(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）１）海洋底、湖沼底及びいけす底のいずれかの水域にある、標準より酸素含有量が少ない酸素欠乏水域から酸素欠乏水を採取する採取口と、２）前記採取口から延設され、供給ポンプ及び前記供給ポンプの上流にカルパー液注入口が連設された取り入れ口が側面下部に突設された密閉耐圧容器である混合槽と、３）前記混合槽の側面上部に突設され、加圧手段とその下流にＥｈ値測定制御手段とが連設され、前記水域まで延引された酸素溶解水供給パイプと、４）前記混合槽の底部に設置され、酸素ボンベから、前記Ｅｈ値測定制御手段に接続されたガス流量制御装置を介して、酸素を供給する酸素ガス注入ノズルと、５）前記混合槽の底部に設置され、エアコンプレッサーからガス流量制御装置を介して、空気を供給する空気注入ノズルと、６）前記混合槽の上に設置された撹拌モーターによって駆動される撹拌手段と、を具備する酸素溶解水供給装置と、
（２）前記酸素溶解水供給パイプに接続され、側面に開口部を有し断面が略正方形の筒であるコンクリート製もしくはプラスチック製の酸素溶解水誘導水道と、
を含むことを特徴とする酸素溶解水供給システム。
【請求項２】
前記酸素溶解水誘導水道が、管の軸方向に直角な波付けが施され、前記波付けによって管が細くなった部分に複数個の小孔が穿設されたプラスチック製の円管であることを特徴とする請求項１に記載の酸素溶解水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
大規模養殖漁業の生産安定に貢献する。また、海洋・湖沼の生態系の正常化、赤潮被害等養殖漁業の災害防止等に役立ち、併せて環境保全、環境浄化に貢献する。
【０００２】
【従来の技術と問題点】
従来魚介類に対しては、水槽内では微細酸素泡の送付によるエアレーションで酸素供給を行い、酸素供給は養殖漁業においても水上の羽車による小規模なエアレーションが行われていた。しかし、これらの通気では浅い層の海水の酸素供給に対しては効果があるが、海底の深い層の酸素供給には効果が少ない。
【０００３】
近年の研究では、有明海・瀬戸内海等都市近郊の内海では海洋汚染の進行に伴い、水深３〜４ｍの比較的浅い海底の酸素欠乏水域が拡大しつつある。特にこれが内海漁業の盛んな海域で魚介類の死滅を招いていることが、大学等の研究で明らかに成りつつある。さらに魚介類の死滅はこれが食べる植物プランクトンの大発生を招き、海苔の栽培等に大きな被害を与えると言われている。
【０００４】
これに対する対応の技術開発としては、オゾン含有水を大型の注入装置で海中に送り込む技術があるが、大量の気泡と強力な水流で、海底の酸欠海水を上層まで巻上げ、上層の水域を酸欠海水で汚染する欠点がある。また注入したオゾンも非溶解の過剰部分が大量の気泡として水面で発泡し、海上に無駄な揮散があり、揮散ガスは漁民等の人の健康に問題を残した現状がある。
【０００５】
さらに、養殖漁業では大量に与える魚の餌の食べ残しが、いけす近辺の海域に浮遊し、これが腐敗して魚の病原、寄生虫の発生源、伝染源となっている。また、最近では海底では酸素欠乏だけでなく、海底の温度上昇による還元条件の発生が、硫化水素の生成を促し、生物の死滅を招く程の極端な環境悪化も起り、従来の技術では対応が困難となっている。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
これ等の問題に対処するため、本発明の第１の酸素溶解水供給システムは、海洋底、湖沼底及びいけす底のいずれかの水域にある、標準より酸素含有量が少ない酸素欠乏水域から酸素欠乏水を採取する採取口と、
前記採取口から延設され、供給ポンプ及び前記供給ポンプの上流にカルパー液注入口が連設された取り入れ口が側面下部に突設された密閉耐圧容器である混合槽と、
前記混合槽の側面上部に突設され、加圧手段とその下流にＥｈ値測定制御手段とが連設され、前記水域まで延引された酸素溶解水供給パイプと、
前記混合槽の底部に設置され、酸素ボンベから、前記Ｅｈ値測定制御手段に接続されたガス流量制御装置を介して、酸素を供給する酸素ガス注入ノズルと、
前記混合槽の底部に設置され、エアコンプレッサーからガス流量制御装置を介して、空気を供給する空気注入ノズルと、
前記混合槽の上に設置された撹拌モーターによって駆動される撹拌手段と、を具備する酸素溶解水供給装置と、
前記酸素溶解水供給パイプに接続され、側面に開口部を有し断面が略正方形の筒であるコンクリート製もしくはプラスチック製の酸素溶解水誘導水道と、を含む。
【０００７】
本発明の第２の酸素溶解水供給システムは、前記酸素溶解水誘導水道が、管の軸方向に直角な波付けが施され、前記波付けによって管が細くなった部分に複数個の小孔が穿設されたプラスチック製の円管であることを特徴とする。
【００１１】
本技術では、酸素と空気を効率良く混合溶解させ、大きな気泡のない白濁水程度の酸素ガス気泡供給で、大量の気体を完全に溶解させ、高いＥｈ値を示す水を供給することを可能とした。方法は加圧条件と高速撹拌条件を設定し、強力な大型水流ポンプで酸素溶解水誘導水道及び酸素溶解水噴射装置を通して大量に海底・湖底に送り、効率良く水底に拡散し、魚介類の生育環境を整えるので、緩やかで安定な環境改善が進行する。
【００１２】
また、硫化水素が発生する程の環境悪化に対しては、単に酸素ガス等による溶存酸素、溶解オゾン等の溶解度の低い気体の吹き込みだけでは還元条件の解消が困難であり、酸素を十分溶解し、余剰のガスを高圧条件下で高速撹拌し、細断気泡のとして処理する事が重要である。また、場合によってはカルパー溶液の混入が必要である。時間をかけて、通常のエアレーション段階まで円滑に酸素不足の解消を進めるのが経済的であり、問題も起り難い。
【００１３】
本技術では空気の溶解と酸素の溶解と合わせてカルパーの溶解を行い、海上への無駄なガスの揮散がない酸素溶解水供給装置を用い、これと連動した酸素溶解水誘導水道と酸素溶解水噴射装置とを組み合わせた酸素溶解水供給システムを開発し、海底へ酸素を豊富に含んだ酸素溶解水を送る技術を提案した。製造した酸素溶解水の海底・湖底への挿入方法には大きく分けて３つの方法がある。
【００１４】
第１の方法は、図７、８に示すところの、陸上に酸素溶解水供給装置を設置して、干潮の時に干潟となるエリア４は酸素溶解水供給パイプｉで、常時水域のエリア１は酸素溶解水誘導水道（図２または図３）を沖へ向けて長距離設置して、酸素溶解水を供給し、主流を水平方向へ、小噴出流を多方向へ向けて噴射する方法である。これは主として浅い海底・湖底に対し、一定地点で長時間連続運転を要する場合に使用する。
【００１５】
第２の方法は、図９、１０に示すところの、海上設置フロートｒ上の酸素溶解水供給装置から海底・湖底へ向けて降ろした酸素溶解水供給パイプｉに接続した酸素溶解水噴射装置（図４）の水平方向の噴射口と、これに付属するコルゲート管を長距離設置して酸素溶解水を供給し、主流を水平方向へ、小噴出流を多方向へ向けて噴射する方法である。これは深い海底・湖底に対し、一定地点で長時間連続運転を要する場合に使用する。
【００１６】
第３の方法は、図６、１１、１２に示すところの、いけすへの供給方法である。いけす１基当たり複数係留固定した海上設置フロートｒ上に酸素溶解水供給装置を積載して、これから海底へ向けて酸素溶解水供給パイプｉで酸素溶解水を供給し、酸素溶解水噴射装置（図５）の水平方向の噴射口で噴射する方法である。各フロートから噴射される噴射口の方向は酸素溶解水を効率的に拡散させるため、いけす内で一定方向に循環水流を形成するように調整しても良い。また、いけすでは、魚の食べ残しを洗浄する必要性から水流の噴射方向を海上から自在に変換できる装置を付属しても良い。
【００１７】
酸素溶解水供給システムは、酸素溶解水供給装置と、酸素溶解水誘導水道と、酸素溶解水噴射装置と、により構成される。
【００１８】
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。
図１に酸素溶解水供給装置を示した。ＩはＥｈ値調整手段、ＩＩはＥｈ値測定制御手段、ＩＩＩは酸素ガス供給手段、ＩＶは混合槽加圧手段、Ｖはカルパー溶液供給手段、ＶＩは空気供給手段である。主要な部分に説明を加えれば、ａは取り入れ口、ｂはカルパー溶液注入口、ｃは酸素ガス注入ノズル、ｄは空気注入ノズル、ｅは供給ポンプ、ｆは混合槽、ｇは撹拌モーター、ｈはＥｈ測定セル、ｉは酸素溶解水供給パイプ、ｊは酸素ボンベ、ｋはエアコンプレッサー、ｌはガス流量制御装置である。
【００１９】
この装置は、カルパー溶液の注入のプロセスと、精密なガス流量の調節及び加圧条件による混合ガス溶解のプロセスと、によって２段階の酸化還元条件（Ｅｈ）の設定要因があり、無駄の少ない酸素溶解水供給装置として機能する。
【００２０】
図２に酸素溶解水供給システムのうち、コンクリート又はプラスチック製の酸素溶解水誘導水道を示す。本装置は箱型の通水筒で、横に水を排出する窓を有し、酸素溶解水の拡散を助長する役割と供給される酸素溶解水を長距離誘導する役割を有する。図２（Ａ）は全体の外観図、（Ｂ）は前面図、（Ｃ）は背面図、（Ｄ）は平面図、（Ｅ）は側面図、（Ｆ）は底面図、（Ｇ）は（Ｃ）の上部点線の部分の断面図、（Ｈ）は（Ｂ）の点線の部分の断面図、（ｌ）は（Ｃ）の下部点線の部分の断面図を各々示した。ｍは上底、下底側面の壁の部分であり、ｎは窓開口部分である。
【００２１】
図３に酸素溶解水供給システムのうちプラスチック製コルゲート管による酸素溶解水誘導水道を示す。コルゲート管も酸素溶解水の拡散を助長する役割と供給される酸素溶解水を長距離誘導する役割を有する。コルゲート管とは、図３（Ｊ）で示されるところの、管の軸方向に直角な波付けを施した円管である。（Ｊ）は全体の外観図、（Ｋ）は前面図、（Ｌ）は側面図、（Ｍ）は前断面図、（Ｎ）は側断面図を示した。コルゲート管（Ｊ）は前記波付けによって管が細くなった部分に各方面に向けた複数個の小孔を有している。
【００２２】
図４に酸素溶解水供給システムのうち、いけす用の酸素溶解水噴射装置を示す。本装置は供給された酸素溶解水がより多くの水と混ざり、大きな水流となるように、周囲の水を取り込み太い水流を形成するような方式を採用した。図４（Ｏ）は全体の外観図、（Ｐ）は前面図、（Ｑ）は側面図、（Ｒ）は側断面図を示した。矢印ｐは酸素溶解水の供給方向と周囲の水の装置内への取り込みとその放出方向を示す。
【００２３】
図５に酸素溶解水供給システムのうち海上移動型の酸素溶解水噴射装置を示した。図５（Ｓ）は全体の外観図、（Ｔ）は前面図、（Ｕ）は側面図を示した。この装置では酸素溶解水が主噴射口から噴射されると同時に噴射口周囲の小孔から多方向に小噴射される。
【００２４】
図６は海上設置フロート型及び養殖いけすへの酸素溶解水供給装置である。図６（Ｖ）に海上設置フロートｒ上に全体のシステムを積載した状態を図示した。ｒは海上設置フロート、（Ｉ）はＥｈ値調整手段である。海水は採取口ｓから吸入され、必要によってカルパー供給手段（Ｖ）でカルパーの添加を行う。送水ポンプｅでＥｈ値調整手段（Ｉ）へ送られ、酸素ボンベｊとエアコンプレッサーｋから酸素と空気を水に注入し、細断溶解させてＥｈ値を整え、酸素溶解水噴射装置（Ｑ）から海洋、湖沼、いけすに送り込む。ｔは噴射口方向変換ハンドル、ｕは噴射パイプ回転リング、ｉは酸素溶解水供給パイプ、ｐは酸素溶解水噴射方向の矢印である。
【００２５】
図６（Ｗ）は（Ｖ）の部分の拡大図である。ｉは酸素溶解水供給パイプ、ｔは噴射口方向変換ハンドル、ｕは噴射パイプ回転リング、ｖは噴射口上昇・下降巻上げ電動ウインチ、ｗは噴射パイプ上昇・下降支持リング、Ｑは噴射口である。
【００２６】
図７は、陸上に酸素溶解水供給システムを設置し、海底の酸素欠乏水域への酸素溶解水供給とそこに棲息する生物の再生を図るモデルの平面図を示した。海水・湖水の採取は常時安定して適度の水深を有する採水舛設置地点５に採水舛を設置し、取り入れ口ａを延引して採取口ｓから採水する。送水ポンプｅからＥｈ値調整手段Ｉへ送られた水はＥｈ値を整え、酸化条件を付与して海水・湖水の酸素欠乏水域へ酸素溶解水供給パイプｉで送られる。水底への誘導は筒型の酸素溶解水誘導水道（図２）かコルゲート管型の酸素溶解水誘導水道（図３）によって誘導し、酸素溶解水の拡散効率を高め、長期にわたりゆっくりと広い範囲の水系の改善を行う。
【００２７】
図８は図７の側面図を示した。２は干潮時水位線、３は満潮時水位線を示している。１は常時水域のエリア、４は干潮時に干潟となるエリアを示している。
【００２８】
図９は、海上のフロート上に酸素溶解水供給システムを設置し、海底の酸素欠乏水域への酸素溶解水供給とそこに棲息する生物の再生を図るモデルシステムの平面図を示した。酸素溶解水供給システムを積載する海上設置フロートｒで採水し、酸素溶解水誘導水道によって酸素溶解水を海底に誘導する。酸素溶解水の拡散は潮流を利用し、引き潮、満ち潮によって係留位置を変えて酸素欠乏水域の解消を図る。６は海洋水域、７は海底を示している。
【００２９】
図１０は図９に示した酸素溶解水供給システムの側面図を示す。
【００３０】
図１１は、洋上の養殖いけすの海上設置フロートｒ上に酸素溶解水供給システムを設置し、いけす底へ酸素溶解水の供給を図るモデルシステムの平面図を示した。複数の酸素溶解水噴射装置を設置し、いけす底に供給した酸素溶解水が回転し、巡回するように配置を行い、一連の巡回システムを形成してもよい。６は海洋水域、８はいけす仕切り網を示す。
【００３１】
図１２に図１１の側面図を示した。酸素溶解水供給システムの機能は、酸素溶解水を供給するだけでなく、いけす底に沈降する餌の食べ残しや排泄物等、いけすを汚染する物質の排除を行う作業も合わせ行うことができる。洋上以外の陸上、陸地隣接のいけすでは安定に酸素溶解水供給システムを設置できるので、機能的には洋上より効率が高い。
【００３２】
図１３は、閉鎖水系における酸素溶解水供給システムの設置例を示した。閉鎖水系では複数個の酸素溶解水供給システムを設置して酸素溶解水を供給すると共に、前記システムを水の動流エネルギー源として、水系全域に水流を喚起し、水質の浄化を図ることができる。９は閉鎖水系、１０は陸地である。
【００３３】
【発明の効果】
海洋沿岸海底、湖沼底で酸素欠乏を起す水域が拡大しているが、酸素溶解水供給システムの長期活用により水底での酸素欠乏は次第に解消し、生物の棲息環境が改善される。また、栽培漁業の養殖いけすに酸素溶解水供給システムを適用すれば、いけす内の養殖環境が清潔になり、魚の健康状態改善といっそうの多頭養殖が可能となり、経済効果が向上する。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  酸素溶解水供給システム
【図２】  酸素溶解水誘導水道
（Ａ）  全体の外観図
（Ｂ）  前面図
（Ｃ）  背面図
（Ｄ）  平面図
（Ｅ）  側面図
（Ｆ）  底面図
（Ｇ） （Ｃ）の上部点線部分の断面図
（Ｈ） （Ｂ）の点線部分の断面図
（Ｉ） （Ｃ）の下部点線部分の断面図
【図３】  コルゲート管による酸素溶解水誘導水道
（Ｊ）  全体の外観図
（Ｋ）  前面図
（Ｌ）  側面図
（Ｍ） （Ｋ）の断面図
（Ｎ） （Ｌ）の前断面図
【図４】養殖漁業用の酸素溶解水噴射装置
（Ｏ）  全体の外観図
（Ｐ）  前面図
（Ｑ）  側面図
（Ｒ）  側断面図
【図５】移動型酸素溶解水噴射装置
（Ｓ）  全体の外観図
（Ｔ）  前面図
（Ｕ）  側面図
【図６】養殖漁業用酸素溶解水供給システム概要
（Ｖ）  全体の外観図
（Ｗ） （Ｖ）の部分拡大図
【図７】陸上に設置した酸素溶解水供給システムの平面図
【図８】陸上に設置した酸素溶解水供給システムの側面図。
【図９】海上設置フロート上に設置した酸素溶解水供給システムの平面図
【図１０】海上設置フロート上に設置した酸素溶解水供給システムの側面図
【図１１】海上設置フロート上に設置した酸素溶解水供給システムからいけすに酸素溶解水を送付するシステムの平面図
【図１２】海上設置フロート上に設置した酸素溶解水供給システムからいけすに酸素溶解水を送付するシステムの側面図
【図１３】閉鎖水系における酸素溶解水供給システムの設置例
【００３５】
【符号の説明】
Ｉ      Ｅｈ値調整手段
ＩＩ    Ｅｈ値測定制御手段
ＩＩＩ  酸素ガス供給手段
ＩＶ    混合槽加圧手段
Ｖ      カルパー溶液供給手段
ＶＩ    空気供給手段
ａ  取り入れ口
ｂ  カルパー溶液注入口
ｃ  酸素ガス注入ノズル
ｄ  空気注入ノズル
ｅ  供給ポンプ
ｆ  混合槽
ｇ  撹拌モーター
ｈ  Ｅｈ測定セル
ｉ  酸素溶解水供給パイプ
ｊ  酸素ボンベ
ｋ  エアコンプレッサー
ｌ  ガス流量制御装置
ｍ  壁の部分
ｎ  窓開口部分
ｐ  酸素溶解水の流動方向
ｑ  モーター
ｒ  海上設置フロート
ｓ  採取口
ｔ  噴射口方向変換ハンドル
ｕ  噴射パイプ回転リング
ｖ  噴射口上昇・下降巻上げ電動ウインチ
ｗ  噴射パイプ上昇・下降支持リング
１  常時水域のエリア
２  干潮時水位線
３  満潮時水位線
４  干潮時に干潟となるエリア
５  採水舛設置地点
６  海洋水域
７  海底
８  いけす仕切り網
９  閉鎖水域
１０  陸地
【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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【図１０】
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【図１１】
0004250895.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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