JPH08192034A - 液体への気体溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小重力下等において長期間にわたって気体
を液体に溶解させることができる装置を提供する。 【構成】 回転する円錐形の容器７内にポンプ３をもつ
液体注入管２から水等のシャワー４とポンプ６をもつ気
体注入管５から空気等の気体を注入し、液体から気泡を
除くと共に気体を溶解させる。この液体を容器７の回転
による遠心力で容器底部の内壁近くにするため、これを
ポンプ１２をもつ液体排出管１１より排出する。また、
容器７内の気体はポンプ１４をもつ気体排出管１３によ
って換気される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小重力下で水棲生物
を飼育するシステム等に用いられ、閉鎖系を保ったまま
長期に渡って液体へ気体を溶解させることができる装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地上において水槽等内で水棲生物を飼育
する場合には、水槽等内の水の中に強制的に空気の泡を
発生させて水に空気中の酸素を溶解させて水棲生物が必
要な溶存酸素濃度を保持させている。しかし、人工衛星
等の微小重力下において水棲生物を飼育するシステムで
は、閉鎖系を保って飼育水に酸素を溶解させる必要があ
るが、微小重力下では気液分離が困難であって酸素を溶
解した水のみを取り出すことができないために、従来ガ
ス透過膜等が用いられている。即ち、図２に示すように
容器０１内に多孔質系のガス透過膜０２によって形成さ
れた多数の通路内に黒塗り矢印に示すように水を流し、
容器０１内に白抜き矢印で示すように空気を導入し、容
器０１の通路内を流れる水（黒塗り矢印で示す）にガス
透過膜０２を通った空気中の酵素を溶解させるようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の図２に示す従来
の装置では、ガス透過膜が目詰まりを起こしたり、材質
の劣化を起こし溶存効率が低下して長時間使用すること
が困難になる。

【０００４】本発明は、以上の問題を解決することがで
き微小重力下において用いるのに特に適した液体への気
体の酸素溶解装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液体への気体溶
解装置は、中心軸まわりに回転し底部の断面積が大きく
頂部が開かれた円錐形の容器、前記容器の頂部を閉鎖す
る静止した頂板、前記容器の頂板を通って容器内へ延び
下端より容器内に液体のシャワーを発生する液体注入
管、前記容器の頂板を通って容器内へ延び下端より容器
内に気体を注入する気体注入管、前記容器の内より容器
の頂板を通って容器外へ延び容器内の気体を排出する気
体排出管、及び下端が前記容器内の底部の内壁近くに位
置し容器の頂板を通って容器外へ延び容器内の液体を排
出する液体排出管を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明では、液体注入管の下端より液体が噴霧
状のシャワーとして容器内に排出され、液体に混じった
気泡が除かれる。この液体のシャワーが気体注入管から
容器内に入った気体と接して気体を溶解する。気体を溶
解した液体には、容器の回転により均一な遠心力が発生
し、液体は容器底部の内壁の付近にたまる。このように
気体を溶解して気泡が除去された液体は、液体注出管か
ら容器外に排出される。また、容器内の気体は気体排出
管から排気されて換気され、容器内に所定の組成の気体
を維持する。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を、図１によって説明す
る。本実施例は微小重力下において水棲生物を飼育する
飼育水に空気を溶解させる装置に関する。

【０００８】頂部が開かれ底部の断面積が大きい円錐形
の容器７は、底部の中心部に接続されたモータ８によっ
て上下方向の中心軸まわりに矢印に示す方向に回転でき
るようになっている。容器７の内壁の底部付近には環状
の溝１０が設けられている。容器７の開かられた頂部
は、容器７との間に軸受１ａが設けられた静止する頂板
１によって閉じられている。

【０００９】頂板１の中央部を貫通して容器７内へ下方
に延びる水注入管２の容器７外の部分にはポンプ３を備
えており、水注入管２内をポンプ３によって送られる水
は、水注入管２の下端より噴霧水のシャワー４となって
容器７内に注入されるようになっている。頂板１を貫通
して容器７内へ下方に延び容器７外の部分にポンプ６を
備えた空気注入管５が設けられている。また、容器７内
より頂板１を貫通して容器７外へ延び容器７外の部分に
ポンプ１４を備えた空気排出管１３が設けられている。

【００１０】容器７外の部分にポンプ１２を備えた水排
出管１１は頂板１を貫通して容器７内へ下方に延び、そ
の下端は容器７の底部の内壁の溝１０が設けられた部分
の近くに開口している。

【００１１】本実施例では、ポンプ３によって水注入管
２内を送られる水は、水注入管２の下端より噴霧水のシ
ャワー４となって容器７内に注入され、これによって水
に混じっている気泡が除かれる。このように気泡が除か
れた水はシャワー４となっているので、ポンプ６によっ
て空気注入管５より容器７内に注入された空気中の酸素
が効率良く溶解する。

【００１２】以上のようにして酸素を溶解した水は、容
器７がモータ８によって回転することによって均一な遠
心力が作用して容器７の底部の内壁よりの部分に気体と
混じり合うことなく液だまり９となってたまり、また、
遠心力によって水に混じった不純物は溝１０内へ移動し
て水から分離される。この酸素を溶解し不純物を分離し
た水は、ポンプ１２によって水排出管１１から排出され
る。

【００１３】また、容器７内の空気は、ポンプ１４によ
って空気排出管１３から排出され、容器７内の酸素濃度
を保つことができる。

【００１４】なお、前記実施例は、微小重力下で用いら
れるものであるが、これを通常の重力下で用いることも
できる。また、前記実施例では、水に空気中の酸素を溶
解させるようにしているが、本発明で用いられる液体は
水に限られるものではなく、また、液体に溶解される気
体も酸素に限られるものではなく、例えば培養液に気体
を溶解させる場合等に広く本発明を適用することができ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、液体
注入管からシャワーとなって容器内に液体が注入され、
気体注入管から容器内に入った気体と接して気体を効果
的に溶解することが可能となると共に、液体中に混ざっ
た気泡を取り除くことが可能となる。このように気体を
溶解した液体は、容器内が容器の回転により均一な遠心
力を発生することから、微小重力下でも液体が気体と混
じり合った状態を維持することなく、容器底部付近にた
まり、この気体を溶解して気泡が除かれた液体は、液体
注出管から注出される。従って、本発明は、材質の劣化
や不純物による目詰まりを発生させることなく長期に渡
って閉鎖系で液体に気体を溶解させることができ、か
つ、液体から気泡を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略図である。

【図２】従来の微小重力下で水に酸素を溶解させる装置
の概略図である。

【符号の説明】

１ 頂板 １ａ 軸受け ２ 水注入管 ３ ポンプ ４ シャワー ５ 空気注入管 ６ ポンプ ７ 容器 ８ モータ ９ 液だまり １０ 溝 １１ 水排出管 １２ ポンプ １３ 空気排出管 １４ ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸まわりに回転し底部の断面積が大
   きく頂部が開かれた円錐形の容器、前記容器の頂部を閉
   鎖する静止した頂板、前記容器の頂板を通って容器内へ
   延び下端より容器内に液体のシャワーを発生する液体注
   入管、前記容器の頂板を通って容器内へ延び下端より容
   器内に気体を注入する気体注入管、前記容器の内より容
   器の頂板を通って容器外へ延び容器内の気体を排出する
   気体排出管、及び下端が前記容器内の底部の内壁近くに
   位置し容器の頂板を通って容器外へ延び容器内の液体を
   排出する液体排出管を備えたことを特徴とする液体への
   気体溶解装置。