JP2016086672A - 植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法 - Google Patents

植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法 Download PDF

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峰雄 山本
卓生 村井
Takuo Murai
卓生 村井
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洋助 出雲
吉秋 小泉
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吉秋 小泉
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Makoto Saito
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Abstract

【課題】植物の成長を加速させることができる植物育成装置を提供する。
【解決手段】植物育成装置1は、植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部、前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材10と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置20と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室2Iを有し、前記収納室と外部とを仕切る筐体と、を含む。
【選択図】図3

Description

本発明は、筐体の内部で植物を育成する植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法に関する。
特許文献1から特許文献3に記載されているように、人工の光源を用いて植物を栽培する装置及び方法が知られている。
特開平1―285126号公報 特開平5―41200号公報 特開平3―72816号公報
人工の光源を用いて葉物野菜のような食用の植物を栽培する場合、収穫量を多くしたいという要請がある。植物の成長を加速させることができれば、種蒔きから収穫までのサイクルを多くすることができるので、結果として収穫量を多くすることができる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、植物の成長を加速させることができる植物育成装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る植物育成装置は、植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、を含む。
本発明によれば、植物の成長を加速させることができる植物育成装置を得ることができるという効果を奏する。
実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置の正面図 実施の形態に係る植物設置部材の斜視図 実施の形態に係る植物設置部材の斜視図 図5のA−A断面図 落下抑制部材と保持部とを示す断面図 落下抑制部材を示す斜視図 落下抑制部材と保持部とを示す平面図 実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図 実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図 実施の形態に係る植物育成装置及びこれを制御する制御装置を示す図 実施の形態に係る植物育成方法のフローチャート 植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図 植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図 植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図 植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図 落下抑制部材の変形例を示す斜視図 落下抑制部材の変形例を示す斜視図 植物設置部材の変形例を示す斜視図 植物設置部材の変形例を示す斜視図 照明装置の変形例を示す斜視図
以下に、本発明の実施の形態に係る植物育成装置、植物設置部材及び植物育成方法を、図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1及び図2は、実施の形態に係る植物育成装置を示す斜視図である。図3は、実施の形態に係る植物育成装置の正面図である。図1は、植物育成装置1の扉3を閉じた状態を示し、図2及び図3は、扉3を外した状態を示している。植物育成装置1は、植物PTを育成するための装置である。植物育成装置1は、植物PTが光の方向に成長していく性質を利用し、植物PTをある程度の状態、例えば苗の状態まで成長させた後に、植物PTの天地を反転させることにより、植物PTを重力の方向に成長させることで、植物PTの成長を加速させる。以下において、植物育成装置1によって育成される植物PTは稲であるとして説明するが、植物育成装置1によって育成される植物PTは稲に限定されるものではない。
植物育成装置1は、植物PTの少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び側部の一端部に開口して植物PTの茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、開口部の向きを上方U又は下方Gに変更する植物設置部材10と、植物設置部材10の下方Gに設置されて、植物設置部材10に向けて光を照射する照明装置20と、植物設置部材10及び照明装置20を収納する収納室2Iを有し、収納室2Iと収納室2Iの外部OTとを仕切る筐体2と、を含む。実施の形態において、下方Gは重力の作用方向側であり、上方Uは重力の作用方向とは反対側である。
植物育成装置1は、室内の床に設置されるが、建物の屋上のような屋外に設置されてもよい。図1に示されるように、植物育成装置1は、筐体2と、扉3と、育成剤タンク4と、制御ボックス5とを含む。筐体2の形状は直方体であり、実施の形態では板金を加工して製造される。筐体2の形状及び材料は、前述したものに限定されない。筐体2は、外部OTと、図2に示される収納室2Iとを仕切ることにより、収納室2Iの外部OTからの光を遮断する構造体である。扉3は、筐体2に蝶番を介して取り付けられており、両開きで開閉する。扉3は、取っ手3Tを有しており、植物育成装置1のユーザーは、取っ手3Tに手をかけて扉を開閉する。扉3が開かれることにより、筐体2の収納室2Iが外部OTに開放される。扉3が閉じられることにより、筐体2の収納室2Iが外部OTと仕切られる。
育成剤タンク4は、筐体2に隣接して設置される。育成剤タンク4は、植物育成装置1によって育成される植物PTを育成させるための育成剤を溜めておくタンクである。育成剤タンク4は、筐体2に固定されていてもよいし、筐体2とは別個に設置されてもよい。育成剤は、少なくとも水を含み、実施の形態においては水及び肥料である。肥料は液体肥料が例示されるが、液体肥料に限定されるものではなく、固体肥料であってもよい。制御ボックス5は、植物育成装置1を制御するための制御装置を備える。制御装置については後述する。
図2に示されるように、筐体2の収納室2Iには、植物PTが設置される植物設置部材10と、植物PTに光LTを照射する照明装置20とが設置される。植物育成装置1は、人工の光源である照明装置20を用いて、植物PTを育成する。実施の形態において、照明装置20の発光体は、発光ダイオード、すなわちLED(Light Emitting Diode)である。照明装置20に適用できる発光体は、LEDに限定されるものではないが、LEDは蛍光灯又は白熱電球と比較して低い電圧で点灯するので、絶縁が容易である。また、照明装置20の発光体に発光ダイオードが用いられることにより、照明装置20の明るさ及び波長を選定することができる。さらに、照明装置20が複数の発光ダイオードを備えることにより、照明装置20は、植物PTの成長に必要な分だけ発光ダイオードを点灯することで、電力消費が抑制される。
実施の形態において、植物設置部材10と照明装置20との組GPが、植物PTを育成する。以下において、1個の植物設置部材10と1個の照明装置20との組GPを、適宜、育成部GPと称する。植物育成装置1は複数、実施の形態では2個の育成部GPを有するが、植物育成装置1が有する育成部GPの数は2個に限定されない。2個の育成部GPは、上下方向に並んで配置される。植物育成装置1は、複数の育成部GPを有することにより、植物育成装置1の設置面積あたりにおける植物PT、実施の形態では米の収穫量を大きくすることができる。
筐体2の収納室2Iには、筐体2の側壁2Sの内面2Wに、支持部材6A,6B,8A,8Bが取り付けられている。支持部材6A,6B,8A,8Bは、筐体2の内面2Wから収納室2Iに向かって突出している。支持部材6A,6Bは植物設置部材10を支持し、支持部材8A,8Bは照明装置20を支持する。支持部材6Aは、支持部材6Bよりも上方Uに取り付けられる。支持部材8Aは、支持部材6Aと支持部材6Bとの間に取り付けられる。支持部材8Bは、支持部材6Bの下方Gに取り付けられる。
支持部材6Aは、筐体2の側壁2Sの内面2Wに相対する位置に、対向して設けられる。支持部材6Aは、筐体2の扉3から離れる方向、すなわち筐体2の前後方向に沿って、内面2Wに設けられる。植物設置部材10は、一対の支持部材6A,6Aの上に載置され、かつ筐体2の前後方向にスライドできる。支持部材8Aは、筐体2の側壁2Sの内面2Wに相対する位置に、対向して設けられる。支持部材8Aは、筐体2の前後方向に沿って、内面2Wに設けられる。照明装置20は、一対の支持部材8A,8Aの上に載置され、かつ筐体2の前後方向にスライドできる。このような構造により、植物設置部材10及び照明装置20を筐体2に出し入れする際の作業が容易になる。
上方Uの育成部GPの植物設置部材10は、支持部材6Aに載置されて支持される。下方Gの育成部GPの植物設置部材10は、支持部材6Bに載置されて支持される。照明装置20は、照明装置支持体7A,7Bに取り付けられている。上方Uの育成部GPの照明装置20は、照明装置支持体7Aが支持部材8Aに載置されることにより、照明装置支持体7Aを介して支持部材8Aに支持される。下方Gの育成部GPの照明装置20は、照明装置支持体7Bが支持部材8Bに載置されることにより、照明装置支持体7Bを介して支持部材8Bに支持される。
図3に示されるように、筐体2は、収納室2Iと収納室2Iの外部OTとの間に断熱材2HIを備える。具体的には、断熱材2HIは、板金加工された筐体2の内側に設けられている。前述した支持部材6A,6B,8A,8Bは筐体2の内面2Wに、断熱材2HIを避けて取り付けられてもよいし、断熱材2HIに取り付けられてもよい。また、筐体2を内壁と、この内壁と距離を隔てて設置される外壁と、の二重構造として、前述した内壁と外壁との間に断熱材2HIを配置し、前述した内壁に支持部材6A,6B,8A,8Bが取り付けられてもよい。
実施の形態において、断熱材2HIは、VIP(Vacuum Insulation Panel)、すなわち真空断熱パネルが用いられるが、これに限定されるものではない。断熱材2HIの他の例としては、ウレタンフォーム又は発泡スチロールのような多孔質の樹脂材料が例示される。収納室2I内の環境が空気調和装置によって管理される場合、断熱材2HIにより収納室2I内の温度上昇又は温度低下が抑制されるので、前述した空気調和装置のエネルギー消費、例えば電力消費が抑制されるので好ましい。
筐体2の収納室2Iは、図2及び図3に示されるように、植物設置部材10、照明装置支持体7A及び照明装置支持体7Bによって仕切られる。以下において、上方Uの植物設置部材10と照明装置支持体7Aとで仕切られる空間を適宜第1育成室2IAと称し、下方Gの植物設置部材10と照明装置支持体7Bとで仕切られる空間を適宜第2育成室2IBと称する。また、以下において、筐体2の天板2TPと上方Uの植物設置部材10とで仕切られる空間を適宜第1育成剤供給室2IWAと称し、上方Uの照明装置支持体7Aと下方Gの植物設置部材10とで仕切られる空間を適宜第2育成剤供給室2IWBと称する。第1育成室2IA、第2育成室2IB、第1育成剤供給室2IWA及び第2育成剤供給室2IWBは、いずれも収納室2Iである。照明装置支持体7Aは、上下方向に並んで配置された複数の育成部GPの間に配置されて、一方の育成部GPから他方の育成部GPへ光が漏れないようにする遮光部材である。
第1育成剤供給室2IWA及び第2育成剤供給室2IWBは、植物設置部材10の上方Uから植物設置部材10に向けて育成剤を供給する育成剤供給装置30を収納する。以下において、第1育成剤供給室2IWAに備えられる育成剤供給装置30を適宜第1育成剤供給装置30Aと称し、第2育成剤供給室2IWBに備えられる育成剤供給装置30を適宜第2育成剤供給装置30Bと称する。前述したように、実施の形態において、育成剤は水及び肥料である。
育成剤供給装置30は、育成剤が流れる配管31と、配管31内を流れる育成剤を植物設置部材10に向かって噴霧するノズル32と、水ポンプ4PWと、肥料ポンプ4PHと、弁装置34と、を含む。植物設置部材10に噴射された育成剤は、植物設置部材10に保持された植物PTに供給される。育成剤供給装置30は、複数のノズル32を有するが、ノズル32の数は限定されるものではなく、単数であってもよい。
育成剤タンク4は、水タンク4W及び肥料タンク4Hを含む。水タンク4W内の水は、水ポンプ4PWによって吸引されて、弁装置34を介して育成剤供給装置30に供給される。肥料タンク4H内の肥料は、肥料ポンプ4PHによって吸引されて、弁装置34を介して育成剤供給装置30に供給される。肥料が固体である場合、粉体とされた肥料を、ブロワから吐出される気体とともに、第1育成剤供給室2IWA及び第2育成剤供給室2IWBに供給することができる。
実施の形態において、弁装置34は三方弁である。弁装置34は、一方の入口34Aが配管33Wによって水ポンプ4PWの吐出口と接続され、他方の入口34Bが配管33Hによって肥料ポンプ4PHの吐出口と接続される。弁装置34の出口34Cは、育成剤供給装置30の配管31に接続される。
弁装置34は、開度が調整されることにより、配管33Wが接続される一方の入口34Aと出口34Cとを接続する第1の状態と、配管33Hが接続される他方の入口34Bと出口34Cとを接続する第2の状態と、両者の間の第3の状態とを作り出すことができる。第1の状態において、弁装置34は、配管33Wから流入する水のみを、育成剤供給装置30の配管31に供給する。第2の状態において、弁装置34は、配管33Hから流入する肥料のみを、育成剤供給装置30の配管31に供給する。第3の状態において、弁装置34は、配管33Wから流入する水と配管33Hから流入する肥料とを混合して育成剤供給装置30の配管31に供給する。第1の状態と第2の状態との間では、弁装置34の開度が調整されることにより、配管33Wから流入する水と配管33Hから流入する肥料との割合が変更される。
水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH及び弁装置34は、制御ボックス5内に格納された制御装置によって制御される。つまり、制御装置は、育成剤供給装置3を制御する。制御装置が水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH及び弁装置34を制御することにより、育成剤供給装置30に水及び肥料の少なくとも一方が供給されて、ノズル32から植物設置部材10に保持された植物PTに供給される。植物PTは、育成剤と、照明装置20から照射される光とによって成長する。
第1育成剤供給装置30Aから供給された育成剤は、植物PTに吸収される。植物PTに吸収されなかった育成剤、すなわち育成剤の余剰分は、第1育成室2IAの下方に滴下する。第1育成室2IAの下方に滴下した育成剤は、照明装置支持体7Aに接続された排出管35Aから液溜め36に排出される。第2育成剤供給装置30Bから供給された育成剤は、植物PTに吸収された後、余剰分が第2育成室2IBの下方に滴下する。第2育成室2IBの下方に滴下した育成剤は、照明装置支持体7Bに接続された排出管35Bから液溜め36に排出される。
排出管35Aには弁装置35VAが設けられ、排出管35Bには弁装置35VBが設けられる。弁装置35VA,35VBは、制御ボックス5内に格納された制御装置によって制御される。実施の形態においては、照明装置支持体7A,7Bにある程度育成剤が溜まったら、制御装置によって弁装置35VA,35VBが開かれて、育成剤が液溜め36に回収される。排出管35A,35Bには、弁装置35VA,35VBが設けられていなくてもよい。この場合は、照明装置支持体7A,7Bに滴下した育成剤が、随時、排出管35A,35Bから液溜め36に排出される。
図2及び図3は、植物育成装置1によって植物PTが育成されている状態を示している。第1育成室2IA内及び第2育成室2IB内で育成されている植物PTは、茎の先端が下方Gに向けられている。また、照明装置20は、植物設置部材10の下方Gに設置されて、植物設置部材10に設置された植物PTに光LTを照射する。すなわち、植物PTは、先端側から光LTが照射される。植物PTは、光LTの方向に成長するので、植物育成装置1は、光が存在しない場所では植物PTが重力の作用方向とは反対方向に成長する性質を無力化し、かつ植物PTの成長する方向と重力の作用方向とを一致させることができる。結果として、植物育成装置1は、重力によって植物PTの成長を加速させることができるので、単位面積あたりの収穫量を増加させることができる。
図3に示されるように、第1育成室2IA内には複数の支持部材8Aが、筐体2の側壁2Sの内面2Wに、上下方向に沿って設けられ、第2育成室2IB内には複数の支持部材8Bが上下方向に沿って設けられている。このような構造により、植物育成装置1は、照明装置支持体7Aが載置される支持部材8Aの位置及び照明装置支持体7Bが載置される支持部材8Bの位置を変更することができる。照明装置支持体7A,7Bに支持される照明装置20は、植物設置部材10との距離が変更されるので、照明装置20と植物PTとの距離も変更される。このように、照明装置20は、植物育成装置1の上下方向に移動して、植物設置部材10との距離を変更できる。
植物育成装置1は、前述した構造により、植物PTの成長に合わせて照明装置20の位置を下方Gに移動させることができる。具体的には、植物育成装置1は、植物PTが小さいときには植物PTと照明装置20との距離を小さくし、植物PTが大きくなるにしたがって照明装置20を下方Gに移動させる。このようにすることで、照明装置20は、植物PTとの距離が過大であるために、植物PTの成長に必要な光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。次に、植物設置部材10について、より詳細に説明する。
図4及び図5は、実施の形態に係る植物設置部材の斜視図である。図6は、図5のA−A断面図である。図7は、落下抑制部材と保持部とを示す断面図である。図8は、落下抑制部材を示す斜視図である。図9は、落下抑制部材と保持部とを示す平面図である。植物設置部材10は、図4及び図5に示されるように、平面部11と、側面12と、保持部13とを含む。平面部11は、板状かつ長方形形状の部材である。側面12は、平面部11の4個の縁部から平面部11の表面と直交する方向に向かって延びている部分である。4個の側面12は、平面部11の周囲を取り囲んでいる。このような構造により、4個の側面12がリブの機能を有するので、平面部11の変形が抑制される。
植物PTを保持する保持部13は、平面部11に設けられている。実施の形態において、平面部11には複数の保持部13が設けられているが、保持部13の数は限定されるものではない。複数の保持部13は、平面部11の1つの辺と平行な方向に沿って配置され、かつ前述した辺と直交するもう1つの辺と平行な方向に沿って配置される。このような構造により、植物設置部材10は、複数の保持部13に複数の植物PTを保持して育成することができる。実施の形態において、植物設置部材10は、樹脂を成形して製造されるが、金属板を絞り加工してもよい。また、植物設置部材10は、平面部11、側面12及び保持部13を一体成形してもよいし、平面部11と側面12と保持部13とを別個に製造して結合させてもよい。
図4は、植物設置部材10の平面部11の第1面11PA側から見た状態を示し、図5は、植物設置部材10の平面部11の第2面11PB側から見た状態を示す。保持部13に保持された植物PTは、第1面11PA側から、先端部が第1面11PAから離れる方向に成長する。植物育成装置1の収納室2I内において植物設置部材10に保持された植物PTが育成される際には、第1面11PAが下方Gを向いて、第2面11PBが上方Uを向く。植物設置部材10に保持された種、実施の形態では種籾を、植物育成装置1が収納室2I内において発芽させ、かつ苗に成長させる際には、植物設置部材10の第1面11PAが上方Uを向いて、第2面11PBが下方Gを向く。
図5に示されるように、保持部13は、植物設置部材10の平面部11の第2面11PBから、第2面11PBと直交する方向に突出している。保持部13は、図6に示されるように、植物PTの少なくとも一部を取り囲む形状の側部14と、側部14の一端部14Taに開口する第1の開口部である開口部15とを備える。実施の形態において、側部14の形状は筒状、より具体的には円筒形状であるが、側部14の形状は円筒形状に限定されない。側部14は、図7に示されるように、植物PTの少なくとも一部を取り囲む。開口部15は、図7に示されるように、少なくとも一部が側部14に取り囲まれた植物PTの茎PTKを側部14から突出させる。
保持部13は、側部14の他端部14Tbに、底部16を備えている。底部16は、側部14の他端部14Tbから筒状の側部14の径方向内側に向かって張り出し、かつ中央部に底部側開口部17を有している。図3に示される育成剤供給装置30から供給された育成剤は、底部側開口部17から保持部13内に流入し、保持部13に保持された植物PTに供給される。すなわち、底部側開口部17は、側部14に設けられて植物PTに少なくとも水を供給する第2の開口部である。
保持部13は、図7に示されるように、側部14と植物PTとの間に落下抑制部材19を介在させて植物PTを保持する。落下抑制部材19は、保持部13の側部14と植物PTとの間に介在して、開口部15が下方Gを向いたときに植物PTの落下を抑制する。落下抑制部材19は、図8に示されるように、円柱形状の部材であって、植物PTを保持するための孔19Hを有している。孔19Hは、落下抑制部材19の第1端面19PAと第2端面19PBとを貫通しているが、両者を貫通していなくてもよい。また、落下抑制部材19は、孔19Hの代わりにスリット又は切れ込みを有していてもよい。
落下抑制部材19が、可撓性を有する多孔質の材料で製造されることにより、植物PTが成長した際にも、保持部13が植物PTを保持できる。落下抑制部材19を多孔質の材料とすることで、落下抑制部材19が保持する植物PTに育成剤を確実に供給することができる。落下抑制部材19は、ウレタンフォーム又はスポンジのような、可撓性を有する多孔質の材料であるが、このような材料に限定されるものではない。落下抑制部材19の他の例としては、弾性変形して保持力を発生する樹脂又はゴムの成形品が上げられる。
落下抑制部材19は、図7に示されるように、孔19Hに植物PTが差し込まれた状態で保持部13に取り付けられる。図9に示されるように、保持部13の側部14で囲まれる開口部15の内径をD1、落下抑制部材19の外径をD2とすると、D2はD1よりも大きくなっている。落下抑制部材19は、保持部13の側部14に取り付けられると径方向内側に変形する。結果として、孔19Hは径方向内側に変形して植物PTを保持し、かつ落下抑制部材19は側部14を押圧するので、植物PTは落下抑制部材19を介して保持部13に保持される。孔19Hの内径D3は、落下抑制部材19が保持部13の側部14に取り付けられた状態において、孔19Hに保持される植物PTの外径よりも小さくなるように設定される。
図10及び図11は、実施の形態に係る植物設置部材が植物を保持した状態を示す斜視図である。植物設置部材10は、図10に示されるように、第1面11PAを上方Uに向けた状態で、落下抑制部材19の孔19Hに取り付けられた植物PTが、保持部13に差し込まれる。保持部13が落下抑制部材19を介して植物PTを保持した状態で、植物設置部材10が反転すると、図11に示されるように、植物PTは下方Gを向く。すなわち、植物設置部材10は、図6に示される開口部15の向きを上方U又は下方Gに変更する。次に、植物育成装置1を制御する制御装置及び制御装置の制御対象について説明する。
図12は、実施の形態に係る植物育成装置及びこれを制御する制御装置を示す図である。制御装置50は、制御ボックス5に格納されている。制御装置50は、照明装置20の動作及び育成剤供給装置30に育成剤を供給する装置の動作を制御する。実施の形態において、育成剤供給装置30に育成剤を供給する装置は、育成剤が水のみである場合は水ポンプ4PWであり、育成剤が水及び肥料である場合は水ポンプ4PW及び肥料ポンプ4PHである。制御装置50は、処理部51と、記憶部52とを少なくとも含み、実施の形態では、さらに入出力部53と、タイマ54とを備える。処理部51は、CPU(Central Processing Unit)が例示されるが、これに限定されるものではない。
記憶部52は、RAM(Random Access Memory)若しくはROM(Read Only Memory)又はこれらの組み合わせが例示されるが、これらに限定されるものではない。記憶部52は、制御装置50が植物育成装置1を制御するためのコンピュータプログラム及びデータを記憶している。処理部51は、記憶部52から前述したコンピュータプログラム及びデータを読み出して、センサ類から取得した情報を用いて植物育成装置1の制御対象を制御する。
入出力部53には、処理部51と植物育成装置が備えるセンサ類及び制御対象とが接続される。実施の形態においては、入出力部53に、制御装置50の制御対象である水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH、弁装置34、弁装置35V、照明装置20、空気調和装置37、加湿器38及び換気装置39並びに各種センサ類である温度センサ41、湿度センサ42、二酸化炭素センサ43及び撮像装置であるカメラ40が接続されている。また、入出力部53には、入力装置55及び収穫時期報知装置である報知装置56が接続されている。タイマ54は、時間を計数する。
空気調和装置37は、収納室2I内の温度を植物PTの育成に適した温度に調整する。加湿器38は、収納室2I内の湿度を植物PTの育成に適した湿度に調整する。換気装置39は、収納室2I内を換気する。温度センサ41は、収納室2I内の温度を検出する。湿度センサ42は、収納室2I内の湿度を検出する。二酸化炭素センサ43は、収納室2I内の二酸化炭素濃度を検出する。植物PTの光合成又は呼吸によって、収納室2I内の空気は二酸化炭素及び酸素のみの濃度が変化すると仮定することにより、制御装置50は、二酸化炭素センサ43が検出した二酸化炭素濃度から、収納室2I内の酸素濃度を推定することができる。カメラ40は、収納室2I内の植物PTの育成状態を撮像する。
植物育成装置1が植物PTを育成するにあたって、制御装置50は、育成剤を植物PTに供給するときに、水ポンプ4PW及び肥料ポンプ4PHの少なくとも一方を駆動し、かつ弁装置34の開度を調整する。制御装置50は、前述したような操作をすることによって、育成剤供給室2IW内の育成剤供給装置30から植物PTに育成剤を供給する。また、植物PTが稲である場合、制御装置50は、時間の経過とともに、収納室2I内の温度及び湿度を、田植えが始まる5月頃から収穫時期の9月頃までの気温及び湿度となるように、空気調和装置37及び加湿器38を制御する。この場合、制御装置50は、温度センサ41が検出した温度と目標温度との差分及び湿度センサが検出した湿度と目標湿度との差分が0になるように、空気調和装置37及び加湿器38をフィードバック制御する。
制御装置50は、植物PTの育成中に、二酸化炭素センサ43が検出した収納室2I内の二酸化炭素濃度と、目標二酸化炭素濃度との差分が0になるように、空気調和装置37及び換気装置39を制御する。また、制御装置50は、植物PTの育成中において、植物PTが照明装置20から受ける光の照度及び時間が、太陽光と同様になるように照明装置20を制御する。入出力部53に接続されている入力装置55は、制御装置50に処理を実行させるための命令を入力したり、処理に必要な情報を入力したりする。入出力部53に接続されている報知装置56は、植物設置部材10を反転させるタイミングを報知したり、照明装置20を点灯させるタイミングを報知したりする。報知装置56としては、ランプ、スピーカー又は画像を表示する表示装置が用いられてもよい。報知装置56に用いられる表示装置は、液晶ディスプレイが例示される。
制御装置50は、植物育成装置1によって育成される植物PTの種類によって異なる育成アルゴリズムによって植物育成装置1の制御対象を制御できる。育成アルゴリズムは、光量及び照射時期と、育成剤の供給量及び供給時期と、温度、湿度及び酸素濃度とを、時間の経過によってどのように変化させるかを示す情報である。植物PTの種類毎に育成アルゴリズムが作成されることで、植物PTが持つ特徴を引き出すことが可能となる。
育成アルゴリズムは、記憶部52に記憶されており、植物育成装置1によって育成される植物PTを入力装置55によって入力すると、処理部51は、入力された植物PTに対応した育成アルゴリズムを記憶部52から読み出し、読み出された育成アルゴリズムにしたがって植物育成装置1の制御対象を制御する。植物PTが稲である場合、育成アルゴリズムは、稲の品種毎に作成されて、記憶部52に記憶されていてもよい。稲の品種毎に育成アルゴリズムが作成されることで、各品種が持つ特徴を引き出すことができる。また、照明装置20が植物PTに光を照射する昼夜のサイクルを短くした育成アルゴリズムを用いることにより、植物PTの成長をさらに加速させることもできる。
カメラ40が撮像した植物PTの画像は、制御装置50に取り込まれる。制御装置50は、取り込んだ画像を画像処理して、植物PTの育成状態を判定することができる。この場合、植物PTの高さと植物PTの成長段階とを対応付けた育成状態判定テーブルを記憶部52に記憶させておく。処理部51は、カメラ40によって撮像された植物PTの画像に画像処理を施して植物PTの実高さを求め、記憶部52に記憶された育成状態判定テーブルを参照して、実高さに対応した成長状態を求める。制御装置50は、カメラ40が撮像した植物PTの画像を用いて求めた植物PTの成長状態を利用して、照明装置20の光量及び照射時間を制御したり、育成剤の供給量及び供給時期を制御したり、収納室2I内の雰囲気を調整したりする。
植物育成装置1、より具体的には、植物育成装置1が備える電力を消費する機器類は、電力の消費を管理する電力管理装置60と接続されている。前述した電力を消費する機器類には、制御装置50も含まれる。電力管理装置60は、植物育成装置1の電力消費を管理する。実施の形態において、電力管理装置60は、HEMS(Home Energy Management System)が例示される。電力管理装置60は、電源61と植物育成装置1及び制御装置50との間に設けられている。実施の形態において、電力管理装置60は、家庭内における電力の消費を管理するが、電力管理装置60の管理対象は家庭内における電力の消費に限定されない。
電力管理装置60は、照明の消費電力の監視及び電源のオンオフ制御並びに電化製品の状態監視及びリモートコントロールを実行したり、太陽光発電機の発電量の監視及び発電効率化のための制御を実行したり、電源コンセント毎の消費電力の監視及び電源のオンオフ制御を実行したりする。電力管理装置60は、表示装置60Mを備えている。表示装置60Mは、電力の消費状態、発電状態及び電化製品の状態を表示する。
植物育成装置1は、電力管理装置60に接続されることにより、家庭内全体のエネルギー管理に取り込まれる。そして、電力管理装置60は、植物育成装置1の消費電力を監視して、節電に適した運転モードで植物育成装置1を動作させることができるので、家庭内全体での省エネルギーを達成することができる。また、制御装置50は、植物を反転させる時期及び収穫予定時期を電力管理装置60に表示させたり、植物育成装置1の状態を電力管理装置60に報知させたり、植物育成装置1に発生した何らかの異常についての警告を電力管理装置60に報知させたりすることもできる。
図13は、実施の形態に係る植物育成方法のフローチャートである。実施の形態に係る植物育成方法は、前述した植物育成装置1が実現する。ステップS101において、まず、植物PTである稲の苗が育成される。苗は、植物育成装置1を用いないで、通常の稲作で用いられる苗床によって育成されてもよい。また、植物育成装置1は、苗を育成してもよい。
稲の苗は、種籾を発芽させて得られるが、種籾の発芽には光は必要ではない。植物育成装置1によって苗を得る場合、植物設置部材10の保持部13に直接種籾を蒔いて発芽させる。これに限定されず、植物設置部材10の保持部13に、図7及び図8に示される落下抑制部材19を取り付け、落下抑制部材19の孔19Hに種籾が蒔かれてもよい。この場合、孔19Hは、落下抑制部材19を下方Gに向けても、種籾を保持できる程度の大きさにすることが好ましい。また、孔19Hは、種籾が苗になったときに、落下抑制部材19を下方Gに向けても苗を保持できる程度の大きさにしてもよい。
次に、植物設置部材10は、保持部13の開口部15を上方Uに向けて、図3に示される植物育成装置1の収納室2I内に設置され、図1に示される扉3が閉じられる。扉3が閉じられることにより、収納室2Iは、筐体2の外部から遮光される。保持部13の開口部15を上方Uに向けることにより、保持部13は、育成剤供給室2IW内に配置される。すなわち、植物PTの根の部分は、育成剤供給室2IW内に配置される。
この状態で、制御装置50は、温度センサ41、湿度センサ42及び二酸化炭素センサ43の検出値を用いて、収納室2I内の水分、温度及び酸素濃度が種籾の発芽に適した状態となるように、空気調和装置37、加湿器38及び換気装置39を制御する。植物育成装置1によって苗を得る場合、重力に対抗した方向に苗を成長させる。
苗が育成されたら、ステップS102に進み、図8に示される落下抑制部材19が保持部13に取り付けられる。植物設置部材10の保持部13に直接種籾を蒔いて苗を得る場合、保持部13から一旦苗を取り出して、落下抑制部材19の孔19Hに苗が取り付けられる。その後、苗が取り付けられた落下抑制部材19が、開口部15から保持部13に取り付けられる。このように、ステップS102は、苗を保持部13の側部14と苗との間に落下抑制部材19を介して保持部13に保持させる工程である。ステップS102において、苗を保持部13に保持させる場合、苗を保持部13に保持させた状態で、保持部13で成長した苗と保持部13の側部14との間に、開口部15から落下抑制部材であるスポンジの塊が取り付けられてもよい。
落下抑制部材19は、保持部13の開口部15が上方を向いた状態で保持部13に取り付けられる。このようにすることで、落下抑制部材19を保持部13に取り付ける作業が容易になる。前述したように、植物設置部材10の保持部13に、種籾を保持した落下抑制部材19が取り付けられて苗が育成される場合、苗は落下抑制部材19を介して、すでに保持部13に保持されているため、ステップS102は不要である。
次に、ステップS103において、苗を保持部13に保持した植物設置部材10は、図7に示される開口部15を下方Gに向けて、図3に示される収納室2I内に設置される。このように、ステップS103は、植物設置部材10の開口部15を下方Gに向けて、植物設置部材10を収納室2I内に設置する工程である。植物設置部材10が収納室2I内に設置されたら、図1に示される扉3が閉じられる。扉3が閉じられることにより、収納室2Iは、筐体2の外部から遮光される。
次に、ステップS104に進み、制御装置50は、植物設置部材10の下方に設置された照明装置20から植物設置部材10に向けて光を照射する。このように、ステップS104は、照明装置20から植物設置部材10に向けて光を照射する工程である。また、制御装置50は、図3に示される水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH及び弁装置34を制御して、育成剤供給装置30から水及び肥料、すなわち育成剤を苗に供給する。このようにして、植物育成装置1は、苗を稲に成長させる。
ステップS105において、制御装置50は、収穫時期になったか否かを判定する。制御装置50は、図12に示されるカメラ40によって撮像された画像から得られた実高さと、前述した育成状態判定テーブルとを用いて、実高さが収穫時期の高さに到達した場合に、収穫時期になったと判定する。収穫時期の判定はこれに限定されるものではなく、制御装置50は、照明装置20による光の照射時間が予め定められた閾値を超えた場合に収穫時期になったと判定してもよい。照射時間は、図12に示されるタイマ54によって計数される。
制御装置50は、ステップS105で否定、すなわち植物育成装置1によって育成されている稲が収穫時期になっていないと判定するとステップS106に進み、稲の育成を継続する。制御装置50は、ステップS105で肯定、すなわち植物育成装置1によって育成されている稲が収穫時期になったと判定すると、ステップS107に進み、収穫時期になったことを報知装置56に報知させる。この場合、制御装置50は、稲が収穫時期になったことを図12に示される電力管理装置60の表示装置60Mに表示して報知してもよい。この場合、表示装置60Mが収穫時期報知装置となる。稲が収穫時期になったことの報知を受けて、ステップS108において、ユーザーは稲を収穫する。
制御装置50は、ステップS105で収穫時期になったと判定したら、図1に示される扉3を自動で開いたり、植物設置部材10を筐体2の外部にせり出させたりしてもよい。このようにすれば、収穫時期になったことを報知できるとともに、ユーザーが扉3を開ける手間又は植物設置部材10を筐体2から取り出す手間を低減できる。
実施の形態は、植物育成装置1内で植物PTを育成するため、農薬の使用が不要又は農薬の使用量を低減でき、さらに、放射性物質及びPM(Particulate Matter)2.5といった物質が植物PTに付着することを極小にできる。また、植物育成装置1は、異なる種類の植物、例えば、稲以外の野菜を稲とともに育成することもでき、稲以外の複数種類の野菜を育成することもできる。すなわち、少なくとも一つの育成部GOで育成される植物PTの種類は、他の育成部GOとは異なっていてもよい。この場合、植物育成装置1は、図3に示される複数の育成部GPで、それぞれ異なる種類の植物を育成させる。
前述したように、植物育成装置1を用いて苗を得る場合、落下抑制部材19が植物設置部材10の保持部13に取り付けられる前に、開口部15を上方Uに向けて収納室2I内に植物設置部材10を設置して、植物PTを苗に成長させる工程を含むことになる。実施の形態において、植物育成装置1は、複数の育成部GPを備えているが、少なくとも1つの育成部GPで植物PTの成長具合を異ならせ、少なくとも1つの育成部GPの収穫時期を他の育成部GPとは異ならせてもよい。植物PTの成長具合を異ならせる場合、照明装置20による光の照射量、育成剤の供給量及び収納室2I内の雰囲気のうち少なくとも1つを異ならせる。複数の育成部GPで植物PTの成長具合を異ならせることにより、通常よりも短い期間で植物PTが収穫できる。このため、植物PTの収穫の機会を多くすることができ、植物PTが稲の場合には、新米を収穫できる機会を増加させることができる。
植物設置部材及び照明装置の位置の変形例.
図14及び図15は、植物設置部材及び照明装置の位置の変形例を示す概略図である。図14に示される例において、照明装置20は、植物設置部材10の上方Uに設置される。この場合、照明装置20は植物設置部材10と対向し、植物設置部材10の上方Uから植物設置部材10に向かって光を照射する。図15に示される例において、照明装置20は、植物設置部材10の下方Gに設置される。この場合も、照明装置20は植物設置部材10と対向するが、植物設置部材10の下方Gから植物設置部材10に向かって光を照射する。このように、照明装置20は、植物設置部材10の上方Uと下方Gとのいずれにも設置でき、植物設置部材10の上方U又は下方Gから植物設置部材10に向けて光を照射する。このような構造により、植物育成装置1は、植物PTを育成する態様の自由度が向上する。
図14に示されるように、植物設置部材10の上方Uに照明装置20を設置すると、植物設置部材10に保持された植物PTの上方Uから光が照射されるので、重力に対抗して植物PTを育成させたい場合に好適である。この場合、照明装置20は、前述した例においては植物設置部材10を支持していた支持部材6Aに、照明装置支持体7Aを介して支持される。植物設置部材10は、前述した例においては照明装置20を支持していた支持部材8Aに支持される。植物PTが成長するにしたがって、植物設置部材10をより下方Gの支持部材8Aに支持させることにより、植物設置部材10と照明装置20との距離を変更できる。このため、照明装置20は、植物PTとの距離が大きいことによって光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。
前述したように、植物育成装置1は、水及び肥料を育成剤として植物PTに与えて植物PTを育成させるが、これに限定されるものではなく、土で植物を育て、水を供給する形態であってもよい。この場合、植物育成装置1は、土が落下しないようにするため、植物設置部材10が備える保持部13の開口部15を上方Uに向けて、植物設置部材10の上方Uに設置された照明装置20から光を照射しながら植物PTを育成する。このように、植物育成装置1は、植物設置部材10の上方Uに照明装置20を設置できるので、土で植物を育てる場合にも好適である。
植物設置部材10の上方Uに照明装置20を設置して、植物PTを上方Uに向けて成長させる場合、育成剤は植物PTの上方Uから供給されてもよいし、植物PTの下方Gから供給されてもよい。育成剤が植物PTの上方Uから供給される場合、図14のAで示す位置、すなわち植物設置部材10と照明装置20との間に育成剤供給装置30が設置される。育成剤供給装置30は、ノズル32を植物設置部材10に向けて、すなわち下方Gに向けて育成剤を植物PTに供給する。育成剤が植物PTの下方Gから供給される場合、図14のBで示す位置、すなわち植物設置部材10の下方Gに育成剤供給装置30が設置される。育成剤供給装置30は、ノズル32を植物設置部材10に向けて、すなわち上方Uに向けて、育成剤を植物PTに供給する。このように、植物育成装置1は、植物設置部材10と、照明装置20と、育成剤供給装置30との位置関係を任意に変更できるので、植物PTを育成する態様の自由度が向上する。
植物育成装置1内で種籾を発芽させて苗を得る場合、図14に示されるように、植物設置部材10の上方Uに照明装置20が配置され、かつ図14のAで示す位置に育成剤供給装置30が設置される。この状態で、種籾が保持部13に蒔かれた植物設置部材10が第1育成室2IA内に設置され、照明装置20は消灯された状態で種籾を発芽させる。種籾の発芽が確認されたら、植物育成装置1は、照明装置20を点灯して、照明装置20の下方Gに設置された植物設置部材10に向けて光を照射することにより、発芽した種籾を苗に成長させる。
図12に示されるカメラ40によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定してもよい。この場合、制御装置50は、図12に示される電力管理装置60の表示装置60Mにカメラ40によって撮像された画像を表示させてもよいし、報知装置56が表示装置である場合は、報知装置に前述の画像を表示させてもよい。植物育成装置1のユーザーは、表示装置60M又は報知装置56に表示された、カメラ40によって撮像された画像を視認して発芽状態を確認し、温度、湿度及び酸素濃度を微調整してもよい。このように、稲の育成に積極的にユーザーを介入させることで、植物育成装置1は、ユーザーに、収穫時の達成感をより多く与えることができる。
制御装置50は、カメラ40によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定してもよい。この場合、制御装置50は、カメラ40によって、保持部13の開口部15から芽が出ている画像が撮像された場合に、種籾が発芽したと判定することができる。制御装置50は、予め定められた閾値、例えば、植物設置部材10が備えるすべての保持部13の90%以上で発芽を検出した場合に、種籾が発芽したと判定することが好ましい。このようにすれば、発芽していない状態で稲の育成に移行する種籾の数を低減することができる。
制御装置50は、種籾が発芽したと判定したら、照明装置20を点灯して、照明装置20から植物設置部材10に向けて光を照射する。このように、制御装置50が種籾の発芽を検出したら、自動で照明装置20から光を苗に向けて照射することにより、照明装置20の点灯忘れを回避することができるので、稲になる前の立ち枯れを抑制できる。
植物設置部材が備える保持部の変形例.
図16及び図17は、植物設置部材が備える保持部の変形例を示す断面図である。図6に示される保持部13が1個の底部側開口部17を有するのに対し、図16に示される保持部13Aは、底部16Aに複数の底部側開口部17Aを有する。底部側開口部17Aは、側部14に設けられて植物PTに少なくとも水を供給する第2の開口部である。このようにすることで、保持部13Aは、底部16Aによって図8に示される落下抑制部材19をより確実に保持することができる。
図17に示される保持部13Bは、底部16Bに第2の開口部を有さず、側部14Bに第2の開口部である側部側開口部18を有している。側部側開口部18の数は限定されるものではない。側部側開口部18は、側部14に設けられて植物PTに少なくとも水を供給する。保持部13Bは、育成剤が底部側開口部17,17Aまで到達しなくても、側部側開口部18から、側部14Bの内側に保持されている植物PTに供給できるという利点がある。
落下抑制部材の変形例.
図18及び図19は、落下抑制部材の変形例を示す斜視図である。図8に示される落下抑制部材19は、円筒形状であったが、変形例の落下抑制部材19Aは、図18に示されるように板状の部材である。落下抑制部材19Aの材料は、前述した落下抑制部材19の材料と同様である。落下抑制部材19Aは、図19に示されるように、植物PTの茎PTKに巻き付けられてから植物設置部材10の保持部13に取り付けられる。このようにすることで、落下抑制部材19Aを保持部13と植物PTとの間に介在させて、植物PTが下向きになった場合でも、植物PTが保持部13から脱落することが抑制される。変形例の落下抑制部材19Aは、前述した落下抑制部材19よりも簡素な形状なので、製造が容易である。また、変形例の落下抑制部材19Aは、長さを調節したり、植物PTへの巻き付け力を調整したりすることで、巻き付けた後の直径を調整できるという利点もある。
植物設置部材の変形例.
図20及び図21は、植物設置部材の変形例を示す斜視図である。変形例の植物設置部材10は、開口部15の方向を自動で反転させる駆動装置を備える。この変形例において、駆動装置は電動機58であり、電動機58のシャフト59が植物設置部材10と連結している。制御装置50は、電動機58の動作を制御する。このような構造により、電動機58は、シャフト59の回転中心軸Zrを中心に、植物設置部材10を回転させることができる。その結果、電動機58は、開口部15が上方Uを向く状態と、下方Gを向く状態との両方を実現することができる。このため、電動機58は、植物設置部材10に保持された植物PTが伸びる向きを、図20に示される上方Uから図21に示される下方Gに、自動で変更することができる。
照明装置の変形例.
図22は、照明装置の変形例を示す斜視図である。変形例の植物育成装置1Cは、照明装置20を自動で上下方向に移動させる移動機構を備える。移動機構は、電動機62と、電動機62によって駆動される巻き枠62Sと、照明装置支持体7と巻き枠62Sとを連結するワイヤ63と、ワイヤ63の向きを変更するプーリ64とを含む。この変形例において、移動機構は、2個の電動機62,62と、2個の巻き枠62S,62Sとを備える。
電動機62,62は、制御装置50によって制御される。電動機62,62は、制御装置50に制御されて、巻き枠62S,62Sにワイヤ63を巻き取ることで、照明装置支持体7及びこれに取り付けられた照明装置20を上方Uに移動させる。また、電動機62,62は、巻き枠62S,62Sに巻き取られたワイヤ63を繰り出すことで、照明装置支持体7及びこれに取り付けられた照明装置20を下方Gに移動させる。このように、制御装置50は、照明装置支持体7及びこれに取り付けられた照明装置20を自動で昇降させることができる。
次に、植物育成装置1Cを用いて植物PTを育成する方法の一例を説明する。植物育成装置1Cは、照明装置20を自動で上下方向に移動させる移動機構に加えて、植物設置部材10を自動で反転させる駆動機構である電動機58を備える。植物育成装置1Cの他の構造は、前述した植物育成装置1と同様である。植物育成装置1Cを用いて植物である稲を育成する場合、種籾から苗を得る。このため、前述したように、植物設置部材10の保持部13に、図7及び図8に示される落下抑制部材19を取り付け、落下抑制部材19の孔19Hに種籾を蒔く。この場合、植物育成装置1Cは、保持部13の開口部15を上方Uに向け、重力に対抗した方向に苗を成長させる。
制御装置50は、図12に示されるカメラ40によって撮像された画像から、種籾が発芽したか否かを判定する。種籾が発芽したかの判定は、前述した通りである。制御装置50は、種籾が発芽したと判定したら、電動機58を駆動して、植物設置部材10を反転させて、保持部13の開口部15を下方Gに向ける。そして、制御装置50は、照明装置20から植物設置部材10に向けて光を照射する。このように、制御装置50が種籾の発芽を検出したら、自動で植物設置部材10を反転させて照明装置20から光を苗に向けて照射することにより、照明装置20の点灯忘れを回避することができるので、稲になる前の立ち枯れを抑制できる。発芽した種籾に光を照射する場合、制御装置50は、電動機62を駆動してワイヤ63を巻き取り、照明装置支持体7及び照明装置20を苗に接近させた状態で、照明装置20から苗に光を照射する。このようにすることで、照明装置20と植物PTとの距離が大きいことによって光量を増加させることを回避できるので、電力消費が抑制される。
制御装置50は、植物設置部材10の下方Gから植物設置部材10に向けて照明装置20から光の照射を開始したら、稲の種類に対応した育成アルゴリズムにしたがって、図12に示される水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH、弁装置34、弁装置35V、照明装置20、空気調和装置37、加湿器38及び換気装置39を制御する。また、制御装置50は、稲の成長にしたがって、巻き枠62S,62Sに巻き取られたワイヤ63を繰り出すことで、照明装置支持体7及びこれに取り付けられた照明装置20を下方Gに自動で移動させる。このようにすることで、稲と照明装置20との距離を適切な大きさに維持して、照明装置20からの光量の増加を抑制できるので、電力消費が抑制される。また、制御装置50が、稲と照明装置20との距離を自動で適切な大きさに調整するので、より確実な収穫が実現できる。このように、植物育成装置1Cは、種籾を植物設置部材10に蒔いた後は、収穫まで自動で稲を育成することができる。なお、植物設置部材10の保持部13の開口部15が下方Gに向けられた後において、照明装置20は、稲の成長の最終状態を予測した位置に配置されてもよい。
実施の形態では、水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH、弁装置34、弁装置35V、照明装置20、空気調和装置37、加湿器38及び換気装置39を制御装置50が制御するとしたが、これに限定されるものではない。水ポンプ4PW、肥料ポンプ4PH、弁装置34、弁装置35V、照明装置20、空気調和装置37、加湿器38及び換気装置39の少なくとも1つは、ユーザーによって操作されてもよい。
以上、実施の形態及び変形例は、植物を苗の状態まで成長させた後に天地を反転させ、下方から苗に光を照射して、植物を重力の方向に成長させることで、植物の成長を加速させることができる。このため、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法と比較して、短い時間で同等の収穫が得られる。このため、実施の形態及び変形例は、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法よりも植物を栽培するサイクルを多くすることができるので、より多くの収穫を得ることができる。また、実施の形態及び変形例は、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法と同じ時間であれば、より多くの収穫が得られる。
人工の光源を用いて稲作をする場合、投入するエネルギーに対して単位面積当たりの収穫量が少なく、イニシャルコスト及びランニングコストに対する効果をみると、コストの回収は困難であると判断される傾向にある。しかし、実施の形態及び変形例によれば、重力に対抗して植物を成長させる栽培方法よりも多くの収穫が得られるので、人工の光源を用いて稲作をする場合において、コストの回収が容易になり、採算も得られる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1,1C 植物育成装置、2 筐体、2I 収納室、2IA 第1育成室、2IB 第2育成室、2IW 育成剤供給室、2IWA 第1育成剤供給室、2IWB 第2育成剤供給室、2HI 断熱材、2TP 天板、2W 内面、3 扉、4 育成剤タンク、4H 肥料タンク、4W 水タンク、4PH 肥料ポンプ、4PW 水ポンプ、5 制御ボックス、6A,6B,8A,8B 支持部材、7,7A,7B 照明装置支持体、10 植物設置部材、13,13A,13B 保持部、14,14B 側部、14Ta 一端部、14Tb 他端部、15 開口部、16,16A,16B 底部、17,17A 底部側開口部、18 側部側開口部、19、19A 落下抑制部材、19H 孔、19PA 第1端面、19PB 第2端面、20 照明装置、30 育成剤供給装置、30A 第1育成剤供給装置、30B 第2育成剤供給装置、31,33H,33W 配管、32 ノズル、34 弁装置、37 空気調和装置、38 加湿器、39 換気装置、40 カメラ、41 温度センサ、42 湿度センサ、43 二酸化炭素センサ、50 制御装置、51 処理部、52 記憶部、53 入出力部、56 報知装置、60 電力管理装置、G 下方、GP 組(育成部)、LT 光、OT 外部、PT 植物、PTK 茎、U 上方。

Claims (18)

  1. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、
    前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、
    前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、
    を含む、植物育成装置。
  2. 前記保持部は、
    前記開口部が下方を向いたときに前記植物の落下を抑制する落下抑制部材を、前記側部と前記植物との間に介在させて前記植物を保持する、請求項1に記載の植物育成装置。
  3. 前記植物設置部材の上方から前記植物設置部材に向けて水及び肥料を供給する育成剤供給装置を備える、請求項1又は請求項2に記載の植物育成装置。
  4. 前記照明装置は、
    上下方向に移動して、前記植物設置部材との距離を変更する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の植物育成装置。
  5. 前記照明装置は、発光ダイオードである、請求項4に記載の植物育成装置。
  6. 前記照明装置は、
    前記植物設置部材の上方と下方とのいずれにも設置でき、前記植物設置部材の上方又は下方から前記植物設置部材に向けて光を照射する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の植物育成装置。
  7. 前記筐体は、前記収納室と前記収納室の外側との間に断熱材を備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の植物育成装置。
  8. 前記断熱材は、真空断熱パネルである、請求項7に記載の植物育成装置。
  9. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、前記収納室には複数の前記組が上下方向に並べられる、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の植物育成装置。
  10. 異なる前記組同士の間には、遮光部材が設けられる、請求項9に記載の植物育成装置。
  11. 各前記組の前記植物設置部材で育成されている植物の収穫時期を報知する収穫時期報知装置を備える、請求項9又は請求項10に記載の植物育成装置。
  12. 前記照明装置の動作及び前記育成剤供給装置に前記育成剤を供給する装置の動作を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、電力の消費を管理する電力管理装置と接続されて、前記電力管理装置が前記植物育成装置の電力消費を管理する、請求項3に記載の植物育成装置。
  13. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部と、
    前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる第1の開口部を有する複数の保持部と、
    前記側部に設けられて前記植物に少なくとも水を供給する第2の開口部と、
    を備える、植物設置部材。
  14. 植物の少なくとも一部を取り囲む形状の側部及び前記側部の一端部に開口して前記植物の茎を突出させる開口部を有する保持部を備え、前記開口部の向きを上方又は下方に変更する植物設置部材と、前記側部と前記植物との間に介在して、前記開口部が下方を向いたときに前記植物の落下を抑制する落下抑制部材と、前記植物設置部材の下方に設置されて、前記植物設置部材に向けて光を照射する照明装置と、前記植物設置部材及び前記照明装置を収納する収納室を有し、前記収納室と前記収納室の外部とを仕切る筐体と、を含む、植物育成装置を用いて前記植物を育成するにあたって、
    前記植物の苗を、前記保持部の前記側部と前記植物との間に前記落下抑制部材を介して前記保持部に保持させる工程と、
    前記植物設置部材の前記開口部を下方に向けて、前記植物設置部材を前記収納室内に設置する工程と、
    前記照明装置から前記植物設置部材に向けて光を照射する工程と、
    を含む、植物育成方法。
  15. 前記落下抑制部材が取り付けられる前に、前記開口部を上方に向けて前記収納室内に前記植物設置部材を設置して、前記植物を苗に成長させる工程を含む、請求項14に記載の植物育成方法。
  16. 前記照明装置は、上下方向に移動して、前記植物設置部材との距離を変更でき、
    前記植物設置部材の前記開口部を下方に向けて前記収納室内に設置した後、前記植物が成長するにしたがって、前記照明装置と前記植物設置部材との距離を大きくする、請求項14又は請求項15に記載の植物育成方法。
  17. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、
    異なる前記組で育成される植物の収穫時期を異ならせる、請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の植物育成方法。
  18. 前記植物設置部材と前記照明装置との組を複数備え、
    少なくとも一つの前記組で育成される植物の種類は、他の前記組とは異なる、請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の植物育成方法。
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