JP2003259749A - 水耕栽培装置 - Google Patents
水耕栽培装置Info
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- JP2003259749A JP2003259749A JP2002114002A JP2002114002A JP2003259749A JP 2003259749 A JP2003259749 A JP 2003259749A JP 2002114002 A JP2002114002 A JP 2002114002A JP 2002114002 A JP2002114002 A JP 2002114002A JP 2003259749 A JP2003259749 A JP 2003259749A
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- cultivation
- nutrient solution
- gas
- outflow pipe
- water channel
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- Y02P60/216—
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】従来の送水ポンプに変わる新たなポンプを備
え、効率的に養液を循環でき、更に循環量の制御やメン
テナンスが安価にできる植物の水耕栽培装置を提供する 【解決手段】液体の固体に対する付着力及び表面張力に
よる作用と空気の浮揚力を利用した養液循環器、を備え
た水耕栽培装置に構成した。 【効果】液体と接触する機械的な部分や運動部分がない
ので，故障も少なく，メンテナンスが安価にできる。
え、効率的に養液を循環でき、更に循環量の制御やメン
テナンスが安価にできる植物の水耕栽培装置を提供する 【解決手段】液体の固体に対する付着力及び表面張力に
よる作用と空気の浮揚力を利用した養液循環器、を備え
た水耕栽培装置に構成した。 【効果】液体と接触する機械的な部分や運動部分がない
ので，故障も少なく，メンテナンスが安価にできる。
Description
【０００１】〔産業上の利用分野〕本発明は、植物の水
耕栽培装置に関するものである。
耕栽培装置に関するものである。
【０００２】〔従来の技術〕植物の水耕栽培において
は、養液が酸素欠乏になりやすく、腐敗菌が旺盛とな
り、根腐れにより、収穫不能となる危険を持っている。
また、一連の作物の根が水流の中に共存しているので、
根の病害がまたたくまに蔓延する危険も持っている。こ
の根腐れを防ぐためには、昼夜を問わず根圏を好気的環
境に維持する必要があり、養液の曝気、循環等の操作が
必要となる。従来、養液の循環には、遠心ポンプ、プロ
ペラポンプ等電動送水ポンプが用いられる。これは、液
体と接触する機械的な部分や運動部分が多く故障しやす
い、腐蝕・磨耗・漏水等故障も多く、メンテナンスが難
しくかつ高価となる、機械ロスが大きくエネルギー効率
が悪い、等の構造的欠点を持っている。通常、営農用と
しては、複数の水路状栽培ベッドが作業通路をはさん
で、平行して設置される。根の病気の蔓延を防止するに
は、１つの栽培ベッドに１つポンプを備えることが、理
想であるが、電気配線費用、ポンプ費用、制御配線費用
等施設費の高騰とそれに伴う電気エネルギーのロス増大
という好ましくない結果を招く原因となっている。ま
た、１つの電動ポンプで、複数の水路状栽培ベッドの水
流を形成する場合には、根の病気の蔓延を防止するた
め、薬剤の使用量増大という好ましくない結果を招く原
因となっている。また、植物の生育密度、種類、環境条
件等によって養液中の酸素消費が異なるので、経費節減
のためには、その酸素消費に応じた適切な循環量を設定
してやることが理想である。電動送水ポンプの場合、流
量計等の装置が必要であり、施設費の高騰につながる。
は、養液が酸素欠乏になりやすく、腐敗菌が旺盛とな
り、根腐れにより、収穫不能となる危険を持っている。
また、一連の作物の根が水流の中に共存しているので、
根の病害がまたたくまに蔓延する危険も持っている。こ
の根腐れを防ぐためには、昼夜を問わず根圏を好気的環
境に維持する必要があり、養液の曝気、循環等の操作が
必要となる。従来、養液の循環には、遠心ポンプ、プロ
ペラポンプ等電動送水ポンプが用いられる。これは、液
体と接触する機械的な部分や運動部分が多く故障しやす
い、腐蝕・磨耗・漏水等故障も多く、メンテナンスが難
しくかつ高価となる、機械ロスが大きくエネルギー効率
が悪い、等の構造的欠点を持っている。通常、営農用と
しては、複数の水路状栽培ベッドが作業通路をはさん
で、平行して設置される。根の病気の蔓延を防止するに
は、１つの栽培ベッドに１つポンプを備えることが、理
想であるが、電気配線費用、ポンプ費用、制御配線費用
等施設費の高騰とそれに伴う電気エネルギーのロス増大
という好ましくない結果を招く原因となっている。ま
た、１つの電動ポンプで、複数の水路状栽培ベッドの水
流を形成する場合には、根の病気の蔓延を防止するた
め、薬剤の使用量増大という好ましくない結果を招く原
因となっている。また、植物の生育密度、種類、環境条
件等によって養液中の酸素消費が異なるので、経費節減
のためには、その酸素消費に応じた適切な循環量を設定
してやることが理想である。電動送水ポンプの場合、流
量計等の装置が必要であり、施設費の高騰につながる。
【０００３】〔発明が解決しようとする課題〕本発明
は、このような点に鑑みなされたもので、電動送水ポン
プに変わる新たなポンプを備え、効率的に養液を循環で
き、更に循環量の制御やメンテナンスが安価にできる植
物の水耕栽培装置を提供するものである。
は、このような点に鑑みなされたもので、電動送水ポン
プに変わる新たなポンプを備え、効率的に養液を循環で
き、更に循環量の制御やメンテナンスが安価にできる植
物の水耕栽培装置を提供するものである。
【０００４】〔問題を解決するための手段〕すなわち、
本発明は、第１に、植物を水耕栽培するための装置であ
って、該装置が、 （ア）養液ｍの流入口ａを備え、かつその内部上方に気
体を収納するための気相部ｇを有する上部密閉容器ｂ （イ）上部密閉容器内ｂの上部隔壁の下方であって、養
液ｍの流入口ａより上方の位置に開口し、上部隔壁を貫
通しほぼ鉛直上方に伸びる流出管ｄ （ウ）気相部ｇ内に気体を圧入するための送気管ｆより
なる養液循環器ｐ、気相部ｇ内に気体を圧入するための
気体圧入機ｅ及び植物の栽培床ｈを設けた栽培水路ｃ、
を備えるとともに、栽培水路ｃの上流部が流出管ｄに、
栽培水路ｃの下流部が流入口ａにそれぞれ連絡している
ことを特徴とする水耕栽培装置であり、第２に、前記水
耕栽培装置の流入口ａ又は流入口ａに連絡する管内に、
上部密閉容器ｂ内への流れのみを許す一方向弁を、配備
したことを特徴とする水耕栽培装置である。
本発明は、第１に、植物を水耕栽培するための装置であ
って、該装置が、 （ア）養液ｍの流入口ａを備え、かつその内部上方に気
体を収納するための気相部ｇを有する上部密閉容器ｂ （イ）上部密閉容器内ｂの上部隔壁の下方であって、養
液ｍの流入口ａより上方の位置に開口し、上部隔壁を貫
通しほぼ鉛直上方に伸びる流出管ｄ （ウ）気相部ｇ内に気体を圧入するための送気管ｆより
なる養液循環器ｐ、気相部ｇ内に気体を圧入するための
気体圧入機ｅ及び植物の栽培床ｈを設けた栽培水路ｃ、
を備えるとともに、栽培水路ｃの上流部が流出管ｄに、
栽培水路ｃの下流部が流入口ａにそれぞれ連絡している
ことを特徴とする水耕栽培装置であり、第２に、前記水
耕栽培装置の流入口ａ又は流入口ａに連絡する管内に、
上部密閉容器ｂ内への流れのみを許す一方向弁を、配備
したことを特徴とする水耕栽培装置である。
【０００５】〔実施例と作用〕次に、図面により本発明
を詳しく説明する。図１乃至図３は、本発明の装置の一
実施態様を示す図面であり、図１は平面図、図２はＡ−
Ａ縦断面図、図３はＢ−Ｂ縦断面図である。装置は、葉
菜類の栽培に適するものであり、上流部１と下流部２が
隣接する栽培水路ｃ、栽培水路ｃに設けられた栽培床ｈ
として定植パネル３、上部密閉容器ｂ、流出管ｄ、流入
口ａと流入管２、流入管に設けられた逆止弁ｖ、上部密
閉容器ｂ内の気相部ｇに空気を圧入するための送気管ｆ
により養液循環器ｐを構成してある。気体圧入機ｅは送
気管ｆに接続されている。流出管ｄの上端は上流部１の
底部に開口し、下端５は上部密閉容器ｂ内に開口してい
る。流入管４は下流部２底部に開口し、流入口ａに連絡
している。流入口ａは、流出管ｄの下端５より下方の位
置に設けられている。次に、運転の状況を説明する。栽
培水路ｃ内に養液を注入し、空気圧入機ｅを作動させる
と、送気管ｆを介して、気相部ｇに空気が連続的に圧入
される。水面ｓは、次第に下降していき、流出管ｄ下端
５の位置に達する。この後、液体の固体に対する付着力
と表面張力の作用により、水面ｓは更に下降する。やが
て、液体の固体に対する付着力と表面張力の作用が限界
に達すると、気相部ｇの空気は、流出管ｄ下端５周囲か
ら一気に流出管ｄ内に流入し、空気層を形成する。この
空気層は、流出管ｄ内空気層上方の養液ｍの大部分を押
し上げ、流出管ｄ内空気層下方の養液ｍを引き上げなが
ら、流出管ｄ内を上昇し、上流部１内及びその上方大気
中に噴出する。これにより、水面ｓは上昇する。空気層
下方の養液ｍも上流部１内に流出する。同時に、上流部
１内に流出した養液ｍ及び空気に相当する養液ｍが流入
管４を介して流入口ａより上部密閉容器ｂ内に流入して
くる。その後すぐに水面ｓは、再び下降を始める。この
時、逆止弁ｖは閉じ、水面ｓの下降に相当する養液ｍが
流出管ｄを介して上流部１へ送られる。以後一定の周期
で噴出が繰り返され、養液ｍは、上流部１から下流部２
へと流動する。養液ｍは、加圧された気相部ｂとの接
触、大気中への噴出により、酸素の効率的な供給を受
け、その溶存酸素濃度が上昇する。養液ｍは、上流部１
から下流部２へと流動しながら、植物６の根に栄養と酸
素を供給する。下流部２の養液ｍは、溶存酸素が低下す
るが、流入管４、上部密閉容器ｂ、流出管ｄを経て、再
び大気中に噴出される過程で、再び酸素の供給を受け
る。上部密閉容器ｂ内の気液接触面積の、流出管ｄの断
面積に対する比は約５０以上が適当である。この比が大
きいほど激しい噴出が得られる。また、上部密閉容器ｂ
内の気液接触面積及び流出管ｄの断面積が大きいほど、
またもぐり水深（栽培水路ｃ液面流出管ｄ下端５までの
距離）が大きいほど、循環量は増加する。上部密閉容器
ｂ内の気液接触面積及び流出管ｄの断面積・長さを栽培
水路ｃの容量に応じて決定する。これが決定されれば、
養液ｍの循環量及び酸素供給量は、流量調節弁ｔで調
節する。例えば、生育初期には通気量を少なくし、生育
後期には通気量を多くする。本発明の装置では、上部密
閉容器ｂ、流出管ｄ及びもぐり水深が決まれば、１回噴
出あたりの養液循環量は決まるので、単位時間あたりの
噴出回数を数えることで簡単に循環量を計測できる。し
たがって、特に流量計等の計器が必要なく、通気量の調
節より養液ｍの循環量及び酸素供給量の制御を極めて容
易に行なえる。図４乃至図６は、本発明の装置の別の一
実施態様を示す図面であり、図４は平面図、図５はＤ−
Ｄ縦断面図、第６図はＥ−Ｅ縦断面図である。本実施例
の装置は果菜類の栽培に適する。本実施例では、栽培水
路ｃが、上流部１と下流部２が隣接しない、１つの水路
状に構成され、栽培水路ｃ内に長く敷設された流入管４
により下流部と流入口ａが連絡されている点が図１乃至
図３の実施例と異なる。また、流入管４に逆止弁が設け
られていない点も異なる。栽培床ｈとして、栽培水路ｃ
内に敷設された栽培ポット７が設けられている点も異な
る。栽培ポット７内には、砂、れき等の支持材が充填さ
れている。本実施例においても、図１乃至図３の実施例
と同様の作用で、上流部１から下流部２への流動と養液
ｍへの酸素供給が行なわれる。但し、逆止弁を設けない
ので、噴出後、養液ｍは流入管４を逆流する。上述の逆
止弁ｖを設けた場合と設けない場合の循環量を比較する
と、下記のようになる。 （１）逆止弁ｖを設けた場合 循環水量＝（流出管ｄ内上端から下端５までの液で、空
気層により押し上げられた液量）＋（ブロワーｅの通気
量にほぼ等しい液量） （２）逆止弁ｖを設けない場合 循環水量＝（流出管ｄ内上端から下端５までの液で、空
気層により押し上げられた液量）−（流入管４を逆流す
る液量） 上記から明らかなように、逆止弁ｖを設けた場合のほう
が逆止弁ｖを設けない場合よりも効率的である。図７乃
至図９は、本発明の装置のまた別の一実施態様を示す図
面であり、図７は平面図、図８はＦ−Ｆ縦断面図、図９
はＧ−Ｇ縦断面図である。本実施例では、上部密閉容器
ｂが栽培水路ｃの横の位置に設けられ、流出管ｄは、そ
の上端が栽培水路ｃの液面の位置よりやや上方の位置に
開口され、移送管９、水路８を介して上流部１に連絡さ
れている点が図１乃至図３の実施例と異なる。空気圧入
機ｅの作動により前述の装置と同様にして、流出管ｄの
上端から養液ｍと空気の周期的な噴出が始まる。噴出し
た養液ｍは、大気から酸素の供給を受けながら、移送管
９より水路８に落下する。この落下により養液ｍは、更
に酸素の供給を受ける。落下した養液ｍは、水路８を流
下し、上流部１に落下する。この流下及び落下の際にも
更なる酸素の供給を受ける。水路８にかえて通常の管を
用いても良い。本実施例の装置においては、大気との効
果的な接触時間が長いが、循環量はやや減少する。本実
施例の装置においては、効率的に循環できる流出管ｄの
上端１０から栽培水路ｃ液面までの距離、すなわち揚程
は、上部密閉容器ｂ内の気液接触面積の流出管ｄの断面
積に対する比で決まる。例えば、後記するように、もぐ
り水深ほぼ５０ｃｍ、上部密閉容器ｂ内の気液接触面積
の流出管ｄの断面積に対する比がおよそ８０の時、揚程
１５ｃｍで、逆止弁ｖ付きで通気量のほぼ１．６以上、
逆止弁ｖなしで通気量のほぼ０．８倍以上の養液循環が
可能である。本発明の装置においては、揚程が高くなる
につれて、空気層と流出管ｄ壁面の間からの液の漏れの
割合が多くなり、循環水量は減少する。効率的な循環を
達成するには、気相部ｇの空気が、流出管下端５の周囲
から一気に流出管ｄ内に流入した時、形成された空気層
の上方の液柱の上部が移送管９へ流れ込む必要がある。
流れ込めば、空気層上方の液柱が軽くなり、一気に噴出
する。流れ込めない時は、空気層上方の液は、空気層と
流出管ｄ壁面の間をすり抜け、下方へ移動してしまう。
したがって、効率的な揚水を行なえる揚程は、上部密閉
容器ｃ内の気液接触面積の流出管ｄの断面積に対する比
によって決まる。この比が大きいほど、空気層の高さが
大きくなるので、可能揚程は増加する。また、本実施例
の装置では、栽培水路ｃの上方より養液ｍを流下させる
ので、図１乃至図３の実施例と比べて、液漏れの不安箇
所が１つ減少する。施工も容易である。図１０は、本発
明の装置のまた別の一実施態様を示す平面図である。本
実施例では、１つの気体圧入機ｅで複数の栽培水路ｃ１
乃至ｃ６を循環流動させるよう構成してある。栽培水路
ｃ１乃至ｃ６には、それぞれ養液循環器ｐ１乃至ｐ６及
び流量調節弁ｔ１乃至ｔ６が付設されている。本実施例
においては、噴出回数を目安に流量調節弁ｔ１乃至ｔ６
を、各栽培水路の状況に応じて、調節し、通気量を適切
に配分できるので、エネルギー費用の節約につながる。
また、１つの気体圧入機ｅで栽培水路ｃ１乃至ｃ６それ
ぞれの養液ｍの循環を独立して行なえるので、病気の蔓
延を防止できる。気体圧入機ｅは、ブロワーａに限定さ
れるものではなく、通常使用されているコンプレッサー
付きエアタンク等でも良い。上記のように養液循環器ｐ
は液体と接触する機械的な部分や運動部分がほとんどな
く、故障も少なく、しかも耐蝕性に優れる塩ビ等合成樹
脂を用いて作成できる。モーター部分も栽培水槽とはな
れて設置できる。メンテナンスも容易でかつ安価とな
る。
を詳しく説明する。図１乃至図３は、本発明の装置の一
実施態様を示す図面であり、図１は平面図、図２はＡ−
Ａ縦断面図、図３はＢ−Ｂ縦断面図である。装置は、葉
菜類の栽培に適するものであり、上流部１と下流部２が
隣接する栽培水路ｃ、栽培水路ｃに設けられた栽培床ｈ
として定植パネル３、上部密閉容器ｂ、流出管ｄ、流入
口ａと流入管２、流入管に設けられた逆止弁ｖ、上部密
閉容器ｂ内の気相部ｇに空気を圧入するための送気管ｆ
により養液循環器ｐを構成してある。気体圧入機ｅは送
気管ｆに接続されている。流出管ｄの上端は上流部１の
底部に開口し、下端５は上部密閉容器ｂ内に開口してい
る。流入管４は下流部２底部に開口し、流入口ａに連絡
している。流入口ａは、流出管ｄの下端５より下方の位
置に設けられている。次に、運転の状況を説明する。栽
培水路ｃ内に養液を注入し、空気圧入機ｅを作動させる
と、送気管ｆを介して、気相部ｇに空気が連続的に圧入
される。水面ｓは、次第に下降していき、流出管ｄ下端
５の位置に達する。この後、液体の固体に対する付着力
と表面張力の作用により、水面ｓは更に下降する。やが
て、液体の固体に対する付着力と表面張力の作用が限界
に達すると、気相部ｇの空気は、流出管ｄ下端５周囲か
ら一気に流出管ｄ内に流入し、空気層を形成する。この
空気層は、流出管ｄ内空気層上方の養液ｍの大部分を押
し上げ、流出管ｄ内空気層下方の養液ｍを引き上げなが
ら、流出管ｄ内を上昇し、上流部１内及びその上方大気
中に噴出する。これにより、水面ｓは上昇する。空気層
下方の養液ｍも上流部１内に流出する。同時に、上流部
１内に流出した養液ｍ及び空気に相当する養液ｍが流入
管４を介して流入口ａより上部密閉容器ｂ内に流入して
くる。その後すぐに水面ｓは、再び下降を始める。この
時、逆止弁ｖは閉じ、水面ｓの下降に相当する養液ｍが
流出管ｄを介して上流部１へ送られる。以後一定の周期
で噴出が繰り返され、養液ｍは、上流部１から下流部２
へと流動する。養液ｍは、加圧された気相部ｂとの接
触、大気中への噴出により、酸素の効率的な供給を受
け、その溶存酸素濃度が上昇する。養液ｍは、上流部１
から下流部２へと流動しながら、植物６の根に栄養と酸
素を供給する。下流部２の養液ｍは、溶存酸素が低下す
るが、流入管４、上部密閉容器ｂ、流出管ｄを経て、再
び大気中に噴出される過程で、再び酸素の供給を受け
る。上部密閉容器ｂ内の気液接触面積の、流出管ｄの断
面積に対する比は約５０以上が適当である。この比が大
きいほど激しい噴出が得られる。また、上部密閉容器ｂ
内の気液接触面積及び流出管ｄの断面積が大きいほど、
またもぐり水深（栽培水路ｃ液面流出管ｄ下端５までの
距離）が大きいほど、循環量は増加する。上部密閉容器
ｂ内の気液接触面積及び流出管ｄの断面積・長さを栽培
水路ｃの容量に応じて決定する。これが決定されれば、
養液ｍの循環量及び酸素供給量は、流量調節弁ｔで調
節する。例えば、生育初期には通気量を少なくし、生育
後期には通気量を多くする。本発明の装置では、上部密
閉容器ｂ、流出管ｄ及びもぐり水深が決まれば、１回噴
出あたりの養液循環量は決まるので、単位時間あたりの
噴出回数を数えることで簡単に循環量を計測できる。し
たがって、特に流量計等の計器が必要なく、通気量の調
節より養液ｍの循環量及び酸素供給量の制御を極めて容
易に行なえる。図４乃至図６は、本発明の装置の別の一
実施態様を示す図面であり、図４は平面図、図５はＤ−
Ｄ縦断面図、第６図はＥ−Ｅ縦断面図である。本実施例
の装置は果菜類の栽培に適する。本実施例では、栽培水
路ｃが、上流部１と下流部２が隣接しない、１つの水路
状に構成され、栽培水路ｃ内に長く敷設された流入管４
により下流部と流入口ａが連絡されている点が図１乃至
図３の実施例と異なる。また、流入管４に逆止弁が設け
られていない点も異なる。栽培床ｈとして、栽培水路ｃ
内に敷設された栽培ポット７が設けられている点も異な
る。栽培ポット７内には、砂、れき等の支持材が充填さ
れている。本実施例においても、図１乃至図３の実施例
と同様の作用で、上流部１から下流部２への流動と養液
ｍへの酸素供給が行なわれる。但し、逆止弁を設けない
ので、噴出後、養液ｍは流入管４を逆流する。上述の逆
止弁ｖを設けた場合と設けない場合の循環量を比較する
と、下記のようになる。 （１）逆止弁ｖを設けた場合 循環水量＝（流出管ｄ内上端から下端５までの液で、空
気層により押し上げられた液量）＋（ブロワーｅの通気
量にほぼ等しい液量） （２）逆止弁ｖを設けない場合 循環水量＝（流出管ｄ内上端から下端５までの液で、空
気層により押し上げられた液量）−（流入管４を逆流す
る液量） 上記から明らかなように、逆止弁ｖを設けた場合のほう
が逆止弁ｖを設けない場合よりも効率的である。図７乃
至図９は、本発明の装置のまた別の一実施態様を示す図
面であり、図７は平面図、図８はＦ−Ｆ縦断面図、図９
はＧ−Ｇ縦断面図である。本実施例では、上部密閉容器
ｂが栽培水路ｃの横の位置に設けられ、流出管ｄは、そ
の上端が栽培水路ｃの液面の位置よりやや上方の位置に
開口され、移送管９、水路８を介して上流部１に連絡さ
れている点が図１乃至図３の実施例と異なる。空気圧入
機ｅの作動により前述の装置と同様にして、流出管ｄの
上端から養液ｍと空気の周期的な噴出が始まる。噴出し
た養液ｍは、大気から酸素の供給を受けながら、移送管
９より水路８に落下する。この落下により養液ｍは、更
に酸素の供給を受ける。落下した養液ｍは、水路８を流
下し、上流部１に落下する。この流下及び落下の際にも
更なる酸素の供給を受ける。水路８にかえて通常の管を
用いても良い。本実施例の装置においては、大気との効
果的な接触時間が長いが、循環量はやや減少する。本実
施例の装置においては、効率的に循環できる流出管ｄの
上端１０から栽培水路ｃ液面までの距離、すなわち揚程
は、上部密閉容器ｂ内の気液接触面積の流出管ｄの断面
積に対する比で決まる。例えば、後記するように、もぐ
り水深ほぼ５０ｃｍ、上部密閉容器ｂ内の気液接触面積
の流出管ｄの断面積に対する比がおよそ８０の時、揚程
１５ｃｍで、逆止弁ｖ付きで通気量のほぼ１．６以上、
逆止弁ｖなしで通気量のほぼ０．８倍以上の養液循環が
可能である。本発明の装置においては、揚程が高くなる
につれて、空気層と流出管ｄ壁面の間からの液の漏れの
割合が多くなり、循環水量は減少する。効率的な循環を
達成するには、気相部ｇの空気が、流出管下端５の周囲
から一気に流出管ｄ内に流入した時、形成された空気層
の上方の液柱の上部が移送管９へ流れ込む必要がある。
流れ込めば、空気層上方の液柱が軽くなり、一気に噴出
する。流れ込めない時は、空気層上方の液は、空気層と
流出管ｄ壁面の間をすり抜け、下方へ移動してしまう。
したがって、効率的な揚水を行なえる揚程は、上部密閉
容器ｃ内の気液接触面積の流出管ｄの断面積に対する比
によって決まる。この比が大きいほど、空気層の高さが
大きくなるので、可能揚程は増加する。また、本実施例
の装置では、栽培水路ｃの上方より養液ｍを流下させる
ので、図１乃至図３の実施例と比べて、液漏れの不安箇
所が１つ減少する。施工も容易である。図１０は、本発
明の装置のまた別の一実施態様を示す平面図である。本
実施例では、１つの気体圧入機ｅで複数の栽培水路ｃ１
乃至ｃ６を循環流動させるよう構成してある。栽培水路
ｃ１乃至ｃ６には、それぞれ養液循環器ｐ１乃至ｐ６及
び流量調節弁ｔ１乃至ｔ６が付設されている。本実施例
においては、噴出回数を目安に流量調節弁ｔ１乃至ｔ６
を、各栽培水路の状況に応じて、調節し、通気量を適切
に配分できるので、エネルギー費用の節約につながる。
また、１つの気体圧入機ｅで栽培水路ｃ１乃至ｃ６それ
ぞれの養液ｍの循環を独立して行なえるので、病気の蔓
延を防止できる。気体圧入機ｅは、ブロワーａに限定さ
れるものではなく、通常使用されているコンプレッサー
付きエアタンク等でも良い。上記のように養液循環器ｐ
は液体と接触する機械的な部分や運動部分がほとんどな
く、故障も少なく、しかも耐蝕性に優れる塩ビ等合成樹
脂を用いて作成できる。モーター部分も栽培水槽とはな
れて設置できる。メンテナンスも容易でかつ安価とな
る。
【０００６】〔実施例〕本発明の実施例を説明する。実
験は、図７乃至図９に示した装置により行なった。但
し、栽培床ｈとしては、定植孔を設けた、栽培パネルを
用いた。上部密閉容器ｂは、２００Ａ塩ビパイプを長さ
１６ｃｍに切断し、上下に３ｍｍ厚塩ビ板を溶接した。
流入管１としては，バルブソケットを挿入溶接し、これ
に逆止弁ｖ（チャッキ弁）を装着した。上部密閉容器ｂ
上部隔壁に２０Ａ塩ビ管ソケットを鉛直に挿入溶接し、
これに内径２０ｍｍの塩ビ管を挿入し、流出管ｄとし
た。栽培水槽ｃは発泡スチロール製、幅４５ｃｍ、長さ
３００ｃｍ、中央に仕切りを設置し、透明フィルムを接
着し、防水処理した。栽培水槽ｃは底部が地上５４ｃｍ
となるよう架台上に設置した。栽培水槽ｃ内の液深はお
よそ５ｃｍである。流出管ｄは、栽培水路液面より１５
ｃｍ上方に開口させ、下端は上部密閉容器ｂ内上部隔壁
下方４ｃｍの位置に開口させた。この装置で循環量を測
定した。結果を表１、表２に示した。 表１，２より、養液循環器の仕様が決まれば、噴出回数
毎分およそ１４回以内であれば、通気量に関係なく、１
回の噴出における噴出量は、ほぼ一定となる。したがっ
て、噴出回数を数えることで、通気量、養液循環量を把
握できる。養液循環量は、通気量のおよそ１．７倍であ
った。逆止弁ｖ（チャッキ弁）を取り外し、同様の実験
行なった結果、養液循環量は、通気量のおよそ０．８倍
であった。その後、流出管ｄを内径２５ｍｍとした装置
を用いて、上記と同様に、循環量の測定を行なった。結
果を表３及び表４に示した。揚程は１０ｃｍとした。 逆止弁ｖを設けた場合、養液循環量は、通気量のおよそ
１．９倍であった。逆止弁ｖを設けない場合、養液循環
量は、通気量のおよそ１．４倍であった。その後、上記
装置（流出管２０ｍｍ、揚程１５ｃｍ、逆止弁ｖ付き）
を用いて、毎分およそ４回噴出（約６００ｍｌ／分）で
通気しながら、透明フィルムハウス内で、ほうれん草を
栽培した。養液は、市販の水耕栽培用液体肥料を希釈し
て用いた。その結果、ほうれん草は、健全に生長し、収
穫時に根を調べたところ、健全な白い根であり、根腐れ
は観察されなかった。
験は、図７乃至図９に示した装置により行なった。但
し、栽培床ｈとしては、定植孔を設けた、栽培パネルを
用いた。上部密閉容器ｂは、２００Ａ塩ビパイプを長さ
１６ｃｍに切断し、上下に３ｍｍ厚塩ビ板を溶接した。
流入管１としては，バルブソケットを挿入溶接し、これ
に逆止弁ｖ（チャッキ弁）を装着した。上部密閉容器ｂ
上部隔壁に２０Ａ塩ビ管ソケットを鉛直に挿入溶接し、
これに内径２０ｍｍの塩ビ管を挿入し、流出管ｄとし
た。栽培水槽ｃは発泡スチロール製、幅４５ｃｍ、長さ
３００ｃｍ、中央に仕切りを設置し、透明フィルムを接
着し、防水処理した。栽培水槽ｃは底部が地上５４ｃｍ
となるよう架台上に設置した。栽培水槽ｃ内の液深はお
よそ５ｃｍである。流出管ｄは、栽培水路液面より１５
ｃｍ上方に開口させ、下端は上部密閉容器ｂ内上部隔壁
下方４ｃｍの位置に開口させた。この装置で循環量を測
定した。結果を表１、表２に示した。 表１，２より、養液循環器の仕様が決まれば、噴出回数
毎分およそ１４回以内であれば、通気量に関係なく、１
回の噴出における噴出量は、ほぼ一定となる。したがっ
て、噴出回数を数えることで、通気量、養液循環量を把
握できる。養液循環量は、通気量のおよそ１．７倍であ
った。逆止弁ｖ（チャッキ弁）を取り外し、同様の実験
行なった結果、養液循環量は、通気量のおよそ０．８倍
であった。その後、流出管ｄを内径２５ｍｍとした装置
を用いて、上記と同様に、循環量の測定を行なった。結
果を表３及び表４に示した。揚程は１０ｃｍとした。 逆止弁ｖを設けた場合、養液循環量は、通気量のおよそ
１．９倍であった。逆止弁ｖを設けない場合、養液循環
量は、通気量のおよそ１．４倍であった。その後、上記
装置（流出管２０ｍｍ、揚程１５ｃｍ、逆止弁ｖ付き）
を用いて、毎分およそ４回噴出（約６００ｍｌ／分）で
通気しながら、透明フィルムハウス内で、ほうれん草を
栽培した。養液は、市販の水耕栽培用液体肥料を希釈し
て用いた。その結果、ほうれん草は、健全に生長し、収
穫時に根を調べたところ、健全な白い根であり、根腐れ
は観察されなかった。
【０００７】〔発明の効果〕以上のように、本発明の装
置の養液循環器は、液体の固体に対する付着力及び表面
張力による作用と空気の浮揚力を利用したものである。
このような養液循環器を備えた本発明の水耕栽培装置の
利点をまとめれば下記のとおりである。 （１） 養液循環量の計測・設定が計器なしでできる。 （２） 通気量を減らしても、循環不能状態にならず、
通気量に応じて定量を循環できる。 （３） 養液循環器は、液体と接触する機械的な部分や
運動部分がないので、故障も少なく、メンテナンスが安
価にできる。 （４） 栽培場所から離れて気体圧入機（電動機）を設
置できるので、点検整備も楽に行なえる。 （５） 栽培場所から離れて気体圧入機（電動機）を設
置できるので、自動制御が安価にできる。 （６） １つの気体圧入機（電動機）で複数の栽培水路
の養液を循環できるので、自動制御が安価にできる。 （７） 複数の栽培水路の養液を、１つの気体圧入機
（電動機）でそれぞれ独立して循環できるので、病気が
発生した場合でも、病気蔓延の危険が少ない。 （８） 上記の如く、通気に対して、効率的に養液循環
を行なえる。
置の養液循環器は、液体の固体に対する付着力及び表面
張力による作用と空気の浮揚力を利用したものである。
このような養液循環器を備えた本発明の水耕栽培装置の
利点をまとめれば下記のとおりである。 （１） 養液循環量の計測・設定が計器なしでできる。 （２） 通気量を減らしても、循環不能状態にならず、
通気量に応じて定量を循環できる。 （３） 養液循環器は、液体と接触する機械的な部分や
運動部分がないので、故障も少なく、メンテナンスが安
価にできる。 （４） 栽培場所から離れて気体圧入機（電動機）を設
置できるので、点検整備も楽に行なえる。 （５） 栽培場所から離れて気体圧入機（電動機）を設
置できるので、自動制御が安価にできる。 （６） １つの気体圧入機（電動機）で複数の栽培水路
の養液を循環できるので、自動制御が安価にできる。 （７） 複数の栽培水路の養液を、１つの気体圧入機
（電動機）でそれぞれ独立して循環できるので、病気が
発生した場合でも、病気蔓延の危険が少ない。 （８） 上記の如く、通気に対して、効率的に養液循環
を行なえる。
【０００８】
【図１】は本発明の装置の一実施態様を示す平面図であ
る。
る。
【図２】は図１におけるＡ−Ａ縦断面図である。
【図３】は図１におけるＢ−Ｂ縦断面図である。
【図４】は本発明の装置の別の一実施態様を示す平面図
である。
である。
【図５】は図１におけるＤ−Ｄ縦断面図である。
【図６】は図１におけるＥ−Ｅ縦断面図である。
【図７】は本発明の装置のまた別の一実施態様を示す平
面図である。
面図である。
【図８】は図１におけるＦ−Ｆ縦断面図である。
【図９】は図１におけるＧ−Ｇ縦断面図である。
【図１０】は本発明の装置のまた別の一実施態様を示す
平面図である。
平面図である。
ａは流入口，ｂは上部密閉容器，ｃは栽培水路，ｄは流
出管，ｅはブロワー，ｆは通気管、ｇは気相部、ｍは養
液，ｐは養液循環器、ｓは液面，ｔは流量調節弁、ｖは
逆止弁、ｃ１乃至ｃ６は栽培水路、ｐ１乃至ｐ６は養液
循環器、ｔ１乃至ｔ６は流量調節弁、１は上流部、２は
下流部、３は栽培パネル、４は流入管、５は流出管下
端、６は植物、７は栽培ポット、８は水路、９は移送管
である。矢印は、養液及び空気の流れ方向を示す。
出管，ｅはブロワー，ｆは通気管、ｇは気相部、ｍは養
液，ｐは養液循環器、ｓは液面，ｔは流量調節弁、ｖは
逆止弁、ｃ１乃至ｃ６は栽培水路、ｐ１乃至ｐ６は養液
循環器、ｔ１乃至ｔ６は流量調節弁、１は上流部、２は
下流部、３は栽培パネル、４は流入管、５は流出管下
端、６は植物、７は栽培ポット、８は水路、９は移送管
である。矢印は、養液及び空気の流れ方向を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年７月３日（２００２．７．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１０】
Claims (6)
- 【請求項１】植物を水耕栽培するための装置であって、 該装置が、 （ア）養液ｍの流入口ａを備え、かつその内部上方に気
体を収納するための気相部ｇを有する上部密閉容器ｂ （イ）上部密閉容器内ｂの上部隔壁の下方であって、養
液ｍの流入口ａより上方の位置に開口し、上部隔壁を貫
通しほぼ鉛直上方に伸びる流出管ｄ （ウ）気相部ｇ内に気体を圧入するための送気管ｆより
なる養液循環器ｐ、気相部ｇ内に気体を圧入するための
気体圧入機ｅ及び植物の栽培床ｈを設けた栽培水路ｃ、
を備えるとともに、栽培水路ｃの上流部が流出管ｄに、
栽培水路ｃの下流部が流入口ａにそれぞれ連絡している
ことを特徴とする水耕栽培装置。 - 【請求項２】植物を水耕栽培するための装置であって、 該装置が、 （エ）養液ｍの流入口ａを備え、かつその内部上方に気
体を収納するための気相部ｇを有する上部密閉容器ｂ （オ）上部密閉容器内ｂの上部隔壁の下方であって、液
ｍの流入口ａより上方の位置に開口し、上部隔壁を貫通
しほぼ鉛直上方に伸びる流出管ｄ （カ）気相部ｇ内に気体を圧入するための送気管ｆより
なる養液循環器ｐ、気相部ｇ内に気体を圧入するための
気体圧入機ｅ及び植物の栽培床ｈを設けた栽培水路ｃ、
を備え、栽培水路ｃの上流部が流出管ｄに、栽培水路ｃ
の下流部が流入口ａに、それぞれ連絡すると共に、流入
口ａ又は流入口ａに連絡する管内に、上部密閉容器ｂ内
への流れのみを許す一方向弁ｖを、配備したことを特徴
とする水耕栽培装置。 - 【請求項３】流出管ｄの下方開口端部が、ほぼ水平であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水耕栽
培装置。 - 【請求項４】流出管ｄの上方開口端部を、栽培水路ｃの
上流部内に開口配備し、栽培水路ｃの上流部と流出管ｄ
を連絡したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は
請求項３記載の水耕栽培装置。 - 【請求項５】流出管ｄの上方開口端部を、栽培水路ｃ水
面より上方の位置に開口配備し、該開口部と栽培水路ｃ
の上流部を水路で連絡し、栽培水路ｃの上流部と流出管
ｄを連絡したことを特徴とする請求項１又は請求項２又
は請求項３記載の水耕栽培装置。 - 【請求項６】１つの気体圧入機ｅが、複数の養液循環器
ｐに連絡されていることを特徴とする請求項１又は請求
項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５記載の水耕
栽培装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114002A JP2003259749A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 水耕栽培装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114002A JP2003259749A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 水耕栽培装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003259749A true JP2003259749A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=28672624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002114002A Pending JP2003259749A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 水耕栽培装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003259749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012118159A1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 株式会社森久エンジニアリング | 水耕栽培システム |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002114002A patent/JP2003259749A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012118159A1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 株式会社森久エンジニアリング | 水耕栽培システム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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| A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20051115 |