(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を水耕液に浸して栽培するための栽培槽と、栽培槽へ水耕液を供給するための水耕液供給機構と、栽培槽より回収した水耕液の養分を調整して水耕液供給機構へ送る水耕液循環機構と、栽培槽内の植物に向けて光を照射する照明装置とを備える植物栽培機において、前記水耕液供給機構は、栽培槽の上面の開口縁上に設置され前記水耕液循環機構より送られてくる水耕液を貯める貯液箱と、前記照明装置からの光が遮断されるように貯液箱上に被せられる遮光シートとを有し、貯液箱には貯液箱内の水耕液を栽培槽内へ放出する放出口が形成されるとともに、前記放出口上を覆うようにして前記遮光シートを栽培槽内へ垂下させており、遮光シートと栽培槽の周壁との間には、放出口より放出された水耕液を栽培槽内へ導く通路が形成されて成る植物栽培機。
【請求項２】
前記栽培槽は、その上面の全体に槽内面に添うように合成樹脂製のシートが被せられている請求項１に記載された植物栽培機。
【請求項３】
前記貯液箱は、栽培槽の開口縁に形成されたフランジ上に、放出口が栽培槽の上面開口に臨むように設置されている請求項１に記載された植物栽培機。
【請求項４】
前記貯液箱の放出口は、貯液箱の下端部に全幅にわたって形成した均一な開口幅の隙間により構成されている請求項１に記載された植物栽培機。
【請求項５】
前記貯液箱には、放出口の開口面積を調整して水耕液の放出量を加減することが可能な調整機構が設けられている請求項１，３，４のいずれかに記載された植物栽培機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、植物工場の栽培室内で植物を栽培するのに用いられる植物栽培機に関し、特にこの発明は、栽培槽に満たされた水耕液に植物を浸して栽培するのに好適な植物栽培機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、典型的な植物栽培機として、野菜などの植物を水耕液に浸して栽培するための栽培槽が多段に設けられたものがある。各段の栽培槽の上方位置には植物に向けて光を照射する照明装置が設置されている。栽培槽の内部は水耕液で満たされ、その水耕液上に複数個の栽培パネルを浮遊させてある。各栽培パネルに根の部分を水耕液中に浸した状態で植物が支持されている。
【０００３】
この種の植物栽培機では、例えば、栽培槽の底面に水耕液の抜取口が設けてあり、この抜取口より回収した水耕液を外部タンクへ導いて養分の調整を行った後、その水耕液を栽培槽へ送って循環させている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１５８１１４号公報
【０００５】
この特許文献１に記載された植物栽培機では、栽培槽の平面形状が長方形状であり、その栽培槽の上方の幅中央部に、長さ方向に沿って給液管が水平に配置されており、外部タンクから送られる水耕液を給液管内に導入し、給液管に設けられた複数の放出口より栽培槽に向けて水耕液を放出させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水耕液中には、窒素、燐酸、カリウムなど、植物の生育に不可欠な養分が含まれ、しかも、照明装置からの光が給液管に当たるので、給液管の放出口の周辺に藻類（あおさ）や菌類が繁殖し、不衛生になりがちである。また、上記の植物栽培機では、栽培槽の上方に給液管を配置し、栽培槽の上方より水耕液を放出するので、給液管の設置構造が複雑となるばかりでなく、給液管より放出された水耕液が飛散して栽培パネルの上面を濡らすので、栽培パネルが藻類や菌類の繁殖により汚染され、栽培する植物に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、栽培槽の上面の開口縁上に水耕液供給機構を遮光状態にして設置し、栽培パネルの上面に水耕液が飛散しないように栽培槽へ水耕液を供給することにより、水耕液供給機構の設置および遮光が容易であり、かつ水耕液供給機構や栽培パネルに藻類や菌類が繁殖するのを防止し得る植物栽培機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による植物栽培機は、植物を水耕液に浸して栽培するための栽培槽と、栽培槽へ水耕液を供給するための水耕液供給機構と、栽培槽より回収した水耕液の養分を調整して水耕液供給機構へ送る水耕液循環機構と、栽培槽内の植物に向けて光を照射する照明装置とを備える植物栽培機であり、前記水耕液供給機構は、栽培槽の上面の開口縁上に設置され前記水耕液循環機構より送られてくる水耕液を貯める貯液箱と、前記照明装置からの光が遮断されるように貯液箱上に被せられる遮光シートとを有するものである。貯液箱には貯液箱内の水耕液を栽培槽内へ放出する放出口が形成されるとともに、前記放出口上を覆うようにして遮光シートを栽培槽内に垂下させており、遮光シートと栽培槽の周壁との間には、放出口より放出された水耕液を栽培槽内へ導く通路が形成されている。
【０００９】
上記の植物栽培槽において、貯液箱へ送られてくる水耕液は貯液箱の放出口より栽培槽内へ放出される。貯液箱の放出口は遮光シートにより覆われているので、照明装置からの光が遮断され、放出口の周辺に藻類や菌類が繁殖するのが防止される。また、放出口より放出される水耕液は遮光シートにより飛散するのが阻止され、遮光シートと栽培槽の周壁との間の通路を通って栽培槽内へ導かれるので、栽培槽に浮遊する栽培パネルの上面が水耕液で濡れることがなく、栽培パネルに藻類や菌類が繁殖するのが防止される。
【００１０】
この発明の好ましい実施態様においては、前記栽培槽は、その上面の全体に槽内面に添うように合成樹脂製のシートが被せられている。
この実施態様によると、たとえシートに照明装置からの光の照射によって藻類や菌類が繁殖しても、シートを交換することにより植物栽培槽を衛生に保つことができる。
【００１１】
この発明の好ましい実施態様においては、前記貯液箱は、栽培槽の開口縁に形成されたフランジ上に、放出口が栽培槽の上面開口に臨むように設置されている。
この実施態様によると、貯液箱を容易かつ安定して設置することができ、しかも、貯液箱上に遮光シートを被せて容易に遮光することができる。
【００１２】
前記貯液箱の放出口は種々の態様が考えられるが、好ましくは、貯液箱の下端部に全幅にわたって形成した均一な開口幅の隙間により構成する。
この実施態様によると、栽培槽の広い範囲に水耕液を供給することができる。
【００１３】
好ましい実施態様においては、前記貯液箱には、放出口の開口面積を調整して水耕液の放出量を加減することが可能な調整機構が設けられている。
この実施態様によると、栽培する植物の数量や植物の生育状態などに応じて水耕液の供給量を加減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、栽培槽の上面の開口縁上に水耕液供給機構の貯液箱を遮光シートで覆って設置する構成のものであるから、水耕液供給機構の設置および遮光が容易であり、加えて、栽培パネルの上面に水耕液が飛散しないように栽培槽内へ水耕液が供給されるので、水耕液供給機構や栽培パネルに藻類や菌類が繁殖するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施例である植物栽培機の全体の構成を示す正面図である。
【図２】植物栽培機の一側端部を拡大して示す正面図である。
【図３】植物栽培機の高さ中央部を拡大して示す一部を破断した側面図である。
【図４】栽培槽の長手方向に沿う断面図である。
【図５】図４と直交する方向に沿う栽培槽の断面図である。
【図６】水耕液循環機構の構成および水耕液の循環経路を示す説明図である。
【図７】水耕液供給機構の構成を示す縦断面図である。
【図８】貯液箱の具体例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、この発明の一実施例である植物栽培機の全体の構成を示すもので、図２および図３には、さらに、この植物栽培機の一方の端部の構成が拡大して示してある。
図示例の植物栽培機は、植物を水耕液に浸して栽培するための栽培槽２を水平に支持する固定台１が複数段にわたって設けられたものである。各段の栽培槽２の上方には固定台１と平行に複数台の昇降台３が横並びにそれぞれ配設されている。
【００１７】
各段の固定台１は、前面の側と後面の側とにそれぞれ複数本ずつ縦設された支柱１０に一体に取付け固定されたもので、前後の枠材１１Ａ，１１Ｂ（図５に示す）と左右の枠材１１Ｃ，１１Ｄ（図４に示す）とで囲まれた平面形状が長方形状の枠体１１と、前枠材１１Ａと後枠材１１Ｂとの間に一定間隔毎に設けられた複数本の中間枠材１２とで構成されている。
【００１８】
各段の固定台１上には、平面形状が長方形状の栽培槽２がそれぞれ水平に支持されている。各栽培槽２の上面および後述する排液槽４の上面には、図４および図５に示すように、合成樹脂製のシート（以下「樹脂シート」という。）１００が各槽の内面に添わせるようにして一連に被せられている。樹脂シート１００は栽培槽２の上面の全体を覆っており、栽培槽２の内部の樹脂シート１００上に水耕液が満たされる。この水耕液は、窒素、燐酸、カリウムなど、植物の生育に不可欠な養分を含み、水耕液供給機構７によって栽培槽２へ供給される。
【００１９】
栽培槽２は、底板部２０と、底板部２０の周縁に沿う前壁部２ａ、後壁部２ｂ，および端壁部２２，２２とで構成されている。栽培槽２の上面は開口し、前壁部２ａおよび後壁部２ｂは上端縁が外方へ折り曲げられて所定幅のフランジ２１ａ，２１ｂが形成されている。底板部２０には、一方の端壁部２２の側の端部位置に、清掃時に水耕液を外部へ排出するための排出口２４が設けられている。なお、排出口２４は平時は栓で塞がれ、清掃時に開栓される。
【００２０】
栽培槽２の内部には、複数個の合成樹脂製の栽培パネル２５が水耕液上に浮いた状態で縦横整列させて配備されている。各栽培パネル２５は平面形状が矩形状であり、上面には複数の植込部２６が縦横整列した状態で設けられている。植物ｆはウレタンなどの支持体２７に支持された状態で各植込部２６に植設され、根の部分が水耕液中に浸った状態で生育する。
【００２１】
後部側のフランジ２１ｂ上の長さ中央部には、水耕液供給機構７を構成する貯液箱７１が遮光状態で設置され、図示しない取付金具により固定されている。なお、貯液箱７１は、図５に一点鎖線で示すように、前部側のフランジ２１ａの長さ中央部にも設置するようにしてもよい。この貯液箱７１は、給液管７０より供給される水耕液を一旦貯えるもので、貯液箱７１内の水耕液は、前面下部位置の放出口７８より栽培槽２内へ放出される。
【００２２】
各段において、水耕液供給機構７により栽培槽２内へ供給された水耕液は、図６に示すように、栽培槽２の両端に隣接配備された排液槽４で回収され、その回収された水耕液が集められて循環し、各段の水耕液供給機構７に戻される。水耕液循環機構８を構成する水耕液タンク８２に各段の排液槽４より集められた水耕液が送られてくると、水耕液タンク８２において、窒素、燐酸、カリウムなどの養分が調整される。その調整後の水耕液はポンプ８１によって水耕液タンク８２から吸い上げられて各段の給液管７０へ送られる。なお、図中、４４は最下段の排液槽４に連通する水耕液の回収管である。
【００２３】
図７は、この実施例の水耕液供給機構７の構成を示している。図示例の水耕液供給機構７は、栽培槽２の後部側のフランジ２１ｂ上に設置された貯液箱７１と、照明装置９からの光が遮断されるように給液管７０上および貯液箱２上の全体に被せられる遮光シート７９とを有するものである。遮光シート７９は、光を透過せず、耐水性のある柔軟なシートであれば、その材質は問わない。貯液箱７１は、栽培槽２の後部側のフランジ２１ｂ上に放出口７８が栽培槽２の上面開口に臨むように設置されている。放出口７８は、貯液箱７１内の水耕液を栽培槽２内へ放出するためのもので、前面の下部位置に設けられている。前記遮光シート７９は放出口７８上を覆うようにして栽培槽２の液面下まで垂下している。
【００２４】
貯液箱７１は、図８に示すように、金属板材により形成された上面が開口した箱状体であり、底板部７６、前板部７２、後板部７３、および側板部７４，７５により構成されている。前板部７２の下端縁と底板部７６の前端縁との間には、均一な開口幅の隙間より成る水耕液の放出口７８が全幅にわたって形成されている。前記の給液管７０は先端が貯液箱７１の上方まで延び、貯液箱７１内へ上面の開口部より水耕液を供給する。
【００２５】
図示の貯液箱７１の内部には、放出口７８の開口面積を調整して水耕液の放出量を加減することが可能な調整機構６が組み込まれている。図示例の調整機構６は、前板部７２の内側に上下に位置調整が可能な調整板６０を配備して構成される。調整板６０は両側に同方向へ屈曲された端板６１，６１を有し、各端板６１に長孔６２が形成されている。各端板６１は貯液箱７１の側板部７４，７５の内面にそれぞれ当接し、長孔６２と側板部７４，７５に開設された止め孔７７とにボルト６３を通してナット６４で締め付けることにより調整板６０が固定される。調整板６０は長孔６２の長さだけ上下方向に変位させることが可能であり、調整板６０の下端部６０ａの放出口７８への突出量に応じて放出口７８の開口面積が増減する。なお、図中、６５は調整板６０の下端部６０ａに連続して形成されたガイド部であり、放出口７８より放出された水耕液はガイド部６５に当たって下方へ送られる。
【００２６】
前記遮光シート７９は放出口７８上を覆うようにして栽培槽２内の液面下まで垂下させてある。遮光シート７９と栽培槽２の後壁部２ｂとの間には、放出口７８より放出された水耕液を栽培槽２内へ導く通路ｇが形成されている。放出口７８上が遮光シート７９により覆われ、放出された水耕液が通路ｇに沿って栽培槽２内に流れ込むので、栽培槽２内の栽培パネル２５の上面に水耕液が飛散することがない。
【００２７】
栽培槽２の両方の端壁部２２，２２には、図３に示すように、栽培槽２内の水耕液が端壁部２２を乗り越えて溢れ出る溢水部２３がそれぞれ形成されている。この実施例の溢水部２３は、栽培槽２の端壁部２２の上端縁が中央部に向けて次第に低く傾斜するように形成したものである。栽培槽２の後部のフランジ２１ｂ上に設置されている水耕液供給機構７の貯液箱７１に対して、溢水部２３を貯液箱７１からできるだけ離れて位置させるために、傾斜の最下部を前側に片寄らせている。
【００２８】
栽培槽２の各溢水部２３より溢れ出た水耕液は、栽培槽２の両方の端壁部２２，２２にそれぞれ隣接して配設された排液槽４，４に受け入れられる。各排液槽４は栽培槽２の両方の端壁部２２，２２に外向きに突設された複数の支持金具４１上に取外し可能に取り付けられている。
【００２９】
排液槽４の底面には排液口４２が形成され、排液槽４内の水耕液は排液口４２に接続された排液管４３へ導出される。最下段を除く各段の排液管４３はその直下の排液槽４の内部まで延び、その下端は排液口４２の真上で開口している。最下段の排液管４３は水耕液タンク８２に連通する回収管４４に接続されている。
【００３０】
前記昇降台３は複数の枠材により形成され、各段毎に３台の昇降台３が横並びに配置されている。各段の各昇降台３は固定台１の上方位置に固定台１と平行に個別の昇降機構５により昇降可能に支持されている。各昇降機構５は、昇降台３の重心位置を挟む前後対称位置に取り付けられており、図示しない操作ハンドルを取り付けて手操作することにより昇降台３が昇降動作する。
【００３１】
支柱１０の各縦設位置には位置決め板５１が縦設されるとともに、各位置決め板５１の同じ高さ位置にストッパー５２がそれぞれ取付け固定されている。前後、左右の４箇所の各位置決め板５１にストッパー５２を位置決め固定した後、昇降台３を上昇または下降させる。全てのストッパー５２に昇降台３の上面または下面が当たったとき、昇降台３は水平を保った状態で定位する。
【００３２】
各昇降台３には、栽培槽２内の各栽培パネル２５に植設された植物ｆに向けて光を照射するための照明装置９と、各栽培パネル２５に植設された植物ｆに向けて二酸化炭素などの各種気体を送出するための送気機構９１とが配設されている。この実施例の照明装置９は、光が栽培槽２内の全ての栽培パネル２５に照射されるように、各昇降台３の下面の同一平面上に複数の蛍光灯９０やＬＥＤなどの光源を等間隔に全長にわたって取り付けて構成されている。各昇降台３の送気機構９１は二酸化炭素などの各種気体の供給源（図示せず）に連通している。
【００３３】
上記した構成の植物栽培機において、給液管７０により貯液箱７１へ供給された水耕液は貯液箱７１内に一旦貯められ、前板部７２の下端の放出口７８より栽培槽２内へ放出される。貯液箱７１の放出口７８は遮光シート７９により覆われているので、照明装置９からの光が遮断され、放出口７８の周辺に藻類や菌類が繁殖するのが阻止される。また、放出口７８より放出される水耕液は遮光シート７９により飛散が阻止され、遮光シート７９と栽培槽２の後壁部２ｂとの間の通路ｇを通って栽培槽２内へ導かれるので、栽培槽２内の栽培パネル２５の上面が水耕液によって濡れることがなく、栽培パネル２５に藻類や菌類が繁殖するのが防止される。
【００３４】
貯液箱７１より栽培槽２の内部へ水耕液が供給されると、供給された水耕液中の養分が植物ｆに摂取される。水耕液の供給に伴って栽培槽２の内部の水耕液が栽培槽２の両端の溢水部２３より溢れ出て、両端位置の排液槽４，４に受け入れられる。各排液槽４に受け入れられた水耕液は排液口４２より排液管４３へ排出される。最下段を除く各段の排液管４３はその直下の排液槽４内に連通し、最下段の排液管４３は水耕液タンク８２に連通する回収管４４に接続されているので、各段の排液管４３を流下する水耕液が集められて回収管４４により水耕液タンク８２へ導かれる。水耕液タンク８２では養分が調整された後、水耕液タンク８２内の水耕液はポンプ８１により吸い上げられ、給液管７０より各段の栽培槽２の貯液箱７１へ供給される。
【符号の説明】
【００３５】
２    栽培槽
７    水耕液供給機構
８    水耕液循環機構
９    照明装置
７１  貯液箱
７８  放出口
７９  遮光シート
ｇ    通路
【図１】
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【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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