JP7036167B2 - Hydroponics system - Google Patents
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Description
本発明は、水耕栽培システムに関する。 The present invention relates to a hydroponic cultivation system.
従来から、養液栽培を利用して野菜等の植物を屋内で栽培する水耕栽培システムが実用化されている。そのような水耕栽培システムにおいては、それぞれ栽培対象の植物が移植された複数の苗床を、定植側から収穫側へ移動させながら、当該植物の生長に合わせて苗床間のピッチを拡げることが可能な機構を備えたものが存在する。 Conventionally, a hydroponic cultivation system for cultivating plants such as vegetables indoors using hydroponic cultivation has been put into practical use. In such a hydroponic cultivation system, it is possible to expand the pitch between the nurseries according to the growth of the plants while moving a plurality of nurseries into which the plants to be cultivated are transplanted from the planting side to the harvesting side. There is one equipped with such a mechanism.
例えば、下記特許文献1には、底部に養液を流通させる複数本のトラフが平行かつ一面に配列された水耕栽培施設において、トラフ列の始端側から終端側へ向けてピッチが徐々に大きくなるピッチ漸増式搬送装置を駆動することによって各トラフを一斉に搬送することが開示されている。
For example, in
また、下記特許文献2には、一つの水平方向に対してほぼ直交した複数の面内で傾斜して配置された複数のトラフの間隔を、植物が成熟するにつれて上記水平方向において増大させて前進させる装置を備えた植物生育装置が開示されている。
Further, in
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の技術では、複数の苗が移植された各トラフが、水平面において、その移動方向に対して垂直な方向に延びて構成されているため、各トラフの搬送装置は、複数のスクリューを備えた複雑な機構とならざるを得ない。
However, in the techniques described in
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡素な機構により苗床を搬送できる水耕栽培システムを提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a hydroponic cultivation system capable of transporting a nursery by a simple mechanism.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る水耕栽培システムは、複数の苗床と、吊持部と、搬送機構とを有する。複数の苗床は、植物の苗が移植された長尺状のものである。吊持部は、上記複数の苗床が、上記苗の定植側から収穫側へ向かう所定の水平方向に配列された状態で当該各苗床を吊持する。上記搬送機構は、上記複数の苗床を、上記所定の水平方向における各苗床の間隔を、段階的または連続的に拡げながら当該所定の水平方向へ搬送する。 In order to achieve the above object, the hydroponic cultivation system according to one embodiment of the present invention has a plurality of nurseries, a hanging portion, and a transport mechanism. The nurseries are long ones with plant seedlings transplanted. The suspension section suspends each nursery in a state in which the plurality of nurseries are arranged in a predetermined horizontal direction from the planting side to the harvest side of the seedlings. The transport mechanism transports the plurality of nurseries in the predetermined horizontal direction while gradually or continuously increasing the distance between the nurseries in the predetermined horizontal direction.
これにより水耕栽培システムは、吊持部に吊持され所定の水平方向に配列された縦型の苗床を搬送機構によって水平搬送することで、横型の苗床を用いる場合に比べて簡素な機構により苗床を搬送できる。また水耕栽培システムは、吊持部が苗床を吊持することで、搬送機構に対して苗床の自重がかからないため、搬送機構の構造を簡素化し低コスト化することができる。 As a result, the hydroponic cultivation system uses a transport mechanism to horizontally transport the vertical nurseries suspended in the suspension section and arranged in a predetermined horizontal direction, resulting in a simpler mechanism than when using a horizontal nursery. The nursery can be transported. Further, in the hydroponic cultivation system, since the nursery is suspended by the hanging portion, the weight of the nursery is not applied to the transport mechanism, so that the structure of the transport mechanism can be simplified and the cost can be reduced.
上記各苗床または上記搬送機構は、上記各苗床の搬送時に当該各苗床を上記所定の水平方向へ摺動させる摺動機構を有してもよい。 The nursery or the transport mechanism may have a sliding mechanism that slides the nursery in the predetermined horizontal direction when the nursery is transported.
これにより水耕栽培システムは、各苗床をスムースに搬送させることができるとともに、各苗床の摩耗や破損を防止することができる。 As a result, the hydroponic cultivation system can smoothly transport each nursery and prevent wear and tear of each nursery.
上記搬送機構は、上記所定の水平方向へ向かって段階的にピッチが大きくなるように形成され、上記各苗床の上端が係合可能なねじ溝を有する1本のスクリューを有してもよい。 The transport mechanism may have one screw that is formed so that the pitch gradually increases toward the predetermined horizontal direction, and the upper end of each nursery has an engageable thread groove.
これにより水耕栽培システムは、1本のスクリューによって各苗床を搬送でき、システムを簡素化できる。 This allows the hydroponic cultivation system to transport each nursery with a single screw, simplifying the system.
上記スクリューのねじ山のうち上記定植側の端部は、新たに定植される所定数の苗床の上端をまとめて上記所定の水平方向へ摺動挿入させ上記ねじ溝に係合させることが可能な切欠き部を有してもよい。 Of the threads of the screw, the end portion on the planting side can be engaged with the screw groove by slidingly inserting the upper ends of a predetermined number of nurseries to be newly planted together in the predetermined horizontal direction. It may have a notch.
これにより水耕栽培システムは、スクリューが切欠き部を有することで、作業者に、所定数の苗床をスクリューに同時に挿入させることができるため、定植作業を効率化することができる。ここで所定数とは例えば3本、5本、10本等であるが、これらに限られない。 As a result, in the hydroponic cultivation system, since the screw has a notch, a predetermined number of nurseries can be inserted into the screw at the same time by the operator, so that the planting work can be made more efficient. Here, the predetermined number is, for example, 3, 5, 10, and the like, but is not limited thereto.
上記苗床は、上記吊持部に吊持される位置に、上記各苗床の搬送時に当該各苗床を上記吊持部上で上記所定の水平方向へ摺動させるローラ部材を有してもよい。この場合上記ローラ部材の上記所定の水平方向における幅は、上記スクリューの上記定植側の端部のピッチと合致してもよい。 The nursery may have a roller member at a position suspended by the suspension portion, which slides each nursery on the suspension portion in the predetermined horizontal direction when the nursery is transported. In this case, the width of the roller member in the predetermined horizontal direction may match the pitch of the end portion of the screw on the planting side.
これにより水耕栽培システムは、ローラ部材の幅とスクリューのピッチが合致することで、所定数の苗床が切欠き部から摺動挿入された場合に各苗床をスクリューのねじ溝に位置決めすることができ、各苗床の位置を調整するための余計な作業を省いて各苗床を水平方向にそのままスムースに搬送することができる。 As a result, the hydroponic cultivation system can position each nursery in the screw groove of the screw when a predetermined number of nurseries are slid and inserted from the notch by matching the width of the roller member and the pitch of the screw. It is possible to smoothly transport each nursery in the horizontal direction without extra work for adjusting the position of each nursery.
上記スクリューのうち、上記切欠き部が設けられた部分のねじ山及びねじ溝は、上記各苗床の上記所定の水平方向への搬送を規制し上記各苗床を当該スクリューの回転方向と平行な方向へ案内する停留部を有してもよい。 Of the screws, the threads and thread grooves in the portion where the notch is provided regulate the transport of each nursery in the predetermined horizontal direction, and make each nursery parallel to the rotation direction of the screw. It may have a stop to guide to.
これにより水耕栽培システムは、切欠き部を介して挿入された各苗床が、スクリューの回転に伴って移動する際に切欠き部の角に接触して損傷してしまい、ひいてはその損傷片等が植物上に落下してしまい異物が混入してしまうことを防ぐことができる。 As a result, in the hydroponic cultivation system, each nursery inserted through the notch is damaged by contacting the corner of the notch when moving with the rotation of the screw, and eventually the damaged piece etc. Can be prevented from falling onto the plant and being mixed with foreign matter.
上記スクリューは、両端部において当該スクリューの回転軸方向に連結穴がそれぞれ形成された所定長の複数のスクリュー部材と、当該複数のスクリュー部材の上記各連結穴に係合しそれぞれ2つのスクリュー部材を連結する連結部材とを有してもよい。この場合上記搬送機構は、上記スクリューの端部を軸支するスクリュー支持部と、当該スクリュー支持部と上記スクリューとの間に設けられ上記各スクリュー部材を上記回転軸方向へ付勢する付勢部材とを有してもよい。 The screw engages with a plurality of screw members having a predetermined length in which connecting holes are formed at both ends in the direction of the rotation axis of the screw, and two screw members each engaged with the connecting holes of the plurality of screw members. It may have a connecting member to be connected. In this case, the transport mechanism is provided between the screw support portion that pivotally supports the end portion of the screw and the screw support portion and the screw, and is an urging member that urges each screw member in the rotation axis direction. And may have.
これにより水耕栽培システムは、複数のスクリュー部材が連結されて構成されたスクリューを付勢部材によって付勢することで、スクリューが熱によって伸縮しその全長が変化した場合でも各スクリュー部材の位置を維持することができる。この場合、連結穴及び連結部材は、例えば円柱と当該円柱よりも直径が小さい半円柱とを組み合わせたような形状とされてもよい。 As a result, the hydroponic cultivation system uses a urging member to urge a screw composed of a plurality of screw members connected to each other, so that even if the screw expands and contracts due to heat and its overall length changes, the position of each screw member can be changed. Can be maintained. In this case, the connecting hole and the connecting member may be shaped like, for example, a combination of a cylinder and a semi-cylinder having a diameter smaller than that of the cylinder.
上記水耕栽培システムは、高さ方向において上記搬送機構と同一以下の位置に設けられ、上記各苗床に養液を供給する養液供給部をさらに有していてもよい。 The hydroponic cultivation system may be provided at a position equal to or lower than the transport mechanism in the height direction, and may further have a nutrient solution supply unit for supplying nutrient solution to each nursery.
これにより水耕栽培システムは、高さ方向において搬送機構と同一以下の位置に養液供給管を有することから、搬送機構が養液に晒されて腐食してしまうことがないため、耐久性を向上させることができる。 As a result, the hydroponic cultivation system has a nutrient solution supply pipe at a position equal to or lower than the transport mechanism in the height direction, so that the transport mechanism is not exposed to the nutrient solution and corrodes, thus improving durability. Can be improved.
上記各苗床は、当該各苗床の側面から各苗床の長手方向の垂直方向に突出して設けられ、上記養液供給部から供給される養液を上部から受けて上記苗床内部へ流通させる養液受管を有してもよい。 Each nursery is provided so as to project from the side surface of each nursery in the direction perpendicular to the longitudinal direction of each nursery, and receives the nutrient solution supplied from the nutrient solution supply unit from above and distributes it to the inside of the nursery. It may have a tube.
これにより水耕栽培システムは、養液供給部から供給される養液を、苗床に垂直な養液受部によって苗床内に流通させることで、養液受部内部で渦流を発生させ、それにより苗床内部の各苗に養液を万遍なく行き渡らせることができる。 As a result, the hydroponic cultivation system distributes the nutrient solution supplied from the nutrient solution supply section into the nursery by the nutrient solution receiving section perpendicular to the nursery, thereby generating a vortex inside the nutrient solution receiving section. The nutrient solution can be evenly distributed to each seedling inside the nursery.
上記養液供給部は、苗床の領域ごとに異なる養液を供給してもよい。 The nutrient solution supply unit may supply different nutrient solutions for each area of the nursery.
これにより水耕栽培システムは、植物の生長に合わせて成分や濃度の異なる養液を供給することができ、例えば所定の生長段階において、それ以前の養液を異なる成分の養液に置換することで、低カリウムレタス等の機能性野菜を容易に栽培することができる。また、苗床内において養液は垂直方向へ高速に流通することから、領域毎に異なる養液を用いた場合でも、それらのコンタミネーションが極力防止され、横型の苗床が用いられる場合に比べて、領域ごとに養液を異ならせることの効果を最大限に引き出すことができる。 As a result, the hydroponic cultivation system can supply nutrient solutions having different components and concentrations according to the growth of the plant. For example, at a predetermined growth stage, the previous nutrient solution is replaced with a nutrient solution having a different component. Therefore, functional vegetables such as low-potassium lettuce can be easily cultivated. In addition, since the nutrient solution flows at high speed in the vertical direction in the nursery, contamination is prevented as much as possible even when different nutrient solutions are used for each region, and compared to the case where a horizontal nursery is used. The effect of different nutrient solutions for each area can be maximized.
上記各苗床の上記所定の水平方向に垂直な面上における揺動を規制するガイド部材をさらに有してもよい。 Further, a guide member may be further provided to regulate the swing of each nursery on the plane perpendicular to the predetermined horizontal direction.
これにより水耕栽培システムは、苗床が搬送中等に搬送方向の垂直面上で振れるのを防止し、植物の生長にむらが出たり植物が損傷したりするのを防ぐことができる。 As a result, the hydroponic cultivation system can prevent the nursery from swinging on the vertical plane in the transport direction during transportation and the like, and can prevent uneven growth of the plant and damage to the plant.
以上説明したように、本発明によれば、簡素な機構により苗床を搬送できる水耕栽培システムを提供することができる。しかし、当該効果は本発明を限定するものではない。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hydroponic cultivation system capable of transporting a nursery bed by a simple mechanism. However, the effect does not limit the present invention.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[システムの構成]
図1は、本実施形態に係る水耕栽培システムの全体構成を示した図である。また図2は、図1に示した水耕栽培システムの一部拡大図である。また図3は、図2に示した水耕栽培システムを搬送方向から示した図である。
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the hydroponic cultivation system according to the present embodiment. Further, FIG. 2 is a partially enlarged view of the hydroponic cultivation system shown in FIG. Further, FIG. 3 is a diagram showing the hydroponic cultivation system shown in FIG. 2 from the transport direction.
この水耕栽培システムは、レタス、グリーンリーフ、サラダ菜、ミズ菜、ホウレンソウ、ハーブ類等の葉物野菜等の植物を栽培するためのシステムである。 This hydroponic cultivation system is a system for cultivating plants such as lettuce, green leaf, salad vegetables, water vegetables, spinach, and leafy vegetables such as herbs.
これらの図に示すように、水耕栽培システム100は、複数の栽培筒1と、当該各栽培筒1を吊持する栽培筒吊持部2と、各栽培筒1を所定の水平方向(図のX方向)へ搬送する搬送機構3とを有する。栽培筒吊持部2及び搬送機構3は、支柱フレーム4によって支持されている。
As shown in these figures, the
各栽培筒1は、栽培対象の上記葉物野菜の苗Vがその側面に移植された内部が中空の筒状の苗床である。栽培筒1の材質としては、例えば、ポリ塩化ビニル等が用いられる。
Each
栽培筒吊持部2は、例えば中央に栽培筒1の挿通用のスリットを有する、X方向に沿ったレールとして構成され、各栽培筒が、上記苗Vの定植側(図1及び図2の左側)から収穫側(図1及び図2の右側)へ向かう所定の水平方向(X方向)に配列された状態で当該各栽培筒1を吊持する。すなわち、各栽培筒1は、その長手方向が垂直方向(Y方向)となった状態で1列に吊持される。
The cultivation
そして、これら当該1列に吊持された複数の栽培筒1及び栽培筒吊持部2並びに搬送機構3からなる栽培ユニットが、上記搬送方向の垂直方向(Z方向)に複数設置されている。図3では2つの栽培ユニットのみが示されているが、もちろん、3つ以上の栽培ユニットが設置されていても構わない。
A plurality of cultivation units including the plurality of
図3に示すように、各栽培筒1は、栽培筒本体11と、当該栽培筒本体11から継手配管等を介して分岐形成され、移植された苗Vを保持する植付枝管12を有する。なお、図2では、各栽培筒1はその上部及び栽培筒本体11のみが簡略化されて示されている。また図3では、2つの栽培筒1が重なった状態が示されており、手前の栽培筒1が太線で、その奥(X方向の隣)の栽培筒1(の植付枝管12)が細線で示されている。
As shown in FIG. 3, each
同図に示すように、植付枝管12は、栽培筒1の長手方向に向かって栽培筒本体11の側面の対向する位置に互い違いに配置されている。さらに、手前の太線の栽培筒1と奥の細線の栽培筒1とで示されるように、隣接する栽培筒1は、搬送方向(X方向)において、それらの植付枝管12の位置が互い違いになるように(隣接する栽培筒1において植付枝管12同士が隣接しないように)配置されている。これにより、栽培システム100内において複数の栽培筒1を高密度に配置しながらも、各苗Vが接触するのを防止し、栽培空間の使用効率を向上させることができる。
As shown in the figure, the
YZ平面において植付枝管12と栽培筒本体11とがなす角度は、植付枝管12の分岐直後の部分が約90度、その余の部分が約45度となるよう屈曲形成されており、これにより苗Vの植付角度は約45度となっている。しかし、この植付角度はこれに限られない。
The angle between the planting
また、XY平面において植付枝管12と栽培筒本体11とがなす角度(植付枝管12の搬送方向に対する角度)は約90度とされるが、各栽培筒1が同図に示す状態からその長手方向の軸回りに例えば45度以内の角度だけ回転された状態とされてもよい。
Further, the angle between the planting
本実施形態では、栽培筒1の苗Vを成長させるための光の光源として、自然光(太陽光)を採り入れて苗Vへ照射する採光装置7及び人工光を苗Vへ照射するLED5を併用しているが、光源は自然光のみでもよく、人工光のみでもよい。
In the present embodiment, as a light source for growing the seedling V of the
採光装置7としては、光ダクトや天窓等が用いられ、加えて、太陽光追尾装置やルーバーが備えられていてもよい。また人工光源として、LED5に代えて、蛍光灯や有機発光ダイオード(OLED)等が用いられてもよい。
As the
図3に示すように、採光装置7は、自然光を採り入れる採光口71と、水平方向で対向する一対のアクリル板72と、採光口71とアクリル板72の間に設けられた拡散板73とを有する。
As shown in FIG. 3, the
アクリル板72の形状は板状に限定されず、フィルム状など種々の形状のものが用いられる。また、自然光を光源として利用する場合、アクリル板72の素材は、光は通すが熱は通しにくい素材であってもよく、銀、銀合金、アルミニウム、鋼板など光を反射する素材が用いられてもよい。光を反射する素材を用いる場合は、苗Vに光を当てるため、苗Vの位置に応じて、板に複数の孔を設ける必要がある。これにより、採光口71から採り入れられた自然光が、反射を繰り返しながら下方に伝搬するようになり、その伝搬する過程で、板に設けた孔から苗Vに光が照射されるようになっている。また、光源が人工光源のみの場合は、植物に光が当たらないことが無いよう(植物に影ができないよう)に、光を散乱する素材(例えば、金属や光散乱フィルムを貼った板等)や、光が栽培空間から漏洩せずに、栽培空間内で光を反射させる素材(例えば、銀、アルミニウムなどの金属や、白色などに着色したアクリルなどの樹脂)を用いた方がよい。
The shape of the
採光口71から採り入れられた太陽光は、拡散板73によって拡散され、アクリル板72の間で反射を繰り返しながら、アクリル板72の苗側の面から放光され、各栽培筒1の苗Vに照射される。
The sunlight taken in from the
また、LED5は、図2に示すように、例えば横長形状の複数のユニットとして構成され、図3に示すように、アクリル板72の苗側の面に設けられている。当該LED5は、例えば、上記苗Vに対して照射される光が、太陽光のみでは所定の目標値に達しない場合に、上記太陽光を補光する役割を担う。当該LED5による補光は、採光装置7による太陽光の照射と並行して実行されるほか、太陽光が照射されない夜間においても行われる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、上記各栽培筒1は、上述の通り、例えばポリ塩化ビニル等の材料で形成されているが、金属やその他の樹脂から形成されていてもよい。この場合、栽培筒1は、上記自然光または人工光に対して高い反射率(例えば70%以上)を有していること(銀色系や白色系の着色がされていること)が好ましい。これにより、採光装置7及びLED5から各栽培筒1に照射された光の反射光も苗Vの生長促進に有効利用することができる。
Further, as described above, each
図1乃至図3に示すように、搬送機構3は、上記一列の各栽培筒1をX方向へ搬送するための1本のスクリュー31を有する。詳細は後述するが、当該スクリュー31は、上記搬送方向へ向かって段階的にピッチが大きくなるように形成され、上記各栽培筒1の上端が係合可能なねじ溝を有する。これにより、搬送機構3は、図1及び図2に示すように、搬送方向(X方向)に向かって各栽培筒1の間隔を段階的または連続的に拡げながら各栽培筒1を搬送することが可能となる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
当該スクリュー31は、例えば図示しないモータ等で回転駆動することができるほか、図2に示すハンドル6を用いて作業者が手動で駆動することも可能とされている。当該スクリュー31の詳細については後述する。
The
図3に示すように、各栽培筒1の上部には、各栽培筒1に養液(固形又は液状の肥料を水に溶かした液体肥料)を供給するための養液供給管8が設けられている。養液は、図示しない養液タンクから図示しないポンプによって養液供給管8を流通し、栽培筒1の養液受管13の受け口まで供給され、当該養液受管13を介して栽培筒の内部の苗Vの根へ行き渡るようになっている。
As shown in FIG. 3, a nutrient
ここで、養液供給管8は、高さ方向(Y方向)において、上記搬送機構3と同一以下の位置に設けられる。これにより、搬送機構3が養液に晒されて腐食してしまうことがないため、耐久性を向上させることができる。
Here, the nutrient
また、養液受管13は、各栽培筒1の側面から各栽培筒1の長手方向の垂直方向(水平方向)に突出して設けられ、その端部の受け口から上記養液供給管8から供給される養液を受ける。これにより、受け口から流入した養液が水平方向の養液受管13に衝突し、養液受管13の内部で渦流が発生するため、栽培筒本体11の内部も渦を巻くように養液が流れるので、各苗Vに養液を万遍なく行き渡らせることができる。
Further, the nutrient
また、各栽培筒1の下部端部に相当する位置には、例えば各栽培筒1を挟んで対向する支柱フレームの間に、各栽培筒1が搬送方向に垂直な面(YZ平面)上における揺動を規制する栽培筒下部ガイド9が設けられている。これにより、各栽培筒1が搬送中等に搬送方向の垂直面上で振れるのが防止され、苗Vの生長にむらが出たり苗Vが損傷したりするのが防止される。
Further, at a position corresponding to the lower end of each
また、水耕栽培システム100は、図示しない空調装置を有しており、当該空調設備から供給される空気は、支柱フレーム4の上部の、搬送機構3の近傍に設けられた空調ダクト10から下方に噴出される。また、当該空気とは別に、水耕栽培システム100内部には、苗Vの光合成に用いられる二酸化炭素も供給され、当該二酸化炭素は上記空気と混合され、栽培空間に充填される。また、栽培空間はアクリル板72によって覆われているため、空調効率も向上する。
Further, the
その他、図示しないが、水耕栽培システム100は、上記LED5の駆動状態や、液肥ポンプからの養液の供給状態等を制御する制御装置を有している。
In addition, although not shown, the
[搬送機構及び摺動機構の構成]
次に、上記搬送機構3及びそれを補助する摺動機構について説明する。
[Structure of transport mechanism and sliding mechanism]
Next, the
図4は、図3に示した水耕栽培システム100の搬送機構3部分の拡大図である。また図5は、図4に示した搬送機構3を側面方向から示した図である。
FIG. 4 is an enlarged view of the
両図に示すように、各栽培筒1の上部の、栽培筒吊持部2に吊持される位置には、栽培筒1の本体11に接続された水平フレーム部材14を介して、一対のローラ部材15が設けられている。
As shown in both figures, a pair of
当該ローラ部材15は、同図Z方向の軸により回転可能とされており、当該ローラ部材15が栽培筒吊持部2に支持されることで、搬送機構3のスクリュー31による各栽培筒1の搬送時に、当該各栽培筒1を栽培筒吊持部2上で上記搬送方向(X方向)へ摺動させる摺動機構として機能する。当該摺動機構により、各栽培筒1をよりスムースに搬送させることができるとともに、各栽培筒1の摩耗や破損を防止することができる。
The
図5に示すように、各栽培筒1において、各ローラ部材15及びそれを保持する水平フレーム部材14の搬送方向における幅(長さ)は、上記スクリュー31の定植側の端部におけるピッチP1に合致している。これにより、定植側において各栽培筒1を新たにスクリュー31に係合させて定植作業を行う際に、各栽培筒1をスクリュー31に容易に位置決めすることができる。
As shown in FIG. 5, in each
また、図4に示すように、スクリュー31は、回転駆動時において、ローラ等で構成されたスクリューガイド33によってガイドされる。
Further, as shown in FIG. 4, the
図6は、図4に示した搬送機構3のスクリュー31の一部省略A-A断面図である。また図7は、図6のB部分の拡大図であり、図8は、図6のC部分の拡大図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA in which the
これらの図に示すように、スクリュー31は、所定長(例えば1200mm程度)の複数(例えば10本程度)のスクリュー部材35が、連結キー36によって連結されて構成されている。
As shown in these figures, the
各スクリュー部材35は、その両端部において、その回転軸方向に連結穴(図10の連結穴44(大径部44a及び小径部44b)参照)を有し、各連結キー36は、当該連結穴に係合する略円柱形状を有する。具体的には、各連結キー36は、円柱状のキー本体36aの表面に、当該キー本体36aよりも直径が小さい円柱状のキー歯36bが突出形成されて構成されている。
Each
スクリュー31は各栽培筒1を1ピッチずつ搬送方向に移動させるためのものであり、そのトルクは比較的小さいため、連結キー36及び連結穴の形状を円柱状としてもその連結強度を十分に保つことができ、また円柱状にすることで、角柱形状にする場合よりも加工の手間とコストを大きく下げることができる。
The
また、図8に示すように、スクリュー31のスクリュー軸37の端部はスクリュー軸受38によって軸支され、当該スクリュー軸受38とスクリュー31との間には、上記各スクリュー部材35をスクリュー31の回転軸方向(X方向)へ付勢する付勢部材としてのコイルばね32を有する。
Further, as shown in FIG. 8, the end of the
当該コイルばね32により、スクリュー部材35の連結力が維持されるとともに、スクリュー31が熱によって伸縮しその全長が変化した場合でも、各スクリュー部材35の位置を所定位置に維持することができる。
The
図9は、図6に示したスクリュー部材35の底面部分の斜視図である(すなわち、スクリュー部材35の天地を逆にして見た斜視図である)。また図10は、図9に示したスクリュー部材35を回転軸方向から見た図である。また図11は、図9に示したスクリュー部材35の一部拡大側面図である。
FIG. 9 is a perspective view of the bottom surface portion of the
これらの図に示すように、スクリュー部材35のねじ山41のうち上記定植側の端部には、直方体形状の切欠き部43が形成されている。当該切欠き部43は、新たに定植される所定数の栽培筒1の上端をまとめて上記搬送方向へ摺動挿入させ、ねじ溝42に係合させることが可能なものである。
As shown in these figures, a
当該切欠き部43により、作業者は、新たな定植時に所定数の栽培筒1をスクリュー31に図9の挿入方向へ同時に挿入させることができるため、定植作業を効率化することができる。ここで所定数とは例えば3本、5本、10本等であるが、これらに限られない。
The
上記図5でも説明したが、図11に示すように、各栽培筒1において、各ローラ部材15及びそれを保持する水平フレーム部材14の搬送方向における幅は、上記スクリュー31の定植側の端部におけるピッチP1(スクリュー31が1回転すると、栽培筒1はピッチP1分だけ搬送方向へ進む)に合致している。
As described with reference to FIG. 5, in each
これにより、複数(同図の例では5本)の栽培筒1が切欠き部43からまとめて摺動挿入された場合に、作業者は、各栽培筒1をスクリュー31のねじ溝42にそのまま位置決めすることができ、各栽培筒1の位置を調整するための余計な作業を省いて各栽培筒1を搬送方向にそのままスムースに搬送することができる。
As a result, when a plurality of cultivation cylinders 1 (five in the example of the figure) are slidably inserted from the
また、上述したように、スクリュー31のピッチは、定植側から収穫側にかけて徐々に(段階的に)大きくなるように設計されている。定植側の(最も小さい)ピッチは例えば50mmであり、それから収穫側へ向かって例えば100mm、150mm、200mmと段階的に拡大する。同一のピッチとなるピッチ数は、作業者が定植側においてまとめて定植する栽培筒1の本数及び収穫側においてまとめて収穫する栽培筒1の本数と合致し、またはそれらの本数の整数倍とされてもよい。
Further, as described above, the pitch of the
図12は、図9に示したスクリュー部材35の略式展開図である。
FIG. 12 is a schematic development view of the
同図に示すように、スクリュー部材35の定植側端部において切欠き部43が設けられた部分のねじ山41及びねじ溝42は、停留部45を有する。当該停留部45は、各栽培筒1の搬送方向(X方向)への搬送を規制し、上記各栽培筒1をスクリュー31の回転方向と平行な方向へ案内する停留部45を有する。
As shown in the figure, the
すなわち、上記定植側端部のねじ山41及びねじ溝42は、その螺旋状の軌道が切欠き部43のやや手前の位置で一旦停止し、回転軸の平行方向(Y方向)に軌道修正され、切欠き部43をやや過ぎた位置から再び螺旋状の軌道に戻るような形状とされている。
That is, the
当該停留部45が設けられることで、切欠き部43を介して挿入された各栽培筒が、スクリュー31の回転に伴って移動する際に、切欠き部43の角に接触したり引っ掛かったりして損傷してしまうのを防ぐことができ、ひいてはその損傷片等が栽培筒1の苗V上に落下して、苗Vに異物が混入してしまうことを防ぐことができる。
By providing the retaining
[領域毎に異なる養液の供給]
本実施形態においては、水耕栽培システム100は、栽培筒1の苗Vに供給する養液を、領域毎に異ならせることができる。図13は、水耕栽培システム100を、供給養液毎の領域に分割した様子を示した図である。
[Supply of different nutrient solution for each area]
In the present embodiment, the
同図に示すように、水耕栽培システム100は、隣接間隔(すなわち、対応するスクリュー31のピッチ)が同一の栽培筒1の領域ごとに異なる養液(例えばスクリュー31の異なるピッチの数が3つであれば、3つの異なる養液)を供給することができる。
As shown in the figure, the
上述したように、栽培筒1は垂直方向に吊持されていることから、養液供給管8から養液受管13を介して供給される養液は、栽培筒1内において垂直方向へ高速に流通することから、領域毎に異なる養液を用いた場合でも、それらのコンタミネーションが極力防止される。したがって、横型の苗床が用いられる場合に比べて、領域毎に養液を異ならせることの効果を最大限に引き出すことができる。
As described above, since the
これにより水耕栽培システム100は、苗Vの生長に合わせて成分や濃度の異なる養液を供給することができ、例えば所定の生長段階において、それ以前の養液を異なる成分の養液に置換することで、低カリウムレタス等の機能性野菜を容易に栽培することができる。
As a result, the
[まとめ]
以上説明したように、本実施形態によれば、水耕栽培システム100は、栽培筒吊持部2に吊持され搬送方向に一列に配列された縦型の栽培筒1を搬送機構3(1本のスクリュー31)によって水平搬送することで、横型の苗床を用いる場合に比べて簡素な機構により苗床を搬送できる。また、栽培筒吊持部2が栽培筒1を吊持することで、搬送機構3に対して栽培筒1の自重がかからないため、搬送機構3の構造を簡素化し低コスト化することができる。さらに、高さ方向において搬送機構3と同一以下の位置に養液供給管8を有することから、搬送機構3が養液に晒されて腐食してしまうことがないため、耐久性を向上させることができる。
[summary]
As described above, according to the present embodiment, the
[変形例]
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
上述の実施形態において、搬送機構3はピッチが段階的に大きくなるスクリュー31によって構成された。しかし、搬送機構3はこれに限られない。例えば、搬送機構3として、図14に示すようなリンク機構を用いることもできる。
In the above-described embodiment, the
同図は、当該搬送機構3としてのリンク機構50の略式透過側面図である。同図に示すように、リンク機構50は、天井部51及びアーム部52を有する。
The figure is a schematic transmission side view of the
アーム部52は例えば細長い菱形状の板部材で構成され、その両端部には、Z方向の軸回りに回転可能な上部ローラ54及び下部ローラ55が設けられる。またアーム部52は例えばその上部ローラ側において、栽培筒1の水平フレーム部材14の側壁と、支軸53を介して回転可能に連結されている。栽培筒1は、上述の実施形態と同様の、栽培筒吊持部2上を摺動可能なローラ部材15を有する。
The
また天井部51は、その高さ(天井部51と栽培筒吊持部2との間の距離)が斜面を介して段階的に小さくなるように形成されている。
Further, the
この構成により、最も定植側(同図左端)の栽培筒1が搬送方向(X方向右側)へ移動すると、栽培筒1に接続されたアーム部52の下部ローラ55がその1つ前の栽培筒1を押すことで、複数の栽培筒1が連動して搬送方向へ移動する。それとともに、上記天井部51の高さが段階的に小さくなっていることから、それに沿って上部ローラ54の位置が下方へ移動するとともに、支軸53を中心にアーム部52が搬送方向へ回転し、それにより下部ローラ55の位置も搬送方向へ移動することから、下部ローラ55によって押される1つ前の栽培筒1との間の距離も、天井部51の高さの変化に伴って大きくなる。
With this configuration, when the
このような構成により、上記ピッチの異なるスクリュー31と同様に、栽培筒1間の間隔を段階的に広げながら各栽培筒1を搬送方向へ搬送することが可能となる。
With such a configuration, it is possible to transport each
上述の実施形態では、摺動部材としてのローラ部材15は各栽培筒1の上部(栽培筒吊持部2に支持される部分)に設けられた。しかし、ローラ部材は栽培筒1に設けられる代わりに、栽培筒吊持部2に設けられてもよい。
In the above-described embodiment, the
図15は、ローラ部材が栽培筒吊持部2に設けられた場合の摺動機構の構成を搬送方向側から示した図である。同図に示すように、栽培筒吊持部2の底面及び側面には、栽培筒1の水平フレーム部材14を搬送方向へ摺動させるための複数の円柱状のホイール61(いわゆるミニミニホイール)が設けられている。当該ホイール61は、搬送方向の定植側から収穫側に亘って多数隣接して設けられ、ホイールコンベアとして機能する。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the sliding mechanism when the roller member is provided on the cultivation
各ホイール61は、円柱状に限らず、複数の円盤状ローラがZ方向に連結されて構成されていてもよい。また同図では搬送機構としてスクリュー31が示されているが、当該スクリュー31に代えて上記リンク機構50が用いられてもよい。
Each
これにより、栽培筒1の構造をより簡素化することができ、栽培筒1を定植する際の作業性が向上する。
As a result, the structure of the
上述の実施形態におけるスクリュー31の切欠き部43の長さは、図示したものに限られず、より多くの本数の栽培筒1をまとめて摺動挿入できるものであってもよい。また、上記スクリュー31の停留部45の長さ(面積)も、図示したものに限られず、適宜変更可能である。
The length of the
また、スクリュー31の異なるピッチの数も上述の実施形態で図示したものに限られず、適宜変更可能であり、またその場合、ピッチの数に応じて用いる異なる養液の数も併せて適宜変更可能である。
Further, the number of different pitches of the
上述の実施形態においては、苗が移植された苗床として栽培筒1が示された。しかし、苗床は筒状に限られず、側面に苗を保持可能な円柱状の発泡体(スポンジ等)や、側面から苗を吊下げ可能な棒状体等、長尺状のものであればどのような形態のものであっても構わない。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、養液は、養液タンクからポンプによって養液供給管8を流通し、栽培筒1の養液受管13の受け口まで供給され、当該養液受管13を介して栽培筒の内部へ供給された。しかし、養液供給管8に代えて、スクリュー31の軸方向の中心に穴が設けられ、当該スクリュー1の穴を通して各栽培筒1へ養液が供給されてもよい。
In the above-described embodiment, the nutrient solution is distributed from the nutrient solution tank through the nutrient
1…栽培筒
2…栽培筒吊持部
3…搬送機構
4…支柱フレーム
5…LED
7…採光装置
8…養液供給管
9…栽培筒下部ガイド
10…空調ダクト
11…栽培筒本体
12…植付枝管
13…養液受管
14…水平フレーム部材
15…ローラ部材
31…スクリュー
32…コイルばね
35…スクリュー部材
36…連結キー
41…ねじ山
42…ねじ溝
43…切欠き部
44…連結穴
45…停留部
50…リンク機構
51…天井部
52…アーム部
53…支軸
54…上部ローラ
55…下部ローラ
61…ホイール
V…苗
1 ...
7 ...
Claims (6)
前記複数の栽培筒が、前記苗の定植側から収穫側へ向かう所定の水平方向に配列された状態で当該各栽培筒を吊持する吊持部と、
前記複数の栽培筒の各栽培筒に養液を供給する養液供給部と、
前記各栽培筒または前記吊持部を前記所定の水平方向へ移動可能とする摺動機構と、
を具備する水耕栽培システムであって、
前記各栽培筒は、前記定植側の端部において隣接する前記栽培筒間の中心間距離と同一の前記水平方向長さを有する水平フレーム部材を有する
水耕栽培システム。 Multiple long cultivation tubes with plant seedlings transplanted and erected vertically,
A holding portion for suspending each of the cultivation tubes in a state in which the plurality of cultivation tubes are arranged in a predetermined horizontal direction from the planting side to the harvest side of the seedlings.
A nutrient solution supply unit that supplies nutrient solution to each cultivation tube of the plurality of cultivation tubes,
A sliding mechanism that allows each cultivation cylinder or the hanging portion to move in the predetermined horizontal direction,
It is a hydroponic cultivation system equipped with
Each of the cultivation tubes is a hydroponic cultivation system having a horizontal frame member having the same horizontal length as the distance between the centers of adjacent cultivation tubes at the end on the planting side.
前記各栽培筒は、前記吊持部に吊持される位置に、前記各栽培筒の移動時に当該各栽培筒を前記吊持部上で前記所定の水平方向へ摺動させるローラ部材を有する
水耕栽培システム。 The hydroponic cultivation system according to claim 1.
Each cultivation cylinder has a roller member at a position suspended by the suspension portion, which slides each cultivation cylinder on the suspension portion in the predetermined horizontal direction when the cultivation cylinders are moved. Hydroponics system.
前記吊持部は、前記各苗床の移動時に当該各栽培筒を前記吊持部上で前記所定の水平方向へ摺動させるローラ部材を有する
水耕栽培システム。 The hydroponic cultivation system according to claim 1.
The suspension portion is a hydroponic cultivation system having a roller member that slides each cultivation cylinder on the suspension portion in the predetermined horizontal direction when each nursery bed is moved.
前記複数の栽培筒を前記所定の水平方向へ搬送する搬送機構を有する
水耕栽培システム。 The hydroponic cultivation system according to claim 1 to claim 3.
A hydroponic cultivation system having a transport mechanism for transporting the plurality of cultivation cylinders in the predetermined horizontal direction.
前記搬送機構が、前記各栽培筒の上端が係合可能なねじ溝を有する1本のスクリューを有する
水耕栽培システム。 The hydroponic cultivation system according to claim 1 to 4.
A hydroponic cultivation system in which the transfer mechanism has one screw having a threaded groove at which the upper end of each cultivation cylinder can be engaged.
前記各栽培筒は、各栽培筒の側面から各栽培筒の長手方向の垂直方向に突出して設けられ、前記養液供給部から供給される養液を上部から受けて前記栽培筒内部へ流通される養液受管を有する
水耕栽培システム。 The hydroponic cultivation system according to claim 1 to 5.
Each of the cultivation tubes is provided so as to project from the side surface of each cultivation tube in the vertical direction in the longitudinal direction of each cultivation tube, and receives the nutrient solution supplied from the nutrient solution supply unit from the upper part and is distributed to the inside of the cultivation tube. A hydroponic cultivation system with a nutrient solution receiving pipe.
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