JP6397078B1 - 植物栽培装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】養液に光が照射されることを抑制できる植物栽培装置を提供する。【解決手段】植物栽培装置11は、植物12が定植された定植板13を載置可能であって植物12の根が浸される養液を貯留可能な養液貯留部15と、植物12に光を照射する光源26と、養液貯留部15における定植板13が載置されない非載置領域29を覆う閉塞位置と非載置領域29を覆わない開放位置との間で移動可能な遮光性のカバー部材41とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば野菜などの植物を栽培する植物栽培装置に関する。
従来、この種の植物栽培装置としては、例えば特許文献1に示すものが知られている。このような植物栽培装置は、互いに平行に配置された一方向に延びる複数の樋状部材と、複数の樋状部材上に跨るように載置される複数の栽培トレイと、栽培トレイに植栽された植物に光を照射する照明とを備える。樋状部材は、長手方向において僅かに傾斜している。
樋状部材は、長手方向の中央部に栽培トレイが載置される載置領域を有し、載置領域を挟む長手方向の両端部に栽培トレイが載置されない上端領域及び下端領域をそれぞれ有する。樋状部材は、載置領域の最上部に養液を供給するためのノズルが設けられ、載置領域の最下部に余剰の養液を排出するための排出口が設けられる。栽培トレイは、栽培トレイに植栽された植物の根が養液に浸されるように樋状部材上に載置される。
ところで、上述のような植物栽培装置では、養液に光が照射されると、藻や細菌などが発生するため、養液に光が照射されないようにする必要がある。このため、光が照射される樋状部材内における栽培トレイが載置されない下端領域には、養液が貯留しないように傾斜板が設けられている。すなわち、樋状部材の下端領域に載置領域の最下部に位置する排出口から上方へ延びる傾斜板を設けることにより、排出口を通過して下端領域に流れる養液を排出口へ逆流させるようにしている。
特開2014−82996号公報
しかし、上述のような植物栽培装置では、傾斜板上に養液の水滴や千切れた植物の根などが残ることがある。このため、養液の水滴や千切れた植物の根に光が照射されることにより、藻や細菌などが発生するという問題があった。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、養液に光が照射されることを抑制できる植物栽培装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する植物栽培装置は、植物が定植された定植板を載置可能であって前記植物の根が浸される養液を貯留可能な養液貯留部と、前記植物に光を照射する光源と、前記養液貯留部における前記定植板が載置されない非載置領域を覆う閉塞位置と前記非載置領域を覆わない開放位置との間で移動可能な遮光性のカバー部材と、を備える。
この構成によれば、カバー部材を閉塞位置に移動させることで、光源から養液貯留部の非載置領域に照射される光をカバー部材によって遮光することができる。このため、養液貯留部における非載置領域の養液に光が照射されることを抑制できる。
上記植物栽培装置は、複数の前記養液貯留部と、複数の前記養液貯留部の前記非載置領域をそれぞれ覆うことが可能な複数の前記カバー部材と、複数の前記カバー部材を移動可能な移動機構と、を備えることが好ましい。
この構成によれば、複数のカバー部材を移動機構によって同時に移動させることで、複数のカバー部材を効率的に移動させることができる。
上記植物栽培装置において、前記カバー部材は、鉛直方向への移動により前記非載置領域を開閉することが好ましい。
この構成によれば、カバー部材が鉛直方向への移動により非載置領域を開閉するため、水平方向にカバー部材を移動させるためのスペースを確保する必要がない。このため、植物栽培装置の設置面積を低減できる。
上記植物栽培装置において、前記養液貯留部は、一方向に延びており、前記養液貯留部の長手方向における一端部には前記養液が供給される供給口が設けられ、前記養液貯留部の長手方向における他端部には前記養液が排出される排出口が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、養液貯留部内の一端部から他端部に亘って養液を流すことができる。このため、養液貯留部内の全体に養液を行き渡らせることができる。
上記植物栽培装置において、前記排出口の大きさは、前記供給口の大きさよりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、養液に混じったごみや千切れた植物の根などを排出口から円滑に排出することができる。
本発明によれば、養液に光が照射されることを抑制できる。
実施形態の植物栽培装置においてカバー部材が開放位置にあるときの状態を示す斜視図。 植物が定植された定植板が載置された状態の養液貯留部を示す平面図。 図2の3−3線矢視断面図。 単位養液貯留部の断面模式図。 図1においてカバー部材が閉塞位置にあるときの状態を示す斜視図。 図5の要部拡大図。
以下、植物栽培装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、植物栽培装置11は、例えば野菜などの植物12が定植された矩形状をなす複数の合成樹脂製の定植板13を保管しながら植物12を育成する直方体状の育成ラック14を備えている。
育成ラック14は、長手方向の一端部に形成された入口14a及び長手方向の他端部に形成された出口14bを有した四角筒状をなしている。育成ラック14内には、植物12が定植された定植板13を載置可能な複数(本実施形態では2つ)の養液貯留部15が入口14aから出口14bへ向かう一方向に真っ直ぐに延びるように設けられている。これら2つの養液貯留部15は、鉛直方向に所定の間隔を置いて配置されている。養液貯留部15は、育成ラック14を長手方向に貫くように配置され、入口14aに近い方の端部である第1端部15a及び出口14bに近い方の端部である第2端部15bが育成ラック14から突出している。
養液貯留部15は、長手方向に延びる樋状(上端が開口した有底矩形箱状)に形成された複数(本実施形態では8つ)の単位養液貯留部16によって構成されている。養液貯留部15を構成する8つの単位養液貯留部16は、互いに平行で且つ長手方向及び鉛直方向の両方と直交する幅方向において等間隔となるように配置されている。この場合、8つの単位養液貯留部16は、必ずしも幅方向において等間隔となるように配置する必要はない。
図2及び図3に示すように、養液貯留部15上には、複数の植物12が幅方向においてジグザグ(いわゆる千鳥状)に並ぶように定植された複数の定植板13が、養液貯留部15の長手方向に並ぶように摺動可能に載置される。この場合、複数の定植板13にそれぞれ定植される複数の植物12は、必ずしもジグザグ(いわゆる千鳥状)に配置する必要はない。植物12が定植された定植板13は、養液貯留部15を構成する8つの単位養液貯留部16に跨るように配置されている。植物12の根17の先端部は、単位養液貯留部16内に貯留された養液18に浸されている。
図4に示すように、単位養液貯留部16の第1端部15a(長手方向における一端部)における底部には、単位養液貯留部16内に養液18を供給するための供給口19が設けられている。単位養液貯留部16の第2端部15b(長手方向における他端部)における底部には、単位養液貯留部16内の養液18を排出するための排出口20が設けられている。排出口20の大きさは、供給口19の大きさよりも大きくなっている。
排出口20は、排出流路21を介して養液タンク22に接続されている。養液タンク22は、養液18を貯留可能なタンクであり、排出流路21から流入する養液18を濾過するフィルター23を内部に備えている。供給口19は、供給流路24を介して養液タンク22に接続されている。供給流路24には、養液タンク22側から供給口19側に向かって養液18を送り出す供給ポンプ25が設けられている。
供給ポンプ25の駆動により供給口19から単位養液貯留部16内に供給された養液18は、単位養液貯留部16内を第1端部15aから第2端部15bに向かって流れて排出口20から排出される。排出口20から排出された養液18は、養液タンク22のフィルター23でごみなどが除去された後、再び供給口19から単位養液貯留部16内に供給される。つまり、養液18は循環している。
図1及び図2に示すように、育成ラック14内における各養液貯留部15の上方には、植物12に光を照射する複数の光源26が配置されている。光源26には、例えばLED(light emitting diode)照明を用いることができる。光源26からの光は、植物12を生長させるために必要であり、定植板13に定植された植物12の葉27を照らす。光源26からの光は、養液18に当たると、藻や細菌を発生させる。
しかし、養液18が流れる養液貯留部15(単位養液貯留部16)内は、その上部に長手方向に互いに接触するようにほとんど隙間なく並ぶように載置された複数の定植板13によって遮光されるため、藻や細菌がほとんど発生しない。すなわち、養液貯留部15内における定植板13と対応する領域には、光が当たらないため、藻や細菌がほとんど発生しない。
図2に示すように、養液貯留部15上に載置された複数の定植板13は、定植板13を養液貯留部15上の第1端部15aから第2端部15bに向かって順次に押してスライド移動される。このため、養液貯留部15上に載置された複数の定植板13は、第2端部15bに向かうほど植物12の育成期間が長くなるため、第2端部15bに向かうほど定植板13に定植された植物12が大きく生長する。この場合、養液貯留部15の第2端部15b側の端と、養液貯留部15上の最も第2端部15b側に位置する定植板13の第2端部15b側の端とはほぼ面一になっている。
養液貯留部15上の植物12が定植された複数の定植板13は、養液貯留部15上の最も第2端部15bに位置する定植板13から順に出荷場所へ移送される。養液貯留部15上の最も第2端部15bに位置する定植板13を移送した後は、直ちに養液貯留部15上の第1端部15aに生長前の植物12が定植された定植板13が載置されて第2端部15b側に向かって定植板13における養液貯留部15の長手方向の幅分だけ押される。このようにして、植物栽培装置11は、植物12の連続的な出荷を可能としている。
養液貯留部15は、養液貯留部15上に載置する定植板13を追加したり養液貯留部15上に載置されている定植板13を出荷場所へ移送したりしない場合、養液貯留部15上における第1端部15a以外の部分が、複数の定植板13が載置される載置領域28とされ、養液貯留部15上における第1端部15aが、定植板13が載置されない非載置領域29とされている。
図1に示すように、育成ラック14の入口14aにおける幅方向の両端部には、2つの養液貯留部15の第1端部15aを幅方向に挟む一対のアーム30が入口14aから育成ラック14の長手方向の外側に向かって延びるように設けられている。一対のアーム30は、幅方向に延びる一対の連結棒31によって連結されている。一対の連結棒31は、養液貯留部15の第1端部15aの下側を通るように延びている。一対の連結棒31の幅方向の両端部の上面には、定植板13を養液貯留部15の第1端部15a上に載置する際に定植板13をガイドする帯状の定植板ガイド32が立設されている。
育成ラック14の上面の第1端部15aにおける幅方向の両端部には、入口14aから長手方向の外側に向かって延びる一対のフレーム33が設けられている。一対のフレーム33は、一対のアーム30の真上に位置している。一対のフレーム33には、長手方向に所定の間隔を置いて対をなす第1滑車34がそれぞれ設けられている。すなわち、一対のフレーム33には、第1滑車34が2つずつ設けられている。この場合、一対のフレーム33には、第1滑車34が3つ以上ずつ設けられていてもよい。一対のフレーム33のうちの一方のフレーム33における育成ラック14の入口14a近傍には、4つの第2滑車35が設けられている。
育成ラック14の幅方向における第2滑車35側の側面の入口14a側の端部における下部には、エアシリンダー36が鉛直方向に延びるように設けられている。エアシリンダー36は、その駆動により鉛直方向に往復移動するロッド37を有している。ロッド37の先端部には、L字板状の取付部材38が固定されている。ロッド37は、鉛直上方に向かって延びるように移動した上昇位置(図5に示す位置)と、鉛直下方に向かって縮むように移動した下降位置(図1に示す位置)との間で移動する。
4つの第1滑車34及び4つの第2滑車35には、4本のワイヤー39がそれぞれ巻き掛けられている。各ワイヤー39の先端には、錘40が取り付けられている。各ワイヤー39における第1滑車34よりも先端側(錘40側)の部分は、錘40の重量によって鉛直下向きに垂れ下がっている。各ワイヤー39における基端は、取付部材38に固定されている。つまり、基端が取付部材38に固定された各ワイヤー39は、第2滑車35及び第1滑車34に巻き掛けられた後、錘40の重量によって第1滑車34から鉛直下向きに垂れ下がっている。
2つの養液貯留部15の第1端部15aに位置する非載置領域29の真上には、非載置領域29を開閉自在に覆うことが可能な遮光性のカバー部材41がそれぞれ配置されている。カバー部材41は、遮光性を有していれば、合成樹脂、金属、木材、セラミック、紙などの材料によって構成してもよい。本実施形態では、カバー部材41を黒色のプラスチック段ボールによって構成している。
図1及び図6に示すように、カバー部材41は、矩形板状のカバー本体42と、カバー本体42の上面に設けられた一対の帯状のリブ43とを備えている。一対のリブ43は、養液貯留部15の長手方向に所定の間隔を置いて配置され、互いに平行となるように幅方向に延びている。一対のリブ43における幅方向の両端部は、カバー本体42よりも幅方向の外側に突出している。リブ43は、2つの帯状部材44を貼り合わせて形成されている。
一対のリブ43の幅方向の両端部は、4本のワイヤー39にそれぞれ連結されている。この場合、各リブ43は、2つの帯状部材44でワイヤー39を挟んだ状態で、ワイヤー39に固定される。各アーム30におけるワイヤー39と対応する位置には、ワイヤー39を鉛直方向にガイドするU字状のワイヤーガイド45が設けられている。ワイヤーガイド45は、アーム30と一体形成されていてもよいし、アーム30と別体で形成されていてもよい。
エアシリンダー36の駆動によりロッド37が上昇位置に移動されると、各ワイヤー39が錘40の重量によって鉛直下方に向かって引っ張られる。このため、各ワイヤー39における第1滑車34よりも先端側の部分が各カバー部材41と一緒に下降する。これにより、各カバー部材41は、養液貯留部15における定植板13が載置されない非載置領域29を覆う閉塞位置(図5に示す位置)に移動される。
エアシリンダー36の駆動によりロッド37が下降位置に移動されると、各ワイヤー39が取付部材38によって引っ張られる。このため、各ワイヤー39における第1滑車34よりも先端側の部分が各カバー部材41と一緒に上昇する。これにより、各カバー部材41は、養液貯留部15における定植板13が載置されない非載置領域29を覆わない開放位置(図1に示す位置)に移動される。
したがって、各カバー部材41は、エアシリンダー36の駆動により、非載置領域29を閉塞する閉塞位置と非載置領域29を開放する開放位置との間で移動する。すなわち、2つのカバー部材41は、1つのエアシリンダー36の駆動による4本のワイヤー39の移動に伴って鉛直方向へ移動することによって2つの養液貯留部15の非載置領域29を同時に開閉する。
なお、本実施形態では、エアシリンダー36、取付部材38、ワイヤー39、第1滑車34、第2滑車35、及び錘40によって、複数(本実施形態では2つ)のカバー部材41を移動可能な移動機構が構成される。
次に、植物栽培装置11の作用について説明する。
通常、植物栽培装置11の各養液貯留部15は、養液貯留部15上に載置する定植板13を追加したり養液貯留部15上に載置されている定植板13を出荷場所へ移送したりしない場合、載置領域28に複数の定植板13が載置され、非載置領域29にカバー部材41が載置されている。そして、各養液貯留部15の載置領域28における最も第2端部15bに位置する定植板13に定植された植物12が出荷可能な大きさまで生長すると、載置領域28における最も第2端部15bに位置する定植板13が移送装置(図示略)によって出荷場所へ移送される。これにより、各養液貯留部15における第2端部15bに、出荷場所へ移送された1枚の定植板13分のスペースができる。
続いて、エアシリンダー36の駆動により、ロッド37が上昇位置から下降位置に移動されると、各ワイヤー39が取付部材38によって引っ張られる。すると、各ワイヤー39における第1滑車34よりも先端側の部分が各カバー部材41と一緒に上昇し、各カバー部材41が閉塞位置から開放位置へ移動される。これにより、各カバー部材41は定植板ガイド32よりも若干高い位置まで上昇し、非載置領域29が開放される。
続いて、各養液貯留部15上の開放された非載置領域29に生長前の植物12が定植された定植板13を載置する。これにより、非載置領域29が定植板13によって閉塞される。続いて、非載置領域29に載置された定植板13が押圧装置(図示略)によって定植板13における養液貯留部15の長手方向の幅分だけ第2端部15b側に向かって押される。すると、各養液貯留部15上の全ての定植板13が定植板13における養液貯留部15の長手方向の幅分だけ第2端部15b側にスライド移動される。
これにより、各養液貯留部15上の非載置領域29が再び開放される。続いて、エアシリンダー36の駆動によりロッド37が下降位置から上昇位置に移動されると、各ワイヤー39が錘40の重量によって鉛直下方に向かって引っ張られる。すると、各ワイヤー39における第1滑車34よりも先端側の部分が各カバー部材41と一緒に下降し、各カバー部材41が開放位置から閉塞位置へ移動される。これにより、開放されていた非載置領域29がカバー部材41によって再び閉塞される。
このように、養液貯留部15上に載置する定植板13を追加したり養液貯留部15上に載置されている定植板13を出荷場所へ移送したりする場合には、一時的に各養液貯留部15上の非載置領域29が開放される。しかし、通常の状態では、各養液貯留部15上の非載置領域29がカバー部材41によって閉塞されるため、非載置領域29を流れる養液18に光源26からの光が当たる時間は極めて短い。このため、光源26からの光が養液18に当たることによって藻や細菌が発生することが効果的に抑制される。
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)植物栽培装置11は、養液貯留部15における定植板13が載置されない非載置領域29を覆う閉塞位置と非載置領域29を覆わない開放位置との間で移動可能な遮光性のカバー部材41を備える。このため、カバー部材41を閉塞位置に移動させることで、光源26から養液貯留部15の非載置領域29に照射される光をカバー部材41によって遮光することができる。したがって、養液貯留部15における非載置領域29の養液18に光が照射されることを効果的に抑制できる。
(2)植物栽培装置11は、複数(本例では2つ)のカバー部材41を移動可能な移動機構を備える。このため、複数のカバー部材41を移動機構によって同時に移動させることで、複数のカバー部材41を効率的に移動させることができる。すなわち、植物栽培装置11では、1つのエアシリンダー36の駆動により、全てのカバー部材41を閉塞位置と開放位置との間で同時に移動させることができるので、複数のカバー部材41を効率的に移動させることができる。
(3)植物栽培装置11において、カバー部材41は、鉛直方向への移動により非載置領域29を開閉する。このため、水平方向にカバー部材41を移動させるためのスペースを確保する必要がないので、植物栽培装置11の設置面積を低減できる。
(4)植物栽培装置11において、単位養液貯留部16(養液貯留部15)の第1端部15aには養液18が供給される供給口19が設けられ、単位養液貯留部16(養液貯留部15)の第2端部15bには養液18が排出される排出口20が設けられている。このため、単位養液貯留部16(養液貯留部15)内の第1端部15aから第2端部15bに亘って養液18を流すことができるので、単位養液貯留部16(養液貯留部15)内の全体に養液18を行き渡らせることができる。したがって、単位養液貯留部16(養液貯留部15)内の全体を養液18で洗い流すことができるので、単位養液貯留部16(養液貯留部15)内にごみや千切れた植物12の根17などが溜まることを抑制できる。
(5)植物栽培装置11において、排出口20の大きさは、供給口19の大きさよりも大きい。このため、養液18に混じったごみや千切れた植物12の根17などを排出口20から円滑に排出することができる。
(6)植物栽培装置11において、エアシリンダー36は、育成ラック14の下部に配置されている。このため、育成ラック14に登らなくてもエアシリンダー36にアクセスできるので、カバー部材41の移動量や移動速度の調整を容易に行うことができる。
(変更例)
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・植物栽培装置11において、排出口20の大きさは、必ずしも供給口19の大きさよりも大きくする必要はない。すなわち、排出口20の大きさを供給口19の大きさ以下にしてもよい。
・植物栽培装置11において、供給口19は、必ずしも単位養液貯留部16(養液貯留部15)の第1端部15aに設ける必要はなく、排出口20は、必ずしも単位養液貯留部16(養液貯留部15)の第2端部15bに設ける必要はない。すなわち、単位養液貯留部16(養液貯留部15)における供給口19及び排出口20のそれぞれの位置は、適宜変更してもよい。
・植物栽培装置11において、カバー部材41は、必ずしも鉛直方向への移動により非載置領域29を開閉する必要はない。すなわち、カバー部材41は、水平方向に移動したり、回動(観音開きを含む)したりすることによって非載置領域29を開閉するようにしてもよい。
・植物栽培装置11は、移動機構を省略してもよい。
・植物栽培装置11において、養液貯留部15は、上端が開口した有底矩形箱状をなす1つの水槽によって構成してもよい。
・植物栽培装置11において、養液貯留部15は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
・植物栽培装置11において、エアシリンダー36は、鉛直方向の向きを逆にして配置してもよい。
・植物栽培装置11は、カバー部材41からリブ43を省略してもよい。
・植物栽培装置11は、カバー部材41のカバー本体42を各ワイヤー39に固定するようにしてもよい。
・植物栽培装置11は、錘40は省略してもよい。
・植物栽培装置11は、エアシリンダー36の代わりに、電動シリンダー、油圧シリンダー、各ワイヤー39を巻き取り可能な電動リールや手動リールを用いてもよい。
・植物栽培装置11は、育成ラック14の出口14bの外側にカバー部材41を設け、養液貯留部15の第2端部15bに位置する定植板13が移送された後の養液貯留部15の第2端部15b上のスペースをカバー部材41によって覆うようにしてもよい。
11…植物栽培装置、12…植物、13…定植板、15…養液貯留部、19…供給口、20…排出口、26…光源、29…非載置領域、34…移動機構を構成する第1滑車、35…移動機構を構成する第2滑車、36…移動機構を構成するエアシリンダー、38…移動機構を構成する取付部材、39…移動機構を構成するワイヤー、40…移動機構を構成する錘、41…カバー部材。

Claims (3)

  1. 植物が定植された定植板を載置可能であって前記植物の根が浸される養液を貯留可能であり、且つ前記定植板が一時的に載置される非載置領域と、前記非載置領域から移動される前記定植板が載置される載置領域とを有する複数の養液貯留部と、
    前記植物に光を照射する光源と、
    前記非載置領域に前記定植板が載置されていないときに、前記非載置領域を覆う閉塞位置と前記非載置領域を覆わない開放位置との間で移動される複数の遮光性のカバー部材と、
    複数の前記カバー部材を同時に移動可能な移動機構と、
    を備え、
    複数の前記養液貯留部は、鉛直方向に間隔を置いて配置され、
    前記カバー部材は、鉛直方向への移動により前記非載置領域を開閉し、
    前記移動機構は、
    複数の前記カバー部材のそれぞれと固定される複数のワイヤーと、
    複数の前記カバー部材の鉛直下方に位置する前記ワイヤーの先端に取り付けられた錘と、
    前記ワイヤーの先端から見て複数の前記カバー部材に対して反対側に位置する前記ワイヤーの基端に取り付けられた駆動部と、
    を備え、
    前記駆動部は、エアシリンダー、電動シリンダー、油圧シリンダー、電動リール、及び手動リールのうちのいずれかであることを特徴とする植物栽培装置。
  2. 前記養液貯留部は、一方向に延びており、
    前記養液貯留部の長手方向における一端部には前記養液が供給される供給口が設けられ、前記養液貯留部の長手方向における他端部には前記養液が排出される排出口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の植物栽培装置。
  3. 前記排出口の大きさは、前記供給口の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項に記載の植物栽培装置。
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