(57)【要約】      （修正有）【課題】筒体と、蓋部と、少なくとも1つの発光装置とを備える密閉式藻類養殖筒を提供する。【解決手段】筒体１１０は、内部が収容空間になり、藻類を培養するための液体培養基が注入される。蓋部１３０は、透光性でない材質からなり、外部の光を遮断し、筒体の開口部を覆い、筒体の内部を密閉式構造とする。発光装置１４０は、一端が蓋部に接続され、深度方向に沿って筒体の下方に延伸し、少なくとも一部が筒体内の液体培養基の液面Ｓ下方に浸漬される。これにより、十分に藻類に光合成作用を進行させて、培養速度を向上させることを図る。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
密閉式藻類養殖筒であって、
透光性でない材質からなり、藻類を培養する液体培養基を収容する筒体であって、藻類入口が設けられており、高さHを有し、前記筒体の深度方向に沿って設けられる側壁と、収集出口が設けられており、前記側壁に接続される底部と、前記筒体の上方に位置する開口部とを含む筒体と、
透光性でない材質からなり、前記開口部覆う蓋部と、
前記筒体の内部に設けられ、一端が前記蓋部に接続され、深度方向に沿って下方に延伸し、少なくとも一部が前記液体培養基の液面下方に浸漬される発光装置と、
を備える密閉式藻類養殖筒。
【請求項２】
さらに
前記側壁の内壁面に設けられる成熟度モニタとを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項３】
さらに
透明な材質からなり、両端が前記側壁に接続されて前記筒体の外側に設けられており、前記筒体に流体通路を形成する成熟度観察パイプとを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項４】
前記発光装置は、発光ダイオード、白熱電球、蛍光灯、水銀灯、光ファイバーから選ばれる請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項５】
前記発光装置は円柱体の形状である請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項６】
前記底部は平坦状またはテーパ状である請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項７】
さらに
前記蓋部と前記筒体とに接触する密封部材とを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項８】
さらに
前記蓋部に設けられる排気口とを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項９】
さらに
前記排気口に接続されて前記筒体に流体通路を形成する通気管とを備える請求項８記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１０】
さらに
前記液体培養基の温度を測定するために設けられる温度センサとを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１１】
前記藻類入口から前記底部の距離は（２／３）Ｈ〜（９／１０）Ｈである請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１２】
前記藻類入口から前記底部の距離は（３／４）Ｈ〜（４／５）Ｈである請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１３】
さらに
前記筒体の外側に設けられ、一端が前記収集出口に接続されて前記筒体に流体通路を形成する収集管とを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１４】
さらに
前記収集管内に設けられる収集制御部とを備える請求項１３記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１５】
さらに
前記側壁に設けられる気体センサとを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１６】
前記気体センサが前記蓋部の内面に設けられる請求項１５記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１７】
さらに
前記筒体の内面に設けられる光反射構造とを備える請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１８】
前記発光装置が発する光は、波長が４５０ｎｍ以下及び／又は６００ｎｍ以上である請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【請求項１９】
前記発光装置が発する光は、1秒間２０〜６０回の頻度で点滅する請求項１記載の密閉式藻類養殖筒。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は密閉式藻類養殖筒に関し、特に透光性がなく、外部の光を遮断する密閉式藻類養殖筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
藻類は淡水や鹹水によく見られ、極めて高い経済価値を有する（単細胞）原生生物である。例えば、脂質を豊富に含む藻類（例えばシゾキトリウム）を生物エネルギーに利用することができ、蛋白質を豊富に含む藻類（例えばテトラセルミス）や多糖類を豊富に含む藻類（例えばチノリモ）を食用や餌、栄養補給品、医薬品に利用することができる。
【０００３】
従来の藻類養殖技術は、概ね開放式養殖と密閉式養殖に分けられる。開放式養殖は、大面積の藻類養殖池を用いて、太陽を主の光源として藻類に光合成作用をさせる。しかしながら、開放式養殖は、日照不足や大雨による希釈、外来の汚染などの問題により、藻相が影響され、産量が不安定や汚染されることに懸念がある。密閉式養殖手段は、光合成生物反応器や生物反応器とも呼ばれ、密閉環境で藻類養殖が行われ、外部の自然光源及び人工光源をコンビネーションして産量を上げる。従来の密閉式藻類養殖筒として、光が透過するように主に透光性を有する材質からなる筒体や蓋が用いられる。しかし、商業化の養殖において、筒体の容積が大きければ、藻類養殖筒に光が到達しにくい範囲が生じてしまう。これを鑑み、外部の光をガイドする導光装置が採用されるが、導光装置はガイドする距離に限界があり，そのガイド距離内においても、ガイドする距離が長くなるに連れて光度が低減する。このため、養殖環境内の光度の分布にばらつきが生じるので、藻類の生産率が低下してしまう。前記密閉式藻類養殖筒による藻類の生産率が低下する問題点を解決するために、改良された密閉式藻類養殖筒が求められている。
【考案の概要】
【０００４】
この段落は、本明細書の内容を要約し、読者に本明細書の内容の基本を理解させることを目的とし、本考案の内容の全体像を記述することや、本考案に係る実施例の実施ポイントや重要部材を挙げること、本考案の請求範囲を定めることを目的とすることではない。
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本考案は、改良された密閉式藻類養殖筒であって、透光でない材質からなり、外部の光を完全に遮断し、藻類の生長速度を上げるように内部の光源が発する光の波長、点滅頻度及び照射時間を精密に制御する密閉式藻類養殖筒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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本考案は、筒体と、蓋部と、少なくとも1つの発光装置とを備える密閉式藻類養殖筒を提供する。前記筒体は、内部が藻類を培養する収容空間になり、藻類を培養するための液体培養基が注入される。筒体は、少なくとも側壁と、底部と、開口部とからなる。前記側壁は筒体の深度方向に沿って設置されており、藻類入口が設けられている。前記底部と前記側壁により上記藻類を培養する収容空間が定められる。成熟に培養された藻類を筒体の外部に排出するために、底部に収集出口が設けられている。前記蓋部は、透光性でない材質からなり、外部の光を遮断し、筒体の開口部を覆い、筒体の内部を密閉式構造とする。これにより、筒体内の液体培養基の蒸発が防止され、外部の異物が筒体に進入して液体培養基を汚染することが防止される。前記発光装置は、一端が蓋部に接続され、深度方向に沿って筒体の下方に延伸し、少なくとも一部が筒体内の液体培養基の液面Ｓ下方に浸漬される。これにより、十分に藻類に光合成作用を進行させて、培養速度を向上させることを図る。
【０００７】
選ばれるいかなる実施形態によれば、藻類入口から筒体の底部の距離は側壁の高さＨの２／３〜９／１０、即ち（２／３）Ｈ〜（９／１０）Ｈであり、好ましくは側壁の高さＨの３／４〜４／５、即ち（３／４）Ｈ〜（４／５）Ｈである。
【０００８】
一実施形態によれば、前記発光装置は、発する光の波長が４５０ｎｍ以下及び／又は６００ｎｍ以上であり、好ましくは波長が３５０〜４５０ｎｍ及び／又は６００〜８００ｎｍの範囲にある。また、前記発光装置は、円錐体または円柱体の形状であってもよい。
【０００９】
選ばれるいかなる実施形態によれば、該発光装置は、発光ダイオード、白熱電球、蛍光灯、水銀灯、光ファイバーから1つを選ばれてもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。また、他の実施形態によれば、発光装置が発する光は、1秒間２０〜６０回の頻度で点滅してもよい。
【００１０】
一実施形態によれば、筒体の密閉状態を壊さないように筒体内に培養されている藻類の成熟度を観察するために、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、筒体内の藻類の成熟度を観察する成熟度モニタを側壁の内壁面に設けてもよい。前記成熟度モニタは、葉緑素計や分光計であってよい。
【００１１】
また、他の実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、両端がそれぞれ側壁の観察用入口と観察用出口に接続されて筒体の外側に設けられており、筒体に流体通路を形成する成熟度観察パイプを備えてもよい。筒体の深度方向から見た場合、観察用入口が観察用出口の下方に位置し、前記流体通路によって筒体内の液体が観察用入口から成熟度観察パイプに流される。また、筒体内の液面の高度が観察用出口よりも高くなった場合、成熟度観察パイプ内の液体が筒体内に戻される。容器の外部から藻類の培養状況を観察できるように、この成熟度観察パイプは透明な材質から製造される。
【００１２】
一実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、さらに筒体の外側に設けられ、一端が収集出口に接続されて筒体に流体通路を形成して筒体内の液体をガイドする収集管を備えてもよい。また、さらに収集管内にいかなる収集制御部を設けてもよい。
【００１３】
選ばれるいかなる実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒の底部は平坦状であってよく、中心に傾斜するテーパ状であってもよい。また、選ばれるいかなる実施形態において、本考案に係る密閉式藻類養殖筒はさらに該蓋部と該筒体とに接触する密封部材を備えてもよい。
【００１４】
また、選ばれる一部の実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、藻類が培養中に光合成作用によって生成した酸素を排出するために、該蓋部に排気口を設けてもよい。また、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、さらに排気口に接続されて筒体内部に流体通路を形成する通気管を含んでもよい。
【００１５】
一実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、筒体内の液体培養基の温度を測定するために、さらに該側壁または該蓋部の内面に設けられる温度センサを備えてもよい。
【００１６】
他の実施形態によれば、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、さらに該側壁または該蓋部の内面に設けられる気体センサを備えてもよい。
【００１７】
好ましい実施形態において、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、さらに筒体の内面に光反射構造を設けてもよい。この光反射構造は、鏡面や類似の構造材質であって、金属材質、または他の光反射部材からなってよい。
【００１８】
下記考案を実施するための形態を参酌後、本考案の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本明細書の基本精神及び目的、並びに本考案に用いられる技術手段と実施形態を容易に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本考案の前記及びその他の目的、特徴、美点及び実施例を分かりやすくするために、図面の説明は以下のとおりである。
【図１】本考案の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒１００を示す図。
【図２】本考案の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒２００の外観を示す図。
【図３】本考案の他の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒３００を示す図。
【図４】本考案の実施形態に係る発光装置４４０を示す図。
【図５】本考案の実施形態に係る発光装置5４０を示す平面図。
【図６】本考案の実施形態に係る発光装置６４０を示す平面図。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
本明細書に係る内容をより詳細かつ完備に開示するために、以下、実施形態及び具体実施例を用いて本考案を説明するが、本考案を実施または運用する唯一の形態に限定するものではない。下記実施には、多数の具体実施例の特徴及びこれらの具体実施例を構成、操作する方法、ステップ、順序が含まれるが、他の具体実施例を用いて、相同や均等の効果やステップ、順序を達成してもよい。
【００２１】
本考案は、改良された密閉式藻類養殖筒、特に透光性のない密閉式藻類養を提供し、効率の高い密閉式藻類養殖筒を提供することを目的とする。前記目的を達成するために、自然光をガイドして藻類を培養する従来技術に採用されている透明材質からなる養殖筒に対し、本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、透光でない材質からなる。高生産率の密閉式藻類養殖筒にするために、培養に関するパラメータは、一般的な藻類の培養条件をコントロールの他、主に発光装置を利用して、養殖筒内の光度や点滅頻度を完全に制御する。
【００２２】
図１は本考案の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒１００を示す図である。この藻類養殖筒１００は、筒体１１０と、蓋部１３０と、少なくとも1つの発光装置１４０とを備える。筒体１１０は、内部が藻類を培養する収容空間になり、藻類を培養するための液体培養基が注入される。筒体１１０は、少なくとも側壁１１２と、底部１１４と、開口部１１６とを含む。
【００２３】
側壁１１２は筒体１１０の深度方向に沿って設置されており、高さＨを有する。また、側壁１１２に藻類入口１１８が設けられている。一般的に、藻類入口１１８は、開口部１１６に寄る位置に側壁１１２に設けられている。具体的に、本考案に選ばれる多数の実施形態において、藻類入口１１８から底部１１４の距離は（２／３）Ｈ〜（９／１０）Ｈであるのが好ましく、さらに他の実施形態において、藻類入口１１８から底部１１４の距離は（３／４）Ｈ〜（４／５）Ｈであるのが好ましい。
【００２４】
底部１１４は、側壁１１２に接続しており、成熟に培養された藻類を筒体１１０の外部に排出するために、収集出口１２６が設けられている。異なる実施例において、前記底部は平坦状であってよく、中心に傾斜するテーパ状であってもよい。内部の液体培養基か流れやすく、収集の利便性を高めるために、前記テーパ状の底部は特に大容量の筒体１１０に適しているがこれに限らない。
【００２５】
筒体１１０は、需要によって異なるサイズ、例えば１０〜３０００リットル、具体的に１０、２０、５０、１００、２００、５００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００リットルで形成することができる。
【００２６】
蓋部１３０は、筒体１１０の開口部１１６を覆い、筒体１１０の内部を密閉式構造とする。これにより、筒体１１０内の液体培養基の蒸発が防止され、外部の異物が筒体１１０に進入して液体培養基を汚染することが防止される。本考案の原理及び創作精神により、蓋部１３０は透光性でない材質、例えば高密度ポリエステルからなり、外部の光を遮断する。
【００２７】
図1に示すように、発光装置１４０は、筒体１１０の内部に設けられ、一端が蓋部１３０に接続され、深度方向に沿って下方に延伸し、少なくとも一部が液体培養基の液面Ｓ下方に浸漬される。これにより、十分に藻類に光合成作用を進行させて、培養速度を向上させることを図る。
【００２８】
本考案に係る一実施形態によれば、発光装置１４０は、発する光の波長が４５０ｎｍ以下及び／又は６００ｎｍ以上であり、好ましくは波長が３５０〜４５０ｎｍ及び／又は６００〜８００ｎｍの範囲にある。一般的に、藻類の種類によって、適切な波長の光が提供される。
【００２９】
さらに、藻類の生長環境を模擬するために、本考案に係るいかなる実施形態において、発光装置１４０が発する光は点滅してよく、例えば1秒間２０〜６０回の頻度で点滅し、好ましくは1秒間３０〜５０回の頻度で点滅する。
【００３０】
また、発光装置１４０は、従来のいかなる装置や材料、例えば、発光ダイオードや白熱電球、蛍光灯、水銀灯、光ファイバーを光源として採用することができる。
【００３１】
好ましい実施形態において、筒体１１０の内面に光反射構造（図示せず）を設けてもよく、光の反射により、照射範囲が広げられ、筒体１１０内に光の死角が回避され、筒体１１０内の藻類に充分に光を照らすことができる。いかなる実施形態において、前記光反射構造は、鏡面材質や、金属材質、または他の光反射部材からなってもよい。
【００３２】
本考案に係る密閉式藻類養殖筒１００を実際に応用する場合、液体培養基と藻類を藻類入口１１８から筒体１１０に入れ、発光装置１４０が発する所定の光によって、藻類に光合成作用させる。また、培養の過程中に、密閉式藻類養殖筒１００の密閉性を壊さないように、メータや人工的方式によって筒体１１０内の藻類の培養状況を観察することができる。藻類が成熟に培養された場合、収集出口１２６から液体培養基とともに藻類を筒体１１０に排出して成熟した藻類を含む液体培養基礎を収集することができる。
【００３３】
本考案に係る密閉式藻類養殖筒は、蓋部１３０と筒体１１０とを密封するための密封部材１５０を備えてもよく、密封部材１５０により蓋部１３０と筒体１１０を接続して蓋部１３０と筒体１１０の間の隙間を密封する。
【００３４】
また、本考案に係る密閉式藻類養殖筒１００は、蓋部１３０に藻類が培養中に光合成作用によって生成した酸素を排出するための排気口１２８を設けてもよい。また、いかなる実施形態において、密閉式藻類養殖筒１００は、更に、排気口１２８に接続されて筒体１１０内部に流体通路を形成する通気管１６０を含んでもよく、通気管１６０により藻類が光合成作用によって生成した酸素が密閉式藻類養殖筒１００外部の収集器（図示せず）にガイドされて更なる利用に供給される。さらに、密閉式藻類養殖筒１００は、筒体１１０内の酸素や二酸化炭素の濃度を測定する気体センサ１６２を含んでもよい。異なる実施形態において、気体センサ１６２は、側壁１１２に設けてもよく（図１のよう）、蓋部１３０の内面に設けてもよい。
【００３５】
培養環境の温度制御は藻類の生長にとって重役を担当している。このため、いかなる実施形態において、密閉式藻類養殖筒１００は、筒体１１０内の温度を測定する温度センサ１７０を更に含んでもよい。図１に示すように、温度センサ１７０は、筒体１１０内の液体培養基の温度を測定するために下方に寄る側壁１１２の内壁面に設けられてもよく、他の実施形態において、一端が蓋部１３０に接続され、他端が液体培養基に接触するように設けられてもよい。
【００３６】
また、図１に示すように、筒体１１０の密閉状態を壊さないように筒体内に培養されている藻類の成熟度を観察するために、密閉式藻類養殖筒１００は、筒体１１０内の藻類の培養状況（即ち藻類の成熟度）を観察する成熟度モニタ１２０を例えば側壁１１２の内壁面に設けてもよい。
【００３７】
また、密閉式藻類養殖筒１００は、さらに透明な材質からなり、両端がそれぞれ側壁の観察用入口（図示せず）と観察用出口（図示せず）に接続されて筒体の外側に設けられており、筒体１１０に流体通路を形成する成熟度観察パイプ（図示せず）を備えてもよい。筒体１１０の深度方向から見た場合、観察用入口が観察用出口の下方に位置し、前記流体通路によって筒体１１０内の液体が観察用入口から成熟度観察パイプに流されて、筒体１１０内の液面の高度Ｓが観察用出口よりも高くなった場合、成熟度観察パイプ内の液体が筒体１１０内に戻される。これにより、筒体１１０内の液体培養基の流れが促進され、生産効率を高めることが図られる。前記成熟度観察パイプは、適切な材質、例えば透明アクリルから製造される。
【００３８】
また、密閉式藻類養殖筒１００は、さらに筒体１１０の外側に設けられ、一端が収集出口１２６に接続されて筒体１１０に流体通路を形成する収集管１８０を備えてもよい。また、他の好ましい実施形態において、密閉式藻類養殖筒１００は、さらに収集管１８０内に設けられており、収集管１８０と筒体１１０の間の流体通路の開閉を制御する収集制御部１８２を備えてもよい。
【００３９】
図２は本考案の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒２００の外観を示す図である。図に示すように、密閉式藻類養殖筒２００は外観が樽状になっており、底部２１４が平坦になっている。密閉式藻類養殖筒２００に必要な部品、部材、材質やオプションパーツは、前記説明や図１に示す密閉式藻類養殖筒１００を参照して類似の部品、部材、材質やオプションパーツを採用できるので、詳細な説明を省略する。
【００４０】
図３は本考案の他の実施形態に係る密閉式藻類養殖筒３００を示す図である。図に示すように、密閉式藻類養殖筒３００は外観がストレート状になっており、底部３１４がテーパ状になっている。密閉式藻類養殖筒３００に必要な部品、部材、材質やオプションパーツは、前記説明や図１に示す密閉式藻類養殖筒１００を参照して類似の部品、部材、材質やオプションパーツを採用できるので、詳細な説明を省略する。
【００４１】
図４は本考案の実施の形態に係る発光装置４４０を示す図である。この実施形態において、発光装置４４０は円柱体の形状の発光装置であり、複数の発光部材４４２をマトリックスのように配列されて構成される。藻類の自然生長環境を模擬するために、好ましい実施形態において、発光装置４４０が発する光は、1秒間２０〜６０回の頻度で点滅する。また、発光装置４４０の点滅は、全ての発光部材４４２が同時に点滅してもよく、隣同士の発光部材４４２が交代的に点滅してもよい。
【００４２】
図５は本考案の実施の形態に係る発光装置５４０を示す平面図である。この実施形態において、蓋部５３０に４つの発光装置５４０が均等に配置されており、これにより、発光装置５４０の照射範囲が広げられ、筒体（図示せず）内に光を均等に分布させて、藻類の培養効率を上げることが図られる。
【００４３】
図６は本考案の実施の形態に係る発光装置６４０を示す平面図である。この実施形態において、蓋部６３０に8つの発光装置６４０が、多層の環状に配置されており、これにより、発光装置６４０の照射範囲が広げられ、筒体（図示せず）内に光を均等に分布させて、藻類の培養効率を上げることが図られる。
【００４４】
本考案では好適な実施形態を前述及び図面の通り開示したが、本考案の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とし、法に合致する均等物を含み、前述本明細書に開示された実施例は本考案を説明に用いられるものであって、決して本考案を限定するものではない。当該分野の技術を熟知しているものであれば、本考案に対して、多様の変動や修正を加えることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００、２００、３００：密閉式藻類養殖筒
１１０、２１０、３１０：筒体
１１２：側壁
１１４、２１４、３１４：底部
１１６：開口部
１１８：藻類入口
１２０：成熟度モニタ
１２６：収集出口
１２８：排気口
１３０、５３０、６３０：蓋部
１４０、４４０、５４０、６４０：発光装置
１５０：密封部材
１６０：通気管
１６２：気体センサ
１７０：温度センサ
１８０：収集管
１８２：収集制御部
４４２：発光部材
【図１】
0003184601.tif 000003
【図２】
0003184601.tif 000004
【図３】
0003184601.tif 000005
【図４】
0003184601.tif 000006
【図５】
0003184601.tif 000007
【図６】
0003184601.tif 000008