JP6834338B2 - Gas supply device - Google Patents
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Description
本発明は、液体中にガスを供給するための装置に関する。 The present invention relates to a device for supplying gas into a liquid.
槽内に貯留した液体に対してガスを供給する場合、槽内に配した送気管にガスを送り込み、前記送気管からガスを液体内に噴出させることが一般に行われている。例えば、藻類や魚類等の水棲生物を培養する際には、水に対して空気を送り込む、いわゆる曝気により、生物に必要な酸素や二酸化炭素を水に溶け込ませ、溶存ガスとして生物に供給するようにしている。 When supplying gas to the liquid stored in the tank, it is common practice to send the gas to the air supply pipe arranged in the tank and eject the gas into the liquid from the air supply pipe. For example, when culturing aquatic organisms such as algae and fish, oxygen and carbon dioxide necessary for the organism are dissolved in the water by so-called aeration, which sends air to the water, and is supplied to the organism as a dissolved gas. I have to.
近年では、藻類を培養して空気中に二酸化炭素として含まれる炭素分を固定させ、バイオマス燃料として用いる技術に注目が集まっているが、この種の藻類の培養においては、培養液中に二酸化炭素源としての空気を送り込むことが必須である。このようなバイオマス燃料の製造に利用される藻類としては、例えば体長が数μm〜数mm程度の群体形成性の藻類、具体的には、ユーグレナ、クロレラ、スピルリナ、ドナリエラ、ボツリオコッカス、シュードコリスチス等が挙げられる。 In recent years, attention has been focused on the technology of culturing algae to fix the carbon content contained as carbon dioxide in the air and using it as a biomass fuel. In culturing this type of algae, carbon dioxide is contained in the culture solution. It is essential to send air as a source. Examples of algae used for producing such biomass fuel include colonial algae having a body length of several μm to several mm, specifically, Euglena, Chlorella, Spirulina, Donariella, Botuliococcus, and Pseudocholis. Examples include chis.
こういった微細藻類以外にも、活性汚泥に含まれる好気性微生物、酵母、有用物質を産生する遺伝子組換え大腸菌等の細菌類、抗生物質等の有用物質を産生する黴等の菌類、魚類の飼料となるワムシのようなプランクトンあるいはベントス等、様々な生物が工業的に培養されており、これらの生物に対しても、培養液中に酸素源ないし二酸化炭素源としての空気が曝気により供給される。また、魚類や甲殻類等の大型の動物の養殖においても、曝気により水中に酸素源としての空気を送り込むことが広く行われている。 In addition to these microalgae, aerobic microorganisms contained in activated sludge, yeast, bacteria such as transgenic Escherichia coli that produce useful substances, fungi such as mold that produce useful substances such as antibiotics, and fish. Various organisms such as plankton or bentos such as worms that serve as feed are industrially cultivated, and air as an oxygen source or carbon dioxide source is supplied to these organisms by aeration. To. Also, in aquaculture of large animals such as fish and crustaceans, it is widely practiced to send air as an oxygen source into water by aeration.
こうした液体中へガスを供給する装置に関する一般的技術水準を示す文献としては、例えば、下記の特許文献1等がある。
As a document showing a general technical level regarding an apparatus for supplying gas into such a liquid, for example, the following
ここで、培養液中の生物を滞りなく生育・繁殖させ、あるいは特定物質の固定や産生といった所定の反応を促進させるためには、生物に対し十分な量のガスを培養液に対し供給しなくてはならない。また、微生物を培養する場合には、その比重が培養液と等しいとは限らず、培養液中で沈降又は浮上しがちであるため、培養液を撹拌することが必要であるが、上述の如きガスの送出は、溶存ガスの供給のほか、気泡の上昇に伴い培養液を撹拌し、培養液中における微生物の分布を均質化させる役割をも兼ねている。 Here, in order to allow the organisms in the culture solution to grow and propagate without delay, or to promote a predetermined reaction such as fixation or production of a specific substance, it is necessary to supply a sufficient amount of gas to the culture solution. must not. Further, when culturing a microorganism, its specific gravity is not always equal to that of the culture broth, and it tends to settle or float in the culture broth. Therefore, it is necessary to stir the culture broth, as described above. In addition to supplying dissolved gas, the gas delivery also serves to agitate the culture solution as the bubbles rise and homogenize the distribution of microorganisms in the culture solution.
この際、培養液中にガスを噴出させるには、ガスを加圧して送気管に送り込むが、当然ながらこれには相応のエネルギーを要する。そして、培養液中の生物の生育や反応にとって、溶存ガスの供給、又は培養液の撹拌のいずれか、もしくは両方が過剰であれば、余剰分のガスの送出に係るエネルギーは無駄となってしまう。特に、バイオマス燃料の製造を目的として微細藻類を培養するような場合には、製造されるバイオマス燃料から得られるエネルギーに対し、バイオマス燃料の製造に係るエネルギーをなるべく小さくすることが求められるので、ガスの送出に消費するエネルギーはできる限り節減することが望ましい。したがって、培養液に対するガスの供給量は、生物の要求する量を満足する範囲で最小限にするべきである。 At this time, in order to eject the gas into the culture solution, the gas is pressurized and sent to the air supply tube, but of course this requires a certain amount of energy. If either or both of the supply of the dissolved gas and the stirring of the culture solution are excessive for the growth and reaction of the organism in the culture solution, the energy related to the delivery of the excess gas is wasted. .. In particular, when cultivating microalgae for the purpose of producing biomass fuel, it is required to make the energy related to the production of biomass fuel as small as possible with respect to the energy obtained from the produced biomass fuel. It is desirable to reduce the energy consumed for sending the biomass as much as possible. Therefore, the amount of gas supplied to the culture medium should be minimized to the extent that the amount required by the organism is satisfied.
ガスの供給量を削減する方策としては、一つには送気管へ送り込むガスの量を少なくすることが考えられる。しかしながら、この方法では、送気管からガスを噴出する噴出口の部分が閉塞しやすくなり、メンテナンスのための労力や費用が別途生じる虞がある。また、培養槽における送気管の配置本数を減らすことも考えられるが、この場合は、培養槽内でガスの供給量や培養液の撹拌量が場所によって偏り、これらが不十分な領域が部分的に生じてしまう虞がある。 One of the measures to reduce the amount of gas supplied is to reduce the amount of gas sent to the air supply pipe. However, in this method, the portion of the ejection port that ejects gas from the air supply pipe is likely to be blocked, and there is a possibility that labor and cost for maintenance will be required separately. It is also possible to reduce the number of air supply tubes arranged in the culture tank, but in this case, the amount of gas supplied and the amount of agitation of the culture solution are uneven depending on the location in the culture tank, and there are some areas where these are insufficient. There is a risk that it will occur in.
また、送気管を培養槽の底で移動させつつ送気を行うことも不可能ではないが、送気管と培養槽の底面との間で摺動による摩擦力が発生し、送気管の移動に大きなエネルギーを要してしまうほか、移動に伴って送気管が摩耗あるいは破損し、頻繁なメンテナンスを要してしまうデメリットがある。 In addition, it is not impossible to supply air while moving the air supply tube at the bottom of the culture tank, but frictional force due to sliding is generated between the air supply tube and the bottom surface of the culture tank, which causes the movement of the air supply tube. In addition to requiring a large amount of energy, there is a demerit that the air supply tube is worn or damaged as it moves, and frequent maintenance is required.
本発明は、斯かる実情に鑑み、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得るガス供給装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a gas supply device capable of suitably supplying gas to a liquid while suppressing the supply amount of gas.
本発明は、貯留槽に貯留された液体の液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガス送出装置から送出されるガスを内部に流通させる液上管と、該液上管から下方の液体中に延びて前記液上管内のガスを下方に導く中間管と、液体中にて前記中間管に接続され、該中間管からのガスを内部に流通させ且つ液体中に放出する液中管とを備え、浮力により液体内に浮いて前記貯留槽の底より上に前記液中管を支持するよう構成した走行体を備え、前記ガス送出装置から送出されるガスを前記液中管から放出しつつ、前記走行体を走行させるよう構成したガス供給装置にかかるものである。 The present invention comprises a liquid pipe, which is arranged so that at least a part of the liquid stored in the storage tank is located above the liquid level, and which allows the gas delivered from the gas delivery device to flow inside, and the liquid. An intermediate tube that extends from the upper tube into the liquid below and guides the gas in the liquid tube downward, and an intermediate tube that is connected to the intermediate tube in the liquid to allow the gas from the intermediate tube to flow inside and into the liquid. The submersible tube to be discharged is provided, and a traveling body configured to float in the liquid by buoyancy to support the submersible tube above the bottom of the storage tank is provided, and the gas delivered from the gas delivery device is said to be the same. It is applied to a gas supply device configured to allow the traveling body to travel while being discharged from the submersible pipe.
本発明のガス供給装置は、前記液上管の一部は液体の液面の高さに位置し、前記走行体は前記液上管に発生する浮力により液体に支持されるよう構成することができる。 The gas supply device of the present invention may be configured such that a part of the liquid water pipe is located at the height of the liquid level of the liquid, and the traveling body is supported by the liquid by the buoyancy generated in the liquid water pipe. it can.
本発明のガス供給装置は、液体の液面の高さに位置して前記走行体を浮力により支持するよう構成した浮力体を備え、前記液上管を液体の液面より上の高さに配することができる。 The gas supply device of the present invention includes a buoyant body that is located at the height of the liquid level of the liquid and is configured to support the traveling body by buoyancy, and raises the liquid pipe to a height above the liquid level of the liquid. Can be arranged.
本発明のガス供給装置は、前記走行体を構成する前記浮力体同士を連結し且つ前記液上管を支持する剛性の支持体を備えることが好ましい。 The gas supply device of the present invention preferably includes a rigid support that connects the buoyant bodies constituting the traveling body and supports the liquid pipe.
本発明のガス供給装置によれば、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得るという優れた効果を奏し得る。 According to the gas supply device of the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that the gas can be suitably supplied to the liquid while suppressing the supply amount of the gas.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明の第一実施例によるガス供給装置の形態を示している。本第一実施例のガス供給装置1は、液体として例えばユーグレナ、クロレラ、スピルリナ、ドナリエラ、ボツリオコッカス、シュードコリスチス等といった微細藻類の培養液2を貯留する貯留槽としての培養槽3に設置され、液体(培養液)2にガスとしての空気Aを送給することを目的として使用されるが、この他に、上述したような種々の生物、すなわち好気性微生物、酵母、細菌類、菌類、プランクトンやベントス、あるいは魚類や甲殻類等、様々な生物の培養や養殖に適用することができる。また、生物の培養や養殖のみならず、液体中にガスを送り出す必要のある種々の設備に利用することができる。
1 to 3 show a form of a gas supply device according to the first embodiment of the present invention. The
図1、図2に示す如く、ガス供給装置1は、空気Aを加圧して送り出すガス送出装置4と、該ガス送出装置4に送出管5を介して接続され、ガス送出装置4から送出される空気Aを内部に導入して流通させる液上管6と、該液上管6から下方の培養液2中に延び、液上管6内の空気Aを下方へ導く中間管7と、培養槽3の底付近に配置されて中間管7に接続され、該中間管7からの空気を内部に流通させ培養液2中に放出する液中管8とを備え、この液上管6、中間管7及び液中管8により、後述する走行体Bを構成してなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
液上管6は、図2に示す如く、複数の主管6a同士を接続管6bで長手方向に接続してなる。主管6aは、樹脂繊維を編み込まれて形成された軟質の管であり、内部に空気Aを送り込まれることで膨らむようになっている。主管6a一本あたりの長さは、例えば2m〜10m程度であり、複数の主管6aの端部同士が接続管6bによって接続されることで、一本の長い液上管6を構成する。一本の液上管6の長さは、該液上管6の長手方向に沿った培養槽3の寸法に略等しく設定される。言い換えれば、液上管6は培養槽3の略全幅にわたって配置される。接続管6bは、例えば塩化ビニル樹脂製のT字管であり、左右端は水平方向に沿って配置されて各々主管6aの端部に接続され、中央端は下方に向けられて中間管7の上端に接続される。
As shown in FIG. 2, the
接続管6bのうち、少なくとも一つの接続管(ここでは、液上管6の長手方向中央に位置する接続管)6b'は、4つの接続端部を有する四方T字管として構成されており、この4つの端部のうち、互いに対向する2つの端部は水平方向に沿って配置されて主管6aの端部に、残りの端部のうち1つは水平方向に沿って配置されて送出管5の端部に、1つは下方に向けられて中間管7の上端に、それぞれ接続される。送出管5は、柔軟性のあるゴムや樹脂等の素材で構成されたフレキシブルチューブであり、ガス送出装置4からの空気Aを接続管6b'から液上管6内に送り込むようになっている。そして、主管6aは、内部に送り込まれた空気Aによって膨張して浮力を得、培養液2の液面に浮くようになっている。
Of the connecting
また、接続管6bによって一本に繋がれた液上管6の両端にあたる主管6aの端部には、端部接続管6cが接続されている。この端部接続管6cは、例えば塩化ビニル樹脂製のL字管であり、2つの端部のうち1つは水平方向に沿って配置されて主管6aの端部に接続され、もう1つは下方に向けられて中間管7の上端に接続される。
Further, the
培養液2中に配置される液中管8は、液面より上に配置される液上管6とは略対称の配置を取っており、複数の主管8aの端部同士が接続管8bによって接続されることで、一本の長い液中管8を構成する。主管8aは、例えば内面と外面を連通する多数の穴が側面に開口されたゴム製の管であり、長さは対応する位置にある液上管6の主管6aと略等しく設定され、径は液上管6の主管6aよりは小さく設定される。接続管8bは、例えば塩化ビニル樹脂製のT字管であり、左右端は水平方向に沿って配置されて各々主管8aの端部に接続され、中央端は上方に向けられて中間管7の下端に接続される。液中管8の両端にあたる主管8aの端部には、端部接続管8cが接続されている。この端部接続管8cは、例えば塩化ビニル樹脂製のL字管であり、2つの端部のうち1つは水平方向に沿って配置されて主管8aの端部に接続され、もう1つは上方に向けられて中間管7の下端に接続される。
The submerged
中間管7は、培養液2中に鉛直方向に沿って配置された管であり、例えば主管6aと同様、樹脂繊維を編み込まれた軟質の管として構成される。そして、上述の如く、上端は液上管6を構成する接続管6b,6b'及び端部接続管6cの下方に向けられた端部に接続され、下端は液中管8を構成する接続管8b及び端部接続管8cの上方に向けられた端部に接続される。こうして、培養液2の液面に浮いた液上管6の下方に中間管7を介して液中管8がぶら下がる形で支持され、これにより培養液2中を走行する走行体Bが構成される。走行体Bの下方にて液中管8が支持される位置は、培養槽3の底面よりやや上である。
The
このように、走行体Bのうち、液上管6の少なくとも一部は培養液2の液面より上の高さに位置するよう配置されるが、本第一実施例の場合、ガス送出装置4からの空気Aの送出時において液上管6は培養液2の液面の高さに位置し、その一部が培養液2中に没し、走行体B全体を支持する浮力を発生させるようになっている。
In this way, at least a part of the
液上管6を構成する接続管6bの一部、及び端部接続管6cには、走行体Bを液面の方向に沿って動作させるための牽引索9が接続されている。この牽引索9は、図1、図3に示す如く、液上管6のなす向きと直交する水平方向に延びるように配されており、その両端は、培養槽3の縁上に設置した巻上機10に接続されている。
A
ここで、牽引索9は、走行体Bを構成する液上管6、中間管7及び液中管8のいずれに接続されても良いが、本第一実施例の場合、液上管6のうち塩化ビニル樹脂により形成された接続管6b及び端部接続管6cが変形しにくく、接続に簡便であるため、ここを牽引索9の接続位置として選択している。
Here, the
巻上機10は、図3に示す如く培養槽3の縁上に設置されるが、この培養槽3の縁における各巻上機10の設置位置、及び各巻上機10の下方にあたる培養槽3の壁面にはプーリ11a及びプーリ11bが回転可能に支持されており、牽引索9は、このプーリ11a,11bに一旦巻き掛けられてから巻上機10に巻き取られるようになっている。こうして、対向する培養槽3の壁面のプーリ11b,11b同士の間で牽引索9を水平に保ちつつ、巻上機10により牽引索9を培養液2の液面に沿って巻き取り又は送り出すことができるようになっている。
The hoisting
また、図1、図3に示す如く、培養槽3における牽引索9の両端にあたる位置の壁面には、接触によって動作するリミットスイッチ12が備えられている。このリミットスイッチ12は、例えば液上管6の高さに配置されており、液上管6の接触があった場合に、接触信号12aを制御装置13に対し入力するようになっている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3,
制御装置13は、培養槽3の縁に備えた各巻上機10を制御するための装置であり、各巻上機10に対して制御信号10aを入力することで、各巻上機10の運転・停止、牽引索9の巻き取りや繰り出しといった動作を操作するようになっている。
The
次に、上記した本第一実施例の作動を説明する。 Next, the operation of the first embodiment described above will be described.
ガス送出装置4を作動させると、該ガス送出装置4から液上管6に対し、送出管5を介して加圧された空気Aが送り込まれる。液上管6を構成する主管6aは、上述の如く樹脂繊維を編み込まれて形成された軟質の管であり、内部に空気Aを送り込まれることで膨らんで培養液2に対し浮力を得て液面に浮かび、中間管7や液中管8を含む走行体B全体を浮力によって支持する。また、送出管5も液面に浮かびつつ、ガス送出装置4の空気Aの送出口と、液上管6の接続管6b'の間の接続を保つ。このように、本第一実施例のガス供給装置1では、液上管6が走行体BにガスAを流通させる配管としての役割と、走行体Bを浮力によって支持する役割とを兼ねている。こうした構造により、走行体B全体の構成を簡素にし、製造等にかかる費用を低減するようにしている。
When the
液上管6内に送り込まれた空気Aは、主管6aを膨らませながら、一部ずつが接続管6b,6b'及び端部接続管6cから中間管7へと送り出され、該中間管7の下端に接続された接続管8b及び端部接続管8cから液中管8へと導かれる。液中管8は、主管8aの側面に開口した多数の穴から培養液2中に空気Aを送り出す。
The air A sent into the liquid
この際、上述の如く、液中管8は径が液上管6と比較して小さく構成されており、こうすることで、液中管8全体から空気Aが均等に送り出されるようになっている。すなわち、液上管6の容積が液中管8よりも大きいため、ガス送出装置4から液上管6に送り込まれた空気は、まず液上管6内の全域に満たされてから、大部分が液上管6に留まりつつ、各所の接続管6b,6b'や端部接続管6cから一部ずつ中間管7を介して液中管8に送り出されることになる。したがって、液中管8の各所の接続管8b及び端部接続管8cに対し、空気Aの供給が均等に行われるのである。ここで仮に、液中管8の主管8aの径が液上管6の主管6aよりも大きく設定されていた場合を想定すると、ガス送出装置4からの空気Aは、液上管6の全域を満たすよりも前に、多くが液中管8の方に送り込まれることになる。その際、液中管8へ送り込まれる空気Aは、送出管5の接続された液上管6の接続管6b'に近い位置ほど多くなる。その結果、液中管8の主管8aの側面に開口した穴からは、接続管6b'に近い位置ほど多くの空気Aが放出されることになり、液中管8から培養液2への空気Aの送出に偏りが生じてしまうことが考えられる。またこれは、例えば液上管6や中間管7を介することなく、液中管8に直接送出管5を接続した場合を想定しても同じである。本第一実施例では、ガス送出装置4からの空気Aを液上管6を介して液中管8へ送り込み、さらに液上管6の容積を液中管8より大きく設定することで、空気Aの供給量の偏りを解消しているのである。
At this time, as described above, the
ここで、液中管8から空気Aを送り出す機構は、上に説明したような主管8aの側面に開口した穴以外にも種々の構成を取り得る。例えば、液中管8の一部に多孔質の送出部を備え、該送出部から空気Aを気泡として送り出すように構成することも可能である。その他、液体である培養液2に対しガスである空気Aを適当に送り出すことができる限り、液中管8はどのように構成しても良い。
Here, the mechanism for sending out the air A from the
こうして、ガス送出装置4から送り出される空気Aは、液上管6、中間管7、液中管8により構成される走行体Bを介して培養液2中に供給される。そして、走行体Bは、牽引索9によって培養液2中を水平方向に往復走行しつつ、上述の如き空気Aの供給を実行する。
In this way, the air A sent out from the
各牽引索9は、培養槽3の縁に備えた巻上機10によって巻き取られ又は繰り出されることで、各牽引索9に接続された走行体Bを培養槽3内で走行させる。図1において、走行体Bを図中上方へ向かって走行させたい場合には、図中上方に位置する各巻上機10は牽引索9を巻き取り、図中下方に位置する各巻上機10は牽引索9を繰り出す動作を行う。また、走行体Bを図中下方へ向かって走行させたい場合には、図中上方に位置する各巻上機10は牽引索9を繰り出し、図中下方に位置する各巻上機10は牽引索9を巻き取る動作を行う。この動作を交互に繰り返すことで、走行体Bは、培養槽3内を図中上下に往復する。
Each
この際、動作の切り替えは、培養槽3に備えたリミットスイッチ12にて液上管6の接触を検知した時点で行われる。一例として、走行体Bを図1中、上方に向かって移動させた後、動作を切り替えて下方に向かって移動させる場合を説明する。まず、走行体Bが上方へ移動し、培養槽3の図中上方の縁へ到達すると、液上管6の主管6aが各リミットスイッチ12に接触し、接触信号12aが制御装置13に送信される。
At this time, the operation is switched when the
リミットスイッチ12から接触信号12aが入力された場合、制御装置13は、接触信号12aを入力したリミットスイッチ12に対応する位置の巻上機10の動作を一旦停止させる。例えば、図1中、培養槽3の上側の縁の左端に位置するリミットスイッチ12から接触信号12aが入力された場合には、これに対応する培養槽3の上側の縁の左端に位置する巻上機10、及び、これに対向する培養槽3の下側の縁の左端に位置する巻上機10を停止する。これを、培養槽3の上側に位置する全リミットスイッチ12から接触信号12aが入力されるまで実行する。そして、培養槽3の上側に位置する全リミットスイッチ12から接触信号12aが入力されたら、巻上機10の運転の向きを切り替え、培養槽3の上側の縁に位置する巻上機10には牽引索9を繰り出す動作を、培養槽3の下側の縁に位置する巻上機10には牽引索9を巻き取る動作を実行させて、走行体Bを図1中、下方に向かって走行させる。
When the
すなわち、走行体Bを複数の牽引索9により走行させるにあたっては、各牽引索9を巻き取り又は繰り出す巻上機10の動作の速度の違いやその他の諸条件により、液上管6各部の培養槽3に対する移動速度や、縁からの距離が場所によって異なる場合があり得る。そこで、走行体Bが培養槽3の一方の縁に到達する際に、その位置のずれをリミットスイッチ12を用いて検出し、修正するようにしている。
That is, when the traveling body B is driven by the plurality of
走行体Bが培養槽3の下側の縁に到達したら、今度はこれを培養槽3の下側の縁に位置するリミットスイッチ12によって検出し、巻上機10の運転の向きを切り替え、走行体Bを図中上方に向かって走行させる。
When the traveling body B reaches the lower edge of the
以上の動作を繰り返し、走行体Bを培養槽3内で往復走行させながら空気Aを供給することにより、培養槽3内の全域に対し満遍なく空気Aを供給することができる。液中管8を培養液2中で移動させながら空気Aを送り込むので、少ない本数であっても培養液2に対し均等に空気Aを供給することができる。また、送り込まれる空気Aの量に対して液中管8の本数が少ないため、空気Aの供給量を抑えたとしても液中管8に対し十分な圧力によって空気を送り込むことができ、液中管8において空気Aの噴出口が塞がってしまうような問題も低減できる。
By repeating the above operation and supplying the air A while reciprocating the traveling body B in the
この際、液中管8を含む走行体Bの全体が、液上管6に発生する浮力によって培養液2中に支持されており、液中管8は培養液2中に浮いた状態で、培養槽3の底面と接することなく培養槽3内を走行する。したがって、液中管8と培養槽3の底面との間に摺動に伴う摩擦は発生せず、走行体Bの走行にかかるエネルギーを低減でき、しかも、走行に伴って液中管8が摩耗あるいは破損するような心配がない。
At this time, the entire traveling body B including the submerged
ここで、牽引索9の動力としては、上述の如き巻上機10の代わりに、例えばプーリ11bに図示しないモータを備え、該モータによってプーリ11bを駆動するようにしても良い。その場合、牽引索9は対向するプーリ11b,11b同士の間で無端状に巻き掛けた構成とすることができる。あるいは、人力により牽引索9を牽引するようにすることもできる。その他、牽引索9を適当な速度で牽引し、走行体Bを走行させ得る限りにおいて、牽引索9を動作させる機構ないし方法としては種々の構成を取り得る。
Here, as the power of the
また、液中管8の下側に培養槽3の底面まで達するブラシ等を設置し、走行体Bの走行に伴って培養槽3の底に溜まった沈殿物を清掃したり、あるいは堆積した微生物を掻き上げたりするよう構成することも可能である。
In addition, a brush or the like that reaches the bottom surface of the
また、上では液上管6、中間管7及び液中管8により構成される走行体Bを、培養槽3に対し1段だけ備えた場合を例示したが、例えば図4に示す如く、牽引索9に沿った方向に複数段の走行体Bを備えて構成することもできる。この場合、各走行体Bを図4中、上方へ向かって走行させた後、走行の向きを下方に切り替える際には、図中最も上側に位置する走行体Bが培養槽3の図中上側の縁に位置する全リミットスイッチ12に接触するまで走行させてから、走行方向を下向きに切り替える。また、各走行体Bを図4中、下方へ向かって走行させた後、走行の向きを上方に切り替える際には、図中最も下側に位置する走行体Bが培養槽3の図中下側の縁に位置する全リミットスイッチ12に接触するまで走行させてから、各走行体Bの走行方向を上向きに切り替えることになる。
Further, in the above example, the case where the traveling body B composed of the liquid
以上のように、上記本第一実施例のガス供給装置1は、液面より上の高さに少なくとも一部が位置するよう配置され、ガスAを内部に流通させる液上管6と、該液上管6から液体2中に延びてガスAを下方に導く中間管7と、該中間管7からのガスAを液体2中に放出する液中管8とを備え、液体2に浮いて貯留槽3の底より上に前記液中管8を支持するよう構成した走行体Bを備え、ガスAを前記液中管8から放出しつつ、前記走行体Bを走行させるよう構成している。こうして、走行体Bを走行させながらガスAを供給することにより、少ない本数の液中管8で、貯留槽3内の全域に満遍なく均等にガスAを供給することができる。また、液中管8に対し十分な圧力によってガスAを送り込めるので、液中管8においてガスAの噴出口が塞がってしまうような問題も低減できる。さらに、液中管8は貯留槽3の底面と接することなく貯留槽3内を走行するので、走行体Bの走行にかかるエネルギーを低減でき、液中管8の摩耗や破損も回避できる。
As described above, the
また、本第一実施例のガス供給装置1において、前記液上管6は液体2の液面の高さに位置し、前記走行体Bは前記液上管6に発生する浮力により液体2に支持されるよう構成しているので、液上管6が走行体BにガスAを流通させる配管としての役割と、走行体Bを浮力によって支持する役割とを兼ねることにより、走行体Bの構成を簡素にして製造等にかかる費用を低減することができる。
Further, in the
したがって、上記本第一実施例によれば、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得る。 Therefore, according to the first embodiment, the gas can be suitably supplied to the liquid while suppressing the gas supply amount.
図5、図6は本発明の第二実施例によるガス供給装置の形態を示している。基本的な構成は上述の第一実施例(図1〜図4参照)と同様であるが、本第二実施例のガス供給装置14の場合、液上管6とは別に複数の浮力体15を備え、さらに各浮力体15を支持体16により連結した点が上記第一実施例とは異なっている。
5 and 6 show the form of the gas supply device according to the second embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment (see FIGS. 1 to 4) described above, but in the case of the
浮力体15は、例えば軽量の発泡樹脂により形成された舟型の物体であり、培養液2の液面に浮くようになっている。この浮力体15は、液上管6の長手方向に沿って等間隔に複数備えられており、その上面に、支持体16を介して液上管6を支持するようになっている。各浮力体15の設置位置は、液上管6や支持体16を適切に支持し得るよう、適宜設定すれば良いが、ここに図示した例では、液上管6の接続管6bの一部、及び端部接続管6cの直下としている。
The
支持体16は、浮力体15同士を所定の間隔にて連結し、且つその上に液上管6を支持する骨組みであり、ここに示した例では、液上管6の長手方向に沿って配置される一対の主材16aと、該主材16a同士を連結する複数の桁材16bと、平面視で主材16a及び桁材16bによって構成される方形の対角線上に配される補強材16cによって構成されている。各桁材16bは各浮力体15の上面に配置され、各桁材16bの上面に液上管6が載置される。支持体16を構成する主材16a、桁材16b及び補強材16cは、ステンレス鋼のような金属等、十分な剛性及び強度を有する素材にて形成される。また、培養液2に頻繁に接触し得る環境で使用するため、耐腐食性をも備えていることが好ましい。尚、支持体16の構造は、ここに示す如き主材16a、桁材16b及び補強材16cによる構成に限定されない。十分な剛性により浮力体15同士を連結し、また液上管6を支持するようになっていれば、どのような構成を取っても良い。
The
液上管6は、上述の第一実施例(図1〜図4参照)同様、主管6a同士を接続する接続管6b,6b'、及び端部接続管6cにより中間管7と接続されており、該中間管7の下端は液中管8の接続管8b及び端部接続管8cに接続されて、ガス送出装置4からの空気Aを液中管8の主管8aから培養液2中に供給するようになっている。そして、本第二実施例では、これらの液上管6及び中間管7、液中管8に加え、浮力体15及び支持体16により走行体Cを構成している。
The
本第二実施例における走行体Cの場合、浮力によって走行体Cを支持するのは液上管6ではなく浮力体15であり、培養液2の液面は液上管6ではなく、浮力体15の高さにある。こうすることにより、液上管6によらずに走行体Cを支持し、該走行体Cの走行に伴う抵抗を大幅に低減するようになっている。
In the case of the traveling body C in the second embodiment, it is the
すなわち、上述の第一実施例(図1〜図4参照)では、液上管6の位置に喫水線があり、この液上管6を、培養液2の液面に沿って走行させるようになっている。この際、液上管6は、長手方向の全域にわたって底面を培養液2の液面に浸しつつ、長手方向と直交する方向に走行するため、培養液2から受ける抵抗が大きく、巻上機10の動作に大きな動力が必要となっていた。一方、本第二実施例の場合、液上管6はその全体が培養液2の液面より上の高さに配置されており、走行体Cの走行にあたり、培養液2に対し抵抗を発生させ得るのは、培養液2の液面の高さに位置する浮力体15と、それより下に位置する部分のみである。このように、本第二実施例では、走行体Cのうち液面下に没する部分の体積、ないし走行方向と直交する向きの面積を減らすことで、走行の際に培養液2から受ける抵抗を極力小さくし、走行体Cの走行にかかるエネルギーを低減するようにしている。
That is, in the above-mentioned first embodiment (see FIGS. 1 to 4), there is a water line at the position of the
しかも、この際、浮力体15は図5、図6に示す如く舟型に形成され、且つその軸線が走行方向に沿って配置されているので、走行に伴う抵抗は一層小さくなっている。
Moreover, at this time, since the
液上管6と浮力体15の間に配されて液上管6を支持する支持体16は、本発明に必須の構成ではないが、走行体Cの取扱いを容易にし、また培養液2中における走行体Cの走行をスムーズにする機能を果たしている。すなわち、剛性の支持体16上に液上管6を一直線に支持するため、上述の如く液上管6を構成する主管6a等が軟質の素材で構成されていたとしても、これが走行に際して培養液2の抵抗を受けて折れ曲がるようなことがなく、液上管6や液中管8を含む走行体C全体を常に平面視で一直線の状態に保つことができる。したがって、培養液2中の全域にわたって液中管8を確実に走行させ、空気Aを均一に供給することができる。
The
また、牽引索9や巻上機10の数を削減することができるという利点もある。すなわち、上述の第一実施例(図1〜図4参照)においては、軟質の主管6aを含む液上管6全体の形状を支持するような構造がないため、液上管6の両端のほか、中間部にも所定の間隔をおいて牽引索9を備え、該牽引索9を同時に動作させることにより、液上管6の形状を略一直線状に保っていた。一方、本第二実施例では、支持体16により液上管6の形状が直線的に保たれるため、中間部に牽引索9を備えなくても、例えば走行に伴い、培養液2の抵抗を受けて液上管6の中間部が撓んでしまうといった事態は避けられる。したがって、本第二実施例の場合、牽引索9、及びその端部に設置される巻上機10やリミットスイッチ12は、液上管6に関して両端のみで良い。
There is also an advantage that the number of
また、メンテナンス等の際、ガス送出装置4からの空気Aの送出を停止すると、軟質の主管6aは自重により縮んで折り畳まれるが、このとき、液上管6が支持体16によって支持されていれば、液上管6が折れ曲がったりするようなことがなく、液上管6を含む走行体Cの運搬や取り換えといった操作を簡便に行うことができる。
Further, when the delivery of air A from the
以上のように、上記本第二実施例のガス供給装置14においては、液体2の液面の高さに位置して前記走行体Cを浮力により支持するよう構成した浮力体15を備え、前記液上管6を液体2の液面より上の高さに配しているので、走行体Cの走行の際に液体2から受ける抵抗を小さくし、走行体Cの走行にかかるエネルギーを低減することができる。
As described above, the
また、本第二実施例のガス供給装置14においては、前記走行体Cを構成する前記浮力体15同士を連結し且つ前記液上管6を支持する剛性の支持体16を備えているので、走行体C全体の形状を保ち、液中管8によるガスAの供給を均一にすることができる。
Further, since the
上記本第二実施例によっても、ガスの供給量を抑えつつ、液体に対し好適にガスを供給し得る。 Also in the second embodiment described above, the gas can be suitably supplied to the liquid while suppressing the gas supply amount.
尚、本発明のガス供給装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the gas supply device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 ガス供給装置
2 液体(培養液)
3 貯留槽(培養槽)
4 ガス送出装置
6 液上管
7 中間管
8 液中管
14 ガス供給装置
15 浮力体
16 支持体
A ガス(空気)
B 走行体
C 走行体
1
3 Storage tank (culture tank)
4
B traveling body C traveling body
Claims (4)
該液上管から下方の液体中に延びて前記液上管内のガスを下方に導く中間管と、
液体中にて前記中間管に接続され、該中間管からのガスを内部に流通させ且つ液体中に放出する液中管と
を備え、浮力により液体内に浮いて前記貯留槽の底より上に前記液中管を支持するよう構成した走行体を備え、
前記ガス送出装置から送出されるガスを前記液中管から放出しつつ、前記走行体を走行させるよう構成したガス供給装置。 A liquid pipe that is arranged so that at least a part of the liquid stored in the storage tank is located above the liquid level and allows the gas sent from the gas delivery device to flow inside.
An intermediate pipe that extends from the liquid pipe into the liquid below and guides the gas in the liquid pipe downward.
It is provided with a submersible pipe that is connected to the intermediate pipe in the liquid, allows gas from the intermediate pipe to flow inside and discharges into the liquid, and floats in the liquid by buoyancy and rises above the bottom of the storage tank. A traveling body configured to support the submersible pipe is provided.
A gas supply device configured to run the traveling body while discharging the gas delivered from the gas delivery device from the submersible pipe.
The gas supply device according to claim 3, further comprising a rigid support for connecting the buoyant bodies constituting the traveling body and supporting the liquid pipe.
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