(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光が照らされる上面開口が形成され海藻類を養殖するための海水が入った養殖槽と、前記養殖槽の中に配置されて前記太陽光に照らされ海藻類の幼芽が付着した養殖用基盤と、前記養殖用基盤を照明する養殖用照明装置とを備え、
前記養殖用照明装置は、
前記養殖槽の上面開口から前記養殖用基盤を照らす太陽光を補う光を発する光源と、
前記養殖槽の外に設けられ、前記光源を収容するケース体と、
前記ケース体に設けられ、前記光源が発する光を前記養殖用基盤の下側の海水中まで導き前記養殖用基盤の下面に照射する導光材を有する照射手段と、
を具備することを特徴とする海藻類養殖装置。
【請求項２】
請求項１に記載の海藻類養殖装置において、
前記導光材の端部に、導光された光を前記養殖用基盤に向けて反射するための反射材、及び、前記反射材により反射されて出射する光を散乱する散乱部を設けたことを特徴とする海藻類養殖装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻類の養殖に用いられる海藻類養殖装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海藻類の養殖の一つに、海藻類の幼芽等を付着させた養殖用基盤を陸上に設置した養殖槽内に沈め、この養殖槽内で海藻類を育苗し、その後、養殖用基盤を養殖槽から自然海水域に移設し、この自然海水域で育成養殖するという手法が知られている。また、この手法においては、養殖槽内で育苗する過程では、自然の太陽光を養殖用基盤に照射して育苗するのが一般的である。
また、太陽光が当たらない建造物の中での育苗を可能にし、季節や気候による日照時間変動の影響を受け難くするために、ＬＥＤを光源とした照明装置により養殖用基盤の幼芽に光を照射する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１７８９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光源を用いることで、養殖基盤に対する日照不足を補うことが可能になるものの、養殖基盤上で光が届かない箇所が生じ、幼芽の育苗の度合いに差が生じる、という問題がある。また、すべての幼芽をある程度育苗するまで養殖基盤を自然海水に移すことができないため、結果として養殖期間が延びてしまうという問題も生じる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、養殖槽内での海藻類の育苗の度合いを均一にすることができる海藻類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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明は、太陽光が照らされる上面開口が形成され海藻類を養殖するための海水が入った養殖槽と、前記養殖槽の中に配置されて前記太陽光に照らされ海藻類の幼芽が付着した養殖用基盤と、前記養殖用基盤を照明する養殖用照明装置とを備え、前記養殖用照明装置は、前記養殖槽の上面開口から前記養殖用基盤を照らす太陽光を補う光を発する光源と、前記養殖槽の外に設けられ、前記光源を収容するケース体と、前記ケース体に設けられ、前記光源が発する光を前記養殖用基盤の下側の海水中まで導き前記養殖用基盤の下面に照射する導光材を有する照射手段と、を具備することを特徴とする海藻類養殖装置を提供する。
【０００６】
また本発明は、上記発明において、前記導光材の端部に、導光された光を前記養殖用基盤に向けて反射するための反射材、及び、前記反射材により反射されて出射する光を散乱する散乱部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記発明において、前記光源は、前記照射手段が照射する光の照度が、海藻類の育苗に必要な少なくとも１ｌｘ以上となる光量を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自然光を補うための光が光源から発せられ、養殖用基盤の下側から当該養殖用基盤に向けて照射されるため、自然光が届き難い養殖用基盤の下側部分が光源の光によって照らされることにより、養殖用基盤における照射光量を均一にすることができる。これにより、養殖槽内での海藻類の育苗の度合いを均一にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る海藻類養殖装置１の構成を示す図であり、（Ａ）は全体の斜視図を示し、（Ｂ）は平面図を示す。この図に示すように、海藻類養殖装置１は、例えばモズク等の海藻類を養殖するための海水を蓄える養殖槽２と、多数の養殖用照明装置３とを備え、この養殖槽２の海水中に、海藻類の幼芽等を付着させた養殖用基盤４が配置され、また、各養殖用照明装置３が養殖用基盤４を照明して海藻類の養殖が行われる。
【００１０】
さらに詳述すると、養殖槽２は、幅Ｗが約２Ｍ（Ｍ：メートル）、長さＬが約７Ｍ、高さが約０．６Ｍの上面が矩形に開口した直方型に構成され、その材料には例えば剛性、耐久性及び腐食性に優れたコンクリート等が用いられている。このような養殖槽２は、当該養殖槽２の上面全体を自然光たる太陽光Ｓ（図２（Ｂ）参照）で照らせる程度の大きさの採光窓が天面に設けられた建物内、或いは、天面全体が耐久性に優れたビニルシート等の透過性材料によって構成されたビニルハウス内に設置され、日中には、自然光である太陽光によって養殖槽２の内部の養殖用基盤４が上面から照らされるようになっている。このとき、この養殖槽２の側面は不透明であるため、側面から内部への太陽光Ｓの入射は生じない。
【００１１】
図２は海藻類養殖装置１の断面を示す図であり、（Ａ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線における断面を示す図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＹ−Ｙ線における断面を示す図である。
図１（Ｂ）に示すように、養殖槽２の内部には、長さＬの方向に延びる３本の載置用支柱５が幅Ｗの方向に略等間隔に配置され、また、載置用支柱５のそれぞれが、図２（Ａ）、及び、図２（Ｂ）に示すように、養殖槽２の長さＬの方向に略等間隔に立設された支持脚６により養殖槽２の底面２Ａから所定の高さＨａに配置されている。この高さＨａは、養殖槽２に蓄えられる海水の水位８よりも低い位置に設定されており、これら３本の載置用支柱５の上に養殖用基盤４を載置することで、養殖用基盤４が養殖槽２の底面２Ａから離間した状態で海水中に保持されることとなる。
【００１２】
養殖用基盤４は、例えば１Ｍ×１Ｍ寸法の矩形の板状に形成された基盤の表裏面に、海藻類の胞子を付着させることができる藻床７Ａ、７Ｂを貼り付けて形成されている。この藻床７Ａ、７Ｂは、例えば天然繊維や合成繊維から形成された布状体、或いは、網状態で形成されており、その網目に海藻類の胞子が混入され幼芽が定着することとなる。このような藻床７Ａ、７Ｂが貼り付けられる基盤は、海水中での浮きを防止可能な程度の質量を有して構成される。そして、このような養殖用基盤４が図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示すように、養殖槽２内に、適宜の間隔で海水中に沈められ載置用支柱５に載置される。
【００１３】
また、養殖槽２の底面２Ａには、塩化ビニル製の複数本のエア供給用パイプ９（図２（Ｂ）参照）が敷設されている。これらのエア供給用パイプ９には多数の孔が穿設されていると共に、養殖槽２の外に設置されたエア供給用ポンプ（不図示）から空気が導入されており、海藻類の養殖時にはエア供給用パイプ９から海水中に適宜に空気が供給されるようになっている。
【００１４】
ここで、例えば図２（Ｂ）に示すように、養殖槽２の載置用支柱５に養殖用基盤４を載置した状態においては、養殖槽２の上面開口から入射する太陽光Ｓによって養殖用基盤４の上面（上面開口に臨む面）側の藻床７Ａを照らすことができるものの、太陽光Ｓが養殖用基盤４の下面（底面２Ａと対向する面）の藻床７Ｂを照らすことはできない。すなわち、下面の藻床７Ｂにおいては日照不足となり、上面側の藻床７Ａと下面側の藻床７Ｂとの間で日照バランスが崩れ、育苗の度合い（成長の速さ）に差が生じる。そこで、従来においては、養殖用基盤４の上下面を一定期間ごとに手作業で入れ替えて日照バランスを維持するか、或いは、下面側には藻床７Ｂを設けずに上面側の藻床７Ａでのみ養殖を行っているが、手作業で養殖用基盤４を上下入れ替えるには手間がかかり、また、養殖用基盤４の片面側だけを用いた養殖では生産性が悪いといった問題がある。
【００１５】
そこで、本実施形態においては、養殖用照明装置３によって養殖用基盤４の下面側の藻床７Ｂを照らすことで、上面側の藻床７Ａとの間の日照バランスを補うこととしており、かかる養殖用照明装置３の構成について以下に詳述する。
【００１６】
図３は養殖用照明装置３の概略構成を示す図であり、（Ａ）は全体を示す斜視図であり、（Ｂ）は側面から見た図である。
この図に示すように、養殖用照明装置３は、本体ボックス３０と、導光装置（照射手段）３１とを有している。本体ボックス３０は、金属板等を用いて構成した箱型のケース体３２と、このケース体３２に収容されるランプ光源３３と、ランプ光源３３が発する光を反射する反射板３４とを有し、さらに、ケース体３２の底面３２Ａには、ランプ光源３３が発する光を外部に導出するための複数の導出口３５が形成されている。
【００１７】
ランプ光源３３は、養殖槽２の上面開口から養殖用基盤４を照らす太陽光Ｓを補うための光を発するものであり、柱状のＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプが用いられている。このランプ光源３３は、ケース体３２の底面３２Ａに対して略並行に左右に延びる姿勢で保持され、また、ランプ光源３３の上方に反射板３４が配置されることで、ケース体３２の底面３２Ａに形成された導出口３５のそれぞれに光が略均等に十分な光量を入射できるようになされている。なお、上記本体ボックス３０には、ランプ光源３３及び反射板３４の他にも、このランプ光源３３の安定器等が収納されている。
【００１８】
導光装置３１は、ランプ光源３３が発した光を養殖槽２の海水中に導き、養殖用基盤４の下面側の藻床７Ｂに向けて出射するものであり、上記導出口３５の各々から鉛直方向に延びる３本のライトガイド（導光材）３６を有している。
ライトガイド３６は、例えばアクリル樹脂を角柱状に形成してなるものであり、一端部３７が上記導出口３５に嵌め込まれ、略鉛直に延びた姿勢でケース体３２に取り付け固定されている。このライトガイド３６の全長Ｌａは、前掲図２（ｂ）に示すように、養殖用照明装置３を養殖槽２の縁部に設置した際に、ライトガイド３６の先端部３８が、養殖槽２の底面２Ａ近傍に位置する程度の長さに形成されており、少なくとも養殖用基盤４よりも下方に位置するようになっている。
【００１９】
このライトガイド３６の先端部３８の端面３８Ａは、図３（Ｂ）に示すように、先端部３８から出射する出射光Ｍが斜め上方に向かうように所定の傾斜角θでカットされると共に、その端面３８Ａには、高反射率を有する例えばアルミ製の反射箔３９が取り付けられており、ライトガイド３６によって先端部３８に導かれた光が反射箔３９で反射され、当該先端部３８から養殖用基盤４に向かって出射される。なお、反射箔３９に代えてアルミ金属を先端部３８の端面３８Ａに蒸着して反射面を構成しても良い。
また、ライトガイド３６の先端部３８には、上記反射箔３９で反射された光に散乱を生じさせるための手段としての梨地部４０が形成されている。この梨地部４０は、ライトガイド３６の先端部３８において光が出射される箇所の表面に梨地加工（表面に粗い凹凸を形成する加工）を施して形成されている。
【００２０】
このような構成のライトガイド３６により、ケース体３２のランプ光源３３が発する光が導出口３５から各ライトガイド３６に入射し、ライトガイド３６内を先端部３８に向かって進み、この先端部３８に設けた反射箔３９により反射される。この反射された光が先端部３８の端面３８Ａの傾斜角θによって規定される方向に向かって出射される。このとき、先端部３８から出射される光は梨地部４０により反射光に散乱が生じるため、出射光Ｍにはある程度の拡がりが生じ、比較的広いエリアを均一に照射することが可能となる。また、反射箔３９を先端部３８に設けているため、この先端部３８からの漏れ光を防止し、当該先端部３８に導かれた光の全量が反射されることとなり、照射光量の損失が抑制される。
【００２１】
なお、上記先端部３８の傾斜角θは、ライトガイド３６の出射光が養殖用基盤４の下面の藻床７Ｂを照らすように、ライトガイド３６と養殖用基盤４との相対位置関係により予め設計等により求められている。
また、本実施形態では、ライトガイド３６を角柱状としたがこれに限らず円柱状としても良い。さらに、これら複数本の柱状のライトガイド３６の代わりに、扁平な板状のライトガイドとしても良い。また、ライトガイド３６の材料としては、アクリル樹脂に限らず、光透過率が良い材料であれば任意のものを用いることができる。
【００２２】
以上のように構成された養殖用照明装置３は、例えば前掲図１に示すように、養殖槽２の両サイドに所定の間隔で複数配置され、固定具２０により養殖槽２に固定される。なお、本実施形態では、養殖槽２の両サイドに養殖用照明装置３を対向配置しているが、これに限らず、千鳥配置としても良く、また、養殖用基盤４の下面の藻床７Ｂ全体を照射可能であれば、一方のサイド側にのみ養殖用照明装置３を配置する構成としても良い。
【００２３】
このように養殖槽２に設置された養殖用照明装置３の各々には、図示せぬ電源ケーブルを介して電力が供給され、この電力供給に伴って各養殖用照明装置３が点灯する。
養殖用照明装置３への電力供給は、太陽光による日照に合わせて行われる。具体的には、例えば、その日の日の出時刻に電力供給を開始し、日の入り時刻に電力供給を停止する電源制御装置や、その日の日照時間をカウントしてオン／オフするタイマ装置、或いは、照度センサと連動し、太陽光が養殖槽２を照らしている間だけ電力供給を行う電源制御装置等が用いられている。
【００２４】
また、養殖用照明装置３のランプ光源３３は、点灯時、ライトガイド３６の先端部３８から出射方向に沿って約１００ｍｍ離れた点での出射光Ｍによる照度が約５０００ｌｘ（ルクス）程度となるだけの光量の光を発生し、このような強さの出射光Ｍで養殖用基盤４の下側の藻床７Ｂが照射される。海藻類においては、光合成量と呼吸量が等しくなる光の強さである光補償点が最も光補償点が低い海藻類でも１ｌｘ程度であるため、海水中での光の減衰を考慮しても、光合成に十分な強さの光で藻床７Ｂが照らされることとなる。
なお、ランプ光源３３は、少なくとも１ｌｕｘ以上の照度で養殖用基盤４の下側の藻床７Ｂを照らせる程度の光量の光を発するものであればよい。
また、養殖用照明装置３による表職用基盤４の下側の藻床７Ｂの照度が、太陽光の照射による上側の藻床７Ａの照度よりも高くなる場合には、藻床７Ｂの育苗の度合いを藻床７Ａと合わせるために、点灯時間を短縮するか、或いは、ランプ光源３３の出力を下げることになる。
【００２５】
次いで、海藻類養殖装置１を用いた海藻類の養殖について説明する。なお、以下では、海藻類の一例たるモズクを日本の気候に合わせて養殖する場合の一例について説明する。
モズク養殖業者は、例えば秋（９月下旬〜１０月上旬）にモズクの母藻を採取し、この母藻を、養殖用の海水で満たした養殖槽２に養殖用基盤４と共に入れる。そして、エア供給用パイプ９に空気を供給しながら通気培養を数日間行うことで母藻から胞子が放出され、この胞子が養殖用基盤４の藻床７Ａ、７Ｂに着生し種付けが完了する。養殖用基盤４への種付け期間においては、養殖のために光照射を行う必要がないため、養殖用照明装置３への通電は行われない。
【００２６】
上記種付けの後、１ｍｍほどの芽生えが養殖用基盤４の藻床７Ａ、７Ｂに出現するまで中間育成を行い（例えば２０日間）、そして、この幼芽が数ｃｍの藻体になるまで、略２０日の間、養殖槽２内で２５〜２６℃の育成温度（水温）で養殖を行う。この養殖期間においては、養殖用照明装置３による照射が行われ、また、養殖用基盤４の上側の藻床７Ａと下側の藻床７Ｂとの間で光照射量が略同一になるように養殖用照明装置３の照射量が適宜に制御される。この結果、藻床７Ａと藻床７Ｂとの間で幼芽の成長の速度がほぼ同じとなる。なお、養殖用照明装置３を点灯させることで発熱が生じるが、この発熱による養殖槽２内の海水の温度上昇は僅か（約１℃程度）であり育苗に問題にならない程度である事が発明者らの実験により明らかにされている。
そして、幼芽が藻体になった後に、例えば沖合いへ養殖用基盤４を移設し、３月から５月にかけて藻体が２０〜３０ｃｍほどに伸びたときに、ポンプを用いて養殖用基盤４の藻床７Ａ、７Ｂを吸引してモズクを採取する。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、養殖用照明装置３が備えるランプ光源３３が発する光を、養殖用基盤４の下側から当該養殖用基盤４に向けて照射する構成としたため、養殖槽２の上面開口から養殖用基盤４を照らす太陽光Ｓが当該養殖用基盤４の下側（裏面側）の藻床７Ｂに届かなくとも、養殖用照明装置３により補光されるため、養殖用基盤４の上側の藻床７Ａと下側の藻床７Ｂとの間での光照射量を等しくし育苗の度合いの均一化を図ることが可能となる。
【００２８】
また、これにより、太陽光Ｓが届かない下側の藻床７Ｂだけ海藻類の成長が遅くなる事もないため、日照不足により養殖期間が延びてしまう事もない。
さらに、養殖用照明装置３は、育苗に必要な全ての光を賄うものではなく、あくまでも太陽光Ｓの補光を行うものであるため、その補光に必要な程度の出力のランプ光源３３を有すれば良く、ランプ光源３３の小型化、低発熱、及び、省電力化を図りつつ、養殖期間の遅延を防止することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、養殖用照明装置３を養殖槽２の外に設け、この養殖用照明装置３に設けたライトガイド３６により、ランプ光源３３が発する光を養殖槽２の海水中に導き、養殖用基盤４に向けて照射する構成としため、養殖用照明装置３を養殖槽２の中に設ける構成に比べ、養殖用照明装置３に対するメンテナンス作業が容易となり、また、養殖用照明装置３に防水対策を施す必要もない。さらに、ライトガイド３６の形状を変えることで養殖用照明装置３を任意の場所に設置することが可能となり、また、養殖槽２の任意の箇所をターゲットとしてランプ光源３３の光を照射することが容易に可能になる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、ライトガイド３６の先端部３８の端面３８Ａに、当該ライトガイド３６によって導光された光を養殖用基盤４に向けて反射するための反射箔３９を設けると共に、反射箔３９により反射されて出射する光を散乱する散乱部としての梨地部４０を設ける構成とした。これにより、先端部３８に導かれた光を効率よく出射光Ｍとして取り出すことが可能になると共に、この出射光Ｍにより比較的広いエリアを均一に照射することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、ランプ光源３３は、ライトガイド３６から藻床７Ｂに照射される光の照度が、海藻類の育苗に必要な少なくとも略１ｌｘ以上となる光量を発するため、海藻類が十分に光合成することができる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、略矩形の板状の養殖用基盤４を用いる構成としたが、養殖用基盤４には、例えば円柱状（ロール型）といった任意の形状のものを用いることが可能である。そして、いかなる形状の養殖用基盤４であっても、太陽光Ｓが届き難い養殖用基盤４の下側を、養殖用照明装置３により効率よく照らし、養殖用基盤４における照射光量の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る海藻類養殖装置の構成を示す図であり、（Ａ）は全体の斜視図を示し、（Ｂ）は平面図を示す。
【図２】海藻類養殖装置の断面を示す図であり、（Ａ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線における断面を示す図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＹ−Ｙ線における断面を示す図である。
【図３】養殖用照明装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は全体を示す斜視図であり、（Ｂ）は側面から見た図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  海藻類養殖装置
２  養殖槽
３  養殖用照明装置
４  養殖用基盤
７Ａ、７Ｂ  藻床
３０  本体ボックス
３１  導光装置
３２  ケース体
３３  ランプ光源
３６  ライトガイド
３８  先端部
３８Ａ  端面
３９  反射箔
４０  梨地部
【図１】
0004826554.tif 000002
【図２】
0004826554.tif 000003
【図３】
0004826554.tif 000004