(57)【要約】【課題】ナノバブル含有水による植物の生育促進効果を十分に発揮させ、又は従来よりも向上させることを目的とする。【解決手段】水にマイクロバブルを発生させてマイクロバブル含有水を供給するマイクロバブル発生部（１１１）と、供給されたマイクロバブル含有水を静置することで、マイクロバブルの少なくとも一部をナノバブルに変化させてナノバブル含有水を生成する静置部（１１２）とを備えるナノバブル含有水供給装置（１１０）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水にマイクロバブルを発生させてマイクロバブル含有水を供給するマイクロバブル発生部と、
供給された前記マイクロバブル含有水を静置することで、前記マイクロバブルの少なくとも一部をナノバブルに変化させてナノバブル含有水を生成する静置部とを備えることを特徴とするナノバブル含有水供給装置。
【請求項２】
前記静置部は、前記ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、
前記静置部は、前記フィルターにより粒径又は表面電位によって選択された前記ナノバブル含有水を供給することを特徴とする請求項１に記載のナノバブル含有水供給装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のナノバブル含有水供給装置と、
前記ナノバブル含有水供給装置から前記ナノバブル含有水が供給される植物栽培装置とを備えることを特徴とする植物栽培システム。
【請求項４】
前記静置部における前記マイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、前記ナノバブル含有水供給装置から前記ナノバブル含有水が前記植物栽培装置に自動で供給されることを特徴とする請求項３に記載の植物栽培システム。
【請求項５】
請求項１に記載のナノバブル含有水供給装置と、
供給された前記ナノバブル含有水から培養液を生成する培養液調整部とを備えることを特徴とする培養液供給装置。
【請求項６】
前記静置部では、
前記ナノバブル含有水に、前記培養液を用いて栽培される植物に供給すべきイオンが供給されることを特徴とする請求項５に記載の培養液供給装置。
【請求項７】
前記培養液調整部が、前記イオンの濃度を検出するセンサを備えることを特徴とする請求項６に記載の培養液供給装置。
【請求項８】
前記イオンが、窒素イオン及びカルシウムイオンの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の培養液供給装置。
【請求項９】
前記静置部は、前記ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、
前記静置部は、前記フィルターにより粒径又は表面電位によって選択された前記培養液調整部に前記ナノバブル含有水を供給することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の培養液供給装置。
【請求項１０】
前記培養液調整部は、前記ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、
前記培養液調整部には、前記フィルターにより粒径又は表面電位によって選択された前記ナノバブル含有水が供給されることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の培養液供給装置。
【請求項１１】
請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載の培養液供給装置と、
前記培養液供給装置から前記培養液が供給される水耕栽培装置とを備え、
前記培養液調整部と前記水耕栽培装置との間では前記培養液が循環することを特徴とする水耕栽培システム。
【請求項１２】
前記培養液調整部と前記水耕栽培装置との間で循環する前記培養液の液量が予め設定した設定培養液量以下になると、前記静置部から前記培養液調整部に前記ナノバブル含有水が自動で供給されることを特徴とする請求項１１に記載の水耕栽培システム。
【請求項１３】
前記静置部における前記マイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、前記ナノバブル含有水供給装置から前記培養液調整部に前記ナノバブル含有水が自動で供給されることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の水耕栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノバブル含有水供給装置、このナノバブル含有水供給装置を備える植物栽培システム、このナノバブル含有水供給装置を備える培養液供給装置及びこの培養液供給装置を備える水耕栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小気泡を含む培養液等を用いることにより、植物の生育促進が可能であることが広く知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、葉菜類の生育を促進しつつ、収穫量を増加させることを目的として、苗の定植後に、マイクロナノバブル非含有の水耕液を用いる栽培工程と、この栽培工程後に、マイクロナノバブルを含有させた水耕液を用いる栽培工程と、この栽培工程後に、マイクロナノバブル非含有の水耕液を用いる栽培工程と、を備える水耕栽培方法が開示されている。特許文献１には、マイクロナノバブルは、マイクロバブルとナノバブルとが混在した気泡群であると記載されている。また、特許文献１では、マイクロバブルは、直径が数十μｍ以下の気泡と定義され、ナノバブルは、直径が１μｍよりも小さい気泡と定義されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１によれば、培養液の供給源及び水源が同一タンクに接続され、更にはこのタンクにおいてマイクロナノバブルを含有させる処理を行っている。そのため、ナノバブル表面の状態の制御が困難であり、マイクロナノバブル水による植物の生育促進効果が十分に発揮されない、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ナノバブル含有水による植物の生育促進効果を十分に発揮させ、又は従来よりも向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、水にマイクロバブルを発生させてマイクロバブル含有水を供給するマイクロバブル発生部と、供給されたマイクロバブル含有水を静置することで、マイクロバブルの少なくとも一部をナノバブルに変化させてナノバブル含有水を生成する静置部とを備えるナノバブル含有水供給装置である。
【０００８】
なお、本発明の上記のナノバブル含有水供給装置の態様において、静置部は、ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、このフィルターにより選択されたナノバブル含有水を供給することが好ましい。なお、この選択は、後述するように、粒径又は表面電位によって行えばよい。
【０００９】
本発明の他の一態様は、上記のナノバブル含有水供給装置と、このナノバブル含有水供給装置からナノバブル含有水が供給される植物栽培装置とを備える植物栽培システムである。
【００１０】
なお、本発明の上記の植物栽培システムの態様において、静置部におけるマイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、ナノバブル含有水供給装置からナノバブル含有水が植物栽培装置に自動で供給されることが好ましい。
【００１１】
本発明の他の一態様は、上記のナノバブル含有水供給装置と、供給されたナノバブル含有水から培養液を生成する培養液調整部とを備える培養液供給装置である。
【００１２】
なお、本発明の上記の培養液供給装置の態様において、静置部では、ナノバブル含有水に、培養液を用いて栽培される植物に供給すべきイオンが供給されることが好ましい。
【００１３】
なお、本発明の上記の静置部で培養液を用いて栽培される植物に供給すべきイオンを含む物質が供給される培養液供給装置の態様において、培養液調整部が、このイオンの濃度を検出するセンサを備えることが好ましい。
【００１４】
なお、本発明の上記の静置部で培養液を用いて栽培される植物に供給すべきイオンを含む物質が供給される培養液供給装置の態様において、このイオンは、窒素イオン及びカルシウムイオンの少なくともいずれか一つであることが好ましい。
【００１５】
なお、本発明の上記の培養液供給装置の態様において、静置部は、ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、このフィルターにより選択された培養液調整部にナノバブル含有水を供給することが好ましい。なお、この選択は、後述するように、粒径又は表面電位によって行えばよい。
【００１６】
又は、本発明の上記の培養液供給装置の態様において、培養液調整部は、ナノバブルを通過可能なフィルターを備え、培養液調整部には、このフィルターにより選択されたナノバブル含有水が供給されることが好ましい。なお、この選択は、後述するように、粒径又は表面電位によって行えばよい。
【００１７】
本発明の他の一態様は、上記の培養液供給装置と、この培養液供給装置から培養液が供給される水耕栽培装置とを備える水耕栽培システムである。培養液調整部と水耕栽培装置との間では培養液が循環する。
【００１８】
なお、本発明の上記の水耕栽培システムの態様において、培養液調整部と水耕栽培装置との間で循環する培養液の液量が予め設定した設定培養液量以下になると、静置部から培養液調整部にナノバブル含有水が自動で供給されることが好ましい。
【００１９】
なお、本発明の上記の水耕栽培システムの態様において、静置部におけるマイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、ナノバブル含有水供給装置から培養液調整部にナノバブル含有水が自動で供給されることが好ましい。
【００２０】
なお、本発明におけるナノバブル含有水は、直径が１μｍよりも小さい気泡を含むが、直径が１００μｍ以下の気泡であるマイクロバブルも含まれていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ナノバブル含有水による植物の生育促進効果を十分に発揮させ、又は従来よりも向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培システムの一構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すバルブ開閉装置の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、植物に供給すべきイオンがナノバブルの表面に配された様子の一例を示すモデル図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る水耕栽培システムの一構成例を示す図である。
【図５】図５は、図４に示すバルブ開閉装置の一構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る水耕栽培装置の流路の第１の例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る水耕栽培装置の流路の第２の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るナノバブル含有水供給装置、植物栽培システム、培養液供給装置及び水耕栽培システムの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態の記載に限定されるものではない。また、以下の実施の形態の説明において、同一構成には同一符号を付し、異なる構成には異なる符号を付すものとする。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る植物栽培システムの一構成例を示す図である。図１に示す植物栽培システム１００は、バルブ１０１，１０２と、ナノバブル含有水供給装置１１０と、植物栽培装置１２０と、バルブ開閉装置１３０と、イオン供給装置１４０とを備える。
【００２５】
図１に示すナノバブル含有水供給装置１１０は、マイクロバブル発生部１１１と、静置部１１２と、バルブ１１３とを備える。マイクロバブル発生部１１１は、水にマイクロバブルを発生させてマイクロバブル含有水を供給する。静置部１１２は、マイクロバブル発生部１１１から供給されたマイクロバブル含有水を所定時間だけ静置することで、マイクロバブル含有水中のマイクロバブルの少なくとも一部をナノバブルに変化させてナノバブル含有水を生成する。なお、マイクロバブル発生部１１１は、押し出し法、せん断法、エジェクター法、加圧溶解法、二相流旋回方式等の公知のマイクロバブル発生方法を利用したマイクロバブル発生装置によって実現することができる。また、静置は、マイクロバブルを発生させる処理を行っていない状態を指すものとし、マイクロバブルを発生させる処理を行うことなく水を循環させている状態は静置に含まれるものとする。
【００２６】
バルブ１１３は、マイクロバブル発生部１１１と静置部１１２との間に設けられている。バルブ１１３が閉じると、マイクロバブル発生部１１１と静置部１１２との間における水の循環が停止する。
【００２７】
また、静置部１１２には、外部の水源から水が導入される導入口が設けられ、この外部の水源と静置部１１２との間には、バルブ１０２が設けられている。バルブ１０２の開閉は、静置部１１２の水位に応じて行われるとよい。例えば、静置部１１２が水位センサを備え、この水位センサの検出水位が所定値以下になるとバルブ１０２が開き、静置部１１２に外部の水源から水が導入されるとよい。また、バルブ１０２は、開閉状態を示すバルブ開閉状態信号を出力する。なお、外部の水源としては、水道を例示することができる。バルブ１１３が開いた状態では、外部の水源から静置部１１２に導入された水は、マイクロバブル発生部１１１と静置部１１２との間を循環する。マイクロバブル発生部１１１は、静置部１１２から導入された水にマイクロバブルを発生させてマイクロバブル含有水を生成し、このマイクロバブル含有水を静置部１１２に供給する。静置部１１２は、このマイクロバブル含有水を所定時間だけ静置することで、マイクロバブルの少なくとも一部をナノバブルに変化させてナノバブル含有水を生成する。ここで、所定時間は、例えば２時間以上、好ましくは２４時間以上とすればよいが、これに限定されるものではない。このナノバブル含有水は、植物栽培装置１２０に供給される。又は、静置部１１２がバルブ１０２の開閉を制御するボールタップを備えていてもよい。ボールタップを用いることで、バルブ１０２の開閉の制御を容易に行うことができ、且つ他の開閉制御手段よりも設置コストを抑えることができる。
【００２８】
また、静置部１１２には、イオン供給装置１４０が接続されている。イオン供給装置１４０は、植物栽培装置１２０で栽培される植物に供給すべきイオンを含む物質を静置部１１２に供給する。ここで、植物に供給すべきイオンには、窒素イオン及びカルシウムイオンを例示することができる。また、植物に供給すべきイオンを含む物質には、硝酸カルシウムを例示することができる。ただし、これに限定されるものではなく、窒素イオンを含む物質とカルシウムイオンを含む物質とを各々供給してもよい。又は、イオン供給装置１４０が、植物に供給すべきイオンを含む物質ではなく、植物に供給すべきイオンを直接供給する構成であってもよい。なお、イオン供給装置１４０は、例えば外部の水源からの水の導入時に、植物に供給すべきイオンを含む物質又は植物に供給すべきイオンを静置部１１２に供給すればよい。
【００２９】
なお、静置部１１２は、ナノバブル含有水の排出口にフィルターが設けられていることが好ましい。このフィルターは、ナノバブルを通過可能なフィルターであり、粒径で分級を行うフィルターであってもよいし、表面に荷電を有するナノろ過膜によるフィルターであってもよい。このナノろ過膜は、ＮＦ（Nano  Filter）膜とも呼ばれ、表面の荷電による表面電位に応じた電位のバブルを吸着し、吸着しないバブルを通過させる。このようなフィルターによって、静置部１１２から供給されるナノバブル含有水中へのマイクロバブルの混入を抑制することができる。これにより、ナノバブル含有水中に含まれる気泡の多くをナノバブルとすることができる。
【００３０】
なお、ナノバブル含有水中のナノバブルは、ナノバブル含有水が供給される植物の種類によって最適径及び表面電位が異なる。そこで、植物栽培装置１２０において栽培される植物の種類に応じたフィルターを静置部１１２が備えると、植物栽培装置１２０において栽培される植物の生育を更に促進することができるため、更に好ましい。また、静置部１１２が複数のフィルターを備え、栽培される植物の種類に応じてナノバブル含有水の排出口に配されるフィルターを切替可能な構成としてもよい。
【００３１】
なお、静置部１１２が備えるフィルターが粒径で分級を行うフィルターである場合には、例えば孔径１μｍのメッシュ状部材とし、この部材は樹脂製であってもよいし、金属製であってもよいし、樹脂又は金属以外の材料製であってもよく、このフィルターの材料は特定の物質に限定されるものではない。ただし、フィルターが金属製であると、ナノバブル含有水中に金属イオンが溶出するおそれがある。この金属イオンは、植物栽培装置１２０において栽培される植物の生育に影響を与えるおそれがあるため、樹脂製であることが好ましい。又は、静置部１１２が備えるフィルターが表面に荷電を有するナノろ過膜によるフィルターである場合には、架橋全芳香族ポリアミド、スルホン化ポリスルホン及び酢酸セルロースをフィルターの材料として例示することができる。
【００３２】
植物栽培装置１２０は、土壌又は培地に植えられた植物を栽培する装置である。バルブ１０１が開くと、植物栽培装置１２０には、ナノバブル含有水供給装置１１０からナノバブル含有水が供給される。植物栽培装置１２０としては、野菜類が植えられた培養土を有するプランターを例示することができる。ただし、植物栽培装置１２０によって栽培される植物は野菜類に限定されるものではなく、植物栽培装置１２０によって例えば花卉が栽培されてもよい。
【００３３】
バルブ１０１は、静置部１１２と植物栽培装置１２０との間に設けられている。バルブ１０１が開くと、静置部１１２内のナノバブル含有水は植物栽培装置１２０に供給され、バルブ１０１が閉じると、植物栽培装置１２０への給水は停止される。バルブ１０１は、バルブ開閉装置１３０からのバルブ開閉指令信号に応じて開閉する。又は、バルブ１０１は、静置部１１２における水位が設定したしきい値以下である場合に開放されてもよいし、設定した時間間隔で開放されてもよい。
【００３４】
図２は、図１に示すバルブ開閉装置１３０の一構成例を示す図である。図２に示すバルブ開閉装置１３０は、タイマー１３１と、バルブ開閉制御部１３２と、設定静置時間記憶部１３３とを備え、バルブ１０２からのバルブ開閉状態信号を入力とし、バルブ１０１へのバルブ開閉指令信号を出力とする。
【００３５】
タイマー１３１は、バルブ１０２からのバルブ開閉状態信号に基づいて静置部１１２におけるマイクロバブル含有水の静置時間を計測する。バルブ開閉制御部１３２は、タイマー１３１で計測する静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、バルブ１０１が開くようにバルブ開閉指令信号を出力する。ここで、設定静置時間は、マイクロバブルの多くがナノバブルに変化する時間以上とすればよく、例えば２時間以上、好ましくは２４時間以上とすればよいが、これに限定されるものではない。この設定静置時間は、設定静置時間記憶部１３３に予め記憶されている。
【００３６】
このような構成とすることで植物栽培システム１００においては、静置部１１２におけるマイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、ナノバブル含有水供給装置１１０からのナノバブル含有水を植物栽培装置１２０に自動で供給することができる。
【００３７】
なお、図１においては、植物栽培システム１００がバルブ開閉装置１３０を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ナノバブル含有水供給装置が、バルブ開閉装置と同様に動作するバルブ開閉制御部を備える構成であってもよい。
【００３８】
図１に示すナノバブル含有水供給装置１１０は静置部１１２を備えるため、静置部１１２において水にマイクロバブルを発生させることでマイクロバブル含有水を生成し、このマイクロバブル含有水を所定時間だけ静置することでマイクロバブルをナノバブルに変化させ、ナノバブル含有水を生成することができる。そして、静置部１１２にはイオン供給装置１４０が接続されている。イオン供給装置１４０は、植物栽培装置１２０で栽培される植物に供給すべきイオンを含む物質を静置部１１２に供給する。これにより、静置部１１２のナノバブル含有水中のナノバブルの表面に、植物に供給すべきイオンが配される。
【００３９】
図３は、植物に供給すべきイオンがナノバブルの表面に配された様子の一例を示すモデル図である。図３に示すモデル図では、ナノバブルの表面に電子が配され、この外側にはカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と硝酸イオン（ＮＯ３−）を含むイオン層が形成されている。このイオン層の外側には、植物に供給すべきイオン（Ｔ）が配されている。なお、このイオン層には、図３に示すように、電荷の偏りが生じていてもよいし、イオンの拡散が生じていてもよい。また、図３では、このイオン層が均一に形成されているが、このイオン層は、実際には一部が欠落し、又は厚さにムラがあってもよい。ここで、硝酸イオン（ＮＯ３−）に含まれる植物に供給すべきイオンは窒素イオンである。
【００４０】
本実施の形態に係るナノバブル含有水供給装置によれば、植物栽培装置にて栽培される植物に吸収させるべきイオンが表面に吸着した、ナノバブルを含むナノバブル含有水を生成することができる。そのため、本実施の形態に係る植物栽培システムによれば、植物に供給すべきイオンを効率よく吸収させることが可能であり、生育が促進された植物を得ることができる。
【００４１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１においては、栽培される植物が土壌又は培地に植えられた植物栽培装置を備える植物栽培システムを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。水耕栽培装置を備える水耕栽培システムも本発明の一態様である。なお、以下の説明において実施の形態１と同じ構成には同じ符号を付すものとする。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態２に係る水耕栽培システムの一構成例を示す図である。図４に示す水耕栽培システム２００は、バルブ２０２と、培養液供給装置２１０と、水耕栽培装置２２０と、バルブ開閉装置２３０と、培養液成分供給装置２４０とを備え、培養液供給装置２１０の培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０との間では培養液が循環している。
【００４３】
図４に示す培養液供給装置２１０は、ナノバブル含有水供給装置１１０と、培養液調整部２１１と、バルブ２１２とを備える。ここで、ナノバブル含有水供給装置１１０は、図１を参照して説明したため、実施の形態１における説明を援用する。
【００４４】
培養液調整部２１１は、培養液成分供給装置２４０に接続されている。培養液成分供給装置２４０は、培養液の成分を培養液調整部２１１に供給する。培養液調整部２１１は、静置部１１２から供給されたナノバブル含有水に培養液成分供給装置２４０から培養液の成分が供給されて培養液を生成する。ここで、培養液成分供給装置２４０から供給される培養液の成分には、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、硫黄（Ｓ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ホウ素（Ｂ）及び塩素（Ｃｌ）並びにアミノ酸等の低分子有機物を例示することができる。なお、例えば、カリウム（Ｋ）を供給するためには、硝酸カリウムを用いればよい。なお、培養液成分供給装置２４０は、例えば後述するように、培養液の成分のイオンの濃度を検出するセンサを備えている場合には、培養液中のイオン濃度が栽培管理値を下回った時に培養液の成分を培養液調整部２１１に供給すればよい。
【００４５】
バルブ２１２は、静置部１１２の排出側に設けられている。バルブ２１２が開くと静置部１１２内の水は培養液調整部２１１に供給され、バルブ２１２が閉じると培養液調整部２１１への静置部１１２からの給水は停止される。バルブ２１２は、バルブ開閉装置２３０からのバルブ開閉指令信号に応じて開閉する。
【００４６】
バルブ２０２は、図１に示すバルブ１０２と同様であるため、実施の形態１における説明を援用する。
【００４７】
なお、静置部１１２には実施の形態１と同様に、イオン供給装置１４０が接続されている。イオン供給装置１４０は、水耕栽培装置２２０で栽培される植物に供給すべきイオンを含む物質を静置部１１２に供給する。これにより、静置部１１２のナノバブル含有水中のナノバブルの表面に、植物に供給すべきイオンが配される。
【００４８】
また、培養液調整部２１１は、水耕栽培装置２２０において栽培される植物に供給すべきイオンの濃度を検出するセンサを備えることが好ましい。また、水耕栽培装置２２０において栽培される植物に供給すべきイオンは、窒素イオン及びカルシウムイオンの少なくともいずれか一つである。このイオンの濃度を検出するセンサは、培養液中の酸性度、電気伝導度又は電位差を検出し、検出した酸性度又は電気伝導度からイオンの濃度を算出することで濃度を検出する構成である。なお、窒素イオン及びカルシウムイオン以外の培養液の他の成分のイオンの濃度を検出するセンサが設けられていてもよい。培養液調整部２１１にイオンの濃度を検出するセンサが設けられることで、培養液の成分を一定に保持することができる。なお、培養液調整部２１１には、植物に供給すべきイオンの濃度を検出するセンサのみならず、培養液の成分のイオンの濃度を検出するセンサを備えていてもよい。
【００４９】
なお、実施の形態１と同様に、静置部１１２は、ナノバブル含有水の排出口にフィルターを備えることが好ましい。
【００５０】
又は、培養液調整部２１１が、静置部１１２が備えるフィルターと同様のフィルターをナノバブル含有水の導入口に備えていてもよい。培養液調整部２１１がフィルターを備える場合、培養液調整部２１１には、このフィルターにより粒径又は表面電位によって選択されたナノバブル含有水が供給される。培養液調整部２１１のフィルターは、静置部１１２のフィルターに代えて設けられていてもよいし、培養液調整部２１１及び静置部１１２の双方にフィルターが設けられていてもよい。
【００５１】
また、図示しないが、培養液調整部２１１には、培養液量を検出する液量検出センサが設けられていることが好ましい。培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０との間を循環する培養液は、水耕栽培装置２２０で栽培される植物の蒸散によって減少していく。液量検出センサは、培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０との間を循環する培養液量を検出して液量検出値を出力する。この液量検出値が予め設定した設定培養液量以下になると、培養液調整部２１１にナノバブル含有水が供給されて培養液が生成される。このように液量検出センサを備える構成とすることで、培養液量を一定に維持することができる。なお、液量検出センサは、培養液調整部２１１ではなく、例えば水耕栽培装置２２０に設置されていてもよいが、これらに限定されるものではなく、循環している培養液の液量を検出可能であれば他の構成に設置されていてもよい。
【００５２】
図５は、図４に示すバルブ開閉装置２３０の一構成例を示す図である。図５に示すバルブ開閉装置２３０は、タイマー２３１と、バルブ開閉制御部２３２と、設定静置時間記憶部２３３と、設定培養液量記憶部２３４とを備え、バルブ２０２からのバルブ開閉状態信号及び培養液調整部２１１の液量検出センサからの液量検出値を入力とし、バルブ２１２へのバルブ開閉指令信号を出力とする。
【００５３】
タイマー２３１は、図２のタイマー１３１に相当し、設定静置時間記憶部２３３は、図２の設定静置時間記憶部１３３に相当し、設定静置時間を記憶している。設定培養液量記憶部２３４は、設定培養液量を記憶している。
【００５４】
バルブ開閉制御部２３２は、タイマー２３１で計測する静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、バルブ２１２にバルブ開閉指令信号を出力する。ここで、設定静置時間は、マイクロバブルがナノバブルに変化する時間以上とすればよく、設定静置時間は、例えば２時間以上、好ましくは２４時間以上とすればよいが、これに限定されるものではない。
【００５５】
また、バルブ開閉制御部２３２は、培養液調整部２１１の液量検出センサからの液量検出値が予め設定した設定培養液量以下になると、バルブ２１２にバルブ開閉指令信号を出力する。
【００５６】
このような構成とすることで、水耕栽培システム２００は、静置部１１２におけるマイクロバブル含有水の静置時間が予め設定した設定静置時間以上になると、ナノバブル含有水供給装置１１０はナノバブル含有水を培養液調整部２１１に自動で供給し、培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０とを循環する培養液量が予め設定した設定培養液量以下になると、培養液供給装置２１０は培養液を水耕栽培装置２２０に自動で供給することができる。
【００５７】
なお、上述したように、図４に示す水耕栽培システム２００では、培養液量の検出値に応じて培養液を追加しているが、本発明はこれに限定されるものではない。液量検出センサを用いることなく、水耕栽培装置２２０で栽培される植物の蒸散によって単位時間あたりに減少する培養液量を予め計測しておき、所定の時間間隔で培養液を追加する構成としてもよい。又は、上述したボールタップによって培養液の供給タイミングを制御してもよい。ボールタップを用いることで、培養液が減少したタイミングで培養液の供給を低い設置コストで容易に行うことができる。
【００５８】
なお、本発明において、培養液調整部２１１から水耕栽培装置２２０へ供給された培養液の流路は、特に限定されるものではない。
【００５９】
図６は、本実施の形態に係る水耕栽培装置の流路の第１の例を示す図である。なお、ここで図６に示す水耕栽培装置２２０は、図４に示す水耕栽培装置２２０と同じである。図６に示す水耕栽培装置２２０は、第１栽培室２２１、第２栽培室２２２、第３栽培室２２３及び第４栽培室２２４を有し、これらに供給される培養液の流路２２５は並列に接続されている。そのため、培養液調整部２１１から供給された培養液は、第１栽培室２２１、第２栽培室２２２、第３栽培室２２３及び第４栽培室２２４のすべてに一括して供給される。
【００６０】
図７は、本実施の形態に係る水耕栽培装置の流路の第２の例を示す図である。なお、ここで図７に示す水耕栽培装置２２０ａは、図４に示す水耕栽培装置２２０と流路以外は同じである。図７に示す水耕栽培装置２２０ａは、第１栽培室２２１ａ、第２栽培室２２２ａ、第３栽培室２２３ａ及び第４栽培室２２４ａを有し、これらの培養液の流路２２５ａは直列に接続されている。そのため、培養液調整部２１１から供給された培養液は、第１栽培室２２１ａに供給され、第１栽培室２２１ａを通過した培養液は第２栽培室２２２ａに供給され、第２栽培室２２２ａを通過した培養液は第３栽培室２２３ａに供給され、第３栽培室２２３ａを通過した培養液は第４栽培室２２４ａに供給される。
【００６１】
図６，７に示すように、水耕栽培装置２２０が有する複数の栽培室の各々における培養液の流路は直列接続されていてもよいし、並列接続されていてもよい。
【００６２】
なお、図４においては、水耕栽培システム２００がバルブ開閉装置２３０を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ナノバブル含有水供給装置が、バルブ開閉装置と同様に動作するバルブ開閉制御部を備える構成であってもよい。
【００６３】
本実施の形態に係る培養液供給装置によれば、水耕栽培装置にて栽培される植物に吸収させるべきイオンが表面に吸着した、ナノバブルを含むナノバブル含有水を生成することができる。そのため、本実施の形態に係る水耕栽培システムによれば、植物に供給すべきイオンを効率よく吸収させることが可能であり、生育が促進された植物を得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る水耕栽培システムによれば、培養液の循環のために培養液調整部及び水耕栽培装置は、常時動作することを要するものの、ナノバブル含有水供給装置は、培養液の追加時のみ動作させればよいため、ナノバブル含有水供給装置の稼動時間を抑えることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態に係る水耕栽培システムにおいては、培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０との間を培養液が循環しているが、本発明はこれに限定されるものではない。培養液調整部２１１と水耕栽培装置２２０との間にバルブを設け、このバルブを開くことで水耕栽培装置２２０内の培養液中に培養液調整部２１１内の培養液が注ぎ足される構成であってもよい。ここで、培養液の注ぎ足しは、水耕栽培装置２２０内に培養液量を検出する液量検知センサを設けて、水耕栽培装置２２０内の培養液量の検出値に応じて行えばよい。
【００６６】
なお、実施の形態１における植物栽培装置及び実施の形態２における水耕栽培装置によって栽培可能な植物は特に限定されず、野菜であってもよいし、花卉であってもよい。また、栽培される植物が野菜である場合には、葉菜類であってもよいし、果菜類であってもよいし、根菜類であってもよい。
【００６７】
なお、実施の形態１及び２の各々において説明した各構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態内の他の構成と組み合わせてもよい。また、これらの各構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態とは異なる他の実施の形態内の構成と組み合わせてもよい。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の改変を行ってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００  植物栽培システム
１０１，１０２  バルブ
１１０  ナノバブル含有水供給装置
１１１  マイクロバブル発生部
１１２  静置部
１１３  バルブ
１２０  植物栽培装置
１３０  バルブ開閉装置
１３１  タイマー
１３２  バルブ開閉制御部
１３３  設定静置時間記憶部
１４０  イオン供給装置
２００  水耕栽培システム
２０２  バルブ
２１０  培養液供給装置
２１１  培養液調整部
２１２  バルブ
２２０  水耕栽培装置
２２１，２２１ａ  第１栽培室
２２２，２２２ａ  第２栽培室
２２３，２２３ａ  第３栽培室
２２４，２２４ａ  第４栽培室
２２５，２２５ａ  流路
２３０  バルブ開閉装置
２３１  タイマー
２３２  バルブ開閉制御部
２３３  設定静置時間記憶部
２３４  設定培養液量記憶部
２４０  培養液成分供給装置
【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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