JP2775138B2 - 植物栽培システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は栽培作物に水分を補給す
る植物栽培システムに関し、特に多孔質管の内外圧力差
を利用して水分の供給・吸収を行う植物栽培システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の植物栽培システムとして
特開平０５−１２３０６５公報に開示される負圧差灌水
装置があり、これを図５に示す。同図において従来の負
圧差灌水装置は、栽培作物に供給する水、或いは栄養分
を含んだ水を貯留した貯水槽１１と、この貯水槽１１よ
りも低位置に配置した受水槽１２と、これら貯水槽１１
と受水槽１２とをサイフォン状に繋ぐ塩化ビニール等の
連結パイプ３と、この連結パイプ３の中途の４か所に取
付けられた多孔質管４ａ〜４ｂと、貯水槽１と受水槽２
との間にこの受水槽１２内の水を再度貯水槽１１に還元
する給水ポンプ５とを備える構成である。

【０００３】次に、前記構成に基づく従来装置の動作に
ついて説明する。まず、貯水槽１１内の水はサイフォン
作用によって、自動的に連結パイプ３内を受水槽１２に
向かって流れ、連結パイプ３内には負圧が生じることと
なる。多孔質管４ａ〜４ｂの外周辺部に配設される土壌
中の負圧がこの多孔質管４ａ〜４ｂ内の負圧よりも大き
い場合、即ち土壌が乾燥して水位が低い場合には、その
負圧差によって、連結パイプ３内の水が多孔質管４ａ〜
４ｂを介して土壌中に供給される。

【０００４】また、逆に土壌中の負圧が多孔管４ａ〜４
ｂ内の負圧よりも小さい場合、即ち土壌内に過剰な水分
がある場合には、その負圧差によって、多孔質管４ａ〜
４ｂから連続パイプ３内に土壌中の水分が取り込まれ受
水槽１２内に排出される。これによって、常時最適な状
態での灌水が可能となる。なお、多孔質管４ａ〜４ｂは
その高さを異し、各々負圧差が生じるが、植物の吸水圧
によってそれが補われる。

【０００５】このように、貯水槽１１から受水槽１２へ
の水の移動をサイフォン式によって行い、ポンプ等の圧
送手段によらないため、流れによる水圧で多孔質管４ａ
〜４ｂから土壌中に水が透過することもない。また、貯
水槽１１及び受水槽１２の高低差を適宜設定することに
よって、多孔質管４ａ〜４ｂに生じる負圧差を任意に設
定することができる。なお、受水槽１２に移動した水は
給水ポンプ５により貯水槽１１に補給されることとな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の植物栽培システ
ムは以上のように構成されていたことから、土壌中に植
付けられた栽培植物の根が多孔質管４ａ〜４ｂに直接絡
み付くこととなり、栽培植物を植え換える際の作業が煩
雑となり、多孔質管の管理が困難になるという課題を有
していた。また、従来装置は多孔質管４ａ〜４ｂからこ
の多孔質管４ａ〜４ｂと組成の異なる土壌に対して水分
の供給・吸収を行っていないことから、土壌中の水分を
多孔質管４ａ〜４ｂの負圧差で管理することが困難であ
り、灌水状態を最適に維持することができないという課
題を有していた。

【０００７】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、栽培植物の根が多孔質管に直接絡み付くこと
がなく、多孔質管外周の水分の布分を最適に管理するこ
とができる植物栽培システムを提案することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 本発明に係る植物栽培
システムは、多孔質の管状体にて形成され、当該管状体
の一側端から他側端へ液体が供給され、管状体の内部と
外部との圧力差により管状体の外部に対して液体を供給
又は吸収する多孔質管と、前記多孔質管の外周辺部に密
接配置されて当該多孔質管と同等の多孔度を形成する周
辺保水部と、周辺保水部の上層部に配置されて、周辺保
水部の粒状物より粒径の大きな粒状物であって、この複
数の粒状物で形成される保水被覆層と、前記多孔質管、
周辺保水部及び保水被覆管を収納する筐体部とを備える
ものである。また、本発明は必要に応じて、多孔質管の
一側端から他側端へ供給される液体の供給圧力を調整す
るものである。

【０００９】 また、本発明は必要に応じて、多孔質管
の外周辺に水分を透過するフィルタを着脱自在に装着す
るものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、液体を多孔質管の一側端か
ら他側端へ供給し、この多孔質管と同等の多孔度を形成
する周辺保水部を多孔質管の外周辺部に密接配置し、こ
の多孔質管の内外の圧力差により外部に対して液体を供
給又は吸収し、この供給又は吸収に伴って周辺保水部へ
水の供給又は吸収を行い、この周辺保水部の粒状物より
粒径の大きな粒状物であって、この複数の粒状物で形成
される保水被覆層を周辺保水部の上層部に配置するよう
にしたので、周辺保水部を形成する粒状物全体の灌水状
態を最適な状態に維持し、周辺保水部の粒状物から保水
被覆層の粒状物への浸透を阻止できることとなり、栽培
植物の根が多孔質管に直接絡み付くことがなく、多孔質
管外周の水分の布分を最適に管理できると共に、湿潤な
周辺保水部の粒状物が直接露出することがなくなると共
に、装置全体を清潔に管理することができる。また、本
発明においては、多孔質管の一側端から他側端へ供給さ
れる液体の供給圧力を調整するようにしたので、多孔質
管内に気泡が生じたとしても供給圧力に基づく液体の流
れにより強制的に気泡を排出できることとなり、気泡に
より多孔質管内の液体の流れが中断されることを防止す
る。

【００１１】 また、本発明においては、多孔質管の外
周辺に水分を透過するフィルタを着脱自在に装着するよ
うにしたので、栽培する植物の植え換え作業を簡略化で
きる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて説明する。この図１は本実施例装置の全体概略構
成図、図２は本実施例装置の要部拡大斜視図である。

【００１３】前記各図において本実施例に係る植物栽培
システムは、多孔質の管状体にて形成され、当該管状体
の一側端から他側端へ液体が供給され、管状体の内部と
外部との圧力差により管状体の外部に対して液体を供給
又は吸収する多孔質管４１〜４ｎと、この多孔質管４１
〜４ｎの外周辺部に密着配置され、当該多孔質管４１〜
４ｎと同等の多孔度を形成する複数の粒状物からなる周
辺保水部１と、前記多孔質管４１〜４ｎ及び周辺保水部
１を収納する筐体部２と、前記多孔質管４１〜４ｎの各
一側端と他側端とを直列状に連結する連結パイプ３１〜
３ｍと、この一端の連結パイプ３１の中間に介装されて
貯水槽１１からの水を所定の圧力で供給する給水ポンプ
５とを備える構成である。

【００１４】前記連結パイプ３１〜３ｍは、ポリウレタ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、等の各種樹脂にて構成することができる。前記他端
の連結パイプ３ｍは貯水槽１１に接続され、給水ポンプ
５から供給されて多孔質管４１〜４ｎにより周辺保水部
１に供給された残りの液体が連結パイプ３１〜３ｍを介
して貯水槽１１に回収される構成である。前記多孔質管
４１〜４ｎは、セラミック、ビニール、素焼き、コンク
リート等によって製作される多孔質の管状体にて構成す
ることができる。前記周辺保水部１の粒状物は、多孔質
管４１〜４ｎと同様に製作された多孔質材を小片状、又
は粒状にして形成することもできる。

【００１５】次に、前記構成に基づく本実施例の灌水動
作について説明する。まず、貯水槽１１に貯留された液
体（水又は栄養分を含有する溶液、以下水という）を給
水ポンプ５が連結パイプ３１側に移送し、この連結パイ
プ３１を介して水が多孔質管４１（４２〜４ｎ）の管内
及び連結パイプ３２（３３〜３ｍ）を流れて貯水槽１１
に回収される。

【００１６】この多孔質管４１〜４ｎの管内を所定の圧
力で水が流入すると、多孔質管４１〜４ｎの管内と管外
との間で圧力差（以下、負圧差）が生じることとなる。
この負圧差により多孔質管４１〜４ｎの外部側へ水が浸
透し、さらにこの多孔質管４１〜４ｎに密接配置される
周辺保水部１を形成する多数の粒状物相互間へ順次水が
浸透する。

【００１７】前記周辺保水部１への水の浸透は、前記負
圧差の圧力値に応じた量の水が供給され、その供給量及
び保水領域を調節できることとなる。この負圧差が大き
過ぎる場合には、周辺保水部１へ必要以上に水が過剰供
給されて栽培される植物に悪影響を与える。このために
負圧差の圧力値を減少させることにより、周辺保水部１
に供給された水を多孔質管４１〜４ｎの逆浸透作用によ
り回収して植物の最適な栽培環境とすることができるこ
ととなる。

【００１８】このように、周辺保水部１を形成する多数
の粒状物全体の灌水状態を最適な状態に維持できること
から、栽培される植物の根が多孔質管４１〜４ｎの外周
縁部に遍在することなく 粒状物全体に成長させること
ができることとなる。この粒状物全体に植物の根を成長
させることから、植物の吸水に対して十分な水の供給が
できることとなり、植物の成長をより促進させると共
に、植物の維持管理を容易化できる。即ち、前記多孔質
管４１〜４ｎと周辺保水部１を形成する粒状物とは同等
の多孔度を有することから、負圧差を調節することによ
り周辺保水部１の全領域における水の浸透を多孔質管４
１〜４ｎの水の透過と同様に制御できることとなる。

【００１９】図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施例
に係る植物栽培システムの要部拡大斜視図である。同図
（Ａ）において本実施例装置は、周辺保水部１の粒状物
より粒径の大きな粒状物であって、この複数の粒状物で
形成される保水被覆層１０を周辺保水部１の上層部に配
置する構成である。前記保水被覆層１０の粒状物をより
大きな粒径としたので、周辺保水部１の粒状物から保水
被覆層１０の粒状物への水の浸透を阻止できることとな
り、湿潤な周辺保水部１の粒状物が直接露出することが
なくなると共に、装置全体を清潔に管理できる。

【００２０】なお、図３（Ａ）において保水被覆層１０
の粒状物を周辺保水部１の粒状物より大きな粒径とした
が、保水被覆層１０を周辺保水部１よりも大きな多孔度
の物質で構成することもできる。また、周辺保水部１と
保水被覆層１０とを多数の粒状物で形成する構成とした
が、周辺保水部１又は保水被覆層１０のいずれか又は双
方を粒状物以外の多孔質性を有する小片の物質で構成す
ることもできる。また、図３（Ｂ）に記載の実施例装置
は、多孔質管４の外周辺に水分を透過するフィルタ４０
を着脱自在に装着するよう構成することもできる。この
フィルタの一例を図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。

【００２１】図４（Ａ）に記載のフィルタ４０ａは所定
の弾性力を有する円筒筒体にて形成され、この円筒筒体
の長手方向にスリット４０ｄを有する構成である。この
フィルタ４０ａを多孔質管４の外周辺に装着する際に
は、スリット４０ｄを押し開いて多孔質管４の外周辺に
係合させて円筒筒体の弾性力により係止させる。図４
（Ｂ）に記載のフィルタ４０ｂは円筒筒体を長手方向に
開閉自在に形成される構成である。前記いずれの場合も
栽培植物を植え換える際に、栽培植物の根が多孔質管に
直接絡み付くことがなく、多孔質管の管理が容易とな
り、植物の植え換え作業をより一層簡略化できる。

【００２２】図４（Ｃ）に記載のフィルタ４０ｅは円筒
筒体の上面における長手方向に溝状の植え込み部４０ｆ
を形成する構成である。この植え込み部４０ｆは溝状の
他に列状の凹溝部により、また散点状の凹溝部により形
成することができる。この植え込み部４０ｆにおける溝
の幅及び深さは、植え付ける植物の種子も大きさに応じ
て各種形成することができ、また植え付ける種子の粒径
より若干狭く形成することにより溝内に種子を圧入して
種子の脱落を防止することができる。このようにフィル
タ４０ｅの円筒筒体上面に植え込み部４０ｆを形成する
ことにより、この植え込み部４０ｆ内に種子を収納して
植物の播種を容易に行うことができる。

【００２３】前記いずれのフィルタ４０ａ、４０ｂ、４
０ｅの場合も、故紙等をチップ化して所定形状に固形化
形成したもの、メッシュ状に形成したもの等で構成する
ことができる。また、前記フィルタ４０ａ、４０ｂ、４
０ｅは肥料、農薬、脱臭剤、芳香剤等を含浸させること
ができ、この肥料、農薬、脱臭剤、芳香剤等は水分を供
給することにより初めてこの水分中にと融け出して効果
を発揮する構成とすることもできる。

【００２４】なお、前記各実施例における周辺保水部は
複数の粒状物で構成したが、ロックウール、メッシュな
どの織り材で構成することもできる。この織り材で構成
した周辺保水部には肥料、農薬、脱臭剤、芳香剤等を含
浸させることができる。前記実施例においては供給ポン
プにより多孔質管の負圧差を調整する構成としたが、前
記貯水槽の他に受水槽を設けこの受水槽に対する貯水槽
の高さを調節することにより多孔質管の負圧差を調整す
ることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、液体を
多孔質管の一側端から他側端へ供給し、この多孔質管と
同等の多孔度を形成する周辺保水部を多孔質管の外周辺
部に密接配置し、この多孔質管の内外の圧力差により外
部に対して液体を供給又は吸収し、この供給又は吸収に
伴って周辺保水部へ水の供給又は吸収を行い、周辺保水
部の粒状物より粒径の大きな粒状物であって、この複数
の粒状物で形成される保水被覆層を周辺保水部の上層部
に配置するようにしたので、周辺保水部を形成する粒状
物全体の灌水状態を最適な状態に維持し、周辺保水部の
粒状物から保水被覆層の粒状物への浸透を阻止できるこ
ととなり、栽培植物の根が多孔質管に直接絡み付くこと
がなく、多孔質管外周の水分の布分を最適に管理できる
と共に、湿潤な周辺保水部の粒状物が直接露出すること
がなくなり、装置全体を清潔に管理できる効果を奏す
る。また、本発明においては、多孔質管の一側端から他
側端へ供給される液体の供給圧力を調整するようにした
ので、多孔質管内に気泡が生じたとしても供給圧力に基
づく液体の流れにより強制的に気泡を排出できることと
なり、気泡により多孔質管内の液体の流れが中断される
ことを防止できる効果を有する。また、本発明において
は、多孔質管の外周辺に水分を透過するフィルタを着脱
自在に装着するようにしたので、栽培する植物の植え換
え作業を簡略化できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る植物栽培システムの全
体概略構成図である。

【図２】本発明の一実施例に係る植物栽培システムの要
部拡大斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る植物栽培システムの
要部拡大斜視図である。

【図４】図３（Ｂ）に記載の実施例装置のおけるフィル
タの外観斜視図である。

【図５】従来の負圧差灌水装置の全体概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 周辺保水部 ２ 筐体部 ４、４１〜４ｎ 多孔質管 ５ 給水ポンプ ３１〜３ｍ 連結パイプ １０ 保水被覆層 １１ 貯水槽 ４０、４０ａ、４０ｂ，４０ｅ フィルタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質の管状体にて形成され、当該管状
   体の一側端から他側端へ液体が供給され、管状体の内部
   と外部との圧力差により管状体の外部に対して液体を供
   給又は吸収する多孔質管と、 前記多孔質管の外周辺部に密接配置され、当該多孔質管
   と同等の多孔度を形成する周辺保水部と、前記周辺保水部の上層部に配置され、周辺保水部の粒状
   物より粒径の大きな粒状物であって、当該複数の粒状物
   で形成される保水被覆層と、 前記多孔質管、周辺保水部及び保水被覆層を収納する筺
   体部とを備えることを特徴とする植物栽培システム。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の植物栽培システムに
   おいて、 前記多孔質管の一側端から他側端へ供給される液体の供
   給圧力を調整することを特徴とする植物栽培システム。
3. 【請求項３】前記請求項１又は２に記載の植物栽培シス
   テムにおいて、 いて、前記多孔質管の外周辺に水分を透過するフィルタを着脱
   自在に装着することを 特徴とする植物栽培システム。