TWI662887B - Plant cultivation device - Google Patents

Abstract

本發明之植物栽培裝置是一種包括了可控制栽培環境之栽培空間，及被配置於栽培空間的複數個栽培架的植物栽培裝置。栽培空間，在上方配置有用於朝向栽培架吹送空氣流的空調機器。並且栽培空間至少在端部上設置有用於將由空調機器所吹送之空氣流誘導至栽培架的誘導風扇，且誘導風扇是構成為可將由空調機器所吹送之空氣流朝向栽培架誘導。

Description

植物栽培裝置 發明領域

本發明是有關於一種在用於栽培蔬菜等植物之工廠中所使用的植物栽培裝置。

發明背景

專利文獻1揭示了與植物栽培設施有關之技術。在專利文獻1中所揭示之植物栽培設施具有可栽培植物的栽培床、在厚度方向上形成複數個通氣用孔且在栽培床上隔著空隙而重疊的栽培盤，及可將氣體送入形成在栽培床與栽培板之間的空隙的空調機構。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2012-28號公報

發明概要

本發明之植物栽培裝置是一種包括了可控制栽培環境之栽培空間，及被配置於栽培空間的複數個栽培架的植物栽培裝置。栽培空間，在上方配置有用於朝向栽培 架吹送空氣流的空調機器。並且栽培空間至少在端部上設置有用於將由空調機器所吹送之空氣流誘導至栽培架的誘導風扇，且誘導風扇是構成為可將由空調機器所吹送之空氣流朝向栽培架誘導。

1‧‧‧栽培設施

2‧‧‧栽培空間

3‧‧‧栽培架

3A‧‧‧栽培區塊

31‧‧‧支柱

32‧‧‧栽培單元

33‧‧‧栽培床

33A‧‧‧限制部

33B、33F、33H‧‧‧肋部

33C、34B‧‧‧吸氣口

33D、34A‧‧‧送風通道

33E、34C‧‧‧排氣口

33G‧‧‧溝槽

33I‧‧‧突起

34‧‧‧栽培板

34D‧‧‧栽培孔

34E‧‧‧握把

35‧‧‧照明機器

36A、36B‧‧‧遮蔽構件

37‧‧‧鉸鏈

38‧‧‧管件

39‧‧‧水耕片

4‧‧‧空調機器

5‧‧‧誘導風扇

6‧‧‧吸引設備

61‧‧‧吸引風扇

62A‧‧‧上下管道

62B‧‧‧分歧管道

62C‧‧‧左右管道

62D‧‧‧吸氣管道

62E‧‧‧吸引部

D1‧‧‧高度

D2‧‧‧厚度

Φ1、Φ2‧‧‧開口徑

7‧‧‧液體

8‧‧‧栽培植物

圖1是表示本發明的一個實施形態的植物栽培裝置之整體構成的概要圖。

圖2是表示從圖1上方觀看到的植物栽培裝置之構成的概要圖。

圖3是表示圖1所示之本發明之實施形態的植物栽培裝置中，栽培架之部分的立體圖。

圖4是將栽培架之主要部位放大表示的立體圖。

圖5是表示栽培單元之構成的剖面圖。

圖6是表示栽培單元之構成的平面圖。

圖7是從栽培床取出栽培板之狀態的立體圖。

圖8是表示栽培床之詳細構造的剖面圖。

圖9是用以說明栽培床與栽培板之關係的說明圖。

圖10是表示本發明之植物栽培裝置的整體構成之其他實施形態的概要圖。

圖11是表示本發明之植物栽培裝置的整體構成之其他實施形態的概要圖。

圖12是表示本發明之植物栽培裝置的整體構成之其他實施形態的概要圖。

圖13是表示模擬了圖12所示之實施形態中的栽培空間的溫度分布狀況之結果的說明圖。

用以實施發明之形態

以下，針對本發明之實施形態的植物栽培裝置，一邊參照圖式一邊進行說明。然而，有時會省略掉非必要之過度詳細的說明。例如，已經充分瞭解之事項的詳細說明或對於實質上相同之構成的重複說明，有時會省略掉。這是因為要避免以下的說明落於不必要地變得冗長，且讓本領域之技術人員容易理解。再者，附加圖式及以下說明，都是為了讓本領域之技術人員能夠充分理解本發明而提供的，並不欲藉由這些而限定請求範圍中記載的主題。

圖1是表示本發明之一個實施形態的植物栽培裝置之整體構成的概要圖。圖2是表示從圖1上方觀看到的植物栽培裝置之構成的概要圖。圖3是表示圖1所示之本發明之實施形態的植物栽培裝置中，栽培架之部分的立體圖。圖4將栽培架之主要部位放大表示的立體圖。

如圖1、圖2所示，建築物、溫室(vinyl house)等之栽培設施1具有可控制溫度、溼度、光線等栽培環境的栽培空間2，且在這個栽培空間2中，是藉由隔著預定間隔配置複數個栽培架3以構成植物栽培裝置。

栽培空間2，是於各自的栽培架3的兩側，且在栽培空間2的上方，配置有冷風機等的複數個空調機器4，該空調機器4是用於將冷風等已進行過溫度控制的空氣流朝 栽培架3的側面送風。又，如圖1所示，在栽培空間2中，在至少配置於端部之空調機器4的正下方，設置有誘導風扇5，以將空調機器4所送風之冷風等空氣流導引至上方。藉此，就能夠藉由誘導風扇5將由空調機器4所送風之空氣流誘導向栽培架3。又，栽培架3之間隔，只要是管理栽培之管理者能夠通過的程度之間隔即可，且是將空調機器4配置成可在栽培架3的兩邊側面產生已作過溫度管理之冷風等空氣流。

栽培架3，如圖3、圖4所示，是藉由在以金屬製或塑膠製之管件等之支柱31所形成的複數層的架子上，以將複數個栽培單元32在垂直方向上隔著間隔層疊複數層的狀態進行配置而被構成。在如圖3所示之例中，是將複數個栽培單元32在垂直方向上層疊複數層者當作1個栽培區塊3A，並且藉由將2個該栽培區塊3A適當排列以構成1座栽培架3。

栽培單元32具有栽培床33、被配置於栽培床33上部的複數個栽培板34，以及被配置於栽培板34上部之採用了日光燈或LED等的照明機器35。再者，雖然圖未示，但是在栽培單元32的側面上設有遮蔽構件。

又，在栽培架3中，於各個栽培單元32的附近，如圖1所示，設有吸引風扇61形成之吸引設備6，用於吸引透過空調機器4所產生之冷風等空氣流。在圖1中，空調機器4所產生之冷風，是藉由誘導風扇5被引導至栽培架3之側面，並進一步藉由被配置於各個栽培單元32之吸引風扇61 而被引導至栽培床33內，且利用栽培板34之送風通道而被引導至栽培植物(例如萵苣等)附近。藉由像這樣引導冷風，就能構成為將栽培架3之被配置成複數層的各個栽培單元32內的溫度形成為更加均勻。

在如圖1所示之例子中，空調機器4是被懸吊於栽培空間2之天花板而被配置。誘導風扇5是配置成可將空調機器4的氣流引導至更上方。像這樣地配置有誘導風扇5的情形，栽培架3的側面會整體地形成更為均勻的溫度。又，在各個栽培單元32中設有吸引風扇等之吸引設備6。

如圖2所示，是將空調機器4配置成可讓空氣流在並列配置的栽培架3之空隙中流動。空調機器4可使用1馬力~10馬力的空調。

藉由像這樣地配置空調機器4、誘導風扇5、吸引設備6，即使是馬力較弱之冷風機等的空調機器4，仍能有效率地使空氣流流到栽培架3的側面。藉此，就能實現低成本之使用了空調機器4的植物栽培裝置。

接著，針對栽培單元32，利用圖5~圖10進行說明。

圖5是表示栽培單元32之構成的剖面圖。圖6是表示栽培單元32之構成的平面圖。在圖6中，箭頭是表示空氣的流動。

栽培單元32是被構成栽培架3之支柱31所支撐而被配置。並將照明機器35安裝在上部之支柱31上。遮蔽構件36A以及遮蔽構件36B是被配置成可遮蔽栽培單元32的 側面。遮蔽構件36A以及遮蔽構件36B是以使上部之一部分開放的方式隔著空隙而被配置，且形成如圖5之箭頭所示的空氣流動。這是為了讓照明機器35所產生的熱散逸出去。遮蔽構件36A是透過鉸鏈37而被安裝於支柱31上，且如圖5之虛線所示，被安裝成可由使用者來開關。遮蔽構件36B是被安裝在支柱31上。

如圖5所示，栽培床33是被支柱31所支撐而被配置。栽培床33是由為聚苯乙烯(polystyrene)之一種的發泡苯乙烯(styrol)，以讓剖面形狀成為凹狀的形式形成為有底的箱形。在栽培床33的凹部上，構成為可讓營養液等栽培用液體7注入。在栽培床33的凹部上，形成有可保持栽培板34之限制部33A，藉此，栽培板34可在被栽培床33的凹部所保持的狀態下被配置。限制部33A是在即使被配置於栽培板34之栽培植物8的重量變重的情形下，仍能防止栽培板34下降到超出規定。當栽培板34下降到超出規定的程度時，就會有導致液體7流入栽培板34之上表面的可能性。此時，會有妨礙栽培植物8的生長之疑慮，因而較不理想，所以宜在栽培床33上設置限制部33A。

又，栽培床33為了將藉由吸引管道或吸引風扇等吸引設備6所導入之冷風等空氣引導至形成於栽培板34之內部的送風通道34A，在形成於端部的肋部33B上具有可吸入冷風等空氣的吸氣口33C，以及可引導從吸氣口33C導入之空氣的送風通道33D。被導引至栽培床33之送風通道33D的空氣，是透過栽培板34之吸氣口34B而被導入送風通道 34A，其中該栽培板34之吸氣口34B可連接至形成在肋部33B上之排氣口33E。關於栽培床33之吸氣口33C、送風通道33D，及排氣口33E的詳細內容，將在後續說明。

又，栽培床33，在與具有吸氣口33C、送風通道33D、排氣口33E之肋部33B為相反側之肋部33F上，具有略成圓弧狀的溝槽33G。在溝槽33G上，為了連接栽培板34之吸氣口34B與栽培床33之排氣口33E，而配置有由橡膠所製成的筒狀的管件38，該管件38是作為具有彈性而可將吸氣口34B按壓到排氣口33E的彈性構件。

管件38，被用於將空氣送進內部而使管件38膨脹的送風機連接著，且藉由將空氣送進管件38的內部、使其膨脹，就能藉由管件38的彈性將栽培板34之吸氣口34B按壓到栽培床33之排氣口33E上，並藉此構成為可連接吸氣口34B與排氣口33E。

又，管件38，如圖6所示，是被配置成使長邊方向的外側抵接於栽培板34之與形成有吸氣口34B之側為相反側的端部上。亦即，管件38是藉由從送風機將空氣送進內部，並使其在溝槽33G內膨脹，以藉由管件38的彈性將栽培板34的吸氣口34B按壓到栽培床33的排氣口33E上，藉此就能連接吸氣口34B與排氣口33E。藉此，可透過吸氣口34B，將空氣穩定供給至栽培板34之送風通道34A。再者，在栽培床33之供液體7注入的凹部中，配置有水耕片39。

於此，在本實施形態中，栽培單元32是藉由在栽培床33的上部將複數個栽培板34配置成可在長邊方向上移 動而構成。複數個栽培板34是構成為在栽培床33之預定位置上，藉由被以管件38朝肋部33B側按壓，而使栽培床33之排氣口33E與栽培板34之吸氣口34B相連接，並透過吸氣口34B，將空氣供給至栽培板34之送風通道34A。

如圖6所示，栽培板34是由為聚苯乙烯之一種的發泡苯乙烯所形成，並具有形成於內部之送風通道34A、可將空氣供給到送風通道34A的吸氣口34B，及在配置栽培植物8之上表面側以連接到送風通道34A的方式被形成的排氣口34C。流入吸氣口34B的冷風，是經過送風通道34A，從排氣口34C被排出。排氣口34C是由上下朝向的貫通孔所構成，且是構成為可對栽培板34所栽培之栽培植物8，由下方吹冷風。又，在栽培板34之形成有排氣口34C的上表面側上，形成有在上下方向上貫通之複數個栽培孔34D，供栽培植物8配置。

又，如圖6所示，藉由吸引管道與吸引風扇等之吸引設備，從栽培床33之吸氣口33C被導入的冷風等空氣，可經過送風通道33D、排氣口33E，而被吸入栽培板34之吸氣口34B。在栽培板34之吸氣口34B被吸入之空氣，是經過送風通道34A而在排氣口34C朝向栽培板34的上方被排出。送風通道34A只要是形成為可在排氣口34C將空氣排出即可。

圖7是從栽培床33取出栽培板34之狀態的立體圖。再者，圖7是將栽培床33之長邊方向的其中一邊省略而表示。圖8是表示栽培床之詳細構造的剖面圖。

如圖7所示，栽培床33是形成為略長方形，且在上部以可供複數個栽培板34排列配置的方式，形成有肋部33B、33F。又，在栽培床33上部的一部分上，以讓使用者可容易地取出栽培板34的方式，形成有相較於肋部33B、33F高度較低的肋部33H。藉由此構成，即使在栽培架3上設置管道等，仍能容易地從栽培架3的側面取出栽培板34。

又，如圖8所示，在栽培板34的側面設有握把34E，以使其可容易地從栽培床33中取出栽培板34。握把34E是構成栽培板34之吸氣口34B的一部分。

又，栽培板34是被配置成可相對於栽培床33移動，且在移動方向的端部上配置有用於將栽培板34定位的隔板(dummy plate)。亦即，複數個栽培板34是以相對於栽培床33受到限位的狀態被配置。

此外，如圖8所示，在栽培床33底部形成有突起33I，且可藉由這個突起33I使栽培床33的強度提升，並且可以減少注入到栽培床33內之液體7的量。

圖9是用於說明栽培床33與栽培板34之關係的說明圖。在圖9中，D1表示從栽培床33底部到限制部33A，亦即栽培板34之下表面為止的高度。D2表示栽培板34的厚度。

在圖9中，注入栽培床33之栽培用液體7，是以不使液面到達栽培板34的上表面的方式被注入。亦即，是以將到液體7之液面為止的高度形成得比D1+D2還要小的方式，朝栽培床33內注入栽培用之液體7。藉此，就不會有營 養液等栽培用液體7溢出至栽培板34之上表面的情形，而可以將供給至栽培板34之送風通道34A的空氣確實地引導至栽培板34的上表面，且可以防止對栽培植物8的發育造成不良的影響。

又，栽培板34之吸氣口34B，是被設在比注入栽培床33之栽培用液體7的液面還要高的位置上。又，栽培床33之排氣口33E的開口徑Φ 1是被構成為比栽培板34之吸氣口34B的開口徑Φ 2還要大。藉此，即使營養液等之栽培用液體7的液面有所變動，栽培床33之排氣口33E，與將空氣供給至栽培板34之送風通道34A的吸氣口34B，仍然能夠確實地連接，並可以將已作過溫度管理之空氣穩定供給至栽培板34。

圖10、圖11、圖12是表示本發明之植物栽培裝置之整體構成的其他實施形態的概要圖。

圖10所示之實施形態是構成為，在栽培空間2中，在端部僅設置誘導風扇5，並使由空調機器4所送出之冷風在整個栽培空間2中流動。又，在栽培架3中設置的吸引設備6，是由吸引管道所構成，並構成為可藉由吸引管道將積存於栽培空間2下部之冷風等空氣誘導到栽培架3的上部。亦即，在圖10所示之例中，構成吸引設備6之吸引管道，是由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D所構成。並且，成為可將積存在栽培空間2下部之冷風等空氣以吸引部62E吸引，並藉由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D，而誘導至栽培架3上部 的栽培單元32之設備。藉由像這樣地引導冷風，就能將栽培架3之被配置成複數層的各個栽培單元32內的溫度形成為更加均勻。

又，圖11所示之實施形態，是構成為在栽培空間2中，在設置於端部之空調機器4的正下方設有複數個誘導風扇5，且調整空調機器4之空氣流。藉此，就可以將冷風引導至栽培架3之側面的更佳的位置處。此外，做成以下之構成：在栽培架3的下部設置由吸引風扇61所形成之吸引設備6，且在上部設有上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D。並且，成為可將積存在栽培空間2下部之冷風等空氣以吸引部62E吸引，並藉由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D，而誘導至栽培架3上部的栽培單元32之構成。

藉由此構成，成為可將積存於栽培空間2下部之冷風等空氣以吸引部62E吸引，並藉由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D，而誘導至栽培架3上部的栽培單元32之構成。再者，較理想的是，因應在栽培架3側面流動的氣流，而適宜調整吸引風扇與吸引管道之配置。然而，因為冷風有積存於下方的傾向，因此較理想的是將吸引風扇配置在比吸引管道更下方的位置。藉由像這樣地引導冷風，就能將栽培架3之被配置成複數層的各個栽培單元32內的溫度形成為更加均勻。

又，圖12所示之實施形態，是構成為在栽培空間2中，在設置於端部之空調機器4的正下方設有複數個誘導 風扇5。在空調機器4產生的氣流，是構成為可藉由誘導風扇5被引導至上方，並在栽培架3的側面中央以畫圈的方式流動。藉此，可在栽培架3下方使溫度成為更加均勻的狀態。又，做成以下之構成：在栽培架3的下部設置由吸引風扇61所形成之吸引設備6，且在上部設有上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D。並且，成為可將積存在栽培空間2下部之冷風等空氣以吸引部62E吸引，並藉由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D，而誘導至栽培架3上部的栽培單元32之構成。

藉由此構成，成為可將積存於栽培空間2下部之冷風等空氣以吸引部62E吸引，並藉由上下管道62A、分岐管道62B、左右管道62C、吸氣管道62D，而誘導至栽培架3上部的栽培單元32之構成。藉由像這樣地引導冷風，就能將栽培架3之被配置成複數層的各個栽培單元32內的溫度形成為更加均勻。再者，因為冷風有積存於下方的傾向，所以較理想的是，將吸引風扇配置在比吸引管道還要下方的位置。藉由像這樣地引導冷風，就能將栽培架3之被配置成複數層的各個栽培單元32內的溫度形成為更加均勻。再者，如上所述，為了提高空調的效果，各個栽培單元32在側面具有遮蔽構件36A。

如以上所述，本發明之植物栽培裝置是一種具備了可控制栽培環境之栽培空間，及被配置於栽培空間之複數個栽培架的植物栽培裝置。栽培空間，在上方配置有用於朝向栽培架吹送空氣流的空調機器，並且栽培空間至少 在端部上設置有用於將由空調機器所吹送之空氣流誘導至栽培架的誘導風扇，且誘導風扇是構成為可將由空調機器所吹送之空氣流朝栽培架誘導。

亦即，因為可相對於栽培架的側面，形成吹送冷風機之冷風，並形成以誘導風扇調整冷風，所以可實現更加均勻的空調。只要可以實現更加均勻的空調，就可以將栽培單元之培育環境做成在上層與下層相同，所以能夠更加提升栽培植物的生長發育。

又，栽培架是做成，在上層設置吸引管道，在下層設置吸引風扇。只要這樣做，對於上層就以吸引管道將積存在下方的冷氣吸上來，對於下層則以吸引風扇進行吸引，因而能夠以更簡易的構成實現栽培架，並且可以實現更加均勻的空調。

圖13是表示模擬了圖12所示之實施形態中的栽培空間之溫度分布狀況之結果的說明圖。還有，測量條件是如下所示。

．栽培空間2的溫度：24℃

．空調機器4：使用5馬力的空調，將吹出溫度設定在16℃

．誘導風扇5：使用可產生風速9.2m/s之風的送風風扇

根據本發明之實施形態的構成，可將栽培架3之上部與下部的溫差控制在±2℃的範圍內。再者，在圖13中雖然說明了圖12所示之實施形態的構成之結果，但是即使是在圖1、圖10、圖11所示之其他實施形態的構成中，仍然 可以獲得相同的作用效果。

又，本發明之植物栽培裝置是一種具有栽培單元之植物栽培裝置，該栽培單元是將栽培板配置在具有可注入栽培用液體之剖面形狀為凹狀之凹部的栽培床上而構成。栽培板是以被保持在栽培床之凹部的狀態被配置，且栽培板具有形成於內部之送風通道、可朝送風通道供給空氣的吸氣口，以及在配置栽培植物之上表面側以連接到送風通路的方式被形成的排氣口。栽培床為了引導空氣至栽培板之送風通道而具有可吸入空氣的吸氣口，及可連接到栽培板之吸氣口的排氣口。此外，為了連接栽培板的吸氣口和栽培床的排氣口，還設有具有彈性而可將吸氣口按壓至排氣口的彈性構件。

藉此，即使營養液等之栽培用液體的液面有所變動，栽培床之排氣口，與將空氣供給至栽培板之送風通道的吸氣口，仍然能夠確實地連接，而可以將已作過溫度管理之空氣穩定供給到栽培板。又，不會有營養液等之栽培用液體溢出至栽培板的上表面的情形，且能確實地將供給至栽培板之送風通道的空氣引導至栽培板的上表面，並可以防止對栽培植物的發育造成不良影響。

如上所述，作為本發明中所揭示之技術的例示，而說明了實施形態1。然而，本發明之技術並不受限於此，也可適用於進行了變更、置換、附加、省略等之實施形態。又，也可以組合在上述實施形態中所說明之各個構成要素，而做成新的實施形態。

產業上之可利用性

如上所述，根據本發明，除了提供一種可在安定的栽培環境下進行植物栽培的裝置外，還是一種有用的發明。

Claims (4)

1. 一種植物栽培裝置，具備：栽培架，被配置於栽培空間，具有複數個於栽培床的上部配置栽培板而構成的栽培單元；空調機器，被配置於前述栽培空間的上方，朝向前述栽培架吹送空氣流；誘導風扇，將自前述空調機器所吹送之空氣流誘導至前述栽培架的側面；及吸引設備，配置於前述複數個栽培單元，由前述栽培架的側面吸引空氣流，前述栽培床具備：藉由前述吸引設備導入空氣流的吸氣口；及將前述空氣流往前述栽培板導引的排氣口，前述栽培板具備：形成於內部的送風通道；將由前述栽培床之排氣口被導入之空氣流供給到前述送風通道的吸氣口；及在配置栽培植物之上表面側以連接到前述送風通道的方式形成，且從前述植物下方吹空氣流的排氣口。
2. 如請求項1之植物栽培裝置，其中前述空氣流是冷氣。
3. 如請求項1之植物栽培裝置，其中前述誘導風扇將前述空氣流往上方導引。
4. 如請求項1之植物栽培裝置，其中於前述栽培空間內，前述栽培架複數並列配置，前述空調機器配置成可讓前述空氣流在前述複數個栽培架之空隙中流動。