JP2017012133A - 栽培装置および栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレン水中の雑菌を減少させる。
【解決手段】栽培装置（１）は、空調装置（３５）から回収されたドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌装置（３３）を備え、ドレン水タンク（３２）と空調装置（３５）との間の配管を通じて、ドレン水タンク（３２）と空調装置（３５）との間にてドレン水を循環させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水耕栽培を行う植物工場にて使用される栽培装置および栽培方法に関する。

従来、水耕栽培を行う植物工場では、養液を栽培床に供給して植物を栽培している。植物工場内での水耕栽培では、栽培植物からの蒸散および養液の蒸発によって、栽培室内の湿度が非常に高くなる。このため、栽培室に設置されている空調装置からは大量のドレン水が排出される。そこで、従来では、そのようなドレン水を有効利用することが提案されている。

例えば、特許文献１には、空調装置から排出されるドレン水を養液の生成に利用することが記載されている。具体的には、特許文献１に記載の水耕栽培システムでは、栽培室内の空調装置から排出されるドレン水を貯水槽に貯留し、貯水槽のドレン水を用いて養液を生成し、この養液を養液タンクに貯留し、養液タンクの養液を栽培室内の栽培ベッドに供給するようにしている。

また、特許文献１では、空調装置からドレン水が導入される原水槽と、この原水槽からドレン水が導入される受水槽とを備え、原水槽から受水槽に導入されるドレン水を殺菌装置にて殺菌している。

なお、植物工場とは別に、空調装置（空気調和機）からのドレン水を利用する技術としては、特許文献２に記載された構成が知られている。特許文献２に記載の構成では、熱交換器の下方に配置されるドレンパンにドレンポンプを設け、熱交換器で発生したドレン水をドレンポンプによりドレンパンの上流側部位に還流させている。これにより、ドレン水によってドレンパンに付着している塵埃を洗い流すようにしている。

特開２０１４−１６８４２０号公報（２０１４年９月１８日公開） 特開平１１−３５１６０４号公報（１９９９年１２月２４日公開）

植物工場の栽培室に設置された空調装置のドレン水を利用する場合において、ドレン水は基本的には塩素等を含まない純水であるため、空調装置とドレン水を貯留するためのタンクとの間の配管等の経路には、カビや雑菌が繁殖しやすい。このため、空調装置から回収したドレン水にはカビや雑菌が多く含まれ、そのようなドレン水は、植物工場での再利用水としては不適当である。

なお、特許文献１の構成では、ドレン水を殺菌して養液の原料水として使用している。しかしながら、上記のように、養液の原料水すなわちドレン水は、常にカビや雑菌を多く含んだ状態で原水槽に導入されるので、殺菌装置での殺菌に要する時間が長くなる。また、殺菌装置によって十分に殺菌できない可能性がある。一方、特許文献２では、ドレン水自体の殺菌や除菌について、何ら考慮されていない。

したがって、本発明は、空調装置のドレン水をドレン水に含まれるカビや雑菌の量が少ない状態で再利用水として供することができる栽培装置および栽培方法の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る栽培装置は、栽培室の植物に養液を与えて育成する植物工場に備えられる栽培装置において、前記栽培室に配置された空調装置と、前記空調装置から回収された再利用水となるドレン水を貯留するドレン水タンクと、前記空調装置から回収された前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌装置と、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間の配管を通じて、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環動作部と、前記ドレン水が前記循環動作を行うように前記ドレン水循環動作部を制御する制御部とを備えていることを特徴としている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る栽培方法は、栽培室の植物に養液を与えて育成する植物工場での栽培方法において、前記栽培室に配置された空調装置から回収された再利用水となるドレン水をドレン水タンクに貯留する工程と、前記空調装置から回収された再利用水となる前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌工程と、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間の配管を通じて、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環工程とを備えていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、ドレン水タンクと空調装置との間のドレン水が流れる配管は、配管の内部が、殺菌されたドレン水によって洗浄され、カビなどの雑菌が発生し難く、汚れも堆積し難い。したがって、上記配管の内部を清潔に保つことができる。これにより、ドレン水タンク内のドレン水は、カビなどの雑菌の量が少なくなる。この結果、養液の生成に使用するドレン水の殺菌が容易となり、かつドレン水の殺菌時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態の、栽培工場が備える栽培装置の構成を示す模式図である。 図１に示した空調装置の構成、および空調装置にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。 図１に示した栽培装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 図１に示した栽培室内での植物からの蒸散量、ドレン水タンク水量、栽培室内の湿度、および空調装置にて生じるドレン水の水量についての変化を示すグラフである。 図１に示した栽培装置がドレン水の殺菌動作、およびドレン水の循環動作を行う場合の動作の手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態の栽培装置における、空調装置からドレン水タンクへのドレン水の回収経路、および養液タンクへのドレン水の供給経路を示す模式図である。 本発明のさらに他の実施の形態の栽培装置が備える空調装置の構成、および空調装置にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。 本発明のさらに他の実施の形態の栽培装置が備える空調装置の構成、および空調装置にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。 図８に示した構成を備える栽培装置の制御系統の構成を示すブロック図である。

[実施の形態１]
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本実施の形態の、栽培工場が備える栽培装置の構成を示す模式図である。本実施の形態の栽培装置は、空調装置から排出されるドレン水を再利用する構成となっている。

〔栽培工場の概要〕
図１に示すように、栽培工場は、原水タンク室１１、養液タンク室１２および栽培室１３を備えている。本実施の形態において、栽培室１３は３室設けられ、各栽培室１３内には、複数の栽培棚２１が設けられている。栽培棚２１には植物を栽培する栽培床（栽培床を有するプランタ）が上下方向に複数段設けられている。この状態の栽培棚２１は、栽培室１３の一方向（図中の左右方向）に複数列並べられている。栽培工場は、完全閉鎖型であり、栽培棚２１の各段には植物栽培用の照明（図示せず）を備えている。

〔栽培装置１の構成〕
栽培装置１は、原水タンク室１１に配置された原水タンク３１、養液タンク室１２に配置された、ドレン水タンク３２、殺菌装置３３および養液タンク３４、ならびに栽培室１３に配置された空調装置３５を備えている。本実施の形態において、養液タンク３４は３個配置されている。

原水タンク３１は原水を貯留する。なお、原水は、不純物を除く処理が行われた水道水、井戸水、雨水あるいは純水等のいずれでもあってもよい。原水タンク３１は、原水供給配管４４によって各養液タンク３４と接続され、各養液タンク３４に対して原水供給配管４４を通じて原水を供給する。原水供給配管４４には原水タンク３１の原水を養液タンク３４へ送り出すポンプ５４が設けられている。

ドレン水タンク３２にはドレン水供給第１配管（配管）４１の上流側端部が接続され、ドレン水供給第１配管４１の下流側端部からは、ドレン水供給第２配管４２とドレン水供給第３配管（配管）４３とが分岐している。ドレン水供給第２配管４２の下流側端部は、各養液タンク３４と接続されている。ドレン水供給第３配管４３の下流側端部は、各栽培室１３の空調装置３５と接続されている。

ドレン水供給第１配管４１には、ドレン水タンク３２内のドレン水を送り出すポンプ（ドレン水循環動作部）５１が設けられている。また、ドレン水供給第１配管４１からドレン水供給第２配管４２おおびドレン水供給第３配管４３に分岐する部分には、バルブ（ドレン水循環動作部）５２が設けられている。バルブ５２は、ドレン水供給第１配管４１からのドレン水の流れる方向を、ドレン水供給第２配管４２方向（すなわち養液タンク３４方向）、またはドレン水供給第３配管４３方向（すなわち空調装置３５方向）に切り替える。

空調装置３５は、栽培室１３室内の温度を、栽培している植物に適した温度（例えば一定温度）に保持している。各空調装置３５のドレン口は、ドレン水回収配管４５の上流側端部と接続され、ドレン水回収配管４５の下流側端部は、ドレン水タンク３２と接続されている。したがって、空調装置３５から排出されたドレン水は、ドレン水回収配管４５を通じてドレン水タンク３２に送られ、ドレン水タンク３２に貯留される。

ドレン水回収配管４５には、ポンプ（ドレン水循環動作部）５７およびフィルタ５３が設けられている。ポンプ５７は、空調装置３５から回収いたドレン水をドレン水タンク３２へ送る。フィルタ５３は、ドレン水回収配管４５を流れるドレン水中のゴミ等の不純物を除去する。

養液タンク３４内では、肥料４９、ドレン水タンク３２から供給されたドレン水、および原水タンク３１から供給された原水を混合して養液が生成される。なお、原水は、ドレン水タンク３２から供給されるドレン水が不足する場合にのみ、原水タンク３１から補給される構成であってもよい。

また、養液タンク３４には、養液供給配管４６の上流側端部が接続され、養液供給配管４６の下流側端部は、各栽培室１３の栽培床に配置されている栽培床配管（図示せず）に接続されている。養液供給配管４６には、養液タンク３４内の養液を送り出すポンプ５８が設けられている。これにより、養液タンク３４からポンプ５８にて送り出された養液は各栽培室１３の栽培床すなわち栽培植物に供給される。

殺菌装置３３は、ドレン水タンク３２内のドレン水を殺菌するとともに、ドレン水に殺菌作用を有する成分（以下、単に殺菌成分と称する）を付与する。これにより、ドレン水タンク３２のドレン水が養液に使用された場合に、ドレン水中のカビ等の雑菌によって栽培植物に病気が発生する事態を防止する。殺菌装置３３は、ドレン水タンク３２のドレン水を取込配管４７によって取り込み、殺菌済のドレン水を戻し配管４８によってドレン水タンク３２へ戻す。取込配管４７には取込配管４７を開閉するバルブ５５が設けられている。

殺菌装置３３は、ドレン水の殺菌を例えばオゾンにて行い、ドレン水に対し、殺菌成分としてオゾンを付与する。または、殺菌装置３３は、ドレン水の殺菌を例えば銀イオンにて行い、ドレン水に対し、殺菌成分として銀イオンを付与する。オゾンおよび銀イオンは、殺菌されたドレン水を使用して生成された養液に含まれていても、栽培植物に悪影響を与えない。すなわち、オゾンは、時間経過とともに水中にて分解されるので、長期間にわたってドレン水中に残存しない。銀イオンは、水中に残存するものの、微量であれば無害であり、かつ長時間殺菌効果が持続する。

（空調装置３５の構成）
図２は空調装置３５の構成、および空調装置３５にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。空調装置３５は、図２に示すように、筐体６１の内部に熱交換器６２および送風機（ファン）６３を備えている。筐体６１には熱交換器６２側に空気取込口６１ａが開口され、送風機６３側に空気排出口６１ｂが開口されている。筐体６１内の底部にはドレンパン（ドレン部）６４が配置され、ドレンパン６４にはドレン口６４ａが形成されている。

したがって、空調装置３５が冷房動作を行う場合には、送風機６３が回転し、空気取込口６１ａから筐体６１の内部に空気が取り込まれ、この空気が、熱交換器６２によって冷却され、空気排出口６１ｂから排出される。また、ドレンパン６４は、熱交換器６２の外面に結露によって生じた水を受け止め、ドレン口６４ａからドレン水として排出する。排出されたドレン水は、ドレン水回収配管４５を通じてドレン水タンク３２へ回収される。

また、ドレン水供給第３配管４３により空調装置３５へ送られたドレン水は、ドレン水供給第３配管４３から熱交換器６２の上面にシャワーのように吐出されるようになっている。熱交換器６２の上面に吐出されたドレン水は、熱交換器６２の上面から側面を経て、ドレンパン６４の上面に落下し、ドレン口６４ａから排出され、同様に、ドレン水回収配管４５を通じてドレン水タンク３２へ回収される。

（栽培装置１の制御）
図３は、栽培装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。図３に示すように、栽培装置１は、栽培装置１の各部の動作を制御する制御装置（制御部）７１を備えている。

制御装置７１は、空調装置３５、殺菌装置３３、ドレン水供給第１配管４１の端部のバルブ５２、取込配管４７のバルブ５５、ドレン水供給第１配管４１のポンプ５１、原水タンク３１のポンプ５４、ドレン水回収配管４５のポンプ５７、養液供給配管４６のポンプ５８、および各栽培室１３の照明装置８１の動作を制御する。照明装置８１は、栽培室１３での植物栽培用の照明である。また、制御装置７１は、ドレン水タンク３２内のドレン水の水量を検出する水量センサ８２の検出結果を取得し、ドレン水タンク３２からのドレン水の放水を制御する。

〔栽培装置１の動作〕
上記の構成において、栽培装置１の動作について以下に説明する。

（蒸散量、ドレン水タンク水量、湿度およびドレン水量の変化）
図４は、栽培室１３内での植物からの蒸散量、ドレン水タンク３２内の水量（ドレン水タンク水量）、栽培室１３内の湿度、および空調装置３５にて生じるドレン水の水量についての変化を示すグラフである。

図４において、明期は栽培室１３の照明装置８１が点灯している期間を示し、暗期は照明装置８１が消灯している期間を示す。本実施の形態では、明期と暗期とを１日の時間を等分にしたそれぞれ１２時間に設定している。

図４に示すように、栽培植物からの蒸散量は、明期の開始時点から上昇していき、日中にてピークに達する。その後、暗期になると低下していき、翌日の明期になるまで、最低値の状態となる。なお、一日の蒸散量は、例えば、養液タンク３４からの給液量の１／２程度である。

制御装置７１は、明期には空調装置３５を動作させ、暗期には空調装置３５を停止させる。したがって、栽培室１３内の湿度は、明期には低下する一方、暗期には上昇する。また、空調装置３５から発生するドレン水の水量は、明期には多くなる一方、暗期には少なくなる。ドレン水タンク３２内のドレン水の水量は、栽培植物からの蒸散量の変化に対して時間的に遅れて変化し、明期の後半にピークに達する。この状態は、ドレン水タンク３２からの放水が開始されるまで維持される。

（ドレン水の殺菌）
制御装置７１は、暗期になると、ドレン水の水量、すなわちドレン水タンク３２へのドレン水の流入量が減少するので、図４に示す殺菌期間Ｅにおいて、殺菌装置３３を動作させる。この場合、制御装置７１は、水量センサ８２にて、ドレン水タンク３２内のドレン水の量が、殺菌装置３３を動作させるのに十分な水量であることを確認する。

殺菌装置３３によるドレン水の殺菌動作において、制御装置７１は、バルブ５５を開放し、ドレン水タンク３２内のドレン水を殺菌装置３３内へ導入する。殺菌装置３３は、導入されたドレン水を殺菌し、殺菌したドレン水を戻し配管４８を介してドレン水タンク３２へ戻す。

（ドレン水の循環動作）
図５は、栽培装置１がドレン水の殺菌動作、およびドレン水の循環動作を行う場合の動作の手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、制御装置７１は、明期から暗期になると(Ｓ１１)、殺菌装置３３を動作させる。これにより、ドレン水タンク３２内のドレン水が、図４に示す殺菌期間Ｅにおいて、殺菌される(Ｓ１２)。

その後、制御装置７１は、殺菌装置３３による殺菌動作が終了すると(Ｓ１３)、ドレン水タンク３２からドレン水を放出させ、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間においてドレン水の循環を開始する (Ｓ１４)。

具体的には、図４に示すドレン水循環期間Ｈ（設定時間）において、ドレン水タンク３２、ドレン水供給第１配管４１、ドレン水供給第３配管４３、空調装置３５、ドレン水回収配管４５、フィルタ５３、ドレン水タンク３２の順路により、ドレン水の循環動作が行われる。この場合、制御装置７１は、ドレン水がドレン水供給第１配管４１からドレン水供給第３配管４３へ流れるようにバルブ５２を切り替え、ポンプ５１およびポンプ５７を動作させる。また、制御装置７１は、ドレン水を循環させる水量（図４に示すドレン水循環水量Ｆ）が一定となるように、ポンプ５１を制御する。

ドレン水の循環動作により、空調装置３５では、ドレン水供給第３配管４３から熱交換器６２の上面へドレン水が吐出される。このドレン水は、熱交換器６２の外面から側面を流れ、さらにドレンパン６４の上面を流れ、ドレン口６４ａからドレン水回収配管４５へ排出される。したがって、殺菌装置３３にて殺菌され、かつ殺菌成分を含むドレン水により、熱交換器６２の外面およびドレンパン６４の上面が洗浄される。

また、ドレン水供給第１配管４１、ドレン水供給第３配管４３およびドレン水回収配管４５では、殺菌装置３３にて殺菌され、かつ殺菌成分を含むドレン水により、配管の内部が洗浄される。

その後、ドレン水循環期間Ｈが終了（設定時間が経過）すると(Ｓ１５)、ドレン水の循環動作を終了する(Ｓ１６)。

なお、本実施の形態において、ドレン水の循環動作は、１日１回行う構成としているが、例えば１週間に１回といったサイクルにて行う構成であってもよい。

（養液の生成および供給）
養液を生成する場合には、肥料４９を養液タンク３４に供給し、ドレン水タンク３２から養液タンク３４へ、ドレン水供給第１配管４１およびドレン水供給第２配管４２を介して、ドレン水を供給し、ドレン水によって肥料の濃度を調整する。ドレン水が不足する場合には、原水タンク３１から原水を補給する。このような養液の生成は、明期の前半（例えば午前中）に行う。

養液タンク３４へドレン水を供給する場合には、バルブ５２により、ドレン水供給第１配管４１からのドレン水の流れをドレン水供給第３配管４３側からドレン水供給第２配管４２側へ切り替える。なお、養液タンク３４には水量センサを設け、養液タンク３４に対して一定量の水が供給された場合に、水の供給を停止するようにしてもよい。

養液タンク３４内の養液は、ポンプ５８にて養液供給配管４６へ送り出し、栽培室１３の栽培植物に供給する。供給された養液は栽培植物によって吸収される。その後、養液の水分は、栽培植物から蒸散する。このような栽培植物への養液の供給は、明期の後半（例えば午後）に複数回に分けて行う。

（ドレン水を循環させることの利点）
上記のように、栽培装置１では、空調装置３５にて生じるドレン水を回収し、養液生成用の水として再利用することにより、ドレン水を有効利用している。

また、回収したドレン水を、殺菌装置３３にて殺菌成分を付与した後、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間において、循環させている。したがって、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間の、ドレン水（循環水）が流れるドレン水供給第１配管４１、ドレン水供給第３配管４３およびドレン水回収配管４５は、配管の内部が殺菌されたドレン水によって洗浄され、カビなどの雑菌が発生し難く、汚れも堆積し難い。したがって、上記各配管の内部を清潔に保つことができる。これにより、ドレン水タンク３２内のドレン水は、カビなどの雑菌の量が少なくなる。この結果、養液の生成に使用するドレン水の殺菌が容易となり、かつドレン水の殺菌時間を短縮することができる。

（空調装置３５の熱交換器６２にドレン水を吐出することの利点）
栽培装置１では、殺菌装置３３にて殺菌成分が付与されたドレン水をドレン水タンク３２と空調装置３５との間にて循環させる場合に、ドレン水（循環水）をドレン水供給第３配管４３から熱交換器６２の上面に吐出させている。したがって、ドレン水によって熱交換器６２の外面およびドレンパン６４の上面を洗浄し、熱交換器６２の外面およびドレンパン６４の上面でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。

これにより、熱交換器６２の外面やドレンパン６４の上面に生じたカビ等の雑菌が、送風機６３の回転によって、栽培室１３内に飛散し、栽培室１３が汚染される事態を回避することができる。

また、熱交換器６２の上面にドレン水を吐出するときには、送風機６３が回転していないので、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする事態を防止することができる。

[実施の形態２]
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図６は、本実施の形態の栽培装置１における、空調装置３５からドレン水タンク３２へのドレン水の回収経路、および養液タンク３４へのドレン水の供給経路を示す模式図である。

図６に示すように、本実施の形態の栽培装置１では、ドレン水回収配管４５の下流側端部が殺菌装置３３と接続されている。したがって、空調装置３５からドレン水回収配管４５を通じて回収されたドレン水は、殺菌装置３３にて殺菌成分が付与された後、ドレン水タンク３２にて貯留されるようになっている。

上記の構成によれば、栽培装置１は、ドレン水の循環動作において、ドレン水を空調装置３５、殺菌装置３３、ドレン水タンク３２および空調装置３５の経路にて、循環させる。したがって、殺菌装置３３へ供給されるドレン水は、前述のように、カビなどの雑菌の量が少なくないものとなる。この点は前述のとおりである。

これにより、殺菌装置３３の負担は、図１に示した構成と比較して大きくなるものの、養液の生成に使用されるドレン水、およびドレン水タンク３２と空調装置３５との間にて循環させるドレン水を殺菌装置３３によって確実に殺菌することができる。

[実施の形態３]
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図７は、本実施の形態の栽培装置１が備える空調装置３５の構成、および空調装置３５にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。

本実施の形態では、ドレン水の循環動作において、ドレン水供給第３配管４３により空調装置３５へ送られたドレン水は、ドレン水供給第３配管４３からドレンパン６４の上面に吐出されるようになっている。ドレンパン６４に吐出されたドレン水は、ドレン口６４ａから排出され、同様に、ドレン水回収配管４５を通じてドレン水タンク３２へ回収される。

上記の構成によれば、殺菌装置３３にて殺菌成分が付与されたドレン水によってドレンパン６４の上面を洗浄し、ドレンパン６４の上面でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。

また、図７に示した構成は、ドレン水がドレン水供給第３配管４３からドレンパン６４の上面に吐出されるので、空調装置３５の送風機６３が回転する明期、空調装置３５の送風機６３が回転しない暗期のいずれであっても、ドレン水の循環動作を行う構成として適用することができる。例えば、送風機６３の回転時にドレン水を熱交換器６２の上面に吐出させた場合には、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする。そこで、送風機６３の回転時には、ドレン水をドレン水供給第３配管４３からドレンパン６４の上面に吐出させることにより、このような事態を防止することができる。この場合のドレン水循環期間Ｈ（設定時間）は、栽培室１３の明期において、適宜設定すればよい。

[実施の形態４]
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図８は、本実施の形態の栽培装置１が備える空調装置３５の構成、および空調装置３５にドレン水を供給する配管の配置状態を示す模式図である。図９は、本実施の形態の栽培装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。

図８に示す構成では、ドレン水供給第３配管４３は、空調装置３５付近にて、ドレン水循環用配管（配管、第１配管）４３ａと洗浄用配管（配管、第２配管）４３ｂとに分岐している。これらドレン水循環用配管４３ａと洗浄用配管４３ｂとの分岐部にはバルブ（ドレン水循環動作部）５６が設けられている。バルブ５６は、ドレン水供給第３配管４３からのドレン水の流れを、ドレン水循環用配管４３ａまたは洗浄用配管４３ｂに切り替える。ドレン水が洗浄用配管４３ｂを流れる場合、ドレン水は洗浄用配管４３ｂの端部から、シャワーのように熱交換器６２の上面に供給される。バルブ５６の切り替え動作は、図９に示す制御装置７１によって制御される。

図８に示す構成では、暗期すなわち送風機６３の非回転時に、ドレン水（循環水）を洗浄用配管４３ｂから熱交換器６２の上に吐出させるようになっている。この場合には、図２に示した構成と同様、殺菌装置３３にて殺菌成分が付与されたドレン水によって熱交換器６２の外面およびドレンパン６４の上面を洗浄し、熱交換器６２の外面およびドレンパン６４の上面でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。送風機６３の非回転時に、ドレン水を熱交換器６２の上面に吐出させるので、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする事態を防止することができる。

また、図８に示す構成では、明期すなわち送風機６３の回転時に、ドレン水（循環水）をドレン水循環用配管４３ａからドレンパン６４の上面に吐出させるようになっている。この場合には、殺菌装置３３にて殺菌成分が付与されたドレン水によってドレンパン６４の上面を洗浄し、ドレンパン６４の上面でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。

なお、暗期および明期におけるドレン水循環期間は、適宜設定すればよい。例えば、ドレン水の循環動作を、１日に１回行い、１日ごとに暗期と明期とで交互に行うようにしてもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る栽培装置１は、栽培室１３の植物に養液を与えて育成する植物工場に備えられる栽培装置において、前記栽培室１３に配置された空調装置３５と、前記空調装置３５から回収された再利用水となるドレン水を貯留するドレン水タンク３２と、前記空調装置３５から回収された前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌装置３３と、前記ドレン水タンク３２と前記空調装置３５との間の配管（ドレン水供給第１配管４１、ドレン水供給第３配管４３およびドレン水回収配管４５）を通じて、前記ドレン水タンク３２と前記空調装置３５との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環動作部（ポンプ５１、バルブ５２およびポンプ５７）と、前記ドレン水が前記循環動作を行うように前記ドレン水循環動作部を制御する制御部（制御装置７１）とを備えている構成である。

上記の構成によれば、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間の配管を通じて、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間にて、殺菌作用を有する成分が付与されたドレン水が循環する。

したがって、ドレン水タンク３２と空調装置３５との間のドレン水が流れる配管は、配管の内部が、殺菌されたドレン水によって洗浄され、カビなどの雑菌が発生し難く、汚れも堆積し難い。したがって、上記配管の内部を清潔に保つことができる。これにより、ドレン水タンク３２内のドレン水は、カビなどの雑菌の量が少なくなる。この結果、養液の生成に使用するドレン水の殺菌が容易となり、かつドレン水の殺菌時間を短縮することができる。

本発明の態様２に係る栽培装置１は、上記態様１において、前記空調装置３５は、熱交換器６２、前記空調装置３５の動作時に回転する送風機６３、および前記空調装置３５から前記ドレン水を排出するドレン部（ドレンパン６４）を備え、前記制御部（制御装置７１）は、前記ドレン水の前記循環動作が前記送風機６３の非回転時に行われるように、前記ドレン水循環動作部（ポンプ５１、バルブ５２およびポンプ５７）を制御し、前記空調装置３５に前記ドレン水を供給する前記配管（ドレン水供給第３配管４３）の下流側端部は、前記ドレン水を前記熱交換器６２の外面に吐出するように配置されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、配管により空調装置３５に送られたドレン水は、配管の下流側端部から空調装置３５における熱交換器６２の外面に吐出される。したがって、このドレン水は、熱交換器６２の外面、およびドレン部、例えばドレンパン６４の上面を経て、配管（ドレン水回収配管４５）に流れ込み、ドレン水タンク３２へ回収される。

これにより、ドレン水によって熱交換器６２の外面およびドレン部（ドレンパン６４）を洗浄し、熱交換器６２の外面およびドレン部でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。さらに、熱交換器６２の外面やドレン部に生じたカビ等の雑菌が、送風機６３の回転によって、栽培室１３内に飛散し、栽培室１３が汚染される事態を回避することができる。

また、ドレン水の循環動作は、空調装置３５の送風機６３の非回転時に行われるので、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする事態を防止することができる。

本発明の態様３に係る栽培装置１は、上記態様１において、前記空調装置３５は、熱交換器６２、前記空調装置３５の動作時に回転する送風機６３、および前記空調装置３５から前記ドレン水を排出するドレン部（ドレンパン６４）を備え、前記空調装置３５に前記ドレン水を供給する前記配管（ドレン水供給第３配管４３）の下流側端部は、前記ドレン水を前記ドレン部に吐出するように配置されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、配管により空調装置３５に送られたドレン水は、配管の下流側端部からドレン部、例えばドレンパン６４に吐出される。したがって、このドレン水は、ドレン部（例えばドレンパン６４の上面）を経て、配管（ドレン水回収配管４５）に流れ込み、ドレン水タンク３２へ回収される。

これにより、ドレン水によってドレン部（ドレンパン６４）を洗浄し、ドレン部でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。さらに、ドレン部に生じたカビ等の雑菌が、送風機６３の回転によって、栽培室１３内に飛散し、栽培室１３が汚染される事態を回避することができる。

また、空調装置に送られたドレン水は、配管の下流側端部からドレン部に吐出されるので、送風機６３の回転の有無に関わらず、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする事態を回避することができる。

本発明の態様４に係る栽培装置１は、上記態様１において、前記空調装置３５は、熱交換器６２、前記空調装置３５の動作時に回転する送風機６３、および前記空調装置３５から前記ドレン水を排出するドレン部（ドレンパン６４）を備え、前記空調装置３５に前記ドレン水を供給する前記配管は、前記ドレン水を前記ドレン部へ供給する第１配管（ドレン水循環用配管４３ａ）と前記ドレン水を前記熱交換器６２の外面へ供給する第２配管（洗浄用配管４３ｂ）とに分岐し、前記ドレン水循環動作部（ポンプ５１、バルブ５２およびポンプ５７）は、前記第１配管と前記第２配管との分岐部に、前記ドレン水の流れを前記第１配管方向または前記第２配管方向に切り替えるバルブ５６を備え、前記制御部（制御装置７１）は、前記送風機６３の回転時に前記ドレン水循環動作部が動作する場合には、前記ドレン水が前記第１配管方向へ流れ、前記送風機６３の停止時に前記ドレン水循環動作部が動作する場合には、前記ドレン水が前記第２配管方向へ流れるように、前記バルブ５６を制御する構成としてもよい。

上記の構成によれば、空調装置３５の送風機６３の回転時にドレン水循環動作部が動作する場合には、ドレン水が第１配管を通じてドレン部へ供給される。これにより、ドレン部、例えばドレンパン６４がドレン水によって洗浄され、ドレン部でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。

一方、空調装置３５の送風機６３の停止時に前記ドレン水循環動作部が動作する場合には、ドレン水が第２配管を通じて熱交換器６２の外面へ供給される。これにより、熱交換器６２の外面がドレン水によって洗浄され、熱交換器６２の外面でのカビ等の雑菌の発生を防止することができる。したがって、熱交換器６２の外面に生じたカビ等の雑菌が、送風機６３の回転によって、栽培室１３内に飛散し、栽培室１３が汚染される事態を回避することができる。

また、送風機６３の非回転時に、ドレン水が熱交換器２の外面へ供給されるので、ドレン水の飛沫が送風機６３によって栽培室１３内へ放出され、ドレン水の飛沫によって栽培室１３内が濡れたり汚れたりする事態を防止することができる。

本発明の態様５に係る栽培装置１は、上記態様１から４のいずれか１態様において、前記殺菌装置３３は、前記殺菌作用を有する成分として、オゾンまたは銀イオンを前記ドレン水に付与する構成としてもよい。

上記の構成によれば、殺菌装置３３は、殺菌作用を有する成分として、オゾンまたは銀イオンを前記ドレン水に付与する。これらオゾンおよび銀イオンは、殺菌されたドレン水を使用して生成された養液に含まれていても、栽培植物に悪影響を与えず、殺菌作用を有する成分として好適である。

本発明の態様６に係る栽培方法は、栽培室１３の植物に養液を与えて育成する植物工場での栽培方法において、前記栽培室１３に配置された空調装置３５から回収された再利用水となるドレン水をドレン水タンク３２に貯留する工程と、前記空調装置３５から回収された前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌工程と、前記ドレン水タンク３２と前記空調装置３５との間の配管（ドレン水供給第１配管４１、ドレン水供給第３配管４３およびドレン水回収配管４５）を通じて、前記ドレン水タンク３２と前記空調装置３５との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環工程とを備えている構成である。

これにより、態様６では、上記態様１と同様の作用効果を奏する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 栽培装置
１１ 原水タンク室
１２ 養液タンク室
１３ 栽培室
２１ 栽培棚
３１ 原水タンク
３２ ドレン水タンク
３３ 殺菌装置
３４ 養液タンク
３５ 空調装置
４１ ドレン水供給第１配管（配管）
４２ ドレン水供給第２配管
４３ ドレン水供給第３配管（配管）
４３ａ ドレン水循環用配管（配管、第１配管）
４３ｂ 洗浄用配管（配管、第２配管）
４４ 原水供給配管
４５ ドレン水回収配管（配管）
４６ 養液供給配管
４７ 取込配管
４８ 戻し配管
４９ 肥料
51,57 ポンプ（ドレン水循環動作部）
52,56 バルブ（ドレン水循環動作部）
５４ ポンプ
５６ バルブ
５８ ポンプ
５３ フィルタ
６１ 筐体
６２ 熱交換器
６３ 送風機
６４ ドレンパン（ドレン部）
６４ａ ドレン口
７１ 制御装置（制御部）
８１ 照明装置
82,83 水量センサ
Ｅ 殺菌期間
Ｆ ドレン水循環水量
Ｈ ドレン水循環期間

Claims (5)

1. 栽培室の植物に養液を与えて育成する植物工場に備えられる栽培装置において、
   前記栽培室に配置された空調装置と、
   前記空調装置から回収された再利用水となるドレン水を貯留するドレン水タンクと、
   前記空調装置から回収された前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌装置と、
   前記ドレン水タンクと前記空調装置との間の配管を通じて、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環動作部と、
   前記ドレン水が前記循環動作を行うように前記ドレン水循環動作部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする栽培装置。
2. 前記空調装置は、熱交換器、前記空調装置の動作時に回転する送風機、および前記空調装置から前記ドレン水を排出するドレン部を備え、
   前記制御部は、前記ドレン水の前記循環動作が前記送風機の非回転時に行われるように、前記ドレン水循環動作部を制御し、
   前記空調装置に前記ドレン水を供給する前記配管の下流側端部は、前記ドレン水を前記熱交換器の外面に吐出するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記空調装置は、熱交換器、前記空調装置の動作時に回転する送風機、および前記空調装置から前記ドレン水を排出するドレン部を備え、
   前記空調装置に前記ドレン水を供給する前記配管の下流側端部は、前記ドレン水を前記ドレン部に吐出するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の栽培装置。
4. 前記空調装置は、熱交換器、前記空調装置の動作時に回転する送風機、および前記空調装置から前記ドレン水を排出するドレン部を備え、
   前記空調装置に前記ドレン水を供給する前記配管は、前記ドレン水を前記ドレン部へ供給する第１配管と前記ドレン水を前記熱交換器の外面へ供給する第２配管とに分岐し、
   前記ドレン水循環動作部は、前記第１配管と前記第２配管との分岐部に、前記ドレン水の流れを前記第１配管方向または前記第２配管方向に切り替えるバルブを備え、
   前記制御部は、前記送風機の回転時に前記ドレン水循環動作部が動作する場合には、前記ドレン水が前記第１配管方向へ流れ、前記送風機の停止時に前記ドレン水循環動作部が動作する場合には、前記ドレン水が前記第２配管方向へ流れるように、前記バルブを制御することを特徴とする請求項１に記載の栽培装置。
5. 栽培室の植物に養液を与えて育成する植物工場での栽培方法において、
   前記栽培室に配置された空調装置から回収されたドレン水をドレン水タンクに貯留する工程と、
   前記空調装置から回収された再利用水となる前記ドレン水に殺菌作用を有する成分を付与する殺菌工程と、
   前記ドレン水タンクと前記空調装置との間の配管を通じて、前記ドレン水タンクと前記空調装置との間にて前記ドレン水の循環動作を行わせるドレン水循環工程とを備えていることを特徴とする栽培方法。

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