(57)【要約】      （修正有）【課題】停電時やポンプの作動不全時に栽培ベッドに養液を貯留することができる養液栽培システムを提供する。【解決手段】定常時には、養液タンク３内の養液がポンプ４及び配管５を介して栽培ベッド２の上流側に定量的に供給される。栽培ベッド２の下流側から流出した養液は、樋部材７、配管８を介して養液タンク３に返送される。停電時又はポンプ４の作動不全時には、栽培ベッド２の上流側が低位となり、下流側が高位となるように傾動し、栽培ベッド２に養液が貯留される養液栽培システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在した栽培ベッドと、養液を貯留する養液タンクと、該養液タンクから養液を該栽培ベッドの上流側に供給する給液手段と、該栽培ベッドの下流側から流出する養液を該養液タンクに戻す返送手段とを有する養液栽培システムにおいて、
該栽培ベッドを、上流側が低位となり、下流側が高位となるように傾動可能としたことを特徴とする養液栽培システム。
【請求項２】
前記栽培ベッドの長手方向中間付近を傾動中心とする支持部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の養液栽培システム。
【請求項３】
前記栽培ベッドを傾動させる手動式の傾動手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の養液栽培システム。
【請求項４】
前記傾動手段は、前記栽培ベッドの上方を栽培ベッドの長手方向と平行方向に延設された巻取シャフトと、該巻取シャフトに巻き取り可能とされ、下端側が栽培ベッドに連結された索状体とを有することを特徴とする請求項３に記載の養液栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の養液栽培に用いられる養液栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、養液などを使用する水耕栽培によって葉菜類や果菜類の栽培を行うことが試みられている。水耕栽培は、土壌に由来する病気の心配がなく、作物の栄養状態の管理がしやすいなどのメリットを有している。
【０００３】
水耕栽培装置として、栽培ベッドと、養液を貯留する養液タンクと、該養液タンクから養液を栽培ベッドに供給するポンプを有した給液ラインと、該栽培ベッドから養液を該養液タンクに戻す返送ラインとを有したものがある（例えば特許文献１〜３）。
【０００４】
この水耕栽培装置にあっては、養液タンク内の養液はポンプによって栽培ベッドに循環供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３６３３７号公報
【特許文献２】特開平１０−１３６８０９号公報
【特許文献３】特開２０１７−６１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
養液タンク内の養液を栽培ベッドに循環供給する、循環型の養液栽培システムにおいて、停電したり、ポンプが故障したりすると、ポンプの作動不全が起こりうる。このような場合、養液タンクから栽培ベッドへの養液供給が停止又は減少する。
【０００７】
特許文献１には、停電時にも栽培ベッド内に所定量の養液が残留するように栽培ベッドの底面に堰状の堤部を設けることが記載されているが、堤部によって溜められる養液量は少ないので、堤部に溜まった養液は、短時間で植物に吸収されて消失してしまう。
【０００８】
特許文献３には、栽培ベッドの養液流出口に立ち上がるように設けた排水筒を軸長の異なるものに差し替えたり、既存の排水筒にさらに別の排水筒を継ぎ足したりすることにより、栽培ベッド内の液位を調節することが記載されているが、排水筒の差し替えや継ぎ足しは著しく手間がかかる。
【０００９】
本発明は、停電時やポンプの作動不全時に養液を栽培ベッドに供給することができる養液栽培システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の養液栽培システムは、一方向に延在した栽培ベッドと、養液を貯留する養液タンクと、該養液タンクから養液を該栽培ベッドの上流側に供給する給液手段と、該栽培ベッドの下流側から流出する養液を該養液タンクに戻す返送手段とを有する養液栽培システムにおいて、該栽培ベッドを、上流側が低位となり、下流側が高位となるように傾動可能とする。
【００１１】
本発明の一態様では、前記栽培ベッドの長手方向中間付近を傾動中心とする支持部が設けられている。
【００１２】
本発明の一態様では、前記栽培ベッドを傾動させる手動式の傾動手段を備える。
【００１３】
本発明の一態様では、前記傾動手段は、前記栽培ベッドの上方を栽培ベッドの長手方向と平行方向に延設された巻取シャフトと、該巻取シャフトに巻き取り可能とされ、下端側が栽培ベッドに連結された索状体とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の養液栽培システムでは、停電時又は養液供給ポンプの作動不全時に、栽培ベッドが、下流側が上流側よりも高位となるように傾動され、栽培ベッドに養液が貯留されるので、植物の生育不良が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【図２】図１の養液栽培システムの作動状態を示す模式的な縦断面図である。
【図３】実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【図４】実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【図５】栽培ベッドの断面斜視図である。
【図６】実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【図７】図６の実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【図８】実施の形態に係る養液栽培システムの模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は、下記実施形態に制限されるものではない。また、本発明において、「下方」「上方」「下面」「上面」など、「上」または「下」を含む各用語は、鉛直方向における上下方向を意味するものである。
【００１７】
本発明の養液栽培システムは、循環型の水耕栽培装置であることが好ましい。また、本発明において、給液手段は、養液タンクに貯留された養液を栽培ベッドに供給する部材であって、素材や大きさは限定されず、いずれも使用可能である。具体的には、本発明の一態様における給液手段は、例えば、養液タンクと栽培ベッドをつなぐ配管である。給液手段は、水圧の制御を行う観点から、さらに、ポンプを有することが好ましい。本発明において、給液手段により供給される養液は、直接、栽培ベッドに流出されてもよく、灌水チューブなどに接続され、栽培ベッド内に散水されてもよい。給液手段として、ポンプを有する実施態様は、散水機構を有する栽培システムに好ましく用いられる。また、栽培される植物の根域の温度制御を行う観点から、給液手段により供給される養液は、散水機構による給液と、薄膜水耕機構による給液のいずれにも利用されることが特に好ましい。
【００１８】
本発明において、返送手段は、栽培ベッドから養液を養液タンクに戻す部材である。具体的には、本発明の一態様における返送手段は、例えば、養液タンクと栽培ベッドをつなぐ配管である。返送手段は、さらに、弁や樋部材などを有してもよい。本発明において、返送手段は、養液タンクへの送液を効果的に行うため、栽培ベッドの下流側に配置される樋部材を有することが好ましい。
【００１９】
なお、本発明において、栽培ベッドは、少なくとも一方向に延在するものであって、傾動による養液の貯留効果を奏するものであれば、素材、大きさ、形状は特に限定されず、使用可能である。
【００２０】
本発明の養液栽培システムは、例えば、停電やポンプの作動停止などの緊急時において、栽培ベッドが傾動し、上流側がより低位に、下流側がより高位になる。これにより、栽培ベッドの勾配が小さくなる態様、栽培ベッドの勾配が無くなる態様、及び勾配が逆転し、栽培ベッドの上流側が下流側より低位になる態様のいずれも含む。
【００２１】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２２】
図１，２は本発明の養液栽培システム１の一例を示す模式的な縦断面図である。
【００２３】
この実施態様において、養液栽培システム１は、底面が流水勾配を有するように設置された栽培ベッド２と、養液を保持する養液タンク３と、該養液タンク３内の養液を栽培ベッド２の上流側へ供給するポンプ４及び配管５と、栽培ベッドの下流側から流出する養液を養液タンク３に戻す配管８等を有する。さらに、この実施態様においては、図示されるように、栽培ベッド２の下流側の樋部材７を有することにより、栽培ベッドから流出する養液を、より効果的に養液タンク３に戻すことができ、好ましい。
【００２４】
ポンプ４の電源は商用電源であることが好ましい。
【００２５】
図５は、栽培ベッド２の一例を示す断面斜視図である。本発明においては、栽培ベッドの上に、複数の植え穴を有する定植パネルが配置されることが好ましい。これによれば、栽培ベッドと定植パネルとで囲まれた根の生育空間の湿度を保ちやすく、植物の根（特に、湿気中根）の発達を促進することができる。本発明の一つの実施形態においては、発泡スチロール等の発泡プラスチック製の栽培ベッド２に定植パネル３１が蓋装され、定植パネル３１の穴３２を通して植物（苗根鉢３３）が配置される。
【００２６】
栽培ベッド２の底部を下側から支承するようにアングル材６が長手方向に延設されていることが好ましい。
【００２７】
栽培ベッド２は、定常時は、長手方向の一端側である上流側（図１の右端側）が高位となり、他端側である下流側（図１の左端側）が低位となり、流水勾配を有するように設置されている。
【００２８】
栽培ベッド２は、略長手方向の中間付近が支点部９によって支持されており、非電気駆動式の上下動手段によって上流側が低位となり下流側が高位となるように傾動可能とされている。
【００２９】
この上下動装置としては、後述の通り、手動式のものや重力を利用したものや、バネを利用したもの等を用いることができるが、停電時に自動的に動作するものが好適である。ただし、停電時等に作業者が速やかにかけつけることができる場合は、手動式の上下動装置を用いてもよい。手動式の上下動装置は安価であるという利点を有する。上下動装置は１つの栽培ベッド２に１基設けられてもよく、２基以上設けられてもよい。
【００３０】
このように構成された養液栽培システム１においては、定常時（非停電かつポンプ正常時）には、ポンプ４が作動することにより、養液タンク３内の養液がポンプ４及び配管５を介して栽培ベッド２に定量的に供給される。これにより、栽培ベッド２の底面上には規定液深にて養液が流れる。栽培ベッド２の底面を流れ下った養液は、樋部材７から配管８を介して養液タンク３に返送される。このように養液タンク３内の養液が栽培ベッド２に循環供給され、水耕栽培が行われる。
【００３１】
停電時になると、ポンプ４が停止するが、栽培ベッド２が傾動（逆傾斜）し、図２の通り、栽培ベッド２の上流側が低位となり下流側が高位となる。これにより、栽培ベッド２からの養液の流出が停止すると共に、栽培ベッド２に養液が貯留される。このため、停電後もなおしばらくは植物が養液を吸収することが可能である。
【００３２】
なお、栽培ベッド２の上流側の周壁２ａの高さを高くしておくことにより、栽培ベッド２内に溜まる養液の量を多くし、長時間の停電にも対処することができる。停電時間の経過と共に、栽培ベッド２の逆傾斜角度を小さくし、栽培ベッド２の下流側にまで貯留養液が行き渡るようにするのが好ましい。
【００３３】
停電が終了すると、ポンプ４が再起動すると共に、栽培ベッド２が図１の状態に復動し、通常の栽培に復帰する。
【００３４】
上記説明は停電時のものであるが、ポンプ４の修理、交換等を行う場合も同様に栽培ベッド２を逆傾動させることができる。
【００３５】
本発明では、配管５に流量センサを設けておき、ポンプ４の閉塞や故障等により検出流量が規定流量を下回るようになったときには、アラームを出力すると共に、ポンプ４を停止し、栽培ベッド２を逆傾動させるようにしてもよい。
【００３６】
上下動装置の一例を以下に説明する。図３では、栽培ベッド２の上方に栽培ベッド２の長手方向と平行方向に延在する巻取シャフト１０が設置され、該巻取シャフト１０に手動回転用のハンドル１１が設けられている。なお、ハンドル１１にロック機構を設けることが好ましい。
【００３７】
下端が栽培ベッド２の上流側に連結されたチェーン（ワイヤ等その他の索状体であってもよい）１２が巻取シャフト１０に左巻きにて巻き付けられている。下端が栽培ベッド２の下流側に連結されたチェーン１３が巻取シャフト１０に右巻きにて巻き付けられている。
【００３８】
図３の状態からハンドル１１を操作して巻取シャフト１０を正方向に回転させ、チェーン１２を送り出し、チェーン１３を巻き取ることにより、栽培ベッド２が逆傾動する。巻取シャフト１０を逆方向に回転させることによりに、逆傾斜した栽培ベッド２を図３の正傾斜状態に復帰させることができる。
【００３９】
図３では、栽培ベッド２の長手方向の中間付近に支点部９が配置されているが、図４のように、支点部９を省略し、代わりに栽培ベッド２の長手方向中間付近を巻取シャフト１０に吊支してもよい。図４では、巻取シャフト１０の長手方向中間にリング１５が回動自在に遊嵌しており、該リング１５に対しチェーン１６を介して栽培ベッド２の長手方向中間付近が吊支されている。
【００４０】
図６では、支点部９を栽培ベッド２の長手方向中間部よりも若干下流側寄りに配置し、栽培ベッド２を上流側ヘビーの状態としている。この栽培ベッド２の上流側を水圧シリンダ２０で下から支持している。水圧シリンダ２０は、シリンダ部２１と、該シリンダ部２１から上方に突出したロッド２２と、シリンダ部２１の下部の作動流体出入口２３に接続された常閉型電磁弁２４及び手動式開閉弁２５とを有する。
【００４１】
常閉型電磁弁２４は、給電時にはソレノイド（図示略）が励磁されて閉となっているが、給電が停止すると、ソレノイドが消磁し、内蔵したスプリング（図示略）の付勢力によって開弁するよう構成されている。
【００４２】
手動式開閉弁２５は、シリンダ部２１内に水圧源（例えば水道配管やポンプ）から水を導入してロッド２２を突出させるときに開とされるが、その他の場合は閉とされている。
【００４３】
非停電時には、弁２４，２５はいずれも閉となっており、図６の通り、栽培ベッド２は上流側が高位となり、通常の水耕栽培が行われる。停電時には、図７の通り、常閉型電磁弁２４が開となり、栽培ベッド２の上流側の重量によってロッド２２が押されてシリンダ部２１内の水が流出し、栽培ベッド２が逆傾動する。
【００４４】
上記実施の形態では、栽培ベッド２の長手方向中間付近が傾動支点となるように支承しているが、栽培ベッド２の下流側が傾動支点となるように構成してもよい。図８はその一例を示すものである。図８では、栽培ベッド２が逆傾動しても栽培ベッド２の下流端は樋部材７に係合したままとなっている。
【００４５】
ただし、図８の構成であると、栽培ベッド２の逆傾動時における上流端側の下降ストロークが上記各実施の形態（栽培ベッド２の長手方向中間付近を傾動支点としたもの）の約２倍になる。そのため、この上流側の下降ストロークを小さくするためには、栽培ベッド２の長手方向中間付近を傾動支点とすることが好ましい。また、栽培ベッド２の長手方向中間付近を傾動支点とした場合、栽培ベッド２を傾動させるための駆動力が小さくて済むという長所がある。
【００４６】
上記実施の形態は、いずれも本発明の一例を示すものであり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  養液栽培システム
２  栽培ベッド
３  養液タンク
４  ポンプ
１０  巻取シャフト
１１  ハンドル
１２，１３，１６  チェーン
２０  水圧シリンダ
２４  電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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