(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶存酸素センサと非常用酸素分散器とを備えた魚介類養殖槽に、水位センサを備えた酸素溶解装置を第１の送水管及び第２の送水管を介して連結し、前記酸素溶解装置と魚介類養殖槽を、第２の自動開閉弁を備えた酸素水送管で連結し、酸素タンクと前記酸素溶解装置とを、第１の圧力調整弁、第１の自動開閉弁８と酸素流量計を備えた酸素送管で連結し前記酸素タンクと前記非常用酸素分散器とを、第２の圧力調整弁、非常用自動開閉弁と非常用酸素流量計を備えた非常用酸素送管で連結し、圧縮空気タンクから、前記酸素送管における前記第１の自動開閉弁に至る第２の送気管に第１の電磁弁を配設するとともに、該第１の電磁弁を自動制御装置に回路で電気的に接続し、また前記圧縮空気タンクから前記非常用酸素送管における前記非常用自動開閉弁までを結ぶ、第２の送気管の分岐部に第２の電磁弁を配設するとともに、該第２の電磁弁を前記自動制御装置に回路で電気的に接続し、前記第１の自動開閉弁、第２の自動開閉弁及び非常用自動開閉弁を、前記圧縮空気タンクにおける圧縮空気により開閉作動をさせるようにし、前記自動制御装置に制御用の数値データを予め設定しておき、前記酸素溶解装置から高濃度酸素水の注水流量を、前記酸素水送管の前記第２の自動開閉弁の開閉により調節して前記魚介類養殖槽の酸素濃度を調整し、溶存酸素量が下限値と計測された時は、前記非常用酸素送管の前記非常用自動開閉弁を自動的に解放して、前記非常用酸素分散器から酸素を前記魚介類養殖槽に注入するようになっていることを特徴とする魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。
【請求項２】
前記魚介類養殖槽における前記第１の自動開閉弁、第２の自動開閉弁及び非常用自動開閉弁のそれぞれの側部には、それぞれバイパス管が設けられ、該各バイパス管にそれぞれ手動開閉弁が配設されて、溶存酸素量を維持できる高濃度酸素水の大まかな流量は、前記手動開閉弁の開閉により調整することを特徴とする請求項１に記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。  
【請求項３】
前記魚介類養殖槽における溶存酸素センサが、酸素濃度上限値を計測した時は、前記酸素送管における前記第１の自動開閉弁を前記自動制御装置により自動制御して、前記酸素溶解装置への酸素流入量を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。
【請求項４】
前記魚介類養殖槽における前記非常用酸素分散器用の第２の電磁弁は、通電時に閉止されるタイプとしてあり、災害時などで電力が遮断された際は自動的に開作動して、前記圧縮空気タンクから圧縮空気が前記非常用酸素送管における非常用自動開閉弁に送られ、その圧縮空気の作動により前記非常用自動開閉弁が開かれて、酸素が前記非常用酸素分散器から前記魚介類養殖槽の水中に注入されるようになっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類養殖槽の通常時の溶存酸素量維持、また動力部の故障や停電時などの非常時に養殖槽に自動的に酸素を供給する、総括的な魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
循環水を利用した魚介類養殖槽の酸素濃度の管理は、失敗を許されない欠くことの出来ないもので、重要かつ困難な業務となっている。この酸素濃度をコントロールする技術として、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２０１４８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１における、酸素濃度のコントロールは、養殖槽の養殖水に酸素濃度センサを設け、水中の含有酸素量が、飽和度９０％以下となったことを検知した時には、自動制御器により酸素タンクのバルブを自動操作し、酸素管から養殖槽へ酸素を飽和状態になるまで供給するものである。
しかし溶存酸素濃度を通常より増加させること、溶存酸素濃度の過剰時、動力部の故障や停電時等に即時に対応することが難しい。  
本発明は、魚介類養殖槽の溶存酸素量維持、また動力部の故障や停電時などの非常時に養殖槽に自動的に酸素を供給することができ、特に溶存酸素量の任意設定ができるため、自然界ではあり得ない高い溶存酸素量の下で、常時魚の高密度飼育を維持し、営業効率の高い養殖をすることができる、魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記課題を解決するために、次のような技術的手段を講じた。      
【０００６】
（１） 溶存酸素センサと非常用酸素分散器とを備えた魚介類養殖槽に、水位センサを備えた酸素溶解装置を第１の送水管及び第２の送水管を介して連結し、前記酸素溶解装置と魚介類養殖槽を、第２の自動開閉弁を備えた酸素水送管で連結し、酸素タンクと前記酸素溶解装置とを、第１の圧力調整弁、第１の自動開閉弁８と酸素流量計を備えた酸素送管で連結し前記酸素タンクと前記非常用酸素分散器とを、第２の圧力調整弁、非常用自動開閉弁と非常用酸素流量計を備えた非常用酸素送管で連結し、圧縮空気タンクから、前記酸素送管における前記第１の自動開閉弁に至る第２の送気管に第１の電磁弁を配設するとともに、該第１の電磁弁を自動制御装置に回路で電気的に接続し、また前記圧縮空気タンクから前記非常用酸素送管における前記非常用自動開閉弁までを結ぶ、第２の送気管の分岐部に第２の電磁弁を配設するとともに、該第２の電磁弁を前記自動制御装置に回路で電気的に接続し、前記第１の自動開閉弁、第２の自動開閉弁及び非常用自動開閉弁を、前記圧縮空気タンクにおける圧縮空気により開閉作動をさせるようにし、前記自動制御装置に制御用の数値データを予め設定しておき、前記酸素溶解装置から高濃度酸素水の注水流量を、前記酸素水送管の前記第２の自動開閉弁の開閉により調節して前記魚介類養殖槽の酸素濃度を調整し、溶存酸素量が下限値と計測された時は、前記非常用酸素送管の前記非常用自動開閉弁を自動的に解放して、前記非常用酸素分散器から酸素を前記魚介類養殖槽に注入するようになっている魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。
【０００７】
（２）  前記魚介類養殖槽における前記第１の自動開閉弁、第２の自動開閉弁及び非常用自動開閉弁のそれぞれの側部には、それぞれバイパス管が設けられ、該各バイパス管にそれぞれ手動開閉弁が配設されて、溶存酸素量を維持できる高濃度酸素水の大まかな流量は、前記手動開閉弁の開閉により調整する前記（１）に記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。  
【０００８】
（３）  前記魚介類養殖槽における溶存酸素センサが、酸素濃度上限値を計測した時は、前記酸素送管における前記第１の自動開閉弁を前記自動制御装置により自動制御して、前記酸素溶解装置への酸素流入量を調整する前記（１）又は（２）に記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。
【０００９】
（４）前記魚介類養殖槽における前記非常用酸素分散器用の第２の電磁弁は、通電時に閉止されるタイプとしてあり、災害時などで電力が遮断された際は自動的に開作動して、前記圧縮空気タンクから圧縮空気が前記非常用酸素送管における非常用自動開閉弁に送られ、その圧縮空気の作動により前記非常用自動開閉弁が開かれて、酸素が前記非常用酸素分散器から前記魚介類養殖槽の水中に注入されるようになっている前記（１）〜（３）の何れかに記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００１１】
前記（1）に記載の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムにおいては、魚介類養殖において重用な生育上の指標である溶存酸素濃度を、任意の値に自動で制御することができるので、これまで自然界では、なかなかあり得なかった高い溶存酸素量の下で、常時、魚の高い飼育密度を維持することができるようになった。
給餌などにより急激に養殖槽の溶存酸素量が低下するような状況もなく、安定的な環境を維持することができ、優れた生長率や増肉係数を維持することができる。更に、機器のトラブルや自然災害などの非常時には、非常用酸素分散器により自動で酸素が養殖槽に注入されるため、トラブル等による魚の斃死事故を防止することができる。
【００１２】
前記（2）における発明においては、いくつかの回路における各自動開閉弁の横に設けたパイパス管に手動開閉弁が配設されているので、任意に手動開閉弁を開閉作動させて、応急の措置をとることができる。
【００１３】
前記（3）における発明においては、養殖槽内の酸素濃度が上限値を超えた時には、自動制御装置の作動により、自動開閉弁を調整して自動的に酸素供給を制御し、通常の酸素濃度にすることができる。
【００１４】
前記（4）における発明においては、非常用酸素分散器用の電磁弁は、通電時には閉止されるタイプとしてあり、災害時などで電力が遮断された際には、自動的に開作動するので、地震その他により停電となった時は電磁弁が必然的に開作動するため、非常用酸素分散器から魚介類養殖槽に、酸素が自動的に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。図１において、魚介類養殖槽１の横に、第１の送水管１Ａで連結された水処理槽２が配設され、その横に、第２の送水管２Ａで連結された酸素溶解装置３が配設されている。該水処理槽２は、除塵その他の処理がなされる。
前記第２の送水管２Ａの中間には揚水ポンプ２Ｂが配設され、水処理槽２から汲上げる処理済水を、酸素溶解装置３に供給するようになっている。
【００１７】
前記酸素溶解装置３には、酸素タンク７から、第１の圧力調整弁７Ｂを経由して第１の自動開閉弁８及び側部に設けられたバイパス管９Ａに第１の手動開閉弁９が配設された酸素送管８Ａを介して酸素が供給される。該酸素送管８Ａには酸素流量計１０が配設されている。
前記酸素溶解装置３からは、酸素水送管３Ａを介して前記魚介類養殖槽１に酸素溶解水が供給されるが、酸素水送管３Ａには、空気作動による第２の自動開閉弁４と、側部に設けたバイパス管５Ａに第２の手動開閉弁５が並列して配設されている。
【００１８】
前記酸素溶解装置３には、シーケンサ式の自動制御装置（ＰＬＣ）６に電気的に接続されている水位センサ３Ｂ（又は圧力センサ）が配設されている。また前記魚介類養殖槽１内に、シーケンサ式の自動制御装置６から回線６Ｅが接結された溶存酸素センサ（Ｄ.Ｏ．センサ）１４が配設されており、前記魚介類養殖槽１内の酸素濃度を検知して、前記自動制御装置６で予め設定されている数値データと対比して、関連機器の制御がなされる。
【００１９】
前記魚介類養殖槽１内には、非常時のための非常用酸素分散器１５が配設され、前記酸素タンク７から、酸素送管７Ａ、非常用酸素送管１１を介して酸素が供給される。
前記酸素送管７Ａ、非常用酸素送管１１の途中には、第２の圧力調整弁７Ｃ、非常用自動開閉弁１１Ａと、側部に設けたバイパス管１２Ａに第３の手動開閉弁１２が配設されている。
【００２０】
また途中に非常用酸素流量計１３が配設されており、前記非常用酸素分散器１５から魚介類養殖槽１に注入される酸素量が調整される。前記非常用酸素分散器１５は多数の細孔が形成された物等形状は任意である。
【００２１】
前記酸素用の第１の自動開閉弁８、非常用自動開閉弁１１Ａは、前記自動制御装置６により制御される第１の電磁弁１６及び第２の電磁弁１７により作動され、該両電磁弁１６、１７に対する電源切替は、圧縮空気タンク１８から第２の送気管１８Ｂを経て送られる圧縮空気により作動されるが、前記両電磁弁１６、１７は、通電時は閉止されているタイプとし、電力遮断などの非常時には必然的に開作動する。
【００２２】
前記のような構成における本発明は、前記魚介類養殖槽１内に設置した前記溶存酸素センサ１４からの信号を、前記自動制御装置６に接続し、予め設定しておいた溶存酸素量になるように、前記酸素溶解装置３から前記酸素水送管３Ａを介して魚介類養殖槽１に注入される高濃度酸素水の流量を、前記第２の自動開閉弁４によって自動調整し、魚介類養殖槽１内の溶存酸素量を、予め設定した数値に保つ仕組みである。
【００２３】
機械類のトラブルや停電等の時には、予め設定しておいた溶存酸素量を下回ると自動で前記非常用自動作動弁１１Ａが開き、魚介類養殖槽１の底面に設置してある前記非常用酸素分散器１５から酸素水が自動的に放出され、魚介類養殖槽１の溶存酸素を速やかに高めるように設定されている。
【００２４】
前記自動制御装置６は、通常飼育時の溶存酸素量を、任意の数値に設定することができる。すなわち、自然界ではあり得ない高い酸素溶存状態を作り出すことができるので、１ｍ３当りの高密度飼育による魚介類の養殖をすることができて、営業上の高効率化を維持することができる。
【００２５】
またトラブル等で十分な酸素量が確保できない場合、前記非常用酸素分散器１５から魚介類養殖槽１に酸素を注入させる指示を出す下限値設定や、また逆に溶存酸素量が高過ぎる場合には、アラーム等を発する上限値など、それぞれ任意な数値を前記自動制御装置６に設定することができる。
【００２６】
溶存酸素量が多すぎる場合は起こりにくいが、もし多過ぎることが前記溶存酸素センサ１４で検知された時は、水が酸素の過飽和状態となり、魚体に影響を及ぼすため、前記自動制御装置６により、アラーム等警報を発し、第１の自動開閉弁８及び第２の自動開閉弁４が自動的に閉作動をして酸素流入を抑制する。
【００２７】
前記魚介類養殖槽１内の溶存酸素量のコントロールは、魚介類養殖槽１もしくは前記水処理槽２から、揚水ポンプ２Ｂ等で接続された前記酸素溶解装置３を経由して作り出された高濃度酸素水を、魚介類養殖槽１へ注水する流量によって調整するが、溶存酸素量を維持できる大まかな流量は、前記第２の手動開閉弁５で大まかに流量調整をしておく。
【００２８】
魚介類養殖槽１における溶存酸素値が、予め設定した通常値を下回った場合には、前記第２の自動開閉弁４の自動開閉の調整によって、高濃度酸素水の前記酸素水送管３Ａにおける流量を瞬時に増加させ、魚介類養殖槽１内の溶存酸素値を上昇させる。
【００２９】
前記第１の自動開閉弁８及び第２の自動開閉弁４、前記非常用自動作動弁１１Ａは、コンプレッサで作られ、前記圧縮空気タンク１８に溜められている圧縮空気により、停電時でも暫くの間は稼動することができるために、空気作動弁とするが、電磁弁でもかまわない。
【００３０】
前記酸素溶解装置３は、オキシジョンコーンを基本とし、本体に設置した水位センサ３Ｂ（もしくは圧力センサ）により、コーン内に水位を最適な高さに維持できるよう、前記水位センサ３Ｂからの信号はシーケンサ式の自動制御装置６に接続され、予め設定しておいたオキシジョンコーン内の水位になるよう、酸素の流量や前記揚水ポンプ２Ｂの出力を自動制御し、最適な酸素溶解効率を維持できる。
【００３１】
オキシジョンコーンに送られる酸素流量の調整は、前記酸素溶解装置３における水位センサ３Ｂ（もしくは圧力センサ）からの信号を、前記自動制御装置６が受け、その開閉指示の信号を前記第１の電磁弁１６に送り、該第１の電磁弁１６の開閉により、圧縮空気が前記第１の自動開閉弁８の開閉をおこなう。
【００３２】
前記第１の手動開閉弁９は、前記第１の自動開閉弁８が故障等した場合に、手動で操作し、前記酸素タンク７から前記酸素溶解装置３に酸素を送るためのものである。オキシジョンコーンへ送る酸素の流量は、前記酸素流量計１０及び第１の圧力調整弁７Ｂで調整することができる。
【００３３】
前記非常用酸素分散器１５への酸素の供給は、前記溶存酸素センサ１４からの信号により、予め前記自動制御装置６に設定しておいた通常値を下回った場合、前記自動制御装置６から第２の電磁弁１７に「開」の信号が送られ、前記非常用自動開閉弁１１Ａを開く。
【００３４】
また、地震その他の事故等により停電となった時には、前記非常用酸素分散器１５用の前記第２の電磁弁１７は、通電時に閉止されるタイプが使用されており、災害時等で電力が遮断された際には自動的に開作動して、前記圧縮空気タンク１８から圧縮空気が前記非常用自動開閉弁１１Ａに送られ、その圧縮空気の作動により弁が開かれて、酸素は前記非常用酸素分散器１５から魚介類養殖槽１の水中に自動的に注入される。
【００３５】
前記第３の手動開閉弁１２は、前記非常用自動開閉弁１１Ａが故障等した場合に、手動で弁を開いて酸素を流すためのものである。前記非常用酸素分散器１５に送り出す酸素量は、前記非常用酸素流量計１３及び前記第２の圧力調整弁７Ｃで調整することができる。
【００３６】
前記酸素溶解装置３用及び前記非常用酸素分散器１５用ともに、第１の電磁弁１６、第２の電磁弁１７の開閉による圧縮空気で空気作動による前記第１の自動開閉弁８、前記非常用自動開閉弁１１Ａをコントロールしているが、空気作動による自動弁だけでなく、電気信号による開閉を行う電磁弁に代替することもできる。
前記酸素溶解装置３もlow head oxygenatorやフロートミキシングタイプ、微細気泡発生装置など様々な機器の際でも代替可能である。
【００３７】
本発明の魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムにおいては、魚介類養殖において重用な生育上の指標である溶存酸素濃度を、任意の値に自動で制御することができる。
そのため自然界では過去になかなかあり得なかった高い溶存酸素量の下で、水１ｍ３当りの、魚数の常時高密度飼育を行う事ができるようになり、狭い土地を利用した小規模な養殖事業でも、高い養殖効率を上げることが可能となった。    
【００３８】
また優れた生長率や増肉係数などを維持することができ、給餌等により急激に前記魚介類養殖槽１の溶存酸素量が低下するような状況も生じにくく、安定的な養殖環境を維持することができる。
【００３９】
また、機器のトラブルや自然災害等の非常時には、前記非常用酸素分散器１５により、自動で酸素が魚介類養殖槽１に注入されるため、トラブルなどにより魚の斃死事故を防止することができる。 
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、１ｍ３当りの高い飼育密度を維持することができるので、狭い土地における小規模養殖でも、効率の良い魚介類の養殖をすることができ、優れた生長率や増肉係数を維持できるので、水産資源の少ない地域においての水産業に広く利用される。  
【符号の説明】
【００４１】
１．魚介類養殖槽
１Ａ．第１の送水管
２．水処理槽  
２Ａ．第２の送水管
２Ｂ．揚水ポンプ
３．酸素溶解装置
３Ａ．酸素水送管
３Ｂ．水位センサ（圧力センサ）
４．第２の自動開閉弁
５．第２の手動開閉弁
５Ａ．バイパス管
６．自動制御装置
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ．回線  
７．酸素タンク
７Ａ．酸素送管
７Ｂ．第１の圧力調整弁
７Ｃ．第２の圧力調整弁
８．第１の自動開閉弁
８Ａ．酸素送管
９．第１の手動開閉弁
９Ａ．バイパス管
１０．酸素流量計 
１１．非常用酸素送管
１１Ａ．非常用自動開閉弁
１２．第３の手動開閉弁  
１２Ａ．バイパス管
１３．非常用酸素流量計
１４．溶存酸素センサ
１５．非常用酸素分散器
１６．第１の電磁弁
１７．第２の電磁弁
１８．圧縮空気タンク 
１８Ａ．第１の送気管
１８Ｂ．第２の送気管
【要約】      （修正有）【課題】魚介類養殖槽の溶存酸素量の微細調整維持、また動力部の故障や停電時などの非常時に、即時に養殖槽に自動的に酸素を供給することのできる魚介類養殖槽の酸素コントロールシステムを提供することを。【解決手段】溶存酸素センサ１４により魚介類養殖槽１内の溶存酸素量を管理し、酸素タンク７から酸素溶解装置３へ送る酸素量と、酸素溶解装置３から魚介類養殖槽１へ入る酸素水の量を、自動制御装置６で二重に自動開閉弁４、８の調整をしている。魚介類養殖槽１内の溶存酸素量が下限値と計測された時は、非常用酸素送管１１の非常用自動開閉弁１１Ａを解放して非常用酸素分散器１５から酸素を養殖槽１に放出するようになっている。魚介類養殖槽１内の溶存酸素量が上限値に達したと計測された時は、酸素溶解装置３へ入る酸素量を調整し、かつ酸素溶解装置３から魚介類養殖槽１へ入る酸素水の量の調整をする。【選択図】図１【図１】
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