溶存酸素濃度増加装置
【課題】簡単な構成で水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる溶存酸素濃度増加装置を提供することを目的とする。
【解決手段】容器１内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプ２と、この汲み上げられた水に高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器４と、この酸素窒素分離器４に接続されて気体を導入するコンプレッサー５と、自吸式ポンプ２で汲み上げられ酸素濃度の高くなった酸素水を容器内もしくは池等に注入するパイプ３の先端に設けられたマイクロバブル発生ノズル７とを備え、このマイクロバブル発生ノズル７は、前記酸素水の流入部８とこれよりも径が小さい絞り部９と、この絞り部９の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部１０を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズル７で前記容器１もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるように構成したものである。
【解決手段】容器１内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプ２と、この汲み上げられた水に高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器４と、この酸素窒素分離器４に接続されて気体を導入するコンプレッサー５と、自吸式ポンプ２で汲み上げられ酸素濃度の高くなった酸素水を容器内もしくは池等に注入するパイプ３の先端に設けられたマイクロバブル発生ノズル７とを備え、このマイクロバブル発生ノズル７は、前記酸素水の流入部８とこれよりも径が小さい絞り部９と、この絞り部９の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部１０を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズル７で前記容器１もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるように構成したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる溶存酸素濃度増加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水に酸素を加え、通常よりも高濃度の溶存酸素水として養魚や植栽等に活用する技術が多く開示されている。例えば、水槽から汲み出した水と生成された高濃度の酸素とを一緒にポンプで送り込み、圧力を加えながら酸素を水に溶解させて酸素水を生成し、この酸素水を水槽内にマイクロバブル発生ノズルを介して送り込む技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】 特開２００６−１６７６１２号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の構成では、水槽から汲み出した水と生成された高濃度の酸素とを混合しながら循環路を形成するパイプに送り込み、この酸素水をポンプで圧力を加えながら循環路を形成するパイプより小径の分岐路パイプに送り込み、マイクロバブル発生ノズルより水槽内に放出してマイクロバブルを発生させる構成としている。この開示されたマイクロバブル発生装置では、循環路を形成するパイプ内を流れている比較的大きな気泡がそのまま送り込まれるのを阻止するために、循環路を形成するパイプより小径の分岐路パイプを接続することが必要構成要素であり、このような構成とすることでマイクロバブル発生ノズルよりマイクロバブルを発生させるようにしている。したがってシステムの構成上に必要な構成要素が増加すると共に、装置全体もしくはシステム構成が複雑になるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる溶存酸素濃度増加装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の溶存酸素濃度増加装置は、容器内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプと、気体を導入するコンプレッサーと、この導入された気体から高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器と、前記自吸式ポンプで汲み上げられた水を容器内もしくは池等に還元するパイプの先端に設けられ、かつこの水に前記酸素窒素分離器からの高濃度の酸素を供給して酸素濃度の高くなった酸素水を噴出するマイクロバブル発生ノズルとを備え、このマイクロバブル発生ノズルは、前記酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部と、この絞り部の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで前記容器内もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるようにした構成としたものである。従って、容器内もしくは池等の水に高濃度の酸素を混入して溶存させることができるという作用を有することとなる。
【０００６】
また本発明の第２の溶存酸素濃度増加装置は、水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設した構成としたものである。従って、容器内もしくは池等の水が殺菌あるいは消毒されるため清潔な水が維持できるという作用を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の溶存酸素濃度増加装置は、上記構成を備えたことにより、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで容器内もしくは池等の水中に還元するに際して、酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部とこの絞り部から流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部とを設けているため、流入部に送り込まれた１ｃｍ前後の気泡の径は絞り部から流出するときに分割されて小さくなり、さらに略球形貯留部において渦流状態に撹拌されるため流入部に送り込まれた気泡の径の１０〜３０％位までの１〜３ｍｍ位に細分化され、さらに略球形貯留部から高圧で放出されることで１０〜３０μにまで微細化されるため、気泡の表面積が格段に増加して容易に水中に溶け込み水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、気泡が微細化されているため増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる。
【０００８】
また、水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設したことにより、容器内もしくは池等の水が殺菌あるいは消毒されるため清潔な水が維持できる。さらには、この装置を活用することによって河川の汚れやメタンガスの発生している汚水、ヘドロ等の浄化、魚貝等の養殖、植栽等の発育促進に効能が得られるといったような多くの作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の溶存酸素濃度増加装置を説明するためのブロック図である。図において、１は内部に水が貯留された容器で、この貯留されている水は自吸式渦流ポンプ２で汲み上げられパイプ３を通して圧力が加えられながら容器１へと循環されている。４は酸素窒素分離器で、コンプレッサー５より空気を吸入して圧縮し、そして熱を持った空気を加圧空気をフィンで冷却しながら圧縮空気の圧力を一定にするエアレギュレータを介して酸素窒素分離器４に送り込み、通常は酸素が２０％で窒素が８０％の空気を酸素が９１〜９９％で窒素が１〜９％に分離して高濃度の酸素だけをオゾン供給器６に供給するようにした多段式の酸素濃縮器である。オゾン供給器６では、高濃度の酸素とは別にオゾンを気体もしくは液体あるいは混合したものをマイクロバブル発生ノズル７に供給し、容器１内の水を殺菌あるいは消毒して清潔を保つようにもしている。本発明では両者が一体になった構成を示しているが、オゾンのみを別構成で供給するようにしても何ら差し支えはない。また、上記では容器１内の水を循環させるようにしているが、これに限定されるものではなく、池や川等の水を対象にすることも含まれるものである。マイクロバブル発生ノズル７は、上記した装置で高濃度の酸素もしくは高濃度の酸素とオゾンが混入された水を容器１内に循環するためのノズルで、具体構成を図２で詳述する。
【００１０】
図２はマイクロバブル発生ノズル７の断面図を示し、中央に酸素水の流通孔が形成された円柱形をなし、この流通孔の上流側に約２０φの流入部８と下流側に約５〜８φの絞り部９が形成されている。さらに、本発明のマイクロバブル発生ノズル７は上記絞り部９の先端に酸素水の略球形貯留部１０を配設したものである。そしてこの略球形貯留部１０の先端の略中央部に３〜５φの噴出孔１１が形成されている。オゾン供給器６で高濃度の酸素が送り込まれた酸素水は、マイクロバブル発生ノズル７へと送り込まれるが、流入部８では酸素水中の気泡は約１ｃｍ位だが、絞り部９を通って酸素水の略球形貯留部１０へと注入され、球形に沿って渦流状態に撹拌されるため流入部に送り込まれた気泡の径の１０〜３０％位までの１〜３ｍｍ位に細分化される。そのため気泡の表面積が増加して容易に水中に溶け込み易くなる。さらに、略球形貯留部１０の噴出孔１１から高圧で放出されることで容器１内の気泡が１０〜３０μにまで微細化され、気泡の表面積が格段に増加して容易に水中に溶け込み、水中の溶存酸素濃度を増加させると共に気泡が微細化されているため増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができるようになる。上記した略球形貯留部１０の噴出孔１１は、軸心からずらした位置に形成してもよく、さらに複数個形成しても上記と同様の作用効果が得られる。
【００１１】
つぎに、上記した本発明の溶存酸素濃度増加装置を用いて高濃度の酸素水を製造した過程を示す。容器１内の水量を３トン用意し、電力９９０ｗで吐出し量が９５ｌ／分の自吸式渦流ポンプと、電力３８０ｗで高濃度酸素供給量０．５ｌ／分の酸素窒素分離器を用いて酸素水を製造した。結果を下表に示す。
【表１】
表１からも分かるように溶存酸素量は、約３時間半で通常の溶存量（１２ｍｇ／ｌ）よりも倍近くの２３．４ｍｇ／ｌにまで上昇した。さらに、溶存酸素濃度の維持状況を表２に示す。
【表２】
結果として、２０日間で１５．７ｍｇ／ｌにまで減少したが、これでも通常の溶存量（１２ｍｇ／ｌ）よりも少し多く高濃度の溶存酸素を長時間維持していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明の溶存酸素濃度増加装置は、河川の汚れやメタンガスの発生している汚水、ヘドロ等の浄化、魚貝類の養殖、植栽等の発育促進に活用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の溶存酸素濃度増加装置のブロック図
【図２】本発明のマイクロバブル発生ノズルの断面図
【符号の説明】
【００１４】
１ 容器
２ 自吸式渦流ポンプ
３ パイプ
４ 酸素窒素分離器
５ コンプレッサー
６ オゾン供給器
７ マイクロバブル発生ノズル
８ 流入部
９ 絞り部
１０ 略球形貯留部
１１ 噴出孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる溶存酸素濃度増加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水に酸素を加え、通常よりも高濃度の溶存酸素水として養魚や植栽等に活用する技術が多く開示されている。例えば、水槽から汲み出した水と生成された高濃度の酸素とを一緒にポンプで送り込み、圧力を加えながら酸素を水に溶解させて酸素水を生成し、この酸素水を水槽内にマイクロバブル発生ノズルを介して送り込む技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】 特開２００６−１６７６１２号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の構成では、水槽から汲み出した水と生成された高濃度の酸素とを混合しながら循環路を形成するパイプに送り込み、この酸素水をポンプで圧力を加えながら循環路を形成するパイプより小径の分岐路パイプに送り込み、マイクロバブル発生ノズルより水槽内に放出してマイクロバブルを発生させる構成としている。この開示されたマイクロバブル発生装置では、循環路を形成するパイプ内を流れている比較的大きな気泡がそのまま送り込まれるのを阻止するために、循環路を形成するパイプより小径の分岐路パイプを接続することが必要構成要素であり、このような構成とすることでマイクロバブル発生ノズルよりマイクロバブルを発生させるようにしている。したがってシステムの構成上に必要な構成要素が増加すると共に、装置全体もしくはシステム構成が複雑になるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる溶存酸素濃度増加装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の溶存酸素濃度増加装置は、容器内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプと、気体を導入するコンプレッサーと、この導入された気体から高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器と、前記自吸式ポンプで汲み上げられた水を容器内もしくは池等に還元するパイプの先端に設けられ、かつこの水に前記酸素窒素分離器からの高濃度の酸素を供給して酸素濃度の高くなった酸素水を噴出するマイクロバブル発生ノズルとを備え、このマイクロバブル発生ノズルは、前記酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部と、この絞り部の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで前記容器内もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるようにした構成としたものである。従って、容器内もしくは池等の水に高濃度の酸素を混入して溶存させることができるという作用を有することとなる。
【０００６】
また本発明の第２の溶存酸素濃度増加装置は、水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設した構成としたものである。従って、容器内もしくは池等の水が殺菌あるいは消毒されるため清潔な水が維持できるという作用を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の溶存酸素濃度増加装置は、上記構成を備えたことにより、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで容器内もしくは池等の水中に還元するに際して、酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部とこの絞り部から流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部とを設けているため、流入部に送り込まれた１ｃｍ前後の気泡の径は絞り部から流出するときに分割されて小さくなり、さらに略球形貯留部において渦流状態に撹拌されるため流入部に送り込まれた気泡の径の１０〜３０％位までの１〜３ｍｍ位に細分化され、さらに略球形貯留部から高圧で放出されることで１０〜３０μにまで微細化されるため、気泡の表面積が格段に増加して容易に水中に溶け込み水中の溶存酸素濃度を増加させると共に、気泡が微細化されているため増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができる。
【０００８】
また、水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設したことにより、容器内もしくは池等の水が殺菌あるいは消毒されるため清潔な水が維持できる。さらには、この装置を活用することによって河川の汚れやメタンガスの発生している汚水、ヘドロ等の浄化、魚貝等の養殖、植栽等の発育促進に効能が得られるといったような多くの作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の溶存酸素濃度増加装置を説明するためのブロック図である。図において、１は内部に水が貯留された容器で、この貯留されている水は自吸式渦流ポンプ２で汲み上げられパイプ３を通して圧力が加えられながら容器１へと循環されている。４は酸素窒素分離器で、コンプレッサー５より空気を吸入して圧縮し、そして熱を持った空気を加圧空気をフィンで冷却しながら圧縮空気の圧力を一定にするエアレギュレータを介して酸素窒素分離器４に送り込み、通常は酸素が２０％で窒素が８０％の空気を酸素が９１〜９９％で窒素が１〜９％に分離して高濃度の酸素だけをオゾン供給器６に供給するようにした多段式の酸素濃縮器である。オゾン供給器６では、高濃度の酸素とは別にオゾンを気体もしくは液体あるいは混合したものをマイクロバブル発生ノズル７に供給し、容器１内の水を殺菌あるいは消毒して清潔を保つようにもしている。本発明では両者が一体になった構成を示しているが、オゾンのみを別構成で供給するようにしても何ら差し支えはない。また、上記では容器１内の水を循環させるようにしているが、これに限定されるものではなく、池や川等の水を対象にすることも含まれるものである。マイクロバブル発生ノズル７は、上記した装置で高濃度の酸素もしくは高濃度の酸素とオゾンが混入された水を容器１内に循環するためのノズルで、具体構成を図２で詳述する。
【００１０】
図２はマイクロバブル発生ノズル７の断面図を示し、中央に酸素水の流通孔が形成された円柱形をなし、この流通孔の上流側に約２０φの流入部８と下流側に約５〜８φの絞り部９が形成されている。さらに、本発明のマイクロバブル発生ノズル７は上記絞り部９の先端に酸素水の略球形貯留部１０を配設したものである。そしてこの略球形貯留部１０の先端の略中央部に３〜５φの噴出孔１１が形成されている。オゾン供給器６で高濃度の酸素が送り込まれた酸素水は、マイクロバブル発生ノズル７へと送り込まれるが、流入部８では酸素水中の気泡は約１ｃｍ位だが、絞り部９を通って酸素水の略球形貯留部１０へと注入され、球形に沿って渦流状態に撹拌されるため流入部に送り込まれた気泡の径の１０〜３０％位までの１〜３ｍｍ位に細分化される。そのため気泡の表面積が増加して容易に水中に溶け込み易くなる。さらに、略球形貯留部１０の噴出孔１１から高圧で放出されることで容器１内の気泡が１０〜３０μにまで微細化され、気泡の表面積が格段に増加して容易に水中に溶け込み、水中の溶存酸素濃度を増加させると共に気泡が微細化されているため増加した溶存酸素濃度を長時間に亘って維持することができるようになる。上記した略球形貯留部１０の噴出孔１１は、軸心からずらした位置に形成してもよく、さらに複数個形成しても上記と同様の作用効果が得られる。
【００１１】
つぎに、上記した本発明の溶存酸素濃度増加装置を用いて高濃度の酸素水を製造した過程を示す。容器１内の水量を３トン用意し、電力９９０ｗで吐出し量が９５ｌ／分の自吸式渦流ポンプと、電力３８０ｗで高濃度酸素供給量０．５ｌ／分の酸素窒素分離器を用いて酸素水を製造した。結果を下表に示す。
【表１】
表１からも分かるように溶存酸素量は、約３時間半で通常の溶存量（１２ｍｇ／ｌ）よりも倍近くの２３．４ｍｇ／ｌにまで上昇した。さらに、溶存酸素濃度の維持状況を表２に示す。
【表２】
結果として、２０日間で１５．７ｍｇ／ｌにまで減少したが、これでも通常の溶存量（１２ｍｇ／ｌ）よりも少し多く高濃度の溶存酸素を長時間維持していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明の溶存酸素濃度増加装置は、河川の汚れやメタンガスの発生している汚水、ヘドロ等の浄化、魚貝類の養殖、植栽等の発育促進に活用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の溶存酸素濃度増加装置のブロック図
【図２】本発明のマイクロバブル発生ノズルの断面図
【符号の説明】
【００１４】
１ 容器
２ 自吸式渦流ポンプ
３ パイプ
４ 酸素窒素分離器
５ コンプレッサー
６ オゾン供給器
７ マイクロバブル発生ノズル
８ 流入部
９ 絞り部
１０ 略球形貯留部
１１ 噴出孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプと、気体を導入するコンプレッサーと、この導入された気体から高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器と、前記自吸式ポンプで汲み上げられた水を容器内もしくは池等に還元するパイプの先端に設けられ、かつこの水に前記酸素窒素分離器からの高濃度の酸素を供給して酸素濃度の高くなった酸素水を噴出するマイクロバブル発生ノズルとを備え、このマイクロバブル発生ノズルは、前記酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部と、この絞り部の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで前記容器内もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるようにしたことを特徴とする溶存酸素濃度増加装置。
【請求項２】
水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設したことを特徴とする請求項１記載の溶存酸素濃度増加装置。
【請求項１】
容器内もしくは池等の水を汲み上げる自吸式ポンプと、気体を導入するコンプレッサーと、この導入された気体から高濃度の酸素を供給する酸素窒素分離器と、前記自吸式ポンプで汲み上げられた水を容器内もしくは池等に還元するパイプの先端に設けられ、かつこの水に前記酸素窒素分離器からの高濃度の酸素を供給して酸素濃度の高くなった酸素水を噴出するマイクロバブル発生ノズルとを備え、このマイクロバブル発生ノズルは、前記酸素水の流入部とこれよりも径が小さい絞り部と、この絞り部の先端に流出する酸素水を渦流状態に撹拌しながら放出する略球形貯留部を配設して構成し、高濃度酸素を混入した水をマイクロバブル発生ノズルで前記容器内もしくは池等の水中に還元して高濃度に酸素を溶存させるようにしたことを特徴とする溶存酸素濃度増加装置。
【請求項２】
水にオゾンを供給するオゾン供給器を配設したことを特徴とする請求項１記載の溶存酸素濃度増加装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１７３１０６（Ｐ２０１１−１７３１０６Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５８３４２（Ｐ２０１０−５８３４２）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（５９８１３５１５３）株式会社ハナダ (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（５９８１３５１５３）株式会社ハナダ (11)
【Ｆターム（参考）】
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