JP2019187356A - Water culture device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、野菜等の作物を水耕栽培するために使用される水耕栽培装置に関する。 The present invention relates to a hydroponics apparatus used for hydroponically cultivating crops such as vegetables.
水耕栽培は、水に肥料を溶かした液(培養液)の中又は表面に作物の根を浸して、当該作物を成長させる栽培方法として知られている。水耕栽培は、作物の生育環境を制御し易いことから、野菜を計画的に生産する野菜工場で広く採用されている。 Hydroponics is known as a cultivation method in which a crop root is dipped in or on the surface of a solution (culture solution) in which fertilizer is dissolved in water to grow the crop. Hydroponics is widely adopted in vegetable factories that produce vegetables in a planned manner because it is easy to control the growth environment of crops.
水耕栽培を行う水耕栽培装置の一例として、特開平11−127711号公報(特許文献1)に記載されている装置がある。この水耕栽培装置は、細長い矩形状に形成された複数の栽培容器(トラフ)を備えており、各栽培容器に作物が定植される。水耕栽培装置は、搭載された栽培容器が当該栽培容器の短手方向に移動可能なように構成されている。水耕栽培装置において、複数の栽培容器は互いに平行になるように配置されて、栽培容器間の間隔は、作物の成長に応じて調節される。 As an example of the hydroponic cultivation apparatus that performs hydroponic cultivation, there is an apparatus described in JP-A-11-127711 (Patent Document 1). This hydroponic cultivation apparatus includes a plurality of cultivation containers (troughs) formed in an elongated rectangular shape, and a crop is planted in each cultivation container. The hydroponic cultivation apparatus is configured such that the mounted cultivation container can move in the short direction of the cultivation container. In the hydroponic cultivation apparatus, the plurality of cultivation containers are arranged in parallel to each other, and the interval between the cultivation containers is adjusted according to the growth of the crop.
特許文献1に記載の水耕栽培装置は、各栽培容器内で培養液を流し続ける構成を採用している。このため、特許文献1に記載の水耕栽培装置では、各栽培容器の一端側に設けられた給液管から、その栽培容器に培養液が供給されると共に、各栽培容器の他端側にある壁部は、容器内部から培養液を排出可能に構成されている。各栽培容器から排出された培養液は、排液トラフを介して回収される。
The hydroponic cultivation apparatus described in
水耕栽培の方式の一つに湛液型水耕方式がある。湛液型水耕方式では、培養液は栽培容器において常時流されずに、栽培容器に溜められる。培養液の肥料が栽培される作物に吸収されることで、栽培容器内の培養液の経時劣化が生じることから、湛液型水耕方式では、栽培容器に溜められる培養液を適宜入れ替える必要がある。 One of the hydroponics methods is a submerged hydroponics method. In the submerged hydroponic system, the culture solution is not always flown in the cultivation container but is stored in the cultivation container. As the culture solution fertilizer is absorbed by the crop to be cultivated, the culture solution in the cultivation container deteriorates with time, so in the submerged hydroponic method, the culture solution stored in the cultivation container needs to be replaced as appropriate. is there.
特許文献1に記載の水耕栽培装置において湛液型水耕方式の水耕栽培を行う場合には、培養液を貯留できるように各栽培容器を構成すると共に、各栽培容器から培養液を回収するために各栽培容器に対応した排液管を設ける変更を行うことが考えられる。しかしながら、湛液型水耕方式の水耕栽培装置において、栽培容器の各々に対応した給液管と排液管の対を設けることは、水耕栽培装置の機能的に過剰であろう。何故ならば、設けられた給液管及び排液管の各対は、その対に対応する栽培容器に培養液を供給及び/又は排出する時以外には機能しないからである。また、栽培容器の各々に対応した給液管と排液管の対を水耕栽培装置に設ける場合、これらの対の各々をそれに対応する栽培容器の位置に合わせて移動させるための移動機構が必要となるので、水耕栽培装置の構成が複雑になって装置の製造コストが高くなる。
In the hydroponic cultivation apparatus described in
本発明は、上記の問題を解決するものであって、複数の栽培容器を搭載可能な水耕栽培装置において、栽培容器の各々に対応した給液管及び排液管を設けることなく湛液型水耕方式の水耕栽培を行う水耕栽培装置を提供する。 The present invention solves the above-mentioned problem, and in a hydroponic cultivation apparatus capable of mounting a plurality of cultivation containers, it is a dripping type without providing a liquid supply pipe and a drain pipe corresponding to each of the cultivation containers. Provided is a hydroponic cultivation apparatus that performs hydroponic cultivation.
本発明の水耕栽培装置は、培養液を貯留可能であって、作物が定植されている複数の栽培容器を搭載可能な水耕栽培装置において、前記水耕栽培装置内で走行自在に設けられており、前記水耕栽培装置内にて前記複数の栽培容器の各々を所定の経路に沿って移動させるために使用される少なくとも1つの搬送アセンブリを備えており、前記少なくとも1つの搬送アセンブリの各々は、前記培養液を放出する給液管と、前記培養液を吸い込む排液管とを有する給排ユニットを備えている。 The hydroponic cultivation apparatus of the present invention is a hydroponic cultivation apparatus that can store a culture solution and can be mounted with a plurality of cultivation containers in which crops are planted, and is provided to be able to run in the hydroponic cultivation apparatus. And comprising at least one transport assembly used to move each of the plurality of cultivation containers along a predetermined path in the hydroponic cultivation apparatus, and each of the at least one transport assembly Comprises a supply / discharge unit having a supply pipe for discharging the culture solution and a drain pipe for sucking the culture solution.
本発明の水耕栽培装置では、前記少なくとも1つの栽培容器の各々は、細長いトラフ部を備えており、前記トラフ部の底面には、前記トラフ部の長手方向に沿って仕切り部材が立設されており、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の一方の端壁と繋がっているが、前記仕切り部材の一端は、前記トラフ部の他方の端壁から離間していてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus according to the present invention, each of the at least one cultivation container includes an elongated trough portion, and a partition member is erected on the bottom surface of the trough portion along the longitudinal direction of the trough portion. One end of the partition member is connected to one end wall of the trough part, but one end of the partition member may be separated from the other end wall of the trough part.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットは、前記給液管及び前記排液管が起立している第1状態と、前記給液管及び前記排液管が横倒しされている第2状態の間を移行するように構成されてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, the supply / discharge unit includes a first state where the liquid supply pipe and the drainage pipe are erected, and a second state where the liquid supply pipe and the drainage pipe are laid sideways. It may be configured to transition between states.
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管の各々は、前記給排ユニットが前記第1状態にある場合に鉛直方向に移動可能に且つ鉛直軸回りで回転可能に構成されてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, each of the liquid supply pipe and the drainage pipe is configured to be movable in the vertical direction and rotatable about the vertical axis when the supply / discharge unit is in the first state. May be.
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管の各々は、湾曲又は屈曲しており、前記給排ユニットが前記第1状態にある場合、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口とは下方に向いてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, each of the liquid supply pipe and the drainage pipe is curved or bent, and when the supply / discharge unit is in the first state, an opening at the tip of the liquid supply pipe The opening at the tip of the drainage pipe may face downward.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットは、水平な回転軸回りで回転することで、前記第1状態と前記第2状態の間を移行するように構成されており、前記給排ユニットが前記第2状態にある場合、前記給液管及び前記排液管は、前記回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, the supply / discharge unit is configured to shift between the first state and the second state by rotating around a horizontal rotation axis, and the supply / discharge unit When the unit is in the second state, the liquid supply pipe and the drain pipe may be arranged along a vertical plane orthogonal to the rotation axis.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが前記第2状態にある場合、前記給液管の管軸と、前記排液管の管軸とは、ほぼ同一面内に配置されてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, when the supply / discharge unit is in the second state, the tube axis of the liquid supply pipe and the tube axis of the drainage pipe may be arranged in substantially the same plane. .
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管が、前記給排ユニットを用いて前記培養液の入れ替えを行う栽培容器から前記所定の経路に沿って離間している状態で、前記給排ユニットは、前記第1状態と前記第2状態の間を移行してよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, in the state where the liquid supply pipe and the drainage pipe are separated from the cultivation container that replaces the culture liquid using the supply / discharge unit along the predetermined path. The supply / discharge unit may transition between the first state and the second state.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが前記第2状態から前記第1状態に移行した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリは、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動してよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, after the feeding / discharging unit has shifted from the second state to the first state, the transport assembly provided with the feeding / discharging unit is used as a cultivation container for replacing the culture solution. The liquid supply pipe and the drainage pipe may be moved closer to each other.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが備える保持機構を用いて、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器を保持してよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, after the transfer assembly provided with the supply / discharge unit moves so that the liquid supply pipe and the drainage pipe are brought close to a cultivation container for replacing the culture liquid, the supply / discharge is performed. You may hold | maintain the cultivation container which replaces | exchanges the said culture solution using the holding mechanism with which the conveyance assembly provided with the unit is provided.
本発明の水耕栽培装置では、前記給排ユニットが設けられた搬送アセンブリが、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器に前記給液管及び前記排液管を近づけるように移動した後、前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置されてよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, the transport assembly provided with the supply / discharge unit moves so that the liquid supply pipe and the drainage pipe are brought close to a cultivation container for replacing the culture liquid, and then the supply The liquid pipe and the drainage pipe rotate, and the opening at the tip of the liquid supply pipe and the opening at the tip of the drainage pipe may be arranged above the cultivation container for exchanging the culture solution.
本発明の水耕栽培装置では、前記給液管及び前記排液管が回転して、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口が、前記培養液の入れ替えを行う栽培容器の上方に配置された後、前記給液管及び前記排液管とが下降してよい。 In the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, the supply pipe and the drain pipe rotate, and the opening at the tip of the supply pipe and the opening at the tip of the drain pipe exchange the culture solution. After being arranged above the container, the liquid supply pipe and the drainage pipe may descend.
本発明の水耕栽培装置によれば、栽培容器を移動するために使用される搬送アセンブリに、栽培容器に培養液を供給する給液管と、前記栽培容器から培養液を回収する排液管とを有する給排ユニットを設けることで、当該給排ユニットを用いて、水耕栽培装置に搭載された個々の栽培容器に対して培養液の供給と回収を行うことができる。また、給排ユニットの移動に搬送アセンブリを利用することで、搬送アセンブリとは別個に給排ユニットの移動機構を設ける場合と比較して、水耕栽培装置の構成が簡略化される。 According to the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, a supply pipe for supplying a culture solution to the cultivation container to a transport assembly used for moving the cultivation container, and a drainage tube for collecting the culture solution from the cultivation container By providing the supply / discharge unit having the above, supply and recovery of the culture solution can be performed with respect to each cultivation container mounted on the hydroponic cultivation apparatus using the supply / discharge unit. Further, by using the transport assembly for the movement of the supply / discharge unit, the configuration of the hydroponic cultivation apparatus is simplified as compared with the case where the movement mechanism of the supply / discharge unit is provided separately from the transport assembly.
以下、図面を参照して本発明を説明する。図1は、本発明の一実施形態である水耕栽培装置を示す斜視図であり、図2は、当該水耕栽培装置を示す側面図である。 The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a hydroponic cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing the hydroponic cultivation apparatus.
本実施形態の水耕栽培装置は、湛液型水耕方式に基づいて作物の水耕栽培を行うものである。水耕栽培装置で栽培される作物は栽培容器1に定植されて、栽培容器1には、作物に栄養を与える培養液が貯留される。水耕栽培装置は、複数の栽培容器1を搭載可能であて、水耕栽培装置に搭載された栽培容器1を当該水耕栽培装置内で搬送する容器搬送手段3と、栽培容器1に培養液を供給し、及び/又は栽培容器1から培養液を回収する培養液給排手段6と、光合成用の光を栽培容器1に定植された作物に照射する光照射手段8とを備えている。
The hydroponic cultivation apparatus of this embodiment performs hydroponic cultivation of a crop based on a submerged hydroponic system. A crop cultivated by the hydroponic cultivation apparatus is planted in the
水耕栽培装置に搭載される栽培容器1は、作物の種苗が予め定植された状態で、導入部21から水耕栽培装置に導入される。水耕栽培装置内における栽培容器1の位置は、その栽培容器1に定植された作物の成長に応じて、導入部21から取出部22に至る所定の移動経路に沿って適宜変更される。定植されている作物が出荷できるまでに成長した栽培容器1は、取出部22から水耕栽培装置の外部へと取り出される。本実施形態の水耕栽培装置は2段構造を採用しており、栽培容器1は、導入部21から下段に導入された後、上段に移動して、取出部22から取り出される。
The
図3は、栽培容器1を示す斜視図であり、図4は、図3に示すA−A線を通る平面にて栽培容器1を破断して矢印方向に見た断面図である。栽培容器1は、細長い矩形状のトラフ部11と、トラフ部11の上側に着脱自在に配置される蓋部12とを備えている。トラフ部11の両端には、その短手方向に沿った位置決め溝13が形成されている。これら位置決め溝13は、水耕栽培装置における栽培容器1の位置を規制するために使用される。蓋部12には、栽培容器1の長手方向に離間した複数の孔14(本実施形態では6つ)が形成されており、蓋部12の裏面からは、各孔14に対応したスリーブ15が内向きに延出している。各スリーブ15は、作物を支持するために使用されるものであって、作物は、その根がスリーブ15の下端から出てトラフ部11内の空間に入るように各スリーブ15に挿入される。図3では、前から4番目の孔14に配置されている作物が破線で示されている。添付の図面では、図3におけるこの作物の図示を除いて、各栽培容器1に定植されている作物の図示は省略されていることに留意のこと。
FIG. 3 is a perspective view showing the
図5は、栽培容器1のトラフ部11の平面図である。図4及び図5に示されているように、トラフ部11の底面には、トラフ部11の長手方向に沿って板状の仕切り部材16が立設されている。仕切り部材16は、トラフ部11の底面をほぼ2分するように設けられている。仕切り部材16の一端は、トラフ部11の一方の端壁に繋がっているが、仕切り部材16の他端は、トラフ部11の他方の端壁から離間している。図3に示すように、トラフ部11に装着された蓋部12の両端は、トラフ部11の両端壁から離間しており、栽培容器1の両端側から栽培容器1の内部空間にアクセス可能になっている。
FIG. 5 is a plan view of the
図4には、栽培容器1内に貯留している培養液が破線で図示されている。培養液は、その液面Sが仕切り部材16の上端を超えない程度に溜められる。本発明の水耕栽培装置で栽培される作物は、例えば、レタスやほうれん草のような野菜であるが、本発明の水耕栽培装置で栽培される作物は、野菜に限定されず、花卉や観葉植物等の植物であってもよい。作物の栽培に使用される培養液は、例えば、無機態窒素(アンモニア態窒素や硝酸態窒素)、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の無機要素を肥料として含む水溶液であって、栽培される作物に適した肥料を含有する培養液が使用される。湛液型水耕方式を用いて作物の水耕栽培を行うことから、水耕栽培装置に搭載されている栽培容器1内の培養液は、適宜入れ替えられる。培養液の入れ替えについては後述する。
In FIG. 4, the culture solution stored in the
図1及び図2を再度参照すると、水耕栽培装置の光照射手段8は、水耕栽培装置の(水平な)長手方向(図1において矢印Bで示す)に離間して配置された複数の光源81(本実施形態では光源81の数は、10個である)で構成されている。本実施形態では、各光源81は、水耕栽培装置の(水平な)機械幅又は短手方向(図1において矢印Cで示す)に沿って配置された細長いLED(発光ダイオード)ランプであって、下方に光を照射するように、フレーム23を用いて固定されている。フレーム23は、水耕栽培装置の骨組みを成しており、水耕栽培装置に含まれる各種構成要素を支持する。本実施形態では、フレーム23は、複数の管材が組み合わされることで構成されている。水耕栽培装置の下段に配置されている栽培容器1に定植されている作物は、光源81からの光を受けて光合成を行って成長する。
Referring again to FIGS. 1 and 2, the light irradiation means 8 of the hydroponic cultivation apparatus includes a plurality of light irradiation means 8 that are spaced apart in the (horizontal) longitudinal direction of the hydroponic cultivation apparatus (indicated by an arrow B in FIG. 1). The light source 81 (in this embodiment, the number of the
水耕栽培装置の容器搬送手段3は、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って設けられた一対の第1ガイドバー31と一対の第2ガイドバー32とを備えている。一対の第1ガイドバー31は、機械幅方向Cに離間して平行に且つ水平に、更には同じ高さで配置されている。これら第1ガイドバー31は、水耕栽培装置の下段を、そして栽培容器1の移動経路の一部を規定している。各第1ガイドバー31の上方に、その第1ガイドバー31と平行に第2ガイドバー32が配置されている。一対の第2ガイドバー32は、機械幅方向Cに離間して平行に且つ水平に、更には同じ高さで配置されており、水耕栽培装置の上段と栽培容器1の移動経路の一部とを規定する。
The container conveying means 3 of the hydroponic cultivation apparatus includes a pair of first guide bars 31 and a pair of second guide bars 32 provided along the longitudinal direction B of the hydroponic cultivation apparatus. The pair of first guide bars 31 are arranged in parallel and horizontally apart from each other in the machine width direction C, and at the same height. These first guide bars 31 define the lower part of the hydroponic cultivation apparatus and a part of the movement path of the
本実施形態では、水耕栽培装置の導入部21は、一対の第1ガイドバー31の端部と、各第1ガイドバー31の下側にて、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って水平に配置された管材23aの端部とを用いて規定されている。2本の管材23aは、平行に且つ同じ高さで配置されている。これら管材23aは、フレーム23の一部を構成してよい。各第1ガイドバー31における手前側の一端は、その下側に配置された管材23aの一端に対して、栽培容器1の幅程度だけ内側に位置している。新たな栽培容器1を水耕栽培装置に導入する場合、作業者は、栽培容器1が一対の管材23aの端部で支持されるように、且つ、栽培容器1の位置決め溝13の一部に一対の第1ガイドバー31の端部が嵌まるように栽培容器1を配置する。例えば、各管材23aの手前側の端部には、水耕栽培装置の長手方向Bについて栽培容器1の位置を指定する目印(図示せず)が付されており、作業者は、当該目印に合わせて栽培容器1を配置する。
In this embodiment, the
栽培容器1の一方の端壁には、栽培容器1に関するデータ(例えば、栽培容器1のID番号、定植される作物の種類等)を格納したICタグ(図示せず)が設けられており、導入部21の付近には、ICタグのデータを読み取るリーダ(図示せず)と、リーダと通信接続されたコントローラ(図示せず)が設けられている。導入部21に新たな栽培容器1が配置されると、そのICタグから読み取られたデータがコントローラへと送られて、栽培容器1が導入された日時と共に記憶される。
One end wall of the
水耕栽培装置の容器搬送手段3は、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って走行自在に設けられた第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34を含んでいる。第1搬送アセンブリ33は、下段に配置されている栽培容器1の移動又は搬送に使用され、第2搬送アセンブリ34は、上段に配置されている栽培容器1の移動又は搬送に使用される。容器搬送手段3は、リフタ35を更に備えている。リフタ35は、導入部21及び取出部22の反対側に設けられており、下段から上段への栽培容器1の移動を行う。図1及び図2では、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34が、リフタ35付近に配置されている模様が示されている。また、図2では、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34が別の位置にある模様が破線で示されている。
The container conveyance means 3 of the hydroponic cultivation apparatus includes a
図6は、第1搬送アセンブリ33を導入部21側から見た斜視図であり、図7は、第1搬送アセンブリ33をリフタ35側から見た斜視図である。第1搬送アセンブリ33は、略矩形の板状のベース部材41と、ベース部材41に回動自在に設けられた一対のアーム部42と、これらのアーム部42を駆動するアーム駆動部43とを備えている。水耕栽培装置において、ベース部材41の短手方向は、水耕栽培装置の長手方向Bと一致するように配置され、ベース部材の41の長手方向は、水耕栽培装置の機械幅方向Cと一致するように配置される。一対のアーム部42とアーム駆動部43は、栽培容器1の移動又は搬送時に栽培容器1を保持する保持機構を構成する。
6 is a perspective view of the
ベース部材41の下面の各端部には、水耕栽培装置のフレーム23上を転動する一対のローラ44、45が、ベース部材41の短手方向に離間して設けられている。これらローラ44、45は、ベース部材41の長手方向に沿った回転軸回りで回転自在に構成されている。ベース部材41の一端に設けられた一対のローラ44の各々には、周方向にR溝が形成されており、当該R溝が、水耕栽培装置のフレーム23を構成する管材であって、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って配置された管材に嵌まることで、水耕栽培装置の長手方向Bに沿った方向にベース部材41の動きが制限される。本実施形態では、ベース部材41の他端に設けられた一対のローラ45の各々は、円筒状の外周面を有しており、これらローラ45は、ローラ44が嵌まる管材に平行に設けられた(フレーム23を構成する)管材に沿って転動する。
A pair of
第1搬送アセンブリ33のベース部材41の下面は、一対のチェーン46に固定されている。各チェーン46は、水耕栽培装置の導入部21側に設けられたスプロケット(図示せず)と、リフタ35側に設けられたスプロケット(図示せず)との間で無端状に掛け渡されている。リフタ35側に設けられた2つのスプロケットは、水耕栽培装置の機械幅方向Cに沿って設けられた、共通の回転軸体(図示せず)に固定されており、当該回転軸体は、第1搬送アセンブリ33を走行させるための駆動モータ(図示せず)に連結されている。当該駆動モータが正逆回転することで、第1搬送アセンブリ33は、導入部21又はリフタ35に向かって水耕栽培装置の長手方向Bに移動することができる。
The lower surface of the
2つのアーム部42は、ベース部材41の長手方向に離間して配置されている。各アーム部42の基端には、ベース部材41の短手方向に沿った軸体47が固定されている。軸体47は、ベース部材41に立設された一対の支持部材に軸支されており、各アーム部42は、この軸体47を通る回転軸回りで回動する。各アーム部42は、ベース部材41の短手方向に離間した一対の板材48を備えている。各アーム部42の一対の板材48は、栽培容器1の幅、即ち、栽培容器1のトラフ部11の側面間の距離よりも離れて配置されている。図6及び図7には、各アーム部42の板材48の内側に形成されたガイド面が示されている。これらガイド面は、板材48の上縁に向かってテーパー状に広がっており、後述するように、各アーム部42が起立状態に移行した際にこれらガイド面が機能することで、板材48の間に栽培容器1がスムーズに入ることになる。
The two
アーム駆動部43は、駆動モータ51と、駆動モータ51と各アーム部42とを連結しており、駆動モータ51から各アーム部42へと駆動力を伝達する連結機構52とを備えている。連結機構52は、駆動モータ51が正逆回転することで正逆回転する第1の回転軸体53(図7参照)と、当該回転軸体53とは逆向きに回転する第2の回転軸体(図示ぜず)を備えている。第1の回転軸体53は、図7にて左側に示すアーム部42の軸体47に固定されたプーリと、タイミングベルト(図示せず)を介して連結されている。また、第2の回転軸体は、図7にて右側に示すアーム部42の軸体47に固定されたプーリと、タイミングベルト(図示せず)を介して連結されている。これらタイミングベルトは、連結機構52の一部を構成する。
The
図6及び図7では、2つのアーム部42が待機状態にある模様が示されており、各アーム部42は、ベース部材41の上面に沿うように横倒しされた姿勢にある。例えば、駆動モータ51が作動して、第1の回転軸体53が図7において反時計回りに回転すると、図7にて左側に示すアーム部42も軸体47を通る回転軸回りで反時計回りに回転して、当該アーム部42が立ち上がる。また、これと同時に、第2の回転軸体が時計回りに回転することで、図7にて右側に示すアーム部42が軸体47を通る回転軸回りで時計回りに回転して、当該アーム部42が立ち上がる。
6 and 7 show a pattern in which the two
第1搬送アセンブリ33のアーム部42が栽培容器1のほぼ真下に配置された状態で、2つのアーム部42が待機状態から略90度回転して起立状態に移行することで、各アーム部42の板材48の間に、栽培容器1が部分的に入り込む(図13及び図14参照)。この状態で、第1搬送アセンブリ33が水耕栽培装置の長手方向Bに沿って移動することで、各アーム部42の何れかの板材48に押されて、栽培容器1は移動する。栽培容器1は、一対の第1ガイドバー31に案内されつつ、管材23aの上を摺動する。栽培容器1が所望の位置に至ると、第1搬送アセンブリ33は停止し、2つのアーム部42は、起立状態から待機状態へと戻される。本発明において、第1搬送アセンブリ33の保持機構は、本実施形態に限定されず、第1搬送アセンブリ33を用いた栽培容器1の搬送を可能とする任意の形態の保持機構が使用されてよいことに留意のこと。
In a state where the
図1及び図2を参照すると、水耕栽培装置の導入部21の付近には、水耕栽培装置に搭載しようとする栽培容器1を載置する第1テーブル24が設けられている。第1テーブル24の側面には、作業者が第1搬送アセンブリ33を操作するための第1ボタン群25が配置されている。作業者は、第1テーブル24に載置された栽培容器1を持ち上げて、栽培容器1の各位置決め溝13の一部にそれに対応する第1ガイドバー31の先端が嵌まるようにして、管材23aの端部の上に栽培容器1を置く。上述したように、管材23aに付された目印を基準として、水耕栽培装置の長手方向Bについて栽培容器1の位置が合わせられる。この際、栽培容器1は、トラフ部11における仕切り部材16と繋がっている端壁が、機械幅方向Cについて所定の側(図1において右側)に位置するように導入部21に配置される。水耕栽培装置には、第1ガイドバー31間に挿入される栽培容器1の向きをこの向きに指定又は規制する制限手段(図示せず)が設けられている。例えば、仕切り部材16と繋がっている端壁の外面と、当該端壁の周辺におけるトラフ部11の外面は、当該端部が仕切り部材16と繋がっていることを示す所定の色(例えば、赤色)に着色されており、仕切り部材16と繋がっている端壁がある側を作業者は視覚的に把握することができる。所定の側(図1において右側)に位置する管材23a及び/又は第1ガイドバー31も同じ色で着色されている。作業者は、栽培容器1における所定の色が付された端部が、同じ色が付された管材23a及び/又は第1ガイドバー31に隣接するように栽培容器1を配置する。
Referring to FIGS. 1 and 2, a first table 24 for placing the
作業者が、第1ボタン群25に含まれる所定のボタンを押すと、上記のコントローラが、第1搬送アセンブリ33を駆動するモータを作動することで、待機していた第1搬送アセンブリ33が、導入部21に向かって移動して、アーム部42が栽培容器1のほぼ真下に位置するように停止する。その後、アーム部42が上述したように待機状態から起立状態に移行することで、アーム部42の板材48が栽培容器1を挟む又は保持するように配置される。そして、コントローラがモータを再度作動させることで、第1搬送アセンブリ33は、導入部21から離れるように移動する。栽培容器1が所望の位置に至ると、コントローラは、第1搬送アセンブリ33を駆動するモータを停止する。そして、アーム部42は、起立状態から待機状態に戻される。水耕栽培装置の長手方向Bにおける第1搬送アセンブリ33の位置は、第1搬送アセンブリ33を駆動するモータに連結された回転軸体に設けられたエンコーダ(図示せず)から送られる信号に基づいてコントローラで特定される。
When the operator presses a predetermined button included in the
上記のような工程が繰り返されることで、水耕栽培装置に複数の栽培容器1を導入することができる、例えば、栽培される作物は、水耕栽培装置にロット単位で導入される。導入時期が最先であるロットの作物が定植された栽培容器1の群は、第1搬送アセンブリ33が上記のように動作することで、導入部21側に寄せて下段に配置される。栽培容器1間の間隔は、所定のピッチになるように調整される。
By repeating the above steps, a plurality of
第2搬送アセンブリ34は、第2ガイドバー32の下側にて水耕栽培装置の長手方向Bに沿って移動可能に構成されており、水耕栽培装置の上段に配置された栽培容器1の(水耕栽培装置の長手方向Bの)位置は、第2搬送アセンブリ34を用いて変更可能である。第2搬送アセンブリ34と、容器搬送手段3における第2搬送アセンブリ34の駆動機構とは、第1搬送アセンブリ33とその駆動機構と同様に構成されており、それらの詳細については説明を省略する。
The
例えば、あるロットに係る作物の栽培容器1の群を水耕栽培装置に追加してから所定の期間(例えば、10日)が経過すると、更なる作物のロットを受け入れ可能とするために、水耕栽培装置に既に導入されている栽培容器1の位置を変更することが行われる。例えば、導入部21側に寄せて下段に配置されていた直近のロットに対応した栽培容器1の群は、第1搬送アセンブリ33が個々の栽培容器1に対して上記のように動作することで、全体としてリフタ35側へと移動させられる。本実施形態の水耕栽培装置では、新たなロットに係る栽培容器1を水耕栽培装置に追加する前に、既設の栽培容器1の全てが、栽培容器1の移動経路に沿って取出部22に向かって移動させられる。このようにして、水耕栽培装置に搭載されている個々の栽培容器1は、その栽培容器1に定植されている作物の成長に応じて、導入部21側から取出部22側へと移動する。水耕栽培装置内における栽培容器1の移動は、栽培容器1の導入時と取出し時を除いて作業者による指示を要することなく、上述したコントローラで制御されて自動で行われる。
For example, when a predetermined period (for example, 10 days) has elapsed since a group of
図2では、下段に12個の栽培容器1と、上段に6個の栽培容器1とが配置されている模様が例示されている(栽培容器1は破線で示されている)。図2において、下段の左側に示す6個の栽培容器1は、直近に導入された第1のロットに係る栽培容器1である。下段の右側に示す6個の栽培容器1は、左側に示す6個の栽培容器1よりも時間的に前に(例えば、10日前)に水耕栽培装置に導入された、第2のロットに係る栽培容器1である。作物の成長を踏まえて、第2のロットに係る栽培容器1の間のピッチt2は、第1のロットに係る栽培容器1の間のピッチt1よりも大きくされている。例えば、第1のロットに係る栽培容器1の中で(図2において)最も右にある栽培容器1と、第2のロットに係る(図2において)最も左にある栽培容器1との間隔は、ピッチt1とピッチt2の平均値以上の値にされる。また、第2のロットに係る(図2において)最も右にある栽培容器1は、作物がリフタ35と干渉しないように、一対の管材23a及び/又は一対の第1ガイドバー31のリフタ35側の端部からピッチt2以上離れた位置に配置されるのが好ましい。
FIG. 2 illustrates a pattern in which twelve
リフタ35を使用することで、第1ガイドバー31の間に配置されている下段の栽培容器1を上段に移動させることができる。リフタ35は、鉛直方向について昇降自在に設けられた昇降部54を備えており、昇降部54には、水耕栽培装置の機械幅C方向に離間して配置された一対の保持アーム55が設けている。これら保持アーム55は、水耕栽培装置の長手方向Bに同時に出退するように構成されている。各保持アーム55の先端には、栽培容器1が嵌まる凹状の受け部56が形成されている。
By using the
下段から上段への栽培容器1の移動は、次のようにして行われる。まず、第1搬送アセンブリ33が動作することで、リフタ35に最も近い栽培容器1は、リフタ35付近の所定の位置に配置される。その際、昇降部54は栽培容器1よりも下に配置されており、待機状態にあった一対の保持アーム55は、導入部21に向けて伸ばされて、各保持アーム55の先端にある受け部56が栽培容器1のほぼ真下に配置される。その後、昇降部54が所定の高さまで上昇することで、受け部56に栽培容器1が嵌められる。受け部56に栽培容器1が嵌められると、保持アーム55が引き込まれることで、栽培容器1が第1ガイドバー31の間から抜き取られる。栽培容器1が第1ガイドバー31の間から抜き取られると、昇降部54が上昇する。上昇した昇降部54は、一対の第2ガイドバー32におけるリフタ35側の端に近接する位置に停止する。その後、保持アーム55が伸びることで、栽培容器1の各位置決め溝13にその溝13に対応する第2ガイドバー32が嵌まるように、第2ガイドバー32間に栽培容器1が挿入される。所定の位置に栽培容器1が配置された後、昇降部54が所定の距離だけ下降することで、保持アーム55の受け部56から栽培容器1が抜け出る。その後、保持アーム55が引き込まれて、昇降部54は、第1ガイドバー31よりも低い待機状態へと戻される。第2ガイドバー32間に新たに配置された栽培容器1は、第2搬送アセンブリ34が動作することで、上段における所定の位置へと運ばれる。
The movement of the
下段に複数の栽培容器1が存在している状況で、新たなロットに係る栽培容器1を水耕栽培装置に導入する場合、下段おいてリフタ35側に配置されている栽培容器1の幾つかは、第1搬送アセンブリ33、リフタ35及び第2搬送アセンブリ34が上述したように動作することで事前に上段に移動させられる。本実施形態の水耕栽培装置では、上段に対応する光源は設けられておらず、上段にある栽培容器1に定植されている作物は、例えば、日光又は自然光を受けて成長する。本実施形態では、下段にある栽培容器1に定植されている作物にも日光又は自然光が照射され得るが、下段にある栽培容器1に向う日光又は自然光の照射を遮る部材が必要に応じて水耕栽培装置に設けられてよい。また、上段にある栽培容器1に光を照射するLEDランプ等の光源が設けられてもよい。
In the situation where a plurality of
図2では、上段に6個の栽培容器1が配置されている模様が示されている。これらの栽培容器1には、図2において下段にある第2ロットに係る栽培容器1よりも前に(例えば、10日前)水耕栽培装置に導入された、作物の第3ロットに係る栽培容器1である。第3ロットの栽培容器1は全体として、図2に示す第2ロットに係る栽培容器1の位置から図2に示す上段の位置に移動している。作物の成長を考慮して、第3ロットに係る栽培容器1間のピッチt3は、第2ロットに係る栽培容器1間のピッチt2よりも大きくされる。また、第3のロットに係る栽培容器1の中で(図2において)最も右にある栽培容器1は、作物がリフタ35と干渉しないように、上段にて栽培容器1を支持する一対の管材23b及び/又は一対の第2ガイドバー32のリフタ35側の端部からピッチt3以上離れた位置に配置されるのが好ましい。
In FIG. 2, the pattern by which the six
一対の管材23bは、下段を構成する一対の管材23aと同様な役割を果たす部材であって、一対の第2ガイドバー32の下側にて、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って水平に、更には同じ高さに配置されている。管材23bは、フレーム23の一部であってよい。水耕栽培装置の取出部22は、一対の第2ガイドバー32の端部と、一対の管材23bの端部とを用いて規定されている。各第2ガイドバー32における手前側の一端は、その下側に配置された管材23bの一端に対して、栽培容器1の幅程度だけ内側に位置している。
The pair of
取出部22の近傍には、水耕栽培装置から取り出された栽培容器1を載置する第2テーブル26が設けられている。第2テーブル26の側面には、第2搬送アセンブリ34を操作する第2ボタン群27が設けられている。第2ボタン群27に含まれるあるボタンが押されると、上記のコントローラが、第2搬送アセンブリ34を駆動するモータ(図示せず)を作動することで、待機していた第2搬送アセンブリ34が、取出部22に最も近い栽培容器1のほぼ真下にアーム部42が配置されるように停止する。その後、アーム部42が待機状態から起立状態に移行することで、各アーム部42の一対の板材48が栽培容器1を挟むように配置された後、コントローラが、第2搬送アセンブリ34を駆動するモータを再度作動することで、第2搬送アセンブリ34は取出部22に向かって移動する。栽培容器1が取出部22に至ると、コントローラはモータを停止する。そして、アーム部42が起立状態から待機状態に移行する。その後、作業者によって、栽培容器1が取出部22から手動で取り出される。取出部22において、栽培容器1は一対の管材23bの端部で支持されるように、且つ、栽培容器1の位置決め溝13の一部に一対の第2ガイドバー32の端部が嵌まるように配置されている。作業者は、栽培容器1を若干手前に引き出すことで、位置決め溝13と管材23bの係合状態を解除した後、管材23bに支持されている栽培容器1を持ち上げる。
In the vicinity of the take-out
水耕栽培装置における各栽培容器1の位置の管理は、栽培容器1に設けられているICタグの情報、栽培容器1を水耕栽培装置に導入した日時、上記のピッチt1等のパラメータ、予め定められた作物の栽培スケジュール等に基づいて、コントローラによって行われる。水耕栽培装置における各種構成要素(先に述べた駆動モータ51や、以下で述べるポンプユニット70、管駆動モータ71、ハウジング駆動モータ77及びユニット駆動モータ79など)の制御等も、コントローラによって行われる。
The management of the position of each
本実施形態の水耕栽培装置の特徴の一つは、培養液給排手段6を構成しており、栽培容器1に培養液を供給し、栽培容器1から培養液を排出するために使用される給排ユニット61が、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34の各々に設けられていることである。
One of the features of the hydroponic cultivation apparatus of the present embodiment is the culture liquid supply / discharge means 6, which is used for supplying the culture liquid to the
図6及び図7を参照すると、給排ユニット61は、第1搬送アセンブリ33のベース部材41の短手方向、つまり水耕栽培装置の長手方向Bに沿った回転軸回りで回動可能に構成されている。図6及び図7では、第1搬送アセンブリ33の給排ユニット61が、ベース部材41に沿うように横倒しされた待機状態にある模様を示している。以下、第1搬送アセンブリ33に設けられている給排ユニット61について説明する。第2搬送アセンブリ34に設けられている給排ユニット61も同様に構成されていることから、第2搬送アセンブリ34の給排ユニット61に関する説明は省略する。
Referring to FIGS. 6 and 7, the supply /
図8は、起立状態における給排ユニット61の斜視図である。図9は、給排ユニット61の平面図である。起立状態では、給排ユニット61は、概ね鉛直方向に沿って配置される。給排ユニット61は、栽培容器1に培養液を供給する給液管62と、栽培容器1から培養液を回収する排液管63と、給液管62及び排液管63が取り付けられるハウジング66とを備えている。給液管62と排液管63の各々の基部は、ハウジング66に設けられた開口を通って、ハウジング66を貫通するように配置されている。
FIG. 8 is a perspective view of the supply /
本実施形態では、給液管62と排液管63は共に鉤状に屈曲又は湾曲している。故に、給排ユニット61(又は、給液管62及び排液管63が)が起立状態にある場合において、給液管62の先端にあって培養液が放出される放出口64と、排液管63の先端にあって培養液が吸い込まれる吸入口65とは下方を向いている。また、起立状態にて垂下する排液管63の先端部分は、起立状態にて垂下する給液管62の先端部分よりも長くされており、吸入口65の位置は、放出口64の位置よりも低くされている。本実施形態では、給液管62及び排液管63は鉤状に屈曲した形状を有しているが、本発明において給液管62及び排液管63の形状は本実施形態のものに限定されず、例えば、給液管62及び排液管63はU字状に湾曲していてもよい。
In the present embodiment, both the
ハウジング66は、略直方体状に形成されており、ハウジング66の下側で、給液管62は、給液用可撓性チューブ67(図7等では図示省略)と連結されており、排液管63は、排液用可撓性チューブ68(図7等では図示省略)と連結されている。給液用可撓性チューブ67及び排液用可撓性チューブ68の長さは、第1搬送アセンブリ33の走行又は移動を制限しないような十分な長さにされる。水耕栽培装置には、給液用可撓性チューブ67及び排液用可撓性チューブ68を案内するガイド手段(図示せず)が設けられている。図1に示すように、水耕栽培装置の培養液給排手段6は、培養液を貯蔵する貯蔵タンク69と、貯蔵タンク69と給液用可撓性チューブ67とを繋ぐ培養液の流路に設けられたポンプユニット70を備えている。ポンプユニット70が駆動することで、貯蔵タンク69から給液管62へと培養液が送られる。水耕栽培装置は、水耕栽培装置の外部に設けられた排液槽(図示せず)と排液用可撓性チューブ68とを繋ぐ培養液の流路に設けられたポンプユニット(図示せず)を更に備えている。このポンプユニットが駆動することで、排液管63を介して栽培容器1から回収された培養液が排液槽に送られる。
The
給排ユニット61の起立状態にて、給液管62と排液管63の各々は、その基部を通る鉛直軸回りで回動可能に構成されている。給液管62と排液管63は、ハウジング66の内部に設けられた連結機構(図示せず)を介して、管駆動モータ71と連結されている。管駆動モータ71が作動することで、給液管62と排液管63の各々は、鉛直軸回りで所定の角度だけ回転する。図9には、回転後の位置にある給液管62と排液管63が破線で示されている。本実施形態では、給液管62の回転角度と排液管63の角度は異なっており、給液管62の回転角度は、排液管63の角度よりも大きくされている。
In the standing state of the supply /
給排ユニット61は、起立状態において鉛直方向に沿って配置される矩形の支持部材72を備えている。支持部材72の一方の主面には、支持部材72の長手方向に沿ってリニアガイド機構73が設けられている。ハウジング66には、矩形の取付部材74が固定されており、取付部材74の一方の主面には、リニアガイド機構73の摺動部材75が接続されている。更に、取付部材74の一方の主面には、鉛直方向に延びるラックギア76が固定されている。支持部材72には、ハウジング66を駆動するハウジング駆動モータ77が固定されており、ハウジング駆動モータ77の回転軸には、ラックギア76と歯合するピニオンギア78が固定されている。ハウジング駆動モータ77が正逆回転することで、取付部材74及びハウジング66、ひいては、給液管62及び排液管63は、リニアガイド機構73又は支持部材72の長手方向に沿って上下動する。図8は、給液管62及び排液管63が支持部材72の基端に最も近い位置にある引っ込み状態にある模様を示している。図6及び図7に示す給排ユニット61の待機状態では、給液管62及び排液管63は引っ込み状態にある。
The supply /
図7に示すように、支持部材72の基端部は、ベース部材41の一端部の下側に設けられたユニット駆動モータ79のモータ軸に連結されている。ユニット駆動モータ79が正逆回転することで、給排ユニット61は、ベース部材41の短手方向、又は、水耕栽培装置の長手方向Bに沿った回転軸回りに回動又は揺動する。これによって、給排ユニット61は、図6及び図7に示す待機状態と、図8(及び図11等)に示す起立状態との間を移行することができる。給排ユニット61の待機状態にて、ベース部材41と給排ユニット61との干渉を防ぐために、ベース部材41には、給排ユニット61の外形に対応した切欠き49が形成されている。給排ユニット61が起立状態に置かれると、ハウジング66、ひいては、給液管62及び排液管63は、ベース部材41の一端付近に配置される(図11及び図12等参照)。また、給排ユニット61が起立状態に置かれると、給液管62及び排液管63は、図1に示す右側の第1ガイドバー31の近くに配置される。
As shown in FIG. 7, the base end portion of the
給排ユニット61が起立状態にある場合、給液管62及び排液管63は、ハウジング66から鉛直方向に延びるように配置されている。給排ユニット61が待機状態にある場合、給液管62及び排液管63は、ベース部材41側に横倒しされている。給排ユニット61が待機状態にある場合に給液管62及び排液管63がこのように配置されていることで、第1搬送アセンブリ33は、水耕栽培装置の下段に配置された栽培容器1と干渉することなく、水耕栽培装置の長手方向Bに沿って走行することができる。
When the supply /
次に、第1搬送アセンブリ33の給排ユニット61を用いた、水耕栽培装置の下段にある栽培容器1の培養液の入れ替え工程について説明する。水耕栽培装置に搭載されている全ての栽培容器1は、先に説明したように、トラフ部11における仕切り部材16と繋がっている端壁が所定の側に、つまり第1搬送アセンブリ33(及び第2搬送アセンブリ34)において給排ユニット61が配置されている側(図1においては右側に)位置するように配置されている。
Next, the replacement | exchange process of the culture solution of the
まず、図10に示すように、培養液を入れ替える栽培容器1と、その栽培容器1の手前にある(つまり、導入部21側により近い位置にある)栽培容器1のほぼ中間にある場所に給液管62及び排液管63が配置されるように、第1搬送アセンブリ33の位置が調整される。次に、図11に示すように、待機状態にあった給排ユニット61が起立状態に移行する。
First, as shown in FIG. 10, it is supplied to a place in the middle of the
本実施形態では、給排ユニット61の待機状態にて、給液管62及び排液管63は、給排ユニット61の回転を規定する水平な回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されている。また、給液管62の管軸(図8にて一点鎖線で示す)と、排液管63の管軸(図8にて一点鎖線で示す)とは、同一面内、より具体的には同一の鉛直面内に配置されている。給排ユニット61が待機状態にある場合に、このように給液管62及び排液管63が配置されていることで、給液管62及び排液管63(より厳密には、それらの管軸)は、給排ユニット61の回転を規定する水平な回転軸に直交する同一の鉛直面内で移動する。これに加えて、栽培容器1間のほぼ中間の場所に、給液管62及び排液管63が配置されるように第1搬送アセンブリ33の位置が調節されていることで、給排ユニット61が待機状態から起立状態に移動する際に、隣接する2つの栽培容器1に定植されている作物と給液管62及び排液管63との干渉が極力抑制されている。給液管62及び排液管63が栽培容器1に定植されている作物と干渉したとしても、作物の葉の端部に給液管62及び排液管63が当たることから、作物の品質に与える影響は少ないであろう。
In the present embodiment, in the standby state of the supply /
給排ユニット61が起立状態に移行すると、図12に示すように、ハウジング駆動モータ77が作動して、給液管62の先端にある開口、つまり放出口64と排液管63の先端にある開口、つまり吸入口65とが、栽培容器1よりも上に位置するように、給液管62及び排液管63が所定の高さだけ上昇する。給液管62及び排液管63が上昇した後、第1搬送アセンブリ33は、培養液を入れ替える栽培容器1の下に一対のアーム部42が配置される位置へと移動する。これにより、放出口64と排液管63は、培養液を入れ替える栽培容器1に近接して配置される。その後、第1搬送アセンブリ33のアーム駆動部43の駆動モータ51が作動することで、待機状態にある一対のアーム部42が待機状態から起立状態に移行して、図13に示すように、これらアーム部42の板材48間に培養液を入れ替える栽培容器1が挟まれる。これによって、培養液を出し入れする際に栽培容器1が安定に保持される。
When the supply /
その後、給排ユニット61の管駆動モータ71が作動して、給液管62及び排液管63が上述したように回転することで、図14に示すように、栽培容器1の一端部の上側に、給液管62の放出口64と排液管63の吸入口65とが配置される。図9に示したように、給液管62と排液管63の回転方向は、給液管62の放出口64と排液管63の吸入口65とが、栽培容器1の一端部の端壁側から栽培容器1上に移動する向きにされる。給液管62と排液管63の回転方向をこのように定めることは、栽培容器1の端部の近くにある作物が回転中の給液管62及び排液管63と干渉する事態を避ける点で有利である。
Thereafter, the
上述したように栽培容器1の両端部にて、栽培容器1はその内部にアクセス可能なように開放している。そして、トラフ部11における仕切り部材16と繋がっている端壁が、給液管62及び排液管63の付近にあるように栽培容器1は配置されている。図15は、給液管62及び排液管63の回転後における、給液管62の放出口64と排液管63の吸入口65の配置とを示す説明図である。図15に示すように、給液管62の放出口64は、仕切り部材16の一方の側面側に配置され、排液管63の吸入口65は、仕切り部材16の他方の側面側に配置される。
As described above, the
次に、図16に示すように、給液管62及び排液管63が所定の高さだけ下降することで、給液管62の放出口64と、排液管63の吸入口65とが栽培容器1内に配置される。図17は、給液管62の放出口64と排液管63の吸入口65の配置とを示す説明図である。図17に示すように、栽培容器1に溜められる培養液の液面Sは、仕切り部材16の上端よりも低い位置にある。排液管63の先端部分は、栽培容器1に溜められている培養液中に入れられて、吸入口65は、培養液の液面Sが下がっても培養液を吸引し易いようにトラフ部11の底面に近接するように配置される。給液管62の放出口64は、栽培容器1に溜められている培養液と接触しないように仕切り部材16の上端よりも上側に配置される。
Next, as shown in FIG. 16, the
給液管62の放出口64と、排液管63の吸入口65とが栽培容器1内に配置されると、排液用可撓性チューブ68を介して排液管63と繋がっているポンプユニットが作動する。これによって、栽培容器1内に溜まっていた培養液が、排液管63の吸入口65から吸い取られて、排液槽へと送られる。本実施形態では、栽培容器1のトラフ部11に仕切り部材16が設けられていることで、ポンプユニットが作動すると、図5に示すようなU字状の細長い流路に沿って勢いよく培養液が流れる。栽培容器1内でこのように培養液を流して吸入口65から回収することで、栽培容器1に仕切り部材16を設けない場合と比較して、排液管63から回収されずに栽培容器1内に残留する(劣化した)培養液の量は少なくなる。
When the
栽培容器1に溜められていた培養液の回収が完了して、排液用可撓性チューブ68を介して排液管63と繋がっているポンプユニットが停止した後、給液用可撓性チューブ67に繋がれているポンプユニット70が作動する。これによって、貯蔵タンク69から新しい培養液が給液管62に送られて、放出口64から栽培容器1に入れられる。ポンプユニット70が所定の時間の間作動することで、所定量の新しい培養液が栽培容器1に入れられる。先に述べたように、新たに入れられた培養液の液面Sは、仕切り部材16の上縁よりも低い位置にある。
After the collection of the culture solution stored in the
その後、上述した一連の動作が逆の順序で実行されて、図10に示すように、給排ユニット61が待機状態に戻されて、アーム部42の各々も待機状態に戻される。別の栽培容器1に対して培養液の入れ替えが続けてなされる場合、第1搬送アセンブリ33は、図10に示したように別の栽培容器1と、その手前にある栽培容器1の間に配置されて、上述したようにして培養液の入れ替えが別の栽培容器1について行われる。例えば、培養液の入れ替えは、栽培される作物のロット単位で行われる。あるロットに係る全ての栽培容器1に対して培養液の入れ替えを行った後、他のロットに係る栽培容器1について培養液の入れ替えがなされない場合には、第1搬送アセンブリ33は、培養液を最後に入れ替えた栽培容器1の下に留まって、次の動作まで待機する。
Thereafter, the series of operations described above are executed in the reverse order, and as shown in FIG. 10, the supply /
導入部21に対して最も近くに配置されている栽培容器1について培養液の入れ替えがなされる場合、第1搬送アセンブリ33は、その栽培容器1から導入部21に向かう方向に離れた位置に給液管62及び排液管63が配置される場所へと移動する。給排ユニット61が待機状態から起立状態に移行する際に給液管62及び排液管63はと作物の干渉が生じないように又はできるだけ生じないように給液管62及び排液管63と栽培容器1の間の距離が定められる。その後、給排ユニット61が待機状態から起立状態に移行して、先と同様にして培養液の供給工程がなされる。
When the culture solution is replaced with respect to the
第2搬送アセンブリ34の給排ユニット61を用いた、水耕栽培装置の上段にある栽培容器1の培養液の入れ替え工程も、第1搬送アセンブリ33の給排ユニット61を用いた栽培容器1の培養液の入れ替え工程と同様に行われる。第1搬送アセンブリ33又は第2搬送アセンブリ34の給排ユニット61を用いた培養液の入れ替え工程に要する時間は、例えば数分程度にされる。第1搬送アセンブリ33の給排ユニット61を用いた培養液の入れ替え工程と、第2搬送アセンブリ34の給排ユニット61を用いた培養液の入れ替え工程とは、同時に又は並行して行われてよい。
The process of replacing the culture solution in the
栽培する作物の成長を促進する観点から、各栽培容器1に貯留されている培養液はなるべく新鮮であることが好ましい。このため水耕栽培装置に搭載された各栽培容器1について、培養液の入れ替え周期は、例えば、1時間乃至数時間程度にされる。一方、作物の種類にもよるが、水耕栽培装置にて作物が栽培される期間は数十日程度である。(栽培容器1の導入時と取り出し時を除いて)栽培容器1が一定の場所に滞在する期間は、例えば、数日から(先に言及した第1乃至3ロットの例のように)10日程度にされて、水耕栽培装置に搭載されている栽培容器1の移動は、数日乃至10日程度の時間間隔で行われる。この場合、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34は、数日乃至10日程度の間隔で栽培容器1の搬送に使用されることになる。仮に、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34とは別個に移動機構を設けて、当該移動機構を用いて水耕栽培装置の下段及び上段にて給排ユニット61を移動させる場合、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34は、数日乃至10日程度の時間間隔で栽培容器1の搬送に使用される以外は、ほとんど休止状態になっているであろう。本発明では、第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34を用いて給排ユニット61を移動させることで、栽培容器1の搬送に使用しない間に、第1搬送アセンブリ33及又は第2搬送アセンブリ34を適宜移動させて所望の栽培容器1に対して(栽培容器1の移動周期と比較して非常に短い周期で)培養液の入れ替えを行うことができる。本発明では、このように、水耕栽培装置の構成要素が効率的に活用されており、機器構成の簡略化と低コスト化がもたらされる。また、本発明では、給液管62及び排液管63を有する給排ユニット61を用いて、栽培容器1の一端側にて培養液の回収と供給を行っているので、栽培容器1の一端側にて培養液の供給を行い、栽培容器1の他端側にて培養液の回収を行う機構を設ける場合と比較して、水耕栽培装置の構成が簡略化されている。
From the viewpoint of promoting the growth of crops to be cultivated, the culture solution stored in each
水耕栽培装置に新たに栽培容器1が導入される場合、その栽培容器1には予め培養液が入れられていてよいが、作業者の負担を低減する観点から、栽培容器1に培養液が入っていない状態で、水耕栽培装置に栽培容器1が導入されるのが好ましい。この場合、上述したように第1搬送アセンブリ33が動作して、導入部21から所定の位置へと栽培容器1が配置された後に、栽培容器1に対して培養液の供給工程がなされる。培養液の供給工程は、培養液の回収がなされない点を除いて、先に説明した培養液の入れ替え工程と同様に行われる。
When the
水耕栽培装置から栽培容器1が取り出される場合、その栽培容器1には培養液が入れられていてよいが、作業者の負担を低減する観点から、栽培容器1に培養液が入っていない状態で、水耕栽培装置に栽培容器1が取り出されるのが好ましい。この場合、第2ボタン群27が操作されて取出部22に最も近い栽培容器1の取り出しが指示されると、上述したように第2搬送アセンブリ34が動作して、取出部22に最も近い栽培容器1に近接するように第2搬送アセンブリ34が配置される。そして、その栽培容器1に対して培養液の回収工程がなされる。培養液の回収工程は、培養液の供給がなされない点を除いて、先に説明した培養液の入れ替え工程と同様に行われる。
When the
図6及び図7等に示すように、上記の実施形態では、給排ユニット61の給液管62、排液管63、及びハウジング66等は、第1搬送アセンブリ33のベース部材41の導入部21側に配置されている。しかしながら、給排ユニット61のこれらの構成要素が、ベース部材41のリフタ35側に配置されるように、第1搬送アセンブリ33に対して各種の変更がなされてよい。第2搬送アセンブリ34についても同様である。この場合、給排ユニット61の起立状態における給液管62及び排液管63の回転の向きは、上記の実施形態における回転の向きとは反対にされる。また、栽培容器1の培養液の入れ替え工程では、図10に示すように、隣接する2つの栽培容器1の間に第1搬送アセンブリ33が配置された後、導入部21により近い栽培容器1(図10では手前に示されている栽培容器1)に対して、培養液の入れ替え工程がなされる。この場合における第1搬送アセンブリ33及び給排ユニット61の動作については、上記の説明から理解できるであろう。更に、給排ユニット61の構成要素がベース部材41のリフタ35側に配置される変更がなされた場合において、リフタ35側に最も近い栽培容器1に対する培養液の入れ替え工程についても上記の説明から理解できるであろう。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the above embodiment, the
上記の実施形態では、水耕栽培装置の給排ユニット61の起立状態にて、鈎状に屈曲した給液管62及び排液管63がハウジング66から立設するように構成されている。しかしながら、本発明において、給液管62及び排液管63の形状を変更して、給液管62及び排液管63が、給排ユニット61の起立状態にて、昇降自在に設けられたハウジング又は適当な部材から垂下するように設けることも可能である。上記の実施形態における水耕栽培装置の給排ユニット61の構成は、例示であって、起立状態と待機状態間での移行と、起立状態後における給液管62及び排液管63を介した培養液の回収・供給を可能にする様々な形態の給排ユニット61が使用されてよい。
In the above-described embodiment, the
上記の実施形態では、図4及び図5等に示したように、栽培容器1のトラフ部11の長手方向に沿って板状の仕切り部材16が立設されている。本発明において使用される栽培容器は、このような栽培容器1に限定されるものではなく、例えば、仕切り部材16がトラフ部11に設けられていない栽培容器が使用されてもよい。培養液の回収時において残留する培養液を低減するために、トラフ部11の底面は、給液管62及び排液管63が配置される側に向かって下がるように傾斜が設けられてよい。また、給液管62及び排液管63が配置される側にてトラフ部11の底面には、残留する培養液が溜まる窪みが設けられてよい。この場合、培養液の入れ替え工程時において、排液管63の吸入口65は、窪みの底面に近接しており、且つトラフ部11の底面よりも低い位置に配置されるのが好ましい。
In said embodiment, as shown in FIG.4 and FIG.5 etc., the plate-shaped
上記の実施形態では、導入部21における栽培容器1の位置決めには、管材23aに設けた目印と、栽培容器1の端部の色という視覚的な手段が用いられていた。このような視覚的な手段の代わりに、機械的又は構造的な手段が、導入部21における栽培容器1の位置決めに用いられてよい。また、導入部21における水耕栽培装置の長手方向Bに沿った栽培容器1の位置をセンサを用いて特定することで、栽培容器1に対する所定の位置に第1搬送アセンブリ33を誘導する制御が行われてよい。第1搬送アセンブリ33及び第2搬送アセンブリ34に、個々の栽培容器1を検知するセンサを設けて、当該センサからの情報を用いて、栽培容器1の移動や培養液の入れ替え工程における制御がなされてもよい。
In said embodiment, the visual means of the mark provided in the
上記の実施形態では、水耕栽培装置の下段にある栽培容器1の搬送と培養液の入れ替え用に第1搬送アセンブリ33が設けられており、水耕栽培装置の上段にある栽培容器1の搬送と培養液の入れ替え用に第2搬送アセンブリ34が設けられている。栽培容器1が配置される段の数は、本発明において限定されるものでなく、例えば、1段構造、又は3段以上を有する多段構造の水耕栽培装置が本発明を用いて実現されてよい。また、上記の実施形態では、各段に対応して1つの搬送アセンブリが設けられているが、可動範囲が栽培容器1の移動経路に沿って部分的に重複するように構成された複数の搬送アセンブリが、各段に対応して設けられてよい。なお、本発明において、水耕栽培装置に設けられる搬送アセンブリの数は、搭載可能な栽培容器の最大数よりも遙かに少なくされることは当然のことである。
In said embodiment, the
上記実施形態の説明において示された水耕栽培装置の使用形態は、あくまで例示であって、特に、下段及び上段の夫々に搭載される栽培容器1の数や、栽培容器1の位置の変遷等に関する具体的な言及は、本発明を限定するものではない。例えば、1日に1つの栽培容器1が新たに導入されて、定植されている作物が収穫可能になった栽培容器1が1日に1つ取り出されるように、上記実施形態の水耕栽培装置が使用されてよい。
The usage form of the hydroponic cultivation apparatus shown in the description of the above embodiment is merely an example, and in particular, the number of
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。 The above description is provided to illustrate the present invention and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Moreover, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, Of course, a various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim.
1 栽培容器
11 トラフ部
16 仕切り部材
33 第1搬送アセンブリ
34 第2搬送アセンブリ
42 アーム部
61 給排ユニット
62 給液管
63 排液管
64 放出口
65 排出口
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記水耕栽培装置内で走行自在に設けられており、前記水耕栽培装置内にて前記複数の栽培容器の各々を所定の経路に沿って移動させるために使用される少なくとも1つの搬送アセンブリを備えており、
前記少なくとも1つの搬送アセンブリの各々は、前記培養液を放出する給液管と、前記培養液を吸い込む排液管とを有する給排ユニットを備えている、水耕栽培装置。 In a hydroponic cultivation apparatus that can store a culture solution and can be equipped with a plurality of cultivation containers in which crops are planted,
At least one transport assembly that is provided so as to run freely in the hydroponic cultivation apparatus and is used to move each of the plurality of cultivation containers along a predetermined path in the hydroponic cultivation apparatus. Has
The hydroponic cultivation apparatus, wherein each of the at least one transport assembly includes a supply / discharge unit having a supply pipe for discharging the culture solution and a drain pipe for sucking the culture solution.
前記給排ユニットが前記第1状態にある場合、前記給液管の先端の開口と前記排液管の先端の開口とは下方に向いている、請求項3又は請求項4に記載の水耕栽培装置。 Each of the liquid supply pipe and the drainage pipe is curved or bent,
The hydroponic according to claim 3 or 4, wherein when the supply / drainage unit is in the first state, the opening at the tip of the liquid supply pipe and the opening at the tip of the drainage pipe face downward. Cultivation equipment.
前記給排ユニットが前記第2状態にある場合、前記給液管及び前記排液管は、前記回転軸に直交する鉛直面に沿うように配置されている、請求項3乃至5の何れかに記載の水耕栽培装置。 The supply / discharge unit is configured to shift between the first state and the second state by rotating around a horizontal rotation axis,
When the said supply / discharge unit is in the said 2nd state, the said liquid supply pipe and the said drainage pipe are arrange | positioned so that the vertical plane orthogonal to the said rotating shaft may be followed. The hydroponic cultivation apparatus described.
Priority Applications (3)
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