(57)【要約】【課題】ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得るガス供給装置を提供する。【解決手段】貯留槽３に貯留された液体２の液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガス送出装置４から送出されるガスＡを内部に流通させる液上管６と、該液上管６から下方の液体２中に延びて液上管６内のガスＡを下方に導く中間管と、液体２中にて中間管に接続され、該中間管からのガスＡを内部に流通させ且つ液体２中に放出する液中管とを備え、浮力により液体２に浮いて貯留槽３の底より上に液中管を支持するよう構成した走行体Ｂを備え、ガス送出装置４から送出されるガスＡを液中管から放出しつつ、走行体Ｂを走行させる。【選択図】図１
2018064510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽に貯留された液体の液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガス送出装置から送出されるガスを内部に流通させる液上管と、
該液上管から下方の液体中に延びて前記液上管内のガスを下方に導く中間管と、
液体中にて前記中間管に接続され、該中間管からのガスを内部に流通させ且つ液体中に放出する液中管と
を備え、浮力により液体内に浮いて前記貯留槽の底より上に前記液中管を支持するよう構成した走行体を備え、
前記ガス送出装置から送出されるガスを前記液中管から放出しつつ、前記走行体を走行させるよう構成したガス供給装置。
【請求項２】
前記液上管は液体の液面の高さに位置し、前記走行体は前記液上管に発生する浮力により液体に支持されるよう構成した、請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
液体の液面の高さに位置して前記走行体を浮力により支持するよう構成した浮力体を備え、前記液上管を液体の液面より上の高さに配した、請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記走行体を構成する前記浮力体同士を連結し且つ前記液上管を支持する剛性の支持体を備えた、請求項３に記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中にガスを供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
槽内に貯留した液体に対してガスを供給する場合、槽内に配した送気管にガスを送り込み、前記送気管からガスを液体内に噴出させることが一般に行われている。例えば、藻類や魚類等の水棲生物を培養する際には、水に対して空気を送り込む、いわゆる曝気により、生物に必要な酸素や二酸化炭素を水に溶け込ませ、溶存ガスとして生物に供給するようにしている。
【０００３】
近年では、藻類を培養して空気中に二酸化炭素として含まれる炭素分を固定させ、バイオマス燃料として用いる技術に注目が集まっているが、この種の藻類の培養においては、培養液中に二酸化炭素源としての空気を送り込むことが必須である。このようなバイオマス燃料の製造に利用される藻類としては、例えば体長が数μｍ〜数ｍｍ程度の群体形成性の藻類、具体的には、ユーグレナ、クロレラ、スピルリナ、ドナリエラ、ボツリオコッカス、シュードコリスチス等が挙げられる。
【０００４】
こういった微細藻類以外にも、活性汚泥に含まれる好気性微生物、酵母、有用物質を産生する遺伝子組換え大腸菌等の細菌類、抗生物質等の有用物質を産生する黴等の菌類、魚類の飼料となるワムシのようなプランクトンあるいはベントス等、様々な生物が工業的に培養されており、これらの生物に対しても、培養液中に酸素源ないし二酸化炭素源としての空気が曝気により供給される。また、魚類や甲殻類等の大型の動物の養殖においても、曝気により水中に酸素源としての空気を送り込むことが広く行われている。
【０００５】
こうした液体中へガスを供給する装置に関する一般的技術水準を示す文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、培養液中の生物を滞りなく生育・繁殖させ、あるいは特定物質の固定や産生といった所定の反応を促進させるためには、生物に対し十分な量のガスを培養液に対し供給しなくてはならない。また、微生物を培養する場合には、その比重が培養液と等しいとは限らず、培養液中で沈降又は浮上しがちであるため、培養液を撹拌することが必要であるが、上述の如きガスの送出は、溶存ガスの供給のほか、気泡の上昇に伴い培養液を撹拌し、培養液中における微生物の分布を均質化させる役割をも兼ねている。
【０００８】
この際、培養液中にガスを噴出させるには、ガスを加圧して送気管に送り込むが、当然ながらこれには相応のエネルギーを要する。そして、培養液中の生物の生育や反応にとって、溶存ガスの供給、又は培養液の撹拌のいずれか、もしくは両方が過剰であれば、余剰分のガスの送出に係るエネルギーは無駄となってしまう。特に、バイオマス燃料の製造を目的として微細藻類を培養するような場合には、製造されるバイオマス燃料から得られるエネルギーに対し、バイオマス燃料の製造に係るエネルギーをなるべく小さくすることが求められるので、ガスの送出に消費するエネルギーはできる限り節減することが望ましい。したがって、培養液に対するガスの供給量は、生物の要求する量を満足する範囲で最小限にするべきである。
【０００９】
ガスの供給量を削減する方策としては、一つには送気管へ送り込むガスの量を少なくすることが考えられる。しかしながら、この方法では、送気管からガスを噴出する噴出口の部分が閉塞しやすくなり、メンテナンスのための労力や費用が別途生じる虞がある。また、培養槽における送気管の配置本数を減らすことも考えられるが、この場合は、培養槽内でガスの供給量や培養液の撹拌量が場所によって偏り、これらが不十分な領域が部分的に生じてしまう虞がある。
【００１０】
また、送気管を培養槽の底で移動させつつ送気を行うことも不可能ではないが、送気管と培養槽の底面との間で摺動による摩擦力が発生し、送気管の移動に大きなエネルギーを要してしまうほか、移動に伴って送気管が摩耗あるいは破損し、頻繁なメンテナンスを要してしまうデメリットがある。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得るガス供給装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、貯留槽に貯留された液体の液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガス送出装置から送出されるガスを内部に流通させる液上管と、該液上管から下方の液体中に延びて前記液上管内のガスを下方に導く中間管と、液体中にて前記中間管に接続され、該中間管からのガスを内部に流通させ且つ液体中に放出する液中管とを備え、浮力により液体内に浮いて前記貯留槽の底より上に前記液中管を支持するよう構成した走行体を備え、前記ガス送出装置から送出されるガスを前記液中管から放出しつつ、前記走行体を走行させるよう構成したガス供給装置にかかるものである。
【００１３】
本発明のガス供給装置は、前記液上管は液体の液面の高さに位置し、前記走行体は前記液上管に発生する浮力により液体に支持されるよう構成することができる。
【００１４】
本発明のガス供給装置は、液体の液面の高さに位置して前記走行体を浮力により支持するよう構成した浮力体を備え、前記液上管を液体の液面より上の高さに配することができる。
【００１５】
本発明のガス供給装置は、前記走行体を構成する前記浮力体同士を連結し且つ前記液上管を支持する剛性の支持体を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガス供給装置によれば、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施例によるガス供給装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第一実施例によるガス供給装置の全体構成を示す正断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ矢視相当図である。
【図３】本発明の第一実施例によるガス供給装置の全体構成を示す側断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。
【図４】本発明の第一実施例によるガス供給装置の別の配置による全体構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第二実施例によるガス供給装置の全体構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第二実施例によるガス供給装置の全体構成を示す正断面図であり、図５のＶＩ−ＶＩ矢視相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図３は本発明の第一実施例によるガス供給装置の形態を示している。本第一実施例のガス供給装置１は、液体として例えばユーグレナ、クロレラ、スピルリナ、ドナリエラ、ボツリオコッカス、シュードコリスチス等といった微細藻類の培養液２を貯留する貯留槽としての培養槽３に設置され、液体（培養液）２にガスとしての空気Ａを送給することを目的として使用されるが、この他に、上述したような種々の生物、すなわち好気性微生物、酵母、細菌類、菌類、プランクトンやベントス、あるいは魚類や甲殻類等、様々な生物の培養や養殖に適用することができる。また、生物の培養や養殖のみならず、液体中にガスを送り出す必要のある種々の設備に利用することができる。
【００２０】
図１、図２に示す如く、ガス供給装置１は、空気Ａを加圧して送り出すガス送出装置４と、該ガス送出装置４に送出管５を介して接続され、ガス送出装置４から送出される空気Ａを内部に導入して流通させる液上管６と、該液上管６から下方の培養液２中に延び、液上管６内の空気Ａを下方へ導く中間管７と、培養槽３の底付近に配置されて中間管７に接続され、該中間管７からの空気を内部に流通させ培養液２中に放出する液中管８とを備え、この液上管６、中間管７及び液中管８により、後述する走行体Ｂを構成してなる。
【００２１】
液上管６は、図２に示す如く、複数の主管６ａ同士を接続管６ｂで長手方向に接続してなる。主管６ａは、樹脂繊維を編み込まれて形成された軟質の管であり、内部に空気Ａを送り込まれることで膨らむようになっている。主管６ａ一本あたりの長さは、例えば２ｍ〜１０ｍ程度であり、複数の主管６ａの端部同士が接続管６ｂによって接続されることで、一本の長い液上管６を構成する。一本の液上管６の長さは、該液上管６の長手方向に沿った培養槽３の寸法に略等しく設定される。言い換えれば、液上管６は培養槽３の略全幅にわたって配置される。接続管６ｂは、例えば塩化ビニル樹脂製のＴ字管であり、左右端は水平方向に沿って配置されて各々主管６ａの端部に接続され、中央端は下方に向けられて中間管７の上端に接続される。
【００２２】
接続管６ｂのうち、少なくとも一つの接続管（ここでは、液上管６の長手方向中央に位置する接続管）６ｂ'は、４つの接続端部を有する四方Ｔ字管として構成されており、この４つの端部のうち、互いに対向する２つの端部は水平方向に沿って配置されて主管６ａの端部に、残りの端部のうち１つは水平方向に沿って配置されて送出管５の端部に、１つは下方に向けられて中間管７の上端に、それぞれ接続される。送出管５は、柔軟性のあるゴムや樹脂等の素材で構成されたフレキシブルチューブであり、ガス送出装置４からの空気Ａを接続管６ｂ'から液上管６内に送り込むようになっている。そして、主管６ａは、内部に送り込まれた空気Ａによって膨張して浮力を得、培養液２の液面に浮くようになっている。
【００２３】
また、接続管６ｂによって一本に繋がれた液上管６の両端にあたる主管６ａの端部には、端部接続管６ｃが接続されている。この端部接続管６ｃは、例えば塩化ビニル樹脂製のＬ字管であり、２つの端部のうち１つは水平方向に沿って配置されて主管６ａの端部に接続され、もう１つは下方に向けられて中間管７の上端に接続される。
【００２４】
培養液２中に配置される液中管８は、液面より上に配置される液上管６とは略対称の配置を取っており、複数の主管８ａの端部同士が接続管８ｂによって接続されることで、一本の長い液中管８を構成する。主管８ａは、例えば内面と外面を連通する多数の穴が側面に開口されたゴム製の管であり、長さは対応する位置にある液上管６の主管６ａと略等しく設定され、径は液上管６の主管６ａよりは小さく設定される。接続管８ｂは、例えば塩化ビニル樹脂製のＴ字管であり、左右端は水平方向に沿って配置されて各々主管８ａの端部に接続され、中央端は上方に向けられて中間管７の下端に接続される。液中管８の両端にあたる主管８ａの端部には、端部接続管８ｃが接続されている。この端部接続管８ｃは、例えば塩化ビニル樹脂製のＬ字管であり、２つの端部のうち１つは水平方向に沿って配置されて主管８ａの端部に接続され、もう１つは上方に向けられて中間管７の下端に接続される。
【００２５】
中間管７は、培養液２中に鉛直方向に沿って配置された管であり、例えば主管６ａと同様、樹脂繊維を編み込まれた軟質の管として構成される。そして、上述の如く、上端は液上管６を構成する接続管６ｂ，６ｂ'及び端部接続管６ｃの下方に向けられた端部に接続され、下端は液中管８を構成する接続管８ｂ及び端部接続管８ｃの上方に向けられた端部に接続される。こうして、培養液２の液面に浮いた液上管６の下方に中間管７を介して液中管８がぶら下がる形で支持され、これにより培養液２中を走行する走行体Ｂが構成される。走行体Ｂの下方にて液中管８が支持される位置は、培養槽３の底面よりやや上である。
【００２６】
このように、走行体Ｂのうち、液上管６の少なくとも一部は培養液２の液面より上の高さに位置するよう配置されるが、本第一実施例の場合、ガス送出装置４からの空気Ａの送出時において液上管６は培養液２の液面の高さに位置し、その一部が培養液２中に没し、走行体Ｂ全体を支持する浮力を発生させるようになっている。
【００２７】
液上管６を構成する接続管６ｂの一部、及び端部接続管６ｃには、走行体Ｂを液面の方向に沿って動作させるための牽引索９が接続されている。この牽引索９は、図１、図３に示す如く、液上管６のなす向きと直交する水平方向に延びるように配されており、その両端は、培養槽３の縁上に設置した巻上機１０に接続されている。
【００２８】
ここで、牽引索９は、走行体Ｂを構成する液上管６、中間管７及び液中管８のいずれに接続されても良いが、本第一実施例の場合、液上管６のうち塩化ビニル樹脂により形成された接続管６ｂ及び端部接続管６ｃが変形しにくく、接続に簡便であるため、ここを牽引索９の接続位置として選択している。
【００２９】
巻上機１０は、図３に示す如く培養槽３の縁上に設置されるが、この培養槽３の縁における各巻上機１０の設置位置、及び各巻上機１０の下方にあたる培養槽３の壁面にはプーリ１１ａ及びプーリ１１ｂが回転可能に支持されており、牽引索９は、このプーリ１１ａ，１１ｂに一旦巻き掛けられてから巻上機１０に巻き取られるようになっている。こうして、対向する培養槽３の壁面のプーリ１１ｂ，１１ｂ同士の間で牽引索９を水平に保ちつつ、巻上機１０により牽引索９を培養液２の液面に沿って巻き取り又は送り出すことができるようになっている。
【００３０】
また、図１、図３に示す如く、培養槽３における牽引索９の両端にあたる位置の壁面には、接触によって動作するリミットスイッチ１２が備えられている。このリミットスイッチ１２は、例えば液上管６の高さに配置されており、液上管６の接触があった場合に、接触信号１２ａを制御装置１３に対し入力するようになっている。
【００３１】
制御装置１３は、培養槽３の縁に備えた各巻上機１０を制御するための装置であり、各巻上機１０に対して制御信号１０ａを入力することで、各巻上機１０の運転・停止、牽引索９の巻き取りや繰り出しといった動作を操作するようになっている。
【００３２】
次に、上記した本第一実施例の作動を説明する。
【００３３】
ガス送出装置４を作動させると、該ガス送出装置４から液上管６に対し、送出管５を介して加圧された空気Ａが送り込まれる。液上管６を構成する主管６ａは、上述の如く樹脂繊維を編み込まれて形成された軟質の管であり、内部に空気Ａを送り込まれることで膨らんで培養液２に対し浮力を得て液面に浮かび、中間管７や液中管８を含む走行体Ｂ全体を浮力によって支持する。また、送出管５も液面に浮かびつつ、ガス送出装置４の空気Ａの送出口と、液上管６の接続管６ｂ'の間の接続を保つ。このように、本第一実施例のガス供給装置１では、液上管６が走行体ＢにガスＡを流通させる配管としての役割と、走行体Ｂを浮力によって支持する役割とを兼ねている。こうした構造により、走行体Ｂ全体の構成を簡素にし、製造等にかかる費用を低減するようにしている。
【００３４】
液上管６内に送り込まれた空気Ａは、主管６ａを膨らませながら、一部ずつが接続管６ｂ，６ｂ'及び端部接続管６ｃから中間管７へと送り出され、該中間管７の下端に接続された接続管８ｂ及び端部接続管８ｃから液中管８へと導かれる。液中管８は、主管８ａの側面に開口した多数の穴から培養液２中に空気Ａを送り出す。
【００３５】
この際、上述の如く、液中管８は径が液上管６と比較して小さく構成されており、こうすることで、液中管８全体から空気Ａが均等に送り出されるようになっている。すなわち、液上管６の容積が液中管８よりも大きいため、ガス送出装置４から液上管６に送り込まれた空気は、まず液上管６内の全域に満たされてから、大部分が液上管６に留まりつつ、各所の接続管６ｂ，６ｂ'や端部接続管６ｃから一部ずつ中間管７を介して液中管８に送り出されることになる。したがって、液中管８の各所の接続管８ｂ及び端部接続管８ｃに対し、空気Ａの供給が均等に行われるのである。ここで仮に、液中管８の主管８ａの径が液上管６の主管６ａよりも大きく設定されていた場合を想定すると、ガス送出装置４からの空気Ａは、液上管６の全域を満たすよりも前に、多くが液中管８の方に送り込まれることになる。その際、液中管８へ送り込まれる空気Ａは、送出管５の接続された液上管６の接続管６ｂ'に近い位置ほど多くなる。その結果、液中管８の主管８ａの側面に開口した穴からは、接続管６ｂ'に近い位置ほど多くの空気Ａが放出されることになり、液中管８から培養液２への空気Ａの送出に偏りが生じてしまうことが考えられる。またこれは、例えば液上管６や中間管７を介することなく、液中管８に直接送出管５を接続した場合を想定しても同じである。本第一実施例では、ガス送出装置４からの空気Ａを液上管６を介して液中管８へ送り込み、さらに液上管６の容積を液中管８より大きく設定することで、空気Ａの供給量の偏りを解消しているのである。
【００３６】
ここで、液中管８から空気Ａを送り出す機構は、上に説明したような主管８ａの側面に開口した穴以外にも種々の構成を取り得る。例えば、液中管８の一部に多孔質の送出部を備え、該送出部から空気Ａを気泡として送り出すように構成することも可能である。その他、液体である培養液２に対しガスである空気Ａを適当に送り出すことができる限り、液中管８はどのように構成しても良い。
【００３７】
こうして、ガス送出装置４から送り出される空気Ａは、液上管６、中間管７、液中管８により構成される走行体Ｂを介して培養液２中に供給される。そして、走行体Ｂは、牽引索９によって培養液２中を水平方向に往復走行しつつ、上述の如き空気Ａの供給を実行する。
【００３８】
各牽引索９は、培養槽３の縁に備えた巻上機１０によって巻き取られ又は繰り出されることで、各牽引索９に接続された走行体Ｂを培養槽３内で走行させる。図１において、走行体Ｂを図中上方へ向かって走行させたい場合には、図中上方に位置する各巻上機１０は牽引索９を巻き取り、図中下方に位置する各巻上機１０は牽引索９を繰り出す動作を行う。また、走行体Ｂを図中下方へ向かって走行させたい場合には、図中上方に位置する各巻上機１０は牽引索９を繰り出し、図中下方に位置する各巻上機１０は牽引索９を巻き取る動作を行う。この動作を交互に繰り返すことで、走行体Ｂは、培養槽３内を図中上下に往復する。
【００３９】
この際、動作の切り替えは、培養槽３に備えたリミットスイッチ１２にて液上管６の接触を検知した時点で行われる。一例として、走行体Ｂを図１中、上方に向かって移動させた後、動作を切り替えて下方に向かって移動させる場合を説明する。まず、走行体Ｂが上方へ移動し、培養槽３の図中上方の縁へ到達すると、液上管６の主管６ａが各リミットスイッチ１２に接触し、接触信号１２ａが制御装置１３に送信される。
【００４０】
リミットスイッチ１２から接触信号１２ａが入力された場合、制御装置１３は、接触信号１２ａを入力したリミットスイッチ１２に対応する位置の巻上機１０の動作を一旦停止させる。例えば、図１中、培養槽３の上側の縁の左端に位置するリミットスイッチ１２から接触信号１２ａが入力された場合には、これに対応する培養槽３の上側の縁の左端に位置する巻上機１０、及び、これに対向する培養槽３の下側の縁の左端に位置する巻上機１０を停止する。これを、培養槽３の上側に位置する全リミットスイッチ１２から接触信号１２ａが入力されるまで実行する。そして、培養槽３の上側に位置する全リミットスイッチ１２から接触信号１２ａが入力されたら、巻上機１０の運転の向きを切り替え、培養槽３の上側の縁に位置する巻上機１０には牽引索９を繰り出す動作を、培養槽３の下側の縁に位置する巻上機１０には牽引索９を巻き取る動作を実行させて、走行体Ｂを図１中、下方に向かって走行させる。
【００４１】
すなわち、走行体Ｂを複数の牽引索９により走行させるにあたっては、各牽引索９を巻き取り又は繰り出す巻上機１０の動作の速度の違いやその他の諸条件により、液上管６各部の培養槽３に対する移動速度や、縁からの距離が場所によって異なる場合があり得る。そこで、走行体Ｂが培養槽３の一方の縁に到達する際に、その位置のずれをリミットスイッチ１２を用いて検出し、修正するようにしている。
【００４２】
走行体Ｂが培養槽３の下側の縁に到達したら、今度はこれを培養槽３の下側の縁に位置するリミットスイッチ１２によって検出し、巻上機１０の運転の向きを切り替え、走行体Ｂを図中上方に向かって走行させる。
【００４３】
以上の動作を繰り返し、走行体Ｂを培養槽３内で往復走行させながら空気Ａを供給することにより、培養槽３内の全域に対し満遍なく空気Ａを供給することができる。液中管８を培養液２中で移動させながら空気Ａを送り込むので、少ない本数であっても培養液２に対し均等に空気Ａを供給することができる。また、送り込まれる空気Ａの量に対して液中管８の本数が少ないため、空気Ａの供給量を抑えたとしても液中管８に対し十分な圧力によって空気を送り込むことができ、液中管８において空気Ａの噴出口が塞がってしまうような問題も低減できる。
【００４４】
この際、液中管８を含む走行体Ｂの全体が、液上管６に発生する浮力によって培養液２中に支持されており、液中管８は培養液２中に浮いた状態で、培養槽３の底面と接することなく培養槽３内を走行する。したがって、液中管８と培養槽３の底面との間に摺動に伴う摩擦は発生せず、走行体Ｂの走行にかかるエネルギーを低減でき、しかも、走行に伴って液中管８が摩耗あるいは破損するような心配がない。
【００４５】
ここで、牽引索９の動力としては、上述の如き巻上機１０の代わりに、例えばプーリ１１ｂに図示しないモータを備え、該モータによってプーリ１１ｂを駆動するようにしても良い。その場合、牽引索９は対向するプーリ１１ｂ，１１ｂ同士の間で無端状に巻き掛けた構成とすることができる。あるいは、人力により牽引索９を牽引するようにすることもできる。その他、牽引索９を適当な速度で牽引し、走行体Ｂを走行させ得る限りにおいて、牽引索９を動作させる機構ないし方法としては種々の構成を取り得る。
【００４６】
また、液中管８の下側に培養槽３の底面まで達するブラシ等を設置し、走行体Ｂの走行に伴って培養槽３の底に溜まった沈殿物を清掃したり、あるいは堆積した微生物を掻き上げたりするよう構成することも可能である。
【００４７】
また、上では液上管６、中間管７及び液中管８により構成される走行体Ｂを、培養槽３に対し１段だけ備えた場合を例示したが、例えば図４に示す如く、牽引索９に沿った方向に複数段の走行体Ｂを備えて構成することもできる。この場合、各走行体Ｂを図４中、上方へ向かって走行させた後、走行の向きを下方に切り替える際には、図中最も上側に位置する走行体Ｂが培養槽３の図中上側の縁に位置する全リミットスイッチ１２に接触するまで走行させてから、走行方向を下向きに切り替える。また、各走行体Ｂを図４中、下方へ向かって走行させた後、走行の向きを上方に切り替える際には、図中最も下側に位置する走行体Ｂが培養槽３の図中下側の縁に位置する全リミットスイッチ１２に接触するまで走行させてから、各走行体Ｂの走行方向を上向きに切り替えることになる。
【００４８】
以上のように、上記本第一実施例のガス供給装置１は、液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガスＡを内部に流通させる液上管６と、該液上管６から液体２中に延びてガスＡを下方に導く中間管７と、該中間管７からのガスＡを液体２中に放出する液中管８とを備え、液体２に浮いて貯留槽３の底より上に前記液中管８を支持するよう構成した走行体Ｂを備え、ガスＡを前記液中管８から放出しつつ、前記走行体Ｂを走行させるよう構成している。こうして、走行体Ｂを走行させながらガスＡを供給することにより、少ない本数の液中管８で、貯留槽３内の全域に満遍なく均等にガスＡを供給することができる。また、液中管８に対し十分な圧力によってガスＡを送り込めるので、液中管８においてガスＡの噴出口が塞がってしまうような問題も低減できる。さらに、液中管８は貯留槽３の底面と接することなく貯留槽３内を走行するので、走行体Ｂの走行にかかるエネルギーを低減でき、液中管８の摩耗や破損も回避できる。
【００４９】
また、本第一実施例のガス供給装置１において、前記液上管６は液体２の液面の高さに位置し、前記走行体Ｂは前記液上管６に発生する浮力により液体２に支持されるよう構成しているので、液上管６が走行体ＢにガスＡを流通させる配管としての役割と、走行体Ｂを浮力によって支持する役割とを兼ねることにより、走行体Ｂの構成を簡素にして製造等にかかる費用を低減することができる。
【００５０】
したがって、上記本第一実施例によれば、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得る。
【００５１】
図５、図６は本発明の第二実施例によるガス供給装置の形態を示している。基本的な構成は上述の第一実施例（図１〜図４参照）と同様であるが、本第二実施例のガス供給装置１４の場合、液上管６とは別に複数の浮力体１５を備え、さらに各浮力体１５を支持体１６により連結した点が上記第一実施例とは異なっている。
【００５２】
浮力体１５は、例えば軽量の発泡樹脂により形成された舟型の物体であり、培養液２の液面に浮くようになっている。この浮力体１５は、液上管６の長手方向に沿って等間隔に複数備えられており、その上面に、支持体１６を介して液上管６を支持するようになっている。各浮力体１５の設置位置は、液上管６や支持体１６を適切に支持し得るよう、適宜設定すれば良いが、ここに図示した例では、液上管６の接続管６ｂの一部、及び端部接続管６ｃの直下としている。
【００５３】
支持体１６は、浮力体１５同士を所定の間隔にて連結し、且つその上に液上管６を支持する骨組みであり、ここに示した例では、液上管６の長手方向に沿って配置される一対の主材１６ａと、該主材１６ａ同士を連結する複数の桁材１６ｂと、平面視で主材１６ａ及び桁材１６ｂによって構成される方形の対角線上に配される補強材１６ｃによって構成されている。各桁材１６ｂは各浮力体１５の上面に配置され、各桁材１６ｂの上面に液上管６が載置される。支持体１６を構成する主材１６ａ、桁材１６ｂ及び補強材１６ｃは、ステンレス鋼のような金属等、十分な剛性及び強度を有する素材にて形成される。また、培養液２に頻繁に接触し得る環境で使用するため、耐腐食性をも備えていることが好ましい。尚、支持体１６の構造は、ここに示す如き主材１６ａ、桁材１６ｂ及び補強材１６ｃによる構成に限定されない。十分な剛性により浮力体１５同士を連結し、また液上管６を支持するようになっていれば、どのような構成を取っても良い。
【００５４】
液上管６は、上述の第一実施例（図１〜図４参照）同様、主管６ａ同士を接続する接続管６ｂ，６ｂ'、及び端部接続管６ｃにより中間管７と接続されており、該中間管７の下端は液中管８の接続管８ｂ及び端部接続管８ｃに接続されて、ガス送出装置４からの空気Ａを液中管８の主管８ａから培養液２中に供給するようになっている。そして、本第二実施例では、これらの液上管６及び中間管７、液中管８に加え、浮力体１５及び支持体１６により走行体Ｃを構成している。
【００５５】
本第二実施例における走行体Ｃの場合、浮力によって走行体Ｃを支持するのは液上管６ではなく浮力体１５であり、培養液２の液面は液上管６ではなく、浮力体１５の高さにある。こうすることにより、液上管６によらずに走行体Ｃを支持し、該走行体Ｃの走行に伴う抵抗を大幅に低減するようになっている。
【００５６】
すなわち、上述の第一実施例（図１〜図４参照）では、液上管６の位置に喫水線があり、この液上管６を、培養液２の液面に沿って走行させるようになっている。この際、液上管６は、長手方向の全域にわたって底面を培養液２の液面に浸しつつ、長手方向と直交する方向に走行するため、培養液２から受ける抵抗が大きく、巻上機１０の動作に大きな動力が必要となっていた。一方、本第二実施例の場合、液上管６はその全体が培養液２の液面より上の高さに配置されており、走行体Ｃの走行にあたり、培養液２に対し抵抗を発生させ得るのは、培養液２の液面の高さに位置する浮力体１５と、それより下に位置する部分のみである。このように、本第二実施例では、走行体Ｃのうち液面下に没する部分の体積、ないし走行方向と直交する向きの面積を減らすことで、走行の際に培養液２から受ける抵抗を極力小さくし、走行体Ｃの走行にかかるエネルギーを低減するようにしている。
【００５７】
しかも、この際、浮力体１５は図５、図６に示す如く舟型に形成され、且つその軸線が走行方向に沿って配置されているので、走行に伴う抵抗は一層小さくなっている。
【００５８】
液上管６と浮力体１５の間に配されて液上管６を支持する支持体１６は、本発明に必須の構成ではないが、走行体Ｃの取扱いを容易にし、また培養液２中における走行体Ｃの走行をスムーズにする機能を果たしている。すなわち、剛性の支持体１６上に液上管６を一直線に支持するため、上述の如く液上管６を構成する主管６ａ等が軟質の素材で構成されていたとしても、これが走行に際して培養液２の抵抗を受けて折れ曲がるようなことがなく、液上管６や液中管８を含む走行体Ｃ全体を常に平面視で一直線の状態に保つことができる。したがって、培養液２中の全域にわたって液中管８を確実に走行させ、空気Ａを均一に供給することができる。
【００５９】
また、牽引索９や巻上機１０の数を削減することができるという利点もある。すなわち、上述の第一実施例（図１〜図４参照）においては、軟質の主管６ａを含む液上管６全体の形状を支持するような構造がないため、液上管６の両端のほか、中間部にも所定の間隔をおいて牽引索９を備え、該牽引索９を同時に動作させることにより、液上管６の形状を略一直線状に保っていた。一方、本第二実施例では、支持体１６により液上管６の形状が直線的に保たれるため、中間部に牽引索９を備えなくても、例えば走行に伴い、培養液２の抵抗を受けて液上管６の中間部が撓んでしまうといった事態は避けられる。したがって、本第二実施例の場合、牽引索９、及びその端部に設置される巻上機１０やリミットスイッチ１２は、液上管６に関して両端のみで良い。
【００６０】
また、メンテナンス等の際、ガス送出装置４からの空気Ａの送出を停止すると、軟質の主管６ａは自重により縮んで折り畳まれるが、このとき、液上管６が支持体１６によって支持されていれば、液上管６が折れ曲がったりするようなことがなく、液上管６を含む走行体Ｃの運搬や取り換えといった操作を簡便に行うことができる。
【００６１】
以上のように、上記本第二実施例のガス供給装置１４においては、液体２の液面の高さに位置して前記走行体Ｃを浮力により支持するよう構成した浮力体１５を備え、前記液上管６を液体２の液面より上の高さに配しているので、走行体Ｃの走行の際に液体２から受ける抵抗を小さくし、走行体Ｃの走行にかかるエネルギーを低減することができる。
【００６２】
また、本第二実施例のガス供給装置１４においては、前記走行体Ｃを構成する前記浮力体１５同士を連結し且つ前記液上管６を支持する剛性の支持体１６を備えているので、走行体Ｃ全体の形状を保ち、液中管８によるガスＡの供給を均一にすることができる。
【００６３】
上記本第二実施例によっても、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得る。
【００６４】
尚、本発明のガス供給装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１    ガス供給装置
２    液体（培養液）
３    貯留槽（培養槽）
４    ガス送出装置
６    液上管
７    中間管
８    液中管
１４    ガス供給装置
１５    浮力体
１６    支持体
Ａ    ガス（空気）
Ｂ    走行体
Ｃ    走行体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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