(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内の水を循環し、循環する水を濾材に通過させることにより水を浄化する濾過システムを備えた水槽であって、
前記濾過システムは、複数の濾過室を活魚槽の底面下部に設け、前記活魚槽の一端部に泡沫分離槽を配置し、各濾過室にそれぞれ前記濾材を配置し、循環する水が各濾過室を順に通過する際、当該水が各濾過室における濾材の上面から下面、若しくは下面から上面のいずれかの方向に通過するように各濾過室を連通し、前記活魚槽の底壁は、各濾過室上面を区画する壁を兼用しており、前記泡沫分離槽から水を上流側の第一濾過室に導入するように、前記泡沫分離槽は前記第一濾過室に連通孔を介して連通し、前記連通孔は、前記泡沫分離槽の底面から上方に間隔を有し、しかも、前記第一濾過室の濾材上面と前記活魚槽の底壁との間に設けられたことを特徴とする水槽。
【請求項２】
請求項１に記載の水槽において、前記循環する水が各濾過室を通過するたびに、濾材に対する水の通過方向が変わるように各濾過室を連通してなることを特徴とする水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環する水が濾材を通過することにより水を浄化する濾過システムを備えた水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
陸上の定置水槽或いは活魚輸送車上の水槽などの各種水槽において、魚介類を長時間生存させるためには、水槽内の水の温度を一定に保つこと、水中の溶存酸素濃度を一定に保つこと、及び水槽中の水を清浄な状態で保つことの３つの要素が最低限必要とされている。
【０００３】
この３つの要素は、水槽内に新鮮な水を常時供給できる状況下にあれば容易に満足することができる。しかしながら、新鮮な水を常時供給できない状況下においては、前記３つの要素を全て満足するために専用の装置を水槽に備え付ける必要がある。
【０００４】
水槽内の水の温度を一定に保つ点については、熱交換器を用いることにより比較的容易に達成することができる。又、水中の溶存酸素濃度を一定に保つには、水槽内の水を循環させる過程で、自然の酸素を補給したり、或いは酸素ボンベを使用して酸素を補給したりすることによって達成することができる。一方、水槽中の水を清浄な状態で保つ点については、水の循環経路中に濾材を配した濾過槽を設け、この濾過槽に配した濾材に水を通過させることにより行われるのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、魚介類の代謝活動により水槽中に生ずる排泄物等の不純物を濾材によって浄化するためには、循環する水を十分に濾材に接触させる必要があり、結果として大型の濾過槽が必要となる。又、従来の水槽では、魚介類を入れる活魚槽と濾過槽とを別体として構成していたため、各槽をつなぐ配管設備の存在もあいまって装置全体が嵩高くなり設置場所の確保が困難になるという問題点があった。更に、別体として隔離して構成される活魚槽と濾過槽に水を循環させるには、相当の出力のあるポンプを使用する必要があり、エネルギーコストの観点からも不利益があった。
【０００６】
そこで、最近では、活魚槽、濾過槽、不純物分離槽、温度調整槽及びポンプ槽等を一体的に構成し、軸流ポンプによってこれらの間に水を循環させる活魚蓄養用の定置水槽が開発されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００７】
即ち、この特許文献１に記載の発明は、活魚槽の端部側面に濾過槽を一体的に配することにより水槽の小型化を図るものである。又、活魚槽と濾過槽を隣接して配置することにより水の循環に要するエネルギーコストを減じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２５８４２３号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
確かに、前記特許文献１に記載の発明によってある程度の水槽の小型化及び省エネ化は実現できる。しかしながら、一般に定置水槽等を設置するスペースは限られていることが多く、活魚槽の端部側面に濾過槽を一体的に配すると、その分水槽全体における活魚槽の専有面積が減少する。
【００１０】
又、不純物分離槽、温度調整槽及びポンプ槽等については、ある程度の小型化は可能であるが、やはり十分な浄化能を得るためには大型の濾過槽が不可欠であり、嵩高い大型の濾過槽の設置により、一層活魚槽の専有面積が減少する問題が深刻となる。
【００１１】
本発明は前記技術的課題を解決するために開発されたものであり、水槽全体に対する活魚槽の専有面積を向上することができる新規な濾過システム及びこの濾過システムを備えた水槽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】
【００１２】
本発明の水槽は、水槽内の水を循環し、循環する水を濾材に通過させることにより水を浄化する濾過システムを備えた水槽であって、前記濾過システムは、複数の濾過室を活魚槽の底面下部に設け、前記活魚槽の一端部に泡沫分離槽を配置し、各濾過室にそれぞれ前記濾材を配置し、循環する水が各濾過室を順に通過する際、当該水が各濾過室における濾材の上面から下面、若しくは下面から上面のいずれかの方向に通過するように各濾過室を連通し、前記活魚槽の底壁は、各濾過室上面を区画する壁を兼用しており、前記泡沫分離槽から水を上流側の第一濾過室に導入するように、前記泡沫分離槽は前記第一濾過室に連通孔を介して連通し、前記連通孔は、前記泡沫分離槽の底面から上方に間隔を有し、しかも、前記第一濾過室の濾材上面と前記活魚槽の底壁との間に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
即ち、本発明の水槽は、活魚槽の底面下部に濾材を配置した濾過室を複数設けることにより、水槽全体に対する活魚槽の専有面積を向上するものである。
【００１４】
ここで、活魚槽の底面下部に設ける濾過室の厚みが大きいと、その分活魚槽の設置位置が高くなり、例えば、陸上の定置水槽などにおいて作業性が悪化するなどといった問題が生じる。そのため、活魚槽の底面下部に濾過槽を設けるにあたっては、比較的薄い濾材を幅広く配置することになる。
【００１５】
ところで、循環する水の濾材に対する通過速度が速すぎると、水の濾材に対する接触機会が少なくなり、十分な浄化作用を得ることができない。一方、循環する水の濾材に対する通過速度が遅すぎると、濾材が閉塞し易くなる。この濾材の閉塞は、該濾材中に棲息し、排泄物等に起因する汚染物質を分解するバクテリアの死滅を招くため、やはり十分な浄化作用が得られなくなる。即ち、循環する水の濾材に対する通過速度には、濾材の種類や疎密度などに応じた適正な速度というものがある。
【００１６】
水槽内を循環する水は、ポンプなどによって一定の循環量を保っているため、使用する濾材の体積が同じであれば、循環する水の通過方向に濾材を厚く配置すればするほど、濾材に対する水の通過速度は理論上速くなる。一方、循環する水の通過方向に濾材を薄く配置すればするほど、前記通過速度は遅くなる。
【００１７】
従って、活魚槽の底面下部に濾過槽を設けるにあたり、単に比較的薄い濾材を幅広く配置した場合にあっては、濾材に対する水の通過速度が遅くなりすぎて濾材が閉塞し易くなる。
【００１８】
単に濾材に対する水の通過速度を速くしたいのであれば、ポンプの出力を上げて水の循環量を多くすれば良い。しかしながらこの方法では、ポンプの出力を上げることによるエネルギーコストの増大、濾材に対する水の接触機会の減少、活魚槽中の魚介類への負担等の不利益が生じる。
【００１９】
そこで本発明の水槽においては、複数の濾過室を活魚槽の底面下部に設け、各濾過室にそれぞれ濾材を配置し、循環する水が各濾過室を順に通過する際、当該水が各濾過室における濾材の上面から下面、若しくは下面から上面のいずれかの方向に通過するように各濾過室を連通することにより、循環する水の濾材に対する通過速度を制御し、もって十分な浄化作用を確保するのである。
【００２０】
複数の濾過室を活魚槽の底面下部に設けるにあたっては、該濾過室を活魚槽とは別体として構成しても良い。しかしながら、水槽構造の簡略化及び水槽の取扱性等に鑑みて、本発明の水槽においては、濾過室と活魚槽を一体的に構成することが好ましい。なお、本発明の水槽においては、必ずしも活魚槽底面下部全体に複数の濾過室を設けなくても良く、必要な浄化能が得られるのであれば、活魚槽底面下部の一部に複数の濾過室を設ければ良い。
【００２１】
又、濾材の厚みが同じであれば、濾過室の数が多くなればなるほど、濾材に対する水の通過速度は理論上速くなり、濾過室が少なくなればその分前記通過速度は遅くなる。即ち、本発明の水槽においては、この濾過室の数を増減することにより、濾過速度を制御し、もって適正な濾過速度に調整することができる。従って、適正な濾過速度を得られるのであれば、本発明の水槽において前記濾過室の数は特に限定されるものではない。一般的には、前記濾過室を２〜５室程度設けることにより、通常適正とされる濾過速度を得ることができる。
【００２２】
各濾過室を連通するにあたっては、各濾過室を連通する管や通路などからなる連通路、或いは隣り合う濾過室を仕切る側壁を貫通する連通孔が設けられる。ここで、濾過室に水を導入する連通路或いは連通孔を濾過室に配された濾材上面より上部に設け、当該濾過室から水を排出する連通路或いは連通孔を濾過室に配された濾材下面より下部に設けることにより、循環する水を濾材の上面から下面に向かって通過させることができる。逆に、濾過室に水を導入する連通路或いは連通孔を濾過室に配された濾材上面より下部に設け、当該濾過室から水を排出する連通路或いは連通孔を濾過室に配された濾材下面より上部に設けることにより、循環する水を濾材の下面から上面に向かって通過させることができる。
【００２３】
各濾過室に配置される濾材としては、水を通過させることができ、水を浄化する作用を有するものであれば特に限定されるものではない。この濾材を構成する素材を具体的に例えば、ウール、スポンジ、セラミック、活性炭、ゼオライト、砂利、砂、サンゴ及び麦飯石等を挙げることができる。本発明の水槽においては、これらの素材から１ないし複数種を適宜選択して濾材を構成すれば良く、又、各濾過室にそれぞれ異なる濾材を配置しても良い。
【００２４】
ところで、一般的に、循環する水を濾材の上面から下面に向かって通過させる濾過手段を正濾過といい、循環する水を濾材の下面から上面に向かって通過させる濾過手段を逆濾過という。水槽中の水を汚染する物質には、水に浮かぶものと沈むものがある。即ち、正濾過によれば、水に沈む汚染物質を効率よく捕獲することができ、逆濾過によれば、水に浮く汚染物質を効率よく捕獲することができる。
【００２５】
そこで、本発明の水槽においては、循環する水が各濾過室を通過するたびに、濾材に対する水の通過方向が変わるように各濾過室を連通することが好ましい。このように構成すれば、水を効率良く浄化することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、水槽全体に対する活魚槽の専有面積を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の濾過システムを備えた本発明の水槽１を示す平面図（ａ）、及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図２】図２は、図１におけるＢ−Ｂ断面図（ａ）、及びＣ−Ｃ断面図（ｂ）である。
【図３】図３は、比較的厚い濾材を通過する水の状態を示す説明図（ａ）、及び比較的薄い濾材を通過する水の状態を示す説明図（ｂ）である。
【図４】図４は、本発明の濾過システムにおける濾材を通過する水の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
図１（ａ）は、本発明の濾過システムを備えた本発明の水槽１を示す平面図であり、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。又、図２（ａ）は、図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施の形態における水槽１は、活魚槽２、前記活魚槽２の底部下面に配した複数（本実施の形態においては３室）の濾過室３（第一濾過室３ａ、第二濾過室３ｂ、第三濾過室３ｃ）、前記活魚槽２の一端部に並べて配置したフィルター槽５と泡沫分離槽６、及び前記活魚槽２の他端部における槽内に配置したポンプ槽７からなる。これら各槽は、各槽ごとに区分けされている。
【００３３】
活魚槽２は、その容積に応じた量の水を蓄えることができる。本実施の形態の水槽１においては、この活魚槽２内において魚介類を蓄養する。
【００３４】
フィルター槽５は、２箇所の連通孔５１（５１ａ、５１ｂ）を介して前記活魚槽２と連通しており、各連通孔にはそれぞれバッグフィルター５２（５２ａ、５２ｂ）が備えられる。即ち、前記連通孔を通過する水に含まれる汚染物質のうち比較的大型のものは、まずこのバッグフィルター５２（５２ａ、５２ｂ）によって物理的に濾し取られる。
【００３５】
泡沫分離槽６は、連通孔６１を介して前記フィルター槽５と連通している。この泡沫分離槽６は、二つの泡沫分離システム６ａ、６ｂを直列したものであり、各泡沫分離システム６ａ、６ｂの下部にはそれぞれ微細な気泡を発生させる泡沫発生装置６２（６２ａ、６２ｂ）を備える。又、この泡沫分離槽６の上部には開閉自在の泡沫分離カバー６３が設けられている。更に、この泡沫分離カバー６３上部には、前記泡沫発生装置６２により発生した泡沫によって浮かび上がった汚染物質（主として汚泥）を外部に流出させる汚泥排出管６４が連結されている。
【００３６】
前記複数の濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）のうち第一濾過室３ａは、連通孔３１を介して前記泡沫分離槽６と連通している。
【００３７】
前記複数の濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）には、それぞれ濾材４（第一濾材４ａ、第二濾材４ｂ、第三濾材４ｃ）が配置されている。なお、濾過室３内において濾材４は、通水を妨げないスノコ状の設置台８（８ａ、８ｂ、８ｃ）上に敷設される。この濾過室３に配置された濾材４は、循環する水に含まれる微細な汚染物質を捕獲し、該濾材４中に棲息するバクテリアの代謝活動により汚染物質を分解する。
【００３８】
各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、側壁によって区分けされているが、当該側壁に設けられた連通孔３１、３２、３３、７１を介して、循環する水が、第一濾過室３ａ、第二濾過室３ｂ、第三濾過室３ｃの順に通過する。
【００３９】
更に詳しくは、泡沫分離槽６から第一濾過室３ａに水を導入する連通孔３１は、第一濾過室３ａに配された第一濾材４ａ上面より上部に設けられており、一方、第一濾過室３ａから水を第二濾過室３ｂに導入する連通孔３２は、第一濾過３ａ室に配された第一濾材４ａ下面より下部に設けられている。即ち、第一濾過室３ａにおいては、循環する水が第一濾材４ａの上面から下面に向かって通過する。
【００４０】
第二濾過室３ｂから水を第三濾過室３ｃに導入する連通孔３３は、第二濾過室３ｂに配された第二濾材４ｂ上面より上部に設けられている。即ち、第二濾過室３ｂにおいては、循環する水が第二濾材４ｂの下面から上面に向かって通過する。
【００４１】
第三濾過室３ｃから水をポンプ槽７に導入する連通孔７１は、第三濾過室３ｃに配された第三濾材４ｃ下面より下部に設けられている。即ち、第三濾過室３ｃにおいては、循環する水が第三濾材４ｃの上面から下面に向かって通過する。
【００４２】
従って、本実施の形態においては、各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を通過するたびに濾材４に対する水の通過方向が変わることになり、各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を通過する水の濾過は、第一濾過室３ａにおいて正濾過、第二濾過室３ｂにおいて逆濾過、及び第三濾過室３ｃにおいて正濾過となる。
【００４３】
前記濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）における第三濾過室３ｃと連通するポンプ槽７は、２つの軸流ポンプ７２（７２ａ、７２ｂ）を稼働することにより、吸い上げた水を吐出孔７３から再び活魚槽２に向かって落とし込む。なお、ポンプ槽７には熱交換器７４が備えられており、水槽１内の水を一定温度に保っている。
【００４４】
従って、本実施の形態においては、前記ポンプ槽７に備えた２つの軸流ポンプ７２（７２ａ、７２ｂ）を稼働することにより、水槽１内に貯めた水を、ポンプ槽７、活魚槽２、フィルター槽５、泡沫分離槽６、濾過室３（、ポンプ槽７）の順に循環することができる。
【００４５】
そして、本実施の形態における水槽は、活魚槽２の底面下部に、濾材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を配置した複数の濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を上述のように設けることにより、循環する水の濾材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）に対する適正な通過速度を確保した上で、水槽１全体に対する活魚槽２の専有面積を向上するのである。
【００４６】
本実施の形態の水槽１は、以上の構成からなる。次に本実施の形態の水槽１によれば、循環する水の濾材４に対する適正な通過速度が確保できることを図３及び図４を参照しながら説明する。
【００４７】
循環する水の濾材４に対する通過速度は、濾材４の種類や疎密度等に応じた適正速度というものがあることは前述の通りである。
【００４８】
水槽１内を循環する水は、ポンプによって一定の循環量（Ｘ（Ｌ／分））を保っている。ここで、図３（ａ）に示すように、循環する水の通過方向に濾材４を厚く配置した際において、単位量の水が当該濾材４を通過する時間をＹ秒とする。
【００４９】
一方、図３（ｂ）に示すように、濾材４の厚さを図３（ａ）と比較して１／３として、３つ横並びに配置した場合、水の循環量が同じであれば、単位量の水が濾材４を通過する時間は、やはりＹ秒となる。
【００５０】
しかしながら、通過する時間が同じであっても、図３（ｂ）の場合は、１／３の厚さの濾材４をＹ秒かかって通過していることになり、濾材４に対する水の通過速度は図３（ａ）の場合と比較して遅くなる。即ち、図３（ｂ）のように、単に濾材４を薄くして、幅広く配置した場合、濾材４に対する水の通過速度が遅くなりすぎて濾材４が閉塞し易くなる。
【００５１】
一方、図４に示すように、濾過室３を複数（３ａ、３ｂ、３ｃ）に区分けし、各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）にそれぞれ濾材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を配置し、循環する水が各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）における濾材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の上面から下面、若しくは下面から上面のいずれかの方向に通過するように、各濾過室３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を連通すれば、循環する水の濾材４に対する通過速度を制御することができ、もって循環する水の濾材４に対する適正な通過速度が確保できる。
【符号の説明】
【００５２】
１    水槽
２    活魚槽
３    濾過室
４    濾材
５    フィルター槽
６    泡沫分離槽
７    ポンプ槽
８    設置台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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