JP2015082980A - 植物育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物育成槽１０内の水位を調整して根菜類等の植物Ｖの育成に適した育成環境を形成しながらも、水位の調整にかかる時間を短くする。
【解決手段】養液が間欠的に供給される植物育成槽１０と、前記植物育成槽内１０に敷かれた培地４０と、前記養液の供給に伴って前記植物育成槽１０内の水位が上がり、前記培地４０が前記養液に浸ると、その後、前記養液を排出して前記水位を下げる水位調整機構３０とを具備し、前記培地４０が、一部に開口を有し、その開口を介して前記養液が内部空間に出入り可能に構成されている多数の中空体４１から形成されているようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、植物育成装置に関し、特に根菜類やイモ類や薬草類等の植物を育成する植物育成装置に関するものである。

植物育成装置としては、特許文献１に示すように、上下方向に複数設けられた植物育成槽へ植物の育成に必要な養分を含む養液を随時供給するように構成された水耕栽培装置が知られている。

ところで、根菜類やイモ類や薬草類等の植物は、これらの植物の根が養液の中に浸かった状態が続くと、根が腐ってしまい、育成させることができない。

根を腐らせない方法として、噴霧式養液栽培方法もあるが、この方法では、例えば根菜類等の植物は、育成しても肥大化せずに毛根状態となり、本来の成長した姿にならない。

そこで、根菜類等を育成する植物育成装置として、植物育成槽に多数のスポンジを敷き詰めて団粒構造を形成し、この植物育成槽へ養液を供給するとともに植物育成槽内の水位を調整できるように構成されたものがある。このような構成によれば、植物育成槽内の水位を上げてスポンジに養液を浸み込ませ、その後、水位を下げることで、スポンジに浸み込んだ養液中の水分とスポンジの周囲の空気とによって、根菜類等の育成に適した育成環境を形成することができる。

特開２０１１−２３４６４０号公報

しかしながら、上述した構成では、スポンジに形成されている空隙が微細であり、養液がすぐにスポンジに浸み込むわけではないので、植物育成槽内の水位を上げてから養液がスポンジに浸み込むまで待つ必要があり、水位を上げてから下げるまでにかかる時間が長くなるという問題がある。さらに、植物育成槽の上面が開口している場合は、水位の上昇により、スポンジが浮き上がって溢れ出る恐れがあるので、前記開口にパネル等を載置してスポンジが溢れ出すのを防ぎながら、水位をゆっくり上げていかなければならず、水位の調整にかかる時間がより長くなる。

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、植物育成槽内の水位を調整して根菜類等の植物の育成に適した育成環境を形成しながらも、水位の調整にかかる時間を短くすることをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る植物育成装置は、養液が間欠的に供給される植物育成槽と、前記植物育成槽内に敷かれた培地と、前記養液の供給に伴って前記植物育成槽内の水位が上がり、前記培地が前記養液に浸ると、その後、前記養液を排出して前記水位を下げる水位調整機構とを具備し、前記培地が、一部に開口を有し、その開口を介して前記養液が内部空間に出入り可能に構成されている多数の中空体から形成されていることを特徴とするものである。

このような植物育成装置であれば、培地が養液に浸った後、水位調整機構が養液を排出して植物育成槽内の水位を下げると、中空体の内部空間に養液が残留するので、この養液中の水分と中空体の内部空間や周囲の空気とによって、根菜類等の植物の育成に適した育成環境を形成することができる。
そのうえ、培地を養液に浸す際は、植物育成槽に供給された養液がすぐに中空体の内部空間に流れ込むので、植物育成槽内の水位を速やかに上げることができ、養液を排出する際は、養液がすぐに内部空間から流れ出るので、水位を速やかに下げることができ、上述した育成環境を形成するための水位調整にかかる時間を従来より短くすることができる。
さらには、植物育成槽に供給された養液がすぐに中空体の内部空間に流れ込むので、中空体は、スポンジ等に比べて浮き上がりにくくなり、従来にように、スポンジ等の浮き上がりを防ぐパネル等を不要とすることができる。

植物育成槽内の水位をより速やかに上げる又は下げるようにするためには、前記中空体が、管状をなし、一端及び他端が開口していることを特徴とするものが好ましい。

前記中空体が、管状をなし、一端が開口するとともに他端が閉塞しているものが好ましい。
これならば、内部空間に養液が溜まりやすくなり、その養液に向かって植物の根が伸びるので、植物の育成を促進させることができる。

水位調整機構としては、サイフォンを用いて前記水位を調整するものであって、前記植物育成槽内に位置する前記サイフォンの一端開口から前記養液が前記サイフォンに流入し、前記植物育成槽の外に位置する前記サイフォンの他端開口から前記養液が流出するように構成されており、前記水位の最高到達高さが、前記サイフォンの頂部の位置する高さに設定されており、前記水位の最低到達高さが、前記一端開口の位置する高さに設定されているものが挙げられる。
これならば、装置を大掛かりにすることなく、植物育成槽内の水位を容易に調整することができる。

植物の種類や植物の成長に応じて、水位の最高到達高さ位及び最低到達高さを所望の高さに設定できるようにするためには、前記サイフォンが、軸方向に伸縮可能な蛇腹形状をなしており、前記一端開口及び前記頂部の位置する高さを変更可能に構成されていることが望ましい。

本願発明の具体的態様としては、前記植物育成槽が、上下方向に複数配置されており、
前記水位調整機構が、前記植物育成槽それぞれに設けられており、前記植物育成槽内の前記養液を排出するとともに、その養液を当該植物育成槽の下方に位置する植物育成槽に供給するものが挙げられる。
このように構成することで、最上部に位置する植物育成槽内に養液を所定の量だけ供給すれば、養液が上方の植物育成槽から下方の植物育成槽へ順次流れていくので、各植物育成槽それぞれに対して個別に養液を供給する場合に比べ、必要な養液全体の量を少なくすることができる。

本発明の効果がより顕著になる実施態様としては、前記植物が、根菜類、イモ類、又は薬草類であるものが挙げられる。

このように構成した本発明によれば、植物育成槽内の水位を上げてから下げることにより根菜類等の植物の育成に適した育成環境を形成しながらも、水位の調整にかかる時間を短くすることができる。

本実施形態の植物育成装置の構成を模式的に示す全体図。 同実施形態の水位調整機構を示す模式図。 同実施形態の培地の部分的拡大図。 変形実施形態の水位調整機構を示す模式図。

以下に本発明に係る植物育成装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る植物育成装置１００は、図１〜図３に示すように、上下方向に多段に配置された複数の植物育成槽１０と、植物育成槽１０に養液を供給する養液供給機構２０と、植物育成槽１０内の水位を調整する水位調整機構３０と、植物育成槽１０内に敷かれた培地４０とを備えるものである。
なお、植物育成装置１００で育成する植物Ｖは、本実施形態では、例えば大根等の根菜類である。

植物育成槽１０は、概略直方体状の上面が開口した槽であり、一方の側面には、供給された養液を植物育成槽１０内へ導く導入管１１が貫通して設けられており、上面の開口には、当該開口のほぼ全てを覆う面板状のパネル１２が載置されている。なお、このパネル１２は遮光性を有し、植物育成槽１０内への光を遮断するものであり、植物育成槽１０が、例えば、暗室に配置されている場合等は、このパネル１２は取り外しても構わない。

この植物育成槽１０には、植物育成槽１０を長手方向に隣り合った第１領域１０１及び第２領域１０２に仕切る隔壁すのこ１３が取り付けられており、本実施形態では、第１領域１０１が、植物育成槽１０のほぼ全てを占めるように前記隔壁すのこ１３が配置されている。

隔壁すのこ１３は、面板状をし、厚み方向に貫通する複数の小孔１３１が形成されたものであり、第１領域１０１と第２領域１０２との間で養液が行き来できるように構成されている。

養液供給機構２０は、本実施形態では、最上段に位置する植物育成槽１０に養液を間欠的に供給するように構成されており、植物Ｖを育成するために必要な栄養分が含まれた養液を貯蓄する養液貯蓄タンク２１と、養液貯蓄タンク２１と前記植物育成槽１０の導入管１１とを接続する配管Ｌ１と、前記配管Ｌ１を介して前記植物育成槽１０に所定量の養液を圧送するポンプ２２とを具備している。なお、前記配管Ｌ１には、養液が植物育成槽１０から養液貯蓄タンク２１へ逆流することを防ぐための逆止弁２３が設けられている。

より詳細には、この養液供給機構２０は、図示しないタイマーを用いて、所定時間になるとポンプ２２が作動して所定量の養液が植物育成槽１０へ圧送されるように構成されている。ポンプ２２が作動するタイミングは前記タイマーで設定することができ、例えば、植物Ｖの発芽時期には３時間に１度、開花時期には３日に１度、収穫時期には１週間に１度となるように設定してある。
なお、これらのタイミングは、植物Ｖの種類に応じて設定を変更することができる。

水位調整機構３０は、本実施形態では、サイフォンの原理を利用して植物育成槽１０内の水位を調整するものであり、図２に示すように、植物育成槽１０の底面に貫通して設けられ、養液を植物育成槽１０の外部へ導く導出管３１と、この導出管３１より径が小さく、例えばシール部材３２等を介してこの導出管３１に着脱可能に取り付けられる曲管３３（以下、サイフォン３３とも言う）とを具備している。

本実施形態では、図１に示すように、植物育成槽１０に取り付けられた導出管３１は、当該植物育成槽１０の下段に位置する植物育成槽１０の導入管１１と配管Ｌ２で接続されており、当該植物育成槽１０から排出された養液が下段に位置する植物育成槽１０へ供給されるように構成されている。
なお、最下段に位置する植物育成槽１０の導出管３１は上述した養液貯蓄タンク２１と配管Ｌ３で接続されており、排出された養液が養液貯蓄タンク２１へ戻るように構成されている。

サイフォン３３は、図２に示すように、一端開口３３１及び他端開口３３２が平行に位置するように湾曲して形成された管であり、一端開口３３１が、植物育成槽１０の第２領域１０２における底面から所定距離離間して位置し、他端開口３３２が、植物育成槽１０の外に位置するように、前記導出管３１に取り付けられている。このようにサイフォン３３を取り付けることにより、植物育成槽１０内の水位が上昇してサイフォン３３の頂部３３３が位置する高さに達すると、サイフォンの原理により、養液が一端開口３３１からサイフォン３３に流入するとともに、他端開口３３２から導出管３１へ流れ始め、水位は、頂部３３３が位置する高さから一端開口３３１が位置する高さまで下がる。

つまり、本実施形態の水位調整機構３０は、植物育成槽１０内の水位を予め定められた最高到達高さ（サイフォン３３の頂部３３３が位置する高さ）まで到達させ、到達と同時に水位を下げ始めて、予め定められた最低到達高さ（サイフォン３３の一端開口３３１が位置する高さ）に到達させるように構成されている。

なお、本実施形態では、植物育成槽１０それぞれにサイフォン３３が１本ずつ取り付けられており、これらのサイフォン３３はいずれも互いに同一形状をなすものである。

続いて、植物育成槽１０の第１領域１０１に敷かれた培地４０について説明する。

培地４０は、図３の拡大図に示すように、細長い管状をなす多数の中空体４１を前記第１領域１０１に不規則な向きで入れて形成したものである。

具体的にこれらの中空体４１は、一端及び他端が開口しており、この開口を介して内部空間に養液が出入り可能に構成されている。

各中空体４１の寸法は、互いに等しい寸法であり、具体的には、軸方向及び径方向の寸法が、上述した隔壁すのこ１３に形成された小孔１３１の直径よりも大きい寸法である。

なお、本実施形態の中空体４１は、例えばプラスチック等の樹脂製のものであり、水よりも比重が大きく、遮光性を有している。

このように構成された本実施形態に係る植物育成装置１００によれば、植物育成槽１０内に養液が供給されて培地４０が養液に浸り、その後、サイフォン３３により養液を排出して水位を下げることで、中空体４１の内部空間に養液が残留するので、この養液中の水分と中空体４１の内部空間や周囲の空気とによって、根菜類等の植物Ｖの育成に適した育成環境を形成することができる。
そのうえ、培地４０を養液に浸す際は、植物育成槽１０に供給された養液がすぐに中空体４１の内部空間に流れ込むので、植物育成槽１０内の水位を速やかに上げることができ、養液を排出する際は、養液がすぐに内部空間から流れ出るので、水位を速やかに下げることができ、上述した育成環境を形成するための水位調整にかかる時間を従来より短くすることができる。
さらには、養液が内部空間に流れ込むことにより、中空体４１は、スポンジ等に比べて浮き上がりにくく、従来のように、スポンジ等の浮き上がりを防ぐためのパネル等を不要にすることができる。

培地４０が管状をなす中空体４１から形成されているので、培地４０がスポンジ等から形成されている場合に比べて、植物Ｖの根等は、培地４０に絡みにくい。これにより、植物Ｖを収穫した後に培地４０を洗えば、根等と中空体４１とを容易に分離することができるので、中空体４１を再利用して、産業廃棄物を削減することができる。

また、プラスチック等の樹脂製の中空体４１から形成される培地４０は軽量であり、この培地４０が敷かれた植物育成槽１０は、上下方向に多段に配置することができるので、植物育成装置１００を設置する工場等の単位面積当たりの栽培密度が減少することはない。

さらに、中空体４１の寸法が、隔壁すのこ１３に形成された小孔１３１の径よりも大きいので、中空体４１がこの小孔１３１を通過して第１領域１０１から第２領域１０２へ流れ込むことはなく、サイフォン３３が中空体４１を吸引して詰まることを防ぐことができる。

複数の植物育成槽１０が、上下方向に多段に配置されているので、最上段に位置する植物育成槽１０内に養液を所定量だけ供給すれば、養液が上段に位置する植物育成槽１０から下段に位置する植物育成槽１０へ順次流れていくので、植物育成槽１０それぞれに対して個別に養液を供給する場合に比べ、必要な養液全体の量を少なくすることができ、養液貯蓄タンク２１の小型化が可能である。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、培地は、前記実施形態では、一端及び他端が開口した管状をなす中空体を多数敷き詰めて形成されていたが、一端が開口するとともに他端が閉塞した管状をなす中空体を多数敷き詰めて形成しても良い。
このようなものであれば、中空体の内部空間に養液が残留しやすく、その養液に向かって植物の根が伸びるので、植物の育成を促進させることができる。

中空体の形状は、管状には限られず、枡状をなすものや一部に開口を有する球状をなすものであっても良い。

中空体の寸法は、互いに等しい寸法である必要はなく、数種類の寸法を有する多数の中空体を植物育成槽内に敷き詰めて培地を形成しても良い。

中空体の材質は、プラスチック等の樹脂に限らず、ガラスやセラミックスから形成されていても良いし、水よりも僅かに小さい比重を有する材質であっても良い。

水位調整機構３０は、前記実施形態ではサイフォン３３を用いて水位を調整する構成であったが、このサイフォン３３が、図４に示すように、例えばストロー等に用いられているような蛇腹状をなすものであってもよい。
このように構成することで、サイフォン３３は管軸方向に伸縮可能となり、その一端開口３３１の位置する高さや頂部３３３の位置する高さを容易に変更することができ、水位の最高到達高さ及び最低到達高さを植物Ｖの成長に応じて容易に設定できるようになる。

また、前記実施形態では、植物育成槽それぞれにサイフォンが１本ずつ取り付けられており、これらのサイフォンはいずれも互いに同一形状をなすものであったが、植物育成槽にサイフォンが複数取り付けられていても良いし、それぞれのサイフォンのサイズが異なるように構成されていても良い。
このように構成することで、植物育成槽から養液を排出する速さ、即ち水位を下げる速さを所望の速さに設定することができる。

さらに、前記実施形態の植物育成装置は、複数の物育成槽が上下方向に多段に配置されている構成であったが、単一の植物育成槽を配置した構成としても良い。

さらに、水位調整機構は、サイフォンの原理を利用して水位を調整するように構成されている必要はなく、例えばバタフライ弁や電磁バルブ等を用いて水位を調整するように構成さていても良い。

養液供給機構は、前記実施形態では、タイマーを用いて、所定時間になるとポンプが作動するように構成されていたが、例えば植物育成槽内に湿度計を設けて、所定の湿度を下回ったときにポンプが作動するように構成されていても良い。

栽培する植物は、前記実施形態では、大根等の根菜類であったが、その他にもイモ類や薬草類等であっても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・植物育成装置
１０ ・・・植物育成槽
２０ ・・・養液供給機構
３０ ・・・水位調整機構
３３ ・・・サイフォン
４０ ・・・培地
４１ ・・・中空体
Ｖ ・・・植物

すなわち本発明に係る植物育成装置は、養液が間欠的に供給される植物育成槽と、前記植物育成槽内に敷かれた培地と、前記養液の供給に伴って前記植物育成槽内の水位が上がり、前記培地が前記養液に浸ると、その後、前記養液を排出して前記水位を下げる水位調整機構とを具備し、前記培地が、一部に開口を有し、その開口を介して前記養液が内部空間に出入り可能に構成されている多数の中空体から形成されており、前記中空体が、管状をなし、一端が開口するとともに他端が閉塞していることを特徴とするものである。

Claims (7)

1. 養液が間欠的に供給される植物育成槽と、
   前記植物育成槽内に敷かれた培地と、
   前記養液の供給に伴って前記植物育成槽内の水位が上がり、前記培地が前記養液に浸ると、その後、前記養液を排出して前記水位を下げる水位調整機構とを具備し、
   前記培地が、一部に開口を有し、その開口を介して前記養液が内部空間に出入り可能に構成されている多数の中空体から形成されていることを特徴とする植物育成装置。
2. 前記中空体が、管状をなし、一端及び他端が開口していることを特徴とする請求項１記載の植物育成装置。
3. 前記中空体が、管状をなし、一端が開口するとともに他端が閉塞していることを特徴とする請求項１記載の植物育成装置。
4. 前記水位調整機構が、サイフォンを用いて前記水位を調整するものであって、前記植物育成槽内に位置する前記サイフォンの一端開口から前記養液が前記サイフォンに流入し、前記植物育成槽の外に位置する前記サイフォンの他端開口から前記養液が流出するように構成されており、
   前記水位の最高到達高さが、前記サイフォンの頂部の位置する高さに設定されており、前記水位の最低到達高さが、前記一端開口の位置する高さに設定されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の植物育成装置。
5. 前記サイフォンが、軸方向に伸縮可能な蛇腹形状をなしており、前記一端開口及び前記頂部の位置する高さを変更可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の植物育成装置。
6. 前記植物育成槽が、上下方向に複数配置されており、
   前記水位調整機構が、前記植物育成槽それぞれに設けられており、前記植物育成槽内の前記養液を排出するとともに、その養液を当該植物育成槽の下方に位置する植物育成槽に供給することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の植物育成装置。
7. 前記植物が、根菜類、イモ類、又は薬草類であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の植物育成装置。