JPS62262926A

JPS62262926A - 植物の栽培装置

Info

Publication number: JPS62262926A
Application number: JP61107324A
Authority: JP
Inventors: 山本　孝徳; 川嶋　軍司
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1987-11-16
Also published as: JPH044851B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、養液栽培などに用いる植物の栽培装置に係
り、特に、栽培植物側に養液を圧送する圧送ポンプや養
液の濾過手段の異常回避に関する。

〔従来の技術〕

従来、植物の栽培には、土壌を用いて行う従来からの土
耕栽培に対して、繊維状物質などの人工的な培養媒体に
植物を植付けて、植物を育成するのに必要な養分や水な
どの養液を供給して行う養液栽培がある。

このような養液栽培は、土耕栽培に比較して衛生的で、
植物ごとに最適条件を設定でき、育成上、栽培管理が行
い易いなどの優れた特徴を存しているが、植物に対する
養液の供給管理が極めて重要である。

この養液栽培には、たとえば、植物に対して養液を滴下
あるいは噴霧する潅水方式などが用いられている。この
潅水方式は、一定の時間間隔を以て断続的に養液を植物
に供給するものである。したがって、植物の根は潅水に
よる湿潤状態と、潅水停止（水切り）による養液の蒸散
および空気との接触を交互に繰り返すことにより、植物
は湿潤状態においては養液からの養分の吸収、また、潅
水停止状態においては主として空気との接触による酸素
の吸収が十分に行なわれ、その育成が促進される。

そして、栽培地では、人工的な培地に植物を植付け、そ
の培地に養液を供給して栽培を行うが、その場合、養液
はタンクに溜め、そのタンクから栽培地の近傍に供給路
を通して養液を圧送する。

圧送された養液は、供給路から培地に延長したドリップ
ノズルによって、噴霧し、あるいは滴下することにより
、養液が植物に供給される。

このような養液の供給管理には、供給路に圧力計を設置
してその圧力を監視し、管理者が供給、停止を行うもの
、自動制御によって特定の時間間隔を設定し、その時間
間隔に日射量などの補正値を加味して養液の供給量を制
御するものなどが考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕このような養液栽培において、植物の育成に必要な養液
の供給量は、植物によって異なるものの、一定の範囲で
定まっており、その供給量が不足すると、植物の育成を
妨げたり、極端な場合には植物を枯死させてしまうおそ
れがある。

養液は、水または水と肥料との混合液からなり、一定量
をタンクに溜めて供給路を通して圧送ポンプなどを用い
て培地側に圧送するが、その場合、フィルタを用いて濾
過した後、ドリッフリズル側に送られる。フィルタは、
養液に含まれる固形物によるドリップノズルの詰まりを
防止するために設置される。そして、圧送ポンプは、こ
のような養液によって故障を生じ易く、また、フィルタ
も目詰まりを生じ易い。

ところで、圧送ポンプが故障し、あるいは、養液を通過
させるフィルタの能力が低下すると、植物に対する養液
の供給量が低下するおそれがある。

養液を回収して再利用するリサイクル方式では、その回
収量が不足する程度で済む場合もあるが、ドリップ潅水
により供給した養液を廃棄するワンウェイ方式では、植
物に供給すべき養液の量が不足することになる。

そこで、この発明は、養液の供給量を常に安定させて植
物の育成を促進させた植物の栽培装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の植物の栽培装置は、第１図および第２図に示
すように、植物２を植付けた培地８８に養液Ｗｎを供給
する供給路（供給管４）と、この供給路（供給管４）を
通して養液Ｗｎを圧送する圧送手段（圧送ポンプ６）と
、この圧送手段（圧送ポンプ６）の吐出側の供給路（供
給管４）に設置されて養液Ｗｎを濾過する濾過手段（フ
ィルタ８）と、この濾過手段（フィルタ８）を通過して
圧送される養液Ｗ　ｎの圧力を検知する圧力検知手段（
圧力スイッチ１０）と、この圧力検知手段（圧力スイッ
チ１０）の出力に応じて警報を発生する警報手段（警報
器１２）とを備えたものである。

〔作　　　用〕

このように構成すると、圧送される＃液Ｗ　ｎの圧力の
異常を圧力検知手段（圧力スイッチ１０）によって検知
し、その異常検知出力に応じて警報手段（警報器１２）
を動作させて、圧送手段（圧送ポンプ６）の故障や濾過
手段（フィルタ８）の異常などを確認することができる
。

そして、この発明の植物の栽培装置において、第３図に
示すように、第１の供給路（供給管４）に対して、養液
Ｗｎを植物２側に送る第２の供給路（供給管１４ａ、１
４ｂ）を並列に設置し、圧力検知手段（圧力スイッチ１
０）の検知出力に応じて供給路（供給管１４ａ、１４ｂ
）を開通させ、その供給路（供給管１４ａ、１４ｂ）を
通して養液Ｗｎを供給すれば、植物２に対する養液Ｗ　
ｎの供給量を安定化させることができ、供給量の不足を
確実に防止できる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面の簡単な説明する。

（第１実施例）第１図は、この発明の植物の栽培装置の第１実施例を示
す。

第１図において、地下水、雨水などの農業用水からなる
希釈水としての原水Ｗｒは、フィルタ１６によって不純
物などを濾過した後、供給管１８を通して原液タンク２
０．２２．２４に供給されるとともに、供給管２６を通
して養液混合希釈化手段としての養液タンク３０に供給
される。

原水Ｗｒの流量はバルブ３２によって調整されるが、そ
の流量は、流量センサ３４によって電気的に検出され、
Ｍは流量を表わすその流量信号を示す。

また、原水Ｗｒめ水量は水量計３６によって計測される
とともに、各原液タンク２０．２２．２４に対する原水
Ｗｒの供給量はパルプ３８．４０．４２によって個別に
調整される。各原液タンク２０．２２．２４には肥料や
肥料とともにｐＨ補正剤を装填し、その肥料と原水Ｗｒ
とを混合して原液Ｗｏｌ　、ＷＯ２、Ｗｏ３が形成され
る。

原液Ｗ　ｏ　Ｈ、Ｗ　Ｏ２は成分の異なる肥料原液とし
、原液Ｗ　ｏ　３を養液Ｗｎのｐ）（補正原液としても
よい。各原液タンク２０，２２．２４内の原液Ｗｏｌ　
、Ｗｏ２　、Ｗｏ３は、フロートスイッチ４４．４６．
４８によって電気的に検出され、ＦＳＷｌ、ＦＳＷ２　
、ＦＳＷｌは原液Ｗ　ＯＩ、Ｗ　Ｏ２、Ｗ　ｏ　３は容
量を表わす容量信号を示す。

そして、各原液タンク２０．２２．２４の原液Ｗ　Ｏ＋
　、Ｗ　ｏ　２　、Ｗ　ｏ　３は、駆動信号Ｐｃｔ　。

ＰＯ２、ＰＯ２によって個別に駆動される定量パルプな
どの定量吐出器５０．５２．５４およびボールパルプ２
８を介して養液タンク３０に供給される。ボールバルブ
２８は、一定の液位に応じて開閉する弁であり、液位の
低下に従って原液Ｗｏ１％　ＷＯ２、Ｗｏ、３が養液タ
ンク３０に供給される。したがって、養液タンク３０に
は供給管２６から原水Ｗｒが所定量供給されるとともに
、各原液タンク２０．２２．２４から原液Ｗ　ｏ　（、
ＷＯ２、ＷＯ３が供給され、両者が混合されて養液Ｗｎ
が形成されるので、養液タンク３０は養液Ｗｎを蓄積す
るとともに、原水Ｗｒと原液Ｗｏ　１、Ｗｏ２、Ｗｏ３
との混合手段を兼ねている。この養液タンク３０には、
養液Ｗｎの容量を電気的に検出する水位センサ５５、養
液Ｗｎの温度を電気的に計測する温度センサ５６、養液
ＷｎのｐＨｔ１度を電気的に検出するＰＨセンサ５８、
養液Ｗｎの濃度を電気的に検出する濃度センサ６０が設
けられ、ＥＲは水位信号、ＲＷは温度信号、ＰＨはｐＨ
信号、ＥＣは濃度信号を表わす。

また、供給管１８にはバルブ６２を挟んで分岐管６４．
６６が設けられ、各分岐管６４．６６にはパルプ６８．
７０が設けられて養液タンク３０に導かれ、各分岐管６
４．６６からも原水Ｗｒが養液タンク３０に供給される
。

そして、養液タンク３０には栽培地７１側へ養液Ｗｎを
供給する供給路としての供給管４が設けられており、養
液Ｗｎは供給管４を通してバルブ７２を通過した後、圧
送手段としての圧送ポンプ６によって圧送される。この
圧送ポンプ６の吐出側には原水Ｗｒの供給管１８に連結
された分岐管７４が設けられてｉ、原水Ｗｒを供給管４
に通すことが可能であり、また、圧送ポンプ６によって
圧送される養液Ｗｎの管内圧力は、圧力計７６によって
計測される。

供給管４には、養液Ｗｎを濾過する濾過手段としてフィ
ルタ８が設置されており、このフィルタ８によって養液
Ｗｎは濾過された後、圧力検知手段としての圧力スイッ
チ１０によって管内圧力の異常が検出される。この管内
圧力の低下は、圧送ポンプ６の故障、フィルタ８の目詰
まりなどを表わす。したがって、警報制御回路７８は、
圧力スイッチ１０からの検出信号から養液Ｗｎの圧力異
常を検知し、検知出力を警報駆動回路８０に加える。警
報駆動回路８０は、その警報駆動出力を警報器１２に加
え、異常を告知する。この場合、警報器１２はランプな
どの発光手段、ブザーなどの音響発生手段などの告知手
段を用いることができる。

そして、養液Ｗｎは、供給管４を通して植物２の栽培地
７１に設置された複数のベッドＢ１、Ｂ２・・・Ｂｎに
供給された後、植物２の栽培地７１から戻り管８２を経
て再び養液タンク３０に回収される。この場合、戻り養
液Ｗｎ’は、バルブ８４の開閉で調整される。

第２図は、栽培地７１および栽培制御装置を示す。

栽培地７エは、特定の環境を設定する建屋８６内に設定
し、人工培地としてのベッドＢを形成して、その上面に
苗木用培地８８を設置する。これらベッドＢおよび苗木
用培地８８は、ロックウール（商標）としての栽培用媒
体で構成して植物２を植付ける。そして、栽培地７１に
引いた養液Ｗｎの供給管４には、養液Ｗｎを植物２に導
く養液ノズルとしてのドリップノズル９０を設置し、そ
のドリップノズル９０を介して養液Ｗｎを植物２の根元
に滴下または噴霧する。

この場合、栽培地７１には、建屋８６内に環境状態を検
出するための環境センサとして、日射を電気的に検出す
る日射センサ９２、温度を電気的に検出する温度センサ
９４および湿度を電気的に検出する湿度センサ９６を設
置する。Ｓは日射信号、Ｔは温度信号、Ｗは湿度信号を
表わす。

また、栽培地７１の状況を検出する培地センサとして培
地８８の温度を電気的に検出する温度センサ９８および
ベッドＢの湿潤状態を電気的に検出する湿度センサ１０
０を設置する。Ｒは温度信号、ＴＷは湿度信号を表わす
。

そして、栽培地７１および管路系統などで得られた日射
信号Ｓ、温度信号Ｔ、湿度信号Ｗ、温度信号Ｒ１湿度信
号ＴＷ、流量信号Ｍ、容量信号Ｆ　ＳＶｈ　、Ｆ　ＳＷ
Ｚ　、Ｆ　ＳＷ３　、水位信号ＥＲ。

温度信号ＲＷ、ｐＨ信号ＰＨ，濃度信号ＥＣは、栽培制
御回路１０２に加えられ、植物２の養液Ｗｎの成分、養
液Ｗｎの供給量、供給間隔などの最適条件が演算あるい
は設定されて、その制御信号が駆動回路１０４に供給さ
れる。駆動回路１０４は、制御信号に応じて駆動出力Ｐ
を圧送ポンプ６に供給して圧送ポンプ６を駆動し、また
、駆動信号ＰＣＢ　、ＰＣ２、ＰＣ３は定量吐出器５０
．５２．５４に加えられて原液ｗｏ１、Ｗ　Ｏ２、Ｗ　
ｏ　３の供給量が制御される。この場合、圧送ポンプ６
は一定の時間間隔で駆動されて、養液Ｗｎが栽培地７１
に送られる。送られた養液Ｗｎは、供給管４からドリッ
プノズル９０によって植物２に滴下される。

なお、第１実施例において、警報制御回路７８と栽培制
御回路１０２とを一体に構成してもよく、また、マイク
ロコンピュータなどの演算制御装置を用いて栽培制御お
よび警報制御を実現することもできる。

（第２実施例）第３図は、この発明の植物の栽培装置の第２実施例を示
す。

この実施例の栽培装置は、第１の供給路としての供給管
４に対して第２の供給路としての供給管１４ａを並列に
設けて、各供給管４．１４ａに圧送ポンプ６．１０６お
よび逆止弁１０８．１１０を設け、また、圧力計７６の
計測点を通過した供給管４に対して第２の供給路として
の供給管１４ｂを設け、供給管４に第１のフィルタ８を
設置し、供給管１４ｂに制御バルブ１１２および濾過手
段としての第２のフィルタ１１４を設置したものである
。

このように構成すれば、圧力スイッチ１０の検出信号が
切換・警報制御回路１１６に加えられ、圧力異常が生じ
ていない場合には、供給管４側の圧送ポンプ６およびフ
ィルタ８の動作が優先される。この場合、ポンプ・バル
ブ駆動回路１１８から圧送ポンプ６に駆動信号ＰＯ＋が
加えられるとともに、供給管１４ｂの制御バルブ１１２
は閉じられる。したがって、養液Ｗｎは供給管４によっ
て圧送されて、フィルタ８で濾過された後、栽培地７１
に送られる。

また、圧送ポンプ６またはフィルタ８に故障が発生して
、圧力スイッチ１０の圧力信号Ｐによって切換・警報制
御回路１１６がその異常を検知すると、その切換・警報
制御回路１１６の制御出力によってポンプ・バルブ駆動
回路１１８からの圧送ポンプ６に対する駆動信号Ｐ０１
が解除されて、圧送ポンプ６が停止されるとともに、圧
送ポンプ１０６に対する駆動信号ＰＯ２が出力されて、
圧送ポンプ１０６が駆動される。このとき、同時にポン
プ・パルプ駆動回路１１Ｂから制御パルプ１１２に駆動
信号ＶＣが加えられて、制御パルプ１１２が開かれる。

したがって、供給管４が開通していた場合、圧力異常が
生じたとき、供給管１４ａ、１４ｂ側に切り換えられて
、養液Ｗｎが栽培地７１に圧送される。また、このとき
、その異常状態は、切換・警報制御回路１１６によって
検知され、その制御信号が警報駆動回路８０に与えられ
て、警報器１２によって告知されるので、その告知によ
って、管理者は圧送ポンプ６の故障の修理またはフィル
タ８の交換を行う。

また、供給管１４ａ、１４ｂ側が開通しているとき、圧
力スイッチ１０によって圧力異常が検出された場合には
、供給管４側に動作を切り換えて養液Ｗｎを栽培地７１
に圧送する。このとき、同様に警報器１２によって異常
状態の発生が告知されるので、供給管１４ａ、１４ｂ側
の圧送ポンプ１０６の故障の修理やフィルタ１１４の交
換を行う。

この結果、栽培地７１には養液Ｗｎの供給が安定して行
われるので、養液供給の信頼性が高められて、植物２の
栽培の促進が図られる。

なお、第２実施例において、栽培制御回路１０２と切換
・警報制御回路１１６とを一体に構成してもよく、また
、マイクロコンピュータなどの演算制御装置を用いて栽
培制御および警報制御を実現することもできる。

また、各実施例では、養液Ｗｎとして水と肥料の混合液
について説明したが、この発明は、水を養液として供給
する場合にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、養液の不慮の
供給停止が防止でき、養液の安定供給によって植物の育
成を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の植物の栽培装置の第１実施例の配管
系統を示す図、第２図は第１図の植物の栽培装置の制御
系統を示す回路図、第３図はこの発明の植物の栽培装置
の第２実施例の配管系統を示す図である。Ｗｎ・＝養液、２・・・植物、４．１４ａ１１４ｂ・・
・供給路としての供給管、６．１０６・・・圧送手段と
しての圧送ポンプ、８．１１４・・・濾過手段としての
フィルタ、１０・・・圧力検知手段としての圧力スイッ
チ、１２・・・警報手段としての警報器、８８・・・培
地。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）植物を植付けた培地に養液を供給する供給路と、この供給路を通して養液を圧送する圧送手段と、この圧
送手段の吐出側の供給路に設置されて養液を濾過する濾
過手段と、この濾過手段を通過して圧送される養液の圧力を検知す
る圧力検知手段と、この圧力検知手段の出力に応じて警報を発生する警報手
段とを備えたことを特徴とする植物の栽培装置。
（２）前記供給路を第１の供給路とし、この第１の供給
路に対して養液を植物側に送る第２の供給路を設置し、
圧力検知手段の検知出力に応じて養液を植物を植付けた
培地に供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の植物の栽培装置。