(57)【要約】【課題】栽培室内の環境を好適に保つ。【解決手段】植物栽培システム１００は、複数の栽培棚を有する複数の栽培ラック２４を備える。各栽培棚の一方の長手方向側面に複数の吸気ファン４０が設けられ、他方の長手方向側面に複数の排気ファン４１が設けられる。複数の栽培ラック２４は、吸気ファン４０が配置された側面同士が対向し、且つ排気ファン４１が配置された側面同士が対向するように並べられる。吸気ファン４０が配置された側面同士が対向した栽培ラック２４間に吸気ファン側通路４２が形成され、排気ファン４１が配置された側面同士が対向した栽培ラック２４間に排気ファン側通路４３が形成される。吸気ファン４０により吸気ファン側通路４２の空気が栽培空間内に吸気され、且つ排気ファン４１により栽培空間内の空気が排気ファン側通路４３に排出されることで、排気ファン側通路４３から吸気ファン側通路４２へ流れ込む気流が生じる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培室内に複数の栽培ラックが配置された植物栽培システムであって、
各前記栽培ラックは、上下方向に複数の栽培棚を備え、
各前記栽培棚の四方の側面には反射板が配置され、該反射板で囲まれた空間が植物を栽培するための栽培空間とされ、
各前記栽培棚の一方の長手方向側面に、外部の空気を前記栽培空間内に吸気するための複数の吸気ファンが設けられ、
各前記栽培棚の他方の長手方向側面に、前記栽培空間内の空気を外部に排気するための複数の排気ファンが設けられ、
前記複数の栽培ラックは、前記吸気ファンが配置された側面同士が対向し、且つ前記排気ファンが配置された側面同士が対向するように、所定の間隔をあけて並列に並べられ、
吸気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する前記栽培ラック間には、一部が開放された半閉鎖空間である吸気ファン側通路が形成され、
排気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する前記栽培ラック間には、一部が開放された半閉鎖空間である排気ファン側通路が形成され、
前記吸気ファンにより前記吸気ファン側通路の空気が前記栽培空間内に吸気され、且つ前記排気ファンにより前記栽培空間内の空気が前記排気ファン側通路に排出されることで、前記排気ファン側通路から前記吸気ファン側通路へ流れ込む気流が生じることを特徴とする植物栽培システム。
【請求項２】
各前記栽培ラックの最上面と前記栽培室の天井との間に、空気の流れを遮断するための上部空気遮断部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培システム。
【請求項３】
各前記栽培ラックの最下面と前記栽培室の床との間に、空気の流れを遮断するための下部空気遮断部材が配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培システム。
【請求項４】
前記吸気ファン側通路および前記排気ファン側通路の短手側の一方の側面に、空気の流れを遮断するための通路空気遮断部材が配置され、
前記吸気ファン側通路および前記排気ファン側通路の短手側の他方の側面が開放されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の植物栽培システム。
【請求項５】
前記排気ファン側通路内の空気を吸い込み、該空気の温度および湿度を調整し、該調整後の空気を前記吸気ファン側通路内に送り出す空調設備をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の植物栽培システム。
【請求項６】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、それらが配置されている前記栽培棚の上下方向の位置に応じて、風量を調整可能に構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の植物栽培システム。
【請求項７】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させ、下方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を減少させることにより、前記吸気ファン側通路内で上昇気流を生じさせるとともに、前記排気ファン側通路内で下降気流を生じさせる第１動作モードを有することを特徴とする請求項６に記載の植物栽培システム。
【請求項８】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を減少させ、下方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させることにより、前記吸気ファン側通路内で下降気流を生じさせるとともに、前記排気ファン側通路内で上昇気流を生じさせる第２動作モードを有することを特徴とする請求項６または７に記載の植物栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蛍光灯やＬＥＤライトを光源として栽培棚内に配置して、屋内でレタス等の植物を栽培する植物栽培システムが知られている。
【０００３】
このような植物栽培システムでは、ライトの点灯による熱や植物による蒸散等により栽培棚内の温湿度環境が変化するため栽培棚内の環境を制御して植物の生育環境を一定条件に保つことが求められる。特許文献１には、栽培棚の側面に空気吸引用のファンを配置して、栽培棚内の空間に適度な強さの風を供給し、酸素および二酸化炭素の濃度を一定に保つことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２１２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、植物栽培システムでは通常、上下方向に複数の栽培棚を積層し、該積層した栽培棚が栽培室内に複数配置されるが、この積層した栽培棚の存在により、栽培室内の空気の流れが阻害され、栽培室内の温湿度環境を好適に保つことが難しい場合がある。
【０００６】
本発明は、こうした状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、栽培室内の環境を好適に保つことのできる植物栽培システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の植物栽培システムは、栽培室内に複数の栽培ラックが配置された植物栽培システムである。各栽培ラックは、上下方向に複数の栽培棚を備える。各栽培棚の四方の側面には反射板が配置され、該反射板で囲まれた空間が植物を栽培するための栽培空間とされる。各栽培棚の一方の長手方向側面に、外部の空気を栽培空間内に吸気するための複数の吸気ファンが設けられ、各栽培棚の他方の長手方向側面に、栽培空間内の空気を外部に排気するための複数の排気ファンが設けられる。複数の栽培ラックは、吸気ファンが配置された側面同士が対向し、且つ排気ファンが配置された側面同士が対向するように、所定の間隔をあけて並列に並べられる。吸気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する栽培ラック間には、一部が開放された半閉鎖空間である吸気ファン側通路が形成される。排気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する栽培ラック間には、一部が開放された半閉鎖空間である排気ファン側通路が形成される。吸気ファンにより吸気ファン側通路の空気が栽培空間内に吸気され、且つ排気ファンにより栽培空間内の空気が排気ファン側通路に排出されることで、排気ファン側通路から吸気ファン側通路へ流れ込む気流が生じる。
【０００８】
各栽培ラックの最上面と栽培室の天井との間に、空気の流れを遮断するための上部空気遮断部材が配置されてもよい。
【０００９】
各栽培ラックの最下面と栽培室の床との間に、空気の流れを遮断するための下部空気遮断部材が配置されてもよい。
【００１０】
吸気ファン側通路および排気ファン側通路の短手側の一方の側面に、空気の流れを遮断するための通路空気遮断部材が配置され、吸気ファン側通路および排気ファン側通路の短手側の他方の側面が開放されてもよい。
【００１１】
排気ファン側通路内の空気を吸い込み、該空気の温度および湿度を調整し、該調整後の空気を吸気ファン側通路内に送り出す空調設備をさらに備えてもよい。
【００１２】
吸気ファンおよび排気ファンは、それらが配置されている栽培棚の上下方向の位置に応じて、風量を調整可能に構成されてもよい。
【００１３】
吸気ファンおよび排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている吸気ファンおよび排気ファンの風量を増加させ、下方に位置する栽培棚に配置されている吸気ファンおよび排気ファンの風量を減少させることにより、吸気ファン側通路内で上昇気流を生じさせるとともに、排気ファン側通路内で下降気流を生じさせる第１動作モードを有してもよい。
【００１４】
吸気ファンおよび排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている吸気ファンおよび排気ファンの風量を減少させ、下方に位置する栽培棚に配置されている吸気ファンおよび排気ファンの風量を増加させることにより、吸気ファン側通路内で下降気流を生じさせるとともに、排気ファン側通路内で上昇気流を生じさせる第２動作モードを有してもよい。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、栽培室内の環境を好適に保つことのできる植物栽培システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る植物栽培システムの概略平面図である。
【図２】図１に示す植物栽培システムのＡ−Ａ概略断面図である。
【図３】栽培ユニットの構成を説明するための概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る植物栽培システムにおける空気の流れについて説明するための概略平面図である。
【図５】図４に示す植物栽培システムのＡ−Ａ概略断面図である。
【図６】排気ファン側通路の概略断面図である。
【図７】吸気ファン側通路の概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る植物栽培システムにおける空気の流れについて説明するための概略平面図である。
【図９】吸気ファンおよび排気ファンの第１動作モードを説明するための概略断面図である。
【図１０】吸気ファンおよび排気ファンの第２動作モードを説明するための概略断面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る植物栽培システムにおける排気ファン側通路の概略断面図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る植物栽培システムにおける吸気ファン側通路の概略断面図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る植物栽培システムにおける吸気ファン側通路の天井付近の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る植物栽培システムについて詳細に説明する。各図面は各部材の位置関係を説明することを目的としているため、必ずしも実際の各部材の寸法関係を表すものではない。また、実施形態の説明において、同一または対応する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る植物栽培システム１００の概略平面図である。図２は、図１に示す植物栽培システム１００のＡ−Ａ概略断面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、植物栽培システム１００は、栽培室２３内に配置された複数の栽培ラック２４を備える。栽培室２３は、外部環境の影響を断熱パネル等で遮断した半閉鎖空間である。本実施形態において、栽培室２３は直方体状の空間を有し、天井３０、床３１、正面側壁３２、背面側壁３３、左側壁３４、右側壁３５によって区画されている。本実施形態では、図１に示すように、正面側壁３２および背面側壁３３の幅は、左側壁３４および右側壁３５よりも大きい。本実施形態では、複数の栽培ラック２４は、正面側壁３２および背面側壁３３の幅方向に並列に並べられている。各栽培ラック２４の長手方向は、左側壁３４および右側壁３５の幅方向と平行である。栽培ラック２４の数は特に限定されず、栽培室２３の大きさ（例えば正面側壁３２および背面側壁３３の幅）に応じて適宜設定されてよい。
【００２１】
図２に示すように、各栽培ラック２４は、上下方向に積層された複数の栽培棚１０を備える。図２に示す実施形態では、栽培棚１０は１２段に積層されているが、栽培棚１０の段数は特に限定されず、栽培室２３の天井高さ等に応じて適宜設定されてよい。
【００２２】
図１に示すように、各栽培棚１０は、横方向（水平方向）に一列に配置された複数の栽培ユニット２６から構成される。図１に示す実施形態では、栽培棚１０は、６個の栽培ユニット２６から構成されているが、栽培ユニット２６の数は特に限定されず、栽培室２３の大きさ（例えば左側壁３４および右側壁３５の幅）に応じて適宜設定されてよい。
【００２３】
図３は、栽培ユニット２６の構成を説明するための概略斜視図である。図３に示すように、栽培ユニット２６は、栽培ラックの上下２枚の棚板１１，１１’の間に形成される。栽培ユニット２６は、下側の棚板１１’の上面上に配置される養液プール１２と、養液プール１２上に配置される栽培パネル１３と、上側の棚板１１の下面上に設けられる天井面部材１４と、棚板１１，１１’の間の空間の長手方向側面に配置される反射板１７とを備える。
【００２４】
栽培パネル１３は、発泡スチロール板に複数の植物を植え付けるための孔を形成したものである。複数の孔は、所定のピッチで形成される。植物の生育過程に応じて、異なるピッチを有する栽培パネルが用いられてよい。例えば、育苗の際には６０ｍｍピッチの育苗パネルを用い、その後に２００ｍｍピッチの定植パネルに定植する。栽培パネル１３の表面は、光を反射するよう形成されてもよい。例えば、栽培パネル１３の表面素材が反射性のものであってもよいし、栽培パネル１３の表面に反射材が塗布されてもよいし、栽培パネル１３の表面が反射板で覆われてもよい。
【００２５】
図３に示すように、天井面部材１４には、ＬＥＤ光源１５が設けられる。ＬＥＤ光源１５は、植物２２に光を照射する人工光源である。ＬＥＤ光源１５は、赤色ＬＥＤ光源および青色ＬＥＤ光源を備え、赤色照明および青色照明を同時に照射する明期と、照射しない暗期とを交互に実施する。人工光源は、光強度の調節可能な光源であればＬＥＤ光源に限定されず、例えばＬＤ（レーザダイオード）、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）、蛍光灯等であってもよい。天井面部材１４の表面は、光を反射するよう形成される。例えば、天井面部材１４の表面に反射材が塗布されてもよいし、天井面部材１４の表面が反射板で覆われてもよい。
【００２６】
養液プール１２は、養液タンク（図示せず）に接続されており、該養液タンクから植物２２を植物の生長に必要な養液の供給を受ける。
【００２７】
上述したように、複数の栽培ユニット２６が一列に配置されて１つの栽培棚１０が形成される。両端に位置する栽培ユニット２６の短手方向側面には反射板１８（図１参照）が配置される。したがって、栽培棚１０においては、四方の側面（２つの対向する長手方向側面および２つの対向する短手方向側面）に反射板が配置されている。栽培棚１０では、栽培パネル１３を底面、反射板１７，１８を側面、天井面部材１４を天井とした栽培空間２０が形成されており、栽培空間２０内で植物２２の栽培が行われる。
【００２８】
このように、本実施形態に係る植物栽培システム１００では、栽培棚１０の四方の側面に反射板が配置されているので、ＬＥＤ光源１５からの光エネルギーが栽培空間２０の外部に漏れ難い。従って、光エネルギーの利用効率が高まるので、栽培空間２０に供給する光エネルギーの量を抑制することができる。
【００２９】
本実施形態においては、各栽培棚１０は、その一方の長手方向側面に設けられた複数の吸気ファン４０と、他方の長手方向側面に設けられた複数の排気ファン４１とを備える。吸気ファン４０は、外部の空気を栽培空間２０内に吸気するためのファンである。排気ファン４１は、栽培空間２０内の空気を外部に排気するためのファンである。吸気ファン４０および排気ファン４１は、栽培棚１０の長手方向に沿って所定の間隔で配列される。
【００３０】
図１および図２に示すように、複数の栽培ラック２４は、吸気ファン４０が配置された側面同士が対向し、且つ排気ファン４１が配置された側面同士が対向するように、所定の間隔をあけて並列に並べられる。吸気ファン４０が配置された側面同士が対向した隣接する栽培ラック２４間には、一部が開放された半閉鎖な空間である吸気ファン側通路４２が形成される。また、排気ファン４１が配置された側面同士が対向した隣接する栽培ラック２４間には、一部が開放された半閉鎖な空間である排気ファン側通路４３が形成される。なお、本実施形態では、両端の栽培ラック２４における吸気ファン４０が配置された側面は左側壁３４、右側壁３５にそれぞれ対向している。したがって、両端の栽培ラック２４における吸気ファン４０が配置された側面と、左側壁３４、右側壁３５との間にそれぞれ、吸気ファン側通路４２が形成される。
【００３１】
本実施形態に係る植物栽培システム１００においては、各栽培ラック２４の最上面と栽培室２３の天井３０との間に、空気の流れを遮断するための上部空気遮断部材４４が配置されている。また、各栽培ラック２４の最下面と栽培室２３の床３１との間に、空気の流れを遮断するための下部空気遮断部材４５が配置されている。上部空気遮断部材４４および下部空気遮断部材４５は、例えば樹脂製のボードや布製のカーテンであってよい。さらに、吸気ファン側通路４２および排気ファン側通路４３の短手側の一方の側面に、空気の流れを遮断するための通路空気遮断部材４６が配置されている。通路空気遮断部材４６は、例えば天井３０から吊り下げた簾式のカーテンであってよい。これに対し、吸気ファン側通路４２および排気ファン側通路４３の短手側の他方の側面４７は開放されている（以下、「開放側面４７」と称する）。
【００３２】
このように、本実施形態に係る植物栽培システム１００では、栽培ラック２４、上部空気遮断部材４４、下部空気遮断部材４５および通路空気遮断部材４６により、吸気ファン側通路４２および排気ファン側通路４３が形成される。吸気ファン側通路４２および排気ファン側通路４３は、開放側面４７のみが開放された半閉鎖空間となっている。図１および図２に示すように、吸気ファン側通路４２と排気ファン側通路４３は、正面側壁３２および背面側壁３３の幅方向に交互に並んでいる。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る植物栽培システム１００における空気の流れについて説明するための概略平面図である。図５は、図４に示す植物栽培システム１００のＡ−Ａ概略断面図である。
【００３４】
植物栽培システム１００において、吸気ファン４０および排気ファン４１を動作させると、図４および図５に矢印ＡＦで示すように、吸気ファン４０により吸気ファン側通路４２の空気が栽培空間２０内に吸気され、且つ排気ファン４１により栽培空間２０内の空気が排気ファン側通路４３に排出される。これにより、排気ファン側通路４３と吸気ファン側通路４２との間に圧力差が生じる。すなわち、排気ファン側通路４３の圧力が吸気ファン側通路４２よりも高くなる。この圧力差に伴い、図４に示すように、開放側面４７を通って、排気ファン側通路４３から吸気ファン側通路４２へ流れ込む気流が生じる。
【００３５】
栽培棚１０内に設置されたＬＥＤ光源１５の発熱や植物２２からの蒸散の影響により、排気ファン側通路４３に生じる気流は、吸気ファン側通路４２に生じる気流よりも温湿度が高くなる。したがって、排気ファン側通路４３に生じる気流を「暖気流ＨＡ」と称し、吸気ファン側通路４２に生じる気流を「冷気流ＣＡ」と称する。
【００３６】
本実施形態に係る植物栽培システム１００では、このような暖気流ＨＡと冷気流ＣＡを生じさせることにより、栽培室２３内に空気の循環を生じさせることができる。栽培空間２０内の温湿度環境の偏りが抑制されるので、栽培室２３内の環境を好適に保つことができる。
【００３７】
ここで、栽培室２３と栽培ラック２４のサイズの好適な関係について示す。図２に示すように、栽培室２３内の床３１から天井３０までの高さをＬａ（ｍ）とし、栽培ラック２４の高さをＬｂ（ｍ）とする。また、図１に示すように、栽培ラック２４の長手方向の長さをＬｃ（ｍ）とし、栽培ラック２４の配置間隔をＬｄ（ｍ）とする。このとき、Ｌａ、Ｌｂ、ＬｃおよびＬｄは、以下の条件式（１）〜（３）を満たすことが望ましい。
０．８５≦Ｌｂ／Ｌａ≦１．０  ・・・（１）
０．５≦Ｌｃ／Ｌａ≦５．０  ・・・（２）
０．１≦Ｌｄ／Ｌａ≦０．３  ・・・（３）
【００３８】
吸気ファン側通路４２、排気ファン側通路４３の空間容積Ｌｖは、Ｌｖ＝Ｌａ×Ｌｃ×Ｌｄ（ｍ３）となる。１つの栽培ラック２４の長手方向側面に設けられた吸気ファン４０または排気ファン４１の合計の風量をＦｔ（ｍ３／ｓｅｃ）としたとき、Ｆｔは以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
Ｌｖ／５０≦Ｆｔ≦Ｌｖ／５  ・・・（４）
ここで、Ｆｔの下限値（Ｌｖ／５０）および上限値（Ｌｖ／５）は、本実施形態では、空間容積Ｌｖの１／２に相当する空気が栽培ラック２４の側面に配置された吸気ファン４０（または排気ファン４１）によって栽培ラック２４の内部に送風（または外部に送風）されるように、栽培ラック２４の配置間隔Ｌｄと栽培ラック２４（栽培棚１０）の内部に要求される風速とに基づいて求めることができる 。
【００３９】
本実施形態に係る植物栽培システム１００はさらに、栽培室２３の外部に配置された空調設備５０を備える。図４に示すように、この空調設備５０は、正面側壁３２に設けられた吸気口５０ａから排気ファン側通路４３内の空気の一部を吸い込み、該空気の温度および湿度を調整し、該調整後の空気を正面側壁３２に設けられた排気口５０ｂから吸気ファン側通路４２内に送り出す。空調設備５０の吸気口５０ａから吸い込まれなかった排気ファン側通路４３の暖気流ＨＡは、空調設備５０の排気口５０ｂから送り出された調整後の空気と混合して、栽培ラック２４を挟んだ隣の吸気ファン側通路４２に流れ込む。このように空調設備５０を設けることにより、冷気流ＣＡの温湿度を調整することができるので、栽培室２３内の環境をさらに好適に保つことができる。
【００４０】
図６は、排気ファン側通路４３の概略断面図である。図７は、吸気ファン側通路４２の概略断面図である。図６に示すように、空調設備５０の吸気口５０ａから排気ファン側通路４３内の空気が吸い込まれることにより、排気ファン側通路４３では暖気流ＨＡの上下方向の流れが生じる。また、図７に示すように、空調設備５０の排気口５０ｂから吸気ファン側通路４２に空気が送り出されることにより、吸気ファン側通路４２では冷気流ＣＡの上下方向の流れが生じる。なお、図６および図７に示す暖気流ＨＡおよび冷気流ＣＡの流れは一例であり、吸気口５０ａにおける吸気方向および排気口５０ｂにおける排気方向を変えることにより、暖気流ＨＡおよび冷気流ＣＡの流れを変化させることができる。
【００４１】
図８は、本実施形態に係る植物栽培システム１００における空気の流れについて説明するための概略平面図である。図８に示すように、排気ファン側通路４３から吸気ファン側通路４２に流れ込む暖気流ＨＡの量を制御するために、栽培ラック２４の正面側壁３２の端部と正面側壁３２との間に、空気遮断部材８０を配置してもよい。空気遮断部材８０は、例えば天井３０から吊り下げた簾式のカーテンであってよい。空気遮断部材８０は、高さ調整可能なものであってよい。この場合、空気遮断部材８０の高さを調整することで、排気ファン側通路４３から吸気ファン側通路４２に流れ込む暖気流ＨＡの量を好適に制御することができる。
【００４２】
植物栽培システム１００において、吸気ファン４０および排気ファン４１は、それらが配置されている栽培棚１０の上下方向の位置に応じて、風量を調整可能に構成されてもよい。以下、詳細に説明する。
【００４３】
図９は、吸気ファン４０および排気ファン４１の第１動作モードを説明するための概略断面図である。第１動作モードでは、上方に位置する栽培棚１０に配置されている吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を増加させ、下方に位置する栽培棚１０に配置されている吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を減少させる。図９において、矢印ＡＦの太さは、吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を表している。図９に示すように、第１動作モードでは、吸気ファン４０および排気ファン４１の風量は、上方の栽培棚１０から下方の栽培棚１０になるにつれて減少している。このように吸気ファン４０および排気ファン４１を動作させた場合、吸気ファン側通路４２では、上方の圧力が下方の圧力よりも相対的に低くなるので、冷気流ＣＡの上昇気流が生じる。一方、排気ファン側通路４３では、上方の圧力が下方の圧力よりも相対的に高くなるので、暖気流ＨＡの下降気流が生じる。
【００４４】
図１０は、吸気ファン４０および排気ファン４１の第２動作モードを説明するための概略断面図である。第２動作モードでは、上方に位置する栽培棚１０に配置されている吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を減少させ、下方に位置する栽培棚１０に配置されている吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を増加させる。図１０において、矢印ＡＦの太さは、吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を表している。図１０に示すように、第２動作モードでは、吸気ファン４０および排気ファン４１の風量は、上方の栽培棚１０から下方の栽培棚１０になるにつれて増加している。このように吸気ファン４０および排気ファン４１を動作させた場合、吸気ファン側通路４２では、上方の圧力が下方の圧力よりも相対的に高くなるので、冷気流ＣＡの下降気流が生じる。一方、排気ファン側通路４３では、上方の圧力が下方の圧力よりも相対的に低くなるので、暖気流ＨＡの上昇気流が生じる。
【００４５】
このように、本実施形態に係る植物栽培システム１００によれば、前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を制御することにより、吸気ファン側通路４２および排気ファン側通路４３において上昇気流または下降気流を生じさせることができる。これにより、吸気ファン側通路４２、排気ファン側通路４３の高さ方向の温湿度を調整することができるので、栽培室２３内の環境をさらに好適に保つことができる。
【００４６】
各栽培棚１０での植物２２の生育状態によって蒸散量等が異なるため、上記の第１動作モードと第２動作モードを適宜切り替えて吸気ファン４０および排気ファン４１を動作させることが好ましい。また、各動作モードにおいても、風量の大きさを制御することで、上昇または下降気流の強さを調整することができる。さらに、栽培空間２０に温湿度環境を測定するためのセンサを配置し、このセンサの検出値に基づいて吸気ファン４０および排気ファン４１の風量を制御してもよい。
【００４７】
図１１および図１２は、本発明の別の実施形態に係る植物栽培システム２００を説明するための図である。図１１は、植物栽培システム２００における排気ファン側通路４３の概略断面図である。図１２は、植物栽培システム２００における吸気ファン側通路４２の概略断面図である。本実施形態に係る植物栽培システム２００は、栽培室２３の外部に配置された空調設備５０と栽培室２３との間の吸排気方法が上述の植物栽培システム１００と異なる。
【００４８】
本実施形態に係る植物栽培システム２００においては、図１１に示すように、排気ファン側通路４３の天井３０付近に、排気ファン側通路４３に沿って吸気ダクト６０が設けられている。また、図１２に示すように、吸気ファン側通路４２の天井３０付近に、吸気ファン側通路４２に沿って排気ダクト６２が設けられている。吸気ダクト６０および排気ダクト６２は、栽培室２３の外部に配置された空調設備５０に接続されている。
【００４９】
図１３は、植物栽培システム２００における吸気ファン側通路４２の天井付近の概略斜視図である。上述したように、吸気ファン側通路４２の天井付近には、吸気ファン側通路４２に沿って排気ダクト６２が設けられている。図１３に示すように、排気ダクト６２の下面には、複数の排気口６３が排気ダクト６２の長手方向に沿って所定の間隔で設けられている。複数の排気口６３は、空調設備５０からの流路距離が遠くなるにつれて、孔径が大きくなるように形成されている。排気ファン側通路４３の天井付近にも、同様に複数の吸気口６１が形成された吸気ダクト６０が設けられている。
【００５０】
図１１に示すように、排気ファン側通路４３においては、吸気ダクト６０の吸気口６１から排気ファン側通路４３内の空気が吸い込まれることにより、上方に向かう暖気流ＨＡの流れが生じる。また、図１２に示すように、吸気ファン側通路４２においては、排気ダクト６２の排気口６３から吸気ファン側通路４２に空気が送り出されることにより、下方に向かう冷気流ＣＡの流れが生じる。
【００５１】
本実施形態のように天井３０に設けた吸気ダクト６０および排気ダクト６２を介して空調設備５０との吸排気を行うことにより、栽培室２３内の温湿度調整をより効率的に行うことができる。
【００５２】
本実施形態に係る植物栽培システム２００において、吸気口６１および排気口６３の開度を調整できるように構成してもよい。この場合、栽培室２３内の温湿度調整をより一層効率的に行うことができる。
【００５３】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５４】
上述の実施形態に係る植物栽培システム１００では、栽培室２３は直方体状の空間を有するものとして説明したが、栽培室の形状は直方体状に限られない。栽培室の形状は、例えば体育館などのような、中央部の方が側部より天井が高いアーチ型の形状であってもよい。この場合、栽培棚１０の段数は天井高さに応じて異なるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  栽培棚、  １５  ＬＥＤ光源、  ２０  栽培空間、  ２２  植物、  ２３  栽培室、  ２４  栽培ラック、  ２６  栽培ユニット、  ４０  吸気ファン、  ４１  排気ファン、  ４２  吸気ファン側通路、  ４３  排気ファン側通路、  ４４  上部空気遮断部材、  ４５  下部空気遮断部材、  ４６  通路空気遮断部材、  ５０  空調設備、  ６０  吸気ダクト、  ６２  排気ダクト、  ８０  空気遮断部材、  １００，２００  植物栽培システム。
【図１】
2020061968.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月5日(2019.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培室内に複数の栽培ラックが配置された植物栽培システムであって、
各前記栽培ラックは、上下方向に複数の栽培棚を備え、
各前記栽培棚の四方の側面には反射板が配置され、該反射板で囲まれた空間が植物を栽培するための栽培空間とされ、
各前記栽培棚の一方の長手方向側面に、外部の空気を前記栽培空間内に吸気するための複数の吸気ファンが設けられ、
各前記栽培棚の他方の長手方向側面に、前記栽培空間内の空気を外部に排気するための複数の排気ファンが設けられ、
前記複数の栽培ラックは、前記吸気ファンが配置された側面同士が対向し、且つ前記排気ファンが配置された側面同士が対向するように、所定の間隔をあけて並列に並べられ、
吸気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する前記栽培ラック間には、一部が開放された空間である吸気ファン側通路が形成され、
排気ファンが配置された側面同士が対向した隣接する前記栽培ラック間には、一部が開放された空間である排気ファン側通路が形成され、
各前記栽培ラックの最上面と前記栽培室の天井との間に、空気の流れを遮断するための上部空気遮断部材が配置され、
前記吸気ファンにより前記吸気ファン側通路の空気が前記栽培空間内に吸気され、且つ前記排気ファンにより前記栽培空間内の空気が前記排気ファン側通路に排出されることで、前記排気ファン側通路から前記吸気ファン側通路へ流れ込む気流が生じることを特徴とする植物栽培システム。
【請求項２】
各前記栽培ラックの最下面と前記栽培室の床との間に、空気の流れを遮断するための下部空気遮断部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培システム。
【請求項３】
前記吸気ファン側通路および前記排気ファン側通路の短手側の一方の側面に、空気の流れを遮断するための通路空気遮断部材が配置され、
前記吸気ファン側通路および前記排気ファン側通路の短手側の他方の側面が開放されることを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培システム。
【請求項４】
前記排気ファン側通路内の空気を吸い込み、該空気の温度および湿度を調整し、該調整後の空気を前記吸気ファン側通路内に送り出す空調設備をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の植物栽培システム。
【請求項５】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、それらが配置されている前記栽培棚の上下方向の位置に応じて、風量を調整可能に構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の植物栽培システム。
【請求項６】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させ、下方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を減少させることにより、前記吸気ファン側通路内で上昇気流を生じさせるとともに、前記排気ファン側通路内で下降気流を生じさせる第１動作モードを有することを特徴とする請求項５に記載の植物栽培システム。
【請求項７】
前記吸気ファンおよび前記排気ファンは、上方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を減少させ、下方に位置する栽培棚に配置されている前記吸気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させることにより、前記吸気ファン側通路内で下降気流を生じさせるとともに、前記排気ファン側通路内で上昇気流を生じさせる第２動作モードを有することを特徴とする請求項５または６に記載の植物栽培システム。