(57)【要約】【課題】水産養殖に好適であり、海水のｐＨを弱アルカリ性に維持することが可能な小型のｐＨ調整装置及び養殖装置を提供する。【解決手段】海水Ｗを貯留する水槽１０１に取り付けられ、水槽１０１内の海水ＷのｐＨを調整するｐＨ調整装置１であって、海水Ｗを流通し水槽１０１に排出する流路２と、流路２を流通する海水Ｗに紫外光を照射する光源３と、を備え、光源３から流路２を流通する海水Ｗに紫外線を照射することで、海水ＷのｐＨを上昇させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を貯留する水槽に取り付けられ、前記水槽内の海水のｐＨを調整するｐＨ調整装置であって、
海水を流通し前記水槽に排出する流路と、
前記流路を流通する海水に紫外光を照射する光源と、を備え、
前記光源から前記流路を流通する海水に紫外線を照射することで、海水のｐＨを上昇させる、
ｐＨ調整装置。
【請求項２】
前記光源は、波長２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の紫外光を照射する、
請求項１に記載のｐＨ調整装置。
【請求項３】
前記流路は、直線状に延びる直管を有し、
前記光源は、前記直管の端部に設けられ、前記直管の軸方向に紫外光を照射する、
請求項１または２に記載のｐＨ調整装置。
【請求項４】
海水を貯留し養殖対象となる貝類または魚類を収容する水槽と、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のｐＨ調整装置と、を備えた、
養殖装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牡蠣等の水産養殖に用いられるｐＨ調整装置及び養殖装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水を導入した水槽（プール）内にて貝類や魚類の養殖を行う装置が知られている。例えば、牡蠣の養殖においては、水槽内に牡蠣を所定時間浸けておき、牡蠣に偽糞と呼ばれる排出物を排出させて、臭味をとる作業が一般に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２１４８０号公報
【特許文献２】特開２００６−１６６８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水槽内の海水のｐＨ（水素イオン指数）は、弱アルカリ性であることが望ましい。これは、海水の酸性度が高くなり過ぎると、牡蠣の成長がとまってしまったり、殻が融けてしまったりするおそれがあるためである。しかしながら、水槽内に導入される海水のｐＨは、一般に、季節によって変化する。また、水槽内の牡蠣等の呼吸、あるいは偽糞等の排泄物によっても、水槽内のｐＨが酸性側へと変化する場合がある。そのため、水槽内の海水のｐＨを弱アルカリ性に維持可能な装置が望まれている。
【０００５】
特許文献１では、原水に水酸化ナトリウム等のアルカリ物質を注入することでｐＨ調整を行う装置が記載されている。しかし、アルカリ物質の使用は、海水成分の偏り及びそれによる貝類や魚類の成長不良の原因となるおそれがある。そのため、アルカリ物質の注入によるｐＨ調整は、水産養殖に好適とはいえない。
【０００６】
特許文献２では、電気分解により酸性の海水とアルカリ性の海水とを生成し、酸性の海水を曝気してｐＨを高めた後に、アルカリ性の海水と混合することで、海水をアルカリ性に維持するｐＨ調整を行う装置が記載されている。しかし、この装置では、電気分解や曝気を行うための設備が必要であり、非常に大がかりな設備が必要となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、水産養殖に好適であり、海水のｐＨを弱アルカリ性に維持することが可能な小型のｐＨ調整装置及び養殖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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、海水を貯留する水槽に取り付けられ、前記水槽内の海水のｐＨを調整するｐＨ調整装置であって、海水を流通し前記水槽に排出する流路と、前記流路を流通する海水に紫外光を照射する光源と、を備え、前記光源から前記流路を流通する海水に紫外線を照射することで、海水のｐＨを上昇させる、ｐＨ調整装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、海水を貯留し養殖対象となる貝類または魚類を収容する水槽と、前記ｐＨ調整装置と、を備えた、養殖装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水産養殖に好適であり、海水のｐＨを弱アルカリ性に維持することが可能な小型のｐＨ調整装置及び養殖装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るｐＨ調整装置を用いた養殖装置の概略構成図である。
【図２】ｐＨ調整装置を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、光源に用いる発光ダイオードのスペクトル分布を示すグラフ図であり、（ｂ）は発光ダイオードの温度と発光波長との関係を示すグラフ図である。
【図４】地下海水のｐＨの変化と水槽内の海水のｐＨの変化の測定ポイントを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１３】
（養殖装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に係るｐＨ調整装置を用いた養殖装置の概略構成図である。図１に示すように、養殖装置１００は、水槽（プール）１０１と、ｐＨ調整装置１と、を備えている。
【００１４】
水槽１０１には、海水Ｗが貯留されており、養殖対象となる貝類または魚類（不図示）が収容される。本実施の形態では、養殖装置１００は、牡蠣を養殖するために用いられるものである場合を説明する。水槽１０１に貯留された海水Ｗには、牡蠣を収容した牡蠣籠が浸漬される。
【００１５】
水槽１０１には、地下海水を水槽内に流入させるための取水路１１０が設けられている。取水路１１０には、地下海水を圧送するための取水用ポンプ１１１が設けられている。
【００１６】
（ｐＨ調整装置１の説明）
図２は、本実施の形態に係るｐＨ調整装置１を示す断面図である。
【００１７】
ｐＨ調整装置１は、海水ＷのｐＨ（水素イオン濃度）を調整するものであり、例えば海水Ｗを貯留する水槽１０１の近傍に設けられたラックに搭載されている。ｐＨ調整装置１は、海水Ｗが流通し水槽１０１に排出する流路２と、流路２を流通する海水Ｗに紫外光を照射する光源３と、を備えている。
【００１８】
流路２は、海水Ｗを流入する流入管２１と、海水Ｗを排出する排出管２２と、流入管２１と排出管２２とを連通し直線状に延びる直管２３と、を有している。流入管２１の直管２３と反対側の端部は水槽１０１内の海水Ｗに浸漬されており、当該端部から水槽１０１内の海水Ｗを吸い上げるようになっている。排出管２２の直管２３と反対側の端部から排出された海水Ｗは、水槽１０１内に戻される。
【００１９】
直管２３の両端部は、それぞれ第１筐体４１及び第２筐体４２に挿入されている。以下、直管２３の軸方向を単に軸方向と呼称する。第１筐体４１及び第２筐体４２は、略直方体状に形成されており、ｐＨ調整装置１をラック等の所定の設置位置に固定する役割も果たす。
【００２０】
第１筐体４１には、軸方向の一方に開口し直管２３の端部が挿入される第１直管挿入孔４１ａと、軸方向と垂直な方向に開口し流入管２１が接続される第１接続孔４１ｂと、第１直管挿入孔４１ａと第１接続孔４１ｂとを連通する第１整流室４１ｃと、が形成されている。直管２３は、その一端部が、第１整流室４１ｃ内に突出するように配置されている。
【００２１】
第２筐体４２には、軸方向の他方に開口し直管２３の端部が挿入される第２直管挿入孔４２ａと、軸方向と垂直な方向に開口し排出管２２が接続される第２接続孔４２ｂと、第２直管挿入孔４２ａと第２接続孔４２ｂとを連通する第２整流室４２ｃと、が形成されている。直管２３は、その他端部が、第２整流室４２ｃ内に突出するように配置されている。
【００２２】
直管挿入孔４１ａ，４２ａと接続孔４１ｂ，４２ｂとは互いに直交する方向に延びている。すなわち、直管挿入孔４１ａ，４２ａに挿入された直管２３と、接続孔４１ｂ，４２ｂに挿入された流入管２１または排出管２２とは、互いに直交する方向に延びている。本実施の形態では、流入管２１及び排出管２２は、鉛直方向下方（図２では上側）に延びるように設けられている。なお、図２では、第１筐体４１と流入管２１、及び第２筐体４２と排出管２２を一体に示しているが、別体であってもよい。また、流入管２１や排出管２２の一部が筐体４１，４２と一体に形成されていてもよい。
【００２３】
流入管２１は、その一端から海水Ｗが流入され、他端が第１筐体４１の第１接続孔４１ｂに接続されている。つまり、流入管２１の他端は、第１筐体４１を介して直管２３の一端に連通されている。流入管２１から流入した海水Ｗは、第１整流室４１ｃを通って直管２３に導入される。
【００２４】
排出管２２は、一端が第２筐体４２の第２接続孔４２ｂに接続され、他端から海水Ｗが水槽１０１に排出される。排出管２２の一端は、第２筐体４２を介して直管２３の他端に連通されている。直管２３を通過した海水Ｗは、第２整流室４２ｃを通って排出管２２に導入され、排出管２２の他端から水槽等に排出される。流入管２１には、海水Ｗを流入・排出させるためのポンプ２４が設けられている。
【００２５】
直管２３としては、少なくともその内周面２３ａが、光源３からの紫外光を反射する材質からなるものを用いるとよい。光源３からの紫外光を反射する材質としては、例えば、紫外光の反射率が高く耐久性、耐熱性、及び対薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。本実施の形態では、ＰＴＦＥからなる内径約４０ｍｍの直管２３を用いた。
【００２６】
第２筐体４２では、第２整流室４２ｃを軸方向に区画するように窓部材３１が設けられている。窓部材３１を設けることにより区画される空間を光源収容空間４１ｄと呼称する。この光源収容空間４１ｄに、窓部材３１を介して直管２３の下流側の端部と対向するように、光源３が設けられている。つまり、流水殺菌装置１では、光源３は、直管２３の下流側（排出管２２側）に設けられ、直管２３の軸方向に紫外光を照射する。窓部材３１としては、紫外光の透過率が高いものを用いるとよく、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ２）、サファイアガラス（Ａｌ２Ｏ３）、あるいは非晶質のフッ素系樹脂等からなるものを用いることができる。図示していないが、光源収容空間４１ｄには、光源３を搭載した回路基板が収容されている。
【００２７】
また、図１では図示を省略しているが、第２筐体４２には、コネクタ部が設けられており、外部の電源装置から延びるケーブルが、コネクタ部を介して回路基板に電気的に接続されている。さらに、第２筐体４２には、光源３を冷却する冷却手段が設けられることが望ましい。冷却手段としては、海水Ｗ等を冷却水として用いた水冷式の冷却装置や、ファン等を有する空冷式の冷却装置を用いることができる。
【００２８】
また、第１筐体４１では、第１整流室４１ｃの直管２３の上流側の端部と対向する内壁に沿うように、紫外光を反射する板状の反射体３２が設けられている。つまり、本実施の形態では、直管２３の上流側（流入管２１側）に、光源３と対向するように反射体３２を設けている。反射体３２は、光源３から出射され直管２３の内部を伝播する紫外光を下流側へと反射することで、紫外光の照射効率を高める。反射体３２は、平坦な反射面を有していてもよいし、凹曲面などの曲面となる反射面を有していてもよい。反射体３２としては、例えば、基材となるアルミニウム上にアルミニウムを蒸着し、さらに酸化膜層を蒸着したものを用いることができる。
【００２９】
ｐＨ調整装置１では、光源３から出射された紫外光は、窓部材３１を透過し、直管２３の内周面２３ａで反射されつつ、直管２３の軸方向に伝播する。直管２３を通過した紫外光は、反射体３２により反射され、再び直管２３を軸方向に伝播する。ｐＨ調整装置１では、これら直管２３を軸方向に伝播する紫外光により、直管２３を流通している海水ＷのｐＨ調整が行われる。また、紫外線は殺菌能力を有しているため、海水Ｗの殺菌も同時に行われることになる。
【００３０】
（ｐＨを調整するための構成の説明）
本実施の形態では、光源３として、紫外線を照射する発光ダイオード３ａを用いており、光源３から流路２を流通する海水Ｗに紫外線を照射することで、海水ＷのｐＨを上昇させて、海水Ｗを弱アルカリ性に維持している。
【００３１】
ここでは、光源３として１９個の発光ダイオード３ａを用いたが、光源３として用いる発光ダイオード３ａの数はこれに限定されない。なお、図２では、図の簡略化のため、１つの発光ダイオード３ａのみを示している。発光ダイオード３ａの駆動回路は、第２筐体４２の外部に設けられている。本実施の形態では、外部の電源装置内に、駆動回路が搭載されている。
【００３２】
光源３の配光角は３０度以下であるとよい。これにより、直管２３の内周面２３ａへの紫外光の入射角を７５度以上とし、直管２３の内周面２３ａでの反射率を高め、海水Ｗへの照射効率を高めることができる。光源３は、発光ダイオード３ａから出射する光の配光角を調整するための凹面鏡等の部材を含んでいてもよい。
【００３３】
光源３に用いる発光ダイオード３ａとしては、波長２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の紫外光を照射するものを用いるとよい。すなわち、発光ダイオード３ａとしては、その中心波長またはピーク波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の範囲に含まれるものを用いることが望ましい。ｐＨ調整と同時に殺菌の効果を十分に得たい場合には、発光ダイオード３ａとして、殺菌効果が高い波長２５５ｎｍ以上２８５ｎｍ以下の紫外光を照射するものを用いるとよい。また、窓部材３１や直管２３の内周面２３ａにファウリングが発生することを抑制するためには、発光ダイオード３ａとして、照射する光に赤外光や酸化力が大きい波長２００ｎｍ以下の光を含んでいないものを用いるとよい。
【００３４】
紫外線を照射することによって海水ＷのｐＨが上昇するメカニズムについては、現状では不明であり、調査中である。しかし、本発明者らが数ヶ月にわたって海水ＷのｐＨを調べたところ、ｐＨ調整装置１を用いることによって水槽１０１内の海水Ｗを弱アルカリ性に維持できていることが確認されている。水槽１０１に導入される地下海水はｐＨが変動しており、また水槽１０１内の牡蠣の呼吸等によってｐＨは酸性に傾く傾向があるが、これらの影響によらず、水槽１０１内の海水Ｗは弱アルカリ性に保たれており、ｐＨ調整装置１が海水Ｗを弱アルカリ性に維持していることは確実であると考えられる。
【００３５】
図３（ａ）は、本実施の形態で光源３に用いた発光ダイオード３ａのスペクトル分布を示すグラフ図であり、図３（ｂ）は発光ダイオード３ａの温度と発光波長との関係を示すグラフ図である。なお、図３（ａ）では、２５℃の環境下でのスペクトル分布を示している。
【００３６】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態で光源３として用いた発光ダイオード３ａは、ピーク波長が２５℃環境下において２８５ｎｍである。また、発光ダイオード３ａは、照射する光に赤外光や波長２００ｎｍ以下の光を含んでいない。発光ダイオード３ａとしては、発光層（活性層）に窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）を用いたものを使用した。
【００３７】
ｐＨ調整装置１の効果を確かめるために、図４に示すように、地下海水を第１水槽１０１ａに導入し、第１水槽１０１ａ内の地下海水をｐＨ調整装置１に導入し、ｐＨ調整装置１を通過した海水Ｗを第２水槽１０１ｂに排出するようにし、第１水槽１０１ａ内の地下海水のｐＨと、ｐＨ調整装置１を通過した第２水槽１０１ｂ内の海水ＷのｐＨとを測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2019033730.tif 000003
【００３９】
表１に示すように、ｐＨ調整装置１通過後の海水Ｗは、地下海水のｐＨよりも高くなっており、ｐＨ調整装置１を用いることによりｐＨが上昇していることが分かる。また、ｐＨ調整装置１通過後の海水Ｗは、ｐＨが７．６８以上７．８９以下の弱アルカリ性を維持している。図示していないが、図１の養殖装置１００において水槽１０１内で牡蠣の養殖作業を継続しつつ水槽１０１内の海水ＷのｐＨ測定を行った場合についても、同様の結果が得られている。通常は、牡蠣の呼吸等によりｐＨは酸性に傾き易いが、ｐＨ調整装置１を用いることにより、水槽１０１内の海水ＷのｐＨを弱アルカリ性に維持できている。また、海水（導入する地下海水）は、通常は夏に酸性となり易い傾向があるが、本発明者らは、このような海水が酸性となり易い夏においても、ｐＨ調整装置１を用いることによって、水槽１０１内の海水ＷのｐＨを弱アルカリ性に維持できることを確認している。
【００４０】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るｐＨ調整装置１では、海水Ｗを流通し水槽１０１に排出する流路２と、流路２を流通する海水Ｗに紫外光を照射する光源３と、を備え、光源３から流路２を流通する海水Ｗに紫外線を照射することで、海水ＷのｐＨを上昇させている。
【００４１】
これにより、地下海水のｐＨ変動や牡蠣の呼吸等によるｐＨ変動によって、海水Ｗが養殖に不適な酸性に傾いてしまうことを抑制でき、海水Ｗを弱酸性に維持して養殖に好適な環境を実現することが可能になる。また、ｐＨ調整装置１は、従来技術のように電気分解や曝気を行うための大規模な設備が不要であり、非常に小型である。よって、既存の養殖装置１００に簡単に増設することが可能である。このように、本実施の形態によれば、水産養殖に好適であり、海水ＷのｐＨを弱アルカリ性に維持することが可能な小型のｐＨ調整装置１を実現できる。
【００４２】
また、ｐＨ調整装置１では、紫外線を用いているため、海水ＷのｐＨ調整と同時に、海水Ｗの殺菌を行うことも可能である。つまり、このｐＨ調整装置１を用いることによって、海水ＷのｐＨ調整と殺菌とを同時に実現することが可能であり、それぞれの装置を別個に設けた場合と比較して設備コストを低く抑えることが可能である。
【００４３】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００４４】
［１］海水（Ｗ）を貯留する水槽（１０１）に取り付けられ、前記水槽（１０１）内の海水（Ｗ）のｐＨを調整するｐＨ調整装置（１）であって、海水（Ｗ）を流通し前記水槽（１０１）に排出する流路（２）と、前記流路（２）を流通する海水（Ｗ）に紫外光を照射する光源（３）と、を備え、前記光源（３）から前記流路（２）を流通する海水（Ｗ）に紫外線を照射することで、海水（Ｗ）のｐＨを上昇させる、ｐＨ調整装置（１）。
【００４５】
［２］前記光源（３）は、波長２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の紫外光を照射する、［１］に記載のｐＨ調整装置（１）。
【００４６】
［３］前記流路（２）は、直線状に延びる直管（２３）を有し、前記光源（３）は、前記直管（２３）の端部に設けられ、前記直管（２３）の軸方向に紫外光を照射する、［１］または［２］に記載のｐＨ調整装置（１）。
【００４７】
［４］海水（Ｗ）を貯留し養殖対象となる貝類または魚類を収容する水槽（１０１）と、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のｐＨ調整装置（１）と、を備えた、養殖装置（１００）。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００４９】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、直管２３の下流側端部に光源３を設けたが、直管２３の上流側端部に光源３を設けてもよいし、直管２３の上流側端部と下流側端部の両方に光源３を設けてもよい。
【００５０】
また、地下海水のｐＨ変動のみに対応すればよい場合には、取水路１１０にｐＨ調整装置１を設けてもよい。この場合、取水路１が流路２の役割を果たすことになる。
【符号の説明】
【００５１】
１…ｐＨ調整装置
２…流路
２１…流入管
２２…排出管
２３…直管
３…光源
３ａ…発光ダイオード
３１…窓部材
３２…反射体
１００…養殖装置
１０１…水槽
Ｗ…海水
【図１】
2019033730.tif 000004
【図２】
2019033730.tif 000005
【図３】
2019033730.tif 000006
【図４】
2019033730.tif 000007