JP2022129660A - Aquarium apparatus and liquid circulation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動植物の飼育や培養に好適な水槽に関し、特に液中の水流変化を抑制可能な水槽装置等に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water tank suitable for breeding and culturing animals and plants, and more particularly to a water tank apparatus capable of suppressing changes in water flow in a liquid.
近年、食用、或いは所謂バイオマス資源として藻類等の植物を培養するための施設や装置の開発が盛んに行われている。このような装置の一例として特許文献には、培養液をタワー型の水槽内において攪拌しながら、培養液内の藻類の光合成を促進し、以て藻類を培養する閉鎖型のフォトバイオリアクターが知られている。 In recent years, facilities and devices for cultivating plants such as algae for food or as so-called biomass resources have been extensively developed. As an example of such a device, patent literature discloses a closed photobioreactor that promotes photosynthesis of algae in the culture solution while stirring the culture solution in a tower-type water tank, thereby culturing the algae. It is
上記構成からなる水槽内には、培養を促進するための二酸化炭素を含んだ気体や新規な培養液が供給されることから、水槽を上下方向に循環する水流が発生しており、槽内全体で見ると、流れの不均一が生じ易く、例えば上記主たる水流以外の領域では流れが停滞した淀み領域が生じる。そして、当該淀み領域には、培養の対象たる藻類や他の植物等が堆積し易く、意図せぬ細菌や糸状藻類が発生し易くなると言う欠点がある。また、例えば熱帯魚等を飼育するための水槽においては、水槽内から揚水した飼育水を水槽上部に架設された濾過装置で濾過した後に、液面に向けて放水するのが一般的であるが、このような構成であっても、水槽内には局所的な水流が発生し、他の領域が淀み領域となるため、水槽内壁の汚れの付着等、動植物の飼育環境に悪影響を及ぼす。 Gases containing carbon dioxide and a new culture solution are supplied to the water tank configured as described above to promote culture, so that a water flow is generated that circulates vertically in the water tank. , the flow is likely to be non-uniform, and for example, a stagnation region in which the flow is stagnant occurs in regions other than the main water flow. In addition, algae and other plants to be cultured tend to accumulate in the stagnant region, and there is a disadvantage that unintended bacteria and filamentous algae tend to grow. In addition, for example, in a tank for breeding tropical fish, it is common to filter breeding water pumped up from the tank with a filtration device installed at the top of the tank, and then discharge the water toward the liquid surface. Even with such a configuration, localized water flow occurs in the water tank, and other areas become stagnant areas, which adversely affects the breeding environment for animals and plants, such as adhesion of dirt to the inner wall of the water tank.
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、収容される液体の流れを均一化することが可能な水槽装置等を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a water tank apparatus and the like capable of equalizing the flow of liquid contained therein.
上記課題を解決するため本発明に係る構成として、液体を収容可能な成育領域と、当該成育領域と区画され、成育領域から越流する液体を貯留可能な貯留領域とを有する水槽を備えた水槽装置であって、貯留領域から液体を回収し、成育領域側に循環させるポンプと、ポンプの排出側と管路を介して接続され、当該管路の管径よりも大きな断面積を有するチャンバーと、チャンバーと成育領域間に接続され、チャンバー側から供給される液体を成育領域の範囲に形成された複数の孔から排出する供給管とを備えた構成とした。
また、他の構成として、成育領域における供給管の上部に成育領域の底面積と実質的に等しい開口率を有する多孔板を設けた構成とした。
また、他の形態として、液体を収容可能な成育領域と、当該成育領域と区画され、前記成育領域から越流する液体を貯留可能な貯留領域とを有する水槽における液体循環方法であって、ポンプの駆動により貯留領域から回収した液体を、当該ポンプの排出側の管路の管径よりも大きな断面積を有するチャンバー内を経由させ、チャンバー内の液体を成育領域の下部に設けられた複数の孔を介して当該成育領域内に供給する形態とした。
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。また、以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成又は工程をも含むものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a configuration according to the present invention includes a water tank having a growth area capable of containing a liquid and a storage area partitioned from the growth area and capable of storing the liquid overflowing from the growth area. A device comprising: a pump that collects liquid from a storage area and circulates it to the growing area; and a chamber that is connected to the discharge side of the pump via a conduit and has a cross-sectional area larger than the diameter of the conduit. and a supply pipe connected between the chamber and the growth area for discharging the liquid supplied from the chamber side through a plurality of holes formed in the range of the growth area.
As another configuration, a perforated plate having an opening ratio substantially equal to the bottom area of the growth region is provided above the supply pipe in the growth region.
Further, as another embodiment, a liquid circulation method in a water tank having a growth area capable of containing a liquid and a storage area partitioned from the growth area and capable of storing liquid overflowing from the growth area, comprising: The liquid collected from the storage area by the driving of the pump is passed through a chamber having a larger cross-sectional area than the pipe diameter of the pipe on the discharge side of the pump, and the liquid in the chamber is transferred to a plurality of growth areas provided below the growth area. It was set as the form supplied in the said growth area|region through a hole.
It should be noted that the above outline of the invention does not list all the necessary features of the present invention, and subcombinations of these feature groups can also be inventions. Further, the present invention will be described in detail through embodiments of the invention below, but the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are It also includes configurations or steps that are not necessarily essential to the solution of the invention and that are selectively adopted.
図1は、本発明に係る水槽装置1の概要斜視図である。また、図2は水槽装置1の概要断面図である。各図に示すように、水槽装置1は、動植物の培養,飼育等に必要な液体(培養液,飼育液)を収容可能な水槽本体3と、水槽本体3から液体を回収する回収機構10と、回収機構10によって回収された液体を再び水槽本体3内に供給する整流部20とを主たる構成とする。液体は、水槽本体3の壁面に図外の治具を介して取り付けられたポンプ14の駆動によって水槽本体3、回収機構10及び整流部20を循環する。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a water tank device 1 according to the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view of the water tank device 1. As shown in FIG. As shown in each figure, the water tank apparatus 1 includes a
[水槽本体について]
水槽本体3は、例えばガラスやアクリル樹脂、ステンレス等からなる上方開放の箱型状である。水槽本体3は、培養,飼育の対象となる動植物が液体と共に収容される成育領域R1と、成育領域R1からオーバーフローした液体が一時的に貯留される貯留領域R2とを有する。同図に示すように、成育領域R1は、水槽本体3の前壁3aの内面において互いに側方に離間して設けられた区画壁5a;5bと、当該区画壁5a;5b間に渡って延在する薄板状の仕切板7とにより区画された縦長な領域である。また、成育領域R1は、断面横長の矩形状とされており、そのアスペクト比をある程度大きく設定するのが好ましい。
[About the aquarium body]
The water tank
詳細にはついては後述するが、上記成育領域R1には、下方に配設された複数の供給管26a~26cを通じて常時液体が供給される。当該成育領域R1の容積を超えた液体は、貯留領域R2に向けて越流することとなる。また、液体が越流する仕切板7の上端面7aは、水平面として形成される。液体が越流する出口としての仕切板7の上端面7aをこのような構成とすることにより、成育領域R1の出口における影響がなくなるため、流れの不均一性、及び成育領域R1内の圧力変動を抑制することができる。
Although the details will be described later, liquid is constantly supplied to the growth region R1 through a plurality of
成育領域R1からオーバーフローした液体は、貯留領域R2に一時的に貯留される。貯留領域R2は、水槽本体3の側壁3b;3cと後壁3d及び、区画壁5a;5及び薄板状の仕切板7の後面によって区画された領域である。当該貯留領域R2の底部には、水槽本体3の幅方向に沿って横長な箱状体である後述のチャンバー24が配設される。また、チャンバー24の前面からは、複数の供給管26a~26cが仕切板7を突き抜けて成育領域R1に達するように設けられている。
Liquid overflowing from the growth region R1 is temporarily stored in the storage region R2. The storage region R2 is a region defined by the
[回収機構について]
貯留領域R2に貯留された液体は、回収機構10としての揚水管12とポンプ14と排出管16とにより回収,再供給される。揚水管12は、一端がポンプ14の吸入側に接続され、他端が貯留領域R2内に貯留された液体を吸引可能な高さに位置するように設定される。ポンプ14の駆動によって、貯留領域R2内の液体が回収されると、回収された液体は、ポンプ14の排出側に接続された排出管16を介して所定の圧力によりチャンバー24内に導出される。排出管16は、一端がポンプ14の排出側に接続されると共に、他端側が貯留領域R2の底部に配設されたチャンバー24の上面24aに接続され、ポンプ14の駆動によって回収された液体がチャンバー24内に供給される。なお、他端側の接続位置は、チャンバー24の上面24aに限られない。
[About the recovery mechanism]
The liquid stored in the storage area R2 is recovered and resupplied by the
[整流機構について]
整流部20は、チャンバー24と複数の供給管26a~26cと、成育領域R1の底面側に配設された整流格子28とを備える。チャンバー24は、幅方向に沿って横長な中空の箱状体であって、排出管16を介してポンプ14側から排出される液体を収容可能である。同図に示すように、チャンバー24は、貯留領域R2の幅方向寸法と対応する幅を有しており、排出管16の断面積との比較において大であることから、排出管16を通る液体の流速がチャンバー24内において大幅に減速されると共に、チャンバー24内における流速のバラツキが均一化されることとなる。
[Regarding the rectification mechanism]
The straightening
チャンバー24内において減速、均一化された液体は、複数の供給管26a~26cを介して成育領域R1内に供給される。供給管26a~26cは、成育領域R1の幅寸法に対して均等な間隔を有して配設されており、一端がチャンバー24の前面に接続され、他端が仕切板7を貫通して成育領域R1の下部に到達する。なお、複数の供給管26a~26cの配列はこれに限られず、例えば成育領域R1の高さ寸法に対して均等な間隔で配設しても良い。また、供給管を単数とすることや4本以上配設しても良い。
The liquid that has been decelerated and homogenized in the
図2に特に示すように、供給管26a~26cの延長長さにおける仕切板7から成育領域R1に達する範囲には、微小な円孔27が長さ方向及び円周方向に渡って均等に穿設されている。このように、供給管26a~26cを介して供給される液体は、成育領域R1の下部において多数の円孔27から流出することとなるため、成育領域R1の下部全域において、流速が減速し、均質化された液体が成育領域R1の上部に向けて供給されることとなる。
As particularly shown in FIG. 2, minute
図2に示すように、成育領域R1における供給管26a~26cの上部には、選択的に配設可能な整流格子28が成育領域R1の底面の大きさと対応するように平行に架設されている。整流格子28は、アルミやステンレスからなる矩形状の所謂パンチングメタルであって、その開口率は、成育領域R1の底面(断面積)と実質的に等しくなるように可能な限り大(例えば90%以上)であることが望ましい。当該整流格子28が供給管26a~26cの上部(下流側)に配設されることにより、多数の円孔27から流出して混流、均一化された液体が、成育領域R1の全域に渡ってより一層均一化された状態で上部に供給されることとなり、成育領域R1内における流速のバラつきを抑制でき、局所的な水流の発生による淀み領域の発生をより一層抑制することが可能となる。なお、上述の例では、整流格子28としてパンチングメタルを採用したが、これに限るものではなく、例えば金属や樹脂を格子状やハニカム状に加工した部材も採用可能である。
As shown in FIG. 2, a rectifying
また、上記水槽装置1を藻類や他の植物の培養に適用する場合には、例えば揚水管12から排出管16までの経路上に外部から二酸化炭素等の気体を供給可能な供給部を接続し、気体が混合された液体をチャンバー24内に送り込む構成としても良い。また、例えば熱帯魚等の動物飼育に適用する場合には、上記経路上に濾過機構と酸素等の気体を供給可能な供給部を接続しても良い。
そして、水槽装置1をこのように適用すれば、淀み領域の発生を抑制できるため、意図せぬ細菌や糸状藻類の発生、或いは、汚れの付着等、動植物の飼育環境を改善することが可能となる。
When the water tank apparatus 1 is applied to the cultivation of algae or other plants, for example, a supply unit capable of supplying a gas such as carbon dioxide from the outside is connected on the path from the pumping
By applying the water tank apparatus 1 in this way, the occurrence of stagnant areas can be suppressed, so that it is possible to improve the breeding environment for animals and plants, such as the occurrence of unintended bacteria and filamentous algae, or the adhesion of dirt. Become.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above-described embodiments, and the technical scope of the present invention includes forms with such modifications and improvements. It is clear from the description of
1 水槽装置,3 水槽本体,10 回収機構,14 ポンプ 20 整流部,
24 チャンバー,26a~26c 供給管,28 整流格子
1 water tank device, 3 water tank main body, 10 recovery mechanism, 14
24 chamber, 26a to 26c supply pipe, 28 rectifying grid
Claims (3)
前記貯留領域から液体を回収し、前記成育領域側に循環させるポンプと、
前記ポンプの排出側と管路を介して接続され、当該管路の管径よりも大きな断面積を有するチャンバーと、
前記チャンバーと前記成育領域間に接続され、チャンバー側から供給される液体を成育領域の範囲に形成された複数の孔から排出する供給管と、
を備えたことを特徴とする水槽装置。 A water tank apparatus comprising a water tank having a growth area capable of containing a liquid and a storage area partitioned from the growth area and capable of storing liquid overflowing from the growth area,
a pump that collects the liquid from the storage area and circulates it to the growing area;
a chamber connected to the discharge side of the pump via a conduit and having a cross-sectional area larger than the diameter of the conduit;
a supply pipe connected between the chamber and the growth area for discharging the liquid supplied from the chamber side through a plurality of holes formed in the growth area;
A water tank device comprising:
ポンプの駆動により前記貯留領域から回収した液体を、当該ポンプの排出側の管路の管径よりも大きな断面積を有するチャンバー内を経由させ、
前記チャンバー内の液体を前記成育領域の下部に設けられた複数の孔を介して当該成育領域内に供給することを特徴とする液体循環方法。 A liquid circulation method in a water tank having a growth area capable of containing a liquid and a storage area partitioned from the growth area and capable of storing liquid overflowing from the growth area,
causing the liquid collected from the storage area by driving the pump to pass through a chamber having a cross-sectional area larger than the pipe diameter of the pipe on the discharge side of the pump;
A liquid circulation method, wherein the liquid in the chamber is supplied into the growth area through a plurality of holes provided at the bottom of the growth area.
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