(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水棲動物（Ｓ）の飼育水槽（２）の飼育水（Ｗ）に、オゾンを含有した気泡（Ｂ）を導入するオゾン除菌装置であって、
前記オゾンを発生させるオゾン発生手段（３）と、このオゾン発生手段（３）で発生させたオゾンを含有した気泡（Ｂ）を生成するバブル生成手段（４）と、このバブル生成手段（４）で生成した気泡（Ｂ）を水棲動物（Ｓ）が飼育されている飼育水槽（２）の飼育水（Ｗ）へ直接導入する直入手段（５）とを備えていて、
前記気泡（Ｂ）は、生成時における中心粒径（Ｌ１）が１μｍ以上５００μｍ以下であるマイクロバブル（Ｍ）を含み、
前記飼育水（Ｗ）中のオゾンの溶存度（Ｚ１）が０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下であり、
前記バブル生成手段（４）は、前記飼育水槽（２）からポンプ手段（１１）によって汲み上げられた飼育水（Ｗ）と、前記オゾン発生手段（３）で発生させたオゾンを、当該バブル生成手段（４）の内部で混合して旋回しながら撹拌させることで、前記マイクロバブル（Ｍ）を含む気泡（Ｂ）を生成することを特徴とするオゾン除菌装置。
【請求項２】
前記バブル生成手段（４）は、螺旋状の内壁面を有した管状体であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン除菌装置。
【請求項３】
前記バブル生成手段（４）の内部で混合して旋回しながら撹拌される前記飼育水（Ｗ）とオゾンは、毎秒４００〜６００回転することを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン除菌装置。
【請求項４】
前記オゾン発生手段（３）は、発生した前記オゾンを気体吸入路（１２ａ）を介して前記バブル生成手段（４）へ送り、
前記ポンプ手段（１１）は、汲み上げた前記飼育水（Ｗ）をホース（１１ａ）及び液体供給路（１２ｂ）を介して前記バブル生成手段（４）へ送り、
前記ホース（１１ａ）及び液体供給路（１２ｂ）の内径よりも細い細管部（１４ａ）と、この細管部（１４ａ）よりも下流側で前記気体吸入路（１２ａ）に連通する空隙部（１４ｂ）を有したアスピレータ（１４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオゾン除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類、鯨、ウミガメ等の水棲動物の飼育に使用する飼育水の除菌を行うオゾン除菌装置に関するものである。
尚、本発明において、飼育水とは、養殖事業や飲食店舗で用いられる生簀（飼育水槽）内の水などに限らず、水棲動物の搬送中に用いる水槽容器や、熱帯魚等の観賞魚、水族館などの飼育水槽内の水も含む。
【背景技術】
【０００２】
従来、魚類水槽水の浄化方法が知られている。
この浄化方法は、魚類水槽内の海水または海水とほぼ同程度に臭素を添加した真水を水槽から導出し、導出した水槽水にオゾンガスを注入して、次いで、その水槽水を気液分離して未反応オゾンを除去した後、二酸化マンガン触媒濾材に通過させて水槽へ還流させる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２６７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の魚類水槽水の浄化方法は、溶存オゾンが魚類に有害であるとして、水槽内の海水を汲み上げる循環ポンプや、汲み上げ途中でオゾンガスを注入するエジェクタ、汲み上げた海水から未反応オゾンを除去するための濾過装置などを別途設けており、浄化施設の大型化が避けられない。
【０００５】
本発明に係るオゾン除菌装置は、このような点に鑑みて、所定の溶存度であるオゾンマイクロバブルを水棲動物が飼育されている飼育水槽に直接導入して飼育水を除菌することで、水棲動物の飼育に支障がないオゾン除菌が可能となると共に、除菌施設の小型化を実現できるオゾン除菌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】
【０００６】
前記課題を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係るオゾン除菌装置は、第１に、水棲動物Ｓの飼育水槽２の飼育水Ｗに、オゾンを含有した気泡Ｂを導入するオゾン除菌装置であって、前記オゾンを発生させるオゾン発生手段３と、このオゾン発生手段３で発生させたオゾンを含有した気泡Ｂを生成するバブル生成手段４と、このバブル生成手段４で生成した気泡Ｂを水棲動物Ｓが飼育されている飼育水槽２の飼育水Ｗへ直接導入する直入手段５とを備えていて、前記気泡Ｂは、生成時における中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５００μｍ以下であるマイクロバブルＭを含み、前記飼育水Ｗ中のオゾンの溶存度Ｚ１が０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下であり、前記バブル生成手段４は、前記飼育水槽２からポンプ手段１１によって汲み上げられた飼育水Ｗと、前記オゾン発生手段３で発生させたオゾンを、当該バブル生成手段４の内部で混合して旋回しながら撹拌させることで、前記マイクロバブルＭを含む気泡Ｂを生成することを特徴とする。
尚、飼育水Ｗ中のオゾンの溶存度Ｚ１とは、１リットル（ｌ）の飼育水Ｗ中に含まれるオゾンの質量（ｍｇ）である。
【０００７】
第２に、前記バブル生成手段４は、螺旋状の内壁面を有した管状体であることを特徴とする。
【０００８】
第３に、前記バブル生成手段４の内部で混合して旋回しながら撹拌される前記飼育水Ｗとオゾンは、毎秒４００〜６００回転することを特徴とする。
【０００９】
第４に、前記オゾン発生手段３は、発生した前記オゾンを気体吸入路１２ａを介して前記バブル生成手段４へ送り、前記ポンプ手段１１は、汲み上げた前記飼育水Ｗをホース１１ａ及び液体供給路１２ｂを介して前記バブル生成手段４へ送り、前記ホース１１ａ及び液体供給路１２ｂの内径よりも細い細管部１４ａと、この細管部１４ａよりも下流側で前記気体吸入路１２ａに連通する空隙部１４ｂを有したアスピレータ１４が設けられていることを特徴とする。
その他、前記オゾン発生手段３で発生させたオゾンの濃度Ｚ２が０．０５ｍｇ／ｌ以上０．３５ｍｇ／ｌ以下であっても良い。
尚、オゾンの濃度Ｚ２とは、オゾンを含有する気体１リットル（ｌ）中に含まれるオゾンの質量（ｍｇ）である。
その他、前記気泡Ｂは、生成時における中心粒径Ｌ２が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるナノバブルＮも含んでいても良い。
その他、前記ナノバブルＮの少なくとも一部は、生成時における中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５０μｍ以下であるマイクロバブルＭが、中心粒径Ｌ２が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるまで収縮して生成されていても良い。
【００１０】
これらの特徴により、オゾンを含有する気泡Ｂ（マイクロバブルＭを含む）を飼育水Ｗ中に導入して、溶存度Ｚ１を０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下とすることで、飼育水槽２中の水棲動物Ｓに及ぼす害を可及的に低減しながら除菌することができ、オゾンのマイクロバブルＭを飼育水槽２に直接導入することが可能となり、飼育水Ｗを濾過する装置などを別途設ける必要がなくなって、除菌施設のコンパクト化及び構造の簡素化が図られ、設備費用を抑えられる。
これに加えて、オゾンをマイクロバブルＭとして飼育水Ｗに供給するため、ミリオーダーの気泡Ｂよりも飼育水Ｗの中にオゾンを長く滞在させることができると共に、飼育水Ｗが対流することで、オゾンを一様に存在させることも可能となる。
【００１１】
また、オゾンの濃度Ｚ２を０．０５ｍｇ／ｌ以上０．３５ｍｇ／ｌ以下とすることで、飼育水Ｗ中におけるオゾンの溶存度Ｚ１を０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下にすることが可能となる。
【００１２】
これに加えて、気泡Ｂには、中心粒径Ｌ２が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるナノバブルＮや、中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５０μｍ以下のマイクロバブルＭを１ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるまで収縮させて生成したナノバブルＮが含まれていてもよく、このナノバブルＮは、マイクロバブルＭより長い期間、飼育水Ｗ中で存在することができるため、オゾンによる除菌作用がさらに長期間持続し、オゾン除菌のランニングコストが低減される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るオゾン除菌装置によると、所定の溶存度であるオゾンのマイクロバブルを、水棲動物が飼育されている飼育水槽に直接導入することで、水棲動物の飼育に支障がなく、オゾン除菌及び除菌施設の小型化が両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオゾン除菌装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態のオゾン除菌装置を示す概要図である。
【図３】第２実施形態のオゾン除菌装置を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るオゾン除菌装置１の斜視図である。
このオゾン除菌装置１は、養殖場や水族館等で生き物を飼育するための施設に取り付けて使用されるものである。このオゾン除菌装置１は、水棲動物Ｓを飼育する（生簀や観賞魚用などの）飼育水槽２に取り付けられ、飼育水Ｗは、海水、汽水または淡水である。
【００１６】
尚、本発明における「除菌」とは、オゾン除菌装置１による操作で飼育水Ｗ中の雑菌や寄生虫を殺すことだけでなく、オゾンの気泡（オゾンマイクロナノバブル）Ｂに触れることによって、水棲動物Ｓの物質代謝が進み、生体内から雑菌等が剥がれやすくなることなども含む。
【００１７】
図１に示す例では、この飼育水槽２には、水棲動物Ｓとして魚（海水魚や淡水魚）が飼育されている。尚、本発明に係る水棲動物Ｓとは、魚介類、鯨及びウミガメ等の四肢動物だけに限らず、昆布、ワカメなどの海藻類も含む。
図２に示すように、オゾン殺菌装置１は、オゾン（オゾンガスＧ）を発生するオゾン発生手段３と、オゾン発生手段３で発生したオゾンガスＧを含有する気泡（オゾンマイクロナノバブル）Ｂを生成するバブル生成手段４と、生成したオゾンマイクロナノバブルＢを飼育水槽２の飼育水Ｗへ直接導入する直入手段（バブル直入手段）５とを有している。
【００１８】
これに加えて、オゾン殺菌装置１は、飼育水槽２の飼育水Ｗを汲み上げて前記バブル生成手段４に送るポンプ手段１１を備えている。
上述の手段を有したオゾン殺菌装置１は、マイクロバブルＭを含む気泡Ｂの中にオゾンを含有させて飼育水Ｗ中に導入することで、オゾンの溶存度Ｚ１を０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下とすることが可能となる。
また、マイクロバブルＭの形で直入することによって、それほど高濃度ではないオゾンであっても高い溶解効率で液中に溶け込ませることができ、十分な除菌効果を発揮することが可能となる。
【００１９】
オゾンの溶存度Ｚ１を０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下にするのは、０．０５ｍｇ／ｌ未満の場合、たとえ、マイクロバブルＭによってオゾンを溶解しやすくなっていても、飼育水Ｗ中の殺菌や残渣の分解をするためにオゾンを十分に溶存させることが出来ないためである。
溶存度Ｚ１を０．５０ｍｇ／ｌより高くした場合には、飼育水Ｗ中の殺菌や残渣の分解だけにとどまらず、水棲動物Ｓにも影響を与えるからである。
【００２０】
尚、オゾンの溶存度Ｚ１は、好ましくは、０．０５ｍｇ／ｌ以上０．３５ｍｇ／ｌ以下、さらに好ましくは、０．１０ｍｇ／ｌ以上０．２５ｍｇ／ｌ以下であればよい。
このように、飼育水Ｗ中を適切な溶存度Ｚ１とすることで、オゾンの気泡Ｂを水棲動物Ｓが存在する飼育水槽２に「直接導入」することが可能となり、飼育水Ｗを濾過する装置などを別途設ける必要がなくなる。
【００２１】
オゾンの溶存度Ｚ１は、マイクロバブルＭ内に含有させるオゾンの濃度Ｚ２を調整することでコントロールでき、このオゾンの濃度Ｚ２は、後に述べるように、０．０５ｍｇ／ｌ以上０．３５ｍｇ／ｌ以下とするとよい。
尚、オゾンの濃度Ｚ２は、好ましくは、０．０５ｍｇ／ｌ以上０．２５ｍｇ／ｌ以下、さらに好ましくは、０．１０ｍｇ／ｌ以上０．２５ｍｇ／ｌ以下であればよい。
【００２２】
ここで、適切な溶存度Ｚ１に保ったまま、飼育水Ｗ中でオゾンをさらに長期間持続させるためには、気泡Ｂの中心粒径Ｌが重要となる。
上述の気泡Ｂ、つまり、オゾンマイクロナノバブルＢは、中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５００μｍ以下のマイクロバブルＭと、中心粒径Ｌ２が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下のナノバブルＮとを含む。
オゾンマイクロナノバブルＢは、中心粒径Ｌ３が５００ｎｍより大きく１μｍ未満であるマイクロとナノの中間バブルＭＮを含むものとしてもよい。
【００２３】
これらのマイクロバブルＭやナノバブルＮ、中間バブルＭＮは、通常ほぼ球形であり、中心粒径Ｌは気泡Ｂの直径であるが、後に述べる収縮等によって時々刻々さまざまに変形する際には、中心粒径Ｌとは、マイクロバブルＭやナノバブルＮ等の外接直方体の長さａ、幅ｂ、厚さｃの３軸平均径（式（１）参照）、３軸調和平均径（式（２）参照）、３軸幾何平均径（式（３）、式（４）参照）となる。
【００２４】
【数１】
0005854502.tif 000002
【数２】
0005854502.tif 000003
【数３】
0005854502.tif 000004
【数４】
0005854502.tif 000005
【００２５】
マイクロバブルＭは、飼育水Ｗの中で表面が負電荷に帯電しており、中心粒径Ｌがミリオーダーの気泡Ｂよりも同体積当たりの表面積が大きくなり、オゾン等の気体を高い溶解効率で液中に溶け込ませることができる等の特徴を有している。
この他にも、マイクロバブルＭの特徴としては、気泡Ｂ内部の圧力が高いこと、汚濁物（飼育水槽２内の残渣、雑菌等）の表面に付着し分離させること、長く液中に残存すること等がある。
【００２６】
特に、マイクロバブルＭが飼育水Ｗ中で長時間残存することについて詳しく述べれば、飼育水Ｗの中において気泡Ｂは、その大きさによって上昇速度が大きく変わり、例えば、中心粒径Ｌが３ｍｍのミリバブルは上昇速度が約０．３ｍ／秒であるのに対し、中心粒径Ｌが１００μｍのマイクロバブルＭは、上昇速度が約０．００５ｍ／秒である。
気泡Ｂの中心粒径Ｌをミリオーダーからマイクロオーダーにすると、オゾンが飼育水Ｗ中に滞在する時間が飛躍的に長くなる。また、マイクロバブルＭは互いに合体し難いため、高密度で飼育水Ｗ中に存在しやすい。このことからも、オゾンの溶存度Ｚ１を高くすることが容易となっている。
【００２７】
中心粒径Ｌの大きさによって水の単位体積あたりの気泡Ｂの数が変わるため、溶存度Ｚ１のコントロールも可能である。例えば、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１が２０μｍの場合は水１ｍｌ中におよそ６０万個の気泡Ｂが存在可能となる。
【００２８】
上述したように、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１は、１μｍ以上５００μｍ以下であるが、好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは、１μｍ以上５０μｍ以下である。
特に、中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５０μｍ以下のマイクロバブルＭは、飼育水Ｗ中に導入されると、マイクロバブルＭの界面において表面張力が作用するため、そのほとんどが導入後に収縮を開始する。
【００２９】
詳しく述べれば、表面張力とは、分子同士が引き合って凝縮しようとする力であり、液滴であれば、球形になろうとする。
これは、飼育水Ｗ中のマイクロバブルＭであっても、飼育水ＷとオゾンガスＧとの界面に働く表面張力によって球形になろうとすることは同様である。
【００３０】
また、界面で働く表面張力は、球形の中心に向かって引き合うように作用するため、マイクロバブルＭの内部のオゾンガスＧの気圧（内圧）を高めることとなる。
この内圧を高める作用は、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１が小さいほど強くなり、マイクロバブルＭの内圧は、中心粒径Ｌ１に反比例して上昇する。
【００３１】
例えば、中心粒径Ｌ１が１０μｍのマイクロバブルＭでは、内圧は常圧（１気圧）より０．３気圧上昇し、中心粒径Ｌ１が１μｍのマイクロバブルＭは、内圧は常圧より３．０気圧も上がる。
尚、オゾンガスＧは、その圧力が上がれば上がるほど、飼育水Ｗ中に溶け込む溶解能力が高くなる。
【００３２】
また、特徴として上述したように、マイクロバブルＭは、飼育水Ｗ中で表面が負電荷に帯電しているが、この帯電によって、マイクロバブルＭの表面には、飼育水Ｗ中に存在する陽イオンが多く集まる（電荷の濃縮）。
この電荷の濃縮によって、マイクロバブルＭの表面でフリーラジカルが発生する。
【００３３】
フリーラジカルとは、原子の軌道上に１つの電子（不対電子）を有し、この不対電子が他の分子と電子をやり取りして安定になろうとする水酸基（水酸基ラジカル）などであって、このような水酸基ラジカルが周囲の分子と強く反応し、結果として、汚濁物である飼育水Ｗ中の残渣や雑菌などを分解することが可能となる。
さらに、マイクロバブルＭの界面に極めて高濃度の電荷が濃縮しているため、気泡球の反対側同士の電荷間に働く静電気的な反発力が働いて、所定の中心粒径Ｌより気泡Ｂが縮小することを妨げる。
【００３４】
この結果、マイクロバブルＭは、生成時における中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５０μｍ以下であれば、収縮を開始するものの、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるまで収縮すると、静電気的な反発力によって収縮が止まり、ナノバブルＮが生成される。
このナノバブルＮの生成過程において、中心粒径Ｌ３が５００ｎｍより大きく１μｍ未満で安定した場合には、中間バブルＭＮが生成されることとなる。
【００３５】
マイクロバブルＭの界面上にイオンが集中すると、フリーラジカルの生成以外にも、マイクロバブルＭの内部のオゾンガスＧを飼育水Ｗに溶けにくくなり、この溶出し抑制によっても収縮が妨げられ、気泡Ｂは一時的に安定化する。
ただし、ナノバブルＮや中間バブルＭＮとして安定化した気泡Ｂは、いつまでも安定ではなく、通常は、数時間ほどでイオンのバランスが崩れて消滅する。
【００３６】
そこで、飼育水Ｗ中に所定濃度のイオンを予め溶かす（飼育水Ｗが海水であれば、ナトリウムやカリウム、鉄などの電解質溶液であるため、イオンは必要な濃度で溶けている）ことで、マイクロバブルＭ界面のイオンの濃度を十分に高くでき、飼育水Ｗ中に導入したマイクロバブルＭに刺激を与えて縮小するスピードを上げて、イオン類を気泡Ｂの周囲に極度に濃縮させることで、安定化したナノバブルＮや中間バブルＭＮが生成できる。
また、飼育水Ｗ中のマイクロバブルＭに衝撃を加えるため、バブル発生手段４内における気泡Ｂに超音波振動を印加して収縮を開始させる超音波発生手段を備えていてもよい。
【００３７】
ナノバブルＮや中間バブルＭＮの生成方法は、超音波振動を印加させる場合だけに限らず、飼育水槽２内の飼育水Ｗと絶縁した状態で、気泡Ｂの収縮を開始させる水中放電を行って、強制的に収縮させてもよく、また、気液剪断法などによって生成したマイクロバブルＭをさらに強力な旋回剪弾力をかけたり、界面活性剤を添加した液中にオゾンガスＧや空気を噴射することで、ナノバブルＮを生成してもよい。
【００３８】
上述したように、気泡Ｂは、マイクロバブルＭだけでなく、ナノバブルＮや中間バブルＭＮも混在して構成させていることによって、マイクロバブルＭによって、オゾンの溶解を助けると同時に、１ヶ月以上、時には数ヶ月間もの長期にわたって存在するナノバブルＮなどによって除菌効果が長く持続する。
さらには、ナノバブルＮなどによって、水棲動物Ｓが活性化されることによっても、雑菌や寄生虫が剥離して、除菌されることとなる。
【００３９】
以上、マイクロバブルＭ、ナノバブルＮなどの気泡Ｂについて述べてきたが、オゾン除菌装置１が有するオゾン発生手段３等の手段３〜５、１１について述べる。
図２に示す如く、オゾン発生手段３は、紫外線ランプ法、電解法、放電法などを用いてオゾンガスＧを発生させるシステムであって、紫外線ランプ法であれば、水銀灯などの短い波長の紫外線の照射システムで構成され、電解法であれば、水中に電解質膜を挟んでおいた両極間に電圧をかけるシステムとなる。
【００４０】
放電法によるシステムを詳解すると、オゾン発生手段３は、酸素中で無声放電を行う放電システム３となる。この放電システム３は、酸素中にて一定の間隔をおいた平板状で一対の電極を有し、これらの電極を高誘電率の絶縁体（雲母等）で覆っている。電極間に交流電圧をかけて無声放電を起こし、電極間の酸素分子が解離し他の酸素分子と再結合させて、オゾンガスＧを発生させる。
尚、放電システム３は、水銀灯などから照射される紫外線の波長や強度、電極間にかける電圧や原料となる酸素濃度を変更することによって、発生するオゾンガスＧの濃度Ｚ２を調節可能である。
【００４１】
図２に示すように、バブル生成手段４では、マイクロバブルＭを生成する方法として、気液剪断法が用いられる。尚、気液剪断法でなく、細孔（フィルタ）法、加圧溶解法、衝撃波法、超音波法などによって、マイクロバブルＭを生成してもよい。
バブル生成手段４は、毎秒４００〜６００回転する渦流に、オゾンガスＧを巻き込み、内面螺旋状のパイプや、ファン等によって切断、粉砕する気液剪断法などによってオゾンガスＧをマイクロナノバブル化する。
【００４２】
気液剪断法による際のバブル生成手段４は、気泡生成器１２であって、この気泡生成器１２は、飼育水槽２から飼育水Ｗを汲み上げる上述のポンプ手段１１にホース１１ａを介して接続されており、液体とオゾンガスＧを、螺旋状の内壁面を有した管状体の内部で混合して旋回しながら撹拌されることによって、液体中の気泡が微細化してマイクロバブルＭを生成する。尚、オゾンガスＧと混合する液体は、図示しない供給配管から流入する海水や淡水などであってもよい。
つまり、気泡生成器１２は、気体吸入路１２ａを介して上述のオゾン発生手段３から供給されるオゾンガスＧを、気泡生成器１２の液体供給路１２ｂを通って送られた海水等と混合、撹拌させて、オゾンを含有したマイクロバブルＭを生成する。
【００４３】
図２にて示す如く、バブル直入手段５は、オゾンを含有したマイクロバブルＭを、水棲動物Ｓが実際に飼育されている飼育水槽２内の飼育水Ｗへ直に噴射して、マイクロバブルＭを飼育水Ｗ中に直接的に導入させる散気ケース１３である。
この散気ケース１３は、気泡生成器１２の先端部に接続された散気管１３ａと、この散気管１３ａを収容するケースボックス１３ｂと、このケースボックス１３ｂの上面に設けられたフィルタ１３ｃとを備えている。
【００４４】
散気ケース１３は、散気管１３ａへ気泡生成器１２からオゾンのマイクロバブルＭが送り込まれ、送り込まれたオゾンのマイクロバブルＭが、散気管１３ａの各孔１３ｄからフィルタ１３ｃ越しに、飼育水Ｗへ放出（直接導入）される。
尚、バブル直入手段５としては、必ずしも散気ケース１３を有さずともよく、気泡生成器１２の先端から、直接、マイクロバブルＭを飼育水Ｗ中に導入してもよい。このとき、気泡生成器１２は、バブル生成手段４とバブル直入手段５とを兼用することとなる。
【００４５】
また、生成時でのマイクロバブルＭは、中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５００μｍ以下の気泡Ｂであって、渦流の回転速度や、気泡生成器１２の管状体の内径を変えることによって、生成するマイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１は調節可能である。
このマイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１と、オゾン発生手段３で生成されるのでオゾン（オゾンガスＧ）の濃度Ｚ２とを併せて調整することによって、飼育水Ｗ中のオゾンの溶解度Ｚ１が、適切な値にコントロールできる。
【００４６】
表１は、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１が、１、５０、１００、５００、１０００μｍである際に、オゾン発生手段３によるオゾンの濃度Ｚ２を、０．００１、０．０５０、０．１００、０．２００、０．３５０、０．５００ｍｇ／ｌと変化させた場合において、飼育水Ｗ中のオゾンの溶解度Ｚ１を示したものである。
【００４７】
【表１】
0005854502.tif 000006
【００４８】
表１にて示したように、オゾン発生手段３によるオゾンの濃度Ｚ２が、０．００１ｍｇ／ｌであった場合には、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１が何れであっても、飼育水Ｗ中のオゾンの溶存度Ｚ１は０．０５ｍｇ／ｌに満たないため、飼育水Ｗを十分に除菌できない。
逆に、オゾンの濃度Ｚ２が、０．５００ｍｇ／ｌであった場合には、マイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１を問わず、飼育水Ｗ中のオゾンの溶存度Ｚ１は０．５０ｍｇ／ｌを超えてしまい、飼育水Ｗ中の水棲動物Ｓに影響が出てしまう。
【００４９】
従って、オゾン発生手段３で発生させるオゾンの濃度Ｚ２を、０．０５ｍｇ／ｌ以上０．３５ｍｇ／ｌ以下とすることによって、オゾンを、マイクロオーダーの気泡ＢであるマイクロバブルＭに含有させて飼育水Ｗ中に直接導入すれば、水棲動物Ｓに支障がない範囲で、飼育水Ｗの除菌を効果的に行え、しかも、飼育水Ｗの濾過装置を別途設ける必要もなく、除菌施設のコンパクト化と簡素化が図られ、設備コストを低減できる。
【００５０】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
〔実施例１〕
オゾンのマイクロバブルＭ（動的光散乱光度計によって、中心粒径Ｌ１が１μｍ以上５００μｍ以下であると測定された微小な気泡Ｂ）を、飼育水Ｗ中に直接導入して除菌試験を実施した。
【００５１】
この実施例１では、飼育水Ｗ中におけるオゾンの溶存度Ｚ１が、０．０１、０．０５、０．１５、０．２５、０．３５、０．４５、０．５５ｍｇ／ｌである際に、それぞれのオゾンを含有したマイクロバブルＭを飼育水Ｗへ直入して、大腸菌群や、魚類の一般細菌（病原ウイルス・ＩＨＮＶ、ビルナウイルス、ラブドウイルス、ヘルペスウイルス）を殺滅する。
生きた魚としてマダイを飼育している飼育水槽２で、その飼育水ＷにオゾンのマイクロバブルＭを直接導入し、飼育水Ｗごと魚介類を洗浄除菌しても斃死するようなことがないか調べた。
【００５２】
図１に示されたオゾン除菌装置１は、飼育水槽２として２００リットル（ｌ）の養魚水槽を使用し、１７０リットルの人工海水で平均体長５ｃｍのマダイ稚魚６０尾を飼育している。飼育水槽２から飼育水Ｗを吸い込んだポンプ手段１１からバブル生成手段４及びバブル直入手段５を経て、再び飼育水槽２に戻される際の循環流量は３リットル／分とした。
この条件で運転すると、飼育水Ｗのオゾンの溶存度Ｚ１が自然と上昇するが、オゾン発生手段３によりオゾンの濃度Ｚ２を、バブル生成手段４によりマイクロバブルＭの中心粒径Ｌ１を調整することによって、溶存度Ｚ１を各数値で一定に保った。
【００５３】
表２は、オゾンの溶存度Ｚ１を０．０１、０．０５、０．１５、０．２５、０．３５、０．４５、０．５５ｍｇ／ｌに維持した場合におけるマイクロバブルＭ直入前と、直入後１時間後の大腸菌群数（ＭＰＮ／１００ｍｌ）、一般細菌数（ＣＦＵ／ｍｌ）、マダイの様子（斃死状況）を示す。
尚、大腸菌群数の単位におけるＭＰＮとは、Most Probable Numberの略で最確数を表し、一般細菌数の単位におけるＣＦＵとは、Colony Forming Unit の略で、集落形成単位数を表す。
【００５４】
【表２】
0005854502.tif 000007
【００５５】
表２にて示されたように、オゾンの溶存度Ｚ１が０．０１ｍｇ／ｌである場合には、飼育水Ｗ中の大腸菌群、一般細菌の数に大きな変化はなく、逆に１時間経過した際に増えている。
溶存度Ｚ１が０．５５ｍｇ／ｌある場合には、水棲動物Ｓであるマダイ稚魚が弱ったり、斃死した稚魚や共食いで尾びれ等が食いちぎられているなど傷の有るものもあった。
【００５６】
しかし、オゾンの溶存度Ｚ１が０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下であれば、飼育水Ｗ中の大腸菌群、一般細菌も減らし十分な除菌効果も得られると同時に、マダイ稚魚についても泳ぎの様子などで異常は見られず、水棲動物Ｓが弱る等の影響や、飼育状態に差し障りはない。
これに加えて、オゾンは、原料が空気中にも存在する酸素であるため安価に生成でき、飼育水Ｗ中で雑菌などの細胞膜を破壊する等の除菌反応をした後には、酸素に戻るため残留性がない。
【００５７】
また、オゾンを含有したマイクロバブルＭは、直入後、飼育水Ｗ中にしばらく残存するため（１分以上１０分以下）、オゾンによる除菌頻度を下げることが可能となり、経済性が向上する。
さらに、除菌のために水産用医薬品や塩を使用せず、オゾンの使用量も少ないため、環境に対する負荷が小さく、水棲動物Ｓを食用する人体に対し安全性も高い。
【００５８】
マイクロバブルＭのオゾンは、飼育水Ｗの中で滞在する時間が長いことからオゾンが飼育水Ｗ中で分解され酸素へと還元されやすく、その結果、オゾンが水面から散逸し難いため、作業者の環境内のオゾン濃度も高くならず、この点からも人体に対する安全性が高い。
そればかりか、溶存度Ｚ１が０．０５ｍｇ／ｌ以上０．５０ｍｇ／ｌ以下である場合には、水棲動物Ｓの成長速度が上がるなど、生育促進にもつながっている。
【００５９】
詳しくは、マイクロバブルＭによるオゾンの供給によって、水棲生物Ｓの呼吸系における酸素消費量が増大し、同時に、血流促進が起こることで新陳代謝が活発となり、餌の摂取量も増えることで、除菌だけでなく、成長の促進効果も見られる。
従って、水棲動物Ｓは、除菌された環境の中で飼育されることで、生育促進が図られるだけではなく、長期間存在するナノバブルＮによって、呼吸器系、消化器系、循環器系等が活性化され、新陳代謝が高まり、結果的に、水棲生物Ｓが増量されることとなる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係るオゾン除菌装置１を示している。
第２実施形態の特徴は、ナノバブルＮ又は中間バブルＭＮの生成効率を上げるアスピレータ１４が、オゾン除菌装置１に設けられている点である。
【００６１】
このアスピレータ１４は、ポンプ手段１１のホース１１ａや気泡生成器１２の液体供給路１２ｂの内径よりも細い細管部１４ａと、この細管部１４ａよりも下流側で気体吸入路１２ａに連通する空隙部１４ｂとを有している。
細管部１４ａによって、流体（飼育水Ｗ）の流れの断面積を狭めて流速を増加させ、空隙部１４ｂ内の圧力が低くなり、この圧力低下によって、飼育水Ｗが、細管部１４ａ下端から空隙部１４ｂ内へ霧状に吹き出される。
【００６２】
空隙部１４ｂ内で霧吹き状の飼育水Ｗは、同じく圧力低下により空隙部１４ｂ内に流入したオゾンガスＧを引き込み、飼育水Ｗ内に、マイクロバブル化したオゾンガスＧが発生する。
尚、気体吸入路１２ａと空隙部１４ｂとの連通口を閉鎖可能な逆止弁を設けてもよい。
この逆止弁は、万一、液体供給路１２ｂ内で飼育水Ｗの流速が下がり、飼育水ＷがオゾンガスＧを引き込むことなく、空隙部１４ｂ内へ漏れ出した場合でも、その漏れ出した圧力によって、気体吸入路１２ａと空隙部１４ｂとの連通口を塞ぎ、気体吸入路１２ａへの飼育水Ｗの流入を防ぎ、オゾン発生手段３の故障を防止する。
【００６３】
逆止弁は、気体吸入路１２ａと空隙部１４ｂとの連通口を閉鎖可能であれば、何れの形状でもよいが、例えば、連通口より大きい直径の球状体等が好ましい。
その他のオゾン除菌装置１の構成、作用効果及び仕様態様は、第１実施形態と同様である。
【００６４】
〔実施例２〕
実施例１の除菌試験において、オゾンの溶存度Ｚ１が０．２５ｍｇ／ｌに維持されるように、アスピレータ１４によって生成したマイクロバブルＭを１時間直入し、オゾンのナノバブルＮや中間バブルＭＮの生成効率を高めること以外は、実施例１と同様の除菌試験を行った。
表３は、アスピレータ１４を用いたマイクロバブルＭの直入（バブル直入手段５）の停止から１時間後、１２時間後、２４時間後、３日後、１週間後、２週間後、４週間後、６週間後の大腸菌群数（ＭＰＮ／１００ｍｌ）、一般細菌数（ＣＦＵ／ｍｌ）を、実施例２−１として示す。
【００６５】
尚、表３中の実施例２−２とは、比較のために、アスピレータ１４を取付けない、つまりナノバブルＮ等の生成効率を高めない場合におけるマイクロバブルＭの直入を停止させてから１時間後、１２時間後、２４時間後、３日後、１週間後、２週間後、４週間後、６週間後の大腸菌群数、一般細菌数を示す。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
表３中の実施例２−２で示されたように、アスピレータ１４を用いなかった（つまり、ナノバブルＮや中間バブルＭＮの生成効率を高めなかった）場合であっても、上述したように、マイクロバブルＭが自己内圧の上昇によって自然に収縮してナノバブルＮ等が生成し、このナノバブルＮ等のうち一部が数時間ほどは飼育水Ｗ中に存在するため、マイクロバブルＭの直入を停止して１時間後の時点では、大腸菌群、一般細菌の数に大きな増加は見られない。
しかし、マイクロバブルＭの直入停止から１２時間を過ぎた以降は、時間の経過と共に大腸菌群、一般細菌の数ともに大幅に増加しており、停止後２４時間後には、マイクロバブルＭ直入前の値を越えている。
【００６８】
一方、ナノバブルＮや中間バブルＭＮの生成を高効率で行った実施例２−１は、アスピレータ１４によるマイクロバブルＭ直入の停止時で、実施例２−２より大腸菌群、一般細菌の数が既に少なくなっており、ナノバブルＮ等の生成率向上によって、短時間であっても除菌効果が向上する。
さらには、マイクロバブルＭ直入の停止から４週間が経っても、大腸菌群、一般細菌の数が大きく増加することはなく、大腸菌群の数がマイクロバブルＭ直入前の値を初めて越えるのは、マイクロバブルＭ直入の停止から６週間後であり、ナノバブルＮ等の高効率化によって、除菌効果が非常に長い間持続している。
【００６９】
従って、マイクロバブルＭを飼育水Ｗに直接導入することによって、飼育水槽２中で自然生成されるナノバブルＮや中間バブルＭＮを漏らさず有効利用できるため、除菌効果が１時間ほどは持続し、マイクロバブルＭの直入を所定時間おきに行うオゾン除菌装置１の間欠運転が可能となって、オゾン除菌のランニングコストが低減される。
上述の表３に示したように、アスピレータ１４を用いない実施例２−２の場合であっても、オゾン除菌装置１を１時間運転すれば、その後１時間は休止させても、大腸菌群、一般細菌の数がマイクロバブルＭ直入前の値を越えることはない。
【００７０】
さらには、実施例２−１のように、アスピレータ１４を取付けることで、ナノバブルＮ、中間バブルＭＮの生成効率を高めることにより、マイクロバブルＭに比べ、飼育水Ｗ中の存在期間が飛躍的に長くなり、オゾン除菌装置１の間欠運転の間隔をさらに延ばすことが可能となる。
例えば、約１ヶ月に１度、１時間ほどオゾン除菌装置１を運転させて、アスピレータ１４を取付けたマイクロバブルＭの直入（ナノバブルＮ等の生成の高効率化）を行えば、大腸菌群、一般細菌の数を、所定の値以下に抑えることが可能となる。
【００７１】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。オゾン殺菌装置１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
バブル生成手段４は、上述した気泡生成器１２のように、ポンプ手段１１からの水圧のみを動力源とするマイクロバブル化させるものに限らず、高圧下でオゾンガスＧを海水、淡水等に大量に溶解させた後、減圧することによって再気泡化する加圧減圧法など、動力源を備えた公知のマイクロバブル生成機を用いてもよい。
【００７２】
この他、上述したように、ナノバブルＮ又は中間バブルＭＮを生成するために、飼育水Ｗ中のマイクロバブルＭに衝撃を与える放電手段を有していても良い。
この放電手段は、水棲動物Ｓの飼育水槽２内の飼育水Ｗと絶縁した領域内に立設された陽極と陰極を有しており、この両極間で２０００〜３０００Ｖの電圧をかけて、水中放電を発生させる。
【００７３】
このとき、飼育水Ｗは、上述したように海水であればよいが、淡水又は汽水であっても、鉄、マンガン、カルシウムその他ミネラル類の電解質を加えて飼育水Ｗの導電度が３ｍＳ／ｃｍ以上になるように電解質を加えてもよい。
さらに効率的にナノバブルＮ等を生成させるためには、飼育水Ｗにおけるオゾンの溶存度Ｚ１が、飽和溶存度の５０％以上に達している場合が好ましい。
【００７４】
放電手段の水中放電に伴う衝撃波の刺激（物理的刺激）によって、オゾンのマイクロバブルＭが急速に縮小され、ナノバブルＮや中間バブルＭＮとなる。
この時にナノバブルＮ等の界面に存在しているイオンは、縮小速度が急速なため、周囲の水中に逸脱する時間が無く、気泡の縮小に伴って急速に濃縮する。濃縮されたイオンは、ナノバブルＮ等の内部のオゾンが飼育水Ｗ中への自然溶解を阻止するため、安定的に飼育水Ｗ中で存在することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、小型化された施設による飼育水の除菌装置だけでなく、水棲動物の成長促進による収穫増産、高効率化、環境や人体に対する影響の低減などを実現した養殖装置にも利用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１      オゾン除菌装置
２      飼育水槽
３      オゾン発生手段
４      バブル生成手段
５      バブル直入手段（直入手段）
Ｓ      水棲動物
Ｗ      飼育水
Ｂ      気泡（オゾンマイクロナノバブル）
Ｍ      マイクロバブル
Ｎ      ナノバブル
Ｌ１    マイクロバブルの中心粒径
Ｌ２    ナノバブルの中心粒径
Ｚ１    オゾンの溶存度
Ｚ２    オゾンの濃度
【図１】
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【図２】
0005854502.tif 000010
【図３】
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