JP6491402B2 - 散気装置を含む散気システムとその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、エビ、かになどの甲殻類、魚（魚類）などの水生生物の養殖池で使用するための、散気装置を含む散気システムとその運転方法に関する。
背景技術

特開２０１１−１３０６８５号公報、特開２００４−２６１００８号公報、および特開２００２−１１９１６９号公報などから、魚などの養殖または飼育をするときに養殖池の水を曝気する各種技術が知られている。しかしながら、養殖池の面積が広い場合には曝気対象面積も広くなるため、それに使用する装置も大型化してしまい、必要となるエネルギー量も大きくなる。
発明の概要

本発明は、エビ、かになどの甲殻類、魚などの養殖池で使用するための、散気装置を含む散気システムとその運転方法を提供することを課題とする。

本発明は、深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ^２以上の水生生物の養殖池で使用するための、散気装置を含む散気システムであって、
前記散気装置が、前記養殖池の外に設置される送風機と、前記養殖池の中に浸漬される散気部と、前記送風機と前記散気部を接続する第１送風管を有しているものであり、
前記散気部が、３〜１２個の散気体と、前記３〜１２個の散気体を相互に接続する３本以上の第２送風管を有しており、
さらに前記散気部の前記３本以上の第２送風管の内の１本と前記送風機が第１送風管で接続されているものであり、
前記第２送風管と前記第１送風管との接続部における前記送風機の送風流量が６〜４０ｍ^３／ｈの範囲に調整できるようになっており、
前記散気部の平面形状が多角形で、前記散気部の占有面積（前記第２送風管のみで囲まれた場合を基準とする面積）（Ａ２）が１０〜１５０ｍ^２であり、
前記散気体の発泡可能面積が２００〜８００ｃｍ^２／個である、散気装置を含む散気システムと、その運転方法を提供する。

本発明の散気装置を含む散気システムによれば、広大な養殖池および面積の異なる養殖池に対して安定した曝気を行うことができる。

本発明の散気装置を含む散気システムの概略図。 （ａ）は本発明の散気装置で使用する散気部の一実施形態の平面図、（ｂ）は前記散気部の他実施形態の平面図。 本発明の散気装置で使用する散気部の別実施形態の平面図。 別実施形態である本発明の散気装置を含む散気システムの概略図。

＜散気装置を含む散気システム＞
本発明の散気装置を含む散気システムは、深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ^２以上のエビ、魚などの各種水生生物の養殖池で使用するものである。前記養殖池は、人工池および自然池のいずれでもよく、淡水、海水および汽水のいずれでもよい。

図１に示す散気装置１は、養殖池の外に設置される送風機１１と、養殖池の中に浸漬される散気部２０と、送風機１１と散気部２０を接続する第１送風管１８を有している。

第１送風管１８は、地上側から養殖池側に伸ばされた水平部（または養殖池側に下った傾斜部）１８ａと、養殖池の水面上から水底側に伸ばされた垂下部（または傾斜部）１８ｂを有している。

送風機１１は、流量計１２、圧力計１３、第１送風管１８を開閉できる第１ボールバルブ１４と合わせて一つのハウジング１０内に収容されているものでもよい。

さらにハウジング１０内には、送風機１１と第１ボールバルブ１４の間の第１送風管１８から枝分かれした排気管１９と、排気管１９に取り付けた第２ボールバルブ１５を有していてもよい。送風機１１の空気取り入れ口と排気管１９の出口は、ハウジンング１０外に伸ばされている。

第１送風管１８と排気管１９としては、プラスチック管、ゴム管、金属管など、またはこれらの組み合わせを使用することができる。

送風機１１による送風流量は、第１送風管１８と散気部２０との接続部、すなわち以下の例では第１送風管１８と第２送風管２２との接続部における風量が６〜４０ｍ^３／ｈであるようにされる。送風流量はこの範囲内で所望に応じて調整でき、例えば高い散気力の観点から２０〜４０ｍ^３／ｈの範囲、または省エネルギーの観点から６〜２４ｍ^３／ｈの範囲、６〜２０ｍ^３／ｈの範囲、６〜１６ｍ^３／ｈの範囲などに調整してよい。

また第１送風管１８と散気部２０または第２送風管２２との接続部における風量が６〜４０ｍ^３／ｈに調整されるのであれば、一台の送風機１１によって複数の散気部２０に集中送気を行ってもよい。この場合は必要に応じ、第１送風管１８を延長し、また分岐を行ってよい。

散気部２０は、３〜１２個の散気体２１と、前記３〜１２個の散気体を相互に接続する３本以上の第２送風管２２を有しており、前記散気部の平面形状は多角形、例えば三角形または四角形である。散気体２１はすべて同じであってよいが、形状や構造が異なる散気体を組み合わせて使用してもよい。

３〜１２個の散気体２１の配置は特に限定されないが、散気部２０の第２送風管２２により囲まれた多角形の頂点には散気体が配置されることが好ましい。幾つかの実施形態では、代替的にまたは追加的に、散気体は多角形の辺に沿って、例えば各辺の中点に配置されてよい。図２（ａ）には、３個の散気体２１が三角形の頂点のそれぞれに位置するように配置された散気部２０が示されている。３個の散気体２１は、図示していない３本の第２送風管で相互に接続され、そのうち１本の第２送風管が第１送風管と接続される。

図２（ｂ）には、４個の散気体２１が四角形の頂点のそれぞれに位置するように配置された散気部２０が示されている。４個の散気体２１は、図示していない４本の第２送風管で相互に接続され、そのうち１本の第２送風管が第１送風管と接続される。

図３の散気部２０は、９個の散気体２１と、９個の散気体２１を相互に接続する１０本の第２送風管２２を有している。

１０本の第２送風管２２の内の１本と送風機は、第１送風管１８で接続されている。第２送風管２２としては、プラスチック管、ゴム管、金属管など、またはこれらの組み合わせを使用することができる。

９個の散気体２１は、二つの長方形の角部と、二つの長方形の各辺の中間部に配置されている。このように散気部２０の平面形状は、第２送風管で囲まれた２以上の四角形からなることができ、また散気体は、四角形の平面形状の角部または四角形の各辺の中間部に配置されてよい。なお、二つの長方形の角部が重複する部分には一つの散気体２１が配置されている。

散気部２０の占有面積（Ａ２）は１０〜１５０ｍ^２であり、前記範囲内であれば、占有面積が５０〜１５０ｍ^２のもの、または１０〜５０ｍ^２のものでもよい。占有面積が小さければ、配置の自由度も増すことになる。また例えば１０〜５０ｍ^２の占有面積は、送風機からの６〜２４ｍ^３／ｈの範囲や６〜２０ｍ^３／ｈの範囲の送風能力と関係付けることができ、５０〜１５０ｍ^２の専有面積は、送風機からの２０〜４０ｍ^３／ｈの範囲の送風能力と関係付けることができる。散気部２０の占有面積（Ａ２）は、第２送風管２２のみで囲まれた場合を基準とする面積であり、図２における三角形や四角形の面積、また図３のＬ１×Ｌ２から求められる面積である。

散気体２１は、支持体と前記支持体上に取り付けられた、散気孔を有する弾性多孔体からなるものであってよく、前記支持体が平板状（パネル状）、筒状（チューブ状）またはディスク状のものを使用することができる。このような散気体２１としては、公知のものを使用することができる。散気体２１の発泡可能面積は２００ｃｍ^２／個〜８００ｃｍ^２／個、より特定的には２００〜５５０ｃｍ^２／個である。

弾性多孔体は、通常の散気装置で使用されているゴム製又はエラストマー製の膜（メンブレン）と同じものであり、例えば、特開２００６−７５７７１号公報や特開２００７−３８１９８号公報に記載された弾性多孔体と同じものを使用することができる。

ゴムまたはエラストマーとしては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ポリウレタン（ウレタンエラストマー）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、パーフルオロエラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、天然ゴム、またはこれらの複合体などを挙げることができる。これらのゴムまたはエラストマーには、核材、補強充填材、顔料等の添加剤を任意に混合することができる。

ゴムまたはエラストマー製のメンブレンには、多数の散気孔（例えばスリット）が形成されており、散気孔の大きさは、散気装置の運転時の気泡径の大きさを考慮して調整することができる。散気孔がスリットであるときは、幅が０．０５〜０．２ｍｍ、長さが０．５〜３．０ｍｍにすることができる。散気孔の密度は、１万個／ｍ^２〜１００万個／ｍ^２が好ましい。

前記散気体２１は、例えば、特開２０１５−８５２２７号公報に記載の散気装置用メンブレンを備えた散気装置（図１の散気装置１０、図５の散気装置３０）、特開２０１４−７３４６８号公報の散気装置用のメンブレンを備えた散気装置（請求項７、図３の散気装置１０）、特開２０１３−２２６５２５号公報の散気装置用のメンブレンを備えた散気装置（請求項５、図１の散気装置１０）、特開２０１３−１６９５２７号公報の散気装置（請求項１、図１）、特開２０１３−１２１５６９号公報（請求項１−３、図１−図６）、特開２０１３−９１０４９号公報の散気装置（特許請求の範囲および図面）などを使用することができる。

また前記散気体２１は、ダイセン・メンブレン・システムズ（株）から販売されているパネルタイプの散気装置（品名ＰＭＤ−Ｐ３００，ＰＭＤ−Ｐ３００Ｒ）、チューブタイプの散気装置〔品名ＰＭＤ−Ｔ０６（６１０Ｌ，７６２Ｌ）、ＰＭＤ−Ｔ１０６Ｓ（５００Ｌ，１０００Ｌ）〕、ディスクタイプの散気装置（品名ＰＭＤ−Ｄ０９，ＰＭＤ−Ｄ１２）などを使用することもできる。

本発明の散気システムは、複数の散気装置１の組み合わせからなるものであってよい。この場合の散気装置１の合計数は、複数の散気装置の散気部２０の占有面積Ａ２が同じであるとき、Ａ１／Ａ２から求められる数を最大数として、それ以下の整数である。

複数の散気装置の散気部２０は、養殖池の形状に応じて、占有面積（Ａ２）が同じものと異なるものの組み合わせからなるものにすることができる。例えば、養殖池にＡ２が５０〜１００ｍ^２の散気部２０を有する散気装置１を５個配置したあとで、残ったスペースに１０〜５０ｍ^２の散気部２０を有する散気装置１を配置することもできる。

また複数の散気装置１を組み合わせて使用するときは、上記のように一台の送風機を用いて集中送気してよく、例えば、二つの散気装置１にて一つの送風機１１を使用することもできる。このような場合には、送風機１１として、例えば送風能力が４０〜８０ｍ^３／ｈまたは１２〜４８ｍ^３／ｈのものを使用し、第１送風管１８として先端が二叉に分かれたものを使用して、１本の第１送風管１８から二つの散気部２０に送風できるようにする。

本発明の散気システムは、図４に示すとおり、散気装置１と発電装置３０を組み合わせたものにすることができる。発電装置３０は、ハウジング１０内の送風機１１とリードワイヤ３１を介して電気的に接続されている。

本発明の散気システムは、電源として化石燃料を使用した発電の電源のほか、太陽光発電装置、風力発電装置などの再生可能エネルギーを利用した発電装置を組み合わせて使用することもできる。

＜散気装置を含む散気システムの運転方法＞
次に、図１、図４、により、複数の散気装置１を含む散気システムの運転方法を説明する。図４に示す散気装置１は、散気部２０が養殖池５０の底部５１に配置され、第１送風管１８の垂下部１８ｂの一部も養殖池（深さ１〜３ｍ）５０内に浸漬されている。

このような散気装置１は、それぞれの送風能力に鑑みて、養殖池５０に複数設置してよい。その場合に複数の散気部２０の配置形態は、養殖池５０の底部５１の形状に応じて、それぞれの散気部間の距離がほぼ一定になるように配置される事が好ましい。また、散気部２０は、養殖池５０の底部５１に沿って配置されるものであるが、一部が養殖池５０の側面部５２に沿って配置されていてもよい。

送風機１１などが収容されたハウジング１０と発電機３０は、養殖池の外の地上（陸地）６０側に配置されている。送風機１１から第１送風管１８と第２送風管２２を経て、それぞれの散気部２０に対して６〜４０ｍ^３／ｈ、例えば６〜２４ｍ^３／ｈで送風する。このとき、送風機１１の電源は発電装置３０を使用している。空気が供給された散気体２１から、気泡径０．５〜２ｍｍの気泡を発生させることで養殖池５０内を曝気する。

散気運転中は、第１ボールバルブ１４は開けて、排気管１９の第２ボールバルブ１５は閉じておく。散気運転を停止するときは、送風機１１を停止して、第１ボールバルブ１４を閉じる。このとき、送風機１１から第１ボールバルブ１４間に残った空気は、第２ボールバルブ１５を開けて排気管１９から排気する。
実施例

実施例１（散気システムと運転方法）
平面形状が長方形（約５０ｍ×約７０ｍ）に近い形状のエビ（バナメイエビ）の養殖池（深さ約１．５ｍ、面積Ａ１約３５００ｍ^２）において、養殖池の四隅に図１に示す散気装置１を１台ずつ備えた散気システムを適用した。

１台の散気装置１の詳細は、次のとおりである。
送風機１１：送風能力１２ｍ^３／ｈ
第１送風管１８：ポリ塩化ビニル製のパイプ（内径３１ｍｍ，外径３８ｍｍ，水平部１８ａ長さ約４ｍ、垂下部１８ｂ長さ約２ｍ）
第２送風管２２：ポリ塩化ビニル製のパイプ（内径２５ｍｍ，外径３２ｍｍ）
散気体２１：ダイセン・メンブレン・システムズ（株）のＰＭＤ−Ｄ０９（外径２６７ｍｍ，発泡面積３７５ｃｍ^２／個，ゴムメンブレンの材質（ＰＴＦＥ／ＥＰＤＭの複合体），質量１．０ｋｇ／個）
散気部２０の占有面積Ａ２：２５ｍ^２（５ｍ×５ｍ）

第１ボールバルブ１４を開け、第２ボールバブル１５を閉じた状態にて、送風機１１から空気を供給した。
空気は第１送風管１８から第２送風管２２を経て、合計で４個の散気体２１まで供給して、養殖池５０内に０．５〜２ｍｍの気泡を連続的に発生させて曝気した。
産業上の利用可能性

本発明の散気システムとその運転方法は、水生生物の養殖池の曝気用として利用することができる。
符号の説明

１ 散気装置
１１ 送風機
１８ 第１送風管
２０ 散気部
２１ 散気体
２２ 第２送風管
３０ 発電装置
５０ 養殖池

Claims (5)

1. 深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ^２以上の水生生物の養殖池で使用するための、散気装置を含む散気システムであって、
   前記散気装置が、前記養殖池の外に設置される送風機と、前記養殖池の中に浸漬される１つまたは複数の散気部と、前記送風機と前記散気部を接続する１つまたは複数の第１送風管を有しているものであり、
   前記散気部が、１つの散気部当たり３〜１２個の散気体と、前記３〜１２個の散気体を接続する３本以上の第２送風管を有しており、
   さらに前記散気部の前記３本以上の第２送風管の内の１本と前記送風機が第１送風管で接続されているものであり、
   前記送風機が６〜４０ｍ ^３ ／ｈの範囲に調整できる送風流量で前記第１送風管と前記第２送風管を経て前記散気部に送風するようになっており、
   前記散気部の平面形状が多角形で、前記散気部の占有面積（Ａ２）が１０〜１５０ｍ^２であり、
   前記散気体の発泡可能面積が２００〜８００ｃｍ^２／個である、散気装置を含む散気システム。
2. 前記散気システムが、前記散気装置が複数組み合わされたものであり、
   前記複数の散気装置の散気部が、占有面積が同じものと異なるものの組み合わせからなるものである、請求項１記載の散気装置を含む散気システム。
3. 前記散気部の平面形状が、第２送風管で囲まれた２以上の四角形からなるものであり、
   前記散気体が、前記四角形の角部または前記四角形の各辺の中間部に配置されているものである、請求項１または２記載の散気装置を含む散気システム。
4. 前記散気体が、支持体と前記支持体上に取り付けられた、散気孔を有する弾性多孔体からなるものであり、前記支持体が平板状、筒状またはディスク状のものである、請求項１〜３のいずれか１項記載の散気装置を含む散気システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の散気装置を含む散気システムの運転方法であって、
   送風機から第１送風管と第２送風管を経て散気体に対して６〜４０ｍ^３／ｈで送風して、前記散気体から気泡径０．５〜２ｍｍの気泡を発生させる、散気システムの運転方法。

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