JP7421816B2

JP7421816B2 - マルチ・スキミング用の装置

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Publication number: JP7421816B2
Application number: JP2021564640A
Authority: JP
Inventors: アガ、モーテン; リエン、エルダー
Original assignee: Searas As
Current assignee: Searas As
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2040-04-29
Also published as: CL2021002821A1; EP3962264A1; CA3137205A1; NO347070B1; EP3962264A4; WO2020222654A1; AU2020266419A1; NO20190561A1; CN113873880A; JP2022530269A; US20220193577A1

Description

本発明は、液体からの気体および粒子の除去、および／または液体の移送のための装置に関連する。

多くのシステムにおいて、液体から気体および微粒子を除去する必要がある。例えば、一例では、魚の養殖設備において、設備内の魚が二酸化炭素を発生させ、餌の残りかすおよび魚の糞便が、従来の機械的なフィルタを通して濾過することが難しい有機物の蓄積を引き起こす。いわゆるＲＡＳ（Recirculating Aquaculture Systems）設備のように、液体がリサイクルされて設備に戻される場合、二酸化炭素は除去され、好ましくは酸素と置き換えられ、魚に良い環境を与えるために微粒子の大部分は除去されるべきである。有機物の微粒子は、バイオフィルタ内の独立栄養細菌と競合する従属栄養細菌に養分を供給する。独立栄養細菌を助ける最適な方法は、従属栄養細菌の養分である有機物を制限することである。有機物の抽出は、プラント内の硫化水素のリスクも減少させる。良いスキミングはまた、水から細菌およびウイルスを除去する。

水から二酸化炭素を排出するために、空気がマイクロバブルの状態で水中に注入されることが重要である。これは空気と水との間の広い接触面積を提供し、それによって気体の交換がより効果的になり、同時に、負圧が気体を水から空気へ追い出すことを助ける。マイクロバブルはまた、最小の粒子（＜４０マイクロメートル）をバブルに結合させて、持ち上げてシステムから排出する鍵でもある。

水の処理はまた、例えば排水の処理等の他の多くの文脈で必要とされる。

したがって、気体および最小の粒子が液体から除去される解決手段を提供することが本発明の目的である。好ましくは、二酸化炭素および有機物の除去のための解決手段を提供することが目的であるが、解決手段は液体中に溶ける任意の気体および任意の種類の粒子（例えばマイクロプラスチック）を除去するために用いられ得ることが意図される。

微粒子および泡が液体から除去される解決手段を提供することも本発明の目的である。
ここで提供される解決手段は、サイホンの原理およびパイプラインの部分での負圧の確立に部分的に基づいており、この方法で液体をある容器から別の容器に移すこともできる。

したがって、ある程度の液体をある容器から別の容器へ、または同じ容器中のある場所から別の場所へ、移すことができる解決手段を提供することも本発明の目的である。
養魚場内の液体の動きと関係して、液体および液体中の魚を移動させ、同時に液体に対してガス抜きおよび粒子／泡の除去を行うことができることが分かった。

本発明は、液体中の気体の除去、および／または液体からの泡および粒子の除去、および／または液体の移送のための装置に関するものであり、その装置は液体を第１の場所から第２の場所へ移送するためのパイプラインを備え、パイプラインは、液体の取り入れのための第１上流側パイプ部と、実質的に水平なパイプ部と、液体をパイプラインの外部へ運ぶための下流側パイプ部と、パイプ部（１６ｅ）を介してパイプラインの外部に排出される気体、粒子および液体の一部が通過するための排出パイプ部と、を含み、パイプラインにマイクロバブルを供給するための手段が、上流側パイプ部および／または水平パイプ部に取り付けられ、パイプラインの一部に負圧を生じさせるための手段（１９）が、パイプラインに配置され、装置は、パイプ部に２つ以上の排出パイプ部を含むことを特徴とする。

ある実施形態において、パイプ部（１６ｂ）の排出部は、任意の幾何学的形状を有し得る。
ある実施形態において、パイプ部（１６ｂ）の排出部は、円形であり得る。

ある実施形態において、パイプ部（１６ｂ）の排出部は、排出ダクトを形成するために配置される長方形であり得る。
ある実施形態において、上記２つ以上の排出パイプ部は、水平パイプ部に隣接して配置される、または水平パイプ部と下流側パイプ部との間の移行部に配置される。

ある実施形態において、装置は３つ、４つ、５つまたはそれ以上の排出部を備える。
ある実施形態において、気体、粒子および排出パイプ部から分離された一部の液体の排出のためのパイプ部は、各排出パイプ部に隣接して配置される。

ある実施形態において、パイプラインへの気体の供給のための１つ以上の注入／排出手段がパイプラインに設けられる。
ある実施形態において、注入／排出手段は水平パイプ部に配置される。

ある実施形態において、注入／排出手段は、１つ以上の上記排出パイプ部の下流側直近に取り付けられる。
ある実施形態において、注入／排出手段は上流側パイプ部内に配置され、好ましくは、上流側パイプ部の下部に配置される。

ある実施形態において、パイプ部は、排出パイプ部内で分離された気体、粒子および液体の排出のための排出パイプ部の各々と接続されるように配置される。
ある実施形態において、注入器／噴出器の各々は、圧力下での噴出器への水の供給のためのポンプに接続される。

ある実施形態において、注入器／噴出器の各々は、空気を噴出器に案内するオープンエアホースに接続される。
ある実施形態において、１つ以上のパイプ部からの気体、粒子および液体は、液体から気体を分離させるサイクロンに通される。

ある実施形態において、サイクロンおよび排出パイプ部内に負圧を生じさせるための手段がサイクロンの上部に取り付けられる。
ある実施形態において、パイプラインに導入される液体の０～２５％、好ましくは０．０１～１０％が排出パイプ部（１６ｅ）を通過する。

ある実施形態において、ポンプ装置は、上流側パイプ部または水平パイプ部を介して液体を送り出すために配置される。
ある実施形態において、上流側パイプ部および／または水平パイプ部は、水平パイプ部を通って導入される液体の流れへの受動的な空気の吸い込みに適した開口を有するガーランドを備える。

ある実施形態において、泡に追加の上昇力を供給するために、空気を追加するための装置が排出パイプ部内に取り付けられる。
ある実施形態において、上流側パイプ部および／または水平パイプ部は、液体を上記パイプ部に注入するために配置されたポンピング手段を備える。

ある実施形態において、排出パイプ部は、流体の高さを、したがって引き入れられる液体の量を制限できるバルブを備える。
ある実施形態において、第１の液体容積体および第２の液体容積体が同一であり、すなわち、液体はパイプラインを介してネットケージ等の容器内の異なる位置に移送される。

ある実施形態において、上記ポンプ装置はプロペラポンプまたはエジェクタポンプである。
ある実施形態において、負圧を生じさせるための上記手段は、真空ポンプまたはファンである。

ある実施形態において、排出パイプ部は、液体と気体との大きな境界面を保証するある程度の容積を有し、液体はパイプラインを介してゆっくりと循環することにより、液体と共に下流側パイプ部を介して第２の液体容積体へ流れる気体の量が減少する。

ある実施形態において、装置は海洋生物の養殖のための設備に配置される。
ある実施形態において、装置はネットケージ内に配置され、ネットケージは、装置がネットケージシステム内で浮かび続けるようにするフロートカラーを備える。

ある実施形態において、上流側パイプ部内の液柱が下流側パイプ部内の液柱よりも軽くなるように装置を通過する液体の流れの全体または一部が、注入器からの空気の供給によって生じさせられる。

ある実施形態において、装置は廃水の処理のための設備に配置される。
ある実施形態において、下流側パイプ部を介した排出の前に酸素が液体に供給されるように、酸素の供給のためのパイプライン内に手段が配置される。

ある実施形態において、パイプラインおよびサイクロンの負圧は、気液流と共に泡およびより小さい粒子をパイプラインから移動させるのに十分である。
ある実施形態において、パイプライン内を通過する水が、全体的にまたは部分的に水位差によって動かされるように、液体容積体Ａと液体容積体Ｂとの液位が異なる。

ある実施形態において、魚等のより大きいユニットは、下流側パイプ部から流体流と共に移送される。
ある実施形態において、排出ダクト（１６ｈ）はパイプライン（１６ｂ）の上向きの位置に配置される。

ある実施形態において、排出ダクト（１６ｈ）は、パイプライン（１６ｂ）に対して、外側頂部（１６ｈ）として形成される。
ある実施形態において、上面部（１６ｈ）は長方形状の構成を有する。

ある実施形態において、どれだけの泡／液体が吸い出されるかを制御できるように空気ダクトの開口が調整されるように、頂部の１つ以上の壁部が調整可能である。
ある実施形態において、水平パイプ部（１６ｂ）の断面は、円、楕円、正方形、または長方形から選択される幾何学的形状を有し得る。

ある実施形態において、水平パイプ部（１６ｂ）は、キャリアとして機能し、自身の重さを支えることが可能である。
ある実施形態において、１つ以上の排出部（１６ｄ）および１つ以上のパイプ部（１６ｅ）は水平パイプ部（１６ｂ）の長手方向に配置される。

発明の好ましい実施形態は、以下において、添付の図面を参照してより詳細に説明される。

図１はパイプラインを通過する液体からの気体および粒子の除去のための装置を模式的に示す。図２は、気体、粒子および液体がサイクロンへさらに分離されることによる、液体からの気体の除去のための装置を模式的に示す。図２は、いくつかの浄化手順が実行される本発明の実施形態を示す。図３は、水平パイプ部が気体の抽出のためのいくつかの部分（および液体のより小さい部分）を備える実施形態を示す。図４は、水平パイプ部が長手方向を有する排出部を備える実施形態を示す。実施形態で示されるように、２つのそのような縦方向の排出部が存在する。図５は、長方形の断面を有するパイプライン１６ｂの構成を断面で示す。

図１はパイプライン１６を通過する液体の浄化の原理を示す。液体は、図１に示されるように、第１の液体容積体Ａから第２の液体容積体Ｂへ移されるが、液体は、液体容積体Ａ内のある場所から液体容積体Ａ内の別の場所に、すなわち、液体容積体Ａのある場所から同じ容器内の別の場所にも移動できる。しばしば、流体が容器の中心から容器の周縁に近い地点に移動することは適切である。

図１に示されるように、第１の液体容積体Ａに配置されているのは、第１の液体容積体Ａから第２の液体容積体Ｂへの水の循環のための１つ以上のパイプライン１６である。もちろん、第１から第２の流体容積体Ｂへの水の循環のためのそのようなパイプライン１６が複数あってもよい。パイプライン１６は、第１の液体容積体Ａから延びる上流側パイプ部１６ａを有し、上流側パイプ部１６ａは第１の液体容積体の液位より上に概して垂直上向きに延び、この上流側パイプ部１６ａは液体のパイプライン１６への取り入れに用いられる。

液体容積体Ａ内の液位より上の部分において、水平パイプ部１６ｂと流体連通している上流側パイプ部１６ａが存在する。好ましくは、このパイプ部１６ｂは緩やかに傾斜して、または概ね水平に配置される。水平パイプ部１６ｂの下流において、液体は下流側パイプ部１６ｃを通って移送される。この下流側パイプ部１６ｃは、概して垂直に配置され、液体をパイプライン１６から液体部Ｂに運ぶ。いくつかの好ましい実施形態において、水平パイプ部１６ｂは、液体がかなりの距離を移送されるように、かなりの長さを有する。部分１６ｄにおいて、気体、泡およびいくらかの液体は、主要な流体の流れから除去される。この部分１６ｄは、好ましくはパイプ部１６ｂまたはパイプ部１６とパイプ部１６ｃとの間の移行部に接続される。

上流側パイプ部１６ａ、水平パイプ部１６ｂまたはパイプ部１６ｄの一部に、注入器１７が配置される。注入器１７は、パイプライン１６に気体、好ましくは空気のマイクロバブルを供給する。液体容積体Ａからの液体と共にパイプライン１６を通って移送されるマイクロバブルは、液体容積体Ａ内に溶けている気体およびより小さい粒子をマイクロバブルの方へ移動させる。例えば、二酸化炭素が第１の液体容積体Ａに溶けている場合、これはマイクロバブルへ引き込まれ、管部１６ｄにおいて液体から排出され得る。「注入器」という用語は、気体または空気のマイクロバブルが液体内に形成されるような液体流への気体の供給を意味する。したがって、この用語は、液体噴流（ベンチュリ）に受動的に吸い込まれる気体に基づく「噴出器」および液体／気体流へ注入される（押し入れられる）ものに基づく「注入器」をカバーする。

負圧を発生させるための手段１９がパイプライン１６と連通しているので、負圧がパイプライン１６内に確立される。水平パイプ部１６ｂを流れる液体流は、パイプ部１６ｂによって、大部分の液体が流れる下流側パイプ部１６ｃと、確立された負圧および供給されたマイクロバブルのために気体がパイプライン１６から引き出される排出部１６ｅ（図２に示される）と、に分離される。パイプライン１６内の負圧を調整し、下流側パイプ部１６ｃおよび排出部１６ｄの寸法（直径）を調整することにより、水平パイプ部１６ｂを流れる流体の一部を排出部１６ｅを介して移送することもできる。

試験は最大で液体の２５％を排出部１６ｅを介して移送できることを示した。しかしながら、液体の０．０１～１０％が排出部１６ｅを介して排出され、残りの液体が下流側パイプ部１６ｃを通過することが好ましい。

気体、好ましくは空気の供給は、上流側パイプ部１６ａまたは水平パイプ部１６ｂのパイプライン内を上昇する液体がより軽くなり、また、排出部１６ｄにおいて気体／空気が除去されてパイプ部１６ｃを介してパイプラインから排出される液体よりも軽くなることを保証する。パイプ部１６ａ内の液体がパイプ部１６ｃ内の液体よりも軽いことにより、パイプライン１６を通じて液体が流れて移送される。実験は、注入器１７を介した空気の十分な供給とファン１９を介した十分な負圧の確立によって、液体を吸い上げるためのポンプを使用する必要なく、液体が十分な速度で装置１０を通って移送されることを示した。

排出パイプ部１６ｅを介して排出される液体のより軽い部分（大量の溶けている気泡を有する）も存在するであろう。
装置１０のいくつかの実施形態において、パイプライン１６の部分に、すなわち、上流側パイプ部１６ａ、水平パイプ部１６ｂ、または下流側パイプ部１６ｃのいずれかに、第１の液体容積体から水を吸い上げるためのポンプ装置１８が好ましくは配置される。好ましくは、これは大量の低圧の水を吸い上げるのに適したプロペラポンプ１８である。例えば、図１に示されるように、液体が上流側パイプ部１６ａを介して第１の液体容積体から引き出されるように、ポンプは上流側パイプ部１６ａに配置される。

図１に示される解決手段において、パイプ部１６ｂは、かなりの長さを有し、パイプ部１６ｂの頂部まで吸い上げられた液体がパイプ部１６ｂを流れるようにわずかに下向きに傾斜する。広い液面が形成され、これは第１の液体容積体Ａ内の任意の気体の効果的な除去を提供する。したがって、パイプ部１６ｂおよび排出部１６ｄを通過した後の液体は、より少ない量の溶け込んだ気体を含む。

装置１０が養魚場において使用される場合、第１の液体容積体Ａは通常、魚等の海洋生物が住む水槽であり、これは最終的に大量の溶け込んだ二酸化炭素を含む。したがって、この二酸化炭素を除去すること、または同時に二酸化炭素を酸素または空気で置き換えることが、本発明の目的である。第１の液体には、相対的に高い濃度の二酸化炭素と低い濃度の酸素が存在する。さらに、パイプライン部１６ａおよび１６ｂ内に水と小さい気泡の混合物が存在し、二酸化炭素は平衡原理によって、水に溶解しなくなって気泡に入る。図示されていない発明の実施形態において、下流側パイプ部１６ｃを介してパイプライン１６から流出する液体への酸素の供給のための手段が、下流側パイプ部１６ｃに存在し得る。

図１に示されるように、ある部分に、好ましくは水平パイプ部１６ｂと下流側パイプ部１６ｃとの間の移行部に、パイプ部１６ｂ内に負圧を生じさせるために配置される装置１９が存在する。これは図１においてファン１９として示される。液体内の気泡は、そのような負圧によって、水平パイプ部１６ｂを流れ、さらに排出部１６ｄを介して下流側パイプ部１６ｃを流れる液体から引き出される。負圧および気泡と水との間の広い表面積によって、この方法は効果的に二酸化炭素および他の気体を液体から除去する。

図１に示されるように、第１の液体容積体内の液体は装置１０を通過する際に、すなわち、異なるパイプ部１６ａ，１６ｂおよび１６ｃを通過する際に、気体と交換され得る。この気体の交換とともに、装置１０は液体を移動させるために用いられ得る。図１に示されるように、液体は第１の液体容積体Ａからパイプライン１６を介して第２の液体容積体Ｂに移送される。これは、あるネットケージから別のネットケージ、または１つのネットケージのある部分からそのネットケージの別の部分であり得る。いくつかの実施形態において、パイプライン１６を通って移送される液体は、それが取り出された同じ液体容積体に戻される、すなわち、（図３に示されるように）第１および第２の液体容積体は同じネットケージまたはネットケージの部分である。

図２は本発明の原理を示す代替できる解決手段を示す、すなわち、図１の解決手段に加えて、気体と液体とを分離するために用いられるサイクロン２０が存在する。図２から、装置が概ね水平なパイプ部１６ｂに接続される概ね垂直な上流側パイプ部１６ａを備えることが分かる。空気、好ましくは空気のマイクロバブルの供給のための手段がパイプ部１６ａに配置される。必須ではないが、いくつかの実施形態において、上流側パイプ部１６ａ内の手段１８（図２に示されていない）も、第１の液体容積体Ａから水を引き出してパイプライン１６を通過させるために用いられる。水平パイプ部１６ｂと下流側パイプ部１６ｃとの間の移行部に、上流側パイプ部１６ａおよび水平パイプ部１６ｂを介した液体および気体の移送において、排出部１６ｄ内の気体が液体から除去されて排出パイプ部１６ｅを介してパイプライン１６から排出されるように、排出部１６ｄが設けられる。排出部１６ｄから排出された、粒子および気体を含む泡は、パイプ部１６ｅ内にまたはパイプ部１６ｅと組み合わせて設けられる、排出部１６ｄ内に負圧を生じさせるための手段１９によって、パイプ部１６ｅを介して引き出される。負圧を生じさせるための手段１９は、パイプ部１６ｅに直接接続されてもよく、図２に示されるようにサイクロン２０を介する必要はない。

十分な負圧を生成し、パイプ部１６ｅおよびパイプ部１６ｃのパイプ円周の適切な寸法を決定することによって、液体の一部も排出パイプ部１６ｅを介してパイプライン１６から排出される。排出パイプ部１６ｅを通って排出されるのは、液体の最も軽い部分、すなわち、高い濃度の気泡を有する部分である。液体の最も重い部分はパイプ部１６ｃの下流で排出される。

排出部１６ｄが特定の体積であり、特に液面が特定のサイズであることが利点である。これにより、大きな界面の流体、すなわち気体が生成され、生成された負圧とともに、液体中に溶け込んだ気体の効果的な取り出しを提供する。上流側パイプ部１６ａまたは水平パイプ部１６ｂを介して注入器１７から液体に供給される気泡も、より小さい粒子を液体から気相に引き出し、排出パイプ部１６ｅの外に排出する。この部分にはパイプ部１６ｅへ引き出される泡も形成される。排出部１６ｄ内に確立された状態、すなわち負圧、広い面積、および気泡を含む液体は、気体を効果的に液体から分離させる。気体はパイプ部１６ｅを介して除去され、液体の大部分は下流側パイプ部１６ｃを介して取り出される。

さらに、図２に示される装置１０には、空気の受動的な吸い込みのための開口２１ａを備えるガーランド２１が配置される。このガーランド２１は、上流側パイプ部１６ａにおける液体容積体Ａの液面より上部に配置されるか、水平パイプ部１６ｂに配置される。開口２１ａは、供給される空気の量を制御できるように調節可能である。

さらに、図２に示される装置１０には、パイプライン１６内の流体流に液体を供給（注入）できる注入装置２２が存在する。注入装置２２は、好ましくは上流側パイプ部１６ａに配置されるが、水平パイプ部１６ｂに配置されてもよい。

さらに、図２に示される装置１０には、排出パイプ部１６ｅから流れてくる液体および気体を分離させるためのサイクロン２０が取り付けられる。負圧を生じさせるための手段１９は、サイクロン排出パイプライン１６ｆを介してサイクロン２０と接続される。

図２は、第１および第２の液体容積体が異なることを示す、すなわち、気体を交換し、液体中の泡および粒子を除去するために、液体は装置１０を通って移送され、液体の大部分は下流側パイプライン１６ｃを介して液体容積体Ａから液体容積体Ｂへ案内される。

図３は本発明の実施形態を示す。すなわち、水平パイプ部１６ｂに、気体（およびより少ない量の液体）をパイプ部１６ｂから引き出すためのいくつかの部分が取り付けられる。図３に示される実施形態において、装置１０は排出パイプ部１６ｅから排出される気体および液体の分離のためのサイクロン２０を備えるが、装置はそのようなサイクロン２０なしでも機能する。いくつかの実施形態において、１つ以上のサイクロン２０が用いられる。手段１９は、常にパイプライン１６内に負圧を生じさせ、パイプ部１６ｅから、場合によってはパイプ部１６ｆを介してサイクロン２０から、気体および液体の一部を引き出す中央ファンまたは真空ポンプである。

液体は、取入口パイプ部１６ａを介してパイプ部１６を通り、パイプ部１６ｃを介して吐出口へ移送される。１つ以上の注入器／噴出器１７はパイプライン１６内に取り付けられ、好ましくはパイプライン１６の下部およびパイプライン部１６ｂに取り付けられる。注入器／噴出器１７へ液体、好ましくは水を供給するポンプが注入器／噴出器１７に接続されることが好ましい。同じく注入器／噴出器１７に接続されるのは、噴出器１７に空気を供給するためのオープンエアホースである。空気の供給は、水がノズルを通って流れる際にベンチュリによって発生する。

図３に示されるように、本発明は、パイプ部１６ａを通って取り入れられる液体流から気体、粒子および液体の一部が分離される、いくつかの部分１６ｅを備える。すなわち、パイプ部１６ｅを介してパイプ部１６ｂから排出される気体／液体／粒子は、いくつかのその後の浄化ステップで、気体、粒子および泡について浄化される。図３において、異なるパイプ部１６ｄが１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、および１６ｄ’’’として表される。パイプ部１６ｄおよびパイプ部１６ｅへの移送は第１浄化ステップを示し（すなわち、図１および図２にも示されるように）、パイプ部１６ｄ’および１６ｅ’が第２浄化ステップを示し、パイプ部１６ｄ’’および１６ｅ’’が第３浄化ステップを示し、１６ｄ’’’および１６ｅ’’’は第４浄化ステップを示す。最終の浄化ステップは、この実施形態においては、サイクロン２０内で実行される。本発明による解決手段は、２つ以上のそのような浄化ステップを有し得る。任意に、本発明の実施形態は、図３に示されるよりも多い浄化ステップを有し得る。

したがって、パイプ部１６ｂはいくつかのパイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’に取り付けられるので、パイプ部１６ｂを流れる液体は、いくつかのパイプ部１６ｄを介して排出され得る。これらの各々において、パイプライン１６ｅ、１６ｅ’、１６ｅ’’、１６ｅ’’’を介して、任意にサイクロン２０およびパイプ部１６ｆを介して、気体、粒子、泡、およびいくらかの液体がパイプライン２０から排出され送られるように、排出部が存在する。パイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’は、概して垂直な構成を有するが、パイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’の一部は、図３に示されるように傾斜し得る。パイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’において、水が泡および粒子と共に集められ、排水管、すなわちパイプ部１６ｅ、１６ｅ’、１６ｅ’’、１６ｅ’’’へ吸い込まれる。装置１０から排出される気体／粒子／液体は、図３に示されるように、１つのパイプラインに接続されて集められ、サイクロン２０へ共に送り出される。

図３に示されるように、装置はいくつかの噴出器１７を備えることが好ましい。上述のように、注入器／噴出器１７は好ましくはパイプライン１６ａの下部に配置される。本発明に係る装置の実験的試験は、注入器／噴出器１７を各吸入塔の下流側直近、すなわち各パイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’の下流側直近に配置されることが有利であることも示した。

吸い出し塔（すなわちパイプ部１６ｄ、１６ｄ’、１６ｄ’’、１６ｄ’’’）の各々が、圧力を制御するためのバルブ２５，２５’、２５’’、２５’’’を備えることも好ましい。

図４は排出部１６ｄが細長いダクトの形態である解決手段を示す。原則として、パイプ部１６ｂの排出部１６ｄは、任意の形状を有し得る。特に好ましいのは、上述され、特に図３に示されるような、円形である。排出部が長方形であり、パイプ部１６ｂの長手方向に延びることも好ましい。このようにして、排出部は排出ダクト１６ｈを形成する。

本発明の好ましい実施形態において、装置１０は、好ましくは長方形であるただ１つのそのような排出ダクト１６ｈを備える。
他の好ましい実施形態において、いくつかのそのような排出ダクト１６ｈが設けられ、これらの排出ダクト１６ｈから排出される気体は、共にサイクロン２０へ運ばれる。通気ダクト（１６ｈ）がパイプライン（１６ｂ）に対して外側頂部（１６ｈ）として形成される、すなわち、パイプ部１６ｂの外側に位置する長方形で縦長の箱であることが好ましい。

さらに、どれだけの泡／液体が吸い出されるかを調節できるように排出ダクト内の開口が調整されるように、頂部、すなわち排出ダクト（１６ｈ）の１つ以上の壁部が調整され得る。

図５は、パイプライン１６ｂの実施形態を断面で示す。すなわち、パイプライン１６ｂは円形パイプの形状を有する必要がない。図は長方形のパイプライン１６ｂを示す。これは、例えば、正方形の外形、すなわち、鉄、アルミニウム、または他の材料からなるキャリアとして形成され得る。そして、装置自身は、補助なしで、水、設備、および通路と自重を支えることができる。パイプ１６ｅはこのキャリア１６ｂの不可欠な部分である接続ロッドに入り込むことができる。それはマルチチャンネルキャリアとして、噴出器１７への水、空気塔１６ｄおよびパイプ１６ｂ自身からの水、のいくつかの統合された流れを有し得る。

試験から、各吸入塔について排出された泡および粒子および空気を得て、各塔の直後に新しいマイクロバブルを注入することによって、二酸化炭素および粒子で飽和していない新しい空気を得て、それによっておよそｎ倍の改善を得られることが分かった。ここで、ｎは塔／注入器の数である。水中の二酸化炭素の量は塔を通過するにつれて徐々に減少し、１ｍｇ／Ｌよりわずかに下の自然な二酸化炭素レベルに漸近的に近づく。魚用の水槽においては、二酸化炭素のレベルはしばしば１０～１５ｍｇ／Ｌの間である。

本発明の原理は、装置１０がタンクの中心から水を持ち上げ、タンクの外側の部分に流し入れるように設置された、実物大試験によって確認された。３０ｋＰａ（３００ミリバール）の負圧の真空ポンプ１９は、パイプ中の水を３ｍ持ち上げることができる。バルブ２５を調節することによって、各設備の水平パイプ１６ｂの高さに応じて、各１６ｄにおいて水がどれだけの高さに存在するかを調節できる。水平パイプ１６ｂは２ｍの高さにあり、真空ポンプ１９と３．５ｍの高さにおいて接続された。水面から１ｍ下で立上り管１６ａの底部に設けられる注入器１７は、２５０ｋＰａ（２．５バール）の圧力で水（３０Ｌ／分）によって駆動され、空気を吸い込んで、パイプ部１６ａに供給されるマイクロバブルを生成した。これらの気泡は立上り管１６ａ内の水の重さを立下り管１６ｃ内の水の重さより軽くするので、パイプライン１６内の循環を作り出す。これらは「サイホン」として働く。パイプ１６ｃから外側の環状の容積体に流れ込む水は、３３０Ｌ／分と計測された。パイプ寸法は直径１１０ｍｍであった。

同時に、空気は、水中のマイクロバブルおよび粒子によって形成された泡と共に排出口に吸い上げられた。泡はサイクロン２０において分離されて水として排出された。試験は純粋な海水で行われた。５分間の操作の後、サイクロンから１リットルの水が排出された。これは明らかに変色していたので、このサンプルは分析のために送られた。それはＦＮＵ(Forumajin Nephelometric Units)２０～３０の濁度を有し、粒子の多くは２～１０マイクロメートルのサイズを有していた。

同時に、気体のレベルが吸入口および排出口で測定された。これは気体圧力が１００％から９５％に下がることを示した。これは、その方法が、水をある場所から別の場所に移動させるのと同じ手順で、気体（水に溶けやすいので特に二酸化炭素）および最も小さい粒子の除去の両方に効果的であることを確認する。したがって、これはとてもエネルギー効率の良い方法でもある。

Claims

液体中の気体の除去、および／または液体からの泡および粒子の除去、および／または液体の移送のための装置（１０）であって、前記装置（１０）は液体を第１の場所から第２の場所へ移送するためのパイプライン（１６）を備え、前記パイプライン（１６）は、液体の取り入れのための上流側パイプ部（１６ａ）と、実質的に水平な水平パイプ部（１６ｂ）と、液体を前記パイプライン（１６）の外部へ流出させるための下流側パイプ部（１６ｃ）と、前記パイプライン（１６）から気体、粒子および液体の一部が導かれる第１排出パイプ部（１６ｄ）と、前記第１排出パイプ部（１６ｄ）の下流側に配置された第２排出パイプ部（１６ｅ）と、を含み、気体、粒子および液体の一部が前記第１排出パイプ部（１６ｄ）から前記第２排出パイプ部（１６ｅ）を介して前記パイプライン（１６）の外部に排出されるようになっており、前記パイプライン（１６）にマイクロバブルを供給するための手段（１７）が、前記上流側パイプ部（１６ａ）および／または前記水平パイプ部（１６ｂ）に配置され、前記パイプライン（１６）の一部に負圧を生じさせるための手段（１９）が、前記パイプライン（１６）に配置され、前記装置（１０）は、前記水平パイプ部（１６ｂ）に２つ以上の前記第１排出パイプ部（１６ｄ）を含むことを特徴とする、装置（１０）。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ）は任意の幾何学的形状を有する、請求項１に記載の装置（１０）。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ）は円形状を有する、請求項２に記載の装置（１０）。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ）は、排出ダクト（１６ｈ）を形成するように配置される長方形状を有する、請求項２に記載の装置（１０）。
前記２つ以上の第１排出パイプ部（１６ｄ）は、前記水平パイプ部（１６ｂ）と接続するように配置される、または前記水平パイプ部（１６ｂ）と前記下流側パイプ部（１６ｃ）との間の移行部に配置される、請求項１に記載の装置（１０）。
前記装置が、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上の前記第１排出パイプ部（１６ｄ）を備える、請求項１に記載の装置（１０）。
各第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）に隣接する前記第２排出パイプ部（１６ｅ，１６ｅ’，１６ｅ’’，１６ｅ’’’）が、前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）から分離された気体、粒子、および、一部の液体の除去のために配置される、請求項１に記載の装置（１０）。
前記パイプライン（１６）への気体の供給のための１つ以上の注入手段（１７）が前記パイプライン（１６）に設けられる、請求項１に記載の装置。
前記注入手段（１７）が前記水平パイプ部（１６ｂ）に配置される、請求項８に記載の装置。
前記注入手段（１７）が１つ以上の前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）の下流側直近に配置される、請求項８に記載の装置。
前記注入手段（１７）が前記上流側パイプ部（１６ａ）に配置される、請求項８に記載の装置。
各第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）に接続されるいくつかの前記第２排出パイプ部（１６ｅ，１６ｅ’，１６ｅ’’，１６ｅ’’’）が、前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）内で分離された気体、粒子および液体の排出のために配置される、請求項１に記載の装置。
前記注入手段（１７）が、前記注入手段（１７）への水の供給のためのポンプに接続される、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
前記注入手段（１７）が、前記注入手段（１７）に空気を運ぶオープンエアホースに接続される、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
気体、粒子および液体が、１つ以上の前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）から、液体からの気体の分離のためのサイクロン（２０）へ流される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
前記サイクロン（２０）および前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）に負圧を生じさせるための手段（１９）が前記サイクロン（２０）の上部に配置される、請求項１５に記載の装置。
前記パイプライン（１６）を通過する液体の最大２５％が、前記第２排出パイプ部（１６ｅ）を介して運ばれる、請求項１に記載の装置。
前記上流側パイプ部（１６ａ）または前記水平パイプ部（１６ｂ）を介して液体を吸い上げるためのポンプ装置（１８）をさらに備える、請求項１に記載の装置（１０）。
前記上流側パイプ部（１６ａ）および／または前記水平パイプ部（１６ｂ）が、前記水平パイプ部（１６ｂ）を通過する液体流への受動的な空気の吸い込みに適した開口（２１ａ）を有するガーランド（２１）を備える、請求項１に記載の装置。
泡をさらに上昇させるために空気が前記第１排出パイプ部（１６ｄ）に追加される、請求項１に記載の装置。
前記上流側パイプ部（１６ａ）および／または前記水平パイプ部（１６ｂ）が、同パイプ部（１６ａ，１６ｂ）への流体の注入のために配置されたポンピング手段を備える、請求項１に記載の装置。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ）が、流体の高さを調節し、それによって排出される流体の量を調節可能なバルブ（２５）に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
液体は前記パイプライン（１６）を介して同じ容器内の異なる位置に移送される、請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
前記ポンプ装置（１８）がプロペラポンプまたはエジェクタポンプである、請求項１８に記載の装置。
負圧を生じさせるための前記手段（１９）は、真空ポンプ（１９）またはファン（１９）である、請求項１６に記載の装置。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ，１６ｄ’，１６ｄ’’，１６ｄ’’’）が液体と気体との広い界面領域を保証するある程度の容積を有し、液体が前記パイプライン（１６）をゆっくりと循環することにより、前記下流側パイプ部（１６ｃ）を介して容積体へ液体と共に流れる気体の量が減少する、請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置。
前記装置（１０）が海生生物を飼育するための設備に配置される、請求項１から２６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
前記装置（１０）がネットケージ内に配置され、前記ネットケージは、前記装置（１０）が前記ネットケージの中で浮かび続けるようにするフロートカラーを備える、請求項２３に記載の装置（１０）。
前記上流側パイプ部（１６ａ）内の液柱が前記下流側パイプ部（１６ｃ）内の液柱よりも軽くなるように、前記装置（１０）を通過する液体の流れの全体または一部が、前記注入手段（１７）からの空気の供給によって生じさせられる、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置（１０）。
前記装置（１０）が廃水の処理のための設備に配置される、請求項１に記載の装置（１０）。
前記下流側パイプ部（１６ｃ）を介した排出の前に酸素が液体に供給されるように、前記パイプライン（１６）に酸素の供給のための手段が配置される、請求項１から３０のいずれか一項に記載の装置（１０）。
前記パイプライン（１６）および前記サイクロン（２０）の負圧は、気液流と共に泡およびより小さい粒子を前記パイプライン（１６）から移動させるのに十分である、請求項１５または１６に記載の装置（１０）。
流体は、第１の液体容積体（Ａ）から前記上流側パイプ部（１６ａ）に取り入れられるとともに、前記下流側パイプ部（１６ｃ）から第２の液体容積体（Ｂ）へ流出し、前記パイプライン（１６）内を通過する液体が、全体的にまたは部分的に液位差によって動かされるように、前記第１の液体容積体（Ａ）と前記第２の液体容積体（Ｂ）との液位が異なる、請求項１から３２のいずれか一項に記載の装置。
魚等のより大きいユニットは、前記下流側パイプ部（１６ｃ）から流体の流れと共に移送される、請求項１から３３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
前記排出ダクト（１６ｈ）が前記水平パイプ部（１６ｂ）の上向きの位置に配置される、請求項４に記載の装置（１０）。
前記排出ダクト（１６ｈ）が前記水平パイプ部（１６ｂ）に対して外側に位置する頂部（１６ｈ）として形成される、請求項４に記載の装置（１０）。
前記外側に位置する頂部（１６ｈ）は、長方形状の構成を有する、請求項３６に記載の装置。
吸い出される泡／液体の量を制御できるように空気ダクトの開口が調整されるように、前記頂部（１６ｈ）の１つ以上の壁部が調整可能である、請求項３６に記載の装置。
前記水平パイプ部（１６ｂ）の断面が、円、楕円、正方形、または長方形から選択される幾何学的形状を有し得る、請求項１に記載の装置。
前記水平パイプ部（１６ｂ）が、キャリアとして機能し、自身の重さを支えることが可能である、請求項３９に記載の装置。
前記第１排出パイプ部（１６ｄ）および前記第２排出パイプ部（１６ｅ）が前記水平パイプ部（１６ｂ）の長手方向に配置される、請求項３９に記載の装置。