JP2017503524A - 多層式アパート型立体水槽 - Google Patents
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Abstract
Description
一般的に、海水による養殖は、陸上水槽式、海上生簀式に大きく区分され、陸上水槽式は、環境の変化を予測することが困難な海から生息環境を人為的に調節できる陸上水槽に対象生物を移して養殖する方法であり、海上生簀式は海の広い空間に網などを設置して、生物を生簀の中で飼育する方法である。
最近は、海の養殖場などで魚介類を稚魚や稚貝の時から養殖すると自然災害の危険などにさらされる時間が長くなり、その分収率が低下し、これらの問題を改善し、収率を高めようと陸上に備えた養殖水槽において魚介類を高密度に集中養殖し、一定の大きさに成長した後、海の養殖場などで商品価値がある一定の大きさになるまで本養殖する方法が増加している。
このように、陸上に設置された養殖水槽には水産動植物を高密度に養殖し、水産動物の成長に最適な環境を造成するために飼育水の供給と排水施設、浄化施設又は酸素供給設備などの諸般施設を設備することにより、一定の環境で水生生物を保護し、養殖に適した飼育環境を形成して一定の大きさまで生産している。
しかし、ガラスや、アクリルなどの合成樹脂を水槽の材料として使用すると、底部分の材質が薄く、飼育水の水位を調節する内部外部のパイプで形成された排水装置の装着のため、水槽の底を加工するのが困難である。また、現在までの複層構造は、区画された一つの同じ環境を持ち、一層に一つ又は二種類の生物を飼育している。
したがって、本発明では複数の層を効率的に使用するため、複層構造からなる各層に区画された水槽を装備することで、様々な魚種を収容して、それぞれの水槽に収容された魚種に適した環境を調節して制御できる水槽システムを提供する。
単位水槽は、上部が開口されて一定の面積を有する底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体、水槽本体の外壁とつながるいずれかの角の側壁には、飼育水を排出するように排水通孔が形成され、排水通孔には外部に排水ラインが形成され、水位調節パイプと水位調節パイプの下部から一定距離の間隔を持って、水位調節パイプと一定の空間を維持し外側を包む排水パイプで構成された二重排水装置が単位水槽内部の角側壁に接続されることを特徴とする。
単位水槽が置かれる水平部材の上側面外側縁には、一定の高さの段差が形成され、単位水槽が水平部材外側に滑らず段差内側に安着出来るように水槽支持台が装着される。別の実施例では、前記水平部材に置かれる単位水槽下部には、上部に開口されて一定の深さを有する多角形形状の水槽支持台を装着することも可能である。
水平部材と垂直部材を接続する部分の下部には、凹い排水路を形成して濾過材と濾過綿を敷いて水生植物の種子を植生し、植物の水耕栽培ができるように前記排水路は、垂直部材を囲み接続される板形状の水平フレームと垂直フレームが結合された上部が開口されて、下部が凹い構造の階段模様の上広下狭形の空間が形成される。
図1は、本発明の多層式アパート型立体水槽の斜視図を示す。本発明の多層式アパート型の立体水槽は、上、下部が開口された直方形フレームで形成された垂直部材を中心に、垂直部材上部は制御機能を有するシステム操作部(30)が設置され、垂直部材は、複数の板状のフレームがそれぞれの層に一つ以上接続されて、前後左右の四面と上、下に単位ユニットのガラス水槽(50)が設置される多段構造で構成され、最大4段、64個のガラス水槽が設置できるよう形成される。
特に、実験室で魚種別飼育実験を行う場合、実験条件別設定と管理の容易性が最優先されるため、一人の研究者が実験条件を制御して、データを分析するために適切な水槽の数は、一つの面あたり5つの4層に設置して最大64の水槽で構成するのが望ましい。
構造部ユニット(10)は、上、下が開口されたパイプのように内部が空いている直方形の垂直部材構造の濾過槽(13)、直方形フレームの中心を取り囲む構造で形成された注水部(12)、濾過槽下部に多数の板状のフレームが結合接続され、上広下狭の階段構造の排水部(11)とからなる。
注水部(12)は、パイプのように内部が空いている直方形フレームで形成され、濾過槽の上部が注水部の中心を貫通する形で取り囲むように形成される。注水部外壁側面には注水部フレーム内部に貯蔵されたきれいな飼育水をガラス水槽に供給できるようにした注水ライン(14)が設置される。
注水ライン(14)は、プラスチック又は金属材質のパイプであることが一般的で、注水ラインには注水部フレーム内部に貯蔵された綺麗な飼育水をガラス水槽に供給、制御できるようにしたバルブを設置することができる。
バルブは手動バルブで構成され、機械的制御が可能なように電気的に自動制御部と接続されたソレノイドバルブで構成することができる。また、注水ラインには流量計を付着し電束流量と換水率を測定できるように形成されるので、実験室で本発明の多層式アパート型立体水槽を使用して飼育環境条件に応じた毒性物質のような液状の流速により、濃度がどのように変化するのかを測定することができる。
濾過槽(13)は、使用者の目的に応じて濾過槽の位置だけでなく、数を異にして水槽の中心部と下部に濾過槽をそれぞれ設置可能なTypeAと、水槽の中心部のみ濾過槽が設置可能なTypeBに分けられる。
TypeBは濾過及び浄化を必要とする飼育水が、各ガラス水槽の排水口を通して中心に設置された濾過槽に移動し、浄化される形の高度の浄水能力が必要のない魚類の飼育時に利用されることが適切である。
一方、毒性実験を実施した飼育水のように高度な浄化能力が必要な場合はTypeAを設置することが適切である。TypeAは、TypeBのように排水口を通って飼育水が中心部に設置された濾過槽に移動し、飼育水を浄化する一次浄化過程を経た後、下部に設置された濾過槽を経る二次過程を経て排出され飼育水の浄化能力を高めることができる。
本発明の排水部(11)は、板形態のフレームからなる水樋(16)、連結板(20)、排水部の棚(15)が順次接続された上広下狭の構造で、排水部の全体フレームは前面から見た場合、階段構造で中心を囲んだ形であり、上面からは、中央が空いた空間を有する長方形の構造を有する。
水樋(16)は、板形態の垂直フレームと水平フレームで構成され、水平フレームが濾過槽下部と接続されて、一般的に側断面から見た時は水樋フレームが「L」の形で濾過槽を中心に左、右に設置される構造を有する。水樋の垂直フレームと濾過槽は、平行に設置され、その間を水樋の水平フレームが接続され上部が開口され、下部が凹んだ空間を形成して、ガラス水槽から排水された飼育水を収集、排水することができる。水樋の水平フレームには収集された飼育水を、外部又は濾過槽に移動させることができる一定の直径を持つ通孔の排水口(19)を形成することができる。
水樋の上、下フレームが対応する角の部分に収集された飼育水が排出されずに長時間経つと、飼育水に含まれている栄養塩によって悪臭が発生する問題が生じるため、排水口の位置や数を水槽の大きさに応じて自由に調節して水樋フレームまた、飼育水が排水口にスムーズに排出することができる構造に変形して設置することができる。本発明の基本的な実施例として、排水口に近づくにつれ、1〜5度の傾斜を持つ勾配が形成された構造で設計して、水抜けを容易にした。
TypeAは、1つの排水口を持って水樋床フレームは、濾過槽を中心に飼育水が一周を移動しながら排水されるよう、排水口に近づくにつれ上下左右方向に傾斜を有する勾配が形成された構造からなる。
TypeBは、2つの排水口を持つ構造として濾過槽を中心に排水口一側面に仕切りが形成されて水樋内部は上下又は左右に区画が分かれている。各区画には、仕切りが形成された方向と同じ方向に傾斜を有する構造で構成され、傾斜が始まる水樋の底には排水口が形成されて飼育水は、重力により排水が円滑になる。
TypeBの傾斜はTypeAに比べ傾斜角度が大きいため、収集された飼育水量が多かったり排水が短時間に行われる水槽に設置することが適切である。
TypeCは、水樋の床の傾斜フレームはTypeAと同一の構造で水の樋床の上下左右それぞれの方向に排水口が形成されて、合計4つの排水口を持っている構造で、TypeAとTypeBの水樋に収集された飼育水量より排水口を介通して排水される飼育水の量が少ない場合に、水樋外部に飼育水が溢れる問題点を解決することができる。
排水部の棚(15)は、接続板の垂直フレームと水平方向に接続され、排水部の棚の上側面には、多数のガラス水槽が設置される空間が設けられ、下側面にはそれぞれの水槽に光源を供給することのできるLED照明を設置することができる。排水部の棚の上側面四面の角縁には、上側面よりも高い高さに段差を形成して段差を境界にガラス水槽が排水部の棚の外に出ていかないように防止することができる。
しかし、隔離側壁を設置することで向き合う水槽を認識できないように遮断することができるため、個々の水槽として必要とされる効果を高めることができる。
通常、水槽に供給される光源は半導体系列である通常LEDで通用する発光ダイオードを設置することが適切であるが、発光ダイオードは、最近青色が開発され、既存の白、オレンジ、青紫色、緑、赤などと一緒に可視光線の電波長を自由に表現することができる。
LED光源を点灯することにより、魚類は、特定のLED光源に応じて、ストレスを減少させることができる内分泌作用効果に克服することができ、水槽飼育時の初期死亡率を低下させる効果があり、緑と青のLED光源を点灯して飼育すると、短期間に魚類を成長させる効果を得ることができるだけでなく、インテリアデザインとして審美的な効果を与えることができる。
本発明のガラス水槽(50)は、上部が開口されて一定の面積を持つ底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体(51)、水槽外壁内側面に設置されたフィルタ固定装置(52)、水槽外壁のいずれか一つの側面の下段に形成された通孔と接続されるパイプのフレームに水槽内部で収容された飼育水を外部に排出させる排水ライン(53)で構成される。
水槽本体(51)は、一定の面積を有する底部と、多角形の水槽外壁で構成され、飼育される生物が収容されるもので、開口された上部を通して飼育生物を水槽本体に入れたり、採捕することができ、必要な飼料及び酸素を飼育水内に供給することができる。
また、ガラス又はポリエチレン、ポリプロピレンなどの高分子化合物の材料を使用して製造するため、飼育過程を外部から観察することが容易で、審美的な効果を与えることができる。
二重排水装置は、一定の長さを有する水位調節管と水位調節管の下部から一定の間隔を持ち、水位調節管と一定の空間を維持して外側を包む排水パイプからなる。
二重排水装置の水位調節管に接続される外側の排水パイプ内部の床は密閉され、排水管胴体の一部には飼育水調節用孔が形成されて、水槽内の飼育水を一定水位に維持することができる。
つまり、飼育水の注入口から一定流量の飼育水を継続的に水槽に供給して、前記の水位調節管を通して飼育水を排水させることで飼育水を一定時間周期的に交換することができる。
フィルター濾過装置(52)は、前記の排水ラインが設置された水槽本体面を中心に角を構成する二つの外壁内側面にそれぞれ設置される。濾過フィルターを装着させる役割をするフィルター固定装置(54)と、フィルター固定装置に固定されて飼育水に混じっている異物を取り除き飼育生物が排水ラインを通して流れ込むことを防ぐ濾過フィルター(55)で構成される。
フィルター固定装置(54)は、水槽の端から一定の距離、離れた水槽外壁の内側それぞれに設置されるため、稚魚又は仔魚の飼育空間を最大にできる利点がある。また、フィルター固定装置に濾過フィルターを装着できるように、適切な模様と形状に変更することができる。
本発明の実施例では、濾過フィルターの厚さで構成された「コ」の形の差し込みホームをフィルター固定装置に設置して上から下へスライド形態で濾過フィルターをフィルター固定装置に挟んで固定できるようにした。
濾過フィルターを構成する濾過材は、砂や砂利、活性炭のような多孔質の固体粒子で構成された濾過手段と、不織布やスポンジで構成される繊維フィルターなどの湿式濾過手段を使用することが一般的で、本発明の実施例では、濾過網目形と濾過綿型を示した。濾過網目は適切な直径に容易に変更が可能で、濾過綿は材質の強度を複数の段階に変形させることができる。
本発明の支持台が装着される多層式アパート型立体水槽用単位水槽は、上、下部が開口された多角形のフレームで構成された垂直部材;垂直部材と接続された水平部材;垂直部材を中心に前後左右それぞれの方向に1つ以上の単位水槽が水平部材上に置かれ、;多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置される多層式アパート型立体水槽の水平部材に置かれる単位水槽下部に装着されるもので、上部が開口され一定の深さを有する多角形形状からなる。
したがって、各層に設置されたガラス水槽の下部を、上部が開口された水槽支持台に装着して収容することにより、立体水槽に設置されるガラス水槽の固定力を増加させられるようガラス水槽(50)の下部に水槽支持台を付加することにより、排水部の棚水平部材の上側面に設置されるガラス水槽が一定の位置に安定的に固定することができる。
水槽支持台(56)は、一般的に上部が開口されて、一定枠の多面体構造で、上部開口部は、ガラス水槽の下部を収容できる大きさで形成され、プラスチックのように軽くて水分にも変形しない固体材料で構成するのが適切である。
実施例TypeAは、水槽支持台下部の角面に突起形状のフレームが形成される形態としてガラス水槽に支持台が装着される場合、重さが四つの突起に集中されるので、排水部の棚とガラス水槽との固定力を増加させることができる。角に形成される突起によって水平部材と水槽支持台下部面は突起の高さだけ空間が形成されることで、排水管理や簡単な清掃などが可能である。
実施例TypeBは、水槽支持台のいずれ片面は水平部材の段差を包み、段差の下側に突出するように突出フレームが形成された構成である。このような構成で水槽支持台は、突出したフレームを除いた下部面が排水部棚に置かれる形で固定され、水槽支持台をハンドルのように使用して引き出しを開閉する原理のように排水部の棚外部に引き出して容易に水槽を分離又は装着することができる。
実施例TypeCは、水槽支持台のいずれかの片面が、水平部材の段差を包み込むように凹部ホームを持って段差と結合固定されて向き合い、ある片面は突出されたフレームが形成され、水平部材の背面下側に突出するように固定、接続される形態である。
また、いずれかの側面に水槽支持台の下部側面よりも高い突出フレームが形成され、排水部の棚の接触する下部側面の一部は、排水部の棚に形成された段差と対応できる大きさのホームが出ており、ガラス水槽と排水部の棚を固定させるホームに段差が対応され排水部の棚とガラス水槽の間の固定力を増加することができる。
排水部の棚上側面には、ガラス水槽が固定されて、ガラス水槽の濾過フィルターは濾過槽が設置された方向に設置されることが適切である。これにより、ガラス水槽の排水ラインより飼育水が排出、水樋に収集され、水樋に形成された排水口に移動するのが容易である。
また、水位調節のための二重排水装置が設置されて、水耕栽培槽から排出される浄化された飼育水を、排水口を通して自動的に濾過槽に供給することで、循環環境濾過が可能になる。
このような方法によると飼育魚類から発生する有機物は、生物的又は物理的な濾過を経ずに富栄養化された飼育水を濾過することができる。
野菜の水耕栽培に必要な栄養素としては、Ca、Mg、K、N、P、S、Cl、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Moなどの栄養素が必要であり、前記の栄養素は、ほとんどが飼育魚類の飼育排水中に含まれている。そのため、飼育する魚類に応じた飼育水成分を考慮して、対象の生物の組み合わせを選択可能である。
二重排水装置は、一定の長さを持つ水位調節管と水位調節管の下部から一定距離の間隔を持って、水位調節管と一定空間を維持して外側を包む排水パイプで構成される。
二重排水装置の水位調節管に接続される外側の排水パイプの内部底は密閉されて、排水管胴の一部には飼育水調節用通孔が形成されて、水槽内の飼育水が一定水位を維持することができる。つまり、飼育水注入口から一定流量の飼育水を継続的に水槽に供給して、前記の水位調節管を通して飼育水を排水させることで、飼育水が一定時間を周期に交換することができる。
このことから、本発明の水耕栽培システムは、魚類養殖時、ガラス水槽で発生する飼育水に含まれている様々な有機物質を植物に供給して、飼育水に含有された有機物を環境にやさしい形で再処理することにより、付加的に環境にやさしい農産物生産を可能にし、このような過程を経て浄化された飼育水は、再び魚類の飼育水として供給活用することにより、魚類養殖の飼育水浄化費用削減と環境にやさしい農産物の大量生産が可能になる。
本発明は、上、下方向に複数の構造物ユニットを多段に装着させることができ、水槽の全体的な高さの調節が可能で各層に設置されるガラス水槽の数を必要に応じて調節して設置することができるだけでなく、制御部を通して各層の制御が可能である。
一段に設置される多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットの注水部上側面には、一段上部に装着される二段の濾過槽直径内部に収容することができる直径の突起部が形成されて多層式アパート型立体水槽で構成する。
多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットの最上層には、中央処理装置、メモリーなどを搭載したシステム操作部を設置して、すべての層又は各層の一部ガラス水槽の内部環境条件の制御とLED照明を制御することができる。
システム操作部の制御スイッチを使用者が調整すると、水槽に供給される飼育水の量と流速量が入力された条件で、注水部の注水ラインを通してシステム操作部(30)に移動する。
システム操作部の制御スイッチを通して目的とする飼育水量と流速量を入力すると、飼育水は、入力された条件に応じて注水部に移動し、注水部に設置された注水ライン(14)を通してガラス水槽で飼育水を供給させることができ、各層ごとにCPU制御装置を設置して各層の制御が可能である。
ガラス水槽で浄化が必要な飼育水は、排水ラインによってガラス水槽外部に排出され、重力によって飼育水は、接続板に移動して落差を起こし移動することができる。水樋で収集された飼育水は水樋の底に形成された排水ラインを通して濾過槽に移動し外部に排出されるか、再浄化されガラス水槽に供給することができる。
そして、魚類飼育時に発生する汚染で存在する有、無機物質を、植物の成長に必要な栄養成分として再活用することで、植物栽培段階で魚類の養殖で阻害される富栄養物質を分解して栄養素として吸収することができるため、飼育水を自然に優しい方法で濾過し浄化できるだけでなく、環境に優しい養殖技術を提供することで、自然環境や地理的な立地条件に制限されない年中安定した有機、農水産物の生産と供給システムの構築が可能で、産業上での利用可能性がある。
11:排水部
12:注水部
13:濾過槽
14:注水ライン
15:排水部棚
16:水樋
17:隔離側壁
18:隔離凹
19:排水口
20:連結板
30:システム操作部
50:ガラス水槽
51:水槽本体
52:フィルター濾過装置
53:排水ライン
54:フィルター固定装置
55:濾過フィルター
56:水槽支持台
Claims (16)
- 上、下部が開口され内部が空いた多角形のフレームで構成される垂直部材が中央に形成され;垂直部材を中心に四面を取り囲むように接続された水平部材で構成された構造物が一つ以上積層され;前記水平部材の上に垂直部材を中心に、前後左右四面それぞれの方向に一つ以上の単位水槽が置かれ、多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 上、下部が開口された多角形のフレームで構成される垂直部材が中央に形成され;
垂直部材を中心に垂直部材を囲む排水部を持つ構造物が一つ以上の層に接続して組み立てられ;前記排水部は垂直部材を囲み接続されている板状の水平フレームと垂直フレームが結合され上部が開口されて下部が凹んだ構造の階段模様の上広下狭の形態とでなり;
それぞれの層には、垂直部材を中心に前後左右各方向に一つ以上の単位水槽が排水部位に置かれ;多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。 - 請求項1又は請求項2に記載の多角形フレームで構成される垂直部材上部には、単位水槽に飼育水を供給できる注水部が形成されて、前記注水部には飼育水の全速流量との還水率を測定する流量計とバルブを含む注水ラインが設置されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項2に記載の排水部の棚の上側面には、隔離凹が設置されて隔離凹の上側面には差し込みホームが形成され隔離側壁を固定させるようにして、下側面にはLED照明が設置されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項3に記載の単位水槽に供給される飼育水は、排水ラインを通して排水部に移動して濾過槽を経て注水部を通じ、再び飼育水に供給されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項2記載の階段状の上広下狭形態の排水部に形成される下部が凹んだ構造の空間には、植物の水耕栽培が行われることを特徴とする多層式アパート型立体水槽
- 請求項1又は請求項2記載の単位水槽は、上部が開口されて一定面積を有する底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体、水槽外壁内側面のいずれか一方の角には、フィルター固定装置が設置されて、水槽外壁のいずれか一面に水槽用、排水装置が接続される排水通孔が形成され排水通孔外部に排水ラインが形成されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項7に記載のフィルター固定装置には、濾過フィルターが着脱可能に形成され単位水槽の各面は、透明な材質からなることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項8に記載の単位水槽の下部には、上部に開口されて一定の深さを持ち、単位水槽を収容できるように形成された水槽支持台が付加的に結合されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項1記載の単位水槽が置かれる水平部材の上側面外側縁には、一定の高さの段差を持つ水槽支持台が形成され、単位水槽が水平部材の外側に滑らず段差内側に安着されるようにしたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽
- 請求項10に記載の水槽支持台下部の角面には突起形態のフレームが形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項10に記載の水槽支持台のいずれか片面は水平部材段差を包み込むように凹部ホームを持って段差と結合固定されて向き合い、いずれかの一面は突出したフレームが形成されて水平部材の背面下側に突出するようにして固定されるよう接続されていることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項11に記載の水槽支持台のいずれか一面は水平部材を包み、段差下側に突出するよう突出フレームが形成された引き出し型引き出しハンドルが形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項8に記載の水槽用排水装置は、水槽内部の排水孔に水位調節管が接続されており、水位調節管と一定の空間を維持して外側を包む排水パイプが形成され、排水管内部の床は、密閉されて排水パイプ胴の一部には、飼育水調節用通孔が形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項2に記載の排水路の凹んだ空間には、固形培地濾過材が形成されて、植物の種子を植生して栽培するようにしたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
- 請求項15に記載の排水路の底は、排水口に近づくにつれ、1〜5度の傾斜を持つ勾配が形成された構造を特徴とする多層式アパート型立体水槽。
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