(57)【要約】【課題】植物育成の取扱い作業に手数と時間が掛からず、ベランダや室内で植物の育成を手軽に行え、場所も取らずにコンパクトで体裁良好な水耕栽培装置を提供する。【解決手段】水を外部に垂れ流すことなく受けることができ、受けた水を導出する排水機構１を有する防水パン２に栽培ポット３と培地４とを備えた栽培ユニット５を挿入配備し、該栽培ユニット５に培養液を供給して栽培ユニット５の植物を育成する水耕栽培装置であって、培養液供給路６と培養液回収路７とを有する培養液循環経路を培養液槽８と前記栽培ユニット５とに連設すると共に、該培養液槽８に設けたレベル検知器９の検出によって駆動される培養液ポンプ１６および／または水中ポンプ１０と、培養液に補水するための補水器１１を前記培養液槽８に配備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を外部に垂れ流すことなく受けることができ、受けた水を導出する排水機構を有する防水パンに栽培ポットと培地とを備えた栽培ユニットを挿入配置し、該栽培ユニットに培養液を供給して栽培ユニットの植物を育成する水耕栽培装置であって、培養液供給路と培養液回収路とを有する培養液循環手段を前記栽培ユニットに連設すると共に、該培養液槽に設けたレベル検知器の検出によって駆動される培養液ポンプおよび／または水中ポンプと、培養液に補水するための補水器とを有する補水手段を培養液槽に備えたことを特徴とする植物水耕栽培装置。
【請求項２】
請求項１記載の植物水耕栽培装置において、前記栽培ユニットがエアポンプと空気を培地に供給する管路とを有する空気供給手段を備え、かつ、前記培地の湿度を調節する機能を有するヒーターを備えたことを特徴とする植物水耕培養装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の植物水耕栽培装置において、前記防水パンが給水ノズルを備えたキャビネット上に配置され、該キャビネットにヒンジによって開閉自在に設けたドアを備えたリザーバースペースに前記培養液槽と補水器とを配備したことを特徴とする植物水耕栽培装置。
【請求項４】
請求項３記載の植物水耕栽培装置において、前記キャビネットが防水パン上に育成サポートバーを着脱自在に配設したことを特徴とする植物水耕栽培装置。
【請求項５】
請求項３記載の植物水耕栽培装置において、前記キャビネットが防水パン上にフード状の植物育成用補助カバーを着脱自在に設けフード内の温度を調節できるように構成したことを特徴とする植物水耕栽培装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５の植物水耕栽培装置において、前記キャビネットが植物育成用発光ダイオードまたは蛍光灯の照明手段を配備して、促成栽培できるように構成したことを特徴とする植物水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベランダや室内において野菜、花、或いは観葉植物など植物の培養液耕栽培、主として水耕栽培や水気耕栽培による植物育成に適した植物水耕栽培装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に園芸、野菜の栽培で土壌を使わずに栄養分を含んだ水溶液の培養液で植物を効率的に栽培することが知られている。
【０００３】
特許文献１の水耕栽培装置は土を使わないで地面から離れた空間で培養液を用いて植物を栽培する方式で、植物の根をパイプの中に広げ、パイプの側壁に配備した植え付け具に植物を植えることが記載されている。
【特許文献１】特実２００３−１８９７４９号公報
【０００４】
上記の培養液栽培装置では温室等の限られた空間を利用して多数の植物を生育させるのには良いが、設備が大規模となり、自宅で園芸を楽しんだり、マンションやベランダ等の限られた場所で園芸をせざるを得ない場合には不向きであり、手軽に野菜栽培や園芸ができる家庭向けに簡便な植物育成のシステムキットが要請されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが植物栽培装置は栽培培地内部の培養液管理や温度管理が重要であり、夏場や冬場など環境によって植物の生理機能が大きく変わる状況にも対応した環境作りに充分配慮する必要があるのに植物にとって最適な生育環境にすることが困難な場合が多く設備的にも複雑、高価なものになって問題であり特許文献１参照の装置でも家庭向きでなく、作業にも手軽さがない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、このような課題を解決する目的で、植物の育成を手軽に楽しめるようにし、植物栽培の作業性の向上できるようにしたものであって、水を外部に垂れ流すことなく受けることができ、受けた水を導出する排水機構を有する防水パンに栽培ポットと培地とを備えた栽培ユニットを挿入配置し、該栽培ユニットに培養液を供給して栽培ユニットの植物を育成する水耕栽培装置であって、培養液供給路と培養液回収路とを有する培養液循環手段を前記栽培ユニットに連設すると共に、該培養液槽に設けたレベル検知器の検出によって駆動される培養液ポンプおよび／または水中ポンプと、培養液に補水するための補水器とを有する補水手段を培養液槽に備えたものである。
【０００７】
また、本発明での植物水耕栽培装置において、前記栽培ユニットがエアポンプと空気を培地に供給するエア管路とを有する空気供給手段を備え、かつ、前記培地の温度を調節する機能を有するヒーターを備えたことで栽培培地内部の培養液管理や温度管理を最適条件に保持できるようにした。
【０００８】
さらに本発明では、植物水耕栽培装置での前記防水パンが給水ノズルを備えたキャビネット上に載置され、該キャビネットにヒンジによって開閉自在に設けたドアを備えたリザーバースペースに前記培養液槽と補水器とを配備して水耕栽培による植物育成に適したものとし、培養液等の循環のほか水に関連した付帯設備が常備され、作業効率も大巾に向上できるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、排水機構を有する防水パンに栽培ポットと培地とを備えた栽培ユニットを挿入配置し、該栽培ユニットに培養液を供給して栽培ユニットの植物を育成する水耕栽培装置であって、培養液供給路と培養液回収路とを有する培養液循環手段を前記栽培ユニットに連設すると共に、該培養液槽に設けたレベル検知器の検出によって駆動される培養液ポンプおよび／または水中ポンプと、培養液に補水するための補水器とを有する補水手段を培養液槽に備えたことにより、限られた場所で手軽に園芸を楽しむことができるほか土造り、耕転、施肥畝立て作業が不必要となり、定植準備期間も大巾に短縮できると共に、作業効率も大巾に向上でき、しかも生育に沿って施肥潅水をすることができるので、植物の生育環境を良好に保持することができる。
【００１０】
さらに本発明では、前記栽培ユニットがエアポンプと空気を培地に供給するエア管路とを有する空気供給手段を備え、かつ、前記培地の湿度を調節する機能を有するヒーターを備えたことにより、栽培環境を適正な条件下に保持することが容易にでき植物の発育を良好にし、成長が早く、実付き、花付きも良くなり農薬も使用しないですみ安全で清潔な野菜や草花作りができ、その植え替え対応が楽くで、栽培管理作業も簡便化できる。
【００１１】
また、本発明の植物水耕栽培装置では、前記防水パンが給水ノズルを備えたキャビネット上に配置され、該キャビネットにヒンジによって開閉自在に設けたドアを備えたリザーバースペースに前記培養液槽と補水器とを配備したことにより、家庭向けの簡便な植物育成のシステムキットとなり、栽培の管理維持処理も容易に行えるし、住宅内を汚すことなく見映えのよい環境作りに寄与できるし、清掃および補修も簡便にでき、作業性の向上と使用性の向上とに寄与できると共に、取扱いも安全で安価な形態で提供することができる。
【００１２】
本発明の植物水耕栽培装置で水耕栽培を行う際に、前記防水パン上の育成サポートバーを着脱自在に配設したり、着脱自在のフレームを介してフード状の植物育成用補助カバーを着脱自在に設け或いは照明手段を配備したことにより、植物育成の環境条件を適正に保ことができると共に、装置周囲の環境の清潔さの維持も楽で防風、防虫、防寒効果も図れるし、周囲の見映えを損なうことなく管理でき体裁も著しく良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
前記栽培ポットと培地とを備えた栽培ユニットは、トレー状のプランターに葉菜用培地或いは果菜用培地などを選んで充填して根圏を形成できるようにし、その上に培地ポットを複数並設し、さらにプランター上方にカバーを着脱自在に被覆して構成し、培養液を供給する培養液供給路と培養液回収路とからなる培養液循環経路を配備したものが排水機構のある防水パンに挿入配備されている。培養液供給路は培養液槽に接続し、培養液槽内の培養液はポンプ等の供給手段によって前記培養液供給路を介して前記栽培ユニットに供給される。また栽培ユニットの培養液は培養液回収路を介して培養液槽に循環流動され、該培養液槽にはレベル検知器の検出によって制御ユニットを介して駆動される水中ポンプにより補水器からの補水が補水供給路から行われて、植物の生育に適した状態が保たれる。
【００１４】
また前記栽培ユニットでは、空気供給手段と培地の湿度を調節する機能を有するヒーター等の温度調節手段が配備されているので、栽培ユニット内での育成条件は適正に保持される。
【００１５】
さらに、本発明の植物水耕栽培装置では、前記防水パンが給水ノズルを備えたキャビネット上に載置され、栽培ユニットの下側にリザーバースペースを棚板によって形成し、前記培養液槽と補水器とを備え、植物育成に必要なメンテナンス用品をも収納する構成として植物の育成を手軽に行えるようにした。
【００１６】
さらにまた本発明では、前記キャビネットがフレームの組立構造を着脱自在に付設され防水パン上に育成サポートバーを着脱自在に配備されたり、フード状の植物育成用補助カバーを着脱自在に設けられ、該防水パン内の温度を調節できるようにして防風、防虫、防寒の機能で植物にとってより適正な生育環境を設定できるようにした。
【００１７】
また、本発明の植物水耕栽培装置では、前記キャビネットが、植物育成発光ダイオードまたは蛍光灯の照明機構を備えられて、植物促成栽培ができるように構成し植物の育成速度を大巾に向上し、効率も良く培養液栽培を行うことができるようにした。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明に係る装置の第１実施例を示す。
水を外部に垂れ流すことなく受けることができ、受けた水を導出する排水機構１を有する防水パン２に多孔質焼結材などの植物生育素材が充填された栽培ポット３と、不織布、スポンジ、マットなどの培地４とを備えた栽培ユニット５を挿入配備し、該栽培ユニット５に培養液を供給して栽培ユニット５の植物を育成する水耕栽培装置であって、培養液供給路６と培養液回収路７とからなる培養液循環経路を前記栽培ユニット５と培養液槽８とに連設すると共に、該培養液槽８に設けたレベル検知器によって制御ユニット１２１，１２を介して駆動される培養液ポンプ１６および／または水中ポンプ１０と、培養液に補水するための補水器１１とを前記培養液槽８に配備してある。
【００１９】
また、この植物水耕栽培装置において、前記防水パン２は給水ノズル２０を備えたキャビネット１７上に載置され、該キャビネット１７にヒンジによって開閉自在に設けたドア２２を備えたリザーバースペース１９に前記培養液槽８と補水器１１とを配備し植物の育生作業がしやすく周囲の環境にも見映えの良い形態にしてある。
【００２０】
この場合、前記防水パン２は、外周縁を立ち上げた二重の周壁部の凹部をキャビネット１７の凸部などの縁部に嵌合配備するようにしたもので、取付ネジによって取付け固定するのがよく、排水ホース２７に接続される排水口に直接または排水トラップなどを配備した排水機構１のある防水パン２を選んで用いるのがよい。
【００２１】
なお、前記防水パン２を設置したキャビネット１７は、ヒンジによって片開き或いは両開きの開閉自在のドア２２を備え、上下２段に格子ネットなど棚板１８を設け上側の棚板１８には水耕栽培に必要なリザーバータンクの培養液槽８や補水器１１等を設置するスペースとし、下側の底板２３には植物育成に必要なメンテナンス用品を収納管理できるリザーバースペース１９とするのがよい。
【００２２】
また、栽培植物が植付けられる前記栽培ユニット５としては、トレイ状のプランターを用い複数の栽培ポット３を配置した培地４を挿脱自在に充填したもので、カバー２１によって栽培ポット３を定着したものを用いるのがよい。そしてこの水耕栽培に用いられる培地としては、葉菜用培地、果菜用培地などを選んで用いられ、例えば固形培地栽培では砂栽培、れき栽培、薫炭栽培、ウレタン栽培、ロックウール栽培や綿状素材、マット、ハイドロカルチャー等が用いられ、非固形培地栽培では水栽培、水気耕栽培、噴霧栽培が用いられる。
【００２３】
さらに栽培ユニット５に開口連結されている培養液供給路６と培養液回収路７とが培養液槽８に接続されて、該培養液槽８内の培養液が培養液ポンプ１６によって培養液供給路６を経て供給され、培養回収路７を経て培養液槽８に循環回収できるようになっている。
即ち、前記培養液槽８内の培養液は培養液ポンプ１６によって培養液供給に吐出され栽培ユニット５の培地４に供給され、植物の根圏を通過して培養液回収路７から戻り培養液として培養液槽８に回収されて、各流路を循環流動する。この培養液の供給は、制御ユニットにより設定された時間間隔で断続的に行われるが、レベル検出器９の液面検知によって設定された条件下で制御ユニット１２１で調節されて、培養液の供給が行われ培養液の必要量を常時キープさせるようになっている。例えば培養液供給は一日１〜５回所定時間（分）の割合で自動的に行うのがよい。
また必要に応じ各ポンプ１０，１６の制御ユニット１２，１２１の調整がｐＨ値或いはＥＣ値の検出によって行われ、液量の供給量を制御できるようにすることもできる。例えばＥＣメータ、ｐＨメータ等の検出器で液濃度を最適にするようにして管理作業がしやすいように配慮するのがよい。
例えば、一日１回または２回タイマー設定或いはコントロールユニット設定によって培養液供給や補水若しくは温度調整をすることができるようにするのも良い。即ち、給液コントローラの設定によって自動的に給液、補水を行うが、給液時間、回数、給液・施肥量等の設定に従い給液を自動的に運転するのがよい。
【００２４】
さらに植物の生育環境の温度が高いときはエアポンプ１３によりエア管路１４を経て栽培ユニット５に空気を供給する。供給された空気は培地４を経て栽培ポット３の下部から流入し外部に流出する。そして栽培培地４を上昇する空気により植物の根圏から水の一部を蒸発させて温度を調整し植物の生理機能低下がなく根腐れ発生をも防止する。
【００２５】
さらにまた、この実施例では、前記栽培ユニット５にはエアポンプ１３と空気を培地に供給するエア管路１４とを有する空気供給手段を備え、かつ前記培地４の温度を調節する機能を有するヒーター１５を備えて植物の生育環境を良好に保持できるように配慮されている。
【００２６】
なお、この水耕栽培では、水と肥料を混ぜた培養液は、植物が良く生育するにはｐＨ値５．０〜７．０にするのがよく、好ましくは５．５〜６．５の範囲になるようにする。特に肥料濃度が高くなると、ｐＨ値は低く、肥料濃度が薄いときはｐＨ値は高くなるようにするのがよい。ｐＨ値の高低は肥料の吸収に影響するので、例えばｐＨが５．５以下に下がると、石炭、苦土、モリブデン、硫黄などの要素が根が対象植物によっては根から吸われにくくなるし、ｐＨが６．５以上に高くなると鉄、マンガン、ホウ素、銅、亜鉛などが吸われなくなっていずれもこれらの要素の欠乏病が葉や果実に現れるのでｐＨテスタまたは自動検出器を用いてｐＨ管理をして植物の最適条件を保つようにするのがよい。
【００２７】
さらに、前記培養液の濃度管理には、電気伝導度ＥＣ値をＥＣテスタで測定することによって培養液のイオン量（養分濃度）を検知し、例えばイオン量が多くなると電気を通しやすくなり、ＥＣ値が上がるので、ＥＣ値が高くなった時は水を補給して薄め下がった肥料を入れて適正範囲（ＥＣ値１．０〜２．５ｍｃ／ｃｍ）になるように管理するのがよい。
【実施例２】
【００２８】
図３の第２実施例では、前記キャビネット１７に設けた防水パン２上にネジ止めで着脱自在のフレーム２４を囲成し、該フレーム２４に設けた支杆２８を介して水平または垂直に育成サポート２５がアタッチメントとして着脱自在に配備されて、植物の自立を補助支持できるようにしてあるが、防水パン２の周縁上に覆い片２９を配備してビスとナットによる着脱自在の組立式のフレーム２４によってフード状の植物育成用補助カバー３０を設け、例えば着脱自在の透明シート或いはパネルによって囲成して育成室を形成し、該フード内を防風、防虫に役立たせたり、温度調節でき、防寒用の温室機能が設定できるようにしてある。
【実施例３】
【００２９】
図４に示された第３実施例の水耕栽培装置では、組立式のフレーム２４によって前開き可能のフード状の植物育成用補助カバー３０で育成室を防水パン２上に囲成したもので、該育成室内に光源となる植物育成用発光ダイオードまたは蛍光灯の照明機構２６を配備して、促成栽培できるように構成したものである。
【００３０】
前記照明機構２６としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）例えば赤色、青色、またはこれらと緑色のＬＥＤを組み合わせて葉の枚数を増やしたりまっすぐに生育させることができるようにするのがよい。
特に野菜栽培には光合成を促す赤色ＬＥＤの６４０〜６９０ナノの波長と青色ＬＥＤの４２０〜４７０ナノの波長が有効で生育促進が可能となる。
照明は制御ユニットのあるＬＥＤ照明器具を用いて透明フード内の天井部分に入れて植物に照明を当て育成するのがよい。
なお、ＬＥＤ照明では植物の育ち方が色によって異なるので必要に応じ組み合わせ用いるが光の周波数を１ヘルツから１００ヘルツまで変更して植物ごとに最適な周波数を選んで用いるのが好ましい。
【００３１】
前記フレーム２４は必要に応じ脱着が容易にできるようにし、防寒、防虫のために外囲を軟質透明樹脂フィルム或いはプレートなどで覆うのがよく、正面は植物育成のメンテナンスのために開放するためにロール式に巻き上げ係止テープで着脱できるようにするのがよい。
またフレーム２４には植物育成用のＬＥＤ光源などの照明機器２６を安全に吊り下げれば太陽光の影響によらずに植物を効率よく育成させ、電力消費量を大巾に軽減でき植物の育成スピードを著しく向上させるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例を示す系統説明図である。
【図２】図１の例の一使用状態の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す一部の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  排水機構
２  防水パン
３  栽培ポット
４  培地
５  栽培ユニット
６  培養液供給路
７  培養液回収路
８  培養液槽
９  レベル検知器
１０  水中ポンプ
１１  補水器
１２，１２１  制御ユニット
１３  エアポンプ
１４  エア管路
１５  ヒーター
１６  培養液ポンプ
１７  キャビネット
１８  棚板
１９  リザーバースペース
２０  給水ノズル
２１  カバー
２２  ドアー
２３  底板
２４  フレーム
２５  育成サポートバー
２６  照明灯
２７  排水ホース
２８  支杆
２９  覆い片
３０  カバー  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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