WO2015111487A1 - 水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置 - Google Patents

水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置 Download PDF

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cultivation
plant
plant cultivation
tray
hose
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治泰 宮部
達雄 村岡
佐藤　彰彦
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富士通株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the present invention relates to a hydroponic cultivation system, a hydroponic cultivation method, a plant cultivation system, and a plant cultivation apparatus.
  • plants In the field of cultivating plants such as vegetables, medicinal herbs, and flower buds, there is a plant cultivation method using a plurality of shelves and steps, and according to this, plants can be produced at a high density in a relatively narrow space.
  • the hydroponics method facilitates plant disease, contamination control and growth control, and enables year-round production.
  • a closed type plant production system that uses artificial light in a closed space has been put into practical use, and there is a plant cultivation system that uses, for example, a clean room as the closed space.
  • a plant cultivation system having a unitized container having a cultivation room constituted by a clean room.
  • the cultivation room one or two or more cultivation shelves capable of detaching a plurality of medium blocks are arranged.
  • a robot mechanism having a handling robot that attaches / detaches the culture medium block to / from the cultivation shelf and a rail that moves the inside of the handling robot in the cultivation room is attached to the inside of the cultivation room.
  • a nutrient solution supply means capable of supplying the cultivation nutrient solution to the culture medium block mounted on the cultivation shelf and a light irradiation means capable of irradiating the medium block mounted on the cultivation shelf are provided. It has been.
  • Clean rooms are used for the manufacture of electronic devices such as semiconductor devices, and have, for example, a downflow type.
  • a ceiling is provided with a space below the ceiling slab surface, an air supply hole is formed in the ceiling, and an air filter is disposed on the ceiling.
  • a floor having a large number of suction holes is arranged below the ceiling, and air supplied from the ceiling is directly sucked into the suction holes directly below and exhausted to the outside.
  • hydroponic cultivation devices For example, a structure is known in which a lattice member is disposed above a bottom plate on which a plant cultivation container is disposed, and a shelf plate in which a lighting device for illuminating the lower portion is incorporated above the lattice member.
  • the lattice members and the shelf can be adjusted in the vertical direction.
  • the plant cultivation apparatus provided with a plant cultivation rack for plant cultivation on a plurality of shelves, for example, the following several structures are known.
  • racks at both ends of a plurality of adjacent racks have shelves on which cultivation containers are placed in parallel along the frontage direction so as to be freely inserted into and removed from the work path.
  • the intermediate rack has a shelf on which the cultivation containers are placed in parallel along the frontage direction so as to be freely inserted into and removed from the work path on either side of the intermediate rack.
  • all the racks are provided with a ceiling-side light reflecting plate that covers the ceiling portion, and the racks at both ends are provided with a back-side vertical light reflecting plate that covers the back side.
  • the light source of the lighting fixture is disposed below the ceiling-side light reflecting plate above.
  • the container for cultivation placed on the plant cultivation shelf is provided with a guide roller on the shelf so that the container can be taken in and out on the front side.
  • a plurality of stages of growing trays for growing bean sprouts are arranged in a growing case.
  • a structure is known in which a plurality of guide rails on the left and right side walls are provided inside the growth case, which are guide rails for taking in and out the growth tray, on which the tray is slidably placed.
  • the growing tray is automatically transferred to the tray cart, and the palm is harvested even if the tray cart is taken out of the growing room.
  • a structure in which the tray is stored in a multistage manner so that the tray can be inserted into and removed from a case body of the cultivation apparatus by a holder.
  • a substantially linear holder that guides and holds the tray is attached to the inner surfaces of both sides of the case body. Holders of the same height level are provided opposite to the left and right.
  • lighting such as a fluorescent tube is provided above each shelf, tray, and lattice-like member, except for an apparatus that requires a dark room such as bean sprouts.
  • An instrument is attached, and the plant has a structure for irradiating light.
  • leafy vegetables with low potassium content can be cultivated by cultivating while adjusting the potassium content of the medium.
  • the method grows by adding potassium without reducing the potassium content in the hydroponics during the first period of cultivation, and includes KNO 3 which is a potassium element for 7 to 10 days until harvesting thereafter.
  • the hydroponic solution is replaced with a hydroponic solution containing NaNO 3 having the same concentration as KNO 3 .
  • the pH of the hydroponic solution is adjusted to 6.0 to 6.5 using NaOH throughout the cultivation period.
  • Plant cultivation does not require the formation of fine patterns as in electronic devices, but it is possible to divert clean rooms built in electronic device manufacturing factories.
  • the clean room for plant cultivation does not require the strict conditions such as dust, suspended solids, and air flow rate required for the clean room for manufacturing electronic devices. There are problems that must be overcome, such as excessive power consumption.
  • the environment in the clean room differs between electronic device manufacturing and plant cultivation. For example, since water, liquid manure, etc. are used for plant cultivation, the humidity in the clean room becomes high, and the air conditioning equipment suitable for the clean room for electronic devices is not suitable.
  • a plant In a plant cultivation apparatus using artificial light, a plant is grown by irradiating light with a lighting fixture, but heat generated from the lighting fixture may adversely affect plant growth. For example, when growing a plant that grows in a cool climate, it is not desirable that the heat generated from the lighting fixtures be trapped in the vicinity of the cultivation shelf. Therefore, for example, it is conceivable to eliminate the side plate on the side of the cultivation shelf and adopt a rack-like structure with only a framework so that the air around the cultivation shelf can be easily replaced.
  • the distance of the lighting device with respect to the plant can be made variable as the plant grows. Further, in order to prevent differences in coloring and growth of leaves in one plant, it is preferable that light is irradiated to the plant from a plurality of directions other than the ground.
  • the cultivation tray placed on the cultivation shelf is equipped with a hose that flows liquid fertilizer, movable pipes, nozzles, etc., but in the structure where the hose is removed from the cultivation tray when replacing the cultivation tray, the hose is removed efficiently Or mounting.
  • a flexible pipe is easy to bend
  • edges of the cultivation tank are formed in steps and fitted to the edges of the lid, stepped processing accuracy is required, and the lid may bend as it becomes larger, so these edges will fit May be difficult.
  • the type of hydroponic solution is replaced from a solution containing potassium to a solution not containing potassium.
  • the next hydroponic solution is supplied to the container. There is a possibility that it takes time to replace and collect the work and cannot improve the work efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a hydroponic cultivation system, a hydroponic cultivation method, a plant cultivation system, and a plant cultivation apparatus that can be adapted to plant growth and increase work efficiency.
  • the first liquid fertilizer is provided in the first plant cultivation apparatus that hydroponically cultivates the plant using the first liquid fertilizer and the first plant cultivation apparatus, and supplies the first liquid fertilizer.
  • a hydroponic cultivation system for a plant characterized by comprising a conveying device.
  • the plant is hydroponically cultivated using the first liquid fertilizer supplied from the first supply path, and a tray transport on which a plurality of cultivation trays on which the plant is placed is placed.
  • the plant is hydroponically cultivated using a second liquid fertilizer that is supplied from a first plant cultivation apparatus and a second supply path, and has a component different from that of the first liquid fertilizer, and transported by the tray.
  • a hydroponic cultivation method using a hydroponic cultivation system in which a second plant cultivation apparatus capable of mounting an instrument is disposed facing each other across a passage, wherein a plurality of cultivation trays carrying the plants are placed There is provided a hydroponic cultivation method including a step of taking out the tray transfer device together from the first plant cultivation device and moving to the second plant cultivation device via the passage.
  • a plant cultivation system for hydroponically cultivating a plant using liquid fertilizer, wherein an area where a first plant cultivation shelf is arranged and a second plant cultivation shelf are A first floor having a first area that includes an area that is disposed and an area between the first plant cultivation shelf and the second plant cultivation shelf, and a second that is different from the first area.
  • a plant comprising: a second floor having a region and provided with a ventilation hole; and an air-conditioning facility for circulating air from a ceiling having an air supply hole to the second floor having the ventilation hole.
  • a cultivation system is provided.
  • a first plant cultivation shelf in which a plant can be taken in and out a second plant cultivation shelf in which the plant can be taken in and out, the first plant cultivation shelf, and the second Unlike the first region, a first region including a region between the plant cultivation shelf and a second region having a vent hole in the floor, and provided below the floor closer to the second region than the first region And a downflow clean room that circulates air from the ceiling having air supply holes to the exhaust pipe through the floor having the ventilation holes.
  • a lighting fixture that can be adjusted in height, a cultivation rack in which a wiring cable that supplies power to the lighting fixture is attached, and the cultivation rack
  • a plant cultivation device having a light reflection plate including a slit disposed on a side portion and movably passing through the wiring cable.
  • a plurality of cultivation racks each housing a plurality of cultivation trays for hydroponically cultivating a plant, and a length for supplying liquid fertilizer to the cultivation tray are variable.
  • the plant cultivation apparatus which has the liquid manure hose which can insert a lower end toward the hose insertion hole of the said cultivation tray, and the fixture which fixes the said liquid manure hose to the said cultivation rack is provided.
  • a cultivation container having an opening in the upper part and covering the opening of the cultivation container and provided with a plurality of rows with a zigzag interval in the longitudinal direction are provided.
  • a plant cultivation apparatus having a cultivation tray provided with a plate-like lid body having a plurality of holes and a cultivation pot insertion hole into which a cultivation pot in which a plant seedling is planted is fitted.
  • Drawing 1 is a perspective view showing an example of the outline composition of the plant cultivation device introduced into the plant cultivation system concerning an embodiment.
  • Drawing 2 is a front view showing an example of the cultivation unit attached to the plant cultivation device introduced into the plant cultivation system concerning an embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of a cultivation tray and its transport device in the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • 4A to 4C are plan views showing an example of the lid of the cultivation tray in the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • Drawing 5A and Drawing 5B are front views showing an example of a liquid manure hose connected between cultivation trays of a plant cultivation device introduced into a plant cultivation system concerning an embodiment.
  • FIG. 6A and Drawing 6B are front views showing the modification of the liquid manure hose connected between the cultivation trays of the plant cultivation device introduced into the plant cultivation system concerning an embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing an example of a liquid fertilizer supply system in the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • 8A and 8B are perspective views illustrating an example of a cultivation tray, a lighting fixture, a lighting fixture lift, and a light reflection plate in a plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a modification of the light reflector in the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment
  • FIGS. 9B and 9C are plant cultivation introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are a side sectional view and a plan sectional view showing a first example of a schematic configuration of the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are a side sectional view and a plan sectional view showing a second example of a schematic configuration of the plant cultivation apparatus introduced into the plant cultivation system according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a schematic configuration of the plant cultivation apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a front view illustrating an example of the plant cultivation apparatus according to the present embodiment.
  • the cultivation unit 3 having the cultivation tray 4 and the lighting device 5 arranged thereon is attached in the cultivation rack 2 in multiple stages, for example, at least three stages, and further, the cultivation units at each stage.
  • positions 3 in parallel 2 depthwise is made into one plant cultivation apparatus 1.
  • FIG. 1 a plurality of plant cultivation apparatuses 1A, 1C (1B, 1D) are installed adjacent to each other along a first passage A in a plant cultivation room, for example, a clean room 51, which is a closed space.
  • a plurality of plant cultivation apparatuses 1A, 1B (1C, 1D) are also installed adjacent to each other along the second passage B in the depth direction substantially orthogonal to A.
  • a set of 1C and 1D may be regarded as one plant cultivation apparatus.
  • path A at the time of looking down at the plant cultivation apparatus 1 from right above is an area
  • the plant cultivation apparatus 1 (1A, 1B, 1C, 1D) shown in FIG. 1 is along a first passage A (a region indicated by a one-dot chain line in FIG. 10B) in a plant cultivation room that is a closed space, for example, a clean room 51 described later.
  • a plurality of adjacent installations are provided, and a plurality of installations are also provided along the second passage B in the depth direction substantially orthogonal to the first passage A.
  • a plurality of first passages A and second passages B are arranged vertically and horizontally, a plurality of plant cultivation devices 1 are attached in the respective areas defined by the first passage A and the second passage B.
  • a ventilation barrier floor plate 58 may be laid in the first passage A and the second passage B.
  • path A side at the time of looking down at the plant cultivation apparatus 1 from right above may be expressed as a front side.
  • the plant cultivation apparatus 1 described below is mainly used for hydroponics.
  • the plant to be cultivated for example, leafy vegetables can be considered, but naturally, plants other than leafy vegetables may be used as cultivation targets.
  • the plant cultivation device 1 has a cultivation rack 2.
  • the cultivation rack 2 has a framework structure, and a plurality of support columns 2 a are attached to the floor E along the first passage A in a plurality of rows at intervals.
  • the support 2a is erected substantially perpendicular to the floor surface E.
  • the plurality of columns 2a adjacent in the row direction along the second passage B are supported in the lateral direction via the first beam 2b at a plurality of locations, and the first beam 2b and the column 2a are, for example, screws. It is fixed with rivets or the like.
  • the support columns 2a arranged on both sides of the cultivation rack 2 in the row direction along the first passage A are arranged at intervals in the height direction.
  • a plurality of second beams 2c to be used are passed in the horizontal direction.
  • the column 2a and the second beam 2c are fixed by, for example, screws, rivets or the like.
  • the cultivation tray 4 and the lighting fixture 5 are attached adjacent to the plurality of second beams 2c arranged in the height direction in the height direction.
  • a structure in which the cultivation unit 3 is attached to the second beam 2 c between the two support columns 2 a arranged in one row along the first passage A is defined as one plant cultivation apparatus 1.
  • the 1st plant cultivation apparatus 1A and the 2nd plant cultivation apparatus 1B are adjacent along the 2nd passage B, and also the 3rd plant cultivation apparatus 1C and the 4th plant cultivation apparatus 1D Adjacent.
  • the first plant cultivation device 1A and the third plant cultivation device 1C are adjacent, and further, the second plant cultivation device 1B and the fourth plant cultivation device 1D are adjacent.
  • pillar 2a is shared by plant cultivation apparatus 1A, 1B (1C, 1D) adjacent in the depth direction.
  • FIG. 1 two plant cultivation devices 1 are arranged adjacent to each other along the first passage A, and another two plant cultivation devices 1 are arranged adjacent to each other along the second passage B.
  • these plant cultivation devices 1 can be combined and viewed as one plant cultivation device. How many struts 2a, how many first beams 2b, and how many second beams 2c are included in the plant cultivation apparatus 1 depends on the amount of plants to be cultivated and the space where the plant cultivation apparatus 1 is installed. The width may be determined appropriately in consideration of the strength against the weight including the plant or instrument to be placed.
  • FIG. 1 in two plant cultivation apparatuses 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B in which a plurality of back surfaces are arranged adjacent to each other along the second passage B, for example, the support 2 a of the adjacent plant cultivation apparatuses 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B.
  • An example is shown in which the members are connected to each other via a beam 2b.
  • These two plant cultivation devices 1A and 1B can be combined to be regarded as one plant cultivation device. That is, the plant cultivation devices 1A and 1B may be combined into one plant cultivation device.
  • How many struts 2a, how many beams 2b, how many beams 2c are included in one plant cultivation apparatus 1 is the amount of plants to be cultivated, the size of the space where the plant cultivation apparatus 1 is installed, You may determine suitably considering the intensity
  • path B, and the 3rd plant cultivation apparatus 1C and 4th plant cultivation apparatus 1D are cultivation racks, respectively. 2 is shared. Furthermore, the 1st plant cultivation apparatus 1A and 3rd plant cultivation apparatus 1C which adjoined along the 1st channel
  • the cultivation tray 4 has a horizontally long concave cultivation container 4 a and a rectangular flat lid 4 b that covers the upper opening thereof, and is carried into the cultivation rack 2 using the transport device 6, or from the cultivation rack 2. It is carried out.
  • the transport device 6 slides on the rails 7 passed over the plurality of second beams 2c in the depth direction in the plurality of cultivation racks 2 adjacent in the depth direction along the second passage B, that is, the first direction. It is moved in the depth direction along the two passages B.
  • the rails 7 have a quadrangular cross section, and at least two rails 7 are attached in parallel on the plurality of second beams 2c at intervals in the width direction.
  • the transport device 6 is formed in a substantially quadrangular frame shape, and slides having a ⁇ -shaped cross section that is fitted on both sides of the rail 7 from the inside to the corners of the upper surface and side surfaces of the rail 7.
  • the part 6 a is formed in a straight line along the rail 7.
  • each sliding portion 6 a on both sides of the transport device 6 has a portion where the cultivation tray 4 is placed horizontally along each of the front end portion and the rear end portion of the transport device 6.
  • two or more U-shaped container insertion portions 6b into which the horizontally long cultivation trays 4 are fitted are formed in the front and rear as viewed from the first passage A side. Thereby, the some cultivation tray 4 will be positioned and attached on the conveyance instrument 6.
  • one or more handles 6 c are attached to the front end of the transport device 6.
  • a plurality of handles 6c are attached at intervals in the lateral direction.
  • a reinforcing beam 6 d may be attached to a portion near the center of the frame-shaped transport device 6.
  • the operator When the cultivation tray 4 is stored in the cultivation rack 2, the operator first inserts the cultivation container 4 in which the plant S is planted into the container insertion portion 6 b of the transport device 6, and then the first passage A The rear end portion of the sliding portion 6a of the transporting device 6 is placed on the rail 7 in the cultivation rack 2 from the side. Further, the operator puts his / her hand on the handle 6c of the conveying device 6 and slides the sliding portion 6a on the rail 7 while pushing the conveying device 6 and stops at the set position. Thereby, the attachment work of the cultivation tray 4 with respect to the cultivation rack 2 is complete
  • the first plant cultivation apparatus 1A and the second plant cultivation apparatus 1B can accommodate the multi-stage, for example, seven-stage cultivation units 3 in the vertical direction. In that case, it is difficult for the worker standing on the floor E to work on the depth of the upper cultivation unit 3.
  • the position of the cultivation tray 4 can be changed to a position corresponding to the work.
  • An operator stores the removed cultivation tray 4 in the cultivation rack of another processing apparatus while being placed on the conveyance device 6 or moves the cultivation tray 4 to the conveyance device 6 so that the cultivation tray 4 can be easily operated during cultivation. Or take it off.
  • another processing apparatus for example, as described above, the type of liquid fertilizer to be supplied is different, and a plant cultivation apparatus having the same structure as that of the present embodiment may be used.
  • a plurality of cultivation trays 4 can be taken in and out at once, so that the work efficiency is increased. Moreover, since a plurality of container fitting portions 6b for fitting the cultivation tray 4 are formed on the front and rear of the conveying device 6 at intervals, the plurality of cultivation trays 4 can be easily positioned. The space
  • the passages A and B are not provided. That is, as shown in FIG. 1, two plant cultivation apparatuses 1A and 1B are installed adjacent to each other in a so-called back-to-back state. Only the first passage A may be provided. In that case, it becomes easy to work with respect to the cultivation tray 4 set
  • the conveyance apparatus 6 is a magnitude
  • FIGS. 1 and 3 when two cultivation trays 4 are placed in the depth direction at one stage in the plant cultivation apparatus 1, a plurality of plant cultivation apparatuses 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B are connected.
  • Four cultivation trays 4 can be placed in one stage. Therefore, for example, four cultivation trays 4 can be placed on one transporting device 6 by increasing the size of the transporting device 6 in the depth direction as compared with the example of FIG. 3 and increasing the number of container fitting portions 6b. You may do it.
  • the pot insertion hole 4d which fits the cultivation pot 9 in the cultivation tray 4 was shown in the row, it is not necessary to restrict to this.
  • a breeding cultivation tray having a wide depth in which a plurality of cultivation pots 9 are arranged vertically and horizontally may be placed on the transport device 6. In this case, only one set of container fitting portions is provided. Also good.
  • the cultivation tray 4 placed on the transport device 4 having such a structure will be described with reference to FIGS.
  • hose insertion holes 4 c into which the liquid manure hose 8 is inserted from above are formed near both ends of the plate-like lid 4 b of the cultivation tray 4.
  • a plurality of pot insertion holes 4d into which the cultivation pot 9 is inserted are formed on a straight line at intervals in the longitudinal direction.
  • the cultivation tray 4 has a cultivation container 4a such as a cocoon for storing or flowing liquid fertilizer as described above, and a lid body 4b that covers the upper opening of the cultivation container 4a.
  • a pot insertion hole 4d and a hose insertion hole 4c are formed.
  • a cup-shaped cultivation pot 9 in which the plant S grown is planted is inserted. Since the upper edge of the cultivation pot 9 is caught by the edge of the pot insertion hole 4d, when the lid 4b is lifted, the cultivation pot 9 is also lifted.
  • the pot insertion holes 4d formed in the lid body 4b may be formed in two or more rows so as to be zigzag in the longitudinal direction as shown in the plan view of FIG. 4B.
  • the pitch L of the pot insertion holes 4d adjacent in the oblique direction is set to be the same as that in a single row, and the pitch of the pot insertion holes 4d in each row is set to L or more
  • the number of pot insertions 4d per length Can be increased from 8 holes to 10 holes, for example.
  • the pot insertion holes 4d are arranged in two or more rows in the width direction, when the lid 4b with the cultivation pot 9 fitted therein is placed on the opening of the cultivation container 4a, as illustrated in FIG. 4C, The root grown from the cultivation pot 9 or the plant in the cultivation pot 9 hits the inner wall surface of the cultivation container 4a with a slight shift amount x in the depth direction.
  • the cultivation pot 9 has a bottomed cylindrical shape having an opening at the upper end, and has a tapered outer peripheral surface whose upper end is wider than the lower end. It has a structure in which a sponge (not shown) serving as a medium in which a plant S, such as a lettuce seedling, is grown for a predetermined period is inserted.
  • a sponge serving as a medium in which a plant S, such as a lettuce seedling, is grown for a predetermined period is inserted.
  • a cubic urethane sponge is used as the sponge.
  • a plurality of vertically long slits 9a having a width that allows plant roots to protrude are formed in the circumferential direction around the lower portion of the cultivation pot 9, and a plurality of holes (not shown) are formed at the bottom.
  • FIG. 3 one cultivation pot 9 in which the plant S is planted is shown, but a plurality of cultivation pots 9 are prepared when the apparatus is used.
  • liquid fertilizer hose 8 inserted into the hose insertion hole 4c on one end side of the lid 4b so that the end of the cultivation container 4a of the cultivation tray 4 is surrounded by the wavy line in the cutaway cross section of FIGS. 2, 5A and 5B. It becomes the liquid manure introduction area 4e to which liquid manure is supplied. Further, as shown in the partially cutaway cross section of FIGS. 2 and 5A, a liquid fertilizer discharge hole 4f is formed at the bottom near the other end of the cultivation container 4a. A liquid amount adjuster 10 that adjusts the liquid amount so that the liquid fertilizer in the cultivation container 4a of the cultivation tray 4 does not exceed the set height is attached to the liquid fertilizer discharge hole 4f and its periphery.
  • the liquid amount adjuster 10 has a funnel structure, and a tubular foot 10b extending downward is formed in the liquid fertilizer discharge hole 4f at the bottom thereof.
  • the diameter of the opening at the upper end of the funnel-shaped liquid amount adjuster 10 is larger than the diameter of the foot 10b which is a discharge port.
  • a plurality of vertically long drainage slits 10 a are formed along the circumferential direction in a region exceeding the set height from the bottom of the liquid amount adjuster 10. As a result, the liquid fertilizer R that has reached the set height in the cultivation container 4a of the cultivation tray 4 overflows into the liquid amount adjuster 10 through the drainage slit 10a, and is discharged downward through the tubular legs 10b below it.
  • the liquid fertilizer R is usually flowing for liquid fertilization, and the liquid fertilizer R discharged from the upper cultivation tray 4 is used to circulate the liquid fertilizer R between the upper and lower cultivation trays 4. Is flowed to the lower cultivation tray 4 with a liquid manure hose 8.
  • the cultivation tray 4 is provided with a lid 4b that spatially separates leaves that do not want to come into contact with liquid manure and roots that need to come into contact with liquid manure.
  • the transport device 6 it is necessary to move the cultivated plant from the cultivation rack 2 together with the cultivation tray 4 by the transport device 6 as described above. For example, it moves to another shelf in order to change the type of liquid fertilizer, or the cultivation tray 4 is lowered from the shelf so that it is easy to work during cultivation.
  • the liquid manure hose 8 and the cultivation tray 4 can be easily separated because it becomes an obstacle if the liquid manure hose 8 is fixed to the cultivation tray 4. Need to be able to Furthermore, it is necessary to make it possible to circulate the liquid manure between the plurality of cultivation trays 4 without scattering and to easily remove the liquid manure when the cultivation tray 4 is moved. For this reason, the liquid manure hose 8 having the following structure is employed.
  • the liquid manure hose 8 connected to the tubular foot 10b of the liquid amount adjuster 10 is, as illustrated in FIG. 5A, a lower hose that is movably fitted to the upper first hose 8a and the lower portion of the first hose 8a.
  • Side second hose 8b Side second hose 8b.
  • the inner diameter of the second hose 8b is larger than the outer shape of the first hose 8a so that the first hose 8a can be inserted.
  • a liquid flow hole 8d penetrating the side part is formed in at least one place.
  • the liquid flow hole 8d is in a state where the liquid flow hole 8d is opened in a state where the second hose 8b is extended from the first hose 8a and inserted into the cultivation tray 4 housed in the lower stage of the cultivation rack 2.
  • a fitting 12 for fixing to the support column 2a may be attached to the outer periphery of the first hose 8a.
  • the first hose 8a of the liquid manure hose 8 has a shape that is curved in an initial state, and may have elasticity that returns to an initial shape by resolving the external force after being deformed by an external force.
  • the hose that has been cut off will have a circular arc shape because it has wrinkles that were bundled in a circle. It is loosely curved. This curvature can be used as it is.
  • the second hose 8b may be formed so as not to be deformed.
  • the curvature thereof may be different from the curvature of the first hose 8a.
  • the first hose 8a and the second hose 8b are made of resin, for example.
  • the upper end of the first hose 8 a of the liquid manure hose 8 is fitted into the foot 10 b of the liquid amount adjuster 10 in the cultivation tray 4.
  • the second hose 8b is extended downward from the first hose 8a and inserted into the hose insertion hole 4c of the cultivation tray 4 stored in the lower stage of the cultivation rack 2, the second hose 8b is connected to the hose insertion hole 4c.
  • the amount of bending may be sufficient to contact the inner edge and apply pressure to the lid 4b in the lateral direction.
  • the liquid manure hose 8 connected to the foot 10b protruding from the liquid manure discharge port 4f of the cultivation tray 4 is a hose insertion hole of the lid 4b of another cultivation tray 4 arranged at the lower stage thereof.
  • a lower end will be arrange
  • the liquid manure which flowed into the 1st hose 8a of the liquid manure hose 8 from the upper cultivation tray 4 is discharged
  • the liquid fertilizer introduction region 4e when the lower end comes into contact with the bottom of the liquid fertilizer introduction region 4e, the liquid fertilizer hardly flows from the opening 8c at the lower end. However, even in such a state, the liquid manure flows out from the liquid flow hole 8d formed in the lower side portion of the second hose 8b to the side, so that the liquid manure is supplied smoothly in the liquid manure introduction region 4e. Moreover, since the liquid fertilization hose 8 contacts the edge of the hose insertion hole 4c of the lid 4b of the cultivation tray 4 by its curvature and the movement is restricted, the work of fixing or removing the lower end of the liquid fertilization hose 8 with a member Is no longer necessary.
  • the liquid manure hose 8 can be easily inserted into the hose insertion hole 4c by having a structure that expands and contracts in the length direction.
  • the stretchable structure is not limited to the above, and may be, for example, a pipe having at least part of a bellows structure that can be folded in the longitudinal direction.
  • the movement of the liquid manure hose 8 can be regulated by placing the edge of the hose insertion hole 4c in the concave portion of the bellows.
  • the plurality of cultivation trays 4 are connected in series in the longitudinal direction by the liquid manure hose 8.
  • liquid fertilizer hose 8 is connected from one end of the upper cultivation tray 4 to one end of the suspended cultivation tray 4, and the other end of the lower cultivation tray 4 from the other end of the suspended cultivation tray 4.
  • the other liquid fertilization hose 8 is connected to the end of the.
  • liquid flow holes 8 d of liquid flow holes may be formed in the side part of the upper end part of the 2nd hose 8b, and can fit the 1st hose 8a in the 2nd hose 8b, without having to select the direction of the 2nd hose 8b. Workability is improved.
  • the liquid flow hole 8d is also formed on the side of the upper end portion of the second hose 8b, the liquid manure hose 8 is extended to the state in which the liquid manure is supplied as shown in FIG. 5A as shown in FIG. 5B. Even in the state where the supply is interrupted and pulled out from the lower cultivation tray 4, the liquid flow hole 8d formed also in the side portion of the upper end portion of the second hose 8b is closed by the first hose 8a.
  • the liquid manure hose 8 shown in FIGS. 5A and 5B has a structure in which the upper end thereof is connected to the tubular foot 10b of the liquid amount adjuster 10, but is not limited thereto.
  • a structure in which the foot 11a of the funnel-shaped container 11 is connected to the upper portion of the liquid manure hose 8 may be adopted.
  • a vinyl chloride tube may be used as the funnel-shaped container 11.
  • the tubular foot 11a of the funnel-shaped container 11 is connected to the upper end of the first hose 8a, and an attachment 12 for fixing to the support column 2a is attached around the connecting portion.
  • the funnel-shaped container 11 at the upper part of the liquid manure hose 8 having such a structure is disposed directly below the tubular foot 10b of the liquid amount adjuster 10 in the cultivation container 4a of the cultivation tray 4.
  • the liquid manure hose 8 having such a structure, even when the foot 10b and the upper end of the liquid manure hose 8 or the funnel-shaped container 11 are spatially separated from each other, the liquid manure hose 8 flows out from the foot 10b in a substantially connected state.
  • the liquid fertilizer can flow into the liquid fertilizer hose 8 without leakage. Therefore, when the cultivation tray 4 is transported by the transport device 6, it does not take time to connect the liquid fertilizer hose 8 to the liquid amount adjuster 10 or to remove it, and the work efficiency can be increased.
  • the funnel-shaped container 11 and the first hose 8a of the liquid manure hose 8 may be integrated.
  • the liquid manure hose 8 will have the 1st hose 8a and the 2nd hose 8b which upper end exhibits a funnel-shaped shape, and the funnel-shaped container 11 becomes unnecessary.
  • the tubular leg 11a of the funnel-shaped container 11 is elongated and connected to the second hose 8b.
  • the second hose 8b is fitted in the lower part of the outlet portion of the funnel-shaped container 11 so as to be movable up and down.
  • the inner diameter of the second hose 8b is larger than the outer shape of the foot 11a of the funnel-shaped container 11, and has a shape into which the outlet portion of the funnel-shaped container 11 can be inserted.
  • the funnel-shaped container 11 and the bellows-structured liquid manure hose 8 may be integrated, and the liquid manure hose 8 as a whole may have a funnel shape, that is, the opening diameter at the upper end may be larger than the opening diameter at the lower end.
  • the upper end opening diameter of the funnel-shaped container 11 or the upper end opening diameter of the liquid manure hose 8 integrated with the funnel-shaped container 11 should be larger than the opening diameter of the tubular foot 10b of the liquid amount adjuster 10.
  • the cultivation tray 4 placed on the conveying device 6 is arranged in a plurality of stages in the vertical direction in the plant cultivation apparatus 1.
  • liquid fertilizer is supplied to the liquid fertilizer supply region 4 e of the uppermost cultivation tray 4 from the liquid fertilizer supply device (not shown) through the liquid fertilizer hose 8, and the supplied liquid fertilizer has a set height in the cultivation tray 4.
  • the liquid fertilizer is sent to the plants S cultivated in the cultivation pot 9 fitted in the cultivation trays 4 arranged in a plurality of stages in order from the top to the bottom through the liquid manure hose 8, and sufficient.
  • the liquid fertilizer containing nutrients is always supplied while being exchanged.
  • the foot 10b of the liquid amount adjuster 10 of the cultivation tray 4 attached to the lowest stage is substantially in the opening 14a of the drainage recovery pipe 14 via the relay pipe 13, as shown in FIG.
  • the liquid fertilizer that is connected and collected is processed by a regeneration processing device (not shown) and supplied again to the uppermost cultivation tray 4 as liquid fertilizer.
  • the type of liquid fertilizer given to a plant may be changed according to the growth stage of the plant. Therefore, as a hydroponic cultivation system including two or more plant cultivation apparatuses 1 of the present embodiment, the components of liquid fertilizer supplied between at least two plant cultivation apparatuses 1 are made different from each other for one plant S.
  • a hydroponics system that provides the first liquid fertilizer in the early order and the second liquid fertilizer in the next stage can be realized. For example, it is possible to realize a hydroponic system that provides the first liquid fertilizer in the first half of the planting period and the second liquid fertilizer in the second half of the planting period.
  • each cultivation rack 2 of the first plant cultivation device 1A and the second plant cultivation device 1B is cultivated at different growth timings during a period in which one plant grows.
  • a plant hydroponics system having a first plant cultivation apparatus 1A connected to the first liquid fertilizer supply system and a second plant cultivation apparatus 1B connected to the second liquid fertilizer supply system is realized. be able to.
  • the first liquid fertilizer and the second liquid fertilizer have different components, and either one may be water. Examples of water include tap water and groundwater.
  • the plant cultivation apparatus 1 of the present embodiment can easily move the cultivation tray 4 between the plurality of plant cultivation apparatuses 1A and 1B to which liquid fertilizers of different components are supplied.
  • the component of liquid fertilizer can be changed.
  • the plant cultivation apparatus 1A connected to the first liquid fertilizer supply path 31 and the plant cultivation apparatus 1B connected to the second liquid fertilizer supply path 32 are back to back, and the first A plurality of them can be arranged in a line with one passage A in between.
  • positioned in this state from the side is shown in FIG.
  • the cultivation tray 4 is attached in a plurality of stages, and is connected in series to the first liquid manure supply path 31 via the liquid manure hose 8. Moreover, in the 2nd plant cultivation apparatus 1B, the said cultivation tray 4 is attached in multiple steps, and is mutually connected in series to the 2nd liquid manure supply path 32 via the liquid manure hose 8.
  • FIG. 1A the cultivation tray 4 is attached in a plurality of stages, and is connected in series to the first liquid manure supply path 31 via the liquid manure hose 8.
  • the said cultivation tray 4 is attached in multiple steps, and is mutually connected in series to the 2nd liquid manure supply path 32 via the liquid manure hose 8.
  • a plurality of plant cultivation apparatuses 1A and plant cultivation apparatuses 1B in which liquid fertilizers of different components are flowing are arranged as a set. Then, the worker in the first passage A takes out the cultivation tray 4 from the plant cultivation device 1 ⁇ / b> A connected to the first liquid fertilizer supply path 31 together with the conveying device 6 or alone. The worker moves the attached cultivation tray 4 to the plant cultivation apparatus 1B connected to the second liquid fertilizer supply path 32 on the opposite side of the first passage A by reversing the direction of the body D and attaching it. Thus, the change work of liquid fertilizer given to the plant S is completed.
  • the operator can change the liquid fertilizer by simply inverting the body direction while holding the cultivation tray 4 together with the transport device 6 or the cultivation tray 4 alone while standing at substantially the same position. Can be improved.
  • the same side surface of the conveyance device 6 faces the same first passage A before and after the conveyance.
  • a plurality of cultivations are performed by one transfer operation from the plant cultivation apparatus 1A to the plant cultivation apparatus 1B.
  • the tray 4 can be moved at the same time, and the working efficiency can be improved. As the number of plant strains to be cultivated increases, the effect of shortening the working time by increasing the efficiency of the work for changing the liquid fertilizer increases.
  • FIG. 7 an image diagram is shown in which the operator is transferring the cultivation tray 4 between the two plant cultivation apparatuses 1, but naturally, the transfer operation is not performed manually but by a machine. It doesn't matter.
  • the liquid fertilizer hose 8 is inserted into the liquid fertilizer supply area
  • the cultivation tray 4 when the hose 8 connected to the first liquid fertilizer supply path 31 is replaced with the hose 8 connected to the second liquid fertilizer supply path 32, these hoses 8 are inserted into the same liquid fertilizer supply area 4 e. It is.
  • a plant S that has finished the seedling raising process is planted in a sponge (not shown) in the cultivation pot 9. In order to grow the plant S, a sufficient amount of light is required for photosynthesis. Therefore, as will be described below, it is desirable that the distance of the luminaire 5 to the plant can be made variable according to the growth of the plant.
  • the lighting fixture 5 has a long shape along the cultivation tray 4, for example, a straight tube fluorescent lamp, or LEDs are arranged in a straight line.
  • An illuminating lamp is used, and a power supply wiring cable 15 protrudes and is connected to one end or both ends thereof.
  • the luminaire 5 is attached to the web of the second beam 2c via the elevator 16.
  • the elevator 16 has a plurality of foldable arms 16a that are supported at the upper end by the web of the second beam 2c having a T-shaped cross section and can be expanded and contracted in the vertical direction.
  • the intermediate folded portions of the plurality of arms 16a are connected to each other via a beam 16b so as to be rotatable.
  • a plate 16c having an inverted T-shaped cross section is pivotally supported at the lower end of each of the plurality of arms 16a.
  • the support 16d which supports the lighting fixture 5 back and forth is attached to the lower end of the plate 16c at a plurality of locations.
  • the support 16d has, for example, a recess formed in the center, and the plate 16c is fixed in the recess by a screw, a rivet or the like, whereby the plate 16c is positioned between the two lighting fixtures 5 and the lighting fixture 5 And the interval between the second beams 2c are reduced.
  • wires 17 drawn upward are attached to the left and right ends of the plate 16c. As shown in FIG. 2, the wire 17 is connected to both ends of the coil spring 19 through a pulley 18 rotatably attached to the web of the second beam 2c, and is pulled upward with a force that does not fall down.
  • the height can be changed in accordance with the growth of the plant, and by raising the lighting fixture 5 higher, Work such as attachment and detachment becomes easy.
  • artificial light may be irradiated to the plant from above and from each side other than the ground direction. It may be considered desirable.
  • the air circulation property can be improved and the temperature can be maintained at an appropriate temperature for plant growth.
  • artificial light emitted from the lighting fixture 5 is generated by the support 2a and the beam 2b. The light passes through the open space between 2c and diffuses as it is. For this reason, the inventors have realized that it is necessary to provide a light reflecting member around the cultivation rack 2 so that light does not diffuse and return to the plant direction. Then, even if the distance of the lighting fixture 5 with respect to a plant was changed, the light reflecting plate (light reflection part) 20 of the following structure which can reflect the light emitted from illumination in the plant direction was invented.
  • the light reflection plate 20 is arranged on the outer side of the cultivation tray 4 in the state accommodated in the plant cultivation apparatus 1 and outside the region where the plurality of pot insertion holes 4d are formed.
  • the light reflecting plate 20 may be a mirror made of glass, silver film or the like, or a mirror-finished metal plate, but a glossy white plate such as a white vinyl chloride plate is sufficient.
  • the light reflecting plate 20 is disposed in order to make the light intensity distribution on the cultivation tray 4 of the light irradiated from the lighting fixture 5 substantially uniform. In other words, the light reflection plate 20 compensates at least the amount of light irradiated to the plant grown in the cultivation pot 9 disposed at a position below both side ends of the lighting fixture 5 by light reflection. Thereby, the light intensity distribution on the cultivation tray 4 can be made substantially equal, and the plant can be grown under substantially equal conditions regardless of the position of the cultivation pot 9.
  • the number of slits 20s may be determined according to the number of lighting fixtures 5. In the example of FIG. 7, since there are two lighting fixtures 5 for one light reflection plate 20, slits 20s are formed at two locations. Has been. The length of the slit 20s is determined in accordance with the vertical movement range of the lighting fixture 5.
  • the lighting fixture 5 is a fluorescent lamp, as illustrated in FIG. A reflecting mirror 23 is disposed on the fluorescent tube 5a. As illustrated in FIG.
  • the reflecting mirror 23 has a bag shape surrounding the fluorescent tube 5 a, has a reflecting surface on the upper surface side, and has a transparent film on the lower surface side. Further, a clip 24 may be used to fix the bag-like reflecting mirror 23 to the fluorescent tube 5a.
  • the light reflecting plate 20 that can be mounted can be attached at the end of the work. That is, after performing the operations such as installing the cultivation tray 4 in the frame-shaped cultivation rack 2 and attaching the liquid manure hose 8 and confirming their positions from the second passage B side, the light reflector 20 is cultivated in the plant. It can be attached to the device 1. Moreover, the slit 20s formed in the light reflecting plate 20 also serves as an air flow path, and allows air passing through the space between the lighting fixture 5 and the cultivation tray 3 to pass through to the second passage B side.
  • a part of the second beam (support) 2 c that supports the lighting fixture 5 and a part of the elevator 16 enter the center of the upper end of the light reflecting plate 20.
  • the notch 20a may be formed.
  • a hanging tool 21 that crosses the upper portion of the slit 20s of the light reflecting plate 20 may be detachably attached.
  • the hanging tool 21 shows an example of a plate shape, but it is not necessary to be limited to the plate shape, and may be a string shape, for example.
  • the light reflection plate 20 may be hung from the wiring cable 15 in other shapes. According to this, when moving the position of the lighting fixture 5 high, the hanging tool 21 can be hooked on the wiring cable 15 of the lighting fixture 5 and the light reflection plate 20 can be lifted together with the lighting fixture 5.
  • the lid 4 b of the cultivation tray 4 and the light reflector 20 on the inside of the cultivation tray 4 where the plant S is planted are small, as illustrated in FIG. 9B, the lid 4 b of the cultivation tray 4 and the light reflector 20 on the inside of the cultivation tray 4 where the plant S is planted.
  • the angle ⁇ formed is inclined so as to be larger than 90 degrees. Thereby, it can adjust so that the light irradiated diagonally downward toward the outer side from the lighting fixture 5 may be reflected in a horizontal direction.
  • the distance between the lighting device 5 and the cultivation tray 4 is increased to ensure an optimum distance.
  • the light reflecting plate 20 can be lifted and raised through the hanging tool 21 hung on the wiring cable 15 by raising the position of the lighting fixture 5.
  • the light reflection plate 20 can be reflected by the light reflection plate 20 above the leaf of the plant that has grown upward, and the amount of light irradiated to the plant S can be optimized.
  • the cultivation pot 9 containing the sponge (not shown) in which the germinated plant S is planted is fitted into the pot insertion hole 4d of the cultivation tray 4.
  • the cultivation tray 4 is fitted into the container fitting portion 6 b of the transport device 6.
  • the sliding parts 6a on both sides of the transport device 6 are placed on the rail 7 in the cultivation rack 2, and the transport device 6 is housed in the cultivation rack 2 by the operation as described above.
  • the liquid level adjuster 10 of the cultivation tray 4 attached at the bottom is connected to the opening 14 a of the drainage recovery pipe 14 via the relay pipe 13. Moreover, it arrange
  • the length of the liquid manure hose 8 is substantially connected to the tubular foot 10b of the liquid amount adjuster 10 of the upper cultivation tray 4 while the upper end of the liquid manure hose 8 is substantially connected. Change the length and stretch.
  • the second hose 8b is pulled down from the curved first hose 8a and inserted into the hose insertion hole 4c of another cultivation tray 4 at the lower stage. In this case, adjustment is made so that the flow hole 8d provided in the lower end side portion of the second hose 8b is not blocked by the first hose 8a.
  • the liquid manure hose 8 connected to the liquid supply port (not shown) of a liquid manure supply apparatus is substantially connected to the hose insertion hole 4c of the uppermost cultivation tray 4.
  • the wiring cable 15 of the lighting fixture 5 is passed through the slit 20s of the light reflecting plate 20, and the lower end thereof is placed on the cultivation tray 4. Thereafter, the height of the lighting fixture 5 is adjusted by the elevator 16. Further, the angle and the like of the light reflecting plate 20 are adjusted.
  • the volume of the liquid fertilizer increases in the liquid fertilizer tray 4, and the slit 10 a of the liquid amount adjuster 10
  • the liquid fertilizer is supplied to the inside from the liquid fertilizer supply area 4e of another lower cultivation tray 4 through the liquid fertilizer hose 8.
  • the liquid fertilizer is supplied from the liquid amount adjuster 10 to the lower cultivation tray 4 through the liquid fertilizer hose 8.
  • the liquid fertilizer thus supplied is discharged to the liquid fertilizer recovery pipe 14 through the liquid amount adjuster 10 of the lowermost liquid fertilizer tray 4, reprocessed by the liquid fertilizer recovery apparatus, and further sent to the liquid fertilizer supply apparatus.
  • the plant S that absorbs nutrients from the liquid fertilizer and is irradiated with light from the lighting device 5 grows.
  • the height of the lighting fixture 5 is changed using the elevator 16 according to the growth.
  • the cultivation tray 4 is carried out from the plant cultivation apparatus 1 to an apparatus in another environment.
  • the supply of liquid fertilizer by the liquid fertilizer supply device is first stopped, it is confirmed that the liquid fertilizer does not flow through the liquid fertilizer hose 8, and the length of the liquid fertilizer hose 8 is shortened.
  • the second hose 8b is slid up on the first hose 8a and pushed up.
  • the liquid flow hole 8d on the lower end side portion of the second hose 8b may be closed by the first hose 8a.
  • FIG. Thereafter, the liquid manure hose 8 is removed from the hose insertion hole 4 c of the cultivation tray 4.
  • the conveying device 6 is slid on the rail 7 and pulled out to the first passage A, the cultivation tray 4 is taken out from the plant cultivation apparatus 1, and the cultivation tray 4 is placed on the conveying device 6 in another state. Transfer to device.
  • the light reflection plate 20 placed on the cultivation tray 4 can be removed from the cultivation tray 4 before or after removing the liquid manure hose 8 to facilitate the work.
  • the light reflecting plate 20 may stand on the support
  • the cultivation tray 4 can be easily attached to and detached from the plant cultivation apparatus 1, and the work efficiency can be increased.
  • FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 11A, and 11B show a clean room and air conditioning equipment in the plant cultivation system according to the present embodiment.
  • a plurality of the plant cultivation apparatuses 1 are arranged.
  • the plant cultivation apparatus 1 has, for example, the plant cultivation rack 2 for hydroponically cultivating plants as described above.
  • FIG. 10A is a side cross-sectional view showing a first example of a clean room and air conditioning equipment in the plant cultivation system according to the present embodiment
  • FIG. 10B is a plan view showing a cross section taken along line XX of FIG. 10A.
  • a ceiling plate 53 that partitions an air supply region 52 between the top surface 51a and the clean room 51 in the plant cultivation system is attached.
  • the ceiling plate 53 is formed with a plurality of air supply holes 53a through which air supplied to the air supply region 52 passes.
  • An air filter 54 may be disposed on the air supply hole 53 a of the ceiling plate 53.
  • An exhaust passage 55 is disposed at the bottom of the clean room 51, and a ventilation floor plate 57 and a ventilation defense floor plate 58 are stretched thereon via a base 56.
  • the ventilation floor plate 57 has ventilation holes 57 a and is attached on the exhaust passage 55 at the bottom of the clean room 51.
  • a punching metal plate having punch holes is used as the ventilation floor plate 57, but the present invention is not limited to this, and a floor plate or a wire net having holes formed in a plate made of resin, ceramic, or the like is used. Also good.
  • the ventilation protection floor board 58 is stretched over the ventilation floor board 57 at least at the place where the plant cultivation apparatus 1 shown in FIGS. 10A and 10B is installed, and closes the ventilation hole 57a.
  • gas_flow prevention may have the width which covers the 1st channel
  • the installation area of the plant cultivation apparatus 1 or the vicinity of the installation area is a non-exhaust area, and an area outside the area, for example, at least a part of the ventilation floor plate 57 in the area near the wall of the clean room 51 is an exhaust area.
  • the ventilation floor board 57 may be stretched only in a region that does not overlap the ventilation prevention floor board 58. That is, the floor of the clean room 51 may be in a state where a part of the floor plate 57 for ventilation is stretched and a part of the floor plate 58 for ventilation prevention is partially stretched. By doing so, there is no level difference corresponding to the thickness of the ventilation barrier floor plate 58 that occurs when the ventilation barrier floor plate 58 is overlaid on the ventilation floor plate 57.
  • the plant cultivation apparatuses 1A and 1B to which liquid manure having different fertilizer components are supplied are the same in the clean room 51. May coexist within.
  • the first plant cultivation apparatus 1A to which the first liquid fertilizer is supplied and the second plant cultivation apparatus 1B to which the second liquid fertilizer is supplied may be arranged so as to face each other with the first passage A interposed therebetween. Details thereof will be described later.
  • the fertilizer component of the first liquid fertilizer may be at least partially different from the fertilizer component of the second liquid fertilizer.
  • the space of the room sandwiched between the floor plate 57 for ventilation, the floor plate 58 for ventilation prevention, and the ceiling plate 53 is a cultivation space 59.
  • An air supply pipe 62 connected to the air supply unit of the air conditioning equipment 61 outside the air supply area 52 on the ceiling board 53 of the clean room 51 is inserted.
  • an exhaust pipe 63 connected to an intake portion of the air conditioning equipment 61 is connected to the exhaust passage 55 connected to the ventilation hole 57 a of the floor plate 57 for ventilation.
  • the air conditioning equipment 61 has, for example, a recirculation mechanism that processes air taken from the exhaust pipe 63 and returns the air to the air supply pipe 62, and an outside air processing mechanism that cleans the outside air and supplies the air to the air supply pipe 62.
  • the air taken into the air conditioning equipment 61 is purified through an internal air filter (not shown).
  • reference numeral 50 indicates a door at the entrance / exit of the clean room 51.
  • the air coming out of the ceiling board 53 moves toward the ventilation floor board 57 in the clean room 51 while passing through the plant cultivation apparatus 1.
  • Ventilation hole 57a is blocked or there is no ventilation hole 57a.
  • the air released from above the plant cultivation device 1 passes through the plant cultivation device 1 while spreading, and moves toward the ventilation hole 57a of the floor plate 57 for ventilation. That is, it moves from the ceiling plate 53 in a wide area to the vent hole 57a in a narrow area.
  • the air is returned to the air conditioning equipment 61 through the ventilation hole 57 a of the floor plate 57 for ventilation and the exhaust passage 55 and the exhaust pipe 63 therebelow.
  • a blower may be installed in the room.
  • a clean room 51 used as a closed space in which the plant cultivation apparatus 1 is arranged for example, a clean room used for manufacturing a semiconductor device can be diverted.
  • a so-called down-flow air flow is formed in which air that has flowed into the room from the back of the ceiling flows from the ceiling toward the floor.
  • a plurality of air holes provided in the floor, for example, holes formed in the floor, are sucked down the floor and exhausted to the outside.
  • the air exhausted from the room is passed through a filter by the air conditioner 61 or the like to filter dust and the like.
  • the filter is quickly deteriorated, for example, clogged.
  • liquid fertilizer is supplied to the plant S, the air around the plant cultivation apparatus 1 is partially in a state where there is a lot of water vapor.
  • the liquid manure may spill on the floor surface and enter the exhaust pipe 63 through the vent holes 57a on the floor surface. Therefore, the inventors have realized that it is desirable that the floor surface in the vicinity where the plant cultivation apparatus 1 is installed does not have the vent hole 57a.
  • the clean room used for the manufacture of the semiconductor device is remodeled, and the ventilation hole 57a on the floor surface in the area where the plant cultivation apparatus 1 is arranged is out of the ventilation holes 57a provided on the floor surface. Blocked by.
  • the ventilation hole 57a at the wall of the room in the clean room 51 is left, and the ventilation hole 57a in the center of the room is closed with a ventilation barrier plate 58 or the like.
  • the vent hole 57a is not provided in the floor where the plant cultivation apparatus 1 is arranged, and the vent hole 57a is provided in the work passage.
  • the ventilation surface 57a is not provided on the floor surface in the center of the room of the clean room 51, and one or more plant cultivation apparatuses 1 are arranged thereon.
  • the ventilating hole 57a is provided in the floor surface near the wall of a room, and the plant cultivation apparatus 1 is utilized, for example as an operator's passage, without arrange
  • the ventilation hole 57a may be provided in the floor surface of all the four sides by the wall surrounding the some plant cultivation apparatus 1 (1A, 1B) here, the ventilation hole 57a should just be provided in at least one part of the wall.
  • the ventilation hole 57a on the floor surface near the exhaust pipe 63 connected to the floor of the clean room 51 may be left, and the ventilation hole 57a on the other floor surface may be blocked with a ventilation barrier plate 58 or the like.
  • the ventilation hole 57a close to the exhaust pipe 63 that is, a portion having a strong intake force is left, so that indoor air is easily sucked in, and as a result, a place where the air is stagnated is obtained. It can be expected that air circulation will be smooth without generating it.
  • FIG. 11A is a side sectional view showing a second example of a clean room and air conditioning equipment in a plant cultivation facility
  • FIG. 11B is a plan view taken along the line YY in FIG. 11A. 11A and 11B, the same components as those shown in FIGS. 1 to 9, 10A, and 10B are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 11A the arrangement of the plant cultivation apparatus 1 with respect to the exhaust pipe 63 is different from that in FIG. 10A. That is, in FIG. 11A and FIG. 10A, the arrangement of the plant cultivation devices 1 is in a state of being almost orthogonal.
  • the flow of the air in the first passage A being sucked into the 57a ventilation holes of the floor plate 57 for ventilation can be made smooth.
  • air circulation in the cultivation space 59 can be realized even if the force of sucking air through the exhaust pipe 63 is weak.
  • FIG. 11B is different from FIG. 10B in the arrangement position of the floor plate 57 for ventilation. That is, in FIG. 11B, there is no ventilation floor plate 57 shown on the right wall side in FIG. 10A, and there is a ventilation floor plate 57 only on the wall side where the exhaust pipe 63 is present.
  • the distance between the 57a ventilation hole and the exhaust pipe 63 can be shortened, so that the exhaust gas is exhausted compared to the case where the distance is long. Even if the force for sucking air through the pipe 63 is weak, air circulation in the cultivation space 59 can be realized.
  • the arrangement position of the plant cultivation apparatus 1 differs compared with FIG. 10B. That is, in FIG. 11B, the plant cultivation apparatus 1 is additionally arranged at a position not shown in FIG. 10B, that is, a position near the wall where the plant cultivation apparatus 1 is indicated by a dotted line.
  • the plant cultivation apparatus 1 shown with the dotted line has shown the example which touches the wall of the clean room 51, you may arrange
  • FIG. Compared with the plant cultivation apparatus 1 shown with the continuous line, the plant cultivation apparatus 1 shown with the dotted line is thin in the 2nd channel
  • plant cultivation apparatuses 1 to which different liquid fertilizers are supplied may coexist in the same clean room 51.
  • the first plant cultivation apparatus 1A to which the first liquid fertilizer is supplied and the second plant cultivation apparatus 1B to which the second liquid fertilizer is supplied may be arranged so as to face each other with the first passage A interposed therebetween.
  • a row of plant cultivation apparatuses 1A to which the first liquid manure is supplied and a plant cultivation apparatus 1B to which the second liquid fertilizer is supplied are arranged at positions facing each other across the first passage A. And arrange columns. Moreover, the plant cultivation apparatus 1A and the plant cultivation apparatus 1B are arranged adjacent to each other back to back. If the plant cultivation apparatus 1 to which different liquid fertilizers are supplied in the cultivation space 59 is arranged in this way, the following effects are obtained. That is, the worker in the first passage A takes out the cultivation tray 4 from the plant cultivating apparatus 1A together with the conveying device 6 or as a single unit, reverses the direction of the body D, and is on the opposite side of the first passage A.
  • the plant cultivation device 1 By arranging the plant cultivation device 1 at the position indicated by the dotted line in FIG. 11B, all the plant cultivation devices 1 ⁇ / b> A and the plant cultivation device 1 ⁇ / b> B face each other across the first passage A. Will be installed. Therefore, when performing the operation which replaces the cultivation tray 4 between the plant cultivation apparatus 1A and the plant cultivation apparatus 1B according to the growth time of the plant S, the plant cultivation apparatus 1A (1B) does not exist on the opposite side across the passage. Without causing the plant cultivation apparatus 1B (1A), the work efficiency of replacement and the cultivation efficiency in the clean room 51 can be improved.
  • FIG. 10A, 10B and FIG. 11A, 11B it installs in the 1 cultivation space 59 as a timing of making the lighting fixture 5 of the plant cultivation apparatus 1 turn on, and turning it off. It is not necessary to turn on all at the same timing and turn off all at the same timing among the plurality of plant cultivation apparatuses 1 that have been made. For example, among the plurality of plant cultivation devices 1 installed in one cultivation space 59, when the first plant cultivation device 1 lights the lighting fixture 5, the second plant cultivation device 1 uses the lighting fixture. It is preferable to turn off 5.
  • the air conditioning equipment 61 desirably has a function of controlling the temperature.
  • the air conditioning equipment 61 controls the room temperature. A lot of electricity and capacity are required. Therefore, among the plurality of plant cultivation devices 1 existing in the cultivation space 59, when some are turned on, some are turned off, and the turned-on plant cultivation device 1 is turned off. By mixing the plant cultivation apparatus 1, vertical fluctuations in room temperature can be suppressed. As a result, the amount of electricity for controlling the room temperature by the air conditioning equipment 61 can be reduced.
  • the air conditioning equipment 61 may have a function of controlling the amount of carbon dioxide in the air sent to the cultivation space 59. desirable. Or it is desirable to have a function of controlling the amount of carbon dioxide in the air in the cultivation space 59 by another device (not shown).
  • the first cultivation and the second plant cultivation of the first plant cultivation apparatus 1A The whole including the area where each cultivation rack 2 of apparatus 1B is arranged and the area between those cultivation racks 2 is defined as a first area. Further, a region different from the first region is set as the second region. In this structure, for example, an air defense floor plate 58 is laid in the first region. In the second region, for example, a ventilation floor plate 57 provided with ventilation holes 57a is laid. Such a structure having the first region and the second region is disposed in a closed space such as a clean room.
  • a ceiling plate 53 having a plurality of air supply holes 53a is attached to the upper part of the closed space.
  • the air-conditioning equipment 61 which circulates air from the ceiling board 53 which has the air supply hole 53a to the floor board 57 for ventilation which has the vent hole 57a is connected to closed space.
  • each of the first plant cultivation device 1A and the second plant cultivation device 1B arranged in the plant cultivation system has a cultivation rack 2 in which the plant S can be taken in and out.
  • the area where the plurality of cultivation racks 2 are arranged and the entire area between them are defined as the first area.
  • An exhaust pipe 63 is provided below the floor closer to the second region than the first region.
  • the air is circulated from the exhaust pipe 63 to the air supply pipe 62 from the ceiling plate 53 having the air supply holes 53a connected to the air supply area 52 to which the intake pipe 62 is connected, through the ventilation floor plate 57 having the ventilation holes 57a. It has a flow type clean room. Thereby, it is possible to flow downflow air from the ceiling of the first region toward the floor of the second region, and to control the flow of air in the closed space, the temperature rise around the plant S, Stagnation of air can be prevented.
  • the block layer which blocks supply of the 1st liquid fertilizer supplied to the plant in the cultivation rack 2 of the 1st plant cultivation apparatus 1A, or the 2nd plant cultivation apparatus 1A A block layer that blocks the supply of the first liquid fertilizer supplied to the plants in the cultivation rack 2 may be provided. Thereby, supply of the 1st liquid manure or the 2nd liquid manure can be controlled.

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Abstract

【課題】植物育成に適合した水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置を提供する。 【解決手段】第１の液肥を用いて植物を水耕栽培する第１の植物栽培装置１Ａと、前記第１の植物栽培装置１Ａに設けられ、前記第１の液肥を供給する第１の供給路３１と、前記第１の液肥とは成分の異なる第２の液肥を用いて植物を水耕栽培する第２の植物栽培装置１Ｂと、前記第２の植物栽培装置１Ｂに設けられ、前記第２の液肥を供給する第２の供給路３２と、植物を載せ、前記第１の植物栽培装置１Ａと前記第２の植物栽培装置１Ｂとの間で移動可能な栽培トレー４と、を含む。

Description

水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置
　本発明は、水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置に関する。
　野菜、薬草、花卉等の植物を栽培する分野では複数の棚や段を用いる植物栽培法があり、これによれば、比較的狭い空間において植物を高密度で生産することができる。植物栽培法のうち水耕栽培法によれば、植物の病害、汚染の防除や成長制御が容易であり、周年生産が可能である。これを実現するため、閉鎖空間内で人工光を使用する閉鎖型の植物生産システムが実用化され、閉鎖空間として例えばクリーンルームを使用する植物栽培システムがある。
　例えば、クリーンルームにより構成した栽培室を有するユニット化されたコンテナを備えた植物栽培システムが知られている。その栽培室の内部には、複数の培地ブロックを着脱可能な一又は二以上の栽培棚が配置される。また、栽培室の内部には、少なくとも栽培棚に対して培地ブロックを着脱するハンドリングロボットと、このハンドリングロボット内を栽培室内で移動させるレールを有するロボット機構が取り付けられている。さらに、栽培室内には、栽培棚に装着した培地ブロックに対して栽培養液を供給可能な養液供給手段と、栽培棚に装着した培地ブロックに対して光を照射できる光照射手段とが設けられている。
　クリーンルームは、半導体装置などの電子デバイスの製造に使用されて、例えばダウンフロー式がある。ダウンフロー式クリーンルームは、天井スラブ面から下方にスペースをおいて天井が設けられ、天井には空気供給孔が形成され、さらに、天井の上にはエアフィルタが配置される。また、天井の下方には多数の吸入孔を有する床が配置され、天井から供給された空気はそのまま直下の吸入孔に吸い込まれ、外部に排気される。
　閉鎖型であるか否かには関わらず、水耕栽培装置として以下のような技術がある。
　例えば、植物栽培用容器が配置される底板の上方に、格子状部材を配置し、格子状部材の上方に、下方を照らす照明器具が組み込まれた棚板を設けた構造が知られている。格子状部材と棚板は上下方向に位置調整可能となっている。
　また、複数段の棚の上で植物栽培を行なう植物栽培用ラックを備えた植物栽培装置では、例えば次のようないくつかの構造が知られている。
　複数のラックが配置される装置では、隣り合う複数のラックのうち両端のラックは、作業通路との間で出し入れ自在に栽培用コンテナが間口方向に沿って並列に載置される棚を有している。また、中間のラックは、その両側何れかの作業通路との間で出し入れ自在に栽培用コンテナが間口方向に沿って並列に載置される棚を有している。さらに、全てのラックには、その天井部をカバーする天井側光反射板が配設されるとともに、両端のラックには、背面側をカバーする背面側垂直光反射板が配設され、各棚の上方の天井側光反射板の下側には、照明器具の光源が配設されている。
　植物の栽培棚上に載置される栽培用コンテナは、その正面側でコンテナを出し入れできるように、棚にガイドローラーが設けられている。
　落花生もやしの栽培装置では、例えば、育成ケースの中に、もやしを育成する育成トレーが複数段配列されている。その育成ケースの内部には、育成トレーを出し入れするためのガイドレールであってトレーがスライド自在に戴置されるガイドレールが左右側壁に複数段付設されている構造が知られている。この構造では、もやしとなる茎の生育が終了すると、育成トレーをトレー台車に自動的に移し替えて、トレー台車を育成室から搬出してもやしを収穫している。
　さらに、人工的培地が内部に敷設されているトレーを有する栽培装置において、トレーが栽培装置のケース本体に対してホルダーにより出し入れ自在に多段式に収納される構造が知られている。そのケース本体の両側内面には、トレーを出し入れ自在にガイドするとともに保持する略直線状のホルダーが取り付けられている。ホルダーは同一高さレベルのものが左右に対向して設けられている。昼間はトレーを外部に適宜引き出すことにより、植物を直接太陽光に当て、生育を一層促進せしめることも可能となっている。
　以上のような棚、トレー、格子状部材を有する植物栽培装置では、もやし栽培のような暗室が必須な装置を除き、各棚やトレーや格子状部材の上方には、蛍光管のような照明器具が取り付けられ、植物に光を照射する構造を有している。
　葉菜の水耕栽培法では、培地のカリウム含有量を調節しながら栽培することにより、カリウム含有量の少ない葉菜類を栽培できることが知られている。その方法は、栽培期間のうち、最初の期間は水耕液中のカリウム含有量を減らさずカリウムを加えて栽培し、その後の収穫までの７～１０日間を、カリウム要素であるＫＮＯ３を含む水耕液をＫＮＯ３と同濃度のＮａＮＯ３を含む水耕液に交換する処理を有している。この場合、水耕液のｐＨは、栽培期間を通し、ＮａＯＨを用いて６．０～６．５に調節される。
特開２００７－２８９０５６号公報 特開平８－６８５５４号公報 特開２０１３－１９２５５２号公報 特開２０１１－０７８３５０号公報 特開平０９－２４８０６５号公報 特開平０１－３０５２５号公報 特開２０００－１５７０７７号公報 実登３０２４２６１号公報 特開平０７－２３１７３１号公報 特開平０７－２２７１６２号公報 特開２０１１－３６２２６号公報
　植物栽培には、電子デバイスのような微細パターンの形成が要求されないが、電子デバイス製造工場に建てられたクリーンルームを転用することは可能である。しかし、植物栽培用のクリーンルームでは、電子デバイス製造用のクリーンルームに要求されるゴミ、浮遊物、空気流速などの厳しい条件は不要であり、クリーンルームを植物栽培にそのまま転用すると、空調設備などの能力が過剰になり、無駄な電力が消費されるなど、乗り越えなければならない課題がある。
　また、電子デバイス製造と植物栽培では、クリーンルーム内の環境が異なる。例えば、植物栽培には水、液肥などを使用するため、クリーンルーム内の湿度は高くなり、電子デバイス用のクリーンルームに合わせた空調設備では適合しなくなる。
　また、上記のように栽培棚を使用して植物を閉鎖空間で大量に栽培しようとすると、植物が育つほどクリーンルームに占める植物の占有の割合が大きくなり、空気の流れを阻害する。さらには、栽培された植物を移動する際に、栄養素を含んだ液が床に落ちる可能性があり、そのような場合の処理についても設備的に配慮する必要が生じる。
　人口光による植物栽培装置では、照明器具により光を照射して植物を育成させるが、照明器具から発せられる熱が植物の育成に悪影響を及ぼすこともある。例えば、冷涼な気候で育つ植物を育成する場合には、照明器具から発せられる熱が栽培棚近辺にこもることは望ましくない。そのため、栽培棚の周囲の空気を容易に交換できるように、例えば栽培棚の側方の側板を無くし、骨組みだけのラック状の構造を採用することが考えられる。
　一方、植物の育成には十分な光が必要なので、植物に対する照明器具の距離を植物の成長に併せて可変にできることが望ましい。また、１つの植物において、葉などの色づきや成長に差がでないようにするために、植物に対して地面以外の複数の方向から光が照射されることが好ましい。　
　しかし、骨組だけのラック状に組まれた栽培棚、特に栽培棚の端部に近い部分では、照明器具から発せられた光が拡散してラックの骨組みの間の空間を通り抜けるので、ラック内の光反射量が少なくなる傾向にある。このため、照明器具の中央寄りに植物を配置させることにより、植物への光照射量の低下を防止できる。しかし、これによれば、照明器具の端部の周辺では無駄な空間、即ち、棚上の広さとしては植物を育成するのに十分な空きがあるにも拘らず、育成を行えない領域が生じることになる。
　その対策として、栽培棚の骨組みの支柱などに光反射部材を固定することも考えられるが、その光反射部材により通気性が悪くなったり、光反射板が邪魔になってラックの横から手を入れたりすることができなくなり、作業効率が悪くなる。
　また、栽培棚の上に配置される栽培トレーには液肥を流すホース、可動パイプ、ノズル等が取り付けられるが、栽培トレーを交換する際に栽培トレーからホースを抜き取る構造では、ホースを効率良く取り外したり取り付けたりすることが好ましい。また、可撓性パイプは曲がり易いが、曲がった部分に液が溜まるので、液肥を流した後の可撓性パイプの取り扱い中に液肥が漏れ出すおそれがある。
　さらに、栽培槽の縁を段状に形成して蓋の縁に嵌合させる構造では、段状の加工精度が要求され、しかも大きくなるほど蓋が撓むことがあるので、それらの縁が嵌合し難くなることがある。
　上記のように培地のカリウム含有量を調整するために、カリウムを含む液からカリウムを含まない液へと水耕液の種類を置換している。しかし、置換の際には、葉菜が植えられている容器からカリウムを含む水耕液を排出した後に、次の水耕液を容器に供給するといった処理を行うことになるので、水耕液の交換や回収に時間が掛かって作業効率を高めることができないおそれがある。
　本発明の目的は、植物育成に適合し、作業効率を高くすることができる水耕栽培システム、水耕栽培方法、植物栽培システム及び植物栽培装置を提供することにある。
　本実施形態の１つの観点によれば、第１の液肥を用いて植物を水耕栽培する第１の植物栽培装置と、前記第１の植物栽培装置に設けられ、前記第１の液肥を供給する第１の供給路と、前記第１の液肥とは成分の異なる第２の液肥を用いて植物を水耕栽培する第２の植物栽培装置と、前記第２の植物栽培装置に設けられ、前記第２の液肥を供給する第２の供給路と、前記植物を載せた栽培トレーを載置し、前記第１の植物栽培装置と前記第２の植物栽培装置との間で移動可能なトレー搬送器具と、を有することを特徴とする、植物の水耕栽培システムが提供される。
　本実施形態の他の観点によれば、第１の供給路から供給された第１の液肥を用いて植物を水耕栽培し、該植物を載せた複数の栽培トレーが載置されたトレー搬送器具を搭載可能な第１の植物栽培装置と、第２の供給路から供給され、前記第１の液肥とは成分の異なる第２の液肥を用いて前記植物を水耕栽培し、前記トレー搬送器具を搭載可能な第２の植物栽培装置とが通路を挟んで向かい合わせに配置された水耕栽培システムを用いた水耕栽培方法であって、前記植物を載せた複数の栽培トレーが載置されたトレー搬送器具ごと前記第１の植物栽培装置から取り出し、前記通路を介して前記第２の植物栽培装置に移動する工程を有する水耕栽培方法が提供される。
　本実施形態のさらに他の観点によれば、液肥を用いて植物を水耕栽培する植物栽培システムであって、第１の植物栽培棚が配置されている領域と、第２の植物栽培棚が配置されている領域と、前記第１の植物栽培棚と前記第２の植物栽培棚との間の領域とを含む第１領域を有する第１の床と、前記第１領域とは異なる第２領域を有し、通風孔を備えた第２の床と、給気孔を有する天井から、前記通風孔を有する前記第２の床へ空気を循環させる空調設備とを備えたことを特徴とする植物栽培システムが提供される。
　本実施形態のさらに他の観点によれば、植物を出し入れ可能な第１の植物栽培棚と、前記植物を出し入れ可能な第２の植物栽培棚と、前記第１の植物栽培棚と前記第２の植物栽培棚との間の領域とを含む第１領域と、前記第１領域とは異なり、床に通風孔を有する第２領域と、前記第１領域より前記第２領域に近い床下に設けられた排気管と、給気孔を有する天井から、前記通風孔を有する前記床を介し、前記排気管へ空気を循環させるダウンフロー型クリーンルームとを備えたことを特徴とする植物栽培システムが提供される。
　本実施形態のさらに他の観点によれば、高さを調節可能に配置される照明器具と、前記照明器具に電力を供給する配線ケーブルとが内部に取り付けられた栽培ラックと、前記栽培ラックの側部に配置され、前記配線ケーブルを移動可能に通すスリットを含む光反射板と、を有する植物栽培装置が提供される。
　本実施形態のさらに他の観点によれば、植物を水耕栽培する複数の栽培トレーをそれぞれ収納する複数段の栽培ラックと、前記栽培トレーに対して液肥を供給するための、長さが可変で、前記栽培トレーのホース差込孔に向けて下端が差し込み可能な液肥ホースと、前記栽培ラックに前記液肥ホースを固定する取り付け具と、を有する植物栽培装置が提供される。
本実施形態のさらに他の観点によれば、上部に開口を有し、液肥が供給される栽培容器と、前記栽培容器の前記開口を覆い、長手方向にジグザグに間隔をおいて複数列設けられた複数の孔であって、植物の苗が植えられた栽培ポットがはめ込まれる栽培ポット嵌入孔が形成された板状の蓋体と、を備えた栽培トレーを有する植物栽培装置が提供される。
　発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
　本実施形態によれば、植物育成に適合し、作業効率を高くすることができる。
図１は、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置の概要構成の一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置に取り付けられる栽培ユニットの一例を示す正面図である。 図３は、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における栽培トレーとその搬送器具の一例を示す分解斜視図である。 図４Ａ～図４Ｃは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における栽培トレーの蓋体の一例を示す平面図である。 図５Ａ、図５Ｂは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置の栽培トレー相互間に接続される液肥ホースの一例を示す正面図である。 図６Ａ、図６Ｂは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置の栽培トレー相互間に接続される液肥ホースの変形例を示す正面図である。 図７は、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における液肥供給系の一例を示す側面図である。 図８Ａ、図８Ｂは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における栽培トレーと照明器具と照明器具用昇降機と光反射板の一例を示す斜視図である。 図９Ａは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における光反射板の変形例を示す斜視図、図９Ｂ、図９Ｃは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置における変形例の反射板と照明器具の動作を示す正面図である。 図１０Ａ、図１０Ｂは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置の概要構成の第１例を示す側断面図及び平断面図である。 図１１Ａ、図１１Ｂは、実施形態に係る植物栽培システムに導入される植物栽培装置の概要構成の第２例を示す側断面図及び平断面図である。
　以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
　図１は、本実施形態に係る植物栽培装置の概要構成の一例を示す斜視図、図２は、本実施形態に係る植物栽培装置の一例を示す正面図である。
　図１、図２では、栽培トレー４とその上に配置される照明器具５を有する栽培ユニット３を栽培ラック２内で高さ方向に多段、例えば少なくとも３段に取り付け、さらに各段の栽培ユニット３を奥行き方向に２つずつ平行に配置する構造を１つの植物栽培装置１としている。従って、図１では、閉鎖空間である植物栽培室、例えばクリーンルーム５１内の第１通路Ａに沿って植物栽培装置１Ａ、１Ｃ（１Ｂ、１Ｄ）が隣接して複数設置され、さらに、第１通路Ａに対してほぼ直交する奥行き方向の第２通路Ｂに沿っても植物栽培装置１Ａ、１Ｂ（１Ｃ、１Ｄ）が隣接して複数設置される。
　しかし、第１通路Ａと第２通路Ｂが縦横に複数配置される場合に、第１通路Ａと第２通路Ｂにより区画されるそれぞれの領域において設置される複数の植物栽培装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの集合を１つの植物栽培装置としてとらえてもよい。
　なお、以下の説明において、植物栽培装置１を真上から見下ろした場合の第１通路Ａは、栽培トレー４の取り出し、取り付け作業が行われる領域であり、第１通路側を前側と表現する場合がある。
　図１に示す植物栽培装置１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、閉鎖空間である植物栽培室、例えば後述するクリーンルーム５１内の第１通路Ａ（図１０Ｂの一点鎖線で示す領域）に沿って隣接して複数設置され、さらに、第１通路Ａに対してほぼ直交する奥行き方向の第２通路Ｂに沿っても隣接して複数設置される。また、第１通路Ａと第２通路Ｂが縦横に複数配置される場合には、第１通路Ａと第２通路Ｂにより区画されるそれぞれの領域において複数の植物栽培装置１が取り付けられる。第１通路Ａと第２通路Ｂに通気防御用床板５８を敷いてもよい。以下の説明において、植物栽培装置１を真上から見下ろした場合の第１通路Ａ側を前側と表現する場合がある。
　以下に説明する植物栽培装置１は主に水耕栽培に使用される。栽培する植物としては、例えば葉物野菜が考えられるが、当然ながら葉物野菜以外の植物を栽培対象としても構わない。
　植物栽培装置１は栽培ラック２を有している。栽培ラック２は、骨組み構造を有し、第１通路Ａに沿って複数の支柱２ａが間隔をおいて床面Ｅ上に複数列で取り付けられている。支柱２ａは床面Ｅに対して略垂直に立てられる。また、第２通路Ｂに沿って行方向に隣接する複数本の支柱２ａは、複数箇所で第１の梁２ｂを介して互いに横方向に支えられ、第１の梁２ｂと支柱２ａは例えばネジ、リベット等により固定されている。
　第１通路Ａに沿う列方向で栽培ラック２の両側にそれぞれ配置される支柱２ａには、第１通路Ａから見る図１の正面図に例示するように、高さ方向に間隔をおいて配置される複数本の第２の梁２ｃが横方向に渡されている。支柱２ａと第２の梁２ｃは例えばネジ、リベット等により固定されている。高さ方向に配置される複数の第２の梁２ｃには、栽培トレー４と照明器具５が高さ方向に隣接して取り付けられる。
　図１では、第１通路Ａに沿って１つの列に配置される２つの支柱２ａの間の第２の梁２ｃに栽培ユニット３が取り付けられる構造物を１つの植物栽培装置１としている。これによれば、第２通路Ｂに沿って、第１の植物栽培装置１Ａと第２の植物栽培装置１Ｂが隣接し、さらに、第３の植物栽培装置１Ｃと第４の植物栽培装置１Ｄが隣接する。また、第１通路Ａに沿って、第１の植物栽培装置１Ａと第３の植物栽培装置１Ｃが隣接し、さらに、第２の植物栽培装置１Ｂと第４の植物栽培装置１Ｄが隣接する。この場合、支柱２ａは奥行き方向で隣り合う植物栽培装置１Ａ、１Ｂ（１Ｃ、１Ｄ）で共有される。
　即ち、図１では、２つの植物栽培装置１が第１通路Ａに沿って隣接して配置され、さらに別の２つの植物栽培装置１が第２通路Ｂに沿って隣接して配置されるとともに、隣接する植物栽培装置１の支柱２ａ同士が第１の梁２ｂを介して接続された例を示している。しかし、これらの植物栽培装置１を合せて、１つの植物栽培装置と見ることもできる。植物栽培装置１に、何本の支柱２ａ、何本の第１の梁２ｂ、何本の第２の梁２ｃを含めるかは、栽培すべき植物の量、植物栽培装置１を設置する空間の広さ、載置する植物や器具を含めた重さに対する強度などを考慮して適宜決定してもよい。
　図１では、２つの植物栽培装置１、例えば第２通路Ｂに沿って背面同士が隣接して複数配置される２つの植物栽培装置１Ａ、１Ｂにおいて、隣接する植物栽培装置１Ａ、１Ｂの支柱２ａ同士が梁２ｂを介して接続された例を示している。これら２つの植物栽培装置１Ａ、１Ｂを合せて、１つの植物栽培装置と見ることもできる。すなわち、植物栽培装置１Ａと１Ｂとを合せて１つの植物栽培装置としてもよい。１台の植物栽培装置１に、何本の支柱２ａ、何本の梁２ｂ、何本の梁２ｃを含めるかは、栽培すべき植物の量、植物栽培装置１を設置する空間の広さ、載置する植物や器具を含めた重さに対する強度などを考慮して適宜決定してもよい。
　なお、第２通路Ｂに沿って隣接された第１の植物栽培装置１Ａと第２の植物栽培装置１Ｂ、及び、第３の植物栽培装置１Ｃと第４の植物栽培装置１Ｄは、それぞれ栽培ラック２を共有している。さらに、第１通路Ａに沿って隣接された第１の植物栽培装置１Ａと第３の植物栽培装置１Ｃ、及び、第２の植物栽培装置１Ｂ第と４の植物栽培装置１Ｄも栽培ラック２を共有している。
　次に、栽培トレー４とこれを搬送するための搬送器具６について、図２の正面図と図３の斜視図を参照して説明する。
　栽培トレー４は、横に長い凹状の栽培容器４ａとその上部の開口を覆う長方形の平板状の蓋体４ｂを有し、搬送器具６を用いて栽培ラック２に搬入され、又は栽培ラック２から搬出される。
　搬送器具６は、第２通路Ｂに沿った奥行き方向に隣接する複数の栽培ラック２において奥行き方向の複数の第２の梁２ｃの上に渡されるレール７の上を滑って前後方向、即ち第２通路Ｂに沿った奥行き方向に移動される。レール７は、断面が四角形状を有し、さらに複数の第２の梁２ｃの上で幅方向に間隔をおいて平行に少なくとも２本取り付けられている。搬送器具６は、図３に示すように、平面形状が略四角形の枠状に形成され、その両側には、レール７の上面と側面の角に内側から嵌め合わされる断面Γ字形状の摺動部６ａがレール７に沿える直線状に形成されている。
　搬送器具６の両側の摺動部６ａのそれぞれの上面には、搬送器具６の前端部、後端部の各々に沿って栽培トレー４が横長に置かれる部分を有している。それらの部分には横長の栽培トレー４を嵌め入れるＵ字状の容器嵌入部６ｂが第１通路Ａ側から見て、前後に２個以上で形成されている。これにより、複数の栽培トレー４が搬送器具６の上に位置決めされて取り付けられることになる。
　また、第１通路Ａから見て、搬送器具６の前端には１以上のハンドル６ｃが取り付けられている。例えば、複数のハンドル６ｃが横方向に間隔をおいて取り付けられている。また、枠状の搬送器具６の中央寄りの部分には、補強用梁６ｄが取り付けられていてもよい。
　栽培トレー４を栽培ラック２の中に収納する場合、作業者は、まず、植物Ｓが植えられた栽培容器４を搬送器具６の容器嵌入部６ｂに上から嵌め入れ、その後に第１通路Ａ側から搬送器具６の摺動部６ａの後端部を栽培ラック２内のレール７の上に載せる。さらに、作業者は、搬送器具６のハンドル６ｃに手を添えて搬送器具６を押し込みながら摺動部６ａをレール７上に滑らせ、設定位置で停止させる。これにより、栽培ラック２に対する栽培トレー４の取り付け作業は終了する。これに対し、栽培トレー４を栽培ラック２から取り出す場合には、作業者はハンドル６ｃを手で握りながら第１通路Ａに向けて搬送器具６を引き出し、搬送器具６の摺動部６ａをレール７の上に滑らせ、さらに搬送器具６を支持しながら、複数の栽培トレー４を搬送器具６ごと植物栽培装置１の栽培ラック２から外部に取り出す。
　また、例えば、第１の植物栽培装置１Ａ、第２の植物栽培装置１Ｂには、上下方向に多段、例えば７段の栽培ユニット３を収納可能である。その場合、床面Ｅに立っている作業者では、上の方の栽培ユニット３の奥行きに対する作業を行いづらい。第１の植物栽培装置１Ａから栽培トレー４を移動可能にすることで、栽培トレー４の位置を作業に応じた位置に変更できる。
　作業者は、取り出された栽培トレー４を搬送器具６に載せたままの状態で別の処理装置の栽培ラックに収納し変えたり、栽培の際に作業しやすいように栽培トレー４を搬送器具６から降ろしたりする。ここで、別の処理装置として、例えば上述の通り、供給する液肥の種類が異なり、本実施形態と同様な構造の植物栽培装置であってもよい。
　このように、栽培ラック２に設けたレール７上を摺動する搬送器具６を使用すると、複数の栽培トレー４を一度に栽培ラック２に出し入れすることができるので作業効率が高くなる。しかも、搬送器具６の上には、栽培トレー４を嵌め込む複数の容器嵌込部６ｂが間隔をおいて前後に形成されているので、複数の栽培トレー４を容易に位置決めすることができ、生育する複数の植物Ｓの領域の間隔を容易に確保することがきる。
　また、植物栽培装置１の設置面積に対して、栽培トレー４の設置台数をできるだけ多くすることで、栽培する植物Ｓの数、ひいては収穫量を上げられることを鑑み、各栽培ラック２の両脇に通路Ａ、Ｂを設けるのではない。即ち、図１に示したように、２台の植物栽培装置１Ａ、１Ｂとを、いわば背中合わせの状態で隣接して設置し、１つの植物栽培装置１Ａ，１Ｂに対しては作業を行う正面にのみ第１通路Ａを設けてもよい。その場合、上記の構造の搬送器具６を用いることにより、植物栽培装置１内の奥に置かれる栽培トレー４に対する作業がし易くなり、また、栽培トレー４を移動させる際に作業がし易くなる。
　なお、搬送器具６は、奥行き方向、すなわち図１の第２通路Ｂに沿った方向に隣接する複数の植物栽培装置１Ａ、１Ｂとの同じ段にそれぞれ載せる栽培トレー４をも載置できる大きさに形成されてもよい。例えば、図１及び図３のように、植物栽培装置１内の１つの段で、奥行き方向に２つの栽培トレー４を載置する場合に、複数の植物栽培装置１Ａ、１Ｂを接続させれば、１つの段で４つの栽培トレー4を載置できることになる。そこで、搬送器具６を図３の例示よりも奥行き方向で大型化させるとともに、容器嵌込部６ｂの数を増やすことで、例えば、１つの搬送器具６上に４つの栽培トレー４を載置できるようにしてもよい。
　また、図３の例では、栽培トレー４には栽培ポット９をはめ込むポット嵌入孔４ｄが一列に開けられた例を示しているがこれに限る必要は無い。搬送器具６には、例えば、栽培トレー４として、栽培ポット９を縦横に複数配置する奥行きの広い育種用栽培トレーを載せてもよく、この場合には、容器嵌込部は１組だけ設けてもよい。
　そのような構造を有する搬送器具４上に載置される栽培トレー４について図１～図４を参照して説明する。
　栽培トレー４の板状の蓋体４ｂの両端寄りには、図３、図４Ａに示すように、上から液肥ホース８が差し込まれるホース差込孔４ｃが形成され、それらの間の領域には、栽培ポット９が嵌め入れられる複数のポット嵌入孔４ｄが長手方向に間隔をおいて直線上に形成されている。
　ところで、植物の収穫量を上げることを鑑みると、１つの栽培トレー４で栽培する植物の数を増やすことが望ましい。しかし、植物の生育には適度な幅、例えば隣会う植物が生育した際に葉同士が重ならないように、例えば、レタス類や小松菜などの葉物野菜であれば、蓋体４ｂ上で１５センチ程度の幅が必要である。もちろん、栽培対象とする植物の種類に応じて、どの程度の幅にするかを適宜決めることができる。
　栽培トレー４は、上記のように液肥を溜めたり流したりする桶のような栽培容器４ａと、栽培容器４ａの上部の開口を覆う蓋体４ｂとを有し、さらに蓋体４ｂには複数のポット嵌入孔４ｄ、ホース差込孔４ｃが形成されている。ポット嵌入孔４ｄには、育苗された植物Ｓが植えられたコップ状の栽培ポット９が嵌め入れられる。栽培ポット９の上部の縁がポット嵌入孔４ｄの縁に引っかかるので、蓋体４ｂを持ち上げると、栽培ポット９も持ち上がることになる。
　蓋体４ｂに形成されるポット嵌入孔４ｄは、図４Ｂの平面図に示すように、長手方向にジグザグになるように２列以上に形成されてもよい。この場合、斜め方向で隣り合うポット嵌入孔４ｄのピッチＬを一列の場合と同じに設定し、各列のポット嵌入孔４ｄのピッチをＬ以上に設定すると、長さあたりのポット嵌入４ｄの個数を例えば８孔から１０孔に増やすことができる。しかも、ポット嵌入孔４ｄを幅方向に２列以上で配置したので、栽培ポット９を嵌め入れた状態の蓋体４ｂを栽培容器４ａの開口部上に置くと、図４Ｃに例示するように、僅かな奥行き方向のズレ量ｘで栽培ポット９又は栽培ポット９内の植物から生えた根が栽培容器４ａの内側壁面に当たる。
　このため、蓋体４ｂの裏もしくは栽培容器４ａの開口部に、蓋体４ｂと栽培容器４ａとの間の位置決めのための例えば突起や段差などの構造を設けなくてもよい。これにより、栽培トレー４搬送時に重心が偏ってバランスを崩したり、栽培ポット９ごと蓋体４ｂがずれて栽培ポット９内もしくは外にはみ出た植物の根が液肥に触れない状態になったりすることが避けられる。また、蓋体４ｂの位置決めも容易になる。
　栽培ポット９は、図３に例示するように、上端に開口を有する有底円筒形状を有し、上端が下端より広いテーパー状の外周面を有している。その中には、所定期間で育苗された植物Ｓ、例えばレタス類の苗が植えられた培地となるスポンジ（不図示）が挿入される構造を有している。スポンジとして例えばキュービックウレタンスポンジが使用される。また、栽培ポット９の下部の周囲には植物の根がはみ出すことができる幅の縦長スリット９ａが周方向に複数形成され、さらに、その底部には複数の孔が（不図示）形成されている。なお、図３では、植物Ｓが植えられた栽培ポット９は１つ示されているが、装置の使用時には複数個用意される。
　栽培トレー４の栽培容器４ａの一端寄りは、図２、図５Ａ、図５Ｂの切り欠き断面の波線で囲むように、蓋体４ｂの一端側のホース差込孔４ｃに差し込まれる液肥ホース８を通して液肥が供給される液肥導入領域４ｅとなる。また、栽培容器４ａの他端寄りの底部には、図２と図５Ａの一部切り欠いた断面に示すように、液肥排出孔４ｆが形成されている。液肥排出孔４ｆとその周辺には、栽培トレー４の栽培容器４ａ内の液肥が設定の高さを超えないように液量を調整する液量調整器１０が取り付けられている。
　液量調整器１０は、漏斗構造を有し、その底の液肥排出孔４ｆには下方に延びる管状の足１０ｂが形成されている。漏斗状の液量調整器１０の上端の開口の径は、排出口である足１０ｂの径より大きい。さらに、液量調整器１０の底から設定の高さを超えた領域には、縦長の複数の排液スリット１０ａが周方向に沿って形成されている。これにより、栽培トレー４の栽培容器４ａ内で設定高さに達した液肥Ｒが排液スリット１０ａを通して液量調整器１０の中に溢れて入り、その下の管状の足１０ｂを通して下方に排出される。
　栽培トレー４内には、液肥栽培のため、通常は液肥Ｒが流れている状態であり、上下段の栽培トレー４間に液肥Ｒを循環させるため、上段の栽培トレー４から排出された液肥Ｒを、下段の栽培トレー４へ液肥ホース８で流している。
　クリーンルーム内のような、閉鎖されていない空間と比較して菌が非常に少ない状態で育てることで、レタス類や小松菜など葉物野菜の可食部である葉は洗わなくても食べられる程度の清潔さを保っている。一方、液肥Ｒの中には、植物の老廃物や肥料内に元々含まれていた雑菌などが混入している可能性がある。従って可食部を清潔な状態に保つためには、液肥Ｒが飛び散って葉にかかることを避ける必要がある。このために、栽培トレー４には、液肥には触れさせたくない葉と液肥に接する必要のある根とを空間的に分離する蓋４ｂが配置されている。
　一方で、栽培している植物を、栽培ラック２から、上記のように搬送器具６により栽培トレー４ごと移動させる必要がある。例えば、液肥の種類を変えるために別の棚に移動したり、栽培の際に作業しやすいように栽培トレー４を棚から下ろしたりするからである。
　従って、植物栽培装置１に対して栽培トレー４を移動可能にするためには、液肥ホース８を栽培トレー４に固定してしまうと邪魔になるため、液肥ホース８と栽培トレー４を簡単に離せるようにできる必要がある。さらに、複数の栽培トレー４間で液肥を飛び散らせずに循環させることと、栽培トレー４の移動時に容易に取り外せることの両立が必要である。このため、次に示すような構造の液肥ホース８を採用する。
　液量調整器１０の管状の足１０ｂに接続される液肥ホース８は、図５Ａに例示するように、上側の第１ホース８ａと、第１ホース８ａの下部に上下に移動可能に嵌め込まれる下側の第２ホース８ｂとを有している。第２ホース８ｂの内径は、第１ホース８ａの外形より大きくなって、第１ホース８ａを差し込める形状となっている。また、第２ホース８ｂの下部には、側部を貫通する液流孔８ｄが少なくとも１カ所に形成されている。液流孔８ｄは、第２ホース８ｂを第１ホース８ａから伸ばして栽培ラック２の下段に収納された栽培トレー４内に差し込んだ状態で液流孔８ｄが開いている状態となる。第１ホース８ａの外周には、支柱２ａに固定するための取り付け具１２が取り付けられてもよい。
　また、液肥ホース８のうち少なくとも第１ホース８ａは、初期状態で湾曲する形状を有し、しかも外力により変形した後に外力を解くことによりほぼ初期形状に戻る程度の弾性を有していてもよい。例えば、円形にまとめて束ねられた状態で市販されているゴムホースを、例えば２０センチ程度の長さに切ると、円形に束ねられていた時の癖がついているため、切り取られたホースは円弧形状にゆるく湾曲している。この湾曲をそのまま利用できる。第２ホース８ｂは、変形しにくく形成されてもよく、また、湾曲して形成される場合には、その曲率が第１ホース８ａの曲率と異なる構造に形成されていてもよい。第１ホース８ａ、第２ホース８ｂは例えば樹脂から形成される。
　液肥ホース８の第１ホース８ａの上端は、栽培トレー４内の液量調整器１０の足１０ｂに嵌め込まれる。第２ホース８ｂを第１ホース８ａから下方に引き伸ばして、栽培ラック２の下段に収納された栽培トレー４のホース差込孔４ｃに差し込んだ状態で、第２ホース８ｂがホース差込孔４ｃの内縁に接触し、横方向に蓋体４ｂに圧力をかける程度の湾曲量となっていてもよい。
　栽培トレー４の液肥排出口４ｆから突出する足１０ｂに接続される液肥ホース８は、図５Ａに例示するように、その下段に配置される別の栽培トレー４の蓋体４ｂのホース差込孔４ｃに挿入されることで、下端が該別の栽培トレー４の液肥導入領域４ｅに配置されることになる。さらに、上側の栽培トレー４から液肥ホース８の第１ホース８ａ内に流れ込んだ液肥は、第２ホース８ｂの下端の開口８ｃから排出される。ただし、その下端が液肥導入領域４ｅの底に接触する状態になると下端の開口８ｃから液肥が流れにくくなる。しかし、このような状態でも、液肥は第２ホース８ｂの下部の側部に形成された液流孔８ｄから側方に流出するので液肥導入領域４ｅにおける液肥の供給は円滑に行われる。また、液肥ホース８は、その湾曲により栽培トレー４の蓋４ｂのホース差込孔４ｃの縁に接触し、移動が規制されるので、液肥ホース８の下端を部材により固定したり外したりする作業が不要になる。
　液肥ホース８は、長さ方向に伸縮する構造を有することによりホース差込孔４ｃへの差込が容易になる。その伸縮構造は上記に限るものではなく、例えば長手方向にたたむことができる蛇腹構造を少なくとも一部に有する管であってもよい。蛇腹構造の液肥ホース８を採用する場合には、蛇腹の凹部にホース差込孔４ｃの縁をかけることにより、液肥ホース８の移動を規制することができる。液肥ホース８により複数の栽培トレー４は長手方向に直列に接続される。これにより、上段の栽培トレー４の一方の端部から中断の栽培トレー４の一方の端部に液肥ホース８が接続され、中断の栽培トレー４の他方の端部から下段の栽培トレー４の他方の端部に他の液肥ホース８が接続される。
　ところで、栽培トレー４を栽培ラック２から取り出す場合には、栽培トレー４への液肥の供給を停止し、液肥ホース８に液肥が流れなくなった状態で、図５Ｂに例示するように、液肥ホース８の第２ホース８ｂを上にスライドして蓋体４ｂから外す。第２ホース８ｂを第１ホース８ａの外周に沿ってスライドさせると、弾性の第１ホース８ａと第２ホース８ｂの曲率の違いから互いの接触による摩擦が大きくなり、第２ホース８ｂが第１ホース８ａからズレにくい状態となる。この後に、第１ホース８ａと液量調整器１０の接続を外す。ここで、第２ホース８ｂをスライドする際に、その側部の液流孔８ｄを第１ホース８ａにより塞ぐようにすれば、液量調整器１０から液肥が漏れ流れるとしても、漏れ出る方向は開口８ｃのみになるため液肥の拡散が防止される。
　液流孔８ｄは、第２ホース８ｂの上端部の側部に形成されてもよく、これにより第２ホース８ｂの向きを選択する必要なく第１ホース８ａを第２ホース８ｂに嵌め入れることができ、作業性が向上する。ここで、液流孔８ｄを第２ホース８ｂの上端部の側部にも形成した場合、液肥ホース８を、図５Ａのように液肥を供給する状態に伸ばした状態でも、図５Ｂのように供給を中断して下段の栽培トレー４から引き抜いた状態でも、第２ホース８ｂの上端部の側部にも形成された液流孔８ｄは、第１ホース８ａにより塞がれた状態となる。
　ところで、図５Ａ、５Ｂに示した液肥ホース８は、その上端を液量調整器１０の管状の足１０ｂに接続する構造を有しているが、これに限るものではない。例えば、図６Ａ、６Ｂに例示するように、液肥ホース８の上部に漏斗状容器１１の足１１ａを接続した構造を採用してもよい。漏斗状容器１１としては、例えば塩化ビニール管を用いてもよい。漏斗状容器１１の管状の足１１ａは、第１ホース８ａの上端に接続され、さらにその接続部の周囲には、支柱２ａに固定するための取り付け具１２が取り付けられている。このような構造の液肥ホース８の上部の漏斗状容器１１は、栽培トレー４の栽培容器４ａ内の液量調整器１０の管状の足１０ｂの直下に配置される。
　このような構造の液肥ホース８によれば、足１０ｂと液肥ホース８の上端もしくは漏斗状容器１１とを空間的に離間した状態でも、実質的に接続した状態に、すなわち、足１０ｂから流れ出た液肥が漏れなく液肥ホース８に流れ込む状態にすることができる。従って、栽培トレー４を搬送器具６により搬送する際に、液肥ホース８を液量調整器１０に接続したり、抜いたりする手間がかからず、作業効率を高くすることができる。
　また、漏斗状容器１１と液肥ホース８の第１ホース８ａは、一体化されていてもよい。この場合は、液肥ホース８は、上端が漏斗状形状を呈する第１ホース８ａと第２ホース８ｂとを有することになり、漏斗状容器１１は不要になる。もしくは、別の表現をすれば、漏斗状容器１１の管状の足１１ａを長く伸ばし、第２ホース８ｂに接続した状態ということもできる。漏斗状容器１１の足１１ａを長く伸ばした場合、漏斗状容器１１の出口部分の下部に第２ホース８ｂが上下に移動可能に嵌め込まれることになる。第２ホース８ｂの内径は、漏斗状容器１１の足１１ａの外形より大きく、漏斗状容器１１の出口部分を差し込める形状となっている。もしくは、漏斗状容器１１と蛇腹構造の液肥ホース８とが一体化され、液肥ホース８が全体として漏斗状、すなわち、上端の開口径が下端の開口径よりも大きくなっている構造でもよい。いずれにせよ、漏斗状容器１１の上端開口径もしくは、漏斗状容器１１と一体化された液肥ホース８の上端開口径は、液量調整器１０の管状の足１０ｂの開口径よりも大きくすることで、足１０ｂから流れ出た液肥をこぼさずに受け入れることができる。
　搬送器具６に載置された栽培トレー４は、図２に示したように、植物栽培装置１内で間隔をおいて上下に複数段で配置されるが、上下に隣り合う栽培トレー４の向きは、液肥供給領域４ｅと液量調整器１０の取り付け位置が左右逆になるように順に配置される。即ち、栽培トレー４の液肥供給領域４ｅと液量調整器１０の取り付け位置は１つおきに同じ向きとなる。そして、最も上の段の栽培トレー４の液肥供給領域４ｅには液肥供給装置（不図示）から液肥ホース８を通して液肥が供給され、供給された液肥は、栽培トレー４内で設定の高さになると液量調整器１０のスリット１０ａを通してその下の足１０ｂに向けて漏れ出し、足１０ｂに接続された液肥ホース８を通して下の段の栽培トレー４の液肥供給領域４ｅに供給される。このようにして、複数の段に配置された栽培トレー４に嵌め込まれた栽培ポット９で栽培される植物Ｓには液肥ホース８を介して上から下に向けて順に液肥が送られ、十分な栄養素を含む液肥に常に交換されながら供給されることになる。
　なお、最も下の段に取り付けられる栽培トレー４の液量調整器１０の足１０ｂは、図２に示したように、中継管１３を介して排液回収管１４の開口１４ａ内に実質的に接続され、回収された液肥は再生処理装置（不図示）により処理が施されて再び液肥として最も上の段の栽培トレー４に供給される。
　さて、植物に与える液肥の種類を、植物の生育段階に応じて変化させることがある。そこで、本実施形態の植物栽培装置１を２以上含む水耕栽培システムとして、少なくとも２つの植物栽培装置１の間で供給する液肥の成分を異ならせ、１の植物Ｓに対して、育成段階の早い順に第１の液肥、その次の段階に第２の液肥を与える水耕栽培システムを実現できる。例えば、定植期の前期に第１の液肥を、定植期の後期に第２の液肥を与える水耕栽培システムを実現できる。また、第１の植物栽培装置１Ａと第２の植物栽培装置１Ｂの各栽培ラック２は、１つの植物が成長する期間の中で、異なる成長タイミングで栽培を行うことになる。
　すなわち、第１の液肥供給系に接続された第１の植物栽培装置１Ａと、第２の液肥供給系に接続された第２の植物栽培装置１Ｂとを有する植物の水耕栽培システムを実現することができる。第１の液肥と第２の液肥とは成分が異なり、いずれか一方は水であっても良い。水の一例として、水道水や地下水が挙げられる。この場合、第１の植物栽培装置１Ａで育成させた植物Ｓを含む栽培トレー４を、第２の植物栽培装置１Ｂに移し替える必要が生じる。本実施形態の植物栽培装置１は、異なる成分の液肥が供給されている複数の植物栽培装置１Ａ、１Ｂ間で栽培トレー４を容易に移動可能なので、結果的に、１の植物に対して与える液肥の成分を変化させることができる。
　この場合、水耕栽培システムとしては、第１の液肥供給路３１に接続されている植物栽培装置１Ａと、第２の液肥供給路３２に接続されている植物栽培装置１Ｂとを背中合わせにし、第一通路Ａを挟んで複数並べた状態に配置することができる。この状態に配置された水耕栽培システムを横から見たイメージ図を、図７に示す。
　この場合、上記のように、第１の植物栽培装置１Ａにおいて、前記栽培トレー４は複数段に取り付けられ、互いに液肥ホース８を介して第１の液肥供給路３１に直列に接続される。また、第２の植物栽培装置１Ｂにおいて、前記栽培トレー４は複数段に取り付けられ、互いに液肥ホース８を介して第２の液肥供給路３２に直列に接続される。
　図７に示すように、異なる成分の液肥を流している植物栽培装置１Ａと植物栽培装置１Ｂを１組として、複数並べる。そして、第１通路Ａにいる作業者が、第１の液肥供給路３１に接続されている植物栽培装置１Ａから、搬送器具６ごともしくは単体で栽培トレー４を取り出す。作業者は、取り出した栽培トレー４を、体Ｄの向きを反転して第１通路Ａの逆側にある第２の液肥供給路３２に接続されている植物栽培装置１Ｂに移動し、取り付けることで、植物Ｓに与える液肥の変更作業が終了する。
　即ち、作業者は、略同じ位置に立ったまま、搬送器具６ごと栽培トレー４を、もしくは栽培トレー４単体を持って、体の向きを反転するだけで液肥の変更作業を行えるため、作業効率の向上を見込める。この場合、搬送前後で搬送器具６の同一の側面が同一の第１通路Ａに面する。また、複数の栽培トレー４を載せたままの状態で搬送器具６ごと少ない動作で移動可能にすることで、植物栽培装置１Ａから植物栽培装置１Ｂへの１回の移し替えの動作で複数の栽培トレー４を同時に移し替えることができ、作業効率を向上させられる。栽培対象とする植物の株数が増えるほど、このような、液肥変更のための作業の効率化による作業時間の短縮効果も高くなる。
　図７の例では、２台の植物栽培装置１間の栽培トレー４の移し替えを作業者が行っているイメージ図を示しているが、当然ながら、移し替え作業は人手ではなく、機械により行っても構わない。
　さて、植物栽培装置１において上下に間隔をおいて配置される複数の栽培トレー４には、ホース差込孔４ｃを通して液肥供給領域４ｅに液肥ホース８が差し込まれ、ポット嵌入孔４ｄには栽培ポット９が嵌め入れられる。栽培トレー４において、第１の液肥供給路３１に接続されるホース８から第２の液肥供給路３２に接続されるホース８に交換する際に、それらのホース８は同じ液肥供給領域４ｅに差し込まれる。栽培ポット９内のスポンジ（不図示）には例えば育苗工程を終えた植物Ｓが植えられている。その植物Ｓの育成には光合成をさせるために十分な量の光が必要である。従って、次に説明するように、植物に対する照明器具５の距離を植物の生長に合せて可変にできることが望ましい。
　照明器具５は、図２の正面図と図８Ａの斜視図に例示するように、栽培トレー４に沿った長い形状を有し、例えば、直管状蛍光灯、或いは、直線状にＬＥＤを並べた照明灯が使用され、その一端もしくは両端には電力供給用の配線ケーブル１５が突出して接続されている。照明器具５は、昇降機１６を介して第２の梁２ｃのウェブに取り付けられている。昇降機１６は、断面Ｔ字状の第２の梁２ｃのウェブに上端が軸支されて上下方向に伸縮可能な折りたたみ式のアーム１６ａを複数有している。複数のアーム１６ａの中間の折り返し部分は、梁１６ｂを介して回動可能に互いに接続されている。複数のアーム１６ａのそれぞれの下端には、断面が逆Ｔ字状のプレート１６ｃが軸支されている。
　プレート１６ｃの下端には、前後に照明器具５を支持する支持具１６ｄが複数箇所に取り付けられている。支持具１６ｄは、例えば中央に凹部が形成され、凹部内にプレート１６ｃがネジ、リベット等により固定され、これにより、プレート１６ｃが２つの照明器具５の間に位置することになり、照明器具５と第２の梁２ｃの間隔を小さくしている。さらに、プレート１６ｃの左右両端寄りには上側に引き出されるワイヤ１７が取り付けられている。ワイヤ１７は、図２に示すように、第２の梁２ｃのウェブに回動自在に取り付けられたプーリー１８を通してコイルバネ１９の両端に接続され、下に落ちない力で上側に引っ張られている。
　そのような構造の昇降機１６に上下に移動可能に取り付けられた照明器具５によれば、植物の生長に合わせて高さを変えることができるとともに、照明器具５を高く上げることにより栽培トレー４の着脱等の作業がしやすくなる。
　ところで、１個の植物のうち、葉などの色づきや成長に差が出ないようにするためには、植物に対して上から、かつ地面方向以外の各面から人工光が照射されることが望ましいと考えられよう。しかし、上記のように骨組だけの栽培ラック２では、空気の流通性を向上して植物育成に適正な温度に保つことはできるが、照明器具５から発せられた人工光が支柱２ａ、梁２ｂ、２ｃの間の開放空間を透過してそのまま拡散してしまう。このため、光が拡散せずに植物方向に戻るような光反射部材を栽培ラック２の周りに設けることが必要であることに発明者らは気付いた。そこで、植物に対する照明器具５の距離を変更しても、照明から発せられた光を植物方向に反射可能な次のような構造の光反射板（光反射部）２０を発明した。
　光反射板２０は、植物栽培装置１内に収納された状態の栽培トレー４のうち複数のポット嵌入孔４ｄが形成されている領域より外側の上方に配置されている。光反射板２０は、ガラス、銀膜などからなる鏡や、鏡面仕上げの金属板であってもよいが、表面に光沢のある白い板、例えば白い塩化ビニール板で十分である。光反射板２０は、照明器具５から照射された光の栽培トレー４上での光強度分布を略均一にするために配置される。即ち、光反射板２０は、少なくとも、照明器具５の両側端の下の位置に配置される栽培ポット９で育つ植物への光の照射量を光反射により補うものである。これにより、栽培トレー４の上の光強度分布をほぼ等しくすることができ、栽培ポット９の位置にかかわらずにほぼ等しい条件で植物を成長させることができる。
　また、図８Ｂに例示するように、光反射板２０の上部には、照明器具５の両端に接続される突起物である配線ケーブル１５を通す縦長のスリット２０ｓが形成されている。スリット２０ｓの数は、照明器具５の数に応じて決定すればよく、図７の例では、１つの光反射板２０に対して二つの照明器具５があるため、スリット２０ｓは２カ所に形成されている。スリット２０ｓの長さは、照明器具５の上下の移動範囲に対応させて決められる。なお、照明器具５が蛍光灯の場合には、図２に例示するように。蛍光管５ａの上に反射鏡２３を配置する。反射鏡２３は、図２に例示するように、蛍光管５ａを包む袋状になり、上面側に反射面を有し、下面側に透明フィルムを有している。また、蛍光管５ａに袋状の反射鏡２３を固定するためにクリップ２４を用いてもよい。
　このような構造によれば、装着自在な光反射板２０を作業の最後に取り付けることができる。即ち、フレーム状の栽培ラック２内への栽培トレー４の設置、液肥ホース８の取り付けなどの作業やそれらの位置の確認を第２通路Ｂ側からも行なった後に、光反射板２０を植物栽培装置１に取り付けることができる。また、光反射板２０に形成されたスリット２０ｓは、空気の流通経路ともなり、照明器具５と栽培トレー３の間の空間を通る空気を第２通路Ｂ側に通り抜けさせることができる。
　ところで、図８Ｂの二点鎖線に例示するように、光反射板２０の上端中央には、照明器具５を支持する第２の梁（支持体）２ｃの一部や昇降機１６の一部が入り込む切り欠き部２０ａを形成してもよい。そのような切り欠き部２０ａを設けることにより、光反射板２０を高さ方向に広げることができ、植物への光反射量を大きくすることができる。
　また、図９Ａに例示するように、光反射板２０のスリット２０ｓの上部を横切る掛け具２１を着脱可能に取り付けてもよい。図９Ａの例では、掛け具２１は板状の例を示しているが、板状に限る必要はなく、例えば紐状であっても良い。それ以外の形状でも、配線ケーブル１５に光反射板２０をぶら下げられれば良い。これによれば、照明器具５の位置を高く移動させる際に、掛け具２１が照明器具５の配線ケーブル１５に掛かって光反射板２０を照明器具５とともに持ち上がるようにできる。
　例えば、栽培トレー４に植えられた植物が小さい時期には、図９Ｂに例示するように、栽培トレー４のうち植物Ｓが植えられている内側において栽培トレー４の蓋４ｂと光反射板２０のなす角度θが９０度より大きくなるように傾斜させる。これにより、照明器具５から外側に向けて斜め下に照射される光を横方向に反射させるように調整することができる。
　さらに、図９Ｃに例示するように、植物Ｓが育ってその高さが増してゆくにつれて照明器具５と栽培トレー４の間隔を大きくして最適な距離を確保することになる。この場合、照明器具５の位置を高くすることにより配線ケーブル１５に掛けられた掛け具２１を介して光反射板２０を持ち上げて立てることができる。これにより、上に伸びた植物の葉よりも上で光反射板２０により光を反射させ、植物Ｓに対する光照射量を最適化することができる。この場合、光反射板２０の下端と栽培トレー４との間に隙間をあけることにより、植物Ｓの葉の増加及び成長により劣化する空気の流通性を改善することができる。
　以上のような植物栽培装置１では、まず、発芽した植物Ｓが植えられたスポンジ（不図示）を入れた栽培ポット９を栽培トレー４のポット嵌入孔４ｄに嵌め込む。その後に、栽培トレー４を搬送器具６の容器嵌合部６ｂに嵌め合わせる。さらに、搬送器具６の両側の摺動部６ａを栽培ラック２内のレール７の上に載せ、上記のような操作により搬送器具６を栽培ラック２の中に収める。この場合、最も下に取り付けられる栽培トレー４の液量調整器１０を排液回収管１４の開口１４ａ内に中継管１３を介して接続する。また、上下に配置される栽培トレー４の供給領域４ｅと液量調整器１０の位置が左右逆になるように順に配置する。
　このように複数の栽培トレー４を配置した後に、上側の栽培トレー４の液量調整器１０の管状の足１０ｂに、液肥ホース８の上端を実質的に接続した状態で、液肥ホース８の長さを変えて伸ばす。例えば、湾曲した第１ホース８ａから第２ホース８ｂを下に引き出して、その下段の別の栽培トレー４のホース差込孔４ｃに挿入する。この場合、第２ホース８ｂの下端側部に設けられた流通孔８ｄを第１ホース８ａにより塞がらないように調整する。なお、最も上段の栽培トレー４のホース嵌入孔４ｃには、液肥供給装置の給液口（不図示）に繋がる液肥ホース８を実質的に接続する。
　この後に、光反射板２０のスリット２０ｓに照明器具５の配線ケーブル１５を通すとともに、その下端を栽培トレー４に乗せる。その後に、昇降機１６により照明器具５の高さを調整する。さらに、光反射板２０の角度等を調整する。
　また、液肥供給装置から液肥ホース８を通して最上段の栽培トレー４内の液肥供給領域４ｅに液肥を供給することにより、液肥トレー４内で液肥の嵩が増し、液量調整器１０のスリット１０ａに達する高さになると、そこから液肥ホース８を通して下段の別の栽培トレー４の液肥供給領域４ｅからその内部に液肥が供給される。その中の液肥の量が液量調整器１０のスリット１０ａに達成すると、液量調整器１０から液肥ホース８を通してさらに下段の栽培トレー４に液肥が供給される。そのように供給された液肥は、最下段の液肥トレー４の液量調整器１０を通して液肥回収管１４に放流され、液肥回収装置で再処理されてさらに液肥供給装置に送られる。
　このような液肥供給の循環を設定日数で行わせると、液肥から栄養分を吸収し、照明器具５から光が照射された植物Ｓは成長する。その成長に合わせて昇降機１６を用いて照明器具５の高さを変える。その設定日数が経過すると、栽培トレー４内の植物を別な環境に置くために、栽培トレー４を植物栽培装置１から別の環境の装置に搬出する。
　移動の際の栽培トレー４の取り出しには、まず液肥供給装置による液肥の供給を停止し、液肥ホース８を通して液肥が流れなくなったことを確認し、液肥ホース８の長さを縮める。例えば、第２ホース８ｂを第１ホース８ａ上でスライドさせて押し上げる。この場合、第２ホース８ｂの下端側部の液流孔８ｄを第１ホース８ａにより塞いでもよい。さらに、照明器具５の発光を停止してもよい。この後に、液肥ホース８を栽培トレー４のホース差込孔４ｃから外す。その後に、レール７上に搬送器具６を滑らして第１通路Ａに引き出して植物栽培装置１から栽培トレー４を外部に取り出し、搬送器具６に栽培トレー４を載せたままの状態で、別の装置に移し替える。
　ところで、栽培トレー４に置いた光反射板２０は、液肥ホース８を外す前又は後に、栽培トレー４の上から取り除き、作業をしやすくすることもできる。なお、光反射板２０は、栽培ラック２の支柱２ａ、第２の梁２ｃに立掛けられてもよい。
　このように、本実施形態によれば、植物栽培装置１に対する栽培トレー４の着脱を容易にすることができ、作業効率を高めることができる。
　図１０Ａ，図１０Ｂ、図１１Ａ、１１Ｂは、本実施形態に係る植物栽培システムにおけるクリーンルーム及び空調設備を示している。それらのクリーンルームには、上記の植物栽培装置１が複数配置される。植物栽培装置１は、例えば、上記のように植物を水耕栽培する植物栽培ラック２等を有している。
　図１０Ａは、本実施形態にかかる植物栽培システムにおけるクリーンルーム及び空調設備の第１例を示す側断面図、図１０Ｂは、図１０ＡのＸ－Ｘ線断面で示す平面図である。
　図１０Ａ、１０Ｂにおいて、植物栽培システムにおけるクリーンルーム５１の上部には、天上面５１ａとの間に給気領域５２を区画する天井板５３が取り付けられている。天井板５３には給気領域５２に供給される空気を通過させる複数の給気孔５３ａが形成されている。天井板５３の給気孔５３ａの上にはエアフィルタ５４が配置されてもよい。
　クリーンルーム５１の底部には排気路５５が配置され、その上には、土台５６を介して、通気用床板５７と通気防御用床板５８が張られている。
　通気用床板５７は、通風孔５７ａを有し、クリーンルーム５１の底部の排気路５５の上に取り付けられている。通気用床板５７として、例えばパンチ孔を有するパンチングメタル板が使用されるが、これに限られものではなく、樹脂、セラミック等から形成される板に孔が形成された床板や金網を使用してもよい。
　通気防御用床板５８は、図１０Ａ、図１０Ｂに示す少なくとも植物栽培装置１の設置場所において、通気用床板５７上に重ねられて張られ、通風孔５７ａを塞いでいる。なお、通気防御用床板５８は、植物栽培装置１の設置場所のみの広さではなく、図１１Ａ、図１１Ｂに示す第１通路Ａと第２通路Ｂを覆う広さを有してもよい。これにより、防御用床板５８の配置領域では、栽培空間５９の空気が床下の排気路５５へ直接流れ込むことがブロックされた状態になる。
　クリーンルーム５１の床のうち植物栽培装置１の設置領域もしくは設置領域付近は非排気領域となり、そこから外れた領域、例えばクリーンルーム５１の壁際の領域の少なくとも一部の通気用床板５７が排気領域となる。なお、通気用床板５７は、通気防御用床板５８に重ならない領域だけに張られてもよい。すなわち、クリーンルーム５１の床は、一部は通気用床板５７が張られ、一部は通気防御用床板５８のみが張られた状態でもよい。そうすることで、通気用床板５７の上に通気防御用床板５８を重ねて張る場合に生じる通気防御用床板５８の厚み分の段差が生じない。
　通気防御用床板５８の上に設置される複数の植物栽培装置１のうちには、それぞれ液肥が供給されるが、肥料成分が異なる液肥が供給される植物栽培装置１Ａ、１Ｂが同一のクリーンルーム５１内に共存してもよい。例えば、第１液肥が供給される第１の植物栽培装置１Ａと第２液肥が供給される第２の植物栽培装置１Ｂが第１通路Ａを挟んで対向するように配置されてもよい。その詳細については後述する。なお、第１液肥の肥料成分は、第２液肥の肥料成分に比べて少なくとも一部が異なってもよい。
　通気用床板５７と通気防御用床板５８と天井板５３に挟まれる部屋の空間は栽培空間５９となる。
　クリーンルーム５１の天井板５３の上の給気領域５２には、その外側の空調設備６１の給気部に接続される給気管６２が差し込まれる。また、通気用床板５７の通風孔５７ａに繋がる排気路５５には空調設備６１の吸気部に接続される排気管６３が接続されている。
　空調設備６１は、例えば、排気管６３から取り込んだ空気を処理して給気管６２に戻す再循環機構と、外気を清浄化して給気管６２に給気する外気処理機構を有している。空調設備６１に取り込まれた空気は、内部のエアフィルタ（不図示）を通して清浄化される。
　なお、図１０Ｂ、図１１Ｂにおいて、符号５０は、クリーンルーム５１の出入り口の扉を示している。
　上記の実施形態において、空調設備６１から給気管６２を通して清浄化された空気を天井の給気領域５２に送ると、空気はエアフィルタ５４を通過してさらに清浄化され、天井板５３の給気孔５３ａを通して下方の栽培空間５９に吹き出される。
　天井板５３から出た空気は、植物栽培装置１内を通過しながらクリーンルーム５１内の通気用床板５７に向けて移動するが、通気用床板５７のうち通気防御用床板５８に覆われた部分では通風孔５７ａが塞がれる、もしくは通風孔５７ａが存在しない。このため、植物栽培装置１の上から放出された空気は、広がりながら植物栽培装置１を通り抜け、通気用床板５７の通風孔５７ａに向けて移動する。即ち、広い領域の天井板５３から狭い領域の通気孔５７ａに移動する。さらに、通気用床板５７の通風孔５７ａを通してその下の排気路５５と排気管６３を通して空調設備６１に戻される。室内の空気循環をさらに助けるために、室内に送風機を設置してもよい。
　さて、植物栽培装置１を配置する閉鎖空間として利用するクリーンルーム５１として、例えば、半導体装置の製造に用いていたクリーンルームを転用することができる。そのクリーンルームでは、室内の空気を清浄に保つため、天井裏から室内に流入させた空気を天井から床方向に流す、いわゆるダウンフローの空気の流れが形成されている。そして、床面に複数設けた通気孔、一例として床面に開けた孔を通して床下へ吸い込まれ、室外へ排気されるような空気の流れが作られている。
　このような空気の流れを作るために、例えば床の略一面もしくは部分的に細かなパンチ孔があけられたパンチングメタルを床に張るわけだが、これをそのまま植物栽培用途に転用すると、次のような問題が発生することに発明者らは気付いた。
　例えば、室内から排気された空気は、空調設備６１などでフィルタに通されて塵などを濾過されることになる。この際に、空気内の水蒸気が多いと、フィルタを早く劣化、例えば目詰まりさせてしまう。植物Ｓには液肥が供給されているため、植物栽培装置１の周囲の空気は部分的に水蒸気が多い状態になる。また、液肥の漏れが発生すると、液肥が床面にこぼれ、床面の通気孔５７ａを通して排気管６３に入り込む可能性もある。従って、植物栽培装置１が設置される近傍の床面には、通気孔５７ａが無い方が望ましいことに発明者らは気付いた。
　そこで、半導体装置の製造に利用していたクリーンルームを改造し、床面に設けられている通風孔５７ａのうち、植物栽培装置１を配置する領域の床面の通風孔５７ａを通気防御用床板５８により塞いだ。
　一方で、植物Ｓの生長にとって空気の流れが必要である。というのは、空気の流れが無いと、後述する照明器具から発せられる熱のために局所的に植物付近の空気の温度が成長を阻害するような暑さになったり、植物の成長に必要な二酸化炭素が十分に供給されなくなったりするからである。上記の通り水分が床面の通風孔５７ａから排気管６３に入り込むことは望ましくはないが、その一方で、床の通風孔５７ａの全部を塞いでしまい、室内の空気の循環を阻害することも望ましくない。また、栽培対象とする植物Ｓの株数が増えるほど、すなわち、複数台の植物栽培装置１を設置する閉鎖空間が広くなったり、設置面積あたりの植物栽培装置１の台数が増えたりするほど、空気の流れのよどみが発生しやすくなる。従って、大量栽培を行う場合には、空気が室内で淀むことなく流れるように制御することがより重要になる。
　そこで、床面に設けられた通風孔５７ａのうち、どの部分を残し、どの部分を塞ぐかを工夫することに発明者らは気付いた。
　図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、クリーンルーム５１内の部屋の壁際の通風孔５７ａを残し、部屋中央部の通風孔５７ａを通気防御用床板５８などにより塞ぐ。別の表現をすれば、植物栽培装置１を配置する部分の床には通風孔５７ａを設けず、作業通路に通風孔５７ａを設ける。例えば、クリーンルーム５１の部屋の中央部の床面では、通風孔５７ａを設けず、その上に植物栽培装置１を１または複数配置する。そして部屋の壁際の床面では、通風孔５７ａを設けて、植物栽培装置１は配置せずに例えば作業者の通路として利用する。なおここで、複数の植物栽培装置１（１Ａ、１Ｂ）を囲む壁際の四辺全ての床面に通風孔５７ａを設けてもよいが、少なくとも一部の壁際に通風孔５７ａを設ければよい。
　このようにすることで、万が一、液肥漏れが発生しても、液肥が排気路５５に繋がる通風孔５７ａに入り込む可能性を非常に小さくできる。また、植物栽培装置１付近で部分的に水蒸気が多い空気の塊があったとしても、その空気が通風孔５７ａに届く頃にはそれが緩和された状態にできるので、空調設備６１の可用期間を長くすることが期待できる。
　また、クリーンルーム５１の床下に接続されている排気管６３に近い壁の側の床面の通風孔５７ａを残し、それ以外の床面の通風孔５７ａを通気防御用床板５８などで塞いでもよい。このようにすることで、排気管６３に近い、すなわち吸気力の強い部分の通風孔５７ａが残されることになるので、室内の空気がうまく吸い込まれやすく、その結果、室内に空気がよどむ箇所を発生させずに、空気の循環をスムーズにすることが期待できる。
　またさらに、室内の空気循環をさらに助けるために、室内に送風機を設置することが考えられる。床面の通風孔５７ａが空いていない場所から、通風孔５７ａの方向へ送風することで、室内全体の空気の循環を助けることができる
　図１１Ａは、植物栽培施設におけるクリーンルーム及び空調設備の第２例を示す側断面図、図１１Ｂは、図１１ＡのＹ－Ｙ線断面で示す平面図である。図１１Ａ、図１１Ｂにおいて、図１～図９、図１０Ａ、図１０Ｂで示したものと同一のものについては、同一の番号が付されている。
　図１１Ａでは、図１０Ａと比較すると、排気管６３に対する植物栽培装置１の並び方が異なる。即ち、図１１Ａと図１０Ａとでは、植物栽培装置１の並び方がほぼ直交した状態になっている。
　排気管６３に対する植物栽培装置１の並び方を図１１Ｂのようにすることで、第一通路Ａの空気が通気用床板５７の５７ａ通風孔に吸い込まれるという流れをスムーズにすることができる。その結果、排気管６３で空気を吸い込む力が弱くても栽培空間５９内の空気の循環を実現できる。
　また、図１１Ｂでは、図１０Ｂと比較すると、通気用床板５７の配置位置が異なる。即ち、図１１Ｂでは、図１０Ａの図中右の壁側に示されている通気用床板５７が無く、排気管６３が有る側の壁側にのみ通気用床板５７がある。
　図１１Ｂのように、排気管６３が有る側の壁側に通気用床板５７を設けることにより、５７ａ通風孔と排気管６３との距離を短くできるので、距離が長い場合と比較して、排気管６３で空気を吸い込む力が弱くても栽培空間５９内の空気の循環を実現できる。
　また、図１１Ｂでは、図１０Ｂと比較すると、植物栽培装置１の配置位置が異なる。即ち、図１１Ｂでは、図１０Ｂには無かった位置、即ち点線で植物栽培装置１を示した壁際の位置に植物栽培装置１が追加して配置されている。なお、図１１Ｂでは、点線で示した植物栽培装置１は、クリーンルーム５１の壁に接する例を示しているが、これを、クリーンルーム５１の壁から離間する位置に配置してもよい。点線で示した植物栽培装置１は、実線で示した植物栽培装置１と比較すると、第二通路Ｂ方向の厚みが薄い。そこで、壁に接する位置に配置することで、例えば地震などの際に、植物栽培装置１が倒れたりすることを抑止しやすくできる。
　このようなクリーンルーム５１において、図７を用いて説明したように、異なる液肥が供給される植物栽培装置１が同一のクリーンルーム５１内に共存してもよい。例えば、第１液肥が供給される第１の植物栽培装置１Ａと第２液肥が供給される第２の植物栽培装置１Ｂが第１通路Ａを挟んで対向するように配置されてもよい。
　例えば、図１１Ｂに示すように、第一通路Ａを挟んで対向する位置に、第１液肥が供給される植物栽培装置１Ａが並ぶ列と、第２液肥が供給される植物栽培装置１Ｂが並ぶ列とを配置する。また、植物栽培装置１Ａと植物栽培装置１Ｂとを背中合わせに隣接して配置する。栽培空間５９の中で、異なる液肥が供給されている植物栽培装置１をこのように配置すると以下の効果がある。即ち、第１通路Ａにいる作業者は、植物栽培装置１Ａから搬送器具６ごともしくは単体で栽培トレー４を取り出し、体Ｄの向きを反転して第１通路Ａの逆側にある第２の植物栽培装置１Ｂに取り付けることで、植物Ｓに与える液肥の変更作業が終了する。そのため、植物Ｓに与える液肥を変更する作業の作業効率の向上を見込める。栽培対象とする植物Ｓの株数が増えるほど、このような、液肥変更のための作業の効率化による作業時間の短縮効果も高くなる。
　図１１Ｂの点線で植物栽培装置１を示した位置にも植物栽培装置１を配置することにより、全ての植物栽培装置１Ａと植物栽培装置１Ｂとが、第一通路Ａを挟んで対向する位置に設置されることになる。従って、植物Ｓの成長時期に応じて植物栽培装置１Ａと植物栽培装置１Ｂとの間で栽培トレー４を入れ替える運用を行う場合、植物栽培装置１Ａ（１Ｂ）が通路を挟んだ対向側に存在しない植物栽培装置１Ｂ（１Ａ）を生じさせず、入れ替えの作業効率、クリーンルーム５１内での栽培効率を向上させることができる。
　上記複数の実施形態において、植物栽培装置１の照明器具５をいつ点灯させ、いつ消灯させるかのタイミングとして、図１０Ａ、１０Ｂや図１１Ａ、１１Ｂに示したように１の栽培空間５９内に設置された複数の植物栽培装置１の間で、全てを同じタイミングで点灯し、全てを同じタイミングで消灯しなくてもよい。例えば、１の栽培空間５９内に設置された複数の植物栽培装置１の間で、第１の植物栽培装置１は照明器具５を点灯している時に、第２の植物栽培装置１では照明器具５を消灯することが好ましい。
　照明器具５が点灯すると、少なからず熱が発生する。栽培空間５９の温度を、植物Ｓの成長に適した温度に保つためには、温度が高くなりすぎることは望ましくなく、そのため空調設備６１では温度を制御する機能があることが望ましい。栽培空間５９内の全ての植物栽培装置１が同じタイミングで点灯し消灯すると、点灯している時と消灯している時との室温の差が大きくなり、空調設備６１で室温を制御するための電気量や能力が多く必要になる。そこで、栽培空間５９内に存在する複数の植物栽培装置１のうちで、あるものは点灯している時に、あるものは消灯しているというように、点灯中の植物栽培装置１と消灯中の植物栽培装置１とを混在させることで、室温の上下変動を抑えることができる。ひいては、空調設備６１で室温を制御するための電気量を少なく抑えることができる。
　また別の側面として、照明器具５が点灯している間は、光が当てられている植物Ｓが光合成を行ない、二酸化炭素を吸い酸素を排出する。植物Ｓの成長のためには、十分な二酸化炭素が栽培空間５９内に存在することが必要であるため、空調設備６１では栽培空間５９に送り出す空気の二酸化炭素量を制御する機能があることが望ましい。もしくは、不図示の別装置により、栽培空間５９内の空気の二酸化炭素量を制御する機能があることが望ましい。
　栽培空間５９内の全ての植物栽培装置１が同じタイミングで点灯し消灯すると、点灯している時と消灯している時との室内の二酸化炭素量の差が大きくなり、空調設備６１で二酸化炭素量を制御するための電気量や能力が多く必要になる。そこで、栽培空間５９内に存在する複数の植物栽培装置１のうちで、あるものは点灯している時に、あるものは消灯しているというように、点灯中の植物栽培装置１と消灯中の植物栽培装置１とを混在させることで、二酸化炭素量の上下変動を抑えることができる。ひいては、空調設備６１で二酸化炭素量を制御するための電気量を少なく抑えることができる。
　図１０Ａ、１０Ｂ、図１１Ａ、１１Ｂ等に示したように、液肥を用いて植物Ｓを水耕栽培する植物栽培システムでは、第１の植物栽培装置１Ａの第１の栽培と第２の植物栽培装置１Ｂのそれぞれの栽培ラック２が配置される領域とそれらの栽培ラック２の間の領域を含めた全体を第１領域とする。さらに、第１の領域と異なる領域を第２の領域とする。この構造において、第１の領域には、例えば、通気防御用床板５８が敷かれる。また、第２の領域には、例えば、通風孔５７ａを備えた通気用床板５７が敷かれる。このような第１領域と第２領域を有する構造は、クリーンルームのような閉鎖空間内に配置される。また、閉鎖空間の上部には、複数の給気孔５３ａを有する天井板５３が取り付けられている。そして、給気孔５３ａを有する天井板５３から通気孔５７ａを有する通気用床板５７に空気を循環させる空調設備６１が閉鎖空間に接続される。これにより、閉鎖空間内における空気の流れの一部第１領域の天井から第２領域の床に向けることができ、植物Ｓの周囲の温度上昇、空気の停滞を防止することができる。
　また、植物栽培システムに配置される第１の植物栽培装置１Ａと第２の植物栽培装置１Ｂのそれぞれは、植物Ｓの出し入れが可能な栽培ラック２を有している。この場合、複数の栽培ラック２が配置される領域とそれらの間の領域の全体を第１領域とする。また、第１領域とは異なる他の領域であり、通風孔５７ａを有する通気用床板５７が敷かれた他の領域を第２領域とする。第１領域よりも第２領域に近い床下には排気管６３が設けられている。さらに、吸気管６２が接続された給気領域５２に繋がる給気孔５３ａを有する天井板５３から、通風孔５７ａを有する通気用床板５７を介し、排気管６３から給気管６２に空気を循環させるダウンフロー型クリーンルームを備えている。これにより、ダウンフローの空気を第１領域の天井から第２領域の床に向けて流すことができき、閉鎖空間内における空気の流れを制御することができ、植物Ｓの周囲の温度上昇、空気の停滞を防止することができる。
　さらに、各第１領域の下では、第１の植物栽培装置１Ａの栽培ラック２内の植物に供給される第１の液肥の供給をブロックするブロック層、或いは、第２の植物栽培装置１Ａの栽培ラック２内の植物に供給される第１の液肥の供給をブロックするブロック層、が設けられてもよい。これにより、第１の液肥や第２の液肥の供給を制御することができる。
　ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。
１　植物栽培装置
２　栽培ラック
３　栽培ユニット
４　栽培トレー
４ａ　栽培容器
４ｂ　蓋体
４ｃ　ホース差込孔
４ｄ　ポット嵌入孔
５　照明器具
６　搬送器具
７　レール
８　液肥ホース
８ａ　第１ホース
８ｂ　第２ホース
８ｄ　液流孔
９　栽培ポット
１０　液量調整器
１１　漏斗状容器
１２　取り付け具
１５　配線ケーブル
１６　昇降機
１７　ワイヤ
１８　プーリー
２０　光反射板
２０ｓ　スリット
２０ａ　切り欠き部
２１　掛け具
５１　クリーンルーム
５２　給気領域
５３　天井板
５３ａ　給気孔
５４　エアフィルタ
５５　排気路
５６　土台
５７　通気用床板
５７ａ　通風孔
５８　通気防御用床板
５９　栽培空間
６１　空調設備
６２　吸気管
６３　排気管

Claims (34)

  1. 　第１の液肥を用いて植物を水耕栽培する第１の植物栽培装置と、
    　前記第１の植物栽培装置に設けられ、前記第１の液肥を供給する第１の供給路と、
    　前記第１の液肥とは成分の異なる第２の液肥を用いて植物を水耕栽培する第２の植物栽培装置と、
    　前記第２の植物栽培装置に設けられ、前記第２の液肥を供給する第２の供給路と、
    　前記植物を載せた栽培トレーを載置し、前記第１の植物栽培装置と前記第２の植物栽培装置との間で移動可能なトレー搬送器具と、
    を有することを特徴とする、植物の水耕栽培システム。
  2. 　前記第１の植物栽培装置と、前記第２の植物栽培装置とは、通路を挟んで向かい合わせの位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の植物の水耕栽培システム。
  3. 　前記第１の植物栽培装置において、前記栽培トレーは複数段に取り付けられ、互いに着脱可能なホースを介して前記第１の供給路に直列に接続され、
    　前記第２の植物栽培装置において、前記栽培トレーは複数段に取り付けられ、互いに着脱可能なホースを介して前記第２の供給路に直列に接続される、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水耕栽培システム。
  4. 　前記第１の植物栽培装置内に、前記トレー搬送器具を移動させるレールを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の水耕栽培システム。
  5. 　前記第１の植物栽培装置と前記第２の植物栽培装置にて、一つの植物が成長する期間の中で、異なるタイミングの栽培を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水耕栽培システム。
  6. 　前記第２の液肥として、水を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水耕栽培システム。 
  7. 　第１の供給路から供給された第１の液肥を用いて植物を水耕栽培し、該植物を載せた複数の栽培トレーが載置されたトレー搬送器具を搭載可能な第１の植物栽培装置と、第２の供給路から供給され、前記第１の液肥とは成分の異なる第２の液肥を用いて前記植物を水耕栽培し、前記トレー搬送器具を搭載可能な第２の植物栽培装置とが通路を挟んで向かい合わせに配置された水耕栽培システムを用いた水耕栽培方法であって、
    　前記植物を載せた複数の栽培トレーが載置されたトレー搬送器具ごと前記第１の植物栽培装置から取り出し、前記通路を介して前記第２の植物栽培装置に移動する
    工程を有する水耕栽培方法。
  8. 前記移動する工程は、前記トレー搬送器具を前記第１の植物栽培装置から取り出し、前記第１の植物栽培装置に搭載された時と前記第２の植物栽培装置に搭載された時とで前記栽培トレーの同一の側面が前記通路に面するように前記トレー搬送器具ごと反転させ、前記通路を介して前記第２の植物栽培装置に移動することを特徴とする、請求項７に記載の水耕栽培方法。
  9. 　前記第１の植物栽培装置において、前記栽培トレーは、第１ホースを介して着脱可能に前記第１の供給路に接続され、前記移動する工程に先立って、前記第１の植物栽培装置に搭載された前記トレー搬送器具に載置された複数の前記栽培トレーのそれぞれから、接続された前記第１ホースを外す工程を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の水耕栽培方法。
  10. 　前記トレー搬送器具を前記第２の植物栽培装置に移動した後に、前記栽培トレーのうち前記第１ホースが差し込まれていたのと同じ液肥導入領域に、前記第２の供給路に接続された第２ホースを着脱可能に差し込む工程を有することを特徴とする請求項９に記載の水耕栽培方法。
  11. 　液肥を用いて植物を水耕栽培する植物栽培システムであって、
    第１の植物栽培棚が配置されている領域と、第２の植物栽培棚が配置されている領域と、前記第１の植物栽培棚と前記第２の植物栽培棚との間の領域とを含む第１領域を有する第１の床と、
    前記第１領域とは異なる第２領域を有し、通風孔を備えた第２の床と、
    給気孔を有する天井から、前記通風孔を有する前記第２の床へ空気を循環させる空調設備と
    を備えたことを特徴とする植物栽培システム。
  12. 　植物を出し入れ可能な第１の植物栽培棚と、前記植物を出し入れ可能な第２の植物栽培棚と、前記第１の植物栽培棚と前記第２の植物栽培棚との間の領域とを含む第１領域と、
    前記第１領域とは異なり、床に通風孔を有する第２領域と、
    前記第１領域より前記第２領域に近い床下に設けられた排気管と、
    給気孔を有する天井から、前記通風孔を有する前記床を介し、前記排気管へ空気を循環させるダウンフロー型クリーンルームと
    を備えたことを特徴とする植物栽培システム。
  13. 前記第１の植物栽培棚には第１の液肥を用い、前記第２の植物栽培棚には第２の液肥を用いて前記植物を水耕栽培することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の植物栽培システム。
  14. 前記第１の液肥と前記第２の液肥とは、成分が異なる液肥であることを特徴とする請求項１３に記載の植物栽培システム。
  15. 　前記第２の液肥として、水を用いることを特徴とする請求項１４に記載の水耕栽培システム。
  16. 　前記第１領域の下には、前記第１の液肥または前記第２の液肥をブロックするブロック層を有することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の植物栽培システム。
  17. 　前記第２領域は、前記第１の植物栽培棚から前記第２の植物栽培棚へ向かう方向と略平行に設置されることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の植物栽培システム。
  18. 　前記第１の植物栽培棚と前記第２の植物栽培棚にて、一つの植物が成長する期間の中で、異なるタイミングの栽培を行うことを特徴とする請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の植物栽培システム。
  19. 　前記第１の植物栽培棚は第１照明器具を備え、前記第２の植物栽培棚は第２照明器具を備え、
    　前記第１照明器具を点灯している時に、前記第２照明器具を消灯させることを特徴とする請求項１１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の植物栽培システム。 
  20. 　高さを調節可能に配置され、植物に人工光を照射する照明器具と、
    　前記照明器具の側面から突出する突出部と、
    　前記照明器具の側部外側に配置され、前記突出部を上下に移動可能に通すスリットを含む光反射板と、
    を有する植物栽培装置。
  21. 　前記突出部は、前記照明器具に電力を供給する配線ケーブルであることを特徴とする請求項２０に記載の植物栽培装置。
  22. 　前記光反射板の上部には、前記照明器具を支持する支持体の一部が入る切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の植物栽培装置。
  23. 　前記光反射板の前記スリットの上部には、前記スリットを横切る掛け具が取り付けられていることを特徴とする請求項２０乃至請求項２２のいずれか一項に記載の植物栽培装置。
  24. 　植物を水耕栽培する複数の栽培トレーをそれぞれ収納する複数段の栽培ラックと、
    　前記栽培トレーに対して液肥を供給するための、長さが可変で、前記栽培トレーのホース差込孔に向けて下端が差し込み可能な液肥ホースと、
    　前記栽培ラックに前記液肥ホースを固定する取り付け具と、
    を有する植物栽培装置。
  25. 　前記複数段の栽培ラックは、少なくとも３段以上備え、上段の一方の端部から中段の一方の端部に前記液肥ホースが接続され、中段の他方の端部から下段の他方の端部に他の液肥ホースが接続されることを特徴とする請求項２４に記載の植物栽培装置。
  26. 　前記液肥ホースは、上部ホースと、前記上部ホースが中に差し込まれる下部ホースとを有することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の植物栽培装置。
  27. 　前記液肥ホースにおいて、少なくとも前記上部ホースは弾性を有し、湾曲していることを特徴とする請求項２６に記載の植物栽培装置。
  28. 　前記液肥ホースの上端には、漏斗状容器が接続されており、該漏斗状容器の上端開口径は、前記栽培トレーに設けられ、該栽培トレー内を流れる液肥が排出される排出口の口径よりも大きいことを特徴とする請求項２４乃至請求項２７のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
  29. 　前記液肥ホースの少なくとも上部は、漏斗状の形状を呈しており、該液肥ホースの上端開口径は、前記栽培トレーに設けられ、該栽培トレー内を流れる液肥が排出される排出口の口径よりも大きいことを特徴とする請求項２４乃至請求項２７のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
  30. 　前記液肥ホースの下端の側部には孔が形成されていることを特徴とする請求項２４乃至２９のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
  31. 　前記栽培トレーが載置され、前記栽培ラック内のレール上を摺動する摺動部を有するトレー搬送器具を含むことを特徴とする請求項２４乃至請求項３０いずれか１項に記載の植物栽培装置。
  32. 　前記トレー搬送器具には、前記栽培トレーを嵌め合わせる嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項３１に記載の植物栽培装置。
  33. 　上部に開口を有し、液肥が供給される栽培容器と、
    　前記栽培容器の前記開口を覆い、長手方向にジグザグに間隔をおいて複数列設けられた複数の孔であって、植物の苗が植えられた栽培ポットがはめ込まれる栽培ポット嵌入孔が形成された板状の蓋体と、
    を備えた栽培トレーを有する植物栽培装置。
  34. 　前記蓋体において、複数の前記栽培ポット嵌入孔が形成される領域の外側であって、前記栽培容器内の液肥供給領域の上にはホース差込孔が形成されていることを特徴とする請求項３３に記載の植物栽培装置。
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