(57)【要約】【課題】簡易な構成で安価に製造できる栽培用給液装置を提供する。【解決手段】原水供給系２０からの水及び液肥供給系３０からの液肥は、いずれも給液タンク１０に集められ、給液タンク１０内で混合される構成であると共に、フロースイッチ２１により水の補給タイミングを検出した場合に、予め規定された所定量の液肥を給液タンク１０に供給する構成である。従って、流量計を設け、混入させる液肥の量を流量計によって検出された補給水量に対応するように制御するマイクロコンピュータ等の複雑な機構を設ける必要がない。このため、配管構成も簡素化され、簡易かつ安価な栽培用給液装置１を提供できる。【選択図】  図１
2007228801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の栽培領域に給液する液体が貯留される給液タンクと、
前記給液タンクに水を供給する原水供給系と、
前記給液タンクに液肥を供給する液肥供給系と、
前記給液タンクに付設され、貯留される液体が所定の水位に至ると原水供給系からの水の供給を停止させる弁機構と、
前記原水供給系に付設され、原水供給系から給液タンクへの水の補給タイミングを検知する原水補給検出センサと、
前記液肥供給系に付設され、前記原水補給検出センサにより水の補給タイミングが検出されると、予め規定された所定量の液肥を液肥供給系から給液タンクに供給させる液肥制御機構と
を具備することを特徴とする栽培用給液装置。
【請求項２】
前記原水補給検出センサがフロースイッチであることを特徴とする請求項１記載の栽培用給液装置。
【請求項３】
前記液肥制御機構が、所定量の液肥を供給可能な定量ポンプと、該定量ポンプの作動を制御する作動制御部とを備え、該作動制御部により原水供給系から供給される補給水量に対応した量の液肥を混入させるように制御される構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の栽培用給液装置。
【請求項４】
さらに、植物の栽培領域の日射量及び温度を含む栽培環境の形成要因のうちの少なくとも一つを測定する栽培環境測定装置を備えると共に、前記液肥制御機構が、該栽培環境測定装置により得られたデータに基づき、供給する液肥の量を調整する液肥量調整部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の栽培用給液装置。
【請求項５】
前記給液タンク内に、肥効調節型肥料が浸漬されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の栽培用給液装置。
【請求項６】
前記肥効調節型肥料が、周面に液体の通過を許容する液体通過部を備えた保持部材内に充填されて前記給液タンク内に保持されていることを特徴とする請求項５記載の栽培用給液装置。
【請求項７】
固形培地を使用した植物の栽培領域に給液するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の栽培用給液装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温室内等で栽培している植物に、所定濃度に希釈された液肥を供給する栽培用給液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水に液肥を混入させて培養液とし、植物の栽培領域に供給する栽培用給液装置として、特許文献１及び２に開示されたものが知られている。いずれも、水の配管経路に流量計を設け、供給される水の流量を測定し、所定の濃度になるように、その流量に比例した液肥を配管経路の中途で混入させて希釈し、栽培領域に供給している。特許文献１に示したものは、パルス発振式流量計を用い、そのパルス信号により交流モータポンプのストローク数を制御して混入させる液肥量を調整している。特許文献２では、直流モータポンプを用い、その回転数を流量計により測定された流量に応じて制御することで混入させる液肥量を調整している。特許文献２に開示された技術によれば、特許文献１の交流モータポンプを用いたものと比較して、希釈濃度の安定性がより高まると共に、構造が簡素化され、安価に製造できるという利点がある。
【特許文献１】特開平８−２８９６７９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７２２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した装置は、いずれも配管経路の中途での水の流れの中に、水の流量に応じた量の液肥を混入させる構成であるため、液肥と水とがよく混合され、かなり高い精度の濃度に調整することができ、特に、水耕栽培用の培養液の供給システムとして適している。一方、近年、本出願人は、樹皮、ヤシがらなどの有機培地等からなる固形培地を用いた養液栽培システムを種々提案してる。このような固形培地耕においても、もちろん、より高い精度の濃度に調整された培養液を供給することが望ましいが、固形培地耕は、水耕等と比較して土耕に近い栽培環境を備えており、培地自体の養水分の緩衝能力（調整能力）が高い。このため、固形培地に液体（培養液）を供給するシステムは、ある程度の濃度調整精度を備えていれば、水耕栽培用ほどの高い精度の濃度調整機構は必ずしも必要ではなく、より簡易な構成で安価な給液システムでも十分である。また、固形培地以外の栽培環境においても、作付け面積や作物の種類などによっては、多少、濃度調整精度が劣るとしても、簡易かつ安価なシステムであることが優先される場合もある。
【０００４】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、簡易な構成で安価に製造でき、特に、固形培地を使用した栽培環境に給液するシステムとして適する栽培用給液装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、植物の栽培領域に給液する液体が貯留される給液タンクと、
前記給液タンクに水を供給する原水供給系と、
前記給液タンクに液肥を供給する液肥供給系と、
前記原水供給系に付設され、原水供給系から給液タンクへの水の補給タイミングを検知する原水補給検出センサと、
前記液肥供給系に付設され、前記原水補給検出センサにより水の補給タイミングが検出されると、予め規定された所定量の液肥を液肥供給系から給液タンクに供給させる液肥制御機構と
を具備することを特徴とする栽培用給液装置を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記原水補給検出センサがフロースイッチであることを特徴とする請求項１記載の栽培用給液装置を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記液肥制御機構が、所定量の液肥を供給可能な定量ポンプと、該定量ポンプの作動を制御する作動制御部とを備え、該作動制御部により原水供給系から供給される補給水量に対応した量の液肥を混入させるように制御される構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の栽培用給液装置を提供する。
請求項４記載の本発明では、さらに、植物の栽培領域の日射量及び温度を含む栽培環境の形成要因のうちの少なくとも一つを測定する栽培環境測定装置を備えると共に、前記液肥制御機構が、該栽培環境測定装置により得られたデータに基づき、供給する液肥の量を調整する液肥量調整部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の栽培用給液装置を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記給液タンク内に、肥効調節型肥料が浸漬されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の栽培用給液装置を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記肥効調節型肥料が、周面に液体の通過を許容する液体通過部を備えた保持部材内に充填されて前記給液タンク内に保持されていることを特徴とする請求項５記載の栽培用給液装置を提供する。
請求項７記載の本発明では、固形培地を使用した植物の栽培領域に給液するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の栽培用給液装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、原水供給系からの水及び液肥供給系からの液肥は、いずれも給液タンクに集められ、給液タンク内で混合される構成であると共に、原水補給検出センサにより水の補給タイミングを検出した場合に、予め規定された所定量の液肥を給液タンクに供給する構成である。従って、流量計を設け、混入させる液肥の量を流量計によって検出された補給水量に対応するように制御するマイクロコンピュータ等の複雑な機構を設ける必要がない。流量計により補給水量を厳密に測定しているわけではないので、従来の構成と比較した場合には、栽培領域に供給される液体（培養液）濃度の精度は多少劣るものの、配管構成も簡素化され、簡易かつ安価な栽培用給液装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に示した実施の形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる栽培用給液装置１の全体構成を示す図である。この図に示したように、本実施形態の栽培用給液装置１は、給液タンク１０、原水供給系２０、液肥供給系３０を備えて構成される。
【０００８】
給液タンク１０には、原水供給系２０から水が供給され、液肥供給系３０から液肥が供給され、栽培領域１００に供給する所定の濃度の液体（培養液）が貯留される。栽培領域１００では、例えば、散水ノズル、点滴チューブ、散水チューブ（エバフロー等）などの散布機構１３が設けられており、給液制御部１１により制御される給液ポンプ１２により給液タンク１０内の液体（培養液）が、所定のタイミングで、所定量ずつ給液タンク１０から送り出され、上記散布機構１３を通じて栽培領域１００に散布される。
【０００９】
なお、栽培領域１００では、土壌として有機培地などの固形培地１１０を用いることが好ましい。上記したように、固形培地１１０は養水分の緩衝能力が高いため、液体（培養液）の濃度がある程度以上の精度であれば、水耕栽培に使用するほど高い精度でなくても植物への悪影響はなく、本実施形態の栽培用給液装置１を用いるのに適する。
【００１０】
また、給液タンク１０には、貯留される液体が所定の水位に至ると原水供給系２０からの水の供給を停止させるため、ボールタップなどの弁機構１０ａが設けられている。従って、給液ポンプ１２の駆動により給液タンク１０内の液体が排出されると、弁機構１０ａが開き、原水供給系２０から水が供給され、所定の水位に至ると弁機構１０ａが閉弁し、水の供給が停止する。
【００１１】
原水供給系２０は、水道などに接続される配管２０ａを具備して構成され、上記のように給液タンク１０に付設される弁機構１０ａの動作により、給液タンク１０内への補給水量が制御される。原水供給系２０を構成する配管２０ａには、原水補給検出センサとしてのフロースイッチ２１が付設されている。このフロースイッチ２１は、上記の弁機構１０ａが開き、給液タンク１０内に水が供給され始めた際の水の流れを検出する。原水補給検出センサは、補給タイミングを検出できるものであれば何であってもよく、フロースイッチのほか、例えば、圧力スイッチを用いることもできる。但し、安価に入手可能で取り扱いも容易なフロースイッチ２１を用いることが好ましい。
【００１２】
液肥供給系３０は、本実施形態では２つの原液タンク３１，３２を備え、それぞれ配管３１ａ，３２ａにより給液タンク１０に連結されている。また、液肥供給系３０には、液肥制御機構３３が付設されており、該液肥制御機構３３に制御されて、原液タンク３１，３２内の液肥が所定量ずつ給液タンク１０に供給される。液肥制御機構３３は、原水供給系２０を通じて給液タンク１０に供給される補給水量に対応した量の液肥を供給するように制御する。具体的には、原水供給系２０の供給能力（例えば、１分間当たりの水の流量）を測定しておき、その供給能力に対応した供給能力（例えば、１分間当たりの液肥の流量）に制御する。本実施形態では、図２に示したように、２つの定量ポンプ３３ａ，３３ａと作動制御部３３ｂとを備えた構成としており、例えば、原水供給系２０の水の供給能力が２０リットル／分であれば、それに応じた所望の濃度となるように作動制御部３３ｂにより定量ポンプ３３ａ，３３ａの駆動を制御し、液肥を混入させる。なお、原水供給系２０の供給能力は、原水供給系２０が流量計を有していないため、例えば、給液タンク１０に所定量の水が貯留されるまでの時間を予め計測することで求めることができる。
【００１３】
液肥制御機構３３に用いる定量ポンプ３３ａ，３３ａは、上記特許文献１及び２に開示されたような、交流モータポンプ、直流モータポンプのいずれを用いることもできるが、より簡易で安価に入手可能であることから、特許文献２に開示されたような直流モータポンプを用いることが好ましい。この場合には、作動制御部３３ｂは、直流モータポンプの回転数を制御し、液肥の供給量を制御する。例えば、回転数の制御モードを１〜１０段階に設定したとすると、原水供給系２０の水の供給能力が２０リットル／分の場合には５段階というように設定すればよい。
【００１４】
なお、作動制御部３３ｂの制御モードの設定は、手動で行うこともできるし、原水供給系２０の供給能力を入力することにより、自動的に適切な制御モードに調整される構成とすることもできる。
【００１５】
また、本実施形態では、原液タンク３１，３２を２つ用い、２種類の液肥を混入可能としているが、栽培対象となる植物の種類等に応じて適宜に設定でき、原液タンクは１つであってもよいし、３つ以上併設してもよい。
【００１６】
本実施形態によれば、栽培用給液装置１が設置される各現場において、まず、給液タンク１０に所定の容量の水が貯液されるまでの時間を計測し、単位時間当たりの補給水量を求めておく。また、この補給水量に対応して、混入した際に所定の液体（培養液）濃度となるように、例えば、液肥供給系３０の作動制御部３３ｂの制御モードを設定しておく。
【００１７】
かかる状態で、給液制御部１１により給液ポンプ１２が所定のタイミングで駆動すると、給液タンク１０内の液体（培養液）が送り出され、栽培領域に散布される。給液タンク１０内の貯液量が減少すると、給液タンク１０に付設された弁機構１０ａが開き、原水供給系２０から給液タンク１０内に水が補給される。水が補給されると、フロースイッチ２１によりその水の流れが検知され、その電気信号が液肥供給系３０の作動制御部３３ｂに送られる。これにより、各定量ポンプ３３ａ，３３ａが駆動し、所定量の液肥が給液タンク１０内に供給され、給液タンク１０内に、所定の濃度の液体（培養液）が補給されることになる。配管系の中途で水と液肥とを混入させる必要がないため、流量計を用いることなく、簡易な構成で所定濃度の液体（培養液）を得ることができる。
【００１８】
給液タンク１０内の液体（培養液）が所定の水位に至ると、弁機構１０ａが閉弁し、原水供給系２０からの水の流入が停止すると共に、フロースイッチ２１により、水の流入停止が検知され、その信号が作動制御部３３ｂに送られて定量ポンプ３３ａ，３３ａが停止し、給液タンク１０への液肥の供給が止まる。そして、給液制御部１１の制御により給液ポンプ１２が駆動するたびに、上記動作を繰り返す。
【００１９】
本発明の栽培用給液装置は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、水の補給水量に対して一定量の液肥を混入させる構成であるが、図３に示したように、植物の栽培環境の形成要因を測定し、そのデータに基づき、供給する液肥の量を、設定量に対して増減させる液肥量調整部３３ｃを作動制御部３３ｂに設定することもできる。栽培環境の形成要因とは、植物の栽培領域の日射量、温度、湿度などのいずれか少なくとも一つをいう。例えば、温室内の気温や根圏温度などを栽培環境測定装置４０としての温度センサで測定し、その検出結果を液肥量調整部３３ｃに送り、液肥量調整部３３ｃにおいて、予め単位時間当たりの補給水量に対応して定められている制御モードと比較し、例えば、定量ポンプ３３ａ，３３ａの回転数を増減させて調整する構成とすることができる。これにより、作業者は、原水供給系２０からの補給水量に対応する液肥量を決定するだけで、日射量や温度変化等にも対応した濃度調整を容易に行うことができる。
【００２０】
また、本出願人は、特願２００２−１７２５４３号として、肥効調節型肥料を水中に浸漬し、肥料成分を溶出させて栽培領域に供給する栽培手段を提案している。具体的には、図４に示したように、周面に液体の通過を許容する液体通過部を備えた袋状の保持部材５０内に肥効調節型肥料６０を充填し、給液タンク１０内に浸漬する手段である。肥効調節型肥料６０は、粒状肥料を被覆している樹脂膜の材料選択等により、肥料成分の溶出量を調整できるため、基本的には、特別な液肥供給系を設けることなく、水中に浸漬するだけで肥効制御がなされた液体（培養液）を生成可能である。しかしながら、肥効調節型肥料６０の消費が進んだ場合には、新たな肥効調節型肥料６０を追加充填等しないと、所定濃度の液体（培養液）を生成できなくなる。
【００２１】
そこで、図４に示したように、肥効調節型肥料６０を用いる栽培手段に、上記した液肥供給系３０を設けた構成とすれば、肥効調節型肥料によっては所定濃度の液体（培養液）を生成できない場合でも、所定量の液肥を給液タンク１０内に補給できる。例えば、給液タンク１０内に肥効調節型肥料６０を浸漬し、肥効調節型肥料６０のみにより所定濃度の液体（培養液）が生成できる間は、上記実施形態の液肥制御機構３３をＯＦＦにして液体（培養液）を供給する。その後、肥効調節型肥料６０の消費が進んだ場合には、液肥制御機構３３をＯＮにし、補給水量に対して所定量の液肥が混入されるようにする。これにより、新たな肥効調節型肥料６０の追加充填作業を行う必要がなく、栽培管理の更なる簡略化を果たすことができる。もちろん、作付け面積や植物の種類等に応じて、肥効調節型肥料６０の使用当初から液肥制御機構３３をＯＮにして所定濃度の液体（培養液）を生成する構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の栽培用給液装置は、液肥の種類は限定されないため、種々の植物の栽培に適用可能であるが、有機培地などの固形培地で良好に生育するウリ科、ナス科の植物の栽培用として特に適する。また、イチゴの栽培用として用いることもできる。また、栽培領域を形成する栽培システムの種類も特に限定されるものではなく、例えば、培地が充填された栽培ベッドを架台上に載置して植物を栽培するベッド固定式の栽培システムはもとより、所定の高さに回転可能に支持された回転軸に棒状部材を保持させて、該棒状部材の各端部付近に栽培ベッドを２列で吊り下げ配置し、回転軸を回転させることによって各列の栽培ベッドを上下動させ、栽培ベッドに定植したイチゴ等の植物への作業性を改善したベッド可動式の栽培システムの給液装置としても適する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態にかかる栽培用給液装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、上記実施形態にかかる栽培用給液装置の液肥供給系の詳細を説明するための図である。
【図３】図３は、栽培環境測定装置を設けた栽培用給液装置の要部の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、給液タンク内に肥効調節型肥料を浸漬した栽培用給液装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  栽培用給液装置
１０  給液タンク
２０  原水供給系
３０  液肥供給系
３１，３２  原液タンク
３３  液肥制御機構
３３ａ  定量ポンプ
３３ｂ  作動制御部
３３ｃ  液肥量調整部
４０  栽培環境測定装置
５０  保持部材
６０  肥効調節型肥料
１００  栽培領域
【図１】
2007228801.tif 000003
【図２】
2007228801.tif 000004
【図３】
2007228801.tif 000005
【図４】
2007228801.tif 000006