JP2022505854A - 植物に給水する装置、システム、及び方法 - Google Patents

Abstract

植物給水装置は、成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるアクチュエータと、一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、クレードルは一対のコンベアによって支持され、一対のコンベアに沿って離されており、クレードルは支持された植物を内部に保持する運搬システムとを備えている。コンベアは、クレードルを経路に沿って運ぶことにより、クレードルを給水トラフの上方に配置された給水位置との間で輸送する。クレードルが給水位置にあるときには、支持された植物が成長維持液を摂取できるように、給水トラフは第２位置に上昇でき、支持された植物を給水トラフ内の成長維持液に浸ける。
【代表図】図２

Description

本発明は、園芸用の給水システムの分野に関する。より具体的には、本発明は、作動する給水トラフを用いて運搬システム内の植物に給水する装置、システム、及び方法に関する。

伝統的な商業的農業技術は、通常、作物を栽培、生育、及び収穫するために大量の実行可能な土地を必要とし、通常、非常に時間・労働集約的である。この分野のより最近の革新は、いわゆる垂直農法システムを含む。このシステムでは、植物は積み重ねられた層内で生育されるので、そのような農地面積及び土地への要求を大幅に減少させる可能性がある。また、現代の多くの垂直農法システムは、屋内農法や水耕栽培技術を用い、そこでは環境条件（給水／灌漑、光、温度、湿度、二酸化炭素等）や他の生育条件（肥料の使用、農薬の使用等）は、より注意深く制御及び／又は監視され得る。そのような屋内垂直農法技術は、該植物の処理（例えば、灌漑、扱い、収穫等）を容易にしたり、生育条件（光、空気、湿度、温度等）に対する各植物の曝露を適切に調整したりするために、植物の積み重ねられた層を移動及び分配する自動及び／又は機械式システムも用いることがある。

例として、参照によりここに組み込まれるＰＣＴ／ＣＡ２０１２／０５０２８１（公開番号ＷＯ２０１２１５１６９１）は、複数の植物クレードルをエンドレスコンベア上で、上向き及び下向き部分を交互に有し、ループして元に戻る戻り部分を有する起伏のある生育経路に沿って前進させることにより植物を生育する生育機械（及び対応する方法）を開示している。一対の平行なエンドレスコンベアを用いて、クレードルはコンベア間に取り外し可能に支持される。クレードルには、成長維持液と成長促進光とが供給される。クレードルは、１以上の植物が目標の成長に到達し、その後は収穫できるか、又は収穫のために成熟するまで１以上の後続の機械に運べるようになるまで、経路に沿って前進させられる。この機械は、制御された環境に置かれ得る。

カナダ特許第１，１０６，６０７号は、閉じられた生育室の中で植物を継続的に生育する装置を開示しており、生育室の中では、植物を格子状に運搬する蛇行コンベアが、ランプの前を通るように植物を蛇行パターンで移動させる。ランプは、格子状に配置され、植物の近くの照度が実質的に一定になるように、コンベアの空間経路曲線に一致した空間光分布曲線を有する。

水耕栽培の分野において、公知の給水システムは、浮遊池、フラッド・アンド・ドレインシステム、及び栄養膜技術を含む。上述された機械式植物生育システムでは、成長維持液（通常は水からなり、該当する場合には水と混合栄養物とからなる）は、植物に施された後、通常、植物を保持する成長トレイ又はクレードル内で巡回して運搬される。
ここに記載されるように、本発明の給水装置、システム、及び方法は、多くの利点を提供できると考えられる。

国際公開第２０１２／１５１６９１号 カナダ特許第１，１０６，６０７号

本発明のある態様によれば、ここには植物に給水する装置、システム、及び方法が開示されており、そこでは、そのような植物はコンベアによって支持された複数のクレードル内で生育されている。給水トラフは、１以上のアクチュエータの形態でリフト機構に搭載又は支持されている。給水トラフは、成長維持液を受け取り保持するために設けられる。給水トラフは、１以上のアクチュエータの動作によって、より低い第１位置と上昇した第２位置との間で作動できる。１以上の支持された植物を内部に支持するクレードルの１つが、給水トラフの上方に配置された給水位置に運ばれ、給水トラフが第２位置に作動されたときに、１以上の支持された植物を成長維持液に全体的又は部分的に浸けることにより、植物に所望の灌漑を提供する。給水トラフが第１位置に作動されたときに、１以上の支持された植物は成長維持液から取り除かれる。この給水は、連続するクレードル（及び内部に支持された植物）のそれぞれについて繰り返され、連続処理であり得る。

一の実施形態では、（i）成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、（ii）上記給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータ手段と、（iii）一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、各クレードルは１以上の支持された植物を内部に支持する運搬システムとを備え、上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第２位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第１位置にあるときには、上記複数のクレードルの該１つは上記給水トラフ内の上記成長維持液から取り除かれる、植物に給水する装置が提供される。

別の実施形態では、（i）成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、（ii）上記給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータと、（iii）一対の平行なコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、各クレードルは１以上の成長トレイを支持し、該１以上の成長トレイは１以上の支持された植物を内部に支持するようになされた運搬システムとを備え、上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第２位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第１位置にあるときには、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液から取り除かれる、植物に給水する装置が提供される。

別の実施形態では、（i）成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、（ii）上記給水トラフをアクセス位置とダンク位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータと、（iii）一対の平行なコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、各クレードルは１以上の成長トレイを支持し、該１以上の成長トレイは１以上の支持された植物を内部に支持するようになされた運搬システムとを備え、上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記ダンク位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、上記複数のクレードルの該１つ内の上記１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、上記給水トラフが上記アクセス位置にあるときには、上記複数のクレードルの該１つは上記コンベアによって上記給水位置から離れるように運ばれることがあり、上記複数のクレードルの次の１つは上記コンベアによって上記給水位置に運ばれることがある、植物に給水する装置が提供される。

一の態様では、上記一対のコンベアはエンドレスコンベアであり、上記経路は連続ループである。別の態様では、上記成長トレイが全体的又は部分的に上記給水トラフに浸けられたときに上記成長維持液が上記成長トレイに流れ込めるように、上記成長トレイには１以上の開口が設けられていてもよい。一の態様では、上記支持された植物は、種又は苗である。

一の態様では、上記第２位置は、上記第１位置の上方に上昇している。別の態様では、上記第２位置は、上記第１位置の実質的に垂直上方に配置されている。

一の態様では、上記複数のクレードルの各１つは、上記給水位置にあるときには、上記給水トラフの実質的に上方に配置されている。

一の態様では、上記運搬システムには、上記コンベアを機械的に駆動することにより、上記クレードルを上記経路に沿って運ぶモータがさらに設けられている。別の態様では、上記運搬システムは、手動で駆動されてもよい。

一の態様では、上記アクチュエータ手段は、アクチュエータである。別の態様では、上記アクチュエータは、１以上の空気圧又は油圧で駆動される機構を備える。

一の態様では、支持された植物の種類は、レタス、葉物野菜、キュウリ、コショウ、トマト、キュウリ、ハーブ、及び花、並びに長いつる植物、木等からなる群から選択されてもよい。別の態様では、上記給水装置で又は特定の成長トレイ内で生育されている上記支持された植物は、異なる種類のものでもよい。別の態様では、上記支持された植物は、異なる成長段階にあってもよい。

別の実施形態には、ここには以下のステップ、（i）上述された給水装置を提供する、（ii）上記一対のコンベアを動作させて、一のクレードルを上記給水位置に運ぶ、（iii）上記給水トラフを成長維持液で満たす、（iv）上記アクチュエータを活性化して、上記給水トラフを上記第１位置から上記第２位置に作動させることにより、上記支持された植物を上記成長維持液に浸け、上記アクチュエータを非活性化して、上記給水トラフを上記第２位置から上記第１位置に戻し、上記一対のコンベアを動作させて、上記クレードルを上記給水位置から離れるように運び、次のクレードルを上記給水位置に運び、このサイクルをステップ（iii）から繰り返す、を備えた植物に給水する方法が開示されている。

別の実施形態には、起伏のある経路に沿って植物を生育する機械と組み合わされた、開示された植物に給水する装置を備えた植物生育システムが開示されている。

以下の添付図面を参照して、本発明の実施形態が以下に説明される。
図１は、給水トラフが第１位置にある、本発明のある態様に係る給水装置の一部の図表示の等角図である。 図２は、給水トラフが第２位置にある、本発明のある態様に係る給水装置の一部の図表示の等角図である。 図３は、植物／苗トレイの配列を給水トラフに含まれる成長維持液に浸ける給水トラフの断面等角図を示す。 図４は、給水トラフが第１位置に示された、本発明のある態様に係る給水トラフの図表示の等角図である。 図５は、給水トラフが第２位置に示された、本発明のある態様に係る給水トラフの図表示の等角図である。 図６は、本発明のある態様に係る給水トラフの一部の断面等角図である。 図７は、本発明のある態様に係る給水トラフの一端の等角図である。 図８は、本発明のある態様に係る例示的なクレードルの等角図表示である。 図９は、植物トレイの配列を載せて示された、本発明のある態様に係る例示的なクレードルの等角図表示である。 図１０は、植物トレイの配列を載せた例示的なクレードルの一面の拡大図である。 図１１は、本発明のある態様に係る給水トラフの別の例示的な実施形態の斜視図である。 図１２は、図１１に示された給水トラフの例示的な実施形態の正面図である。 図１３は、図１１に示された給水トラフの例示的な実施形態の上面図である。 図１４は、図１１に示された給水トラフの例示的な実施形態の端面図である。 図１５は、本発明のある態様に係る給水装置の例示的な実施形態の一面の正面図である。 図１６は、給水トラフが第１位置にある、本発明のある態様に係る給水装置の例示的な実施形態の正面斜視図である。 図１７は、給水トラフが第２位置にある、本発明のある態様に係る給水装置の例示的な実施形態の正面斜視図である。

以下、本発明は、その一部を形成し、発明を実施できる例示的な実施形態を例として示す添付図面を参照して、より十分に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具体化でき、ここに記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で理解されてはならない。別に定義されていない限り、ここで使用されるすべての技術的及び科学的用語は、関連技術の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。

別に明示的に規定されていることを除き、本明細書（記載された説明、特許請求の範囲、及び図面）には以下の解釈規則が適用される。（ａ）ここで使用されるすべての単語は、状況が必要とする性又は数（単数又は複数）であると解釈されるものとする。（ｂ）文脈が別のことを明確に示さない限り、明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される単数形の用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、複数の参照を含む。（ｃ）記載された範囲又は値に適用される先行する用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、測定方法から技術的に知られる又は予想される範囲又は値の偏差内の近似を示す。（ｄ）別に指定されていない限り、「ここに（ｈｅｒｅｉｎ）」、「これにより（ｈｅｒｅｂｙ）」、「ここの（ｈｅｒｅｏｆ）」、「ここに（ｈｅｒｅｔｏ）」、「これまでに（ｈｅｒｅｉｎ ｂｅｆｏｒｅ）」、及び「これ以降（ｈｅｒｅｉｎａｆｔｅｒ）」という単語、並びに同様の意味の単語は、特定の段落、請求項、又は他の細部を参照するのではなく、本明細書を全体として参照する。（ｅ）説明用の見出しは便宜上のためだけのものであり、明細書のいかなる部分の意味や構成を制約したり影響を与えたりしない。（ｆ）「または（ｏｒ）」及び「いずれの（ａｎｙ）」は排他的ではなく、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は限定的ではない。また、別に注記しない限り、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含んでいる（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、オープンエンド用語（すなわち、「含むが、これに限定されない」を意味する）と解釈される。

記載のサポートを提供するために必要な範囲において、添付の特許請求の範囲の主題及び／又は文言は、参照により全体としてここに組み込まれる。

例示的な実施形態は、可能で最も実用的及び／又は適切な実施形態の例であると現在考えられるものについて説明されてきたが、説明は開示された実施形態に限定されず、逆に、例示的な実施形態の精神及び範囲内に含まれる各種の変形及び同等の構成を包含することが意図されていると理解されるべきである。当業者は、日常的な実験以下を用いて、ここに具体的に記載された特定の例示的な実施形態と同等の多くのものを認識し、又は確認できる。そのような同等物は、ここに添付されているか、又は後に提出される場合には、特許請求の範囲に含まれることが意図されている。ここに具体的に記載された方法又は材料と同様又は等価なすべての方法又は材料も、本発明に用いられてもよいことは理解されるべきである。

本発明は、主として、水耕栽培植物生育システムという文脈でここに説明及び議論される。しかし、本発明は、非水耕栽培又は土壌に基づく植物生育システムにも適用できるであろうことは理解されるべきである。

本発明は、例示の目的で、葉物野菜の生育／給水への使用のためにここに記載されることがある。しかし、本発明は、水耕栽培システムを用いた栽培に適することが知られているすべての植物を含む、ほぼすべての種類の植物に用いられてもよいと考えられる。

本発明は、特に苗の発芽に適切に適用できると考えられ、そのような文脈でここに説明及び議論されることがある。（発明が種／苗への使用に特に良く適する理由の１つは、種／苗は一般に小さな生育空間しか必要としないからである。このことは、一般に、給水装置の特定のサイズのために、大量の種／苗が各クレードル内に支持され、各ダンクで給水され得ることを意味する）。しかし、本発明は、そのような用途に限定されず、すべての植物生育の目的のための一般的な自動給水装置として適用されてもよいことは理解されるべきである。本発明は、例えば、木の苗、コショウ、トマト、キュウリ、ハーブ、花、長いつる植物、並びに他のすべての食用、観花用、及び装飾用植物等を含む、数多くの他の商業的に生育される種類の植物を包含し得る一般的な植物繁殖の目的にも適用できる。

図１を参照すると、図１は、給水トラフ２０がより低い第１位置５４に示されている、本発明のある態様に係る給水装置１０の一部の等角図を示す。一対の平行なコンベア４２と、それらの間の複数の細長いクレードル４４とを備えた運搬システム４０が示されている。クレードルは、一対のコンベア４２に沿って離されている。（隣接するクレードル間の適切な間隔は、生育されている植物のサイズ、使用されている成長トレイのサイズ等、各種の要因に応じて調整されてもよい）。参照を容易にするために、運搬システム４０は、一対の平行なコンベアの一方を図から取り除いて描かれている。すなわち、一対のコンベア４２の一方だけが示されている。クレードル４４は、各クレードル４４の各端の近くに配置された固定手段を設けて示されており、この固定手段によって各クレードルはコンベア４２上に支持されている。図１の実施形態では、固定手段は、クレードルハンガー４６の形態で示されている。クレードルハンガー４６は、例えば、コンベア４２と係合する支持ピン４７（図１５により明確に見られ得るように）を介してコンベアに取り付けられてもよい。当業者には、留め具、クランプ、ハンガー又は支持体のような他の可能な固定手段が理解される。オプションで、固定手段は、コンベア４２に着脱できてもよい。

運搬システム４０には、一対のコンベア４２を動かすために必要に応じて動作することにより、複数のクレードルを経路に沿って運ぶモータ又は駆動装置（不図示）が設けられていてもよい。一対のコンベア４２は、複数のクレードルのそれぞれを経路に沿って給水位置５２に運ぶことができる。給水位置５２は、植物を支持するクレードルが「給水」され得る、経路に沿った位置である。図１に示されるように、クレードルは、給水位置５２にあるときには、給水トラフ２０の上方に配置されている。給水トラフ２０には、成長維持液２２が提供され得る。（ここで使用されるように、成長維持液とは植物に栄養を与える媒体をいい、通常は水であり、適切な栄養素又は肥料混合物等の所望の添加物がオプションで与えられる）。給水トラフ２０は、各「ダンク」の間に貯水槽（具体的には示されていない）から成長維持液２２で所望のレベルに満たされてもよい。一般に、成長維持液は、貯水槽からポンプで汲み上げられて、給水トラフに補充される。給水トラフ２０内の成長維持液を一定の体積／高さに維持するために、貯水槽ポンプは給水装置の残り（及び／又はセンサが設けられた）と同期させられてもよい。

一の実施形態では、経路はエンドレス経路（すなわち、自分自身にループバックするもの）である。示されたように、経路は、半円形の端を有する長方形の一般的な形状であり得る。例えば、楕円、円、長方形、三角形等、又はこれらの組み合わせを含む、経路の他の構成はもちろん可能である。一の実施形態では、一対のコンベア４２は、（図１５により明確に見られ得るように）チェーンとスプロケットホイール４３との組み合わせの形態でもよい。

クレードル４４のそれぞれは、（図３により明確に見られるように）成長トレイ７０を支持して示されている。各成長トレイ７０は、１以上の支持された植物５０を支持又は保持してもよい。ここで使用されるように、支持された植物５０は、給水装置１０が適用され得るすべての植物をいうために使用され、まだ発芽していない又は発芽しようとしている種、発芽した苗、成長した苗、成長中の植物、及び比較的成熟した植物を含み得る。

一の実施形態では、各成長トレイ７０は、複数の成長カップ７２を備えることができる。この場合、１以上の支持された植物５０を保持又は支持するために使用されるのは、成長カップ７２である。成長トレイ７０は、成長カップ７２の細長い配列に構成されて示されている。成長トレイ７０は、例えば、成長カップ４個分の幅と、成長カップ約４０から１００個の長さとを有してもよい。成長カップの異なる配列やサイズは、もちろん可能である。

図２は、給水トラフ２０が第２位置５６にある、給水装置１０の一部を示す等角図である。ここでも、参照を容易にするために、運搬システム４０は、一対の平行なコンベアの一方を取り除いて描かれている。一の実施形態では、第２位置５６は、第１位置５４の実質的に垂直上方にある。給水トラフ２０は、アクチュエータ３０の形態で、１以上のアクチュエータ手段によって支持されて示されている。アクチュエータ３０は、給水トラフ２０を第１位置と第２位置との間で可逆的に作動させるように動作する。一の実施形態では、アクチュエータ３０は、その基礎が給水トラフ２０の下の床／基礎に固定されている。アクチュエータのそれぞれの上端は、給水トラフ２０に固着されている。好ましい実施形態では、アクチュエータは、油圧式又は空気圧で駆動され、伸縮可能である。より好ましい実施形態では、アクチュエータは、均一に作動／通電させるためにレギュレータが設けられた空気圧エアリターンシリンダである。アクチュエータ３０は、作動又は通電されたときに、給水トラフ２０をあるレベルを保ってより低い第１位置５４から上昇した第２位置５６に上昇させるように機能する。これに代えて、アクチュエータ手段は、モータとネジの組み合わせの形態でもよいと考えられる。給水トラフ２０が上昇すると、給水トラフの上方に配置され、給水位置に位置するクレードル４４は（成長トレイ７０と共に）、給水トラフ２０に含まれる成長維持液に浸けられるか、又は「ダンク」される。アクチュエータ３０が非作動又は非通電にされたときには、給水トラフは下降して第１位置５４に戻る。給水トラフ２０が下降すると、給水／ダンクされていたクレードル４４（と関連する成長トレイ７０）を給水トラフ２０内の成長維持液から取り除く効果が得られる。給水装置１０には、給水トラフ２０から溢れたすべての成長維持液を収集／保持する灌漑ボックス６０も設けられていてもよい。このような溢れは、必要であれば貯水槽又は給水トラフにリサイクルされてもよい。

図３は、給水トラフ２０の一部の断面等角図を示す。給水トラフ２０が上昇した第２位置５４に上昇したときに、１以上の支持された植物５０を内部に支持／保持する成長カップ７２の配列を備えた成長トレイ７０が、給水トラフ２０内の成長維持液２２に浸けられて（又は十分に浸けられて）示されている。一般に、成長カップ７２の実質的に細長い配列が好ましいと考えられる。これにより、成長トレイの垂直積み重ねに関連して設置面積が小さいという可能な利益を維持しながら、各１回の「ダンク」で多数の植物に「給水」できるからである。給水トラフ２０は、上が空いた水密容器の形態でもよい。一の例示的な実施形態では、給水トラフは長方形に形成されてもよい。給水トラフ２０には、オプションで１以上の突出タブ２６が設けられていてもよい。突出タブは、給水トラフの周囲に配置され、成長維持液２２がダンク処理中に給水トラフ２０の端を超えて溢れ、飛散することを制限／防止することを助けるように機能する。

図４は、給水トラフ２０を単独で示す等角図である。給水トラフ２０は、より低い第１位置５４に示されている（アクチュエータ３０は非作動又は非通電にされているので、伸びていない）。図５は、上昇した第２位置５６にある給水トラフを単独で示す等角図である（アクチュエータ３０は作動又は通電されているので、伸びている）。このようにアクチュエータ３０は、給水トラフ２０を第１位置と第２位置との間で昇降させることができる。加えて、給水トラフの位置間の移動（例えば、給水トラフ２０の第２位置から第１位置への戻り）を容易にするために、この技術分野で公知の各種のバネ型機構（不図示）も用いられてもよいと考えられる。給水トラフ２０を作動させる他の構成も可能である。例えば、作動機構は、アクチュエータ３０の作動によって給水トラフが下降し、非作動によって給水トラフが上昇するように再構成されてもよい。これに代えて、作動機構は、作動させるとアクチュエータが縮んで給水トラフが下降する一方、アクチュエータ３０を非作動にさせるとアクチュエータが伸びて給水トラフが上昇するように再構成されてもよい。

図６は、給水トラフの一部の他の断面図である。上述されたように、給水トラフ２０には１以上の突出タブ２６が設けられていてもよく、突出タブは、ダンク処理中に成長維持液２２が溢れ、飛散することを防止することを助けるために、給水トラフの周囲に配置される。

図７は、給水トラフ２０の一端の等角図である。給水トラフ２０には、１以上の溢れ出口２４が設けられてもよい。溢れ出口は、給水トラフ２０の過補充を防止するのに役立ち、ダンク処理中に過剰な成長維持液が給水トラフから放出されることも可能にする。溢れ出口２４は、単に、出口開口に位置して示されたように隆起ナットの形態をとってもよく、ナットの上部は、給水トラフ内の成長維持液を所望のレベルにするために適切な高さにある。隆起ナットの上部の高さは、調整できてもできなくてもよい。すべての溢れは、溢れ出口２４から灌漑ボックス６０に流れることができる。

図８は、例示的なクレードル４４の等角図表示である。クレードルには固定手段が設けられており、固定手段は、具体的に示されているように、一般にクレードル４４の両端又はその近くに配置されたクレードルハンガー４６の組である。クレードルハンガー４６は、クレードルが一対のコンベア４２によって支持されるように、該一対のコンベア４２に取り付けるように機能する。一の実施形態では、クレードル４４は、クレードル４６の長さに及ぶ１以上のリブフレーム４８又はスパイン（スパイン型クレードルとも呼ばれることがある）を備えている。リブフレーム４８とクレードル４４とは、成長カップ７２の配列を備えた成長トレイ７０を支持するようになされている。図９は、複数の成長カップ７２を有する成長トレイ７０を載せて示された例示的なクレードル４４を示す。

図１０は、成長カップ７２の成長トレイ７０を載せた例示的なクレードル４４の一面の拡大図である。示された実施形態では、成長カップ７２のそれぞれは、プラグ７４を内部に受け取るようになされてもよい。プラグ７４は、支持された植物５０（種や苗等）を収容し支持するために役立つ。プラグ７４は、植物（例えば種や苗）が内部に埋め込まれた、土のプラグ、又は水耕栽培技術で知られたすべての他の生育媒体（パーライト、砂利、泥炭、木質繊維等）で作られたプラグの形態を取ってもよい。また、プラグ７４を用いると、植物が成長したときに必要であれば植物の移植が容易になる。例えば、給水装置が主として植物を繁殖させる目的で使用されているときには、移植が必要になりやすい。好ましくは、成長カップ７２には、成長維持液がダンク処理中に成長カップに流入し、ダンク処理後に成長カップから流出する１以上の開口又は開き口が設けられる。支持された植物５０を支持するためにプラグ７４が用いられる示された特定の実施形態では、プラグ７４には対応する開口又は開き口も設けられる。したがって、植物（より具体的には、植物の根又は種－種がまだ発芽していない場合）は、適切に灌漑され得る。もちろん、支持された植物がすでに葉を伸ばしている場合には、支持された植物の葉は成長維持液に浸けられず、植物の根だけが浸けられる。

一般に、成長カップ７２にはその底とその上部とに位置する１以上の開口が設けられていることが好ましい。より好ましくは、成長カップ７２の底は、実質的に完全に空いていてもよい。そのような場合、水／成長維持液の表面張力は、激しい滴下を防止するために一般に十分であることが見出された。成長カップ７２の底に開口があると、一般に（過飽和や浸け過ぎを避けるために）成長カップ７２から成長維持液２２をより良く排出でき、液体を成長カップ７２に無制限で運ぶことができる。また、用途によっては、底に開口があると、成長中の植物の根を成長させて、成長カップ７２の底から伸ばすことができる。これにより、このような成長中の植物の根を「空中剪定」できるので、植物の成長をより早く促進する。根が移植中に損傷されないので、植物の成長時間は短くなる。

好ましくはないが、成長カップにはカップの側面に配置された穴／開き口を設けることや、上部にだけ穴／開口を持たせることができることも理解されるべきである。

図１１は、給水トラフの別の例示的な実施形態の斜視図である。給水トラフ２０は、アクチュエータ３２によって支持されている。アクチュエータ３２の上部３４は、給水トラフ２０に固着されているか、又は給水トラフ２０を支持している。アクチュエータ３２の基礎３６は、床／基礎に固着されている。上述されたように、アクチュエータ３２は、作動又は通電されたときに伸び、給水トラフを第１位置から上昇した第２位置に上昇させる。アクチュエータ３２は、非作動又は非通電にされたきに元の長さに縮み、給水トラフを下降させて第１位置に戻す。したがって、アクチュエータ３２は、給水トラフ２０を第１位置と第２位置との間で昇降させる。図１２、図１３、及び図１４は、それぞれ、図１１に示された給水トラフの例示的な実施形態の正面図、上面図、及び端面図である。

図１５を参照すると、図１５は、成長トレイが載せられていない給水装置１０の例示的な実施形態の一面の正面図の画像である。給水装置１０の運搬システム４０は、一方だけが示された（チェーンの形態の）一対のコンベア４２と、複数のクレードル４４とを備えている。コンベア４２は、スプロケットホイール４３と係合して示されている。クレードル４４は、一対のコンベア４２の一方の上に離されて示されている。各クレードル４４は、それぞれが取り付けピン４７に取り付けられた一対のクレードルハンガー４６を介してコンベア４２上に支持されている。取り付けピン４７は、コンベア４２の一部（又はチェーンの１つのリンク）に順に係合する。一対のコンベア４２が駆動されたときに、クレードル４４は、（図示された場合には給水装置１０の正面近くに配置された）給水位置との間で経路を巡回して運ばれる。

図１６は、給水トラフ２０が（下降した）第１位置５４にある、給水装置１０の例示的な実施形態の画像である。各クレードル４４には、成長トレイ７０が載せられている。各成長トレイは複数の成長カップ７２を備え、各成長カップ７２は支持された植物５０を保持する。給水トラフ２０がこの下降した第１位置（「アクセス位置」とも呼ばれる）にあるとき、クレードル４４とその各成長トレイ７０とは、各クレードルが連続的に（一般に給水トラフ２０の上方にある）給水位置との間で運ばれるように、経路に沿って自由に運ばれてもよい。

図１７は、給水トラフ２０が（上昇した）第２位置５６（「ダンク位置」とも呼ばれる）にある、図１６に示された給水装置の例示的な実施形態の画像である。給水トラフ２０は、アクチュエータの動作によって既に上昇している。これにより、給水位置に位置する特定の成長トレイ７０は給水トラフ２０に浸けられ、成長トレイ７０とその内部に支持された植物とは給水トラフ２０内の成長維持液２２に晒される。植物が適切な時間間隔で浸けられた後、給水トラフは下降して元に戻り、成長トレイ７０とそれによって支持された植物５０とは給水トラフ２０から取り除かれる。給水されたばかりのクレードル４４は、給水位置から離れるように運ばれ得るので、次又は後続のクレードルを給水位置に動かすことができる。このように給水装置１０は、複数の植物を含む一群の成長トレイ７０に給水するために用いられてもよいことは理解されるべきである。給水装置１０は、上述された給水プロセスが完全に自動化されるように構成されてもよいことも理解されるべきである。

ここには、ここに記載された植物に給水する装置が、適切な垂直農法植物生育機械と組み合わせ、又は結合された植物生育システムも開示される。そのような垂直農法植物生育機械の一例は、ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／０５０２８１（公開番号ＷＯ２０１２１５１６９１）に開示されている。この文献は、複数の植物クレードルをエンドレスコンベア上で、上向き及び下向き部分を交互に有し、ループして元に戻る戻り部分を有する起伏のある生育経路に沿って前進させ、クレードルは一対の平行なエンドレスコンベア間に取り外し可能に支持され、クレードルには成長維持液と成長促進光とが供給される植物生育機械を含んでいる。したがって、垂直農法生育機械が通電条件下で（比較的小さい設置面積を占めながら）植物を効率的に生育することを提供し、本給水装置がそのような植物のために効率的で便利な給水又は灌漑処理をそのような給水が必要なときに提供するために使用され得るシステムが提供され得る。機械は、それぞれのコンベアシステムを結合することにより組み合わされてもよい。植物のクレードルは、給水装置で給水されると、一対のコンベアに沿って運ばれ、生育機械（そこでは、クレードルはより効率的に積み重ねられてもよい）に向けて渡され、生育機械の戻り経路は、（回路の他端にある）クレードルを給水のために並ぶ給水装置の戻り経路に運ぶ。このようなシステムも、完全に自動化されてもよい。

ここに開示された給水装置、システム、及び方法は、従来の習慣、特に生育土台が静止していない垂直農法に関する従来の習慣に対して多くの利点を提供すると考えられる。

まず、本発明では、成長維持液は、一般に１つの位置（すなわち、給水トラフが配置された位置）、典型的には装置の正面近くに留まる。植物生育機械内で水を巡回させて運ぶときに、成長トレイ内で液体を巡回させて運んだり、成長トレイに水を分配する何らかの機構を提供したりする必要がない。実際、成長トレイ／成長カップの底が実質的に開いている場合、植物がある場所にはトラフが全くない。実際のところ、開示された給水装置を用いると（給水は給水位置だけで起こり、成長トレイ／成長カップの底が実質的に開いている場合）、ある量の成長維持液が実際に成長トレイ内で巡回して運搬される成長トレイと比べて、藻の成長がかなり減少することも見出された。

従来の多くの植物給水方法では、成長維持液が各植物に均一に施されないことがあり、取り過ぎるものと、十分に取らないものとが生じることがある。また、植物を注意深く監視及び精査しなければ、見分けることは容易ではなく、多くの場合、手遅れになるまで（例えば、特定の植物が給水不足であることを）見分けることができない。設定された／一定量の水が植物に与えられる状況下でさえ、その量が各特定の植物にとって適切でないことがある。しかし、本発明では、各植物は、個々の要求に基づき成長維持液（例えば、水と栄養素）を摂取できる。例えば、未発達の根系を有するより若い苗は、十分に発達した根系を有するより成熟した植物と比べて、異なる水の摂取を行うかもしれない。また、各植物は、栄養素に対して平等にアクセスできる。この成果の１つとして、異なるサイズの植物、又は異なる成長段階にある植物（すなわち、種、苗、及び十分に成長した植物）でさえ、成長について妥協することなく、同じ給水装置で給水及び生育することができる。同じ考え方で、全く異なる種類の植物を同じ給水装置で（又は同じ成長トレイ内でさえ）生育することさえできる。

従来の多くの給水システムでは、非常に若い苗に使用されたときに、そのような苗の傷つきやすい根系が損傷又は妨害される危険性がある。本発明の給水システムは、特に成長トレイ／成長カップの底が開いており、これによってより良い排水を提供する場合、従来よりも比較的優しく、非常に若く又は傷つきやすい苗への使用に適することが分かった。

クレードルを給水位置に到達するまで経路を巡回して運び、その後に給水トラフを用いて各クレードルを液体に十分に浸けるシステムにより、簡単な運搬システムが可能となる。静止した給水トラフに各クレードルをダンクするコンベアシステムを提供するという代替案には、（技術的観点から）より複雑なコンベアシステムが必要になる。

Claims (16)

1. 成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、
   上記給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータ手段と、
   一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、上記複数のクレードルの各１つは１以上の支持された植物を内部に支持する運搬システムとを備え、
   上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、
   上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第２位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第１位置にあるときには、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液から取り除かれる植物に給水する装置。
2. 成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、
   上記給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータと、
   一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、各クレードルは成長トレイを支持し、上記成長トレイは１以上の支持された植物を内部に受け取り支持するようになされた運搬システムとを備え、
   上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、
   上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第２位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記第１位置にあるときには、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液から取り除かれる植物に給水する装置。
3. 成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、
   上記給水トラフをアクセス位置とダンク位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータと、
   一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、各クレードルは成長トレイを支持し、上記成長トレイは１以上の支持された植物を内部に受け取り支持するようになされた運搬システムとを備え、
   上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成されており、
   上記複数のクレードルの該１つが上記給水位置にあり、且つ上記給水トラフが上記ダンク位置にあるときには、上記１以上の支持された植物が上記成長維持液を摂取できるように、該１以上の支持された植物は上記給水トラフ内の上記成長維持液に少なくとも部分的に浸けられ、
   上記給水トラフが上記アクセス位置にあるときには、上記複数のクレードルの該１つは上記コンベアによって上記給水位置から離れるように運ばれることがあり、上記複数のクレードルの次の１つは上記コンベアによって上記給水位置に運ばれることがある植物に給水する装置。
4. 上記一対のコンベアはエンドレスコンベアであり、上記経路は連続ループである請求項１に記載の植物に給水する装置。
5. 各成長トレイには、上記支持された植物を支持する複数の成長カップが設けられている請求項１に記載の植物に給水する装置。
6. 上記成長カップには、該成長カップの底に配置された開口が設けられている請求項５に記載の植物に給水する装置。
7. 上記支持された植物は、種又は苗である請求項１に記載の植物に給水する装置。
8. 上記第２位置は、上記第１位置の実質的に垂直上方にある請求項１に記載の植物に給水する装置。
9. 上記複数のクレードルのそれぞれが上記給水位置にあるときには、該クレードルは上記給水トラフの実質的に上方に配置されている請求項１に記載の植物に給水する装置。
10. 上記運搬システムには、上記コンベアを駆動するモータがさらに設けられている請求項１に記載の植物に給水する装置。
11. 上記運搬システムは、手動で駆動される請求項１に記載の植物に給水する装置。
12. 上記アクチュエータ手段は、１以上のアクチュエータを備える請求項１に記載の植物に給水する装置。
13. 上記１以上のアクチュエータは、空気圧駆動のエアリターンシリンダである請求項１２に記載の植物に給水する装置。
14. 上記植物は、異なる種類のものである請求項１に記載の植物に給水する装置。
15. 上記植物は、異なる成長段階にある請求項１に記載の植物に給水する装置。
16. 以下のステップを備えた植物に給水する方法。
    （i）成長維持液を内部に受け取り保持する給水トラフと、上記給水トラフを第１位置と第２位置との間で作動させるように構成されたアクチュエータと、一対のコンベアと複数のクレードルとを備えた運搬システムであって、上記複数のクレードルは上記一対のコンベアによって支持され、上記一対のコンベアに沿って離されており、上記複数のクレードルの各１つは１以上の支持された植物を内部に支持する運搬システムとを備え、上記一対のコンベアは、上記複数のクレードルを経路に沿って運ぶことにより、上記複数のクレードルの各１つを給水位置との間で輸送するように構成された給水装置を提供する。
    （ii）上記一対のコンベアを動作させて、上記複数のクレードルの第１のものを上記給水位置に運ぶ。
    （iii）上記給水トラフを成長維持液で満たす。
    （iv）上記アクチュエータを活性化して、上記給水トラフを上記第１位置から上記第２位置に作動させることにより、上記支持された植物を上記成長維持液に浸ける。
    （v）上記アクチュエータを非活性化して、上記給水トラフを上記第２位置から上記第１位置に戻す。
    （vi）上記一対のコンベアを動作させて、上記クレードルを上記給水位置から離れるように運び、次のクレードルを上記給水位置に運ぶ。そして
    （vii）連続するクレードルについてステップ（iii）から繰り返す。

Images