JP6126728B1 - 混合処理体、混合処理法、流体混合器、気液混合処理装置、及び、魚介類養殖システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧力損失を低減させるとともに、分散相の微細化効率を向上させることが可能な混合処理体及び混合処理法を提供すること、またそれに加えて、加圧ポンプの電力消費量の低減化を図るとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることが可能な流体混合器、気液混合処理装置、魚介類養殖システム及び魚介類養殖法を提供すること。【解決手段】混合処理対象である複数の異なる流体が流動する流体流路内に、その軸線方向と交差する方向に軸線を向けた棒状の支持片を配置するとともに、支持片の外周には、流体流路内を流動する流体の混合を促進する扁平な狭隘流路を形成している。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の異なる流体を混合処理する混合処理体及び混合処理法、混合処理体を具備する流体混合器、流体混合器を装備する気液混合処理装置、並びに、気液混合処理装置を備えた魚介類養殖システムに関する。ここでの複数の異なる流体としては、例えば、液体と液体、液体と気体、粉体と液体、の各組み合わせがあり、液体としては、水、浴湯、海水、燃料油等があり、また、気体としては、酸素、二酸化炭素、窒素、空気等がある。魚介類とは、魚類や貝類等の水生動物である。

従来、流体混合器の一形態として、特許文献１に開示されたものがある。すなわち、特許文献１には、中央部に流体の流入口を形成した円板状の第１拡散エレメントに、円板状の第２拡散エレメントを対向させて配置するとともに、両拡散エレメントの間に中央部側の流入口から流入した流体を周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路を形成した拡散・混合ユニットと、中央部に流体の流出口を形成した円板状の第１集合エレメントに、円板状の第２集合エレメントを対向させて配置するとともに、両集合エレメントの間に周縁部側から流入した流体を中央部側に向けて半径方向に流動させて集合・混合する集合・混合流路を形成した集合・混合ユニットと、を具備して、拡散・混合流路の終端部と集合・混合流路の始端部を接続した流体混合器が開示されている。

そして、第１・第２拡散エレメントの対向面と第１・第２集合エレメントの対向面には、適切な同一の深さと大きさの六角形の凹部群をハニカム構造に形成するとともに、対向する凹部同士を相互に連通するように位置を違えて配置して、拡散・混合流路と集合・混合流路において、流体が蛇行しながら合流と分流（分散）を繰り返しながら半径方向に流動するようにしている。

特開平９−５２０３４号公報

ところが、特許文献１に開示された流体混合器は、中央部側の流入口から流入した流体を周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路と、周縁部側から流入した流体を中央部側に向けて半径方向に流動させて集合・混合する流路構造を同様に形成しているために、混合分散機能の高い拡散・混合流路と比べて，集合・混合側流路は分散数がはるかに少ないにもかかわらず拡散・混合流路と同程度の圧力損失が生じていた。そのため、流体混合器に流体を加圧して供給する加圧ポンプの電力消費量の低減、さらには、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）が望まれていた。

そこで、本発明は、圧力損失を低減させるとともに、分散相の微細化効率を向上させることが可能な混合処理体及び混合処理法を提供すること、またそれに加えて、加圧ポンプの電力消費量の低減化を図るとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることが可能な流体混合器、気液混合処理装置、及び、魚介類養殖システムを提供することを目的とする。

本発明に係る混合処理体は、混合処理対象である複数の異なる流体が流動する流体流路内に、その軸線方向と交差する方向に軸線を向けた棒状の支持片を配置するとともに、支持片の外周には、流体流路内を流動する流体の混合を促進する扁平な狭隘流路を形成している。

本発明に係る混合処理体であって、狭隘流路は、支持片の外周に鍔状に形成した狭隘流路形成片を、支持片の軸線方向に間隔をあけて複数配置することで、隣接する狭隘流路形成片間に扁平に形成するのが好ましい。

本発明に係る混合処理法は、混合処理対象である複数の異なる流体が流動する流体流路内において、流体を分流させるとともに、分流した流体の一部を扁平な狭隘流路内で流動させることで、流体の混合処理を促進させることができる。

本発明に係る流体混合器は、流体が導入される導入口と、導入口から導入された流体が流動する流体流路と、流体流路から流体が導出される導出口と、を具備する流路形成ケース内に、前記混合処理体を配設して構成している。

本発明に係る流体混合器であって、前記混合処理体は、流体流路の延伸方向に間隔をあけて複数配置するのが好ましい。

本発明に係る気液混合処理装置は、流体としての液体と、流体としての気体を、循環流路を通して循環ポンプにより循環させながら混合する気液混合処理装置であって、循環流路には、液体を収容する液体収容タンクと、循環ポンプと、前記流体混合器と、を直列的に順次配設するとともに、循環ポンプと流体混合器との間に位置する循環流路の部分には、気体を供給する気体供給部を接続して、流体混合器内で気体と液体を混合処理するように構成している。

本発明に係る魚介類養殖システムは、前記気液混合処理装置と、魚介類を養殖する養殖槽と、を備え、気液混合処理装置により、１μｍ未満を含む粒径まで酸素ガスを微細化するとともに、養殖水と均一に混合処理して、養殖水に酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水を生成し、生成した高濃度酸素水は、養殖槽に供給されるようにしている。

本発明によれば、次のような効果が生起される。すなわち、本発明では、圧力損失を低減させるとともに、分散相の微細化効率を向上させることが可能な混合処理体及び混合処理法を提供することができる。またそれに加えて、加圧ポンプの電力消費量の低減化を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることが可能な流体混合器、気液混合処理装置、及び、魚介類養殖システムを提供することができる。

第１実施形態としての混合処理体の説明図。 混合処理体を配置した流体流路内の平面説明図。 混合処理体を配置した流体流路内の側面説明図。 第２実施形態としての混合処理体の説明図。 第２実施形態としての混合処理体の変形例の説明図。 第１実施形態としての流体混合器の斜視説明図。 第１実施形態としての流体混合器の分解斜視説明図。 第１実施形態としての流体混合器の側面説明図。 図８のI-I線断面図。 流路形成ケースの展開説明図。 第２実施形態としての流体混合器の斜視説明図。 第２実施形態としての流体混合器の分解斜視説明図。 第２実施形態としての流体混合器の側面説明図。 魚介類養殖システムの概念説明図。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態に係る混合処理体の構成及び混合処理法について説明し、続いて、混合処理体を具備する流体混合器の構成について説明し、その次に、流体混合器を装備する気液混合処理装置の構成について説明し、最後に、気液混合処理装置を備えた魚介類養殖システムの構成及び魚介類養殖法について説明する。

［第１実施形態としての混合処理体の構成についての説明］
図１〜図３に示すＡ１は、本実施形態に係る第１実施形態としての混合処理体である。混合処理体Ａ１は、図１〜図３に示すように、ボルト状に形成した支持片１０と、第１・第２ワッシャ１１,１２と、第１、第２弾性素材片１３,１４と、複数（本実施形態では、２５枚）の狭隘流路形成片１５と、複数（本実施形態では、２４枚）の間隔保持片としてのスペーサ１６と、ナット１７と、を具備している。

支持片１０は、断面円形に形成した棒状の本片１０ａと、本片１０ａの基端部にその半径方向に膨出させて形成した頭部１０ｂと、本片１０ａの先端部の周面に形成した雄ネジ部（図示せず）と、を金属製素材又は合成樹脂製素材により一体成形している。

第１・第２ワッシャ１１,１２は、金属製素材又は合成樹脂製素材により薄肉円板状に形成するとともに、中央部に、本片１０ａを挿通可能な円形の第１・第２挿通孔１１ａ,１２ａを形成している。第１ワッシャ１１は、後述する流体混合器Ｂの流路形成ケース２０に形成した各配設孔の孔径よりも大径に形成している。第２ワッシャ１２は、後述する各配設孔の孔径よりも小径に形成している。

第１、第２弾性素材片１３,１４は、弾性ゴム等の弾性素材により、後述する各配設孔の孔径よりもやや小径の厚肉円板状に形成するとともに、中央部に、本片１０ａを挿通可能な円形の第１・第２片用挿通孔１３ａ,１４ａを形成している。そして、第１、第２弾性素材片１３,１４は、その軸線方向に加圧されると、その半径方向に各配設孔の孔径よりも大径となるまで膨出状に弾性変形するようにしている。

狭隘流路形成片１５は、金属製素材又は合成樹脂製素材により、後述する各配設孔の孔径よりもやや小径の薄肉円板状に形成するとともに、中央部に、本片１０ａを挿通可能な円形の形成片用挿通孔１５ａを形成している。

スペーサ１６は、金属製素材又は合成樹脂製素材により、狭隘流路形成片１５の外径よりも小径の薄肉円板状に形成するとともに、中央部に、本片１０ａを挿通可能な円形のスペーサ用挿通孔１６ａを形成している。ここで、スペーサ１６の外径は、狭隘流路形成片１５の外径よりも小径に形成して、隣接する狭隘流路形成片１５,１５同士の対向面と、両狭隘流路形成片１５,１５の間に介在させたスペーサ１６の外周面とにより、本片１０ａの外周に周方向と外側方が開口する狭隘流路Ｒｓが扁平に形成されるようにしている。

換言すると、狭隘流路Ｒｓは、狭隘流路形成片１５,１５の外径と、スペーサ１６の外径と、スペーサ１６の肉厚と、により適宜設定・調整することができる。つまり、本片１０ａに狭隘流路形成片１５とスペーサ１６を適宜付け替えることで、狭隘流路Ｒｓを簡単に調整することができる。狭隘流路Ｒｓを通して混合される流体Ｆの粘性や、混合される流体Ｆの分散相の微細化程度（ナノ化するモード径のレベル）等に応じて設定することができる。ここで、ナノ化とは、ナノレベルに微細化することであり、ナノレベルとは、分散相が１μｍ未満を含む粒径まで微細化されたレベルをいう。

例えば、流体Ｆの粘性が大きい（小さい）場合には、図１に示すように、狭隘流路形成片１５,１５の外径とスペーサ１６の外径との相対的な外径の差である狭隘流路形成片１５,１５の突出幅Ｗ１を大きく（小さく）設定するとともに、スペーサ１６の肉厚Ｗ２を大きく（小さく）設定して、扁平な狭隘流路Ｒｓの流路断面積が大きく（小さく）なるようにする。また、流体Ｆの分散相を微細化したい場合には、その微細化程度に比例させて、突出幅Ｗ１を大きく設定するとともに、スペーサ１６の肉厚Ｗ２を小さく・薄肉に設定して、狭隘流路Ｒｓがより扁平に狭隘化されるようにする。ここで、突出幅Ｗ１は、肉厚Ｗ２の２倍以上、好ましくは、２倍〜５倍の範囲で適宜設定・調整することができる。

狭隘流路形成片１５は、可及的に薄肉化させて形成することができる。また、狭隘流路形成片１５は、その先端縁部の両面を両刃状にテーパー面となして先鋭化させることもできる。そうすることで、テーパー面を介して、隣接する狭隘流路Ｒｓ,Ｒｓへの流体Ｆの流入を円滑化させるとともに、狭隘流路Ｒｓからの流体Ｆの流出を円滑化させることができる。特に、狭隘化された狭隘流路Ｒｓへの流体流入・流出の円滑化に顕著な効果がある。その結果、相乗的に圧力損失低減化と分散相微細化の効果を向上させることができる。

ナット１７は、金属製素材又は合成樹脂製素材により厚肉短筒状に形成しており、後述する配設孔よりも小径に形成するとともに、中央部に、支持片１０の雄ネジ部に螺着可能な雌ネジ部（図示せず）を形成している。

上記のように、混合処理体Ａ１は、支持体１０の本片１０ａに、各挿通孔を介して、第１ワッシャ１１と、第１弾性素材片１３と、交互に配置した複数の狭隘流路形成片１５及びスペーサ１６と、第２弾性素材１４と、第２ワッシャ１２と、を順次挿通するとともに、支持体１０の雄ネジ部にナット１７の雌ネジ部を螺着して一体的に構成している。

そして、交互に配置した各狭隘流路形成片１５と各スペーサ１６は、ナット１７の締め付けにより本片１０ａの軸線方向に圧接状態に押圧されることで、各狭隘流路形成片１５と各スペーサ１６とにより本片１０ａの軸線方向に複数（本実施形態では、多数）の狭隘流路Ｒｓが扁平状に形成・保持される。また、雄ネジ部から雌ネジ部を螺着解除して取り外すことで、本片１０ａから各狭隘流路形成片１５と各スペーサ１６を簡単に取り外して、それらを所望の形状のものと取り替えることができる。つまり、混合処理体Ａのメンテナンスや狭隘流路Ｒｓの扁平度等の調整を簡単に行うことができる。

上記のように構成した混合処理体Ａ１は、混合処理対象である複数の異なる流体Ｆが流動する流体流路Ｒ内に、その軸線方向と交差（好ましくは、直交）する方向に軸線を向けて配置する。そうすると、流体流路Ｒ内を流動する流体Ｆが、混合処理体Ａ１に衝突するとともに、混合処理体Ａ１の周面に沿って二分割状態に分流されて、混合処理体Ａ１の背後で合流される。この際、混合処理体Ａ１の周面に沿って分流された流体Ｆは、支持片１０の軸線方向に並列状態に形成された多数の狭隘流路Ｒｓ内に流入して、さらに多分割状態に分流される。各狭隘流路Ｒｓ内を流動して通過した流体Ｆは、支持片１０の背後で渦流ないしは乱流を発生させて、渦流ないしは乱流によって流体Ｆの分散相が微細化される。

そして、流体Ｆは、比較的幅広の流体流路Ｒから幅狭の狭隘流路Ｒｓ内に分流して流入する際に、また、狭隘流路Ｒｓから流体流路Ｒに流出して合流する際に、流体F間に速度差が生じてせん断力が生起される。その結果、流体Ｆの分散相は、せん断力によっても微細化される。また、狭隘流路Ｒｓ内を通過する流体Ｆの通過流速は、狭隘流路Ｒｓが狭隘化されている程、増大されて、上記した微細化の効率が向上される。ここで、混合処理体Ａ１は、流体流路Ｒ中に流体Ｆが線対称に二分割状態に分流されるように配置して、多数の狭隘流路Ｒｓを通して流体Ｆの一部の分散相を微細化するようにしているため、流れの損失、つまり、圧力損失を低減させることができる。

［第２実施形態としての混合処理体の構成についての説明］
図４に示すＡ２は、本実施形態に係る第２実施形態としての混合処理体である。混合処理体Ａ２は、図４に示すように、ボルト状に形成した片持ち支持片７０と、複数（本実施形態では、９枚）の狭隘流路形成片１５と、複数（本実施形態では、９枚）のスペーサ１６と、ナット１７と、ナット１７を嵌合状態に被覆する嵌合被覆片７１と、を具備している。そして、混合処理体Ａ２は、第１実施形態の混合処理体Ａ１と同様に、狭隘流路形成片１５とスペーサ１６とにより狭隘流路Ｒｓが片持ち支持片７０の軸線方向に多数並列状態に形成されるようにしている。

片持ち支持片７０は、断面円形に形成した棒状の片持ち本片７０ａの基端部に、その半径方向に膨出させて操作用凹部付頭部７０ｂとＯリング嵌合部７０ｃと取付用雄ネジ部７０ｄを軸線方向に隣接させて形成する一方、片持ち本片７０ａの先端部の周面にナット１７を螺着するための雄ネジ部（図示せず）を形成している。片持ち支持片７０は、金属製素材又は合成樹脂製素材により一体成形している。片持ち本片７０ａは、後述する流体混合器Ｂ２の流路形成ケース２０の軸線位置（中心部）に先端部が位置するように長さを設定している。

操作用凹部付頭部７０ｂは、後述する流体混合器Ｂ２の流路形成ケース２０に形成した各配設孔の孔径よりも大径の円板状に形成している。操作用凹部付頭部７０ｂの天井面中央部には、螺着操作具の先端部を嵌入させて螺着・解除操作するための操作用凹部７０ｅを形成している。

Ｏリング嵌合部７０ｃは、後述する流体混合器Ｂ２の流路形成ケース２０に形成した各配設孔の孔径よりも小径の円板状に形成している。操作用凹部付頭部７０ｂと取付用雄ネジ部７０ｄとの間において、凹条に形成されるＯリング嵌合部７０ｃの外周面には、シール材としてのＯリング７２を外嵌可能としている。

取付用雄ネジ部７０ｄは、後述する流体混合器Ｂ２の流路形成ケース２０に形成した各配設孔の孔径よりも小径、かつ、Ｏリング嵌合部７０ｃよりも大径の円板状に形成して、外周面に雄ネジ部７０ｆを形成している。雄ネジ部７０ｆは、後述する各配設孔の内周面に形成した雌ネジ部（図示せず）に螺着可能としている。

嵌合被覆片７１は、弾性ゴム等の弾性素材によりナット１７を嵌合状態に被覆するキャップ状に形成している。嵌合被覆片７１は、その外径をスペーサ１６の外径と同径に形成している。嵌合被覆片７１の外周面には、２枚の狭隘流路形成片１５,１５をスペーサ１６の肉厚Ｗ２の間隔をあけて外方へ張り出し状に取り付けている。そして、嵌合被覆片７１の外周には、狭隘流路Ｒｓを形成している。嵌合被覆片７１の天井部７１ａは、扁平に形成している。

上記のように、混合処理体Ａ２は、片持ち支持片７０の片持ち本片７０ａに、各挿通孔を介して、交互に配置した複数の狭隘流路形成片１５及びスペーサ１６と、第２弾性素材１４と、第２ワッシャ１２と、を順次挿通するとともに、片持ち支持片７０の雄ネジ部にナット１７の雌ネジ部を螺着し、ナット１７には嵌合被覆片７１を外嵌して一体的に構成している。

上記のように構成した混合処理体Ａ２は、混合処理対象である複数の異なる流体Ｆが流動する流体流路Ｒ内に、その軸線方向と交差（好ましくは、直交）する方向に軸線を向けて配置する。混合処理体Ａ２は、二個一対にして同一直線上に嵌合被覆片７１,７１同士を対向させて配置、つまり、線対称ないしは点対称に配置することができる。この際、対向する嵌合被覆片７１,７１の扁平な天井部７１ａ,７１ａ同士は、押圧状態に突き合わせて面接触させる。流体Ｆは、直状に配置された二個の混合処理体Ａ２により二分割状態に分流されるとともに、片持ち本片７０ａの外周に形成した多数の狭隘流路Ｒｓ、並びに、各嵌合被覆片７１の外周に形成した狭隘流路Ｒｓに流体Ｆの一部が多数分割状態に流入して分流されるようにする。そうすることで、混合処理体Ａ２でも、前記した混合処理体Ａ１と同様に混合処理機能が生起されるようにする。

［第２実施形態としての混合処理体の変形例についての説明］
図５は、第２実施形態としての混合処理体Ａ２の変形例を示している。混合処理体Ａ２の変形例では、流体流路Ｒの流路断面内に三個一組の混合処理体Ａ２を配置するとともに、相互に先端部を接触させる一方、三個の接触点を中心に基端部を相互に１２０度の角度をあけて離隔させている。ここでの嵌合被覆片７１は、天井部７１ａを円錐状に形成するとともに、頂部の断面角度を１２０度に形成している。そして、三個の混合処理体Ａ２の各嵌合被覆片７１の天井部７１ａに形成された円錐面同士は、相互に押圧状態に線接触さらには面接触させて、流体Ｆが三個の混合処理体Ａ２により三分割状態に分流されるとともに、各片持ち本片７０ａの外周に形成した多数の狭隘流路Ｒｓ、並びに、各嵌合被覆片７１の外周に形成した狭隘流路Ｒｓに流体Ｆの一部が流入するようにする。そうすることで、混合処理体Ａ２の変形例でも、前記した混合処理体Ａ１と同様に混合処理機能が生起されるようにする。

なお、流体流路Ｒの流路断面内に四個の混合処理体Ａ２を十字状に配置して、流体Ｆが四個の混合処理体Ａ２により四分割状態に分割されるとともに、各片持ち本片７０ａの外周に形成した多数の狭隘流路Ｒｓ、並びに、各嵌合被覆片７１の外周に形成した狭隘流路Ｒｓに流体Ｆの一部が流入するようにすることで、前記した混合処理体Ａ１と同様に混合処理機能が生起されるようにすることもできる。この際、嵌合被覆片７１の天井部７１ａは、円錐状に形成するとともに、頂部の断面角度を９０度に形成して、隣接する天井部７１ａ,７１ａ同士が線接触さらには面接触し易いようにする。

［混合処理法についての説明］
本実施形態に係る混合処理法は、混合処理対象である複数の異なる流体Ｆが流動する流体流路Ｒ内において、流体Ｆの一部を分流させるとともに、分流した流体Ｆを扁平な狭隘流路Ｒｓ内で流動させることで、流体Ｆの混合処理を促進させるようにしている。

具体的に説明すると、混合処理法は、流体流路Ｒ内に前記した混合処理体Ａ１、混合処理体Ａ２、ないしは、混合処理体Ａ２の変形例を配置することで、いずれかの混合処理体Ａ１,Ａ２により流体Ｆの一部を二分割状態にないしは三分割状態に分流させるとともに、分流した流体Ｆをいずれかの混合処理体Ａ１,Ａ２に形成されている扁平な狭隘流路Ｒｓ内で流動させることで、流体Ｆの混合処理を促進させるようにしている。さらに、流体流路Ｒ内に、いずれかの混合処理体Ａ１,Ａ２を流体流路Ｒの軸線方向に間隔をあけて複数配置することで、流体Ｆの混合処理をより一層促進させることができる。

この際、流体Ｆの分散相は、いずれかの混合処理体Ａ１,Ａ２が備える狭隘流路Ｒｓ内における流体間速度差によって生起されるせん断力と、狭隘流路Ｒｓ内を流動して通過した後に、流体Ｆが支持片１０ないしは片持ち支持片７０の背後で発生する渦流ないしは乱流と、によってナノレベル（望ましくは、分散相のモード径が１μｍ未満、より望ましくは、１００ｎｍの近傍）に微細化される。

本実施形態に係る混合処理方法によれば、例えば、連続相としての水と、分散相としての燃料油とを混合処理して、エマルション燃料油を生成することも、また、連続相としての水と、分散相としての酸素ガスとを混合処理して、酸素ガスが過飽和状態に溶存する高濃度酸素水Ｗｏ（図１４参照）を生成することも、また、連続相としての水と、分散相としての窒素ガスとを混合処理して、水中に窒素ガスを溶解させた窒素水、換言すると、ＤＯ値（溶存酸素量）を、例えば、１ｍｇ／Ｌ以下となした低濃度酸素水となすことも、また、連続相としての湯ないしは水と、分散相としての炭酸ガスを混合処理して、高濃度炭酸泉を生成することもできる。ここで、高濃度炭酸泉とは、1リットル当たりの湯ないしは水に、１０００ｐｐｍ以上の炭酸ガス（遊離二酸化炭素）を溶解させたものである。

［第１実施形態としての流体混合器の構成についての説明］
図６〜図９に示すＢ１は、本実施形態に係る第１実施形態としての流体混合器である。流体混合器Ｂ１は、図６〜図９に示すように、前記した混合処理体Ａ１と、混合処理体Ａ１を取り付けた直円筒状の流路形成ケース２０と、流路形成ケース２０の外方に二重筒状に配置する直円筒状の化粧ケース２１と、両ケース２０,２１の上流側に連通連結する上流側接続片２２と、両ケース２０,２１の下流側に連通連結する下流側接続片２３と、化粧ケース２１の上流側端部に螺着して上流側接続片２２を固定する上流側固定片２４と、化粧ケース２１の下流側端部に螺着して下流側接続片２３を固定する下流側固定片２５と、を具備している。

流路形成ケース２０は、流体Ｆが導入される導入口３０と、導入口３０から導入された流体Ｆが流動する流体流路Ｒと、流体流路Ｒから流体Ｆが導出される導出口３１と、を具備し、流路形成ケース２０内に複数（本実施形態では、五個）の混合処理体Ａ１を配設して構成している。

具体的に説明すると、混合処理体Ａ１は、流路形成ケース２０の周壁にその軸線方向に延伸させて描いた一対の螺旋状（二重螺旋状）の第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２間に横断貫通状に配置するとともに、第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２の延伸方向に沿わせて、かつ、一定の間隔をあけて五個配置している。

一対の第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２は、図１０の展開説明図に示すように、流路形成ケース２０を扁平板状に展開させた状態では、２本の直線を描いており、これらの直線は、流路形成ケース２０の軸線を中心として１８０度対向するように平行させて配置している。第１仮想線Ｋ１上の位置には、第１配設孔３４ａ〜第５配設孔３８ａを、上流側から下流側に一定の間隔をあけて形成するとともに、第２仮想線Ｋ２上の位置には、第１配設孔３４ｂ〜第５配設孔３８ｂを、上流側から下流側に一定の間隔をあけて形成している。

そして、扁平板状に展開させた流路形成ケース２０を本来の円筒状に屈曲させて形成すると、一対の第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２は、二重螺旋状に形成されるとともに、相互に流路形成ケース２０の軸線を中心とする点対称の位置に配置される。また、一対の第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２上に配置される一対の第１配設孔３４ａ,３４ｂ〜第５配設孔３８ａ,３８ｂは、それぞれ流路形成ケース２０の軸線を中心とする点対称の位置（同一直径上）に配置される。

したがって、第１配設孔３４ａ,３４ｂ〜第５配設孔３８ａ,３８ｂに、それぞれ混合処理体Ａ１の先端部を一方の配設孔側から挿通するとともに、点対称の位置に対向配置された配設孔から先端部を突出させることで、流路形成ケース２０中の同一直径上の位置において横断貫通状に配置することができる。そして、五個の混合処理体Ａ１は、第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２に沿って相互に捩れの位置に配置される。すなわち、五個の混合処理体Ａ１は、流体流路Ｒの軸線方向（流路形成ケース２０の上流側ないしは下流側）から視認すると、流路形成ケース２０の軸芯を中心に、円周方向に順次一定角度で偏倚された位置に配置される。

一対の第１配設孔３４ａ,３４ｂ〜第５配設孔３８ａ,３８ｂ中には、それぞれ混合処理体Ａ１を、その支持体１０の先端部側から抜き差し自在に挿入して取り付ける。この際、混合処理体Ａ１は、流路形成ケース２０内に形成される流体流路Ｒの円形軸断面の中心を通る位置(直径の位置)にて貫通横断する状態に配置される。第１ワッシャ１１は、挿入した側の配設孔に外方から係止される。この時、他方の配設孔からはナット１７が流路形成ケース２０から露出される。露出されたナット１７を締め付けると、第１・第２弾性素材片１３,１４がそれらの軸線方向に押圧されて、各弾性素材片１３,１４がそれらの半径方向に膨出変形される。その結果、配設孔の内周面には、各弾性素材片１３,１４の外周面が圧接（押圧状態に面接触）して、各弾性素材片１３,１４によるシール効果が生起される。そして、流路形成ケース２０内に混合処理体Ａ１が固定状態に取り付けられる。なお、混合処理体Ａ１を配設孔中に挿入する際には、予め、ナット１７は弛緩された状態として、第１・第２弾性素材片１３,１４が半径方向の膨出変形されていない状態としておく。流路形成ケース２０からその半径方向に外方へ突出している頭部１０ｂとナット１７の周囲には、シール材としての止水材４０をコーキング（充填）して、各配設孔３４ａ〜３８ｂを外方から閉塞している。そして、流体流路Ｒを流動する流体Ｆが、各配設孔３４ａ〜３８ｂを通して流路形成ケース２０の外部へ漏出ないしは流出するのを止水材４０により防止している。

流路形成ケース２０の内周面には、上流側端部と下流側端部にそれぞれ上・下流側凹条溝４１,４２を形成して、各凹条溝４１,４２にシール材としてのＯリング状のガスケット４３,４４を嵌入させて配置している。

化粧ケース２１は、流路形成ケース２０からその半径方向に外方へ突出する混合処理体Ａ１の頭部１０ｂとナット１７を被覆するとともに、混合処理体Ａ１の軸線方向の摺動を外方から規制（抜け止め）可能な内径に形成している。化粧ケース２１は、流路形成ケース２０と同一筒長に形成している。

上流側接続片２２は、図６〜図８に示すように、流路形成ケース２０の導入口３０に嵌入可能に形成した円筒状の嵌入部５０と、嵌入部５０の外周面端部に張り出し状に形成した鍔部５１と、鍔部５１の外面に嵌入部５０と同軸的に突設した円筒状の接続部５２と、を合成樹脂製素材により一体成形している。嵌入部５０は、外径を流路形成ケース２０の内径とほぼ同一径に形成して、ガスケット４３を介して流路形成ケース２０の内周面に密着させて抜き差し自在に嵌入可能としている。鍔部５１は、内面が流路形成ケース２０の端面に当接して、流路形成ケース２０内へ嵌入される嵌入部５０の嵌入幅を制限している。接続部５２は、その内周面を基端側から先端側に漸次拡径するテーパー状に形成するとともに、その内周面に接続用雌ネジ部５３を形成している。

下流側接続片２３は、流路形成ケース２０の導出口３１に取り付けるものであるが、上流側接続片２２と同一形状に形成して、共用化可能としている。したがって、下流側接続片２３を流路形成ケース２０の導入口３０に取り付けることも、また、上流側接続片２２を流路形成ケース２０の導出孔３１に取り付けることもできる。５４は、導入パイプであり、端部に導入側雄ネジ部５５を形成している。５６は、導出パイプであり、端部に導出側雄ネジ部５７を形成している。両雄ネジ部５５,５７は、接続用雌ネジ部５３に着脱自在に螺着可能としている。

上流側固定片２４と下流側固定片２５は、相互に同一形状に形成して、共用化可能としている。そして、上・下流側固定片２４,２５を介して、流路形成ケース２０に上・下流接続片２２,２３を固定可能としている。これらの固定片２４,２５は、円筒状の固定部６０,６０と、各固定部６０，６０の外側周縁部から内方へ張り出し状に延設したリング板状の係合部６１,６１と、から形成している。固定部６０は、内周面に固定用雌ネジ部６２を形成しており、流路形成ケース２０の端部に外嵌するとともに、化粧ケース２１の外周面の端部に形成した上流側固定用雄ネジ部６３(ないしは下流側固定用雄ネジ部６４)に固定用雌ネジ部６２を螺着することで、化粧ケース２１に固定可能としている。係合部６１は、接続部５２に外嵌して、固定部６０を締め付けることで、その内面が鍔部５１の外面に当接状態に係合する。

そして、係合部６１は、鍔部５１を流路形成ケース２０の端面との間で挟持可能としている。その結果、流路形成ケース２０の導入・出孔３０,３１に各固定片２４,２５を介して各接続片２２,２３を接続状態に固定することができる。また、各固定片２４,２５を反対に螺着解除することで、流路形成ケース２０から各接続片２２,２３を取り外すことができる。

上記のように、流路形成ケース２０内に形成される流体流路Ｒは、円形の軸断面を有している。単一の混合処理体Ａ１は、流体流路Ｒ内に、その軸断面の直径に沿って配置されている。そのため、混合処理体Ａ１の両側には、幾何学的に等価な形で迂回流路が対称化されて形成されて、迂回流路に沿って流体Ｆが二分割状態に分流されるとともに、混合流体Ａ１の軸線方向に多数並列状態に形成されている狭隘流路Ｒｓに流体Ｆの一部が多分割状態に分流されて、混合処理体Ａ１の背後で流体Ｆが一体に合流される。そして、五個の混合処理体Ａ１は、二重螺旋状に配置された第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２に沿って相互に捩れの位置に配置されている。そのため、流体Ｆは、順次、五個の混合処理体Ａ１に分流されながら螺旋流となって導出される。その結果、流体Ｆの流れの損失(圧力損失)が生じにくくなり、混合処理体Ａ１の両側を通過する流体Ｆの通過流速も高められて、分散相の微細化効率が向上される。

［第２実施形態としての流体混合器の構成についての説明］
図１１〜図１３に示すＢ２は、本実施形態に係る第２実施形態としての流体混合器である。流体混合器Ｂ２は、図１１〜図１３に示すように、前記した流体混合器Ｂ１と基本的構造を同様に構成しており、流路形成ケース２０内に、前記した混合処理体Ａ２と一対の上・下流側旋回流形成体３２,３３を配設している点で構造が異なっている。

上流側旋回流形成体３２は、流路形成ケース２０内の上流側に配設している。一方、下流側旋回流形成体３３は、流路形成ケース２０内の下流側に配設している。そして、流路形成ケース２０内の両旋回流形成体３２,３３間には、流体流路Ｒの延伸方向（流路形成ケース２０の軸線方向）に間隔をあけて複数（本実施形態では、五個）の混合処理体Ａ２を配置している。

具体的に説明すると、混合処理体Ａ２は、流路形成ケース２０の周壁にその軸線方向に延伸させて描いた第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２の延伸方向に沿わせて、かつ、一定の間隔をあけて五対ずつ配置している。すなわち、第１配設孔３４ａ,３４ｂ〜第５配設孔３８ａ,３８ｂの内周面には、それぞれ前記した取付用雄ネジ部７０ｄを螺着させるための雌ネジ部（図示せず）を形成している。各配設孔３４ａ〜３８ｂには、それぞれ混合処理体Ａ２の先端部を流路形成ケース２０の外方から内方へ向けて挿通するとともに、各雌ネジ部に取付用雄ネジ部７０ｄを螺着して片持ち支持する。

この際、各配設孔３４ａ〜３８ｂには、Ｏリング嵌合部７０ｃの外周面に外嵌したシール材としてのＯリング７２が圧接されるとともに、操作用凹部付頭部７０ｂが外方から係止される。流路形成ケース２０の半径方向に各軸線が対向する二個一対の混合処理体Ａ２,Ａ２は、嵌合被覆片７１の天井部７１ａが押圧状態に突き合わされて面接触される。つまり、一対の混合処理体Ａ２,Ａ２は、流路形成ケース２０中の直径の位置において、直状にかつ横断貫通状に配置される。そして、五対の混合処理体Ａ１は、第１・第２仮想線Ｋ１,Ｋ２に沿って相互に捩れの位置に配置される。流路形成ケース２０からその半径方向に外方へ突出している操作用凹部付頭部７０ｂの周囲には、止水材４０をコーキング（充填）して、各配設孔３４ａ〜３８ｂを外方から閉塞することで、流体流路Ｒを流動する流体Ｆが、各配設孔３４ａ〜３８ｂを通して流路形成ケース２０の外部へ漏出ないしは流出するのを防止している。

上流側旋回流形成体３２と下流側旋回流形成体３３は、合成樹脂により同様に形成しており、直棒状に形成した支軸３２ａ,３３ａの外周面に、旋回流形成羽根３２ｂ,３３ｂを螺旋状に膨出させて一体成形している。そして、両旋回流形成体３２,３３は、上流側（図５の左側）から見て時計廻りに旋回流が形成されるようにしている。

上流側旋回流形成体３２は、流路形成ケース２０内において、上流側接続片２２の嵌入部５０の先端面と、最上流側に配置された一対の混合処理体Ａ２,Ａ２との間に挟持状態で固定されている。また、下流側旋回流形成体３３は、流路形成ケース２０内において、下流側接続片２３の嵌入部５０の先端面と、最下流側に配置された一対の混合処理体Ａ２,Ａ２との間に挟持状態で固定されている。

このように構成した流体混合器Ｂ２では、導入された流体Ｆが上流側旋回流形成体３２により旋回流となって五対の混合処理体Ａ２,Ａ２に作用し、下流側旋回流形成体３３により旋回流を確保したまま導出される。この際、各対の混合処理体Ａ２,Ａ２には、中心側よりも外周側の流速が大きい旋回流となって流体Ｆが作用するため、各混合処理体Ａ２において、狭隘流路Ｒｓへの流体Ｆの一部の流入が円滑になされる。その結果、流体Ｆの分散相の微細化と、分散相と連続相との均一混合化が堅実になされる。

流体混合器Ｂ２は、上記した二個一対の混合処理体Ａ２に代えて、前記した変形例としての三個一組の混合処理体Ａ２を三重螺旋状の仮想線の延伸方向に沿わせて、かつ、一定の間隔をあけて複数組配置することで、流体混合器Ｂ２の変形例を構成することもできる。また、流体混合器Ｂ２と同様に、流体混合器Ｂ１の流路形成ケース２０内に、上・下流側旋回流形成体３２,３３を配設することで、流体混合器Ｂ１の変形例を構成することもできる。

［気液混合処理装置の構成についての説明］
図１４に示すＣは、本実施形態に係る気液混合処理装置である。気液混合処理装置Ｃは、異なる種類の流体を混合処理する流体混合処理装置の一形態であり、図１４に示すように、流体Ｆとしての液体と、流体Ｆとしての気体を、循環流路Ｊを通して加圧ポンプである循環ポンプＰａにより循環させながら気・液混合処理するように構成している。

循環流路Ｊには、液体を収容する液体収容タンクＴと、循環ポンプＰａと、流体混合器Ｂ１と、を直列的に順次配設するとともに、循環ポンプＰａと流体混合器Ｂ１との間に位置する循環流路Ｊの部分には、気体供給パイプＧｐを介して、気体を供給する気体供給部Ｇｆを接続して、気体供給部Ｇｆの下流側に配設した流体混合器Ｂ１内で、気体と液体を混合処理するようにしている。気体供給パイプＧｐの中途部には、気体の供給量を調整するための気体供給量調整弁Ｖ１を設けている。なお、本実施形態では、流体混合器Ｂ１を採択しているが、流体混合器Ｂ１に代えて、その変形例、流体混合器Ｂ２、又は、その変形例を適宜採択することもできる。

より具体的に説明すると、循環流路Ｊは、循環ポンプＰａの吸引口に基端部を接続した吸引パイプ１と、循環ポンプＰａの吐出口に基端部を接続して、中途部に流体混合器Ｂ１を配設した吐出パイプ２と、液体収容タンクＴと、から形成している。吸引パイプ１の先端部（自由端部）には、吸引フィルタ３を取り付けて、液体収容タンクＴ内の液中に吸引フィルタ３を配置している。一方、吐出パイプ２の先端部（自由端部）には、吐出フィルタ４を取り付けて、液体収容タンクＴ内に配置している。吐出パイプ２は、流体混合器Ｂ１に流体Ｆを導入する導入パイプ５４と、流体混合器Ｂ１から混合処理した流体Ｆを導出する導出パイプ５６とから形成している。なお、流体混合器Ｂ１は、導出パイプ５６を取り外した状態で、液体収容タンクＴ内に収容された液体中に浸漬させて配置することもでき、この場合、配管スペース等を削減することができる。

そして、循環ポンプＰａにより、液体収容タンクＴ内に収容された液体を、吸引パイプ１を通して吸引するとともに、吐出パイプ２を通して液体収容タンクＴ内に吐出することで、液体収容タンクＴ内に収容された液体を、循環流路Ｊを通して循環させることができる。この際、吐出パイプ２の中途部に接続した気体供給部Ｇｆの下流側には、流体混合器Ｂ１を配設しており、流体混合器Ｂ１には、気体供給部Ｇｆから供給された気体と液体収容タンクＴ内から吸引された液体が導入（供給）される。流体混合器Ｂ１内では、気体と液体が均一に混合処理されるとともに、分散相としての気体が微細化されて、液体収容タンクＴ内に導出される。このように、気体と液体は、循環流路Ｊを通して一定回数、ないしは、一定時間だけ循環させることで、気体をナノレベルに微細化するとともに、気体と液体とをより一層均一に混合処理することができる。

本実施形態に係る気液混合処理装置Ｃは、採択した流体混合器Ｂ１、その変形例、流体混合器Ｂ２、又は、その変形例に、液体としての養殖水と気体としての酸素ガスを導入して、高濃度酸素水Ｗｏを生成するように構成している。そして、導入する液体と気体の組み合わせを変更することで、前記した低濃度酸素水や高濃度炭酸泉等を生成するように構成することもできる。また、他の流体Ｆの組み合わせ、すなわち、液体と液体、粉体と液体を導入して、これらを混合処理する流体混合処理装置を構成することで、前記したエマルション燃料油等を生成することもできる。

［魚介類養殖システムの構成についての説明］
図１４に示すＳｙは、本実施例に係る魚介類養殖システムであり、魚介類養殖システムＳｙは、前記した気液混合処理装置Ｃと、魚介類を養殖（以下、「飼育」とも言う。）する養殖槽Ｆｔと、を備えている。そして、魚介類養殖システムＳｙは、気液混合処理装置Ｃにより、分散相としての酸素ガスを、１μｍ未満を含む粒径まで微細化するとともに、連続相としての養殖水と均一に混合処理して、養殖水に酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水Ｗｏを生成し、生成した高濃度酸素水Ｗｏは、養殖槽に供給されるようにしている。

ここで、養殖水とは、魚介類を養殖するための水や海水や塩水等である。酸素の溶解度は、水温が高くなると小さくなる（溶けにくい）という相関性を有しており、水中の飽和溶存酸素量と水温の相関性は既知のものである。したがって、溶存酸素飽和度（％）は、所定の水温における高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素（ＤＯ：Dissolved Oxygen）の濃度（溶存酸素量）を測定し、その溶存酸素量を飽和溶存酸素量で除して、その除した値に１００を乗じることで算出することができる。溶存酸素飽和度（％）が１００％を超えたときは、過飽和という。本実施形態の魚介類養殖システムＳｙでは、気液混合処理装置Ｃにより生成される高濃度酸素水Ｗｏ、つまり、酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素量（ＤＯ値）の好適な範囲として、例えば、ＤＯ値を９ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌの範囲に調整することができる。

本実施形態の魚介類養殖システムＳｙについて、具体的に説明すると、魚介類養殖システムＳｙは、気液混合処理装置Ｃの液体収容タンクＴ内に養殖水を収容し、この養殖水中に養殖水を補給する給水流路Ｗｓの先端部と、高濃度酸素水Ｗｏを供給する供給流路Ｗｆの基端部を浸漬して、給水流路Ｗｓの上流側部と供給流路Ｗｆの下流側部とを、接続流路Ｃｆを介して接続している。

給水流路Ｗｓは、給水パイプ５内に形成されている。給水パイプ５の基端部は、給水源としての給水部Ｗｈに接続する一方、給水パイプ５の先端部には、給水フィルタ６を取り付けて、給水フィルタ６を液体収容タンクＴ内に配置している。給水パイプ５の中途部には、給水用ポンプＰｂを配設して、給水用ポンプＰｂにより給水部Ｗｈから養殖水を液体収容タンクＴ内に給水可能としている。そして、液体収容タンクＴ内の養殖水は、気液混合処理装置Ｃにより酸素ガスと混合処理されて、酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水Ｗｏ、つまり、所望のＤＯ値を有する高濃度酸素水Ｗｏになるようにしている。

供給流路Ｗｆは、供給パイプ７内に形成されている。供給パイプ７の基端部には、供給フィルタ８を取り付けて、供給フィルタ８を液体収容タンクＴ内の高濃度酸素水Ｗｏ中に浸漬する一方、供給パイプ７の先端部は、供給水を排出する排水部Ｗｄに接続している。供給パイプ７の中途部には、生物濾過装置Ｂｆと、養殖槽Ｆｔと、沈殿槽Ｄｐと、物理濾過装置Ｐｆと、を上流側から下流側に直列的に連通させて配設している。生物濾過装置Ｂｆの上流側に位置する供給パイプ７の部分には、供給用ポンプＰｃを配設して、供給用ポンプＰｃにより液体収容タンクＴ内に収容された高濃度酸素水Ｗｏを養殖槽Ｆｔに供給可能としている。

接続流路Ｃｆは、接続パイプ９内に形成されている。接続パイプ９の一側端部は、物理濾過装置の下流側に位置する供給パイプ７の部分に第１三方弁Ｖ２を介して接続する一方、接続パイプ９の他側端部は、給水用ポンプＰｂの上流側に位置する給水パイプ５の部分に第２三方弁Ｖ３を介して接続している。そして、第１三方弁Ｖ２を介して供給パイプ７と接続パイプ９を遮断する（非連通状態にする）ことで、沈殿槽Ｄｐから排出された排水を排水部Ｗｄに導出させる非循環式となすことができる。また、第１三方弁Ｖ２を介して供給パイプ７と接続パイプ９を連通させるとともに、第２三方弁Ｖ３を介して接続パイプ９と給水パイプ５を連通させることで、供給パイプ７内の供給水を、接続パイプ９→給水パイプ５→液体収容タンクＴ内に所望の量だけ還流可能な循環式となすことができる。つまり、液体収容タンクＴの換水量を適宜調節することができる。非循環式となすか、循環式となすかは、養殖する魚介類の種類に適応させて選択する。

魚介類養殖システムＳｙが装備している気液混合処理装置Ｃは、前記したように、酸素ガスをナノレベル（外径が１μｍ以下）の気泡となして養殖水に混合させることで、養殖水に酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水Ｗｏを生成する。

具体的に説明すると、気液混合処理装置Ｃは、分散相としての酸素ガスの９０％以上を、ナノレベルの気泡（外径が１μｍ以下、好ましくは、１００ｎｍ以下の気泡；以下「ナノ気泡」とも言う。）に微細化するとともに、養殖水に均一化させて混合可能としている。気液混合処理装置Ｃにより生成される高濃度酸素水Ｗｏには、過飽和状態に酸素ガスを溶存させるようにしている。すなわち、高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素飽和度が１００％以上の過飽和状態（例えば、１４０％）となるようにしている。気液混合処理装置Ｃから供給される際の高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素飽和度は、適宜調整することが可能であり、この調整は、気液混合処理装置Ｃへの酸素ガスの導入量を、養殖槽Ｆｔ内で養殖する魚介類の種類や大きさや個体数等に適応させて行う。また、養殖する魚介類の環境条件である高濃度酸素水Ｗｏの水温等も適宜検出して、所定の水温等に確保する。

生物濾過装置Ｂｆは、特に、魚介類養殖システムＳｙが循環式を採用した場合に必要とされるものである。すなわち、生物濾過装置Ｂｆは、還流された高濃度酸素水Ｗｏ中に含まれる毒性の高い魚介類の排泄物のアンモニアを、好気性バクテリアである硝化細菌の働きにより、亜硝酸を経由して毒性の低い硝酸に酸化させる生物濾過処理を行うようにしている。硝化細菌の培地としては浸漬型濾材を用いている。生物濾過処理を行う生物濾過装置Ｂｆの容器の大きさおよび必要濾材量は、養殖槽Ｆｔで養殖される魚介類の大きさと個体数により変化するため、アンモニアなどの窒素排泄量と濾材のアンモニア酸化速度に基づいて適宜設計する。また、生物濾過装置Ｂｆで生物濾過処理された後に養殖槽Ｆｔに供給（還流）される高濃度酸素水Ｗｏにも過飽和状態（例えば、１２０％）に酸素ガスが溶存されているようにしている。養殖槽Ｆｔに還流される高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素飽和度の調整は、予め気液混合処理装置Ｃから生物濾過装置Ｂｆに導入される際の高濃度酸素水Ｗｏの溶存酸素飽和度を、養殖槽Ｆｔ内で飼育する魚介類の種類や大きさや個体数等に応じて適宜調整することにより行うことができる。

養殖槽Ｆｔは、魚介類を養殖するための水槽であり、プラスチックシート等の防水性のシートを上面開口の箱形に張設して形成している。養殖槽Ｆｔには、供給流路Ｗｆの上流側から高濃度酸素水Ｗｏが供給されて、一定量の高濃度酸素水Ｗｏが養殖槽Ｆｔ内に貯溜されるようにしている。そして、供給流路Ｗｆの上流側から常時所定量の高濃度酸素水Ｗｏが養殖槽Ｆｔに供給されるとともに、常時所定量の高濃度酸素水Ｗｏが養殖槽Ｆｔからオーバーフローされて供給流路Ｗｆの下流側に放出されるようにしている。つまり、養殖槽Ｆｔでは、所定量の高濃度酸素水Ｗｏが常時入れ替えられている。Ｄ１は第１排水路であり、第１排水路Ｄ１を通して、養殖槽Ｆｔの底部を掃除した際の魚介類の糞や残餌や排水等を系外の所定箇所へ排出可能としている。

沈澱槽Ｄｐは、養殖槽Ｆｔから流出される高濃度酸素水Ｗｏを導入して、高濃度酸素水Ｗｏよりも比重の大きい魚類の糞と残餌を沈降させて捕集し、残餌等が捕集・分離された処理水としての高濃度酸素水Ｗｏを供給流路Ｗｆの下流側に流出させるようにしている。

物理濾過装置Ｐｆは、沈澱槽Ｄｐから流出された処理水としての高濃度酸素水Ｗｏを濾過処理するものである。物理濾過装置Ｐｆは、プラスチック製の網または多孔体若しくは金網、ガラスフィルター等のスクリーン状のもので構成されている。Ｄ２は第２排水路であり、第２排水路Ｄ２を通して、物理濾過処理物を系外の所定箇所へ排出可能としている。

上記のように構成した魚介類養殖システムＳｙでは、各ポンプＰａ,Ｐｂ,Ｐｃや各弁Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３を、図示しない制御装置により適宜制御可能として、養殖槽Ｆｔ内の魚介類に、その種類に適応した溶存酸素過飽和状態の高濃度酸素水Ｗｏを供給することで、魚介類の生育効率の高い養殖を実現可能としている。この際、魚介類の生育効率を向上させる大きな要因である酸素ガスは、高濃度酸素水Ｗｏに過飽和状態で溶存されている。しかも、酸素ガスは、１μｍ未満を含む粒径に微細化されている。

具体的には、本実施形態の気液混合処理装置Ｃにより生成した高濃度酸素水Ｗｏの酸素ガス粒径を、Malvern社製（マルバーン社製）のナノ粒子解析装置「NanoSight（ナノサイト）：製品名」により測定したところ、モード径（最頻値）が８３.４ｎｍ、平均径が１３６.０ｎｍに微細化されていた。測定した高濃度酸素水ＷｏのＤＯ値は、１２ｍｇ／Ｌであった。

高濃度酸素水Ｗｏは、上記のようにナノレベルに微細化された酸素ナノバブルと、過飽和状態に酸素ガスが溶存された高濃度溶存酸素との相乗効果を有している。すなわち、酸素ナノバブルは、魚介類に対して高浸透性を有し、マイナスに帯電しているという特性を持つため、プラスに帯電した知覚神経部位に容易に付着する。その結果、知覚神経の刺激を通して血流促進、成長促進、適応力向上等の生理活性効果を発現する。一方、高濃度溶存酸素も、次のように同様の効果を及ぼすものと推考することができる。すなわち、生きている魚介類は、呼吸を通して好気的解糖系によってアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）を生産する。高濃度溶存酸素中で生息する魚介類は、多量のＡＴＰを生成することになる。ＡＴＰは、いわばエネルギー貯蔵物質であり、その加水分解によってエネルギーを放出する。したがって、高濃度でＡＴＰを含有する魚介類ほど細胞は高活力であり、成長力、適応力、病原菌に対する免疫力は大きい。

魚介類養殖システムＳｙでは、高濃度酸素水Ｗｏで満たされた養殖槽Ｆｔ内において、成長過程中での初期ステージから所望の成長ステージまで効率良く生育する養殖が可能である。

実施例として、前記のように構成した魚介類養殖システムＳｙによりヒラメを育成（畜養）する実験を行った。前記した気液混合処理装置Ｃにより生成した高濃度酸素水Ｗｏ（酸素ガス粒径のモード径（最頻値）が８３.４ｎｍ、平均径が１３６.０ｎｍ、ＤＯ（溶存酸素）値が１２ｍｇ／Ｌ）を、魚介類養殖システムＳｙの養殖槽Ｆｔに供給した。そして、養殖槽Ｆｔ内で、漁獲した天然のヒラメ９０匹を、３０匹ずつ三つに小分けして育成（蓄養）する試験を行った。
その結果、６０日の短期間の間に、残存した８３匹のヒラメの平均体重は２.６６倍、平均全長は１.３７倍に増大成長していた。このことから、本実施形態の魚介類養殖システムＳｙは、短期間での魚介類の育成にも有効であることが分かった。

［魚介類養殖法についての説明］
本実施形態に係る魚介類養殖法は、養殖水と酸素ガスとからなる流体Ｆが流動する流体流路Ｒ内において、流体Ｆを二分割状態に分流させるとともに、分流した流体Ｆの一部を扁平な狭隘流路Ｒｓ内で流動させることで、１μｍ未満を含む粒径まで酸素ガスを微細化するとともに、養殖水と均一に混合処理して、養殖水に酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水Ｗｏとなし、高濃度酸素水Ｗｏ中にて魚介類を養殖することで、魚介類の成長を促進させるものである。

具体的に説明すると、魚介類養殖法は、魚介類養殖システムＳｙに備えた気液混合処理装置Ｃに、流体混合器Ｂ１、その変形例、流体混合器Ｂ２、ないしは、その変形例を装備させることで、酸素ガスをナノレベルに微細化するとともに、養殖水に過飽和状態に溶存させて高濃度酸素水Ｗｏを生成し、高濃度酸素水Ｗｏを魚介類養殖システムＳｙに備えた養殖槽Ｆｔに供給して、養殖槽Ｆｔ内で魚介類を養殖するものである。

本実施形態に係る魚介類養殖法では、酸素ガスをナノレベルに微細化して過飽和状態に養殖水に溶存させた高濃度酸素水Ｗｏにより魚介類を養殖するようにしているため、短期間に魚介類を成長させることができる。特に、漁獲した天然の魚介類の体重を、２〜３ヶ月の短期間の間に２.５倍以上に堅実に増大成長させることが可能な育成（蓄養）を実現することができる。

Ｓｙ 魚介類養殖システム
Ｆ 流体
Ｒ 流体流路
Ｒｓ 狭隘流路
Ａ１ 第１実施形態としての混合処理体
Ａ２ 第２実施形態としての混合処理体
Ｂ１ 第１実施形態としての流体混合器
Ｂ２ 第２実施形態としての流体混合器
Ｆｔ 養殖槽

Claims (7)

1. 混合処理対象である複数の異なる流体が流動する流体流路内に、その軸線方向と交差する方向に軸線を向けた棒状の支持片を配置するとともに、
   支持片の外周には、流体流路内を流動する流体の混合を促進する扁平な狭隘流路を形成した混合処理体。
2. 狭隘流路は、支持片の外周に鍔状に形成した狭隘流路形成片を、支持片の軸線方向に間隔をあけて複数配置することで、隣接する狭隘流路形成片間に扁平に形成した請求項1記載の混合処理体。
3. 混合処理対象である複数の異なる流体が流動する流体流路内において、流体を分流させるとともに、分流した流体の一部を扁平な狭隘流路内で流動させることで、流体の混合処理を促進させることができる混合処理法。
4. 流体が導入される導入口と、導入口から導入された流体が流動する流体流路と、流体流路から流体が導出される導出口と、を具備する流路形成ケース内に、請求項１又は２記載の混合処理体を配設して構成した流体混合器。
5. 請求項１又は２記載の混合処理体は、流体流路の延伸方向に間隔をあけて複数配置した請求項４記載の流体混合器。
6. 流体としての液体と、流体としての気体を、循環流路を通して循環ポンプにより循環させながら混合する気液混合処理装置であって、
   循環流路には、液体を収容する液体収容タンクと、循環ポンプと、請求項４又は５記載の流体混合器と、を直列的に順次配設するとともに、循環ポンプと流体混合器との間に位置する循環流路の部分には、気体を供給する気体供給部を接続して、流体混合器内で気体と液体を混合処理するように構成した気液混合処理装置。
7. 請求項６記載の気液混合処理装置と、魚介類を養殖する養殖槽と、を具備し、
   気液混合処理装置により、１μｍ未満を含む粒径まで酸素ガスを微細化するとともに、養殖水と均一に混合処理して、養殖水に酸素ガスが過飽和状態に溶存された高濃度酸素水を生成し、
   生成した高濃度酸素水は、養殖槽に供給されるようにしている魚介類養殖システム。

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