JP2007259817A - 縦置き水耕栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に基づき、栽培槽内の養液の水位を変化させることができる水耕栽培システムを提供する。
【解決手段】栽培槽１１と流入手段１２と流出手段１３とを有する水耕栽培装置１、１ｂ、１ｃと、栽培槽１１へ流入させる養液３の所定時間当たりの流入量である単位流入量を決定するサーバ側ＣＰＵ２１１と、単位流入量に基づき、栽培槽１１に貯留された養液３の水位を変化させるように流入手段１２を制御する端末側ＣＰＵ２２１と、植物２に関する植物情報と単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを記憶する記憶手段２１２と、植物情報を入力させる入力手段２１４と、を備える水耕栽培システムであって、サーバ側ＣＰＵ２１１は、入力手段２１４により入力された植物情報に基づき、流入量テーブルを参照して、単位流入量を決定し、単位流入量に関する単位流入量情報を端末側ＣＰＵ２２１に送信する。
【選択図】図５

Description

本発明は、水耕栽培システムに関する。

従来、植物の栽培は土壌において行われてきた。植物は土から養分を吸収し成長するが、土には養分だけでなく、植物の成長を妨げ、引いては植物を枯らせてしまう害虫や、細菌も繁殖している。そこで、これらの害虫等が繁殖する恐れのある土を使わず、植物の根を水と肥料を混ぜた養液に浸すことで、植物の成長に必要な栄養分を養液から吸収させる水耕栽培が、野菜や観葉植物の栽培に広く採用されている。

水耕栽培は、栽培槽に養液を溜め、植物を栽培槽の養液に根が浸るように植設する。また、植物による養液の吸収や養液自体の蒸発により、栽培槽の養液が減った場合は、任意の方法によって、栽培槽に養液を追加する。このように、植物の根を養液に浸すことで、植物は、根より成長に必要な養分を吸収することができる。すなわち、植物は、養液からのみ養分を吸収するので、水に対する肥料の濃度の管理は、非常に重要である。

ところが、養液中の水が蒸発すると、養液の濃度が高くなるので、このような養液を吸収した植物は、養分が過剰となり、逆に成長の妨げになる場合がある。また、栽培槽に養液を溜めた状態では、養液が流動することがないので、養液中の酸素が減少し、このような養液に浸された植物の根は、酸素を吸収することができず、根腐れの原因となる。

そこで、栽培箱の中を粒状体で満たし、粒状体に植物を植え込み、養液を供給し、このような栽培箱にサイフォン式の排液管を設置したサイフォン式栽培装置（特許文献１）が提案されている。このように、栽培箱に貯留した養液をサイフォン式の排液管で排液することで、例えば、一定量の養液を栽培箱に供給し続けても、養液の水位が所定の高さまで上がると、栽培箱の養液は排出される。すなわち、所定時間当たりの流入量を一定にして、継続的に養液を栽培槽内に流入し、サイフォン式の排液管で排液する養液の所定時間当たりの排液量を、所定時間当たりの流入量より多くすることで、定期的に栽培槽内の養液の略全てを排出する。これにより、栽培箱の中を養液で満たされた状態と養液を抜いた状態を繰り返す。よって、略濃度が一定の養液を供給し続けることができる。
特開平１０−７５６７１号公報

しかしながら、このようなサイフォン式栽培装置は、一定の期間で栽培槽内の養液を満たす場合と満たさない場合とを繰り返し、栽培槽内の養液の水位を変化させる。このようなサイフォン式栽培装置に設置された植物は、栽培槽内に養液が満たされたときに根から養液より養分を吸収し、また養液が排出されたときに酸素を吸収する。
しかし、このようなサイフォン式栽培装置は、水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に応じて、水位を変化させることはできない。
一方、植物は、日々成長するものである。また、設置された植物の種類によっては、根の成長度も異なる。すなわち、水耕栽培装置に設置した植物固有の状態によっては、栽培槽内の最適な水位の変化の態様は異なる。

したがって、水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に基づき、栽培槽内の養液の水位を変化させることができる水耕栽培システムを提供が望まれている。

本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものである。その目的は水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に基づき、栽培槽内の養液の水位を変化させることができる水耕栽培システムを提供することである。

以上のような目的を達成するために、本発明は、以下のようなものを提供する。

（１） 植物が設置され、前記植物に吸収させる養液を貯留する栽培槽と前記栽培槽へ養液を流入させる流入手段と前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出させる流出手段とを有する水耕栽培装置と、前記栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を決定する流入量決定手段と、前記単位流入量に基づき、前記栽培槽に貯留された養液の水位を変化させるように前記流入手段を制御する水位制御手段と、前記植物に関する植物情報と前記単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを記憶する記憶手段と、前記植物情報を入力させる入力手段と、を備える水耕栽培システムであって、前記流入量決定手段は、前記入力手段により入力された前記植物情報に基づき、前記流入量テーブルを参照して、前記単位流入量を決定し、前記単位流入量に関する単位流入量情報を前記水位制御手段に送信することを特徴とする水耕栽培システム。

（１）の発明によれば、栽培槽と流入手段と流出手段とを備える水耕栽培装置の栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を流入量決定手段により決定し、水位制御手段により、単位流入量に基づき、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。
これにより、流入量決定手段により決定した単位流入量に基づき、水耕栽培装置の栽培槽内の水位を変化させることが可能となる。

また、流入量決定手段は、入力手段により入力された植物情報に基づき、記憶手段に記憶された植物に関する植物情報と単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを参照して、単位流入量を決定する。
これにより、水耕栽培装置に設置された植物を入力手段により特定することが可能となり、水耕栽培装置に設置された植物固有の情報に基づき、単位流入量を決定することが可能となる。

したがって、流入量決定手段は、水耕栽培装置に設置された植物固有の情報に基づき、単位流入量を決定し、水位制御手段は、この単位流入量に基づき流入手段を制御する。流入手段は、この単位流入量に基づき栽培槽へ流入する養液の流入量を変化させることで、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。よって、水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に基づき、栽培槽内の養液の水位を変化させることができる。

（２） 前記流出手段は、前記栽培槽内で略鉛直方向の逆方向に延びる導引部と前記栽培槽内で略鉛直方向に延びる導出部と前記導引部から前記導出部を繋げる湾曲した頂部とから成る逆Ｕ字型に形成されたサイフォン部分を有し、前記流入量決定手段は、前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出する排出量の所定時間当たりの排出量である単位排出量より少ない前記単位流入量を決定することを特徴とする（１）に記載の水耕栽培システム。

（２）の発明によれば、流出手段には、栽培槽内で導引部と導出部と導引部から導出部を繋げる湾曲した頂部とから成る逆Ｕ字型に形成されたサイフォン部分を設けた。
これにより、例えば、栽培槽に養液を貯留する場合、流入手段から栽培槽に養液を流入し、栽培槽内の養液が流出手段が有するサイフォン部分の頂部に達すると、サイフォンの特性から、栽培槽の養液は、流出手段の吸入口から吸入され、流出手段の排出口から栽培槽の外側に排出される。

また、吸入口が配置された位置まで水位が下がると、養液とともに空気を吸い込み、吸い込み音を発生する。この吸い込み音は、直接聞くと濁った音であり不快感を抱かせるものである。しかし、この吸い込み音の発生源となるサイフォン部分を栽培槽内で形成している。よって、吸い込み音を栽培槽内で響かせ、栽培槽の外側に聞こえる栽培槽音の性質を、吸い込み音の性質とは異なり、安らぎをもたらす音とすることが可能となる。

また、流入量決定手段は、栽培槽の養液を栽培槽の外側に排出する排出量の所定時間当たりの排出量である単位排出量より少ない単位流入量を決定する。よって、栽培槽内の養液の水位がサイフォン部分の頂部に達すれば、流入手段が水位制御手段の制御により、単位流入量の養液を流入させ続けていても、栽培槽の養液の水位は下がり、栽培槽から栽培槽音を発生する。また、例えば、流入量決定手段の決定する単位流入量を増やしたり、減らしたりすることで、栽培槽音の発生する間隔を調整することが可能となる。

（３） 前記水位制御手段は、前記水位を検知する検知手段を備え、検知手段により前記水位が所定水位に達したことを検知した場合に、前記栽培槽の外側に排出する養液の排出量を変化させるように前記流出手段を制御することを特徴とする（１）に記載の水耕栽培システム。

（３）の発明によれば、水位制御手段は、検知手段により所定水位に達したことを検知した場合に、栽培槽の外側に排出する養液の排出量を変化させるように流出手段を制御する。
よって、水位制御手段は、流入手段のみでなく、流出手段をも制御することで、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。したがって、水位制御手段は、より細密に栽培槽に貯留された養液の水位を変化させることが可能となる。

（４） 前記記憶手段は、前記植物の種類を含む前記植物情報と前記単位流入量と前記植物の種類に応じた前記植物の根の酸素供給時間を関連付ける酸素供給流入量テーブルを記憶することを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の水耕栽培装置。

（４）の発明によれば、記憶手段は、植物の種類を含む植物情報と単位流入量と植物の種類に応じた植物の根の酸素供給時間を関連付ける酸素供給流入量テーブルを記憶する。
すなわち、水位制御手段は、水耕栽培装置に設置された植物の種類に基づき、単位流入量を決定し、栽培槽内の養液の水位を変化させる。これにより、例えば、栽培装置に設置した植物の種類に応じた時間だけ、栽培槽内の養液を所定水位とし、この植物の根から養液より養分を吸収させる。また、栽培装置に設置した植物の種類に応じた時間だけ、栽培槽内の養液の水位を植物の根より下げることで、酸素を吸収させる。
これにより、水耕栽培装置に設置された植物の種類により適した生育環境となるように、管理することが可能となるので、栽培している植物の成長の促進を図ることや、栽培している野菜の旨味を向上することができる。

（５） それぞれに、植物が設置され、前記植物に吸収させる養液を貯留する栽培槽と前記栽培槽へ養液を流入させる流入手段と前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出させる流出手段とを有する複数の水耕栽培装置と、前記複数の水耕栽培装置毎に、前記栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を、決定する流入量決定手段と、前記複数の水耕栽培装置毎に、前記単位流入量に基づき、前記栽培槽に貯留された養液の水位を変化させるように前記流入手段を制御する少なくとも一つの水位制御手段と、前記植物に関する植物情報と前記単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを記憶する記憶手段と、前記複数の水耕栽培装置毎の前記植物情報を入力させる入力手段と、を備える水耕栽培システムであって、前記流入量決定手段は、前記入力手段により入力された前記植物情報に基づき、前記流入量テーブルを参照して、前記単位流入量を決定し、前記単位流入量に関する単位流入量情報を前記水位制御手段に送信し、前記水位制御手段は、前記流入量決定手段とネットワークを介して接続されることを特徴とする水耕栽培システム。

（５）の発明によれば、流入量決定手段により、それぞれに、栽培槽と流入手段と流出手段とを有する複数の水耕栽培装置毎に、栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を決定し、少なくとも一つの水位制御手段により、複数の水耕栽培装置毎に、単位流入量に基づき、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。
これにより、流入量決定手段により決定した、複数の水耕栽培装置毎の単位流入量に基づき、複数の水耕栽培装置毎に栽培槽内の水位を変化させることが可能となる。

また、流入量決定手段は、入力手段により入力された複数の水耕栽培装置毎の植物情報に基づき、記憶手段に記憶された植物に関する植物情報と単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを参照して、単位流入量を決定する。
これにより、水耕栽培装置に設置された植物を、複数の水耕栽培装置毎に、特定することが可能となり、水耕栽培装置に設置された植物固有の情報に基づき、複数の水耕栽培装置毎に単位流入量を決定することが可能となる。

また、水位制御手段は、流入量決定手段とネットワークを介して接続される。
これにより、例えば、一つの流入量決定手段と少なくとも一つ水位制御手段及び複数の水耕栽培装置との距離が離れていても、流入量決定手段と水位制御手段とがネットワークに接続されていれば、流入量決定手段から水位制御手段に単位流入量に関する単位流入量情報を送信できる。水位制御手段は、送信された単位流入量情報に基づき、流入手段により流入量を変化させて栽培槽に貯留された養液の水位を変化させることができる。

本発明によれば、栽培槽と流入手段と流出手段とを備える水耕栽培装置の栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を流入量決定手段により決定し、水位制御手段により、単位流入量に基づき、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。これにより、流入量決定手段により決定した単位流入量に基づき、水耕栽培装置の栽培槽内の水位を変化させることが可能となる。また、流入量決定手段は、入力手段により入力された植物情報に基づき、記憶手段に記憶された植物に関する植物情報と単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを参照して、単位流入量を決定する。これにより、水耕栽培装置に設置された植物を入力手段により特定することが可能となり、水耕栽培装置に設置された植物固有の情報に基づき、単位流入量を決定することが可能となる。したがって、流入量決定手段は、水耕栽培装置に設置された植物固有の情報に基づき、単位流入量を決定し、水位制御手段は、この単位流入量に基づき流入手段を制御する。流入手段は、この単位流入量に基づき栽培槽へ流入する養液の流入量を変化させることで、栽培槽に貯留された養液の水位を変化させる。よって、水耕栽培装置に設置した植物固有の情報に基づき、栽培槽内の養液の水位を変化させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の水耕栽培システム２００の概念図である。
図１に示すように、植物２が設置された水耕栽培装置１は、水位管理端末２２０に接続され、水位管理端末２２０は、ネットワーク２３０を介して水位管理サーバ２１０と接続している。

図１に示すように、水耕栽培装置１は、植物２に吸収させる養液３を貯留する栽培槽１１と、栽培槽１１へ養液３を流入させる流入手段１２と、養液３を栽培槽１１の外側に排出させる流出手段１３と、を備える。また、水耕栽培装置１は、栽培槽１１に流入する養液３を貯留するとともに、栽培槽１１の外側に排出された養液３を貯留する養液槽１６と、養液槽１６の上部に設けられ栽培槽１１を支持する養液槽架台１７と、を備える。また、水耕栽培装置１の流入手段１２は、水位管理端末２２０に接続されている。

栽培槽１１は、略鉛直方向に延びる円筒形であり、底部１１１の端縁に側壁１１２が立設している。栽培槽１１は、透光性を有する樹脂で形成されている。栽培槽１１の特に最適な形状は、内径２００ｍｍの高さ８００ｍｍの円筒形である。

底部１１１は、略円形の板状体であり、この底部１１１の略中心には、流出手段１３が貫通する貫通孔１１３が形成されている。この貫通孔１１３の内径は、流出手段１３の外形より僅かに小さく形成されている。また、底部１１１の貫通孔１１３が形成されている部分の周囲は、ゴム素材で形成されている。また、貫通孔１１３の内壁には、油脂が塗布されている。

栽培槽１１の側壁１１２は、略鉛直方向に立設する円筒体である。この側壁１１２には、この側壁１１２の上部に、栽培槽へ養液３を流入させる流入手段１２の流入口１２１が接続されている。

栽培槽１１の上部には、植物２を支持する支持手段１５が設置され、この支持手段１５と底部１１１と側壁１１２と、により栽培槽１１の内部空間を形成している。

支持手段１５は、植物２を支持可能な厚さを有する板状体であり、栽培槽１１の側壁１１２の内形と略同一の形状である。また、支持手段１５の略中心には、栽培槽１１に植設する植物２の茎の外形より僅かに小さい孔が形成されている。支持手段１５は、例えば、ウレタン樹脂で形成されている。なお、支持手段１５は、植物の根２１を下方に貫通することができる素材であればよく、例えば、ネット等を使用することができる。

流入手段１２は、栽培槽１１に接続されている流入口１２１と、この流入口１２１に一端が接続される流入管１２２と、この流入管１２２の他端が接続された水揚ポンプ１２３と、を備える。

流入口１２１は、栽培槽１１の側壁１１２内部側の略接線方向に向けて栽培槽１１と接続されている。また、流入口１２１は、後述する流出手段１３のサイフォン部分１３３の頂部１３３ｃより上方に配置されている。

流入管１２２は、筒状の長尺体である。流入管１２２の特に最適な形状は、内径２０ｍｍの筒状体である。

水揚ポンプ１２３は、電動式であり、後述する養液槽１６の底部に設置されている。また、水揚ポンプ１２３の養液３の吸い込み口には、養液３に浮遊する塵を吸い込まないようにするためのフィルターが設置されている。

また、水揚ポンプ１２３の水揚げ量は、栽培槽へ流入させる養液の流入量となる。また、水揚ポンプ１２３は、水位管理端末２２０に接続されている。また、水揚ポンプ１２３は、後述する水位管理端末２２０の水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１により栽培槽に貯留された養液の水位を変化させるように制御される。

流出手段１３は、筒状の長尺体である。流出手段１３の一端側は、栽培槽１１の内部に配置されている。また、流出手段１３は、栽培槽１１の底部１１１に形成された貫通孔１１３をスライド可能に貫通し、流出手段１３の他端側は、栽培槽１１の外部に配置されている。

流出手段１３の一端側には、栽培槽１１の養液３を吸入する吸入口１３１が、形成されている。また、流出手段１３の他端側には、吸入口１３１から吸入した養液３を栽培槽１１の外側に排出させる排出口１３２が形成されている。また、流出手段１３の吸入口１３１と排出口１３２との間には、サイフォン部分１３３が形成されている。また、流出手段１３は、透光性の材質で形成されている。

吸入口１３１は、栽培槽１１内の底部１１１近傍に、底部１１１方向に向けて配置されている。
排出口１３２は、栽培槽１１の外側にかつ後述するサイフォン部分１３３の下方に、後述する養液槽１６に向けて配置されている。

サイフォン部分１３３は、栽培槽１１に設置された支持手段１５の下方に、逆Ｕ字型に形成されている。また、サイフォン部分１３３は、弾性素材で形成されている。また、サイフォン部分１３３は、栽培槽１１内で略鉛直方向の逆方向に延びて吸入口１３１に向かう導引部１３３ａと、栽培槽１１内で略鉛直方向に延びて排出口１３２に向かう導出部１３３ｂと、導引部１３３ａから導出部１３３ｂを繋げる湾曲した頂部１３３ｃと、を備える。栽培槽１１の底部１１１から頂部１３３ｃまでの特に最適な距離は、７００ｍｍである。

養液槽１６は、上面が開放された箱状体であり、矩形の板状体底部の端縁に矩形の板状体の側壁が立設している。また、養液槽１６は、透光性の素材で形成されている。

養液槽架台１７は、板状体であり、養液槽１６の上面を略半分覆うように設置されている。また、養液槽架台１７の略中央部分には、栽培槽１１の底部の外径より僅かに大きい形状の凹部が形成されている。また、この養液槽架台１７の凹部には、栽培槽１１の外部に配置されている流出手段１３が挿入可能な孔が設けられている。すなわち、栽培槽１１は、養液槽架台１７に着脱可能に設置される。

図２を用いて、水耕栽培装置１の養液３の流動について説明する。
図２は、栽培槽１１内の養液の水位の変化を示す水耕栽培装置１の部分断面図である。

図２に示すように、流入手段１２は、後述する水位管理端末２２０の後述する水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１により、栽培槽１１の側壁１１２に接続された流入手段１２の流入口１２１から、後述する流入量決定手段としてのサーバ側ＣＰＵ２１１により決定された所定時間当たりの流入量である単位流入量の養液３を栽培槽１１内に流入させる。流入口１２１は、円筒体の側壁１１２内部側の略接線方向に向けて側壁１１２に接続されている。よって、養液３は、側壁１１２に沿って回転しながら、流下していく。

図２に示すように、流入手段１２から流入された養液３は、栽培槽１１の底部１１１から貯留され、流出手段１３に形成されたサイフォン部分１３３の頂部１３３ｃの配置位置である水位３２まで貯留される。すると、養液３は、サイフォン部分１３３のサイフォン効果によって、流出手段１３の吸入口１３１から吸入され、流出手段１３の排出口１３２から栽培槽１１の外側に排出されだす。すると、流入手段１２の流入量より流出手段１３の流出量の方が多いので、栽培槽１１内の養液３の水位も徐々に下がる。その後、養液３は、流出手段１３の吸入口１３１の配置位置である水位３３まで水位が下がる。すると、流出手段１３は、吸入口１３１より、空気を吸い込み、サイフォン効果を継続できなくなる。よって、養液３は、栽培槽１１の外側に排出されなくなる。

また、流出手段１３の排出口１３２から栽培槽１１の外側に排出された養液３は、養液槽１６に流下し、貯留される。その後、養液槽１６に貯留された養液３は、流入手段１２の水揚ポンプ１２３に吸い上げられ、流入手段１２の流入管１２２を通じて、再び、流入手段１２の流入口１２１より、栽培槽１１に流入される。このように、養液３を循環させることで、水耕栽培装置１内で、養液３が滞留することがなくなるので、養液３の濃度を一定に保つことが可能となる。さらに、水耕栽培装置１は、鉛直方向に養液３を循環させているので、設置スペースを小さくすることが可能となる。

また、サイフォン部分１３３のサイフォン効果によって、流出手段１３の吸入口１３１から吸入され、流出手段１３の排出口１３２から栽培槽１１の外側に排出されだす。すると、養液３の水位は、水位３３までの水位が下がる。すると、流出手段１３は、空気を吸いみ、吸い込み音を発生する。この吸い込み音は、栽培槽１１内で響き、栽培槽１１の外側に聞こえる音を、吸い込み音とは音の性質が異なる栽培槽音に変化する。

次に、図３を用いて、水耕栽培システム２００の水耕栽培装置１ｂについて説明する。
図３は、水耕栽培システム２００の水耕栽培装置１ｂの斜視図である。

図３に示すように、水耕栽培装置１ｂは、植物２に吸収させる養液３を貯留する栽培槽１１と、栽培槽１１へ養液３を流入させる流入手段１２と、養液３を栽培槽１１の外側に排出させる流出手段１４と、を備える。また、水耕栽培装置１ｂは、栽培槽１１に流入する養液３を貯留するとともに、栽培槽１１の外側に排出された養液３を貯留する養液槽１６と、養液槽１６の上部に設けられ栽培槽１１を支持する養液槽架台１７と、を備える。また、栽培槽１１の内部に、検知手段２６０が設置されている。また、水耕栽培装置１ｂの流入手段１２及び流出手段１４と検知手段２６０とは、水位管理端末２２０に接続されている。
なお、上述の水耕栽培装置１と同一の構成についての説明は省略する。

流出手段１４は、筒状の長尺体である。
流出手段１４の一端側には、栽培槽１１の養液３を吸入する吸入口１４１が、形成されている。また、流出手段１４の他端側には、吸入口１４１から吸入した養液３を栽培槽１１の外側に排出させる排出口１４２が形成されている。

吸入口１４１は、栽培槽１１内の底部１１１近傍に、略鉛直方向上向きに配置されている。
また、吸入口１４１には、吸入口バルブ１４１ａが設けられている。この吸入口バルブ１４１ａは、水位管理端末２２０の後述する水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１の制御により、開閉可能である。

排出口１３２は、栽培槽１１の外側にかつ養液槽１６に向けて配置されている。

検知手段２６０は、検知センサ２６３と、検知センサ２６３に一端が接続された検知線２６２と、検知線２６２の他端に接続された検知浮き２６１と、を備える。

検知センサ２６３は、栽培槽１１の底部１１１に固定され、検知センサ２６３の表面に検知線２６２が接続されている。
検知線２６２は、ナイロンで形成された糸状体である。
検知浮き２６１は、略球状体であり、塩化ビニル樹脂で形成されている。また、検知浮き２６１の外面には、検知線２６２の他端が接続されている。

次に、水耕栽培装置１ｂの養液３の流動について説明する。
流入手段１２は、後述する水位管理端末２２０の制御により、栽培槽１１の側壁１１２に接続された流入手段１２の流入口１２１から、後述する流入量決定手段としてのサーバ側ＣＰＵ２１１により決定された所定時間当たりの流入量である単位流入量の養液３を栽培槽１１内に流入させる。流入手段１２から流入された養液３は、栽培槽１１の底部１１１から貯留される。検知センサ２６３の検知浮き２６１は、検知センサ２６３を弛ませながら、養液３の水面に浮かんでいる。検知浮き２６１は、養液３の水位の上昇に伴い上昇する。その後、養液３の水位は、所定の水位に達する。すると、検知センサ２６３の検知線２６２は、養液３の水面に浮かんだ検知浮き２６１に引っ張られ、検知センサ２６３に所定の張力を与える。すると、検知センサ２６３は、水位管理端末２２０の後述する端末側ＣＰＵ２２１に水位検知信号を送信する。水位検知信号を検知した端末側ＣＰＵ２２１は、流出手段１４を、栽培槽の外側に排出させる養液３の排出量を変化させるように制御する。すなわち、端末側ＣＰＵ２２１は、吸入口バルブ１４１ａを開放する制御を行う。すると、栽培槽１１内の養液３は、重力により吸入口１４１から排出口１４２に向けて流下する。

次に、図４を用いて、水耕栽培システム２００の水耕栽培装置１ｃについて説明する。
図４は、水耕栽培システム２００の水耕栽培装置１ｃの斜視図である。

図４に示すように、水耕栽培装置１ｃは、上述の水耕栽培装置１の栽培槽１１と同様の機能を有する複数の栽培槽１１ｂを連結部２０により連結して、複数の栽培槽１１ｂ用の養液槽架台１７ａに配置されている。この養液槽架台１７ａは、複数の栽培槽１１ｂ用の養液槽１６ａの上部に設置されている。

次に、図５を用いて水耕栽培システム２００の水位管理サーバ２１０と、水位管理端末２２０と、について説明する。
図５は、本発明の水耕栽培システム２００のブロック図である。

図５に示すように、水耕栽培システム２００は、水位管理サーバ２１０と、複数の水位管理端末２２０と、がネットワーク２３０を介して接続されている。また、複数の水位管理端末２２０のうちの一つには、水耕栽培装置１が接続されている。また、複数の水位管理端末２２０のうちの一つには、水耕栽培装置１ｂが接続されている。また、複数の水位管理端末２２０のうちの一つには、水耕栽培装置１ｃが接続されている。

水位管理サーバ２１０は、流入量決定手段としてのサーバ側ＣＰＵ２１１と、後述する流入量テーブルの一例である酸素供給流入量テーブル（図６参照）を記憶する記憶手段２１２と、後述する植物情報を入力させる入力手段２１４と、水位管理に必要な情報を表示する表示手段２１３と、各種情報を送信及び取得するためのサーバ側２１５を備える。水位管理サーバ２１０は、サーバ側インターフェイス２１５を介してネットワーク２３０に接続される。

サーバ側ＣＰＵ２１１は、栽培槽１１へ流入させる養液３の所定時間当たりの流入量である単位流入量を決定する。具体的には、サーバ側ＣＰＵ２１１は、このサーバ側ＣＰＵ２１１に接続された水耕栽培装置毎に、入力手段２１４により入力された植物情報に基づき、酸素供給流入量テーブル（図６参照）を参照して、単位流入量を決定する。また、サーバ側ＣＰＵ２１１は、栽培槽１１の養液３を栽培槽１１の外側に排出させる排出量の所定時間当たりの排出量である単位排出量より少ない単位流入量を決定する。また、サーバ側ＣＰＵ２１１は、決定した単位流入量に関する単位流入量情報を後述する水位管理端末２２０の端末側ＣＰＵ２２１に送信する制御を行う。なお、本実施例において流入量決定手段は、ＣＰＵを例示しているが、これに限定されない。

記憶手段２１２は、揮発性又不揮発性の半導体記憶素子から構成されており、サーバ側ＣＰＵ２１１の作業領域として利用される他、植物２の種類を含む植物情報と単位流入量と植物２の種類に応じた植物２の根の酸素供給時間を関連付ける酸素供給流入量テーブル（図６参照）を記憶することや、各種プログラムを記憶することができる。

サーバ側インターフェイス２１５は、送信部と取得部とを備え、水位管理サーバ２１０とネットワーク２３０との通信を可能とするインターフェイスであり、例えば、ネットワークがインターネットである場合には、ＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルを利用した通信を行う機能を備える。サーバ側インターフェイス２１５は、送信部によりネットワーク２３０を介して、水位管理端末２２０に対して、サーバ側ＣＰＵ２１１が決定した単位流入量に関する単位流入量情報を送信すると共に、取得部により水位管理端末２２０から送信された水耕栽培装置１、１ｂ、１ｃに関する情報を取得する。

表示手段２１３は、モニタ装置やスピーカ等を含み、水位管理に必要な情報として後述する入力手段２１４により入力させる植物情報等を水位管理サーバ２１０の操作者に分かりやすい形態で表示するものである。

入力手段２１４は、水位管理サーバ２１０に対する操作者からの入力を受け付けるものであり、一般的には、キーボード及びマウスを含み、植物の種類を含む植物情報等の入力を受け付ける。

水位管理端末２２０は、水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１と、端末側インターフェイス２２２とを備える。水位管理端末２２０は、ネットワーク２３０を介して水位管理サーバ２１０に接続される。

端末側ＣＰＵ２２１は、水位管理サーバ２１０から取得した単位流入量情報に基づき流入手段１２を制御する。また、端末側ＣＰＵ２２１は、水耕栽培装置１ｂの検知手段２６０の検知信号に基づき流出手段１４を制御する。具体的には、端末側ＣＰＵ２２１は、この端末側ＣＰＵ２２１に接続された複数の水耕栽培装置毎に、水位管理サーバ２１０のサーバ側ＣＰＵ２１１が決定した単位流入量に基づき、栽培槽１１に貯留された養液３の水位を変化させるように流入手段１２を制御する。また、端末側ＣＰＵ２２１は、検知手段２６０により水位が所定水位に達したことを検知した場合に、栽培槽１１の外側に排出させる養液３の排出量を変化させるように流出手段１４の吸入口バルブ１４１ａの開閉動作を制御する。なお、本実施例において水位制御手段は、ＣＰＵを例示しているが、これに限定されない。

端末側インターフェイス２２２は、送信部と取得部とを備え、水位管理端末２２０とネットワーク２３０との通信を可能とするインターフェイスである。端末側インターフェイス２２２は、例えば、ネットワークがインターネットである場合には、ＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルを利用した通信を行う機能を備える。端末側インターフェイス２２２は、送信部によりネットワーク２３０を介して、水位管理サーバ２１０に対して、水耕栽培装置１、１ｂ、１ｃに関する情報を送信すると共に、取得部により水位管理サーバ２１０から送信されたサーバ側ＣＰＵ２１１が決定した単位流入量に関する単位流入量情報を取得する。

図６を用いて、記憶手段２１２が記憶する酸素供給流入量テーブルについて説明する。
図６は、図５に示す記憶手段２１２が記憶する酸素供給流入量テーブルである。

図６に示すように、酸素供給流入量テーブルは、植物の種類を含む植物情報と単位流入量と植物の種類に応じた植物の根の酸素供給時間を関連付けている。さらに、酸素供給流入量テーブルは、栽培経過日数と、単位排出量とも関連付けている。また、単位流入量は、単位排出量より少なくなるように関連付けられている。

植物の種類は、水耕栽培装置に設置される植物の種類である。具体的には、常緑種であるアイビー等や、水耕栽培に適した野菜であるホウレンソウ等が予め記憶されている。栽培経過日数は、日数で示され、植物を水耕栽培装置１、１ｂ、１ｃに設置してからの経過日数である。植物の根の酸素供給時間は、１時間当たりの分数で示され、植物の種類と栽培経過日数とに応じた植物の根２１が必要とする酸素供給時間である。単位流入量は、１分当たりの流入量（Ｌ）で示され、流入手段１２により栽培槽１１へ流入させる養液３の所定時間当たりの流入量である。単位排出量は、１分当たりの流出量（Ｌ）で示され、流出手段１３、１４により栽培槽１１の養液３を栽培槽１１の外側に排出させる所定時間当たりの排出量である。

図７を用いて、表示手段２１３に表示され、入力手段２１４により入力させる植物情報について説明する。
図７は、表示手段２１３の表示画面を説明する正面図である。

図７に示すように、表示手段２１３に表示される植物情報は、“水耕栽培装置番号”の文字と入力手段２１４によって入力可能な入力ボックス２１３ａと、“植物の種類”の文字と入力手段２１４によって入力可能な入力ボックス２１３ｂと、“栽培経過日数”及び“日”の文字と入力手段２１４によって入力可能な入力ボックス２１３ｃと、を含む。

図８を用いて、水位管理サーバ２１０の動作について説明する。
図８は、水位管理サーバ２１０の制御フローを示すフローチャートである。

図８に示すように、水位管理サーバ２１０の流入量決定手段としてのサーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ１０の処理により、入力手段２１４により植物情報としての植物の種類の入力を受け、入力された植物情報を記憶手段２１２の所定領域に記憶する。また、水耕栽培装置番号、栽培経過日数も入力されたときは、これらの情報も記憶手段２１２の所定領域に記憶する。サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ１０の処理が終了したときは、ステップＳ２０に処理を移す。

サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ２０の処理により、記憶手段２１２に記憶された酸素供給流入量テーブルを参照する。サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ２０の処理が終了したときは、ステップＳ３０に処理を移す。

サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ３０の処理により、ステップＳ１０の処理で記憶手段２１２に記憶した植物情報に基づき、ステップＳ２０の処理で参照した酸素供給流入量テーブルから植物の根の酸素供給時間を算出する。サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ３０の処理が終了したときは、ステップＳ４０に処理を移す。

サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ４０の処理により、ステップＳ３０の処理で算出した植物の根の酸素供給時間から単位流入量を決定する。サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ４０の処理が終了したときは、ステップＳ５０に処理を移す。

サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ５０の処理により、ステップＳ４０の処理で決定した単位流入量に関する情報をサーバ側インターフェイス２１５により、ネットワーク２３０を介して、水位管理端末２２０の水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１に対して、送信する。サーバ側ＣＰＵ２１１は、ステップＳ５０の処理が終了したときは、本ルーチンを終了する。

図９を用いて、水位管理端末２２０の動作について説明する。
図９は、水位管理端末２２０の制御フローを示すフローチャートである。

図９に示すように、水位管理端末２２０の水位制御手段としての端末側ＣＰＵ２２１は、ステップＳ１００の処理により、サーバ側ＣＰＵ２１１より送信された単位流入量に関する情報を取得する。端末側ＣＰＵ２２１は、ステップＳ１００の処理が終了したときは、ステップＳ２００に処理を移す。

端末側ＣＰＵ２２１は、ステップＳ２００の処理により、ステップＳ１００の処理で取得した単位流入量に関する情報に基づき、栽培槽１１に貯留された養液３の水位を変化させるように流入手段１２を制御する。端末側ＣＰＵ２２１は、ステップＳ２００の処理が終了したときは、本ルーチンを終了する。

以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。

本発明の水耕栽培システムの概念図である。 栽培槽内の養液の水位の変化を示す水耕栽培装置の部分断面図である。 水耕栽培システムの水耕栽培装置の斜視図である。 水耕栽培システムの水耕栽培装置の斜視図である。 本発明の水耕栽培システムのブロック図である。 図５に示す記憶手段が記憶する酸素供給流入量テーブルである。 表示手段の表示画面を説明する正面図である。 水位管理サーバの制御フローを示すフローチャートである。 水位管理端末の制御フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１、１ｂ、１ｃ 水耕栽培装置
２ 植物
３ 養液
１１ 栽培槽
１２ 流入手段
１３、１４ 流出手段
１３３ サイフォン部分
１３３ａ 導引部
１３３ｂ 導出部
１３３ｃ 頂部
２００ 水耕栽培システム
２１１ サーバ側ＣＰＵ
２１２ 記憶手段
２１４ 入力手段
２２１ 端末側ＣＰＵ
２３０ ネットワーク
２６０ 検知手段

Claims (5)

1. 植物が設置され、前記植物に吸収させる養液を貯留する栽培槽と前記栽培槽へ養液を流入させる流入手段と前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出させる流出手段とを有する水耕栽培装置と、
   前記栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を決定する流入量決定手段と、
   前記単位流入量に基づき、前記栽培槽に貯留された養液の水位を変化させるように前記流入手段を制御する水位制御手段と、
   前記植物に関する植物情報と前記単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを記憶する記憶手段と、
   前記植物情報を入力させる入力手段と、を備える水耕栽培システムであって、
   前記流入量決定手段は、前記入力手段により入力された前記植物情報に基づき、前記流入量テーブルを参照して、前記単位流入量を決定し、前記単位流入量に関する単位流入量情報を前記水位制御手段に送信することを特徴とする水耕栽培システム。
2. 前記流出手段は、前記栽培槽内で略鉛直方向の逆方向に延びる導引部と前記栽培槽内で略鉛直方向に延びる導出部と前記導引部から前記導出部を繋げる湾曲した頂部とから成る逆Ｕ字型に形成されたサイフォン部分を有し、
   前記流入量決定手段は、前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出させる排出量の所定時間当たりの排出量である単位排出量より少ない前記単位流入量を決定することを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培システム。
3. 前記水位制御手段は、前記水位を検知する検知手段を備え、
   検知手段により前記水位が所定水位に達したことを検知した場合に、前記栽培槽の外側に排出させる養液の排出量を変化させるように前記流出手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培システム。
4. 前記記憶手段は、前記植物の種類を含む前記植物情報と前記単位流入量と前記植物の種類に応じた前記植物の根の酸素供給時間を関連付ける酸素供給流入量テーブルを記憶することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水耕栽培システム。
5. それぞれに、植物が設置され、前記植物に吸収させる養液を貯留する栽培槽と前記栽培槽へ養液を流入させる流入手段と前記栽培槽の養液を前記栽培槽の外側に排出させる流出手段とを有する複数の水耕栽培装置と、
   前記複数の水耕栽培装置毎に、前記栽培槽へ流入させる養液の所定時間当たりの流入量である単位流入量を、決定する流入量決定手段と、
   前記複数の水耕栽培装置毎に、前記単位流入量に基づき、前記栽培槽に貯留された養液の水位を変化させるように前記流入手段を制御する少なくとも一つの水位制御手段と、
   前記植物に関する植物情報と前記単位流入量とを関連付ける流入量テーブルを記憶する記憶手段と、
   前記複数の水耕栽培装置毎の前記植物情報を入力させる入力手段と、を備える水耕栽培システムであって、
   前記流入量決定手段は、前記入力手段により入力された前記植物情報に基づき、前記流入量テーブルを参照して、前記単位流入量を決定し、前記単位流入量に関する単位流入量情報を前記水位制御手段に送信し、
   前記水位制御手段は、前記流入量決定手段とネットワークを介して接続されることを特徴とする水耕栽培システム。
   
   

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