JP2006174813A - 雨水と自然落差を源動力に活用した水耕栽培 - Google Patents

Abstract

【課題】特別に高価な設備や装置などを要する事が無く、いたって小規模な設備から成り立ち、しかも場所などの制約を受けず農業なとを可能とする。
【解決手段】保水材を収用した栽培容器を多段に重ね、ポンプで上部の栽培容器に給水し、下部に位置する栽培容器に重力により順に給水する。栽培溶液にはセラミックスにより波動効果を高めたものを使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、これまで水耕栽培は設備費が膨大であり、場所などの設定が中々むづかしい事が多く有りました。そこで本発明は、特別に場所や環境などを重視する事が無く、いたって安価に出来、しかも場所などを特別に条件付けされる事が無く容易に設置、設営などを可能とする事を重視した発明です。しかも、自然界の恵みの雨水を活用してみたり、電気やガスなどの動力を使う事を少なくして、自然界の動力源などを限りなく活用した発明の技術分野から成り立ちます。つまりは、地球環境衛生を重視した技術分野から成り立っています。

本発明の背景技術として、今日の日本には農業が極めて必要度が高い事を私たちは充分に理解しています。ところが、実際問題として海外からの輸入に頼ったり農地が不足気味であったりします、又、農業や栽培などの仕方を存じて無かったり、様々な原因と要因の狭間で悩んでいる状況です。そこで、本発明は、これらの諸問題に立ち向かって考えて見ました。まずは、場所の問題を大きく解決してみよう。例えば、ビル．マンション．アパートなどで、常識的には農業などは困難とされて来ました。しかし、本発明を活用する事で、例えば一般家庭などの１．５坪から２．０坪程度のベランダで、おおよそ６．５坪から９．５坪程度の農地面積に当る栽培を期待する事が出来ます。又、施工の方法次第では、１５．０坪から２０．０坪程度の農地面積に相当する栽培能力を期待する事が可能です。或る場所（例えば本発明の発明者 藤原喜将フジワラヨシマサ）の自宅で駐車場と事務所の総面積が約７９．０坪の上空（空中の事を意味）へ、空中立体ベランダ水耕栽培システムを設計しました。この企画ではおおよそ、１２００坪に相当する、空中立体農園を期待する事が出来ました。この様な事から限られた場所、例えば、東京の都心の真ん中の様に、農地としての場所が全く無い所でも、本発明を活用する事が可能です。例えばビルの屋上や壁面などを活用した巨大な農園を作り上げる事などが可能な背景の技術です。

本発明は、事業として農業をされる方達へも朗報ですが、一般家庭で主婦や子供たちが簡単な作業を行う事により、本発明の水耕栽培システムを組み立てる事が出来、特別な技術や知識の有無に関わらず、いたって容易に、例えば自宅のベランダやバルコニーなどの場所を使って、野菜や果物．イチゴやお花などの様々な栽培を、露地栽培と異なり土などを使わず、水と養液だけで栽培が可能な水耕栽培から成り立ちます。自然の恵みの雨水を活用した本発明は、（２）の水耕栽培トレーや（１１）のプランターなどの排水口から、下段へ向けた排水は自然落差を動力源する事で、配水管が不用な発明です。又、この雨水は時として、災害時や非常．緊急事態が発生した時などは（２４）雨水の濾過装置の効果により、非常用の飲料水などに適用する事が可能な発明です。
特開２０００−２８７５６７ 水耕栽培における当該発明のトレーにより安定した植物の育成と発根を促すことと、システムの安価な価格が経済的有効をもたらす特徴となる。．．．． 特開２０００−００４６９７ 培地利用の水耕栽培における当該発明のトレーにより安定した育成と発根を促し、液肥の経済的有効に消費する。．．．．． 特開平１０−１５５３７７ トレーの交換やトレーの移動、トレーの他の用途への転用を簡単に行うことができる液面上下方式の水耕栽培装置を提供する。．．．． 特開平０６−１４１７１４ 葉菜類の苗をウレタンブロックで育成後、そのウレタンブロックを定植パネルの孔に挿入保持させて養液栽培していた従来法では、斉一で偏りのない生育が難．．．．． 特開平０５−１６１４０７ 養液栽培（水耕栽培）用として利用されている播種床に容易且つ迅速な播種を行えるようにする。．．．．． 特開２００４−２４２６５２ 中苗を苗付パネルから育成パネルに移植する際、中苗を傷めずに、円滑に移植できる装置を提供することを課題とする。．．．．． 特開２００２−１５３１３３ 『ヒート・アイランド化現象』解消のための都市緑化対策として壁面緑化が遅れていた理由の．．．． 特開２００４−３２１１６２ 水耕栽培をオートメーション化して各工程を効率化し、農業の再生、活性化を促進し、自給率を向上させる．．．．． 特開２００４−１３５５３４ 本発明は、給水を制限して涸渇状態で植物を栽培することにより、栽培した野菜の味を濃くすることを課題とする。…。 特開２００３−０１９４９５ 簡単に設置、撤去できる水耕栽培用の水路により河川湖沼の水質浄化やビルの屋上緑化を行う。．．．．． 特開２００２−０３４３６４ 流し式灌水と底面灌水の何れにも対応でき、根絡みマット状苗のほか、花卉や野菜の栽培にも使用できて通年稼動可能で稼働効率のきわめて高い水耕装置．．．．． 特開２０００−３１２５３９ 本発明は、養液を培地から効率良く吸引排水することを課題とする。．．．．． 特開平０７−１３５８６４ 水耕栽培方法および装置を、栽培用液による養分補給がより効率良く行ない得て、生産効率を高めて栽培できるようにし、を充分に吸収できるようにする。．．．．． 特開平０７−１５５０７５ 植物の根を空気または育成用液に間欠的に接触させると共に、栽培された植物の根が各株別に取り出し易く、根付きで出荷し得る栽培方法、栽培装置、および。．．．．． 特開平０６−２３３６３５ 全天候下での使用に耐える実施容易な段流式の水耕装置。コンクリート製Ｕ字溝を緩傾斜状．．．．． 特開平０５−０３０８７０ 水耕栽培装置等で養液の溶存酸素濃度を効果的に上げることができ、酸素を多量に吸収する作物であっても酸素不足を起こさずに確実に生育させることができ、。．．．．．
以上特許文献１から特許文献１６迄の内容を、特許庁データベースより検索致しました。そして、本発明と原理も仕掛けも全く異なる発明です。類似特許検索で、誰が見ても異なりますが、あえてここへ異なる点を申上げ致しました。

本発明はこれまでの水耕栽培と異なり、特別に高価な設備や装置などを要する事が無く、いたって小規模な設備から成り立ち、しかも場所などの制約を受けず農業なとが出来る発明です。例えば東京の都心などで、農地が全くと言って無い場所でクオリティーが非常に高い農業や農地の確保する事が可能です。近年特に重視されている都心緑化や屋上緑化．壁面緑化などを拡張する意味から本発明は大変に意味の深い発明と成ります。この様な地球規模の地球環境福祉．地球環境改善の解決策として大きな期待と課題を託した発明です。

本発明が課題とする解決の手段は、限られた場所や環境などの中で、従来に無い小規模な農地でいたって大規模な効果の高い農地を確保する事が出来、極めて小規模な消費電力やエネルギーで、高効率的な栽培結果の収穫を期待が出来る発明です。自然の恵みの雨水活用や、省エネに徹した発明と工夫などにより、電力やガスなどのエネルギーは極めてわずかを使う程度で、地球規模のＣＯ２などの削減に大きく活躍を図る事が可能な手段と発明です。

本発明の効果として、従来の水耕栽培は価格が高価で、設備はいたって大規模が一般常識とされて来ました。そこで、本発明はこれらの常識を根底から改善する事を重視した発明です。例えば、大掛かりな露地栽培やビニールハウスなどで無くては、沢山の収穫は望む事が不可能でした。しかし、本発明は例えば一般家庭などの１．５坪から２．０坪程度のベランダで、おおよそ６．５坪から９．５坪程度の農地面積に当る栽培能力を期待する事が出来ます。又、施工の方法次第では、１５．０坪から２０．０坪程度の農地面積に当る栽培を期待する事も可能です。或る場所（例えば本発明の発明者藤原喜将フジワラヨシマサ）の自宅で駐車場と事務所の総面積が約７９．０坪の上空（空中の事を意味）へ、空中立体ベランダ水耕栽培システムを企画しました。ここでおおよそ、１２００坪に相当する。空中立体農園が期待する事が出来ました。この本発明は、これまでの常識的な間性を根底から変えた発明と工夫の数々から成り立ち、これからの限られた土地や東京の都心などの様に農地が全く無い場所で、例えば都心緑化．屋上緑化．壁面緑化などの様な、特殊な使命感を受けた環境などでは、本発明は極めて効率の高い栽培技術としての効果が期待できます。

これまでは、アパート．マンションなどで、農業を営む事は不可能でした。しかしながら、多くの方達は、この様な環境下で或る時はプランターを購入して、土などを盛ってベランダ菜園などをして来られました。この時に使われた土などがベランダの排水樋などを詰まらせたりする事で、なかなか大変な労力を要して来ました。そこで本発明は、これらの諸問題などに対して大きく改善を計る期待が出来ます。限られた場所なのに、その広さの数倍から数十倍程度に相当する空間を活用した農場面積を作り出す事が可能な本発明は、狭い日本的な土地不足の問題を大きく改善する事に繋がる発明です。狭いベランダで大きな水耕栽培農場をいたって容易に作り上げる事が可能と言う事から、これからの日本の野菜不足対策などへ大きく貢献が期待される事でしよう。この様に、ベランダを始めとして、本格的な農家での省スペースで有りながら、収穫高は農地面積から想像が出来ないほどの、大事業農地化の期待が出来る事などが本発明を実施するための最良の形態と考えます。尚、図２３と図２４はベランダ水耕栽培システムの絵図面です。

本発明の実施例１としてこれまで、土地不足であったり水耕栽培は高価過ぎると諦めてきた農家へ、本発明の図１５に示す８段１列や、図１６に示す８段４列や、図１７に示す８段８列。更には、図１８に示す１６段１２列など様々なスタイルの構成を組み合わせる事で、従来からの高価で大規模な水耕栽培システムとは、比較に成らない安価で省スペースな新しい充実した農業が出来ます。

本発明の実施例２として、自宅のベランダやバルコニーなどの場所を使って、野菜や果物．イチゴやお花などの様々な栽培を、露地栽培と異なり土などを使わない、水と養液だけの水耕栽培が出来ます。又、ベランダ水耕栽培の他にも、例えばキッチンテーブルの食卓の上でベランダ水耕栽培の１０分の１程度の極めて小型のキッチンハーベスト水耕栽培システムなども、一つの実施例として大変に相応しいと考えられます。

本発明は、産業上の利用可能性として、本格的な農業（アグリビジネス）を始めとし、主婦や子供たちが日曜大工感覚で簡単に仕上げられる、ベランダ菜園などが考えられます。特に、アパートやビル．マンションなどの、ベランダやバルコニーなどを活用した簡易的な野菜などの栽培は、無農薬で安全と安心な採りたての新鮮な野菜や果物などを、各家庭で食べられる事が出来ないかと期待をしてる方に最高の朗報です。この水耕栽培システムを全国的に安価で販売が出来たら、産業的にも、社会的から見ても産業上の利用可能性は甚大な事と考えられます。尚、図２３と図２４はベランダ水耕栽培システムの絵図面です。

本発明の正面図（複数段積みイメージ図１） 本発明の正面図（複数段積みイメージ図２） 本発明の正面図（水耕栽培トレーなどのイメージ図１） 本発明の正面図（水耕栽培トレーなどのイメージ図２） 本発明の正面図（プランターなどのイメージ図１） 本発明の正面図（プランターなどのイメージ図２） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図１） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図２） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図３） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図４） 本発明の右側面図（雨水取込みのイメージ図１） 本発明の右側面図（雨水取込みのイメージ図２） 本発明の右側面図（雨水取込みのイメージ図３） 本発明の右側面図（雨水取込みのイメージ図４） 本発明の正面図（複数段積みイメージ図３） 本発明の正面図（８段４列積みイメージ図１） 本発明の斜め側面図（８段８列積みイメージ図１） 本発明の正面図（１６段１２列積みイメージ図１） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図５） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図６） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図７） 本発明の右側面図（ベランダ菜園などのイメージ図８） 本発明の正面図（縦手すりのベランダ菜園などのイメージ図１） 本発明の正面図（横手すりのベランダ菜園などのイメージ図１）

符号の説明

（１）給水管（素材は樹脂．金属など様々が可能）
（２）水耕栽培トレー（素材は樹脂．金属など様々が可能）
（３）複数組みそして複数個から成るセンサー付き保湿材（保水性が高い材質）
（４）植物や野菜並びに果物やイチゴなどの作物
（５）排水口
（６）波動効果が高められた養液水
（７）水耕栽培用マイコンを搭載した省電力式給水ポンプ
（８）給水口
（９）自然落差による排水
（１０）養液水タンク
（１１）プランター本体
（１２）垂直側部の補強板
（１３）水平側部の補強板
（１４）ベランダなどの垂直柱部
（１５）ベランダなどの水平柱部
（１６）ベランダなどのアンカー部
（１７）ベランダなどの床や大地
（１８）水耕栽培の床の補強板
（１９）キャスター
（２０）ベランダなどの水平柱部補強止具
（２１）雨水（水滴が落下中）
（２２）補助水槽内の雨水
（２３）補助水槽の導管
（２４）雨水の濾過装置
（２５）補助水槽本体
（２６）補助水槽の通水コック（電磁開弁を併用）
（２７）様々な時間設定が可能なタイマー
（２８）様々な温度設定が可能なセンサー付き電子温度計
（２９）Ｗｅｂ端末器
（３０）補助水槽内の雨水の水位センサー
（３１）遠隔監視用のテレビカメラ
（３２）ベランダなどの垂直柱部補強板の止具
（３３）遠赤外線の波動効果を高める為のセラミックス玉
（３４）水の供給用電磁弁
（３５）養液の供給用電磁弁
（３６）補助水設備の導管
（３７）予備の水と容器
（３８）予備の養液と容器

Claims (5)

1. 本発明は自然の恵みと自然のエネルギー源を活用した水耕栽培システムです。一般的に水耕栽培は栽培面積の大小に関わらず、複雑で様々な機器．器具などを必要とする形から成り立って来ました。その結果、最初に要する設備投資が高額と成り、その結果としてランニングコストが大きなネックに成って来ました。例えば事業として考える時に経営者の方たちが、ついつい足踏み状態と成ってしまいます。確かに、その後の設備の造作や増設などに対して、大きなコスト低減効果が期待されますが、どうしても最初の段階の設備投資が頭打ちと成りがちでした。そこで、これらの大きな障害を考慮した新しい発明と工夫ができたならば、水耕栽培の業界に大きな転換期の可能性がみこまれます。本発明は、これらの悪い諸条件を充分に考慮した発明から成立ちます。従来の水耕栽培に不可欠だった大型又は、超大型規模の設備の投資などを根底から排除します。本発明の水耕栽培専用のトレーとして、図３と図４に示す一般的な雨樋を一部改良した様なデザインから成る、（２）の水耕栽培トレーなどを採用します。この水耕栽培トレーは、雨樋の取水口部を楕円形でデザインをしました。スリムなボデーとこの楕円形は全体的に見て、極めてスリムな感覚から出来ております。従来からの格好やデザインだけを重視した考え方からは一新した、全てに無駄を省いたデザインから成っています。そして、もう一つの方法として、一般に販売されている（１１）のプランターなどを活用した方法が有ります。先ほどの説明の（２）の姉妹的なシステムとして考案を致しました。これら（２）と（１１）の２種類から成る発明で、どちらの方法も、自然落差の力を活用した事から成り立っている発明です。尚、（２）や（１１）などの形や大きさなどは特定せず。又、（２）と（１１）などの材質等は樹脂や金属を含む、その他の材質であっても可能です。
2. 本発明は、産業や事業としての用途の場合には、電源として基本的にＡＣ−２００Ｖを使いますが、場合によって、ＡＣ−１００Ｖで動作をさせる事が可能です。又、資源の節約が叫ばれてる昨今、本発明はこの様な観点からも充分に考慮をした発明です。（７）水耕栽培用マイコンを搭載した省電力式給水ポンプは、極めて省エネ対策に徹した機種から成り立ち、（３）複数組みそして複数個から成るセンサー付き保湿材（保水性が高い材質）などによる、ソーラー発電システムや、風力発電システムなどを併用する事で、（７）水耕栽培用マイコンを搭載した省電力式給水ポンプは大掛かりな装置と異なり、量販店などで容易に購入ができる家庭用の風呂水ポンプなどを採用します。（９）の様に排水パイプや配管などを使わず、自然落差による排水の力を活用する事で、従来の様に排水パイプなどの設備費用は零（ゼロ）です。パイプが無い事で、目詰まりやパイプなどの損傷の心配は一切無しです。無理．無駄．ムラの三拍子を一挙に改善した、従来に無い全く新しい知恵と工夫を生かした発明です。
3. 本発明は、図１１から図１４に示す（２２）補助水槽内の雨水などを活用する事で、水資源の節約及び、（２５）補助水槽本体と（２４）雨水の濾過装置を予め、適度に大きめに作って置く事で、災害時や非常時などの飲料水などに適用が可能です。そして（２６）補助水槽の通水コック（電磁開弁を併用）を開く事で、（１０）養液タンク内の（６）波動効果が高められた養液水が不足した時などに補充を図る事が可能と成ります。この補助水槽内の雨水などを活用する事で、小規模な水耕栽培システムとして、例えば、一般家庭やアパート．マンションそして一建屋建てなどのベランダやバルコニーなどへ、（１２）垂直側部の補強板や（１３）水平側部の補強板を施す事で、産業や事業的な用途以外に、家庭用のベランダ菜園などが可能と成ります。又、雪や風雨などが激しい時は、（２０）ベランダなどの水平柱部補強止具や、（３２）ベランダなどの垂直柱部補強止具などを容易に取り付け及び取外しが出来、（１９）キャスターなどによる場所の移動などが容易となります。この様に幾つかの工夫と改善改良を施す事で、従来の様な大仕掛けな設備投資を要する事が無く、必要な箇所（場所）などへ、必要とするだけの栽培や収穫量に応じた水耕栽培システムを作り上げる事が可能となります。又、本発明は図１５に示す８段１列や、図１６に示す８段４列そして、図１７に示す８段８列などが可能です。更には、図１８に示す１６段１２列など様々なスタイルの構成などが可能な発明です。更には、（３４）水の供給用電磁弁（３５）養液の供給用電磁弁（３６）補助水設備の導管（３７）予備の水と容器（３８）予備の養液と容器などから成る、補助水設備を、（７）の水耕栽培用マイコンの電気信号により、（１０）の養液水タンク内の（６）波動効果が高められた養液水を、常に適度で適切な水量の維持を図る事などが可能な発明です。尚、（２５）や（３７）（３８）などの形や大きさなどは特定せず。又、（２５）と（３７）（３８）などの材質等は樹脂や金属を含む、その他の材質であっても可能です。
4. 本発明は、（３）複数組みそして複数個から成るセンサー付き保湿材（保水性が高い材質）、（２７）様々な時間設定が可能なタイマー、（２８）様々な温度設定が可能なセンサー付き電子温度計、（３０）補助水槽内の雨水の水位センサーなどから取込んだ様々な情報を（７）の水耕栽培用マイコンへ情報入力を致す事で、季節や気温そして時間帯などを計算させ、本発明の水耕栽培システムに不可欠な条件を算出させた後に、（７）の省電力式給水ポンプの運転又は、停止指令を行う事が可能な発明です。更に（２９）Ｗｅｂ端末器を接続する事で、離れた場所から、例えばインターネットやパソコンなどを活用して、この水耕栽培システムと容易に情報の交換や情報の指示などが出来ます。そして、これらの温度や湿度そして水位レベルなど様々な情報とポンプの運転状況などを、パソコンなどへ保存（データーロギング）したり、他の場所（例えば全世界の様々な各地など）へ自動で情報を発信などが出きる事により全自動の無人遠隔水耕栽培システムなどが可能です。更に、（３１）遠隔監視用のテレビカメラと（２９）Ｗｅｂ端末器を掛け合わす事により、例えばアメリカの水耕栽培や、日本各地の水耕栽培などの画像ＤＡＴＡを元に、インターネットとパソコンを活用した、植物の生育を調査観測などが出来、遠隔給水及び排水、遠隔で天井窓の開閉など様々な操作が、リアルタイムに自在で制御する事が可能な発明です。又、本発明は収穫した野菜や果物やイチゴそして花などを電子オーダーにて取引を行ったり、予め予約を受け取る、電子式契約農業など、インターネット及びパソコンなどを活用した電子マネーや電子決済などが可能です。この為インターネットビジネスへの展開が可能な発明です。
5. 本発明は（３３）遠赤外線の波動効果を高める為のセラミックス玉が、（１０）の養液水タンク内の（６）波動効果が高められた養液水に及ぼす波動効果による、（４）植物や野菜並びに果物やイチゴなどの作物へ及ぼす健全なる生育の効果は、これまでの養液水とは比較に成らない成長が期待できます。この（３３）のセラミックスは、これまでに様々な各分野で検証が成されてまいりました。汚泥．汚水の改善からもたらす地球環境に修復効果や効能は様々な文献などへも記載されてまいりました。この（３３）は生物や植物などへ対する、細胞の活性化はめまぐるしい効果と成果が実証されてまいりました。この（３３）のセラミックスを本発明へ導入する事で、（４）植物や野菜並びに果物やイチゴなどの作物へ及ぼすプラス面の効果の期待は甚大なものです。又、この優れた生育結果は、これらの野菜などを食べる人間や動物たちへも、プラス的な効果は甚大と期待ができます。又、この（６）波動効果が高められた養液水を例えば、下水管などへ排水してからも、プラス面の成果を期待ができます。河川の水質改善、魚介類への影響は、素晴らしい事が期待できます。例えば、魚たちの肉質や細胞繊維質などをこれまでに無い、素晴らし細胞の整頓化（細胞の純化と言う）は、既に幾つかの他の実験結果そして、実験成果からも実証されております。この（３３）のセラミックスは、比較的に寿命が永く、使い方次第で半永久的に効果を維持する事も期待出来ます。限られた地球の資源を大切にする心がけから、少しの材料で高効率的な成果を期待出来る事は大変に重大な要素の一つと成ります。この様な事から（３３）のセラミックスを用いた事は、本発明の水耕栽培システムに絶大なる成果を育む事が出来きると同時に、地球環境衛生の観点から見ても、より一層今後の期待が出来る素晴らしい発明と言えます。