JP5854778B2 - 植物栽培装置および植物栽培方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態について図1〜図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
図1は、本発明の植物栽培装置100の概略図である。図1に示すように本発明の植物栽培装置100は、給水パイプ1、排水パイプ2、養液タンク3、ポンプ4、ファン5(送風装置)、逆止弁6、制御装置7、栽培容器8、LED9、および栽培棚10を備えている。
給水パイプ1は、その内部に流体(液体および気体)を流動させ、開口部11(図2参照)を介して植物(植物体)20に培養液を供給するとともに、送風を行うためのものである。この給水パイプ1は、その一端が養液タンク3に接続されており、他端は栽培容器8(すなわち、植物20)の近傍に設けられている。給水パイプ1の栽培容器8の近傍に位置する部分を給水部1aと称する。養液タンク3の培養液は、ポンプ4によって給水部1aへ送られる。
排水パイプ2は、栽培容器8から流出した培養液を養液タンク3に戻すための配管である。
養液タンク3は、植物20に供給するための培養液を貯蔵する容器である。この培養液は、ポンプ4により吸い上げられ、給水パイプ1を介して植物20へ供給される。
ポンプ4は、給水パイプ1の一部に設けられており、養液タンク3に貯蔵されている培養液を吸い上げ、給水パイプ1の内部に所定の流量および流速の培養液を供給するものである。培養液の流量および流速は特に限定されず、植物20の種類および培養液の組成に応じて適宜設定されればよい。
ファン5は、給水パイプ1に空気を送り込むことにより、給水パイプ1の内部において空気を流動させるものである。
逆止弁6は、培養液がファン5へ流入することを防止するための弁である。例えば、逆止弁6として流体の逆流によって弁座面に垂直に圧着するスイング式逆止弁を用いることができる。
制御装置7は、ポンプ4およびファン5等に、起動・停止等の制御を行うための制御信号を出力するものである。
栽培容器8は、植物20を栽培するための培地を保持する容器である。栽培容器8は、培養土または栽培用の固形培地(ロックウール、ウレタン、スポンジなど)を入れるためのプランターであってもよいし、植物20を保持するとともに水耕栽培用の培養液を貯める水槽であってもよい。
LED9は、植物20に光を照射するための光源である。LED9は、栽培棚10の各段の天井に設けられている。LED9が発する光を植物20に照射することにより、植物20の光合成を促進する。LED9に代えて、ハロゲンランプや蛍光灯等の他の光源を用いてもよい。
<給水時>
植物20に培養液を給水するときは、制御装置7の制御によりポンプ4が起動する。ポンプ4により、養液タンク3に貯蔵されている培養液が吸い上げられ、給水パイプ1を介して植物20の近傍へ導かれる。
植物20に気体をあてるときは、制御装置7の制御によりファン5が起動する。ファン5により、気体の流れが発生し、給水パイプ1を介して植物20の近傍へ導かれる。
図3は、植物20へ向けて送風する場合の気体の流れを示す図である。植物20への送風は、植物個体の株元の開口部11から植物個体の地上部に向けて行われる。上述したように、各植物20に対して開口部11が割り当てられているため、各植物個体に均一に送風することができる。
<クラウンの冷却効果>
図4は、植物20のクラウン21へ向けて送風する場合の気体の流れを示す図である。ここで、クラウン21とは、植物の株元部分にある肥大した短縮茎のことをいう。
図5は、植物20の上部に設けられたLED9を冷却する場合の気体の流れを示す図である。開口部11からLED9に向けて送風することで、LED9を冷却することができる。
さらに、本実施の形態の植物栽培装置100は、給水パイプ1を用いて植物への送風を行っているため、給水パイプ1内を乾燥させることができる。
図6は栽培棚10に保護カバー14を設けた構成を示す概略図である。
以上のように、本発明に係る植物栽培装置100は、給水と送風機能を併せ持つ装置であり、植物20の株元に給水を行うための給水パイプ1を用いて、送風を行うものである。すなわち、植物工場や温室において、培養液を養液タンクから給水パイプを通じて植物の株元に給水する装置を利用するものである。
本発明の第2の実施の形態について図7および図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、植物栽培装置100そのものの構成には変更はなく、植物20が開花した状態にあるときの送風方法の変更例について説明する。
本発明の第3の実施の形態について図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、給水パイプ1に飛散防止カバー(遮断部)12が設けられている点において、実施の形態1の植物栽培装置100と異なっている。それ以外の構成は、上述の植物栽培装置100と同様である。
<送風時>
給水パイプ1に設けられた開口部11から送風を行うときは、制御装置7は、飛散防止カバー12を開放位置に移動させるとともに、ポンプ4を停止させた状態で、ファン5を作動させる。
給水パイプ1に設けられた開口部11から給水を行うときは、制御装置7は、飛散防止カバー12を遮断位置に移動させるとともに、ファン5を停止させた状態で、ポンプ4を作動させる。
〔実施の形態4〕
本発明の第4の実施の形態について図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、給水パイプ1に開口部11aおよび開口部11bが形成されているとともに飛散防止カバー(閉鎖部)13が設けられている点において、実施の形態1の植物栽培装置100と異なっている。それ以外の構成は、上述の植物栽培装置100と同様である。
<送風時>
給水パイプ1により植物20へ送風を行うときは、制御装置7は、飛散防止カバー13を、開口部11bを覆う位置に移動させるとともに、ポンプ4を停止させた状態で、ファン5を作動させる。この移動により、開口部11bは飛散防止カバー13により塞がれるとともに、開口部11aは開放される。
給水パイプ1により植物20へ給水を行うときは、制御装置7は、飛散防止カバー13を、開口部11aを覆う位置に移動させるとともに、ポンプ4を停止させた状態で、ファン5を作動させる。この移動により、開口部11aは飛散防止カバー13により塞がれるとともに開口部11bは開放される。
本発明の第5の実施の形態について図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、給水パイプ1が回転可能である点において、実施の形態1の植物栽培装置100と異なっている。それ以外の構成は、上述の植物栽培装置100と同様である。
<送風時>
送風時には、制御装置7は、開口部11が上方を向くように給水パイプ1を回転させ、固定するとともに、ポンプ4を停止させた状態で、ファン5を作動させる。
給水時には、制御装置7は、開口部11が下方を向くように給水パイプ1を回転させ、固定するとともに、ファン5を停止させた状態で、ポンプ4を作動させる。
本発明の第6の実施の形態について図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
本発明の第7の実施の形態について図13および14に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
なお、本発明の実施形態は、次のように表現することもできる。
1a 給水部
5 ファン(送風装置)
6 逆止弁
11 開口部
11a 開口部
11b 開口部
12 飛散防止カバー(遮断部)
13 飛散防止カバー(閉鎖部)
20 植物
30 二酸化炭素ボンベ(二酸化炭素供給部)
40 PCI発生ユニット(イオン供給部)
100 植物栽培装置
110 植物栽培装置
120 植物栽培装置
Claims (10)
- 複数の植物体を栽培するための植物栽培装置であって、
上記植物体へ培養のための液体を供給するための複数の開口部を有する給水パイプと、
上記給水パイプ内の気体を移動させ、上記開口部を介して上記植物体に対して送風する送風装置とを備え、
上記開口部は、上記植物栽培装置の設置面に平行な平面に対して仰角をなす角度で当該開口部から上記気体が噴出するよう配され、
上記開口部から噴出した上記液体の進路を妨害可能な位置と、上記開口部から噴出した気体の進路を妨害しない位置との間を移動可能である遮断部をさらに備えることを特徴とする植物栽培装置。 - 複数の植物体を栽培するための植物栽培装置であって、
上記植物体へ培養のための液体を供給するための複数の開口部を有する給水パイプと、
上記給水パイプ内の気体を移動させ、上記開口部を介して上記植物体に対して送風する送風装置とを備え、
上記給水パイプは、上記液体を供給するための第1開口部と、送風するための第2開口部とを有し、
上記第1または第2開口部の一方の閉鎖および他方の開放と、その逆とを切り換えるよう移動可能な閉鎖部をさらに備えることを特徴とする植物栽培装置。 - 上記開口部は、上記植物栽培装置の設置面に平行な平面に対して仰角をなす角度で当該開口部から上記気体が噴出するよう配されていることを特徴とする請求項2に記載の植物栽培装置。
- 上記開口部は、上記植物体を培養する培地の外部に配されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の植物栽培装置。
- 上記気体に二酸化炭素を含める二酸化炭素供給部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の植物栽培装置。
- 上記気体にイオンを含めるイオン供給部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の植物栽培装置。
- 上記送風装置への上記液体の流入を防止する逆止弁をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の植物栽培装置。
- 植物体へ培養のための液体を供給するための複数の開口部を有する給水パイプと、上記給水パイプに配された遮断部とを備える植物栽培装置を用いて複数の上記植物体を栽培するための植物栽培方法であって、
上記給水パイプ内の気体を移動させ、上記植物栽培装置の設置面に平行な平面に対して仰角をなす角度で上記開口部から、上記植物体に対して上記気体を噴出し、
上記開口部から上記植物体に対して上記気体を噴出するときは、上記開口部から噴出した上記気体の進路を妨害しない位置に上記遮断部を配置し、
上記開口部から上記植物体に対して上記液体を供給するときは、上記開口部から噴出した上記液体の進路を妨害する位置に上記遮断部を配置することを特徴とする植物栽培方法。 - 植物体へ培養のための液体を供給するための第1開口部と、送風するための第2開口部とを有する給水パイプと、上記給水パイプに配された閉鎖部とを備える植物栽培装置を用いて複数の上記植物体を栽培するための植物栽培方法であって、
上記給水パイプ内の気体を移動させ、上記第2開口部から上記植物体に対して送風し、
上記給水パイプにより上記植物体に対して送風するときは、上記第1開口部を閉鎖するとともに上記第2開口部を開放する位置に上記閉鎖部を配置し、
上記給水パイプにより上記植物体に対して上記液体を供給するときは、上記第2開口部を閉鎖するとともに上記第1開口部を開放する位置に上記閉鎖部を配置することを特徴とする植物栽培方法。 - 複数の植物体を栽培するための植物栽培方法であって、
上記植物体へ培養のための液体を供給するための複数の開口部を有する給水パイプ内の気体を移動させ、上記開口部から上記植物体に対して送風し、
上記複数の植物体の少なくとも一部の個体に、上記開口部から噴出した上記気体を受けることにより当該植物体を揺らす風受け部材を取り付けることを特徴とする植物栽培方法。
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