JPH08509864A - 液体内にガスを溶解させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体内にガスを溶解するため、特に水族槽水をＣＯ₂ガスによって連続的に富化するための装置が記載されている。この装置は少なくとも２つの互いに重なり合い、かつ下方が開放したチャンバ（１）から形成され、チャンバ開口部（２）は装置が駆動位置をとった場合に下方を向いて、それによって境を接する液体との定義されたガス交換面（５）が形成される。隣接のチャンバ（１）は互いに次のように、すなわちガスが下のチャンバまたはガス供給チャンバ（１８）内に送られた場合にこのチャンバがいっぱいになった時にオーバーフローしたガスがそのすぐ上のエアトラップとして作用するチャンバ（１）内に捕捉されるように、重なり合っている。この装置は、少なくとも２つの連続するチャンバ（１）が２つの長手方向部分（３、４）からなるハウジング内に内蔵されており、その各々がハウジング（６）内に内蔵された各チャンバ（１）の壁の一部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 液体内にガスを溶解させる装置 本発明は、一方側が開放した少なくとも２つのチャンバを有し、そのチャンバ 開口部は駆動位置をとる場合に下方を向いて、それによって境を接する液体との ガス交換面が形成され、その場合に隣接するチャンバは次のように、すなわちガ スが下方のチャンバに導入されが場合にこのチャンバがいっぱいになった後にオ ーバーフローしたガスがその上にあるチャンバによって気体の置換に使用される 液槽の形式で捕捉可能であるように重なり合っている、液体内にガスを溶解させ る、特に水族槽水をＣＯ₂ガスで連続的に富化させる装置に関するものである。 ＥＰ１０３６８５からはすでに、水族槽水をＣＯ₂で富化させるための供給装 置が知られている。この装置は容器、シールおよびパイプなど多数の異なる部分 片から形成されている。その場合に使用される下方が開放した容器は、それぞれ 該当するパイプ（オーバーフロー並びにガス導入パイプ）とシールをその中に収 容できるだけの最小の大きさを持たなければならない。この公知の装置の欠点は 、嵩張る大きさであって、製造ないし清掃が複雑であり、かつ連続的な駆動には 使用できないことである。 従って本発明の課題は、できるだけコンパクトでかつ簡単に構成されている冒 頭で述べた種類の装置を提供することである。 この課題は、本発明によれば独立請求の範囲第１項に記載の装置によって解決 される。本発明による装置の他の好ましい実施形態が従属請求の範囲、明細書並 びに図面に記載されている。 本発明による装置は、重なって配置された任意の数の捕捉チャンバを有し、そ の場合に装置は単に２つの長手方向部分から形成されており、従って安価に形成 されると共に具合よく清掃できるということを特徴としている。 本発明は次の認識に基づいている。すなわち従来技術の装置の密に案内されて いるオーバーフローパイプは不必要であり、さらにそれをその前に取り付けられ たウエブを有する簡単なオーバーフロー開口部で代替することによって装置の構 造を簡単にして、それによって装置が２つの長手方向部分から任意の多数の、ほ ぼ任意の小ささの捕捉チャンバを形成しながら２部材で組み立てられるというこ とである。 従って本発明の対象は、液体内にガスを溶解するため、特に水族槽をＣＯ₂ガ スを用いて連続的に富化するための装置であって、この装置は一方側が開放した 少なくとも２つのチャンバを有し、そのチャンバ開口部は駆動位置をとった場合 に下方へ向いて、それによって境を接する液体とのガス交換が形成され、その場 合に隣接し合うチャンバは次のように、すなわちガスが下方のガス導入チャンバ 内に導入された場合にチャンバがいっぱいにった後にオーバーフローするガスが その上方にあるチャンバによって水上置換槽の形式で捕捉可能であるように、互 いに重なり合っており、少なくとも２つの連続するチャンバがハウジング内に内 蔵され、そのハウジングが２つの長手方向部分から形成され、その各々がハウジ ング内に内蔵される各チャンバの壁領域を形成することを特徴としている。 好ましくは本発明による装置においては、上述の従来技術に比較 して、装置の構造は唯一の組み立てステップによってもたらされる２つの長手方 向部分から形成される。さらに本発明による構造が簡単であることによって、両 長手方向部分を射出成形方法で形成することが可能となり、それによって製造コ ストを著しく低下させることができる。従って本発明による装置は全体として安 価で、かつ従来技術と比較して著しく小さい体積で形成することができる。さら にこの装置は多数の個別チャンバを有し、これらチャンバは多数であるにもかか わらず公知の装置の容器並びにパイプより簡単に組み立てて、かつ清掃すること ができる。このことは特に、本発明により使用される連続的な拡散技術が、ガス が通過しなければならないチャンバの数を増大させることにより最適化される故 に効果的である。 本発明による装置の好ましい実施形態は２つの射出成形された長手方向部材か らなり、その場合にチャンバ間でほぼ水平に延びる横壁が装置の前方の長手方向 部分内に内蔵されている。この実施形態においては取り付けは特に容易である。 というのは背壁を嵌着するだけで済むからである。 好ましくは両長手方向部分は同一の材料、特に透明なプラスチックから形成さ れる。 ガスが導入される一番下のチャンバが、ガス流速度を定めるために気泡カウン タとして使用されると、特に効果的である。 さらに、横壁の下側のウエブがその上にある捕捉チャンバの下方で垂直かつ非 対称に配置されていると、効果的であることが明らかにされている。この実施形 態においては、捕捉チャンバの使用に供 される空間ができるだけ完全にガス交換面の形成に利用される。 さらに、装置の長手方向部分の外側上に、ガス導管用の内蔵のホルダが、好ま しくは外壁の溝として形成されて設けられており、その中にガス導入ホースが挿 入できると効果的である。挿入されたガスホースはガス導入チャンバ内で開放し て終っている。 本発明による装置の他の好ましい実施形態が従属請求の範囲に記載されている 。 次に、好ましい実施形態に関する図面を用いて、本発明を詳細に説明する。 図面において、 第１図は、装置の前面図であり、 第２図は、装置の側面図であり、 第３図は、上方から見た装置の上面図であり、 第４図は、第１図の“Ａ”でマークされた平面の断面図であり、 第５図は、装置の下面図であり、 第６図は、駆動位置（液体容器内に組み込まれて）に置かれた装置の全体図で ある。 第１図はガス導入ホース１６を有する装置のハウジング６を示すものである。 ガスは上方からガス導入ホース１６を通って装置の一番下のチャンバであるガス 導入チャンバ１８内に導入される。ガス導入チャンバはガス流速度を定める気泡 カウンタとしても使用される。 ガス導入チャンバ１８の上方は第１の横壁７によって仕切られて いる。この横壁７の下側８上に第１のウエブ９が設けられており、このウエブが 捕捉チャンバ１３とオーバーフローチャンバ１２を決定している。導入されたガ スはガス導入チャンバ１８内で捕捉チャンバ１３内に集まって、ついにはウエブ ９を越えてオーバーフローして、オーバーフローチャンバ１２内に達し、その中 には横壁７を貫通するオーバーフロー開口部１４が形成されている。次に高いチ ャンバ１内でガスがオーバーフロー開口部１４を通って下方が開放した捕捉チャ ンバ１３内に達し、かつ第１の切欠き１７を通して周囲と液体交換される。上方 へ逃げるガスを気体の置換に使用される液槽の形式で捕捉するこの捕捉チャンバ １３内で導入されたガスが第１のガス交換面５を形成し、そこで拡散ないし溶解 プロセスが行われる。捕捉チャンバ１３がガスで満たされると、ガス交換面５が ウエブ９を越えて登り、ガスがオーバーフローチャンバ１２内にオーバーフロー する。そこにはまたオーバーフロー開口部１４が形成されており、それが横壁７ を貫通し、かつそれを通ってガスが次に高い捕捉チャンバ１３内に達する。そこ でまたガス交換面５が形成され、装置に設けられているチャンバ１の数に従って 上述のプロセスが繰り返される。装置の最も上の横壁７を貫通しているオーバー フロー開口部１４を通って残留ガスが装置から流出する。 第２図は装置の側面図においてハウジング６を示すものであって、ハウジング は横壁７と切欠き１７を有する２つの長手方向部分３、４から形成されている。 ハウジング６はホルダ１９によって液体容器の内壁に固定されており、かつ前方 の長手側部材４のフロントの溝１５（第３図）内に挿入されたガスホース１６を 有する。両 側が開放した切欠き１７を通して装置は常に周囲と一定にガス交換されるので、 行われる拡散プロセスは常に更新される液体境界面で行われる。 第３図は、最上のチャンバの横壁７を貫通するオーバーフロー開口部１４を有 する装置の上面図である。２つの長手方向部分３、４が認められ、その内の一方 の部分４はＵ字状に形成されており、かつそのフロントにガス導入ホース１６を 案内する溝１５を有する。反対側にある長手方向部分３はほぼ平坦なプレートで あって、このプレートは横壁７の切欠きと共にオーバーフロー開口部１４を決定 する。 第４図は、チャンバ１をほぼ半分に分割する第１図の線分“Ａ”に沿った断面 図であり、その場合にＵ字状の長手方向部分４のみが図示され、ほぼ平坦なプレ ートから形成される長手方向部分３の図示は省略されている。長手方向部分４の 斜線で示されていない外壁領域２０は、第１図と第２図に参照符号１７で示され ている切欠きの両開放側を示す。ハウジング６の外壁２０まで延びているウエブ ９は外壁と協働して捕捉チャンバ１３とオーバーフローチャンバ１２を決定する 。オーバーフローチャンバ１２には、横壁を貫通するオーバーフロー開口部１４ が形成されている。溝１５はガスホース１６を保持するために使用され、かつ長 手方向部分４の外側フロントに設けられている。 溝１０は他の長手方向部分３の締め付け部分を収容し、それによってそれを長 手方向部分４に密封固定するために使用される。外壁２０の斜線が設けられた面 積は、長手方向部分４の垂直に中断 されない外壁部分であって、この断面図のために切断されている。 第５図は本発明による装置を下から見た図である。Ｕ字状に形成された長手方 向部分４は長手方向部分４の溝１０内に圧入された長手方向部分３の締め付け部 分を介してほぼ平坦な長手方向部分３と結合されている。その場合に液体の表面 張力によって、両部分が互いに密に継ぎ合わせられるので、装置を通して上方へ 昇るガスはオーバーフロー開口部１４（その一方の角部は両長手方向部分３、４ によって形成される）の内部を流れる。例えば水中では当接箇所のシールは不要 である。というのは水の表面張力によって約０．２ｍｍまでの間隙は気泡が通り 抜けられないからである。ウエブ９が下方のチャンバすなわちガス導入チャンバ １８を捕捉チャンバ１３とオーバーフローチャンバ１２に分割する。ガス導入ホ ース１６の下方の開放端部も同様に切口内に見える。 第６図は駆動位置に置かれた装置の全体を示すものである。その場合に本発明 による装置は図２と同様の側面で図示されている。ガスびん２４から減圧弁２３ と調整弁２２を介してガスがガス導入ホース１６によって装置の下方チャンバ内 に導入される。装置は吸盤１９によって液体容器の側壁２５に固定されている。 装置の両長手方向部分３、４は同一の材料から形成してもよく、あるいは異な る材料から形成することもできる。射出成形方法で形成するため、かつまた水中 における耐蝕性のために好ましくはプラスチックが使用され、ガス流を観察する ために好ましくは透明なプラスチックが使用される。 捕捉チャンバ１３内でまずガスは単一の気泡の形状で集まり、それがメニスカ スの形式でガス交換面を形成する。ガスがオーバーフローチャンバ１２内へオー バーフローする前に、メニスカスの最も下の点がウエブ９の高さをはるかに越え る。その場合には、捕捉チャンバ１３内に集まったガスは、オーバーフロー開口 部１４を通ってゆっくりと上方へ泡立って行く代わりに、単一の気泡になって切 欠き１７を通って逃げることができる。従ってオーバーフロー開口部１４とウエ ブ９の高さを捕捉チャンバ１３の面に同調させて、捕捉チャンバ１３がいっぱい になって、気泡がウエブ９を越えた後に、ガスがゆっくりと小さな泡で次に高い 捕捉チャンバ１３内へ昇り、側方の切欠き１７を通って逃げることがないように しなければならない。好ましくは捕捉チャンバ１３の面積のウエブ９の面積に対 する比は少なくとも３：１で、かつ捕捉チャンバの面積のオーバーフロー開口部 の面積に対する比は３０：１である。 本発明による装置は特に、水族槽水を水族槽内にある水性植物が光合成のため に必要とするＣＯ₂で富化するのに適している。その場合に約４００１内容まで の水族槽用のＣＯ₂供給装置は例えば次の寸法を有する： 捕捉チャンバの面積 ：約３００mm² オーバーフロー開口部の面積：約 １０mm² ウエブの高さ ：約 ４mm 横壁の数 ：約 １６ この装置は好ましくは液体容器内部で液面の下方において保持装置により液体 容器内壁に固定される。保持装置は特に吸盤または ねじクリップとすることができる。 本発明による装置は水中のガスの滞留時間を遅延させる。というのはガスは液 体から流出する前に多数の捕捉チャンバのカスケードを通って案内されるからで ある。ガス／水の定義された境界面において行われる拡散プロセスはまずガス、 例えばＣＯ₂を液体内で溶かすことに関係し、かつまた上方へ流れるガス内に富 化されている不必要な異物ガスを液体から取り出すことに関係する。従って最も 上のオーバーフロー開口部から流出するガスには高い割合の異物ガスが含まれて いる。 従って本発明は導入されるガスを最適に利用するためだけでなく、液体を異物 ガスから浄化するためにも使用される。装置は連続的にガスが導入される場合に 、点状の使用と同様に良好に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも２つの一方側が開放したチャンバ（１）を有し、そのチャンバ 開口部（２）は駆動位置をとった場合に下方を向いて、それによって境を接する 液体とのガス交換面（５）が形成され、その場合に隣接し合うチャンバ（１）は 次のように、すなわちガスが下方のチャンバ（１）へ導入された場合にこのチャ ンバがいっぱいになった後にオーバーフローするガスがその上に位置するチャン バから気体の置換に使用される液槽の形式で捕捉可能であるように重なり合って おり、液体内にガスを溶解するための特に水族槽水をＣＯ₂ガスによって連続的 に富化するための装置において、 少なくとも２つの連続するチャンバ（１）がハウジング（６）内に内蔵され、 そのハウジングは２つの長手方向部分（３、４）から組み立てられており、その 各々がハウジング（６）に内蔵された各チャンバ（１０）の壁領域を形成するこ とを特徴とする液体内にガスを溶解させる装置。 ２．長手方向部分（３、４）が取り外し可能に互いに結合されていることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．ハウジング（６）が互いに連続する横壁（７）によって長手方向に分割さ れており、その横壁は駆動位置をとる場合にほぼ水平に延びることを特徴とする 請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４．各横壁（７）の下側（８）に少なくとも１つの下方へ突出するウエブ（９ ）が設けられており、そのウエブがハウジング（６） の外壁（２０）まで延びており、かつこの外壁と協働してそれぞれ少なくとも２ つのチャンバを決定し、そのチャンバのうち一方が捕捉チャンバ（１３）として 、そして他方がその中にオーバーフロー開口部（４）を有するオーバーフローチ ャンバ（１２）として用いられ、その場合に好ましくは捕捉チャンバ（１３）が オーバーフローチャンバ（１２）より大きいことを特徴とする請求の範囲第３項 に記載の装置。 ５．オーバーフロー開口部（１４）が横壁（７）を貫通していることを特徴と する請求の範囲第４項に記載の装置。 ６．互いに連続する横壁（７）によって画成されるチャンバ（１）からそれぞ れオーバーフローチャンバ（１２）のオーバーフロー開口部（１４）がその上に 設けられている捕捉チャンバ（１３）の下方に配置されていることを特徴とする 請求の範囲第４項または第５項に記載の装置。 ７．互いに連続する横壁（７）のウエブ（９）が互いに変位していることを特 徴とする請求の範囲第４項から第６項までのいずれか１項に記載の装置。 ８．互いに連続する横壁（７）のウエブ（９）が互いに平行に延びていること を特徴とする請求の範囲第４項から第６項までのいずれか１項に記載の装置。 ９．長手方向部分の一方（３ないし４）が、チャンバ（１）の好ましくはウエ ブ（９）に対して垂直に延びる直線的な壁領域を固定することを特徴とする請求 の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の装置。 10．長手方向部分の一方（３ないし４）がほぼ平坦なプレートであることを特 徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 11．長手方向部分の一方（３ないし４）がＵ字状の横断面を有するように形成 されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか１項 に記載の装置。 12．全体の横壁（７）および／またはウエブ（９）が長手方向部分の一方（３ ないし４）内に一体的に内蔵されて形成されていることを特徴とする請求の範囲 第３項から第１１項までのいずれか１項に記載の装置。 13．チャンバ（１）が柱内にカスケード形状で配置されていることを特徴とす る請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか１項に記載の装置。 14．両長手方向部分（３、４）が少なくとも１つの溝（１０）と締め付けバー （１１）によって取り外し可能に互いに結合されていることを特徴とする請求の 範囲第１項から第１３項までのいずれか１項に記載の装置。 15．横壁（７）に互いに整合する溝（１０）が設けられており、その中に締め 付けバー（１１）が取り外し可能に挿入できることを特徴とする請求の範囲第１ ４項に記載の装置。 16．オーバーフロー開口部（１４）がそれぞれの横壁（７）の、両長手方向部 分（３、４）が互いに境を接する領域に設けられていることを特徴とする請求の 範囲第４項から第１５項までのいずれか１項に記載の装置。 17．一方の長手方向部分（３ないし４）の外側に、ガス導入 チャンバ（１８）まで通じるガスホース（１６）を保持する保持手段が設けられ ていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１６項までのいずれか１項に記 載の装置。 18．ガスホース（１６）が長手方向部分（３、４）の溝（１５）内に挟持され ていることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。 19．ハウジング（６）の互いに連続するチャンバ（１）間に液体交換のために 切欠き（１７）が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１８ 項までのいずれか１項に記載の装置。 20．長手方向部分（３、４）が同一の材料からなることを特徴とする請求の範 囲第１項から第１項までのいずれか１項に記載の装置。 21．長手方向部分（３、４）が好ましくは透明なプラスチックから形成される ことを特徴とする請求の範囲第１項から第２０項までのいずれか１項に記載の装 置。 22．装置を液体容器内に固定するためのホルダ（１９）が設けられていること を特徴とする請求の範囲第１項から第２１項までのいずれか１項に記載の装置。