JP2008104377A - 植物の栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負帯電微細水滴を栽培植物の一部に選択的に供給して当該選択された部分を重点的に成育する。
【解決手段】根Ｐ１と地上部Ｐ２とからなる植物Ｐを栽培する植物栽培装置１０，１０′において、負に帯電した微細な水滴を生成する加湿器２０と、植物Ｐの根Ｐ１および地上部Ｐ２の一方を他方と隔離的に収容する栽培容器（第１実施形態では戻しダクト部３２の水平部３２２、第２実施形態では地上部栽培容器７０）と、加湿器２０によって生成された負帯電微細水滴を気流に同伴させて栽培容器内に導く水滴供給部としての送りダクト部３１を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、根と地上部とからなる植物を栽培する栽培装置に関するものである。

植物の栽培については、屋外の畑で栽培する自然栽培が伝統的で、かつ、一般的であるが、温室としてのビニールハウス内で栽培するいわゆるハウス栽培等の自然環境を人工的に調整した人工環境内で栽培することも盛んであり、季節外れの野菜などが年中出回ることでハウス栽培の恩恵を受けている。また、工業的な規模で野菜を大量に生産するものとして、土を使わずに根を栄養分が溶解した水に浸して栽培する水耕栽培も一部で実用化されており、野菜などの植物の廉価な供給に寄与している。

このような植物の栽培状況において、近年、植物を負に帯電した空気環境下で栽培することが注目されている。かかる環境下で栽培された植物は、極めて順調に生育して収率も向上するといわれている。

かかる負帯電の空気環境は、通常、水のクラスターを機械的に分断することでレナード効果により得られる負に帯電した微細な水滴をつくり、この負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物の生育環境に送り込むことによって得ることができる。

そして、負帯電微細水滴を形成させる装置としては、例えば特許文献１に記載された、高速回転しているシロッコファンに水を衝突させ、この衝突時の衝撃で水のクラスターを分断させるようなタイプのものが一般的であったが、近年、水のクラスターの分断をより効果的に行って効率的に負帯電微細水滴を得ることができるように工夫された特許文献２に記載のものが脚光を浴びている。

この特許文献２に記載の負帯電微細水滴を得る装置は、水槽内の水を回転羽根の高速回転によるその環境の低圧化によって所定の縦管を介して吸い上げ、当該回転羽根の回転による遠心力で吸い上げた水を容器の内壁面に衝突させて水滴とし、この水滴を回転羽根の上部で高速回転している螺旋フィンによってさらに分断し、最後に頂部に向けられたフィルタを通過させることにより極めて微細な負帯電微細水滴を得るようになされている。

かかる特許文献２に記載の装置を採用し、得られた負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物の生育環境に供給することで植物の成育がより順調に行われる。

ところで、植物の栽培において、特に根の発達に重点がおかれる場合や、葉や果実の成長に重点がおかれる場合を考慮すれば、目的に応じた好適な植物栽培が可能となると考えられる。しかるに、従来は、特許文献３に記載されているように、特許文献１や特許文献２に記載されているような負帯電微細水滴を得る装置が植物の栽培環境に対して全体的に適用されたものしか提案されておらず、部分的な、いわば選択育成についての着想もなかったのが実情であった。
特開２００２−１９５６１５号公報 特開２００５−１３１５４６号公報 特開平７−１７０８８８号公報

本発明は、従来のこのような状況に鑑みなされたものであって、植物の栽培において負帯電微細水滴を得る装置を採用することを前提とし、栽培植物における重点的に成育させるべき部分を選択的に設定することが可能な植物の栽培装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、根と地上部とからなる植物を栽培する植物栽培装置において、負に帯電した微細な水滴を生成する加湿器と、前記植物の根および地上部の一方を他方と隔離的に収容する栽培容器と、前記加湿器によって生成された前記負帯電微細水滴を気流に同伴させて前記栽培容器内に導く水滴供給部とを備えてなることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明において、地上部とは、根を除く部分のことであり、構造体としての茎や幹、さらには光合成や水分の蒸散を行い、かつ、光形態形成にも寄与する葉を備え、ときには花を咲かせ、ときには果実を実らせる部分のことである。

請求項１記載の発明によれば、加湿器によって形成された負帯電微細水滴は、水滴供給部によって栽培植物の根および地上部の一方を他方に対して隔離的に収容されるため、栽培対象の植物における成育が一方分に対して重点的に行われる。これによって選択されなかった他の部分は通常の栽培環境とした上で、選択された部分が重点的に成育される。

因みに、負帯電微細水滴は、水のクラスターが分断されることによって形成された分子数が極めて少なく、かつ、負に帯電したものであるため、その中に埃や細菌などの微生物を含むものではなく、従って、かかる負帯電微細水滴が植物に付着しても植物が埃や細菌によって汚染されることがなく、加えて微細水滴が負に帯電していることの好ましい効果により植物の成育が促進される。

このように、水滴供給部は、加湿器によって形成された負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物の根または地上部に供給するようになされているため、根および地上部の内の成育が目的ではない方の成育を通常の生育状態とした上で、重点的に成育させるべき方の成育が促進され、これによって目的に適った植物の栽培が実現する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加湿器は、水が貯留される水槽と、この水槽からくみ上げた水を負に帯電させて前記負帯電微細水滴を生成する加湿器本体とを備え、前記水滴供給部は、前記加湿器本体と前記栽培容器とを連通する送りダクト部と、前記栽培容器と前記水槽とを連通する戻しダクト部とを備えてなることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、加湿器本体を駆動することにより、当該加湿器本体は、水槽内から汲み上げた水を負帯電微細水滴にし、この負帯電微細水滴は、気流に同伴して一方の水滴供給部としての送りダクト部を介して栽培容器内へ導入され、ここで植物の重点的な成育対象部位に成育促進効果を与えた後、他方の水滴供給部としての送りダクト部を通って水槽に戻される。

そして、栽培容器には、植物の根および地上部の内の重点的に成育を促進させる部分が装填されているため、この部分は、栽培容器内を流通している気流に同伴した負帯電微細水滴に曝され、これによる負帯電の作用で通常よりも良好に成育する。

このように水滴供給部を、加湿器本体と栽培容器とを連通する送りダクト部と、栽培容器と水槽とを連通する戻しダクト部とを備えたものにすることにより、加湿器本体で生成された負帯電微細水滴は、栽培容器内で植物の根または地上部の成育の促進に寄与した上で水槽に回収されるため、一旦生成された負帯電微細水滴が無駄になることはなく、有効に利用される。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記水滴供給部は、前記送りダクト部の下流端に接続され、前記栽培容器内に導入された通気用の網材ダクト部を備えてなることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、加湿器から送りダクト部を介して気流に同伴しつつ網ダクト部へ送り込まれた負帯電微細水滴は、この網ダクト部の多数の網目を通って戻しダクト部に導入されるため、負帯電微細水滴が戻しダクト部内で偏在するような不都合が生じることがなく、全ての植物の重点成育促進部分が均等に負帯電微細水滴に曝される。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記栽培容器は、前記根および地上部の一方を略密閉状態で該栽培容器内に収容するべく保持する植物保持部を有することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、栽培容器は、根および地上部の一方を略密閉状態で該栽培容器内に収容するべく保持する植物保持部を有しているため、植物保持部が栽培容器内に植物の成育を重点的に施す部位（根および地上部の一方）を保持した状態で、栽培容器内の負帯電微細粒子の外部への漏洩が防止される。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記栽培容器は、前記植物の根を収容するものであり、天井部に前記植物保持部を有することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、天井部に設けられる植物保持部を介して植物の根を栽培容器に収容することにより、負帯電微細水滴の漏洩が防止された状態で植物の根にのみ負帯電微細水滴が供給されるため、地上部の通常の成育状態が確保されつつ根の成育が選択的、重点的に促進される。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記栽培容器は、前記植物の地上部を収容するものであり、底部に前記植物保持部を有することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、底部に設けられる植物保持部を介して植物の地上部を栽培容器に収容することにより、負帯電微細水滴の漏洩が防止された状態で植物の地上部にのみ負帯電微細水滴が供給されるため、根の通常の成育状態が確保されつつで地上部の成育が選択的、重点的に促進される。

請求項１記載の発明によれば、加湿器によって形成された負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物の根または地上部に供給するようにしたので、根および地上部の内の成育が目的ではない方の成育を通常の生育状態とした上で、選択的、重点的に成育させるべき方の成育を促進させることができ、これによって目的に適った植物の栽培を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、水滴供給部は、加湿器本体と栽培容器とを連通する送りダクト部と、栽培容器と水槽とを連通する戻しダクト部とを備えているため、加湿器本体で生成された負帯電微細水滴は、栽培容器内で植物の根または地上部の成育の促進に寄与した上で水槽に回収され、これによって一旦生成された負帯電微細水滴が無駄になることはなく、負帯電微細水滴を有効に利用することができる。

請求項３記載の発明によれば、加湿器から送りダクト部を介して気流に同伴しつつ網ダクト部へ送り込まれた負帯電微細水滴は、この網ダクト部の多数の網目を通って戻しダクト部に導入されるため、負帯電微細水滴が戻しダクト部内で偏在するような不都合が生じることがなく、全ての植物の重点成育促進部分を均等に負帯電微細水滴に曝すことができる。

請求項４記載の発明によれば、栽培容器は、根および地上部の一方を略密閉状態で該栽培容器内に収容するべく保持する植物保持部を有しているため、植物保持部が栽培容器内に植物の成育を重点的に施す部位を保持した状態で、栽培容器内の負帯電微細粒子の外部への漏洩を有効に防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、天井部に設けられる植物保持部を介して植物の根を栽培容器に収容することにより、負帯電微細水滴の漏洩が防止された状態で植物の根にのみ負帯電微細水滴が供給されるため、地上部の通常の成育状態を確保しつつ根の成育を選択的、重点的に促進することができる。

請求項６記載の発明によれば、底部に設けられる植物保持部を介して植物の地上部を栽培容器に収容することにより、負帯電微細水滴の漏洩が防止された状態で植物の地上部にのみ負帯電微細水滴が供給されるため、根の通常の成育状態を確保しつつで地上部の成育を選択的、重点的に促進することができる。

図１は、本発明に係る栽培装置の第１実施形態を示す一部切欠き斜視図であり、図２は、そのII−II線断面図である。なお、図１および図２においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

図１および図２に示すように、栽培装置１０は、水に衝撃を与えることによって負帯電微細水滴を発生させる加湿器２０と、この加湿器２０によって発生された負帯電微細水滴を気流に同伴させて流通させるとともに、その上面に植物Ｐが装填される二重ダクト（水滴供給部）３０と、前記加湿器２０内に貯留されている水の温度を調節する水温調節装置４０と、前記加湿器２０内に貯留されている水に空気を送り込んでバブリングさせる給気装置５０と、前記水温調節装置３０の上面に装填された植物Ｐに対して光を照射する光源部材６０とを備えている。

前記加湿器２０は、直方体状の水槽２１と、この水槽２１に縦置き状態で装着された円筒状を呈する加湿器本体２２とを備えている。前記水槽２１には、上下方向の略中間高さにまで負帯電微細水滴を形成させるための水が満たされているとともに、前記加湿器本体２２は、下端部が水面より若干上方に位置し、かつ、略上半分が水槽２１の天板２１１から上方に突出した宙吊り状態で水槽２１に装着されている。

前記水槽２１の天板２１１には、その中央部に前記二重ダクト３０の前方側の開口が下方に向いた端部に対応した正方形状の角孔２１２が設けられている。前記加湿器本体２２は、外径（直径）寸法が前記角孔２１２の一辺の長さより若干短めに設定され、これによって加湿器本体２２の外周面と角孔２１２の縁部との間には環状隙間２１２ａが形成されている。

そして、前記加湿器本体２２は、水槽２１の四方の内面から突設された４本の支持アームによって支持され、これによって角孔２１２の中央部に所定の高さで位置設定されている。

かかる加湿器本体２２には、下端が水槽２１に貯留されている水中に没入した状態で筒心位置から下方に向けて垂下された吸水管２２１を有している。また、加湿器本体２２の内部には、図略の駆動モータやこの駆動モータの駆動で回転する複数段の回転ファン等が内装されている。

そして、回転ファンの回転による加湿器本体２２内の負圧に誘引されて水槽２１の貯留水が前記吸水管２２１により給水され、当該吸水管２２１の上端から加湿器本体２２内へ排出されるようになっている。加湿器本体２２内へ排出された水は、高速回転している複数段の回転ファンによる遠心力で加湿器本体２２の内壁面に衝突させられることが繰り返され、このときの衝撃で水のクラスターが分断されるとともに、分断時のレナード効果により多くの負に帯電した微細な水滴になる。

また、加湿器本体２２の頂部には、細孔を有する図略のフィルタが内装され、前記レナード効果で形成された負帯電微細水滴は、このフィルタを透過することにより粒径が揃った状態で前記二重ダクト３０へ向けて送り出されるようになっている。

前記二重ダクト３０は、前記加湿器本体２２の頂部に接続された円筒状の送りダクト部（水滴供給部）３１と、この送りダクト部３１に所定の環状隙間を介して外装された角筒状の戻しダクト部（栽培容器、水滴供給部）３２と、前記送りダクト部３１の下流端（後端）に接続された網材ダクト部３３とを備え、これらによって二重構造とされている。

かかる二重ダクト３０は、送りダクト部３１および戻しダクト部３２を含めて側面視でＬ字状に形成されており、加湿器２０から立設された垂直部３０１と、この垂直部３０１の上端部から後方へ向かって水平になるように折り曲げられた状態で形成された水平部３０２とからなっている。

これに対応するように、前記送りダクト部３１は、加湿器本体２２の頂部から立設された垂直部３１１と、この垂直部３１１の上端から後方へ向かって延設された水平部３１２とからなっているとともに、戻しダクト部３２は、水槽２１の天板２１１から立設された垂直部３２１と、この垂直部３２１の上端から後方へ向かって延設された水平部３２２とからなっている。

一方、栽培装置１０が据え付けられるフロア上には、前記二重ダクト３０を支持するための支持台１１が設けられている。そして、二重ダクト３０の水平部３０２がこの支持台１１に支持されることによって当該二重ダクト３０の配設状態が安定するようになされている。

前記網材ダクト部３３は、例えば、合成樹脂製で、かつ、多数の網目が表面に形成された筒状体からなっている。かかる網材ダクト部３３は、前記送りダクト部３１内を流通する加湿器本体２２から送り出された負帯電微細水を含む気流を、網目を通して戻しダクト部３２の水平部３２２内側へ導出させるものである。そして、このような網材ダクト部３３は、上流端が送りダクト部３１の水平部３１２の下流端に接続されているとともに、下流端が前記戻しダクト部３２の下流端を封止した封止板３２３に固定され、これによって戻しダクト部３２の水平部３２２内での装着状態が安定している。本発明に係る通気孔は、この網材ダクト部３３の網目によって形成されている。

前記戻しダクト部３２の水平部３２２には、その天板３２４における前記網材ダクト部３３と対応した部分に、前後方向に向けて直列で穿設された複数の装着孔３２５が設けられている。これらの装着孔３２５は、植物Ｐの根Ｐ１のみを装入するためのものである。本実施形態おいては、装着孔３２５は１０個が穿設されているが、１０個に限定されるものではなく、１０個未満であってもよいし、１０個を超えてもよい。そして、植物Ｐは、根Ｐ１と地上部Ｐ２との境界位置に栓部材（保持部材）３４が装着された状態で根Ｐ１が装着孔３２５を介して戻しダクト部３２内に挿入される。

図３は、栓部材３４を用いて植物Ｐの根Ｐ１のみを装着孔３２５に装着するときの手順を示す斜視図であり、図３（Ａ）は、栓部材３４が押し広げられた状態、図３（Ｂ）は、栓部材３４が植物Ｐの根Ｐ１と地上部Ｐ２との境界位置に装着された状態、図３（Ｃ）は、植物Ｐの根Ｐ１が栓部材３４を介して装着孔３２５に差し込まれた状態をそれぞれ示している。

まず、栓部材３４は、ウレタンフォーム等の発泡性合成樹脂やスポンジ等の弾性変形が極めて容易で柔軟な材料によって円筒状に形成されている（図３（Ｂ）参照）。かかる栓部材３４は、その一部が上下方向の全長に亘って切断されることによって形成された切断部３４１を有している。そして、このような栓部材３４は、対向した切断部３４１の端面同士が互いに当接された状態で、内径（直径）寸法が対象となる植物Ｐの根Ｐ１と地上部Ｐ２との境界部分の直径よりの小さく設定されているとともに、外径（直径）寸法が装着孔３２５の直径よりも大きく設定されている。

従って、栓部材３４を介して植物Ｐの植物Ｐを戻しダクト部３２の装着孔３２５に差し込むに際しては、まず、図３（Ａ）に示すように、栓部材３４の切断部３４１を指で押し広げる。この状態で栓部材３４を押し広げた部分から植物Ｐの根Ｐ１と地上部Ｐ２との境界位置へ装着すると、図３の（Ｂ）に示すように、栓部材３４が植物Ｐに外嵌された状態になる。

この状態で、まず根Ｐ１を装着孔３２５に差し通し、引き続き栓部材３４を指で摘んで装着孔３２５に圧入することにより、植物Ｐは、図３（Ｃ）に示すように、その根Ｐ１が戻しダクト部３２の水平部３２２内に挿入された状態で栓部材３４を介して水平部３２２の天板３２４上に立設される。

従って、植物Ｐが戻しダクト部３２の水平部３２２に装着された状態では、図３（Ｃ）に示すように、栓部材３４が圧縮弾性変形してその外周面が装着孔３２５の内周面に密着しているとともに、その内周面が植物Ｐの茎の外周面に密着しているため、戻しダクト部３２内は略密封状態になる。

そして、本実施形態においては、戻しダクト部３２の各装着孔３２５に植物Ｐがそれぞれ装着された状態で、二重ダクト３０の水平部３０２が直方体状のカバー体３５によって覆われ、これによって植物Ｐが埃などで汚染されるのを防止したり、寒風が植物Ｐに当たるのを防止したりするようになっている。

かかるカバー体３５は、下面の全面が開放状態とされ、全体的に透明な硬質の合成樹脂によって形成されている。従って、植物Ｐがこのカバー体３５によって覆われた状態で、光源部材６０から照射された光は、当該カバー体３５を透過して植物Ｐに照射されることになる。このようなカバー体３５は、二重ダクト３０の水平部３０２に対して着脱自在とされ、植物Ｐを戻しダクト部３２の水平部３２２に対して着脱するに際し水平部３２２から取り外される。

ついで、図１および図２に戻り、前記水温調節装置４０は、水槽２１内の水温を調節するためのものである。かかる水温調節装置４０は、水槽２１内の水を加温する加温装置４１と、同冷却する冷却装置４２とを備えている。

前記加温装置４１は、水などの加熱媒体を加熱するボイラー４１１と、このボイラー４１１によって加熱された加熱媒体が供給される加熱用コイル管４１２とを備えている。前記加熱用コイル管４１２は、水槽２１内で水中に没するように配設されている。従って、ボイラー４１１からの加熱媒体が加熱用コイル管４１２に供給されることにより、水槽２１内の水は、加熱用コイル管４１２を介した当該加熱媒体との熱交換により加熱されることになる。

前記冷却装置４２は、所定の冷却水源からの冷却水をポンプアップする給水ポンプ４２１と、この給水ポンプ４２１によって給水された冷却水が供給される冷却用コイル管４２２とを備えている。前記冷却用コイル管４２２も水槽２１内で水中に没するように配設されている。従って、給水ポンプ４２１からの冷却水が冷却用コイル管４２２に供給されることにより、水槽２１内の水は、冷却用コイル管４２２を介した冷却水との熱交換により冷却されることになる。

そして、加熱用コイル管４１２および冷却用コイル管４２２のいずれか一方または所定の比率で双方により双方が機能されることにより、水槽２１内の貯留水の温度が調節され、ひいては植物Ｐの成育環境であるカバー体３５内の温度が調節されるようになされている。

なお、本実施形態においては、給水ポンプ４２１から吐出される水を水槽２１内へ送り込む配管が分岐され、水槽２１内の水位が予め設定された所定の水位より低下したとき、当該配管に設けられているバルブが開放され、これによって水槽２１内の水位が所定の水位を回復するまで水槽２１内に給水されるようになっている。これによって水槽２１内の水位は常に所定の水位が確保される。

前記給気装置５０は、外気を吸引して圧縮処理するコンプレッサ５１と、このコンプレッサ５１に接続され、かつ、先端が水中に没するように水槽２１内に挿入されたバブリング配管５２とを備えている。バブリング配管５２の水中に没している部分には、複数の空気吹き出し孔が穿設されている。

そして、前記コンプレッサ５１が駆動されることにより、圧搾空気がバブリング配管５２を通り、空気吹き出し孔を介して水槽２１内の水中にバブリング状態で供給され、これによって水槽２１内の貯留水中に酸素が溶存される。この酸素が溶存した水は、加湿器本体２２の駆動で負帯電微細水滴となり、この負帯電微細水滴が二重ダクト３０の送りダクト部３１を通ってカバー体３５内に供給されることにより、負帯電微細水滴中の酸素が植物Ｐの成育環境に放出される。これによってカバー体３５内の植物Ｐの成育環境は、当該植物Ｐが呼吸作用を行うのに必要な酸素が存在した状態になる。

前記光源部材６０は、二重ダクト３０の戻しダクト部３２に装着された植物Ｐに対して光を照射するものであり、ソケット６１と、このソケット６１に装着された光源としての蛍光灯６２とを備えている。本実施形態においては、光源部材６０は、カバー体３５の天板に固定されている。従って、カバー体３５を戻しダクト部３２の水平部３２２に被せることによって蛍光灯６２からの光が植物Ｐに照射され得るようになる。

かかる光源部材６０の蛍光灯６２には、商用電源６３からの電力が所定の配電装置を介して供給されるようになっている。

第１実施形態に係る栽培装置１０は以上のように構成されているので、地上部Ｐ２の成育を通常の成育状態とした上で、特に植物Ｐの根Ｐ１を発達させる目的で当該栽培装置１０が使用される。栽培装置１０を使用するに当たっては、まず、カバー体３５が二重ダクト３０の水平部３０２から外される。一方、処理対象となる複数本の植物Ｐに、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように栓部材３４をそれぞれ装着し、各栓部材３４を戻しダクト部３２の装着孔３２５にそれぞれ圧入することによって当該複数本の植物Ｐが戻しダクト部３２に装着される。この状態でカバー体３５を戻しダクト部３２に装着することにより、図１に示すように、複数本の植物Ｐに対する栽培の準備が完了する。

引き続き、蛍光灯６２を点灯するとともにコンプレッサ５１の駆動でバブリング配管５２から水槽２１内の水中に空気を送り込みつつ加湿器本体２２を駆動させる。こうすることで、水槽２１内の水は、吸水管２２１を介して加湿器本体２２へ吸い上げられ、加湿器本体２２内で負帯電微細水滴になる。この負帯電微細水滴は、図２に矢印で示すように、気流に同伴して送りダクト部３１を介して網材ダクト部３３へ送り込まれ、この網材ダクト部３３の網目を通って戻しダクト部３２内に供給される。

そして、戻しダクト部３２内には、植物Ｐの根Ｐ１が位置しているため、この根Ｐ１は、負帯電微細水滴に曝され、この負帯電微細水滴の作用によって通常よりも迅速、かつ、良好に発達することになる。

網材ダクト部３３から戻しダクト部３２の水平部３２２へ導出された負帯電微細水滴を含む気流は、戻しダクト部３２の垂直部３２１および水槽２１の天板２１１に穿設された角孔２１２を介して水槽２１内へ戻され、以後水槽２１と二重ダクト３０との間で循環される。

なお、前記水温調節装置４０は、必要に応じて駆動され、これによって水槽２１内の水の温度、ひいてはカバー体３５内における植物Ｐの栽培環境の温度が調節される。

図４は、本発明に係る栽培装置の第２実施形態を説明するため側面断面視の説明図である。なお、図４におけるＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。第２実施形態に係る栽培装置１０′は、植物Ｐの根Ｐ１の成育は通常どおりとした上で、地上部Ｐ２の成育を通常よりも良好に行わせることを目的として使用されるものである。

かかる第２実施形態の栽培装置１０′は、第１実施形態と同様の加湿器２０が採用されるが、二重ダクト３０は採用されず、これに代えて負帯電微細水が存在する環境下において特に植物Ｐの地上部Ｐ２の成育促進を図る地上部栽培容器（栽培容器）７０が採用されている。また、地上部栽培容器７０の下方には、根Ｐ１に対して通常の栽培処理（すなわち、負帯電微細水滴が存在しない環境下での栽培処理）を施す根栽培容器８０が前記地上部栽培容器７０と当接状態で設けられている。

前記地上部栽培容器７０は、前後方向に長尺の直方体状を呈し、透明な硬質の合成樹脂材料によって形成されている。かかる地上部栽培容器７０の前方壁の適所には、負帯電微細水滴を含んだ気流を導入するための導入口７１が開口されているとともに、同後方壁には、地上部栽培容器７０内の空気を排出するための排出口７２が開口されている。

そして、前記導入口７１と加湿器本体２２との間には、加湿器本体２２からの負帯電微細水滴を含んだ気流を地上部栽培容器７０内へ送り込むための、第１実施形態のものと同様の送りダクト部３１が介設されているとともに、前記排出口７２と水槽２１との間には、地上部栽培容器７０内の雰囲気を水槽２１へ戻すための二重管ではない戻しダクト（水滴供給部）３２′が介設されている。

従って、加湿器本体２２の駆動により得られた負帯電微細水滴は、気流に同伴して送りダクト部３１内を通り、導入口７１から地上部栽培容器７０内に導入されて植物Ｐの地上部Ｐ２の成育促進に寄与したのち排出口７２から排出され、戻しダクト部３２′を通って水槽２１へ戻される。そして、以後、加湿器本体２２で発生した負帯電微細水滴は、地上部栽培容器７０と加湿器２０との間で循環されることになる。

このような地上部栽培容器７０の底板７３には、植物Ｐを装着するための複数の装着孔７３１が前後方向に直列に穿設され、これらの装着孔７３１に植物Ｐの根Ｐ１をそれぞれ差し込むことで複数本の植物Ｐの地上部Ｐ２が地上部栽培容器７０内に装填される。この植物Ｐの地上部栽培容器７０への装填作業において、植物Ｐの根Ｐ１と地上部Ｐ２との境界位置に栓部材３４を外嵌させるとともに、この栓部材３４を装着孔７３１に差し込むことについては、第１実施形態の場合と同様である。

また、地上部栽培容器７０の左右方向（図４の紙面に直交する方向）のいずれか一方または双方の壁は、開閉可能な図略の扉とされ、植物Ｐの地上部栽培容器７０に対する挿脱作業時にこの扉が開放される。

前記根栽培容器８０は、地上部栽培容器７０の底板７３の装着孔７３１から下方に垂下した植物Ｐの根Ｐ１に対して通常の成育環境を提供するためのものであり、本実施形態においては、養分が溶解された水が充填され、これによって植物Ｐに水耕栽培を施し得るようになっている。

そして、このような栽培装置１０′に適用される加温装置４１および冷却装置４２を備えた水温調節装置４０、コンプレッサ５１およびバブリング配管５２を備えた給気装置５０並びにソケット６１および蛍光灯６２を備えた光源部材６０については、第１実施形態のものと同様である。

第２実施形態の栽培装置１０′によれば、植物Ｐの地上部Ｐ２を地上部栽培容器７０内に位置させるとともに、根Ｐ１を根栽培容器８０に装位置させることにより、地上部Ｐ２にのみ負帯電微細水滴が供給されることで、根Ｐ１の成育は通常どおりとした上で、地上部Ｐ２の成育を通常よりも促進させることが可能になる。

以上詳述したように、本発明に係る栽培装置１０，１０′は、負に帯電した微細な水滴（負帯電微細水滴）を形成する加湿器２０と、加湿器２０によって形成された負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物Ｐの根Ｐ１または地上部Ｐ２に供給する水滴供給部（第１実施形態では戻しダクト部３２の水平部３２２、第２実施形態では地上部栽培容器７０）とが備えられているため、加湿器２０によって形成された負帯電微細水滴は、水滴供給部によって栽培植物Ｐの根Ｐ１および地上部Ｐ２のいずれか一方側に供給することができ、栽培対象の植物Ｐにおける成育を重点的に行わせる部分が当該植物Ｐの根Ｐ１であるのか地上部Ｐ２であるのかによって負帯電微細水滴の供給先を選択することが可能になり、これによって選択されなかった他の部分は通常の栽培環境とした上で、選択された部分が重点的に成育される。

このように、水滴供給部は、加湿器２０によって形成された負帯電微細水滴を気流に同伴させて植物Ｐの根Ｐ１または地上部Ｐ２へ、他とは隔離的に供給するようになされているため、根Ｐ１および地上部Ｐ２の内の成育が目的ではない方の成育を通常の生育状態とした上で、重点的に成育させるべき方の成育を促進さ競ることができ、これによって目的に適った植物Ｐの栽培を実現することができる。

そして、第１実施形態の栽培装置１０においては、水滴供給部が加湿器本体２２からの負帯電微細水滴を気流に同伴させて気送する下流側に通気孔が設けられた送りダクト部３１と、この送りダクト部３１に外嵌されて通気孔から導出された負帯電微細水滴を含む気流を水槽２１へ戻す戻しダクト部３２とを備えた二重ダクト３０が採用され、植物Ｐの根Ｐ１が戻しダクト部３２内に没入されるため、加湿器本体２２を運転することにより、当該加湿器本体２２は、水槽２１内から汲み上げた水を負帯電微細水滴にし、この負帯電微細水滴は、気流に同伴して送りダクト部３１へ送り出され、その下流側に設けられた通気孔を通って当該送りダクト部３１に外嵌された戻しダクト部３２へ導入されたのち当該戻しダクト部３２を通って水槽２１に戻される。

そして、戻しダクト部３２には、植物Ｐの根Ｐ１が没入されているため、この根Ｐ１は、通気孔を通った気流に同伴している負帯電微細水滴に曝され、これによる負帯電の作用で通常よりも良好に成育する。

このように植物Ｐの根Ｐ１のみを負帯電微細水滴が存在する戻しダクト部３２内に位置させることにより、植物Ｐの根Ｐ１を重点的に良好な成育状態にすることができるため、特に根Ｐ１の発育に重点がおかれた植物Ｐの栽培を効果的に行うことができる。

そして、前記通気孔は、送りダクト部３１の下流端に接続された網材ダクト部３３の網目によって形成されているため、加湿器２０から送りダクト部３１を介して気流に同伴しつつ網材ダクト部３３へ送り込まれた負帯電微細水滴は、この網材ダクト部３３の多数の網目を通って戻しダクト部３２に導入されるため、負帯電微細水滴が戻しダクト部３２内で偏在するような不都合が生じることがなく、複数本の植物Ｐの根Ｐ１が戻しダクト部３２内に装着された状態で全ての根Ｐ１を均等に負帯電微細水滴に曝すことができる。

また、戻しダクト部３２には、植物Ｐを戻しダクト部３２内に対して略密閉状態で保持する保持部材としての栓部材３４が設けられているため、植物Ｐが栓部材３４を介して戻しダクト部３２に当該戻しダクト部３２を略密封した状態で保持されるため、戻しダクト部３２内の負帯電微細粒子が外部へ漏洩することを有効に防止することができる。

そして、第２実施形態の栽培装置１０′においては、水滴供給部は、加湿器本体２２からの負帯電微細水滴を気流に同伴させて気送する送りダクト部３１と、この送りダクト部３１の下流端に接続された植物Ｐの地上部Ｐ２のみが装填される地上部栽培容器７０とを備え、地上部栽培容器７０の下流端には、負帯電微細水滴を気流に同伴させて水槽２１へ戻す戻しダクト部３２′が接続されている。

かかる構成によれば、加湿器本体２２を運転することにより、当該加湿器本体２２は、水槽２１内から汲み上げた水を負帯電微細水滴にし、この負帯電微細水滴は、気流に同伴して送りダクト部３１へ送り出され、その下流側に接続された地上部栽培容器７０へ供給された後、戻しダクト部３２′を通って水槽２１に戻される。

そして、地上部栽培容器７０には、植物Ｐの地上部Ｐ２が装填されているため、この地上部Ｐ２は、気流に同伴している負帯電微細水滴に曝され、これによる負帯電の作用で通常よりも良好に成育する。

このように植物Ｐの地上部Ｐ２のみが負帯電微細水滴が気流に同伴して流通する地上部栽培容器７０内に位置していることにより、植物Ｐの地上部Ｐ２を重点的に良好な成育状態にすることができるため、特に地上部Ｐ２の成育に重点がおかれた植物Ｐを効果的に栽培することができる。

そして、地上部栽培容器７０の下方には、植物Ｐの根Ｐ１が装入される根栽培容器８０が設けられているため、地上部栽培容器７０の下方に設けられた、植物Ｐの根Ｐ１が装入される根栽培容器８０を、土壌や養分を含む水で満たすことにより根Ｐ１の成育に適した環境にすることにより、根Ｐ１は、通常に成育され、根枯れするような不都合の発生を有効に防止することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の第１実施形態の栽培装置１０においては、１台の加湿器２０に対して１本の二重ダクト３０が対応されているが、本発明は、１台の加湿器２０に対して１本の二重ダクト３０のみを対応させることに限定されるものではなく、複数本の二重ダクト３０を対応させるようにし、加湿器２０の加湿器本体２２から導出された負帯電微細水滴を含む気流を各送りダクト部３１へ分流させるとともに、各戻しダクト部３２から排出される気流を集合させて水槽２１内へ戻すようにしてもよい。こうすることにより複数本の二重ダクト３０に対して１台の加湿器２０で済ませることが可能になり、その分装置コストの低減化に貢献することができる。

（２）上記の第２実施形態の栽培装置１０′においては、１台の加湿器２０に対して１つの地上部栽培容器７０が対応されているが、本発明は、１台の加湿器２０に対して１つの地上部栽培容器７０のみを対応させることに限定されるものではなく、複数の地上部栽培容器７０を対応させるようにし、加湿器２０の加湿器本体２２から導出された負帯電微細水滴を含む気流を各地上部栽培容器７０へ分流させるとともに、各戻しダクト部３２′から排出される気流を集合させて水槽２１内へ戻すようにしてもよい。こうすることにより複数の地上部栽培容器７０に対して１台の加湿器２０で済ませることが可能になり、その分装置コストの低減化に貢献することができる。

例えば、図５は、かかる方策に対応させるためのセルトレイ９０の一例を示す図であり、図５（Ａ）は、セルトレイ９０の全体斜視図、図５（Ｂ）は、セルトレイ９０中の１つのセル９１の一例を示す斜視図である。まず、図５（Ａ）に示すように、セルトレイ９０は、植物Ｐを装填するためのセル９１の複数個が合成樹脂製の矩形状を呈する板体９２にマトリックス状に縦横に凹設されることによって形成されている。

前記セル９１は、図５（Ｂ）に示すように、例えば網状に形成されて多数の網目を有し、これによって気流がセル９１内を流通し得るようになっている。このような各セル９１内に、腐葉土や人工バーミュキュライト、さらにはロックウール等のいわゆる培地９３を介して植物Ｐの根Ｐ１が挿入される。

そして、図４に示すような地上部栽培容器７０の底板７３に大きな方形孔を設け、この方形孔に多数のセル９１のそれぞれに植物Ｐがそれぞれ収容されたセルトレイ９０を装着するようにすれば、多数の植物Ｐの地上部Ｐ２に対して一度に工業的規模で効果的な成育処理を施すことができる。

また、図４に示す根栽培容器８０の天板に、大きな方形孔を設け、この方形孔に多数のセル９１のそれぞれに植物Ｐがそれぞれ収容されたセルトレイ９０を装着するとともに、根栽培容器８０内に加湿器本体２２からの負帯電微細水滴を気流に同伴させて供給するようにすれば、多数の植物Ｐの根Ｐ１に対して一度に工業的規模で効果的な成育処理を施すことができる。

なお、前記セル９１については、図５（Ｂ）に示すような多数の網目を有するものに限定されるものではなく、底板に孔があいている市販の一般的なものや、側板にスリットが設けられたもの等も使用可能である。

（３）上記の第２実施形態において、根栽培容器８０として当該根栽培容器８０に養分を含んだ水が充填される水耕栽培方式のものが採用されているが、水耕栽培方式に代えて根栽培容器８０に通常の栽培用の土壌を装填してもよい。この場合、植物Ｐの根Ｐ１は、この土壌中に埋設される。

（４）上記の実施形態においては、光源として蛍光灯６２が採用されているが、本発明は、光源が蛍光灯６２であることに限定されるものではなく、白熱電球、水銀灯、ハロゲンランプあるいはＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等であってもよい。

（５）上記の実施形態においては、加湿器２０における水の微細水滴化処理において水のクラスターの分断が行われることに起因した、いわゆるレナード効果によって当該微細水滴に負の電荷を付与するようになされているが、これに代えて、あるいはこれに加えて微細水滴を含む気流にリング状に形成されたいわゆるリング電極の輪の中を潜らせ、これによって微細水滴に負の電荷を付与するようにしてもよい。

（６）上記の実施形態においては、第１実施形態の栽培装置１０と、第２実施形態の栽培装置１０′とを、それぞれ別の装置として構成した例を示しているが、本発明は各栽培装置１０，１０′を別体として構成することに限定されるものではない。すなわち、加湿器２０の下流側に切換装置を設け、この切換装置の切り換え操作により加湿器２０で発生した負帯電微細水滴を含む気流の送り先を植物Ｐの根Ｐ１側と、地上部Ｐ２側とで切り換え得るようにしてもよい。こうすることで、１台の栽培装置によって目的に応じて植物Ｐの根Ｐ１側および地上部Ｐ２側のいずれの方を重点的に成育させるかを選択することができ、装置コストの低減化に貢献することができる。

本発明に係る栽培装置の第１実施形態を示す一部切欠き斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 栓部材を用いて植物の根のみを装着孔に装着するときの手順を示す斜視図であり、（Ａ）は、栓部材が押し広げられた状態、（Ｂ）は、栓部材が植物の根と地上部との境界位置に装着された状態、（Ｃ）は、植物の根が栓部材を介して装着孔に差し込まれた状態をそれぞれ示している。 本発明に係る栽培装置の第２実施形態を説明するため側面断面視の説明図である。 工業的規模で植物Ｐに成育処理を施すためのセルトレイ９０の一例を示す図であり、図５（Ａ）は、セルトレイ９０の全体斜視図、図５（Ｂ）は、セルトレイ９０中の１つのセル９１の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１０′ 栽培装置 １１ 支持台
２０ 加湿器 ２１ 水槽
２１１ 天板 ２１２ 角孔
２１２ａ 環状隙間 ２２ 加湿器本体
２２１ 吸水管 ３０ 二重ダクト（水滴供給部）
３０１ 垂直部 ３０２ 水平部
３１ 送りダクト部（水滴供給部）
３１１ 垂直部 ３１２ 水平部
３２ 戻しダクト部（栽培容器、水滴供給部）
３２′ 戻しダクト（水滴供給部）
３２１ 垂直部 ３２２ 水平部
３２３ 封止板 ３２４ 天板
３２５ 装着孔 ３３ 網材ダクト部
３４ 栓部材（保持部材） ３４１ 切断部
３５ カバー体 ４０ 水温調節装置
４１ 加温装置 ４１１ ボイラー
４１２ 加熱用コイル管 ４２ 冷却装置
４２１ 給水ポンプ ４２２ 冷却用コイル管
５０ 給気装置 ５１ コンプレッサ
５２ バブリング配管 ６０ 光源部材
６１ ソケット ６２ 蛍光灯
６３ 商用電源 ７０ 地上部栽培容器（栽培容器）
７１ 導入口 ７２ 排出口
７３ 底板 ７３１ 装着孔
８０ 根栽培容器 ９０ セルトレイ
９１ セル ９２ 板体
９３ 培地 Ｐ 植物
Ｐ１ 根 Ｐ２ 地上部

Claims (6)

1. 根と地上部とからなる植物を栽培する植物栽培装置において、
   負に帯電した微細な水滴を生成する加湿器と、
   前記植物の根および地上部の一方を他方と隔離的に収容する栽培容器と、
   前記加湿器によって生成された前記負帯電微細水滴を気流に同伴させて前記栽培容器内に導く水滴供給部とを備えてなる植物栽培装置。
2. 前記加湿器は、水が貯留される水槽と、この水槽からくみ上げた水を負に帯電させて前記負帯電微細水滴を生成する加湿器本体とを備え、
   前記水滴供給部は、前記加湿器本体と前記栽培容器とを連通する送りダクト部と、前記栽培容器と前記水槽とを連通する戻しダクト部とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の植物栽培装置。
3. 前記水滴供給部は、前記送りダクト部の下流端に接続され、前記栽培容器内に導入された通気用の網材ダクト部を備えてなることを特徴とする請求項２記載の植物栽培装置。
4. 前記栽培容器は、前記根および地上部の一方を略密閉状態で該栽培容器内に収容するべく保持する植物保持部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の植物栽培装置。
5. 前記栽培容器は、前記植物の根を収容するものであり、天井部に前記植物保持部を有することを特徴とする請求項４に記載の植物栽培装置。
6. 前記栽培容器は、前記植物の地上部を収容するものであり、底部に前記植物保持部を有することを特徴とする請求項４に記載の植物栽培装置。

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