(57)【要約】【要約書】【課題】  鑑賞用水槽内の水質維持のため、酸化菌によって生物濾過が行われる、この最終代謝物である硝酸塩は無害であるが多量に水槽内に蓄積すると水棲生物に悪影響を及ぼす、この硝酸塩を光合成細菌の特性を利用して脱窒還元濾過促成し窒素ガスにして、放出処理する装置を提供する。【解決の手段】  自然界に通性嫌気菌として色々ある中で、光合成細菌の特性を利用する、濾過器（１３）内と水槽内（１９）に定着させ繁殖増殖、活性促進の環境に合わせた条件として、自然界から酸素と光合成細菌バクテリアの供給が必要且つ重要で、遊離酸素に近い状態とした酸素と共に光合成細菌の供給方法として、大気圧減圧装置（１）を提供し、省エネ、低コスト型の光合成細菌利用の脱窒硝酸塩呼吸還元濾過水槽にすることを特徴とする。【選択図】  図１
2009232824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内（１９）の水質維持のため酸化菌によって生物濾過の最終代謝物である、硝酸塩の蓄積の制御を通性嫌気細菌によって水槽内（１９）で脱窒／硝酸塩呼吸還元し、窒素ガスにして水槽（１７）外に放出処理を行うため、大気から水槽内（１９）に大気中に浮遊、漂う通性嫌気細菌を大気中の酸素と共に、水槽（１７）に付設の濾過器内（１４）と水槽内（１９）に採り入れ、通性嫌気菌を定着させる、特に、通性嫌気細菌の特性から遊離酸素を供給する事によって、容易に水槽内（１９）に定着繁殖させる事が出来る、大気圧減圧装置（１）が取り付けられ、大気圧減圧装置（１）内にはオリフェス（３）が設置されていて、絞り膨張作用で大気圧一気圧を減圧し請求項４記載の通水管（６）に減圧された大気を送り、循環水と混合し通水管（６）内で遊離酸素に近い状態とする、この遊離酸素に近い状態で送入供給することによって、効率よく酸素の供給ができ濾過器内（１４）と水槽内（１９）に通性嫌気細菌の繁殖増殖を促進でき、脱窒／硝酸塩呼吸濾過の促成が可能とる、大気の酸素を遊離酸素に近い状態にするため大気圧を減圧するオリフェス（３）が設置されたことを特徴とする大気圧減圧装置（１）。
【請求項２】
色々ある通性嫌気菌の中で特に、光合成細菌の特性から既に、水棲生物の飼育出来る安定した水質水槽内（１９）であれば、光合成細菌の繁殖出来る場所としての条件が整っていて、光合成細菌を脱窒／硝酸呼吸還元として利用する事が出来る。自然界から水槽内（１９）に定着、繁殖増殖、活性のため光合成細菌と供に酸素（遊離酸素）の供給が重要である、光合成細菌は酸素（遊離酸素）によって増殖速度が比較的に大きく、培養が容易、好気暗条件下でも酸素呼吸によって増殖し、一部の細菌は嫌気暗条件下で脱窒による硝酸呼吸も行う、前記絞り膨張作用で減圧する大気圧減圧装置（１）で減圧された酸素は、請求項４記載の通水管（６）内で循環水と混合して遊離酸素に近い状態とし優しく、送入供給させる方法で、大気中の酸素と自然界の光合成細菌を濾過器内（１４）と水槽内（１９）に採り入れ、光合成細菌を定着、繁殖増殖促進させ脱窒／硝酸塩呼吸還元濾過の促成、脱窒還元濾過を水槽内（１９）で省エネ、低コスト型で容易に行う光合成細菌を利用可能とする大気採りいれ用としての請求項１記載の大気圧減圧装置（１）。
【請求項３】
請求項１記載の大気圧減圧装置（１）の減圧方法は、大気採り入れ部（装置内）にオリフェス（３）を設置し大気圧一気圧を減圧する、大気中に浮遊漂う細菌と酸素を採り入れる大気圧減圧装置（１）を、循環水ポンプ（１１）吸い込み側濾過器（１３）入口に取り付けられる請求項４記載の通水管（６）の連結用ユニオン（５）と、大気圧減圧装置（１）側の減圧大気出口ユニオン（４）とをチューブ（８）で連結し、循環水戻り管（７）内負圧と大気圧減圧装置（１）内圧を負圧の同圧として、大気減圧装置（１）内設置の前記オリフェス（３）に循環水ポンプ（１１）の負圧の誘因によって、大気圧一気圧を吸引通過させ大気をオリフェス（３）で絞り膨張作用によって減圧する。
循環水に大気の圧力一気圧を直接、負圧に混入し吸引させる事は、気泡混じりの循環水であり循環水ポンプ（１１）にダメージを与えてしまう、これを緩和するためと遊離酸素に近い状態にするため、減圧された大気は、前記循環水ポンプ（１１）吸い込み側に取り付けられた通水管（６）内で循環水と混合して遊離酸素に近い状態にする、絞り膨張作用で減圧するためのオリフェス（３）が内蔵されたことを特徴とする請求項１記載の大気圧減圧装置（１）。
【請求項４】
循環水ポンプ（１１）吸い込み側に取り付けられる、通水管入口ユニオ（５）（通水管内に挿入し循環水と減圧された大気と合流する）、此処で遊離酸素に近い状態にするユニオン（５）の大気出口は、循環水の流れ方向に若干向くように傾斜して取り付けられることを特徴とする通水管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、鑑賞水槽内の水質維持に、水生生物水草、魚等の、老廃物の物理濾過、自然界からのバクテリアによる生物濾過酸化濾過が一般に行われる、酸化濾過の終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ＰＰＭに達すると成長の阻害や免疫系の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険のため水換えによって水槽外へ排出している、この硝酸塩の蓄積量の低減方法と装置に関する。「非特許文献２」
【背景技術】
【０００２】  従来、鑑賞水槽での水質維持においては餌の残飯、魚排泄物水草等の、老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる。【０００３】  一般的にアクアリウムの濾過と言われているものは酸化バクテリアによる酸化濾過です。「非特許文献５」「非特許文献４」
生体による老廃物、糞尿の排出、
腐敗菌好気性バクテリアによるアンモニアの生成、
好気性バクテリアによりアンモニアから亜硝酸塩へ、
好気性バクテリアにより亜硝酸塩から硝酸塩へ、【０００４】  この有益バクテリアには主に、有機栄養バクテリア、空気中から水槽へ、餌や魚の排泄物等の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く、酸素を使用しアンモニアを生成するアンモニアは魚等にとっては有害である。【０００５】  アンモニアを栄養素とする、アンモニア酸化バクテリア、アンモニアを分解するバクテリアで、酸素を使用して亜硝酸塩を生成する、増殖スピードは遅く２〜３日かかる亜硝酸塩も有毒である。【０００６】  亜硝酸塩を栄養素とする、亜硝酸塩酸化バクテリア、亜硝酸塩を分解するバクテリアで、これも増殖スピードは遅く２〜３日かかるが、無害の硝酸塩を生成する、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物としての、硝酸塩は無害であるが、毒性の低い硝酸塩も多量に蓄積、３０ＰＰＭに達すると成長の阻害や免疫系の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険なため人為、一週間ごと水槽の三分の一程度水換えによって水槽外へ排出する。【０００７】  上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属であり、これらの細菌は水槽内の素酸素と栄養素を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。【０００８】  このアンモニア酸化菌が呼吸により、アンモニアを酸化し亜硝酸塩を生成する、亜硝酸化菌は亜硝酸塩を呼吸し酸化することによって硝酸塩を生成する、好気性バクテリアはすべて遊離酸素（水の中に漂う酸素分子）を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのためにはバクテリアの繁殖する主に濾過器内、水槽内に酸素補給が重要である。「非特許文献３」【０００９】  鑑賞用水槽クリンーシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置（特許文献１参照）特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、気泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象（駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす）の要因となる。【００１０】  前記ポンプは常時運転で長期に亘り使用することによって問題の起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方噴き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし、繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は通常の電動のエアーポンプで行うエアーレイションと変わらず、ポンプにダメージを与えてしまう、この方法では効果がない、尚、ポンプンの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。【００１１】  濾過器および水槽内に繁殖するバクテリアに酸素を供給する方法として、濾過器付設の循環ポンプの吸い込み負圧側から大気をインジェクションする装置が公開されている（特許文献２）特許公開２００６−０４２８１９の記載の図面の構造から判断すると、一気圧ある大気をポンプンの吸い込み負圧に加��威勢よく吸い込まれ、ポンプにダメージを与える恐れがあるため、これを防止するため、流量調整弁兼阻止弁（ニードルバルブ）で手動にて吸い込み状態を調整する方法であり、濾過器内の通水状態によってはコマ目に調整の必要がある。【００１２】  ニードルバルブは高価でコスト高となり、通水管の大気噴き出し口に逆流弁が取り付けられているが、何らかの運転停止で逆流防止弁の構造から水に接し弁が作動（閉まる）と水によって接着状態になり、復旧が困難になる問題がある。【００１３】  上述のバクテリアに対して、別のバクテリアに脱窒菌、通性嫌気菌と言われる酸素が豊富にある状態では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸そして窒素に換えられ還元し空気中に逃がされる、アクアリュウム界で通気性嫌気還元濾過と言いう夢のシステムを追い求められている。【００１４】  アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、無害化してやるということで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というとデニボールを使用した方法と、嫌気層を別に設けて水を定期的に循環させる方法に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。「非特許文献５」【００１５】  嫌気ということで水の中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メんテナンスの問題）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の安定供給（量の問題、また嫌気域以外へ流出）等の問題があり、このシュードモナス属バクテリアは硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素へと還元するためうまくやらなければ急激な亜硝酸フィードバックが起こり、生体を全滅させてしまう危険性がある。【００１６】  システム自体のメンテナンスが難しい事に加え金がかかるというのが最大のネックである。【００１７】  なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献１〜２及び非特許文献１〜８を挙げることができる。
【特許文献１】  特許公開２００５−１４３４８３（要約）
【特許文献２】  特許公開２００６−０４２８１９（要約）
【非特許文献１】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｖｉｌ．ｋｕｍａｍｏｔｏ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｓｕｉｓｈｉｔｕ／ｐａｐｅｒ／ｈｙｄｒｏｇｅｎ／ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．ｈｔｍ  有機酸を炭酸源として水素を生産する  光合成細菌の集積・馴養に関する基礎
【非特許文献２】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｊｐ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／  光合成  出典：フリー百科辞典『ウィキペディア（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ）』
【非特許文献３】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｏｎｅｔ．ｎｅ．ｊｐ／ａｇａｉｎ／２００６／ａｑｕａ＿ｋｉｓｏ／ｄａｔｓｕｃｈｉｓｏ１．ｈｔｍ  濾過  脱窒素（還元）濾過（１）脱窒素とは  第１頁〜３頁
【非特許文献４】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｏｎｅｔ．ｎｅ．ｊｐ／▲〜▼ａｇａｉｎ／２００６／ａｑｕａ＿ｋｉｓｏ／ｒｏｋａ２．ｈｔｍ  濾過の基本  濾過１６．濾過の基本（２）３生物濾過  第１頁〜３頁
【非特許文献５】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｒｓ．ｄｔｉ．ｎｅ．ｊｐ／▲〜▼ｇｅｃ／ｄｅｎｉｔ．ｈｔｍｌ  嫌気濾過ＦＡＱ  第１頁〜２０頁
【非特許文献６】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｗａｑｕａｔｅｃｈ．ｃｏｍ／ｃｗａｑｕａｔｅｃｈ＿０４１．ｈｔｍ  ナイトレートフィルタートップ
【非特許文献７】  ＵＲＬ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｈｅｉｍ．ｊｐ  「エーハイム総合カタログ」第１９頁（エーハイムウエットアンドドライ２２２９の特徴）
【非特許文献８】  「エーハイムウエットアンドドライフィルター２２２９取扱い説明書」輸入発売元  エーハイムジャパン株式会社  第７頁〜１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】  本発明は上述のごとく、観賞用水槽の水質維持のため酸化菌による生物濾過の最終代謝物である硝酸塩を還元菌によって窒素ガスにして放出処理する、脱窒素還元濾過を行う事の問題点、安定した嫌気域を作る難しいこと（流量の調整、メンテナンスの問題）栄養素の炭素源の供給、濾過器内と水槽内に繁殖するバクテリアに常時酸素を、安定した状態で供給する問題点等を鑑みて解決し、大気圏の自然界から水槽内に通性嫌気菌の繁殖、増殖、活性のための条件に合わせた環境を提供して、省エネ、低コスト型の通性嫌気菌による脱窒／硝酸塩呼吸還元システム水槽の実現することにある。【００１９】  光合成細菌について「非特許文献１」「非特許文献２」
光合成細菌は水圏微生物の一種で湖沼、池、水田、土壌など一般に富栄養化した水界に広く分布している、これは光が透過できる比較的浅い水深に、ある種の栄養源を含む嫌気層が成形されやすく光合成細菌の生育に適した環境であるため、また、自然界の有機物、ＣＯ２、窒素の循環に重要な役割を果たしているといわれ、光エネルギーを利用して酸素非発生型光合成を行う、光合成細菌は多種類の有機物を比較的に大きな速度で資化でき、菌体の安全性は極めて高く、光合成細菌は生物学的特徴により大きく紅色非硫黄細菌、紅色硫黄細菌、緑色硫黄細菌、滑走性糸状緑色硫黄細菌の４種類に分類される。【００２０】  光合成細菌の特徴は
増殖速度が比較的大きく、培養が容易、
嫌気明条件ばかりでなく、好機暗条件でも酸素呼吸で増殖し得る、
一部の細菌は嫌気暗条下で脱窒による硝酸呼吸も行う
副生する余剰汚泥は栄養価が高く必須アミノ酸の含有量が多いので飼料や有機肥料にされる、
菌体内には色素（クロロフィル、カロチノイド）及びビタミン類を比較的多量に含んでいる、
【課題を解決するための手段】
【００２１】  アクアリウムにおいて光合成細菌を用いて、通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から水槽内に、定着させる事で一部の細菌は嫌気条件下で脱窒による硝酸塩呼吸も行うということで、通性嫌気菌として貧酸素領域的な環境に置かれた場合、硝酸塩の結合酸素をその呼吸基質として脱窒／硝酸塩呼吸を行う還元濾過システムが期待でき脱窒／硝酸塩呼吸還元水槽が可能になる。【００２２】「非特許文献１」
前記通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から生育環境として、水圏微生物の一種の微生物であり富栄養化した水界（水槽内）、もともと光合成細菌も有機栄養性で食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態であれば繁殖できる、光エネルギー（水草水棲生物飼育及び観賞用としての照明）が透過した浅い水深、ある種の栄養源を含む嫌気層（濾過器内、底砂内）通性嫌気菌としての光合成細菌の繁殖する所として、濾過器内にある多気孔な濾材の奥の方や底砂内において水の澱んだような場所があげられる、アクアリウムにおいての水槽内が条件として整っているが、以前から光合成細菌の定着培養、繁殖が出来なかった事は、酸素の補給と共に自然界に浮遊する細菌の送入方法に問題が有った。【００２３】  通性嫌気菌（以下光合成細菌）による脱窒／硝酸塩呼吸還元濾過の促成において結合酸素が大きく影響する、通常の硝化菌による生物濾過の酸化連鎖の活性で硝酸塩の結合酸素、通性嫌気菌の嫌気的呼吸に必要とする基質が生成される、硝化菌の活性に遊離酸素の供給が必要であり、光合成細菌の増殖培養にも嫌気とゆうことに矛盾するが、酸素の重要性は大きく影響し必要となる。【００２４】  このためには濾過器入口から濾過器内の多孔質の濾材で繁殖するバクテリアと水槽内のバクテリアに遊離酸素の供給装置と方法が問題となる。【００２５】  一般的に通常の鑑賞水槽はエアーポンプで、夜間水草に二酸化炭素の強制添加のない時、または、ディスカス愛好家大型魚の飼育者の方々の水槽内へ行っている電動エアーポンプによるエアーレーション方法では空気の気泡を威勢良く送り込み過ぎ、水槽内への酸素（遊離酸素）溶存率が悪い、自然界の酸素は体積の五分の一で後の五分の四は殆ど窒素とその他の気体とのことである、それと、上記のバクテリアの活性の条件を満たすためには濾過器内の濾材に繁殖するバクテリアに、常時優しく遊離酸素の供給の必要があり、動力を使用のこの通常の供給方法としては、動力用費用が掛かりすぎ不経済であり、遊離酸素の溶存率が悪い、むしろ定期的に水換えをした方が経済的である。
【発明の効果】
【００２６】  酸素と光合成細菌バクテリアは大気圏の自然界から供給する、濾過器（１３）の循環水配管吸い込み側（７）から送入する事が重要で濾過器（１３）の配置として、水槽（１７）から循環水ポンプ（１１）との間に濾過器（１３）あり、この濾過器（１３）の入り口側の配管内の吸い込み負圧に吸引させる、濾過器内には多孔質の濾材が充填されこの濾材に繁殖するバクテリアに直接遊離酸素に近い状態の酸素と、また新たに吸い込まれたバクテリア細菌等は濾材に付着、または通過し循環水ポンプで水槽内に送られる、前記光合成細菌の特性から生育環境として富栄養化した水槽内へ、食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態、光エネルギーとして水草水棲生物飼育及び鑑賞用の照明、嫌気層として濾過器内、底砂内、光合成細菌の定着培養増殖に適した環境に遊離酸素に近い状態の酸素を豊富に取り込む事によって、安価且つ容易に脱窒／硝酸塩呼吸によって水槽内の水質維持することが可能となり、脱窒／硝酸塩呼吸還元システム水槽の実現が極めて可能にする本発明の通水管（６）が循環水戻り管（７）に取り付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】  大気圧は一気圧（１０１３．２５ヘクトパスカルａｔｍ）の圧力があり、これに運転中の循環水戻り配管内の負圧の状態に吸い込ませる事は、威勢よく大気を巻き込み、巻き込まれた大気の気泡は循環水ポンプにダメージを与える、キャビテーション現象を起こす。（大気インジェクション装置「特許文献２」ではニードルバルブを使用して手動で微調整している）【００２８】  以下、本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。【００２９】図１〜図３は本発明の実施の形態に係わり、図１は大気圧減圧部本体の断面図、図２は大気混入部通水管の断面図、図３はその系統図である。【００３０】  図１〜図３に示すように、濾過器１３内、水槽内１９に大気を取り込む装置として、大気圧減圧部本体１大気採り入れ部２（ケース内）にオリフェス３を組み込みこのオリフェス３に大気を、減圧大気出口ユニオン４から循環水の戻り管７、前記濾過器入口側戻り管７に接続の本発明の大気混入部通水管６のユニオン５とチューブで連結し、循環水ポンプ１１運転中の循環水戻り管７内負圧と大気圧減圧部本体１ケース内の圧力を負圧の同圧にして、オリフェス３で絞られている大気をケース内に吸引通過させ、大気圧一気圧（１０１３．２５ヘクトパスカルａｔｍ）は、ここで絞り膨張作用で減圧される、この循環水戻り管内負圧で誘因、絞り膨張作用をすることを特徴とする。【００３１】  この、減圧された大気は通水管６に挿入されたユニオン５（大気混入部）に大気圧減圧部本体１からチューブ８で送られた、減圧された大気は通水管内循環水と混入する混入部の口先で、袋（風船）状態で留まり、循環水の負圧の通過で、此処で遊離酸素の近い状態とする小さな気泡と成り千切られ、間歇的に運ばれて往く。【００３２】  遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、自然界の新たなバクテリアと供に濾過器１３内へ優しく送り込まれ、濾過器１３内の濾材１４が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ１１にダメージを与えない、一部の気泡は濾材１４ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに、時間を掛け遊離酸素の近い状態の酸素の供給をする。【００３３】  以上説明したように本発明によれば、循環ポンプ１１に大気一気圧を吸い込み負圧に大気混入の気泡によってダメージを与える事なく、バクテリアには優しく効率よく外気からの酸素を取り込む事と供に、自然界に浮遊する細菌から、光合成細菌を利用することに遊離酸素を豊富に供給し定着培養、増殖によって、省エネ、低コスト型の脱窒／硝酸塩呼吸の還元濾過システムの水槽１７が可能となる、これを特徴とする。
【実施例】
【００３４】  水槽１７より濾過器１３への循環水戻り管７の濾過器１３入口側の途中に大気混入通水管６と大気圧減圧部本体１とチューブ８で連結され、その途中には逆流防止弁１０とコック９が取り付けられる、大気圧減圧部本体１には大気採り込み部２入口のストレーナーで粉塵等処理された大気は、大気圧減圧部本体１内に設置されたオリフェス３で、一気圧のある大気は、循環水ポンプ１１運転中の循環水戻り管７の途中に取り付けられた、大気混入通水管部６とチューブ８で連結され大気圧減圧本体１内は、循環水戻り管７内の負圧と同圧にする、大気はオリフェス３で負圧との圧力差で吸引され通過する、この時、絞り膨張作用で減圧される。【００３５】  上記、試作品使用で試験の結果、（前回水換えより１０４日目測定）
６０ｃｍ水槽  水温２４℃  ｐＨ値：６  アンモニヤ：０ｍｇ／ｌ  亜硝酸：０ｍｇ／ｌ
二酸化炭素溶存量：２０ｍｇ／ｌ  硝酸塩：５．ＰＰＭ結果、硝酸塩残留濃度は５ＰＰＭ以上にならず、光合成細菌によって脱窒／硝酸塩呼吸で還元処理されていると思われる、長期水換え無しでも水槽内１９の水棲生物に対して、水槽内１９の状態は最良の状態を維持している、水槽内１９の底部の底砂１６より大小の気泡が浮上する現象を現在確認できる、これは、照明時間が長いと盛んになり光エネルギー１８を利用する性質の光合成細菌の働きと思われる、本発明の大気圧減圧方法によって効率よく遊離酸素に近い状態の酸素の送入の効果の結果である。【００３６】  なお、１２０ｃｍ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ＰＰＭ一カ月後には１０ＰＰＭで２カ月後には硝酸塩溶存量５ＰＰＭに減少、１５０ｃｍの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ＰＰＭと高く、一か月後には２０ＰＰＭさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ＰＰＭに減少している。【００３７】  以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない、例えば、大型水槽使用では大気圧減圧本体１及び大気混入通水管６の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用分野】
【００３８】  本発明は魚等水棲生物鑑賞及び、業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る、大気圧減圧部本体断面図である。
【図２】大気混入通水管断面図である。
【図３】循環水等系統図である。
【符号の説明】
【００４０】１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部
３    オリフェス
４    減圧大気出口ユニオン
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    大気混入部通水管と大気圧減圧部本体の連結チューブ
９    コック
１０  逆流防止弁
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  水棲生物水草生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
【図１】
2009232824.tif 000003
【図２】
2009232824.tif 000004
【図３】
2009232824.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月5日(2008.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2009232824.tif 000006
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2009232824.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月5日(2008.4.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  光合成細菌について、大気中に漂う細菌の中で、光合成細菌は水際等で繁殖する微生物である、独立栄養生物で水田や池、沼などに基本的には光、富栄養化した水があれば光合成細菌の生育に適し繁殖する、通性嫌気菌であるので好気層では水中の遊離酸素、嫌気層では基質となる硝酸塩の結合酸素がある環境では増殖、有機物の資を変える速度が比較的に速い細菌である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  光合成細菌の特性は
有機物の多い水がある所を好み、光をエネルギーとし、培養が容易で菌は、安全性が高く、増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価があり飼料になる、通性嫌気菌で好気層では、水中の遊離酸素で増殖し、嫌気層では、硝酸塩の結合酸素を基質として増殖、硝酸塩呼吸で脱窒行う、観賞水槽内の環境条件が繁殖増殖に適し有機物、亜硝酸、硝酸塩、膣素の循環、水槽内の自然生態系に大きな役割を果たす、水槽内に定着繁殖させることで、脱窒還元濾過に利用、期待が出来る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部
３    オリフェス
４    減圧大気出口ユニオン
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    大気混入部通水管と大気圧減圧部本体の連結チューブ
９    コック
１０  逆流防止弁
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  水棲生物水草生育及び観賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
２１  循環水の流れ方向
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月5日(2008.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧一気圧を減圧して、大気混入部通水管（６）内で遊離酸素に近い状態とする大気圧減圧装置（１）
【請求項２】
大気混入部通水管入口ユニオン（５）は、循環水の流れ方向（２１）に若干傾斜して取り付けられることを特徴とする大気混入部通水管（６）
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月26日(2008.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧を減圧する装置であって、大気圧減圧部本体（１）内の大気採りいれ部（２）先端にオリフィス（３）を設置した大気圧減圧部本体（１）と、大気混入部通水管（６）の接続からなる大気圧減圧装置。
【請求項２】
前記大気圧減圧装置からなる、大気混入部通水管（６）に取り付けられる通水管入口ユニオン（５）は、循環水の流れ方向に若干傾斜して取り付けられることを特徴とする大気混入部通水管（６）。
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月26日(2008.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メンテナンスの問題）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の安定供給（量の問題また嫌気域以外への流出）等の問題があり、このシュードモナス属バクテリアは硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素へ還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸（毒）フィードバックが起こり，また、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素領域で起きる硫酸還元菌による還元です、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な有毒ガスです。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】１    大気圧減圧部本体２    大気採り入れ部３    オリフェス４    減圧大気出口ユニオン５    通水管入口ユニオン６    大気混入部通水管７    循環水戻り管８    大気混入部通水管と大気圧減圧部本体の連結チューブ９    コック１０  逆流防止弁１１  循環水ポンプ１２  循環水送り管１３  濾過器１４  濾材１５  循環水吸い込み口１６  水槽内底砂１７  水槽１８  水棲生物水草生育及び観賞用照明灯１９  水槽内２０  循環水吐き出し口２１  循環水の流れ方向
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月22日(2008.8.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メンテナンス）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の安定供給（量の問題また嫌気域以外への流出）等の問題があり、このシュードモナス属バクテリアは硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素へ還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸（毒）フィードバックが起こり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素領域で起きる硫酸還元菌による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌用の餌デニトロゲン、シポラックス等使用したシステム自体のメンテナンスが難しい事に加え金がかかるとゆう事が最大のネックである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
水草水槽において、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスで有り、ガス使用料設備の維持費等金が掛かり自然破壊につながる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
一般的に通常の鑑賞水槽は昼間水草に人工の二酸化炭素を強制添加し夜間はポンプでエアを、また、ディスカス愛好家等の電動エアポンプによるエアレーション方法では空気の気泡を威勢よく送り込み過ぎ気泡が大きく水面上に早く到達し、水と接触時間が短く水槽内へ酸素（遊離酸素）等溶存率が悪い、自然界の酸素は大気の体積の五分の一で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体である、上記のバクテリアの活性の条件を満たすためには、濾過器内の濾材に繁殖するバクテリアには微小の気泡で常時優しく遊離酸素の供給が必要であり、前記の通常の供給方法としては動力費用が掛かり過ぎ大気の利用効率が悪く不経済である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明によれば、上記のように循環水ポンプ１１に大気一気圧を減圧して負圧に吸い込ませる方法で、大気混入の気泡によってダメージを与える事なく、大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来、上述の水草水槽の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事による微量ながら環境に貢献し、水槽内１９へ大気中に浮遊する光合成細菌通性嫌気菌を定着利用するため遊離酸素を豊富に供給し培養増殖によって、省エネ、低コスト型の脱窒硝酸塩呼吸の還元濾過システム水槽１７を実現可能にすることを特徴とする大気圧減圧装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー６  アンモニア０ｍｇ/リットル  亜硝酸０ｍｇ/リットル  二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットル  この値は水草育成に最適な溶存量で、大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工のガスを強制添加していたが、設備経費維等が必要ない微量だが省エネ、環境に貢献する、硝酸塩残留濃度５ｍｇ/リットル以下は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている、長期水換え無しで水槽内１９の水棲生物に対して水槽内の状態は最良の状態を維持している、水槽内１９の底部の底砂より大小の気泡が浮上する現象を現在確認できる、これは照明時間が長いと盛んになり光エネルギー１８を利用する性質の光合成細菌の働きと思われる、本発明の大気圧減圧方法によって大気を採り込み大気に含有する酸素等効率よく有効に利用出来る事の表れである。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧減圧部本体(1)内の大気採り入れ部(2)の先端に請求項２のオリフィス(3)を内蔵した大気圧減圧装置。
【請求項２】
オリフィス（3）の材質は弾力のある合成樹脂で、キャップ状に成形、穴あけの加工は針等の尖った部分を刺す加工で、材質の特性の弾性現象をオリフィスとして絞り膨張作用に利用する。
【請求項３】
請求項１の大気圧減圧装置からなる、大気混入部通水管（６）に取り付けられる通水管入口ユニオン（５）は、循環水の流れ方向に若干傾斜して取り付ける。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞水槽内の水質維持に、水生生物水草、魚等の老廃物の物理濾過、自然界からのバクテリアによる生物濾過酸化濾過が一般に行われる、酸化濾過濾終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ｍｇ/リットルに達すると成長の阻害や免疫系の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険のため水換えによって水槽外へ排出している、この硝酸塩の蓄積量の低減方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観賞水槽での水質維持においては餌の残飯、魚の排泄物水草等の老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる。
【０００３】
一般的にアクアリウムの濾過と言われるものは酸化バクテリアによる酸化濾過です。
生体による老廃物、糞尿の排出、
腐敗菌好気性バクテリアによるアンモニアの生成、
好気性バクテリアによるアンモニアから亜硝酸塩へ、
好気性バクテリアによる亜硝酸から硝酸塩へ、
【０００４】
この有益バクテリアには主に、有機栄養バクテリア、空気中から水槽へ餌や魚の排泄物の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く酸素を利用してアンモニアを生成するアンモニアは魚等にとっては有害である。
【０００５】
アンモニアを栄養素とする、アンモニア酸化バクテリア、アンモニアを分解するバアクテリアで酸素を利用して亜硝酸塩を生成する増殖スピードは遅く２日から３日かかる亜硝酸塩も有毒である。
【０００６】
亜硝酸塩を栄養素とする亜硝酸塩化バクテリア、亜硝酸塩を分解するバクテリアでこれも増殖スピードが遅く２日から３日かかるが、無害の硝酸塩を生成する、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物としての硝酸塩は無害で有るが毒性の低い硝酸塩も多量に蓄積、３０ｍｇ/リットルに達すると成長の阻害や免疫の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険なため人為、一週間ごと水槽の三分の一程度水換えによって水槽外へ排出する。
【０００７】
上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属で
あり、これらの細菌は水槽内の酸素と栄養素を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。
【０００８】
このアンモニア酸化菌が呼吸により、アンモンアを酸化し亜硝酸塩を生成する、亜硝酸化菌は亜硝酸塩を呼吸し酸化する事によって硝酸塩を生成する、
好気性バクテリアはすべて遊離酸素(水の中漂う酸素分子)を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのたねにはバクテリアの繁殖する主に濾過器内、水槽内に酸素補給が重要である。
【０００９】
鑑賞用水槽クリンーシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置(特許文献1参照)特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、
気泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象(駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす)の要因となる。
【００１０】
前記ポンプは常時運転で長期に亘り使用することによって問題が起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方吹き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし、繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は普通の電動のエアポンプで行うエアレーションと変わらず、ポンプにダメージを与えてしまう、この方法では効果がない、尚、ポンプの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。
【００１１】
上述のバクテリアにたいして、別のバクテリアに脱窒菌、通性嫌気菌と言われる酸素が豊富にある状態では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸そして窒素に換えられ還元し空気中に逃がされるアクアリウム界で通気性嫌気還元濾過と言いう夢のシステムを追い求められている。
【００１２】
アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、無害化してやると言うことで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というとデニボールを使用した方法と、嫌気層を別に設けて水を定期的に循環させる方法に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。
【００１３】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成(流量の調整、メンテナンス)の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の安定供給(量の問題また嫌気域以外への流出)等の問題があり、このシュードモナス属バクテリアは硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素に還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸(毒)フィードバックが起こり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素域で起きる硫化還元菌による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌の餌デニトロゲン、シポラックス等使用したシステム自体のメンテナンスが難しいことに加え金がかかるという事が最大のネックである。
【００１４】
水草水槽において、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスで有り、ガス使用料設備の維持費等金が掛かり自然破壊につながる。
【００１５】
なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献1及び非特許文献1から8を挙げることができる。
【特許文献１】特許公開２００５−１４３４８３（要約）
【非特許文献１】URLhttp://www.civil.kumamoto-u.ac.jp/suishitu/paper/hydrogen/photosynthesis.htm有機酸を炭素源として水素を生成する光合成細菌の集積  馴養に関する基礎
【非特許文献２】URLhttp://jp.wikipedia.org/wiki/光合成  出典:フリー百科辞典ウィキペディア
【非特許文献３】URLhttp://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/datsuchiso1.htm濾過  脱窒素（還元）濾過（1）脱窒素とは第1頁から３頁
【非特許文献４】URL http://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/roka2.htm濾過の基本  濾過１６.濾過の基本（2）３生物濾過第１頁から３頁
【非特許文献５】URLhttp://www.mars.dti.ne.jp/gec/denit.html嫌気濾過FAQ  第１頁から２０頁
【非特許文献６】URLhttp://www.cwaquatech.com/cwaquatech-041.htmナイトレートフィルタートップ
【非特許文献７】URLhttp://www.eheim.jp「エーハイム総合カタログ」第１９頁（エーハイムウエットアンドドライ２２２９の特徴）
【非特許文献８】「エーハイムウエットアンドドライフィルター２２２９取扱い説明書」輸入発売元エーハイムジャパン株式会社    第７頁から１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上述のごとく、観賞用水槽の水質維持のため酸化菌による生物濾過の最終代謝物である硝酸塩を還元菌によって窒素ガスにして放出処理する、脱窒素還元濾過を行う事の問題点、安定した嫌気域を作る難しいこと（流量の調整、メンテナンスの問題）栄養素の炭素源の供給、濾過器内と水槽内に繁殖するバクテリアに常時酸素を安定した状態で供給する問題点等を鑑みて解決し大気圏の自然界から水槽内に通性嫌気菌の繁殖、増殖活性のための条件に合わせた環境を提供して省エネ、低コスト型の通性嫌気菌による脱窒硝酸塩呼吸還元システム水槽の実現することにある。
【００１７】
光合成細菌について、大気中に漂う細菌の中で、光合成細菌は水際等で繁殖する微生物である、独立栄養生物で水田や沼などに基本的には光、富栄養化した水があれば光合成細菌の生育に適し繁殖する、通性嫌気菌であるので好気域では水中の遊離酸素、嫌気域では基質となる硝酸塩の結合酸素ある環境では増殖、有機物の質を変える速度が比較的速い細菌である。
【００１８】
光合成細菌の特性は
有機物の多い水がある所を好み、光をエネルギーとし、培養が容易で菌は安全性が高く増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価が有り飼料になる通性嫌気菌で好気域では水中の遊離酸素で増殖し嫌気域では硝酸塩の結合酸素を基質として増殖、硝酸塩呼吸で脱窒行う、観賞水槽内の環境条件が繁殖増殖に適し有機物、亜硝酸、硝酸塩窒素の循環、水槽内の自然生態系に大きな役割を果たす水槽内に定着繁殖させることで、脱窒還元濾過に利用、期待が出来る。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
アクアリウムにおいて光合成細菌を用いて通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から水槽内に、定着させる事で一部の細菌は嫌気条件下で脱窒による硝酸塩呼吸も行うということで、通気性嫌気菌として貧酸素領域的な環境に置かれた場合、硝酸塩の結合酸素をその基質として脱窒硝酸塩呼吸を行う還元濾過システムが期待でき脱窒硝酸塩呼吸還元濾過水槽が可能となる。
【００２０】
前記通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から生育環境として、水圏微生物の一種で有り富栄養化した水界（水槽内）、もともと光合成細菌も有機栄養性で食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態で有れば繁殖できる、光エネルギー（水草水棲生物飼育及び鑑賞用としての照明）が透過した浅い水深、ある種の栄養源を含む嫌気層（濾過器内、底砂内）通性嫌気菌としての光合成細菌の繁殖する所として、濾過器内にある多気孔な濾材の奥の方や底砂内において水の澱んだような場所があげられる、アクアリウムにおいての水槽内が整っているが、以前から光合成細菌の定着培養繁殖が出来なかった事は、酸素の補給と供に自然界に浮遊する細菌の送入方法に問題があった。
【００２１】
通性嫌気菌（以下光合成細菌）による脱窒硝酸塩呼吸還元濾過の促成において結合酸素が大きく影響する、通常の硝化菌による生物濾過の酸化連鎖の活性で硝酸塩の結合酸素、通性嫌気菌の嫌気的呼吸に必要とする基質が生成される、硝化菌の活性に遊離酸素の供給が必要で有り、光合成細菌の増殖培養にも嫌気とゆうことに矛盾するが酸素の重要性は大きく影響し必要となる。
【００２２】
このためには濾過器入口から濾過器内の多孔質の濾性で繁殖するバクテリアと水槽内のバクテリアに遊離酸素の供給装置と方法が問題となる。
【００２３】
一般的に通常の鑑賞水槽は昼間水草に人工の二酸化炭素を強制添加し夜間はポンプでエアを、また、ディスカス愛好家等の電動エアポンプによるエアレーション方法では空気の気泡を威勢よく送り込み過ぎ気泡が大きく水面に早く到達し、水と接触時間が短く水槽内へ酸素（遊離酸素）等溶存率が悪い、自然界の酸素は大気の体積の五分の一で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体である、上記のバクテリアの活性の条件を満たすためには、濾過器内の濾材に繁殖するバクテリアには微小の気泡で常時優しく遊離酸素の供給が必要であり、前記の通常の供給方法としては動力費用がかかり過ぎ大気の利用効率が悪く不経済である。
【発明の効果】
【００２４】
酸素と光合成細菌バクテリアは大気圏の自然界から供給する、濾過器（１３）の循環水配管吸い込み側（７）から送入する事が重要で濾過器（１３）の配置として、水槽（１７）から循環水ポンプ（１１）との間に濾過器（１３）あり
この濾過器（１３）の入り口側配管内の吸い込み負圧に吸引させる方法があるが、大気には一気圧有り直接大気を取り込むことは、ポンプにダメージを与えてしまう、本発明はこの大気の圧力を減圧する装置でポンプにダメージを与えることなく優しく大気を採り入れる装置である、作用については後述する、濾過器内には多孔質の濾材（１４）が充填されこの濾材（１４）に繁殖するバクテリアに直接遊離酸素に近い状態の酸素と、また新に吸い込まれたバクテリア細菌等は濾材（１４）付着、または通過し循環ポンプで水槽内（１９）に送られる、前記光合成細菌の特性から生育環境として富栄養化した水槽内（１９）へ、食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態、光エネルギーとして水草水棲生物飼育及び鑑賞用の照明(１８)、嫌気層として濾過器（１３）底砂（１６）内、光合成細菌の定着増殖に適した環境に遊離酸素に近い状態の酸素を、本発明の大気圧減圧装置本体（１）と通水管（６）が循環水戻り管（７）に取り付けられ豊富に取り込む事によって、安価且つ容易に脱窒硝酸呼吸によって水槽内の水質維持することが可能となり、還元システム水槽の実現が極めて可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
大気圧は一気圧（１０１３．２５ヘクトパスカル）の圧力があり、これに運転中の循環水戻り管内の負圧の状態に大気を吸い込ませる事は、威勢よく大気を巻き込み、巻き込まれた大気の気泡は循環水ポンプにダメージを与える、キャビテ―ション現象を起こす。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。
【００２７】
図１から図３は本発明の実施の形態に係り、図１は大気圧減圧部本体の概略断面図。
図２は大気混入部通水管の概略断面図、図３はその系統図等である。
【００２８】
図１から図３に示すように、濾過器（１３）水槽内（１９）に大気を取り込む装置として、大気圧減圧部本体（１）大気取り入れ部(２)のケース内の先端に
オリフィス（３）を組み込み、大気圧減圧部本体（１）の減圧大気出口ユニオン（４）から循環水の戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）の通水管入口ユニオン（５）と連結チューブ（８）で繋ぎ循環水ポンプ（１１）の運転中の循環水戻り管（７）内の負圧と大気圧減圧部本体（１）内の圧力を負圧の同圧にして大気圧減圧部本体（１）内のオリフィス（３）の内で留まっている一気圧ある大気をケース内に負圧で吸引通過させる、この時オリフィスで絞られて絞り膨張作用で減圧される、この循環水戻り負圧で吸引絞り作用をする事を特徴とする。
【００２９】
この減圧された大気は通水管（６）に挿入された大気混入部ユニオン（５）に大気圧減圧部本体からチューブ（８）でおくられた、減圧された大気は通水管内循環水と混入部口先で風船状態となり留まり、循環水の負圧に吸引されて遊離酸素に近い状態に小さな気泡となり千切られ間歇的に運ばれて行く。
【００３０】
遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、自然界の新たなバクテリアと共に濾過器（１３）内へ優しく送り込まれ濾過器（１３）内の濾材（１４）が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ（１１）にダメージを与えない、一部の気泡は濾材（１４）ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに時間を掛け遊離酸素に近い状態の酸素の供給をする。
【００３１】
本発明によれば、上記のように循環ポンプ（１１）に大気一気圧を減圧して吸い込ませる方法で、大気混入の気泡によってダメージを与える事なく、大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来、上述の水草水槽（１７）の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事により環境に貢献し、水槽内（１９）へ大気中に浮遊する光合成細菌を定着利用するため遊離酸素を豊富に供給し培養増殖によって、省エネ低コスト型の脱窒硝酸呼吸の還元濾過システム水槽（１７）を実現可能にする事を特徴とする大気圧減圧装置（１）。
【実施例】
【００３２】
水槽（１７）より濾過器（１３）への循環水戻り管（７）の濾過器（１３）入口側の途中に大気混入通水管（６）と大気圧減圧部本体（１）とチューブ（８）で連結され、その途中には逆流防止弁（１０）とコック（９）が取り付けられる大気圧減圧部本体（１）には大気取り入れ部（２）入口のストレーナーで粉塵等処理された大気は大気圧減圧部本体（１）内に内蔵されたオリフィス（３）で一気圧のある大気は循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）の途中に取り付けられた大気混入通水管（６）とチューブ（８）で連結された大気圧減圧本体（１）の内は循環水戻り管内（７）の負圧と同圧にする、オリフィス（３）で留まっていた大気は負圧との圧力差で吸引され通過する、この時、オリフィス（３）で絞られ、絞り膨張作用で減圧される。
【００３３】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー6    アンモニア０ｍｇ/リットル
亜硝酸０ｍｇ/リットル      二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットル
この値は水草育成に最適な溶存量で大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工の二酸化炭素ガスを強制添加していたが設備経費維持費等が不要となり微量だが省エネ、環境に貢献できる、硝酸塩残留濃度５ｍｇ/リットル以下は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている、長期水換え無しで水槽内（１９）の水棲生物に対して水槽内（１９）の状態は最良の状態を維持している、水槽内（１９）の底部の底砂（１６）より大小の気泡が浮上する現在確認できるこれは照明（１８）時間が長いと盛んになり光エネルギーを利用する性質の光合成細菌の働きと思われる、本発明の大気圧減圧方法によって大気を取り込み大気に含有する酸素等効率よく、有効に利用出来る表れである。
【００３４】
１２０センチ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ｍｇ/リットル一ヶ月後には１０ｍｇ/リットルで２ヶ月後には硝酸塩溶存量５ｍｇ/リットルに減少、
１５０センチの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ｍｇ/リットルと高く、一ヶ月後には２０ｍｇ/リットルさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ｍｇ/リットルに減少している。
【００３５】
以上本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない、例えば大型水槽では大気圧減圧本体（１）及び大気混入通水管（６）の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は魚等水棲生物鑑賞及び業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る、大気圧減圧部本体概略の断面図である。
【図２】大気混入通水管概略の断面図である。
【図３】循環水等系統図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部
３    オリフィス
４    減圧大気出口ユニオン
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    大気混入部通水管と大気圧減圧本体の連結チューブ
９    コック
１０  逆流防止弁
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  水棲生物水草生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽
２０  循環水吐き出し口
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月3日(2008.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィス（３）の材質は弾力のある合成樹脂で、キャップ状に成形して、穴あけの加工は針等の尖った部分を刺す加工とする、特に材質の特性の弾性現象を利用することを特徴とするオリフィス（３）。
【請求項２】
大気圧減圧部本体（１）内の大気採り入れ部（２）の先端に請求項１に記載のオリフィス（３）を内蔵した大気圧減圧装置。
【請求項３】
請求項２に記載の大気圧減圧装置からなる、大気混入部通水管（６）に取り付けられる通水管入口ユニオン（５）は、循環水流れ方向に若干傾斜して取り付けられること特徴とする大気混入部通水管（６）。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月5日(2008.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞水槽内の水質維持に、水生生物水草、魚等の老廃物の物理濾過、自然界からのバクテリアによる生物濾過酸化濾過が一般に行われる、酸化濾過濾終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ｍｇ/リットルに達すると成長の阻害や免疫系の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険のため水換えによって水槽外へ排出している、この硝酸塩の蓄積量の低減方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観賞水槽での水質維持においては餌の残飯、魚の排泄物水草等の老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる。
【０００３】
一般的にアクアリウムの濾過と言われるものは酸化バクテリアによる酸化濾過です。
生体による老廃物、糞尿の排出、
腐敗菌好気性バクテリアによるアンモニアの生成、
好気性バクテリアによるアンモニアから亜硝酸塩へ、
好気性バクテリアによる亜硝酸から硝酸塩へ、
【０００４】
この有益バクテリアには主に、有機栄養バクテリア、空気中から水槽へ餌や魚の排泄物の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く酸素を利用してアンモニアを生成するアンモニアは魚等にとっては有害である。
【０００５】
アンモニアを栄養素とする、アンモニア酸化バクテリア、アンモニアを分解するバアクテリアで酸素を利用して亜硝酸塩を生成する増殖スピードは遅く２日から３日かかる亜硝酸塩も有毒である。
【０００６】
亜硝酸塩を栄養素とする亜硝酸塩化バクテリア、亜硝酸塩を分解するバクテリアでこれも増殖スピードが遅く２日から３日かかるが、無害の硝酸塩を生成する、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物としての硝酸塩は無害で有るが毒性の低い硝酸塩も多量に蓄積、３０ｍｇ/リットルに達すると成長の阻害や免疫の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険なため人為、一週間ごと水槽の三分の一程度水換えによって水槽外へ排出する。
【０００７】
上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属であり、これらの細菌は水槽内の酸素と栄養素を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。
【０００８】
このアンモニア酸化菌が呼吸により、アンモンアを酸化し亜硝酸塩を生成する、亜硝酸化菌は亜硝酸塩を呼吸し酸化する事によって硝酸塩を生成する、
好気性バクテリアはすべて遊離酸素(水の中漂う酸素分子)を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのたねにはバクテリアの繁殖する主に濾過器内、水槽内に酸素補給が重要である。
【０００９】
鑑賞用水槽クリンーシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置(特許文献1参照)特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、気泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象(駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす)の要因となる、大気圧は一気圧（１０１３．２５ヘクトパスカル）の圧力があり、これに運転中の循環水戻り管内の負圧の状態に大気を吸い込ませる事は、威勢よく大気を巻き込み、巻き込まれた大気の気泡は循環水ポンプにダメージを与える、キャビテ―ション現象を起こす。
【００１０】
前記ポンプは常時運転で長期に亘り使用することによって問題が起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方吹き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし、繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は普通の電動のエアポンプで行うエアレーションと変わらず、ポンプにダメージを与えてしまう、この方法では効果がない、尚、ポンプの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。
【００１１】
上述のバクテリアにたいして、別のバクテリアに脱窒菌、通性嫌気菌と言われる酸素が豊富にある状態では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸そして窒素に換えられ還元し空気中に逃がされるアクアリウム界で通気性嫌気還元濾過と言いう夢のシステムを追い求められている。
【００１２】
アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、無害化してやると言うことで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というとデニボールを使用した方法と、嫌気層を別に設けて水を定期的に循環させる方法に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。
【００１３】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成(流量の調整、メンテナンス)の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の安定供給(量の問題また嫌気域以外への流出)等の問題があり、このシュードモナス属バクテリアは硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素に還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸(毒)フィードバックが起こり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素域で起きる硫化還元菌による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌の餌デニトロゲン、シポラックス等使用したシステム自体のメンテナンスが難しいことに加え金がかかるという事が最大のネックである。
【００１４】
水草水槽において、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスで有り、ガス使用料設備の維持費等金が掛かり自然破壊につながる。
【００１５】
なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献1及び非特許文献1から8を挙げることができる。
【特許文献１】特許公開２００５−１４３４８３（要約）
【非特許文献１】URLhttp://www.civil.kumamoto-u.ac.jp/suishitu/paper/hydrogen/photosynthesis.htm有機酸を炭素源として水素を生成する光合成細菌の集積  馴養に関する基礎
【非特許文献２】URLhttp://jp.wikipedia.org/wiki/光合成  出典:フリー百科辞典ウィキペディア
【非特許文献３】URLhttp://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/datsuchiso1.htm濾過  脱窒素（還元）濾過（1）脱窒素とは第1頁から３頁
【非特許文献４】URL http://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/roka2.htm濾過の基本  濾過１６.濾過の基本（2）３生物濾過第１頁から３頁
【非特許文献５】URLhttp://www.mars.dti.ne.jp/gec/denit.html嫌気濾過FAQ  第１頁から２０頁
【非特許文献６】URLhttp://www.cwaquatech.com/cwaquatech-041.htmナイトレートフィルタートップ
【非特許文献７】URLhttp://www.eheim.jp「エーハイム総合カタログ」第１９頁（エーハイムウエットアンドドライ２２２９の特徴）
【非特許文献８】「エーハイムウエットアンドドライフィルター２２２９取扱い説明書」輸入発売元エーハイムジャパン株式会社    第７頁から１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上述のごとく、観賞用水槽の水質維持のため酸化菌による生物濾過の最終代謝物である硝酸塩を還元菌によって窒素ガスにして放出処理する、脱窒素還元濾過を行う事の問題点、安定した嫌気域を作る難しいこと（流量の調整、メンテナンスの問題）栄養素の炭素源の供給、濾過器内と水槽内に繁殖するバクテリアに常時酸素を安定した状態で供給する問題点等を鑑みて解決し大気圏の自然界から水槽内に通性嫌気菌の繁殖、増殖活性のための条件に合わせた環境を提供して省エネ、低コスト型の通性嫌気菌による脱窒硝酸塩呼吸還元システム水槽の実現することにある。
【００１７】
光合成細菌について、大気中に漂う細菌の中で、光合成細菌は水際等で繁殖する微生物である、独立栄養生物で水田や沼などに基本的には光、富栄養化した水があれば光合成細菌の生育に適し繁殖する、通性嫌気菌であるので好気域では水中の遊離酸素、嫌気域では基質となる硝酸塩の結合酸素ある環境では増殖、有機物の質を変える速度が比較的速い細菌である。
【００１８】
光合成細菌の特性は
有機物の多い水がある所を好み、光をエネルギーとし、培養が容易で菌は安全性が高く増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価が有り飼料になる通性嫌気菌で好気域では水中の遊離酸素で増殖し嫌気域では硝酸塩の結合酸素を基質として増殖、硝酸塩呼吸で脱窒行う、観賞水槽内の環境条件が繁殖増殖に適し有機物、亜硝酸、硝酸塩窒素の循環、水槽内の自然生態系に大きな役割を果たす水槽内に定着繁殖させることで、脱窒還元濾過に利用、期待が出来る。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
アクアリウムにおいて光合成細菌を用いて通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から水槽内に、定着させる事で一部の細菌は嫌気条件下で脱窒による硝酸塩呼吸も行うということで、通気性嫌気菌として貧酸素領域的な環境に置かれた場合、硝酸塩の結合酸素をその基質として脱窒硝酸塩呼吸を行う還元濾過システムが期待でき脱窒硝酸塩呼吸還元濾過水槽が可能となる。
【００２０】
前記通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から生育環境として、水圏微生物の一種で有り富栄養化した水界（水槽内）、もともと光合成細菌も有機栄養性で食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態で有れば繁殖できる、光エネルギー（水草水棲生物飼育及び鑑賞用としての照明）が透過した浅い水深、ある種の栄養源を含む嫌気層（濾過器内、底砂内）通性嫌気菌としての光合成細菌の繁殖する所として、濾過器内にある多気孔な濾材の奥の方や底砂内において水の澱んだような場所があげられる、アクアリウムにおいての水槽内が整っているが、以前から光合成細菌の定着培養繁殖が出来なかった事は、酸素の補給と供に自然界に浮遊する細菌の送入方法に問題があった。
【００２１】
通性嫌気菌（以下光合成細菌）による脱窒硝酸塩呼吸還元濾過の促成において結合酸素が大きく影響する、通常の硝化菌による生物濾過の酸化連鎖の活性で硝酸塩の結合酸素、通性嫌気菌の嫌気的呼吸に必要とする基質が生成される、硝化菌の活性に遊離酸素の供給が必要で有り、光合成細菌の増殖培養にも嫌気とゆうことに矛盾するが酸素の重要性は大きく影響し必要となる。
【００２２】
このためには濾過器入口から濾過器内の多孔質の濾性で繁殖するバクテリアと水槽内のバクテリアに遊離酸素の供給装置と方法が問題となる。
【００２３】
一般的に通常の鑑賞水槽は昼間水草に人工の二酸化炭素を強制添加し夜間はポンプでエアを、また、ディスカス愛好家等の電動エアポンプによるエアレーション方法では空気の気泡を威勢よく送り込み過ぎ気泡が大きく水面に早く到達し、水と接触時間が短く水槽内へ酸素（遊離酸素）等溶存率が悪い、自然界の酸素は大気の体積の五分の一で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体である、上記のバクテリアの活性の条件を満たすためには、濾過器内の濾材に繁殖するバクテリアには微小の気泡で常時優しく遊離酸素の供給が必要であり、前記の通常の供給方法としては動力費用がかかり過ぎ大気の利用効率が悪く不経済である。
【発明の効果】
【００２４】
酸素と光合成細菌バクテリアは大気圏の自然界から供給する、濾過器（１３）の循環水配管吸い込み側（７）から送入する事が重要で濾過器（１３）の配置として、水槽（１７）から循環水ポンプ（１１）との間に濾過器（１３）あり
この濾過器（１３）の入り口側配管内の吸い込み負圧に吸引させる方法があるが、大気には一気圧有り直接大気を取り込むことは、ポンプにダメージを与えてしまう、本発明はこの大気の圧力を減圧する装置でポンプにダメージを与えることなく優しく大気を採り入れる装置である、作用については後述する、濾過器内には多孔質の濾材（１４）が充填されこの濾材（１４）に繁殖するバクテリアに直接遊離酸素に近い状態の酸素と、また新に吸い込まれたバクテリア細菌等は濾材（１４）付着、または通過し循環ポンプで水槽内（１９）に送られる、前記光合成細菌の特性から生育環境として富栄養化した水槽内（１９）へ、食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態、光エネルギーとして水草水棲生物飼育及び鑑賞用の照明(１８)、嫌気層として濾過器（１３）底砂（１６）内、光合成細菌の定着増殖に適した環境に遊離酸素に近い状態の酸素を、本発明の大気圧減圧装置本体（１）と通水管（６）が循環水戻り管（７）に取り付けられ豊富に取り込む事によって、安価且つ容易に脱窒硝酸呼吸によって水槽内の水質維持することが可能となり、還元システム水槽の実現が極めて可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。
【００２６】
図１から図３は本発明の実施の形態に係り、図１は大気圧減圧部本体の概略断面図。
図２は大気混入部通水管の概略断面図、図３はその系統図等である。
【００２７】
本発明の要となる請求項１に記載のオリフィス（３）の材質は弾力のある合成樹脂で、キャップ状に成型して、穴あけの加工は針等の尖った部分を刺す加工とする、特に材質の弾性現象（外力によって形や体積に変化を生じた物体が、力を取り去ると再び元の状態に回復する性質。）を利用する、加工部の状態は厳密に言えば、極微小の状態に穴あけ加工し、元に戻り収縮する状態を利用する、これに対し復元状態が穴の状態である加工だと、大気の通過に抵抗が弱くよって、本発明の大気圧減圧効果がなく大気混入部通水管（６）の混入部口先で遊離酸素（水中に漂う酸素の分子）に近い状態の気泡に出来ない、前記の弾性現象を利用することで遊離酸素に近い状態の気泡にすることを特徴とするオリフィス（３）
【００２８】
図１から図３に示すように、濾過器（１３）水槽内（１９）に大気を取り込む装置として、大気圧減圧部本体（１）大気取り入れ部(２)のケース内の先端に前記のオリフィス（３）を組み込み、大気圧減圧部本体（１）の減圧大気出口ユニオン（４）から循環水の戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）の通水管入口ユニオン（５）と連結チューブ（８）で繋ぎ循環水ポンプ（１１）の運転中の循環水戻り管（７）内の負圧と大気圧減圧部本体（１）内の圧力を負圧の同圧にして大気圧減圧部本体（１）内のオリフィス（３）の内で留まっている一気圧ある大気をケース内に負圧で吸引通過させる、この時オリフィス（３）で絞られて絞り膨張作用で減圧される、
【００２９】
この減圧された大気は大気混入部通水管（６）に設置されている大気混入部ユニオン（５）に大気圧減圧部本体からチューブ（８）で送られ、減圧された大気は通水管内循環水と混入部口先で風船状態となり留まり、循環水の負圧に吸引されて千切られ遊離酸素に近い状態の小さな気泡となり間歇的に運ばれて行く。
【００３０】
遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、自然界の新たなバクテリアと共に濾過器（１３）内へ優しく送り込まれ濾過器（１３）内の濾材（１４）が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ（１１）にダメージを与えない、一部の気泡は濾材（１４）ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに時間を掛け遊離酸素に近い状態の酸素の供給をする。
【００３１】
本発明によれば、上記のように循環ポンプ（１１）に大気一気圧を減圧して吸い込ませる方法で、大気混入の気泡によってダメージを与える事なく、大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来、上述の水草水槽（１７）の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事により環境に貢献し、水槽内（１９）へ大気中に浮遊する光合成細菌を定着利用するため遊離酸素を豊富に供給し培養増殖によって、省エネ低コスト型の脱窒硝酸呼吸の還元濾過システム水槽（１７）を実現可能にする事を特徴とする大気圧減圧装置（１）。
【実施例】
【００３２】
水槽（１７）より濾過器（１３）への循環水戻り管（７）の濾過器（１３）入口側の途中に大気混入通水管（６）と大気圧減圧部本体（１）とチューブ（８）で連結され、その途中には逆流防止弁（１０）とコック（９）が取り付けられる大気圧減圧部本体（１）には大気取り入れ部（２）入口のストレーナーで粉塵等処理された大気は大気圧減圧部本体（１）内に内蔵されたオリフィス（３）で一気圧のある大気は循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）の途中に取り付けられた大気混入通水管（６）とチューブ（８）で連結された大気圧減圧本体（１）の内は循環水戻り管内（７）の負圧と同圧にする、オリフィス（３）で留まっていた大気は負圧との圧力差で吸引され通過する、この時、オリフィス（３）で絞られ、絞り膨張作用で減圧される。
【００３３】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー6    アンモニア０ｍｇ/リットル
亜硝酸０ｍｇ/リットル      二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットル
この値は水草育成に最適な溶存量で大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工の二酸化炭素ガスを強制添加していたが設備経費維持費等が不要となり微量だが省エネ、環境に貢献できる、硝酸塩残留濃度５ｍｇ/リットル以下は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている、長期水換え無しで水槽内（１９）の水棲生物に対して水槽内（１９）の状態は最良の状態を維持している、水槽内（１９）の底部の底砂（１６）より大小の気泡が浮上する現在確認できるこれは照明（１８）時間が長いと盛んになり光エネルギーを利用する性質の光合成細菌の働きと思われる、本発明の大気圧減圧方法によって大気を取り込み大気に含有する酸素等効率よく、有効に利用出来る表れである。
【００３４】
１２０センチ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ｍｇ/リットル一ヶ月後には１０ｍｇ/リットルで２ヶ月後には硝酸塩溶存量５ｍｇ/リットルに減少、１５０センチの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ｍｇ/リットルと高く、一ヶ月後には２０ｍｇ/リットルさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ｍｇ/リットルに減少している。
【００３５】
以上本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない、例えば大型水槽では大気圧減圧本体（１）及び大気混入通水管（６）の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は魚等水棲生物鑑賞及び業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る、大気圧減圧部本体概略の断面図である。
【図２】大気混入通水管概略の断面図である。
【図３】循環水等系統図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部
３    オリフィス
４    減圧大気出口ユニオン
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    大気混入部通水管と大気圧減圧本体の連結チューブ
９    コック
１０  逆流防止弁
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  水棲生物水草生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
２１ 循環水流れ方向
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月9日(2008.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィス（３）本体の材質は弾力のある合成樹脂で、キャップ状に成形して、オリフィス部の加工は針等の尖った部分を刺す切開加工とする、特に材質の特性の弾性現象を利用することを特徴とするオリフィス（３）。
【請求項２】
大気圧減圧部本体（１）の大気採り入れ部（２）の先端に請求項１に記載のオリフィス（３）を設置した大気圧減圧装置。
【請求項３】
請求項２に記載の大気圧減圧装置からなる、大気混入部通水管（６）に取り付けられる通水管入口ユニオン（５）は、循環水流れ方向に若干傾斜して取り付けられること特徴とする大気混入部通水管（６）。
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月24日(2008.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009232824.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月24日(2008.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2009232824.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月24日(2008.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2009232824.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月24日(2008.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気採り入れ部（２）の先端に大気入口弁（３）を設け、出口側に出口弁兼逆流防止弁（４）を設け、出口弁のカバー（２３）を設けた大気圧減圧装置。
【請求項２】
請求項１の大気圧減圧装置からなる、大気混入部通水管（６）に取り付けられる通水管入口ユニオン（５）は、循環水の流れ方向に若干傾斜してユニオンの先端は通水管内中央に差し込み取り付けられることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月24日(2008.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞水槽内の水質維持に、水棲生物水草、魚等の老廃物の物理濾過、自然界からのバクテリアによる生物酸化濾過が一般に行われる、生物酸化濾過の終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ｍｇ/リットルに達すると、水棲生物に悪影響を及ぼす成長の阻害や免疫系の阻害を起こす、観賞水槽では危険のため水換えによって硝酸塩濃度を希釈するため水槽外へ排出している、この硝酸塩の蓄積量の低減方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、観賞水槽での水質維持においては餌の残飯、魚の排泄物水草等の老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる。
【０００３】
一般的にアクアリウムの濾過と言われるものは酸化と硝化バクテリアによる生物酸化分解連鎖濾過で生体による老廃物、糞尿の排出物を腐敗菌好気性バクテリアによる有害のアンモニアの生成へ、好気性バクテリアによるアンモニアからこれも害のある亜硝酸塩へ、好気性バクテリアによる亜硝酸から酸化濾過の最終代謝物、無害の硝酸塩を生成する。
【０００４】
この有益バクテリアはニトロソモナス属等で主に有機栄養バクテリアで、空気中から水槽へ餌や魚の排泄物の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く水槽内に溶け込んだ酸素の分子遊離酸素を利用してアンモニアを生成するアンモニアは魚等にとっては有害である。
【０００５】
アンモニアを栄養素とするアンモニア酸化バクテリア、ニトロコッカス属は独立栄養菌で酸素を酸化剤として酸素呼吸して、アンモニアを分解して亜硝酸塩を生成する増殖スピードは遅く２日から３日かかる亜硝酸塩も有毒である。
【０００６】
亜硝酸塩を栄養素とする亜硝酸塩化バクテリアも亜硝酸塩の結合酸素で分解し無害の硝酸塩を生成するバクテリアでこれも増殖スピードが遅く２日から３日かかるが、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物として生成される硝酸塩は無害で有るが、硝酸塩も多量に蓄積、３０ｍｇ/リットルに達すると成長の阻害や免疫の阻害を起こす水棲生物に悪影響を及ぼす、危険なため人為、一週間ごと水槽の三分の一程度水換えによって希釈のため水槽外へ排出している。
【０００７】
上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属で
あり、これらの細菌は水槽内に溶け込んだ遊離酸素（水中に漂う酸素分子）と栄養素有機物を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。
【０００８】
好気性バクテリアはすべて遊離酸素(水の中漂う酸素分子)を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのためにはバクテリアの繁殖する主に濾過器内、水槽内に遊離酸素に近い状態にした極微小の気泡状態で酸素補給が重要である、有機物の分解にはあくまで硝酸ではなく好気的な硝化反応を行うために酸素を利用する。
【０００９】
上述のバクテリアに別の働きがある脱窒菌、通性嫌気菌と言われ酸素が豊富にある条件下では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸そして窒素に換えられ還元し空気中に逃がされるアクアリウム界で通性嫌気菌還元濾過と言いう、この夢のシステムを追い求められている。
【００１０】
アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、無害化してやると言うことで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というと、嫌気菌を繁殖させる嫌気層を別に設けて嫌気菌の餌となる炭素同化用としての高価な３ヒドロキシ酪酸から作られた生分解性プラスチックのデニボール等を使用した方法と、酸素を取り除く装置で嫌気水を定期的に循環させる方法と、に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。
【００１１】
なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献1と2及び非特許文献1から8を挙げることができる。
【特許文献１】特許公開２００５−１４３４８３
【特許文献２】特許公開２００５−２２３３９５
【非特許文献１】URLhttp://www.civil.kumamoto-u.ac.jp/suishitu/paper/hydrogen/photosynthesis.htm有機酸を炭素源として水素を生成する光合成細菌の集積  馴養に関する基礎
【非特許文献２】URLhttp://jp.wikipedia.org/wiki/光合成  出典:フリー百科辞典ウィキペディア
【非特許文献３】URLhttp://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/datsuchiso1.htm濾過  脱窒素（還元）濾過（1）脱窒素とは第1頁から３頁
【非特許文献４】URL http://www.eonet.ne.jp/again/2006/aqua-kiso/roka2.htm濾過の基本  濾過１６.濾過の基本（2）３生物濾過第１頁から３頁
【非特許文献５】URLhttp://www.mars.dti.ne.jp/gec/denit.html嫌気濾過FAQ  第１頁から２０頁
【非特許文献６】URLhttp://www.cwaquatech.com/cwaquatech-041.htmナイトレートフィルタートップ
【非特許文献７】URLhttp://www.eheim.jp「エーハイム総合カタログ」第１９（エーハイムウエットアンドドライ２２２９の特徴）
【非特許文献８】「エーハイムウエットアンドドライフィルター２２２９取扱い説明書」輸入発売元エーハイムジャパン株式会社    第７頁から１０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上述のごとく、観賞用水槽の水質維持のため酸化菌による生物酸化連鎖濾過の最終代謝物である硝酸塩を還元菌によって窒素ガスにして放出処理する窒素還元濾過を行う事、濾過器内と水槽内に繁殖するバクテリアに常時酸素を安定した状態で供給する事、従来その方法として、循環水吸い込み負圧を利用して直接大気を吸い込ませる方法が発表されているが、気泡によるポンプにエアがらみの騒音が発生する問題がある、水草の光合成作用に必要な二酸化炭素の問題点等を鑑みて自然界の大気を利用して解決する、前記水槽内に通性嫌気菌の繁殖、増殖活性のための条件に合わせた環境に定着させ省エネ、低コスト型の通性嫌気菌による脱窒硝酸塩呼吸還元水槽の実現することにある。
【００１３】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メンテナンス）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の供給に、３ヒドロキシ酪酸等使用した還元BOX等が販売されているが、量の問題また嫌気域以外への流出等の問題があり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素域で起きる硫化還元菌デスルフォビブリオ属による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌の餌デニトロゲン、シポラックス（材質はデニボールと同様）等使用したシステムで硫化水素発生の報告が出ている。
【００１４】
また、前記システムはシュードモナス属バクテリアによるものと思われ硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素に還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸(毒)フィードバックが起き水棲生物に悪影響を及ぼす、メンテナンスが難しいことに加え金がかかるという事が最大の問題である。
【００１５】
鑑賞用水槽クリンーシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置(特許文献1参照)特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、気
泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象（駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす）の要因となる、大気は一気圧の圧力が有り、運転中の循環水戻り管内の負圧の状態に、大気を吸い込ませる事は威勢よく気泡を巻き込み、巻き込まれた気泡により循環水ポンプに前記キャビテーション現象を起こしダメージを与える。
【００１６】
前記ポンプは常時運転で長期に亘り使用することによって問題が起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方吹き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は普通の電動のエアポンプで行うエアレーションと変わらず、ポンプにダメージを与える、この方法では効果がない、尚、ポンプの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。
【００１７】
また、一般的に通常の鑑賞水槽で特に水草水槽においては、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を使用するために供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ放出、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスであり、ガス購入使用料設備の維持費等金が掛かり自然破壊につながる。
【００１８】
昼間水草に人工の二酸化炭素を強制添加し夜間はポンプでエアを、また、ディスカス愛好家等の電動エアポンプによるエアレーション方法では空気の気泡を威勢よく送り込み過ぎ気泡が大きく水面に早く到達してしまい、水と接触時間が短く水槽内へ遊離酸素（水の中に漂う酸素分子）に近い状態等出来ず、濾過器内の濾材に繁殖するバクテリアには微小の気泡で常時優しく遊離酸素に近い状態の供給が必要であるが、前記の常時電動エアポンプ使用の供給方法では溶存率が悪く、動力費用がかかり過ぎ大気の利用効率が悪く不経済である、自然界の酸素は大気の体積の五分の一で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体である。
【００１９】
脱窒硝酸塩呼吸還元濾過には、大気中に漂う細菌の中の酸素非発生型光合成細菌を、大気を媒介として大気と供に水槽内に取り込み利用する、この細菌は水際等で繁殖する微生物である光合成細菌の特性は有機物の多い水がある所を好み独立栄養生物で水田や沼などに基本的には光をエネルギーとして、富栄養化した水があれば光合成細菌の生育に適し繁殖する、通性嫌気菌であるので好気域では水中の遊離酸素で、嫌気域では基質となる硝酸塩の結合酸素のある環境で繁殖し有機物の質を変える速度が比較的速い細菌である。
【００２０】
光をエネルギーとし、培養が容易で菌は安全性が高く増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価が有り飼料になる、観賞用水槽内の環境条件が繁殖増殖に適し有機物からアンモニア、亜硝酸、硝酸塩から窒素へ作用する、この特性を利用することで水槽内の自然生態系に大きな役割を果たす、水槽内に定着繁殖させることが容易であり脱窒還元濾過に利用できる。
【００２１】
一部の細菌は嫌気暗条件下で硝酸塩呼吸も行うので脱窒に期待でき、通気性嫌気菌として貧酸素領域的な環境に置かれた嫌気菌は、生物酸化連鎖濾過の最終対謝物として残留している硝酸塩の結合酸素をその基質として脱窒硝酸塩呼吸を行う、還元濾過が期待でき脱窒硝酸塩呼吸還元濾過水槽が可能となる。
前記通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から生育環境として観賞用水槽で利用でき、水圏微生物の一種で有り富栄養化した水界（鑑賞用水槽内）、もともと光合成細菌も有機栄養性で食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態の富栄養化した水が有れば繁殖できる、光エネルギー（水草水棲生物飼育及び鑑賞用としての照明）が透過した浅い水深、ある種の栄養源を含む嫌気層（濾過器内、底砂内）通性嫌気菌としての光合成細菌の繁殖する所として、濾過器内にある多気孔な濾材の奥の方や底砂内において水の澱んだような場所があげられる、アクアリウムにおいての水槽、が光合成細菌の生育環境として最も整っているが、嫌気菌に対して酸素の供給と硝酸塩に関係の水換え頻度によって、以前からアクアリウム界で光合成細菌の定着繁殖培養が出来なかった。
【００２２】
通性嫌気菌による脱窒硝酸塩呼吸還元濾過の促成において酸素が酸化剤として大きく影響する、嫌気環境に於いて有機物を分解する際に硝化菌は酸素を酸化剤として利用する事で、結果的に硝酸を還元し窒素へ戻す（硝酸呼吸）生物酸化連鎖濾過の活性に遊離酸素が必要で生物酸化連鎖濾過の最終代謝物の硝酸塩は通性嫌気菌の嫌気的呼吸に必要とする、この硝酸呼吸で硝酸塩は窒素に還元され気泡となり水槽外へ処理され、また嫌気菌の基質が生成される、硝化菌の活性に遊離酸素の供給が重要で有り、光合成細菌の嫌気菌増殖培養にも嫌気とゆうことに矛盾するが酸素の存在は水槽内のバランスに大きく関わっている。
【００２３】
このためには濾過器入口から濾過器内の多孔質の濾材で繁殖するバクテリアと水槽内のバクテリアに遊離酸素(水中に漂う酸素分子)に近い状態にした酸素等の供給が必要且つ重要であり、供給装置と方法が問題となり不可能だった。
【００２４】
従来の酸素取り込み方法はニードルバルブで絞り、流量を調整する方法であり気泡は水中に漂う酸素分子に近い状態に調整が出来ない大きさで運ばれて行き、ポンプ吸い込み口に滞留し蓄積した気泡が一気に吸い込まれる為と思われるキャビテーション現象異常音が起きている。
本発明は以上の問題点を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
循環水ポンプ運転中の循環水吸い込み側の負圧を利用して、大気を取り込む為に大気圧を減圧する装置で、装置に大気入口弁（３）と出口弁兼逆流防止弁（４）の二つの弁を設け二段減圧でする。出口弁（４）をフィードバックのために利用して二段減圧する。以上の構成からなる大気圧減圧装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の大気圧減圧装置は、大気を循環水ポンプ運転中の循環水吸い込み側の負圧を利用して吸引する事で、大気入口弁（３）と出口弁（４）の抵抗によって減圧し間歇的に微小の気泡にすることが出来、遊離酸素水中に漂う酸素分子に近い状態とすることと、間歇的に送入できる、気泡によるポンプにダメージを与える事なく、効率よく酸素等を濾過器内及び水槽内に送入できる、出口弁（４）はポンプ停止時の逆流防止弁を兼ねる。
【００２７】
酸素と光合成細菌バクテリア等は自然界の大気に含まれている大気から供給する、濾過器（１３）の循環水吸い込み側配管（７）から送入する事が重要で濾過器（１３）の配置として、水槽（１７）から循環水ポンプ（１１）との間に濾過器（１３）があり、この濾過器（１３）の入り口側配管内の吸い込み負圧に吸引させる方法であるが、大気には一気圧有り直接大気を採り込むことは、ポンプ（１１）にダメージを与えてしまう、本発明はこの大気の圧力を減圧する装置でポンプ（１１）にダメージを与えることなく優しく大気を採り入れる装置である。
【００２８】
濾過器内には多孔質の濾材（１４）が充填されこの濾材（１４）で繁殖するバクテリアに直接遊離酸素に近い状態の酸素と、また新に吸い込まれたバクテリア細菌等は濾材（１４）に付着し、または循環水ポンプ（１１）にて介し通過し循環水送り管（１２）で水槽内（１９）に送られる。
【００２９】
前記光合成細菌の特性から生育環境として食べ残し餌や、生体からの排泄物が溶け込んだ状態の富栄養化した水槽内（１９）へ、光エネルギーとして水草水棲生物飼育及び鑑賞用の照明(１８)、嫌気層として濾過器（１３）底砂（１６）内があり、この条件が整った水槽内が光合成細菌の定着増殖に最も適し、この環境に、本発明の大気圧減圧装置本体（１）と大気混入部通水管（６）を循環水戻り管（７）に取り付け大気を豊富に取り込む事によって、酸素及び光合成細菌等により、安価且つ容易に生物酸化連鎖濾過の活性及び、最終代謝物の硝酸塩を窒素に還元する水槽の実現が極めて可能になり、水槽内の水質維持することができる。
【００３０】
以前からアクアリウム界で光合成細菌の定着繁殖培養が出来なかった事は、酸素の補給と供に自然界に浮遊する細菌の導入方法と、硝酸塩の残留の関係から頻繁に水換えをしていた事に問題があった。水換え回数を減らす事で通性嫌気菌としての光合成細菌の特性から、大気中から遊離酸素に近い状態にした酸素と供に水槽内（１９）に光合成細菌を導入する事によって定着可能となる。酸素を供給する事で長期間水換え無しでも光合成細菌の定着によって硝酸塩の残留の問題は解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１から図３は本発明の実施の形態に係り、図１は大気圧減圧部本体の概略断
面図、図２は大気混入部通水管の概略断面図、図３はその系統図等である。
【００３３】
本発明の要となる請求項１に記載の大気入り口弁（３）と出口弁（４）の材質は弾力のある合成樹脂でキャップ状に成型して大気流路の弁は、特に材質の弾力性現象（外力によって形や体積に変化を生じた物体が、力を取り除くと再び元の状態に回復する性質。）を利用した弁で、出口弁（４）は大気入り口弁より強めで停止時に逆流防止弁の機能を兼ねる。
【００３４】
図１から図３に示すように、濾過器（１３）と水槽内（１９）に大気を取り込む装置として、大気圧減圧部本体（１）内の大気取り入れ部（２）の先端に大気入口弁（３）を組み込み、大気圧減圧部本体（１）の出口弁カバー（２３）の連結チューブ接続部（１０）から循環水の戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）の通水管入口ユニオン接続部（５）と連結チューブ（８）（循環水の負圧の変動時の逆流クション用としての長さを持つ）で繋ぎ循環水ポンプ（１１）の運転中の循環水戻り管（７）内の負圧と大気圧減圧部本体（１）の出口弁カバー（２３）内の圧力を負圧の同圧にして出口弁カバー（２３）内取り付けの出口弁（４）を介し負圧で更に大気入口弁（３）の内で留まっている一気圧ある大気をケース内に負圧で吸引通過させる、この時大気入口弁の抵抗で絞られた大気を出口弁（４）の抵抗で更に絞り間歇的に二段階に減圧される、この二段階に絞り間歇的に遊離酸素に近い気泡にする事を特徴とする。
【００３５】
この減圧された大気は請求項３に記載の大気混入部通水管（６）の入口ユニオン（５）は循環水の流れ方向に若干傾斜させて先端は管の中へ突き刺す状態に取り付ける、スロットル効果を上げて効率よく遊離酸素に近い状態の気泡を作る、大気混入部通水管（６）入口ユニオン（５）に大気圧減圧部本体からチューブ（８）で送られた減圧された大気は通水管内循環水と入口ユニオン（５）の先端の大気混入部で風船状態となり留まり、循環水の負圧に吸引されて千切られ小さな気泡となり遊離酸素に近い状態になって間歇的に運ばれて行く。
【００３６】
遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、自然界の新たなバクテリアと共に濾過器（１３）内へ優しく送り込まれ濾過器（１３）内の濾材（１４）が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ（１１）にダメージを与えない、一部の気泡は濾材（１４）ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに時間を掛け遊離酸素に近い状態の酸素の供給をする。
【００３７】
本発明によれば、上記のように循環水ポンプ（１１）に大気一気圧を減圧して吸い込ませる方法で、大気混入の気泡によってダメージを与える事なく、大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と供に０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来る、上述の水草水槽（１７）の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事により環境に超微量であるが貢献し、また水槽内（１９）へ大気中に浮遊する光合成細菌を定着利用するため遊離酸素を豊富に供給し培養増殖によって、省エネ低コスト型の脱窒硝酸呼吸の還元濾過水槽（１７）を実現可能にする事を特徴とする大気圧減圧装置（１）。
【実施例】
【００３８】
水槽（１７）より濾過器（１３）への循環水戻り管（７）の濾過器（１３）入口側の途中に大気混入通水管（６）と大気圧減圧部本体（１）とチューブ（８）で連結セットする、そのチューブ途中にはコック（９）が取り付けられる、大気圧減圧部本体（１）には大気取り入れ部（２）の入口のフィルターで粉塵等処理された大気は大気圧減圧部本体（１）内に内蔵された大気入口弁（３）と出口側の弁（４）で一気圧のある大気は、循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）の途中に取り付けられた大気混入通水管（６）とチューブ（８）で連結され、大気圧減圧本体（１）の出口弁カバー（２３）内は循環水戻り管内（７）の負圧と同圧になり、出口弁（４）を介し大気減圧本体（１）内を負圧にする、大気入口弁（３）で留まっていた大気は負圧との圧力差で吸引され通過する、この時、大気入口弁（３）の抵抗で絞られ減圧され更に出口弁（４）の抵抗で二段階に減圧され大気混入通水管（６）内で微小の気泡と成り間歇的運ばれて行く。
【００３９】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー6    アンモニア０ｍｇ/リットル
亜硝酸０ｍｇ/リットル      二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットル
この値は水草育成に最適な溶存量で大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工の二酸化炭素ガスを強制添加していたが設備経費維持費等が不要となり微量だが省エネ、環境に貢献できる、硝酸塩残留濃度２.５ｍｇ/リットル以下は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている、長期水換え無しで水槽内（１９）の水棲生物に対して水槽内（１９）の状態は最良の状態を維持している、水槽内（１９）の底部の底砂（１６）より大小の気泡が浮上する現在確認できるこれは照明（１８）時間が長いと盛んになり光エネルギーを利用する性質の光合成細菌の働きと思われる、本発明の大気圧減圧方法によって大気を取り込み大気に含有する酸素等効率よく、有効に利用出来る表れである。
【００４０】
１２０センチ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ｍｇ/リットル一ヶ月後には１０ｍｇ/リットルで２ヶ月後には硝酸塩溶存量５ｍｇ/リットルに減少、１５０センチの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ｍｇ/リットルと高く、一ヶ月後には２０ｍｇ/リットルさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ｍｇ/リットルに減少している。
【００４１】
以上本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない、例えば大型水槽では大気圧減圧本体（１）及び大気混入通水管（６）の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は魚等水棲生物鑑賞及び業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る、大気圧減圧部本体概略の断面図である。
【図２】大気混入通水管概略の断面図である。
【図３】循環水等系統図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部（フィルター）
３    大気入口弁
４    出口弁兼逆流防止弁
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    連結チューブ
９    コック
１０  連結チューブ接続部
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
２１  吸着盤
２２  流体の流れ方向
２３  出口弁カバー
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月25日(2009.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞水槽内の水質維持に於ける、水換え頻度と生物酸化分解連鎖濾過の最終代謝物の硝酸塩の蓄積量の低減のための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にアクアリウムの濾過と言われるものは生物による酸化と硝化バクテリアによる生物酸化分解連鎖濾過と物理濾過がある。
【０００３】
従来、観賞水槽で水質維持においては餌の残飯、魚の排泄物水草等の老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる、自然界からのバクテリアによる生物酸化濾過が一般に行われ、生物酸化濾過の終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ｍｇ/リットルに達すると、水棲生物に悪影響を及ぼす成長の阻害や免疫系の阻害を起こす、観賞水槽では定期的に水換えによって硝酸塩濃度を希釈するため水槽外へ排出している。
【０００４】
この有益バクテリアはニトロソモナス属等で主に有機栄養バクテリアで、自然界空気中から水槽へ餌や魚の排泄物の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く水槽内に溶け込んだ酸素の分子遊離酸素を利用してアンモニアを生成するアンモニアは水棲生物にとっては有害である。
【０００５】
前記アンモニアが水槽内に存在するとアンモンニアを栄養素とするアンモニア酸化バクテリア、ニトロコッカス属は独立栄養菌で酸素を酸化剤として酸素呼吸しアンモニアを分解し亜硝酸塩を生成する増殖スピードは遅く２日から３日かかる亜硝酸塩も有毒である。
【０００６】
前記亜硝酸塩が水槽内に生成され存在すると亜硝酸を栄養素とする亜硝酸塩化バクテリアも亜硝酸塩の結合酸素で分解し無害の硝酸塩を生成するバクテリアでこれも増殖スピードが遅く２日から３日かかるが、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物として無害の硝酸塩が生成され残留する。
【０００７】
前述の硝酸塩は無害で有るが、硝酸塩も多量に蓄積、３０ｍｇ/リットルに達すると水棲生物に成長の阻害や免疫等起こし悪影響を及ぼす、危険であるので周期的に水槽の三分の一程度水換えによって希釈のため水槽外へ人為的に排出している。
【０００８】
上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属で
あり、これらの細菌は水槽内に溶け込んだ遊離酸素（水中に漂う酸素分子）と栄養素有機物を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。
【０００９】
好気性バクテリアはすべて遊離酸素(水の中漂う酸素分子)を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのためにはバクテリアの繁殖する場所として主に濾過器内、水槽内に遊離酸素に近い状態にした極微小の気泡状態で酸素補給が重要である、有機物の分解にはあくまで硝酸ではなく好気的な硝化反応を行うために酸素が必要である。
【００１０】
上述のバクテリアに別の働きがある脱窒菌、通性嫌気菌と言われ酸素が豊富にある条件下では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸に一旦戻しそして窒素に還元し空気中に逃がされるアクアリウム界で通性嫌気菌還元濾過と言いう、嫌気菌を繁殖増殖させこの夢のシステムを追い求められている。
【００１１】
アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、硝酸塩の蓄積量を低減し無害化してやると言うことで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というと、嫌気菌を繁殖させるための酸素を遮断し嫌気層を別に設けて嫌気菌の餌となる炭素同化用としての高価な３ヒドロキシ酪酸から作られた生分解性プラスチックのデニボール等を使用した方法と、酸素を取り除く装置で嫌気水を定期的に循環させ嫌気菌繁殖させる方法に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。
【００１２】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メンテナンス）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の供給に、３ヒドロキシ酪酸等使用した還元BOX等が販売されているが、量の問題また嫌気領域以外への流出等の問題があり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素領域で起きる硫化還元菌デスルフォビブリオ属による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌の餌デニトロゲン、シポラックス（材質はデニボールと同様）等使用したシステムで硫化水素発生の報告が出ている。
【００１３】
また、前記システムはシュードモナス属バクテリアによるものと思われ硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素に還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸(毒)フィードバックが起き水棲生物に悪影響を及ぼす、メンテナンスが難しいことに加え金がかかるという事が最大の問題である。
【００１４】
別の問題として、水草水槽においては、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を使用するために供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ放出、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスであり、超微量ながら環境問題及び、ガス購入費設備維持費等金が掛かり不経済である。
【００１５】
自然界の大気は体積の五分の一が酸素で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体、一般的に植物は大気に含まれる二酸化炭素量で十分で育っている。
【００１６】
上述の好気性バクテリアに酸素供給の装置として下記に特許公開されているが以下の問題点が有る。
【００１７】
従来特許公開２００５−１４３４８３の循環水ポンプ吸い込み負圧を利用して直接大気を吸い込ませる方法が発表されているが、気泡によるポンプにエアがらみの騒音が発生しポンプにダメージを与える問題がある。
【００１８】
鑑賞用水槽クリーンシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置(特許文献1参照)特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、気泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象（駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす）の要因となる、大気は一気圧の圧力が有り、運転中の循環水戻り管内の負圧の状態に、大気を吸い込ませる事は威勢よく気泡を巻き込み、巻き込まれた気泡により循環水ポンプに前記キャビテーション現象を起こしダメージを与える問題がある。
【００１９】
前記ポンプは常時運転で長期に亘り使用することによって問題が起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方吹き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は普通の電動のエアポンプで行うエアレーションと変わらず、ポンプにダメージを与えるだけで、この方法では効果がない欠点が有り、尚、ポンプの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。
【００２０】
従来の特許公開２００５−２２３３９５の方法はオリフィスを使用して減圧する、このオリフィスの穴径はピンホールで流量を制御している、オリフィスの穴はピンホールのため塵埃による目詰まりが多々起きている、且つ高価なニードルバルブを使用して流量調整する方法のためニードルバルブ製作等コスト面で割高となり堪えず調整する事はないと思われ無用の長物的であり、調整は困難、循環水戻り管の循環水と大気混入部に逆流防止弁が組み込まれている、この取り付け状態では逆流防止弁は直接、水に接し弁は水で密着して通気不能となる不具合が発生する欠点、常時確認の必要があり、ニードルバルブを大きめに開き流量を多くすると濾過器内の気泡の通過量が多くなり、ポンプ吸い込み口に滞留し蓄積した気泡が一気に吸い込まれる為と思われるキャビテーション現象異常音が起きている問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許公開２００５−１４３４８３
【００２２】
【特許文献２】特許公開２００５−２２３３９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
解決しようとする問題点は、観賞用水槽の水質維持のため一番安価で効果的である、自然界の大気を、外部濾過器付設の循環水ポンプ運転中の循環水戻り管内の負圧を利用して、省エネ、低コスト型の脱窒硝酸塩呼吸還元水槽を実現するため外部式濾過器内と水槽内に大気を採り入れここで繁殖するバクテリアに常時大気中の酸素を供給することにおいて循環水ポンプに障害となるキャビテーション現象が発生するその現象を最小限に制御し、循環水ポンプにダメージを与えないこと。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、外部式濾過器付設の循環水ポンプの吸い込み負圧で大気を採り込み大気を利用するためにキャビテーション現象が起きるこれを最小限にするため、大気圧を減圧する装置で、本体容器に入口弁と出口弁を組み合わせ設置する、弁の材質は弾力のある合成樹脂で成形され特に材質の弾力性現象を利用した弁で、本体容器の入り口弁で一段目の減圧、出口弁で二段目の減圧この弁の組み合わせからなる大気圧を二段減圧することを特徴とする大気圧減圧
装置。
【００２５】
前記弁を組み合わせた大気圧減圧装置出口接続部と循環水戻り管の通水管入口ユニオンと連結して循環水戻り管内の負圧で装置内を吸引する、大気圧減圧装置本体の入り口弁から大気を採り込み、この設置された弁に大気を通過させこの抵抗によって減圧する、大気圧減圧装置入口弁で一段減圧し一段減圧され大気は出口弁に吸引され出口弁の抵抗で更に二段目の減圧される、入り口と出口に設置の弁に通過させ、二段減圧することを最も主要な特徴とする。
【００２６】
出口弁の効果は二段目の再減圧作用をする、ここで大気は圧力が無い状態となり、大気混入部通水管内に負圧で吸引、送入される、大気混入部で吸引よって膨らみ風船状となり留まりその先端部分から間歇的に千切られ小さな気泡となり運ばれて行き循環水ポンプにダメージを与えず、フィードバック的効果作用をする、循環水サイクル停止時には出口弁は逆流防止弁としての作用もするという利点がある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の大気圧減圧装置は、大気を循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内吸い込み負圧を利用して大気を吸引し採り込むために起きる、キャビテーション現象を最小限に制御することで、循環水ポンプにダメ―ジを与える事なく大気を採り入れる事が出来るよって空気中に浮遊する、光合成細菌等が混入される。
【００２８】
光合成細菌は光をエネルギーとし、培養が容易で菌は安全性が高く増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価があり飼料になる、観賞用水槽内（１９）の環境条件が繁殖増殖に適し、有機物からアンモニア、亜硝酸、硝酸塩から窒素へ作用する、この特性を利用することで水槽内（１９）の生態系に大きな役割を果たす。
【００２９】
水槽内（１９）に大気と供に光合成細菌を取り込み定着繁殖させることが容易であり脱窒還元濾過に利用できる、これには、大気を採り入れる事が一番肝要である。
【００３０】
光合成細菌は一部の細菌は嫌気暗条件で硝酸塩呼吸も行うので脱窒に期待でき、光合成細菌通性嫌気硝化菌として貧酸素領域的な環境に置かれた嫌気硝化菌は、生物酸化連鎖濾過での最終代謝物として残留している硝酸塩の結合酸素をその基質として脱窒硝酸塩呼吸を行う、この時硝酸塩は窒素に還元され気泡となり水槽外へ排出され、脱窒還元濾過水層が可能となる
【００３１】
前記通性嫌気硝化菌としての光合成細菌の特性から生育環境として、アクアリウムにおいての水槽内（１９）が最も整っている、水槽内（１９）に酸素と光合成細菌を供給する事で水換え頻度が軽減される。
【００３２】
通性嫌気硝化菌による脱窒硝酸塩呼吸還元濾過の促成に酸素が酸化剤として大きく影響する、嫌気環境に於いて有機物を分解する際に硝化菌は酸素を酸化剤として利用する事で、結果的に硝酸を還元し窒素へ戻す（硝酸呼吸）、生物酸化連鎖濾過の活性に遊離酸素が必要で、生物酸化連鎖濾過の最終代謝物の硝酸塩は通性嫌気硝化菌の嫌気的呼吸に必要である。
【００３３】
前記硝酸呼吸で硝酸塩は窒素に還元され気泡となり水槽（１７）外へ処理され、また嫌気硝化菌の基質が生成される、嫌気硝化菌の活性に遊離酸素の供給が重要で有り、光合成細菌の嫌気硝化菌増殖培養にも、嫌気とゆうことに矛盾するが酸素の存在は水槽内（１９）のバランスに大きく関わっている。
【００３４】
前記大気を採り入れるためには、循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内の負圧を利用して大気を濾過器（１３）入口から濾過器（１３）内の多孔質の濾材（１４）で繁殖するバクテリアと水槽内（１７）のバクテリアに遊離酸素(水中に漂う酸素分子)に近い状態にした酸素等の供給が重要であり、この時にキャビテーション現象が起き易い、この現象を最小限に制御するため大気圧を二段減圧することで、循環水ポンプにダメージを与えず濾過器、水槽内に大気を十分採り込みバクテリア等繁殖活性によって水質維持出来ることが最も主要な特徴とする二段減圧する大気圧減圧装置。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は大気圧減圧部本体概略断面図である
【図２】図２は大気混入通水管概略の断面図である。
【図３】図３は循環水等系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。
【００３７】
本発明は図１から図３に示すように、図３の濾過器（１３）と水槽内（１９）に大気を取り込む装置として、図１大気圧減圧部本体と図２大気混入部通水管（６）の構成から成る。
【実施例１】
【００３８】
大気圧減圧部本体（１）、の入口弁（３）は一段目の減圧作用と出口弁兼逆流防止弁（４）は二段目の減圧するこの作用で循環水戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）内に大気の気泡を間歇的に小さな気泡にして効率よく混入しキャビテーション現象を防ぎ循環水ポンプ（１１）にダメージを与える事なく大気を送入するために重要であり要とする出口弁で、出口弁逆流防止弁（４）は循環水サイクル停止時には逆流防止弁の機能を兼ねる。
【実施例２】
【００３９】
この減圧作用は図１大気圧減圧部本体（１）内と図３の循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内の負圧で、図１大気圧減圧部本体（１）に内蔵の大気入り口弁（３）で一段減圧して、一段減圧された大気は循環水戻り負圧で吸引通過され出口弁兼逆流防止弁（４）で又、更に二段減圧作用をする、ここで大気は圧力の無い状態となる。
【００４０】
この二段階に減圧した大気を図３循環水戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）の図２通水管入口ユニオ（５）へ、図３チューブ（８）で送られ、大気混入部通水管（６）内で循環水と通水管入口ユニオン（５）の先端の大気混入部で循環水の負圧に、圧力の無い状態となった大気は吸引されて風船状態となり留まり間歇的に、負圧に吸引され千切られ小さな気泡となり遊離酸素に近い状態になって間歇的に運ばれて行く、大気混入部通水管（６）の通水管入口ユニオン（５）は循環水の流れ方向に若干傾斜させて先端は管内の中へ突き刺す状態に取り付け、圧力を失われた大気をスロットル効果を上げて効率よく遊離酸素に近い状態の気泡にする。
【００４１】
遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、空気中の新たなバクテリアと共に図３濾過器（１３）内へ優しく送り込まれ更に、濾過器（１３）内の濾材（１４）が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ（１１）にダメージを与えない、一部の気泡は濾材（１４）で、ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに時間を掛け遊離酸素に近い状態で酸素の供給をする。
【００４２】
大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と供に０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来る、上述の水草水槽（１７）の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事により超微量であるが環境に貢献し、また水槽内（１９）へ大気中に浮遊する光合成細菌を定着利用によって、省エネ低コスト型の脱窒硝酸呼吸の還元濾過水槽（１７）の実現が極めて可能になり、水槽内（１１）の水換えを長期実施なしで、水質維持することができる。
【実施例３】
【００４３】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー6  アンモニア０ｍｇ/リットル
亜硝酸０ｍｇ/リットル  硝酸塩残留濃度２．５ｍｇ/リットル  二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットルこの値は水草育成に最適な溶存量で大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工の二酸化炭素ガスを強制添加していたが設備経費維持費等が不要となり省エネ、微量ながら環境に貢献できる、硝酸塩残留濃度２.５ｍｇ/リットル以下で維持出来ている事は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている。
【００４４】
長期水換え無しで水槽内（１９）の水棲生物に対して水槽内（１９）の状態は最良の状態を維持している、水槽内（１９）の底部の底砂（１６）より大小の気泡が浮上している事が現在確認できる。
【００４５】
これは照明（１８）時間が長いと盛んになり光エネルギーを利用する性質の光合成細菌の働きと思われる。
【００４６】
本発明の大気圧減圧装置によって大気を取り込み大気に含有する酸素等を効率よく、有効に利用出来る表れである。
【００４７】
１２０センチ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ｍｇ/リットル、一ヶ月後には１０ｍｇ/リットルで２ヶ月後には硝酸塩溶存量５ｍｇ/リットルに減少、１５０センチの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ｍｇ/リットルと高く、一ヶ月後には２０ｍｇ/リットルさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ｍｇ/リットルに減少している。
【００４８】
以上本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本考案の範囲はこれに限定されるものではない、例えば大型水槽では大気圧減圧本体（１）及び大気混入通水管（６）の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は魚等水棲生物鑑賞及び業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事が出来る。
アクアリウム愛好家で、観賞用水槽で新設、特に既設の外部濾過器に使用することで効果がある。
【符号の説明】
【００５０】
１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部（フィルター）
３    大気入口弁
４    出口弁兼逆流防止弁
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    連結チューブ
９    コック
１０  連結チューブ接続部
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
２１  吸着盤
２２  流体の流れ方向
２３  出口弁カバー
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧減圧部本体（１）に大気入口弁（３）と、出口側に出口弁兼逆流防止弁（４）を設けたことを特徴とする大気圧減圧装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月31日(2009.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞水槽内の水質維持に於ける、水換え頻度と生物酸化分解連鎖濾過の最終代謝物の硝酸塩の蓄積量の低減のための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にアクアリウムの濾過と言われるものは生物による酸化と硝化バクテリアによる生物酸化分解連鎖濾過と物理濾過がある。
【０００３】
従来、観賞水槽で水質維持においては餌の残飯、魚の排泄物水草等の老廃物の物理濾過と生物酸化分解連鎖の生物濾過が行われる、自然界からのバクテリアによる生物酸化濾過が一般に行われ、生物酸化濾過の終わりの段階で代謝物として毒性の低い硝酸塩になる、この硝酸塩も多量に蓄積３０ｍｇ/リットルに達すると、水棲生物に悪影響を及ぼす成長の阻害や免疫系の阻害を起こす、観賞水槽では定期的に水換えによって硝酸塩濃度を希釈するため水槽外へ排出している。
【０００４】
この有益バクテリアはニトロソモナス属等で主に有機栄養バクテリアで、自然界空気中から水槽へ餌や魚の排泄物の有機物を分解するバクテリアで増殖スピードは分単位で早く水槽内に溶け込んだ酸素の分子遊離酸素を利用してアンモニアを生成するアンモニアは水棲生物にとっては有害である。
【０００５】
前記アンモニアが水槽内に存在するとアンモンニアを栄養素とするアンモニア酸化バクテリア、ニトロコッカス属は独立栄養菌で酸素を酸化剤として酸素呼吸しアンモニアを分解し亜硝酸塩を生成する増殖スピードは遅く２日から３日かかる亜硝酸塩も有毒である。
【０００６】
前記亜硝酸塩が水槽内に生成され存在すると亜硝酸を栄養素とする亜硝酸塩化バクテリアも亜硝酸塩の結合酸素で分解し無害の硝酸塩を生成するバクテリアでこれも増殖スピードが遅く２日から３日かかるが、以上の生物酸化分解連鎖の生物濾過での最終代謝物として無害の硝酸塩が生成され残留する。
【０００７】
前述の硝酸塩は無害で有るが、硝酸塩も多量に蓄積、３０ｍｇ/リットルに達すると水棲生物に成長の阻害や免疫等起こし悪影響を及ぼす、危険であるので周期的に水槽の三分の一程度水換えによって希釈のため水槽外へ人為的に排出している。
【０００８】
上記好気性バクテリアの代表としてニトロソモナス属、ニトロバクター属で
あり、これらの細菌は水槽内に溶け込んだ遊離酸素（水中に漂う酸素分子）と栄養素有機物を、取り込みエネルギーを獲得し生命を維持し、増殖のため細胞物質を作り出す。
【０００９】
好気性バクテリアはすべて遊離酸素(水の中漂う酸素分子)を取り入れている、生物酸化分解連鎖の生物濾過を促進させるためには、バクテリアの増殖、活性化が必要でそのためにはバクテリアの繁殖する場所として主に濾過器内、水槽内に遊離酸素に近い状態にした極微小の気泡状態で酸素補給が重要である、有機物の分解にはあくまで硝酸ではなく好気的な硝化反応を行うために酸素が必要である。
【００１０】
上述のバクテリアに別の働きがある脱窒菌、通性嫌気菌と言われ酸素が豊富にある条件下では酸素呼吸し、貧酸素領域では亜硝酸または硝酸塩呼吸をして、硝酸塩から亜硝酸に一旦戻しそして窒素に還元し空気中に逃がされるアクアリウム界で通性嫌気菌還元濾過と言いう、嫌気菌を繁殖増殖させこの夢のシステムを追い求められている。
【００１１】
アクアリウムにおいて、この上述の毒性の低い硝酸塩を窒素にまで還元し、硝酸塩の蓄積量を低減し無害化してやると言うことで、水換えゼロというわけにはいかないが、かなり安定した水槽のシステムを求め、現在、アクアリウムの世界では嫌気還元濾過というと、嫌気菌を繁殖させるための酸素を遮断し嫌気層を別に設けて嫌気菌の餌となる炭素同化用としての高価な３ヒドロキシ酪酸から作られた生分解性プラスチックのデニボール等を使用した方法と、酸素を取り除く装置で嫌気水を定期的に循環させ嫌気菌繁殖させる方法に大別されて、膨大な時間と浪費を掛け研究されている。
【００１２】
嫌気ということで水中の酸素を取り除き貧酸素領域的環境を形成（流量の調整、メンテナンス）の問題、嫌気菌の栄養素としての炭素源の供給に、３ヒドロキシ酪酸等使用した還元BOX等が販売されているが、量の問題また嫌気領域以外への流出等の問題があり、貧酸素領域と無酸素領域が存在して異化的硫化還元は無酸素領域で起きる硫化還元菌デスルフォビブリオ属による還元であり、硫化水素が発生する、硫化水素は非常に危険な猛毒ガスであり、脱窒素菌の餌デニトロゲン、シポラックス（材質はデニボールと同様）等使用したシステムで硫化水素発生の報告が出ている。
【００１３】
また、前記システムはシュードモナス属バクテリアによるものと思われ硝酸塩を一度亜硝酸塩に戻してから窒素に還元するため、うまくやらなければ急激な亜硝酸(毒)フィードバックが起き水棲生物に悪影響を及ぼす、メンテナンスが難しいことに加え金がかかるという事が最大の問題である。
【００１４】
別の問題として、水草水槽においては、水草の育成成長には光合成作用の光と供に二酸化炭素が重要であり、従来水槽内に人工の二酸化炭素を使用するために供給用設備を設置して強制添加を行い余剰分は外気へ放出、近年温室効果ガスとして地球温暖化への懸念されている二酸化炭素ガスであり、超微量ながら環境問題及び、ガス購入費設備維持費等金が掛かり不経済である。
【００１５】
自然界の大気は体積の五分の一が酸素で後の五分の四は窒素と０．０３％含まれる二酸化炭素とその他の気体、一般的に植物は大気に含まれる二酸化炭素量で十分で育っている。
【００１６】
上述の好気性バクテリアに酸素供給の装置として下記に特許公開されているが以下の問題点が有る。
【００１７】
従来特許公開２００５−１４３４８３の循環水ポンプ吸い込み負圧を利用して直接大気を吸い込ませる方法が発表されているが、気泡によるポンプにエアがらみの騒音が発生しポンプにダメージを与える問題がある。
【００１８】
鑑賞用水槽クリーンシステムとして公開されている水槽内に酸素の取り入れ方法としての装置(特許文献1参照)特許公開２００５−１４３４８３に記載の装置の説明から、ポンプに気泡混じりの循環水を直接吸い込ませるとあるが、気泡混じりの循環水をポンプに吸い込ませることはポンプに対して最も不具合であるキャビテーション現象（駆動、渦巻き現象、水力機械で起きる振動や騒音の原因となり羽やポンプに障害を起こす）の要因となる、大気は一気圧の圧力が有り、運転中の循環水戻り管内の負圧の状態に、大気を吸い込ませる事は威勢よく気泡を巻き込み、巻き込まれた気泡により循環水ポンプに前記キャビテーション現象を起こしダメージを与える問題がある。
【００１９】
前記ポンプは常時運転で長期にわたり使用することによって問題が起きる可能性は大であり、図面から推測すると取り込んだ空気の気泡は上方吹き出しで濾過装置は水槽底部に設置され、気泡は対流しないので気泡に含まれた体積の五分の一の酸素は直接上昇してしまう、底部の濾過器内で酸素を必要とし繁殖するバクテリアに酸素の供給の効率が悪く、酸素の供給は普通の電動のエアポンプで行うエアレーションと変わらず、ポンプにダメージを与えるだけで、この方法では効果がない欠点が有り、尚、ポンプの吸い込み側の負圧を利用して空気の取り入れる方法は大きな装置ですでに利用されている。
【００２０】
従来の特許公開２００６−４２８１９の方法は一個のオリフィスを使用して減圧するため、このオリフィスの穴径はピンホールで流量を制御しているが調整できず、オリフィスの穴はピンホールのため塵埃による目詰まりが多々起きている、且つ高価なニードルバルブを使用して流量調整する方法のためニードルバルブ製作等コスト面で割高となり堪えず調整する事はないと思われ無用の長物的であり、調整は困難、循環水戻り管の循環水と大気混入部に逆流防止弁が組み込まれている、この取り付け状態では逆流防止弁は直接、水に接し弁は水で密着して通気不能となる不具合が発生する欠点があり、常時確認の必要がある、ニードルバルブを大きめに開き流量を多くすると濾過器内の気泡の通過量が多くなり、ポンプ吸い込み口に滞留し蓄積した気泡が一気に吸い込まれる為と思われるキャビテーション現象異常音が起きている問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許公開２００５−１４３４８３
【００２２】
【特許文献２】特許公開２００６−４２８１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
解決しようとする問題点は、観賞用水槽の水質維持のため一番安価で効果的である、自然界の大気を、外部濾過器付設の循環水ポンプ運転中の循環水戻り管内の負圧を利用して、省エネ、低コスト型の脱窒硝酸塩呼吸還元水槽を実現するため外部式濾過器内と水槽内に大気を採り入れここで繁殖するバクテリアに常時大気中の酸素を供給する方法において循環水ポンプに障害となるキャビテーション現象が発生するその現象を最小限に制御し、循環水ポンプにダメージを与えず大気を利用すること。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、外部式濾過器付設の循環水ポンプの吸い込み負圧で大気を採り込み大気を利用するためにキャビテーション現象が起きる、これを効率良く最小限にするため、大気圧を二段減圧する装置で、本体容器に入口弁と出口弁を設置する、弁の材質は弾力のある合成樹脂で成形され特に材質の弾力性現象を利用した弁。
【００２５】
前記弁を組み合わせた大気圧減圧装置の連結チューブ接続部と循環水戻り管の通水管入口ユニオンと連結して循環水戻り管内の負圧で装置内を吸引する、大気圧減圧装置本体の入り口弁から大気を採り込み、この設置された弁に大気を通過させこの抵抗によって減圧する、大気圧減圧装置入口弁で一段減圧し一段減圧された大気は出口弁に吸引され出口弁の抵抗で更に二段目の減圧される、入り口と出口に設置の弁に通過させ、二段減圧することを最も主要な特徴とする。
【００２６】
出口弁の効果は二段目の減圧作用をする、二段減圧されここで大気は圧力が無い状態となり、大気混入部通水管内に負圧で吸引、送入される、大気混入部通水管内で吸引によって膨らみ風船状となり留まり、その先端部分から間歇的に千切られ小さな気泡となり運ばれて行き循環水ポンプにダメージを与えず、出口弁はフィードバック的効果作用をする、循環水サイクル停止時には出口弁は逆流防止弁としての作用もするという利点がある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の大気圧減圧装置は、大気を循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内吸い込み負圧を利用して大気を吸引し採り込むために起きる、キャビテーション現象を最小限に制御することで、循環水ポンプにダメ―ジを与える事なく大気を採り入れる事が出来るよって空気中に浮遊する、光合成細菌等が混入される。
【００２８】
光合成細菌は光をエネルギーとし、培養が容易で菌は安全性が高く増殖速度が速い有機物の分解での代謝物は栄養価があり飼料になる、観賞用水槽内（１９）の環境条件が繁殖増殖に適し、有機物からアンモニア、亜硝酸、硝酸塩から窒素へ作用する、この特性を利用することで水槽内（１９）の生態系に大きな役割を果たす。
【００２９】
水槽内（１９）に大気と供に光合成細菌を取り込み定着繁殖させることが容易であり脱窒還元濾過に利用できる、これには、大気を採り入れる事が一番肝要である。
【００３０】
光合成細菌は一部の細菌は嫌気暗条件で硝酸塩呼吸も行うので脱窒に期待でき、光合成細菌通性嫌気硝化菌として貧酸素領域的な環境に置かれた嫌気硝化菌は、生物酸化連鎖濾過での最終代謝物として残留している硝酸塩の結合酸素をその基質として脱窒硝酸塩呼吸を行う、この時硝酸塩は窒素に還元され気泡となり水槽外へ排出され、脱窒還元濾過水層が可能となる
【００３１】
前記通性嫌気硝化菌としての光合成細菌の特性から生育環境として、アクアリウムにおいての水槽内（１９）が最も整っている、水槽内（１９）に酸素と光合成細菌を供給する事で硝酸塩残留量低減維持でき水換え頻度が軽減される。
【００３２】
通性嫌気硝化菌による脱窒硝酸塩呼吸還元濾過の促成に酸素が酸化剤として大きく影響する、嫌気環境に於いて有機物を分解する際に硝化菌は酸素を酸化剤として利用する事で、結果的に硝酸を還元し窒素へ戻す（硝酸呼吸）、生物酸化連鎖濾過の活性に遊離酸素が必要で、生物酸化連鎖濾過の最終代謝物の硝酸塩は通性嫌気硝化菌の嫌気的呼吸に必要である。
【００３３】
前記硝酸呼吸で硝酸塩は窒素に還元され気泡となり水槽（１７）外へ処理され、また嫌気硝化菌の基質が生成される、嫌気硝化菌の活性に遊離酸素の供給が重要で有り、光合成細菌の嫌気硝化菌増殖培養にも、嫌気とゆうことに矛盾するが酸素の存在は水槽内（１９）のバランスに大きく関わっている。
【００３４】
前記大気を採り入れるためには、循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内の負圧を利用して大気を濾過器（１３）入口から濾過器（１３）内の多孔質の濾材（１４）で繁殖するバクテリアと水槽内（１７）のバクテリアに遊離酸素(水中に漂う酸素分子)に近い状態にした酸素等の供給が重要であり、この時にキャビテーション現象が起き易い、この現象を最小限に制御するため大気圧を二段減圧することで、大気は圧力の無い状態となり、循環水ポンプにダメージを与えず濾過器、水槽内に大気を十分採り込みバクテリア等繁殖活性によって水質維持出来ることが最も主要な特徴とする二段減圧する大気圧減圧装置。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は大気圧減圧部本体概略断面図である
【図２】図２は大気混入通水管概略の断面図である。
【図３】図３は循環水等系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施の形態を図に基づき詳細に説明する。
【００３７】
本発明は図１から図３に示すように、図３の濾過器（１３）と水槽内（１９）に大気を取り込む装置として、図１大気圧減圧部本体と図２大気混入部通水管（６）の構成から成る。
【実施例１】
【００３８】
大気圧減圧部本体（１）、の入口弁（３）は一段目の減圧作用と出口弁兼逆流防止弁（４）は二段目の減圧するこの作用で大気は圧力の無い状態となり循環水戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）内に大気を間歇的に小さな気泡にして効率よく混入しキャビテーション現象を防ぎ循環水ポンプ（１１）にダメージを与える事なく大気を送入するために重要であり要とする出口弁で、出口弁逆流防止弁（４）は循環水サイクル停止時には逆流防止弁の機能を兼ねる。
【実施例２】
【００３９】
この減圧作用は図１大気圧減圧部本体（１）内と図３の循環水ポンプ（１１）運転中の循環水戻り管（７）内の負圧で、図１大気圧減圧部本体（１）に内蔵の大気入り口弁（３）で一段減圧して、一段減圧された大気は循環水戻り負圧で吸引通過され出口弁兼逆流防止弁（４）で又、更に二段減圧作用をする、ここで大気は圧力の無い状態となる。
【００４０】
この二段階に減圧した大気を図３循環水戻り管（７）に取り付けの大気混入部通水管（６）の図２通水管入口ユニオ（５）へ、図３チューブ（８）で送られ、大気混入部通水管（６）内で循環水と通水管入口ユニオン（５）の先端の大気混入部で循環水の負圧に、圧力の無い状態となった大気は吸引されて風船状態となり留まり間歇的に、負圧に吸引され千切られ小さな気泡となり遊離酸素に近い状態になって間歇的に運ばれて行く、大気混入部通水管（６）の通水管入口ユニオン（５）は循環水の流れ方向に若干傾斜させて先端は管内の中へ突き刺す状態に取り付け、圧力を失われた大気をスロットル効果を上げて効率よく遊離酸素に近い状態の気泡にする。
【００４１】
遊離酸素に近い状態の小さな気泡は、空気中の新たなバクテリアと共に図３濾過器（１３）内へ優しく送り込まれ更に、濾過器（１３）内の濾材（１４）が緩衝物の役目をして、循環水ポンプ（１１）にダメージを与えない、一部の気泡は濾材（１４）で、ここで繁殖するバクテリアと新たなバクテリアに時間を掛け遊離酸素に近い状態で酸素の供給をする。
【００４２】
大気を効率よく採り込む事で大気中の酸素と供に０．０３％含まれる自然界の二酸化炭素を利用供給する事が出来る、上述の水草水槽（１７）の水草には人工の二酸化炭素を使用しない事により超微量であるが環境に貢献し、また水槽内（１９）へ大気中に浮遊する光合成細菌を定着利用によって、省エネ低コスト型の脱窒硝酸呼吸の還元濾過水槽（１７）の実現が極めて可能になり、水槽内（１１）の水換えを長期実施なしで、水質維持することができる。
【実施例３】
【００４３】
上記、試作品使用で試験の結果（前回水換えより１０４日目測定）
６０センチ水槽  水温２４度  ペーハー6  アンモニア０ｍｇ/リットル
亜硝酸０ｍｇ/リットル  硝酸塩残留濃度２．５ｍｇ/リットル  二酸化炭素溶存量２０ｍｇ/リットルこの値は水草育成に最適な溶存量で大気中に０．０３％含まれている二酸化炭素が採り込まれている、従来人工の二酸化炭素ガスを強制添加していたが設備経費維持費等が不要となり省エネ、微量ながら環境に貢献できる、硝酸塩残留濃度２.５ｍｇ/リットル以下で維持出来ている事は、光合成細菌によって脱窒硝酸塩呼吸で還元処理されている。
【００４４】
長期水換え無しで水槽内（１９）の水棲生物に対して水槽内（１９）の状態は最良の状態を維持している、水槽内（１９）の底部の底砂（１６）より大小の気泡が浮上している事が現在確認できる。
【００４５】
これは照明（１８）時間が長いと盛んになり光エネルギーを利用する性質の光合成細菌の働きと思われる。
【００４６】
本発明の大気圧減圧装置によって大気を取り込み大気に含有する酸素等を効率よく、有効に利用出来る表れである。
【００４７】
１２０センチ水槽では試作品取り付け時、硝酸塩溶存量２０ｍｇ/リットル、一ヶ月後には１０ｍｇ/リットルで２ヶ月後には硝酸塩溶存量５ｍｇ/リットルに減少、１５０センチの水槽にも試作品取り付け試験、取り付け時点の硝酸塩溶存量は５０ｍｇ/リットルと高く、一ヶ月後には２０ｍｇ/リットルさらに二ヶ月後の硝酸塩溶存量は５ｍｇ/リットルに減少している。
【００４８】
以上本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本考案の範囲はこれに限定されるものではない、例えば大型水槽では大気圧減圧本体（１）及び大気混入通水管（６）の容量、取り付け位置関係等は状況に応じて適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は魚等水棲生物鑑賞及び業務生育用水槽にまたは有用な濾過器、生育用品製造販売する分野で利用する事が出来る。
アクアリウム愛好家で、観賞用水槽で新設、特に既設の外部濾過器に使用することで効果がある。
【符号の説明】
【００５０】
１    大気圧減圧部本体
２    大気採り入れ部（フィルター）
３    大気入口弁
４    出口弁兼逆流防止弁
５    通水管入口ユニオン
６    大気混入部通水管
７    循環水戻り管
８    連結チューブ
９    コック
１０  連結チューブ接続部
１１  循環水ポンプ
１２  循環水送り管
１３  濾過器
１４  濾材
１５  循環水吸い込み口
１６  水槽内底砂
１７  水槽
１８  生育及び鑑賞用照明灯
１９  水槽内
２０  循環水吐き出し口
２１  吸着盤
２２  流体の流れ方向
２３  出口弁カバー
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月10日(2009.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧減圧部本体（１）に大気入口弁（３）と、出口側に出口弁兼逆流防止弁（４）を設け、出口弁のカバー（２３）を設けたことを特徴とする大気圧減圧装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月10日(2009.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧減圧部本体（１）に一段減圧のための大気入口弁（３）と、出口側に二段目の減圧をする出口弁兼逆流防止弁（４）を設け、出口弁のカバー（２３）を設けたことを特徴とする大気圧減圧装置。