(57)【要約】  水耕生育システムの実施形態は、共に可逆的に取り付けて、いかだを形成することができる、いかだ区分を含む。いかだは、植物体を支持するための１つまたは２つ以上の植物用穴と、いかだの下から天面への気体輸送を提供するための１つまたは２つ以上の熱排気筒とを有して、植物の温度及び湿度を制御することができる。追加の実施形態は、いかだの部分であっても、そうでなくてもよい無線センサーと、植物の環境条件の１つまたは２つ以上のセンサーからデータを受容することができ、かつ他の実施形態では実際の環境条件と所望の条件との間の不一致を検出することができる生育環境制御システムとを含む。また更なる実施形態では、生育環境制御システムは、アクチュエータを自動的に調節して、環境条件を所望の状態に戻すことができる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディープ・ウォーター水耕栽培用いかだ区分であって、
ａ．貫通する複数の第１の穴を有する浮揚性材料のシートであって、前記穴の各々が、植物体を保持するように適合され、前記植物の根が、水のタンクまたは池内に吊るされる、シートと、
ｂ．気体を前記タンクまたは池から大気へ送るように適合された前記シートを貫通する１つまたは２つ以上の第２の穴と、
ｃ．隣接したいかだ区分の空タブと連結する大きさの１つまたは２つ以上のタブと、
を備える、いかだ区分。
【請求項２】
前記シートが、底面を有し、前記底面が、前記複数の第１及び前記第２の穴を包含する凹所部分を有する、請求項１に記載のいかだ区分。
【請求項３】
前記シートが、前記複数の第１及び前記第２の穴の１つまたは２つ以上を包含する隆起部分を有する天面を有する、請求項１または請求項２に記載のいかだ区分。
【請求項４】
前記タブ及び空タブが、円形である、請求項１から３のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項５】
前記浮揚性材料が、連続気泡ポリマー発泡体または独立気泡ポリマー発泡体を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項６】
前記発泡体ポリマーが、ポリスチレン（「ＰＳ」）、発泡ポリスチレン（「ＥＰＳ」）、ポリスチレンのコポリマー、ポリスチレンの複合材、及びバイオプラスチックからなる群から選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項７】
前記複数の植物用穴の少なくとも１つが、前記底面での直径より大きい、前記天面での直径を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項８】
前記第２の穴が、前記天面での直径より大きい、前記底面での直径を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項９】
ディープ・ウォーター水耕法用いかだ区分であって、
貫通する複数の第１の穴を有する浮揚性材料のシートであって、前記穴の各々が、植物体を保持する大きさであり、前記植物の根が、池内に吊るされ、前記シートが、前記いかだ区分を別のいかだ区分に可逆的に取り付けるように好適に構成される１つまたは２つ以上の取り付けデバイスを有する、シート
を備える、いかだ区分。
【請求項１０】
前記取り付けデバイスが、前記シートの縁部上のタブを含み、前記１つまたは２つ以上のタブが、隣接したシート上の対応する空タブに嵌合する好適な大きさである、請求項９に記載のいかだ区分。
【請求項１１】
前記取り付けデバイスが、ステープル、針金、ひも、フック、及び小穴、並びにＶｅｌｃｒｏ（登録商標）からなる群から選択される、請求項９または１０に記載のいかだ区分。
【請求項１２】
前記いかだ区分と可逆的に係合する好適な大きさである、少なくとも１つのタブまたは空タブを有する、１つまたは２つ以上のエンドキャップを更に備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項１３】
前記区分の片側が、タブまたは空タブを伴わない、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のいかだ区分。
【請求項１４】
水耕法用いかだであって、
共に可逆的に締結される複数のいかだ区分であって、各いかだ区分が、それを貫通する１つまたは２つ以上の植物用穴を有する、複数のいかだ区分と、
貫通する１つまたは２つ以上の熱排気筒と、
を備える、いかだ。
【請求項１５】
前記いかだ区分の天面または底面に取り付けられた１つまたは２つ以上のセンサーを更に備える、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項１６】
温度センサー、酸素センサー、二酸化炭素センサー、導電率センサー、微粒子センサー、病原体センサー、栄養素イオンセンサー、及びｐＨセンサーからなる群から選択されるセンサーを更に備える、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項１７】
少なくとも１つのナノセンサーを含む１つまたは２つ以上のセンサー、及び無線送信機を更に備える、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項１８】
前記いかだを特定し、位置付けることができる、独特のＩＰアドレスを有する送信機を更に備える、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項１９】
前記いかだ区分上の１つまたは２つ以上のセンサーから受容した情報を含有するデータベースを更に含む、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項２０】
水耕法用システムであって、
共に保持されて、いかだを形成する、１つまたは２つ以上のいかだ区分と、
複数の植物用穴及び複数の熱排気筒を有する前記いかだと、
前記いかだの環境の環境変数を測定するための１つまたは２つ以上の環境センサーと、
プラットホーム制御システムであって、
ａ．前記１つまたは２つ以上の環境センサーにより捕えられた遠隔位置情報を記憶または送信するための、
ｂ．前記情報を以前に記憶した基準データと比較するための、
ｃ．前記情報と前記基準データとの間の不一致を特定するための、かつ
ｄ．１つまたは２つ以上の信号を、ソレノイド、アクチュエータ、または他の制御デバイスに送信して、環境を基準許容誤差にするように調節するための、
プラットホーム制御システムと、
を備える、システム。
【請求項２１】
前記１つまたは２つ以上のセンサーが、前記いかだ区分に取り付けられる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
制御モジュールを更に備える、請求項２０または２１に記載のシステム。
【請求項２３】
水耕栽培方法であって、
請求項１に記載の１つまたは２つ以上のいかだ区分を提供するステップと、
１つまたは２つ以上の植物プラグを前記植物用穴の１つまたは２つ以上に入れるステップと、
水を含有する池の水面上に前記いかだ区分を置くステップと、
前記いかだ区分を共に接続して、いかだを形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項２４】
前記池内の水を通気するステップと、
前記水に栄養素を提供するステップと、
を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
１つまたは２つ以上のセンサーを用いて１つまたは２つ以上の環境変数を測定することと、
前記環境変数のレベルが所望の範囲外である場合、アクチュエータを用いて前記環境変数の前記レベルを前記所望の範囲内に戻すように調節することと、
を更に含む、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
１つまたは２つ以上のセンサーが、環境変数の測定値を、前記環境変数の所望の値を含有するデータベースを有する遠隔位置へ送信することをもたらすステップであって、前記遠隔位置が、前記データベースと関連付けられるプロセッサを有する、ステップと、
前記プロセッサが、前記環境変数の前記測定値を前記環境変数の前記所望の値と比較することをもたらすステップと、
前記プロセッサが、前記環境変数の前記値を、前記所望の範囲内に調節する教示を前記アクチュエータに送信することをもたらすステップと、
を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
１つまたは２つ以上の送信が、無線通信方式を使用する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記遠隔位置が、クラウドである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記植物体が、前記植物用穴内のかご内に位置付けられる、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【請求項３０】
窒素、カルシウム、またはカリウムを測定するためのイオンセンサーを更に備える、請求項１または９に記載のいかだ区分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２０１４年８月２１日出願の米国仮特許出願第６２／０４０，３１１号（表題「Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ  Ｒａｆｔ  ｆｏｒ  Ｄｅｅｐｗａｔｅｒ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃｓ」、発明者Ｊａｍｅｓ  Ｐ．Ｄａｙ）に対する優先権を主張する。本出願は、参照により完全に本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、植物を生育させるための水耕システムに関する。具体的には、本発明は、ディープ・ウォーター・カルチャー水耕法のためのシステム及び改善されたいかだに関する。
【背景技術】
【０００３】
人口が増大するにつれて、農業生産は、ますます、耕地、及びヒトが消費するための作物に潅漑するための十分な水へのアクセスにより制限されてきている。多くの国々では、耕地及び水の制限は、国境、水利権、及び食料分配についての紛争の原因となっている。
【０００４】
食料生産、食料の安全保障及び分配の問題に対処する１つのアプローチは、土壌を必要としない水耕生育システムの使用である。浮遊いかだシステムは、ディープ・ウォーター・カルチャー（Ｄｅｅｐ  Ｗａｔｅｒ  Ｃｕｌｔｕｒｅ：ＤＷＣ）水耕生育システム（浮遊いかだシステムとしても知られる）で何年も使用されており、結果として、水耕法は多くの国々で使用されており、より信頼できる食料生産をもたらしている。
【発明の概要】
【０００５】
私は、本分野の新しい問題、つまり、現行の水耕法用いかだシステムは、いかだ上の所望されない藻類の生育、並びに生育条件の不定かつ可変性の温度制御に悩まされていることを特定した。また、私は、本分野の別の問題、つまり、現行のシステムでは水中での藻類の生育が栄養素及び酸素の両方について競合し、これは続いて根腐れを促進し、かつ池内の粒子状物質を増大させる欠陥をもたらすことを特定した。本分野の別の問題は、高温条件下の現行の温室は、空気を過剰に加熱する傾向があり、これにより作物損失がもたらされる。
【０００６】
これら及び他の問題に対処するために、私は、新しい型の浮遊いかだシステムを考案した。新しいシステムは、互いに取り付けられて、より大きないかだを形成することができる、一連の個々のいかだ部分を含む。いくつかの実施形態では、各いかだ部分は一連の連結接続部を有してよく、これにより２つまたはそれ以上のいかだは「タブ及び空タブ」連結接続部により定位置に保持されて、それらの間にほとんど、または全く間隙がない、より大きないかだ構造を形成することができる。他の実施形態では、いかだ部分は、針金、ステープル、またはひもを用いて共に保持することができる。いくつかの態様では、かかるいかだは、ＤＷＣタンク（または「池」）の上面を完全に覆うように設計及び製造することができる。この特徴は、光が池内へ浸透することを実質的に低減することができ、利用可能な光が低減すると、藻類の生育を実質的に低減させることができる。藻類生育の低減は、池水からの栄養素及び溶解酸素の損失を減少させ、したがって栽培植物がそれらを使用することができる。
【０００７】
本発明の他の態様は、植物を生育させるための穴を備える新しいいかだ設計を含み、また、生育植物のために池と池のすぐ上の空気層との間の熱移行を改善するように設計された他の穴（または「熱排気筒」）を含む。高温生育条件下で、植物体の温度が望ましくないことに高い場合、熱排気筒は池からの冷気泡の、上方への、及び植物体への移行点になることができ、これにより植物体を囲む大気を生育植物にとって望ましい温度及び湿度で維持し、効率を増大させ、全生育時間を低減させることができる。
【０００８】
いくつかの態様では、大きな比較的連続したいかだ、及び植物用穴の領域の熱排気筒の存在の組み合わせは、池内の気泡を熱排気筒に、そこから植物体に有利に方向付けることができる。いかだは、池の表面の少なくともかなりの部分を覆うことが望ましい場合がある。かかる状況では、気泡は、大気への限定的な脱出通路しかなく、気泡がいかだの下に含有される場合、それらは熱排気筒を介して池から出るであろう。いくつかの態様では、いかだシステムは池表面をほとんど完全に覆うことができ、これにより池から植物体を囲む大気への気体の移行は増大する。
【０００９】
本発明のシステムの１つの利点は、根の温度が６８°Ｆまたはその付近に、より良く最適化され、このことは植物の葉がより高い温度を維持することを可能にすることである。本発明のシステム及び方法の使用は、従来のシステムより顕著に少ない水及び土地しか使用しない場合がある。また、水耕生育システムは、制御環境温室と組み合わせると、「地元の」温室栽培者が今やほとんどの天候で高体積にて通年生産する生産を提供することができる、高効率生産を提供することができる。
【００１０】
寒冷な気候では、温室内の空気を６５〜７０°Ｆまで加熱することが必要な場合があり、これは水を加熱するより高価である。６８°Ｆまで温めた水で、熱排気筒はそれから、池から生育植物体へ比較的暖かい気体を運び、それゆえそれらをより好適な温度で維持することができる。それゆえ、本発明の態様は、低いコストでより理想的な温度調節、植物損失の低減、及びこれにより生産の増大を可能にする。
態様
【００１１】
本明細書で開示される態様は単に例示のためであり、本発明の範囲を限定するとは意図されない。むしろ、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、それらを全体的にまたは部分的に共に組み合わせることにより態様を適合することができる。
第１の態様は、ディープ・ウォーター水耕栽培用いかだ区分であって、
貫通する複数の第１の穴を有する浮揚性材料のシートであって、上記穴の各々が植物体を保持するように適合され、上記植物の根が水のタンクまたは池内に吊るされる、シートと、
気体を上記タンクまたは池から大気へ送るように適合された、上記シートを貫通する１つまたは２つ以上の第２の穴と、
隣接したいかだ区分の空タブと連結するような大きさの１つ（ｎｅ）または２つ以上のタブと、
を備える、いかだ区分を含む。
【００１２】
別の態様は、上記シートが底面を備え、上記底面が、上記複数の第１及び上記第２の穴を包含する凹所部分を備える、第１の態様のいかだ区分を含む。
【００１３】
更なる態様は、上記シートが、上記複数の第１及び上記第２の穴のうちの１つまたは２つ以上を包含する隆起部分を備える天面を備える、上記いずれかの態様のいかだ区分を含む。
【００１４】
また更なる態様は、上記タブ及び空タブが、円形である、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００１５】
また更なる態様は、上記浮揚性材料が、連続気泡ポリマー発泡体または独立気泡ポリマー発泡体を含む、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００１６】
別の態様は、上記発泡体ポリマーが、ポリスチレン（「ＰＳ」）、発泡ポリスチレン（「ＥＰＳ」）、ポリスチレンのコポリマー、ポリスチレンの複合材、及びバイオプラスチックからなる群から選択される、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００１７】
また更なる態様は、上記複数の植物用穴の少なくとも１つが、底面での直径より大きい、天面での直径を有する、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００１８】
また更なる態様は、上記第２の穴が、天面での直径より大きい、底面での直径を有する、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００１９】
別の態様は、ディープ・ウォーター水耕法用いかだ区分であって、
貫通する複数の第１の穴を有する浮揚性材料のシートであって、上記穴の各々が植物体を保持するような大きさであり、上記植物の根が池内に吊るされ、上記シートが、上記いかだ区分を別のいかだ区分に可逆的に取り付けるように好適に構成される１つまたは２つ以上の取り付けデバイスを有する、シート
を備える、いかだ区分を含む。
【００２０】
更なる態様は、上記取り付けデバイスが、上記シートの縁部上のタブを含み、上記１つまたは２つ以上のタブが、隣接したシート上の対応する空タブに嵌合するような好適な大きさである、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２１】
また更なる態様は、上記取り付けデバイスが、ステープル、針金、ひも、フック、及び小穴、並びにＶｅｌｃｒｏ（登録商標）からなる群から選択される、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２２】
追加の態様は、上記いかだ区分と可逆的に係合するような好適な大きさの少なくとも１つのタブまたは空タブを備える、１つまたは２つ以上のエンドキャップを更に備える、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２３】
また更なる態様は、上記区分の片側が、タブまたは空タブを伴わない、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２４】
追加の態様は、水耕法用いかだであって、
共に可逆的に締結される複数のいかだ区分であって、各いかだ区分が、それを貫通する１つまたは２つ以上の植物用穴を備える、いかだ区分と、
貫通する１つまたは２つ以上の熱排気筒と、
を備える、いかだを含む。
【００２５】
更なる態様は、上記いかだ区分の天面または底面に取り付けられた１つまたは２つ以上のセンサーを更に備える、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２６】
他の態様は、温度センサー、酸素センサー、二酸化炭素センサー、導電率センサー、微粒子センサー、病原体センサー、栄養素イオンセンサー、及びｐＨセンサーからなる群から選択されるセンサーを更に備える、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２７】
また他の態様は、少なくとも１つのナノセンサーを含む１つまたは２つ以上のセンサー、及び無線送信機を更に備える、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２８】
追加の態様は、上記いかだを特定し、位置付けることができる独特のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを有する送信機を更に備える、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００２９】
また更なる態様は、上記いかだ区分上の１つまたは２つ以上のセンサーから受容した情報を含有するデータベースを更に含む、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
更なる態様は、水耕法用システムであって、
共に保持されて、いかだを形成する、１つまたは２つ以上のいかだ区分と、
複数の植物用穴及び複数の熱排気筒を備える上記いかだと、
上記いかだの環境の環境変数を測定するための１つまたは２つ以上の環境センサーと、
プラットホーム制御システムであって、
上記１つまたは２つ以上の環境センサーにより捕えられた遠隔位置情報を記憶または送信するための、
上記情報を以前に記憶した基準データと比較するための、かつ
上記情報と上記基準データとの間の不一致を特定するための、かつ
１つまたは２つ以上の信号をソレノイド、アクチュエータ、または他の制御デバイスに送信して、環境を、基準許容誤差内にするように調節するための、
プラットホーム制御システムと、
を含む、システムを含む。
【００３０】
追加の態様は、上記１つまたは２つ以上のセンサーが、上記いかだ区分に取り付けられる、任意の上記態様のシステムを含む。
【００３１】
更なる態様は、制御モジュールを更に備える、任意の上記態様のシステムを含む。
また更なる態様は、
任意の上記態様の１つまたは２つ以上のいかだ区分を提供するステップと、
１つまたは２つ以上の植物プラグを上記植物用穴の１つまたは２つ以上に入れるステップと、
水を含有する池の水面上に上記いかだ区分を置くステップと、
上記いかだ区分を共に接続して、いかだを形成するステップと、
を含む、水耕栽培方法を含む。
また更なる態様は、
上記池内の水を通気するステップと、
上記水に栄養素を提供するステップと、
を更に含む、任意の上記態様の方法を含む。
【００３２】
追加の態様は、
１つまたは２つ以上のセンサーを用いて１つまたは２つ以上の環境変数を測定することと、
上記環境変数のレベルが所望の範囲外である場合、上記環境変数のレベルを上記所望の範囲内に戻すように調節するためにアクチュエータを用いることと、
を更に含む、任意の上記態様の方法を含む。
【００３３】
更にまた更なる態様は、
１つまたは２つ以上のセンサーが、環境変数の測定値を、上記環境変数の所望の値を含有するデータベースを有する遠隔位置へ送信することをもたらすステップであって、上記遠隔位置が上記データベースと関連付けられるプロセッサを有する、ステップと、
上記プロセッサが上記環境変数の上記測定値を上記環境変数の所望の値と比較することをもたらすステップと、
上記プロセッサが、上記環境変数の値を所望の範囲内に調節する教示を上記アクチュエータへ送信することをもたらすステップと、
を更に含む、任意の上記態様の方法を含む。
【００３４】
追加の態様は、１つまたは２つ以上の送信が、無線通信方式を使用する、任意の上記態様の方法を含む。
【００３５】
更に他の態様は、遠隔位置がＣｌｏｕｄである、任意の上記態様（ａｓｐｅｃｔｇ）の方法を含む。
【００３６】
追加の態様は、上記植物体が、上記植物用穴内のかご内に位置付けられる、任意の上記態様のいかだ区分を含む。
【００３７】
また更なる態様は、窒素、カルシウム、またはカリウムを測定するためのイオンセンサーを更に備える、任意の上記態様のいずれかのいかだ区分を含む。
【００３８】
本発明は、その特定の実施形態を参照して説明される。追加の特徴及び特性は、図面を参照して理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】本発明のいかだ部分の略図を、上面図（図１Ａ）及び下面図（図１Ｂ）で示す。
【図１Ｂ】本発明のいかだ部分の略図を、上面図（図１Ａ）及び下面図（図１Ｂ）で示す。
【図２】共に接続され、かつ追加の側部を有する、本発明の２つのいかだ部分の略図を示す。
【図３Ａ】空気トラップ、植物用穴、及び２つの熱排気筒を示す、本発明のいかだ部分の斜辺図を示す。
【図３Ｂ】空気トラップ、植物用穴、及び２つの熱排気筒の代替の構成を示す、本発明のいかだ部分の斜辺図を示す。
【図４】本発明のいかだ部分を係合するための代替の構造を示す。
【図５】「ベンチュリ」形状の植物用穴を備える、本発明のいかだの側面断面図を示す。
【図６】本発明の制御モジュールの図を示す。
【図７】本発明の制御モジュールの別の図を示す。
【図８】本発明の制御モジュールの更なる図を示す。
【図９】本発明の制御モジュールのまた更なる図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
定義
【００４１】
「いかだ区分」、「いかだ区画」、及び「いかだ部分」という用語は、池内の水上で浮遊することができる材料の便利な大きさの部分を意味する。複数のいかだ区分が共に接合される場合、それらは「いかだ」を形成する。
【００４２】
「連結浮遊物」という用語は、いかだ区分であって、その中に「タブ」及び「空タブ」を備え、したがって隣接したいかだ区分が共に可逆的に連結されることを可能にする、いかだ区分を意味する。
【００４３】
「植物プラグ」という用語は、いかだ内の穴に嵌合するプラグの形状にされた媒体（例えばコイヤ、ピート、合成）を意味する。植物種子を、植物プラグに組み込んでもよい。あるいは、苗を、植物プラグに組み込んでもよい。
【００４４】
「植物用穴」という用語は、植物体を保持するように構成された、いかだ区分内の穴を意味し、植物の根は植物体の下に吊るされ、植物の葉は植物体より上にある。
【００４５】
「熱排気筒」、「熱交換排気筒」、「排気筒」、及び「熱穴」という用語は、植物用穴の間に位置付けられるいかだ区分内の穴を意味する。かかる熱排気筒は、気泡が池水から脱出し、いかだ区分を通過して上昇し、これにより池水と植物の葉との間で熱を交換するために取り得る経路である。
態様
【００４６】
植物の水耕生育用浮遊いかだは典型的に、水上で浮遊するポリスチレン材料から製造されてきた。円形または正方形の穴が、いかだ上に間隔をあけて配置され、成熟植物のための空間を与える。様々な種類の媒体（例えばコイヤ、ピート、合成）は、いかだ内の穴に嵌合するプラグの形状にされる。植物種子をプラグに入れると、それらが生育するにつれて、根は、いかだが浮遊する水に達する。
【００４７】
現行のいかだは、いくつかの形状及び大きさで製造され得るが、本明細書中で説明する技術革新を含んでいない。最も広く使用されているいかだの１つは、４８インチ×２４インチ×１インチいかだの寸法（例えばカナダのＢｅａｖｅｒＰｌａｓｔｉｃｓのもの）を有する。現在入手可能な他のいかだ形状に共通する、いくつかの制限がある。これらの制限のいくつかは、以下のものである。
【００４８】
１．ディープ・ウォーター・カルチャー（ＤＷＣ）タンク中のいかだは、しばしばタンクの縁部に沿って結合し、このことは、タンクの１つの端部から他の端部への動きを制限する。いかだを互いに整列して保つために、ときには機械的デバイスがタンク水中で使用される。設備及びその使用は、費用がかかるだけでなく、生育環境への金属汚染をもたらす。タンク内の結合を最小限にするために、十分な空間（例えば一般的に約１／８インチ〜１インチ）がそれらの間のいかだの間に残されなければならず、これは、光が水に入ることを可能にする距離であり、これにより藻類汚染を促進し、気泡が池の覆われていない部分に沿って脱出することを可能にする。
【００４９】
２．池水の通気は、健康な根を維持し、これにより植物生育を促進するために、重要である。しかしながら、通気により、いかだの下に空気圧が蓄積し得る。これは、いかだが水面上に上昇することをもたらす場合があり、このことは根の健康を損なう場合があり、いかだ内の植物の生育を遅延させ得る。
【００５０】
３．熱差は、いかだの断熱値のために創出され得る（例えばＲ７）。これはいくつかの条件下では有利であり得るが、現在、成熟中の植物の生育を最適化するために使用されていない。
【００５１】
４．今日のポリスチレンいかだで使用されているポリスチレンの多孔性、かつ多くの場合粗い表面のために、藻類は、いかだに付着することができ、藻類生育を促進し、再使用のために藻類を除去することを困難にしている。
実施形態
Ａ．連結浮遊物
【００５２】
連結浮遊物は、「パズル」ピースのように設計することができ、連結浮遊物（または「いかだ区分」）が共に連結することができるように「タブ」及び対応する「空」タブを有する。それらは任意の大きさで製造してよいが、２４インチ正方形がＤＷＣ水耕池にちょうど良い大きさである。
【００５３】
いかだ区分及びタブ寸法は可変であり、タブ及び空タブの数もまた可変であるが、図１Ａ及び１Ｂで示される各側の単一の大きなタブまたは空タブは、想起及び製造しやすい。容易な設置及び池からのいかだ部分の除去のために、いくらかゆるい嵌合を提供してもよい。図１Ａ及び１Ｂは、各側に単一のタブ及び空タブがある、実施形態を示す。他の実施形態では（図示せず）、いかだの大きさ、及びそれらがどの程度確実に互いに係合されるように所望されるかにより、２つのタブ及び２つの対応する空タブ、３つのタブ及び３つの対応する空タブ、または任意のより多い数のタブ及び空タブが存在してよい。
【００５４】
図４は、それぞれ、いかだ部分４０５及び４１０を接合するための代替の係合機構を示す。見られるように、タブ４１５及び空タブ４２０は、湾曲し、隣接したいかだ部分上のそれらの各々の相対物と連結するように設計されている。
【００５５】
実用的な生育のための典型的ないかだ区分の大きさは、８インチ×８インチ、２４インチ×２４インチ、または２４インチ×４８インチであり得る。他の実施形態では、実用的な大きさは、１箱に入れるための数である１２個のレタスを保持し得るために、３２インチ×２４インチであり得る。
【００５６】
また、いかだの厚さは、様々な選択肢から選択することができる。約１インチの厚さを有するいかだ区分は、多くの使用に、特により小さな植物に充分であり得るが、より厚いいかだは、より大きな媒体プラグ及びより背の高い植物を垂直に支持することができるので、約２インチまたは約３インチの厚さは、より重い植物のより大きなプラントシステムを収容することができる。
【００５７】
他の実施形態は、正方形でなく、長方形であるいかだ区分を含む。当業者にとって、図１Ａ及び１Ｂ中で表される着想に基づいて長方形の係合いかだを想起することは容易である。
【００５８】
更なる実施形態では、６角形のいかだ区分（各々６つの側面を有する）を好適に使用することができる。かかる６面のいかだ７つを互いに係合して、ＤＷＣ使用のための連続プラットホームを形成することができることが理解され得る。いかだ全体の形状は、様々な形状の池に嵌合するように適合することができることが理解され得る。
【００５９】
他のデバイスを、いかだ区分を共に接合するために使用することができることが理解され得る。例えば、針金、綱またはプラスチックひも、プラスチックステープル、Ｖｅｒｃｒｏ（登録商標）、スナップ、フック、及び小穴、並びにその他のものは、いかだ区分を共に可逆的に保持することができる。
Ｂ．いかだ区分内の先細になった穴が植物を保持する
【００６０】
図１Ａは、植物媒体のための正方形として示される開口部を有するいかだ区分を示す。典型的に、これらは、約１インチ正方形の上部開口部の穴で、底で３／４インチまで先細になっているものを有してよく、そのため、植物プラグを確実に位置付けることができ、植物プラグがいかだを通過して水へ滑り落ち、紛失されることはない。穴の上部の横寸法が植物用穴の下部の横寸法より大きいかぎり、円形穴、円錐台形穴、または他の形状を使用することができることが理解され得る。
【００６１】
また更なる実施形態では、図５で示されるように、本発明の実施形態５００は、穴の中間部５２５が穴の上部５２０または下部５３０のいずれかの寸法より狭い横寸法を有する、「ベンチュリ」形状の植物用穴を有してよい。かかる形状は、いかだの穴内で植物を固定して吊るすことができるが、それでも植物が生育するにつれて植物の上部及びその根の両方が拡張することを可能にする。
Ｃ．いかだの下の空気トラップ
【００６２】
いかだ部分の天面上に示される黒い輪郭の正方形（図１）は、２インチ〜３インチの隆起領域で高さが約１／４インチ〜３／８インチのものを示し得る。いかだの底面または水側上の黒い輪郭（図１Ｂ）は、通気泡のための空気トラップを提供するための、より大きな４インチ〜６インチの凹所領域でいかだ内へ約１／４インチ〜３／８インチの深さのものを示す。使用中、通気、または他の気体の導入は、ＤＷＣ池の水中に一連の気泡を提供し、それらはいかだの下側まで上昇する。「気体トラップ」を提供することにより、泡は植物の近くのいかだの下に位置するようになることができ、いかだ区分内の熱排気筒を通る容易な出口を見つけることができ、池から上の植物の葉への熱移行を提供することができる。環境温度が意に反して寒い状況では、池水中の熱を、いかだ区分を通る気泡により移行することができ、これにより上の植物の葉を温めることが理解され得る。
Ｄ．浮遊物内の熱交換排気筒
【００６３】
図１Ｂ中の赤い正方形は、様々な大きさ及び形状を有し得る、いかだ区分内の「熱排気筒」または「空気穴」を示す。いくつかの好ましい実施形態では、かかる熱排気筒は正方形であり、下部で約３／４インチ及び上部で１／４インチの寸法を有してよく、いかだ区分の下側に来る通気泡からの圧力解放を可能にし、かつ、また池内の水といかだ区分の上の大気との間の熱交換を提供する。しかしながら、いくつかの実施形態では、熱排気筒は、先細になっていなくてもよく、それでもいかだ区分の下側からいかだ区分の上部への気体輸送を提供する。熱排気筒は、いかだ区分の隆起部分内またはその外側に位置付けられてよく、植物用穴より、しおれて（ｗｉｔｈｅｒ）大きくても、同じ大きさでも、またはより小さくてもよい。
【００６４】
代替の実施形態では、熱排気筒は、円形、楕円形、または多角形の断面を有してよい。また更なる実施形態では、単純な管または「ストロー」を、いかだ区分を通して挿入して、いかだの下の気体を、いかだを通過して上側に、区分の上部へ通過させることができる。
【００６５】
熱排気筒は、図１Ｂで示され、いかだの底面上の凹所領域内に位置する。凹所は、熱排気筒を通して放出する前に根の基部の周囲に泡が集まることを可能にする。この熱排気筒は、池水といかだ区分のすぐ上の空気との間の熱交換を提供するように作動する。この熱交換は、空気の冷却及び加熱の必要性、並びに植物に最適な生育温度を維持することを低減することができる。水温は典型的に６５°Ｆ〜６８°Ｆであるので、いかだ区分の上の空気層との熱差が大きければ大きいほど、熱交換がより多く起こり得る。また、より低い水温を維持することは、水中の溶解酸素の量を増大することができることが理解され得る。
Ｅ．連結いかだ用エンドキャップ
【００６６】
エンドキャップは、連結いかだ区分の列の終わりでかかるいかだ区分のタブ及び／または空タブにわたって嵌合し、このためいかだの末端いかだ区分は、ＤＷＣ池の壁に沿った連続縁部を有する。エンドキャップの目的は、藻類の生育を防ぐために光に曝露される水面領域を更に最小限にすることである。曝露される水面が低減すると、通気泡からの圧力が増大し、「熱排気筒」をより効率的にする。また、エンドキャップは、ポリスチレンから製造され、いかだと１つの縁部に沿って連結してよい。それらは池の側面に沿って多数のいかだの縁部を捕えてよい。
【００６７】
かかるエンドキャップは、連結いかだ区分の大きな群の縁部に沿って、多数の連結いかだ区分を共に繋げて、ＤＷＣ池壁に沿った連続縁部を形成することができる。エンドキャップ及び連結いかだ区分の使用は、光に曝露される水面領域を最小限にすることができ、このことは藻類の生育を低減することができる。また、水面領域が最小限にされるので、通気泡からの空気圧は増大し、より多くの泡を、熱排気筒を通して通過させ、いかだの下の熱区域と同様のいかだの上の熱層を提供することができる。
【００６８】
あるいは、図１Ａ及び図１Ｂで示されるいかだは、いかだの列のいずれかの終わりで使用することができ、タンクの壁に沿って「エンドキャップ」を必要としないように、いかだの片側上で空タブ１２０及びタブ１１５なしで製造することができる。
Ｆ．いかだ材料
【００６９】
いかだ区分は、任意の便利な材料を用いて製造してよい。いくつかの実施形態では、いかだ区分は、ポリスチレン、または他の好適なプラスチック、樹脂、もしくはバイオプラスチック材料から製造することができ、好ましくは水より低い密度を有する。他の実施形態では、いかだ区分は、木材から製造することができる。また更なる実施形態では、いかだは水の密度に近いまたはそれより大きい密度を有する材料から製造することができるが、各縁部上に隆起した「唇部」を有し、かかる実施形態は、単純な水の排除により（アルキメデスの原理により）水上に浮遊し、従来のボートと同様の様式で、排除された水により及ぼされる、結果としての上方への力が、浮揚性を提供する。
１．ポリスチレン
【００７０】
ポリスチレン（「ＰＳ」）はおそらく、最もありふれた材料であり、使用され得る何千もの変形及び代替材料がある。モノマースチレンから製造される様々な種類の芳香族ポリマー；ポリブタジエン及び発泡ポリスチレンフォーム（「ＥＰＳ」）等のコポリマー、押し出しポリスチン発泡体（「ＸＰＳ」）、ポリイソシアヌレート発泡体、ポリウレタン発泡体、またはハニカム複合材（「ＨＳＣ」）。また、例えばトウモロコシ、植物油、またはトウモロコシデンプン等の再生可能な供給源由来の、プラスチックの形態のバイオプラスチック。
【００７１】
ポリスチレンは、モノマースチレンから製造される合成芳香族ポリマー、液体石油化学製品である。ポリスチレンは、硬くすることも、発泡させることもできる。一般的な目的のポリスチレンは、透明で、硬く、かつ砕けやすい。それは単位重量当たり非常に安価な樹脂である。それは、酸素及び水蒸気に対する障壁としてはかなり劣り、比較的低い融点を有する。ポリスチレンは、最も広く使用されているプラスチックの１つであり、その生成スケールは、年間数十億キログラムである。ポリスチレンはもともと透明であり得るが、着色剤で着色することもできる。使用は、保護用包装（パッキングピーナッツ、及びコンパクトディスク（「ＣＤ」）またはデジタルビデオディスク（「ＤＶＤ」）ケース等）、容器（「クラムシェル」等）、蓋、瓶、トレー、タンブラー、及び使い捨て刃物を含む。ポリスチレンは、高炎症性ナパーム−Ｂを製造するために使用され、この処方の約４６％を構成する。
【００７２】
ポリスチレンは、室温では固体（ガラス状）状態であるが、そのガラス転移温度である約１００°を超えて加熱された場合、流動する。冷却されると、再び硬くなる。ポリスチレンは細かく鋳型内に鋳造することができるので、この温度によるふるまいは、押し出しに、並びにまた成形及び真空形成に利用される。
【００７３】
ポリスチレンは、生物分解されるのが非常に遅く、それは多くの場合屋外環境におけるゴミの形態として、特に海岸及び水路に沿って特にその発泡体形態で、多く存在するので、それゆえ論争の焦点である。
【００７４】
また更なる実施形態では、「独立気泡発泡体」を使用することができる。独立気泡発泡体は、連続気泡発泡体が浸水し、浮揚性を失い得る状況で有用である場合がある。独立気泡発泡体は浮揚性を提供し、それでも典型的なポリスチレン発泡体と比較して比較的柔らかく、可撓性であることができる。押し出し独立気泡ポリスチレン発泡体は、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙにより商品名Ｓｔｙｒｏｆｏａｍ（登録商標）として販売されている。
【００７５】
発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）は、硬く、頑丈な独立気泡発泡体である。それは通常白色で、予備発泡ポリスチレンビーズから製造される。ＥＰＳは、使い捨てトレー、皿、椀、及びカップに、並びに持ち帰り用食品包装（ヒンジ蓋付き容器、通称「クラムシェル」を含む）に使用される。他の使用は、断熱を構築するための成形シート、及び箱内の壊れやすい品目を衝撃から保護するための包装材料（「ピーナッツ」）を含む。シートは通常、硬いパネル（米国では４×８または２×８フィートの大きさ）として包装され、「ビーズ−ボード」としても知られる。ポリスチレン発泡体に加えて、プラスチックの他の「連続気泡」発泡体を使用することができる。
２．コポリマー
【００７６】
純粋なポリスチレンは、砕けやすいが、ポリブタジエンゴム等の、より弾性の材料の特性のいくつかをそれに付加すると、かなり高い性能の製品を製造することができるほど十分に硬い。これらの２つの材料は、ポリマー不溶性に対する分子間力の増幅効果のために通常は絶対に混合することができないが（プラスチックの再生利用を参照のこと）、ポリブタジエンを重合中に添加すると、それはポリスチレンに化学的に結合され、グラフトコポリマーを形成することができ、これは通常のポリブタジエンが最終混合物に組み込まれることを補助し、多くの場合「高耐衝撃性プラスチック」と呼ばれる、高耐衝撃性ポリスチレン（ｈｉｇｈ−ｉｍｐａｃｔ  ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：「ＨＩＰＳ」）をもたらす。ＨＩＰＳの１つの商品名は、Ｂｅｘｔｒｅｎｅ（登録商標）である。ＨＩＰＳの通常の用途は、おもちゃ及び製品の外箱を含む。ＨＩＰＳは通常、生産において射出成形される。ポリスチレンを高圧蒸気滅菌すると、材料を圧縮及び硬化することができる。
【００７７】
また、いくつかの他のコポリマーは、スチレンで使用される。ポリブタジエンで強化したアクリロニトリル及びスチレンのコポリマーである、アクリロニトリルブタジエンスチレン（「ＡＢＳ」）プラスチックは、ＨＩＰＳと類似する。電子装置のケースは、このポリスチレンの形態から製造することができ、多くの下水管も同様である。また、スチレン及びアクリロニトリルのコポリマー（「ＳＡＮ」）、並びにスチレン無水マレイン酸（「ＳＭＡ」）を使用することもできる。
【００７８】
スチレンは、他のモノマーと共重合することができ、例えば、ジビニルベンゼンは、ポリスチレン鎖を架橋するために使用して、固体相ペプチド合成で使用されるポリマーを与えることができる。
３．配向ポリスチレン
【００７９】
配向ポリスチレン（ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：「ＯＰＳ」）は、押し出しＰＳフィルムを伸張し、曇りを低減し、かつ剛性を増大させることにより材料の透明度を改善することによって生成される。これは多くの場合、製造業者が消費者に、封入された製品を見せたい包装において使用される。ＯＰＳのいくつかの利益は、それがＰＰ、ＰＥＴ、及びＨＩＰＳ等の他の透明プラスチックより生成費用がかからず、かつそれはＨＩＰＳまたはＰＰより曇りが少ないことである。ＯＰＳの主要な不利益は、それが砕けやすいことである。それは容易に裂け、または破れる。
４．複合材
【００８０】
構造断熱パネル（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｐａｎｅｌ）（または構造断熱パネル（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｐａｎｅｌ）：「ＳＩＰ」）は、複合材建築材料として製造することができる。これらは、２層の構造板材の間に挟まれた比較的硬いコアの断熱層を含む。この板材は、金属板材、合板、セメント、酸化マグネシウム板材（ＭｇＯ）、または配向性ストランドボード（ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｔｒａｎｄ  ｂｏａｒｄ：「ＯＳＢ」）であってよく、コアは、発泡ポリスチレンフォーム（「ＥＰＳ」）、押し出しポリスチレン発泡体（「ＸＰＳ」）、ポリイソシアヌレート発泡体、ポリウレタン発泡体、またはハニカム複合材（「ＨＳＣ」）のいずれかである。
５．バイオプラスチック
【００８１】
バイオプラスチックは、例えばトウモロコシ、植部油、またはトウモロコシデンプン等の再生可能な供給源に由来する。それらは、私たちが過去数十年にわたり社会において頼ってきた石油から製造される標準のプラスチックとは異なる。例えば、今日の多くの透明プラスチック容器は、トウモロコシから生成される樹脂であるポリ乳酸（「ＰＬＡ」）から製造されている。
Ｇ．いかだ区分の製造
【００８２】
いかだ区分を構築するために使用することができる、いくつかの製造技術があり、押し出し、射出成形、吹込み成形、真空形成、伸張、及び成形を含む。
１．射出成形
【００８３】
射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ）（「ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｕｌｄｉｎｇ」としても知られる）は、金属、ガラス、エラストマー、菓子、及び通常、熱可塑性かつ熱硬化性ポリマーを含む、様々な材料で行うことができる。射出成形用の樹脂及びプラスチック添加剤の多くの商業的供給業者がある。
【００８４】
他の実施形態では、射出成形技術を用いて水を締め出す外装を備えるハニカム浮遊構造を製造することができる。同様に、浮遊いかだを製造するために上記の材料のいくつかで吹込み成形法を使用することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、経済的なシステムは、おそらく成形ポリスチレン法である。これらのいかだは、浮揚性で、断熱性（ｉｎｓｕｌａｔａｔｉｖｅ）であり、生育中の植物に対して不活性であり得る。生物分解発泡体包装は、Ｓｔｙｒｏｆｏａｍの代替として使用することができ、サトウキビ加工に由来する材料から製造される。多くの射出成形樹脂が、市販されている（Ｐｒｏｓｐｅｃｔｏｒ、ＩＤＥＳ．ｃｏｍ、Ｉｎｎｏｖａｄｅｘ．ｃｏｍ）。
２．プラスチック吹込み成形
【００８６】
吹込み成形は、熱及び圧力をペレット化熱可塑性材料に適用し、それを「パリソン」と呼ばれる円筒管へ押し出す、変換プロセスである。溶融した「パリソン」を、その周囲を閉鎖するアルミニウム鋳型内に垂らす。空気を部品の中心に注入し、プラスチックを外側に押し、鋳型の空洞を複製する間、半鋳型の両方は大きな水圧プレスで共に保持される。実際の部品空洞に加えて、鋳型は、部品を冷却及び凝固させることを補助するための水線を有する。吹込み成形で使用される典型的な材料は、ポリプロピレン（「ＰＰ」）、ポリエチレン（「ＰＥ」）、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）、及び塩化ポリビニル（「ＰＶＣ」）を含む。
３．成形パルプ対発泡ポリスチレン
【００８７】
発泡ポリスチレン（「ＥＰＳ」）包装は歴史的に、流通において製品を保護するための一般的な選択肢である。しかしながら、高騰する石油価格及び環境に優しい製品の使用を好む傾向の高まりから、成形パルプ包装の使用が増大している。
４．不透明いかだ区分
【００８８】
ある特定の実施形態では、不透明な、またはそうでなくても光の伝導を低減させる材料で、いかだ区分を製造することが望ましい場合がある。いかだを通過する光の浸透を低減すると、いかだの下の水に到達する光の量を低減し、これにより池内の藻類の生育を低減することができる。いくつかの実施形態では、池水から光を完全に排除することが望ましい場合がある。これは、（１）いかだにより池水面の十分な覆いを提供すること、及び／または（２）不透明な、もしくは光が水に浸透することを不可能にするいかだを提供することにより達成することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、光を反射及び拡散する反射面もしくは鏡面、または熱を吸収する暗いもしくは黒色表面色を提供することができる。いかだは、各面にこれらの表面覆いの１つを有することができる。このようにして、冬に熱を吸収するために暗い表面を表に出してもよく、夏に熱を反射するために反射面を表に出してもよい。
Ｈ．生育環境制御システム
【００９０】
ある特定の実施形態では、生育条件は、他の環境変数の中でもとりわけ、池内の水温、囲い込んだ温室内の大気温度、通気、水のｐＨ、酸素含有量、二酸化炭素含有量、並びに肥料の種類及び濃度を調節するためのアクチュエータを含み得る、「生育環境制御システム（「制御システム」）」の制御下にあってよい。いくつかの実施形態では、かかる制御システムは、制御モジュールを用いてコンピュータ制御することができる。生育条件の効率的かつ実時間での制御を提供するために、かかるプラットホーム制御システムは、以下に説明する１つまたは２つ以上の様々な種類のセンサーの使用を含むことができる。
Ｉ．センサー
【００９１】
いくつかの実施形態では、データを、いかだ区分の底面または天面に取り付けた１つまたは２つ以上のセンサーを用いて制御し、これにより「インテリジェント」いかだ区分を創出することができる。かかるインテリジェントいかだ区分は、Ｓｕｎｃｒｅｓｔ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．の商標であるＳｍａｒｔＲａｆｔ（商標）により提供することができる。いくつかの場合、かかるセンサーは、無線であってよく、池水及びいかだ区分の上の大気の状態についてのデータを中枢コンピュータシステムへ送信して、生育条件を実時間でモニターすることができる。収集され得る情報の種類は、池水及びいかだ区分の上の大気（ｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）の温度、ｐＨ、導電率（ＥＣ）、溶解酸素、二酸化炭素、窒素及びカリウムを含む栄養素イオン、または肥料の種類及び量を含む生育要因を含む。
【００９２】
これらの実施形態のいくつかでは、個々のいかだ区分上のいかだに搭載した送信機からの埋め込まれたＱＲコード（登録商標）、またはコード化無線信号（例えば変調及び／またはラインコード方式技術）は、位置、日付、時間、生産物種の特定、作付け日、収穫日、及び他の生育周期識別子を独特に特定するために、特定の生育周期及び作物についてのデータの標識化を提供することができる。
【００９３】
生育環境制御システムは、制御モジュールを含むことができる。制御モジュールの例は、図６〜９に示される。制御モジュールは、枠、電気ソケット、電気制御パネル、水及び施肥潅漑用入口及び出口、フィルター、並びにコンピュータモジュールを含んでよい。センサーからの情報は、コンピュータメモリにより受容することができ、コンピュータプロセッサは、入力データを所望の環境条件についてのデータと比較することができ、測定変数と所望の変数との間の差が特定された場合、コンピュータは制御モジュール内または制御モジュール外のいずれかのいくつかのアクチュエータの１つに信号を送信することができる。制御モジュールは、携帯可能であり、生育場所に送達したり、センサーに据え付けたり、接続したりできる。制御モジュールの使用は、本明細書中で以下の実施例３で説明される。
【００９４】
生育データ（「プラットホームデータ」）は、ＤＷＣ池内の１つまたは２つ以上のＳｍａｒｔＲａｆｔ（商標）単位から実時間で送信されるので、プラットホームデータは、ビッブレタス等の特定の植物種の所望の生育条件について特定された「基準データ」に「データ適合」することができる。「基準データ」と比較した「プラットホームデータ」（池内のＳｍａｒｔＲａｆｔ（商標）単位の平均データ）が許容範囲外である場合、プラットホーム制御システムに信号を送信して、いかだ区分の上及び下の生育条件を測定変数についての基準値に一致するように調節することができる。
【００９５】
経時的に、ＤＷＣ水耕法を用いた温室内制御環境農業のための自動調節を提供するために、基準または「植物最適化指紋」のカタログを開発してもよい。適切なセンサーが関係データを収集するために使用される限り、自動制御システムは、他の種類の水耕法に、または温室内の土壌での生育にさえも使用することができることが理解され得る。
【実施例】
【００９６】
本発明の態様を、その特定の実施形態について説明する。本発明の他の特徴は、以下の実施例を参照して理解することができる。本発明の開示及び教示は、当業者が追加の実施形態を生成するために変形することができることが理解され得る。全てのかかる実施形態は、本発明の考慮される部分である。
実施例１：連結いかだ浮遊物
【００９７】
いくつかの態様では、本発明は、「タブ及び空タブ」連結いかだを含む。図１Ａ及び１Ｂは、天面１０５を有するいかだ部分の模式図１００ａ、及び底面１１０を有する下面図１００ｂを示す。各図で、各いかだ部分は、植物が穴１３５に入れられる、複数の領域１２５を備える。穴１３５は典型的に、植物を生成する生育マトリックスのプラグ及び種子を収容する大きさである。図１Ａ及び１Ｂで示されるように、各いかだ部分は、９つのかかる領域１２５を含有し、各々は、植物媒体用の１つの穴１３５を有する。典型的に穴１３５は１インチの先細の正方形の穴であり、植物プラグ（図示せず）がいかだを通過して水へ滑り落ち、池内で紛失され得ないように、底部より大きな上部開口部を有する。また、図１Ａは、いかだ部分内の隆起領域を表すいくつかの領域１４０の輪郭を示す。底面図１００ｂで、いかだ部分の底面１１０は、いくつかの領域１４５を含むことが示され、これは、通気泡が集まるための空気トラップを提供するいかだの下の凹所領域を表す。
【００９８】
また、図１Ａ及び１Ｂは、植物用穴１３５の周囲に位置する、いかだ内の追加の開口部または「熱排気筒」１３０を示す。各熱排気筒は、気体が池内の水から大気へ脱出するための通路を提供する、いかだ部分を貫通する開口部である。示されるように、熱排気筒は、可変的な大きさ及び形状のものであってよく、いかだ部分の下側に来る通気泡からの圧力解放を可能にし、かつ気泡を介してタンク水といかだ部分のすぐ上の空気層との間の熱交換を提供する。熱排気筒は、図１で凹所領域１４５内に示され、排気筒を通過する解放の前に根の基部の周囲に泡が集まることを可能にする。他の実施形態では、熱排気筒は、いかだ区分の隆起領域の側面に位置することができる。この構成は、いかだの上の空気を温め、または冷却するための熱交換を提供する。水温は典型的に６５°Ｆ〜６８°Ｆであるので、池内の水といかだの上の空気層との間の熱差が大きければ大きいほど、熱交換がより多く起こり得る。
【００９９】
また、図１Ａ及び１Ｂで示されるように、「タブ及び空タブ」または「さねはぎ」型の連結システムが示される。空タブ１１５及びタブ１２０が示される。空タブ１１５及びタブ１２０は、２つのいかだ部分を共に連結することを可能にするために、互いに相対的な大きさである。
【０１００】
図２は、２つのいかだ部分２０５及び２１０の略図の下面図を示し、空タブ２１５及びタブ２２０により共に連結されることが示されている。いかだ部分２０５及び２１０のかかる密閉並置は、光が水へ入る、それらの間の空間をほとんど与えないことが理解され得る。この密閉並置は、藻類汚染を低減させることができる。
【０１０１】
また、図２は、連結いかだ用「エンドキャップ」２２５及び２３０を示す。エンドキャップ２２５及び２３０は、いかだ部分自体が有するのと同様の空タブ２１５及びタブ２２０構造を有する。いかだ部分２０５及び２１０が連結されると、エンドキャップ２２５及び２３０は、いかだ部分を密閉並置に保持することができ、池内の水に光が入る可能性を更に低減させ、これにより藻類汚染を低減させる。あるいは、図１Ａ及び図１Ｂで示されるいかだは、いかだの列のいずれかの端部で使用することができ、「エンドキャップ」がタンクの壁に沿って必要とされないように、いかだの片側に空タブ１２０及びタブ１１５を伴わずに製造することができる。
実施例２：植物用穴及び熱排気筒
【０１０２】
図３Ａは、本発明のいかだ部分３００の斜辺図を示す。天面３０７は、通常大気に曝露されている面である。底面３１０は一般的に、池内の水に曝露されている。隆起領域３２５及び凹所領域３４５が示される。穴３３０は、植物用穴３３５より小さい（例えば１／４インチ）ことが示される。
【０１０３】
また、図３Ａは、下部寸法より広い上部寸法を有する、植物用穴３３５を示す。かかる形状は、植物プラグを定位置に保持することができ、植物が水へ落ち、紛失される可能性を低減させる。
【０１０４】
また、図３Ａは、２つの熱排気筒３３０を示し、これらは上端より下端で広い寸法を有することが示される。かかる形状は、泡がいかだを通過して、いかだの上の大気へ上昇することを可能にする。
【０１０５】
池内の水面に置かれた場合、隆起領域３２５は、天面３０７の残りの部分の上に植物を持ち上げる。使用の際、凹所領域３４５は、「空気トラップ」を提供し、そのため、通気機構（図示せず）により生成された泡は、集まることができる。凹所領域３４５内に泡が集まると、それらは熱排気筒３３０を、いかだを通過し、いかだの天面３０７へ上昇することができる。このプロセスは、熱が池から大気へ移行することをもたらす。
【０１０６】
図３Ｂは、いかだ区分の一部の代替の構成を示し、２つの熱排気筒３３０が、植物用穴３３５より小さい直径を有することが示され、熱排気筒３３０は、いかだ区分の隆起部分３２５の側面に位置する。
実施例３：制御モジュール
【０１０７】
図６〜９は、本発明の制御モジュールを示す。図６は、制御モジュール６００の図を示し、外板パネルを示し、制御モジュールの枠に上部パネルを固定するためのタブ６０５を備え、ろ過前に水圧を測定するための水圧計６１０、ろ過後に水圧を測定するための水圧計６１５、電気制御パネル６２０、タンク水出口６２５、通気システム出口６３０、タンク水入口６３５、施肥潅漑機からの出口６４０、施肥潅漑機への入口６４５、電源コンセント６５０、及び回路表示光６５５を備える。
【０１０８】
図７は、図６で示される制御モジュールの内部の図７００を示し、圧力計７０５、電気制御パネル７１０、永久隔壁７１５、タンク水出口７２０、通気システム出口７２５、タンク水入口７３０、施肥潅漑機への出口７３５、施肥潅漑機からの入口７４０、電源コンセント７４５、回路表示光７５０、紫外線（ＵＶ）制御ボックス７５５、ＵＶ滅菌器７６０、通気圧縮機７６５、内部アルミニウム構造７７０、及び４つのフィルター７７５を示す。
【０１０９】
図８は、図６及び７で示される制御モジュールの内部の図８００を示し、４つのフィルター８０５、圧力計ホース８１０、通気ホース８１５、ポンプ８２０、通気システム出口８２５、タンク水入口８３０、施肥潅漑への出口８３５、施肥潅漑からの入口８４０、タンク水出口８４５、電源コンセント８５０、回路表示光８５５、圧力計８６０、及び電気制御パネル８６５を示す。
【０１１０】
図９は、図６、７、及び８で示される制御モジュールの図９００を示し、ＵＶ滅菌器制御ボックス９０５、ＵＶ滅菌器９１０、通気圧縮機９１５、及び４つのフィルター９２０を示す。
本発明の利点
【０１１１】
説明される、改善された水耕法システムは、植物生育速度を増大させ、損失を低減し、制御環境温室内の熱効率を増大させ、これにより収率を改善し、これにより水耕農法の効率を増大させ、全体的なコストを低減させる。
参考文献
【０１１２】
以下の列挙されるものを含む、本明細書中で引用する全ての参考文献は、別々に参照により完全に本明細書に組み込まれているのと同様に、参照により完全に本明細書に組み込まれる。
米国特許第４，２９９，０５４号、「Ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ａｎｄ  ｗａｆｅｒ  ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｔｈｅｒｅｉｎ」。
米国特許第４，３５５，４８４号、「Ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃ  ｔｒａｙ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」。
米国特許第４，３８２，３４８号、「Ｓｏｉｌｌｅｓｓ  ｐｌａｎｔ  ｇｒｏｗｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ」。
米国特許第４，５１３，５３３号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃ  ｆａｒｍｉｎｇ」。
米国特許第４，６０７，４５４号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃａｌｌｙ  ｇｒｏｗｉｎｇ  ｐｌａｎｔ  ｓｐｒｏｕｔｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｔｈｅｒｅｆｏｒ」。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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