JPH07236392A - 活魚貝類の活性水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境水汚染物質の系外への排出を容易すると
共に、高効率にて高濃度の溶存酸素量を持つ環境水を簡
易に生成し、且つ濾過材の好気性微生物による生物化学
作用によって水質を浄化させる。 【構成】 水槽４内を隔壁によって活魚貝類収容領域と
酸素供給領域に区割し、ポンプに注入装置を接続すると
共に、循環経路における酸素供給領域に接続される送り
経路中に流体混合装置を介装している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は海水、淡水等に生息する
活魚貝類等の動植物を生きたまま保管、蓄養、養殖、運
送、鑑賞することを目的とした水槽中の環境水に高効率
で酸素を供給し、且つ環境水汚染物質を系外へ排出する
様にした活魚貝類の活性水槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、活魚貝類を一定量の環境水中で生
存させる方法としては、大気中の空気をコンプレッサ
ー、ブロアー等の空気送給手段に接続するエアーストー
ンから気泡と成して環境水中へ送っているも、しかしな
がらエアーストーンから送気される気泡の粒径は0.1 ｍ
ｍ以上であるため、気液接触の面積が小さく、しかも環
境中での上昇速度が早いため気液接触時間が短時間であ
ることにより、酸素溶解効率が数％と低く、このため高
密度で生存させるには必然的に大容量の空気送給手段を
必要とする等の諸欠点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は魚の呼吸気系
に何ら影響を与えずに環境水汚染物質の系外へ排出を容
易すると共に、高効率にて高濃度の溶存酸素量を持つ環
境水を簡易に生成し、且つ濾過材の好気性微生物による
生物化学作用によって水質を浄化させる活魚貝類の活性
水槽を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術に
基づく気液接触の面積および時間等による酸素溶解効率
等の課題に鑑み、空気を流体混合装置により超微細気泡
と成して環境水中に混入し、気液接触面積を増大すると
共に、気液接触時間を長時間と成し、酸素溶解効率を高
めると共に、超微細気泡によって環境水汚染物質を吸着
し、環境水の表面上へ浮動させ、かかる環境水汚染物質
の除去を容易にすることを要旨とする活魚貝類の活性水
槽を提供して上記欠点を解消せんとしたものである。

【０００５】水槽内を隔壁によって活魚貝類収容領域と
酸素供給領域に区割し、ポンプの入口若しくは出口側に
循環経路中を流動する環境水に空気を注入する注入装置
を接続すると共に、循環経路における酸素供給領域に接
続される送り経路中に空気と環境水の流体を分散、反
転、渦流、剪断によって混合する流体混合装置を介装し
ている。

【０００６】又、隔壁は通水性のみを有し、活魚貝類収
容領域と酸素供給領域との間に濾過材収容領域を配設し
ている。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
すると、１は本発明に係る活魚貝類の活性水槽であり、
該活性水槽１は一定量の環境水を循環経路２中に介装す
るポンプ３によって循環使用するものにして、環境水を
収容する水槽４内を通水性のみを有する隔壁５により活
魚貝類収容領域６と酸素供給領域6aに区割し、活魚貝類
収容領域６内には循環経路２の戻り経路2aを接続すると
共に、酸素供給領域6a内には循環経路２の送り経路2bを
接続している。

【０００８】隔壁５は気泡の通過を遮断し、環境水のみ
の通過を許容する不織布等の材質からなる。

【０００９】又、ポンプ３の入口側に接続する循環経路
２の戻り経路2a中には大気中の空気を循環経路２中を流
動する環境水に吸引注入したり、加圧注入したりするエ
ジェクター、ブロアー、エアーコンプレッサー等の注入
装置７を接続し、又ポンプ３の出口側に接続する循環経
路２の送り経路2bには流体混合装置８を介装している。

【００１０】尚、注入装置７の接続個所は上記に限定さ
れず、ポンプ３と流体混合装置８との間の送り経路2bに
接続しても良い。

【００１１】次に、他の実施例である活性水槽1aは水槽
４を活魚貝類収容領域６のみとする活魚貝類槽4aと、該
活魚貝類槽4aと別体にて形成する濾過槽4bから構成し、
水槽４内の環境水を循環経路２中に介装するポンプ３に
よって循環使用するものにして、濾過槽4b内を多数の透
孔（図示せず）を有するパンチングプレート、網体等か
らなる仕切壁９、9aによって三室に区割し、その中央を
濾過材充填領域域6b、該濾過材充填領域域6aの側方に隣
接する二室を酸素供給領域6aと活魚貝類槽4aの一部であ
る浄化水排出領域6cとなしている。

【００１２】又、活魚貝類槽4aと濾過槽4bにおける循環
経路２中の送り経路2bには流体混合装置８を介装し、又
浄化水排出領域6cにはオーバーフロー管10を配設し、該
オーバーフロー管10から活魚貝類槽4aにコスト的に安価
な手段である自然落下返送させたり、ポンプ（図示せ
ず）によって機械的に返送させている。

【００１３】又、濾過材充填領域域6bと酸素供給領域6a
を区割する一方の仕切壁９には上記と同様な隔壁５を貼
設している。

【００１４】又、ポンプ３の入口側に接続する循環経路
２の戻り経路2a中には大気中の空気を循環経路２中を流
動する環境水に吸引注入したり、加圧注入したりするエ
ジェクター、ブロアー、エアーコンプレッサー等の注入
装置７を接続している。

【００１５】濾過材充填領域域6bに充填する濾過材とし
ては、活性炭、ゼオライト、クリストバライト、その他
多孔質である各種セラミックス等が挙げられる。

【００１６】又、活魚貝類槽4a内の環境水を直接的に濾
過材充填領域域6b内に投入するために、ポンプ3aを介装
した迂回循環経路11を設けている。

【００１７】尚、活性水槽1aでは活魚貝類槽4aと濾過槽
4bから水槽４を構成しているも、かかる構成に何ら限定
されず、濾過槽4bにおける浄化水排出領域6cを活魚貝類
を収容する活魚貝類槽4aと成すことによって、槽が一つ
で済むためにコスト低減が図られる。

【００１８】流体混合装置８は円筒状のケーシング12の
両端の開口部に夫々外周方向に突出するフランジ13、13
a が形成され、該フランジ13、13a に入口14および出口
15を中央に形成した蓋体16、16a を着脱自在に装着して
いる。

【００１９】17はケーシング12の中空内部に複数配列し
た混合エレメントであり、該混合エレメント17は図４、
図５に示す様に、互いに対向する面に前面開放の多角形
状の小室18、18a …をハニカム状に多数配列した大小２
枚の円板19、20を一組みとし、これを同心的に重合させ
ている。

【００２０】又、前記大径な円板19はケーシング12の内
径に密接する外径にて形成されると共に、中央に流通孔
21が穿設され、一方、小径な円板20の外径はケーシング
12の内周面から離間して該内周面との間に流通路22が形
成される大きさと成している。

【００２１】尚、小室18、18a …は多角形であれば良
く、例えば菱形と成しても良い。

【００２２】又、図６に示す様に大径な円板19の小室1
8、18a …と、小径な円板20の小室18、18a …とは互い
の小室18、18a …が対向する他の複数の小室18、18a …
に連通する様に位置を違えて配列されている。

【００２３】そして、これら混合エレメント17は互いに
同径の円板が隣接するように重ね合わせてケーシング12
の中空内部に直列的に配設する。

【００２４】又、ケーシング12の入口14および出口15に
流通孔21が対応するように両側には大径な円板19を配置
している。

【００２５】又、他の実施例としては、図８、図９に示
す様に、混合エレメント17を構成する大小２枚の円板1
9、20の中心部を除く夫々の小室18、18a …の底面中央
に、該小室18、18a …の上面の高さより低くした突起23
を設ける。

【００２６】次に本発明に係る活魚貝類の活性水槽の作
用について説明すると、先ず、活性水槽１にあっては、
大気中の空気と水槽４内の環境水の２種類の流体を流体
混合装置８によって分散、反転、渦流、剪断作用による
強力な気液接触にて空気中の酸素を環境水側に溶解移動
させる混合を繰り返すと共に、流体中の空気を超微細気
泡と成して水槽４の酸素供給領域6aに返送すると、この
超微細気泡化された空気は気液接触の面積が著しく増大
すると共に、上昇速度が極めて遅くなるため気液接触時
間が長時間となることにより、酸素の溶存量が飽和する
まで高速に環境水中に溶解され、上記流体混合装置８中
での酸素溶解と相俟って高濃度の溶存酸素量を持つ環境
水が生成されると共に、未溶解で残存した超微細気泡は
その表面張力によって環境水中の排泄物、給餌残渣等の
固形物を付着させると共に、環境水に溶解しているアン
モニア、亜硝酸等の電解物を気泡表面の水分子と水和さ
せた状態で付着させて浮動させ、酸素供給領域6aに設け
る排出口24より系外へ自然排出したり、適宜吸引装置
（図示せず）を介して排出口24より系外へ強制排出す
る。

【００２７】かかる状態においては、酸素供給領域6aと
活魚貝類収容領域６とは隔壁５によって区割されている
ため、環境水は隔壁５を介して活魚貝類収容領域６へと
移動するも、超微細気泡の活魚貝類収容領域６への移動
は規制される。

【００２８】次に、活性水槽1aにあっては、濾過槽4bの
酸素供給領域6aでは上記と同様に高濃度の溶存酸素量を
持つ環境水が生成されると共に、残存した超微細気泡の
表面張力によって環境水中に溶解しているアンモニア、
未溶解で残存した超微細気泡はその表面張力によって環
境水中の排泄物、給餌残渣等の固形物を付着させると共
に、環境水に溶解しているアンモニア、亜硝酸等の電解
物を気泡表面の水分子と水和させた状態で付着させて浮
動させ、酸素供給領域6aに設ける排出口24より系外へ自
然排出したり、適宜吸引装置（図示せず）を介して排出
口24より系外へ強制排出する。

【００２９】又、酸素供給領域6aにて浮動除去できなか
った他の有害物質は環境水と共に隔壁５を介して濾過材
充填領域域6bに収容する濾過材によって物理・化学吸着
され、好気性微生物による生物化学作用によって酸化分
解して水質を浄化させ、しかる後浄化水排出領域6cへ移
動してオーバーフロー管10を介して活魚貝類槽4a内へと
返送される。

【００３０】ここで、好気性微生物は流体混合装置８に
よって生成された環境水は高濃度の溶存酸素を有するた
め、かかる酸素によって好気性微生物の環境が向上して
生物化学作用が効率良く行われる。

【００３１】ここで、空気の超微細気泡化について説明
すると、酸素を含んだ大気中の空気と、水槽４内の環境
水の２種類の流体をポンプ３、注入装置７を介して流体
混合装置８の入口14からケーシング12の中空内部に圧送
すると、図３に示す矢印のように上流側の混合エレメン
ト17の流通孔21からその内部に達し、小径な円板20によ
り直進進路を妨げられて方向を変え、互いに連通する小
室18、18a …を経て中央部から外側に向かって放射状に
分散、蛇行しながら移動する。

【００３２】かかる移動時においては、小室18、18a …
を構成する複数の側壁に衝突して流れは複雑に反転し、
渦流となると共に、流体の小室18、18a …への流入時に
は、該小室18、18a …の鋭角な側壁を通過する際の対流
現象化によって流体に剪断力が働き、流体中の空気は順
次超微細球状化される。

【００３３】この様に、上流側の混合エレメント17を通
過することによって分散、反転、渦流、剪断作用を繰り
返しながらケーシング12の内周面に到達した流体は、そ
のケーシング12の内周面と小径な円板20とによって形成
された流通路22から下流側の混合エレメント17の各小室
18、18a …に入り、上述の様な分散、反転、渦流、剪断
作用を繰り返しながら中央部に集合され、再び流通孔21
から下流側の混合エレメント17に入り、そして再度各小
室18、18a …を経ながら中央部から外側に向かって放射
状に分散、蛇行を繰り返しつつ順次混合エレメント17の
内部を移動し、最終的に出口15より空気の超微細気泡を
含んだ流体として排出されるのである。

【００３４】空気における超微細気泡の粒径について
は、流体の移動距離により比例的に増加する分散、反
転、渦流、剪断作用によって順次細分化されるのであっ
て、本実施例の流体混合装置８では、図４、５に示す大
小２枚の円板19、20の外径を10〜15ｃｍとして混合エレ
メント17を５組〜20組を組み合わせ、送気圧力を１〜８
Ｋｇ／ｃｍ² 、送水量13〜22リットル／分、送気量３〜
10リットル／分にて行った処、粒径１〜５ミクロン程度
の大きさと成った。

【００３５】又、全水量を３００リットル、送気圧力を
４〜８Ｋｇ／ｃｍ² 、送気量を４〜８リットル／分にて
酸素溶解効率を測定した処、図10に示す様に約29〜79％
となり、高効率であることが認められ、又送気量が少な
いほど効率がよく、送気圧が高いほど効率がよいことも
認められる。

【００３６】又、小室18、18a …に突起23を設けること
により、流体の流れに乱れを積極的に生じさせることが
可能となり、一層混合効率を高めることができ、又突起
23を中心部に近づくに従って順次小さくすることによ
り、各小室18、18a …の容積を均一化し、スムーズな流
体の流れを確保できる。

【００３７】流体混合装置８は上記の様に全く駆動およ
び可動部を有していないため、構造が簡素となり、コン
パクト化も容易となり、しかも混合効率も極めて高く、
かつ気体の超微細気泡化も簡単に行うことができると共
に、流体が径方向に拡散したり、中心側へ集中し、且つ
屈曲流路であるため狭い容積内で流体の混合に必要な流
動距離を充分に確保できる利点を奏する。

【００３８】

【発明の効果】要するに本発明は、水槽４内の一定量の
環境水をポンプ３によって循環使用する装置であって、
水槽４内を通水性のみを有する隔壁５によって活魚貝類
収容領域６と酸素供給領域6aに区割したので、流体混合
装置８によって生成された超微細気泡は粒径１〜５ミク
ロンであるため、かかる超微細気泡にて魚の呼吸気系に
付着して呼吸を妨げるが、隔壁５によって活魚貝類収容
領域６内への移動が規制されるため、魚の呼吸気系に何
ら影響を与えず、しかも酸素供給領域6a内にて浮動する
超微細気泡によって排泄物、給餌残渣等の固形物、さら
には溶解しているアンモニア、亜硝酸等の電解物を水面
上へ浮上できるため、環境水汚染物質の系外へ排出を容
易できる。

【００３９】又、ポンプ３の入口若しくは出口側に循環
経路２中を流動する環境水に空気を注入する注入装置７
を接続すると共に、循環経路２における酸素供給領域6a
に接続される送り経路2b中に空気と環境水の流体を分
散、反転、渦流、剪断によって混合する流体混合装置８
を介装したので、強力な気液接触にて空気中の酸素を環
境水側に溶解移動させると共に、空気を超微細気泡と成
して水槽４の酸素供給領域6aに返送することができ、こ
れにより超微細気泡化された空気は気液接触の面積が著
しく増大して上昇速度が極めて遅くなるため気液接触時
間が長時間となって高効率にて酸素を環境水中に溶解で
き、流体混合装置８中での酸素溶解と相俟って高濃度の
溶存酸素量を持つ環境水を簡易に生成できる。

【００４０】又、活魚貝類収容領域６と酸素供給領域6a
との間に濾過材充填領域域6bを配設したので、酸素供給
領域6aにて浮動除去できなかった他の有害物質は高濃度
の溶存酸素量を有する環境水と共に隔壁５を介して濾過
材充填領域域6bに流動することにより、濾過材によって
物理・化学吸着され、好気性微生物による生物化学作用
によって酸化分解して水質を浄化させることができる等
その実用的効果甚だ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る活魚貝類の活性水槽のシステム図
である。

【図２】同上他の実施例のシステム図である。

【図３】流体混合装置全体の断面図である。

【図４】混合エレメントを構成する大径な円板の斜視図
である。

【図５】混合エレメントを構成する小径な円板の斜視図
である。

【図６】流体混合装置全体の要部を示す拡大断面図であ
る。

【図７】流体混合装置全体の要部の他の実施例を示す拡
大断面図である。

【図８】流体混合装置全体の要部の他の実施例を示す拡
大断面図である。

【図９】流体混合装置全体の要部の他の実施例を示す拡
大断面図である。

【図１０】流体混合装置による酸素溶解効率のグラフで
ある。

【符号の説明】

２ 循環経路 ３ ポンプ ４ 水槽 ５ 隔壁 ６ 活魚貝類収容領域 6a 酸素供給領域 6b 濾過材充填領域域 ７ 注入装置 ８ 流体混合装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内の一定量の環境水をポンプによっ
   て循環使用する装置であって、水槽内を通水性のみを有
   する隔壁によって活魚貝類収容領域と酸素供給領域に区
   割し、ポンプの入口若しくは出口側に循環経路中を流動
   する環境水に空気を注入する注入装置を接続すると共
   に、循環経路における酸素供給領域に接続される送り経
   路中に空気と環境水の流体を分散、反転、渦流、剪断に
   よって混合する流体混合装置を介装したことを特徴とす
   る活魚貝類の活性水槽。
2. 【請求項２】 水槽内の一定量の環境水をポンプによっ
   て循環使用する装置であって、水槽を通水性のみを有す
   る隔壁によって活魚貝類収容領域と酸素供給領域に区割
   すると共に、活魚貝類収容領域と酸素供給領域との間に
   濾過材収容領域を配設し、ポンプの入口若しくは出口側
   に循環経路中を流動する環境水に空気を注入する注入装
   置を接続すると共に、循環経路における酸素供給領域に
   接続される送り経路中に空気と環境水の流体を分散、反
   転、渦流、剪断によって混合する流体混合装置を介装し
   たことを特徴とする活魚貝類の活性水槽。