JPH0217134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は作物の養液栽培に用いられる養液栽培
装置に係り、特に養液を殺菌し、かつ養液温度を
作物栽培に最適な温度に維持し得る養液栽培装置
に関するものである。

〔従来技術〕

土壌を用いないで作物の栽培を行なう養液栽培
の長所として(1)省力化及び自動化が容易である、
(2)連作障害がない、(3)土壌栽培に比べ収穫量が多
い、など数多くの長所があるが、反面、養液を循
環させているため、一度養液中に病原菌が混入し
た場合、病害の伝染速度が大きく被害が大きいと
いう欠点を有している。従つて、養液栽培におい
て養液の殺菌は最も重要な問題の１つである。

そこで、従来この種の殺菌装置を有する養液栽
培装置として第１図Ａに示すものがあつた。

図において１は作物、２は栽培槽、３は養液タ
ンク、４は養液、５は上記栽培槽２と養液タンク
を連結する養液循環路、６は養液循環ポンプ、７
は養液加温殺菌部、８は養液冷却部である。

次に動作について説明する。養液４が養液循環
ポンプ６によつて養液タンク３と栽培槽２の間を
循環路５を通つて連続的、あるいは間欠的に循環
する。その際、養液４がポンプ６によつて養液タ
ンク３からくみ上げられ、その後養液加温殺菌部
７によつて殺菌するに十分な温度まで加温され、
その後、養液冷却部８により周囲に放熱し、作物
栽培に適した温度まで冷却され栽培槽２に至る。
以後養液４は上記循環を繰り返えす。しかしなが
ら上記従来の養液栽培装置は養液の加温に要する
エネルギが大きく、かつ加温殺菌後に養液を冷却
しても、養液の温度を周囲温度以下には下げられ
ないという欠点がある。

そこで、上記従来装置を改良したものが提案さ
れており、以下にその改良装置を第１図Ｂに基づ
いて説明する。

図において、 １は作物、２は栽培槽、３は養液タンク、４は
養液、５は上記栽培槽２と養液タンク４を連結す
る養液循環路、６は養液循環ポンプ、７は養液加
温殺菌部、８は養液冷却部、９はヒートポンプ、
１０は上記ヒートポンプの放熱部、１１は上記ヒ
ートポンプの吸熱部、１２は冷媒蒸気圧縮機、１
３は減圧弁、１４は冷媒循環路である。

次に動作を説明する。

養液４は養液タンク３から養液循環ポンプ６に
よつて吸上げられ養液加温殺菌部７で殺菌するに
十分な温度まで加温される。上記加温殺菌部７で
の加温はヒートポンプ９の放熱部１０からの放熱
によつてなされる。次いで養液４は養液冷却部８
において作物１の栽培に適した温度まで冷却され
る。上記養液冷却部８での養液４の冷却は、上記
ヒートポンプ９の吸熱部１１との熱交換によつて
成される。上記養液冷却部８を通過した後養液４
は栽培槽２に至り、その後該栽培槽２から養液循
環路を経て再び養液タンク３に戻る。以後上記養
液循環が繰り返される。

上記従来装置を改良した養液栽培装置は以上の
ように構成されているので、養液の加温殺菌に要
するエネルギが、ヒータを用いて加温するものに
比較して少なくて済む等の長所を有しているが、
ヒートポンプの原理より放熱部１０で発生する熱
量が、吸熱部１１で吸熱される熱に比較して多い
ため、養液４は養液加温殺菌部７に入る前より養
液冷却部８から出流するときの方が温度が上昇し
てしまい、また、養液４の温度を作物１の栽培に
最適な温度に維持するのが困難であるという欠点
があつた。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような欠点を除去するために
なされたもので、ヒートポンプによる養液加温お
よび冷却により、養液殺菌を省エネルギ的に行う
と共に、養液を作物栽培に最適な温度に維持する
ことができる養液栽培装置を提供することを目的
とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明
する。

第２図はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、図中１〜１４は第１図Ｂの同一符号と同様の
構成要素を示す。１５は養液放熱部、１６は放熱
用フアンである。

次に作用を説明する。

養液４は養液タンク３から養液循環用ポンプ６
により吸上げられ養液加温殺菌部７で殺菌に十分
な温度まで加温される。その際の温度は一般的に
作物の地下部を侵す病原菌が60℃程度の温度で死
滅することから、この程度まで加温すれば良い。
また養液４の加温は、機械圧縮式のヒートポンプ
９の放熱部１０と養液４を熱交換させることによ
りなされる。上記養液加温殺菌部７にて加温殺菌
された養液４は次に養液放熱部１５に入り、その
養液４は一次冷却される。

第２図は上記一次冷却が放熱用フアン１６によ
つて空冷される場合を示した。次いで養液４は養
液冷却部８に入り、ここで作物栽培に最適な温度
まで二次冷却される。上記養液冷却部８における
養液４の冷却は上記ヒートポンプ９の吸熱部１１
と、養液４を熱交換させることによりなされる。
ここで一般的に機械圧縮式ヒートポンプにおいて
は、放熱部１０で放出するエネルギ量は、吸熱部
１１で吸収するエネルギ量に比べ、蒸気圧縮機１
２に入力したエネルギの分だけ大きい。従つてポ
ンプ６で養液タンク３から吸い上げられた養液４
の温度と、養液冷却器８を出て栽培槽２に入ると
きの養液温度とを等しくするには、養液放熱器１
５での養液の放熱量を蒸気圧縮機１２に入力した
エネルギ量と等しくなるように調節すれば良いこ
とになる。本実施例の場合には放熱用フアン１６
の風量を調節することによつて、養液放熱器１５
での放熱量と蒸気圧縮機１２に入力したエネルギ
量とを等しくすることが可能である。勿論この場
合、養液冷却部８を出る養液４の温度を周囲温度
より低温にすることが可能なのはいうまでもな
い。また、栽培槽２または養液タンク３または養
液循環路５からの熱の侵入あるいは漏出がある場
合には、それに応じて養液放熱部１５での放熱量
を調節することにより養液冷却器８を出て栽培槽
２に入る養液の温度を、作物１の栽培に最適な温
度に維持することが可能である。

なお、上記実施例では養液加温殺菌部７、養液
放熱部１５、養液冷却部８を養液タンク３から栽
培槽２へ至る循環路５内に設置したが、これらは
循環路５内の任意の位置に設置しても良く、ま
た、第３図に示した他の実施例の構成図のように
養液タンク３から同養液タンク３に戻る養液循環
路５とは別の養液循環路５ａの途中に養液加温殺
菌部７、養液放熱部１５、養液冷却部８を設置し
ても良い。図中６ａは上記養液循環ポンプ６とは
別な養液循環路５ａ用の養液循環ポンプを示す。

また、上記実施例ではいずれも養液放熱部１５
における養液の冷却を空冷用フアン１６による強
制空冷で行なつているが、水冷自然空冷など他の
方法でも所期の目的を達成し得ることは言うまで
もない。水冷の場合には養液温度の調節は例えば
冷却水量の調節によつて行なうことが可能であ
る。

さらに上記実施例では、いずれもヒートポンプ
として単段の機械圧縮式ヒートポンプを用いてい
るが、他の原理に基くヒートポンプ、例えば吸収
式ヒートポンプを用いても良く、また多段式ヒー
トポンプを用いても良いことは言うまでもない。

さて、本発明は上記のように養液の温度を作物
栽培に最適なように調節することが可能である
が、正確に養液温度を最適温度に維持するために
は、養液の温度を検知してそれによつて放熱部に
おける養液の一次冷却量を制御する方が良い。第
３図に示した１７はこの目的のために設置された
温度検知器である。図において、この温度検知器
１７からの信号により放熱フアン１６の風量を制
御することにより栽培槽２へ入る養液４の温度を
作物１の栽培に最適な温度に制御することが可能
となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば養液を加温殺
菌する同一ヒートポンプ内の養液加温部と養液冷
却部の中間に養液放熱部を設置したので、養液の
温度を栽培作物に最適な温度に維持でき、信頼性
の高い養液栽培装置が得られるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂはそれぞれ従来の養液栽培装置を
示す構成図、第２図はこの発明の一実施例を示す
養液栽培装置の構成図、第３図はこの発明のさら
に他の実施例を示す養液栽培装置の構成図であ
る。 １……作物、２……栽培槽、３……養液タン
ク、４……養液、５，５ａ……養液循環路、６，
６ａ……養液循環ポンプ、７……養液加温殺菌
部、８……養液冷却部、９……ヒートポンプ、１
０……放熱部、１１……吸熱部、１２……蒸気圧
縮機、１３……減圧弁、１４……冷媒循環路、１
５……養液放熱部、１６……放熱用フアン、１７
……養液温度検知器。なお、図中、同一符号は同
一、または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 養液の加温殺菌を行なう養液加温殺菌部と、
   上記養液加温殺菌部において加温された養液を一
   次冷却する養液放熱部と、上記養液放熱部で一次
   冷却された養液をさらに作物栽培に最適な温度ま
   で二次冷却する養液冷却部と、上記養液加温殺菌
   部と熱交換する放熱部および上記養液冷却部と熱
   交換する吸熱部よりなるヒートポンプとを備えた
   養液栽培装置。 ２ 養液加温殺菌部と養液放熱部と養液冷却部と
   が、作物を栽培する栽培槽及び養液を収容する養
   液タンク間で養液を循環させる養液循環路の経路
   に設置されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の養液栽培装置。 ３ 養液加温殺菌部と養液放熱部と養液冷却部と
   が、養液循環路とは別な経路に設置されたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の養液栽培
   装置。 ４ 養液放熱部での養液の一次冷却がフアンを用
   いた強制空冷式であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第３項記載の養液栽培装置。 ５ 養液放熱部での養液の一次冷却が冷却水によ
   る水冷式であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第３項記載の養液栽培装置。 ６ ヒートポンプが多段式ヒートポンプであるこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第１項乃至第３項
   記載の養液栽培装置。 ７ 養液の温度を検出する温度検出器が養液栽培
   装置の所要の位置に設置されて該温度検出器で検
   知された温度に応じて養液放熱部での養液の一次
   冷却量を制御することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第６項記載の養液栽培装置。 ８ 養液放熱部における養液の一次冷却がフアン
   を用いた強制空冷式であり、該養液放熱部での養
   液の一次冷却量の制御がフアンの風量を制御する
   ことにより行なわれることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載の養液栽培装置。 ９ 養液放熱部における養液の一次冷却が冷却水
   による水冷式であり、該養液放熱部での養液の一
   次冷却量の制御が冷却水の水量を制御することに
   より行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項記載の養液栽培装置。