海藻類の多段式連続養殖装置
【課題】多段式養殖槽間の海藻類の移し変えを確実に行い、単位面積又は容積あたりの生産性を向上させ、多段式養殖槽全体の設備高さをより低くでき、設備費、その建設費、運転費の安い、経済的で生産性の高い海藻類の多段式連続養殖装置を提供する。
【解決手段】前後段の養殖槽の面積比又は容積比が養殖する海藻類の生長率に応じて順次拡大しかつ各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた複数の養殖槽で構成される多段式養殖槽と、各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管と、を備え、前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行い、前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベル以上となるように段差を設けた時の多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることにより、上記課題を解決する。
【解決手段】前後段の養殖槽の面積比又は容積比が養殖する海藻類の生長率に応じて順次拡大しかつ各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた複数の養殖槽で構成される多段式養殖槽と、各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管と、を備え、前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行い、前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベル以上となるように段差を設けた時の多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻類の多段式連続養殖装置に関し、詳しくは、海藻類、特に比較的大型の海藻類の陸上養殖装置としても、所要面積が少なく設備費、運転費が安価で、かつ生産効率の高い海藻類の多段式連続養殖装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海苔等の大型海藻を含む海藻類は、沿岸部の海上を利用して栽培され、採取されてきたが、自然栽培のため天候、気温の影響を受け、生産量、品質とも気候による変動が大きく、毎年安定した生産を得るのが困難であった。
また、海藻類の生育できる気温、海水温の幅が比較的狭いため、栽培可能な時期は１年のうちの数ヶ月であり、生産量を増やすのも困難であった。
【０００３】
このため、これらの問題点を解決する方法として、陸上にて海藻類の生育環境を適正な状態に管理し、養殖する陸上養殖が提案され、試みられ、一部で実施されている（特許文献１及び２参照）。
これらに開示された養殖方法によると、自然の天候に左右されずに生育環境が整えられるため、通年収穫が可能となり、生産の品質安定化と量産化が期待できるとされている。
このような養殖方法を実施する養殖装置として、特許文献３に、多段式陸上型海藻類連続養殖装置が提案されている。
【０００４】
図４に、特許文献３に開示された従来の多段式陸上型海藻類連続養殖装置を示す。
図４に示す多段式陸上型海藻類連続養殖装置（以下、陸上型養殖装置という）６０は、上段から順に下段に向かって配置される３つの養殖槽６２ａ、６２ｂ、及び６２ｃで構成される３段式養殖槽６２と、上段の養殖槽６２ａ、６２ｂ及び、６２ｃからのオーバーフローする海水および海藻類を、それぞれ下段の養殖槽６２ｂ、６２ｃ、及び図示しない後段の養殖槽又は排水配管６３に移送する電動バルブ６４付きの移送配管６６ａ、６６ｂ及び６６ｃとを備えている。これらの移送配管６４ａ、６４ｂ及び６４ｃからは、それぞれ電動バルブ６４付きの排水配管６８ａ、６８ｂ及び６８ｃが分岐しており、排水配管６８ｂ及び６８ｃは、排水配管６８ａに合流している。また、最上段の養殖槽６２ａには、流量調整弁６９付きの給水配管７０から新鮮な栄養塩を含む海水が供給されている。
【０００５】
この特許文献３に開示の陸上型養殖装置６０を用いる陸上養殖技術は、海藻を浮遊式にて養殖するもので、養殖時には、供給される海水により上段の養殖槽からオーバーフローする海水のみを後段の養殖槽に移送するが、海藻類の移送時には、海藻類は、多段式養殖槽の第１段目の養殖槽（第１槽）６２ａから最終段目の養殖槽（最終槽；図４では第３槽６２ｃまで示されている）まで順次移送され、各養殖槽で養殖される。この陸上養殖技術では、海藻類は、栄養塩を含む海水により生長するが、海藻類の密度が養殖槽の容積に対して一定値以上になるとその生長率が低下するため、その段階で海藻類はより広い、前段の養殖槽に対して約１０倍の容積の後段の養殖槽に順次移し変えられ、生産効率を上げるように工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７２４６９号
【特許文献２】特開２００２−１７６８６６号公報
【特許文献３】特開２００４−１１３２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示の陸上型養殖装置における養殖槽間の海藻類の移動（移し変え）は、「各槽に設置した移送配管を使用し、経日タイマーとコンピューターを接続し、各移送配管には電動弁を設置、自動運転とした。」と記載されているものの、移送配管として記載されているのは、オーバーフロー用配管であるため、これを用いると、オーバーフローの海水に混ぜて移送されるので、一部の海藻類が長期に同じ養殖槽内に残る恐れがあり、海藻類の確実な移し変えが困難である。すなわち、オーバーフローでは、海藻類は均一な濃度で出ず、養殖槽内で新旧混ざった海藻類の中から養殖期間の長い海藻類から順次出すことができないため、養殖槽の容量を順次大きくしただけでは、海藻類の養殖の生産性を効果的に上げられないという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の実施例では、１週間ごとの移し変えを開示しているが、養殖槽の大きさは、移し変え直前の生長した海藻類を基準とするため、移し変えの初期は、面積や容積に余裕がありすぎて無駄となり、養殖槽の単位面積又は容積当たりの生産量でみる生産性の面では、必ずしも十分ではないという問題があった。
なお、単位面積又は容積当たりの生産性を増やすことは、設備の養殖槽サイズを小さくし、建設費及び運転費の軽減することになるため、採算の向上につながり、新規建設においては重要な要素となる。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、その解決するために、多段式養殖槽間の海藻類の移し変えを確実に行い、かつ、養殖槽の面積又は容積の低減により、単位面積又は容積あたりの生産性を向上させ、多段式養殖槽全体の設備高さをより低くでき、設備費、その建設費、運転費の安い、経済的で生産性の高い海藻類の多段式連続養殖装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置は、養殖海水を貯留して、海藻類を養殖する複数の養殖槽からなり、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比、もしくは容積比が、養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する前記複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽と、各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管とを備え、前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、その間を連結する前記移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行うように構成してなり、前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又は前記水面レベルより所定高さだけ高くするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の前記多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さを調整してなることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記複数の養殖槽の設置レベルは、前記前段の養殖槽の底面レベルを前記後段の養殖槽の水面レベル以上とし、前記前段の養殖槽の底面レベルが前記後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差とする時、前記前後段の養殖槽間の段差が、前記必要最小段差より前記所定高さだけ高くなり、この所定高さを前記前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下として、前記多段式養殖槽全体の設備高さを低減してなることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記養殖槽に接続され、その管路が開閉される排出配管と、該排出配管の出側先端部の下部に設置される海藻回収カゴとを備え、海藻類の移し変えの際に、前記排出配管が開放され、前記最終養殖槽からの養殖海水の排水を前記海藻回収カゴで受けて海藻類を回収し、収穫することが好ましい。
【００１３】
また、後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、前記移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することが好ましい。
【００１４】
また、前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上、６日以下となるように、調整してなることが好ましく、特に、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように、調整してなることがより好ましい。
また、前記複数の養殖槽の各槽の底面を養殖海水の排水方向に対して水勾配を設け、前後の養殖槽間の移し変え時の海藻類の移送を行うことが好ましい。
また、ｉ段目の養殖槽の底面から満水面までの高さをＨi、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い前記所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、前記多段式養殖槽の段数をｍ、その全体の設備高さをＴＨとする時、下記式で与えられる設備高さＴＨが最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることが好ましい。
【００１５】
【数１】
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アオノリ等の海藻類を陸上にて季節に関係なく周年、安定して行うことができ、かつ、従来方式に比べ、小さな施設面積にて高効率に海藻類の生産を行うことができる。
また、本発明によれば、多段式養殖槽全体の設備高さをより低くでき、装置全体の設備の高さも比較的低く抑えられるので、設置面積が小さいことと合わせて、設備費、その建設費、および運転費のコストダウンができ、採算性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図及び上面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図４】従来の従来の多段式陸上型海藻類連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置を、添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の一例の概略構成を示す断面図である。
同図に示す海藻類の多段式連続養殖装置（以下、単に、連続養殖装置という）１０は、前段から後段に向かって３つの養殖槽１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃからなる３段式養殖槽１２と、養殖槽１２ａの底面と養殖槽１２ｂとを連結する移送配管１４ａ及び養殖槽１２ｂの底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂと、移送配管１４ａ及び１４ｂにそれぞれ設けられる電動バルブ１６と、養殖槽１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃのそれぞれに新鮮な海水を供給する電動バルブ１６付き給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃと、最下段の最終養殖槽１２ｃの後段に設けられる回収槽２０と、最終養殖槽１２ｃに下流側に設けられる電動バルブ１６付き回収配管２２と、排水配管２４とを有する。
【００２０】
３段式養殖槽１２の養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃは、それぞれ海水を貯留して生育度合いの異なる海藻類をそれぞれ順次養殖するものである。
海藻類は、種苗が最初（第１段目）の第１槽の養殖槽１２ａに投入され、所要日数育成された後、バッチ操作又は自動操作にて、次槽の第２槽（第２段目）の養殖槽１２ｂに、この養殖槽１２ｂから次槽の第３槽の最終（最終段目の）養殖槽１２ｃに、順次、移し変えられて生育され、この繰り返しにより、最終養殖槽１２ｃで生育が完了し、収穫される。海藻類の収穫は、第３槽の最終養殖槽１２ｃの回収配管２２の電動バルブ１６の開放により、回収配管２２から海水を海藻類と共に、回収槽２０に設置した回収カゴ２６に排出することにより、回収される。最終養殖槽１２ｃ内の海藻類が全て回収カゴ２６に回収されると、回収カゴ２６は、図示しない起重機のワイヤ２８の先端のフック２８ａに吊り下げられて、所定の回収場所に運ばれる。
なお、回収カゴ２６から流下した海水は、排水配管２４から外部に排水される。
【００２１】
各養殖槽１２ａ及び１２ｂでそれぞれ所要日数育成された海藻類は、それぞれ養殖槽１２ｂ及び１２ｃに移し替えられるが、前後段の養殖槽間、即ち、養殖槽１２ａと１２ｂとの間、及び養殖槽１２ｂと１２ｃとの間の海藻類の移し変えは、それぞれ前段の養殖槽底部、即ち、養殖槽１２ａ及び１２ｂの底部にそれぞれ接続された移送配管１４ａ及び１４ｂの電動バルブ１６の開放により行うことができる。
まず、回収配管２２の電動バルブ１６を開放して最終養殖槽１２ｃから回収槽２０に排水し、最終養殖槽１２ｃを空にした後、前段の養殖槽１２ｂの電動バルブ１６を開放し、前段の養殖槽１２ｂ内の海水と海藻類を後段の養殖槽１２ｃに移し入れる。次に、後段の養殖槽１２ｂを空にした後、前段の養殖槽１２ａの電動バルブ１６を開放し、前段の養殖槽１２ａ内の海水と海藻類を後段の養殖槽１２ｂに移し入れる。このようにして、前後段の養殖槽の移し替えを繰り返す。
【００２２】
ここで、本実施形態において、前段の養殖槽内の海水と海藻類を後段の養殖槽に略完全又は完全に移し入れるには、移送後の水面レベルを前段の養殖槽の槽底面と同じにする、又は該槽底面より低くする必要があるので前後段の養殖槽間の段差ｈは、この条件より決定される。即ち、段差ｈは、前段の養殖槽内の海水の貯留容量（以下、単に容量という）が、後段の養殖槽の段差部分の容量以下となるように決定される。例えば、養殖槽１２ａの容量をＶ１、面積をＡ１とし、養殖槽１２ｂの容量をＶ２、面積をＡ２、養殖槽１２ｂの段差ｈ以下（１点鎖線以下）の部分の容量Ｖ２０とし、養殖槽１２ｃの容量をＶ３、面積をＡ３、養殖槽１２ｃの段差ｈ以下（１点鎖線以下）の部分の容量Ｖ３０とする時、Ｖ２０≧Ｖ１、Ｖ３０≧Ｖ２となるので、段差ｈとしては、下記式（１）を満たす必要がある。
ｈ＝Ｖ２０／Ａ２≧Ｖ１／Ａ２、又は
ｈ＝Ｖ３０／Ａ３≧Ｖ２／Ａ３ ……（１）
【００２３】
なお、この段差ｈは、設備の全高に影響し、ひいては設備費に影響するので、段差ｈはできるだけ、移送後の水面レベルが前段の養殖槽の槽底面と等しくなる値、即ち前段の養殖槽内の海水の貯留容量が、後段の養殖槽の段差部分の容積と等しくなる値に近づけるのが望ましい。即ち、段差ｈは、下記式（２）を満たすのが好ましい。
ｈ＝Ｖ１／Ａ２＝Ｖ２／Ａ３ ……（２）
また、前段の養殖槽内の海水及び海藻類が確実かつ完全に後段の養殖槽に移送されるように、前後段の養殖槽間の段差ｈを、上記式（２）で求まる段差ｈよりもやや大きくしておくのが最も好ましい。
【００２４】
なお、移送後の各養殖槽、即ち移送後の各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの海水レベルの不足分は、それぞれ給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃより、新たな海水を補給して充当する。また、養殖中の必要な栄養分も、この給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃから新たな海水に溶解して供給する。最終養殖槽１２ｃの回収槽２０への移し変えが完了したら、同様にして順次、前の養殖槽１２ｂ、１２ａの移し変えを行い、第１槽の養殖槽１２ａの移し変えの完了によって、３段式養殖槽１２全体の移し変えを完了する。
【００２５】
多段式養殖槽の各養殖槽、即ち３段式養殖槽１２の各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの容量は、海藻類の生長率（平均増殖率）が低下し始める養殖期間の最終日の海藻類の限界密度にて決定される。例えば、スジアオノリの場合、養殖槽容量１ｔ（１ｍ３）に対して、スジアオノリの湿重量で１ｋｇである。この揚合、例えば養殖槽の深さを１ｍとすると、養殖槽の槽面積１ｍ２に対しても１ｋｇとなる。即ち、養殖槽の限界容量は、スジアオノリの湿重量で１ｋｇに対して、１ｍ３、乃至は、槽面積で１ｍ２となる。この値は、第１槽の養殖槽１２ａに限らず、第２槽以降の養殖槽１２ｂ、１２ｃも、各段共通の限界値である。なお、養殖槽の深さ１ｍは、種々のタイプの公知の養殖方式において、海藻類の生育に必要な量の日光が到達する深さであるので、海藻類の養殖では、常用的な深さであり、他の方式の商用生産でも採用されている深さである。したがって、本発明においては、養殖槽の深さを１ｍ以下とするのが好ましい。
【００２６】
これより、第２槽の養殖槽１２ｂの容量Ｖ２（ｍ３）は、第１槽の養殖槽１２ａの容量Ｖ１（ｍ３）に対して、下記式（３）で求められる。
Ｖ２=Ｖ１・ｇｋ ……（３）
ここで、ｇ：海藻の日間生長率（スジアオノリの場合、１．４）
ｋ：当該養殖槽（この場合、第２槽）における養殖日数
また、上記式（３）では、養殖槽の容量Ｖを基準としたが、面積Ａ（ｍ２）を基準にしても、同様に生長率ｇｋを乗じて求められる。なお、この場合には、第１及び２槽の養殖槽１２ａ及び１２ｂの底面から各槽の容量がそれぞれＶ１及びＶ２となる水面（満水面）までの高さ（槽高さ）は等しくする必要がある。
即ち、第２槽の養殖槽１２ｂの槽面積Ａ２（ｍ２）は、第１槽の養殖槽１２ａの槽面積Ａ２（ｍ２）に対して、下記式（４）で求められる。
Ａ２=Ａ１・ｇｋ ……（４）
なお、第３槽の養殖槽以降の容量及び槽面積も同様に、前段の養殖槽の容量及び槽面積に海藻の生長率ｇｋを乗じて求められる。
【００２７】
本実施形態の連続養殖装置１０においては、養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの前後の養殖槽間の移送配管１４ａ及び１４ｂ、並びに回収配管１６の各電動バルブ１６を制御することにより、各槽間の海藻類の移し変え、回収槽２０への海藻類の移送を自動操作として行うことができるので、これらの移し変えや移送の自動運転が可能である。また、給水配管１８ａ，１８ｂ及び１８ｃの各電動バルブ１６を制御することにより、各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃへの給水を自動的に行うことができるので、給水の自動運転も可能である。
【００２８】
なお、移送配管１４ａ及び１４ｂ、回収配管１６、並びに給水配管１８ａ，１８ｂ及び１８ｃの各電動バルブ１６を手動スイッチで制御して、バッチ操作として行っても良い。
さらに、各電動バルブ１６の代わりに手動バルブを用い、各槽間の移し変え、回収槽２０への移送、各槽への給水を手動によるバッチ操作で行っても良い。
図１に示す連続養殖装置１０は、３段式養殖槽１２からなるが、各槽間の段差や、各槽の容積や槽面積が、上述した条件を満たせば、２段式養殖槽からなるものであっても良いし、４段以上の多段式からなるものであっても良い。
【００２９】
即ち、本発明の連続養殖装置が、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比又は容積比が養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽から成る場合、この多段式養殖槽の接地レベルが、前段の養殖槽の底面レベルを、前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又はこの水面レベルより所定高さだけ高く、すなわちこの水面レベル以上とするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなる、好ましくは最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さ（槽高さ）を調整しておく必要がある。
【００３０】
例えば、本発明の連続養殖装置が、ｍ（２以上の整数）段の養殖槽を備えるｍ段式養殖槽からなる時、第ｉ槽（ｉ段目）の養殖槽の底面から満水面までの槽高さをＨiとし、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1とし、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、多段式養殖槽全体の設備高さをＴＨとする時、下記式（５）で与えられる設備高さＴＨがより小さくなる、好ましくは、最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整しておく必要がある。
即ち、前段の養殖槽の養殖海水及び海藻類を後段の養殖槽に移し替えた時の前段の養殖槽の底面レベルが後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差ｈ０i+1とする時、ｉ段目の養殖槽と（ｉ＋１）段目の養殖槽との底面レベル差を、必要最小段差ｈ０i+1より、余裕分として所定高さδi+1（０≦δi+1）だけ高い段差とする場合であっても、下記式（５）を設備高さＴＨがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整しておく必要がある。
【００３１】
【数２】
【００３２】
ここで、余裕分である所定高さδi+1は、前段の養殖槽の槽底面と、前段の養殖槽内の養殖海水と海藻類を全て移した時の後段の養殖槽の水面との差であって、予め設定される０以上の所定の値であり、各養殖槽において異なる値、例えば、各養殖槽の面積や容量（容積）に応じた異なる値であっても良いし、各養殖槽において一定の値であっても良い。なお、所定高δi+1を０にすることができる場合には、設備高さＴＨをより小さく、好ましくは、最小にすることができる。
なお、所定高さδi+1としては、例えば、前段の養殖槽からの排水促進のために前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とするのが好ましい。
【００３３】
上述したように、本発明の連続養殖装置においては、前段の養殖槽内の海水と海藻類を後段の養殖槽に略完全又は完全に移し入れるには、移送後の水面レベルを前段の養殖槽の槽底面と同じに、又は該槽底面より低くする必要があるので、図１に示す連続養殖装置１０の３段式養殖槽１２において前後段の養殖槽間の段差ｈを表す上記式（１）及び（２）は、上述のｍ段式養殖槽の場合、ｉ段目の養殖槽の容量をＶi、底面積をＡi、ｉ段目の養殖槽とｉ＋１段目の養殖槽との段差をｈi+1とすると、下記式（６）を満たす必要があるので、上記所定高さδi+1を用いて、下記式（７）で表すことができる。
ｈi+1≧Ｖi／Ａi+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi ……（６）
ｈi+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi＋δi+1 ……（７）
なお、ｉ段目の養殖槽とｉ＋１段目の養殖槽の必要最小段差ｈ０i+1は、上記式（７）において、δi+1＝０の場合であるので、下記式（７’）で表すことができる。
ｈi+1＝ｈ０i+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi ……（７’）
【００３４】
この場合、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1とすると、上記式（３））は、下記式（８）で表される。
ｇｋi+1 =Ｖi+1／Ｖi＝Ａi+1・Ｈi+1／（Ａi・Ｈi） ……（８）
このため、上記式（７）及び（７’）は、それぞれ、下記式（９）及び（９’）でも表すことができる。
ｈi+1＝（Ｈi+1／ｇｋi+1）＋δi+1 ……（９）
ｈi+1＝ｈ０i+1＝Ｈi+1／ｇｋi+1 ……（９’）
したがって、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨは、第１段目の養殖槽の槽高さＨ1と、第２段目から第ｍ段目までの養殖槽の各槽の、前段の養殖槽との段差の総和との和であるので、上記式（５）で表すことができ、また、余裕分δi+1を考慮しない場合には、多段式養殖槽全体の必要最小設備高さＴＨ０は、下記式（５’）で表すことができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】
なお、上記式（５）及び（５’）で表される多段式養殖槽全体の設備高さＴＨ、ＴＨ０は、第１段目の養殖槽の槽高さＨ1と、第２段目から第ｍ段目までの養殖槽の各槽の、前段の養殖槽との段差の総和との和であるので、上記式（７）及び（７’）を用いて、上記式（１０）及び（１０’）で表すことができる。
【００３７】
【数４】
【００３８】
なお、ｍ段の養殖槽の各養殖槽の槽高さＨiが等しく、Ｈi＝Ｈで表される場合には、上記式（８）は、下記式（１１）で表すことができる。
ｇｋi+1 =Ａi+1／Ａi ……（１１）
したがって、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを表す上記式（５）及び（１０）は、下記式（１２）で表すことができる。
【００３９】
【数５】
【００４０】
以上のように、上記式（５）、（１０）又は（１２）で表すことができる多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを、本発明の連続養殖装置が設置される環境に応じてより低く、好ましくは最小となるように前後段の養殖槽間の段差ｈi+1（＝（Ｈi+1／ｇｋi+1）＋δi+1）、もしくは前後段の養殖槽間の面積比（例えば、Ａi+1／Ａi；従って、各養殖槽の養殖日数ｋも含む）及び各養殖槽の底面から満水面までの槽高さ（例えば、Ｈi）を調整することにより、多段式養殖槽全体の設備高さを設置環境に対してより低くでき、設備のコンパクト化を図ることができ、設備費、その建設費のコストダウンを図ることができる。なお、本発明では、上記所定高さδi+1は、０にすることができる場合には、全体の設備高さＴＨをより小さくできるが、設置環境や養殖槽の構造によって０にできない場合にも、できるだけ小さくするのが好ましいのはもちろんである。
【００４１】
ところで、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを低減するためには、上記式（６）、（７）及び（９）で表される前後段の養殖槽間の段差ｈiを小さくするのが良いのはもちろんであるので、この段差ｈiは、必要最小段差ｈ０iと余裕分δiとの和として表すことができるので、この段差ｈiを必要最小限の所定範囲として、例えば、必要最小段差ｈ０iと、これに加える余裕分としてδiを、例えば前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とすることにより、全体の設備高さを低減するのが好ましい。
ここで、前後段の養殖槽間の段差を所定範囲、即ち、必要最小段差ｈ０iに加える余裕分δiを、前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下に制限するのは、コストアップさせることなく、前段の養殖槽からの養殖海水及び海藻類の排水若しくは排出を促進するためである。
【００４２】
なお、水勾配は、水自体の排水には、１〜２％で十分である。本発明では、海藻類が混じるため、実際には２％以上のかなりの勾配をつけても自然流下だけでは、一部の海藻類は残る懸念が無いとは言えないが、少量であるので許容しても実用上、問題はない。もちろん、海藻類の完全排出には、人手、もしくは介入装置が必要であるが、介入装置まではコストアップを招くために、不要である。
即ち、水勾配が２％超になる段差を付けると、全体の設備高さを低減するのが困難となり、水勾配が０％となる必要最小段差ｈ０にすると、前段の養殖槽の底面に残った、海藻類の完全排出に多くの人手がかかり、又は介入装置等が必要となり、コストアップを招くからである。
【００４３】
なお、本発明者は、各養殖槽の槽高さＨiについて、種々の実験を行った結果、通常の太陽光での養殖の場合、水深約１ｍ程度が限界であること、即ち、各養殖槽の槽高さＨiを１ｍ以下とするのが好ましいことを知見した。これは、海藻類が高生長率となる海藻類密度において、水深1ｍを越す領域では、光合成に必要な光量以下となり、生長率が大幅に低下することが原因であると考えられるからである。
従って、本発明においては、所定の容積を得るのに、水深を深くして、即ち各養殖槽の槽高さＨiを高くして、底面積を小さくすることもできるが、上記知見から、水深（槽高さ）を約1ｍに固定し、生長率に応じて各養殖槽の槽面積を大きくしていくことが好ましく、効果的である。本発明では、各養殖槽のサイズの相互関係式を容積基準としても良いが、水深（槽高さ）を固定し、面積基準にすることが好ましいと言える。
【００４４】
以上から、本発明の連続養殖装置において、養殖効率向上には、下記の養殖槽形状が好ましい。
各養殖槽高さは一定にし（例えば、上述の１ｍ程度）、海藻類の種類、従ってその生長率、及び養殖日数を決めることにより、各養殖槽の面積及び槽間段差（槽高さ）を求め、設備全高を決めるのが好ましい。
本発明の第１の実施形態の連続養殖装置は、基本的に以上のように構成される。
【００４５】
（第２の実施形態）
図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図及び上面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す海藻類の多段式連続養殖装置３０は、前段から後段に向かって、第１槽の２つの並列に配置された養殖槽１２ａ１、１２ａ２、第２槽の２つの並列に配置された養殖槽１２ｂ１，１２ｂ２、第３槽の養殖槽１２ｃ、及び第４槽の養殖槽１２ｄの４段からなる４段式養殖槽３２と、第１槽の養殖槽１２ａ１の底面と第２槽の養殖槽１２ｂ１とを連結する移送配管１４ａ１、養殖槽１２ａ２の底面と養殖槽１２ｂ２とを連結する移送配管１４ａ２、第２槽の養殖槽１２ｂ１の底面と第３槽の養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ１と、養殖槽１２ｂ２の底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ２、及び養殖槽１２ｃの底面と養殖槽１２ｄとを連結する移送配管１４ｃとを有する。
【００４６】
なお、移送配管１４ａ１、移送配管１４ａ２、移送配管１４ｂ１、移送配管１４ｂ２、及び移送配管１４ｃには、それぞれ電動バルブ１６が設けられている。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）においては、図１と同様に、各養殖槽への給水配管と、最後段の最終養殖槽１２ｄの後段に設けられる回収槽と、最終養殖槽１２ｄに下流側に設けられる回収配管と、排水配管とを有するが、説明を簡略化するために省略されている。
【００４７】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０は、４段式養殖槽３２からなり、図１に示す３段式養殖槽１２からなる連続養殖装置１０に対して、段数の点でも異なるが、最上段の第１槽の養殖日数が２日であり、２つの養殖槽１２ａ１、１２ａ２を有し、第２槽の養殖日数が２日であり、２つの養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２を有する点が特徴である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１槽と第２槽との養殖日数が２日で、第３槽と第４槽との養殖日数が１日である場合には、収穫（回収）まで全６日の養殖日数が必要であるため、図１に示す連続養殖装置１０を４段式養殖槽として使用すると、第３槽と第４槽とが１日ずつ空くことになり、生産量の向上が図れない。
【００４８】
これに対し、連続養殖装置３０では、この特徴を有しているため、第１槽及び第２槽にそれぞれ２つの養殖槽１２ａ１、１２ａ２と、２つの養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２とを有しているため、養殖槽１２ａ１及び１２ａ２の養殖開始を１日ずらしておけば、養殖槽１２ａ１と１２ｂ１との間の移送、及び養殖槽１２ａ２と１２ｂ２との間の移送は、２日毎に順次行うことができ、又、養殖槽１２ｂ１と１２ｃとの間の移送及び養殖槽１２ｂ２と１２ｃとの間の移送を１日毎に交互に行うことができる。
このため、連続養殖装置３０では、第１槽の養殖槽１２ａ１、１２ａ２と第２槽の養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２とはもちろん、第３槽と第４槽とにおいて養殖ができない日がなくなり、生産量の向上を図ることができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
図３に示す海藻類の多段式連続養殖装置４０は、前段から後段に向かって第１槽の２つに仕切られた養殖槽１２ａ３、１２ａ４、第２槽の２つに仕切られた養殖槽１２ｂ３，１２ｂ４、第３槽の養殖槽１２ｃ、及び第４槽の養殖槽１２ｄの４段からなる４段式養殖槽４２と、第１槽の養殖槽１２ａ１の底面と第２槽の養殖槽１２ｂ３とを連結する移送配管１４ａ３、養殖槽１２ａ４の底面と養殖槽１２ｂ４とを連結する移送配管１４ａ４、第２槽の養殖槽１２ｂ３の底面と第３槽の養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ３と、養殖槽１２ｂ４の底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ４、及び養殖槽１２ｃの底面と養殖槽１２ｄとを連結する移送配管１４ｃとを有する。
【００５０】
図３に示す連続養殖装置４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０が、第１槽が２つの並列に配置された養殖槽１２ａ１、１２ａ２と、第２槽が２つの並列に配置された養殖槽１２ｂ１，１２ｂ２とを有しているのに対して、第１槽が２つに仕切られた養殖槽１２ａ３、１２ａ４と、第２槽の２つに仕切られた養殖槽１２ｂ３，１２ｂ４とを有している点で異なる以外は、全く同様の構成を有するものであるので、全く同様に養殖をおこなうことができ、全く同様に、生産量の向上を図ることができる。
図３に示す連続養殖装置４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０の変形例であって、第１槽、第２槽を１槽にし、仕切りにより２槽に分けたものということができ、全槽を直列に配置できる。連続養殖装置４０の生産性は、連続養殖装置３０と同じであるので、設置場所の敷地形状の制約に合わせて選択することができる。
【００５１】
図２及び図３では、４段式養殖槽において、第３段目の養殖槽１２ｃの前段の第２段目の養殖槽を２つの養殖槽１２ｂ１及び１２ｂ２、又は１２ｂ３及び１２ｂ４で構成しているが、本発明は、これに限定されず、多段式養殖槽において、後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように多段式養殖槽の各槽の容積を調整して構成しても良い。
こうすることにより、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することができるので、後段の養殖槽の利用効率を上げることができ、連続養殖装置１台あたりの養殖海藻類の生産性を向上させることができるし、少なくとも最終段の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように調整することができ、毎日連続して海藻類を生産することができる。
【００５２】
特に、多段式養殖槽の複数の養殖槽の各槽の容積を、複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上、６日以下となるように、調整するのが好ましく、特に、少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように、調整するのがより好ましい。
こうすることにより、同一養殖槽内での養殖日数をより短くすることができ、かつ、面積当たりの収穫量、即ち生産量を向上させることができ、かつ、毎日連続して海藻類を収穫、生産することができる。
【００５３】
本発明の連続養殖装置で養殖される海藻類の種類は特に制限されないが、例えば、養殖槽内の海水に浮遊させて養殖可能な海苔類が好ましく、例えば、特許文献１及び２に開示の非着床型海藻類が好ましく、中でも、例えばスジアオノリまたはホソエダアオノリが挙げられる。
なお、本発明の連続養殖装置では、海藻類の複数の胞子が連結した胞子集塊、もしくはそれら胞子が発芽した発芽体が絡みあった発芽体集塊を供給してもよいし、もしくは、それらの発芽体集塊を別の小型水槽で養殖し、適正なサイズに生育させた後に供給してもよい。該胞子集塊および発芽体集塊は、直径５ｍｍ以下の小集塊に粉砕して使用されることが好ましい。なお、該胞子集塊および発芽体集塊は、例えば、特許文献１に記載の方法で製造される。
【００５４】
また、本発明の連続養殖装置で使用される養殖用海水としては、海藻類の養殖に使用できる海水であれば特にその海水の種類は制限されないが、例えば、地下海水、海洋深層水などが使用される。なお、一般海水も使用することができるが、不純物が多く含まれている場合が多く、海藻類の生長が阻害されるおそれがある。このため、一般海水を使用する場合には、含まれる不純物をろ過して用いるのが好ましい。
また、本発明の連続養殖装置の多段式養殖槽の各養殖槽内の海水を、各槽の給水配管から流下する海水の噴流やエアや炭酸ガスや炭酸ガス入りエア等の気体によるバブリング（エアレーション）などによって流動化し、攪拌し、旋回させるのが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置を、実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例1）
図１に示す３段式養殖槽１２において、スジアオノリを用い、各槽２日ずつ、合計６日のサイクルにて養殖を行った。スジアオノリの日間生長率は１．４なので、２日間での生長率は１．４２=１．９６となり、槽間の容積比を１．９６とした。なお、第２槽と第１槽との面積比を１．９６、第３槽と第２槽との面積比を１．９６、各養殖槽の槽高さをそれぞれ１ｍとし、３段式養殖槽１２の全体の設備高さＴＨを、従来方式の３ｍに対して、２．０２ｍ（各養殖槽の余裕分δを加えても２．１４ｍ）として、低く抑えた。
【００５６】
即ち、実施例１では、段差ｈ2及びｈ3は、ｈ2＝ｈ3＝１／１．４２＝０．５１０ｍとなり、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１＋０．５１０×２＝２．０２ｍとなる。
従来方式では、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１×３＝３ｍとなる。
したがって、全体の設備高さＴＨの削減率は、１−２．０２／３＝０．３２７となり、３３％の削減効果である。
なお、余裕分である段差の増加分（段差増分）δ2、及びδ3としては、水勾配２％とすると、１．９６×０．０２＝０．０３９ｍ、及び３．８４×０．０２＝０．０７７ｍとすることができ、合計増加分として、０．１１６ｍとすることができる。
第1槽に投入する種苗を１ｋｇ（湿重量)とすると、２日後の海藻重量は、１．９６ｋｇになるので、第１槽の容量を１．９６ｍ３とし、第２槽、第３槽の容:量をそれぞれ、１．９６×１．９６＝３．８４ｍ3、３．８４×１．９６＝７．５３ｍ３とした。また、各養殖槽の高さ（水深）を1ｍとし、各槽の面積を、それぞれ、１．９６、３．８４、７．５３ｍ2とした。
【００５７】
本条件にて、２日間ごとの移し変えで６日間養殖を行った結果、ほぼ、目標通りの７．５３ｋｇ（湿重量）のスジアオノリを収穫できた。
本例での養殖槽における単位面積、１日あたりの生産量は、（７．５３−１）／２／（１．９６＋３．８４＋７．５３）＝０．２４５ｋｇ／ｍ2／日となった。
上記の実施例１の各養殖槽のサイズと配置構成並びに結果について、表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
比較のため、従来方式例として１槽のみでの養殖も行った。収穫量を同レベルにするため、容積を７．３５ｍ３とし、６日間、同一水槽で養殖したが、海藻の投入重量１ｋｇに対し、収穫重量は、上例とほぼ同じ７．５３ｋｇを得た。これにより単位面積、1日当たりの生産量を求めると、（７．５３−１）／６／７．５３＝０．１４５ｋｇ／ｍ２／日となった。
実施例１の生産性を単位面積、１日当たりの生産量で従来方式と比較すると、０．２４５／０．１４５＝１．６９となり、本発明により従来比で、約１．７倍、生産性が向上することが判明した。
【００６０】
（実施例２）
図２（ａ）及び（ｂ）に示す４段式養殖槽において、スジアオノリを用い、第１、第２槽で２日ずつ、第３、第４槽で１日ずつの合計６日のサイクルにて養殖を行った。スジアオノリの生長率は１日では１．４、２日間では１．９６なので、槽間の容積比を第１、第２槽間は１．９６、第２、第３槽間、及び第３、第4槽間は、共に１．４とした。
なお、第２槽と第１槽、第３槽と第２槽、及び第４槽と第３槽との面積比を１．９６、１．４、及び１．４とし、各養殖槽の槽高さを、全て１ｍとし、４段式養殖槽の全体の設備高さＴＨを、従来方式の４ｍに対して、２．９４ｍ、（各養殖槽の余裕分δを加えても３．０５ｍ）として、低く抑えた。
移し変えピッチが前段と後段で異なるので、１日ごとの移し変えに対応できるよう、第１槽と第２槽は、それぞれ２個設置し、第２槽と第３槽間は、第２槽から交互に移し変えるようにした。
【００６１】
実施例２では、段差ｈ2は、ｈ2＝１／１．４2＝０．５１ｍ、ｈ3及びｈ4は、ｈ3＝ｈ4＝１／１．４＝０．７１４ｍとなり、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１＋０．５１０＋０．７１４×２＝２．９４ｍとなる。
従来方式では、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１×４＝４ｍとなる。
したがって、全体の設備高さＴＨの削減率は、１−２．９４／４＝０．２６５となり、２７％の削減効果である。
なお、余裕分である段差の増加分（段差増分）δ2、δ3及びδ４としては、水勾配２％とすると、０．９８×０．０２＝０．０２０ｍ、１．９２×０．０２＝０．０３８ｍ、及び２．６９×０．０２＝０．０５４ｍとすることができ、合計増加分として、０．１１２ｍとすることができる。
【００６２】
第1槽に投入する種苗を１ｋｇ（湿重量）とすると、実施例１と同様の考え方から、各養殖槽の高さ（水深）を1ｍとし、槽容量は、第1槽：０．９８ｍ３（×２槽）、第２槽：０．９８×１．９６＝１．９２ｍ３（×２槽）、第３槽：１．９２×１．４＝２．６９ｍ３、第４槽：２．６９×１．４＝３．７６ｍ３とした。
本条件にて、１日、及び２日毎に移し変えし、６日間養殖を行った結果、ほぼ、目標通りの７．５３ｋｇ（湿重量）のスジアオノリを収穫できた。
本例での養殖槽における単位容積、１日あたりの生産量は、（７．５３−１）／（０．９８×２＋１．９２×２＋２．６９＋３．７６）＝０．５３３ｋｇ／ｍ３／日となった。
この生産性を単位容積、１日当たりの生産量で，従来方式と比較すると、０．５３３／０．１４５＝３．６８となり、約３．７倍、生産性が向上することが確認できた。
上記の実施例２の各養殖槽のサイズと配置構成並びに結果について、表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表１及び表２に示される上記の実施例１及び２から、本発明の効果は、明らかである。
以上、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置について種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１０，３０、４０ 海藻類の多段式連続養殖装置
１２ ３段式養殖槽
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 養殖槽
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 移送配管
１６ 電動バルブ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 給水配管
２０ 回収槽
２２ 回収管
２４ 排水配管
２６ 回収カゴ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻類の多段式連続養殖装置に関し、詳しくは、海藻類、特に比較的大型の海藻類の陸上養殖装置としても、所要面積が少なく設備費、運転費が安価で、かつ生産効率の高い海藻類の多段式連続養殖装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海苔等の大型海藻を含む海藻類は、沿岸部の海上を利用して栽培され、採取されてきたが、自然栽培のため天候、気温の影響を受け、生産量、品質とも気候による変動が大きく、毎年安定した生産を得るのが困難であった。
また、海藻類の生育できる気温、海水温の幅が比較的狭いため、栽培可能な時期は１年のうちの数ヶ月であり、生産量を増やすのも困難であった。
【０００３】
このため、これらの問題点を解決する方法として、陸上にて海藻類の生育環境を適正な状態に管理し、養殖する陸上養殖が提案され、試みられ、一部で実施されている（特許文献１及び２参照）。
これらに開示された養殖方法によると、自然の天候に左右されずに生育環境が整えられるため、通年収穫が可能となり、生産の品質安定化と量産化が期待できるとされている。
このような養殖方法を実施する養殖装置として、特許文献３に、多段式陸上型海藻類連続養殖装置が提案されている。
【０００４】
図４に、特許文献３に開示された従来の多段式陸上型海藻類連続養殖装置を示す。
図４に示す多段式陸上型海藻類連続養殖装置（以下、陸上型養殖装置という）６０は、上段から順に下段に向かって配置される３つの養殖槽６２ａ、６２ｂ、及び６２ｃで構成される３段式養殖槽６２と、上段の養殖槽６２ａ、６２ｂ及び、６２ｃからのオーバーフローする海水および海藻類を、それぞれ下段の養殖槽６２ｂ、６２ｃ、及び図示しない後段の養殖槽又は排水配管６３に移送する電動バルブ６４付きの移送配管６６ａ、６６ｂ及び６６ｃとを備えている。これらの移送配管６４ａ、６４ｂ及び６４ｃからは、それぞれ電動バルブ６４付きの排水配管６８ａ、６８ｂ及び６８ｃが分岐しており、排水配管６８ｂ及び６８ｃは、排水配管６８ａに合流している。また、最上段の養殖槽６２ａには、流量調整弁６９付きの給水配管７０から新鮮な栄養塩を含む海水が供給されている。
【０００５】
この特許文献３に開示の陸上型養殖装置６０を用いる陸上養殖技術は、海藻を浮遊式にて養殖するもので、養殖時には、供給される海水により上段の養殖槽からオーバーフローする海水のみを後段の養殖槽に移送するが、海藻類の移送時には、海藻類は、多段式養殖槽の第１段目の養殖槽（第１槽）６２ａから最終段目の養殖槽（最終槽；図４では第３槽６２ｃまで示されている）まで順次移送され、各養殖槽で養殖される。この陸上養殖技術では、海藻類は、栄養塩を含む海水により生長するが、海藻類の密度が養殖槽の容積に対して一定値以上になるとその生長率が低下するため、その段階で海藻類はより広い、前段の養殖槽に対して約１０倍の容積の後段の養殖槽に順次移し変えられ、生産効率を上げるように工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７２４６９号
【特許文献２】特開２００２−１７６８６６号公報
【特許文献３】特開２００４−１１３２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示の陸上型養殖装置における養殖槽間の海藻類の移動（移し変え）は、「各槽に設置した移送配管を使用し、経日タイマーとコンピューターを接続し、各移送配管には電動弁を設置、自動運転とした。」と記載されているものの、移送配管として記載されているのは、オーバーフロー用配管であるため、これを用いると、オーバーフローの海水に混ぜて移送されるので、一部の海藻類が長期に同じ養殖槽内に残る恐れがあり、海藻類の確実な移し変えが困難である。すなわち、オーバーフローでは、海藻類は均一な濃度で出ず、養殖槽内で新旧混ざった海藻類の中から養殖期間の長い海藻類から順次出すことができないため、養殖槽の容量を順次大きくしただけでは、海藻類の養殖の生産性を効果的に上げられないという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の実施例では、１週間ごとの移し変えを開示しているが、養殖槽の大きさは、移し変え直前の生長した海藻類を基準とするため、移し変えの初期は、面積や容積に余裕がありすぎて無駄となり、養殖槽の単位面積又は容積当たりの生産量でみる生産性の面では、必ずしも十分ではないという問題があった。
なお、単位面積又は容積当たりの生産性を増やすことは、設備の養殖槽サイズを小さくし、建設費及び運転費の軽減することになるため、採算の向上につながり、新規建設においては重要な要素となる。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、その解決するために、多段式養殖槽間の海藻類の移し変えを確実に行い、かつ、養殖槽の面積又は容積の低減により、単位面積又は容積あたりの生産性を向上させ、多段式養殖槽全体の設備高さをより低くでき、設備費、その建設費、運転費の安い、経済的で生産性の高い海藻類の多段式連続養殖装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置は、養殖海水を貯留して、海藻類を養殖する複数の養殖槽からなり、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比、もしくは容積比が、養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する前記複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽と、各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管とを備え、前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、その間を連結する前記移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行うように構成してなり、前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又は前記水面レベルより所定高さだけ高くするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の前記多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さを調整してなることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記複数の養殖槽の設置レベルは、前記前段の養殖槽の底面レベルを前記後段の養殖槽の水面レベル以上とし、前記前段の養殖槽の底面レベルが前記後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差とする時、前記前後段の養殖槽間の段差が、前記必要最小段差より前記所定高さだけ高くなり、この所定高さを前記前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下として、前記多段式養殖槽全体の設備高さを低減してなることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記養殖槽に接続され、その管路が開閉される排出配管と、該排出配管の出側先端部の下部に設置される海藻回収カゴとを備え、海藻類の移し変えの際に、前記排出配管が開放され、前記最終養殖槽からの養殖海水の排水を前記海藻回収カゴで受けて海藻類を回収し、収穫することが好ましい。
【００１３】
また、後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、前記移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することが好ましい。
【００１４】
また、前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上、６日以下となるように、調整してなることが好ましく、特に、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように、調整してなることがより好ましい。
また、前記複数の養殖槽の各槽の底面を養殖海水の排水方向に対して水勾配を設け、前後の養殖槽間の移し変え時の海藻類の移送を行うことが好ましい。
また、ｉ段目の養殖槽の底面から満水面までの高さをＨi、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い前記所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、前記多段式養殖槽の段数をｍ、その全体の設備高さをＴＨとする時、下記式で与えられる設備高さＴＨが最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることが好ましい。
【００１５】
【数１】
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アオノリ等の海藻類を陸上にて季節に関係なく周年、安定して行うことができ、かつ、従来方式に比べ、小さな施設面積にて高効率に海藻類の生産を行うことができる。
また、本発明によれば、多段式養殖槽全体の設備高さをより低くでき、装置全体の設備の高さも比較的低く抑えられるので、設置面積が小さいことと合わせて、設備費、その建設費、および運転費のコストダウンができ、採算性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図及び上面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図４】従来の従来の多段式陸上型海藻類連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置を、添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の一例の概略構成を示す断面図である。
同図に示す海藻類の多段式連続養殖装置（以下、単に、連続養殖装置という）１０は、前段から後段に向かって３つの養殖槽１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃからなる３段式養殖槽１２と、養殖槽１２ａの底面と養殖槽１２ｂとを連結する移送配管１４ａ及び養殖槽１２ｂの底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂと、移送配管１４ａ及び１４ｂにそれぞれ設けられる電動バルブ１６と、養殖槽１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃのそれぞれに新鮮な海水を供給する電動バルブ１６付き給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃと、最下段の最終養殖槽１２ｃの後段に設けられる回収槽２０と、最終養殖槽１２ｃに下流側に設けられる電動バルブ１６付き回収配管２２と、排水配管２４とを有する。
【００２０】
３段式養殖槽１２の養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃは、それぞれ海水を貯留して生育度合いの異なる海藻類をそれぞれ順次養殖するものである。
海藻類は、種苗が最初（第１段目）の第１槽の養殖槽１２ａに投入され、所要日数育成された後、バッチ操作又は自動操作にて、次槽の第２槽（第２段目）の養殖槽１２ｂに、この養殖槽１２ｂから次槽の第３槽の最終（最終段目の）養殖槽１２ｃに、順次、移し変えられて生育され、この繰り返しにより、最終養殖槽１２ｃで生育が完了し、収穫される。海藻類の収穫は、第３槽の最終養殖槽１２ｃの回収配管２２の電動バルブ１６の開放により、回収配管２２から海水を海藻類と共に、回収槽２０に設置した回収カゴ２６に排出することにより、回収される。最終養殖槽１２ｃ内の海藻類が全て回収カゴ２６に回収されると、回収カゴ２６は、図示しない起重機のワイヤ２８の先端のフック２８ａに吊り下げられて、所定の回収場所に運ばれる。
なお、回収カゴ２６から流下した海水は、排水配管２４から外部に排水される。
【００２１】
各養殖槽１２ａ及び１２ｂでそれぞれ所要日数育成された海藻類は、それぞれ養殖槽１２ｂ及び１２ｃに移し替えられるが、前後段の養殖槽間、即ち、養殖槽１２ａと１２ｂとの間、及び養殖槽１２ｂと１２ｃとの間の海藻類の移し変えは、それぞれ前段の養殖槽底部、即ち、養殖槽１２ａ及び１２ｂの底部にそれぞれ接続された移送配管１４ａ及び１４ｂの電動バルブ１６の開放により行うことができる。
まず、回収配管２２の電動バルブ１６を開放して最終養殖槽１２ｃから回収槽２０に排水し、最終養殖槽１２ｃを空にした後、前段の養殖槽１２ｂの電動バルブ１６を開放し、前段の養殖槽１２ｂ内の海水と海藻類を後段の養殖槽１２ｃに移し入れる。次に、後段の養殖槽１２ｂを空にした後、前段の養殖槽１２ａの電動バルブ１６を開放し、前段の養殖槽１２ａ内の海水と海藻類を後段の養殖槽１２ｂに移し入れる。このようにして、前後段の養殖槽の移し替えを繰り返す。
【００２２】
ここで、本実施形態において、前段の養殖槽内の海水と海藻類を後段の養殖槽に略完全又は完全に移し入れるには、移送後の水面レベルを前段の養殖槽の槽底面と同じにする、又は該槽底面より低くする必要があるので前後段の養殖槽間の段差ｈは、この条件より決定される。即ち、段差ｈは、前段の養殖槽内の海水の貯留容量（以下、単に容量という）が、後段の養殖槽の段差部分の容量以下となるように決定される。例えば、養殖槽１２ａの容量をＶ１、面積をＡ１とし、養殖槽１２ｂの容量をＶ２、面積をＡ２、養殖槽１２ｂの段差ｈ以下（１点鎖線以下）の部分の容量Ｖ２０とし、養殖槽１２ｃの容量をＶ３、面積をＡ３、養殖槽１２ｃの段差ｈ以下（１点鎖線以下）の部分の容量Ｖ３０とする時、Ｖ２０≧Ｖ１、Ｖ３０≧Ｖ２となるので、段差ｈとしては、下記式（１）を満たす必要がある。
ｈ＝Ｖ２０／Ａ２≧Ｖ１／Ａ２、又は
ｈ＝Ｖ３０／Ａ３≧Ｖ２／Ａ３ ……（１）
【００２３】
なお、この段差ｈは、設備の全高に影響し、ひいては設備費に影響するので、段差ｈはできるだけ、移送後の水面レベルが前段の養殖槽の槽底面と等しくなる値、即ち前段の養殖槽内の海水の貯留容量が、後段の養殖槽の段差部分の容積と等しくなる値に近づけるのが望ましい。即ち、段差ｈは、下記式（２）を満たすのが好ましい。
ｈ＝Ｖ１／Ａ２＝Ｖ２／Ａ３ ……（２）
また、前段の養殖槽内の海水及び海藻類が確実かつ完全に後段の養殖槽に移送されるように、前後段の養殖槽間の段差ｈを、上記式（２）で求まる段差ｈよりもやや大きくしておくのが最も好ましい。
【００２４】
なお、移送後の各養殖槽、即ち移送後の各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの海水レベルの不足分は、それぞれ給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃより、新たな海水を補給して充当する。また、養殖中の必要な栄養分も、この給水配管１８ａ、１８ｂ及び１８ｃから新たな海水に溶解して供給する。最終養殖槽１２ｃの回収槽２０への移し変えが完了したら、同様にして順次、前の養殖槽１２ｂ、１２ａの移し変えを行い、第１槽の養殖槽１２ａの移し変えの完了によって、３段式養殖槽１２全体の移し変えを完了する。
【００２５】
多段式養殖槽の各養殖槽、即ち３段式養殖槽１２の各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの容量は、海藻類の生長率（平均増殖率）が低下し始める養殖期間の最終日の海藻類の限界密度にて決定される。例えば、スジアオノリの場合、養殖槽容量１ｔ（１ｍ３）に対して、スジアオノリの湿重量で１ｋｇである。この揚合、例えば養殖槽の深さを１ｍとすると、養殖槽の槽面積１ｍ２に対しても１ｋｇとなる。即ち、養殖槽の限界容量は、スジアオノリの湿重量で１ｋｇに対して、１ｍ３、乃至は、槽面積で１ｍ２となる。この値は、第１槽の養殖槽１２ａに限らず、第２槽以降の養殖槽１２ｂ、１２ｃも、各段共通の限界値である。なお、養殖槽の深さ１ｍは、種々のタイプの公知の養殖方式において、海藻類の生育に必要な量の日光が到達する深さであるので、海藻類の養殖では、常用的な深さであり、他の方式の商用生産でも採用されている深さである。したがって、本発明においては、養殖槽の深さを１ｍ以下とするのが好ましい。
【００２６】
これより、第２槽の養殖槽１２ｂの容量Ｖ２（ｍ３）は、第１槽の養殖槽１２ａの容量Ｖ１（ｍ３）に対して、下記式（３）で求められる。
Ｖ２=Ｖ１・ｇｋ ……（３）
ここで、ｇ：海藻の日間生長率（スジアオノリの場合、１．４）
ｋ：当該養殖槽（この場合、第２槽）における養殖日数
また、上記式（３）では、養殖槽の容量Ｖを基準としたが、面積Ａ（ｍ２）を基準にしても、同様に生長率ｇｋを乗じて求められる。なお、この場合には、第１及び２槽の養殖槽１２ａ及び１２ｂの底面から各槽の容量がそれぞれＶ１及びＶ２となる水面（満水面）までの高さ（槽高さ）は等しくする必要がある。
即ち、第２槽の養殖槽１２ｂの槽面積Ａ２（ｍ２）は、第１槽の養殖槽１２ａの槽面積Ａ２（ｍ２）に対して、下記式（４）で求められる。
Ａ２=Ａ１・ｇｋ ……（４）
なお、第３槽の養殖槽以降の容量及び槽面積も同様に、前段の養殖槽の容量及び槽面積に海藻の生長率ｇｋを乗じて求められる。
【００２７】
本実施形態の連続養殖装置１０においては、養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの前後の養殖槽間の移送配管１４ａ及び１４ｂ、並びに回収配管１６の各電動バルブ１６を制御することにより、各槽間の海藻類の移し変え、回収槽２０への海藻類の移送を自動操作として行うことができるので、これらの移し変えや移送の自動運転が可能である。また、給水配管１８ａ，１８ｂ及び１８ｃの各電動バルブ１６を制御することにより、各養殖槽１２ａ、１２ｂ及び１２ｃへの給水を自動的に行うことができるので、給水の自動運転も可能である。
【００２８】
なお、移送配管１４ａ及び１４ｂ、回収配管１６、並びに給水配管１８ａ，１８ｂ及び１８ｃの各電動バルブ１６を手動スイッチで制御して、バッチ操作として行っても良い。
さらに、各電動バルブ１６の代わりに手動バルブを用い、各槽間の移し変え、回収槽２０への移送、各槽への給水を手動によるバッチ操作で行っても良い。
図１に示す連続養殖装置１０は、３段式養殖槽１２からなるが、各槽間の段差や、各槽の容積や槽面積が、上述した条件を満たせば、２段式養殖槽からなるものであっても良いし、４段以上の多段式からなるものであっても良い。
【００２９】
即ち、本発明の連続養殖装置が、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比又は容積比が養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽から成る場合、この多段式養殖槽の接地レベルが、前段の養殖槽の底面レベルを、前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又はこの水面レベルより所定高さだけ高く、すなわちこの水面レベル以上とするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなる、好ましくは最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さ（槽高さ）を調整しておく必要がある。
【００３０】
例えば、本発明の連続養殖装置が、ｍ（２以上の整数）段の養殖槽を備えるｍ段式養殖槽からなる時、第ｉ槽（ｉ段目）の養殖槽の底面から満水面までの槽高さをＨiとし、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1とし、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、多段式養殖槽全体の設備高さをＴＨとする時、下記式（５）で与えられる設備高さＴＨがより小さくなる、好ましくは、最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整しておく必要がある。
即ち、前段の養殖槽の養殖海水及び海藻類を後段の養殖槽に移し替えた時の前段の養殖槽の底面レベルが後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差ｈ０i+1とする時、ｉ段目の養殖槽と（ｉ＋１）段目の養殖槽との底面レベル差を、必要最小段差ｈ０i+1より、余裕分として所定高さδi+1（０≦δi+1）だけ高い段差とする場合であっても、下記式（５）を設備高さＴＨがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整しておく必要がある。
【００３１】
【数２】
【００３２】
ここで、余裕分である所定高さδi+1は、前段の養殖槽の槽底面と、前段の養殖槽内の養殖海水と海藻類を全て移した時の後段の養殖槽の水面との差であって、予め設定される０以上の所定の値であり、各養殖槽において異なる値、例えば、各養殖槽の面積や容量（容積）に応じた異なる値であっても良いし、各養殖槽において一定の値であっても良い。なお、所定高δi+1を０にすることができる場合には、設備高さＴＨをより小さく、好ましくは、最小にすることができる。
なお、所定高さδi+1としては、例えば、前段の養殖槽からの排水促進のために前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とするのが好ましい。
【００３３】
上述したように、本発明の連続養殖装置においては、前段の養殖槽内の海水と海藻類を後段の養殖槽に略完全又は完全に移し入れるには、移送後の水面レベルを前段の養殖槽の槽底面と同じに、又は該槽底面より低くする必要があるので、図１に示す連続養殖装置１０の３段式養殖槽１２において前後段の養殖槽間の段差ｈを表す上記式（１）及び（２）は、上述のｍ段式養殖槽の場合、ｉ段目の養殖槽の容量をＶi、底面積をＡi、ｉ段目の養殖槽とｉ＋１段目の養殖槽との段差をｈi+1とすると、下記式（６）を満たす必要があるので、上記所定高さδi+1を用いて、下記式（７）で表すことができる。
ｈi+1≧Ｖi／Ａi+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi ……（６）
ｈi+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi＋δi+1 ……（７）
なお、ｉ段目の養殖槽とｉ＋１段目の養殖槽の必要最小段差ｈ０i+1は、上記式（７）において、δi+1＝０の場合であるので、下記式（７’）で表すことができる。
ｈi+1＝ｈ０i+1＝（Ａi／Ａi+1）・Ｈi ……（７’）
【００３４】
この場合、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1とすると、上記式（３））は、下記式（８）で表される。
ｇｋi+1 =Ｖi+1／Ｖi＝Ａi+1・Ｈi+1／（Ａi・Ｈi） ……（８）
このため、上記式（７）及び（７’）は、それぞれ、下記式（９）及び（９’）でも表すことができる。
ｈi+1＝（Ｈi+1／ｇｋi+1）＋δi+1 ……（９）
ｈi+1＝ｈ０i+1＝Ｈi+1／ｇｋi+1 ……（９’）
したがって、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨは、第１段目の養殖槽の槽高さＨ1と、第２段目から第ｍ段目までの養殖槽の各槽の、前段の養殖槽との段差の総和との和であるので、上記式（５）で表すことができ、また、余裕分δi+1を考慮しない場合には、多段式養殖槽全体の必要最小設備高さＴＨ０は、下記式（５’）で表すことができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】
なお、上記式（５）及び（５’）で表される多段式養殖槽全体の設備高さＴＨ、ＴＨ０は、第１段目の養殖槽の槽高さＨ1と、第２段目から第ｍ段目までの養殖槽の各槽の、前段の養殖槽との段差の総和との和であるので、上記式（７）及び（７’）を用いて、上記式（１０）及び（１０’）で表すことができる。
【００３７】
【数４】
【００３８】
なお、ｍ段の養殖槽の各養殖槽の槽高さＨiが等しく、Ｈi＝Ｈで表される場合には、上記式（８）は、下記式（１１）で表すことができる。
ｇｋi+1 =Ａi+1／Ａi ……（１１）
したがって、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを表す上記式（５）及び（１０）は、下記式（１２）で表すことができる。
【００３９】
【数５】
【００４０】
以上のように、上記式（５）、（１０）又は（１２）で表すことができる多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを、本発明の連続養殖装置が設置される環境に応じてより低く、好ましくは最小となるように前後段の養殖槽間の段差ｈi+1（＝（Ｈi+1／ｇｋi+1）＋δi+1）、もしくは前後段の養殖槽間の面積比（例えば、Ａi+1／Ａi；従って、各養殖槽の養殖日数ｋも含む）及び各養殖槽の底面から満水面までの槽高さ（例えば、Ｈi）を調整することにより、多段式養殖槽全体の設備高さを設置環境に対してより低くでき、設備のコンパクト化を図ることができ、設備費、その建設費のコストダウンを図ることができる。なお、本発明では、上記所定高さδi+1は、０にすることができる場合には、全体の設備高さＴＨをより小さくできるが、設置環境や養殖槽の構造によって０にできない場合にも、できるだけ小さくするのが好ましいのはもちろんである。
【００４１】
ところで、多段式養殖槽全体の設備高さＴＨを低減するためには、上記式（６）、（７）及び（９）で表される前後段の養殖槽間の段差ｈiを小さくするのが良いのはもちろんであるので、この段差ｈiは、必要最小段差ｈ０iと余裕分δiとの和として表すことができるので、この段差ｈiを必要最小限の所定範囲として、例えば、必要最小段差ｈ０iと、これに加える余裕分としてδiを、例えば前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とすることにより、全体の設備高さを低減するのが好ましい。
ここで、前後段の養殖槽間の段差を所定範囲、即ち、必要最小段差ｈ０iに加える余裕分δiを、前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下に制限するのは、コストアップさせることなく、前段の養殖槽からの養殖海水及び海藻類の排水若しくは排出を促進するためである。
【００４２】
なお、水勾配は、水自体の排水には、１〜２％で十分である。本発明では、海藻類が混じるため、実際には２％以上のかなりの勾配をつけても自然流下だけでは、一部の海藻類は残る懸念が無いとは言えないが、少量であるので許容しても実用上、問題はない。もちろん、海藻類の完全排出には、人手、もしくは介入装置が必要であるが、介入装置まではコストアップを招くために、不要である。
即ち、水勾配が２％超になる段差を付けると、全体の設備高さを低減するのが困難となり、水勾配が０％となる必要最小段差ｈ０にすると、前段の養殖槽の底面に残った、海藻類の完全排出に多くの人手がかかり、又は介入装置等が必要となり、コストアップを招くからである。
【００４３】
なお、本発明者は、各養殖槽の槽高さＨiについて、種々の実験を行った結果、通常の太陽光での養殖の場合、水深約１ｍ程度が限界であること、即ち、各養殖槽の槽高さＨiを１ｍ以下とするのが好ましいことを知見した。これは、海藻類が高生長率となる海藻類密度において、水深1ｍを越す領域では、光合成に必要な光量以下となり、生長率が大幅に低下することが原因であると考えられるからである。
従って、本発明においては、所定の容積を得るのに、水深を深くして、即ち各養殖槽の槽高さＨiを高くして、底面積を小さくすることもできるが、上記知見から、水深（槽高さ）を約1ｍに固定し、生長率に応じて各養殖槽の槽面積を大きくしていくことが好ましく、効果的である。本発明では、各養殖槽のサイズの相互関係式を容積基準としても良いが、水深（槽高さ）を固定し、面積基準にすることが好ましいと言える。
【００４４】
以上から、本発明の連続養殖装置において、養殖効率向上には、下記の養殖槽形状が好ましい。
各養殖槽高さは一定にし（例えば、上述の１ｍ程度）、海藻類の種類、従ってその生長率、及び養殖日数を決めることにより、各養殖槽の面積及び槽間段差（槽高さ）を求め、設備全高を決めるのが好ましい。
本発明の第１の実施形態の連続養殖装置は、基本的に以上のように構成される。
【００４５】
（第２の実施形態）
図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図及び上面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す海藻類の多段式連続養殖装置３０は、前段から後段に向かって、第１槽の２つの並列に配置された養殖槽１２ａ１、１２ａ２、第２槽の２つの並列に配置された養殖槽１２ｂ１，１２ｂ２、第３槽の養殖槽１２ｃ、及び第４槽の養殖槽１２ｄの４段からなる４段式養殖槽３２と、第１槽の養殖槽１２ａ１の底面と第２槽の養殖槽１２ｂ１とを連結する移送配管１４ａ１、養殖槽１２ａ２の底面と養殖槽１２ｂ２とを連結する移送配管１４ａ２、第２槽の養殖槽１２ｂ１の底面と第３槽の養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ１と、養殖槽１２ｂ２の底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ２、及び養殖槽１２ｃの底面と養殖槽１２ｄとを連結する移送配管１４ｃとを有する。
【００４６】
なお、移送配管１４ａ１、移送配管１４ａ２、移送配管１４ｂ１、移送配管１４ｂ２、及び移送配管１４ｃには、それぞれ電動バルブ１６が設けられている。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）においては、図１と同様に、各養殖槽への給水配管と、最後段の最終養殖槽１２ｄの後段に設けられる回収槽と、最終養殖槽１２ｄに下流側に設けられる回収配管と、排水配管とを有するが、説明を簡略化するために省略されている。
【００４７】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０は、４段式養殖槽３２からなり、図１に示す３段式養殖槽１２からなる連続養殖装置１０に対して、段数の点でも異なるが、最上段の第１槽の養殖日数が２日であり、２つの養殖槽１２ａ１、１２ａ２を有し、第２槽の養殖日数が２日であり、２つの養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２を有する点が特徴である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１槽と第２槽との養殖日数が２日で、第３槽と第４槽との養殖日数が１日である場合には、収穫（回収）まで全６日の養殖日数が必要であるため、図１に示す連続養殖装置１０を４段式養殖槽として使用すると、第３槽と第４槽とが１日ずつ空くことになり、生産量の向上が図れない。
【００４８】
これに対し、連続養殖装置３０では、この特徴を有しているため、第１槽及び第２槽にそれぞれ２つの養殖槽１２ａ１、１２ａ２と、２つの養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２とを有しているため、養殖槽１２ａ１及び１２ａ２の養殖開始を１日ずらしておけば、養殖槽１２ａ１と１２ｂ１との間の移送、及び養殖槽１２ａ２と１２ｂ２との間の移送は、２日毎に順次行うことができ、又、養殖槽１２ｂ１と１２ｃとの間の移送及び養殖槽１２ｂ２と１２ｃとの間の移送を１日毎に交互に行うことができる。
このため、連続養殖装置３０では、第１槽の養殖槽１２ａ１、１２ａ２と第２槽の養殖槽１２ｂ１、１２ｂ２とはもちろん、第３槽と第４槽とにおいて養殖ができない日がなくなり、生産量の向上を図ることができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る海藻類の多段式連続養殖装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
図３に示す海藻類の多段式連続養殖装置４０は、前段から後段に向かって第１槽の２つに仕切られた養殖槽１２ａ３、１２ａ４、第２槽の２つに仕切られた養殖槽１２ｂ３，１２ｂ４、第３槽の養殖槽１２ｃ、及び第４槽の養殖槽１２ｄの４段からなる４段式養殖槽４２と、第１槽の養殖槽１２ａ１の底面と第２槽の養殖槽１２ｂ３とを連結する移送配管１４ａ３、養殖槽１２ａ４の底面と養殖槽１２ｂ４とを連結する移送配管１４ａ４、第２槽の養殖槽１２ｂ３の底面と第３槽の養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ３と、養殖槽１２ｂ４の底面と養殖槽１２ｃとを連結する移送配管１４ｂ４、及び養殖槽１２ｃの底面と養殖槽１２ｄとを連結する移送配管１４ｃとを有する。
【００５０】
図３に示す連続養殖装置４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０が、第１槽が２つの並列に配置された養殖槽１２ａ１、１２ａ２と、第２槽が２つの並列に配置された養殖槽１２ｂ１，１２ｂ２とを有しているのに対して、第１槽が２つに仕切られた養殖槽１２ａ３、１２ａ４と、第２槽の２つに仕切られた養殖槽１２ｂ３，１２ｂ４とを有している点で異なる以外は、全く同様の構成を有するものであるので、全く同様に養殖をおこなうことができ、全く同様に、生産量の向上を図ることができる。
図３に示す連続養殖装置４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す連続養殖装置３０の変形例であって、第１槽、第２槽を１槽にし、仕切りにより２槽に分けたものということができ、全槽を直列に配置できる。連続養殖装置４０の生産性は、連続養殖装置３０と同じであるので、設置場所の敷地形状の制約に合わせて選択することができる。
【００５１】
図２及び図３では、４段式養殖槽において、第３段目の養殖槽１２ｃの前段の第２段目の養殖槽を２つの養殖槽１２ｂ１及び１２ｂ２、又は１２ｂ３及び１２ｂ４で構成しているが、本発明は、これに限定されず、多段式養殖槽において、後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように多段式養殖槽の各槽の容積を調整して構成しても良い。
こうすることにより、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することができるので、後段の養殖槽の利用効率を上げることができ、連続養殖装置１台あたりの養殖海藻類の生産性を向上させることができるし、少なくとも最終段の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように調整することができ、毎日連続して海藻類を生産することができる。
【００５２】
特に、多段式養殖槽の複数の養殖槽の各槽の容積を、複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上、６日以下となるように、調整するのが好ましく、特に、少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように、調整するのがより好ましい。
こうすることにより、同一養殖槽内での養殖日数をより短くすることができ、かつ、面積当たりの収穫量、即ち生産量を向上させることができ、かつ、毎日連続して海藻類を収穫、生産することができる。
【００５３】
本発明の連続養殖装置で養殖される海藻類の種類は特に制限されないが、例えば、養殖槽内の海水に浮遊させて養殖可能な海苔類が好ましく、例えば、特許文献１及び２に開示の非着床型海藻類が好ましく、中でも、例えばスジアオノリまたはホソエダアオノリが挙げられる。
なお、本発明の連続養殖装置では、海藻類の複数の胞子が連結した胞子集塊、もしくはそれら胞子が発芽した発芽体が絡みあった発芽体集塊を供給してもよいし、もしくは、それらの発芽体集塊を別の小型水槽で養殖し、適正なサイズに生育させた後に供給してもよい。該胞子集塊および発芽体集塊は、直径５ｍｍ以下の小集塊に粉砕して使用されることが好ましい。なお、該胞子集塊および発芽体集塊は、例えば、特許文献１に記載の方法で製造される。
【００５４】
また、本発明の連続養殖装置で使用される養殖用海水としては、海藻類の養殖に使用できる海水であれば特にその海水の種類は制限されないが、例えば、地下海水、海洋深層水などが使用される。なお、一般海水も使用することができるが、不純物が多く含まれている場合が多く、海藻類の生長が阻害されるおそれがある。このため、一般海水を使用する場合には、含まれる不純物をろ過して用いるのが好ましい。
また、本発明の連続養殖装置の多段式養殖槽の各養殖槽内の海水を、各槽の給水配管から流下する海水の噴流やエアや炭酸ガスや炭酸ガス入りエア等の気体によるバブリング（エアレーション）などによって流動化し、攪拌し、旋回させるのが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置を、実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例1）
図１に示す３段式養殖槽１２において、スジアオノリを用い、各槽２日ずつ、合計６日のサイクルにて養殖を行った。スジアオノリの日間生長率は１．４なので、２日間での生長率は１．４２=１．９６となり、槽間の容積比を１．９６とした。なお、第２槽と第１槽との面積比を１．９６、第３槽と第２槽との面積比を１．９６、各養殖槽の槽高さをそれぞれ１ｍとし、３段式養殖槽１２の全体の設備高さＴＨを、従来方式の３ｍに対して、２．０２ｍ（各養殖槽の余裕分δを加えても２．１４ｍ）として、低く抑えた。
【００５６】
即ち、実施例１では、段差ｈ2及びｈ3は、ｈ2＝ｈ3＝１／１．４２＝０．５１０ｍとなり、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１＋０．５１０×２＝２．０２ｍとなる。
従来方式では、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１×３＝３ｍとなる。
したがって、全体の設備高さＴＨの削減率は、１−２．０２／３＝０．３２７となり、３３％の削減効果である。
なお、余裕分である段差の増加分（段差増分）δ2、及びδ3としては、水勾配２％とすると、１．９６×０．０２＝０．０３９ｍ、及び３．８４×０．０２＝０．０７７ｍとすることができ、合計増加分として、０．１１６ｍとすることができる。
第1槽に投入する種苗を１ｋｇ（湿重量)とすると、２日後の海藻重量は、１．９６ｋｇになるので、第１槽の容量を１．９６ｍ３とし、第２槽、第３槽の容:量をそれぞれ、１．９６×１．９６＝３．８４ｍ3、３．８４×１．９６＝７．５３ｍ３とした。また、各養殖槽の高さ（水深）を1ｍとし、各槽の面積を、それぞれ、１．９６、３．８４、７．５３ｍ2とした。
【００５７】
本条件にて、２日間ごとの移し変えで６日間養殖を行った結果、ほぼ、目標通りの７．５３ｋｇ（湿重量）のスジアオノリを収穫できた。
本例での養殖槽における単位面積、１日あたりの生産量は、（７．５３−１）／２／（１．９６＋３．８４＋７．５３）＝０．２４５ｋｇ／ｍ2／日となった。
上記の実施例１の各養殖槽のサイズと配置構成並びに結果について、表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
比較のため、従来方式例として１槽のみでの養殖も行った。収穫量を同レベルにするため、容積を７．３５ｍ３とし、６日間、同一水槽で養殖したが、海藻の投入重量１ｋｇに対し、収穫重量は、上例とほぼ同じ７．５３ｋｇを得た。これにより単位面積、1日当たりの生産量を求めると、（７．５３−１）／６／７．５３＝０．１４５ｋｇ／ｍ２／日となった。
実施例１の生産性を単位面積、１日当たりの生産量で従来方式と比較すると、０．２４５／０．１４５＝１．６９となり、本発明により従来比で、約１．７倍、生産性が向上することが判明した。
【００６０】
（実施例２）
図２（ａ）及び（ｂ）に示す４段式養殖槽において、スジアオノリを用い、第１、第２槽で２日ずつ、第３、第４槽で１日ずつの合計６日のサイクルにて養殖を行った。スジアオノリの生長率は１日では１．４、２日間では１．９６なので、槽間の容積比を第１、第２槽間は１．９６、第２、第３槽間、及び第３、第4槽間は、共に１．４とした。
なお、第２槽と第１槽、第３槽と第２槽、及び第４槽と第３槽との面積比を１．９６、１．４、及び１．４とし、各養殖槽の槽高さを、全て１ｍとし、４段式養殖槽の全体の設備高さＴＨを、従来方式の４ｍに対して、２．９４ｍ、（各養殖槽の余裕分δを加えても３．０５ｍ）として、低く抑えた。
移し変えピッチが前段と後段で異なるので、１日ごとの移し変えに対応できるよう、第１槽と第２槽は、それぞれ２個設置し、第２槽と第３槽間は、第２槽から交互に移し変えるようにした。
【００６１】
実施例２では、段差ｈ2は、ｈ2＝１／１．４2＝０．５１ｍ、ｈ3及びｈ4は、ｈ3＝ｈ4＝１／１．４＝０．７１４ｍとなり、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１＋０．５１０＋０．７１４×２＝２．９４ｍとなる。
従来方式では、全体の設備高さＴＨは、ＴＨ＝１×４＝４ｍとなる。
したがって、全体の設備高さＴＨの削減率は、１−２．９４／４＝０．２６５となり、２７％の削減効果である。
なお、余裕分である段差の増加分（段差増分）δ2、δ3及びδ４としては、水勾配２％とすると、０．９８×０．０２＝０．０２０ｍ、１．９２×０．０２＝０．０３８ｍ、及び２．６９×０．０２＝０．０５４ｍとすることができ、合計増加分として、０．１１２ｍとすることができる。
【００６２】
第1槽に投入する種苗を１ｋｇ（湿重量）とすると、実施例１と同様の考え方から、各養殖槽の高さ（水深）を1ｍとし、槽容量は、第1槽：０．９８ｍ３（×２槽）、第２槽：０．９８×１．９６＝１．９２ｍ３（×２槽）、第３槽：１．９２×１．４＝２．６９ｍ３、第４槽：２．６９×１．４＝３．７６ｍ３とした。
本条件にて、１日、及び２日毎に移し変えし、６日間養殖を行った結果、ほぼ、目標通りの７．５３ｋｇ（湿重量）のスジアオノリを収穫できた。
本例での養殖槽における単位容積、１日あたりの生産量は、（７．５３−１）／（０．９８×２＋１．９２×２＋２．６９＋３．７６）＝０．５３３ｋｇ／ｍ３／日となった。
この生産性を単位容積、１日当たりの生産量で，従来方式と比較すると、０．５３３／０．１４５＝３．６８となり、約３．７倍、生産性が向上することが確認できた。
上記の実施例２の各養殖槽のサイズと配置構成並びに結果について、表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表１及び表２に示される上記の実施例１及び２から、本発明の効果は、明らかである。
以上、本発明に係る海藻類の多段式連続養殖装置について種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１０，３０、４０ 海藻類の多段式連続養殖装置
１２ ３段式養殖槽
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 養殖槽
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 移送配管
１６ 電動バルブ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 給水配管
２０ 回収槽
２２ 回収管
２４ 排水配管
２６ 回収カゴ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
養殖海水を貯留して、海藻類を養殖する複数の養殖槽からなり、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比、もしくは容積比が、養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する前記複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽と、
各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管とを備え、
前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、その間を連結する前記移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行うように構成してなり、
前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又は前記水面レベルより所定高さだけ高くするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の前記多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さを調整してなることを特徴とする海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項２】
前記複数の養殖槽の設置レベルは、前記前段の養殖槽の底面レベルを前記後段の養殖槽の水面レベル以上とし、前記前段の養殖槽の底面レベルが前記後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差とする時、前記前後段の養殖槽間の段差が、前記必要最小段差より前記所定高さだけ高くなり、この所定高さを前記前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とし
て、前記多段式養殖槽全体の設備高さを低減してなることを特徴とする請求項１に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項３】
さらに、前記養殖槽に接続され、その管路が開閉される排出配管と、該排出配管の出側先端部の下部に設置される海藻回収カゴとを備え、
海藻類の移し変えの際に、前記排出配管が開放され、前記最終養殖槽からの養殖海水の排水を前記海藻回収カゴで受けて海藻類を回収し、収穫することを特徴とする請求項１又は２に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項４】
後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、前記移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項５】
前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上６日以下となるように調整してなることを特徴とする請求項４に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項６】
前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように調整してなることを特徴とする請求項４又は５に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項７】
前記複数の養殖槽の各槽の底面を養殖海水の排水方向に対して水勾配を設け、前後の養殖槽間の移し変え時の海藻類の移送を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項８】
ｉ段目の養殖槽の底面から満水面までの高さをＨi、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い前記所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、前記多段式養殖槽の段数をｍ、その全体の設備高さをＴＨとする時、下記式で与えられる設備高さＴＨが最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【数１】
【請求項１】
養殖海水を貯留して、海藻類を養殖する複数の養殖槽からなり、前段の養殖槽の、後段の養殖槽に対する面積比、もしくは容積比が、養殖する海藻類の生長率の関数で規定される比率で順次拡大する前記複数の養殖槽で構成され、第１槽から最終養殖槽までの各養殖槽の設置レベルが段階的に下げられた多段式養殖槽と、
各養殖槽の底面部と後段の養殖槽との間を連結する開閉弁付きの移送配管とを備え、
前後段の養殖槽間の海藻類の移し変えを、その間を連結する前記移送配管の弁の開閉により、重力による養殖海水の自然流下を利用して行うように構成してなり、
前段の養殖槽の底面レベルを前段の養殖槽内の海藻類の移し変えを行った時の後段の養殖槽の水面レベルと等しくし、又は前記水面レベルより所定高さだけ高くするように前後段の養殖槽間の段差を設けた時の前記多段式養殖槽全体の設備高さがより小さくなるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の底面から満水面までの高さを調整してなることを特徴とする海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項２】
前記複数の養殖槽の設置レベルは、前記前段の養殖槽の底面レベルを前記後段の養殖槽の水面レベル以上とし、前記前段の養殖槽の底面レベルが前記後段の養殖槽の水面レベルである場合の前後段の養殖槽間の段差を必要最小段差とする時、前記前後段の養殖槽間の段差が、前記必要最小段差より前記所定高さだけ高くなり、この所定高さを前記前段の養殖槽の底面に設けられた養殖海水の排水方向に対する水勾配が２％になる段差以下とし
て、前記多段式養殖槽全体の設備高さを低減してなることを特徴とする請求項１に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項３】
さらに、前記養殖槽に接続され、その管路が開閉される排出配管と、該排出配管の出側先端部の下部に設置される海藻回収カゴとを備え、
海藻類の移し変えの際に、前記排出配管が開放され、前記最終養殖槽からの養殖海水の排水を前記海藻回収カゴで受けて海藻類を回収し、収穫することを特徴とする請求項１又は２に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項４】
後段の１槽の養殖槽に対して、前段の養殖槽をｎ（ｎは整数）槽の養殖槽、又は仕切られたｎ室で構成し、後段の養殖槽と前段の養殖槽の各槽との間、又は後段の養殖槽と前段の養殖槽の各室との間を開閉弁付きの前記移送配管で連結し、前段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数と、後段の養殖槽における海藻類の移し変えまでの養殖日数の比率とがｎ：１となるように、前段の養殖槽の各槽、又は前段の養殖槽の各室から、後段の養殖槽における海藻類の移し変えを、前段の養殖槽の養殖日数に応じて、前記移送配管の開閉弁の開閉を順次切り換えて、順次行うことにより、異なる養殖日数の複数の養殖槽間を移し変えて運転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項５】
前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数を２日以上６日以下となるように調整してなることを特徴とする請求項４に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項６】
前記複数の養殖槽の各槽の容量を、前記複数の養殖槽の少なくとも最初の養殖槽における海藻類の養殖日数が２日となり、少なくとも最後の養殖槽における海藻類の養殖日数が１日となるように調整してなることを特徴とする請求項４又は５に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項７】
前記複数の養殖槽の各槽の底面を養殖海水の排水方向に対して水勾配を設け、前後の養殖槽間の移し変え時の海藻類の移送を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【請求項８】
ｉ段目の養殖槽の底面から満水面までの高さをＨi、海藻の日間生長率をｇ、第ｉ＋１槽（ｉ＋１段目）の養殖槽における養殖日数をｋi+1、ｉ段目の養殖槽の底面レベルを（ｉ＋１）段目の養殖槽の水面レベルより高い前記所定高さをδi+1（０≦δi+1）とし、前記多段式養殖槽の段数をｍ、その全体の設備高さをＴＨとする時、下記式で与えられる設備高さＴＨが最小となるように、前後段の養殖槽間の面積比及び各養殖槽の高さを調整してなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の海藻類の多段式連続養殖装置。
【数１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１３３７９（Ｐ２０１２−２１３３７９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３７８２（Ｐ２０１２−３７８２）
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【出願人】（０００２００３３４）ＪＦＥメカニカル株式会社 (48)
【出願人】（５０４１７４１８０）国立大学法人高知大学 (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【出願人】（０００２００３３４）ＪＦＥメカニカル株式会社 (48)
【出願人】（５０４１７４１８０）国立大学法人高知大学 (174)
【Ｆターム（参考）】
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