JP3468761B2

JP3468761B2 - 魚介類養殖用微細気泡発生器及びその製造方法

Info

Publication number: JP3468761B2
Application number: JP2001318028A
Authority: JP
Inventors: 弘忠松島; 匡司山崎; 武幸坂東
Original assignee: クレノートン株式会社; 有限会社渦潮化成工業
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP2003116401A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、魚介類養殖用のイ
ケス等における水中の溶存酸素量を改善する微細気泡発
生器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】魚介類の養殖における溶存酸素の改善と
して、水中に気泡を発生させる方法が一般に行われてい
る。近年、魚介類の養殖が盛んになるにつれて、一定の
水域に養殖イケス及び養殖イカダが密集するようにな
り、そのため、水中の溶存酸素量の確保は重要になって
きている。従来、魚介類の養殖水域において、その水中
に１０〜３０μｍの極めて小さな気泡径を有する微細気
泡を大量に発生させることにより、溶存酸素量の不足を
補うことが有効であるとの研究例があった。水中に気泡
を発生させる例として、水底に配管を設けて圧縮空気を
送り込んで気泡を噴出する方法（特開２０００−１５７
０９９）、イケスに圧縮空気を送り込む装置の構造（特
開平１１−５６１６４）、無機質の多孔質板を通して気
泡を送りこむ技術（特開昭５０−3４９９２）が開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−１５７
０９９号および特開平１１−５６１６４号においては、
微細気泡を形成する手段がノズルを介した噴出であるた
め設備が大掛かりであり、そのため、設置場所は、地理
的および経済的な要因から制限される。したがって、更
に簡易な手段で効果的に溶存酸素量をアップさせる設
備、特に市販コンプレッサー程度の駆動源で得られる気
体圧力でも、充分多量な微細気泡を形成できる装置及び
器具が求められている。また、特開昭５０−３４９９２
号においては、多孔質板を用いて気泡（径０．５〜１ｍ
ｍ）を発生させるとあるが、微細気孔の発生は確認でき
ない。本発明の課題は、溶存酸素量を改善するために、
イケス又は養殖場の水中に、エアーポンプ又はエアーコ
ンプレッサーから供給されたエアーを、多孔質な焼結体
を通じて微細な気泡として発生させる魚介類養殖用微細
気泡発生器及びその製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するべ
く、本発明者は、高融点の無機質粒子とそれを結合させ
る無機質接着剤を原料とする無機質の多孔質体に着目し
た。無機質多孔質体は、それら原料を有機質一次結合剤
と共に混合、成型及び焼結して製造される。そして、発
明者は、原料の中でも高融点無機質粒子の粒度特性に着
目し、更に無機質接着剤の添加量、気孔体積率の調整及
び製造安定性を考慮に入れて、鋭意検討した結果、本発
明の完成させた。

【０００５】本発明の微細気泡発生器は、魚介類養殖場
の水中に、エアーポンプ又はエアーコンプレッサーから
供給されたエアーを、多孔質な焼結体を通じて微細な気
泡として発生させる魚介類養殖用微細気泡発生器であっ
て、上記焼結体が、無機質粒子と該無機質粒子を結合さ
せるガラス−セラミックス無機質接着剤とにより構成さ
れ、更に、上記焼結体が、（ａ）上記無機質粒子として、粒径１１０〜７０μｍの
粗目粒子、粒径５５〜４３μｍの中目粒子、及び粒径４
２〜２２μｍの細目粒子を混在させ；（ｂ）上記無機質粒子の全量を１００ｗｔ％としたと
き、上記粗目粒子が１０〜２５ｗｔ％、上記中目粒子が
２５〜３５ｗｔ％、及び上記細目粒子が４０〜５５ｗｔ
％からなり；（ｃ）４３〜５５ｖｏｌ％の気孔体積率を有し；そし
て、（ｄ）上記無機質粒子１０００重量部に対して、８０〜
１６０重量部の上記ガラス−セラミックス無機質接着剤
を有することを特徴とする。

【０００６】本発明の魚介類養殖用微細気泡発生器の製
造方法は、無機質粒子全量１００ｗｔ％に対して、粒径
１１０〜７０μｍの粗目粒子１０〜２５ｗｔ％、粒径５
５〜４３μｍの中目粒子２５〜３５ｗｔ％、及び粒径４
２〜２２μｍの細目粒子４０〜５５ｗｔ％からなる無機
質粒子と、上記無機質粒子１０００重量部に対して８０
〜１６０重量部のガラス−セラミックス無機質接着剤と
を混合し、そして、１０００℃以上（但し、上記無機質
粒子の軟化点よりも５０℃以上低い）で、気孔体積率が
５５〜４３ｖｏｌ％となるように焼結することを特徴と
する。

【０００７】上記魚介類養殖用微細気泡発生器におい
て、上記無機質粒子の粒径としてＪＩＳＲ６００１研
削といし用研磨材の粒度を適用したとき、上記粗目粒子
がＦ１５０〜Ｆ２２０、上記中目粒子が＃２８０〜＃３
２０、そして上記細目粒子が＃３６０〜＃６００である
ことができる。また、上記無機質粒子の粒径としてＪＩ
ＳＲ６００１研削といし用研磨材の粒度を適用したと
き、上記粗目粒子がＦ１５０〜Ｆ２２０、上記中目粒子
がＦ２３０〜Ｆ２４０、そして上記細目粒子がＦ２８０
〜Ｆ３６０であることができる。

【０００８】さらに、上記焼結体は、その下面側にエア
ーが供給される空間となる凹部を有し、そして、該焼結
体が、少なくとも該焼結体よりも比重の大きい底板上に
該凹部の開口側を閉塞するようにして固定される構成に
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の微細気泡発生器を構成す
る焼結体の原材料は、以下の通りである。（１）無機質粒子の粒径及び混合比：無機質粒子の全量
１００ｗｔ％に対して、粒径１１０〜７０μｍの粗目粒子：１０〜２５ｗｔ％粒径５５〜４３μｍの中目粒子：２５〜３５ｗｔ％粒径４２〜２２μｍの細目粒子：４０〜５５ｗｔ％このように３段階の粒径で用意される。（２）ガラス−セラミックス無機質接着剤の添加量：上
記無機質粒子１０００重量部に対して８０〜１６０重量
部（３）気孔体積率：４３〜５５ｖｏｌ％

【００１０】（４）無機質粒子材料の詳細な態様上記無機質粒子の材質については、アルミナ質、炭化珪
素質、シリカ質が主として使用し得る。但し、水中で極
端に溶融せず、また特に有害な化学物質を含まないもの
であれば、それらに限定されない。無機質粒子の軟化点
は、微細気泡発生器の製造時の焼結温度よりも５０℃以
上であることが望ましい。５０℃を下回る場合、焼結時
に変形して気孔がつぶれる可能性がある。

【００１１】無機質粒子の粒度分布については、一般に
は測定方式により異なる値を示し得るので、本発明で
は、基準として下記の試験法で規定される値を適用す
る。本発明では、好ましくはＪＩＳＲ６００１研削と
いし用研磨材の粒度を適用する。ＪＩＳＲ６００１研
削といし用研磨材の粒度規格には、粗粒及び一般微粉用
のＦ値と、精密微粉用の＃値がある。それら粒度分布の
規格は研削砥石業界において重要であり、研磨材製造者
はこの規格に従って多くの材料を市販しているため、こ
の規格に従った無機質粒子を使用すれば安定した製品が
供給できるであろう。

【００１２】本発明に好ましい無機質粒子材料は、３段
階の粒径のものが混在する混合体として使用される。そ
れら３段階の粒径は、ＪＩＳＲ６００２研削といし用
研磨材の粒度の試験方法に挙げられる、ふるい分け試験
法における２段目ふるいの値、精密研磨用微粉の沈降試
験方法又は一般研磨用微粉の光透過沈降法における累積
高さ５０％点の粒子径として、粗目粒子１１０〜７０μ
ｍ、中目粒子５５〜４３μｍ、細目粒子４２〜２２μｍ
である。

【００１３】上記粗目粒子の粒径は、ＪＩＳＲ６００
１研削といし用研磨材の粒度におけるＦ値で表せば、２
段目ふるいの値でＦ１５０〜Ｆ２２０の範囲に対応す
る。１１０μｍより粗目の場合（Ｆ１５０より粗目の場
合）、大きい気泡が多量に発生し微細気泡が得られず、
水中の溶存酸素量があまりアップしない。また、７０μ
ｍより細目の場合（Ｆ２２０より細目の場合）、本発明
において要求される通常パワーの市販コンプレッサーで
供給可能な気体圧力では、微細気泡はおろか気泡が殆ど
現れず、また、焼結時に割れが発生する可能性があって
製造安定性も悪い。

【００１４】中目粒子及び細目粒子の粒径には、精密研
磨用微粉の粒度分布（沈降試験方法）を適用するとよ
い。上記中目粒子の粒径は、累積高さ５０％点の粒子径
で＃２８０〜＃３２０の範囲に対応する。５５μｍより
粗目の場合（＃２８０より粗目の場合）、大きい気泡が
多量に発生するだけで微細気泡は得られず、水中の溶存
酸素量があまりアップしない。また、４３μｍより細目
の場合（＃３２０より細目の場合）、焼結体の気孔サイ
ズが小さくなり過ぎて、要求されるコンプレッサーパワ
ーでは気泡が出ず、焼結時割れが発生する可能性があ
る。上記細目粒子の粒径は、累積高さ５０％点の粒子径
で＃３６０〜＃６００の範囲に対応する。４２μｍより
粗目の場合（＃３６０より粗目の場合）、大きい気泡が
多量に発生するだけで微細気泡は得られず、水中の溶存
酸素量があまりアップしない。また、２２μｍより細目
の場合（＃６００より細目の場合）、焼結体の気孔サイ
ズが小さくなり過ぎて、要求されるコンプレッサーパワ
ーでは気泡が出ず、焼結時に割れが発生する可能性があ
る。なお、中目及び細目粒子に一般研磨微粉用の光透過
沈降法を適用してもよく、この場合、累積高さ５０％点
の粒子径で、中目粒子はＦ２３０〜Ｆ２４０の範囲に対
応し、細目粒子はＦ２８０〜Ｆ３６０の範囲に対応す
る。

【００１５】本発明において、上記のような無機質粒子
の一定の混合物は、本発明の用途に要求される小さなコ
ンプレッサーパワーで微細気泡を形成するのに重要な作
用を発揮する。本発明による肉厚約１５ｍｍの焼結体に
おいて、気体供給量が８００リットル／ｍｉｎ以下、好
ましくは４５０リットル／ｍｉｎ以下、より好ましくは
１５０リットル／ｍｉｎ以下であるときでも微細気泡を
形成可能である。

【００１６】その作用に関し、理論に縛られる意図はな
いが、次のような説明がなされる。経験的には、微細気
泡を形成するには微細な気孔を形成することが必要であ
る。しかし、細目にすればするほど、焼結体を通気させ
るのに必要な圧力は高くなる。微細気泡を形成するため
の細目では、通常、気泡が出てこないか、出てきても高
圧を要するために焼結体が破壊される等の危険があっ
た。また、細目粒度が主体であると製造安定性にも欠け
る。そこで、微細気孔を有し、且つ比較的低い気体圧力
で通気可能であり、且つ製造安定性も有するという一見
相反する多面性を備えさせるべく、各種の粒径からなる
混合物が検討された。その結果、上記３段階の粒径の無
機質粒子混合物が見出されたのである。

【００１７】その無機質粒子混合物において、中目粒子
が必要とされるのは、次の理由からである。上記粗目及
び細目のみの組合せでは、粗目粒子が形成した大きな気
孔に細目粒子が入り込み、気孔が潰されて、気泡の発生
に悪影響を与える。そこで、そこに中間粒度の無機質粒
子を混在させると、そのような中間的粒度の無機質粒子
は、細目粒子の分散を助ける。その結果、微細気泡を形
成する多数の微細気孔を有するだけでなく、本発明に望
まれる比較的低い気体圧力であってもそれら微細気孔を
通じて気体を放出させることができる好ましい形態の気
孔形成がなされたと理解される。この観点から好ましい
中目粒子は、＃２８０〜＃３２０である。また、粗目粒
子を有すると共に粒度バランスが取れた本発明の焼結体
は、製造安定性にも優れる。

【００１８】（５）焼結体の詳細な態様理論に縛られる意図はないが、本発明に使用する焼結体
の詳細な態様は、以下の通りである。上記粗目粒子の添
加量は、全無機質粒子１００ｗｔ％に対して１０〜２５
ｗｔ％である。１０ｗｔ％より少ない場合、気孔が小さ
くなり、要求されるコンプレッサーパワーでは気泡が出
なくなり、焼結時割れが発生する可能性がある。２５ｗ
ｔ％より多い場合、大きい気泡が多量に発生し微細気泡
が得られなくなり、水中の溶存酸素量があまりアップし
ない。上記中目粒子の添加量は、全無機質粒子１００ｗ
ｔ％に対して２０〜３５ｗｔ％である。２０ｗｔ％より
少ない場合、気孔が小さくなり、要求されるコンプレッ
サーパワーでは気泡が出なくなり、焼結時割れが発生す
る可能性がある。３５ｗｔ％より多い場合、大きい気泡
が多量に発生し微細気泡が得られなくなり、水中の溶存
酸素量があまりアップしない。上記細目粒子の添加量
は、全無機質粒子１００ｗｔ％に対して４０〜５５ｗｔ
％である。４０ｗｔ％より少ない場合、大きい気泡が多
量に発生し微細気泡が得られなくなり、水中の溶存酸素
量があまりアップしない。５５ｗｔ％より多い場合、気
孔が小さくなり、要求されるコンプレッサーパワーでは
気泡が出なくなり、水中の溶存酸素量があまりアップし
ない。

【００１９】焼結体中の無機質粒子の体積率は、４２〜
４８ｖｏｌ%である。４２ｖｏｌ％より少ない場合、製
造安定性に問題が生じる。４８ｖｏｌ％より多い場合、
製造安定性に問題が生じるとともに気孔が小さくなり、
要求されるコンプレッサーパワーでは気泡が出なくな
り、焼結時割れが発生する可能性がある。

【００２０】ガラス−セラミックス製無機質接着剤の使
用量は、無機質粒子１０００重量部に対して、８０〜１
６０重量部である。８０より少ない場合、強度が不足
し、使用中に破壊する可能性がある。１６０より多い場
合、気孔が小さくなり、気孔が発生しなくなり、また焼
結時割れが発生する可能性がある。

【００２１】本発明に使用する焼結体の気孔体積率は、
４３〜５５ｖｏｌ％が望ましい。５５ｖｏｌ％より多い
場合、製造安定性に問題が生じ、また気孔が大きくなっ
て微細な気泡が発生しなくなり、水中の溶存酸素量があ
まりアップしない。また、体積率が４３ｖｏｌ％より小
さいと気孔が小さくなり、気泡が発生しなくなり、また
焼結時割れが発生する可能性がある。

【００２２】（６）焼結体の製造方法及び形態本発明の微細気泡発生器の製造方法では、無機質粒子、
ガラス−セラミックス製無機質接着剤および有機質の一
次結合剤を所定量で混合して成型する。このとき、無機
質粒子およびガラス−セラミックス製無機質接着剤につ
いての添加量の調整及び／又は成型時における成型体積
の調整によって、上記気孔体積率が調整され得る。特に
断らない限り、本製造方法は、当業者により通常行われ
ているあらゆる手段により可能である。

【００２３】上記無機質粒子、ガラス−セラミックス製
無機質接着剤および有機質の一次結合剤の混合体を焼結
させるための温度は、１０００℃以上が望ましい。１０
００℃以下でも焼結は可能であるが、焼結温度を下げる
ためにガラス−セラミックス接着剤中に鉛等の成分を添
加する場合があり、これは魚介類に悪い影響を与えるの
で、本発明では１０００℃以上が望ましいとする。上記
のような有害な化学成分を含まなくても焼結自体は支障
なく行われる。焼結温度の上限については、既述のよう
に無機質粒子の軟化点も考慮される。

【００２４】本発明に使用する焼結体の形態は、典型的
には、中空部又は凹部を有する直方体にすることができ
る。図１〜図３に凹部１ａを有する焼結体１、図４及び
図５に中空部１ｂを有する直方体形状の焼結体１の構成
を示す。焼結体１の形状は、直方体に限らず、図７に示
されるように六角形等の多角形体、又は円柱体等も考え
られる。また、図６に示されるように、凹部１ａを有す
る焼結体１同士を接着させて中空の直方体としてもよ
い。これら形状は様々のものが考えられ、顧客ニーズや
使用状況等に応じて適宜決定すればよい。焼結体１の体
積についても同様である。その各種形状への加工は、成
型に使用する金型の形状および焼結後の仕上加工により
行われる。焼結体１には、通常はその側面部１ｃの任意
の箇所にジョイント２を貫通して接着するための穴が設
けられ、ここに接着させたジョイント２にエアー供給ホ
ース３が接続される。

【００２５】（７）微細気泡発生器の形態本発明の微細気泡発生器は、具体的には下記のような形
態が考えられる。図３に示す形態は、下記実施例で実際
に製造されたものである。同図に示されるように、焼結
体１の下面部側に直方形の凹部１ａが設けられ、凹部１
ａの開口面側へ底板４が接着される。実際の使用状態に
おける位置関係では、エアー発生部分である焼結体１を
上方に位置させるため、その下面部側に開口している凹
部が底板４上に伏せるようにして固定される。その凹部
１ａは、ジョイント２のための穿設部分を除けば箱状に
閉ざされ、こうして底板４で閉塞された凹部１ａはエア
ー溜めの空間となる。上記底板４は、焼結体１よりも比
重が大きい材料（通常は石材など）からなり、焼結体１
を水底に静置するための重石としても役立つ。図示しな
いエアーコンプレッサーからのびるエアー供給ホース３
は、ジョイント２を通じて焼結体１の凹部１ａ又は中空
部１ｂへ供給エアーを案内する。

【００２６】エアー供給ホース３からエアーが送られる
と、凹部１ａ内の気体圧力が上昇し、次第に、多孔質で
ある焼結体１の上面部及び側面部から外界（水中）へエ
アーが浸み出るようになっている。エアーが浸み出るた
めに必要とされる気体圧力は、焼結体１の上面部及び側
面部の肉厚にも依存する。それらの肉厚は、そのエアー
供給量（リットル／ｍｉｎ）や外部水圧等のあらゆる要
因を考慮して、適切な厚みが設定される。

【００２７】上記構成の微細気泡発生器は、気泡発生部
分である上面部や側面部などの表面積が広ければ広いほ
ど、広範囲に気泡を発生させる。したがって、焼結体１
の表面積を増やすことによってより多くの気泡量を提供
することができる。例えば、図９の上面図及び図１０の
断面図に示されるように、その上面部に蛇腹状に凹凸形
状１ｄを設けると効果的である。そのような形状の付与
は、成型時の金型形状の選択、及び／又は焼結後の仕上
加工によって付与することができる。

【００２８】以下、本発明の実施例を比較例とともに説
明するが、これらは本発明の実施可能性および有用性を
例証するものであり、本発明の構成を何ら限定する意図
はない。

【実施例１】本発明により製造された微細気泡発生器を
用いて、水中でエアー発生状態と溶存酸素量測定につい
て、比較例と共にテストした。

【００２９】テスト気泡発生器の製造実施例１及び比較例１〜６について、下記に列挙される
各粒径（メッシュサイズで表示）及び混合比を有する無
機質粒子を用いて、気泡発生器を製造した。比較例８
は、エアーコンプレッサーで使用される魚介類鑑賞用気
泡発生器である。本実施例：Ｆ２２０（粒径７５μｍ）２０ｗｔ％＃２８０（粒径５２μｍ）３０ｗｔ％＃３６０（粒径４０μｍ）５０ｗｔ％比較例１：Ｆ４６（粒径４２５μｍ）１００ｗｔ％比較例２：Ｆ２２０（粒径７５μｍ）１００ｗｔ％比較例３：＃２８０（粒径５２μｍ）１００ｗｔ％比較例４：＃３６０（粒径４０μｍ）１００ｗｔ％比較例５：＃６００（粒径２４μｍ）１００ｗｔ％比較例６：Ｆ４６（粒径４２５μｍ）３０ｗｔ％＃３６０（粒径４０μｍ）７０ｗｔ％比較例７：Ｆ２２０（粒径７５μｍ）３０ｗｔ％＃３６０（粒径４０μｍ）７０ｗｔ％比較例８：既成品無機質粒子としては、炭化珪素質無機質粒子を用いた。
この無機質粒子１０００重量部に対して、ガラスーセラ
ミック製無機質接着剤を１２０重量部で、有機系一次結
合剤を５０重量部で用意した。これら炭化珪素質無機質
粒子、ガラスーセラミック製無機質接着剤、及び有機系
一次結合剤を均一に混合した後、冷間成型し、その乾燥
後に１２５０℃で焼結させた。得られたすべての焼結体
は、気孔体積率が４９ｖｏｌ％、そして無機質粒子の体
積率が４５ｖｏｌ％であった。

【００３０】気孔形成状態の拡大写真各焼結体の気孔形成状態を比較観察するために拡大写真
を撮った。図１１は実施例（Ｆ２２０，＃２８０，＃３
６０）、図１２は比較例２（Ｆ２２０）、図１３は比較
例４（＃３６０）、図１４は比較例１（Ｆ４６）、図１
５は比較例５（＃６００）について、それぞれの焼結体
表面部分の拡大写真代用図である。これらは、すべて同
倍率である。

【００３１】テスト条件実施例１又は比較例１〜８の各テスト気泡発生器に、図
４及び図５に示すように直方体側面に穴をあけて、エア
ーコンプレッサーのエアー供給ホースを取り付け、水槽
中の海水（水温２６．３℃、エアー供給前の溶存酸素量
４．０ｍｇ／リットル）に所定の深さまで沈め、エアー
コンプレッサーを作動させた。エアーは、２０分間かけ
て１８リットル／ｍｉｎで供給された。各テストにおい
て、エアー供給量は上記一定値に設定されるが、その供
給量で微細気泡を発生しなかった場合は、更にエアーコ
ンプレッサーのパワーを上げるテストを行った。評価の
ために、気泡の発生状態の観察と共に水槽中の所定箇所
について溶存酸素量の測定が行われた。水槽寸法：３９０ｍｍ×２５０ｍｍ×２６０ｍｍ寸法：２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ×１０１ｍｍエアーコンプレッサーのパワー：３Ｗ

【００３２】テストの結果水槽でのテストの結果を表１に示す。

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、実施例では、各
比較例よりも小さな気泡が発生しかつ溶存酸素量のアッ
プが大きかった。特に、多量の微細気泡発生に起因する
溶存酸素量の大きな増加は、実施例でのみ確認された。
比較例４及び５については微細気泡ができなかった。ま
た、比較例７は微細気泡の発生が不十分であることか
ら、中目粒子の重要性が理解される。それら比較例にお
いて、更にエアーコンプレッサーのパワーを上げて微細
気泡の発生を試みたところ、そのテスト開始直後に微細
気泡発生器に割れが発生してしまった。

【００３４】気孔状態の観察からは、次のような説明が
なされる。図１３に示されるＦ２２０（比較例２；本実
施例の粗目のみ）の大きなサイズの気孔群では、微細な
気泡が発生しなかった。図１２に示される＃３６０（比
較例４；本実施例の細目のみ）の小さなサイズの気孔群
では、焼結体を通気させることができず気泡が出てこな
かった。これに対して、図１０に示される本実施例のよ
うに、それら粗目と細目に加えて＃２８０の中目粒子を
有する場合、粗目粒子と細目粒子の間に中目粒子が混在
することにより大きな気孔から小さな気孔まで様々なサ
イズの気孔が混在する形態となった。また、それら気孔
の形状も複雑であった。そのような一見乱雑な気孔状態
が好ましい気孔体積率で形成されることにより、低い気
体流量下でも焼結体への通気が可能になり、これと同時
に、微細気泡を形成するための微細気孔をも併有したも
のと考えられる。以上のように、本実施例の微細気泡発
生器は、３Ｗ程度のエアーコンプレッサーを使用して多
量の微細気泡を発生させることができた。

【００３５】追加テスト比較例９：実施例１の微細気泡発生器において、気孔体
積率を５０ｖｏｌ％にして、気孔体積率を４１ｖｏｌ％
にして作製した。エアーの発生状態をテストしたとこ
ろ、気泡は発生しなかった。比較例１０：実施例１の微細気泡発生器を、気孔体積率
が５５ｖｏｌ％を越えるようにして製作を試みた。しか
し、焼結後にクラックが容易に発生してしまい、製造安
定性が落ちた。

【００３６】

【実施例２】養殖イカダにおける気泡発生状態の観察と
溶存酸素量の測定実際の養殖イカダにおいて、エアー発生テストを行って
溶存酸素量を測定した。本実施例の微細気泡発生器の材
料構成は、上記実施例１と同様であり、その寸法は、図
１及び図２に示す形態で、外形は２２３ｍｍ×２００ｍ
ｍ×３５ｍｍ、各面部の厚みは１５ｍｍである。図３に
示すようにその底面部にこれより面積の広い平板な石材
を貼り付け、また、その側面部には穴を開けてホース接
続用のジョイントを接着した。養殖イカダ上の適所にエ
アーコンプレッサーを設置し、ここからのびるエアー供
給ホースを接続した微細気泡発生器を、養殖イカダ内の
水深約１０ｍに沈めた。エアーの供給は、１時間かけて
エアー供給量１５０リットル／ｍｉｎとし、エアー発生
直前及びエアー発生後１時間経過時に、水深１ｍ及び１
０ｍの溶存酸素量を測定した。また、同時に水温も測定
した。

【００３７】テスト設備養殖イカダ：大きさ１５ｍ×１５ｍ×水深１０ｍ、対象
魚介類：ハマチ、養殖数：１万匹エアーコンプレッサー仕様：最大パワー５馬力、最大エ
アー供給量４５０リットル／ｍｉｎ

【００３８】イカダでのテスト結果表２にイカダでのテスト結果を示す。

【表２】

【００３９】本テスト結果に関する参考データ：下記の
値は、水産庁が示す溶存酸素量から見た水質の基準値で
ある。［溶存酸素量（ＤＯ）］水産１級７．５ｍｇ／リットル以上水産２級５．０ｍｇ／リットル以上環境保全２．０ｍｇ／リットル以上［各温度における海水の溶存酸素量限界値］２０℃ ２５℃ ３０℃ 8.5mg/l 8.1mg/l 7.8mg/l

【００４０】表２から明らかなように、エアー発生の１
時間後には溶存酸素量が大きくアップしている。その溶
存酸素量の値は、驚くべきことに水産庁が示す基準では
水質基準のランクが１級に相当する（上記参考データを
参照）。この溶存酸素量は溶解値の限界に近い値であ
り、一般には、海水の溶存酸素量をそのような短時間で
限界値に近い値にまでアップさせることは非常に困難で
あると言われる。また、水温も水深１０ｍと１ｍとの差
が縮まった。一般的に、本発明の用途である養殖用イケ
スやイカダのごとき養殖場は、その地理的な又は経済的
な制約から小規模な発電設備しか許容されない。本実施
例において小出力なエアーコンプレッサーを使用して養
殖イカダで大きな改善が見られた点は、本発明の顕著な
効果を示唆する。なお、本テストに使用された市販エア
ーコンプレッサーであれば、本実施例の微細気泡発生器
を３台接続することも可能である。本実施例の微細気泡
発生器の焼結体は、表面積が７４２ｃｍ²×３＝２２２
６ｃｍ²であり、４５０リットル／ｍｉｎのエアーを供
給可能であった。この場合、パワー５馬力で１馬力当た
り４４５．２ｃｍ²の表面積を持つ微細気泡発生器が使
用できる。但し、微細気泡発生器の個数、表面積は、エ
アーコンプレッサーのパワーに応じて変動する数値であ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明の微細気泡発生器は、簡易な設備
で水中の溶存酸素量を顕著にアップさせることができ、
また、別の養殖イカダ等で使用するための運搬も容易で
ある。要求される気体供給量又は気体圧力は比較的小さ
くて済むので、複数個の微細気泡発生器の接続が可能で
ある。したがって、簡便な設備で特定水域の溶存酸素量
をアップさせることが要求される魚介類の養殖に対する
貢献は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本実施の形態に関わる焼結体の底面側
から見た斜視図である。

【図２】図２は、図１に示す焼結体の断面図である。

【図３】図３は、本実施の形態に関わる焼結体の使用形
態を示す断面図である。

【図４】図４は、他の実施の形態に関わる微細気泡発生
器の斜視図である。

【図５】図５は、図４の微細気泡発生器の断面図であ
る。

【図６】図６は、その他の実施の形態に関わる微細気泡
発生器の断面図である。

【図７】図７は、六角形の微細気泡発生器の上面図であ
る。

【図８】図８は、図７の微細気泡発生器の断面図であ
る。

【図９】図９は、凹凸形状を有する微細気泡発生器の上
面図である。

【図１０】図９の微細気泡発生器の側面図である。

【図１１】図１１は、本実施例に関わる焼結体表面部分
の拡大を示す写真代用図である。

【図１２】図１２は、比較例２に関わる焼結体表面部分
の拡大を示す写真代用図である。

【図１３】図１３は、比較例４に関わる焼結体表面部分
の拡大を示す写真代用図である。

【図１４】図１４は、比較例１に関わる焼結体表面部分
の拡大を示す写真代用図である。

【図１５】図１５は、比較例５に関わる焼結体表面部分
の拡大を示す写真代用図である。

【符号の説明】

１焼結体１ａ凹部１ｂ中空部１ｄ凹凸形状２ジョイント３エアー供給ホース４底板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂東武幸徳島県鳴門市北灘町大須字西添20番地 (56)参考文献特開平２−153871（ＪＰ，Ａ) 特開平８−268764（ＪＰ，Ａ) 特開2000−106783（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−45599（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−43521（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−5260（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01K 63/04 C02F 3/20 C04B 38/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】魚介類養殖場の水中に、エアーポンプ又
はエアーコンプレッサーから供給されたエアーを、多孔
質な焼結体を通じて微細な気泡として発生させる魚介類
養殖用微細気泡発生器であって、上記焼結体が、無機質
粒子と該無機質粒子を結合させるガラス−セラミックス
無機質接着剤とにより構成され、更に、上記焼結体が、（ａ）上記無機質粒子として、粒径１１０〜７０μｍの
粗目粒子、粒径５５〜４３μｍの中目粒子、及び粒径４
２〜２２μｍの細目粒子を混在させ；（ｂ）上記無機質粒子の全量を１００ｗｔ％としたと
き、上記粗目粒子が１０〜２５ｗｔ％、上記中目粒子が
２５〜３５ｗｔ％、及び上記細目粒子が４０〜５５ｗｔ
％からなり；（ｃ）４３〜５５ｖｏｌ％の気孔体積率を有し；そし
て、（ｄ）上記無機質粒子１０００重量部に対して、８０〜
１６０重量部の上記ガラス−セラミックス無機質接着剤
を有することを特徴とする微細気泡発生器。
【請求項２】魚介類養殖用微細気泡発生器の製造方法
であって、無機質粒子全量１００ｗｔ％に対して、粒径１１０〜７
０μｍの粗目粒子１０〜２５ｗｔ％、粒径５５〜４３μ
ｍの中目粒子２５〜３５ｗｔ％、及び粒径４２〜２２μ
ｍの細目粒子４０〜５５ｗｔ％からなる無機質粒子と、上記無機質粒子１０００重量部に対して８０〜１６０重
量部のガラス−セラミックス無機質接着剤とを混合し、
そして、１０００℃以上（但し、上記無機質粒子の軟化
点よりも５０℃以上低い）で、気孔体積率が５５〜４３
ｖｏｌ％となるように焼結することを特徴とする微細気
泡発生器の製造方法。
【請求項３】上記無機質粒子の粒径としてＪＩＳＲ
６００１研削といし用研磨材の粒度を適用したとき、上
記粗目粒子がＦ１５０〜Ｆ２２０、上記中目粒子が＃２
８０〜＃３２０、そして上記細目粒子が＃３６０〜＃６
００であることを特徴とする、請求項１記載の魚介類養
殖用微細気泡発生器。
【請求項４】上記無機質粒子の粒径としてＪＩＳＲ
６００１研削といし用研磨材の粒度を適用したとき、上
記粗目粒子がＦ１５０〜Ｆ２２０、上記中目粒子がＦ２
３０〜Ｆ２４０、そして上記細目粒子がＦ２８０〜Ｆ３
６０であることを特徴とする、請求項１記載の魚介類養
殖用微細気泡発生器。
【請求項５】上記焼結体は、その下面側にエアーが供
給される空間となる凹部を有し、そして、該焼結体が、
少なくとも該焼結体よりも比重の大きい底板上に該凹部
の開口側を閉塞するようにして固定されることを特徴と
する、請求項１記載の魚介類養殖用微細気泡発生器。