TWI629932B - 植物育成裝置 - Google Patents

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Abstract

植物育成裝置1係具備由將空氣吸入至育成室R的吸氣單元61、及從育成室R排出空氣的排氣單元62所構成的換氣單元6。吸氣單元61具有：吸氣口63，及開關吸氣口63的吸氣風門64，及向育成室R方向送風的送風機65，及用以將空氣引導至送風機65的上游之通路66，及開關通路66的循環風門67。排氣單元62具有：排氣口68，及開關排氣口68的排氣風門69。換氣單元6是以對育成室R進行吸排氣的吸排氣模式、及使空氣在育成室R內循環的循環模式當中的任一模式來作動的。透過切換此等模式，能將CO2吸入育成室R並且使育成室R內的氣體濃度和溫度、濕度均一化，因而提升植物P的育成效率。

Description

植物育成裝置
本發明係有關一種具備育成植物的育成室之植物育成裝置。
自昔就知悉一種具備育成植物的育成室之植物育成裝置(例如，參照專利文獻1)。此種裝置具備用以從育成室向外界排放空氣的排氣口、向此排氣口送風的送風機、和設在與排氣口對向的位置用以從外界將空氣吸入至育成室的吸氣口、以及用以照明植物的光源。當送風機一作動時，空氣自排氣口排出使得育成室內成為負壓，其結果為，空氣自吸氣口被吸入至育成室，以使育成室進行換氣。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本國特開2003-304754號公報
然而，就上述那種植物育成裝置而言，在送風機不動作，即非吸氣時，經光合作用所產生的氧氣囤積於育成室的上方，而比氧氣重且為光合作用所需的二氧化碳則囤 積於育成室的下方，因而二氧化碳無法充足地送至植物的葉片。為此，光合作用效率變差使得植物的育成效率降低。又，在非吸氣時，例如，育成室內的溫度、濕度因光源發出的熱而變得不一致，此亦有對植物的育成造成不良影響之虞。一方面，經常地進行吸氣時，育成室內的溫度變得難以管理。
本發明之目的在於解決上述課題，乃提供一種植物育成裝置，其可提升在具備有育成植物的育成室之植物育成裝置中的植物之育成效率。
本發明的植物育成裝置，係具備用於收容育成對象的植物之育成室、及向此育成室進行空氣吸氣及排氣的換氣單元，該植物育成裝置之特徵為：前述換氣單元具有從外界向前述育成室吸入空氣的吸氣單元、及設在與前述吸氣單元對向的位置並從該育成室向外界排出空氣的排氣單元，前述吸氣單元具有：連通外界的吸氣口；開關前述吸氣口的吸氣風門；將通過前述吸氣口從外界流入的空氣送風至前述育成室送風的送風機；在關閉前述吸氣風門使該育成室內的空氣循環時用以將空氣引導至前述送風機的上游的通路；及開關前述通路的循環風門；前述排氣單元具有連通外界的排氣口、及開關該排氣口的排氣風門，前述換氣單元係以如下2個模式中的任一模式作動：透過開啟前述吸氣風門及排氣風門並關閉前述循環風門而對前述育成室進 行空氣吸氣及排氣的吸排氣模式，及透過關閉該吸氣風門及排氣風門並開啟該循環風門而使空氣在該育成室內循環的循環模式。
較佳為前述換氣單元被控制成按預定時間將前述2個模式互相作切換。
較佳為上述植物育成裝置中，進一步具備：設置在前述育成室內且對植物照射光的光源；及偵測存在於前述植物育成裝置附近的人的人體偵測感測器，前述光源具有發出白光的白色LED及發出紅光的紅色LED，在前述人體偵測感測器偵測到有人的情況，其係控制成：使從前述紅色LED照射之紅光的放射能成為從前述白色LED照射之白光的放射能的1/2以下，而在前述人體偵測感測器未偵測到有人的情況，其係控制成：使同一紅光的放射能成為同一白光之放射能的1/2以上。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備：門，其設置在與連結前述吸氣單元和前述排氣單元的氣流方向正交之方向的兩側面之至少一方用以開關前述育成室；光源收容室，其設於前述育成室內的上方，用以收容前述光源；及排熱孔，其連通該光源收容室用以將源自前述光源的熱向外部排熱，前述排熱孔係設置於設有前述門的側面且在前述門關閉時會隱藏於該門的陰影而不露出於外部的位置。
較佳為前述光源收容室具有縫隙，其位在前述氣流方向之兩端部的至少一方，用以將從前述光源發出的熱散熱 至外部，前述縫隙和前述排熱孔藉由排熱路徑連結，該排熱路徑具有：正交部，其和前述縫隙連結且朝和前述氣流方向正交的方向延伸；及平行部，其和該正交部連結且和前述氣流方向平行地延伸並連結於前述排熱孔。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備可種植植物的栽培容器，且構成為可調整前述栽培容器和前述光源之間隔。
較佳為前述栽培容器具有：用以水耕栽培植物的水耕槽；配置在此水耕槽的下方供源自該水耕槽的水流入的存儲桶；且進一步具備從前述存儲桶汲水至前述水耕槽的幫浦。
較佳為前述存儲桶的最大蓄水容量比前述水耕槽的最大蓄水容量還大。
較佳為上述植物育成裝置進一步具備水冷單元，其用於冷卻被供給於前述水耕槽的水以調整水溫。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備覆蓋在前述水耕槽的上面之遮光性的蓋子，前述蓋子具有：供植物插入的複數個插入口；及可裝卸地安裝於前述各複數個插入口上之遮光性的帽蓋。
前述蓋子係藉由安裝於前述育成室內的固定具而固定於前述水耕槽。
較佳為構成為自前述複數個插入口的下面至水槽槽底為止之高度成為和蓄積在前述水耕槽的水之水面高度大致相同。
較佳為前述水耕槽具有：貫通自身的底面且朝垂直方向延伸之筒狀的排水路徑；及包圍此排水路徑的上側的開口部般設置之隔間板，前述隔間板係形成為其上端部的水面方向高度比前述開口部高，且在水面方向高度比該開口部低的部分具有開口。
較佳為前述排水路徑係可相對於前述水耕槽裝卸或調整高度。
較佳為前述水耕槽載置於構成前述育成室的底面的水耕槽支撐物，前述水耕槽支撐物具有：供前述排水路徑插通的縱向孔；及供前述水耕槽的表面產生的結露水蓄積的溝，前述溝係向該縱向孔傾斜使前述結露水可朝前述縱向孔流入。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備第1連結單元，其將複數個前述育成室在相互橫向排列配置的狀態下相連結，前述第1連結單元係連通各個前述育成室彼此以使得空氣可在一方的前述育成室和另一方的前述育成室之間互相流通。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備第2連結單元，其將複數個前述水耕槽在相互縱向排列配置的狀態下相連結，前述第2連結單元係連結各個前述水耕槽彼此以使得水可從一方的前述水耕槽朝另一方的前述水耕槽流通。
較佳為上述植物育成裝置中進一步具備用以使植物的種子發芽的發芽室。
較佳為，上述植物育成裝置中進一步具備：儲存部，其用於儲存和前述2個模式的切換時間有關的資訊；及換氣單元控制部，其依據儲存於前述儲存部的資訊來控制前述換氣單元的動作。
較佳為，儲存於前述儲存部的資訊係通過電信線路由外部伺服器所供給的。
依據本發明，換氣單元是以向育成室進行吸氣及排氣的吸排氣模式和使空氣在育成室內循環的循環模式之任一模式作動。因此，可於吸排氣模式從外界將空氣(二氧化碳)吸入育成室，於循環模式使育成室內的空氣循環，進而達成育成室內的氧氣/二氧化碳濃度或溫度、濕度均一化，故而提升植物的育成效率。
1、10、20、20a‧‧‧植物育成裝置
12、22、23、24‧‧‧孔
13‧‧‧空氣濾清器
14‧‧‧LAN插口
15‧‧‧LAN纜線
16‧‧‧腳輪
17‧‧‧把手
18‧‧‧發芽室
18a‧‧‧凹部
18b‧‧‧開關蓋
2‧‧‧外殼
21‧‧‧門
21a‧‧‧窗
21b‧‧‧把手
21c‧‧‧鉸鏈
25‧‧‧水耕槽支撐物
26‧‧‧溝
27‧‧‧縱向孔
3‧‧‧光源
30、30a、30b‧‧‧光源收容室
30c‧‧‧隔間構件
31、41‧‧‧白色LED
32、42‧‧‧紅色LED
33‧‧‧排熱孔
34‧‧‧送風機
35‧‧‧縫隙
36‧‧‧排熱路徑
37‧‧‧正交部
38‧‧‧平行部
4‧‧‧栽培容器
40‧‧‧浮板
41、41a、41b‧‧‧水耕槽
41e‧‧‧塞子
41f、、41g‧‧‧整流板
42‧‧‧存儲桶(營養液槽)
43‧‧‧支持板
44‧‧‧隔板
45‧‧‧排水路徑
45a‧‧‧開口部
45b‧‧‧管
46‧‧‧隔間板
46a‧‧‧開口
47‧‧‧注水口
47a、49a、82、83、96‧‧‧軟管
48‧‧‧水位感測器
49、81、97‧‧‧連接器
5‧‧‧人體偵測感測器
51‧‧‧蓋子
52‧‧‧插入口
52a‧‧‧肋
53‧‧‧帽蓋
54‧‧‧插通孔
55‧‧‧下面
56‧‧‧固定具
56a‧‧‧固定構件
56b‧‧‧螺絲
57‧‧‧開口
58‧‧‧廢液部蓋
58a‧‧‧把手
58b‧‧‧空氣孔
6‧‧‧換氣單元
61‧‧‧吸氣單元
62‧‧‧排氣單元
63‧‧‧吸氣口
64‧‧‧吸氣風門
64a‧‧‧吸氣風門驅動器
65‧‧‧送風機
66‧‧‧通路
67‧‧‧循環風門
67a‧‧‧循環風門驅動器
68‧‧‧排氣口
69‧‧‧排氣風門
69a‧‧‧排氣風門驅動器
7‧‧‧相機
71‧‧‧第1連結單元
72‧‧‧端部單元
73‧‧‧第1側面部
73a、74a‧‧‧支持板
73b、73c、74b、74c、77a、77b‧‧‧孔
73d、73e‧‧‧框體
73f、74d‧‧‧凹處
74‧‧‧第2側面部
75、79‧‧‧障眼部
76‧‧‧連結部
76a、76b‧‧‧螺紋溝
77‧‧‧支持板
78a、78b‧‧‧導管
80‧‧‧第2連結單元
8‧‧‧幫浦
9‧‧‧水冷單元
A、C‧‧‧方向
D‧‧‧結露水
K‧‧‧氣泡
P‧‧‧植物
PC‧‧‧個人電腦
R、R1、R2‧‧‧育成室
W‧‧‧水
圖1係與本發明的第1實施形態有關的植物育成裝置之立體圖。
圖2係從圖1的A方向觀看上述植物育成裝置的圖及其部份放大圖。
圖3(a)係圖2的I-I線剖面圖，圖3(b)係同一圖的II-II線剖面圖。
圖4係從圖1的B方向觀看上述植物育成裝置時的部分剖面圖。
圖5係從圖1的C方向觀看上述植物育成裝置的圖。
圖6係構成上述植物育成裝置的栽培容器之側剖面 圖。
圖7係上述栽培容器的俯視圖。
圖8(a)係構成上述植物育成裝置的幫浦及水冷單元之側面圖，圖8(b)係同一幫浦及水冷單元之前視圖和其部份放大圖。
圖9係顯示上述植物育成裝置中從外界向裝置內部進行空氣吸排時的狀態之圖。
圖10係顯示上述植物育成裝置中使空氣在裝置內部循環時的狀態之圖。
圖11係本發明的第2實施形態所涉及的植物育成裝置之立體圖。
圖12係上述植物育成裝置的剖面圖。
圖13(a)係構成上述植物育成裝置的蓋子之俯視圖，圖13(b)係(a)的I-I線剖面圖。
圖14係構成上述植物育成裝置之水耕槽支撐物的俯視圖。
圖15係顯示構成上述植物育成裝置的光源及排熱孔之配置的立體圖。
圖16係顯示上述光源及排熱孔之配置的剖面圖。
圖17係在將2個構成上述植物育成裝置的育成室橫向排列地配置之狀態下使用第1連結單元及端部單元相互連結時的側剖面圖。
圖18係上述第1連結單元的分解立體圖。
圖19係顯示藉上述第1連結單元將水耕槽彼此連結 之立體圖。
圖20係上述端部單元之分解立體圖。
圖21係在將2個構成上述植物育成裝置的育成室縱向排列地配置之狀態下使用第2連結單元及端部單元相互連結時的側剖面圖。
針對與本發明的第1實施形態有關的植物育成裝置，茲參照圖1至圖8作說明。如圖1所示，植物育成裝置1具備：具有收容育成對象的植物P的育成室R之外殼2；對植物P照射光的光源3；可種植植物P的栽培容器4；及偵測存在於植物育成裝置1附近的人的人體偵測感測器5。在外殼2設有開關育成室R的透明門(窗)21，成為可從植物育成裝置1外側看見植物P的樣子。外殼2例如是由丙烯樹脂所構成。光源3收容於設在育成室R內的上方之光源收容室30(參照後述的圖2、圖5)。光源收容室30和育成室R無相互連通，而是以透光性的隔間構件30c相互隔開，以使來自光源3的光照射於植物P。光源3係由發出白光且呈列狀排列的複數個白色LED31和發出紅光且呈列狀排列的複數個紅色LED32交錯地重複配置方式所構成。人體偵測感測器5係透過感測人所發出的紅外線輻射來偵測人的存在。
又，植物育成裝置1具有：於其一側面和光源收容室30連通，並將源自光源3的熱散熱至外部的排熱孔33；從外界向育成室R吸入空氣用的孔12；及安裝於孔12的 空氣濾清器13。又，植物育成裝置1具有和個人電腦PC連接用的LAN插口14，經由此LAN插口14而藉由LAN纜線15和個人電腦PC連接。個人電腦PC係用於控制光源3的點亮或後述之換氣單元的動作。又，植物育成裝置1具有量測育成室R與外界的溫度之溫度計，以及量測育成室R與外界的濕度之濕度計。
如圖2至圖5所示，植物育成裝置1進一步具備：向育成室R進行空氣吸氣及排氣的換氣單元6；拍攝育成室R的外觀之相機7；及水耕栽培植物P時所用的幫浦8及水冷單元9。相機7係由CCD相機所構成，將植物P的外觀即時傳送於個人電腦PC。
換氣單元6具有：從外界向育成室R吸入空氣的吸氣單元61；及設在與此吸氣單元61對向的位置以從育成室R向外界排出空氣的排氣單元62。吸氣單元61設在育成室R(圖2中以點表示)和孔12之間，排氣單元62設在育成室R的上方。
吸氣單元61具有：經由孔12與外界連通的吸氣口63；開關吸氣口63的吸氣風門64；及將通過吸氣口63將外界流入的空氣送風至育成室R的送風機65。送風機65係在整個育成植物P的期間經常運轉。藉由送風機65所送風的空氣通過設在外殼2上之複數個孔22進入育成室R，其中，這些複數個孔22係在送風機65相對的面上。又，吸氣單元61具有：在關閉吸氣風門64使空氣在育成室R內循環之際，用以將空氣引導至送風機65的上游之 通路66；及開關通路66的循環風門67。在外殼2的和通路66相對的面上設有用以讓育成室R內循環的空氣通過的複數個孔23。吸氣風門64及循環風門67分別藉由吸氣風門驅動器64a及循環風門驅動器67a而被驅動開啟或關閉。
排氣單元62具有連通外界的排氣口68和開關排氣口68的排氣風門69。排氣風門69係藉由排氣風門驅動器69a而被驅動開啟或關閉。從育成室R通過排氣口68進到排氣單元62內的空氣係通過被設在外殼2且連接於外界的孔24而朝外界排氣。
控制吸氣風門64、循環風門67及排氣風門69之開關的換氣單元控制部(未圖示)係被裝入個人電腦PC，按照依使用者操作個人電腦PC或被讀入個人電腦PC的程式發揮機能。換氣單元控制部係將吸氣風門64和排氣風門69同步地開關，在開啟吸氣風門64及排氣風門69的情況下關閉循環風門67，在關閉吸氣風門64及排氣風門69的情況下開啟循環風門67。
光源3的白色LED31用於對植物P照明，例如是由被覆有黃色螢光體並發出藍光的GaN系藍色LED晶片所構成。關於紅色LED32，適合使用具有660nm附近的峰波長並發出紅光的LED。此種紅光係因植物P的光敏色素光受體而被有效率地吸收，透過活化植物P的光合作用而促進植物P的成長。
光源3之點亮係受被裝入於個人電腦PC的光源控制 部(未圖示)所控制。光源控制部分別控制白色LED31和紅色LED32。光源控制部係和人體偵測感測器5連結而作動，以在人體偵測感測器5偵測植物育成裝置1的周圍有人的情況下，使從紅色LED32發出之紅光的放射能成為從白色LED31發出之白光的放射能的1/2以下的方式作控制。又，光源控制部控制成：在人體偵測感測器5偵測在植物育成裝置1的周圍沒有人的情況，使同一紅光的放射能成為同一白光之放射能的1/2以上。
如圖6及圖7所示，栽培容器4設在育成室R內。栽培容器4具有：盛滿水W(或營養液)並用以水耕栽培植物P的水耕槽41；及配置於水耕槽41的下方並供源自水耕槽41的水W流入的存儲桶42。水耕槽41及存儲桶42均作成長形箱狀，且構成為存儲桶42比水耕槽41大上一圏，存儲桶42的最大蓄水容量比水耕槽41的最大蓄水容量還大。水耕槽41係以被放置於水平安裝在存儲桶42的內部之支持板43上的狀態收容於存儲桶42。介於存儲桶42和外殼2之間設置複數個隔板44。這些隔板44構成為可調整其本身的高度，透過改變隔板44的高度使光源3和栽培容器4的間距改變。植物P係以插入浮在水W上的浮板40所開設的孔之狀態栽培。在存儲桶42的內側將水W加溫的加熱器(未圖示)係以始終浸在水W中的狀態設置，用在此加熱器及水W的冷卻之水冷單元9(參照後述的圖8(a)及(b))的作動均利用個人電腦PC進行程式控制。
水耕槽41具有：在其一端貫通自身的底面並朝垂直方向延伸之筒狀的排水路徑45；及以包圍排水路徑45上方的開口部45a之方式設置的隔間板46。構成為在排水路徑45下方的開口部與蓄積在存儲桶42的水W的水面之間空出間隔。隔間板46係以其上端部的水面方向高度高於開口部45a的方式形成，且在水面方向高度低於開口部45a的部分具有開口46a。又，水耕槽41具有注水口47向其另一端注入源自水冷單元9的水W。注水口47和水冷單元9藉由軟管47a連接。
從注水口47注水的水W朝排水路徑45方向移動，穿過隔間板46的開口46a後，自排水路徑45的開口部45a流入於排水路徑45(圖6中，水W的前進方向以虛線箭頭表示)。順著排水路徑45流至存儲桶42的水W係產生氣泡K而使氧氣溶入水W(通氣)。因而提升植物P的育成效率。蓄積在存儲桶42的水W之水量係由水位感測器48偵測得知。存儲桶42的水W係經由設在存儲桶42一端的連接器49、安裝於連接器49的軟管49a、安裝於軟管49a的連接器81、及安裝於連接器81的軟管82而被送到幫浦8。
如圖8(a)及(b)所示，幫浦8係將從存儲桶42送來的水經由軟管83朝水冷單元9送出(水流以箭頭表示)。水冷單元9係冷卻從幫浦8送來的水，以進行水溫調整。藉水冷單元9冷卻的水係經由從水冷單元9導出的軟管96、安裝於軟管96的連接器97、然後經由安裝於連接器 97的軟管47a而朝水耕槽41的注水口47被送出。
其次，針對上述那樣構成的植物育成裝置1中，從外界向育成室R進行空氣吸氣及排氣的情況之動作進行說明。如圖9所示，換氣單元6係在吸氣及排氣時開啟吸氣風門64及排氣風門69，關閉循環風門67。藉此，源自外界的空氣通過孔12及吸氣口63進入吸氣單元61，然後藉由送風機65而朝育成室R方向送風，再通過孔22被吸進育成室R(空氣流以虛線箭頭表示)。從該外界吸入的空氣係比育成室R內因植物P的光合作用消耗二氧化碳(CO2)而氧氣(O2)變多的空氣還重。因此，含有較多從外界吸進的CO2之空氣沉到育成室R的下方，因為此空氣擠壓使得原本位在育成室R的含O2較多的輕空氣朝育成室R的上方移動。含有較多朝上方移動的O2之空氣係在通過排氣單元62的排氣口68之後，從孔24朝外界排氣。因為排氣單元62是設在育成室R的上方，從而含O2多的輕空氣優先地從育成室R被排氣。
一方面，在育成室R內使空氣循環的情況，如圖10所示，換氣單元6係關閉吸氣風門64及排氣風門69並開啟循環風門67。因此，空氣藉由送風機65而朝育成室R送風，因此從育成室R內被擠出的空氣通過孔23及通路66再度回到送風機65的上游，空氣在育成室R內循環。
如上述，換氣單元6以對育成室R內的空氣進行吸氣及排氣的吸排氣模式及使空氣在育成室R內循環的循環模式的2個不同模式動作。此等模式被控制成按既定時 間相互切換。此控制係藉由儲存和模式的切換時間有關的資訊之儲存部與依據記憶於此儲存部之資訊而控制換氣單元6的動作之換氣單元控制部來進行。儲存部及換氣單元控制部一起被裝入個人電腦PC。和模式的切換時間有關的資訊係由外部伺服器通過電信線路(網際網路)供給於個人電腦PC的儲存部。在外部伺服器中，將依各式各樣的植物P而最佳化的各種模式切換時間儲存成程式庫。使用者從該程式庫中選擇適當的模式切換時間，將其下載於個人電腦PC作使用。依此，即便是在育成迄今未曾育成過的植物P之情況，亦能以最佳條件育成植物P。又，亦可依據相機7所取得之植物P的映像，以遠距操作變更模式切換時間或光源3的光照射型態。
依據本實施形態的植物育成裝置1，換氣單元6是以吸排氣模式及循環模式當中任一模式動作。因此，在吸排氣模式下，從外界將空氣(二氧化碳)吸入至育成室R，在循環模式下，循環育成室R內的空氣，可使育成室R內的氧氣/二氧化碳濃度或溫度、濕度均一化，並能有效率地育成植物P。
又，在植物育成裝置1的附近有人的情況，源自紅色LED42的紅光之放射能被控制為源自白色LED41的白光之放射能的1/2以下。因此，在有人觀看植物P時，防止植物P看起來帶有紅色，可使植物P的外觀良好。另一方面，在植物育成裝置1的附近没人的情況，源自紅色LED42的紅光之放射能被控制為源自白色LED41的白光 之放射能的1/2以上。因此，相較於無紅光或紅光少的情況，對植物P多照射源自紅色LED42的紅光，可更有效率地促進植物P的成長。
又，因為形成可調整隔板44的高度，故而可因應植物P的成長來變更光源3和栽培容器4的間隔。例如，在植物P處於初期的發育階段中還小的情況，使光源3和栽培容器4接近以確保源自光源3的光集中地照射植物P。又，在植物P成長變大的情況，使光源3離開栽培容器4以確保源自光源3的光大範圍地照射植物P。
又，透過將排水路徑45設成朝垂直方向延伸的筒狀，只有從水耕槽41溢出的水W會被排水，故而例如即使是從水冷單元9朝向水耕槽41的注水速度有變化，蓄積在水耕槽41的水W之水量還是能經常保持一定。此外，較佳為，排水路徑45之高度被調整為：水耕槽41最大容量的一半以下的水W會蓄積於水耕槽41。又，因為水W是通過隔間板46的開口46a而流入排水路徑45，使得浮在水耕槽41水面的垃圾變得難以流入排水路徑45。依此，防止垃圾落到存儲桶42，可防止幫浦8阻塞。又，為更確實地防止垃圾落到存儲桶42，亦可在排水路徑45的開口部45a設置回收垃圾的篩網等。此外，排水路徑45未限定於圖示那種圓筒狀，例如，作成角筒狀亦可。
再者，因為構成為存儲桶42的最大蓄水容量是大於水耕槽41的最大蓄水容量，所以例如即便是水耕槽41破損引起漏水，漏出的水還是蓄積在存儲桶42，沒有其 他像機器之類因浸水而故障之虞。又，因為水W具有緩衝育成室R內的氣溫變化之作用，故若使用加熱器及水冷單元9將水W的水溫保持一定，則亦能將育成室R內的氣溫概略保持一定。
(以下，新的實施形態)
其次，針對本發明的第2實施形態所涉及的植物育成裝置，茲參照圖11至圖16作說明。如圖11所示，植物育成裝置10具有：開關育成室R的矩形形狀的門21；設置在門21上的窗21a；及開關門21時所用的把手21b。門21係透過分別設在其下端部兩端的鉸鏈21c而和外殼2連接，且能以其下邊為旋動軸進行開關(亦參照後述的圖15)。又，在植物育成裝置10中，營養液槽(存儲桶)42、幫浦8及水冷單元9配置在水耕槽41的下方。又，植物育成裝置10具備設在其底面的複數個腳輪16和設在其側面的把手17，可持著把手17自由地移動。而且，植物育成裝置10具備用以使植物的種子發芽的發芽室18。
發芽室18具有：設置在植物育成裝置10的一側面之凹部18a；開關自如地封住凹部18a的開關蓋18b；及設置在凹部18a上面的發芽室LED(未圖示)。發芽室LED例如採用電燈泡色LED，使此電燈泡色LED以低輝度點亮既定時間。發芽室18係在發芽室LED熄燈後的暗黑條件下或將發芽室LED點亮後的弱光條件下進行植物種子的催芽。在發芽室18內有連結水冷單元9和水耕槽41的軟管96(未圖示)通過。依此，藉水冷單元9進行溫度控 制的水通過軟管96內使發芽室18內的溫度被保持成大致一定，故可有效率地進行催芽。此外，亦可作成另設有控制發芽室LED的點亮時間之計時器，按照要發芽的種子之品種調整發芽室LED的點亮時間。又，亦可利用發芽室18作為育成新芽(sprout)的新芽室，在此情況，透過在發芽後的一定時間之後照射光，可將新芽的莖高度及新芽所含之營養素進行某程度控制。
如圖12所示，在植物育成裝置10中，水耕槽41的上面蓋有蓋子51。蓋子51作成遮光性，具有：供植物P插入的複數個插入口52；可裝卸地安裝於各複數個插入口52上的遮光性的帽蓋53；以及供注入口47插通的插通孔54(亦參照圖13(a)及(b))。在育成植物P的情況，卸下帽蓋53將植物P插入於插入口52，於沒被插入植物P的插入口52安裝帽蓋53。如此透過設置遮光性的蓋子51及帽蓋53，源自光源3的光變得不被照射於水W，因而可防止在水W中產生藻類，或是水W所含的營養素被光分解。
複數個插入口52係設在從卡合於水耕槽41的蓋子51的外緣降下一層的下面55，各自具有延伸於下方的肋52a。自肋52a的下面至水耕槽槽底為止之高度係構成為和蓄積在水耕槽41的水W之水面高度，亦即和排水路徑45的高度大致相同。依此，在對植物育成裝置10施加振動時，可將水W的搖晃抑制在最小限度。
又，蓋子51係藉由安裝在育成室R的壁面之固定具 56而固定於水耕槽41。固定具56具有：在圖示例中，從上方將蓋子51朝水耕槽41按壓的固定構件56a；及將固定構件56a螺固於育成室R的壁面之螺絲56b。藉此，蓋子51變得難以從水耕槽41脫落，因此例如即便是利用腳輪16使植物育成裝置10移動、因地震等而使植物育成裝置10發生搖晃，仍可防止水W從水耕槽41溢出。又，因為在沒被插入植物P的插入口52安裝帽蓋53，故亦可防止水W從插入口52溢出。
蓋子51具有：設置在與排水路徑45對應的部分之開口57；及可裝卸地蓋於開口57上之廢液部蓋58。廢液部蓋58具有：握持用的把手58a；及自外部吸入空氣至水W時所用的空氣孔58b(參照圖13(a))。又，排水路徑45成為對水耕槽41可裝卸或調整高度。此乃係透過例如在排水路徑45的外周面下端部設置螺紋溝，將與此螺紋溝螺接的螺紋孔設於水耕槽41，再將排水路徑45螺固於水耕槽41而進行。藉此，若將廢液部蓋58自蓋子51卸下使排水路徑45露出，接著，使排水路徑45自水耕槽41卸下的話，則能將蓄積在水耕槽41的水W全排掉，故交換水W或清掃水耕槽41變得容易。又，透過調整排水路徑45的高度，可自由地調整水W的水面高度。
回到圖12，在植物育成裝置10中，水耕槽41被載置於構成育成室R的底面之水耕槽支撐物25。在水耕槽支撐物25設有：供在水耕槽41表面產生的結露水D蓄積的溝26；排水路徑45及供覆蓋排水路徑45周圍的管 45b插通的縱向孔27(亦參照圖14)。在管45b和縱向孔27之間設置結露水D可流下的間隙，在管45b及縱向孔27的下方配置有營養液槽42。又，溝26係以結露水D可朝縱向孔27流入般地朝向縱向孔27傾斜。藉此，結露水D流下到溝26並自縱向孔27落到營養液槽42，故可防止水耕槽支撐物25因結露水D而浸水。依此，結露水D囤積於水耕槽支撐物25，可防止其結果所可能引發在水耕槽支撐物25產生藻類或微生物繁殖之情況。
又，如圖15及圖16所示，植物育成裝置10係在和連結吸氣單元61和排氣單元62的氣流方向正交之方向的兩側面的至少一方具備門21。又，植物育成裝置10在設置門21的側面具備排熱孔33。排熱孔33係設置在門21關閉時會隱藏於門21的陰影且不露出於外部的位置。因此，可提升植物育成裝置10良好的外觀性。
又，植物育成裝置10具備對設置在氣流方向的一端側且對光源3側方的光源3送風的光源用送風機34。光源3具有複數個縫隙35，用以將在氣流方向的各兩端部從自身發出的熱朝外部放熱。連結縫隙35和排熱孔33的排熱路徑36(參照圖16)具有：和氣流方向正交且從縫隙35往裝置外側延伸的正交部37(以一點鏈線表示)；及連結於正交部37且沿氣流方向延伸的平行部38(以二點鏈線表示)。正交部37及平行部38的壁面被塗裝成黑色。
藉由上述那樣的構成，從光源用送風機34發出的風(圖16中路徑以虛線箭頭表示)，係在透過縫隙35並通過 光源部3的內部後，經由正交部37及平行部38從排熱孔33被排出於外部。隨著此風的流動，伴隨光源3的LED31、32之發光所產生的熱被放熱於外部。另一方面，從LED31、32發出光係從縫隙35射出於光源3的外部後，因為壁面被塗裝成黑色的正交部37及平行部38而使反射的過程衰減，故幾乎沒有從排熱孔33射出於外部。因此，可防止源自排熱孔33及排熱孔33周邊的門21區域的漏光，並可從排熱孔33有效率地放熱於外部。
其次，關於將複數個育成室R相互橫向排列連結的情況，茲參照圖17至圖20作說明。如圖17所示，植物育成裝置20係使用第1連結單元71將相互橫向排列配置的2個育成室R相互連結成者。2個育成室係以各自的設有排氣單元62的側面相互面對的方式配置。以下，為將2個育成室R彼此作區別，將配置於左側者稱為育成室R1，配置於右側者稱為育成室R2。
第1連結單元71係以在育成室R1、R2間空氣相互流通的方式使育成室R1、R2相互連通。又，第1連結單元71係以使育成室R1側的光源收容室30a和育成室R2側的光源收容室30b相互連通，且水從育成室R2側的水耕槽41b朝育成室R1側的水耕槽41a流通的方式將水耕槽41a、41b相互連結。又，在育成室R1、R2各自的設有第1連結單元71之側的相反側端部，設有端部單元72讓眼睛看不見吸氣單元61或光源用送風機34。
如圖18所示，第1連結單元71具有：安裝於育成室 R1側面的第1側面部73；安裝於育成室R2側面的第2側面部74；及設置在此等側面部73、74之間的障眼部75。又，第1連結單元71具有將水耕槽41a、41b相互連結的連結部76。
第1側面部73具有：矩形平板形狀的支持板73a；設置在支持板73a上的與育成室R1對應的位置之孔73b；及設置在支持板73a上的與光源收容室30a對應的位置之孔73c。又，第1側面部73具有：豎立在和孔73b對應的位置之矩形的框體73d；豎立在和框體73d同方向延伸的孔73c相對應的位置之矩形的框體73e；及用以讓連結部76通過的凹處73f。一方面，第2側面部74具有：矩形平板形狀的支持板74a；設置在支持板74a上供框體73d嵌入的孔74b；設置在支持板74a上供框體73e嵌入的孔74c；及用以讓連結部76通過的凹處74d。第1側面部73係以其框體73d、73e各自嵌入第2側面部74的孔74b，74c之狀態下和第2側面部74一體化。障眼部75係利用長形平板折曲成大致U字狀物所構成，且以隠蔽框體73d、73e及連結部76的方式被夾持在第1側面部73及第2側面部74之間。
如圖19所示，連結部76係作成筒狀，在其兩端部，分別具有和各水耕槽41a、41b螺接用的螺紋溝76a、76b。連結部76係以透過其螺紋溝76a、76b分別與設在水耕槽41a、41b各自側面上的螺紋孔41c、41d螺接而得以讓水在水耕槽41a、41b間往來的方式將水耕槽41a、41b相互 連結。又，在水耕槽41b中，排水路徑45被卸除，在固定有排水路徑45的孔上安裝塞子41e。藉此，從水冷單元9給水至水耕槽41b端部之水係在通過連結部76朝水耕槽41a供給後，從水耕槽41a端部的排水路徑45被排水並回收於營養液槽。此外，水耕槽41a、41b分別設有將水流調整成一定的整流板41f、41g。
如圖20所示，端部單元72具有矩形平板狀的支持板77，其設有供吸氣單元61及光源用送風機34各自安裝的孔77a、77b。又，端部單元72具有：送風機導管78a、78b，安裝於吸氣單元61及光源用送風機34各自之上；及障眼部79，作成從外部看不見送風機導管78a、78b。障眼部79作成矩形的箱狀，且以內建有送風機導管78a、78b的狀態安裝於支持板77。
其次，針對複數個水耕槽41以相互縱向排列連結的情況，茲參照圖21作說明。植物育成裝置20a係使用第2連結單元80將相互縱向排列配置的2個水耕槽41相互連結成者。在此，為將2個水耕槽41彼此作區別，將配置於上側者稱為水耕槽41a，配置於下側者稱為水耕槽41b。設有水耕槽41a的育成室R1及設有水耕槽41b的育成室R2，係以各自的吸氣單元61及光源用送風機34位在相同側的方式作配置。育成室R1、R2各自的吸氣單元61及光源用送風機34係被上述的端部單元72所覆蓋。
在水耕槽41a中，排水路徑45被卸除，在未固定有排水路徑45的孔上安裝塞子41e。第2連結單元80具有： 軟管49a，其以水可從水耕槽41a的塞子41e附近之端部朝水耕槽41b的設有排水路徑45之一側的相反側之端部流入的方式連接；及作成軟管49a不露出於外部的隠蔽之障眼部79。依此，從水冷單元9給水於水耕槽41a的端部之水係通過軟管49a朝水耕槽41a供給後，從水耕槽41b端部的排水路徑45被排出並回收於營養液槽。
依據上述植物育成裝置20，可將育成室R1、R2，光源收容室30a、30b及水耕槽41a、41b分別相互橫向排列地連結。又，依據上述植物育成裝置20a，可將水耕槽41a、41b相互縱向排列地連結。此時，育成室R1、R2的連結部分、端部被第1連結單元71或第2連結單元80或端部單元72所掩蔽而不露出於外部。因此，成為植物育成裝置20、20a的外觀流暢的時尚品，亦可將植物育成裝置20、20a裝入家具等當成一室內裝飾來欣賞。此外，相互連結的育成室R、水耕槽41的數目不限定為2個，亦可作成將3個以上者相互連結的構成。
此外，與本發明有關的植物育成裝置不限定於上述實施形態，可為各種的變形。例如，本裝置未必需要具備栽培容器，亦可於外殼內直接配置植物。又，植物的栽培未侷限於水耕栽培，亦可土耕栽培植物。又，亦可手動進行吸排氣模式和循環模式之切換，亦可作成在育成室內設置測定CO2濃度的CO2感測器，而在育成室內的CO2濃度降低的情況切換成吸排氣模式。又，為更有效率地將源自光源的光照射於植物，能以覆蓋植物的方式將光源配置成拱 形，不僅是植物的上方，連植物的側方亦可配置光源。又，為更嚴密地管理育成室內的氣溫，亦可設置控制空氣溫度的空溫冷單元。又，亦可構成：將用在植物育成裝置的動作控制之個人電腦的機能建置於植物育成裝置再者，為促進植物的成長，亦可設置產生離子霧的靜電霧化裝置。

Claims (21)

  1. 一種植物育成裝置，其係具備：育成室，用於收容育成對象的植物；及換氣單元，向前述育成室進行將包含二氧化碳的重空氣吸氣及將前述重空氣的二氧化碳被消耗後的輕空氣從前述育成室予以排氣；前述換氣單元具有：吸氣單元，從外界向前述育成室吸入前述重空氣；及排氣單元，設在與前述吸氣單元對向的位置並從前述育成室向外界排出前述輕空氣；前述吸氣單元具有：吸氣口，係連通外界；吸氣風門，開關前述吸氣口；送風機，將通過前述吸氣口從外界流入的前述重空氣送風至前述育成室；通路，在關閉前述吸氣風門使前述育成室內的前述重空氣循環時用以將前述重空氣引導至前述送風機的上游；以及循環風門，係開關前述通路；前述排氣單元具有：排氣口，係連通外界；以及排氣風門，開關前述排氣口；前述換氣單元係以如下2個模式中的任一模式動作：吸排氣模式，透過開啟前述吸氣風門及前述排氣風門並關閉前述循環風門而對前述育成室進行前述重空氣吸氣及將前述輕空氣從前述育成室予以排氣；及循環模式，透過關閉前述吸氣風門及前述排氣風門並開啟前 述循環風門而使該育成室內的下方的前述重空氣往上方循環；前述育成室內進一步具備可種植植物的栽培容器；前述栽培容器係具有：水耕槽，用以水耕栽培植物；前述植物育成裝置進一步具備：蓋子，覆蓋在前述水耕槽的上面，且具有供植物插入的複數個插入口。
  2. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中前述吸排氣模式係使前述輕空氣從設置於前述育成室上方的前述排氣單元往外界排氣；前述循環模式係使前述重空氣通過前述通路回到前述送風機的上游而在前述育成室內循環。
  3. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中前述換氣單元被控制成按預定時間將前述2個模式互相作切換。
  4. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中進一步具備：光源，設置在前述育成室內且對植物照射光；及人體偵測感測器，偵測存在於前述植物育成裝置附近的人；前述光源具有發出白光的白色LED、及發出紅光的紅色LED；在前述人體偵測感測器偵測到有人的情況，其係控制成：從前述紅色LED照射之紅光的放射能成為從前述白色LED照射之白光的放射能的1/2以下；而在前述人體偵測感測器未偵測到有人的情況，其係控制成：同一紅光的放射能成為同一白光之放射能的1/2以上。
  5. 如請求項4所記載之植物育成裝置，其中進一步具備：門，其設置在與連結前述吸氣單元和前述排氣單元的氣流方向正交之方向的兩側面之至少一方，用以開關前述育成室；光源收容室，其設於前述育成室內的上方，用以收容前述光源；及排熱孔，其連通該光源收容室用以將源自前述光源的熱向外部排熱；前述排熱孔係設置於設有前述門的側面且在前述門關閉時會隱藏於該門的陰影而不露出於外部的位置。
  6. 如請求項5所記載之植物育成裝置，其中前述光源收容室具有縫隙，其位在前述氣流方向之兩端部的至少一方，用以將從前述光源發出的熱散熱至外部；前述縫隙和前述排熱孔藉由排熱路徑連結，該排熱路具有：正交部，其和前述縫隙連結且朝和前述氣流方向正交的方向延伸；及平行部，其和該正交部連結且和前述氣流方向平行地延伸並連結於前述排熱孔。
  7. 如請求項4所記載之植物育成裝置，其中構成為可因應前述植物的成長而調整前述栽培容器和前述光源之間隔。
  8. 如請求項7所記載之植物育成裝置，其中前述栽培容器進一步具有：存儲桶，配置在前述水耕槽的下方供源自 前述水耕槽的水流入；且進一步具備幫浦，從前述存儲桶汲水至前述水耕槽。
  9. 如請求項8所記載之植物育成裝置，其中前述存儲桶的最大蓄水容量比前述水耕槽的最大蓄水容量還大。
  10. 如請求項8所記載之植物育成裝置，其中進一步具備水冷單元，其用於冷卻被供給於前述水耕槽的水以調整水溫。
  11. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中前述蓋子具有：帽蓋，可裝卸地安裝於前述複數個插入口的各個插入口上。
  12. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中前述蓋子係藉由安裝於前述育成室內的固定具而固定於前述水耕槽。
  13. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其係構成為自前述複數個插入口的下面至水耕槽槽底為止之高度成為和蓄積在前述水耕槽的水之水面高度大致相同。
  14. 如請求項8所記載之植物育成裝置，其中前述水耕槽具有：筒狀的排水路徑，係貫通自身的底面且朝垂直方向延伸；及隔間板，係以圍繞前述排水路徑的上側的開口部的方式所設置；前述隔間板係形成為其上端部的水面方向高度比前述開口部高，且在水面方向高度比該開口部低的部分具有開口。
  15. 如請求項14所記載之植物育成裝置，其中前述排水路徑係可相對於前述水耕槽裝卸或調整高度。
  16. 如請求項14所記載之植物育成裝置，其中前述水耕槽載置於構成前述育成室的底面的水耕槽支撐物；前述水耕槽支撐物具有：縱向孔，係供前述排水路徑插通；及溝，係供前述水耕槽的表面產生的結露水蓄積；前述溝係向前述縱向孔傾斜以使前述結露水可朝前述縱向孔流入。
  17. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中進一步具備第1連結單元，其將複數個前述育成室在相互橫向排列配置的狀態下相連結；前述第1連結單元係連通各個前述育成室彼此以使得空氣可在一方的前述育成室和另一方的前述育成室之間互相流通。
  18. 如請求項8所記載之植物育成裝置，其中進一步具備第2連結單元，其將複數個前述水耕槽在相互縱向排列配置的狀態下相連結；前述第2連結單元係連結各個前述水耕槽彼此以使得水可從一方的前述水耕槽朝另一方的前述水耕槽流通。
  19. 如請求項1所記載之植物育成裝置，其中進一步具備發芽室，用以使植物的種子發芽。
  20. 如請求項3所記載之植物育成裝置，其中進一步具備： 儲存部，其用於儲存和前述2個模式的切換時間有關的資訊；及換氣單元控制部，其依據儲存於前述儲存部的資訊來控制前述換氣單元的動作。
  21. 如請求項20所記載之植物育成裝置，其中儲存於前述儲存部的資訊係通過電信線路由外部伺服器所供給的。
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