JP2771631B2 - 水耕栽培装置 - Google Patents

水耕栽培装置

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JP2771631B2 JP1255692A JP25569289A JP2771631B2 JP 2771631 B2 JP2771631 B2 JP 2771631B2 JP 1255692 A JP1255692 A JP 1255692A JP 25569289 A JP25569289 A JP 25569289A JP 2771631 B2 JP2771631 B2 JP 2771631B2
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

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  • Hydroponics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は少なくとも上下2段の栽培槽を備えた水耕栽
培装置に関する。
(ロ)従来の技術 特開昭63−240731号公報(A01G31/00)の植物栽培方
法及び植物栽培装置には、上下3段の栽培槽を備え、こ
の栽培槽のうち最上段の栽培槽に対して最下段の栽培槽
から循環ポンプにより揚液管を通って養液が供給され、
この供給された養液は順次下方の栽培槽へ自然落下して
再びポンプによって最上段の栽培槽に戻る循環を繰り返
えし、各栽培槽内においては、養液の深さが所定値にな
るようにサイホンによって調節される構成が開示されて
いる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記従来の技術によれば、下段の栽培槽の養液を上段
の栽培槽に揚げる手段として揚液管を使用し、上段の栽
培槽の養液を下方の栽培槽に降ろす手段としてサイホン
を手段用している訳であるが、揚液管、サイホンは共に
一方向のみに養液が流れる関係上、植物の根から出る老
廃物が揚液管、サイホンの内面に汚れ(通称うろ)とし
て付着する。サイホンは配管からなり両端が開口されて
いる関係上、掃除が容易に行なえるが、揚液管には循環
ポンプが設けられている関係上、掃除が容易に行なえ
ず、長期間使用するとうろが増えて養液の流れが悪くな
り循環に支障をきたす課題があるばかりか、栽培槽の養
液を取り替えても揚水管のうろが原因となって汚れる迄
の時間が早くなるという課題があった。
本発明はかゝる課題を解決することを目的とするもの
である。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するための手段として、少な
くとも上下2段に配置され、植物の育成に必要な養液を
貯わえる上下両栽培槽と、上端が前記上段の栽培槽、下
端が前記下段の栽培槽に接続され、この両栽培槽の下限
水位を設定する連絡パイプと、この連絡パイプの途中に
設けられた電動ポンプと、一端が上段の栽培槽、他端が
下段の栽培槽に夫々臨み、両栽培槽の上限水位を設定す
るオーバーフロー管からなり、前記電動ポンプの駆動時
には、連絡パイプを通して下段の栽培槽の養液を上段の
栽培槽に揚げ、前記電動ポンプの停止時には、連絡パイ
プを通して上段の栽培槽の養液を下段の栽培槽に降ろす
ように構成した水耕栽培装置を採用した。
(ホ)作 用 上記手段によれば、連絡パイプは電動ポンプが運転さ
れている間、下段栽培槽の養液を上段栽培槽に揚げる作
用をなし、電動ポンプが停止している間、上段栽培槽の
養液を下段栽培槽に降ろす作用をなす。即ち、連絡パイ
プは給、排水双方の作用をなし、この双方の作用によっ
て養液の流れ方向を変え、しかも逆流の際には養液は上
段、下段両栽培槽の高低差にて勢いを付与される。
(ヘ)実施例 第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図は養液
の循環路を含む栽培槽の外観構成図、第3図は要部を示
す模式図、第4図及び第5図は要部説明斜視図である。
各図で1A,1Bはステンレス製の長方形箱状の養液栽培槽
で、ケース2内に立設された支柱2´によって間隔を存
して2段重ねて水平に設置され水耕栽培装置を構成して
いる。
3は下段の栽培槽1Bから上段の栽培槽1Aに養液を揚げ
る電動ポンプで、上部開口4Aが上段の栽培槽1Aに臨み、
下部開口4Bが下段の栽培槽1Bに臨む連絡パイプ4の途中
に設けられ、該パイプを通して養液を汲み揚げる。前記
連絡パイプの上部、下部両開口4A,4Bは共に両栽培槽1A,
1Bの底面よりも若干上方に位置するように接続されてお
り、この両開口4A,4Bの位置が両栽培槽1A,1Bの後述する
下限水位となる。前記電動ポンプ3の運転が停止される
と、上段の栽培槽1Aの養液は連絡パイプ4を通って下段
の栽培槽1Bに自然落下する。
そして、各栽培槽1A,1B内においては、養液の深さが1
cm(下限水位L)〜6cm(上限水位H)になるよう、前
記連絡パイプ4及びオーバーフロー管5によって調節さ
れている。即ち、電動ポンプ3を連続又は一定時間(15
分)、タイマー運転すると、養液が連絡パイプ4によっ
て下段栽培槽1Bから上下栽培槽1Aに送り込まれて、第2
図において養液水位が下限水位Lからオーバーフロー管
5の入口5Aに至る上限水位Hまで上段栽培槽1Aでは上昇
し、電動ポンプ3は停止する。その時、下段栽培槽1Bは
養液は下限水位Lにある。その後、連絡パイプ4により
養液の自然排出作用が起り、上段栽培槽1Aの養液水位が
下限水位Lになるまで引き続いて行なわれる。一方、下
段栽培槽1Bの養液水位は上限水位Hに上昇している。
このように連絡パイプ4は電動ポンプ3が一定時間ON
している間、下段栽培槽1Bの溶液を上段栽培槽1Aに揚げ
る作用をなし、電動ポンプ3が停止している間、上段栽
培槽1Aの養液を下段栽培槽1Bに降ろす作用をなす。即
ち、連絡パイプ4は給、排水双方の作用をなし、この双
方の作用によって養液の流れ方向を変え、しかも逆流の
際には養液は上段、下段両栽培槽1A,1Bの高低差にて勢
いを付与される。上記電動ポンプ3、連絡パイプ4、オ
ーバーフロー管5によって各栽培槽1A,1Bの養液水位が
一定の範囲に液位制御される。前記オーバーフロー管5
は上段の栽培槽1Aの低壁に嵌合された筒状の栓6及びこ
の栓の下端に上端が差し込まれる大径の連結管5Aを備え
ている。前記栓6はゴムからなるもので、その差込み度
合によって上段栽培槽1Aの上限水位Hを変えることがで
き、又取外すことによって上段栽培槽1Aの養液全部を下
段栽培槽1Bに回収できる。
ところで、栽培槽1A,1Bには、第2図に示すようにそ
の長手方向側面7,7の内側に、レール状の支持片8,8が栽
培槽1の上縁9より少し低い位置に形成されている。こ
の位置は養液の上限水位Hより1cm更に上方であり、そ
の1cm間の空間位Aは後述する如く植物の根による酸素
呼吸に係る空気層を形成している。そして、この栽培層
1A,1B内に複数の植物育成板10,10…がその両端を前記支
持片8,8に載置されて、指で横方向に自由にスライド操
作できるように配置されている。植物育成板10,10…は
ステンレス、アルミ等の金属や樹脂部材等より成り、苗
11を受け入れる穴12,12…を有し、この穴12…に苗を取
り付けるには、例えばレタスにおいては、双葉から本葉
が2〜3枚出た状態になったレタスの根部上部をウレタ
ン等でまきつけて、それを介して挿入するようにする。
そして、この育成板10が金属製であれば、その表面は光
の反射面13となり、後述する螢光灯の光を反射して苗の
葉の裏にも光を当て光合成を行い成長を促す。また、樹
脂部材の育成板10の場合は、その表面にアルミニウムの
蒸着金属面を形成するか苦しくはアルミ箔を張る等して
同等効果を得るようにする。
逆に、苗の根には光が当り過ぎると育成障害が生じる
ので、育成板10,10…の一側下端には光を遮ぎる邪魔板1
4,14…が設けられている。この邪魔板14,14…によっ
て、育成板10,10…間から養液への光の侵入を防止して
根15を守り、育成障害が生じるのを防止できる。
各栽培槽1A,1Bの上部には、それぞれ2本の直管型40W
白色螢光灯16,16が傾斜して鎖り状の吊下具17,17によっ
て吊下支持されている。よって、苗の成長に伴って、栽
培槽1上の各育成板10,10…を順次左方に移動すると各
植物(苗)11の上端部と螢光灯16との間隔Dはどの植物
でもほぼ一定となり、一定の照度で照度されることにな
る。18は螢光灯16の反射板である。そしてこの間隔Dを
1cm〜10cmとすると螢光灯16の熱による葉温上昇による
成長阻害も起らず又、照度むらもなく、極めて迅速な成
長が行なわれる。実際、第1図に示す右端の幼苗11から
左端の成長菜11になるまで3週間〜4週間位で、ほぼ5
日間隔ごとに育成板10,10…を左へ移動し栽培を行い、
5日に1回の割合で収穫ができた。ケース2内の温度は
約20℃に保たれるのが好ましく、その為にエアコン装置
19が装備されている。エアコン装置19は周知の如く、圧
縮機20、凝縮機21、その空冷ファン22からなる外部冷凍
ユニットと、冷風通路23中に配される蒸発器24と送風フ
ァン25とより構成されて、ケース2内に冷風を送り込み
適温、適湿状態を得るよう調節している。26は栽培槽1A
内に空気を気泡状にして送り込むためのエアポンプにし
て、養液中の酸素濃度を十分にするために行われ、空気
管路27によって各栽培槽1A,1Bに継がれ、送られたこの
酸素O2は植物(苗)11の根15にて吸収される。勿論育成
板10上の苗11は、養液中に浸っていない根本部分15´が
前述したように空気層Aと触れているので、この部分15
´からもケース2内中の酸素を取り込んでいる。従っ
て、養液の水位が減るに従い、空気層Aが増えるので酸
素の摂取量はより十分となるように構成されており、こ
の点からもサイホン原理により有効な液面制御を行わせ
ている。
また、光と共に光合成のために必要な炭酸ガス濃度を
確保するために、炭酸ガスボンベ28が設けられ、管路29
によって、ケース2内に炭酸ガス濃度を1000ppm以上
(好ましくは1500ppm〜2000ppm)に保つように炭酸ガス
CO2を送り込む。30は栽培槽1Aの底部に設けられ、エア
ポンプ26により管27で送り込まれた空気を気泡として発
生させるエアストーン(気泡発生装置)である。
上記構成によれば、連絡パイプ4は電動ポンプ3が一
定時間ONしている間、下段栽培槽1Bの養液を上段栽培槽
1Aに揚げる作用をなし、電動ポンプが停止している間、
上段栽培槽1Aの養液を下段栽培槽1Bに降ろす作用をな
し、即ち、連絡パイプ4は給、排水双方の作用をなし、
この双方の作用の繰り返しによって養液は流れ方向を変
え、しかも逆流の際には養液は上段、下段両栽培槽1A,1
Bの高低差にて勢いを付与される関係上、苗11の根15か
ら出る老廃物が連絡パイプ4に付着しても養液の正逆方
向の流れによって除去されることになる。
(ト)発明の効果 上述した本発明では、連絡パイプは給、排水双方の作
用をなし、この双方の作用の繰り返しによって養液は流
れ方向を変え、しかも逆流の際には養液は上段、下段両
栽培槽の高低差にて勢いを付与される関係上、苗の根か
ら出る老廃物が連絡パイプに付着しても養液の正逆方向
の流れによって除去されることになり、この結果、連絡
パイプ内がうろの付着で詰まることがなく、常にスムー
スに養液を通すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す水耕栽培装置の模式
図、第2図は養液の循環系をも含む2段の栽培槽の構造
斜視図、第3図は栽培装置の要部を示す模式図、第4図
は要部拡大斜視図、第5図は第4図に対応する他の実施
例の要部拡大斜視図である。 1A,1B……栽培槽、3……電動ポンプ、4……連絡管、
5……オーバーフロー管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A01G 31/00 601

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも上下2段に配置され、植物の育
    成に必要な養液を貯わえる上下両栽培槽と、上端が前記
    上段の栽培槽、下端が前記下段の栽培槽に接続され、こ
    の両栽培槽の下限水位を設定する連絡パイプと、この連
    絡パイプの途中に設けられた電動ポンプと、一端が上段
    の栽培槽、他端が下段の栽培槽に夫々臨み、両栽培槽の
    上限水位を設定するオバーフロー管とからなり、前記電
    動ポンプの駆動時には、連絡パイプを通して下段の栽培
    槽の養液を上段の栽培槽に揚げ、前記電動ポンプの停止
    時には、連絡パイプを通して上段の栽培槽の養液を下段
    の栽培槽に降ろしてなる水耕栽培装置。
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