JP2016136873A - 植物栽培装置及び植物栽培システム - Google Patents

Abstract

【課題】植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う、植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能な、植物栽培装置及び植物栽培システムを提供すること。
【解決手段】植物栽培装置１０及び植物栽培システム１は、植物５に対して光を照射する照明装置３０と、当該植物栽培装置１０の内部の空気の冷却を行う熱交換器６０と、を備え、当該植物栽培装置１０の内部における空気の密度差であって、照明装置３０の照射に伴って加熱された空気と、熱交換器６０により冷却された空気との密度差によって、当該植物栽培装置１０の内部に空気の対流を発生させる事を可能とし、植物５を、対流の流路上に配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、植物栽培装置及び植物栽培システムに関する。

従来、内部に配置された植物を栽培するための植物栽培装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、このような従来の植物栽培装置は、植物栽培装置の内部に、植物に光を照射するための照明装置を備えており、植物栽培装置の外部に、空気の冷却を行う冷却器を備えている。そして、植物栽培装置の内部や外部に設けたファンによって、冷却器で冷却された空気が、植物栽培装置の内部の全体に行き渡るように送風を行う。このように、冷却空気を植物の周辺に流動させることで、植物の周辺から酸素を除去して植物に二酸化炭素を供給すると共に、植物の周辺における照明装置の顕熱を処理する事が可能となる。

特開平９−２７１２７１号公報

しかし、上記に示す従来の植物栽培装置では、植物に二酸化炭素を供給すると共に、植物の周辺における照明装置の顕熱を処理する上で、好適な空気の流れを形成するためには、多数の送風手段（ファン）を設けたり、送風手段の送風能力を増大させたりする必要があり、エネルギーの利用効率が悪かった。すなわち、送風手段の数が少なかったり、送風手段の送風能力が小さかったりすると、植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまい、この結果、植物の育成むらが発生してしまう可能性があった。一方、多数の送風手段を設置したり、送風手段の送風能力を増大させたりすると、送風手段の設置、稼働、又はメンテナンス等に手間や費用を要してしまうと共に、全体として広大なスペースを要するため、好ましくなかった。

したがって、植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、又はメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能な、植物栽培装置が要望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能な、植物栽培装置及び植物栽培システムを提供す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、請求項１に記載の植物栽培装置は、内部に配置された植物を栽培するための植物栽培装置であって、前記植物に対して光を照射する照明手段と、当該植物栽培装置の内部の空気の冷却を行う冷却手段と、を備え、前記照明手段の照射に伴って加熱された空気と、前記冷却手段により冷却された空気との密度差によって、当該植物栽培装置の内部に空気の対流を発生させる事を可能とし、前記植物を、前記対流の流路上に配置した。

請求項２に記載の植物栽培装置は、請求項１に記載の植物栽培装置において、前記冷却手段の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを前記植物に供給するドレン回収供給手段を備える。

請求項３に記載の植物栽培装置は、請求項１又は２に記載の植物栽培装置において、前記対流による空気の流れる方向に向けて送風する送風手段を備える。

請求項４に記載の植物栽培装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の植物栽培装置において、前記植物を、当該植物栽培装置の底部に配置し、前記照明手段を、当該植物栽培装置の内部における前記植物の上方に配置し、前記冷却手段を、当該植物栽培装置の内部における前記照明手段の側方に配置した。

請求項５に記載の植物栽培装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の植物栽培装置を複数並設して構成される植物栽培システムであって、前記複数の植物栽培装置のうちいずれかの植物栽培装置を、前記複数の植物栽培装置のうち他の植物栽培装置に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための移動手段を備える。

請求項１に記載の植物栽培装置によれば、照明手段の照射に伴って加熱された空気と、冷却手段により冷却された空気との密度差によって、植物栽培装置の内部に空気の対流を発生させるので、ファン等の送風手段を用いる事なく、又は必要な送風手段を削減して、植物の周辺に空気を流動させる事ができ、植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能となる。

請求項２に記載の植物栽培装置によれば、冷却手段の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを植物に供給するドレン回収供給手段を備えるので、植物の栽培に必要な水をドレンで補う事ができ、他の手段で植物に与えるべき水の量を削減する事が可能となる。

請求項３に記載の植物栽培装置によれば、対流による空気の流れる方向に向けて空気を送風する送風手段を備えるので、空気の密度差による対流のみでは充分な風量が得られない場合であっても、送風手段により風量を補う事ができ、充分な風量を確保する事が可能となる。

請求項４に記載の植物栽培装置によれば、照明手段の植物の上方に配置して、照明手段の側方に冷却手段を配置するので、極めて簡素な配置により、照明手段で植物に光を照射しつつ密度差によって対流を発生させる事が可能となる。

請求項５に記載の植物栽培システムによれば、複数の植物栽培装置のうちいずれかの植物栽培装置を、複数の植物栽培装置のうち他の植物栽培装置に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための移動手段を備えるので、植物栽培装置の両側方にスペースを要さない極めて省スペースの植物栽培システムを構築できると共に、メンテナンス時等には植物栽培装置の両側方にスペースを形成することで、ユーザが通行可能なスペースを容易に形成する事が可能となる。

本発明の実施の形態に係る植物栽培システムを示す斜視図である。 植物栽培装置を概略的に示す正面図である。 第１の変形例に係る植物栽培システムを示す斜視図である。 植物栽培棚を前方に移動させた際の植物栽培システムを示す斜視図である。 第２の変形例に係る植物栽培システムの植物栽培装置を概略的に示す正面図である。

以下、本発明に係る植物栽培装置及び植物栽培システムの実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

［実施の形態の基本的概念］
まずは、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、概略的に、植物を栽培するための植物栽培装置と、当該植物栽培装置を複数並設して構成される植物栽培システムに関する。また、当該植物栽培装置及び植物栽培システムが設けられる場所については任意であり、例えば植物の栽培を主目的とする植物栽培工場に限らず、レストランやカフェや公園等といった植物の栽培を主目的としない空間に設けても構わない。ここで、植物を生育するためには、植物の周辺に空気の流れが存在する事が望ましい。すなわち、植物が光合成を行うと葉の表面等に酸素が蓄積するが、葉から二酸化炭素が取り入れられるためにはこのような蓄積した酸素を除去するために空気の流れが必要となる。また、このように植物の周辺に流れる空気は、植物にとって適した温度の空気である事を要する。そこで、本実施の形態に係る植物栽培装置及び植物栽培システムは、植物の周辺に、植物にとって適した温度の空気の流れを供給する事を主な目的とする。

［実施の形態の具体的内容］
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。

（構成）
初めに、本実施の形態に係る植物栽培システムの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る植物栽培システム１を示す斜視図である。この図１に示すように、植物栽培システム１は、複数の植物栽培棚２を備えて構成されている。なお、以下の説明では、各図のＸ−Ｘ´方向を幅方向（Ｘ方向を右方、Ｘ´方向を左方）、Ｙ−Ｙ´方向を奥行き方向（Ｙ方向を前方、Ｙ´方向を後方）、Ｚ−Ｚ´方向を高さ方向（Ｚ方向を上方、Ｚ´方向を下方）、と称する。

ここで、植物栽培棚２の内部には複数の植物５が配置される。この植物５は、当該植物栽培システム１の栽培の対象となる植物であって、鑑賞や販売等を目的として栽培される。この植物５とは、動物以外の生物を指し、その品種や大きさ等は問わず任意の植物を適用する事ができる。例えば、植物５として、コケ植物、シダ植物、種子植物等といった任意の植物を用いる事が可能である。なお、本実施の形態において、植物５は種子植物の苗であるものとして説明するが、発芽する前の種等であっても構わない。

（構成−植物栽培棚）
植物栽培棚２は、複数の後述する植物栽培装置１０を格納する棚であって、床面の上に並設されている。この植物栽培棚２の数は任意であり、栽培する植物５の数や大きさ等に応じて決定して良いが、本実施の形態においては、図示のように、奥行き方向に沿って３つの植物栽培棚２が並設されている。また、植物栽培棚２の大きさや形状についても任意であり、栽培する植物５の数や大きさ等に応じて決定して良いが、本実施の形態においては、幅方向に長い直方体形状に形成されているものとして説明する。なお、各植物栽培棚２はいずれも相互に同一に形成されているため、以下では特記する場合を除いて一つの植物栽培棚２にのみ注目して説明する。

ここで、植物栽培棚２の内部には、水平面に沿った複数（図１においては４つ）の区画部材２ａが高さ方向に沿って並設されており、この区画部材２ａによって植物栽培棚２の内部の空間が複数（図１においては５つ）の空間に区画されている。そして、これら複数の空間のそれぞれの内部には、後述する植物栽培装置１０の一部が配置されている。なお、区画部材２ａの数については任意であり、栽培する植物５の数や大きさ等に応じて決定して良い。

また、植物栽培棚２を構成する部材については任意の部材を用いる事ができるが、植物栽培棚２のいずれかの方向から植物栽培棚２の内部を視認可能である事がメンテナンス上望ましい。例えば、本実施の形態においては、上面、下面、右側面、及び左側面は、金属合板等の強度の高い不透明の部材で形成され、前面及び後面は、アクリル板等の透明の部材で形成されている。また、この前面及び後面のアクリル板は植物栽培棚２に対して着脱自在又は開閉自在に構成しても良く、このアクリル板を取り外したり開けたりすることで、植物栽培棚２の内部に配置された各装置のメンテナンスを行ったり、植物５に水を供給したりする事ができる。

（構成−植物栽培装置）
次に、植物栽培棚２に設けられた各植物栽培装置１０について説明する。なお、各植物栽培装置１０はいずれも同様に構成する事ができるため、以下では単一の植物栽培装置１０にのみ着目して説明する。ここで、図１に示すように、植物栽培装置１０は、区画部材２ａにより区画された各空間に略配置されており、本実施の形態においては一つの植物栽培棚２に、複数の植物栽培装置１０が高さ方向に沿って略並設されている。なお、このような区画部材２ａにより区画された各空間を、以下では「植物栽培装置１０の内部」と称して説明する。

ここで、図２は、植物栽培装置１０を概略的に示す正面図である。なお、図２では空気の流れを点線で図示している。この図２に示すように、植物栽培装置１０は、培養液２０、照明装置３０、冷媒冷却器４０、冷媒管５０、熱交換器６０、ドレン回収供給部７０、及び補助ファン８０を備えて構成されている。なお、図示のように、植物栽培装置１０の内部には、植物５、照明装置３０、熱交換器６０、ドレン回収供給部７０、及び補助ファン８０を１つのセットとして、幅方向に沿って複数のセットが並設されている。このセットの数は任意であり、植物栽培棚２の大きさに応じた数のセットを設ける事ができるが、本実施の形態では、４つのセットが設けるものとする（図２においては、図示の便宜上、図１よりも少ない数のセットとしている）。ここで、各セットはいずれも同様に形成されているため、以下では、特記する場合を除いて、これら複数のセットのうち一つのセットにのみ注目して説明する。なお、当該セットの数は任意であり、植物栽培棚２の幅に応じて任意の数のセットを配置して構わない。

培養液２０は、植物５に水分や養分を与えるための手段であって、植物５に水分や養分を与える事が可能である限り任意に構成する事ができる。この培養液は、植物栽培装置１０の底部全体にわたって配置されており、植物栽培棚２の幅方向の一方の端部から供給されて、他方の端部から排水されることにより、僅かな流れを有する水として構成されている。

そして、培養液２０の水面には、培養トレイ２１が浮いている。この培養トレイ２１は、植物５が植えられる土台となる土台手段である。具体的には、培養トレイ２１は、水に浮く板状体に形成されており、当該培養トレイ２１の板面を貫通するように、複数の孔（図示省略）が形成されている。そして、各植物５は、この培養トレイ２１の上に載置された状態で、根のみを当該孔を介して培養液２０へと垂下させている。ここで、この培養トレイ２１は、上述した培養液２０の流れによって、植物栽培棚２の内部を一定の方向に低速で流動するものとしても良いし、流動しないものとしても良い。

照明装置３０は、植物５に対して光を照射する照明手段である。この照明装置３０は、植物栽培装置１０の内部における植物５の真上の位置に配置されており、人工光を植物５に対して照射することにより、植物５の生育を促進する。この照明装置３０は、植物５の光合成に必要な波長の光を照射する事が可能な限り任意に構成可能であり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機エレクトロルミネッセンス、蛍光灯、又は白熱灯等の公知の照明で構成する事が可能である。なお、照明装置３０の照射に伴って、当該照明装置３０の周囲の空気が加熱されるが、この熱負荷は、当該照明装置３０と同様に植物栽培装置１０の内部に配置された熱交換器６０によって処理する事できる。

冷媒冷却器４０は、冷媒管５０の内部を流動する冷媒を冷却する冷媒冷却手段である。この冷媒冷却器４０の配置は任意であり、植物栽培装置１０の内部又は外部のいずれでも構わないが、冷媒冷却器４０自体の熱が植物栽培装置１０の内部に行き渡らないように、植物栽培装置１０の外部（例えば各植物栽培棚２の上面）に設ける事が望ましい。また、冷媒の種類は任意であり、本実施の形態では冷媒として冷水を用いるものとして説明するが、これに限らず、冷媒として他の液体や気体等を用いても構わない。また、冷媒冷却器４０が冷媒を冷却する仕組みについては公知であるため、詳細な説明を省略する。

冷媒管５０は、冷媒冷却器４０により冷却された冷媒（本実施の形態においては、冷水）を植物栽培棚２の内部に配置された各熱交換器６０に流動させると共に、各熱交換器６０にて熱交換された冷媒を冷媒冷却器４０に流動させるための冷媒流動手段である。この冷媒管５０は、図２に示すように、植物栽培棚２の左側方において、高さ方向に沿って配置されている。そして、冷媒管５０は、各植物栽培装置１０の側方にて分岐しており、分岐された冷媒管５０は、植物栽培棚２の側面や後面に設けられた孔（図示省略）を通って、植物栽培装置１０の内部に取り入れられ、各熱交換器６０と相互に接続されている。このようにして、冷媒管５０は、冷媒冷却器４０と、各熱交換器６０とを相互に接続しており、冷媒冷却器４０から熱交換器６０へ、又は熱交換器６０から冷媒冷却器４０へと冷媒を流動させる。

ここで、冷媒管５０の外周には図示しない断熱材が巻付けられており、この断熱材により、冷媒冷却器４０で冷却された冷媒が、熱交換器６０に到達するまでの間において、空気と熱交換されてしまい冷熱が失われてしまう事を防止できる。

熱交換器６０は、植物栽培装置１０の内部の空気の冷却を行う冷却手段である。この熱交換器６０は、照明装置３０の側方に配置されており、照明装置３０の側方において、照明装置３０の顕熱や植物５の潜熱を処理可能に構成されている。この熱交換器６０は、具体的には、冷媒管５０の管内を流れる冷媒によって管外の空気を除湿冷却する公知の冷却コイルや冷却配管として構成する事が可能である。なお、冷却手段として空気の冷却を行う機能以外の機能（例えば、除湿機能）を有する機器を用いても良い。また、以上のような熱交換器６０の具体的な構成については公知であるため、詳細な説明を省略する。

ドレン回収供給部７０は、熱交換器６０による空気の冷却に伴って発生するドレンを回収して、当該回収したドレンを植物５に供給するドレン回収供給手段である。このドレン回収供給部７０は、熱交換器６０の下方、かつ植物５の側方の位置に配置されており、概略的に、ドレン受け部７１、及びドレン配管７２を備えている。

ドレン受け部７１は、熱交換器６０のドレンを受け止めて回収するドレン回収手段であって、熱交換器６０の真下に配置されており、ドレン配管７２の上端に支持されている。このドレン受け部７１は、熱交換器６０のドレンを受け止め易いような形状が望ましく、本実施の形態では、上面に開口面を有する中空の箱型形状体に形成されている。ドレン配管７２は、ドレン受け部７１で回収したドレンを植物５に供給するドレン供給手段である。このドレン配管７２は、ドレン受け部７１の底部に設けられた孔から、培養液２０に至るように配置された配管であって、ドレン受け部７１により回収されたドレンは、当該ドレン配管７２を通って培養液２０として補給される。なお、ドレンが直接植物５にかからないように、ドレン配管７２の位置等を調節する事が好ましい。

補助ファン８０は、植物栽培装置１０の内部にて送風を行う送風手段である。この補助ファン８０は、熱交換器６０の上方に配置されて、熱交換器６０にて冷却された空気を、上から下へと送風する公知のファンである。この補助ファン８０は、あくまでも補助的に空気の流れを形成するために用いられるものであって、この補助ファン８０を用いなくても当該植物栽培システム１により植物５の栽培が可能である。よって、当該補助ファン８０は設けなくても構わない。なお、本実施の形態において、当該補助ファン８０は、所定の時間（例えば１０分間）の非稼働と、所定の時間（例えば１分間）の稼働とを交互に繰り返す間欠運転を行うものとする。

また、上記の各構成要素の他に図示しない二酸化炭素供給装置を設けても良い。この二酸化炭素供給装置は、植物５が光合成する上で必要な二酸化炭素を区画空間に供給するための装置であって、公知の方法で作成した二酸化炭素を、管等を介して植物栽培装置１０の内部に供給するものである。なお、このような二酸化炭素供給装置の具体的な構成については公知であるため、詳細な説明を省略する。

（作用）
続いて、本実施の形態に係る植物栽培システム１の作用について、図２を参照して説明する。この植物栽培システム１は、概略的に、植物栽培装置１０の内部における空気の密度差であって、照明装置３０の照射に伴って加熱された空気と、熱交換器６０により冷却された空気との密度差によって、植物栽培装置１０の内部に空気の対流を発生させる。

具体的には、まず照明装置３０が、光を植物５に対して照射し、植物５の光合成に必要な光を植物５に対して提供する。そして、この照射に伴って、植物５の近傍の空気や照明装置３０近傍の空気が温められる。したがって、照明装置３０や植物５が配置された領域（各セットにおける右側の領域）では、空気は温められて上昇する。また、この照明装置３０の側方に配置された熱交換器６０は、空気の冷却を行って照明装置３０の顕熱や植物５の潜熱を処理する。したがって、熱交換器６０が配置された領域（各セットにおける左側の領域）では、空気は冷やされて下降する。

このように、照明装置３０に加熱された空気と冷却装置に冷却された空気との密度差により、植物栽培装置１０の内部に対流が発生し、図２にて点線で示すような空気の流れが形成される。したがって、植物５が光合成をすることで植物５の表面等に付着した酸素を流動させる事ができ、植物５に二酸化炭素を行き渡らせる事が可能となる。このため、ファンのような送風手段を用いる事なく植物５が配置された領域に空気の流れを形成する事ができ、ファンの設置、稼働、及びメンテナンス等に要する費用や手間を削減できる。以上のように、植物栽培装置１０は、植物５の育成に必要な空気の流れを提供する事ができる。なお、冷却装置にて空気の冷却が行われるので、当該空気の流れを、植物５の育成に好適な温度の空気の流れとする事ができる。

また、上述したように、冷媒管５０の外面には断熱材が巻付けられているため、熱交換器６０が配置された位置以外の位置で空気の冷却がされてしまう事に起因して、対流の発生が阻害されてしまう事態を防止する事ができる。

また、本実施の形態においては、補助ファン８０を設けており、植物５の周辺の風量が十分でない場合には、この補助ファン８０を稼働させることにより、空気の流れを促進する事が可能となる。なお、本実施の形態においては、上述した対流により空気の流れが発生させることで、ある程度の風量が確保できているので、従来技術のように対流を発生させていない場合と比べて、送風手段の処理負荷の低減効果を奏する。

また、ドレン回収供給部７０は、熱交換器６０にて空気の冷却を行うことにより発生したドレンを、ドレン受け部７１にて受け止め、ドレン配管７２を介して植物５に供給する事ができる。したがって、培養液２０の量をドレンで補完する事ができるため、植物５の栽培に必要な培養液２０の量を削減する事が可能となり、費用を削減する事が可能となる。以上にて、本実施の形態に係る植物栽培システム１の作用の説明を終了する。

（実施の形態の効果）
このように、本実施の形態の植物栽培装置１０及び植物栽培システム１によれば、照明装置３０の照射に伴って加熱された空気と、熱交換器６０により冷却された空気との密度差によって、植物栽培装置１０の内部に空気の対流を発生させるので、ファン等の送風手段を用いる事なく、又は必要な送風手段を削減して、植物５の周辺に空気を流動させる事ができ、植物栽培装置１０の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う、植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能となる。

また、熱交換器６０の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを植物５に供給するドレン回収供給部７０を備えるので、植物５の栽培に必要な水をドレンで補う事ができ、他の手段で植物５に与えるべき水の量を削減する事が可能となる。

また、対流による空気の流れる方向に向けて空気を送風する補助ファン８０を備えるので、空気の密度差による対流のみでは充分な風量が得られない場合であっても、補助ファン８０により風量を補う事ができ、充分な風量を確保する事が可能となる。

また、照明装置３０の植物５の上方に配置して、照明装置３０の側方に熱交換器６０を配置するので、極めて簡素な配置により、照明装置３０で植物５に光を照射しつつ密度差によって対流を発生させる事が可能となる。

〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。例えば、本実施の形態に係る植物栽培装置１０及び植物栽培システム１によって、植物栽培装置１０の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う、植物５の育成むらの発生を防止する事ができない場合や、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事ができない場合や、全体として要するスペースを削減する事ができない場合であっても、従来と異なる技術により植物５の栽培ができている場合には、本願発明の課題が解決されている。

（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明した植物栽培システム１の各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。

（照明手段について）
本実施の形態では、照明手段を植物栽培システム１の内部に配置したが、これに限らず、植物栽培システム１の内部に対流を発生させる事が可能である限り任意の位置に照明手段を配置しても良い。例えば、植物栽培棚２の上面を透明の部材で構成し、照明装置３０を当該植物栽培棚２の上面の上方に載置して植物５に光を照射するように構成しても構わない。

（熱交換器について）
本実施の形態では、熱交換器６０を植物栽培システム１の内部に配置したが、これに限らず、植物栽培システム１の内部に対流を発生させる事が可能である限り任意の位置に熱交換器６０を配置しても良い。例えば、熱交換器６０を植物栽培棚２の外部の空間に配置し、熱交換器６０にて冷却された空気を、公知のダクトを介して、照明装置３０の側方の位置に送り込んでもよい。

（植物栽培棚について）
本実施の形態では、植物栽培棚２は床に対して固定的に載置されているものとして説明したが、これに限られない。例えば、植物栽培棚２を床に対して移動可能に形成しても構わない。図３は、第１の変形例に係る植物栽培システム１００を示す斜視図である。この図３に示すように、第１の変形例に係る植物栽培システム１００は、植物栽培棚１１０、車輪３、及びレール４を備えている。なお、植物栽培棚１１０は、形状を除いて実施の形態の植物栽培棚２と同様に構成する事ができるので、詳細な説明を省略する。

（構成−車輪）
車輪３は、植物栽培棚１１０を移動させるための移動手段である。この車輪３は、各植物栽培棚１１０の底部における右端部周辺、及び左端部周辺の位置に、回動可能に設置された公知のローラーである。具体的には、これら左右の車輪３の相互間の間隔は、後述する２つのレール４の相互間の間隔と相互に一致しており、各車輪３は、レール４の上を回動自在に形成されている。

ここで、図４は、植物栽培棚１１０を前方に移動させた際の植物栽培システム１００を示す斜視図である。この図４に示すように、各植物栽培棚１１０の底部に設置された車輪３がレール４の上を回動自在に形成されていることにより、各植物栽培棚１１０をレール４の敷設された方向（図４では奥行き方向）に沿って自在に移動させることができる。例えば、図４に示すように、ユーザが植物栽培棚１１０を前方に引くことにより、車輪３がレール４の上を回動し、植物栽培棚１１０を前方に移動させる事ができる。同様に、ユーザが植物栽培棚１１０を後方に押すことにより、車輪３がレール４の上を回動し、植物栽培棚１１０を後方に移動させる事ができる。なお、このようにユーザが植物栽培棚１１０を引く又は押す事により手動で植物栽培棚１１０を移動させる事に限らず、車輪３を電動で移動させる事により自動で植物栽培棚１１０を移動させても構わない。また、植物栽培棚１１０の側面に設けられた図示しないハンドルをユーザが回すことにより、ハンドルの回転が車輪３に伝わって車輪３が回動し、植物栽培棚１１０が稼働する機構としても良い。

このように、ユーザは、いずれかの植物栽培棚１１０を、他の植物栽培棚１１０に対して相互に密着した状態（図３の状態）、又は相互に離間した状態（図４の状態）に自在に切換える事ができる。したがって、通常時は、植物栽培棚１１０を相互に密着した状態としておくことで、極めて省スペースの植物栽培システム１００を構築できると共に、メンテナンス時には、植物栽培棚１１０を相互に離間した状態とすることで、植物栽培棚１１０の相互間に入り込んでメンテナンスを行う事ができる。

（構成−レール）
レール４は、植物栽培棚１１０の移動方向を決定するためのガイド手段である。レール４は床面の２か所に形成されており、各レール４はいずれも奥行き方向に沿って敷設された公知のレールである。なお、レール４の本数は任意であり、植物栽培棚１１０の重量に基づいて決定して構わないが、植物栽培棚１１０を安定した状態で移動させるためには、少なくとも２本以上である事が望ましい。また、レール４の敷設方向は任意であり、本実施の形態のような奥行き方向に限らず幅方向に沿って敷設されていても構わず、また、湾曲するように敷設されていても構わない。

本変形例によれば、複数の植物栽培装置１０のうちいずれかの植物栽培装置１０を、複数の植物栽培装置１０のうち他の植物栽培装置１０に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための車輪３を備えるので、植物栽培装置１０の両側方にスペースを要さない極めて省スペースの植物栽培システム１００を構築できると共に、メンテナンス時等には植物栽培装置１０の両側方にスペースを形成することで、ユーザが通行可能なスペースを容易に形成する事が可能となる。

（対流について）
本実施の形態では、対流による空気の流れを図２にて点線の矢印で図示したが、この空気の流れをより顕著にするための部材を設けても良い。図５は、第２の変形例に係る植物栽培システム２００の植物栽培装置２１０を概略的に示す正面図である。なお、図５では空気の流れを点線で図示している。この図５に示すように、本変形例に係る植物栽培装置２１０は、実施の形態に係る植物栽培装置２に加えて、遮蔽板２２０と遮蔽板２３０とを備えて構成されている。

遮蔽板２２０は、各セット同士を相互に区画するための区画手段である。具体的には、この遮蔽板２２０は、植物栽培装置２１０の内部の高さと略同一の高さ、及び植物栽培装置２１０の内部の奥行きと略同一の奥行きの板状体であって、幅方向に流動する空気を遮蔽するための部材である。また、遮蔽板２３０は、植物栽培装置２１０の内部の高さよりも低い高さ、及び植物栽培装置２１０の内部の奥行きと略同一の奥行きの板状体であって、幅方向に流動する空気の一部を遮蔽するための部材である。このように遮蔽板２２０を備える事により、照明装置３０にて加熱された空気が、他のセットの熱交換器６０の方へと流動してしまうことを防止でき、遮蔽板２３０を備える事により、空気が植物栽培装置２１０の内部の上端及び下端をより確実に流動するので、植物５の周辺に空気の流れをより確実に形成する事が可能となる。なお、これらの遮蔽板２２０及び遮蔽板２３０はいずれか一方のみを設けても構わない。

（補助ファンについて）
本実施の形態では、補助ファン８０は熱交換器６０の上方に設けるものとして説明したが、対流による空気の流れを促進するように送風可能である限りにおいて、任意の位置に設けて構わない。例えば、照明装置３０による空気の加熱に伴う空気の上昇を促進するために、照明装置３０の下方（植物５の近傍）に補助ファン８０を設けて、下方から上方に向けて送風を行っても良い。

（ドレン回収供給部について）
本実施の形態では、ドレン回収供給部７０は、ドレン受け部７１とドレン配管７２を備えて構成されるものとして説明したが、ドレンを回収して植物５に供給する事が可能である限りにおいて、このような構成に限定されない。例えば、熱交換器６０の下方の位置に配置した板状体であって、熱交換器６０から培養液２０に至る斜面を形成する板状体として形成しても構わない。

（培養液について）
本実施の形態では、培養液２０を用いて植物５を栽培する水耕栽培を適用したが、植物５の栽培が可能である限り任意の他の栽培方法を適用する事が可能である。例えば、培養液２０の代わりに、水や肥料を含ませたゲル材、スポンジ材、又は土等を植物栽培装置１０の底部全体に配置する方法を適用しても良い。また、培養液２０や、上記のゲル材等は、必ずしも図示のように植物栽培装置１０の底部全体にわたって配置されている必要はなく、少なくとも植物５に水分や養分を供給可能となるように形成されていればよい。例えば、植物栽培装置１０の底部に鉢を配置し、この鉢の内部に、培養液２０や土を配置して植物５を植えても構わない。

（付記）
付記１の植物栽培装置は、内部に配置された植物を栽培するための植物栽培装置であって、前記植物に対して光を照射する照明手段と、当該植物栽培装置の内部の空気の冷却を行う冷却手段と、を備え、前記照明手段の照射に伴って加熱された空気と、前記冷却手段により冷却された空気との密度差によって、当該植物栽培装置の内部に空気の対流を発生させる事を可能とし、前記植物を、前記対流の流路上に配置した。

付記２の植物栽培装置は、付記１に記載の植物栽培装置において、前記冷却手段の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを前記植物に供給するドレン回収供給手段を備える。

付記３の植物栽培装置は、付記１又は２に記載の植物栽培装置において、前記対流による空気の流れる方向に向けて送風する送風手段を備える。

付記４の植物栽培装置は、付記１から３のいずれか一項に記載の植物栽培装置において、前記植物を、当該植物栽培装置の底部に配置し、前記照明手段を、当該植物栽培装置の内部における前記植物の上方に配置し、前記冷却手段を、当該植物栽培装置の内部における前記照明手段の側方に配置した。

付記５の植物栽培装置は、付記１から４のいずれか一項に記載の植物栽培装置を複数並設して構成される植物栽培システムであって、前記複数の植物栽培装置のうちいずれかの植物栽培装置を、前記複数の植物栽培装置のうち他の植物栽培装置に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための移動手段を備える。

（付記の効果）
付記１に記載の植物栽培装置によれば、照明手段の照射に伴って加熱された空気と、冷却手段により冷却された空気との密度差によって、植物栽培装置の内部に空気の対流を発生させるので、ファン等の送風手段を用いる事なく、又は必要な送風手段を削減して、植物の周辺に空気を流動させる事ができ、植物栽培装置の内部の空間で温度むら及び風速むらが発生してしまう事に伴う植物の育成むらの発生を防止する事が可能であると共に、送風手段の設置、稼働、及びメンテナンス等に要する手間や費用を削減する事が可能であり、さらに、全体として要するスペースを削減する事が可能となる。

付記２に記載の植物栽培装置によれば、冷却手段の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを植物に供給するドレン回収供給手段を備えるので、植物の栽培に必要な水をドレンで補う事ができ、他の手段で植物に与えるべき水の量を削減する事が可能となる。

付記３に記載の植物栽培装置によれば、対流による空気の流れる方向に向けて空気を送風する送風手段を備えるので、空気の密度差による対流のみでは充分な風量が得られない場合であっても、送風手段により風量を補う事ができ、充分な風量を確保する事が可能となる。

付記４に記載の植物栽培装置によれば、照明手段の植物の上方に配置して、照明手段の側方に冷却手段を配置するので、極めて簡素な配置により、照明手段で植物に光を照射しつつ密度差によって対流を発生させる事が可能となる。

付記５に記載の植物栽培システムによれば、複数の植物栽培装置のうちいずれかの植物栽培装置を、複数の植物栽培装置のうち他の植物栽培装置に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための移動手段を備えるので、植物栽培装置の両側方にスペースを要さない極めて省スペースの植物栽培システムを構築できると共に、メンテナンス時等には植物栽培装置の両側方にスペースを形成することで、ユーザが通行可能なスペースを容易に形成する事が可能となる。

１ 植物栽培システム
２ 植物栽培棚
２ａ 区画部材
３ 車輪
４ レール
５ 植物
１０ 植物栽培装置
２０ 培養液
２１ 培養トレイ
３０ 照明装置
４０ 冷媒冷却器
５０ 冷媒管
６０ 熱交換器
７０ ドレン回収供給部
７１ ドレン受け部
７２ ドレン配管
８０ 補助ファン
１００ 植物栽培システム
１１０ 植物栽培棚
２００ 植物栽培システム
２１０ 植物栽培装置
２２０、２３０ 遮蔽板

Claims (5)

1. 内部に配置された植物を栽培するための植物栽培装置であって、
   前記植物に対して光を照射する照明手段と、
   当該植物栽培装置の内部の空気の冷却を行う冷却手段と、を備え、
   前記照明手段の照射に伴って加熱された空気と、前記冷却手段により冷却された空気との密度差によって、当該植物栽培装置の内部に空気の対流を発生させる事を可能とし、
   前記植物を、前記対流の流路上に配置した、
   植物栽培装置。
2. 前記冷却手段の冷却に伴って発生したドレンを回収して、当該回収したドレンを前記植物に供給するドレン回収供給手段を備える、
   請求項１に記載の植物栽培装置。
3. 前記対流による空気の流れる方向に向けて送風する送風手段を備える、
   請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
4. 前記植物を、当該植物栽培装置の底部に配置し、
   前記照明手段を、当該植物栽培装置の内部における前記植物の上方に配置し、
   前記冷却手段を、当該植物栽培装置の内部における前記照明手段の側方に配置した、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の植物栽培装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の植物栽培装置を複数並設して構成される植物栽培システムであって、
   前記複数の植物栽培装置のうちいずれかの植物栽培装置を、前記複数の植物栽培装置のうち他の植物栽培装置に対して相互に密着した状態、又は相互に離間した状態に切換え可能に移動させるための移動手段を備える、
   植物栽培システム。
   

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