JP7483370B2 - 水耕パネル洗浄装置および水耕パネル洗浄装置用のブラシ - Google Patents

Description

この発明は、水耕栽培に用いられる水耕パネルを洗浄するための水耕パネル洗浄装置と、水耕パネル洗浄装置に用いられるブラシとに関する。

栽培室内で野菜等の植物を栽培する植物工場では、成長に必要な養分を溶かした養液により植物を育成する水耕栽培が行われている。水耕栽培には、図１４に示すような、発泡スチロール製の水耕パネル９が広く用いられている。水耕パネル９は、扁平な矩形状の板状体であり、面積の広い表裏両面を植物が植えられる定植面９１と呼び、外周の端面を非定植面９２と呼んでいる。定植面９１には、植物の間隔をあけて保持するための複数の定植孔９０が貫通して設けられている。

水耕パネルを繰り返し使用するには、使用済の水耕パネルを洗浄することにより、付着した藻、菌などの汚れを落とし、食い込んだ根の残渣を取り除くことが必要となる。従来、この種の水耕パネル洗浄装置として、水耕パネルの表裏両面および両側端面に向けて高圧水を吹き付けて水耕パネルの定植面および非定植面を洗浄するタイプのもの（例えば、特許文献１参照）や、水耕パネルの表裏両面に向けて洗浄液を噴射しつつ水耕パネルの定植面をブラシで洗浄するタイプのもの（例えば、特許文献２参照）など、種々のタイプのものが提案されている。

特開２０１５－２２３１３６号公報 実開昭６３－３８７５９号公報

しかし、いずれの水耕パネル洗浄装置も、洗浄性能に差異があるため、定植面と非定植面との両方について、ぬめりのある藻、菌類などの汚れを確実に落とすのが難しく、また、発泡樹脂製の水耕パネルに見られる根の食い込みなどの根の残渣を取り除くことも容易でなく、十分な洗浄効果が得られない、という問題があった。

また、水耕パネル洗浄装置のうち、ブラシを用いた水耕パネル洗浄装置は、洗浄能力に優れているが、水耕パネルをブラシで傷付けるおそれがあり、水耕パネルの寿命に悪影響を及ぼすという問題がある。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、定植面および非定植面の両方について、十分な洗浄効果を得ることができる水耕パネル洗浄装置を提供することを目的とする。

この発明が他に目的とするところは、水耕パネルを傷付けることなく汚れを落とし、根の残渣を確実に取り除くことができる水耕パネル洗浄装置用のブラシを提供することにある。

この発明による水耕パネル洗浄装置は、水耕パネルを洗浄するためのものであって、複数の洗浄機構と、水耕パネルを搬送する搬送経路とを有する。複数の洗浄機構のうちのいずれかは、搬送経路沿いに配置される少なくとも１つのブラシと、ブラシを回転させるブラシ駆動機構とを含む洗浄機構よりなる。

この発明による水耕パネル洗浄装置に洗浄対象の水耕パネルが搬入されると、水耕パネルは搬送経路を搬送されつつ複数の洗浄機構によりぬめりのある藻や菌類の汚れが落とされ、根の食い込みなどの根の残渣が取り除かれる。この場合、複数の洗浄機構のうちのいずれかは、定植面の洗浄に適するブラシを用いた洗浄機構であるので、この洗浄機構に非定植面の洗浄に適する洗浄機構を組み合わせることで、水耕パネルの定植面および非定植面に付着した汚れを確実に落とし、水耕パネルに食い込んだ根の残渣を確実に取り除くことが可能であり、定植面と非定植面の両方を十分に洗浄できる。この場合、水耕パネルの洗浄は、通過中であってもよく、また、留まった状態であってもよい。なお、水耕パネルの搬送は、動力による自動搬送、手操作による手動搬送のいずれであってもよい。

水耕パネルは、典型的には発泡樹脂製であるが、これに限らず、発泡樹脂以外のものであってもよい。

好ましい実施形態においては、複数の洗浄機構は、ブラシおよびブラシ駆動機構を含む第１の洗浄機構と、ブラシおよびブラシ駆動機構を含まない他の洗浄機構とからなるものである。第１の洗浄機構を構成するブラシは、水耕パネルの定植面が通過する経路上に毛の先端部が位置するように配置される。

ブラシを用いた洗浄機構は、水耕パネルの定植面の洗浄に適し、ブラシを水耕パネルの定植面が通過する経路上に毛の先端部が位置するように配置することにより水耕パネルの定植面が十分に洗浄される。

好ましい実施形態においては、他の洗浄機構は、搬送路沿いに配置される板状の洗浄体を含む洗浄機構を含んでいる。洗浄体は、水耕パネルの非定植面が通過する経路に表面が沿うように配置される。

板状の洗浄体を用いた洗浄機構は、水耕パネルの非定植面の洗浄に適し、洗浄体を水耕パネルの非定植面が通過する経路に表面が沿うように配置することにより水耕パネルの非定植面が十分に洗浄される。なお、洗浄体は、往復動機構により往復動させるのが望ましいが、これに限定されるものではなく、動かさずに固定したものであってもよい。

他の好ましい実施形態においては、搬送路沿いに配置される水の噴射ノズルおよび噴射ノズルへ水を送るポンプを含む洗浄機構をさらに含んでいる。噴射ノズルは、水耕パネルの定植面が通過する経路に噴射孔が向くように配置される。

高圧水の噴射ノズルを用いた洗浄機構は、水耕パネルの定植面のみならず、定植孔の洗浄に適しており、噴射ノズルを水耕パネルの定植面が通過する経路に噴射孔が向くように配置することにより水耕パネルの定植孔の内面が十分に洗浄される。なお、噴射ノズルより噴射する水は、加温された温水が望ましいが、常温の水であってもよい。また、水は、高圧で噴射される高圧水が望ましいが、これに限定されるものではない。

水耕パネル洗浄装置は、好ましくは、洗浄機構および搬送経路を内部に有する筐体をさらに有している。筐体は、搬送経路へ洗浄対象の水耕パネルを搬入するための搬入口と、搬送経路より洗浄済の水耕パネルを搬出させる搬出口とを有する。

この発明によるブラシは、好ましくは、毛の太さが０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。

水耕パネルに作用する毛の物理的な力は、毛の太さに応じて強くなり、毛が太いと、汚れや根の残渣を除去する能力が高められるが、その一方で水耕パネルを傷付け易くなることから、毛の太さを上記の最適な範囲に設定する。ここで、「毛の太さ」とは、毛の断面形状が真円であれば、真円の直径をいい、真円でない円であれば、円の最大径をいう。

この発明のブラシによると、水耕パネルを傷付けることなく、水耕パネルに付着した汚れを落とし、水耕パネルに食い込んだ根の残渣を取り除くことができる。

好ましい実施態様においては、毛は、円筒状の軸体の周囲に放射状に設けられたものであり、ブラシ外径が６０ｍｍ以下となるように毛の長さが設定される。

また、好ましい実施態様においては、毛は、円筒状の軸体の周囲に放射状に設けられたものであり、毛の長さが軸体の径の０．５倍以上、１．５倍以下に設定される。

この発明の水耕パネル洗浄装置によれば、定植面および非定植面の両方について、十分な洗浄効果を得ることができる。
また、この発明の水耕パネル洗浄装置用のブラシによれば、水耕パネルを傷付けることなく汚れを落とし、根の残渣を確実に取り除くことができる。

水耕パネル洗浄装置の外観を示す斜視図である。 水耕パネル洗浄装置の内部機構の一例を示す説明図である。 洗浄体の往復動機構の原理説明図である。 ブラシの第１の実施形態を示す一部を断面した正面図である。 ブラシの第２の実施形態を示す正面図である。 ブラシの第３の実施形態を示す一部を断面した正面図である。 水耕パネル洗浄装置の内部機構の他の例を示す説明図である。 図４に示すブラシを用いた定植面の洗浄機構の斜視図である。 図４に示すブラシを用いた非定植面の洗浄機構の斜視図である。 図４および図５に示すブラシを用いた定植面の洗浄機構の斜視図である。 図５に示すブラシを用いた非定植面の洗浄機構の斜視図である。 ブラシの毛の太さと水耕パネルの洗浄効果との関係を説明するための実験データである。 ブラシによる水耕パネルの洗浄効果を説明するための実験データである。 水耕パネルの外観を示す斜視図である。

（１）水耕パネル洗浄装置の構成
図１および図２は、水耕パネル洗浄装置５の一実施形態を示す。この実施形態の水耕パネル洗浄装置５は、第１～第３の各洗浄機構１１，１２，１３と、水耕パネル９を水平な搬送経路７０に沿って搬送する搬送機構７とを有している。この装置の筐体５０は、搬送経路７０へ洗浄対象の水耕パネル９を搬入するための搬入口５１と、搬送経路７０より洗浄済の水耕パネル９を搬出させる搬出口５２とを有する。なお、図示していないが、搬出口５２の外側には、洗浄済の水耕パネル９を回収するトレイが配備される。

筐体５０の内部に、図中、Ｘで示す上部空間に、第１～第３の各洗浄機構１１，１２，１３と搬送機構７と洗浄液噴射機構８とが組み込まれる。第１の洗浄機構１１は、ブラシ１Ａ，１０Ａを用いた定植面の洗浄機構６である。第２の洗浄機構１２は、板状の洗浄体１０２を用いた非定植面の洗浄機構１００である。第３の洗浄機構１３は、高圧水の噴射ノズル１１２，１１３を用いた定植面等の洗浄機構１１０であり、水耕パネル９の定植面９１のみならず、定植孔９０の洗浄に適している。

Ｙで示す下部空間には、第１の洗浄機構１１のブラシ１Ａ，１０Ａを回転駆動するブラシ駆動機構６０，第２の洗浄機構１２の洗浄体１０２を往復駆動する往復動機構１０１、第３の洗浄機構の噴射ノズル１１２，１１３に高圧水を送るポンプ１１１、搬送機構７を駆動する駆動機構７４の他、構成各部の動作を制御する制御装置、構成各部や制御装置に電源を供給する電源装置などが組み込まれている。

第１の洗浄機構１１は、水耕パネル９の表裏両面（定植面９１）を第１ブラシ１Ａおよび第２ブラシ１０Ａにより洗浄するもので、第１ブラシ１Ａ、第２ブラシ１０Ａ，およびブラシ駆動機構６０とで定植面の洗浄機構６を構成する。第１ブラシ１Ａおよび第２ブラシ１０Ａは搬送経路７０に沿って上側および下側の異なる位置にそれぞれ配置される。第１ブラシ１Ａは搬送経路７０を挟んで搬送ローラー７３と上下に対向している。第２ブラシ１０Ａは２個の搬送ローラー７３，７３の中間に位置している。

第１ブラシ１Ａは、水耕パネル９の表面の定植面９１が通過する経路上に毛２の先端部が位置するように配置されるもので、水耕パネル９の表面側の定植面９１を洗浄する。
第２ブラシ１０Ａは、水耕パネル９の裏面の定植面９１が通過する経路上に毛２の先端部が位置するように配置されるもので、水耕パネル９の裏面側の定植面９１を清浄する。
第１ブラシ１Ａおよび第２ブラシ１０Ａは、図４に示す第１の実施形態の円筒状のブラシであり、ブラシ外径が異なっている。なお、第１の実施形態のブラシ１Ａ，１０Ａの詳細は後述する。

第２の洗浄機構１２は、水耕パネル９の両側端面（非定植面９２）を左右一対の板状の洗浄体１０２，１０２により洗浄するもので、左右一対の洗浄体１０２と往復動機構１０１とで非定植面の洗浄機構１００を構成する。各洗浄体１０２は、この実施例では、ポリエステルよりなる不織布とポリウレタンフォームよりなるスポンジとを貼り合わせたものを用いているが、一定の厚み（例えば５０～１００ｍｍ）を有する帯状体ないしは直方体であって、表面が柔軟なものであれば、これに限定されるものではない。

この実施例の往復動機構１０１は、洗浄体１０２を揺動させるもので、これにより洗浄体１０２が水耕パネル９の側端面を擦るようにして洗浄する。
図３は往復動機構１０１の一例を示しており、図示しないモータによる回転運動を揺動運動に変えるカム板１０３とクランク１０４，１０５とを備えている。なお、図中、１０６～１０８は２つの部材を回動自由に連結する枢軸である。

カム板１０３が回転すると、クランク１０４，１０５が回転運動を揺動運動に変えて洗浄体１０２に伝え、これにより洗浄体１０２が図中、一点鎖線で示すように揺動する。なお、往復動機構１０１は、洗浄体１０２を揺動させる態様のものに限らず、往復直線運動させる態様のものであってもよい。また、洗浄体１０２は、動かさずに固定したものであってもよい。

第３の洗浄機構１３は、水耕パネル９の表裏両面および両側端面に向けて噴射ノズル１１２，１１３により温水を高圧で噴射させて水耕パネル９の定植面９１、非定植面９２、および定植孔９０を洗浄するもので、噴射ノズル１１２，１１３とポンプ１１０とで定植面等の洗浄機構１１０を構成する。
各噴射ノズル１１２，１１３は水耕パネル９の幅に対応する長さを有する筒状体であり、上側のノズル１１２には下面に、下側のノズル１１３には上面に、それぞれ複数個の高圧水の噴射孔（図示せず）が一定間隔毎に設けられている。この実施例では、各噴射ノズル１１２，１１３を図示しない揺動フレームに支持させて揺動させているが、これに限らず、固定フレームに支持させてもよい。なお、噴射する水は、高圧水、例えば圧力が０．５～１．５ＭＰａの高圧水が望ましいが、高圧水に限定されない。また、噴射する水は、温水に代えて、常温の水を用いることもできる。

搬送機構７は、水耕パネル９を筐体５０内に取り込んで水平な搬送経路７０に沿って搬送し、筐体５０外へ送り出すものであり、水耕パネル９を上下より挟んで前送りする前後２対の搬送ローラー７１，７２および水耕パネル９を下面より支持して前送りする２個の搬送ローラー７３によって構成されている。各搬送ローラー７１，７２，７３は、モータを駆動源とする駆動機構７４により回転駆動される。なお、この実施例では、各搬送ローラー７１，７２，７３は駆動機構７４により駆動しているが、これに限らず、ハンドル操作などにより駆動して、水耕パネル９を手動で搬送させるようにしてもよい。

水耕パネル９は、ポリスチレン（ＰＳ）とポリプロピレン（ＰＰ）の混合素材よりなる発泡樹脂を用いた金型成形品であるが、それ以外の発泡樹脂、例えば、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）やポリスチレン（ＰＰ）などの発泡樹脂を用いた金型成形品であってもよい。さらに、水耕パネル９は、発泡樹脂の金型成形品に限らず、射出成形や真空成形による樹脂成形品であってもよい。

（２）ブラシの構成
図４～図６は、水耕パネル洗浄装置に組み込まれるブラシの実施形態を示している。図４は、第１の実施形態のブラシ１Ａを示し、円筒状の軸体３の周囲に多数本の毛２が放射状に設けられたものである。この実施形態のブラシ１Ａは、水耕パネル９の定植面９１を洗浄するのに好適であるが、水耕パネル９の非定植面９２の洗浄にも用いることができる。

毛２は複数本ずつが軸体３の周面に植え付けられている。この実施形態のブラシ１Ａでは、毛２は複数本ずつが複数行、複数列にわたって外周面の全体に均等に植設されているが、これに限らず、螺旋を巻くように外周面の全体にわたって植設してもよい。
軸体３の両端には回転軸３０が連結される。回転軸３０はブラシ駆動機構６０により連繋され、ブラシ駆動機構６０の駆動によってブラシ１Ａが図中、矢印で示す方向へ回転する。ブラシ駆動機構６０はモータを駆動源とし、歯車や伝動ベルトなどの動力伝達機構を含む。

毛２は、柔軟で可撓性と弾性とを有するもので、吸水性が低く、耐熱性に優れた材質のものが望ましい。例えば、ナイロン６６のような化学繊維が用いられるが、これに限られず、ナイロン６６以外の化学繊維であってもよく、また、化学繊維以外に獣毛や植物繊維を用いることもできる。

毛２は、長さ方向と直交する方向の断面形状がほぼ真円であり、毛２の太さ（直径）は、０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下が好適であり、さらに、この範囲内では０．１ｍｍの太さのものが好適である。毛２の太さが０．０５ｍｍより小さいと、洗浄効果が低下し、０．１５ｍｍを越えると、水耕パネル９の表面を傷付けるおそれがある。

全ての毛２は、同一長さであり、ブラシ１Ａの外形は円筒形状をなす。水耕パネル９に食い込んだ根の残渣の除去能力を高めるために、ブラシ１Ａは、ブラシ外径Ｒが６０ｍｍ以下（４０ｍｍ以下が好適）となるように毛２の長さＬが設定され、さらに、毛２の長さＬは、軸体３の直径ｒの０．５倍以上、１．５倍以下の範囲内に設定されるのが望ましい。
図２の水耕パネル洗浄装置５に組み込まれた第１ブラシ１Ａはブラシ外形Ｒが２０ｍｍのものであり、第２ブラシ１０Ａはブラシ外形Ｒが４０ｍｍのものである。

図５は、水耕パネル洗浄装置用のブラシの第２の実施形態を示している。この実施形態のブラシ１Ｂは、円盤状の本体部４の平坦な表面に同一長さの毛２０が方向を揃えて設けられたものであり、水耕パネル９の定植面９１の洗浄にも非定植面９２の洗浄にも用いることが可能である。毛２０は複数本ずつが本体部４の表面に植え付けられ、そのように植え付けられる毛２０は本体部４の表面の全体にわたっている。
本体部４の背面には連結フランジ４０を介して回転軸４１が連結される。回転軸４１は図示しないブラシ駆動機構に連繋され、ブラシ駆動機構の駆動によってブラシ１Ｂが図中、矢印で示す方向へ回転する。

毛２０は、第１の実施形態と同様、ナイロン６６が用いられるが、その他の化学繊維、獣毛、植物繊維を用いることもできる。毛２０の太さは、０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下が好適である。

図６は、水耕パネル洗浄装置用のブラシの第３の実施形態を示している。このブラシ１Ｃは、円筒状の軸体３の両端に側板部４２，４２を備え、軸体３の周囲に同一長さの毛２が放射状に設けられるとともに、各側板部４２の内側の面に同一長さの毛２０が方向を揃えて設けられている。この実施形態のブラシ１Ｃは、軸体３の周囲の毛２を水耕パネル９の定植面９１の洗浄に用い、側板部４２の内側の毛２０を非定植面９２の洗浄に用いることができるようにしたもので、ひとつのブラシ１Ｃで水耕パネル９の定植面９１と非定植面９２とを同時に洗浄することが可能である。

毛２，２０は複数本ずつが軸体３の周面および側板部４２の内側の面に植え付けられ、そのように植え付けられる毛２，２０は軸体３の外周面および各側板部４２の内側の面の全体にわたっている。軸体３の両端には回転軸３０が連結される。回転軸３０は図示しないブラシ駆動機構に連繋され、ブラシ駆動機構の駆動によってブラシ１Ｂが図中、矢印で示す方向へ回転する。

毛２，２０は、第１、第２の各実施形態と同様、ナイロン６６が用いられているが、その他の化学繊維、獣毛、植物繊維を用いることもできる。毛２，２０の太さは、０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下が好適である。

ブラシ１Ｃの軸体１０の部分は、水耕パネル９に食い込んだ根の残渣の除去能力を高めるために、ブラシ外径が６０ｍｍ以下（４０ｍｍ以下が好適）となるように毛２の長さが設定され、さらに、毛２の長さは、軸体３の直径の０．５倍以上で１．５倍以下の範囲内に設定されるのが望ましい。

（３）水耕パネル洗浄装置の動作
上記した構成の水耕パネル洗浄装置５において、搬入口５１より水耕パネル９が筐体５０内に搬入されると、水耕パネル９は搬送機構７の搬送ローラー７１，７２，７３により搬送経路７０を搬送されつつ、第１、第２、第３の各洗浄機構１１，１２，１３によって水耕パネル９の定植面９１、非定植面９２、および定植孔９０が洗浄される。

水耕パネル９の表裏両面の定植面９１は、主として第１の洗浄機構１１の第１ブラシ１Ａおよび第２ブラシ１０Ａによって、また、水耕パネル９の両側端面の非定植面９２は、主として第２の洗浄機構１１の板状の洗浄体１０２によって、さらに、水耕パネル９の定植孔９０の内面は、主として第３の洗浄機構１３の高圧水によって、付着した汚れが落とされるとともに、食い込んだ根の残渣が取り除かれる。
この場合、ブラシ１Ａ，１０Ａの毛２の太さは０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下であるので、水耕パネル９の定植面９１を傷付けることなく、水耕パネル９に付着した汚れや水耕パネル９に食い込んだ根の残渣が取り除かれる。

（４）水耕パネル洗浄装置の他の実施形態
図７は、水耕パネル洗浄装置の他の実施形態を示している。
この実施形態の水耕パネル洗浄装置５は、筐体５０の内部のＸで示す上部空間に、第１、第２の各洗浄機構１１，１２と、水耕パネル９を水平な搬送経路７０に沿って搬送する搬送機構７と、水耕パネル９に洗浄液を噴射する洗浄液噴射装置８とが組み込まれている。この実施形態の搬送機構７は、水耕パネル９を上下より挟んで前送りする複数対の搬送ローラー７１，７２によって構成されている。

第１の洗浄機構１１は、水耕パネル９の表面側の定植面９１を第１ブラシ１Ａにより洗浄するもので、第１ブラシ１Ａとブラシ駆動機構６０とで定植面の洗浄機構６を構成する。
第２の洗浄機構１２は、水耕パネル９の裏面側の定植面９１と両側端面の非定植面９２とを第２ブラシ１Ｃにより洗浄するもので、第２ブラシ１Ｃとブラシ駆動機構６０とで定植面等の洗浄機構１１０を構成している。

第１ブラシ１Ａおよび第２ブラシ１Ｃは、搬送経路７０に沿って上側および下側の同じ位置にそれぞれ配置され、搬送経路７０を挟んで上下に対向する。
第１ブラシ１Ａは、水耕パネル９の上面の定植面９１が通過する経路上に第１ブラシ１Ａの毛２の先端部が位置するように配置されるもので、水耕パネル９の表面側の定植面９１を洗浄する。
第２ブラシ１Ｃは、水耕パネル９の下面の定植面９１が通過する経路上に第２ブラシ１０Ａの毛２の先端部が位置し、水耕パネル９の両側端面の非定植面９２が通過する経路上に第２ブラシ１Ｃの毛２０の先端部が位置するように配置され、水耕パネル９の裏面側の定植面９１および両側端面の非定植面９２を同時に清浄する。

洗浄液噴射装置８は、搬送経路７０を搬送される水耕パネル９の表裏両面に向けて洗浄液を噴射するもので、第１、第２の各ブラシ１Ａ，１Ｃの位置に対する上流の側に搬送経路７０を挟んで配置される第１の噴射管８１，８２と、第１、第２の各ブラシ１Ａ，１Ｃの位置に対する下流の側に搬送経路７０を挟んで配置される第２の噴射管８３，８４とを含んでいる。噴射管８１，８３の下面および噴射管８２，８４の上面には、それぞれ噴射孔が設けられている。各噴射管８１～８４には給水機構（図示せず）より洗浄液が送られる。噴射された洗浄液は排水機構（図示せず）により回収される。なお、洗浄液は、温水、温水に洗剤を加えたもの、さらに殺菌剤を加えたものなど、種々のものを使用できる。

（５）定植面および非定植面の洗浄機構の他の構成例
図８は、定植面の洗浄機構６の他の構成例を示している。図示のものは、第１の実施形態の同じブラシ１Ａ，１Ａを水耕パネル９の搬送経路７０を挟む上下の同じ位置に対向配置した態様のものである。上側のブラシ１Ａは、水耕パネル９の表面側の定植面９１が通過する経路上に毛２の先端部が位置するように配置される。下側のブラシ１Ａは、水耕パネル９の裏面側の定植面９１が通過する経路上に毛２の先端部が位置するように配置される。なお、図２の実施形態は、ブラシ１Ａ，１０Ａの位置をずらせて配置したものである。

図９は、非定植面の洗浄機構１００の他の構成例を示している。図示のものは、第１の実施形態の同じブラシ１Ａ，１Ａを水耕パネル９の搬送経路７０を挟む両側の同じ位置に対向配置した態様のものである。各ブラシ１Ａは、水耕パネル９の両側端面の非定植面９２が通過する経路上に毛２の先端部が位置するようにそれぞれ配置される。

図１０は、定植面の洗浄機構６の他の構成例を示している。図示のものは、第１の実施形態のブラシ１Ａと第２の実施形態のブラシ１Ｂとを水耕パネル９の搬送経路７０を挟む上下の同じ位置に対向配置した態様のものである。上側のブラシ１Ｂは、水耕パネル９の上面の定植面９１が通過する経路上に毛２０の先端部が位置するように配置される。下側のブラシ１Ａは、水耕パネル９の下面の定植面９１が通過する経路上に毛２の先端部が位置するように配置される。

図１１は、非定植面の洗浄機構１００の他の構成例を示している。図示のものは、第２の実施形態のブラシ１Ｂを水耕パネル９の搬送経路７０を挟む両側の同じ位置に対向配置した態様のものである。各ブラシ１Ｂは、水耕パネル９の両側端面の非定植面９２が通過する経路上に毛２０の先端部が位置するようにそれぞれ配置される。

水耕パネル洗浄装置の設計に際して、上記した洗浄機構を組み合わせることで、水耕パネル９の定植面９１および非定植面９２の両方を洗浄することが可能となる。
例えば、水耕パネル９の搬送経路７０に沿って図８に示す態様で２個のブラシ１Ａ，１Ａを配置するとともに、その上流または下流位置に、図９に示す態様で２個のブラシ１Ａ，１Ａを配置するか、図１１に示す態様で２個のブラシ１Ｂ，１Ｂを配置することによって、水耕パネル９の表裏両面の定植面９１と両側端面の非定植面９２とを洗浄することができる。

また、水耕パネル９の搬送経路７０に沿って図１０に示す態様で２個のブラシ１Ａ，１Ｂを配置するとともに、その上流または下流位置に、図９に示す態様で２個のブラシ１Ａ，１Ａを配置するか、図１１に示す態様で２個のブラシ１Ｂ，１Ｂを配置することによって、水耕パネル９の表裏両面の定植面９１と両側端面の非定植面９２とを洗浄することができる。

なお、上記の各態様では、水耕パネル９の表裏の各定植面９１および両側の各非定植面９２は、それぞれ１回の洗浄をもって終了するが、搬送経路７０に沿って配置するブラシや洗浄体の個数を増やしたり、搬送経路７０を水耕パネル９が繰り返し通過するように巡回経路を設けたりすることにより、各定植面９１および各非定植面９２を２回以上洗浄することが可能である。

（６）ブラシの効果確認試験１
ブラシの毛２の太さと洗浄効果および水耕パネル９に生じる傷との関係を調べるために、以下の効果確認試験１を実施した。ここでは、図４に示す第１の実施形態のブラシ１Ａを用いて試験を行っており、また、水耕パネル９は、矩形板状の発泡樹脂製の水耕パネルを用いている。
この効果確認試験１は、毛２の太さが０．４ｍｍ、０．２ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０７５ｍｍの４種類のブラシ１Ａについて、各ブラシ１Ａの水耕パネル９への押し付け度合を変化させたときの洗浄効果と傷の発生の有無とを確認するものである。ブラシ１Ａの水耕パネル９への押し付け度合は、水耕パネル９の定植面９１に対するブラシ１Ａの接近度合を変えることにより変化させている。なお、この試験で用いたブラシ１Ａは、軸体３の径が４０ｍｍ、ブラシ外径Ｒが８０ｍｍ、毛の長さが２０ｍｍである。

図１２は、効果確認試験１の試験結果を示している。同図の試験では、ブラシ１Ａの水耕パネル９への押し付け度合は、ブラシ１Ａの毛先が水耕パネル９の定植面９１に接する状態のときを０ｍｍとし、ブラシ１Ａを１ｍｍ単位で水耕パネル９に接近させたときの水耕パネル９の洗浄効果と傷の発生の有無を示している。なお、試験時のブラシ１Ａの回転速度は３２０ｒｐｍ、洗浄時間は２５秒に設定した。

図１２において、×は傷の発生があったことを示し、○は傷の発生がなく洗浄効果があったことを示している。図１２によると、毛２の太さが０．４ｍｍのブラシ１Ａについては、ブラシ１Ａを水耕パネル９に１ｍｍ接近させたとき（以下、「１ｍｍの押し付け度合」という。）、水耕パネル９の定植面９１に傷が発生した。また、毛２の太さが０．２ｍｍのブラシ１Ａについても同様であり、１ｍｍの押し付け度合で水耕パネル９の定植面９１に傷が発生している。なお、水耕パネル９に発生する傷には、微細な傷の他、欠けなども含まれる。

これに対して、毛２の太さが０．１ｍｍのブラシ１Ａについては、３ｍｍの押し付け度合であっても水耕パネル９の定植面９１に傷が発生せず、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍのいずれの押し付け度合の場合も、水耕パネル９に付着した汚れを落とすことができ、また、水耕パネル９に食い込んだ根の残渣を取り除くことができた。また、毛２の太さが０．０７５ｍｍのブラシ１Ａについては、５ｍｍの押し付け度合であっても水耕パネル９の定植面９１に傷が発生せず、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍのいずれの押し付け度合の場合も、水耕パネル９に付着した汚れを落とすことができ、また、水耕パネル９に食い込んだ根の残渣を取り除くことができた。

（７）ブラシの効果確認試験２
ブラシのブラシ外径Ｒの大小と洗浄効果、特に根の残渣の除去効果との関係を調べるために、以下の効果確認試験２を実施した。ここでは、図１に示す第１の実施形態のブラシ１Ａを用いて試験を行っており、また、水耕パネル９は、矩形板状の発泡樹脂製の水耕パネルを用いている。
この効果確認試験２は、ブラシ外径Ｒが８０ｍｍ、軸体３の直径ｒが４０ｍｍ、毛２の長さＬが２０ｍｍのブラシ（以下「大径ブラシ」という。）により水耕パネル９を洗浄した後、ブラシ外径Ｒが４０ｍｍ、軸体３の直径ｒが１０ｍｍ、毛の長さＬが１５ｍｍのブラシ（以下「小径ブラシ」という。）により水耕パネル９を引き続き洗浄したときに、洗浄前と大径ブラシによる洗浄後と小径ブラシによる洗浄後とに水耕パネル９に食い込んだ根の残渣数を測定したものである。なお、この試験で用いたブラシ１Ａは、毛の太さが０．０１ｍｍである。また、試験時のブラシ１Ａの回転速度は２００ｒｐｍ、洗浄時間は２０秒に設定している。

図１３（Ａ）は、３枚の水耕パネル９について、上記の効果確認試験２を行ったときの試験結果を示している。図１３（１）によると、洗浄前は根の残渣数が９．０本であり、大径ブラシによる洗浄後は、根の残渣数が３．３本であり、小径ブラシによる洗浄後は、根の残渣数が１．３本である。なお、上記の根の残渣数は、３枚の水耕パネル９についての平均値である。
大径ブラシは、毛の長さＬ（Ｌ＝２０ｍｍ）が軸体３の直径ｒ（ｒ＝４０ｍｍ）の０．５倍であり、一方、小径ブラシは、毛の長さＬ（Ｌ＝１５ｍｍ）が軸体３の直径ｒ（ｒ＝１０ｍｍ）の１．５倍である。

図１３（Ｂ）は、小径ブラシにより水耕パネル９を洗浄したときに、洗浄前と小径ブラシによる洗浄後とに水耕パネル９に食い込んだ根の残渣数を測定した結果を示している。図１３（Ｂ）によると、洗浄前は根の残渣数が１０．３本であり、小径ブラシによる洗浄後は、根の残渣数が１．７本である。なお、上記の根の残渣数は、３枚の水耕パネル９についての平均値である。
以上のことから、大径ブラシも小径ブラシも、水耕パネル９に食い込んだ根の残渣を除去する能力を有するものであるが、小径ブラシの方が大径ブラシより根の残渣を除去する能力が高いことがわかる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１０Ａ ブラシ
２，２０ 毛
３ 軸体
５ 水耕パネル洗浄装置
６ 定植面の洗浄機構
７ 搬送機構
９ 水耕パネル
１１ 第１の洗浄機構
１２ 第２の洗浄機構
１３ 第３の洗浄機構
５０ 筐体
５１ 搬入口
５２ 搬出口
６０ ブラシ駆動機構
７０ 搬送経路
９０ 定植孔
９１ 定植面
９２ 非定植面
１００ 非定植面の洗浄機構
１０１ 往復動機構
１０２ 洗浄体
１１０ 定植面等の洗浄機構
１１２，１１３ 噴射ノズル

Claims (10)

1. 水耕パネルを洗浄するための水耕パネル洗浄装置であって、複数の洗浄機構と、前記水耕パネルを搬送する搬送経路とを有し、
   前記複数の洗浄機構は、
   前記搬送経路沿いに配置される少なくとも１つのブラシと、前記ブラシを回転させるブラシ駆動機構とを含む第１の洗浄機構と、
   前記ブラシおよび前記ブラシ駆動機構を含まない他の洗浄機構と、
   からなり、
   前記他の洗浄機構は、前記搬送路沿いに配置される板状の洗浄体を含む洗浄機構を含んでいる、水耕パネル洗浄装置。
2. 前記水耕パネルは、全体が発泡樹脂製である請求項１に記載の水耕パネル洗浄装置。
3. 前記第１の洗浄機構を構成する前記ブラシは毛を有し、前記水耕パネルの定植面が通過する経路上に前記毛の先端部が位置するように配置される請求項１に記載の水耕パネル洗浄装置。
4. 前記洗浄体は、水耕パネルの非定植面が通過する経路に表面が沿うように配置される請求項１に記載の水耕パネル洗浄装置。
5. 前記板状の洗浄体を含む洗浄機構は、前記洗浄体を揺動させる往復動機構をさらに含む、請求項１に記載の水耕パネル洗浄装置。
6. 前記他の洗浄機構は、前記搬送路沿いに配置される水の噴射ノズルおよび前記噴射ノズルへ水を送るポンプを含む洗浄機構をさらに含んでおり、前記噴射ノズルは、水耕パネルの定植面が通過する経路に噴射孔が向くように配置される請求項１に記載の水耕パネル洗浄装置。
7. 前記洗浄機構、前記他の洗浄機構、および搬送経路を内部に有する筐体をさらに有しており、前記筐体は、前記搬送経路へ洗浄対象の水耕パネルを搬入するための搬入口と、前記搬送経路より洗浄済の水耕パネルを搬出させる搬出口とを有する請求項１から６のいずれかに記載の水耕パネル洗浄装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の水耕パネルを洗浄するための水耕パネル洗浄装置に用いられるブラシであって、前記ブラシは毛を有し、前記毛の太さが０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である水耕パネル洗浄装置用のブラシ。
9. 前記毛は、円筒状の軸体の周囲に放射状に設けられ、ブラシ外径が６０ｍｍ以下となるように前記毛の長さが設定される請求項８に記載の水耕パネル洗浄装置用のブラシ。
10. 前記毛は、円筒状の軸体の周囲に放射状に設けられ、前記毛の長さが前記軸体の径の０．５倍以上、１．５倍以下に設定される請求項８に記載の水耕パネル洗浄装置用のブラシ。

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