JPH01108923A

JPH01108923A - 塩分を取り除いた水により水栽培の供給溶液を補充する方法及び装置

Info

Publication number: JPH01108923A
Application number: JP63249712A
Authority: JP
Inventors: Erwin Sick; エルヴィン　ズィック; Franz Penningsfeld; フランツ　ペニングスフェルト
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1989-04-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: US4945676A; FI884459A; JP2593205B2; IL87849A; FI884459A0; DE3733440C2; IL87849A0; DE3733440A1; EP0310090A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は塩分を除いた水により水栽培の供給液を補充す
る方法に関し、さらに、水栽培の供給液又は水の補充装
置であって供給液タンクが設けられており、該供給液タ
ンクから供給溶液を毛管力作用又はポンプ作用によって
植物の根に供給する装置に関する。

背景技術かかる水供給装置は西独国公開公報第３４０９５１０号
により知られている。かかる装置は土中に配置されて、
土に設けられた溝に塩水を担持せしめて水蒸気又は水の
透過性部材によって被覆するものである。水蒸気はこの
透過部材に凝結して地面に鮮水が注水される。

しかしながら、かかる種類の水供給装置においては、水
が水栽培の液受器から塩水を担持した波溝の内部へ又は
その逆に通過してしまうので、水栽培の供給溶液を補充
するには不適当である。

発明の概要本発明の目的は、塩分を含む水、特に海水を用いた上記
種類の装置であって、供給溶液中の塩分濃度を増加させ
ることなく供給溶液の補充を簡素に経済的に行うことの
できる装置を提供することにある。

この目的を満すために、本発明の装置においては、水蒸
気に対しては透過性はあるけれども水に対しては透過性
のない疎水性微細多孔質材料からなる供給管が供給液タ
ンク内に配置されており、供給溶液に比して高い温度の
塩水、特に海水が供給管中に供給されるようになしたこ
とを特徴としている。

本発明によれば、供給液タンク中に配置された管は水蒸
気に対しては透過性があるけれども水に対しては透過性
のないものであるので、水蒸気は内部から外部へ透過し
て周囲にあるより冷めたい供給溶液中で凝結することが
できるけれども、その逆は不可能となる。すなわち、供
給溶液は供給管の内部へ進入しないことになる。このよ
うに供給管は、その壁中において水が気体状態でのみ存
′　在するような一種のバルブ作用を有している。すな
わち、その壁中において水蒸気がより冷めたい供給液の
方向へと移動してそこで凝結するのである。このように
塩分が除かれてかつ滅菌した水だけが供給溶液へ添加さ
れる。したがって、供給溶液は長期間に亘って変化する
ことなく使用することができるようになり、よって、栽
培面積に対する水と供給溶液との消費は大幅に減少し、
供給溶液中の塩分の豊富化により生ずる弊害をも減少す
る。

塩分を含んだ水、特に海水はある温度にて供給管を通し
て供給されて、その温度がある量だけ供給管の周囲の供
給溶液の温度に比して増加するので、大量の水蒸気が供
給管の壁の内部から外部へと通過して周囲の供給溶液中
にて凝結する。

供給溶液は徐々に温められて、結果として、熱の集中が
供給管の領域に連続的に生じるので、本発明の更なる実
施例においては、水蒸気不透過性の冷却管が供給液タン
ク中に配置されている。このように、供給管中にある塩
水と、該塩水の気化に必要な供給溶液と、の温度差は連
続的に維持される。

供給管における熱の集中によって加熱され供給溶液が上
昇するので、供給管は冷却管の下方に配置されることが
好ましい。他の実施例によると、供給管及び冷却管は交
互に互いに沿って、蓄電池の形態のように配置されても
良い。

液位の自動制御は供給液タンクに液位測定装置を設ける
ことにより達成され、液位測定装置は液位制御装置を介
して供給バルブに作用して、供給バルブが通常は開放し
ているが、最大液位を越えた時に閉塞するように構成さ
れている。

温度の自動制御は供給液タンクに温度センサを設けるこ
とにより達成され、温度センサは冷却管中の冷却バルブ
に対して温度制御回路を介して作用して、冷却バルブが
通常は開放しているが、温度が最低温度に下がったとき
に閉塞するように構成されている。

水栽培のための供給溶液は肥沃な液又は洪給塩混合物（
ｆ’ｅｅｄ　ｓａＨｍ１ｘｔｕｒｅ　）の液を水に添加
することにより通常、調製されている。供給溶液におけ
る供給材料の濃度が特定の値よりも下がった場合には、
すでに使用されている供給物質は交換しなければならな
い。このことは、供給液中に配設された濃度センサが非
常に低い値を表示した時に供給物質混合制御回路によっ
て供給物質混合装置を作動させることにより、その豊富
化について有効に作用する。この混合は所望の濃度に達
するまで行なわれる。この種の供給物質混合装置によっ
て供給液タンク中に新たな水が満され、新たな供給溶液
が調製され得る。

供給液タンクが満たされた時に供給溶液中の供給物質の
濃度が過剰となった場合には、他の実施例においては、
液放出バルブが液位制御装置を介して濃度センサに接続
されているので、好都合となる。供給溶液の最大液位に
おいて許容最大濃度を越えた時、液放出バルブが応動し
て該液位が所定量まで下がるまで液放出バルブの開放が
維持されるように構成されているからである。

請求項１記載の方法を実行するための他の好ましい装置
は、仕切室が溶解された物質を含む海水又は水が仕切室
を通過するように疎水性の微細多孔質材料からなる膜面
によって、供給溶液を収容する容器すなわち仕切室がそ
の中又は壁近傍において仕切られていることを特徴とし
ている。また、膜面によって仕切られ、かつ溶解物質と
共に海水又は水を担持した仕切室が蓄電池の形態に冷却
面又は冷却部材と交互に配置されることは、さらに好ま
しい。このように比較的狭い空間内に配置するという小
型化への要件を満しつつ大面積の冷却用の面積を得るこ
とができるのである。このように、蓄電池状の冷却面と
例えば海水を担持する千　　　　　′ヤンバと、を供給
液タンク中白よりもむしろ適切な水栽培室自体の中に配
置することができるようになる。

実施例以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示すように水栽培基層２７は供給溶液のレベル
が下限液位２８及び上限液位２９の間にて変動できるよ
うにして植物収容器２６中に収容されている。液位２８
，２９以下の部分１１は供給溶液の貯蔵量を示している
が、この部分がすなわち供給液タンクとなる。吸水及び
／又は吸引管３０は、上方からこの下の部分へ突き通さ
れている。液位測定表示装置３１は、反対側に設けられ
ている。

供給管１２は供給溶液が貯蔵されている供給液タンク１
１中にＵ字形状をなして配置されており、西独国公開公
報第３６１０５４８号に詳述されているような疎水性の
微細多孔質材料から形成されている。供給管１２は例え
ば第２図に示すように蛇状に配置することもできる。塩
水、特に海水がこの供給管１２中を矢印で示す方向へ通
過する。

この海水は供給液タンク１１中の供給溶液に比して非常
に高い温度に加熱されているので、温度差が生じており
、供給管１２の壁を介して水蒸気が発生し供給溶液中に
て凝結している。このようにして、液位は、下限液位２
８上に連続的に一定に保たれる。

第２図の実施例においては植物床３２は分離した供給液
タンク１１から供給管３３及びポンプ３４を介して給水
され潤されている。供給溶液は一時的に植物床３２に集
められて復帰管３５を介して供給液タンク１１へ流し戻
される。この復帰管３５は供給液タンク１１における液
位上の上位部分に開口している。

加熱塩水が流れる供給管１２及び冷却管１３は供給液タ
ンク１１中において互い違いに配置されている。冷却管
１３は蒸気不透過材料からなっており、冷却液はその中
を矢印方向へ流れる。

この実施例においては、水蒸気は供給管１２を通して供
給溶液へ貫通してそれで凝結している。

上昇熱は供給管１２上に置かれた冷却管１３を介して逃
がされる。

第３図の実施例においては、平坦な中空構造体が供給液
タンク１１の基底部にて第２図の蛇状管の代りに供給管
１２として配置されている。この中空構造体の供給管１
２は供給液タンク１１中の領域においてのみ水蒸気透過
材料で形成されている。

第４図に示されるように、新鮮な塩水や海水は大面積で
平坦なコレクタとして形成された熱交換器３７に供給さ
れる。熱交換器３７は好ましくは太陽熱コレクタが良い
。塩水はその上部にて熱交換器３７から加熱状態で得ら
れる。これから塩水は供給管１２へ通過してそこで水蒸
気は供給溶液へ移行して部分的に冷却が行なわれる。さ
らに濃縮された冷却塩水が流出口３８に現れる前に塩水
の残留熱は熱交換器３６中において新たに供給される冷
却塩水に移行する。

第５図は本発明の装置が自動的に制御される様子を示し
ている。

供給バルブ１６は供給管１２の入力側に配置され、かつ
液位測定装置１４に接続された液位制御装置１５によっ
て作用を受ける。このようにして、液体貯蔵部である供
給液タンク１１中における最大液位が所定値を越えた時
に供給バルブ１６が閉塞するようになされている。その
逆の場合は供給バルブ１６は開放される。

さらに、温度センサ１７が供給液タンク１１に配置され
、温度制御回路１８を介して冷却管１３の流入口に設け
られた冷却バルブ１９に作用する。

冷却バルブ１９は通常は開放されており、温度センサ１
７における温度が所定温度以下に下がったとき閉塞され
る。

供給物質混合装置２０は供給液タンク１１に設けられて
いる。供給物質混合装置２０はポンプ３９を含んでおり
、供給管４０を通して供給液タンク１１から供給溶液又
は水を吸引することができる。この供給溶液の液質は供
給された物質により豊富化されて供給溶液は再び流出管
４１を介して供給液タンク１１へ戻される。

供給物質混合装置２０は洪給物質混合制御回路２１の作
用を受け、供給物質混合制御回路２１は濃度センサ２２
に接続されており、濃度センサ２２は順次供給液タンク
１１における供給物質の濃度に応答する出力を発生させ
る。供給物質の濃度が低すぎるとき供給物質混合装置２
０は所望の所定濃度まで豊富化されるまで作動させられ
る。供給物質の濃度は例えば導電率測定又は硝酸塩電極
（ｎｉｔｒａｔｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）によって設
定される◎濃度センサ２２はさらに液放出制御回路２５
に接続されており、液放出制御回路２５は放出管２３に
接続されている液放出バルブ２４ｈへ作用する。もし最
大液位において供給物質の濃度が高すぎると設定される
と、液放出バルブ２４は液放出制御回路２５によって所
定時間開放されるので、過度の濃度の供給溶液は流れ去
ることになり、液放出バルブ２４が新たに閉塞された後
に供給管１２において上昇した純水が加えられる。この
ように、供給物質の濃度は必要な方法により低下せしめ
られる。

第６図は供給溶液を含む水耕栽培の概略を示す図である
。仕切室４４は、疎水性の微細多孔質材料からなる膜面
４６によって仕切られており、仕切室４４中を流れて稀
釈された物質と共に塩水又は水が供給されている。

例えば海水を担持しかつ膜面４６で仕切られた仕切室４
４は蓄電池の形態のように冷却面又は冷却部材４８と共
に交互に配置されている。全体としてこのようにすれば
、海水を担持する仕切室４４のための比較的大面積の外
面が挿入され空間の節約になる。また、中空構造である
冷却面又は冷却部材４８のための大面積の外面が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は毛管力によって供給溶液が植物の根に供給され
ることを示す本発明による水栽培装置の概略断面図、第
２図は供給溶液がポンプによって植物の床に供給され、
それらを短時間で集めることを示す水栽培の概略図、第
３図は供給溶液を充填する装置の他の実施例を示す概略
図、第４図は本発明による装置の塩水のための加熱装置
の概略図、第５図は自動制御装置を伴った本発明による
装置の供給溶液タンクの概略図、第６図は海水を担持し
かつ大面積の膜面で仕切られた仕切室が冷却面と交互に
蓄電池状に配列された水栽培を説明する概略図である。主要部分の符号の説明１１・・・・・・供給溶液タンク１２．３３．４０・・・・・・供給管１３・・・・・・冷却管１４・・・・・・液位測定装置１５・・・・・・液位制御装置１６・・・・・・供給バルブ　　１７・・・・・・温度
センサ１８・・・・・・温度制御回路１９・・・・・・冷却バルブ２０・・・・・・供給物質混合装置２１・・・・・・供給物質混合制御回路２２・・・・・
・濃度センサ　　２３・・・・・・放出管２４ｈ・・・
・・・液放出バルブ２５・・・・・・液放出制御回路２６・・・・・・植物収容器　　２７・・・・・・水栽
培基層２８・・・・・・下限液位３０・・・・・・給水及び／又は吸引管３１・・・・・
・液位測定表示装置３２・・・・・・植物床３４．３９・・・・・・ポンプ３５・・・・・・復帰管３６．３７・・・・・・熱交換器４４・・・・・・仕切室　　　　４６・・・・・・膜面
４８・・・・・・冷却面又は冷却部材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塩分を取り除いた水によって水栽培の供給溶液を
補充する方法であって、疎水性の微細多孔質材料からな
る仕切壁が前記供給溶液中に配置され、かつ前記仕切壁
が溶解物質を伴った加熱水、特に塩水から前記供給溶液
を分離することを特徴とする水栽培の供給溶液補充方法
。
（２）水栽培の供給溶液又は水を補充する装置であって
、供給液タンクが設けられており、特に請求項１記載の
方法による毛管力作用又はポンプ作用によって前記供給
溶液を前記供給液タンクから植物の根に供給する装置で
あって、水蒸気に対して透過性はあるけれども水に対し
ては透過性のない疎水性の微細多孔質材料からなる供給
管（１２）が前記供給液タンク（１１）内に配置されて
おり、前記供給溶液に比して高い温度を有する塩水、特
に海水が前記供給管中に供給されることを特徴とする装
置。
（３）前記供給液タンク（１１）中には水蒸気不透過性
の冷却管（１３）が配置されていることを特徴とする請
求項２記載の装置。
（４）前記供給管（１２）は、前記冷却管（１３）の上
又は下に配置されていることを特徴とする請求項３記載
の装置。
（５）前記供給管（１２）及び冷却管（１３）は互いに
交互に蓄電池状に配列されていることを特徴とする請求
項３記載の装置。
（６）液位測定装置（１４）が前記供給液タンク（１１
）に配置され前記液位測定装置が液位制御装置を介して
前記供給管（１２）中の供給バルブに作用し、前記供給
バルブ（１６）が通常は開放されており、最大液位を越
えた時点で閉塞されることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか１記載の装置。
（７）温度センサ（１７）が前記供給液タンクに設けら
れており、温度制御回路（１８）を介して前記冷却管（
１３）中における冷却バルブ（１９）に作用し、前記冷
却バルブ（１９）が通常は開放されており、最小温度以
下に温度が下がったとき閉塞されることを特徴とする請
求項１ないし６のいずれか１記載の装置。
（８）供給物質混合装置（２０）が前記供給液タンク（
１１）に設けられており、前記供給物質混合装置は、供
給物質濃度が所定値以下に低下した時、該供給物質濃度
が所望の濃度にまで豊富化されるまで、供給物質混合装
置を作動させるために供給溶液中において配置された濃
度センサ（２２）に接続された供給物質混合制御回路（
２１）を介して、制御されることを特徴とする請求項１
ないし７のいずれか１記載の装置。
（９）液放出バルブ（２４）は液放出制御回路（２５）
を介して濃度センサ（２２）に接続されかつ、特定の最
大濃度及び最大供給溶液の液位を越えたことに応答し、
該液位が所定量まで低下するまで開放を維持することを
特徴とする請求項１ないし８のいずれか１記載の装置。
（１０）前記仕切室（４４）は、溶解した物質を含む海
水又は水が前記仕切室を通過するように、疎水性の微細
多孔質材料からなる膜面（４６）によって供給溶液を収
容する容器の中又は近傍にて仕切られていることを特徴
とする請求項１記載の方法を実行する装置。
（１１）前記膜面（４６）の疎水性の微細多孔質部分は
仕切壁として水栽培システムの供給液タンク（１１）中
に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の装
置。
（１２）前記膜面（４６）は水栽培を通して配置されて
いることを特徴とする請求項１０又は１１記載の装置。
（１３）供給溶液中はさらに付加的な冷却面又は冷却部
材（４８）が設けられていることを特徴とする請求項１
０ないし１２のいずれか１記載の装置。
（１４）前記膜面（４６）によって仕切られかつ溶解物
質と共に海水又は水を担持した前記仕切室（４４）は蓄
電池状に前記冷却面又は冷却部材（４８）と交互に配置
されていることを特徴とする請求項１０ないし１３のい
ずれか１記載の装置。
（１５）溶解物質を伴う水の添加は液位測定装置１４に
よって制御されていることを特徴とする請求項１０ない
し１４のいずれか１記載の装置。