JP4929465B2 - 観賞魚用水槽の水質制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、観賞魚などの水生生物を飼育する観賞魚用水槽に係り、特に家庭用の水槽或いは水族館等の水槽に配置して、その水質を制御する水質制御装置に関する。

従来の観賞魚用水槽では、循環ポンプおよびろ過装置を設置し、水槽内の水を絶えず循環し、且つろ過するようにしている。また、エアポンプを設置し、水槽内の水に絶えず酸素を補給し、酸素不足状態にならないようにしている。これは、餌の食べ残しや糞などが溜まることによって水が濁り、また雑菌が繁殖し、藻類が発生し、酸素不足状態になりやすくなることを防止するためである。

しかしながら、ろ過装置にとられた残餌や糞を素早く取り除かない限り循環水を通して溶解した窒素やりんなど栄養分が再び水中に戻されてしまう。吸着剤やイオン交換などの方法にも限度があるし、水槽の他に循環ポンプやろ過装置を設ける必要がある。また、水中微生物を利用して有機物を分解する方法もあるが、微生物を常に良好に増殖させるのは難しい。また、閉鎖的な観賞魚用水槽に薬剤を使用しすぎると観賞魚にも悪影響を与えてしまう恐れがある。なお、観賞魚用水槽内でいったん藻類や雑菌が発生してしまえば、水槽内から藻類や雑菌を完全に排除することが難しくなり、人力でこまめに水替えや清掃を行っても手間とコストばかりかかり、藻類の発生を食い止めることができないなどの問題がある。また、広くない室内では観賞魚用水槽に設置された循環ポンプやエアポンプは意外に無視できない騒音源にもなっている。

このため、水槽の上面に循環ポンプと水質処理槽を設け、水質処理槽には濾過槽と一組の不溶解性電極を設置する電極槽を有し、電極は電流制御装置及び極性切り替え装置に接続する藻類抑制システムが提案されている（特許文献１）。しかしながら、このシステムでは、水槽の上面に循環ポンプと水質処理槽を設けているので、観賞魚用水槽の小型コンパクト化および騒音の低減という点で十分ではない。
特開２００２−３６１２５９号公報

本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、観賞魚用水槽の構造を小型コンパクト化し、水替えや清掃の労力を軽減し、魚に必要な酸素を供給し、藻類の増殖を抑制し、有害雑菌による魚の病気を減らすことによって観賞魚用水槽のメンテナンスの簡易化及びランニングコストの低下を実現する観賞魚用水槽の水質制御装置を提供することを目的とする。

本発明の観賞魚用水槽の水質制御装置は、観賞魚用水槽の底部に一部分に配置する水質制御装置であって、魚が入り込まない大きさのメッシュの開口を有する絶縁材料からなるケースと、前記ケースの内部に配置され、メッシュの開口を有する陽極電極板とメッシュの開口を有する陰極電極板とが交互に相対面するように配列された電極群と、前記陽極電極板と前記陰極電極板とに直流電力を供給する手段を備え、電力が供給された電極から水の電気分解によって発生する酸素を含むガスにより観賞魚用水槽内に水の循環流が形成され、鑑賞魚へ酸素を供給できることを特徴とする。

本発明の水質制御装置によれば、水の電気分解によって発生するガスにより水槽内に水の循環流が形成され、酸素を十分に供給でき、陽極電極板と陰極電極板との間に働く電気泳動（電場）力および電気化学反応により、藻類、細菌が死滅し、食べ残した餌、糞等が分解される。従って、従来の水槽に備えた循環ポンプとろ過装置およびエアポンプを不要とすることができ、騒音が無くなり、且つ藻類が発生せず、食べ残した餌、糞等が自然に除去され、水質を長期間に亘って清浄に保つことができる。これにより、水槽の小型コンパクト化、水替えや清掃の労力の低減、メンテナンスの簡易化及びランニングコストの低減を実現することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態の水質制御装置を備えた観賞魚用水槽を示し、図２は水質制御装置の構成例を示す。図３、図４は、陽極電極板、陰極電極板の開口パターン例を示す。

観賞魚用水槽１１の内部には水１２が貯留され、観賞魚（図示しない）が飼育されている。水槽１１の底部１１ａには砂利等が敷かれているが、底部１１ａの一部に水質制御装置１３が配置されている。水質制御装置１３からは後に詳述するように、水の電気分解によって生じた酸素ガスおよび水素ガスが噴出し、これらのガスの一部分は水に溶解するが、水質制御装置１３の上面から噴出する気流が上方に向かう水流となり、さらに水質制御装置１３の側面に戻る循環水流１２ａを形成する。

従って、この水槽１１では、循環ポンプを用いることなく、水槽内部で水１２を循環することができると共に、エアポンプを用いることなく、酸素を水中にその飽和濃度まで供給することができる。このため、従来の循環ポンプやエアポンプが不要となり、これによる騒音の発生という問題が無く、極めて静粛性の高い観賞魚用水槽とすることができる。また、水質制御装置１３は例えば４５リットルの水槽に対して１リットル程度の容積があれば十分なことから、魚の活動する領域を十分に広く確保することができ、水槽の見た目への影響を少なくすることができる。

水質制御装置１３は、魚が入り込まない大きさの多数の開口を有する絶縁材料からなるケース１４と、このケースの内部に配置され、陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとが交互に相対面するように配列された電極群１５とを備えている。ケース１４はプラスチック材料からなる箱体に多数の開口を設けたもの、或いはプラスチック材料からなる網などが好ましい。開口は魚が入り込まない程度の大きさであるので、これにより魚がケース内部の電極群１５の部分に入り込み、動かなくなってしまうことを防止できる。

電極群１５は、この実施形態では、メッシュの開口を有する（開口率の高い）陽極電極板１５ａとして図３に示すチタンのメッシュ板を４枚用い、メッシュの開口を有する（開口率の高い）陰極電極板１５ｂとして、図４に示すステンレス鋼のメッシュ板を５枚用いる。電極板１５ａ，１５ｂのサイズは、１０ｃｍ×１３ｃｍ程度であり、厚さは０．５ｍｍ程度であり、１ｃｍ間隔で合計９枚の電極板が、陰極、陽極、陰極、・・・、陰極、の順番に相互に対面するように配置されている。

陽極電極板１５ａとしてチタンのメッシュ板を用いることで、不溶性の陽極電極として、長期間安定にその性能を発揮することができる。陰極電極板１５ｂは銅板、鉄板、アルミ板等も使用可能であるが、ステンレス鋼のメッシュ板を用いることで、低コストで長期間安定にその性能を発揮することができる。また、図３または図４に示すような開口率の高いメッシュ板を用いることで、気流および水流の流れを妨げず、水槽内部に貯留した水に安定した循環水流１２ａ（図１参照）を形成することができる。これにより、食べ残した餌、糞、微細な藻類、細菌等を電極間の空間に導き、後述するように分解・殺藻・殺菌することができる。

陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとは、それぞれ絶縁電線により直流安定化電源（または電池）１６に接続され、電源１６から電圧及び電流を供給される。電源１６から供給される直流電力により、陽極電極板１５ａから酸素ガスが、陰極電極板１５ｂから水素ガスが水の電気分解によりそれぞれ発生する。

例えば、アオミドロを陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとの間に入れると、ここでアオミドロの緑色が消え、灰色に変化することが観察される。このことから、陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとの間では、藻類の葉緑体の構造が電極間の電気泳働（電場）力および電気化学反応を受け、崩れたためと考えられる。同様に、観賞魚の餌の食べ残しや糞なども循環水流１２ａで運ばれ、ケース１４内に入り、陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとの間で分解される。このため、観賞魚の餌の食べ残しや糞などが日常的に発生しても、陽極電極板１５ａと陰極電極板１５ｂとの間で電気泳働（電場）力および電気化学反応により分解されるので、ろ過装置を用いることなく常に水質を清浄に保つことができる。

このため、きれいな水槽１１に水道水１２を汲み入れ、観賞魚を放し、水質制御装置１３を設置して直流安定化電源(または電池)１６から電圧と電流を印加するだけで、観賞魚に毎日餌をやるにもかかわらず、水替えと清掃をしなくても水槽１１の水１２を数ヶ月間きれいに保つことができる。食べ残した餌や糞などの堆積物はほとんどなく、藻類も発生しないし、魚の病死現象も起こらない。

表１に、水質制御装置を設置した水槽と設置しなかった水槽で行った実験の結果を比較して示す。なお、表１に示したデータは実験開始してから約２ヶ月経過後の水質である。水槽は容積４５リットルのものを用い、水質制御装置は電極群部分が容積１．３リットルのものを用いている。

表１から分かるように、観賞魚用水槽にろ過装置やエアポンプを備えることなく、水質制御装置だけ設置した場合でも、観賞魚に必要な酸素を供給できる。一方、電極間の電気化学反応により残餌や糞などが分解されるため、濁度や浮遊物質や生物学的酸素要求量ＢＯＤや化学的酸素要求量ＣＯＤ_Ｍｎなどの値が低くなる。また、表１に示した藻類の多さの指標であるＣｈｌ．ａ及び大腸菌群数の値を見てみると、水質制御装置を設置しなかった水槽より水質制御装置を設置した水槽の方が遥かに低くなることが分かる。

一方、水質制御装置を設置しなかった水槽では、実験開始してから約３日後に藻類が発生し、水が濁り始め、水槽の底に食べ残した餌と糞が堆積する。また、エアポンプで酸素を補給していたにもかかわらず、放した魚は次々に死んでいった。以上の実施結果から、観賞魚用水槽に本発明の水質制御装置さえ設置すれば、循環ポンプとろ過装置及びエアポンプ両方の機能を担うことができ、長期間水替え及び清掃をしなくても観賞魚の生存に良好な水質を保つことができることが分かる。このため、従来の循環ポンプとろ過装置およびエアポンプを用いたものでは１−２週間に１回程度の水替えおよびろ過装置の洗浄が必要であったものが、本発明の水質制御装置を用いることで、これを数ヶ月に１回程度に低減できる。

また、本発明の水質制御装置では、不溶性の陽極電極板を使用しているため、電極が消耗されず、ほぼ永久に使うことができる。また、電極板をケースから簡単に取り外すことができるため、電極板を清掃する場合でも容易にできる。上記の例では、約３０Ｗの直流電力を供給して電気分解を行っているが、電力の供給量が小さいと藻類が発生し、大きすぎると酸素供給量が大きくなり過ぎ、魚に悪影響を与えることになる。

なお、上記実施形態は、家庭用の小規模の水槽に本発明の水質制御装置を適用した例について説明したが、例えば水族館等の大規模な水槽にも本発明の水質制御装置を同様に適用可能である。この場合には、水質制御装置を複数台準備し分散配置することが好ましい。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

本発明の一実施形態の水質制御装置を備えた観賞魚用水槽を示す図である。 水質制御装置の構成例を示す図である。 陽極電極板の構成例を示す図である。 陰極電極板の構成例を示す図である。

符号の説明

１１ 観賞魚用水槽
１１ａ 水槽底部
１２ 水
１２ａ 循環水流
１３ 水質制御装置
１４ ケース
１５ 電極群
１５ａ 陽極電極板
１５ｂ 陰極電極板
１６ 電源

Claims (3)

1. 観賞魚用水槽の底部の一部分に配置する水質制御装置であって、
   魚が入り込まない大きさのメッシュの開口を有する絶縁材料からなるケースと、
   前記ケースの内部に配置され、メッシュの開口を有する陽極電極板とメッシュの開口を有する陰極電極板とが交互に相対面するように配列された電極群と、
   前記陽極電極板と前記陰極電極板とに直流電力を供給する手段とを備え、
   電力が供給された電極から水の電気分解によって発生する酸素を含むガスにより観賞魚用水槽内に水の循環流が形成され、鑑賞魚へ酸素を供給できることを特徴とする水質制御装置。
2. 前記陽極電極板がチタンのメッシュ板であることを特徴とする請求項１記載の水質制御装置。
3. 前記陰極電極板がステンレス鋼のメッシュ板であることを特徴とする請求項１記載の水質制御装置。

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