JP2014018102A - 水耕栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】根腐れ等の生育障害を生じにくく、かつ家庭での植物栽培が容易な水耕栽培装置の提供を目的とする。
【解決手段】培養液Ｌを収容可能な容器１１と、容器の上部に載置される植物保持プレート３１と、容器内の培養液を汲み上げて植物保持プレート上に供給する循環ポンプ５１とで水耕栽培装置１０を構成し、植物保持プレートの上面には複数の植物保持用貫通孔３７と、循環ポンプによって供給された培養液を溜める滞留用凹部３９と、滞留用凹部３９と複数の植物保持用貫通孔３７を通じる培養液分配用溝４１とを設け、植物保持プレートの滞留用凹部３９から培養液分配用溝４１を通って複数の植物保持用貫通孔３７に供給された培養液が、植物保持用貫通孔３７を通って植物の根に触れながら下方へ流れ、容器１１に回収されるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、家庭で簡単に葉物類の野菜などの植物を栽培できる水耕栽培装置に関する。

従来、培養液を収容可能な容器と、植物保持用貫通孔を形成した植物保持プレートとよりなる水耕栽培装置を用い、培養液を収容した容器上に植物保持プレートを載置し、植物保持用貫通孔に保持した植物の根が容器内の培養液に浸るようにして植物を水耕栽培することが行われている。

しかし、従来の水耕栽培装置においては、植物の根が培養液に完全に浸り、空気から遮断されているため、植物の良好な生育が損なわれる場合がある。また、培養液が容器内で滞留しているため、植物の栽培期間中に培養液の水分が腐る場合がある。

また、容器の培養液の液面位置をセンサーで検知し、所定時間毎に容器内の液面をポンプの作動によって上下させて、根が呼吸できるように制御することが提案されている。しかし、この場合、装置が複雑になり、家庭で簡易にかつ安価に水耕栽培する場合には適さない。

特開２０００−５０７５４号公報 特開平１０−１５５３７７号公報 特開２０１１−１２５３０７号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、植物の根に空気を供給して良好な生育を実現することができ、しかも家庭で簡易かつ安価に植物を栽培することができる水耕栽培装置の提供を目的とする。

請求項１の発明は、培養液が収容される容器と、前記容器の上部に載置される植物保持プレートと、前記容器内の培養液を汲み上げて植物保持プレート上に供給する循環ポンプとよりなる水耕栽培装置であって、前記植物保持プレートは、上面に植物を保持するための複数の植物保持用貫通孔と、前記循環ポンプによって前記容器内から供給された培養液を一旦溜める滞留用凹部と、前記滞留用凹部と複数の前記植物保持用貫通孔を通じる培養液分配用溝とが形成され、前記循環ポンプは、本体部が前記容器内に配置され、前記本体部から延びた吐出用管部が前記植物保持プレート上の前記滞留用凹部に至るように設けられ、前記植物保持プレートの前記滞留用凹部から前記培養液分配用溝を通って複数の前記植物保持用貫通孔に分配された培養液が、前記植物保持用貫通孔を通り、該植物保持用貫通孔に保持されている植物に触れながら下方へ流れ、前記容器に回収可能にされていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記容器は、側壁上部に外側水平方向へ屈曲して形成された植物保持プレート載置部と、前記植物保持プレート載置部の外周端から上方へ屈曲して形成された上端周壁部とを有し、前記容器の植物保持プレート載置部の上面又は前記植物保持プレートの縁部下面の少なくとも一方には、前記容器の植物保持プレート載置部上面と前記植物保持プレートの縁部下面との間に隙間を形成する隙間形成用突部が複数形成されていることを特徴とする

請求項３の発明は、請求項２において、前記植物保持プレートは、前記縁部の端が上方へ屈曲して培養液のオーバーフロー防止用起立周壁部が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、循環ポンプによって容器内から植物保持プレート上に汲み上げられた培養液が、植物保持プレートの植物保持用貫通孔を通って下方の容器内へ流れる際に、植物保持用貫通孔に保持されている植物に触れながら下方へ流れる、いわゆる掛け流し栽培であるため、植物の根が容器内の培養液に完全に浸かっていない状態であっても、すなわち植物保持プレートの植物保持用貫通孔よりも下方に培養液の液面が位置していても、植物保持プレート上から流れてくる培養液と植物の根が接触して水分及び肥料分を補給することができる。しかも、培養液は植物保持プレートの植物保持用貫通孔を通って下方へ流れる際に、空気を巻き込むため、植物の根に空気を供給することができ、植物の生育を良好にすることができる。

さらに、請求項１の発明によれば、容器内の培養液は、循環ポンプによって容器内から植物保持プレート上を通って容器内に至る循環を繰り返し、培養液が淀むことなく流動することにより、及び前記植物保持プレートの植物保持用貫通孔を通って下方へ流れる際などに空気を巻き込む事により、培養液の水分が腐り難く、これによっても植物の生育を良好にすることができる。
また、植物保持プレートの上面には、循環ポンプによって容器内から供給された培養液を一旦溜める滞留用凹部と、該滞留用凹部と複数の植物保持用貫通孔を通じる培養液分配用溝とが形成されているため、培養液を複数の植物保持用貫通孔にスムーズに供給することができる。
また、請求項１の発明の水耕栽培装置は、容器と植物保持プレートと循環ポンプで構成され、簡易かつ安価に済むため、家庭用として好適なものである。

請求項２の発明によれば、隙間形成用突部によって、植物保持プレートの縁部下面と容器の植物保持プレート載置部との間に隙間が形成され、しかも容器の植物保持プレート載置部の外周端には上方へ屈曲した上端周壁部を有するため、植物保持プレート上で培養液が溢れた場合、培養液は植物保持プレートの縁部から植物保持プレートの縁部下面と容器の植物保持プレート載置部との間の隙間を通って容器内に流れ、確実に容器内に回収することができ、容器外へ流出して周囲が汚れることを防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、植物保持プレートは、縁部の端が上方へ屈曲して培養液のオーバーフロー防止用起立周壁部が形成されているため、植物保持プレート上で培養液が溢れた場合、オーバーフロー防止用起立周壁部を乗り越えるまで培養液を植物保持プレート上に保持することができる。そのため、植物保持プレート上に溢れた培養液が、植物保持プレートの縁部から植物保持プレートの縁部下面と容器の植物保持プレート載置部上面との間の隙間に一気に流れ込んで、その隙間を通れなくなった培養液が容器の縁から外へ溢れ出すことを、植物保持プレートの縁部のオーバーフロー防止用起立周壁部で防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る水耕栽培装置における容器と植物保持プレートの平面図である。 図１の２Ａ−２Ａ断面図、２Ｃ拡大図、２Ｂ−２Ｂ断面図、２Ｄ拡大図である。 図１の３Ａ−３Ａ断面図、３Ｃ拡大図、３Ｂ−３Ｂ断面図、３Ｄ拡大図である。 同実施形態における水耕栽培装置の各断面図である。 同実施形態における水耕栽培装置の使用時の各断面図である。

図１〜図４を用いて本発明の一実施形態に係る水耕栽培装置１０について説明する。水耕栽培装置１０は、容器１１と、植物保持プレート３１と、循環ポンプ５１とからなる。

前記容器１１は、プラスチックシートの真空成形品からなり、底面１２と該底面１２の周縁から起立した側壁１３とを有し、前記側壁１３で包囲された容器１１内に植物の培養液が収容可能となっている。前記容器１１は、本実施形態では、平面視略長方形からなる。前記容器１１を形成するプラスチックシートとしては、特にポリプロピレンシートが好ましく、またプラスチックシートの厚みは、例として２〜４ｍｍ程度を挙げる。また、前記容器１１の寸法例として、３００ｍｍ×６００ｍｍ×高さ１５０ｍｍを挙げる。

前記容器１１は、前記側壁１３の上部に外側水平方向へ屈曲して形成された植物保持プレート載置部１５と、前記植物保持プレート載置部１５の外周端から上方へ屈曲して形成された上端周壁部１７とを有する。前記植物保持プレート載置部１５の幅は例として１０〜１５ｍｍ程度を挙げる。また、前記上端周壁部１７の高さは１０〜１５ｍｍ程度を挙げる。さらに、図示の例では、前記上端周壁部１７の上端は外方へ突出したフランジ１８が形成されている。さらに、前記植物保持プレート載置部１５の上面には、複数の隙間形成用突部１９が所定間隔で形成されている。前記植物保持プレート載置部１５は、植物保持プレート３１の縁部３３が載置される部分である。また、前記隙間形成用突部１９は、植物保持プレート３１の縁部３３下面と当接して植物保持プレート３１の縁部３３下面と植物保持プレート載置部１５との間に隙間Ｓ１を形成する。前記隙間形成用突部１９の高さは、前記隙間形成用突部１９に支持された植物保持プレート３１における後述のオーバーフロー防止用起立周壁部４３の上端が、前記容器１１における植物保持プレート載置部１５の前記上端周壁部１７の上端よりも低い位置となるように設定され、例として３〜５ｍｍ程度を挙げる。なお、前記隙間形成用突部１９は、本実施形態では容器１１の植物保持プレート載置部１５の上面にのみ設けてあるが、後述する植物保持プレート３１の縁部３３の下面に設けてもよく、あるいは前記容器１１の植物保持プレート載置部１５の上面と植物保持プレート３１の縁部３３下面の両方に設けてもよい。

前記植物保持プレート３１は、縁部３３が前記容器１１の植物保持プレート載置部１５上に載置される大きさを有し、プラスチックシートの真空成形品からなる。前記植物保持プレート３１を形成するプラスチックシートとしては、特にポリプロピレンシートが好ましく、またプラスチックシートの厚みは、例として２〜４ｍｍ程度を挙げる。

前記植物保持プレート３１は、上面に植物を保持するための複数の植物保持用貫通孔３７と、循環ポンプ５１によって前記容器１１内から供給された培養液を一旦溜める滞留用凹部３９と、前記滞留用凹部３９と複数の前記植物保持用貫通孔３７を通じる培養液分配用溝４１とが形成されている。

前記植物保持用貫通孔３７は、縮物の種子あるいは茎、根等をスポンジ等の保持部材と共に収容して保持する部分であり、下方へ突出した筒状に形成されている。さらに、図示の例では、筒状の植物保持用貫通孔３７は、上端に径が拡大した段部３８が形成され、該段部３８によって、培養液を植物保持用貫通孔３７の内周全体に行き渡らせ易くしている。前記筒状の植物保持用貫通孔３７のサイズの例として、上端の径が３０ｍｍ程度、段部３８の高さが５〜７ｍｍ程度、段部３８の幅が２〜４ｍｍ程度、下端の径が２５〜２０ｍｍ程度、全体の高さが３５〜４５ｍｍ程度を挙げる。なお、複数の前記植物保持用貫通孔３７の位置及び数は、栽培する植物の大きさ等を考慮して適宜決定される。本実施例では、前記植物保持プレート３１の上面中央に対して長さ方向の左右に各５個の計１０個が形成されている。

培養液を一旦溜める前記滞留用凹部３９は、本実施例では、前記植物保持プレート３１の上面中央位置に形成されている。前記滞留用凹部３９のサイズは適宜決定される。一例として、直径２５〜３５ｍｍ程度、深さ２５〜３０ｍｍ程度を挙げる。
前記培養液分配用溝４１は、前記滞留用凹部３９と前記植物保持用貫通孔３７を通じるように形成されている。本実施例では、前記培養液分配用溝４１は、前記滞留用凹部３９を通って植物保持プレート３１の短辺方向（幅方向）と平行な１本の中心縦溝４１ａと、前記植物保持プレート３１の長辺方向（長さ方向）と平行でかつ前記中心縦溝４１ａと交差して連結する４本の横溝４１ｂと、前記横溝４１ｂと各植物保持用貫通孔３７とを連結する分岐溝４１ｃとよりなり、前記滞留用凹部３９と各植物保持用貫通孔３７は、培養液分配用溝４１（中心縦溝４１ａと横溝４１ｂと分岐溝４１ｃ）を介して通じている。前記培養液分配用溝４１の深さ及び溝幅は、適宜決定される。一例として溝幅１０〜１５ｍｍ、溝深さ５〜１０ｍｍ程度を挙げる。

さらに本実施例では、前記植物保持プレート３１には、吐出用管部挿通孔４５が形成され、該吐出用管部挿通孔４５に循環ポンプ５１の吐出用管部５５が挿通される。前記吐出用管部挿通孔４５の位置は、前記滞留用凹部３９に循環ポンプ５１の吐出用管部５５の先端を配置させることができる位置とされ、特に限定されることはない。図示の例では、前記植物保持プレート３１において前記中心縦溝４１ａの延長線上の縁に吐出用管部挿通孔４５が形成されている。前記吐出用管部挿通孔４５の径は、前記循環ポンプ５１の吐出用管部５５が挿通可能な径とされ、例として１０〜１５ｍｍ程度を挙げる。
前記植物保持プレート３１の縁部３３の端は、上方へ屈曲して培養液のオーバーフロー防止用起立周壁部４３が形成されている。オーバーフロー防止用起立周壁部４３の高さは、適宜決定される。例として５〜１０ｍｍ程度を挙げる。

前記循環ポンプ５１は、前記容器１１内に収容された培養液を汲み上げて前記植物保持プレート３１の前記滞留用凹部３９に供給するためのものであり、水槽などに使用される小型の水中ポンプを用いることができる。前記循環ポンプ５１は本体部５３が前記容器１１内の底面１２に載置され、前記本体部５３から延びるゴム管等の吐出用管部５５が、前記植物保持プレート３１の吐出用管部挿通孔４５を通って植物保持プレート３１の上面に至り、前記吐出用管部５５の先端５７が前記滞留用凹部３９に配置される。なお、前記循環ポンプ５１の電源コード（図示せず）は、本実施形態では、前記容器１１の植物保持プレート載置部１５と前記植物保持プレート３１の縁部３３との間の隙間Ｓ１を通って外部の電源コンセントに至る。

前記水耕栽培装置１０は、室内の明るい場所、あるいは蛍光灯などの照明が当たる場所などに配置されて、次のように使用される。
まず、図５に示すように、前記植物保持プレート３１の植物保持用貫通孔３７に、種子あるいは植物Ｐを保持したスポンジ等の植物保持部材が収容保持され、一方、前記容器１１には、水あるいは水に肥料を混合した液体からなる培養液Ｌが所定量収容される。収容される培養液Ｌの量は、培養液Ｌの液面が前記植物保持用貫通孔３７の下端よりも例えば１０ｍｍ程度下方位置となる量にされる。その状態で、前記循環ポンプ５１が作動開始され、前記循環ポンプ５１によって容器１１内の培養液Ｌが汲み上げられて前記植物保持プレート３１上の前記滞留用凹部３９に供給される。前記滞留用凹部３９に供給された培養液Ｌは、前記培養液分配用溝４１（中心縦溝４１ａと横溝４１ｂと分岐溝４１ｃ）を通って前記植物保持用貫通孔３７に至り、植物保持用貫通孔３７に保持されている種子や植物に触れながら、前記植物保持用貫通孔３７を下方へ流れ、前記容器１１に回収される。前記容器１１に回収された培養液は、その後再び前記循環ポンプ５１で汲み上げられて前記植物保持プレート３１上の前記滞留用凹部３９に供給される。

前記植物保持用貫通孔３７に保持されている種子は供給される培養液によって成長して苗となり、さらに成長して根が植物保持用貫通孔３７から下方へ延びる。また、前記植物保持用貫通孔３７に保持されている植物Ｐは、前記植物保持用貫通孔３７を下方へ流れる培養液に根が触れることによって水分及び肥料分が植物Ｐに供給され、植物Ｐが成長する。さらに、前記植物保持プレート３１上に汲み上げられた培養液が、前記植物保持プレート３１の植物保持用貫通孔３７を通って下方の容器１１内へ流れる際に、空気を巻き込みながら植物と接触するため、植物Ｐの根に空気を供給することができ、植物の生育を良好にすることができる。

１０ 水耕栽培装置
１１ 容器
１５ 植物保持プレート載置部
１７ 上端周壁部
１８ フランジ
１９ 隙間形成用突部
３１ 植物保持プレート
３３ 植物保持プレートの縁部
３７ 植物保持用貫通孔
３９ 滞留用凹部
４１ 培養液分配用溝
４３ オーバーフロー防止用起立周壁部
５１ 循環ポンプ
５３ 循環ポンプの本体部
５５ 循環ポンプの吐出用管部
Ｓ１ 隙間
Ｌ 培養液
Ｐ 植物

Claims (3)

1. 培養液が収容される容器と、前記容器の上部に載置される植物保持プレートと、前記容器内の培養液を汲み上げて植物保持プレート上に供給する循環ポンプとよりなる水耕栽培装置であって、
   前記植物保持プレートは、上面に植物を保持するための複数の植物保持用貫通孔と、前記循環ポンプによって前記容器内から供給された培養液を一旦溜める滞留用凹部と、前記滞留用凹部と複数の前記植物保持用貫通孔を通じる培養液分配用溝とが形成され、
   前記循環ポンプは、本体部が前記容器内に配置され、前記本体部から延びた吐出用管部が前記植物保持プレート上の前記滞留用凹部に至るように設けられ、
   前記植物保持プレートの前記滞留用凹部から前記培養液分配用溝を通って複数の前記植物保持用貫通孔に分配された培養液が、前記植物保持用貫通孔を通り、該植物保持用貫通孔に保持されている植物に触れながら下方へ流れ、前記容器に回収可能にされていることを特徴とする水耕栽培装置。
2. 前記容器は、側壁上部に外側水平方向へ屈曲して形成された植物保持プレート載置部と、前記植物保持プレート載置部の外周端から上方へ屈曲して形成された上端周壁部とを有し、
   前記容器の植物保持プレート載置部の上面又は前記植物保持プレートの縁部下面の少なくとも一方には、前記容器の植物保持プレート載置部上面と前記植物保持プレートの縁部下面との間に隙間を形成する隙間形成用突部が複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
3. 前記植物保持プレートは、前記縁部の端が上方へ屈曲して培養液のオーバーフロー防止用起立周壁部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の水耕栽培装置。

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