專利名稱：培養液栽培裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及培養液栽培裝置，更具體地，涉及使作物栽培用的培養液在栽培槽中流動，通過向根部提供培養液中的營養來使作物生長的培養液栽培裝置。
背景技術：
在將培養液供給至栽培槽內并使培養液循環而進行作物栽培的培養液栽培裝置中，沿栽培槽的長度方向使培養液流動，向作物提供營養。在此情況下，隨著培養液栽培的規模變大，栽培槽也變得超長，在栽培槽內沿長度方向流動的培養液的流路變長。 在該狀況下，在栽培槽內流動的培養液容易停滯，不能充分地保障均勻的流動，而且循環量和交換次數(替換次數)也變少。因此，即使將培養液以適當調整的狀態供給至栽培槽內，經過一定時間后，培養液的養分濃度、溶氧濃度、培養液溫度的變化和變動也較大，根部的養分供給環境、氧供給環境、液溫環境不能充分地穩定，進而環境惡化嚴重，從而大大地妨礙了根部的成長和作物的生長。另外，在培養液栽培裝置中，根部浸在培養液中的情況較多，植物的根部的呼吸量較大，培養液中的溶氧無論怎樣都不足，容易成為缺氧狀態。考慮到這樣的問題，在栽培槽內，使作物的根部的一部分在培養液層上的空氣層中露出，作物的根部能夠直接從空氣層吸收氧。然而，目前，形成于栽培槽內的空氣層大多與外部空氣連通，難以充分地維持空氣層中的濕度。也就是說，在作物的根部從培養液層露出于空氣層的狀態下，空氣層的濕度低，在這種情況下，水分從根部表面蒸發，產生潛熱冷卻，結果對根部帶來較大的損傷。以前，對于這樣的露出空氣層的濕度管理未充分地進行考慮，氧吸收不足的消除實際上未充分地實行。在日本特開平10-248416號公報(專利文獻I)中，公開了一種靜水式培養液栽培方法及栽培裝置，其通過使空氣層R存在于培養液面和定植板7之間，從而在濕氣中使根部發育。另外，在日本特開2007-89489號公報(專利文獻2)中，公開了一種溶液栽培裝置，其使用在兩個方向具有傾斜面的栽培床3，除了沿栽培床3的長度方向之外，也沿栽培床3的寬度方向使培養液以膜狀薄薄地流動。專利文獻I :日本特開平10-248416號公報專利文獻2 :日本特開2007-89489號公報依照上述專利文獻I的靜水式培養液栽培方法及栽培裝置，通過設置空氣層R，從而在濕氣中使根部發育，由此，實現了即使不使用給水片，作物也不枯萎的靜水式栽培。但是，其前提終究是靜水式栽培，并不相當于將在調整箱已調整養分濃度和氧濃度、溫度等的培養液供給至栽培槽內的培養液栽培裝置。另一方面，關于空氣層R的構成，實際上并未預料到來自定植板7或定植孔8等的間隙的通氣，未考慮空氣層R中的溫度環境。因此，不能充分地防止在空氣層R露出的根部因潛熱冷卻而受到損傷。依照上述專利文獻2的溶液栽培裝置，通過培養液在栽培床3上沿寬度方向流過，從而能夠縮短培養液的流動距離，具有能夠消除由于培養液的濃度差而導致的培育速度差的優點。但是，其前提終究是使培養液滴落地以薄層狀態在栽培床3上流動的溶液栽培裝置。也就是說，并不相當于使培養液在栽培槽內以盛滿規定的深度的狀態循環，使作物的根部浸潰于在栽培槽內盛滿的培養液并吸收養分的培養液栽培裝置。另外，該文獻2的溶液栽培裝置使培養液以極薄的膜狀在栽培床3上流動，因而與使培養液流入栽培槽內并循環的栽培裝置不同，適用的作物的種類受到某種程度的限定。另外，根部大多在產生于膜狀培養液層之上產生的空氣層中露出，但是，關于該空氣層的氣密性等，沒有考慮該空氣層的濕度環境，不能充分地防止由于伴隨著根部表面的水分蒸發的潛熱冷卻而導致根部受到損傷。而且，專利文獻2的溶液栽培裝置必須使栽培床3傾斜，因而作物的種植無論怎樣都成 為傾斜狀態。
發明內容
因此，本發明致力于解決上述現有的培養液栽培的問題，其目的在于，提供一種培養液栽培裝置，該培養液栽培裝置將培養液供給至栽培槽內且達到規定的深度，并使培養液循環，在栽培槽沿一個方向變得超長的情況下尤其能夠發揮效果，能夠在栽培槽內維持預先調整并供給的培養液濃度、溫度等最佳的培養液條件，能夠無偏差地均勻地向各栽培作物供給提供至栽培槽內的已調整的培養液，由此能夠穩定向栽培作物提供恰當的養分、氧以及環境。本發明的培養液栽培裝置的特征在于，至少具備用于使作物栽培用的培養液流動的栽培槽和配置于該栽培槽的栽培床，將在調整箱已調整的培養液供給至栽培槽內，使培養液始終以流動狀態地循環，并且，能夠調節培養液的水位，其中，在栽培槽的沿著長度方向的一側，保持間隔地配置多個向栽培槽內供給培養液的給液口，并且，在栽培槽的沿著長度方向的另一側，保持間隔地配置多個從栽培槽內排出培養液的排液口，由此，在栽培槽內流動的培養液的流動方向成為栽培槽的寬度方向，而且，栽培槽內的培養液的替換次數為每小時I 10次。另外，在栽培槽的內部，調節培養液的水位，以使作物的根部的一部分從培養液層露出于上方的空氣層，并且，空氣層的濕度始終為90%以上。另外，通過裝卸自如地設置隔板，從而沿垂直于栽培槽的長度方向的方向將栽培槽內的培養液層隔開為多個區域。另外，在被隔板隔開的每個區域，能夠自如地調節培養液的水位。另外，栽培槽內的培養液的溫度變化維持在設定溫度的±1°C以內，導電度的變化相對于設定值維持在-O. lmS/cm以內。依據第I技術方案所述的培養液栽培裝置，在培養液連續地循環于栽培槽內的裝置中，在栽培槽的沿著長度方向的一側，保持間隔地配置多個向栽培槽內供給培養液的給液口，并且，在栽培槽的沿著長度方向的另一側，保持間隔地配置多個從栽培槽內排出培養液的排液口，由此，在栽培槽內流動的培養液的流動方向成為栽培槽的寬度方向。
因此，供給至栽培槽內的培養液的流動方向成為寬度方向，所以能夠消除在沿長度方向流動較長路程時培養液的一部分產生的長期滯留。所以，能夠將供給至栽培槽內的全部的新鮮的培養液無劣化地、無偏差地、均勻地供給至全體作物。而且，尤其是通過將栽培槽內的培養液的替換次數調節為每小時I 10次，從而能夠充分地限制培養液在栽培槽內的滯留時間，能夠穩定地例如將栽培槽內的培養液的溫度變化維持在土 rc以下，將養分的導電度的變化相對于設定值維持在-O. lmS/cm以內，能夠在栽培槽內原樣地穩定地保持已調整的培養液的恰當條件。依據第2技術方案所述的培養液栽培裝置，在栽培槽的內部，調節培養液的水位，以使作物的根部的一部分從培養液層露出于上方的空氣層，并且，空氣層的濕度始終為90%以上。因此，能夠從露出于空氣層的根部充分地吸收僅通過浸在培養液中的根部而無法充分地吸收的氧。雖然一直以來就考慮將根部的一部分露出于空氣中，但未充分地考慮露出于空氣層的根部由于根表面的水分蒸發而受到損傷。在本發明中，空氣層的濕度始終為90%以上，充分地考慮了濕度環境，因而能夠防止露出于空氣層的根部的表面的水分蒸發，由此能夠充分地防止根部的損傷，充分地穩定地確保從空氣層吸收氧的能力。所以，能夠確保作物的良好的穩定的呼吸，實現良好的生長。依據第3技術方案所述的培養液栽培裝置，通過裝卸自如地設置隔板，從而沿垂直于長度方向的方向將栽培槽內的培養液層隔開為多個區域。因此，能夠在被隔板隔開的每個區域，使培養液沿栽培槽的寬度方向流動，因而能夠在每個區域以更均勻的狀態快速地進行培養液的替換，且不發生部分停滯。所以，能夠在整個栽培槽無偏差地實現均質且良好的流動和快速的培養液的替換。由此，能夠在穩定的環境下將新鮮的培養液提供至作物，且溫度條件和濃度條件不劣化。依據第4技術方案所述的培養液栽培裝置，在被隔板隔開的每個區域，能夠自如地培養液的水位。因此，能夠在被各隔板隔開的每個區域，調整培養液的水位。所以，能夠根據作物或根部的生長狀態，在每個區域調節水位，變更調整培養液層和空氣層的平衡。另外，通過在每個區域調節水位，從而能夠同時地栽培多種作物且按照各種類調整為最佳的水位和空氣層的環境。依據第5技術方案所述的培養液栽培裝置，栽培槽內的培養液的溫度變化維持在設定溫度的± I °C以內，導電度的變化相對于設定值維持在-O. lmS/cm以內。因此，能夠將調整為規定的溫度、養分濃度、溶氧濃度而供給至栽培槽內的培養液提供至作物，且溫度、養分濃度幾乎保持不變。所以，能夠始終在良好的狀態下向作物提供培養液，能夠實現良好且穩定的生長。此外，能夠通過將培養液滯留于栽培槽內的時間限制得較短，并調整栽培槽的絕熱性和其他環境條件，從而維持培養液的溫度和導電度。
圖I是本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置的整體概要構成圖。 圖2顯示了本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置的栽培槽，(A)是平面圖，(B)是剖面圖。圖3顯示了本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置的栽培槽的另一示例，(A)是平面圖，(B)是剖面圖。圖4是說明本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置的栽培床和栽培槽的構造的剖面圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置。但是，以下的說明并不限定本發明。首先，參照圖1，本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置具有栽培槽10和配置于栽培槽10的栽培床20，還具有給液管路30、排液管路40、調整箱50、追肥箱60、溫度調整 裝置70以及中央控制部80等。栽培槽10是用于使作物栽培用的培養液流動的槽，在本發明的實施方式中具有規定的寬度、長度、深度，由整體上沿一個方向延長得較長的長方形的槽構成。組合在栽培槽10之上的栽培床20，具備板21和栽培缽22，種植于栽培缽22的作物的根部延伸至栽培槽10內，能夠從在栽培槽10內循環流動的培養液吸收營養并生長。栽培槽10能夠由具備水密性并具備絕熱性、遮光性的材料構成。在本實施方式中，為塑料制。為了確保充分的絕熱性，必要時能夠在栽培槽10周圍施加絕熱裝置。板21采用具備絕熱性、遮光性、氣密性的發泡樹脂，但也可以采用具備絕熱性、遮光性、氣密性的樹脂以及其他材料。參照圖2，在栽培槽10的沿著長度方向的一側，即沿著栽培槽10的長度方向的兩側壁11、12中的一側的側壁11的內側，以一定間隔配置多個給液口 31。該給液口 31的安裝間距，能夠為例如30cm 5m的范圍。圖2中，在6處設置給液口 31。但是，該給液口 31的數量和各給液口 31間的間隔能夠根據栽培槽10的長度、栽培作物的種類、培養液的種類以及其他條件而自由地變更。將給液管路30從調整箱50導入栽培槽10，進而導入栽培槽10之內，并且，沿著一側的側壁11的內側而在長度方向上延長，在途中配置多個給液口 31。給液口 31優選配置在栽培槽10內的比培養液水位L(液面)低的位置。這樣一來，給液口 31和位于液面的后述的排液口 41的上下方向的位置的平衡良好，供給至栽培槽10內的低位置的培養液從栽培槽10的上方位置排液，栽培槽10內的培養液的移動平衡良好。另外，給液管路30也優選在栽培槽10內配置于培養液的水位L之下，使得栽培槽10內的培養液的溫度與流過給液管路30的培養液相同。培養液由給液泵32從調整箱50供給至栽培槽10。為了維持在調整箱50已調整的培養液的溫度，優選利用絕熱裝置而使位于栽培槽10之外的給液管路30與外部絕熱。沿著栽培槽10的長度方向的兩側壁11、12中的另一側的側壁12的內側，即沿著偵_ 11的相反側，以一定間隔配置多個排液口 41。該排液口 41的安裝間距，能夠例如與給液口 31的情況相同，為30cm 5m的范圍。圖2中，在比給液口 31的數量多I個的7處設置排液口 41。另外，各排液口 41的位置從給液ロ 31的位置錯開半個間距左右。在本實施方式的情況下，排液ロ 41的數量比給液ロ 31的數量多I個，但并不限定于7處，排液ロ 41和給液ロ 31的關系能夠自由地變更。給液ロ 31和排液ロ 41的數量和間隔，能夠根據栽培槽10的長度、栽培作物的種類、培養液的種類以及其他條件而自由地變更。給液ロ 31和排液ロ 41也能夠設在相互相対的位置。在此情況下，給液ロ 31和排液ロ 41的數量相同，間距相同。另外，給液ロ 31和排液ロ 41的數量的差異也可以為2個以上。以供給至栽培槽10內的培養液在栽培槽10內沿寬度方向流動并循環為條件，給液ロ 31和排液ロ 41的數量也可以適當地不同。 “寬度方向”是指大致垂直于栽培槽10的長度方向的方向，但是，作為培養液流動的方向的寬度方向不必正好為90度。優選在相對于與長度方向垂直的方向左右傾斜45度的角度范圍內流動，但是，與沿長度方向平行地流動的情況相比，即使在相對于與長度方向垂直的方向左右傾斜60度的角度范圍內流動，也能夠在充分短的時間內進行培養液的替換。所以，本說明書中的栽培槽10的寬度方向，除了包括垂直于長度方向的方向之外，還包括上述的傾斜的角度范圍。從各給液ロ 31流入栽培槽10內的培養液，主要向著與給液ロ 31相反的另ー側12的排液ロ 41中的靠近給液ロ 31的排液ロ 41流動，從該排液ロ 41流出，即排出至栽培槽10外。所以，從栽培槽10的長度方向的各給液ロ 31流入栽培槽10內的培養液，沿著大致垂直于栽培槽10的長度方向的寬度方向，分別以較短的距離流動，進入附近的排液ロ 41而排出。因此，能夠防止所供給的全部培養液或一部分培養液在栽培槽10內長時間滯留，能夠防止培養液的濃度、溫度、溶氧量以及水位等，沿栽培槽10內的長度方向非本意地變化較大。結果，能夠在栽培槽10的全部區域替換良好地且均質地供給新鮮的培養液。所以，作物能夠良好地生長且無場所偏差地均質地生長。在本發明中，在栽培槽10內流動的培養液的流動方向為栽培槽10的寬度方向，而且，栽培槽10內的培養液的替換次數被調節為每小時I 10次。應當指出的是，由于培養液的流動方向為寬度方向，因而供給至栽培槽10內的培養液的供給速度或勢頭，并不是極端地快速或強勁，能夠達成上述的替換次數。如果按照現有技術使培養液沿栽培槽10的長度方向流動，且培養液的替換次數如上所述地增多，那么，向栽培槽10供給培養液的初始速度或勢頭必須非常地快速或強勁，因而對作物的根部產生嚴酷的環境，并且，即便如此，仍然無法避免培養液的一部分乃至全部在流動途中發生停滯。為了使培養液的替換次數為每小時I 10次，只要使已調整的培養液連續地供給至栽培槽10時的每小時的總供給量為貯存于栽培槽10的培養液的體積的I 10倍即可。在此情況下，理所當然地必須使排液ロ 41的排液能力大于從給液ロ 31供給的培養液的流量。如上所述，通過將栽培槽10內的培養液的替換次數調節為每小時I 10次，從而能夠使栽培槽內的培養液的滯留時間充分地縮短。由于該滯留時間短，例如能夠將栽培槽內的培養液的溫度變化維持在土TC以下，將養分的導電度的變化相對于設定值維持在-0. lmS/cm以內(當然，也受到栽培槽的絕熱環境等的其他條件的影響)，能夠將已調整的培養液的最佳狀態幾乎保持原樣地、均質地、穩定地提供至全體作物。另外，能夠將培養液中的溶氧濃度維持在7ppm以上。各排液ロ 41在栽培槽10內的高度位置，與培養液的水位L 一致。S卩，各排液ロ 41的高度決定培養液的水位し各排液ロ 41，從栽培槽10的底壁被導出至栽培槽10タト，與排液管路40連接。排液管路40內的培養液返回至調整箱50。排液ロ 41沒有必要全部位于水位L的位置。當排液ロ 41的一部分位于水位L之下吋，從培養液的液面下也進行排液，能夠更加平衡地進行培養液的替換。在此情況下，液 面下的排液量被抑制在對培養液的水位L沒有影響的程度。排液ロ 41的位置能夠上下移動。例如，通過使構成排液ロ 41的上下二重管的上管相對于下管移動所期望的尺寸，從而沿上下方向移動調節排液ロ 41。這樣的機構能夠使用已知的各種方法來構成。另外，能夠利用來自栽培槽10之外的操作來調節排液ロ 41的上下位置。例如，可以在栽培槽10之外設置操作部，通過操作操作部，從而將排液ロ 41的實際位置移動至目標水位。這樣的機構能夠使用已知的各種方法來構成。除了手動之外，也可以根據作物的種類或生長的狀況(即生長天數)、根部的伸展情況、高度等而自動控制排液ロ 41的上下位置的調節。在例如栽培槽10的深度為50 120mm的范圍的情況下，能夠在20 70mm的范圍內任意地設定調整流動于栽培槽10內的培養液的水位。通過上下調節排液ロ 41，從而能夠調節培養液的水位，除此之外，還能夠容易地在栽培槽10的內部的培養液層的上方構成空氣層S。通過在栽培槽10內構成空氣層S，從而能夠使栽培作物的根部的一部分露出于培養液之上。由此，作物的根部能夠直接從空氣層S攝入氧，達成能夠避免作物缺氧的第一條件。但是，僅構成空氣層S并不足夠。在作物的根部露出于空氣層S的狀態下，本發明中的空氣層S的濕度始終為90%以上。為了將栽培槽10內的空氣層S的濕度保持在90%以上，栽培槽10的氣密化很重要。參照圖4，能夠通過栽培床20將栽培槽10的上部開ロ氣密地密封而達成栽培槽10的氣密化。將床支撐軌道23設置在栽培床10的整個上部開ロ緣。床支撐軌道23，具備覆蓋栽培槽10的上部開ロ緣而嵌合的嵌合部23a和從栽培槽10的上部內壁水平地突出的床支撐部23b。而且，栽培床20的底部周緣部與該床支撐部23b進行面接觸。更具體地，栽培床20的板21以面接觸狀態配置在床支撐軌道23的床支撐部23b上。由此，阻止來自栽培床10的上部開ロ緣的通氣。另外，還能夠防止光的侵入。當然，為了使氣密性更加可靠，還可以使用粘接帶等粘接裝置將床支撐軌道23和板21的間隙粘接。板21和設置于板21的栽培缽22之間的通氣也被截斷。
栽培缽22為籠狀，以使根部能夠自由地伸展，并且，設有蓋22a。該蓋22a的周圍為凸緣22b，沿水平方向伸出。另外，為了種植栽培作物，蓋22a的中央部構成為凹部，在其中心部唯一地構成用于使作物的莖部分貫通的孔22c。在板21構成有設置栽培缽22的開ロ部21a。在該開ロ部21a的內側構成有臺階部21b。開ロ部21a的大小為栽培缽22的蓋22a正好進入的大小。將栽培缽22嵌入板21的開ロ部21a，將栽培缽22的蓋22a的凸緣22b以面接觸狀態配置在開ロ部21a的臺階部21b。由此，栽培缽22的嵌入周緣和板21的開ロ部之間被堵塞，通氣被阻止。另外，還能夠防止光的侵入。當然，為了使氣密性更加可靠，還可以使用粘接帶等粘接裝置將配置在板21的開ロ部21a上的栽培缽22的蓋22a的凸緣22b和開ロ部21a之間的間隙粘接。栽培缽22的蓋22a的孔22c是種植作物所需要的孔。當然，孔22c為種 植作物所需要的最小尺寸，但是，為了使通氣的截斷和遮光更加可靠，也可以在作物貫通的狀態下更加可靠地阻止孔22c的通氣。此外，能夠在栽培缽22中填充不從籠脫落的培養基。也可以在作物貫通的狀態下從該培養基ー側阻止經由孔22c的通氣。所述板21，在必要時，可以不為I塊，而是將多個板21相互組合。在將板21彼此組合的情況下，在ー個板21構成向上的嵌合臺階部21c，在與此相對應的另ー個板21構成向下的嵌合臺階部21d。由此，在將板21彼此組合的情況下，通過另ー個板21的向下方的嵌合臺階部21d與ー個板21的向上的嵌合臺階部21c進行面接觸，從而將板21、21組合，在此情況下，也能夠防止來自板21、21的間隙的通氣。當然，也可以進而使用粘接帶等粘接裝置將板21、21間的間隙粘接。如上所述，通過阻止栽培槽10和板21之間、板21和栽培缽22之間、栽培缽22的孔22c和作物之間、板21和板21之間的通氣，從而能夠可靠地防止外部空氣向栽培槽10內的空氣層S侵入，能夠保持氣密性。通過保持空氣層S的氣密性，從而能夠幾乎100%保持位于培養液層上的空氣層S的濕度，至少能夠保持在90%以上。通過將空氣層S的濕度始終保持在90%以上，從而能夠充分地抑制從培養液層露出于空氣層S的作物的根部的水分蒸發，充分地防止由于潛熱冷卻而導致根部受到損傷。所以，露出于空氣層S的根部ー邊保持健全性一邊進行充分的呼吸，有助于作物良好地生長。圖3顯示了本發明的實施方式涉及的培養液栽培裝置的栽培槽10的另ー示例。在本示例中，將隔板13裝卸自如地設在栽培槽10。隔板13沿垂直于長度方向的方向將栽培槽10內的培養液層隔開為多個區域。培養液層被隔板13隔開,但培養液層之上的空氣層S不必被隔板13隔開,可以在隔板13之上連續。在被隔板13隔開的區域，配備至少I個以上的給液ロ 31和排液ロ 41。通過利用隔板13將培養液層分為多個區域，從而在每個區域將培養液可靠地隔開成獨立的狀態，不流向遠處。即，全部的培養液可靠地沿寬度方向流動。另外，在短時間內可靠地進行培養液的替換。另外，培養液的流動變得更加均勻，局部的不均勻、停滯變得更少。尤其是，通過隔開栽培槽10，使得在該區域內沿寬度方向流動的培養液的距離變短，所以，即使供給至栽培槽10內的培養液的初始供給速度不是極端地快速，也能夠達成培養液的快速替換。另外，被隔板13隔開的多個區域的大小不必相同。能夠按照相同作物和相同生長狀況而利用隔板13分開。另外，在將不同作物栽培于栽培槽10內的情況下，能夠按照不同作物而利用隔板13分開。在被隔板13隔開的每個區域，能夠自如地調節培養液的水位。即，在被隔板13隔開的每個區域，能夠調節排液ロ 41的高度。如上所述，例如，通過使構成排液ロ 41的上下二重管的上管相對于下管上下移動等的已知的各種方法，從而上下調節排液ロ 41的位置。另外，也可以從栽培槽10之外調節排液ロ 41的高度。這樣的機構也能夠使用已知的各種方法來構成。另外，除了手動之外，也能夠根據作物的種類或生長的狀況(即生長天數)、根 部的伸展情況、高度等而自動控制排液ロ 41的上下位置的調節。給液泵32將培養液從調整箱50經由給液管路30而供給至栽培槽10。另外，從栽培槽10排出的培養液經由排液管路40而循環至調整箱50。能夠從追肥箱69追肥至調整箱50。例如由追肥泵61將濃縮的肥料液從追肥箱60經由追肥管路62而供給至調整箱50。所供給的肥料液由圖中未顯示的攪拌裝置攪拌。追肥箱60能夠根據肥料而設置多個。另外，調整箱50內的培養液由溫度調整裝置70調整至設定溫度。例如在調整箱50內配置熱交換器71，在調整箱50外配置冷溫水熱源72、溫調泵73，從冷溫水熱源72使熱媒或冷媒循環至熱交換器71，從而對調整箱50內的培養液進行熱交換加熱或熱交換冷卻。也能夠利用電加熱器進行加熱。能夠通過溫調泵73的旋轉控制、開關控制、使用閥門的流量控制等來進行溫度調整。另外，設置用于產生空氣泡并將空氣泡導入調整箱50內的培養液內的空氣起泡裝置，以作為使調整箱50內的培養液的溶氧濃度處于飽和狀態的裝置。調整箱50內的培養液的條件調整由中央控制部80進行。設置測量調整箱50內的培養液的溫度的第I液溫傳感器81和測量培養液的養分濃度的導電度傳感器82，以作為向中央控制部80提供信息的傳感器。另外，設置檢測栽培槽10內的培養液的溫度的第2液溫傳感器83和測量栽培槽10之外的外部氣溫的氣溫傳感器84。中央控制部80的主要控制是指將調整箱50內的培養液的條件調整為預先設定的培養液條件，以及控制在栽培槽10內流動的培養液的狀態。調整箱50內的培養液條件的調整是指將培養液的溫度調整為預先設定的設定溫度，以及將培養液的養分濃度調整為預先設定的設定濃度。具體而言，能夠通過對溫度調整裝置70的溫調泵73進行開關控制和旋轉控制，使得第I液溫傳感器81檢測到的溫度成為設定溫度，從而調整調整箱50內的培養液的溫度。能夠利用前饋控制或反饋控制以及PID控制等現有的控制方法正確地進行控制。再者，能夠通過對追肥泵61進行驅動控制，使得導電度傳感器82檢測到的導電度成為設定導電度，從而調整調整箱50內的培養液條件的養分濃度。這種情況下，也能夠利用前饋控制或反饋控制以及PID控制等現有的控制方法正確地進行控制。
此外，能夠通過連續驅動或間歇驅動上述的空氣起泡裝置等氧導入裝置，從而使調整箱50內的培養液的溶氧濃度始終處于飽和狀態。在栽培槽10內流動的培養液的控制是指使給液泵32旋轉，從而使培養液的每小時的替換次數達到預先設定的替換次數。例如，在將替換次數設定為2次的情況下，操作給液泵32，以使給液泵32的每小時的總給液量達到在栽培槽10內蓄積的培養液的總量的2倍。通過將栽培槽內的培養液的替換次數設定在每小時I 10次的范圍內，能夠將培養液的溫度變化維持在±1°C以下，將養分的導電度的變化相對于設定值維持在-0. lmS/cm以內(當然，也受到栽培槽的絕熱環境等的其他條件的影響)。在替換次數不足每小時I次的情況下，培養液的流動局部地停滯，栽培槽10內的培養液的狀態有可能無法始終處于流動狀態。另外，如果替換次數超過10次，則培養液在栽培槽10內的流動過于快速，并不有利。另ー方面，在栽培槽10內流動的培養液的溫度控制是指讀取調整箱50內的第I 液溫傳感器81檢測到的培養液的溫度(通常與已調整的設定溫度一致)和栽培槽10內的第2液溫傳感器83檢測到的培養液溫度的偏差，如果該偏差變大，則經由變換器85增加給液泵32的旋轉數，增加給液量。通過增加給液量，從而縮短培養液在栽培槽10內的滯留時間，進行微調整以使由于栽培槽10內的吸熱、放熱導致的溫度變化變小。例如，在栽培槽10內的培養液的溫度比調整箱50內的培養液的溫度高0. IV的情況下，將給液泵32的旋轉量增加10%，由此相應地縮短栽培槽10內的培養液的滯留時間，降低栽培槽10內的培養液的溫度變化。如果即使増加10%，經過一定時間后溫度偏差依然超過一定值，那么，使用變換器85進行比例控制，以將給液泵32的旋轉量進ー步増加一定量，使偏差變小。由此，能夠通過使用給液泵32進行流量控制，從而對栽培槽10內的培養液溫度進行微調整。
權利要求
1.一種培養液栽培裝置，其特征在于， 至少具備用于使作物栽培用的培養液流動的栽培槽和配置于該栽培槽的栽培床，將在調整箱已調整的培養液供給至所述栽培槽內，使培養液始終以流動狀態循環，并且，能夠調節培養液的水位，其中， 在所述栽培槽的沿著長度方向的一側，保持間隔地配置多個向所述栽培槽內供給培養液的給液口，并且，在所述栽培槽的沿著長度方向的另一側，保持間隔地配置多個從所述栽培槽內排出培養液的排液口，由此，在所述栽培槽內流動的培養液的流動方向成為所述栽培槽的寬度方向，而且，所述栽培槽內的培養液的替換次數為每小時I 10次。
2.根據權利要求I所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 在所述栽培槽的內部，調節培養液的水位，以使作物的根部的一部分從培養液層露出于上方的空氣層，并且，所述空氣層的濕度始終為90%以上。
3.根據權利要求I或2所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 通過裝卸自如地設置隔板，從而沿垂直于所述栽培槽的長度方向的方向將所述栽培槽內的培養液層隔開為多個區域。
4.根據權利要求3所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 在被所述隔板隔開的每個區域，能夠自如地調節培養液的水位。
5.根據權利要求I所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 所述栽培槽內的培養液的溫度變化維持在設定溫度的土 rc以內，導電度的變化相對于設定值維持在-O. ImS/cm以內。
6.根據權利要求I所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 所述栽培床將所述栽培槽的上部開口氣密地密封。
7.根據權利要求I或6所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 所述栽培床為多個，所述多個栽培床彼此氣密地組合。
8.根據權利要求I所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 所述栽培槽的寬度方向為垂直于所述栽培槽的長度方向的方向。
9.根據權利要求I所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 所述栽培槽的寬度方向為相對于與所述栽培槽的長度方向垂直的方向左右傾斜60度以內的方向。
10.根據權利要求3所述的培養液栽培裝置，其特征在于， 在被所述隔板隔開的每個區域，具備I個以上的所述給液口和I個以上的所述排液口。
全文摘要
本發明涉及一種培養液栽培裝置。該培養液栽培裝置能夠在栽培槽內維持預先調整且供給的培養液的濃度、溫度等的最佳的培養液條件并進行均勻的供給，能夠穩定地對栽培作物提供恰當的養分、氧以及環境。該培養液栽培裝置至少具備栽培槽和栽培床，將已調整的培養液供給至栽培槽內，使培養液始終以流動狀態循環，并且，能夠調節培養液的水位。在栽培槽的沿著長度方向的一側，保持間隔地配置多個向栽培槽內供給培養液的給液口，并且，在栽培槽的沿著長度方向的另一側，保持間隔地配置多個從栽培槽內排出培養液的排液口，由此，在栽培槽內流動的培養液的流動方向成為寬度方向，而且，栽培槽內的培養液的替換次數為每小時1～10次。
文檔編號A01G31/02GK102860250SQ201110200068
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者野澤三郎 申請人:喬奧華塑膠制品(深圳)有限公司