ろ過装置は下部水槽62に設置する。
また微細気泡発生装置3も下部水槽内62に設置する。 それにより発生した微細気泡18によって上部水槽61内及び下部水槽62内の養殖水2を循環させるとともに微生物ろ過装置5内の微生物に酸素を供給して活性化する役割を果たす。
The microorganism filtration device is installed in the lower water tank 62.
The fine bubble generating device 3 is also installed in the lower water tank 62. The cultured bubbles 2 in the upper water tank 61 and the lower water tank 62 are circulated by the fine bubbles 18 generated thereby, and oxygen is supplied to the microorganisms in the microorganism filtration device 5 to activate them.

また、微細気泡18は送泡パイプ63を通して上部水槽61にも送られる。場合によっては備蓄気泡放出口41と送泡パイプ63の間に水中ポンプ53を挟んで、効率よく微細気泡を上昇水フィルタ51又は下降水フィルタ51に送る。このとき気泡とともに水も上昇又は下降し、水槽内で循環する。このように上昇水流が発生するために、本発明を実施すれば別途上部水槽61に揚水するためのポンプを用いなくても良いので、低騒音化と低振動化を実現し、しかも養殖水の温度上昇を防ぐこともできる。  The fine bubbles 18 are also sent to the upper water tank 61 through the foam sending pipe 63. In some cases, the submerged pump 53 is sandwiched between the stored bubble discharge port 41 and the bubble sending pipe 63 to efficiently send fine bubbles to the rising water filter 51 or the falling water filter 51. At this time, water rises or falls together with the bubbles and circulates in the water tank. Since the rising water flow is generated in this way, if the present invention is implemented, it is not necessary to separately use a pump for pumping water into the upper tank 61, so that noise and vibration can be reduced, and the aquaculture water can be realized. Temperature rise can also be prevented.

養殖生物13により水槽内に排出される固形物や餌の残りは放置すれば水中に漂う。しかし水中に気泡を放出すると固形物や餌の残りに取り付き浮き上がらせる効果がある。
水槽上部の喫水線位置に入り口を持つオーバーフローパイプ12を付加し浮遊物を流しだすことによりこれらを取り除くことができる。水と共に流しだすときに残滓フィルタ56を用い除去し、水は水槽に戻す。
If the solid matter and the rest of the food discharged into the aquarium by the aquaculture organisms 13 are left unattended, they will float in the water. However, when bubbles are released into the water, it has the effect of being attached to the solid matter and the rest of the food.
These can be removed by adding an overflow pipe 12 having an entrance at the waterline position at the upper part of the water tank and flowing out floating substances. When draining with water, the residue filter 56 is used for removal and the water is returned to the aquarium.

1 水槽
11 養殖用水
12 オーバーフローパイプ
13 養殖生物
14 浮遊または浮揚している排泄物や残渣
15 除去された排出物や残渣
16 第一次気泡
17 第二次気泡
18 第三次気泡
19 水中を浮遊している微細気泡
2 気泡微細化ユニット
21 気泡
22 気泡取入口
23 撹拌翼
24 水中モーター
25 微細気泡放出口
26 微細気泡
3 微細気泡発生装置
31 第一次気泡微細化ユニット
32 第二次気泡微細化ユニット
33 送気ポンプ
34 送気管
35 散気管
36 気泡受け板
37 微細気泡水備蓄室
38 第二次気泡放出口
39 第三次気泡放出口
40 気泡飛散防止壁
41 備蓄気泡放出口
5 微生物ろ過装置
51 上昇水フィルタ
52 下降水フィルタ
53 水中ポンプ
54 ろ過水の流れ
55 ろ材
56 残滓フィルタ
6 二段水槽
61 上部水槽
62 下部水槽
63 送泡パイプ
64 上部水槽微細気泡放出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aqua tank 11 Aquaculture water 12 Overflow pipe 13 Aquaculture organism 14 Floating or floating excrement and residue 15 Removed discharge and residue 16 Primary bubble 17 Secondary bubble 18 Tertiary bubble 19 Floating in water Microbubble 2 Bubble refinement unit 21 Bubble 22 Bubble inlet 23 Stirring blade 24 Submerged motor 25 Fine bubble outlet 26 Fine bubble 3 Fine bubble generator 31 Primary bubble refinement unit 32 Secondary bubble refinement unit 33 Air supply pump 34 Air supply pipe 35 Air diffusion pipe 36 Bubble receiving plate 37 Fine bubble water storage chamber 38 Secondary bubble discharge port 39 Third bubble discharge port 40 Bubble scattering prevention wall 41 Stock bubble discharge port 5 Microbial filtration device 51 Ascending Water filter 52 Lower precipitation filter 53 Submersible pump 54 Flow of filtered water 55 Filter medium 56 Residual filter 6 Two-stage water tank 61 Upper water tank 62 Below Water tank 63 Okuawa pipe 64 top water tank fine bubbles outlet

Claims (2)

水域と、送気ポンプと、前記送気ポンプに接続された送気管と、前記送気管に接続され、前記水域内に配置され前記水域内に第一次気泡を放出する散気管と、前記第一次気泡をその気泡取入口から取り入れて微細気泡化する第一次気泡微細化ユニットと、前記第一次気泡微細化ユニッより水域内に放出された第二次気泡が衝突する位置に配置された気泡受け板と、前記第二次気泡をその気泡取入口から取り入れて更に微細気泡化する第二次気泡微細化ユニットとを有し、前記気泡受け板はその上部を前記第一次気泡微細化ユニットの微細気泡放出口に近く、その下部を前記第一次気泡微細化ユニットの微細気泡放出口に遠くなるように傾けて配置されている事を特徴とする、微細気泡発生装置。  A water area, an air supply pump, an air supply pipe connected to the air supply pump, an air supply pipe connected to the air supply pipe, disposed in the water area, and discharging primary bubbles into the water area; The primary bubble miniaturization unit that takes primary bubbles from the bubble inlet and makes them fine, and the secondary bubbles released from the primary bubble refinement unit into the water area collide with each other. An air bubble receiving plate and a secondary air bubble refining unit that takes in the secondary bubbles from the air bubble inlet and further refines the air bubbles. A fine bubble generating device, characterized in that the fine bubble generating device is disposed near the fine bubble discharge port of the gasification unit, and the lower part thereof is inclined so as to be far from the fine bubble discharge port of the primary bubble refinement unit. 前記水域内の一定範囲を養殖用水槽として囲み、前記養殖用水槽内に、請求項1に記載の微細気泡発生装置と、水質ろ過に用いる微生物と、アラゴナイトまたは多孔質ゼオライトを配した水槽システム。  A water tank system in which a certain range in the water area is surrounded as a culture tank, and the microbubble generator according to claim 1, the microorganism used for water filtration, and aragonite or porous zeolite are arranged in the culture tank.
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