(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を形成するとともに底部に支持体が収納される容器本体と、この容器本体の一側壁の上部および下部にそれぞれ設けられるとともに異物吸い込み防止用のフィルタが設けられた吸気窓と、上記側壁と対向する側壁の下部に設けらた排気ヘッダと、この排気ヘッダの外面に設けられて換気ポンプに接続される排気ポートと、上記空間の温度および湿度を検出する温湿度センサ取付用のセンサポートと、上記支持体に水分を供給するための給水ポートと、上記支持体の上面を覆うとともに播種用の孔部が穿設された被覆材とを備えてなり、上記吸気窓および上記排気ヘッダは、上記各側壁のほぼ全幅方向にわたって帯状に形成され、かつ上記排気ヘッダには、上記幅方向に複数の孔部が穿設されていることを特徴とする植物生育用容器。
【請求項２】
上記吸気窓に設けたフィルタは、疎水性を有するとともに、１００℃〜１５０℃の範囲の高温耐性を有することを特徴とする請求項１に記載の植物生育用容器。
【請求項３】
上記側壁に隣接して対向する一対の側壁のうち、一方の側壁は透明部材によって形成されるとともに、他方の側壁は白色の壁面を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の植物生育用容器。
【請求項４】
上記被覆材は、透明であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の植物生育用容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に宇宙空間における実験設備等の人工環境において、保水性を有する支持体によって植物を生育させる際に用いて好適な植物生育用容器に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、実験室等において研究用の植物を生育する際には、単純な透明プラスチック製の蓋付き容器を使用し、当該容器の底部に支持体を収納するとともに、この支持体上に播種することにより行なわれていた。
この際に、上記容器内のガスは自然対流により循環され、植物への給水は容器の蓋を外してから人手により実施されるとともに、植物の生育状況の観察は、透明な側壁を通じて実施されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の植物生育用容器にあっては、蓋によって閉じられた容器内のガスの循環が自然対流にまかされているだけであるため、発生ガスが容器内に蓄積する懸念があるとともに、内部を均一な湿度に保持することが難しいという問題点があった。また、支持体の水分が不足した際には、蓋を開けて水を注ぐ必要があるために、上記蓋を開いた際に空気中の藻胞子などが内部空間に侵入することによる汚染の危険性があった。
【０００４】
加えて、支持体からの水分の蒸発が多くなり、この結果頻繁な給水が必要になるために、作業が煩雑になるという問題点もあった。さらに、容器の全体が透明プラスチックによって構成されているために、内部の植物を観察する際に、背景によっては上記植物の生育状況が判別し難くなるという付帯的な問題点があった。
【０００５】
特に、宇宙空間に設けられた実験設備等の人口環境下において、植物芽だし実験を行なう場合には、容器内に発生ガスが蓄積しないように、内部空間を換気するとともに、この際に容器内植物の生育条件を同一とするために、容器内の水平方向の湿度分布をほぼ均一にすることが要請されている。
【０００６】
そこで、本発明者等は、植物生育用容器に吸気窓と排気ポートとを設け、容器の底部に収納される支持体から蒸発する水分を、吸気窓から吸引される空気と混合して排気ポートから排出することにより、内部を均一な温度および湿度環境に保持するべく、図２および図３に示す容器を用いて以下のような解析および実験を行なった。
【０００７】
図２に示す容器２０は、容器本体２１の一側壁２２の上部および下部に、それぞれ略全幅にわたって吸気窓２３、２４を設け、側壁２２と対向する側壁２５の下部に、等間隔に複数の孔部２６が穿設された排気ヘッダ２７を設けるとともに、この排気ヘッダ２７の外面に換気ポンプに接続される排気ポート２８を設けたものである。
【０００８】
他方、図３に示す容器３０は、容器本体３１の一側壁３２の上部に、全幅の約１／２の幅寸法を有する吸気窓３３を設け、この側壁３２に対して吸気窓３３から離れた側に隣接する側壁３５の側壁３２から離間した位置に、換気ポンプに接続される円形状の排気ポート３４を設けたものである。
【０００９】
そして、これらの容器２０、３０の底部に、相対湿度１００％の吸湿体を配置した状態で、排気ポート２８、３４から内部の空気を排気するとともに、吸気窓２３、２４、３３から容器本体２１、３１内に空気を流入させる場合について、汎用の流体解析プログラムを用いて、容器本体内部の空気の流れおよび湿度分布を求めた。図２および図３において、１点鎖線で示す部分は、上記解析によって得られた湿度分布を示すものであり、符号ａから符号ｈに向けて漸次湿度が低くなることを表している。
【００１０】
上記解析の結果、図３に示す容器３０においては、吸気窓３３から流入した空気は、天板３６に沿って流れた後に、排気ポート３４近傍の上方において流れ向きを下方に変えて当該排気ポート３４から排気され、その他の部分の流速が遅くなることにより、吸気窓３３から排気ポート３４への流れに沿った部分で比較的湿度が低くなり、かつ吸気窓３３と排気ポート３４との位置関係により、底部近傍の水平面においては、吸気窓３３の下方付近の湿度が、排気ポート３４の下方付近の湿度よりも相対的に高くなり、当該水平面における湿度分布に大きな差が生じた。
【００１１】
これに対して、図２に示す容器２０においては、吸気窓２３、２４から排気ヘッダ２７への流れは、水平方向にほぼ一様となり、また流速も遅く、容器内に流入した空気が内部で拡散しながら孔部２６および排気ヘッダ２７を経て排気ポート２８から排出されることが判明した。そして、上記均等な容器内の流れにより、吸気窓２３、２４の下方近傍および排気ヘッダ２７の下方近傍を除く容器内の全領域において、水平面に沿ってほぼ均一な湿度分布が形成されることが判った。
【００１２】
さらに、容器内の底部に収納される播種用の支持体は、表面からの水分蒸散が多く、補給水を多く必要とすることから、植物の生育する部分を除いて、上記支持体の表面をアルミホイルによって被覆する実験を行なった。
表１は、上記実験結果を示すもので、支持体表面を被覆することにより、２２時間経過した際の蒸散量が、被覆をしない場合と比較して大幅に小さくなり、かつ表面積が１００分の１以下になるために、全体としての蒸散量が１０分の１以下に押さえられるとの知見を得るに至った。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、内部空間における発生ガスの蓄積や、換気による外部からの汚染を防止することができ、常時均一な雰囲気下において植物を生育することができる植物生育用容器を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る植物生育用容器は、内部空間を形成するとともに底部に支持体が収納される容器本体と、この容器本体の一側壁の上部および下部にそれぞれ設けられるとともに異物吸い込み防止用のフィルタが設けられた吸気窓と、上記側壁と対向する側壁の下部に設けらた排気ヘッダと、この排気ヘッダの外面に設けられて換気ポンプに接続される排気ポートと、上記空間の温度および湿度を検出する温湿度センサ取付用のセンサポートと、上記支持体に水分を供給するための給水ポートと、上記支持体の上面を覆うとともに播種用の孔部が穿設された被覆材とを備えてなり、上記吸気窓および上記排気ヘッダは、上記各側壁のほぼ全幅方向にわたって帯状に形成され、かつ上記排気ヘッダには、上記幅方向に複数の孔部が穿設されていることを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、請求項２に記載の発明は、上記吸気窓に設けたフィルタが、疎水性を有するとともに、１００℃〜１５０℃の範囲の高温耐性を有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記側壁に隣接して対向する一対の側壁のうち、一方の側壁は透明部材によって形成されるとともに、他方の側壁は白色の壁面を有していることを特徴とするものであり、さらに請求項４に記載の発明は、上記被覆材が透明であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１〜４のいずれかに記載の植物生育用容器によれば、容器本体の一側壁の上部および下部にそれぞれ吸気窓を設け、上記側壁と対向する側壁の下部に排気ヘッダを設けているので、図２に示したものと同様に、内部空間のほぼ全領域にわたって、水平面に沿ってほぼ均一な湿度分布が得られる。
【００１９】
しかも、上記吸気窓および排気ヘッダを、上記側壁のほぼ全幅方向にわたって帯状に形成するとともに、上記排気ヘッダに幅方向に複数の孔部を穿設しているので、内部空間の全領域にわたって、より一層均一な湿度分布を実現することができる。また、上記吸気窓には、異物吸い込み防止用のフィルタを設けているので、吸気時に外部から藻胞子などが内部空間に侵入して汚染を生じる虞がない。
【００２０】
さらに、支持体の上面を播種用の孔部が穿設された被覆材によって覆っているので、上記支持体からの過剰な水分の蒸発が抑制されるとともに、上記空間の温度および湿度を検出する温湿度センサ取付用のセンサポートと、上記支持体に水分を供給するための給水ポートとを設けているので、上記温湿度センサからの検出信号に基づいて、制御手段によって換気ポンプや給水ポートに接続された給水ポンプを制御することにより、容器本体を開けることなく、自動的に内部空間の換気や支持体に対する給水等を行うことが可能になる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明のように、上記吸気窓に設けたフィルタとして、疎水性を有するとともに、１００℃〜１５０℃の範囲の高温耐性を有するものを用いれば、内部の水分が上記吸気窓から外部に漏れることを防止することができ、しかも容器全体を高温滅菌処理する際に、当該フィルタが損傷を受ける虞がない。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明においては、上記側壁に隣接して対向する一対の側壁のうち、一方の側壁を透明部材によって形成し、他方の側壁が白色の壁面を有しているので、容器本体が設置されている場所の背景に拘わらず、容器本体の側面から内部の植物の生育状況を容易に観察することができ、さらに請求項４に記載の発明のように、支持体上の被覆材を透明にすることにより、支持体内部についても、観察することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の植物生育用容器の一実施形態を示すもので、図中符号１が容器本体である。
この容器本体１の底部には、土壌、あるいはロックウール等の繊維状体などの保水性を有する支持体２が収納されており、この支持体２の上面には、播種用の孔部３ａが穿設された透明な被覆材３が載置されている。また、この容器本体１の一側壁４の上部および下部には、それぞれ吸気窓５が、側壁４のほぼ全幅にわたって帯状に設けられており、これら吸気窓５には、疎水性を有するとともに、１００℃〜１５０℃の範囲の高温耐性を有する異物吸い込み防止用のメンブレンフィルタが取付けられている。
【００２４】
さらに、側壁４と対向する側壁６の下部には、同様にほぼ全幅にわたる排気ヘッダ７が設けられており、この排気ヘッダ７の内面側の壁部には、図２に示したものと同様に、幅方向に向けて複数の孔部が穿設されている。他方、排気ヘッダ７の外面には、図示されない換気ポンプに接続される排気ポート８が設けられている。
また、側壁６の上部には、内部空間の温度および湿度を検出する温湿度センサを取付るためのセンサポート９が設けられ、当該側壁６の下部には、支持体２に水分を供給するための給水ポート１０が設けられている。
【００２５】
そして、この容器本体１においては、側壁４、６に隣接して対向する一対の側壁１１、１２がプラスチック等の透明な部材によって形成されるとともに、一方の側壁１２の内壁面または外壁面に、不透明な白色の塗料が塗布されている。ちなみに、上記側壁１２については、その全体を白色の不透明はプラスチック等によって形成してもよい。
【００２６】
以上の構成からなる植物生育用容器によれば、容器本体１の側壁４の上部および下部にそれぞれ吸気窓５を設け、この側壁４と対向する側壁６の下部に、幅方向に複数の孔部が穿設された排気ヘッダ７を設けているので、内部空間のほぼ全領域にわたって、水平面に沿ってほぼ均一な湿度分布を得ることができる。加えて、吸気窓５には、疎水性を有するとともに１００℃〜１５０℃の範囲の高温耐性を有する異物吸い込み防止用のメンブレンフィルタを設けているので、吸気時に外部から藻胞子などが内部空間に侵入して汚染を生じる虞がなく、しかも内部の水分が吸気窓５から外部に漏れることを防止することができるとともに、容器全体を高温滅菌処理する際に、当該フィルタが損傷を受ける虞がない。
【００２７】
さらに、支持体２の上面を播種用の孔部３ａが穿設された透明な被覆材３によって覆っているので、支持体２からの過剰な水分の蒸発を抑制することができる。
また、側壁１１を透明部材によって形成し、これと対向する側壁１２は白色の不透明な壁面を有しているので、容器本体１が設置されている場所の背景に拘わらず、容器本体１の側壁１１側から内部の植物の生育状況を容易に観察することができ、さらに被覆材３も透明な部材によって形成しているので、支持体２の内部についても観察することができる。
【００２８】
また、容器本体１に、内部空間の温度および湿度を検出する温湿度センサ取付用のセンサポート９と、支持体２に水分を供給するための給水ポート１０とを設けているので、上記温湿度センサによって検出された温度および湿度の検出信号を、制御用コンピュータに入力し、この制御用コンピュータによって、排気ポートに接続された排気ポンプや給水ポートに接続されたポンプを制御するようにすれば、容器本体１を開けることなく、自動的に内部空間の換気や支持体２に対する給水を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載の植物生育用容器によれば、吸気窓と排気ポートによって強制的に換気することにより、容器内に発生ガスが蓄積することがなく、かつ内部空間のほぼ全領域にわたって水平方向にほぼ均一な湿度分布を得ることができるとともに、吸気時に外部から藻胞子などが内部空間に侵入して汚染を生じる虞がない。また、被覆材によって支持体からの過剰な水分の蒸発を抑制することができ、かつセンサポートに取付けた温湿度センサからの検出信号に基づいて、換気手段等を制御することにより、容器本体を開けることなく自動的に内部の換気や支持体に対する給水等を行うことができる。
【００３０】
しかも、吸気窓および排気ヘッダを、側壁のほぼ全幅方向にわたって帯状に形成するとともに、上記排気ヘッダに幅方向に複数の孔部を穿設しているので、内部空間の全領域にわたって、より一層均一な湿度分布を実現することができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明によれば、内部の水分が上記吸気窓から外部に漏れることを防止することができるとともに、容器全体を高温滅菌処理する際に、当該フィルタが損傷を受ける虞がなく、さらに請求項３に記載の発明によれば、容器本体が設置されている場所の背景に拘わらず、容器本体の側面から内部の植物の生育状況を容易に観察することができるとともに、さらに請求項４に記載の発明によれば、透明な被覆材により、支持体内部についても観察することができるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す鳥瞰視した概略構成図である。
【図２】本発明を得るための解析に用いた容器を示す鳥瞰視した概略構成図である。
【図３】本発明の比較例としての解析に用いた容器を示す鳥瞰視した概略構成図である。
【符号の説明】
１  容器本体
２  支持体
３  被覆材
３ａ  孔部
４、６、１１  側壁
５  吸気窓
７  排気ヘッダ
８  排気ポート
９  センサーポート
１０  給水ポート
１２  白色の壁面を有する側壁
【図１】
0003559814.tif 000003
【図２】
0003559814.tif 000004
【図３】
0003559814.tif 000005