JP2019170165A - 魚類養殖装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力費を低く抑えながら魚類を好ましい環境で飼育させることができる魚類養殖装置を提供すること。【解決手段】飼育水槽、飼育水槽中央部に設けられた排水塔、排水塔の上部でこれと連通されるサイフォン排水管、排水塔下部でこれと連通する底部排水管及び飼育水供給配管を含み、排水塔は、側面にストレーナー部、上面に水面汚水受け器を有し、水面汚水受け器は、ジョウゴ状の受け部と、下部が開放されかつ下端に開口部を有する蓋状部で構成され、上部でサイフォン排水管と連通し、サイフォン排水管は、その一端で水面汚水受器と連通し、他端は最下部で切り込みのある端部を形成し、底部排水管と連通し、底部排水管は、飼育水槽底部から排水を外部に排出可能とするとともに、飼育水槽外において、槽内水位の上限を超えない範囲で逆「Ｕ」字型に上方に突出する水位調整部を形成し、その下降部においてサイフォン排水管を内部に収納してなる魚類養殖装置。【選択図】図１

Description

本発明は、魚類の養殖装置に関し、さらに詳細には、外部から養殖水槽中に飼育水を導入しながら経済的に魚類を飼育するための魚類養殖装置に関する。

近年、世界の水産物需要が増大する中で漁船漁業による漁獲量の増大は見込めないことから、今後更に増加すると考えられる需要の増大分は基本的に養殖業によって賄われる必要があるとされるに至っている。

従来、養殖は沿岸域における海面養殖を主体に行われてきたが、養殖業の拡大により沿岸区域での適地が少なくなっているほか、沿岸域の汚染も懸念されていることから、沖合での海面養殖も検討されている。しかし、沖合での海面養殖は、波が荒く潮流も強いことから、丈夫な養殖施設にする必要や、養殖場までの距離が遠くなるため人間が常時管理することが難しい等も問題が指摘されている。

そこで最近、陸上養殖の技術が開発され、実用化されつつある。この陸上養殖は、魚類の養殖にあたり、飼育管理のみならず、水質等の環境管理、生産全体のシステム管理等を完全に人間の管理下で行なうものであるため、養殖魚の品質を高めたり、養殖密度を高めたり、出荷時期を調整できるなどのメリットがあるとされる方法である。

しかし一方で、生物である魚類を対象にするものであるため、生産技術面や、コストの面で未だ十分に満足し得るようなものとは言えないのが実情である。特に、自然界では当然に行われる環境の維持を、人為的にコントロールする必要があるため、コストが高くなるという問題があった。

本発明は、陸上養殖における高コストの問題を解消するものであり、特に動力費を低く抑えながら魚類を好ましい環境で飼育させることができる技術の提供をその課題とする。

本発明者は、陸上養殖における養殖装置に関し、鋭意検討を行ったところ、飼育水の汚れの排出にあたり、サイフォンの原理を利用することで、動力費を低減させながら、汚れを効率よく排出できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、
飼育水槽、飼育水槽中央部に設けられた排水塔、排水塔の上部でこれと連通されるサイフォン排水管、排水塔下部でこれと連通する底部排水管及び飼育水供給配管を含み、
前記排水塔は、側面にストレーナー部を有するとともに、その上面に水面汚水受け器を有し、
前記水面汚水受け器は、ジョウゴ状の受け部と、下部が開放されかつ下端に開口部を有する蓋状部で構成され、当該蓋状部は上部でサイフォン排水管と連通し、
前記サイフォン排水管は、その一端で前記水面汚水受器と連通し、他端は最下部で切り込みのある端部を形成して、前記底部排水管と連通し
前記底部排水管は、飼育水槽底部から排水を外部に排出可能とするとともに、飼育水槽外において、槽内水位の上限を超えない範囲で逆「Ｕ」字型に上方に突出する水位調整部を形成し、その下降部においてサイフォン排水管を内部に収納してなる
ことを特徴とする魚類養殖装置である。

本発明の魚類養殖装置は、飼育槽中の底部排水および上部排水（オーバーフロー排水）を排水塔としてまとめているものであり、配管敷設面積を小さくすることができ、飼育水槽をコンパクトに配置できるため経済性が高いものである。

また、飼育水槽中の汚れが集まりやすい、表面および中・低層部から汚れを、中央部に集め、排出するため排出効率が高いと共に、水槽内構造物が少なく洗浄・乾燥・殺菌処理等の飼育水槽の管理が容易にできるものである。

更に、サイフォンの原理を利用しているため、排水に関する特段のポンプ等の動力を必要とせず、しかも飼育水槽外部に、水位調整部を設けているため給水ポンプが停止しても水位が下がらないと共に、水位調整管の転倒による水位低下（渇水）事故が起こりにくい。

更にまた、水面汚水受け器の構造を工夫しているため、サイフォン排水管への空気が入りにくく、効率よく飼育水上面の浮上性汚れを除去することが可能である。

本発明の魚類養殖装置の一実施態様を模式的に示した図面である。 本発明で使用する水面汚水受け器の断面図である。 水面汚水受け器を構成する部材を示す図面である。図中、ａは受け部の平面図、ｂは側面図、ｃは底面図であり、ｄは蓋部の側面図である。 底部排水管の端部を示す図面である。 気液混合器の一例を示す図面である。

以下、本発明魚類養殖装置（以下、「養殖装置」ということがある）の一実施例を示す図面を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。

図１は、本発明養殖装置の一例を模式的に示した図面である。図中、１は魚類養殖装置、２は飼育水槽、３は排水塔、４は水面汚水受け器、５はサイフォン排水管、６は底部排水管、７は飼育水供給配管、８は散気管、９はストレーナー部を示し、１０は気液混合器、１２はサイフォン流量調整弁、１３は飼育水バイパス配管、１４はサイフォン起動弁、１５は注水量調整弁をそれぞれ示す。

本発明装置では、図１に示すように飼育水槽２のほぼ中央に、飼育水槽２からの汚れを除去、排出するための排水塔３が設けられている。

この排水塔３は、その側面にストレーナー部９を有するとともに、その上面に水面汚水受け器４を有する。そして、排水塔３上部では、この水面汚水受け器４を介してサイフォン排水管５と、また排水塔３下部では、直接、底部排水管６とそれぞれ連通している。

ストレーナー部９は、本発明養殖装置１での飼育する魚類の種類や大きさ、排水の必要性に応じてその大きさや位置、ストレーナー（網目）の粗さ等を決めることができる。例えば、ストレーナー部９の位置としては、排水塔３の全周に渡って設けても良いし、排水塔３の所定部分、例えば、中層部ないし低層部に設けても良い。また、複数のストレーナー部９を排水塔３の全周に複数設けても良い。例えば、飼育時の餌の食べ残しなどの沈降性の汚れが、多いような場合には、ストレーナー部９を低層部に設けることで選択的にこれを排出することも可能になる。

また、排水塔３とサイフォン排水管５は、図２に示すように水面汚水受け器（以下、「汚水受け器」という）４を介して連通される。すなわち、有機懸濁物等の汚れを含む排水は、排水塔３の上部開口３ａにおいてあふれ出し、まず、汚水受け器４の受け部４ａ中に流入する。この受け部４ａは図３ａ〜ｃに示すように、上部と下部に開口部ＡおよびＢを有するジョウゴ形になっており、上部開口部Ａの面積が下部開口部Ｂの面積と比較し大きくなっているので、流入した汚水はここに一時的に滞留する。一方、汚水受け器４の蓋状部４ｂは、この受け部４ａと嵌合するものであるが、図３ｄに示すように、その下端に矩形の切込みを有するため、受け器４ａと蓋状部４ｂを嵌合した状態であってもこの切込みを通って滞留した汚れは蓋状部４ｂの中に流入する。そして、後記するようにサイフォン排水管３内では、サイフォンの力が働いているので、蓋状部４ｂ中の汚れは、サイフォン排水管３を通って最終的に底部排水管６に合流し、排出される。

上で説明した受け器４ａの上部開口部Ａと下部開口部Ｂの面積は、流入する排水量とサイフォン排水管３に排出させる排水量の兼ね合いで決めればよいが、例えば、上部開口と下部開口の面積比として、３：１から５：１程度である。また、蓋状部４ｂの開口部は、矩形に限られず、三角形、半円形、台形等の切リ込みであっても良い。

本発明装置１は、主に飼育水槽２表面の汚れを含む飼育水をサイフォンの力を利用して、排水塔３の上部から排水する点に特徴がある。このために、まず、排水塔３の上部からサイフォン排水管５を液面より高く立ち上げ、その後、下降させ、水密を保ったまま底部排水管６と合流させている。このサイフォン排水管５は、途中から、水位調整部６ａの後半の底部排水管に収納させることが好ましい。

一方、汚水受け器４中に流入した汚れの一部は、受け部４ａの下部開口を通って排水塔３に流入し、ストレーナー部９から流入した汚れと共に下部から底部排水管６を通って排出される。

底部排水管６は、排水塔３下部でこれと連通し、飼育槽２底部から槽外に引き出された後、排水塔３の上部開口面の上限を超えない範囲で逆「Ｕ」字型に上方に突出し、水位調整部６ａを形成する。そして、排水塔３の上部に設けた受け器４の開口面Ａが、逆Ｕ字管の頂点部の上限水位と下限水位の間に位置するようにすることが必要である。

その理由は、受け器４の開口面Ａが、下限水位以下に位置する場合は、受け器４の開口面Ａが常に水中に没した状態となってしまい、表面の汚れを適切に排出することができなくなるためであり、逆に、受け器４の開口面Ａが、上限水位以上に位置する場合は、槽内液面が受け器４の開口面Ａまであがらず、水面の汚れをここから排出できないためである。そして、逆「Ｕ」字型の水位調整部６ａでは、下部方向からは空気が入るため、飼育槽２中の水位が下限水位以下になった場合には、サイフォンが働かず、その時点で排水が停止され、再度飼育槽２中の水位が下限水位以上になったときに、排水が再開されることで、飼育槽２内の水位を安定に保つのである。

また、図４に示すように、底部排水管６の最終排水口付近の管内では、サイフォン排水管５が合流するが、サイフォン排水管５の機能を維持するためには、合流地点の水密を保持する必要がある。このため、排水口付近にいつでも水が残留するよう設計することや、底部排水管の端末部に、図４に示すような排水管内水位保持手段６ｄを設けることが好ましい。

図４の排水管内水位保持手段６ｄは、先端部が斜め上を向いている構造であるが、これによって排出口の下側下限が排水管内部の水位の下限となり、サイフォン配管端部の切り込み５ａの上限が排水管内部の水位を上回らない結果、水密が保たれるのである。なお、本態様では、サイフォン管端部の切り込み５ａを三角形としているが、水密を保持できる形状であればこの形状に限られない。三角形としたのは、切り込みの頂点付近では、開放面積が少なく、管内水位が低下しても空気がサイフォン管内に流入しにくく、逆に三角形の底辺付近では面積が大きくなり、サイフォン始動中の引き込み水量の増大や、異物混入時の閉塞防止が期待できるためである。

本発明の養殖装置には、飼育水を送水するための飼育水供給配管（供給配管）７が設けられる。この供給配管７は、飼育に必要な清浄な飼育水を飼育槽２内に供給するもので、飼育水は飼育する魚類の種類に応じて選択できる。本発明においては、飼育槽内の飼育水の水量のバランスを取る必要があるため、排水塔３からの総排水量は、飼育水供給配管７から供給される飼育水量と等しくする必要がある。そのためには、設計の段階でサイフォン管５や底部排水管６の太さを適宜選択すると共に、実施にあたり、サイフォン流量弁１２を調整する必要がある。

また、飼育水として例えば地下海水のような溶存酸素が少ないものを使用する場合には、溶存酸素を増加させてから養殖槽２中に供給することが好ましい。このためには、例えば、供給配管７の途中に、気液混合器１０を設置することが好ましい。

この気液混合器１０の一例としては、ベンチュリ管式インジェクタと呼ばれるものを挙げることができる。このベンチュリ管式インジェクタの一例を図５に示すが、このインジェクタでは、上部より入水側管１０４に供給される飼育水が、途中で流路を狭めたキャップ部１０１の先端の吐出口１０２から噴出される際に、その外面にあるカバー部材１０５の空気吸入口１０３から空気を吸い込み、出水側管１０６の気液混合部１０７において、空気と十分に混合され、溶存酸素を高めるものである。

更に、本発明の養殖装置においては、必要に応じて飼育槽２に散気管８を設けても良い。このような散気管８には、通気装置（図示せず）から空気が送られ、飼育槽２内に放出される。散気管８の設置位置は特に制限はないが、図１に示すように飼育槽底部の外周部に設けられることが好ましい。このように設置することで、飼育水中での溶存酸素量を高く保持すると共に、魚類の飼育に伴って発生する浮上性汚れを、排水塔３の水面汚水受器４の周囲に集めることができ、有効に汚れを排出することができる。

以上のように構成された本発明装置１は、供給配管７からの飼育水の流入とサイフォン機構によって、飼育水中の浮上性の汚れは、上部のサイフォン管５から、沈降性の汚れは底部排水管６から排出することで、効率的に汚れを除去し、飼育槽２内の環境を良好に保つというものである。また、汚れの排出についての動力は、実質的に供給配管７から流入する給水のみで、他の動力を必要とせず、経済的である。

なお、本発明装置１の稼働に従って、各配管内や各部分に汚れ等が溜まり、付着するが、その際の清浄化方法について、以下説明する。

本発明養殖装置１での魚類の飼育に伴い、排水塔３上面の水面汚水受け器４周辺には浮上性の有機懸濁物が付着蓄積しやすい。そして、サイフォンの水圧は、機械的な手段に比べ弱いため、蓄積固着してしまった有機物は十分に吸い出せないことがある。この場合、供給配管７の注水量調整弁（注水弁）１５を閉じ、供給配管７から分岐し、サイフォン排水管５と連通する清浄水バイパス配管（バイパス管）１３に設けられたサイフォン起動弁（起動弁）１４を一時的に開放することで、サイフォン管５内に飼育水を逆洗水として送りこむ。

このように、通常は閉鎖されている起動弁１４を開放し、バイパス管１３からサイフォン排水管５を逆にポンプ圧送された飼育水を送水することで、汚水受け器４や、その周囲の配管に固着した有機物は剥離し、物理的に断片化される。そして、通常の運転に戻った際、水面汚水受け器４の開口部より小さな小片はサイフォン排水管５から速やかに排出される。また、開口部より大きい小片も飼育槽内の水流により撹拌されながら徐々に小さくなり、排出されることになる。

一方で、底部排水管６は、給水管７に比べて管路の断面積が大きく、流速が遅いため、特に、水位調整部６ａや総排水弁６ｃの近くは有機懸濁物が付着蓄積しやすい。そしてこのような部分では、嫌気的な環境となり、生物に有害な硫化水素が生じやすい。そこで、定期的に短絡管部６ｂの総排水弁６ｃを開け、通水することによって汚物の滞留を減少させ、硫化水素の発生による事故の予防が可能となる。

なお、本発明装置においては、基本的にサイフォンの力により排水するのであるが、サイフォン管３中に空気が混入するとサイフォンが作動しなくなる。その際には、サイフォン起動弁１４を開放することで、サイフォン排水管５内に飼育水を満たし、その状態でサイフォン起動弁１４を閉じることで、サイフォン管５内の流れが回復する。また、サイフォン管内の流れの量（上部からの排水量）は、サイフォン管５の途中に設けられたサイフォン流量弁１２により適切に調整することができる。

本発明の魚類養殖装置は、飼育水槽中での排水経路を工夫し、更にサイフォンを利用することで、流入水以外の動力を利用せずに、飼育の効率を図ったものである。また、飼育槽のほぼ中央に排水塔があり、その上部および底部から、それぞれ浮上性及び沈殿性の汚れを選択的に排出するため、飼育水の管理が容易である。

以上説明した本発明の魚類養殖装置は、効率的に飼育水中の汚れを排出できるため、種々の魚類の陸上養殖に使用することができる。例えば、沖縄で高級魚として知られているヤイトハタを一般的なマダイ用配合飼料で養殖した場合は、飼育槽が４ｋＬの本発明魚類養殖装置を用い、飼育水として地下海水を平均１３〜１５回転／日（毎分０.６〜０.７L）となるように加え、平均全長１６．２ｃｍ（体重７３ｇ）程度の稚魚から平均全長３５．８ｃｍ（体重８３１ｇ）まで、５０４日間で飼育できた。なお、養殖期間中の収容密度は、一般的な海産魚の陸上養殖密度の３〜４倍に達する９２.９〜１１３.５ｋｇ／ｋLに達し、生残率は８６〜９７％であったことから、飼養魚の健全な育成に必要な好適環境を長期に渡って実現することができた。

他にも、本発明装置は、陸上養殖が可能な他のハタ科魚類（クエ、マハタ、キジハタ、オオモンハタ、スジアラ、タマカイ、チャイロマルハタ、サラサハタなど）、カレイ目魚類（ヒラメ、マツカワ、マコガレイなど）、サバ科魚類（クロマグロ、スマなど）、フグ目魚類（トラフグ、カワハギ、ウマヅラハギなど）、ブリ属魚類（ブリ、カンパチ、ヒラマサなど）、メバル科魚類（カサゴ、メバルなど）、マダイ、ハマフエフキ、スギなどの魚類の飼育にも使用できるものであり、効率的で、経済性の高い陸上での魚類養殖装置として、水産業において利用できるものである。

１ ‥ ‥ 魚類養殖装置
２ ‥ ‥ 飼育水槽
３ ‥ ‥ 排水塔
４ ‥ ‥ 水面汚水受け器
５ ‥ ‥ サイフォン排水管
６ ‥ ‥ 底部排水管
６ａ ‥ ‥ 水位調整部
６ｂ ‥ ‥ 短絡管部
６ｃ ‥ ‥ 総排水弁
６ｄ ‥ ‥ 排水管内水位保持手段
７ ‥ ‥ 飼育水供給配管
８ ‥ ‥ 散気管
９ ‥ ‥ ストレーナー部
１０ ‥ ‥ 気液混合器
１２ ‥ ‥ サイフォン流量調整弁
１３ ‥ ‥ 飼育水バイパス配管
１４ ‥ ‥ サイフォン起動弁
１５ ‥ ‥ 注水量調整弁

Claims (9)

1. 飼育水槽、飼育水槽中央部に設けられた排水塔、排水塔の上部でこれと連通されるサイフォン排水管、排水塔下部でこれと連通する底部排水管及び飼育水供給配管を含み、
   前記排水塔は、側面にストレーナー部を有するとともに、その上面に水面汚水受け器を有し、
   前記水面汚水受け器は、ジョウゴ状の受け部と、下部が開放されかつ下端に開口部を有する蓋状部で構成され、当該蓋状部は上部でサイフォン排水管と連通し、
   前記サイフォン排水管は、その一端で前記水面汚水受器と連通し、他端は最下部で切り込みのある端部を形成して、前記底部排水管と連通し
   前記底部排水管は、飼育水槽底部から排水を外部に排出可能とするとともに、飼育水槽外において、槽内水位の上限を超えない範囲で逆「Ｕ」字型に上方に突出する水位調整部を形成し、その下降部においてサイフォン排水管を内部に収納してなる
   ことを特徴とする魚類養殖装置。
2. サイフォン排水管の槽内水位より高い位置に、サイフォン流量調整弁が設けられた請求項１記載の魚類養殖装置。
3. 底部排水管の水位調整部の下に、総排水弁を有する短絡管が設けられた請求項１または２記載の魚類養殖装置。
4. 底部排水管の端末部に排水管内水位保持部が設けられた請求項１ないし３のいずれかの項記載の魚類養殖装置。
5. 排水塔側面のストレーナー部が、排水塔の中央部ないし下部に１または複数設けられた請求項１ないし４のいずれかの項記載の魚類養殖装置。
6. 水面汚水受け器の蓋状部下端の開口部は、複数の矩形、三角形または半円形の切込みである請求項１ないし５記載の魚類養殖装置。
7. 水面汚水受け器の受け部において、その上面の開口面積と、底面の開口面積の比が、３：１ないし５：１である請求項１ないし６のいずれかの項記載の魚類養殖装置。
8. 更に飼育水供給配管に気液混合器が設けられた請求項１ないし７のいずれかの項記載の魚類養殖装置。
9. 更に飼育水槽底面外周部に散気管が設けられた請求項１ないし８のいずれかの項記載の魚類養殖装置。
   
   

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