JP2013111039A

JP2013111039A - 植物栽培装置

Info

Publication number: JP2013111039A
Application number: JP2011261690A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Ono; 喜智大野
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP6013724B2; TW201340863A; TWI589223B

Abstract

【課題】上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させていく植物栽培装置において、上記栽培トレイから養液を簡単に排出できるようにする。
【解決手段】養液が貯留される養液タンク３と、この養液タンク３から養液をポンプ５１により汲み上げて上段の栽培トレイ２から順に下段の栽培トレイ２へと当該栽培トレイ２同士を連通する循環パイプ５４を通して養液を循環させていく養液循環システム５と、上記栽培トレイ２に接続された排水パイプ６１及びこの排水パイプ６１から上記栽培トレイ２内の養液を排出する排水制御バルブ６３を備えた排水システム６と、を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、多段に設けられた栽培トレイを用いて植物を栽培する植物栽培装置に関する。

特許文献１には、平面視において互いに重なるように高さ方向に多段配置された複数の栽培ベッドを配置し、レタスなどの野菜を生育させることができる波長特性を持たせた電球形蛍光ランプを使用する立体多段式植物栽培装置が開示されている。

また、特許文献２には、栽培室内に、養液が貯留される栽培容器の底壁の下面に複数の照明器を取付けてなる栽培器ユニットを上下方向に所定間隔をもって多段に配置する一方、該養液を、養液タンクと各栽培器ユニットの各養液容器の間で循環させ、循環経路中に冷却ユニットを介設し、各養液容器からの還流養液を放熱冷却して各養液容器へ供給する水耕栽培装置が開示されている。

上記のように栽培トレイを上下方向に多段に配置する植物栽培装置においては、養液タンク内の養液を各々の栽培トレイに供給していくことになるが、この養液供給の方法として、上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させていく方法がある。例えば、上記栽培トレイの底部に貫通させた循環パイプの上端を上記底部の上方に突き出して位置させるとともに、上記循環パイプの下端を下段側の栽培トレイの底部に位置させておき、上記上段側の栽培トレイ内で上記循環パイプの上端を越えて溢れる養液を当該循環パイプに通して上記下段側の栽培トレイに導く方法がある。

特開２００８−２４５５５４号公報特開２００９−０３４０６４号公報

ところで、或る栽培トレイで育成された植物を出荷して新たに次の植物を育成しようとするときなどには、清掃等のために当該栽培トレイ内から養液を一旦排出することが必要とされる。しかしながら、上記のように上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させていく場合、循環ポンプの停止やバルブの閉止を行ったとしても、上記循環パイプの上端を越えない養液が上記栽培トレイ内に残るため、この残留養液を例えばバケツ等で栽培トレイ内から排水する作業が必要になり、作業者の労働負担が大きくなるという問題がある。

この発明は、上記の事情に鑑み、上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させていく植物栽培装置において、上記栽培トレイから養液を簡単に排出できるようにすることを課題とする。

この発明の植物栽培装置は、上記の課題を解決するために、植物を育成する栽培トレイを上下方向に多段に配置した植物栽培装置において、養液が貯留される養液タンクと、この養液タンクから養液をポンプにより汲み上げて上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと当該栽培トレイ同士を連通する循環パイプを通して養液を循環させていく養液循環システムと、上記栽培トレイに接続された排水パイプ及びこの排水パイプから上記栽培トレイ内の養液を排出する排水制御バルブを備えた排水システムと、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、上記栽培トレイに接続した上記排水パイプから上記栽培トレイ内の養液を排水できるので、上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させる構造を採用しつつ上記栽培トレイから養液を簡単に排出することができる。

上記栽培トレイに上記養液を上から供給する循環パイプは当該栽培トレイの一方の縁の側に設けられ、当該栽培トレイから上記養液を下側に導く循環パイプは当該栽培トレイの他方の縁の側に設けられているとともに、上記栽培トレイに対して個別に設けた上記排水制御バルブにより、排水対象となる任意の一つまたは複数の栽培トレイを選択できるようにしてもよい。ここで、上記栽培トレイに上記養液を上から供給する循環パイプと上記養液を下側に導く循環パイプとが近接して位置していると、上からの新しい養液が栽培トレイ内で満遍なく行き渡る前に下側に導かれるおそれがある。上記構成であれば、上記栽培トレイに上記養液を上から供給する循環パイプと上記養液を下側に導く循環パイプとが離れて位置することになり、上からの新しい養液が栽培トレイ内で満遍なく行き渡った後に下側に導かれる。また、排水対象となる任意の一つまたは複数の栽培トレイを選択できるので、任意の栽培トレイにおいて例えば育成された植物を出荷して新たに次の植物を育成するために清掃等するときでも、当該栽培トレイ内に残留する養液をバケツ等で排水する作業を不要にできる。

上記の植物栽培装置において、上記養液タンクの液面変位を検出して水または養液を自動的に上記養液タンクに補給するようにしてもよい。これによれば、作業者が目視で上記養液タンクの液面変化を見て手動操作で養液を補給する作業を不要にできる。

上記の植物栽培装置において、上記ポンプにより上記養液タンクから汲み上げた養液を上記排水システムの排水経路を経由させて排水する排水処理が行えるようにしてもよい。これによれば、上記養液タンク内の養液の排出にも上記養液循環のポンプを用いるので、専用の排水ポンプを用意するのに比べて低コストを実現しつつ排水の作業負担を軽減することができる。

本発明であれば、上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと養液を循環させる構造を採用しつつ上記栽培トレイから養液を簡単に排出できる等の諸効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る植物栽培装置を示した斜視図である。図１の植物栽培装置において養液循環時の養液の流れを示した斜視図である。図１の植物栽培装置において全養液排出時の養液の流れを示した斜視図である。図１の植物栽培装置において任意の栽培トレイにおける養液排出時の養液の流れを示した斜視図である。

次に、この発明の実施形態に係る植物栽培装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る植物栽培装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

図１はこの発明の実施形態に係る植物栽培装置１の概略構成を示した斜視図であるが、栽培トレイ２を載せ置くための棚構造部分、植物に光を与える照明装置、上記栽培トレイ２内に配置される水耕ベッドなどは図示を省略している。また、この植物栽培装置１は空調設備等が配備された栽培ルーム内に配置され、また、この栽培ルームの隣室には前室が設けられる。

上記植物栽培装置１においては上記栽培トレイ２が上下方向に多段に配置されている。図１に示した例では４枚の栽培トレイ２を上下多段に配置した構成部分を２組備えているが、このような組み合わせに限定されるものではない。

養液が貯留される養液タンク３内には、この養液或いは水が自動給水装置４により自動供給されるようにしている。上記自動給水装置４は、養液タンク３内に配置されるフロート４１と、このフロート４１の上下動作により開閉動作を行うバルブ４２と、このバルブ４２に接続されたパイプ４３とからなる。上記パイプ４３は上記前室に設けられている蛇口に接続される。

また、上記養液タンク３の上縁近傍にはオーバーフロー用配管３１の一端側が設けられており、上記養液タンク３の上縁から養液が溢れ出る前に上記養液が上記オーバーフロー用配管３１の一端側から排出されるようにしている。上記オーバーフロー用配管３１を通って溢れ出る養液は排出口１１に排出される。

上記養液タンク３内の養液は養液循環システム５のポンプ５１により汲み上げられて循環主パイプ５２に供給されるようになっている。上記循環主パイプ５２の上端部は、最上段に位置する栽培トレイ２よりも上方に位置している。また、上記循環主パイプ５２の上端部には、左右に水平分岐する循環分岐パイプ５３が連通されている。そして、各循環分岐パイプ５３には循環制御バルブ５６が取り付けられている。また、各循環分岐パイプ５３の端部には循環パイプ５４が下方に向けられて接続されている。各循環パイプ５４の下端部は左右の栽培トレイ２の縁側の底部に位置し、上記下端部に形成されている養液供給口は上記栽培トレイ２の中央側に向けられている。

上記最上段の栽培トレイ２以外の下段側の栽培トレイ２に養液を供給する他の循環パイプ５４も、その下端部に上記養液供給口を有するが、その上端部は上記循環分岐パイプ５３に接続されているのではなく、上段側の栽培トレイ２の底部に接続されている。そして、このように上記栽培トレイ２の底部に連通された循環パイプ５４の上端部は、当該栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出て位置している。一方、最下段に位置する栽培トレイ２の底部には養液戻しパイプ５５が接続されている。この養液戻しパイプ５５の上端部は、上記循環パイプ５４と同様に上記栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出ているが、下端部は上記養液タンク３内に位置している。

上下に隣り合う栽培トレイ２同士においては、上記循環パイプ５４の配置関係は互い違いにされている。また、最下段に位置する栽培トレイ２においては、上記養液戻しパイプ５５が上記循環パイプ５４の配置位とは反対側の縁部に設けられている。すなわち、上記栽培トレイ２に上記養液を上から供給する上記循環パイプ５４は、当該栽培トレイ２の一方の縁の側に設けられ、当該栽培トレイ２から上記養液を下側に導く上記循環パイプ５４や上記養液戻しパイプ５５は、当該栽培トレイ２の他方の縁の側に設けられている。ここで、上記栽培トレイ２に上記養液を上から供給する循環パイプ５４と上記養液を下側に導く循環パイプ５４や上記養液戻しパイプ５５とが近接して位置していると、上からの新しい養液が栽培トレイ２内で満遍なく行き渡る前に下側に導かれるおそれがある。上記のごとく構成すれば、上記栽培トレイ２に上記養液を上から供給する循環パイプ５４と上記養液を下側に導く循環パイプ５４や上記養液戻しパイプ５５とが離れて位置することになり、上からの新しい養液が栽培トレイ内で満遍なく行き渡った後に下側に導かれる。

また、各栽培トレイ２の底部であって上記循環パイプ５４の養液供給口が位置する側には、排水システム６における排水パイプ６１の上端部が接続されている。各排水パイプ６１の上端部の上面は各栽培トレイ２の底部とほぼ面一に設定される。上記排水パイプ６１は排水集約パイプ６２に連通されており、この排水集約パイプ６２の出口端は排水口１１に向けられている。

各排水パイプ６１には排水制御バルブ６３が設けられている。この排水制御バルブ６３を開操作すると、対応する栽培トレイ２内に残留している養液が排水パイプ６１を通って排水されることになる。

また、上記排水集約パイプ６２には直接排水パイプ６４の出口端が接続されている。そして、この直接排水パイプ６４の入口端は上記循環主パイプ５２の下部側に接続されている。また、上記直接排水パイプ６４には、直接排水制御バルブ６５が接続されている。

図２は上記植物栽培装置１において養液循環時の養液の流れを示した斜視図である。この養液循環状態では、上記循環制御バルブ５６が開状態とされるとともに上記ポンプ５１の電源がオンされ、上記養液タンク３内の養液が上記循環主パイプ５２及び上記循環分岐パイプ５３を通り、上記循環パイプ５４を経て最上段の栽培トレイ２に供給される。上記最上段の栽培トレイ２に供給された養液は、この栽培トレイ２内で満たされて水嵩を増していき、当該栽培トレイ２の底部に連通されている循環パイプ５４の上端部を越えて溢れて下段の栽培トレイ２へと導かれる。同様の動作が下段側の栽培トレイ２でも行われ、養液は順次に下段側の栽培トレイ２へと導かれていくことになる。

そして、上記養液は、最下段の栽培トレイ２へと導かれ、上記養液戻しパイプ５５の上端部を越えて溢れた後に上記養液タンク３内へと戻ることになる。この養液循環状態において上記養液タンク３内の養液が減少すると、上記自動給水装置４のフロート４１が降下するので、この自動給水装置４のバルブ４２が開状態となってパイプ４３から新たな養液が補給される。一方、上記自動給水装置４によって上記養液タンク３内に養液が供給されて所定水位になると、上記フロート４１の上昇により上記バルブ４２が閉状態となり、上記パイプ４３からの養液供給が停止される。なお、上記の所定水位は上記オーバーフロー用配管３１の一端側の位置よりも低くされる。

図３は上記植物栽培装置１において全養液排水時の養液の流れを示した斜視図である。この全養液排水状態では全ての排水制御バルブ６３が開状態とされ、全ての栽培トレイ２内の養液が排水パイプ６１及び上記排水集約パイプ６２を通って上記排水口１１へと排出される。さらに、この全養液排水状態においては、上記直接排水制御バルブ６５も開状態とされるとともに養液循環用の上記ポンプ５１の電源もオンされ、上記養液タンク３内の養液が上記直接排水パイプ６４を通って上記排水口１１へと排出される。このように、養液循環用の上記ポンプ５１を用いて上記養液タンク３内の養液を排出するので、別途排水のために専用の排水ポンプを用意するのに比べて低コストを実現しつつ排水の作業負担を軽減することができる。

図４は、上記植物栽培装置１において上から２番目の左側の栽培トレイ２についてだけ養液排水を行う場合の養液の流れを示した斜視図である。この場合においては、上から２番目の左側の栽培トレイ２用の排水制御バルブ６３だけが開状態とされる。このように、各栽培トレイ２に個別に排水制御バルブ６３を設けたので、任意の１個または複数個の栽培トレイ２において例えば育成された植物を出荷して新たに次の植物を育成するために清掃等するときでも、当該栽培トレイ２内に残留する養液をバケツ等で排水する作業を不要にできる。

なお、上記バルブ（循環制御バルブ５４、排水制御バルブ６３、直接排水制御バルブ６５）としては、手動操作されるボールバルブ等を用いることができるが、これに限るものではない。例えば、ソレノイド等からなる電動操作バルブを用い、操作盤上での操作によって任意のバルブを遠隔から開閉操作することもできる。また、上記排水制御バルブ６３等をパイプの水平箇所に配置したが、パイプの垂直箇所に配置してもよい。また、上記排水口１１を複数設けて上記排水集約パイプ６２による集約箇所を減らすようにしてもよい。また、上記排水集約パイプ６２の先端部にホースを設け、このホースの先端を上記排水口１１に接続してもよい。また、上記養液タンク３の縁部に貫通穴を形成し、この貫通穴に継手を固定し、この継手を介して上記養液タンク３の内側に上記自動給水装置４を配置し、上記養液タンク３の外側に上記前室の蛇口に接続されるホースを連結してもよい。また、上記排水パイプ６１による養液の排出の効率性を考慮し、棚上で勾配を持たせて上記栽培トレイ２を配置してもよい。

また、上記循環パイプ５４及び養液戻しパイプ５５において、上記栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出て位置している部分が着脱自在に設けられていてもよい。このような構造であれば、任意の栽培トレイ２において上記突き出て位置している部分を離脱させ、当該栽培トレイ２から養液を循環パイプ５４や養液戻しパイプ５５を用いて回収することができる。上記着脱は、ねじ締め構造やテーパ形状等により行える。また、上記の例では、上記循環パイプ５４及び養液戻しパイプ５５は上記栽培トレイ２の底部に接続したが、これに限らず、上記栽培トレイ２の側板に連通口を形成し、この連通口に上記循環パイプ５４や養液戻しパイプ５５を接続してもよい。上記排水パイプ６１についても、上記栽培トレイ２の側板の下縁に形成した連通口に接続するようにしてもよい。

１植物栽培装置
２栽培トレイ
３養液タンク
４自動給水装置
４１フロート
５養液循環システム
５１ポンプ
５２循環主パイプ
５４循環パイプ
５６循環制御バルブ
６排水システム
６１排水パイプ
６２排水集約パイプ
６３排水制御バルブ
６４直接排水パイプ
６５直接排水制御バルブ

Claims

植物を育成する栽培トレイを上下方向に多段に配置した植物栽培装置において、養液が貯留される養液タンクと、この養液タンクから養液をポンプにより汲み上げて上段の栽培トレイから順に下段の栽培トレイへと当該栽培トレイ同士を連通する循環パイプを通して養液を循環させていく養液循環システムと、上記栽培トレイに接続された排水パイプ及びこの排水パイプから上記栽培トレイ内の養液を排出する排水制御バルブを備えた排水システムと、を備えたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１に記載の植物栽培装置において、上記栽培トレイに上記養液を上から供給する循環パイプは当該栽培トレイの一方の縁の側に設けられ、当該栽培トレイから上記養液を下側に導く循環パイプは当該栽培トレイの他方の縁の側に設けられているとともに、上記栽培トレイに対して個別に設けた上記排水制御バルブにより、排水対象となる任意の一つまたは複数の栽培トレイを選択できるようにしたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置において、上記養液タンクの液面変位を検出して水または養液を自動的に上記養液タンクに補給するようにしたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の植物栽培装置において、上記ポンプにより上記養液タンクから汲み上げた養液を上記排水システムの排水経路を経由させて排水する排水処理が行えるようにしたことを特徴とする植物栽培装置。