JPH0560257U

JPH0560257U - 養液調製装置

Info

Publication number: JPH0560257U
Application number: JP007459U
Authority: JP
Inventors: 典孝中平
Original assignee: 株式会社淀川製鋼所
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1993-08-10
Anticipated expiration: 2007-01-24
Also published as: JP2544425Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的簡単な構成を有しながら、貯溜養液の
増減にかかわらず長期にわたって安定した養液濃度を維
持可能とする。【構成】給水路４８中に、養液タンク５０中の養液総
量に比して十分小さい単位量ａの希釈水１０が流れる毎
に１つのパルスＳ１を発生する流量計６４を備える。一
方原液供給部２８からは、定量ポンプ４６を用いて液肥
原液１４を取り出し、養液タンク５０中で希釈水１０と
混合する。この時、流量計６４から１つのパルス信号Ｓ
１が出力されたことを確認する毎に、設定時間τ１だけ
ポンプ４６を駆動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、温室の砂耕やロックウール栽培などに使用する灌水養液を希釈したり、水耕栽培の養液濃度を管理する養液調製装置の改良であって、特に養液タンク内に貯溜される養液濃度を長期に亘って略一定に維持可能としたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種の養液調製装置は、養液を貯溜するタンク内の液位が設定値を下回ると、水道水の様な希釈水を補充して液位を定常値に戻すと同時に、補充した希釈水の量に対応した量の液肥原液を加えることにより、養液濃度を一定値に調製するものが一般的であった（例えば、実開平１−７２０５３号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記した養液調製装置にあっては、安定した養液供給を可能とするために養液の貯溜タンクに比較的大容量のものを使用する必要がある関係上、貯溜タンク内における貯溜総量の微小変化を正確に検知することが難しい。そこで一度に補給される希釈水および原液の量も必然的に多くなり、養液濃度が一定に落ち着くまでに長時間を要することが避けられず、その結果、栽培ベッドに養液を供給中であってもこれを強制的に停止しなければならず、ともすると必要量の液肥が供給できず植物の生育に影響を及ぼす虞れがあった。

【０００４】更に植物の種類によっては、成長の各過程において液肥の濃度を変化させる必要があるが、従来の様な養液濃度をＥＣ計を用いて検査しながら液肥原液の供給時間あるいはポンプの吐出量を適宜量に変更する方法にあっては、養液の濃度設定それ自体が正確に行えないばかりか、維持されるべき濃度の安定化も難しかった。

【０００５】本考案者は上記した不都合に対して考察した結果、次のことを知見した。すなわち、希釈水の流量は比較的正確に測定でき、この希釈水の微少な単位量の供給に対応して液肥原液を設定量づつ供給することにより、養液残量の濃度に大きな変化をもたらすことなく長期にわたって安定した養液濃度を維持できる。更に、液肥原液の単位時間当たりの供給量を一定の条件に従って設定することにより、養液濃度を表わす電気伝導度のＥＣ値（電解導電率）と液肥原液の供給時間とを直接的に対応させることが可能となり、濃度設定が容易かつ正確に行えるのである。

【０００６】本考案は上記した知見に基づいてなされたものであって、養液総量の増減にかかわらず、長期に亘って安定した養液濃度を維持できる養液調製装置を提供することを目的とする。本考案は更に、比較的簡単な構成および操作手順を維持しながら、容易に正確な養液濃度を維持管理できる養液調製装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するため、本考案に係る養液調製装置にあっては、図１にその概略的な構成を示すように、希釈水１０の供給手段１２と、液肥原液１４の供給手段１６と、上記した各供給手段１２・１６から送られる希釈水１０と液肥原液１４とを混合した養液１８を貯溜する養液貯溜手段２０と、その養液貯溜手段２０に対する希釈水１０の給水量を検知する給水量検知手段２２と、装置全体の制御動作を行う制御手段２４とを備えている。

【０００８】上記した給水量検知手段２２は、検知した給水量の大きさに対応した信号Ｓ１を制御手段２４に向けて出力可能とするものであり、制御手段２４は給水量検知手段２２から送られる信号Ｓ１に基づき、上記した養液貯溜手段２０における養液１８の貯溜総量より十分小さい設定量ａの希釈水１０が養液貯溜手段２０に供給されたことが確認される毎に、上記した液肥原液供給手段１６から設定量ｂの液肥原液１４を養液貯溜手段２０に供給させる様に構成されている。

【０００９】なお、上記した養液貯溜手段２０には更に液量検知手段２６を備え、養液貯溜手段２０内に貯溜している養液１８の貯溜総量が設定値Ｌ２を下回ったことを液量検知手段２６が検知するのに対応して、希釈水供給手段１２を作動可能とすることができる。

【００１０】更に、給水量検知手段２２を、設定量ａの希釈水１０を検知する毎に上記した制御手段２４に対して所定の単位信号Ｓ１を送出するものとし、液肥原液供給手段１６を、養液貯溜手段２０に対して単位時間当たりに供給される液肥原液１４の量を略一定に維持可能とし、制御手段２４を、給水量検知手段２２から単位信号Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段１６を予め設定した時間τ１だけ作動させるとともに、液肥原液供給手段１６の作動中に次の単位信号Ｓ１’が入力されると、前の単位信号Ｓ１による設定時間τ１が経過するまで希釈水供給手段１２からの給水を中断させるものとすることができる。

【００１１】更にまた、液肥原液供給手段１６から単位時間当たりに供給される液肥原液１４の量を、目標とする養液濃度の電気伝導度（ＥＣ値）と単位信号当たりにおける原液の供給時間τ１とが整数倍の関係となる様に設定することが好ましい。

【００１２】

【作用】

上記した構成により、希釈水供給手段１２から養液貯溜手段２０に向けて希釈水１０が送られると、その給水量が液量検知手段２２により検知され、給水量の大きさに対応した信号Ｓ１が制御手段２４に送られる。

【００１３】制御手段２４では、給水量検知手段２２から送られる信号Ｓ１から、例えば１０リットル程度の、養液総量より十分に小さい設定量ａが養液貯溜手段２０に対して給水されたことを確認する毎に液肥原液供給手段１６を駆動し、必要とする養液濃度に対応して予め設定してある量の液肥原液１４を養液貯溜手段２０に向けて供給させることにより、養液濃度の急激な変化を避けながら養液１８が調製されるのである。

【００１４】上記した様にして必要量の養液１８が貯溜されている状態で養液１８が消費され、養液貯溜手段２０中の液量が設定値Ｌ２を下回ると、液量検知手段２６により検知されて希釈水供給手段１２が自動的に給水を再開する。

【００１５】ここで、給水量検知手段２２から出力される信号が、予め設定量ａの希釈水１０の供給を検知する毎に単位信号Ｓ１を制御手段２４に送る一方、液肥原液供給手段１６が単位時間毎に送る液肥原液１４の量を一定に維持する様に構成してあれば、制御手段２４では単位信号Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段１６を設定時間τ１だけ作動すれば、希釈水１０に対する液肥原液１４の割合が一定に維持される。

【００１６】更にこの時、必要とするＥＣ値と設定時間τ１とが、計算しやすい整数倍に設定されていれば、ＥＣ値から設定時間τ１が暗算でき、その値を例えばタイマに設定することにより、目標とする養液濃度の設定が終了するのである。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は上記の如く、希釈水１０が養液総量より十分小さい設定量ａだけ供給されたことを確認する毎に液肥原液１４を供給する様に構成したので、液肥原液１４の希釈が比較的正確に行われるとともに両者の混合が即座に行われ、長期に亘って安定した養液濃度を維持できる。

【００１８】また、給水量検知手段２２が設定量ａの希釈水１０の供給を検知する毎に単位信号Ｓ１を送り、単位信号Ｓ１の入力に対応して供給量が一定量に規制された液肥原液１４を設定時間τ１だけ駆動する様に構成したので、比較的簡単な構成および操作手順を維持しながら、容易に正確な養液濃度管理が行える。更に、必要とする養液濃度と液肥原液１４の供給時間τ１との関係を簡略化したので、濃度設定が容易に行え、設定間違いが減少するなど、多くの利点を有する。

【００１９】

【実施例】

以下本考案を、図２に示すかけ流し方式の自動灌水装置に実施した一例を示すがこれに限らず、養液調製機能を単独で実施し、あるいは栽培ベッドを循環式とするなど、適宜変更して実施できることは勿論である。

【００２０】本考案を実施したかけ流し方式の自動灌水装置は、図２にその全体的な構成を概略的に示す如く、液肥原液１４を形成する原液供給部２８と、液肥原液１４と希釈水１０とを混合して所定濃度の養液１８を形成する養液調製部３０と、調製された養液１８を電磁弁３２のオン動作と連動して栽培ベッド３４に送って灌水する養液供給部３６と、養液１８の調製および灌水動作を規制する制御部３８とを備えている。

【００２１】なお本実施例では簡単のために、流量調整用の流量計４０と弁４２とを備えた養液供給部３６を１組のみ養液調製部３０の出力側に接続した例を示したが、養液供給部３６および栽培ベッド３４を直列に繋いだものを複数組並列に接続する様に構成できる。

【００２２】原液供給部２８は、固形あるいは濃縮液状の原肥を、弁４３を介して送られる希釈水１０で一次希釈して得られる濃縮状態の液肥原液１４（例えば、１００倍液）を原液タンク４４内に貯溜するとともに、原液ポンプ４６を使用して養液調製部３０に原液タンク４４中の液肥原液１４を適宜に供給可能とするものである。

【００２３】本実施例にあっては、かかる原液タンク４４を２台備えるとともに、原液ポンプ４６にダブルヘッドタイプのものを用いることにより、両原液タンク４４中の液肥原液１４を同時に取り出せる様にしている。更に原液ポンプ４６を定量ポンプとし、その吐出量を一定値に規制することにより、原液ポンプ４６の駆動時間を設定変更するだけで、液肥原液１４の供給量を任意値に変更できる様にしている。

【００２４】ところで、原液タンク４４から供給される複数種類の液肥原液１４の比率が一定の場合、養液１８の目標とするＥＣ値は、希釈水１０の単位量ａに対する原液ポンプ４６の駆動時間に比例し、更にＥＣ値と原液ポンプ４６の駆動時間とは原液ポンプ４６の吐出量に関係する。そこで、例えば養液濃度のＥＣ値の１０倍が原液ポンプ４６を駆動させるタイマ７０の設定時間と一致する様に原液ポンプ４６の吐出量を、例えば５ミリリットル／秒程度の一定値に設定している。

【００２５】養液調製部３０は、給水路４８を通じて送られる希釈水１０と、原液供給部２８から送られる液肥原液１４とを養液タンク５０中で混合し、所定濃度の養液１８を調整可能としたものである。養液タンク５０は、養液供給部３６が有する最大吐出量よりも十分大きい、例えば２５０リットル程度の貯溜総量を確保できるだけの内容積を有し、従って養液タンク５０からは安定した養液供給が行われる。

【００２６】養液タンク５０中には更に液面計５２を備え、養液総量がそれ以下になると警報を発するとともに、電磁弁３２を閉じて栽培ベッド３４に対する養液供給を強制的に停止する下限水位Ｌ１と、養液総量がそれ以上になると電磁弁５４を閉じて希釈水１０の供給を強制的に停止する上限水位Ｌ３に加え、電磁弁５４を開いて希釈水１０の給水を再開するための制御水位Ｌ２とを個別に検知可能とし、制御部３８に向けて対応した検知信号Ｓ２を送出する様にしている。

【００２７】また養液タンク５０の下部には、上記した養液供給部３６と連通する養液ポンプ５６および弁５８を備えて養液供給路６０を構成する。更に、養液ポンプ５６の下流側を分岐したのち、弁６１を介して養液タンク５０の上部に戻る循環路６２を形成するとともに、養液ポンプ５６を常時駆動することにより、養液タンク５０内の養液１８を循環させて撹拌する。

【００２８】一方、養液タンク５０に対する希釈水１０の給水路４８中には流量計６４を備え、養液タンク５０中へ送られる希釈水１０の供給量を常時検知し、検知内容に対応した信号が制御部３８に送られる様に構成されている。本実施例における流量計６４は、設定量ａ（例えば、養液タンク５０中の養液総量である２５０リットルより十分に少ない１０リットル）の希釈水１０が供給されたことが確認される毎に１つのパルス信号Ｓ１を制御部３８に向けて送出するパルス発信式の流量計６４（例えば、エレポン化工機社製の「ＭＴ−２５−Ｓ」）が使用される。

【００２９】制御部３８は、ＣＰＵを備えた１チップマイコンが全体の制御手段として使用され、後記する各種の制御動作をＲＯＭ内に記憶したプログラムに従って行うものである。

【００３０】かかる制御部３８には、従来と略同様な制御手段に必要な各種装置に加えあるいは代えて、手動による各種設定あるいは制御動作を行うための操作盤６６と、各種設定状態あるいは流量計６４から送られるパルス信号Ｓ１の入力状態を記憶するメモリ６８と、メモリ６８の記憶内容に従って設定時間τ１だけ原液ポンプ４６を駆動させるタイマ７０とを備えている。

【００３１】次に上記した自動灌水装置につき、図３を参照しながらその操作および動作手順の一例を説明する。

【００３２】装置の始動初期あるいは養液濃度の変更を行う場合は、必要とする養液濃度のＥＣ値から原液ポンプ４６の駆動時間を決め、操作盤６６を利用してタイマ７０の設定時間τ１を調整する。しかる後、養液タンク５０が空の状態で操作盤６６の手動スイッチを操作し、電磁弁５４を開いて希釈水１０を養液タンク５０内に導入すると、流量計６４から単位水量ａが検出される毎に１つのパルス信号Ｓ１が制御部３８に送られ、上限水位Ｌ３に達するまでに送られたパルス数がメモリ６８に記憶される。かかる動作と並行して、タイマ７０は設定時間τ１を更にパルスの総数倍した時間だけ連続してオンして原液ポンプ４６を駆動し、希釈水１０の総量に対応した量の液肥原液１４を養液タンク５０中に導入する結果、養液タンク５０中には設定濃度の養液１８が調製貯溜される。

【００３３】一方、２４時間を単位として電磁弁３２の開閉時期を予め操作盤６６を利用してプログラムしておくと、図３（ｂ）で示す様に、養液供給部３６の電磁弁３２は自動的にオンオフされ、養液タンク５０に貯溜された養液１８は栽培ベッド３４に灌水される結果、灌水の開始時期（図３の時刻ｔ０）に上限水位Ｌ３にあった養液タンク５０内の養液１８の液面は徐々に低下する。

【００３４】液面が検出水位Ｌ２を下回る（時刻ｔ１）と、制御部３８は電磁弁５４をオンして給水路４８を通じた希釈水１０の供給を再開する。この時、流量計６４が単位量ａの希釈水１０を検出する毎に１つのパルス信号Ｓ１を制御部３８に送るので、タイマ７０を始動して原液ポンプ４６を設定時間τ１だけ駆動して液肥原液１４を補充する。

【００３５】ここで、希釈水１０が単位量ａを養液タンク５０に供給するのに必要とする時間τ２を、標準的な養液濃度におけるタイマ７０の設定時間にほぼ一致する様に設定しておくと、設定濃度が低い場合は、流量計６４から次のパルス信号Ｓ１’ が送られてくる前の時刻ｔ２にタイマ７０はオフするので、原液ポンプ４６を停止してパルス信号Ｓ１’の入力を待ち、時刻ｔ３に原液ポンプ４６を動かす。

【００３６】かかる原液ポンプ４６の起動中に上限水位Ｌ３に達した場合は、電磁弁５４を閉じる（時刻ｔ４）一方、その時点での検知水量を保存する。時刻ｔ５に希釈水１０の供給を再開したのち、前回分の余りを検出するとパルス信号Ｓ１を発生（時刻ｔ６）して、原液ポンプ４６を動かす。

【００３７】上記した場合とは逆に、養液１８の設定濃度が標準値よりも高い場合、あるいは図３（ｃ）の時刻ｔ５以降の様に希釈水１０の水量が増加してパルス信号Ｓ１の発生間隔が設定時間τ１より短くなった場合には、次のパルス信号Ｓ１’が流量計６４から送られた時点（時刻ｔ７）においてもタイマ７０はまだタイムアップをしていないので、そのパルス信号Ｓ１’の入力をメモリ６８に記憶するとともに、電磁弁５４をオフして希釈水１０を強制的に停止する。タイマ７０が時刻ｔ８にタイムアップすると、メモリ６８から信号を送ってタイマ７０を再起動すると同時に電磁弁５４を開いて希釈水１０の流入を許すことにより、養液タンク５０中の養液濃度を変化させることなく、しかも効率よく養液１８の補充が行われるのである。

【００３８】なお、液面計５２による検知水位Ｌ２の検出と連動して電磁弁５４の開閉時期を制御するのに代えて、希釈水１０の養液タンク５０への流入をボールタップを用いて規制することができる。また、目標とする養液濃度のＥＣ値からタイマ７０の設定時間τ１を決めるのに代えて、養液濃度を直接設定し、制御部３８内の演算で必要なタイマ時間を算出する様にしてもよい。

【００３９】更に上記実施例では、希釈水１０が単位量ａだけ補充されたことを確認する毎に液肥原液１４を設定量ｂづつ加える様に構成したがこれに限らず、流量計６４で希釈水１０の単位時間当たりの流量変化を常時検知し、制御部３８で供給量を演算してタイマ７０を始動させたり、原液ポンプ４６を可変容量ポンプとし、希釈水１０の流量の大小に対応させて原液ポンプ４６の吐出量を制御する様にすることもできる。この場合、希釈水１０の検出単位を十分に小さく設定すれば、希釈水１０と液肥原液とをほぼ同時に供給することができ、養液タンク５０内の濃度および貯溜量の変化を更に少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本的な構成を示す概略図である。

【図２】本考案を自動灌水装置に実施した一例を示す図
であって、全体的な構成を概略的に示す。

【図３】図２における養液調製動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１０希釈水１２希釈水供給手段１４液肥原液１６液肥原液供給手段１８養液２０養液貯溜手段２２給水量検知手段２４制御手段２６液量検知手段２８原液供給部３０養液調製部３６養液供給部３８制御部４４原液タンク４６原液ポンプ５０養液タンク５２液面計５４電磁弁６４流量計６８メモリ７０タイマ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】希釈水（１０）の供給手段（１２）と、液肥原液（１４）の供給手段（１６）と、上記した各供給手段（１２）（１６）から送られる希釈
水（１０）と液肥原液（１４）とを混合した養液（１
８）を貯溜する養液貯溜手段（２０）と、該養液貯溜手段（２０）に対する希釈水（１０）の給水
量を検知し、検知した給水量の大きさに対応した信号Ｓ
１を出力可能とする給水量検知手段（２２）と、該給水量検知手段（２２）から送られる信号Ｓ１に基づ
き、上記した養液貯溜手段（２０）における養液（１
８）の貯溜総量より十分小さい設定量ａの希釈水（１
０）が養液貯溜手段（２０）に供給されたことが確認さ
れる毎に、上記した液肥原液供給手段（１６）から設定
量ｂの液肥原液（１４）を養液貯溜手段（２０）に供給
させる制御手段（２４）とを備えた養液調製装置。
【請求項２】上記した養液貯溜手段（２０）には更に
液量検知手段（２６）を備え、養液貯溜手段（２０）内
に貯溜している養液（１８）の貯溜総量が設定値Ｌ２を
下回ったことを液量検知手段（２６）が検知するのに対
応して希釈水供給手段（１２）を作動可能とする一方、上記した給水量検知手段（２２）は、設定量ａの希釈水
（１０）を検知する毎に上記した制御手段（２４）に対
して所定の単位信号Ｓ１を送出するものであり、上記した液肥原液供給手段（１６）は、養液貯溜手段
（２０）に対して単位時間当たりに供給される液肥原液
（１４）の量を略一定に維持可能としたものであり、制御手段（２４）は、給水量検知手段（２２）から単位
信号Ｓ１が入力される毎に液肥原液供給手段（１６）を
予め設定した時間τ１だけ作動させるとともに、液肥原
液供給手段（１６）の作動中に次の単位信号Ｓ１’が入
力されると、前の単位信号Ｓ１による設定時間τ１が経
過するまで希釈水供給手段（１２）からの給水を中断さ
せるものであり、更に液肥原液供給手段（１６）から単
位時間当たりに供給される液肥原液（１４）の量を、目
標とする養液濃度の電気伝導度と単位信号Ｓ１当たりに
おける液肥原液（１４）の供給時間τ１とが互いに整数
倍の関係となる様に設定したことを特徴とする養液調製
装置。