CN108882684A - 栽植系统和灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本发明的植栽系统包括具有种植有植物(3)的植物生长基盘(4)、灌溉装置(5)和风扇(6)的栽植装置(1)，以及灌溉控制装置(22)。灌溉控制装置(22)根据风扇(6)对植物生长基盘(4)的通气量控制灌溉量。灌溉控制装置(22)使进行一次灌溉的量为一定量，可以控制灌溉的间隔，或者规定进行灌溉的时刻，从而控制进行一次灌溉的量。

Description

栽植系统和灌溉方法

相关申请

本发明主张2016年3月30日申请的日本特愿2016-068864的优先权，其全部内容引入到本发明中作为参考。

技术领域

本发明涉及在空气净化型墙面绿化系统和工厂栽培蔬菜的装置等的栽植装置中具有灌溉控制功能的栽植系统和灌溉方法。

背景技术

以往，作为栽植等的灌溉控制技术，已知使用灌溉计时器的技术。灌溉计时器是可以设定灌溉开始时刻和灌溉时间等的计时器。作为灌溉计时器，包括每天重复相同操作的24小时计时器、以1周/1年为单位重复的每周/每年的计时器等。

此外，也有与土壤湿度传感器相结合而仅在土壤干燥时进行灌溉的类型，或者与雨水传感器结合仅在一定期间没有下雨时进行灌溉的类型。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-173653号公报

专利文献2：日本特开2015-100313号公报

专利文献3：日本特开2014-057569号公报

专利文献4：日本特开2006-345768号公报

专利文献5：日本专利第4544491号公报

专利文献6：日本专利第4437451号公报

发明内容

将上述以往的技术搭载于空气净化型墙面绿化系统时，将发生以下的问题。空气净化型墙面绿化系统，有必要配合室内空气的污染而改变进入土壤层(净化层)的通气量，因此发生以下的问题。

1.由于通气量不恒定，灌溉开始时刻、灌溉时间保持不变时，可能成为过湿、过干燥状态。

2.土壤层使用轻质土壤时，由于土壤湿度传感器的设置位置可能导致检测值不稳定。另外，轻质土壤的不均匀混合也可能导致土壤湿度传感器的检测值不稳定。

3.由于上述的理由，需要设置多个传感器，这将导致费用增加。

4.由于传感器的种类、溶质的量导致检测值变动，长期使用中检测值可能变动。

5.由于土壤湿度传感器接触水分，寿命短，并且难以判断是否出现寿命导致的精度下降。

本发明的目的在于提供可以进行抑制过湿、过干燥的适当的灌溉，并且不需要土壤湿度传感器从而不需考虑传感器类的精度和寿命的栽植系统和灌溉方法。

本发明的栽植系统包括：具有种植有植物(3)的植物生长基盘(4)、对所述植物生长基盘(4)进行灌溉的灌溉装置(5)和对所述植物生长基盘(4)进行强制通气的风扇(6)的栽植装置(1)，以及对所述栽植装置(1)中的所述灌溉装置(5)进行控制的灌溉控制装置(22)，

所述灌溉控制装置(22)根据所述风扇(6)对所述植物生长基盘(4)的通气量控制灌溉量。

对所述植物生长基盘(4)进行通气的栽植系统中，植物生长基盘(4)干燥的最重要原因就是通气。在此，本发明中根据植物生长基盘(4)的通气量进行灌溉量的控制。因而，可以进行抑制过湿、过干燥的适当的灌溉。另外，由于根据通气量进行灌溉，从而不需要土壤湿度传感器。因而，不需要传感器费用，实现了低成本化，并且不需要考虑传感器的设置空间和精度。进而，因为不使用长期接触水分导致寿命短的土壤湿度传感器，也无需考虑传感器的寿命和更换等。

在本发明中，灌溉控制装置(22)使进行一次灌溉的量为一定量，通过控制从前次到本次的灌溉间隔，从而可以根据所述通气量进行灌溉量的控制。进行一次灌溉的量为一定量时，容易进行灌溉的控制。另外，也可以避免进行一次灌溉的量过多。

在本发明中，灌溉控制装置(22)规定进行各次灌溉的时刻，通过控制进行一次灌溉的量，从而可以根据所述通气量进行灌溉量的控制。进行所述灌溉的时刻，不限于1天中的时刻，也可以以周为单位进行规定。

虽然灌溉装置(5)的泵(13)等可能产生噪音，但在进行将进行灌溉的时刻设定为一定的控制时，能够在泵的声音不造成问题的时间段进行灌溉。另外，可以根据通气用的风扇(6)的运转时间进行灌溉装置的运转，不能与风扇(6)同时运转时，可以使灌溉装置运转。

此外，进行各次灌溉的间隔是一定的，因而可以控制进行一次灌溉的量。另外，除了上述的各控制方法以外，也可以采用根据通气量改变进行一次灌溉的量以及灌溉的时刻或间隔这两者的控制方法。

在本发明中，即使所述通气量为零，所述灌溉控制装置(22)也可以进行规定的灌溉量的灌溉。不进行通气时，虽然植物生长基盘(4)的蒸发量少，植物栽培过程中，为了吸收植物生长必要的水分也需要进行蒸发，从而逐渐变得干燥。因而，即使通气量为零，从植物生长的角度考虑，优选也进行一定程度的灌溉。

在本发明中，所述栽植装置(1)可以为空气净化绿化装置，该空气净化绿化装置通过种植在所述植物生长基盘(4)中的植物(3)进行绿化，并通过风扇(6)对所述植物生长基盘(4)进行强制通气从而进行空气的净化。对植物生长基盘(4)进行通气时，植物生长基盘(4)起到过滤器的作用，从而进行空气的净化。作为具有植物生长基盘(4)和风扇(6)的栽植系统，常见的是空气净化绿化装置，这时可以有效发挥本发明中所述各效果。

本发明的栽植装置的灌溉方法为，在具有种植有植物(3)的植物生长基盘(4)、对所述植物生长基盘(4)进行灌溉的灌溉装置和对所述植物生长基盘(4)进行强制通气的风扇(6)的栽植装置(1)中，通过所述灌溉装置(5)调节灌溉量的栽植装置(1)的灌溉方法，其中，该灌溉方法包括根据所述植物生长基盘(4)的通风量调节灌溉量。

根据该灌溉调节方法，本发明的栽植系统与下述说明同样地，可以进行抑制过湿、过干燥的适当的灌溉，且不需要土壤湿度传感器，从而不需要考虑传感器类的精度和寿命即可完成。

权利要求书和/或说明书和/或附图公开的2种以上构成的任意组合均包含在本发明的范围内。特别是，权利要求书的权利要求项的2项以上的任意组合均包含在本发明的范围内。

附图说明

通过参考附图对以下优选的实施方式进行说明，从而更清楚地理解本发明。然而，实施方式和附图仅用于图示和说明，不应用于限定本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一附图标记表示相同或相应的部分。

图1为表示本发明的第一实施方式涉及的栽植系统中的栽植装置的剖视图及其控制系统的框图的说明图。

图2为同一栽植系统的操作例的流程图。

图3为同一流程图中进行控制的一个例子的说明图。

图4为其它实施方式涉及的栽植系统的其它操作例的流程图。

图5为同一流程图中进行控制的一个例子的说明图。

具体实施方式

结合图1-图3说明本发明的第一实施方式涉及的栽植系统。该栽植系统由栽植装置1、以及进行该栽植装置1的通气和灌溉的控制的整体控制装置2构成。栽植装置1例如为空气净化型墙面绿化系统等的空气净化绿化装置。

栽植装置1具有一侧面种植有植物3的土壤层等的植物生长基盘4、对该植物生长基盘4进行灌溉的灌溉装置5、以及对植物生长基盘4进行强制通气的风扇6。植物生长基盘4填充在前面开口的薄箱状的盒体7内的前后面被网状材料8、9分隔空间内。植物生长基盘4通过将盒体7内上下分隔的网状材料等构成的基盘支持材料10分为上部和下部。在盒体7内的植物生长基盘4的背面，形成有位于网状材料9和盒体7的背面板部7a之间的通气空间11。

灌溉装置5由存储水的罐12、通过泵13将该罐12内的水供给至盒体7内的植物生长基盘4的上部的供水通路14、将植物生长基盘4的废水导出至罐12的废水通路15、驱动泵13的发送机16构成。此外，灌溉装置5可以为从水管导水至所述植物生长基盘4的装置，此时，其由开闭阀或流量阀等的阀和管道构成。另外，除了用于供给灌溉的罐12之外，优选设置有存储废水的罐(图未示出)，从而不使废水的混入引起灌溉用水的成分变化。风扇6具有发送机和旋转叶片，与从风扇6向通气空间11进行通气的导管17共同构成通气装置18。

作为植物生长基盘4，使用具有通气性的轻质土壤。具体地，除了自然土壤以外，也可以将树皮堆肥等的有机类土壤改良材料、或者珠光体等的无机类土壤改良材料等的各种通常使用的材料进行适当组合使用。另外，土壤中可以包含活性炭等的多孔物质。

整体控制装置2由微计算机等的信息处理器、通过信息处理器执行的程序、以及电路等构成，具有通气控制装置21和灌溉控制装置22。

通气控制装置21为控制风扇6的装置，具有污染应对通气量控制单元23和手动输入应对通气量控制单元24。污染应对通气量控制单元23和手动输入应对通气量控制单元24，由模式开关(图未示出)等切换使用。然而，通常用污染应对通气量控制单元23控制，如果存在手动输入单元29的输入时，也可以手动输入优先从而用手动输入应对通气量控制单元24进行控制。

污染应对通气量控制单元23为根据利用污染检测传感器28检测的污染程度进行通气量控制的单元，控制风扇6的开关以及旋转速度等的通气强度。污染检测传感器28为检测配置有栽植装置1的室内等的环境空间中的空气污染的传感器。

手动输入应对通气量控制单元24为根据从手动输入单元29的输入进行通气量控制的单元，控制风扇6的开关以及旋转速度等的通气强度。除了开关以外，手动输入单元29由可以输入阶段性地或者连续的通气强度的指令的拨盘开关、键盘、触摸板等的开关类构成。

灌溉控制装置22为控制灌溉量的单元，根据风扇6对植物生长基盘4的通气量控制灌溉量。灌溉控制装置22具有通气量识别单元25和通气量应对灌溉量控制单元26。

通气量识别单元25为识别风扇6对植物生长基盘4的通气量的单元，例如由驱动通气控制装置21的风扇6的通气指令识别通气量。所述通气指令包括开关的指令和旋转速度等的通风强度的指令。

通气量应对灌溉量控制单元26为根据通气量识别单元25识别的通气量，按照规定的规则控制灌溉装置5的泵13的驱动的单元。所述规定的规则，作为一个例子，可以为如图2、图3及后述，使进行一次灌溉的量为一定量，通过控制从前次到本次的灌溉间隔，从而根据所述通气量进行灌溉量的控制的规则(以下也称为“第一规则”)。所述规定的规则，作为另一个例子，也可以为如图4、图5及后述，规定进行各次灌溉的时刻，并通过控制进行一次灌溉的量，从而根据所述通气量进行灌溉量的控制的规则(以下也称为“第二规则”)。

通气量应对灌溉量控制单元26具有停止时灌溉控制部26a以及周围环境应对灌溉量校正部26b，通过停止时灌溉控制部26a，即使所述通气量为零，也能进行规定的灌溉量的灌溉。

周围环境应对灌溉量校正部26b为将通气量应对灌溉量控制单元26中基本的灌溉量，根据从周围环境传感器30得到的规定的环境量进行校正的单元。所述“规定的环境量”为例如温度、湿度、照度等，可以为其中的一个，任意的两个或者三个的组合。周围环境传感器30可以为温度传感器、湿度传感器和照度传感器等的多种，也可以为一个，图1示出了作为代表的一个。在进行通气量的累积过程中，周围环境应对灌溉量校正部26b可以根据温度、湿度、照度，改变计算分数。

接下来，对上述构成的动作和构成的具体例子进行说明。图3示意性地示出了按照所述第一规则进行灌溉的概念。横轴表示时间(天)，纵轴表示运转量(通气量(换而言之“通气风量水平”))。另外，1天中斜线表示的时间为风扇6的运转期间，网点表示的时间为风扇6的停止期间。另外，灌溉量由水滴的数量示意性地表示。通过运转可以改变运转量(通气量)，并且在进行具有一定累积量的运转(通气)时，进行一定量的灌溉。

例如，在同一图的例子中，由于第一天通过风扇6的通气量多，运转时间内进行了2次灌溉，第二天通过风扇6的通气量少，进行了一次的灌溉。第三天风扇6虽然停止，但是逐渐积累运转量，并进行灌溉。风扇6停止时的运转量的考虑方法如后述。

针对该运转(通气)量的计算方法进行说明。图1的通气量识别单元25根据以下的计算方法识别通气量。风量(通气量)有1-5的5阶段加停止(风量0)的状态的情况下，设定例如表1所示的单位时间(表的例子中工作1分钟时给予的分数)。此外，需要预先测定通气各风量时的植物生长基盘4的蒸发量。

[表1]

针对表1的“工作1分钟时的分数”，可以为任意的分数，另外即使不是每1分钟、每秒、或者任意的时间单位皆可。

规则如下：规定上述的分数，例如希望设定植物生长基盘4的每1L，蒸发25ml时进行25ml灌溉的情况下，作为通气量的累积(图2的步骤S1)将分数加和，判断分数是否达到设定累积分(该例中为3600分)(步骤S2)，达到设定累积分的阶段进行规定量(例如25ml)的灌溉(步骤S3)。

希望一直保持风量“5”工作时，3600/5＝720(分钟)，即12小时的运转进行一次灌溉。希望一直保持风量“2”工作时，3600/2＝1800(分钟)，即30小时的运转进行一次灌溉。希望配合室内空气的污染而随时变化风量时，将分别的风量对应的分数加和，累积至3600分即进行灌溉。

在此，说明停止状态的情况的考虑方法。由于不通过风扇6通气，虽然植物生长基盘4的蒸发量少，植物栽培过程中，为了吸收植物生长必要的水分也进行蒸发，通气导致的影响很小但是也会逐渐变得干燥。因而，通过停止时灌溉控制部26a，规定为即使在不通气的情况下也进行分数加和。例如，即使在停止状态，根据从前次灌溉时经过的时间，经过成为一定量(例如，3600/0.2＝18000(分钟)，即12.5天)的分数的时间时，进行灌溉。

另外，上述分数之后，该通气量应对灌溉量控制单元26将进行灌溉的时点重置(步骤S4)，从而返回到通气量累积的步骤S1。

关于是否应该将灌溉中的通气分数化，可以根据灌溉时间的影响程度进行设定。例如，相对于数小时的运转，灌溉时间为数分钟的情况下，基本没有影响，可以将从灌溉结束时点到下次灌溉的运转进行分数化即可。

根据该构成的栽植系统，由于如上述配合通气强度给予分数，分别加分，累积至一定的分数后进行灌溉，可以获得以下优点。

1.由于能够配合通气量灌溉，可以抑制过湿、过干燥。

2.无需依赖土壤湿度传感器而可以推定需要的灌溉量。

3.削减土壤湿度传感器的费用。

4.由于不使用土壤湿度传感器，不需要考虑土壤湿度传感器的精度。

5.由于不使用土壤湿度传感器，不需要考虑土壤湿度传感器的寿命和更换。

6.合并测定并考虑周围温度和湿度，可以更准确地求得必要的灌溉量，并以该量进行灌溉。

7.通过预先收集设置事例的数据，使其反映在根据上述分数等表示的通气量进行的灌溉量，可以更准确地进行灌溉。

图4、5表示其它的实施方式。该实施方式中，图1的通气量应对灌溉控制单元26根据累积值的量进行灌溉，并通过规定各次灌溉的时刻，进行该判断(步骤R2)，控制到达设定时刻时进行一次灌溉的量(步骤R3)，从而根据所述通气量进行灌溉量的控制。图4中其它步骤R1、R4分别与图2的例子中的步骤S1、S4相同。

例如，使开始灌溉的时刻为一定，根据至此累积的分数的量进行灌溉。使用与所述实施方式中说明的内容相同的运转模式，结合图5说明该例情况下的灌溉方法的概念。

该例中，每天在规定的一次时刻(例如，0:00时)进行灌溉。图5的例中，第一天工作良好，因此进行了大量灌溉。第二天少量工作，因此进行了中等程度的灌溉。虽然在第三天停止，由于分数逐渐加和，因此进行了少量的灌溉。

关于采用第一模式(图2、3的例子)和第二模式(图4、5的例子)的哪一种，例如可以根据下述情况进行变化，也即灌溉泵13(产生声音)是否可以在任意时间工作，通气用的风扇6(图1参照)和泵13是否可以同时工作，是否需要限制植物生长基盘4的水分状态的变化幅度。灌溉泵13工作的时间、与通气用的风扇6不能同时工作时，优选为第二模式，需要限制水分状态的变化幅度时优选为第一模式。

另外，选择第二模式时，关于灌溉泵13工作时间，可以配合风扇6的运转时间进行控制。例如，在风扇6的运转开始时间的一定时间(例如30分钟)前，如果即将到达灌溉时刻，即使分数达到设定累积分之前也可以进行灌溉。是否即将到达灌溉时刻，可以根据预先设定略低于所述累积分的累积分进行判断。

与此相反地，风扇6的运转终止时间的一定时间(例如30分钟)前，虽然已经累积了分数，也可以控制为等到运转时间结束再进行灌溉。

此外，上述各实施方式虽然向植物生长基盘4送入了空气，也可以用风扇从植物生长基盘4吸出并进行通气。另外，虽然上述实施方式均对适用于空气净化绿化装置的情况进行说明，但本发明不限于绿化，也能够适用于栽培蔬菜等的植物的系统，并且与是否进行净化无关，对植物生长基盘4进行通气的情况，通常都可适用。

如上述，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但在不超出本发明主旨的范围内，可以进行各种添加、修改或者删除。因此，其也包括在本发明的范围内。

附图标记说明

1…栽植装置

2…整体控制装置

3…植物

4…植物生长基盘

5…灌溉装置

6…风扇

13…泵

21…通气控制装置

22…灌溉控制装置

23…污染应对通气量控制单元

24…手动输入应对通气量控制单元

28…污染检测传感器

25…通气量识别单元

26…通气量应对灌溉量控制单元

Claims (6)

1.一种植栽系统，该植栽系统包括：

具有种植有植物的植物生长基盘、对所述植物生长基盘进行灌溉的灌溉装置和对所述植物生长基盘进行强制通气的风扇的植栽装置，以及

对所述植栽装置中的所述灌溉装置进行控制的灌溉控制装置，

所述灌溉控制装置根据所述风扇对所述植物生长基盘的通气量控制灌溉量。

2.根据权利要求1所述的植栽系统，其中，所述灌溉控制装置使进行一次灌溉的量为一定量，通过控制从前次到本次的灌溉间隔，从而根据所述通气量进行灌溉量的控制。

3.根据权利要求1所述的植栽系统，其中，所述灌溉控制装置规定进行各次灌溉的时刻，通过控制进行一次灌溉的量，从而根据所述通气量进行灌溉量的控制。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的植栽系统，其中，即使规定的期间内的所述通气量为零，所述灌溉控制装置也进行规定的灌溉量的灌溉。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的植栽系统，其中，所述植栽装置为空气净化绿化装置，该空气净化绿化装置通过种植在所述植物生长基盘中的植物进行绿化，并通过所述风扇对所述植物生长基盘进行强制通气从而进行空气的净化。

6.一种植栽装置的灌溉方法，该灌溉方法为在具有种植有植物的植物生长基盘、对所述植物生长基盘进行灌溉的灌溉装置和对所述植物生长基盘进行强制通气的风扇的植栽装置中，通过所述灌溉装置调节灌溉量的植栽装置的灌溉方法，其中，该灌溉方法包括根据所述植物生长基盘的通气量调节灌溉量。