JPH05215A - 酸素富化フイルタ、および酸素富化フイルタの製造方法、ならびに酸素富化フイルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常程度の給送空気圧によって水中での酸素
の溶存飽和量を越えた酸素富化作用を得られるようにす
る。 【構成】 純アルミニウム粉末を主成分として燒結さ
れ、内部で複雑に纏絡されると共に、表裏両面を通して
開孔される数多くの通気孔を形成してなる第１の金属粉
末燒結体，または、当該金属粉末燒結体をウイスカー処
理して、各通気孔の内壁面部に数多くのヒゲ状結晶を生
成させてなる第２の金属粉末燒結体を用い、所要圧で給
送される空気を水中に放出させるためのフィルタとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、酸素富化フィルタ，
および酸素富化フィルタの製造方法，ならびに酸素富化
フィルタ装置に関し、さらに詳しくは、水中への溶存酸
素量を増加させ得るようにした酸素富化フィルタ，およ
び当該酸素富化フィルタの製造方法，ならびに当該酸素
富化フィルタを適用した酸素富化フィルタ装置に係るも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、養魚用水槽などにおけ
る水中への酸素の補給，溶存に関しては、従来から、大
気中の空気を吸気して圧縮，吐出する空気ポンプと、こ
の空気ポンプに給送管で直結されて水中に吊り下げた状
態に沈設配置され、圧送される空気を数多くの通気孔か
ら水中に気泡として放出させるようにした多孔質の燒結
ストーンとにより構成した酸素供給手段が知られている
が、このような多孔質の燒結ストーンによる酸素供給手
段の場合には、水中における酸素の許容溶存量，換言す
ると、飽和溶存酸素量に限界があるために、最近に至っ
ては、こゝでの当該水中への圧縮空気の気泡による放出
部として、いわゆる，マルチポーラスガラスと呼ばれる
ところの，数多くの狭小な通気孔を形成した多孔質体を
用いることで、水中での溶存酸素濃度を高める手段，つ
まり、水中溶存酸素の富化手段が提案，実施されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記後
者でのマルチポーラスガラスによる多孔質体を用いた水
中溶存酸素の富化手段においては、前者の多孔質の燒結
ストーンによる手段に比較するとき、当該多孔質体に形
成された数多くの狭小な通気孔からの一層細分化された
気泡の放出によって、水中における酸素の溶存飽和量を
幾分か上回る酸素富化作用を得られるという利点をもつ
反面，当該マルチポーラスガラスの狭小な各通気孔での
空気の通過抵抗が極めて高いことから、所期通りの酸素
富化作用を得るためには、給送する空気圧を十分に高く
して気泡の放出をなさなければならず、こゝでは、後述
するように本件発明での５倍強の空気圧を必要としてお
り、しかも、一方では、多孔質部分に目詰りを生じ易く
て保守管理に難点があるという問題点があった。

【０００４】この発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところ
は、水中に気泡を発生させ得る程度の給送空気圧によっ
て水中での酸素の溶存飽和量を越えた酸素富化作用を得
られるようにした，この種の酸素富化フィルタ，および
酸素富化フィルタの製造方法，ならびに酸素富化フィル
タ装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る酸素富化フィルタは、純アルミニウ
ム粉末を主成分として燒結され、内部で複雑に纏絡され
ると共に、表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔
を備えた第１の金属粉末燒結体（以下，メタルとも呼
ぶ），または、当該金属粉末燒結体をウイスカー処理す
ることで、各通気孔の内壁面部に数多くの生物学的に活
性化されたヒゲ状結晶を形成させてなる第２の金属粉末
燒結体（以下，ヒゲ付きメタルとも呼ぶ）を用いること
で、所要圧で給送される空気を水中に放出させるための
フィルタとしたものである。

【０００６】すなわち、この発明の第１の発明は、純ア
ルミニウム粉末を主成分にして、等量のシリコン粉末，
および微量のマンガン粉末を添加した材料を板状に燒結
し、板状断面の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を
通して開孔される数多くの通気孔を形成させてなること
を特徴とする酸素富化フィルタである。

【０００７】この発明の第２の発明は、純アルミニウム
粉末を主成分にして、等量のシリコン粉末，および微量
のマンガン粉末を添加した材料を板状に燒結し、板状断
面の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔
される数多くの通気孔を形成すると共に、ウイスカー処
理を施して各通気孔の内壁面に水酸化アルミニウムによ
るヒゲ状結晶を生成させてなることを特徴とする酸素富
化フィルタである。

【０００８】また、この発明の第３の発明は、純アルミ
ニウム粉末を主成分とし、これに等量のシリコン粉末，
および微量のマンガン粉末を添加した材料を用い、これ
らの各材料を所要のバインダーにより十分に混練する工
程と、混練した材料を所要厚さの板状に成形する工程
と、板状に成形された材料をカーボンシート上において
所定の温度で燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡さ
れ、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を
形成させる工程とを、少なくとも含むことを特徴とする
酸素富化フィルタの製造方法である。

【０００９】この発明の第４の発明は、純アルミニウム
粉末を主成分とし、これに等量のシリコン粉末，および
微量のマンガン粉末を添加した材料を用い、また、下記
処理液Ａを準備し、前記各材料を所要のバインダーによ
り十分に混練する工程と、混練した材料を所要厚さの板
状に成形する工程と、板状に成形された材料をカーボン
シート上で所定の設定温度により燒結し、板状断面の内
部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔される
数多くの通気孔を形成させる工程と、得られた板状メタ
ルを煮沸処理し、各通気孔の内壁面に水酸化アルミニウ
ムによるヒゲ状結晶を生成させ、かつこれを所定の設定
温度で乾燥させて保有水分を可及的に排除する工程と、
各通気孔の内壁面にヒゲ状結晶を生成させて乾燥させた
板状メタルを所定の設定温度に加熱保持した処理液Ａ中
に所定時間浸漬させ、その後，所定の設定温度で乾燥さ
せて保有水分を可及的に排除する工程とを、少なくとも
含むことを特徴とする酸素富化フィルタの製造方法であ
る。処理液Ａ (a) 所定塩分濃度の海水を用い、(b) 当該海水により、
セラミック焼成用粘土と金属とを混練して所要径の球状
に成形し、かつこれをポーラス状に焼成してポーラス状
セラミック球を得た後、(c) 所定量の蒸留水に対し、前
記セラミック球の所要数を浸漬させると共に、所要時間
に亘り撹拌して所要量の水溶液とし、この水溶液を用い
て塩酸をPH３に調整して第１の溶液とし、(d) 所定の大
きさの鉄片を用い、望ましくは、当該鉄片の片面に中性
脂質の油脂を塗布して前記第１の溶液中に浸漬させ、24
時間〜96時間放置して第２の水溶液とし、(e) 前記第２
の水溶液に混入している鉄分，油脂分などを除去して第
３の水溶液とし、(f) 所定量の前記第３の水溶液中に M
gCl₂・6H₂O を飽和状態になるまで溶融させ、所定時間放
置して第４の水溶液とし、(g) 所定量の蒸留水に対し、
前記第４の水溶液の適量を加えて第５の水溶液とし、
(h) 所定量の蒸留水に対し、前記第５の水溶液の適量を
加え、かつ所定時間放置して第６の水溶液とする。

【００１０】さらに、この発明の第５の発明は、純アル
ミニウム粉末を主成分にして、等量のシリコン粉末，お
よび微量のマンガン粉末を添加した材料を板状に燒結
し、板状断面の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を
通して開孔される数多くの通気孔を形成させてなる板状
メタルを用い、この板状メタルを円筒形状に形成して密
閉させると共に、当該メタルの内部に空気を圧給送し得
るように構成させたことを特徴とする酸素富化フィルタ
装置であり、かつまた、当該第５の発明の構成におい
て、円筒形状に形成したメタルを、少なくとも同芯円的
に間隔をおいて２層以上の多層に配置させたことを特徴
とする酸素富化フィルタ装置である。

【００１１】さらに、この発明の第６の発明は、純アル
ミニウム粉末を主成分にして、等量のシリコン粉末，お
よび微量のマンガン粉末を添加した材料を板状に燒結
し、板状断面の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を
通して開孔される数多くの通気孔を形成すると共に、ウ
イスカー処理を施して各通気孔の内壁面に水酸化アルミ
ニウムによるヒゲ状結晶を生成させてなるヒゲ付き板状
メタルを用い、このヒゲ付き板状メタルを円筒形状に形
成して密閉させると共に、当該メタルの内部に加圧空気
を給送し得るように構成させたことを特徴とする酸素富
化フィルタ装置であり、かつまた、当該第６の発明の構
成において、円筒形状に形成したメタルを、少なくとも
同芯円的に間隔をおいて２層以上の多層に配置させたこ
とを特徴とする酸素富化フィルタ装置である。

【００１２】

【作用】従って、この発明の第１の発明に係る酸素富化
フィルタにおいては、板状メタルの断面内部にあって、
相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔される数多
くの通気孔を形成させてあるために、各通気孔の存在に
よって、従来と異なって比較的低い空気圧で水中への飽
和酸素量を越えた酸素の富化溶存を可能にし、第２の発
明に係る酸素富化フィルタにおいては、板状メタルにお
ける各通気孔の内壁面に対し、水酸化アルミニウムによ
るヒゲ状結晶を生成させて板状ヒゲ付きメタルとしたか
ら、各通気孔に給送される加圧空気の酸素分子が、それ
ぞれのヒゲ状結晶の相互間で水分子と混合摩擦され、水
中への溶存酸素濃度が急速に高められて、より一層効果
的な飽和酸素量を越えた酸素富化作用がなされる。

【００１３】また、この発明の第３の発明に係る酸素富
化フィルタの製造方法においては、純アルミニウム粉末
を主成分とし、これに等量のシリコン粉末，および微量
のマンガン粉末を添加した材料を用いることによって、
これらの各材料を所要のバインダーにより十分に混練し
て所要厚さの板状に成形した後、これをカーボンシート
上において所定の温度で燒結するようにしたから、断面
の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔さ
れる数多くの通気孔を有する板状メタルを容易に製造で
き、第４の発明に係る酸素富化フィルタの製造方法にお
いては、このようにして製造された板状メタルを煮沸処
理して、各通気孔の内壁面に水酸化アルミニウムによる
ヒゲ状結晶を生成させ、かつこれを所定の設定温度に加
熱保持した処理液Ａ中に所定時間浸漬させた後、乾燥さ
せて保有水分を可及的に排除させるようにしたから、こ
ゝでも、断面の内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を
通して開孔される数多くの通気孔をもつと共に、各通気
孔の内壁面にヒゲ状結晶を有する板状ヒゲ付きメタルを
容易に製造し得る。

【００１４】さらに、この発明の第５の発明に係る酸素
富化フィルタ装置においては、前記板状メタルを用い、
この板状メタルを円筒形状に形成して密閉させ、当該円
筒形メタルの内部に加圧空気を給送し得るように構成さ
せたから、こゝでは、円筒形メタルの各通気孔を通した
空気の放出による酸素富化作用を良好に実行でき、一
方，この円筒形メタルを、少なくとも同芯円的に２層以
上に配置させることで、一層効果的な酸素富化作用が可
能になり、第６の発明に係る酸素富化フィルタ装置にお
いては、前記板状ヒゲ付きメタルを用い、この板状ヒゲ
付きメタルを円筒形状に形成して密閉させ、当該円筒形
ヒゲ付きメタルの内部に加圧空気を給送し得るように構
成させたから、同様に、円筒形ヒゲ付きメタルでの各通
気孔，ひいては、その内壁面のヒゲ状結晶相互間におけ
る空気と水との混合摩擦が良好になされて酸素富化作用
を実行でき、さらには、この円筒形ヒゲ付きメタルを、
少なくとも同芯円的に２層以上に配置させることで、よ
り一層効果的な酸素富化作用が可能になる。

【００１５】

【実施例】以下，この発明の第１，および第２の発明に
係る酸素富化フィルタ，および第３，および第４の発明
に係る当該酸素富化フィルタの製造方法，ならびに第
５，および第６の発明に係る当該酸素富化フィルタを用
いた酸素富化フィルタ装置の実施例につき、図１ないし
図７を参照して詳細に説明する。

【００１６】最初に、この発明の第１，第２の発明に係
る酸素富化フィルタの構成，および第３，第４の発明に
係る当該酸素富化フィルタの製造方法について述べる。

【００１７】図１は、第１，および第２の発明の一実施
例を適用した酸素富化フィルタの概要を示す側面説明図
であり、図２，および図３は、同上酸素富化フィルタに
おける第１，および第２の発明に対応したそれぞれに要
部を部分的に拡大して模式的に示す各断面構成図であ
る。また、図４，および図５は、第３，および第４の発
明の一実施例を適用した当該酸素富化フィルタの製造方
法の概要をそれぞれ工程順に示す各工程説明図である。
なおこゝで、前記第１の発明の一実施例を適用した酸素
富化フィルタ，この場合、ウイスカー処理を施さない酸
素富化フィルタについては、これを第１の酸素富化フィ
ルタ，または、第１の金属粉末燒結体，もしくは、単に
メタルと呼ぶことゝし、また、第２の発明の一実施例を
適用した酸素富化フィルタ，この場合、ウイスカー処理
を施した酸素富化フィルタについては、これを第２の酸
素富化フィルタ，または、第２の金属粉末燒結体，もし
くは、ヒゲ付きメタルと呼ぶことゝする。

【００１８】こゝで、前記第１の酸素富化フィルタであ
る板状メタルは、次の各工程を順次に経て製造される。

【００１９】すなわち、この板状メタルは、図４に示さ
れているように、純アルミニウム粉末を主成分とし、こ
れに等量のシリコン粉末を加えると共に、さらに、微量
のマンガン粉末を添加した材料を適当なバインダーで十
分に混練して、所要厚さの板状に成形した後、カーボン
シート上において約 680℃程度の設定温度で燒結するこ
とによって製造する。従って、製造後の形態としては、
図１に示す如く、厚さ 1mm〜2mm 程度の板状に形成され
たメタル１１となり、同時に、当該板状メタル１１に関
して、その断面内部にあっては、図２に示されているよ
うに、相互間で複雑に纏絡されると共に、表裏両面を通
して開孔される数多くの微細な通気孔１２が形成される
ことになる。なお、ちなみに、こゝでの板状メタル１１
における各通気孔１２の孔径は、おゝよそ 100μm 程度
であり、また、当該板状メタル１１では、50体積%の空
間，つまり、これを換言すると、空隙率50% に達する通
気孔１２が形成される。

【００２０】そして、前記のように構成される板状メタ
ル１１では、例えば、これを深さ60〜100cm の水中に吊
して酸素供給を行なう場合、当該各通気孔１２の存在に
よって、先に述べた従来における多孔質の燒結ストーン
を用いた酸素供給手段の場合と同程度の低圧の空気圧，
すなわち、気泡が発生し得る程度の圧力、即ち1.01〜1.
3 気圧程度の比較的低い空気圧と空気量とによるのみ
で、酸素溶存用のフィルタ，こゝでは、水中への圧縮空
気の放出による飽和酸素量を越えた酸素の富化溶存を可
能にするところの，第１の酸素富化フィルタとしての役
割を効果的かつ十分に果たし得るのである。

【００２１】また、前記第２の酸素富化フィルタである
ウイスカー処理を施したヒゲ付き板状メタルは、前記燒
結された板状メタル１１を素材とし、かつ所要の処理液
Ａを用いて製造される。

【００２２】こゝでのヒゲ付き板状メタルの製造につい
ては、まず、ウイスカー処理のための処理液Ａを次のよ
うにして準備する。 (a) 新鮮にして汚染されていない海水を 1/4倍程度に薄
めて塩分濃度 0.1〜1.2%，望ましくは、0.8 〜0.9%の塩
水とする。 (b) 前記塩水によって、セラミック焼成用粘土（蛙目，
クリストバライト，赤玉，ゼオライト，コークス，銅
粉，シリコンなどの混合物）を混練して所要径の球状に
成形し、かつこれをポーラス状に焼成してほゞ直径10mm
程度のポーラス状セラミック球を得る。 (c) 1リットルの蒸留水に対し、前記セラミック球 3個
を浸漬させ、かつこの蒸留水を24時間に亘り撹拌して所
要量の水溶液とし、この水溶液を用いて塩酸(HCl) をPH
３に調整して、第１の溶液とする。 (d) 0.5mm厚，15mm角の鉄片を用い、望ましくは、当該
鉄片の片面に中性脂質の油脂を塗布した上で、これを前
記第１の溶液中に浸漬させ、24時間以上96時間、望まし
くは72時間放置して、第２の水溶液を得る。 (e) 前記第２の水溶液を5Cの濾紙により 1〜2 回程度濾
過し、液中に混入している鉄分，油脂分などを除去する
ことで、第３の水溶液とする。 (f) 前記第３の水溶液100cc 中に MgCl₂・6H₂O を飽和状
態になるまで溶融させ、かつこれを24時間放置して第４
の水溶液とする。 (g) 前記第４の水溶液1cc を 1リットルの蒸留水に加え
ることにより第５の水溶液を得る。 (h) 前記第５の水溶液1cc を 1リットルの蒸留水に加
え、かつこれを24時間程度放置して第６の水溶液を得
る。 (i) 前記第６の水溶液をpH値 6.2〜6.8 に保持し、所期
通りの処理液Ａを得るのである。

【００２３】しかして、前記第２の酸素富化フィルタで
あるヒゲ付き板状メタルは、次の各工程を順次に経て製
造される。

【００２４】すなわち、このヒゲ付き板状メタルは、図
５に示されているように、まず、前記した板状メタル１
１を煮沸処理することにより、図３に示した如く、それ
ぞれの各通気孔１２の内壁面にあって、ヒゲ状結晶（Al
(OH)₃・xH₂Oの水酸化アルミニウム）２２を生成する。つ
いで、前記処理液Ａを約30〜40℃程度の温度に加熱保持
しておき、この処理液Ａ中にあって、前記の各通気孔１
２の内壁面にヒゲ状結晶２２を生成させた板状メタル１
１を12〜24時間程度に亘り浸漬させた後、これを取り出
して60℃程度以下の設定温度で乾燥させ、同様に、保有
水分を可及的に排除して製造するのである。

【００２５】従って、こゝでの製造後の形態としては、
前記した板状メタル１１の場合と同様に、厚さ 1mm〜2m
m 程度の板状に構成されたヒゲ付きメタル２１となり、
かつまた、前記した如く、おゝよそ 100μm程度の孔径
の各通気孔１２の内壁面にあっては、図３からも明らか
なように、ヒゲ状結晶２２が相互に密集して成長される
ことになると共に、処理液Ａへの浸漬によりこれらの各
ヒゲ状結晶２２が生物学的に活性化される。なお、ちな
みに、こゝでの各ヒゲ状結晶２２の直径，ならびに相互
間隔は、共におゝよそ 0.025μm 程度であり、略0.25μ
ｍ程度に成長する。

【００２６】そして、前記のように構成されるヒゲ付き
板状メタル２１では、先に述べた板状メタル１１の場合
と同様な態様で水中への酸素供給を行なった場合、同程
度の比較的低い空気圧で各通気孔１２に給送される空気
は、当該各通気孔１２の内壁面に密集して生成されたそ
れぞれのヒゲ状結晶２２の相互間を通して水中に吐出さ
れるもので、こゝでは、各ヒゲ状結晶２２が、酸素富化
対象の水を生物学的に活性化するための一種の触媒機能
を有することから、深さ対応の水圧によって各通気孔１
２に浸入している水分子と、給送空気，ひいては、給送
空気中の酸素分子とが、これらの各ヒゲ状結晶２２の存
在によりツイスト状態で十分に混合摩擦され、このため
に水中への溶存酸素濃度が急速に高められて、飽和酸素
量を越えた酸素富化作用がなされると共に、水分子間に
取り込まれて溶存する酸素分子については、経時的にも
可及的に消失しないように保持されることになり、こゝ
でも、第２の酸素富化フィルタとしての役割を効果的か
つ十分に果たし得るのである。

【００２７】より一層具体的に述べると、こゝでのヒゲ
付き板状メタル２１を酸素富化フィルタとして用いた場
合には、処理液Ａへの浸漬により、ヒゲ状結晶２２を形
成し、当該ヒゲ状結晶２２自体に全体としてマイナスの
電荷を帯びさせるようにすること，つまり、これを換言
すると、生物学的活性化を付与することで、結果的に
は、このヒゲ状結晶２２に触れている水，すなわち、本
来的にマイナスの電荷を帯びている水自体の生物学的な
活性化をより一層強力に促すもので、これによって水分
子間での酸素分子の保持が強化されると共に、一方で
は、例えば、当該酸素富化された水中で飼育される生体
に対しても、十分な酸素供給に併せて好影響をもたらし
得るのである。

【００２８】次に、この発明の第５，および第６の発明
に係る酸素富化フィルタを用いた酸素富化フィルタ装置
について述べる。

【００２９】図６は、第５，および第６の発明の一実施
例を適用した当該酸素富化フィルタ装置の概要構成を示
す縦断面図である。

【００３０】こゝで、第５の発明の一実施例を適用した
当該酸素富化フィルタ装置は、水中への空気の放出用フ
ィルタとして前記板状メタル１１を用いることを特徴と
し、また、第６の発明の一実施例を適用した当該酸素富
化フィルタ装置は、水中への空気の放出用フィルタとし
て前記ヒゲ付き板状メタル２１を用いることを特徴とし
ており、当該各フィルタとしての板状メタル１１，２１
を除く部分については、両実施例が共に同一の構成を採
用していることから、これらの各実施例を同列的に述べ
ることゝする。

【００３１】すなわち、図６に示す装置構成において、
これらの各実施例による酸素富化フィルタ装置３１は、
各板状メタル１１，２１を同芯円的に間隔を隔てゝ２重
（２層）に配置し得るように、それぞれ所要外径の円筒
形に成形すると共に、突き合わせ端面の相互を接着剤，
好ましくはシリコン系接着剤により接合することで、板
状メタル１１による内側，および外側の各フィルタ筒３
２ａ，および３２ｂとし、また、ヒゲ付き板状メタル２
１による内側，および外側の各フィルタ筒３３ａ，およ
び３３ｂとする。

【００３２】しかして、これらの各フィルタ筒３２ａ，
３２ｂ，または、３３ａ，３３ｂのそれぞれは、同図６
に見られるように、上部，中間部，ならびに下部の各保
持板３４ａ，３４ｂ，および３４ｃにより同芯円的に間
隔を隔てゝ内外２層に密閉した状態で配置され、各フィ
ルタ筒３２ａ，または、３３ａ内にあって中心部空間３
５，および各フィルタ筒３２ａ，３３ａと３２ｂ，３３
ｂ間にあって外周部空間３６をそれぞれに形成すると共
に、上部保持板３４ａ側の中心部から中間部保持板３４
ｂを貫通して下部保持板３４ｃに接近する位置まで、多
数の空気噴出孔３７ａを開孔した中空の空気供給管３７
を装入して配置させ、かつ当該空気供給管３７には、上
部保持板３４ａ側から供給嘴３８を接続させてあり、こ
の供給嘴３８を通して図示省略した空気ポンプなどから
の加圧空気を給送し得るようになっている。

【００３３】従って、上記構成による酸素富化フィルタ
装置３１においては、先にも述べたように、例えば、酸
素富化対象の水を貯留する水槽などの深さ60〜100cm の
水中にあって、この酸素富化フィルタ装置３１を吊した
状態で、気泡が発生可能な限り低い空気圧、即ち1.01〜
1.3 気圧程度の比較的低い圧力で空気を給送させること
により、当該加圧空気が、中心部に配置された中空の空
気供給管３７の各空気噴出孔３７ａから、まず、中心部
空間３５内に噴出され、内側のフィルタ筒３２ａ，また
は、３３ａを通して外周部空間３６内に放出される。

【００３４】そして、こゝでの内側のフィルタ筒３２
ａ，または、３３ａを通した加圧空気の放出に際して、
これが前者の板状メタル１１を用いたフィルタ筒３２ａ
の場合には、前記した如く、各通気孔１２における水へ
の飽和酸素量を越えた酸素富化作用，こゝでは、第１段
階での酸素富化作用が良好になされ、また、これが後者
のヒゲ付き板状メタル２１を用いたフィルタ筒３３ａの
場合にあっても、同様にして、各通気孔１２，ひいて
は、その内壁面に生成されて生物学的に活性化されたヒ
ゲ状結晶２２の相互間での空気と水との混合による飽和
酸素量を越えた第１段階での酸素富化作用，ならびに溶
存酸素の保持作用が効果的になされることになる。

【００３５】ついで、これに引続き、前記外周部空間３
６内から、今度は、前記のように一旦，酸素富化作用を
受けることで、その溶存酸素量の増加された水が、外側
のフィルタ筒３２ｂ，または、３３ｂを通して水槽内の
水中に放出される。

【００３６】そして、こゝでもまた、外側のフィルタ筒
３２ｂ，または、３３ｂを通してなされるところの，溶
存酸素量の増加された水の放出に際しては、同様に、こ
れが前者の板状メタル１１を用いたフィルタ筒３２ｂの
場合、各通気孔１２における新たな水に対する第２段階
でのより一層の酸素富化作用が良好になされ、また、こ
れが後者のヒゲ付き板状メタル２１を用いたフィルタ筒
３３ｂの場合にあっても、同様にして、各通気孔１２，
ひいては、その内壁面に生成されて生物学的に活性化さ
れたヒゲ状結晶２２の相互間での空気と水との混合によ
る飽和酸素量を越えた第１段階での酸素富化作用，なら
びに溶存酸素の保持作用がより一層顕著かつ効果的にな
されるのである。

【００３７】こゝで、前記それぞれにヒゲ付き板状メタ
ル２１による各フィルタ筒３３ａ，３３ｂを２層に配置
させ、図６に対応して構成された酸素富化フィルタ装置
３１に関し、当該酸素富化フィルタ装置３１を用いて得
た水道水と蒸留水とに対する実際上の水中溶存酸素の測
定結果を第１表に示し、かつこのときの溶存酸素量と酸
素富化対象の水の水温との関係を図７に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】これらの第１表，および図７から明らかな
ように、水道水の場合には、おゝよそ18℃の温度以下，
蒸留水の場合には、おゝよそ20℃の温度以下では、理論
酸素飽和値を越えて酸素富化作用を得るのがやゝ困難な
状況であるが、該当各温度以上では、容易に理論酸素飽
和値を越えて高い酸素富化作用を得られることが明らか
である。また、こゝでの水道水と蒸留水とに酸素富化作
用の差があることについては、蒸留水に比較して、水道
水には、各種イオンが含まれていて酸素が溶け込み難い
からである。そして、このように理論酸素飽和値を越え
た溶存酸素量を得られる点，および溶存酸素の経時的な
減少が少ない点については、(1) 空気中での酸素分子O₂
の水中への分散解離が、極めてファインであること，
(2) 空気中の酸素分子O₂と水分子H₂O との過結合が比較
的容易になされること，(3) 溶存された酸素分子O₂が、
水中での他のガス分子と結合され難く、かつ気泡化され
難いこと，などが考えられるが、この発明におけるフィ
ルタの主成分であるアルミニウム，それに等量のシリコ
ン，ならびに微量のマンガンのそれぞれが、水のクラス
ターに対してどのように影響しているかは必ずしも明ら
かでない。

【００４０】なお、前記実施例装置の構成においては、
フィルタ筒を内外２層に配置させているが、１層のみで
あってもそれなりの酸素富化作用が得られることは勿論
であり、より以上の多層に配置するのも、一層の酸素富
化作用を行なわせる上で好ましい手段の一つである。ま
た、同様に、この実施例装置の構成では、フィルタ筒を
上下２段に配置させているが、必ずしもこのような２段
にのみ限定されるものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上，詳述したように、この発明の第１
の発明に係る酸素富化フィルタによれば、メタルの板状
断面の内部にあって、相互に纏絡され、かつ表裏両面を
通して開孔される数多くの通気孔を形成させてあるため
に、これを所要深度の水中に吊して酸素供給を行なうこ
とにより、各通気孔の存在によって、従来と異なり比較
的低い空気圧で水中への飽和酸素量を越えた空気，ひい
ては、酸素の富化溶存を可能にし得るのであり、第２の
発明に係る酸素富化フィルタによれば、板状メタルにお
ける各通気孔の内壁面に対し、水酸化アルミニウムによ
るヒゲ状結晶を生成させてヒゲ付き板状メタルとしたか
ら、各通気孔に給送される空気の酸素分子が、それぞれ
のヒゲ状結晶の相互間で水分子とツイスト状に摩擦混合
されて水中への溶存酸素濃度を急速に高めることができ
て、より一層効果的な飽和酸素量を越えた酸素富化作用
が良好になされ、併せて、各水分子間に取り込まれて溶
存する酸素分子の経時的な保持を効果的になし得るので
ある。

【００４２】また、この発明の第３の発明に係る酸素富
化フィルタの製造方法によれば、純アルミニウム粉末を
主成分とし、これに等量のシリコン粉末，および微量の
マンガン粉末を添加した材料を用い、これらの各材料を
所要のバインダーにより十分に混練して所要厚さの板状
に成形した後、これをカーボンシート上において所定の
温度で燒結するようにしたから、板状断面の内部で相互
に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの
通気孔を有する板状メタルを容易に製造でき、第４の発
明に係る酸素富化フィルタの製造方法によれば、このよ
うにして製造された板状メタルを煮沸処理して、各通気
孔の内壁面に水酸化アルミニウムによるヒゲ状結晶を生
成させ、かつこれを所定の設定温度で乾燥して保有水分
を可及的に排除させた後、当該各通気孔の内壁面にヒゲ
状結晶を生成させた板状メタルを、所定の設定温度に加
熱保持した処理液Ａ中に所定時間浸漬させ、同様に、所
定の設定温度で乾燥させて保有水分を可及的に排除させ
るようにしたから、こゝでも、板状断面の内部で相互に
纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通
気孔をもち、各通気孔の内壁面にヒゲ状結晶を有するヒ
ゲ付き板状メタルを容易に製造できると共に、処理液Ａ
によって各ヒゲ状結晶を生物学的に活性化させ得るので
ある。

【００４３】さらに、この発明の第５の発明に係る酸素
富化フィルタ装置によれば、純アルミニウム粉末を主成
分にして、等量のシリコン粉末，および微量のマンガン
粉末を添加した材料を板状に燒結し、板状断面の内部で
相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔される数多
くの通気孔を形成させてなる板状メタルを用い、この板
状メタルを円筒形状に形成して密閉させ、当該円筒形メ
タルの内部に空気を給送し得るように構成させたから、
こゝでは、円筒形メタルの各通気孔を通した空気の放出
による酸素富化作用を良好に行なわせることができ、一
方，この円筒形メタルを、少なくとも同芯円的に２層以
上に配置させることで、一層効果的な酸素富化作用が可
能になるのであり、第６の発明に係る酸素富化フィルタ
装置によれば、ウイスカー処理を施して各通気孔の内壁
面に水酸化アルミニウムによるヒゲ状結晶を生成させて
なるヒゲ付き板状メタルを用い、このヒゲ付き板状メタ
ルを円筒形状に形成して密閉させ、当該円筒形ヒゲ付き
メタルの内部に空気を加圧給送し得るように構成させた
から、同様に、円筒形ヒゲ付きメタルでの各通気孔，ひ
いては、その内壁面に生成されて生物学的に活性化され
たヒゲ状結晶相互間における空気と水とのツイスト状態
での摩擦混合による酸素富化作用，ならびに溶存酸素の
保持作用を良好になし得るもので、さらには、この円筒
形状に形成したヒゲ付きメタルを、少なくとも同芯円的
に２層以上に配置させることによって、より一層効果的
な酸素富化作用を行なわせ得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１，および第２の発明の一実施例
を適用した酸素富化フィルタの概要を示す側面説明図で
ある。

【図２】同上第１の発明における酸素富化フィルタの要
部を部分的に拡大して模式的に示す断面構成図である。

【図３】同上第２の発明における酸素富化フィルタの要
部を部分的に拡大して模式的に示す断面構成図である。

【図４】この発明の第３の発明の一実施例を適用した酸
素富化フィルタの製造方法の概要を工程順に示す工程説
明図である。

【図５】この発明の第４の発明の一実施例を適用した酸
素富化フィルタの製造方法の概要を工程順に示す工程説
明図である。

【図６】この発明の第５，および第６の発明の一実施例
を適用した酸素富化フィルタ装置の概要構成を示す縦断
面図である。

【図７】この発明の第６の発明の一実施例を適用した酸
素富化フィルタ装置での酸素富化作用の実測結果におけ
る溶存酸素量と酸素富化対象の水の水温との関係を示す
グラフである

【符号の説明】

１１ 第１の酸素富化フィルタとしての板状メタル （ウイスカー処理を施さない第１の金属粉末燒結体） １２ 板状断面の内部で相互に纏絡されて表裏両面に開
孔された通気孔 ２１ 第２の酸素富化フィルタとしてのヒゲ付き板状メ
タル （ウイスカー処理を施した第２の金属粉末燒結体） ２２ 通気孔の内壁面に相互に密集して生成されたヒゲ
状結晶 （アルミゲル） ３１ フィルタ装置 ３２ａ，３２ｂ 板状メタルを用いたフィルタ筒 ３３ａ，３３ｂ ヒゲ付き板状メタルを用いたフィルタ
筒 ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 上部，中間部，下部の各保持
板 ３５ 中心部空間 ３６ 外周部空間 ３７ 空気供給管 ３７ａ 空気噴出孔 ３８ 供給嘴

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純アルミニウム粉末を主成分にして、等
   量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添加し
   た材料を板状に燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡さ
   れ、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を
   形成させてなることを特徴とする酸素富化フィルタ。
2. 【請求項２】 純アルミニウム粉末を主成分にして、等
   量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添加し
   た材料を板状に燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡さ
   れ、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を
   形成すると共に、ウイスカー処理を施して、各通気孔の
   内壁面に水酸化アルミニウムによるヒゲ状結晶を生成さ
   せなることを特徴とする酸素富化フィルタ。
3. 【請求項３】 純アルミニウム粉末を主成分とし、これ
   に等量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添
   加した材料を用い、これらの各材料を所要のバインダー
   により十分に混練する工程と、混練した材料を所要厚さ
   の板状に成形する工程と、板状に成形された材料をカー
   ボンシート上において所定の温度で燒結し、板状断面の
   内部で相互に纏絡され、かつ表裏両面を通して開孔され
   る数多くの通気孔を形成させる工程とを、少なくとも含
   むことを特徴とする酸素富化フィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 純アルミニウム粉末を主成分とし、これ
   に等量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添
   加した材料を用い、また、下記処理液Ａを準備し、前記
   各材料を所要のバインダーにより十分に混練する工程
   と、混練した材料を所要厚さの板状に成形する工程と、
   板状に成形された材料をカーボンシート上で所定の設定
   温度により燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡され、
   かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を形成
   させる工程と、得られた板状メタルを煮沸処理し、各通
   気孔の内壁面に水酸化アルミニウムによるヒゲ状結晶を
   生成させ、かつこれを所定の設定温度で乾燥させて保有
   水分を可及的に排除する工程と、各通気孔の内壁面にヒ
   ゲ状結晶を生成させて乾燥させた板状メタルを所定の設
   定温度に加熱保持した処理液Ａ中に所定時間浸漬させ、
   その後，所定の設定温度で乾燥させて保有水分を可及的
   に排除する工程とを、少なくとも含むことを特徴とする
   酸素富化フィルタの製造方法。処理液Ａ (a) 所定塩分濃度の海水を用い、(b) 当該海水により、
   セラミック粘土を混練して所要径の球状に成形し、かつ
   これをポーラス状に焼成してポーラス状セラミック球を
   得た後、(c) 所定量の蒸留水に対し、前記セラミック球
   の所要数を浸漬させると共に、所要時間に亘り撹拌して
   所要量の水溶液とし、この水溶液を用いて塩酸をPH３に
   調整して第１の溶液とし、(d) 所定の大きさの鉄片を用
   い、望ましくは、当該鉄片の片面に中性脂質の油脂を塗
   布して前記第１の溶液中に浸漬させ、24時間〜96時間放
   置して第２の水溶液とし、(e) 前記第２の水溶液に混入
   している鉄分，油脂分などを除去して第３の水溶液と
   し、(f) 所定量の前記第３の水溶液中に MgCl₂・ 6H₂Oを
   飽和状態になるまで溶融させ、所定時間放置して第４の
   水溶液とし、(g) 所定量の蒸留水に対し、前記第４の水
   溶液の適量を加えて第５の水溶液とし、(h) 所定量の蒸
   留水に対し、前記第５の水溶液の適量を加え、かつ所定
   時間放置して第６の水溶液とする。
5. 【請求項５】 純アルミニウム粉末を主成分にして、等
   量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添加し
   た材料を板状に燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡さ
   れ、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を
   形成させてなる板状メタルを用い、この板状メタルを円
   筒形状に形成して密閉させると共に、当該板状メタルの
   内部に空気を給送し得るように構成させたことを特徴と
   する酸素富化フィルタ装置。
6. 【請求項６】 前記円筒形状に形成した板状メタルを、
   少なくとも同芯円的に間隔をおいて２層以上の多層に配
   置させたことを特徴とする請求項５記載の酸素富化フィ
   ルタ装置。
7. 【請求項７】 純アルミニウム粉末を主成分にして、等
   量のシリコン粉末，および微量のマンガン粉末を添加し
   た材料を板状に燒結し、板状断面の内部で相互に纏絡さ
   れ、かつ表裏両面を通して開孔される数多くの通気孔を
   形成すると共に、ウイスカー処理を施して各通気孔の内
   壁面に水酸化アルミニウムによるヒゲ状結晶を生成させ
   てなるヒゲ付き板状メタルを用い、この板状メタルを円
   筒形状に形成して密閉させると共に、当該板状メタルの
   内部に空気を給送し得るように構成させたことを特徴と
   する酸素富化フィルタ装置。
8. 【請求項８】 前記円筒形状に形成した板状メタルを、
   少なくとも同芯円的に間隔をおいて２層以上の多層に配
   置させたことを特徴とする請求項７記載の酸素富化フィ
   ルタ装置。