(57)【要約】      （修正有）【課題】水槽や池等の水を浄化する微生物濾過装置を提供する。【解決手段】外気と面接触して流れ６を作り、その流れ６の中に微生物を付着させる目的で流れの方向に広げた濾材２を設置して光をあて、濾材２の表面に付着する植物性プランクトンの増殖を図り、光合成で生じた酸素を得て繁殖した好気性微生物が浄水過程で生産したアンモニアや臭気等は外気と面接触して流れる水から発散させ、微生物の浄水の働きに加わる付加を軽減して浄水効果を高めるようにした微生物濾過装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気と面接触して流れる流れを作り、その流れの中に、微生物を付着させる目的で流れの方向に広げた濾材を設置して光を当て、濾材の表面に付着する植物性プランクトンの増殖を図る。光合成で生じた酸素を得て繁殖した好気性微生物が、浄水過程で生産したアンモニアや臭気等は、外気と面接触して流れる流れで水から発散させ、微生物の浄水の働きに加わる負荷を軽減して浄水効果を高めるようにした微生物濾過装置。
【請求項２】
請求項１において外気と面接触して流れる流れを水槽の水面に作り、微生物を付着させる目的で流れの方向に広げた濾材は、水面下の光がとどく所に位置するよう設置した微生物濾過装置。
【請求項３】
請求項２において、流れの方向に広げた濾材を、水面下の光がとどく所に位置するようにフロートで浮かべ、濾材の面と水面との間隔が、水面の上下変動に影響されることなく一定に保たれるようにした微生物濾過装置。
【請求項４】
請求項２と３の濾過装置において、流れの方向に広げた濾材に光が通る隙間を設け、その隙間から漏れる光で広げた濾材の下側の水槽内を照らすようにした微生物濾過装置。
【請求項５】
請求項３と４において水面方向に流れを起こすための起流羽根を、広げた濾材を浮かべるフロートに取付けて回すようにした微生物濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は観賞魚を飼う水槽や稚魚を育てる水槽、錦鯉などを放流している庭池等の水を浄化する微生物濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  魚を観賞する水槽や景観池の水の浄化には好気性微生物による濾過方式が採用されている。これは微生物が付着するマットや石などの濾材を詰め込んだ槽の中に、ポンプやエアポンプで水を送入し、濾材の表面に繁殖した好気性微生物の作用で水を浄化するというものである。【０００３】  魚を観賞する水槽に用いられている濾過装置の代表は、上面フイルターと底面フイルターである。前者はマットや石などの濾材を詰め込んだ濾過槽を水槽の上に設置して用いるタイプで、水槽の水をポンプで送り、濾過槽の中に詰めてある濾材を通して水と濾材の接触を図り、水槽に戻す方式である。後者は、水槽の水の底に敷き詰めた玉石や砂利などの濾材の下からポンプで水を引き抜き、循環を行なって水を浄化する方式である。【０００４】  最近は濾材を詰めた小さなケースに、ポンプやエアポンプで強制的に水を通して水を浄化するコンパクトタイプの濾過器など、様々なものが考案されている。このタイプのものは庭池などでも使用されているが、池が少し広くなると能力的に無理がある。養殖池などではもっと大がかりなもが使用されていて、池の際に濾材を詰めたタンクを設置して水を浄化しているのが一般である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  このように多種多様な濾過方式のものが工夫されている。が、どれもこれも似たり寄ったりで、流れと光が活かされていない。自然の川や池水の溶存酸素の大半は植物性プランクトンの光合成によって保持されているものである。が、これが無視されている。また、水の浄化に必要な微生物を死滅させる塩素や、魚に有害なアンモニアと臭気等は、流れを利用すれば水からの発散で除去出来るものである。外気と面接触して流れる流れの量と、接触面の面積に比例してこの発散効果は高まる計算であるが、これも活かされていない。
【０００６】  特に問題なのは、濾過槽内の好気性微生物が要求する酸素を、濾過槽で生産しないで、濾過槽に送る水槽の水の溶存酸素に依存していることである。水槽に細かい気泡を吹き込むとか、汲み上げた水を滝で落とすなど、水槽に余計な電力を投入しないと浄水効果が得られない仕組みになっている。
【０００７】  水に投入された電力の殆どは力学的振動に変換されてしまうものである。狭い水槽に電力を加え過ぎると、水に生じる振動の衝撃と騒音で魚の生息環境が破壊される危険がある。水槽に耳を押し当ててみれば分かるように、部屋で聞く水槽の振動音は気にならない程度でも、その振動音の３５００倍の振動を水槽にいる魚は感じているものである。昼も夜も、年中加わる耐え難い振動と騒音に打たれて動きが緩慢になり、水槽の魚は無反応状態に陥ってしまう。小川にいる自然の魚の敏捷な泳ぎが水槽で観賞出来ないのはそのためである。
【０００８】  特に微細気泡を吹き込むやり方には問題がある。微細気泡が水中で壊れると、その微細気泡を作るのに使用した電力に相当する振動が、超音波として水中に放出されるものである。水槽が超音波風呂になって、魚の表面を保護しているぬめりが超音波の洗浄力で洗い落され、菌の感染に拍車がかかり、魚病が多発する。酸素の入れ過ぎ、つまり過曝気は良くないとよく云われているが、これは魚の表面に強い振動や超音波を加えるのは良くないということで、空気の入れ過ぎを注意したものではない。
【０００９】  空気を多量に吹き込む過曝気は必要なものである。魚を飼っている水槽の水の気になる臭いは空気の吹き込み不足から来るものである。窓を閉め切った部屋と同じで、水槽も空気を多量に吹き込んで換気する必要がある。しかしそれをすると強い振動が水槽に加わり、過曝気で魚が駄目になるのでそれが出来ない。
【０００１０】  曝気を強くして濾過装置の浄化力を高め、きれいな水で魚が飼えるようにしようとすると、振動で魚の生息環境が破壊されてしまう。こうしたジレンマに陥る嫌いが従来の濾過装置にはあった。観賞魚の水槽や稚魚を養殖する水槽に必要なのは、水槽に振動を加えないで溶存酸素を増やし、臭気やアンモニアを速やかに水から発散させ、無振動、無騒音、無臭の水槽で魚が飼えるようにする濾過装置の開発である。これに応える濾過装置を提供するのが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記の課題を解決するために、微生物が付着するマットや板、石などの濾材を濾過槽に閉じ込めないで、光が当たる所に広げて開放する。外気と面接触して流れる流れを先ず起こして、その流れの中に、流れの方向に濾材を広げて設置し、流れを透して広げた濾材に光を当てる。するとこの光の照射で、濾材の表面には藻類などの植物性プランクトンが繁殖し、光合成で酸素が生産される。この酸素を得て、濾材の表面には動物性プランクトンなどの好気性微生物も繁殖し、水を浄化する微生物の濾過床が形成される。水槽に空気を吹き込むエアポンプなどは必要としない。従って水槽に加わる振動の問題が解消される。
【００１２】  振動に限らない。光と外気に晒して水を浄化するこの濾過方式によれば、浄水作用の過程で生じたアンモニアや臭気は、外気と面接触して流れる流れの効果で水から発散し、排除されてしまう。無害化を濾過床に頼る必要が無くなるので、濾過床の負担が軽減され、高度な浄水効果も期待出来る。
【００１３】  アンモニアや臭いや塩素など、これらの有害成分の発散効果は、外気と接触する水の量、即ち水面の流れの流量に比例すると考えられる。そこでポンプはやめて、静かに回る水掻き羽根で水面の水を掻いて、外気と面接触して流れる流れを水面に起こすように工夫する。水面の流れは、水に振動を与えることなく、わずかなエネルギーで無理無く起こせるものである。多量の水が水面を流れるようにして、その流れの中に、水面方向に濾材を広げて光を当てるようにすれば、無振動で無臭の水槽で魚が飼えるようになる。
【００１４】  しかし、この広げた濾材を水面下に固定したままにしておくと、水槽の水が減少したとき、濾材が水面上に露出して日干しになってしまう危険がある。これを防止するため、広げた濾材をフロートで水面に浮かべ、水面の上下変動と共に濾材も上下に浮動して、水面と濾材が常時一定の間隔を保っているようにする。
【００１５】  水面に流れを起こす水掻き羽根も、水面と濾材に対して一定の位置を保つようにしなければならない。水掻き羽根も濾材と一緒に、濾材を浮かべるフロートで浮べるようにすればこの条件も満たされる。
【００１６】  濾材と一緒に浮かべた水掻き羽根を静かに回して水面に流れを起こすと、水槽の底の水は水面に持ち上がり、水面方向に流れて再び下に還る循環流が生じる。この循環流で、水面に生じた酸素は水槽全体に行き渡り、水と外気の接触が盛んに行なわれて臭気もアンモニアも発散し、静寂で清澄な水環境が作り出される。
【００１７】  一般に市販されている小型の観賞魚の水槽の場合は、水槽の上に備えてある照明用蛍光灯の光が酸素の生産に活用出来る。この場合は、水面方向に広げて浮かべた濾材で光が全部遮断されてしまわないように、浮かべる濾材をモールのような紐で編んで、網の目や格子状にして、濾材の隙間から漏れる光で水槽内を照らすように工夫する。しかし、濾過床の浄水力は広げた濾材の面積に比例するものである。光が通る隙間を設ける場合は、浄水作用が損なわれないように、例えば濾材をリボン状にして、リボンの面が光に対して平行になるように、格子状に配列して、濾材の面積が狭くならないようにする方法も考えられる。
【発明の実施例】
【００１８】  図１は光と流れを活かした本発明による微生物濾過装置の実施例である。バット（１）に石や木片、マットなどの濾過材を敷き詰め、平面状に配列した濾過材（２）の面に上から蛍光灯（３）の光を照射する。水槽（４）からポンプ（５）で汲み上げた水をバットに送入して外気と面接触して流れる流れを作る。バットから流出した水は水槽に戻してポンプで汲み上げ、これを繰り返して、流れの矢（６）の方向に流れる循環を起こす。この循環流で水槽の水を光と外気に晒し続けることにより溶存酸素が増えて、濾材には植物性プランクトンの他に動物性プランクトン等、水を浄化する様々な好気性微生物が繁殖する。これらの微生物の浄化作用で生じたアンモニアや臭いは、外気と面接触して流れる流れで、水から発散して無害になる仕組みである。
【００１９】  図２は本発明による濾過装置を細長い水槽（４）に設置した場合である。ポンプを使用しないで、外気と面接触して流れる流れを水面に起こすようにして、水に振動を与えることなく、わずかなエネルギーで多量の循環水流が起こせるようにしたものである。横軸式水掻き羽根（７）は水車のように水面方向に回転軸を設けたもので、羽根は回転軸方向に水槽の縁から縁まで伸ばしてある。広げたこの羽根を、水を跳ね上げないように静かに回すことにより、多量の水が水面方向に流れて、流れの矢（６）の方向の循環が水槽に生じるようにしたものある。
【００２０】  図３は本発明による濾過装置を観賞用水槽（４）に適用した場合である。水槽の内部を照らす蛍光灯（３）の光を全部遮断してしまわないようにバットを取り除き、モール状の濾材を編んで、光が通る隙間を設けた濾過膜（８）と、外気と面接触して水面方向に流れる流れを起こす縦軸式水掻き羽根（１０）をフロート（９）で浮かべ、水面（１１）が上下に変動しても水掻き羽根と濾過膜が水面に対して一定の位置を保つようにしたものである。
【００２１】  また、縦軸式水掻き羽根は、水を跳ね上げて水に振動を与えないように静かに回し、多量の水が流れる水流を水面に起こせるように、可能な限り、水面方向に大きく広げてある。
【００２２】  蛍光灯からの光の一部は網の目に編んだ濾過膜の隙間を通って水槽を照らし、残りは濾過膜に照射されて光合成による酸素の生産に活用される。光で生産された水面の酸素は、縦軸式水掻き羽根で起こした、流れの矢（６）の方向に流れる循環流で運ばれて水槽全体に行き渡り、溶存酸素を高める仕組みである。
【発明の効果】
【００２３】  以上の説明から明らかなように、本発明によれば従来の濾過装置の問題点が総て解消される。広げた濾材に光を当てて光合成で酸素を生産する方式なので、水槽に振動の衝撃を与える物理的な方法に頼る必要は無い。水をポンプで汲み上げて落下させたり、乱暴に跳ね上げたり、空気を水中に吹き込むなど、酸素を供給するための無駄な電力を狭い水槽に供給しないで済む。無駄な電力のほとんどは音と振動に変換されているものである。これが無くなるので、夜間、水槽が出す騒音に悩まされることも無い。
【００２１】  狭い水槽にポンプやエアポンプで必要以上の電力を供給すると、水槽は振動と騒音の共鳴箱と化してしまう。昼も夜も、年中そこでの暮しを強いられる魚はストレス状態に陥り動きが緩慢になる。しかし本発明にはそれが無い。無騒音無振動の静寂な環境のもとで魚を優しく保護しながら飼えるので、川で泳いでいる自然の魚の敏捷な動きが水槽で観賞出来るようになる。
【００２２】  怖いのは、濾過槽が必要とする酸素を供給する目的で併用されるエアポンプである。これで空気を入れ過ぎると超音波で細菌の感染による斃死が多発する。しかし、酸素を光で生産する本発明によればその心配は無用である。
【００２３】  残餌や魚の糞などに、水を浄化する微生物が作用すると、アンモニアや臭いの成分に分解され、低分子化の分解反応が生じる。これらの有害成分は魚の斃死を招くので速やかに水から排除しなければならない。本発明による濾過装置は、濾材を閉じ込めないで開放して、外気と面接触して流れる流れの中に広げて光を当てる方式なので、アンモニアも悪臭も塩素でさえも水面から発散してしまう。締め切った部屋の窓を開けて換気したような効果が水槽にも現われて、魚の生息環境が大幅に改善される。無振動、無騒音、無臭の状態で魚が飼えるので、魚の高密度養殖と、稚魚の養殖には最適である。
【００２４】  水面方向に広げて浮かべた濾材は、光を嫌う魚を直射日光から保護する働きもする。また水鳥から魚を護る役目もするので魚の産卵場所にもなる。
【００２５】  図１のバットと蛍光灯を組み合わせた濾過装置を積み重ね、多段方式にすればその浄化能力は無限である。また、図３のような浮かべるだけのシンプル構造によれば、観賞用の小さい水槽に限らず、大きな養殖用水槽でも庭池の角のどこにでも、誰でも簡単に取付け可能である。水面が広い水槽や庭池なら、外気に触れて流れる開放された流れの中に、濾材は大きく広げられる。広い面積が許されるので、酸素の生産は太陽の光で十分で、蛍光灯は不要である。
【００２６】  外気と面接触して流れる流れで臭気アンモニア等の有害成分を排除し、光と植物性プランクトンの光合成で溶存酸素を高め、無臭、無振動の水槽で魚が飼えるようにした、従来に例の無い濾過装置を本発明は提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の濾過装置の浄水原理を表わす図である。
【図２】  本発明の濾過装置を細長い水槽に組み込んだ場合の図である。
【図３】  観賞魚を飼う水槽に本発明の濾過装置を浮かべた場合の図である。
【符合の説明】
１  バット                ７  横軸式水掻き羽根
２  濾材                  ８  網の目状に編んだ濾過膜
３  蛍光灯                ９  フロート
４  水槽                １０  縦軸式水掻き羽根
５  ポンプ              １１  水面
６  流れの矢
【図１】
2005304459.tif 000003
【図２】
2005304459.tif 000004
【図３】
2005304459.tif 000005