JP3787655B2 - Plant cultivation facility - Google Patents
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Description
【0001】
この発明は植物を栽培する植物栽培施設に係り、詳しくは植物の生育、収穫の容易化ならびに空調の効率化を図ることにある。
【0002】
【従来の技術】
従来植物工場等の植物栽培施設は上部に人工照明設備を、下部に栽培台を設け、部屋全体を植物の生育に適する条件に維持して植物の栽培を行っていた。例えば特許文献1及び2に示すように上下方向に栽培台を積み上げて植物を多段で栽培することは公知である。この多段栽培は限られた部屋内の空間を利用するのにすこぶる有効ではあるが、植物を生育するために必要とする照明も段数に合わせて多くしなければならない。
【0003】
部屋内にあっては、照明から発熱する熱エネルギーの量も大きくなり、しかも部屋は外部から遮断された密閉空間であり、温度が部屋内にこもることになる。この温度の上昇によって栽培する植物特に葉物の生育に悪い影響を与えていた。したがって、空調は必要不可欠となっていた。
【0004】
空調の装置の設置ならびに、空調の動力源としての電力費が大きくなり、安いコストの植物が提供出来ない原因の一つともなっていた。必要不可欠の空調を効率良く使用できることが植物工場の存立にかかっていた。
【0005】
そのために、特許文献3に示すように、局所空調を行う例が開示されている。この例では、水耕栽培ベッド1まで送側ダクト2が引き込まれている。そして、微少穴より植物に吹出し、対向側に配された空気流れガイド3に吸込ませて冷風を回収していた。
【0006】
【特許文献1】
特開平3−232434
【特許文献2】
特開平6−30660
【特許文献3】
特開平5−292845
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献3では、水耕栽培用ベッドの近くまで、送り側ダクトを引き込ませなければならず、多段形の栽培システムでは、全て段数分の送り側ダクトが必要となり、その送り側ダクトによる構造が複雑になると共に、コストも高いものとなっていた。
【0008】
そこで、この発明は、植物を集約的に栽培する多段形の植物栽培施設にあって、植物の生育、収穫の簡易化ならびに空調効率の向上を図って、空調コストを引き下げでき、安価な植物を供給できる植物栽培施設を提供することにある。
【0009】
【発明が解決するための手段】
この発明に係る植物栽培施設は、部屋内に隙間を持つ一対の壁材を1つ又は複数横方向に設置し、この壁材に添って上下方向に設けられる複数の柱材に、横方向に突出するブラケットを上下方向に複数段取付け、このブラケット上に1つ又は複数のベッドを横方向に取付け、このベッド上に定植パネルを配すると共に、前記一対の壁材間を空調空気が流れる空調通路とし、前記壁材に多数の空調空気吹出孔を穿設し、前記一対の壁材間の空調通路に空調空気吹出用のダクトが連通され、前記隣り合う一対の壁材間の天井に吸入口を設け、この吸入口に戻し空気用のダクトを連通したことにある(請求項1)。
【0010】
これにより、水耕栽培による植物工場が横方向に配されたベッドと、この上に載置される定植パネルとよりなる生育棚が上下方向に多数に設けられることにより、生産の集約化が容易となるものである。しかも、一対の壁材の設置により隙間を構成することができる。
【0011】
そして、前記隙間を持つ一対の壁材間に空調空気が流れる空調通路として利用され、この空調通路を介して空調空気が壁材に形成の空調空気吹出孔から各植物にスポット送風が可能となる。この結果、各植物に生育に最適な風速で送付することができ、温度むらをなくし、且つ植物周辺空間の温度のみをコントロールし、部屋全体の温度を調節するよりも空調効率が向上する。そして空調にかかる電気コストの削減も図ることができるし、また一対の壁材間の隙間を空調通路としての利用する空調用のダクトを不要とする。
【0012】
また、前記一対の壁材間の空調通路に、空調空気吹出用ダクトが連通され、そして前記隣りあう一対の壁材間の天井に吸込口を設け、この吸入口に接続の戻し空気用のダクトを接続したことから、隣り合う壁材で囲まれる空間から空調空気が拡散しないうちに吸引され、空調装置に戻されることになり、空調負荷を大きくせずに、空調空気を回収することができる。
【0013】
前記した空調空気吹出口は、空調空気吹出用ダクトに近い方の径より遠い方の径を大きくしたことにある(請求項2)。これにより、空調空気の各段による送風量のむらをなくすことができる。
【0014】
前記定植パネルには植物の栽培用穴が千鳥状に穿設されていることから(請求項3)、空調空気吹出孔からの空調空気が構造壁材側の生育植物の影にならず供給することができ、植物の生育のばらつきが抑えられる。また照明光が効率よく当たる利点を持つ。また照明装置は、前記ブラケットの下方に設置されている(請求項4)。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1乃至図4において、植物栽培施設である植物工場の正面図、拡大図及び斜視図が示され、建物1の内部には、植物を生育するための部屋2が形成されている。この部屋2内に下記する植物生育用のベッド8a,8bが設けられている。このベッド8a,8bは、上下方向に段階的に設けられると共に、部屋2の奥行方向に広がり、且つ横方向に多数配されているもので、ベッド8a,8bを支える構造手段は、中心に隙間を有して対設の一対の壁材3a,3bと、その外側で上下方向に配される多数の柱材4a,4b、その間をつなぐ繋ぎ材5と、ブラケット7よりなっている。この例では前記対設の一対の壁材3a,3bが構造壁となっており、これもベッド8a,8bを支える構造手段となる。
【0016】
この壁材3a,3bに関しては、壁式工法の採用で構造壁とする場合のみならず、軸組工法の採用で壁としての利用の場合があり、構造壁の採用時では、透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工された樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等が用いられ、その外側に透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等を添着することもできる。この壁材3a,3bが形成する隙間は、下記する空気通路22として用いられる。
【0017】
また壁材3a,3bが軸組工法方式時における壁としての場合は、図示しないが、該壁材3a,3bは、構造体である柱材4a,4bと繋ぎ材5の内側あるいは外側に、透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等の材質の板材を添着する。
【0018】
さらに、対設の一対の壁材3a,3bの片側のみにベッド8a,8bを設置する場合、壁材は前述の方式を採用するが、ベッド側の壁材のみを用い、その壁材に透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、本質板、金属板、ガラス板等を設置・添着する。ベッドの反対側には壁材を用いない場合には、生育棚を植物工場室内の壁に密着させる。
【0019】
また柱材4a,4bは、断面口、O、L形等の鋼材で、上下方向に伸び、天井固定金具11a,11bと床アンカーボルト12a,12bで固定され、前記壁材3a,3bをビス止めなどの固定手段に固定し支えている。この柱材4a,4bは横方向に設けられる繋材5にて補強され、上下方向の適宜な位置にブラケット7が横方向に突設している。このブラケット7は図示例では、6個設けられているが、実際の使用例では8〜10個となっている。
【0020】
ベッド8a,8bは、図4には詳しく示され、断面溝形で実施例では、2つのベッド8a,8bが前記構造壁材3a,3bに添って並設され、前記部屋2の前後方向に伸びた長いもので、その一方が高く、他方が低く傾斜が持たされてブラケット繋ぎ材リップ溝形鋼10a,10bを介して前記ブラケット7に固定されている。したがって、ベッド8a,8bの内部に供給される養液の流れを良好にする働きをしている。このブラケット繋ぎ材リップ溝形鋼10a,10bは照明器具固定用材を兼ねている。なお、実施例では6つの上下方向に設けられ、上方から一段、二段・・・六段と称する。また、ベッド8a,8bは、上面が開口され、下記する栽培のための定植パネル13が載置する載台9a,9bがそれぞれ形成され、一方の載台9aには、上方へ伸びる立設部9cが形成されている。
【0021】
定植パネル13は、前記一方のベッド8aの載台9a,9b上に載置され、実施例では、細長い矩形の樹脂板で、その上に植物の栽培用穴14が千鳥状に穿設されている。この定植パネル13の栽培用穴14に植物が植えられる。なお植物の根は下方に伸び、前記したベッド8a,8b内の養液中に入り込んでいる。
【0022】
空調装置16は、エバポレータ26、コンデンサ27、コンプレッサ28等とより成る冷凍サイクルを持ち、部屋2の天井17の上方に空調空気吹出用ダクト18と戻し空気用ダクト19が配管され、一方の空調空気吹出用ダクト18の先端が前記構造壁材3a,3b間の空気通路22が接続されており、温度調節された温風又は冷風の空調空気は空気通路22に送風される。
【0023】
前記壁材3a,3bには、横方向に小さな空調空気吹出孔24が上下ベッド間に2段にわたり多数個穿設されている。この下段空調空気吹出孔24の位置は、前記定植パネル13上で栽培の植物にスポット送風が当たるに適する場所で、前記ベッド8a,8bに添った位置となる。上段温調風吹出孔24は、照明器具にスポット送風が当たるに適する場所で、照明器具の温度上昇防止を兼ねている。そして空調空気吹出孔24の径は、上段(ダクトに近い側)では小さく直径8mm程、中段では直径10mm程、下段(遠く)では直径12mm程となっている。このように径の変更により、どの段にあっても吹出空気量を均一とすることができる。
【0024】
前記戻し空気用ダクト19は、前記した天井17に吹込口20が隣り合う構造壁材3a,3b間により区切られる空間に開口している。したがって、空調空気が拡散しないうちに吸込まれ、空調装置に戻されることになり、空調負荷を大きくしないうちに回収できる。
【0025】
上述の構成において、ベッド8a,8bは、実施例では構造壁材3a,3bを挟んで両方に6段設けられ、それが部屋2の奥まで連なり、且つそれらが多数個横方向に広がって配置された植物工場であり、幼い植物を植えた定植パネル13をベッド8a,8b上に載置し、植物を生育し、成長した後に、定植パネル13ごとにベッドから8a,8bから取り外して植物を収穫する。この収穫作業は容易である。
【0026】
なお、空調空気には、必要によって、ガスボンベから生のCO2ガスを用い、又は灯油などを燃焼させ、CO2の濃度を上昇させて供給することも行われる。また、空調装置にあっては戻し空気用ダクトを用いずに、部屋内の一ヶ所から吸込ようにしても良い。さらに、この実施例では植物工場に採用した例を示したが、ガラスハウス、ビニールハウスなど施設にも当然使用できることは勿論である。これらのハウスでは、栽培ラックの固定方法として自立形を採用すべく、セット柱材4a,4bの柱頭を梁でつなぎ、柱脚ピンのラーメン構造、あるいは筋かい構造を採用する。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、上下方向に複数段のベッドを持つことから、植物の栽培を集約することができる。そして、定植パネルをベッドへの装着そして取り外すことで、生育、収穫も容易となる。そして植物への空調空気は、空調空気吹出孔からスポット送風され、植物の周辺のみを適温とする温度管理が行われる。また、一対の壁材間を空調通路とするところから、植物までの空調ダクトを省略することができる(請求項1)。
【0028】
植物に向けて吹出された空調空気は隣り合う壁材間で囲まれる空間に流出するが、空調空気は吸入口から吹込まれ、空調装置に戻される。したがって、部屋内に拡散する前に回収され熱負荷が大きくならない利点を持つ(請求項1)。空調空気吹出孔の径は、空調空気吹出用ダクトに近い方の径が遠い方の径よりも小さくなっており、植物への空調空気量を均等にすることができる(請求項2)。さらに定植パネルの栽培用孔が千鳥状に形成されることから、生育植物の影にならずに空調空気を供給できるし、照明光が効率良く当てることもできる(請求項3)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態を示す正面図である。
【図2】 同上の要部拡大図である。
【図3】 同上の要部拡大斜視図である。
【図4】 同上の要部の拡大した分解斜視図である。
【符号の説明】
1 建物
2 部屋
3a,3b 壁材
4a,4b 柱材
7 ブラケット
8a,8b ベッド
9a,9b 載台
13 定植パネル
14 栽培用穴
16 空調装置
17 天井
18 空調空気吹出用ダクト
19 戻し空気用ダクト
22 空調通路
24 空調空気吹出孔
26 エバポレータ[0001]
The present invention relates to a plant cultivation facility for cultivating plants, and more specifically, to facilitate the growth and harvest of plants and to improve the efficiency of air conditioning.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, plant cultivation facilities such as plant factories have been equipped with artificial lighting equipment at the top and a cultivation stand at the bottom, and the whole room is maintained under conditions suitable for plant growth to grow plants. For example, as shown in
[0003]
In the room, the amount of heat energy generated from the lighting also increases, and the room is a sealed space that is blocked from the outside, and the temperature stays in the room. This increase in temperature had an adverse effect on the growth of plants, especially leaves. Therefore, air conditioning has become indispensable.
[0004]
The installation of air-conditioning equipment and the cost of electricity as a power source for air-conditioning have increased, which has been one of the reasons why low-cost plants cannot be provided. The efficient use of indispensable air conditioning depended on the existence of the plant factory.
[0005]
Therefore, as shown in Patent Document 3, an example of performing local air conditioning is disclosed. In this example, the sending
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-3-232434
[Patent Document 2]
JP-A-6-30660
[Patent Document 3]
JP-A-5-292845
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In this patent document 3, the feed side duct must be retracted to the vicinity of the hydroponics bed, and in the multi-stage cultivation system, all the feed side ducts for the number of stages are required, and the structure by the feed side duct Became more complex and costly.
[0008]
Therefore, the present invention is a multi-stage plant cultivation facility that cultivates plants in an intensive manner, and is capable of reducing the air conditioning cost by simplifying the growth and harvesting of the plant and improving the air conditioning efficiency. It is to provide a plant cultivation facility that can be supplied.
[0009]
[Means for Solving the Invention]
In the plant cultivation facility according to the present invention, a pair of wall materials having a gap in a room are installed in one or more lateral directions, and a plurality of pillar materials provided in the vertical direction along the wall materials are arranged in the lateral direction. Air-conditioning in which protruding brackets are mounted in multiple stages in the vertical direction, one or more beds are mounted horizontally on the brackets, a fixed planting panel is arranged on the bed, and conditioned air flows between the pair of wall materials As a passage, a large number of air-conditioning air blowing holes are formed in the wall material, and a duct for air-conditioning air blowing is communicated with the air-conditioning passage between the pair of wall materials, and is sucked into the ceiling between the pair of adjacent wall materials. A port is provided, and a duct for returning air is communicated to the suction port .
[0010]
This makes it easy to consolidate production by providing a large number of growth shelves, each consisting of a bed with hydroponically cultivated plant factories and a planting panel placed on top of it. It will be. And a clearance gap can be comprised by installation of a pair of wall material.
[0011]
And it is utilized as an air-conditioning passage through which air-conditioned air flows between the pair of wall materials having the gap, and the air-conditioned air can be spot blasted to each plant through the air-conditioning air passage formed in the wall material. . As a result, it can be sent to each plant at an optimum wind speed for growth, temperature unevenness is eliminated, only the temperature in the space around the plant is controlled, and the air conditioning efficiency is improved as compared with adjusting the temperature of the entire room. In addition, the electric cost for air conditioning can be reduced, and an air conditioning duct that uses the gap between the pair of wall materials as an air conditioning passage is unnecessary.
[0012]
An air-conditioning air blowing duct communicates with the air-conditioning passage between the pair of wall members, and a suction port is provided in the ceiling between the pair of adjacent wall members, and a return air duct connected to the suction port. Since the conditioned air is not diffused from the space surrounded by the adjacent wall material and is returned to the air conditioner, the conditioned air can be recovered without increasing the air conditioning load. .
[0013]
The above-described air-conditioning air outlet has a larger diameter on the side farther from the diameter closer to the air-conditioning air outlet duct (Claim 2 ). Thereby, the unevenness | deflection of the ventilation volume by each step | level of conditioned air can be eliminated.
[0014]
Since the planting holes are formed in a staggered pattern in the fixed planting panel (Claim 3 ), the conditioned air from the conditioned air blowing holes is supplied without being shaded by the growing plant on the structural wall material side. And variations in plant growth are suppressed. In addition, there is an advantage that the illumination light hits efficiently. Moreover, the illuminating device is installed under the said bracket (Claim 4 ).
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4, a front view, an enlarged view and a perspective view of a plant factory which is a plant cultivation facility are shown, and a
[0016]
The
[0017]
Further, when the
[0018]
Further, when the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In the
[0024]
The
[0025]
In the above-described configuration, in the embodiment, the
[0026]
Note that the conditioned air may be supplied by using raw CO 2 gas from a gas cylinder or burning kerosene or the like to increase the concentration of CO 2 as necessary. Moreover, in an air conditioner, you may make it inhale from one place in a room, without using the duct for return air. Furthermore, although the example employ | adopted as the plant factory was shown in this Example, of course, it can also be used for facilities, such as a glass house and a vinyl house. In these houses, in order to adopt a self-supporting form as a method for fixing the cultivation rack, the column heads of the
[0027]
【The invention's effect】
As mentioned above, according to this invention, since it has a plurality of beds in the vertical direction, cultivation of plants can be integrated. The planting panel can be attached to and removed from the bed, making it easy to grow and harvest. And the air-conditioning air to a plant is spot-blasted from an air-conditioning air blowing hole, and the temperature management which makes only the periphery of a plant an appropriate temperature is performed. Moreover, since the space between the pair of wall materials is an air conditioning passage, the air conditioning duct leading to the plant can be omitted (claim 1).
[0028]
The conditioned air blown toward the plant flows out into a space surrounded by adjacent wall materials, but the conditioned air is blown from the suction port and returned to the air conditioner. Therefore, there is an advantage that the heat load is recovered before being diffused into the room and does not increase. The diameter of the air-conditioning air blowing hole is smaller in the diameter closer to the air-conditioning air blowing duct than in the distance farther, so that the amount of air-conditioned air to the plant can be made uniform (claim 2) . Furthermore, since the holes for cultivating the fixed planting panel are formed in a staggered pattern, air-conditioned air can be supplied without being shaded by the growing plant, and illumination light can be efficiently applied (claim 3 ).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the main part of the above.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the main part of the above.
FIG. 4 is an enlarged exploded perspective view of the main part of the above.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
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