特許 6188893 散気装置を含む散気システムとその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6188893

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】散気装置を含む散気システムとその運転方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/04 20060101AFI20170821BHJP

   B01F 3/04 20060101ALI20170821BHJP

   C02F 3/20 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   A01K63/04 C

   B01F3/04 A

   C02F3/20 D

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-168037(P2016-168037)

(22)【出願日】2016年8月30日

【審査請求日】2017年7月13日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、「高効率燃料電池と再生バイオガスを融合させた地域内エネルギー循環システムの構築」事業「省エネルギー型水質管理技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】594152620

【氏名又は名称】ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100098408

【弁理士】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】中塚 修志

(72)【発明者】

【氏名】平川 圭一郎

【審査官】 門 良成

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第６４７８９６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−３２０９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−２６５８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｋ ６３／０４

Ｂ０１Ｆ ３／０４

Ｃ０２Ｆ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ²以上の水生生物の養殖池で使用する散気装置を含む散気システムであって、
前記散気装置が、前記養殖池の外に設置される送風機と、前記養殖池の中に浸漬される散気部と、前記送風機と前記散気部を接続する第１送風管を有しているものであり、
前記散気部が、４以上の散気体と、前記４以上の散気体を接続する４本以上の第２送風管を有しており、
さらに前記散気部の前記４本以上の第２送風管の内の１本と前記送風機が第１送風管で接続されているものであり、
前記送風機の送風能力が２０〜４０ｍ³／ｈであり、
前記散気部の平面形状が四角形で、前記散気部の占有面積（前記第２送風管のみで囲まれた場合を基準とする面積）（Ａ２）が５０〜１５０ｍ²であり、
前記散気体の発泡可能面積が２００〜５５０ｃｍ²／個である、散気装置を含む散気システム。

【請求項2】

前記散気システムが、前記散気装置がＡ１／Ａ２から求められる数を最大数として組み合わされたものであり、
前記散気装置の散気部が、占有面積が同じものと異なるものの組み合わせからなるものである、請求項１記載の散気装置を含む散気システム。

【請求項3】

前記散気部の平面形状が、第２送風管で囲まれた２以上の四角形からなるものであり、
前記散気体が、前記四角形の角部または前記四角形の各辺の中間部に配置されているものである、請求項１または２記載の散気装置を含む散気システム。

【請求項4】

前記散気体が、支持体と前記支持体上に取り付けられた、散気孔を有する弾性多孔体からなるものであり、前記支持体が平板状または筒状のものである、請求項１〜３のいずれか１項記載の散気装置を含む散気システム。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項記載の散気装置を含む散気システムの運転方法であって、
送風機から第１送風管と第２送風管を経て散気体に対して２０〜４０ｍ³／ｈで送風して、前記散気体から気泡径０．５〜２ｍｍの気泡を発生させる、散気システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エビ、かになどの甲殻類、魚などの水生生物の養殖池で使用する散気装置を含む散気システムとその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

魚などの養殖または飼育するときに曝気する各種技術が知られている（特許文献１〜３）。
養殖池の面積が広い場合には曝気対象面積も広くなるため、それに使用する装置も大型化してしまい、必要となるエネルギー量も大きくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１３０６８５号公報

【特許文献2】特開２００４−２６１００８号公報

【特許文献3】特開２００２−１１９１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、エビ、かになどの甲殻類、魚などの養殖池で使用する散気装置を含む散気システムとその運転方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ²以上の養殖池で使用する散気装置を含む散気システムであって、
前記散気装置が、前記養殖池の外に設置される送風機と、前記養殖池の中に浸漬される散気部と、前記送風機と前記散気部を接続する第１送風管を有しているものであり、
前記散気部が、４以上の散気体と、前記４以上の散気体を接続する４本以上の第２送風管を有しており、
さらに前記散気部の前記４本以上の第２送風管の内の１本と前記送風機が第１送風管で接続されているものであり、
前記送風機の送風能力が２０〜４０ｍ³／ｈであり、
前記散気部の平面形状が四角形で、前記散気部の占有面積（前記第２送風管のみで囲まれた場合を基準とする面積）（Ａ２）が５０〜１５０ｍ²であり、
前記散気体の発泡可能面積が２００〜５５０ｃｍ²／個である、散気装置を含む散気システムと、その運転方法を提供する。

【発明の効果】

【0006】

本発明の散気装置を含む散気システムによれば、広大な養殖池および面積の異なる養殖池に対して安定して曝気することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の散気装置を含む散気システムの概略図。

【図2】本発明の散気装置で使用する散気部の平面図。

【図3】本発明の散気装置で使用する散気部の別実施形態の平面図。

【図4】別実施形態である本発明の散気装置を含む散気システムの概略図。

【図5】（ａ）は、本発明の散気装置に含まれる散気部の配置形態を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）とは異なる散気部の配置形態を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜散気装置を含む散気システム＞
本発明の散気装置を含む散気システムは、深さが１〜３ｍ、面積（Ａ１）が５００ｍ²以上のエビ、魚などの各種水生生物の養殖池で使用するものである。
前記養殖池は、人工池および自然池のいずれでもよく、淡水、海水および汽水のいずれでもよい。

【0009】

図１に示す散気装置１は、養殖池の外に設置される送風機１１と、養殖池の中に浸漬される散気部２０と、送風機１１と散気部２０を接続する第１送風管１８を有している。
第１送風管１８は、地上側から養殖池側に伸ばされた水平部（または養殖池側に下った傾斜部）１８ａと養殖池の水面上から水底側に伸ばされた垂下部（または傾斜部）１８ｂを有している。

【0010】

送風機１１は、流量計１２、圧力計１３、第１送風ライン１８を開閉できる第１ボールバルブ１４と合わせて一つのハウジング１０内に収容されているものでもよい。
さらにハウジング１０内には、送風機１１と第１ボールバルブ１４の間の第１送風管１８から枝分かれした排気管１９と、排気管１９に取り付けた第２ボールバルブ１５を有していてもよい。送風機１１の空気取り入れ口と排気管１９の出口は、ハウジンング１０外に伸ばされている。
第１送風管１８と排気管１９は、プラスチック管、ゴム管などを使用することができる。
送風機１１の送風能力は２０〜４０ｍ³／ｈである。

【0011】

散気部２０は、９個の散気体２１と、９個の散気体２１を接続する１０本の第２送風管２２を有している。
１０本の第２送風管２２の内の１本と第１送風管１８が接続されている。
第２送風管２２は、プラスチック管、ゴム管などを使用することができる。

【0012】

図２に示すとおり、散気部２０は、全体の平面形状が第２送風管２２で囲まれた二つの長方形が組み合わされた一つの正方形となっている。
９個の散気体２１は、二つの長方形の角部と、二つの長方形の各辺の中間部に配置されている。なお、二つの長方形の角部が重複する部分は一つの散気体２１が配置されている。
散気部２０の平面形状が、三つ以上の長方形の組み合わせになったときも、それぞれの長方形の角部と、それぞれの長方形の各辺の中間部に散気体２１を配置することができる。
また図３に示すとおり、散気部２０は、全体の平面形状が第２送風管２２で囲まれた四つの正方形が組み合わされた一つの正方形となっているものでもよいし、それ以上の数の正方形の組み合わせからなるものでもよい。

【0013】

散気部２０の占有面積（Ａ２）は５０〜１５０ｍ²である。散気部２０の占有面積（Ａ２）は、第２送風管２２のみで囲まれた場合を基準とする面積であり、図２におけるＬ１×Ｌ２から求められる面積である。

【0014】

散気体２１は、支持体と前記支持体上に取り付けられた、散気孔を有する弾性多孔体からなるものであり、前記支持体が平板状（パネル状）、筒状（チューブ状）またはディスク状のものを使用することができる。このような散気体２１は、公知のものを使用することができる。
散気体２１の発泡可能面積は２００ｃｍ²／個〜５５０ｃｍ²／個である。
弾性多孔体は、通常の散気装置で使用されているゴム製又はエラストマー製の膜と同じものであり、例えば、特開２００６−７５７７１号公報や特開２００７−３８１９８号公報に記載された弾性多孔体と同じものを使用することができる。
ゴムまたはエラストマーとしては、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、シリコーンゴム、ポリウレタン（ウレタンエラストマー）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、パーフルオロエラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、天然ゴム、またはこれらの複合体などを挙げることができる。
これらのゴムまたはエラストマーには、核材、補強充填材、顔料等の添加剤を任意に混合することができる。
ゴムメンブレンには、多数の散気孔（例えばスリット）が形成されており、散気孔の大きさは運転時の気泡径の大きさを考慮して調整することができるものであり、散気孔がスリットであるとき、幅が０．０５〜０．２ｍｍ、長さが０．５〜３．０ｍｍにすることができる。
散気孔の密度は、１万個／ｍ²〜１００万個／ｍ²が好ましい。

【0015】

前記散気体２１は、例えば、特開２０１５−８５２２７号公報に記載の散気装置用メンブレンを備えた散気装置（図１の散気装置１０、図４の散気装置１０）、特開２０１４−７３４６８号公報の散気装置用のメンブレンを備えた散気装置（請求項７、図３の散気装置１０）、特開２０１３−２２６５２５号公報の散気装置用のメンブレンを備えた散気装置（請求項５、図１の散気装置１０）、特開２０１３−１６９５２７号公報の散気装置（請求項１、図１）、特開２０１３−１２１５６９号公報（請求項１−３、図１−図６）、特開２０１３−９１０４９号公報の散気装置（特許請求の範囲および図面）などを使用することができる。
また前記散気体２１は、ダイセン・メンブレン・システムズ（株）から販売されているパネルタイプの散気装置（品名ＰＭＤ−Ｐ３００，ＰＭＤ−Ｐ３００Ｒ）、チューブタイプの散気装置〔品名ＰＭＤ−Ｔ０６（６１０Ｌ，７６２Ｌ）、ＰＭＤ−Ｔ１０６Ｓ（５００Ｌ，１０００Ｌ）、ディスクタイプの散気装置（品名ＰＭＤ−Ｄ０９，ＰＭＤ−Ｄ１２）などを使用することもできる。

【0016】

本発明の散気システムは、複数の散気装置１の組み合わせからなるものである。
散気装置１の合計数は、Ａ１／Ａ２から求められる数を最大数として、それ以下の数である。
散気部２０は、養殖池の形状に応じて、占有面積（Ａ２）が同じものと異なるものの組み合わせからなるものにすることができる。例えば、養殖池にＡ２が１００ｍ²の散気部２０を有する散気装置１を５個配置したあとで、残ったスペースに５０ｍ²の散気部２０を有する散気装置１を配置することもできる。
また複数の散気装置１を組み合わせて使用するときは、例えば、二つの散気装置１にて一つの送風機１１を使用することもできる。このような場合には、送風機１１として送風能力が４０〜８０ｍ³／ｈのものを使用し、第１送風管１８として先端が二叉に分かれたものを使用して、１本の第１送風管１８から二つの散気部２０に送風できるようにする。

【0017】

本発明の散気システムは、図４に示すとおり、散気装置１と発電装置３０を組み合わせたものにすることができる。
発電装置３０は、ハウジング１０内の送風機１１とリードワイヤ３１を介して電気的に接続されている。
本発明の散気システムは、電源として化石燃料を使用した発電の電源のほか、太陽光発電装置、風力発電装置などの再生可能エネルギーを利用した発電装置を組み合わせて使用することもできる。

【0018】

＜散気装置を含む散気システムの運転方法＞
次に、図１、図４、図５により複数の散気装置１を含む散気システムの運転方法を説明する。
散気装置１は、散気部２０が養殖池５０の底部５１に配置され、第１送風管１８の垂下部１８ｂの一部も養殖池（深さ１〜３ｍ）５０内に浸漬されている。

【0019】

複数の散気部２０の配置形態は、
隣接する散気部２０（散気体２１）同士が接触して配置された第１配置形態（図５（ａ））、
隣接する散気部２０（散気体２１）同士が短い間隔をおいて配置された第２配置形態、
一つの散気部２０の散気体２１が隣接する散気部２０の第２送風管２２の中間位置付近になるように組み合わされた配置された第３配置形態（図５（ｂ））、
隣接する散気部２０（散気体２１）と第２送風管２２が重なり合って配置された第４配置形態のいずれの配置形態でもよいし、各配置形態が混在された形態でもよい。
図５（ａ）に示す第１配置形態の場合には、隣接する散気部２０の間に隙間２５が生じてしまい、第２配置形態の場合には前記隙間２５がより大きくなる。
図５（ｂ）に示す第３配置形態の場合には、前記隙間２５が第１配置形態よりも小さくなり、第４配置形態の場合には、前記隙間２５がさらに小さくなる。
また、散気部２０は、養殖池５０の底部５１に沿って配置されるものであるが、一部が養殖池５０の側面部５２に沿って配置されていてもよい。

【0020】

送風機１１などが収容されたハウジング１０と発電機３０は地上（陸地）６０側に配置されている。
送風機１１から第１送風管１８と第２送風管２２を経て散気体２１に対して２０〜４０ｍ³／ｈで送風する。このとき、送風機１１の電源は発電装置３０を使用している。
空気が供給された散気体２１から、気泡径０．５〜２ｍｍの気泡を発生させることで養殖池５０内を曝気する。

【0021】

散気運転中は、第１ボールバルブ１４は開けて、排気管１９の第２ボールバルブ１５は閉じておく。
散気運転を停止するときは、送風機１１を停止して、第１ボールバルブ１４を閉じる。このとき、送風機１１から第１ボールバルブ１４間に残った空気は、第２ボールバルブ１５を開けて排気管１９から排気する。

【実施例】

【0022】

実施例１（散気システムと運転方法）
平面形状が正方形に近い形状のエビ（ブラックタイガー）の養殖池（深さ約２ｍ、面積Ａ１約1100ｍ²）において、図１に示す散気装置１を合計で１０台備えた散気システムを適用した。

【0023】

１台の散気装置１の詳細は、次のとおりである。
送風機１１：送風能力３０ｍ³／ｈ
第１送風管１８：ポリ塩化ビニル製のパイプ（内径３１ｍｍ，外径３８ｍｍ，水平部長さ約４ｍ、垂下部長さ約３ｍ）
第２送風管２２：ポリ塩化ビニル製のパイプ（内径２５ｍｍ，外径３２ｍｍ）
散気体２１：ダイセン・メンブレン・システムズ（株）のＰＭＤ−Ｄ０９
（外径２６７ｍｍ，発泡面積３７５ｃｍ²／個，ゴムメンブレンの材質（ＰＴＦＥ／ＥＰＤＭの複合体），質量１．０ｋｇ／個）
散気部２０の占有面積Ａ２：１００ｍ²（１０ｍ×１０ｍ）

【0024】

第１ボールバルブ１４を開け、第２ボールバブル１５を閉じた状態にて、送風機１１から空気を供給した。
空気は第１送風管１８から第２送風管２２を経て、合計で９個の散気体２１まで供給して、養殖池５０内に０．５〜２ｍｍの気泡を連続的に発生させて曝気した。

【産業上の利用可能性】

【0025】

本発明の散気システムとその運転方法は、水生生物の養殖池の曝気用として利用することができる。

【符号の説明】

【0026】

１ 散気装置
１１ 送風機
１８ 第１送風管
２０ 散気部
２１ 散気体
２２ 第２送風管
３０ 発電装置
５０ 養殖池

【要約】      （修正有）

【課題】広い養殖池に対して安定して曝気できる散気システムの提供。
【解決手段】深さが１〜３ｍ、面積が500ｍ²以上の水生生物の養殖池で使用する散気装置１を含む散気システム。散気装置１が、養殖池の外に設置される送風機１１と、養殖池の中に浸漬される散気部２０と、送風機１１と散気部２０を接続する第１送風管１８を有しているものであり、散気部２０が、４以上の散気体２１と、４以上の散気体２１を接続する４本以上の第２送風管２２を有しており、さらに散気部２０の４本以上の第２送風管２２の内の１本と送風機１１を接続する第１送風管１８を有しているものであり、送風機１１の送風能力が20〜40ｍ³／ｈであり、散気部２０の平面形状が四角形で、散気部２０の占有面積（前記第２送風管２２のみで囲まれた場合を基準とする面積）が50〜150ｍ²であり、散気体２１の発泡可能面積が200〜550ｃｍ²／個である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】