JP4754512B2 - 除菌可能な水耕栽培装置および水耕栽培方法 - Google Patents
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Description
上部が建屋によって覆われると共に、導入された水耕液の水面に植物を栽培するための水耕ベッドが浮設された水耕栽培槽と、
マイクロバブルとナノバブルとが混合されたマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されると共に、導入された上記水耕液にマイクロナノバブルを含有させるためのマイクロナノバブル水槽と、
活性炭が充填されると共に、導入された上記水耕液中の有機物および植物の老廃物を上記活性炭に付着して繁殖している微生物によって分解するための活性炭塔と、
上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる循環装置と
を備えた除菌可能な水耕栽培装置において、
ナノバブルを発生するナノバブル発生機が設置されると共に、導入された上記水耕液にナノバブルを含有させるためのナノバブル水槽と、
上記ナノバブル発生機に連結されると共に、発生したオゾンガスを上記ナノバブル発生機に送出してオゾンガスが取り入れられたナノバブルであるオゾンナノバブルを発生させて、上記ナノバブル水槽に導入された上記水耕液にオゾンナノバブルを含有させるオゾン発生機と
を備え、
上記循環装置は、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環装置と、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環装置とで、構成されている
ことを特徴としている。
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されて、気液混合気体に対する耐腐食性を有するLEDを発光源とすると共に、上記水耕ベッドで栽培されている植物に光を照射する照明装置
を備えている。
上記マイクロナノバブル水槽における上記水耕液の水面よりも上部と上記建屋内の上部とを連通すると共に、上記マイクロナノバブル水槽で発生したマイクロナノバブルを含むミストであるマイクロナノバブルミストを上記建屋内の上部に搬送して上記建屋内に放出するマイクロナノバブルミスト搬送装置
を備えている。
上記ナノバブル水槽における上記水耕液の水面よりも上部と上記建屋内の上部とを連通すると共に、上記ナノバブル水槽で発生したナノバブルを含むミストであるナノバブルミストを上記建屋内の上部に搬送して上記建屋内に放出するナノバブルミスト搬送装置
を備えている。
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されたミスト発生器と、
上記活性炭塔で処理された後の上記水耕液を上記ミスト発生器に供給して、上記建屋内の空気に上記水耕液のミストを噴霧させる水耕液供給装置と
を備えている。
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機である。
上記ナノバブル発生機は、気液混合気体剪断方式のナノバブル発生機であって、マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、上記マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルを流体運動によって剪断する気体剪断部と、上記マイクロバブル発生部に供給する空気量またはオゾン量を調整するニードルバルブと、を含んで構成されている。
上記水耕液の循環経路を、上記第1循環装置によって上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環経路と、上記第2循環装置によって上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環経路と、に切り換える循環経路切換装置と、
上記循環経路切換装置,上記マイクロナノバブル発生機,上記ナノバブル発生機および上記オゾン発生機を制御して、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記マイクロナノバブル水槽に導入して上記マイクロナノバブルを含有させて除菌する通常運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記ナノバブル水槽に導入して上記ナノバブルを含有させて除菌する準除菌運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記ナノバブル水槽に導入すると共に上記オゾン発生機を駆動して上記オゾンナノバブルを含有させて除菌する除菌運転と、の何れかを、切り換え実行する運転制御部と
を備えている。
上記マイクロナノバブル水槽および上記ナノバブル水槽に、充填材が充填されている。
上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填物である。
上記充填材は、木炭である。
上記マイクロナノバブル水槽および上記ナノバブル水槽の少なくとも一方で処理された上記水耕液が導入されて、上記水耕液を上澄液と沈澱物とに分離する沈澱槽と、
上記沈澱槽によって分離された上記上澄液を上記活性炭塔に搬送する上澄液搬送装置と
を備え、
上記第1循環装置は、上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽,上記沈澱槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させるようになっており、
上記第2循環装置は、上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽,上記沈澱槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させるようになっている。
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されて、気液混合気体に対する耐腐食性を有するLEDを発光源とすると共に、上記水耕ベッドで栽培されている植物に光を照射する照明装置を備え、
上記運転制御部は、上記照明装置を制御して、上記通常運転,上記準除菌運転および上記除菌運転時に、上記照明装置によって上記植物に光を照射させることが可能になっている。
上記水耕ベッドで栽培される上記植物は、わさびを含む野菜類,花類あるいは薬用植物類の内の少なくとも何れか一つである。
この発明の除菌可能な水耕栽培装置を備え、
上記第1循環装置によって、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環と、上記第2循環装置によって、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環とを、適宜切り換え行うと共に、
上記第2循環を行うに際して、上記オゾン発生機の動作および停止を適宜切り換え行うことによって、
上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記マイクロナノバブルを含有させて除菌する通常運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記ナノバブルを含有させて除菌する準除菌運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記オゾンナノバブルを含有させて除菌する除菌運転と、の何れかを行い、
上記除菌された上記水耕液を上記水耕栽培槽に導入して再利用する
ことを特徴としている。
図1は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す模式図である。除菌可能な水耕栽培装置1は、大きくは、温室建屋3を有する水耕栽培槽2と、ナノバブル水槽4およびマイクロナノバブル水槽5から成るバブル水槽と、第1活性炭塔6および第2活性炭塔7から成る活性炭塔とで、概略構成されている。
上記マイクロバブル発生部31において、流体力学的に圧力を制御することによって、負圧形成部分から気体を吸入し、高速流体運動を行わせて負圧部を形成し、上記マイクロバブルを発生させる。より解かり易く簡単に説明すると、水と空気とを効果的に自給混合溶解して圧送することによって、マイクロバブル白濁水を製造することが、本第1ステップである。
上記マイクロバブル発生部31によって発生されたマイクロバブルを気体剪断部32に導入し、気体剪断部32において、流体運動により剪断を行うことによって、上記マイクロバブルからナノバブルを発生させる。
図2は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す図である。本実施の形態は、上記第1実施の形態と比較して、上記第1実施の形態における急速ろ過機8が削除されている点において異なる。したがって、上記第1実施の形態と同じ部材については、同じ符号を付けて詳細説明は省略する。以下においては、上記第1実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
図3は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す図である。本実施の形態は、上記第1実施の形態と比較して、上記第1実施の形態におけるナノバブル水槽4にポリ塩化ビニリデン充填物61が充填され、マイクロナノバブル水槽5にはポリ塩化ビニリデン充填物62が充填されている点において異なる。したがって、上記第1実施の形態と同じ部材については、同じ符号を付けて詳細説明は省略する。以下においては、上記第1実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
図4は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す図である。本実施の形態は、上記第1実施の形態と比較して、上記第1実施の形態におけるナノバブル水槽4に木炭63が収納された収容かご64が充填され、マイクロナノバブル水槽5には木炭65が収納された収容かご66が充填されている点において異なる。したがって、上記第1実施の形態と同じ部材については、同じ符号を付けて詳細説明は省略する。以下においては、上記第1実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
図5は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す図である。本実施の形態は、上記第1実施の形態と比較して、上記第1実施の形態における温室建屋3内の笠10とLED照明器具11とが削除されている点において異なる。したがって、上記第1実施の形態と同じ部材については、同じ符号を付けて詳細説明は省略する。以下においては、上記第1実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
図6は、本実施の形態の除菌可能な水耕栽培装置における構成を示す図である。本実施の形態は、上記第1実施の形態と比較して、上記第1実施の形態におけるナノバブル水槽4およびマイクロナノバブル水槽5の後段に、沈澱槽67,沈澱槽汚泥ポンプ68および沈澱槽ピットポンプ69が設けられた沈澱槽ピット70が追加設置されている点において異なる。したがって、上記第1実施の形態と同じ部材については、同じ符号を付けて詳細説明は省略する。以下においては、上記第1実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
2…水耕栽培槽、
3…温室建屋、
4…ナノバブル水槽、
5…マイクロナノバブル水槽、
6…第1活性炭塔、
7…第2活性炭塔、
8…急速ろ過機、
9…植物、
11…LED照明器具、
12…信号線、
13…シーケンサー、
14…水耕液、
16…植物支持かご、
17…水耕栽培ベッド、
19…気液混合循環ポンプ、
20…水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機、
21…オゾン発生機、
26,35…ファン、
27,36…ダクト、
29…ナノバブル発生機、
30…ニードルバルブ、
31…マイクロバブル発生部、
32…気体剪断部、
33…ナノバブル吐出口、
34…ナノバブルミスト、
37…ナノバブル水槽ポンプ、
38…マイクロナノバブル水槽ポンプ、
53…スプレーノズル、
54…水耕液のミスト、
61,62…ポリ塩化ビニリデン充填物、
63,65…木炭、
64,66…収容かご、
67…沈澱槽、
68…沈澱槽汚泥ポンプ、
69…沈澱槽ピットポンプ、
70…沈澱槽ピット。
Claims (15)
- 上部が建屋によって覆われると共に、導入された水耕液の水面に植物を栽培するための水耕ベッドが浮設された水耕栽培槽と、
マイクロバブルとナノバブルとが混合されたマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されると共に、導入された上記水耕液にマイクロナノバブルを含有させるためのマイクロナノバブル水槽と、
活性炭が充填されると共に、導入された上記水耕液中の有機物および植物の老廃物を上記活性炭に付着して繁殖している微生物によって分解するための活性炭塔と、
上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる循環装置と
を備えた除菌可能な水耕栽培装置において、
ナノバブルを発生するナノバブル発生機が設置されると共に、導入された上記水耕液にナノバブルを含有させるためのナノバブル水槽と、
上記ナノバブル発生機に連結されると共に、発生したオゾンガスを上記ナノバブル発生機に送出してオゾンガスが取り入れられたナノバブルであるオゾンナノバブルを発生させて、上記ナノバブル水槽に導入された上記水耕液にオゾンナノバブルを含有させるオゾン発生機と
を備え、
上記循環装置は、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環装置と、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環装置とで、構成されている
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されて、気液混合気体に対する耐腐食性を有するLEDを発光源とすると共に、上記水耕ベッドで栽培されている植物に光を照射する照明装置
を備えたことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記マイクロナノバブル水槽における上記水耕液の水面よりも上部と上記建屋内の上部とを連通すると共に、上記マイクロナノバブル水槽で発生したマイクロナノバブルを含むミストであるマイクロナノバブルミストを上記建屋内の上部に搬送して上記建屋内に放出するマイクロナノバブルミスト搬送装置
を備えたことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記ナノバブル水槽における上記水耕液の水面よりも上部と上記建屋内の上部とを連通すると共に、上記ナノバブル水槽で発生したナノバブルを含むミストであるナノバブルミストを上記建屋内の上部に搬送して上記建屋内に放出するナノバブルミスト搬送装置
を備えたことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されたミスト発生器と、
上記活性炭塔で処理された後の上記水耕液を上ミスト発生器に供給して、上記建屋内の空気に上記水耕液のミストを噴霧させる水耕液供給装置と
を備えたことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記マイクロナノバブル発生機は、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機である
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記ナノバブル発生機は、気液混合気体剪断方式のナノバブル発生機であって、マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、上記マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルを流体運動によって剪断する気体剪断部と、上記マイクロバブル発生部に供給する空気量あるいはオゾン量を調整するニードルバルブと、を含んで構成されている
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記水耕液の循環経路を、上記第1循環装置によって上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環経路と、上記第2循環装置によって上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環経路と、に切り換える循環経路切換装置と、
上記循環経路切換装置,上記マイクロナノバブル発生機,上記ナノバブル発生機および上記オゾン発生機を制御して、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記マイクロナノバブル水槽に導入して上記マイクロナノバブルを含有させて除菌する通常運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記ナノバブル水槽に導入して上記ナノバブルを含有させて除菌する準除菌運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液を上記ナノバブル水槽に導入すると共に上記オゾン発生機を駆動して上記オゾンナノバブルを含有させて除菌する除菌運転と、の何れかを、切り換え実行する運転制御部と
を備えたことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記マイクロナノバブル水槽および上記ナノバブル水槽に、充填材が充填されている
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項9に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填物である
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項9に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記充填材は、木炭である
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記マイクロナノバブル水槽および上記ナノバブル水槽の少なくとも一方で処理された上記水耕液が導入されて、上記水耕液を上澄液と沈澱物とに分離する沈澱槽と、
上記沈澱槽によって分離された上記上澄液を上記活性炭塔に搬送する上澄液搬送装置と
を備え、
上記第1循環装置は、上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽,上記沈澱槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させるようになっており、
上記第2循環装置は、上記水耕液を、上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽,上記沈澱槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させるようになっている
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項8に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記水耕栽培槽を覆う上記建屋内の上部に設置されて、気液混合気体に対する耐腐食性を有するLEDを発光源とすると共に、上記水耕ベッドで栽培されている植物に光を照射する照明装置を備え、
上記運転制御部は、上記照明装置を制御して、上記通常運転,上記準除菌運転および上記除菌運転時に、上記照明装置によって上記植物に光を照射させることが可能になっている
ことを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置において、
上記水耕ベッドで栽培される上記植物は、わさびを含む野菜類,花類あるいは薬用植物類の内の少なくとも何れか一つ
であることを特徴とする除菌可能な水耕栽培装置。 - 請求項1に記載の除菌可能な水耕栽培装置を備え、
上記第1循環装置によって、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記マイクロナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第1循環と、上記第2循環装置によって、上記水耕液を上記水耕栽培槽,上記ナノバブル水槽および上記活性炭塔の間でこの順序に循環させる第2循環とを、適宜切り換え行うと共に、
上記第2循環を行うに際して、上記オゾン発生機の動作および停止を適宜切り換え行うことによって、
上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記マイクロナノバブルを含有させて除菌する通常運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記ナノバブルを含有させて除菌する準除菌運転と、上記水耕栽培槽からの上記水耕液に上記オゾンナノバブルを含有させて除菌する除菌運転と、の何れかを行い、
上記除菌された上記水耕液を上記水耕栽培槽に導入して再利用する
ことを特徴とする水耕栽培方法。
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