(57)【要約】【課題】  有機物混合液とオゾン含有ガスとを繰り返し水と共に攪拌することができ、有機物混合液とオゾン含有ガスとを水に均一に混入させることができる植物栽培装置を提供することを目的とする。【解決手段】  水供給管１２を介して貯水槽２に水を供給する。有機物混合液を貯水槽２内に有機物混合液供給ポンプ４で供給する。オゾン含有ガスを貯水槽２内にオゾン含有ガス供給装置５で供給する。水と有機物混合液とオゾン含有ガスとを貯水槽２内で攪拌装置６により攪拌して混合水を生成する。植物栽培用の土壌に混合水供給ポンプ４３で混合水を供給する。混合水の供給を開始する時刻を制御装置５０の時刻設定部５０ｂで設定する。混合水の生成と同時に有機物混合液とオゾン含有ガスとの供給を開始し、混合水供給ポンプ４３を作動させて土壌に混合水の供給を開始すると同時にオゾン含有ガスの供給と混合水の生成とを終了するように制御装置５０により制御する。【選択図】図１
2008072903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽と、
前記貯水槽に水を供給するための水供給手段と、
有機物と水分とを含む有機物混合液を前記貯水槽内に供給するための有機物混合液供給手段と、
組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガスを前記貯水槽内に供給するためのオゾン含有ガス供給手段と、
前記貯水槽内に前記各手段により供給された水と有機物混合液とオゾン含有ガスとを前記貯水槽内で攪拌する攪拌手段と、
前記水と有機物混合液とオゾン含有ガスとが前記攪拌手段によって攪拌されて生成された混合水を、植物を栽培するための土壌に供給するための混合水供給手段と、
前記混合水供給手段によって前記混合水の供給を開始する時刻を設定するための時刻設定手段と、
前記水供給手段を作動させて予め設定された容量の水を前記貯水槽に供給する水供給工程と、前記有機物混合液供給手段を作動させて予め設定された容量の有機物混合液を前記貯水槽に供給する有機物混合液供給工程と、前記オゾン含有ガス供給手段を作動させて予め設定された容量のオゾン含有ガスを前記貯水槽に供給するオゾン含有ガス供給工程と、前記攪拌手段を作動させて前記水と有機物混合液とオゾン含有ガスとを攪拌して混合水を生成する混合水生成工程と、前記時刻設定手段によって設定された時刻に前記混合水供給手段を作動させて植物を栽培するための土壌に前記混合水の供給を開始する混合水供給工程とを行わせる制御手段とを備えた植物栽培装置であって、
前記混合水供給工程を開始すると同時にまたは前記混合水供給工程を開始する直前に、前記水供給工程と前記混合水生成工程とのうち少なくとも前記混合水生成工程を終了するようにし、かつ、前記混合水生成工程における始期に前記有機物混合液供給工程を行うようにすると共に前記混合水生成工程における終期に前記オゾン含有ガス供給工程を終了するように前記水供給手段，前記有機物混合液供給手段，前記オゾン含有ガス供給手段および前記攪拌手段の各作動を前記制御手段により制御するようにした植物栽培装置。
【請求項２】
請求項１に記載の植物栽培装置において、
前記攪拌手段は、前記貯水槽内の水を吸引するための吸水部と、
前記吸水部から吸引された水を排出するための排水部と、
複数の羽根が円周方向に並設された羽根車が配設されたポンプ部とを備え、
前記羽根車の回転によるポンプ作用により、前記吸水部からの吸水と前記排水部からの排水とを行うと共に、
前記有機物混合液供給手段によって供給された有機物混合液と前記オゾン含有ガス供給手段によって供給されたオゾン含有ガスとを前記吸水部内に導入するようにしたことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項３】
請求項２に記載の植物栽培装置において、
前記排水部は、前記ポンプ部から圧送された水が流入して、その流入の勢いにより渦流を発生させる渦流発生部と、
前記渦流発生部に流入した水が渦流を発生したのち排出される排水口部とを備えたことを特徴とする植物栽培装置。
【請求項４】
請求項３に記載の植物栽培装置において、
前記渦流発生部で発生した渦流の渦の中心を通る仮想軸芯に略沿って前記排水口部内に排水通路を形成し、
水が流れる経路から見て前記排水通路の上流部に、前記排水通路の断面積が縮小された絞り部を形成したことを特徴とする植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水田に植えられた稲、畑で栽培される野菜、庭園や果樹園の樹木、ゴルフ場の芝生、庭やプランターに栽培された草花等の植物を栽培するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されている従来の植物栽培装置においては、空気やオゾンガス等の気体と肥料やミネラル等の栄養物質とを混入させた加圧水を加圧型気体溶解装置により製造して、この加圧水を、周面に多数の小孔を有する灌水管に管路を介して導き、この灌水管を介して土壌に前記加圧水を供給するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２２９７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の植物栽培装置は、空気やオゾンガス等の気体と肥料やミネラル等の栄養物質とが加圧型気体溶解装置内で攪拌されるものの、それらの気体と栄養物質とは、加圧型気体溶解装置およびそれに続く接続管，加圧タンク，耐圧管へと滞留することなく単に通過するように構成されている。このため、前記気体と栄養物質とは、加圧型気体溶解装置内を通過する間に攪拌されるだけなので十分攪拌することができず、加圧水に均一に混入させることができないという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、有機物混合液とオゾン含有ガスとを繰り返し水と共に攪拌することができ、有機物混合液とオゾン含有ガスとを水に均一に混入させることができる植物栽培装置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】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明に係る植物栽培装置は、貯水槽と、前記貯水槽に水を供給するための水供給手段と、有機物と水分とを含む有機物混合液を前記貯水槽内に供給するための有機物混合液供給手段と、組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガスを前記貯水槽内に供給するためのオゾン含有ガス供給手段と、前記貯水槽内に前記各手段により供給された水と有機物混合液とオゾン含有ガスとを前記貯水槽内で攪拌する攪拌手段と、前記水と有機物混合液とオゾン含有ガスとが前記攪拌手段によって攪拌されて生成された混合水を、植物を栽培するための土壌に供給するための混合水供給手段と、前記混合水供給手段によって前記混合水の供給を開始する時刻を設定するための時刻設定手段と、前記水供給手段を作動させて予め設定された容量の水を前記貯水槽に供給する水供給工程と、前記有機物混合液供給手段を作動させて予め設定された容量の有機物混合液を前記貯水槽に供給する有機物混合液供給工程と、前記オゾン含有ガス供給手段を作動させて予め設定された容量のオゾン含有ガスを前記貯水槽に供給するオゾン含有ガス供給工程と、前記攪拌手段を作動させて前記水と有機物混合液とオゾン含有ガスとを攪拌して混合水を生成する混合水生成工程と、前記時刻設定手段によって設定された時刻に前記混合水供給手段を作動させて植物を栽培するための土壌に前記混合水の供給を開始する混合水供給工程とを行わせる制御手段とを備えた植物栽培装置であって、前記混合水供給工程を開始すると同時にまたは前記混合水供給工程を開始する直前に、前記水供給工程と前記混合水生成工程とのうち少なくとも前記混合水生成工程を終了するようにし、かつ、前記混合水生成工程における始期に前記有機物混合液供給工程を行うようにすると共に前記混合水生成工程における終期に前記オゾン含有ガス供給工程を終了するように前記水供給手段，前記有機物混合液供給手段，前記オゾン含有ガス供給手段および前記攪拌手段の各作動を前記制御手段により制御するようにしたものである。
【０００６】
請求項２に記載した発明に係る植物栽培装置は、請求項１に記載の植物栽培装置において、前記攪拌手段は、前記貯水槽内の水を吸引するための吸水部と、前記吸水部から吸引された水を排出するための排水部と、複数の羽根が円周方向に並設された羽根車が配設されたポンプ部とを備え、前記羽根車の回転によるポンプ作用により、前記吸水部からの吸水と前記排水部からの排水とを行うと共に、前記有機物混合液供給手段によって供給された有機物混合液と前記オゾン含有ガス供給手段によって供給されたオゾン含有ガスとを前記吸水部内に導入するようにしたことを特徴とするものとする。
【０００７】
請求項３に記載した発明に係る植物栽培装置は、請求項２に記載の植物栽培装置において、前記排水部は、前記ポンプ部から圧送された水が流入して、その流入の勢いにより渦流を発生させる渦流発生部と、前記渦流発生部に流入した水が渦流を発生したのち排出される排水口部とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載した発明に係る植物栽培装置は、請求項３に記載の植物栽培装置において、前記渦流発生部で発生した渦流の渦の中心を通る仮想軸芯に略沿って前記排水口部内に排水通路を形成し、水が流れる経路から見て前記排水通路の上流部に、前記排水通路の断面積が縮小された絞り部を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、有機物混合液とオゾン含有ガスとを貯水槽内で攪拌手段により攪拌して混合水を生成するようにしたので、攪拌する時間を任意に設定することができ、攪拌する時間を適宜設定することで、有機物混合液とオゾン含有ガスとを貯水槽内の水と共に繰り返し攪拌することができ、有機物混合液とオゾン含有ガスとを水に均一に混入させることができる。
【００１０】
また、混合水供給工程を開始すると同時にまたは混合水供給工程を開始する直前に、水供給工程と混合水生成工程とのうち少なくとも混合水生成工程を終了するようにし、かつ、混合水生成工程における始期に有機物混合液供給工程を行うようにすると共に混合水生成工程における終期にオゾン含有ガス供給工程を終了するように水供給手段，有機物混合液供給手段，オゾン含有ガス供給手段および攪拌手段の各作動を制御手段により制御するようにしたので、混合水の供給の開始と同時または直前に混合水の生成が終了する結果、混合水の供給を開始する前に、混合水中の有機物による腐敗により悪臭が発生することがなく、また、オゾン含有ガスが混合水から空気中に放出されて混合水中に含まれるオゾン含有ガスの濃度が希釈化されることもない。
【００１１】
また、混合水に混入している有機物は、オゾンにより低分子化されるため、有機物特有の臭いが脱臭され、悪臭に煩わされることがないだけでなく、混合水が土壌に供給されたとき、混合水に混入している有機物が微生物によって速やかに分解され、その分解された有機物を直ちに植物の肥料とすることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ポンプ部の羽根車の回転によるポンプ作用により、吸水部からの吸水と排水部からの排水とを行うと共に、有機物混合液とオゾン含有ガスとを吸水部内に導入するようにしたので、有機物混合液とオゾン含有ガスとがポンプ部の羽根車の回転によって、水と十分攪拌されながら混合水となって排水部から排出されたのち、該混合水が再び吸水部から吸引される。このような工程が繰り返されることによって有機物混合液とオゾン含有ガスとが貯水槽内の水に均一に混入された混合水を生成することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、渦流を発生させる渦流発生部を攪拌手段の排水部に設けたので、有機物混合液とオゾン含有ガスとがポンプ部の羽根車の回転によって、水と十分攪拌されたのち、さらに渦流発生部での渦流によっても攪拌されるので、攪拌が十分に行われ、貯水槽内の水に対する有機物混合液とオゾン含有ガスとの均一化を一層向上させることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、渦流発生部で発生した渦流の渦の中心を通る仮想軸芯に略沿って排水通路を形成し、排水通路の上流部に絞り部を形成したので、渦流の流速が最も早い渦の中心部から混合水が絞り部を通過する際に圧力が急激に変化し、乱流が発生する。このため、この圧力の急激な変化や乱流で混合水に溶解しているオゾン含有ガスが微細化され、混合水中にオゾン含有ガスが滞留する時間を長くすることができる。この結果、有機物混合液中の有機物とオゾン含有ガス中のオゾンとの反応が十分に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る植物栽培装置の実施の形態を図１ないし図５によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図、図２は攪拌装置を、一部を破断して示した断面図であり、図３は図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は本発明に係る植物栽培装置を使用して、植物が植えられたビニールハウス内の土壌にオゾン含有ガスと有機物混合液と水との混合液を供給する配管の構成を示すブロック図であり、図５は本発明に係る植物栽培装置を使用して前記ビニールハウス内の土壌に前記混合液を供給する際のタイムチャートである。なお、図１および図４については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。
【００１６】
図１において、符号１で示すものは、この実施の形態による植物栽培装置を示しており、この植物栽培装置１は、約２００リットルの水を貯留する容量を有する貯水槽２と、この貯水槽２内に水を供給するための本発明でいう水供給手段を構成する電磁弁３と、有機物混合液を貯水槽２内に供給するための本発明でいう有機物混合液供給手段を構成する有機物混合液供給ポンプ４と、貯水槽２内にオゾン含有ガスを供給するための本発明でいうオゾン含有ガス供給手段を構成するオゾン含有ガス供給装置５と、前記電磁弁３の開弁によって供給された水と有機物混合液供給ポンプ４によって供給された有機物混合液とオゾン含有ガス供給装置５によって供給されたオゾン含有ガスとを貯水槽２内で攪拌するための攪拌装置６とを備えている。攪拌装置６は、本発明でいう攪拌手段を構成する。
貯水槽２内の上部には、貯水槽２の内壁に固定された基部７に対して浮部材１１が上下方向に回動自在となるように軸支されている。浮部材１１は、腕部材１１ａとこの腕部材１１ａの一端部に固定された浮体１１ｂとからなり、腕部材１１ａの一端部が上下方向に回動自在となるように、腕部材１１ａの他端部が基部７に軸支されている。
【００１７】
基部７には、水道水を供給する水供給管１２と、水供給管１２によって供給された水を貯水槽２内に導入する導入管１３とが接続されており、基部７の内部には、浮部材１１の回動と機械的に連動して水供給管１２と導入管１３との連通を開閉する開閉弁１４が配設されている。而して、貯水槽２内の水位が上昇して水の浮力によって浮部材１１が上方に回動し上限位置まで変位したとき、開閉弁１４は閉弁される。
一方、貯水槽２内の水位が下降して浮部材１１が下方に回動するにつれて開閉弁１４は開弁され、その開度は徐々に大きくなる。また、水供給管１２の中途部には前記電磁弁３が配設されている。
【００１８】
貯水槽２内には、オゾン含有ガスがオゾン含有ガス供給管１５を介して供給される。オゾン含有ガスは、酸素ボンベ１６に貯留された酸素ガスが接続管１７を介してオゾン含有ガス供給装置５に導入され、オゾン含有ガス供給装置５内で放電管による無声放電によってオゾンが発生し、酸素に対してオゾンが所定の割合（例えば、容積比でオゾンが３ないし５パーセントで残りが酸素）で混合されてオゾン含有ガスが生成される。
一方、有機物と水分とを所定の割合で含む有機物混合液が有機物混合液貯留槽２１に貯留されており、この有機物混合液貯留槽２１の下部の側部に一端部が接続された有機物混合液供給管２２を介して該有機物混合液供給管２２の中途部に配設された前記有機物混合液供給ポンプ４により前記有機物混合液が貯水槽２内に供給される。有機物は、例えば、魚介類の加工工場で排出された煮汁等を原料とするものからなる。
【００１９】
有機物混合液供給管２２の他端部は攪拌装置６に接続されており、該攪拌装置６は、水中ポンプからなり、図２および図３に示すように、攪拌装置本体２４と電動モータ２５とを備えている。攪拌装置本体２４は、複数の羽根２６ａが所定の間隔を隔てて円周方向に配置された羽根車２６が配設されたポンプ部２７と、羽根車２６の回転によるポンプ作用により貯水槽２内の水を吸引するための吸水部３１と、該吸水部３１から吸引された水を排出するための排水部３２とを備えている。羽根車２６は、電動モータ２５の回転軸２５ａに一体的に固定され、回転軸２５ａの回転に伴って図３に示す矢印Ｙの方向に回転させられる。排水部３２は、ポンプ部２７の羽根車２６の回転によるポンプ作用により圧送された水が流入して、その流入の勢いにより渦流を発生させる渦流発生部３３と、ポンプ部２７と渦流発生部３３とを接続し、ポンプ部２７から渦流発生部３３に送水するための連結部３４と、渦流発生部３３に流入した水が渦流を発生したのち排出される排水口部３５とを備えている。吸水部３１および排水口部３５は円管状に形成されている。
【００２０】
また、渦流発生部３３で発生した渦流の渦の中心を通る仮想軸芯Ｌ１に略沿って排水口部３５内に排水通路３５ａが形成され、水が流れる経路から見て排水通路３５ａの上流部に、該排水通路３５ａの断面積が縮小された絞り部３６が形成されている。
吸水部３１の軸芯Ｌ２の方向に沿う中途部には、オゾン含有ガス供給管１５と有機物混合液供給管２２とがそれぞれ連結されたオゾン含有ガス供給連結管３７と有機物混合液供給連結管３８とが互いに対向するように軸芯Ｌ２に直交する方向にそれぞれ螺着されている。而して、オゾン含有ガス供給管１５と有機物混合液供給管２２とが、オゾン含有ガス供給連結管３７と有機物混合液供給連結管３８とをそれぞれ介して吸水部３１内と連通している。
【００２１】
また、オゾン含有ガス供給連結管３７の先端部には、無数の微細な孔を有する有底円筒状のフィルタ４１が固定されており、オゾン含有ガス供給管１５を介してオゾン含有ガス供給連結管３７から排出されたオゾン含有ガスがフィルタ４１の無数の孔を通過する際に微細化されて細かな気泡となってフィルタ４１から排出される。
【００２２】
一方、図１に示すように、貯水槽２の側面部の下部には、水と有機物混合液とオゾン含有ガスとが攪拌装置６によって攪拌されて生成された混合水を、植物を栽培するための土壌に供給するための混合水供給管４２の一端部が接続されている。また、本発明でいう混合水供給手段を構成する混合水供給ポンプ４３が混合水供給管４２の中途部に配設されており、該混合水供給ポンプ４３により混合水供給管４２を介して混合水が供給される。混合水供給管４２における貯水槽２と混合水供給ポンプ４３との間には、混合水供給管４２内を混合水が流れていないことを検出したとき、その検出信号を、後述するする制御装置５０に送信する水流検出センサ４４が配設されている。
【００２３】
図４に示すように、混合水供給管４２の他端部は、３つに分岐して、植物を栽培するための３箇所のビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内にそれぞれ配管され、その配管の中途部には、ビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃごとにそれぞれ電磁弁４６ａ，４６ｂ，４６ｃが配設されている。そしてさらに、３つに分岐されたそれぞれの先端部は、ビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内に土を盛り上げてできた畝４７…のそれぞれの両側に対応するように６つに分岐され、その分岐されたそれぞれの先端部には、連結管４８を介して灌水管４９…がそれぞれ接続されている。該灌水管４９…は、直径が約１５ミリメートルで厚さが約１５０ミクロンの合成樹脂製（例えばポリプロピレン等の合成樹脂材）の管からなり、灌水管４９…のそれぞれの先端部は栓部材によって閉鎖されていると共に灌水管４９…のそれぞれの側面には、混合水を土の表面に供給するための細孔が一定の間隔を隔てて複数穿設されている。そして、灌水管４９…は、前記細孔が下方を指向するようにそれぞれの畝４７…の両側に沿って土の表面に設置され、灌水管４９…の先端部に設けられた前記栓部材は、地面に打ち込まれた杭によって固定されている。これによって、灌水管４９…が設置された位置が畝４７…に対してずれたりすることが防止される。
【００２４】
上述した貯水槽２，オゾン含有ガス供給装置５，攪拌装置６，オゾン含有ガス供給管１５，有機物混合液供給管２２，オゾン含有ガス供給連結管３７，有機物混合液供給連結管３８，フィルタ４１，混合水供給管４２，混合水供給ポンプ４３，水流検出センサ４４，電磁弁４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，連結管４８等については、少なくともオゾン含有ガスと接触する部材は、オゾン含有ガス中のオゾンによって腐食しないように合成樹脂材またはステンレス鋼材等の耐蝕性を有する部材によって構成されている。
また、上述した電磁弁３，有機物混合液供給ポンプ４，オゾン含有ガス供給装置５，攪拌装置６の電動モータ２５，混合水供給ポンプ４３および電磁弁４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、それぞれ電線（図示せず）を介して制御装置５０に接続されており、それぞれの動作が該制御装置５０によって適宜制御される。制御装置５０は、本発明でいう制御手段を構成する。
【００２５】
図１に示すように、制御装置５０は時刻および経過時間を計測するタイマ５０ａを内蔵している。また、制御装置５０の前面には、混合水供給ポンプ４３によって混合水の供給を開始する時刻を設定するための時刻設定部５０ｂが配設されている。時刻設定部５０ｂは、本発明でいう時刻設定手段を構成する。
【００２６】
以上のように構成された植物栽培装置１を使用して、ビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内の植物を栽培するための土壌にオゾン含有ガスと有機物混合液と水との混合水を供給するには、まず、その供給を開始したい時刻を作業者が時刻設定部５０ｂを操作して設定する。その時刻は、１日のうちで１回（例えば６時）または複数回（例えば６時と１１時と１６時との３回）を設定することができる。
図５に示すタイムチャートを用いて説明すると、図５の横軸は時間の経過を示しており、長方形の横方向の長さはそれぞれの動作が行われている時間を示している。同図の（ａ）は電磁弁３の開弁時期を示しており、（ｂ）は開閉弁１４の開弁時期を示しており、（ｃ）は有機物混合液が有機物混合液供給ポンプ４で供給される時期を示しており、（ｄ）はオゾン含有ガスがオゾン含有ガス供給装置５で供給される時期を示しており、（ｅ）は攪拌装置６の電動モータ２５が作動する時期を示しており、（ｆ）は混合水が混合水供給ポンプ４３で供給される時期を示しており、（ｇ）は電磁弁４６ａの開弁時期を示しており、（ｈ）は電磁弁４６ｂの開弁時期を示しており、（ｉ）は電磁弁４６ｃの開弁時期を示している。
【００２７】
図５は、混合水の供給を開始する時刻として、１日のうちで時刻Ｔ１１と時刻Ｔ２１と時刻Ｔ３１との３つの時刻が時刻設定部５０ｂで設定された場合について示しており、作図の都合上、前記３つの時刻を設定した場合を重ねて図示している。
以下、図５等に基づいて、ビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃに、これらの順番に混合水を供給する作業工程について説明する。
【００２８】
（１−１）ビニールハウス４５ａに関する水供給工程
タイマ５０ａによって計測された時刻が時刻Ｔ１１より時間ΔＴ１前の時刻Ｔ１２に至ったとき、電磁弁３が開弁されて水供給管１２を介して水が貯水槽２内に供給され、電磁弁３は、開弁されてから時間ΔＴ２が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき閉弁される。前記時間ΔＴ１は、後述する水供給工程，有機物混合液供給工程，オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程の４つの全ての工程が終了するまでに要する時間を考慮して予め設定されている。
また、貯水槽２内の水位が上昇して水の浮力によって浮部材１１が上方に回動し上限位置まで変位したとき開閉弁１４は閉弁され、水の供給は停止され水供給工程が終了する。図５を見ると分かるように、必ず開閉弁１４が閉弁されたのちに電磁弁３が閉弁されるように余裕をみて時間ΔＴ２が設定されている。
【００２９】
（１−２）ビニールハウス４５ａに関するオゾン含有ガス供給工程，有機物混合液供給工程および混合水生成工程
時刻Ｔ１２から時間ΔＴ３が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４とオゾン含有ガス供給装置５と攪拌装置６の電動モータ２５とが作動する。これによって、有機物混合液とオゾン含有ガスとがそれぞれ有機物混合液供給管２２とオゾン含有ガス供給管１５とを介して攪拌装置６の吸水部３１内に供給され、貯水槽２内の水と共に吸水部３１内に吸引される。吸水部３１内に吸引された有機物混合液とオゾン含有ガスと水とは、ポンプ部２７の羽根車２６の回転によって十分に攪拌されて有機物混合液とオゾン含有ガスと水との混合水が生成されたのち、該混合水は、羽根車２６の回転によるポンプ作用により連結部３４を介して圧送されて渦流発生部３３内に流入し、その流入の勢いにより渦流発生部３３内で渦流を発生する。この渦流により混合水は、渦流の仮想軸芯Ｌ１回りに回転しながら流速を速めて仮想軸芯Ｌ１に接近し、渦流発生部３３内に新たに流入して来る混合水の水圧によって排水口部３５に送出される。
【００３０】
排水口部３５に送出された混合水は、排水口部３５に形成された絞り部３６を通過するときに圧力が急激に上昇したのち絞り部３６を通過した直後に圧力が急激に下降するため、この圧力の急激な変化で混合水に溶解しているオゾン含有ガスが一層微細化された状態で排水口部３５から排出される。
【００３１】
有機物混合液供給ポンプ４が作動してから時間ΔＴ４が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４の作動が停止されて有機物混合液の供給が停止され、有機物混合液供給工程が終了する。有機物混合液供給ポンプ４の時間ΔＴ４の作動で約０．４リットルの有機物混合液が供給される。
その後もオゾン含有ガス供給装置５および攪拌装置６は共に作動し続け、タイマ５０ａによって計測された時刻が時刻Ｔ１１に至ったとき、両装置５，６は共に作動を停止し、オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程が終了する。これによって、両装置５，６は、約３０分間作動し、微細化されたオゾン含有ガスが貯水槽２内の水中に過剰に供給され飽和状態となると共に有機物混合液が貯水槽２内の水と十分混合される。
【００３２】
（１−３）ビニールハウス４５ａに関する混合水供給工程
前記オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程の終了と同時に、混合水供給ポンプ４３が作動を開始する。これによって、混合水が混合水供給管４２を介して供給される混合水供給工程が開始される。このとき、混合水供給管４２に配設された電磁弁４６ａは、それまで閉弁であった状態から開弁され、混合水供給管４２を介して供給された混合水は、電磁弁４６ａを介してビニールハウス４５ａ内の畝４７…の両側に配置された灌水管４９…の細孔から畝４７…の両側の土の表面に供給される。なお、混合水供給管４２に配設された電磁弁４６ｂ，４６ｃは、共に閉弁されたままである。
【００３３】
貯水槽２内の混合水がなくなって混合水供給管４２内を混合水が流れていないことを水流検出センサ４４が検出したとき、その検出信号が制御装置５０に送信され、混合水供給ポンプ４３の作動が停止されると共に電磁弁４６ａは閉弁される。混合水供給ポンプ４３の作動時間は約５分間である。これによって、混合水供給工程が終了する。
ところで、混合水の供給工程が終了すると、灌水管４９…の細孔の周囲に付着したまま残存した混合水で土壌中の微生物が繁殖して微生物が分泌した分泌物によって灌水管４９…の細孔が閉塞される虞があるが、混合水に含まれているオゾンには微生物の分泌物を分解する作用があるため、該分泌物による灌水管４９…の細孔の閉塞は防止される。
【００３４】
（２−１）ビニールハウス４５ｂに関する水供給工程
前記混合水供給工程の終了と同時に、電磁弁３が開弁されて水供給管１２を介して水が貯水槽２内に再び供給される。電磁弁３は、開弁されてから時間ΔＴ２が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき閉弁される。
貯水槽２内の水位が上昇して浮部材１１が上限位置まで変位したとき開閉弁１４は閉弁され、水の供給は停止され水供給工程が終了する。
【００３５】
（２−２）ビニールハウス４５ｂに関するオゾン含有ガス供給工程，有機物混合液供給工程および混合水生成工程
電磁弁３が開弁されてから時間ΔＴ３が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４とオゾン含有ガス供給装置５と攪拌装置６の電動モータ２５とが作動する。有機物混合液供給ポンプ４が作動してから時間ΔＴ４が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４の作動が停止されて有機物混合液の供給が停止され、有機物混合液供給工程が終了する。そして、電磁弁３が開弁されてから時間ΔＴ１が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、オゾン含有ガス供給装置５および攪拌装置６は共に作動を停止し、オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程が終了する。
【００３６】
（２−３）ビニールハウス４５ｂに関する混合水供給工程
前記オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程の終了と同時に、混合水供給ポンプ４３が作動を開始し、混合水が混合水供給管４２を介して供給される混合水供給工程が開始される。このとき、混合水供給管４２に配設された電磁弁４６ｂは、それまで閉弁であった状態から開弁され、混合水供給管４２を介して供給された混合水は、電磁弁４６ｂを介してビニールハウス４５ｂ内の畝４７…の両側に配置された灌水管４９…の細孔から畝４７…の両側の土の表面に供給される。
【００３７】
貯水槽２内の混合水がなくなって混合水供給管４２内を混合水が流れていないことを水流検出センサ４４が検出したとき、その検出信号が制御装置５０に送信され、混合水供給ポンプ４３の作動が停止されると共に電磁弁４６ｂは閉弁される。これによって、混合水供給工程は終了する。
【００３８】
（３−１）ビニールハウス４５ｃに関する水供給工程
混合水供給工程の終了と同時に、電磁弁３が開弁されて水供給管１２を介して水が貯水槽２内に再び供給される。電磁弁３は、開弁されてから時間ΔＴ２が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき閉弁される。
貯水槽２内の水位が上昇して浮部材１１が上限位置まで変位したとき開閉弁１４は閉弁され、水の供給は停止され水供給工程が終了する。
（３−２）ビニールハウス４５ｃに関するオゾン含有ガス供給工程，有機物混合液供給工程および混合水生成工程
電磁弁３が開弁されてから時間ΔＴ３が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４とオゾン含有ガス供給装置５と攪拌装置６の電動モータ２５とが作動する。有機物混合液供給ポンプ４が作動してから時間ΔＴ４が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、有機物混合液供給ポンプ４の作動が停止され有機物混合液の供給が停止され、有機物混合液供給工程が終了する。そして、電磁弁３が開弁されてから時間ΔＴ１が経過したことをタイマ５０ａが計測したとき、オゾン含有ガス供給装置５および攪拌装置６は共に作動を停止し、オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程が終了する。
【００３９】
（３−３）ビニールハウス４５ｃに関する混合水供給工程
オゾン含有ガス供給工程および混合水生成工程の終了と同時に、混合水供給ポンプ４３が作動を開始し、混合水が混合水供給管４２を介して供給される。このとき、混合水供給管４２に配設された電磁弁４６ｃは、それまで閉弁であった状態から開弁され、混合水供給管４２を介して供給された混合水は、電磁弁４６ｃを介してビニールハウス４５ｃ内の畝４７…の両側に配置された灌水管４９…の細孔から畝４７…の両側の土の表面に供給される。
【００４０】
貯水槽２内の混合水がなくなって混合水供給管４２内を混合水が流れていないことを水流検出センサ４４が検出したとき、その検出信号が制御装置５０に送信され、混合水供給ポンプ４３の作動が停止されると共に電磁弁４６ｃは閉弁される。これによって、時刻Ｔ１１における混合水供給に関する第１回目の作業工程が終了する。
【００４１】
やがて、タイマ５０ａによって計測された時刻が時刻Ｔ２１より時間ΔＴ１前の時刻Ｔ２２に至ったとき、上述した（１−１）ないし（３−３）の作業工程（時刻Ｔ１１における混合水供給に関する第１回目の作業工程）と同様に、時刻Ｔ２１における混合水供給に関する第２回目の作業工程が行われる。
【００４２】
前記第２回目の作業工程が終了したのち、タイマ５０ａによって計測された時刻が時刻Ｔ３１より時間ΔＴ１前の時刻Ｔ３２に至ったとき、上述した（１−１）ないし（３−３）の作業工程（時刻Ｔ１１における混合水供給に関する第１回目の作業工程）と同様に、時刻Ｔ３１における混合水供給に関する第３回目の作業工程が行われる。
【００４３】
そして、次の日に変わって、タイマ５０ａによって計測された時刻が時刻Ｔ１１より時間ΔＴ１前の時刻Ｔ１２に至ったとき、上述した（１−１）ないし（３−３）の時刻Ｔ１１における混合水供給に関する第１回目の作業工程から前記第３回目の作業工程までが再び繰返される。
このようにして、ビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃ内の土壌に、設定された時刻Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１に一定の容量の混合水が植物にとって必要な期間、毎日供給される。
なお、有機物混合液貯留槽２１内の有機物混合液の補充および酸素ボンベ１６の交換は作業者が適宜行う。
【００４４】
上述したように構成された植物栽培装置１によれば、有機物混合液とオゾン含有ガスとを貯水槽２内で攪拌装置６により攪拌して混合水を生成するようにしたので、攪拌する時間を任意に設定することができ、攪拌する時間を適宜設定することで、有機物混合液とオゾン含有ガスとを貯水槽２内の水と共に繰り返し攪拌することができ、有機物混合液とオゾン含有ガスとが水に均一に混入した混合水を生成することができる。
この結果、前記混合水に混入している有機物は、オゾンにより低分子化されるため、有機物特有の臭いが脱臭され、悪臭に煩わされることがないだけでなく、前記混合水が土壌に供給されたとき、土壌中の微生物の活動に必要な酸素が十分に与えられたことと相俟って、混合水に混入している有機物が微生物によって速やかに分解され、その分解された有機物を直ちに植物の肥料とすることができる。
【００４５】
また、この実施の形態による植物栽培装置１によれば、制御装置５０の時刻設定部５０ｂによって設定された時刻に至る直前に、水供給工程と有機物混合液供給工程とオゾン含有ガス供給工程と混合水生成工程とが終了するように電磁弁３，有機物混合液供給ポンプ４，オゾン含有ガス供給装置５および攪拌装置６の各作動を制御装置５０により制御するようにしたので、混合水の供給を開始する直前に混合水が生成される結果、混合水の供給を開始する前に、混合水中の有機物による腐敗により悪臭が発生することがなく、また、オゾン含有ガスが混合水から空気中に放出されて混合水中に含まれるオゾン含有ガスの濃度が希釈化されることもない。
【００４６】
また、この実施の形態による植物栽培装置１によれば、攪拌装置６のポンプ部２７の羽根車２６の回転によるポンプ作用により、吸水部３１からの吸水と排水部３２からの排水とを行うと共に、有機物混合液とオゾン含有ガスとを吸水部３１内に導入するようにしたので、有機物混合液とオゾン含有ガスとがポンプ部２７の羽根車２６の回転によって、水と十分攪拌されながら混合水となって排水部３２から排出されたのち、該混合水が再び吸水部３１から吸引される。このような工程が繰り返されることによって有機物混合液とオゾン含有ガスとが貯水槽２内の水に均一に混入された混合水を生成することができる。
【００４７】
また、この実施の形態による植物栽培装置１によれば、渦流を発生させる渦流発生部３３を攪拌装置６の排水部３２に設けたので、有機物混合液とオゾン含有ガスとが攪拌装置６のポンプ部２７の羽根車２６の回転によって、水と十分攪拌されたのち、さらに渦流発生部３３での渦流によっても攪拌されるので、攪拌が十分に行われ、貯水槽２内の水に対して有機物混合液とオゾン含有ガスとを一層均一に混入させることができる。
【００４８】
また、この実施の形態による植物栽培装置１によれば、攪拌装置６の渦流発生部３３で発生した渦流の渦の中心を通る仮想軸芯Ｌ１に略沿って排水通路３５ａを形成し、排水通路３５ａの上流部に絞り部３６を形成したので、渦流の流速が最も早い渦の中心部から混合水が絞り部３６を通過する際に圧力が急激に変化し、乱流が発生する。このため、この圧力の急激な変化や乱流で混合水に溶解しているオゾン含有ガスが一層微細化され、混合水中にオゾン含有ガスが滞留する時間を長くすることができる。この結果、有機物混合液中の有機物とオゾン含有ガス中のオゾンとの反応が十分に行われる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態においては、混合水供給管４２内を混合水が流れていないことを水流検出センサ４４が検出したとき、その検出信号が制御装置５０に送信され、混合水供給ポンプ４３の作動が停止される例を示したが、本発明は、このような構成に囚われることなく、水流検出センサ４４に代えて貯水槽２内に水位検出センサを配設し、該水位検出センサが貯水槽２内の水がなくなったことを検出したとき、その検出信号が制御装置５０に送信され、混合水供給ポンプ４３の作動が停止されるようにしてもよい。
【００５０】
また、この実施の形態においては、電磁弁３を開閉して水供給管１２を介して貯水槽２内に水道水を供給するようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく、貯水タンクを別個に設け、該貯水タンクに予め貯留された水を、専用の給水用ポンプを制御装置５０によって作動させ、貯水槽２内に供給するようにしてもよい。その場合は、前記給水用ポンプが本発明でいう水供給手段を構成する。
【００５１】
また、この実施の形態においては、有機物混合液供給工程とオゾン含有ガス供給工程と混合水生成工程とを開始する前に水供給工程を終了するようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく、混合水供給工程を開始すると同時にまたは混合水供給工程を開始する直前に水供給工程が終了するように、単位時間当たりの給水量を少なくして水供給工程の時間を長く設定するようにしてもよい。
【００５２】
また、この実施の形態においては、有機物混合液供給工程とオゾン含有ガス供給工程と混合水生成工程とを同時に開始し、かつ、混合水供給工程を開始すると同時にオゾン含有ガス供給工程と混合水生成工程とを共に終了するようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく、混合水供給工程を開始する直前にオゾン含有ガス供給工程と混合水生成工程とを終了するようにしてもよい。また、混合水生成工程が開始されてから所定の短い時間が経過した後に、有機物混合液供給工程やオゾン含有ガス供給工程を開始するようにしたり、混合水生成工程が終了する直前にオゾン含有ガス供給工程を終了するようにしてもよい。
そのようにしたとしても、混合水の供給が開始される直前に混合水が生成される結果、混合水の供給を開始する前に、混合水中の有機物による腐敗により悪臭が発生することがなく、また、オゾン含有ガスが混合水から空気中に放出されて混合水中に含まれるオゾン含有ガスの濃度が希釈化されることもない。
【００５３】
また、この実施の形態においては、酸素に対してオゾンを所定の割合（例えば、容積比でオゾンが３ないし５パーセントで残りが酸素）で混合して生成したオゾン含有ガスを供給するようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく、他の割合で混合してオゾン含有ガスを生成することもできる。また、酸素に代えて空気に対してオゾンを所定の割合（例えば、容積比でオゾンが０．１ないし１パーセントで残りが空気）で混合して生成したオゾン含有ガスを供給することもできる。
【００５４】
また、この実施の形態においては、３箇所のビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃのそれぞれについて、畝４７は３箇所ずつ設けるようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく１箇所または４箇所以上の適当な個数の畝を設けるようにしてもよい。また、畝４７の長さに応じて灌水管４９の長さも適宜変更することができる。
【００５５】
さらにまた、この実施の形態においては、３箇所のビニールハウス４５ａ，４５ｂ，４５ｃの畝４７…に順々に時間をずらして混合水を供給するようにしたが、本発明は、このような構成に囚われることなく、１箇所の畑等に混合水を供給するようにしてもよく、または４箇所以上の畑等に混合水を順々に時間をずらして、もしくは同時に供給するようにしてもよい。その場合は、貯水槽２および有機物混合液貯留槽２１のそれぞれの容量や電磁弁３，有機物混合液供給ポンプ４，オゾン含有ガス供給装置５，攪拌装置６および混合水供給ポンプ４３のそれぞれの作動時期を制御装置５０により適宜制御するようにする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明に係る植物栽培装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明でいう攪拌手段を構成する攪拌装置を、一部を破断して示した断面図である。
【図３】図３は図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図４は本発明に係る植物栽培装置を使用して土壌に混合液を供給する配管の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明に係る植物栽培装置を使用して土壌に混合液を供給する際のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１        植物栽培装置
２        貯水槽
３        電磁弁（水供給手段）
４        有機物混合液供給ポンプ（有機物混合液供給手段）
５        オゾン含有ガス供給装置（オゾン含有ガス供給手段）
６        攪拌装置（攪拌手段）
２６      羽根車
２６ａ    羽根
２７      ポンプ部
３１      吸水部
３２        排水部
３３        渦流発生部
３５      排水口部
３５ａ    排水通路
３６      絞り部
４３      混合水供給ポンプ（混合水供給手段）
５０      制御装置（制御手段）
５０ｂ    時刻設定部（時刻設定手段）
Ｌ１      仮想軸芯
【図１】
2008072903.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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