養液栽培装置及びそれに使用される養液栽培ポート
【課題】
養液栽培装置及びこれに使用される積層式養液栽培ポートを提供する。
【解決手段】
養液栽培装置は作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備える。前述したように構成された養液栽培装置は一つの噴射ノズルにより複数個の養液栽培ポートに養液を供給できるので装置の構成が著しく簡便になる。また、養液栽培ポートが周期的に移動され施設ハウス内で隋時に位置を変えるので、作物に入射される日照量が均一に維持され作物の均一な成長を可能にする。
養液栽培装置及びこれに使用される積層式養液栽培ポートを提供する。
【解決手段】
養液栽培装置は作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備える。前述したように構成された養液栽培装置は一つの噴射ノズルにより複数個の養液栽培ポートに養液を供給できるので装置の構成が著しく簡便になる。また、養液栽培ポートが周期的に移動され施設ハウス内で隋時に位置を変えるので、作物に入射される日照量が均一に維持され作物の均一な成長を可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は養液栽培装置及び該養液栽培装置に使われる積層式養液栽培ポートに関する。
【背景技術】
【０００２】
養液栽培方法とは、作物の生育に求められる必須元素をその吸収率により適当な濃度に溶解させた水溶液(以下、"養液")を用いて作物を栽培する方法を指す。養液栽培は養液と根部分の培地条件を人為的に精度よく調節できるため、生育環境を均一に維持することにより作物の生育条件を最適化できる科学的な栄農技術である。
【０００３】
養液栽培は培地の種類に応じて気耕栽培、水耕栽培及び固形培地耕栽培とに分かれる。この中から現在最も広範に使用される固形培地耕栽培は自然土壌の代りに砂、パールライト、岩綿(ロックウール)、砂利、粗糠、薫炭などで作られる固形培地(以下、"培養土")で作物を支えて養液を供給する栽培方法である。
【０００４】
従来の固形培地耕栽培設備の一例である韓国特許出願第１９９２-１３５３５号では、温室内の畦に設けた養液栽培ベッド上に養液ポートを形成し、前記養液ポート毎に養液潅水設備をそれぞれ設けるべきなので設備予算が過多に要求される短所がある。一方、従来の技術の他の例として、韓国特許出願第２０００-２０４８３号では格子型水切り口が形成された発泡スチロール製の外容器に内容器を内蔵し、培養土の代りに土を盛って作物を育てる家庭用養液栽培装置が開示されており、韓国実用新案登録出願２００１-２２１７３号には養液栽培ベッド上に設けたポートの上部に設けたノズルで養液を散水する技術が開示されている。しかし、前記従来の技術の養液栽培装置では各養液ポート毎に適切な位置に養液散水配管を設置すべき問題点がある。
また、前記従来の技術の養液栽培装置は場所や空間の余裕が足りない施設ハウス内で作物の特性により養液栽培ポートの高さを任意に調節できず、施設ハウス内の天井などによる日照量も均一に調節し難い短所がある。さらに、養液栽培ポートに養液の供給がポート毎になされるので給水と回水が煩わしい問題点がある。
【特許文献１】韓国特許出願第１９９２-１３５３５号
【特許文献２】韓国特許出願第２０００-２０４８３号
【特許文献３】韓国実用新案登録出願２００１-２２１７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前述した問題点を解決するための案出されたもので、その目的は構成が簡単であり設置費用が相対的に安価な養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、狭い空間でも高集積度で作物を栽培することができ、作物の均一な成長に寄与できる養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、養液の給水と回収が効率的になされうる養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明の積層式養液栽培ポートは、作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる。前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部及び下部が開放されたシリンダー状をしており、前記養液栽培ポートの下部には培養土を支える底部網が形成されることにより前記積層式養液栽培ポートの上部から供給された養液が最上部の養液栽培ポートから最下部の養液栽培ポートまで通過されるようにする。前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成される。
前述したように構成された積層式養液栽培ポートは施設ハウスの高さに応じて養液栽培ポートの積層段数を任意に調節することができるため、施設ハウス内の空間の効率的な利用を可能にして作物栽培の高集積化が可能である。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、積層式養液栽培ポートを構成する複数個の養液栽培ポートは、それぞれ上部が開放され下部が密閉されたシリンダー状をしており、少なくとも一つ以上の養液供給管が前記養液栽培ポートの下部面を貫通して実質的に垂直方向に設けられることにより、複数個の養液栽培ポートの積層時に上下隣接した二つの養液栽培ポートの養液供給管が相互連結されるようにする。前記相互隣接した養液供給管の連結部には養液が養液供給管の外部に流出されうる流出口が設けられる。前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成される。
【００１０】
本発明の目的を達成するための養液栽培装置は作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ、前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備える。
【発明の効果】
【００１１】
前述したように構成された養液栽培装置は一つの噴射ノズルにより複数個の養液栽培ポートに養液を供給することができないため装置の構成が著しく簡単になる。また、養液栽培ポートが周期的に移動され施設ハウス内で随時に位置を変えるので、作物に入射される日照量が均一に維持され作物の均一な成長を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施形態をさらに詳述する。しかし、下記の実施形態は例示的なものに過ぎず、決して本発明を制限しようとすることではない。
【００１３】
図１の構成図に示したように、本発明の養液栽培装置では複数個の養液栽培ポート１がロープ６によりコンベヤー７上に所定間隔でぶら下げられ所定の閉ループ型移動経路に沿って移動される。施設ハウス内に設けられたコンベヤー７の経路の下方には養液回収チャンネル１２が配置される。養液回収チャンネル１2は濾過装置９、養液貯蔵タンク８及びポンプ１０を経由して養液噴射ノズル１１に連結される。養液栽培ポート１から排出された養液は養液回収チャネル１２で回収され、ろ過装置９でろ過され養液貯蔵タンク８に貯留される。養液噴射時には、養液貯蔵タンク8に貯留された養液はポンプ１０によりポンピングされ、噴射ノズル１１を介してその下部を通る養液栽培ポート１に供給される。
図２ないし図６に示した本発明の第１実施形態による養液栽培装置１００は複数個の養液栽培ポート１を一定経路上で周期的に移動させるための移動手段と、養液栽培ポート１に養液を供給するための噴射ノズル１１及び養液栽培ポート１から排出される養液を回収するための養液回収チャンネル１２を備える。
前記養液栽培ポート移動手段は閉ループ型チェーンコンベヤーシステムで構成される。前記チェーンコンベヤーシステムは両端に設けられた二つのチェーンホイール３１、３１'(駆動側チェーンホイール及び被動側チェーンホイール)と、チェーンホイール３１、３１'の周辺の歯３１ａに噛み合うように巻きかけたチェーン３３、及び駆動側チェーンホイール３１に動力を供給するためのモータ３２で構成された動力伝達手段を備える。
【００１４】
前記二つのチェーンホイール３１、３１'はモータ３２を装着した横支持台３７により相互連結され、前記横支持台３７と実質的に並んで延びた二つのＣ型管３４が設置されチェーン３３の移動を案内する。また、前記二つのＣ型管３４は所定間隔で配置された複数個の縦支持台３５により相互連結される。前記チェーンホイール３１、３１'と縦支持台３５は所定間隔に配された複数個の垂直支持台３６によりチェーンコンベヤーシステムの下部に設けられた下部支持台３８に固定される。前記下部支持台３８にはコンベヤー間隔調節手段が設けられる。
【００１５】
前記閉ループ型チェーンコンベヤー１００は、図２に示したように、施設ハウス内の空間が許す限り複数個のセットが設けられる。前記複数個のチェーンコンベヤー１００の配置方向は養液栽培ポート１の移動方向("Ｙ" 方向)と実質的に垂直な方向("Ｘ" 方向)である。このように施設ハウス内に多数個のチェーンコンベヤー１００が隣接配置された場合は、相互隣接するチェーンコンベヤー間の間隔(Ｄ)を調節する間隔調節手段が設けられる。 前記間隔調節手段はチェーンコンベヤー１００を全体として"Ｘ"方向に移動させるように構成されている。さらに詳しく説明すれば、施設ハウス内の地盤に"Ｘ"方向に複数本のレール４１が配置され、チェーンコンベヤー１００の下部支持台３８の下面には複数個のローラ部材４２が設けられる。ローラ部材４２はレール４１に沿って転がれるように構成される。チェーンコンベヤー１００に"Ｘ"方向の駆動力を提供するため、ローラ部材４２の上部にそれぞれ支持具４３を設け、コンベヤーの長さに相応する長さのシャフト４４を支持具４３に挿入して下部支持台３８と並んで配置する。シャフト４４の所定位置にシャフトと一体に回転するピニオンギア４５が固設され、ピニオンギア４５はその下部に配置されたラックギア46と噛み合う。チェーンコンベヤー１００の最外側垂直支持台３６に固定された支持具４９によりハンドル４８が支持される。ハンドル４８とシャフト３８との間にはハンドルの回転力を伝達するギア連結手段４７が設けられる。
【００１６】
以下、チェーンコンベヤー１００上に養液栽培ポート１を装着するための技術手段について説明する。図３及び図４に示したように、本実施形態のチェーンコンベヤーはホイストチェーン３３を使用する。すなわち、養液栽培ポート１をチェーンコンベヤー１００のホイストチェーン３３にかけて装着する。養液栽培ポート１を固定したワイヤロープ４の上端部掛け金６をホイストチェーン１００のリングに係着させる。この際、ホイストチェーン３３がチェーンホイール３１上で巻回する時ワイヤロープ４の掛け金６がチェーンホイール３１の外周に形成された歯３１ａと干渉しないように、チェーンホイール３１の歯３１ａの下方に干渉防止溝３１ｂを形成する。チェーン３３の移動を案内するＣ型管３４は下部が開放され、養液栽培ポート１のワイヤロープ４が移動する経路を提供する。
以下、本実施形態による養液栽培装置の作用を説明する。
【００１７】
チェーンコンベヤー１００のホイストチェーン３３上に複数個の養液栽培ポート１を所定間隔で係着する。チェーンコンベヤー１００のモータ３２を駆動させると、チェーン３３が養液栽培ポート１をぶら下げて所定の閉ループ型経路に沿って循環移動する。同時に、養液栽培ポート１の移動経路上の所定位置に設けられた噴射ノズル１１を作動させると、その位置に移動された養液栽培ポート１に周期的に養液を供給する。一方、養液栽培ポート１から流出された養液は下部の養液回収チャンネル１２により回収される。
【００１８】
施設ハウス内の空間の効率的な利用を図るため、多数個のチェーンコンベヤー１００を集積配置した場合は相隣接するコンベヤー間の間隔(Ｄ)が縮まって作業者の作業空間が足りない。この場合、作業者は間隔調節手段のハンドル４８を回転させシャフト４４上に固定されたピニオンギア４５とラックギア４６との相互作用により"Ｘ"方向の駆動力を発生させる。これにより、チェーンコンベヤー１００の下段に設けられた複数個のローラ部材４２がレール４１に沿って移動され、チェーンコンベヤー１００は全体として"Ｘ"方向に移動される。このように作業者はコンベヤー間の間隔(Ｄ)を自由に調節することができる。
【００１９】
前記実施形態では養液栽培ポートの移動手段としてチェーンコンベヤーが適用されるが、
チェーン電動手段以外にロープ電動手段やベルト電動手段なども使用可能である。また、モータ３２が駆動軸チェーンホイール３１にだけ動力を伝達するように構成されているが、チェーンコンベヤーの長さが相当に長い場合はさらに円滑な駆動のためにモータ３２駆動側チェーンホイール３１と被動側チェーンホイール３１'に同時に動力を伝達することもできる。本実施形態では作業者が手動でハンドル４８を回してコンベヤーを"Ｘ"方向に移動させる間隔調節手段が開示されているが、モータなどの動力発生手段を用いて自動にコンベヤーを移動させる養液栽培装置を構成することもできる。また、本発明は動力電圧手段として、前述したラックピニオン結合の他、別の結合構造を使用することができる。
【００２０】
図７及び図８に基づき本発明に係る養液栽培装置の第２及び第３実施形態を説明する。
【００２１】
図７に示された第２実施形態の養液栽培装置はリンク板をピンで連続結合したチェーン３３'を採択したチェーンコンベヤーを使う。特に、本実施形態では多列チェーンを使うことによって、上側に位置した第１列３３'ａはチェーンの両端に配されたチェーンホイールのスプラケット(図示せず)に噛み合い、下側に位置した第２列３３'ｂは養液栽培ポート１を固定したワイヤロープ４'の上端に固定される。また、本実施形態ではチェーン３３'の移動を案内するＣ型管３４'の側面が開放されており、よってワイヤロープ４'もこれに対応するようにＵ字形に折り曲げられる。
【００２２】
図８に示された第３実施例の養液栽培装置はチェーン３３"の移動を案内する部材としてＩ字形ビーム３４"を採択する。Ｉ字形ビーム３４"の両側にはローラ部材５１が設けられＩ字形ビーム３４"の長手方向に沿って移動自在に配置される。養液栽培ポート１を固定したロープ４"はローラ部材５１に結合される。チェーン３３"はローラ部材５１と通常の結合手段(図示せず)により結合されることにより、チェーン３３"の移動によりローラ部材５１が所定の経路に沿って循環移動される。
【００２３】
図９ないし図１１を参照しながら本発明に係る養液栽培装置の第４実施形態を説明する。
【００２４】
本実施形態の養液栽培装置は図２ないし図６に示された実施形態とは違って、循環ループ型チェーンコンベヤー２００が地面上に設けられ、チェーンコンベヤーの上部に置かれたパレット２０１に養液栽培ポート１が安着されパレット２０１と共に移動する。すなわち、チェーンコンベヤー２００は養液栽培ポート１の移動経路に沿って延びたフレーム２０７と、フレーム２０７に設けられた２本の案内レール２０８、案内レール２０８に沿ってそれぞれ移動し、その上部にパレット２０１が固定されたローラ２０２、フレーム２０７に設けられチェーン２０３の移動を案内するＣ型管２０４、チェーン２０３とパレット２０１を相互結合する固定部材２０９、及び駆動手段(図示せず)により駆動されチェーン２０３が巻きつけられるチェーンホイール２０５を備える。
養液栽培ポート１が安着されるパレット２０１が移動経路の曲線部[図１１においてチェーンホイール２０５が位置した部分]を通る時隣接したパレットに干渉される場合がある。これを防止するためにパレット２０１は前記曲線部の曲率半径の中心側に向かった部位に円形のチャンファ(chamfer)が形成される。また、パレットの移動時の流動を防止するために相互隣接するパレットを互いに結合するためのリング２０１ｂと掛け金２０１ｃがパレットの両側に設けられる。
また、フレーム２０７の一側には溝２１０が形成され養液栽培ポート１から排出された養液を集水する機能を行なう。 これに関連して、パレット２０１の外周に沿って溝２０１ａが形成されていて、養液栽培ポート１から流出された養液をパレットの下部のフレームの溝２１０に流入されるようにする。
【００２５】
以下、図１２及び図１３に基づき本発明に係る養液栽培装置の第５実施形態を説明する。
【００２６】
本実施形態の養液栽培装置３００は閉ループ形経路に沿って延びたＣ形フレーム３０１を備え、フレーム３０１の内側にはフレーム３０１と並んで延びた排水管３０２が設けられる。フレーム３０１の内部にはそれぞれローラ３０４を備えた複数個の可動部材３０３が一定間隔に設けられフレーム３０１上で移動される。可動部材３０３は通常の結合方式によりチェーン３０５と結合されチェーン３０５の移動により動く。稼働部材３０３にはほぼ垂直に延びた支持棒３０６が固定され、後述するパレット３０７及び養液栽培ポート１を支持する。可動部材３０３の上部にはパレット３０７が固設され、パレット３０７上に養液栽培ポート１が安着される。パレット３０７と養液栽培ポート１との間にはスラストベアリング３０８が介在されることにより養液栽培ポートがその位置で自由に回動自在に構成される。従って、養液栽培ポート１の移動中に障害物に出会っても、養液栽培ポート１はスラストベアリング３０８により自然にピボット回転することにより障害物の妨害を最小化することができる。
【００２７】
以下、図１４ないし図２０を参照しつつ本発明に係る積層式養液栽培ポートの実施形態を詳述する。
【００２８】
図１４ないし図１７に示された第１実施形態の積層式養液栽培ポートは複数個の養液栽培ポート１を積層してなる。それぞれの養液栽培ポート１は上部及び下部が開放された四角断面のシリンダ状をしている。養液栽培ポート１の下部開放部には培養土３を盛るための底部網１ｄが設置され、養液栽培ポート１の側面には作物生育口１ａが形成される。作物生育口１ａは作物の種子を培養土３に容易に投入できるようにする機能及び培養土３で育った作物の種子が成長する時その葉っぱ部分が養液栽培ポートの外部に突き出る空間を提供する機能を有する。
養液栽培ポート１の底部網１ｄの中央にはロープ貫通孔１ｅが形成される。ロープ貫通孔１ｅには積層式養液栽培ポートを垂れて固定するワイヤロープ４が通過される。
【００２９】
養液栽培ポート１の上部には上端爪１ｂが形成され、養液栽培ポート１の下部には下端爪１ｃが形成される。複数個の養液栽培ポートを積層する際上部に位置した養液栽培ポートの下端爪１ｃが下部に位置した養液栽培ポートの上端爪１ｂと噛合うようにそのサイズが設定されている。養液栽培ポート１の下端爪１ｃの外側底部にはポート水切り口１ｆが設けられる。
【００３０】
図１５に示したように、積層式養液栽培ポートの最上段に置かれた養液栽培ポートの上部には上部カバー２が装着される。最下段に位置した養液栽培ポートの下部にも前記上部カバー２と同一な形状よりなる下部カバーが装着される。上部カバー及び下部カバー２は養液栽培ポート１に対応する四角形をしており、上部から下部までその断面積が次第に狭くなる漏斗状(ホッパ型)よりなる。上部カバー及び下部カバー２の下部にはカバー網２ｂが設けられ、カバー網２ｂの中央にはロープ締結孔２ｃが形成される。下部カバー２の上部にはその上部に積層される養液栽培ポート１の下端爪１ｃと結合されるカバー上端縁２ａが形成され、上部カバー２の下端にはその下部に積層される養液栽培ポート１の上端爪１bと結合されるカバー下端縁２ｄが設けられる。カバー上端縁２ａにはカバー水切り口２ｆが形成される。
【００３１】
前記上部カバー及び下部カバー２のカバー水切り口２ｆと養液栽培ポート１のポート水切り口１ｆは互いに連通されることにより積層された養液栽培ポートの上部から下部に至る経路を提供する。前記経路は養液噴射ノズル１１から噴射された養液の中から上部カバー２の漏斗２ｅの外周面に留まった養液を下方に誘導する機能を果たす。
前述したような構成を有する第１実施形態の積層式養液栽培ポートの作用効果は次の通りである。
【００３２】
それぞれ培養土３を入れた複数個(本実施例では四つ)の養液栽培ポート１を順に積層させ、これに上部カバー２と下部カバー２を積層された養液栽培ポート１の上部及び下部にそれぞれ装着する。そして、ワイヤロープ４を養液栽培ポート１のロープ貫通孔１ｅと上部カバー及び下部カバー２のロープ締結孔２ｃを通じて貫通させた後、ワイヤロープストッパ５を用いてワイヤロープ４の最下端を下部カバー２に固定する。そして、ワイヤロープ４の上部に設けられた掛け金６を用いて積層式養液栽培ポート１を搬送手段、例えばコンべヤーのチェーン７などに係着させる。
【００３３】
このように積層式養液栽培ポートの上部カバー２に噴射ノズルにより噴射された養液は上部カバー網２ｂを通じて最上段の養液栽培ポート１に流入されることにより、その内部の培養土に植えられた作物に養液を供給し底部網１ｄを通じて流出される。流出された養液は次の段の養液栽培ポート１に流入される。このような方式を繰り返すことにより多段に積層された養液栽培ポートに全て養液が供給されうる。
【００３４】
図１８に示された第２実施形態の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポート８は作物生育口８ａが長方形断面の四つの外側面にそれぞれ形成されている。図１９に示された第３実施形態の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポート９は四つの作物生育口９ａが形成された円形の断面をしている。
本発明の積層式養液栽培ポートは本明細書及び図面に開示された特定形状の養液栽培ポートに限られず、使用条件に応じて多様な形状(例えば、三角形、六角形)の養液栽培ポートを採択できる。養液栽培ポートの側面に形成される作物生育口の個数も作物栽培現場の実情に応じて多様に変更できることは勿論である。
【００３５】
以下、図２０ないし図２２を参照しつつ、本発明に係る積層式養液栽培ポートの第４実施形態を説明する。
第４実施形態の積層式養液栽培ポートは作物を支える培養土３０を備えた複数個の養液栽培ポート１０を積層してなる。複数個の養液栽培ポート１０はそれぞれ上部が開放され、下部が密閉されたシリンダ状を有する。
【００３６】
養液栽培ポート１０には少なくとも一つの養液供給管１３が設けられる。養液供給管１３はその下端部が養液栽培ポート１０の下部面１０ａを貫通して実質的に垂直方向に配される。複数個の養液栽培ポートを積層すれば、上下に隣接した二つの養液栽培ポート１０の養液供給管１３が相互連結される。養液供給管１３の下端部にはその断面積が拡大された拡大部１３ａが形成される。従って、前記拡大部１３ａと隣接した養液供給管の上端部間の連結部には流出口(図２１の矢印部分)が提供され養液供給管に充填された養液が外部に流出されうる。
図２２に示したように、二つの相隣接する養液供給管１３の上端部と下端部が互いに接触して養液流出口が詰ることを未然に防止するため、養液供給管１３の上端部にはその長手方向に複数個の溝１３ｂが形成され、上端部の円周方向に沿って複数個の凹凸部１３ｃが形成される。従って、製作誤差や組立誤差などにより二つの養液供給管が接触しても、養液供給管に充填された養液は凹凸部１３ｃ及び溝１３ｂにより形成された間隙に沿って外に流出されうる。
【００３７】
最上段の養液栽培ポートの上部には上部カバー１１が結合される。上部カバー１１は漏斗状よりなり養液栽培ポート１０の養液供給管１３に対応する部分に養液供給孔１１ａが形成される。また、上部カバー１１の底面に複数個の水切り口１１ｂが形成される。
【００３８】
各養液栽培ポート１０の下部面１０ａには少なくとも一つ以上の水切り口１０ｃが形成される。図面符号１０ｂは養液栽培ポート１０を相互積層する時その結合位置を設定する係合爪である。
養液栽培ポート１０の少なくとも一つ以上の側面には作物生育口１０ｄが形成される。作物生育口１０ｄのサイズは培養土３で成長した作物の葉っぱ部分が養液栽培ポート１０の外部に突き出るほどのサイズに設定される。作物生育口１０ｄを限定する外周面１０ｅは上方に緩く傾斜していて作物が上方に自然に生育できるようにする。
【００３９】
本実施形態の積層式養液栽培ポートの上方から噴射ノズルなどにより養液が供給されれば、その養液は上部カバー１１の養液供給孔１１ａを介して養液栽培ポート１０の養液供給管１３に充填される。養液供給管１３に充填された養液は流出口を通じて外部に流通されることにより各段の養液栽培ポート１０に養液を供給する。供給された養液は養液栽培ポート１０の下部面１０ａに形成された水切り口１０ｃを通じて下部に排出される。
【００４０】
本発明に係る積層式養液栽培ポートでは施設ハウスの高さにより養液栽培ポートの段数を任意に調節することができ、養液栽培中には各段を持ち上げて作物の成長過程を観察することができる。従って、施設ハウス内の空間を効率よく利用できるので、作物栽培の高集積化が可能である。
【００４１】
本発明に係る養液栽培装置では作物を植えた養液栽培ポートが施設ハウス内で隋時に位置を変えるために、天井などの日を遮る施設を変えなくても作物に入射される日照量が均一に維持され、よって作物の均一な成長に寄与する。
【００４２】
また、本発明では養液栽培ポート毎に養液潅水設備を別に設置する必要がないため、設置費が節約される利点がある。養液栽培ポートから流出された養液は養液回数チャンネルによりリサイクルされるため、養液の浪費を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は構成が簡単であり設置費用が相対的に安価な、それから狭い空間でも高集積度で作物を栽培することができ、作物の均一な成長に寄与できる養液栽培装置及び養液栽培ポートに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明に係る養液栽培装置の概略構成図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る養液栽培装置の第１実施形態の凹部斜視図を示す。
【図３】図３は、図２の養液栽培装置の平面図を示す。
【図４】図４は、図２の養液栽培装置のチェーンコンベヤーの一部切除斜視図を示す。
【図５】図５は、 図２の養液栽培装置のチェーンコンベヤーの一部切除斜視図を示す。
【図６】図６は、 図２の養液栽培装置の間隔調節手段に対する斜視図を示す。
【図７】図７は、本発明に係る養液栽培装置の養液栽培ポートの装着構造に対する一実施形態を示した斜視図を示す。
【図８】図８は、本発明に係る養液栽培装置の養液栽培ポートの装着構造に対する他の実施形態を示した斜視図を示す。
【図９】図９は、本発明に係る養液栽培装置のさらに他の実施形態を示した平面図を示す。
【図１０】図１０は、図９の"Ａ-Ａ"線による断面図を示す。
【図１１】図１１は、図８の養液栽培装置の一部切除斜視図を示す。
【図１２】図１２は、本発明に係る養液栽培装置の他の実施形態を示した一部切除斜視図を示す。
【図１３】図１３は、図１２の養液栽培装置の養液栽培ポートの安着構造を示した分解斜視図を示す。
【図１４】図１４は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの一実施形態の斜視図を示す。
【図１５】図１５は、図１４の積層式養液栽培ポートの横断面図を示す。
【図１６】図１６は、図１４の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポートを示した斜視図を示す。
【図１７】図１７は、図１４の積層式養液栽培ポートの上部カバーまたは下部カバーに対する斜視図を示す。
【図１８】図１８は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの他の実施例を示した斜視図を示す。
【図１９】図１９は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの他の実施例を示した斜視図を示す。
【図２０】図２０は、本発明に係る積層式養液栽培ポートのさらに他の実施形態を示した斜視図を示す。
【図２１】図２１は、図２０の養液栽培ポートの横断面図を示す。
【図２２】図２２は、図２０の養液栽培ポートの養液供給管の結合状態を示した分離斜視図を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は養液栽培装置及び該養液栽培装置に使われる積層式養液栽培ポートに関する。
【背景技術】
【０００２】
養液栽培方法とは、作物の生育に求められる必須元素をその吸収率により適当な濃度に溶解させた水溶液(以下、"養液")を用いて作物を栽培する方法を指す。養液栽培は養液と根部分の培地条件を人為的に精度よく調節できるため、生育環境を均一に維持することにより作物の生育条件を最適化できる科学的な栄農技術である。
【０００３】
養液栽培は培地の種類に応じて気耕栽培、水耕栽培及び固形培地耕栽培とに分かれる。この中から現在最も広範に使用される固形培地耕栽培は自然土壌の代りに砂、パールライト、岩綿(ロックウール)、砂利、粗糠、薫炭などで作られる固形培地(以下、"培養土")で作物を支えて養液を供給する栽培方法である。
【０００４】
従来の固形培地耕栽培設備の一例である韓国特許出願第１９９２-１３５３５号では、温室内の畦に設けた養液栽培ベッド上に養液ポートを形成し、前記養液ポート毎に養液潅水設備をそれぞれ設けるべきなので設備予算が過多に要求される短所がある。一方、従来の技術の他の例として、韓国特許出願第２０００-２０４８３号では格子型水切り口が形成された発泡スチロール製の外容器に内容器を内蔵し、培養土の代りに土を盛って作物を育てる家庭用養液栽培装置が開示されており、韓国実用新案登録出願２００１-２２１７３号には養液栽培ベッド上に設けたポートの上部に設けたノズルで養液を散水する技術が開示されている。しかし、前記従来の技術の養液栽培装置では各養液ポート毎に適切な位置に養液散水配管を設置すべき問題点がある。
また、前記従来の技術の養液栽培装置は場所や空間の余裕が足りない施設ハウス内で作物の特性により養液栽培ポートの高さを任意に調節できず、施設ハウス内の天井などによる日照量も均一に調節し難い短所がある。さらに、養液栽培ポートに養液の供給がポート毎になされるので給水と回水が煩わしい問題点がある。
【特許文献１】韓国特許出願第１９９２-１３５３５号
【特許文献２】韓国特許出願第２０００-２０４８３号
【特許文献３】韓国実用新案登録出願２００１-２２１７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前述した問題点を解決するための案出されたもので、その目的は構成が簡単であり設置費用が相対的に安価な養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、狭い空間でも高集積度で作物を栽培することができ、作物の均一な成長に寄与できる養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、養液の給水と回収が効率的になされうる養液栽培装置及び養液栽培ポートを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための本発明の積層式養液栽培ポートは、作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる。前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部及び下部が開放されたシリンダー状をしており、前記養液栽培ポートの下部には培養土を支える底部網が形成されることにより前記積層式養液栽培ポートの上部から供給された養液が最上部の養液栽培ポートから最下部の養液栽培ポートまで通過されるようにする。前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成される。
前述したように構成された積層式養液栽培ポートは施設ハウスの高さに応じて養液栽培ポートの積層段数を任意に調節することができるため、施設ハウス内の空間の効率的な利用を可能にして作物栽培の高集積化が可能である。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、積層式養液栽培ポートを構成する複数個の養液栽培ポートは、それぞれ上部が開放され下部が密閉されたシリンダー状をしており、少なくとも一つ以上の養液供給管が前記養液栽培ポートの下部面を貫通して実質的に垂直方向に設けられることにより、複数個の養液栽培ポートの積層時に上下隣接した二つの養液栽培ポートの養液供給管が相互連結されるようにする。前記相互隣接した養液供給管の連結部には養液が養液供給管の外部に流出されうる流出口が設けられる。前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成される。
【００１０】
本発明の目的を達成するための養液栽培装置は作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ、前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備える。
【発明の効果】
【００１１】
前述したように構成された養液栽培装置は一つの噴射ノズルにより複数個の養液栽培ポートに養液を供給することができないため装置の構成が著しく簡単になる。また、養液栽培ポートが周期的に移動され施設ハウス内で随時に位置を変えるので、作物に入射される日照量が均一に維持され作物の均一な成長を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施形態をさらに詳述する。しかし、下記の実施形態は例示的なものに過ぎず、決して本発明を制限しようとすることではない。
【００１３】
図１の構成図に示したように、本発明の養液栽培装置では複数個の養液栽培ポート１がロープ６によりコンベヤー７上に所定間隔でぶら下げられ所定の閉ループ型移動経路に沿って移動される。施設ハウス内に設けられたコンベヤー７の経路の下方には養液回収チャンネル１２が配置される。養液回収チャンネル１2は濾過装置９、養液貯蔵タンク８及びポンプ１０を経由して養液噴射ノズル１１に連結される。養液栽培ポート１から排出された養液は養液回収チャネル１２で回収され、ろ過装置９でろ過され養液貯蔵タンク８に貯留される。養液噴射時には、養液貯蔵タンク8に貯留された養液はポンプ１０によりポンピングされ、噴射ノズル１１を介してその下部を通る養液栽培ポート１に供給される。
図２ないし図６に示した本発明の第１実施形態による養液栽培装置１００は複数個の養液栽培ポート１を一定経路上で周期的に移動させるための移動手段と、養液栽培ポート１に養液を供給するための噴射ノズル１１及び養液栽培ポート１から排出される養液を回収するための養液回収チャンネル１２を備える。
前記養液栽培ポート移動手段は閉ループ型チェーンコンベヤーシステムで構成される。前記チェーンコンベヤーシステムは両端に設けられた二つのチェーンホイール３１、３１'(駆動側チェーンホイール及び被動側チェーンホイール)と、チェーンホイール３１、３１'の周辺の歯３１ａに噛み合うように巻きかけたチェーン３３、及び駆動側チェーンホイール３１に動力を供給するためのモータ３２で構成された動力伝達手段を備える。
【００１４】
前記二つのチェーンホイール３１、３１'はモータ３２を装着した横支持台３７により相互連結され、前記横支持台３７と実質的に並んで延びた二つのＣ型管３４が設置されチェーン３３の移動を案内する。また、前記二つのＣ型管３４は所定間隔で配置された複数個の縦支持台３５により相互連結される。前記チェーンホイール３１、３１'と縦支持台３５は所定間隔に配された複数個の垂直支持台３６によりチェーンコンベヤーシステムの下部に設けられた下部支持台３８に固定される。前記下部支持台３８にはコンベヤー間隔調節手段が設けられる。
【００１５】
前記閉ループ型チェーンコンベヤー１００は、図２に示したように、施設ハウス内の空間が許す限り複数個のセットが設けられる。前記複数個のチェーンコンベヤー１００の配置方向は養液栽培ポート１の移動方向("Ｙ" 方向)と実質的に垂直な方向("Ｘ" 方向)である。このように施設ハウス内に多数個のチェーンコンベヤー１００が隣接配置された場合は、相互隣接するチェーンコンベヤー間の間隔(Ｄ)を調節する間隔調節手段が設けられる。 前記間隔調節手段はチェーンコンベヤー１００を全体として"Ｘ"方向に移動させるように構成されている。さらに詳しく説明すれば、施設ハウス内の地盤に"Ｘ"方向に複数本のレール４１が配置され、チェーンコンベヤー１００の下部支持台３８の下面には複数個のローラ部材４２が設けられる。ローラ部材４２はレール４１に沿って転がれるように構成される。チェーンコンベヤー１００に"Ｘ"方向の駆動力を提供するため、ローラ部材４２の上部にそれぞれ支持具４３を設け、コンベヤーの長さに相応する長さのシャフト４４を支持具４３に挿入して下部支持台３８と並んで配置する。シャフト４４の所定位置にシャフトと一体に回転するピニオンギア４５が固設され、ピニオンギア４５はその下部に配置されたラックギア46と噛み合う。チェーンコンベヤー１００の最外側垂直支持台３６に固定された支持具４９によりハンドル４８が支持される。ハンドル４８とシャフト３８との間にはハンドルの回転力を伝達するギア連結手段４７が設けられる。
【００１６】
以下、チェーンコンベヤー１００上に養液栽培ポート１を装着するための技術手段について説明する。図３及び図４に示したように、本実施形態のチェーンコンベヤーはホイストチェーン３３を使用する。すなわち、養液栽培ポート１をチェーンコンベヤー１００のホイストチェーン３３にかけて装着する。養液栽培ポート１を固定したワイヤロープ４の上端部掛け金６をホイストチェーン１００のリングに係着させる。この際、ホイストチェーン３３がチェーンホイール３１上で巻回する時ワイヤロープ４の掛け金６がチェーンホイール３１の外周に形成された歯３１ａと干渉しないように、チェーンホイール３１の歯３１ａの下方に干渉防止溝３１ｂを形成する。チェーン３３の移動を案内するＣ型管３４は下部が開放され、養液栽培ポート１のワイヤロープ４が移動する経路を提供する。
以下、本実施形態による養液栽培装置の作用を説明する。
【００１７】
チェーンコンベヤー１００のホイストチェーン３３上に複数個の養液栽培ポート１を所定間隔で係着する。チェーンコンベヤー１００のモータ３２を駆動させると、チェーン３３が養液栽培ポート１をぶら下げて所定の閉ループ型経路に沿って循環移動する。同時に、養液栽培ポート１の移動経路上の所定位置に設けられた噴射ノズル１１を作動させると、その位置に移動された養液栽培ポート１に周期的に養液を供給する。一方、養液栽培ポート１から流出された養液は下部の養液回収チャンネル１２により回収される。
【００１８】
施設ハウス内の空間の効率的な利用を図るため、多数個のチェーンコンベヤー１００を集積配置した場合は相隣接するコンベヤー間の間隔(Ｄ)が縮まって作業者の作業空間が足りない。この場合、作業者は間隔調節手段のハンドル４８を回転させシャフト４４上に固定されたピニオンギア４５とラックギア４６との相互作用により"Ｘ"方向の駆動力を発生させる。これにより、チェーンコンベヤー１００の下段に設けられた複数個のローラ部材４２がレール４１に沿って移動され、チェーンコンベヤー１００は全体として"Ｘ"方向に移動される。このように作業者はコンベヤー間の間隔(Ｄ)を自由に調節することができる。
【００１９】
前記実施形態では養液栽培ポートの移動手段としてチェーンコンベヤーが適用されるが、
チェーン電動手段以外にロープ電動手段やベルト電動手段なども使用可能である。また、モータ３２が駆動軸チェーンホイール３１にだけ動力を伝達するように構成されているが、チェーンコンベヤーの長さが相当に長い場合はさらに円滑な駆動のためにモータ３２駆動側チェーンホイール３１と被動側チェーンホイール３１'に同時に動力を伝達することもできる。本実施形態では作業者が手動でハンドル４８を回してコンベヤーを"Ｘ"方向に移動させる間隔調節手段が開示されているが、モータなどの動力発生手段を用いて自動にコンベヤーを移動させる養液栽培装置を構成することもできる。また、本発明は動力電圧手段として、前述したラックピニオン結合の他、別の結合構造を使用することができる。
【００２０】
図７及び図８に基づき本発明に係る養液栽培装置の第２及び第３実施形態を説明する。
【００２１】
図７に示された第２実施形態の養液栽培装置はリンク板をピンで連続結合したチェーン３３'を採択したチェーンコンベヤーを使う。特に、本実施形態では多列チェーンを使うことによって、上側に位置した第１列３３'ａはチェーンの両端に配されたチェーンホイールのスプラケット(図示せず)に噛み合い、下側に位置した第２列３３'ｂは養液栽培ポート１を固定したワイヤロープ４'の上端に固定される。また、本実施形態ではチェーン３３'の移動を案内するＣ型管３４'の側面が開放されており、よってワイヤロープ４'もこれに対応するようにＵ字形に折り曲げられる。
【００２２】
図８に示された第３実施例の養液栽培装置はチェーン３３"の移動を案内する部材としてＩ字形ビーム３４"を採択する。Ｉ字形ビーム３４"の両側にはローラ部材５１が設けられＩ字形ビーム３４"の長手方向に沿って移動自在に配置される。養液栽培ポート１を固定したロープ４"はローラ部材５１に結合される。チェーン３３"はローラ部材５１と通常の結合手段(図示せず)により結合されることにより、チェーン３３"の移動によりローラ部材５１が所定の経路に沿って循環移動される。
【００２３】
図９ないし図１１を参照しながら本発明に係る養液栽培装置の第４実施形態を説明する。
【００２４】
本実施形態の養液栽培装置は図２ないし図６に示された実施形態とは違って、循環ループ型チェーンコンベヤー２００が地面上に設けられ、チェーンコンベヤーの上部に置かれたパレット２０１に養液栽培ポート１が安着されパレット２０１と共に移動する。すなわち、チェーンコンベヤー２００は養液栽培ポート１の移動経路に沿って延びたフレーム２０７と、フレーム２０７に設けられた２本の案内レール２０８、案内レール２０８に沿ってそれぞれ移動し、その上部にパレット２０１が固定されたローラ２０２、フレーム２０７に設けられチェーン２０３の移動を案内するＣ型管２０４、チェーン２０３とパレット２０１を相互結合する固定部材２０９、及び駆動手段(図示せず)により駆動されチェーン２０３が巻きつけられるチェーンホイール２０５を備える。
養液栽培ポート１が安着されるパレット２０１が移動経路の曲線部[図１１においてチェーンホイール２０５が位置した部分]を通る時隣接したパレットに干渉される場合がある。これを防止するためにパレット２０１は前記曲線部の曲率半径の中心側に向かった部位に円形のチャンファ(chamfer)が形成される。また、パレットの移動時の流動を防止するために相互隣接するパレットを互いに結合するためのリング２０１ｂと掛け金２０１ｃがパレットの両側に設けられる。
また、フレーム２０７の一側には溝２１０が形成され養液栽培ポート１から排出された養液を集水する機能を行なう。 これに関連して、パレット２０１の外周に沿って溝２０１ａが形成されていて、養液栽培ポート１から流出された養液をパレットの下部のフレームの溝２１０に流入されるようにする。
【００２５】
以下、図１２及び図１３に基づき本発明に係る養液栽培装置の第５実施形態を説明する。
【００２６】
本実施形態の養液栽培装置３００は閉ループ形経路に沿って延びたＣ形フレーム３０１を備え、フレーム３０１の内側にはフレーム３０１と並んで延びた排水管３０２が設けられる。フレーム３０１の内部にはそれぞれローラ３０４を備えた複数個の可動部材３０３が一定間隔に設けられフレーム３０１上で移動される。可動部材３０３は通常の結合方式によりチェーン３０５と結合されチェーン３０５の移動により動く。稼働部材３０３にはほぼ垂直に延びた支持棒３０６が固定され、後述するパレット３０７及び養液栽培ポート１を支持する。可動部材３０３の上部にはパレット３０７が固設され、パレット３０７上に養液栽培ポート１が安着される。パレット３０７と養液栽培ポート１との間にはスラストベアリング３０８が介在されることにより養液栽培ポートがその位置で自由に回動自在に構成される。従って、養液栽培ポート１の移動中に障害物に出会っても、養液栽培ポート１はスラストベアリング３０８により自然にピボット回転することにより障害物の妨害を最小化することができる。
【００２７】
以下、図１４ないし図２０を参照しつつ本発明に係る積層式養液栽培ポートの実施形態を詳述する。
【００２８】
図１４ないし図１７に示された第１実施形態の積層式養液栽培ポートは複数個の養液栽培ポート１を積層してなる。それぞれの養液栽培ポート１は上部及び下部が開放された四角断面のシリンダ状をしている。養液栽培ポート１の下部開放部には培養土３を盛るための底部網１ｄが設置され、養液栽培ポート１の側面には作物生育口１ａが形成される。作物生育口１ａは作物の種子を培養土３に容易に投入できるようにする機能及び培養土３で育った作物の種子が成長する時その葉っぱ部分が養液栽培ポートの外部に突き出る空間を提供する機能を有する。
養液栽培ポート１の底部網１ｄの中央にはロープ貫通孔１ｅが形成される。ロープ貫通孔１ｅには積層式養液栽培ポートを垂れて固定するワイヤロープ４が通過される。
【００２９】
養液栽培ポート１の上部には上端爪１ｂが形成され、養液栽培ポート１の下部には下端爪１ｃが形成される。複数個の養液栽培ポートを積層する際上部に位置した養液栽培ポートの下端爪１ｃが下部に位置した養液栽培ポートの上端爪１ｂと噛合うようにそのサイズが設定されている。養液栽培ポート１の下端爪１ｃの外側底部にはポート水切り口１ｆが設けられる。
【００３０】
図１５に示したように、積層式養液栽培ポートの最上段に置かれた養液栽培ポートの上部には上部カバー２が装着される。最下段に位置した養液栽培ポートの下部にも前記上部カバー２と同一な形状よりなる下部カバーが装着される。上部カバー及び下部カバー２は養液栽培ポート１に対応する四角形をしており、上部から下部までその断面積が次第に狭くなる漏斗状(ホッパ型)よりなる。上部カバー及び下部カバー２の下部にはカバー網２ｂが設けられ、カバー網２ｂの中央にはロープ締結孔２ｃが形成される。下部カバー２の上部にはその上部に積層される養液栽培ポート１の下端爪１ｃと結合されるカバー上端縁２ａが形成され、上部カバー２の下端にはその下部に積層される養液栽培ポート１の上端爪１bと結合されるカバー下端縁２ｄが設けられる。カバー上端縁２ａにはカバー水切り口２ｆが形成される。
【００３１】
前記上部カバー及び下部カバー２のカバー水切り口２ｆと養液栽培ポート１のポート水切り口１ｆは互いに連通されることにより積層された養液栽培ポートの上部から下部に至る経路を提供する。前記経路は養液噴射ノズル１１から噴射された養液の中から上部カバー２の漏斗２ｅの外周面に留まった養液を下方に誘導する機能を果たす。
前述したような構成を有する第１実施形態の積層式養液栽培ポートの作用効果は次の通りである。
【００３２】
それぞれ培養土３を入れた複数個(本実施例では四つ)の養液栽培ポート１を順に積層させ、これに上部カバー２と下部カバー２を積層された養液栽培ポート１の上部及び下部にそれぞれ装着する。そして、ワイヤロープ４を養液栽培ポート１のロープ貫通孔１ｅと上部カバー及び下部カバー２のロープ締結孔２ｃを通じて貫通させた後、ワイヤロープストッパ５を用いてワイヤロープ４の最下端を下部カバー２に固定する。そして、ワイヤロープ４の上部に設けられた掛け金６を用いて積層式養液栽培ポート１を搬送手段、例えばコンべヤーのチェーン７などに係着させる。
【００３３】
このように積層式養液栽培ポートの上部カバー２に噴射ノズルにより噴射された養液は上部カバー網２ｂを通じて最上段の養液栽培ポート１に流入されることにより、その内部の培養土に植えられた作物に養液を供給し底部網１ｄを通じて流出される。流出された養液は次の段の養液栽培ポート１に流入される。このような方式を繰り返すことにより多段に積層された養液栽培ポートに全て養液が供給されうる。
【００３４】
図１８に示された第２実施形態の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポート８は作物生育口８ａが長方形断面の四つの外側面にそれぞれ形成されている。図１９に示された第３実施形態の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポート９は四つの作物生育口９ａが形成された円形の断面をしている。
本発明の積層式養液栽培ポートは本明細書及び図面に開示された特定形状の養液栽培ポートに限られず、使用条件に応じて多様な形状(例えば、三角形、六角形)の養液栽培ポートを採択できる。養液栽培ポートの側面に形成される作物生育口の個数も作物栽培現場の実情に応じて多様に変更できることは勿論である。
【００３５】
以下、図２０ないし図２２を参照しつつ、本発明に係る積層式養液栽培ポートの第４実施形態を説明する。
第４実施形態の積層式養液栽培ポートは作物を支える培養土３０を備えた複数個の養液栽培ポート１０を積層してなる。複数個の養液栽培ポート１０はそれぞれ上部が開放され、下部が密閉されたシリンダ状を有する。
【００３６】
養液栽培ポート１０には少なくとも一つの養液供給管１３が設けられる。養液供給管１３はその下端部が養液栽培ポート１０の下部面１０ａを貫通して実質的に垂直方向に配される。複数個の養液栽培ポートを積層すれば、上下に隣接した二つの養液栽培ポート１０の養液供給管１３が相互連結される。養液供給管１３の下端部にはその断面積が拡大された拡大部１３ａが形成される。従って、前記拡大部１３ａと隣接した養液供給管の上端部間の連結部には流出口(図２１の矢印部分)が提供され養液供給管に充填された養液が外部に流出されうる。
図２２に示したように、二つの相隣接する養液供給管１３の上端部と下端部が互いに接触して養液流出口が詰ることを未然に防止するため、養液供給管１３の上端部にはその長手方向に複数個の溝１３ｂが形成され、上端部の円周方向に沿って複数個の凹凸部１３ｃが形成される。従って、製作誤差や組立誤差などにより二つの養液供給管が接触しても、養液供給管に充填された養液は凹凸部１３ｃ及び溝１３ｂにより形成された間隙に沿って外に流出されうる。
【００３７】
最上段の養液栽培ポートの上部には上部カバー１１が結合される。上部カバー１１は漏斗状よりなり養液栽培ポート１０の養液供給管１３に対応する部分に養液供給孔１１ａが形成される。また、上部カバー１１の底面に複数個の水切り口１１ｂが形成される。
【００３８】
各養液栽培ポート１０の下部面１０ａには少なくとも一つ以上の水切り口１０ｃが形成される。図面符号１０ｂは養液栽培ポート１０を相互積層する時その結合位置を設定する係合爪である。
養液栽培ポート１０の少なくとも一つ以上の側面には作物生育口１０ｄが形成される。作物生育口１０ｄのサイズは培養土３で成長した作物の葉っぱ部分が養液栽培ポート１０の外部に突き出るほどのサイズに設定される。作物生育口１０ｄを限定する外周面１０ｅは上方に緩く傾斜していて作物が上方に自然に生育できるようにする。
【００３９】
本実施形態の積層式養液栽培ポートの上方から噴射ノズルなどにより養液が供給されれば、その養液は上部カバー１１の養液供給孔１１ａを介して養液栽培ポート１０の養液供給管１３に充填される。養液供給管１３に充填された養液は流出口を通じて外部に流通されることにより各段の養液栽培ポート１０に養液を供給する。供給された養液は養液栽培ポート１０の下部面１０ａに形成された水切り口１０ｃを通じて下部に排出される。
【００４０】
本発明に係る積層式養液栽培ポートでは施設ハウスの高さにより養液栽培ポートの段数を任意に調節することができ、養液栽培中には各段を持ち上げて作物の成長過程を観察することができる。従って、施設ハウス内の空間を効率よく利用できるので、作物栽培の高集積化が可能である。
【００４１】
本発明に係る養液栽培装置では作物を植えた養液栽培ポートが施設ハウス内で隋時に位置を変えるために、天井などの日を遮る施設を変えなくても作物に入射される日照量が均一に維持され、よって作物の均一な成長に寄与する。
【００４２】
また、本発明では養液栽培ポート毎に養液潅水設備を別に設置する必要がないため、設置費が節約される利点がある。養液栽培ポートから流出された養液は養液回数チャンネルによりリサイクルされるため、養液の浪費を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は構成が簡単であり設置費用が相対的に安価な、それから狭い空間でも高集積度で作物を栽培することができ、作物の均一な成長に寄与できる養液栽培装置及び養液栽培ポートに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明に係る養液栽培装置の概略構成図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る養液栽培装置の第１実施形態の凹部斜視図を示す。
【図３】図３は、図２の養液栽培装置の平面図を示す。
【図４】図４は、図２の養液栽培装置のチェーンコンベヤーの一部切除斜視図を示す。
【図５】図５は、 図２の養液栽培装置のチェーンコンベヤーの一部切除斜視図を示す。
【図６】図６は、 図２の養液栽培装置の間隔調節手段に対する斜視図を示す。
【図７】図７は、本発明に係る養液栽培装置の養液栽培ポートの装着構造に対する一実施形態を示した斜視図を示す。
【図８】図８は、本発明に係る養液栽培装置の養液栽培ポートの装着構造に対する他の実施形態を示した斜視図を示す。
【図９】図９は、本発明に係る養液栽培装置のさらに他の実施形態を示した平面図を示す。
【図１０】図１０は、図９の"Ａ-Ａ"線による断面図を示す。
【図１１】図１１は、図８の養液栽培装置の一部切除斜視図を示す。
【図１２】図１２は、本発明に係る養液栽培装置の他の実施形態を示した一部切除斜視図を示す。
【図１３】図１３は、図１２の養液栽培装置の養液栽培ポートの安着構造を示した分解斜視図を示す。
【図１４】図１４は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの一実施形態の斜視図を示す。
【図１５】図１５は、図１４の積層式養液栽培ポートの横断面図を示す。
【図１６】図１６は、図１４の積層式養液栽培ポートを構成するそれぞれの養液栽培ポートを示した斜視図を示す。
【図１７】図１７は、図１４の積層式養液栽培ポートの上部カバーまたは下部カバーに対する斜視図を示す。
【図１８】図１８は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの他の実施例を示した斜視図を示す。
【図１９】図１９は、本発明に係る積層式養液栽培ポートの他の実施例を示した斜視図を示す。
【図２０】図２０は、本発明に係る積層式養液栽培ポートのさらに他の実施形態を示した斜視図を示す。
【図２１】図２１は、図２０の養液栽培ポートの横断面図を示す。
【図２２】図２２は、図２０の養液栽培ポートの養液供給管の結合状態を示した分離斜視図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる積層式養液栽培ポートであって、
前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部及び下部が開放されたシリンダ状をしており、前記養液栽培ポートの下部には培養土を支える底部網が形成されることにより前記積層式養液栽培ポートの上部から供給された養液が最上部の養液栽培ポートから最下部の養液栽培ポートまで通過されるようにし、
前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成されることを特徴とする積層式養液栽培ポート。
【請求項２】
作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる積層式養液栽培ポートであって、
前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部が開放され下部が密閉されたシリンダー状をしており、少なくとも一つ以上の養液供給管が前記養液栽培ポートの下部面を貫通して実質的に垂直方向に設けられることにより、複数個の養液栽培ポートの積層時に上下隣接した二つの養液栽培ポートの養液供給管が相互連結されるようにし、前記相隣接した養液供給管の連結部には養液が養液供給管の外部に流出されうる流出口が設けられ、
前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成されることを特徴とする積層式養液栽培ポート。
【請求項３】
前記作物生育口は培養土で成長した作物の葉っぱ部分が外部に突き出るほどのサイズに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項４】
前記積層式養液栽培ポートの最上段に位置した養液栽培ポートの上部には上部カバーがさらに備えられ、
前記上部カバーは上部から下部まで断面積が次第に縮まる漏斗状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項５】
前記複数個の養液栽培ポート及び前記上部カバーの実質的に中央部にはロープ貫通孔がそれぞれ形成され、
前記ロープ貫通孔を通過して複数個の養液栽培ポートを一体に締結するロープがさらに備えられることを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項６】
作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、
前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、
前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備えることを特徴とする養液栽培装置。
【請求項７】
前記移動手段は養液栽培ポートの移動経路上で地面から所定高さに配列されたチェーンコンベヤーを備え、
前記チェーンコンベヤーに複数個の養液栽培ポートが一定間隔にぶら下げられて搬送されることを特徴とする請求項６に記載の養液栽培装置。
【請求項８】
前記移動手段は養液栽培ポートの移動経路上の地面上に配列されるチェーンコンベヤーを備え、
前記チェーンコンベヤーに一定間隔に配置された複数個のパレット上に養液栽培ポートが安着され搬送されることを特徴とする請求項６に記載の養液栽培装置。
【請求項９】
前記パレットと養液栽培ポートとの間にスラストベアリングが介在され、前記養液栽培ポートがその位置で自由にピボット回動自在になるようになることを特徴とする請求項８に記載の養液栽培装置。
【請求項１０】
前記養液栽培装置は前記養液栽培ポートの移動方向と実質的に垂直な方向に配列された少なくとも二つ以上の閉ループ型チェーンコンベヤーを備え、
該相互隣接した閉ループ型チェーンコンベヤー間の間隔を調節する間隔調節手段がさらに設けられることを特徴とする請求項７に記載の養液栽培装置。
【請求項１１】
前記間隔調節手段は、
前記養液栽培ポートの移動方向と実質的に垂直な方向に配列された少なくとも一本以上のレールと、前記チェーンコンベヤーを支持し前記レール上で移動可能な少なくとも一つ以上のローラ部材と、
前記チェーンコンベヤーに前記レール方向の駆動力を与える駆動機構を備えることを特徴とする請求項１０に記載の養液栽培装置。
【請求項１】
作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる積層式養液栽培ポートであって、
前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部及び下部が開放されたシリンダ状をしており、前記養液栽培ポートの下部には培養土を支える底部網が形成されることにより前記積層式養液栽培ポートの上部から供給された養液が最上部の養液栽培ポートから最下部の養液栽培ポートまで通過されるようにし、
前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成されることを特徴とする積層式養液栽培ポート。
【請求項２】
作物を支える培養土を備えた複数個の養液栽培ポートを積層してなる積層式養液栽培ポートであって、
前記複数個の養液栽培ポートはそれぞれ上部が開放され下部が密閉されたシリンダー状をしており、少なくとも一つ以上の養液供給管が前記養液栽培ポートの下部面を貫通して実質的に垂直方向に設けられることにより、複数個の養液栽培ポートの積層時に上下隣接した二つの養液栽培ポートの養液供給管が相互連結されるようにし、前記相隣接した養液供給管の連結部には養液が養液供給管の外部に流出されうる流出口が設けられ、
前記各養液栽培ポートの少なくとも一つ以上の側面には作物生育口が形成されることを特徴とする積層式養液栽培ポート。
【請求項３】
前記作物生育口は培養土で成長した作物の葉っぱ部分が外部に突き出るほどのサイズに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項４】
前記積層式養液栽培ポートの最上段に位置した養液栽培ポートの上部には上部カバーがさらに備えられ、
前記上部カバーは上部から下部まで断面積が次第に縮まる漏斗状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項５】
前記複数個の養液栽培ポート及び前記上部カバーの実質的に中央部にはロープ貫通孔がそれぞれ形成され、
前記ロープ貫通孔を通過して複数個の養液栽培ポートを一体に締結するロープがさらに備えられることを特徴とする請求項１または２に記載の積層式養液栽培ポート。
【請求項６】
作物を支える培養土を備えた養液栽培ポートを所定の閉ループ型移動経路に沿って周期的に移動させる移動手段と、
前記養液栽培ポートの移動経路上の一地点に設けられ前記地点を通過する養液栽培ポートに養液を供給する噴射ノズルと、
前記養液栽培ポートから排出される養液を回収するための養液回収チャンネルを備えることを特徴とする養液栽培装置。
【請求項７】
前記移動手段は養液栽培ポートの移動経路上で地面から所定高さに配列されたチェーンコンベヤーを備え、
前記チェーンコンベヤーに複数個の養液栽培ポートが一定間隔にぶら下げられて搬送されることを特徴とする請求項６に記載の養液栽培装置。
【請求項８】
前記移動手段は養液栽培ポートの移動経路上の地面上に配列されるチェーンコンベヤーを備え、
前記チェーンコンベヤーに一定間隔に配置された複数個のパレット上に養液栽培ポートが安着され搬送されることを特徴とする請求項６に記載の養液栽培装置。
【請求項９】
前記パレットと養液栽培ポートとの間にスラストベアリングが介在され、前記養液栽培ポートがその位置で自由にピボット回動自在になるようになることを特徴とする請求項８に記載の養液栽培装置。
【請求項１０】
前記養液栽培装置は前記養液栽培ポートの移動方向と実質的に垂直な方向に配列された少なくとも二つ以上の閉ループ型チェーンコンベヤーを備え、
該相互隣接した閉ループ型チェーンコンベヤー間の間隔を調節する間隔調節手段がさらに設けられることを特徴とする請求項７に記載の養液栽培装置。
【請求項１１】
前記間隔調節手段は、
前記養液栽培ポートの移動方向と実質的に垂直な方向に配列された少なくとも一本以上のレールと、前記チェーンコンベヤーを支持し前記レール上で移動可能な少なくとも一つ以上のローラ部材と、
前記チェーンコンベヤーに前記レール方向の駆動力を与える駆動機構を備えることを特徴とする請求項１０に記載の養液栽培装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公表番号】特表２００６−５０７８４８（Ｐ２００６−５０７８４８Ａ）
【公表日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１０２９９（Ｐ２００５−５１０２９９）
【出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００３／００２５６７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７５２１
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１９４９３０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００３／００２５６７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７５２１
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１９４９３０）
【Ｆターム（参考）】
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