培養装置
【課題】ＨＩＤ光源のように、その先端より中心軸方向に発せられる高輝度の光に関しても、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能であり、しかも、光源からの放熱による培養液の温度上昇を、簡易な構成によりコストアップを招くことなく容易に抑えることができる培養装置を提供する。
【解決手段】中心側が上下に開口した中空部２５となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体２０と、該容器本体２０の中空部２５内に配置され、該容器本体２０内に向けて光を照射する光源３０と、を備え、中空部２５内に配置された光源３０の上側および下側の少なくとも一方に、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射面４１，５１を有する反射体４０，５０を設けた。
【解決手段】中心側が上下に開口した中空部２５となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体２０と、該容器本体２０の中空部２５内に配置され、該容器本体２０内に向けて光を照射する光源３０と、を備え、中空部２５内に配置された光源３０の上側および下側の少なくとも一方に、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射面４１，５１を有する反射体４０，５０を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置に関し、そのうち特に、魚介類の養殖時の飼料、あるいは有用物質を生産するバイオマス資源として利用可能な各種の緑藻やラン藻等の微細藻類を培養する培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細藻類を人工的に培養する技術としては、一般に覆いカバーのない透明平型の大型水槽に培養液を満たし、高圧ナトリウムランプ等のＨＩＤ光源（High Intensity Discharge Lamps）で水槽上部より光を照射し、空気や、二酸化炭素の散気によるエアレーションを行うものが知られている。ところが、この培養技術では、水面で多くの光が反射してしまい、光エネルギーの損失が特に大きいという問題のみならず、微細藻類の培養濃度が高くなると、光が遮られて水槽の底付近まで光が到達しないと言う問題もあった。
【０００３】
このような容認しがたい問題を解決するために、例えば、筒状で内周面が鏡面状である縦長の容器本体の内部中心に、光源を密封した光源筒を配設した技術（例えば、特許文献１参照）や、光を均一に反射できる内面の培養槽内に、光源として空隙を持たせて透明シースで囲ったハロゲンランプを設置し、各シース内に冷却用の空気を導入できる機構を備えた技術（例えば、特許文献２参照）が既に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】実公平３−５３６８０号公報
【特許文献２】特開平１１−７５５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１，２に記載された従来技術では、何れも培養液の内周面で光を反射できるように構成しているが、主として、光源側方に対する光の反射を目的としたものであり、例えば、ＨＩＤ光源のように、その先端より中心軸方向に発せられる高輝度の光線に関しては、光エネルギーの損失を十分に低減することができず、さらなる光エネルギーの損失を低減するための工夫が希求されていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載された従来技術では、光源からの放熱による培養液の温度上昇を抑えることができず、特許文献２に記載された従来技術では、シース内に冷却用の空気を導入できるように構成しているが、シース内は一端が閉じられた形状であって十分な通気性を得ることができないばかりでなく、複数のシース内に延ばす培養用ブロアから分岐させた空気導入機構の配設も面倒であるという構成上の問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の有する問題点に着目してなされたものであり、例えばＨＩＤ光源のように、その先端より中心軸方向に発せられる高輝度の光に関しても、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能であり、しかも、光源からの放熱による培養液の温度上昇を、簡易な構成によりコストアップを招くことなく容易に抑えることができる培養装置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】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置（１０）において、
中心側が上下に開口した中空部（２５）となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体（２０）と、該容器本体（２０）の中空部（２５）内に配置され、容器本体（２０）内に向けて光を照射する光源（３０）と、を備え、
前記中空部（２５）内に配置された前記光源（３０）の上側および下側の少なくとも一方に、前記光源（３０）より照射された光を容器本体（２０）内に向けて反射する反射面（４１，５１）を有する反射体（４０，５０）を設けたことを特徴とする培養装置（１０）。
【０００９】
［２］前記光源（３０）は、その中心軸方向にも光線を発する電球型であり、前記中空部（２５）内に、光源（３０）の中心軸が中空部（２５）の軸心と一致する状態に配置され、
前記反射体（４０，５０）は、前記光源（３０）よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に前記容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が前記反射面（４１，５１）を成すことを特徴とする［１］に記載の培養装置（１０）。
【００１０】
［３］前記容器本体（２０）の中空部（２５）内を上下方向に通気可能とし、該中空部（２５）内を強制的に通気させる送風手段（７０）を備えたことを特徴とする［１］または［２］に記載の培養装置（１０）。
【００１１】
［４］前記容器本体（２０）の外側外周面（２２）を、前記光源（３０）より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面としたことを特徴とする［１］，［２］または［３］に記載の培養装置（１０）。
【００１２】
［５］前記容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けたことを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の培養装置（１０）。
【００１３】
本発明は、次のように作用する。
前記［１］に記載の培養装置（１０）によれば、容器本体（２０）は中心側が上下に開口した中空部（２５）となる中空筒状（言い換えればドーナツ状）に形成されており、中空部（２５）内に配置した光源（３０）の発する光は、容器本体（２０）の中心側より放射状に照射される。
【００１４】
ここで、光源（３０）より上下方向に発せられた光は、そのままでは中空部（２５）の上下の開口を通り抜けてしまい容器本体（２０）内に照射されることはないが、光源（３０）の上側および下側の少なくとも一方に反射体（４０，５０）を設け、この反射面（４１，５１）により光源（３０）より上下方向に発せられた光を容器本体（２０）内に向けて反射させることができるので、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能となる。
【００１５】
より具体的には、例えば前記［２］に記載したように、前記光源（３０）は、その中心軸方向にも光線を発する電球型として、前記中空部（２５）内に、光源（３０）の中心軸が中空部（２５）の軸心と一致する状態に配置させる。
【００１６】
そして、前記反射体（４０，５０）は、光源（３０）よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に向けて反射させる略円錐状であって、その外周を反射面（４１，５１）とする。これにより、光源（３０）の中心軸方向へ発せられた光は、反射体（４０，５０）によって中心軸より全周方向へ広角に屈折反射し、内側外周面（２６）に対して小さな入射角にて入射し、無駄に反射することなく培養液中に到達することができる。
【００１７】
また、前記［３］に記載したように、容器本体（２０）の中空部（２５）内を上下方向に通気可能とし、該中空部（２５）内を強制的に通気させる送風手段（７０）を備えさせると良い。これにより、容器本体（２０）の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部（２５）の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段（７０）で風を送るだけという簡易な構成により、中空部（２５）内に光源（３０）により熱せられた高温空気がこもることがなく、光源（３０）からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【００１８】
また、前記［４］に記載したように、容器本体（２０）の外側外周面（２２）を、光源（３０）より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射させる反射面にすると良い。これにより、光源（３０）から放射状に照射された光が、培養液中を通過して容器本体（２０）の外側外周面（２２）に到達すると、この外側外周面（２２）である反射面に反射されて再び培養液中に戻される。従って、培養液中における光の通過滞在時間が長くなり、より少ない光源（３０）でも光合成生物が利用するのに十分な光照射を得ることが可能となる。
【００１９】
さらにまた、前記［５］に記載したように、容器本体（２０）の内側外周面（２６）に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けるようにすれば、光合成生物に必要な光を遮ることなく、前記中空部（２５）での送風と相俟って、なおさら光源（３０）からの放熱による培養液の不必要な温度上昇を低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る培養装置によれば、容器本体は、その中心側が上下に開口した中空部となる中空筒状に形成され、該容器本体の中空部内に光源が配置され、中空部内に配置された光源の上側および下側の少なくとも一方に、光源より照射された光を容器本体内に向けて反射する反射面を有する反射体を設けたから、光源より上下方向に発せられた光を、反射体により容器本体内に向けて反射させることができるので、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能となる。
【００２１】
また、前記光源を、その中心軸方向にも光線を発する電球型として、前記中空部内に、光源の中心軸が中空部の軸心と一致する状態に配置させ、前記反射体を、光源よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体の中空部に面した内側外周面に向けて反射させる略円錐状であって、その外周を反射面とすれば、光源の中心軸方向へ発せられた光を、無駄にすることなく容器本体内へ有効に照射させることができる。
【００２２】
さらにまた、前記容器本体の中空部内を上下方向に通気可能とし、該中空部内を強制的に通気させる送風手段を備えさせることにより、容器本体の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段で風を送るだけという簡易な構成により、コストアップを招くことなく光源からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明を代表する一実施の形態を説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施の形態を示している。
本実施の形態に係る培養装置１０は、藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための装置であり、以下に、屋内施設として、微細藻類の培養に用いる場合を例に説明する。ここで微細藻類は具体的には例えば、クロレラ、クラミドモナス、ボツリオコッカス等の緑藻類や、スピルリナ、アナベナ等のラン藻類が該当する。
【００２４】
図１に示すように培養装置１０は、容器本体２０と、光源３０と、これら容器本体２０や光源３０等を設置する架台１１と、そのほかの関連機器群から構成されている。架台１１は、容器本体２０等を所定の向きや位置に設置できるフレーム材から組み立てられており、その下段部には、後述する各種の関連機器等を収納できるようになっている。
【００２５】
容器本体２０は、微細藻類を混ぜた培養液を収容するものであり、中心側が上下に開口した中空部２５となる中空筒状（言い換えればドーナツ状）に形成されている。もちろん、容器本体２０の直径や高さの比、それに中空部２５の占める相対的な大きさは、図示した形状に限定されるものではない。容器本体２０全体は、基本的には次述する光源３０の光を透過させることができるように、無色透明のガラスやアクリル樹脂等の透光性素材より形成されている。
【００２６】
容器本体２０の上部開口は、中空部２５の上側開口２５ａを除いて円板状の蓋体２１で覆われており、容器本体２０は全体的に閉鎖系とすることができるようになっている。蓋体２１には、中空部２５の上側開口２５ａに合致する開口部２１ａ（図２参照）のほか、関連機器群のコードないし配管類を気密な状態で貫通させる挿入口（図示せず）が随所に設けられている。また、容器本体２０の底部２３には、容器本体２０内の培養液を外部に排出する排水口２４が設けられ、この排水口２４には、開閉可能な排水管２４ａが接続されている。
【００２７】
培養装置１０の光源３０は、容器本体２０の中空部２５内に配置され、該容器本体２０の中心側より放射方向に向けて容器本体２０内に光を照射するものである。本実施の形態では、光源３０として、ＨＩＤランプのうちメタルハライドランプを採用している。メタルハライドランプは、高圧水銀ランプの一種であり、外球内に石英発光管が支持され、この石英発光管内には水銀の他に金属ハロゲン化物（メタルハライド）が添加されており、これら金属蒸気中の放電による発光を主に利用したランプである。
【００２８】
このような光源３０であるメタルハライドランプは、その中心軸方向にも光線を発する電球型のタイプであり、図１に示すように中空部２５内に、光源３０の中心軸が中空部２５の軸心と一致する状態に配置される。また、中空部２５内に配置された光源３０の上側および下側には、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射体４０，５０が設けられている。
【００２９】
図２に示すように、光源３０であるメタルハライドランプのソケット３１は、反射体４０を成す光源取付板の下面側となる反射面４１に取り付けられている。反射体４０は、前記蓋体２１上に開口部２１ａを塞ぐように着脱自在に取り付けられるが、反射体４０には、中空部２５の上側開口２５ａが外気に連通するように、ソケット３１の周囲に並ぶ複数の通気孔４２，４２…が連設されている。
【００３０】
反射体４０の反射面４１は平面状であり、反射体４０自体の素材がステンレス等の金属であれば、その表面を精密研磨すれば良く、あるいは鏡面加工された金属箔で覆ったり、光反射性コーティング材や、光の反射率が高い白色塗料等を塗布すること等が考えられる。また、反射体４０の上面側には、各通気孔４２に連通する排熱パイプ６０の下側フランジが接続され、排熱パイプ６０の上側フランジ上には、取付板７１を介して送風手段７０が配設されている。
【００３１】
送風手段７０は、容器本体２０の中空部２５内を強制的に通気させるものであり、具体的には例えば、ファンを軸支した状態で駆動するモータユニットから成り、モータユニットの出力軸と同軸上に一体に固結される回転円板の外周縁側に沿って多数の翼片を列設して成るもの等が適している。中空部２５内は、上下方向に通気可能となっている。なお、送風手段７０の剥き出しとなる排気側には、指等の巻き込みを防止するための網目等のガード部材７２を装着すると良い。
【００３２】
一方、容器本体２０の中空部２５における下側開口２５ｂ側の構造に関しては、図３に示すように、容器本体２０の底部２３を載置する架台１１の上面部１２には、下側開口２５ｂに合致する開口部１３が形成されている。また、上面部１２には、下敷反射板８０が装着され、この上に容器本体２０の底部２３が載置される。下敷反射板８０の上面側は、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射面として形成されている。下敷反射板８０における反射面は、具体的には例えば前記反射体４０の反射面４１と同様に構成すれば良い。
【００３３】
また、下敷反射板８０の略中央には、中空部２５の下側開口２５ｂと上面部１２の開口部１３とを連通させる複数の通気孔８１，８１…が周方向に連設されており、さらに、光源３０から照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射体５０が設けられている。ここでの反射体５０は、前記反射体４０とは異なり、前記光源３０の先端よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体２０の中空部２５に面した内側外周面２６に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が反射面５１を成している。
【００３４】
詳しく言えば、反射体５０は、円錐形の頂部を切り欠いて平らな面とした形状に作られており、通気孔８１を塞がないように、取付金具５２を介して下敷反射板８０の略中央に上向きに支持されている。反射体５０の外周である反射面５１の態様としては、具体的には例えば、反射体５０自体の素材がステンレス等の金属であれば、その表面を精密研磨すれば良く、あるいは鏡面加工された金属箔で覆ったり、光反射性コーティング材や、光の反射率が高い白色塗料等を塗布すること等が考えられる。もちろん、反射体５０の具体的な形状は、図４（ａ）に示すような円錐形の頂部を切り欠いた形状のみならず、同図（ｂ）に示すように、純粋な円錐形としても良い。
【００３５】
また、図５に示すように、容器本体２０内には、培養液中に空気を放出して対流現象を生じさせる散気管１１０と、培養液中で光合成により固定される二酸化炭素を補給するための補給管１２０の各先端口がそれぞれ配されている。散気管１１０の基端側は、フィルター１１１や流量計１１２を介して、エアーブロアー１１３に接続されている。補給管１２０の基端側は、レギュレータ１２１や流量計１２２を介して、ＣＯ２ボンベ１２３に接続されている。
【００３６】
さらに、培養装置１０に対して、培養液を光合成生物の適した温度に維持するための温度制御システム１３０、培養液のｐＨを計測するｐＨ計１４１に接続されたｐＨセンサ１４０、培養装置１０に関する各種計測データ等を表示出力するための表示盤１５０等が関連機器として付設されている。図示しないが、培養液中のＣＯ２濃度を検出して所望濃度に調整できるＣＯ２濃度の制御システム、光源３０を調光点灯させて容器本体２０に対する照射光量を調整できる調光点灯装置等を設けるようにしても良い。
【００３７】
温度制御システム１３０は、容器本体２０内に配置した冷却コイル１３１ａに冷却媒体を循環させる冷却装置１３１と、容器本体２０内に配され培養液を必要に応じて加温するヒータ１３２と、容器本体２０内に配され培養液の温度を測定する温度センサ１３４と、この温度センサ１３４で検出した培養液温度の実測値を予め定めた微細藻類の最適温度に調整すべく、前記冷却装置１３１および前記ヒータ１３２の稼働を調整する温度コントローラ１３５とから成る。また、冷却コイル１３１ａと冷却装置１３１の中の冷凍機を接続して、冷却コイル１３１ａに直接冷媒を流して冷却しても良い。なお、培養装置１０の関連設備として屋外には、培養液に用いる海水を供給するための海水貯留水槽１６０や、真水を供給するための井戸１７０等も設けられている。
【００３８】
次に、前記培養装置１０の作用を説明する。
図５に示すように、先ず培養装置１０に対して各種の関連機器をセットしてから、容器本体２０内に上端付近の位置まで、微細藻類（光合成生物）を混ぜた培養液を収容する。微細藻類は後から培養液に混入しても良い。
【００３９】
光源３０を点灯させると、容器本体２０内の培養液に対して、光源３０の発する光は容器本体２０の中心側より放射状に照射される。これにより、光源３０から発せられた光が、容器本体２０の内側外周面２６に対して小さな入射角で直接入射する割合が非常に高くなり、照射効率が高まるばかりでなく、内側外周面２６の表面で反射した光も再度容器本体２０内に入射する割合も高くなる。
【００４０】
光源３０より上下（中心軸）方向に発せられた光は、光源３０の上側と下側に設けてある反射体４０，５０の反射面４１，５１に反射して、容器本体２０側へ照射される。これにより、光源３０における光エネルギーの損失を極力抑えることができ、より少ない光源３０の出力でも、微細藻類が利用するのに十分な光照射を得ることが可能となる。
【００４１】
特に、光源３０の先端と同軸上に対向する反射体５０は略円錐状であるので、光源３０の先端より中心軸方向へ発せられた光は、反射体５０の反射面５１によって中心軸より全周方向へ広角に屈折反射し、内側外周面２６に対して小さな入射角にて入射し、無駄に反射することなく培養液中に到達することができる。
【００４２】
ここで、容器本体２０の外側外周面２２も、光源３０より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面にすると良い。ここでの反射面は、具体的には例えば前記反射体４０の反射面４１と同様に構成すれば良い。これにより、光源３０から放射状に照射された光が、培養液中を通過して容器本体２０の外側外周面２２に到達すると、この外側外周面２２である反射面に反射されて再び培養液中に戻される。従って、培養液中における光の通過滞在時間が長くなり、培養液の全域に亘り微細藻類の光合成が促進される。
【００４３】
また、光源３０を配置している中空部２５内は、上下方向ともに通気可能であり、中空部２５の上側開口２５ａに排熱パイプ６０を介して連通接続してある送風手段７０の駆動によって、中空部２５内を強制的に通気させることができる。これにより、容器本体２０の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部２５の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段７０で風を送るだけという簡易な構成により、中空部２５内に光源３０により熱せられた高温空気がこもることがなく、光源３０からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【００４４】
ここで、送風手段７０による送風のタイミングは、所定時間連続して行ってもよく、あるいは一定時間ごとに間欠的に行うように制御しても良い。さらには、培養液中の温度に応じて、後述する冷却装置１３１やヒータ１３２の稼働に連動させるように設定し、加温に利用しても良い。なお、光源３０の保守・点検を行う際には、図２において、光源３０等を組み付けた反射体４０を容器本体２０の蓋体２１から取り外せば良い。
【００４５】
さらに、容器本体２０の内側外周面２６に沿って、透光性を有し熱線（赤外線）を遮断する熱反射シートを貼り付けるようにすれば、微細藻類に必要な光を遮ることなく、中空部２５での送風と相俟って、なおさら光源３０からの放熱による培養液の不必要な温度上昇を低減させることが可能となる。
【００４６】
微細藻類の光合成には、光のほか二酸化炭素が必要となるが、補給管１２０を通じてＣＯ２ボンベ１２３から供給される二酸化炭素を容器本体２０内に導入する。二酸化炭素の流入量の調整は、補給管１２０の途中にある流量計１２２で監視しながらレギュレータ１２１で行うことができる。また、ｐＨ計１４１に出力をもたせ、ｐＨコントローラにより、二酸化炭素の補給管１２０の途中に設ける電磁弁の開閉を制御し、二酸化炭素の流入量を調整しても良い。また、培養液を撹拌するための散気管１１０からの散気も相俟って、容器本体２０内の培養液は適度に循環し、二酸化炭素は培養液中に溶解しやすくなる。
【００４７】
溶解した二酸化炭素は、光源３０からの光を受けた微細藻類による光合成作用によって固定化される。さらにまた、二酸化炭素や空気の散気によって、容器本体２０の内部は適度な陽圧に保たれるので、容器本体２０内部に対する外部からの空気流入を防止でき、コンタミネーションを防ぐことができる。
【００４８】
培養液の温度に関しては、温度制御システム１３０によって微細藻類の最適温度に維持することができる。すなわち、冷却装置１３１により、容器本体２０内の培養液を間接的に冷却したり、ヒータ１３２により、容器本体２０内の培養液を直接加温することができ、温度センサ１３４で検出した実測値を元にして、温度コントローラ１３５で冷却装置１３１やヒータ１３２の稼働が調整される。容器本体２０内の培養水は前述したように循環しており、水温は偏りなく均一化する。なお、培養水のｐＨも、ｐＨセンサ１４０からの実測値に基づき適宜調整すると良い。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態に係る培養装置１０を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では、光源３０としてメタルハライドランプを採用したが、光源の種類はこれに限られるものではなく、他に、水銀ランプや高圧ナトリウムランプ等を採用しても良い。また、光源の数も１つに限定されるものではない。
【００５０】
また、前記実施の形態では、光源３０の上側に配した反射体４０と、光源３０の下側に配した反射体５０とを両方とも備えるように構成したが、他の実施の形態として、例えば、反射体４０のみ備えるもの、あるいは反射体５０のみ備えるもの、として構成しても良い。また、反射体４０は平板状に形成し、反射体５０を略円錐状に形成したが、これらを逆の態様にしたり、あるいは両方とも平板状にしたり、両方とも略円錐状に形成しても良い。
【００５１】
さらにまた、前記実施の形態では、送風手段７０の設置場所として中空部２５の上側開口２５ａを選んだが、中空部２５内における光源３０の光照射を遮らない位置であれば特に限定されるものではなく、中空部２５の下側開口２５ｂより下側等に設けるようにしても良い。また、図５に示すシステムに関しては、１つの関連機器に対して本培養装置１０を複数並列に接続するように構成しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る培養装置を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る培養装置の架台等を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る培養装置の容器本体等を分解して示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る培養装置の反射体の一例を拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る培養装置を含むシステム構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…培養装置
１１…架台
１２…上面部
１３…開口部
２０…容器本体
２１…蓋体
２１ａ…開口部
２２…外側外周面
２３…底部
２４…排水口
２４ａ…排水管
２５…中空部
２５ａ…上側開口
２５ｂ…下側開口
２６…内側外周面
３０…光源
３１…ソケット
４０…反射体
４１…反射面
４２…通気孔
５０…反射体
５１…反射面
５２…取付金具
６０…排熱パイプ
７０…送風手段
７１…取付板
７２…ガード部材
８０…下敷反射板
８１…通気孔
１１０…散気管
１１１…フィルター
１１２…流量計
１１３…エアーブロアー
１２０…補給管
１２１…レギュレータ
１２２…流量計
１２３…ＣＯ２ボンベ
１３０…温度制御システム
１３１…冷却装置
１３１ａ…冷却コイル
１３２…ヒータ
１３４…温度センサ
１３５…温度コントローラ
１４０…ｐＨセンサ
１４１…ｐＨ計
１５０…表示盤
１６０…海水貯留水槽
１７０…井戸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置に関し、そのうち特に、魚介類の養殖時の飼料、あるいは有用物質を生産するバイオマス資源として利用可能な各種の緑藻やラン藻等の微細藻類を培養する培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細藻類を人工的に培養する技術としては、一般に覆いカバーのない透明平型の大型水槽に培養液を満たし、高圧ナトリウムランプ等のＨＩＤ光源（High Intensity Discharge Lamps）で水槽上部より光を照射し、空気や、二酸化炭素の散気によるエアレーションを行うものが知られている。ところが、この培養技術では、水面で多くの光が反射してしまい、光エネルギーの損失が特に大きいという問題のみならず、微細藻類の培養濃度が高くなると、光が遮られて水槽の底付近まで光が到達しないと言う問題もあった。
【０００３】
このような容認しがたい問題を解決するために、例えば、筒状で内周面が鏡面状である縦長の容器本体の内部中心に、光源を密封した光源筒を配設した技術（例えば、特許文献１参照）や、光を均一に反射できる内面の培養槽内に、光源として空隙を持たせて透明シースで囲ったハロゲンランプを設置し、各シース内に冷却用の空気を導入できる機構を備えた技術（例えば、特許文献２参照）が既に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】実公平３−５３６８０号公報
【特許文献２】特開平１１−７５５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１，２に記載された従来技術では、何れも培養液の内周面で光を反射できるように構成しているが、主として、光源側方に対する光の反射を目的としたものであり、例えば、ＨＩＤ光源のように、その先端より中心軸方向に発せられる高輝度の光線に関しては、光エネルギーの損失を十分に低減することができず、さらなる光エネルギーの損失を低減するための工夫が希求されていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載された従来技術では、光源からの放熱による培養液の温度上昇を抑えることができず、特許文献２に記載された従来技術では、シース内に冷却用の空気を導入できるように構成しているが、シース内は一端が閉じられた形状であって十分な通気性を得ることができないばかりでなく、複数のシース内に延ばす培養用ブロアから分岐させた空気導入機構の配設も面倒であるという構成上の問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の有する問題点に着目してなされたものであり、例えばＨＩＤ光源のように、その先端より中心軸方向に発せられる高輝度の光に関しても、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能であり、しかも、光源からの放熱による培養液の温度上昇を、簡易な構成によりコストアップを招くことなく容易に抑えることができる培養装置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】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置（１０）において、
中心側が上下に開口した中空部（２５）となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体（２０）と、該容器本体（２０）の中空部（２５）内に配置され、容器本体（２０）内に向けて光を照射する光源（３０）と、を備え、
前記中空部（２５）内に配置された前記光源（３０）の上側および下側の少なくとも一方に、前記光源（３０）より照射された光を容器本体（２０）内に向けて反射する反射面（４１，５１）を有する反射体（４０，５０）を設けたことを特徴とする培養装置（１０）。
【０００９】
［２］前記光源（３０）は、その中心軸方向にも光線を発する電球型であり、前記中空部（２５）内に、光源（３０）の中心軸が中空部（２５）の軸心と一致する状態に配置され、
前記反射体（４０，５０）は、前記光源（３０）よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に前記容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が前記反射面（４１，５１）を成すことを特徴とする［１］に記載の培養装置（１０）。
【００１０】
［３］前記容器本体（２０）の中空部（２５）内を上下方向に通気可能とし、該中空部（２５）内を強制的に通気させる送風手段（７０）を備えたことを特徴とする［１］または［２］に記載の培養装置（１０）。
【００１１】
［４］前記容器本体（２０）の外側外周面（２２）を、前記光源（３０）より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面としたことを特徴とする［１］，［２］または［３］に記載の培養装置（１０）。
【００１２】
［５］前記容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けたことを特徴とする［１］，［２］，［３］または［４］に記載の培養装置（１０）。
【００１３】
本発明は、次のように作用する。
前記［１］に記載の培養装置（１０）によれば、容器本体（２０）は中心側が上下に開口した中空部（２５）となる中空筒状（言い換えればドーナツ状）に形成されており、中空部（２５）内に配置した光源（３０）の発する光は、容器本体（２０）の中心側より放射状に照射される。
【００１４】
ここで、光源（３０）より上下方向に発せられた光は、そのままでは中空部（２５）の上下の開口を通り抜けてしまい容器本体（２０）内に照射されることはないが、光源（３０）の上側および下側の少なくとも一方に反射体（４０，５０）を設け、この反射面（４１，５１）により光源（３０）より上下方向に発せられた光を容器本体（２０）内に向けて反射させることができるので、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能となる。
【００１５】
より具体的には、例えば前記［２］に記載したように、前記光源（３０）は、その中心軸方向にも光線を発する電球型として、前記中空部（２５）内に、光源（３０）の中心軸が中空部（２５）の軸心と一致する状態に配置させる。
【００１６】
そして、前記反射体（４０，５０）は、光源（３０）よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体（２０）の中空部（２５）に面した内側外周面（２６）に向けて反射させる略円錐状であって、その外周を反射面（４１，５１）とする。これにより、光源（３０）の中心軸方向へ発せられた光は、反射体（４０，５０）によって中心軸より全周方向へ広角に屈折反射し、内側外周面（２６）に対して小さな入射角にて入射し、無駄に反射することなく培養液中に到達することができる。
【００１７】
また、前記［３］に記載したように、容器本体（２０）の中空部（２５）内を上下方向に通気可能とし、該中空部（２５）内を強制的に通気させる送風手段（７０）を備えさせると良い。これにより、容器本体（２０）の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部（２５）の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段（７０）で風を送るだけという簡易な構成により、中空部（２５）内に光源（３０）により熱せられた高温空気がこもることがなく、光源（３０）からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【００１８】
また、前記［４］に記載したように、容器本体（２０）の外側外周面（２２）を、光源（３０）より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射させる反射面にすると良い。これにより、光源（３０）から放射状に照射された光が、培養液中を通過して容器本体（２０）の外側外周面（２２）に到達すると、この外側外周面（２２）である反射面に反射されて再び培養液中に戻される。従って、培養液中における光の通過滞在時間が長くなり、より少ない光源（３０）でも光合成生物が利用するのに十分な光照射を得ることが可能となる。
【００１９】
さらにまた、前記［５］に記載したように、容器本体（２０）の内側外周面（２６）に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けるようにすれば、光合成生物に必要な光を遮ることなく、前記中空部（２５）での送風と相俟って、なおさら光源（３０）からの放熱による培養液の不必要な温度上昇を低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る培養装置によれば、容器本体は、その中心側が上下に開口した中空部となる中空筒状に形成され、該容器本体の中空部内に光源が配置され、中空部内に配置された光源の上側および下側の少なくとも一方に、光源より照射された光を容器本体内に向けて反射する反射面を有する反射体を設けたから、光源より上下方向に発せられた光を、反射体により容器本体内に向けて反射させることができるので、光エネルギーの損失を極力抑えることが可能となる。
【００２１】
また、前記光源を、その中心軸方向にも光線を発する電球型として、前記中空部内に、光源の中心軸が中空部の軸心と一致する状態に配置させ、前記反射体を、光源よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体の中空部に面した内側外周面に向けて反射させる略円錐状であって、その外周を反射面とすれば、光源の中心軸方向へ発せられた光を、無駄にすることなく容器本体内へ有効に照射させることができる。
【００２２】
さらにまた、前記容器本体の中空部内を上下方向に通気可能とし、該中空部内を強制的に通気させる送風手段を備えさせることにより、容器本体の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段で風を送るだけという簡易な構成により、コストアップを招くことなく光源からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明を代表する一実施の形態を説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施の形態を示している。
本実施の形態に係る培養装置１０は、藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための装置であり、以下に、屋内施設として、微細藻類の培養に用いる場合を例に説明する。ここで微細藻類は具体的には例えば、クロレラ、クラミドモナス、ボツリオコッカス等の緑藻類や、スピルリナ、アナベナ等のラン藻類が該当する。
【００２４】
図１に示すように培養装置１０は、容器本体２０と、光源３０と、これら容器本体２０や光源３０等を設置する架台１１と、そのほかの関連機器群から構成されている。架台１１は、容器本体２０等を所定の向きや位置に設置できるフレーム材から組み立てられており、その下段部には、後述する各種の関連機器等を収納できるようになっている。
【００２５】
容器本体２０は、微細藻類を混ぜた培養液を収容するものであり、中心側が上下に開口した中空部２５となる中空筒状（言い換えればドーナツ状）に形成されている。もちろん、容器本体２０の直径や高さの比、それに中空部２５の占める相対的な大きさは、図示した形状に限定されるものではない。容器本体２０全体は、基本的には次述する光源３０の光を透過させることができるように、無色透明のガラスやアクリル樹脂等の透光性素材より形成されている。
【００２６】
容器本体２０の上部開口は、中空部２５の上側開口２５ａを除いて円板状の蓋体２１で覆われており、容器本体２０は全体的に閉鎖系とすることができるようになっている。蓋体２１には、中空部２５の上側開口２５ａに合致する開口部２１ａ（図２参照）のほか、関連機器群のコードないし配管類を気密な状態で貫通させる挿入口（図示せず）が随所に設けられている。また、容器本体２０の底部２３には、容器本体２０内の培養液を外部に排出する排水口２４が設けられ、この排水口２４には、開閉可能な排水管２４ａが接続されている。
【００２７】
培養装置１０の光源３０は、容器本体２０の中空部２５内に配置され、該容器本体２０の中心側より放射方向に向けて容器本体２０内に光を照射するものである。本実施の形態では、光源３０として、ＨＩＤランプのうちメタルハライドランプを採用している。メタルハライドランプは、高圧水銀ランプの一種であり、外球内に石英発光管が支持され、この石英発光管内には水銀の他に金属ハロゲン化物（メタルハライド）が添加されており、これら金属蒸気中の放電による発光を主に利用したランプである。
【００２８】
このような光源３０であるメタルハライドランプは、その中心軸方向にも光線を発する電球型のタイプであり、図１に示すように中空部２５内に、光源３０の中心軸が中空部２５の軸心と一致する状態に配置される。また、中空部２５内に配置された光源３０の上側および下側には、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射体４０，５０が設けられている。
【００２９】
図２に示すように、光源３０であるメタルハライドランプのソケット３１は、反射体４０を成す光源取付板の下面側となる反射面４１に取り付けられている。反射体４０は、前記蓋体２１上に開口部２１ａを塞ぐように着脱自在に取り付けられるが、反射体４０には、中空部２５の上側開口２５ａが外気に連通するように、ソケット３１の周囲に並ぶ複数の通気孔４２，４２…が連設されている。
【００３０】
反射体４０の反射面４１は平面状であり、反射体４０自体の素材がステンレス等の金属であれば、その表面を精密研磨すれば良く、あるいは鏡面加工された金属箔で覆ったり、光反射性コーティング材や、光の反射率が高い白色塗料等を塗布すること等が考えられる。また、反射体４０の上面側には、各通気孔４２に連通する排熱パイプ６０の下側フランジが接続され、排熱パイプ６０の上側フランジ上には、取付板７１を介して送風手段７０が配設されている。
【００３１】
送風手段７０は、容器本体２０の中空部２５内を強制的に通気させるものであり、具体的には例えば、ファンを軸支した状態で駆動するモータユニットから成り、モータユニットの出力軸と同軸上に一体に固結される回転円板の外周縁側に沿って多数の翼片を列設して成るもの等が適している。中空部２５内は、上下方向に通気可能となっている。なお、送風手段７０の剥き出しとなる排気側には、指等の巻き込みを防止するための網目等のガード部材７２を装着すると良い。
【００３２】
一方、容器本体２０の中空部２５における下側開口２５ｂ側の構造に関しては、図３に示すように、容器本体２０の底部２３を載置する架台１１の上面部１２には、下側開口２５ｂに合致する開口部１３が形成されている。また、上面部１２には、下敷反射板８０が装着され、この上に容器本体２０の底部２３が載置される。下敷反射板８０の上面側は、光源３０より照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射面として形成されている。下敷反射板８０における反射面は、具体的には例えば前記反射体４０の反射面４１と同様に構成すれば良い。
【００３３】
また、下敷反射板８０の略中央には、中空部２５の下側開口２５ｂと上面部１２の開口部１３とを連通させる複数の通気孔８１，８１…が周方向に連設されており、さらに、光源３０から照射された光を容器本体２０内に向けて反射する反射体５０が設けられている。ここでの反射体５０は、前記反射体４０とは異なり、前記光源３０の先端よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に容器本体２０の中空部２５に面した内側外周面２６に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が反射面５１を成している。
【００３４】
詳しく言えば、反射体５０は、円錐形の頂部を切り欠いて平らな面とした形状に作られており、通気孔８１を塞がないように、取付金具５２を介して下敷反射板８０の略中央に上向きに支持されている。反射体５０の外周である反射面５１の態様としては、具体的には例えば、反射体５０自体の素材がステンレス等の金属であれば、その表面を精密研磨すれば良く、あるいは鏡面加工された金属箔で覆ったり、光反射性コーティング材や、光の反射率が高い白色塗料等を塗布すること等が考えられる。もちろん、反射体５０の具体的な形状は、図４（ａ）に示すような円錐形の頂部を切り欠いた形状のみならず、同図（ｂ）に示すように、純粋な円錐形としても良い。
【００３５】
また、図５に示すように、容器本体２０内には、培養液中に空気を放出して対流現象を生じさせる散気管１１０と、培養液中で光合成により固定される二酸化炭素を補給するための補給管１２０の各先端口がそれぞれ配されている。散気管１１０の基端側は、フィルター１１１や流量計１１２を介して、エアーブロアー１１３に接続されている。補給管１２０の基端側は、レギュレータ１２１や流量計１２２を介して、ＣＯ２ボンベ１２３に接続されている。
【００３６】
さらに、培養装置１０に対して、培養液を光合成生物の適した温度に維持するための温度制御システム１３０、培養液のｐＨを計測するｐＨ計１４１に接続されたｐＨセンサ１４０、培養装置１０に関する各種計測データ等を表示出力するための表示盤１５０等が関連機器として付設されている。図示しないが、培養液中のＣＯ２濃度を検出して所望濃度に調整できるＣＯ２濃度の制御システム、光源３０を調光点灯させて容器本体２０に対する照射光量を調整できる調光点灯装置等を設けるようにしても良い。
【００３７】
温度制御システム１３０は、容器本体２０内に配置した冷却コイル１３１ａに冷却媒体を循環させる冷却装置１３１と、容器本体２０内に配され培養液を必要に応じて加温するヒータ１３２と、容器本体２０内に配され培養液の温度を測定する温度センサ１３４と、この温度センサ１３４で検出した培養液温度の実測値を予め定めた微細藻類の最適温度に調整すべく、前記冷却装置１３１および前記ヒータ１３２の稼働を調整する温度コントローラ１３５とから成る。また、冷却コイル１３１ａと冷却装置１３１の中の冷凍機を接続して、冷却コイル１３１ａに直接冷媒を流して冷却しても良い。なお、培養装置１０の関連設備として屋外には、培養液に用いる海水を供給するための海水貯留水槽１６０や、真水を供給するための井戸１７０等も設けられている。
【００３８】
次に、前記培養装置１０の作用を説明する。
図５に示すように、先ず培養装置１０に対して各種の関連機器をセットしてから、容器本体２０内に上端付近の位置まで、微細藻類（光合成生物）を混ぜた培養液を収容する。微細藻類は後から培養液に混入しても良い。
【００３９】
光源３０を点灯させると、容器本体２０内の培養液に対して、光源３０の発する光は容器本体２０の中心側より放射状に照射される。これにより、光源３０から発せられた光が、容器本体２０の内側外周面２６に対して小さな入射角で直接入射する割合が非常に高くなり、照射効率が高まるばかりでなく、内側外周面２６の表面で反射した光も再度容器本体２０内に入射する割合も高くなる。
【００４０】
光源３０より上下（中心軸）方向に発せられた光は、光源３０の上側と下側に設けてある反射体４０，５０の反射面４１，５１に反射して、容器本体２０側へ照射される。これにより、光源３０における光エネルギーの損失を極力抑えることができ、より少ない光源３０の出力でも、微細藻類が利用するのに十分な光照射を得ることが可能となる。
【００４１】
特に、光源３０の先端と同軸上に対向する反射体５０は略円錐状であるので、光源３０の先端より中心軸方向へ発せられた光は、反射体５０の反射面５１によって中心軸より全周方向へ広角に屈折反射し、内側外周面２６に対して小さな入射角にて入射し、無駄に反射することなく培養液中に到達することができる。
【００４２】
ここで、容器本体２０の外側外周面２２も、光源３０より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面にすると良い。ここでの反射面は、具体的には例えば前記反射体４０の反射面４１と同様に構成すれば良い。これにより、光源３０から放射状に照射された光が、培養液中を通過して容器本体２０の外側外周面２２に到達すると、この外側外周面２２である反射面に反射されて再び培養液中に戻される。従って、培養液中における光の通過滞在時間が長くなり、培養液の全域に亘り微細藻類の光合成が促進される。
【００４３】
また、光源３０を配置している中空部２５内は、上下方向ともに通気可能であり、中空部２５の上側開口２５ａに排熱パイプ６０を介して連通接続してある送風手段７０の駆動によって、中空部２５内を強制的に通気させることができる。これにより、容器本体２０の中空筒状（ドーナツ状）という元々の形状をうまく利用して、中空部２５の上下開口を他部材により塞ぐことなく通気性を確保したままで、後は小型ファン等の送風手段７０で風を送るだけという簡易な構成により、中空部２５内に光源３０により熱せられた高温空気がこもることがなく、光源３０からの放熱による培養液の温度上昇を防ぐことができる。
【００４４】
ここで、送風手段７０による送風のタイミングは、所定時間連続して行ってもよく、あるいは一定時間ごとに間欠的に行うように制御しても良い。さらには、培養液中の温度に応じて、後述する冷却装置１３１やヒータ１３２の稼働に連動させるように設定し、加温に利用しても良い。なお、光源３０の保守・点検を行う際には、図２において、光源３０等を組み付けた反射体４０を容器本体２０の蓋体２１から取り外せば良い。
【００４５】
さらに、容器本体２０の内側外周面２６に沿って、透光性を有し熱線（赤外線）を遮断する熱反射シートを貼り付けるようにすれば、微細藻類に必要な光を遮ることなく、中空部２５での送風と相俟って、なおさら光源３０からの放熱による培養液の不必要な温度上昇を低減させることが可能となる。
【００４６】
微細藻類の光合成には、光のほか二酸化炭素が必要となるが、補給管１２０を通じてＣＯ２ボンベ１２３から供給される二酸化炭素を容器本体２０内に導入する。二酸化炭素の流入量の調整は、補給管１２０の途中にある流量計１２２で監視しながらレギュレータ１２１で行うことができる。また、ｐＨ計１４１に出力をもたせ、ｐＨコントローラにより、二酸化炭素の補給管１２０の途中に設ける電磁弁の開閉を制御し、二酸化炭素の流入量を調整しても良い。また、培養液を撹拌するための散気管１１０からの散気も相俟って、容器本体２０内の培養液は適度に循環し、二酸化炭素は培養液中に溶解しやすくなる。
【００４７】
溶解した二酸化炭素は、光源３０からの光を受けた微細藻類による光合成作用によって固定化される。さらにまた、二酸化炭素や空気の散気によって、容器本体２０の内部は適度な陽圧に保たれるので、容器本体２０内部に対する外部からの空気流入を防止でき、コンタミネーションを防ぐことができる。
【００４８】
培養液の温度に関しては、温度制御システム１３０によって微細藻類の最適温度に維持することができる。すなわち、冷却装置１３１により、容器本体２０内の培養液を間接的に冷却したり、ヒータ１３２により、容器本体２０内の培養液を直接加温することができ、温度センサ１３４で検出した実測値を元にして、温度コントローラ１３５で冷却装置１３１やヒータ１３２の稼働が調整される。容器本体２０内の培養水は前述したように循環しており、水温は偏りなく均一化する。なお、培養水のｐＨも、ｐＨセンサ１４０からの実測値に基づき適宜調整すると良い。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態に係る培養装置１０を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では、光源３０としてメタルハライドランプを採用したが、光源の種類はこれに限られるものではなく、他に、水銀ランプや高圧ナトリウムランプ等を採用しても良い。また、光源の数も１つに限定されるものではない。
【００５０】
また、前記実施の形態では、光源３０の上側に配した反射体４０と、光源３０の下側に配した反射体５０とを両方とも備えるように構成したが、他の実施の形態として、例えば、反射体４０のみ備えるもの、あるいは反射体５０のみ備えるもの、として構成しても良い。また、反射体４０は平板状に形成し、反射体５０を略円錐状に形成したが、これらを逆の態様にしたり、あるいは両方とも平板状にしたり、両方とも略円錐状に形成しても良い。
【００５１】
さらにまた、前記実施の形態では、送風手段７０の設置場所として中空部２５の上側開口２５ａを選んだが、中空部２５内における光源３０の光照射を遮らない位置であれば特に限定されるものではなく、中空部２５の下側開口２５ｂより下側等に設けるようにしても良い。また、図５に示すシステムに関しては、１つの関連機器に対して本培養装置１０を複数並列に接続するように構成しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る培養装置を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る培養装置の架台等を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る培養装置の容器本体等を分解して示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る培養装置の反射体の一例を拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る培養装置を含むシステム構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…培養装置
１１…架台
１２…上面部
１３…開口部
２０…容器本体
２１…蓋体
２１ａ…開口部
２２…外側外周面
２３…底部
２４…排水口
２４ａ…排水管
２５…中空部
２５ａ…上側開口
２５ｂ…下側開口
２６…内側外周面
３０…光源
３１…ソケット
４０…反射体
４１…反射面
４２…通気孔
５０…反射体
５１…反射面
５２…取付金具
６０…排熱パイプ
７０…送風手段
７１…取付板
７２…ガード部材
８０…下敷反射板
８１…通気孔
１１０…散気管
１１１…フィルター
１１２…流量計
１１３…エアーブロアー
１２０…補給管
１２１…レギュレータ
１２２…流量計
１２３…ＣＯ２ボンベ
１３０…温度制御システム
１３１…冷却装置
１３１ａ…冷却コイル
１３２…ヒータ
１３４…温度センサ
１３５…温度コントローラ
１４０…ｐＨセンサ
１４１…ｐＨ計
１５０…表示盤
１６０…海水貯留水槽
１７０…井戸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置において、
中心側が上下に開口した中空部となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体と、該容器本体の中空部内に配置され、容器本体内に向けて光を照射する光源と、を備え、
前記中空部内に配置された前記光源の上側および下側の少なくとも一方に、前記光源より照射された光を容器本体内に向けて反射する反射面を有する反射体を設けたことを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記光源は、その中心軸方向にも光線を発する電球型であり、前記中空部内に、光源の中心軸が中空部の軸心と一致する状態に配置され、
前記反射体は、前記光源よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に前記容器本体の中空部に面した内側外周面に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が前記反射面を成すことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記容器本体の中空部内を上下方向に通気可能とし、該中空部内を強制的に通気させる送風手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の培養装置。
【請求項４】
前記容器本体の外側外周面を、前記光源より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面としたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の培養装置。
【請求項５】
前記容器本体の中空部に面した内側外周面に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けたことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の培養装置。
【請求項１】
藻類等の光合成生物を培養液中で人工的に培養するための培養装置において、
中心側が上下に開口した中空部となる中空筒状に透光性素材より形成され、光合成生物を混ぜた培養液を収容する容器本体と、該容器本体の中空部内に配置され、容器本体内に向けて光を照射する光源と、を備え、
前記中空部内に配置された前記光源の上側および下側の少なくとも一方に、前記光源より照射された光を容器本体内に向けて反射する反射面を有する反射体を設けたことを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記光源は、その中心軸方向にも光線を発する電球型であり、前記中空部内に、光源の中心軸が中空部の軸心と一致する状態に配置され、
前記反射体は、前記光源よりその中心軸方向に発せられた光線を、全周方向かつ広角に前記容器本体の中空部に面した内側外周面に向けて反射させる略円錐状であって、その外周が前記反射面を成すことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記容器本体の中空部内を上下方向に通気可能とし、該中空部内を強制的に通気させる送風手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の培養装置。
【請求項４】
前記容器本体の外側外周面を、前記光源より培養液中を透過して届いた光を再び培養液に向けて反射する反射面としたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の培養装置。
【請求項５】
前記容器本体の中空部に面した内側外周面に沿って、透光性を有し熱線を遮断する熱反射シートを貼り付けたことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の培養装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１４６２８（Ｐ２００６−１４６２８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９４１９２（Ｐ２００４−１９４１９２）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３９００１００５４）小糸工業株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３９００１００５４）小糸工業株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
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