JP2004329060A

JP2004329060A - 縦型養液栽培装置

Info

Publication number: JP2004329060A
Application number: JP2003126951A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ueno; 勝紀上野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】各植え込み部材の日当たりを良くし、かつ養液を揚水するホースの屈曲を小さくする。
【解決手段】一方のグループの植え込み部材３Ａ１乃至３Ａ４を一つの螺旋に、他方のグループの植え込み部材３Ｂ１乃至３Ｂ３を他方の螺旋に位置させることにより二つのグループの植え込み部材３を、支持筒１に対して二重螺旋状に配置することにより支持筒１の円周方向においてほぼ同じ位置にある上下の植え込み部材の間隔を広く取って各植え込み部材の日当たりを良くする。また支持筒１内の養液Ｗ揚水用のホース４はグループＡの植え込み部材の右側（Ｒ）、グループＢの植え込み部材の左側（Ｌ）に位置させることによりホース４の屈曲を小さくして、揚水時のポンプ５の負担を小さくする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は養液を用いた植物の栽培装置に係り、特に複数の植物を鉛直方向に配置して栽培するよう構成した縦型養液栽培装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土を用いずに特定の養液や水を用いて野菜や花卉類を栽培する養液栽培は作物の高効率生産や工場的大量生産化の方法として広く実施されている。このうち植物の植え込み部が鉛直方向に配置された縦型養液栽培装置は数設置して大規模な養液栽培を行う外、個々の栽培装置の設置面積は比較的僅かであるため、家庭用或いは学校教育用等の小規模な植物の栽培にも応用されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
個別に構成された縦型の養液栽培装置は、養液槽と、この養液槽に対して鉛直方向に立設配置された筒体たる支持筒と、植物の根の部分が支持筒内に位置するようにしてこの支持筒に対して挿入配置された植物植え込み部材とを有し、かつ水中ポンプ等の揚水手段により養液槽から養液を汲み上げ、最上段の植物の植え込み部材の上部から各植え込み部材の根の部分に養液を滴下供給することをその基本構成としている。
【０００４】
より具体的には支持筒内に配置したホースの下端を養液槽内の水中ポンプに接続し、他端を前記最上段の植え込み部材の上部に位置させることにより、水中ポンプで汲み上げた養液を各植物の根の部分に滴下供給するよう構成されている。
【０００５】
発明者は上記趣旨に沿って、栽培対象植物を鉛直方向に配置することにより狭い場所でも使用可能な縦型の養液栽培装置を何種か提案している（特願平５−１１６５７０号、実用新案登録第３０３４２４３号等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術は比較的狭い空間でも合理的に植物を栽培することが可能であり、効率的な植物の栽培を行うことができる。しかしながら植物を植え込む植え込み部材の設置数が多くなると、支持筒内に配置された揚水用のホースは各植え込み部材の間を縫って配置せねばならず複雑に曲折して、揚水時に水中ポンプ等のポンプにかかる負荷が大きくなる。また多数の植え込み部材のうち最上段部から養液を滴下させるため、各植え込み部材に対する養液の供給量が上段に比べて下段の方が少なくなるという供給量の不均一の問題が発生する。
【０００７】
植え込み部材のうち、植物の根が位置する部分は上部から滴下供給される養液を受け入れるため、スリットが形成されているが、スリット部分以外に滴下した養液は植え込み部材内部に進入することなく下方に滴下してしまう。このため、各段の植え込み部材に対して十分な養液を供給するためには、ポンプの運転時間の間隔を短くし、かつ一回の運転時間を長くする等の必要が生じる。この結果上段の植え込み部材には必要以上の養液が供給され、かつポンプは前記屈曲したホースを介して長時間揚水動作を行うため、ポンプに対する負荷は大きくしかもエネルギー消費も多くなるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の縦型養液栽培装置の改良に係り、装置としての機能をより一層向上させるよう構成し、かつ省エネルギー化を達成するよう構成した縦型養液栽培装置である。
【０００９】
即ち本発明は、装置基部を構成する養液タンクと、この養液タンクに立設された支持筒と、この支持筒に直交するように複数配設された植え込み部材と、ポンプ及びこのポンプに接続する養液供給ホースとから成る養液供給手段とを有する縦型養液栽培装置において、植え込み部材の設置個数に対してホースの屈曲を小さくするため支持筒に取り付ける植え込み部材を二つのグループに分け、各グループの植え込み部材をそれぞれ螺旋状に配置することによりこれら二つのグループの植え込み部材の配置を二重螺旋とし、一方のグループに対しては植え込み部材の右側、他方のグループに対しては植え込み部材の左側にホースを配置することにより、ホースの屈曲を最小限に抑えるよう構成する。
【００１０】
また植え込み部材のうち、滴下する養液を受容する部分には不織布等の含水性の材料を配置し、この材料を植物の根の部分に引き込むことより、滴下した養液を最大限根の部分に供給するよう構成する。
【００１１】
更に揚水手段としてのポンプの電源を太陽電池としてエネルギー消費の効率化を図るよう構成する。
【００１２】
【発明の実施の態様】
本発明の装置では基部に養液タンクが設けられ、この養液タンクに対して例えは円筒形の筒体としての支持筒が立設配置される。この支持筒の壁面には植え込み部材が挿通固定されるための開口が１以上形成される。
【００１３】
一方植え込み部材は支持筒内に配置される養液受容部と、この養液受容部にほぼ直交するように位置し、上端が開放され、植物を直接植え込む部分とが一体的に形成され、かつ養液受容部の上部は滴下供給される養液を植え込み部材内に取り込むため、不織布等の吸水性の高い材料が養液受容部の上部壁面を覆うように配置されている。この給水材料はスリットを介して養液受容部内に配置され、滴下された養液はこの給水材料を介して最大限養液受容部内に取り込まれるよう構成されている。
【００１４】
支持筒の壁面には、支持筒の下部方向に向かって例えば反時計回りに二重の螺旋が想定され、この仮想二重螺旋上に植え込み部材挿通用の開口が順次形成されている。
【００１５】
一方植え込み部材は二つのグループに分けられ、それぞれの仮想螺旋に位置する開口に各々配置される。各グループの植え込み部材において、一方のグループの植え込み部材に対しては揚水用のホースはその右側に位置し、他方のグループの植え込み部材に対しては揚水用のホースはその左側に位置するよう構成することにより、屈曲を最小限に抑えてホースを配置する。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に説明する。
【００１７】
図１は縦型養液栽培装置の全体構成を、また図２、図３は同装置に取り付ける植え込み部材の構成を示している。
先ず主として図１において、符号１は支持筒、２はこの支持筒１を立設固定しかつ養液Ｗが充填されている養液タンクである。支持筒１に対しては複数の植え込み部材３が後述する配置順序で取り付けられる。
【００１８】
４は支持筒１内に配置され、かつこれも後で詳述するように、各植え込み部材に対して予め定められた位置関係をもって支持筒１内に突出している当該植え込み部材を縫って配置される揚水用のホースである。また符号５は揚水手段としての水中ポンプ（以下単に「ポンプ」とする）である。なお揚水手段としてのポンプは水中ポンプ以外にも、モータ部分が水上に位置するポンプであってもよいが、揚水可能な高さは水中ポンプの方が大きく、かつモータ部分の設置場所を考慮する必要がないため本発明には水中ポンプの方が適当である。
【００１９】
図２は植え込み部材の構造を示す。
図中矢印３は植え込み部材を示し、同図（Ａ）はこの植え込み部材３の側面を、（Ｂ）は同平面を、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線による断面を示す。図中符号３ａは栽培対象植物が直接植え付けられる植え込み部（以下「鉢部」と称する）、３ｂはこの鉢部に連接し、支持筒１内に挿入され滴下供給される養液を受ける養液受容部である。また３ｃは不織布等の吸水性の高い材料を挿通させるための開口（以下「スリット」とする）である。
【００２０】
以上の構成の植え込み部材３を二つのグループに別けて支持筒１に取り付ける。植え込み部材３の一方のグループをＡ、他方のグループをＢとし、Ａのグループは上段側から順に３Ａ１、３Ａ２、３Ａ３、３Ａ４とし、かつＢのグループは上段から順に３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｂ３とする（図１参照）。
【００２１】
植え込み部材のうち３Ａ１、３Ａ２、３Ａ３、３Ａ４のグループは、支持筒１に対して下段の植え込み部材に向かって反時計回りの一つの螺旋上に位置するよう配置される。一方３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｂ３のグループは別の螺旋でかつＡのグループと同様に下段の植え込み部材に向かって反時計回りの他の螺旋上に位置するよう配置される。つまり両グループＡ及びＢを構成する植え込み部材３は支持筒１に対して二重螺旋を描いてそれぞれ固定される。
【００２２】
次に、各植え込み部材３のうち支持筒１内に突出する養液受容部３ｂに対するホース４の位置関係を示す。なお図中符号３Ｘで示す植え込み部材によりその位置関係を定義する。即ち、鉢部３ａから養液受容部３ｂの端部に向かって見た場合の右側を植え込み部材の右側（Ｒ）とし、他方の側を左側（Ｌ）とする。
【００２３】
図１から明らかなように、Ａのグループの植え込み部材３に対してはホース４は当該植え込み部材３の右側（Ｒ）にそれぞれ位置し、Ｂのグループの植え込み部材３に対してはホースは植え込み部材の左側（Ｌ）にそれぞれ位置するよう配置される。これによりホース４は７個の植え込み部材３を縫って配置されるにも係わらず、支持筒１の軸心に対して３／４回転弱の螺旋で最上段の植え込み部材３Ａ１の位置に達し、支持筒１が長尺に構成されていることを考えるとほぼ直線に近い状態で配置可能となる。なお図示の構成ではホース４の排水端の下部には漏斗状の凸壁１ａが形成され、ホース４の支持と排出された養液を支持筒１の中心側に集める役目を果たしている。
【００２４】
また、二重螺旋としたことにより、各植え込み部材３のうち支持筒１の円周方向においてほぼ同じ位置となるものは、例えば植え込み部材３Ａ１に対して植え込み部材３Ｂ３、植え込み部材３Ｂ１に対して３Ａ４というように上下に幅広い間隔をもたせることができ、上段の植え込み部材３による日当たりの阻害が殆ど無くなる。即ち、この植え込み部材の配置は、ホース４の配置に好適であるのみならず、各段の植え込み部材３の採光を良好にし、各植え込み部材３は恰も採光を考慮して調整された盆栽や庭木の枝振りの如く効果的に配置されることになる。
【００２５】
次に主として図３を用いて養液栽培を行う植物（以下「栽培対象植物」とする）Ｐの植え込み状態を説明する。
【００２６】
先ず植え込み部材３に対し、例えば不織布を短冊状に切断形成した誘導布６を配置する。誘導布６の一端はスリット３ｃを介して植え込み部材３の外部に露出し、養液受容部３ｂの上部を覆うように、また他方は養液受容部３ｃ内から鉢部３ａ内に位置するよう配置される〔図３（Ｅ）参照〕。
【００２７】
栽培対象植物Ｐは例えば園芸店等からポット苗Ｐ´として購入し、植え込みに当たってはポット７から取り出し、根土を崩さないようにしてそのまま鉢部３ａに植え込み配置する。この状態で植え込み部材３を栽培装置の支持筒１の所定の開口に挿入固定してセットを終了する。このようにして各植え込み部材３に所望の栽培対象植物Ｐを植え込み、栽培装置全体のセットを終了する。なお、セット時には前述のホース４の位置関係を考慮して植え込み部材３を挿入する。また植え込み部材３を支持筒１から抜かないで、植え込み部材３の鉢部３ａに直接栽培対象植物Ｐを植え込むことによりホース４の位置関係を考慮することなく植え込みを行うようにしてもよい。
【００２８】
次に装置の作動状態を主として図１を用いて説明する。図示しないタイマにより水中ポンプ５は所定の時間間隔で所定時間作動する。水中ポンプ５が作動すると、養液タンク２中の養液Ｗはホース４を経て揚水され、最上段の植え込み部材３Ａ１の上部から養液タンク２に向かって滴下供給される。
【００２９】
上記揚水の際、ホース４は前述の如く僅かな旋回角で支持筒１の上端部に達するため、ポンプ５に対する負荷を最小に抑えて揚水が可能となる。また滴下された養液Ｗは各植え込み部材３の養液受容部３ｂ上部に露出している吸水性の高い誘導布６において瞬時に吸収されかつ養液受容部３ｂ及び鉢部３ａに供給される。この結果、例えば１５分間隔で給水を行う場合、従来では全ての段の植え込み部材３に対して十分に養液を供給するためには一回の給水に約３０秒から１分かかっていたのに対して、本発明の場合には同じ時間間隔で、一回の給水を約５秒で終了することか可能となった。給水時間が長いと、ポンプ５に対する負荷、及び消費電力の増大等の問題の外、一部支持筒内壁を伝わった養液が植え込み部材挿通用の開口の僅かな隙間から漏れ出て、養液の成分が支持筒１の外部に付着して美観を損ねる等の問題があった。
【００３０】
図４は本発明の他の実施例を示す。
符号８は太陽電池、９は蓄電池、１０はタイマである。植物に対する給水が必要な時間は昼間だけであり、夜間や降雨時には殆ど必要がない。また逆に日射量の多い日にはより多量の水分を必要とする。つまり植物が水分を必要とする時間は太陽光Ｓによる発電が効果的に行える時間帯及び日照量と対応するため養液栽培のエネルギー源としての太陽光発電は非常に有効である。
【００３１】
但し、太陽電池での発電量は僅かであるため、太陽電池８で発電した電力を電池（鉛電池等）９に一旦蓄え、タイマ１０を介して所定の時間間隔で所定時間ポンプ５に出力し養液の供給を行う。
【００３２】
因みに、３７２ｍｍ×２４２ｍｍのパネルで最大電圧１６．３ｖ、最大電流０．５０Ａ、また３３０ｍｍ×２１０ｍｍのパネルで最大電圧１５．５ｖ、最大電流０．３５Ａである。このため発明者等は電池９として１２ｖの鉛電池と組み合わせて使用したところ好結果を得ることができた。
【００３３】
【発明の効果】
以上具体的に説明したように、本発明は、鉛直方向に配置された支持筒に１以上配置された植え込み部材の配列を二重螺旋状に配置し、かつ支持筒内に配置する養液揚水用のホースを、一方の螺旋に位置する植え込み部材に対してはその右側に、また他方の螺旋に位置する植え込み部材に対してはその左側に配置させることにより、ホースの旋回角度を小さくし、揚水時のポンプの負担を少なくすることが可能となる。
【００３４】
また、支持筒の円周方向においてほぼ同じ位置に位置する上下の植え込み部材の間には大きな空間があるため、下段の植え込み部材であっても十分な採光が可能であり、良好な植物育成が可能である。
【００３５】
更に、各植え込み部材では不織布等の誘導布により滴下された溶液を効果的に取り込めるため、一回の給水時間を例えば５秒程度と、従来の数分の１から十数分１程度の短時間にすることが可能となり省エネルギー化を達成でき、かつ不要な養液が装置外部に漏出するおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦型養液栽培装置の側面図、及び支持筒における植え込み部材の位置を示す図である。
【図２】（Ａ）は植え込み部材の側面図、（Ｂ）は同平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】（Ｄ）は誘導布を配置した状態の植え込み部材の平面図、（Ｅ）は（Ｄ）のＢ−Ｂ線による断面図、（Ｆ）は植物を植え込んだ状態を示す植え込み部材の断面図である。
【図４】太陽電池を接続した状態の縦型養液栽培装置の断面部分図である。
【符号の説明】
１支持筒
２養液タンク
３植え込み部材
３Ａ１〜３Ａ４Ａの組の植え込み部材
３Ｂ１〜３Ｂ３Ｂの組の植え込み部材
４養液揚水用ホース
５水中ポンプ
６誘導布（不織布等）
８太陽電池
９蓄電池
１０タイマ

Claims

複数の植え込み部材を鉛直方向に配置した支持筒に取り付け、養液を揚水するホースを介して各植え込み部材に養液を滴下供給することにより植物を栽培する装置において、複数の植え込み部材は二組のグループに分けられ、これら二組のグループの植え込み部材は支持筒に対してそれぞれのグループが螺旋を描くよう二重螺旋状に配置され、前記揚水用ホースは一方のグループの植え込み部材に対してはその右側に位置し、かつ他方のグループの植え込み部材に対してはその左側に位置することにより、小さな旋回角度で支持筒内に配置されるよう構成したとを特徴とする縦型養液栽培装置。
植え込み部材は支持筒内に突出位置する養液受容部と、この養液受容部に連接しかつ支持筒外部に位置する鉢部とを有し、養液受容部の上面には不織布等の吸水性材料からなる誘導布が配置され、この誘導布は養液受容部のスリットを介して養液受容部内部から鉢部側に展出していることを特徴とする請求項１記載の縦型養液栽培装置。
ホースの下端に接続された揚水用ポンプの電源の少なくとも一部は太陽電池であることを特徴とする請求項１又は２記載の縦型養液栽培装置。
太陽電池と揚水用ポンプとの間の電源回路には蓄電池及びタイマが設けられ、蓄電池に充電された太陽光発電の電力をタイマにより揚水ポンプに対して定期的に供給するよう構成したことを特徴とする請求項３記載の縦型養液栽培装置。