(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性微生物を含む水溶液を収納した培養槽と、
その培養槽内の水溶液に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段と、
前記培養槽の横側に存在する培養受光面に対向して配置された平板状の導光手段と、
その導光手段の上方側端面に取り付けられた受光手段とを備えた光合成培養装置であって、
前記導光手段は、前記受光手段から入射された光の向きを結果的に実質上直角に方向転換して、前記培養槽の培養受光面に均一に導く機能を有するとともに、前記受光手段から入射された光を乱反射する乱反射層を有し、
前記培養槽の培養受光面に対向又は接する前記導光手段の一面に、光を拡散する拡散層が設けられており、
前記受光手段は、上方に設けられた光入射面と、前記光入射面から入射した光を収束する光収束部と、前記光収束部により収束した光を前記導光手段へ出射する光出射面とを有するレンズであって、
前記光入射面は、前記導光手段に直交する面から見て曲率を有する凸面形状であって、前記光出射面の面積より大きい面積を有することを特徴とする光合成培養装置。
【請求項２】
前記培養槽の側壁が前記導光手段を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の光合成培養装置。
【請求項３】
前記導光手段の、前記拡散層が設けられている一面に対向する他面には、光を乱反射する乱反射層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光合成培養装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの光合成培養装置が複数個、前記培養槽の培養受光面が並列になるように、配列されており、各光合成培養装置は、互いに、水溶液供給連結管、生成物移送連結管、及び二酸化炭素供給連結管で連結されていることを特徴とする集合光合成培養装置。
【請求項５】
前記複数個の光合成培養装置が備える複数個の受光手段は一体的に製造されたもので出来ており、
個々の前記光培養装置は、前記受光手段の前記光入射面を、その上面から見た寸法と、前記培養槽と前記導光手段の双方の上面の合成面の寸法とが、実質上同一であり、前記培養槽と前記導光手段の上方に前記受光手段が位置するようになっていることを特徴とする、請求項４に記載の光合成培養装置。
【請求項６】
前記一体的に製造された受光手段はその光入射面には薄膜の保護膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の集合光合成培養装置。
【請求項７】
前記導光手段は相対向する二面に拡散層が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の集合光合成培養装置。
【請求項８】
前記培養槽の対向する両側壁が前記導光手段によって兼ねられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の集合光合成培養装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、藻類、植物性微生物等の光合成による培養、増殖により、二酸化炭素を固定する光合成培養装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、火力発電所などで利用される石炭、石油、天然ガス等の化石燃料は、燃焼により大量の二酸化炭素を大気中に放出する。この放出された二酸化炭素が大気中に増加すると、地球の温暖化など地球環境が悪化し、自然環境破壊のみならず、干ばつ、大雨、洪水などが多発し、自然災害の発生や農作物にも多大な被害が発生し、人類社会にも大きな影響が生じる。
【０００３】
従って、大気中に放出される二酸化炭素を減少させるため、固定化に要するエネルギーを高めないで固定化できる技術の開発が待望されており、簡便で安全であり、又効果も期待できる方法として、植物性微生物に太陽光などを照射することにより、その光合成を利用して大気中の二酸化炭素を固定化する方法が検討され、あるいは実用化されようとしている。この植物性微生物を用いる従来の光合成培養槽は、水溶液体積を確保する必要性があるために、光合成がある程度進行した場合、光合成に必要な光が十分に届かない構成になっていた。そのため、光合成が進行しても光が届くように光合成培養槽の深さを浅くしたり、あるいは水溶液を撹伴したりする方法が用いられていた。
【０００４】
例えば、火力発電所から放出される燃焼ガス中の二酸化炭素量は、天然ガス燃焼の５０万ｋＷの出力では、約５０００ｔ／日という膨大な量であり、石炭、石油燃焼では二酸化炭素の排出量は更に増大する。この場合、火力発電所などから放出される二酸化炭素の固定化は、可能な限りコンパクトで、しかも、固定化に要するエネルギーを高めないことが、この種の技術の実用化には望まれている。この問題点を解決するために、地球規模で広く実用化されている二酸化炭素の固定化技術において、光合成媒体の二酸化炭素固定能の増大、光学系を含む光合成培養槽、装置の小型化、高効率化、光合成反応による生成物の構造の制御性の向上などの改善が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような光合成培養槽の深さを浅くする方法では、光合成の有効深さが数ｃｍ程度であることを考えた場合、培養液体積を充分確保しようとすると、光合成培養装置の面積が極めて大規模になるという課題がある。また、水溶液を撹伴する方法では、常時光合成が行われる場所は依然として光の届く範囲のみに限定されるため、培養槽の深部にわたって全体を有効利用していないという課題がある。
【０００６】
また、自然太陽光による従来の光合成培養槽においては、受光面となる液上面に強烈な光が照射され、この必要以上の光の強度がエネルギーの無駄になったり、不具合を呈していた。更に、光合成の進行と共に、光合成された細胞数の増加により、光が水溶液の深層部に殆ど届かない状態となる。
【０００７】
本発明は、従来のこのような課題を考慮し、光のエネルギーの無駄を抑制でき、培養槽全体を光合成に有効利用でき、培養液体積を充分確保しても設置面積の増大を抑えることができる光合成培養装置及び集合光合成培養装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願人は、前述した問題点、課題に対処するために、光合成媒体に関する基礎科学的な研究と二酸化炭素固定能の高い光合成媒体の発見、火力発電所における運転知見と二酸化炭素排出と固定化に関する深い知識に基づいて、二酸化炭素固定能の高い光合成媒体の導入、光合成の高効率化のための最適環境の導入などを実現し、以下の点を特徴とする本発明を提案する。
【０００９】
本発明で使用する光合成媒体は、例えば、植物性微生物のユーグレナグラシリスである。
【００１０】
光合成の進行と共に、光合成された細胞数の増加により、光は水溶液の深層部に殆ど届かない。そのために、培養液が光を受ける光進行方向の厚さを薄くすること。更に、自然太陽光の必要以上の強烈な照射によるエネルギーの無駄を解決するために、自然太陽光の受光面面積を実効的に拡大して、培養槽受光面に光を導く。自然太陽光の受光面と光合成培養槽受光面との関係は、略、直交関係に配置されている。
【００１１】
請求項１の本発明は、植物性微生物を含む水溶液を収納した培養槽と、
その培養槽内の水溶液に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段と、
前記培養槽の横側に存在する培養受光面に対向して配置された平板状の導光手段と、
その導光手段の上方側端面に取り付けられた受光手段とを備えた光合成培養装置であって、
前記導光手段は、前記受光手段から入射された光の向きを結果的に実質上直角に方向転換して、前記培養槽の培養受光面に均一に導く機能を有するとともに、前記受光手段から入射された光を乱反射する乱反射層を有し、
前記培養槽の培養受光面に対向又は接する前記導光手段の一面に、光を拡散する拡散層が設けられており、
前記受光手段は、上方に設けられた光入射面と、前記光入射面から入射した光を収束する光収束部と、前記光収束部により収束した光を前記導光手段へ出射する光出射面とを有するレンズであって、
前記光入射面は、前記導光手段に直交する面から見て曲率を有する凸面形状であって、前記光出射面の面積より大きい面積を有することを特徴とする光合成培養装置である。
【００１２】
請求項４の本発明は、請求項１〜３のいずれかの光合成培養装置が複数個、培養槽の培養受光面が並列になるように、配列されており、各光合成培養装置は、互いに、水溶液供給連結管、生成物移送連結管、及び二酸化炭素供給連結管で連結されている集合光合成培養装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる実施の形態１の光合成培養装置の一例を示す構成図である。すなわち、本実施の形態１の光合成培養装置の基本構成は、植物性微生物１を含む水溶液２を収容し、側面が培養受光面４で構成された培養槽３と、その培養槽３内の水溶液２に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段５と、外部からの光１４を受ける平坦な外部受光面１３を上部に有する、受光手段としての光収束部１２と、その光収束部１２で収束された光を入射する光取入れ口９を有し、光収束部１２から入射された光の向きを約９０度方向転換して上記培養槽３の培養受光面４に光１５を出射する平板状の導光手段としての導光板８（あるいは導光キャビティ）とを備えた構成である。ここで、導光板８の培養槽３側の一面は、例えば光を拡散する光拡散シートが設けられた拡散面１０で構成され、その面の反対側の面は乱反射層１１が設けられている。また、培養槽３には、水溶液を供給する水溶液供給管６、及び生成物を取り出す生成物取り出し管７が連結されている。ここで、光収束部の材料としては、アクリル、ガラスなど光透過性の高い材料であればよく、コスト、性能、加工しやすさ等の点から選択すればよい。
【００１４】
上記の構成において、外部の光１４は外部受光面１３から入射して光収束部１２により収束され、その収束光が導光板８の光取入れ口９から入射する。導光板８に入射した光は、乱反射層１１で乱反射されると共に拡散面１０で拡散されて導光板８全体に伝達され、ほぼ均一化された光が導光板８の拡散面１０から培養槽３の培養受光面４全体に導入される。
【００１５】
上記導光板８としては、液晶ディスプレイのバックライトの技術が応用できる。液晶バックライトは、例えば、画面と略同一形状の透明アクリル板の上端部を受光部とし、背面に乱反射機能を持たせるために、直径、間隔を工夫した小円盤半透明膜材を全面に印刷等の方法で配置し、その上から白色紙を張り付ける。更に透明アクリル板の両端部及び下端部にも同様の白色紙を張り付け、表面には画面輝度の均質性を得るために、光拡散シートを張り付けた構成の導光板が用いられる（例えば、特開平３−９３０６号公報、特開平６−３１７７９６号公報、実開平６−６９９０３号公報、特開平５−３４６８７号公報などに記載の技術を用いることができる）。ここで用いる導光板８は、前述のように、液晶ディスプレイのバックライトを応用してもよいが、本発明の導光手段としては、液晶バックライトに要求されるような光の均質性は必要でなく、また、光拡散シートでの光の吸収による効率の低下を抑制するために、光拡散シートを張り付けない構成の導光板を用いることは、更に望ましい。
【００１６】
導光板の一端から光を入射し、表面全体に拡散伝送する効率は９０％程度が得られており、この技術を利用した本発明の培養槽を自然太陽光で光合成する場合のエネルギー関係を、以下に検討する。
【００１７】
量子量論的には、光合成に最適な波長６８０ｎｍでの１ｋＷｈ当りの光子数は、１ｋＷｈ＝１．２×１０25光子であり、１ｍｏｌ×光子＝０．１７ＭＪである。また、光合成理論限界は８光子で、ＣＯ2 １分子が固定されるので、ＣＯ2 １分子を固定するのに要するエネルギーは、８ｍｏｌ×光子＝０．３８ｋＷｈ＝１．３６ＭＪである。ここで、光合成実測最高値は、例えば９ｍｏｌ×光子＝０．４３ｋＷｈ＝１．５３ＭＪである。
【００１８】
一方、太陽光エネルギーについて、日本の緯度での平均入射エネルギーは１ｋＷ／ｍ2 であり、１日に４時間日射するとして、４ｋＷｈ／ｍ2・日＝１４ＭＪ／ｍ2・日となる。これらからＣＯ2 固定能は、光合成実測最高値を用いた場合、４ｋＷｈ／ｍ2・日／０．４３ｋＷｈ／０．０４４（ｋｇ−ＣＯ2 ）＝０．４１（ｋｇ−ＣＯ2／ｍ2・日）＝０．１（ｋｇ−ＣＯ2／ｋＷｈ・日）である。
【００１９】
また、５０万ｋＷのＬＮＧ燃焼火力発電所の場合、１日２４時間稼働すると、１日の発電量は、１．２×１０7 ｋＷｈ／日であり、この時の１日のＣＯ2 排出量は、５０００（ｔ−ＣＯ2 ／日）となるが、実状は稼働率等も含め（約６４％）、３２００（ｔ−ＣＯ2 ／日）以下である。
【００２０】
以上のデータからＣＯ2 の固定化に必要な面積は、３２００（ｔ−ＣＯ2 ／日）／０．４１（ｋｇ−ＣＯ2／ｍ2・日）＝８×１０6ｍ2＝８００ｈａである。この８００ｈａの面積が受ける太陽エネルギーは、３．２×１０7 ｋＷｈ／日となり、これは発電量の約３〜４倍であり、光合成の理論的エネルギーバランスから見ても妥当な値である。
【００２１】
前述の図１の構成は、導光板８と培養槽３が離れて配置されているように示したが、この光合成培養装置は複数個を集合配置して使用した場合に、より実用的効果が得られる。そこで、図２に示すように、導光板８の拡散面と培養槽３の培養受光面とを接触させて構成する。尚、この場合、培養槽３の培養受光面を形成する側壁を導光板８となるように構成してもよい。また、光収束部１２の外部受光面１３の形状、大きさは、その下側に存在する培養槽３及び導光板８の両方の上面の合成面の形状、大きさと同一に構成する。
【００２２】
図３は、図２の単位培養槽となる光合成培養装置１６を複数個積層配置し、それらの培養槽を水溶液供給連結管１７、生成物移送連結管１８、二酸化炭素供給連結管１９により連結した構成の集合光合成培養装置２０を示す略示構成図である。図３において、単位光合成培養装置１６の培養受光面１３の形状を長方形とし、その長辺をＷ、短辺をＤとすると、培養槽３の外部受光面の幅をＷと一致させ、更に、培養槽の厚さと導光板８の厚さの和を短辺Ｄに一致させる（図２参照）。従って、集合光合成培養装置２０全体の外部受光面の形状、大きさは、下側の積層された培養槽及び導光板の上面の形状、大きさと同一となり、外部からの光を効率よく入射できる。本実施の形態の単位光合成培養装置を厚さ方向に必要な個数だけ積層して、集合光合成培養装置を構成すれば、エネルギーバランスを保ちながら動作容量を増大していくことが可能である。
【００２３】
培養槽に供給される植物性微生物を、例えばユーグレナグラシリスとした場合、培養槽内の細胞数が１ｍｌ当り、１００万個程度になると、光の透過距離は約１ｃｍ程度となり、培養槽の厚さは約１〜５ｃｍ程度が槽体積全体の利用効率が良いことになる。
【００２４】
自然太陽光を利用した高効率培養槽として、例えば、培養受光面面積を外部受光面面積の約１０倍に設定する。最大照度約１２万ルックスが外部受光面に照射されると、培養受光面には、太陽光が拡散されて、植物性微生物（ユーグレナグラシリス）育成に適した約３０００〜１万ルックス（７０〜２００μｍｏｌ／ｍ2／ｓ）程度の照度で照射され、光エネルギーを有効に利用できる。
【００２５】
この例における単位光合成培養装置の厚さＤを３ｃｍ程度、同培養装置の高さＨを３０ｃｍ〜１ｍとした場合の培養槽の単位当りの二酸化炭素固定能を計算すると、０．２〜０．５ｋｇ／ｍ3・日となる。一方、従来の導光手段を用いない培養槽では、強い光強度による光合成阻害や深部で光が有効に利用できないことにより、単位体積当りの二酸化炭素固定能が低下する可能性があるため、本実施の形態のように導光手段を用いた培養槽では、同じ形状、大きさの培養装置に導光手段を用いないで培養槽の上側から光を照射するのみの場合に比べて、約１０倍の体積効率が期待できる。
【００２６】
本実施の形態の光合成培養装置の高さＨを１ｍとした場合に、５０万ｋＷ火力発電所から１日に排出される二酸化炭素量の実状は３２００ｔ程度であり、同培養装置で二酸化炭素を固定するときに必要な装置の面積としては、約８００ｈａ程度となる。
（実施の形態２）
図４は、本発明にかかる実施の形態２の光合成培養装置における培養槽と光導入部を示す構成図である。すなわち、本実施の形態２の光合成培養装置の基本構成は、前述の図１及び図２の構成と同様に、植物性微生物を含む水溶液を収容し、側面が培養受光面４で構成された培養槽３と、外部からの光１４を受ける凸形状の外部受光面２３を上部に有する、受光手段としての集光レンズ２２と、その集光レンズ２２から入射された光の向きを約９０度方向転換して上記培養槽３の培養受光面４に光１５を出射する平板状の導光板８とを備えた構成である。すなわち、前述の実施の形態１では、光収束部の外部受光面は平坦であったが、本実施の形態２では、集光レンズ２３を用いている。尚、本実施の形態２では、培養槽３の培養受光面４の反対側の面に保持部２１を設けているが、培養槽３の側壁の強度が充分であれば、特に無くてもよい。また、図示していないが、培養槽３には、二酸化炭素供給手段、水溶液供給管、及び生成物取り出し管が連結されているのは前述の実施の形態１と同様である。
【００２７】
図４において、ｔｄは導光板８の厚さ、ｔｂは培養槽３の厚さ、ｔｓは保持部２１の厚さ、ｔｌは集光レンズ２２の幅である。Ｗは培養槽３の幅であり、導光板８の幅及び集光レンズの長さとほぼ同じである。また、Ｈは培養槽３の深さであり、導光板８の高さとほぼ同じである。ｆは集光レンズ２２の焦点距離、Ｒは凸面の曲率半径である。ここで、導光板８への入力光２４から拡散光１５への導光効率は９０％以上である。この光合成培養装置の構成例を示すと、培養受光面４への光、すなわち、
0003950526.tif 000002
集光レンズの幅ｔｌ＝ｔｂ＋ｔｓ＋ｔｄ＝２ｒ
ｒ＝２５ｍｍ、半径Ｒ＝３０ｍｍ、焦点ｆ＝５０ｍｍとして、
Ｒ／ｒ＝１．２、ｆ／ｒ＝２、
拡散面の対角距離＝１３”＝２７５ｍｍ×２０９ｍｍである。
【００２８】
図５（ａ）に、図４の培養槽３の培養受光面４と導光板８の拡散面１０とを密着させたときの実際に用いる状態の様子を示す。図５（ａ）の構成において、外部の太陽光１４は外部受光面２３から入射して集光レンズ２２により収束され、その入力光２４が導光板８の光取入れ口９から入射する。導光板８に入射した光は、導光板８全体に伝達され、ほぼ均一化された拡散光１５が導光板８の拡散面１０から培養槽３の培養受光面４全体に導入される。
【００２９】
本実施の形態２においても、培養槽３の培養受光面４を形成する側壁を導光板８となるように構成してもよい。また、集光レンズ２２の外部受光面２３の上からの投影面における形状、大きさは、その下側に存在する培養槽３及び導光板８の両方の上面の合成面の形状、大きさと同一に構成する。集光レンズ２２を、図５（ｂ）に示すようなカマボコ型レンズ３１とすれば、同様の効果が得られるだけでなく、製作が容易となり側面同士を密着させて設置できるので集合配置する場合に便利である。この場合、図５（ａ）の集光レンズ２２と形状は異なるが、点線で示すように図５（ａ）の集光レンズ２２と同様に外部から入射した光を導光板に集光する。ここで、集光レンズの材料としては、アクリル、ガラスなど光透過性の高い材料であればよく、コスト、性能、加工しやすさ等の点から選択すればよい。
【００３０】
図６は、単位となる光合成培養装置２６を複数個積層配置し、図３の場合と同様に、それらの培養槽を図示しない水溶液供給連結管、生成物移送連結管、二酸化炭素供給連結管により連結した構成の集合光合成培養装置を示す略示構成図である。図６では、保持部を省略して示しており、受光手段としてカマボコ型レンズをプレスなどによる方法で一体形成した一体型レンズ３２を用いた構成としている。このような構成とすることで製作時の作業効率が向上し、低コストが図れる。受光手段として図５（ｂ）に示す単独のカマボコ型レンズ３１を複数個並べて構成しても勿論良い。
【００３１】
図６において、いま、
太陽受光面面積＝集光レンズ幅（ｔｌ）×集光レンズ長さ（Ｗ）、
培養槽体積＝集光レンズ幅（ｔｌ）×集光レンズ長さ（Ｗ）×培養槽高さ（Ｈ）、
太陽光拡散率＝培養槽高さ（Ｈ）／集光レンズ幅（ｔｌ）、
培養槽面照度＝太陽光鉛直面照度／太陽光拡散率とすれば、
必要培養槽面照度が１万ルックス（１３５μｍｏｌ／ｓｍ2 ）、平均太陽光鉛直面照度が１２万ルックスの条件下では、太陽光拡散率は１２程度となる。従って、本実施の形態の構成において、培養槽の厚さｔｂは、略集光レンズ幅ｔｌとし、培養槽の厚さｔｂを３〜１０ｃｍとすると、培養槽深さＨは最大でも１ｍ程度となり、このことは前述の実施の形態１についても当てはまる。これより深い培養槽では、光量不足となり、光ファイバーなどで深くまで光を導いても、エネルギーバランス上成り立たない。
【００３２】
導光板８について、一端からの光導入のみで拡散面に一様に導光する場合の導光板の大きさとしては、１３”〜１７”が適しており、深さ３０ｃｍ程度なら、１７”（４１ｃｍ×３２ｃｍ）程度が適しており、このときの培養槽の厚さは、太陽光拡散率から３ｃｍ程度となる。
【００３３】
また、ＣＯ2 の固定量は次のようになる。
【００３４】
単位培養槽に投入されるエネルギーは、受光面積決まる４ｔｌ・Ｗ（ｋＷｈ）であり、これで固定されるＣＯ2 の量は、０．４ｔｌ・Ｗ（ｋｇ）となり、深さＨは、培養に適した値を選択すればよい（ここで、ｔｌ、Ｗはｍ単位）。従って、単位培養槽がｎ台の場合のＣＯ2 の固定総量は、０．４ｎ・ｔｌ・Ｗ（ｋｇ）となる。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、いずれも外部受光面へ照射する光を自然太陽光を例に説明したが、これに限らず、高効率、高輝度の人工光、例えば、蛍光灯、ＬＥＤ、ＨＩＤランプ等を照射してもよい。その場合、自然太陽光と人工光とを、天候、時間等に応じて組み合わせれば、更に光合成による二酸化炭素の固定化が効率的となる。
【００３６】
また、上記実施の形態では、いずれも入射光を導光板の一方の面のみに拡散出射する構成としたが、これに代えて、例えば、図７に示すように、入射した光が両面に拡散出射する構成、すなわち、相対向する２面に拡散層が設けられている導光板２８を用いて、両面に隣接する２つの培養槽３に光を導入する構成としてもよい。また、この場合は、培養槽３の両側から光が入射するので、培養槽３の厚さを大きくすることも可能であり、同じ体積の集合光合成培養装置を構成する単位培養槽の数が少なくてすむ。
【００３７】
また、上記実施の形態では、いずれも受光手段（実施の形態１の光収束部及び実施の形態２の集光レンズ）の表面には、特に表面処理を施していない構成として説明したが、これに限らず、それら表面の一方の面、あるいは両方の面に、例えば、ＵＶコート等の薄膜の保護膜を形成してもよい。これにより、装置各部の紫外線劣化、機械的損傷からの保護が可能となり、更に、塵埃堆積の防御などにも有効である。
【００３８】
また、上記実施の形態２では、集光レンズの凸面を外部受光面としたが、図８に示すように、これとは逆に凸面を導光板８側に向けた構成としてもよい。この場合は、集光レンズ３２と導光板８との間に少し隙間ができるが、問題になるほどの大きさではない。このような構成とすることにより、上面が平坦なのでゴミ、ほこり等が堆積しにくく、清掃も簡単に行えるというメリットがある。また、図８において、各々の導光板８が各培養槽３の両方の側壁を兼用する構成とすれば、隣合う培養槽３の側壁を１つで構成でき、構成がより簡単になる。
【００３９】
また、上記実施の形態では、いずれも植物性微生物としてユーグレナグラシリスを例に説明したが、効率よく光合成により二酸化炭素を固定できれば、藻類を含めてこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、上記実施の形態では、いずれも太陽光が真上から照射するとして説明したが、これは、太陽を自動追尾可能な反射鏡や光ファイバー等により、太陽光の方向を変えて照射することで簡単に実現可能であり、本発明の特長を何等制限するものではない。その場合上方や横側等の概念は真上から照射される場合を基準として適宜変更されることは言うまでもない。
【００４１】
また、培養槽や導光板や受光手段等の形は上記実施の形態に述べられた形状に限られない。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、強烈な自然太陽光を直接、光合成媒体である藻類、又は植物性微生物に照射しないため、光合成媒体に有効にエネルギーを与えることができる。
【００４３】
また、培養中に水溶液循環、気泡拡散、循環などの機械的エネルギーを用いることなく、培養槽体積全体に光を導入できるため、省エネルギー、省面積、省体積で、培養装置体積利用率を極めて向上させることができる。
【００４４】
以上のように、地球規模で増大する二酸化炭素に対して、光合成媒体の二酸化炭素固定能の増大、導光手段を含む光合成培養装置の小型化、高効率化、光合成反応による生成物の制御性の向上などの改善が図れ、産業活動による地球温暖化を阻止する二酸化炭素の固定化技術を地球規模で広く実用化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施の形態１の光合成培養装置の一例を示す構成図である。
【図２】同実施の形態１の光合成培養装置の別の例を示す構成図である。
【図３】同実施の形態１の光合成培養装置を１つの単位として、複数個積層した集合光合成培養装置を示す略示構成図である。
【図４】本発明にかかる実施の形態２の光合成培養装置における培養槽と光導入部を示す構成図である。
【図５】同図（ａ）は、同実施の形態２の光合成培養装置の構成図、同図（ｂ）は、集光レンズの別の例を示す図である。
【図６】同実施の形態２の光合成培養装置を１つの単位として、複数個積層した集合光合成培養装置を示す略示構成図である。
【図７】本発明における入射光を両面から拡散する導光板を用いた例を示す光合成培養装置の図である。
【図８】本発明における集光レンズの凸面側を下にした例を示す光合成培養装置の図である。
【符号の説明】
１  植物性微生物
３  培養槽
４  培養受光面
５  二酸化炭素供給手段
８  導光板
１０  拡散面
１２  光収束部
１３  外部受光面
１６  光合成培養装置
１７  水溶液供給連結管
１８  生成物移送連結管
１９  二酸化炭素供給連結管
２２  集光レンズ
３１  カマボコ型レンズ
３２  一体型レンズ
【図１】
0003950526.tif 000003
【図２】
0003950526.tif 000004
【図３】
0003950526.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003950526.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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