JPH0354535B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、養液栽培などに用いる植物の栽培
養液調合装置に係り、特に、肥料などの栽培に必
要な養液の高濃度原液などの混合ならびに農業用
水などによる高濃度養液の希釈化に関する。

〔従来の技術〕

植物の栽培には、土壌を用いて行う従来からの
土壌栽培に対して、繊維状物質などの人工的な培
養媒体に植物を植付けて、育成上必要な肥料など
の養分を水に溶かした養液を供給して栽培を行う
培地耕がある。

このような培地耕は、土耕栽培に比較して衛生
的で、栽培植物ごとに育成上の最適条件を設定で
き、また、その栽培管理が行い易いなど、優れた
特徴を有しているが、養液濃度などの管理が極め
て重要である。

第２図は、植物の一般的な養液栽培装置の概要
を示す。この養液栽培装置は、養液混合希釈化装
置２に農業用水などの希釈水Wrとともに、養液
Wmの基礎としての肥料などを溶かした高濃度養
液（以下原液Ｍという）を原液タンク４から供給
し、この原液Ｍと希釈水Wrとを混合して原液Ｍ
の濃度を希釈化することにより、植物の栽培に適
した肥料濃度に設定された養液Wmを得る。

そして、この養液Wmは、圧送ポンプや濾過器
などからなる養液供給装置６および供給管路８を
経て栽培地１０に送られる。栽培地１０では、供
給管路８に取り付けた複数の分岐管１２を、植物
１４を植え付けたベツド１６の近傍に配設し、各
分岐管１２に対して植物単位ごとに供給ノズルと
してのドリツプノズル１８を設ける。したがつ
て、供給管路８を通して圧送された養液Wmは、
分岐管１２を経てドリツプノズル１８から植物の
近傍に適下して供給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような養液栽培では、養液Wmの調合は、
植物１４に対して最適な肥料配分および濃度など
に設定することが必要であり、その肥料配分や濃
度は、植物ごとに異なる上、その生育状態や気象
条件などによつても大きく異なつているので、そ
の都度、生育データや気象データを参照しなが
ら、養液Wmの肥料配分や濃度を設定することが
必要である。

従来、原液Ｍを希釈水Wrと混合して希釈化す
るための養液Wmの混合希釈化において、希釈水
Wrを吸入して引き込む流量wrに応じて原液量
mnを設定して養液Wmを得る希釈器では、希釈
水Wrの流量wrや圧力によつて原液Ｍの希釈倍率
が変動し、一定の養液Wmの濃度を得ることがで
きず、自由に濃度変更を行うことができないもの
であつた。そこで、希釈倍率が変動した場合、原
液Ｍの肥料濃度を変更して対応しなければなら
ず、非常に面倒な作業を必要としていた。

また、従来の養液Wmの調合を自動化したもの
として、養液混合希釈化装置２に一定量の希釈水
Wrを取り込んだ後、その中に特定濃度の原液Ｍ
を徐々に入れて養液Wmの濃度を濃度センサなど
を用いて監視しながら、必要な濃度を設定するも
のがある。これは、希釈水Wrを一定量単位で取
り込んで養液Wmを調合するので、濃度補正を連
続的に行う手数はないが、養液Wmの調合量が一
定量ごとに行われるので、調合した養液Wmの連
続的な供給制御を行うことができず、また、養液
Wmを一定の濃度に設定するためには、高価な濃
度センサが必要であつた。

そこで、この発明は、必要な濃度の養液を供給
される希釈水に対応して連続的に調合し、必要な
濃度を実現した植物の栽培養液調合装置の提供を
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の植物の栽培養液調合装置は、希釈水
Wrが供給される希釈水供給路（供給管路３０）
と培地（栽培地１０）に養液を供給すべき養液供
給路（供給路３４）との間に介挿されて前記希釈
水供給路から希釈水を受け、この希釈水で第１又
は第２の原液Ma，Mb又は双方を希釈して養液
Wmを形成し、その養液を前記希釈水の水圧に応
じて前記培地側に流し出す養液混合希釈器２２
と、前記第１の原液を溜める第１の原液タンク２
８Ａと、前記第２の原液を溜める第２の原液タン
ク２８Ｂと、前記第１の原液タンクと前記養液混
合希釈器との間の原液供給路に配置されて前記第
１の原液を前記養液混合希釈器に供給する第１の
定量吐出器２６Ａと、前記第２の原液タンクと前
記養液混合希釈器との間の原液供給路に配置され
て前記第２の原液を前記養液混合希釈器に供給す
る第２の定量吐出器２６Ｂと、前記第１又は第２
の定量吐出器を駆動する駆動手段（定量吐出器駆
動回路３２）と、前記希釈水供給路に配置されて
前記希釈水の流量を検出する流量センサ２０と、
この流量センサからの流量データと、予め栽培条
件によつて設定される濃度データとから前記養液
混合希釈器に供給すべき前記第１又は第２の原液
の供給量を算出し、その算出結果に基づく制御出
力を発生し、この制御出力に応じて前記駆動手段
を通して前記第１又は第２の定量吐出器を動作さ
せ、前記第１の原液又は前記第２の原液又は双方
の原液を前記養液混合希釈器に供給させる原液量
制御装置２４とを備えたことを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

この栽培養液調合装置によれば、養液Wmの濃
度設定および希釈Wrの流量に応じた原液量mnが
得られ、その原液量mnに設定された原液Ma，
Mbと希釈水Wrとを混合するので、希釈水Wrの
流量変動に即応して原液量mnが制御され、設定
された濃度の養液Wmの調合が連続的に行われ
る。

この場合、養液Wmの調合は、複数の原液Ma，
Mbを用いる場合には各原液Ma，Mbおよび希釈
水Wrとの混合希釈化、また、単一の原液Ｍを用
いる場合にはその原液Ｍと希釈水Wrとの混合希
釈化をいう。

そして、この発明の植物の栽培養液調合装置に
おいて、原液Ｍは、成分の異なる第１および第２
の肥料原液（原液Ma，Mb）、または、肥料原液
およびPH補正原液からなり、養液Wmの設定濃度
および希釈Wrの流量wrに応じた成分またはPH値
構成に応じて第１および第２の原液Ma，Mbの
配合比率を設定すれば、所望の成分および濃度の
養液Wmを得ることができる。

また、この発明の植物の栽培養液調合装置にお
いて、原液供給手段は、原液を溜める原液タンク
２８Ａ，２８Ｂと、原液量制御手段（原液量制御
装置２４）および定量吐出器駆動回路３２の出力
によつて制御される定量吐出器２６Ａ，２６Ｂと
を備えれば、必要な量の原液Ma，Mbを確実に
養液混合希釈化手段（養液混合希釈器２２）に供
給することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の植物の栽培養液調合装置
の実施例を示す。

特定濃度の養液Wmを得るための希釈水Wrに
は、たとえば、地下水、雨水などの農業用水を用
いる。この希釈水Wrは、図示していないタンク
などから希釈水供給路としての供給管路３０を通
して連続的に供給されるが、供給管路３０の途上
に、希釈水Wrの流量wrを検出する流量検出手段
としての流量センサ２０が設置され、この流量セ
ンサ２０によつて希釈水Wrの流量wrが電気的に
検出される。Vwrは希釈水Wrの流量wrを表わす
流量信号を示す。

この希釈水Wrは、第１および第２の原液Ma，
Mbと混合するための養液混合希釈化手段として
配置された養液混合希釈器２２に供給される。養
液混合希釈器２２は、たとえば、供給管路３０の
一部で構成するもの、供給管路３０を構成する管
路に断面積の大きいエリアを形成したもの、また
は、供給管路とは別に養液Wmを調合しかつ貯留
する養液混合希釈化装置を設置したものでもよ
く、この実施例は供給管路３０の一部に断面積の
大きい部分を設置して構成したものである。

また、第１および第２の肥料原液Ma，Mbを
溜める原液貯留手段としての第１および第２の原
液タンク２８Ａ，２８Ｂが設置されており、これ
ら原液タンク２８Ａ，２８Ｂの原液Ma，Mbは、
電気的に制御される原液供給手段としての第１お
よび第２の定量吐出器２６Ａ，２６Ｂを介して養
液混合希釈器２２に供給される。原液Ma，Mb
の養液混合希釈器２２への供給は、たとえば、定
量吐出器２６Ａ，２６Ｂを通して必要な量の原液
MaまたはMbが重力または特定の圧力によつて
滴下するように設定される。

そして、流量センサ２０で得られた流量信号
Vwrは、原液量制御手段として配置された原液
量制御装置２４の原液量演算部２４１に加えられ
る。原液量演算部２４１は、刻々と変化する流量
信号Vwrによつて得られる流量データと、必要
に応じて設定された濃度Xnを表わす濃度データ
とから、その濃度Xnを得るに必要な原液量mnを
算出する。たとえば、この原液量演算部２４１
は、流量データと濃度データに対して、流量デー
タに応じた原液量データを記憶した記憶手段を設
置しておき、流量データと濃度データの入力によ
つて、必要な原液量データを読み出すようにして
もよい。

この原液量演算部２４１によつて算出された原
液量データを表わす原液量信号Vmnは、原液量
供給制御部２４２に加えられて、必要な原液量を
供給するのに必要な原液制御信号Vcmを発生す
る。この場合、原液Ma，Mbについて配合比率
も同時に演算し、たとえば、濃度データに応じて
自動的に各原液Ma，Mbの配合比率を設定すれ
ば、濃度の決定に対して配合比が得られる。した
がつて、原液制御信号Vcmは、必要な濃度を設
定するための原液Ma，Mbの量と、その配合比
率を表わすデータ信号である。

この原液制御信号Vcmは、原液供給手段に対
する供給駆動手段として設置された定量吐出駆動
回路３２に加えられ、定量吐出器駆動回路３２は
原液制御信号Vcmに応じた駆動信号Va，Vbを出
力して各定量吐出器２６Ａ，２６Ｂに加える。定
量吐出器２６Ａ，２６Ｂは、原液制御信号Vcm
に設定された原液Ma，Mbの供給比率に対して
開閉時間が制御されて、希釈水Wrの流量wrに対
して設定濃度Xnを得るのに必要な量の原液Maま
た原液Mbあるいは双方が養液混合希釈器２２に
供給される。

供給された原液Ma，Mbは、養液混合希釈器
２２の内部で希釈水Wrの水流に応じて撹拌され
て必要な濃度の養液Wmが得られ、栽培地側に養
液供給路としての供給路３４を通して供給され
る。その場合、養液Wmは、第２図に示したよう
に、養液供給装置６によつて必要な圧力で圧送さ
れる。

したがつて、このような養液調合装置によれ
ば、養液Wmの原液濃度が設定されると、希釈水
Wrの流量wrに応じて必要な量の原液Ma，Mbを
供給して調合し、希釈水Wrの流量変動に即応し
て必要な原液Ma，Mbの供給量を制御するので、
常に、安定した濃度の養液Wmが得られる。そし
て、このような濃度制御によれば、原液Ma，
Mbの濃度は一定でよく、混合希釈化タンクや濃
度センサを必要としないので、安価なシステムを
構成できる。また、原液量制御装置２４は、マイ
クロコンピユータなどの演算処理装置で構成し、
原液量の制御を実現することができる。

なお、実施例では、第１および第２の原液タン
ク２８Ａ，２８Ｂを設置して二種の原液Ma，
Mbを用いた場合について説明したが、予め必要
な成分の肥料を配合して必要な原液タンクを設定
し、または、肥料間の化合による不都合を回避す
るために肥料ごとに原液タンクを設置して、肥料
を濃度設定に応じて配合してもよい。

また、この発明は、第１の原液タンク２８Ａに
肥料原液を貯留し、第２の原液タンク２８ＢにPH
濃度補正原液を貯留すれば、PH濃度の補正に利用
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、養液
の濃度設定に応じた希釈水の流量に対して必要な
原液量が演算され、その演算結果に基づいて原液
量を制御するので、希釈水の流量の変動に即応し
て原液量を制御でき、常に、設定された濃度の養
液を混合、希釈化して連続的な調合により培地に
連続供給を行うことができ、しかも、養液の濃度
を自由に設定し、かつ適正な濃度の養液を安定供
給することにより植物の育成を図ることができる
上、設備の小型化や設置面積の狭小化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の植物の栽培養液調合装置の
実施例を示すブロツク図、第２図は植物の一般的
な養液栽培装置の概要を示すブロツク図である。 Wm……養液、Wr……希釈水、Ma……第１の
原液、Mb……第２の原液、２０……流量セン
サ、２２……養液混合希釈器、２４……原液量制
御装置、２６Ａ……第１の定量吐出器、２６Ｂ…
…第２の定量吐出器、２８Ａ……第１の原液タン
ク、２８Ｂ……第２の原液タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 希釈水が供給される希釈水供給路と培地に養
   液を供給すべき養液供給路との間に介挿されて前
   記希釈水供給路から希釈水を受け、この希釈水で
   第１又は第２の原液又は双方を希釈して養液を形
   成し、その養液を前記希釈水の水圧に応じて前記
   培地側に流し出す養液混合希釈器と、 前記第１の原液を溜める第１の原液タンクと、 前記第２の原液を溜める第２の原液タンクと、 前記第１の原液タンクと前記養液混合希釈器と
   の間の原液供給器に設置されて前記第１の原液を
   前記養液混合希釈器に供給する第１の定量吐出器
   と、 前記第２の原液タンクと前記養液混合希釈器と
   の間の原液供給路に配置されて前記第２の原液を
   前記養液混合希釈器に供給する第２の定量吐出器
   と、 前記第１又は第２の定量吐出器を駆動する駆動
   手段と、 前記希釈水供給路に設置されて前記希釈水の流
   量を検出する流量センサと、 この流量センサからの流量データと、予め栽培
   条件によつて設定される濃度データとから前記養
   液混合希釈器に供給すべき前記第１又は第２の原
   液の供給量を算出し、この算出結果に基づく制御
   出力に応じて前記駆動手段を通して前記第１又は
   第２の定量吐出器を動作させ、前記第１の原液又
   は前記第２の原液又は双方の原液を前記養液混合
   希釈器に供給させる原液量制御装置と、 を備えたことを特徴とする植物の栽培養液調合装
   置。 ２ 前記第１及び第２の原液は、成分の異なる肥
   料原液、または、肥料原液およびPH補正原液から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の植物の栽培養液調合装置。