JP6601534B2 - 植物栽培装置における光反射板 - Google Patents

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本発明は、植物栽培装置における光反射板に関する。
野菜、薬草、花卉等の植物を栽培する分野では複数の棚や段を用いる植物栽培法があり、これによれば、比較的狭い空間において植物を高密度で生産することができる。植物栽培法のうち水耕栽培法によれば、植物の病害、汚染の防除や成長制御が容易であり、周年生産が可能である。これを実現するため、閉鎖空間内で人工光を使用する閉鎖型の植物生産システムが実用化されている。
閉鎖型であるか否かには関わらず、水耕栽培装置として以下のような技術がある。
例えば、植物栽培用容器が配置される底板の上方に、格子状部材を配置し、格子状部材の上方に、下方を照らす照明器具が組み込まれた棚板を設けた構造が知られている。格子状部材と棚板は上下方向に位置調整可能となっている。
また、複数段の棚の上で植物栽培を行なう植物栽培用ラックを備えた植物栽培装置では、例えば次のような構造が知られている。即ち、複数のラックが配置される装置では、隣り合う複数のラックのうち両端のラックは、作業通路との間で出し入れ自在に栽培用コンテナが間口方向に沿って並列に載置される棚を有している。また、中間のラックは、その両側何れかの作業通路との間で出し入れ自在に栽培用コンテナが間口方向に沿って並列に載置される棚を有している。さらに、全てのラックには、その天井部をカバーする天井側光反射板が配設されるとともに、両端のラックには、背面側をカバーする背面側垂直光反射板が配設され、各棚の上方の天井側光反射板の下側には、照明器具の光源が配設されている。
また、植物の栽培棚上に載置される栽培用コンテナは、その正面側でコンテナを出し入れできるように、棚にガイドローラーが設けられている。
さらに、落花生もやしの栽培装置では、例えば、育成ケースの中に、もやしを育成する育成トレーが複数段配列されている。その育成ケースの内部には、育成トレーを出し入れするためのガイドレールであってトレーがスライド自在に戴置されるガイドレールが左右側壁に複数段付設されている構造が知られている。この構造では、もやしとなる茎の生育が終了すると、トレー台車に自動的に移し替えて、トレー台車を育成室から搬出してもやしを収穫している。
さらに、人工的培地が内部に敷設されているトレーを有する栽培装置において、トレーが栽培装置のケース本体に対してホルダーにより出し入れ自在に多段式に収納される構造が知られている。そのケース本体の両側内面には、トレーを出し入れ自在にガイドするとともに保持する略直線状のホルダーが取り付けられている。ホルダーは同一高さレベルのものが左右に対向して設けられている。昼間はトレーを適宜引き出すことにより、植物を直接太陽光に当て、生育を一層促進せしめることも可能となっている。
以上のような棚、トレー、格子状部材を有する植物栽培装置では、もやし栽培のような暗室が必須な装置を除き、各棚やトレーや格子状部材の上方には、蛍光管のような照明器具が取り付けられ、植物に光を照射する構造を有している。
また、水耕栽培装置では、栽培ベッドから排出される余剰な培養液が、可撓性配管及び接続具を介して廃液回収系に接続されることが知られている。可撓性配管は、ねじ込み式の接続具を介して培養液供給管、排液受部に接続される。
また、水耕栽培装置では、上下方向に連結された複数の栽培床の間が可撓性パイプで連結され、下に置かれるタンクから最上の栽培床に培養液を供給するパイプを設ける構造が知られている。この場合、パイプには空気噴射器とポンプが併設され、タンク内の培養液に空気を混ぜながら吸い上げ、最も高い栽培床に培養液を注ぐ構造となっている。
さらに、水耕栽培装置では、養液の露出が無い植物栽培パネルと、植物栽培パネルから排出される養液をパネル底部に下方に突出した凸部の排液開口部と、排液開口部から排液を流す排液ノズルとを有する構造が知られている。この場合、パネル底部の凸部と廃液ノズルとは接続していなくてもよいことが知られている。この場合、植物栽培パネルから排出された養液は、そのまま廃液系に流れており、上段から排出された養液が下段に養液として流れない構造となっている。
また、水耕栽培装置では、栽培槽の内周面に段を形成し、その段に蓋を嵌め込む構造が知られている。蓋には、ポットを嵌め入れる複数の孔が形成されている。
特開2013−192552号公報 特開2011−078350号公報 特開平09−248065号公報 特開平01−30525号公報 特開2000−157077号公報 実登3024261号公報 特開平07−231731号公報 特開平07−227162号公報
人工光による植物栽培装置では、照明器具により光を照射して植物を育成させるが、照明器具から発せられる熱が植物の育成に悪影響を及ぼすこともある。例えば、冷涼な気候で育つ植物を育成する場合には、照明器具から発せられる熱が栽培棚近辺にこもることは望ましくない。そのため、栽培棚の周囲の空気を容易に交換できるように、例えば栽培棚の側方の側板を無くし、骨組みだけのラック状の構造を採用することが考えられる。
一方、植物の育成には十分な光が必要なので、植物に対する照明器具の距離を植物の成長に併せて可変にできることが望ましい。また、1つの植物において、葉などの色づきや成長に差がでないようにするために、植物に対して地面以外の複数の方向から光が照射されることが好ましい。
しかし、骨組だけのラック状に組まれた栽培棚、特に栽培棚の端部に近い部分では、照明器具から発せられた光が拡散してラックの骨組みの間の空間を通り抜けるので、ラック内の光反射量が少なくなる傾向にある。このため、照明器具の中央寄りに植物を配置させることにより、植物への光照射量の低下を防止できる。しかし、これによれば、照明器具の端部の周辺では無駄な空間、即ち、棚上の広さとしては植物を育成するのに十分な空きがあるにも拘らず、育成を行えない領域が生じることになる。
その対策として、栽培棚の骨組みの支柱などに光反射部材を固定することも考えられるが、その光反射部材により通気性が悪くなったり、光反射板が邪魔になってラックの横から手を入れたりすることができなくなり、作業効率が悪くなる。
また、栽培棚の上に配置される栽培トレーには液肥を流すホース、可動パイプ、ノズル等が取り付けられるが、栽培トレーを交換する際に栽培トレーからホースを抜き取る構造では、ホースを効率良く取り外したり取り付けたりすることが好ましい。また、可撓性パイプは曲がり易いが、曲がった部分に液が溜まるので、液肥を流した後の可撓性パイプの取り扱い中に液肥が漏れ出すおそれがある。
さらに、栽培槽の縁を段状に形成して蓋を嵌合させる構造では、段状の加工精度が要求され、しかも大きくなるほど蓋が撓むことがあるので、それらが嵌合し難くなることがある。
本発明の目的は、作業効率を高くすることができる植物栽培装置における光反射板を提供することにある。
本実施形態の1つの観点によれば、植物栽培装置に置かれる植物に人工光を照射する照明器具の側部外側に配置され、前記人工光を前記植物に反射させる光反射面と、前記照明器具の側から突出する突出部を上下に移動可能に通し、前記植物に対する前記光反射面の高さを調節可能に上下方向に設けられるスリットと、を有する植物栽培装置における光反射板が提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
本実施形態によれば、作業効率を高くすることができる。
図1は、本実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置の概要構成の一例を示す斜視図である。 図2は、本実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置に取り付けられる栽培ユニットの一例を示す正面図である。 図3は、実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置における栽培トレーとその搬送器具の一例を示す分解斜視図である。 図4(a)〜(c)は、実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置における栽培トレーの蓋体の一例を示す平面図である。 図5(a)、(b)は、実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置の栽培トレー相互間に接続される液肥ホースの一例を示す正面図である。 図6(a)、(b)は、実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置の栽培トレー相互間に接続される液肥ホースの変形例を示す正面図である。 図7(a)、(b)は、実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置における栽培トレーと照明器具と照明器具用昇降機と光反射板の一例を示す斜視図である。 図8(a)は、実施形態に係る光反射板の変形例を示す斜視図、図8(b)、(c)は、実施形態に係る変形例の反射板と照明器具の動作を示す正面図である。
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
図1は、本実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置の概要構成の一例を示す斜視図、図2は、本実施形態に係る光反射板を有する植物栽培装置の一例を示す正面図である。
図1、図2では、栽培トレー4とその上に配置される照明器具5を有する栽培ユニット3を栽培ラック2内で高さ方向に多段に取り付け、さらに各段の栽培ユニット3を2つずつ平行に配置する構造を1つの植物栽培装置1としている。従って、図1では、閉鎖空間である植物栽培室、例えばクリーンルーム(不図示)内の第1通路Aに沿って植物栽培装置1A、1C(1B、1D)が隣接して複数設置され、さらに、第1通路Aに対して直交する奥行き方向の第2通路Bに沿っても植物栽培装置1A、1B(1C、1D)が隣接して複数設置される。
しかし、第1通路Aと第2通路Bが縦横に複数配置される場合に、第1通路Aと第2通路Bにより区画されるそれぞれの領域において設置される複数の植物栽培装置1A、1B、1C、1Dの集合を1つの植物栽培装置としてとらえてもよい。
なお、以下の説明において、植物栽培装置1を真上から見下ろした場合の第1通路Aは、栽培トレー4の取り出し、取り付け作業が行われる領域であり、第1通路側を前側と表現する場合がある。
以下に説明する植物栽培装置1は主に水耕栽培に使用される。栽培する植物としては、例えば葉物野菜が考えられるが、当然ながら葉物野菜以外の植物を栽培対象としても構わない。
植物栽培装置1は栽培用ラック2を有している。栽培ラック2は、骨組み構造を有し、第1通路Aに沿って複数の支柱2aが間隔をおいて床面E上に複数列で取り付けられている。支柱2aは床面Eに対して略垂直に立てられる。また、第2通路Bに沿う行方向に隣接する複数本の支柱2aは、複数箇所で第1の梁2bを介して互いに横方向に支えられ、第1の梁2bと支柱2aは例えばネジ、リベット等により固定されている。
第1通路Aに沿って隣り合う2本の支柱2aには、第1通路Aから見る図2の正面図に例示するように、高さ方向に間隔をおいて配置される複数本の第2の梁2cが横方向に渡され、支柱2aと第2の梁2cは例えばネジ、リベット等により固定されている。高さ方向に配置される複数の第2の梁2cには、後述するように栽培トレー4と照明器具が取り付けられる。
図1では、第1通路Aに沿って1つの列に配置される2つの支柱2aの間の第2の梁2cに栽培ユニット3が取り付けられる構造物を1つの植物栽培装置1としている。これによれば、第2通路Bに沿って、第1の植物栽培装置1Aと第2の植物栽培装置1Bが隣接し、さらに、第3の植物栽培装置1Cと第4の植物栽培装置1Dが隣接する。また、第1通路Aに沿って、第1の植物栽培装置1Aと第3の植物栽培装置1Cが隣接し、さらに、第2の植物栽培装置1Bと第4の植物栽培装置1Dが隣接する。
即ち、図1では、2つの植物栽培装置1が第1通路Aに沿って隣接して配置され、さらに別の2つの植物栽培装置1が第2通路Bに沿って隣接して配置されるとともに、隣接する植物栽培装置1の支柱2a同士が梁2bを介して接続された例を示している。しかし、これらの植物栽培装置1を合せて、1つの植物栽培装置と見ることもできる。植物栽培装置1に、何本の支柱2a、何本の第1の梁2b、何本の第2の梁2cを含めるかは、栽培すべき植物の量、植物栽培装置1を設置する空間の広さ、載置する植物や器具を含めた重さに対する強度などを考慮して適宜決定してもよい。
次に、栽培トレー4とこれを搬送するための搬送器具6について、図2の正面図と図3の斜視図を参照して説明する。
栽培トレー4は、横に長い凹状の栽培容器4aとその上部の開口を覆う長方形の平板状の蓋体4bを有し、搬送器具6を用いて栽培ラック2に搬入され、栽培ラック2から搬出される。
搬送器具6は、第2通路Bに沿った奥行き方向に隣接する複数の栽培用ラック2の第2の梁2cの上に渡されるレール7の上を滑って前後方向、即ち第2通路Bに沿った奥行き方向に移動される。レール7は、断面が四角形状を有し、第2の梁2cの上で幅方向に間隔をおいて平行に少なくとも2本取り付けられている。搬送器具6は、平面形状が略四角形の枠状に形成され、その両側には、レール7の上面と側面の角に内側から嵌め合わされる断面Γ字形状の摺動部6aがレール7に沿える直線状に形成されている。
搬送器具6の両側の摺動部6aのそれぞれの上には、搬送器具6の前端部、後端部に沿って栽培トレー4が横長に置かれる部分を有し、それらの部分には栽培トレー4を嵌め入れるU字状の容器嵌合部6bが第1通路A側、即ち正面側から見て、前後に2個以上で形成されている。これにより、複数の栽培トレー4が搬送器具6の上に位置決めされて取り付けられることになる。
また、第1通路Aから見て、搬送器具6の前端には1以上のハンドル6cが取り付けられている。例えば、複数のハンドル6cが横方向に間隔をおいて取り付けられている。また、枠状の搬送器具6の中央寄りの部分には、補強用梁6dが取り付けられていてもよい。
栽培トレー4を栽培ラック2の中に収納する場合、作業者は、まず、栽培容器4を搬送器具6の容器嵌合部6bに上から嵌め合わせ、その後に第1通路A側から搬送器具6の摺動部6aの後端部を栽培ラック2内のレール7の上に載せる。さらに、作業者は、搬送器具6のハンドル6cに手を添えて搬送器具6を押し込みながら摺動部6aをレール7上に滑らせ、設定位置で停止させる。これにより、栽培ラック2に対する栽培トレー4の取り付け作業は終了する。これに対し、栽培トレー4を栽培ラック2から取り出す場合には、作業者はハンドル6cを手で握りながら第1通路Aに向けて搬送器具6を引き出し、搬送器具6の摺動部6aをレール7の上に滑らせ、さらに搬送器具6を支持しながら、栽培トレー4を搬送器具6ごと栽培ラック2から取り出す。
作業者は、取り出された栽培トレー4を搬送器具6に載せたままの状態で別の処理装置の栽培ラックに収納し変えたり、栽培の際に作業しやすいように栽培トレー4を搬送器具6からおろしたりする。ここで、別の処理装置として、例えば上述の通り、供給する液肥の種類が異なり、本実施形態と同様な構造の装置が考えられる。
このように、栽培ラック2に設けたレール7上を摺動する搬送器具6を使用すると、複数の栽培トレー4を一度に栽培ラック2に出し入れすることができるので作業効率が高くなる。しかも、搬送器具6の上には、栽培トレー4を嵌め込む複数の容器嵌込部6bが間隔をおいて前後に形成されているので、複数の栽培トレー4を容易に位置決めすることができ、生育する複数の植物Sの領域の間隔を容易に確保することができる。
また、植物栽培装置1の設置面積に対して、栽培トレー4の設置台数をできるだけ多くすることで、栽培する植物Sの数、ひいては収穫量を上げられることを鑑み、植物栽培装置1の両脇に通路を設けるのではなく、図1に示したように、2台の植物栽培装置1Aと1Bとをいわば背中合わせの状態で隣接して設置し、1つの植物栽培装置1に対しては作業を行う正面にのみ第1通路Aを設けることが考えられる。その場合、上記の構造の搬送器具6を用いることにより、植物栽培装置1の奥にある栽培トレー4に対する作業がし易くなり、また、栽培トレー4を移動させる際に作業がし易くなる。
なお、搬送器具6は、奥行き方向、すなわち図1の第二通路Bに沿った方向に隣接する植物栽培装置1Aと1Bとの同じ段にそれぞれ載せる栽培トレー4をも載置できる大きさに形成されてもよい。例えば、図1及び図3のように、1つの植物栽培装置1A内の1つの段で、奥行き方向に2つの栽培トレー4を載置する場合に、植物栽培装置1Aと1Bとを接続させれば、1つの段で4つの栽培トレー4を載置できることになる。そこで、搬送器具6を図3の例示よりも大型化させるとともに、容器嵌込部6bの数を増やすことで、例えば、1つの搬送器具6上に4つの栽培トレー4を載置できるようにしてもよい。
また、図3の例では、栽培トレー4には栽培ポット9をはめ込むポット嵌入孔4dが一列に開けられた例を示しているがこれに限る必要は無い。搬送器具6には、例えば、栽培トレー4として、栽培ポット9を縦横に複数配置する奥行きの広い育種用栽培トレーを載せてもよく、この場合には、容器嵌込部は1組だけ設けることもできる。
そのような構造を有する搬送器具4上に載置される栽培トレー4について図1〜図4を参照して説明する。
栽培トレー4の板状の蓋体4bの両端寄りには、図3、図4(a)に示すように、上から液肥ホース8が差し込まれるホース差込孔4cが形成され、それらの間の領域には、栽培ポット9が嵌め入れられる複数のポット嵌入孔4dが長手方向に間隔をおいて直線上に形成されている。
ところで、植物の収穫量を上げることを鑑みると、1つの栽培トレー4で栽培する植物の数を増やすことが望ましい。しかし、植物の生育には適度な幅、例えば隣会う植物が生育した際に葉同士が重ならないように、例えば、レタス類や小松菜などの葉物野菜であれば、蓋体4b上で15センチ程度の幅が必要である。もちろん、栽培対象とする植物の種類に応じて、どの程度の幅にするかを適宜決めることができる。
栽培トレー4は、上記のように液肥を溜めたり流したりする桶のような栽培容器4aと、栽培容器4aの上部の開口を覆う蓋体4bとを有し、さらに蓋体4bには複数のポット嵌入孔4d、ホース差込孔4cが形成されている。ポット嵌入孔4dには、育苗された植物Sが植えられたコップ状の栽培ポット9が嵌め入れられる。栽培ポット9の上部の縁がポット嵌入孔4dの縁に引っかかるので、蓋体4bを持ち上げると、栽培ポット9も持ち上がることになる。
蓋体4bに形成されるポット嵌入孔4dは、図4(b)の平面図に示すように、長手方向にジグザグになるように2列以上に形成されてもよい。この場合、斜め方向で隣り合うポット嵌入孔4dのピッチLを一列の場合と同じに設定し、各列のポット嵌入孔4dのピッチをL以上に設定しても、長さあたりのポット嵌入4dの個数を例えば8孔から10孔に増やすことができる。しかも、ポット嵌入孔4dを幅方向に2列以上で配置したので、栽培ポット9を嵌め入れた状態の蓋体4bを栽培容器4aの開口部上に置くと、図4(c)に例示するように、僅かな奥行き方向のズレ量xで栽培ポット9又は栽培ポット9内の植物から生えた根が栽培容器4aの内側壁面に当たる。このため、蓋体4bの裏もしくは栽培容器4aの開口部に、蓋体4bと栽培容器4aとの間の位置決めのための例えば突起や段差などの構造を設けなくてもよい。これにより、栽培トレー4搬送時に重心が偏ってバランスを崩したり、栽培ポット9ごと蓋体4bがずれて栽培ポット9内もしくは外にはみ出た植物の根が液肥に触れない状態になったりすることが避けられる。また、蓋体4bの位置決めも容易になる。
栽培ポット9は、図3に例示するように、上端に開口を有する有底円筒形状を有し、上端が下端より広いテーパー状の外周面を有している。その中には、所定期間で育苗された植物S、例えばレタス類の苗が植えられた培地となるスポンジ(不図示)が挿入される構造を有している。スポンジとして例えばキュービックウレタンスポンジが使用される。また、栽培ポット9の下部の周囲には植物の根がはみ出すことができる幅の縦長スリット9aが周方向に複数形成され、さらに、その底部には複数の孔が(不図示)形成されている。
栽培トレー4の栽培容器4aの一端寄りは、図2、図5の切り欠き断面の波線で囲むように、蓋体4bの一端側のホース差込孔4cに差し込まれる液肥ホース8を通して液肥が供給される液肥導入領域4eとなる。また、栽培容器4aの他端寄りの底部には、図2と図5(a)の一部切り欠いた断面に示すように、液肥排出孔4fが形成されている。液肥排出孔4fとその周辺には、栽培トレー4の栽培容器4a内の液肥が設定の高さを超えないように液量を調整する液量調整器10が取り付けられている。
液量調整器10は、漏斗構造を有し、その底の液肥排出孔4fには下方に延びる管状の足10bが形成されている。さらに、液量調整器10の底から設定の高さを超えた領域には、縦長の複数の排液スリット10aが周方向に沿って形成されている。これにより、栽培トレー4の栽培容器4a内で設定高さに達した液肥Rが排液スリット10aを通して液量調整器10の中に溢れて入り、その下の管状の足10bを通して下方に排出される。
栽培トレー4内には、液肥栽培のため、通常は液肥Rが流れている状態であり、上下段の栽培トレー4間に液肥Rを循環させるため、上段の栽培トレー4から排出された液肥Rを、下段の栽培トレー4へ液肥ホース8で流している。
クリーンルーム内のような、閉鎖されていない空間と比較して菌が非常に少ない状態で育てることで、レタス類や小松菜など葉物野菜の可食部である葉は洗わなくても食べられる程度の清潔さを保っている。一方、液肥Rの中には、植物の老廃物や肥料内に元々含まれていた雑菌などが混入している可能性がある。従って可食部を清潔な状態に保つためには、液肥Rが飛び散って葉にかかることを避ける必要がある。このために、栽培トレー4には、液肥には触れさせたくない葉と液肥に接する必要のある根とを空間的に分離する蓋4bが配置されている
一方で、栽培している植物を、栽培ラック2から、上記のように搬送器具6により栽培トレー4ごと移動させる必要がある。例えば、液肥の種類を変えるために別の棚に移動したり、栽培の際に作業しやすいように栽培トレー4を棚から下ろしたりするからである。
従って、植物栽培装置1に対して栽培トレー4を移動可能にするためには、液肥ホース8を栽培トレー4に固定してしまうと邪魔になるため、液肥ホース8と栽培トレー4を簡単に離せるようにできる必要がある。さらに、複数の栽培トレー4間で液肥を飛び散らせずに循環させることと、栽培トレー4の移動時に容易に取り外せることの両立が必要である。このため、次に示すような構造の液肥ホース8を採用する。
液量調整器10の管状の足10bに接続される液肥ホース8は、図5(a)に例示するように、第1ホース8aと、第1ホース8aの下部に上下に移動可能に嵌め込まれる第2ホース8bとを有している。第2ホース8bの内径は、第1ホース8aの外形より大きくなって、第1ホース8aを差し込める形状となっている。また、第2ホース8bの下部には、側部を貫通する液流孔8dが少なくとも1カ所に形成されている。液流孔8dは、第2ホース8bを第1ホース8aから伸ばして栽培ラック2の下段に収納された栽培トレー4内に差し込んだ状態で液流孔8dが開いている状態となる。第1ホース8aの外周には、支柱2aに固定するための取り付け具12が取り付けられてもよい。
また、液肥ホース8のうち少なくとも第1ホース8aは、初期状態で湾曲する形状を有し、しかも外力により変形した後に外力を解くことによりほぼ初期形状に戻る程度の弾性を有してもよい。例えば、円形にまとめて束ねられた状態で市販されているゴムホースを、例えば20cm程度の長さに切ると、円形に束ねられていた時の癖がついているため、切り取られたホースは円弧形状にゆるく湾曲している。この湾曲をそのまま利用できる。第2ホース8bは、変形しにくく形成されてもよく、また、湾曲して形成される場合には、その曲率が第1ホース8aの曲率と異なる構造に形成されていてもよい。第1ホース8a、第2ホース8bは例えば樹脂から形成される。
液肥ホース8の第1ホース8aの上端は、栽培トレー4内の液量調整器10の足10bに嵌め込まれる。第2ホース8bを第1ホース8aから下方に引き伸ばして、栽培ラック2の下段に収納された栽培トレー4のホース差込孔4cに差し込んだ状態で、第2ホース8bがホース差込孔4cの内縁に接触し、横方向に蓋体4bに圧力をかける程度の湾曲量となっていてもよい。
栽培トレー4の液肥排出口4fから突出する足10bに接続される液肥ホース8は、図5(a)に例示するように、その下段に配置される別の栽培トレー4の蓋体4bのホース差込孔4cに挿入されることで、下端が該別の栽培トレー4の液肥導入領域4eに配置されることになる。さらに、上側の栽培トレー4から液肥ホース8の第1ホース8a内に流れ込んだ液肥は、第2ホース8bの下端の開口8cから排出される。ただし、その下端が液肥導入領域4eの底に接触する状態になると下端の開口8cから液肥が流れにくくなる。しかし、このような状態でも、液肥は第2ホース8bの下部の側部に形成された液流孔8dから側方に流出するので液肥導入領域4eにおける液肥の供給は円滑に行われる。また、液肥ホース8は、その湾曲により栽培トレー4の蓋4bのホース差込孔4cの縁に接触し、移動が規制されるので、液肥ホース8の下端を部材により固定したり外したりする作業が不要になる。
液肥ホース8は、長さ方向に伸縮する構造を有することによりホース差込孔4cへの差込が容易になる。その伸縮構造は上記に限るものではなく、例えば長手方向にたたむことができる蛇腹構造を少なくとも一部に有する管であってもよい。蛇腹構造の液肥ホース8を採用する場合には、蛇腹の凹部にホース差込孔4cの縁をかけることにより、液肥ホース8の移動を規制することができる。液肥ホース8により複数の栽培トレー4は直列に接続される。
ところで、栽培トレー4を栽培用ラック2から取り出す場合には、栽培トレー4への液肥の供給を停止し、液肥ホース8に液肥が流れなくなった状態で、図5(b)に例示するように、液肥ホース8の第2ホース8bを上にスライドして蓋体4bから外す。第2ホース8bを第1ホース8aの外周に沿ってスライドさせると、弾性の第1ホース8aと第2ホース8bの曲率の違いから互いの接触による摩擦が大きくなり、第2ホース8bが第1ホース8aからズレにくい状態となる。この後に、第1ホース8aと液量調整器10の接続を外す。ここで、第2ホース8bをスライドする際に、その側部の液流孔8dを第1ホース8aにより塞ぐようにすれば、液量調整器10から液肥が漏れ流れるとしても、漏れ出る方向は開口8cのみになるため、液肥の拡散が防止される。
液流孔8dは、第2ホース8bの上端部の側部に形成されてもよく、これにより第2ホース8bの向きを選択する必要なく第1ホース8aを第2ホース8bに嵌め入れることができ、作業性が向上する。ここで、液流孔8dを第2ホース8bの上端部の側部にも形成した場合、液肥ホース8を、図5(a)のように液肥を供給する状態に伸ばした状態でも、図5(b)のように供給を中断して下段の栽培トレー4から引き抜いた状態でも、第2ホース8bの上端部の側部にも形成した液流孔8dは、第1ホース8aにより塞がれた状態となる。
ところで、図5に示した液肥ホース8は、その上端を液量調整器10の管状の足10bに接続する構造を有しているが、これに限るものではない。例えば、図6(a)、(b)に例示するように、液肥ホース8の上部に漏斗状容器11の足11aを接続した構造を採用してもよい。漏斗状容器11としては、例えば塩化ビニール管を用いることができる。漏斗状容器11の管状の足11aは、第1ホース8aの上端に接続され、さらにその接続部の周囲には、支柱2aに固定するための取り付け具12が取り付けられている。このような構造の液肥ホース8の上部の漏斗状容器11は、栽培トレー4の栽培容器4a内の液量調整器10の管状の足10bの直下に配置される。
このような構造の液肥ホース8によれば、足10bと液肥ホース8の上端もしくは漏斗状容器11とを空間的に離間した状態でも、実質的に接続した状態に、すなわち、足10bから流れ出た液肥が漏れなく液肥ホース8に流れ込む状態にすることができる。従って、栽培トレー4を搬送器具6により搬送する際に、液肥ホース8を液量調整器10に接続したり、抜いたりする手間がかからず、作業効率を高くすることができる。
また、漏斗状容器11と液肥ホース8の第1ホース8aは、一体化されていてもよい。この場合は、液肥ホース8は、上端が漏斗状形状を呈する第1ホース8aと第2ホース8bとを有することになり、漏斗状容器11は不要になる。もしくは、別の表現をすれば、漏斗状容器11の管状の足11aを長く伸ばし、第2ホース8bに接続した状態ということもできる。漏斗状容器11の足11aを長く伸ばした場合、漏斗状容器11の出口部分の下部に第2ホース8bが上下に移動可能に嵌め込まれることになる。第2ホース8bの内径は、漏斗状容器11の足11aの外形より大きく、漏斗状容器11の出口部分を差し込める形状となっている。もしくは、漏斗状容器11と蛇腹構造の液肥ホース8とが一体化され、液肥ホース8が全体として漏斗状、すなわち、上端の開口径が下端の開口径よりも大きくなっている構造でもよい。いずれにせよ、漏斗状容器11の上端開口径もしくは、漏斗状容器11と一体化された液肥ホース8の上端開口径は、液量調整器10の管状の足10bの開口径よりも大きくすることで、足10bから流れ出た液肥をこぼさずに受け入れることができる。
搬送器具6に載置された栽培トレー4は、図2に示したように、植物栽培装置1内で間隔をおいて上下に複数段で配置されるが、上下に隣り合う栽培トレー4の向きは、液肥供給領域4eと液量調整器10の取り付け位置が左右逆になるように順に配置される。即ち、栽培トレー4の液肥供給領域4eと液量調整器10の取り付け位置は1つおきに同じ向きとなる。そして、最も上の段の栽培トレー4の液肥供給領域4eには液肥供給装置(不図示)から液肥ホース8を通して液肥が供給され、供給された液肥は、栽培トレー4内で設定の高さになると液量調整器10のスリット10aを通してその下の足10bに向けて漏れ出し、足10bに接続された液肥ホース8を通して下の段の栽培トレー4の液肥供給領域4eに供給される。このようにして、複数の段に配置された栽培トレー4に嵌め込まれた栽培ポット9で栽培される植物Sには液肥ホース8を介して上から下に向けて順に液肥が送られ、十分な栄養素を含む液肥に常に交換されながら供給されることになる。
なお、最も下の段に取り付けられる栽培トレー4の液量調整器10の足10bは、図2に示したように、中継管13を介して排液回収管14の開口14a内に実質的に接続され、回収された液肥は再生処理装置(不図示)により処理が施されて再び液肥として最も上の段の栽培トレー4に供給される。
さて、植物栽培装置1において上下に間隔をおいて配置される複数の栽培トレー4には、ホース差込孔4cを通して液肥供給領域4eに液肥ホース8が差し込まれ、ポット嵌入孔4dには栽培ポット9が嵌め入れられる。栽培ポット9内のスポンジ(不図示)には例えば育苗工程を終えた植物Sが植えられている。その植物の育成には光合成をさせるために十分な量の光が必要である。従って、次に説明するように、植物に対する照明器具5の距離を植物の生長に合せて可変にできることが望ましい。
照明器具5は、図2の正面図と図7(a)の斜視図に例示するように、栽培トレー4に沿った長い形状を有し、例えば、直管状蛍光灯、或いは、直線状にLEDを並べた照明灯が使用され、その一端もしくは両端には電力供給用の配線コード(又は、配線ケーブル)15が接続されている。照明器具5は、昇降機16を介して第2の梁2cのウェブに取り付けられている。昇降機16は、断面T字状の第2の梁2cのウェブに上端が軸支されて上下方向に伸縮可能な折りたたみ式のアーム16aを複数有している。複数のアーム16aの中間の折り返し部分は、梁16bを介して回動可能に互いに接続されている。複数のアーム16aのそれぞれの下端には、断面が逆T字状のプレート16cが軸支されている。
プレート16cの下端には、前後に照明器具5を支持する支持具16dが複数箇所に取り付けられている。支持具16dは、例えば中央に凹部が形成され、凹部内にプレート16cがネジ、リベット等により固定され、これにより、プレート16cが2つの照明器具5の間に位置することになり、照明器具5と第2の梁2cの間隔を小さくしている。さらに、プレート16cの左右両端寄りには上側に引き出されるワイヤ17が取り付けられている。ワイヤ17は、図2に示すように、第2の梁2cのウェブに回動自在に取り付けられたプーリー18を通してコイルバネ19の両端に接続され、下に落ちない力で上側に引っ張られている。
そのような構造の昇降機16に上下に移動可能に取り付けられた照明器具5によれば、植物の生長に合わせて高さを変えることができるとともに、照明器具5を高く上げることにより栽培トレー4の着脱等の作業がしやすくなる。
ところで、1個の植物のうち、葉などの色づきや成長に差が出ないようにするためには、植物に対して上から、かつ地面方向以外の各面から光が照射されることが望ましいと考えられよう。しかし、上記のように骨組だけの栽培ラック2では、空気の流通性を向上して植物育成に適正な温度に保つことはできるが、照明器具5から発せられた光が支柱2a、梁2b、2cの間の開放空間を透過してそのまま拡散してしまう。このため、光が拡散せずに植物方向に戻るような光反射部材を栽培ラック2の周りに設けることが必要であることに発明者らは気付いた。そこで、植物に対する照明器具5の距離を変更しても、照明から発せられた光を植物方向に反射可能な次のような構造の光反射板(光反射部)20を発明した。
光反射板20は、植物栽培装置1内に収納された状態の栽培トレー4のうち複数のポット嵌入孔4dが形成されている領域より外側の上方に配置されている。光反射板20は、ガラス、銀膜などからなる鏡や、鏡面仕上げの金属板であってもよいが、表面に光沢のある白い板、例えば白い塩化ビニール板で十分である。光反射板20は、照明器具5から照射された光の栽培トレー4上での光強度分布を略均一にするために配置される。即ち、光反射板20は、少なくとも、照明器具5の左右両側端の下の位置に配置される栽培ポット9で育つ植物への光の照射量を光反射により補うものである。これにより、栽培トレー4の上の光強度分布をほぼ等しくすることができ、栽培ポット9の位置にかかわらずにほぼ等しい条件で植物を成長させることができる。
また、図7(b)に例示するように、光反射板20の上部には、照明器具5の両端に接続される配線コード15を通す縦長のスリット20sが形成されている。スリット20sの数は、照明器具5の数に応じて決定すればよく、図7の例では、1の光反射板20に対して二つの照明器具5があるため、スリット20sは2カ所に形成されている。スリット20sの長さは、照明器具5の上下の移動範囲に対応させて決められる。なお、照明器具5が蛍光灯の場合には、図2に例示するように。蛍光管5aの上に反射鏡23を配置する。反射鏡23は、図2に例示するように、蛍光管5aを包む袋状になり、上面側に反射面を有し、下面側に透明フィルムを有している。また、蛍光管5aに袋状の反射鏡23を固定するためにクリップ24を用いてもよい。
このような構造によれば、装着自在な光反射板20を作業の最後に取り付けることができる。即ち、フレーム状の栽培ラック2内への栽培トレー4の設置、液肥ホース8の取り付けなどの作業やそれらの位置の確認を第2通路B側からも行なった後に、光反射板20を植物栽培装置1に取り付けることができる。また、光反射板20に形成されたスリット20sは、空気の流通経路ともなり、照明器具5と栽培トレー3の間の空間を通る空気を第2通路B側に通り抜けさせることができる。
ところで、図7(b)の二点鎖線に例示するように、光反射板20の上端中央には、照明器具5を支持する第2の梁2cの一部や昇降機16の一部が入り込む切り欠き部20aを形成してもよい。そのような切り欠き部20aを設けることにより、光反射板20を高さ方向に広げることができ、植物への光反射量を大きくすることができる。
また、図8(a)に例示するように、光反射板20のスリット20sの上部を横切る掛け具21を着脱可能に取り付けてもよい。図8(a)の例では、掛け具21は板状の例を示しているが、板状に限る必要はなく、例えば紐状であっても良い。それ以外の形状でも、配線コード15に光反射板20をぶら下げられれば良い。これによれば、照明器具5の位置を高く移動させる際に、掛け具21が照明器具5の配線ケーブル15に掛かって光反射板20を照明器具5とともに持ち上がるようにできる。
例えば、栽培トレー4に植えられた植物が小さい時期には、図8(b)に例示するように、栽培トレー4のうち植物Sが植えられている内側において栽培トレー4の蓋4bと光反射板20のなす角度θが90度より大きくなるように傾斜させる。これにより、照明器具5から外側に向けて斜め下に照射される光を横方向に反射させるように調整することができる。
さらに、図8(c)に例示するように、植物Sが育ってその高さが増してゆくにつれて照明器具5と栽培トレー4の間隔を大きくして最適な距離を確保することになる。この場合、照明器具5の位置を高くすることにより配線ケーブル15に掛けられた掛け具21を介して光反射板20を持ち上げて立てることができる。これにより、上に伸びた植物の葉よりも上で光反射板20により光を反射させ、植物Sに対する光照射量を最適化することができる。この場合、光反射板20の下端と栽培トレー4との間に隙間をあけることにより、植物Sの葉の増加及び成長により劣化する空気の流通性を改善することができる。
以上のような植物栽培装置1では、まず、発芽した植物Sが植えられたスポンジ(不図示)を入れた栽培ポット9を栽培トレー4のポット嵌入孔4dに嵌め込む。その後に、栽培トレー4を搬送器具6の容器嵌合部6bに嵌め合わせる。さらに、搬送器具6の両側の摺動部6aを栽培ラック2内のレール7の上に載せ、上記のような操作により搬送器具6を栽培ラック2の中に収める。この場合、最も下に取り付けられる栽培トレー4の液量調整器10を排液回収管14の開口14a内に中継管13を介して接続する。また、上下に配置される栽培トレー4の供給領域4eと液量調整器10の位置が左右逆になるように順に配置する。
このように複数の栽培トレー4を配置した後に、上側の栽培トレー4の液量調整器10の管状の足10bに、液肥ホース8の上端を実質的に接続した状態で、液肥ホース8の長さを伸ばして、例えば湾曲した第1ホース8aから第2ホース8bを下に引き出して、その下段の別の栽培トレー4のホース差込孔4cに挿入する。この場合、第2ホース8bの下端側部に設けられた流通孔8dを第1ホース8aにより塞がらないように調整する。なお、最も上段の栽培トレー4のホース嵌入孔4cには、液肥供給装置の給液口(不図示)に繋がる液肥ホース8を実質的に接続する。
この後に、光反射板20のスリット20sに照明器具5の配線ケーブル15を通すとともに、その下端を栽培トレー4に乗せる。その後に、昇降機16により照明器具5の高さを調整する。さらに、光反射板20の角度等を調整する。
また、液肥供給装置から液肥ホース8を通して最上段の栽培トレー4内の液肥供給領域4eに液肥を供給することにより、液肥トレー4内で液肥の嵩が増し、液量調整器10のスリット10aに達する高さになると、そこから液肥ホース8を通して下段の別の栽培トレー4の液肥供給領域4eからその内部に液肥が供給される。その中の液肥の量が液量調整器10のスリット10aに達成すると、液量調整器10から液肥ホース8を通してさらに下段の栽培トレー4に液肥が供給される。そのように供給された液肥は、最下段の液肥トレー4の液量調整器10を通して液肥回収管14に放流され、液肥回収装置で再処理されてさらに液肥供給装置に送られる。
このような液肥供給の循環を設定日数で行わせると、液肥から栄養分を吸収し、照明器具5から光が照射された植物Sは成長する。その成長に合わせて昇降機16を用いて照明器具5の高さを変える。その設定日数が経過すると、栽培トレー4内の植物を別な環境に置くために、栽培トレー4を植物栽培装置1から別の環境の装置に搬出する。
栽培トレー4の取り出しには、まず液肥供給装置による液肥の供給を停止し、液肥ホース8を通して液肥が流れなくなったことを確認し、液肥ホース8の長さを縮める。例えば、第2ホース8bを第1ホース8a上でスライドさせて押し上げる。この場合、第2ホース8bの下端側部の液流孔8dを第1ホース8aにより塞いでもよい。さらに、照明器具5の発光を停止してもよい。この後に、液肥ホース8を栽培トレー4のホース差込孔4cから外す。その後に、レール7上に搬送器具6を滑らして第1通路Aに引き出して植物栽培装置1から栽培トレー4を外部に取り出し、搬送器具6に栽培トレー4を載せたままの状態で、別の装置に移し替える。
ところで、栽培トレー4に置いた光反射板20は、液肥ホース8を外す前又は後に、栽培トレー4の上から取り除き、作業をしやすくすることもできる。なお、光反射板20は、栽培ラック2の支柱2a、第2の梁2cに立掛けてもよい。
このように、本実施形態によれば、植物栽培装置1に対する栽培トレー4の着脱を容易にすることができ、作業効率を高めることができる。
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。
1 植物栽培装置
2 栽培ラック
3 栽培ユニット
4 栽培トレー
4a 栽培容器
4b 蓋体
4c ホース差込孔
4d ポット嵌入孔
5 照明器具
6 搬送器具
7 レール
8 液肥ホース
8a 第1ホース
8b 第2ホース
8d 液流孔
9 栽培ポット
10 液量調整器
11 漏斗状容器
12 取り付け具
15 配線コード
16 昇降機
17 ワイヤ
18 プーリー
20 光反射板
20s スリット
20a 切り欠き部
21 掛け具

Claims (4)

  1. 植物栽培装置に置かれる植物に人工光を照射する照明器具の側部外側に配置され、前記人工光を前記植物に反射させる光反射面と、
    前記照明器具の前記から突出する突出部を上下に移動可能に通し、前記植物に対する前記光反射面の高さを調節可能に上下方向に設けられるスリットと、
    を有する植物栽培装置における光反射板。
  2. 前記照明器具の前記突出部は、前記照明器具に電力を供給する配線ケーブルであり、前記スリットは、前記配線ケーブルが通される縦長に形成されることを特徴とする請求項1に記載の植物栽培装置における光反射板。
  3. 前記光反射面の上部に、前記照明器具を支持する支持体の一部が入る切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の植物栽培装置における光反射板。
  4. 前記光反射面の上端に至る前記スリットのうち前記照明器具の前記突出部が通る部分より上に前記スリットを横切る掛け具が取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の植物栽培装置における光反射板。
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