JPWO2018055665A1 - 栽培装置及び栽培システム - Google Patents

Abstract

肥料管理及び給水管理が簡便な栽培装置及び栽培システムを提供する。本発明の栽培装置１は、上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器１０と、前記培養液貯留容器１０の開口した前記上面を塞ぐように連結され、且つ培地を配置可能な培地収容容器４０と、前記培養液貯留容器１０に貯留された培養液を前記培地収容容器４０に散水する散水ライン３１と、前記散水ライン３１に培養液を送る送液ポンプ３０と、を備える。本発明によると、培養液は送液ポンプ３０で自動で送られるので培養液の供給が容易である。また、培地収容容器４０の底部４４は斜面であるので、吸収されなかった培養液は、底面を流れて後方側の排水穴４３から培養液貯留容器１０に流出する。散水された培養液は、排水穴４３に到達するまで底面を流れるので、一定期間、保水され、培養液が培地４６に十分に浸透する。

Description

本発明は、植物の栽培装置及び栽培システムに関する。

近年、壁面緑化は、都市部で問題になっているヒートアイランド現象の緩和策、省エネ対策の他にも多くの効果が期待できる。しかし、壁面緑化は、立体的に緑化する必要があるため、設置コストが高くなる傾向がある。また、壁面緑化は完成後も美観を維持するための管理に多大な労力と費用が必要であることから、広く普及するに至っていない。

壁面を緑化する方法の多くは、土面を利用して植物を栽培するものである。しかし、土面が確保できない等の制約がある場所での壁面緑化は、栽培容器としてプランタが用いられる。プランタを用いた壁面緑化における潅水には、培地に水道水を散水する掛け流し方法が多く採用されている。

また、かけ流し以外の潅水方法として、底面給水という方法もある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のプランタは、屋外に設置されるもので、上端が開口したハウジングと、このハウジング内の下部に有底状に設けられ最も蒸発散する時期に空にならない程度の水量を貯える貯水槽と、上記ハウジング内の上部に設けられ過剰に含んだ雨水を上記貯水槽へ落下させる培地と、この貯水槽の水を上記培地の乾燥時に上記培地へ供給する給水部材とを備えた無灌水式プランタである。

特開平５−２３０６５号公報

上述の、かけ流しを行う場合、肥料管理が難しく、またプランタ毎に施肥作業を行わなければならないため手間がかかる。
特許文献１記載の底面給水は、給水部材の毛細現象によるものであり、十分な給水が行われない可能性がある。また、均一な給水も困難である。

本発明は、肥料管理及び給水管理が簡便な栽培装置及び栽培システムを提供することを目的とする。

本発明は、上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器と、前記培養液貯留容器の開口した前記上面を塞ぐように連結され、且つ培地を配置可能な培地収容容器と、前記培養液貯留容器に貯留された培養液を前記培地収容容器に散水する散水ラインと、前記散水ラインに培養液を送る送液ポンプと、を備える栽培装置である。

前記培地収容容器の底面は、長手方向に沿って、一端側から他端側に向かって低くなるように傾斜した傾斜面であり、前記傾斜面における低くなっている他端領域に排水穴が設けられ、前記傾斜面のうちの前記他端領域以外は排水穴が設けられていないことが好ましい。

前記培養液貯留容器は、互いに対向する一対の端壁部を備え、前記端壁部には、貫通孔が設けられていることが好ましい。

前記培地収容容器の上面を覆う蓋体を備えてもよい。

また、本発明は、上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器と、前記培養液貯留容器の開口した前記上面を塞ぐように連結され、且つ培地を配置可能な培地収容容器と、前記培養液貯留容器に貯留された培養液を前記培地収容容器に散水する散水ラインと、前記散水ラインに培養液を送る送液ポンプと、を備える栽培装置、及び、前記培養液貯留容器及び前記培地収容容器の外周に装着される装着部と、前記装着部に対して着脱可能で、前記培地収容容器の上部に配置される誘引部と、を備える架台、を具備する栽培システムである。

本発明によれば、肥料管理及び給水管理が簡便な栽培装置及び栽培システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態の栽培装置１の幅方向の断面図である。 栽培装置１の長手方向の断面図である。 栽培装置１及び架台５を含む栽培システム３を示す斜視図である。 栽培装置１が設置位置に対応する形状を有する形態を示した図である。 本発明の第２実施形態の栽培システム１０３を示す図である。 本発明の第３実施形態の栽培装置３００を示す図である。 本発明の第４実施形態の栽培装置４００を示す図である。 本発明の第５実施形態の栽培装置５００を示す図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態の栽培装置１及びその栽培装置１と架台５とを含む栽培システム３について説明する。図１は、本発明の実施形態の栽培装置１の幅方向の断面図である。図２は、栽培装置１の長手方向の断面図である。図３は、１つの栽培装置１と、その栽培装置１に取り付けられた架台５とを含む栽培システム３の斜視図である。

栽培装置１は、上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器１０と、培養液貯留容器１０の開口した上面を塞ぐように連結され且つ培地４６を配置可能な培地収容容器４０とを備える。
実施形態では、一対の培養液貯留容器１０と培地収容容器４０との組（以下、栽培組立体２という）が、図２に示すように、２Ａ，２Ｂ，２Ｃと３つ連結されているが、これに限定されず、連結される栽培組立体２の数は３以上でも３以下でもよい。

栽培装置１は、さらに、栽培組立体２のうちの一つ培養液貯留容器１０の内部に配置された送液ポンプ３０と、送液ポンプ３０により送り出される培養液を、複数の培地収容容器４０に散水する散水ラインである散水パイプ３１と、を備える。

（培地収容容器４０）
まず、培地収容容器４０について説明する。
培地収容容器４０は水平方向の断面形状が長方形で、上部が開口した有底箱型容器である。培地収容容器４０の底部４４の外周には段部４１が設けられている。
培地収容容器４０は、内部に透水性を有する培地４６を収容する。
培地収容容器４０の底部４４は、図２に示すように、長手方向の一端側から他端側向かうに従って低くなる傾斜面である（以後、一端側を前方とし、他端側を後方とする）。そして、その斜面における低くなった他端領域に排水穴４３が設けられている。また、傾斜面のうちの他端領域以外には、排水穴が設けられていない。排水穴４３は、培養液貯留部２０に貯留される培養液に触れることがないような高さに設けられている。

（培養液貯留容器１０）
培養液貯留容器１０は、培地収容容器４０の下部に配置される。培養液貯留容器１０は、培地収容容器４０と水平方向の断面形状が略同形の長方形で、上部が開口した有底箱型容器である。このように、培地収容容器４０と培養液貯留容器１０とは水平断面が略同形であるので、培地収容容器４０の上端部に、培養液貯留容器１０の段部４１を載置することで、培地収容容器４０と培養液貯留容器１０とは、図３に示すように、外観的に一体に見える。

培養液貯留容器１０の底部１３には、図２に示すように、水抜き用の穴１４が設けられ、その穴１４には開閉可能な栓１５が取り付けられている。
また、培養液貯留容器１０の長手方向の前後面には、挿通穴１６が設けられている。培養液貯留容器１０において他の培養液貯留容器１０と対向する面に設けられている挿通穴１６には、管状部材１７が挿通されている。１本の管状部材１７が、互いに隣接する培養液貯留容器１０に設けられた挿通穴１６に挿通されている。これにより、互いに隣接する培養液貯留容器１０は連結されるとともに、内部に貯蔵される培養液の流動が可能となる。

（送液ポンプ３０）
上述のように、栽培組立体２のうちの一つ（実施形態では最前の栽培組立体２）の培養液貯留容器１０の内部に送液ポンプ３０が配置されている。送液ポンプ３０は、例えば水陸両用のポンプで低騒音のものが好ましい。
なお、本実施形態では、このように送液ポンプ３０は培養液貯留容器１０の内部に配置されているが、これに限らず、培養液貯留容器１０の外部に配置してもよい。

（散水パイプ３１）
送液ポンプ３０から、送液ラインとして散水パイプ３１が延びている。散水パイプ３１は、培養液貯留容器１０における他の培養液貯留容器１０と対向していな面に設けられた挿通穴１６を通って、培養液貯留容器１０の外部から上方に延びている。
培地収容容器４０の前後面には、それぞれ穴４７が設けられている。散水パイプ３１はそれらの穴４７を通って、栽培組立体２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおけるそれぞれの培地収容容器４０上を通り、栽培組立体２Ｃの後端まで延びている。

散水パイプ３１の栽培組立体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの上を通る部分の下部には、複数の散水穴３１ａが設けられている。

（架台５）
図３に示すように栽培装置１におけるそれぞれの栽培組立体２の外周には、架台５が装着可能であり、栽培装置１と架台５とで栽培システム３を形成する。
架台５は、栽培装置１によって栽培される、例えば蔓性の植物を誘引するためのものである。
架台５は、栽培組立体２の長手方向の前後の端部に配置されて上下に延びる２本の支持柱５１を備える。支持柱５１は、それぞれ、上部支持柱５１Ａと下部支持柱５１Ｂとに分離可能で、下部支持柱５１Ｂに対して上部支持柱５１Ａが着脱可能となっている。
架台５は、栽培組立体２の外周に取り付けられる装着部５Ｂと、栽培組立体２の上部に配置される誘引部５Ａとを備える。

誘引部５Ａは、上部支持柱５１Ａと、２本の上部支持柱５１Ａの間を長手方向に延びる上部横柱５２ａと下部横柱５２ｂとを備える。
さらに、上部横柱５２ａと下部横柱５２ｂとを挟んで幅方向の一方と他方とに交互に配置された上下に延びる複数の誘引柱５３と、交互に配置されている誘引柱５３を互いに連結し、横柱と交差するように配置されている補助部材５４とを備える。

装着部５Ｂは、培養液貯留容器１０の下部の外周に配置された外枠部５５と、下部支持柱５１Ｂと、この下部支持柱５１Ｂの下部において、下部支持柱５１Ｂから斜めに延びて外枠部５５に連結することにより支持柱５１の直立を補強する補強部材５６とを備える。

また、図３に示すように、培養液貯留容器１０及び培地収容容器４０の長手方向の前後面の外側には、下部支持柱５１Ｂがはめ込み可能な架台装着凹部２９が設けられている。

（使用方法）
それぞれの培養液貯留容器１０の外周に、架台５の装着部５Ｂを装着する。
装着部５Ｂが装着された複数の培養液貯留容器１０を、長手方向に並べて配置する。
対向する２つの挿通穴１６に、１本の管状部材１７を挿入する。これにより、複数の培養液貯留容器１０が連結される。
それぞれの培養液貯留容器１０の内部に培養液を入れる。その上に培地収容容器４０を配置する。

培地収容容器４０内には、培養液貯留容器１０上に配置する前後のいずれでもよいが培地としての培養土が入っており、その培養土には植物が植えこまれている。

架台５の誘引部５Ａを装着部５Ｂに取り付ける。
送液ポンプ３０を作動させる。送液ポンプ３０を作動させる時間は、季節等によって異なるが、例えば１日１回、５分程度とし、その時間はタイマー等で管理可能である。
送液ポンプ３０が作動されると、培養液は、散水パイプ３１を伝わって上部へと送出され、散水穴３１ａより培地へ散水される。
散水された培養液は、培地４６に浸透する。本実施形態によると、培地収容容器４０の底部４４は、前方から後方に従って低くなる斜面であるので、吸収されなかった培養液は、底面を流れて後方側に排水穴４３から培養液貯留容器１０に流出する。

（効果）
このように、培養液は送液ポンプ３０により自動で送られるので、使用者の散水及び培養液の供給の手間を省くことができる。また、培養液の供給忘れによる乾燥や発育不全が生じることがない。

培養液は、かけ流しでなく、培地により吸収されなかった培養液は、プランタの排水穴４３より培養液貯留容器１０に流れ出る。培養液貯留容器１０に貯留された培養液は、再度、送液ポンプ３０で培地へと送られるので、培養液が無駄になることがない。ゆえに、環境汚染等の可能性が少ない。

培養液は培養液貯留容器１０内に貯留されるので、液肥管理が容易となり施肥作業が短縮できる。

また、培養液貯留容器１０内に培養液貯留容器１０と培地収容容器４０とを設置し、一体化しているので、培養液タンク等を別途設ける必要がなく、タンクの設置場所が不要となり、省スペース化が図れる。

培地収容容器４０の底部４４は、前方から後方に従って低くなる斜面であるので、散水された培養液は、底面に到達するまで培地４６に吸収される。そして、吸収されなかった培養液は、底面を流れて後方側に排水穴４３から培養液貯留容器１０に流出する。
ここで、仮に、底面に複数排水穴４３が設けられている場合は、散水された培養液がすぐに流出してしまい、培養液が培地４６に十分に浸透しない可能性がある。しかし、本実施形態によると、排水穴４３は、底部における一番低くなった部分に設けられている。そして、散水された培養液は、排水穴４３に到達するまで底面を流れるので、一定期間、保水され、培養液が培地４６に十分に浸透する。

複数の一対の培養液貯留容器１０と培地収容容器４０との組が連結され、一つの送液ポンプ３０により散水が行われるので、効率がよく経済的である。
培養液貯留容器１０に設けられた挿通穴１６を、一本の管状部材１７が通されることで、隣接する培養液貯留容器１０が互いに連結される。
これにより、培養液貯留容器１０に貯留されている培養液が、隣接する培養液貯留容器１０間を流動することができ、液量の一括管理が可能である。

栽培装置１に架台５が装着可能であるので、栽培装置１と架台５とが一体となった栽培システム３を提供することができる。したがって、この栽培システム３単独で、壁面緑化を行うことができる。

なお、本実施形態では培地収容容器４０の上部の全面を覆うように培養液貯留容器１０が重ねて配置されている。しかし、これに限定されず、培地収容容器４０と培養液貯留容器１０との重なりは、全面でなく、一部であってもよい。さらに、培地収容容器４０とは培養液貯留容器１０とは、重ならず、別の場所に配置されていてもよい。

さらに、本実施形態では、培地収容容器４０と培養液貯留容器１０の水平方向の断面形状が同形であったが、これに限定されない。例えば、培地収容容器４０と培養液貯留容器１０とは、それぞれが栽培装置１が設置される場所の壁や床の形状に応じた形状を有していても良い。図４は、栽培装置１が設置位置に対応する形状を有する形態を示したものである。図４（ａ）は、栽培装置１が配置される場所の側壁に突出部Ａが設けられていた場合、突出部Ａの大きさに対応して培地収容容器４０の幅が小さくなっている形態を示す。図４（ｂ）は、栽培装置１が配置される場所の床に突出部Ｂが設けられていた場合、突出部Ｂの大きさに対応して培養液貯留容器１０に凹部が設けられている形態を示す。

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態の栽培システム１０３を示す図である。第２実施形態の栽培装置１は第１実施形態と同様である。第１実施形態と異なる点は、架台１０５が、栽培装置１の側面に取り付けられており、培地収容容器４０の上面を覆う蓋部材１２０が設けられている点である。第１実施形態と同様である点の説明は省略する。

第２実施形態によると、第１実施形態と同様の効果の他に、培地収容容器４０の上面を覆う蓋部材１２０が設けられているので、培地４６に配置された植物の根元付近を覆うことができる。したがって、植物の根元付近が外側から覆われるので、より美観に優れる。なお、日光の照射については、蔓性の植物の場合、架台１０５を蔓が上るので、蓋部材１２０が障害になることはない。

（第３実施形態）
図６は第３実施形態の栽培装置３００を示す図である。第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、送液ポンプ３０から散水パイプ３１へ延びるパイプ６１の途中に、切換バルブ６０が設けられている点である。そして、切換バルブ６０により切り替えられる流路の一方には散水パイプ３１、他方には排水パイプ６２が連結されている。他の構成は第１実施形態と同様であるので、同様な構成の説明は省略する。

切換バルブ６０を操作することにより、送液ポンプ３０から送られてパイプ６１を通る培養液の流路を、散水パイプ３１と排水パイプ６２との間で切り換えることができる。
送液ポンプ３０から送られてパイプ６１を通る培養液の流路が散水パイプ３１に連結されている場合、培養液は、散水パイプ３１に送られ、培地へと散水される。
送液ポンプ３０から送られてパイプ６１を通る培養液の流路が、切換バルブ６０の操作により切り換えられて排水パイプ６２に連結されると、培養液貯留容器１０に貯留されている培養液は、排水パイプ６１を経て外部へと流出される。

本実施形態によると、送液ポンプ３０により培養液を吸い出して外部に排出することができる。これにより、培養液を交換する場合や、培養液貯留容器１０を洗浄する場合等、培養液を容易に外部に排出することができる。

（第４実施形態）
図７は第４実施形態の栽培装置４００を示す図である。第４実施形態が第１実施形態と異なる点は、培養液貯留容器１０の壁部を貫通するフロート弁７２が設けられ、フロート弁７２から培養液貯留容器１０の内部にフロート７１が延びている点である。フロート７１の位置によりフロート弁７２は開閉する。フロート弁７２には給水源７３と肥料供給源７４とがそれぞれ連結されている。他の構成は第１実施形態と同様であるので、同様な構成の説明は省略する。

培養液貯留容器１０の培養液の水位が所定水位より低くなると、フロート７１から延びるフロート弁７２が開き、水道等の給水源７３と肥料供給源７４とから、培養液貯留容器１０へ、水と肥料とが供給される。培養液貯留容器１０の培養液の水位が所定水位を超えると、フロート弁７２が閉じ、水道等の給水源７３と肥料供給源７４とからの、水と肥料との供給が停止される。

これにより、培養液貯留容器１０の水量及び肥料の量を一定に保つことができる。なお、給水源７３と肥料供給源７４とに対してそれぞれフロート弁及びフロートを設け、それぞれ別に開閉を行うようにしてもよい。

（第５実施形態）
図８は第５実施形態の栽培装置５００を示す図である。第４実施形態が第５実施形態と異なる点は、培養液貯留容器１０の底部に凹部１３ａが設けられている点である。その凹部１３ａにポンプ３０が配置されている。
この凹部１３ａにより、送液ポンプ３０の前後方向の移動が制限され、運搬時等に送液ポンプ３０が、凹部１３ａを超えて移動することが防止される。
また、凹部１３ａが設けられていることにより、凹部１３ａにおける水位（水深）は他の部分よりも高くなり、送液ポンプ３０の吸い込み可能な水位を確保することができる。ゆえに、培養液貯留容器１０において送液ポンプ３０に対して有効な水量を確保しつつ、コンパクト化が可能となる。

１，３００，４００ 栽培装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 栽培組立体
３，１０３ 栽培システム
５，１０５ 架台
５Ａ 誘引部
５Ｂ 装着部
１０ 培養液貯留容器
１３ 底部
１４ 穴
１６ 挿通穴
１７ 管状部材
２９ 架台装着凹部
３０ 送液ポンプ
３１ 散水パイプ
３１ａ 散水穴
４０ 培地収容容器
４１ 段部
４３ 貫通穴
４４ 底部
４６ 培地
１２０ 蓋部材

Claims (5)

1. 上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器と、
   前記培養液貯留容器の開口した前記上面を塞ぐように連結され、且つ培地を配置可能な培地収容容器と、
   前記培養液貯留容器に貯留された培養液を前記培地収容容器に散水する散水ラインと、
   前記散水ラインに培養液を送る送液ポンプと、
   を備える栽培装置。
2. 前記培地収容容器の底面は、長手方向に沿って、一端側から他端側に向かって低くなるように傾斜した傾斜面であり、
   前記傾斜面における低くなっている他端領域に排水穴が設けられ、前記傾斜面のうちの前記他端領域以外は排水穴が設けられていない、
   請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記培養液貯留容器は、互いに対向する一対の端壁部を備え、前記端壁部には、貫通孔が設けられている、
   請求項１または２に記載の栽培装置。
4. 前記培地収容容器の上面を覆う蓋体を備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の栽培装置。
5. 上面が開口し、内部に培養液を貯留する培養液貯留容器と、
   前記培養液貯留容器の開口した前記上面を塞ぐように連結され、且つ培地を配置可能な培地収容容器と、
   前記培養液貯留容器に貯留された培養液を前記培地収容容器に散水する散水ラインと、
   前記散水ラインに培養液を送る送液ポンプと、
   を備える栽培装置、及び、
   前記培養液貯留容器及び前記培地収容容器の外周に装着される装着部と、
   前記装着部に対して着脱可能で、前記培地収容容器の上部に配置される誘引部と、を備える架台、
   を具備する栽培システム。

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