特開 2024-75823 藻類増殖制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024075823

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】藻類増殖制御装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240529BHJP

   C12M 1/04 20060101ALI20240529BHJP

   C12N 1/12 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 E

C12M1/04

C12N1/12 A

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187005

(22)【出願日】2022-11-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】517357826

【氏名又は名称】株式会社シェルタージャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100103207

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 隆弘

(74)【代理人】

【識別番号】100196106

【弁理士】

【氏名又は名称】杉田 一直

(72)【発明者】

【氏名】矢野 昭彦

(72)【発明者】

【氏名】小口 美津夫

(72)【発明者】

【氏名】角田 隆志

【テーマコード（参考）】

4B029

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029BB04

4B029CC01

4B029DB19

4B029DF02

4B029GA08

4B065AA85X

4B065AC09

4B065BA30

4B065BC02

4B065BC07

4B065BC48

4B065CA46

4B065CA54

(57)【要約】      （修正有）

【課題】二酸化炭素削減インテリアの藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素削減インテリア１における、藻類培養液Ｌ１に存する藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置２は、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値を測定するｐＨセンサーＳＥ１と、培養容器１０から排出される排出気体Ａ３の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーＳＥ２と、藻類培養液のｐＨ値を低減制御するためのｐＨ低減装置３を備えている。ｐＨセンサーＳＥ１の測定値が第１閾値を超えるとともに、酸素濃度センサーＳＥ２の測定値が第１閾濃度を超えたと判定されたときｐＨ低減制御を実行し、ｐＨセンサーＳＥ１の測定値が第１閾値よりも低いｐＨ値である第２閾値を下回ると判定されたときｐＨ低減制御の実行を停止する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

藻類培養液が貯留される培養容器と、前記培養容器に装着される外気導入ノズルと、前記培養容器に向かって光を照射する光源装置と、を備え、前記光は、前記培養容器を透過して視認することができ、前記外気導入ノズルから前記藻類培養液に吹き込まれる外気は、前記藻類培養液の中を上昇する過程で、前記藻類培養液に存する藻類の光合成の効果によって、二酸化炭素が削減されるとともに酸素に変換されて、前記培養容器に設けられた開口部から排出される二酸化炭素削減インテリアにおける、前記藻類培養液に存する藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置であって、
前記藻類培養液のｐＨ値を測定するｐＨセンサーと、
前記培養容器から排出される排出気体の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、
前記藻類培養液のｐＨ値を低減制御するためのｐＨ低減装置と、を備え、
前記ｐＨセンサーの測定値が第１閾値を超えるとともに、前記酸素濃度センサーの測定値が第１閾濃度を超えたと判定されたときｐＨ低減制御を実行し、前記ｐＨセンサーの測定値が前記第１閾値よりも低いｐＨ値である第２閾値を下回ると判定されたとき前記ｐＨ低減制御の実行を停止することを特徴とする藻類増殖制御装置。

【請求項2】

前記ｐＨ低減装置は、前記藻類培養液を回収する回収容器と、前記藻類培養液のｐＨ値を低減させるための補充液を前記藻類培養液に補充する補充液ボトルと、を有することを特徴とする請求項１に記載の藻類増殖制御装置。

【請求項3】

前記補充液のｐＨ値は、前記藻類培養液の初期ｐＨ値よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の藻類増殖制御装置。

【請求項4】

前記ｐＨ低減装置は、前記外気を、前記外気に比べて高濃度の二酸化炭素を含む高濃度二酸化炭素気体と、前記外気に比べて低濃度の二酸化炭素を含む低濃度二酸化炭素気体とに分離して、前記高濃度二酸化炭素気体を、前記外気導入ノズルを経由して前記藻類培養液に吹き込むとともに、前記低濃度二酸化炭素気体を外部に排出することができる二酸化炭素導入装置を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の藻類増殖制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、藻類の光合成の作用によって外気の二酸化炭素を削減するとともに、インテリアとして使用できる二酸化炭素削減インテリアの藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発明者は、特許文献１で、藻類の一種であるスピルリナを利用して、効果的に空気浄化が行え、かつ良好な外観を得ることができる空気浄化装置を提供している。

【0003】

発明者が以前に提供した空気浄化装置は、スピルリナ、およびスピルリナの培養液を循環する循環系の一部を陳列用容器とし、この循環系に外気を取り込む取込み口、および酸素を分離する酸素分離装置を設けている。陳列用容器内には発光体が挿入されている。取込み口から取り込まれた外気は、当該外気中に含まれる二酸化炭素が酸素に変換されると共に汚染物質が培養液中に溶解する。従って、酸素分離装置から分離される気体は、汚染物質が除去され且つ二酸化炭素が酸素に変換されたものとなる。以前に提案した、空気浄化装置は、空気浄化作用ばかりでなく、発光体が陳列用容器内で発光することにより見た目もきれいなものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８－２０６４３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、発明はそれがなされたからといって終わりではなく、よりよいものを求めるために改良がくわえられるべきものである。

【0006】

例えば、光合成の促進に伴ってスピルリナは増殖し続けて、培養液のｐＨ値は上昇する。培養液のｐＨ値の上昇は、スピルリナの増殖に必要な栄養成分の不足を意味し、スピルリナのスピードは次第に低下する。すなわちスピルリナの増殖のコントロールは極めて困難であった。

【0007】

本発明はこれらの問題点に着目してなされたものであり、二酸化炭素削減インテリアの藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための発明は、藻類培養液が貯留される培養容器と、培養容器に装着される外気導入ノズルと、培養容器に向かって光を照射する光源装置と、を備え、培養容器に向かって照射される光は、培養容器を透過して視認することができ、外気導入ノズルから藻類培養液に吹き込まれる外気は、藻類培養液の中を上昇する過程で、藻類培養液に存する藻類の光合成の効果によって、二酸化炭素が削減されるとともに酸素に変換されて、培養容器に設けられた開口部から排出される二酸化炭素削減インテリアにおける、藻類培養液に存する藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置であって、藻類培養液のｐＨ値を測定するｐＨセンサーと、培養容器から排出される排出気体の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、藻類培養液のｐＨ値を低減制御するためのｐＨ低減装置と、を備え、ｐＨセンサーの測定値が第１閾値を超えるとともに、酸素濃度センサーの測定値が第１閾濃度を超えたと判定されたきｐＨ低減制御を実行し、ｐＨセンサーの測定値が第１閾値よりも低いｐＨ値である第２閾値を下回ると判定されたときｐＨ低減制御の実行を停止することを特徴とする。

【0009】

藻類培養液に存する藻類は、アルカリ性の溶液で増殖が促進される種であり、具体的にはスピルリナが例示される。

【0010】

この構成によれば、ｐＨセンサーの測定値が第１閾値を超えるとともに、酸素濃度センサーの測定値が第１閾濃度を超えたと判定されるときｐＨ低減制御を実行するので、藻類培養液のｐＨ値の上昇を抑制できる。これにより、藻類の増殖スピードを抑制できる。さらに、ｐＨセンサーの測定値が第１閾値よりも低いｐＨ濃度である第２閾値を下回るときｐＨ低減制御の実行を停止するので、藻類の増殖スピードの過度な抑制を防止できる。

【0011】

好ましくは、ｐＨ低減装置は、藻類培養液を回収する回収容器と、藻類培養液のｐＨを低減させるための補充液を藻類培養液に補充する補充液ボトルとを有することを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、ｐＨ低減装置は、藻類培養液を回収する回収容器と、藻類培養液のｐＨを低減させるための補充液を藻類培養液に補充する補充液ボトルとを有するので、藻類培養液のｐＨ値を低減するとともに、藻類培養液中の藻類濃度の低減を図ることができる。

【0013】

好ましくは、補充液のｐＨ値は、藻類培養液の初期ｐＨ値よりも小さいことを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、補充液のｐＨ値は、藻類培養液の初期ｐＨ値よりも小さいので、補充液を藻類培養液に補充することで、藻類培養液のｐＨ値の低減効果はより一層大きくなる。

【0015】

好ましくは、ｐＨ低減装置は、外気を、外気に比べて高濃度の二酸化炭素を含む高濃度二酸化炭素気体と、外気に比べて低濃度の二酸化炭素を含む低濃度二酸化炭素気体とに分離して、高濃度二酸化炭素気体を、外気導入ノズルを経由して藻類培養液に吹き込むとともに、低濃度二酸化炭素気体を外部に排出することができる二酸化炭素導入装置を有することを特徴とする。

【0016】

この構成によれば、高濃度二酸化炭素気体を藻類培養液に吹き込むことで、藻類培養液のｐＨ値は低下する。また、高濃度二酸化炭素気体は藻類培養液を上昇する過程で、藻類培養液に存する藻類の光合成の効果によって、二酸化炭素が削減されるとともに酸素に変換されて、外部に排出されるとともに、低濃度二酸化炭素気体が外部に放出されるので、外部空気の二酸化炭素濃度を効率的に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態における藻類増殖制御装置のブロック図である。

【図2】同、二酸化炭素削減インテリアの部分正面断面図である。

【図3】光源装置の平面断面図である。

【図4】藻類増殖抑制装置における制御装置の構成を表す図である。

【図5】藻類増殖制御の処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図１～５を参照して本発明の二酸化炭素削減インテリア１の実施形態を説明したうえで、藻類増殖制御装置２について詳述する。

【0019】

図１に示す通り、藻類培養液Ｌ１が貯留される培養容器１０は、藻類増殖制御装置２に接続している。藻類増殖制御装置２は、ｐＨセンサーＳＥ１、酸素濃度センサーＳＥ２、ｐＨ低減装置３などを有している。ｐＨ低減装置３は、第１制御装置３０、および第２制御装置４０の二つの装置で構成されており、コネクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して培養容器１０に着脱可能に接続されている。

【0020】

本実施形態では、藻類培養液Ｌ１中の、藻類はスピルリナが例示される。また、スピルリナを培養するための培養液の成分として、例えば、表１に示すものが例示されるが、これに限られるものではない。

【0021】

【表1】

【0022】

表中のＡ５－ｓｏｌｕｔｉｏｎについては、ホウ酸から酸化モリブデンまでの成分を表に示す含有量で含むＡ５－ｓｏｌｕｔｉｏｎが、藻類培養液１Ｌ中に１ｍL含まれることを意味する。

【0023】

表１で例示する培養液はアルカリ性であるため、硝酸塩や硫酸塩などの空気中の酸性汚染物質を吸収し易く、汚染物質の除去に効果的である。スピルリナはアルカリ性の培養液で好適に培養されるため、酸性の液中で増殖する他の藻類は生育し難い環境となる。そのため、他の藻類の混入を回避できる。

【0024】

光源装置２０から発せられる光は、培養容器１０、藻類培養液Ｌ１を通過して視認できる構成となっている。藻類培養液Ｌ１に照射されることで、藻類の光合成が促進される。また、緑色に発光する藻類培養液Ｌ１を視認することで、リラックス効果を高めることができる。

【0025】

第１制御装置３０は、回収容器３１、補充液ボトル３２、を有しており、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値を測定するｐＨセンサーＳＥ１が取付けられている。また、藻類培養液Ｌ１の温度を所定範囲に維持するためのヒーター（図示略）を設けることが好ましい。これにより、藻類の活性を維持するとともに、適正な生育環境を形成し得る。

【0026】

回収容器３１は、所定値を上回るｐＨの藻類培養液Ｌ１を回収するための容器であり、切替バルブＶ１を介して培養容器１０に接続している。切替バルブＶ１は電磁式の三方弁である。

【0027】

循環ポンプＰ１を動作すると、培養容器１０に貯留されている藻類培養液Ｌ１は、貫通管５０に取込まれ、コネクタＣ１、循環ポンプＰ１、切替バルブＶ１、コネクタＣ２を経由して培養液循環ノズル３５から藻類培養液Ｌ１に噴射される。噴射方向を適宜に選択（例えば周方向に沿って噴射する）することで、培養容器１０の中の藻類培養液Ｌ１は、渦巻き状の流れが形成される。

【0028】

補充液ボトル３２は、補充液Ｌ２が貯留されている。補充液Ｌ２のｐＨ値は、初期状態の藻類培養液Ｌ１のｐＨ値よりも小さいことが好ましい。補充液Ｌ２は、送液ポンプＰ３によって培養容器１０に送り込まれる。また、第１制御装置３０を循環する藻類培養液Ｌ１が補充液ボトル３２に逆流しないように逆止弁Ｂ１が設けられている。

【0029】

本実施形態では、補充液ボトル３２の容量として２リットル、回収容器３１の容量として２リットルが例示されるが、これに限定されるわけではない。

【0030】

第２制御装置４０は、先端部に外気導入ノズル４１が接続している。エアポンプＰ２を動作することで、エアフィルター４２を通過した外気ＥＡは、外気導入ノズル４１を経由して、微細な渦巻き状の気泡となって藻類培養液Ｌ１に吹き込まれ、拡散し、上昇する。気泡は渦巻き状の流れに沿って上昇する。これにより、気泡が藻類培養液Ｌ１に滞留する時間をより長くすることができる。

【0031】

二酸化炭素導入装置８０は、外気ＥＡに比べて高濃度の二酸化炭素を含む高濃度二酸化炭素気体Ａ１（以後、高濃度気体Ａ１と呼ぶ。）と、外気ＥＡに比べて低濃度の二酸化炭素を含む低濃度二酸化炭素気体Ａ２（以後、低濃度気体Ａ２と呼ぶ。）に分離して、高濃度気体Ａ１を、エアフィルター４２に送り込むとともに、低濃度気体Ａ２を外部に排出する装置である。

【0032】

コンプレッサー８１を動作したとき、二酸化炭素分離セラミック膜８２に送り込まれた外気ＥＡは、二酸化炭素分離セラミック膜８２を通過する過程で、高濃度気体Ａ１と、低濃度気体Ａ２に分離される。低濃度気体Ａ２は外部に放出するとともに、高濃度気体Ａ１は藻類培養液Ｌ１に送り込まれる。

【0033】

また、コンプレッサー８１を動作しないときは、外気切替バルブＶ２を切り替えて、取込口４３から取込んだ外気ＥＡを外気導入ノズル４１に送り込むことができる。

【0034】

図２に示す通り、光源装置２０、培養容器１０はそれぞれ別々に台座６０と嵌合している。培養容器１０は、内壁１１、外壁１２、底板１３および上板１４を有しており、上端部に上方に向かって開口する開口部１５ａが設けられている。下端部は、台座６０にスライドできる状態で貫入している。内壁１１および外壁１２は、透明の円筒であり、外壁１２は内壁１１の外部領域に同心に配置されている。内壁１１、外壁１２、および底板１３で画定される空間に藻類培養液Ｌ１が貯留されている。また、上端部は、開口部１５ａを塞ぐための蓋１５が取付けられている。蓋１５は、Ｏリング１６を介して培養容器１０に着脱可能に接続している。培養容器１０の容量として６～８リットルが例示されるが限定されるわけではない。

【0035】

台座６０に収容空間６０ａが設けられ、第１制御装置３０（図１参照）、および第２制御装置４０（図１参照）が収容されている。すなわち、第１制御装置３０、および第２制御装置４０は、外部から視認できない構成となっている。これにより、台座６０、培養容器１０、光源装置２０などの外形を適宜に選択することで、二酸化炭素削減インテリア１のデザインバリエーションを決定づけることができる。

【0036】

蓋１５は、排出口１７が設けられている。外気導入ノズル４１から拡散される外気ＥＡは、藻類培養液Ｌ１を上昇し、排出口１７を経由して外部空間に排出される。排出口１７には、排出される気体の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーＳＥ２（図１参照）が取付けられている。酸素濃度の計測値は、表示スクリーン（図示略）に表示される。

【0037】

光源装置２０は、台座６０にスライドできる状態で貫入しており、内部空間１０ａに配置されている。また、光源装置２０は台座６０に嵌合接着で固定されていてもよい。ここで内部空間１０ａとは、台座６０、内壁１１、および上板１４で画定される空間であって、藻類培養液Ｌ１は充填されていない空間である。光源装置２０から発せられる光は内壁１１、藻類培養液Ｌ１、および外壁１２を透過することで、緑の発光体として視認でき、見た目も美しいものとなる。なお、視認できる緑色は藻類の色であり、緑色は癒し、再生、回復、健康、リラックス、安心という心理効果のある色であるため、心地よい美観を得ることができる。

【0038】

光源装置２０は、中空筒２１と光源２２を有している。中空筒２１は、円筒であり、下端部が台座６０に貫入した状態で固定されている。また、取付位置は、内壁１１、外壁１２と同心となっている。光源２２は、中空筒２１が延びる方向に沿って延びる８個の帯状のＬＥＤ光源２３で構成されている、ＬＥＤ光源２３は、中空筒２１の周方向に所定の間隔で取り付けられている（図３参照）。ＬＥＤ光源２３の個数として、８個が例示されるが、これに限定されるわけではない。

【0039】

貫通管５０は、中空筒２１の内部を中空筒２１が延びる方向に貫通する断面が円環状の管であり、一端は内壁１１の上端部に接続して、培養容器１０と構造的に一体化している。また、他端はコネクタＣ１を介して、第１制御装置３０に接続している。貫通管５０が中空筒２１の内部に配置されることで、貫通管５０が視認されることはない。これにより、藻類のみの色が視認できる状態を実現できる。

【0040】

循環ポンプＰ１を動作することで、培養容器１０に貯留される藻類培養液Ｌ１は、貫通管５０を通過し、培養液循環ノズル３５を経由して、再び培養容器１０に循環する。培養液循環ノズル３５は、周方向の水流を発生できるように、周方向に噴射できる角度で底板１３に取り付けられている。培養液循環ノズル３５から還流される藻類培養液Ｌ１が周方向に沿って藻類培養液Ｌ１に噴出されることで、培養容器１０に貯留される藻類培養液Ｌ１に渦巻き状の水流が形成される。この渦巻き流によって藻類培養液Ｌ１中に含まれる藻類の均質化と、より効果的な二酸化炭素削減を図ることができる。

【0041】

図１を参照して、本実施形態における二酸化炭素削減インテリア１の外気ＥＡに含まれる二酸化炭素の削減メカニズムを説明する。

【0042】

第１制御装置３０を動作することで、藻類培養液Ｌ１は培養容器１０と第１制御装置３０との間を循環する。このとき、培養液循環ノズル３５から噴出する藻類培養液Ｌ１によって、培養容器１０に存する藻類培養液Ｌ１は、渦巻き状の水流が形成される。

【0043】

エアポンプＰ２を動作することで、取込口４３から取込まれた外気ＥＡは、エアフィルター４２を通過して外気導入ノズル４１に圧送される。外気ＥＡがエアフィルター４２を通過する過程で、外気ＥＡに含まれるウイルス、花粉等の微細な物質が除去される。すなわち、外気導入ノズル４１に圧送される外気ＥＡはウイルス、花粉等の微細な物質が除去されたクリーンなものとなる。

【0044】

圧送された外気ＥＡは、外気導入ノズル４１によって気泡となった状態で藻類培養液Ｌ１に拡散される。藻類培養液Ｌ１に拡散された気泡は、渦巻き状に拡散した状態で、藻類培養液Ｌ１の中を上昇する。気泡が渦巻きを描いて上昇していく様子は、外観的に美しいものとなり、装飾効果をより一層高めることができる。

【0045】

藻類培養液Ｌ１は、光源装置２０から光が照射されている。光の照射によって、藻類の光合成は促進され、気泡に含まれる二酸化炭素は、藻類培養液Ｌ１の中を上昇する過程で、藻類に取込まれ、同時に藻類から酸素が発生する。酸素リッチとなった気泡は、排出口１７を経由して排出気体Ａ３として外部に放出される。同時に、気泡に含まれる硝酸塩や硫酸塩などの酸性汚染物質は、藻類培養液Ｌ１に吸収される。

【0046】

排出口１７から排出された排出気体Ａ３の気体中の酸素は、人工的に発生したものではなく、藻類の光合成によって発生したものであることから、森林浴のような良好な環境を形成する一助になり得る。さらに、緑色に発光する藻類培養液Ｌ１の中を気泡が渦巻き状に上昇する光景を視認することによって、リラックス効果を得ることができる。

【0047】

光合成が促進され続けると、藻類は増殖する。藻類の増殖によって、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値は上昇し、ｐＨ値の上昇に伴って藻類の増殖はさらに活発となる。藻類が増殖し続けると光源装置２０から発せられる光の視認性が悪化し、藻類培養液Ｌ１の入れ替え作業が必要となる。藻類培養液Ｌ１を頻繁に入れ替えることは使用者に大きな負担を負わせることとなる。このような観点から、所定期間にわたって良好な視認性を確保する目的で、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値の上昇を抑制するｐＨ低減装置３を装着することも、維持管理上の対策の一つとして考えられる。なお、本実施形態で想定する所定期間は、使用者が藻類培養液Ｌ１の入れ替え作業を負担に感じない期間、例えば1か月を想定している。

【0048】

図４は、藻類増殖抑制装置における制御の構成を表している。電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびＩ／Ｏインターフェイス（いずれも図示略）などからなるマイクロコンピューターで構成されている。ＥＣＵ５には、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値を検出するｐＨセンサーＳＥ１、外部空間に放出される気体の酸素濃度を検出する酸素濃度センサーＳＥ２などが接続されており、それらの検出信号が逐次、入力される。ＥＣＵ５の出力側には、切替バルブＶ１、送液ポンプＰ３、コンプレッサー８１、外気切替バルブＶ２などが接続されている。

【0049】

図５は、本実施形態における藻類増殖制御の処理を説明するフローチャートである。本処理はＥＣＵ５において、継続して繰り返されて実行される。

【0050】

本処理では、ステップ１（「Ｓ１」と図示する。以下同じ。）において、酸素濃度センサーＳＥ２で検出された排出気体Ａ３の酸素濃度ＭＯが、第１閾濃度ＯＴＨＲを超えたか否かを判別するとともに、ｐＨセンサーＳＥ１で検知された藻類培養液のｐＨ値ＭＰが、第１閾値ＰＴＨＲ１を超えたか否かを判別する。具体的には、第１閾濃度ＯＴＨＲは４０～５０％であることが好ましい。また、第１閾値ＰＴＨＲ１は、一定要件下（例えば、藻類培養液の温度が所定範囲に維持される環境下）で、藻類の増殖が所定以上に促進しない値、例えば１０．５に設定されている。

【0051】

判別結果がＹＥＳで、酸素濃度ＭＯが第１閾濃度ＯＴＨＲを超えたとともに、ｐＨ値ＭＰが第１閾値ＰＴＨＲ１を超えた場合は、ステップ２に進む。判別結果がＮＯの場合は、検出を継続する。

【0052】

ｐＨ低減制御が実行されない状況下では、培養容器１０に貯留される藻類培養液Ｌ１は、貫通管５０，流路Ｒ１、Ｒ２を通過して培養容器１０に還流している。また、外気ＥＡは二酸化炭素導入装置８０を通過することなく、エアフィルター４２を経由して、外気導入ノズル４１に吹き込こまれ、藻類培養液Ｌ１に噴射される。

【0053】

ステップ２では、ｐＨ低減制御を実行する。ｐＨ低減制御は、第１制御と、第２制御の二つの制御で構成される。

【0054】

第１制御について説明する。

【0055】

第１制御が実行されると、切替バルブＶ１が動作して、藻類培養液Ｌ１の流通経路が変更される。具体的には、培養容器１０に貯留される藻類培養液Ｌ１は、貫通管５０、流路Ｒ１、切替バルブＶ１、流路Ｒ３を経由して回収容器３１に貯留される。これにより、培養容器１０に貯留される藻類培養液Ｌ１の水面高Ｈ１は、低下する。

【0056】

レベルセンサーＳＥ３で検知された水面高Ｈ１が、一定値以上低下したとき、切替バルブＶ１を再度、動作して、藻類培養液Ｌ１が培養容器１０に還流する経路に変更する。同時に、送液ポンプＰ３を動作して、補充液ボトル３２に貯留される補充液Ｌ２を培養容器１０に送り込む。補充液Ｌ２のｐＨ値は、藻類培養液Ｌ１の初期ｐＨ値よりも小さく設定されている。本実施形態では、藻類培養液Ｌ１の初期ｐＨ値として８．８～９．２、また補充液Ｌ２のｐＨ値として８．５が例示されるが、これに限定されるわけではない。補充液Ｌ２を高いｐＨ値となった藻類培養液Ｌ１に充填することで、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値は低下する。なお、藻類培養液Ｌ１の回収容器３１への回収は、藻類培養液Ｌ１を流路Ｒ２→流路Ｒ３の方向に逆流させて実行してもよい。これにより、回収の効率化を図り得る。また、更なる回収能率の向上を目指して、藻類培養液Ｌ１を逆流させるためのポンプを新たに設けてもよい。

【0057】

第２制御について説明する。

【0058】

第２制御が実行されると、コンプレッサー８１、外気切替バルブＶ２が動作する。外気切替バルブＶ２が動作することで、外気ＥＡは二酸化炭素導入装置８０を通過できるようになる。同時に、外気ＥＡが直接に取込まれる経路は閉鎖される。コンプレッサー８１の動作によって、外気ＥＡは、二酸化炭素分離セラミック膜８２を通過し、その過程で、二酸化炭素が低減された低濃度二酸化炭素気体Ａ２と、二酸化炭素の濃度が高い高濃度二酸化炭素気体Ａ１に分離される。高濃度二酸化炭素気体Ａ１は、外気導入ノズル４１から藻類培養液Ｌ１に噴射される。また、低濃度二酸化炭素気体Ａ１は、外部に放出される。

【0059】

第１制御、第２制御を継続して実行することで、藻類培養液Ｌ１のｐＨ値ＭＰは低減する。ｐＨ値ＭＰの低減に伴って、藻類の増殖は抑制される。

【0060】

ステップ３では、ｐＨセンサーＳＥ１で検知された藻類培養液Ｌ１のｐＨ値ＭＰが、第２閾値ＰＴＨＲ２を下回ったか否かを判別する。具体的には第２閾値ＰＴＨＲ２は９．０を例示しており、一定要件下、藻類の増殖が所定以下に低下しない値に設定されている。この判別結果がＹＥＳで、ｐＨ値ＭＰが第２閾値ＰＴＨＲ２を下回る場合は、ステップ４に進み、ｐＨ低減制御を停止する。判別結果がＮＯの場合は、ｐＨ低減制御を継続する。

【0061】

本実施形態は例示であり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で改変できることは勿論である。例えば、本実施形態では、培養容器は、内壁と外壁を有するいわゆるドーナツ形状となっているが、椀形状であってもよい。また、光源装置は内部領域に設けられているが、培養容器の外部領域に設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明に係る藻類増殖制御装置は、閉鎖増殖空間において継続的な藻類の光合成が可能となる。そのため、密閉空間を形成する必要がある構造物、例えば核シェルターの内部の空気浄化をする浄化装置としても好適に使用できることから、産業用の利用可能性は大である。

【符号の説明】

【0063】

１ ：二酸化炭素削減インテリア
２ ：藻類増殖制御装置
３ ：ｐＨ低減装置
１０ ：培養容器
１５ａ ：開口部
２０ ：光源装置
３０ ：第１制御装置
３１ ：回収容器
３２ ：補充液ボトル
４１ ：外気導入ノズル
Ｌ１ ：藻類培養液
Ｌ２ ：補充液
ＥＡ ：外気
Ａ１ ：高濃度二酸化炭素気体
Ａ２ ：低濃度二酸化炭素気体
Ａ３ ：排出気体
ＳＥ１ ：ｐＨセンサー
ＳＥ２ ：酸素濃度センサー
ＰＴＨＲ１ ：第１閾値
ＰＴＨＲ２ ：第２閾値
ＯＴＨＲ ：第１閾濃度
ＭＰ ：ｐＨ値
ＭＯ ：酸素濃度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

藻類培養液が貯留される培養容器と、前記培養容器に装着される外気導入ノズルと、前記培養容器に向かって光を照射する光源装置と、を備え、前記光は、前記培養容器を透過して視認することができ、前記外気導入ノズルから前記藻類培養液に吹き込まれる外気は、前記藻類培養液の中を上昇する過程で、前記藻類培養液に存する藻類の光合成の効果によって、二酸化炭素が削減されるとともに酸素に変換されて、前記培養容器に設けられた開口部から排出される二酸化炭素削減インテリアにおける、前記藻類培養液に存する藻類の増殖を制御する藻類増殖制御装置であって、
前記藻類培養液のｐＨ値を測定するｐＨセンサーと、
前記培養容器から排出される排出気体の酸素濃度を測定する酸素濃度センサーと、
前記藻類培養液のｐＨ値を低減制御するためのｐＨ低減装置と、を備え、
前記ｐＨセンサーの測定値が第１閾値を超えるとともに、前記酸素濃度センサーの測定値が第１閾濃度を超えたと判定されたときｐＨ低減制御を実行し、前記ｐＨセンサーの測定値が前記第１閾値よりも低いｐＨ値である第２閾値を下回ると判定されたとき前記ｐＨ低減制御の実行を停止することを特徴とする藻類増殖制御装置。

【請求項2】

前記ｐＨ低減装置は、前記藻類培養液を回収する回収容器と、前記藻類培養液のｐＨ値を低減させるための補充液を前記藻類培養液に補充する補充液ボトルと、を有することを特徴とする請求項１に記載の藻類増殖制御装置。

【請求項3】

前記培養容器に充填される前記藻類培養液を備え、
前記補充液のｐＨ値は、前記藻類培養液の初期ｐＨ値よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の藻類増殖制御装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

例えば、光合成の促進に伴ってスピルリナは増殖し続けて、培養液のｐＨ値は上昇する。培養液のｐＨ値の上昇は、スピルリナの増殖に必要な栄養成分の不足を意味し、スピルリナの増殖スピードは次第に低下する。すなわちスピルリナの増殖のコントロールは極めて困難であった。