JPH05252839A - 水耕栽培プラントにおける温度調節のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水耕栽培プラントにおける配管方式に関し、施
工コストが低い簡単な装置構成で根圏温度の維持を図る
ことを目的とする。 【構成】植物が生育するのに必要な成分を含む養液を貯
蔵するタンク２と、この養液の温度を調節する手段７
と、タンク２の養液を栽培ベット１へ配送するための圧
送手段３と、水耕栽培に係る植物の根に供給する養液を
保持する養液槽５と、前記温度を調節する手段７によっ
て温度調節された養液を噴霧する灌水手段４とを具備す
ることにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水耕栽培プラントにお
ける温度調節のための配管方式に関する。水耕栽培で重
要なことは、土壌の物理的構造を解明し、これを人工的
に忠実に再現することであるが、土の持つ物理的特性を
再現するのにあたって特に問題となるものの一つに根圏
温度がある。土壌における根圏温度を、水耕栽培におい
て維持するためには、加温のための設備を別途必要とす
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の技術を示す図である。図
６（ａ）に示すのは、タンク方式と呼ばれるものであ
り、地下タンク１０２と栽培ベット１００間で養液を循
環させるタイプの水耕栽培プラントである。一方、図６
（ｂ）に示すのは、タンクレス方式と呼ばれるものであ
り、栽培ベット１０４間で養液を循環させるタイプの水
耕栽培プラントである。

【０００３】図６（ａ）において、熱交換器１０３は、
地下タンク１０２の養液を温める。温められた養液はポ
ンプ１０１によって栽培ベット１００へ配送される。苗
は、この温められた養液を吸収することになるので、そ
の根圏温度を適温に維持することができる。一方、図
（ｂ）の場合には、温水管１０５によって直接養液が温
められるので、同様に適当な根圏温度を再現することが
できる。

【０００４】図７に示すのは、毛管水耕プラントと呼ば
れるタイプの水耕栽培プラントである。図７に示すよう
に、毛管水耕プラントでは、根１１１，１２３，１２４
が空気中にさらされている。従って空気の温度下がる
と、根圏温度が低くなるので、苗１１０，１２１，１２
２の育成は即影響を受けることとなる。

【０００５】図７（ａ）において、浮体１１３は、温水
管１１４によって温められた養液を毛細管現象によって
吸い上げる布１１２を支持するものである。根１１１
は、この布１１２から養液を吸収することとなるが、栽
培ベット１１６毎に必ず設けられる灌水チューブ１１５
が噴霧する養液を吸収することもある。

【０００６】図７（ｂ）において、栽培ベット１２９
は、図（ａ）の場合と同様に、灌水チューブ１２０を具
備しており、これにより水分調節を行なっている。毛細
管現象によって養液を吸い上げるそれぞれの布１２５，
１２６の下方には温水管１２７，１２８が設けられてお
り、これにより理想的な根圏温度が保たれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６（ａ）に示す水耕
栽培プラントでは、栽培ベット１００側に加温のための
設備を設ける必要がなく、熱交換器１０３の導入だけで
根圏温度の問題が解決する。しかしながら、植物の栽培
条件とは無関係に、温度条件のために、加温した養液を
循環させなければならないという問題点がある。

【０００８】また、図６（ａ）、図７（ａ）及び（ｂ）
に示す水耕栽培プラントでは、生育ステージ、生育状況
を無視して、不要な養液を循環・供給する必要はない。
しかしながら、温水管を栽培ベット毎に設置しなければ
ならないという問題点がある。この場合、水耕栽培プラ
ントは大がかりなものとなり、その配管設備は水耕栽培
プラントの価格を押し上げてしまう。

【０００９】加えて、図７（ａ）に示す毛管水耕プラン
トでは、養液の温度が根圏温度と一致していない。これ
は、温められた養液が布１１２中を移動する速度が遅い
ためである。従って、養液をいくら温めても根は低温に
よる障害を受けるという問題点がある。

【００１０】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、栽培上有害な過剰給液を行なうことなく、なおかつ
複雑な温水配管の設備を設けることなく、施工コストが
低い簡単な装置構成で根圏温度の維持を図ることができ
る温度調節のための装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、前記特許請求の範囲に記載した手段にて達成さ
れる。

【００１２】すなわち、請求項１の発明は、植物が生育
するのに必要な成分を含む養液を貯蔵するタンクと、こ
の養液の温度を調節する手段と、タンクの養液を栽培ベ
ットへ配送するための圧送手段と、水耕栽培に係る植物
の根に供給する養液を保持する養液槽と、前記温度を調
節する手段によって温度調節された養液を噴霧する灌水
手段とを具備する水耕栽培プラントにおける温度調節の
ための装置である。

【００１３】また、請求項２の発明は、前記養液槽へ流
れ込む養液の循環を制御する開閉手段を具備する水耕栽
培プラントにおける温度調節のための装置であり、請求
項３の発明は、前記開閉手段として、水圧の強弱により
開閉を行なう圧力弁を設ける水耕栽培プラントにおける
温度調節のための装置である。

【００１４】また、請求項４の発明は、前記灌水手段と
して、表面に穴の空いたチューブであって、水圧が弱い
場合には養液が通過するホースとして機能し、水圧が高
い場合には表面の穴から養液を噴霧する灌水器として機
能するものを設ける水耕栽培プラントにおける温度調節
のための装置であり、請求項５の発明は、前記圧送手段
を複数個設ける水耕栽培プラントにおける温度調節のた
めの装置である。

【００１５】

【作用】図１は、本発明の原理を説明するブロック図で
ある。図１において、加温手段７は、タンク２の中にあ
る養液の温度を調節するものである。圧送手段３は、適
温となった養液を栽培ベット１へ圧送するものである。
栽培ベット１は、水耕のための養液を貯える養液槽５と
温められた養液を噴霧する灌水手段４と、養液槽５への
養液の流入を制御する開閉手段６とを具備するものであ
る。

【００１６】図中の矢印が示すように、本発明では、適
温の養液が循環することによって、理想的な根圏温度を
作り出している。また、栽培ベットにおける循環経路に
は、既存の灌水手段を用いることとしているので、加温
のためだけに専用の配管設備を設ける必要はない。すな
わち、加温のための配管と、灌水のための配管とを兼用
している。

【００１７】とりわけ、毛管水耕プラントの各方式で
は、必ず栽培ベット内に灌水チューブを設置している。
そして、この灌水チューブを用いて、従来の土耕栽培と
まったく同じタイミング、感覚で灌水及び追肥的操作を
行なっている。従って、この灌水チューブを加温用温水
配管として兼用すれば、施工コストの大幅な低減を図る
ことができ、また、栽培ベットもより簡易なものとする
ことができる。

【００１８】

【実施例】図２は、本発明の一実施例を示す図である。
図２において、栽培ベット１０は灌水用配管設備として
灌水チューブ１１を有している。圧力弁１２は、加えら
れる水圧の強弱によってその弁を開いたり閉じたりする
ものである。養液供給槽１３は、毛管水耕において、毛
細管現象によって吸い上げられる養液を保持する槽であ
る。なお、養液は、不図示の養液排水槽を経て地下タン
ク１４へ送られている。

【００１９】熱源１５は、地下タンク１４の養液を加温
するものである。また、バルブ１６，１７は、各ポンプ
１８，１９のポンプ圧を調整するものである。ここで、
二つのポンプ１８，１９のポンプ圧が等しいと仮定する
と、栽培ベット１０へ配送される養液の水圧は、ポンプ
１８，１９のオン、オフの状態によって三通り考えられ
る。

【００２０】両方のポンプがオフの場合は、養液に加わ
る水圧はない。いずれか一方のポンプがオンの場合は、
養液に弱い水圧がかかる。このとき、例えば圧力弁１２
は開放状態となるので養液は循環し、加温が行なわれ
る。両方のポンプがオンの場合は、養液に強い水圧がか
かる。このとき、例えば圧力弁１２は閉塞状態となるの
で、灌水チューブ１１から養液が噴霧し、灌水が行なわ
れる。

【００２１】図３は、灌水チューブの一例を示す図であ
る。この図に示す灌水チューブ３０は、厚手のフィルム
を二枚貼り合わせた構造をしており、水圧がかかってい
ない場合には、図（ａ）に示すように平べったい形をし
ている。灌水チューブ３０の一端を閉塞し、他端より水
圧を加えると、表面の小さな穴３２〜３７から水が噴霧
する。

【００２２】この小さな穴３２〜３７は、例えばレーザ
ー光線を照射することによって簡単にあけることができ
る。また、内側には、薄いろか紙３１が付いていて、穴
３２〜３７にゴミが詰まるのを防いでいる。もちろん、
このろか紙３１は、穴３２〜３７を保護する他のフィル
タに置き換えることも可能である。

【００２３】図４は、圧力弁の一例を示す図である。こ
の圧力弁に加わる水圧が強い場合には、ケース４０に納
められた弁４２の押す力が強くなるので、圧力弁は閉塞
状態となる。加わる水圧が弱い場合には、スプリング４
１が元の状態に戻ろうとする弾性力の方が強くなるの
で、圧力弁は開放状態となる。スプリング４１は交換可
能であるので、ポンプ圧に合わせて最適なものを選択し
て使用することができる。

【００２４】図５は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。図５の例では、灌水チューブ５１と養液供給槽５３
との間に電磁弁５２を設けている。熱源５５によって加
温された地下タンク５４の養液は、ポンプ５６によって
栽培ベット５０へ圧送されるが、電磁弁５２は、このポ
ンプ５６の動作に合わせて電気的に制御すべきものであ
る。

【００２５】すなわち、加温を行なう場合には、ポンプ
５６をオンに、電磁弁５２を開放状態に制御する。この
状態で、加温された地下タンク５４の養液が、栽培ベッ
ト５０との間を循環する。また、灌水を行なう場合に
は、ポンプ５６をオンに、電磁弁５２を閉塞状態に制御
する。この状態で、地下タンク５４から圧送される養液
は、灌水チューブ５１より作物へ噴霧される。

【００２６】しかし、図５の例では、栽培ベット毎に電
気配線とその工事が必要となり、また高価な電磁弁も栽
培ベット毎に設置する必要がある。よって、部品点数も
多くなり、構成も複雑になるので市販向きではないであ
ろう。

【００２７】以上の実施例においては、主として冬季に
必要とされる加温方式について説明した。しかし、本発
明は、当実施例の記載のみに限定されるものではなく、
前記特許請求の範囲に示した要旨の範囲内で、種々の変
形実施が可能である。例えば、図１に示す加温手段７
を、単に冷却用の小型チラーに置き換えるだけで、夏季
に有用となる冷却のための装置を構成することができる
が、これが、本発明の技術的範囲に包含されることは明
白である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水耕栽培プラントにおいて、灌水のための設備と、加温
のための設備とを一系統の配管設備で兼用しているの
で、栽培ベットの構成の著しい簡易化、並びに大幅な施
工コストの低減化を図ることができるという効果を奏
し、産業の発達に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】灌水チューブの一例を示す図である。

【図４】圧力弁の一例を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す図である。

【図６】従来の技術を示す図である。

【図７】従来の技術を示す図である。

【符号の説明】

１，１０，５０，１００，１０４，１１６，１２９ 栽
培ベット ２，１４，５４，１０２ タンク ３ 圧送手段 ４ 灌水手段 ５ 養液槽 ６ 開閉手段 ７ 加温手段 １１，３０，５１，１１５，１２０ 灌水チューブ １２ 圧力弁 １３，５３ 養液供給槽 １５，５５ 熱源 １６，１７ バルブ １８，１９，５６，１０１ ポンプ ３１ ろか紙 ３２〜３７ 穴 ４０ ケース ４１ スプリング ４２ 弁 ５２ 電磁弁 １０３ 熱交換器 １０５，１１４，１２７，１２８ 温水管 １１０，１２１，１２２ 苗 １１１，１２３，１２４ 根 １１２，１２５，１２６ 布 １１３ 浮体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】植物が生育するのに必要な成分を含む養液
   を貯蔵するタンク（２）と、この養液の温度を調節する
   手段（７）と、タンク（２）の養液を栽培ベット（１）
   へ配送するための圧送手段（３）と、水耕栽培に係る植
   物の根に供給する養液を保持する養液槽（５）と、前記
   温度を調節する手段（７）によって温度調節された養液
   を噴霧する灌水手段（４）とを具備することを特徴とす
   る水耕栽培プラントにおける温度調節のための装置。
2. 【請求項２】前記、養液槽（５）へ流れ込む養液の循環
   を制御する開閉手段（６）を具備する、請求項１記載の
   水耕栽培プラントにおける温度調節のための装置。
3. 【請求項３】前記、開閉手段（６）として、水圧の強弱
   により開閉を行なう圧力弁を設ける、請求項２記載の水
   耕栽培プラントにおける温度調節のための装置。
4. 【請求項４】前記、灌水手段（４）として、表面に穴の
   空いたチューブであって、水圧が弱い場合には養液が通
   過するホースとして機能し、水圧が高い場合には表面の
   穴から養液を噴霧する灌水器として機能するものを設け
   る、請求項２記載の水耕栽培プラントにおける温度調節
   のための装置。
5. 【請求項５】前記、圧送手段（３）を複数個設ける、請
   求項４記載の水耕栽培プラントにおける温度調節のため
   の装置。