CN105472977B - 水耕栽培装置 - Google Patents
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Abstract
具备：用于栽培植物(100)的至少栽培槽(30A)、(30B)；支承植物(100)的多个植物支承部(7A)、(7B)；供给营养液的多个营养液供给部(3A)、(3B)；多个第1开闭阀(4A)、(4B)；排出营养液的多个营养液排出部(5A)、(5B)；多个第2开闭阀(6A)、(6B)；检测营养液(110)的pH值的多个pH值检测部(8A)、(8B)；存蓄从营养液排出部(5A)、(5B)排出的营养液的容器部(20)；从容器部(20)供给营养液的营养液循环部(2A)、(2B)；以及基于由pH值检测部(8A)、(8B)检测到的pH值控制第1开闭阀(4A)、(4B)、第2开闭阀(6A)、(6B)的开闭动作的控制部。
Description
技术领域
本发明涉及培育植物的水耕栽培装置。
背景技术
作为不使用土来栽培植物的技术，已知下述的专利文献1、2。
专利文献1记载的水耕栽培装置设有多个栽培床，将栽培营养液分离。由此，即使在任意的栽培床中发生植物的疾病，该水耕栽培装置也能够防止疾病的扩大。
专利文献2记载的净化装置在水耕栽培中将用于培育植物的营养液通过臭氧和紫外线光进行净化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2013-111046号公报
专利文献2:特开2013-103184号公报
发明内容
但是，上述的专利文献1记载的水耕栽培装置不具备检测植物的疾病的检测机构。因而，在植物发生了疾病的情况下，疾病会向同一栽培床内的其他植物扩大。
专利文献2记载的技术中，通过臭氧和紫外线进行营养液的净化，但即使进行营养液的净化也无法完全防止从已生病的植物产生的细菌。因而，即使通过净化装置净化营养液也不一定能够防止植物的疾病。因而，即使使用净化装置，也不能防止一度发生的植物的疾病的扩大。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述情况而提出的，目的在于提供即使植物生病也能够抑制向其他植物的扩大的水耕栽培装置。
本发明的第一技术方案的水耕栽培装置，用于栽培植物，其特征在于，具备：至少两个栽培槽，用于栽培上述植物；多个植物支承部，设于上述栽培槽的每一个，在上述栽培槽的上方支承上述植物；多个营养液供给部，设于上述栽培槽的每一个，向上述栽培槽供给营养液；多个第1开闭阀，设于上述营养液供给部的每一个；多个营养液排出部，设于上述栽培槽的每一个，从上述栽培槽将营养液排出；多个第2开闭阀，设于上述营养液排出部的每一个；多个pH值检测部，设于上述栽培槽的每一个，检测在上述栽培槽中存蓄的营养液的pH值；容器部，存蓄从上述多个营养液排出部排出的上述营养液；营养液循环部，从上述容器部向上述营养液供给部供给营养液；以及控制部，基于由上述pH值检测部检测到的pH值，控制至少上述第2开闭阀的开闭动作。
本发明的第二技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在第一实施方式的水耕栽培装置中，上述控制部使针对各个上述栽培槽的上述第1开闭阀和上述第2开闭阀的开闭动作连动地进行。
本发明的第三技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在第一实施方式的水耕栽培装置中，上述控制部进行控制，以使得针对由上述pH值检测部检测到的pH值为规定的阈值以上的上述栽培槽，将至少上述第2开闭阀设为闭动作。
本发明的第四技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，第一实施方式至第三实施方式中的任一个的水耕栽培装置中，上述多个营养液供给部具有对多个上述栽培槽共通的供给部；上述营养液循环部对上述供给部连接有至少一个。
本发明的第五技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，第一实施方式至第四实施方式中的任一个的水耕栽培装置中，上述营养液含有酸碱指示剂。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式表示的水耕栽培装置的结构的框图。
图2是表示作为本发明的实施方式表示的水耕栽培装置中的对控制部的连接关系的框图。
图3是表示作为本发明的实施方式表示的水耕栽培装置中利用阈值进行控制的结构的框图。
图4是表示作为本发明的实施方式表示的水耕栽培装置的其他结构的框图。
图5是表示作为本发明的实施方式表示的水耕栽培装置的其他结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
作为本发明的第1实施方式表示的水耕栽培装置例如如图1所示那样构成。该水耕栽培装置进行不使用土的水耕栽培用于植物100的培育。
水耕栽培装置向植物100中的至少侧根103供给液体，对植物100进行栽培。作为本实施方式表示的水耕栽培装置中，说明作为植物100而培育将在地上部合成的养分蓄积在地下部的植物例如根类作物的情况。
作为该根类作物，例如可以举出作为图1所示的植物100的亚洲参(朝鲜参、高丽参)。关于该植物100，在本实施方式中，例如示出亚洲参，但不限于此。此外，在本实施方式中对向植物100供给液体的情况进行说明，作为该液体，可以举出水或在水中添加了营养成分的培养液。
该水耕栽培装置具备两个栽培槽30A、30B。该栽培槽30A、30B用于对大量的植物100进行栽培。因而，也可以不是如本实施方式那样具备两个栽培槽30A、30B，水耕栽培装置只要具备至少两个栽培槽即可。
栽培槽30A、30B在底部存蓄营养液110。水耕栽培装置具有在栽培槽30A、30B中对植物100的主根102进行支承的植物支承部7A、7B。水耕栽培装置在支承着植物100的状态下对植物100的侧根103进行灌溉。
植物支承部7A、7B设于栽培槽30A、30B的每一个。植物支承部7A、7B在栽培槽30A、30B的上方支承植物100。植物支承部7A、7B由设置为将栽培槽30A、30B的上方封堵的海绵等构成。
植物支承部7A、7B设有多个用于植物100的贯通孔。由此，即使植物100成长，植物支承部7A、7B也在侧面产生摩擦力而支承植物100。另外，只要能够支承植物100，则将地上部用绳状物悬吊等植物支承部7A、7B的方式可以是任意的。
由植物支承部7A、7B支承的植物100从植物支承部7A、7B露出主根102的上端。植物100的茎及叶101从主根102的上端朝向上方延伸。在水耕栽培装置的上方例如设有照明部。该照明部例如由多个LED构成。茎及叶101能够接受从照明部发出的光而进行光合成。
在支承植物100的状态下，植物100的侧根103浸渍在栽培槽30的底部所存蓄的营养液110中。由此，水耕栽培装置对侧根103进行灌溉。
进而，水耕栽培装置具备营养液供给部3A、3B。营养液供给部3A、3B设于栽培槽30A、30B的每一个。营养液供给部3A、3B向栽培槽30A、30B供给营养液110。该营养液供给部3A、3B例如由从植物支承部7A、7B的上方贯通的配管构成。
进而，水耕栽培装置具备设于营养液供给部3A、3B的每一个的多个第1开闭阀4A、4B。第1开闭阀4A、4B可以是根据来自控制部1A、1B的控制信号进行动作的电磁阀。该情况下，第1开闭阀4A、4B的开闭动作由控制部1A、1B控制。由此，第1开闭阀4A、4B控制从营养液供给部3A、3B向栽培槽30A、30B的营养液供给的开始及停止。
另外，第1开闭阀4A、4B不仅是被自动控制的电磁阀，也可以是能够手动开闭的阀。
进而，水耕栽培装置具备设于栽培槽30A、30B的每一个的营养液排出部5A、5B。营养液排出部5A、5B从栽培槽30A、30B将营养液110排出。营养液排出部5A、5B由在栽培槽30A、30B中的规定高度设有开口的配管构成。营养液110能够在成为规定高度的水量时从营养液排出部5A、5B排出。
进而，水耕栽培装置具备设于营养液排出部5A、5B的每一个的多个第2开闭阀6A、6B。第2开闭阀6A、6B能够使用根据来自控制部1A、1B的控制信号进行动作的电磁阀。第2开闭阀6A、6B的开闭动作由控制部1A、1B控制。由此，第2开闭阀6A、6B控制从栽培槽30A、30B向栽培槽30A、30B外的营养液排出的开始及停止。另外，第2开闭阀6A、6B不仅是自动的，也能够手动开闭。
从营养液排出部5A、5B排出的营养液110存蓄在容器部20中。该容器部20能够由设在栽培槽30A、30B的下方的罐实现。在容器部20的底部，从各栽培槽30A、30B排出的营养液120混合。
营养液120被营养液循环部2A、2B朝向营养液供给部3A、3B供给。营养液循环部2A、2B例如由将液体吸入并吐出的泵构成。从营养液循环部2A、2B供给到营养液供给部3A、3B的营养液120经由第1开闭阀4A、4B被供给到栽培槽30A、30B。由此，将营养液从容器部20向栽培槽30A、30B循环。
进而，水耕栽培装置具备设于栽培槽30A、30B的每一个的pH值检测部8A、8B。pH值检测部8A、8B检测在栽培槽30A、30B中存蓄的营养液110的pH值。pH值检测部8A、8B将检测到的pH值分别向控制部1A、1B提供。
控制部1A、1B分别基于营养液110的pH值进行控制。控制部1A、1B将由pH值检测部8A、8B检测到的pH值分别取得。控制部1A、1B基于pH值控制第2开闭阀6A、6B的开闭动作。控制部1A、1B例如可以控制第2开闭阀6A、6B的开闭以使得栽培槽30A、30B的pH值成为规定的值。
此外，第2开闭阀6A、6B也可以通过其他方法开闭。例如，也可以仅在pH值无异常的情况下每隔一定时间将第1开闭阀4A、4B、第2开闭阀6A、6B打开来进行营养液的循环。
进而，作为其他方法，也可以通过手动使第1开闭阀4A、4B、第2开闭阀6A、6B开闭。该情况下，第1开闭阀4A、4B、第2开闭阀6A、6B也可以不是电磁阀。控制部1A、1B例如也可以发出警报音等而通过手动促使第1开闭阀4A、4B、第2开闭阀6A、6B的开闭。
另外，优选的是，不仅是第2开闭阀6A、6B，控制部1A、1B还将第1开闭阀4A、4B设为闭状态。由此，不将营养液120徒劳地向栽培槽30A、30B供给。
另外，水耕栽培装置只要能够检测植物100的疾病、腐败等培育不良，也可以不检测pH值而检测其他值。例如，水耕栽培装置也可以检测营养液的EC值(电导率)这样的值。进而，水耕栽培装置也可以除了pH值以外还检测营养液的EC值(电导率)，参照双方进行第1开闭阀4A、4B以及第2开闭阀6A、6B的控制。
如以上那样，水耕栽培装置使向植物100供给的营养液循环而进行栽培。水耕栽培装置具有用于栽培植物100的至少两个栽培槽30A、30B。进而，水耕栽培装置具有设于栽培槽30A、30B的每一个、在栽培槽30A、30B的上方对植物100进行支承的多个植物支承部7A、7B。进而，水耕栽培装置具有设于栽培槽30A、30B的每一个、向栽培槽30A、30B供给营养液的多个营养液供给部3A、3B。进而，水耕栽培装置具有设于营养液供给部3A、3B的每一个的多个第1开闭阀4A、4B。进而，水耕栽培装置具有设于栽培槽30A、30B的每一个、从栽培槽30A、30B将营养液排出的多个营养液排出部5A、5B。进而，水耕栽培装置具有设于营养液排出部5A、5B的每一个的多个第2开闭阀6A、6B。进而，水耕栽培装置具有设于栽培槽30A、30B的每一个、检测在栽培槽30A、30B中存蓄的营养液110的pH值的多个pH值检测部8A、8B。进而，水耕栽培装置具备存蓄从多个营养液排出部5A、5B排出的营养液110的容器部20。进而，水耕栽培装置具备从容器部20向营养液供给部3A、3B供给营养液的营养液循环部2A、2B。进而，水耕栽培装置具备基于由pH值检测部8A、8B检测到的pH值对至少第2开闭阀6A、6B的开闭动作进行控制的控制部1A、1B。
根据该水耕栽培装置，基于在各栽培槽30A、30B中存蓄的营养液110的pH值，控制设于各栽培槽30A、30B的第2开闭阀6A、6B。由此，根据水耕栽培装置，能够防止将从植物100的疾病已蔓延的栽培槽30A、30B排出的营养液110混合到向其他栽培槽30A、30B供给的营养液120中。
此外，根据该水耕栽培装置，不仅是植物100的疾病，在按每个栽培槽30A、30B检测到异常的情况下，能够按每个栽培槽30A、30B停止使营养液120循环。作为该异常，例如可以举出营养液110、120的异常、向栽培槽30内的细菌蔓延。
在上述的水耕栽培装置中，优选的是，控制部1A、1B使针对各栽培槽30A、30B的第1开闭阀4A、4B和第2开闭阀6A、6B的开闭动作连动进行。为此，控制部1如图2所示那样，不仅向第2开闭阀6A、6B，还向第1开闭阀4A、4B供给控制信号。
具体而言，在pH值成为规定的阈值以上的情况下，通过使第2开闭阀6A、6B为闭状态，停止来自栽培槽30A、30B的营养液110的排出。大致同时地，使第1开闭阀4A、4B为闭状态。根据该水耕栽培装置，将第1开闭阀4A、4B与第2开闭阀6A、6B一起控制为闭状态。
由此，能够将栽培槽30A、30B中的营养液110调整为适当的量。例如，能够使第1开闭阀4A、4B和第2开闭阀6A、6B连动以将与排水量相同的量向栽培槽30A、30B供给。
进而，在水耕栽培装置中，控制部1A、1B可以针对由pH值检测部8A、8B检测到的pH值成为规定的阈值以上的栽培槽30A、30B将至少第2开闭阀6A、6B控制为闭动作。
该水耕栽培装置如图3所示那样，设定pH值的目标值。该目标值是对于植物100的培育而言优选的营养液110的pH值。例如由微机构成控制部1A、1B，在控制部1A、1B中存储目标值。进而，水耕栽培装置还具备运算部1a、加法器1b。
水耕栽培装置将由pH值检测部8检测到的pH值向加法器1b提供。加法器1b将检测到的pH值与目标值的差分向运算部1a提供。
运算部1a判断从加法器1b提供的差分值是否超过规定的阈值。营养液110的pH值根据侧根103腐败产生的氨而上升。因此，运算部1a对目标值设定能够允许的规定的阈值。运算部1a将pH值相对于目标值是否为规定的阈值以上的运算结果向控制部1提供。
控制部1在得到了pH值相对于目标值在规定的阈值以上的运算结果的情况下，至少控制第2开闭阀6A、6B。即，控制部1对于检测到的pH值成为针对超过目标值的差分设定的规定的阈值以上的栽培槽30，控制为至少将第2开闭阀6A、6B设为闭动作。
进而，水耕栽培装置也可以针对营养液110的pH值有异常的栽培槽30，将第1开闭阀4A、4B以及第2开闭阀6A、6B的通常状态控制为闭状态。控制部1在将第1开闭阀4A、4B以及第2开闭阀6A、6B设为闭状态后，判断关于栽培槽30的pH值是否不异常。
该水耕栽培装置中，例如在更换了pH值有异常的栽培槽30内的营养液110的情况下，营养液110的pH值成为正常。此外，虽然与pH值的测定方法有关，但在极短时间测定pH值的情况下，也有由于测定误差而暂时性地检测到异常的情况。该情况下，在pH值中检测到异常后，pH值成为正常。
控制部1在pH值不再异常的情况下将第1开闭阀4A、4B以及第2开闭阀6A、6B控制为开状态。由此，对于在pH值中检测到异常的栽培槽30，控制部1间歇地使营养液循环。
根据该水耕栽培装置，在栽培槽30内的营养液110的pH值异常的情况下，将第1开闭阀4A、4B以及第2开闭阀6A、6B控制为闭状态。由此，水耕栽培装置能够防止营养液110循环到容器部20中而混合到营养液120中。因而，根据水耕栽培装置，在植物100腐败的情况下，能够避免植物100的疾病在培育该植物100的栽培槽30之外蔓延的情况。
此外，根据水耕栽培装置，仅在栽培槽30内的营养液110没有异常的情况下使营养液循环，所以能够仅使无异常的营养液110循环。
进而，水耕栽培装置也可以使上述的多个营养液供给部3A、3B成为共通的结构。该水耕栽培装置如图4所示，具有对多个栽培槽30A、30B共通的供给部3。营养液循环部2与供给部3连接。供给部3具有按每个栽培槽30A、30B而分支的营养液供给部3A、3B。由此，营养液循环部2向供给部3供给主根102。
这样的水耕栽培装置由于设有共通的供给部3，所以对与该供给部3连接的多个栽培槽30A、30B仅设置单一的营养液循环部2即可。
此外，根据该水耕栽培装置，能够使各栽培槽30A、30B所需要的营养液向容器部20循环。由此，能够使各栽培槽30A、30B所需要的营养液由水耕栽培装置的整体共享。由此，根据水耕栽培装置，能够减少剩余的营养液，并减少整体的营养液总量。
在上述的水耕栽培装置中，营养液110、120中优选含有酸碱指示剂。酸碱指示剂具有对应于pH值而使营养液变色的性质。
例如，在pH值为6.0时适合栽培的植物100的情况下，酸碱指示剂使用中性红(在pH6.8以上变色)等。由此，例如如图5所示那样，栽培槽30B中培育的植物100腐败而pH值超过规定值的情况下，栽培槽30B中的营养液110’变色。
根据该水耕栽培装置，营养液110、120中含有酸碱指示剂，所以能够通过营养液的变色来检测pH值。由此，根据水耕栽培装置，例如即使在停电时或pH值检测部8A、8B故障时，也能够通过目视检测pH值的异常。
另外，上述的实施方式是本发明的一例。因此，本发明不限于上述的实施方式，即使是该实施方式以外，只要在不脱离本发明的技术思想的范围内，当然就能够根据设计等进行种种变更。
特愿2013－200385(申请日：2013年9月26日)的全部内容援引于此。
工业实用性
根据本发明，即使植物生病也能够抑制向其他植物的扩大。
标号说明
1A、1B 控制部
2A、2B 营养液循环部
3 供给部
3A、3B 营养液供给部
4A、4B 第1开闭阀
5A、5B 营养液排出部
7A、7B 植物支承部
8A、8B pH值检测部
20 容器部
30A、30B 栽培槽
100 植物
110、120 营养液
Claims (5)
1.一种水耕栽培装置，用于栽培植物，其特征在于，
具备：
至少两个栽培槽，用于栽培上述植物；
多个植物支承部，设于上述栽培槽的每一个，在上述栽培槽的上方支承上述植物；
多个营养液供给部，设于上述栽培槽的每一个，向上述栽培槽供给营养液；
多个第1开闭阀，设于上述营养液供给部的每一个；
多个营养液排出部，设于上述栽培槽的每一个，从上述栽培槽将营养液排出；
多个第2开闭阀，设于上述营养液排出部的每一个；
多个pH值检测部，设于上述栽培槽的每一个，检测在上述栽培槽中存蓄的营养液的pH值；
容器部，存蓄从上述多个营养液排出部排出的上述营养液；
营养液循环部，从上述容器部向上述营养液供给部供给营养液；以及
控制部，基于由上述pH值检测部检测到的pH值，控制至少上述第2开闭阀的开闭动作；
上述控制部，基于由上述pH值检测部检测到的pH值，对于上述至少两个栽培槽中的被判定为上述营养液的pH值有异常的栽培槽，将上述第1开闭阀及上述第2开闭阀的通常状态控制为闭状态，基于由上述pH值检测部检测到的pH值，在判定为上述营养液的pH值不再异常的情况下，将上述第1开闭阀及上述第2开闭阀控制为开状态。
2.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部使针对各个上述栽培槽的上述第1开闭阀和上述第2开闭阀的开闭动作连动地进行。
3.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部进行控制，以使得针对由上述pH值检测部检测到的pH值为规定的阈值以上的上述栽培槽，将至少上述第2开闭阀设为闭动作。
4.如权利要求1至3中任一项记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述多个营养液供给部具有对多个上述栽培槽共通的供给部；
上述营养液循环部对上述供给部连接有至少一个。
5.如权利要求1至3中任一项记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述营养液含有酸碱指示剂。
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