(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海藻類を養殖するための養殖用海水を貯留する養殖水槽と、
前記養殖水槽内に新たな養殖用海水を供給する養殖用海水供給装置とを備える海藻類の陸上養殖装置であって、
前記養殖水槽は、少なくとも底部に湾曲壁面を有し、横断面形状がＵ字状または半円状であり、
前記養殖用海水供給装置は、前記養殖水槽内に貯留された前記養殖用海水に対し、上方から前記新たな養殖用海水を噴流状に流下させることにより、前記養殖水槽内の前記養殖用海水を前記湾曲壁面に沿うように旋回させて攪拌することを特徴とする海藻類の陸上養殖装置。
【請求項２】
前記養殖水槽は、２つの側壁部と、前記２つの側壁部間に位置し、少なくとも前記湾曲壁面の一部をなす底壁部とを備え、
前記養殖用海水供給装置は、前記新たな養殖用海水を上方から略垂直方向に噴流状に流下させる注水管を備え、
前記注水管の先端部は、前記養殖水槽内に貯留された前記養殖用海水の水面下に配置される、請求項１に記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項３】
前記注水管は、前記養殖水槽の前記２つの側壁部の一方または両方の上端部近傍に配置され、前記養殖水槽内の前記養殖用海水に対し、前記新たな養殖用海水を前記側壁部に沿って噴流状に流下させる、請求項２に記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項４】
前記注水管は、前記２つの側壁部の略中心位置に配置され、前記新たな養殖用海水を前記養殖水槽内の前記養殖用海水の略中心位置に噴流状に流下させる、請求項２に記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項５】
前記注水管の先端は、前記養殖水槽内の前記養殖用海水の水面位置から前記養殖水槽の最底部までの深さの１／２以内の深さ位置に配置される、請求項２〜４のいずれかに記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項６】
さらに、前記養殖水槽内の前記養殖用海水中に、前記養殖用海水の攪拌を促進する気泡を供給する気体供給装置を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項７】
前記養殖水槽は、その上部の所定の位置に前記養殖水槽内の前記養殖用海水をオーバーフローさせるオーバーフロー用開口を備え、前記養殖水槽内に貯留された前記養殖用海水の水面位置を規定する、請求項１〜６のいずれかに記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項８】
さらに、前記オーバーフロー用開口からオーバーフローした前記養殖用海水を前記養殖水槽に循環させる養殖用海水循環装置を備える、請求項７に記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項９】
前記養殖用海水循環装置は、前記オーバーフロー用開口からオーバーフローした前記養殖用海水を溜めると共に、溜められた養殖用海水と供給された補給用の新海水とを混合して前記新たな養殖用海水とする養殖用海水循環槽を備え、前記養殖用海水循環槽の前記新たな養殖用海水を前記養殖水槽に戻す、請求項８に記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項１０】
さらに、前記養殖水槽の所定の位置に前記養殖水槽内の海藻類を回収するための回収口を備える、請求項１〜９のいずれかに記載の海藻類の陸上養殖装置。
【請求項１１】
少なくとも底部に湾曲壁面を有し、横断面形状がＵ字状または半円状である養殖水槽内に貯留された養殖用海水中で海藻類の養殖を行う海藻類の陸上養殖方法であって、
予め、前記養殖水槽内に前記養殖用海水を貯留しておき、
前記養殖水槽内に貯留された前記養殖用海水に対し、上方から新たな養殖用海水を噴流状に流下させ、
前記養殖水槽内の前記養殖用海水を前記湾曲壁面に沿うように旋回させて攪拌することを特徴とする海藻類の陸上養殖方法。
【請求項１２】
前記養殖水槽内の前記養殖用海水を旋回させるための流速は、１〜１０ｃｍ／ｓである請求項１１に記載の海藻類の陸上養殖方法。
【請求項１３】
前記新たな養殖用海水の流下は、前記養殖水槽の２つの側壁部の一方または両方の上端部近傍の前記養殖用海水の水面下に、前記新たな養殖用海水を、直接供給して、噴流状に流下させるものである請求項１１または１２に記載の海藻類の陸上養殖方法。
【請求項１４】
前記新たな養殖用海水の流下は、前記養殖水槽の２つの側壁部の上端部近傍の略中心位置の前記養殖用海水の水面下に、前記新たな養殖用海水を、直接供給して、前記養殖水槽内の前記養殖用海水の略中心位置に噴流状に流下させるものである請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の海藻類の陸上養殖方法。
【請求項１５】
前記養殖水槽内を旋回している前記養殖用海水中に、前記養殖用海水の攪拌を促進する気泡を供給する、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の海藻類の陸上養殖方法。
【請求項１６】
前記新たな養殖用海水の供給量（ｌ／ｍｉｎ）と、前記気泡の供給量（ｌ／ｍｉｎ）との比（気泡供給量／養殖用海水供給量）が１〜５である、請求項１５に記載の海藻類の陸上養殖方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻類の陸上養殖装置および海藻類の陸上養殖方法に関し、詳しくは、地下海水、海洋深層水などの養殖用海水を用いてアオノリ等の海藻類を陸上にて養殖するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海苔などの海藻類の生産・栽培は、海上で行われていた。しかし、海上での生産・栽培は、天候・気温・海水温・海水中の養分などによる影響を受けやすく、毎年安定した生産・栽培を維持することが困難であった。
一方、陸上養殖では、管理された環境下で海藻類を育成することができ、自然環境の影響を受けにくく安定した生産を期待できる。一方、陸上養殖では、大規模な設備と広い用地を必要とするため、生産コストの面で課題があった。
【０００３】
このような課題を解決するために、特許文献１および２で開示されるように、高密度での海藻類の栽培が可能な非着床型栽培方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６８６６号公報
【特許文献２】特開平７−２０３７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で提案されている非着床型栽培方法では、水槽内でエアレーションを行うことで、海藻類を流動させ均等な光照射が行われている。
また、特許文献２で提案されている陸上栽培方法では、角型水槽（タテ６．２ｍ×横４ｍ×深さ０．５ｍ）が使用され、水平方向に屈曲した水平噴出部より海水が供給されている。
しかしながら、これらの方法では、海藻類の生産性は必ずしも実用上満足いくものではなく、更なる生産性の改良が必要であった。
【０００６】
さらに、海上養殖では海水の流動は自然にもたらされるのに対して、陸上養殖では、通常、海水の供給および流動に対して動力が必要とされる。そのため、製造コストの点では、この動力エネルギを最小化しつつ、海藻類の生長速度を高めて、海藻類の生産性を高める必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記実情に鑑みて、海藻類の養殖に必要な動力エネルギを最小化すると共に、海藻類の生長率向上と設備面積軽減により単位面積当たりの海藻類の生産性向上と設備費軽減を図ることができる、海藻類の非着床型栽培に使用される海藻類の陸上養殖装置、および、海藻類の陸上養殖方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、従来技術の問題点について検討した結果、まず、従来技術では、養殖水槽が深くになるにつれて、光が届きにくい下部にある海藻と、光が強く照射される上部の海藻との位置を置き換える循環が十分には進行しないことを見出した。また、従来技術では、海藻類の表面に酸素の気泡が付着して、海藻類への光合成に必要な二酸化炭素などの供給が十分に行われていないことを見出した。
そこで、本発明者らは、上記知見に基づき検討を行った結果、所定の形状を有する養殖水槽を用いて海藻類の生育に必要な養殖用海水の供給を行うことにより、養殖用海水の供給を養殖水槽内の攪拌エネルギとして利用して攪拌効率を高めることができ、結果として必要な動力エネルギを抑制しつつ海藻類の生長性が高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、この発明に係る海藻類の陸上養殖装置は、海藻類を養殖するための養殖用海水を貯留する養殖水槽と、該養殖水槽内に新たな養殖用海水を供給する養殖用海水供給装置とを備え、該養殖水槽は、少なくとも底部に湾曲壁面を有し、横断面形状がＵ字状または半円状であり、該養殖用海水供給装置は、該養殖水槽内に貯留された該養殖用海水に対し、上方から該新たな養殖用海水を噴流状に流下させることにより、該養殖水槽内の該養殖用海水を該湾曲壁面に沿うように旋回させて攪拌するものである。
【００１０】
また、養殖水槽は、２つの側壁部と、該２つの側壁部間に位置し、少なくとも該湾曲壁面の一部をなす底壁部とを備え、該養殖用海水供給装置は、該新たな養殖用海水を上方から略垂直方向に噴流状に流下させる注水管を備え、該注水管の先端部は、該養殖水槽内に貯留された該養殖用海水の水面下に配置されることが好ましい。
【００１１】
また、注水管は、該養殖水槽の該２つの側壁部の一方または両方の上端部近傍に配置され、該養殖水槽内の該養殖用海水に対し、該新たな養殖用海水を該側壁部に沿って噴流状に流下させることが好ましい。
【００１２】
また、注水管は、該２つの側壁部の略中心位置に配置され、該新たな養殖用海水を該養殖水槽内の該養殖用海水の略中心位置に噴流状に流下させることが好ましい。
【００１３】
また、注水管の先端は、該養殖水槽内の該養殖用海水の水面位置から該養殖水槽の最底部までの深さの１／２以内の深さ位置に配置されることが好ましい。
【００１４】
この発明に係る海藻類の陸上養殖装置は、さらに、該養殖水槽内の該養殖用海水中に、該養殖用海水の攪拌を促進する気泡を供給する気体供給装置を備えることが好ましい。
【００１５】
また、養殖水槽は、その上部の所定の位置に該養殖水槽内の該養殖用海水をオーバーフローさせるオーバーフロー用開口を備え、該養殖水槽内に貯留された該養殖用海水の水面位置を規定することが好ましい。
【００１６】
この発明に係る海藻類の陸上養殖装置は、さらに、該オーバーフロー用開口からオーバーフローした該養殖用海水を該養殖水槽に循環させる養殖用海水循環装置を備えることが好ましい。
【００１７】
また、養殖用海水循環装置は、該オーバーフロー用開口からオーバーフローした該養殖用海水を溜めると共に、溜められた養殖用海水と供給された補給用の養殖用海水とを混合して該新たな養殖用海水とする養殖用海水循環槽を備え、該養殖用海水循環槽の該新たな養殖用海水を該養殖水槽に戻すことが好ましい。
【００１８】
この発明に係る海藻類の陸上養殖装置は、さらに、該養殖水槽の所定の位置に該養殖水槽内の海藻類を回収するための回収口を備えることが好ましい。
【００１９】
また、この発明に係る海藻類の陸上養殖方法は、少なくとも底部に湾曲壁面を有し、横断面形状がＵ字状または半円状である養殖水槽内に貯留された養殖用海水中で海藻類の養殖を行う海藻類の陸上養殖方法であり、予め、該養殖水槽内に該養殖用海水を貯留しておき、該養殖水槽内に貯留された該養殖用海水に対し、上方から新たな養殖用海水を噴流状に流下させ、該養殖水槽内の該養殖用海水を湾曲壁面に沿うように旋回させて攪拌する。
【００２０】
また、本発明の海藻類の陸上養殖方法においては、該養殖水槽内の該養殖用海水を旋回させるための流速は、１〜１０ｃｍ／ｓであることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の海藻類の陸上養殖方法においては、該新たな養殖用海水の流下は、該養殖水槽の２つの側壁部の一方または両方の上端部近傍の該養殖用海水の水面下に、該新たな養殖用海水を、直接供給して、噴流状に流下させるものであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の海藻類の陸上養殖方法においては、該新たな養殖用海水の流下は、該養殖水槽の２つの側壁部の上端部近傍の略中心位置の該養殖用海水の水面下に、該新たな養殖用海水を、直接供給して、該養殖水槽内の該養殖用海水の略中心位置に噴流状に流下させるものであることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の海藻類の陸上養殖方法においては、該養殖水槽内を旋回している該養殖用海水中に、該養殖用海水の攪拌を促進する気泡を供給することが好ましい。
【００２４】
また、本発明の海藻類の陸上養殖方法においては、該新たな養殖用海水の供給量（ｌ／ｍｉｎ）と、該気泡の供給量（ｌ／ｍｉｎ）との比（気泡供給量／養殖用海水供給量）が１〜５であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、養殖水槽の湾曲壁面に沿うように養殖用海水を旋回させて攪拌することにより、養殖に必要な養殖用海水の流入エネルギを効率的に養殖水槽内の攪拌エネルギに変換することができ、低コストでありながら、省エネルギで効率よく海藻類を生産することができる。つまり、本発明においては、養殖水槽内での養殖用海水の効率的な攪拌が行われることにより、養殖水槽内で海藻類が上下に移動して効率的に光吸収を行うことができると共に、攪拌によって海藻類の表面に付着した酸素が洗い流され、結果として海藻類の効率的な光合成を行うことができる。さらに、本発明においては、養殖水槽の深さを深くすることができ、装置設置面積当たりの海藻類の収量を大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る海藻類の陸上養殖装置の概略構成図である。
【図２】養殖水槽中の養殖用海水の流れを示す養殖水槽の横断面図である。
【図３】養殖水槽中の養殖用海水の流れを示す養殖水槽の横断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る海藻類の陸上養殖装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の海藻類の陸上養殖装置について、図面を参照して説明する。
【００２８】
＜海藻類の陸上養殖装置（第１の実施形態）＞
まず、以下に、本発明の海藻類の陸上養殖装置の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の海藻類の陸上養殖装置１０の概略構成図である。
海藻類の陸上養殖装置１０は、海藻類の非着床型栽培に使用されるものであって、養殖水槽１２と、養殖用海水供給装置１４と、気体供給装置１６と、オーバーフロー水受け樋２０と、回収管２２と、回収カゴ２４とを備える。養殖水槽１２は、オーバーフロー用開口１８を備える。
【００２９】
陸上養殖装置１０で養殖される海藻類の種類は特に制限されないが、例えば、海苔類（なかでも、スジアオノリまたはホソエダアオノリが好ましい）が挙げられる。
なお、海藻類の複数の胞子が連結した胞子集塊、もしくはそれら胞子が発芽した発芽体が絡みあった発芽体集塊を、もしくはそれら発芽体集塊を別の小型水槽で数日間養殖し、適正なサイズに育成させた後、陸上養殖装置１０に供給してもよい。該胞子集塊および発芽体集塊は、直径５ｍｍ以下の小集塊に粉砕して使用されることが好ましい。なお、該胞子集塊および発芽体集塊は、例えば、特許文献１に記載の方法で製造される。
【００３０】
また、陸上養殖装置１０で使用される養殖用海水Ｗとしては、海藻類の養殖に使用できる海水であれば特にその海水の種類は制限されないが、例えば、地下海水、海洋深層水などが使用される。なお、一般海水も使用することができるが、不純物が多く含まれている場合が多く、海藻類の生長が阻害されるおそれがある。このため、一般海水を使用する場合には、含まれる不純物をろ過して用いるのが好ましい。
【００３１】
養殖水槽１２は、養殖用海水Ｗが貯留され、海藻類を養殖するための水槽である。
養殖水槽１２は、少なくとも底部に湾曲壁面を有し、その横断面形状がＵ字状である。より具体的には、養殖水槽１２は、平行に対向して配置される２つの平板状の側壁部３６と、該２つの側壁部３６間に位置し、湾曲壁面をなす断面半円形状の底壁部３８と、該２つの側壁部３６の両端に配置された２つの端壁部４０とから構成される。なお、平板状の側壁部３６は、半円筒状の底壁部３８から中心軸方向に平行に延びる。また、該養殖水槽１２の半円筒状の底壁部３８の中心軸に垂直な方向での断面形状を意味し、図１中のｙｚ平面での断面形状を意味する。
【００３２】
横断面形状は、以下の理由よりＵ字状であることが好ましい。まず、横断面形状をＵ字状にして養殖水槽の高さを高くして容積を増やす方式とすれば、単位面積当たりの養殖用海水の増加につながると共に、海藻類の量も増やすことができ、結果として単位面積当たりの海藻類の生産性を向上させることができる。また、装置の設置面積の減少により、設備費の低減にもつながる。
なお、養殖水槽１２の形状は、図１の形状に限られず、その横断面形状が半円状であってもよい。この場合、湾曲壁面の上部側を側壁部、湾曲壁面の底部を底壁部と呼ぶ。
【００３３】
養殖水槽１２の大きさは特に制限されず、使用される養殖用海水Ｗの透明度、海藻類の密度、養殖期間等に応じて適宜最適な大きさが選択される。例えば、海苔類の養殖を行う場合、光合成の進行のしやすさや、取扱いやすさの点で、端壁部４０間の長さは２〜５ｍ程度（好ましくは２〜４ｍ程度）であり、側壁部３６の上端部間の長さは１０〜３０ｍ程度である。また、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの水面位置から養殖水槽１２の最底部までの水深（図１中、深さＨに該当）は、通常、１〜２．５ｍ程度である。
また、養殖水槽１２の容量は、通常、１０〜２００ｔ程度（好ましくは２０〜２００ｔ程度）である。
【００３４】
なお、通常、養殖用海水中における光合成のための光の深さ方向への到達度は、水深１ｍ程度までであり、それ以降の水深には光が効率的に到達できない。特に、海藻類が密集する場合、水深の浅い位置にある海藻類が光を遮るため、水深の深い位置にある海藻には光が届きにくい。つまり、水深１ｍ超にある海藻には光が届きにくく、光合成が進行しにくい。
一方、本発明においては、上記のように養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの水深を深くした場合でも、養殖用海水の旋回による攪拌によって、海藻類を光が到達できる範囲まで移動させることができ、海藻類に均等に光照射を行うことができる。結果として、養殖水槽１２の設置面積を小さくしつつ、養殖水槽１２中の養殖用海水Ｗの水深を高め、海藻類の収穫量を増大させることができる。
【００３５】
養殖水槽１２の湾曲壁部の曲率半径の大きさは、養殖される海藻類の種類や養殖水槽１２の大きさなどにより適宜選択されるが、後述する注水管２８からの噴流の有効流速到達距離、および、養殖水槽１２深さの点から、１〜２．５ｍ程度が好ましく、１〜２ｍ程度がより好ましい。
【００３６】
養殖用海水給水装置１４は、上記養殖水槽１２内に新たな養殖用海水Ｗを供給する装置であって、給水配管２６と注水管２８とを備える。給水配管２６は図示しない養殖用海水供給源と注水管２８とを接続し、養殖用海水供給源から供給される養殖用海水Ｗは、給水配管２６を通って注水管２８に送液され、注水管２８の先端部より養殖水槽１２内に貯留されている養殖用海水Ｗに噴出される。なお、養殖用海水Ｗは、通常、図示しない給水用ポンプにより、給水配管２６を通って送液される。
養殖用海水供給装置１４は、新たな養殖用海水Ｗを供給する機能と共に、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗを攪拌する機能を有する。なお、本発明の攪拌とは、養殖水槽１２内で養殖用海水Ｗを全体として旋回させることを意味する。
【００３７】
注水管２８は、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗに対して、新たな養殖用海水Ｗを上方から略垂直方向に噴流状に流下させる管である。
図１中、注水管２８の先端部は、養殖水槽１２内に貯留された養殖用海水Ｗの水面下に配置される。
なお、注水管２８の先端部は、養殖水槽１２内に貯留された養殖用海水Ｗの水面上に配置されていてもよいが、水面上から新たな養殖用海水Ｗを噴出すると水面での衝突による波動や跳ね返り等によりエネルギ損失が生じるためやや不利となる。
【００３８】
注水管２８の先端部の好ましい配置高さとしては、注水管２８の先端部が養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの水面位置から養殖水槽１２の最底部までの深さ（図１中、深さＨに該当）の１／２以内の深さ範囲が挙げられる。注水管２８の先端部の位置が深さＨの１／２超の範囲の場合、攪拌速度がやや低下する。これは先端部の位置が深すぎると、注入流による流れが周辺の幅方向にも拡大して養殖水槽１２の湾曲壁面に沿って加速していく過程で、加速距離が短くなるので攪拌エネルギを有効に使用できず、攪拌速度が低下してしまうためと推測される。
【００３９】
注水管２８の配置位置は、図１においては、養殖水槽１２の一方の側壁部３６の上端部近傍に配置されているが、その配置位置は特に制限されない。
例えば、２つの側壁部３６の両方の上端部近傍に配置されていてもよく、また、２つの側壁部３６の略中心位置に配置されていてもよい。なお、２つの側壁部３６の略中心位置の場合、養殖水槽１２への光を遮ることがあるため、側壁部３６の上端部近傍に注水管２８が配置されることが好ましい。
【００４０】
図１において、注入管２８は３つ使用されているが、注水管２８の本数は特に制限されず、４つ以上の注水管２８を配置してもよい。なお、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの攪拌流速をより均一にする点で、０．５〜１ｍ程度の間隔をあけて注入管２８を配置することが好ましい。
注入管２８からの新たな養殖用海水Ｗの吐出流速は、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの流速を海藻生育に適正な流速に制御する点で、０．２〜１．５ｍ／ｓ程度が好ましい。
注入管２８の先端開口のサイズは、注入管２８からの新たな養殖用海水Ｗの吐出流速の点で、直径１０〜２０ｍｍ程度が好ましく、直径１２〜１５ｍｍ程度がより好ましい。
注入管２８の１本当たりの単位時間当たりの注水量（ｌ／ｍｉｎ）は、注入管２８からの新たな養殖用海水Ｗの吐出流速の点で、２〜２０が好ましい。
注入管２８から供給される新たな養殖用海水Ｗの供給量は、養殖される海藻の種類や海水の栄養分によって異なるが、通常、一日当たり養殖水槽１２容量の２〜５倍／日（２〜５回転／日）程度である。
【００４１】
気体供給装置１６は、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗ中に、該養殖用海水Ｗの攪拌を促進する気泡を供給する装置である。気体供給装置１６は、エアポンプ３０と、エア配管３２と、気体吹込管３４とを備える。該装置１６では、エアポンプ３０からエア配管３２を通って気体吹込み管３４に送られる気体が、気体吹込管３４の放出孔から気泡として放出される。
上述した注水管２８からの新たな養殖用海水Ｗの噴出だけにより養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの攪拌を行う場合、海藻類の生長に有効な攪拌速度を得るために、海藻類の生長に必要な栄養分に相当する水量の数倍以上の水量が必要となり、エネルギ面から必ずしも効率的でない。そこで、気体供給装置１６から気体を養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗ中に供給することにより、新たな養殖用海水Ｗの供給量を海藻類の生長に必要最小限の量としつつ、養殖用海水Ｗの攪拌速度を高めることができ、好ましい。
【００４２】
気体供給装置１６より供給される気体は、通常、エアが使用される。海藻類の光合成をより促進する目的で、エアとＣＯ2とを混合して使用することが好ましい。
【００４３】
気体吹込管３４は、気泡を供給することができる放出孔（図示しない）を有する管であれば、その形状は特に制限されない。なお、放出孔は気体吹込管３４上に複数（２以上）設けられていてもよい。また、養殖用海水Ｗの均一な攪拌効果を得るためには、気体吹込管３４上に細孔（直径１〜２ｍｍ）を多数設けることが好ましい。
気体吹込管３４以外にも気泡を供給することができるバブリング部であれば、本発明で用いることができる。例えば、気体吹込管３４の代わりに、エアストーンのような多孔質物質を使用してもよい。
【００４４】
気体吹込管３４より供給される気体圧力は養殖水槽１２の水圧以上が必要であり、養殖用海水Ｗの水深が１〜２．５ｍの場合、０．１〜０．２５気圧以上であることが好ましい。
また、気体吹込管３４より供給される気泡供給量（ｌ／ｍｉｎ）と、上記注水管２８より供給される養殖用海水Ｗの供給量（ｌ／ｍｉｎ）とは、攪拌効果と消費エネルギの点から、その比（気泡供給量／養殖用海水Ｗの供給量）が１〜５であることが好ましい。
【００４５】
オーバーフロー用開口１８は、養殖水槽１２の上部の所定の位置に配置され、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗをオーバーフローさせる開口である。該開口１８を養殖水槽１２に設けることにより、養殖水槽１２内に貯留された養殖用海水Ｗの水面位置を所定の位置に規定することができ、好ましい。
図１において、オーバーフロー用開口１８は２つの側壁部３６上に設けられているが、その配置位置は特に制限されず、端壁面４０上であってもよい。
【００４６】
図１において、オーバーフロー用開口１８の形状は矩形状であるが、その形状は特に制限されない。なお、オーバーフロー用開口１８下端が養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの水位を決めるため、該開口１８の下部形状は直線状が好ましい。
図１において、オーバーフロー用開口１８は一方の側壁部３６上に３個ずつ合計６個設けられているが、その数は特に制限されず７個以上であってもよい。また、それぞれ側壁部３６には、異なる数のオーバーフロー用開口１８が設けられていてもよい。なお、養殖水槽１２内の養殖用水槽Ｗの流動を乱さないように、オーバーフロー用開口１８の数および位置を決めることが好ましい。例えば、多くの該開口１８を集中させずに、分散して配置することが好ましい。
オーバーフロー用開口１８の大きさは特に制限されないが、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの噴流状態を乱さないためにも大きい方が好ましい。より具体的には、養殖水槽１２の強度を確保する点から、数１００ｍｍ程度の幅の矩形状のオーバーフロー用開口を複数設けることが好ましい。
【００４７】
オーバーフロー水受け樋２０は、オーバーフロー用開口１８よりオーバーフローした養殖用海水Ｗを回収する樋である。オーバーフロー水受け樋２０を設けることにより、該水受け樋２０で回収された養殖用海水を後述する養殖用海水循環槽４６などに送液して、再利用することができ、好ましい。
図１において、オーバーフロー水受け樋２０は、オーバーフロー用開口１８の下部で側壁部３６上の全幅にわたって設けられ、その底部に該水受け樋２０内の養殖用海水を排出する排水配管４２が接続している。なお、オーバーフローした養殖用海水Ｗは、排水配管４２を通って後述する養殖用海水循環槽４６内に供給されてもよい。
なお、通常、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの栄養分は、該栄養分の成分と海藻類によっては大部分が吸収されるため、オーバーフロー水受け樋２０を設けずに、オーバーフロー用開口１８よりオーバーフローした養殖用海水Ｗをそのまま排水してもよい。
【００４８】
回収管２２は、養殖水槽１２の所定の位置に配置され、養殖水槽１２内の海藻類を回収するための管である。該回収管２２は、本発明の回収口を構成している。
海藻類の回収・収穫は、網等を用いて行うこともできるが、効率的ではない。また、養殖水槽１２の壁面に付着する異種の海藻類を除去するためには、定期的に養殖水槽１２を空にして清掃を行う必要がある。そこで、この回収管２２を用いることにより、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗを排出しつつ、海藻類を効率よく回収することができ、好ましい。
【００４９】
図１においては、回収管２２は端壁部４０の最底部近傍に配置されているが、養殖用海水Ｗおよび海藻類を全量抜き取るために、養殖水槽１２の最底部近傍に設けられることが好ましい。
また、回収管２２は、図１に示すように、開閉弁を有している。
【００５０】
回収カゴ２４は、回収管２２の先端部付近に配置され、養殖水槽１２内から回収管２２を通って出てくる海藻類を回収するカゴである。該回収カゴ２４を使用することにより、効率よく回収管２２より出てくる海藻類を回収することができ、好ましい。なお、回収カゴ２４は、図１に示すように、養殖用海水Ｗ中の海藻類を効率よく分離回収できることから、メッシュ状であることが好ましい。
【００５１】
次に、上記陸上養殖装置１０を用いた養殖方法について詳述する。
まず、養殖水槽１２内に、海藻類（例えば、海苔類）を含む養殖用海水Ｗを貯留する。図１に示すように、オーバーフロー用開口１８が設けられている場合、該開口１８が設けられている高さまで養殖用海水Ｗが予め貯留される。
【００５２】
次に、養殖水槽１２内に貯留された養殖用海水Ｗに対して、養殖用海水供給装置１４を用いて上方から新たな養殖用海水Ｗを噴流状に流下させることにより、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗを養殖水槽１２の湾曲壁面に沿うように旋回させて攪拌する。養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗを湾曲壁部に沿うように旋回させることにより、流動抵抗が低下し、養殖用海水Ｗの供給エネルギを効率よく攪拌力に変換することができ、少ないエネルギで効率よく養殖水槽１２内を攪拌することができる。結果として、効率的に海藻類を養殖水槽１２内で上下移動させ、含まれる海藻類に満遍なく光を照射することができ、海藻類の生産性向上がもたらされる。
【００５３】
より具体的には、図１に示される養殖水槽１２内における養殖用海水Ｗの噴流状態について図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）に示されるように、一方の側壁部３６の上端部近傍に配置された注水管２８の先端部より新たな養殖用海水Ｗを略垂直方向に側壁部３６に沿って噴流状に流下させることにより、矢印に示すように、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗが養殖水槽１２の湾曲壁面に沿って旋回する。結果として、１つの攪拌渦が養殖水槽１２内で生じ、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗが効率よく攪拌される。
【００５４】
また、他の例として、両方の側壁部３６の上端部近傍に注水管２８を設けた場合の養殖水槽１２内における養殖用海水Ｗの噴流状態について図２（Ｂ）に示す。
図２（Ｂ）に示されるように、それぞれの注水管２８の先端部より新たな養殖用海水Ｗを略垂直方向に側壁部３６に沿って噴流状に流下させることにより、矢印に示すように、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗが養殖水槽１２の湾曲壁面に沿って旋回する。結果として、２つの攪拌渦が養殖水槽１２内に生じる。
【００５５】
さらに、他の例として、側壁部３６間の略中心位置に注水管２８を設けた場合の養殖水槽１２内における養殖用海水Ｗの噴流状態について図２（Ｃ）に示す。
図２（Ｃ）に示されるように、注水管２８の先端部より新たな養殖用海水Ｗを養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの略中心位置に噴流状に流下させることにより、矢印に示すように、反転流により２つの対称形攪拌渦が養殖水槽１２内に生じる。
【００５６】
攪拌効率の点では、上記図２（Ａ）または図２（Ｂ）に示すような攪拌渦を生じさせることが好ましく、図２（Ａ）に示すような攪拌渦を生じさせることが特に好ましい。
【００５７】
また、気体供給装置１６を使用する場合は、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの攪拌をより効率的に行える点から、養殖水槽１２内で生じる養殖用海水Ｗの旋回流（流動）が上昇流になる位置近傍（位置Ｐ）で気泡を供給することが好ましい。つまり、位置Ｐ近傍の養殖水槽１２の壁面上に、気体吹込管３４を設置することが好ましい。
より具体的には、図２（Ａ）に示した攪拌渦が生じている場合は、図３（Ａ）に示すように、養殖水槽１２の最底部を通る鉛直面で分けられた養殖水槽１２内の２つ壁面のうち、注水管２８が設けられていない側の養殖水槽１２の壁面上に気体吹込管３４を設置することが好ましい。
【００５８】
また、図２（Ｂ）に示した攪拌渦が生じている場合は、図３（Ｂ）に示すように、養殖水槽１２の最底部近傍に気体吹込管３４を設置することが好ましい。
さらに、図２（Ｃ）に示した攪拌渦が生じている場合は、図３（Ｃ）に示すように、養殖水槽１２の最底部よりも高い位置の養殖水槽１２の壁面上に気体吹込管３４を設置することが好ましい。図３（Ｃ）中では、２つの気体吹込管３４が、養殖水槽１２の最底部を通る鉛直面を挟んで配置されている。
なお、より少ないエネルギで養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗを攪拌でき、海藻類の生長がより優れる点から、上記図３（Ａ）に示すように攪拌渦を生じさせることが好ましい。
【００５９】
養殖水槽１２内における養殖用海水Ｗを旋回させるための流速は、海藻類の生長の点から、１〜１０ｃｍ／ｓであることが好ましく、３〜５ｃｍ／ｓであることがより好ましい。流速が遅すぎると、養殖水槽１２内の養殖用海水Ｗの攪拌が遅くなり、海藻類に光が均等に照射されにくくなり海藻の成長率が低下し、流速が速すぎると、無駄なエネルギ消費により生産コストをあげ、また海藻類に余分なストレスを与え生長が阻害される場合がある。
【００６０】
＜海藻類の陸上養殖装置（第２の実施形態）＞
以下に、本発明の海藻類の陸上養殖装置の第２の実施形態を図面を参照して説明する。
図４は、本発明の海藻類の陸上養殖装置１００の概略構成図である。
図４に示すように、海藻類の陸上養殖装置１００は、養殖水槽１２と、養殖用海水供給装置１４と、気体供給装置１６と、オーバーフロー水受け樋２０と、回収管２２と、回収カゴ２４と、養殖用海水循環装置４４とを備える。養殖水槽１２は、オーバーフロー用開口１８を備える。
図４に示す海藻類の陸上養殖装置１００は、養殖用海水循環装置４４を備える点を除いて、図１に示す海藻類の陸上養殖装置１０と同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略し、主として養殖用海水循環装置４４について説明する。
養殖用海水循環装置４４は、養殖用海水循環槽４６と、循環配管４８と、流量調節弁５０と、循環ポンプ５２とを備える。
【００６１】
養殖用海水循環装置４４は、オーバーフロー用開口１８からオーバーフローした養殖用海水Ｗを養殖水槽１２に循環させる装置である。養殖用海水循環装置４４を設けることにより、養殖用海水Ｗの使用量をより少なくすることができ、より低コストで海藻類の養殖を行うことができる。
【００６２】
養殖用海水循環槽４６は、オーバーフロー用開口１８からオーバーフローした養殖用海水Ｗを溜める槽である。図４に示すように、オーバーフロー用開口１８からオーバーフローした養殖用海水Ｗは、オーバーフロー水受け樋２０の底部に接続した排出配管４２を通って、養殖用海水循環槽４６に戻される。
なお、通常、養殖用海水Ｗ中の栄養分は海藻類によって一部吸収される。そこで、オーバーフローした養殖用海水Ｗの栄養分の減少分を補うために、図１に示すように、新たな補給用の新海水を給水配管２６から養殖用海水循環槽４６に供給し、オーバーフローした養殖用海水Ｗと新海水とを混合して新たな養殖用海水Ｗとしてもよい。
【００６３】
養殖用海水循環槽４６は、その上部の所定の位置に養殖用海水循環槽４６内の養殖用海水Ｗをオーバーフローさせるオーバーフロー用開口５４を備える。オーバーフロー用開口５４が設けられることにより、養殖用海水循環槽４６内に貯留された養殖用海水Ｗの水面位置を所定の位置に規定することができ、好ましい。
【００６４】
養殖用海水循環槽４６は、その底部に開閉弁５６を有する排水配管５８を備える。開閉弁５６の開閉状態を制御することにより、養殖用海水循環槽４６内の養殖用海水の量を調整することができ、好ましい。
なお、該排水配管５８は、図４に示すように、上述したオーバーフロー用開口５４に接続している。
【００６５】
循環配管４８は、養殖用海水循環槽４６から養殖水槽１２へ養殖用海水Ｗを送液するための配管である。図１では、循環配管４８は給水配管２６に接続しているが、直接養殖水槽１２に接続していてもよい。
また、循環配管４８は、その途中に流量調整弁５０を備える。該流量調整弁５０によって、循環される養殖用海水の量を調整でき、好ましい。
さらに、循環配管５０は、その途中に循環ポンプ５２を備える。該循環ポンプ５２により、養殖用海水Ｗが送液される。
【実施例】
【００６６】
本発明を、以下の実施例および比較例により詳細に説明する。
【００６７】
本発明の実施例および比較例の実施条件と結果を表１にまとめて示す。
本実施例では、図１に示す陸上養殖装置１０を使用した。
具体的には、養殖水槽の横断面形状はＵ字状であり、その容量は１５ｔであり、側壁部の高さが１ｍであり、円筒状の底壁部の曲率半径は１．５ｍであった。また、図３（Ａ）に示すように、気体供給装置より気泡を供給した（表１中、パターンＡ’と表記）。また、注水管の先端は水深０．３ｍの位置に配置した。
【００６８】
一方、従来例（１）で使用した陸上養殖装置の養殖水槽は、実施例で使用した養殖水槽とほぼ同じ開口面積を有し、養殖水槽内の養殖用海水の水深が１ｍである、角型水槽を用いた。また、従来例（１）においては、気体吹込管を角型水槽の底部に配置して気泡を供給することのみによって、養殖水槽の攪拌を行った。なお、従来例（１）においては、養殖水槽の端部に注水管を配置し、養殖用海水を供給した。
従来例（２）で使用した陸上養殖装置は、従来例（１）の陸上養殖装置と比較して、養殖水槽内の養殖用海水の水深が２．５ｍである点で相違する。
【００６９】
実施例並びに従来例（１）および（２）において、養殖する海藻としてはスジアオノリを用いた。具体的には、種苗（複数の胞子が連結した胞子集塊）を別途小型水槽にて１週間培養した後、養殖水槽で養殖するのに適したサイズとして養殖水槽に投入した。
【００７０】
【表１】
0005713762.tif 000002
【００７１】
上記表１中、「海水供給量」は、上段に時間当たりの海水供給量（Ｌ／ｍｉｎ）を、下段に一日当たりの海水供給量（回転／日、ｔ／日）を表す。なお、「回転／日」は一日に水槽容量の何倍の水を供給したかを表す。
「バブリング風量」は、左側に時間当たりの気泡供給量（Ｌ／ｍｉｎ）を、右側に供給した気体の種類を表す。
【００７２】
上記表１中、「海藻収穫量（湿重量）」は、養殖期間経過後に収穫された海藻類の全収穫量を表す。「海藻生長量（湿重量）」は、左側に養殖期間の間に生長した海藻類の量（ｋｇ）を表し（「海藻収穫量」から「海藻投入量」を引いた量に該当）、右側に生長した海藻類の量（ｋｇ）を「養殖期間」で除して得られる、一日当たりの海藻類の生長量（ｋｇ／日）を表す。
表１中の「生産能力（単位面積当たり）」は、一日当たりの海藻類の生長量（ｋｇ／日）を使用した養殖水槽の設置面積で除して得られる数値（ｋｇ／ｍ2・日）である。実施例の場合の「設置面積」は、幅３ｍ×長さ２．３４ｍ≒７ｍ2であり、従来例（１）および（２）の場合の「設置面積」は、幅１ｍ×長さ７ｍ＝７ｍ2である。
「生産能力従来比」は、左側に実施例と従来例（１）との生産能力比（実施例の生産能力（単位面積当たり）／従来例（１）の生産能力（単位面積当たり））、右側に実施例と従来例（２）との生産能力比（実施例の生産能力（単位面積当たり）／従来例（２）の生産能力（単位面積当たり））を表す。
【００７３】
表１中、「海水ポンプの消費動力」「エアポンプの消費動力」は、それぞれポンプを一日使用した際の消費動力を表す。「合計（消費動力）」は、「海水ポンプの消費動力」と「エアポンプの消費動力」とを足した値である。
なお、表１中の「エネルギ原単位」は、「合計（消費動力）」を「一日当たりの海藻類の生長量（ｋｇ／日）」で除して得られる数値（ｋｗｈ／ｋｇ）である。
「エネルギ従来比」は、左側に実施例と従来例（１）とのエネルギ原単位比（実施例のエネルギ原単位／従来例（１）のエネルギ原単位）、右側に実施例と従来例（２）とのエネルギ原単位比（実施例のエネルギ原単位／従来例（２）のエネルギ原単位）を表す。
【００７４】
表１の生産性の結果を参照すると、単位面積当たりの生産能力に関して、実施例では０．３０３ｋｇ／ｍ2・日であるのに対して、従来例（１）では０．１４５ｋｇ／ｍ2・日、従来例（２）では０．１５６ｋｇ／ｍ2・日であった。該結果より、本発明の陸上養殖装置を使用すると、養殖水槽内における海藻類の上下入れ替えが円滑に行われるので、より生産性よく海藻類を養殖できることが確認された。
【００７５】
なお、養殖水槽内における海藻類の密度が所定の値に達すると、海藻類の生長が鈍る。そのため、養殖水槽の容量は、海藻類の収穫時に海藻類の密度が所定の値になるように選定される。
そのため、従来例（１）の養殖水槽にスジアオノリを２倍入れても、スジアオノリの密度が過大となり、スジアオノリの生長性が劣り、結果として単位面積当たりの生産能力が落ちる。
また、従来例（１）と（２）との比較から分かるように、従来例（２）で水位が２．５ｍとより深い角型水槽を使用して、スジアオノリの密度を実施例と等価にしても、養殖水槽内の養殖用海水の攪拌・循環が不十分なため、大きな生産能力の向上は見られなかった。
【００７６】
また、表１の消費エネルギの結果を参照すると、エネルギ原単位に関して、実施例では４．３３ｋｗｈ／ｋｇであるのに対して、従来例（１）では１０．５ｋｗｈ／ｋｇ、従来例（２）では２４．２ｋｗｈ／ｋｇであった。該結果より、本発明の陸上養殖装置を使用すると、より省エネルギで海藻類を養殖できることが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
１０，１００  海藻類の陸上養殖装置
１２  養殖水槽
１４  養殖用海水供給装置
１６  気体供給装置
１８，５４  オーバーフロー用開口
２０  オーバーフロー水受け樋
２２  回収管
２４  回収カゴ
２６  給水配管
２８  注水管
３０  エアポンプ
３２  エア配管
３４  気体吹込管
３６  側壁部
３８  底壁部
４０  端壁部
４２，５８  排水配管
４４  養殖用海水循環装置
４６  養殖用海水循環槽
４８  循環配管
５０  流量調節弁
５２  循環ポンプ
５６  開閉弁
Ｗ  養殖用海水
【図１】
0005713762.tif 000003
【図２】
0005713762.tif 000004
【図３】
0005713762.tif 000005
【図４】
0005713762.tif 000006