JP6975962B2

JP6975962B2 - 水耕栽培装置

Info

Publication number: JP6975962B2
Application number: JP2017185056A
Authority: JP
Inventors: 修次龍美; 大地竹川
Original assignee: 兵神機械工業株式会社
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2037-09-26
Also published as: JP2019058097A

Description

本発明は、船内で野菜等の植物を播種・育成するのに好適で、陸上の建屋内で使用するにも好適な水耕栽培装置に関する。

近年、航海が長期に及ぶ船舶の乗組員等の健康を維持・促進するために、船内で野菜を播種・育成し、乗組員等に新鮮野菜を安定供給したいという要求が高まっている。しかし、船内は航海中の船舶の揺れによる傾きや振動および衝撃が大きい。陸上用に開発された既存の水耕栽培装置では、このような航海中の船舶の揺れによる傾きや振動および衝撃に対応できず、安定した水耕栽培を行うことができない。

船内で安定した水耕栽培を行うには、航海中の船舶の揺れによる傾きや振動および衝撃に対応できる水耕栽培装置が必要である。そこで、直立箱型の装置本体の内部に傾斜した複数段の栽培台を設け、それら栽培棚の傾斜方向に直角な方向に延びる仕切り板とそれより高さが高い傾斜方向に延びる仕切り板とで複数のセルに区画された栽培トレイを設置して、傾斜方向上流側からトレイに栽培液を供給し、船舶の揺れや衝撃によって栽培台が傾いても、仕切り板で遮られて各セルに一定量溜まりながら上流側から下流側へ縦列に流れる栽培液の流れが維持され、トレイの各セルに万遍なく栽培液が行き渡るようにした舶用水耕栽培装置が開発され実用に供されている（特許文献１参照）。

特開２０１６−２１４１３９号公報

傾斜した栽培台に、栽培台の傾斜方向に直角な方向の仕切り板とそれより高さが高い傾斜方向の仕切り板とで複数のセルに区画された栽培トレイを設置して、傾斜方向上流側から供給した栽培液が、仕切り板で遮られて各セルに一定量溜まりながら上流側から下流側へ縦列に流れるようにした上記従来の舶用水耕栽培装置によれば、船舶の揺れや衝撃によって栽培台が傾いても、上流側から下流側へ縦列に流れる栽培液の流れが維持され、トレイの各セルに万遍なく栽培液が行き渡り、船内で安定した水耕栽培を行うことができる。しかし、舶用水耕栽培装置に関しては多様な要求があり、上記従来の装置で十分に対応できないものもある。

上記従来の装置は装置本体の形状が実質的に縦長直方体である。この場合、必要な栽培空間を確保しつつ前方からの作業性を良好なものとするためには、装置前方から見た横幅寸法を大きくし奥行き寸法は抑える必要があって、横幅が大きいために設置場所に制約があり、スペースに余裕の少ない船内では、設置場所の確保が容易でない場合がある。そして、場所を工夫して狭いスペースに設置した場合は、近くを移動する人や物が衝突しやすくなる。衝突すると、壁面が平板構造であるために変形するなど損傷を受ける恐れがあり、衝撃が強ければ装置機能にも影響が及びかねない。

また、従来の装置は、装置本体が一体の構造で、内部に複数段の栽培台が設けられるものであって、これを船内に据え付けるには、完成品の装置として運び込むか、パーツの形で運び込んで船内で組み立てるかのいずれかになるが、完成品を運び込む場合は、それなりの大きさと重量があるため、使用場所によっては運搬並びに据え付けの作業が容易でないことがあり、パーツの形で運び込む場合は、船内で組み立てるのに日数がかかり、停泊中に作業を完了するのが難しいことがある。

また、上記従来の装置は、装置本体の前面側が透視可能で、複数の栽培台のいずれが外部の照明に照らされる構造であるため、そのままでは、種まきしてから芽が出るまでの期間を遮光状態に保つことができない。この装置では、種まき後の所定期間を遮光状態に保つには、播種・育苗のための栽培台を別にして、その栽培台だけを暗幕で覆い、育った苗を別の栽培台に移して収穫まで育てるか、あるいは、全ての栽培台を暗幕で覆って一斉に播種・育苗し、暗幕を取り払って同じ栽培台で収穫まで育てるようにする必要がある。しかし、播種・育苗のための栽培台を別にするのでは、手間が掛かる上に、栽培台を常時フルに活用できなくて栽培効率が悪いし、全ての栽培台で一斉に播種・育苗し、収穫まで育てるのでは、栽培台ごとに別の野菜を育てたり、同じ野菜でも栽培台ごとに時期をずらして栽培したい場合に不都合である。

本発明は、航海中の船舶の揺れによる傾きや振動および衝撃に対応して安定した水耕栽培を行うことができ、且つ、設置場所の制約が少なく、スペースに余裕の少ない船内でも設置場所の確保が容易であり、衝撃に強い構造であり、運搬が容易で、船内へも容易に運び込むことができ、停泊が短い場合でも日数をかけずに設置することができ、播種・育苗のための場所を別にすることなく全ての栽培棚で播種・育苗から収穫までを一貫して行える水耕栽培装置を提供することを目的とする。

本発明の水耕栽培装置は、複数の円筒箱型のブロックを積み重ねて形成する略直立円筒状の水耕栽培装置である。

最上段のブロックはコントロールボックスを構成するブロックであって、内部に制御装置が設置される。また、最下段のブロックはタンクボックスを構成するブロックであって、内部に水耕栽培のための培養液を入れる培養液タンクが設置される。そして、中間段のブロックは、栽培トレイを設置する栽培棚を備えた栽培ボックスを構成するブロックである。これらブロックのボックス本体は、金属製であってもよいが、軽量化のためにはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の硬質プラスチックの成形品であるのがよい。

栽培トレイは、分割円状すなわち円を中心で分割した扇形の形状で、例えば四半円状（円を中心で四つに等分割した扇形の形状）とされ、複数の栽培トレイが円形に並べられ、円周方向に回転移動可能に設置される。

中間段のブロックが構成する栽培ボックスは、前面側に、栽培トレイを出し入れ可能な窓状の開口部が設けられている。そして、この開口部を周方向に開閉するよう、スライド式の透明な扉と遮光用の扉とが二重扉となる配置で設けられている。これらの扉は、例えばガラスあるいはアクリル等の成形品であってよい。

そして、栽培ボックスには、栽培棚の上方にＬＥＤ等の人工照明が設置される。

栽培トレイは、外枠の内側が外枠の円弧状外周部と同心状に配置された外枠よりも高さの低い複数の円弧状の仕切りによって同心状に並ぶ複数の弧状帯形の小室に区画されている。そして、その複数の仕切りは、栽培棚中央側から栽培トレイに供給された栽培液が栽培棚中央側の室から仕切りを越えて順次外側の室へ流れるよう複数の仕切りの高さが外周側の仕切りほど低くされている。また、栽培トレイは、外枠の外周円弧部の例えば両端および中央の計３箇所に栽培液流出孔が設けられている。

この水耕栽培装置は、培養液タンク内の培養液が、培養液供給用のポンプで圧送され栽培ボックスの中央部を上方へ送られて栽培トレイに供給されるよう構成されたものである。

そして、この水耕栽培装置は、栽培ボックスを構成する中間段を複数段（例えば２段あるいは３段）とすることができ、段数を増やすことで栽培する植物の量を増やすことができる。

中間段を複数段とする場合、それら中間段のうちの最下段のブロックが構成する栽培ボックスは、その栽培ボックスの底部中央から立ち上がって最上段の栽培ボックスの栽培棚上方まで垂直に延びる培養液供給筒を備えたものとし、その培養液供給筒は、底部に培養液導入口を有するとともに、各段の栽培ボックスの栽培棚上方に開口して栽培トレイに栽培棚中央側の上方から栽培液を注出する栽培液注出口を有し、中間段のうちの最下段より上段のブロックが構成する栽培ボックスは、底部中央に最下段の栽培ボックスの底部中央から立ち上がった培養液供給筒を隙間を空けて貫通させる貫通孔を備え、ポンプで送られてくる培養液が培養液導入口から培養液供給筒に入って、各段の栽培ボックスの栽培棚上方に開口する栽培液注出口から栽培トレイに供給されるとともに、上段側の栽培ボックスの栽培棚に流出した培養液が貫通孔と培養液供給筒との隙間から下段側に落ちて下段側の栽培トレイに供給されるよう構成されているのがよい。

また、この水耕栽培装置は、中間段のブロックが構成する栽培ボックスの栽培棚底部外周側の複数箇所（例えば等間隔で６箇所）に培養液排出孔が設けられ、栽培トレイから栽培棚に流出した培養液がそれら培養液排出孔から排出されて、ホース等の管路を通り培養液タンクに戻るよう構成されているのがよい。

本発明の水耕栽培装置は上記のように構成されるものであって、装置形状が略直立円筒状であるため、場所を取らずに設置でき、スペースに余裕の少ない船内でも設置場所の確保が容易である。

また、この水耕栽培装置は、壁面が円筒状の衝撃に強い構造であるため、人や物が衝突しても変形などの損傷を受けにくく、緩衝効果もあるため、強い衝撃を受けても装置機能に影響がおよび難い。

また、この水耕栽培装置は、複数のブロックが積み重ねられて完成品になるものであって、ブロックごとに別々に移送して組み立てることができるため、運搬が容易で船内へも容易に運び込むことができ、短時間で組み立てることができ、停泊が短い船舶でも日数をかけずに設置することができる。

また、この水耕栽培装置は、栽培ボックスの開口部に透明な扉と遮光用の扉とが二重扉となる配置で設けられていて、遮光用の扉を開閉することにより栽培ボックス内部の明暗を簡単に切り換えることができるため、播種・育苗から収穫までを同じ栽培棚で場所を移さずに一貫して行うことができ、効率よく栽培できる。

また、この水耕栽培装置は、分割円状の複数の栽培トレイが栽培棚に円形に並んで回転移動可能に設置されるものであって、栽培ボックス前面側の開口部に合わせて栽培トレイを一つずつ出し入れしたり、生育状況を観察したりすることが容易である。

そして、この水耕栽培装置は、栽培トレイの外枠の内側を弧状帯形の複数の小室に区画する仕切りの高さが外枠の高さよりも低く、且つ、それら複数の仕切りの高さが外周側の仕切りほど低く、外枠の外周円弧部に栽培液流出孔が設けられ、培養液タンク内の培養液が、培養液供給用のポンプで圧送され栽培ボックスの中央部を上方へ送られて栽培トレイに供給され、栽培トレイの外枠外周円弧部の栽培液流出孔から流れ出て栽培液タンクに戻るよう培養液供給経路が構成され、栽培棚中央側から栽培トレイに供給された栽培液が栽培棚中央側の小室から仕切りを越えて順次外側の小室へ流れるため、栽培トレイの全域に一定量の培養液が溜まった状態が維持される。栽培トレイは、外枠の高さが仕切りの高さよりも高いため、培養液は栽培トレイごとに内側から外側へ流れ、船内に設置した場合に、船舶が波による揺れや衝撃で傾いても、栽培トレイごとの流れが維持され、全ての栽培トレイに培養液が行き渡る。そのため、各栽培トレイに万遍なく培養液を行き渡させることができ、植物を安定して播種・育成することができる。

そして、この水耕栽培装置は、栽培ボックスが複数段である場合、最下段の栽培ボックスの底部中央から立ち上がる培養液供給筒によって各段の栽培トレイに培養液が供給されるとともに、最下段より上段の栽培ボックスの栽培棚に流出した培養液が培養液供給筒の周囲の隙間から下段側に落ちて下段側の栽培トレイに供給されるよう構成することにより、栽培棚中央側から各栽培トレイに供給された栽培液が順次外側の室へ流れて、栽培トレイの全域に一定量の培養液が溜まった状態が維持され、船舶が波による揺れや衝撃で傾いても、各栽培トレイに万遍なく培養液が行き渡るようにすることができ、植物を安定して播種・育成することができる。

また、この水耕栽培装置は、中間段のブロックが構成する栽培ボックスの栽培棚底部外周側の複数箇所（例えば等間隔で６箇所）に培養液排出孔を設けて、栽培トレイから流れ出た培養液あるいは溢れ出た培養液がそれら培養液排出孔から排出されて培養液タンクに戻るようにすることができ、そうすることで、船舶の傾きが大きくても、培養液が装置外部に溢れ出ることがないようにすることができる。

この水耕栽培装置は、複数のブロックのボックス本体をＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の硬質プラスチックの成形品とすることで、金属製に較べて重量を大幅に軽減でき、運搬・据え付けが一層容易になる。そして、タンクボックスを構成するブロックが最下段に位置するため、重心が低く、倒れにくい。

以上の説明で明らかなように、本発明の水耕栽培装置は、航海中の船舶の揺れによる傾きや振動および衝撃に対応して安定した水耕栽培を行うことができ、且つ、設置場所の制約が少なく、スペースに余裕の少ない船内でも設置場所の確保が容易であり、衝撃に強い構造であり、運搬が容易で、船内へも容易に運び込むことができ、停泊が短い場合でも日数をかけずに設置することができ、播種・育苗のための場所を別にすることなく全ての栽培棚で播種・育苗から収穫までを一貫して行うようにすることができる。

本発明の実施形態の水耕栽培装置を斜め前上から見た斜視図である。図１に示す水耕栽培装置の正面図である。図１に示す水耕栽培装置の装置本体のＡ−Ａ断面図である。図１に示す水耕栽培装置のＢ−Ｂ断面図である。図１に示す水耕栽培装置の制御システム図である。

図１〜図５は本発明の実施形態の一例を示している。
この実施形態の水耕栽培装置１は、特に船内で野菜等を栽培する舶用水耕栽培装置として好適な仕様の水耕栽培装置であって、４個の円筒箱型のブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が略直立円筒状に積み重ねられて完成した一つの製品となる。但し、積み重ねられるブロックの数は、４個に限らず、５個あるいはそれ以上となる場合もある。各ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４は、例えば直径が７００〜１０００ｍｍ、高さが３５０〜４５０ｍｍで、それらが４段に積み重ねられてなる水耕栽培装置１の全体は、直径が７００〜１０００ｍｍ、高さが１４００〜１８００ｍｍ程度である。

水耕栽培装置１の最上段に位置するブロックＢ１は、コントロールボックス２を構成するブロックであって、ボックス内部に制御装置３が設置され、ボックス前面にタッチパネル４、ＥＣ表示部５Ａ、ｐＨ表示部５Ｂ、ＵＳＢ挿入口６が配置されている（図１、図２参照）。

最下段に位置するブロックＢ２は、タンクボックス７を構成するブロックであって、内部に水耕栽培のための培養液を入れる培養液タンク８が設置されている。タンクボックス７の内部には、その他、培養液供給ポンプ９、第１の液肥タンク１０Ａ、第２の液肥タンク１０Ｂ、ｐＨ調整液タンク１１、調整ポンプ１２、１３、１４、培養液用殺菌灯１５Ａ、空気用殺菌灯１５Ｂ等が設置されている（図２参照）、また、培養液タンク８には、培養液の液面レベルを検出する液面計１６、培養液のｐＨを検出するｐＨ計１７、培養液の電気伝導度を検出するＥＣ計１８、培養液用温度計１９等が付設されている（図５参照）。

第１の液肥タンク１０Ａおよび第２の液肥タンク１０Ｂには、植物の成長に必要な窒素、リン酸、カリなどの栄養成分が含まれている高濃度の液体肥料で成分組成の異なるものがそれぞれ入っている。

タンクボックス７を構成するブロックＢ２の上には、中間段として、栽培トレイ２０を設置する栽培棚２１、２２を備えた栽培ボックス２３、２４を構成するブロックＢ３、Ｂ４が２段に配置されている（図１〜図３参照）。なお、中間段は３段あるいはそれ以上とすることもできる。

これらコントロールボックス２、タンクボックス７、そして、栽培ボックス２３、２４は、いずれも、ボックス本体がＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）の成形品である。ボックス本体を金属製とすることも可能であるが、ＰＶＣ等の硬質プラスチックの成形品とすることで、装置全体の重量が、例えば約８０ｋｇ程度になり、金属製では約３００ｋｇ程度になるのに対し、格段に重量が軽くなる。

栽培ボックス２３、２４には、栽培棚２１の上方にＬＥＤ照明２５が設置されている（図２参照）。そして、上段側の栽培ボックス２４の壁面に温湿度計２６が設置されている（図２参照）。

また、コントロールボックス２、栽培ボックス２３、２４、タンクボックス７には、それぞれ、後壁中央部がコの字状に膨らんでいて、コントロールボックス２とタンクボックス７の膨らんだ部分には換気用のルーバー２７が設けられている（図２、図３参照）。また、栽培ボックス２４、２５の膨らんだ部分には排出ファン７１が設置されている。栽培ボックス２４、２５には、また、植物の育成状況等を観察するためにカメラ２８が設置されている（図２参照）。

また、中間段のブロックＢ３、Ｂ４が構成する栽培ボックス２３、２４の前面側には、周方向に約１２０度の範囲が窓状に開いてなる開口部２９が設けられている（図１、図２、図４参照）。開口部２９は、栽培トレイ２０を出し入れするのに十分な寸法に形成されるもので、その大きさは適宜変更可能である。

また、最下段のブロックＢ２が構成するタンクボックス７の前面側には、周方向に約１００度の範囲が開いた開口部３０が設けられている（図１、図２参照）。この開口部３０は、内部に設置する培養液タンク８等の装置の出し入れや保守点検の作業に必要な寸法に形成されるもので、その大きさは適宜変更可能である。

そして、栽培ボックス２３、２４の前面には、開口部３０を周方向に開閉するスライド式の透明な扉３１と遮光用の扉３２とが二重扉となる配置で設けられている（図１、図２、図４参照）。これらの扉３１、３２は、いずれも両開き扉であって、透明な扉３１は左右一対の扉体３１ａ、３１ｂで構成される両開き扉であり、遮光用の扉３２もまた、左右一対の扉体３２ａ、３２ｂで構成される両開き扉である。そして、透明な扉３１が内側で、遮光用の扉３２が外側となるよう配置されている。また、タンクボックス７の前面には、開口部３０を周方向に開閉するスライド式の非透明な扉３３が設けられている（図１、図２参照）。この扉３３もやはり左右一対の扉体３３ａ、３３ｂで構成される両開き扉である。こられの扉３１、３２、３３は、いずれもアクリル等のプラスチック成形品である。但し、ガラスにすることも可能である。

最上段に位置するコントロールボックス２には、底部周辺に、内径及び外径が段差状に拡大して下方へ延びる拡径垂下部３５が設けられ、中間段に位置する栽培ボックス２３、２４にも、底部周辺に、内径及び外径が段差状に拡大して下方へ延びる拡径垂下部３５が設けられている（図３参照）。また、最下段のタンクボックス７には、底部周辺に、内径及び外径が段差状に拡大した拡径部３６が設けられている。そして、これらコントロールボックス２の拡径垂下部３５、栽培ボックス２３、２４の拡径垂下部３５、およびタンクボックス７の拡径部３６の上端面には、ボックス外周に沿ってリング状に延びる溝３７が形成されている（図３参照）。

４個のブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４は、まず、タンクボックス７を構成するブロックＢ２の上に下段側の栽培ボックス２３を構成するブロックＢ３を重ね、その上に上段側の栽培ボックス２４を構成するブロックＢ４を重ね、最上段に、コントロールボックス２を構成するブロックＢ１を重ねるが、その際、タンクボックス７の胴部上端が下段側の栽培ボックス２３の拡径垂下部３５の内側に嵌まり込み、下段側の栽培ボックス２３の胴部上端が上段側の栽培ボックス２４の拡径垂下部３５の内側に嵌まり込み、上段側の栽培ボックス２４の胴部上端がコントロールボックス２の拡径垂下部３５の内側に嵌まり込み、また、下段側の栽培ボックス２３の開口部３０を開閉する透明な扉３１と遮光用の扉３２とが、下段側の栽培ボックス２３の拡径垂下部３５上面の溝３７と、上段側の栽培ボックス２４の拡径垂下部３５の内側に嵌まり込み、上段側の栽培ボックス２４の開口部３０を開閉する透明な扉３１と遮光用の扉３２とが、上段側の栽培ボックス２４の拡径垂下部３５上面の溝３７と、コントロールボックス２の拡径垂下部３５の内側に嵌まり込む。

こうして４個の円筒箱型のブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４が積み重ねられて水耕栽培装置１となるが、この水耕栽培装置１を船内に設置するについては、設置場所にスタンド３８を置き、タンクボックス７を構成する最下段のブロックＢ２をスタンド３８の据付穴に据え付ける。そして、４個のブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３，Ｂ４を積み重ねた後、コントロールボックス２の拡径垂下部３５の外周と、上段側の栽培ボックス２４の拡径垂下部３５の外周に、フック状の固定板３９を取り回し、それら固定板２８をブロック後方でスタンド３８の支柱（図示せず）に固定することにより、水耕栽培装置１を固定する（図１〜図４参照）。

栽培トレイ２０は、栽培穴４０を有するトレイカバー４１を載せ、栽培穴４０の下に培養液を一定量溜めながら流すもので、この例では、四半円状（円を中心で四つに等分割した扇形の形状）に形成され、４個の四半円状の栽培トレイ２０が円形に並ぶ配置で栽培棚２１、２２に設置される（図１、図４参照）。但し、栽培トレイ２０は四半以外の分割円状とし、分割数に相当する数の栽培トレイ２０を円形に並べるようにすることもできる。いずれも場合も、栽培トレイ２０は設置された位置で円周方向に回転移動自在である。

栽培トレイ２０は、四半円状で円中心側が円弧状に括れた形の高さ一定の外枠５１を備え、外枠５１の内側が、外枠５１の円弧状外周部５１ａと同心状で外枠５１より高さが低い複数（図示の例では４本）の円弧状の仕切り５２によって、同心状に並ぶ複数（図示の例では５個）の弧状帯形の小室５３に区画されている（、図１、図３、図４参照）。なお、仕切り５２の数および区画される小室５３の数は適宜変更可能である。

そして、複数の仕切り５２は、栽培トレイ２０の円中心側（栽培棚２１、２２の中央に近い側）から供給される栽培液が、栽培棚２１、２２の中央に近い内側の小室５３から順に、各小室５３に一定量溜まりながら仕切り５２を越えて順次外側の小室５３へ流れるよう、仕切り５２の高さが外側（外枠５１の円弧状外周部５１ａに近い側）の仕切５２ほど低くなっている（図１、図３参照）。

また、栽培トレイ２０には、外枠５１の外周円弧部５１ａの複数箇所（図示の例では両端および中央の計３箇所）に栽培液流出孔５４が設けられている（図１、図４参照）。なお、栽培液流出孔５４の個数および配置は適宜変更可能である。

トレイカバー４１は、栽培トレイ２０と略同じ大きさの四半円状（円を中心で四つに等分割した扇形の形状）で、４個の栽培トレイ２０のそれぞれに載せて使用する（図４参照）。なお、栽培トレイ２０が四半以外の分割円状の場合は、トレイカバー４１も同様の分割円状で、分割数に相当する数のトレイカバー４１が使用される。

トレイカバー４１の栽培穴４０は、栽培トレイ２０の各小室５３の上に間隔を空けて規則正しく並ぶよう設けられた直径約２５ｍｍ程度（適宜変更可能）の貫通穴で、図示の例では、１５個の栽培穴４０が設けられている。但し、栽培穴４０の数は、１５個に限定するものではなく、栽培棚２１、２２の大きさや、栽培する植物の種類によって変更可能である。栽培棚２１、２２に四半円状の栽培トレイ２０を４個設置する場合、１つの栽培トレイ２０で一度に栽培できる植物は１５株で、１つの栽培棚２１または２２で６０株栽培でき、２段の栽培棚２１、２２で１２０株栽培できる。

トレイカバー４１の栽培穴４０には、スポンジ等の海綿状多孔質の担体（図示省略）を一部が栽培トレー２０内の培養液に浸るように挿し込み、その担体の切込み部に野菜等の植物の種を蒔く。

下段側（中間段のうちの最下段で装置全体の下から２段目）の栽培ボックス２３は、底部中央から立ち上がって上段側（中間段のうちの最上段で装置全体の上から２段目）の栽培ボックス２４の栽培棚２２の上方まで垂直に延びる培養液供給筒６０を備えている（図１〜図３参照）。

上段側（中間段のうちの最上段で装置全体の上から２段目）の栽培ボックス２４には、底部中央に、下段側の栽培ボックス２３の底部中央から立ち上がった培養液供給筒６０を隙間を空けて貫通させる貫通孔６１が設けられている（図１、図３参照）。

培養液供給筒６０は、底部中央に培養液導入口６２を有し、上端は開放端で、その開放端の周囲に等間隔で８個の切り込み溝状の培養液注出口６３が形成されている（図１、図３参照）。これら８個の培養液注出口６３は、上段側の栽培ボックス２４の栽培棚２２の上方に開口して４個の栽培トレイ２０のそれぞれに栽培棚２２中央側の上方から栽培液を注出するよう、１個の栽培トレイ２０に２個ずつで計８個設けられたものである。また、培養液供給筒６０には、下段側の栽培ボックス２３の栽培棚２１上方に開口して４個の栽培トレイ２０のそれぞれに栽培棚２１中央側の上方から栽培液を注出するよう、１個の栽培トレイ２０に２個ずつで計８個の穴状の培養液注出口６４が形成されている。

培養液導入口６２は、パイプ（図示省略）を介して培養液供給ポンプ９の吐出側に接続されている。

そして、各段の栽培ボックス２３、２４の栽培棚２１、２２には、栽培トレイ２０との間に流路を確保するよう、円弧状のリブ６５が同心円状の２列配置で不連続に設けられ、また、底部外周側の等間隔で６箇所（適宜変更可能である）に培養液排出孔６６が設けられている。これらの培養液排出孔６６には、それぞれ、下方からホース接続用のニップル（図示省略）が取り付けられ、培養液を培養液タンク８に戻すよう、ホース（図示省略）が連結される。これらのホースは、栽培ボックス２３、２４およびタンクボックス７の後壁中央部がコの字状に膨らんだ部分を通して培養液タンク８まで降ろす。

この水耕栽培装置１は、培養液供給ポンプ９で送られてくる培養液が、培養液導入口６２から培養液供給筒６０に入り、栽培ボックス２３、２４の中央部を上方へ送られて、各段の栽培ボックス２３、２４の栽培棚２１、２２の上方に開口する栽培液注出口６３、６４から各段に並ぶ栽培トレイ２０に供給され、また、上段側の栽培ボックス２４の栽培棚２２に流出した培養液が培養液供給筒６０の周囲の隙間から下段側に落ちて下段側の栽培棚２１に設置された栽培トレイ２０に供給される。そして、培養液は栽培トレイ２０の内側を、栽培棚２１、２２の中央に近い内側の小室５３から順に、各小室５３に一定量溜まった状態で仕切り５２を越えて順次外側の小室５３へ流れ、最も外側の小室５３まで流れた後、栽培トレイ２０の外枠５１の外周円弧部５１ａの栽培液流出孔５４から栽培棚２１、２２に流れ出て、培養液排出孔６６から排出され、培養液タンク８に戻る。

この水耕栽培装置の制御システムは、図５に示すとおりで、液面計１６、ｐＨ計１７、ＥＣ計１８、培養液用温度計１９、温湿度計２６、カメラ２８等からの検出信号が制御装置３に入力され、制御装置３から、調整ポンプ１２、１３、１４、培養液殺菌灯１５Ａ、空気用殺菌灯１５Ｂ、ＬＥＤ照明２５、排出ファン７１に制御信号が出力される。

そして、培養液タンク８内の培養液が培養液供給ポンプ９によって送り出され、培養液殺菌灯１５Ａで殺菌されて栽培棚２１、２２に供給され、栽培棚２１、２２から培養液タンク８に戻される。

また、ｐＨ計１７およびＥＣ計１８の検出信号に基いて調整ポンプ１２、１３が制御され、培養液成分の配合が調整されるとともに、ｐＨ計１７の検出信号に基づいて調整ポンプ１４が制御され、培養液のｐＨが調整される。

また、培養液タンク８内の培養液の電気伝導度測定結果から、培養液成分の変化が検出され、所定の培養液成分に調整するために第１の液肥タンク１０Ａあるいは第２の液肥タンク１０Ｂから調整ポンプ１２、１３によって液体肥料が培養液タンク８へ送られる。

また、培養液タンク８内の培養液が少なくなると、水供給管８０の電磁弁８１が開いて培養液タンク８に注水が行われる。

また、定期的に排出ファン７１によって栽培ボックス２３、２４の内部の換気が行われる。

これらの制御を自動運転で行う。そして、温度１０〜４０℃、湿度１５〜８５％、人工光源７０〜２５０μｍｏｌ／ｍ²／ｓｅｃの光量の環境下で植物の播種から育成までを一貫して行う。

この水耕栽培装置１は、略直立円筒状であるため、場所を取らずに設置でき、スペースに余裕の少ない船内でも設置場所の確保が容易である。

また、この水耕栽培装置１は、壁面が円筒状の衝撃に強い構造であるため、人や物が衝突しても変形などの損傷を受けにくく、緩衝効果もあるため、強い衝撃を受けても装置機能に影響がおよび難い。

また、この水耕栽培装置１は、ブロックごとに別々に移送して組み立てることができるため、運搬が容易で船内へも容易に運び込むことができ、短時間で組み立てることができ、停泊が短い船舶でも日数をかけずに設置することができる。

また、この水耕栽培装置１は、遮光用の扉３２の開閉によって栽培ボックス２３、２４内部の明暗を切り換え、播種・育苗から収穫までを同じ栽培棚で場所を移さずに一貫して行うことができ、効率よく栽培できる。

また、この水耕栽培装置１は、栽培トレイ２０を回転移動させることにより、栽培トレイ２０を容易に出し入れでき、また、栽培トレイ２０ごとに生育状況を容易に観察できる。

そして、この水耕栽培装置１は、下段側の栽培ボックス２３の底部中央から立ち上がる培養液供給筒６０によって各段の栽培トレイ２０に培養液が供給されるとともに、上段側の栽培ボックス２４の栽培棚２２に流出した培養液が培養液供給筒６０の周囲の隙間から下段側に落ちて下段側の栽培トレイ２０に栽培棚中央側から供給され、栽培棚中央側の小室５３から仕切り５２を越えて順次外側の室へ流れるため、栽培トレイ２０の全域に一定量の培養液が溜まった状態が維持され、また、栽培トレイ２０の外枠５１の高さが仕切り５２の高さよりも高くて、船舶が波による揺れや衝撃で傾いても、栽培トレイ２０ごとの流れが維持され、全ての栽培トレイ２０に培養液が行き渡る。そのため、各栽培トレイ２０に万遍なく培養液を行き渡させることができ、植物を安定して播種・育成することができる。

また、この水耕栽培装置１は、栽培トレイ２０から流れ出た培養液あるいは溢れ出た培養液が培養液排出孔６６から排出されて培養液タンク８に戻るよう構成されているので、船舶の傾きが大きくても、培養液が装置外部に溢れ出ることがない。

また、この水耕栽培装置１は、複数のブロックのボックス本体がＰＶＣの成形品で、軽いため、運搬・据え付けが容易である。

以上、この水耕栽培装置１を特に船内で野菜等を栽培する舶用水耕栽培装置として使用する場合について説明したが、この水耕栽培装置１は、陸上の建屋内で使用する水耕栽培装置としても好適である。陸上で使用する場合、上段側の栽培棚２２には培養液排出孔６６を設けない仕様も可能である。その他、本発明は、様々な態様で実施することができる。

１水耕栽培装置
２コントロールボックス
３制御装置
４タッチパネル
５ＡＥＣ表示部
５ＢｐＨ表示部
６ＵＳＢ挿入口
７タンクボックス
８培養液タンク
９培養液供給ポンプ
１０Ａ第１の液肥タンク
１０Ｂ第２の液肥タンク
１１ｐＨ調整液タンク
１２、１３、１４調整ポンプ
１５Ａ培養液用殺菌灯
１５Ｂ空気用殺菌灯
１６液面計
１７ｐＨ計
１８ＥＣ計
１９培養液用温度計
２０栽培トレイ
２１、２２栽培棚
２３、２４栽培ボックス
２５ＬＥＤ照明
２６温湿度計
２７ルーバー
２８カメラ
２９、３０開口部
３１（３１ａ、３１ｂ）透明な扉
３２（３２ａ、３２ｂ）遮光用の扉
３３（３３ａ、３３ｂ）非透明な扉
３５拡径垂下部
３６拡径部
３７溝
３８スタンド
３９固定板
４０栽培穴
４１トレイカバー
５１外枠
５１ａ円弧状外周部
５２仕切り
５３小室
５４栽培液流出孔
６０培養液供給筒
６１貫通孔
６２培養液導入口
６３培養液注出口
６４培養液注出口
６５リブ
６６培養液排出孔
７１排出ファン
８０水供給管
８２電磁弁
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ブロック

Claims

複数の円筒箱型のブロックが積み重ねられてなる略直立円筒状の水耕栽培装置であって、最上段のブロックは制御装置を収納するコントロールボックスを構成し、最下段のブロックは培養液タンクを収納するタンクボックスを構成し、中間段のブロックは分割円状の複数の栽培トレイを円形に並べて回転移動可能に設置する栽培棚を備えた栽培ボックスを構成し、前記中間段のブロックが構成する栽培ボックスは、前面側に、栽培トレイを出し入れ可能な窓状の開口部が設けられていて、該開口部を周方向に開閉するスライド式の透明な扉と遮光用の扉とが二重扉となる配置で設けられ、前記栽培ボックスには栽培棚の上方に人工照明が設置され、前記栽培トレイは、外枠の内側が外枠の円弧状外周部と同心状に配置された外枠よりも高さの低い複数の円弧状の仕切りによって同心状に並ぶ複数の弧状帯形の小室に区画され、前記複数の仕切りは、栽培棚中央側から栽培トレイに供給された栽培液が栽培棚中央側の室から仕切りを越えて順次外側の室へ流れるよう前記複数の仕切りの高さが外周側の仕切りほど低くされ、前記外枠の外周円弧部に栽培液流出孔が設けられ、前記培養液タンク内の培養液が、培養液供給用のポンプで圧送され前記栽培ボックスの中央部を上方へ送られて栽培トレイに供給されるよう構成されていることを特徴とする水耕栽培装置。
中間段が複数段のブロックからなり、それら中間段のうちの最下段のブロックが構成する栽培ボックスは、該栽培ボックスの底部中央から立ち上がって最上段の栽培ボックスの栽培棚上方まで垂直に延びる培養液供給筒を備え、該培養液供給筒は、底部に培養液導入口を有するとともに、各段の栽培ボックスの栽培棚上方に開口して栽培トレイに栽培棚中央側の上方から栽培液を注出する栽培液注出口を有し、中間段のうちの最下段より上段のブロックが構成する栽培ボックスは、底部中央に最下段の栽培ボックスの底部中央から立ち上がった前記培養液供給筒を隙間を空けて貫通させる貫通孔を備え、前記ポンプで送られてくる培養液が前記培養液導入口から培養液供給筒に入って、各段の栽培ボックスの栽培棚上方に開口する栽培液注出口から栽培トレイに供給されるとともに、上段側の栽培ボックスの栽培棚に流出した培養液が前記貫通孔と培養液供給筒との隙間から下段側に落ちて下段側の栽培トレイに供給されるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の水耕栽培装置。
中間段のブロックが構成する栽培ボックスの底部外周側の複数箇所に培養液排出孔が設けられ、栽培トレイから栽培棚に流出した培養液がそれら培養液排出孔から排出されて培養液タンクに戻るよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の水耕栽培装置。
前記栽培トレイが四半円状であることを特徴とする請求項１，２または３記載の水耕栽培装置。