(57)【要約】【課題】噴流発生装置により、酸素と水酸化ナトリウムを加えて魚介類生息水の活性化を行う。【解決手段】飼育槽に貯留された魚介類の生息水をポンプ１２を介してタンクの噴流発生装置７に供給する。この噴流発生装置７には、酸素供給装置５から酸素を、又薬液注入装置６から水酸化ナトリウムを供給する。噴流発生装置７によって撹拌噴流化された生息水は、タンク４内に排出される。この生息水は、濾過部材１５を介して濾過され、活性化された生息水として飼育槽２に戻される。このように生息水は、循環してたえず活性化される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飼育槽に貯留された魚介類生息水を活性化させる装置であって、
前記魚介類生息水を活性化させる水槽と、
前記飼育槽から前記魚介類生息水を前記水槽へ供給するポンプと、
前記水槽に設けられ、前記ポンプを介して供給された前記魚介類生息水を渦流にして噴流を発生させ、前記水槽に排出させる内部空間の有する噴流発生装置と、
この噴流発生装置に酸素を供給する酸素供給装置と、
前記噴流発生装置に水酸化ナトリュームを供給する薬液注入装置と、
前記水槽に設けられ、前記噴流発生装置から排出された噴流水を濾過する濾過部材と、
前記濾過された前記水槽の水を前記飼育槽に戻す供給管路とからなり、
前記魚介類生息水を前記噴流発生装置により酸素と水酸化ナトリュームの加えられた混合撹拌噴流にし、活性化する
ことを特徴とする魚介類生息水の活性化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の魚介類生息水の活性化装置において、
前記噴流発生装置の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で扁平であり、前記空間の概ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１で表すと、前記噴流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中心線の方向に噴射され、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、且つ、Ｗ／Ｈ＞４，である
ことを特徴とする魚介類生息水の活性化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の魚介類生息水の活性化装置において、
前記噴流発生装置の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で扁平であり、前記空間の概ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、鉛直（垂直）方向の長さをＬ１とし、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１で表すと、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／Ｈ＞４，且つ、Ｈ＜Ｌ１、の関係にあることを特徴とする魚介類生息水の活性化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の魚介類生息水の活性化装置において、
前記濾過部材には、炭酸カルシューム及び／又は水酸化マグネシューム（ＣａＣＯ３，ＭｇＯＨ）が含まれている
ことを特徴とする魚介類生息水の活性化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴流発生装置を利用して魚介類生息水の活性化を行う装置に関する。さらに詳しくは、噴流発生装置に酸素と水酸化ナトリュームを加えて混合撹拌し噴出させ、生息水を活性化させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
活魚の輸送については、従来から水温を下げたり、麻酔状態にしたり等種々の方法が試みられている。魚介類を捕獲されたときの新鮮な状態を長時間であってもその状態を維持して使用者に渡すことが理想的である。活魚の新鮮な状態を維持する上で、生息水中の酸素濃度が影響する。又生息水中には、二酸化炭素が含まれていて、これの濃度の影響も大きい。一般に魚介類からは輸送中等に二酸化炭素が排泄される。
【０００３】
この結果、水中の酸素濃度の割合が減ることになる。生息水は酸性になり、ｐＨ値は下がり魚介類の生活環境は悪化する。魚介類の血中の二酸化炭素濃度が高くなると、ヘモグロビンの酸素結合率は低下する。このように二酸化炭素の濃度が高いと魚介類の生存率も落ち、魚肉の品質も変わることから、極力避ける方法が従来から行われている。イワシの養殖において、二酸化炭素の濃度を下げる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この方法は、蓄養水の一部を循環し、この循環水を冷却して蓄養水の水温を０℃〜２５℃の範囲で低温に保持し、かつ循環水を空気又は及び酸素ガスを用いて曝気することによって、酸素の溶解とともに二酸化炭素の部分的な放出除去を行い、次いで二酸化炭素吸収薬剤で処理することにより残留する二酸化炭素を除去するようにして、処理した循環水を蓄養水槽に返送することによって蓄養水の酸素を補給するとともに蓄養水中の二酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ以下に保つようにしたことを特徴としている。
【０００５】
又、他の公知技術としては、循環濾過装置が開示されていて、６ヶ月以上の長期間にわたって魚介類を飼育し得るとされている（例えば、特許文献２参照）。更に、他の公知技術としては、水槽の水を循環させる流路に噴流で空気を吸引する空気供給手段等を設け、水槽中のアンモニア等を分解し、魚溶水槽の浄化を行うことが開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、最近はさらに環境基準が厳しくなり、従来よりさらに効率のよい活性化方法が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６１−２７０１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２５６１６号公報
【特許文献３】
特開平５−２１９８５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
魚介類を活魚として長時間生息させる場合は、観賞用として水槽で生息している場合、養殖用の場合、活魚として運搬する場合等種々の形態がある。従来から長時間生息環境を維持させる目的で、水槽の水温を低くするとか、空気を供給するとか、魚自体を睡眠させるとか、色々なされている。生息環境を悪化させる原因としては、酸素不足、二酸化炭素の蓄積、排泄による汚濁化、これらに伴ってのｐＨ値の低下、更に細菌の繁殖等が上げられる。
【０００８】
それぞれに従来からその対策は講じられているが、長期間にわたる場合、特に二酸化炭素の蓄積は、相対的に酸素欠乏にも結びつき、水温を高める等もあって大きい問題点を含んでいる。又、排泄物等から溶出する燐酸分が水中のカルシウムイオン等と結合反応し、アルカリ度が低下、即ちｐＨ値（水素イオン指数）が低下する等水質劣化を招くことは従来からよく知られている。このことによる具体的な現象は、魚の生理において、血中のヘモグロビンが血中に増加したＣＯ２とｐＨの低下によって酸素結合反応の効率が低下することである。
【０００９】
水槽に二酸化炭素量が多くなると、相対的に酸素量は減ることになる。このため、多量に二酸化炭素が存在すると、ヘモグロビンと酸素の結合がとぎれ、ヘモグロビンの酸素結合率は低下する。即ち、水槽中の魚介類はたえず糞尿、及びエラ呼吸による二酸化炭素の排泄をしているので、その排泄された二酸化炭素は水槽中に蓄積する。このため、水槽の水は酸性になる傾向がある。溶存二酸化炭素の量が増加すると、魚介類からの二酸化炭素の排泄が抑制され、二酸化炭素の血中濃度が高くなってしまうのである。このことは、ｐＨ値を低下させることになり、実質的に溶存酸素量が低下することになる。
【００１０】
又、水槽中には、化学物質などヘモグロビンと酸素の結合を阻害しているものが多く存在している。又更なる現象は、蟹、海老等の甲殻類が脱皮後の殻形成において遅れが生じ、共食い誘発の原因ともなっていることである。前述の開示された技術はいずれもこれらの現象に対しては効果的なものでなく、さらなる改善が望まれている。
【００１１】
本発明は、前述のような社会環境や技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
本発明の目的は、噴流発生装置に酸素と水酸化ナトリウムを供給し生息水を活性化させ、濾過部材でアルカリ度を高め長期間安定して生息のできる生息水を得る魚介類生息水の活性化装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、浄化効果を高め、二酸化炭素を減じ、溶存酸素濃度を高め、ｐＨ値を高めて酸性化を防止して生息水の供給を行う魚介類生息水の活性化装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、装置をコンパクトにした低コストを実現した魚介類生息水の活性化装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
発明１の魚介類生息水の活性化装置は、飼育槽に貯留された魚介類生息水を活性化させる装置であって、前記魚介類生息水を活性化させる水槽と、前記飼育槽から前記魚介類生息水を前記水槽へ供給するポンプと、前記水槽に設けられ、前記ポンプを介して供給された前記魚介類生息水を渦流にして噴流を発生させ、前記水槽に排出させる内部空間の有する噴流発生装置と、この噴流発生装置に酸素を供給する酸素供給装置と、前記噴流発生装置に水酸化ナトリュームを供給する薬液注入装置と、前記水槽に設けられ、前記噴流発生装置から排出された噴流水を濾過する濾過部材と、前記濾過された前記水槽の水を前記飼育槽に戻す供給管路と、からなり、前記魚介類生息水を前記噴流発生装置により酸素と水酸化ナトリュームの加えられた混合撹拌噴流にし、活性化することを特徴としている。
【００１４】
発明２の魚介類生息水の活性化装置は、発明１において、
前記噴流発生装置の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で扁平であり、前記空間の概ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１で表すと、前記噴流は長さ方向に向いて前記空間の概ねの中心線の方向に噴射され、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、且つ、Ｗ／Ｈ＞４，であることを特徴としている。噴流発生装置の内部空間に最も効率のよい渦流を伴ったキャビテーション噴流を形成することができる。
【００１５】
発明３の魚介類生息水の活性化装置は、発明１において、
前記噴流発生装置の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で扁平であり、前記空間の概ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、鉛直（垂直）方向の長さをＬ１とし、前記ノズルの開口の有効直径をＤ１で表すと、前記渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／Ｈ＞４，且つ、Ｈ＜Ｌ１、の関係にあることを特徴としている。噴流発生装置の内部空間に最も効率のよいコアンダ効果のある噴流を形成することができる。
発明４の魚介類生息水の活性化装置は、発明１において、
前記濾過部材は、炭酸カルシュームと水酸化マグネシューム（ＣａＣＯ３，ＭｇＯＨ）であることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の魚介類生息水の活性化を示すシステム図である。図２はそのシステムのフロー図である。図３は、魚介類生息水活性化装置１の具体的構成を示す平面図である。図４は、その側面図である。魚介類生息水の活性化のためのシステムは、魚介類生息水活性化装置１と、活性化対象の魚介類生息水槽から構成されている。魚介類は、魚介類生息水活性化装置１で活性化された生息水を、管路を通して活性化対象の魚介類生息水槽即ち飼育槽２で受け生息している。
【００１７】
魚介類生息水活性化装置１は、ベース３上に水槽のタンク４が設けられ、このタンク４に隣接して酸素供給装置５と薬液注入装置６が設けられている。又、タンク４には、噴流発生装置７が組み込まれている。この噴流発生装置７には酸素供給装置５と薬液注入装置６が管路８を介して接続されていて、酸素供給装置５からは酸素が、又薬液注入装置６からは水酸化ナトリウムが、噴流発生装置７に供給される。又噴流発生装置７へ酸素を供給する供給口９と併設して空気供給口１０が設けられ、この空気供給口１０は図示していないがバルブにより開閉される。
【００１８】
酸素供給装置５は酸素ボンベのバルブを例えばレギュレーターを１ｌ／ｍｉｎ又は２ｌ／ｍｉｎと調整して開け、更に空気バルブを開けて空気とともに酸素を噴流発生装置７へ供給する。又薬液注入装置６は、魚介類を長く静かに泳がせるような場合に有効で、ｐＨ値が低下することを考慮して、タイマーで設定された指定時間可動し、ｐＨ調整剤である水酸化ナトリウムが供給される。この酸素と水酸化ナトリウムの供給量は、飼育槽２の条件によって設定される。その操作及び制御のための制御盤１１がタンク４に隣接されてタンク４又はベース３上に設けられている。このように、ベース３上に各装置が全て取り付けられるようになっていて、コンパクトに構成されている。従って、この装置を移動する場合は、ベース３を持ち上げることで容易に行うことができる。
【００１９】
活性化対象の魚介類生息水槽は、例えば、活魚輸送用の水槽、あるいは輸送途中の一時的収納用の水槽、又養殖用の水槽、金魚等の観賞用の水槽等の飼育槽２である。この飼育槽２から活性化すべき真水、又は海水（以下、「生息水」という。）は、ポンプ１２を介して魚介類生息水活性化装置１の噴流発生装置７に管路１３を経て供給される。供給された生息水は、後述するように、噴流発生装置７によって酸素と水酸化ナトリウムの供給を受けて混合撹拌される。
【００２０】
混合撹拌された生息水は、タンク４内に排出され、フィルター１４を介して濾過部材１５を通過させ、タンク４下部に設けられた吐出口１６から吐出され、活性化された生息水として飼育槽２に戻される。この供給は、高低差があって飼育槽２がタンク４より高い位置にある場合には、ポンプを使用して供給する。濾過部材１５は、ＭｇＯＨ・ＣａＣＯ３等の濾過材で構成されている。又、タンク４内の水は、下部の排水バルブ１７により排水することができる。
【００２１】
次に魚介類生息水活性化装置１の主要部をなす噴流発生装置７について説明する。噴流を発生させる基本的な方法については、特開２０００−５６３号公報にその詳細が記載されているので、詳細説明は省略するが、本発明に関わる噴流発生装置７の噴流発生原理についてのみ説明する。この噴流発生原理はコアンダ効果を利用し噴流を発生させるものである。図５は、噴流発生装置７を模式的に示した説明図である。
【００２２】
一般に水力機械等において、キャビテーションは振動や材料の腐食、破損をもたらすので避けなければならないが、本発明の魚介類生息水活性化装置１においては、生息水の酸素濃度の向上、又アルカリ化等に積極的にこの現象を利用するものである。ベルヌーイの定理が成立するところでは、キャビテーションは当然発生しない。
【００２３】
前述のコアンダ効果は、流体が壁に引き寄せられる現象をいい、噴流においては、ウオータージェットが内部空間Ｖの壁に引き寄せられ渦を発生させる。さらに、噴流では渦が左右交互に発生する発振現象が伴う。このコアンダ効果を図５によって説明する。噴流発生装置７の基部をなす噴流発生箱２０は、扁平の長方体状のものである。長手方向が鉛直になるように配置されている。噴流発生箱２０の上面には、加圧された生息水等をポンプユニット２６から供給し下方に噴射させる噴射ノズル２１が固定されている。
【００２４】
噴射ノズル２１は、断面が円筒の環状空間である。噴流発生箱２０の内部には区画された噴流発生室２２が形成されている。噴流発生室２２の内部空間Ｖは、３次元の箱状の空間で扁平であり、空間の概ねの高さをＨで、それの概ねの幅をＷで表し、鉛直（垂直）方向の長さをＬ１とし、噴射ノズル２１の開口の有効直径をＤ１とすると、概略すると前述のように、渦流の発生条件として、Ｄ１＜Ｈ、Ｗ／Ｈ＞４、且つＨ＜Ｌ１の関係にある。ただし、前記関係に加えてＷ＜Ｌ１の関係にあるものが好ましい。噴射ノズル２１から噴出された主噴流２３は、鉛直方向で内部空間Ｖの概ねの中心線の方向に噴射される。
【００２５】
主噴流２３が噴射されると噴流発生室２２の８隅にはコアンダ効果により低圧渦である付着渦２４が発生し、主噴流２３には付着噴流が発生する。噴流発生室２２において、主噴流２３が、２方向のいずれかに分かれて流れる状態が、図５に示されているが、この流れは不安定であるので、他方の流れに切り替わる。即ち、主噴流２３は不安定であり揺れながら流れが発生することになる。これらの噴流は、生息水と酸素等気体、生息水と水酸化ナトリウム等の液体を均一に混合、撹拌する機能がある。内部空間Ｖで微細化された気泡を含む噴流は排出口２７よりタンク４内に排出される。
【００２６】
コアンダ効果は、前述した寸法条件でなくてもその効果はあるが、好ましくは前述した条件にすれば図に示すように内部空間に渦流の伴った噴流が発生し効果的である。この噴流はいずれかの方向に片寄った流れになり、交互に揺動する。図５には、噴射ノズル２１の中心に空気吸入管２５が配置されているが、これは噴射ノズル２１から噴射される生息水の負圧により空気を大気中から引き込むためのものである。
【００２７】
本発明は、この空気吸入管２５に酸素供給管２５ａ及び水酸化ナトリウム供給管２５ｂを接続させている。このように渦流の伴った噴流の流れを発生させることにより、前述したように気泡を微細化することができ溶存酸素濃度を高めることとなり、更に水酸化ナトリウムを加え、生息水の二酸化炭素の中和削減に寄与している。このように、生息水は、図２のフロー図に示すように飼育槽２とタンク４の間を循環し、活性化される。
【００２８】
次に魚介類生息水活性化装置１の動作について説明する。薬液状態及び酸素供給状態及びタイマー等の設定を行い、各装置のスイッチを入れ動作を確認してから制御盤１１の運転スイッチを入れ始動させる。始動とともに生息水は飼育槽２からポンプ１２を介して噴流発生装置７に送られ、噴流化した後前述のように循環して活性化された水として飼育槽２に戻される。これらの動作は全て自動的に行われる。
【００２９】
前述のように、水中で魚介類はたえず二酸化炭素を排泄しており、その二酸化炭素は、水への科学的溶解特性がブンゼンの吸収係数において、空中のＯ２やＮ２の２８．３〜５４．６倍も高い。このため、魚介類の生息する水槽においては、排出されたＣＯ２が次の反応式のように水のｐＨ値を急激に低下させてしまう。
【化１】
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【００３０】
本発明は、これを解決するために、前述の噴流発生装置７により噴流化させると同時に、このイオン化した分子に、中和剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を加えて溶解し、次の反応式で示されるように反応させｐＨ値を高めるようにした。
（Ｎａ＋＋ＯＨ−）＋（ＨＣＯ３−＋Ｈ＋  ）→  ＮａＨＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
又、噴流発生装置７は、中和剤の添加速度をコントロールし、微細な水滴で反応を進ませることで効果がある。以上のような原理で、本発明によると、ナトリウムを添加すると従来発生していた懸濁もなく透明度が増した。また、生息水の酸素吸収量が理論値に近い値まで吸収できた。更に、生息水中の酸素量の増加により、好気性微生物の活動が活発になり生息水を浄化する機能も向上した。
【００３１】
このように噴流発生装置を基本とする本発明は、種々な形態の生息水活性化システムに適用することが可能である。従って、実施例の記載内容に限定されないことはいうまでもない。
【００３２】
（実施例）
ハマチ、ヒラメの高密度収容で、ｐＨ値が７．３〜７．４まで低下、溶存酸素量、ＤＯ値が７７．３％、５．７２ｍｇ／Ｌと低いレベルにあった状態を、ＮａＯＨ溶液を４０分間噴流発生で混合撹拌させ溶解して、ｐＨ値を７．７５にした。又酸素供給によりＤＯ値は９３．８％  ６．９４ｍｇ／Ｌとなった。
【００３３】
本発明の魚介類生息水活性化装置により、１５ｔの円形飼育槽において循環水による水質改善を行った結果、荒天後の漁獲直後の伊勢エビ４００Ｋｇが、２時間以内に活力を戻し一匹も死なず安定した。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明は、魚介類生息水に噴流発生装置を利用し、酸素と水酸化ナトリウムを混合撹拌し噴流状態にして、生息水を活性化させ長期間安定して生息のできる生息水を得ることができた。また、生息水は二酸化炭素を減じ、溶存酸素濃度を高め、ｐＨ値を高めて酸性化を防止し活性化された水となった。更に、本発明の魚介類生息水の活性化装置は、コンパクトで低コストが実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の魚介類生息水の活性化装置を組み込んだシステムの全体説明図である。
【図２】図２は、システムにおける生息水の流れ過程を示すフロー図である。
【図３】図３は、魚介類生息水の活性化装置の平面図である。
【図４】図４は、図３の側面図である。
【図５】図５は、噴流発生装置の噴流発生原理を示した説明図である。
【符号の説明】
１…魚介類生息水活性化装置
２…飼育槽
３…ベース
４…タンク
５…酸素供給装置
６…薬液注入装置
７…噴流発生装置
１１…制御盤
１２…ポンプ
１５…濾過部材
【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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