JP2965754B2 - 植物栽培装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植木鉢の温度をコント
ロ−ルすることにより、異なる季節や成育場所で栽培す
る場合にも、温度条件の違いによらず、植物を育成する
ことができる植物栽培装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高山植物、熱帯植物等を自生地以
外の土地で育てる場合には、本来の成育地との間で気候
などの違いにより成育条件、特に、温度が異なるため、
一般に、室内の気温が制御された温室などを用いて、栽
培する植物の育成条件に適合した状態を人工的に作り出
し、その中で植物を育てている。

【０００３】この場合、栽培する植物が熱帯植物のとき
には、植物を温室の中に入れ、冬季にはヒ−タ−によっ
て室温を上げる制御を行っている。また、植物が高山植
物のときには、夏季にはク−ラ−によって室温を下げる
制御を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、植物を取り巻く環境全体でその植物に適した
状態を作っているため、以下の〜の問題点を生じて
いた。

【０００５】温室の内部は環境条件がほぼ同一となる
ため、１つの温室では、成育環境が類似する植物しか育
てることができず、例えば、温帯の植物と高山植物など
成育環境がそれぞれ異なる植物を並べたりして、一緒に
育て楽しむことができない。

【０００６】温室は、栽培する植物全体を包み込んで
その成育環境を作るため、大きなスペースを必要とし、
そのスペースを確保し、維持するために大きなコストが
かかる。

【０００７】栽培する植物の成育条件によっては、冬
季には加熱し、夏季には冷却しなければならず、温室の
内部全体について加熱と冷却の両方の温度制御を行うた
めに、設備が高価なものになるとともに、エネルギーコ
ストがかかる。

【０００８】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、栽培する植物の成育
環境がそれぞれ異なる場合にも、それぞれに適した温度
条件を調整し、成育環境が異なる植物を一緒に育て楽し
むことができ、また、スペースをとらないためスペース
の確保や維持にコストがかからず、さらに、温度制御に
要するエネルギ−コストがわずかであり極めて経済的な
植物栽培装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。 ［１］対向する絶縁基板の間に、直流電源に接続され通
電方向に対応して、前記絶縁基板の一方を加熱すると同
時に他方を冷却するモジュール部を配置した熱電素子
と、前記直流電源から前記モジュール部への通電方向を
正逆切換え、前記絶縁基板の一方を冷却する冷却モー
ド、または前記絶縁基板の一方を加熱する加熱モードに
切換え可能な切換スイッチと、前記絶縁基板の一方に密
着させた素子取付板と、前記素子取付板の上に載置さ
れ、該素子取付板を介して前記絶縁基板の一方の上に配
され、植物栽培の用土を収容するための栽培容器と、温
度センサと、前記加熱モードの場合に、前記温度センサ
の検知温度が設定温度以下のとき、前記直流電源から前
記モジュール部へ通電させると共に、設定温度以上のと
き、前記直流電源からの通電を断ち、かつ前記冷却モー
ドの場合に、前記温度センサの検知温度が設定温度以上
のとき、前記直流電源から前記モジュール部へ通電させ
ると共に、設定温度以下のとき、前記直流電源からの通
電を断つ制御回路を、有することを特徴とする植物栽培
装置。

【００１０】［２］前記温度センサは、前記用土の温度
を検知可能に前記栽培容器内に配置されることを特徴と
する［１］記載の植物栽培装置。

【００１１】［３］液体を収容する液体容器とを有し、
前記液体容器は前記素子取付板の上に載置され、前記栽
培容器は、前記液体容器の内部に収容され、前記素子取
付板と前記液体容器とを介して前記絶縁基板の一方の上
に配され、前記温度センサは、前記液体の温度を検知可
能に前記液体容器内に配置されることを特徴とする
［１］記載の植物栽培装置。

【００１２】［４］前記液体容器の内面と前記栽培容器
の外面との間に、前記液体に対し浮力を有する断熱部材
を配置したことを特徴とする［３］記載の植物栽培装
置。

【００１３】［５］前記栽培容器は熱伝導性の良好な材
質から成り、該栽培容器の内側に用土との接触面積を増
やすための複数の突起部を有することを特徴とする
［１］，［２］，［３］または［４］記載の植物栽培装
置。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【作用】栽培容器で栽培する植物の適性により、切換ス
イッチを操作して直流電源から熱電素子のモジュール部
への通電方向を切換える。例えば、植えられた植物が高
山植物であって、用土の温度を低い温度に保つ必要があ
る場合には、切換スイッチを栽培容器側の絶縁基板が冷
却されるように切換え冷却モードとする。

【００２６】熱電素子のモジュール部は、栽培容器側の
一方の絶縁基板を冷却し、該絶縁基板の冷温は、栽培容
器に伝導して栽培容器内の用土を冷却する。他方の加熱
された絶縁基板は放熱体へ熱を逃がし、放熱体は空冷さ
れる。従って、気温が高い環境でも、低い温度での栽培
に適した植物を栽培することができる。

【００２７】また、栽培する植物が熱帯性植物であっ
て、用土の温度を高い温度に保つ必要がある場合には、
切換スイッチを栽培容器側の絶縁基板が加熱されるよう
に切換え加熱モードとする。

【００２８】熱電素子のモジュール部は、栽培容器側の
一方の絶縁基板を加熱し、該絶縁基板の熱は、栽培容器
に伝導して栽培容器内の用土を加熱する。他方の冷却さ
れた絶縁基板は放熱体により冷気を逃がす。従って、気
温が低い環境でも、高い温度での栽培に適した植物を栽
培することができる。

【００２９】制御回路により、加熱モードの場合は、温
度センサの検知温度が設定温度以下のとき、直流電源か
らモジュール部へ通電させると共に、設定温度以上のと
き、直流電源からの通電を断ち、かつ冷却モードの場合
は、温度センサの検知温度が設定温度以上のとき、直流
電源からモジュール部へ通電させると共に、設定温度以
下のとき、直流電源からの通電を断つ。それにより、各
モードでそれぞれ所定の温度範囲内の最適な生育条件を
保つことができる。

【００３０】液体容器内に栽培容器を収容する場合に
は、栽培容器は、液体を介して加熱または冷却される。
従って、用土の温度変化が緩やかであり、急激な温度変
化が生育に望ましくない植物の栽培に適している。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の各種実施例につ
いて説明する。なお、各実施例において、同種の部位に
は同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【００３４】図１から図３は、本発明の第１実施例を示
している。

【００３５】図１に示すように、植物栽培装置１０は、
植物栽培用の栽培容器２０と、栽培容器２０を加熱・冷
却する熱電素子３０と、熱電素子３０の制御ユニット４
０と、栽培容器２０内の温度センサ４１と、熱電素子３
０の放熱体５０と、放熱体５０を空冷するファン５１と
を有している。

【００３６】栽培容器２０は、プラスチック製の鉢であ
って、内部には、栽培する植物に適した人工の用土２１
を収容してある。栽培容器２０の用土２１には、植物を
植えることができるようになっている。

【００３７】熱電素子３０は、図２に示すように、対向
する絶縁基板３１，３２の間の隙間にモジュール部３３
を挟んだものである。モジュール部３３は、Ｐ型の熱電
半導体エレメント３４とＮ型の熱電半導体エレメント３
５とを一対とする複数対エレメメントが、横並びに交互
に直列接続するように絶縁基板３１，３２上に形成され
た電極パターン３６に半田付けされて成るものである。
モジュール部３３は、直流電源に接続され、通電方向に
対応して、絶縁基板３１，３２の一方を加熱すると同時
に他方を冷却する性質を有している。

【００３８】すなわち、モジュール部３３は、リード線
３７に、その端子３７ａを正極端子、端子３７ｂを負極
端子として直流を流すと、一方の絶縁基板３１側が冷却
すなわち吸熱され、他方の絶縁基板３２側が加熱され、
反対に、リード線３７にその端子３７ｂを正極端子、端
子３７ａを負極端子として直流を流すと、一方の絶縁基
板３２側が冷却すなわち吸熱され、他方の絶縁基板３１
側が加熱される。

【００３９】熱電素子３０は、絶縁基板３１の上面に素
子取付板３８を密着させ、絶縁基板３２の下面に面接触
して放熱体５０を密着させて配置し、取付けねじ３９
を、放熱体５０の上端に形成したねじ穴５２に螺合させ
ることにより、対向する絶縁基板３１，３２の両側から
素子取付板３８と放熱体５０との間に挟まれて固定され
ている。素子取付板３８は、アルミニウム等の熱良導体
により構成されている。

【００４０】栽培容器２０は、素子取付板３８の上面と
その底部が密着し熱伝導するよう載置され、従って、栽
培容器２０は、素子取付板３８を介して絶縁基板３１の
上に熱伝導するよう載置されることとなる。

【００４１】図３に示すように、制御ユニット４０は、
電源プラグ４２に接続された主スイッチ４３と、主スイ
ッチ４３に接続された直流回路４４と、直流回路４４の
出力に接続された制御回路４５と、制御回路４５の出力
と熱電素子３０の入力とに接続された極性切換スイッチ
４６とを有している。電源プラグ４２は、交流１００Ｖ
の商用電源に接続されるものである。直流回路４４は、
電源プラグ４２により供給される交流を直流に変換する
直流電源であり、ファン５１を回転させる直流モータ５
３に直流を送るよう接続されている。

【００４２】制御ユニット４０の制御回路４５は、温度
センサ４１に接続されている。温度センサ４１は、栽培
容器２０内に用土２１の温度を検知可能に配置され、用
土２１の中に埋没されている。温度センサ４１は、用土
２１の温度を検知し、抵抗値が変化するサーミスタ等で
構成される。制御回路４５で温度センサ４１の抵抗値の
変化をモニタし、用土２１の温度が設定温度の範囲内に
なるようにモジュール部３３への通電オン・オフを制御
する。

【００４３】なお、温度センサ４１の抵抗値によって制
御回路のオン・オフ動作をさせる回路は公知のため、説
明は省略する。設定温度は、例えば、高山植物の生育温
度に適した温度、あるいは、熱帯性植物の生育温度に適
した温度である。

【００４４】制御回路４５は、栽培容器２０内を加熱す
る加熱モードの場合には、検知温度が設定温度以上の場
合は、直流回路４４からモジュール部３３への通電をオ
フし、検知温度が設定温度以下のとき、直流回路４４か
らモジュール部３３へ導通させるようになっている。ま
た、制御回路４５は、栽培容器２０内を冷却する冷却モ
ードの場合には、検知温度が設定温度以下のとき、直流
出力をオフとし、検知温度が設定温度以上となったと
き、直流出力をオンするようになっている。

【００４５】放熱体５０は、多数の凹凸５４を有するア
ルミニウム製のフィンであり、雰囲気との接触面積が大
きくなっている。ファン５１は、放熱体５０の下方に配
置されており、直流モータ５３により回転して、放熱体
５０に送風するようになっている。

【００４６】極性切換スイッチ４６は、熱電素子３０の
リード線３７の端子３７ａおよび端子３７ｂに接続さ
れ、端子３７ａおよび端子３７ｂへの直流を流す方向
（極性）を正逆切換えるスイッチであり、直流回路４４
からモジュール部３３への通電方向を正逆切換えること
により、図１に示す熱電素子３０の冷却モードと加熱モ
ードとを切換えることができるものである。

【００４７】なお、図示は省略してあるが、制御ユニッ
ト４０には、何らかの異常により熱暴走したときに、電
力の供給を停止する安全装置が設けられている。

【００４８】次に、作用について説明する。栽培容器２
０で栽培する植物の適性により、極性切換スイッチ４６
を加熱モードまたは冷却モードに操作して切換え、これ
により直流電源から熱電素子３０のモジュール部３３へ
の通電方向を切換える。例えば、植えられた植物が高山
植物であって、用土２１の温度を室温より低い温度に保
つ必要がある場合には、極性切換スイッチ４６を冷却モ
ードとし、制御回路４５で温度範囲を設定し、栽培容器
２０側の絶縁基板３１が冷却されるようにする。次に、
電源プラグ４２を商用電源へ接続して、商用電源の１０
０Ｖの交流を主スイッチ４３へ送る。

【００４９】主スイッチ４３をオンにすると、交流が直
流電源となる直流回路４４へと送られて直流に変換さ
れ、制御回路４５を動作させる。

【００５０】温度センサ４１は用土２１の温度が設定温
度以上、すなわち、設定温度上限の範囲外となったとき
の抵抗値を制御回路でモニタされ、制御回路４５は、熱
電素子３０への直流出力をオンにする。熱電素子３０
は、直流が端子３７ａから流入して端子３７ｂへ流出
し、モジュール部３３により栽培容器２０側の絶縁基板
３１側が冷却される。絶縁基板３１の冷温は、素子取付
板３８および栽培容器２０の底部を介して、栽培容器２
０に伝導して栽培容器２０内の用土２１を冷却する。一
方、加熱された絶縁基板３２は、放熱体５０へ熱を逃が
す。直流回路４４の出力は、直流モ−タ５３を駆動し、
ファン５１を回転させている。このため、放熱体５０
は、風により空冷される。

【００５１】温度センサ４１の検知温度が設定温度範囲
内になると、制御回路４５は、熱電素子３０への直流出
力をオフする。熱電素子３０は、絶縁基板３１の冷却を
止め、栽培容器２０内の用土２１の冷却も止まる。

【００５２】しばらくして、室温によって用土２１の温
度が高くなり、温度センサ４１の検知温度が設定温度以
上になると、再び、前述のとおり、温度センサ４１の抵
抗変化により、制御回路４５は、熱電素子３０への直流
出力をオンし、用土２１は冷却される。

【００５３】以上の繰り返しにより、用土２１は室温よ
り冷却されて所定の温度範囲内に保たれ、気温が高い環
境でも、低い温度での栽培に適した高山植物などの植物
を、最適な生育条件下で栽培することができる。

【００５４】一方、栽培する植物が熱帯性植物であっ
て、冬期に用土２１の温度を室温より高い温度に保つ必
要がある場合には、極性切換スイッチ４６を加熱モード
とし、制御回路４５で温度範囲を設定し、栽培容器２０
側の絶縁基板３１が加熱されるようにセットする。次
に、電源プラグ４２を商用電源へ接続し、主スイッチ４
３をオンにする。

【００５５】制御回路４５は、温度センサ４１の抵抗を
モニタし、検知温度が設定温度以下となったとき、熱電
素子３０への直流出力をオンとする。熱電素子３０は、
直流を端子３７ｂから流入して端子３７ａへ流出し、モ
ジュール部３３により栽培容器２０側の絶縁基板３１側
が加熱される。絶縁基板３１の熱は、素子取付板３８お
よび栽培容器２０の底部を介して、栽培容器２０に伝導
して栽培容器２０内の用土２１を加熱する。一方、冷却
された絶縁基板３２は、放熱体５０により冷気を逃が
す。直流回路４４の出力は、直流モ−タ５３を駆動し、
ファン５１を回転させている。このため、放熱体５０の
冷気は、吹き飛ばされる。

【００５６】温度センサ４１の検知温度が設定温度以上
になると、制御回路４５は、熱電素子３０への直流出力
をオフとする。熱電素子３０は、絶縁基板３１の加熱を
止め、栽培容器２０内の用土２１の加熱も止まる。

【００５７】しばらくして、室温によって用土２１の温
度が低くなり、温度センサ４１の検知温度が設定温度以
下になると、再び、前述のとおり、制御回路４５は、熱
電素子３０への直流出力をオンし、用土２１は加熱され
る。

【００５８】以上の繰り返しにより、用土２１は室温よ
り加熱されて所定の温度範囲内に保たれ、気温が低い環
境でも、高い温度での栽培に適した熱帯性植物などの植
物が、最適な生育条件下で栽培される。

【００５９】次に、第２実施例について説明する。図４
および図５は、本発明の第２実施例を示している。

【００６０】図４に示すように、素子取付板３８の上面
に液体容器２２が載置されている。液体容器２２は、熱
伝導の良好な金属製が望ましく、本実施例では、栽培容
器２０より大径のステンレス製容器である。液体容器２
２の内部には、液体２３が収容されており、液体容器２
２の内部には、栽培容器２０が下部を液体２３に浸して
収容されている。従って、栽培容器２０は、素子取付板
３８と液体容器２２とを介して絶縁基板３１の上に載置
される。なお、液体２３には、水が用いられている。他
の構成は、第１実施例と同様であり、重複した説明を省
略する。

【００６１】次に、第２実施例の作用について説明す
る。第１実施例の場合と同様に、栽培容器２０の用土２
１を冷却する場合には、制御ユニット４０を冷却モード
にセットし、主スイッチ４３をオンにする。用土２１の
温度が設定温度以上となったとき、制御ユニット４０か
ら熱電素子３０へ直流が供給され、熱電素子３０は絶縁
基板３１側が冷却される。絶縁基板３１は、素子取付板
３８を介して、液体容器２２を冷却し、さらに、容器内
部の液体２３を徐々に冷却する。液体２３は、栽培容器
２０の下部を冷却し、さらに、栽培容器２０内の用土２
１を冷却する。

【００６２】用土２１の温度が設定温度以下になると、
制御ユニット４０からは直流が供給されず、熱電素子３
０は絶縁基板３１の冷却を止め、素子取付板３８、液体
容器２２および液体２３の冷却も止まる。液体２３は、
徐々に室温へと上昇するが、熱容量が大きいため、液体
２３を介さない場合に比べて、栽培容器２０内の用土２
１は、ゆっくりと温度が上昇する。

【００６３】以上の繰り返しにより、用土２１は室温よ
り冷却されて所定の温度範囲内に保たれ、高山植物は、
最適な生育条件下で栽培される。

【００６４】なお、栽培容器２０の用土２１を加熱する
場合にも、熱電素子の絶縁基板３１の加熱を止めたと
き、液体２３を介するため、栽培容器２０内の用土２１
は、ゆっくりと温度が下降する。

【００６５】（実験）第２実施例の植物栽培装置１０に
よる用土２１の温度変化を測定した。

【００６６】３０Ｗクラスの熱電素子３０を用い、内径
８cm、深さ４cmの液体容器２２の中に、液体２３として
５０ccの水を入れた。その液体容器２２の中に下部の外
径６cm、上部の外径１０cm、深さ７cmのプラスチック製
栽培容器２０を入れ、栽培容器２０の中に人工用土２１
を入れた。

【００６７】用土２１の温度を室温より低い温度に保つ
よう、極性切換スイッチ４６を冷却モード、制御ユニッ
ト４０の制御回路４５で用土２１が約２５℃になるよう
に設定した。

【００６８】熱電素子３０に、電圧 4.5Ｖ、電流 2.7Ａ
の直流を通電し、通電後約３０分経過し安定状態になっ
た時点を時間軸０分として、１２０分経過するまで、室
温ｔ_a と、液体２３の水温ｔ_w と、用土２１の温度ｔ_p
を測定し記録した。

【００６９】実験結果を図５に示す。室温ｔ_a は約３１
℃で一定である。液体２３の水温ｔ_w は、約９℃から約
２８℃の範囲で大きく変動している。しかしながら、用
土２１の温度ｔ_p は、ほぼ設定温度の約２５℃で一定し
て冷却されている。

【００７０】本実施例では、栽培容器２０が液体２３を
介して冷却されるため、第１実施例の場合に比べて、用
土の温度変化が緩やかであり、急激な温度変化が生育に
望ましくない植物の栽培に適している。

【００７１】次に、第３実施例について説明する。図６
は、本発明の第３実施例を示している。図６に示すよう
に、本実施例では、温度センサ４１が液体２３の温度を
検知可能に液体容器２２内の液体２３の中に配置されて
いる。他の構成は、第２実施例と同様であり、重複した
説明を省略する。

【００７２】本実施例では、温度センサ２１が液体２３
の中に配置され、用土２１の中にはないので、栽培容器
２０へ給水したり、植物の植え変えなどを行うとき、温
度センサ２１が邪魔にならず、作業が容易となる。

【００７３】なお、用土２１の温度は、液体２３の水温
ｔ_w と、用土２１の温度ｔ_p との関係を把握しておくこ
とにより制御することができる。

【００７４】次に、第４実施例について説明する。図７
および図８は、本発明の第４実施例を示している。図７
に示すように、本実施例における植物栽培装置１０ａで
は、温度センサ４１が素子取付板８２の内部に埋設され
ている。さらに詳しく言えば、図７に示すように、素子
取付板８２の一端側の下面部には、下側に開口する収納
凹部８３が形成されており、収納凹部８３に温度センサ
４１が埋設されている。収納凹部８３の内壁と温度セン
サ４１との隙間には、ゴム製の防水材８５が充填されて
いる。

【００７５】素子取付板８２の上面部には、液体容器９
０が載置されている。液体容器９０は本体９１と良熱伝
導性を備えたプレート９２とを具備して成る。本体９１
は、プラスチック製であり、底部に開口を有している。
プレート９２は、アルミニウム等の金属から成り、液体
容器９０の外側と内側とに連通して、本体９１の底部の
開口部に嵌合している。

【００７６】一方、素子取付板８２の下面部には、熱電
素子３０が密着するように配さており、熱電素子３０
は、素子取付板８２と放熱体５０との間に挟まれて、基
台８０の上部８１に固定されている。なお、液体容器９
０の中の液体９３には、水が用いられている。

【００７７】本実施例では、素子取付板８２の収納凹部
８３に温度センサ４１が埋設され、温度センサ４１が素
子取付板８２と一体となるから、取り扱いやすくなる。
すなわち、栽培容器２０や液体容器９０を素子取付板９
２の上から取り外す場合などに、温度センサ４１を一旦
栽培容器２０などから取り出す手間が省ける。また、栽
培容器２０や液体容器９０へ給水したり、植物の植え変
えなどを行うとき、温度センサ４１が邪魔にならず、作
業が容易となる。

【００７８】また、液体容器９０の中の液体９３が蒸発
などによって無くなった場合でも、液体９３を介さず
に、素子取付板９２や液体容器９０自体を介して、栽培
容器２０内の用土２１の温度を検知できるように、温度
センサ４１を設定することが可能となる。それにより、
液体容器９０の中の液体９３の量の多少・有無にかかわ
らず、温度センサ４１の検知精度を向上させることがで
きる。用土２１の温度は、液体９３またはプレート９２
と、素子取付板９２との温度との関係を把握しておくこ
とにより制御することができる。

【００７９】以下に、液体９３またはプレート９２の温
度と、素子取付板８２の温度との関係を示す実験および
その結果を示す。

【００８０】（実験）３０Ｗクラスの熱電素子３０を用
いて、液体容器９０の中に、液体９３として７００cc
の水を入れた場合と、液体容器９０を空にした場合と
に分けて、の場合には、水温Ｔｗと素子取付板８２の
温度Ｔｓとの温度差を、の場合には、プレート９２の
温度Ｔｐと素子取付板８２の温度Ｔｓとの温度差をそれ
ぞれ測定した。

【００８１】熱電素子３０には、電圧 4.5Ｖ、電流 2.7
Ａの直流を通電し、通電後に各温度が安定状態になった
時点で測定した温度差は、次の通りである。なお、の
場合には、栽培容器２０の代りに、同形状の発泡スチロ
ール材を液体容器９０の中におもりで沈むように入れ
た。

【００８２】の場合の測定結果 制御ユニット４５により、用土２１が３５℃に加熱され
るように設定したときは、Ｔｓ−Ｔｗ≦1.2 ℃となり、
一方、１５℃に冷却されるように設定したときは、｜Ｔ
ｓ−Ｔｗ｜≦0.4 ℃となった。

【００８３】の場合の測定結果 制御ユニット４５により、用土２１が３７℃に加熱され
るように設定したときは、Ｔｓ−Ｔｗ≦1.5 ℃となり、
一方、１２℃に冷却されるように設定したときは、｜Ｔ
ｓ−Ｔｗ｜≦0.6 ℃となった。

【００８４】以上の実験の結果より、液体９３またはプ
レート９２の温度と、素子取付板８２の温度との温度差
が、ほとんど変わらないことが判明する。したがって、
前述したように、液体容器９０の中の液体９３が無くな
った場合でも、温度センサ４１を適正に作動させること
ができる。

【００８５】次に、第５実施例について説明する。図９
は、本発明の第５実施例を示している。図９に示すよう
に、素子取付板８２ａの一端側の側端面から素子取付板
８２ａの内部に延びる収納凹部８４が形成されており、
収納凹部８４に温度センサ４１が埋設されている。収納
凹部８４の内壁と温度センサ４１との隙間には、ゴム製
の防水材８５が充填されている。他の構成は、第４実施
例と同様であり、重複した説明を省略する。

【００８６】本実施では、収納凹部８４の開口が小さい
ため、さらに収納凹部８４内の防水性を高めることがで
きる。

【００８７】次に、第６実施例について説明する。図１
０は、本発明の第６実施例を示している。図１０に示す
ように、本実施例では、発泡スチロ−ル系の樹脂から成
る円筒上の断熱部材２４が、液体容器２２と栽培容器２
０の外周とを包囲するように、素子取付板３８の上面に
設けられている。

【００８８】他の構成は、第２実施例または第３実施例
と同様であり、重複した説明を省略する。

【００８９】本実施例では、液体容器２２の内部の液体
２３が冷却または加温されたとき、断熱部材２４が液体
容器２２と、その内部の液体２３と、栽培容器２０とを
保冷または保温し、これらが室温の影響をできるだけ受
けないようにする。このため、エネルギーコストの節約
を図ることができ、経済的である。

【００９０】次に、第７実施例について説明する。図１
１は、本発明の第７実施例を示している。図１１に示す
ように、本実施例では、液体容器２２内の液体２３の液
面に、液体２３に対し浮力を有する断熱部材２５を浮か
べて配置してある。断熱部材２５は、穴２５ａを中央に
有し、その穴２５ａから内部の液体２３内に栽培容器２
０を入れている。

【００９１】他の構成は、第２実施例および第３実施例
と同様であり、重複した説明を省略する。

【００９２】本実施例では、液体容器２２の内部の液体
２３が冷却または加温されたとき、断熱部材２５が液体
容器２２内の液体２３を保冷または保温する。本実施例
の断熱部材２５は、第７実施例と組み合わせることによ
り、より大きな断熱効果を生じさせ、さらに経済的であ
る。

【００９３】次に、第８実施例について説明する。図１
２は、本発明の第８実施例を示している。図１２に示す
ように、栽培容器２０ａは、その側部が底部２６より延
長して栽培容器２０ａを支持する複数の足２７を形成
し、その底部２６と液体容器２２の上面２８との間に間
隔をあけて、上面２８上に載置されている。栽培容器２
０ａは、底部２６に複数の貫通孔２９を有している。ま
た、液体容器２２内の液体２３は、植物への養分補給の
ための肥料を含んだ水を主成分とする液体である。

【００９４】他の構成は、第２実施例または第３実施例
と同様であり、重複した説明を省略する。

【００９５】本実施例では、孔２９を通して栽培容器２
０ａ内の用土２１に液体２３からの給水がなされ、用土
２１の温度管理がしやすくなる。さらに、植物が液体２
３の中の肥料から養分を吸収し、植物を良好に生育させ
ることができる。

【００９６】次に、第９実施例について説明する。図１
３は、本発明の第９実施例を示している。図１３に示す
ように、３個の熱電素子３０が、それらの絶縁基板３１
の上面に、共通する１個の素子取付板３８ａを密着さ
せ、それらの絶縁基板３２の下面に、共通する１個の放
熱体５０ａを密着させて配置し、取付けねじ３９を、放
熱体５０ａの上端に形成したねじ穴５２に螺合させるこ
とにより、素子取付板３８ａと放熱体５０ａとの間に挟
まれて固定されている。従って、１個の放熱体５０ａの
上に３個の熱電素子３０が載置されている。

【００９７】素子取付板３８ａの上面には、素子取付板
３８ａの大きさとほぼ同じ大きさで、複数の栽培容器２
０を収容することができる大径の液体容器２２ａが載置
され、内部に液体２３が満たされている。液体容器２２
ａの内部には、３個の栽培容器２０が、熱電素子３０の
位置に対応して配置されている。

【００９８】他の構成は、第２実施例または第３実施例
と同様であり、重複した説明を省略する。

【００９９】本実施例では、同時に、複数の栽培容器２
０の加熱、冷却を行うことができる。

【０１００】次に、第１０実施例について説明する。図
１４は、本発明の第１０実施例を示している。図１４に
示すように、栽培容器２０ｂは、良熱伝導材から成り、
内側底部５９の中央に肉厚の突起部６１を有している。
他の構成は、第１実施例と同様であり、重複した説明を
省略する。

【０１０１】本実施例では、栽培容器２０ｂの底部５９
と内部に収容される用土との接触面積が増えるため、栽
培容器２０ｂと用土との間の伝熱を円滑に行うことがで
きる。

【０１０２】次に、第１１実施例について説明する。図
１５は、本発明の第１１実施例を示している。図１５に
示すように、栽培容器２０ｃは、良熱伝導材から成り、
内側に複数の肉厚の突起部６２を有している。他の構成
は、第１実施例と同様であり、重複した説明を省略す
る。

【０１０３】本実施例では、栽培容器２０ｃの内面と内
部に収容される用土との接触面積が増えるため、栽培容
器２０ｂと用土との間の伝熱を円滑に行うことができ
る。

【０１０４】次に、第１２実施例について説明する。図
１６は、本発明の第１２実施例を示している。図１６に
示すように、栽培容器２０ｄは、容器６３の外周を筒状
の断熱部材６４で包囲して構成されている。断熱部材６
４の上端６４ａおよび下端６４ｂは、内側に湾曲して容
器６３の上部および下部に固定されており、断熱部材６
４と容器６３との間に空間を形成している。栽培容器２
０ｄは熱伝導性の良好な材質から成り、断熱部材６４は
プラスチックから成っている。他の構成は、第１実施例
と同様であり、重複した説明を省略する。

【０１０５】本実施例では、断熱部材６４と、断熱部材
６４および栽培容器２０ｄの間の空間とにより、栽培容
器２０ｄとその内部の用土について、外気の温度の影響
を受けにくくすることができる。

【０１０６】次に、第１３実施例について説明する。図
１７は、本発明の第１３実施例を示している。図１７に
示すように、栽培容器２０ｅは、筒状部材６５と金属ブ
ロック部材６７とから構成されている。筒状部材６５
は、プラスチック等の材質から成り、栽培容器２０ｅの
側部を形成し、底部６５ａが容器内側に折り返して、底
部側開口部６６を形成している。金属ブロック部材６７
は、良熱伝導性、すなわち、熱伝導性の良好な材質から
成り、底部側開口部６６を塞ぐよう、容器の内部に突出
して筒状部材６５の底部６５ａに固着されている。他の
構成は、第１実施例と同様であり、重複した説明を省略
する。

【０１０７】本実施例では、金属ブロック部材６７が熱
電素子３０と容器内部の用土との間での熱の伝導を容易
にするため、熱電素子３０と用土との間の伝熱を円滑に
行うことができる。

【０１０８】次に、第１４実施例について説明する。図
１８は、本発明の第１４実施例を示している。図１８に
示すように、栽培容器２０ｆは、側部の、底部から１ｃ
ｍ程度上の位置に、外側に突出する凸部６８を有し、凸
部６８には容器内部に通じる水抜き孔６９が形成されて
いる。他の構成は、第１実施例と同様であり、重複した
説明を省略する。

【０１０９】本実施例では、栽培容器２０ｆが熱電素子
３０の上に載置される場合にも、熱電素子３０を濡らさ
ずに、容器内部に余った水を水抜き孔６９から外部に排
出することができる。

【０１１０】次に、第１５実施例について説明する。図
１９は、本発明の第１５実施例を示している。本実施例
は、図４に示す第２実施例で、単一の材質から成る液体
容器２２を用いるのに対し、底部と側部とで異なる材質
から成る液体容器７０を用いるものである。

【０１１１】図１９に示すように、液体容器７０は、第
２実施例と同様の植物栽培装置１０に使用される水７１
などの液体を入れる容器であって、本体７２と良熱伝導
性部材７３とを有している。本体７２は、プラスチック
製であって、液体容器７０の側部７４と底部７５の一部
とを形成し、底部７５に開口部７６を有している。良熱
伝導性部材７３は、例えば、銅、アルミニウム、ステン
レス等の金属から成り、液体容器７０の外側と内側とに
連通して、底部７５の開口部７６に嵌合している。液体
容器７０の内側の本体７２と良熱伝導性部材７３との接
続部には、液体漏れシール７７が設けられている。

【０１１２】他の構成は、第２実施例と同様であり、重
複した説明を省略する。

【０１１３】本実施例では、熱電素子３０により栽培容
器２０を加熱または冷却するとき、液体容器７０の良熱
伝導性部材７３を介して栽培容器２０との間で熱の伝導
を行うため、加熱および冷却の効率が良く、また、側部
７４はプラスチックのため、断熱効果に優れている。

【０１１４】なお、各実施例において、栽培容器内の用
土の温度を一定の範囲熱電素子３０内に制御する必要が
ないときには、制御回路および温度センサを備えない簡
単な構成とし、熱電素子に連続的に通電するようにして
もよい。

【０１１５】また、各実施例において、栽培容器は、素
子取付板を介して熱電素子の上に載置されるほか、直
接、熱電素子の上に載置されてもよい。また、栽培容器
の中に直接、放熱体を入れ、放熱体を用土に直接または
間接的に接触させて、用土の温度コントロールを行うよ
うにしてもよい。

【０１１６】また、各実施例において、栽培容器が熱電
素子の上に載置されるほか、栽培容器の側面に熱電素子
が取り付けられてもよい。

【０１１７】また、各実施例において、栽培容器は、素
子取付板または放熱体に、ねじまたは押込み爪で取外し
可能に取り付けられてもよい。

【０１１８】また、熱電素子および放熱体の接触部に熱
伝導性の良好なコンパウンドを塗布してもよい。

【０１１９】また、直流モータ５３は、交流モータと
し、スイッチ４３と直流回路４４の間から電力を供給し
てもよい。

【０１２０】また、各実施例において、温度センサは、
サ−ミスタのほか、熱電対やサ−モスタットなどいずれ
のものでもよい。

【０１２１】また、各実施例において、栽培容器は、プ
ラスチックのほか、アルミニウムや、銅、ステンレス等
の熱伝導性の良好な金属等の材質から成ってもよい。

【０１２２】また、各実施例において、極性切換スイッ
チは、制御回路と連動して、温度センサの検知温度が設
定温度範囲より高過ぎる場合には、自動的に冷却側に切
換わり、設定温度範囲より低過ぎる場合には、自動的に
加熱側に切換わるようにしてもよい。

【０１２３】また、第６実施例および第７実施例におい
て、断熱部材は、断熱効果を有するものであれば、発泡
スチロ−ル系等の樹脂のほか、綿など空気を収容した断
熱体であってもよい。

【０１２４】また、第８実施例を除いて、液体容器内の
液体は、水のほか、熱を伝達しやすい他の媒体であって
もよい。

【０１２５】また、第９実施例において、複数個の栽培
容器の代りに、直径が大きい栽培容器を用いてもよい。
また、栽培容器や熱電素子の個数がそれぞれ３個の場合
について図示しているが、それらの個数は２個または４
個以上であってもよい。

【０１２６】また、第１３実施例において、栽培容器の
内側の金属ブロック部材にも、複数の突起部を設けて、
用土への伝熱を良好にしてもよい。

【０１２７】

【発明の効果】本発明に係る植物栽培装置によれば、植
物栽培容器の温度を制御することにより植物に適した温
度を得るので、広い室内全体の温度を制御する温室によ
る栽培と異なり、栽培する植物の成育環境がそれぞれ異
なる場合にも、それぞれに適した温度条件を調整し、成
育環境が異なる植物を一緒に育て楽しむことができ、持
ち運びも容易であり、また、スペースをとらないためス
ペースの確保や維持にコストがかからず、さらに、温度
制御に要するエネルギーコストがわずかであり極めて経
済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の植物栽培装置の説明断面
図である。

【図２】熱電素子の概念図である。

【図３】植物栽培装置の回路ブロック図である。

【図４】本発明の第２実施例の植物栽培装置の説明断面
図である。

【図５】植物栽培装置による用土の温度変化を示すグラ
フである。

【図６】本発明の第３実施例の植物栽培装置の説明断面
図である。

【図７】本発明の第４実施例の植物栽培装置の説明断面
図である。

【図８】本発明の第４実施例の植物栽培装置の素子取付
板の断面図である。

【図９】本発明の第５実施例の植物栽培装置の素子取付
板の断面図である。

【図１０】本発明の第６実施例の植物栽培装置の説明断
面図である。

【図１１】本発明の第７実施例の植物栽培装置の説明断
面図である。

【図１２】本発明の第８実施例の植物栽培装置の説明断
面図である。

【図１３】本発明の第９実施例の植物栽培装置の説明断
面図である。

【図１４】本発明の第１０実施例の植物栽培装置の栽培
容器の説明断面図である。

【図１５】本発明の第１１実施例の植物栽培装置の栽培
容器の説明断面図である。

【図１６】本発明の第１２実施例の植物栽培装置の栽培
容器の説明断面図である。

【図１７】本発明の第１３実施例の植物栽培装置の栽培
容器の説明断面図である。

【図１８】本発明の第１４実施例の植物栽培装置の栽培
容器の説明断面図である。

【図１９】本発明の第１５実施例の植物栽培装置の液体
容器の説明断面図である。

【符号の説明】

１０…植物栽培装置 ２０…栽培容器 ２１…用土 ２２…液体容器 ２３…液体 ２４，２５…断熱部材 ２９…貫通孔 ３０…熱電素子 ３１，３２…絶縁基板 ３３…モジュール部 ３８…素子取付板 ４０…制御ユニット ４１…温度センサ ４３…主スイッチ ４５…制御回路 ４６…極性切換スイッチ ５０…放熱体 ５１…ファン ６１，６２…突起部 ６４…断熱部材 ６７…金属ブロック部材 ６９…水抜き孔 ７０…液体容器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 納谷 六郎 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本イン ター株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−187036（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142425（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−107150（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−120055（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−26446（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01G 9/00 - 9/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する絶縁基板の間に、直流電源に接続
   され通電方向に対応して、前記絶縁基板の一方を加熱す
   ると同時に他方を冷却するモジュール部を配置した熱電
   素子と、 前記直流電源から前記モジュール部への通電方向を正逆
   切換え、前記絶縁基板の一方を冷却する冷却モード、ま
   たは前記絶縁基板の一方を加熱する加熱モードに切換え
   可能な切換スイッチと、 前記絶縁基板の一方に密着させた素子取付板と、 前記素子取付板の上に載置され、該素子取付板を介して
   前記絶縁基板の一方の上に配され、植物栽培の用土を収
   容するための栽培容器と、 温度センサと、 前記加熱モードの場合に、前記温度センサの検知温度が
   設定温度以下のとき、前記直流電源から前記モジュール
   部へ通電させると共に、設定温度以上のとき、前記直流
   電源からの通電を断ち、かつ前記冷却モードの場合に、
   前記温度センサの検知温度が設定温度以上のとき、前記
   直流電源から前記モジュール部へ通電させると共に、設
   定温度以下のとき、前記直流電源からの通電を断つ制御
   回路を、有することを特徴とする植物栽培装置。
2. 【請求項２】前記温度センサは、前記用土の温度を検知
   可能に前記栽培容器内に配置されることを特徴とする請
   求項１記載の植物栽培装置。
3. 【請求項３】液体を収容する液体容器とを有し、 前記液体容器は前記素子取付板の上に載置され、 前記栽培容器は、前記液体容器の内部に収容され、前記
   素子取付板と前記液体容器とを介して前記絶縁基板の一
   方の上に配され、 前記温度センサは、前記液体の温度を検知可能に前記液
   体容器内に配置されることを特徴とする請求項１記載の
   植物栽培装置。
4. 【請求項４】前記液体容器の内面と前記栽培容器の外面
   との間に、前記液体に対し浮力を有する断熱部材を配置
   したことを特徴とする請求項３記載の植物栽培装置。
5. 【請求項５】前記栽培容器は熱伝導性の良好な材質から
   成り、該栽培容器の内側に用土との接触面積を増やすた
   めの複数の突起部を有することを特徴とする請求項１，
   ２，３または４記載の植物栽培装置。