JP2607602B2 - 水耕栽培装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水耕栽培装置に関し、肥料成分等を含む
液体、すなわち液肥を循環供給することによって植物を
成育する、いわゆる水耕栽培を行う装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

水耕栽培は、植物の成育を非常に促進することがで
き、良質で品質の揃った植物成果を量産し得る栽培法と
して知られている。

この水耕栽培法を装置化したものは、栽培槽と液肥槽
とを備えている。前記液肥槽は内部に液肥を貯えてお
り、この液肥はポンプで汲み上げられて前記栽培槽に連
続的に供給される。種子を包んだ培地が前記栽培槽にセ
ットされ、この培地に吸い上げられた液肥が前記種子を
濡らし、発芽させる。根が出来ると、この根は、前記培
地の貫通して栽培槽内の液面にまで伸びる。このように
して、植物に液肥が絶え間無く供給されるようになって
いる。栽培槽内の液肥は、槽内に設けられた排液手段に
よって前記液肥槽に戻される。

このように、水耕栽培法によれば、植物には、良質で
バランスのとれた肥料が液肥の状態で、すなわち、吸収
性の良い液体の状態で絶えず与えられるため、植物成育
の促進効果が得られ、均一で良質の成果を大量に得るこ
とができるのである。

また、上記水耕栽培法では、植物の成育段階に応じ
て、液肥の水位や流量あるいは温度等を調節することに
よって、植物成育の促進を一層図ることも行われてお
り、水耕栽培装置に、液肥加温用のヒータや液肥温度検
出用のセンサ、あるいはポンプの作動制御機構等が設け
られることもある。

上記のような水耕栽培法は、従来、屋外で比較的大規
模な装置を設置して実施することが多かったが、住宅や
ビルのインテリアを兼ねて、室内に比較的小規模な水耕
栽培装置を設置して、水耕栽培を行うことが考えられ
た。そのためには、使用者の好みや設置場所のスペース
に合わせて、装置のデザインや容量の異なるものを提供
することが望ましいが、前記したヒータやポンプ制御機
構等を装置本体のデザイン、容量等に合わせて、いちい
ち設計したり製造したりするのは面倒であり、コストも
高くつく。

そこで、発明者らは、ポンプやヒータ等の電気部品を
ユニット化して、取り扱いを容易にするとともに、異な
る設計の装置本体に対しても、取り外し自在にセットで
きて、共通部品化することのできる水耕栽培装置を開発
し、先に特願昭62−228866号として特許出願している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、例えば、液肥槽に貯えなければならない液
肥量は、夏期と冬期では大幅に異なり、大量の液肥を必
要とする夏期に合わせて液肥槽の容量を設定しておく
と、あまり液肥量を必要としない冬期には無駄が多く不
経済である。また、同じ水耕栽培装置でも、成育させる
植物によって、必要な液肥量が異なる等の問題がある。

その点、上記先行技術では、ポンプ等の電気部品につ
いてはユニット化されているが、液肥槽や栽培槽等の装
置本体については、使用目的等に合わせて、容量を設定
する必要があり、上記問題点を解決できないものであ
る。

しかし、必要に応じて、液肥槽や栽培槽の容量の異な
るものを、いちいち製造するのは、非常に面倒であり経
済性にも劣る。そのため、通常は、ある程度大きな容量
を有する装置を製造しておいて、容量が少なくてよい場
合にも兼用させるようにしている。しかし、このよう
に、大きな容量の装置を家庭の室内等に設置すると、室
内スペースの狭くしてしまい、インテリアとしての価値
も半減する結果となる。

また、栽培容量を増やすために、同じ場所に複数の水
耕栽培装置を設置する場合、各装置毎に、液肥槽，栽培
槽，ポンプ等の電気ユニットをそれぞれ設けておくと、
装置全体のコストが高くつくとともに、電気ユニットを
駆動するための消費電力が大きくなり、各電気ユニット
の調整も面倒である等の欠点があった。

そこで、この発明の課題は、水耕栽培装置のうち、液
肥槽や栽培槽の容量を、用途や必要容量に応じて容易に
変更できるものを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、液
肥槽と栽培槽とからなる栽培ユニットを備え、この栽培
ユニットの栽培槽および液肥槽に、別の栽培ユニットの
栽培槽および液肥槽とそれぞれ連結させる通液用連結部
を設けるようにしている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、ポンプを栽培ユニットに対して着脱自在に設け
るようにしている。

さらに、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明
において、栽培槽からの排液手段として、栽培槽に着脱
自在な液位調節管を設けるようにしている。

〔作用〕

請求項１記載の発明によれば、栽培ユニットの液肥槽
および栽培槽同士に、通液用連結部を通じて別の栽培ユ
ニットあるいは、液肥の貯液槽等を連結することができ
るので、装置全体の栽培容量あるいは液肥量を変更する
ことが可能になる。

また、請求項２記載の発明によれば、栽培ユニットに
ポンプを取り付けて、液肥を循環供給するための通常の
駆動側栽培ユニットとして使用できるとともに、この栽
培ユニットからポンプを取り外し、別のポンプ付の駆動
側栽培ユニットと連結することによって、増設用の従動
側栽培ユニットとして使用したり、液肥の貯液用に使用
することができる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、排液手段とな
る液位調節管を取りつけて、請求項２記載の発明におけ
る従動側の栽培ユニットとして使用できるとともに、液
位調節管を取り外すと、その栽培ユニットからは排液は
せずに、他の従動側栽培ユニットの栽培槽に液肥を供給
することができ、駆動側の栽培ユニットとして好適に使
用できる。

〔実 施 例〕

ついで、この発明を、実施例に示す図面を参照しなが
ら、以下に詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる水耕栽培装置の分解状
態、第２図は組立状態を示している。図は、二つの矩形
状をなす栽培ユニットＵを長手方向に連結して、一つの
水耕栽培装置を構成しており、図中右側の栽培ユニット
が駆動側、左側の栽培ユニットが従動側になる。

液肥槽２は、深い容器状をなし、第４図に示すよう
に、上縁部に設けた段部に、比較的浅い栽培槽１が嵌め
込まれて、上下に重なった状態で載置されている。栽培
槽１の上には、培地収容蓋３が被さり、培地収容蓋３の
外周が垂下して液肥槽２を上端まで覆っている。したが
って、組立状態では、栽培槽１は外からは見えないよう
になっている。液肥槽２のうち、栽培槽１の側方には、
ポンプ41等が収容された電気ユニット４が載置され、前
記した培地収容蓋３がこの電気ユニット４の上方も覆っ
ている。なお、図中、二つの栽培ユニットＵのうち、駆
動側には電気ユニット４を取り付けているが、従動側に
は電気ユニットを取り付けていない。

電気ユニット４には、少なくとも液肥の循環供給手段
であるポンプを備えていればよいが、通常は、ポンプ41
およびヒータ42と、これらの制御機構43のほか、温度セ
ンサ44が一体に組み込まれて、ユニット化されている。
また、ポンプ41の吸い込み口には適宜フィルターが設け
られ、電気ユニット４の上部には、栽培経過日数等を表
示する情報表示部が設けられたりする。上記したポンプ
41の吸い込み口ヒータ42あるいは温度センサ44等は、液
肥槽２の底面近くに配置されるようにすると、液肥の量
が少なくなっても、充分に機能できる。

また、前記ユニット４には、液量計45が設けられてい
る。この液量計45は、細長いフロートからなり、この液
量計45を液肥槽２内の液肥に浮かせるとともに、液量計
45の上端を電気ユニット４および培地収容蓋３の上方に
突出させておき、液位の増減に伴って上下動する液量計
45の突出量から、液位すなわち液量を読み取れるように
なっている。液量計45の上部にはリング状のストッパー
46が嵌めこまれ、液量計45が液肥槽２内に落ち込まない
ようにしている。

電気ユニット４には、ポンプ41の送液量の調節つまみ
や電源スイッチ，ヒータスイッチ等も設けられるが、図
示を省略している。なお、前記した情報表示部は、植物
の成育条件を設定・管理するために必要な上方を表示す
るものであり、その情報とは、成育経過日数のほか、温
度・湿度、液肥のPH,液肥のEC（電気伝導度），液肥槽
の液位等がある。電気ユニット４には、上記のほか、水
耕栽培法に必要な各種の検知制御機構等の電気系統が設
けられる。

また、電気ユニット４は、液肥槽２内に収容されると
ともに、培地収容蓋３で覆われているので、屋外等で使
用しても、雨水等が侵入しないようになっている。さら
に、電気ユニット４のうち、電気回路等を液肥槽２の上
方に配置しているので、液肥槽２内の液位が上がって
も、電気回路等への浸水が避けられる。

駆動側栽培ユニットＵにおいて、ポンプ41で汲み上げ
られた液肥槽２内の液肥は、ポンプに連結された逆Ｊ字
形の配管47を通って、栽培槽１に落下供給される。培地
収容蓋３の上面には、上記配管47の挿入穴30が形成され
ている。前記配管47に空気を吸い込むための吸い込み口
を設けておくと、液肥の供給と同時に空気を吸い込んで
供給することができ、植物の成育に好影響を与える。

培地収容蓋３には、培地を収めた栽培容器６を収容す
る開口部31が設けられ、また、栽培槽１等を点検するた
めの点検蓋32が設けられている。前記した配管47の挿入
孔30は、この点検蓋32に設けられている。開口部31の数
は、図示した２個のほか、１個もしくは３個以下でも良
い。栽培容器６は、植物の根が出やすいように、篭状に
なった鉢部と、その上方開口部を塞ぐカバーからなり、
内部に合成樹脂の発泡体等からなる培地が収容され、こ
の培地に植物の種子を播種して成育させる。栽培容器６
は、培地収容蓋３の開口部31に嵌め込まれた状態で、第
４図に示すように、栽培容器６の下部が栽培槽１内の液
肥に浸かり、液肥の肥料成分が植物に供給されるように
なっている。

栽培槽１の長手方向側壁には、通液用の連結部となる
連結ノズル11が設けられ、両側の栽培ユニットＵの連結
ノズル11同士を、連結ホース80で連結し、適宜ホースバ
ンド81等で固定することによって、左右の裁判ユニット
Ｕの栽培槽１同士が連結されて、液肥が流通できるよう
になる。

また、栽培槽１の底面には、液位調節管70またはオー
バーフロー管75の装着孔10が２個所に貫通形成されてあ
り、図中右側の駆動側栽培ユニットＵの栽培槽１では２
個所の装着孔10ともオーバーフロー管75が取り付けら
れ、左側の従動側栽培ユニットＵの栽培槽１には、手前
側の装着孔10にはオーバーフロー管、奥側の装着孔10に
は液位調節管70が取りつけられている。

駆動側栽培ユニットＵの栽培槽１に供給された液肥
は、この栽培槽１から連結ホース80を経て、従動側の栽
培槽１に供給された後、この栽培槽１の端部で上記液肥
調節管70の上端から下方の液肥槽２へと排出されるよう
になっている。オーバーフロー管75は、液肥が異常に供
給されたり、液位調節管70が詰まったりしたときに、こ
のオーバーフロー管75から液肥を排出して、栽培槽１か
ら液肥が溢れ出さないようにする。したがって、液位調
節管70の高さは、必要とする栽培槽１の液位に合わせて
設定しておき、オーバーフロー管75の高さは、液位調節
管70よりもある程度高く設定しておく。

図示した実施例の場合、液位調節管70は、第５図に示
したように、栽培槽１の装着孔10にパッキン12を介して
装着される下部槽71と、下部管71の上端に嵌合されるリ
ング状の上部管72とからなり、必要に応じて、上部管72
を取り外すことによって、液位を２段階に調節できるよ
うになっている。

通常の植物成育の場合、播種から根が出始めた段階で
は、栽培槽１の液位を高くしておく必要があるため、上
部管72を取り付けており、根が長くなると、栽培槽１の
液位を低くするために、上部管72を取り外すようにする
ことによって、成育段階に応じて、常に適性な液位を維
持することができる。

液肥槽２には、前記栽培槽１と同じ位置に、通液用の
連結ノズル21が設けられ、左右の栽培ユニットＵの連結
ノズル21が連結ホース80およびホースバンド81で連結固
定されている。したがって、従動側栽培ユニットＵ側の
栽培槽１の液位調節管70から排出された液肥は、下方の
液肥槽２に落下し、連結ホース80を通って、駆動側栽培
ユニットＵの液肥槽２に戻り、ポンプ41によって、再び
駆動側栽培ユニットＵの栽培槽１へと循環供給されるこ
とになる。

上記のような水耕栽培装置の作動機構を第３図に模式
的に示しており、駆動側液肥槽２に設けられたポンプ41
で液肥を汲み上げ、配管47を通して、上方の栽培槽１に
液肥を供給する。液肥は栽培槽１内で栽培容器６の下方
を浸し、植物に液肥が供給される。この駆動側の栽培槽
１には排液手段が設けられていないので、液肥は連結ホ
ース80を通って、従動側栽培ユニットＵの栽培槽１にも
供給され、こちらの栽培容器６の植物にも液肥が供給さ
れる。各栽培容器６に液肥が供給された後、液位調節管
70から下方の液肥槽２へと液肥が落下し、この従動側の
液肥槽２内に落下した液肥は、ホース80を通って、駆動
側栽培ユニットＵの液肥槽２に戻り、ポンプ41で再び汲
み上げられて、繰り返し循環することになる。

つぎに、第６図には、上記実施例とは栽培ユニットＵ
の組み合わせ方が異なる水耕栽培装置を示している。こ
の場合、３個の栽培ユニットＵをＴ字形に配置し、各栽
培ユニットＵの連結ノズル11,21を、それぞれＴ字形の
連結パイプ82で連結している。ポンプ等の電気ユニット
４は、中央の栽培ユニットＵのみに取り付けており、こ
の中央の栽培ユニットＵが駆動側になり、残りの二つの
栽培ユニットＵが従動側になる。

このように構成すると、３個の栽培ユニットＵを一体
化して使用することができるとともに、一つの電気ユニ
ット４で３個分の栽培槽１に液肥を循環供給することが
できる。

なお、栽培ユニットＵの長手方向両端に、連結ノズル
11,21等の連結部を設けておいて、３個あるいは、それ
以上の栽培ユニットＵを、一方向に順次継いでいくこと
もできる。また、栽培ユニットＵの幅方向に連結部を設
けておいて、栽培ユニットＵを幅方向に継いでおくこと
もできる。さらに、多数の栽培ユニットＵを連結する場
合には、ポンプ等の電気ユニット４を、一つの栽培ユニ
ットＵだけでなく、いくつかの栽培ユニットＵに取り付
けておくようにしてもよい。

栽培ユニットＵの栽培槽１および液肥槽２を連結する
通液用の連結部は、図示した連結ノズル11,21のほか、
栽培槽１同士、および液肥槽２同士で液肥が流通できれ
ば、適宜管継手その他の通液用連結構造に変更すること
も可能である。また、使用状況によって、栽培槽１また
は液肥槽２の連結ノズル11,21の一部を使用しない場合
には、適宜閉塞手段で塞いでおけば良い。

一つの栽培ユニットＵの栽培槽１で栽培する植物に対
して必要な液肥量が、その栽培ユニットＵの液肥槽２に
貯えられた液肥量だけでは足りない場合には、その栽培
ユニットＵとは別個に、栽培容器６等を設けていない貯
液のみを目的とした栽培ユニットＵを連結しておくと、
単独の栽培ユニットＵに比べて大幅に貯液量を増やすこ
とができ、特に夏期等、大量に液肥を必要とするときに
は好都合である。

図示した実施例では、栽培ユニットＵの外形を細長い
矩形状に構成しており、設置スペースを取らないように
して、室内の壁際や間仕切りに設置したりするのに都合
良くなっているが、栽培ユニットＵの形状は設置目的等
に応じて、適宜に変更することができる。

この発明の水耕栽培装置では、上記したように、同一
形状の栽培ユニット同士を連結するほか、貯液用のみで
あれば、適宜の貯液用タンク装置を連結してもよく、駆
動側栽培ユニットと外形や構造の異なる従動側ユニット
を連結することもできる。

また、ポンプを含む電気ユニット４が、栽培ユニット
Ｕに着脱自在であれば、同一の栽培ユニットＵを駆動側
および従動側の何れにも使用できて好都合であるが、駆
動側のみで使用する栽培ユニットＵであれば、ポンプ41
等が栽培ユニットＵに固定されていてもよい。

液位調節管70は、複数の栽培ユニットＵを連結したと
きに、最も端になって排液を行う個所の栽培槽１のみに
設けておけばよく、それ以外の栽培槽１にはオーバーフ
ロー管75を設けたり、あるいは栽培槽１の装着孔10を塞
いでしまってもよい。

図示した実施例では、液位調節管70として、上部管72
を着脱自在にすることによって、２段階に液位を調節で
きるようになったものを使用しているが、例えば、上部
管72を複数個連結しておけば、３段階以上の調節がで
き、液位調節管70を伸縮もしくは上下動可能に取りつけ
ておけば、無段階で連続的に液位の調節ができる。

また、排液手段としては、実施例のような液位調節管
70のほか、栽培槽１に適当な堰を設けて液位の調節を行
い、堰を越えた液肥を栽培槽１の底面に形成した貫通孔
等から下方の液肥槽２に排出するようにするなど、通常
の水耕栽培装置等に採用されている適宜手段に変更する
こともできる。

〔発明の効果〕

以上に説明した、この発明のうち、請求項１記載の発
明は、栽培ユニットと栽培槽と液肥槽に、別の栽培ユニ
ットの栽培槽および液肥槽とそれぞれ連結させる通液用
の連結部を設けるこによって、別の貯液タンクや栽培ユ
ニットを連結することが可能になり、貯液量や栽培容量
を、目的に合わせて自由に増減することができる。した
がって、必要以上に容量の大きな栽培装置を使用して、
無駄なスペースを取ったり、装置コストが高くなること
なく、必要かつ充分な容量の水耕栽培装置を提供するこ
とが可能になった。

請求項２記載の発明は、一つの栽培ユニットで、ポン
プを着脱することによって、液肥を循環供給する駆動側
の栽培ユニットおよび、駆動側栽培ユニットから液肥の
供給を受ける従動側栽培ユニットの何れにも使用するこ
とが可能になる。したがって、駆動側と従動側の栽培ユ
ニットを別々に製造する必要がなく、同一形状の栽培ユ
ニットを大量生産すればよいので、装置全体のコストダ
ウンが図れるとともに、使用状況に応じて、駆動側ある
いは従動側に転換できるので、極めて融通性の高いもの
となる。

請求項３記載の発明は、排液手段である液位調節管の
着脱を選択することによって、同一形状の栽培ユニッ
ト、すなわち栽培槽で、液肥の排出を行う従動側の栽培
ユニット、あるいは液肥の排出を行わない駆動側の栽培
ユニットとして、好適に使用することができ、複数の栽
培ユニットに液肥を確実に循環供給することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる水耕栽培装置の分解斜視図、
第２図は組立状態の側面図、第３図は作動機構を示す模
式図、第４図は栽培ユニットの断面図、第５図は液位調
節管部分の拡大断面図、第６図は、別の実施例を示す概
略平面図である。 １……栽培槽、11……連結ノズル、２……液肥槽、21…
…連結ノズル、３……培地収容蓋、４……電気ユニッ
ト、41……ポンプ、６……栽培容器、70……液位調節
管、80……連結ホース

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】栽培槽と液肥槽を有する栽培ユニットを備
   えるとともに、前記液肥槽内に貯えられた液肥を汲み上
   げて前記栽培槽に供給する給液手段を備え、かつ、前記
   栽培槽には槽内の液肥を前記液肥槽に戻す排液手段が設
   けられていて、前記栽培槽において液肥により直物を成
   育するようになっている水耕栽培装置において、栽培槽
   および液肥槽に、別の栽培ユニットの栽培槽および液肥
   槽とがそれぞれ連結させる通液用連結部が設けられてい
   ることを特徴とする水耕栽培装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の水耕栽培装置において、ポ
   ンプが栽培ユニットに着脱自在に設けられていることを
   特徴とする水耕栽培装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の水耕栽培装置において、排
   液手段が、栽培槽に着脱自在な液位調節管であることを
   特徴とする水耕栽培装置。