(57)【要約】【課題】  高濃度の栄養塩分を含む深層水を風車ポンプにより汲み上げ、この深層水により成育するプランクトンと海藻を基盤とする食物連鎖により魚介類を育成する風車ポンプ式漁場施設で構成する豊かな漁場である風車海洋牧場を提供する。【解決手段】  この施設は、海面露出の中抜浮体等に貫通保持されたポンプ管体の上端に風車体を、水面下にポンプ及び放流口を配設し、さらに前記中抜浮体の流出口より下部で、海中に保持された昇温育成床を貫通連接し、またポンプ管体と中抜浮体の間隙の下部に受水膜を配設し、下端を海底シンカーに連結して構成され、この施設多数を網床を介して連携配置した単位風車海洋牧場を適宜配置した風車海洋牧場である。また、ポンプ管体の下端に吊錘を接合した浮遊風車漁場施設多数の単位浮遊式風車海洋牧場を適宜配置した浮遊式風車海洋牧場であり、またこれら諸手段による海洋生物育成方法である。【選択図】  図６
2005052136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面露出の中抜円筒浮体（３）に上下二箇所で複数の連結鎖を介して貫通保持された所定長さのポンプ管体（２）であり、この管体の上端部に風車（５ａ）及び風向帆（１５）を設置し、水面下に放流口及び汲上げ放流用ポンプ（７）を配設し、このポンプと風車が伝達軸を介して連動し、さらに前記円筒浮体の流出口より下位部に、海中に保持された昇温育成床（１４）を貫通連接し、ポンプ管体と円筒浮体の間隙に前記放流口と前記流出口の下位において受水膜（６ｄ）を配設し、ポンプ管体下端に係留鎖を介してシンカー（８）と連結して構成することを特徴とする風車ポンプ式定置漁場施設（１Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の漁場施設（１Ａ）において、ポンプ管体の上端部に風車体を嵌載したことを特徴とする風車ポンプ式定置漁場施設（１Ｃ）。
【請求項３】
請求項２記載の漁場施設（１Ｃ）において、中抜円筒浮体により上下二箇所でそれぞれ複数の支柱及び連結鎖を介して貫通保持されたポンプ管体の上端部にコーニング式風車体を嵌載したことを特徴とする風車ポンプ式定置漁場施設（１ＣＡ）。
【請求項４】
請求項２及び３記載の漁場施設（１Ｃ）及び（１ＣＡ）において、そのポンプ管体の下端に吊鎖を介して吊錘を連結したことを特徴とする風車ポンプ式浮遊漁場施設（１Ｆ）及び（１ＦＡ）。
【請求項５】
請求項２及び３に記載の漁場施設（１Ｃ）及び（１ＣＡ）夫々の複数基を所定間隔に配置し、それらのポンプ管体相互を昇温育成床の下位で網床を介して連結した単位定置式風車海洋牧場（３０Ｃ）及び（３０Ａ）を所定間隔に配置してなることを特徴とする定置式風車海洋牧場（４０Ｃ）及び（４０Ａ）。
【請求項６】
請求項４記載の浮遊漁場施設（１Ｆ）及び（１ＦＡ）夫々の複数基を所定間隔に配置し、それらのポンプ管体相互を昇温育成床の下位で網床を介して連結した単位風車浮遊海洋牧場（３０Ｇ）及び（３０Ｆ）を所定間隔に配置してなることを特徴とする浮遊式風車海洋牧場（４０Ｇ）及び（４０Ｆ）。
【請求項７】
請求項１から４記載の漁場施設（１Ａ）、（１Ｃ）、（１ＣＡ）、（１Ｆ）、（１ＦＡ）の昇温育成床を除去し、ポンプ管体の水面下所定の部位に吸水口を設け、上下対称状ダブルインペラーの遠心ポンプを設置してなることを特徴とする風車ポンプ海洋肥沃化施設。
【請求項８】
請求項１から７記載の漁場施設（１Ａ）、（１Ｃ）、（１ＣＡ）、（１Ｆ）、（１ＦＡ）及び風車海洋牧場（４０Ｃ）、（４０Ａ）及び浮遊式風車海洋牧場（４０Ｇ）、（４０Ｆ）及び海洋肥沃化施設を単独又は混合して使用することを特徴とする海洋生物育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、外洋上において風車動力ポンプにより海洋深層水を汲み上げ放流する漁場施設及びこの施設で構成する風車海洋牧場つまり新しい漁場の創成に関する。
【背景技術】
【０００２】  二百ｍ以深の大陸棚斜面海域以遠における深層水大量汲上げ施設は、０３年１０月現在実用されておらず、試行施設としてはディーゼル発電電力駆動ポンプ式のものが稼動中である。この施設の実用型は、海洋の自然エネルギーである深層水の冷熱即ち温度差発電電力の電動ポンプ式が予定されている。
【特許文献１】    特開２００２−３７０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記実用施設に予定されている温度差発電機構は複雑であり、それなりのメンテナンスを要し、また、表層水と深層水の温度差を利用するので、温帯海域では前記温度差の夏と冬の差は略半分となり、しかも冬期表層水温の低下があり、冬期の発電能力即ちポンプ汲上げ能力は夏期の半分以下となる。このゆえに、温帯海域以北でのこの施設の実用性は低く、また、深層水の放流のみであり海藻の育成手段は備えていない。【０００４】  そこで本発明は、上記施設のこのような問題を解決しようとするものであり、普遍的に賦存する風力エネルギーを風車を介して駆動源とし、かつ風車ポンプ体系とこれを海洋において安定的に保持するための分離浮体式の高安定性シンプル構成かつ海藻、魚介類の育成手段を備えた深層水汲上げ放流用の風車ポンプ式漁場施設及びこの施設の集合体で形成する風車海洋牧場つまり新規な漁場の提供であり、かつこの漁場における海洋生物育成の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】
【０００５】  以上の目的を達成するため、海面露出の中抜円筒浮体に上下二箇所で複数の連結鎖を介して貫通保持された所定長さのポンプ管体であり、この管体の上端部に風車及び風向帆を設置し、水面下の管体部に汲上げ放流用ポンプ及び放流口を配設し、このポンプと風車が伝達軸を介して連動し、さらに前記円筒浮体の流出口より下位部に、海面浮状の浮体複数により海中に略水平保持された昇温育成床を貫通接合し、ポンプ管体と中抜円筒浮体の間隙に前記放流口と前記流出口の下位において軟質受水膜を配設し、管体下端に係留鎖を介して海底のシンカーに連結して構成し、深層海水を汲み上げ放流する風車ポンプ式漁場施設１Ａである。【０００６】  また、第二の課題解決手段は、前記風車ポンプ式漁場施設１Ａにおいて、ポンプ管体の上端に、対称部位に風車と風向帆を備えた風車体を回動可能に嵌載したことを特徴とする風車ポンプ式定置漁場施設１Ｃである。【０００７】  また、第三の課題解決手段は、前記風車ポンプ式漁場施設１Ｃにおいて、中抜円筒浮体に複数の支柱及び連結鎖を介して貫通保持されたポンプ管体の上端に、所定風速以上で風下側に傾斜する風車および風車より風下側に風向翼を備えるコーニング式風車体を回動可能に嵌載した風車ポンプ式定置漁場施設１ＣＡである。【０００８】  また、第四の課題解決手段は、漁場施設１Ｃ及び１ＣＡにおいて、そのポンプ管体の下端に吊鎖を介して吊ウエイトを連結した風車ポンプ式浮遊漁場施設１Ｆ及び１ＦＡである。【０００９】  また、第五の課題解決手段は、漁場施設１Ｃ及び１ＣＡ夫々の複数基を所定間隔に配置し、それらのポンプ管体相互を昇温育成床の下位で網床を介して連結した単位定置式風車海洋牧場３０Ｃ及び３０Ａを所定間隔に配置してなる定置式風車海洋牧場４０Ｃ及び４０Ａである。【００１０】  また、第六の課題解決手段は、浮遊漁場施設１Ｆ及び１ＦＡ夫々の複数基を所定間隔に配置し、それらのポンプ管体相互を昇温育成床の下位で網床を介して連結した単位風車浮遊海洋牧場３０Ｇ及び３０Ｆを所定間隔に配置してなる浮遊式風車海洋牧場４０Ｇ及び４０Ｆである。【００１１】  また、第七の課題解決手段は、漁場施設１Ａ、１Ｃ、１ＣＡ、１Ｆ、１ＦＡの昇温育成床を除去し、ポンプ管体の水面下所定の部位に表層水吸水口を設け、上下対称状ダブルインペラーの遠心ポンプを設置してなる定置および浮遊式風車ポンプ海洋肥沃化施設。【００１２】  また、第八の課題解決方法は、第一から第七の、漁場施設である１Ａ、１Ｃ、１ＣＡ、１Ｆ、１ＦＡ及び風車海洋牧場４０Ｃ、４０Ａ及び浮遊式風車海洋牧場４０Ｇ、４０Ｆ及び海洋肥沃化施設を単独又は混合して使用する海洋生物育成方法。【００１３】  上記第一の課題解決手段による作用は次の通りである。
即ち、水深数百ｍの海域において、海面露出の中抜円筒浮体に上下二箇所で連結鎖を介して貫通保持されて、上端部に風車及び風向帆を設置する長さ数百ｍのポンプ管体は、海洋に直立状に保持され、毎秒数ｍ以上の風による風車の回転力で作動するポンプにより管体下端より大量の深層水を汲上げ放流口より放流し、円筒浮体の流出口を経由して昇温育成床に流下するこの深層水が拡流し表層水と混合しつつ昇温し、その周端より所定水深範囲へ流出拡散する。また、風向帆に生じる風圧力によりポンプ管体付きの風車は風上に向き、風車ポンプ式漁場施設１Ａは波浪の影響の少ない安定作動を継続する。【００１４】  また、第二の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、風車ポンプ式定置漁場施設１Ｃは、回動式風車体の方位制御により、高効率安定作動を継続する。【００１５】  また、第三の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、風車ポンプ式漁場施設１ＣＡは、中抜円筒浮体に複数の支柱及び連結鎖を介して貫通保持されたポンプ管体の浮心が高く、また管体の上端に嵌載したコーニング式風車体は、風向翼に生じる風圧力により風車は風上に向くとともにき、その可傾翼式風車により、強風時に可傾風車翼が風下側に後傾斜して風推力を低減し、ポンプ管体の後傾を所定範囲に抑制し、より高い効率安定作動を継続する。【００１６】  上記第四の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、風車ポンプ式浮游漁場施設１Ｆ及び１ＦＡは、水深千ｍ以上の風波の厳しい海域においても、大量の深層水を浮游しながらより高い安定的に汲上げ放流することを継続する。【００１７】  上記第五の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、漁場施設１Ｃ及び１ＣＡ夫々の集合体である定置式風車海洋牧場４０Ｃ及び４０Ａは、水深数百ｍの海域において大量の深層水を大面積に亘り安定的に汲上げ放流することを継続する。【００１８】  上記第六の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、浮游漁場施設１Ｆ及び１ＦＡ夫々の集合体である浮游式風車海洋牧場４０Ｇ及び４０Ｆは、水深千ｍ以上の海域において大面積に亘り大量の深層水を浮游しながら安定的に汲上げ放流することを継続する。【００１９】  上記第七の課題解決手段による作用は次の通りである。即ち、表層水吸水口を設け、ダブルインペラーの遠心ポンプを設置してなる定置および浮遊式風車ポンプ海洋肥沃化施設は、深層水と表層水の混合水を放流する。【００２０】  上記第八の課題解決方法による作用は次の通りである。即ち、前記第一から第七の、漁場施設である１Ａ、１Ｃ、１ＣＡ、１Ｆ、１ＦＡ及び風車海洋牧場４０Ｃ、４０Ａ及び浮遊式風車海洋牧場４０Ｇ、４０Ｆ及び海洋肥沃化施設の作用と同様である。
【発明の効果】
【００２１】  上述したように本発明のシンプル構成の風車ポンプ式漁場施設１Ａは、水深数百ｍの海域において、所定範囲の温度と比重の混合深層水を、所定水深範囲に放流拡散し肥沃化し、含まれる高濃度の栄養塩分を基に、その海域における光合成によるプランクトンが成育し、また昇温育成床には海藻が成育し、これらプランクトンと海藻を基盤とする大型魚を頂点とする食物連鎖と成育が展開され、中核施設として豊かな漁場の生成を果たす。さらに、シンプル構成ゆえ耐久性が高く、維持費が低く、総合コストは低いのである。【００２２】  第二の課題解決手段の風車ポンプ式漁場施設１Ｃは、風車体をポンプ管体の上端に嵌載した方位制御式の風車体により、安定性の高く効率良い汲み上げ放流作動をし、中核施設として豊かな漁場の生成を果たす。【００２３】  第三の課題解決手段の風車ポンプ式漁場施設１ＣＡは、海面露出の中抜浮体に複数の支柱及び連結鎖を介して貫通保持された浮心の高いポンプ管体の上端に嵌載した風推力低減可傾翼式のコーニング式風車体の方向制御により、より安定性の高く効率良い汲み上げ放流作動をし、中核施設として豊かな漁場の生成を果たす。【００２４】  第四の課題解決手段の浮游漁場施設１Ｆ及び１ＦＡは、水深千ｍ以上の海域において、漁場施設１Ｃ及び１ＣＡと同様に、中核施設として豊かな浮游漁場の生成を果たす。【００２５】  第五の課題解決手段の定置式風車海洋牧場４０Ｃ及び４０Ａは、水深数百ｍの海域において、大面積の豊かな定置漁場を形成する。【００２６】  第六の課題解決手段の浮游式風車海洋牧場４０Ｇ及び４０Ｆは、水深略千ｍ以上の海域において、風車海洋牧場４０Ｃ及び４０Ａと同様に大面積の豊かな浮游漁場を形成する。【００２７】  第七の課題解決手段の定置および浮遊式風車ポンプ海洋肥沃化施設は、深層水と表層水の混合水を放流し、所定水域を肥沃化し魚類の蝟集と育成をもたらす。【００２８】  第八の課題解決方法は、定海域ないし浮遊準定海域漁場における海洋生物育成であり、特に魚類をその場で定期的に漁獲可能な農場的安定漁業の成立となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００２９】  以下、本発明の実施の形態を図１から図７に基ついて説明する。
風車ポンプ式漁場施設１Ａ［図１］はマカロニ状の円筒中抜浮体、風車ポンプ体係、昇温育成床及び海底シンカーを主要な構成物としており、即ち二百ｍ以深の海域において、直径１ｍ以上の、長さ二百ｍ以上の鋼製ポンプ管体２が上下二箇所で、外径１０ｍ、内径８ｍ、長さ３０ｍの海面露出浮状深喫水の円筒形中抜浮体３の中央貫通部の上部と下部と、この円筒浮体の内径とポンプ管体直径の差以下かつその差の半分以上の複数の連結鎖４を介して吊り下げられ、略鉛直に貫通保持され、上部連結鎖は下部連結鎖より短いので上部連結鎖の連結部は管体への円筒中抜浮体の浮力の作用点即ち浮心となり、
ポンプ管体２の、海面上高さ２５ｍの風車タワー部２ａの上端閉部に、このタワー部の中心線に直交して、一端がこのタワー部内面で回転摩擦の少ない環状ベアリング及び軸端面ベアリングにより担持され、タワー側面貫通部でベアリングに担持され、外部に延伸した他端に二以上の長さ略１０ｍのブレード即ち羽根５ａでなる直径２０ｍのプロペラ型風車５ａが剛接合されハブをなし、中間に大型傘歯歯車５ｃが付設された風車回転軸５ｂが設置されてあり、回転軸系の風車装置５をなしており、【００３０】  ポンプ管体２の没水部である取水管部即ち汲上げ管部２ｂ内に配置した逆円錐状の遮蔽板６ｂの下位に設けた複数の放流口６ａと同レベル以下にかつ海面下２ｍ以深に軸流ポンプまたは斜流ポンプまたは遠心ポンプ７を設置し、さらに管体下端に所定の所定水中重量の海底シンカー８またはアンカーに接合した所定長さの係留鎖９が繋がり、
さらに、直径２０ｍの風車５ａを連結する風車装置５の前記回転軸５ｂに固着の前記大型傘歯歯車５ｃと、タワー部内の前記遮蔽板を貫通する伝達軸１０の上端に設置した小型傘歯歯車１０ａとが係合しており、この伝達軸の下端に前記ポンプ７が連結し、風車回転力がポンプ主軸を増速回転させる連動機構であり、風車、ポンプ、ポンプ管体等からなる風車ポンプ体系およびシンカーを主要構成要素とする海洋定置の取水装置を形成しており、【００３１】  さらに、複数の浮力区画を設け水中重量を小さく調整した、直径百ｍの、外径１ｍの鋼管製環状材１２に合成素材製の綱複数本を略等分角で直径状に張り渡した全面に、合成素材製の軟質面材１３を取付けて面状体とし、この面状体に海面浮状する複数の直径１ｍの浮体１１を、２０ｍの綱１１ａを介して全面にわたりほぼ均等に配置し、水深２０ｍの海中に外周への下り少勾配の略水平に保持される昇温育成床１４を形成し、かつこの面状体の中心を貫通する前記中抜浮体３と前記綱と面材を連接し、前記放流口６ａと略同レベルの円筒浮体の複数の流出口６ｃの下位において、ポンプ管体との間隙に、表層水より重い深層水の沈降防止の軟質受水膜６ｄを配設し、さらに、前記風車が作動時に風上に緩慢に向ける方位制御のため、風車タワー部上部の風車と反対側に風向帆１５を接合して、基本型としての波浪の影響の少ない風車ポンプ式漁場施設１Ａが構成される。                作動時、放流口６ａからの深層水は受水膜６ｄに流下し、さらに中抜浮体の流出口より昇温育成床に流下し、その外周部へ表層水と混合し昇温つつ拡流し、育成床より流離する。
【実施例２】
【００３２】  また、風車を風上に向ける方位制御性を向上するため、風車設置の方法を風車体１９［図２］構成とする方位制御風車ポンプ式漁場施設１Ｃ［図３］が構成される。
即ち、漁場施設１Ａと略同様の構造であるが、上端開口のポンプ管体２のタワー部２ａの上端外周およびこれより下方の外周に所定間隔でボールベアリング型滑り受１８ａが配設され、かつこの下方の滑り受の近傍外周に前記同様の滑り受１８ａを環状受板１８ｂに配置した外周環状滑り受台１８が接合されてあり、【００３３】  そして、このポンプ管体２のタワー部２ａの開口上端部と後記するように嵌合する所定長さかつ上端閉の円筒１９ａに、その上端近傍にその中心線に直交して、一端がその円筒内面で支持され、外部に延伸する他端に風車５ａが接合され、中間に大型傘歯歯車５ｃが付設された風車回転軸５ｂが設置されてあり、風車と傘歯歯車と回転軸を主要構成要素とする風車装置５をなし、さらに前記円筒１９ａの、下端外周に細幅の環状当板１８ｃがボルト接合され、風車と反対側に縦に所定面積の風向帆１５が前記同様に接合されて、または枠材に所定面積の帆布を張った方位制御用風向翼を海面に垂直に棒材に接合して、風車体１９［図２］を構成する。
この場合、風車体の鉛直方向支持部は後記のように、タワー部の下位の外周環状滑り受台１８である。なお、タワー部２ａの上端内周に滑り受と環状受板構成の内周環状滑り受台を付設しかつ風車部円筒１９ａの、風車回転軸５ｂより下位に内周環状当板ｃを付設してもよく、この場合、前記外周滑り受台と上端内周環状滑り受台の両方が鉛直方向支持部となる。【００３４】  この風車体の円筒１９ａとタワー部２ａ開口上端部とが、中心線を共有して前記環状当板１８ｃが前記外周環状滑り受台１８に当載しかつ前記小型傘歯歯車１０ａと大型歯車５ｃが係合して、嵌合することにより、回動可能な風車体１９とポンプ管体２を主要構成要素とする風車ポンプ体系が形成され、かつポンプ管体の一部である前記汲上げ管部２ｂに前記同様の昇温育成床１４および海底シンカー８が接合連結されて、汲上げ効率の高い方位制御風車ポンプ式漁場施設１Ｃが構成される。
風速や風向の変動する状況下、この漁場施設が作動すると、風向帆１５に水平回動力を生じ、前記外周環状滑り受台１８に下端が当載している風車体１９の円筒１９ａが、開口上端部の上下外周の滑り受１８ａとも当接することで回動し、また大型傘歯歯車も小型の歯車の上を回動し、即ち風車体の風車が風上に向く方位制御がなされ、高効率で深層水汲上げ作動をする。なお、風車回転速度の制動装置をタワー部内に設置してもよい。【００３５】  風波と海流に対する汲上げ作動中の漁場施設は、これらの外因によるこの施設の各部に生じる水平力による前記海底シンカーを略支点とする傾斜化モーメントによりポンプ管体が傾斜する。しかし、この傾斜によりポンプ管体に新たに生じるモーメントとして、ポンプ管体の中間点付近の風車ポンプ体系の重量重心の略水平横回動に起因する水中重量モーメントと、中抜浮体の小下降を伴う横回動に起因する、この中抜浮体との支柱連結点即ち前記浮心に作用する増加浮力および初期固有浮力による復原モーメントとがあり、前記傾斜化モーメントと水中重量モーメントに対しこの復原モーメントが対抗することにより、漁場施設はポンプ管体の傾斜が所定範囲に止まる安定性機構を具備する。即ち、一定範囲の外因により漁場施設の作動が妨げられることはない。
また、ポンプ管体の長いほど、また円筒中抜浮体の水平断面積が大きいほど、大型風車を高く設置可能になり、汲上げ能力が向上する。
【実施例３】
【００３６】  また、強風時の風車の損傷防止と風車ポンプ施設の一層の安定性向上は、上記安定性機構に適合する、前記中抜浮体に作用する浮力をポンプ管体のより上部に伝達し、この中抜浮体がポンプ管体を吊るのでなく上方部分で支持すること、即ちポンプ管体の前記浮心を最大限高めることである。
この方法は、前記連結鎖４の上部のものを支柱に替えること、つまり海面露出浮状の中抜浮体の上面部とポンプ管体即ちタワー部２ａの所定部位とを、リングないし短鎖を両端に備えた各支柱を、タワー部との連結角度を小さくつまり急傾斜状に非剛連結し、浮心位置を高め、かつ中抜浮体がポンプ管体に対し振子のように可動とし、さらにこの中抜浮体とポンプ管体の直接接触を避けるため、中抜浮体の内径面上下二箇所とポンプ管体を複数の連結鎖４を介して連結する振子式連結の中抜浮体である。
この場合、連結鎖の長さを、円筒形の中抜浮体内径とポンプ管体直径の差以下かつその差の半分以上とし、また支柱の座屈防止の中間相互連結材の付設もよい。【００３７】  また、他の安定性向上方法には、強風時に風車羽根が風下側に後傾斜し円形状風車が円錐形状に変形して、風推力を低減する既存類似の風車によるコーニング式風車体１９ｂ［図４］がある。この風車体は前記風車体１９の風車の各羽根５ａを反円筒側に傾斜可能に設置し、かつ回転軸延長端部に風向翼を付設するが、風車装置の基本構造は前記風車装置５と同じであり、三羽根風車の場合、雨傘の開閉骨組み機構と類似して、羽根基端部が二枚の有孔連結板２５ａに挟まれ、連結ピン２５ｂを介して回転軸５ｂにヒンジ連結され、この回転軸の貫通する滑環体２５ｃが連結板から所定位置にあり、この滑環体に接して連結板側に、滑環体受け小突起２５ｄを付設し、滑環体から回転軸後端側の所定位置にバネ受け２５ｅを配設し、連結板と滑環体の間に予伸の戻しコイルバネ２５ｆを、滑環体とバネ受けの間に予縮の戻しコイルバネ２５ｆを、配設し、前記滑環体と前記各羽根とが各連動棒２５ｇを介して非剛連結され、羽根が回転軸に小後傾略直交状に設定されて、可傾風車羽根を構成し、【００３８】  さらに、前記同様に風車の風向制御のため、上下対称形の下端部に錘１５ｅを付加した所定形状の風向翼１５ｄが、回転軸延伸部つまり風向翼軸１５ｃに、この翼軸の回転の風向翼への伝達を抑制するため複数のベアリングを介して回動的に配設され、錘のため海面に対し略垂直に保持される。なお、回転軸のバネ受け２５ｅ以後の部分を分離した風向翼軸とし、これらを回動的に嵌合連結し、この風向翼軸に補強を風向翼まで付設して剛性を上げるのもよい。また、風車の反対側の円筒外側に風車や風向翼等に対する所定のバランサ１５ｆがその支持材とともに付設され、風車体円筒の風向翼による回転を円滑にするのである。また、作動時の風車に作用する風の推力による回転軸の後退止めとして、回転軸に付設した環状盤２５ｈが風車体円筒内面に付設した受けベアリングに当接する。【００３９】  こうして所定風速以上で傾斜を開始し、前記滑環体２５ｃが前記二の戻しコイルバネの一方を伸ばし他方を縮めて前記バネ受け２５ｅ近くまで移動し、各羽根の傾斜限度に至りすぼんだ円錐状風車となり、風推力を低減し、強風から弱風に変わるとその状態から、両戻しバネの収縮力と反発力により滑環体が初期の位置の受け小突起２５ｄへ戻り、風車も元の開いた状態に復帰するコーニング式つまり可傾斜の風車であり、各羽根の損傷を抑制し安定性の向上に寄与し、この風車が風をポンプ管体の後側で受けるダウンウインド型の方位制御コーニング式風車体１９ｂを構成する。【００４０】  また、羽根の円筒側への前傾斜を防ぐための前記滑環体受け２５ｃの代わりに、ヒンジ連結部である羽根基端部と回転軸の間に、その基端部の円筒側半分に傾斜止めを配置してもよく、羽根基端部を傾斜止めを兼ねる形状としてもよい。なお、風車羽根の回転軸との連結方法は、羽根の連結部を二叉構造にして一枚の連結板を挟み込む、ヒンジ連結するのもよい。
また、ダウンウインド型ゆえ、風車の重量によるポンプ管体全体の傾斜及び作動時の風推力等による傾斜とを見越して、風車回転軸の風車側高位とする前傾斜配設もよく、この場合、回転軸と伝達軸の中心線は所定の非直角に交わるので、伝達軸の所定にユニバーサル継手を配設する。なお、風車体はポンプ管体に前記同様、滑動嵌載している。【００４１】  さらに、強風海域では、各羽根が前記回転軸に対して予め後傾斜剛接合する風車又は前記同様に可傾羽根のコーニング式の風車の初期後退付き羽根式風車体［図省略］もよく、この場合、後退羽根自体が方位制御を果たし風向翼は不要である。
勿論ガバナー制御式の羽根は、強風の場合ピッチ角が増加して風を後方へ逃し、風車回転速度と風車の受ける風推力の増加を抑制する。
また、前記風向帆または風向翼に作用する力での風車体の回動により風車は常時風上にほぼ向かい、前記のように汲上げ効率を向上する。なお、方位制御性の向上を図るため、
風向帆の後端を左右に分離して風車体の回動を容易にすることもよい。また、風向帆後端に風向帆面に垂直に小型風車の設置もよく、また、風向翼の代わりに、風向翼軸に直行して方位制御用の小型風車を付設してもよい。【００４２】  また、漁場施設が超高波の谷に入っても、中抜円筒浮体が完全に露出せず、施設はその全浮力を失うことはなく安定性を大きく損なうことはない。
この場合、昇温育成床が施設の不安定動作である傾斜と下降の抑制に寄与するが、さらなる抑制するため、円筒浮体の下部ポンプ管体の外周に、所定外径の下がり勾配付きの鋼製笠とこの下に四の長鋼板を等間隔に管体に沿わせてかつその笠にも当接して一体接合することもよい。
【実施例４】
【００４３】  また、略千ｍ以深の深海域における非定置の浮遊漁場施設もよい。方位制御式の前記風車ポンプ式漁場施設１Ｃの汲上げ管部下端［図５］に、吊鎖１７を介して所定重量の吊ウエイト１６を連結する方位制御式の風車ポンプ式浮遊漁場施設１Ｆがあり、同様に前記風車ポンプ式漁場施設１Ａを改造した浮遊漁場施設１Ｂもある［図省略］。
このように構成されたこれら浮遊漁場施設は、海面に露出浮状する円筒中抜浮体３および風車ポンプ体系の浮力が吊ウエイトの重量及び風車ポンプ体系全体の重量と釣り合って、ポンプ管体２、２ｃが略直立に保持されることになる。なお、浮遊漁場施設は水深略千ｍまでの海域での適用もよく、浮遊減速のため海底を曳かれる所定長さの海底鎖を接合した細鎖を、前記ポンプ管体の傾斜抑制を兼ね、汲上げ管部に接合してもよく、この海底鎖は浮遊範囲を狭くする作用もする。【００４４】  また、風車ポンプ式浮遊漁場施設１Ｂ、１Ｆは、汲上げ作動をしながら風下方向に多少傾斜してその方向へ浮遊するが、漁場施設としての機能を果たす。そして、下端の吊錘が海底に接触した場合、その場にほぼ定着し汲上げを継続することになるが、この漁場施設を適宜深海域に曳航すれば浮遊施設に復帰する。
なお、浮遊漁場施設は、ポンプ管体の中抜浮体の連結部つまり浮心を支点とする前記同様の傾斜化モーメントと、ポンプ管体の略中間点に作用する風車ポンプ体系と吊錘の水中重量の前記支点に対するモーメントである復原モーメントとが平衡し、ポンプ管体は所定の傾斜に止まるので、安定である。勿論、前記の諸安定化方法は有効である。【００４５】  上記のごとく、漁場施設１Ｂを除けば、風車ポンプ式の定置漁場施設と浮游漁場施設は、円筒形の中抜浮体の連結方法と風車体が各二種あるので、定置と浮游夫々四種となる。そして、振り子式の中抜浮体とコーニング式風車体１９ｂとの定置漁場施設１ＣＡ［図６］と浮游漁場施設１ＦＡ［図省略］がより安定的であり、従って、前者１ＣＡは、複数の連結鎖及び支柱を介して中抜浮体に貫通保持されて浮心上位の長さ数百ｍのポンプ管体の上端部に強風推力低減の可傾羽根のコーニング式風車体を回動可能に嵌載し、他部分は前記１Ｃと同様に構成され、後者１ＦＡは、前者のポンプ管体の下端に吊鎖を介して吊ウエイトを連結して構成される。
なお、漁場施設１Ｃ及び１ＣＡ以外の、二種を漁場施設１Ｃ等と、浮游漁場施設１Ｆ及び１ＦＡ以外の、二種を漁場施設１Ｆ等と、称する。【００４６】  そして、これら各種の漁場施設は、数ｍ以上の風による風車５ａの回転力を動力源とする風車動力ポンプ体係により二百ｍ以深の深層水を、そのポンプ管体２の下端から汲上げ、遮蔽板下位の複数の前記放流口６ａから又は遠心ポンプの場合、そのインペラー直近の放流口から、重く低温の深層水が周囲の表層海中に平均日量１０万ｍ３以上放流され、略平面状の前記昇温育成床１４に流落し面状軟質材上を拡流しつつ、より温暖な軽い表層水との混合と軟質材からの吸熱昇温により中間の温度と重さの混合海水の密度流となり、昇温体外周より所定水深範囲に拡散する機能を、厳しい風波の海域において果たすことになる。
この結果、深層水に含まれる高濃度の栄養成分を基に、その海域での光合成によるプランクトンが育成し、さらに前記昇温育成床には海藻が成育し、これらプランクトンと海藻を基盤とする食物連鎖が促進され、単位の豊かな漁場が形成される。なお、風任せの不規則作動でも漁場形成に大きな支障はない。【００４７】  また、海面露出浮状の振子式の前記中抜浮体を、支柱のポンプ管体接合部を海面下とする海中振子式中抜浮体もよく、この場合、この中抜浮体の上端部に軟質受水膜と昇温育成床は連接され、
また、ポンプ管体外周に、中抜浮体を剛材を介して剛接合又はこの中抜浮体に相当する浮体空間体を密着接合する一体のスパー型風車ポンプ式漁場施設もよい。この場合、浮体空間体の重量が付加され、全体重心の上昇とこの空間体への波浪の影響増加により、この施設は多少傾斜しやすくなる。
また、汲上げのみの前記シングルインペラーの遠心ポンプに替えて、上下対称状のダブルインペラーの遠心ポンプにより下から深層水を汲み上げ、海面下から表層水を吸い込み混合放流部より混合水を放流する混合放流式風車ポンプ式漁場施設もよい。
この場合、昇温育成床は不要となるが、略平面の昇温育成床に配置した浮体の綱の長さを調整して小勾配の逆傘状育成床としてもよい。なお、同様の方法により、育成床に多様の凹凸変形を付加して、例えば、中心部から外周環状材へ螺旋状流路を形成するのもよい。
【実施例５】
【００４８】  また、前記のように、各型別毎および混在する漁場施設の集合体としての多様な風車海洋牧場つまり大型漁場の造成が可能であり、その内の所定数の漁場施設１Ｃ又は１ＣＡのみの集合体において、風向により風下となる施設風車の作動低下抑制のため、隣り合う施設の間隔を風車直径の所定倍数以上かつ直近の第三番目の施設を非直線的に定置しただけの、相互非連結の単位定置風車海洋牧場３０Ｃ、及びこれらの単位風車海洋牧場の各漁場施設の汲上げ管部２ｂ相互を昇温育成床の下で太綱粗目の網床２１を介して連結して単位定置風車海洋牧場３０Ａ［図７］を造成し、さらにこれらの連結単位定置海洋牧場毎に、所定間隔に群配置して風車海洋牧場４０Ｃ又は４０Ａ［図省略］を造成し、【００４９】  また、所定数の漁場施設１Ｆ毎または１ＦＡ毎を同様の所定間隔に群配置し、前記同様それらのポンプ管体相互を昇温育成床の下位で網床２１を介して連結してなる単位浮遊式風車海洋牧場３０Ｇ又は３０Ｆとし、さらにこれらの同一の単位浮遊式海洋牧場毎に所定間隔で群配置して広大な風車浮遊海洋牧場４０Ｇ又は４０Ｆ［図省略］が造成される。
なお、単位浮遊式風車海洋牧場はその配置形状保持のため、昇温育成床の環状材に複数本の直径綱を均等に張渡し、小浮体複数で保持された環状スペーサを、各施設の昇温育成床間に連結してもよい。
また、定置、浮遊式の単位海洋牧場は、前記のごとく施設風車相互の風向による影響を抑制するため、各漁場施設を環状に配設して内部に一定の空間のある環状単位海洋牧場もよい。さらに、浮遊式のこの環状単位海洋牧場では、その内部空間に前記環状スペーサ複数を配置し各昇温育成床の環状材に連結してもよい。なお、風車海洋牧場は異型漁場施設の単位風車海洋牧場の混合で造成してもよい。
そして、これら風車海洋牧場を造成する海域は、極地海域と無風海域および黒潮や大西洋湾岸流等の速流海域を除くほぼ全海域であり、地球的規模での適用が可能である。【００５０】  また、風車動力を空気圧縮に利用して深層水汲み上げ等をする方法として、風車体の風車と回転型空気圧縮機を、回転軸と多段増速歯車係と伝達軸を介して前記同様のポンプ管体タワー部内に縦に連結し、かつ遮蔽板を除去し海面以上の所定高さに放流口を配設し、圧縮空気をポンプ管体内海面下数１０ｍに達する送気管より放出して、気泡ポンプ作用により放流口より放水する風車エアリフトポンプ式漁場施設もよい。この場合、圧縮空気と太陽電池電力を動力源とするサーボモーターと風向センサー等で構成する方位制御装置を付設する。【００５１】  また、風力発電式漁場施設もよく、既存の風力発電機装置をポンプ管体開口上端部ないし水面レベルまでの管体内に設置し、その発電電力により汲上げポンプを駆動する漁場施設である。発電能力に余裕があれば、タワー部や風車体を除いた別の電動汲上げポンプ施設と電力ケーブルで連結するのもよい。
この電動ポンプ漁場施設は、前記の平面状混合昇温体式の他、汲上げ電動ポンプと表層水電動ポンプを備えた混合放流管より放流するダブルポンプ強制混合昇温式および前記上下両面インペラー電動遠心ポンプにより放流する強制混合昇温式もよい。これら強制式の場合、逆傘状に変形した昇温育成床を連接してもよい。
また、前記同様に施設の集合体としての風車発電式海洋牧場の造成もよい。【００５２】  さらに、沖合定置風力発電施設もよく、水深略百ｍの水域において、海底のシンカーに非剛接合した略百ｍの管体または骨組体に、前記支柱付き中抜浮体と、前記同様の直径５０ｍのコーニング式翼の方位制御風車体をハブ高さ５０ｍに設置し、水面より１０ｍ以下の水中容器内の発電機及び回転数調整機と風車を伝達軸等を介して連結して構成する沖合定置の風力発電施設もよい。この場合、発電機等の前記容器内の気圧を、吸気管からの大気を圧縮する電動コンプレッサーに繋がる気蓄器の高圧空気を減圧バルブから放出して略周囲水圧に保持し、伝達軸の水中容器貫通部からの海水侵入を防止するのもよい。
なお、送電線は管体内を通り海底に達し、海底を陸岸に達する。
また、３０〜５０ｍ浅海において、海底のシンカーに非剛接合した管体に、前記同様に風車体、遠心ポンプ、支柱付きの中抜浮体、昇温育成床と同様構成の直径５０ｍの海藻育成床等を付設して、海底水の汲み上げ放流を行う大型浮魚礁としてもよい。なお、この浮魚礁は湖水に設置してもよい。【００５３】  さらに、各構成部位の別様式として、風圧力低減と軽量化のため風車タワー部の骨組構造化もよく、また遠心ポンプの外径寸法がポンプ管体のそれより大きい場合、ポンプ管体はポンプ設置部を界に上下の分割され、補強剛接合構造となり、周状の放流ガイドを付設するものとする。また、軸流または斜流ポンプの場合、ポンプ管体内の遮蔽板を除去し、海面上所定高さに配設した放流口に、先端が円筒中抜浮体の外周に至る軟管を付設して海面上より放流してもよく、この場合、昇温育成床を外せば風車ポンプ体系は專用取水装置となる。【００５４】  また、風車の縦軸型ダリウス型への変更、さらに、風車がタワー部より風上となる漁業施設１Ｃ等にレシプロポンプの装備もよく、つまりクランク風車軸と吸入逆止弁付きポンプピストンとが連結棒を介して連結し、シリンダ上部に直接又は間接に放流逆止弁が付く概略構造であり、また、風車回転速度の複数段増速歯車の設置してもよい。
また、超高波の予想されない海域においては、昇温育成床を、喫水の浅いより短い中抜円筒浮体または外径大きく高さの小さい海面浮状の環状浮体より下位の所定水深でポンプ管体に連接してよい。この場合、放流口より放流された深層水は昇温育成床に直接流落することになる。また、マカロニ状の円筒中抜浮体は、上下の複数区画やその下端部を太くするなどの変形があり、下端の内外径を大きい円錐台形状に変えてよく、また前記環状浮体複数を上下に接合一体化した円筒中抜浮体もよく、この場合、下方の環状浮体ほど内外径を大きくした中抜浮体もよく、水深に合わせ内部加圧してよい。また、複数本の長パイプを等間隔に一体化したパイプ式角錐台状浮体もよく、この場合、汲み上げた深層水の沈降防止のため、パイプ式浮体に連結した昇温育成床のこの浮体近傍下側に円周状に接合した軟面材をパイプ式浮体の下位のポンプ管体部に接合して受水部を付設する。【００５５】  さらに、汲上げ管部の海面下二百ｍ以深の部分を、内面にスパイラル材で補強したプラスチック製軟管とし、汲上げ管部下端に錘を下げかつシンカーと連結する鎖を併設してもよく、また、球状浮体複数を汲上げ管部の上部に付設してポンプ管体の安定性を向上することもよく、また昇温育成床の環状材の浮力を自重より多少大きく調整して、逆に複数の小おもりにより海中に水平に保持するのもよく、同心複数の環状材としてもよい。また前記網床に設定水深の調整用浮体を綱を介して配設してもよい。【００５６】  なお、蓄電池を含む、太陽電池のタワー部に設置および補助発電装置を風車の回転軸に連結し、警告灯や警告電波、浮遊位置等の各種データの送信用の、ポンプ軸受や歯車や滑り受等の潤滑用ポンプの電源としてもよい。
また、滑り受のボールベアリングの耐塩セラミック製円筒型化、回転部の潤滑用具の取り付け、伝達軸に長さ調整部や自在継手を設けること、各部位および接合部に適宜補強材の取付けもよく、例えば中抜浮体等内部に板材や型材、ポンプ管体内外面に複数本の縦通補強等の付設処置である。【００５７】  また、各部の各種接合、連結、繋ぎの方法及び各部材の詳細構造を省略し、前記各漁場施設の洋上設置方法も、ポンプ管体をその上端部まで海中に沈めることにより、風車等の連結接合に大型クレーン船を必要としないことを記し、他は省略する。また、上記の各数値は一例示であり、状況に応じて適宜大型化および変更されうること、また、異なる構成要素の組合せによる上記以外の多様な漁場施設が可能なことを了解されるべきである。
上記の風車ポンプ式漁場施設の構成は簡易であり、風車または温度差発電式より製作コストが低く、耐久性が高く、維持費が低く、総合コストが低いことも特徴である。
また、上記諸風車漁場施設、風車海洋牧場による海洋生物育成方法は、定海域ないし浮遊準定海域漁場における海洋生物育成であり、特に魚類をその場で定期的に漁獲可能とする農場的漁業の成立させることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】風車ポンプ式漁場施設１Ａの断面図
【図２】風車ポンプ式漁場施設１Ｃの嵌載風車体の部分断面図
【図３】風車ポンプ式漁場施設１Ｃの断面図
【図４】コーニング式風車体１９ｂの翼を上下対称に表した部分断面図
【図５】風車ポンプ式浮遊漁場施設１Ｆの汲上げ管下端部の部分図
【図６】風車ポンプ式漁場施設１ＣＡの断面図
【図７】単位定置風車海洋牧場３０Ａの概略斜視図
【符号の説明】
【００５９】１Ａ風車ポンプ式漁場施設                    １Ｃ風車ポンプ式漁場施設
１Ｂ、１Ｆ風車ポンプ式浮游漁場施設          ２  ポンプ管体      ２ａタワー部
２ｂ汲上げ管部          ３中抜浮体          ４  連結鎖          ４ａ支柱
５  風車装置            ５ａ風車又は羽根    ５ｂ回転軸          ５ｃ大型傘歯歯車
６ａ放流口              ６ｂ遮蔽    板      ６ｃ流出口          ６ｄ軟質受水膜
７ポンプ                ８シンカー          ９  係留鎖          １０伝達軸
１０ａ小型傘歯歯車      １１浮体            １１ａ綱            １２環状材
１３軟質面材            １４昇温育成床      １５風向帆          １５ｃ風向翼軸
１５ｄ風向翼            １５ｅ錘            １５ｆバランサ      １６吊錘
１７吊鎖                １８環状滑り受台    １８ａ滑り受        １８ｂ環状受板
１８ｃ環状当板          １９風車体          １９ａ円筒
１９ｂコーニング式風車体  ２１網床          ２５ａ連結板        ２５ｂ連結ピン
２５ｃ滑環体            ２５ｄ滑環体受け小突起                  ２５ｅバネ受け
２５ｆ戻しコイルバネ      ２５ｇ連動棒      ２５ｈ環状盤        ２５ｊベアリング
３０Ａ単位定置風車海洋牧場                  ３０Ｆ単位浮遊式風車海洋牧場
４０Ａ風車海洋牧場                          ４０Ｆ風車浮遊海洋牧場
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005052136.tif 000008
【図７】
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