JP2019141082A - 植物栽培装置、植物栽培方法及び栽培トレイ - Google Patents

植物栽培装置、植物栽培方法及び栽培トレイ Download PDF

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Abstract

【課題】栽培トレイが、常に培養液で満たされる植物栽培装置を提供することを目的とする。【解決手段】植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイ38を有し、栽培トレイ38上で植物を成長させつつ栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置であって、各栽培トレイに培養液を供給する培養液供給手段を有し、前記複数の栽培トレイはいずれも培養液が溜められるものであり、余剰の培養液を栽培トレイ38からオーバーフローさせることを特徴とする植物栽培装置。【選択図】図7

Description

本発明は、農作物等の植物を連続的に栽培する植物栽培装置に関するものである。
農作物を建屋内で連続的に栽培する植物栽培装置が知られている。植物栽培装置は、作物工場と通称される栽培形態に使用されるものである。即ち植物栽培装置は、人工照明を使用して作物に適度の日照を与えると共に、建屋内や室内を生育に適した温度や湿度に保って作物を育成する装置である。
植物栽培装置によると、日照や温度、水分、肥料濃度等が適度に制御された環境で作物を作ることができるので、露地栽培に比べて収穫に要する期間が短い。
また植物栽培装置の多くは水耕栽培によって作物を育成するものであり、露地栽培に比べて清潔である。さらに室内で作物を栽培するので害虫が付かず、無農薬で作物を栽培することができる。そのため植物栽培装置は、レタス等の皮を剥いたりせずに食する野菜を栽培するのに好適である。
従来技術の植物栽培装置は、極めて低速で進行するコンベア装置を主体とするものである。そしてコンベア装置の始端部に、苗を植えつけた栽培トレイを載置し、当該栽培トレイを生育エリアに移動させる。生育エリアでは人工照明によって日照が確保されている。そして前記した栽培トレイを、コンベア装置に乗せて、生育エリアをゆっくりと進める。
栽培トレイがコンベア装置の末端に至ったときには、苗が収穫可能な大きさに成長している。
特開平2−60529号公報 特開2001−78577号公報
本発明は、栽培トレイが、常に培養液で満たされる植物栽培装置を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するための態様は、植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイを有し、栽培トレイ上で植物を成長させつつ栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置であって、各栽培トレイに培養液を供給する培養液供給手段を有し、前記複数の栽培トレイはいずれも培養液が溜められるものであり、余剰の培養液を栽培トレイからオーバーフローさせることを特徴とする植物栽培装置である。
上記した態様において、各栽培トレイからオーバーフローした培養液を回収する回収側配管が設けられていることが望ましい。
上記した態様において、栽培トレイには余剰の培養液を排出する排出口を有し、培養トレイ内を巡って前記排出口に至る培養液流路が設けられていることが望ましい。
上記した態様において、栽培トレイは、容器部を有し、当該容器部は水が漏らない構造であって上面が開放された液溜め部を有し、容器部にはオーバーフロー管部が設けられており、オーバーフロー管部は、上下に貫通する部位であり、先端側は容器部の底から立ち上がった位置にあり、オーバーフロー管部が余剰の培養液を排出する排出口として機能することが望ましい。
上記した態様において、栽培トレイは、傾斜姿勢で保持され、余剰の培養液が栽培トレイの辺部からオーバーフローすることが望ましい。
上記した態様において、植物栽培装置は、回収側配管を有するものであって、回収側配管は、培養液回収用樋を有し、各栽培トレイからオーバーフローした培養液は、培養液回収用樋に回収されることが望ましい。
上記した態様において、植物栽培装置は、回収側配管を有するものであって、培養液供給手段には培養液タンクとポンプがあり、培養液タンク内の培養液が各栽培トレイに供給され、回収側配管で回収された培養液が培養液タンクに戻されることが望ましい。
上記した態様において、一連の筒状空間が形成され、前記栽培トレイは、筒状空間に置かれていることが望ましい。
上記した態様において、培養液供給手段は、栽培トレイに供給する培養液の量を調整する液量調整手段を有することが望ましい。
上記した態様において、栽培トレイは余剰の培養液を排出する排出口を有し、前記培養液供給手段によって、培養トレイの一方の辺に寄った位置から培養トレイに培養液が供給され、前記栽培トレイの前記排出口は培養液を供給される辺側に寄った位置にあることが望ましい。
上記した態様において、栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することが望ましい。
上記した態様において、トレイ設置台を有し、当該トレイ設置台は、栽培トレイを載せた状態で栽培トレイを移動させることができるものであり、多数のコロが設けられていることが望ましい。
同様の課題を解決するためのもう一つの態様は、植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイを有し、栽培トレイ上で植物を成長させつつ栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置であって、前記複数のトレイは、いずれも培養液が溜められるものであり、栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することを特徴とする植物栽培装置である。
同様の課題を解決するためのさらにもう一つの態様は、培養液が溜められた状態の栽培トレイに植物の苗又は種を植え、植物栽培装置内に前記栽培トレイを置いて植物を成長させる工程と、栽培トレイを植物栽培装置から搬出する際に培養液を排出する工程を有することを特徴とする植物栽培方法である。
上記した態様において、栽培トレイを植物栽培装置から搬出する際に培養液を排出する工程において、栽培トレイを傾斜させて培養液を排出することが望ましい。
同様の課題を解決するためのさらにもう一つの態様は、植物の苗又は種が植えられる栽培トレイであって、内部に培養液が溜められると共に余剰の培養液を排出する排出口を有し、培養トレイ内を巡って前記排出口に至る培養液流路が設けられていることを特徴とする栽培トレイである。
また従来技術の植物栽培装置は、建屋、あるいは建屋内で仕切られた部屋を含めた全体が一つの装置であり、建設工事、修理、部分的な改良や改修工事が大がかりなものとなってしまう。
さらに従来技術の植物栽培装置は、建屋内や部屋内の全体の環境が、対象となる植物の生育に適した温度や湿度に保たれる。
そのため環境を維持するために多くの熱や冷熱が必要であり、エネルギーコストが高いという不満がある。
また前記した様に従来技術の植物栽培装置は、建屋全体や部屋全体の環境が対象となる植物の生育に適した温度や湿度に保たれるので、育成条件の異なる植物を混栽することは困難である。
例えば、高温多湿を好む作物と、冷涼な環境を好む作物を同じ建屋や部屋で同時に栽培することは困難である。
さらに従来技術の植物栽培装置では、建屋内や部屋内にモンシロチョウやアブラムシ、バッタ等の有害昆虫等が侵入することは禁忌であり、建屋等の出入口や換気窓等には厳重な害虫侵入防止措置が取られる。万一、有害昆虫等が侵入すると、この駆除は誠に困難である。即ち植物栽培装置では、原則として農薬を使用しない。そのため、数日間に渡って作物の栽培を停止しなければならない場合もある。
以下の態様は、従来技術の植物栽培装置の上記した問題点に注目し、設置工事や修理、部分的な改良や改修工事が容易であり、且つエネルギーコストの低減が可能であり、有害昆虫等に対する対処も容易な植物栽培装置を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するための態様は、植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイと、植物に光を当てるための照明装置と、栽培トレイを上流側から下流側に向かって順次移動させる搬送手段を有し、栽培トレイ上で植物を成長させつつ搬送手段で栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置において、複数の育苗ユニットを有し、前記育苗ユニットは両端が開放され周面を覆うことが可能なケースを有し、複数の育苗ユニットのケースが連結されて一連の筒状空間が形成され、前記栽培トレイは、前記ケースで形成される一連の筒状空間に置かれ、前記栽培トレイは搬送手段によってケースを跨いで下流側に移動することを特徴とする植物栽培装置である。
本態様の植物栽培装置は、複数の育苗ユニットによって構成され、育苗ユニットをつなぎ合わせることによって栽培空間となる筒状空間が形成される。また栽培トレイは搬送手段によってケースを跨いで下流側に移動する。
ここで各育苗ユニットは、製造工場で製作することができる。
本発明では、各育苗ユニットは、製造工場で製作することを想定している。そして製造工場で製作された育苗ユニットを施工現場に搬入して連結し、植物栽培装置を完成させる。
本発明によると、施工現場における作業が大幅に低減される。そのため本発明の植物栽培装置は、設置工事が簡単である。
また育苗ユニットを取り外して修理を行えば、修理工事が大がかりなものとならない。
また連結する育苗ユニットの数を変えることによって装置の全長や育成期間の変更を行うことができる。
さらに環境調整は、一連の筒状空間内だけで足るので、調整対象の空間が小さく、環境調整に要するエネルギーが少なくて足る。
本発明の植物栽培装置は、害虫が侵入した場合の駆除についても容易である。即ち本発明によると、駆除対象となる空間が小さい上、害虫の成虫や幼虫、卵等がひそみ難いので、害虫が侵入した場合の駆除も容易である。
ケース内に照明装置が設けられていることが望ましい。
上記した構成に加えて、3以上の育苗ユニットによって一連の筒状空間が形成されており、中間部の育苗ユニットを個別に着脱することが可能であることが望ましい。
本態様によると、メンテナンスが容易になる。
隣接するケースは端部が対向する状態となる様に配置され、ケースの端部同士の間に接続部材が介在されて隣接するケース同士が接続されていることが望ましい。
本態様によると、中間部分に設置されたケースを取り外しやすい。
育苗ユニットのケースは直線的であって且つ間隔を開けて配置され、隣接する育苗ユニットのケース同士の間に接続部材があり、隣接するケースは接続部材を介して閉塞性が保持されて一連の筒状空間が構成されていることが望ましい。
本態様によると、ケース同士の間に間隔がある。そのため配管等の接続をケース同士の間で行うことができる。
育苗ユニットのケース内に、栽培トレイを載置する載置台と、栽培トレイを下流側に押す押圧部材が内蔵されていることが望ましい。
押圧部材は、モータや空圧、油圧等の動力によって動作するものであってもよく、また手回し式の様な人力に頼るものであってもよい。
押圧部材を駆動するモータ等がケース内にあってもよい。また押圧部材を駆動するモータ等がケース外にあってもよい。
育苗ユニットのケース内に、栽培トレイを下流側に押す押圧部材が内蔵され、複数のケースの押圧部材が連結部材で連結されていて、複数のケースの押圧部材が同一の動力源によって駆動されることが望ましい。
本態様によると、押圧部材を駆動する動力源の数を減らすことができる。
育苗ユニットのケース内に、栽培トレイを下流側に押す押圧部材と、押圧部材を移動させる移動機構の一部が内蔵されており、隣接するケースの間に、隣接するケースに内蔵された移動機構の間で動力を伝達する動力伝達部材がある構成を採用することもできる。
本態様によると、押圧部材を駆動する動力源の数を減らすことができる。また動力伝達部材が隣接するケースの間に設置されているから、動力伝達部材の着脱が容易である。
一連の筒状空間の少なくとも一端側の開口を開閉する開閉部材を有することが推奨される。
本態様によると、筒状空間を閉塞することができる。
開閉部材は、シート状部材とシート状部材を移動させる移動手段を有しており、シート状部材には開口が設けられ、開口の位置を筒状空間と合致させることによって筒状空間が開放され、開口以外の部位を筒状空間と合致させることによって筒状空間が閉塞された状態となることが望ましい。
ケースの内面の一部又は全部は、反射率が40パーセント以上であることが望ましい。
反射率は、光の波長によって変わるが、本態様では太陽光を基準とする。
栽培トレイは天面が円弧状に湾曲したケース内にあり、照明装置は前記天面にあって複数の発光素子によって構成され、天面の頂点近傍においては発光素子の配置密度が天面の裾領域に比べて低いことが望ましい。
照明装置は微小時間間隔で点滅するものであることが望ましい。
連続して発光する照明を植物に照射した場合と、肉眼で識別できない程度の微小時間間隔で点滅する光を植物に照射した場合の生育状況を比較すると、両者に大きな相違は無い。そこで本態様では、照明装置に微小時間間隔で点滅するものを採用している。本態様によると、照明装置の消費電力を逓減することができる。
ケース外周面を水冷する水冷手段を有することが望ましい。
例えばケース内に照明装置が内蔵されている場合、照明の発熱によって筒状空間内の温度が過度に上昇する。本態様は、ケース外周面を水冷する水冷手段を有するので、筒状空間内の過度の過度上昇を抑制することができる。
照明は、ケースの天井部に設けられる場合が多いから、ケースの屋根部分を水冷することが望ましい。
ケース外周面を水冷する構成を採用する場合には、ケースの外周面を保湿性を有する部材で覆い、ケースの外周面を常に湿られておくことが望ましい。
ケース同士の間に少なくとも下記のいずれかがあることが望ましい。
(1)培養液の供給路の接続部及び/又は合流部
(2)培養液を供給する主配管から枝配管を分岐する分岐部
(3)培養液の排出路の接続部及び/又は合流部
(4)照明の電気配線の接続部及び/又は合流部
(5)照明の電気配線の主線から各照明に至る分岐部
(6)空調用ダクトの接続部及び/又は合流部
(7)空調用ダクトの分岐部
(8)二酸化炭素配管の接続部及び/又は合流部
(9)二酸化炭素配管の分岐部
(10)バルブ
(11)配分盤
(12)ヒューズ
複数のケースを保持する保持部材を有し、当該保持部材はケースの底を支持する底支持部を有し、ケースは前記底支持部によって底が支持され、ケースは底支持部上を滑らせて筒状空間の軸方向から交差する方向に移動させることが可能であることが望ましい。
本態様では、ケースは底支持部で支持される。またケースは底支持部上を滑らせて筒状空間の軸方向から交差する方向に移動させることが可能であるから、ケースの入替え作業やケースの設置作業が容易である。即ち本態様では、ケースを横滑りさせてケースの入替え作業やケースの設置作業を行う。
植物栽培システムとしての態様は、上記した植物栽培装置が複数段及び/又は複数列に渡って設置されていることを特徴とする。
本態様によると空間を有効活用することができる。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、上記した植物栽培装置を複数有する植物栽培システムであって、筒状空間の高さが低い幼苗用の植物栽培装置と前記幼苗用の植物栽培装置よりも筒状空間の高さが高い成苗用の植物栽培装置を有することを特徴とする植物栽培システムである。
本態様によると、苗の生育に合わせて適切な高さの植物栽培装置が使用される。そのため空間を有効に活用することができる。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、構造及び/又は筒状空間内の環境が異なる複数の植物栽培装置があることを特徴とする植物栽培システムである。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、構造及び/又は筒状空間内の環境が異なる複数の植物栽培装置があり、栽培トレイを一つの植物栽培装置から他の植物栽培装置に載せ変えるトレイ入替え装置を有することを特徴とする植物栽培システムである。
本態様によると栽培トレイを一つの植物栽培装置から他の植物栽培装置に載せ変える作業を容易に行うことができる。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、植物栽培装置が複数段及び/又は複数列に渡って設置された植物栽培装置群があり、前記植物栽培装置群の近傍に設けられたユニット運搬装置を有し、当該ユニット運搬装置は育苗ユニットの底側に差し入れることが可能であって育苗ユニットを下から保持するフォーク部と、フォーク部を昇降させる昇降手段と、フォーク部を育苗ユニットの列に沿って移動させる走行手段を有することを特徴とする植物栽培システムである。
本態様によると、育苗ユニットの設置作業や入れ替え作業を容易に行うことができる。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、植物栽培装置が複数段及び/又は複数列に渡って設置された植物栽培装置群があり、植物栽培装置群の上又は下の少なくともいずれかに別途コンベア装置が設置されていることを特徴とする植物栽培システムである。
コンベア装置は、空の栽培トレイや植物が実った栽培トレイを搬送する用途に使用されることが望ましい。
他の、又は上記システムを改良した植物栽培システムの態様は、植物栽培装置が複数段及び/又は複数列に渡って設置された植物栽培装置群があり、植物栽培装置群の上又は下に下記の少なくともいずれかが設置されていることを特徴とする植物栽培システムである。
(1)給電ケーブル
(2)培養液の流路
(3)二酸化炭素の配管
(4)空調用ダクト
(5)信号線
また総合的な植物栽培システムの態様は、植物栽培装置が複数段及び/又は複数列に渡って設置されて植物栽培装置群が構成され、筒状空間の高さが低い幼苗用の植物栽培装置と、前記幼苗用の植物栽培装置よりも筒状空間の高さが高い成苗用の植物栽培装置を有し、構造及び/又は筒状空間内の環境が異なる複数の植物栽培装置があり、栽培トレイを一つの植物栽培装置から他の植物栽培装置に載せ変えるトレイ入替え装置を有し、前記植物栽培装置群の近傍に設けられたユニット運搬装置を有し、当該ユニット運搬装置は育苗ユニットの底側に差し入れることが可能であって育苗ユニットを下から保持するフォーク部と、フォーク部を昇降させる昇降手段と、フォーク部を育苗ユニットの列に沿って移動させる走行手段を有し、植物栽培装置群の上又は下の少なくともいずれかに別途コンベア装置が設置され、植物栽培装置群の上又は下に下記の少なくともいずれかが設置されていることを特徴とする植物栽培システムである。
(1)給電ケーブル
(2)培養液の流路
(3)二酸化炭素の配管
(4)空調用ダクト
(5)信号線
筒状空間内の気圧が大気に比べて正圧に保たれていることが望ましい。
前記した各態様において、送風して筒状空間内の空気を動かす送風手段を有し、前記送風手段は、エリアごとに送風量を異ならせる送風量調整手段を有することが望ましい。
本態様によると、筒状空間内に風を起こし、自然に近い環境を作り、その環境下で植物を育成することができる。
送風手段は、筒状空間内に挿通された送風路形成部材を有し、送風路形成部材は複数の送風口を有し、当該送風口から筒状空間内に送風されることが望ましい。
送風口を開閉あるいは開度調整する風量調整手段を有することが望ましい。
送風路形成部材内に複数の送風機が間隔を開けて直列的に内蔵され、上流側の送風機の送風側と下流側の送風機の吸入側の間に送風口があることが望ましい。
植物の育成には10日から30日程度の日数を要する。そのため筒状空間の全長は相当に長いものとなり、送風路形成部材についても相当に長いものとならざるを得ない。そのため送風路形成部材の端部にのみ送風機を設けて送風する構成では、送風路形成部材の末端まで風を送りだすことが困難である。
そこで本態様では、送風路形成部材内に複数の送風機が間隔を開けて直列的に内蔵する構成を採用している。
前記した各態様において、栽培トレイに培養液を供給する培養液供給手段を有し、培養液供給手段は、栽培トレイに供給する培養液の量を調整する液量調整手段を有することが望ましい。
液量調整手段は補助ポンプを有し、複数の育苗ユニットに補助ポンプが付属していることが望ましい。
前記した各態様において、栽培トレイには培養液が溜められるものであり、余剰の培養液を排出する排出口を有し、栽培トレイに培養液を供給する培養液供給手段を有し、前記培養液供給手段によって、培養トレイの一方の辺に寄った位置から培養トレイに培養液が供給され、前記栽培トレイの前記排出口は培養液を供給される辺側に寄った位置にあることが望ましい。
前記した各態様において、栽培トレイには、培養液供給手段から培養液が供給され、培養トレイ内を巡って前記排出口に至る培養液流路が設けられていることが望ましい。
本態様によると、培養液が栽培トレイの中を流れ、培養液が特定の箇所に滞留することが防がれる。
前記した各態様において、栽培トレイには培養液が溜められるものであり、栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することが望ましい。
培養トレイ傾斜手段は、例えば植物を収穫する際の様に、栽培トレイを筒状空間から排出する際に機能させる。培養トレイ傾斜手段によって栽培トレイを傾斜させ、培養液を排出することにより、栽培トレイが軽くなり、培養トレイを排出しやすい。また培養液が外部の床等にこぼれることを防ぐことができる。
植物栽培システムの構成として、前述したいずれかに記載の植物栽培装置が複数段に渡って設置され、栽培トレイを載置して昇降させる昇降装置を有することが望ましい。
植物栽培システムの構成として、前述したいずれかに記載の植物栽培装置が複数段に渡って設置され、栽培トレイを載置して昇降させる昇降装置を有し、植物栽培装置の搬送手段は直線移動する直線移動部材を有し、当該直線移動部材は対トレイ係合部を有し、対トレイ係合部を栽培トレイに係合させて栽培トレイを搬送するものであり、昇降装置に植物栽培装置の搬送手段を駆動する搬送手段駆動装置があることが望ましい。
搬送手段には搬送手段側係合部があり、搬送手段駆動装置には前記搬送手段側係合部と係合する駆動側係合部があり、搬送手段側係合部及び駆動側係合部は上下方向に相対移動することにより係合及び係合解除を行うことが可能であり、前記昇降装置を昇降させて搬送手段側係合部及び駆動側係合部の係合及び係合解除を行うことが望ましい。
植物栽培システムの構成として、前述したいずれかに記載の植物栽培装置が複数段に渡って設置され、栽培トレイを載置して昇降させる昇降装置を有し、栽培トレイは培養液が溜められるものであり、昇降装置に栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することが望ましい。
培養トレイ傾斜手段はトレイと係合する傾斜用係合部を有し、前記傾斜用係合部材を培養トレイに係合させた状態で昇降部材を上昇させ、培養トレイを傾斜させることが望ましい。
傾斜用係合部を培養トレイに向かって移動する移動手段を有し、傾斜用係合部は培養トレイと係合し得ない位置から培養トレイと係合し得る位置に移動することが望ましい。
本発明の植物栽培装置では、栽培トレイが、常に培養液で満たされる。
本発明の実施形態の植物栽培装置(植物栽培システム)の全景を表す斜視図である。 図1の植物栽培装置(植物栽培システム)をモデル化して表現した植物栽培装置(植物栽培システム)の全景を表す斜視図である。 図2の植物栽培装置(植物栽培システム)を機能別に区分した概念図である。 図2の植物栽培装置の成苗用架台の一部及び育苗ユニットの斜視図である。 (a)は、単位植物栽培装置の構成を示す斜視図であって育苗ユニットの間から接続部材を取り外した状態を示し、(b)は、育苗ユニットが連結された状態の単位植物栽培装置の構成を示す斜視図である。 図5の育苗ユニットの内部構造を示す斜視図である。 図5の育苗ユニットに栽培トレイを挿入した状態における内部構造を示す斜視図である。 育苗ユニットの内部構造及び隣接する育苗ユニット同士の関係を示す育苗ユニットの端部の一部拡大斜視図である。 図5の育苗ユニットの内部構造を示す正面図である。 図2の植物栽培装置で使用する栽培トレイの分解斜視図である。 (a)乃至(d)は、図4の育苗ユニットに内蔵されている搬送装置によって栽培トレイを移動させる際の動作を示す説明図である。 図2の植物栽培装置(植物栽培システム)の成苗用架台の一部を示す斜視図である。 図2の植物栽培装置(植物栽培システム)で採用されている開閉手段の斜視図である。 図2の植物栽培装置(植物栽培システム)で採用されている開閉手段の正面図である。 本発明の他の実施形態の育苗ユニットの内部構造を示す斜視図である。 図15の育苗ユニットに内蔵されている搬送装置の斜視図である。 本発明の他の実施形態の育苗ユニットに内蔵される搬送装置の要部の斜視図である。 図17の搬送装置の要部の正面図であり、(a)は、動力伝達部材を取り外した状態を示し、(b)は、動力伝達部材を装着した状態を示す。 本発明の他の実施形態の植物栽培装置(植物栽培システム)の概念図である。 本発明のさらに他の実施形態の植物栽培装置(植物栽培システム)のレイアウトを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態の植物栽培装置を示し、(a)は、単位植物栽培装置の構成を示す斜視図であって育苗ユニットの間から接続部材を取り外した状態を示し、(b)は、育苗ユニットが連結された状態の単位植物栽培装置の構成を示す斜視図である。 (a)は、本発明のさらに他の実施形態の植物栽培装置(植物栽培システム)のレイアウトを示す正面図であり、(b)はその平面図である。 図22のA−A方向から見た断面斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態の育苗ユニットの内部構造を示す斜視図である。 (a)は図24の育苗ユニットの内部構造を示す正面図であり、(b)はその屋根部の一部拡大断面図であり、(c)は屋根部内面の発光素子の分布を説明する説明図である。 図24の育苗ユニットに内蔵されている送風路形成部材の斜視図である。 図26の送風路形成部材の分解断面斜視図である。 図26の送風路形成部材の送風口近傍の断面図であり、(a)は送風口が全開の状態を示し、(b)は送風口が半開の状態を示し、(c)は送風口が全閉の状態を示す。 本発明のさらに他の実施形態の栽培トレイの分解斜視図である。 図29の栽培トレイの平面図である。 本発明のさらに他の実施形態の植物栽培装置(植物栽培システム)で採用する昇降装置の斜視図である。 図31の昇降装置の分解斜視図である。 (a)乃至(e)は、図22の植物栽培装置の動作を示し、栽培トレイを筒状空間から昇降装置側に取り出す直前に栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する際の工程を示す正面図及び側面図である。 (a)乃至(c)は、図22の植物栽培装置の動作を示し、栽培トレイを筒状空間から昇降装置側に取り出す際の工程を示す正面図及び平面図である。 (d)乃至(e)は、図34に続く図22の植物栽培装置の動作を示し、栽培トレイを筒状空間から昇降装置側に取り出す際の工程を示す正面図及び平面図である。 (a)乃至(e)は、図34、図35の各工程における搬送手段側係合部と駆動側係合部との関係を示す斜視図である。
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の植物栽培装置は、図4の様に同じ形状、構造の育苗ユニット2を直列に接続して一連の筒状空間を形成し、この筒状空間の中で植物を栽培する。本発明の実施形態では、前記した育苗ユニット2を直列に接続した物が一単位の植物栽培装置1である。そして本実施形態では、前記した一単位の植物栽培装置1が、図1、図2の様に幼苗用架台103a及び成苗用架台103bに複数条設置され、さらに付帯設備が追加されて総合的な植物栽培装置(植物栽培システム)100が構成されている。
以下、両者を区別するために、前者を「単位植物栽培装置1」と称し、後者を「総合植物栽培装置100」と称する。
単位植物栽培装置1は、図1、図2、図4、図5の様に複数の育苗ユニット2が直列に接続されて構成されたものである。なお図4、図5では、作図の関係上、個々の育苗ユニット2の全長が実際よりも短く図示されている。実際の育苗ユニット2は、図1、図2の様により全長が長い。
本実施形態の総合植物栽培装置100では、幼苗用育苗ユニット2aで構成された幼苗用単位植物栽培装置1aと、成苗用育苗ユニット2bで構成された成苗用単位植物栽培装置1bが混在しているが、幼苗用育苗ユニット2aと成苗用育苗ユニット2bは全高が異なるだけであって、内部構造は同一である。そのため以下の説明は、幼苗用育苗ユニット2aと成苗用育苗ユニット2bを総称して「育苗ユニット2」と称して説明する。なお図3、図4、図5、図6に描かれているのは、成苗用育苗ユニット2bである。
育苗ユニット2は、両端が開放され周面を覆うことが可能なケース5を有している。
ケース5は、円弧形状の屋根部6と、底面部10と、これらを繋ぐ縦壁状の側面部7,8を有している。ケース5は、3m前後の長さを有している。ケース5の幅は、1m程度である。ケース5の両端は開放されている。一方の開口を導入開口50と称し、他方を排出側開口51と称する。
図9に示すように屋根部6の峰の部分には管36が設けられている。管36には小孔が複数設けられている。屋根部6の軒の部分には冷却水回収用樋37が形成されている。
ケース5の一方の側面部7には、図4,5の様に点検窓11が4個設けられている。点検窓11は透明であり、外部からケース5の様子を見ることができる。また点検窓11は開閉可能であり、作業者がケース5内に手を差し入れることができる。
ケース5は、有色の樹脂または金属で作られており、点検窓11以外の部分は不透明である。
ケース5の内面には、反射性の塗料が塗布されている。そのためケース5の内面は、太陽光を基準として40パーセント以上の反射率を有している。またケース5の内面は、60パーセント以上の反射率を有することが望ましく、さらに80パーセント以上の反射率を有することが推奨される。
図1、図2、図4の様に ケース5が架台(幼苗用架台103a又は成苗用架台103b)に設置された状態においては、点検窓11が設けられた側面部7が作業通路側に面し、その反対側の側面部8が奥側となるから、説明の便宜上、点検窓11が設けられた側面部7を通路側側面部7と称し、その反対側を奥側側面部8と称する。
本実施形態では、図6、図7の様にケース5内に、トレイ設置台12と、搬送装置15と、照明装置16及び給排水設備17が設けられている。
トレイ設置台12は、上に後記する栽培トレイ38を載せた状態で、栽培トレイ38を滑り動かすことができる。
トレイ設置台12は、金属板を曲げ加工して作られたものであり、左右両端にそれぞれ帯状に延びる載置部14を有している。
即ちトレイ設置台12は、図6、図8の様に平板の両端をそれぞれ「コ」の字状に折り曲げたものであり、平板状のベース部12aと、ベース部12aの両端から垂直に立ち上げられた脚部12bと、脚部12bから水平に張り出した載置部14を有している。
また載置部14には、固定側係合突出部18が設けられている。固定側係合突出部18は、一端が図示しないヒンジによってトレイ設置台12の載置部14に揺動可能に固定され他端側が載置部14から外側に突出する様に付勢されている。固定側係合突出部18には、開度を規制する図示しないストッパーがある。そのため固定側係合突出部18は、ヒンジを中心として載置部14を構成する面と片持ち状に傾斜突出した固定側係合突出部18の成す角が30度から60度程度の開度を限界として開き、それ以上には開かない。即ち固定側係合突出部18は他端側がトレイ設置台12の載置部14から突出した状態で傾斜姿勢となっている。固定側係合突出部18は、垂直方向に外力を受けると、載置部14内に沈み、外力が無くなると、再び他端側が載置部14から外側に突出する。固定側係合突出部18は、逆止機能を有する突起である。
搬送装置15は、2列の押圧部材連結体20によって構成されている。押圧部材連結体20は、複数の押圧部材22がワイヤー、チェーン、ベルト等の索状体23によって結合されたものである。本実施形態では、4個の押圧部材22が間隔を開けてワイヤーによって結合されている。
押圧部材22は、ブロック状の本体部24を有し、それぞれの本体部24に移動側係合突出部(対トレイ係合部)21が設けられている。移動側係合突出部21は、前記した固定側係合突出部18と同等の構造及び機能を有するものである。即ち移動側係合突出部21は、一端が図示しないヒンジによって本体部24に揺動可能に固定され他端側が本体部24から外側に突出する様に付勢されている。移動側係合突出部21には、開度を規制する図示しないストッパーがある。そのため移動側係合突出部21は、ヒンジを中心として押圧部材22の表面を構成する面と、片持ち状に傾斜突出した移動側係合突出部21の成す角が30度から60度程度の開度を限界として開き、それ以上には開かない。即ち移動側係合突出部21は他端側が本体部から突出した状態で傾斜姿勢となっている。
移動側係合突出部21は、垂直方向に外力を受けると、本体部24の本体部分に沈み、外力が無くなると、再び他端側が本体部24から外側に突出する。移動側係合突出部21は、逆止機能を有する突起である。
前記した様に、押圧部材22は、索状体23によって連結されているが、搬送装置15の両端の索状体23の端部には、係合リング27が設けられている。
2列の押圧部材連結体20は、一定の距離をおいて平行に配置されている。より具体的には、各押圧部材連結体20は、トレイ設置台12の脚部12bで囲まれる領域であって、載置部14の内側端部の近傍にある。
照明装置16は、蛍光灯又はLEDであり、植物を育成するのに適した波長の光を発光させることができる。
給排水設備17は、栽培トレイ38に培養液を供給する供給側配管31と、栽培トレイからオーバーフローした培養液を回収する回収側配管32によって構成されている。
供給側配管31は、一本の主管33と、主管33から分岐された複数の枝管35によって構成されている。
回収側配管32は、培養液回収用樋46を有している。
栽培トレイ38は、図10の様に平面視が四角形の容器部40と、苗保持板41によって構成されている。
容器部40は水が漏らない構造であって上面が開放されたトレイである。容器部40の開口部近傍は、面積がやや大きく作られている。
容器部40の底は、図10の様に凹凸形状が設けられている。即ち容器部40の底には、凸状部42と凹溝部43が平行且つ交互に設けられている。凹溝部43の縦壁部分は、後記する様に係合部45として機能する。
苗保持板41は、複数の開口が設けられた板である。
次に、育苗ユニット2を構成する各部材の位置関係及び栽培トレイ38の位置関係について説明する。
トレイ設置台12及び搬送装置15は、ケース5内の底の位置に配置されている。また前記した様に、2列の押圧部材連結体20はトレイ設置台12の内側部分にある。
トレイ設置台12は、ケース5内の長手方向に対して交差する方向に僅かに傾斜している。
即ちトレイ設置台12の2列に延びる載置部14は、横方向に僅かに傾斜しており、奥側側面部8よりも通路側側面部7の方が低い。
そのため図9の様にトレイ設置台12に栽培トレイ38を設置すると、栽培トレイ38は横方向に僅かに傾斜する。
搬送装置15は、後記する様に動力伝達部材28で連結され、図示しないモータを起動することによって押圧部材22をケース5の長手方向(両端開口を結ぶ方向)に走行させることができる。
給排水設備17の供給側配管31の主管33は、奥側側面部8の上端近傍にある。
また給排水設備17の枝管35は、トレイ設置台12の上に開口している。
給排水設備17の培養液回収用樋46は、通路側側面部7の近傍であって高さ方向には低い位置に取り付けられている。
照明装置16は、ケース5の内側であって屋根部6の内側に設けられている。照明装置16の取り付け位置は、トレイ設置台12上の栽培トレイ38に光を照射することができる位置である。
次に単位植物栽培装置1について説明する。
単位植物栽培装置1は、複数の育苗ユニット2を直列に接続して構成されたものである。複数の育苗ユニット2は同じ形状、構造であり、一方の育苗ユニット2のケース5の排出側開口51に、育苗ユニット2のケース5の導入開口50が接続されている。
実際には、育苗ユニット2のケース5同士を隙間を開けた状態で対向させ、両者の間に接続部材55を装着してケース5同士を接続する。接続部材55は、図4、図5の様にベルトであり、図4、図12の様に幼苗用架台103a及び成苗用架台103bの柱107に一端が固定されている。接続部材55の幅はケース5よりも短い。具体的には30cmから80cm程度である。
接続部材55はベルト状であり、ケース5同士の隙間部分に巻き付けられる。
即ち育苗ユニット2のケース5は、図4、図5の様に直線状に並べられる。ここで一方の育苗ユニット2のケース5の排出側開口51と隣接する育苗ユニット2のケース5の導入開口50との間は、手が入る程度の間隔が開けられる。具体的には10cmから40cm程度の間隔を開けてケース5の排出側開口51と隣接する育苗ユニット2の端部が対向する状態となる様に配置される。
そして図8の様に隣接する育苗ユニット2の間で、配線や配管等が接続される。
具体的には、給排水設備17の供給側配管31の主管33同士が接続される。屋根部6の冷却水回収用樋37が育苗ユニット2の間で接続される(図示せず)。照明装置16の給電線が育苗ユニット2の間で接続される(図示せず)。
各ケース5内の給排水設備17は、図示しないカプラ等で接続され、一連の給排水ラインが構築されている。即ち供給側配管31の主管33は、その両端が隣接する育苗ユニット2の主管33と接続され、一連の給水ラインが構築されている。
同様に、培養液回収用樋46についても、その両端が隣接する育苗ユニット2の培養液回収用樋46と接続され、一連の排水ラインが構築されている。
必要に応じて下記の部材や部分が隣接する育苗ユニット2の間に配置される。
(1)培養液の供給路の接続部及び/又は合流部
(2)培養液を供給する主配管から枝配管を分岐する分岐部
(3)培養液の排出路の接続部及び/又は合流部
(4)照明の電気配線の接続部及び/又は合流部
(5)照明の電気配線の主線から各照明に至る分岐部
(6)空調用ダクトの接続部及び/又は合流部
(7)空調用ダクトの分岐部
(8)二酸化炭素配管の接続部及び/又は合流部
(9)二酸化炭素配管の分岐部
(10)バルブ
(11)配分盤
(12)ヒューズ
また隣接するケース5内の押圧部材連結体20同士が接続される。具体的には押圧部材連結体20の端部に設けられた係合リング27同士が、動力伝達部材28で接続される。本実施形態では、動力伝達部材28は係合リング27同士を接続する接続金具であり、動力を軸方向に伝える。
一連に繋がれた押圧部材連結体20の両端はロール30a,30bに巻き付けられている。
その結果、ケース5内の搬送装置15が接続され、複数のケース5内の搬送装置15が図11の様に一連の搬送手段19を構成する。
ロール30a,30bは図示しないモータによって正逆両方向に回転することができる。ロール30a,30bを回転することにより、押圧部材連結体20が移動し、ケース5内で押圧部材22が直線移動する。
また一つのケース5内のトレイ設置台12の長手方向端部と、隣接するケース5内のトレイ設置台12の長手方向端部は近接した位置にあり、複数のケース5内のトレイ設置台12の載置部14が一連のトレイ走行面を構成する。
そして二つの育苗ユニット2のケース5の間に、接続部材55が外側から装着されている。
複数の育苗ユニット2のケース5が接続部材55で連結された結果、その内部に一連の筒状空間60が形成される。単位植物栽培装置1の両端には何らかの扉や蓋が設置される。そのため筒状空間60はほぼ閉塞空間となるが、筒状空間の密閉度はさほど高くはない。
各ケース5内の照明装置16には、給電線25が接続されており、育苗ユニット2ごとに点灯・消灯を行うことができる。また照度についても各ケース5ごとに調整することができる。なお照度を調整するボリューム(図示せず)やヒューズは、二つの育苗ユニット2のケース5の間にある。
栽培トレイ38は、トレイ設置台12に載置されるが、前記した給排水設備17の枝管35は、栽培トレイ38の上に開口する。そのため枝管35から培養液を排出すると、排出された培養液は全て栽培トレイ38の中に入る。
また栽培トレイ38は、傾斜姿勢であるから、余剰の培養液は栽培トレイ38の通路側側面部7側に辺からオーバーフローするが、通路側側面部7の近傍であって高さ方向には低い位置に培養液回収用樋46が設けられているから、オーバーフローした培養液は、培養液回収用樋46に回収される。
また屋根部6の峰の部分に設けられた管36は連結され、一連の冷却水供給ラインが構築される。
冷却水供給ラインは、各ケース5内に設置された照明装置16によって筒状空間60の内の温度が過度に上昇することを防ぐものであり、管36に設けられた孔から水を放出し、ケース5の屋根部6を冷却する。放出された水は、円弧状の屋根部6を流れ、冷却水回収用樋37に回収される。
次に単位植物栽培装置1の機能について説明する。
単位植物栽培装置1では、一連の筒状空間60の一端側(上流側端部)から栽培トレイ38を挿入する。なお栽培トレイ38には予めレタス等の植物の苗が植えつけられている。本実施形態では、一つの育苗ユニット2のトレイ設置台12に4台の栽培トレイ38が設置される。一つの育苗ユニット2に入れる栽培トレイ38の数は任意であるが、2個から6個程度であることが推奨される。
栽培トレイ38は、図7、図9の様にケース5内のトレイ設置台12に傾斜姿勢で載置される。
そして給排水設備17の供給側配管31によって栽培トレイ38に培養液が供給され、オーバーフローした培養液は、培養液回収用樋46に回収される。従って栽培トレイ38内は、常に培養液で満たされる。
また照明装置16によって苗の成長に要する光が供給される。本実施形態では、ケース5の内面には、反射性の塗料が塗布されているから、ケース5の内壁に当たった光も反射して苗に当たる。
さらに図示しない空調設備等によって、筒状空間60内の温度、湿度及び二酸化炭素濃度が調節される。
なお外気の侵入を防いで筒状空間60内の環境を維持する目的と、筒状空間60内に埃等が侵入することを防ぐ目的から、筒状空間60は大気に比べてやや正圧に保っておくことが望ましい。
筒状空間60内に設置された栽培トレイ38は、一定時間ごとに下流側に移動させられる。例えば24時間ごとに、搬送装置15を動作させ、栽培トレイ38を排出側開口51側に隣接する育苗ユニット2に移動させる。
次に栽培トレイ38を移動させる際の動作について図11を参照しつつ説明する。
栽培トレイ38は、前記した様にトレイ設置台12に載置されており、トレイ設置台12の載置部14上を滑り動くことができる。
またトレイ設置台12の載置部14の内側には、搬送装置15の2列の押圧部材連結体20があり、栽培トレイ38の辺部は、図7の様に押圧部材連結体20の上に被さっている。
この状態で、ロール30a,30bを回転させて搬送装置15の押圧部材連結体20を図11(a)の矢印の方向に動作させる。即ち搬送装置15の押圧部材22が、ケース5内で導入開口50側から排出側開口51側に移動する様に図示しないモータを回転する。
ここで搬送装置15の移動側係合突出部21は、図11(a)の様に突出し、斜め姿勢となっている。また栽培トレイ38の底は、図10の様に凹凸形状である。
そのため、搬送装置15の押圧部材22を、導入開口50側から排出側開口51側に移動させると、移動側係合突出部21の突端部が凹溝部43の縦壁部分(係合部45)と係合し、図11(b)の様に栽培トレイ38を、導入開口50側から排出側開口51側に押し動かす。
その結果、各育苗ユニット2内において、各栽培トレイ38が下流側に向かって移動する。そして各育苗ユニット2の最も下流側に位置する栽培トレイ38が隣接する育苗ユニット2に入る。
即ち栽培トレイ38は当初の育苗ユニット2のトレイ設置台12から下流側に隣接した育苗ユニット2のトレイ設置台12に乗り移り、育苗ユニット2を跨いで移動する。即ち本実施形態では、各ケース5内の搬送装置15が結合された一連の搬送手段19を構成し、搬送手段19によって育苗ユニット2が育苗ユニット2を跨いで下流側に移動する。
本実施形態では、各育苗ユニット2内の栽培トレイ38を一連の搬送手段19によって順次先の育苗ユニット2に送り出す。育苗ユニット2には上流側から新たな栽培トレイ38が搬入される。
その後、図11(c)の様に、ロール30a,30bを逆転して、搬送装置15を逆方向に移動し、押圧部材22が排出側開口51側から導入開口50側に移動する様に図示しないモータを回転する。
その際に、搬送装置15の移動側係合突出部21が、栽培トレイ38の底と衝突するが、移動側係合突出部21は、傾斜姿勢であって傾斜の下側から栽培トレイ38と当接する。移動側係合突出部21の傾斜面が栽培トレイ38と当接するから、傾斜の垂直方向分力によって移動側係合突出部21が下方向に押し下げられる。ここで、移動側係合突出部21は、本体部分から外側に突出する様に付勢されているが、垂直方向に外力を受けると、押圧部材22の本体部24に沈む。
そのため図11(c)(d)の様に移動側係合突出部21は、栽培トレイ38の凸部の下を通過し、新たな栽培トレイ38と移動側係合突出部21は、図11(a)の関係に戻る。
なお、押圧部材22が排出側開口51側から導入開口50側に移動することによって、栽培トレイ38は、排出側開口51側から導入開口50側に向かう力を受けるが、載置部14には固定側係合突出部18が設けられており、固定側係合突出部18は載置部14から外側に突出していて逆止機能を有し、栽培トレイ38が排出側開口51側から導入開口50側に移動するのを阻止する。
単位植物栽培装置1では、10日から30日程度の日数をかけて栽培トレイ38を始端から終端に送る。そして終端で栽培トレイ38を取り出し、成長した植物を収穫するか、あるいは栽培トレイ38を再度他の単位植物栽培装置1に搬入して苗をより大きく成長させる。
即ち、単位植物栽培装置1の始端に位置する育苗ユニット2に苗を植えつけた栽培トレイ38を挿入し、照明装置16を点灯して苗の葉に光を当て、苗の根から栽培トレイ38の培養液を吸収させて苗を育てる。そして搬送装置15を駆動し、栽培トレイ38を筒状空間60内でゆっくりと移動させる。そして栽培トレイ38が一つの単位植物栽培装置1の終端、あるいは複数の単位植物栽培装置1を通過して終端に至った際には、苗は食用に供される程度に成長しており、栽培トレイ38から収穫されて出荷される。
また本実施形態の単位植物栽培装置1では、単位植物栽培装置1の温度を調整する際、補助的に冷却水供給ラインの管36から水が放出され、照明装置16による過度の昇温が抑制される。
次に総合植物栽培装置(植物栽培システム)100について説明する。
総合植物栽培装置100は、24条の単位植物栽培装置1と、トレイ搬入装置101と、トレイ入替え装置102と、トレイ搬出装置112と、開閉部材118及びトレイ搬送コンベア140を有している。また空調設備122と二酸化炭素供給設備123を備えている。
24条の単位植物栽培装置1の内訳は、幼苗用育苗ユニット2aで構成される16条の幼苗用単位植物栽培装置1aと、成苗用育苗ユニット2bで構成される8条の成苗用単位植物栽培装置1bである。
幼苗用単位植物栽培装置1a及び成苗用単位植物栽培装置1bは、それぞれ幼苗用架台103a及び成苗用架台103bに設置され、幼苗用単位植物栽培装置群105と成苗用単位植物栽培装置群106を構成している。
幼苗用単位植物栽培装置群105は、16条の幼苗用単位植物栽培装置1aを幼苗用架台103aに2列8段に並べたものであり、成苗用単位植物栽培装置群106は、8条の成苗用単位植物栽培装置1bを成苗用架台103bに2列4段に並べたものである。
総合植物栽培装置100の各装置の配置は、図2の通りであり、図2の左端から、トレイ搬入装置101、幼苗用単位植物栽培装置群105、トレイ入替え装置102、成苗用単位植物栽培装置群106、及びトレイ搬出装置112が順次設置されている。また幼苗用単位植物栽培装置群105の両端と、成苗用単位植物栽培装置群106の両端にそれぞれ開閉部材118が設けられている。
トレイ搬送コンベア140は、幼苗用単位植物栽培装置群105及び成苗用単位植物栽培装置群106の上にある。空調設備122と二酸化炭素供給設備123は幼苗用単位植物栽培装置群105及び成苗用単位植物栽培装置群106の下にある。
また給電ケーブル、培養液の流路を構成する外部配管、二酸化炭素の配管、空調用ダクト、信号線等についても幼苗用単位植物栽培装置群105及び成苗用単位植物栽培装置群106の下にある。
必要に応じて次の部材や部分が幼苗用単位植物栽培装置群105及び成苗用単位植物栽培装置群106の下に配置される。
(1)給電ケーブル
(2)培養液の流路
(3)二酸化炭素の配管
(4)空調用ダクト
(5)信号線
前記した様に、幼苗用育苗ユニット2aと成苗用育苗ユニット2bは全高が異なるだけであり、その他の構造や機能は同一である。
そのため幼苗用架台103a及び成苗用架台103bは、段数と各段の高さが異なるだけであり、他の構造は同一である。
従って両者を代表して成苗用架台103bについて説明する。
成苗用架台103bは、8条の成苗用単位植物栽培装置1bを2列4段に設置して成苗用単位植物栽培装置群106を構成する棚であり、図12の様に複数の柱107と、保持部材108を有している。
各柱107は複数の高さの位置で連結されている。各柱107はいずれも自立するものである。保持部材108は、柱107に取り付けられており、図12の様に柱107を中心として4エリアの底支持部110a,b,c,dを有している。各底支持部110a,b,c,dは水平である。
成苗用架台103bでは、成苗用単位植物栽培装置1bを2列4段に設置するために、保持部材108が4段に取り付けられている。
各柱107の保持部材108の間隔は、成苗用育苗ユニット2bの高さよりもやや高い。
また各柱107の間隔は、成苗用育苗ユニット2bの長さに等しい。各柱107の保持部材108が取り付けられた各段には、接続部材55が設けられている。
また成苗用架台103bの側面側の上部にはレール111a,111bが設けられており、当該レール111a,111bに昇降装置115が取り付けられている。昇降装置115は手動または電動によってレール111a,111bに沿って走行する。
昇降装置115は、図示しないモータによって回転するローラ141に昇降ワイヤー116が巻き付けられたものである。
昇降ワイヤー116には、フォーク部材142が吊り下げられている。フォーク部材142は、側面形状が略「L」型であり、フォークリフトの爪の如く、複数の水平板143が片持ち状に張り出したフォーク部145を有している。
即ちフォーク部材142は、2本の水平板143が接続部146から平行かつ片持ち状に取り付けられ、接続部146から斜め上方に延長部144が延びている。フォーク部145の幅は、育苗ユニット2の全長よりも短い。
そして延長部144の先端に昇降ワイヤー116が取り付けられている。
昇降ワイヤー116は、フォーク部145が水平姿勢を保つことができる位置に取り付けられている。
開閉部材118は、図13の様に、上下に水平且つ平行に巻き取りローラ146a,146bが配され、二つの巻き取りローラ146a,146bにシート147が巻き付けられたものである。シート147は一部に開口148が設けられている。
巻き取りローラ146a,146bは、ローラ本体にモータが内蔵されたものであり、内部のモータを回転することにより、巻き取りローラ146a,146bが回転する。その結果シート147が移動して開口148の位置が変わる。
トレイ搬送コンベア140はローラコンベアである。
本実施形態では、図3の様に、保持部材108の柱107を中心として底支持部110a,b,c,dの一つと、隣接する柱107の保持部材108の底支持部110a,b,c,dの一つに、一個の成苗用育苗ユニット2bが載置される。即ち本実施形態では、長さ方向には隣接する柱107の間であって、高さ方向には上下の保持部材108の間がユニット設置空間となる。
そしてユニット設置空間に載置された状態で、隣接する成苗用育苗ユニット2bはケース5同士が隙間を開けて対向され、当該対向部分に接続部材55が装着されている。
成苗用単位植物栽培装置群106は、成苗用架台103bの各ユニット設置空間に成苗用育苗ユニット2bが設置され、成苗用単位植物栽培装置1bを2列4段に並べたものである。
なおユニット設置空間に対する成苗用育苗ユニット2bの設置手順は次の通りである。
即ち成苗用育苗ユニット2bを一つずつフォーク部材142のフォーク部145に載せ、昇降装置115を昇降させると共に昇降装置115をレール111a,111bに沿って走行させ、成苗用育苗ユニット2bを設置すべきユニット設置空間の前に移動させる。このとき、フォーク部145の高さは、柱107に取り付けられた保持部材108よりも高い。
そしてフォーク部材142を押して昇降ワイヤー116を傾斜姿勢とし、フォーク部145を保持部材108の間に入れる。その後、昇降装置115を動作させてフォーク部材142を降下させ、成苗用育苗ユニット2bをフォーク部145から保持部材108に載せ変える。
幼苗用単位植物栽培装置群105は、幼苗用架台103aに幼苗用単位植物栽培装置1aを2列8段に設置したものである。幼苗用架台103aは保持部材108の数と間隔が前記した成苗用架台103bと異なるものであるが、他の構成については同一であるから詳細な説明を省略する。
トレイ搬入装置101、トレイ入替え装置102及びトレイ搬出装置112は、いずれもトレイ搬送用の昇降エレベータであり、昇降台125,126,127が2基設けられている。なおトレイ搬入装置101、トレイ入替え装置102及びトレイ搬出装置112は、昇降装置である。
トレイ搬入装置101、トレイ入替え装置102及びトレイ搬出装置112は、いずれも図示しない昇降チェーン等で昇降台125,126,127を昇降するものである。
昇降台125,126,127にはそれぞれローラコンベア装置130,131,132が搭載されており、動力によって昇降台125,126,127上の栽培トレイ38を搬入及び排出することができる。
開閉部材118は、幼苗用単位植物栽培装置群105の両端と、成苗用単位植物栽培装置群106の両端にそれぞれ設けられている。そして各単位植物栽培装置1の端部の開口が、開閉部材118のシート147によって封鎖されている。
また開閉部材118のシート147の開口148を単位植物栽培装置1の端部の位置に合わせることによって単位植物栽培装置1の端部を開放することができる。
本実施形態の総合植物栽培装置100は、前半部分で幼苗をある程度の大きさまで成長させ、これを後半でさらに収穫可能な大きさまで育成するものである。
即ち本実施形態の総合植物栽培装置100では、図示しない作業エリアで、栽培トレイ38に幼苗を植えつける。
そしてこの状態の栽培トレイ38をトレイ搬入装置101の昇降台125に載せる。本実施形態では、昇降台125にはローラコンベア装置130が搭載されているから、ローラコンベア装置130を起動することによって、外部から栽培トレイ38を昇降台125に引き入れることができる。
そして昇降台125を所定の高さに上昇させ、ローラコンベア装置130を起動して昇降台125から栽培トレイ38を排出し、いずれかの幼苗用単位植物栽培装置1aの始端部の幼苗用育苗ユニット2aに搬入する。なお始端部の幼苗用育苗ユニット2aの導入開口50には前記した様に開閉部材118があり、開閉部材118のシート147の開口148を単位植物栽培装置1の端部の位置に合わせることによって幼苗用単位植物栽培装置1aの始端部を開く。そしてシート147の開口148から栽培トレイ38を幼苗用育苗ユニット2aに導入し、その後にシート147の開口148の位置を移動させて幼苗用育苗ユニット2aの端部を閉じる。
いずれの幼苗用単位植物栽培装置1aに栽培トレイ38を挿入するかは予めプログラムされており、トレイ搬入装置101の昇降台125に栽培トレイ38を載置した後の一連の動作は、自動的に実行される。
即ち、昇降台125は自動的に上昇して所定の位置に停止し、シート147が移動して幼苗用単位植物栽培装置1aの端部が開き、ローラコンベア装置130を起動し、栽培トレイ38を幼苗用育苗ユニット2aに導入し、その後に幼苗用単位植物栽培装置1aの端部を閉じる。
各幼苗用単位植物栽培装置1aに栽培トレイ38が挿入され、各幼苗用単位植物栽培装置1aで、幼苗がある程度の大きさになるまで育成される。
即ち幼苗用育苗ユニット2a内の照明装置16を点灯して苗の葉に光を当て、苗の根から栽培トレイ38の培養液を吸収させて苗を育てる。そして搬送装置15を駆動し、トレイ38を筒状空間60内でゆっくりと上流側から下流側に向かって移動させる。即ちトレイ38は、幼苗用育苗ユニット2aを跨いで下流側に順次移動する。そして栽培トレイ38が幼苗用単位植物栽培装置1aの終端に至った際には、苗はケース5の天井近くまで成長している。
幼苗用単位植物栽培装置1aの終端に至った栽培トレイ38は、トレイ入替え装置102の昇降台126に載置され、成苗用単位植物栽培装置1bに移載される。
即ち幼苗用単位植物栽培装置1aの終端の幼苗用育苗ユニット2aの排出側開口51には開閉部材118が設けられており、当該開閉部材118の開口148の位置が移動して幼苗用単位植物栽培装置1aの終端を開いて栽培トレイ38が幼苗用育苗ユニット2aから排出され、トレイ入替え装置102の昇降台126に載置される。
そしてトレイ入替え装置102は、予め入力されたプログラムに従って昇降し、特定の成苗用単位植物栽培装置1bの高さで停止する。
さらにその後、成苗用単位植物栽培装置1bの始端部の成苗用育苗ユニット2bの導入開口50に設けられた開閉部材118によって成苗用単位植物栽培装置1bの始端部が自動的に開き、昇降台126のローラコンベア装置131が起動して栽培トレイ38を成苗用育苗ユニット2bに導入し、その後に成苗用単位植物栽培装置1bの始端部が自動的に閉じる。
以後は、成苗用単位植物栽培装置1bで苗が生育される。ここで、成苗用単位植物栽培装置1bを構成する成苗用育苗ユニット2bのケース5は高さが高いので、苗を大きく育てることができる。
成苗用単位植物栽培装置1bの終端に至った栽培トレイ38は、トレイ搬出装置112の昇降台127に載置され、昇降台127を降下した後ローラコンベア装置132によって総合植物栽培装置100から排出される。
この一連の動作についても自動的に実行される。
即ち成苗用単位植物栽培装置1bの終端の成苗用育苗ユニット2bの排出側開口51には開閉部材118が設けられており、当該開閉部材118が自動的に動作して成苗用単位植物栽培装置1bの終端を開く。そして栽培トレイ38が成苗用育苗ユニット2bから排出され、トレイ搬出装置112の昇降台127に載置され、昇降台127を降下した後ローラコンベア装置132によって総合植物栽培装置100から排出される。
本実施形態の総合植物栽培装置100は、植物を育成させる空間が筒状空間60に限定されているから、温度、湿度、二酸化炭素等を制御する空間が狭い。そのためこれらを制御するのに要するエネルギーが少ない。
また単位植物栽培装置1内に害虫が侵入した場合は、一条の単位植物栽培装置1の運転を停止させて害虫駆除を行うことができ、被害が広がらない。
また本実施形態の総合植物栽培装置100では、清浄に保つべき空間が、筒状空間60に限定されるから、従来の植物工場の様な厳格な害虫侵入防止措置を講じたり、大がかりな清浄装置を設置する必要はない。
そのため廃工場や倉庫に本実施形態の総合植物栽培装置100を設置して作物を生産することもできる。
また本実施形態の総合植物栽培装置100は、植物を育成させる空間が筒状空間60に限定されているから、異なる植物を一つの総合植物栽培装置100で育成することもできる。
総合植物栽培装置100を設置する場合は、予め、育苗ユニット2や架台103を工場で製造し、これを施工現場に運搬して組み立てることによって総合植物栽培装置100を完成させることができる。そのため施工現場における作業が低減される。
また総合植物栽培装置100を移転させる際も同様であり、育苗ユニット2を取り外して搬送し、同様に、架台103も取り外して搬送し、新たな設置場所で総合植物栽培装置100を再構築することができる。
そのため、総合植物栽培装置100を製造するのに要する工事期間や移築期間が短い。そのため遊休工場等に一時的に総合植物栽培装置100を設置し、例えばワンシーズンだけ植物を製造することもできる。
総合植物栽培装置100をリースして遊休地を有効利用するビジネスモデルも考えられる。
また本実施形態では、各育苗ユニット2は端部同士を対向させた状態で棚状の保持部材108に載置し、育苗ユニット2の端部同士を別途の接続部材55で接続している。そのため接続部材55を外すと、各育苗ユニット2の係合が解け、育苗ユニット2を個別に取り外すことができる。そのため育苗ユニット2が故障した場合に、故障した育苗ユニット2を取り外し、修理をしたり、新たな育苗ユニット2と入れ換えることができる。即ち単位植物栽培装置1は、3以上の育苗ユニット2によって一連の筒状空間60が形成されているが、中間部の育苗ユニット2を個別に着脱することが可能である。
以上説明した実施形態では、搬送装置15はモータによって駆動されるが、搬送装置15を駆動するための動力はモータに限定されるものではなく、空圧や油圧を利用するものであってもよい。
またハンドルを差し込み、当該ハンドルを回転させて搬送装置15を駆動するものであってもよい。
また図15、図16に示す育苗ユニット150の様に、搬送装置154は内部に駆動源を有するものであってもよい。
図15、図16に示す搬送装置154は、2列の環状体152と両者を駆動する駆動機構を備えている。
環状体152は、ベルト又はチェーンである。環状体152は、複数の移動側係合突出部21を有している。
各環状体152は、駆動側回転体153と従動側回転体155の間に懸架されている。なお駆動側回転体153及び従動側回転体155は、プーリ又はスプロケットである。
2列の環状体152は、一定の距離をおいて平行に配置され、二つの駆動側回転体153同士の間に駆動シャフト156が挿通され、二つの従動側回転体155の間に連動シャフト(図示せず)が挿通されている。
駆動シャフト156には図示しないモータが係合しており、駆動シャフト156を正逆両方向に回転させることができる。従って、二つの環状体152は、正逆両方向に回転可能である。
また図15、図16に示した実施形態では、各ケース5にモータを内蔵させたが、隣接する育苗ユニット150の間で動力を伝達してもよい。
例えば図17、図18の様に、2連回転体160a,160bを使用する。そして2連回転体160a,160bの各一方の回転体に環状体152を懸架する。そして育苗ユニット150の2連回転体160aと、他の育苗ユニット150の2連回転体160bとの間をベルトやチェーン等の動力伝達部材161で繋ぐ。
図17、図18に示した実施形態は、隣接するケース5に内蔵された移動機構の間で動力を伝達する動力伝達部材161がある構成である。
以上説明した実施形態では、育苗ユニット2の搬入から搬出までの一連の動作を全て自動制御で行うこととしたが、いくつかの工程または全ての工程を手動で実施してもよい。
また図2のレイアウトは、総合植物栽培装置100を地上の空き倉庫等に設置することを想定したものであるが、総合植物栽培装置100の設置場所は任意であり、例えば地下トンネルや、使われなくなった地下街に総合植物栽培装置100を設置することも可能である。
この場合のレイアウトは、図19の様であり、幼苗用単位植物栽培装置群105、トレイ入替え装置102、成苗用単位植物栽培装置群106、トレイ搬出装置112及びトレイ搬送コンベア140が地下に設置されている。
そしてトレイ搬入装置101の搬入口135が地上に設けられている。
図19のレイアウトでは、地上で栽培トレイ38に苗を植えて、トレイ搬入装置101で栽培トレイ38を地下に下ろし、単位植物栽培装置1に栽培トレイ38を搬入して苗を成長させる。
苗が成長したらトレイ搬出装置112で栽培トレイ38を排出し、トレイ搬送コンベア140に載せてトレイ搬入装置101側に移動させる。そして栽培トレイ38をトレイ搬入装置101に載置し、地上に運び出す。
また上記した実施形態では、幼苗用単位植物栽培装置群105と成苗用単位植物栽培装置群106とを直線的に配置したが、図20に示すレイアウトの様に、曲部を有するレイアウトを採用することもできる。
即ちトレイ入替え装置102として栽培トレイ38の進行方向を変換可能なものを使用し、進行方向を変えて下流側の単位植物栽培装置1に栽培トレイ38を搬入する。
以上説明した実施形態では、植物栽培装置(植物栽培システム)100は、幼苗用単位植物栽培装置1aと、成苗用育苗ユニット2bの3種類で構成されているが、より多くの種類の単位植物栽培装置1で構成されていてもよい。
即ち高さ等の構造や、温度設定、湿度設定、照度、培養液の種類等の筒状空間60内の環境が異なる複数の単位植物栽培装置があり、栽培トレイを一つの単位植物栽培装置から他の単位植物栽培装置に載せ変えるトレイ入替え装置を有するものであってもよい。
以上説明した実施形態では、接続部材55は、バンド状のものであったが、図21に示す様な成形物であってもよい。接続部材170は、ケース5と類似の断面形状であり、円弧形状の屋根部176と縦壁状の側面部177,178を有している。接続部材170には底面部は無い。
上記した実施形態では、育苗ユニット2をユニット設置空間に設置する際に、フォーク部材142で育苗ユニット2を吊り下げ、育苗ユニット2をフォーク部材142から保持部材108に載せ変える方法を採用しているが、本発明はこの方策に限定されるものではない。例えばなんらかの方法で、育苗ユニット2を保持部材108の端部に載せ、育苗ユニット2を横滑りさせて育苗ユニット2をユニット設置空間に設置してもよい。
即ち底支持部110上でケース5を滑らせ、ケース5を筒状空間60の軸方向から交差する方向に移動させることによって育苗ユニット2をユニット設置空間に設置してもよい。
上記した実施形態では、筒状空間60の気圧を正圧に保つこととしたが、筒状空間60の圧力は大気圧と同じであってもよい。
さらに本発明の他の実施形態について説明する。なお説明を容易にするために、先の実施形態と同様の機能を発揮する部材に同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
図22は、本発明の他の実施形態の総合植物栽培装置200を示す。
総合植物栽培装置200は、独立した2系統の総合植物栽培装置201a,201bが通路を挟んで対向して配されたものである。
2系統の総合植物栽培装置201a,201bの構造及び機能は同一である。
総合植物栽培装置200は、いずれも5条の単位植物栽培装置1と、導入・排出側昇降装置202と、リターン用昇降装置203と、トレイ搬送コンベア140と、空調装置205及び培養液供給装置206によって構成されている。
なお総合植物栽培装置200では、図29,図30に示す様な栽培トレイ90を使用する。
単位植物栽培装置1を構成する育苗ユニット3は、図24、図25の通りである。即ち育苗ユニット3は、先の実施形態と同様のケース5を有している。そしてケース5内に、トレイ設置台61と、直線移動部材62と、照明装置243(図25)及び給排水設備63が設けられている。
さらに育苗ユニット3は、ケース5内に送風路形成部材65が内蔵されている。
育苗ユニット3は、両端が開放され周面を覆うことが可能なケース5を有している。
ケース5は、先の実施形態と同様に円弧形状の屋根部6を有している。屋根部6はステンレススチール等の錆びにくく、且つ熱伝導性に優れた素材で作られている。
図25の様に屋根部6の外周面は、保湿部材240で覆われている。保湿部材240は、不織布等の布やマット等であり、屋根部6の外周面に水の層を薄く形成されるものである。
本実施形態においても、屋根部6の峰の部分には管36が設けられており、管36から放水して屋根部6を冷却することができる。特に本実施形態では、屋根部6の外周面に保湿部材240が設けられているから、屋根部6は常時湿った状態となり、気化熱を奪って屋根部6を冷却する。
また本実施形態では、図25の様に屋根部6を構成する金属板に、照明基板241が直接取り付けられている。照明基板241は、薄い樹脂製の基板に発光素子としてLED243が取り付けられたものである。
従ってLED243が生じる熱は、直接的に屋根部6を構成する金属板に電熱され、外部に放熱される。
本実施形態では、LED243は、微小時間間隔で点滅する様に制御されている。即ち肉眼では、連続して発光している様に感じる程度の間隔で点滅する。
また本実施形態では、屋根部6の内面に反射板242が取り付けられている。反射板242は、屋根部6の内面の円弧に沿う円弧状を有し、屋根部6の内側全面を網羅している。ただしLED243が存在する部分には、反射板242に孔245が設けられており、当該孔245を介してLED243の光が栽培トレイ90に照射される。
なお本実施形態では、反射板242の外側(栽培トレイ90側)にさらに透明樹脂246が設けられている。透明樹脂246は、反射板242の孔245の部分についても覆い、LED243側に水が侵入することを防いでいる。
本実施形態では、屋根部6の内面に設けられた発光素子(LED243)の分布は一様ではない。
具体的には、天面の頂点近傍においてはLED243の配置密度が天面の裾領域に比べて低い。
即ち本実施形態では、照明装置は円弧状に湾曲したケース5内にある。ここで図25(c)のA領域の様に、天面の頂点近傍にあるLED243は、真下に向いて光を照射する。そのため天面の頂点近傍にあるLED243は、栽培トレイ90の中央領域を照らすこととなる。
これに対して図25(c)のB領域の様に、裾の部分に設けられたLED243は斜め方向に光を照射する。そのため裾の部分に設けられたLED243は、栽培トレイ90の端から中央領域にかける領域を照らすこととなる。
そのため屋根部6の内面に発光素子を均一に分布させると、栽培トレイ90の中央領域の光量が辺部に比べて多くなる。そこで本実施形態では、天面の頂点近傍のLED243の単位面積当たりの個数を少なくしている。
トレイ設置台61は、先の実施形態と同様に上に栽培トレイ90を載せた状態で、栽培トレイ90を滑り動かすことができるものである。本実施形態に特有の構成として載置部14に多数のコロ66が設けられている。
また先の実施形態と同様に、載置部14には、固定側係合突出部67が設けられている。固定側係合突出部67は、全体がバネ鋼で作られている。固定側係合突出部67は、一端がトレイ設置台61の載置部14に固定され他端側が載置部14から外側に突出する。固定側係合突出部67は他端側がトレイ設置台61の載置部14から突出した状態で傾斜姿勢となっている。固定側係合突出部67は、垂直方向に外力を受けると、載置部14内に沈み、外力が無くなると、再び他端側が載置部14から外側に突出する。
本実施形態では、直線移動部材(押圧部材)62は、角棒状の長尺体である。直線移動部材62は先の実施形態では、押圧部材連結体20に相当する部材であり、2列に配されている。直線移動部材62は、長さの長い押圧部材であるとも言える。
直線移動部材62には移動側係合突出部(対トレイ係合部)68が設けられている。移動側係合突出部68は、前記した固定側係合突出部67と同等の構造及び機能を有するものである。
各育苗ユニット3は直列に並べられ、前後に並んだ育苗ユニット3の直線移動部材62は図示しない結合金具で接続されている。
ただし、最も下流側に配される育苗ユニット3では、直線移動部材62の端部に図24,34に示す様な搬送手段側係合部70が設けられている。搬送手段側係合部70は、二つの側壁72a,72b及び前壁71を有し、上下に貫通する四角形の開口73が形成された部材である。また前壁71には縦方向にのびるスリット74が形成されている。そのため搬送手段側係合部70の先端には縦方向にのびる開口があり、さらにその奥に側壁72a,72b及び前壁71で囲まれる空間(開口73)がある。
給排水設備63は、栽培トレイ90に培養液を供給する供給側配管31と、栽培トレイからオーバーフローした培養液を回収する回収側配管32によって構成されている。
供給側配管31は、一本の主管33と、主管33から分岐された複数の枝管35によって構成されている。
枝管35は樹脂又はゴム製のチューブである。枝管35にはチューブの一部を偏平に押しつけ、枝管35の有効開度を調節する絞り部材76が取り付けられている。本実施形態では、絞り部材76によって枝管35の有効開度を増減し、培養液の供給量を調節することができる。
また本実施形態では、各ケース5の外側に小型ポンプ77が設置されており、小型ポンプ77の吐出側が供給側配管31の主管33に接続されている。小型ポンプ77を駆動するモータは、直流モータ等の回転数を任意に変更することができるものであることが望ましい。即ち小型ポンプ77の回転数を制御して、培養液の供給量を調節することができるものであることが望ましい。
回収側配管32は、培養液回収用樋46を有している。本実施形態の給排水設備63では、培養液回収用樋46と供給側配管31は、図24、図25の様にケース5の同じ側の側面部に寄った位置にある。より具体的には、培養液回収用樋46と供給側配管31は、通路側にある。
前記した様に 総合植物栽培装置200は、独立した2系統の総合植物栽培装置201a,201bが通路を挟んで対向して配されたものであるから、総合植物栽培装置201aに属する育苗ユニット3と、総合植物栽培装置201bに属する育苗ユニット3の培養液回収用樋46及び供給側配管31は、勝手違いの位置関係となる。即ち左右の位置が逆転している。
本実施形態で採用する育苗ユニット3では、ケース5内に送風路形成部材65が内蔵されている。送風路形成部材65は、樹脂で作られた本管80と、本管80の周囲に設けられた多数の風量調整手段81及び本管80に内蔵された小型送風機85によって構成されている。
送風路形成部材65の本管80には図27の様に多数の送風口84が設けられている。送風口84は円形の開口である。
風量調整手段81は、本管80よりもやや太い径の樹脂管を短く切り、且つ軸方向にスリット82を形成したものである。風量調整手段81の断面形状は「C」状である。
風量調整手段81は、本管80の送風口84に装着されている。即ち風量調整手段81は、本管80の周囲を取り巻く状態で本管80に装着されている。
風量調整手段81は、本管80に対して回転可能であり、送風口84の開度を調節することができる。即ち図28(a)の様にスリット82を送風口84の位置に合わせることによって送風口84の実質的開口面積を100パーセントとすることができる。また図28(c)の様にスリット82を送風口84の反対側に回すと、送風口84を閉鎖することができる。図28(b)の様にスリット82の一部を送風口84と合致させることにより、送風口84の実質的開口面積を絞ることができる。
本管80には内径の大きい太管83が直列に接続されており、当該太管83内に小型送風機85が内蔵されている。小型送風機85を駆動するモータ86は、直流モータ等の回転数を任意に変更できるものである。小型送風機85は軸流ファンである。
育苗ユニット3は直線的に接続されるが、その際に隣接する本管80も接続される。従って単位植物栽培装置1の筒状空間60内に、送風路形成部材65の本管80が連通する。
次に栽培トレイ90について説明する。栽培トレイ90は、先の実施形態と同様、図29の様に平面視が四角形の容器部40と、苗保持板41によって構成されている。
容器部40は水が漏らない構造であって上面が開放されたトレイである。容器部40の開口部近傍は、面積がやや大きく作られている。
本実施形態では、容器部40にはオーバーフロー管部91a,91bが設けられている。オーバーフロー管部91a,91bは、容器部40の一つの辺に寄った位置に設けられている。
即ち容器部40の平面形状は長方形であり、対向する長辺92a,92bと、短辺93a,93bを有している。長辺92a,92bと、短辺93a,93bで囲まれた領域が液溜め部となる。
オーバーフロー管部91a,91bは、容器部40の底であって、短辺93aに寄った位置に設けられている。
オーバーフロー管部91a,91bは、上下に貫通する管状の部位であり、先端側は容器部40の底から立ち上がった位置にある。オーバーフロー管部91a,91bは余剰の培養液を排出する排出口として機能する。
また本実施形態では、容器部40の底に流路形成壁95a,95b,95cが設けられている。
流路形成壁95a,95b,95cは、いずれも容器部40の長辺92a,92bと平行にのびるものであり、容器部40の短辺93a,93bに対しては互い違いに接している。
即ち流路形成壁95aは、オーバーフロー管部91a,91bに近接する側の短辺93aを始端として長辺92aと平行にのび、他方の短辺93bの近傍に至っている。流路形成壁95aの先端は他方の短辺93bまでは至っておらず、流路形成壁95aの先端と容器部40の他方の短辺93bとの間には空隙96aがある。
流路形成壁95bは、他方の短辺93bを始端として長辺92aと平行にのび、オーバーフロー管部91a,91bに近接する側の短辺93aの近傍に至っている。流路形成壁95bの先端は短辺93aまでは至っておらず、流路形成壁95bの先端と容器部40の短辺93aとの間には空隙96bがある。
流路形成壁95cは、オーバーフロー管部91a,91bに近接する側の短辺93aを始端として長辺92aと平行にのび、他方の短辺93bの近傍に至っている。流路形成壁95cの先端は他方の短辺93bまでは至っておらず、流路形成壁95cの先端と容器部40の他方の短辺93bとの間には空隙96cがある。
容器部40の底の中心からオーバーフロー管部91aにかけての領域に注目すると、中央部の空隙96bは、流路形成壁95bと流路形成壁95aによって形成される往き側流路97aに繋がっている。また往き側流路97aは空隙96aと繋がっている。さらに空隙96aは、流路形成壁95aと容器部40の長辺92aによって形成される戻り側流路97bに繋がり、オーバーフロー管部91aに至っている。
即ち中央部の空隙96bと、オーバーフロー管部91aとの間は、往き側流路97a、空隙96a、及び戻り側流路97bによって形成される一連の流路で繋がっている。
容器部40の底の中心からオーバーフロー管部91bにかけての領域についても同様であり、中央部の空隙96bは、流路形成壁95bと流路形成壁95cによって形成される往き側流路97cに繋がっている。また往き側流路97cは空隙96cと繋がっている。さらに空隙96cは、流路形成壁95cと容器部40の長辺92bによって形成される戻り側流路97dに繋がり、オーバーフロー管部91bに至っている。
即ち中央部の空隙96bと、オーバーフロー管部91bとの間は、往き側流路97c、空隙96c、及び戻り側流路97dによって形成される一連の流路で繋がっている。
本実施形態では、中央部の空隙96bに培養液が滴下される。本実施形態では、培養液が供給される箇所からオーバーフロー管部91a,91bまでの間は直列的な流路で繋がっている。
本実施形態では、培養液が供給される箇所からオーバーフロー管部91a,91bまでの流路は直線状にのびる流路形成壁95a,b,cで構成される直線を基調とした流路であるが、流路形成壁を曲線的にのばし、流路を曲線流路としてもよい。
次に、導入・排出側昇降装置202について説明する。
導入・排出側昇降装置202は、チェーンやワイヤー等でつり下げられて昇降する昇降台125を有しており、当該昇降台にコンベア装置180、搬送手段駆動装置181、培養トレイ傾斜手段182及び樋183が設けられてものである。
コンベア装置180は、一定の間隔を設けて配置された一対のベルト走行部材185a,185bによって構成されている。
ベルト走行部材185a,185bは、モータ内蔵ローラ195の両端部に設けられたプーリ部材193を駆動源とし、ベルト186が係合してベルト186の走行を変える複数の従動プーリ188a,b.c,dと、培養トレイの荷重を支持する複数のコロ190を有している。
即ち従動プーリ及びコロはプーリ支持板191に片持ち状に支持されている。そしてベルト186が、プーリ部材193と従動プーリ188a,b.c,dに掛け渡されている。
コンベア装置180は、モータ内蔵ローラ195を駆動することによって平行に配された二本のベルト186が走行する。
搬送手段駆動装置181は、一定の間隔を設けて配置された一対の前後方向駆動装置を有している。
前後方向駆動装置は、モータ内蔵ローラ210の両端に設けられた駆動側プーリ部材211と、空転ローラ212の両端に設けられた従動側プーリ部材213の間にベルト215が掛け渡されたものである。なおベルト215は歯付きベルトであり、駆動側プーリ部材211及び従動側プーリ部材213は歯付きプーリである。
搬送手段駆動装置181は、前記した前後方向駆動装置のベルト215に、駆動側係合部材216が取り付けられたものである。駆動側係合部材216は、略「T」字状の部材であり、長尺の延長棒部217と延長棒部217の先端にあって延長棒部217と交差する方向にのびる駆動側係合部218によって構成されている。
本実施形態では、延長棒部217は帯状の鋼材である。
延長棒部217は帯状の鋼材の幅方向を縦姿勢とし、長手方向を水平方向に向けて使用されている。そして延長棒部217の先端には駆動側係合部218が一体に設けられている。
本実施形態の、搬送手段駆動装置181は、駆動側係合部材216が前後方向駆動装置のベルト215に固定されており、モータ内蔵ローラ210を駆動することによって駆動側係合部材216が前後方向に直線移動する。
駆動側係合部材216は図示しないガイドと係合しており、直線的移動する様に案内されている。
搬送手段駆動装置181は、昇降台125に設けられているから、昇降台125を昇降することによって天地方向にも移動する。
次に培養トレイ傾斜手段182について説明する。培養トレイ傾斜手段182は、前後方向に移動する一本の棒である。
具体的には培養トレイ傾斜手段182は、傾斜用係合部材220と、傾斜用係合部材を直線移動させる駆動機構221及び傾斜用係合部材220を直線方向に移動すべくガイドするガイド部材(図示せず)によって構成されている。
傾斜用係合部材220は、長尺の部材であり、下面にラック222が形成されている。そして当該ラック222にピニオン223が係合している。ピニオン223はギャードモータ225によって駆動される。
そのためギャードモータ225を駆動してピニオン223を回転させると、ピニオン223と係合するラック222が直線移動し、傾斜用係合部材220が前後方向に直線移動する。
またラック222は、昇降台125の単位植物栽培装置1寄りの位置に設けられている。そのためギャードモータ225を駆動して傾斜用係合部材220を単位植物栽培装置1側に移動させると、傾斜用係合部材220は単位植物栽培装置1の育苗ユニット3側に入り込む。
培養トレイ傾斜手段182は、昇降台125に設けられているから、昇降台125を昇降することによって天地方向にも移動する。
次に昇降台125上における各部材の位置関係について説明する。
前記した様に昇降台125には、コンベア装置180、搬送手段駆動装置181、培養トレイ傾斜手段182及び樋183が設置されている。
各部材の位置関係は、図31の様であり、昇降台125の幅方向の一方側に樋183が設けられている。図31では昇降台125の左端に樋183があり、当該樋183は、単位植物栽培装置1側に向かって直線状にのびている。
一方、昇降台125の幅方向の他方側に培養トレイ傾斜手段182が設置されている。即ち本実施形態では、昇降台125の両脇側に樋183と培養トレイ傾斜手段182がある。
そして樋183と培養トレイ傾斜手段182に挟まれた領域にコンベア装置180と搬送手段駆動装置181がある。
より具体的には、樋183と培養トレイ傾斜手段182に挟まれた内側にコンベア装置180があり、さらにその内側に搬送手段駆動装置181がある。
即ちコンベア装置180は前記した様に一定の間隔を設けて配置された一対のベルト走行部材185a,185bによって構成されており、当該ベルト走行部材185a,185bの一方が樋183の横にあり、他方が培養トレイ傾斜手段182の横にある。
そして一対のベルト走行部材185a,185bで囲まれた領域に、搬送手段駆動装置181がある。即ち搬送手段駆動装置181は、一対の前後方向駆動装置を有しており、一方の前後方向駆動装置がベルト走行部材185aの横にあり、他方の前後方向駆動装置がベルト走行部材185bの横にある。
リターン用昇降装置203は、培養トレイ傾斜手段182、搬送手段駆動装置181及び樋183を持たず、昇降台127にコンベア装置180が設けられたものである。
トレイ搬送コンベア140は、ローラコンベアであるがベルトコンベアであってもよい。
トレイ搬送コンベア140は、導入・排出側昇降装置202の昇降台125を最上階に上げた際に導入・排出側昇降装置202のコンベア装置180と一列に繋がり、導入・排出側昇降装置202から排出された栽培トレイ90を載置してリターン用昇降装置203側に移動させることができるものである。
またリターン用昇降装置203の昇降台127を最上階に上げた際にリターン用昇降装置203のコンベア装置180とトレイ搬送コンベア140が一列に繋がり、トレイ搬送コンベア140からリターン用昇降装置203に栽培トレイ90を受け渡すことができる。
ここで本実施形態の総合植物栽培装置200では、導入・排出側昇降装置202、トレイ搬送コンベア140は、共に気密性を有する外壁材で囲まれており、外部との間で気密性が確保されている。また導入・排出側昇降装置202とトレイ搬送コンベア140は連通している。そのため導入・排出側昇降装置202とトレイ搬送コンベア140によって一連の空気流路が形成されている。
そしてトレイ搬送コンベア140の末端部がダクト226を介して空調装置205の吸気側に接続されている。
また空調装置205の排気側はダクト等によって各単位植物栽培装置1の筒状空間60内の送風路形成部材65の本管80に接続されている。
次に、総合植物栽培装置200の機能について説明する。前記した様に総合植物栽培装置200は、独立した2系統の総合植物栽培装置201a,201bが通路を挟んで対向して配されたものであるから、両者を総称して総合植物栽培装置200と表示する。
まず、総合植物栽培装置200における栽培トレイ90の流れについて説明する。本実施形態の総合植物栽培装置200においては、栽培トレイ90は図22(a)の矢印の様に栽培トレイ90が搬送される。
即ち栽培トレイ90は導入・排出側昇降装置202に搬入される。具体的には導入・排出側昇降装置202の昇降台125を最下部まで下ろす。そして図示しない搬送装置で栽培トレイ90を運び、栽培トレイ90を昇降台125に載せる。このとき、コンベア装置180を駆動して栽培トレイ90を昇降台125側に引き入れる。
続いて導入・排出側昇降装置202の昇降台125を最上階まで上昇させ、栽培トレイ90を昇降台125からトレイ搬送コンベア140に載せ変える。
そしてトレイ搬送コンベア140を駆動して栽培トレイ90をリターン用昇降装置203の昇降台127に受け渡す。
その後、リターン用昇降装置203の昇降台127を所望の階まで下ろし、所望の階の単位植物栽培装置1に栽培トレイ90を搬入する。
そして単位植物栽培装置1内で植物を育成しつつ栽培トレイ90を下流側に移動させる。栽培トレイ90が単位植物栽培装置1の末端に至ると栽培トレイ90を導入・排出側昇降装置202の昇降台125に移動させる。そして昇降台125を最下階まで降下し、コンベア装置180を駆動して栽培トレイ90を昇降台125から排出する。
次に本実施形態の総合植物栽培装置200の特徴的機能について説明する。
本実施形態の総合植物栽培装置200では、単位植物栽培装置1の末端に至った栽培トレイ90を導入・排出側昇降装置202の昇降台125に取り出す際、末端の育苗ユニット3内で栽培トレイ90を培養液回収用樋46側に傾斜し、育苗ユニット3内の培養液を排水する。
以下、図33を参照しつつ説明する。
単位植物栽培装置1の末端に至った栽培トレイ90を導入・排出側昇降装置202の昇降台125に導入する際には、図33(a)の様に昇降台125を移動して昇降台125の高さを該当する単位植物栽培装置1の高さに合わせる。
なお本実施形態では、昇降台125に傾斜用係合部材220があるが、傾斜用係合部材220は昇降台125の領域内に引き込んでおり、栽培トレイ90とは係合し得ない位置にあるから、昇降台125を昇降させても育苗ユニット3や栽培トレイ90に傾斜用係合部材220が衝突することはない。
搬送手段駆動装置181についても同様であり、駆動側係合部材216は昇降台125の領域内に引き込んでおり、昇降台125を昇降させても育苗ユニット3や栽培トレイ90に駆動側係合部材216が衝突することはない。
続いてギャードモータ225を駆動してピニオン223を回転させ、ピニオン223と係合するラック222を直線移動させて傾斜用係合部材220を前進させ、図33(b)の様に傾斜用係合部材220を末端の育苗ユニット3内に差し入れる。
傾斜用係合部材220は、図33(b)の様に、培養液回収用樋46と対向する側であって栽培トレイ90の下にもぐり込む。
その結果、傾斜用係合部材220は栽培トレイ90と係合し得ない位置から栽培トレイ90と係合し得る位置に移動することとなる。
そしてこの状態のままで、図33(c)の様に、昇降台125を僅かに上昇させる。その結果、傾斜用係合部材220が昇降台125の上昇に伴って上昇し、栽培トレイ90の片側だけが持ち上げられる。
そのため栽培トレイ90は培養液回収用樋46側に傾斜し、内部の培養液が排水される。
排水が終了すると、図33(d)の様に、昇降台125を降下し、栽培トレイ90を元の姿勢に戻す。
続いて図33(e)の様に、続いてギャードモータ225を逆回転し、ピニオン223を回転させ、ピニオン223と係合するラック222を直線移動させて傾斜用係合部材220を後退させ、傾斜用係合部材220を育苗ユニット3内から昇降台125側に戻す。
続いて単位植物栽培装置1の末端の栽培トレイ90が、育苗ユニット3から導入・排出側昇降装置202の昇降台125に引き出される。
以下、図34、図35、図36を参照しつつ説明する。
図34(a)は、傾斜用係合部材220を育苗ユニット3内から昇降台125側に戻した直後における昇降台125及び搬送手段駆動装置181と、末端の育苗ユニット3の関係を示している。
また図36(a)は、その際の駆動側係合部材216と、末端の育苗ユニット3の搬送手段側係合部70の関係を示している。
末端の栽培トレイ90を、導入・排出側昇降装置202の昇降台125側に引き出す際には、図34(b)の様に昇降台125を僅かに上昇させる。
その結果、図34(b)、図36(b)の様に昇降台125と共に駆動側係合部材216が上昇する。
続いて駆動側係合部材216を前進させる。
具体的には、モータ内蔵ローラ210を駆動してベルト215を走行させ、ベルト215に固定された駆動側係合部材216を単位植物栽培装置1側に移動させる。
ここで単位植物栽培装置1の末端の育苗ユニット3には、搬送手段側係合部70が設けられているが、先に昇降台125を上昇させたことにより、駆動側係合部材216の高さが育苗ユニット3側の搬送手段側係合部70よりも高くなっている(図36(b))。
そのため駆動側係合部材216を単位植物栽培装置1側に移動させても駆動側係合部材216が搬送手段側係合部70に衝突することはない(図36(c))。
そうして図34(b)、図36(c)の様に駆動側係合部材216の駆動側係合部218を搬送手段側係合部70の真上に位置まで至らしめる。
続いて昇降台125を降下させる。その結果、図34(c)、図36(d)の様に駆動側係合部材216の先端部分が搬送手段側係合部70の上下に貫通する四角形の開口73に上部側から入り込む。なお搬送手段側係合部70の前壁71には縦方向にのびるスリット74があり、駆動側係合部材216の延長棒部217は、当該スリット74を通過する。
続いて図35(d)、図36(e)のように駆動側係合部材216を後退させる。ここで駆動側係合部材216の先端部分(駆動側係合部218)が搬送手段側係合部70の開口73に入り込んでおり、駆動側係合部218が搬送手段側係合部70と係合しているから、駆動側係合部材216の後退に連れて育苗ユニット3の直線移動部材62が直線移動して昇降台125側に引き込まれる。
その結果、直線移動部材62の移動側係合突出部(駆動側係合部)68と係合して各育苗ユニット3内の栽培トレイ90が導入・排出側昇降装置202側に進み、図35(d)のように先端の栽培トレイ90が導入・排出側昇降装置202の昇降台125側に引き込まれる。
その後、図35(e)のように駆動側係合部材216を育苗ユニット3側に前進させ、直線移動部材62を育苗ユニット3内に戻す。
それ以後は、前記した工程と逆の工程を行う。具体的には、昇降台125を上昇させて駆動側係合部材216の先端部分(駆動側係合部218)を搬送手段側係合部70の開口73から抜き出し、さらに駆動側係合部材216を後退させて昇降台125側に戻す。
なお本実施形態では、一つの単位植物栽培装置1を構成する全ての育苗ユニット3に直線移動部材62があり、全ての直線移動部材62が接続金具で直列的に接続されている。そのため、単位植物栽培装置1の末端の育苗ユニット3の直線移動部材62を昇降台125側の搬送手段駆動装置181で直線移動させることにより、全ての育苗ユニット3内の直線移動部材62が導入・排出側昇降装置202側に移動する。その結果、全ての育苗ユニット3内の栽培トレイ90が、導入・排出側昇降装置202側に移動する。
その後は、駆動側係合部材216を前進させて直線移動部材62を育苗ユニット3内に戻し、先の工程とは逆に昇降台125を上昇させて、駆動側係合部材216の駆動側係合部218を上昇して搬送手段側係合部70の開口73から抜き去る。
さらにその後、駆動側係合部材216を後退させて昇降台125側に戻す。
次に、単位植物栽培装置1内で植物を育成する際の各部の動作について説明する。
本実施形態の総合植物栽培装置200では、筒状空間60内の所望のエリアに風を発生させることができる。
即ち本実施形態の総合植物栽培装置200は、空調装置205を有し、空調装置205の排気側はダクト等によって各単位植物栽培装置1の筒状空間60内の送風路形成部材65の本管80に接続されている。
送風路形成部材65は、筒状空間60を軸方向に貫通して配されるが、中途部分に小型送風機85が設けられている。より具体的には、単位植物栽培装置1を構成する育苗ユニット3にそれぞれ一個ずつ小型送風機85が設けられている。
そして本管80には多数の送風口84が設けられている。即ち一つの育苗ユニット3の小型送風機85の吐出側から次の育苗ユニット3の小型送風機85の吸入側に至までの間に多数の送風口84が設けられている。
そのため空調装置205の吐出側の圧力が不足していても、中途の小型送風機85で増圧され、各送風口84から筒状空間60を内に風を送りだすことができる。
また送風口84の開度を全閉から全開まで変化させることができるので、必要な場所に風を送ることができる。
なお本実施形態では、手動によって送風口84の開度を調節するが、モータ弁等を使用して送風口84の開度を遠隔操作する方法も推奨される。
また送風口84に動力で駆動するルーバーを設け、定期的に送風方向を変更することも推奨される。
送風量の制御は、モータに供給される電流、モータの回転数、送風方向といった情報に基づいて行うことができる。
送風路形成部材65は複数本設けられていてもよい。例えば送風路形成部材65を複数系統設け、送風路形成部材65を流れる空気の温度や湿度を違えてよい。
また送風路形成部材65を複数設け、その内の一本または複数本を吸引用に使用してもよい。例えば二酸化炭素濃度が高いエリアがあれば吸引用の送風路形成部材で当該領域の空気を吸引して置換してもよい。
また送風路形成部材65には、小型送風機85が複数設けられており、小型送風機85同士の間に送風口84が設けられているから、小型送風機85の送風強度によっては一部の送風口84が負圧傾向となる場合もある。
例えば一つの小型送風機85の送風が弱く、その先の小型送風機85の吸引力が強い場合には、二つの小型送風機85の間に設けられた送風口84は負圧傾向となり、筒状空間60内の空気を吸引する。
そのため故意に送風口84を負圧傾向として筒状空間60内の空気を吸引し、風を起こしたり二酸化炭素等を拡散させてもよい。
送風路形成部材65の断面形状は任意である。
送風口84から放出された送風は、送風口84の近傍に局地的な風を発生させる。即ち本実施形態では、送風して筒状空間内の空気を動かす送風手段を有し、送風手段は、エリアごとに送風量を異ならせることができ、局地的に風を発生させることができる。
送風口84近傍のエリアを離れると、空気の流れが緩慢となり、筒状空間60全体に拡散されて筒状空間60の圧力が上昇する。
ここで筒状空間60は、導入・排出側昇降装置202に開口し、さらに導入・排出側昇降装置202とトレイ搬送コンベア140は連通していて一連の空気流路が形成されている。
そしてトレイ搬送コンベア140の末端部がダクト226を介して空調装置205の吸気側に接続されている。そのため空調装置205の吐出側を出た送風は、送風路形成部材65の送風口84から筒状空間60に入り、さらに導入・排出側昇降装置202とトレイ搬送コンベア140を経由して空調装置205に戻る。即ち空調装置205を含む一連の循環経路を空気が循環することとなる。
次に培養液について説明する。
本実施形態では、総合植物栽培装置200の下部に培養液供給装置206がある。培養液供給装置206は図示しない培養液タンクとポンプを備えている。
また本実施形態では、総合植物栽培装置200の上部に補給用タンク(図示せず)が設けられており、補給用タンクと各育苗ユニット3に付属する小型ポンプ77が接続されている。
補給用タンク(図示せず)には、総合植物栽培装置200のポンプから培養液が供給され、常に一定水位の培養液が補給用タンクに貯留されている。
そして補給用タンクから重力落下によって小型ポンプ77に培養液が供給され、小型ポンプ77で加圧された培養液が供給側配管31の主管33に供給される。そして枝管35から各栽培トレイ90に培養液が供給される。
ここで本実施形態では、各栽培トレイ90のオーバーフロー管部91a,91bと同じ短辺93a側であって二つのオーバーフロー管部91a,91bの間に培養液が供給される。即ち空隙96aに培養液が供給される。
ここで本実施形態では、容器部40の底の中心からオーバーフロー管部91aにかけての領域に空隙(培養液が滴下される領域)96bからオーバーフロー管部91aに至る1本の流路が形成されている。
容器部40の底の中心からオーバーフロー管部91bにかけての領域についても同様であり、中央部の空隙96b(培養液が滴下される領域)からオーバーフロー管部91bに至る一本の流路が形成されている。
そのため空隙96bに供給された培養液は滞ることなく、オーバーフロー管部91a,91bに流れ、培養液回収用樋46に回収され、図示しない配管を経由して養液供給装置206に戻される。
小型ポンプ77は小型の渦巻きポンプを採用することが推奨されるが、ギヤポンプ等の吐出量が回転数に比例するポンプを使用することもできる。例えばギヤポンプを使用すれば、各栽培トレイ90に供給する培養液の量を精密に制御することができる。また小型ポンプ77は逆止弁を内蔵したものであることが推奨される。前記したギヤポンプ等は、そもそも逆止機能を有している点でも推奨される。
前記した筒状空間60内に発生させる風や、栽培トレイ90に供給する培養液の量は、遠隔操作で行ったり、予め設定されたプログラムによって行うことができる。
またインターネットに接続し、遠く離れた場所から風や、培養液を調節してもよい。
例えば小型送風機85の回転数、送風口84の開度等は、遠隔操作可能であることが望ましい。例えば、インターネット等に接続し、遠く離れた場所から送風量等を調節できることが望ましい。インターネットを経由して送風量等を調節する場合には、総合植物栽培装置200の各部や内部の栽培トレイ90を監視するカメラを設けることが推奨される。
また植物の種類、季節、筒状空間60内における場所等に応じて、送風量の変化を予めプログラムしておき、そのプログラムに応じて送風量を変化させることも推奨される。例えば、植物がどの程度成長しているかは、筒状空間60のリターン用昇降装置203からの距離によって決まるから、特定のエリアだけを特定の時間だけ、特定風量の風を発生させる様にプログラムしておき、そのプログラムに従って送風量を変化させる。
培養液の供給量についても同様であり、インターネット等に接続し、遠く離れた場所から小型ポンプ77の回転数等を調節できることが望ましい。
また植物の種類、季節、筒状空間60内における場所等に応じて、培養液の供給量を予めプログラムしておき、そのプログラムに応じて小型ポンプ77の回転数等を変化させることも推奨される。例えば、特定のエリアだけを特定の時間だけ培養液を多く供給する様にプログラムしておき、そのプログラムに従って小型ポンプ77の回転数を変化させる。
以上説明した実施形態では、導入・排出側昇降装置202に搬送手段を駆動する搬送手段駆動装置181が搭載されている。そして導入・排出側昇降装置202の昇降台125を所望の階に停止して搬送手段駆動装置181の駆動側係合部218を育苗ユニット3側の直線移動部材62と係合させ、育苗ユニット3の直線移動部材62を直線移動させて全ての育苗ユニット3内の栽培トレイ90を前進させる。
この構成によると、一台の搬送手段駆動装置181で複数の単位植物栽培装置1の直線移動部材62を動作させることができ、部品点数が少なくて足る。
また動力部分が筒状空間60の外にあるのでメンテナンスが容易である。
なお、上記した実施形態では、昇降台125を昇降させることによって、駆動側係合部218と育苗ユニット3側の直線移動部材62との係合・離脱を行う構成を採用した。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、駆動側係合部218にチャック等を設けることにより、直線移動部材62との係合・離脱を行わしめてもよい。
また以上説明した実施形態では、筒状空間60から栽培トレイ90を取り出す直前に全栽培トレイ90を傾斜させて培養液を排出する。そして栽培トレイ90を傾斜させる装置が導入・排出側昇降装置202に搭載されている。
この構成によると、一台の搬送手段駆動装置181で複数の単位植物栽培装置1の栽培トレイ90を傾斜させることができ、部品点数が少なくて足る。
また動力部分が筒状空間60の外にあるのでメンテナンスが容易である。
なお、上記した実施形態では、昇降台125を昇降させることによって、栽培トレイ90の一端を持ち上げ、栽培トレイ90を傾斜させているが、昇降台125に別途シリンダーやカム等の昇降手段を搭載し、この昇降手段によって栽培トレイ90の一端を持ち上げてもよい。
上記した本実施形態では、屋根部6の内面にLED243等の発光部材を設けた。そのため発光部材の高さ(栽培トレイ90に対する高さ)は、常に一定であり、変えることはできない。
これに対して発光部材の高さを変更することができる構成を採用することもできる。例えば苗が小さい場合には、一部又は全部の発光部材の高さを下げて苗に近づける。また苗に照射しにくい位置にある発光部材は消滅又は減光することが望ましい。
16 証明装置
17 給排水設備
31 供給側配管
32 回収側配管
33 主管
35 枝管
38、90 栽培トレイ
40 容器部
46 培養液回収用樋
60 筒状空間
91a,91b オーバーフロー管部
95a,95b,95c 流路形成壁
182 培養トレイ傾斜手段

Claims (16)

  1. 植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイを有し、栽培トレイ上で植物を成長させつつ栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置であって、
    各栽培トレイに培養液を供給する培養液供給手段を有し、
    前記複数の栽培トレイはいずれも培養液が溜められるものであり、余剰の培養液を栽培トレイからオーバーフローさせることを特徴とする植物栽培装置。
  2. 各栽培トレイからオーバーフローした培養液を回収する回収側配管が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の植物栽培装置。
  3. 栽培トレイには余剰の培養液を排出する排出口を有し、培養トレイ内を巡って前記排出口に至る培養液流路が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の植物栽培装置。
  4. 栽培トレイは、容器部を有し、当該容器部は水が漏らない構造であって上面が開放された液溜め部を有し、
    容器部にはオーバーフロー管部が設けられており、オーバーフロー管部は、上下に貫通する部位であり、先端側は容器部の底から立ち上がった位置にあり、オーバーフロー管部が余剰の培養液を排出する排出口として機能することを特徴とする請求項請求項1乃至3のいずれかに記載の植物栽培装置。
  5. 栽培トレイは、傾斜姿勢で保持され、余剰の培養液が栽培トレイの辺部からオーバーフローすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の植物栽培装置。
  6. 植物栽培装置は、回収側配管を有するものであって、
    回収側配管は、培養液回収用樋を有し、各栽培トレイからオーバーフローした培養液は、培養液回収用樋に回収されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の植物栽培装置。
  7. 植物栽培装置は、回収側配管を有するものであって、
    培養液供給手段には培養液タンクとポンプがあり、培養液タンク内の培養液が各栽培トレイに供給され、回収側配管で回収された培養液が培養液タンクに戻されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の植物栽培装置。
  8. 一連の筒状空間が形成され、前記栽培トレイは、筒状空間に置かれていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の植物栽培装置。
  9. 培養液供給手段は、栽培トレイに供給する培養液の量を調整する液量調整手段を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の植物栽培装置。
  10. 栽培トレイは余剰の培養液を排出する排出口を有し、
    前記培養液供給手段によって、培養トレイの一方の辺に寄った位置から培養トレイに培養液が供給され、
    前記栽培トレイの前記排出口は培養液を供給される辺側に寄った位置にあることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の植物栽培装置。
  11. 栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の植物栽培装置。
  12. トレイ設置台を有し、当該トレイ設置台は、栽培トレイを載せた状態で栽培トレイを移動させることができるものであり、多数のコロが設けられていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の植物栽培装置。
  13. 植物の苗又は種が植えられた複数の栽培トレイを有し、栽培トレイ上で植物を成長させつつ栽培トレイを下流側に移動させる植物栽培装置であって、
    前記複数のトレイは、いずれも培養液が溜められるものであり、
    栽培トレイを傾斜させて培養液を排出する培養トレイ傾斜手段を有することを特徴とする植物栽培装置。
  14. 培養液が溜められた状態の栽培トレイに植物の苗又は種を植え、植物栽培装置内に前記栽培トレイを置いて植物を成長させる工程と、栽培トレイを植物栽培装置から搬出する際に培養液を排出する工程を有することを特徴とする植物栽培方法。
  15. 栽培トレイを植物栽培装置から搬出する際に培養液を排出する工程において、栽培トレイを傾斜させて培養液を排出することを特徴とする請求項14に記載の植物栽培方法。
  16. 植物の苗又は種が植えられる栽培トレイであって、内部に培養液が溜められると共に余剰の培養液を排出する排出口を有し、培養トレイ内を巡って前記排出口に至る培養液流路が設けられていることを特徴とする栽培トレイ。
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