WO2014109147A1 - 植物栽培装置 - Google Patents

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WO2014109147A1
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均 大原
豪 伊藤
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株式会社椿本チエイン
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    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the present invention includes a cultivation tray that holds plants, a plurality of cultivation shelves that store cultivation trays, a transfer means that conveys the cultivation trays, and a liquid material for spraying on the leaves of the plants held in the cultivation trays.
  • the present invention relates to a plant cultivation apparatus used in a plant factory or the like that automates plant cultivation under an artificial environment.
  • the plant cultivation apparatus provided with the irrigation mechanism to supply is well-known (for example, refer patent document 1 etc.).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-209970
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-209970 does not consider automatically spraying agricultural chemicals, components that promote growth, and the like from the leaf side of the plant.
  • Patent Documents 2 and 3 a plant cultivation apparatus provided with spraying means for spraying irrigation or agrochemicals, growth-promoting components, and the like from the leaves of plants is known (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
  • the plant cultivation apparatus known in Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 7-327497) is provided with a plurality of spraying means (sprinklers 52) corresponding to a plurality of cultivation shelves (shelf steps 15). It is configured to irrigate from the leaf side of the plant.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No.
  • a cultivation tray (conveyance bases 21 and 121) for holding plants is conveyed by an endless conveyance apparatus and arranged at one place on the path.
  • the spraying means (the pesticide spraying chamber 29, the pesticide spraying device 69) is configured to automatically spray the pesticide on the leaves of the plant.
  • the composition for spraying which spreads on the leaf surface of a plant and accelerates
  • JP 2000-209970 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-327497 Japanese Patent Laid-Open No. 10-215701 JP 2001-10914 A
  • an object of the present invention is to provide a plant cultivation apparatus that can improve production efficiency.
  • the plant cultivation apparatus includes a cultivation tray that holds plants, a plurality of cultivation shelves that store the cultivation tray, a transfer unit that conveys the cultivation tray, and the leaves of the plants held in the cultivation tray.
  • a plant cultivating apparatus comprising a spraying means for spraying a spraying liquid material on the surface, wherein the spraying means is arranged on a transport path or a transport destination of the cultivation tray by the transfer means, and the cultivation tray.
  • pesticides and pesticides are transferred from the leaf side of the plant at any timing independent of other operations and treatments such as irrigation by conveying the cultivation tray to the spraying means by the transfer means. It becomes possible to automatically scatter components that promote growth and the like, and it is possible to place the scatter means in a limited manner only at a specific location, thereby suppressing the complexity of the equipment. Moreover, by providing the isolation member which forms the space divided above the cultivation tray, the bad influence of the component member of each part of a plant cultivation apparatus becoming dirty or corroded by the sprayed liquid is prevented.
  • the spreading means is arranged on the conveyance path of the cultivation tray or on the conveyance destination, the degree of freedom of arrangement in the entire equipment of the plant cultivation apparatus is increased, and the liquid given to the constituent members of each part of the plant cultivation apparatus Optimum design can be performed with less influence of body scattering and influence on the size and arrangement of the entire equipment.
  • the spraying means by disposing the spraying means in the vicinity of the automatic watering means, the liquid material for foliar spraying and the cultivation liquid for watering can be handled only at the same specific location. It becomes possible, and it becomes possible to fully prevent the bad influence of the component member of each part of a plant cultivation apparatus becoming dirty or corroding.
  • the spray nozzle since the spray nozzle is connected from the irrigation pipe via the switching valve, the facility can be further prevented from becoming complicated.
  • the transfer means includes a moving table that can move in the horizontal direction and the vertical direction, and a transfer mechanism that transfers the cultivation tray between the cultivation shelf and the moving table.
  • positioned is a work station which performs other work, such as carrying in and carrying out, Therefore The cultivation shelf for arrange
  • the spraying means is arranged on the moving table of the transfer means, a dedicated space for arranging the spraying means becomes unnecessary, and the production efficiency per space is further improved. To do.
  • diffusion means is arrange
  • a transfer means may convey a cultivation tray by moving a some cultivation shelf, and a spreading means is on the movement path
  • a plant is provided by spraying a spraying liquid containing a component that includes illumination means and that promotes synthesis of a substance generated by photosynthesis of plants held in a cultivation tray. Growth is further promoted and production efficiency can be increased. That is, by spraying the spray liquid on the foliage, photosynthesis is efficiently performed due to the presence of amino acids and sugars, and photosynthesis is significantly accelerated due to the presence of enzymes. This makes it possible to promote growth with respect to the light quantity of the illumination means, or to reduce the light quantity of the illumination means to obtain optimum growth conditions, thereby improving the production efficiency per energy.
  • FIG. 7 is a schematic side view of FIG. 6.
  • the plant cultivation apparatus is for spraying on a leaf surface of a plant held in a cultivation tray, a cultivation tray that holds the plant, a plurality of cultivation shelves that store the cultivation tray, a transfer means that conveys the cultivation tray, and
  • a plant cultivation apparatus comprising a spraying means for spraying a liquid material, the spraying means being arranged on a transport path or a transport destination of the cultivation tray by the transport means, and a space partitioned above the cultivation tray.
  • the separation member to be formed and the spray nozzle for spraying the liquid material for spraying toward the inside of the space formed by the separation member suppress the complication of the equipment, prevent adverse effects on the component members, and As long as it is possible to automatically spray the surface at an arbitrary timing and number of times and improve the production efficiency, any specific configuration may be used.
  • the cultivation tray may hold a plant directly or by a medium such as urethane, or may hold a cultivation pot that supports a plant strain.
  • the cultivation tray may hold a cultivation floor such as soil or a cultivation solution, and the root of the plant may be exposed downward.
  • the cultivation shelf may be fixedly arranged, the cultivation shelf itself may be provided so as to be movable separately from the cultivation tray transfer means, and the cultivation shelf moving means conveys the cultivation tray. It may also serve as a means. Note that all drawings used in the following description are simplified and do not represent actual arrangement, shape, dimensional ratio, and the like.
  • the plant cultivation apparatus 100 stores a cultivation tray 110 that holds plants P in two cultivation racks 120 in which a plurality of cultivation shelves 121 are arranged in a row in the horizontal direction and the vertical direction. It is to be cultivated.
  • the two cultivation racks 120 are installed at intervals in parallel, and a transfer means 130 is provided between the two cultivation racks 120.
  • the transfer means 130 includes a traveling rail 134 provided on the floor surface between the two cultivation racks 120, a lifting guide 135 that can travel on the traveling rail 134 in the horizontal direction, and a vertical movement along the lifting guide 135. And a moving table 131 that can move in the direction.
  • the cultivation tray 110 holding the plant P is conveyed by the transfer means 130 at an arbitrary timing, and can be stored in an arbitrary cultivation shelf 121 or taken out from an arbitrary cultivation shelf 121.
  • the raising / lowering guide 135 of the transfer means 130, the moving mechanism of the moving table 131, the mechanism for transferring the cultivation tray 110 between the moving table 131 and the cultivation shelf 121, etc. well-known ones are adopted. Any configuration may be used as long as it can be transported.
  • the lowermost cultivation shelf at one end of one cultivation rack 120 is configured as a work station 101, and the work station 101 is provided with automatic irrigation means 150 and spraying means 140, and a moving table 131.
  • the cultivation tray 110 can be taken in and out from the opposite side, and is configured to serve also as a carry-in / carry-out station.
  • the other cultivation shelf 121 is not arrange
  • the position of the work station 101 can be arbitrarily designed according to the arrangement relationship with other equipment as long as it is within the movement range of the movement table 131, and any one of the cultivation shelves 121 at appropriate positions.
  • a plurality of work stations 101 may be configured. Further, the work station 101 may be provided at a different position for each function of the automatic irrigation means 150, the spraying means 140, the carry-in / out station, and the like.
  • the work station 101 has a work table 102 that can carry in and out the cultivation tray 110 holding the plant P from the moving table 131 side and the opposite side, a spraying means 140, and an automatic watering means. 150 is provided.
  • the spraying means 140 includes a separating member 141 that forms a space partitioned above the cultivation tray 110 carried on the work table 102, a spray nozzle 143 that sprays a spray liquid toward the inside of the space, And an optical sensor 144 for observing the cultivation tray 110 to be carried in from above.
  • the isolation member 141 is provided so as to block the four sides and the upper side of the work table 102 from the outside, and the surface on which the cultivation tray 110 holding the plant P of the isolation member 141 is carried in and out is the plant P
  • the separator is made of a flexible material or an interdigital material and has an appropriate height and width so that it can pass through without being damaged.
  • the automatic irrigation means 150 includes an irrigation nozzle 153 that supplies the cultivation liquid to be irrigated to the cultivation tray 110, an irrigation pipe 151 that supplies the cultivation liquid from the outside to the irrigation nozzle 153, and a switching valve 152 provided in the middle of the pipe. And have.
  • the spray nozzle 143 is connected to a switching valve 152 provided in the middle of the irrigation piping 151, and the spraying liquid material sprayed on the leaves of the plant is supplied from the outside to the switching valve 152 via the irrigation piping 151. Is done.
  • the spray nozzle 143 is provided above the internal space of the isolation member 141, and the irrigation nozzle 153 is provided below and above the internal space of the isolation member 141.
  • the position, number, etc. can be appropriately designed according to the type and the situation of the equipment.
  • piping may be provided independently with respect to the spray nozzle 143, and arrangement
  • the cultivation tray 110 holding the plants P to be cultivated is carried in from the work station 101, transported from the work station 101 to a predetermined cultivation shelf 121 by the transfer means 130, and stored.
  • the plurality of cultivation shelves 121 are arranged in different sizes in the vertical direction, and are equipped with lighting equipment according to the growth stage of the plant P, and the cultivation tray 110 that holds the plant P to be cultivated is a plant According to the growth of P, the transfer means 130 transfers to an appropriate cultivation shelf 121.
  • the cultivation tray 110 is conveyed from the cultivation shelf 121 to the work station 101 by the transfer means 130 at an appropriate timing, and the irrigation work is performed by the irrigation means 150 provided in the work station 101, and then the original cultivation shelf 121 or It is conveyed to the other cultivation shelf 121 according to growth.
  • the spraying liquid on the leaf surface of the plant P it is transported from the cultivation shelf 121 to the work station 101 by the transfer means 130 at an appropriate timing and provided in the work station 101 as in the above-described irrigation work.
  • a spraying operation is performed by the spraying means 143, and then, it is conveyed to the original cultivation shelf 121 or another cultivation shelf 121 according to the growth.
  • the cultivation tray 110 is transported to the work station 101 by the transfer means 130 and unloaded from the work station 101.
  • All of these series of operations are managed by a control device (not shown) by assigning an individual ID for each cultivation tray 110, and the optimal work procedure according to the type of plant P to be cultivated, irrigation, Everything is done automatically at the timing and frequency of spraying on the foliage.
  • the given ID is displayed on the cultivation tray 110 so as to be optically detectable, and the cultivation tray 110 carried into the work station 101 is confirmed by the optical sensor 144 provided in the work station 101.
  • the irrigation means 150 and the spraying means 140 can be performed with the minimum necessary equipment, and these equipments are arranged on the cultivation shelf 121. It is not necessary, and the optimum design can be performed with less influence on the size of the entire equipment and the arrangement of the entire equipment configuration. Further, by providing the separating member 141 that forms a space partitioned above the cultivation tray 110, the leaf surface sprayed liquid material sprayed from the spray nozzle 143 and the irrigation cultivation supplied from the irrigation nozzle 153 are provided. The scattering of the liquid is prevented, and it is possible to prevent adverse effects such as fouling or corrosion of components of each part of the plant cultivation apparatus. Furthermore, since the cultivation tray 110 can be appropriately transported at an arbitrary timing by the transfer means 130, each operation such as carrying-in work, irrigation work, transfer work, spraying work, and carry-out work can be performed at any arbitrary timing. Can be performed.
  • distribution means 240 of the plant cultivation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG.
  • the spraying means 240 of the plant cultivation apparatus according to the present embodiment is provided on the moving table 231, that is, the moving member 231 is provided with an isolation member 241 that forms a space partitioned above the cultivation tray 210, A spray nozzle (not shown) is provided inside the space, and an optical sensor 244 is provided above the isolation member 241.
  • the configuration other than the spraying means 240 is the same as that of the first embodiment described above except for the sharing of the piping with the irrigation means in the work station.
  • the cultivation tray 210 since it is not necessary to transport the cultivation tray 210 to the work station at the time of spraying work, it is possible to perform the spraying work quickly, so that a cultivation method that increases the frequency of the spraying work is provided. It can be applied even when necessary and enables more efficient cultivation.
  • the cultivation tray 210 since the cultivation tray 210 is carried in to the moving table 231 from any side, the optical sensors 244 are provided on both sides.
  • diffusion means 340 of the plant cultivation apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. 6, FIG.
  • the sprinkling means 340 of the plant cultivation apparatus according to the present embodiment is applied to one provided with a transfer conveyor 333 that continuously conveys the cultivation tray 310 in the horizontal direction as a transfer means.
  • the spraying means 340 is provided at a predetermined location on the transport conveyor 333, and a separating member 341 that forms a space partitioned above the cultivation tray 310, a spraying nozzle 343 provided in the space, and a separating member 341 and an optical sensor 344 provided above 341.
  • the separation member 341 is configured such that the length of the cultivation tray 310 in the conveyance direction is shorter than that of the cultivation tray 310, and is configured to pass while the cultivation tray 310 is conveyed continuously without stopping.
  • the surface on which the cultivation tray 310 that holds the plant P of the separating member 341 is carried in and out is formed of a flexible material or an interdigital material so as to be able to pass through without damaging the plant P, and has an appropriate height.
  • an irrigation nozzle 353 is provided in the space formed by the isolation member 341, and is configured to perform irrigation work.
  • the piping of the spraying means and the irrigation means may be shared or independently provided by using a switching valve, etc., as in the first embodiment, and the arrangement of nozzles and piping can be designed as appropriate. is there.
  • the transfer means is a main transporter of the cultivation tray
  • the irrigation means and the spraying means with the minimum necessary facilities.
  • the optimum design can be performed with less influence on the size of the entire facility and the layout of the entire facility configuration.
  • irrigation work and spraying work can be performed during continuous conveyance, work efficiency is improved.
  • the cultivation tray may also serve as a cultivation shelf, and may be applied to a plant cultivation apparatus configured to perform cultivation during continuous conveyance.
  • the conveyance path includes a vertical direction, or the cultivation shelf circulates vertically.
  • spraying means and irrigation means in which the configuration of the separating member and the arrangement of nozzles, pipes and the like are appropriately changed may be provided on the transport path or circulation path.
  • each embodiment of the plant cultivation apparatus of the present invention configured as described above, the complication of the equipment is suppressed, adverse effects on the constituent members are prevented, and spraying on the leaf surface is performed at an arbitrary timing. It can be automatically performed by the number of times, and the production efficiency can be improved.
  • each above-mentioned embodiment hold
  • the shape is not limited, and any shape that can hold the plant P may be used.
  • an illumination means is appropriately provided above each cultivation shelf 121, and it is possible to achieve both optimal growth conditions and energy saving by configuring the illumination means so that the amount of light irradiated to the plant body can be controlled. .

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Abstract

　設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる植物栽培装置を提供すること。　栽培トレイ１１０を格納する複数の栽培棚１２１と、栽培トレイ１１０の搬送を行う移送手段１３０と、植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段１４０とを備え、散布手段１４０は栽培トレイ１１０の搬送経路上あるいは搬送先に配置され、区画された空間を形成する隔離部材１４１と、空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル１４３とを備えたこと。

Description

植物栽培装置
　本発明は、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置に関し、例えば、人工的な環境下で植物栽培の自動化を行う植物工場等に用いられる植物栽培装置に関するものである。
　従来、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段とを備え、養分等の含まれた栽培液を栽培トレイに対して自動的に供給する灌水機構が設けられている植物栽培装置は公知である（例えば、特許文献１等参照）。
　この、特許文献１（特開２０００－２０９９７０号公報）で公知の植物栽培装置は、植物の葉面側から農薬や成長を促進する成分等を自動的に散布することは考慮されていない。
　一方、灌水、あるいは、農薬や成長を促進する成分等を植物の葉面側から散布する散布手段を設けた植物栽培装置は公知である（例えば、特許文献２、３等参照）。
　特許文献２（特開平７－３２７４９７号公報）で公知の植物栽培装置は、複数の栽培棚（棚段１５）に対応した複数の散布手段（スプリンクラー５２）が設けられており、該散布手段が植物の葉面側から灌水するように構成されている。
　特許文献３（特開平１０－２１５７０１号公報）で公知の植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイ（搬送台２１、１２１）が無端搬送装置によって搬送され、その経路上の１箇所に配置された散布手段（農薬噴射室２９、農薬噴射装置６９）によって植物の葉面に農薬を自動的に散布するように構成されている。
　また、植物の葉面に散布し光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する散布用組成物が公知である（例えば特許文献４等参照）。
　しかしながら、特許文献４では植物栽培装置に関しては一切考慮されておらず、その散布方法は特定されていない。
特開２０００－２０９９７０号公報 特開平７－３２７４９７号公報 特開平１０－２１５７０１号公報 特開２００１－１０９１４号公報
　特許文献１のような公知の植物栽培装置においては、前述のよう植物の葉面側から農薬や特許文献４のような組成物等を自動的に散布することは考慮されておらず、必要に応じて作業者が適宜のタイミングで手作業によって葉面に散布しなければならないという問題があった。
　特許文献２のような公知の植物栽培装置においては、散布手段を多数配置する必要があり、このための配管等の設備が複雑となるという問題があった。
　また、植物栽培装置全体に散布された液体が飛散するため、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を与えるおそれがあった。
　さらに、灌水として液体を散布することから、成長を促進する成分や農薬等を葉面に散布する場合は、通常の灌水にそれらの成分を混合するしかないため、成長を促進する成分や農薬等の散布と灌水とを異なるタイミングで行うことができないという問題があった。
　成長を促進する成分や農薬等の葉面への散布と灌水とを、それぞれ独立した任意のタイミングで行うために、同様の散布手段を別系統でもう１つ配置することも考えられ、また、特許文献１のような灌水手段を有する公知の植物栽培装置に、成長を促進する成分や農薬等の散布のために特許文献２のような散布手段を配置することも考えられるが、配管等の設備の複雑化や、構成部材への悪影響の問題は回避できない。
　特許文献３のような公知の植物栽培装置においては、栽培トレイが無端搬送装置によって搬送されるため、成長を促進する成分や農薬等の葉面への散布のタイミングが灌水や作業等の他の処理と同期し、また、散布の回数のみを増やすためには散布手段を経路上の別の位置に増設する必要があり、他の処理とは異なる任意のタイミングや回数で散布を行うことが困難であるという問題があった。
　また、このような構成を、特許文献１あるいは特許文献２のような公知の植物栽培装置には適用することはできなかった。
　本発明は、これらの問題点を解決するものであり、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる植物栽培装置を提供することを目的とするものである。
　本発明に係る植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイと、前記栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、前記栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、前記散布手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、前記栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、前記隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備えたことにより、前記課題を解決するものである。
　本請求項１に係る植物栽培装置によれば、移送手段によって栽培トレイを散布手段に搬送することで、灌水等の他の作業や処理と独立した任意のタイミングで植物の葉面側から農薬や成長を促進する成分等を自動的に散布することが可能となるとともに、散布手段を特定の場所のみに限定的に配置することが可能となり、設備の複雑化を抑制することができる。
　また、栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材を備えることで、散布した液状体によって植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響が防止される。
　さらに、散布手段が栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されることで、植物栽培装置の設備全体の中での配置の自由度が大きくなり、植物栽培装置の各部の構成部材に与える液状体の飛散の影響や、設備全体のサイズや配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
　本請求項２に記載の構成によれば、散布手段を自動灌水手段の近傍に配置することにより、葉面散布用の液状体と灌水用の栽培液を同一の特定の箇所でのみ扱うことが可能となり、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響をさらに充分に防止することが可能となる。
　本請求項３に記載の構成によれば、散布ノズルが灌水配管から切換弁を介して接続されるため、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
　本請求項４に記載の構成によれば、複数の栽培棚が水平方向及び垂直方向に整列して配置されることにより、多数の栽培トレイを効率良く格納して植物を栽培することが可能なため、空間あたりの生産効率が向上するとともに、移送手段が水平方向及び垂直方向に移動可能な移動テーブルと、栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことにより、植物の成長に応じて任意の栽培トレイを任意のタイミングで自動灌水手段や散布手段に搬送して灌水や葉面散布用の液状体の散布を行うことが可能となる。
　本請求項５に記載の構成によれば、散布手段が複数の栽培棚のうちの少なくとも１箇所に配置されていることにより、特殊なステーションを設けることなく設備を共通化でき、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
　本請求項６に記載の構成によれば、散布手段が配置された栽培棚が、搬入搬出等の他の作業を行う作業ステーションであることにより、散布手段を配置するための栽培棚を別途設ける必要がなく、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
　本請求項７に記載の構成によれば、散布手段が移送手段の移動テーブル上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
　本請求項８に記載の構成によれば、散布手段が栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤ上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
　本請求項９に記載の構成によれば、移送手段が複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、散布手段が複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことにより、設備全体がさらに簡略化され、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
　本請求項１０に記載の構成によれば、照明手段を備え、栽培トレイに保持された植物の光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布することにより、植物の成長がより促進され生産効率を高めることができる。
　すなわち、散布用液状体を葉面に散布することにより、アミノ酸と糖が存在することで効率的に光合成が行われ、酵素が存在することで光合成が著しく促進される。
　このことで、照明手段の光量に対して成長を促進することが可能、あるいは、照明手段の光量を落として最適な育成条件とすることが可能となり、エネルギーあたりの生産効率が向上する。
本発明の第１実施形態に係る植物栽培装置の斜視図。 図１の側面図。 本発明の第１実施形態に係る植物栽培装置の散布手段の概略側面説明図。 図３の正面説明図。 本発明の第２実施形態に係る植物栽培装置の散布手段の概略説明図。 本発明の第３実施形態に係る植物栽培装置の散布手段の概略斜視図。 図６の概略側面説明図。
１００　　　　　　　　　・・・　植物栽培装置
１０１　　　　　　　　　・・・　作業ステーション
１０２　　　　　　　　　・・・　作業テーブル
１１０、２１０、３１０　・・・　栽培トレイ
１２０　　　　　　　　　・・・　栽培ラック
１２１、２２１　　　　　・・・　栽培棚
１３０　　　　　　　　　・・・　移送手段
１３１、２３１　　　　　・・・　移動テーブル
　　　　　　　　３３３　・・・　搬送コンベヤ
１３４　　　　　　　　　・・・　走行レール
１３５　　　　　　　　　・・・　昇降ガイド
１４０、２４０、３４０　・・・　散布手段
１４１、２４１、３４１　・・・　隔離部材
１４２、　　　　３４２　・・・　隔離幕
１４３、　　　　３４３　・・・　散布ノズル
１４４、２４４、３４４　・・・　光学センサ
１５０　　　　　　　　　・・・　自動灌水手段
１５１　　　　　　　　　・・・　灌水配管
１５２　　　　　　　　　・・・　切換弁
１５３、　　　　３５３　・・・　灌水ノズル
　Ｐ　　　　　　　　　　・・・　植物
　本発明の植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段と、栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、散布手段は、移送手段による栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備え、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができるものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
　栽培トレイは、植物を直接あるいはウレタン等の培地により保持するものでも、植物株を支持した栽培ポット等を保持するものであってもよい。
　また、栽培トレイには土壌等の栽培床や栽培液が保持されていてもよく、下方に植物の根が露出するものであってもよい。
　また、栽培棚は固定的に配置されていてもよく、栽培トレイの移送手段とは別に栽培棚自体が移動可能に設けられていてもよく、栽培棚の移動手段が栽培トレイの搬送を行う移送手段を兼ねていてもよい。
　なお、以降の説明に用いる全ての図は簡略化されたものであり、実際の配置、形状、寸法比率等を表すものではない。
　本発明の第１実施形態に係る植物栽培装置について、図１乃至図４に基づいて説明する。
　本実施形態に係る植物栽培装置１００は、複数の栽培棚１２１が水平方向及び垂直方向に多数整列して配置された２基の栽培ラック１２０に、植物Ｐを保持する栽培トレイ１１０を格納して栽培するものである。
　２基の栽培ラック１２０は平行に間隔を開けて設置され、２基の栽培ラック１２０の間には移送手段１３０が設けられている。
　移送手段１３０は、２基の栽培ラック１２０の間の床面に設けられた走行レール１３４と、該走行レール１３４上を水平方向に走行可能な昇降ガイド１３５と、該昇降ガイド１３５に沿って垂直方向に移動可能な移動テーブル１３１とを有している。
　植物Ｐを保持する栽培トレイ１１０は、該移送手段１３０によって、任意のタイミングで搬送され、任意の栽培棚１２１への格納、あるいは、任意の栽培棚１２１からの取り出しが可能に構成されている。
　移送手段１３０の昇降ガイド１３５、移動テーブル１３１の移動機構、移動テーブル１３１と栽培棚１２１との間での栽培トレイ１１０の移送のための機構等は、公知のものが採用され、栽培トレイ１１０の搬送を行うことが可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。
　一方の栽培ラック１２０の最端部の最下段の栽培棚は、作業ステーション１０１として構成されており、該作業ステーション１０１には、自動灌水手段１５０、散布手段１４０が設けられるとともに、移動テーブル１３１と反対側から栽培トレイ１１０を出し入れ可能として、搬入搬出ステーションを兼ねるように構成されている。
　なお、本実施形態では、作業ステーション１０１の上方には他の栽培棚１２１が配置されていないが、この空間に他の栽培棚１２１が配置されてもよい。
　また、作業ステーション１０１の位置も、移動テーブル１３１の移動範囲内であれば他の設備との配置関係に応じて任意に設計可能であり、適宜の位置の栽培棚１２１の内のいずれか１つ、あるいは、複数が作業ステーション１０１として構成されていてもよい。
　また、作業ステーション１０１を、自動灌水手段１５０、散布手段１４０、搬出入ステーション等の機能毎に別の位置に設けるようにしてもよい。
　作業ステーション１０１には、図３、図４に示すように、植物Ｐを保持する栽培トレイ１１０を移動テーブル１３１側及びその反対側から搬入搬出可能な作業テーブル１０２と、散布手段１４０及び自動灌水手段１５０が設けられている。
　散布手段１４０は、作業テーブル１０２上に搬入された栽培トレイ１１０の上方に区画された空間を形成する隔離部材１４１と、該空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル１４３と、搬入される栽培トレイ１１０を上方から観察する光学センサ１４４とを有している。
　隔離部材１４１は、作業テーブル１０２の４つの側方及び上方を外部と遮断するように設けられており、該隔離部材１４１の植物Ｐを保持する栽培トレイ１１０が搬入搬出される面は、植物Ｐに損傷を与えずに通過可能となるように、柔軟な材質あるいはすだれ状の材質で形成され適宜の高さ、幅の隔離幕１４２で構成されている。
　自動灌水手段１５０は、栽培トレイ１１０に対して灌水すべき栽培液を供給する灌水ノズル１５３と、外部から灌水ノズル１５３まで栽培液を供給する灌水配管１５１と、配管途中に設けられた切換弁１５２とを有している。
　散布ノズル１４３は、灌水配管１５１の途中に設けられた切換弁１５２に接続されており、植物の葉面に散布される散布用液状体は、外部から切換弁１５２まで灌水配管１５１を介して供給される。
　本実施形態では、散布ノズル１４３が隔離部材１４１の内部空間の上方に、灌水ノズル１５３が隔離部材１４１の内部空間の下方及び上方に設けられているが、これらの配置は栽培される植物Ｐの種類や設備の状況に応じて、その位置や数等は適宜に設計可能である。
　また、配管は散布ノズル１４３に対して独立して設けてもよく、配置等も適宜設計可能である。
　以上のように構成された植物栽培装置１００の動作について説明する。
　栽培すべき植物Ｐを保持した栽培トレイ１１０は、作業ステーション１０１から搬入されて、移送手段１３０により作業ステーション１０１から所定の栽培棚１２１に搬送されて格納される。
　複数の栽培棚１２１は、上下方向のサイズの異なるものが配置されており、また、植物Ｐの成長段階に応じた照明設備が備えられ、栽培すべき植物Ｐを保持した栽培トレイ１１０は、植物Ｐの成長に応じて移送手段１３０により適宜の栽培棚１２１に移し替えられる。
　栽培トレイ１１０は、適宜のタイミングで栽培棚１２１から移送手段１３０によって作業ステーション１０１に搬送され、作業ステーション１０１に設けられた灌水手段１５０によって灌水作業が行われ、その後、元の栽培棚１２１あるいは、成長に応じた他の栽培棚１２１に搬送される。
　植物Ｐの葉面に散布用液状体を散布する場合も、前述の灌水作業と同様に、適宜のタイミングで栽培棚１２１から移送手段１３０によって作業ステーション１０１に搬送され、作業ステーション１０１に設けられた散布手段１４３によって散布作業が行われ、その後、元の栽培棚１２１あるいは、成長に応じた他の栽培棚１２１に搬送される。
　そして、植物Ｐの植物栽培装置１００による栽培が完了すると、栽培トレイ１１０は移送手段１３０により作業ステーション１０１に搬送され、作業ステーション１０１から搬出される。
　これらの一連の作業は全て、栽培トレイ１１０毎に個別のＩＤを付与することで、制御装置（図示せず）によって管理され、栽培される植物Ｐの種類に応じた最適な作業手順、灌水、葉面への散布のタイミングや頻度で、全て自動的に行われる。
　その際、栽培トレイ１１０に、付与された個別のＩＤを光学的に検出可能に表示し、作業ステーション１０１に設けられた光学センサ１４４によって作業ステーション１０１に搬入される栽培トレイ１１０を確認することで、より確実な制御を行うことが可能となる。
　以上のように、灌水作業、散布作業を作業ステーション１０１において全て行うことで、灌水手段１５０、散布手段１４０を必要最小限の設備で行うことが可能となり、栽培棚１２１にそれらの設備を配置する必要がなく、設備全体のサイズや全体の設備構成の配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
　また、栽培トレイ１１０の上方に区画された空間を形成する隔離部材１４１を設けることで、散布ノズル１４３から散布される葉面散布用の液状体や、灌水ノズル１５３から供給される灌水用の栽培液の飛散が防止され、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を防止することが可能となる。
　さらに、移送手段１３０によって栽培トレイ１１０を任意のタイミングで適宜搬送することが可能なため、搬入作業、灌水作業、移し替え作業、散布作業、搬出作業等の各作業を、それぞれ独立した任意のタイミングで行うことが可能となる。
　本発明の第２実施形態に係る植物栽培装置の散布手段２４０について、図５に基づいて説明する。
　本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段２４０は、移動テーブル２３１に設けられている、すなわち、移動テーブル２３１に、栽培トレイ２１０の上方に区画された空間を形成する隔離部材２４１が設けられ、その空間内部に散布ノズル（図示せず）が設けられ、隔離部材２４１の上方に光学センサ２４４が設けられたものである。
　散布手段２４０以外の構成は、作業ステーションにおける灌水手段との配管の共用を除いて前述の第１実施形態と同様である。
　本実施形態によれば、散布作業時は栽培トレイ２１０を作業ステーションまで搬送する必要がないため、迅速に散布作業を行うことが可能となるため、散布作業の頻度を多くするような栽培法が必要な場合でも適用でき、より効率の良い栽培を行うことが可能となる。
　なお、移動テーブル２３１には、栽培トレイ２１０がいずれの側からも搬入されるため、光学センサ２４４は両側に設けられている。
　本発明の第３実施形態に係る植物栽培装置の散布手段３４０について、図６、図７に基づいて説明する。
　本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段３４０は、移送手段として栽培トレイ３１０を水平方向に連続的に搬送する搬送コンベヤ３３３を備えたものに適用される。
　散布手段３４０は、搬送コンベヤ３３３の所定の箇所に設けられており、栽培トレイ３１０の上方に区画された空間を形成する隔離部材３４１と、その空間内部に設けられた散布ノズル３４３と、隔離部材３４１の上方に設けられた光学センサ３４４とを有している。
　隔離部材３４１は、栽培トレイ３１０の搬送方向の長さが、栽培トレイ３１０より短く構成されており、栽培トレイ３１０が停止せずに連続的に搬送されながら通過するように構成されている。
　隔離部材３４１の植物Ｐを保持する栽培トレイ３１０が搬入搬出される面は、植物Ｐに損傷を与えずに通過可能となるように、柔軟な材質あるいはすだれ状の材質で形成され適宜の高さ、幅の隔離幕３４２で構成されている。
　また、隔離部材３４１で形成される空間内部には灌水ノズル３５３が設けられており、灌水作業も行えるように構成されている。
　なお、散布手段と灌水手段の配管等は、第１実施形態と同様に、切換弁等を使用して共用しても独立して設けてもよく、ノズルや配管の配置等も適宜設計可能である。
　本実施形態によれば、水平方向に多くの栽培棚等が配置され移送手段が栽培トレイの水平搬送主体となる植物栽培装置において、灌水手段、散布手段を必要最小限の設備で行うことが可能となり、設備全体のサイズや全体の設備構成の配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
　また連続搬送中に灌水作業や散布作業を行うことができるため、作業効率が向上する。
　なお、栽培トレイが栽培棚を兼ね、栽培も連続搬送中に行うように構成された植物栽培装置に適用されてもよく、搬送経路が垂直方向を含むもの、あるいは、栽培棚が垂直循環するもので、その搬送経路あるいは循環経路上に隔離部材の構成やノズルや配管等の配置を適宜に変更した散布手段、灌水手段を設けてもよい。
　以上のように構成された、本発明の植物栽培装置の各実施形態によれば、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる。
　なお、前述の各実施形態は、栽培トレイ１１０、２１０、３１０に植物Ｐを複数保持しているが、単一の株を保持するものであってもよく、その形状も、いわゆる「トレイ」の形状に限定されるものではなく、植物Ｐを保持できるものであればいかなるものであってもよい。
　また、各栽培棚１２１の上方には照明手段が適宜設けられ、該照明手段が植物体に照射する光量をコントロール可能に構成することで、最適な育成条件と省エネルギーを両立させることが可能となる。

Claims (10)

  1. 　植物を保持する栽培トレイと、前記栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、前記栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、
    　前記散布手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、前記栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、前記隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備えたことを特徴とする植物栽培装置。
  2. 　前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに灌水する自動灌水手段を備え、
    　前記自動灌水手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先で、かつ、前記散布手段の近傍に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
  3. 　前記自動灌水手段が、灌水用の液体を供給する灌水配管を備え、
    　前記散布ノズルが、前記灌水配管から切換弁を介して接続されたことを特徴とする請求項２に記載の植物栽培装置。
  4. 　前記複数の栽培棚が、水平方向及び垂直方向に整列して配置され、
    　前記移送手段が、水平方向及び垂直方向に移動可能な移動テーブルと、前記栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の植物栽培装置。
  5. 　前記散布手段が、前記複数の栽培棚のうちの少なくとも１箇所に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の植物栽培装置。
  6. 　前記散布手段が配置された栽培棚が、他の作業も行う作業ステーションとして構成されていることを特徴とする請求項５に記載の植物栽培装置。
  7. 　前記散布手段が、前記移送手段の移動テーブル上に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の植物栽培装置。
  8. 　前記移送手段が、前記栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤを備え、
    　前記散布手段が、前記搬送コンベヤ上に配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の植物栽培装置。
  9. 　前記複数の栽培棚が、移動可能に設けられ、
    　前記移送手段が、前記複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、
    　前記散布手段が、前記複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の植物栽培装置。
  10. 　前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに保持された植物に光を当てる照明手段を備え、
    　前記散布ノズルは、前記栽培トレイに保持された植物の光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の植物栽培装置。
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