JPH09117235A - 水槽内局部温度域形成装置 - Google Patents

水槽内局部温度域形成装置

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JPH09117235A
JPH09117235A JP27757595A JP27757595A JPH09117235A JP H09117235 A JPH09117235 A JP H09117235A JP 27757595 A JP27757595 A JP 27757595A JP 27757595 A JP27757595 A JP 27757595A JP H09117235 A JPH09117235 A JP H09117235A
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JP
Japan
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water tank
water
local temperature
temperature range
temperature zone
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JP27757595A
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Hiroyuki Ikeda
博之 池田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 深海に生息する微生物、若しくはこれらと連
鎖関係にある生物が生息する熱水、又は冷水が湧出する
深海底を、水槽内に模擬、再現するための水槽内局部温
度域形成装置を提供する。 【解決手段】 深海を模擬できる耐圧容器で形成された
水槽1内に、深海における海流を模擬する水流を発生さ
せる水流生成装置4,6、水槽1底部の水流の一部を加
熱、若しくは冷却して、周辺の水流とは異る温度の局部
温度域を形成する温度域発生装置3、温度域発生装置で
形成された局部温度域が水槽全体に拡散しないように局
部温度域周辺の水流を外部へ排出して局部温度域を保持
する温度域保持装置6からなる。これにより、水槽1内
に熱水噴出域や冷水湧出域の深海環境が再現でき、深海
生物の生態系を陸上において観測し、研究できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧の容器からな
る水槽内に、模擬して形成される深海環境に、深海底の
熱水噴出孔、若しくは冷水噴出孔から噴出する熱水、若
しくは冷水により形成される、周辺の海域と温度が異な
る局部温度域を模擬して、形成し、これらの熱水噴出
孔、又は冷水噴出孔周辺に、好んで生息する深海生物の
研究等に供用される水槽内局部温度域形成装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】地球表面上に広く分布する深海という特
殊環境に生息する生物の生態が、深海の熱水噴出域や冷
水湧出域に集中して営まれている点が、深海における生
物環境の特色となっている。この環境における深海微生
物、及び深海生物の共生関係等の研究は、深海での物理
的、化学的環境因子との相互作用の解明にもつながり、
ひいては、浅海から深海までの広い範囲で海洋全体の生
態系を把握する上で必須のものとなっている。
【0003】このような生物環境を研究するため、膨大
な圧力が負荷されただけの深海の状態を水槽等で模擬す
ることのできる装置は、他の用途を目的として従来から
製作され、使用されているが、このような、高圧の深海
環境を模擬したうえに、例えば、深海底における熱水噴
出孔周辺の局部的に高温となる局部温度域が、併せて形
成された深海環境を、水槽内で再現する様に模擬できる
装置は、これまで開発されてなく、上述した研究のため
に、実現が要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
要望に答えるため、深海生物が生息する熱水噴出域、ま
たは冷水湧出域周辺の、周囲の温度と異なる局部温度域
が形成された深海環境を模擬する状態を水槽内に再現
し、深海に生息する、特に甲殻動物のうち憂脚類(フジ
ツボ類)、及び軟体動物のうち二枚貝類、巻貝類等の研
究を、陸上において可能とする水槽内局部温度域形成装
置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項1に示す水槽内局部温度域形成装置は、次の手段とし
た。
【0006】(1)耐圧容器からなり、内部に高圧の深
海環境を形成した水槽内に、深海に生じている水流を模
擬する水流を起す水流生成装置を設けた。水流生成装置
は、高圧状態にされた水槽の一方の側壁から高圧状態の
水を内部に導入し、他方の側壁から外部へ排出するよう
にしたもので良いが、水槽内には、深海に形成される局
部温度域の周辺の流れと同様の流れを模擬する、一様流
を形成できるようにしたものが望ましい。
【0007】(2)水槽内の底部近傍の水流の一部を加
熱、又は冷却し、若しくは加熱された、若しくは冷却さ
れた水等の液体を、水槽底部に形成される水流の一部分
に噴出して、水槽内の底部近傍に、他の部分の水流とは
異なる温度の局部温度域を、水流の一部分に形成する温
度域発生装置を水槽の底部に設けた。
【0008】(3)温度域発生装置で、水槽の底部近傍
に形成された局部温度域、および周辺の水流を積極的に
外部に排出して、局部温度域の水流が水槽内の他の部分
に拡散するのを防止して、局部温度域が温度域発生装置
を設置した近傍にのみに、形成されるようにする温度域
保持装置を設けた。なお、温度域保持装置は、局部温度
域周辺の水流を外部に排出して、局部温度域が所定位置
に形成されるようにするので、結果的には、前述した水
流生成装置の一部を構成するものともなる。
【0009】(10)本発明の水槽内局部温度域発生装
置は、上述(1)〜(3)の手段により、水槽内には深
海環境を模擬する水流が形成され、この水流のうち、水
槽底部近傍の一部の水流は、温度域発生装置により加
熱、若しくは冷却され、他の部分を流れる水流の温度と
は異なる温度になった局部温度域が形成できる。また、
形成された局部温度域から他の部分へ拡散しようとする
水流、および局部温度域から他の部分へ熱(冷熱)が伝
達されて、加熱、若しくは冷却された局部温度域周辺の
水流は、温度域保持装置により、積極的に外部に排出さ
れるので、水槽内全体の水流が等温になるようなことは
なく、温度域発生装置を設置した近傍の水槽底部のみ
に、他の部分とは異なる温度にされた、局部温度域が保
持されることとなる。
【0010】これにより、深海生物の生息環境を模擬す
る状態が、水槽内に形成でき、深海生物の生態系の研究
が、陸上においても可能になる。
【0011】また、本発明の請求項2に示す水槽内局部
温度域形成装置は、上述(1)〜(3)の手段に加え、
次の手段とした。
【0012】(4)前記(2)項に示した温度域発生装
置が、水槽の底部に湧水噴出孔近傍の深海環境を模擬す
る局部温度域を形成するため、水槽の底部の一部水流を
外部の熱(冷熱)源で加熱、若しくは冷却するヒータを
耐圧筒に収容して、水槽の底部に設置するものとした。
なお、ヒータは空気、蒸気、油等の流体、又は電気等の
加熱媒体、を使用する加熱ヒータとすることも、フロン
系冷媒、又はアンモニア等の冷却媒体を使用する冷却器
でも良い。
【0013】本発明の水槽内局部温度域発生装置は、上
述(4)の手段により、前記(10)に加え、(20)
水槽底部近傍の一部水流の加熱、又は冷却が、簡素な装
置で容易に行うことができるとともに、局部温度域の温
度制御が容易になる。
【0014】また、温度域保持装置により、局部温度域
を保持するため、局部温度域の周辺から外部に排出する
水流の量は、水槽内に導入される水流の量とほぼ同量に
できることと相俟って、ヒータを水槽内の任意の場所に
設置できるので、局部温度域を任意の場所に形成できる
とともに、位置の保持が正確に、しかも容易になる。
【0015】また、本発明の請求項3に示す水槽内局部
温度形成装置は、上述(1)〜(3)の手段に加え、次
の手段とした。
【0016】(5)前記(2)項に示した温度域発生装
置が、水槽の底部に湧水噴出孔近傍の深海環境を模擬す
る局部温度域を形成するため、深海底から湧き出す湧水
の温度を模擬する温度に、外部の熱(冷熱)源で加熱、
若しくは冷却された液体を、水槽の底部から水槽底部近
傍の水流に噴出させる、液体噴出装置を水槽の底部に設
置したものとした。
【0017】本発明の水槽内局部温度域発生装置は、上
述(5)の手段により、前記(10)に加え、(30)
深海底の熱水噴出孔、若しくは冷水噴出孔から噴出され
る熱水、若しくは冷水の湧水で、水流中に形成される局
部温度域がより正確に模擬できる。さらに、水槽底部近
傍の一部水流の加熱、又は冷却が、簡素な装置で容易に
行うことができるとともに、局部温度域の温度制御が容
易になる。また、液体噴出装置が水槽内の任意の場所に
設置できるので、局部温度域を水槽底部付近の任意の場
所に形成できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の水槽内局部温度域
形成装置の実施の一形態を、図面にもとづき説明する。
図1は、本発明の水槽内局部温度域形成装置の実施の第
1形態を示す図で、図1(a)は横断面図、図1(b)
は縦断面図である。
【0019】図に示すように、深海の熱水噴出孔周辺環
境、または冷水湧出周辺環境を再現するために、深海の
圧力条件が模擬できる耐圧容器で形成された円筒形の水
槽1の底部には、断熱材7が敷設されており、この断熱
材7の上に砂2を敷き、この砂2の中に液体噴出装置と
しての噴出ノズル3を設置している。また、この噴出ノ
ズル3から、水槽1内に形成された水流4の、水槽1底
部近傍を流れる水流4の一部に、噴出ノズル3ととも
に、温度域発生装置を形成する、水槽1の外部に設置さ
れた加熱装置(冷却装置)で、高温(低温)に加熱(冷
却)され、高圧にされた液体、望ましくは、水槽1内で
水流を形成する海水と同様の海水を噴出させ、熱水(冷
水)が湧出する湧水噴出孔近傍の海水鉱床を模擬するよ
うにしている。
【0020】また、噴出ノズル3は、一端が水槽1の底
部に開口するとともに、他端が水槽1の側壁に開口させ
た流出口5に開口し、下半部に水槽1の底面に敷き詰め
た砂2の上面と同一レベルに、砂2を敷き詰めた温度域
保持装置としての円筒型の熱水(冷水)用の流出用ノズ
ル6内部に設置されている。噴出ノズル3で熱され(冷
され)、噴出ノズル3周囲に形成された、周辺の水流4
より高温度(低温度)の局部温度域周辺の海水は、流出
用ノズル6により、水槽1の外部に排出され、局部温度
域を形成する海水を必要以上に、水槽1内に拡散するの
を妨げるようにしている。
【0021】一方、流出用ノズル6が設置される側と反
対側の水槽1の側壁には、海水流入口8を設け、海水流
入口8と前述した温度域保持装置を構成する流出用ノズ
ル6とによって、水流生成装置が構成され、深海底の湧
水噴出孔近傍の海水の流れを模擬する海流速度程度で、
海水を海水流入口8から流出用ノズル6側へ流す水流4
を水槽1内に形成している。この水流4は、噴出ノズル
3の周辺に形成される局部温度域周辺の熱水(冷水)を
流出用ノズル6で流出口5から外部へ流出させ、これら
の熱水(冷水)が水槽1内全体へ拡散し、水温が均一に
なってしまうのを妨げ、流出用ノズル3内だけの局部温
度域の加熱(冷却)環境をつくるようにしている。
【0022】なお、水槽1の外に設置され、流出用ノズ
ル6、海水流入口8とともに、水流生成装置を形成す
る、図示しない加圧装置で加圧されて、海水流入口8よ
り水槽1内に導入される海水で、水槽1内には、高さ方
向に、ほぼ均等の速度の流れが生じ、深海底の湧水噴出
孔近傍の海水の水流を模擬する水流が形成されるように
されている。
【0023】以上、本実施の形態の水槽内局部温度域形
成装置について説明したが、上述した構成のほか、水槽
1に水質分析システム、不純物添加・除却システム等と
組み合わせて設け、深海生物実験システムを構築し、噴
出ノズル3を設置した、局部温度域が形成される流出用
ノズル6内に、貝9等の水流4に流されない深海生物を
生息させ、海洋全体の生態系を研究把握することが可能
となる。
【0024】次に、図2は本発明の水槽内局部温度域形
成装置の実施の第2形態を示す図で、図2(a)は横断
面図、図2(b)は縦断面図である。図に示すように、
本実施の形態では、水槽1内の底部に砂2を敷き、砂2
の中に耐圧筒からなる保護管12を装着した、温度域発
生装置としての加熱ヒータ11を設置し、保護管12を
介して高温まで砂2、及び水槽1底部近傍の水流(海
水)を加熱し、熱水噴出孔周辺の局部温度域が形成され
た深海底を模擬するようにした。また、加熱ヒータ11
は、実施の第1形態において説明したように、図示しな
い加圧装置、海水流入口8とともに、水流生成装置を構
成するとともに、温度域保持装置を構成する、流出用ノ
ズル6’の内部に設置され、加熱ヒータ11で加熱さ
れ、加熱ヒータ11の周囲に形成される局部高温度域の
海水が、必要以上拡散するのを妨げるようにしている。
【0025】すなわち、流出用ノズル6’を設ける水槽
1の側壁と逆側の側壁には、海水流入口8を設け、水槽
1内に海流速度程度で、局部高温度域の海水を流出用ノ
ズル6’側へ送り、局部高温度域周辺の熱水を流出口5
から外部へ流出させ、水槽1内全体へ熱水が拡散して、
水温が均一になってしまうのを妨げ、流出用ノズル6’
周辺だけの局部高温域をつくるようにしている。このた
め、本実施の形態の流出用ノズル6’は、局部高温度域
が形成される加熱ヒータ11周辺では、水槽1内の一様
流4と同程度の流速により、局部高温度域の形成に影響
の少い、水槽1側壁の流出口5近傍では大きい流速とな
るラッパ状の形状にされている。
【0026】本実施の形態でも、第1形態と同様に、上
述した構成に水質分析システム、不純物添加・除去シス
テム等を組み合わせて設け、深海生物実験システムを構
成し、加熱ヒータ11を設置した流出用ノズル6’内
に、貝等の流されない深海生物を生息させることによ
り、海洋全体の生態系を研究把握することが可能とな
る。なお、本実施の形態の説明では、温度域発生装置と
して、加熱ヒータを採用した例を示したが、これは、冷
熱で水流を冷却する冷却器であっても良いものである。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水槽内局
部温度域形成装置によれば、特許請求の範囲に示す構成
により、深海生物を含めた、深海微生物による物質、及
びエネルギーの生産を根幹とする生態系が水槽内に形成
され、深海の熱水噴出域や、冷水湧出域の深海環境が陸
上の水槽内に再現されるため、深海に生息する生物、特
に甲殻動物のうち憂脚類(フジツボ類)、及び軟体動物
のうち二枚貝類、巻貝類等の研究が、陸上においても可
能となり、海洋全体の生態系を把握する手がかりと成り
得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水槽内局部温度域形成装置の実施の第
1形態を示す図で、図1(a)は横断面図、図1(b)
は縦断面図、
【図2】本発明の水槽内局部温度域形成装置の実施の第
2形態を示す図で、図2(a)は横断面図、図2(b)
は縦断面図である。
【符号の説明】
1 水槽 2 砂 3 温度域発生装置としての噴出ノズル 4 水流 5 流出口 6,6’ 温度域保持装置、および水流生成装置とし
ての流出用ノズル 7 断熱材 8 水流生成装置としての海水流入口 9 貝等の深海生物 11 温度域発生装置としての加熱ヒータ 12 保護管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐圧容器からなる水槽内に模擬した深海
    環境に、湧水で生じる局部温度域を形成するため、前記
    水槽内に水流を発生させる水流生成装置と、前記水槽の
    底部に設置され、前記水流を部分的に加熱、若しくは冷
    却して、局部温度域を発生させる温度域発生装置と、前
    記局部温度域周辺の前記水流を外部へ排出して、前記局
    部温度域の拡散を防止する温度域保持装置とを設けたこ
    とを特徴とする水槽内局部温度域形成装置。
  2. 【請求項2】 前記温度域発生装置が、耐圧筒に収容さ
    れ、前記水槽の底部近傍の水流を部分的に加熱、若しく
    は冷却して、前記水槽の底部近傍に、湧水噴出孔近傍の
    深海環境を模擬する局部温度域を発生させるヒータであ
    ることを特徴とする請求項1の水槽内局部温度域形成装
    置。
  3. 【請求項3】 前記温度域発生装置が、前記水槽の底部
    から前記湧水を模擬する温度の液体を前記水流に噴出し
    て、前記水槽底部に湧水噴出孔近傍の深海環境を模擬す
    る局部温度域を発生させる液体噴出装置であることを特
    徴とする請求項1の水槽内局部温度域形成装置。
JP27757595A 1995-10-25 1995-10-25 水槽内局部温度域形成装置 Withdrawn JPH09117235A (ja)

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