JP2014161241A - Carbon dioxide supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムに関するものである。 The present invention relates to a carbon dioxide supply system that supplies carbon dioxide to the vicinity of each plant in a cultivation space where plants are cultivated in a predetermined direction.
従来、ビニルハウス等の植物栽培施設において、所定の方向に配列された植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムが用いられている（例えば、下記特許文献１を参照）。この二酸化炭素供給システムでは、所定の時間帯又は植物近傍の二酸化炭素濃度が低下した際に、既存の灌水パイプを利用して植物の近傍に二酸化炭素を供給することとしている。具体的には、灌水パイプは、植物の配列方向に延び、長手方向に供給孔が間隔を空けて多数形成され、水を供給する給水路と二酸化炭素を供給する供給路とが切り換えて接続されるように構成されている。灌水パイプの接続先を給水路に切り換えると、各植物の近傍に水が供給され、灌水パイプの接続先を供給路に切り換えると、各植物の近傍に二酸化炭素が供給される。
Conventionally, in a plant cultivation facility such as a vinyl house, a carbon dioxide supply system that supplies carbon dioxide to the vicinity of plants arranged in a predetermined direction has been used (for example, see
しかしながら、上述のような灌水パイプを用いて二酸化炭素を供給する場合、供給する二酸化炭素の風量が少ないと、二酸化炭素が灌水パイプの上流側において供給孔からほとんど流出してしまい、灌水パイプの下流側の植物に二酸化炭素を供給することができない。一方、灌水パイプに供給する二酸化炭素の風量を増大させると、供給孔から流出する二酸化炭素の風速が上昇し、二酸化炭素が植物の近傍に留まらないため、結果として各植物の光合成が促進されるように二酸化炭素を供給することができなかった。つまり、上記二酸化炭素供給システムでは、各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に満遍なく二酸化炭素を供給することができなかった。 However, when carbon dioxide is supplied using the irrigation pipe as described above, if the amount of carbon dioxide supplied is small, the carbon dioxide almost flows out of the supply hole on the upstream side of the irrigation pipe, and the downstream of the irrigation pipe. Carbon dioxide cannot be supplied to the plant on the side. On the other hand, if the air volume of carbon dioxide supplied to the irrigation pipe is increased, the wind speed of carbon dioxide flowing out from the supply hole increases, and carbon dioxide does not stay in the vicinity of the plant, and as a result, photosynthesis of each plant is promoted. Could not supply carbon dioxide. That is, in the carbon dioxide supply system, carbon dioxide cannot be uniformly supplied in the vicinity of each plant so that photosynthesis of each plant is promoted.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に光合成が促進されるように満遍なく二酸化炭素を供給可能な二酸化炭素供給システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and its purpose is to uniformly distribute carbon dioxide so that photosynthesis is promoted in the vicinity of each plant in a cultivation space where plants are cultivated in a predetermined direction. The object is to provide a carbon dioxide supply system capable of supply.
第１の発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間（S）の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムであって、二酸化炭素が水中に加圧溶解された二酸化炭素溶解水を減圧することによって二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、上記微細気泡発生装置（20）に接続されて上記微細気泡含有水を上記栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する上記微細気泡含有水の上方の空間と上記栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成された水路（30）とを備えている。 1st invention is the carbon dioxide supply system which supplies a carbon dioxide to the vicinity of each plant of the cultivation space (S) by which a plant is arranged and cultivated in a predetermined direction, and carbon dioxide is dissolved in water under pressure The fine bubble generator (20) that generates the fine bubble-containing water containing the fine bubbles of carbon dioxide by reducing the pressure of the carbon dioxide-dissolved water, and the fine bubble generator (20) connected to the fine bubble generator (20) The bubble-containing water is made to flow in the arrangement direction of the plants in the cultivation space (S), and the space above the flowing fine bubble-containing water and the vicinity of each plant in the cultivation space (S) communicate with each other. Water channel (30).
第１の発明では、微細気泡発生装置（20）において二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水が生成され、該微細気泡含有水は水路（30）に供給されて、該水路（30）内を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動する。微細気泡含有水に含まれる二酸化炭素の微細気泡は、水路（30）内を流動する間に徐々に水面に浮上する。水路（30）は、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成されている。そのため、水路（30）内において微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素は、水路（30）の微細気泡含有水の上方の空間を介して栽培空間（S）の各植物の近傍に至る。つまり、微細気泡含有水が水路（30）内を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上することにより、水路（30）から二酸化炭素が徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。このようにして、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素が供給される。 In the first invention, the fine bubble-containing water containing the fine bubbles of carbon dioxide is generated in the fine bubble generator (20), and the fine bubble-containing water is supplied to the water channel (30), and the water channel (30 ) Flows in the direction of plant arrangement in the cultivation space (S). The fine bubbles of carbon dioxide contained in the water containing fine bubbles gradually rise to the water surface while flowing in the water channel (30). The water channel (30) is configured such that the space above the flowing fine bubble-containing water communicates with the vicinity of each plant in the cultivation space (S). Therefore, the carbon dioxide that has floated up to the surface of the water containing fine bubbles in the water channel (30) reaches the vicinity of each plant in the cultivation space (S) through the space above the water containing fine bubbles in the water channel (30). That is, carbon dioxide fine bubbles gradually rise to the surface of the water while the water containing fine bubbles flows through the water channel (30), so that carbon dioxide gradually flows out from the water channel (30) to the cultivation space (S). Supplied to the vicinity of each plant. In this way, carbon dioxide is supplied uniformly and gradually in the vicinity of each plant in the cultivation space (S).
第２の発明は、第１の発明において、上記水路（30）は、上記微細気泡含有水が流れる水路本体部（31）と、該水路本体部の上部を覆う一方、上記栽培空間の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部（32）とを有している。 2nd invention is 1st invention. WHEREIN: While the said water channel (30) covers the upper part of the water channel main-body part (31) through which the said fine bubble containing water flows, and this water channel main-body part, it is the plant of the said cultivation space. And a cover portion (32) formed with a large number of holes (33,..., 33) arranged in the arrangement direction.
第２の発明では、微細気泡含有水が水路本体部（31）を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上し、一旦、水路（30）の微細気泡含有水の上方の空間に溜まった後に、カバー部（32）の多数の孔から徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。また、カバー部（32）が設けられているため、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水に浸からない。 In the second invention, the fine bubbles of carbon dioxide gradually rise to the water surface while the fine bubble-containing water flows through the water channel body (31), and once the space above the fine bubble-containing water in the water channel (30). Then, the water gradually flows out from the numerous holes of the cover part (32) into the cultivation space (S) and is supplied to the vicinity of each plant. Moreover, since the cover part (32) is provided, the plant of cultivation space (S) does not immerse in the fine bubble containing water in a water channel (30).
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記栽培空間（S）の幅方向の両端部にそれぞれ設けられ、該栽培空間（S）の長手方向に延びて該栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50,50）を備えている。 3rd invention is provided in the both ends of the width direction of the said cultivation space (S) in 1st or 2nd invention, respectively, extends in the longitudinal direction of this cultivation space (S), and this cultivation space (S) A pair of partition members (50, 50) for closing the side surfaces of the screen are provided.
第３の発明では、栽培空間（S）の側面が、一対の衝立部材（50,50）によって閉塞されている。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素が栽培空間（S）の側方へ拡散しない。 In 3rd invention, the side surface of cultivation space (S) is obstruct | occluded by a pair of partition member (50,50). Therefore, the carbon dioxide supplied to the vicinity of each plant of cultivation space (S) does not diffuse to the side of cultivation space (S).
第４の発明は、第３の発明において、上記一対の衝立部材（50,50）は、透明材料で構成されている。 In a fourth aspect based on the third aspect, the pair of partition members (50, 50) are made of a transparent material.
第４の発明では、一対の衝立部材（50,50）が透明材料で構成されているため、植物の光合成に必要となる光が衝立部材（50）によって遮られない。 In 4th invention, since a pair of screen member (50,50) is comprised with the transparent material, the light required for photosynthesis of a plant is not blocked by the screen member (50).
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、上記水路（30）は、上記栽培空間（S）に２つ設けられ、互いの内部を流れる上記微細気泡含有水の流動方向が対向している。 5th invention is the flow of the said microbubble containing water which is provided in the said cultivation space (S) two in the said any one invention of 1st thru | or 4th, and flows through each other in the said water channel (30). The directions are opposite.
第５の発明は、栽培空間（S）に水路（30）が２つ設けられ、互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成されている。そのため、各水路（30）の上流側と下流側とで水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量が長手方向の一端から他端に亘って均一化される。 5th invention is comprised so that two water channels (30) may be provided in cultivation space (S), and the flow direction of the fine bubble containing water which flows through each other may oppose. Therefore, even if there is a difference in the amount of fine bubbles floating on the water surface between the upstream side and the downstream side of each water channel (30), the flow direction of the water containing fine bubbles is opposed to the two water channels (30) in this way. By arrange | positioning in this way, the quantity of the carbon dioxide which flows out into cultivation space (S) is equalized over the other end from the longitudinal direction.
第１の発明によれば、栽培空間（S）に水路（30）を設け、微細気泡含有水を植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水に含まれた二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上して、水路（30）から栽培空間（S）の各植物の近傍に流出するように水路（30）を構成した。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素を供給することができる。このように、栽培空間（S）の各植物の近傍にゆっくりと二酸化炭素を供給することにより、空気より比重の大きい二酸化炭素は植物の近傍に長時間に亘って留まることとなる。そのため、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の供給量が少量であっても、二酸化炭素が長時間に亘って留まるように供給することにより、光合成を促進することができる。つまり、上記構成によれば、栽培空間（S）の各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に二酸化炭素を満遍なく供給可能な二酸化炭素供給システムを提供することができる。 According to the first invention, the water channel (30) is provided in the cultivation space (S), and the water containing the fine bubbles flows in the arrangement direction of the plants, and the fine bubbles of carbon dioxide contained in the flowing fine bubble-containing water. The water channel (30) was configured so that the water gradually floated up to the water surface and flowed out from the water channel (30) to the vicinity of each plant in the cultivation space (S). Therefore, carbon dioxide can be supplied uniformly and gradually in the vicinity of each plant in the cultivation space (S). Thus, by slowly supplying carbon dioxide to the vicinity of each plant in the cultivation space (S), carbon dioxide having a specific gravity greater than that of air remains in the vicinity of the plant for a long time. Therefore, even if the supply amount of carbon dioxide supplied to the vicinity of each plant is small, photosynthesis can be promoted by supplying carbon dioxide so that it stays for a long time. That is, according to the said structure, the carbon dioxide supply system which can supply carbon dioxide uniformly in the vicinity of each plant so that the photosynthesis of each plant of cultivation space (S) is accelerated | stimulated can be provided.
また、第２の発明によれば、微細気泡含有水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とを連通させる水路（30）を容易に構成することができる。また、微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素を、一旦、微細気泡含有水の上方の空間に溜めてから多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）へ流出させることにより、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の量を均一化することができる。また、カバー部（32）を設けることにより、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水への浸漬を回避することができる。これにより、植物が水に浸かることによる病気の発生や受粉の阻害を防止することができる。 Moreover, according to 2nd invention, while making fine bubble containing water flow in the arrangement direction of the plant of cultivation space (S), the space above the flowing fine bubble containing water and each plant of cultivation space (S) It is possible to easily configure the water channel (30) that communicates with the vicinity. In addition, carbon dioxide that has floated up to the surface of the water containing fine bubbles is once accumulated in the space above the water containing fine bubbles and then discharged to the cultivation space (S) through a large number of holes (33, ..., 33). Thereby, the quantity of the carbon dioxide supplied to the vicinity of each plant can be equalized. Moreover, by providing a cover part (32), the plant of cultivation space (S) can avoid the immersion to the fine bubble containing water in a water channel (30). Thereby, generation | occurrence | production of the disease and inhibition of pollination by a plant soaking in water can be prevented.
また、第３の発明によれば、栽培空間（S）の幅方向の両端部に一対の衝立部材（50,50）を設けることにより、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素の側方への拡散を防止することができる。よって、二酸化炭素を長時間に亘って植物の近傍に留めておくことができる。従って、少ない二酸化炭素供給量で、効率よく植物の光合成を促進することができる。 Moreover, according to 3rd invention, by providing a pair of partition member (50,50) in the both ends of the width direction of cultivation space (S), it supplied to the vicinity of each plant of cultivation space (S). The diffusion of carbon dioxide to the side can be prevented. Therefore, carbon dioxide can be kept in the vicinity of the plant for a long time. Therefore, plant photosynthesis can be efficiently promoted with a small amount of carbon dioxide supply.
また、第４の発明によれば、一対の衝立部材（50,50）を透明材料で構成することにより、衝立部材（50）を設けることによって植物に照射される光量の低下を回避することができる。 Moreover, according to 4th invention, the fall of the light quantity irradiated to a plant can be avoided by providing a screen member (50) by comprising a pair of screen members (50,50) with a transparent material. it can.
また、第５の発明によれば、栽培空間（S）に水路（30）を２つ設け、該２つの水路（30）を互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成した。そのため、各水路（30）の上流側と下流側とで微細気泡含有水の水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量を長手方向の一端から他端に亘って均一化することができる。 Moreover, according to 5th invention, two water channels (30) are provided in cultivation space (S), and the flow direction of the fine bubble containing water which flows through each inside of these two water channels (30) opposes. Configured. Therefore, even if there is a difference in the amount of fine bubbles floating on the surface of the water containing fine bubbles between the upstream side and the downstream side of each water channel (30), the two water channels (30) are thus connected to the water containing fine bubbles. By arrange | positioning so that a flow direction may oppose, the quantity of the carbon dioxide which flows out into cultivation space (S) can be equalized over the other end from a longitudinal direction.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
以下、本発明の実施形態１について説明する。本発明の実施形態１は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムに関するものである。
Hereinafter,
本実施形態では、図１及び図２に示すように、二酸化炭素供給システム（10）は、農業ハウス等に設置された栽培ユニット（1）に設けられている。栽培ユニット（1）は、植物を栽培するための複数（本実施形態では４つ）の栽培容器（2）と、該複数の栽培容器（2）を支持する高設ベンチ（3）とを有している。本実施形態では、栽培容器（2）の培地の直上の空間が所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間（S）を構成している。二酸化炭素供給システム（10）は、二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、該微細気泡発生装置（20）において生成された二酸化炭素溶解水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させる水路（30）と、コントローラ（40）とを備えている。 In this embodiment, as shown in FIG.1 and FIG.2, the carbon dioxide supply system (10) is provided in the cultivation unit (1) installed in the agricultural house etc. The cultivation unit (1) has a plurality (four in this embodiment) of cultivation containers (2) for cultivating plants and an elevated bench (3) that supports the plurality of cultivation containers (2). doing. In this embodiment, the space immediately above the culture medium of the cultivation container (2) constitutes a cultivation space (S) in which plants are cultivated in a predetermined direction. The carbon dioxide supply system (10) includes a fine bubble generator (20) that generates water containing fine bubbles containing fine bubbles of carbon dioxide, and carbon dioxide-dissolved water generated in the fine bubble generator (20). Is provided with a water channel (30) that allows the plant to flow in the plant arrangement direction of the cultivation space (S), and a controller (40).
〈微細気泡発生装置〉
微細気泡発生装置（20）は、水路（30）に接続される水槽（21）と、水路（30）から排出された水を水槽（21）に返送する返送路（22）とを備えている。水槽（21）は、栽培ユニット（1）の長手方向の一端側に設置され、水路（30）と同程度の高さ位置に設けられている。返送路（22）には、上流側から下流側へ順に、気体導入部（23）、加圧ポンプ（24）、気体溶解器（25）、吐出ノズル（26）が接続されている。また、返送路（22）には、流量調節バルブ（22a）と流量計（22b）とが設けられている。流量調節バルブ（22a）は、開度が調節可能に構成され、開度に応じて水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路を流れる微細気泡含有水の流量を調節するように構成されている。一方、流量計（22b）は、循環路を流れる微細気泡含有水の流量を検出し、検出値をコントローラ（40）に出力するように構成されている。
<Microbubble generator>
The microbubble generator (20) includes a water tank (21) connected to the water channel (30) and a return path (22) for returning water discharged from the water channel (30) to the water tank (21). . The water tank (21) is installed on one end side in the longitudinal direction of the cultivation unit (1), and is provided at a height position similar to the water channel (30). A gas introduction part (23), a pressure pump (24), a gas dissolver (25), and a discharge nozzle (26) are connected to the return path (22) in order from the upstream side to the downstream side. The return path (22) is provided with a flow rate adjusting valve (22a) and a flow meter (22b). The flow rate control valve (22a) is configured so that the opening degree can be adjusted, and the water containing fine bubbles flowing through the circulation path constituted by the water tank (21), the water channel (30), and the return channel (22) according to the opening degree. It is configured to adjust the flow rate of the. On the other hand, the flow meter (22b) is configured to detect the flow rate of the water containing fine bubbles flowing through the circulation path and to output the detected value to the controller (40).
気体導入部（23）は、二酸化炭素ボンベ等の二酸化炭素供給源（図示省略）が接続された吸入管（23a）と、返送路（22）の一部を構成する流水路が内部に形成された混合部（23b）とを有している。吸入管（23a）は、混合部（23b）の流水路に吸い込んだ二酸化炭素を混入するように混合部（23b）に接続されている。また、吸入管（23a）には、混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整するための吸気量調整弁（23c）と、二酸化炭素の吸入管（23a）への逆流を防止する逆止弁（23d）とが設けられている。 The gas introduction part (23) has a suction pipe (23a) to which a carbon dioxide supply source (not shown) such as a carbon dioxide cylinder is connected, and a flowing water path constituting a part of the return path (22). And a mixing section (23b). The suction pipe (23a) is connected to the mixing section (23b) so that carbon dioxide sucked into the flowing water channel of the mixing section (23b) is mixed. Also, the intake pipe (23a) prevents the backflow of carbon dioxide into the intake pipe (23a) and the intake air amount adjustment valve (23c) for adjusting the flow rate of carbon dioxide introduced into the mixing section (23b). And a check valve (23d).
加圧ポンプ（24）は、返送路（22）の気体導入部（23）の下流側に接続されている。加圧ポンプ（24）は、水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路内で微細気泡含有水を循環させるための加圧手段である。加圧ポンプ（24）は、気体導入部（23）において二酸化炭素が導入された二酸化炭素混合水を加圧し、加圧されて一部の二酸化炭素が水中に溶解した二酸化炭素混合水を加圧状態のまま気体溶解器（25）へ圧送する。 The pressurizing pump (24) is connected to the downstream side of the gas introduction part (23) of the return path (22). The pressurizing pump (24) is a pressurizing means for circulating the water containing fine bubbles in the circulation path constituted by the water tank (21), the water channel (30), and the return channel (22). The pressurizing pump (24) pressurizes the carbon dioxide mixed water into which carbon dioxide has been introduced in the gas introduction part (23), and pressurizes the carbon dioxide mixed water in which part of the carbon dioxide is dissolved in the water under pressure. It is pumped to the gas dissolver (25) as it is.
気体溶解器（25）は、密閉容器からなるタンク（25a）と、該タンク（25a）の上部に設けられた排気弁（25b）とを有している。図示を省略するが、密閉されたタンク（25a）内には加圧された二酸化炭素混合水をタンク（25a）内の液層に向かって満遍なく噴射する噴射ノズルが設けられている。この噴射ノズルから二酸化炭素混合水が噴射されることにより、該水中の二酸化炭素の気泡が細粒化されると共にタンク（25a）内の二酸化炭素混合水が攪拌されることによって二酸化炭素の水中への溶解が促進される。水中に溶解せずに二酸化炭素混合水から分離された余剰の二酸化炭素は、排気弁（25b）から外部へ排出される。図示を省略するが、本実施形態では、排気弁（25b）から排出された二酸化炭素は、気体導入部（23）の吸入管（23a）に接続された二酸化炭素供給源（図示省略）に返送されるように構成されている。 The gas dissolver (25) includes a tank (25a) formed of a sealed container and an exhaust valve (25b) provided on the upper part of the tank (25a). Although not shown, an injection nozzle that uniformly injects pressurized carbon dioxide mixed water toward the liquid layer in the tank (25a) is provided in the sealed tank (25a). By injecting the carbon dioxide mixed water from the injection nozzle, the bubbles of carbon dioxide in the water are made finer and the carbon dioxide mixed water in the tank (25a) is stirred to enter the carbon dioxide water. Dissolution is promoted. Excess carbon dioxide separated from the carbon dioxide mixed water without being dissolved in water is discharged to the outside from the exhaust valve (25b). Although not shown, in the present embodiment, the carbon dioxide discharged from the exhaust valve (25b) is returned to a carbon dioxide supply source (not shown) connected to the suction pipe (23a) of the gas introduction part (23). It is configured to be.
吐出ノズル（26）は、返送路（22）の気体溶解器（25）の下流側に接続され、水槽（21）内に設けられている。吐出ノズル（26）は、図示しない減圧機構を備え、気体溶解器（25）において二酸化炭素が溶解された二酸化炭素溶解水を減圧して水槽（21）内に吐出する。二酸化炭素溶解水が吐出ノズル（26）において減圧されると、水中に溶解していた二酸化炭素が微細気泡となって現れる。そのため、水槽（21）には、二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水が吐出される。 The discharge nozzle (26) is connected to the downstream side of the gas dissolver (25) of the return path (22) and is provided in the water tank (21). The discharge nozzle (26) includes a decompression mechanism (not shown), decompresses the carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is dissolved in the gas dissolver (25), and discharges it into the water tank (21). When the carbon dioxide-dissolved water is depressurized at the discharge nozzle (26), the carbon dioxide dissolved in the water appears as fine bubbles. Therefore, fine bubble-containing water containing fine bubbles of carbon dioxide is discharged into the water tank (21).
〈水路〉
図１乃至図３に示すように、水路（30）は、断面が矩形の管状部材によって構成されている。また、図１に示すように、水路（30）は、栽培ユニット（1）の一列に並ぶ４つの栽培容器（2）の培地上に載置され、栽培ユニット（1）の長手方向の一端から他端に亘って延びている。つまり、水路（30）は、栽培ユニット（1）の長さ（５０ｍ〜１００ｍ程度の長さ）より長く形成されている。水路（30）は、一端が微細気泡発生装置（20）の水槽（21）に接続され、他端には返送路（22）の一部を構成する排水管（34）が接続されている。水路（30）は、栽培ユニット（1）の長手方向の一端側に設置された水槽（21）の側面の上部に接続されている。一方、排水管（34）は、水路（30）の下層部に接続されている。
<Waterway>
As shown in FIGS. 1 to 3, the water channel (30) is formed of a tubular member having a rectangular cross section. Moreover, as shown in FIG. 1, a water channel (30) is mounted on the culture medium of four cultivation containers (2) arranged in a line in the cultivation unit (1), and from the end of the longitudinal direction of the cultivation unit (1). It extends over the other end. That is, the water channel (30) is formed longer than the length of the cultivation unit (1) (a length of about 50 m to 100 m). One end of the water channel (30) is connected to the water tank (21) of the fine bubble generator (20), and the other end of the water channel (30) is connected to a drain pipe (34) constituting a part of the return channel (22). The water channel (30) is connected to the upper part of the side surface of the water tank (21) installed on one end side in the longitudinal direction of the cultivation unit (1). On the other hand, the drain pipe (34) is connected to the lower layer part of the water channel (30).
図２及び図３に示すように、水路（30）の２つの側面には、それぞれ上部に多数の孔（33,…,33）が形成されている。各側面に形成された多数の孔（33,…,33）は、水路（30）の長手方向に間隔を空けて配列されている。本実施形態では、多数の孔（33,…,33）は、等間隔に設けられている。具体的には、多数の孔（33,…,33）は、栽培空間（S）の植物の配列間隔よりも狭い間隔で配列されている。本実施形態では、多数の孔（33,…,33）は、水路（30）の各側面の上部に形成されている。 As shown in FIG.2 and FIG.3, many holes (33, ..., 33) are formed in the upper part in the two side surfaces of the water channel (30), respectively. A large number of holes (33,..., 33) formed on each side surface are arranged at intervals in the longitudinal direction of the water channel (30). In the present embodiment, a large number of holes (33,..., 33) are provided at equal intervals. Specifically, a large number of holes (33,..., 33) are arranged at a narrower interval than the arrangement interval of the plants in the cultivation space (S). In the present embodiment, a large number of holes (33,..., 33) are formed in the upper part of each side surface of the water channel (30).
また、水路（30）は、水槽（21）内から導入される微細気泡含有水の水面が多数の孔（33,…,33）よりも下方の位置となるように水槽（21）の側面上部に接続されている。つまり、水路（30）では、想定される微細気泡含有水の上限水位Ｌよりも下方の下側部分（31）が、水槽（21）に吐出された微細気泡含有水を流通させる水路本体部となり、上限水位Ｌより上方の上側部分（32）が、水路本体部の上部を覆うカバー部となる。そして、上述の多数の孔（33,…,33）は、カバー部に形成されている。また、本実施形態では、水路本体部とカバー部とは一体に形成されている。 Further, the water channel (30) is formed in the upper part of the side surface of the water tank (21) so that the water surface of the water containing fine bubbles introduced from the water tank (21) is positioned below the many holes (33, ..., 33). It is connected to the. That is, in the water channel (30), the lower part (31) below the upper limit water level L of the assumed fine bubble-containing water is a water channel main body part for circulating the fine bubble-containing water discharged into the water tank (21). The upper part (32) above the upper limit water level L becomes a cover part that covers the upper part of the water channel body part. And many above-mentioned holes (33, ..., 33) are formed in the cover part. Moreover, in this embodiment, the water channel main body part and the cover part are integrally formed.
なお、水路（30）における微細気泡含有水の水位は、水路（30）の長さ、微細気泡の浮上速度、微細気泡含有水の流速に応じて、水路（30）の下流端まで微細気泡含有水中に微細気泡が残存するように設定される。具体的には、例えば、微細気泡径が１０μｍの場合、微細気泡の浮上速度が３ｍｍ／分となり、水路（30）の長さを５０ｍ、該水路（30）の一端から他端まで５分で流れる流速である場合、水位は１５ｍｍ以上となるように設定される。これにより、水路（30）における微細気泡含有水の水位を１５ｍｍ以上にすると、微細気泡含有水中の最下層に含有された微細気泡が水面まで浮上するのに５分以上かかるため、水路（30）の下流端まで微細気泡含有水中に微細気泡が残存することとなる。 The water level of the water containing fine bubbles in the water channel (30) depends on the length of the water channel (30), the rising speed of the fine bubbles, and the flow rate of the water containing fine bubbles, up to the downstream end of the water channel (30). It is set so that fine bubbles remain in water. Specifically, for example, when the fine bubble diameter is 10 μm, the rising speed of the fine bubbles is 3 mm / min, the length of the water channel (30) is 50 m, and from one end of the water channel (30) to the other end in 5 minutes. When the flow velocity is flowing, the water level is set to be 15 mm or more. Accordingly, when the water level of the fine bubble-containing water in the water channel (30) is set to 15 mm or more, it takes 5 minutes or more for the fine bubbles contained in the lowermost layer in the fine bubble-containing water to rise to the water surface. Fine bubbles remain in the water containing fine bubbles up to the downstream end.
このような構成により、水路（30）内の断面が矩形の流路を流れる微細気泡含有水中において水面まで浮上した二酸化炭素の微細気泡は、上側部分（32）と微細気泡含有水の水面との間の上方空間に溜まり、該上方空間の両側に形成された各孔（33）から栽培空間（S）へ徐々に流出することとなる。本実施形態では、水路（30）が、流路断面が矩形となるように形成されている。そのため、微細気泡含有水の深さが水路（30）の幅方向に亘って等しくなり、上方空間に至る二酸化炭素の量が流路幅方向において略等しくなる。これにより、水路（30）の２つの側面にそれぞれ形成されて互いに対向する孔（33）から栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量が略等しくなる。 With such a configuration, the fine bubbles of carbon dioxide that have floated up to the water surface in the fine bubble-containing water flowing through the channel having a rectangular cross section in the water channel (30) are formed between the upper portion (32) and the water surface of the fine bubble-containing water. It accumulates in the upper space, and gradually flows out from the holes (33) formed on both sides of the upper space to the cultivation space (S). In the present embodiment, the water channel (30) is formed so that the cross section of the flow channel is rectangular. Therefore, the depth of the water containing fine bubbles becomes equal in the width direction of the water channel (30), and the amount of carbon dioxide reaching the upper space is substantially equal in the flow channel width direction. Thereby, the quantity of the carbon dioxide which flows out into the cultivation space (S) from the hole (33) which is formed in each of the two side surfaces of the water channel (30) and faces each other becomes substantially equal.
〈制御機器〉
栽培空間（S）には、二酸化炭素の濃度を検出する濃度センサ（41）と、栽培空間（S）の光合成光量子束密度を検出する光合成光量子センサ（42）と、温度センサ（43）と、湿度センサ（44）とが設けられている。各センサ（41〜44）は、それぞれ検出した濃度、光量、温度及び湿度をコントローラ（40）に出力するように構成されている。
<Control equipment>
In the cultivation space (S), a concentration sensor (41) for detecting the concentration of carbon dioxide, a photosynthetic photon sensor (42) for detecting the photosynthetic photon flux density of the cultivation space (S), a temperature sensor (43), A humidity sensor (44) is provided. Each sensor (41-44) is comprised so that the density | concentration, light quantity, temperature, and humidity which were each detected may be output to a controller (40).
コントローラ（40）は、流量計（22b）や各センサ（41〜44）の検出値が入力されて微細気泡発生装置（20）の運転を制御するように構成されている。また、コントローラ（40）は、微細気泡発生装置（20）の運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が、予め設定された目標濃度となるように、二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整するように構成されている。具体的には、本実施形態では、コントローラ（40）は、吸気量調整弁（23c）の開度を変更して混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整することによって二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整する。 The controller (40) is configured to control the operation of the fine bubble generating device (20) by inputting the detection values of the flow meter (22b) and the sensors (41 to 44). Further, the controller (40) is configured so that the concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) detected by the concentration sensor (41) becomes a preset target concentration during the operation of the fine bubble generator (20). In addition, the amount of carbon dioxide dissolved in the carbon dioxide-dissolved water is adjusted. Specifically, in the present embodiment, the controller (40) changes the opening of the intake air amount adjustment valve (23c) and adjusts the flow rate of carbon dioxide introduced into the mixing unit (23b) to adjust the carbon dioxide. The amount of carbon dioxide dissolved in the dissolved water is adjusted.
また、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）によって検出された栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づいて栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を最適な濃度に変更するように構成されている。具体的には、コントローラ（40）には、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に対する栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を示す目標濃度マップが予め記憶されている。コントローラ（40）は、上述の目標濃度マップを参照して栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づく栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を抽出し、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を抽出した濃度に変更するように構成されている。 In addition, the controller (40) is configured in the cultivation space (S) based on the light amount, temperature and humidity in the cultivation space (S) detected by the photosynthetic photon sensor (42), the temperature sensor (43) and the humidity sensor (44). The target concentration of carbon dioxide is changed to an optimal concentration. Specifically, the controller (40) stores in advance a target concentration map indicating the optimum carbon dioxide concentration in the cultivation space (S) with respect to the light amount, temperature, and humidity in the cultivation space (S). The controller (40) extracts the optimum carbon dioxide concentration of the cultivation space (S) based on the light amount, temperature and humidity in the cultivation space (S) with reference to the target concentration map, and emits the carbon dioxide in the cultivation space (S). The target concentration of carbon is changed to the extracted concentration.
さらに、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合、例えば、夜間等に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止するように構成されている。 Furthermore, the controller (40) is configured to stop the operation of the fine bubble generating device (20), for example, at night when the amount of light detected by the photosynthetic photon sensor (42) is zero.
−運転動作−
コントローラ（40）は、加圧ポンプ（24）を起動させて微細気泡発生装置（20）を運転させる。これにより、水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路において水が循環する。本実施形態では、加圧ポンプ（24）は、コントローラ（40）により、循環路を流れる水の流量が、例えば１０〜１５リットル／分になるように調節される。この状態では、気体溶解器（25）のタンク（25a）内が０．３ＭＰａ程度に加圧される。また、運転中は、循環路に設けられた流量調節バルブ（22a）の開度が、流量計（22b）によって計測された循環路の流量に基づいて調節される。
-Driving action-
The controller (40) activates the pressure pump (24) to operate the fine bubble generating device (20). Thereby, water circulates in the circulation path constituted by the water tank (21), the water channel (30), and the return channel (22). In the present embodiment, the pressure pump (24) is adjusted by the controller (40) so that the flow rate of water flowing through the circulation path is, for example, 10 to 15 liters / minute. In this state, the inside of the tank (25a) of the gas dissolver (25) is pressurized to about 0.3 MPa. Further, during operation, the opening degree of the flow rate adjusting valve (22a) provided in the circulation path is adjusted based on the flow rate of the circulation path measured by the flow meter (22b).
水路（30）から返送路（22）へ流入した水は、気体導入部（23）に流入する。気体導入部（23）では、吸入管（23a）から吸い込まれた二酸化炭素が気泡として水に混入される。気泡を含む水は、気体導入部（23）から流出し、加圧ポンプ（24）において加圧された後、気体溶解器（25）のタンク（25a）内に圧送される。 The water that flows from the water channel (30) into the return channel (22) flows into the gas introduction part (23). In the gas introduction part (23), carbon dioxide sucked from the suction pipe (23a) is mixed into the water as bubbles. The water containing bubbles flows out from the gas introduction part (23), is pressurized by the pressurization pump (24), and is then pumped into the tank (25a) of the gas dissolver (25).
気体溶解器（25）のタンク（25a）内では、水に対する二酸化炭素の溶解が促進される一方、水に溶解せずに気泡として混入していた二酸化炭素が、二酸化炭素溶解水から分離され、タンク（25a）内の上部に一時的に貯留される。タンク（25a）内の上部に一時的に貯留された二酸化炭素は、排気弁（25b）から排出され、図示しない二酸化炭素供給源に返送される。一方、タンク（25a）内の二酸化炭素溶解水は、タンク（25a）から流出して吐出ノズル（26）に流入する。 In the tank (25a) of the gas dissolver (25), dissolution of carbon dioxide in water is promoted, while carbon dioxide mixed as bubbles without being dissolved in water is separated from the carbon dioxide-dissolved water, It is temporarily stored in the upper part of the tank (25a). The carbon dioxide temporarily stored in the upper part of the tank (25a) is discharged from the exhaust valve (25b) and returned to a carbon dioxide supply source (not shown). On the other hand, the carbon dioxide-dissolved water in the tank (25a) flows out of the tank (25a) and flows into the discharge nozzle (26).
吐出ノズル（26）に流入した二酸化炭素溶解水は、吐出ノズル（26）内の減圧機構を通過する際に減圧され、水中に溶解した二酸化炭素が析出し、二酸化炭素の微細気泡を含有する微細気泡含有水となる。該微細気泡含有水は、水槽（21）内へ勢いよく噴射される。水槽（21）内に噴射された微細気泡含有水は、該水槽（21）の側面の上部に接続された水路（30）に流入する。 The carbon dioxide-dissolved water that has flowed into the discharge nozzle (26) is depressurized when passing through the decompression mechanism in the discharge nozzle (26), so that the carbon dioxide dissolved in the water is precipitated and contains fine bubbles of carbon dioxide. It becomes bubble-containing water. The fine bubble-containing water is vigorously injected into the water tank (21). The fine bubble-containing water injected into the water tank (21) flows into the water channel (30) connected to the upper part of the side surface of the water tank (21).
水路（30）内に流入した微細気泡含有水は、水路本体部を構成する下側部分（31）を流動する。微細気泡含有水に含まれる二酸化炭素の微細気泡は、水路（30）の下側部分（31）を流動する間に徐々に水面に浮上する。ここで、水路（30）は、上側部分（32）に多数の孔（33,…,33）が形成され、流動する微細気泡含有水の上方空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成されている。そのため、水路（30）内において微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素は、水路（30）の微細気泡含有水の上方空間に一時的に溜まり、多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）の各植物の近傍に至る。つまり、微細気泡含有水が水路（30）内を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上することにより、水路（30）から二酸化炭素が徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。このようにして、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素が供給される。 The fine bubble-containing water that has flowed into the water channel (30) flows through the lower part (31) constituting the water channel main body. The fine bubbles of carbon dioxide contained in the water containing fine bubbles gradually rise to the water surface while flowing through the lower part (31) of the water channel (30). Here, the water channel (30) has a large number of holes (33,..., 33) formed in the upper part (32), and the upper space of flowing fine bubble-containing water and the vicinity of each plant in the cultivation space (S) Are configured to communicate with each other. Therefore, the carbon dioxide that has floated up to the surface of the water containing fine bubbles in the water channel (30) temporarily accumulates in the upper space of the water containing fine bubbles in the water channel (30), and has a large number of holes (33, ..., 33). To the vicinity of each plant in the cultivation space (S). That is, carbon dioxide fine bubbles gradually rise to the surface of the water while the water containing fine bubbles flows through the water channel (30), so that carbon dioxide gradually flows out from the water channel (30) to the cultivation space (S). Supplied to the vicinity of each plant. In this way, carbon dioxide is supplied uniformly and gradually in the vicinity of each plant in the cultivation space (S).
また、コントローラ（40）は、微細気泡発生装置（20）の上記運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が予め設定された目標濃度となるように、吸気量調整弁（23c）の開度を変更する。これにより、気体導入部（23）の混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量が調整され、その後に加圧ポンプ（24）によって加圧されて生成される二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量が増減する。 Further, the controller (40) is configured so that the concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) detected by the concentration sensor (41) becomes a preset target concentration during the operation of the fine bubble generator (20). Then, the opening degree of the intake air amount adjusting valve (23c) is changed. Thereby, the flow rate of carbon dioxide introduced into the mixing part (23b) of the gas introduction part (23) is adjusted, and then the carbon dioxide in the carbon dioxide-dissolved water generated by being pressurized by the pressure pump (24). The amount of dissolution increases or decreases.
さらに、コントローラ（40）は、入力された光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）の検出値に基づいて、予め記憶された上述の目標濃度マップから、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づく栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を抽出し、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を抽出した濃度に変更する。 Furthermore, the controller (40) calculates the cultivation space (from the previously stored target concentration map based on the detected values of the photosynthesis photon sensor (42), the temperature sensor (43), and the humidity sensor (44). The optimum carbon dioxide concentration in the cultivation space (S) based on the light amount, temperature and humidity in S) is extracted, and the target concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) is changed to the extracted concentration.
以上のようなコントローラ（40）による制御により、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が、植物の光合成が促進されるような所望の濃度に調節される。また、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に応じて二酸化炭素の目標濃度を変更することにより、例えば、光量が高い等の植物の光合成能力が高い条件の場合に、二酸化炭素の目標濃度を高い値に変更して植物の光合成を促進する一方、植物の光合成能力が低い条件の場合には、二酸化炭素の目標濃度を低い値に変更することにより、必要以上のエネルギ消費が抑えられる。また、二酸化炭素供給源から必要以上に二酸化炭素が供給されなくなるため、無駄な二酸化炭素の消費が抑えられる。 By the control by the controller (40) as described above, the concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) is adjusted to a desired concentration that promotes plant photosynthesis. In addition, by changing the target concentration of carbon dioxide according to the amount of light, temperature, and humidity in the cultivation space (S), for example, in the case of conditions where the photosynthetic capacity of the plant is high, such as a high amount of light, the target concentration of carbon dioxide Is increased to a high value to promote plant photosynthesis, while in the case of conditions where the plant photosynthesis ability is low, energy consumption more than necessary can be suppressed by changing the target concentration of carbon dioxide to a low value. In addition, since carbon dioxide is not supplied more than necessary from the carbon dioxide supply source, useless consumption of carbon dioxide can be suppressed.
また、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合、例えば、夜間等に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止する。これにより、植物が光合成を行うことができない条件下における無駄なエネルギ消費が抑えられる。また、二酸化炭素供給源の二酸化炭素の無駄な消費も抑えられる。 In addition, when the amount of light detected by the photosynthetic photon sensor (42) is zero, the controller (40) stops the operation of the fine bubble generator (20), for example, at night. Thereby, useless energy consumption under the conditions where a plant cannot perform photosynthesis is suppressed. In addition, useless consumption of carbon dioxide from the carbon dioxide supply source can be suppressed.
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、栽培空間（S）に水路（30）を設け、微細気泡含有水を植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水に含まれた二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上して、水路（30）から栽培空間（S）の各植物の近傍に流出するように水路（30）を構成した。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素を供給することができる。このように、栽培空間（S）の各植物の近傍にゆっくりと二酸化炭素を供給することにより、空気より比重の大きい二酸化炭素は植物の近傍に長時間に亘って留まることとなる。そのため、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の供給量が少量であっても、二酸化炭素が長時間に亘って留まるように供給することにより、光合成を促進することができる。つまり、上記構成によれば、栽培空間（S）の各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に二酸化炭素を満遍なく供給可能な二酸化炭素供給システムを提供することができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, the water channel (30) is provided in the cultivation space (S), and the water containing the fine bubbles flows in the arrangement direction of the plants, and the fine bubbles of carbon dioxide contained in the flowing fine bubble-containing water. The water channel (30) was configured so that the water gradually floated up to the water surface and flowed out from the water channel (30) to the vicinity of each plant in the cultivation space (S). Therefore, carbon dioxide can be supplied uniformly and gradually in the vicinity of each plant in the cultivation space (S). Thus, by slowly supplying carbon dioxide to the vicinity of each plant in the cultivation space (S), carbon dioxide having a specific gravity greater than that of air remains in the vicinity of the plant for a long time. Therefore, even if the supply amount of carbon dioxide supplied to the vicinity of each plant is small, photosynthesis can be promoted by supplying carbon dioxide so that it stays for a long time. That is, according to the said structure, the carbon dioxide supply system which can supply carbon dioxide uniformly in the vicinity of each plant so that the photosynthesis of each plant of cultivation space (S) is accelerated | stimulated can be provided.
また、上記実施形態１によれば、上記水路（30）を、微細気泡含有水が流れる水路本体部となる下側部分（31）と、該下側部分（31）の上部を覆う一方、栽培空間（S）の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部となる上側部分（32）とを有する管状部材によって構成することとした。そのため、微細気泡含有水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とを連通させる水路（30）を容易に構成することができる。また、微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素を、一旦、微細気泡含有水の上方の空間に溜めてから多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）へ流出させることにより、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の量を均一化することができる。また、カバー部（32）を設けることにより、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水への浸漬を回避することができる。これにより、植物が水に浸かることによる病気の発生や受粉の阻害を防止することができる。
Moreover, according to the said
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）によって、微細気泡発生装置（20）の運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度に応じて微細気泡発生装置（20）において生成される二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量が増減するように、吸気量調整弁（23c）の開度を変更することとしている。具体的には、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が低い場合には、栽培空間（S）への二酸化炭素の流出量が増大し、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が高い場合には、栽培空間（S）への二酸化炭素の流出量が低減される。このようなコントローラ（40）の制御により、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度を、植物の光合成が促進されるような所望の濃度に調節することができる。
Moreover, according to the said
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）が、光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）によって検出された栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に応じて二酸化炭素の目標濃度を変更するようにを構成されている。このような構成により、例えば、光量が高い等の植物の光合成能力が高い条件の場合に、二酸化炭素の目標濃度を高い値に変更して植物の光合成を促進する一方、植物の光合成能力が低い条件の場合には、二酸化炭素の目標濃度を低い値に変更することにより、必要以上のエネルギ消費を抑えることができる。また、二酸化炭素供給源から必要以上に二酸化炭素が供給されなくなるため、無駄な二酸化炭素の消費を抑制することができる。
Moreover, according to the said
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）が、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合（例えば、夜間等の場合）に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止するように構成されている。これにより、植物が光合成を行うことができない条件下における無駄なエネルギ消費を抑えることができる。また、二酸化炭素供給源の二酸化炭素の無駄な消費も抑えることができる。
Moreover, according to the said
ところで、微細気泡含有水から二酸化炭素を分離しないまま栽培空間（S）に噴霧すると、１つの搬送手段によって栽培空間（S）の植物に二酸化炭素と水とを供給することができる。しかしながら、このような場合、所定の給水時間でない或いは栽培空間（S）が多湿である等の給水の必要がない場合に、二酸化炭素を供給することができないという問題がある。また、噴霧されたミスト状の微細気泡含有水によって気化熱が奪われ、植物近傍の気温が低下してしまうため、気温が低い場合に植物の生育を阻害する虞がある。 By the way, if it sprays on cultivation space (S), without isolate | separating carbon dioxide from fine bubble containing water, carbon dioxide and water can be supplied to the plant of cultivation space (S) by one conveyance means. However, in such a case, there is a problem that carbon dioxide cannot be supplied when it is not a predetermined water supply time or when there is no need for water supply such as the cultivation space (S) being humid. Moreover, since the heat of vaporization is taken away by the sprayed mist-like water containing fine bubbles and the temperature in the vicinity of the plant is lowered, there is a possibility that the growth of the plant may be inhibited when the temperature is low.
これに対し、上記実施形態１によれば、二酸化炭素の微細気泡を含む微細気泡含有水から水面まで浮上した二酸化炭素のみが水路（30）から栽培空間（S）に流出するように構成されている。そのため、給水の必要に拘わらず、二酸化炭素を必要に応じて栽培空間（S）に供給することができる。また、上記実施形態１によれば、植物近傍の気温の低下を招くことなく栽培空間（S）に二酸化炭素を供給することができる。
On the other hand, according to the said
《発明の実施形態２》
実施形態２は、図４に示すように、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）に、栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50）を加えたものである。各衝立部材（50）は、プラスチック等の透明材料で構成された板状体であり、栽培空間（S）の幅方向の両端部において、それぞれ栽培空間（S）の長手方向の一端から他端に亘って延びるように設けられている。
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As shown in FIG. 4, the second embodiment is obtained by adding a pair of partition members (50) that close the side surfaces of the cultivation space (S) to the carbon dioxide supply system (10) of the first embodiment. Each partition member (50) is a plate-like body made of a transparent material such as plastic, and at both ends in the width direction of the cultivation space (S), one end to the other end in the longitudinal direction of the cultivation space (S), respectively. It is provided so that it may extend over.
このような一対の衝立部材（50）を設けることにより、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素の側方への拡散を防止することができる。よって、二酸化炭素を長時間に亘って植物の近傍に留めておくことができる。従って、少ない二酸化炭素供給量で、効率よく植物の光合成を促進することができる。 By providing such a pair of partition members (50), it is possible to prevent the carbon dioxide supplied to the vicinity of each plant in the cultivation space (S) from being diffused to the side. Therefore, carbon dioxide can be kept in the vicinity of the plant for a long time. Therefore, plant photosynthesis can be efficiently promoted with a small amount of carbon dioxide supply.
また、一対の衝立部材（50）を透明材料で構成することにより、衝立部材（50）を設けることによって植物に照射される光量の低下を回避することができる。 Moreover, the fall of the light quantity irradiated to a plant can be avoided by providing a screen member (50) by comprising a pair of screen members (50) with a transparent material.
《発明の実施形態３》
実施形態３は、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）において、水路（30）の構成を変更したものである。図５に示すように、実施形態３では、水路（30）は、断面が円形の円管部材によって構成されている。また、実施形態１と同様に、水路（30）の上部に多数の孔（33,…,33）が形成され、多数の孔（33,…,33）は長手方向に間隔を空けて配列されると共に、幅方向において対応する位置に１つずつ設けられている。その他の構成は実施形態１と同様である。
<<
このような構成によっても実施形態１と同様の効果を奏することができる。 Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
《発明の実施形態４》
実施形態４は、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）において、栽培空間（S）に水路（30）を２つ設け、該２つの水路（30）を互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成することとしたものである。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
Embodiment 4 is the carbon dioxide supply system (10) of
このような構成によれば、各水路（30）上流側と下流側とで微細気泡含有水の水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量を長手方向の一端から他端に亘って均一化することができる。 According to such a configuration, even if there is a difference in the amount of fine bubbles floating on the water surface of the water containing fine bubbles between the upstream side and the downstream side of each water channel (30), the two water channels (30) can be connected in this way. By arrange | positioning so that the flow direction of fine bubble containing water may oppose, the quantity of the carbon dioxide which flows out into cultivation space (S) can be equalized over the other end from the longitudinal direction.
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、水路（30）の水路本体部とカバー部とが一体に形成されていたが、水路本体部とカバー部とは別体に形成されていてもよい。また、水路本体部とカバー部とを別体に形成した場合において、カバー部をメッシュ部材によって構成することとしてもよい。さらに、水路（30）を水路本体部のみによって構成し、カバー部を設けないものであってもよい。
<< Other Embodiments >>
In each of the above embodiments, the water channel main body portion and the cover portion of the water channel (30) are integrally formed, but the water channel main body portion and the cover portion may be formed separately. Further, when the water channel main body portion and the cover portion are formed separately, the cover portion may be configured by a mesh member. Further, the water channel (30) may be configured only by the water channel main body portion and not provided with the cover portion.
上記実施形態２では、栽培空間（S）の側面を閉塞する閉塞部材として、栽培空間（S）の幅方向の両端部のそれぞれにおいて長手方向に延びる一対の衝立部材（50）を設けていたが、これに加え、栽培空間（S）の長手方向の両端部のそれぞれにおいて幅方向に延びる一対の衝立部材を設けることとしてもよい。このように栽培空間（S）の周囲を４つの衝立部材によって閉塞することにより、二酸化炭素の栽培空間（S）からの漏れをより抑制することができる。
In the said
また、上記各実施形態では、コントローラ（40）は、吸気量調整弁（23c）の開度を変更して混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整することによって二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整するように構成されていたが、二酸化炭素の溶解量の調整はこれに限られない。例えば、微細気泡発生装置（20）の発動及び停止を切り換えることにより、二酸化炭素の溶解量の調整を行ってもよい。具体的には、例えば、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度が、所定の範囲に設定され、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が上記目標濃度の範囲の上限値を上回った場合には微細気泡発生装置（20）の運転を停止し、運転停止中に、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が上記目標濃度の範囲の下限値を下回った場合に、微細気泡発生装置（20）の運転を再開することとしてもよい。 In each of the above embodiments, the controller (40) changes the opening of the intake air amount adjustment valve (23c) and adjusts the flow rate of carbon dioxide introduced into the mixing unit (23b), thereby dissolving the carbon dioxide dissolved water. However, the adjustment of the amount of dissolved carbon dioxide is not limited to this. For example, the dissolved amount of carbon dioxide may be adjusted by switching the activation and stop of the fine bubble generating device (20). Specifically, for example, the target concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) is set to a predetermined range, and the concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) detected by the concentration sensor (41) is the target concentration. When the upper limit value of the range is exceeded, the operation of the fine bubble generator (20) is stopped, and the carbon dioxide concentration in the cultivation space (S) falls below the lower limit value of the target concentration range while the operation is stopped. In such a case, the operation of the fine bubble generating device (20) may be restarted.
また、上記各実施形態では、コントローラ（40）は、二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整することによって、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度の調節を行っていたが、濃度の調節はこれに限られない。例えば、流量調節バルブ（22a）の開度を調節して水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路を流れる微細気泡含有水の流量を調節することによって栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度の調節を行うこととしてもよい。 In each of the above embodiments, the controller (40) adjusts the concentration of carbon dioxide in the cultivation space (S) by adjusting the amount of carbon dioxide dissolved in the carbon dioxide-dissolved water. Adjustment is not limited to this. For example, by adjusting the flow rate of the water containing fine bubbles through the circulation path composed of the water tank (21), the water channel (30), and the return channel (22) by adjusting the opening of the flow control valve (22a). It is good also as adjusting the density | concentration of the carbon dioxide in cultivation space (S).
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムについて有用である。 As described above, the present invention is useful for a carbon dioxide supply system that supplies carbon dioxide to the vicinity of each plant in a cultivation space in which plants are arranged and cultivated in a predetermined direction.
１０ 二酸化炭素供給システム
２０ 微細気泡発生装置
３０ 水路
３１ 下側部分（水路本体部）
３２ 上側部分（カバー部）
３３ 孔
５０ 衝立部材
Ｓ 栽培空間
10 Carbon dioxide supply system
20 Fine bubble generator
30 waterways
31 Lower part (Water channel body)
32 Upper part (cover part)
33 holes
50 Screen member
S cultivation space
Claims (5)
二酸化炭素が水中に加圧溶解された二酸化炭素溶解水を減圧することによって二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、
上記微細気泡発生装置（20）に接続されて上記微細気泡含有水を上記栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する上記微細気泡含有水の上方の空間と上記栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成された水路（30）とを備えている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。 A carbon dioxide supply system that supplies carbon dioxide to the vicinity of each plant in the cultivation space (S) in which plants are arranged and cultivated in a predetermined direction,
A fine bubble generator (20) for generating fine bubble-containing water containing fine bubbles of carbon dioxide by depressurizing carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is pressurized and dissolved in water;
The fine bubble-containing water is connected to the fine bubble generating device (20) and flows in the direction of plant arrangement in the cultivation space (S), and the space above the flowing fine bubble-containing water and the cultivation space ( A carbon dioxide supply system comprising a water channel (30) configured to communicate with the vicinity of each plant of S).
上記水路（30）は、上記微細気泡含有水が流れる水路本体部（31）と、該水路本体部の上部を覆う一方、上記栽培空間の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部（32）とを有している
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。 In claim 1,
The water channel (30) has a water channel main body (31) through which the water containing fine bubbles flows, and an upper portion of the water channel main body, while a plurality of holes (33,... 33) A carbon dioxide supply system comprising a cover portion (32) formed with a cover 33).
上記栽培空間（S）の幅方向の両端部にそれぞれ設けられ、該栽培空間（S）の長手方向に延びて該栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50,50）を備えている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。 In claim 1 or 2,
A pair of partition members (50, 50) provided at both ends in the width direction of the cultivation space (S), extending in the longitudinal direction of the cultivation space (S) and closing the side surfaces of the cultivation space (S) A carbon dioxide supply system comprising:
上記一対の衝立部材（50,50）は、透明材料で構成されている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。 In claim 3,
The carbon dioxide supply system, wherein the pair of partition members (50, 50) are made of a transparent material.
上記水路（30）は、上記栽培空間（S）に２つ設けられ、互いの内部を流れる上記微細気泡含有水の流動方向が対向している
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
Two said water channels (30) are provided in the said cultivation space (S), The flow direction of the said microbubble containing water which flows through the inside of each other is facing, The carbon dioxide supply system characterized by the above-mentioned.
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