JP2021528993A - 外洋生け簀 - Google Patents

Abstract

外洋魚かごには、魚の囲い、浮揚カラー、およびウェイトリングが含まれる。魚の囲いは、水がそこを通って流れることを可能にする。浮揚カラーは、浮揚カラーの内側部分と係合し、可撓性ジョイントによって隣接する浮揚セグメントに接続された複数の浮揚セグメントを含む。ウェイトリングアセンブリは、第１の張力部材で浮揚カラーの外側部分から吊り下げられている。魚の囲いの少なくともほとんどは、浮揚カラーとウェイトリングアセンブリの間に垂直に配置されている。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年６月２６日に出願された仮特許出願第６２／６９０，２７２号の権利を主張し、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

世界の食糧供給は、需要と同じくらいのスピードで成長できず、多くの人の能力を上回るスピードで価格が上昇している。国連は、世界の人口は今後３０年間で現在の７０億人から１００億人に増えると予測している。彼らはまた、現在１０億人がひどく栄養不足または飢餓状態にあると主張している。寛大な国はドルで食糧援助を配分しているが、過去８年間で価格が倍増したことで、実際の栄養面で利用可能な食糧援助が半分になり、数十万人が死亡した。

海は歴史的に十分で簡単にアクセスできるタンパク質の供給を提供してきたが、世界人口の増加と高品質のタンパク質を購入する能力により、野生の漁業と農業がそれを満たす能力の限界を超えて需要が増加している。

陸上農業と陸上養殖は、特にタンパク質供給動物の生産において、大量の開墾された土地、水、およびエネルギーを必要とする。１ポンドの牛肉、豚肉、または鶏肉を作るには、灌水で数百ガロンの水と数ポンドの飼料タンパク質が必要である。

陸上養殖には、大量のエネルギーが必要であり、そのほとんどは、酸素を含んだ水が延々と流れる川を介して、または酸素発生器からの直接注入によって、直接または間接的に魚に酸素を供給している。さらに、これらの施設は、魚に酸素を供給するだけでなく、発生した廃棄物を運び去るために水を再循環させる必要がある。この廃棄物を処分場に輸送するには、追加のエネルギーが必要である。平均的な外洋システムに取って代わる陸上養殖事業の電力要件は小都市に電力を供給し、地球温暖化の脅威が高まっていることを考慮すると、海洋サイトと比較して二酸化炭素排出量は、深刻な養殖の議論からそれを排除する必要がある。
海で行われる水産養殖は、水を置き換えず、土地をほとんど必要とせず、飼料効率は陸上での農業経営の何倍も高く、陸上での養殖や農業経営と同等の量のタンパク質を生産するのに必要なエネルギーのほんの一部を使用するものである。

世界は安価で持続可能な食料源を必要としている。陸上での解決策の制限は、反論の余地のない、妥協の余地のないものであり、海だけが残る。そして幸いなことに、海は地球の７１％を占め、世界の水の９６．５％を占めている。

私たちの将来の食糧供給システムの第１の基準は、それが経済的でなければならないということである。さもないと、世界のほとんどの人々が利用できなくなるだろう。第２は、持続可能でなければならないということである。さもないと、定義上、絶滅してしまう。

政治的には、現在の効率的な沿岸養殖産業を拡大することは困難な作業であり、政治は、最終的に多くの既存の施設を排除する可能性がある。これにより、現在の陸上設備が生き残れない、または効率的に運用できず、沖合のみが拡張の対象となる。多くの大規模な海洋プロジェクトとコストのかかる陸上ベースの代替案は、この自明のニーズから生まれたが、それらは非常に資本集約的であるため、タンパク質のコストを許容できないレベルまで引き上げてしまう。

ここに開示されている生け簀（または魚ケージ）は、精巧な先行技術、したがって高価な設計に比べて多くの利点を有するが、最も重要な利点は、正当な資本コストと高い運用効率である。本明細書に開示されている魚ケージの発明は、現在使用されている陸上用の魚ケージと比較して、簡単であり、コストもほとんどかからず、同じように試行錯誤され、実績のある飼育方法が適用可能である。

水性環境における魚の単一の封じ込めまたは複数の封じ込めは、制御可能な浮揚と底部ウェイト半剛性円形または他の形状の装置とを組み合わせて魚閉じ込めシステムの垂直張力を維持する半剛性上部浮揚円形または他の形状の装置を組み込んでいる。上部浮揚および底部ウェイトシステムは、架橋メカニズム、または浮揚および／またはウェイトシステムに取り付けられた他の手段によって形状が維持される。魚の囲いは、浮揚および／またはやウェイトシステムからほとんど構造的に独立しており、底部ウェイトシステムにおいて柔軟な接続によって固定され、上部で構築されているため、浮揚セクションは、上部と側面の囲いの接合部に共通の軸を中心に自由に回転し、これにより、これらの部材からの構造荷重のほとんどの伝達が回避される。囲いの独立した性質により、構造を損なうことなく、さまざまな囲いシステムと材料を使用できる。

魚の閉じ込めシステムは、水と酸素の通過を最小限に制限しながら、関係する海洋種を収容するのに十分に小さい開口部を備えた網または他の材料で囲まれ、囲いは、制約の柔軟な配置で構造物に取り付けられている。

独自の上部浮揚システムと、ウェイトリングに接続されて作用する表面ブイの深さ制限システムが、水中の垂直柱におけるケージの位置を制御する。あるいは、またはさらに、一部のサイトでは、システムの下に吊り下げられたウェイトによって垂直位置を制御できる。

横方向の位置は、主に、アンカー、一点係留、グリッド係留システムなどの位置制御装置への接続、あるいは動力船によって制御されるが、これらに限定されない。

柔軟で調整可能なコネクタは、上部浮揚システムと下部ウェイトリングシステムを相互接続し、さまざまな囲いの深さと囲いの張力要件に適応する。剛性部材は、構成をさらに維持するために追加または置換される場合とされない場合がある。

本発明の前記態様および付随する多くの利点は、添付の図面と併せて参照し、以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解されるようになるだろう。

本開示による魚ケージシステム１０の平面図であり、可撓性ジョイント１００を使用して接続された浮揚セグメント、オプションの上部囲い支持機構１０２、および底部ラジアルコネクタ１０３から形成された外部浮揚アセンブリ１０１を示す。 水面上の図１に示されるケージシステム１０の断面図であり、表面ケージ１０の典型的な喫水線１０４、外側浮揚アセンブリ１０１、オプションの上部囲い支持機構１０２、底部ウェイトリングアセンブリ１０５、ウェイトリングサスペンション部材１０６、囲い底部１０７、囲い側部１０８、囲い上部１０９、底部半径方向接続部１０３、水平または横方向位置制御接続またはラインアセンブリ１１１および１１２（矢印で示される）、およびオプションの深さ制御ウェイト１１３および１１４を示す。 図１に示されるケージ１０の断面図であり、設置されたオプションの養殖または初期成長閉じ込めシステム（養殖囲い）１１５および養殖閉じ込めシステム１１５の位置決めライン１１６を示す。 浮揚アセンブリ１０１の一実施形態における浮揚要素の断面図であり、適応可能な浮揚要素１１８、手すり１１９における典型的な魚囲いの取り付け、ウェイトリングアセンブリ１０５と魚囲い１０７、１０８、１９０との間の可撓性コネクタ１２０、および浮揚センブリ１０１へのウェイトリングアセンブリ接続１０６を示す。 浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクション１１７の断面図であり、ケージ要素が水没して水面に上昇するときにケージ要素のバランスをとるように横方向に調整可能である典型的な浮力タンク１１８を示す。 図１に示されるケージ１０の平面図であり、ウェイトリングアセンブリ１０５と位置決めライン１２３との間に取り付けられた締結システム１２２を示す。 図１に示される水面１０４でのケージ１０の断面図であり、接合部１２７に取り付けられた可撓性コネクタ１２５のサスペンション部材を介してブイ１２４によって水中に支持されている。 一実施形態では深さを制限するためにウェイトリングアセンブリ１０５から吊り下げられたウェイト１１３を用いる図１に示されるケージ１０の断面図であり、単一のウェイト１１４が底部ラジアルコネクタ１０３の交差点から吊り下げられ、または、別の実施形態では深さを制限するために、囲い底部１０７に固定されたモートトラップ１１０から吊り下げられている。 図１に示されるケージ１０のうちの２つを示しており、１つのケージ１０は水面１０４まで持ち上げられ、１つのケージ１０は、可撓性コネクタ１２３、１２５によって水面１０４の下に吊り下げられている。

本発明は、特に非常に高エネルギーの環境で有用であるように設計された水産養殖システムに関する。資本コストが低く、運用効率が高いため、非常に低エネルギーの環境にも適している。このシステムは、藻類の異常発生、人為的干渉、暴風雨、その他の危険が存在する海面環境の下に日常的に沈めることができ、要件に応じて柔軟な浮力システムを使用して簡単に再浮上させることができる。システムは、複数のポイントで海底に固定することも、単一のポイントアンカーシステムを中心にスイングまたは回転させることもできる。ケージの設計により、シングルケージまたはマルチケージの牽引構成が可能になり、場所が絶えず変化するため、廃棄物が集中せず、ケージを通る水と酸素の制御可能な移動が可能になる。

ウェイトシステムへの独自の水面下接続の設計により、表面浮揚システムは、波や流れに抗うのではなく、移動して適応することができる。浮揚システムの調整可能な浮力とともに、格納システムに作用する破壊的および／または望ましくない力のほとんどすべてが、囲いの形状と体積を維持しながら軽減される。さらに、表面またはその近くにおけるケージへの外部取付部を排除することで、アクセスが柔軟になり、作業船のプロペラの絡み合いが排除される。浮揚要素の適応性により、最小限の空気でシステムを上下させるための複数の構成が可能になり、バランスシステムを所望の予備浮力、魚の囲いの張力、囲いの重量に対して調整することができる。

水域の表面上の本発明によるケージ１０の平面図を示す図１を参照されたい。ケージ１０は、浮揚アセンブリ１０１によって囲まれ、支持されている囲い１０７、１０８、１０９（図２Ａ）内に魚を収容するように設計されており、任意の数のセクションを備えた任意の実用的なサイズであり得る。ケージ１０の水平形状は、ウェイトリングアセンブリ１０５に取り付けられた下部ラジアル取付要素またはコネクタ１０３のシステム、および浮揚アセンブリ１０１に取り付けられた上部ラジアル取付要素またはコネクタ１２８（図３）のシステムによって維持される。自転車のホイールと同様に、水平方向の形状は、最終的にラジアルコネクタ１０３、１２８の張力によって維持されている。

上部囲い支持機構１０２は、魚の囲い上部１０９を表面で支持し、水中にある場合に囲い上部１０９に必要な形状張力を維持する。囲い上部１０９は、水中にある場合に魚を収容する必要があるが、メンテナンスや収穫のために取り外し可能である。

図２Ａを参照すると、垂直囲い側部１０８は、可変浮揚アセンブリ１０１とウェイトリングアセンブリ１０５との間の離間によって示される伸長位置に維持されている。

以下に述べるように、ケージ１０の水没の深さは、ケージ１０の下に吊り下げられたウェイトシステムによって制御することができる。ウェイトシステムは、底部ラジアルコネクタ１０３の交差点に吊り下げられた、または囲い底部１０７の中央部分に固定された魚モートトラップ１１０から吊り下げられた単一のウェイト１１４で構成されてもよく、またはウェイトリングシステム１０５の下に吊り下げられた複数のウェイト１１３から構成されてもよく、例えば、ウェイト１１３、１１４から海底までの距離は、水面１０４の下の所望の水没深度に等しくなるようになっている。

図２Ｂを参照すると、養殖囲い１１５は、養殖場として機能するように設計され、囲いの底部、側部、および上部要素１０７、１０８、１０９を含む主要囲いに十分な大きさになるまで小魚を保持する。上部囲い支持機構１０２から吊り下げられた養殖囲い１１５は、可撓性位置決めライン１１６を使用して、囲い側部１０８と底部１０７との間の接合部に固定される。

図３を参照すると、浮揚アセンブリ１０１の浮揚セグメントは、プラットフォームを含むフレームワークと、プラットフォームの下のフレームワークに取り付けられた複数の浮揚要素または浮力部材１１８とを含み、浮力部材の少なくともいくつかは、外側位置と内側位置の間で移動可能であるように構成される。浮揚アセンブリ１０１の断面は、囲い上部１０９と囲い側部１０８が、浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクション間の可撓性ジョイント１００（図１）の水平軸１２６に近接する上部手すり１１９で結合する接合軸を示している。このほぼ共通の回転軸は、浮揚アセンブリ１０１が極端な環境関連の力にさらされたときに、浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクションがトルク、張力、および／または他の望ましくない力を囲いアセンブリ１０７、１０８、１０９に伝達するのを防ぐ。ジョイント１００は、浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクションが、予想される最大範囲内でジョイント１００の周りで互いに対してねじれ、予想されるすべての条件下でフェイルセーフとなるのに十分な柔軟性を備えて構築されている。

その高い抗力により、囲い１０７、１０８、１０９は、波がある水中で本質的に静止しており、ほぼ平衡状態にある。囲いに作用する主な力は、浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクションから伝達される力である。浮揚アセンブリ１０１の浮揚セクションが、囲いに共通の軸の周りで自由にねじれ、ケージ位置決めシステムからほとんど独立して横方向に自由に移動でき、横方向の制約がない場合、これらの力は軽減される。これは、上部囲い接合部と、浮揚セクションの水平回転中心（軸１２６）がジョイント１００で近接しており、横方向位置決めアセンブリ１１１がケージ１０の底部に配置されている場合にのみ可能である。囲い底部１０７が囲い側部１０８と合致する魚囲いの底部接合部は、適切な張力を使用して底部接合部からウェイトリングアセンブリ１０５への可撓性コネクタ１２０を使用して固定され、浮揚アセンブリ１０１のバランスを取り、魚囲いを所望の仕様に締めている。

再び図３を参照すると、断面は、固定浮揚として使用される適応可能な浮揚要素１１８を示している。浮揚アセンブリ１０１に所望の固定浮力を供給するために必要な浮揚要素１１８の数は、囲いの重量と望ましい張りに対して浮力の中心および浮揚アセンブリ１０１の各セクションの総浮力を調整するために必要に応じて浮揚アセンブリ１０１に分配することができる。水中囲い材料の重量は、例えば、ダイニーマ（登録商標）ネットのようなクリーンな超高分子量ポリエチレン繊維の場合のように浮いているものから、金属ネットまたは任意の材料の汚れたネットの場合のように非常に重いものまで様々である。システムのバランスをとるための浮揚要素１１８の追加または除去は、特別な装置なしで容易に達成される日常的な手順である。

再び図３を参照すると、ウェイトリングシステム１０５は、調整可能なサスペンション部材１０６を延長または短縮することによって下降または上昇させることができる。この調整の効果を使用して、囲いの張りを設定したり、浮揚アセンブリ１０１のバランスをとったり、ウェイトリングアセンブリ１０５を選択した囲いの深さに適合させたりすることができる。

図４を参照すると、浮揚アセンブリ１０１の断面図は、浮力タンク１１８の調整の位置および限界を示している。浮揚アセンブリ１０１の各浮揚セクションにおける浮力タンク１１８の数は、特定の設計に応じて変化する。この実施形態では、各浮揚セクションに２セットの浮力タンク１１８があり、浮力タンク１１８の１セットは、可変浮力タンクであり、ケージの深さ、水没または浮上するときのケージの上昇および下降速度を制御するように配置され、浮力タンク１１８の第２のセットは、ケージ１０を整備するために必要とされる予備浮力を制御する。浮力タンク１１８の一部またはすべては、浮力の中心を浮揚アセンブリ１０１の関連する浮揚セクションの浮力の中心および共通の重心と位置合わせすることを容易にするために横方向に移動することができ、それによって浮揚セクションのバランスを維持し、浮上または水没しているすべての垂直位置での姿勢を維持する。

適切な空気供給（図示せず）に接続されたホース、第１のバルブおよび制限器のシステムを使用して、空気を浮力タンク１１８に供給し、それによって水を排出してケージを上昇させることができる。浮力タンク１１８は、第２のセットのバルブ、あるいは第１のバルブに組み込まれた空気分流システム（図示せず）を備えてもよく、これにより、空気が出て水が浮力タンク１１８に溢れ、それによってケージ１０が水没する。エアシステムにより、リモート操作または手動操作が可能になる。例えば、可変浮力タンク１１８は、外洋魚かごを正味の負の浮力状態に移行するために水を受け取って保持し、外洋魚かごを正味の正の浮力状態に移行させるために保持された水を空気で置き換えるように構成され得る。

図５を参照すると、この場合、典型的な固定ラインまたは他の横方向位置決めライン１２３の平面図は、４面システムである。この実施形態では、ウェイトリングアセンブリ１０５は、端から端まで接続されてウェイトリングアセンブリ１０５を形成する複数のウェイトリングセグメントから形成され、ウェイトリングアセンブリ１０５は、浮揚アセンブリ１０１よりも大きな直径を有する。他の実施形態では、システムは、多かれ少なかれ側方接続を有することができる。単一のケージ１０が示されているが、水平固定配置を変更することにより、任意の数のケージをグリッドに配置することができる。

図６を参照すると、主位置決めライン１２３は、ブイ１２４の真下の接合部１２７で終端する、接合部１２７からウェイトリングアセンブリ１０５までのラインアセンブリ１２２を有する。接合部１２７の高さは、ウェイトリングアセンブリ１０５の高さに近く、ブイ１２４から接合部１２７までの垂直コネクタ１２５によって支持されている。分岐ラインアセンブリ１２２は、接合部１２７とウェイトリングアセンブリ１０５との間に可撓性コネクタを含む。ブイ１２４の下の接合部１２７の深さは、水没したときのシステムの望ましい深さによって決定される。ブイ１２４は、水没時にケージを支えるサイズになっている。

図７を参照すると、ケージシステムの下に吊り下げられたウェイト１１３、１１４を使用するケージシステムの水没深さ制限の二つの代替手段を示し、ウェイト１１３、１１４と海底（図示せず）との間の距離は、所望の水没深度に等しい。上記のように、システムは、ラジアル部材１０３の接合部から、または囲い底部１０７に固定されたモートトラップ１１０から吊り下げられた単一のウェイト１１４、またはウェイトリングアセンブリ１０５から吊り下げられた複数のウェイト１１３であり得る。

２つのケージ１０を示す図８を参照すると、１つのケージ１０は水面１０４に浮いており、１つのケージ１０は、ウェイトリングアセンブリ１０５から接合部１２７までの、さらなる可撓性コネクタ１２５を介して表面ブイ１２４に接続されている可撓性コネクタ１２５によって水面１０４の下に吊り下げられている。位置決めシステムへの可撓性コネクタ１２３は、接合部１２７の横方向の動きを制限する。

例示的な実施形態が例示および説明されてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その中で様々な変更を行うことができることが理解されよう。

１０ ケージ
１００ 可撓性ジョイント
１０１ 浮揚アセンブリ
１０３ 底部ラジアルコネクタ
１０５ ウェイトリングアセンブリ
１０７ 囲い底部
１０８ 囲い側部
１０９ 囲い上部
１１０ 魚モートトラップ
１１１ 横方向位置決めアセンブリ
１１３，１１４ ウェイト
１１５ 養殖囲い
１１６ 可撓性位置決めライン
１１８ 浮力タンク
１２０ 可撓性コネクタ
１２２ 分岐ラインアセンブリ
１２３ 横方向位置決めライン
１２４ ブイ
１２５ 垂直コネクタ
１２７ 接合部
１２８ コネクタ

Claims (15)

1. 外洋魚ケージであって、
   水が中を通って流れることができるよう構成された魚囲いと、
   前記魚囲いに取り付けられた浮揚カラーであって、前記魚囲いが前記浮揚カラーの内側部分と係合し、かつ前記浮揚カラーは、前記浮揚カラーの前記内側部分に配置された可撓性ジョイントによって隣接する浮揚セグメントに接続された複数の浮揚セグメントを備える、浮揚カラーと、
   複数の第１の張力部材によって前記浮揚カラーの外側部分から吊り下げられたウェイトリングアセンブリであって、前記魚囲いの少なくともほとんどは、前記浮揚カラーおよび前記ウェイトリングアセンブリの間に垂直に配置されている、ウェイトリングアセンブリと、
   を備える、外洋魚ケージ。
2. 前記魚囲いが正味の正の浮力状態および正味の負の浮力状態の間で選択的に移行できるように、前記浮揚カラーの浮力が調整可能である、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
3. 前記ウェイトリングアセンブリが複数のリングセグメントを備える、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
4. 前記浮揚セグメントがプラットフォームを含むフレームワークと、前記プラットフォームの下の前記フレームワークに取り付けられた複数の浮力部材とを備え、前記浮力部材の少なくともいくつかは、外側位置および内側位置の間で移動可能であるように構成されている、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
5. 前記浮力部材の少なくともいくつかは、可変浮力部材である、請求項4に記載の外洋魚ケージ。
6. 前記可変浮力部材は、前記外洋魚ケージを正味の負の浮力状態に移行させるために、水を受け入れ、かつ保持し、前記外洋魚ケージを正味の正の浮力状態に移行させるために、保持された水を空気で置き換えるように構成されている、請求項5に記載の外洋魚ケージ。
7. 前記浮揚カラーから前記ウェイトリングアセンブリを吊り下げている前記複数の第１の張力部材が調整可能な長さのセグメントを備える、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
8. 前記浮揚カラーから前記ウェイトリングアセンブリを吊り下げている前記複数の第１の張力部材が可撓性の衝撃吸収セグメントを備える、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
9. 前記魚囲いが、前記魚囲いの下端から魚を受け入れるよう構成されたモートトラップをさらに備える、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
10. 各前記複数の浮揚セグメントは、対応する第２の張力部材によって、他の浮揚セグメントの隣接していない１つに接続される、請求項１に記載の外洋魚ケージ。
11. 前記複数の浮力部材の少なくともいくつかは、可変浮力部材であり、前記可変浮力部材は、バルブシステムをさらに備える、請求項4に記載の外洋魚ケージ。
12. 請求項１に記載の外洋魚ケージを備える、魚ケージおよびアンカーシステムであって、グリッドシステムの隣接するケージを直接または間接的に介して、前記ウェイトリングアセンブリを対応する複数の離間したアンカーに接続する複数のアンカーラインをさらに備える、魚ケージおよびアンカーシステム。
13. 前記複数のアンカーラインが、衝撃軽減およびアンカーライン張力装置として、中間位置で前記複数のアンカーラインの対応する１つに取り付けられた複数の水中ブイをさらに備える請求項12に記載の外洋魚ケージおよびアンカーシステム。
14. 各前記複数のアンカーラインが、前記ウェイトリングアセンブリに接続された近位端部、および表面ブイから吊り下げられた接合部を接続するアンカーラインに取り付けられた遠位端部を有する部分を備える、請求項13に記載の外洋魚ケージおよびアンカーシステム。
15. 前記複数のアンカーラインは、少なくとも３点で前記ウェイトリングアセンブリに直接または間接的に接続されている、請求項1４に記載の外洋魚ケージおよびアンカーシステム。

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