(57)【要約】【課題】  抗火石素焼成形品（特開２００４−１２３４６２号公報）を利用し、水質改善機能を向上させ、構造簡単、且つ安価な水処理装置の提供。【解決手段】  エアポンプＰと、エアポンプＰから吐出される空気の送気管１と、該送気管の一部１−１に前記空気と接触するように配置した抗火石素焼成形品Ｓとから成ることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアポンプと、該エアポンプから吐出される空気の送気管と、該送気管の一部に前記空気と接触するように配置した抗火石素焼成形品と、から成ることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記送気管の一部は、エアポンプに着脱可能に固定したケースの中に形成されていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記送気管の一部は、蛇行通路を形成する蛇行管、または旋回通路を形成する螺旋管から成ることを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗火石素焼成形品に接触させた空気を水と接触させる水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、養魚用の水は、散気装置を介して水中に空気を送り込んで溶存酸素を生成する方法が一般的に用いられている。また、小規模には、観賞用の金魚などを飼うための水槽にエアポンプを用い、散気管を介して空気を水中に供給する方法がとられているのが通例である。
【０００３】
また、先行技術例として、養魚水槽と、電気分解装置とを有し、電気分解装置より発生させた酸素を前記養魚水槽に供給する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１９７６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の従来例では、空気中の酸素供給効率において難点があり、そのため、水質維持のために水そのものを頻繁に交換したり、水槽の洗浄に手間が掛かったり、という問題があり、特許文献１の例では、装置自体高価となり、経済的に負担が掛かりすぎるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、抗火石素焼成形品（特開２００４−１２３４６２号公報）を利用し、水質改善機能を向上させ、構造簡単、且つ安価な水処理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】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００７】
（１）エアポンプと、該エアポンプから吐出される空気の送気管と、該送気管の一部に前記空気と接触するように配置した抗火石素焼成形品とから成る水処理装置。
【０００８】
（２）前記送気管の一部は、エアポンプに着脱可能に固定したケースの中に形成されている前項（１）記載の水処理装置。
【０００９】
（３）前記送気管の一部は、蛇行通路を形成する蛇行管、または旋回通路を形成する螺旋管から成る前項（１）または（２）記載の水処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、先に出願済みで開示されている抗火石素焼成形品（特開２００４−１２３４６２号公報）を利用し、水の浄化、活性化を促進すると共に、殺菌性、抗菌性、防カビ性、及び防臭性を付与して水質を改善するための構造簡単、且つ安価な水処理装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明に係る水処理装置の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る水処理装置の要部構成を示す模式図、図２は、本発明に係る水処理装置の要部構成を示す実装斜視図、図３は、実施形態を示す要部断面図、（ａ）は蛇行通路を形成する場合の要部断面図、（ｂ）は旋回通路を形成する場合の要部断面図、図４は、機能比較データを取るための実験態様の模式図、図５は、実施例で用いた魚類の成長状態を示すグラフ、図６は、本発明に係る水処理装置を用いた場合の水質の変化状況を示すグラフであり、（ａ）はアンモニアの変化状況を示すグラフ、（ｂ）はＣＯＤ（化学的酸素要求量）の変化状況を示すグラフ、（ｃ）はＤＯ（溶存酸素）の変化状況を示すグラフ、図７は、エアポンプの振動加速度の振動波形を示すグラフ（Ａタイプの場合）、（ａ）はＸ軸方向の振動波形、（ｂ）はＹ軸方向の振動波形、（ｃ）はＺ軸方向の振動波形、図８は、エアポンプの振動加速度の振動波形を示すグラフ（Ｂタイプの場合）、（ａ）はＸ軸方向の振動波形、（ｂ）はＹ軸方向の振動波形、（ｃ）はＺ軸方向の振動波形、図９は、本実施例で用いた抗火石素焼成形品の性能を表す試験結果を示すグラフであり、（ａ）は放射輝度の特性を示すグラフ、（ｂ）は放射率の特性を示すグラフである。
【実施例】
【００１３】
エアポンプＰと、エアポンプＰから吐出される空気の送気管１と、該送気管１の一部１−１に前記空気と接触するように配置した抗火石素焼成形品Ｓとから成り、更に送気管１の先端から放出される抗火石素焼成形品Ｓと接触した後の空気を所望の水と接触させるエア放出端部１ａを備えて成ることを特徴とする。
【００１４】
送気管１の一部１−１は、エアポンプＰに着脱可能に固定したケース２の中に形成されている。
【００１５】
また、送気管１の一部１−１は、蛇行通路３を形成する蛇行管、または旋回通路４を形成する螺旋管から成ることを特徴とする。
【００１６】
エア放出端部１ａは、多孔質の散気管または小孔を多数穿設した筒状体から成り、送給エアの気泡を微細化して水に溶け込み易くしてある。尚、水槽の大きさや養魚の種類などに応じてエア放出端部１ａの形状、その他の条件は、例えばチューブを取り付け、その先端から空気を放出させるなど簡単な構造としても良く、また、セラミックなどの多孔質体を用いても良く、自由に選択できるものとする。
【００１７】
また、本実施例で用いた抗火石素焼成形品は、粘土に１〜５ミクロンに粉砕した抗火石の粉末２０〜３０ｗｔ％を混合して約１３００℃で焼成し多孔質の塊状に成形してあり、例えば平均径がほぼ１０ｍｍφのものを用いた。
【００１８】
図２は、本発明に係る水処理装置の要部構成を示す実装斜視図であり、例えばダイヤフラムを用いたエアポンプの場合、エアポンプ特有の振動が発生し、後述するように、この振動を利用することが出来る。
【００１９】
６は分岐管であり、Ｖは分岐管に接続された開閉弁であり、Ｗは水槽５中の水である。
【００２０】
図３（ａ）は、送気管１の一部１−１をケース２の中に蛇行通路３を形成した例であり、図示するように、蛇行通路内に多孔質の塊状に成形した平均径がほぼ１０ｍｍφの抗火石素焼成形品Ｓを封入し、エアポンプＰから送られてくる空気が矢印イ、ロ、ハ、ニ、ホ、ヘの順に蛇行通路３に沿って移動する過程で抗火石素焼成形品Ｓと接触し、抗火石素焼成形品Ｓのエネルギーを受容した空気がエア放出端部１ａの散気管から所望の水槽５の水中に供給される構成となっている。
【００２１】
図３（ｂ）は、送気管１の一部１−１をケース２の中に旋回通路４を形成した例であり、図示するように、多孔質の塊状に成形した平均径をほぼ１０ｍｍφの抗火石素焼成形品Ｓを封入し、エアポンプＰから送られてくる空気が矢印イ、ロ、ハ、ニ、ホ、ヘの順に旋回通路４に沿って移動する過程で抗火石素焼成形品Ｓと接触し、抗火石素焼成形品Ｓのエネルギーを受容した空気がエア放出端部１ａの散気管から所望の水槽５の水中に供給される構成となっている。
【００２２】
本実施例で用いたケース２の寸法は、内法寸法で長手方向Ｌ１が≒２００ｍｍ、幅方向Ｌ２が≒１５０ｍｍ、高さＨが≒２０ｍｍで、蛇行するようにたがいちがいにＬ２より短い仕切り板３ａを用いて間隔（１／３）・Ｌ１で図示するように配設し、送気管の入口Ｄ１と出口Ｄ２を通路に従って配設してある。この場合ケースの前後に接続した送気管の内径は約１２ｍｍのものを用いた。
【００２３】
エアポンプＰの頭部に固定部材２ａで着脱自在に固定されたケース２は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に振動が生じ、この振動によって内部に封入された抗火石素焼成形品Ｓが適度に振動して空気との接触度を高めると同時に抗火石素焼成形品Ｓ同士の摩擦により適度に温度が上昇し、エネルギー授受効果を高めることが出来る。
【００２４】
エアポンプの振動を利用することで、空気と平均径がほぼ１０ｍｍφの抗火石素焼成形品の塊状粒との接触効率が向上する。
【００２５】
図７の振動波形は、例えばＡタイプのポンプの場合で、Ｙ方向の振動加速度が大きく、Ｘ方向と縦のＺ方向の振動加速度が小さい例である。
【００２６】
図８の振動波形は、例えばＢタイプのポンプの場合で、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向共に振動加速度が比較的大きい例である。
【００２７】
因みに振動の加速度の大きさは、Ａタイプのポンプの場合では、Ｙ軸方向が最も大きく、ほぼ±０．３７Ｇを示し、Ｘ及びＺ軸方向は±０．１Ｇ程度の値を示した。また、Ｂタイプのポンプの場合では、Ｙ軸方向が±０．５Ｇの範囲内で、Ｘ及びＺ軸方向が共に、ほぼ±１．０Ｇの範囲内の値を示した。
【００２８】
尚、どのタイプのポンプを選ぶかは、環境、用途、生物体の種類などの諸条件を勘案して決定することになる。
【００２９】
以下に実験内容および結果を説明する。
【００３０】
図１に示すように、分岐管７を境にして開閉弁Ｖ１、送気管１、送気管の一部１−１、抗火石素焼成形品Ｓ、送気管１、エア放出端部１ａ、水槽５、水Ｗの回路構成が実施例の場合であり、図４の開閉弁Ｖ２から送気管１０を介してエア放出端部１０ａ、水槽５０、水Ｗ、抗火石素焼成形品Ｓ無しの回路構成が実施例と比較するための比較対象区である。
【００３１】
本実施例では、飼育する生物として金魚の一種である「ランチュウ：蘭鋳」の稚魚Ｆを用いた。
【００３２】
なお、本実施例では、水槽５の容量は７０リットル（ｌ）のものを使用した。
【００３３】
実験条件を整理すると、
１．抗火石素焼成形品の平均粒径：１０ミリメートル（ｍｍφ）
２．抗火石素焼成形品の投入量・：２５０グラム（ｇ）
３．水槽中の水量・・・・・・・：７０リットル（ｌ）
４．ランチュウの稚魚の量・・・：２キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ３）
５．餌の量・・・・・・・・・・：４％／稚魚の体重／日
６．エアポンプ能力・・・・・・：４０リットル／毎分（ｌ／ｍｉｎ）
７．水槽中の水は７日目ごとに更新
以上の条件で、Ｅ１は、抗火石素焼成形品を用い、Ｅ２は、抗火石素焼成形品を用いない場合である。
【００３４】
実施例における実験値をＥ１、比較対象区の比較値をＥ２として、以下にその内容を図を基に説明する。
【００３５】
図５は、実施例で用いた魚類としてのランチュウの稚魚の成長状態を示すグラフである。
【００３６】
横軸に経過日数、縦軸に稚魚の体重をとり、記録値をプロットして描いた曲線（直線）を示しており、抗火石素焼成形品Ｓを用いた場合のＥ１が抗火石素焼成形品Ｓを用いない場合のＥ２よりも経過日数７日の時点で１０〜２０％高い値を示した。即ち抗火石素焼成形品Ｓを用いたＥ１の場合の方がランチュウの稚魚の発育状況が良く、Ｅ１＝Ｅ２＋（Ｅ２×（０．１〜０．２））が成立することが分った。
【００３７】
図６（ａ）は、水槽５の水Ｗ中のアンモニアの量を測定したもので、実施例のＥ１が比較値のＥ２よりも右上がりの勾配が緩く、魚などの生物の飼育の理想値といわれる１ミリグラム／リットル（ｍｇ／ｌ）以下の範囲内に納まり、良い結果が得られた。
【００３８】
図６（ｂ）は、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、即ち有機物による水の汚れ具合の経過日数との関係を示したグラフであり、ＣＯＤ値が一般の河川で例えば鯉が住めると言われる飼育の理想値１２ミリグラム／リットル（ｍｇ／ｌ）以下にＥ１の値は納まり、Ｅ２の値は、右上がり勾配が大きく、前記理想値を越える状況を示した。
【００３９】
図６（ｃ）は、水Ｗ中のＤＯ（溶存酸素）の変化状況を示したグラフであり、Ｅ１の値は、経過日数７日を経過してもほぼ飽和度１００％を維持し、これに対し比較値となるＥ２の値は右下がりの変化を示した。尚、この場合の理想値は９０％以上と言われる。
【００４０】
以上実験の内容と結果を説明したように、送気管１の一部１−１に抗火石素焼成形品を封入して接触した空気を水槽中の水に放出することで、水質を浄化、活性化し、設定した条件の下でランチュウの稚魚の発育に良い結果をもたらすことが証明された。
【００４１】
図９（ａ）、（ｂ）に実施例に用いた抗火石素焼成形品の性能を表す測定データを示す（これらのデータは、公的試験機関で測定したものである。）。
【００４２】
図９（ａ）で抗火石素焼成形品Ｓの試料分光放射輝度スペクトル{（Ｗ／ｃｍ２・ｓｒ）・１０−３}を測定し、遠赤外線波長となる４〜１５μｍの波長域での分光放射輝度と所謂「プランクの法則」が成立する完全放射体（黒体）のスペクトルを重ねて示し、実施例で用いた抗火石素焼成形品がほぼ近似した傾向の値を示しており、また図９（ｂ）で実施例で用いた抗火石素焼成形品の分光放射率（％）は、完全放射体（黒体）に対し９０％以上の高い遠赤外線放射性能を示している。
【００４３】
因みに、実施例における試料（温度８９℃）の分光放射輝度スペクトルは、波長７〜８μｍで≒２．０{（Ｗ／ｃｍ２・ｓｒ）・１０−３}の値を示した。
【００４４】
また、実施例におけるランチュウの稚魚に与えた配合飼料（餌）の組成を以下に示す。
１．オキアミなどの魚粉末・・・・・・・・・・・・・５０ｗｔ％
２．小麦粉などの炭水化物・・・・・・・・・・・・・３０ｗｔ％
３．海藻の粉末・・・・・・・・・・・・・・・・・・１０ｗｔ％
４．リン酸カルシウムなどのミネラル・・・・・・・・１０ｗｔ％
５．微量成分（ビタミンＡ類、ビタミンＢ類）
以上の５成分からなる。
【００４５】
また、抗火石素焼成形品と接触した後の空気のイオンを測定した結果を下記に示す。
１．マイナスイオン：２００個／ｃｃ〜４００個／ｃｃ
２．プラスイオン  ：３００個／ｃｃ〜５００個／ｃｃ
以上の測定値は、市販の空気イオンカウンターを用いて、５０回以上測定した結果である。
【００４６】
尚更に、説明を加えるとすれば、エア放出端部に抗火石を用いた多孔質塊状体を散気管として用いても良い。
【００４７】
以上説明したように、本発明によれば、先に出願済みで開示されている抗火石素焼成形品（特開２００４−１２３４６２号公報）を利用し、水の浄化、活性化を促進すると共に、殺菌性、抗菌性、防カビ性、及び防臭性を付与して水質を改善するための構造簡単、且つ安価な水処理装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る水処理装置の要部構成を示す模式図
【図２】本発明に係る水処理装置の要部構成を示す実装斜視図
【図３】実施形態を示す要部断面図、（ａ）蛇行通路を形成する場合の要部断面図、（ｂ）旋回通路を形成する場合の要部断面図
【図４】機能比較データを取るための実験態様の模式図
【図５】実施例で用いた魚類の成長状態を示すグラフ
【図６】本発明に係る水処理装置を用いた場合の水質の変化状況を示すグラフであり、（ａ）アンモニアの変化状況を示すグラフ、（ｂ）ＣＯＤ（化学的酸素要求量）の変化状況を示すグラフ、（ｃ）ＤＯ（溶存酸素）の変化状況を示すグラフ
【図７】エアポンプの振動加速度の振動波形を示すグラフ（Ａタイプの場合）、（ａ）Ｘ軸方向の振動波形、（ｂ）Ｙ軸方向の振動波形、（ｃ）Ｚ軸方向の振動波形
【図８】エアポンプの振動加速度の振動波形を示すグラフ（Ｂタイプの場合）、（ａ）Ｘ軸方向の振動波形、（ｂ）Ｙ軸方向の振動波形、（ｃ）Ｚ軸方向の振動波形
【図９】本実施例で用いた抗火石素焼成形品の性能を表す試験結果を示すグラフ、（ａ）放射輝度の特性を示すグラフ、（ｂ）放射率の特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００４９】
１  送気管
１−１  一部（送気管の一部）
２  ケース
３  蛇行通路
４  旋回通路
５  水槽
６、７  分岐管
Ｓ  抗火石素焼成形品
Ｆ  ランチュウ（蘭鋳）の稚魚
Ｐ  エアポンプ
Ｖ、Ｖ１、Ｖ２  開閉弁
Ｗ  水
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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