海藻の養殖に使用する施肥装置、養殖装置およびその装置を使用した養殖方法
【課題】昆布等の比較的大型の海藻類を大量に生産して燃料として活用するために、人工的に養分を供給して海藻の生長の促進と植生可能地域を拡大することが考えられているが、肥料の利用効率の低さと肥料の補充等施肥に関わる作業性の改善が課題となっている。
【解決手段】海藻の近傍に養分を放出する放出部材２６と、放出部材を海底または養殖装置の植生部材１よりも海面に近い位置に吊下げる海面部材２１から構成し放出部材と海面部材とを分離することで、海水中の海藻に養分を効率よく供給することと肥料の補充を海面上で容易にできるという異なる要求を両立させた。放出部材２６の位置を養分の拡散状況に応じて設定することで海藻に対して養分を的確に供給できるようにすることに加えて、拡散防止壁３と揚水装置４により供給された養分が海藻の植生域外に拡散流出することを低減することで肥料の利用効率を向上している。
【解決手段】海藻の近傍に養分を放出する放出部材２６と、放出部材を海底または養殖装置の植生部材１よりも海面に近い位置に吊下げる海面部材２１から構成し放出部材と海面部材とを分離することで、海水中の海藻に養分を効率よく供給することと肥料の補充を海面上で容易にできるという異なる要求を両立させた。放出部材２６の位置を養分の拡散状況に応じて設定することで海藻に対して養分を的確に供給できるようにすることに加えて、拡散防止壁３と揚水装置４により供給された養分が海藻の植生域外に拡散流出することを低減することで肥料の利用効率を向上している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は昆布、アマモ等の海藻の養殖に使用する施肥装置、養殖装置およびその装置を使用した養殖方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ＣＯ２問題対策の１つとして植物資源を燃料として活用する動きがあり、その中で植物資源の１つとして昆布やアマモ等の海底または海水中に係留された植生部材に生育する比較的大型の海藻類を大量に生産して活用することも検討されている。
【０００３】
海藻類は周知のように海水中の養分を葉や根から吸収して生長する。海水中の養分は天然の条件下では地形や海流等の影響を強く受け、目的とする海藻の生育に適した場所が制約されている。そのため養分を人工的に効率よく供給することで地理的な条件の制約を排除して海藻類を大量に生産する技術の確立が期待されている。
【０００４】
養分を人工的に供給する方法の１つとして図７に示すように肥料の溶出孔１１０を持つ中空容器１００に肥料を収容するとともに海藻の植生部材である種糸２００を前記容器に巻きつけ海中に係留する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、肥料を用いないで養分を供給する方法として、養分を多く含む海底近傍の海水（深層水）を水面近くに汲み上げ栽培漁業や海洋牧場に利用する揚水ポンプに関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−３１６８９１
【特許文献２】特開２０００−１２０５２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術によって前記溶出孔１１０から海中に肥料を溶出した場合、肥料から溶出した養分は海流や波や養分の重い比重により平均的には斜め下方向に拡散し、多くの養分は海藻に吸収されずに短時間の間に海藻の生育外の海水中に拡散されてしまう懸念がある。特に昆布等の葉から養分を吸収する海藻の場合肥料が溶出する位置が葉より低いため養分の利用率が低いことが予想される。また、広い植生範囲に均等に養分を供給するためには収容器等の数を多くする必要があり設備コスト的にも懸念がある。また、肥料の収容器が海水中にあるため肥料の補充が必要な場合、海苔等の海水面近傍に生育する海藻の場合と比べ格段に作業性が悪いことも懸念される。植物資源として海藻を大量に生産する場合コストが低いことが重要であり、肥料の利用効率、設備コスト、作業コストのさらなる改良が望まれる。
【０００６】
特許文献２に開示されている技術により深層水を海面近傍に汲み上げ利用する場合においても養分の拡散に対する配慮が必要であるが、その点に関しては記載がない。
【０００７】
本願の目的は、これらの従来技術の懸念点である養分の拡散に起因する肥料の利用効率の低さと肥料の補充等施肥に関わる作業性を改善し、海中に生育する海藻の生長の促進と植生可能地域の拡大を可能ならしめる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、施肥装置は海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、海面に位置する海面部材と、海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材とを有し、放出部材は海底又は植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられていることを特徴としている。このため、本発明では放出部材と海面部材とを分離することで海水中の海藻に養分を効率よく供給することと、肥料の補充を海面上で容易にできるという異なる要求を両立させることができる。
【０００９】
肥料の利用効率が低い原因として、海中に溶け出した養分が海流による横方向と養分の比重が大きいことによる下方向の拡散が合成され平均的には斜め下方向に拡散して、短時間のうちに海藻が生育している場所の外に流出してしまうことがある。このように養分は斜め下方向に拡散するため、所定の範囲の海藻に養分を的確に供給するためには、養分を海中に放出する位置は海藻が養分を吸収する葉や根より少なくとも上側であることが必要である。このため、養分を海中に放出する部材（以下放出部材という）を海面に係留した浮力体から吊下げ、放出部材と海藻との高さ方向の距離を任意に設定可能とした。
【００１０】
放出部材の位置を養分の拡散状況に応じて設定することで、拡散作用を利用し広い範囲の海藻に比較的均等に養分を供給することができるとともに、昆布のように葉から養分を吸収する海藻に対して葉部分に養分を的確に供給することができる。このため、請求項１の発明は肥料の利用効率を向上するとともに、肥料の補充を容易にする効果がある。特に昆布のように葉から養分を吸収する海藻の葉部分に的確に養分を供給することができることは、従来にない重要な効果と考えている。
【００１１】
請求項２の発明は、施肥装置は請求項１の発明に加え、海面部材は施肥装置の浮力体と肥料を収容する収容器とを有し、養分は収容器から導管を経て放出部材に供給されることを特徴としている。請求項２の発明により、肥料は収容器のなかで海水に溶け導管を通って放出部材から海中に放出される。このため、放出部材を孔の開いた中空パイプで作ることが可能となり、必要な箇所に放出部材と放出孔を容易に数多く配設できるため、請求項２の発明は、請求項１の発明と相まって海藻の養分を均等に低コストで供給できるという効果がある。
【００１２】
請求項３の発明は、施肥装置は請求項１から２の発明に加え、植生部材は植生部材の浮力体により海中に吊下げられ、施肥装置の浮力体と植生部材の浮力体が一体化されていることを特徴としている。請求項３の発明では、浮力体の数を減少できるため設備コストが低減できる効果がある。
【００１３】
請求項４の発明は、施肥装置は以上の発明に加え、肥料を収容する収容器は海面上に開閉可能な肥料の投入開口有していることを特徴としている。海水中に吊下げた放出部材の中に肥料を収容した場合、肥料を補充する為には放出部材を海面上に引き揚げる必要があり作業性はよくない。このため、請求項４の発明により、肥料の収容器を海面にある浮力体に係止しかつ収容器の蓋を海面上に設けるとともに、収容器と放出部材を導管で接続することで、収容器を海中から引き揚げる作業無しで肥料の補充をすることができるようにした。このため請求項４の発明は肥料の補充を容易にする効果がある。
【００１４】
請求項５の発明は、施肥装置は以上の発明に加え、肥料を収容する収容器は海面上に設けられた海水の取水孔又はポンプ等により取水することを特徴としている。肥料は請求項２の発明により収容器のなかで放出孔から出入りする海水に溶解するが、請求項５の発明はより多くの海水を外部から収容器に取り込むことで肥料の溶解を促進する効果がある。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２の発明とは別タイプの施肥装置であって、請求項１の発明に加え、放出部材は肥料を収容し、海中に吊下げられた収容放出部材であることを特徴としている。請求項６の発明の施肥装置は既に市販されている部材で容易に作ることができるので設備費が少なくてすむという効果がある。
【００１６】
請求項７の発明は、養殖装置は、海水中に係留された植生部材に生育する海藻の養殖装置であり、海面に位置する海面部材と、海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材と、海水中に係留された海藻の植生部材を有し、放出部材は海底又は植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられており、少なくとも植生部材の下面を含む植生部材の周囲を通水性のない又は乏しいシート又は板で作られた拡散防止壁で覆ったことを特徴としている。海藻の養殖装置は一般に横方向に広く設置される。一方、養分は前述したように平均的には斜め下方向に拡散する。このことは、養殖装置の下方に拡散した養分は海藻に吸収される機会がなくなったことを意味している。海中に係留された養殖装置の少なくとも下面を覆う拡散防止壁を設置し、さらに海流の状況や海藻の養殖範囲の広さ等によって必要により養殖装置の側面にも拡散防止壁を設置することで海藻の植生域外への養分の拡散流出量を減少できる。請求項７の発明は肥料の利用効率をさらに高める効果がある。
【００１７】
請求項８の発明は、養殖装置は請求項７の発明に加えて、拡散防止壁が植生部材と一体化されていることを特徴としている。請求項８の発明では、拡散防止壁と植生部材が一体化されているため養殖装置への設置が簡単にすむと同時に、拡散防止壁の強度が増す効果がある。
【００１８】
請求項９の発明は、養殖装置は請求項７と８の発明に加えて、揚水ポンプを有し、揚水ポンプの吸入口を拡散防止壁の底部に設置し、揚水ポンプの吐出口を植生部材よりも高い位置に設置したことを特徴としている。養殖対象が葉から養分を吸収する海藻の場合、拡散防止壁の底面に滞留する養分濃度の高い海水を揚水ポンプで汲み上げ海藻の葉部分に養分を再供給することで肥料の利用効率をさらに上げることができるため、請求項９の発明は肥料の利用効率をさらに高める効果がある。また、根から養分を吸収する海藻の場合は底面近くの養分密度を均等化する効果がある。また、この揚水ポンプは請求項５の発明に記載された収容器の取水用ポンプとして用いることもできる。
【００１９】
請求項１０の発明は、養殖装置は請求７から８の発明に加えて、拡散防止壁の底部に、拡散防止壁を挟み植生部材とは反対側の海水を取り入れるための取水部材を設置したことを特徴としている。請求項１０の発明は、請求項９の発明と同様に底面近くの養分密度を均等化することで肥料の利用効率をさらに上げることができる効果がある。養殖対象が根から養分を吸収する海藻の場合は、揚水ポンプを使用するかわりに請求項１０の発明の取水部材を使用し設備費を低減できる。
【００２０】
請求項１１の発明は、養殖装置は、海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する養殖装置であり、養殖装置は海底又は海水中に係留された植生部材に設置された揚水ポンプを有し、揚水ポンプは吸入口を海底近くの養分を多く含む位置に設置し、吐出口を海底又は植生部材よりも海面に近い位置に設置したことを特徴としている。海底の養分濃度の高い海水（深層水）を揚水ポンプで汲み揚げ海藻に供給することも肥料にかかるコストを下げるには有効である。この場合においても養分の拡散に配慮して、深層水を吐出する位置は海藻が養分を吸収する葉や根より少なくとも上側で、かつ広い範囲の海藻に養分を供給するには複数位置に分散して設置することが望ましい。請求項１１の発明では、養分の拡散に配慮して深層水を吐出する位置を設置することで養分の利用効率を向上できるため、設備の数の低減又は規模の縮小が可能となり設備費を低減できる効果がある。
【００２１】
請求項１２の発明は、養殖装置は請求項１１の発明に加えて、分配部材を有し、吸入口と吐出口の間に分配部材を設置し、１つの吸入口から吸入した海水を複数の吐出口に供給することを特徴としている。深層水の吸入口までは距離が長い場合が多いため、吐出する位置の数だけ吸入口と導管を設けるのは設備費面で不利である。このため、吐出口と取水口の中間に分配部材を設け、取水口ひとつあたりの吐出口の数を増やしている。請求項１２の発明は設備コストを低減する効果がある。
【００２２】
請求項１３の発明は、海藻の養殖方法は請求項１から１２に記載された発明の施肥装置、又は養殖装置を使用していることを特徴としている。請求項１３の発明の主要な効果としては、供給された養分の利用効率の低さや肥料の補充作業等施肥に関わる作業性を改善し、海中に生育する海藻の生長の促進と植生可能地域の拡大を低コストで可能ならしめる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は養殖装置の全体構成の概要説明図であり、図１Ａは横から見た図で、図１Ｂは上から見た図である。図２以降は養殖装置の一部分であり、図２は施肥装置の一部詳細断面図、図３は別タイプの施肥装置の詳細図、図４は養殖装置の拡散防止壁を含む容部の一部詳細断面図、図５は揚水装置の詳細図、図６は深層水の取水方法の概念図、図７は従来技術の実施例を示す概念図である。
【００２４】
図１は養殖装置の１ユニットの全体概要説明図で、図１Ａは横（水平方向）から見た図で、図１Ｂは上から見た図でありこのユニット同士を水平方向に接合することによって養殖面積を拡大できる。図１に示す１は海藻の植生装置である。海藻はロープ等の植生部材１１に根を張っている。植生部材１１を支持するための支持体１２は浮力体１３とロープ等の吊下げ部材１４により海中に吊下げられている。植生部材１１の浮力体１３は係留部材１５により海底に係留されている。浮力体と係留部材は公知のものである。支持体１２の詳細については後述する。
【００２５】
２は施肥装置であり、海面に浮力体２１と肥料２３の収容器２２がある。施肥装置２のうちの海面に設置された部材を以後海面部材とも呼び、この実施例では海面部材の浮力体２１と収容器２２が海面部材を構成しているが、詳細は別タイプの事例も含み後述する。肥料２３は固体で各種薬剤も必要により合わせて用いられる。肥料２３が収容器の中で海水に溶け、溶け出した肥料２３の養分は中空の導管２４と接続部材２５を経由し放出孔２７から放出される。
接続部材２５は適度な重さを有し、吊下げ部材２８により浮力体２１から吊下げられている。海面部材の浮力体２１は、この実施例では植生装置１の浮力体１３に係留されているが、浮力体１３と一体であっても、浮力体１３と離れた位置に係留されてもよい。
【００２６】
放出部材２６は接続部材２５に接続された中空の部材（パイプ）であり、１つ又は複数の放出孔２７を有し、放出孔２７から養分が海中に放出される。放出部材２６は植生部材１１よりも上方に吊下げ部材２８により吊下げられている。養分の拡散状況に応じて吊下げ部材２８の長さを変えることで上下方向の位置を変えることが可能であり、また、必要な箇所に放出部材２６と放出孔２７を配設することで養分を適度な広さの海藻の植生領域に供給することができる。図１に示した事例では、放出部材２６は植生装置１の横と縦の二辺に配設されており、一点鎖線で示された隣接ユニットの放出部材を合わせると植生部材１１の四辺を取り巻く形で配設されている。
【００２７】
３は拡散防止壁であり、底面壁３１と側面壁３２より構成され、放出孔２７から放出された養分が海藻の植生領域の外に短時間のうちに流出することを防止するものである。拡散防止壁３は通水性のない布や樹脂のシート又は金属や樹脂の板で作られ、底面壁３１により植生装置１の底面の全体又は大部分を覆っている。側面壁３２は必要により設けられ、高さは海流の状況、植生部材１１の広さ等により適宜設定される。さらに必要により取水部材３３を底面壁３１に設置し、底面に沈積した養分を再度上方向に拡散させることができる。拡散防止壁３の詳細については後述される。
【００２８】
４は揚水装置であり、拡散防止壁の底面に沈積した養分を揚水ポンプ４１で上方に還流させるものである。植生装置１の支持体１２の上に揚水ポンプ４１を設置し、揚水ポンプ４１のピストン４１ｂと浮力体４２とを連結部材４３で連結することで、波動により揚水ポンプ４１のピストン４１ｂを上下に移動させ海水を汲み上げる。揚水ポンプ４１の吸入口４１ｇは底面壁３１の上で養分が最も沈積しやすい場所に置かれる。
【００２９】
拡散防止壁３と揚水装置４により養分を一定の高さ幅のなかで上下に循環させることができ、昆布等の葉から養分を吸収する海藻に対しても長い時間養分を必要な場所に滞留させることができるため肥料の利用効率をあげることができる。揚水装置４の詳細については後述される。
【００３０】
揚水ポンプ４１は波動を利用したもの以外に電動モータを利用した公知のものであってもよい。また、前述した取水部材３３とは目的が一部類似しており、揚水装置４と取水部材３３は海藻の種類や海流や波の状況で両方とも用いないことも含み必要に応じて使用される。
【００３１】
以上、養殖装置の概要を植生部材１１が海水中に係留されたものについて説明したが、海水中に係留された植生部材１１以外に生育する海藻、例えば植生部材１１が海底に設置されたものや、海底に自生している海藻の生長促進のためにも、施肥装置２や揚水装置４を用いることができる。この場合は、施肥装置２は係留部材により海底から係留され、揚水装置４の揚水ポンプ４１は海底に設置される。
【００３２】
図２は浮力体２１と肥料の収容器２２で構成される海面部材の一例である。
浮力体２１の本体２１ａは金属、樹脂、ゴム等の中空体又は発泡体であり、中央部２１ｂは上面２１ｃに開口２１ｄを有し、底面２１ｅは金属又は樹脂の板で閉じられた空間となっている。肥料の収容器２２が浮力体２１の開口２１ｄから中央部２１ｂに挿入され、浮力体２１の上面２１ｃに設けられた周知の係止具２１ｆにより浮力体２１に係止される。底面２１ｅに導管２４が周知の接合部材２１ｇで接合され、中央部２１ｂに海面と同じ高さまで海水が導管２４を経由して出入りできるようになっている。
【００３３】
収容器２２は鉄又は樹脂の容器であり、本体２２ａの内部２２ｃに溶解の遅い粒状固体の肥料２３が収容される。本体２２ａには複数の小さな孔２２ｂが開けられ内部２２ｃに海水が出入できるようになっている。流入した海水により肥料２３が溶解され、養分が波や養分の比重により導管２４内に拡散され放出孔２７より徐々に放出される。
【００３４】
開口部２２ｄは蓋２２ｆを固定するためのねじ部２２ｅを有している。蓋２２ｆの一部に肥料２３の補充用蓋２２ｈで開閉される開口部２２ｇがある。補充用蓋２２ｈはばね２２ｉで蓋に押されて開口部２２ｇを閉じているが、回転させることで投入開口２２ｊと開口部２２ｇの位置を合わせ肥料２３の補充が可能になる。補充用蓋２２ｈは海面より高い位置にあるため船上から肥料２３の補充が容易にできる。
【００３５】
肥料２３は前述したように収容器２２中に流出入する海水により放出孔２７から放出されるが、収容器２２に導管２４とは異なる経路によって海水を取り入れる方法を併用することで肥料の溶解速度を速めることができる。蓋２２ｆの上面には貯水部２２ｍが設けられ、波やしぶきの海水がフィルタ２２ｎを通したのち貯えられる。貯水部２２ｍの底に逆止弁２２ｌがついた取水孔２２ｋがあり、貯水部２２ｍに貯まった海水は収容器２２に流入はするが流出はしないようになっている。この貯水部２２ｍから流入した海水の流量により肥料を溶解した海水の平均的な放出流量を変えることが出来るため、取水孔２２ｋの孔径や貯水部２２ｍの深さの設定で変えることで養分の時間当たりの放出量を変えることができる。
なお、収容器２２に海水を流入する方法としては、後述する揚水ポンプ４１によって汲み上げた海水を収容器に流入させる方法もある。
【００３６】
本施肥装置の変型として図示は省略するが、収容器２２の孔２２ｂをなくし、収容器２２の本体２２ａの底面２２ｏに導管２４を接合部材２１ｇにより直接接合してもよい。この場合、肥料２３は収容器の内部２２ｃと導管２４の両方に収容され導管２４の内部でも溶解される。導管２４の太さを太くすることにより肥料の収容量を増やすことができる。
【００３７】
図３は施肥装置の簡素化を計った事例である。浮力体２１の底面から吊下げ部材２８により内部に肥料を収容した収容放出部材２９が吊下げられる。収容放出部材２９は放出部材２６に相当するものである。収容放出部材２９は金属又は樹脂で作られた容器又は布で作られた袋である。図３は布袋の場合を示している。適度な通水性と強度を持つ布袋の中に肥料と重り２９ｂを詰め上部を紐で閉じ吊下げ部材２８に固定してある。この実施例においては浮力体２１が海面部材に相当し、布袋が放出部材２６に相当する。
【００３８】
この事例においても、収容放出部材２９が浮力体２１に吊下げられているため収容放出部材２９の上下方向の適当な位置に設定でき、養分を適度な範囲に拡散して供給することができる。この結果、養分の利用効率を高めることができる。また、既に市販されている部材で容易に作ることができるので設備費は少なくてすむ。ただし、肥料２３の補充は収容放出部材２９を海面上に引き揚げて行う必要があり作業性は悪化する。
【００３９】
図４は拡散防止壁３と支持体１２の一例の要部断面図である。支持体１２は底面１２ａと縦面１２ｂを持つＬ字型鉄板の両端面に側面板１２ｃを溶接等で固定したものである。縦面１２ｂ、側面板１２ｃに他の植生装置ユニットの同部分を連結することで植生面積を拡大することが可能である。
【００４０】
側面押え板１２ｅと底面押え板１２ｆは後述する拡散防止壁３を固定するための板である。側面押え板１２ｅには浮力体１３からの吊下げ部材１４の係止部材１２ｄが設けられ、底面押え板１２ｆには海藻が根を張るためのロープ等周知の植生部材１１用の係止部材１２ｇが設けられている。
【００４１】
拡散防止壁３は通水性のない布や樹脂のシート又は金属や樹脂の板で作られ、本実施例では必要により端部等が補強されたシートで作られている。前記シートを支持体１２の底面１２ａと側面板１２ｃの間に底面押え板１２ｆと側面押え板１２ｅで挟んで、適当な複数箇所をボルトとナット１２ｈで固定することにより底面壁３１と側面壁３２が作られている。この場合４つの側面のうち２面は支持体でもあるＬ字型鉄板で他の２面はシートで作られているが、他の２面も長いＬ字型鉄板で作り側面壁３２全体を強固な矩形の支持体としてもよい。
【００４２】
なお、本実施例では拡散防止壁３と植生部材１１は別なもので構成したが、海藻が根を張ることが出来る網又は厚手の布に防水シートを張り合わせた複合シートにより拡散防止壁３と植生部材１１を一体化することも考えられる。このような複合シートは設備コストと拡散防止壁３の強度面でさらに好適である。
【００４３】
さらに必要により逆止弁をもった開口を持つ取水部材３３を底面壁３１に設置し、拡散防止壁３の外側の海水を取入れ、底面近くの養分密度を均等化するとともに、その流れに周囲の底面に沈積した養分を巻き込み再度上方向に拡散させることができる。特に、揚水装置４を使用しない場合に好適である。揚水装置４を用いない場合、底面壁３１上部の養分濃度に場所による偏りができ、特に高さの低い位置の養分濃度が不要に濃くなることが懸念される。この場合、底面壁３１の高さの低い場所に取水部材３３を設置して、底面壁３１を挟み植生部材１１とは反対側の海水を波や海流による海水の動きにより取り入れることで養分濃度の均一化をはかることができる。
【００４４】
図５は比重が大きいため下方向に拡散して底面壁３１の上部に沈積した養分を上方に還流するための揚水装置４の一例である。揚水装置４として波動や海流を利用したポンプや電気モータによるポンプ等考えられるが本事例では波動を利用するものを示す。
【００４５】
揚水装置４は揚水ポンプ４１、浮力体４２と揚水ポンプ４１のピストン４１ｂと浮力体４２を連結する連結部材４３から構成される。揚水ポンプ４１は周知のピストン型ポンプで、ハウジング４１ａにピストン４１ｂとピストン４１ｂを下方向に付勢するスプリング４１ｃと吸入側と吐出側に逆止弁４１ｄ、４１ｅを有し、ハウジング４１ａは支持体１２に固定されている。吸入側には吸入導管４１ｆと吸入口４１ｇがあり、吸入口４１ｇは底面壁３１の低い場所に設置される。又は吸入導管４１ｆなしで吸入口４１ｇをハウジング４１ａに設置する。吐出側は吐出導管４１ｈを経由し底面壁３１より高い適当な位置又は肥料２３の収容器２２に吐出口４１ｉを設置する。
【００４６】
浮力体４２は浮力体４２ａと支柱４２ｂより構成され、浮力体４２ａが植生部材１１の浮力体１３に設けられた支柱４２ｂに上下に摺動が可能な状態で係留される。支柱４２ｂは海流による浮力体４２ａの横方向の移動を制限するためのもので、揚水ポンプ４１の作動に支障がなければ廃止できる。浮力体４２ａとピストン４１ｂは連結部材４３で連結されている。波による浮力体４２ａの上下動と揚水ポンプ４１が設置された支持体１２の上下動の大きさが異なるためピストン４１ｂが往復動をして吸入口４１ｇより海水を吸入し吐出口４１ｉより吐出する。この結果、底面壁３１の上部に沈積した養分が適度な位置に還流され、昆布等の葉から養分を吸収する海藻の場合、再度葉から吸収される機会が得られるため養分の利用効率が高くなる。根から養分を吸収する海藻の場合においても養分の供給を均等化する効果がある。なお、揚水装置４のごみ詰まり対策が必要な場合、吸入側にフィルタや吸入側の逆止弁４１ｄをバイパスする少流量の逆洗用流路を設ける等により対策をすることができる。
【００４７】
植生装置１の近くの海底に養分を多く含む海水例えば深層水を取水できる場所がある場合、植生装置１に揚水ポンプ４１を設置し吸入口４１ｇを前記場所に設けることで養分を多く含む海水を利用することができる。この場合においても揚水ポンプ４１から養分を供給する場所は養分の拡散を考慮する必要があるため、養分の吐出口４１ｉは海藻の植生面積に応じて増やす必要がある。一方、揚水ポンプ４１と吸入口４１ｇとの距離は多くの場合長くなるため，長く太い吸入導管４１ｆを用いることが必要となるが、長く太い吸入導管４１ｆは設備費を高くするため多数の揚水ポンプ４１を用いる場合長く太い吸入導管４１ｆの数はなるべく少なくしたい。
【００４８】
図６は複数の揚水ポンプを使用し、海底から養分を多く含む海水例えば深層水を取水する場合の取水方法の一例を示している。揚水ポンプ４１は図５に示した事例と同じ型式のものであるが、吸入側の構成が図５の事例と異なっている。揚水ポンプ４１の吸入側に分配部材４４を設置し、分配部材４４から分配部材４４の吸入口４５ｂの間は長く太い取水導管４５ａを用いることで一本の取水導管４５ａにより複数の揚水ポンプ４１に海水を吸入できるようにしている。分配部材４４は、中空の容器である本体４４ａと複数の吸入導管４１ｆとの接続部４４ｂと、長く太い取水導管４５ａとの接続部４４ｃで構成されている。なお、接続部４４ｂには揚水ポンプ側の孔開き等の故障を考慮して逆止弁４４ｄを設けることが望ましい。また、取水導管４５ａの先端には重り２９ｂ等により海底近くの適当な位置に係留される吸入口４５ｂが設けてある。分配部材４４を適当な場所に設置し、ひとつの分配部材４４から複数の揚水ポンプ４１に海水を分配して供給することで取水導管４５ａと吸入口４５ｂで構成された取水管４５の数を減らすことができる。
【００４９】
本実施例と別の実施例としては、揚水ポンプ４１の吐出口４１ｉと揚水ポンプ４１との間に分配部材４４を設置することで揚水ポンプ４１の数を減らすことも可能である。
【００５０】
揚水ポンプ４１を使用して海底に生育している海藻に別の場所にある養分を多く含む海水を供給することも可能である。この場合においても、吐出口４１ｉを海藻の植生位置よりも高い位置に設置することと、分配部材４４を使用して取水管４５の数を減らすことは有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１Ａ】本発明に係る養殖装置の全体概要を横から見た図である。
【図１Ｂ】本発明に係る養殖装置の全体概要を上から見た図である。
【図２】施肥装置の詳細を示した図である。
【図３】別タイプの施肥装置の詳細を示した図である。
【図４】養殖装置の拡散防止壁を含む容部の詳細を示した図である。
【図５】揚水装置の詳細を示した図である。
【図６】深層水の取水方法の概念を示した図である。
【図７】従来技術の一実施例を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・・植生装置
２・・・・施肥装置
３・・・・拡散防止壁
４・・・・揚水装置
１１・・・植生部材
１２・・・支持体
２１・・・浮力体（海面部材）
２２・・・収容器（海面部材）
２３・・・肥料
２４・・・導管
２６・・・放出部材
２９・・・収容放出部材
３１・・・底面壁
３２・・・側面壁
３３・・・取水部材
４１・・・揚水ポンプ
４４・・・分配部材
４５・・・取水管
【技術分野】
【０００１】
本発明は昆布、アマモ等の海藻の養殖に使用する施肥装置、養殖装置およびその装置を使用した養殖方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ＣＯ２問題対策の１つとして植物資源を燃料として活用する動きがあり、その中で植物資源の１つとして昆布やアマモ等の海底または海水中に係留された植生部材に生育する比較的大型の海藻類を大量に生産して活用することも検討されている。
【０００３】
海藻類は周知のように海水中の養分を葉や根から吸収して生長する。海水中の養分は天然の条件下では地形や海流等の影響を強く受け、目的とする海藻の生育に適した場所が制約されている。そのため養分を人工的に効率よく供給することで地理的な条件の制約を排除して海藻類を大量に生産する技術の確立が期待されている。
【０００４】
養分を人工的に供給する方法の１つとして図７に示すように肥料の溶出孔１１０を持つ中空容器１００に肥料を収容するとともに海藻の植生部材である種糸２００を前記容器に巻きつけ海中に係留する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、肥料を用いないで養分を供給する方法として、養分を多く含む海底近傍の海水（深層水）を水面近くに汲み上げ栽培漁業や海洋牧場に利用する揚水ポンプに関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−３１６８９１
【特許文献２】特開２０００−１２０５２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術によって前記溶出孔１１０から海中に肥料を溶出した場合、肥料から溶出した養分は海流や波や養分の重い比重により平均的には斜め下方向に拡散し、多くの養分は海藻に吸収されずに短時間の間に海藻の生育外の海水中に拡散されてしまう懸念がある。特に昆布等の葉から養分を吸収する海藻の場合肥料が溶出する位置が葉より低いため養分の利用率が低いことが予想される。また、広い植生範囲に均等に養分を供給するためには収容器等の数を多くする必要があり設備コスト的にも懸念がある。また、肥料の収容器が海水中にあるため肥料の補充が必要な場合、海苔等の海水面近傍に生育する海藻の場合と比べ格段に作業性が悪いことも懸念される。植物資源として海藻を大量に生産する場合コストが低いことが重要であり、肥料の利用効率、設備コスト、作業コストのさらなる改良が望まれる。
【０００６】
特許文献２に開示されている技術により深層水を海面近傍に汲み上げ利用する場合においても養分の拡散に対する配慮が必要であるが、その点に関しては記載がない。
【０００７】
本願の目的は、これらの従来技術の懸念点である養分の拡散に起因する肥料の利用効率の低さと肥料の補充等施肥に関わる作業性を改善し、海中に生育する海藻の生長の促進と植生可能地域の拡大を可能ならしめる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、施肥装置は海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、海面に位置する海面部材と、海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材とを有し、放出部材は海底又は植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられていることを特徴としている。このため、本発明では放出部材と海面部材とを分離することで海水中の海藻に養分を効率よく供給することと、肥料の補充を海面上で容易にできるという異なる要求を両立させることができる。
【０００９】
肥料の利用効率が低い原因として、海中に溶け出した養分が海流による横方向と養分の比重が大きいことによる下方向の拡散が合成され平均的には斜め下方向に拡散して、短時間のうちに海藻が生育している場所の外に流出してしまうことがある。このように養分は斜め下方向に拡散するため、所定の範囲の海藻に養分を的確に供給するためには、養分を海中に放出する位置は海藻が養分を吸収する葉や根より少なくとも上側であることが必要である。このため、養分を海中に放出する部材（以下放出部材という）を海面に係留した浮力体から吊下げ、放出部材と海藻との高さ方向の距離を任意に設定可能とした。
【００１０】
放出部材の位置を養分の拡散状況に応じて設定することで、拡散作用を利用し広い範囲の海藻に比較的均等に養分を供給することができるとともに、昆布のように葉から養分を吸収する海藻に対して葉部分に養分を的確に供給することができる。このため、請求項１の発明は肥料の利用効率を向上するとともに、肥料の補充を容易にする効果がある。特に昆布のように葉から養分を吸収する海藻の葉部分に的確に養分を供給することができることは、従来にない重要な効果と考えている。
【００１１】
請求項２の発明は、施肥装置は請求項１の発明に加え、海面部材は施肥装置の浮力体と肥料を収容する収容器とを有し、養分は収容器から導管を経て放出部材に供給されることを特徴としている。請求項２の発明により、肥料は収容器のなかで海水に溶け導管を通って放出部材から海中に放出される。このため、放出部材を孔の開いた中空パイプで作ることが可能となり、必要な箇所に放出部材と放出孔を容易に数多く配設できるため、請求項２の発明は、請求項１の発明と相まって海藻の養分を均等に低コストで供給できるという効果がある。
【００１２】
請求項３の発明は、施肥装置は請求項１から２の発明に加え、植生部材は植生部材の浮力体により海中に吊下げられ、施肥装置の浮力体と植生部材の浮力体が一体化されていることを特徴としている。請求項３の発明では、浮力体の数を減少できるため設備コストが低減できる効果がある。
【００１３】
請求項４の発明は、施肥装置は以上の発明に加え、肥料を収容する収容器は海面上に開閉可能な肥料の投入開口有していることを特徴としている。海水中に吊下げた放出部材の中に肥料を収容した場合、肥料を補充する為には放出部材を海面上に引き揚げる必要があり作業性はよくない。このため、請求項４の発明により、肥料の収容器を海面にある浮力体に係止しかつ収容器の蓋を海面上に設けるとともに、収容器と放出部材を導管で接続することで、収容器を海中から引き揚げる作業無しで肥料の補充をすることができるようにした。このため請求項４の発明は肥料の補充を容易にする効果がある。
【００１４】
請求項５の発明は、施肥装置は以上の発明に加え、肥料を収容する収容器は海面上に設けられた海水の取水孔又はポンプ等により取水することを特徴としている。肥料は請求項２の発明により収容器のなかで放出孔から出入りする海水に溶解するが、請求項５の発明はより多くの海水を外部から収容器に取り込むことで肥料の溶解を促進する効果がある。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２の発明とは別タイプの施肥装置であって、請求項１の発明に加え、放出部材は肥料を収容し、海中に吊下げられた収容放出部材であることを特徴としている。請求項６の発明の施肥装置は既に市販されている部材で容易に作ることができるので設備費が少なくてすむという効果がある。
【００１６】
請求項７の発明は、養殖装置は、海水中に係留された植生部材に生育する海藻の養殖装置であり、海面に位置する海面部材と、海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材と、海水中に係留された海藻の植生部材を有し、放出部材は海底又は植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられており、少なくとも植生部材の下面を含む植生部材の周囲を通水性のない又は乏しいシート又は板で作られた拡散防止壁で覆ったことを特徴としている。海藻の養殖装置は一般に横方向に広く設置される。一方、養分は前述したように平均的には斜め下方向に拡散する。このことは、養殖装置の下方に拡散した養分は海藻に吸収される機会がなくなったことを意味している。海中に係留された養殖装置の少なくとも下面を覆う拡散防止壁を設置し、さらに海流の状況や海藻の養殖範囲の広さ等によって必要により養殖装置の側面にも拡散防止壁を設置することで海藻の植生域外への養分の拡散流出量を減少できる。請求項７の発明は肥料の利用効率をさらに高める効果がある。
【００１７】
請求項８の発明は、養殖装置は請求項７の発明に加えて、拡散防止壁が植生部材と一体化されていることを特徴としている。請求項８の発明では、拡散防止壁と植生部材が一体化されているため養殖装置への設置が簡単にすむと同時に、拡散防止壁の強度が増す効果がある。
【００１８】
請求項９の発明は、養殖装置は請求項７と８の発明に加えて、揚水ポンプを有し、揚水ポンプの吸入口を拡散防止壁の底部に設置し、揚水ポンプの吐出口を植生部材よりも高い位置に設置したことを特徴としている。養殖対象が葉から養分を吸収する海藻の場合、拡散防止壁の底面に滞留する養分濃度の高い海水を揚水ポンプで汲み上げ海藻の葉部分に養分を再供給することで肥料の利用効率をさらに上げることができるため、請求項９の発明は肥料の利用効率をさらに高める効果がある。また、根から養分を吸収する海藻の場合は底面近くの養分密度を均等化する効果がある。また、この揚水ポンプは請求項５の発明に記載された収容器の取水用ポンプとして用いることもできる。
【００１９】
請求項１０の発明は、養殖装置は請求７から８の発明に加えて、拡散防止壁の底部に、拡散防止壁を挟み植生部材とは反対側の海水を取り入れるための取水部材を設置したことを特徴としている。請求項１０の発明は、請求項９の発明と同様に底面近くの養分密度を均等化することで肥料の利用効率をさらに上げることができる効果がある。養殖対象が根から養分を吸収する海藻の場合は、揚水ポンプを使用するかわりに請求項１０の発明の取水部材を使用し設備費を低減できる。
【００２０】
請求項１１の発明は、養殖装置は、海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する養殖装置であり、養殖装置は海底又は海水中に係留された植生部材に設置された揚水ポンプを有し、揚水ポンプは吸入口を海底近くの養分を多く含む位置に設置し、吐出口を海底又は植生部材よりも海面に近い位置に設置したことを特徴としている。海底の養分濃度の高い海水（深層水）を揚水ポンプで汲み揚げ海藻に供給することも肥料にかかるコストを下げるには有効である。この場合においても養分の拡散に配慮して、深層水を吐出する位置は海藻が養分を吸収する葉や根より少なくとも上側で、かつ広い範囲の海藻に養分を供給するには複数位置に分散して設置することが望ましい。請求項１１の発明では、養分の拡散に配慮して深層水を吐出する位置を設置することで養分の利用効率を向上できるため、設備の数の低減又は規模の縮小が可能となり設備費を低減できる効果がある。
【００２１】
請求項１２の発明は、養殖装置は請求項１１の発明に加えて、分配部材を有し、吸入口と吐出口の間に分配部材を設置し、１つの吸入口から吸入した海水を複数の吐出口に供給することを特徴としている。深層水の吸入口までは距離が長い場合が多いため、吐出する位置の数だけ吸入口と導管を設けるのは設備費面で不利である。このため、吐出口と取水口の中間に分配部材を設け、取水口ひとつあたりの吐出口の数を増やしている。請求項１２の発明は設備コストを低減する効果がある。
【００２２】
請求項１３の発明は、海藻の養殖方法は請求項１から１２に記載された発明の施肥装置、又は養殖装置を使用していることを特徴としている。請求項１３の発明の主要な効果としては、供給された養分の利用効率の低さや肥料の補充作業等施肥に関わる作業性を改善し、海中に生育する海藻の生長の促進と植生可能地域の拡大を低コストで可能ならしめる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は養殖装置の全体構成の概要説明図であり、図１Ａは横から見た図で、図１Ｂは上から見た図である。図２以降は養殖装置の一部分であり、図２は施肥装置の一部詳細断面図、図３は別タイプの施肥装置の詳細図、図４は養殖装置の拡散防止壁を含む容部の一部詳細断面図、図５は揚水装置の詳細図、図６は深層水の取水方法の概念図、図７は従来技術の実施例を示す概念図である。
【００２４】
図１は養殖装置の１ユニットの全体概要説明図で、図１Ａは横（水平方向）から見た図で、図１Ｂは上から見た図でありこのユニット同士を水平方向に接合することによって養殖面積を拡大できる。図１に示す１は海藻の植生装置である。海藻はロープ等の植生部材１１に根を張っている。植生部材１１を支持するための支持体１２は浮力体１３とロープ等の吊下げ部材１４により海中に吊下げられている。植生部材１１の浮力体１３は係留部材１５により海底に係留されている。浮力体と係留部材は公知のものである。支持体１２の詳細については後述する。
【００２５】
２は施肥装置であり、海面に浮力体２１と肥料２３の収容器２２がある。施肥装置２のうちの海面に設置された部材を以後海面部材とも呼び、この実施例では海面部材の浮力体２１と収容器２２が海面部材を構成しているが、詳細は別タイプの事例も含み後述する。肥料２３は固体で各種薬剤も必要により合わせて用いられる。肥料２３が収容器の中で海水に溶け、溶け出した肥料２３の養分は中空の導管２４と接続部材２５を経由し放出孔２７から放出される。
接続部材２５は適度な重さを有し、吊下げ部材２８により浮力体２１から吊下げられている。海面部材の浮力体２１は、この実施例では植生装置１の浮力体１３に係留されているが、浮力体１３と一体であっても、浮力体１３と離れた位置に係留されてもよい。
【００２６】
放出部材２６は接続部材２５に接続された中空の部材（パイプ）であり、１つ又は複数の放出孔２７を有し、放出孔２７から養分が海中に放出される。放出部材２６は植生部材１１よりも上方に吊下げ部材２８により吊下げられている。養分の拡散状況に応じて吊下げ部材２８の長さを変えることで上下方向の位置を変えることが可能であり、また、必要な箇所に放出部材２６と放出孔２７を配設することで養分を適度な広さの海藻の植生領域に供給することができる。図１に示した事例では、放出部材２６は植生装置１の横と縦の二辺に配設されており、一点鎖線で示された隣接ユニットの放出部材を合わせると植生部材１１の四辺を取り巻く形で配設されている。
【００２７】
３は拡散防止壁であり、底面壁３１と側面壁３２より構成され、放出孔２７から放出された養分が海藻の植生領域の外に短時間のうちに流出することを防止するものである。拡散防止壁３は通水性のない布や樹脂のシート又は金属や樹脂の板で作られ、底面壁３１により植生装置１の底面の全体又は大部分を覆っている。側面壁３２は必要により設けられ、高さは海流の状況、植生部材１１の広さ等により適宜設定される。さらに必要により取水部材３３を底面壁３１に設置し、底面に沈積した養分を再度上方向に拡散させることができる。拡散防止壁３の詳細については後述される。
【００２８】
４は揚水装置であり、拡散防止壁の底面に沈積した養分を揚水ポンプ４１で上方に還流させるものである。植生装置１の支持体１２の上に揚水ポンプ４１を設置し、揚水ポンプ４１のピストン４１ｂと浮力体４２とを連結部材４３で連結することで、波動により揚水ポンプ４１のピストン４１ｂを上下に移動させ海水を汲み上げる。揚水ポンプ４１の吸入口４１ｇは底面壁３１の上で養分が最も沈積しやすい場所に置かれる。
【００２９】
拡散防止壁３と揚水装置４により養分を一定の高さ幅のなかで上下に循環させることができ、昆布等の葉から養分を吸収する海藻に対しても長い時間養分を必要な場所に滞留させることができるため肥料の利用効率をあげることができる。揚水装置４の詳細については後述される。
【００３０】
揚水ポンプ４１は波動を利用したもの以外に電動モータを利用した公知のものであってもよい。また、前述した取水部材３３とは目的が一部類似しており、揚水装置４と取水部材３３は海藻の種類や海流や波の状況で両方とも用いないことも含み必要に応じて使用される。
【００３１】
以上、養殖装置の概要を植生部材１１が海水中に係留されたものについて説明したが、海水中に係留された植生部材１１以外に生育する海藻、例えば植生部材１１が海底に設置されたものや、海底に自生している海藻の生長促進のためにも、施肥装置２や揚水装置４を用いることができる。この場合は、施肥装置２は係留部材により海底から係留され、揚水装置４の揚水ポンプ４１は海底に設置される。
【００３２】
図２は浮力体２１と肥料の収容器２２で構成される海面部材の一例である。
浮力体２１の本体２１ａは金属、樹脂、ゴム等の中空体又は発泡体であり、中央部２１ｂは上面２１ｃに開口２１ｄを有し、底面２１ｅは金属又は樹脂の板で閉じられた空間となっている。肥料の収容器２２が浮力体２１の開口２１ｄから中央部２１ｂに挿入され、浮力体２１の上面２１ｃに設けられた周知の係止具２１ｆにより浮力体２１に係止される。底面２１ｅに導管２４が周知の接合部材２１ｇで接合され、中央部２１ｂに海面と同じ高さまで海水が導管２４を経由して出入りできるようになっている。
【００３３】
収容器２２は鉄又は樹脂の容器であり、本体２２ａの内部２２ｃに溶解の遅い粒状固体の肥料２３が収容される。本体２２ａには複数の小さな孔２２ｂが開けられ内部２２ｃに海水が出入できるようになっている。流入した海水により肥料２３が溶解され、養分が波や養分の比重により導管２４内に拡散され放出孔２７より徐々に放出される。
【００３４】
開口部２２ｄは蓋２２ｆを固定するためのねじ部２２ｅを有している。蓋２２ｆの一部に肥料２３の補充用蓋２２ｈで開閉される開口部２２ｇがある。補充用蓋２２ｈはばね２２ｉで蓋に押されて開口部２２ｇを閉じているが、回転させることで投入開口２２ｊと開口部２２ｇの位置を合わせ肥料２３の補充が可能になる。補充用蓋２２ｈは海面より高い位置にあるため船上から肥料２３の補充が容易にできる。
【００３５】
肥料２３は前述したように収容器２２中に流出入する海水により放出孔２７から放出されるが、収容器２２に導管２４とは異なる経路によって海水を取り入れる方法を併用することで肥料の溶解速度を速めることができる。蓋２２ｆの上面には貯水部２２ｍが設けられ、波やしぶきの海水がフィルタ２２ｎを通したのち貯えられる。貯水部２２ｍの底に逆止弁２２ｌがついた取水孔２２ｋがあり、貯水部２２ｍに貯まった海水は収容器２２に流入はするが流出はしないようになっている。この貯水部２２ｍから流入した海水の流量により肥料を溶解した海水の平均的な放出流量を変えることが出来るため、取水孔２２ｋの孔径や貯水部２２ｍの深さの設定で変えることで養分の時間当たりの放出量を変えることができる。
なお、収容器２２に海水を流入する方法としては、後述する揚水ポンプ４１によって汲み上げた海水を収容器に流入させる方法もある。
【００３６】
本施肥装置の変型として図示は省略するが、収容器２２の孔２２ｂをなくし、収容器２２の本体２２ａの底面２２ｏに導管２４を接合部材２１ｇにより直接接合してもよい。この場合、肥料２３は収容器の内部２２ｃと導管２４の両方に収容され導管２４の内部でも溶解される。導管２４の太さを太くすることにより肥料の収容量を増やすことができる。
【００３７】
図３は施肥装置の簡素化を計った事例である。浮力体２１の底面から吊下げ部材２８により内部に肥料を収容した収容放出部材２９が吊下げられる。収容放出部材２９は放出部材２６に相当するものである。収容放出部材２９は金属又は樹脂で作られた容器又は布で作られた袋である。図３は布袋の場合を示している。適度な通水性と強度を持つ布袋の中に肥料と重り２９ｂを詰め上部を紐で閉じ吊下げ部材２８に固定してある。この実施例においては浮力体２１が海面部材に相当し、布袋が放出部材２６に相当する。
【００３８】
この事例においても、収容放出部材２９が浮力体２１に吊下げられているため収容放出部材２９の上下方向の適当な位置に設定でき、養分を適度な範囲に拡散して供給することができる。この結果、養分の利用効率を高めることができる。また、既に市販されている部材で容易に作ることができるので設備費は少なくてすむ。ただし、肥料２３の補充は収容放出部材２９を海面上に引き揚げて行う必要があり作業性は悪化する。
【００３９】
図４は拡散防止壁３と支持体１２の一例の要部断面図である。支持体１２は底面１２ａと縦面１２ｂを持つＬ字型鉄板の両端面に側面板１２ｃを溶接等で固定したものである。縦面１２ｂ、側面板１２ｃに他の植生装置ユニットの同部分を連結することで植生面積を拡大することが可能である。
【００４０】
側面押え板１２ｅと底面押え板１２ｆは後述する拡散防止壁３を固定するための板である。側面押え板１２ｅには浮力体１３からの吊下げ部材１４の係止部材１２ｄが設けられ、底面押え板１２ｆには海藻が根を張るためのロープ等周知の植生部材１１用の係止部材１２ｇが設けられている。
【００４１】
拡散防止壁３は通水性のない布や樹脂のシート又は金属や樹脂の板で作られ、本実施例では必要により端部等が補強されたシートで作られている。前記シートを支持体１２の底面１２ａと側面板１２ｃの間に底面押え板１２ｆと側面押え板１２ｅで挟んで、適当な複数箇所をボルトとナット１２ｈで固定することにより底面壁３１と側面壁３２が作られている。この場合４つの側面のうち２面は支持体でもあるＬ字型鉄板で他の２面はシートで作られているが、他の２面も長いＬ字型鉄板で作り側面壁３２全体を強固な矩形の支持体としてもよい。
【００４２】
なお、本実施例では拡散防止壁３と植生部材１１は別なもので構成したが、海藻が根を張ることが出来る網又は厚手の布に防水シートを張り合わせた複合シートにより拡散防止壁３と植生部材１１を一体化することも考えられる。このような複合シートは設備コストと拡散防止壁３の強度面でさらに好適である。
【００４３】
さらに必要により逆止弁をもった開口を持つ取水部材３３を底面壁３１に設置し、拡散防止壁３の外側の海水を取入れ、底面近くの養分密度を均等化するとともに、その流れに周囲の底面に沈積した養分を巻き込み再度上方向に拡散させることができる。特に、揚水装置４を使用しない場合に好適である。揚水装置４を用いない場合、底面壁３１上部の養分濃度に場所による偏りができ、特に高さの低い位置の養分濃度が不要に濃くなることが懸念される。この場合、底面壁３１の高さの低い場所に取水部材３３を設置して、底面壁３１を挟み植生部材１１とは反対側の海水を波や海流による海水の動きにより取り入れることで養分濃度の均一化をはかることができる。
【００４４】
図５は比重が大きいため下方向に拡散して底面壁３１の上部に沈積した養分を上方に還流するための揚水装置４の一例である。揚水装置４として波動や海流を利用したポンプや電気モータによるポンプ等考えられるが本事例では波動を利用するものを示す。
【００４５】
揚水装置４は揚水ポンプ４１、浮力体４２と揚水ポンプ４１のピストン４１ｂと浮力体４２を連結する連結部材４３から構成される。揚水ポンプ４１は周知のピストン型ポンプで、ハウジング４１ａにピストン４１ｂとピストン４１ｂを下方向に付勢するスプリング４１ｃと吸入側と吐出側に逆止弁４１ｄ、４１ｅを有し、ハウジング４１ａは支持体１２に固定されている。吸入側には吸入導管４１ｆと吸入口４１ｇがあり、吸入口４１ｇは底面壁３１の低い場所に設置される。又は吸入導管４１ｆなしで吸入口４１ｇをハウジング４１ａに設置する。吐出側は吐出導管４１ｈを経由し底面壁３１より高い適当な位置又は肥料２３の収容器２２に吐出口４１ｉを設置する。
【００４６】
浮力体４２は浮力体４２ａと支柱４２ｂより構成され、浮力体４２ａが植生部材１１の浮力体１３に設けられた支柱４２ｂに上下に摺動が可能な状態で係留される。支柱４２ｂは海流による浮力体４２ａの横方向の移動を制限するためのもので、揚水ポンプ４１の作動に支障がなければ廃止できる。浮力体４２ａとピストン４１ｂは連結部材４３で連結されている。波による浮力体４２ａの上下動と揚水ポンプ４１が設置された支持体１２の上下動の大きさが異なるためピストン４１ｂが往復動をして吸入口４１ｇより海水を吸入し吐出口４１ｉより吐出する。この結果、底面壁３１の上部に沈積した養分が適度な位置に還流され、昆布等の葉から養分を吸収する海藻の場合、再度葉から吸収される機会が得られるため養分の利用効率が高くなる。根から養分を吸収する海藻の場合においても養分の供給を均等化する効果がある。なお、揚水装置４のごみ詰まり対策が必要な場合、吸入側にフィルタや吸入側の逆止弁４１ｄをバイパスする少流量の逆洗用流路を設ける等により対策をすることができる。
【００４７】
植生装置１の近くの海底に養分を多く含む海水例えば深層水を取水できる場所がある場合、植生装置１に揚水ポンプ４１を設置し吸入口４１ｇを前記場所に設けることで養分を多く含む海水を利用することができる。この場合においても揚水ポンプ４１から養分を供給する場所は養分の拡散を考慮する必要があるため、養分の吐出口４１ｉは海藻の植生面積に応じて増やす必要がある。一方、揚水ポンプ４１と吸入口４１ｇとの距離は多くの場合長くなるため，長く太い吸入導管４１ｆを用いることが必要となるが、長く太い吸入導管４１ｆは設備費を高くするため多数の揚水ポンプ４１を用いる場合長く太い吸入導管４１ｆの数はなるべく少なくしたい。
【００４８】
図６は複数の揚水ポンプを使用し、海底から養分を多く含む海水例えば深層水を取水する場合の取水方法の一例を示している。揚水ポンプ４１は図５に示した事例と同じ型式のものであるが、吸入側の構成が図５の事例と異なっている。揚水ポンプ４１の吸入側に分配部材４４を設置し、分配部材４４から分配部材４４の吸入口４５ｂの間は長く太い取水導管４５ａを用いることで一本の取水導管４５ａにより複数の揚水ポンプ４１に海水を吸入できるようにしている。分配部材４４は、中空の容器である本体４４ａと複数の吸入導管４１ｆとの接続部４４ｂと、長く太い取水導管４５ａとの接続部４４ｃで構成されている。なお、接続部４４ｂには揚水ポンプ側の孔開き等の故障を考慮して逆止弁４４ｄを設けることが望ましい。また、取水導管４５ａの先端には重り２９ｂ等により海底近くの適当な位置に係留される吸入口４５ｂが設けてある。分配部材４４を適当な場所に設置し、ひとつの分配部材４４から複数の揚水ポンプ４１に海水を分配して供給することで取水導管４５ａと吸入口４５ｂで構成された取水管４５の数を減らすことができる。
【００４９】
本実施例と別の実施例としては、揚水ポンプ４１の吐出口４１ｉと揚水ポンプ４１との間に分配部材４４を設置することで揚水ポンプ４１の数を減らすことも可能である。
【００５０】
揚水ポンプ４１を使用して海底に生育している海藻に別の場所にある養分を多く含む海水を供給することも可能である。この場合においても、吐出口４１ｉを海藻の植生位置よりも高い位置に設置することと、分配部材４４を使用して取水管４５の数を減らすことは有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１Ａ】本発明に係る養殖装置の全体概要を横から見た図である。
【図１Ｂ】本発明に係る養殖装置の全体概要を上から見た図である。
【図２】施肥装置の詳細を示した図である。
【図３】別タイプの施肥装置の詳細を示した図である。
【図４】養殖装置の拡散防止壁を含む容部の詳細を示した図である。
【図５】揚水装置の詳細を示した図である。
【図６】深層水の取水方法の概念を示した図である。
【図７】従来技術の一実施例を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・・植生装置
２・・・・施肥装置
３・・・・拡散防止壁
４・・・・揚水装置
１１・・・植生部材
１２・・・支持体
２１・・・浮力体（海面部材）
２２・・・収容器（海面部材）
２３・・・肥料
２４・・・導管
２６・・・放出部材
２９・・・収容放出部材
３１・・・底面壁
３２・・・側面壁
３３・・・取水部材
４１・・・揚水ポンプ
４４・・・分配部材
４５・・・取水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、海面に位置する海面部材と、前記海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材とを有し、前記放出部材は海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられていることを特徴とする海藻の施肥装置。
【請求項２】
前記海面部材は施肥装置の浮力体と肥料を収容する収容器とを有し、養分は前記収容器から導管を経て前記放出部材に供給されることを特徴とする請求項１に記載の施肥装置。
【請求項３】
前記植生部材は植生部材の浮力体により海中に吊下げられ、前記施肥装置の前記浮力体と前記植生部材の前記浮力体が一体化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の施肥装置。
【請求項４】
肥料を収容する前記収容器は海面上に開閉可能な肥料の投入開口を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の施肥装置。
【請求項５】
肥料を収容する前記収容器は海面上に設けられた海水の取水孔又はポンプ等により取水することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の施肥装置。
【請求項６】
前記放出部材は肥料を収容し、海中に吊下げられた収容放出部材であることを特徴とする請求項１に記載の施肥装置。
【請求項７】
海水中に係留された植生部材に生育する海藻の養殖装置であり、海面に位置する海面部材と、前記海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材と、海水中に係留された海藻の前記植生部材を有し、前記放出部材は海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられおり、少なくとも前記植生部材の下面を含む前記植生部材の周囲を通水性のない又は乏しいシート又は板で作られた拡散防止壁で覆ったことを特徴とする海藻の養殖装置。
【請求項８】
前記拡散防止壁が前記植生部材と一体化されていることを特徴とする請求項７に記載の海藻の養殖装置。
【請求項９】
前記養殖装置は揚水ポンプを有し、揚水ポンプの吸入口を前記拡散防止壁の底部に設置し、揚水ポンプの吐出口を前記植生部材よりも高い位置に設置したことを特徴とする請求項７又は８のいずれか１項に記載の海藻の養殖装置。
【請求項１０】
前記養殖装置は前記拡散防止壁の底部に、前記拡散防止壁を挟み前記植生部材とは反対側の海水を取り入れるための取水部材を設置したことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の養殖装置。
【請求項１１】
海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、施肥装置は海底又は海水中に係留された植生部材に設置された揚水ポンプを有し、前記揚水ポンプは吸入口を海底近くの養分を多く含む位置に設置し、吐出口を海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に設置したことを特徴とする海藻の請求項７に記載の養殖装置。
【請求項１２】
前記施肥装置は分配部材を有し、前記吸入口と前記吐出口の間に前記分配部材を設置し、１つの前記吸入口から吸入した海水を複数の前記吐出口に供給することを特徴とする請求項１１に記載の海藻の養殖装置。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された海藻の前記施肥装置、又は請求項７乃至１２のいずれか１項に記載された前記養殖装置を使用した海藻の養殖方法。
【請求項１】
海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、海面に位置する海面部材と、前記海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材とを有し、前記放出部材は海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられていることを特徴とする海藻の施肥装置。
【請求項２】
前記海面部材は施肥装置の浮力体と肥料を収容する収容器とを有し、養分は前記収容器から導管を経て前記放出部材に供給されることを特徴とする請求項１に記載の施肥装置。
【請求項３】
前記植生部材は植生部材の浮力体により海中に吊下げられ、前記施肥装置の前記浮力体と前記植生部材の前記浮力体が一体化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の施肥装置。
【請求項４】
肥料を収容する前記収容器は海面上に開閉可能な肥料の投入開口を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の施肥装置。
【請求項５】
肥料を収容する前記収容器は海面上に設けられた海水の取水孔又はポンプ等により取水することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の施肥装置。
【請求項６】
前記放出部材は肥料を収容し、海中に吊下げられた収容放出部材であることを特徴とする請求項１に記載の施肥装置。
【請求項７】
海水中に係留された植生部材に生育する海藻の養殖装置であり、海面に位置する海面部材と、前記海面部材から吊下げられて海藻の近傍に養分を放出する放出部材と、海水中に係留された海藻の前記植生部材を有し、前記放出部材は海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に吊下げられおり、少なくとも前記植生部材の下面を含む前記植生部材の周囲を通水性のない又は乏しいシート又は板で作られた拡散防止壁で覆ったことを特徴とする海藻の養殖装置。
【請求項８】
前記拡散防止壁が前記植生部材と一体化されていることを特徴とする請求項７に記載の海藻の養殖装置。
【請求項９】
前記養殖装置は揚水ポンプを有し、揚水ポンプの吸入口を前記拡散防止壁の底部に設置し、揚水ポンプの吐出口を前記植生部材よりも高い位置に設置したことを特徴とする請求項７又は８のいずれか１項に記載の海藻の養殖装置。
【請求項１０】
前記養殖装置は前記拡散防止壁の底部に、前記拡散防止壁を挟み前記植生部材とは反対側の海水を取り入れるための取水部材を設置したことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の養殖装置。
【請求項１１】
海底又は海水中に係留された植生部材に生育する海藻に養分を供給する施肥装置であり、施肥装置は海底又は海水中に係留された植生部材に設置された揚水ポンプを有し、前記揚水ポンプは吸入口を海底近くの養分を多く含む位置に設置し、吐出口を海底又は前記植生部材よりも海面に近い位置に設置したことを特徴とする海藻の請求項７に記載の養殖装置。
【請求項１２】
前記施肥装置は分配部材を有し、前記吸入口と前記吐出口の間に前記分配部材を設置し、１つの前記吸入口から吸入した海水を複数の前記吐出口に供給することを特徴とする請求項１１に記載の海藻の養殖装置。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された海藻の前記施肥装置、又は請求項７乃至１２のいずれか１項に記載された前記養殖装置を使用した海藻の養殖方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２７８９１０（Ｐ２００９−２７８９１０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３３９５５（Ｐ２００８−１３３９５５）
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（５０８１５２９３９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（５０８１５２９３９）
【Ｆターム（参考）】
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