JP5378662B2 - Hydroponics equipment - Google Patents

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Abstract

[PROBLEMS] To provide a hydroponic culture system whereby the initial cost and the running cost can be controlled each at a low level in growing plants and plants having excellent qualities can be obtained at a high productivity. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] In a culture room (1), culture container units (2), each having a plurality of lighting fixtures (4) attached to the lower face of the bottom wall (3a) of a culture container (3) in which a nutrient solution (L) is pooled, are located at multiple stages at definite intervals in the longitudinal direction. On the other hand, the nutrient solution (L) is circulated between a nutrient solution tank (25) and the solution containers (3) in the individual culture container units (2). In the pathway of the circulation of the nutrient solution (L), a cooling unit (27) is provided and the culture container units (2) so that the nutrient solution (L) refluxed from the individual solution containers (3) is subjected to radiation cooling and then supplied into the individual solution containers (3). Owing to this constitution, a portion of the heat from the side of the lighting fixtures (4, 4) is absorbed by the nutrient solution (L) via the bottom wall (3a) of the culture containers (3). Thus, the heat to be transferred to the plants (11) in the culture container unit (2) on the next lower stage is decreased by the thus absorbed heat amount and the effect of the heat on the plants (11) is reduced. As a result, the interval between the culture container unit (2) on the upper stage and the culture container unit (2) on the lower stage can be narrowed and thus the number of the stages can be increased, which enables more efficient utilization of the space.

Description

本願発明は、植物の水耕栽培を行なう水耕栽培装置に関するものである。   The present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus that performs hydroponic cultivation of plants.

近年、図に示すように、植物の水耕栽培による育成に際して、多段の棚101を備えた育成棚102の各棚101上にそれぞれ栽培容器103を載置するとともに、各棚101に設けた照明装置104によって上記各栽培容器103に植えられた植物を照明する(直接照明方式)ことでその生育を促進させるようにした水耕栽培装置100が使用されることが多い。そして、この場合、上記育成棚102を、空調された栽培室107内に設置して、最適な育成環境で植物の育成を行なうのが通例であり、また、上記照明装置104として、各棚101の上方位置に、直状の蛍光灯105を複数本配置して構成するのが一般的である(特許文献1 参照)。 In recent years, as shown in FIG. 4 , when growing plants by hydroponics, cultivation containers 103 are placed on the respective shelves 101 of the growing shelves 102 provided with the multistage shelves 101, and provided on each shelf 101. In many cases, the hydroponic cultivation apparatus 100 that promotes the growth by illuminating the plant planted in each of the cultivation containers 103 by the illumination apparatus 104 (direct illumination method) is used. In this case, the growing shelf 102 is usually installed in an air-conditioned cultivation room 107 and plants are grown in an optimum growing environment. Generally, a plurality of straight fluorescent lamps 105 are arranged at a position above (see Patent Document 1).

さらに、このような、直状の蛍光灯105を用いた直接照明方式の照明装置104において、照度の均等化を図るために、反射笠106を用いるのが通例である(特許文献2 参照)。   Further, in such a direct illumination type illumination device 104 using a straight fluorescent lamp 105, it is usual to use a reflective shade 106 in order to equalize the illuminance (see Patent Document 2).

特開2001−346450号公報JP 2001-346450 A 特開昭60−225302号公報。JP-A-60-225302.

ところで、図あるいは特許文献1に示される従来の水耕栽培装置のように、直状の蛍光灯105を複数本配置して構成された照明装置104によって栽培容器103に植栽された植物108を照明するようにした水耕栽培装置100においては、以下のような問題があった。 By the way, like the conventional hydroponic cultivation apparatus shown in FIG. 4 or Patent Document 1, the plant 108 planted in the cultivation container 103 by the lighting apparatus 104 configured by arranging a plurality of straight fluorescent lamps 105. The hydroponic cultivation apparatus 100 that illuminates the light has the following problems.

即ち、照明装置104が直接照明方式であるため、植物108に近接させた近接照明とすると、蛍光灯105からの発熱や放射熱によって植物108に葉焼けが生じることが懸念される。このようなことから、蛍光灯105と植物108との間隔を広くとった離間照明とせざるを得ず、その結果、各棚101間の間隔が広くなり、所定高さ範囲内に配置可能な棚101の段数が少なくなることから、空間の有効利用度が低下し、水耕栽培装置100のイニシャルコスト及びランニングコストの上昇を招来するとともに、水耕栽培装置100としての生産性が低くなる。   In other words, since the illumination device 104 is a direct illumination system, there is a concern that leaf burning may occur in the plant 108 due to heat generation or radiant heat from the fluorescent lamp 105 when proximity illumination is performed close to the plant 108. For this reason, it is unavoidable that the distance between the fluorescent lamp 105 and the plant 108 is wide, and as a result, the space between the shelves 101 is wide, and the shelves that can be arranged within a predetermined height range. Since the number of steps 101 is reduced, the effective utilization of the space is reduced, the initial cost and running cost of the hydroponic cultivation apparatus 100 are increased, and the productivity as the hydroponic cultivation apparatus 100 is lowered.

また、離間照明であることから、照明効率が悪く、そのため、植物108の育成に最適な照度を確保すべく、蛍光灯105の本数を多くすることが必要であり、その結果、蛍光灯105の使用本数が多い分だけ、照明用の電力消費が嵩み水耕栽培装置100のランニングコストのさらなる上昇を招来するとともに、蛍光灯104からの発熱によって周辺雰囲気の温度が高くなり植物108の生育環境に悪影響を及ぼすとか、蛍光灯104からの発熱によって、水耕栽培装置100内において上下方向の温度差が大きくなり、温度の高い上段側の栽培容器103に植えられた植物108と、温度の低い下段側の栽培容器103に植えられた植物108の間で生育度合いが異なり生育の均一性が低下する、等のことが懸念され、このような状況を回避するために行なわれる栽培室107内の空調に伴う費用が高くつき、延いては水耕栽培装置100のランニングコストの上昇を招来することになる。   In addition, since it is a separate illumination, the illumination efficiency is poor, and therefore it is necessary to increase the number of fluorescent lamps 105 in order to ensure the optimum illuminance for growing the plant 108. As a result, the fluorescent lamp 105 The power consumption for lighting increases as the number of used lamps increases, causing a further increase in the running cost of the hydroponic cultivation apparatus 100, and the temperature of the surrounding atmosphere increases due to the heat generated from the fluorescent lamp 104, and the growth environment of the plant 108 The temperature difference in the vertical direction is increased in the hydroponic cultivation apparatus 100 due to the heat generated from the fluorescent lamp 104, and the plant 108 planted in the upper cultivation container 103 having a higher temperature and the lower temperature. There is a concern that the degree of growth is different between the plants 108 planted in the lower cultivation container 103, and the uniformity of the growth is reduced. For high costs associated with air-conditioning cultivation chamber 107 is performed to avoid, by extension it will lead to increase in the running cost of the hydroponic culture apparatus 100.

そこで本願発明では、植物の育成において、イニシャルコスト及びランニングコストを低く抑えるとともに、高い生産性と高品質の植物育成を実現し得るようにした水耕栽培装置を提供することを目的としてなされたものである。   Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a hydroponic cultivation apparatus capable of reducing initial costs and running costs in plant growth, and realizing high productivity and high-quality plant growth. It is.

本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。   In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.

本願の第1の発明に係る水耕栽培装置では、室温が調整された栽培室1内に、上面が開口し且つ養液Lが貯留される栽培容器3の底壁3aの下面に複数の照明器4、4、・・を取付けてなる栽培器ユニット2を上下方向に所定間隔をもって多段に配置する一方、養液タンク25内の養液Lを、該養液タンク25と上記各栽培器ユニット2、2、・・の各栽培容器3、3、・・の間で循環させるとともに、上記養液Lの循環経路中に冷却ユニット27を介設し、上記各栽培容器3、3、・・からの還流養液Lを放熱冷却して上記各栽培容器3、3、・・へ供給するように構成し、上記栽培容器3内の養液Lに浮置される水耕ベッド10を、薄板状の底壁10aと該底壁10aの周縁から立ち上がる周壁10bを備えた樹脂材又は金属材で形成された浅皿状形体とし、且つ上記底壁10aには該底壁10a上に開口して上方へ立ち上がる筒状の植栽用開口13、13、・・を設けたことを特徴としている。 In the hydroponic cultivation apparatus according to the first invention of the present application, a plurality of illuminations are provided on the lower surface of the bottom wall 3a of the cultivation container 3 in which the upper surface is opened and the nutrient solution L is stored in the cultivation room 1 whose room temperature is adjusted. vessels 4,4, while arranged in multiple stages at predetermined intervals cultivating unit 2 formed by attaching a ... vertically, the nutrient solution L of nutrient solution tank 25,該養liquid tank 25 and the respective cultivation unit Are circulated between the cultivation containers 3, 3,..., And a cooling unit 27 is interposed in the circulation path of the nutrient solution L, so that the cultivation containers 3, 3,. The hydroponic bed 10 suspended from the nutrient solution L in the cultivation container 3 is configured to be supplied by cooling to the cultivation vessel 3, 3. Formed of a resin material or a metal material having a cylindrical bottom wall 10a and a peripheral wall 10b rising from the periphery of the bottom wall 10a Shallow and dish-shaped configuration with, and in the bottom wall 10a is characterized by providing cylindrical planting openings 13, 13 which rises upward opened on the bottom wall 10a, a ....

本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る水耕栽培装置において、上記栽培器ユニット2に、上記各照明器4、4、・・の外側を覆うように透明又は半透明の素材からなるカバー材5を設けたことを特徴としている。   In the second invention of the present application, in the hydroponic cultivation apparatus according to the first invention, the cultivator unit 2 is made of a transparent or translucent material so as to cover the outside of the illuminators 4, 4,. It is characterized in that a cover material 5 made of is provided.

本願の第3の発明では、上記第2の発明に係る水耕栽培装置において、上記カバー材5に、該カバー材5の内部空間8を上記栽培室1内に連通させる通気口6,7を設けたことを特徴としている。   In 3rd invention of this application, in the hydroponic cultivation apparatus which concerns on the said 2nd invention, the vent holes 6 and 7 which connect the internal space 8 of this cover material 5 in the said cultivation room 1 are made to the said cover material 5. It is characterized by providing.

本願発明では次のような効果が得られる。   In the present invention, the following effects can be obtained.

(a)本願の第1の発明に係る水耕栽培装置では、室温が調整された栽培室1内に、上面が開口し且つ養液Lが貯留される栽培容器3の底壁3aの下面に複数の照明器4、4、・・を取付けてなる栽培器ユニット2を上下方向に所定間隔をもって多段に配置する一方、養液タンク25内の養液Lを、該養液タンク25と上記各栽培器ユニット2、2、・・の各栽培容器3、3、・・の間で循環させるとともに、上記養液Lの循環経路中に冷却ユニット27を介設し、上記各栽培容器3、3、・・からの還流養液Lを放熱冷却して上記各栽培容器3、3、・・へ供給するように構成し、さらに上記栽培容器3内の養液Lに浮置される水耕ベッド10を、薄板状の底壁10aと該底壁10aの周縁から立ち上がる周壁10bを備えた樹脂材又は金属材で形成された浅皿状形体とし、且つ上記底壁10aには該底壁10a上に開口して上方へ立ち上がる筒状の植栽用開口13、13、・・を設けている。 (A) In the hydroponic cultivation apparatus according to the first invention of the present application, on the lower surface of the bottom wall 3a of the cultivation container 3 in which the upper surface is opened and the nutrient solution L is stored in the cultivation room 1 whose room temperature is adjusted. a plurality of illuminators 4,4, while placing the cultivating unit 2 formed by attaching a ... in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction, the nutrient solution L of nutrient solution tank 25,該養liquid tank 25 and the respective While circulating between each cultivation container 3, 3, ... of cultivation unit 2,2, ..., the cooling unit 27 is interposed in the circulation path of the said nutrient solution L, and each said cultivation container 3,3 The hydroponics bed which is constructed so that the reflux nutrient solution L from the heat is cooled and supplied to each of the cultivation containers 3, 3 ,. 10 is a resin material or gold provided with a thin plate-like bottom wall 10a and a peripheral wall 10b rising from the periphery of the bottom wall 10a. A shallow dish-shaped configuration formed of wood, and in the bottom wall 10a has a cylindrical planting openings 13, 13 which rises upward opened on the bottom wall 10a, a ... provided.

(a−1) 従って、上段側の栽培器ユニット2の上記照明器4、4、・・と、下段側の栽培器ユニット2の栽培容器3とは上下方向において対向しており、該栽培容器3内の養液Lに浮置された水耕ベッド10に植栽された植物11は、上段側の栽培器ユニット2の上記照明器4、4、・・に直接臨むことから、該照明器4、4、・・の発生熱によって昇温した高温空気、及び該照明器4、4、・・からの放射熱に晒されることから植物11に葉焼けが生じることも懸念される。   (A-1) Accordingly, the illuminators 4, 4,... Of the upper cultivator unit 2 and the cultivating container 3 of the lower cultivator unit 2 are opposed to each other in the vertical direction. Since the plant 11 planted on the hydroponic bed 10 suspended in the nutrient solution L in 3 directly faces the illuminators 4, 4,... Of the upper cultivator unit 2, the illuminator Because of exposure to high-temperature air heated by the generated heat of 4, 4,... And radiant heat from the illuminators 4, 4,.

しかし、この発明では、上記照明器4、4、・・が上記栽培容器3の底壁5aの下面に取付けられているため、該照明器4、4、・・の発生熱とか照明器4、4、・・からの放射熱の一部は上記栽培容器3の底壁3aを熱伝導により移動し、該栽培容器3内の養液Lに吸収され、この養液L側への吸収熱量だけ下段側の栽培器ユニット2の植物11に伝達される熱量が減少する(換言すれば、植物11への熱影響が低減される)ことになる。また、養液Lに吸収された熱は、該養液Lが上記栽培容器3と養液タンク25の間で循環する際、上記冷却ユニット27において放熱されるため、該栽培容器3内の養液Lは上記熱の吸収にも拘らず常時適正温度に維持され、上記栽培容器3での養液Lへの吸熱作用は継続的に行なわれる。   However, in this invention, since the said illuminator 4, 4, ... is attached to the lower surface of the bottom wall 5a of the said cultivation container 3, the generated heat of this illuminator 4, 4, ...... or the illuminator 4, 4. A part of the radiant heat from... Moves through the bottom wall 3a of the cultivation container 3 by heat conduction and is absorbed by the nutrient solution L in the cultivation container 3, and only the amount of heat absorbed to the nutrient solution L side. The amount of heat transmitted to the plant 11 of the lower cultivator unit 2 is reduced (in other words, the thermal effect on the plant 11 is reduced). Moreover, since the heat absorbed by the nutrient solution L is radiated in the cooling unit 27 when the nutrient solution L circulates between the cultivation vessel 3 and the nutrient solution tank 25, the nutrient in the cultivation vessel 3 The liquid L is always maintained at an appropriate temperature regardless of the heat absorption, and the endothermic action on the nutrient liquid L in the cultivation container 3 is continuously performed.

従って、上記栽培容器3の養液L側への熱吸収によって上記植物11への熱影響が軽減されることから、例えば、上段側の栽培器ユニット2と下段側の栽培器ユニット2の配置間隔を狭めること、即ち、上記栽培器ユニット2の多段配置の段数を増加させて空間の有効利用度を高めることができ、これによって、水耕栽培装置のイニシャルコスト及びランニングコストの低減が可能になるとともに、水耕栽培装置全体としての植物生産性が向上することになる。   Therefore, since the heat influence to the said plant 11 is reduced by the heat absorption to the nutrient solution L side of the said cultivation container 3, for example, the arrangement | positioning space | interval of the cultivator unit 2 of the upper stage side and the cultivator unit 2 of the lower stage side In other words, it is possible to increase the number of stages of the multi-stage arrangement of the cultivator unit 2 to increase the effective utilization of the space, and thereby it is possible to reduce the initial cost and running cost of the hydroponic cultivation apparatus. At the same time, plant productivity as a whole hydroponic cultivation apparatus is improved.

(a−2) また、上段側の栽培器ユニット2と下段側の栽培器ユニット2の配置間隔が狭められることで、上記照明器4の照明効率が高められる。この結果、例えば、照明効率の向上分だけ照明器4の配置個数を減らせて照明用の電力消費を抑えることで、水耕栽培装置のランニングコストのさらなる低減が期待できる。   (A-2) Moreover, the illumination efficiency of the said illuminator 4 is raised because the arrangement | positioning space | interval of the upper cultivation device unit 2 and the lower cultivation device unit 2 is narrowed. As a result, for example, the reduction in the running cost of the hydroponic cultivation apparatus can be expected by reducing the number of the illuminators 4 arranged by the improvement in illumination efficiency and suppressing the power consumption for illumination.

(a−3) さらに、上記栽培容器3内の養液Lに浮置される水耕ベッド10を、薄板状の底壁10aと該底壁10aの周縁から立ち上がる周壁10bを備えた樹脂材又は金属材で形成された浅皿状形体とし、且つ上記底壁10aには該底壁10a上に開口し且つ上方へ立ち上がる筒状の植栽用開口13、13、・・を設けているので、上記水耕ベッド10は、例えば、これを発泡樹脂材で構成する場合に比して、その伝熱性が高く、そのため、上記養液Lの表面側がここに浮置された水耕ベッド10によって覆われていたとしても、上段側の栽培器ユニット2の各照明器4、4、・・において発生した熱の下段側の栽培器ユニット2における栽培容器3内の養液Lへの吸収作用が確保される。即ち、上下方向に対向する一対の栽培器ユニット2,2間における熱移動が促進される。(A-3) Further, the hydroponic bed 10 suspended in the nutrient solution L in the cultivation container 3 is a resin material provided with a thin plate-like bottom wall 10a and a peripheral wall 10b rising from the periphery of the bottom wall 10a or Since the bottom wall 10a is provided with a cylindrical planting opening 13, 13,... That is open on the bottom wall 10a and rises upward. The hydroponics bed 10 has higher heat conductivity than, for example, a foamed resin material. Therefore, the surface side of the nutrient solution L is covered by the hydroponics bed 10 suspended here. Even if it is broken, the absorption action to the nutrient solution L in the cultivation container 3 in the lower cultivator unit 2 of the heat generated in each illuminator 4, 4,. Is done. That is, heat transfer between the pair of cultivator units 2 and 2 facing in the vertical direction is promoted.

この結果、同一の栽培器ユニット2内での熱移動、即ち、栽培容器3の底壁3aを通して該栽培容器3内の養液Lへの熱移動との相乗作用によって、上記(a−1)及び(a−2)に記載の効果がより一層促進される。As a result, due to a synergistic effect with heat transfer in the same cultivator unit 2, that is, heat transfer to the nutrient solution L in the cultivation container 3 through the bottom wall 3a of the cultivation container 3, the above (a-1). And the effect as described in (a-2) is further accelerated | stimulated.

(b)本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る水耕栽培装置において、上記栽培器ユニット2に、上記各照明器4、4、・・の外側を覆うように透明又は半透明の素材からなるカバー材5を設けているので、該カバー材5によって、熱の発生源である各照明器4、4、・・の近傍の内部空間8と、その外側の空間とが区画され、上記内部空間8から外側の空間への対流による熱伝熱が阻止される。この結果、上記栽培容器3の養液L側への熱吸収作用が促進されるとともに、下段側の栽培器ユニット2における植物11に対する熱影響が軽減され、これらの相乗作用によって、上記(a)に記載の効果がより一層促進される。   (B) In the second invention of the present application, in the hydroponic cultivation apparatus according to the first invention, the cultivator unit 2 is transparent or semi-transparent so as to cover the outside of the illuminators 4, 4,. Since the cover material 5 made of a transparent material is provided, the cover material 5 divides the internal space 8 in the vicinity of each of the illuminators 4, 4,. Thus, heat transfer due to convection from the inner space 8 to the outer space is prevented. As a result, the heat absorption action to the nutrient solution L side of the cultivation container 3 is promoted, and the thermal effect on the plant 11 in the lower cultivator unit 2 is reduced, and by the synergistic action, the above (a) The effect described in 1 is further promoted.

(c)本願の第3の発明では、上記カバー材5に、該カバー材5の内部空間8を上記栽培室1内に連通させる通気口6,7を設けているので、上記栽培室1の空調に伴って該栽培室1内を循環する空気流の一部は、上記通気口6,7から上記内部空間8内に流出入するが、その際、上記内部空間8内に存在する熱のうち、上記栽培容器3の養液L側に吸収されなかった熱は、該内部空間8に流出入する室内空気側に吸収され、その結果、下段側の栽培器ユニット2における植物11に対する熱影響がさらに軽減され、上記(b)に記載の効果がより一層確実ならしめられる。   (C) In the third invention of the present application, the cover material 5 is provided with vent holes 6 and 7 for communicating the internal space 8 of the cover material 5 with the inside of the cultivation room 1. A part of the air flow that circulates in the cultivation room 1 with air conditioning flows into and out of the internal space 8 from the vents 6 and 7. Among them, the heat that has not been absorbed on the nutrient solution L side of the cultivation container 3 is absorbed on the indoor air side that flows into and out of the internal space 8, and as a result, the thermal effect on the plant 11 in the lower cultivator unit 2. Is further reduced, and the effect described in the above (b) is further ensured.

以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.

[実施形態]
図1には、本願発明の実施形態に係る水耕栽培装置を示している。この水耕栽培装置は、空気調和機28によって室温が調整された所定大きさの栽培室1内に、次述の栽培器ユニット2を上下方向に多段(例えば、6段とか8段)に配置して構成される。
[Embodiment]
Figure 1 shows a hydroponic apparatus according to the implementation embodiments of the present invention. In this hydroponic cultivation apparatus, the following cultivation unit 2 is arranged in multiple stages (for example, 6 stages or 8 stages) in a vertical direction in a cultivation room 1 of a predetermined size whose room temperature is adjusted by an air conditioner 28. Configured.

栽培器ユニット2は、図1及び図2に示すように、次述する栽培容器3と各照明器4を備えて構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cultivator unit 2 includes a cultivation container 3 and each illuminator 4 described below.

上記栽培容器3は、所定大きさの矩形浅皿状の外観形体をもつように形成され、その内部には養液Lが貯留されるとともに、該養液Lの液面上には植物11が植栽される複数の水耕ベッド10が浮置される。この栽培容器3は、後述のように上記養液Lを放熱用の熱媒体として利用する関係から、伝熱性の良好な素材、例えば、銅板、鉄板、良伝熱性の樹脂板等によって形成される。   The cultivation container 3 is formed so as to have a rectangular shallow dish-like appearance having a predetermined size, and the nutrient solution L is stored therein, and the plant 11 is placed on the liquid surface of the nutrient solution L. A plurality of hydroponic beds 10 to be planted are levitated. As will be described later, the cultivation container 3 is formed of a material having good heat conductivity, for example, a copper plate, an iron plate, a good heat transfer resin plate, and the like, because the nutrient solution L is used as a heat medium for heat dissipation. .

また、この栽培容器3は、後述する養液循環系の一部を構成するもので、該栽培容器3の長辺方向の一端側から養液供給管21を介して養液Lが供給されるとともに、該栽培容器3の他端側から養液還流管22を介して該栽培容器3内の養液Lが排出されるようになっている。   Moreover, this cultivation container 3 comprises a part of nutrient solution circulation system mentioned later, and the nutrient solution L is supplied through the nutrient solution supply pipe 21 from the one end side of the long side direction of this cultivation container 3. At the same time, the nutrient solution L in the cultivation vessel 3 is discharged from the other end side of the cultivation vessel 3 through the nutrient solution reflux pipe 22.

上記栽培容器3の底壁3aの下面には、取付具9によって直管状の蛍光灯でなる照明器4が、該栽培容器3の長辺方向に所定間隔で、且つその照射光が下方へ指向するようにして、複数個(この実施形態では9個)取付けられている。   On the lower surface of the bottom wall 3 a of the cultivation container 3, an illuminator 4 made of a straight tube fluorescent lamp is attached by a fixture 9 at a predetermined interval in the long side direction of the cultivation container 3 and the irradiation light is directed downward. In this manner, a plurality (9 in this embodiment) are attached.

このように構成された栽培器ユニット2は、図1及び図2に示すように、次述の栽培棚40にそれぞれ載置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cultivator unit 2 configured as described above is placed on the cultivation shelf 40 described below.

上記栽培棚40は、図1及び図2にそれぞれ鎖線図示するように、矩形の平面形体をもつ多段枠状体であって、複数本の支柱41、41、・・と、前面側の各支柱41、41、・・間及び背面側の各支柱41、41、・・間を多段位置で水平方向に連結する横桁材42、42、・・と、前面側横桁材42と背面側の横桁材42同士を連結する支持桟43、43、・・を備えている。 The cultivation shelf 40 is a multi-stage frame-like body having a rectangular planar shape, as shown by chain lines in FIGS. 1 and 2, and a plurality of support columns 41, 41,. 41, ... and between the back side of each strut 41 and 41, crossbeam 42, 42 for connecting the ... horizontally multistage position, and ..., and Yokoketazai 42 on the front side back side Are provided with support bars 43, 43,.

上記栽培器ユニット2は、上記栽培棚40の各段の支持桟43、43、・・上にそれぞれ載置される。この栽培器ユニット2の載置状態を図2に示している。この載置状態では、上記栽培棚40の支持桟43上に上記栽培容器3の底壁3aが直接載置され、該底壁3aに取付けられた上記各照明器4、4、・・は、上記各支持桟43、43、・・間に位置している。   The cultivator unit 2 is placed on the support bars 43, 43,. The placement state of the cultivator unit 2 is shown in FIG. In this placement state, the bottom wall 3a of the cultivation container 3 is placed directly on the support bar 43 of the cultivation shelf 40, and the illuminators 4, 4,. It is located between the support bars 43, 43,.

尚、最上段に載置された栽培器ユニット2においては、その栽培容器3の上面が蓋によって覆われており、該栽培容器3には、他の栽培器ユニット2と同様に、養液Lが貯留されるものの、ここには上記水耕ベッド10は設けられていない。 In the cultivating unit 2 placed at the top, its has the upper surface of the culture vessel 3 is covered depending on the lid, the said culture vessel 3, as well as other culture unit 2, the nutrient solution Although L is stored, the hydroponics bed 10 is not provided here.

このように上記栽培器ユニット2を載置した状態において、該栽培器ユニット2の下方側に次述のカバー材5が取付けられる。このカバー材5は、該各照明器4、4、・・の外側をその下側及び側方から覆うように配置された透明又は半透明のアクリル板とかフィルムで構成されるもので(この実施形態では透明のアクリル板で構成している)、上記各照明器4、4、・・をその下側から覆う底面部5aと、該各照明器4、4、・・その側方から覆う側面部5bを備えており、取付ブラケット44、44、・・を介して上記支柱41側に取付けられている。 In the state where the cultivator unit 2 is thus placed, the cover material 5 described below is attached to the lower side of the cultivator unit 2. This cover material 5 is composed of a transparent or translucent acrylic plate or film arranged so as to cover the outside of each illuminator 4, 4,. are composed of a transparent acrylic plate in the form), covering each illuminator 4,4, a bottom portion 5a covering from its lower side .., respective illuminators 4,4, a ... from its side A side surface portion 5b is provided, and is attached to the column 41 side via attachment brackets 44, 44,.

そして、このカバー材5の取付状態においては、該カバー材5の底面部5aの周縁部分には通気口6が、該カバー材5の側面部5bの上端部分には通気口7が、それぞれ設けられている。従って、上記通気口6及び通気口7を介して、上記カバー材5の内側の内部空間8は上記栽培室1の室内空間に連通している。   When the cover member 5 is attached, a vent hole 6 is provided in the peripheral portion of the bottom surface portion 5a of the cover member 5, and a vent hole 7 is provided in the upper end portion of the side surface portion 5b of the cover member 5. It has been. Therefore, the internal space 8 inside the cover material 5 communicates with the indoor space of the cultivation room 1 through the ventilation hole 6 and the ventilation hole 7.

上記栽培器ユニット2を上記栽培棚40の格段にそれぞれ載置した状態を図1に示している。この状態では、上記各栽培器ユニット2、2、・・は、上下方向に所定間隔をもって多段に配置されている。このように多段に配置された上記各栽培器ユニット2、2、・・の各栽培容器3、3、・・と上記栽培室1内に配置された養液タンク25の間で養液Lを循環させるために、次述の養液循環系20が備えられている。   FIG. 1 shows a state in which the cultivator unit 2 is placed on the cultivation shelf 40. In this state, the cultivator units 2, 2,... Are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction. In this way, the nutrient solution L is placed between the cultivation containers 3, 3,... Of the cultivator units 2, 2,... Arranged in multiple stages and the nutrient solution tank 25 arranged in the cultivation room 1. In order to circulate, the nutrient solution circulation system 20 described below is provided.

上記養液循環系20は、養液Lを養液ポンプ26の圧送作用によって上記各栽培容器3、3、・・に供給するための養液供給管21と、該各栽培容器3、3、・・内の養液Lを上記養液タンク25へ還流させるための養液還流管22を備えるとともに、該養液供給管21と養液還流管22の間には、上記栽培室1の室外側に設置された冷却ユニット27が介設されている。   The nutrient solution circulation system 20 includes a nutrient solution supply pipe 21 for supplying the nutrient solution L to the cultivation containers 3, 3,... By the pumping action of the nutrient solution pump 26, and the cultivation containers 3, 3, ..A nutrient solution recirculation pipe 22 for refluxing the nutrient solution L in the nutrient solution tank 25 to the inside of the cultivation room 1 between the nutrient solution supply pipe 21 and the nutrient solution reflux pipe 22 A cooling unit 27 installed outside is interposed.

上記冷却ユニット27は、養液還流管22から導入される養液Lを冷却し、これを再度上記養液供給管21側へ吐出するものであって、例えば、水冷又は空冷のチラーで構成される。   The cooling unit 27 cools the nutrient solution L introduced from the nutrient solution reflux pipe 22 and discharges the nutrient solution L again to the nutrient solution supply pipe 21 side. The cooling unit 27 includes, for example, a water-cooled or air-cooled chiller. The

ここで、上記栽培器ユニット2を備えて構成される水耕栽培装置の使用状態等について説明する。   Here, the use state etc. of the hydroponic cultivation apparatus comprised with the said cultivator unit 2 are demonstrated.

上記水耕栽培装置を使用して植物を栽培する場合には、図1に示すように、上記栽培棚40に多段載置された各栽培器ユニット2、2、・・の各栽培容器3、3、・・に養液Lを満たし、ここに植物11を植栽した水耕ベッド10を適数枚だけ浮置する。また、上記各栽培器ユニット2、2、・・の下面に取付けられた上記各照明器4、4、・・を点灯させ、その下側に位置する下段側の栽培器ユニット2における栽培容器3の植物11、11、・・に対して照明を行ない、その光合成を促進させてその生育を促す。 When cultivating a plant using the hydroponic cultivation apparatus, as shown in FIG. 1, the cultivation containers 3 of the cultivator units 2, 2,. 3... Are filled with an appropriate number of hydroponic beds 10 in which the nutrient solution L is filled and plants 11 are planted. Further, each cultivating unit 2, 2, ... of each illuminator attached to the lower surface 4, 4, is lit · cultivation vessel in cultivating unit 2 of the lower side located thereunder The three plants 11, 11,... Are illuminated to promote their photosynthesis and promote their growth.

一方、上記栽培室1の室内温度は、上記空気調和機28によって植物11の栽培に最適な温度に調整される。また、上記各栽培容器3には、上記養液タンク25からの養液Lが、上記冷却ユニット27において水耕栽培に適した温度(19℃程度)に冷却(放熱)されたのち、養液供給管21を通して供給されるとともに、該栽培容器3内にある養液Lは上記養液還流管22を通して上記養液タンク25側へ還流され、これによって養液L(熱吸収により昇温した養液L)は上記各栽培容器3、3、・・と上記養液タンク25の間で循環することになる。   On the other hand, the room temperature of the cultivation room 1 is adjusted to an optimum temperature for cultivation of the plant 11 by the air conditioner 28. In each of the cultivation containers 3, the nutrient solution L from the nutrient solution tank 25 is cooled (heat dissipated) to a temperature (about 19 ° C.) suitable for hydroponics in the cooling unit 27, and then the nutrient solution While being supplied through the supply pipe 21, the nutrient solution L in the cultivation container 3 is returned to the nutrient solution tank 25 side through the nutrient solution reflux tube 22, whereby the nutrient solution L (nutrient whose temperature has been raised by heat absorption) The liquid L) is circulated between the cultivation containers 3, 3,... And the nutrient solution tank 25.

このように水耕栽培装置を用いて植物11の栽培が行なわれるが、この場合、上段側の栽培器ユニット2の上記照明器4、4、・・と、下段側の栽培器ユニット2の栽培容器3とは上下方向において対向しており、該栽培容器3内の養液Lに浮置された水耕ベッド10に植栽された植物11は、上段側の栽培器ユニット2の上記照明器4、4、・・に直接臨むことから、該照明器4、4、・・の発生熱によって昇温した高温空気、及び該照明器4、4、・・からの放射熱に晒されることになる。   In this way, the plant 11 is cultivated using the hydroponic cultivation apparatus. In this case, the illuminators 4, 4,... Of the upper cultivator unit 2 and the lower cultivator unit 2 are cultivated. The plant 11 is opposed to the container 3 in the vertical direction, and the plant 11 planted on the hydroponic bed 10 suspended in the nutrient solution L in the cultivation container 3 is the illuminator of the upper cultivator unit 2. Since it directly faces 4, 4,..., It is exposed to high-temperature air heated by the heat generated by the illuminators 4, 4... And radiant heat from the illuminators 4, 4,. Become.

しかし、この実施形態では、
(イ) 上記照明器4、4、・・が上記栽培容器3の底壁3aの下面に直接取付けられているため、該照明器4、4、・・の発生熱とか照明器4、4、・・からの放射熱の一部は上記栽培容器3の底壁3aを熱伝導によって移動し(図2の白抜き矢印H1参照)、該栽培容器3内の養液Lに吸収され、この養液L側への吸収熱量だけ下段側の栽培器ユニット2の植物11に伝達される熱量が減少することになる。また、吸熱により温度が高くなった養液Lは、上記栽培容器3と養液タンク25の間で循環する際、上記冷却ユニット27において放熱されるため、該栽培容器3内の養液Lは上記熱の吸収にも拘らず常時適正温度に維持され、上記栽培容器3での養液Lへの吸熱作用は継続的に行なわれる。
(ロ) さらに、上記栽培器ユニット2に、上記各照明器4、4、・・の外側を覆うように透明又は半透明の素材からなるカバー材5が設けられているので、該カバー材5の内側の内部空間8内の空気は、上記各照明器4、4、・・からの発熱によって昇温しても、これが対流によって下段側の栽培器ユニット2の植物11近傍へ移動するのが抑制され、該植物11への熱影響が抑えられる。また、この場合、上記内部空間8内の高温空気は上記内部空間8内に封入された状態となることから、上記栽培容器3の養液L側への熱吸収作用が促進される。
(ハ) 上記カバー材5に、上記内部空間8を上記栽培室1内に連通させる通気口6、7が設けられているので、上記空気調和機28による上記栽培室1の空調に伴って該栽培室1内を循環する空気流Aの一部は、図2にAで示すように、下側の通気口6から上記内部空間8内に流入し、上側の通気口7から栽培室1内へ流出するように流れる。この際、上記内部空間8内に存在する熱のうち、上記栽培容器3の養液L側に吸収されなかった熱は、該内部空間8に流出入する空気流Aに吸収され、該空気調和機28での熱交換によって外部へ放熱される。
However, in this embodiment,
(I) Since the illuminators 4, 4,... Are directly attached to the lower surface of the bottom wall 3 a of the cultivation container 3, the generated heat of the illuminators 4,. A part of the radiant heat from the heat moves through the bottom wall 3a of the cultivation container 3 by heat conduction (see the white arrow H1 in FIG. 2) and is absorbed by the nutrient solution L in the cultivation container 3, and this nourishment The amount of heat transmitted to the plant 11 of the lower cultivator unit 2 is reduced by the amount of heat absorbed to the liquid L side. Moreover, since the nutrient solution L whose temperature has increased due to heat absorption is radiated in the cooling unit 27 when circulating between the cultivation vessel 3 and the nutrient solution tank 25, the nutrient solution L in the cultivation vessel 3 is Despite the absorption of heat, the temperature is always maintained at an appropriate temperature, and the endothermic action on the nutrient solution L in the cultivation container 3 is continuously performed.
(B) Furthermore, since the cover unit 5 made of a transparent or translucent material is provided on the cultivator unit 2 so as to cover the outside of each of the illuminators 4, 4,. Even if the temperature in the internal space 8 inside of the heater rises due to the heat generated from each of the illuminators 4, 4,..., It moves to the vicinity of the plant 11 of the lower cultivator unit 2 by convection. It is suppressed and the thermal effect on the plant 11 is suppressed. Moreover, in this case, since the high-temperature air in the internal space 8 is sealed in the internal space 8, the heat absorption action toward the nutrient solution L of the cultivation container 3 is promoted.
(C) Since the cover material 5 is provided with the vent holes 6 and 7 for communicating the internal space 8 into the cultivation room 1, the air conditioner 28 is adapted to air-condition the cultivation room 1. A part of the air flow A circulating in the cultivation room 1 flows into the internal space 8 from the lower ventilation hole 6 and flows into the cultivation room 1 from the upper ventilation hole 7 as shown by A in FIG. It flows so as to flow out. Under the present circumstances, the heat which was not absorbed by the nutrient solution L side of the said cultivation container 3 among the heat | fever which exists in the said internal space 8 is absorbed by the airflow A which flows in and out of this internal space 8, and this air conditioning Heat is radiated to the outside by heat exchange in the machine 28.

これら(イ)〜(ハ)の相乗効果として、上記各照明器4、4、・・側の発生熱及び該各照明器4、4、・・からの放射熱が下段側の栽培器ユニット2の植物11に与える熱影響が可及的に小ならしめられ、それだけ上段側の栽培器ユニット2と下段側の栽培器ユニット2の配置間隔を狭めることが可能となる。   As a synergistic effect of these (i) to (c), the cultivator unit 2 in which the generated heat of each illuminator 4, 4,... And the radiant heat from each illuminator 4, 4,. The heat effect on the plant 11 is made as small as possible, and the arrangement interval between the upper cultivator unit 2 and the lower cultivator unit 2 can be reduced accordingly.

この結果、照明器4による近接照明が実現され、照明器4の配置個数の減少によるイニシャルコストの低下、あるいは照明器4の消費電力の低減によるランニングコストの低下を図ることができる。   As a result, proximity illumination by the illuminator 4 is realized, and the initial cost can be reduced by reducing the number of the illuminators 4 arranged, or the running cost can be reduced by reducing the power consumption of the illuminator 4.

また、上記栽培器ユニット2の多段配置の段数を増加させて空間の有効利用度を高めることができるとともに、上記栽培室1の高さを低くすることができることから、水耕栽培装置のイニシャルコスト及びランニングコストの更なる低減が可能となる。   Moreover, since the number of stages of the multi-stage arrangement of the cultivator unit 2 can be increased to increase the effective utilization of the space and the height of the cultivation room 1 can be reduced, the initial cost of the hydroponic cultivation apparatus In addition, the running cost can be further reduced.

さらに、本願の実施形態では、上記水耕ベッド10を次のように構成している。即ち、該水耕ベッド10は、図及び図に示すように、薄板状の底壁10aと該底壁10aの周縁から立ち上がる周壁10bを備えた浅皿状形体を有し、樹脂材又は金属材によって一体形成されている。そして、この底壁10aには、該底壁10a上に開口して上方へ立ち上がる筒状の植栽用開口13、13、・・が設けられている。 Furthermore, in the embodiment of the present application, the hydroponic bed 10 is configured as follows. That is, the hydroponic bed 10, as shown in FIGS. 2 and 3, has a shallow dish shape configuration having a peripheral wall 10b rising from the periphery of the thin plate-like bottom wall 10a and the bottom wall 10a, a resin material or It is integrally formed of a metal material. The bottom wall 10a is provided with cylindrical planting openings 13, 13,... That open on the bottom wall 10a and rise upward.

このように、上記水耕ベッド10を樹脂材又は金属材によって浅皿状に形成した場合には、例えば、該水耕ベッド10を発泡樹脂材で構成する場合に比して、その伝熱性が高く、そのため、上記養液Lの表面側がここに浮置された水耕ベッド10によって覆われていたとしても、上段側の栽培器ユニット2の各照明器4、4、・・において発生した熱の下段側の栽培容器3内の養液Lへの吸収作用が確保される。即ち、上段側の栽培器ユニット2と下段側の栽培器ユニット2との間における熱移動が促進される(図の白抜き矢印H2参照)。 Thus, when the hydroponic bed 10 is formed in a shallow dish shape with a resin material or a metal material, for example, the heat conductivity is higher than when the hydroponic bed 10 is configured with a foamed resin material. Therefore, even if the surface side of the nutrient solution L is covered by the hydroponics bed 10 suspended here, the heat generated in each illuminator 4, 4,. The absorption action to the nutrient solution L in the lower cultivation container 3 is ensured. That is, heat transfer between the upper cultivator unit 2 and the lower cultivator unit 2 is promoted (see the white arrow H2 in FIG. 2 ).

この結果、同一の栽培器ユニット2内での熱移動、即ち、上記栽培容器3の底壁3aを通して行なわれる上記各照明器4、4、・・側から上記栽培容器3内の養液L側への熱移動(図の白抜き矢印H1参照)との相乗作用によって、下段側の栽培器ユニット2における上記植物11に対する上記各照明器4、4、・・側からの熱影響がより一層低減され、延いてはより一層の近接照明が可能となり、水耕栽培装置のイニシャルコスト及びランニングコストの更なる低減が期待できる。 As a result, heat transfer in the same cultivator unit 2, that is, the nutrient solution L side in the cultivating container 3 from the illuminators 4, 4,. Due to the synergistic action with the heat transfer to the plant (see the white arrow H1 in FIG. 2 ), the thermal effects from the lighting devices 4, 4,... As a result, further proximity illumination becomes possible, and further reduction in initial cost and running cost of the hydroponic cultivation apparatus can be expected.

本願発明の実施形態に係る栽培器ユニットを備えた水耕栽培装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the hydroponic cultivation apparatus provided with the cultivator unit which concerns on embodiment of this invention. 図1における栽培器ユニット部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the cultivator unit part in FIG. に示した水耕ベッドの斜視図である。It is a perspective view of a hydroponic beds shown in Figure 2. 従来の水耕栽培装置の側面図である。It is a side view of the conventional hydroponic cultivation apparatus.

1 ・・栽培室
2 ・・栽培器ユニット
3 ・・栽培容器
4 ・・照明器
5 ・・カバー材
6 ・・通気口
7 ・・通気口
8 ・・内部空間
10 ・・水耕ベッド
11 ・・植物
13 ・・植栽用開口
20 ・・養液循環系
21 ・・養液供給管
22 ・・養液還流管
25 ・・養液タンク
26 ・・養液ポンプ
27 ・・冷却ユニット
28 ・・空気調和機
40 ・・栽培棚
41 ・・支柱
42 ・・横桁材
43 ・・支持桟
44 ・・取付ブラケット
L ・・養液
A ・・空気流
1 ·· Growing room 2 ·· Grower unit 3 ·· Cultivation container 4 ·· Lighting device 5 ·· Cover material 6 ·· Vent 7 ·· Vent 8 ·· Internal space 10 ·· Hydroculture bed 11 ·· Plant 13 ··· Opening for planting · · · Nutrient solution circulation system 21 · · Nutrient solution supply pipe 22 · · Nutrient solution reflux tube 25 · · Nutrient solution tank 26 · · Nutrient solution pump 27 · · Cooling unit 28 · · Air Harmonizer 40 ・ ・ Cultivation shelf 41 ・ ・ Struts 42 ・ ・ Wider girder 43 ・ ・ Supporting bar 44 ・ ・ Mounting bracket L ・ ・ Nutrient solution A ・ ・ Air flow

Claims (3)

室温が調整された栽培室(1)内に、上面が開口し且つ養液(L)が貯留される栽培容器(3)の底壁(3a)の下面に複数の照明器(4)、(4)、・・を取付けてなる栽培器ユニット(2)を上下方向に所定間隔をもって多段に配置する一方、
養液タンク(25)内の養液(L)を、該養液タンク(25)と上記各栽培器ユニット(2)、(2)、・・の各栽培容器(3)、(3)、・・の間で循環させるとともに、
上記養液(L)の循環経路中に冷却ユニット(27)を介設し、上記各栽培容器(3)、(3)、・・からの還流養液(L)を放熱冷却して上記各栽培容器(3)、(3)、・・へ供給するように構成され
上記栽培容器(3)内の養液(L)に浮置される水耕ベッド(10)が、薄板状の底壁(10a)と該底壁(10a)の周縁から立ち上がる周壁(10b)を備えた樹脂材又は金属材でなる浅皿状形体を有し、且つ上記底壁(10a)には該底壁(10a)上に開口して上方へ立ち上がる筒状の植栽用開口(13)、(13)、・・が設けられていることを特徴とする水耕栽培装置。
A plurality of illuminators (4) on the lower surface of the bottom wall (3a) of the cultivation container (3) in which the upper surface is opened and the nutrient solution (L) is stored in the cultivation room (1) in which the room temperature is adjusted. 4) While arranging the cultivator unit (2) to which the ... is attached in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction,
The nutrient solution (L) in the nutrient solution tank (25) is divided into the nutrient solution tank (25) and each of the cultivator units (2), (2),..., Each of the cultivation containers (3), (3), .. and circulating between
A cooling unit (27) is interposed in the circulation path of the nutrient solution (L), and the reflux nutrient solution (L) from each of the cultivation containers (3), (3),. cultivation vessel (3), (3), it is configured to supply to ...,
The hydroponics bed (10) suspended in the nutrient solution (L) in the cultivation container (3) has a thin plate-like bottom wall (10a) and a peripheral wall (10b) rising from the periphery of the bottom wall (10a). A cylindrical planting opening (13) having a shallow dish-like shape made of a resin material or a metal material and having an opening on the bottom wall (10a) and rising upward on the bottom wall (10a). , (13), ... are provided, and the hydroponic cultivation apparatus characterized by the above-mentioned .
請求項1において、
上記栽培器ユニット(2)には、上記各照明器(4)、(4)、・・の外側を覆うように透明又は半透明の素材からなるカバー材(5)が設けられていることを特徴とする水耕栽培装置。
In claim 1,
The cultivation unit (2) is provided with a cover (5) made of a transparent or translucent material so as to cover the outside of each of the illuminators (4), (4),. A hydroponics device.
請求項2において、
上記カバー材(5)には、該カバー材(5)の内部空間(8)を上記栽培室(1)内に連通させる通気口(6)、(7)が設けられていることを特徴とする水耕栽培装置。
In claim 2,
The cover material (5) is provided with vents (6) and (7) that allow the internal space (8) of the cover material (5) to communicate with the cultivation room (1). Hydroponic cultivation equipment.
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