JP2544425Y2

JP2544425Y2 - 養液調製装置

Info

Publication number: JP2544425Y2
Application number: JP1992007459U
Authority: JP
Inventors: 典孝中平
Original assignee: 株式会社淀川製鋼所
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2007-01-24
Also published as: JPH0560257U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、温室の砂耕やロック
ウール栽培などに使用する灌水養液を希釈したり、水耕
栽培の養液濃度を管理する養液調製装置の改良であっ
て、特に養液タンク内に貯溜される養液濃度を長期に亘
って略一定に維持可能としたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の養液調製装置は、養液を貯
溜するタンク内の液位が設定値を下回ると、水道水の様
な希釈水を補充して液位を定常値に戻すと同時に、補充
した希釈水の量に対応した量の液肥原液を加えることに
より、養液濃度を一定値に調製するものが一般的であっ
た（例えば、実開平１−７２０５３号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら上記した
養液調製装置にあっては、安定した養液供給を可能とす
るために養液の貯溜タンクに比較的大容量のものを使用
する必要がある関係上、貯溜タンク内における貯溜総量
の微小変化を正確に検知することが難しい。そこで一度
に補給される希釈水および原液の量も必然的に多くな
り、養液濃度が一定に落ち着くまでに長時間を要するこ
とが避けられず、その結果、栽培ベッドに養液を供給中
であってもこれを強制的に停止しなければならず、とも
すると必要量の液肥が供給できず植物の生育に影響を及
ぼす虞れがあった。

【０００４】更に植物の種類によっては、成長の各過程
において液肥の濃度を変化させる必要があるが、従来の
様な養液濃度をＥＣ計を用いて検査しながら液肥原液の
供給時間あるいはポンプの吐出量を適宜量に変更する方
法にあっては、養液の濃度設定それ自体が正確に行えな
いばかりか、維持されるべき濃度の安定化も難しかっ
た。

【０００５】本考案者は上記した不都合に対して考察し
た結果、次のことを知見した。すなわち、希釈水の流量
は比較的正確に測定でき、この希釈水の微少な単位量の
供給に対応して液肥原液を設定量づつ供給することによ
り、養液残量の濃度に大きな変化をもたらすことなく長
期にわたって安定した養液濃度を維持できる。更に、液
肥原液の単位時間当たりの供給量を一定の条件に従って
設定することにより、養液濃度を表わす電気伝導度のＥ
Ｃ値（電解導電率）と液肥原液の供給時間とを直接的に
対応させることが可能となり、濃度設定が容易かつ正確
に行えるのである。

【０００６】本考案は上記した知見に基づいてなされた
ものであって、養液総量の増減にかかわらず、長期に亘
って安定した養液濃度を維持できる養液調製装置を提供
することを目的とする。本考案は更に、比較的簡単な構
成および操作手順を維持しながら、容易に正確な養液濃
度を維持管理できる養液調製装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本考案に係る養液調製装置にあっては、図１にそ
の概略的な構成を示すように、希釈水１０の供給手段１
２と、液肥原液１４の供給手段１６と、上記した各供給
手段１２・１６から送られる希釈水１０と液肥原液１４
とを混合した養液１８を貯溜する養液貯溜手段２０と、
その養液貯溜手段２０に対する希釈水１０の給水量を検
知する給水量検知手段２２と、装置全体の制御動作を行
う制御手段２４とを備えている。

【０００８】上記した給水量検知手段２２は、検知した
給水量の大きさに対応した信号Ｓ１を制御手段２４に向
けて出力可能とするものであり、制御手段２４は給水量
検知手段２２から送られる信号Ｓ１に基づき、上記した
養液貯溜手段２０における養液１８の貯溜総量より十分
小さい設定量ａの希釈水１０が養液貯溜手段２０に供給
されたことが確認される毎に、上記した液肥原液供給手
段１６から設定量ｂの液肥原液１４を養液貯溜手段２０
に供給させる様に構成されている。

【０００９】なお、上記した養液貯溜手段２０には更に
液量検知手段２６を備え、養液貯溜手段２０内に貯溜し
ている養液１８の貯溜総量が設定値Ｌ２を下回ったこと
を液量検知手段２６が検知するのに対応して、希釈水供
給手段１２を作動可能とすることができる。

【００１０】更に、給水量検知手段２２を、設定量ａの
希釈水１０を検知する毎に上記した制御手段２４に対し
て所定の単位信号Ｓ１を送出するものとし、液肥原液供
給手段１６を、養液貯溜手段２０に対して単位時間当た
りに供給される液肥原液１４の量を略一定に維持可能と
し、制御手段２４を、給水量検知手段２２から単位信号
Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段１６を予め設定
した時間τ１だけ作動させるとともに、液肥原液供給手
段１６の作動中に次の単位信号Ｓ１’が入力されると、
前の単位信号Ｓ１による設定時間τ１が経過するまで希
釈水供給手段１２からの給水を中断させるものとするこ
とができる。

【００１１】更にまた、液肥原液供給手段１６から単位
時間当たりに供給される液肥原液１４の量を、目標とす
る養液濃度の電気伝導度（ＥＣ値）と単位信号当たりに
おける原液の供給時間τ１とが整数倍の関係となる様に
設定することが好ましい。

【００１２】

【作用】上記した構成により、希釈水供給手段１２から
養液貯溜手段２０に向けて希釈水１０が送られると、そ
の給水量が液量検知手段２２により検知され、給水量の
大きさに対応した信号Ｓ１が制御手段２４に送られる。

【００１３】制御手段２４では、給水量検知手段２２か
ら送られる信号Ｓ１から、例えば１０リットル程度の、
養液総量より十分に小さい設定量ａが養液貯溜手段２０
に対して給水されたことを確認する毎に液肥原液供給手
段１６を駆動し、必要とする養液濃度に対応して予め設
定してある量の液肥原液１４を養液貯溜手段２０に向け
て供給させることにより、養液濃度の急激な変化を避け
ながら養液１８が調製されるのである。

【００１４】上記した様にして必要量の養液１８が貯溜
されている状態で養液１８が消費され、養液貯溜手段２
０中の液量が設定値Ｌ２を下回ると、液量検知手段２６
により検知されて希釈水供給手段１２が自動的に給水を
再開する。

【００１５】ここで、給水量検知手段２２から出力され
る信号が、予め設定量ａの希釈水１０の供給を検知する
毎に単位信号Ｓ１を制御手段２４に送る一方、液肥原液
供給手段１６が単位時間毎に送る液肥原液１４の量を一
定に維持する様に構成してあれば、制御手段２４では単
位信号Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段１６を設
定時間τ１だけ作動すれば、希釈水１０に対する液肥原
液１４の割合が一定に維持される。

【００１６】更にこの時、必要とするＥＣ値と設定時間
τ１とが、計算しやすい整数倍に設定されていれば、Ｅ
Ｃ値から設定時間τ１が暗算でき、その値を例えばタイ
マに設定することにより、目標とする養液濃度の設定が
終了するのである。

【００１７】

【考案の効果】本考案は上記の如く、希釈水１０が養液
総量より十分小さい設定量ａだけ供給されたことを確認
する毎に液肥原液１４を供給する様に構成したので、液
肥原液１４の希釈が比較的正確に行われるとともに両者
の混合が即座に行われ、長期に亘って安定した養液濃度
を維持できる。

【００１８】また、給水量検知手段２２が設定量ａの希
釈水１０の供給を検知する毎に単位信号Ｓ１を送り、単
位信号Ｓ１の入力に対応して供給量が一定量に規制され
た液肥原液１４を設定時間τ１だけ駆動する様に構成し
たので、比較的簡単な構成および操作手順を維持しなが
ら、容易に正確な養液濃度管理が行える。更に、必要と
する養液濃度と液肥原液１４の供給時間τ１との関係を
簡略化したので、濃度設定が容易に行え、設定間違いが
減少するなど、多くの利点を有する。

【００１９】

【実施例】以下本考案を、図２に示すかけ流し方式の自
動灌水装置に実施した一例を示すがこれに限らず、養液
調製機能を単独で実施し、あるいは栽培ベッドを循環式
とするなど、適宜変更して実施できることは勿論であ
る。

【００２０】本考案を実施したかけ流し方式の自動灌水
装置は、図２にその全体的な構成を概略的に示す如く、
液肥原液１４を形成する原液供給部２８と、液肥原液１
４と希釈水１０とを混合して所定濃度の養液１８を形成
する養液調製部３０と、調製された養液１８を電磁弁３
２のオン動作と連動して栽培ベッド３４に送って灌水す
る養液供給部３６と、養液１８の調製および灌水動作を
規制する制御部３８とを備えている。

【００２１】なお本実施例では簡単のために、流量調整
用の流量計４０と弁４２とを備えた養液供給部３６を１
組のみ養液調製部３０の出力側に接続した例を示した
が、養液供給部３６および栽培ベッド３４を直列に繋い
だものを複数組並列に接続する様に構成できる。

【００２２】原液供給部２８は、固形あるいは濃縮液状
の原肥を、弁４３を介して送られる希釈水１０で一次希
釈して得られる濃縮状態の液肥原液１４（例えば、１０
０倍液）を原液タンク４４内に貯溜するとともに、原液
ポンプ４６を使用して養液調製部３０に原液タンク４４
中の液肥原液１４を適宜に供給可能とするものである。

【００２３】本実施例にあっては、かかる原液タンク４
４を２台備えるとともに、原液ポンプ４６にダブルヘッ
ドタイプのものを用いることにより、両原液タンク４４
中の液肥原液１４を同時に取り出せる様にしている。更
に原液ポンプ４６を定量ポンプとし、その吐出量を一定
値に規制することにより、原液ポンプ４６の駆動時間を
設定変更するだけで、液肥原液１４の供給量を任意値に
変更できる様にしている。

【００２４】ところで、原液タンク４４から供給される
複数種類の液肥原液１４の比率が一定の場合、養液１８
の目標とするＥＣ値は、希釈水１０の単位量ａに対する
原液ポンプ４６の駆動時間に比例し、更にＥＣ値と原液
ポンプ４６の駆動時間とは原液ポンプ４６の吐出量に関
係する。そこで、例えば養液濃度のＥＣ値の１０倍が原
液ポンプ４６を駆動させるタイマ７０の設定時間と一致
する様に原液ポンプ４６の吐出量を、例えば５ミリリッ
トル／秒程度の一定値に設定している。

【００２５】養液調製部３０は、給水路４８を通じて送
られる希釈水１０と、原液供給部２８から送られる液肥
原液１４とを養液タンク５０中で混合し、所定濃度の養
液１８を調整可能としたものである。養液タンク５０
は、養液供給部３６が有する最大吐出量よりも十分大き
い、例えば２５０リットル程度の貯溜総量を確保できる
だけの内容積を有し、従って養液タンク５０からは安定
した養液供給が行われる。

【００２６】養液タンク５０中には更に液面計５２を備
え、養液総量がそれ以下になると警報を発するととも
に、電磁弁３２を閉じて栽培ベッド３４に対する養液供
給を強制的に停止する下限水位Ｌ１と、養液総量がそれ
以上になると電磁弁５４を閉じて希釈水１０の供給を強
制的に停止する上限水位Ｌ３に加え、電磁弁５４を開い
て希釈水１０の給水を再開するための制御水位Ｌ２とを
個別に検知可能とし、制御部３８に向けて対応した検知
信号Ｓ２を送出する様にしている。

【００２７】また養液タンク５０の下部には、上記した
養液供給部３６と連通する養液ポンプ５６および弁５８
を備えて養液供給路６０を構成する。更に、養液ポンプ
５６の下流側を分岐したのち、弁６１を介して養液タン
ク５０の上部に戻る循環路６２を形成するとともに、養
液ポンプ５６を常時駆動することにより、養液タンク５
０内の養液１８を循環させて撹拌する。

【００２８】一方、養液タンク５０に対する希釈水１０
の給水路４８中には流量計６４を備え、養液タンク５０
中へ送られる希釈水１０の供給量を常時検知し、検知内
容に対応した信号が制御部３８に送られる様に構成され
ている。本実施例における流量計６４は、設定量ａ（例
えば、養液タンク５０中の養液総量である２５０リット
ルより十分に少ない１０リットル）の希釈水１０が供給
されたことが確認される毎に１つのパルス信号Ｓ１を制
御部３８に向けて送出するパルス発信式の流量計６４
（例えば、エレポン化工機社製の「ＭＴ−２５−Ｓ」）
が使用される。

【００２９】制御部３８は、ＣＰＵを備えた１チップマ
イコンが全体の制御手段として使用され、後記する各種
の制御動作をＲＯＭ内に記憶したプログラムに従って行
うものである。

【００３０】かかる制御部３８には、従来と略同様な制
御手段に必要な各種装置に加えあるいは代えて、手動に
よる各種設定あるいは制御動作を行うための操作盤６６
と、各種設定状態あるいは流量計６４から送られるパル
ス信号Ｓ１の入力状態を記憶するメモリ６８と、メモリ
６８の記憶内容に従って設定時間τ１だけ原液ポンプ４
６を駆動させるタイマ７０とを備えている。

【００３１】次に上記した自動灌水装置につき、図３を
参照しながらその操作および動作手順の一例を説明す
る。

【００３２】装置の始動初期あるいは養液濃度の変更を
行う場合は、必要とする養液濃度のＥＣ値から原液ポン
プ４６の駆動時間を決め、操作盤６６を利用してタイマ
７０の設定時間τ１を調整する。しかる後、養液タンク
５０が空の状態で操作盤６６の手動スイッチを操作し、
電磁弁５４を開いて希釈水１０を養液タンク５０内に導
入すると、流量計６４から単位水量ａが検出される毎に
１つのパルス信号Ｓ１が制御部３８に送られ、上限水位
Ｌ３に達するまでに送られたパルス数がメモリ６８に記
憶される。かかる動作と並行して、タイマ７０は設定時
間τ１を更にパルスの総数倍した時間だけ連続してオン
して原液ポンプ４６を駆動し、希釈水１０の総量に対応
した量の液肥原液１４を養液タンク５０中に導入する結
果、養液タンク５０中には設定濃度の養液１８が調製貯
溜される。

【００３３】一方、２４時間を単位として電磁弁３２の
開閉時期を予め操作盤６６を利用してプログラムしてお
くと、図３（ｂ）で示す様に、養液供給部３６の電磁弁
３２は自動的にオンオフされ、養液タンク５０に貯溜さ
れた養液１８は栽培ベッド３４に灌水される結果、灌水
の開始時期（図３の時刻ｔ０）に上限水位Ｌ３にあった
養液タンク５０内の養液１８の液面は徐々に低下する。

【００３４】液面が検出水位Ｌ２を下回る（時刻ｔ１）
と、制御部３８は電磁弁５４をオンして給水路４８を通
じた希釈水１０の供給を再開する。この時、流量計６４
が単位量ａの希釈水１０を検出する毎に１つのパルス信
号Ｓ１を制御部３８に送るので、タイマ７０を始動して
原液ポンプ４６を設定時間τ１だけ駆動して液肥原液１
４を補充する。

【００３５】ここで、希釈水１０が単位量ａを養液タン
ク５０に供給するのに必要とする時間τ２を、標準的な
養液濃度におけるタイマ７０の設定時間にほぼ一致する
様に設定しておくと、設定濃度が低い場合は、流量計６
４から次のパルス信号Ｓ１’が送られてくる前の時刻ｔ
２にタイマ７０はオフするので、原液ポンプ４６を停止
してパルス信号Ｓ１’の入力を待ち、時刻ｔ３に原液ポ
ンプ４６を動かす。

【００３６】かかる原液ポンプ４６の起動中に上限水位
Ｌ３に達した場合は、電磁弁５４を閉じる（時刻ｔ４）
一方、その時点での検知水量を保存する。時刻ｔ５に希
釈水１０の供給を再開したのち、前回分の余りを検出す
るとパルス信号Ｓ１を発生（時刻ｔ６）して、原液ポン
プ４６を動かす。

【００３７】上記した場合とは逆に、養液１８の設定濃
度が標準値よりも高い場合、あるいは図３（ｃ）の時刻
ｔ５以降の様に希釈水１０の水量が増加してパルス信号
Ｓ１の発生間隔が設定時間τ１より短くなった場合に
は、次のパルス信号Ｓ１’が流量計６４から送られた時
点（時刻ｔ７）においてもタイマ７０はまだタイムアッ
プをしていないので、そのパルス信号Ｓ１’の入力をメ
モリ６８に記憶するとともに、電磁弁５４をオフして希
釈水１０を強制的に停止する。タイマ７０が時刻ｔ８に
タイムアップすると、メモリ６８から信号を送ってタイ
マ７０を再起動すると同時に電磁弁５４を開いて希釈水
１０の流入を許すことにより、養液タンク５０中の養液
濃度を変化させることなく、しかも効率よく養液１８の
補充が行われるのである。

【００３８】なお、液面計５２による検知水位Ｌ２の検
出と連動して電磁弁５４の開閉時期を制御するのに代え
て、希釈水１０の養液タンク５０への流入をボールタッ
プを用いて規制することができる。また、目標とする養
液濃度のＥＣ値からタイマ７０の設定時間τ１を決める
のに代えて、養液濃度を直接設定し、制御部３８内の演
算で必要なタイマ時間を算出する様にしてもよい。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本的な構成を示す概略図である。

【図２】本考案を自動灌水装置に実施した一例を示す図
であって、全体的な構成を概略的に示す。

【図３】図２における養液調製動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１０希釈水１２希釈水供給手段１４液肥原液１６液肥原液供給手段１８養液２０養液貯溜手段２２給水量検知手段２４制御手段２６液量検知手段２８原液供給部３０養液調製部３６養液供給部３８制御部４４原液タンク４６原液ポンプ５０養液タンク５２液面計５４電磁弁６４流量計６８メモリ７０タイマ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】希釈水（１０）の供給手段（１２）と、液肥原液（１４）の供給手段（１６）と、上記した各供給手段（１２）（１６）から送られる希釈
水（１０）と液肥原液（１４）とを混合した養液（１
８）を貯溜する養液貯溜手段（２０）と、該養液貯溜手段（２０）に対する希釈水（１０）の給水
量を検知し、検知した給水量の大きさに対応した信号Ｓ
１を出力可能とする給水量検知手段（２２）と、該給水量検知手段（２２）から送られる信号Ｓ１に基づ
き、上記した養液貯溜手段（２０）における養液（１
８）の貯溜総量より十分小さい設定量ａの希釈水（１
０）が養液貯溜手段（２０）に供給されたことが確認さ
れる毎に、上記した液肥原液供給手段（１６）から設定
量ｂの液肥原液（１４）を養液貯溜手段（２０）に供給
させる制御手段（２４）とを備えた養液調整装置であっ
て、上記した養液貯溜手段（２０）には更に液量検知手段
（２６）を備え、養液貯溜手段（２０）内に貯溜してい
る養液（１８）の貯溜総量が設定値Ｌ２を下回ったこと
を液量検知手段（２６）が検知するのに対応して希釈水
供給手段（１２）を作動可能とするとともに、上記した給水量検知手段（２２）は、設定量ａの希釈水
（１０）を検知する毎に上記した制御手段（２４）に対
して所定の単位信号Ｓ１を送出可能とする一方、上記した液肥原液供給手段（１６）は、養液貯溜手段
（２０）に対して単位時間当たりに供給される液肥原液
（１４）の量を略一定に維持可能とし、上記した制御手段（２４）は、給水量検知手段（２２）
から単位信号Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段
（１６）を予め設定した時間τ１だけ作動させるととも
に、液肥原液供給手段（１６）の作動中に次の単位信号
Ｓ１’が入力されると、前の単位信号Ｓ１による設定時
間τ１が経過するまで希釈水供給手段（１２）からの給
水を中断させることを特徴とする養液調整装置。
【請求項２】液肥原液供給手段（１６）から単位時間
当たりに供給される液肥原液（１４）の量を、目標とす
る養液濃度の電気伝導度と単位信号Ｓ１当たりにおける
液肥原液（１４）の供給時間τ１とが互いに整数倍の関
係となる様に設定したことを特徴とする請求項１記載の
養液調整装置。