JP2015521860A - 自動式水耕栽培温室工場 - Google Patents
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Abstract
Description
植物が収穫の準備ができると、機構は、床部のその側面に植物を移動させ、そこで、機械式の収穫機が植物を収穫するために使用される。収穫機は「機械で操作する」ものであり、ここで、ならびに、本発明の第1と第9の態様においては、関連する添付の請求項の範囲からは、床部の傍らに立って植物を収穫する人を除外している。
本発明の基本的な回転式農地システムの動機は、栽培床の端部で植え付けし、間隔を空け、検査し、処理し、および、収穫することができるように、つまり、栽培床の間の通路を必要としないように、栽培床で植物を支えるトレーを自動的に回転させるコンベヤシステムおよび機構を作り出すことである。
1.植物を支持する
2.植物を浮揚させる
3.必要に応じて、ピストン(20)および(26)によって、床部内でおよび床部の間で植物を移動させることができる
本発明の水耕栽培の技術は、深層水培養物(DWC)と栄養膜技術(NFT)のハイブリッドである。
最も一般的なNFTシステムは、たいていは押し出し成型されたプラスチックから形成された、かつ、3°乃至5°の角度で傾斜した、個別に製造された溝または排水溝を使用することで、排水溝内部のピートモスなどの栽培培地に植え付けられる植物を通って栄養液を流すことができる。
Claims (44)
- 植物を栽培するための装置であって、
(a)栄養液用のプール、
(b)プール内部で複数の列で配される、栄養液に少なくとも部分的に浸すための十分な数の実質的に同一のトレーであって、その結果、それぞれの列が、少なくとも1つのトレーを含むとともに、隣接する列から1つのトレーだけを収容するのに十分な幅の隙間を有し、それぞれのトレーは、少なくとも1つの植物の根が栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、植物の少なくとも1つを保持するのに適している、トレー、
(c)それぞれの列について、それぞれの列の内部でそれぞれの列の少なくとも1つのトレーを移動させる機構であって、それによって、列の少なくとも1つのトレーに対して、列の内部の隙間の位置を変更する、機構、および、
(d)それぞれの列の少なくとも1つのトレーの1つを、隣接する列の隙間に移動させる機構、
を備える、装置。 - それぞれの列が複数の前記トレーを含むように、十分な数の前記トレーを含む、請求項1に記載の装置。
- それぞれの前記トレーは栄養液に浮かべるのに適している、請求項1に記載の装置。
- 前記それぞれの列の内部で前記それぞれの列の前記少なくとも1つのトレーを移動させる前記機構は、前記それぞれの列の内部で1つの方向にだけ前記少なくとも1つのトレーを移動させるように動作可能である、請求項1に記載の装置。
- 前記それぞれの列の内部で前記それぞれの列の前記少なくとも1つのトレーを移動させる前記機構は、隣接する前記列のそれぞれの前記機構が、前記方向とは正反対の方向に、前記少なくとも1つのトレーを移動させるように、配される、請求項4に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのトレーの1つを隣接する前記列の前記隙間に移動させる前記機構によって動かされる前記1つのトレーは、前記それぞれの列の端部トレーである、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの列が他の2つの列の間にあるように配された、少なくとも3つの前記の列を含み、前記少なくとも1つの列の前記少なくとも1つのトレーの1つを隣接する前記列の前記隙間に移動させる前記機構は、前記他の2つの列のいずれかの列に前記1つのトレーを移動させるように動作可能である、請求項1に記載の装置。
- (e)前記1つの列の端部に位置付けるのに適した、前記1つの列の端部にある前記トレーによって支持される前記少なくとも1つの植物を収穫するための、機械式の収穫機、
をさらに含む、請求項1に記載の装置。 - 植物を栽培する方法であって、
(a)栄養液のプールにおいて、前記プール内で3つの列で配される十分な数の実質的に同一なトレーを配する工程であって、その結果、それぞれの前記列が複数の前記トレーを備えるとともに、隣接する列から1つの前記トレーだけを収容するのに十分な幅の隙間も有し、それぞれの前記トレーは、少なくとも1つの植物の根が栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、前記少なくとも1つの植物を保持するのに適している、工程、
(b)少なくとも1つの植物を、前記列の1列のみのトレーのそれぞれに植える工程であって、他の列のトレーを空のまま残して、そうすることで、前記列の1列のみの前記トレーを、植物を植えたトレーに変える、工程、および、
(c)前記プール内部でのみ、前記列の中の前記トレーを交換する工程であって、その結果、植物を植えた前記トレーは前記他の列にだけ位置付けられるようになり、植物を植えたトレーに隣接するあらゆるトレーが空のトレーの1つになる、工程、
を含む、方法。 - 植物が前記1列のみのトレーに植えられる場合、植物は十分に小さいため、隣接するトレーに植えられたにもかかわらず繁茂し、
植物を成長させ続けるために前記隣接するトレーの間隔をあけることを必要とするまでに植物が十分に繁茂した後で、前記トレーは交換される、請求項9に記載の方法。 - トレーの交換は、隣接する前記列の前記隙間に、前記列の1つの列のトレーの1つを移動させることを含む工程によって達成される、請求項9に記載の方法。
- 前記交換により、前記1つの列だけが前記空のトレーのみによって占められ、
前記方法が、
(d)前記1つの列だけの前記トレーのそれぞれに、少なくとも1つの植物を再度植える工程、をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 栄養液に少なくとも部分的に浸される、根を含む少なくとも1つの植物を支持するためのトレーであって、
実質的に平行六面体のブロックを含み、前記ブロックが、それぞれの植物について、トレーの上側からトレーの下側まで伸びる開口部と、それぞれの長い側面に、トレーおよび隣接するトレーが栄養液に少なくとも部分的に浸されている際にトレーが隣接するトレーに付着するのを防ぐための少なくとも1つの突出部を備える、トレー。 - 前記ブロックの材料の密度は、前記ブロックが栄養液中に浮かぶようなものである、請求項13に記載のトレー。
- 前記材料は低密度のポリプロピレンを含む、請求項14に記載のトレー。
- それぞれの側面縁にそれぞれの面取りした面をさらに含む、請求項13に記載のトレー。
- それぞれの前記面取りした面は、トレーの隣接する側面に対して、約15°乃至約25°の角度である、請求項16に記載のトレー。
- それぞれの前記開口部は、植物の葉を支持することによって植物を支持するために配される、請求項13に記載のトレー。
- それぞれの前記開口部は、植物の茎を支持することによって植物を支持するために配される、請求項13に記載のトレー。
- 植物を栽培する方法であって、
(a)植物の根が約4センチメートルから約20センチメートルの深さを備えた栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、植物を吊り下げる工程、および、
(b)根を通るように前記栄養液を流す工程、
を含む、方法。 - 前記栄養液は、少なくとも約80%の飽和値で溶存酸素を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記深さは、約5センチメートル乃至約6センチメートルである、請求項20に記載の方法。
- 根を通って栄養液を流す工程は、前記栄養液のエアリフトポンプによる吸入を利用して実現される、請求項20に記載の方法。
- 前記エアリフトポンプによる吸入は、前記栄養液の少なくとも約80%の溶存酸素飽和を実現するために、十分に高い流速で達成される、請求項23に記載の方法。
- 植物を栽培する方法であって、
(a)植物の根が栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、植物を吊り下げる工程、および、
(b)前記根を通って栄養液を流すためにエアリフトポンプによる吸入を使用する工程、
を含む、方法。 - 植物を栽培するための装置であって、
(a)植物の根が少なくとも栄養液に部分的に浸されるように、植物を吊り下げるための機構、および、
(b)前記根を通るように前記栄養液を流すためのエアリフトポンプ、
を含む、装置。 - 植物を栽培する方法であって、
(a)植物の根が栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、植物を吊り下げる工程、および、
(b)少なくとも約80%の飽和で、前記栄養液中の溶存酸素の濃度を維持する工程、
を含む、方法。 - 植物を栽培するための装置であって、
(a)植物の根が栄養液に少なくとも部分的に浸されるように、植物を吊り下げるための機構、および、
(b)少なくとも約80%の飽和で栄養液中の溶存酸素の濃度を維持するための機構、
を含む、装置。 - 植物を栽培するためのシステムであって、
(a)複数の水耕栽培ユニット、
(b)それぞれの前記水耕栽培ユニットのそれぞれの栄養液をサンプリングするための単一のマニホルドであって、それによって、前記それぞれの栄養液のサンプルを提供する、マニホルド、および、
(c)
(i)それぞれの前記サンプルの少なくとも1つの特性を測定するための、および、
(ii)測定に応じて、かつ、前記マニホルドによって、そのそれぞれのサンプルが1つのサンプルである前記それぞれの栄養液を調節するための、制御装置、
を含む、システム。 - 前記少なくとも1つの特性は、酸性度、電気伝導率、および、溶存酸素濃度からなる群から選択される、請求項29に記載のシステム。
- (d)前記それぞれの栄養液の温度を調節するための機構をさらに含み、
前記制御装置はさらに、
(iii)それぞれの前記サンプルの温度を測定するように、および、
(iv)測定に応じて、かつ、温度調節機構によって、そのそれぞれのサンプルが1つのサンプルである、前記栄養液の温度を調節するように、
動作可能である、請求項29に記載のシステム。 - 調節可能な陰を提供するための装置であって、
(a)複数の平行な直線的な支持部材、
(b)それぞれの支持部材を実質的に囲む可撓管、および、
(c)それぞれの前記可撓管を可逆的に膨張させるための膨張機構、
を含む、装置。 - 前記可撓管は不透明である、請求項32に記載の装置。
- 前記可撓管は透明であり、
前記装置は、
(d)前記膨張機構と動作可能に接続した、前記可撓管の光学特性を改善するための、気体中の粒子のコロイド懸濁液の容器、をさらに含む、請求項32に記載の装置。 - 前記気体は空気である、請求項34に記載の装置。
- (d)それぞれの前記可撓管について、可撓管が膨張していないときに、実質的に直線の垂直方向に可撓管を保持するための重り、をさらに含む、請求項32に記載の装置。
- 植物を栽培して収穫するためのシステムであって、
(a)植物を栽培するための床部であって、植物の収穫の準備ができると、植物を前記床部の側面に移動させる機構を含んでいる、床部、および、
(b)前記機構によって前記植物を前記床部の側面に移動させる際に、前記植物を収穫するための、前記床部の側面に隣接して位置付けるのに適した、収穫機、
を含む、システム。 - 植物を栽培して収穫するための方法であって、
(a)植物を床部に置く工程であって、植物を収穫する準備が整うまで成長させる、工程、および、
(b)植物を収穫するために前記床部の側面で機械式の収穫機を使用する間に、前記床部内の植物を前記床部の側面に移動させる工程、
を含む、方法。 - 複数の植物を栽培するためのシステムであって、
(a)栄養液を支持するための複数の実質的に平行な溝、
(b)植物を支持するために内部に複数の開口部を有する不透明な可撓性を有するシート、および、
(c)前記可撓性を有するシートを、前記溝に平行に、かつ、可撓性を有するシートが複数の溝の少なくとも一部を実質的に覆うように前記溝に対して位置付けられるように、可逆的に広げるためのローラーであって、それぞれの前記開口部はそれぞれの前記溝の上にあり、前記溝に十分に近接するため、それぞれの前記開口部によって支持される植物の根は、前記栄養液に少なくとも部分的に浸される、ローラー、
を含む、システム。 - 前記複数の溝は実質的に剛性のシートの波形である、請求項39に記載のシステム。
- 前記実質的に剛性のシートはポリマー被覆金属シートである、請求項40に記載のシステム。
- (d)前記可撓性を有するシートが前記溝からローラー上に巻かれると、前記開口部によって支持される植物を収穫するための、前記ローラーに隣接して位置付けるのに適した機械式の収穫機をさらに含む、請求項39に記載のシステム。
- 複数の植物を栽培する方法であって、
(a)複数の実質的に平行な溝に栄養液を置く工程、
(b)植物を支持するための複数の開口部を含む可撓性を有する不透明なシートを、溝の少なくとも一部の上に広げる工程であって、その結果、それぞれの前記開口部がそれぞれの前記溝の上にある、工程、および、
(c)前記開口部のそれぞれの1つにそれぞれの植物を挿入する工程であって、その結果、1つの植物がそれぞれの前記開口部によって支持され、前記1つの植物の根が少なくとも部分的に前記栄養液に浸される、工程、
を含む、方法。 - (d)前記溝に対して実質的に平行な方向に前記溝の上から前記シートを引っ込める工程であって、一方で、前記溝の端部にそれぞれの植物が到達すると、それぞれの前記植物の少なくとも一部を、それぞれの前記開口部から引っ込め、前記それぞれの植物の根は栄養液に少なくとも部分的に浸されている、工程、をさらに含む、請求項43に記載の方法。
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