JP4279379B2 - Plant cultivation equipment - Google Patents

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    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は植物栽培装置に関する。さらに詳しくは、トレイなどに植え付けた種苗状態の植物を、棚などで立体的に保管したり、あるいはコンベアで移動させながら水や栄養分を給水管で供給すると共に、人工的な光(場合により天然の光)を照射して、いわば工場生産的に植物を栽培する装置に関する。なお、本明細書において、植物には野菜や果物のほか、茸類なども含むものとする。
【0002】
【従来の技術】
本出願人はすでにこの種の植物栽培装置を提案している。たとえば特開平6−245646号公報では、多数のトレイをチェーンコンベアに吊り下げて、建屋内を循環駆動させ、作業者は植物の種苗を植え付けたトレイをコンベアに供給し、生育した植物のトレイを収穫するだけで、途中の育成過程は自動的に行うようにした植物栽培用の立体ベンチを提案している。また、特開平10−136790号公報では、固定式の棚フレームと、その棚フレームに取り出し自在に載置した栽培用の容器と、各容器の上方に設けた発光ダイオードなどの光源を備えた栽培棚を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記立体ベンチ型の植物栽培装置は、駆動機構が複雑で、支持方法も繁雑である。また、植物が育ったときの大きさに合わせてトレイや容器を比較的大きい間隔で配列しているため、植物が種や苗の状態では実際に必要なスペースより大きい間隔で配列することになり、スペースが無駄になる。そのため給水管が長くなり、しかも光源の間隔が拡がるので照射の効率も低下する。また上記の栽培棚では、育成状態に応じて順に大きい棚に移し換えていくことも可能であるが、実際には多くの困難を伴う。本発明は前記従来の植物栽培装置の無駄なスペースを省き、給排水の設備や建屋を簡素化することを技術課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の植物栽培装置は、植物を栽培するための複数個のトレイと、その植物の種苗を植え付けたトレイを入り口側から出口側まで搬送するコンベアと、トレイに水および栄養を供給する手段と、トレイの植物に光を照射する手段とを備えており、前記トレイが進行方向に対して横方向に長く、多数の種苗を植え付けるものであり、前記コンベアが、トレイの左右端の近辺または左右端からいくらか内側よりの位置を支持する左右一対のコンベアからなり、前記コンベアによって搬送されるトレイの植物が各生長の状態に合わせ適切な栄養や水分が与えられ、光が照射されるように、前記供給手段および照明手段がコンベアに沿って配列されていることを特徴としている。
このような植物栽培装置では、前記コンベアの入り口部に種苗を植え付けたトレイを供給するための供給機構および前記コンベアの出口部からトレイを取り出すための取り出し機構が、横に長いトレイを保持するため、それぞれ左右一対で設けられているものが好ましい。その場合、前記コンベアが上下に複数段で設けられており、各段のコンベアの入り口部に設けた供給機構および出口側に設けた取り出し機構がそれぞれ上下に移動可能であるものが好ましい。
【0005】
本発明の植物栽培装置の第2の態様(請求項4)は、植物を栽培するための複数個のトレイと、その植物の種苗を植え付けたトレイを入り口側から出口側まで搬送するコンベアと、トレイに水および栄養を供給する手段と、トレイの植物に光を照射する手段とを備えており、前記コンベアが、入り口側ではトレイの1日当たりの移動量が少なく、出口側に向かってトレイの1日当たりの移動量段階的または連続的に多くなるように構成されていることを特徴としている
その場合、前記コンベアが上下に複数段で設けられており、各段のコンベアの入り口部に種苗を植え付けたトレイを供給するための上下に移動可能な供給機構と、各段のコンベアの出口部からトレイを取り出すための上下に移動可能な取り出し機構とを備えているものが好ましい。さらに前記光を照射する手段がコンベアの上方に配列された複数個の発光ダイオードであり、その発光ダイオードを冷却するための流体を通す管路が設けられているものが好ましい。また、前記光を照射する手段に、光源側からトレイの上部側まで光を導くための光ファイバーを設けるようにしてもよい。
前記トレイの移動量が変化するコンベアとしては、入り口側から出口側まで配列される複数基のコンベアからなり、それらのコンベアのトレイの搬送速度が、入り口から出口側に向かって速くなるようにしているもの、あるいは入り口側から出口側に向かって段階的または連続的にピッチが拡がる羽根を備えたスクリューコンベアがある。
【0006】
【作用および発明の効果】
請求項1の植物栽培装置では、植物を植え付けた横方向に長いトレイを左右一対のコンベアで支持しながら入り口側から出口側に向かって移動させる。それにより前記コンベアによって搬送させるトレイの植物は、各生長の状態に合わせて供給手段から適切な栄養や給水が与えられ、照明手段から光が照射されて充分に生長する。そして最終的に出口側でトレイごと取り出すことにより、収穫される。この装置は大規模な植物栽培が可能で、しかも搬送駆動機構が簡単であり、そのため、栄養や水の供給、光の照射の手段も種々のものを採用しうる。
請求項2の植物栽培装置は、コンベアの入り口側にトレイの供給機構を備え、出口側に取り出し機構を備えているので、トレイの供給作業および取り出し作業が容易である。請求項3の植物栽培装置は、コンベアを複数段備え、前記供給機構および取り出し機構が上下に移動可能であるので、スペースを節約でき、しかも作業者は高い段のコンベアまで近づく必要がなく、床面ないしその近辺で供給機構にトレイを供給し、取り出し機構からトレイを収穫するだけでよい。そのため、たとえば高齢者や身体障害者でも充分に作業することができる。
【0007】
また、本発明の栽培装置の第2の態様(請求項4)では、コンベアによって搬送されるトレイが、入り口側では1日当たりの移動量が少なく、植物の育成が進むにつれて移動量が多くなる。そのため植物が小さい始めのステージではトレイの間隔が狭く、植物が生長して広いスペースが必要になるとトレイの間隔が広くなる。したがって同一の速度、すなわち同一の間隔で搬送する場合に比べると、装置全体のスペースが小さくて済む。さらにそれにより、給排水管などの設備が小さくて済み、光照射手段による照射面積も狭くてよい。それにより同じ建屋でも、多くの植物を栽培することができる。このように本発明の植物栽培装置の第2の態様では、「栽培すべき植物の環境に合わせるための移動」を「植物の育成状態に応じた間隔の拡大」にも利用しており、それにより省スペースで効率的に植物を栽培することができる。
【0008】
請求項の栽培装置は、上記のコンベアを複数段備えているので、一層スペースを節約することができる。さらに供給機構および取り出し機構を備えているので、作業者は高い段のコンベアまで近づく必要がなく、床面ないしその近辺で供給機構にトレイを供給し、取り出し機構からトレイを収穫するだけでよい。そのため、たとえば高齢者や身体障害者でも充分に作業することができる。
【0009】
請求項の栽培装置では光を照射する手段として発光ダイオード(LED)を採用しているので、植物の育成に適切な光のスペクトルで照射しうる。さらに上下のスペースを小さくすることができるので、上下のスペースも小さくて済む。また、管路を通る流体で発光ダイオードを冷却するようにしているので、熱による発光効率の低下を防ぐことができ、効率よく光を照射することができる。さらに光源だけを管路で冷却することができるので、植物への影響が少ない。
【0010】
請求項の栽培装置では、光源側からトレイの上部側まで光ファイバーで光を導くので、日光などの離れた光源を採用することができる。また、発光ダイオードなどの光源を断熱材で隔離することが容易であり、冷却効果を高くすることができ、しかも結露などから光源を保護することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の植物栽培装置の実施の形態を説明する。図1は本発明の装置の一実施形態を示す平面図、図2は図1の装置の側面図、図3は図1のII-II 線断面図、図4、図5および図6はそれぞれ本発明に関わるコンベアの一実施形態を示す側面図、図7は本発明に関わる給水設備の一実施形態を示す側面図、図8は図2の定植コンベアの一実施形態を示す要部側面図である。
【0012】
図2に示す栽培装置Aは、建屋1内に組み立てられた多段の搬送用のコンベア装置2、2・・・と、各段のコンベア装置2の間に配置された照明器具3と、それらの照明器具を冷却するためのダクト4と、コンベア装置2にトレイ(樋)5を供給するための定植コンベア6と、トレイを取り出すための収穫コンベア7とを備えている。さらにコンベア装置2の載置されているトレイに水および養分を供給するための給水設備8およびトレイ5からの排水を流す排水設備などの付帯設備なども設けられている。この実施形態では格段のコンベア装置2の構成は実質的に同じであり、格段で同じ植物を栽培したり、段ごとに異なる植物を栽培することができる。
【0013】
前記建屋1は、たとえば高さ10m、長さ12m、間口10m程度のものであり、外壁には10cm程度の断熱壁が採用されている。ただし建屋の大きさや高さなどは、栽培しようとする植物の種類などにより自由に変更しうる。建屋1の下部には作業者9が定植コンベア6にトレイ5を乗せたり、収穫コンベア7からトレイを収穫したりするための作業室10が設けられ、その上方にたとえば10段程度でコンベア装置2が配置されている。作業室10の中央部はトレイ5に種を植え付ける播種エリア10aであり、定植コンベア6に近い部位は種から苗に育てるための育種エリア10bであり、収穫コンベア7に近い部位はトレイを積み降ろして植物を収穫するための収穫エリア10cである。
【0014】
図1に示すように、各段のコンベア装置2は建屋1の左右の2ヶ所に配置され、横に長いトレイ5の左右端からいくらか内側寄りの位置を支えるようにしている。さらに左右端の近辺およびコンベア装置2の間には、トレイ5を滑らせるように支持するためのレール11が複数本設けられている。
【0015】
図2および図3に示すように、前記照明器具3はコンベア装置2の下面近辺に平面状に拡がるように設けられ、1段下のコンベア装置2のトレイ5を照射するようにしている。なお、最下段のコンベアの下面には照明器具3は設けられておらず、最上段のコンベア装置2のトレイ5を照射する照明器具が天井近辺に設けられている。照明器具3としては、蛍光灯、電灯などでも可能であるが、植物の栽培に適切な波長(色)の光を出す発光ダイオード(LED)が好ましい。たとえば発光ダイオードをパネル状にして用いる場合、各パネルの2/3は赤色の発光ダイオードとし、1/3を青色の発光ダイオードとするなど、植物の種類に応じて適切な組み合わせを選択すればよい。パネル全体の明るさは、たとえば2000〜3000ルクス程度が好ましいが、植物によって適切な照度に設定すればよく、また、時間的に明るさをコントロールすることも任意である。
【0016】
発光ダイオードは発光により温度が上昇し、発光効率が低下する。さらに建屋1内は高温多湿に維持する場合が多く、一層発光効率が低下する。この実施形態では、コンベア装置2と平行にダクト4を配管し、そのダクト4が照明器具3の裏面側に連通するように構成している。そしてそのダクト4で矢印P方向に−40℃〜−80℃程度の乾燥した空気を送り、直接、あるいは冷却板などを介して照明器具3を冷却するようにしている。但しその温度や湿度は任意である。照明器具3を冷却して温度が上昇した空気はそのままダクトで4で回収してもよく、また室内に放出してもよい。さらにダクトに代えて配水管を配管し、水などの液体で冷却するようにしてもよい。
【0017】
なおLEDなどの光源を断熱材の箱などで囲み、その箱内を乾燥した低温の空気あるいは水などで冷却すると共に、光源からコンベアの下面(トレイの上方)まで光ファイバーで光を導くようにしてもよい。その場合は光源を充分に低温に冷却することができ、また結露を防止しうるので、光源を保護することができる。また太陽など、外部の自然光を光ファイバーで建屋内のコンベアの下面まで導くようにしてもよい。
【0018】
図2の符号Hは、建屋1内の空気を循環するファンであり、温度コントロール、湿度コントロール、CO2 コントロールを行うエアコンディショナを設けている。なおコンベアの途中で植物の生育環境を変えたい場合は、透明な合成樹脂シートなどの仕切りを設けるようにしてもよい。またガスの濃度、温度、湿度などを検出するセンサを設け、常時監視しながら自動的に各種の環境要素のコントロールを行うのが好ましい。
【0019】
つぎに図1を参照して、コンベア装置2を説明する。左右に配置されている各コンベア装置2は、それぞれ1本のベルトコンベアなどのコンベアであってもよいが、複数本のベルトコンベアを直列状に配列するようにしてもよい。その場合、各コンベアの搬送速度を順に遅くするようにするようにしてもよい。また、ベルトコンベアに変えてチェーンコンベアなどの循環伝導要素を用いてもよい。図1の場合は、定植コンベア6に近い側から、第1コンベアC1 、第2コンベアC2 、第3コンベアC3 、第4コンベアC4 の4本のベルトコンベアから構成されている。第1コンベアC1 と第2コンベアC2 とは左右方向にずれており、第1コンベアC1 の終端部が第2コンベアC2 の始端部と前後方向で重複するように配置されている。同様に、第2コンベアC2 の終端部と第3コンベアC3 の始端部、および第3コンベアC3 の終端部と第4コンベアC4 の始端部とは、それぞれ前後方向で重複するように配置されている。
【0020】
第1コンベアC1 では入り口側に相当する段階であり、トレイの間隔(畝間寸法)P1 はたとえば4cm程度である。その速度はたとえば1日にトレイ6個分を進むとすれば、平均24cm/日程度である。また第2コンベアC2 ではトレイの間隔P2 はたとえば6cm程度で、平均速度は36cm/日程度である。第3コンベアC3 ではトレイの間隔P3 が10cm程度で、平均速度は60cm/日程度、第4コンベアC4 ではトレイの間隔P4 が16cm程度で、平均速度は96cm/日程度である。このようにこのコンベア装置2では、始めの育苗ステージから植物が大きく育っていく出口側に向かってコンベアの速度が段階的に速くなっており、そのためトレイの間隔P1 〜P4 も段階的に次第に広くなっている。
【0021】
ただしコンベアは1日中動いている必要はなく、1日に1回または数回程度動き、途中では止まっているようにしてもよい。また上記のコンベアの速度は、たとえば1日の平均速度でよく、第1〜第4コンベアの動いている時間が一緒で、各コンベアの実際の速度(連続運転速度)が異なる場合のほか、実際の速度が同じで、出口側にいくほど稼働時間が長く、入口側ほど停止時間が長いようにしてもよい。その場合も出口側へいくほど1日の移動距離が長くなるので、同じ作用効果が達成できる。請求の範囲にいう「搬送速度」とは、このように大きい時間単位で見た場合の平均速度であり、実際の速度のほか、稼働時間の相違で移動距離が相違する場合も含む概念である。
【0022】
前記各コンベアC1 〜C4 は、たとえば図4に示すように、トレイ5を引っ掛ける突起12を備えたベルト13と、そのベルトの上面側を支持するローラ14と、ベルトの端部で駆動する駆動ギヤないし駆動ドラム15と、ベルト13の反対側の端部を支持する従動ドラム(図示していない)とを有する。図面では見えないが、第2コンベア2 の従動ドラムは第1コンベアC1 の駆動ドラム15の駆動軸16上に自由に回転するように設けられている。ただし別個の軸で支持してもよい。このコンベア装置2では、第1コンベアC1 の突起15に引っかけられて搬送されてきたトレイ5は、第1コンベアの端部近辺で突起12から外れて停止し、第2コンベアC2 の突起15で押されて再び前進する。なおベルトの摩擦力などで充分に搬送できる場合は、ベルトに突起15を設けなくてもよい。
【0023】
この植物栽培装置Aでは、各トレイ5の間隔が植物の大きさに応じて段階的に次第に拡がるので、余分なスペースや設備が不要であり、効率的な栽培が可能である。各コンベアの長さは植物の種類によって異なるが、たとえば第1コンベアC1 で2日程度育成し、第2コンベアC2 で6日ほど、第3コンベアC3 で5日、第4コンベアC4 で2日程度育成して収穫する。その場合、全体で15日程度で収穫することができる。なお上記の実施形態では4段階にコンベアの速度を変えているが、植物の種類によっては5段階以上でもよく、また少なくとも2段階の変化があればよい。ただしスペースの節約のためには、3段階以上が好ましい。また段階的に速度を変えるほか、後述するスクリュー式のコンベアのように連続的に変化させるようにしてもよい。
【0024】
図4の実施形態では、第1コンベアC1 から第2コンベアC2 に直接トレイ5を乗せ換えるようにしているが、送り速度の関係などで突起15のタイミングの調節が難しい場合は、両者の間にタイミング調節用のアイドルステージを設けるようにしてもよい(図示していない)。その場合は第1コンベアC1 からアイドルステージに一旦乗せ換え、第2コンベアC2 の突起のタイミングに合うようにいくらか前進させて第2コンベアC2 に乗せるように構成する。なおアイドルステージは上下動するものであってもよく、その場合はトレイ15を第1コンベアから浮かせるように上昇させ、突起15のタイミングに合わせてアイドルステージを下降させて第2コンベアC2 に乗せ換えるようにする。
【0025】
また連続運転速度が同じ第1コンベア、第2コンベアを使用する場合、トレイが第1コンベアの終端に来た時に第1コンベアを一旦停止させ、第2コンベア上の1つ前のトレイが所定の距離だけ離れた後、再び稼働させて第2コンベアに乗せ換えるようにしてもよい。
【0026】
図5に示すコンベア20は、往復運動する前後に長い送りバー21と、その送りバー21に所定の角度範囲で回動自在に設けられた三角形状の爪部材23とを備えている。このものは送りバー21が矢印F方向に前進するときにトレイ15を前進させ、矢印R方向に後退するときは爪部材23がトレイ15の下側に潜り込み、トレイ15を後退させない。このような前後に往復動するコンベアを用いる場合は、図1のレール11を設けると共に、トレイが後戻りしないように、そのレールとトレイ15の間の摩擦力を送りバー21とトレイ15の間の摩擦力よりも大きくしておくのが好ましい。さらに送りバー21が後退するとき、いくらか下降してトレイ5から離れた上で戻るようにしたり、レール11に図5の爪部材23と同様の爪部材を設けて、トレイが後戻りすることを確実に防止するようにしてもよい。
【0027】
図5のコンベア20についても、図1の場合と同様に、下流側(左側)に向かって次第に送り速度(この場合は送りバー21の往復動のストローク)を速くした、3ないし5段階程度の複数段で直列的に配列する。その場合、爪部材23の間隔は各段階の送りバー21について、その往復ストロークよりいくらか狭い間隔にして、トレイが送りバー21の上をいくらか滑るようにしておく。この実施形態においても、植物が小さい段階では、トレイ5を狭い間隔で配列することができ、無駄なスペースを少なくすることができる。
【0028】
爪部材23の間隔は、通常は1本の送りバー21については等間隔にするが、ある程度であれば、後流側(図5では左側)ほど大きくしておくこともできる。その場合はトレイ5は1ピッチ進むごとにいくらか広い間隔で配列され、入口に近い方ほど、トレイが送りバー21の上を多く滑ることになる。その場合、1段目と2段目、あるいは2段目と3段目などのコンベアの間で、トレイの進行ピッチが急激に変化しない。そのためコンベア間のトレイの受け渡しがスムーズになる。
【0029】
図6に示すコンベア25はスクリューコンベアのように、ネジ状ないし羽根状の突起26を備えた軸27を有する。軸27の両端ないし途中は、軸受けで回転自在に支持されており、軸27の端部に減速機付きモータの出力軸が連結されている。突起26のピッチは、入り口側(図面の右側)から出口側(左側)に向かって次第に広くされている。なおピッチは段階的に拡げていくこともできるが、連続的に拡げるようにする方が好ましい。羽根状の突起26は1本でもよく、多条ネジのように複数本設けてもよい。
【0030】
このコンベア25は図1の場合と同じく、トレイ5の左右端の近辺を支持させて配置する。またトレイの他の部分はレール11で支持させる。その場合、左右のコンベアでネジの巻きを同じ向き(たとえば右ネジ同士)にしておくこともできるが、一方を右ネジにし、他方を左ネジにするように、互いに逆向きにしておくのが好ましい。それによりトレイ5に加わる左右方向への推力が互いに相殺される。またこのコンベア25は図1の場合と異なり、複数段設ける必要がなく、1本のコンベアで育苗ステージから収穫ステージまで構成することができる。ただし製造やその他の理由で分割して構成してもよい。
【0031】
このコンベア25では、軸27を一定の速度で回転させると、軸27が1回転するごとにトレイ5が1ピッチ分移動する。そのため上流側に行くほど早い速度で移動する。またトレイの間隔P1 、P2 、P3 は、羽根状の突起26のピッチに合わせて、下流側に行くほど拡がる。そのため植物の生長に合わせて不要なスペースを省略することができ、また必要なスペースを確保することができる。
【0032】
なお図4、図5、図6のいずれのコンベアの場合も、一日中作動させることもできるが、通常は1日に1回ないし数回ずつ進行させ、そのときのトレイ5の停止位置で水や養分を供給するようにするのが好ましい。
【0033】
図7はコンベアに対して直角の方向から見た給水設備の実施形態を示している。この給水設備では、トレイ5の中央部分をいくらか低くして、その中央部に排水口30を設けている。さらにトレイ5の両端の上部に給水配管31を配置し、中央の排水口30の下部にコンベアの流れ方向に沿って排水用の樋ないし溝32を設けている。給水配管31はトレイ5が停止する位置の上部に設けておく。給水配管31のコンベアの流れ方向に沿った列の数は、コンベア装置2の上のトレイ5の数に合わせておく。他方、1個のトレイ5当たりに左右方向に配置する給水配管31は、前述の両端の2ヶ所のほか、4〜6個所など、さらに増やすこともできる。また、トレイ5を一方に傾斜させ、その高い側の端部側からのみ水や養分を供給し、低い側から排水するようにしてもよい。
【0034】
このものはトレイ5が止まっている間に、給水配管31からその位置の植物の生長の状態に適した水や養分を流すようにする。それによりトレイ5の両端から植物に水や養分が供給され、排水が排水口30から排水溝32へ流される。なお、水や養分の分量や供給時間は一定の状態に設定してもよいが、植物の生長の状態を監視し、コンピュータなどで自動的に適切な分量および供給時間をコントロールするようにしてもよい。
【0035】
前記定植コンベア6は図3に示すように、上下端に配置した4個のスプロケット40で無端状のチェーン41を支持する形態、すなわちチェーンコンベアを縦方向に配置したような形態を備えている。チェーン41には、トレイ5を支持するための受け具42がコンベア装置2の上下の段差に応じたピッチで設けられている。チェーン41は前面側が上昇し、後面側が下降するように循環駆動する。定植コンベア6は搬送用のコンベア装置2と干渉しないように配置しているので、図8に示すような受け渡し機構43を設けている。この受け渡し機構43は、前後に移動する受け渡しバー44と、定植コンベア6の上下動とを組み合わせたものである。
【0036】
受け渡しバー44は通常は、上昇してくるトレイ5との干渉を避けるため、コンベア装置2側に引き込まれている(第1ステップS1 )。そしてトレイ5が受け渡しバー44より高くなったとき、定植コンベア6が一時停止し、受け渡しバー44が伸び出す(第2ステップS2 )。ついで定植コンベア6の前面側が下降し、受け具42上のトレイ5を受け渡しバー44上に載置する(第3ステップS3 )。ついで受け渡しバー44が後退し、搬送用のコンベア装置2(図1の場合は第1コンベアC1 )に乗せる。定植コンベア6の各段の受け具42からは一斉に対応するコンベアにトレイ5を乗せ換えてもよく、一段ずつ順に乗せ換えるようにしてもよい。なお空になった定植コンベア6には、図2の作業者9が次の種苗を植えたトレイ5を積み込む。
【0037】
定植コンベア6および受け渡し機構43は上記のものに限らず、立体倉庫などで用いられている種々の装置を採用することができる。たとえば前述の受け渡しバー44は、それ自体が上下動するものであってもよい。その場合は定植コンベアの前面側をいくらか下降させる必要がない。また受け渡しバー44から搬送用のコンベア装置2への受け渡しがスムーズである。
【0038】
図2の収穫コンベア7についても、循環方向や作用の順序が逆になるだけで、定植コンベア6と実質的に同じ装置を採用することができる。収穫コンベア7によって降ろしたトレイ5は、作業者が作業室の収穫エリア10cに降ろし、トレイ5から植物だけを収穫する。空になったトレイ5は、再び播種エリア10aで種をまくために使用する。なおトレイ5には、通常は水と、養分と、それらを吸収保持する水分保持材と、種だけを入れる。すなわち水耕栽培により栽培する。しかし土を入れてその土に種を植えてもよい。また最初から苗を植えるようにしてもよい。
【0039】
前記実施形態では、発光ダイオードを冷却するために空気を通すダクトを用いているが、水などの液体を通す配管を用いることもできる。その場合は植物への給水のための配管と兼用するようにしてもよい。とくに給水する水の温度がある程度高い方が好ましい植物の場合は、発光ダイオードを冷却するために用いた水は、いくらか温度が上昇しているので、とくに好ましい。
【0040】
また図示されている実施形態では、コンベア装置は入り口側で遅く、出口側で速くなっているが、同じ速度としてもよい。コンベア装置のコンベアはベルトコンベアのようにトレイを載置するタイプのものであり、トレイを前後にいくらかずらせることもできる。また、移動中にずれてしまっても、それほど影響がない。そのため前後のコンベアの同調駆動は必ずしも必要でない。しかし同調させるようにしてもよい。また、載置型のコンベアに代えて、チェーンコンベアなどの循環駆動要素を左右に設け、それらからフックを吊り下げ、フックにトレイを吊るすようにしてもよい。ただしこのものは、左右あるいは前後の駆動要素の同調を取ることが必要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置の一実施形態を示す平面図である。
【図2】 図1の装置の側面図である。
【図3】 図1のII-II 線断面図である。
【図4】 本発明に関わるコンベアの一実施形態を示す側面図である。
【図5】 本発明に関わるコンベアの他の実施形態を示す側面図である。
【図6】 本発明に関わるコンベアのさらに他の実施形態を示す側面図である。
【図7】 本発明に関わる給水設備の一実施形態を示す側面図である。
【図8】 図2の定植コンベアの要部側面図である。
【符号の説明】
A 栽培装置
1 建屋
2 コンベア装置
3 照明器具
4 ダクト
5 トレイ
6 定植コンベア
7 収穫コンベア
8 給水設備
10 作業室
11 レール
C1 第1コンベア
C2 第2コンベア
C3 第3コンベア
C4 第4コンベア
12 突起
13 ベルト
14 ローラ
15 駆動ドラム
16 駆動軸
20 コンベア
21 送りバー
23 爪部材
25 コンベア
26 突起
27 軸
30 排水口
31 給水配管
32 排水溝
40 スプロケット
42 受け具
43 受け渡し機構
44 受け渡しバー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant cultivation apparatus. More specifically, the seedling-like plants planted on trays are stored three-dimensionally on shelves, etc., or while being moved by a conveyor, water and nutrients are supplied through a water supply pipe, and artificial light (sometimes natural It is related to an apparatus for cultivating plants in a productive manner. In the present specification, the plant includes vegetables and fruits, and moss.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has already proposed a plant cultivation apparatus of this kind. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-245646, a large number of trays are suspended on a chain conveyor, the inside of the building is circulated and driven, and an operator supplies a tray on which plant seedlings are planted to the conveyor. We propose a three-dimensional bench for plant cultivation that can be harvested and the growing process is performed automatically. In JP-A-10-136790, cultivation is provided with a fixed shelf frame, a cultivation container placed on the shelf frame so as to be freely removable, and a light source such as a light emitting diode provided above each container. Propose a shelf.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The three-dimensional bench-type plant cultivation apparatus has a complicated drive mechanism and a complicated support method. In addition, because the trays and containers are arranged at relatively large intervals according to the size when the plants are grown, the plants are arranged at intervals greater than the space actually required in the state of seeds and seedlings. , Space is wasted. Therefore, the length of the water supply pipe is increased, and the interval between the light sources is increased, so that the irradiation efficiency is also reduced. Moreover, in the above-mentioned cultivation shelf, it is possible to move to a larger shelf in order according to the growing state, but in reality, there are many difficulties. This invention makes it the technical subject to omit the useless space of the said conventional plant cultivation apparatus, and to simplify the facility and building of water supply / drainage.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The plant cultivation apparatus of the present invention includes a plurality of trays for cultivating plants, a conveyor that conveys a tray planting seedlings of the plant from the entrance side to the exit side, and means for supplying water and nutrients to the tray Means for irradiating the plants on the tray with light, the tray is long in the transverse direction with respect to the traveling direction, and a large number of seedlings are planted, and the conveyor is near or on the left and right ends of the tray. It consists of a pair of left and right conveyors that support the position somewhat inside from the end, and the plants on the trays conveyed by the conveyors are matched to each growth stateTheGiven proper nutrition and moisture, light is irradiatedThe supply means and the illumination means are arranged along a conveyorIt is characterized by being.
  In such a plant cultivation apparatus, a supply mechanism for supplying a tray in which seedlings are planted at the entrance of the conveyor and a take-out mechanism for taking out the tray from the exit of the conveyor hold a horizontally long tray. These are preferably provided in pairs on the left and right. In that case, it is preferable that the conveyor is provided in a plurality of stages above and below, and the supply mechanism provided at the entrance of the conveyor at each stage and the take-out mechanism provided at the exit are respectively movable up and down.
[0005]
  Of the present inventionPlant cultivation equipmentSecond aspect of the present invention (Claim 4)IsMultiple trays for cultivating plants, a conveyor that transports the seedlings of the plants from the entrance side to the exit side, means for supplying water and nutrients to the tray, and irradiating the plants on the tray with light And means forThe conveyor is on the entrance sideThe amount of tray movement per day is small,To the exit sideAmount of tray movement per dayButStepwise or continuously manyConfigured to beIt is characterized by.
  In that case,The conveyor is provided in a plurality of stages up and down, a supply mechanism movable up and down to supply a tray planted with seedlings at the entrance of each stage conveyor,Each stageWhat is provided with the taking-out mechanism movable up and down for taking out a tray from the exit part of a conveyor is preferable. Furthermore, it is preferable that the means for irradiating the light is a plurality of light emitting diodes arranged above the conveyor, and a conduit for passing a fluid for cooling the light emitting diodes is provided. Further, an optical fiber for guiding light from the light source side to the upper side of the tray may be provided in the means for irradiating the light.
  The conveyor whose amount of movement of the tray changes is composed of a plurality of conveyors arranged from the entrance side to the exit side, and the transport speed of the trays of those conveyors is increased from the entrance toward the exit side. Or a screw conveyor having blades whose pitch gradually or continuously increases from the entrance side to the exit side.
[0006]
[Operation and effect of the invention]
  In the plant cultivation apparatus according to the first aspect, the tray is moved from the entrance side to the exit side while being supported by a pair of left and right conveyors in the lateral direction in which the plants are planted. TherebyTransported by the conveyorThe plants in the tray are tailored to each growth condition.From the supply meansGiven proper nutrition and water supply,From lighting meansIt grows well when irradiated with light. And finally, it is harvested by taking out the whole tray on the exit side. This apparatus can cultivate plants on a large scale and has a simple transport drive mechanism. Therefore, various means for supplying nutrients, water, and irradiating light can be adopted.
  Since the plant cultivation apparatus according to the second aspect includes the tray supply mechanism on the entrance side of the conveyor and the extraction mechanism on the exit side, the tray supply operation and the extraction operation are easy. The plant cultivation apparatus according to claim 3 includes a plurality of conveyors, and the supply mechanism and the take-out mechanism can be moved up and down, so that space can be saved, and the operator does not have to approach a high-level conveyor. All that is required is to feed the tray to the supply mechanism at or near the surface and harvest the tray from the removal mechanism. Therefore, for example, an elderly person or a disabled person can work sufficiently.
[0007]
  Also,Of the present inventionCultivation equipmentSecond aspect of the present invention (Claim 4)ThenConveyed by conveyorToreLeeOn the entrance sideLess travel per dayAs the plant growsA lot of movementThe Therefore, in the first stage where the plants are small, the interval between the trays is narrow, and when the plants grow and a large space is required, the interval between the trays becomes wide. Therefore, the space of the entire apparatus can be reduced as compared with the case of carrying at the same speed, that is, at the same interval. Further, it is possible to reduce the facilities such as the water supply and drainage pipes, and the irradiation area by the light irradiation means may be narrow. As a result, many plants can be cultivated in the same building. in this wayPlant of the present inventionCultivation equipmentSecond aspect ofThen, “Movement to match the environment of the plant to be cultivated” is also used for “Expansion of the interval according to the growing state of the plant”, so that the plant can be efficiently cultivated in a small space. .
[0008]
  Claim5Since the cultivation apparatus is provided with a plurality of stages of the conveyor, it can save more space. Furthermore, since the supply mechanism and the take-out mechanism are provided, the operator does not need to approach a high-level conveyor, and it is only necessary to supply the tray to the supply mechanism on or near the floor and harvest the tray from the take-out mechanism. Therefore, for example, an elderly person or a disabled person can work sufficiently.
[0009]
  Claim6Since the cultivation apparatus employs a light emitting diode (LED) as a means for irradiating light, it can be irradiated with a spectrum of light suitable for plant growth. Furthermore, since the vertical space can be reduced, the vertical space can be reduced. In addition, since the light emitting diode is cooled by the fluid passing through the conduit, it is possible to prevent the light emission efficiency from being lowered by heat and to irradiate light efficiently. Furthermore, since only the light source can be cooled by a pipe line, there is little influence on plants.
[0010]
  Claim7In this cultivation apparatus, since light is guided by an optical fiber from the light source side to the upper side of the tray, a remote light source such as sunlight can be employed. Further, it is easy to isolate a light source such as a light emitting diode with a heat insulating material, the cooling effect can be enhanced, and the light source can be protected from dew condensation.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the plant cultivation apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view showing an embodiment of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is a side view of the apparatus of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIGS. FIG. 7 is a side view showing an embodiment of a water supply facility related to the present invention, and FIG. 8 is a side view of an essential part showing an embodiment of the planting conveyor of FIG. It is.
[0012]
The cultivation apparatus A shown in FIG. 2 includes multistage transport conveyor apparatuses 2, 2... Assembled in the building 1, lighting fixtures 3 arranged between the conveyor apparatuses 2 of each stage, and those A duct 4 for cooling the luminaire, a planting conveyor 6 for supplying the tray 5 to the conveyor device 2, and a harvesting conveyor 7 for taking out the tray are provided. Furthermore, ancillary facilities such as a water supply facility 8 for supplying water and nutrients to the tray on which the conveyor device 2 is placed and a drainage facility for draining water from the tray 5 are also provided. In this embodiment, the configuration of the exceptional conveyor device 2 is substantially the same, and the same plant can be cultivated in a remarkable manner, or different plants can be cultivated for each stage.
[0013]
The building 1 has, for example, a height of about 10 m, a length of about 12 m, and a frontage of about 10 m, and a heat insulating wall of about 10 cm is adopted as the outer wall. However, the size and height of the building can be freely changed depending on the type of plant to be cultivated. In the lower part of the building 1, a work room 10 is provided for an operator 9 to place the tray 5 on the planting conveyor 6 and to harvest the tray from the harvesting conveyor 7. Is arranged. The central part of the working chamber 10 is a sowing area 10a for planting seeds on the tray 5, the part close to the planting conveyor 6 is a breeding area 10b for growing seeds from seeds, and the part close to the harvesting conveyor 7 is loaded and unloaded on the tray. This is a harvesting area 10c for harvesting plants.
[0014]
As shown in FIG. 1, the conveyor devices 2 of each stage are arranged at two locations on the left and right sides of the building 1 so as to support a position somewhat inward from the left and right ends of the horizontally long tray 5. Further, a plurality of rails 11 for supporting the tray 5 so as to slide are provided near the left and right ends and between the conveyor devices 2.
[0015]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the lighting fixture 3 is provided so as to expand in a plane near the lower surface of the conveyor device 2, and irradiates the tray 5 of the conveyor device 2 below by one level. In addition, the lighting fixture 3 is not provided in the lower surface of the lowermost conveyor, but the lighting fixture which irradiates the tray 5 of the uppermost conveyor apparatus 2 is provided in the ceiling vicinity. The lighting fixture 3 may be a fluorescent lamp or an electric lamp, but is preferably a light emitting diode (LED) that emits light of a wavelength (color) appropriate for plant cultivation. For example, when using a light emitting diode in a panel shape, an appropriate combination may be selected according to the type of plant, such as 2/3 of each panel being a red light emitting diode and 1/3 being a blue light emitting diode. . The brightness of the entire panel is preferably about 2000 to 3000 lux, for example, but may be set to an appropriate illuminance depending on the plant, and the brightness may be controlled temporally.
[0016]
The temperature of the light emitting diode increases due to light emission, and the light emission efficiency decreases. Furthermore, the interior of the building 1 is often maintained at a high temperature and high humidity, and the luminous efficiency is further reduced. In this embodiment, the duct 4 is piped in parallel with the conveyor device 2, and the duct 4 is configured to communicate with the back side of the lighting fixture 3. The duct 4 is used to send dry air of about −40 ° C. to −80 ° C. in the direction of arrow P to cool the lighting fixture 3 directly or via a cooling plate or the like. However, the temperature and humidity are arbitrary. The air whose temperature has risen by cooling the lighting fixture 3 may be recovered by the duct 4 as it is, or may be discharged indoors. Further, instead of the duct, a water pipe may be provided and cooled with a liquid such as water.
[0017]
The light source such as LED is surrounded by a box of heat insulating material, and the inside of the box is cooled with dry low-temperature air or water, and light is guided from the light source to the lower surface of the conveyor (above the tray) with an optical fiber. Also good. In that case, the light source can be sufficiently cooled to a low temperature, and condensation can be prevented, so that the light source can be protected. Moreover, you may make it guide outside natural light, such as the sun, to the lower surface of the conveyor in a building with an optical fiber.
[0018]
The symbol H in FIG. 2 is a fan that circulates the air in the building 1, and includes temperature control, humidity control, CO2An air conditioner is provided for control. In addition, when changing the growth environment of a plant in the middle of a conveyor, you may make it provide partitions, such as a transparent synthetic resin sheet. It is preferable to provide a sensor for detecting gas concentration, temperature, humidity, etc., and to automatically control various environmental elements while constantly monitoring.
[0019]
Next, the conveyor device 2 will be described with reference to FIG. Each conveyor device 2 arranged on the left and right may be a conveyor such as a belt conveyor, but a plurality of belt conveyors may be arranged in series. In that case, you may make it make the conveyance speed of each conveyor slow down in order. Further, instead of the belt conveyor, a circulating conduction element such as a chain conveyor may be used. In the case of FIG. 1, it is composed of four belt conveyors of a first conveyor C1, a second conveyor C2, a third conveyor C3, and a fourth conveyor C4 from the side close to the planting conveyor 6. The first conveyor C1 and the second conveyor C2 are shifted in the left-right direction, and the terminal end of the first conveyor C1 is disposed so as to overlap the start end of the second conveyor C2 in the front-rear direction. Similarly, the end portion of the second conveyor C2 and the start end portion of the third conveyor C3, and the end portion of the third conveyor C3 and the start end portion of the fourth conveyor C4 are arranged so as to overlap in the front-rear direction. .
[0020]
The first conveyor C1 is a stage corresponding to the entrance side, and the tray interval (inter-space size) P1 is, for example, about 4 cm. The speed is, for example, about 24 cm / day on average if six trays are advanced per day. In the second conveyor C2, the tray interval P2 is about 6 cm, for example, and the average speed is about 36 cm / day. In the third conveyor C3, the tray interval P3 is about 10 cm and the average speed is about 60 cm / day. In the fourth conveyor C4, the tray interval P4 is about 16 cm and the average speed is about 96 cm / day. Thus, in this conveyor apparatus 2, the speed of the conveyor is increased stepwise from the initial seedling raising stage toward the exit side where the plant grows greatly, and therefore the tray intervals P1 to P4 are also gradually increased stepwise. It has become.
[0021]
However, the conveyor does not need to move all day, but may move once or several times a day and stop halfway. Moreover, the speed of said conveyor may be the average speed of the day, for example, the time which the 1st-4th conveyor is moving together, and when the actual speed (continuous operation speed) of each conveyor differs, it is actually However, the operation time may be longer as going to the exit side, and the stop time may be longer at the entrance side. Also in that case, since the moving distance per day becomes longer as it goes to the exit side, the same effect can be achieved. The "conveying speed" in the claims is an average speed when viewed in such a large unit of time, and is a concept that includes not only the actual speed but also the case where the moving distance differs due to the difference in operating time. .
[0022]
For example, as shown in FIG. 4, each of the conveyors C1 to C4 includes a belt 13 having a protrusion 12 that hooks the tray 5, a roller 14 that supports the upper surface of the belt, and a drive gear that is driven at the end of the belt. Or it has a drive drum 15 and a driven drum (not shown) that supports the opposite end of the belt 13. Although not visible in the drawing, the driven drum of the second conveyor 2 is provided so as to freely rotate on the drive shaft 16 of the drive drum 15 of the first conveyor C1. However, it may be supported by a separate shaft. In this conveyor device 2, the tray 5 that is hooked and conveyed by the protrusion 15 of the first conveyor C 1 comes off from the protrusion 12 near the end of the first conveyor and stops, and is pushed by the protrusion 15 of the second conveyor C 2. Being advanced again. If the belt can be sufficiently conveyed by the frictional force of the belt, the belt 15 does not have to be provided.
[0023]
In the plant cultivation apparatus A, the interval between the trays 5 gradually increases according to the size of the plant, so that no extra space or equipment is required and efficient cultivation is possible. The length of each conveyor varies depending on the type of plant. For example, it grows for about 2 days on the first conveyor C1, about 6 days on the second conveyor C2, about 5 days on the third conveyor C3, and about 2 days on the fourth conveyor C4. Grow and harvest. In that case, the whole can be harvested in about 15 days. In the above embodiment, the speed of the conveyor is changed in four stages, but depending on the type of plant, it may be five stages or more, and it is sufficient that there is a change in at least two stages. However, in order to save space, three or more stages are preferable. In addition to changing the speed stepwise, the speed may be changed continuously like a screw type conveyor described later.
[0024]
In the embodiment of FIG. 4, the tray 5 is directly transferred from the first conveyor C1 to the second conveyor C2. However, if it is difficult to adjust the timing of the protrusion 15 due to the feed speed or the like, between the two An idle stage for timing adjustment may be provided (not shown). In such a case, the first conveyor C1 is temporarily transferred to the idle stage, and is moved forward a little so as to match the timing of the protrusion of the second conveyor C2, and is then placed on the second conveyor C2. The idle stage may be moved up and down. In this case, the tray 15 is lifted so as to float from the first conveyor, and the idle stage is lowered in accordance with the timing of the protrusion 15 and transferred to the second conveyor C2. Like that.
[0025]
When the first conveyor and the second conveyor having the same continuous operation speed are used, the first conveyor is temporarily stopped when the tray reaches the end of the first conveyor, and the previous tray on the second conveyor is set to a predetermined level. After leaving the distance, it may be operated again and transferred to the second conveyor.
[0026]
The conveyor 20 shown in FIG. 5 includes a feed bar 21 that is long before and after reciprocating movement, and a triangular claw member 23 that is provided on the feed bar 21 so as to be rotatable within a predetermined angle range. This moves the tray 15 forward when the feed bar 21 moves forward in the direction of arrow F, and when the feed bar 21 moves backward in the direction of arrow R, the claw member 23 enters under the tray 15 and does not retract the tray 15. When using such a conveyor that reciprocates back and forth, the rail 11 of FIG. 1 is provided, and the frictional force between the rail and the tray 15 is applied between the feed bar 21 and the tray 15 so that the tray does not return. It is preferable to make it larger than the frictional force. Further, when the feed bar 21 moves backward, it is lowered somewhat and separated from the tray 5, or a claw member similar to the claw member 23 of FIG. 5 is provided on the rail 11 to ensure that the tray returns. You may make it prevent.
[0027]
As in the case of FIG. 1, the conveyor 20 of FIG. 5 has a feed rate (in this case, the stroke of the reciprocating movement of the feed bar 21) gradually increased toward the downstream side (left side) in about 3 to 5 stages. Arranged in series in multiple stages. In this case, the interval between the claw members 23 is set to be slightly narrower than the reciprocating stroke of the feed bar 21 at each stage so that the tray slides over the feed bar 21 somewhat. Also in this embodiment, when the plants are small, the trays 5 can be arranged at a narrow interval, and a useless space can be reduced.
[0028]
The interval between the claw members 23 is usually equal for one feed bar 21, but can be increased as much as the downstream side (left side in FIG. 5) as long as it is to some extent. In that case, the tray 5 is arranged at a somewhat wider interval as the pitch advances, and the closer the entrance is, the more the tray slides on the feed bar 21. In that case, the traveling pitch of the tray does not change abruptly between the first-stage and second-stage, or the second-stage and third-stage conveyors. Therefore, delivery of the tray between conveyors becomes smooth.
[0029]
A conveyor 25 shown in FIG. 6 has a shaft 27 provided with a screw-like or blade-like protrusion 26 like a screw conveyor. Both ends or midway of the shaft 27 are rotatably supported by bearings, and an output shaft of a motor with a reduction gear is connected to the end of the shaft 27. The pitch of the protrusions 26 is gradually increased from the entrance side (right side of the drawing) toward the exit side (left side). Although the pitch can be expanded stepwise, it is preferable to increase the pitch continuously. One blade-like protrusion 26 may be provided, or a plurality of blade-like protrusions 26 may be provided like a multi-threaded screw.
[0030]
As in the case of FIG. 1, the conveyor 25 is arranged to support the vicinity of the left and right ends of the tray 5. The other part of the tray is supported by the rail 11. In that case, the left and right conveyors can be screwed in the same direction (for example, right-handed screws), but it is recommended that one be a right-handed screw and the other be a left-handed screw. preferable. Thereby, the thrust in the left-right direction applied to the tray 5 is canceled out. Further, unlike the case of FIG. 1, the conveyor 25 does not need to be provided in a plurality of stages, and can be configured from a seedling raising stage to a harvesting stage with a single conveyor. However, the structure may be divided for manufacturing or other reasons.
[0031]
In the conveyor 25, when the shaft 27 is rotated at a constant speed, the tray 5 moves by one pitch every time the shaft 27 rotates once. Therefore, it moves faster as it goes upstream. Further, the tray intervals P1, P2, and P3 are increased toward the downstream side in accordance with the pitch of the blade-like protrusions 26. Therefore, an unnecessary space can be omitted according to the growth of the plant, and a necessary space can be secured.
[0032]
4, 5, and 6, the conveyor can be operated all day long, but it is usually advanced once or several times a day, and water or water is stopped at the stop position of the tray 5 at that time. It is preferable to supply nutrients.
[0033]
FIG. 7 shows an embodiment of the water supply facility viewed from a direction perpendicular to the conveyor. In this water supply equipment, the central portion of the tray 5 is somewhat lowered, and a drain port 30 is provided in the central portion. Further, water supply pipes 31 are disposed at the upper part of both ends of the tray 5, and drainage troughs or grooves 32 are provided at the lower part of the central drainage port 30 along the flow direction of the conveyor. The water supply pipe 31 is provided above the position where the tray 5 stops. The number of rows along the flow direction of the conveyor of the water supply pipe 31 is matched to the number of trays 5 on the conveyor device 2. On the other hand, the number of the water supply pipes 31 arranged in the left-right direction per one tray 5 can be further increased to 4 to 6 places in addition to the above-described two places on both ends. Alternatively, the tray 5 may be inclined to one side, and water and nutrients may be supplied only from the higher end portion side and drained from the lower side.
[0034]
In this case, while the tray 5 is stopped, water and nutrients suitable for the growth state of the plant at that position are allowed to flow from the water supply pipe 31. As a result, water and nutrients are supplied to the plants from both ends of the tray 5, and the waste water flows from the drain port 30 to the drain groove 32. The amount of water and nutrients and the supply time may be set to a certain state, but the state of plant growth is monitored and the appropriate amount and supply time are automatically controlled by a computer or the like. Good.
[0035]
As shown in FIG. 3, the planting conveyor 6 has a form in which the endless chain 41 is supported by four sprockets 40 arranged at the upper and lower ends, that is, a form in which the chain conveyor is arranged in the vertical direction. The chain 41 is provided with receptacles 42 for supporting the tray 5 at a pitch corresponding to the upper and lower steps of the conveyor device 2. The chain 41 is driven to circulate so that the front side is raised and the rear side is lowered. Since the planting conveyor 6 is disposed so as not to interfere with the conveyor device 2 for conveyance, a delivery mechanism 43 as shown in FIG. 8 is provided. The delivery mechanism 43 is a combination of the delivery bar 44 that moves back and forth and the vertical movement of the planting conveyor 6.
[0036]
The delivery bar 44 is normally drawn to the conveyor device 2 side in order to avoid interference with the rising tray 5 (first step S1). When the tray 5 becomes higher than the delivery bar 44, the planting conveyor 6 temporarily stops and the delivery bar 44 extends (second step S2). Next, the front side of the planting conveyor 6 is lowered, and the tray 5 on the receiving member 42 is placed on the delivery bar 44 (third step S3). Subsequently, the delivery bar 44 is retracted and placed on the conveyor device 2 for transport (in the case of FIG. 1, the first conveyor C1). The trays 5 may be transferred to the corresponding conveyors simultaneously from the receptacles 42 at each stage of the planting conveyor 6, or may be changed one by one in order. The empty planting conveyor 6 is loaded with the tray 5 on which the worker 9 in FIG. 2 has planted the next seedling.
[0037]
The planting conveyor 6 and the delivery mechanism 43 are not limited to those described above, and various devices used in a three-dimensional warehouse or the like can be employed. For example, the delivery bar 44 described above may move up and down itself. In that case, there is no need to lower the front side of the planting conveyor somewhat. Moreover, the delivery from the delivery bar 44 to the conveyor device 2 for conveyance is smooth.
[0038]
The harvesting conveyor 7 of FIG. 2 can employ substantially the same apparatus as the planting conveyor 6 only by reversing the circulation direction and the order of action. The tray 5 lowered by the harvesting conveyor 7 is lowered by the operator to the harvesting area 10c of the work room, and only plants are harvested from the tray 5. The emptied tray 5 is again used for sowing in the sowing area 10a. The tray 5 normally contains only water, nutrients, a moisture retaining material that absorbs and retains them, and seeds. That is, it is cultivated by hydroponics. However, you may put soil and plant seeds in the soil. Alternatively, seedlings may be planted from the beginning.
[0039]
In the above embodiment, a duct through which air passes is used to cool the light emitting diode, but a pipe through which a liquid such as water can pass can also be used. In that case, you may make it also serve as piping for the water supply to a plant. In particular, in the case of a plant in which it is preferable that the temperature of the water to be supplied is somewhat high, the water used for cooling the light emitting diode is particularly preferable because the temperature is somewhat increased.
[0040]
Also, in the illustrated embodiment, the conveyor device is slower on the entrance side and faster on the exit side, but may have the same speed. The conveyor of the conveyor device is of a type in which a tray is placed like a belt conveyor, and the tray can be somewhat shifted back and forth. In addition, even if it is displaced during the movement, there is not much influence. Therefore, the synchronous drive of the front and rear conveyors is not always necessary. However, they may be synchronized. Further, instead of the mounting type conveyor, circulation drive elements such as a chain conveyor may be provided on the left and right sides, and the hooks may be suspended from these, and the tray may be suspended on the hooks. However, this requires the left and right or front and rear drive elements to be synchronized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the apparatus of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 4 is a side view showing an embodiment of a conveyor according to the present invention.
FIG. 5 is a side view showing another embodiment of a conveyor according to the present invention.
FIG. 6 is a side view showing still another embodiment of a conveyor according to the present invention.
FIG. 7 is a side view showing an embodiment of a water supply facility according to the present invention.
FIG. 8 is a side view of a main part of the fixed planting conveyor of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
A cultivation equipment
1 building
2 Conveyor device
3 lighting equipment
4 Duct
5 trays
6 Planting conveyor
7 Harvest conveyor
8 Water supply facilities
10 Working room
11 rails
C1 first conveyor
C2 second conveyor
C3 3rd conveyor
C4 4th conveyor
12 Protrusions
13 belt
14 Laura
15 Driving drum
16 Drive shaft
20 conveyor
21 Feed bar
23 Claw member
25 Conveyor
26 Protrusions
27 axes
30 Drainage port
31 Water supply piping
32 Drainage channel
40 sprocket
42 Receiver
43 Delivery mechanism
44 delivery bar

Claims (9)

植物を栽培するための複数個のトレイと、その植物の種苗を植え付けたトレイを入り口側から出口側まで搬送するコンベアと、トレイに水および栄養を供給する手段と、トレイの植物に光を照射する手段とを備えており、
前記トレイが進行方向に対して横方向に長く、多数の種苗を植え付けるものであり、
前記コンベアが、トレイの左右端の近辺または左右端からいくらか内側よりの位置を支持する左右一対のコンベアからなり、
前記コンベアによって搬送されるトレイの植物が各生長の状態に合わせ適切な栄養や水分が与えられ、光が照射されるように、前記供給手段および照明手段がコンベアに沿って配列されている
植物栽培装置。
Multiple trays for cultivating plants, a conveyor that transports the seedlings of the plants from the entrance side to the exit side, means for supplying water and nutrients to the tray, and irradiating the plants on the tray with light And means for
The tray is long in the lateral direction with respect to the traveling direction, and is intended to plant a large number of seedlings,
The conveyor consists of a pair of left and right conveyors that support a position near the left and right ends of the tray, or somewhat from the inside from the left and right ends,
Plants plant trays carried by the conveyor proper nutrition and moisture is given in accordance with the state of each growth, in so that the light is irradiated, the supply means and the lighting means are arranged along the conveyor Cultivation equipment.
前記コンベアの入り口部に種苗を植え付けたトレイを供給するための供給機構および前記コンベアの出口部からトレイを取り出すための取り出し機構が、横に長いトレイを保持するため、それぞれ左右一対で設けられている請求項1記載の植物栽培装置。A supply mechanism for supplying a tray in which seedlings are planted at the entrance of the conveyor and a take-out mechanism for taking out the tray from the exit of the conveyor are provided in a pair of left and right to hold a long horizontal tray. The plant cultivation apparatus according to claim 1. 前記コンベアが上下に複数段で設けられており、各段のコンベアの入り口部に設けた供給機構および出口側に設けた取り出し機構がそれぞれ上下に移動可能である請求項2記載の植物栽培装置。The plant cultivation device according to claim 2, wherein the conveyor is provided in a plurality of stages up and down, and a supply mechanism provided at an entrance of each stage of the conveyor and a take-out mechanism provided at an exit side are respectively movable up and down. 植物を栽培するための複数個のトレイと、その植物の種苗を植え付けたトレイを入り口側から出口側まで搬送するコンベアと、トレイに水および栄養を供給する手段と、トレイの植物に光を照射する手段とを備えており、
前記コンベアが、入り口側ではトレイの1日当たりの移動量が少なく、出口側に向かってトレイの1日当たりの移動量段階的または連続的に多くなるように構成されている植物栽培装置。
Multiple trays for cultivating plants, a conveyor that transports the seedlings of the plants from the entrance side to the exit side, means for supplying water and nutrients to the tray, and irradiating the plants on the tray with light And means for
Said conveyor, less daily amount of movement of the tray is at the inlet side, the daily movement of the tray toward the outlet side has been configured to stepwise or continuously multi Kunar so plant culture apparatus.
前記コンベアが上下に複数段で設けられており、各段のコンベアの入り口部に種苗を植え付けたトレイを供給するための上下に移動可能な供給機構と、各段のコンベアの出口部からトレイを取り出すための上下に移動可能な取り出し機構とを備えている請求項記載の植物栽培装置。The conveyor is provided in a plurality of stages above and below, a supply mechanism that can move up and down to supply a tray planted with seedlings at the entrance of each stage conveyor, and a tray from the exit of each stage conveyor The plant cultivation apparatus according to claim 4, further comprising a take-out mechanism movable up and down for taking out. 前記光を照射する手段がコンベアの上方に配列された複数個の発光ダイオードであり、その発光ダイオードを冷却するための流体を通す管路が設けられている請求項1、2、3、4または記載の植物栽培装置。A plurality of light emitting diodes means for applying are arranged above the conveyor the light, according to claim 1 and 2 conduit through which fluid for cooling the light emitting diodes are provided, 3, 4 or 5. The plant cultivation apparatus according to 5 . 前記光を照射する手段が、光源側からトレイの上部側まで光を導くための光ファイバーを備えている請求項1、2、3、4、5または6記載の植物栽培装置。The plant cultivation apparatus according to claim 1 , 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the means for irradiating light comprises an optical fiber for guiding light from the light source side to the upper side of the tray. 前記コンベアが、入り口側から出口側まで配列される複数基のコンベアからなり、それらのコンベアのトレイの搬送速度が、入り口から出口側に向かって速くなるようにしている請求項4記載の植物栽培装置。The plant cultivation according to claim 4, wherein the conveyor is composed of a plurality of conveyors arranged from the entrance side to the exit side, and the conveying speed of the trays of the conveyors is increased from the entrance toward the exit side. apparatus. 前記コンベアが、入り口側から出口側に向かって段階的または連続的にピッチが拡がる羽根を備えたスクリューコンベアである請求項4記載の植物栽培装置。The plant cultivation device according to claim 4, wherein the conveyor is a screw conveyor provided with blades whose pitch gradually or continuously expands from the entrance side toward the exit side.
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