JP2009060813A - Natural energy-combined rotary multistage shelf system multipurpose hydroponic culture apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両サイドにエンドレスチェーンを設け、その間に目的に応じた養液循環型の棚箱を複数吊り下げ多段式回転システム(1)、その回転システム(1)を作動する動力、照明用、防犯装置用に、風力発電、太陽光発電、水力発電の自然エネルギーシステム(2)を使用、当初の設備投資は必要であるが、広い敷地面積を必要とせず、高効率で環境バランスが取れた、設置場所も自由な構造を特徴とする、自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置に関するものである。 In the present invention, endless chains are provided on both sides, and a plurality of nutrient solution circulation type shelf boxes are suspended between them for a multistage rotation system (1), power for operating the rotation system (1), and lighting Wind power, solar power, and hydropower natural energy systems (2) are used for security devices. Initial capital investment is required, but a large site area is not required, and the environment is balanced with high efficiency. Further, the present invention relates to a natural energy combined type rotating multi-stage shelf type, multi-purpose hydroponic cultivation apparatus characterized by a free structure.
従来からの養液栽培装置としては水耕栽培を含めて、自然の田畑を利用することなく、自然の気温、害虫に左右されず野菜類を計画生産できるため、最近は小規模から大規模と拡大されている。 Conventional hydroponic cultivation equipment, including hydroponic cultivation, can be used to plan and produce vegetables without using natural fields and without being affected by natural temperature and pests. It has been expanded.
特に小規模では、個人的な趣味では少量のため野菜類も3〜4種類と少量に分けて数種栽培されているが、大規模的には1〜2種類の品種に絞り同一品種を大量に栽培し生産コストを下げる手法が一般的で大企業が進出している。 Especially on a small scale, because there are a small amount for personal hobbies, there are 3 or 4 types of vegetables that are cultivated in small quantities. The method of cultivating and reducing the production cost is common, and large companies have entered.
特に養液栽培は、ビニールハウスや工場の中に作られ、構造としては、鉄製の構造物による立柱架台と、野菜類を種子や苗を植え育てる棚箱、野菜類の養分となる養液とで構成されている。 In particular, hydroponics is made in greenhouses and factories, and as a structure, stand pillars made of iron structures, shelf boxes for planting and growing vegetables and seedlings, and nutrient solutions for nutrients of vegetables It consists of
それに重要な事は、養液を流す量や方法、室内の温度管理、更には照明の量や照明の色と光の質(赤外線、紫外線、LEDライト、ライトの色という意味)などにより、野菜の種類や生産スピードが異なるため、これらの量や照射時間をコントロールする必要がある。 The important thing is that depending on the amount and method of feeding the nutrient solution, the indoor temperature control, the amount of lighting and the color and light quality of lighting (meaning infrared, ultraviolet, LED light, light color), etc. Since the types and production speeds differ, it is necessary to control these amounts and irradiation times.
特に最近は、地球温暖化による天候不順と高温化は、豪雪、豪雨、少雨、突風、台風、乾燥と従来より急変化が大きく、又、再発も多く、特に突風と台風の発生が多発しており、自然状態での野菜類の成育には大打撃が散発し、又、バッタの大発生や、浮き草の大発生もあり、ますます自然での成育には問題が多い。 In recent years, the unseasonable weather and high temperatures due to global warming have been drastically changed from heavy snow, heavy rain, light rain, gusts, typhoons, and dryness, and there have been many recurrences, especially gusts and typhoons. The growth of vegetables in the natural state is sporadic, and the occurrence of grasshoppers and outbreaks of floating grass is increasing, and there are more problems in growing in nature.
この問題解決の為には、ビニールハウス内や工場内での大量養液栽培での水耕栽培が最適であるが、栽培面積が広く必要で、更に動力、照明用の電力が必要で、ランニングコスト高で採算的に合わず、問題点が多い。 In order to solve this problem, hydroponics with a large amount of hydroponics in a greenhouse or factory is optimal, but it requires a large cultivation area and requires power for power and lighting. There are many problems due to high cost and not profitable.
野菜類の販売単価は、自然成育品と、養液栽培品との価格差で、見た目の良否と市場価格と連動しているが、その上に野菜の品質でビタミンなどの成分の良否も加味されており、成分が良く、市場価格に近い野菜類を生育できる養液栽培装置の開発が急務である。 The unit sales price of vegetables is the price difference between natural grown products and hydroponic products, and is linked to the quality of the appearance and the market price. In addition, the quality of the vegetables and the quality of ingredients such as vitamins are also taken into account Therefore, there is an urgent need to develop a hydroponic device that can grow vegetables with good ingredients and close to market prices.
この改善策として、従来は、平面上のビニールハウス式や平面使用の工場水耕栽培装置から、回転しない2段〜3段式の固定段棚式が製作されているが、管理上の人件費高と養液循環用モーター、冷暖房、照明用などのエネルギー代でコスト高になっており、この種の装置が増加すれば、地球温暖化の原因にもなり、無人化装置と自然エネルギー使用の養液栽培装置の開発が必要である。 As a measure to improve this, conventionally, a two- to three-stage fixed shelf system that does not rotate has been manufactured from a flat-type greenhouse or a factory-use hydroponics device. Costs are high due to high energy costs for motors for nutrient solution circulation, air conditioning, lighting, etc. If this type of equipment increases, it will also cause global warming, unmanned equipment and use of natural energy It is necessary to develop hydroponic equipment.
最近では、多段式の栽培棚式や架台内での回転式も考案されており、参考文献は次の通りである。
上記の特開2007−159410に記載されている装置は回転しない作りで、特開2006−203226の装置も無人化と自然エネルギー使用には至っていない。 The device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-159410 does not rotate, and the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-203226 has not reached unmanned use and natural energy use.
特許文献7の特開平11−241392は、菜園ミニハウスとして、回転式で考案されているが実用化されていない。 Japanese Patent Laid-Open No. 11-241392 of Patent Document 7 has been devised as a vegetable garden mini-house, but is not put into practical use.
その他に市場に大型化として実用化されている固定式で多段式では、両方からの拝み方式が流通しているが、広い面積が必要で、電源を市販電力と太陽光発電併用型が一部利用されている程度で、まだ改善が必要。 In addition, in the fixed and multi-stage type, which is put into practical use as a large-scale in the market, a worship method from both is in circulation, but a large area is required, and some commercial power and solar power generation combined type power supplies It is still in use and needs to be improved.
本願発明の、自然エネルギー併用型回転多目的養液栽培装置は、全体の構造物は立体フレーム式で、敷地面積が少なくて済み、栽培用の多段棚も回転式とし、更に電力や照明の電源には大半を自然エネルギーを使用、全自動化で半ばロボット化し、多数装置が流通しても環境悪化は少ない。 The natural energy combined use rotary multipurpose hydroponic cultivation device of the present invention is a three-dimensional frame type overall structure, requires a small site area, and the multistage shelf for cultivation is also a rotary type, and is used as a power source for power and lighting. The majority uses natural energy and is fully robotized with full automation.
全体の立体フレーム式の構造物及び自然エネルギー装置の製作価格が割高となるが、大消費地での装置利用、半ばロボット化で人件費を押え、輸送コスト安と人件費安と装置の大量発注で全体的なコストを下げ、CO2排出削減となり、環境効果が大きい利点がある。 The manufacturing cost of the whole three-dimensional frame structure and natural energy equipment will be expensive, but the use of equipment in large consumption areas and the use of robots will hold down labor costs, lower transportation costs, lower labor costs, and large-scale ordering of equipment. This reduces the overall cost, reduces CO2 emissions, and has the advantage of a large environmental effect.
解決しようとする問題点は、
イ、高い地価の為、できる限り少ない敷地で養液栽培の収穫効果を数倍あげるのはどうしたらよいか。
ロ、同じ装置で4〜5種類の野菜類を栽培したり、栽培品種の変更を簡単にできる方法はどうしたらよいか。
ハ、温暖化防止のため自然エネルギー使用のハウス栽培が良いが、発電が不安定であるのと、逆に製作コスト高になるが、発電が安定し、コスト安にするにはどうすればよいか。
ニ、ハウス水耕栽培の一番の利点は、自然の天候に左右されず、無農薬と害虫の被害もなく、同じ型の美形の野菜類が成育できることで、養液の配分、照明、温度の管理などと装置を半自動化し、野菜類によるが、1年間に数回の収穫又は、周年栽培による収穫をすることが、全体のコスト安につながるが、どうすればよいか。
本発明は、これらの欠点や課題を解決する為になされたものである。
The problem we are trying to solve is
B. Because of the high land prices, how can we increase the harvesting effect of hydroponics several times on as few sites as possible?
B) What should I do to cultivate 4-5 kinds of vegetables with the same equipment and to easily change the cultivars?
C. House cultivation using natural energy is good to prevent global warming, but the power generation is unstable, and conversely the production costs are high, but what should be done to stabilize the power generation and reduce the cost?
D. The best advantage of house hydroponics is that it does not depend on natural weather, is free of pesticides and pests, and grows the same type of beautiful vegetables. However, what is necessary is to make the equipment semi-automated and the equipment, and depending on the vegetables, harvesting several times a year or harvesting by year-round cultivation will lead to lower overall costs.
The present invention has been made to solve these drawbacks and problems.
請求項1の発明は、養液栽培施設に関するもので、両サイドにエンドレスチェーンを設け、その間に目的に応じた養液循環型の棚箱を複数吊り下げ多段式回転システム(1)、その回転システム(1)を作動する動力、照明用、防犯装置用に、風力発電、太陽光発電、水力発電の自然エネルギーシステム(2)を使用、当初の設備投資は必要であるが、広い敷地面積を必要とせず、高効率で環境バランスが取れた、設置場所も自由な構造を特徴とする、自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置を提供するものである。 The invention of claim 1 relates to a hydroponic cultivation facility, provided with endless chains on both sides, a plurality of nutrient solution circulation type shelf boxes according to the purpose suspended between them, a multistage rotation system (1), and its rotation Natural power system (2) of wind power generation, solar power generation, and hydroelectric power generation is used for power, lighting, and crime prevention devices that operate the system (1). The present invention provides a natural energy combined use rotary multi-stage shelf type, multi-purpose hydroponic cultivation device that is characterized by a structure that is not required, has high environmental efficiency and has an environmental balance, and has a free installation location.
請求項2の発明は、多段式回転システム(1)は、搬送用特殊チェーンを利用、チェーン用スプロケット間の中心シャフトがない作りで、養液循環棚箱は、流水用に傾斜を設け、目的に応じ、長方形の浅水、深水、雨トイ式とし、又細長用には円筒、円すい、網目型を用意、その中から選定、交換使用でき、普通の土壌を使用することなく、多種の野菜類が栽培できる回転棚を特徴とする請求項1に記載する、自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置を提供するものである。 The invention of claim 2 is such that the multi-stage rotation system (1) uses a special chain for conveyance and does not have a central shaft between the sprockets for the chain, and the nutrient solution circulation shelf box is inclined for running water. Depending on the type, rectangular shallow water, deep water, rain toy type, and cylindrical, conical, mesh type are available for elongate, can be selected and replaced from them, various vegetables without using ordinary soil A natural energy combined use rotating multi-stage shelf type, multi-purpose hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, characterized by a rotating shelf that can be cultivated.
請求項3の発明は、自然エネルギーシステム(2)には、自然エネルギーの弱点で、不安定な発電量をカバーするため、風力発電と太陽光発電を併用、特に水力発電機には、養液の貯水タンク内の水圧を利用し発電、暖房用には太陽熱温水器を設け、それぞれの利点を集合して、自然エネルギーをバッテリーに充電利用するシステムで、市販の電力をほとんど使用しない、ハイブリッド型養液栽培省力化ユニット構造を特徴とする、請求項1、2、に記載する、自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置を提供するものである。
According to the invention of
以上の様な手段で本発明は新機構を有するもので次の発明効果がある。
イ、地価が高い、限られた敷地でも装置を高層化し、水耕栽培の吊り棚箱を多段にし、栽培面積の拡大ができ、栽培植物の変更もしやすい。
ロ、更に、自然エネルギー利用でエネルギーコスト高も、装置の多段高層化で収穫量の増大でバランスを取り、市販の電力を使用せず、水耕栽培装置の長期利用による環境破壊の懸念も少なくできる。
By the means as described above, the present invention has a new mechanism and has the following effects.
(A) Even on limited sites where land prices are high, the equipment can be made high-rise, hydroponic hanging racks can be multi-staged, the cultivation area can be expanded, and cultivated plants are easy to change.
B) Furthermore, the use of natural energy increases the energy cost, and the multi-stage high-rise equipment balances the increase in yields, avoids the use of commercial power, and there is little concern about environmental damage due to the long-term use of hydroponic cultivation equipment. it can.
ハ、発明の養液水耕栽培装置は、高層、多段式でも回転式であり、最適位置での自由停止が可能で、種子の種まき、収穫には問題なく、低位置での生産、出荷、管理の自動制御がしやすい。
ニ、水耕装置産業は、製作コストがかかる反面、養液や温度、照明を半自動化でき、収穫サイクルを自然サイクルより多くでき、自然災害や天候に左右されず、計画栽培が可能である。
C. The hydroponic culture device of the invention is a high-rise, multi-stage rotary type, and can be freely stopped at the optimum position, and there is no problem in seeding and harvesting seeds. Easy to manage automatically.
D. The hydroponic equipment industry is costly to manufacture, but it can semiautomate nutrient solution, temperature, and lighting, increase the harvest cycle more than natural cycles, and can plan cultivation without being affected by natural disasters and weather.
ホ、風力発電機は、風速により発電量も不安定であるが、性能もよくなり、風速8m/秒で発電もし、価格もかなり安価となっており、又、太陽光も発電率は効率で、価格も利用しやすく、その上、水力発電は、養液貯水タンクの高水圧で発電し、それぞれの欠点と長所を生かし、総体的に発電量がアップでき、市販電力の使用を少なくでき、自然エネルギー利用向上にも効果がある。
従って、野菜類の大量消費地に装置を作り、収穫回転を高くすれば、輸送コストも大幅に削減でき、環境面にも大きな効果が得られる。
E. Wind power generators have unstable power generation due to the wind speed, but their performance is improved, they generate electricity at a wind speed of 8m / sec, the price is quite low, and solar power generation is efficient. In addition, the price is easy to use, and hydroelectric power is generated at the high water pressure of the nutrient solution storage tank, taking advantage of the disadvantages and strengths of each, the overall power generation can be increased, and the use of commercial power can be reduced. It is also effective in improving the use of natural energy.
Therefore, if a device is made in a large consumption area of vegetables and the harvest rotation is increased, the transportation cost can be greatly reduced, and a great environmental effect can be obtained.
本願発明の自然エネルギー併用型、回転多段棚式、多目的養液栽培装置の一形態を示せば図1の様になる。概況の説明をすれば、図1は、全体の姿図で、立柱フレーム1で長方形の立体的な構造物を配し、3方面からテントを装着し、建物内の温度及び湿度を管理する装置全体姿図である。 If it shows one form of the combined use type of natural energy of this invention, a rotation multistage shelf type, and a multipurpose hydroponic cultivation apparatus, it will become like FIG. To explain the general situation, Fig. 1 is an overall view, and a device that manages the temperature and humidity in the building by arranging a rectangular three-dimensional structure on the vertical frame 1 and attaching tents from three directions. It is a whole figure.
図2では全体の斜視図で、建物立体フレーム全体は立柱フレーム1で構成され、上部には、風力発電機3を、太陽光発電4、水力発電機5を配置、両サイドのエンドレスチェーン13に水耕栽培用の棚箱浅水型14、棚箱雨トイ型15、棚箱深水型16が多段的に吊り下げられ、モーターで回転出来るシステムとなっている。
In FIG. 2, the whole building solid frame is composed of a vertical pillar frame 1, and a
栽培装置全体は、電力は自立型となっているが、不足の場合市販の商用電力も利用し併用は出来る。
全体の建物構造物の高さや広さの面積は自由で、栽培する品種も、葉菜、葉茎菜、果菜、根菜、花菜や、一部芋類、豆類、果実の一部も栽培できる装置に変更できる多目的型装置が提供できる。
The entire cultivation device is self-supporting, but in the case of shortage, commercial power can also be used and used together.
The whole building structure is free to grow in height and area, and can cultivate cultivars, leaf vegetables, leaf stem vegetables, fruit vegetables, root vegetables, flower vegetables, some potatoes, beans, and some fruits. A multipurpose device that can be changed to
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は全体の姿図で、立柱フレーム1で長方型の立体的な構造物を配し、3方向から巻き上げ式テントを装着し、上部には、自然エネルギー装置を備えた使用状態姿図で建屋1棟図である。 Fig. 1 is an overall view, with a standing three-dimensional structure arranged on a vertical pillar frame 1, a roll-up tent attached from three directions, and a natural energy device at the top. It is a building 1 building.
図2は全体の斜視図で左側面と正面の一部がわかる図となっており、立柱フレーム1の4本で立柱型で建屋で構築し、自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置の斜視図で全体で1つの建屋を建屋1棟と表示する。 Fig. 2 is an overall perspective view showing the left side and part of the front. The vertical column frame 1 is a vertical column type, built in a building, and uses a natural energy combined rotary multistage shelf type, multipurpose nutrient solution. In the perspective view of the cultivation device, one building is displayed as one building as a whole.
図2の全体が特許請求の項に含まれるもので、建屋の構築物の上部から説明すると、3は風力発電機で、方向舵の不要なダウンウインド型で、羽根も外周が幅広く、弱風でも風を捕える消音型の高効率の風車で、小型は500wから大型機は100kwの製作ができ、太陽光発電器4も小面積で高効率の装置で、製作と取付方法の工夫で、従来の価格より、実用的に使用しやすい価格に押えている。
The whole of FIG. 2 is included in the claims. From the top of the building structure, 3 is a wind power generator, which is a downwind type that does not require a rudder, has a wide outer periphery, and wind even in weak winds. Silent type high-efficiency windmill that can capture the size of 500w to 100kw for large machines, and
5の水力発電機は養液(または清水)の貯水タンクの水圧で6のジェットノズル式クロスフロー水車を回し、風力発電と太陽光発電の併用で発電し、養液水耕栽培用の養液の循環や照明、冷暖房用7に利用、小規模機は数百ワットから中型機は数拾キロワットが発電できる仕組で、発電の一部は、バッテリー8に充電し、基本的に自然エネルギー全体で水耕栽培装置の必要電力のほとんどを賄う作りである。 The hydroelectric generator of No. 5 rotates the jet nozzle type cross-flow water turbine of No. 6 with the water pressure of the storage tank of nourishing liquid (or fresh water), and generates electricity by combined use of wind power generation and solar power generation. It is used for circulation, lighting, and air conditioning 7 for small-scale machines, and it is a mechanism that can generate several hundred kilowatts for small-scale machines to several kilowatts for medium-sized machines. It is made to cover most of the power requirements of hydroponic cultivation equipment.
11は、赤色灯を備えた防犯カメラで、太陽熱温水器は必要に応じて、サイズと温水の蓄熱水量で決め、全体の暖房用及び養液混合用に利用する。 11 is a security camera equipped with a red light, and the solar water heater is determined by the size and the amount of hot water stored as required, and used for heating and nutrient solution mixing as a whole.
13の搬送用チェーンは、21のスプロケット4ヶにエンドレスで両サイドに装着し、その間に、14の浅水型棚箱、15の雨トイ型棚箱、16の深水型棚箱を吊り下げ、すべて棚箱の両サイドはエンドレスチェーン13の両サイドに固定し吊り下げて装着、それぞれの棚箱の固定はボルト締めで、棚箱の取り替えが自由にできる作りである。
13 transport chains are attached endlessly to 4 21 sprockets, and 14 shallow water shelf boxes, 15 rain toy shelf boxes, and 16 deep water shelf boxes are suspended between them. Both sides of the shelf box are fixed to both sides of the
17の養液箱には6のジェットノズル式クロスフロー水車から落下した養液が、一度溜る箱で、この箱の下部の両サイドにある19の養液落下調整バルブから出た養液は、別の吊り棚箱の両サイド上に装着されている20の養液受円すい皿に落下、この時19の養液落下調整バルブの片方を開き、片方を閉じて、養液の流水方向を決め流れをスムーズにし、19の調整バルブの先は、ゴム付で養液の拡散を防止している。
The nutrient solution dropped from the jet nozzle type crossflow water turbine 6 is stored in the
図3は背面図で、22は換気扇で23は建物壁面で構築されている。5、9、10、11、13、15、16は図2の通りで9−イは、配線保護パイプである。 FIG. 3 is a rear view, 22 is a ventilation fan, 23 is a building wall. 5, 9, 10, 11, 13, 15, and 16 are as shown in FIG. 2, and 9-i is a wiring protection pipe.
図4は平面図で、24は屋上フロアー部で、その上に3の風力発電機、水力発電機の5、更に冷暖房空調装置の7、バッテリーの8、太陽光発電器の4、太陽熱温水器12があり、防犯装置11も2ヶ所設け、太陽光発電器4や12の温水器は必要に応じ台数を増やすことができる。
4 is a plan view, and 24 is a rooftop floor section, on which there are 3 wind power generators, 5 hydroelectric power generators, 7 air conditioning and air conditioning units, 7 batteries, 8 solar power generators, 4
図5は、モーターとチェーン及び栽培棚箱取付展開図で、左右のスプロケット21の間には回転シャフトがない作りで、左右のスプロケット21は、29のスプロケット固定フレームで固定され、中心の回転シャフトがないため、スプロケット21に装着された浅水用14の棚箱は、スプロケットとチェーンが同時に回転しても棚箱14は上向きの状態で、そのまま左へ送られ、棚箱の水はチェーンの回転スピードの調整もあり、全く流れ出ない。
FIG. 5 is an exploded view of the motor, the chain and the cultivation shelf box. The right and left
21のスプロケットは32のピローで固定され、モーター連結スプロケット30が左右あり、このスプロケットは、モーター駆動用チェーン27を通じ、モーター駆動シャフト28に連結され、モーター31により回転し、全体装置の小型から大型まで強度に応じ、対応規格品を取付ける。
21 sprockets are fixed by 32 pillows, and motor-connected sprockets 30 are left and right. These sprockets are connected to a
図2、図5の棚箱(ユニットタイプ)は、基本的に浅水型も、深水型、雨トイ型も同じスタイルであり、浅水型で説明すれば、14の浅水型棚箱は左より右が少し高く傾斜をつけた作りで、箱の両サイドに20の養液受円すい皿を設け、その下には、ゴムで少ししぼられた排ノズル25が備えられた作りで、各棚箱への養液がスムーズに自然に流れ込む方式で、葉菜、花菜、芋類の栽培に適した棚箱で棚箱には傾斜を前もって付けない平底型もあり更に、平底型に傾斜をつける時はチャンネル、溝型部品を使用する。
The shelf box (unit type) of FIGS. 2 and 5 is basically the same style for shallow water type, deep water type and rain toy type. Slightly high incline, 20 nutrient solution pans on both sides of the box, and underneath it are equipped with a
図6−1、図6−2は、33円筒型、34円すい型棚箱の図で、主に根菜や長芋類、葉茎菜の栽培に適した作りである。 FIGS. 6A and 6B are diagrams of a 33 cylindrical type and a 34 conical type shelf box, which are mainly suitable for cultivation of root vegetables, long beetles and leaf stem vegetables.
図7は、果菜用網付棚箱35で、36はウリ果物が受皿にて成育している図で、37はカズラなどのキュウリ果菜の成育状態の図を示す。
FIG. 7 shows a
図8は、通常は風速10〜12mで発電するが、今回の設置品は風速8mで発電する、ダウンウインド式の多翼型風力発電機の姿図で、幅広ブレード38で弱風を受け、39の発電機を回し発電、40の回転軸より後方で風を受けて、38の幅広ブレードが回転するシステムで、強風にも強度は耐える構造で、発電効率のよい風力発電機を採用、発電能力は1台500wから100kwまで設置でき、消音型である。 FIG. 8 is a view of a downwind type multi-blade wind power generator that normally generates power at a wind speed of 10 to 12 m, but this time the installed product generates power at a wind speed of 8 m. Power is generated by turning 39 generators, wind is received behind 40 rotating shafts, 38 wide blades are rotated, and the structure is strong enough to withstand strong winds. The capacity can be set from 500w to 100kw, and it is mute type.
図9は太陽光発電器で、41のモジュールは市販されているモジュールの中から、効率を数社テストの上、高効率のモジュールを採用、必要の台数は養液栽培装置1基当り、500w〜数キロワットを備える。 Fig. 9 shows a solar power generator. Among the modules available on the market, 41 modules have been tested for efficiency and adopted highly efficient modules. The required number is 500 w per hydroponic device. ~ With several kilowatts.
図10は、高水圧水力発電機拡大図で、自然エネルギーのみで安定して電力を得るためには、この水力発電機が必要で、そのシステムは中型の養液型水耕栽培装置には、2kwの電力が必要で、前もって42の貯水タンク内に3,000L(約3tの重量)の養液か清水を貯蔵しておき、この時約3tの高圧の液を、1秒間に18Lの割で6のジェットノズル液でクロスフロー水車に放水し、約3.3kw(200v3相)の発電をする。円の中は6のダブルジェットノズル部分の拡大図である。
FIG. 10 is an enlarged view of a high-pressure hydroelectric generator. This hydroelectric generator is necessary to obtain power stably with only natural energy, and the system is a medium-sized hydroponic hydroponic cultivation device. 2kW power is required, and 3,000L (about 3t weight) of nutrient solution or fresh water is stored in 42 water tanks in advance. At this time, about 3t high pressure liquid is divided into 18L per second. Then, the water is discharged to the cross-flow water turbine with the jet nozzle liquid of 6 and power generation of about 3.3 kW (
この放出した養液(又は清水)は、14の棚箱浅型を通じ、43の下部貯水タンク内に一度溜め、その液を10の揚水ポンプで9の揚水パイプを通じ、42の貯水タンクに揚水する。この時、12.5m揚水するのに2.2〜2.4kw用のポンプが必要で、1,100Lの水が揚水できる。25の排液ノズルには44のゴムが設けられ、水の拡散を防止している。 The released nutrient solution (or fresh water) is once stored in 43 lower water storage tanks through 14 shallow boxes, and the liquid is pumped to 42 water storage tanks by 10 water pumps through 9 water pumping pipes. . At this time, a pump for 2.2 to 2.4 kw is required to pump 12.5 m, and 1,100 L of water can be pumped. The 25 drainage nozzles are provided with 44 rubbers to prevent water diffusion.
この場合、風力発電機は風速8m/s用で平均700w程度の発電となり、更に太陽光発電器1kw用(平均、晴天時で600wの発電)を備え、合計で1.3kwの発電で、バッテリー1.5kw用を含め利用する。 In this case, the wind power generator will generate about 700w on average at a wind speed of 8m / s, and will also be equipped with a solar power generator for 1kw (average, 600w generation in fine weather) for a total power generation of 1.3kw. Use including 1.5kw.
前述の水力発電機の発電量3.3kwを安定させるためには、風力及び太陽光の両発電量1.3kwで3分の1の電力を補助、不安定な発電量をバッテリーと共に調整使用する。 In order to stabilize the power generation amount of 3.3 kw of the aforementioned hydroelectric generator, one-third power is subsidized with both wind power and solar power generation amount of 1.3 kw, and unstable power generation amount is adjusted and used together with the battery .
一般の大手の市販電力を全く利用せず、自然エネルギーのみで養液水耕栽培装置を稼働させる為には、風力発電機や太陽光発電器が、季節により15日〜20日の長期に亘りあまり発電しない事を想定し、水耕栽培装置内の照明、養液の循環の水量、空調設備を通常より大幅に制限し、野菜、果菜物が成育が遅れても、茎が枯れない状態に自動コントロールし、想定を超える天候異変にも対応する装置を電力量下限感知機で制御する。 In order to operate a hydroponic hydroponics device using only natural energy without using general large-scale commercial power, wind power generators and solar power generators can be used for 15 to 20 days depending on the season. Assuming that there is not much power generation, the lighting in the hydroponic cultivation device, the amount of water for circulation of the nutrient solution, and air conditioning facilities are greatly limited than usual, so that the stems will not wither even if the growth of vegetables and fruit vegetables is delayed. A device that automatically controls and responds to unforeseen weather changes is controlled with a lower limit sensor.
図11は、真空型太陽熱温水器で、冬の積雪した真冬でも晴天時には、水温は65度以上になり、他からのエネルギーなしで、暖房用には相当の利用効果があり、45の真空温水用高圧ガラス管の数や大きさと台数により、能力を増減できる。 FIG. 11 shows a vacuum type solar water heater. The water temperature becomes 65 ° C. or higher when the winter is snowing in the mid-winter, and there is no energy from other sources. The capacity can be increased or decreased depending on the number, size and number of high-pressure glass tubes.
自然エネルギーで、風力発電機では定格風速が8m/sで700wの発電をすれば、3〜4mでは100w〜200wの発電はしており、更に太陽光発電でも晴天時1kwの40%減で600wの発電をし、雨天時や曇りの日でも、発電は0ではなく、100w〜200wは発電中で、風力と合計すれば200w〜400wの電力は発電中で、水耕栽培の水量や、照明の量を4〜6分の1に制限コントロールする事で、長期の無風日や雨の日が続いても、栽培野菜が枯れる事は少ない。 With natural energy, a wind power generator generates 700w at a rated wind speed of 8m / s. If it generates 3w to 4m, it generates 100w to 200w, and even solar power generates 600w with a 40% reduction of 1kw in fine weather. Even in rainy or cloudy days, power generation is not 0, 100w to 200w is being generated, and if combined with wind power, 200w to 400w of power is being generated. By restricting the amount of rice to 4 to 1/6, even if long windless days or rainy days continue, cultivated vegetables rarely die.
図12は、棚箱吊り状態詳細図で、13の搬送用チェーンが連結される穴に直接吊り固定ナット26を通す方法と、三角型固定金具をチェーン13に前もって取付けておき、47の吊り棚箱の穴と合わせ26の固定ナットを通して固定する方法があり、吊り棚箱47のサイズや目的に合った棚箱が交換しやすい構造となっている。
FIG. 12 is a detailed view of the hanging state of the shelf box, in which a
図13は13のチェーンの穴と47の吊り棚箱の穴を合わせ26の吊り固定ボルトナットを固定、割ピンを備えた詳細図を表す。 FIG. 13 shows a detailed view of a chain pin with a chain pin and a hole in a 47 hanging shelf box, with 26 suspension fixing bolts and nuts fixed thereto.
図14はハイブリッドシステム系統図で、3の風力発電は、48の整流機で直流になおしコントローラーへ、太陽光は、直流であり直にコントローラーへ、水力も交流を直流に48の整流機を通じ、コントローラーへ通す。コントローラーではバッテリーの過充電、過放電を防ぎ、逆流防止装置を設け、8のバッテリーに入電する。12v系の製品55はそのまま防犯灯など使用できる。
FIG. 14 is a hybrid system system diagram.
主力はそのままインバーター50で直流を交流に変換し、負荷コンセント53から揚水ポンプ10、照明54、冷暖房7の器具を使用する。51の商用電源は、自然エネルギーの発電が一定を下回った時、自動で切り替わり、メーター52で、使用電力が記録される。
The main power is directly converted from direct current to alternating current by the inverter 50, and the
制限コントローラー56は、商用電源51を使用しない時、コントローラー49から一定量の電流が低下した時、電圧センサーが働き、揚水ポンプ11や照明、冷暖房、54、7との接続で、それぞれへの使用電流と電圧を感知し、使用電流を制限する、電力量下限感知コントローラー装置である。
When the commercial power source 51 is not used, the limit controller 56 operates when the voltage sensor is lowered from the
日本の農産物は60%以上を外国からの輸入に頼り過ぎるため、価格安定のため自給率を高める必要性があり、又、地球温暖化で天候不順等、台風、水害による日本列島の地形による大災害の発生での大幅減収も予想され、更には、少子化と農業従事者の高齢化のため、ますます農産物の自給率は低下が予想され、水耕栽培は電力を必要とする為、自然エネルギーを併用した装置の拡充は不可欠である。 Because over 60% of Japanese agricultural products rely on imports from other countries, it is necessary to increase the self-sufficiency rate for price stability. A significant decrease in revenue is expected due to the occurrence of disasters.Furthermore, due to the declining birthrate and the aging of agricultural workers, the self-sufficiency rate of agricultural products is expected to decline more and more, and hydroponics requires electricity. It is essential to expand equipment that uses energy.
その為には、従来の方法とは大幅に異なり、腰を折る作業が少なく、高所作業が少なく、作業範囲も狭く、作業環境に勝れ半自動制御された、女性や高齢者にも操作がしやすく、重労働化を防止できる本願発明の自然エネルギー併用型回転多段棚式、多目的養液栽培装置が最適で、小規模装置は、個人住宅の駐車場の上か、大型は地域の農協単位で、又は企業単位で、各種野菜の養液水耕栽培スーパー施設団地を形成でき、各装置を連動コントロール制御をすれば、より省力化され低コストで、高層構造物と自然エネルギーの製作コストは十分吸収できる。 To that end, it is significantly different from the conventional method, and there are few work to fold back, few work at high places, narrow work range, superior work environment, semi-automatic control, and operation for women and elderly people The natural energy combined rotation multi-stage shelf type and multipurpose hydroponic cultivation device of the present invention that is easy to do and can prevent heavy labor is optimal, and the small-scale device is on the parking lot of a private house, or the large-scale is a local agricultural cooperative unit In addition, it is possible to form a hydroponics cultivation facility for various vegetables on a company-by-company basis, and if each device is linked and controlled, it is more labor-saving and low-cost, and the production costs for high-rise structures and natural energy are sufficient. Can absorb.
本願発明の養液水耕栽培装置は、同一種類を形も同じく、栄養成分も同じで、大量に成育できるメリットがあり、計画生産が可能で、生鮮を維持できる缶詰製法と連動すれば、新鮮野菜と長期保存食とが確保でき、地震や水害が多い日本では、従来の自然農業70%、機械式装置養液水耕栽培、野菜生産方式30%程度に引き上げ、食の安定確保の生産方式確立が必要で、産業上においても十分な経済効果がある。 The hydroponic culture device of the present invention has the same type and shape, the same nutritional components, has the advantage of being able to grow in large quantities, is capable of planned production, and is linked to a canning method that can maintain freshness. In Japan, where vegetables and long-term preserved foods can be secured, and there are many earthquakes and floods, the conventional natural agriculture 70%, mechanical hydroponic culture, vegetable production system up to about 30%, production system to ensure stable food It needs to be established and has a sufficient economic effect on industry.
1.立柱フレーム
2.巻上げ式テント
3.風力発電機
4.太陽光発電器
5.水力発電機
6.ジェットノズル式クロスフロー水車
7.冷暖房空調装置
8.バッテリー
9.揚水パイプ
9−イ.配線保護パイプ
10.揚水ポンプ
11.赤色灯付防犯装置
12.太陽熱温水器(真空型)
13.搬送用チェーン
14.浅水型棚箱
15.雨トイ型棚箱
16.深水型棚箱
17.養液箱
18.スイッチ及びコントロールボックス
19.養液調整バルブ
20.養液受円すい皿
21.スプロケット(チェーン用ギアー)
22.換気扇
23.建物壁面
24.屋上フロアー
25.排液ノズル
26.吊り固定ボルトナット
27.モーター駆動チェーン
28.モーター駆動シャフト
29.スプロケット固定フレーム
30.モーター連結スプロケット
31.モーター
32.ピロー
33.円筒型棚箱
34.円すい型棚箱
35.網付果菜用棚箱
36.ウリ果物受皿
37.キュウリ果菜
38.幅広ブレード
39.発電機
40.回転軸
41.モジュール
42.貯水タンク
43.下部貯水タンク
44.排液ノズルゴム
45.真空温水用高圧ガラス管
46.三角型固定金具
47.吊り棚箱
48.整流機
49.コントローラー
50.インバーター
51.商用電源
52.メーター器
53.負荷コンセント
54.照明、空調器
55.12v系製品
56.制限コントローラー
1. Vertical column frame 2. 2. Roll-up
13. Conveying
22.
Claims (3)
In the natural energy system (2), wind power and solar power generation are used together to cover unstable power generation due to weakness of natural energy. Especially for hydroelectric generators, nourishing water storage tanks (both water storage tanks) Say, omit the following) Use a water pressure in the system to provide solar water heaters for power generation and heating, gathering the advantages of each, charging the natural energy to the battery, using almost no commercial power, The natural energy combined use rotating multi-stage shelf type, multipurpose hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, characterized by a hybrid type hydroponic cultivation labor-saving unit structure.
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JP2007229693A JP2009060813A (en) | 2007-09-05 | 2007-09-05 | Natural energy-combined rotary multistage shelf system multipurpose hydroponic culture apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102519168A (en) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 天津商业大学 | Solar vegetable production distribution base combination system |
KR101275976B1 (en) * | 2011-01-14 | 2013-06-18 | 이금철 | husbandry plant system by the rotary tower type |
-
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- 2007-09-05 JP JP2007229693A patent/JP2009060813A/en active Pending
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