(57)【要約】【課題】オゾンが導入される泡沫分離装置においてオゾンの漏洩を抑制する。【解決手段】泡沫分離装置２２は、頂部に第１の開口が設けられた本体容器３１と、本体容器３１の底面または側面から本体容器３１の内部を上方に延び、頂部の下方で終端する内筒と、内筒によって仕切られた内側空間と外側空間の一方にオゾンを含む気体と液体の気液混合物を供給する供給手段と、内側空間と外側空間の他方から浄化された気液混合物を排出する排出ポートと、本体容器３１の上方に設けられ、第１の開口で本体容器３１に接続され、頂部に第２の開口が設けられ、気液混合物から発生し第１の開口から流入する泡沫を回収する泡沫回収部３２と、第２の開口を開閉可能かつ密閉可能に塞ぐ蓋５１と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部に第１の開口が設けられた本体容器と、
前記本体容器の底面または側面から前記本体容器の内部を上方に延び、前記頂部の下方で終端する内筒と、
前記内筒によって仕切られた内側空間と外側空間の一方にオゾンを含む気体と液体の気液混合物を供給する供給手段と、
前記内側空間と前記外側空間の他方から浄化された前記気液混合物を排出する排出ポートと、
前記本体容器の上方に設けられ、前記第１の開口で前記本体容器に接続され、頂部に第２の開口が設けられ、前記気液混合物から発生し前記第１の開口から流入する泡沫を回収する泡沫回収部と、
前記第２の開口を開閉可能かつ密閉可能に塞ぐ蓋と、を有する泡沫分離装置。
【請求項２】
前記蓋と前記泡沫回収部とを挟み込む挟み込み手段を有する、請求項１に記載の泡沫分離装置。
【請求項３】
前記挟み込み手段は二対の棒状部材と二対の締結具とを有し、各対の前記棒状部材が中央部で前記蓋及び前記泡沫回収部を挟んで対向し、両側端部同士が各対の前記締結具で締め付けられる、請求項２に記載の泡沫分離装置。
【請求項４】
前記蓋は前記泡沫回収部の側壁より張り出した外周部を有し、前記泡沫回収部は前記外周部と対向するフランジ部を有し、前記蓋と前記フランジ部を締め付ける締め付け手段をさらに有する、請求項１に記載の泡沫分離装置。
【請求項５】
前記蓋は、前記蓋の内面から前記泡沫回収部に向けて突き出し側面に雄ねじが形成された突き出し部を有し、前記泡沫回収部の内面に前記雄ねじと係合する雌ねじが形成されている、請求項１に記載の泡沫分離装置。
【請求項６】
水槽と、
前記水槽の貯留水を浄化する請求項１から５のいずれか１項に記載の泡沫分離装置と、
前記水槽の貯留水を前記泡沫分離装置に供給し、前記泡沫分離装置で浄化された貯留水を前記水槽に戻す循環経路と、を有する飼育装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泡沫分離装置とこれを備えた飼育装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水生動物を飼育する飼育装置では、水槽の貯留水の定常的な浄化が必要な場合がある。貯留水の浄化手段として泡沫分離装置を用いた浄化方法が知られている。この方法の概要は以下のとおりである。まず、水槽の貯留水を抜き出し、抜き出した貯留水に空気を混入し、微細な空気を含む気液混合物を形成する。気液混合体は泡沫分離装置に導入される。気液混合体は微小な気泡が有機物や細菌などを付着させながら泡沫分離装置の内部空間を上昇する。気泡の一部は泡沫となって泡沫分離装置の頂部に接続された泡沫回収部に導入され、回収される。浄化された気液混合体は下降流となって泡沫から分離し、排出ポートから排出される。
【０００３】
特許文献１には、貯留水の殺菌を行うため、泡沫分離装置にオゾン発生装置を接続することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７５４８８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
泡沫回収部に導入された泡沫の多くは外部に排出されるが、一部は液体化し、汚染水として泡沫回収部に残留する。このため、汚染水を定期的に回収するため、泡沫回収部の頂部には開閉可能な蓋が設けられている。しかし、蓋は容易に開閉できるよう泡沫回収部の頂部開口に載置されているだけである。泡沫分離装置にオゾンを含む気体を導入する場合、泡沫はオゾンを含むことから、蓋と泡沫回収部の間に隙間があると、有毒なオゾンが泡沫回収部から漏洩する可能性がある。
【０００６】
本発明は、オゾンが導入される泡沫分離装置においてオゾンの漏洩を抑制可能な構成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】
【０００７】
本発明の泡沫分離装置は、頂部に第１の開口が設けられた本体容器と、本体容器の底面または側面から本体容器の内部を上方に延び、頂部の下方で終端する内筒と、内筒によって仕切られた内側空間と外側空間の一方にオゾンを含む気体と液体の気液混合物を供給する供給手段と、内側空間と外側空間の他方から浄化された気液混合物を排出する排出ポートと、本体容器の上方に設けられ、第１の開口で本体容器に接続され、頂部に第２の開口が設けられ、気液混合物から発生し第１の開口から流入する泡沫を回収する泡沫回収部と、第２の開口を開閉可能かつ密閉可能に塞ぐ蓋と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、オゾンが導入される泡沫分離装置においてオゾンの漏洩を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】泡沫分離装置を備えた飼育装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る泡沫分離装置の概要図である。
【図３】泡沫分離装置の概略構成図である。
【図４】泡沫分離装置の蓋と泡沫回収部の密閉手段の一形態を示す図である。
【図５】泡沫分離装置の蓋と泡沫回収部の密閉手段の一形態を示す図である。
【図６】泡沫分離装置の蓋と泡沫回収部の密閉手段の一形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を参照して飼育装置の概略構成について説明する。図１は飼育装置の概略構成図である。
【００１１】
飼育装置１は、水槽２と、水槽２が載置される架台３と、を有している。水槽２はアクリル板で形成され、概ね直方体の形状を有している。架台３の内部には、水槽２の貯留水を浄化する浄化装置１１が配置されている。
【００１２】
図２は飼育装置１の概略構成図である。水槽２の内部には少なくとも二重管構成のパイプ１２が設けられている。パイプ１２は被処理水である水槽２の貯留水を浄化装置１１に供給するとともに、浄化装置１１で処理された処理水を水槽２に戻す。パイプ１２は水槽２の底部で原水供給管１３に接続されている。被処理水は原水供給管１３から原水槽１４に供給され、原水槽１４に一時的に貯留される。原水槽１４に貯留された被処理水は原水ポンプ１５によってストレーナ１６に送られ、比較的大きな異物が除去され、さらにフィルター１７で微小な異物が除去される。フィルター１７としては限外ろ過膜（ＵＦフィルター）、精密ろ過膜（ＭＦフィルター）などを用いることができる。
【００１３】
フィルター１７の出口は活性炭原水槽１８に接続されている。活性炭原水槽１８に貯留された被処理水は活性炭原水ポンプ１９によって活性炭装置２０に導入される。後述のように被処理水はオゾンを含むことがあるため、被処理水に含まれる可能性のあるオゾンが活性炭装置２０で除去される。オゾンが除去された被処理水は温度調整装置２１に導入され、温度調整される。温度調整装置２１は冷却用のチラー（図示せず）、加温用のヒータ（図示せず）、またはこれらの両者を備えているが、飼育装置１の設置環境によってはこれらのいずれかを省略することができ、温度調整装置２１そのものを省略することもできる。温度調整装置２１は戻り管２５に接続されており、戻り管２５は水槽２の底部でパイプ１２に接続されている。浄化され温度調整された被処理水は処理水として、戻り管２５及びパイプ１２を通って水槽２に戻される。
【００１４】
一方、フィルター１７を出た被処理水の一部は泡沫分離装置２２に導入される。被処理水は連続的に泡沫分離装置２２に導入されてもよいし、必要に応じて泡沫分離装置２２に導入されてもよい。泡沫分離装置２２は気泡の供給装置（図示せず）を備え、被処理水に微小な気泡を導入する。気泡は有機物や細菌などを付着させながら泡沫分離装置２２の内部を上昇し、上部の泡沫回収部３２で捕捉される。また、泡沫分離装置２２はオゾンガスを供給するオゾン供給装置２３に接続されている。オゾンは気泡となって有機物や細菌を捕捉するだけでなく、被処理水中の有機物を分解処理する。分解された有機物も泡沫によって除去される。泡沫分離装置２２は戻り管２６を介して原水槽１４に接続されており、有機物や細菌が除去された被処理水は原水槽１４に戻される。このため、原水槽１４に貯留される被処理水はオゾンを含む場合がある。泡沫分離装置２２にはオゾン分解触媒装置２４が接続されている。オゾン分解触媒装置２４は、泡沫分離装置２２から排出される排オゾンを分解する。分解された排オゾンは必要に応じてオゾン濃度を測定し外部に排出することができる。なお、泡沫は海水で発生しやすいため、泡沫分離装置２２を用いる場合、被処理水は海水であることが好ましい。パイプ１２における被処理水の排出口から排出された処理水が被処理水の導入口から吸い込まれないように、処理水の排出口は被処理水の導入口から離れた位置に設けることが好ましい。
【００１５】
このように、被処理水はパイプ１２、原水供給管１３、原水槽１４、原水ポンプ１５、ストレーナ１６、フィルター１７、活性炭原水槽１８、活性炭原水ポンプ１９、活性炭装置２０、温度調整装置２１を通って処理水（浄化された貯留水）となり、戻り管２５及びパイプ１２を通って水槽２に戻される。また、一部の被処理水は泡沫分離装置２２で浄化された後、原水槽１４に戻され、上述の設備を通って水槽２に戻される。このように、水槽２の貯留水が循環浄化されるため、外部から補給する新鮮な水の量を抑制することができる。
【００１６】
次に、図３を参照して泡沫分離装置２２の構成についてさらに詳細に説明する。泡沫分離装置２２は本体容器３１と本体容器３１の上方に設けられた泡沫回収部３２と、を有している。本体容器３１と泡沫回収部３２はいずれも円筒形であり、透明な樹脂で作成されている。特に泡沫回収部３２を透明な樹脂で作成することにより、内部に滞留した汚染水を目視確認することができる。本体容器３１の頂部３４に第１の開口３５が設けられている。第１の開口３５の側面にはねじ（図示せず）が切られている。内筒３３が本体容器３１の底面３６から本体容器３１の内部を上方に延び、頂部３４の下方で終端している。従って、本体容器３１の底面３６から内筒３３の頂部３３ａまでの空間は、内筒３３によって内側空間３７と外側空間３８とに仕切られている。一方、本体容器３１の内筒３３の頂部３３ａより上方の空間３９は、内筒３３によって仕切られていない一体の空間とされている。内筒３３は本体容器３１の側面４０から斜め上方に延び、その上方で上下方向に延びていてもよい。
【００１７】
本体容器３１の外側には供給ポンプ４１が設けられている。供給ポンプ４１の入口管４２はフィルター１７と接続されており、フィルター１７で異物が除去された被処理水が供給ポンプ４１に供給される。入口管４２はオゾン供給装置２３に接続されており、入口管４２の内部で気体のオゾンと被処理水の気液混合物が生成される。気体として、さらに空気を被処理水に導入してもよい。換言すれば、気液混合物はオゾンを含む気体と液体である被処理水との混合物である。供給ポンプ４１の出口に接続された出口管４３は本体容器３１と内筒３３を貫通して内側空間３７と連通しており、気液混合物は供給ポンプ４１によって内側空間３７の下部に供給される。供給ポンプ４１とオゾン供給装置２３と出口管４３はオゾンを含む気体と液体との気液混合物を内側空間３７に供給する供給手段を構成する。
【００１８】
外側空間３８には気液混合物を排出する排出ポート４４が設けられている。排出ポート４４は排出配管４５に接続され、排出配管４５は戻り管２６を介して原水槽１４に接続されている。排出配管４５は立上がり部４６を有している。立上がり部４６は内筒３３の頂部３３ａの上方まで延びている。これによって、本体容器３１内の被処理水の水位を高く維持し、泡沫を効率よく上方に押し上げることができる。ただし、被処理水が本体容器３１の第１の開口３５から流出しないように立上がり部４６の最高部の高さは概ね第１の開口３５の高さと同程度とすることが好ましい。
【００１９】
泡沫回収部３２は第１の開口３５で本体容器３１に接続され、第１の開口３５から流入する泡沫を回収する。具体的には、泡沫回収部３２は泡沫回収容器４７と、泡沫回収容器４７の底面４７ａを貫通する中空の筒状部４８と、を有している。筒状部４８の側面の端部にはねじが切られ、第１の開口３５の側面に切られたねじと係合することによって、泡沫回収部３２が本体容器３１に固定される。筒状部４８の周囲は汚染水が溜まるリング状の空間４９となっている。泡沫回収容器４７の頂部には第２の開口５０が設けられ、蓋５１で覆われている。蓋５１の内面には位置決めのためのリング状のフランジ５２が設けられている。蓋５１はフランジ５２が泡沫回収容器４７の外側側面に接するように泡沫回収容器４７に対して位置決めされる。蓋５１の内面にはリング状のパッキン５３が設けられている。蓋５１の外面にはノズル５４が設けられている。ノズル５４にはオゾン分解触媒装置２４に接続されるチューブ５５が装着される。
【００２０】
本実施形態の泡沫分離装置２２は以下のように作動する。被処理液にオゾンが導入された気液混合物が、供給ポンプ４１及び入口管４２を通って本体容器３１の内側空間３７の下部に供給される。気液混合物は、オゾンの気泡が（空気が導入される場合はさらに空気の気泡が）有機物や細菌などを付着させながら内側空間３７を上昇する。この過程で被処理水がオゾンによって殺菌されるとともに、気泡の一部は被処理水の水面に達し泡沫となる。つまり、気液混合物から泡沫が発生する。泡沫には有機物や細菌などが付着しており、且つオゾンを含んでいる。泡沫は気液混合物に押し上げられ、第１の開口３５から泡沫回収部３２に流入する。一方、浄化された気液混合物は内筒３３を超え、外側空間３８に入り、外側空間３８を下降する。気液混合物は排出ポート４４から排出配管４５に排出され、立上がり部４６で再び上昇し、原水槽１４に供給される。一方、第１の開口３５から泡沫回収部３２に流入した泡沫は蓋５１のノズル５４を通って泡沫回収部３２から排出され、オゾン分解触媒装置２４で処理される。一部の泡沫は筒状部４８の頂部を超えて筒状部４８の周囲のリング状の空間４９に流入し、時間とともに液体化し、汚染水として滞留する。
【００２１】
本実施形態では被処理水とオゾンの気液混合物は内側空間３７に供給されるが、外側空間３８に供給されてもよい、すなわち、外側空間３８を気液混合物が上昇し、その上方に泡沫が形成され、浄化された気液混合物が内側空間３７を下降するようにしてもよい。また、図示は省略するが、排出配管４５は本体容器３１に内蔵してもよい。その場合、外側空間３８を径方向に仕切る仕切り壁を設け（すなわち、本体容器３１を三重円筒構成とし）、仕切り壁の内側空間を下降してきた被処理液が仕切り壁の下端で上方にＵターンし、仕切り壁の外側空間を上昇し、本体容器３１の外壁に設けたノズルから排出する構成とすることができる。また、本実施形態ではオゾンを入口管４２に導入しているが、本体容器３１に直接導入してもよい。圧力的に問題がなければ供給ポンプ４１を削除してもよい。
【００２２】
このように、本実施形態はオゾンを浄化手段として用いているが、オゾンは毒性があるため、泡沫分離装置２２からの漏出をできるだけ抑制する必要がある。本体容器３１と泡沫回収部３２はねじ止めによって連結されているため、高い気密性を確保することができる。一方、蓋５１と泡沫回収部３２の第２の開口５０の間については、パッキン５３は設けられているものの、蓋５１が泡沫回収部３２の頂部に載置されているだけであるので、十分な気密性を有していない。そこで図４に示すように、第２の開口５０と蓋５１との間の気密性を確保する密閉手段６０が設けられている（なお、図４においてノズル５４の図示は省略）。密閉手段６０は、蓋５１と泡沫回収部３２とを挟み込む挟み込み手段６１である。挟み込み手段６１は二対の棒状部材６２と二対の締結具６３とを有している。第１の棒状部材６２ａと第２の棒状部材６２ｂが対をなし、第３の棒状部材６２ｃと第４の棒状部材６２ｄが他の対をなしている。また、第１の締結具６３ａと第２の締結具６３ｂが対をなし、第３の締結具６３ｃと第４の締結具６３ｄが他の対をなしている。第１〜第４の棒状部材６２ａ〜６２ｄは矩形断面の棒材であり、長手方向における両側端部領域に穴６４が設けられている。第１〜第４の締結具６３ａ〜６３ｄはそれぞれ、両側端部領域にねじが切られた長尺ボルト６５と一対のナット６６と一対の座金６７とからなる。蓋５１の上面と泡沫回収部３２の下面は平坦であることが好ましい。
【００２３】
第１〜第４の棒状部材６２ａ〜６２ｄと第１〜第４の締結具６３ａ〜６３ｄは以下のように取り付ける。まず、第１の棒状部材６２ａを、長手方向中央部が蓋５１の上面に当接し、両端部が蓋５１から突き出す様に位置決めし、第２の棒状部材６２ｂを、長手方向中央部が泡沫回収部３２の下面に当接し、両端部が泡沫回収部３２から突き出す様に位置決めする。同様に、第３の棒状部材６２ｃを、長手方向中央部が蓋５１の上面に当接し、両端部が蓋５１から突き出す様に位置決めし、第４の棒状部材６２ｄを、長手方向中央部が泡沫回収部３２の下面に当接し、両端部が泡沫回収部３２から突き出す様に位置決めする。第１の棒状部材６２ａと第２の棒状部材６２ｂは蓋５１及び泡沫回収部３２を挟んで対向し、第３の棒状部材６２ｃと第４の棒状部材６２ｄも蓋５１及び泡沫回収部３２を挟んで対向する。第１及び第２の棒状部材６２ａ，６２ｂと第３及び第４の棒状部材６２ｃ，６２ｄは、蓋５１の中心を通る線に関しほぼ対称となる位置に配置するのが望ましい。第１の棒状部材６２ａと第２の棒状部材６２ｂの互いに対向する穴６４にボルト６５を通し、ボルト６５の両端から座金６７とナット６６を挿入し、ナット６６を締結する。同様に、第３の棒状部材６２ｃと第４の棒状部材６２ｄの互いに対向する穴６４にボルト６５を通し、ボルト６５の両端から座金６７とナット６６を挿入し、ナット６６を締結する。これによって、蓋５１及び泡沫回収部３２が第１〜第４の棒状部材６２ａ〜６２ｄと第１〜第４の締結具６３ａ〜６３ｄで締め付けられ、蓋５１と泡沫回収部３２の第２の開口５０との間の気密性が確保される。
【００２４】
蓋５１を開けた後のメンテナンスの内容は主に泡沫回収部３２のリング状の空間４９に滞留した汚染水の除去である。汚染水の除去方法は限定されないが、例えば細いチューブを内部に差込み、サイホン効果によって汚染水を吸い出す方法が挙げられる。チューブを差し込むだけであるため、第１〜第４の締結具６３ａ〜６３ｄを緩め、チューブの差込が可能な程度に蓋５１を泡沫回収部３２に対してずらすだけでよい。蓋５１のノズル５４に装着されたチューブ５５はフレキシビリティがあるため、ノズル５４からチューブ５５を取り外す必要はない。また、この作業だけでは泡沫回収部３２に付着した汚物を取りきれない可能性があるため、泡沫回収部３２を本体容器３１から取り外して洗浄することもあり得る。その場合は第１〜第４の締結具６３ａ〜６３ｄを緩め、第１〜第４の棒状部材６２ａ〜６２ｄを取り外し、ノズル５４からチューブ５５を取り外し、泡沫回収部３２を本体容器３１から取り外す。
【００２５】
本実施形態によればこのような簡易な構成で泡沫回収部３２と蓋５１との間の密閉性を確保することができる。特に本実施形態では、密閉手段６０を設けることによる泡沫分離装置２２の高さの増分は、上側に取り付けられる棒状部材６２の厚さとボルト６５の棒状部材６２からの突き出し長さ（またはナット６６と座金６７の厚さの合計）の合計であり、極めて限定的である。水族館等に飼育装置１を設置する場合、子供や幼児が鑑賞者であることがあり、架台３をあまり高くするのが望ましくないことがある。泡沫分離装置２２は比較的全高が高いため、架台３の高さの決定因子となることがあるが、その場合であっても架台３の高さへの影響を抑えることができる。なお、本実施形態では上部のナット６６を蝶ナットとし、下部のナット６６を平ナットとして上部の蝶ナットを操作するようにしているが、上部のナット６６を平ナットとし、下部のナット６６を蝶ナットとして下部の蝶ナットを操作するようにすれば架台３の高さへの影響をさらに低減することができる。
【００２６】
また、本実施形態は蓋５１を除き市販の泡沫分離装置をほぼそのまま利用することができるため、コスト的なメリットも大きい。すなわち、市販の泡沫分離装置はオゾンを利用しないため、通気用の穴が蓋についていることがあり、また、蓋の表面も必ずしも平坦ではない。本実施形態は上述した蓋５１を使用するが、それ以外の部分については市販の製品を流用することができる。
【００２７】
図５は密閉手段の他の実施形態１６０を示している。蓋１５１は泡沫回収部３２の側壁より張り出した外周部６８を有し、泡沫回収部３２は外周部６８と対向するフランジ部６９を有している。外周部６８とフランジ部６９にはボルト６５を通すための複数の穴１６４が設けられている。密閉手段１６０は、蓋１５１とフランジ部６９を締め付ける締め付け手段１６１である。締め付け手段１６１としては図４に示すボルト６５、ナット６６、座金６７を使用することができる。
【００２８】
図６は密閉手段の他の実施形態２６０を示している。密閉手段２６０は、蓋２５１の内面から泡沫回収部３２に向けて突き出し外周面に雄ねじ７０が形成された突き出し部７１と、泡沫回収部３２の側面に形成され、雄ねじ７０と係合する雌ねじ７２である。本実施形態は蓋２５１の取り付け、取り外しの際に蓋２５１を泡沫回収部３２の第２の開口５０の上方に位置させる必要があるため、架台３の高さへの影響の観点からは不利であるが、１回の操作で開閉が可能であるため、操作性に優れている。
【符号の説明】
【００２９】
１  飼育装置
２  水槽
３  架台
１１  浄化装置
２２  泡沫分離装置
２３  オゾン供給装置（気液混合物の供給手段）
３１  本体容器
３２  泡沫回収部
３３  内筒
３５  第１の開口
４１  供給ポンプ（気液混合物の供給手段）
４３  出口管（気液混合物の供給手段）
４４  排出ポート
５０  第２の開口
５１，１５１，２５１  蓋
６０，１６０，２６０  密閉手段
６１，１６１  挟み込み手段
６２  棒状部材
６３，１６３  締結具
６９  フランジ部
【図１】
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【図２】
2020018211.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020018211.tif 000006
【図５】
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【図６】
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