JPH09163887A

JPH09163887A - 水耕装置

Info

Publication number: JPH09163887A
Application number: JP7328647A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Abe; 和彦阿部; Nobuyuki Takahashi; 信之高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】水耕装置において、地中の緩衝機能及び環境
エネルギーを活用する。【解決手段】水耕装置函体の底面部材３を防水性の非
断熱性材料とし、地表又は地中に密着させて設置した。
函体内の根圏部７に噴水流５が供給され集水路６に集め
られる。更に養液タンク９の養液がポンプ１０により噴
水用チューブ４に送られ、また、集水路６から養液タン
ク９に循環する。函体周辺には地中蓄熱部１３があり、
養液タンク周辺にも地中蓄熱部１４がある。こうして熱
については、日中、函体内が昇温し噴水流に伝熱されて
底面部材３を通して函体周辺地中蓄熱部１３に蓄熱さ
れ、また、養液タンク９に蓄熱され周辺の地中蓄熱部１
４に蓄熱される。この蓄熱作用は根圏部に対する冷房作
用でもある。一方、夜間は、逆に地中蓄熱部１３や１４
から函体中へ放熱が行われ、根圏部が暖房される。以上
により、函体中の熱環境が安定化し、かつ省エネルギー
化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水耕装置に係り、特
に、地面もしくは地中との熱交換に好適な水耕装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水耕装置は、その底面部が地表と
切り離されたものが多い。また、噴水型水耕装置（例え
ば特願平６−９０９６号）は、その底面部が地表に接し
てはいるけれども、その底面部パネルには断熱的材料を
使用している。つまり、これらは地中と装置内根圏部と
が非断熱的関係にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
根圏部環境の熱容量は小さいので、根圏部は室内空気の
変動の影響を受けやすく、それゆえ、この変動を適正範
囲内に補正するために、多大の人工的エネルギーを投入
しがちである。

【０００４】本発明の目的は、地中の緩衝機能ならびに
自然のエネルギーをできるだけ利用しながら、投入する
人工的エネルギーをできるだけ低減するための水耕装置
の技術を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに本発明は、植物体の根圏部に噴水流を供給する噴水
型の水耕装置において、前記根圏部と地面もしくは地中
との間に、両者間の温度差によって、熱の授受が行われ
る伝熱手段が設けられていることを特徴とするものであ
る。また、前記根圏部の収納される函体の底面部材を非
断熱性部材で構成し、前記底面部材を地面または地中に
密着して設置することを特徴とするものである。また、
前記根圏部を収納する函体と、前記根圏部へ養液を供給
する養液タンクとからなり、前記根圏部へ噴水流を供給
する噴水チューブと前記養液タンクとが、前記養液を循
環させるポンプを具備した給液往路を介して連結し、前
記噴水チューブから供給した噴水流を集水する集水路と
前記養液タンクとが、給液復路を介して連結させ、前記
函体底面の周辺および前記養液タンク周辺には、それぞ
れ地中蓄熱部が形成されるようにしたものである。ま
た、函体を上面、側面、底面のそれぞれのパネルで構成
し、前記上面パネルの適宜箇所の穿孔部で植物体を保持
し、前記植物体の根圏部を前記函体内に懸垂し、前記底
面パネル上方には前記根圏部へ噴水流を供給する噴水手
段を設置した噴水型の水耕装置において、前記底面パネ
ルを非断熱性材料で形成し、前記底面パネルを地面もし
くは地中に密着して設置したことを特徴とするものであ
る。

【０００６】上記構成によれば、非断熱性部材あるいは
伝熱手段により、地中と水耕装置根圏部とは熱的に結合
することになる。すなわち、両者間の温度差によって熱
の授受が起こる。従って地中の熱的緩衝作用であり、こ
れを積極的に利用することにより、例えば、日中には根
圏部の余熱を地中に蓄熱し、夜間には地中の余熱を根圏
部へ放出する等の作用がある。この熱的緩衝作用は、根
圏部を収容した函体周辺の地中ばかりでなく、根圏部へ
養液を循環供給する養液タンク周辺にも地中蓄熱部が形
成されるようにすると、より効果的である。このように
して、函体中の熱環境が安定化し、かつ省エネルギー化
が図られることになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であ
る噴水型水耕装置の函体の断面図である。図１におい
て、本実施形態の函体は、上面パネル１および側面パネ
ル２を有し、底面部材３は、防水性を有する非断熱的材
料とする。この底面部材３としては、例えば、通常の農
業用プラスチックシートや合成ゴムシート等であり、ま
た部材の熱伝導率が地中のそれに近く、望ましくはそれ
よりも大きいことである。

【０００８】また、植物は、上面パネル１より上方に植
物上体部８が、下方に根圏部７が配置され、噴水用チュ
ーブ４からの噴水流５が、根圏部７にかけられ、集水路
６に集められるようになっている。さらに、養液タンク
９の養液は、ポンプ１０により給液往路１１を介して噴
水用チューブ４に送られ、また、集水路６から給液復路
１２を介して養液タンク９に戻るようになっている。函
体周辺には函体周辺地中蓄熱部１３があり、養液タンク
周辺には養液タンク周辺地中蓄熱部１４がある。

【０００９】このような構成において、栽培としては、
ポンプ１０を作動させることによって、養液は給液往路
１１を通り、噴水チューブ４から噴水流５となって根圏
部７へ供給される。このとき、熱の授受の観点からは、
日中、函体外部が高温の場合、側面パネル２を通して伝
熱があり、函体内を昇温させ、これが噴水流に伝熱され
る。

【００１０】このうちの一部分の熱は、底面部材３を通
して、函体周辺の地中蓄熱部１３に伝熱されて蓄熱さ
れ、他の一部の熱は、給液往路１２を通って養液タンク
９に蓄熱され、さらに、その養液タンク周辺の地中蓄熱
部１４に伝熱して蓄熱される。この蓄熱の作用は、同時
に、函体根圏部に対する冷房作用でもある。

【００１１】一方、夜間、函体外の温度が低下してくる
と、上述の熱の流れは逆になる。すなわち、函体周辺地
中蓄熱部１３から底面部材３を通して函体中へ放熱が行
われ、根圏部が暖房される。これらの作用は穏やかに進
行するので、植物にとっては好ましいものとなる。

【００１２】もしそれでも根圏部温度が所定の値よりも
低い場合には、ポンプ１０を作動して養液を循環し、熱
エネルギーを供給する。このとき、まずタンク１０中の
保有熱が送られ、つぎに、養液タンク周辺地中蓄熱部１
４からの伝熱によって、タンク１０に熱が補給される。

【００１３】すなわち、地中からの放熱作用は、同時に
函体中での暖房作用でもある。従来のように、函体を地
中と熱的に絶縁すると、暖房用エネルギーを多く投入す
る必要が生じる。したがって本実施形態のように、地中
蓄熱作用と太陽熱とを積極的に利用する方式とすれば、
大幅な省エネルギー効果が得られる。

【００１４】一方、夏期の高温時では、日中、地中温度
が比較的低いので、函体中に対して冷房の作用が生じ
る。また、タンク水を強制的に冷却して、冷房運転を行
う場合には、この低温エネルギーは、函体周辺地中蓄熱
部１３や、養液タンク周辺地中蓄熱部１４にも蓄冷され
る。そしてこれが、夜間には函体中に伝熱して穏やかな
る冷房作用を発揮する。このように、函体や養液タンク
の周辺の地中を利用することによって、冷房エネルギー
の効果的蓄積が得られる。なお、図１において、底面部
凹型の集水路６の部分を大きくして湛液量を増大する
と、それだけ、函体中の実質的蓄熱量も大きくなる効果
が得られ、また、タンク容量を小さくすることも可能と
なる。

【００１５】図２および図３は、それぞれ、本発明の参
考例であるが、断熱性底面部材１５等により、明らか
に、函体は大地より熱的に遮断されているので、根圏部
７は周辺気温の影響を受けやすい。したがって、函体中
の環境を調節するのに大きなエネルギーを、しかも急激
に、人工的に投入せざるをえない。

【００１６】このように、大地の緩衝作用ならびに自然
のエネルギとを適宜活用することが本発明の基本であ
り、これによって付加すべき人工的エネルギーを大幅に
削減可能となるばかりでなく、函体中の環境を安定化さ
せることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、噴水型
の水耕装置において、函体底面を非断熱部材で構成し、
また、その底面を地上もしくは地中に設置するようにし
たため、函体中の熱容量が実質的に増大し、緩衝機能が
向上する。したがって自然エネルギーの利用割合が増大
する一方、人工エネルギーの使用割合が減少し、大幅な
省エネルギー効果を生む。また函体中の熱環境が安定化
する効果を生む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である噴水型水耕装置の断
面図。

【図２】従来の噴水型水耕装置の断面図。

【図３】従来の湛液型水耕装置の断面図。

【符号の説明】

１函体上面パネル２側面パネル３底面部材４噴水チューブ５噴水流６集水路７根圏部８上体部９養液タンク１０ポンプ１１給液往路１２給液復路１３函体周辺地中蓄熱部１４養液タンク周辺地中蓄熱部１５断熱性底面部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】植物体の根圏部に噴水流を供給する噴水
型の水耕装置において、前記根圏部と地面もしくは地中
との間に、両者間の温度差によって、熱の授受が行われ
る伝熱手段が設けられていることを特徴とする水耕装
置。
【請求項２】植物体の根圏部に噴水流を供給する噴水
型の水耕装置において、前記根圏部の収納される函体の
底面部材を非断熱性部材で構成し、前記底面部材を地面
または地中に密着して設置することを特徴とする水耕装
置。
【請求項３】前記植物体は、前記根圏部が函体内に収
納され、前記函体より上方に植物上体部が形成される請
求項１または２に記載の水耕装置。
【請求項４】前記根圏部に噴水流を供給する噴水チュ
ーブと、供給した噴水流を集水する集水路とを備えてい
る請求項１または２に記載の水耕装置。
【請求項５】前記根圏部に養液を供給する養液タンク
を備えている請求項１または２に記載の水耕装置。
【請求項６】前記根圏部の収納される函体の底面が密
着する周辺の地中には、函体周辺地中蓄熱部が形成され
る請求項１または２に記載の水耕装置。
【請求項７】前記根圏部を収納する函体と、前記根圏
部へ養液を供給する養液タンクとからなり、前記根圏部
へ噴水流を供給する噴水チューブと前記養液タンクと
が、前記養液を循環させるポンプを具備した給液往路を
介して連結し、前記噴水チューブから供給した噴水流を
集水する集水路と前記養液タンクとが、給液復路を介し
て連結している請求項１または２に記載の水耕装置。
【請求項８】前記養液タンクは、地面もしくは地中と
の密着部が、非断熱性部材で構成されている請求項７に
記載の水耕装置。
【請求項９】前記函体の底面が密着する周辺の地中に
は、函体周辺地中蓄熱部が形成され、前記養液タンクが
密着する周辺の地中には、養液タンク周辺地中蓄熱部が
形成される請求項７に記載の水耕装置。
【請求項１０】函体を上面、側面、底面のそれぞれの
パネルで構成し、前記上面パネルの適宜箇所の穿孔部で
植物体を保持し、前記植物体の根圏部を前記函体内に懸
垂し、前記底面パネル上方には前記根圏部へ噴水流を供
給する噴水手段を設置した噴水型の水耕装置において、
前記底面パネルを非断熱性材料で形成し、前記底面パネ
ルを地面もしくは地中に密着して設置したことを特徴と
する水耕装置。