JP2017063662A - 植物栽培装置および液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことができる植物栽培装置および液体供給装置を提供することを目的とする。【解決手段】植物栽培装置１において、植物５が植栽された植栽ポッド４を収納する受け皿３を横方向に複数個並べて載置可能な栽培棚２ａに沿って、液体供給源１１より液体が供給される供給管１０に接続された分配管１２を配置し、分配管１２から個別に分岐し、末端の吐出口１４ｃが液体を供給すべき対象物である受け皿３の上方に延びた複数のノズル１４として、分配管１２内の液体の圧力に変動が生じてもノズル１４を流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁１４ａを含む構成のものを用いる。【選択図】図２

Description

本発明は、植物を容器に植栽して栽培する植物栽培装置および植物栽培装置に使用される液体供給装置に関するものである。

近年野菜栽培などの農業を工業的形態で行う植物工場が、実用化規模で運用されるようになっている。植物工場では、観葉植物や、蔬菜、果物などの植物を植栽した容器が複数配置され、これらの容器を対象として栽培用の水や液肥を供給する灌水が行われる（特許文献１，２参照）。特許文献１に示す従来技術では、鉢植えを棚部に載置して栽培する鉢植え栽培装置において、鉢植えに散水するための導水横管を棚部の上方に設け、棚部に載置された全ての鉢植えを対象として灌水を行うようにしている。また特許文献２に示す従来技術では、メロン栽培畝に散水するメロン栽培用灌水装置において、散水ノズルが設けられた灌水パイプをメロン栽培畝の側方に沿って配置し、ポンプから灌水パイプへの給水経路に設けられた手動開閉弁を操作することにより、所望のタイミングにおいてメロン栽培畝への灌水を行うようにしている。

特開２０００−３１号公報 実開平５−２１６５０号公報

農業を工業的形態で行う植物工場では、生産性で重要な要素となる面積生産性の向上を目的として、植採用の容器を極力多く配置することが望まれるとともに、栽培品質を確保するために、これらの容器への灌水のタイミングや灌水量を個別に管理して、適正タイミングで適正量の灌水を簡便な構成で、且つ低コストの設備で行うことが求められるようになっている。しかしながら上述の特許文献例に示す先行技術では、このような要望を実現する上で以下のような課題があった。

すなわち特許文献１に示す先行技術では、散水のための導水横管を棚部の上方に設け、棚部に載置された全ての鉢植えを対象として灌水を行うようにしていることから、灌水対象の容器単位で灌水量をコントロールすることができなかった。また特許文献例２に示す先行技術では、給水源であるポンプから各灌水パイプに設けられたそれぞれの散水ノズルまでの配管経路は各散水ノズルによって異なることから、各散水ノズルへ給水する際の圧力損失に差異が生じ、散水ノズルからの供給量にはばらつきが生じる。また複数の棚部を上下に重ねて配置した多段方式の場合には、棚の上下位置による水頭差がさらに加味されることから、上述のばらつきは更に大きくなり、複数の容器を対象として同時に同量の液体を供給することが困難であった。このように、従来技術による植物栽培装置および植物栽培装置に使用される液体供給装置には、適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことができる植物栽培装置および液体供給装置を提供することを目的とする。

本発明の植物栽培装置は、植物栽培で使用される容器を横方向に複数個並べて載置可能な容器支持部と、前記容器支持部に沿って横向きに配置され、液体供給源より液体が供給される供給管に接続された分配管と、前記分配管から個別に分岐し、末端の吐出口が前記容器の上方に延びた複数のノズルとを備え、前記ノズルは、前記分配管内の前記液体の圧力に変動が生じても前記ノズルを流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁を含む。

本発明の液体供給装置は、液体供給源より液体が供給される供給管に接続された分配管と、前記分配管から個別に分岐し、末端の吐出口が液体を供給すべき対象物の上方に延びた複数のノズルとを備え、前記ノズルは、前記分配管内の前記液体の圧力に変動が生じても前記ノズルを流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁を含む。

本発明によれば、適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことができる。

本発明の一実施の形態の植物栽培装置の斜視図 本発明の一実施の形態の植物栽培装置の正面図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、植物栽培装置１の構成を説明する。植物栽培装置１は、野菜や観葉植物などの植物を工業的に栽培する機能を有するものであり、植物工場内に配置されて用いられる。植物栽培装置１は、上下に配置された複数段（ここでは３段）の栽培棚２ａを備えたラック２に、後述する液体供給装置を組み込んで構成される。ラック２は、所定高さでそれぞれ水平に配設された栽培棚２ａおよび栽培棚２ａの上方を覆う天板２ｂの両側端部を、垂直な支柱２ｃで結合した構成となっている。支柱２ｃの下端部にはキャスタ２ｄが装着されており、ラック２を植物工場内で容易に移動させることが可能となっている。

各栽培棚２ａの上面は、栽培対象の植物を載置するための載置面２ｆ（図２参照）となっている。各載置面２ｆには、栽培対象の植物５が植えられた植栽ポッド４を複数収容した受け皿３が、栽培棚２ａの長手方向（横方向）に複数個並べて載置されている。すなわち受け皿３は植物栽培で使用される容器であり、ラック２に設けられた各栽培棚２ａの上面の載置面２ｆは、これらの容器を横方向に複数個並べて載置可能な容器支持部となっている。本実施の形態においては、この容器支持部が上下方向に複数配置された構成となっている。

ラック２の一方側（図１において右側）の側面には、中空管部材より成る供給管１０が垂直に配設されている。供給管１０は、図２に示すように、液体供給源１１に接続されており、供給管１０には液体供給源１１より液肥などの潅水用の液体が供給される。液体供給源１１としては、液体を単体で貯留し移動可能に設けられた液体供給装置や、固定配管に繋ぎ込まれた固定式のものなど、各種の形態を選択して用いることができる。液体供給源１１から供給管１０に至る管路には開閉弁および減圧弁（図示省略）が介設されており、供給管１０への液体の供給をオンオフするとともに、供給される液体を所望の圧力に設定することができるようになっている。

供給管１０には、各栽培棚２ａの上方に沿って横向きに配置された分配管１２の一端部が接続されている。分配管１２は、供給弁１３を介して供給管１０に繋ぎ込まれており、供給弁１３を個別に操作することにより、個々の栽培棚２ａを対象とする複数の分配管１２のうち、所望の分配管１２のみを対象として液体を供給することができるようになっている。

さらに各分配管１２の他端部には、ラック２の他方側（図１において左側）の側面に沿って垂直に配設された排出管１６に、排出弁１５を介して繋ぎ込まれている。排出弁１５を個別に操作することにより、複数の分配管１２のうち所望の分配管１２内の液体を、排出管１６を介して排水配管１７から外部へ排水することができる。

本実施の形態においては、ラック２において上下方向に複数配置された容器支持部である栽培棚２ａ毎に分配管１２が配置され、複数の分配管１２が上下方向に配置された形態となっている。そして複数の分配管１２はいずれも共通の供給管１０、共通の排出管１６に接続された構成となっている。

各分配管１２からは、複数（ここでは４個）のノズル１４が下方に分岐して設けられている。ノズル１４の末端は、液体を吐出するための吐出口１４ｃとなっている。吐出口１４ｃはそれぞれ受け皿３の上方に延びており、ノズル１４によってそれぞれに受け皿３に対して液体を供給することが可能となっている。

それぞれのノズル１４は、定流量弁１４ａおよび開閉弁１４ｂを介して分配管１２に接続されている。開閉弁１４ｂを操作することにより、吐出口１４ｃからの液体の吐出をオンオフすることができる。定流量弁１４ａは、分配管１２内の液体の圧力に変動が生じても、ノズル１４を流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する。なお、ノズル１４において定流量弁１４ａを設ける位置は任意であり、分配管１２との接続部位に設けてもよく、また吐出口１４ｃの上流側の直近位置に設けてもよい。

上記構成において、液体供給源１１より液体が供給される供給管１０に接続された分配管１２と、分配管１２から個別に分岐し、末端の吐出口１４ｃが液体を供給すべき対象物である受け皿３の上方に延びて配置され、上述機能の定流量弁１４ａを含む複数のノズル１４とは、植物栽培装置１のラック２に装備されて容器保持部である栽培棚２ａに載置された受け皿３に液体を供給する液体供給装置を構成する。

植物栽培装置１によって植物を栽培するに際しては、各栽培棚２ａに載置された受け皿３を対象として、所定のインターバルで灌水を実施する。すなわち、液体供給源１１から供給される液体を、供給管１０、分配管１２を介してノズル１４に送給し、吐出口１４ｃから受け皿３に対して吐出する。この灌水作業において、供給弁１３を操作することにより、所望の栽培棚２ａに載置された受け皿３のみを灌水の対象とすることができる。さらには開閉弁１４ｂを操作することにより、同一の栽培棚２ａに載置された受け皿３のうち特定の受け皿３のみを灌水の対象とすることができる。

本実施の形態に示す植物栽培装置１のように栽培棚２ａが多段に設けられた構成のラック２を用いる場合には、栽培棚２ａ各段の高さ差に起因する水頭差によって、分配管１２内の液体には圧力差が存在する。このような場合にあっても、定流量弁１４ａを含む構成のノズル１４を用いることにより、ノズル１４内を流下して吐出される液体の流量の変動を抑制することができ、所望値に応じた灌水量を確保することが可能となっている。

なお、上述構成において、各栽培棚２ａに載置された受け皿３への灌水量をさらに高精度で管理するためには、各栽培棚２ａ毎に供給弁１３の弁開放時間とノズル１４によって供給される液体の積算流量との関係を、予め計測によって求めて流量データとしてデータ化しておくことが望ましい。そして灌水作業に際しては、所望の灌水量に応じた時間だけ供給弁１３を開放することにより、さらに高精度の灌水量の調整が可能となる。

上記説明したように、本実施の形態に示す植物栽培装置および液体供給装置では、液体供給源１１より液体が供給される供給管１０に接続された分配管１２と、分配管１２から個別に分岐し、末端の吐出口１４ｃが液体を供給すべき対象物である受け皿３の上方に延びた複数のノズル１４とを備え、ノズル１４は分配管１２内の液体の圧力に変動が生じてもノズル１４を流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁１４ａを含む構成としている。

これにより、多段の栽培棚２ａに載置された受け皿３を灌水の対象とする場合のように、栽培棚２ａの高さ差に起因する水頭差により各ノズル１４へ液体を送給する際の圧力損失がばらつく場合にあっても、ノズル１４として定流量弁１４ａを含む構成のものを用いることにより、適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことができる。

本発明の植物栽培装置および液体供給装置は、適正量の灌水を簡便な構成で且つ低コストの設備で行うことができるという効果を有し、植物を容器に植栽して栽培する植物工場分野において有用である。

１ 植物栽培装置
２ ラック
２ａ 栽培棚
３ 受け皿
４ 植栽ポッド
５ 植物
１０ 供給管
１２ 分配管
１３ 供給弁
１４ ノズル
１４ａ 定流量弁
１４ｂ 開閉弁
１４ｃ 吐出口
１６ 排出管

Claims (6)

1. 植物栽培で使用される容器を横方向に複数個並べて載置可能な容器支持部と、
   前記容器支持部に沿って横向きに配置され、液体供給源より液体が供給される供給管に接続された分配管と、
   前記分配管から個別に分岐し、末端の吐出口が前記容器の上方に延びた複数のノズルとを備え、
   前記ノズルは、前記分配管内の前記液体の圧力に変動が生じても前記ノズルを流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁を含む、植物栽培装置。
2. 前記複数のノズルは開閉弁を含む、請求項１記載の植物栽培装置。
3. 前記容器支持部が上下方向に複数配置され、前記容器支持部毎に前記分配管が配置され、複数の前記分配管は共通の前記供給管に接続されている、請求項１記載の植物栽培装置。
4. 液体供給源より液体が供給される供給管に接続された分配管と、
   前記分配管から個別に分岐し、末端の吐出口が液体を供給すべき対象物の上方に延びた複数のノズルとを備え、
   前記ノズルは、前記分配管内の前記液体の圧力に変動が生じても前記ノズルを流れる液体の流量が変化するのを抑制する機能を有する定流量弁を含む、液体供給装置。
5. 前記複数のノズルは開閉弁を含む、請求項４記載の液体供給装置。
6. 前記分配管が上下方向に複数配置され、複数の前記分配管は共通の前記供給管に接続されている、請求項４記載の液体供給装置。

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