(57)【要約】【課題】  従来の植物の栽培装置、特に水耕栽培は、植物の根、茎が水に浸かった状態または水滴が飛散することによって、土壌層１３は常に濡れた状態であった。そのため水の腐敗率が高く、酸化しやすく、通気性が悪く、根が呼吸できない状態を生じ，根腐れの原因となっていた。そのため水に強いもしくは好む植物に限られ、限度のある植物の栽培装置であった。【解決手段】  水層４・気水層７・空気層９・土壌層１３を設け各層の機能により、特に空気層９によって、植物の必要な要素を液体（水）から水を含んだ空気（湿り空気）へと気化させその気体を断続した圧力上昇状態を生じた空気層９内から土壌層１３底面に設けられた通気口板１１に誘導され、土壌層１３内へ通気・蒸発・拡散しながら植物の必要要素を供給し、土壌層１３表面にて蒸発散を行うことにより土壌層１３内の植物の育成環境を向上させることにより多種多様な植物の育成を可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の容器６にて形成され、散気管３を設置し気泡を発生する気泡発生装置にて設置空間の空気を取り込み、散気管３によってエアーレションを行い植物の育成要素を液化し、転写することができる水槽４と、
水層４の水位面５から土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１の間の空気層内底部に生じる空間であり、水層４の温度、気泡発生装置１の空気の吐出量、水層の容積、散気管３の仕様などによって気水層７の容積・体積は変動し、水位面５から生じる気水面８は変動する。気水層７は水位面５からの蒸発と比重・気圧差にて生じる気泡・泡の破裂によって弾ける際飛散する飛沫（水滴・しぶき）により飽和水蒸気圧状態となり、水と気体成分が混成し、高気圧と高湿潤状態を形成する気水層７と、
気水層７を含み、水位面５から土壌層１３の容器１４底面に設けられている通気口板１１の間の空間であり、天面と底面ないほぼ立方体で、その天面は土壌層の容器１４底面にて密閉をされ、底面は水槽の容器６とその水位面５にて密閉状態を生じさせている容器１０内にて形成されているとともに、前記気水層７で飛散した飛沫（水滴・しずく）は、空気層９の容器１０内側面および土壌層１３の容器１４底面に付着、または温度差、気圧差にて生じた結露の付着を水層６に流し、落とすとともに、前記気水層７によって高気圧、高湿潤を生じた気化成分を分離、調整した気体（植物の生育要素を含んだ湿った空気）は、断続した気圧上昇により上部へ、そして土壌層１３の容器１４底面に設けられた通気口板１１へと誘導され気圧の低い土壌層内部を通気、蒸発、拡散を生じながら土壌層１３表面からその設置空間に放出し、かつ水層４の液中・液面に発生した気泡・泡の気体を通気口板１１へと導く空気層９と、
稙物の生育に適した土壌材１２（天然石・セラミック・フィルター・繊維・樹脂等）が敷き詰められ、その土壌材１２は容器１４に収納されるとともに植物の生育にとって必要な要素は空気層９内で気化され、その気体が土壌層１３内で通気・蒸発・拡散しながら土壌層１３内の湿乾環境を生じさせると同時に土壌材１２が吸水・吸着により植物の生育環境を整え維持、保持が可能なり多種多様な植物の生育を可能とするとともに、さらに表面からの蒸発と植物から蒸散により微風を生じさせ、その表面から設置空間に浄化された適正湿潤空気を放出し、空間環境を向上させ、かつ底面に設置される通気口板１１は、空気層９からの気体の通気量の調整飛散した飛沫（水滴・しぶき）の侵入するのを防ぐとともに土壌材１２の空気層９と水層４への落下を防ぐように構成された土壌層１３と、
からなることを特徴とする植物の生育装置。
【請求項２】
請求項１における植物の育成装置において、四つの層の一つの空気層９は水層４の機能と役割よって植物の生育に必要な要素を含んだ水をエアーレションにより液化・気泡化され水位面５の比重・気圧差より気泡破裂、蒸発を生じ、液体は気化され，その気体は、断続した圧力上昇により通気口１１を通り土壌層１３内へ通気、蒸発拡散させ、土壌層１３内の土壌材に吸着・吸水により土壌層１３の生育条件の調整・制御を可能とした。また空気層９は、気水層７内にて蒸発され切れない余剰水分は空気層の容器１０内で外気との温度差、気圧差、破裂により水滴・しずくとなり、内壁面・天井面に結露となり、水層４へ流れ落ちるとともにさらに空気層９天井面にて設けた通気口板１１により気泡が水位面５で弾けその際飛散する飛沫（水滴・しずく）の土壌層１１への侵入を防ぎ、適正な湿潤性をもった気体の断続した圧力状態によって土壌層１１に誘導、供給することを可能とし、空気層９は、水状態と気体成分が混在し高気圧、高湿潤状態を形成する部分であり空気層９上部で必要な気化成分を分離、調整する機能・役割を併せ持つ層である。
【請求項３】
請求項１における植物の育成装置において、空気層９は水層４の液中・液面に発生した気泡・泡の気体を土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１へと導く、気体誘導管としての役割を併せ持つ容器であって、空気層の容器はその形状高さ、長さを変えることにより本装置の一体化（水層４・空気層９・土壌層１３）また分割化（水層４と空気層・土壌層１３と空気層９）が可能あり、さらに空気層９にて分岐を可能とし、複数の土壌層の容器１４を設けるとともに各層の分割により装置の総重量軽減設置荷重制限の厳しい屋上に設置可能とし、また空気層９内下部底面もしくは底面上部の側面に、水の給排水口１５を設け、その上部に散気管３またはエアーリフト式ろ過器１６を設けることにより既存の池、河川、防火水層貯水槽、浄化槽、曝気槽に本装置の設置を可能とするとともに、これらの機能により水と緑化地を設置できる可能性を広げ、都心、工場、公共、居住空間の狭小スペースにおいて空間環境の向上に寄与できる機能を併せもつ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生育環境の異なる樹木・草花・観葉植物、葉野菜、苔等の植物の生育環境を整えることができる植物の生育装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の植物を生育する装置としては、特に水耕栽培する装置が知られているが、これらの装置では、水中で気泡または泡を発生させ、水位面で弾ける際、飛散する飛沫（水滴・しぶき）により土付き植物・土壌に直接給水しつつ育成し、新たに伸びてきた根は、水位面に向け伸張、到達させて水耕に移行する方法が用いられている。そのため植物の根または茎が常に水に浸かっているか、接していることにより過剰な水分の摂取、根回りの通気不良、根詰まりにより水は酸化しやすく、根の腐敗率が高くなる。また土壌内に湿乾のリズム環境がなく、高温、乾燥により根が呼吸できず窒息し、根腐れが生じる。このため、限定された植物を生育する装置であったという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１３７１６号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  以上のように従来の植物の生育装置は、植物の根は常に水に浸かっているか、または水に接触している構造のため水に強い植物（ハーブ、レタス、ホウレンソウ、イチゴトマト、チューリップ、ヒヤシンス等）の限られた植物だけが生育可能であった。また従来の装置は水面で弾ける際の飛散する飛沫によって水を給水するため、水耕栽培の装置は水部と鉢もしくは土壌層が接触しているか一体化している。そのため装置自体の重量が重く、設置荷重制限がある屋上の緑化を難しくしていた。さらに、ビルの屋内外、住宅地、住居のベランダ等の設置等または極小空間に設置が難しいという多くの問題点を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  第１の発明は、このような従来の装置が持っていた問題を解決したものであり植物の生育にとって、土壌層１３に必要な養分、水分、空気の調整抑制を行い、供給するため、水層４と気水層７（空気層９に含まれる）と空気層９と土層１３の四つの層とこれらを形成する三つの容器と気泡を発生させる気泡発生装置１（エアーポンプ・散気装置・曝気装置・ディフュザー装置等が知られている）によって構成される植物の生育装置です。
１．水層４は水の容器６にて形成され、散気管３を設置、気泡を発生する場所であると共に、植物にとって必要な養分、水分、空気の状態を調合・調整するための場所でもある。ろ過器にて水の浄化、ヒーターにて水層４と空気層９と土壌層１３の温度の調整または栄養素・酸素・酵素・水質調整液（ＰＨ・硬度等）を投入することができ、気泡発生装置にて設置空間の空気を取り込み、散気管３によってエアーレションが行われ、水層４内の溶存酸素率を高め、それぞれの要素を液化し、転写することを可能とした。
２．気水層７は、水層の水位面５から土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１の間の空気層内底部に生じる空間であり、水層４の温度、気泡発生装置１の空気の吐出量、水層の容積、散気管３の仕様などによって気水層の容積・体積は変動し、水位面５から生じる気水面８は変動する。気水層７は水位面５からの蒸発と比重・気圧差にて生じる気泡・泡の破裂によって弾ける際飛散する飛沫（水滴・しぶき）により飽和水蒸気圧状態となり、水と気体成分が混成し、高気圧と高湿潤状態を形成している。
３．空気層９は気水層７を含み、水位面５から土壌層の容器１４底面に設けられている通気口板１１の間の空間であり、天面と底面ない立方体で、空気層９の天面は土壌層の容器１４底面にて密閉をされ、底面は水槽の容器６とその水位面５にて密閉状態を生じさせている空気層の容器１０内にて形成されている。
▲１▼気水層７で飛散した飛沫（水滴・しずく）は、空気層の容器１０内側面および土壌層の容器１４底面に付着、または温度差、気圧差にて生じた結露の付着を水層６に流し、落とす機能をもつ層です。
▲２▼気水層７によって高気圧、高湿潤状態を生じた気化成分を分離、調整した気体（植物の生育要素を含んだ湿った空気）は、断続した気圧上昇により空気層９上部へ、そして土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１へと誘導され気圧の低い土壌層１３内部を通気、蒸発、拡散を生じながら土壌層１３表面からその設置空間に放出される。
▲３▼空気層９は水層４の液中・液面に発生した気泡・泡の気体を通気口板１１へと導く、気体誘導管の役割を併せ持つ容器です。したがって、空気層の容器１０はその形状、高さ、長さを変えることにより本装置の一体化（水層４・土壌層１３）また分割化（水層４だけ、土壌層１３だけ取り込む）が可能です。
更に空気層を分岐することにより複数の土壌層の容器１４を設けることを可能とした。
４．土壌層１３は植物に適した土壌材１２（天然石・セラミック・フィルター・繊維・樹脂等）にて敷き詰められ、その土壌材１２は土壌層１４の容器によって形成されている。植物にとって必要な要素は空気層９内で気化され、その気体が土壌層１３内で通気・蒸発・拡散しながら土壌層１３内の湿乾環境を生じさせると同時に土壌材１２が吸水・吸着により植物の生育環境を整え維持、保持が可能なり多種多様な植物の生育を可能とした。さらに、土壌層１３の表面からの蒸発と植物から蒸散により微風を生じさせ、土壌層１３表面から設置空間に浄化された適正湿潤空気を放出し、空間環境を向上する機能を持っている。また土壌層の容器１４の底面に設置される通気口板１１は、主にパンチングパネル・メッシュ板を使用し空気層９からの気体の通気量の調整、飛散した飛沫（水滴・しぶき）の土壌層１３への侵入を防ぎ、さらに土壌材１２の空気層９と水層４への落下を防ぐ役目を果している。【０００６】  次に、本発明の第２の発明は、四つの層の一つの空気層９は、水層４の機能と役割よって植物の生育に必要な要素を含んだ水をエアーレションにより液化・気泡化され水位面５の比重・気圧差より、気泡破裂、蒸発を生じ、液体は気化され、その気体は断続した圧力上昇により通気口板１１を通り土壌層１３内へ通気、蒸発、拡散させ、土壌層１３内の土壌材に吸着、吸水により土壌層１３の生育条件の調整・制御を可能とした。また空気層９は、気水層７内にて蒸発され切れない余剰水分は空気層の容器１０内で外気との温度差、気圧差、破裂により水滴・しずくとなり、内壁面・天井面に結露となり、水層４へ流れ落ちる。さらに空気層９天井面に設けた通気口板１１により気泡が水位面で弾ける際飛散する飛沫（水滴・しずく）の土壌層１１への侵入を防ぎ、適正な湿潤性をもった気体の断続した圧力状態によって土壌層１１に誘導供給することを可能としている。空気層９は、水状態と気体成分が混在し高気圧、高湿潤状態を形成する部分であり空気層９上部で、必要な気化成分を分離、調整する機能・役割を併せ持つ層です。そのため、土壌層１３との離隔をとることが必要となる。【０００７】  さらに、本発明の第３の発明は、空気層９は水層４の液中・液面に発生した気泡・泡の気体を土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１へと導く、気体誘導管としての役割を併せ持つ容器です。空気層の容器はその形状、高さ、長さを変えることにより本装置の一体化（水層４・空気層９・土壌層１３）また分割化（水層４と空気層・土壌層１３と空気層９）が可能あり、さらに空気層９にて分岐を可能とし、複数の土壌層の容器１４を設けることを可能とした。各層の分割により装置の総重量軽減設置荷重制限の厳しい屋上に設置可能とする。また空気層内下部底面もしくは底面上部の側面に、水の給排水口１５を設け、その上部に散気管３またはエアーリフト式ろ過器１６を設けることにより既存の池、河川、防火水層、貯水槽、浄化槽、曝気槽に本装置の設置を可能とした。これらの機能により、水と緑化地を設置できる可能性を広げ、都心、工場、公共、居住空間の狭小スペースにおいて空間環境の向上に寄与できる機能を併せもった植物の生育装置です。
【発明の効果】
【０００８】  したがって、本発明による植物の育成装置によれば、▲１▼一般的水耕栽培は、常に植物の根・茎が水に浸る、接する状態であり、植物の根は呼吸が出来なくなり、根・茎腐れが起こりやすく、特に水分を嫌う植物類は生育が難しいとされていた。その要因は、本明の発明の気水層７の上部に直接土壌層１３が設けられることにより、水位面での飛散した飛沫（水滴・しぶき）によって根と茎へ水が供給されている状態であり本装置は空気層９を設け、その空間内にて土壌層１３に水の液体でなく水の気体（湿った空気）を土壌層に供給することにおいて構成され装置で、空気層９からの調合・調整・制御された気体は土壌層１３内にて通気・蒸発・拡散により土壌層１３表面に微風が生じさせ、湿乾環境が形成されることにより、植物の根・茎腐れを防ぎ、植物に適正な条件と要素を与え、維持することができ、最適な土壌内環境の形成を可能とした。
▲２▼今までの水耕栽培は生育できる植物が限られ、また生育装置は生育する植物に合せ装置を設計していた。本発明の植物の生育装置は生育する植物に適した生育条件・環境を四つの層の機能と役割で形成することで、一つの装置にて、多種多様な植物の生育を可能とした。
▲３▼空気層９は水層４の液中・液面に発生した気泡・泡の気体を土壌層の容器１４底面に設けられた通気口板１１へと導く、気体誘導管の役割を併せ持つ容器です。空気層の容器はその形状、高さ、長さを変えることにより本装置の一体化（水層４・空気層９・土壌層１３）また分割化（水層４と空気層・土壌層１３と空気層９）が可能であり、さらに空気層９に分岐管を装着することにより分岐を可能とし複数の土壌層の容器１４を設けることを可能とした。
▲４▼層の分割により装置の総重量軽減、設置荷重制限の厳しい屋上に設置可能とする。また空気層内下部底面もしくは底面上部の側面に、水の給排水口１５を設け、その上部に散気管３またはエアーリフト式ろ過器１６を設けることにより、既存している池、河川、防火水層、貯水槽、浄化槽、曝気槽に本装置の設置を可能とした。これらの機能により、水と緑化地を設置できる可能性を広げ、都心、工場、公共・、居住空間狭小スペースにおいて、四つの層での浄化、適正湿潤された気体を土壌表面からの蒸発と生育する植物の浄化能力と蒸散により森林の空気と同じ蒸発散が生じ、土壌表面から設置空間へ放出することにより空間環境の向上に寄与する優れた機能を併せもった植物の生育装置である。
【図面の簡単な説明】
【００９】
【図１】本発明の一実施形態を示す植物の生育装置の概略構成図
【図２】空気層９に気水層７と土壌層１３の一体化の生育装置の概略構成図
【図３】空気層９に気水層７と土壌層１３と水層４の一体化の生育装置概略構成図
【図４】空気層９と分岐管にて複数管の場合の生育装置の概略構成図
【図５】既に設置、既存している水の層の利用し、生育装置設置の概略構成図
【図６】水槽４に器機（エアーリフト式浄化器等）を設置した場合の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】（第一の実施例）
本発明の植物の生育装置の基本的な概略と構成を示す図１は、基本的な植物の生育装置の各層、水層４・気水層７・空気層９・土壌層１３の機能とその構造を示す。
なお、ここで各図の同一番号は同一の装置を示している。以下の各実施例においても同様である。
▲１▼気泡発生装置１は、植物の装置の設置空間の空気を吸入し、エアーチューブ管２によって散気管３に送り込まれ、水層４下部で気泡を発生させる。
▲２▼水層４内で発生した気泡は、加圧され、気圧差が生じることによって水位面５に向かい加圧上昇し、水位面５付近、および気水層７内下部にて破裂・曝気・蒸発を生じる。
▲３▼気水層７は、水位面の気泡・泡の破裂・曝気・蒸発にて弾ける際飛散する飛沫水滴・しぶき）により飽和水蒸気圧状態となり、特に、水と気体成分が混成し高気圧と高湿潤状態を形成する層となる。
▲４▼空気層９は高気圧、高湿潤状態となり、湿り空気を生み出し、余剰な水は水滴となり、弾け、空気層の容器１０の内壁面に、または土壌層の容器１４底面に付着し、流れ落ち、水層４に戻る。飽和水蒸気圧の湿り空気は断続した圧力上昇により通気口板１１を介して、気圧の低い状態の土壌層１３へと誘導される。
▲５▼土壌層の容器１４底面部（空気層９上部との境面）に設けられた通気口板１１パンチングパネル・メッシュ板等）は、空気層９から土壌層１３下部へと誘導する入り口であり、通気口板１１（パンチングパネル・メッシュ板等）の大きさ形状によって、その湿り空気の流量と流速を調整し、土壌層１１に適正な通気を行うことが出来る。また、水位面０５付近にての気泡の破裂、曝気によって弾け飛散した水滴と結露した水分の土壌層１３への流入を防ぎ、さらに、土壌材１０の落下を防ぐ機能を有している。
▲６▼土壌層１３の表面は、外気と唯一接する面であるため、最も気圧の低い層であり空気層９の気体は土壌層１３内に誘導され、通気、蒸発、拡散を行いながら土壌層１３表面へと抜ける。土壌材１０によって、植物に適した生育要素を吸着吸引を繰り返し、植物の育成環境を形成する。さらに、土壌層１１の表面からと植栽された植物からの蒸発散により、設置空間の環境を向上させる。
▲７▼土壌材１２の素材・材料または集積した層自体に通気性・水分の吸収性・蒸気透過性・透湿性・保湿性・湿潤性・保温性を持ち得る素材、材料は、天然素材として陶器、磁器、セラミック、木材チップ、繊維等、また、人工素材としてはプラスチック、アクリル、フェルト、化学繊維等が土壌材１０として使用可能で植物の生育条件によって選択される。
【００１１】  このように本発明による植物の生育装置は、水層４内のエアーレションにより気泡と泡を発生させ、気水層７にて飽和水蒸気圧の気体を生じさせ、さらに空気層９上部で水滴、しずく、結露など余剰水を水層４に戻し、植物の必要要素を含んだ気体を土壌層１３底面に設けられた通気口板１１へと誘導し、土壌層１３の気圧差によって通気、蒸発、拡散を生じながら、また土壌材１２は気体に含まれる湿気、酸素、栄養素を吸着、吸入を繰り返しながら土壌表面から土壌層設置空間へと放出される。土壌表面の蒸発と生育される植物の蒸散により森林内で生じる蒸発散と同じ気体を放出することにより、土壌層１３設置空間の環境を向上させる。これらの機能・役割により、特に水耕栽培の植栽にて、根腐れが大きな要因となり、今まで課題であった樹木・草花・野菜・苔等の生育を可能とした多種多様な植物の生育を併せもつ装置が達成できた。
【００１２】（第二の実施例）
図２は、空気層９に気水層７と土壌層１３を組み込み一体化し、水層の容器６と構成された空気層の容器１０です。土壌層１３底面に通気口板を全面に設けることより土壌層の容器１４底面として機能し、底面全面の通気口板１１は空気層で植物の生育要素を含んだ気体を均等に通気、蒸発、拡散を土壌層１３内生じさせる。同種の生育環境の植物を栽培できる。
【００１３】（第三の実施例）
図３は、空気層９に気水層７と土壌層１３と水層４を組み込み一体化し、土壌層１３底面中心通気口板１１を設けることより土壌層の容器１４底面の一部として機能する。気体の通気を土壌層１３内の部分的な強弱を生じさせることを可能とし、通気口１１板の上付近は通気量が多く、通気速度早くなり、通気口板１１から離れるほど通気量は少なく、通気速度が遅くなり、土壌層１３内にて土壌内環境に変化を生じさせ、異なった植物の生育環境を形成し、多種多様な植物の育成を可能としている。
【００１４】（第四の実施例）
図４は、水層の容器内６の水位面５からと空気層の容器１０内下部の空気層９間に気水層８を生じさせ、気水層８上部の水層の容器６一部に気体誘導管の役割としての分岐管を設け、三本の枝管（空気層の容器１０の一部）を接続することによって三つの土壌層の容器１４設置を可能とする。三つの容器の真ん中の土壌層の容器１４は図３と同じ土壌環境を形成することができ、両端の二つの土壌層の容器１４は図二と同じ土壌環境を形成している。このように通気口板１１自体の大きさ、通気口の形状と大きさによって異なった土壌環境の形成された土壌層の容器１４の設置が可能となり一つの水層の容器６、複数の土壌層の容器１４で、多種多様な植物の生育を可能とした。
【００１５】（第五の実施例）
図５は、図１の基本的構造の水層の容器６（水層４を含む）を取り除き、空気層の容器１０底面もしくは底面と接する内側面に給排水口１５を設けその上部に散気管３を設置し、エアーチューブ管２と気泡発生装置１を接続した装置です。水層４と水層の容器６は、既存している池、河川、防火水層、貯水槽、浄化槽、曝気槽が代替えとなり設置・稼働を可能し、水と緑地化を一体としたことにより空間環境向上を空間の拡大を可能とした。
【００１６】（第六の実施例）
図６は、図１の植物の生育装置の水層４内に設置した散気管０３Ａの替りにろ過器１１（エアーリフトタイプ）設置することにより、水層内水の浄化を行いつつ、気泡を発生することが可能となる。また水層０４内にヒーター・植物の栄養素・酵素・水質調整剤・液等を使用することで、より植物生育の条件・要素を向上させ，水生植物・淡水魚育成を可能とした。
【符号の説明】
【００１７】  １      気泡発生装置
２      エアーチューブ管
３      散気管
４      水層
５      水位面
６      水層の容器
７      気水層
８      気水面
９      空気層
１０      空気層の容器
１１      通気口板
１２      土壌材
１３      土壌層
１４      土壌層の容器
１５      給排水口
１６      ろ過器（エアーリフト式ろ過器）
【図１】
2013165700.tif 000003
【図２】
2013165700.tif 000004
【図３】
2013165700.tif 000005
【図４】
2013165700.tif 000006
【図５】
2013165700.tif 000007
【図６】
2013165700.tif 000008