JP2019062769A - 植物工場の風路構造及び空調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整すること。【解決手段】空間（２）内に栽培ラック（４）を支持した多段式棚（３）が複数配列され、空調機（６）によって空間内の空調を行う植物工場（１）の風路構造において、空調機から供給される冷気の気流を栽培ラックに導入する低温風路（５１）と、栽培ラックで暖められた暖気を空調機へ誘導する高温風路（５２）と、を備える。低温風路と高温風路とは、多段式棚を挟んで交互に配置される。空調機は、多段式棚の上方側領域において、暖気を吸い込む吸込口（６１）を高温風路側に向ける一方、冷気を吹き出す吹出口６２を低温風路側に向けて配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、植物工場の風路構造及び空調制御方法に関する。

近年、閉鎖された空間の中で、蛍光灯やＬＥＤなどの人工光で野菜を作る人工光型植物工場が注目されている。人工光型植物工場では、気候や天候に関係なく、一年中安定して野菜を作ることができるという利点や、都市部のビルなど、土のない場所や狭い場所でも野菜を作ることができるという利点を有している。

このような人工光型植物工場において、栽培室である閉鎖型構造体内の気流を整流すると共に、栽培室内の温湿度を均一に調整する多段式栽培装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この多段式栽培装置では、複数の多段式棚が配置された閉鎖型構造体の内壁面上端部に、冷気突出口が対向するように複数の空調装置を配置する一方、複数の多段式棚を、長手方向が空調装置の対向方向に沿うように、上下方向に延びる空隙を有した状態で配置する。そして、対向する冷気突出口から吐出され、栽培室の中央付近で衝突した冷気を、空隙を介して多段式棚に供給する一方、植物を冷却した後の暖まった空気を空調装置で吸入して循環させている。

特開２０１６−１４０２４８号公報

しかしながら、上述した多段式栽培装置においては、多段式棚の長手方向の長さが長くなると、所望の経路で冷気を循環させることができず、栽培室内を均等に冷却することができない事態が発生し得る。このような問題に対応するために所望の経路で冷気を循環させるために空調装置の出力を上げることが考えられる。しかしながら、この場合には、全ての空調装置の出力を一律に上げる必要があり、空調装置の運転に必要なコストが上昇してしまう。空調装置の運転コストの上昇は、栽培物の販売単価に反映されることとなり、結果として植物工場の健全な運営を圧迫することとなる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる植物工場の風路構造及び空調制御方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様の植物工場の風路構造は、空間内に栽培ラックを支持した多段式棚が複数配列され、空調機によって前記空間内の空調を行う植物工場の風路構造であって、前記空調機から供給される冷気の気流を前記栽培ラックに導入する第１風路と、前記栽培ラックで暖められた暖気を前記空調機へ誘導する第２風路と、を備え、前記第１風路と前記第２風路とが前記多段式棚を挟んで交互に配置され、前記空調機が、前記多段式棚の上方側領域において、前記暖気を吸い込む吸込口を前記第２風路側に向ける一方、前記冷気を吹き出す吹出口を前記第１風路側に向けて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場の内部構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場を側方から示す模式図である。 本実施の形態に係る植物工場の多段式棚に支持される栽培ラックの一例の模式図である。 本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場の空調制御の一例の説明図である。 本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場の空調制御の一例の説明図である。 本実施の形態に係る植物工場における空調機の配置パターンの説明図である。 本実施の形態に係る風路構造に適用される空調機の変形例を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る植物工場における空調機の配置パターンの変形例の説明図である。 本実施の形態に係る風路構造に適用される誘導部材の変形例を説明するための模式図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る植物工場の風路構造は、例えば、閉鎖された空間の中で、蛍光灯やＬＥＤなどの人工光で野菜を作る完全人工光型の植物工場に適用される。しかしながら、本発明に係る植物工場の風路構造は、これに限定されるものではなく、他の形態の植物工場に適用することができる。

一般に、人工光型植物工場においては、植物の良好な生育環境を形成するために、栽培室である閉鎖空間内の温湿度を均一に調整することが要請される。従来、複数の多段式棚が配置された閉鎖空間の内壁面上端部に、冷気突出口が対向するように複数の空調機を配置する一方、複数の多段式棚を、長手方向が空調機の対向方向に沿うように、上下方向に延びる空隙を有した状態で配置する風路構造が知られている。この風路構造では、対向する冷気突出口から吐出され、栽培室の中央付近で衝突した冷気を、空隙を介して多段式棚に供給する一方、植物を冷却した後の暖まった空気を空調機で吸入して循環させている。

しかしながら、このような風路構造においては、多段式棚の長手方向の長さが長くなると、所望の経路で冷気を循環させることができず、栽培室内を均等に冷却することができない事態が発生し得る。例えば、栽培室内で植物が配置される栽培ラックを通過することにより気流の温度が上昇するため、植物工場の長手方向に栽培ラックを長くすると、下流側の栽培ラックを通過する気流の温度が上昇する事態が想定される。また、植物工場の短手方向に多段式棚を増やすと、同方向に冷気突出口を拡げるか、或いは、空調機を増やす必要があるが、衝突させて気流を分配する方式では、各栽培ラックへ均等に気流を分配するのが困難になる事態が想定される。一方、所望の経路で冷気を循環させるために空調機の出力を上げることが考えられる。しかしながら、この場合には、全ての空調機の出力を一律に上げる必要があり、空調機の運転に必要なコストが上昇してしまう。空調機の運転コストの上昇は、栽培物の販売単価に反映されることとなり、結果として植物工場の健全な運営を圧迫することとなる。

本発明者らは、冷気と暖気の風路を共用する場合にこれらが混合して十分な空調性能を確保し得ないことに着目した。そして、冷気の風路と暖気の風路とを専用の風路として区画し、これらの風路間の空気の遷移を促進することが、植物工場を構成する空間内における温度／湿度の均一化に寄与することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の骨子は、空間内に栽培ラックを支持した多段式棚が複数配列され、空調機によって当該空間内の空調を行う植物工場の風路構造において、空調機から供給される冷気の気流を栽培ラックに導入する第１風路と、栽培ラックで暖められた暖気を空調機へ誘導する第２風路とを備え、これらの第１風路と第２風路とを多段式棚を挟んで交互に配置し、暖気を吸い込む吸込口が第２風路側に向く一方、冷気を吹き出す吹出口が第１風路側に向くように空調機を配置することである。

本発明によれば、空調機からの冷気の気流を栽培ラックに導入する第１風路と、栽培ラックで暖められた暖気を空調機へ誘導する第２風路とが個別に構成される。また、暖気を吸い込む吸込口が第２風路側に向く一方、冷気を吹き出す吹出口が第１風路側に向くように空調機が配置される。このため、植物を冷却して暖められた暖気を第２風路を介して吸い込む一方、冷気を第１風路にスムーズに送り込むことができる。これにより、冷気と暖気との混合を抑制しつつ、空調機を用いた円滑な気流の循環経路を形成することができる。この結果、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

以下、本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場の内部構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場を側方から示す模式図である。以下では、図１及び図２に示す上下方向、前後方向及び左右方向を、本実施の形態に係る植物工場１の上下方向、前後方向及び左右方向として説明する。なお、図２においては、多段式棚３に支持される、一部の栽培ラック４のみを示している。

図２に示すように、本実施の形態に係る植物工場１には、閉鎖された空間（以下、「閉鎖空間」という）２内に、複数（本実施の形態では５列）の多段式棚３が配列されている。多段式棚３は、植物工場１の前後方向に長手方向を配置した状態で配置されている（図１参照）。また、多段式棚３は、上下方向に複数段の棚を有している。それぞれの多段式棚３は、複数の栽培ラック４を支持している（図２参照）。栽培ラック４は、栽培対象の植物（栽培物）に対し、人工光で光を照射する。この栽培ラック４の構成については後述する。なお、多段式棚３の最下方の空間においては、栽培ラック４が支持されていない。

本実施の形態に係る植物工場１では、複数の多段式棚３が左右方向に一定間隔を介して配列されている。隣り合う多段式棚３の間（隣り合う多段式棚３がない場合には、多段式棚３と閉鎖空間２の内壁面との間）には、栽培ラック４へ空気を導入し、或いは、栽培ラック４からの空気を後述する空調機６へ誘導する風路５が形成されている。これらの風路５は、多段式棚３の上下方向に沿って延在して設けられている（図２参照）。なお、これらの風路５は、植物工場１を管理する管理者が、栽培ラック４を多段式棚３に収納する作業や、栽培ラック４上の植物に対する作業を行う際の作業用通路としても利用される。栽培ラック４は、後述する遮蔽板８３を取り外し、多段式棚３の前後方向から、多段式棚３の長手方向に押し込むように収納する構成としてもよい。

閉鎖空間２には、閉鎖空間２内の空気調整（空調）を行う複数の空調機６（６ａ、６ｂ）が設置されている。各空調機６は、閉鎖空間２の天井面２１に設置されている（図２参照）。本実施の形態においては、空調機６が天井面２１に埋設される場合について説明するが、これに限定されるものではなく、天井面２１に吊り下げて設置されてもよい。これらの空調機６は、多段式棚３の上方側領域において、風路５の上方側に対応して配置される天井面２１に設置される。より具体的にいうと、これらの空調機６は、隣り合う風路５のうち、一方の風路５（後述する高温風路５２）の上方側のみに配置される。言い換えると、空調機６は、上面視にて一部の風路５（後述する高温風路５２）に重なって配置されている。

空調機６には、下面中央に空気を吸い込む吸込口６１が設けられる一方、下面側方に空気を吹き出す吹出口６２が設けられている（図２参照）。吸込口６１は、下方に配置された風路５から空気を吸い込む。吹出口６２は、空気を吸い込んだ風路５（下方に配置された風路５）に隣り合って配置された風路５に向けて冷気を吹き出す。空調機６は、植物工場１の左右方向（多段式棚３の長手方向に交差する方向）の僅かに下方側に向けて空気を吹き出す。左右両方に多段式棚３が配置された空調機６ａは、左右方向の双方に冷気を吹き出し可能に構成される。右方側のみに多段式棚３が配置される空調機６ｂは、右方側のみに冷気を吹き出し可能に構成される。なお、空調機６ｂの冷気の吹き出し方向については、多段式棚３の配列に応じて適宜変更可能である。また、空調機６は、側面に吹出口６２を設ける構成とすることもできる。

空調機６の吹出口６２が向けられる風路５は、冷気が送り込まれることで低温風路５１を構成する。低温風路５１は、空調機６から供給される冷気の気流を栽培ラック４に導入する第１風路を構成する。詳細について後述するように、栽培ラック４には、低温風路５１側に冷気導入口４１１が形成されている（図３参照）。低温風路５１は、空調機６から供給された冷気の気流を受け入れ、栽培ラック４に導入する役割を果たす。

一方、空調機６の吸込口６１が向けられる風路５は、栽培ラック４で暖められた暖気を空調機６に誘導することで高温風路５２を構成する。高温風路５２は、栽培ラック４で暖められた暖気を空調機６へ誘導する第２風路を構成する。詳細について後述するように、栽培ラック４には、高温風路５２側に暖気排出口４１２が形成されている（図３参照）。高温風路５２は、栽培ラック４（より具体的には、栽培ラック４の暖気排出口４１２）から排出された暖気を空調機６側に誘導する役割を果たす。

本実施の形態に係る植物工場１においては、左右方向に低温風路５１と高温風路５２とが多段式棚３を挟んで交互に配置されている。複数の空調機６は、高温風路５２の上方側に対応する天井面２１に設置されている。各空調機６は、高温風路５２内の暖気を吸い込む吸込口６１を高温風路５２側に向ける一方、冷気を吹き出す吹出口６２を低温風路５１側に向けて配置されている。

また、複数の空調機６（６ａ、６ｂ）は、植物工場１を上面視した場合に千鳥状に配置される（図１参照）。すなわち、左右方向に隣り合う高温風路５２の上方側に配置される空調機６は、それぞれ前後方向に位置をずらして配置されている。このため、それぞれの空調機６は、前後方向の異なる位置に向けて冷気を吹き出すことができるように構成されている。これにより、それぞれの空調機６から吹き出された冷気が互いに衝突することはない。

多段式棚３の上方の所定位置には、誘導板７（７１〜７４）が設けられている。誘導板７１は、多段式棚３における低温風路５１側の側縁部に設けられている。これらの誘導板７１は、第１の誘導部材の一例を構成するものであり、概して平板形状を有している。例えば、誘導板７１は、透光性を有する樹脂材料で構成することができる。誘導板７１は、多段式棚３の側縁部に固定され、上方側に延在してその上端部が天井面２１に到達している。なお、誘導板７１の構成及び固定態様については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、平板形状以外の形状を有していてもよく、天井面２１まで到達していなくてもよい。また、誘導板７１は、多段式棚３ではなく、天井面２１に固定されていてもよい。

誘導板７１は、空調機６から吹き出される冷気を低温風路５１に誘導する。誘導板７１は、空調機６の吹出口６２から見て低温風路５１の奥側（すなわち、低温風路５１を挟んで冷気の進行方向側）に配置されている（図１参照）。上述したように、空調機６は、上面視にて千鳥状に配置されている。このため、各誘導板７１は、低温風路５１を挟んだ多段式棚３の側縁部にて互い違いに配置されている。

例えば、図１に示す最も左側の低温風路５１においては、これを挟む一方の多段式棚３ａの右側縁部に前後方向に３枚の誘導板７１ａが設けられ、他方の多段式棚３ｂの左側縁部にて前後方向に２枚の誘導板７１ｂが設けられている。誘導板７１ａは、空調機６ａからの冷気を低温風路５１に誘導し、誘導板７１ｂは、空調機６ｂからの冷気を低温風路５１に誘導している。なお、これらの誘導板７１ａ、７１ｂは、側面視にて一部が重なって配置されていてもよい。

誘導板７２は、多段式棚３における高温風路５２側の側縁部に設けられている。誘導板７２は、第２の誘導部材の一例を構成するものであり、概して平板形状を有している。誘導板７１と同様に、誘導板７２は、透光性を有する樹脂材料で構成することができる。誘導板７２は、多段式棚３の側縁部に固定され、上方側に延在してその上端部が空調機６の下面の近傍に配置されている（図２参照）。なお、誘導板７２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、平板形状以外の形状を有していてもよい。また、誘導板７２は、多段式棚３ではなく、天井面２１に固定されていてもよい。

誘導板７２は、高温風路５２内の空気（暖気）を空調機６の吸込口６１側に誘導する。誘導板７２は、多段式棚３の長手方向（前後方向）に沿って高温風路５２の全域に亘って形成されている（図１参照）。すなわち、多段式棚３における高温風路５２側の上端部全体に誘導板７２が形成されている。これにより、高温風路５２を流動する空気（暖気）の殆どを、多段式棚３の上方側に流出させることなく空調機６の吸込口６１に誘導することができる。

誘導板７３は、図１に示すように、多段式棚３の前縁部及び後縁部の所定位置に設けられている。誘導板７３は、概して平板形状を有している。誘導板７１、７２と同様に、誘導板７３は、透光性を有する樹脂材料で構成することができる。誘導板７３は、多段式棚３の前縁部及び後縁部に固定され、上方側に延在してその上端部が天井面２１に到達している。誘導板７３は、空調機６から吹き出された冷気が多段式棚３の前後方向に流出するのを規制する。これにより、多段式棚３の前後方向への冷気の流出を防止でき、低温風路５１への冷気の流入を促進することができる。

誘導板７４は、最も右側に配置された多段式棚３と、閉鎖空間２の内壁面との間に形成される低温風路５１に冷気を誘導する。誘導板７４は、最も右側に配置された多段式棚３の前縁部及び後縁部に設けられた誘導板７３の端部同士を連結して設けられている（図１参照）。誘導板７４は、多段式棚３の長手方向（前後方向）に沿って低温風路５１の全域に亘って形成されている。これにより、多段式棚３の右方側への冷気の流出を防止でき、低温風路５１への冷気の流入を促進することができる。なお、図２においては、これらの誘導板７３、７４を省略している。

また、多段式棚３の前後方向には、遮蔽板８（８１〜８３）が設けられている。隣り合う多段式棚３の間に形成される風路５（低温風路５１、高温風路５２）の前後方向には、遮蔽板８１、８２が設けられている（図１参照）。また、多段式棚３の前端部及び後端部には、遮蔽板８３が設けられている。なお、図１において、遮蔽板８３は、説明の便宜上、多段式棚３ａ、３ｂの前面部のみに示している。例えば、これらの遮蔽板８１〜８３は、透光性を有する樹脂材料で構成され、概して平板形状を有している。遮蔽板８１、８２は、風路５を挟む多段式棚３の前縁部同士又は後縁部同士を接続するように構成されている。また、遮蔽板８３は、多段式棚３の前面部及び後面をそれぞれ遮蔽するように構成されている。これらの遮蔽板８１〜８３は、閉鎖空間２の床面から多段式棚３の上端部近傍までの空間を遮蔽可能に構成される。なお、遮蔽板８の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、遮蔽板８は、柔軟性を有するビニール等のシート素材で構成するようにしてもよい。また、遮蔽板８３は、多段式棚３の前端部及び後端部に対して着脱可能に構成してもよい。

遮蔽板８１は、第１の冷気遮蔽板を構成するものであり、低温風路５１内に送り込まれた冷気が多段式棚３の前後方向に流出するのを規制する。これにより、多段式棚３の前端部及び後端部近傍において、冷気の流出を防止でき、効果的に栽培ラック４に冷気を導入することができる。一方、遮蔽板８２は、暖気遮蔽板を構成するものであり、高温風路５２内を流動する空気（暖気）が多段式棚３の前後方向に流出するのを規制する。これにより、多段式棚３の前端部及び後端部近傍において、空気（暖気）の流出を防止でき、空調機６の吸込口６１に効果的に空気を誘導することができる。また、遮蔽板８３は、栽培ラック４内を流動する空気が多段式棚３の前後方向から外部に流出するのを規制する。これにより、多段式棚３の前端部及び後端部近傍において、栽培ラック４内の空気の流出を防止することができる。

さらに、低温風路５１の上端部近傍には、整流部材９が設けられている（図２参照）。例えば、整流部材９は、パンチングメタルや金属や樹脂製の網で構成され、概して平板形状を有している。整流部材９は、低温風路５１を挟む多段式棚３の上端部同士を接続するように構成されている。整流部材９は、多段式棚３の長手方向（前後方向）に沿って低温風路５１の全域に亘って形成されている。すなわち、低温風路５１の上端部全体に整流部材９が配置されている。整流部材９は、低温風路５１に導入される冷気を整流する。これにより、低温風路５１の一部に冷気が偏るのを抑制し、低温風路５１に対して均等に冷気を送り込むことができる。なお、整流部材９の構成については、低温風路５１に導入される冷気を整流することを前提として、任意の構成を採用することができる。例えば、上下方向に延伸する、長さの異なる整流板を低温風路５１の上部に配置してもよい。

さらに、低温風路５１を挟む多段式棚３の脚部には、遮蔽板１０が設けられている（図１参照）。例えば、遮蔽板１０は、透光性を有する樹脂材料で構成され、概して平板形状を有している。遮蔽板１０は、低温風路５１を挟む多段式棚３の最下方の空間を前後方向に亘って遮蔽するように構成されている。遮蔽板１０は、閉鎖空間２の床面から多段式棚３の１段目（つまり、最下方の空間の上の段）の下端部までの空間を遮蔽可能に構成される。遮蔽板１０は、第２の冷気遮蔽板を構成するものであり、低温風路５１内に送り込まれた冷気が多段式棚３の最下端の棚と床面との間から高温風路５２側に流出するのを規制する。これにより、多段式棚３において、効果的に栽培ラック４に冷気を導入することができる。

ここで、本実施の形態に係る植物工場１の多段式棚３に支持される栽培ラック４の構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る植物工場１の多段式棚３に支持される栽培ラック４の一例の模式図である。図３においては、多段式棚３に支持される単一の栽培ラック４を示している。多段式棚３では、このような栽培ラック４が上下方向に複数支持されている。

図３に示すように、栽培ラック４は、一定の空間を概して長方体形状に区画する枠体４１と、この枠体４１に固定される複数（本実施の形態では４つ）の照光ユニット４２とを含んで構成される。なお、栽培ラック４内に区画される空間は、直方体形状に限定されない。栽培対象となる植物Ｐは、例えば、栽培ラック４に着脱可能に構成される不図示の栽培床に配置されるが、これに限定されない。

各照光ユニット４２は、植物Ｐに光を照射する蛍光灯などの光源４２１と、植物Ｐに対する光の照射効率を向上する反射板４２２とを有している。反射板４２２は、断面視にて、下方側に開口したドーム形状を有している。反射板４２２の上端部には、放熱用の開口部４２２ａが形成されている。開口部４２２ａは、光の照射に伴い発生する熱だけでなく、栽培ラック４内で植物Ｐを冷却した後に暖まった暖気を栽培ラック４の上方空間に排出する。

なお、ここでは、光源４２１として蛍光灯を備える例について示している。光源４２１としてＬＥＤを備える場合には、その発光の直進性との関係で、反射板４２２を備えない構成、或いは、平坦形状を有する反射板４２２を備える構成としてもよい。さらに、蛍光灯などの光源４２１を、植物工場１の前後方向に延在させる場合について示しているが、これに限定されず、植物工場１の左右方向に延在させてもよい。このように光源４２１を配置する場合においても、光源４２１の種別等に応じて反射板４２２の態様を適宜選択することが好ましい。

枠体４１には、低温風路５１からの冷気を導入する冷気導入口４１１と、栽培ラック４内の暖気を高温風路５２に排出する暖気排出口４１２とが形成されている。冷気導入口４１１は、低温風路５１側の側面部（図３に示す右側面部）４３に形成され、暖気排出口４１２は、高温風路５２側の側面部（図３に示す左側面部）４４に形成されている。側面部４３は、冷気導入口４１１を規定する第１の側面部を構成し、側面部４４は、暖気排出口４１２を規定する第２の側面部を構成する。冷気導入口４１１は側面部４３の下方側に形成され、暖気排出口４１２は側面部４４の上方側の位置に配置されている。暖気排出口４１２は、冷気導入口４１１よりも側面部４３の上方側の位置に配置される。このように冷気導入口４１１及び暖気排出口４１２を配置することにより、栽培ラック４内の空気の循環効率を向上でき、栽培ラック４内で暖められた暖気を効率的に栽培ラック４の外部に排出することができる。

栽培ラック４において、冷気導入口４１１から導入された冷気は、植物Ｐを冷却した後、照光ユニット４２の開口部４２２ａを通過して栽培ラック４の上方空間に進み、暖気排出口４１２から高温風路５２に排出される。なお、図３では、図２に示す低温風路５１の左方側に配置される栽培ラック４を示している。図２に示す低温風路５１の右方側に配置される栽培ラック４においては、冷気導入口４１１と暖気排出口４１２とが入れ替わって配置される。この場合、冷気は栽培ラック４の左方側の低温風路５１から導入され、植物Ｐを冷却して暖気となった後、栽培ラック４の右方側の高温風路５２に排出される。

多段式棚３に支持される複数の栽培ラック４において、多段式棚３の上下方向に冷気導入口４１１の開口面積に差異を設けることは実施の形態として好ましい。このように冷気導入口４１１の開口面積に差異を設けることにより、低温風路５１からの冷気を複数の栽培ラック４に均等に導入することが可能となる。

例えば、低温風路５１を下降する冷気の気流の直進性が高い場合には、下段側の栽培ラック４の冷気導入口４１１より上段側の栽培ラック４の冷気導入口４１１の開口面積が大きくなるように形成することが好ましい。一方、低温風路５１を下降する冷気の気流の直進性が低い場合には、上記とは反対に下段側の栽培ラック４の冷気導入口４１１よりも上段側の栽培ラック４の冷気導入口４１１の開口面積が小さくなるように形成することが好ましい。

なお、冷気導入口４１１を規定する側面部４３を可動式とし、低温風路５１上の風量に応じて冷気導入口４１１の開口面積を調整するようにしてもよい。この場合には、空調機６から供給される冷気の風量や、栽培ラック４内を流れる冷気の風量等を計測するセンサ、並びに、側面部４３を伸縮する駆動機構等の構成を栽培ラック４に備えることで実現される。センサの検知結果に基づいて側面部４３を伸縮させ、冷気導入口４１１の開口面積を調整することにより、低温風路５１からの冷気を複数の栽培ラック４に均等に導入することが可能となる。

次に、上記構成を有する植物工場１の風路構造における気流の循環経路について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図１〜図３においては、説明の便宜上、閉鎖空間２内を流れる冷気の進行方向を実線矢印で示し、閉鎖空間２内を流れる暖気の進行方向を破線矢印で示している。

閉鎖空間２内の空調は、常時、或いは、植物工場１の管理者の指示に応じて空調機６によって行われる。前者の場合、常時、空調機６の吹出口６２から冷気が送出される。空調機６からの冷気は、図２に示すように植物工場１の左右方向に吹き出され、対応する低温風路５１に送り込まれる。このとき、誘導板７１（７１ａ、７１ｂ）は、空調機６からの冷気を低温風路５１に誘導する。上述したように、複数の空調機６は、上面視にて千鳥状に配置されるため、互いに冷気が衝突することが回避される。また、空調機６からの冷気は、整流部材９によって整流された後に低温風路５１に送り込まれる。このため、図２に示す左右方向及び紙面奥行き方向に冷気が分散されるので、均等に低温風路５１に冷気を導入することができる。

整流部材９によって整流された冷気は、図２に示すように、低温風路５１内を下降する。このように低温風路５１内を下降する過程にて、冷気は、栽培ラック４の冷気導入口４１１を介して栽培ラック４に導入される。栽培ラック４に導入された冷気は、図３に示すように、栽培ラック４内の植物Ｐを冷却することで暖められて暖気となる。植物Ｐを冷却することで生まれた暖気は、反射板４２２の開口部４２２ａを介して栽培ラック４の上方空間に移動する。そして、これらの暖気は、暖気排出口４１２を介して高温風路５２に排出される。

高温風路５２に排出された暖気は、高温風路５２内を上昇する（図２参照）。閉鎖空間２の天井面２１付近まで上昇した暖気は、空調機６の吸入力によって空調機６の吸込口６１に吸い込まれる。このとき、誘導板７２は、高温風路５２を流動する暖気が多段式棚３の上方に流出するのを規制し、空調機６の吸込口６１に誘導する。吸込口６１から吸い込まれた暖気は、空調機６内の冷媒などにより冷却されて冷気となる。そして、再び、空調機６から冷気が低温風路５１内に送り出される。

このように本実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、空調機６からの冷気の気流を栽培ラック４に導入する低温風路５１と、栽培ラック４で暖められた暖気を空調機６へ誘導する高温風路５２とが個別に構成されている。また、暖気を吸い込む吸込口６１が高温風路５２側に向く一方、冷気を吹き出す吹出口６２が低温風路５１側に向くように空調機６が配置されている。このため、植物Ｐを冷却して暖められた暖気を高温風路５２を介して吸い込む一方、冷気を低温風路５１にスムーズに送り込むことができる。これにより、冷気と暖気との混合を抑制しつつ、空調機６を用いた円滑な気流の循環経路を形成することができる。この結果、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

特に、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、空調機６が、上面視にて高温風路５２に重なって配置されており、下面に設けられた吸込口６１から暖気を吸い込み、吹出口６２から側方（左右方向）に冷気を吹き出し可能に構成されている。このため、空調機６により、高温風路５２を誘導された暖気を効率的に吸い込む一方、暖気と干渉することなく吹出口６２から冷気を吹き出すことができる。これにより、汎用の空調機６を用いて効果的に円滑な気流の循環経路を形成することができる。

また、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、空調機６からの冷気を低温風路５１に誘導する誘導板７１を備えている。この誘導板７１は、低温風路５１に隣接する多段式棚３の上部に配置され、空調機６から吹き出される冷気の進行方向に配置されている。このように冷気の進行方向に配置された誘導板７１により冷気が低温風路５１に誘導されることから、空調機６からの冷気の方向を直接的に操作できるので、低温風路５１以外の部分への冷気の流出を効果的に抑制することができる。これにより、空調機６から吹き出された冷気を効果的に低温風路５１に送り込むことができる。

さらに、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、低温風路５１に導入される冷気を整流する整流部材９を備えている。この整流部材９は、低温風路５１に隣接する多段式棚３の上端部近傍に配置されている。このため、低温風路５１に進入する前段階で冷気を整流できるので、低温風路５１に導入される冷気の気流を効果的に分散させることができる。これにより、多段式棚３に支持された栽培ラック４に効率的に冷気を導入することができる。

さらに、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、高温風路５２を流動する暖気を空調機６の吸込口６１側に誘導する誘導板７２を備えている。この誘導板７２は、多段式棚３の長手方向に沿って高温風路５２の全域に亘って形成されている。このように多段式棚３の長手方向に沿って高温風路５２の全域に亘って形成された誘導板７２により暖気が空調機６の吸込口６１側に誘導されることから、高温風路５２以外の部分への暖気の流出を効果的に抑制することができる。これにより、高温風路５２を上昇する暖気を効果的に空調機６で吸い込むことができる。

さらに、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造において、誘導板７１、７２を含む誘導板７は、透光性を有する樹脂材料で形成されている。このように透光性を有する樹脂材料で誘導板７を形成することにより、植物工場１内の作業領域の明るさを確保すると共に、安価に誘導部材を形成することができる。

さらに、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造は、複数の空調機６が上面視にて千鳥状に配置されている。これにより、植物工場１における異なる部分でそれぞれの空調機６を用いた円滑な気流の循環経路を形成できるので、空調機６の数量低減を通じて工場運営に必要となるコストを低減することができる。

なお、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造において、空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度を調整することは実施の形態として好ましい。この場合、例えば、空調機６から供給される冷気を、栽培ラック４の植物Ｐの生育状況や栽培ラック４内の温度に応じて調整することが考えられる。以下、本実施の形態に係る植物工場１の風路構造を有する植物工場１の空調制御方法について説明する。

まず、栽培ラック４の植物Ｐの生育状況に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度を調整する空調制御方法について説明する。この空調制御方法においては、位置検出センサや重量センサ等のセンサにより植物Ｐの生育状況を検出する検出ステップと、検出された植物Ｐの生育状況に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度を調整する調整ステップとが含まれる。

上記検出ステップで使用される位置検出センサや重量センサ等のセンサは、例えば、栽培ラック４の所定位置に配備される。例えば、位置検出センサは、植物Ｐの上端部の位置を検知することで、植物Ｐの生育状況を検出する。また、重量センサは、植物Ｐの重量を検知することで、植物Ｐの生育状況を検出する。なお、ここでは、センサによって植物Ｐの生育状況を検出する場合について説明しているが、これに限られない。植物Ｐの生育状況を検出することを前提として、カメラ等の撮像手段を採用してもよい。

上記調整ステップにおいては、例えば、植物Ｐの上端部が予め定めた位置より低い場合に空調機６からの冷気の風量を相対的に小さくする一方、植物Ｐの上端部が予め定めた位置より高い場合に空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくすることができる。また、植物Ｐの上端部が予め定めた位置より低い場合に空調機６からの冷気の温度を相対的に高くする一方、植物Ｐの上端部が予め定めた位置より高い場合に空調機６からの冷気の温度を相対的に低くするようにしてもよい。

図４は、本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場１の空調制御の一例の説明図である。図４Ａにおいては、栽培ラック４内の植物Ｐの上端部が予め定めた位置より低い場合を示し、図４Ｂにおいては、栽培ラック４内の植物Ｐの上端部が予め定めた位置より高い場合を示している。なお、図４Ａ、図４Ｂにおいて、栽培ラック４内の温度は同一であるものとする。

栽培ラック４内の植物Ｐが図４Ａに示す状態である場合、上記調整ステップでは、空調機６からの冷気の風量を相対的に小さくする。植物Ｐが図４Ａに示す状態である場合、冷気導入口４１１は、植物Ｐに遮られることなく、大きく開口した状態となっている。この場合、空調機６からの冷気の風量を落とした場合であっても、冷気導入口４１１から冷気を導入させることができる。

一方、栽培ラック４内の植物Ｐが図４Ｂに示す状態である場合、上記調整ステップでは、空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくする。植物Ｐが図４Ｂに示す状態である場合、冷気導入口４１１は、植物Ｐに遮られる部分が大きくなり、小さく開口した状態となっている。この場合、図４Ａに示す場合と同等の風量では、冷気導入口４１１から冷気を十分に導入することができない。このため、空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくすることにより、冷気導入口４１１から十分に冷気を導入させることができる。これにより、栽培ラック４内の植物Ｐを適切に冷却することができる。

ここでは、植物Ｐの生育状況に応じて冷気の風量を調整する場合について説明しているが、冷気の風量に代えて冷気の温度を調整するようにしてもよい。例えば、植物Ｐが図４Ａに示す状態である場合には、冷気の温度を相対的に高くする一方、図４Ｂに示す状態である場合には、冷気の温度を相対的に低くすることができる。このように冷気の温度を調整する場合においても、冷気の風量を調整する場合と同様に、栽培ラック４内の植物Ｐを適切に冷却することができる。さらに、冷気の風量及び温度の双方を調整するようにしてもよい。

また、植物Ｐの重量に基づいて植物Ｐの生育状況を検出するようにしてもよい。この場合、例えば、植物Ｐの重量が予め定めた重量以上である場合に空調機６からの風量を相対的に大きくする一方、予め定めた重量を下回る場合に空調機６からの風量を相対的に小さくすることができる。このように植物Ｐの重量に基づいて植物Ｐの生育状況を検出する場合においても、栽培ラック４内の植物Ｐを適切に冷却することができる。

このように本実施の形態に係る植物工場１の空調制御方法においては、栽培ラック４内の植物Ｐの生育状況に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度が調整されることから、低温風路５１を通じて栽培ラック４に導入される冷気の風量及び／又は温度を適切に調整できるので、植物Ｐの生育環境を柔軟に制御することができる。

次に、栽培ラック４内の温度に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度を調整する空調制御方法について説明する。この空調制御方法においては、温度センサ等のセンサにより栽培ラック４内の温度を検出する検出ステップと、検出された栽培ラック４内の温度に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度を調整する調整ステップとが含まれる。

上記検出ステップで使用される温度センサ等のセンサは、例えば、栽培ラック４の所定位置に配備される。例えば、温度センサは、栽培ラック４にて植物Ｐが配置される空間（例えば、照光ユニット４２の下方側の空間）の温度を計測することで、栽培ラック４内の温度を検出することができる。なお、温度センサにより計測される空間は、これに限られず、照光ユニット４２の上方側の空間であってもよい。

上記調整ステップにおいては、例えば、温度センサで計測した温度が予め定めた温度より低い場合に空調機６からの冷気の風量を相対的に小さくする一方、温度センサで計測した温度が予め定めた温度より高い場合に空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくすることができる。また、温度センサで計測した温度が予め定めた温度より低い場合に空調機６からの冷気の温度を相対的に高くする一方、温度センサで計測した温度が予め定めた温度より高い場合に空調機６からの冷気の温度を相対的に低くするようにしてもよい。

図５は、本実施の形態に係る風路構造が適用される植物工場１の空調制御の一例の説明図である。図５Ａにおいては、照光ユニット４２の光源４２１が発光しておらず、相対的に栽培ラック４内の温度が相対的に低い場合を示し、図５Ｂにおいては、光源４２１が発光して栽培ラック４内の相対的に温度が高い場合を示している。なお、図５Ａ、図５Ｂにおいて、栽培ラック４内の植物Ｐの生育状況は同一であるものとする。

図５Ａに示すように、栽培ラック４内の温度が相対的に低い場合、上記調整ステップでは、空調機６からの冷気の風量を相対的に小さくする。栽培ラック４内の温度が相対的に低い場合には、冷気導入口４１１から新たに冷気を導入する必要性が低い。このため、空調機６からの冷気の風量を相対的に小さくし、空調機６の駆動に伴う電気消費量を低減することができる。

一方、図５Ｂに示すように、栽培ラック４内の温度が相対的に高い場合、上記調整ステップでは、空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくする。栽培ラック４内の温度が相対的に高い場合には、冷気導入口４１１から新たに冷気を導入する必要性が高い。このため、空調機６からの冷気の風量を相対的に大きくことにより、冷気導入口４１１から新たな冷気を導入させることができる。これにより、栽培ラック４内の植物Ｐを適切に冷却することができる。

ここでは、栽培ラック４内の温度に応じて冷気の風量を調整する場合について説明しているが、風量に代えて冷気の温度を調整するようにしてもよい。例えば、栽培ラック４内の温度が相対的に低い場合（図５Ａの場合）には、冷気の温度を相対的に高くする一方、栽培ラック４内の温度が相対的に高い場合（図５Ｂの場合）には、冷気の温度を相対的に低くすることができる。このように冷気の温度を調整する場合においても、冷気の風量を調整する場合と同様に、栽培ラック４内の植物Ｐを適切に冷却することができる。さらに、冷気の風量及び温度の双方を調整するようにしてもよい。

このように本実施の形態に係る植物工場１の空調制御方法においては、栽培ラック４内の温度に応じて空調機６から供給される冷気の風量及び／又は温度が調整されることから、低温風路５１を通じて栽培ラック４に導入される冷気の風量及び／又は温度を適切に調整できるので、植物Ｐの生育環境を柔軟に制御することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている部材や孔などの大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、空調機６が上面視にて千鳥状に配置される場合について説明している（図１参照）。しかしながら、空調機６の配置については、図１に示すような千鳥状に配置される場合に限られず、適宜変更が可能である。

図６は、本実施の形態に係る植物工場１における空調機６の配置パターンの説明図である。図６Ａにおいては、上記実施の形態に係る植物工場１における空調機６の配置パターンを示し、図６Ｂ〜図６Ｆにおいては、上記実施の形態の植物工場１における空調機６の配置パターンを変形した配置パターンの一例を示している。なお、図６Ｂ及び図６Ｃは、上記実施の形態と同様に、５列の多段式棚３が配列される配置パターンを示している。

図６Ｂに示す配置パターンにおいては、植物工場１の左右方向の３列（３箇所）に空調機６が配置される点で、上記実施の形態と同様である。一方、図６Ｂに示す配置パターンにおいては、植物工場１の左右方向の中央列に２機の空調機６が配置され、外側列に３機の空調機６が配置される点で、上記実施の形態と異なる。このように空調機６の配列を変更した場合においても、上記実施の形態と同様に、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

図６Ｃに示す配置パターンにおいては、植物工場１の左右方向の中央列に３機の空調機６が配置され、各列の空調機６が前後方向の同一位置に配置される点で、上記実施の形態と相違する。このように空調機６が配置される場合には、外側列に配置される空調機６から内側に吹き出される冷気と、中央列に配置される空調機６から外側に吹き出される冷気とを衝突させ、低温風路５１に導入させることができる。このため、低温風路５１に隣接する多段式棚３の上部に設けられた誘導板７１を省略することできるので（図１参照）、誘導板７１の製造に要するコスト及び設置に要するコストを低減することができる。

図６Ｄ〜図６Ｅに示す配置パターンにおいては、植物工場１の左右方向に６列の多段式棚３が配列される点で、図６Ａ〜図６Ｃに示す配置パターンと相違する。図６Ａ〜図６Ｃに示す配置パターンは、多段式棚３が６列配列される場合にも適用することができる。なお、この場合、最も左方側に配置される高温風路５２上に配置される空調機６は、左右両方に冷気を吹き出し可能な空調機６ａが適用される。多段式棚３が６列配列される場合、このように空調機６を配列することで、上記実施の形態と同様に、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

また、上記実施の形態においては、空調機６が吸込口６１を高温風路５２に向けた状態で配置されている。これは、高温風路５２を上昇する暖気を効率的に吸い込むためである。ここで、吸込口６１を高温風路５２に向けて配置する態様としては、上記実施の形態に限定されるものではなく適宜変更が可能である。以下、本実施の形態に係る植物工場１における空調機６の設置態様について、図７を参照して説明する。

図７は、本実施の形態に係る風路構造に適用される空調機６の変形例を説明するための模式図である。図７Ａにおいては、上記実施の形態に係る空調機６を示し、図７Ｂ及び図７Ｃにおいては、上記実施の形態の植物工場１における空調機６と異なる種別の空調機６の一例を示している。なお、図７においては、多段式棚３の上方に設けられる誘導板７を省略している。また、図７においては、空調機６が天井面２１に埋設する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、天井面２１から吊り下げる吊下げタイプの空調機６を採用してもよい。

図７Ａに示すように、上記実施に形態において、空調機６は、高温風路５２の真上に設置されている。この場合、空調機６は、吸込口６１を下方側（高温風路５２側）に向け、吹出口６２を側方側（低温風路５１側）に向けた状態で配置されている。高温風路５２を流動する暖気は、吸込口６１から吸い込まれ、吹出口６２から低温風路５１に向けて吹き出される。

上記実施の形態においては、正面視にて、高温風路５２の上方に単一の空調機６が配置されている。しかしながら、本発明に係る植物工場１の風路構造において、高温風路５２の上方に配置される空調機６は、単一の空調機６に限定されない。例えば、図７Ｂに示すように、一対の空調機６を高温風路５２の上方に配置してもよい。この場合、空調機６は、左右方向の一方のみに冷気を吹き出し可能に構成された空調機を適用することができる。

図７Ｂに示す複数の空調機６は、一方の側面に吸込口６１が設けられる一方、他方の側面に吹出口６２が設けられている。これらの空調機６は、いずれも吸込口６１を下方側（高温風路５２側）に向け、吹出口６２を側方側（低温風路５１側）に向けた状態で配置されている。高温風路５２を流動する暖気は、それぞれの空調機６の吸込口６１から吸い込まれ、吹出口６２から、左右の異なる位置に配置された低温風路５１に向けて吹き出される。図７Ｂに示す空調機６においては、一方の側面に設けられた吸込口６１から暖気を吸い込み、他方の側面に設けられた吹出口６２から側方に冷気を吹き出し可能に構成されている。このため、上記実施の形態と同様により、高温風路５２を誘導された暖気を効率的に吸い込む一方、暖気と干渉することなく吹出口６２から冷気を吹き出すことができる。これにより、汎用の空調機６を用いて効果的に円滑な気流の循環経路を形成することができる。

また、上記実施の形態においては、正面視にて、高温風路５２の上方に空調機６が配置されている。しかしながら、本発明に係る植物工場１の風路構造において、多段式棚３の上方に配置される空調機６の位置は、高温風路５２の上方に限定されない。例えば、図７Ｃに示すように、高温風路５２に隣接する多段式棚３の上方に配置してもよい。この場合、空調機６は、左右方向の一方のみに冷気を吹き出し可能に構成された空調機を適用することができる。

図７Ｃに示す複数の空調機６は、いずれも吸込口６１を一方の側方側（高温風路５２側）に向け、吹出口６２を他方の側方側（低温風路５１側）に向けた状態で配置されている。高温風路５２を流動する暖気は、それぞれの空調機６の吸込口６１から吸い込まれ、吹出口６２から、左右の異なる位置に配置された低温風路５１に向けて吹き出される。

高温風路５２の上方に一対の空調機６を配置する態様（図７Ｂ参照）においても、上記実施の形態と同様に、植物工場１を上面視した場合に空調機６を千鳥状に配置することができる。図８は、本実施の形態に係る植物工場１における空調機６の配置パターンの変形例の説明図である。図８Ａにおいては、図６Ａに示す空調機６ａをそれぞれ一対の空調機６に置き換えた配置パターンを示している。また、図８Ｂにおいては、図８Ａに示す一対の空調機６を更に植物工場１の前後方向に分割して千鳥状に配置した配置パターンを示している。これらのように空調機６を配置した場合であっても、上記実施の形態と同様に、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、空間内の温度／湿度を均一に調整することができる。

さらに、上記実施の形態においては、空調機６から吹き出した冷気を誘導板７１で低温風路５１に誘導し、高温風路５２を流動する暖気を誘導板７２で空調機６に誘導する場合について説明している。しかしながら、低温風路５１や高温風路５２に冷気や暖気を誘導する構造については、誘導板７に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、空調機６の吹出口６２から低温風路５１までを連結し、或いは、高温風路５２から空調機６の吸込口６１までを連結するダクトを誘導部材として備えるようにしてもよい。この場合には、空調機６からの冷気、空調機６に対する暖気を他の部分に漏出させることなく低温風路５１、空調機６の吸込口６１に誘導することができる。

図９は、本実施の形態に係る風路構造に適用される誘導部材の変形例を説明するための模式図である。図９においては、誘導部材としてダクト７５（７５ａ、７５ｂ）を備える場合について示している。図９Ａに示すように、ダクト７５ａは、空調機６の吹出口６２と低温風路５１における冷気の流入口とを連結するように構成されている。例えば、ダクト７５ａは、透光性を有する樹脂材料で構成され、概して平板形状を有するが、これに限定されず、柔軟性を有するビニール等で構成してもよい。このようなダクト７５ａで、空調機６の吹出口６２と低温風路５１の上端部とを連結することにより、空調機６からの冷気を他の部分に漏出させることなく低温風路５１に効率的に誘導することができる。

なお、図９Ｂに示すように、ダクト７５ｂは、低温風路５１側の端部が多段式棚３の誘導板７１の上端部に連結される点で、図９Ａに示すダクト７５ａと相違する。このように誘導板７１の上端部に連結される場合であっても、空調機６からの冷気を他の部分に漏出させることなく低温風路５１に効率的に誘導することができる。なお、図９Ｂにおいては、説明の便宜上、誘導板７１の上端部が天井面２１まで到達していない態様について示している。これらのダクト７５は、誘導板と呼ぶこともできる。

さらに、上記実施の形態に係る植物工場１の風路構造においては、閉鎖空間２に複数の多段式棚３を配置すると共に、同一の閉鎖空間２に設置された空調機６で閉鎖空間２内の空調を行う場合について説明している。しかしながら、上記実施の形態に係る植物工場１の風路構造が適用される空間については、閉鎖空間２に限定されるものではなく、閉鎖されていない空間にも適用することができる。このように閉鎖されていない空間に適用する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明は、工場運営に必要となるコストの上昇を抑制しつつ、閉鎖空間２内の温度／湿度を均一に調整することができるという効果を有し、特に、人工光型植物工場に適用される風路構造に有用である。

１：植物工場
２：閉鎖空間
２１：天井面
３、３ａ、３ｂ：多段式棚
４：栽培ラック
４１：枠体
４１１：冷気導入口
４１２：暖気排出口
４２：照光ユニット
４２１：光源
４２２：反射板
４２２ａ：開口部
４３、４４：側面部
５：風路
５１：低温風路
５２：高温風路
６、６ａ、６ｂ：空調機
６１：吸込口
６２：吹出口
７、７１〜７４：誘導板
８、８１〜８３：遮蔽板
９：整流部材
１０：遮蔽板
Ｐ：植物

Claims (13)

1. 空間内に栽培ラックを支持した多段式棚が複数配列され、空調機によって前記空間内の空調を行う植物工場の風路構造であって、
   前記空調機から供給される冷気の気流を前記栽培ラックに導入する第１風路と、
   前記栽培ラックで暖められた暖気を前記空調機へ誘導する第２風路と、を備え、
   前記第１風路と前記第２風路とが前記多段式棚を挟んで交互に配置され、
   前記空調機が、前記多段式棚の上方側領域において、前記暖気を吸い込む吸込口を前記第２風路側に向ける一方、前記冷気を吹き出す吹出口を前記第１風路側に向けて配置されることを特徴とする植物工場の風路構造。
2. 前記空調機は、上面視にて前記第２風路に重なって配置されており、下面に設けられた前記吸込口から前記暖気を吸い込み、前記吹出口から側方に前記冷気を吹き出し可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の植物工場の風路構造。
3. 前記空調機は、一方の側面に設けられた前記吸込口から前記暖気を吸い込み、他方の側面に設けられた前記吹出口から側方に前記冷気を吹き出し可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の植物工場の風路構造。
4. 前記冷気を前記第１風路に誘導する第１の誘導部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
5. 前記第１の誘導部材は、前記第１風路に隣接する前記多段式棚の上部に配置される誘導板で構成され、前記誘導板は、前記空調機から吹き出される前記冷気の進行方向に配置されることを特徴とする請求項４に記載の植物工場の風路構造。
6. 前記第１の誘導部材は、前記吹出口と前記第１風路における前記冷気の流入口とを連結するダクトで構成されることを特徴とする請求項４に記載の植物工場の風路構造。
7. 前記第１風路に導入される前記冷気を整流する整流部材を備え、前記整流部材は、前記第１風路に隣接する前記多段式棚の上端部近傍に配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
8. 前記暖気を前記空調機の吸込口側に誘導する第２の誘導部材を備え、前記第２の誘導部材は、前記多段式棚の長手方向に沿って前記第２風路の全域に亘って形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
9. 前記栽培ラックは、前記冷気を当該栽培ラック内に導入する冷気導入口を規定する第１の側面部と、前記第１の側面部と反対側に配置され、前記栽培ラック内の前記暖気を外部に排出する暖気排出口を規定する第２の側面部とを有し、
   前記暖気排出口は、側面視にて、前記冷気導入口よりも上方側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
10. 前記第２風路における、前記多段式棚の前端部及び後端部に配置され、前記第２風路内の前記暖気が前記第２風路の外部に流出するのを規制する暖気遮蔽板と、
    前記第１風路における、前記多段式棚の前端部及び後端部に配置され、前記第１風路内の前記冷気が前記第１風路の外部に流出するのを規制する第１の冷気遮蔽板と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
11. 前記第１風路を挟む前記多段式棚の最下方の空間に対応して配置され、当該空間を介して前記冷気が前記第２風路側に流出するのを規制する第２の冷気遮蔽板を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
12. 前記空調機を複数備え、複数の前記空調機が上面視にて千鳥状に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の植物工場の風路構造。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の植物工場の風路構造を有する植物工場の空調制御方法であって、
    前記栽培ラックの植物の生育状況又は前記栽培ラック内の温度を検出するステップと、
    前記植物の生育状況又は前記栽培ラック内の温度に応じて前記空調機から供給される前記冷気の風量及び／又は温度を調整するステップと、を具備することを特徴とする植物工場の空調制御方法。

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