(57)【要約】簡単な構造の水産物養殖装置を使用し、超音波を均一に放射して、養殖している魚類、甲殻類、貝類の抵抗力を高め、生存率を向上させる水産物養殖装置とその養殖方法である。水産物が養殖されている水３０の水面または水中に、移動可能に位置する容器１２と、容器１２に取り付けられた超音波振動子１４を備える。容器１２は水面または水中で移動しながら水産物２６に超音波を放射する。超音波振動子１４は、圧電振動子であり、共振周波数が０．３ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である。一つの容器１２に超音波振動子１４が複数設けられ、各超音波振動子１４の超音波放射方向は互いに異なり、超音波放射面が水面に対して３°〜４５°傾斜している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水産物が養殖されている水の、水面または水中に、移動可能に位置する容器と、前記容器に取り付けられた超音波振動子が設けられ、上記容器は水面または水中で移動しながら前記水産物に超音波を放射することを特徴とする水産物養殖装置。
【請求項２】
前記超音波振動子は、その共振周波数が０．３ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である請求項１記載の水産物養殖装置。
【請求項３】
前記超音波振動子は、圧電振動子であり、その厚み振動を用いる請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項４】
前記水産物養殖装置は、一つの前記容器に前記超音波振動子が複数設けられている請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項５】
前記各超音波振動子の超音波放射方向は互いに異なる請求項４記載の水産物養殖装置。
【請求項６】
前記超音波は、パルス状に駆動される請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項７】
前記超音波の音響強度は、Isata(Intensity of spatial-average
temporal-average)で３０ｍＷ／ｃｍ２〜１０００ｍＷ／ｃｍ２である請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項８】
水産物が養殖されている水槽の水に、水面または水中を浮遊する容器と、前記容器に取り付けられた超音波振動子を有する水産物養殖装置を入れ、前記超音波振動子から超音波を発生し、水中の前記水産物に超音波を放射することを特徴とする水産物養殖方法。
【請求項９】
前記水産物養殖方法は、液面の高さが底面から２０ｃｍ〜１０ｍである水中に置かれた前記水産物に、水面上部から超音波刺激を与える請求項８記載の水産物養殖方法。
【請求項１０】
前記水産物養殖方法は、前記水産物養殖装置を、１０分／日〜６０分／日で、２日／週〜７日／週の超音波放射を、２週間〜４０週間連続して水産物に施す請求項８記載の水産物養殖方法。
【請求項１１】
前記水産物養殖方法は、前記水槽が０．２ｍ〜１０ｍの高さ、及び底面の直径又は１辺の長さが０．２ｍ〜３０ｍ以内で、音響インピーダンスが３ＭＲａｙｌｓ以上、５０ＭＲａｙｌｓ以下の材質からなる材質の側面を持つものを用いて行う請求項８記載の水産物養殖方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、魚類、甲殻類、貝類等の水産物の養殖を行う水産物養殖装置と水産物養殖方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、魚類、甲殻類、貝類等の水産物の養殖による生産が行われている。一方、２１００年には世界人口が１１０億人になると予想され、２２世紀の大きな課題の一つは食糧不足である。特に養殖漁業から得られる魚類タンパク質の安定的な生産は重要な課題であり、大幅な食糧増産が期待されている。アジアでは過去３０年間で特に水産物消費量が増えており、特に日本は、人口が５０００万人を超える国の中では一人当たりの水産物消費量は世界一である。しかし、これまでの養殖漁業における水産物の増産方法の改善は、餌の開発と、水温・水流の改善が主体であり、大幅な生産性の向上を期待できるものではなかった。【０００３】
そこで、養殖漁業の生産性をさらに向上させる増産方法として、これまでとは異なるものもいくつか提案されている。例えば、特許文献１には、魚等の水生動物に対して化合物の薬剤を、超音波を媒介して投与するための方法が開示されている。この方法は、短時間の超音波処理により、養殖している魚類の病気を予防し、感染を防止するもので、例えば、ウイルス性疾病を、浸漬ワクチンを用いて治療する際に、ワクチンを入れたビーカ中で１ＭＨｚ、１．７Ｗ／ｃｍ２の強度の超音波を１０〜１５分間放射するものである。その結果、ゴナドトロピン放出ホルモン類似体を、水を介して投与した場合に、魚の皮膚を通過したゴナドトロピン放出ホルモン類似体の吸収が大幅に改善した。【０００４】
また、特許文献２の魚介類の養殖方法は、１０〜３０ＭＨｚの超音波を放射し、旋回式気泡発生装置を用いて２０ミクロン以下のマイクロバブルを発生させ、これを養殖魚に適用することで成長率及び試料効率が改善するものである。【０００５】
また、特許文献３に開示された超音波処理による養殖業の病気を予防し感染を防止する方法は、短時間の超音波処理により、養殖している魚類の病気を予防し感染を防止する疾病治療装置及び方法であり、高濃度溶存酸素水中で周波数が２８ＫＨｚで超音波強度が２００ｍＷ／ｃｍ２〜８５０ｍＷ／ｃｍ２の超音波を３０秒間、養殖魚に放射することでウイルス病予防の浸漬ワクチンを吸収させ、死亡率の改善が出来るものである。【０００６】
その他の実施されている方法として、３０ｍｍ〜５０ｍｍのリング状円板振動子（２０〜７０ＫＨｚの共振周波数）の円周方向への広がり振動を用いて、養殖魚に放射することで、養殖魚の魚卵、稚魚の成長を促進する方法もある。この装置は、水中に支持棒に固定して浸漬させ、超音波を発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平６−５０３９５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１１９号公報
【特許文献３】特開２００７−２１５４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記背景技術の特許文献１に開示された方法の場合、使用する治療用超音波発生器は、超音波の放射方向を適宜変えて制御するものではなく、大形の養殖水槽中で超音波を均一に放射することができないという問題がある。特許文献２に開示された方法の場合、旋回式気泡発生装置を用いて２０ミクロン以下のマイクロバブルを発生させるものであるが、１０〜３０ＭＨｚの超音波を安定して発生させることは困難である。また、超音波の放射方向を制御することが出来ず、更に１０ＭＨｚ以上の超音波は酸素の多い水中では容易に減衰し、その音響強度を保持することが難しいという問題もある。特許文献３に開示された方法の場合も、特許文献１と同様に、超音波の放射方向を容易に制御することは出来ず、大形の養殖水槽中で超音波を均一に放射することが出来ないという問題がある。【０００９】
その他のリング状円板振動子を用いて養殖魚に放射する方法の場合、水中に支持棒に固定して浸漬させ超音波を発生させるもので、その超音波の方向を容易に変えることは出来ない。このために水槽内の魚に均一に超音波を放射することは困難であり、水槽に超音波放射装置を複数台設置する必要性があるので、経済性が劣る。さらに、池や水槽の底部に集積する傾向の水産物であるヒラメ、エビ、貝類ではその効果が小さいという問題点がある。また、重要な超音波振動回路部品が水中にあるために浸水の恐れがあり、装置の点検及び維持管理が困難である。【００１０】
以上述べたように、これまで知られている超音波放射による養殖装置や疾病予防装置は、１ｍ３〜１００ｍ３の量産用の大形水槽や池、網で仕切られた海中に適応する場合には種々の問題があった。例えば水槽の側面や底面に振動子や装置を固定して使用する場合は、超音波の音響強度を水槽内で均一にすることが出来ず、特に水槽の隅や底部に集積した魚に対して、有効に且つ、均一に超音波を放射することが出来ない。集積した他の魚の影になって超音波が届かないこともある。その他、これまでに報告されている養殖漁業に用いられている超音波は、その周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚであり、水中における波長は０．８ｃｍ〜８ｃｍと大きく、魚の胴体部の平均直径が１５ｃｍ以下の養殖魚や甲殻類の小形水産物を、超音波刺激を用いて効率よく増産するには適していない。【００１１】
この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造の装置により、超音波を均一に放射して、養殖している魚類、甲殻類、貝類の抵抗力を高めて生存率を向上させ、生産性を向上させることができる水産物養殖装置とその養殖方法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】
【００１２】
本発明は、水産物が養殖されている水の水面または水中に、移動可能に位置する容器と、前記容器に取り付けられた超音波振動子が設けられ、上記容器は水面または水中で移動しながら前記水産物に超音波を放射する水産物養殖装置である。【００１３】
前記超音波振動子は、圧電振動子であり、その厚み振動を用い、その共振周波数が０．３ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である。圧電振動子は、チタン酸バリウム（ＢＴ）系セラミクス、ジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミクス、マグネシウムニオブ酸鉛系単結晶、非鉛系圧電材料及び有機圧電材料で作られている。【００１４】
前記水産物養殖装置には、一つの前記容器に前記超音波振動子が複数設けられ、前記各超音波振動子の超音波放射方向は互いに異なるものであり、超音波放射面が水面に対して３°〜４５°傾斜しているものである。前記超音波振動子が発生する超音波は、パルス状に間欠駆動され放射されるものである。【００１５】
前記水産物養殖装置の音響強度は、Isata(Intensity of spatial-average temporal-average)で３０ｍＷ／ｃｍ２〜１０００ｍＷ／ｃｍ２である。【００１６】
前記水産物養殖装置に、２０Ｈｚ〜２０００Ｈｚの可聴音を発生する音波装置が設けられていても良い。【００１７】
前記水産物養殖装置に、餌自動投入装置または集魚用ランプ、電気刺激装置、または熱を与える赤外線ランプ等が設けられていてもよい。【００１８】
またこの発明は、水産物が養殖されている水槽に、水に浮く容器と、前記容器に取り付けられた超音波振動子を有する水産物養殖装置を、前記水槽の水に入れ、前記超音波振動子から超音波を発生し、水中の前記水産物に超音波を放射する水産物養殖方法である。【００１９】
前記水産物養殖方法は、液面の高さが底面から２０ｃｍ〜１０ｍである水中に置かれた前記水産物に水面上部から超音波刺激を与えるものである。【００２０】
前記水産物養殖方法は、前記水産物養殖装置を、１０分／日〜６０分／日で、２日／週〜７日／週の超音波放射を、２週間〜４０週間連続して水産物に超音波を放射するものである。【００２１】
前記水産物養殖方法は、前記水槽が０．２ｍ〜１０ｍの高さ、及び底面の直径又は１辺の長さが０．２ｍから３０ｍ以内で、音響インピーダンスが３ＭＲａｙｌｓ以上、５０ＭＲａｙｌｓ以下の材質からなる材質の側面を持つものを用いて行うものである。【００２２】
前記水産物は、養殖されている魚類、甲殻類、軟体水生動物、貝類等に適応可能であるが、特に小形魚種のフグ、ヒラメ、マス、ウナギ、金魚、イセエビ、エビ、鮑、とこぶし、牡蠣、ホタテ貝、真珠貝である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の水産物養殖装置とその養殖方法は、水槽や池、海で量産的に養殖している魚類、甲殻類、貝類の抵抗力を向上させ、生存率を向上させることにより、養殖における歩留まりを向上させるものである。特に、水面に浮揚、揺動、移動可能な容器に取り付けた超音波振動子を用い水面上部から水産物に超音波刺激を与えることで水槽中の全ての水産物に均一に超音波刺激をあたえることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態の超音波振動子が２個設けられた水産物養殖装置とその養殖方法の概略図である。
【図２】この発明の一実施形態の超音波振動子が１個設けられた水産物養殖装置とその養殖方法の概略図である。
【図３】図２の水産物養殖装置において、対象とする水産物の種類が複数種類である概略図である。
【図４】図２の水産物養殖装置において、対象とする水産物が鮑類である概略図である。
【図５】この発明の一実施形態の対象とする水産物がヒラメである場合の生存率の時間依存性を示したグラフである。
【図６】従来の、超音波を利用した水産物養殖装置と水産物養殖方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図４はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の水産物養殖装置１０は、後述する種々の水産物２６が養殖されている海水や淡水である水３０の水面に、移動可能に浮かべられて位置する容器１２と、容器１２に取り付けられた超音波振動子１４が設けられている。
【００２６】
超音波振動子１４は、電圧を加えると超音波１６を発生する圧電振動子であり、その厚み振動を用い、超音波１６の共振周波数は、０．３ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である。圧電素子は、チタン酸バリウム（ＢＴ）系セラミクス、ジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミクス、マグネシウムニオブ酸鉛系単結晶、非鉛系圧電材料、及び有機圧電材料のいずれかの材料で作られている。
【００２７】
超音波振動子１４は、放射方向とは反対側の面には、支持部材１８側への余分な振動を抑えるための音響バッキング層２０が設けられ、音響バッキング層２０の外側に任意の形状の支持部材１８が取り付けられ、支持部材１８が容器１２に固定されている。超音波振動子１４の、支持部材１８と反対側の面に、音響整合層２２が設けられ、音響整合層２２の外側に防水シール２４が設けられている。超音波振動子１４は、図１に示すように、異なる向きに２個等の複数個設けられていることが好ましい。また、図２〜図４に示すように、底面に対して斜めに放射するように設けられた単体の超音波振動子１４でも良い。超音波振動子１４の超音波放射面１４ａは、水面に対して３°〜４５°の傾きをもつように、容器１２の重心が調節されている。
【００２８】
なお、この水産物養殖装置１０による超音波の放射範囲を規制するために、医療用超音波装置の超音波プローブに用いられるような音響レンズ等を用いても良い。超音波１６は、連続波でも良いが、放射を間欠的にパルス状の発振時間で駆動することがより好ましい。パルス状の駆動は、例えば周期０．００１秒から２秒で、ｄｕｔｙが５％〜５０％で超音波放射を行う。ここでdutyとは、全体時間の内で実際に超音波を発信している時間の比であり、例えば０．２秒を発信し、０．８秒を停止している場合のdutyは20％となる。超音波の波形は、サイン波や矩形波など各種の波形の超音波を用いることができる。
【００２９】
超音波１６の音響強度は、Isata(Intensity of spatial-average
temporal-average、以下単にIsataと称す。)で３０ｍＷ／ｃｍ２〜１０００ｍＷ／ｃｍ２である。３０ｍＷ／ｃｍ２以下では、魚卵、稚魚、成魚の成長や生存率に与える効果が数カ月経過後でもほとんど見られず、１０００ｍＷ／ｃｍ２以上では、体調１０ｃｍ以下の魚卵、稚魚などが死亡する確率が高い。
【００３０】
水産物養殖装置１０に、更に２０Ｈｚ〜２０００Ｈｚの可聴音を発生する音波装置が設けられてもよい。魚類の可聴音を制御することで魚の集散を意図的に行い、運動量を増加出来るために食餌効率が良くなり、脂肪分の少ない筋肉質の魚を養殖することが出来る。また、水産物養殖装置１０に、餌自動投入装置や集魚用ランプ、電気刺激装置、発熱する赤外線ランプが設けられてもよい。魚集ランプは、ＬＥＤ等を用いると良い。
【００３１】
次に、この実施形態の水産物養殖方法について説明する。この水産物養殖方法は、図１〜図４に示すように、各種の水産物２６が養殖されている水槽２８に、水に浮く容器１２と、容器１２に取り付けられた超音波振動子１４を有する水産物養殖装置１０を、水槽２８中の水３０に浮かべ、超音波振動子１４から水３０中に向けて超音波を発生し、水３０の中の水産物２６に超音波を放射するものである。
【００３２】
この実施形態では、水槽２８の底面２８ａから水３０の水面３０ａまでの高さが２０ｃｍ〜１０ｍの水中に、水産物２６が生息し、水面３０ａから超音波刺激を与えるものである。水面３０ａまでの高さが２０ｃｍ以下では水産物２６を養殖するための十分な容積がとれず、１０ｍ以上では５ＭＨｚ以上の高周波が、酸素の多い水中での減衰が大きくなり、必要な音響強度を得ることが困難となる。よって使用する水槽２８は、水槽２８の底面２８ａから水３０の水面３０ａまでの高さが２０ｃｍ〜１０ｍとなる深さを有するものが良い。また、水槽２８は、音響インピーダンスが３ＭＲａｙｌｓ以上、５０ＭＲａｙｌｓ以下の材質からなる側面を持ち、高さが２０ｃｍ〜１０ｍで底面２８ａの直径が３０ｍ以内の水槽２８が好ましい。これにより、水槽２８の底面２８ａ及び側面２８ｂからの超音波の反射を利用して、均一な超音波強度を得ることができる。特に好ましいのは側面２８ｂの高さが０．３ｍ〜１．０ｍの水槽２８で、底面２８ａが直径が１０ｍ以内の円形水槽である。水槽２８の材質は、音響インピーダンスが高いステンレス金属製水槽やガラス水槽が超音波１６の反射効率の観点からは望ましいが、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製やアクリル樹脂でも良い。
【００３３】
ここで、水産物２６は養殖されている魚類、甲殻類、軟体水生動物、貝類等に適応可能であるが、特に小形魚種のふぐ、ヒラメ、マス、ウナギ、金魚、イセエビ、エビ、鮑、とこぶし、牡蠣、ホタテ貝、真珠貝であることが経済性の観点から好ましい。養殖されている魚類、甲殻類、貝類であれば特に限定されるものではない。例えば、サケ類のサクラマス、ヤマメ、サツキマス、アマゴ、カラフトマス、サケ（白サケ）、ギンザケ、マスノスケ、サーモントラウト、ニジマス、ベニザケ、ヒメマス、ビワマス、その他のアユ、ブリ、マダイ、クロダイ、スズキ、クエ、マアジ、シマアジ、マハタ、トラフグ、ウナギ、フナ、イトウ、カレイ、ナマズ、カジカ、カンパチ、イシダイ、ヒラマサ、ドジョウ、チョウザメ、蟹類等が挙げられる。また、これらの魚卵や稚魚、仔魚（レプトセファルス幼生）等に用いても同様な結果が得られることが予想される。これらの中で胴体部の平均直径が１０ｃｍ以下の魚類に有効であるが、特に胴体部の平均直径が１ｃｍ以下の小形の水産物に対しては超音波刺激の効果が大きく、特に好ましい。
【００３４】
水産物養殖装置１０の超音波１６を発生する間隔は、例えば、１０分／日〜６０分／日で、２日／週〜７日／週の超音波放射を、２週間〜４０週間連続して行う。１日に１０分以下の短時間では長期生存率の向上に与える効果が小さく、一つの水槽に１日に６０分以上放射しても効果は大きく変わらない。放射頻度は２回／週〜７回／週、更に好ましくは３回／週〜５回／週である。また放射期間は５０週間以上の長期間でも問題ないが、４週間〜２０週間の放射が費用対効果の経済性の観点からさらに望ましい。以上のように、１日または１週間の内の一定時間に超音波を放射するようにすると、水槽２８の数が多くても効率的に超音波の放射を行うことができる。
【００３５】
水産物養殖装置１０は、循環ポンプ等による水３０の流れ等に影響されて水平方向に前後左右に移動したり、揺動して傾きが変わったりして、超音波振動子１４の位置と角度が絶えず変化して、水産物２６に対してまんべんなく超音波１６を放射することができる。
【００３６】
この実施形態の水産物養殖装置１０と水産物養殖方法によれば、水上で移動するための動力を使用することなく簡単な構造の水産物養殖装置１０により、超音波１６の放射方向を水流により自由に変化させることができる。そして、養殖されている複数の水産物２６に水面３０ａから超音波刺激を均一に与え、更に水槽２８の底面２８ａ及び側面２８ｂからの超音波の乱反射を利用して水槽２８中の全ての水産物２６に均一に超音波刺激を与えることが可能となる。この水産物養殖装置１０を用いて養殖した実験結果を図５に示す。この例では、魚令５６週のヒラメに超音波放照射による刺激を与えて、屋外で冬季に養殖した。この結果、過密な状態や屋外での養殖などの養殖環境が良くない環境下で大量の水産物養殖を行う際でも、高い生存率を保持し、養殖業の製造コストを下げることが可能となった。また、大形の水槽２８内でも均一に超音波刺激を行うことが可能となる。さらに水産物養殖装置１０の維持管理コストが小さいので、生産コストを低減させることができ、各種の水産物の量産も容易に可能である。
【００３７】
さらに、水産物養殖装置１０と水産物養殖方法は、ほとんど全ての水産物の養殖に利用でき、水産物の生産性向上に大きく寄与する。また水産物養殖装置１０は、水面３０ａに浮遊しているので、監視、維持管理が極めて容易であり、例えば台風などの強風、暴風雨が予想される場合には、容易に移動回収して安全に保管することが出来る。水産物養殖装置１０は、２００ｇ〜１０ｋｇ程度に構成することが可能であり、軽量で容易に移動が可能であり、手軽に利用することが出来る。特に２個の超音波振動子１４を設けた水産物養殖装置１０は、１台の水産物養殖装置１０で異なる２方向に超音波を放射することが可能であり、水槽２８内で均一に超音波１６を放射し、必要な水産物養殖装置１０の台数を低減させることが出来る。また、複数個の超音波振動子１４は周波数や音響効果を互いに変えてもよい。
【００３８】
なお、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法は、上記の実施形態に限定されず、適宜変更可能である。水産物養殖装置は、水面に浮かぶもの以外に、水中の任意の深さに沈んだ状態で移動しながら超音波を発生するものでも良く、水流により浮上したり潜水したりするものでも良い。水産物養殖装置の容器は、構造と材料は自由に選択可能であり、確実に超音波振動子を保持して移動するものであればよい。使用する水槽の大きさや形状も変更可能であり、水槽の大きさや形状に合わせて、水産物養殖装置の超音波振動子の数や、水槽に入れる個数を適宜調整して、その水槽や水産物に好適な超音波強度にする。また、水産物養殖装置にモータを付けて、自走式にしてもよい。
【実施例】
【００３９】
次に、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法の実施例について、以下に説明する。まず、第１実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、とらふぐの小形水槽による養殖に利用する実験を行った。とらふぐは、魚年齢が３２週で平均体重１２０ｇの人工養殖とらふぐを用いた。水槽は、１６０ｃｍ×１１０ｃｍで深さが６０ｃｍの繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の角形水槽であり、海水を４０ｃｍの深さまで入れた。【００４０】
角形水槽は３個を使用し、１個にはこの発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射する超音波刺激群（I）とした。次に、超音波刺激群（I）と同じ超音波振動子を用いて、角形水槽の側面中央部に、超音波振動子の厚み振動の放射面を垂直な方向に固定して使用した従来の水産物養殖方法として使用されているものを比較の超音波刺激群（II）とし、図６にその概要を示す。さらに、超音波刺激群（I）と同じ水産物養殖装置を入れ、超音波を発生させないで同一時間浮遊させた未刺激比較群（III）とした。各々の角形水槽にはとらふぐ２０匹を入れ、各角形水槽は屋外に置いた。角形水槽内の海水は、ポンプにより１０トン／日を供給し、余分な海水はオーバーフローさせた。更に、圧縮空気を用いて５ｍ３／日の空気を角形水槽の中央部に供給した。餌は通常の魚用配合飼料を３ｇ／匹を毎日、朝、夕の２回に分けて与えた。海水の撹拌や未消化餌の回収、魚糞の除去は行わなかった。【００４１】
水産物養殖装置は、直径が３３ｃｍ、深さが１４ｃｍのアルミ製の容器に、直径が４ｃｍの２台の超音波振動子を配置した図１に示すような構造のものである。超音波振動子は、ＰＺＴ系圧電セラミクス超音波振動子の厚み振動を用いた。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して５°の傾きをもつものである。超音波振動子の共振周波数は１ＭＨｚと２ＭＨｚのものを各１個ずつ用いた。また、水産物養殖装置は４０％ｄｕｔｙのパルス状発信の超音波を９分発生した後、１分停止するサイクルで１日約３０分間、３回／週、で１６週間を継続して超音波刺激した。超音波強度Isataは水深３０ｃｍの超音波振動子直下で５００ｍＷ／ｃｍ２である。【００４２】
超音波刺激の実験開始は１０月１日であり、水温は２２℃であった。この実験の、生存率の経過時間依存性を、表１に示した。
【表１】
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【００４３】
表１から明らかなように超音波刺激群（I）、比較の超音波刺激群（II）、未刺激比較群（III）の生存率は実験開始の４週間ではほとんど差が見られない。しかし、８週間後では（I）が９０％、（II）が７５％、（III）が４５％と、生存率に大きな差がみられた。更に、１６週間後では（I）が５０％、（II）が３０％、（III）が０％と、その差が更に拡大した。また、魚の体重を測定して平均値を出したところ、１６週間後では未刺激比較群（III）が１２５ｇであるのに対して本発明の超音波刺激群（I）は１３０ｇとなり、体重の増加が見られた。【００４４】
次に、第２実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、ヒラメの大形水槽による養殖に利用する実験を行った。ヒラメは、魚齢が５６週で平均体重２１０ｇの人工養殖ヒラメを用いた。水槽は、直径６００ｃｍで深さが９０ｃｍの繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の円形水槽であり、天然海水を６０ｃｍの深さまで入れた。この円形水槽は、容量１７トンの大形水槽である。【００４５】
円形水槽は２個を使用し、１個にはこの発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射する超音波刺激群（I）とした。他方には（I）と同じ水産物養殖装置を入れ、超音波を発生させないで同一時間浮遊させた未刺激比較群（III）とした。各々の円形水槽にはヒラメ１０００匹を入れ、円形水槽は屋根のある屋内に置いた。円形水槽内の海水は、ポンプにより３０トン／日を供給し、余分な海水はオーバーフローさせた。更に、圧縮空気を用いて２０ｍ３／日の空気を円形水槽の中央部と周辺部に供給した。餌は通常の魚用配合飼料を６ｇ／匹を毎日、朝、夕の２回に分けて与えた。海水の撹拌は供給ポンプを用いて、４回／分を行った。また、魚糞と未消化餌の掃除回収も定期的に行った。【００４６】
水産物養殖装置は、直径が３３ｃｍ、深さが１４ｃｍのアルミ製の容器に、直径が４ｃｍの４個の超音波振動子を配置したものである。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して３°〜３０°の傾きをもつものである。超音波振動子の共振周波数は０．５ＭＨｚのものを２個、１ＭＨｚのものを２個用いた。また、水産物養殖装置は３０％ｄｕｔｙのパルス状超音波を９分発生した後、１分停止するサイクルで１日約３０分間、５回／週、で１６週間を継続して超音波刺激した。超音波強度Isataは水深３０ｃｍの超音波振動子直下で８００ｍＷ／ｃｍ２である。【００４７】
超音波刺激の実験開始は１１月１日であり、平均水温は１８℃であった。この実験の、生存率の経過時間依存性を、表２に示した。
【表２】
2015159757.tif 000004
【００４８】
表２から明らかなように超音波刺激群（I）、未刺激比較群（III）の生存率は実験開始の４週間ではほとんど差が見られない。しかし、８週間後では（I）が９８．８％、（III）が９７．２５％と、生存率に大きな差がみられた。更に、１６週間後では（I）が９７％、（III）が９４％と、その差が更に拡大した。また、３０匹の魚の体重を測定して平均値を出したところ、１６週間後では未刺激比較群（III）が３０２ｇであるのに対して本発明の超音波刺激群（I）は３１５ｇと４．３％の増加が見られた。【００４９】
次に、第３実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、しらすうなぎの小形水槽による養殖に利用する実験を行った。しらすうなぎは、体長が約６ｃｍの天然しらすうなぎを捕獲したものを用いた。水槽は、４０ｃｍ×３０ｃｍで深さが２５ｃｍのガラス製の角形水槽であり、天然河口水を２０ｃｍの深さまで入れた。【００５０】
角形水槽は２個を使用し、１個にはこの発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射する超音波刺激群（I）とした。他方には超音波刺激群（I）と同じ水産物養殖装置を入れ、超音波を発生させないで同一時間浮遊させた未刺激比較群（III）とした。各々の角形水槽にはしらすうなぎ２０匹を入れ、角形水槽は２重水槽を用いて外周水槽にヒータを入れ、温度調整器を用いて内部の水槽温度が２２℃〜２５℃になるように調整して空調設備のある室内に置いた。角形水槽内の天然河口水は、循環ポンプによりフィルターを通して清浄化して供給した。更に、酸素ボンベを用いて０．５ｍ３／日の酸素を角形水槽の側面部に供給した。餌は、１〜２週目は糸ミミズを毎日、朝、夕の２回に分けて与えた。３週目からは通常のうなぎ用配合飼料を与えた。天然河口水の撹拌は供給ポンプを用いて行った。【００５１】
水産物養殖装置は直径が１０ｃｍ、深さが５ｃｍのアルミ製の容器に、直径が３ｃｍの１個の超音波振動子を配置したものである。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して０°〜４０°の傾きをもつものである。超音波振動子の共振周波数は８ＭＨｚのものを用いた。また、水産物養殖装置は２０％ｄｕｔｙのパルス状超音波を４．５分発生した後、０．５分停止するサイクルで１日約２０分間、５回／週、で８週間を継続して超音波刺激した。超音波強度Isataは水深２０ｃｍの超音波振動子直下で８０ｍＷ／ｃｍ２である。【００５２】
超音波刺激の実験開始は１月３０日であり、平均水温は２４℃であった。この実験の、生存率の経過時間依存性を、表３に示した。
【表３】
2015159757.tif 000005
【００５３】
表３から明らかなように超音波刺激群（I）、未刺激比較群（III）の生存率は実験開始の４週間ではほとんど差が見られない。しかし、８週間後では（I）が９０％、（III）が７５％と、生存率に大きな差がみられた。【００５４】
次に、第４実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、鮑の小形水槽による養殖に利用する実験を行った。鮑は、体長が３．５ｃｍの天然くろ鮑を用いた。水槽は、６０ｃｍ×６０ｃｍで深さが５０ｃｍのガラス製の角形水槽であり、人工海水を３５ｃｍの深さまで入れた。角形水槽内に片面を粗面処理を行った５０×５０×０．３ｃｍアクリル板を３０°の角度で４枚配置した。鮑はアクリル板の上部に位置しており、超音波刺激が上面及びアクリル板を通じて下面からも出来る構造とし、この実施例の構成の概要を図４に示す。【００５５】
角形水槽は２個を使用し、１個にはこの発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射する超音波刺激群（I）とした。他方には（I）と同じ水産物養殖装置を入れ、超音波を発生させないで同一時間浮遊させた未刺激比較群（III）とした。各々の角形水槽には鮑２０個を入れた。角形水槽は２重水槽を用いて外周水槽にヒータを入れ、温度調整器を用いて内部の水槽温度が１８℃〜２２℃になるように調整して空調設備のある室内に置いた。角形水槽内の人工海水は、循環ポンプによりフィルターを通して清浄化して供給した。更に、圧縮空気を用いて１ｍ３／日の空気を角形水槽の側面部に供給した。餌は、わかめ、のり、ナガマタ、アカメの海藻を配合して乾燥したものを毎日、夕刻に与えた。【００５６】
水産物養殖装置は、直径が１０ｃｍ、深さが５ｃｍのアルミ製の容器に、直径が３ｃｍの１台の超音波振動子を配置したものである。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して０°〜４０°の傾きをもつものである。超音波振動子の共振周波数は１ＭＨｚのものを用いた。また、水産物養殖装置は２０％ｄｕｔｙのパルス状超音波を４．５分発生した後、０．５分停止したサイクルで１日約５０分間、５回／週、で１６週間を継続して超音波刺激した。超音波強度Isataは水深３０ｃｍの超音波振動子直下で２５０ｍＷ／ｃｍ２である。【００５７】
角形水槽の平均水温は２０℃であった。この実験の生存率の経過時間依存性を、表４に示した。
【表４】
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【００５８】
表４から明らかなように超音波刺激群（I）、未刺激比較群（III）の生存率は実験開始の４週間ではほとんど差が見られない。しかし、１６週間後では（I）が９０％、（III）が７０％と、生存率に大きな差がみられた。【００５９】
なお、エビの１種であるレッドビーシュリンプバンドを用いて、同様な実験を行った結果、表４と同様の値であった。【００６０】
次に、第５実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、とらふぐの小形水槽による養殖に利用する実験を行った。トラフグは、魚年齢が３２週で平均体重１２０ｇの人工養殖トラフグを用いた。水槽は、８０×５６ｃｍで深さが５０ｃｍの繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の角形水槽であり、海水を４０ｃｍの深さまで入れた。角形水槽は３個を使用し、この発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射した。【００６１】
水産物養殖装置は、直径が３３ｃｍ、深さが１４ｃｍのアルミ製の容器に、直径が４ｃｍの２個の超音波振動子を配置したものである。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して５°の傾きをもつものである。その他の条件は、第１実施例と同じである。超音波振動子の共振周波数は１００ｋＨｚのものを用いた。また、水産物養殖装置は１００％ｄｕｔｙの連続波超音波を９分発生した後、１分停止したサイクルで１日約６０分間超音波刺激した。超音波強度Isataは水深３０ｃｍの超音波振動子直下で２０００ｍＷ／ｃｍ２である。【００６２】
この実験の結果、とらふぐは２日目には全て死亡した。【００６３】
次に、第６実施例として、この発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法を、とらふぐの小形水槽による養殖に利用する実験を行った。トラフグは、魚齢が３２週で平均体重１２０ｇの人工養殖トラフグを用いた。水槽は、８０×５６ｃｍで深さが５０ｃｍの繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の角形水槽であり、海水を４０ｃｍの深さまで入れた。角形水槽に、この発明の水産物養殖装置を入れて移動させながら超音波を放射した。【００６４】
水産物養殖装置は、直径が３３ｃｍ、深さが１４ｃｍのアルミ製の容器に、直径が４ｃｍの２台の超音波振動子を配置したものである。超音波振動子の超音波放射面は、水面に対して３°の傾きをもつものである。その他の条件は、第１実施例と同じである。超音波振動子の共振周波数は１２ＭＨｚのものを用いた。また、水産物養殖装置は２０％ｄｕｔｙのパルス状波超音波を９分発生した後、１分停止したサイクルで１日約３０分間超音波刺激した。超音波強度Isataは水深３０ｃｍの超音波振動子直下で１５ｍＷ／ｃｍ２である。【００６５】
この実験の結果、実施例１の未刺激比較群（III）と同様な結果であった。【００６６】
実施例１〜６に示した結果及びその他の実験結果から、本発明の水産物養殖装置と水産物養殖方法は、超音波の共振周波数が０．３ＭＨｚ以上１０ＭＨｚ以下で、更に音響強度Isataが３０ｍＷ／ｃｍ２から１０００ｍＷ／ｃｍ２である条件を選ぶことで水産物の生存率を大幅に向上出来ることが分かった。
【符号の説明】
【００６７】
１０  水産物養殖装置
１２  容器
１４  超音波振動子
１４ａ  超音波放射面
１６  超音波
２６  水産物
２８  水槽
３０  水
【図１】
2015159757.tif 000007
【図２】
2015159757.tif 000008
【図３】
2015159757.tif 000009
【図４】
2015159757.tif 000010
【図５】
2015159757.tif 000011
【図６】
2015159757.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月15日(2016.2.15)
【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】
水産物が養殖されている水の、水面または水中に、移動可能に位置する容器と、前記容器に取り付けられた複数の超音波振動子が設けられ、前記各超音波振動子は超音波放射方向が互いに異なり、上記容器は水面または水中で移動しながら前記水産物に超音波を放射することを特徴とする水産物養殖装置。
【請求項２】
前記超音波振動子は、その共振周波数が０．３ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である請求項１記載の水産物養殖装置。
【請求項３】
前記超音波振動子は、圧電振動子であり、その厚み振動を用いる請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項４】
前記容器に、２０Ｈｚ〜２０００Ｈｚの可聴音を発生する音波装置が設けられている請求項１記載の水産物養殖装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記超音波は、パルス状に駆動される請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項７】
前記超音波の音響強度は、Ｉｓａｔａ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ｓｐａｔｉａｌ−ａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｏｒａｌ−ａｖｅｒａｇｅ）で３０ｍＷ／ｃｍ２〜１０００ｍＷ／ｃｍ２である請求項１または２記載の水産物養殖装置。
【請求項８】
０．２ｍ〜１０ｍの高さ、及び底面の直径又は１辺の長さが０．２ｍ〜３０ｍ以内で、音響インピーダンスが３ＭＲａｙｌｓ以上、５０ＭＲａｙｌｓ以下の材質からなる材質の側面を持つ水槽を用い、前記水槽で水産物を養殖する水産物養殖方法であって、注水された前記水槽中に、水面または水中を浮遊する容器と、前記容器に取り付けられた超音波振動子を有する水産物養殖装置を入れ、前記超音波振動子から超音波を発生させ、水中の前記水産物に超音波を放射することを特徴とする水産物養殖方法。
【請求項９】
液面の高さが底面から２０ｃｍ〜１０ｍである水の中に位置した前記水産物に、水面上部から超音波刺激を与える請求項８記載の水産物養殖方法。
【請求項１０】
前記水産物養殖装置により、１０分／日〜６０分／日で、２日／週〜７日／週の超音波放射を、２週間〜４０週間連続して前記水産物に施す請求項８記載の水産物養殖方法。
【国際調査報告】
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2015159757.tif 000014
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