CN104206213B - 多层隔板式植物培育装置以及植物培育系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供多层隔板式植物培育装置以及具有该多层隔板式植物培育装置的植物培育系统，该多层隔板式植物培育装置能够使来自人工照明器的热量有效地向大气扩散，从而防止在人工照明器正上方的托盘中流动的营养液的温度以及载置在托盘上的植物的根圈部的温度上升。在人工照明器（13）设置于搁板的下表面的多层隔板式植物培育装置（3～6）中，所述人工照明器（13）具备：设置在所述搁板的浇水托盘（31）的下表面侧的箱体（13a）、萤光灯（13c）以及电源单元（13g）。电源单元（13g）设置于箱体（13a）的底板（13e），并且所述电源单元（13g）与顶板（13d）分离。底板（13e）兼作荧光灯（13c）的反射板。

Description

多层隔板式植物培育装置以及植物培育系统

技术领域

本发明涉及具有人工照明器的育苗装置等多层隔板式植物培育装置，特别是涉及对人工照明器的构造进行了改进的多层隔板式植物培育装置。另外，本发明还涉及具备该多层隔板式植物培育装置的植物培育系统。

背景技术

专利文献1～3中记载有如下的多层隔板式植物培育装置，该多层隔板式植物培育装置设置多层搁板，在各搁板的上表面设置托盘，在该托盘上配置苗并对苗浇水、并且照射来自荧光灯等人工照明器的光来育苗。人工照明器构成为设置在各搁板的下表面侧，仅对比该搁板低一层的下层侧的搁板上的植物照射光。另外，从设置于多层隔板式植物培育装置的顶面部的人工照明器对最上层的搁板上的植物照射光。

从该人工照明器会产生热。为了防止植物的生长环境温度因该热而上升为比设定范围高，在专利文献1中记载有使来自人工照明器的热量传递至在该人工照明器的正上方的托盘中流动的营养液，并在营养液的循环路径上设置营养液的冷却单元的内容。然而，在该方式中，需要冷却单元，从而导致设备成本升高。另外，在以间歇地供给营养液的方式培育植物的情况下，在停止营养液的供给时，从人工照明器传递来的热量通过托盘而使植物的根圈部的温度上升，从而容易对植物的培育产生不良影响。

为了防止来自人工照明器的热量向其正上方的托盘传递，也考虑使该托盘与人工照明器分离，但在该情况下，搁板的上下间隔增大，导致单位空间生长的植物数量减少。

专利文献1：日本特开2009-34064

专利文献2：日本特开2003-52253

专利文献3：WO2004/026023

发明内容

本发明的目的在于提供能够使来自人工照明器的热量有效地扩散至大气，从而防止在人工照明器正上方的托盘中流动的营养液的温度以及托盘上的植物的根圈部的温度上升的多层隔板式植物培育装置、和具有该多层隔板式植物培育装置的植物培育系统。

本发明的多层隔板式植物培育装置，将植物培育用搁板配置为上下多层，并在各搁板上设置有用于使营养液流动的浇水装置，在所述搁板的下表面设置有用于对下层侧的所述搁板上的植物照射光的人工照明器，所述多层隔板式植物培育装置的特征在于，所述人工照明器具备：设置在所述搁板的下表面侧的箱体、配置在所述箱体的下表面侧的发光体、以及设置在所述箱体内的发光体工作用电源单元，所述箱体具有顶板和底板，所述电源单元设置于所述底板，所述电源单元与所述顶板分离。

在该多层隔板式植物培育装置中，优选为，设置有空气流形成机构，该空气流形成机构用于在各所述搁板的上侧的空间形成空气流。

在本发明中，优选为，所述箱体抵接于所述搁板的下表面。并且，优选为，所述箱体的底板成为用于反射来自所述发光体的光的反射板。

本发明的植物培育系统是在封闭型建筑构造物内设置有上述多层隔板式植物培育装置的植物培育系统。

根据本发明，能够取得如下效果。

（1）在本发明的多层隔板式植物培育装置中，设置在搁板的下表面侧的人工照明器具有：箱体、配置在所述箱体的下表面侧的发光体、以及设置在所述箱体内的电源单元，该电源单元设置于所述箱体的底板，电源单元与箱体的顶板分离。因此人工照明器的电源单元的热量主要从箱体的底板向下方散热，从而减少传递至人工照明器的上侧的搁板的热量。由此，防止在搁板上（托盘上）流动的营养液以及载置于托盘上的植物的根圈部因人工照明器的热量而加热，从而能够有效地培育植物。另外，不需要用于冷却营养液的冷却单元，从而能够减少设备成本。此外，此处所说的营养液是指含有肥料成分的水、淡水等。

另外，由于能够以使流向托盘的营养液停止的方式来培育植物，所以能够通过使每一天流向托盘营养液的时间为短时间来限制施于植物的水分量，因此能够栽培出即使移植到田地、温室之后也具有耐旱品质的优良的苗。

在一般的育苗用装置中，为了防止向苗“施水过度”，而优选使苗的根圈部浸入营养液的时间为短时间。因此，优选根据所培育的苗的种类来适宜地调整向托盘上流入营养液的时间，从而使根圈部尽可能地保持为干燥的状态。

（2）通过使气流在搁板的上侧的空间流动，由此能够从该空间排出因人工照明器的热而升温的空气，从而能够更恒定地保持该空间的温度。

（3）在本发明中，即便使人工照明器与搁板的下表面抵接，从人工照明器传递至搁板的热也很少。这样，通过使人工照明器与搁板的下表面抵接，由此能够不减小该空间的高度而降低多层隔板式植物培育装置的高度、或者不增大多层隔板式植物培育装置的高度而增加搁板的层数。

（4）通过使人工照明器的箱体的底板作为反射来自发光体的光的反射板，由此能够将来自发光体的光有效地用于植物培育。

附图说明

图1是具备实施方式的多层隔板式植物培育装置的植物培育系统的俯视图。

图2是图1的II-II线剖视图。

图3是实施方式的多层隔板式植物培育装置的主视图。

图4是图3的IV-IV线剖视图。

图5是实施方式的多层隔板式植物培育装置的托盘的俯视图。

图6是图5的托盘的立体图。

图7是图5的VII-VII线剖视图。

图8是人工照明器的仰视图。

图9是图8的IX-IX线剖视图。

图10是其他实施方式的多层隔板式植物培育装置的托盘的剖视图。

附图标记说明：1…封闭型建筑构造物；3、4、5、6…多层隔板式植物培育装置；3a…侧面板；3b…背面板；3c…基座；3e…顶部板；7～10…空调装置；12…育苗搁板；13…人工照明器；13a…箱体；13b…灯座；13c…荧光灯；13d…顶板；13e…底板；13f…电路部件；13g…电源单元；13s…开关；15…空气风扇；16…二氧化碳储气瓶；30、30'…浇水装置；31…浇水托盘；31d…底板；32…排水槽；32a…排水口；33…供水管；33a…小孔；34…堰；34a…缺口部；35…凸棱；40…穴盘；41…穴；42穴孔；50…下托盘；51…小孔；52…突起。

具体实施方式

参照图1～图10对本发明的优选实施方式进行说明。如图1、图2所示，在由隔热性壁面包围的成为完全遮光性的封闭型建筑构造物1的房屋内设置有箱形（在图示的例中为四个）多个多层隔板式植物培育装置3、4、5、6。在该实施方式中，植物培育装置是育苗装置。

在图1中，以使两个多层隔板式植物培育装置3、4各自的开放前面朝向相同方向的方式来排列两个多层隔板式植物培育装置3、4而成为一列，还以使两个多层隔板式植物培育装置5、6的开放前面朝向相同方向的方式来排列两个多层隔板式植物培育装置5、6而成为一列，并以使开放前面相互对置的方式将两列配置于房屋内。另外，在上述两列之间设置有能够供一人或多个操作者作业的程度的作业空间。在房屋的壁面与各多层隔板式植物培育装置3～6的背面之间设置有50～500mm左右宽度的空间，从而形成通过多层隔板式植物培育装置3～6的空气通路。

优选为若在用于进出房屋的门2的内侧设置空气幕，则在操作者进出时能够不使外部空气进入。

在房屋的壁面的上部设置有空调装置7～10，它们具备对房屋内的空气进行调温调湿，并使调温调湿至设定条件的空气循环的功能。

如图3、图4所示，多层隔板式植物培育装置3～6分别具有基座3c、左右的侧面板3a、背面的背面板3b以及顶部的顶部板3e，前面具备开放的箱形构造体。在该箱形构造体的内部沿上下方向以一定间隔将多个育苗搁板12配置为多层。

优选各多层隔板式植物培育装置3～6的高度为能够供操作者作业的程度的高度即2000mm左右，育苗搁板12的宽度为能够并排载置多块树脂制的穴盘并且能够将各搁板12的上侧空间的温度/湿度调节为恒定的宽度，例如为1000mm～2000mm左右，其中穴盘是将数十～数百个穴（小钵）排列为格子状而形成的，育苗搁板12的进深为500mm～1000mm。在各育苗搁板12上大致水平地载置有多块穴盘40（参照图1）。一块穴盘的尺寸一般是宽度为300mm、长度为600mm左右。

最下层的育苗搁板12载置于基座3c。构成为能够借助设置于基座3c的调节器（省略图示）来调整育苗搁板12的水平度。

在各育苗搁板12设置有后述的浇水装置30。

在从下开始第二层以上的各育苗搁板12以及顶部板3e的下表面设置有人工照明器13，且构成为对在各人工照明器13的正下方的育苗搁板12的穴盘40中生长的植物照射光。在该实施方式中，最上部以外的人工照明器13安装于后述的浇水托盘31的下表面。

作为人工照明器13的发光体优选荧光灯、LED等，但在该实施方式中使用直管状的荧光灯作为光源。

在图8、图9中示出该人工照明器13的详细结构。此外，图8是人工照明器13的仰视图，图9是图8的IX-IX线剖视图。该人工照明器13是在箱体13a的下表面安装多对（在该实施方式中为6对）灯座13b，并将荧光灯13c的两端插装于灯座13b、13b的人工照明器。在箱体13a的下表面设置有开关13s。

箱体13a是具有顶板13d以及底板13e的箱状体，底板13e兼作反射荧光灯13c的光的反射板。在该箱体13a内设置有电源单元13g，该电源单元13g内置有稳定器、变频器、恒流电路、恒压电路、限流电阻等电路部件13f。在该实施方式中，三个电源单元13g配置于荧光灯13c彼此之间，即配置于第一列与第二列荧光灯13c之间、第三列与第四列荧光灯13c之间以及第五列与第六列荧光灯13c之间。各电源单元13g安装于箱体13a的底板13e。在各电源单元13g与箱体13a的顶板13d之间空出3～30mm左右的间隙。在该人工照明器13中，由电源单元13g产生的热量传至底板13e，并从该底板13e扩散。即，传递至在人工照明器13下侧的育苗空间流动的空气。此外，来自荧光灯13c的热量也传递至该空气流。

由于在电源单元13g与箱体顶板13d之间空出间隙，所以从电源单元13g传至顶板13d的热量显著减少。因此能够防止在浇水托盘31上流动的营养液以及种植于穴盘40的植物的根圈部因人工照明器13的热量而被加热。

如图4所示，在各育苗搁板12彼此之间以及最上层的育苗搁板12与顶板面板3e之间的空间（育苗空间）的后方的背面板3b上设置有通气口，在各通气口分别安装有空气风扇15。通过使空气风扇15运转而在房屋内产生图2箭头所示的空气的循环流。即，由空调装置7～10调温调湿后的空气从多层搁板式植物培育装置3～6的开放前面侧被吸引至育苗搁板12各层的育苗空间内，并从通气口向背面板3b的后方排出，通过背面板3b的后方与建筑物壁面之间而上升，从而被吸入空调装置7～10，经调温调湿之后，再次吹出至多层隔板式植物培育装置3～6的开放前面侧。

如图1、图2所示，在将两列多层隔板式植物培育装置3、4与多层隔板式植物培育装置5、6排列为在它们之间形成有作业空间的情况下，该作业空间也发挥作为空气的循环通道的功能，从而形成有效的循环流。

在循环流通过多层隔板式植物培育装置3～6的各育苗空间时，从浇水装置、培养基、植物等蒸发的水蒸气、从人工照明器13释放出的热量与循环流相伴，并借助空调装置7～10对该循环流进行调温调湿而不停地使之循环，由此能够使房屋内保持为最适于植物体生长的温度湿度环境。在育苗空间流动的空气的流速优选为0.1m/sec以上，更优选为0.2m/sec以上，进一步优选为0.3m/sec以上。若气流的速度过快，则有可能对植物的培育产生问题，一般优选为2.0m/sec以下。

在该实施方式中，是使气流从育苗空间的前面经由风扇15而以负压的状态向搁板背面侧流动，但也可以相反地从搁板背面侧向前面侧以正压的状态流动。但是从前面侧以负压的状态向搁板背面侧流动的情况下使育苗空间内的气流变得均匀。

在该实施方式中，由浇水装置（底面浇水装置）30的浇水托盘31构成各育苗搁板12的搁板的板，且构成为从载置于该浇水托盘31的穴盘40的底面进行浇水。参照图5～图7对该浇水装置30的构成例进行说明。此外，图5是浇水装置的俯视图，图6是立体图，图7是图5的VII-VII线剖视图。

该浇水装置30具备四边形的浇水托盘31，该浇水托盘31具有底板31d，在该底板31d的后边以及左右两侧边立设有侧壁31a、31b、31c。在浇水托盘31的没有侧壁的前边以与底板31d连接的方式设置有排水槽32，在排水槽32的一端形成有排水口32a。排水槽32与底板31d被堰34分隔，构成为营养液从堰34的两端部的缺口部34a流出至排水槽32。另外，沿着浇水托盘31的后边的侧壁31a设置有向浇水托盘31内供给营养液的供水管33，从设置于供水管33的多个小孔33a将营养液供给到托盘31上。

在浇水托盘底板31d的上表面以朝向排水槽32的方式相互平行地延伸设置有多个高度约7mm左右的凸棱35，在上述凸棱35上载置穴盘40。

如图4所示，该浇水装置30形成为在将浇水托盘31载置于多层隔板式植物培育装置3～6的育苗搁板12时排水槽32从培育装置3～6的开放前面突出的尺寸。通过使排水槽32从培育装置的开放前面突出，由此收集从载置于育苗搁板12各层的浇水托盘31的排水槽32的排水口32a排出的营养液，从而易于向建筑构造物1外部排出。

若从设置于浇水装置30的供水管33的小孔33a连续地供给营养液，则营养液被堰34堵住而储蓄至规定水位从而成为贮留状态。在从供水管33供给营养液期间，营养液一点一点地从缺口部34a向排水槽32流出。优选为通过调节营养液供给量和从缺口部34a流出的流出量来维持浇水托盘31内例如10～12mm左右的水位的蓄水状态。通过毛细管作用将水从载置于凸棱35上的穴盘40的各穴41底面所形成的穴孔42吸上来向穴内的培养基供给，从而以短时间使所有的穴41内的培养基成为水分饱和状态。

在该浇水托盘31的底板31d的下表面安装有人工照明器13。在该实施方式中，人工照明器13的箱体13a的顶板13d直接抵接于浇水托盘31的下表面，但也可以夹装隔离垫、隔热件。

此外，如图7所示，在该浇水装置30中，使浇水托盘31的底板31d的上表面向排水槽32的方向倾斜。由此能够在停止浇水时以短时间将营养液向排水槽32排出。另外，在使底板31d的上表面倾斜的情况下，通过改变凸棱35的高度而使凸棱的顶部35a形成为水平，由此能够将载置于凸棱35上的穴盘40保持为水平。

图10是表示在本发明中使用的浇水装置的其他例子，对与图5～图7的部件相同的部件标注相同的附图标记。在该浇水装置30'中，在浇水托盘底板31d上载置穴盘40时，在浇水托盘底板31d与穴盘40之间夹装下托盘50。该下托盘50具备能够支承穴盘40的程度的刚性，其中，穴盘40在各穴41内装入培养基，在下托盘50的底壁面形成有多个小孔51，并且在其背面形成有多个突起52。在将穴盘40与下托盘50一起收纳于浇水托盘内时，上述突起52发挥作为在浇水托盘底板31d与穴盘40底面之间保持间隙的间隙保持机构的功能。

在图10的浇水装置30'中，在从供水管33供给营养液而成为规定水位的蓄水状态的情况下，也从下托盘50的小孔51向下托盘50内导入营养液，从而通过毛细管作用从形成于穴盘40的各穴41底面的穴孔42将水吸上来并向穴内的培养基供给。

此外，在图10中，也是在浇水托盘底板31d的下表面安装有人工照明器13。

如上所述，载置于浇水托盘31的穴盘40是将数十～数百的穴41排列为格子状而一体化为托盘形状的穴盘，一块穴盘的尺寸为宽度300mm、长度600mm左右，但并不限定于此。

如图1所示，为了人为地供给苗因光合作用所消耗的二氧化碳，在在建筑构造物1的外部设置液化二氧化碳储气瓶16，从二氧化碳储气瓶16供给二氧化碳，以使由二氧化碳浓度检测装置检测出的房屋内的二氧化碳浓度为恒定浓度。

通过使用该育苗装置来培育苗，由此能够自动地调节适合苗的生长的光量、温度、湿度、二氧化碳以及水分等环境条件。另外，由于各育苗搁板的苗能够在完全相同的环境下生长，因此能够提高获得的苗质的均匀性。

在该多层隔板式植物培育装置中，人工照明器13的热量传递至兼作反射板的箱体底板13e，并从该底板13e传至在育苗空间流动的空气。从人工照明器13传至上侧的浇水托盘31的热量显著减少。因此浇水托盘31上的营养液的温度被控制在规定范围。

上述实施方式是本发明的一个例子，本发明并不限定于此。例如，房屋的大小、多层隔板式植物培育装置的设置数量可以是上述以外的量。另外，空调装置也可以设置于天花板。

Claims (9)

1.一种多层隔板式植物培育装置，将植物培育用搁板配置为上下多层，并在各搁板上设置有用于使营养液流动的浇水装置，在所述搁板的下表面设置有用于对下层侧的所述搁板上的植物照射光的人工照明器，所述多层隔板式植物培育装置的特征在于，

所述人工照明器具备：设置在所述搁板的下表面侧的箱体、配置在所述箱体的下表面侧的发光体、以及设置在所述箱体内的发光体工作用电源单元，

所述箱体具有顶板和底板，所述电源单元设置于所述底板，所述电源单元与所述顶板分离，

所述电源单元与所述顶板之间空出3～30mm的间隙。

2.根据权利要求1所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

设置有空气流形成机构，该空气流形成机构用于在各所述搁板的上侧的空间形成空气流。

3.根据权利要求1所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体抵接于所述搁板的下表面。

4.根据权利要求2所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体抵接于所述搁板的下表面。

5.根据权利要求1所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体的底板成为用于反射来自所述发光体的光的反射板。

6.根据权利要求2所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体的底板成为用于反射来自所述发光体的光的反射板。

7.根据权利要求3所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体的底板成为用于反射来自所述发光体的光的反射板。

8.根据权利要求4所述的多层隔板式植物培育装置，其特征在于，

所述箱体的底板成为用于反射来自所述发光体的光的反射板。

9.一种植物培育系统，其特征在于，

在封闭型建筑构造物内设置有权利要求1至8中任一项所述的多层隔板式植物培育装置。