CN111491505B

CN111491505B - 水耕栽培装置

Info

Publication number: CN111491505B
Application number: CN201880080226.3A
Authority: CN
Inventors: 绪方贤史; 田尾本昭
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Fujii and Son, Ltd.
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: EP3725151A1; EP3725151B1; JPWO2019116999A1; JP6970902B2; WO2019116999A1; EP3725151A4; CN111491505A

Abstract

水耕栽培装置(100)具备：栽培槽(106)，构成被向植物(10)供应的营养液(50)流过的流路；营养液槽(108)，存放营养液(50)；供应流路(109)，从营养液槽(108)向栽培槽(106)导入营养液(50)；排出流路(110)，从栽培槽(106)向营养液槽(108)导入营养液(50)；以及泵(107)，在营养液槽(108)和栽培槽(106)之间使营养液(50)经由供应流路(109)及排出流路(110)进行循环，供应流路(109)具有通气路径(VP)，其使供应流路(109)的外部空间和供应流路(109)的内部空间连通，通气路径(VP)抑制从供应流路(109)流入至栽培槽(106)的营养液(50)的流速的变化。

Description

水耕栽培装置

技术领域

本公开涉及栽培植物而不使用土壤的水耕栽培装置。

背景技术

自以往，开发了一边在营养液流过的栽培槽内将植物的根浸入营养液，一边育成植物的水耕栽培装置。在这样的水耕栽培装置中，例如专利文献1中公开的那样，有时在对植物的地下部进行内包的栽培槽和存放营养液的营养液槽之间，经由供应流路及排出流路而使营养液通过泵进行循环。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2017-29144号公报

发明内容

发明要解决的课题

本申请的公开者们注意到在进行水耕栽培的实验的期间，为了植物的恰当的育成，优选从供应流路流入至栽培槽的营养液的流速被维持为大致一定值。其理由的一个是因为，若被供应至栽培槽内的营养液的流速过小，则不能给予根所需的量的营养液。此外，其理由的另一个是因为，若被供应至栽培槽内的营养液的流速过大，则在栽培槽内液面上升，营养液从栽培槽溢出，或者不仅是根，连不适合浸入营养液的植物的其他部分也浸入营养液。

但是，根据以往的水耕栽培装置，没有采取任何用于使从供应流路流入至栽培槽的营养液的流速稳定的措置，所以有时从供应流路流入至栽培槽的营养液的流速较大地偏差。

本公开鉴于上述那样的现有技术所具有的课题而完成。并且，本公开的目的是，提供能够使从供应流路流入至栽培槽的营养液的流速稳定的水耕栽培装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本公开的一方式所涉及的水耕栽培装置具备：栽培槽，构成被向植物供应的营养液流过的流路；营养液槽，存放所述营养液；供应流路，从所述营养液槽向所述栽培槽导入所述营养液；排出流路，从所述栽培槽向所述营养液槽导入所述营养液；以及泵，在所述营养液槽和所述栽培槽之间使所述营养液经由所述供应流路及所述排出流路进行循环，所述供应流路具有通气路径，其使所述供应流路的外部空间和所述供应流路的内部空间连通，所述通气路径抑制从所述供应流路流入至所述栽培槽的所述营养液的流速的变化。

发明效果

根据本公开的水耕栽培装置，能够使从供应流路流入至栽培槽的营养液的流速稳定。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式的水耕栽培装置的整体结构的纵截面图。

图2是用于说明本公开的实施方式一的水耕栽培装置的栽培槽的内部空间的立体图。

图3是表示本公开的实施方式一的水耕栽培装置的通气路径及其周边构造的部分切断图。

图4是表示本公开的实施方式二的水耕栽培装置的通气路径及其周边构造的部分切断图。

图5是用于说明本公开的实施方式三的水耕栽培装置的栽培槽的内部空间的立体图。

图6是用于说明本公开的实施方式四的水耕栽培装置的栽培槽的内部空间的立体图。

图7是用于说明本公开的实施方式五的在水耕栽培装置的栽培槽的内部设置的支承部的立体图。

图8是用于说明本公开的实施方式五的水耕栽培装置的栽培槽的内部空间的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明实施方式的水耕栽培装置。

以下，参照附图，说明实施方式的水耕栽培装置。在以下的多个实施方式中，被赋予同一参照标号的部分彼此即使在附图上的形状有一些不同，只要没有特别的记载，就设为相互发挥同一功能。

(实施方式一)

使用图1～图3，说明实施方式一的水耕栽培装置100。

如图1所示，本实施方式的水耕栽培装置100具备多级式的支架(rack)200。在多级式的支架200的各个级上，载置有栽培槽106。本实施方式的水耕栽培装置100栽培植物10而不使用土壤。

设为植物10是作为块茎类的一例的土豆。植物10具有块茎11、从块茎11延长的主茎12、从主茎12的地下部延长的根13、和在主茎12的地上部形成的叶14。其中，植物10不仅是土豆等块茎类，还包含红薯等块根类，也可以是使营养体作为地下部而成长的其他植物。

水耕栽培装置100利用电源盒300的电源，使光从照明部101向植物10进行照射，此外，对后述的泵107进行驱动。植物10的叶14通过从照明部101照射的光进行光合成。

水耕栽培装置100具备栽培槽106。在正在栽培植物10时，就栽培槽106而言，在其内部存放有营养液50。植物10的块茎11通过板状的支承部105被支承，植物10的根13的前端部穿过支承部105的根贯通孔105a而到达营养液50。

根据本实施方式的水耕栽培装置100，植物10能够吸收营养液50而成长。此外，由支承部105抑制新形成的块茎(未图示)等植物10的根13以外的地下部被附着营养液50。营养液50通过泵107经由供应流路109而被供应至多个栽培槽106的各个。

栽培槽106具备在其上端开口的附近被安装的分隔部103。分隔部103对植物10的地上部成长的地上空间102、和植物10的地下部成长的地下空间104进行区分。地下空间104由分隔部103和栽培槽106包围。

水耕栽培装置100具备栽培槽106、营养液槽108、供应流路109、排出流路110、泵107、及流量调节部120。流量调节部120在本实施方式中，是将营养液50的流量维持为大致一定的阀。另外，在图1中，表示两个栽培槽106在上下方向上排列的例，但也可以是3以上的栽培槽106在上下方向上排列。

在本实施方式中，多个栽培槽106被设置在不同的高度位置。多个栽培槽106的各个构成了营养液50流过的流路的一部分。营养液槽108存放着待向栽培槽106供应的营养液50。供应流路109从营养液槽108向多个栽培槽106的各个导入营养液50。排出流路110从多个栽培槽106的各个向营养液槽108导入营养液50。

泵107被设置在营养液槽108内，在营养液槽108和多个栽培槽106的各个之间，经由供应流路109及排出流路110，使营养液50进行循环。

多个流量调节部120的各个被设置在从供应流路109的干流路109a分支的多个支流路109b的各个，对流过支流路109b的营养液50的流量进行调节。也就是说，多个流量调节部120与多个支流路109b以1对1的关系被设置。在本实施方式中，多个流量调节部120是将流过多个支流路109b的量彼此设为相同的阀。

对于排出流路110，从栽培槽106排出的营养液50流过多个支管110a，其后，在干管110b合流。营养液50从排出流路110的干管110b流入至营养液槽108。

因此，即使多个栽培槽106的高度位置不同引起在流过多个支流路109b的各个的营养液50中产生的压力彼此之间产生差，也能够在每单位时间将大致相同的量的营养液50供应至多个栽培槽106。

其中，多个流量调节部120只要是适于多个栽培槽106中的植物10的栽培的部件即可，也可以进行调整以使向多个栽培槽106的各个供应的营养液50的流量不同。也就是说，多个流量调节部120只要是能够防止向多个栽培槽106的各个供应的营养液50的流量与多个栽培槽106的高度相关而被决定的部件即可，也可以是任何部件。换言之，多个流量调节部120也可以以任意方式对流入至多个栽培槽106的各个的营养液50的流量进行调整。

一般来说，营养液50的表面的高度根据植物10的根13的繁茂或从植物10分离的植物10的一部分组织的残留物的状态而发生变化。因此，有时在栽培槽106内营养液50的量增加。在该情况下，若供应流路109的前端部位于与营养液50的表面相比更下侧，由于受到营养液50的压力的影响，从供应流路109流入至栽培槽106的内部的营养液50的流速降低。但是，如图2及图3所示，为了抑制前述那样的营养液50的流速的降低，在本实施方式中，供应流路109具有从供应流路109的外部空间向供应流路109的内部空间导入空气的通气路径VP。

换言之，前述的通气路径VP使供应流路109的外部空间和供应流路109的内部空间连通以使抑制从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速的变化。也就是说，根据流过供应流路109的营养液50的状态，外部的空气经由通气路径VP而流入至供应流路109内的空间，或者供应流路109内的空气经由通气路径VP而流出至外部。

因此，供应流路109中的营养液50的流动变得顺利。其结果是，从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速稳定。此外，通过从供应流路109的外部空间向供应流路109的内部空间导入空气，营养液50中的氧浓度增加。由此，能够供应给植物10的根13的氧量增加。另外，通气路径VP的构造只要是通过使供应流路109的外部空间和供应流路109的内部空间连通，从而抑制从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速的变化的构造即可，也可以是任何部件。

在本实施方式中，为了通过泵107从营养液槽108向多个栽培槽106的各个而导入营养液50，供应流路109具有干流路109a和从干流路109a分支的多个支流路109b。通气路径VP被设置在多个支流路109b的各个。

一般来说，在多个支流路109b的附近，植物10的根13的繁茂的状态及从植物10分离的植物10的一部分组织的残留物的状态产生偏差。因此，有以下顾虑：在从一个泵107向多个栽培槽106的各个供应营养液50的情况下，根据前述的状态的偏差，从多个支流路109b的各个流入至栽培槽106的营养液50的流速产生偏差。

但是，如上述那样，若在多个支流路109b的各个设置有通气路径VP，则从多个支流路109b的各个流入至栽培槽106的营养液50的流速稳定。因此，能够抑制对各栽培槽106的营养液50的供应量之差变大。也就是说，能够维持流过多个栽培槽106的各个的营养液50的量的平衡。其结果是，以下的情况被防止：营养液50没有被供应至多个栽培槽106之中的其中一个，或者在多个栽培槽106之中的其中一个中植物10的地下部浸入营养液50。

此外，通气路径VP被设置在供应流路109中的流量调节部120的下游。因此，能够使被调整了流量之后的营养液50的流速稳定化。其结果是，能够更切实地将营养液50的流速维持为大致一定值。

如图3所示，本实施方式的通气路径VP被设置在支流路109b的前端，是支流路109b和比支流路109b直径更大的前端流路109c之间的间隙。支流路109b及前端流路109c构成了供应流路109。构成供应流路109的前端部的前端流路109c被插入至流路贯通孔105b。在本实施方式中，前端流路109c的下端部被插入至营养液50之中，位于离栽培槽106的底面规定的距离处。另外，流路贯通孔105b和前端流路109c通过相互之间产生的摩擦力被相互固定。

在本实施方式中，设为构成供应流路109的支流路109b及前端流路109c都由以具有柔性的橡胶构成的胶管(hose)来构成。其中，也可以是支流路109b及前端流路109c都由氯乙烯管那样的硬质的配管来构成。

一般来说，在供应流路109的前端部被设置在较大地远离营养液50的表面的高度位置的情况下，若营养液50从供应流路109的前端部向营养液50的表面落下，则营养液50从表面溅起。因此，有时在栽培槽106内营养液50散射，根13以外的植物10的地下部被营养液50打湿。在该情况下，产生不适合植物10的育成条件的状况。但是，在本实施方式中，前端流路109c被插入至流路贯通孔105b，且供应流路109的下端部位于支承部105的下侧。因此，能够通过支承部105来抑制营养液50飞散而附着至根13以外的植物10的地下部。

如图2所示，在栽培槽106的内部，设置有对植物10的地下部进行支承且具有进行贯通以使将植物10的根13浸入营养液50的根贯通孔105a的支承部105。支承部105包含放置了植物10的地下部的载置区域X和具有供应流路109贯通的流路贯通孔105b的孔周边区域Y。

另外，作为本实施方式的水耕栽培装置100的其他例，虽未被图示，但也可以是营养液50在一个营养液槽108和一个栽培槽106之间经由一个排出流路110和一个供应流路109进行循环。在该情况下，一个流量调节部120被设置在一个供应流路109。这样的水耕栽培装置100也能够得到与由上述的实施方式的水耕栽培装置100得到的效果同样的效果。

(实施方式二)

使用图4，说明实施方式二的水耕栽培装置100。就本实施方式的水耕栽培装置100而言，以下说明的事项与上述的实施方式一的水耕栽培装置100不同。

如图4所示，在本实施方式中，通气路径VP也被设置在支流路109b的前端的附近，是具有规定的内径的支流路109b和具有比支流路109b的规定的内径大的内径的前端流路109c之间的间隙。此外，供应流路109被插入至流路贯通孔105b。其中，前端流路109c和支流路109b通过连结构件109X、109Y而被相互连结。在流路贯通孔105b和前端流路109c之间残存有间隙、即通气路径VP。由此，从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速也稳定。此外，能够通过支承部105来抑制营养液50飞散而附着至植物10的地下部。其结果是，能够防止植物10的地下部受到营养液50的附着导致的不良影响。

(实施方式三)

使用图5，说明实施方式三的水耕栽培装置100。就本实施方式的水耕栽培装置100而言，以下说明的事项与上述的实施方式一的水耕栽培装置100不同。

如图5所示，通气路径VP位于栽培槽106的内部，是在构成供应流路109的前端部的支流路109b设置的通气配管部109d。通气配管部109d是从支流路109b的弯曲部向上方延长的圆筒状的部分。若是这样的结构，则能够以非常简单的结构实现通气路径VP。作为通气路径VP的通气配管部109d只要是在流量调节部120的下游即可，也可以被设置在支流路109b的任一位置。通气配管部109d也可以是对构成支流路109b的配管部的一部分进行贯通的贯通孔。

(实施方式四)

使用图6，说明实施方式四的水耕栽培装置100。就本实施方式的水耕栽培装置100而言，以下说明的事项与上述的实施方式一的水耕栽培装置100不同。

如图6所示，在栽培槽106的内部，设置有对植物10的地下部进行支承，且具有进行贯通以使将植物10的根13浸入营养液50的根贯通孔105a的支承部105。支承部105包含放置了植物10的地下部的载置区域X和具有供应流路109贯通的流路贯通孔105b的孔周边区域Y。供应流路109的前端部从上方向下方被插入至流路贯通孔105b。

如图6所示，在水耕栽培装置100中，在栽培槽106的内部，具备被设置在支承部105的下侧，且在俯视时铅直地延长以使对供应流路109侧和存在植物10的根13的侧进行分隔的过滤器F。过滤器F抑制植物10的一部分或者从植物10分离的植物10的一部分组织从供应流路109的前端开口进入供应流路109的内部。也就是说，过滤器F的多个孔的各个具有使营养液50穿过，但不会使植物10的一部分或者从植物10分离的植物10的一部分组织穿过的程度的大小。

根据本实施方式的水耕栽培装置100，抑制从供应流路109流出的营养液50的流动被植物10的一部分、例如根13、或者从植物10分离的植物10的一部分组织遮挡。其结果是，易于使流过向栽培槽106导入营养液50的供应流路109的营养液50的流速稳定。在该情况下，就水耕栽培装置100而言，至少孔周边区域Y由透明材料构成。据此，易于掌握供应流路109的前端的状况。

另外，透明的孔周边区域Y优选由以能够从载置区域X拆卸的方式独立的构件构成。由此，易于去除在供应流路109的前端的附近的营养液50中滞留的不需要的异物，或者进行供应流路109的前端的附近的清扫。

(实施方式五)

使用图7及图8，说明实施方式五的水耕栽培装置100。就本实施方式的水耕栽培装置100而言，以下说明的事项与上述的实施方式一的水耕栽培装置100不同。

如图7及图8所示，孔周边区域Y和载置区域X通过合叶105c而被连接。因此，在本实施方式的水耕栽培装置100中，具有孔周边区域Y相对于孔周边区域Y以外的区域、例如载置区域X，绕合叶105c的旋转轴而转动，从而能够进行开闭的门构造。就本实施方式的水耕栽培装置100而言，仅该点与图6所示的实施方式四的水耕栽培装置100不同。

根据本实施方式的水耕栽培装置100，如图7所示，能够以固定了载置区域X的状态，使孔周边区域Y转动。能够开放孔周边区域Y的下侧的栽培槽106的底面的附近的空间。由此，易于去除在供应流路109的前端的附近积蓄的不需要的异物，或者进行供应流路109的前端的附近的清扫。另外，孔周边区域Y在具有门构造的情况下，也优选由透明材料构成以使能够易于掌握供应流路109的前端的附近的状况。

接着，记载实施方式的水耕栽培装置100的特征结构及由此得到的效果。

(1)水耕栽培装置100具备栽培槽106、营养液槽108、供应流路109、排出流路110、及泵107。栽培槽106构成被向植物10供应的营养液50流过的流路。营养液槽108存放营养液50。供应流路109从营养液槽108向栽培槽106导入营养液50。排出流路110从栽培槽106向营养液槽108导入营养液50。泵107在营养液槽108和栽培槽106之间使营养液50经由供应流路109及排出流路110进行循环。供应流路109具有使供应流路109的外部空间和供应流路109的内部空间连通的通气路径VP。通气路径VP抑制从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速的变化。据此，能够使从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速稳定。

(2)栽培槽106也可以有多个。供应流路109也可以具有干流路109a和从干流路109a分支的多个支流路109b，以使通过泵107从营养液槽108向多个栽培槽106的各个导入营养液50。通气路径VP也可以被设置在多个支流路109b的各个。据此，能够维持流过多个栽培槽106的各个的营养液50的量的平衡。

(3)水耕栽培装置100也可以在栽培槽106的内侧还具备被设置为对植物10的地下部进行支承的支承部105。支承部105也可以具有根贯通孔105a、和流路贯通孔105b，该根贯通孔105a被设置为以使从植物10延长的根13到达营养液50，该流路贯通孔105b被设置为以供插入供应流路109的前端部插入。据此，能够通过支承部105来抑制营养液50飞散而附着至植物10的地下部。其结果是，能够防止植物10的地下部受到营养液50的附着导致的不良影响。

(4)支承部105也可以包含根贯通孔105a的周边的载置区域X、和流路贯通孔105b的周边的孔周边区域Y。在该情况下，也可以是至少孔周边区域Y由透明材料构成。据此，易于掌握供应流路109的前端的状况。

(5)支承部105也可以包含根贯通孔105a的周边的载置区域X、和流路贯通孔105b的周边的孔周边区域Y。在该情况下，也可以具有孔周边区域Y能够相对于孔周边区域Y以外的区域进行开闭的门构造。据此，能够易于进行供应流路109的前端的附近的清扫等维持管理。

(6)在栽培槽106的内部，优选还具备抑制植物10的一部分或者从植物10分离的植物10的一部分组织从供应流路109的前端开口进入供应流路109的内部的过滤器F。据此，抑制从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流动被植物10的一部分或者从植物10分离的植物10的一部分组织遮挡。

(7)供应流路109也可以包含对流过供应流路109的营养液50的流量进行调整的流量调节部120。在该情况下，通气路径VP优选被设置在供应流路109中的流量调节部120的下游。据此，能够使调整了流量之后的营养液50的流速稳定化。从而，易于使从供应流路109流入至栽培槽106的营养液50的流速稳定。

本申请主张基于在2017年12月13日申请的日本申请的特愿2017-238260号的优先权，在该日本申请中记载的全部记载内容通过参照而引用。

标号说明

10 植物

50 营养液

100 水耕栽培装置

105a 根贯通孔

105b 流路贯通孔

106 栽培槽

107 泵

108 营养液槽

109 供应流路

109b 支流路

109d 通气配管部

110 排出流路

120 流量调节部

F 过滤器

X 载置区域

Y 孔周边区域

VP 通气路径

Claims

1.一种水耕栽培装置，具备:

多个栽培槽，构成被向植物供应的营养液流过的流路；

营养液槽，存放所述营养液；

供应流路，从所述营养液槽向所述栽培槽导入所述营养液；

排出流路，从所述栽培槽向所述营养液槽导入所述营养液；

泵，在所述营养液槽和所述栽培槽之间使所述营养液经由所述供应流路及所述排出流路进行循环；以及

支承部，被设置在所述栽培槽的内侧，以对所述植物的地下部进行支承，所述供应流路具有通气路径，其使所述供应流路的外部空间和所述供应流路的内部空间连通，

所述通气路径抑制从所述供应流路流入至所述栽培槽的所述营养液的流速的变化，

所述多个栽培槽被设于不同的高度位置，

为了通过所述泵从所述营养液槽向所述多个栽培槽的各个导入所述营养液，所述供应流路具有干流路和从所述干流路分支的多个支流路，

所述支承部具有根贯通孔和流路贯通孔，所述根贯通孔被设置为以使从所述植物延长的根到达所述营养液，所述流路贯通孔被设置为以使所述供应流路的前端部插入，

所述通气路径被设置在所述多个支流路各自的前端，是支流路和比所述支流路直径更大的前端流路之间的间隙，

所述支流路和所述前端流路构成所述供应流路，

构成所述供应流路的前端部的所述前端流路被插入至所述流路贯通孔，

所述前端流路的下端部被插入至所述营养液中，位于离所述栽培槽的底面规定的距离处。

2.如权利要求1所述的水耕栽培装置，

所述支承部包含所述根贯通孔的周边的载置区域、和所述流路贯通孔的周边的孔周边区域，

至少所述孔周边区域由透明材料构成。

3.如权利要求1所述的水耕栽培装置，

所述孔周边区域具有能够相对于所述孔周边区域以外的区域进行开闭的门构造。

4.如权利要求1～3的任一项所述的水耕栽培装置，

在所述栽培槽的内部还具备过滤器，其抑制所述植物的一部分或者从所述植物分离的所述植物的一部分组织从所述供应流路的前端开口进入至所述供应流路的内部。

5.如权利要求1～3的任一项所述的水耕栽培装置，

所述供应流路包含流量调节部，其对流过所述供应流路的所述营养液的流量进行调整，

所述通气路径被设置在所述供应流路中的所述流量调节部的下游。