JP2006506079A - 植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

垂直方向または水平方向に分離された２つの位置間で移動され得る複数の回転自在な植物栽培モジュール（３２）を有する植物栽培装置（１０）。各モジュール（３２）は、植物が光源（６８）に向かって円筒形構造物の径方向内方に成長する植物栽培容器（８０）を保持するための円筒形構造物を備える。装置（１０）は、各モジュールを支持し、ほぼ水平位置でそれを回転させるためのモジュール支持手段を有する。装置は、例えばスプロケット被動チェーン（２４、２５）といった、２つの位置間でモジュールを運搬するためのモジュール移動手段を備える。

Description

本発明は、植物を栽培するための装置および方法に関する。詳細には、本発明は、植物が構造物の径方向内方に成長する複数の回転自在な円筒形の植物栽培構造物を備える装置に関する。

植物がランプの下で平床において栽培される場合、植物はランプから異なる距離にある。所定の光源によって照明される全部の植物がそれから等距離である場合に、光源の使用に関してより大きな効率が得られ、栽培面積の各生産平方単位に必要とされる光源の数を低減する。これは、植物が回転軸で光源の回りを回転させられる回転式栽培装置によって実現され得る。

米国特許第６６０４３２１号（マーチルドン（Ｍａｒｃｈｉｌｄｏｎ））は、支持スタンドで水平軸の回りを回転する開放端の円筒形ドラムを備える回転式植物栽培装置を開示している。ランプがドラムの軸に配置される。ドラムの穴が植物の鉢を保持し、植物は光源に対面し、鉢の底部はドラムから径方向外方に突出する。ドラムの下のトレイが水の溜まりを保持し、ドラムが回転する際に鉢の下部が水に接触して植物に給水するようにドラムから離間されている。

カナダ国公開特許出願第２４０１７３７号（ポワリエ（Ｐｏｉｒｉｅｒ）他）は、植物を保持するための一連の平行な細長い長手方向に延びるかごが設けられた円筒形構造物またはドラムを備える回転式栽培装置を開示している。支持ベースがドラムに設けられており、駆動機構がドラムの回転軸に関して支持ベースのドラムを回転させる。光源がドラム内部に配置されている。ドラムが回転し、かごが栄養物流体と接触する際に、供給システムが栽培植物に栄養物流体を供給する。細長いかごは、その底壁および側壁に、栄養物流体を植物に出入りさせるための複数の開口を画成している。細長いかごは、ドラムの１対の平行な対向するリムに、その端に弾性取付ピンを備える管状部材によって脱着可能に取り付けられる。

上述の形式の回転式栽培機械は、植物の平床またはトレイを使用する従来の方法に比べて、所定数の植物を栽培するために必要な床面積の量を低減するが、機械が稼動し続ける間ある地点から別の地点に回転式植物栽培モジュールの移動を付与することによって、床面積のよりいっそう効率的な利用が達成され得るであろう。例えば、植物栽培機械が垂直方向に移動され得るならば、複数の当該機械は、床に置かれた場合にそれらが占有するよりも少ない床面積で稼動され得るであろう。また、ある状況では、複数の植物栽培機械の水平移動を付与する、例えば、それらを手入れするために不十分な空間しかない領域とそれらが手入れされ得る領域との間でそれらを移動させることによって、床面積は節減され得るであろう。機械が稼動し続ける間ある地点から別の地点に複数の当該機械の移動を生じるための植物栽培装置を提供することは、望ましいであろう。

本発明の１実施形態によれば、垂直方向に移動され得る複数の回転自在な植物栽培モジュールを有する植物栽培装置が提供される。装置は、複数の回転自在な植物栽培モジュールを有する。各モジュールは、植物栽培容器を保持するための円筒形構造物を備える。植物は、容器において、モジュール内部の光源に向かって円筒形構造物の径方向内方に成長し、植物の根はモジュールの径方向外方に成長する。装置は、各モジュールを支持し、それをほぼ水平位置でその縦軸に関して回転させるためのモジュール支持手段を有する。装置は、モジュール支持手段およびモジュールを垂直方向で高い位置と垂直方向で低い位置との間で経路に沿って運搬するためのモジュール移動手段を備える。装置はまた、水または栄養物溶液を植物に供給するための給水手段を含む。

本発明の別の実施形態によれば、水平方向に移動され得る複数の回転自在な植物栽培モジュールを有する植物栽培装置が提供される。モジュールおよびモジュール支持手段は前述と同様であり、装置は、モジュール支持手段およびモジュールを概ね水平な経路に沿って運搬するためのモジュール移動手段を有する。装置はまた、水または栄養物溶液を植物に供給するための給水手段を含む。

本発明はまた、植物を栽培する方法も提供する。植物素材が栽培媒体に置かれ、媒体は、植物が装置の径方向内方に成長するように回転自在な栽培装置に置かれる。光源が回転自在な栽培装置の内部で照明される。装置は光源の回りで回転させられる。装置は、２つの別個の位置間で経路に沿って移動させられる。水が栽培媒体に配給される。

本発明の上記および他の特徴は、添付図面とともに検討される、好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

対応する部品および同じ部品は、同じ参照文字によって以下の説明において言及され、図面において指示される。

図１および２に言及すれば、植物栽培装置１０は、複数のフレーム部材１６によって一体に固定されたサイドフレーム部材１４、１５を含むフレーム１２を有する。各フレーム部材１４は、概ね卵形または競技用トラック形の配列に構成された１組のスプロケットホイール１８を回転自在に支持している。フレーム部材１４、１５のスプロケット駆動手段２０および２２はそれぞれ、フレーム部材１４および１５のスプロケットホイール（ｓｐ
ｒｏｃｋｅｔ ｗｈｅｅｌｓ、鎖歯車）１８ａおよび１８ｂをそれぞれ同期して回転させるために、モータならびに適切なギヤおよび制御手段を備える。

チェーン２４、２５は、それぞれフレーム部材１４および１５のスプロケットホイール１８の組に有効に装着されている。複数のモジュール支持バー２６が、図３に図示の通り、ブラケット２８によってチェーン２４、２５に添設されそれらの間に延在している。

モジュール支持フレーム３０が各支持バー２６からハンガー手段２９によって吊下されている。図例の明瞭のために、図１および２は、４つの支持バー２６のみ、および２つのモジュール支持フレーム３０のみを図示しているが、装置１０は、モジュール支持フレームを各々有する多数の支持バー２６を備え得ることが理解されるであろう。

図４〜７に言及すれば、モジュール支持フレーム３０は、円筒形の植物栽培モジュール３２を回転自在に支持するように構成されている。支持フレーム３０は、概ね水平のフレーム部材３４、一端の山形フレーム部材３６、３８および他方端の４０、４２、および下部水平部材４４、４６を有する。回転自在な水平部材４８、５０が、下部水平部材４４、４６と支持モジュール３２との間に延在している。

モジュール３２の端リム５２、５４は、モジュールの残部をはみ出て径方向外方に拡張しており、それらの外縁に歯５６を有する。図７において最良に見られるように、リム５２、５４は回転自在部材４８、５０に載っており、歯５６は、回転自在部材４８、５０の歯５８と係合している。フレーム部材４４の駆動手段６０はそれぞれ、回転自在部材４８を回転させるためにモータならびに適切なギヤおよび制御手段を備える。それが回転させられると、モジュール３２はその縦軸に関して回転させられる。

フレーム部材４４の支持部材６７は、概ね軸位置で長手方向にモジュール３２内に延長しているランプ６８を保持する。同一の支持部材およびランプ６９がフレーム部材４６に設けられており、従ってランプ６９は反対端からモジュール３２内に延長している。各ランプ６８、６９は、モジュール３２内に半分までわずかに満たず延長し、モジュール内部で成長する植物に十分な軸方向照明を付与する。

モジュール３２は、植物が水耕法または気耕法により成長することができ、それらの根が径方向外方に成長するのに対し、モジュール内部に配置された光源６８、６９に向かってモジュールの径方向内方に成長するように方向づけられ得るように、植物を保持するために適応されている。モジュールの種々の形態が本発明での使用に適する。図８および９に示された１実施形態において、モジュール３２はリム（ｒｉｍ、へり、枠、縁）５２、５４を備える円筒形構造物であり、複数の植物栽培トレイ６４がそれぞれの端で（図面には図示されていない適格な掛け金手段によって）リムに着脱可能に固定される。また、支持部材６６もリム間に延在する。トレイ６４は、水の進入を可能にするための穴７１を備える底壁７０、および側壁７２を有しており、植物７４が成長できる栽培媒体を受け入れ保持するように適応されている。

図１０および１１に示されたモジュールの別の実施形態において、モジュール３２は、リム５２、５４を連結する円筒形の壁７６を有する。壁７６の長手方向スロット７８は、植物栽培容器８０の摺動的な挿入および取外しを可能にするように適応された少なくとも１つの開口７９を有する。図例の明瞭のために、図１０には単一の容器８０が図示されているが、使用時にスロット７８は、並んで配置された容器８０で満たされることが理解されるはずである。各容器８０は植物を保持するように構成されている。それは、植物７４が芽生え出るための開口（図示せず）および、水の流入のための底部開口８２を有する。容器８０は、その２つの反対側面の各々に、開口７９に嵌合し、壁７６と長手方向壁７６の内側に付属するＬ字形ブラケット８８との間に形成された長手方向溝８６に摺動可能に係合するように適応された外方に拡張するフランジ８４を有する。

代替として、円筒形構造物は、米国特許第６６０４３２０号（マーチルドン（Ｍａｒｃｈｉｌｄｏｎ））に示された形式のものとすることができる。

植物栽培装置１０には、植物に水および栄養物を運搬するための手段が設けられている。図１および２に図示の通り、水樋９０が装置１０の基部に配置されており、それにより、植物栽培モジュール３２がその垂直方向で最低位置にきた時に、モジュール３２の底部が樋９０に位置づけられることになる。樋の水位は、モジュールの下端の植物栽培容器の底部の開口が表面下にあり、水が容器の植物栽培媒体内に流入することができるように維持される。

図１２に示された別の実施形態では、各モジュールはそれ自身の水樋を有しており、装置１０の基部にはいかなる樋もないであろう。この場合、水運搬手段は、モジュール支持フレーム３０の水平部材４４、４６によって支持された樋９２を備える。やはり、樋９２の水位は、それらが樋の中に回転し下げられる際に、水が容器の植物栽培媒体内に流入できるように維持される。

代替として、給水手段は、水および栄養物を植物栽培媒体に配給するための適切に配置された噴霧器、噴射器または他のいずれかの便宜的手段を備えることができる。必要に応じて、水樋９０は、植物が十分な頻度で給水されることを保証するために、植物栽培装置１０の上部領域に配置された噴霧器などによって補完され得る。

再び図１の実施形態に言及すれば、植物栽培装置１０は、植物素材を備える植物栽培媒体がモジュール３２に配置されれば、スプロケットホイール１８ａ、１８ｂを回転させるために駆動手段２０、２２を作動させ、チェーン２４、２５および、それらとともに回転を通じてモジュール３２を移動させることによって、使用される。回転速度、さらには各モジュールの回転の速度は、植物栽培容器が必要に応じた頻度で給水されるように選定される。装置は、連続的または間欠的に、そしてチェーン２４、２５の走行のいずれかの方向で操作され得る。

それらがチェーン２４、２５によって移動させられる回路の全部の位置にある間、モジュールは稼動し続ける、すなわち各自の光源の回りを回転し植物を栽培し続けるので、装置は、床上で稼動された場合にモジュールが占有するはずであるよりも少ない床面積の、装置１０によって占有される限られた床面積における多数の植物栽培モジュールの稼動を可能にすることは明白であろう。

モジュールを手入れするには、例えば植物を収穫する、植物素材または植物栽培容器その他を挿入する、または機械的修理を行うには、手入れするモジュールが、例えば回路の下部の近くといった、それに都合よく手が届き得る位置にきた時に、駆動手段２０、２２を停止する。必要な場合、それは、ハンガー２９を支持ロッド２６から解放することによって装置から取り外すことができる。

図１２の場合のように、各モジュールがそれ自身の水樋を有する場合、植物の給水を実行するために装置１０を回転させることは必要でなくなり、駆動手段２０、２２は一般に、モジュールを手入れするための位置に持ってくるためだけに操作されるであろう。

別の実施形態において、本発明は、植物栽培モジュールの概ね水平な移動のための装置を提供する。植物栽培モジュールが、例えば米国特許第６６０４３２１号（マーチルドン（Ｍａｒｃｈｉｌｄｏｎ））といった従来技術の場合のように、床に固定された土台に単に配置された場合、それらは手入れのためにアクセス可能でなければならず、それはそれらの回りに床面積を要求する。それらが稼動し続ける間、モジュールの移動のための手段を設けることによって、例えば、それらが手入れのためにアクセスできない場所とできる場所との間でそれらを移動させることによって、床面積は節減され得る。図１３および１４に言及すれば、植物栽培装置１００は、必ずしもではないが好ましくは無端トラックで動作する、１対のスプロケット被動チェーン１０２、１０４を有する。駆動手段２０および２２は、それぞれチェーン１０２、１０４を駆動するために各トラックでスプロケットホイール１８を同期して回転させるために、モータならびに適切なギヤおよび制御手段を備える。支持バー２６は、各自の端でそれぞれのチェーンに（図１の実施形態と同様、図示せぬブラケットによって）取り付けられ、それらの間に延在する。上述のように、植物栽培モジュール３２を備えるモジュール支持フレーム３０が、図１の実施形態においてと同様、各支持バー２６から吊下されている。好ましくは、植物栽培モジュールは図１２に図示された形式のものであり、水樋９２が各モジュール支持手段によって支持されている。

装置１００のトラックは、モジュール３２が使用者による手入れのためにアクセス可能になる区域１０６を含む。トラックの残部のモジュールは、手入れのためにアクセス可能である必要はない。

稼動時、スプロケット駆動手段２０、２２が作動され、チェーン１０２、１０４を同期して、そしてそれらとともにモジュール３２を、モジュールが手入れされ得る区域１０６とトラックの残部との間で移動させる。チェーン１０２、１０４は、トラックが無端ループを形成し得るように半径回りでの移動を可能にする形式のものである。代替として、ベルトがチェーンの代わりに使用することができ、ベルトを保持し、半径回りで回転するトラックを助成するために適応されたベルト車によって支持および駆動され得る。

モジュール３２が個別の水樋を持たない装置１００の代替実施形態において、給水手段は、水および栄養物を植物栽培媒体に配給するための適切に配置された噴霧器、噴射器または他のいずれかの便宜的手段を備え得る。必要に応じて、水樋をトラックの下方の１つ以上の位置に設け、モジュール３２がその上の適位置に移動させられた時に持ち上げられて、それらが樋の中に回転し下げられる際に、水が容器の植物栽培媒体内に流入できるようにすることができる。

本発明を種々の実施形態に関して説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されることは意図されていない。本発明の範囲内の種々の修正が当業者には明白であろう。例えば、チェーンの無端トラックを上に述べたが、モジュールは終端するトラックに沿って垂直方向または水平方向に移動されてから、同じトラックに沿って戻され移動し得るので、トラックは無端である必要はない。また、モジュール移動手段も、ベルトおよび他の機械的構成が使用され得るので、チェーンを含む必要はない。さらに、モジュールの水平移動のための装置の実施形態におけるモジュール移動手段は、モジュールがそれに吊下される単一のチェーン（またはベルト）を含むことができ、２つの離間したチェーンが必須ではない。本発明の範囲は後続する請求項によって規定される。

植物栽培装置の好ましい実施形態の斜視図である。 その正面図である。 図１の装置のスプロケットおよびチェーンの立面図である。 図１の装置の植物栽培モジュールおよび支持手段の斜視図である。 図４のモジュールおよび支持手段の側面図である。 図４のモジュールおよび支持手段の端面図である。 図４のモジュールおよび支持手段の一部の側面図である。 植物栽培モジュールの実施形態の斜視図である。 図８のモジュールの断面図である。 植物栽培装置の別の実施形態の斜視図である。 図１０の線１１−１１の断面図である。 別個の水樋を有する図４の植物栽培モジュールおよび支持手段モジュールの実施形態の側面図である。 植物栽培モジュールの概ね水平な移動を付与する植物栽培装置の実施形態の平面図である。 図１３の装置の一部の側面図である。

Claims (11)

1. 植物栽培装置であって、
   （ａ）複数の回転自在な植物栽培モジュールであって、個々の前記モジュールは植物栽培容器を保持するための円筒形構造物を備え、それにより前記植物は前記容器において前記円筒形構造物内部の光源に向かって前記円筒形構造物の径方向内方に成長し、前記植物の根は前記円筒形構造物の径方向外方に成長するための前記モジュールと、
   （ｂ）個々の前記モジュールを支持し、ほぼ水平な位置でその縦軸に関して個々の前記モジュールを回転させるためのモジュール支持手段と、
   （ｃ）前記モジュール支持手段およびモジュールを２つの分離した位置間の経路に沿って運搬するためのモジュール移動手段と、
   （ｄ）前記植物に水を供給するための給水手段と
   を備えた前記植物栽培装置。
2. 前記２つの分離した位置は、垂直方向で高い位置および垂直方向で低い位置である、請求項１記載の装置。
3. 前記２つの分離した位置は、２つの水平方向に分離した位置である、請求項１記載の装置。
4. 前記給水手段は、前記植物栽培容器が前記垂直方向で低い位置において水と接触させられる樋である、請求項２記載の装置。
5. 前記給水手段は、前記モジュール支持手段で支持され、前記モジュールが回転する際に前記植物に給水するための樋である、請求項１記載の装置。
6. 前記モジュール移動手段は、複数のスプロケットホイールおよび無端チェーンを有する、請求項１記載の装置。
7. 前記モジュール支持手段は１対の離間した回転自在部材を含む、請求項１記載の装置。
8. 前記円筒形構造物は、前記回転自在部材と係合するように適応されたリムを有する、請求項７記載の装置。
9. 植物を栽培する方法であって、
   （ａ）栽培媒体の中に植物素材を入れる工程と、
   （ｂ）前記媒体を、植物が光に向かって栽培装置の径方向内方に成長するような回転自在な前記栽培装置の中に入れる工程と、
   （ｃ）前記回転自在な栽培装置において光源を照明させる工程と、
   （ｄ）前記光源の回りで前記回転自在な栽培装置を回転させる工程と、
   （ｅ）前記回転自在な栽培装置を２つの分離した位置間の経路に沿って移動させる工程と、
   （ｆ）前記栽培媒体に水を配給する工程と
   を含む、前記方法
10. 前記２つの分離した位置は、垂直方向で高い位置および垂直方向で低い位置である、請求項９記載の方法。
11. 前記２つの分離した位置は、２つの水平方向に分離した位置である、請求項９記載の方法。
    

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