JP2004073003A - 植物栽培容器、植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物を水耕栽培する際に、栽培槽内からゴミなどを簡単に排出することが可能な植物栽培容器を得る。また、栽培槽内からゴミなどを簡単に排出でき、かつ、省スペース内にて多量の植物の栽培することが可能な植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置を得る。
【解決手段】水耕栽培により植物の生育を行う栽培槽２と、この栽培槽２に段部５を介して接続され栽培槽２よりも底部の位置が下方に配置されると共に内部にサイホンが設けられた排水溝３と、この排水溝３の下部に接続された排水管６と、を備えることを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜や花などの植物を水耕栽培する際に使用される植物栽培容器、植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
野菜や花などの植物を水耕栽培する際に、太陽光線などを利用せずに、ある一定の容器内で、人工照射光を利用して植物を生育する植物栽培装置が各種開発されている。例えば、このような植物栽培装置は、一定の閉空間とした容器と、この容器内に設置された植物栽培容器とを備えて構成され、植物栽培容器内に野菜などの植物を植え込んで植物の生育を行う。
【０００３】
図７は、植物栽培容器の一部の断面を示す図である。図７に示すように、植物栽培容器３０は、栽培槽３１の上面に育成台３２が複数個設けられ、各育成台３２には野菜などの植物３３が植え込まれている。育成台３２の下方には、育成台３２の底部の僅かに下方位置を水位とした培養液ａが貯留され、野菜の根部分が培養液ａに浸されている。育成台３２の下方位置に排水口を位置させた水位調節用の排水管３４が培養液ａの水位方向と平行に設けられる。
【０００４】
また、植物栽培容器３０には、図示しないが、野菜の葉部分の上方位置に人工光源であるナトリウムランプ等が取り付けられ、培養液ａは、図示しない循環ポンプに接続された図示しない培養液供給管が接続され、栽培槽３１の底部位置に酸素を供給する酸素供給管３５が設置される。なお、培養液ａは、主成分を水として、水に栄養分を含有させている。図示しない培養液供給管から培養液ａが一定時間毎に供給され、培養液ａの量が栽培槽３１の容積のある一定量を超えた場合に、過剰な培養液ａは水位調節用の排水管３４から排出される仕組みとなっている。また、培養液ａの水面に植物の生育に関係の無いゴミｂなどが浮遊しているが、水面に浮遊するゴミｂは培養液ａと共に水位調節用の排水管３４を介して栽培槽３１から排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した植物栽培容器３０では、水位調節用の排水管３４の高さを超えた過剰な培養液ａや培養液ａの水面に浮遊したゴミ等を栽培槽３１から除去することができるが、栽培槽３１の底部や培養液ａ中に存在するゴミ等を除去することは困難であった。このため、植物栽培容器３０内で長期間に亘って植物の生育を続けると、栽培槽３１の底部にゴミが蓄積してしまい、蓄積したゴミは、植物がその根から培養液ａを吸収する際の妨げとなっていた。この結果、植物に培養液ａを充分に供給することができず、植物の生育を阻害してしまうという問題を有していた。
【０００６】
また、近年、植物を植える栽培槽３１の面積を拡大させて植物の栽培量を増大させる植物栽培装置や植物栽培方法も開発されている。
【０００７】
例えば、植物栽培装置は、多段から構成される栽培棚に植物栽培容器を複数配置して構成される。植物栽培容器としては、前述した水位調節用の排水管３４を形成した植物栽培容器３０を使用している。このため、前述した植物栽培容器３０において生じる弊害、すなわち、栽培槽３１の底部に蓄積したゴミや培養液ａ中のゴミに起因して、植物の生育が阻害されるという問題が同様に生じていた。特に、植物栽培容器３０を多段に構成した場合には、培養液ａは最上段の植物栽培容器３０に供給され、最上段の植物栽培容器３０において過剰な培養液ａや培養液ａ表面に浮遊するゴミは水位調節用の排水管３４を介して下段に設置された植物栽培容器３０に供給されるように構成されるため、下段の植物栽培容器３０の栽培槽３１底部にゴミが蓄積しまい、植物の生育が阻害されていた。
【０００８】
さらに、植物栽培容器３０に形成された水位調節用の排水管３４内にゴミ等が堆積して水位調節用の排水管３４が詰まってしまうと、過剰な培養液ａが栽培槽３１の外に排出されなくなってしまう。培養液ａは、一定の時間間隔をあけて培養液供給管から栽培槽３１中に供給されるため、培養液ａは栽培槽３１中に溜まり、栽培槽３１の容積に収容しきれなかった培養液ａが、栽培槽３１から溢れ出してしまう等の問題を有していた。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためのものであり、植物を水耕栽培する際に、栽培槽内からゴミなどを簡単に排出することが可能な植物栽培容器を提供することを目的とする。
【００１０】
また、栽培槽内からゴミなどを簡単に排出でき、かつ、省スペース内にて多量の植物の栽培することが可能な植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明者らは種々研究した結果、栽培槽に段部を介して排水溝を接続し、栽培槽の底部よりも排水溝を下方に配置することにより、栽培槽から排水溝側に向かって培養液やゴミを自然に流れ易くしたものであり、かつ、排水溝内にサイホンを設けてサイホンの吸引力を利用することにより、培養液の水面上に浮遊するゴミのみならず、培養液中に存在するゴミなどを効率良く植物栽培容器の外部に排出し、栽培槽内からゴミなどを簡単に除去できる植物栽培容器を得たものである。
【００１２】
また、多段から構成される栽培棚に、上記植物栽培容器を配置することにより、省スペース内で多量の植物の栽培を行い植物の栽培量を増大させた植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置を得たものである。
【００１３】
すなわち、水耕栽培により植物の生育を行う栽培槽と、この栽培槽に段部を介して接続され当該栽培槽よりも底部の位置が下方に配置されると共に内部にサイホンが設けられた排水溝と、この排水溝の下部に接続された排水管と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、栽培槽から排水溝側に向かって培養液やゴミを自然に流れ易くし、かつ、サイホンの吸引力を利用して、培養液の水面上に浮遊するゴミのみならず、培養液中に存在するゴミなどを効率良く栽培槽内からゴミなどを排出可能としたものである。
【００１５】
上記発明において、前記サイホンの取水口を、排水溝の底部位置から栽培槽の深さ中間位置までの間に配置したことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、サイホンの取水口の位置を排水溝の底部位置から栽培槽の深さ中間位置までの間としたため、栽培槽の底部に蓄積したゴミなどをも栽培槽内から排出することが可能である。
【００１７】
上記発明において、排水溝に、排水溝の底部からサイホンの上端部までの高さと同一の長さの排水管を当該サイホンと平行に設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、サイホンにゴミが詰まる等して万が一サイホンが機能しない非常時の場合であっても、栽培槽から培養液やゴミを排出することが可能なため、培養液が栽培槽から溢れ出してしまうなどの弊害を防止することができる。
【００１９】
また、本発明は、多段から構成される栽培棚の各棚に植物栽培容器が設置された植物栽培ユニットであって、前記植物栽培容器は、水耕栽培により植物の生育を行う栽培槽と、この栽培槽に段部を介して接続され当該栽培槽よりも底部の位置が下方に配置されると共に内部にサイホンが設けられた排水溝と、この排水溝の下部に接続された排水管とを備え、上段の栽培棚に設けられた植物栽培容器の排水管の下端部が、この栽培棚の真下の栽培棚に設けられた植物栽培容器の栽培槽に向けて配置されるべく当該植物栽培容器を設置したことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、上段から流れ出す培養液を下段の植物栽培容器に供給することにより、最上段の植物栽培容器に培養液を供給することにより、順次下段の植物栽培容器に培養液を供給することができる。また、栽培槽にサイホンを設けたため、効率良く植物栽培容器から培養液を排出することができる。
【００２１】
上記植物栽培ユニットにおいて、前記栽培棚の最下段に、ゴミや植物を生育するための培養液を貯留する貯留槽を設けたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、上段から排出された培養液やゴミを一時的に貯留する貯留槽を設置したため、一旦ゴミを除去して、再度培養液を上段の植物栽培槽に循環することが可能である。
【００２３】
また、本発明の植物栽培装置は、コンテナ内に、上記の植物栽培ユニットを配置したことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、例えば、コンテナとして、海上輸送用や陸上輸送用の冷凍冷蔵コンテナを使用することにより、コンテナに予め備えられた断熱効果を植物栽培装置内においても発揮することができる。また、海上輸送用のコンテナや陸上輸送用のコンテナは、使用済みのコンテナを使用しても良く、使用済みのコンテナを再使用することにより資源の有効活用を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１から図６までを用いて説明する。
【００２６】
第１実施形態（図１〜図３）
本実施形態では、水耕栽培により野菜や花等の植物を生育する植物栽培容器について、図１から図３までを用いて説明する。
【００２７】
図１は、植物栽培容器の外観を概略的に示す斜視図である。本図に示すように、植物栽培容器１は、基本的に、上面が開放され略長方形の箱状の栽培槽２と、この栽培槽の長手方向の一端部に接続され、上面が開放された略直方体形状の排水溝３と、を備える。栽培槽２の上面には複数の板状の育成台４が設置され、図示しない育成台４の植え込み部に野菜等の苗を個別に植え込むように構成される。栽培槽２に接続された排水溝３は、栽培槽２の高さよりも深く構成され、排水溝３は、栽培槽の底部よりも低い位置に段部５を介して接続される。排水溝３の下部位置には排水管６が接続される。
【００２８】
図２は、排水溝３を上方から観察した図である。図２に示すように、栽培槽２と排水溝３との接続部には段部５が形成され、栽培槽２の底部よりも低く排水溝３の底部が位置する。排水溝３の底部には、排水溝３の深さ方向と平行にサイホン７と排水管８とが設置される。さらに具体的には、サイホン７の取水口は、排水溝の底部位置から栽培槽の深さ中間位置までの間に配置されている。さらに好ましくは、サイホン７の取水口を排水溝の底部位置から栽培槽の低部位置までの間に配置することが望ましい。また、サイホン７の高さ方向と平行の位置に、サイホン７の高さの上端部位置とほぼ同一の高さに構成された排水管８が設置される。
【００２９】
上記構成の植物栽培容器１を使用して、実際に野菜を栽培する際には、育成台４に野菜の苗を植え込み、栽培槽２中に野菜を生育させる培養液を貯留する。なお、通常、培養液としては水を主成分として栄養分を含有させた液体を使用している。
【００３０】
図３は、使用時に栽培槽２中に貯留した培養液の流れを説明するために植物栽培容器１の断面を模式的に示した図である。本図に示すように、栽培槽２の上面に育成台４が設置され、育成台４に野菜が植え込まれている。栽培槽２には、図示しない供給ポンプの駆動により培養液供給管を介して、培養液ａが連続もしくは一定時間間隔をあけて栽培槽２に供給される。栽培槽２に供給された培養液ａは、排水溝３に自然に流れ落ち、排水溝３に設けられたサイホン７の上限水位まで水位が上昇したところで、供給ポンプが停止する。すると、サイホン７の機能により排水溝３の培養液ａがサイホン７の取水口９から吸収され、サイホン７を介して培養液ａが植物栽培容器１の外部に自然排出される。サイホン７の取水口９から培養液ａが吸い込まれると、栽培槽２から排水溝３に向かって培養液ａの流れが生じ、栽培槽２の培養液ａ中に存在するゴミｂなどが培養液ａとともに排水溝３側に流れ、培養液ａとゴミｂとがサイホン７の取水口９から吸い込まれる。排水溝３中の培養液ａの水位が、サイホンの下限水位まで下がると、サイホン７による培養液ａの自然排出が停止する。
【００３１】
上記構成の植物栽培容器では、サイホン７を介して培養液ａとゴミｂとを植物栽培容器の外に排出するが、サイホン７にゴミ等が蓄積してサイホン７が機能しない非常時の場合には、排水管８から過剰な培養液ａやゴミｂが排出される。
【００３２】
本実施形態によれば、段部を介して栽培槽及び排水溝を接続し、排水溝を栽培槽よりも一段低い位置としたため、栽培槽中の培養液やゴミなどを排水溝に自然に流動させることが可能である。また、排水溝にサイホンを設置したため、サイホンの吸引力により培養液を効率良く吸収することができる。
【００３３】
さらに、サイホンの取水口の位置を排水溝の低部位置から栽培槽の深さ中間位置よりも低い位置までの間に配置したため、栽培液の表面に浮遊したゴミのみならず、栽培液中や栽培槽の底部に蓄積したゴミなども効率良く自然に排出することが可能である。
【００３４】
なお、本実施形態においては、排水溝内部にサイホンを一つ設置したものを示したが、サイホンは一つに限定されるものではなく複数個設置したものであっても良い。複数個のサイホンを設置することにより培養液やゴミを吸収する際の吸引力を高めることができる。
【００３５】
また、サイホンと共に排出管を設置しているためサイホンにゴミが詰まりサイホンが機能しない場合であっても、過剰な培養液は排出管から自然に排出可能であり、栽培槽中に栽培液が蓄積して栽培槽から栽培液が溢れ出すのを防止することができる。
【００３６】
第２実施形態（図４〜図６）
本実施形態では、野菜等の植物の水耕栽培を行うための植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置について、図４から図６までを用いて説明する。
【００３７】
植物栽培装置は、一定の閉空間とした容器内に植物栽培ユニットが設けられて構成される。一定の閉空間とした容器としては、使用済みの海上輸送用のコンテナを使用した。なお、一定の閉空間とした容器は、海上輸送用のコンテナに限定されるものではなく、植物の生育が可能な環境を提供できる容器であれば良いが、特に、断熱効果を有する容器を使用することが望ましい。
【００３８】
図４は、海上輸送用のコンテナを使用した植物栽培装置の内部の様子を概略的に示す図である。本図に示すように、植物栽培装置１０は、コンテナ１１と、このコンテナ１１内部に設けられた培養液供給手段１２と、植物栽培ユニット１３と、炭酸ガス発生装置１４と、空調機１５と、を備える。なお、コンテナ１１内に炭酸ガス発生装置１４や空調機１５を備えてコンテナ１１内の空調調節を行っているが、炭酸ガス発生装置１４や空調機１５の設定を変えて、コンテナ１１内における熱帯や寒冷地などの気候環境や夏や冬などの季節環境を独自に設定することが可能である。
【００３９】
培養液供給手段１２は、脱塩素器１６と、肥料溶解槽１７と、培養液調整槽１８と、循環ポンプ１９と、培養液供給管２０と、を備える。培養液供給管２０は、植物栽培ユニット１３の最上段に設置された植物栽培容器１に取り付けられ、培養液供給管２０は地上に設けられた循環ポンプ１９の駆動により、植物栽培容器１に培養液を供給する。図４に示す培養液供給管２０は、主管と、この主管から分岐して接続された４本の枝管とを備える。主管と枝管とは、植物栽培ユニット１３の最上段の位置において接続されており、４本の枝管からそれぞれ各植物栽培容器１に培養液が供給される。なお、培養液供給管２０は、図４に示す形態に限定されず、培養液供給管２０自体を４本の供給管から構成して、各植物栽培容器１毎に各培養液供給管２０を供給するように構成したものであっても良い。このように各々の植物栽培容器１に供給する培養液供給管２０をそれぞれ設けることにより、植物栽培容器１内に植えられた植物の種類に応じて濃度やｐＨなどを調整した各培養液を植物栽培容器１毎に供給することができる。
【００４０】
植物栽培ユニット１３は、４段の棚から構成された栽培棚２１と、この栽培棚１の上から４段までの各棚に野菜などの植物の苗を植え込み植物の生育を行うために配置された植物栽培容器１と、最下段に配置されたゴミや培養液を貯留するための貯留槽２２とを備える。なお、植物栽培容器１は、第１実施形態において説明した植物栽培容器を使用した。栽培棚１３の上段から４段目までの各植物栽培容器１の真上には各々蛍光灯２３が取り付けられ、蛍光灯２３は上下方向に昇降可能に構成される。蛍光灯２３を昇降させて上下位置を変えることにより、植物栽培容器１内の植物に照射される光の量を調節することが可能である。
【００４１】
図５は、斜め方向から見た植物栽培ユニット１３の外観を示す図である。本図に示すように、栽培棚２１の上から４段までの各棚には４個の植物栽培容器１が平行に４列配置され、最下段も同様に４個の貯留槽２２が平行に４列配置される。各棚の植物栽培容器１は、長手方向の一端部に設けられた排水溝３を同一向きに配置している。
【００４２】
図６は、コンテナ内に配置した図４に示す植物栽培ユニット１３を正面からみた外観図である。本図に示すように、栽培棚２１の一端部側から排水管６が下段の植物栽培容器１に垂下している。各棚の上下の棚に配置される植物栽培容器１の向きは、上下の段により各々排水管６が交互に配置される。
【００４３】
上記構成の植物栽培装置１０では、図４に示す培養液供給手段１２の脱塩素器１６により、コンテナ１１の外部から供給される水道水ｃに含まれる塩素を除去し、肥料溶解槽１７において脱塩素化した水に肥料を溶解して培養液ａとする。培養液ａは培養液調整槽１８に送られた後、循環ポンプ１９の駆動により培養液供給管２０を介して栽培棚１３の上段に設けられた植物栽培容器１に培養液ａが送られる。最上段の植物栽培容器１に培養液ａが供給されると、培養液ａはサイホン７の高さ上限水位にまで達する。サイホン７の高さ上限水位からサイホン７の高さ下限水位に達するまでに培養液ａは自然落下し、下段の植物栽培容器１に供給される。栽培棚１３の２段目の棚の植物栽培容器に供給された培養液ａは、前述したように、サイホン７を介して培養液ａが下段の植物栽培容器に送られ、順次下段の栽培棚の植物栽培容器１に培養液ａが自然に供給され、最終的に、最下段の貯留槽２２に培養液ａと共にゴミｂが貯留される。最下段の貯留槽２２に貯留された培養液ａは、循環ポンプ１９の駆動により、再度培養液供給管１０を介して最上段の植物栽培容器１に供給される。
【００４４】
本実施形態によれば、栽培棚の最下段にゴミや培養液を貯留する貯留槽を配置したため、サイホンを利用して下段の栽培棚に水を供給することが可能であり、ポンプを使用して最上段の植物栽培容器に培養液を供給するだけで、下段の植物栽培容器に培養液を供給することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、人工照明として蛍光灯を使用しているため、コンテナ内に多段式の栽培棚を配置し、栽培棚の各棚に植物栽培容器を設置することができる。このため、コンテナ内の空間を有効活用して植物の栽培を行えるため省スペース化を図れると共に、省スペース内にて多量の植物の栽培を行うことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態によれば、一定の閉空間とした容器として海上輸送用のコンテナを利用したため優れた断熱効果を得ることができる。また、使用済みのコンテナを使用することにより廃棄物を有効活用できると共にコスト削減を図ることができる。さらに、コンテナは容易に移動可能であるため、例えば、栽培している植物が野菜や生花などである場合には、顧客の場所にコンテナを移動させた後、植物栽培容器から野菜や生花を取り出して顧客に提供する等が可能となり、鮮度の高い高品質の野菜や生花を顧客に提供することができる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、コンテナ内に植物栽培容器を多段から構成した植物栽培ユニットを配置した植物栽培装置について説明したが、本発明の植物栽培装置のコンテナ内に配置されるものは植物栽培ユニットに限定されず、コンテナ内に１段のみの植物栽培容器を配置して構成したものであっても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の植物栽培容器によれば、植物栽培容器から栽培液やゴミなどを容易に排出することができ、その結果、植物の生育を促進することができる。また、本発明の植物栽培ユニット及びこの植物栽培ユニットを用いた植物栽培装置によれば、多段から成る栽培槽に植物栽培容器を設けたため、植物を効率良く大量生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図で、植物栽培容器の外観を概略的に示す斜視図。
【図２】植物栽培容器の排水溝を上方から観察した図。
【図３】植物栽培容器の断面を示す模式図。
【図４】コンテナを使用した植物栽培装置の内部の様子を概略的に示す図。
【図５】植物栽培ユニットの外観を示す斜視図。
【図６】コンテナ内に配置した図４に示す植物栽培ユニットを正面から見た外観図。
【図７】従来における、植物栽培容器の一部を示す断面図。
【符号の説明】
１　植物栽培容器
２　栽培槽
３　排水溝
４　育成台
５　段部
６　排水管
７　サイホン
８　排水管
９　取水口
１０　植物栽培装置
１１　コンテナ
１２　培養液供給手段
１３　植物栽培ユニット
１４　炭酸ガス発生装置
１５　空調機
１６　脱塩素器
１７　肥料溶解槽
１８　培養液調整槽
１９　循環ポンプ
２０　培養液供給管
２１　栽培棚
２２　貯留槽
２３　蛍光灯
ａ　培養液
ｂ　ゴミ
ｃ　水道水

Claims (6)

1. 水耕栽培により植物の生育を行う栽培槽と、この栽培槽に段部を介して接続され当該栽培槽よりも底部の位置が下方に配置されると共に内部にサイホンが設けられた排水溝と、この排水溝の下部に接続された排水管と、を備えることを特徴とする植物栽培容器。
2. 前記サイホンの取水口を、排水溝の底部位置から栽培槽の深さ中間位置までの間に配置したことを特徴とする請求項１記載の植物栽培容器。
3. 前記排水溝に、排水溝の底部からサイホンの上端部までの高さと同一の長さの排水管を当該サイホンと平行に設けたことを特徴とする請求項１記載の植物栽培容器。
4. 多段から構成される栽培棚の各棚に植物栽培容器が設置された植物栽培ユニットであって、
   前記植物栽培容器は、水耕栽培により植物の生育を行う栽培槽と、この栽培槽に段部を介して接続され当該栽培槽よりも底部の位置が下方に配置されると共に内部にサイホンが設けられた排水溝と、この排水溝の下部に接続された排水管とを備え、
   上段の栽培棚に設けられた植物栽培容器の排水管の下端部が、この栽培棚の真下の栽培棚に設けられた植物栽培容器の栽培槽に向けて配置されるべく当該植物栽培容器を設置したことを特徴とする植物栽培ユニット。
5. 前記栽培棚の最下段に、ゴミや植物を生育するための培養液を貯留する貯留槽を設けたことを特徴とする請求項４記載の植物栽培ユニット。
6. コンテナ内に、請求項４または５記載の植物栽培ユニットを配置したことを特徴とする植物栽培装置。

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