JP2013099304A - 栽培容器およびその栽培容器を用いた植物栽培装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ペットボトルなどの口部が細い筒状の容器を給水装置を安定して配置できると共に、水の補給を容易にする栽培装置および植物栽培装置を提供する。
【解決手段】水Wを蓄えることのできる有底筒状のボトル21と、そのボトルの上端に設けられると共に貯水部13に貯水される水面を所定の高さに維持して自動的に給水できる給水弁22とを備えた給水装置20を、上下に逆にして取り付けて用いる栽培容器10であって、複数の給水装置をそれぞれ着脱自在に受け入れて支持する支持部11と、それらの支持部に連通し、前記給水装置から供給される水を導く水路12aが形成された連結部12と、その水路を介して水が貯水される貯水部13とを備えており、前記支持部、連結部および貯水部が一体に成形されている栽培容器。
【選択図】図1

Description

本発明は植木鉢、プランターなどの底部に水を給水する給水装置と共に用いる栽培容器およびその栽培容器を用いた植物栽培装置に関する。
特開2000−83498号公報
特許文献1には自動灌水植物栽培容器が記載されている。このものは略皿状の補水槽を備えている。その補水槽の内底面からは筒状の保持部が上方に延びており、その保持部に水を蓄えた補給容器(給水装置)の口部が装着されている。前記保持部の周壁の下端付近には開口部が形成されており、その開口部を介して給水装置内の水は補水槽に貯水されている。また前記補水槽の内部には植物栽培のための用土が充填された植物栽培容器が配置されている。その植物栽培容器の底部は補水槽の底面から間隔を空けて配置されており、その底部から筒状の灌水口が補水槽の底に向かって延びている。その灌水口には前記用土が充填されており、その用土が毛細管現象により補水槽の水を吸い上げている。
特許文献1の装置では、水を補給する装置を上下逆さま、すなわち口を下にして用いる。このため畜える水を多くすると、補給装置が高さ方向あるいは半径方向に大きく嵩張る。このため満水の補給装置を含む装置全体の重心の位置が高くなり装置の載置状態が安定しにくい。
本発明は空のペットボトルなどの口部が細い筒状の容器を備えた給水装置を安定して配置できると共に、水の補給を容易にする栽培装置および植物栽培装置を提供することを技術課題としている。
本発明の栽培容器(請求項1)は、水を蓄えることのできる有底筒状の給水装置を上下逆にして取り付けて用いる栽培容器であって、複数の給水装置をそれぞれ着脱自在に受け入れて支持する複数の支持部と、それらの支持部に連通し、前記給水装置から給水される水を導く水路が形成された連結部と、その連結部の水路を介して、前記給水装置から給水される水を貯水する貯水部とを備えており、前記貯水部の側方に、前記支持部および連結部が一体に設けられていることを特徴とする。
このような栽培容器においては、前記支持部が、水の貯水された貯水部の重心を中心とするほぼ同心円上にほぼ等間隔に配置されているものが好ましい(請求項2)。
さらに前記給水装置が、それの給水口の支持部の内底面からの高さ位置に基づいて、前記貯水部に貯水される水の水面の高さ位置を調整できるものであり、各支持部の内底面が、その高さ位置を異にするように設けられているものが好ましい(請求項3)。
本発明の植物栽培装置(請求項4)は、上述の栽培容器と、その栽培容器の支持部に支持された複数の給水装置と、前記栽培容器の貯水部に貯水された水を吸水すると共に、植物の根が配置される水吸収体とを備えていることを特徴としている。
本発明の栽培装置(請求項1)では、複数の支持部が連結部および貯水部を介して一体
に設けられている。そして栽培容器の支持部に、水を入れた給水装置を支持させると、貯水部に水が貯水され、その水の重量により貯水部の重量が増す。このため供給装置が支持された複数の支持部と貯水された貯水部とで囲まれる広い領域に荷重が分散されるので、栽培容器全体を床面に安定して載置できる。例えば支持部が2つであると、貯水部と併せて3点で安定して載置できる。また支持部が3つであると、それら3つの支持部のみで、自立することができる。
このように栽培装置の載置が安定するので、給水装置の全高を高くしてボトルに蓄えておく水の量を多くすることができる。このため給水装置の交換の頻度を少なくすることができる。その上で、給水装置を細く高くできるので、横方向に嵩張らない。このため給水装置が植物の葉や茎などが自由に伸びるのに妨げになったり、植物の日照を妨げたりするのを防止できる。
このような栽培容器において、前記支持部が、水の貯水された貯水部の重心を中心とするほぼ同心円上にほぼ等間隔に配置されている場合(請求項2)は、貯水部の形状が不規則な形状、例えば細長い形状であっても、栽培装置の載置を安定させることができる。
さらに前記給水装置が、それの給水口から支持部の内底面からの高さに基づいて、前記貯水部に貯水される水の水面の高さ位置を調整できるものであり、各支持部の内底面が、その高さ位置を異にするように設けられている場合(請求項3)は、内底面の高い支持部に支持された給水装置から順に空になるので、一度に全ての給水装置を満水にする作業の手間が省ける。
本発明の植物栽培装置(請求項4)は、前述の給水装置を備えているので、栽培容器の植物が水を吸収して、あるいは水が蒸発して水位が下がると、自動的に給水装置から水が供給され、元の水位まで戻る。さらに給水装置への水の充填および植木鉢などへの設置が容易である。
図1aは本発明の栽培容器の平面図、図1bは図1aのI−I線断面図である。 図2は本発明の植物栽培装置の概略断面図である。 図3は本発明の栽培容器の他の実施形態を示す概略平面図である。 図4は蓋片を示す斜面図である。 図5aは本発明の栽培容器の他の実施形態を示す概略平面図、図5bはさらに他の実施形態を示す概略平面図である。 図6aは本発明の栽培容器の他の実施形態を示す概略平面図、図6bはさらに他の実施形態を示す概略平面図である。 図7aは給水弁を示す部分断面図、図7bは図7aの下面図である。 図8は本発明の植物栽培装置を用いた給水方法を示す概略図である。 図9は本発明の植物栽培装置を使用する方法を示す概略図である。
まず図2を用いて本発明の概略を説明する。図2の植物栽培装置1は、植物Pが栽培される栽培容器10と、その栽培容器に水Wを供給する複数の給水装置20、27とを備えている。前記水Wには、植物の栄養分を含ませてもよい。なお給水装置20と給水装置27は同じ構成なので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
前記栽培容器10は、給水装置20の口部が取り付けられる支持部11と、その支持部11と連結されると共に、給水装置20のボトル21から水Wを導く水路12aが内部に設けられた連結部12と、前記水路12aを介して水Wが供給される貯水部13とを備え
ている。
前記栽培容器10は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、ポリメチルメタアクリル(PMMA)などの合成樹脂材料で一体に成形されるのが好ましい。またステンレスやアルミなどの金属材料を加工して一体に成形してもよい。
なお支持部11、連結部12および貯水部13を溶接や溶着することにより一体に設けてもよい。さらに間にパッキンンなどを挟んでネジ、ボルトなどの締結具で一体に設けてもよい。
図1aに示すように前記支持部11は貯水部13の側方に2つ設けられている。それら支持部11、11は略円形の貯水部13の中心からほぼ等距離に配置されている。本実施形態の場合は、貯水部13が円形であるので、その底面の中心付近が重心Oとなる。このように前記支持部11、11を前記重心Oから等距離に配置しているので、貯水部13に貯水された水Wと、2つの支持部11、11にそれぞれ支持された2本の給水装置20、27(図2参照)とにより、全体の荷重が3点に分散され、装置全体の水Wに基づく荷重が偏らない。このため栽培容器1の載置が安定しやすい。なお図3に示すように前記重心Oと支持部11、11の中心とを結ぶ線により正三角形(二点鎖線参照)を形成するように、支持部11、11を配置してもよい。
図1bに示すように、前記支持部11は、内底面11a(底面)と、その底面11aの周縁から立ち上がる周壁11bとを備え、上方に向けて開口した略筒状である。その支持部11には、給水装置20の口部21a(図2参照)が挿入される。前記支持部11の内側面には開口11cが形成されており、前記水路12aに連通している。ここで前記給水装置20の水Wが流出する部位が給水口である。
図1aに示すように、前記連結部12は2つの支持部11、11から貯水部13へ向かって、それぞれ延び、その途中で一体となり、前記貯水部13に連結されている。なお本実施形態では、連結部12、12は途中で一体となっているが、前記水路12a、12a(図1b参照)はそれぞれが貯水部13に別個に連通しており、途中で合流していない。なお水路12a、12aを途中で合流させてもよい。
また図1bに示すように、前記水路12aの側壁には、オーバーフローのための排水孔12bが形成されている。その排水孔12bは貯水部13の底面から所定高さH2≧H1の水面の高さ位置にある(図2参照)。なお排水孔12bを貯水部13、支持部11に設けてもよい。
図4に示すように、前記連結部12の水路12a(図1b参照)は上方に開口している。その開口12cは蓋体14により閉じることができる。その蓋体14は短冊状の蓋片14aと、その蓋片14aの先端から蓋片14aと直交するように延びる仕切り片14bとを備えている。前記蓋片14aは水路12aの上方の開口12cを塞ぐ。一方、仕切り片14bは水路12aと貯水部13との間に配置される。その仕切り片14bの下端の中間付近は中抜きされ、その両脇が脇部14c、14cである。またその内側の開口は孔14dである。
前記貯水部13は、皿状の部材で、その側方に形成された開口13aにより水路12aと連通している。前記貯水部13の内部には後述する水吸収体15(図2参照)が設けられる。
前記開口13aの縁には断面コ字状のレール部13bが設けられている。そのレール部13bには前記蓋体14の仕切り片14bが差し込まれる。その仕切り片14bは、下端の脇部14c、14cの下端面を貯水部13の底面に接触するまで差し込む。この差し込
まれた状態で、仕切り片14bの下端の孔14dを介して貯水部13と水路12aとは連通する。このため仕切り片14bは貯水部13と水路12aとの連通状態を保ちながら、貯水部13a内に設けられる土壌などの水吸収体15が水路12a内に入り込むのを防止できる。
前記貯水部13の形状は、図5aの平面図に示すように細長いものや、図5bのような不規則な形状のものでもよい。これらの実施形態では支持部11は2本配置され、それら支持部11、11の中心はそれぞれの貯水部13の重心Oから等距離(二点鎖線参照)に配置されている。このため、栽培容器10の載置状態が安定する。なお重心Oと支持部11、11の中心とで正三角形を形成すると、一層載置状態が安定する。
また貯水部13(図1参照)の内部に水吸収体を設ける場合は、図2に示すように貯水部13の上面に、網状部材16を配置し、その上に前記水吸収体15を配置するのが好ましい。
前記水吸収体15としては、用土のほか、発泡ウレタンなどの発泡樹脂、あるいは発泡ゴムなど、通気性および透水性を有する柔軟な材料で形成するのが好ましい。なお、ヤシ殻やシュロなどの天然繊維、ポリエステル繊維などの化学繊維など、通気性および透水性が高く、植物を保持できるものであれば、他の材料も採用することができる。
また網状部材16はステンレス製あるいは合成樹脂製など、耐水性の高いものが好ましい。ステンレスあるいは合成樹脂製のパンチングプレートであってもよいし、合成樹脂製のネットあるいは籠などを用いてもよい。
また前記支持部11を3つあるいは4つ設ける場合には、それら支持部11は貯水部13の重心Oを中心とした同心円(二点鎖線参照)上に等間隔で設けるのがよい。例えば、図6aでは4つの支持部を十字状に設けている。さらに支持部11を5つ以上設ける場合も同様に同心円状に等間隔に設けるのがよい。
さらに図6bに示すように、複数の供給装置20・・をまとめて一ヶ所に配置することにより、一体に成形されている3つの支持部11、11、11で支持された複数の供給装置20・・を自立させるようにしてもよい。
本発明によれば、複数の支持部11が連結部12および貯水部13を介して一体に設けられている。そして栽培容器10の支持部11に、水Wを入れた給水装置20を支持させると、貯水部13に水Wが貯水され、その水Wの重量により貯水部13の重量が増す。このため供給装置20が支持された複数の支持部11と貯水された貯水部13とで囲まれる広い領域に荷重が分散されるので、栽培容器10全体を床面に安定して載置できる。例えば支持部11が2つであると、貯水部13と併せて3点で安定して載置できる。また支持部11が3つ以上であると、それら3つの支持部11の3点のみで、自立することができる。
このように植物栽培装置1の載置が安定するので、給水装置20の全高を高くしてボトルに蓄えておく水の量を多くすることができる。このため給水装置20の交換の頻度を少なくすることができる。その上で、給水装置20を細く高くできるので、横方向に嵩張ることによる植物Pの葉や茎などが自由に伸びるのに妨げになったり、植物Pの日照を妨げたりするのを防止できる。
図2に戻って、前記給水装置20は、底部を上方にして配置される有底筒状のボトル21と、そのボトル21の筒状の口部21aに設けられた給水弁22とを備えている。前記ボトル21としては、市販飲料の容器として使用されるペットボトルが資源再利用の意味で好ましい。ただし合成樹脂、ガラス、金属などから形成された専用の容器でもよい。いずれの場合でも、全体あるいは部分的に透明な容器が好ましく、それにより内容量が視認できる。前記ボトル21の口部21aの外周にはオネジ21bが形成されており、そのオ
ネジ21bに給水弁22が螺合し、固定される。
なお給水弁22を設けないで、直接ボトル21の口を支持部11に固定してもよい。また給水弁22を支持部11に固定し、ボトル21を脱着自在にしてもよい。
図7aに示すように、前記給水弁22は、筒状部23およびその筒状部23の内部を塞ぎ、下面が傾斜した円筒状のブロック部24を備えた本体と、筒状部23の上端開口を塞ぐ弁体25と、その弁体25を作動させる弁棒25aとを備えている。
前記筒状部23は、例えばボトル21(図2参照)がペットボトルの容器であるなら、その容器の規格された口部の内径に合わせるのがよい。その筒状部23の周囲には隙間23aを空けて筒状の周壁23bが設けられている。その筒状の周壁23bの内面にはメネジが形成されており、前記ペットボトルの口部21aのオネジ21b(図2参照)と螺合する。さらに隙間23aの底にはパッキン23cが設けられており、水漏れしにくい。また、筒状の周壁23bは下方に延長されて脚部23dとされている。その脚部23dは等間隔に4本配置されており(図7b参照)、それら脚部23dの間から水W(図2参照)が排出される。
前記ブロック部24の中心部には、弁棒25aを摺動自在にガイドするガイド孔24aが形成されている。そのガイド孔24aの周囲には上面から下面まで貫通する複数の貫通路24b〜d(図7b参照)が形成され、全体としてレンコン状に形成されている。ブロック部24の軸方向の長さは、長い方の側で28〜35mmであり、短い方の側で13〜20mmである。また、前記下面の水平方向に対する傾斜角度は20〜70度程度である。
前記ブロック部24には、少なくとも2本の貫通路が設けられている。その2本の貫通路というのは、ブロック部24の傾斜した面の下手側(最も下手側のもの)から上面まで貫通した長い貫通路(水排出路)24cと、上手側(最も上手側のもの)の短い貫通路(空気導入路)24bのことである。
この実施形態ではブロック部24の下面中央から細い筒24eが突出しており、その筒24eの内部まで前記ガイド孔24aが延長されている。また、その突出した筒24eの先端部には段部24fが形成されている。その他の貫通路24d・・はブロック部24の下面の水排出路24cと空気導入孔24bとの間の位置にバランスよく配置されている。それらの貫通路24dからは水が排出される場合もあるし、空気が導入される場合もある。なお、前記水排出路24cの径は3〜6mmである。そして、空気導入孔24bの径は3〜6mmである。また、その他の貫通路24dについては、前記水排出路24cおよび空気導入孔24bと同じにしてもよい。また、前記貫通路の全本数(排出路および導入路を含む)は2〜8本形成される。さらに、ボトル21に封入される液体の粘度や、供給の速度に応じて、これら貫通路の本数や1本当りの貫通路の断面積を変化させてもよい。
前記弁体25は、筒状部13の上端開口を開閉する円形の板状部材である。その蓋部材25の中心から下向きに弁棒25aが延びている。その弁棒25aはブロック部24のガイド孔24aを貫通し、傾斜した下面側をさらに超え、筒状部23の下端からさらに下方にその先端を延ばしている。その先端の外周には鍔部25bが取付けられている。なお、前記貫通路24b〜24dを複数の壁面を有する格子状、多角形などの形状にすることもできるが、ペットボトルの口部のような小さな径の中にそれらを形成するのは困難であるし、そのような角のある流路は流れを乱しやすい。
前記弁体25は、コイルスプリング26のような弾性を備えた部材により下向きに付勢されている。コイルスプリング26の場合、弁棒25aの周囲に装着させた上で、上端をブロック部24の斜面から突出する筒24eの先端の段部24fに、下端を前記鍔部25
bにそれぞれ係止させている。そのため、常時は弁体25が筒上部23の上端開口を閉じており、弁棒25aがコイルスプリング26の付勢力に抗して押上げられたとき、弁体25が上端開口を開く。このように給水弁22は給水装置20を上下逆さまに反転させても水は出ない。
図7aでは、コイルスプリング26が伸びた状態における弁棒25aの下端部を二点鎖線で記載している。なお、付勢手段として、コイルスプリングのほか、同じような作用を奏するものならば、他のものも使用できる。例えば、ダンパ、弾性部材などを用いて前記付勢力を得るようにしてもよい。なお、前記弁体25がゴムなどの材質で形成され、筒状部23の上端にパッキンが配置されると、一層シール性が増す。
次に図8を用いて植物栽培装置1が使用される様子を説明する。まず、空のボトル21に水Wを充填する。(工程S1)。
次いで、そのボトル21に給水弁22を装着して給水装置20とし、上下逆さまにし、支持部11に挿入する(工程S2)。その際、給水弁の弁棒25の下端を支持部11の底面11aに押し当て、その自重でコイルスプリング26の付勢力に逆って弁棒25aを上昇させ、弁体25と筒状部23の上端との接触を解除する。
そうすると、内部の水Wはブロックの水排出路24cから流出し、それと置換されるように空気が空気導入孔24bから導入される(工程S3)。このとき、弁体25はボトル21の口部21aより上側に抜けて、肩部内に達し、周囲に十分大きい隙間ができるようにしている。
そして、流出した水Wが支持部の底面11aと周壁11bとで囲まれる範囲に溜まり、その水位が水排出路24c(図7a参照)の下端のところまで来る(高さH1)。
そうすると、筒状部23の下端の全周が水面に接し、あるいは若干水没するため、置換される空気が導入できなくなる。そのため、水Wの流出が止まる(工程S4)。また、排水孔12bの方が水排出路24cより高い位置にあるので(H2≧H1)、排水孔12bから水が排出されることはない。
流出した水Wは水路12aから貯留部13に貯留され、その水位は前記H1(工程S4参照)と同じ高さである。そして、水Wは水吸収体などによりいくらか上方に吸い上げられ、植物に吸収されたり、蒸発したりすることにより次第に水位が低くなる(工程S5)。そうすると、前記水排出路24cの下端と水面とが接しなくなり、かつ筒状部23の下端と水面との間にも隙間Aができる。
その隙間により空気の導入を許し、導入された空気によりボトル内の水が置換され、水排出路24cから水Wが流出する(工程S6)。
そして、再び、水位が水排出路24cのところまで来て(高さH1)、筒状部13の下端の全周が水面に接し、あるいは若干水没して、置換される空気が導入できなくなると、水の流出が止まる(工程S4)。水が止まった状態はブロック部24の斜面も下方に空気が溜まっている。
また何らかの原因、例えば栽培容器10を外に出していた場合に雨などにより、貯水部13に大量の雨水が流れ込んだ場合や給水装置20の取り付けの不具合により内部の水Wが過剰に流出した場合などに、前記排水孔12b(図1b参照)があると、そこから余分な水をオーバーフローさせることができる。
さらに筒状部23(工程S4参照)の下端の全周囲が水面に接する、あるいは若干水中に入り込むと、水Wの流出が止まる。そのため、自動的に水Wを供給させるために必要な水面高さを低くすることができる。必要な水面高さを低くすることができると、給水装置20から流出する水の量を少なくすることができ、水の滞留時間を小さくすることができるので、衛生的である。また、滞留している間の蒸発も防ぐことができるので、さらに節水効果が高いし、使用時間も長くすることができる。
図1bに戻って前記支持部11の底面11aの高さ位置が全て同じ高さ位置の場合では複数のボトル21の水Wは同時に減っていく。そこで支持部11の底面11aの高さ位置を他の支持部の底面11aと異にすることで、底面11aの高い支持部11に支持された給水装置20(図2参照)から順に水Wが供給されるようにすることができる。これにより、一度に全ての給水装置20を満水にする作業の手間が省ける。前記底面11aの高さを異にするのに、底面11aの上面にワッシャやスペーサを載置したり、パッキンを敷いたりしてもよい。
次に図9を用いて、底面11aを異にした場合の給水装置20、27を交換する様子を説明する。図9では支持部11の底面11aのうち、低い側に給水装置27が配置され、高い側に給水装置20が配置されている。前記給水装置20、27に十分に水が蓄えられている状態では底面11aの高い側に設置された給水装置20から優先的に水Wが給水される。このため水面の高さは給水装置20の給水口(符号A参照)の高さである(工程T1)。
次いで、前記給水装置20が空になると、今度は給水装置27から水Wが給水される。このときの水面は給水装置20の給水口(符号B参照)の高さである。このまま放置すると、給水装置27も空になるが、その空になる時間まで給水をしなくてもよいので、一度に2つの給水装置20、27を給水する必要がない。特に給水装置が多ければ多いほど、一度に給水する手間が省ける。
その後、給水装置27を取り外し、満水にしてから再度高い側の底面11aに給水装置27を設置することもできるが、そうすると再度給水装置27側の水が給水され、給水装置20の水Wが残ったままになる。そこで、給水装置20を取り外し、給水装置27を給水装置20が配置されていた底面11a側(高い側)に配置を変更する(工程T4)。これにより水面の高さが、給水口Bまで上昇する。その後、満水にした給水装置20を低い側の底面11aに配置する(工程T5)。これにより給水装置20と給水装置27を交互に交換しながら、水Wを給水することができる。
1 植物栽培装置
10 栽培容器
11 支持部
11a 底面
11b 周壁
11c 開口
12 連結部
12a 水路
12b 排水孔
12c 開口
13 貯水部
13a 開口
13b レール部
14 蓋体
14a 蓋片
14b 仕切り片
14c 脇部
14d 孔
15 給水体
16 網状部材
20 給水装置
21 ボトル
21a 口部
21b オネジ
22 給水弁
23 筒状部
23a 隙間
23b 周壁
23c パッキン
23d 脚部
24 ブロック部
24a ガイド孔
24b 大気導入路
24c 水排出路
24d 貫通孔
24e 筒
24f 段部
25 弁体
25a 弁棒
25b 鍔部
26 コイルスプリング
27 給水装置
A 給水口
B 給水口
O 重心
P 植物
W 水
H1、H2 高さ

Claims (4)

  1. 水を蓄えることのできる有底筒状の給水装置を上下逆にして取り付けて用いる栽培容器であって、
    複数の給水装置をそれぞれ着脱自在に受け入れて支持する複数の支持部と、
    それらの支持部に連通し、前記給水装置から給水される水を導く水路が形成された連結部と、
    その連結部の水路を介して、前記給水装置から給水される水を貯水する貯水部とを備えており、
    前記貯水部の側方に、前記支持部および連結部が一体に設けられている栽培容器。
  2. 前記支持部が、水の貯水された貯水部の重心を中心とするほぼ同心円上にほぼ等間隔に配置されている請求項1記載の栽培容器。
  3. 前記給水装置が、それの給水口の支持部の内底面からの高さ位置に基づいて、前記貯水部に貯水される水の水面の高さ位置を調整できるものであり、
    各支持部の内底面が、その高さ位置を異にするように設けられている請求項1または2記載の栽培容器。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の栽培容器と、その栽培容器の支持部に支持された複数の給水装置と、前記栽培容器の貯水部に貯水された水を吸収すると共に、植物の根が配置される水吸収体とを備えた植物栽培装置。
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