(57)【要約】コンテナ農場は、囲い内に栽培ゾーンと作業ゾーンを提供する。植物は、回転可能なカルーセル式栽培構造によって支持された栽培ゾーン内の垂直栽培塔で成長する。栽培塔は、栽培ゾーン内で作業ゾーンからアクセス可能な場所に移動することができる。作業ゾーン内に苗木ステーションを設けることができる。コンテナ内の植物の成長を支援するために、灌漑システム、照明システム、および気候制御システムを含む他のシステムを設けることができる。
2019524145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナと、
前記コンテナ内の中央垂直軸の周りを回転するために取り付けられたカルーセルシステムと、
前記中央垂直軸の周りをカルーセルシステムにそれと共に回転するために取り付け可能の複数の栽培塔であって、各栽培塔は、植物栽培のための細長い列を備える、
を含む植物生産用のモジュール式農場。
【請求項２】
各栽培塔が、前記中央垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りの回転のためのカルーセルシステムにさらに取り付け可能である、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項３】
栽培ゾーンと作業ゾーンとを含む前記コンテナ内の密閉空間をさらに含み、前記カルーセルシステムが、前記栽培塔の一部分を作業ゾーンからアクセス可能な場所に移動させるように前記垂直軸の周りに前記栽培塔を回転させるように動作可能である、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項４】
前記１以上の栽培塔は、複数の隣接する一体的に形成された細長いチャネルを含む植物パネルと、前記植物パネルを取り外し可能に前記カルーセル栽培構造から吊り下げるように構成された、前記植物パネルの後壁に配置された取り付け固定具とを含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項５】
前記細長いチャネル内に配置された植物支持培地をさらに含み、前記植物支持培地は、前記細長いチャネルの伸長方向と平行な長さに沿って配置されたスリットを有するオープンセルまたは多孔質材料を含む、請求項４に記載のモジュール式農場。
【請求項６】
前記１以上の栽培塔がレセプタクルの列を支持する棚を含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項７】
前記レセプタクルがきのこ栽培用の植え付け基材を含有する、請求項６に記載のモジュール式農場。
【請求項８】
前記１以上の栽培塔が、支持パネルと、前記支持パネルの一方の面にある栽培ポケットと、前記支持パネルの反対側の面にある栄養素流路と、前記栽培ポケットと前記栄養素流路との間の流体連通のための支持パネル内の流体開口部を含む植物パネルアセンブリを含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項９】
前記カルーセルシステムが、回転機構と、回転機構から延在する複数の伸縮アームとを含む、前記コンテナの天井領域から取り付けられたハブを含み、前記複数の栽培塔の各々が付属する伸縮アームの１つの遠位端に取り付けられている、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項１０】
各伸縮アームの遠位端に回転可能に取り付けられたハンガーアームをさらに含み、前記複数の栽培塔が各ハンガーアームから吊り下げられている、請求項９に記載のモジュール式農場。
【請求項１１】
前記カルーセルシステムが、前記中央垂直軸を囲む水平トラックに沿って移動するように配置されたベルトを含み、それぞれの栽培塔が前記ベルトからそれと共に移動するように吊り下げられている、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項１２】
前記複数の栽培塔が、各植物壁の対向する側面を形成するように外向きに配置された栽培塔の細長いチャネルを有する植物壁を形成するように配置されていて、各植物壁を作業ゾーンからアクセス可能な場所に移動するために、前記カルーセルシステムが中央垂直軸の周りに回転可能である、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項１３】
各植物壁は、前記植物壁の各側を前記作業ゾーンからアクセス可能な位置に移動させるために、前記のさらなる垂直軸の周りを回転するように前記カルーセルシステムに取り付けられている、請求項１２に記載のモジュール式農場。
【請求項１４】
前記植物壁の各側で成長する植物に対して光が向くように配置された照明システムをさらに含む、請求項１２に記載のモジュール式農場。
【請求項１５】
前記コンテナの床下の領域内に配置された栄養素溶液リザーバと、
栄養素溶液リザーバから各栽培塔の上端に液体栄養素溶液を供給するように配置された灌漑ラインと、
前記灌漑ラインに接続された前記栄養素溶液リザーバにおけるポンプと、
を備える灌漑システムをさらに含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項１６】
前記灌漑システムが、前記灌漑ライン上に複数の放出器をさらに含み、各放出器が、付属する１つの前記栽培塔の上に配置され、各栽培塔が付属する放出器から液体栄養素溶液を受ける開放上端部を有する、請求項１５に記載のモジュール式農場。
【請求項１７】
各栽培塔が、前記栄養素溶液をリザーバに戻すために液体栄養素溶液を排出する開放下端部を有する、請求項１５に記載のモジュール式農場。
【請求項１８】
前記コンテナ内に床と、開放格子を備える前記作業ゾーン内の前記栽培塔の下の前記床の一部とをさらに備える、請求項１７に記載のモジュール式農場。
【請求項１９】
前記灌漑システムが、前記栄養素溶液リザーバ内の前記液体栄養素溶液に酸素を導入するように配置された曝気装置をさらに備える、請求項１５に記載のモジュール式農場。
【請求項２０】
栄養素溶液リザーバから液体栄養素溶液を再循環するように配置された再循環ラインと、
複数の栄養素源と、
再循環ラインへ栄養素を導入するための各栄養素源から前記再循環ラインへのラインと、
を備える栄養素投与システムをさらに含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項２１】
前記栄養素投与システムが、前記栄養素溶液リザーバから前記栄養素投与システムを通って前記栄養素溶液リザーバに戻るように液体栄養素溶液を送り出すように配置された再循環ポンプをさらに備える、請求項２０に記載のモジュール式農場。
【請求項２２】
前記栄養素投与システムが、前記再循環ライン内の液体栄養素溶液のｐＨ、導電率、および温度のうちの１つ以上を感知するように配置されたセンサアセンブリをさらに含む、請求項２０に記載のモジュール式農場。
【請求項２３】
前記栄養素投与システムが、各栄養素源からの各ラインにポンプをさらに含む、請求項２０に記載のモジュール式農場。
【請求項２４】
前記栄養素投与システムが、前記栽培ゾーンの前記中央垂直軸と整列した中央列上に支持されている、請求項２０に記載のモジュール式農場。
【請求項２５】
前記栄養素投与システムが、前記作業ゾーン内の前記コンテナの内壁に支持されている、請求項２０に記載のモジュール式農場。
【請求項２６】
中央垂直軸と整列した中央列と、
中央列に面する各栽培塔内の植物に光を提供するために、前記中央列の側部に配置された照明を含む照明システムと、
をさらに備える、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項２７】
前記照明システムが、前記内壁に面する前記栽培塔で成長する植物に光を提供するために前記コンテナの内壁に配置された照明をさらに含む、請求項２６に記載のモジュール式農場。
【請求項２８】
前記栽培塔の内向きに配置され、および前記栽培塔に対して外向きに面した照明の第１のセットと、
前記栽培塔の外向きに配置され、および前記栽培塔に対して内向きに面した第２の照明セットと、
を備える栽培ゾーン内の照明システムをさらに含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項２９】
前記照明システムの前記第１のセットおよび前記第２のセットがそれぞれ、異なる周波数の複数の光を含む、請求項２８に記載のモジュール式農場。
【請求項３０】
前記照明システムの前記第１のセットおよび前記第２のセットがそれぞれ、複数の青色光および複数の赤色光を含む、請求項２８に記載のモジュール式農場。
【請求項３１】
前記照明システムが白色光の第３のセットを含む、請求項３０に記載のモジュール式農場。
【請求項３２】
前記第１のセットおよび第２のセットがＬＥＤ光を備える、請求項２８に記載のモジュール式農場。
【請求項３３】
前記第１のセットおよび第２のセットが垂直の細片に配置されている、請求項２８に記載のモジュール式農場。
【請求項３４】
前記第１のセットの照明は前記中央垂直軸と整列した中央列上に支持され、前記第２のセットの照明は前記コンテナの内壁上に支持される、請求項２８に記載のモジュール式農場。
【請求項３５】
前記コンテナ内に配置された苗木ステーションをさらに含み、前記苗木ステーションは、トラフ内の液体栄養素溶液と接触するように苗木プラグを支持する１つ以上の苗木トレイを支持するように配置された苗木トラフを含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項３６】
前記苗木ステーションが、栄養素溶液リザーバから前記苗木トラフを通って液体栄養素溶液を循環させるように配置された灌漑ラインをさらに含む、請求項３５に記載のモジュール式農場。
【請求項３７】
前記苗木ステーションは、前記苗木トラフの上方に配置され、ユーザーによるアクセスのために１つ以上の苗木トレイを支持するように配置された作業棚をさらに含む、請求項３５に記載のモジュール式農場。
【請求項３８】
ユーザーによるアクセスのために栽培塔を水平方向に支持するために作業ゾーン内の前記コンテナの対向する内壁に配置された支持面をさらに含む、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項３９】
前記支持面は、前記コンテナの一方の内壁にブラケットを備え、前記コンテナの反対側の内壁に作業棚を備える、請求項３８に記載のモジュール式農場。
【請求項４０】
前記垂直軸と整列した中央列と、
前記中央列に取り付けられ、前記植物栽培塔中で成長する植物の写真を撮影するように配置されたカメラと、
をさらに備える、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項４１】
中央垂直軸と整列した中央列と、
前記コンテナ内の気温、湿度、ＣＯ２レベルのうちの１つ以上を感知する、中央列に取り付けられた気候センサと、
を備える、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項４２】
暖房、換気、および空調システムを備える環境制御システムをさらに備える、請求項１に記載のモジュール式農場。
【請求項４３】
天井または屋根構造に取り付けるための取り付け固定具を含む据え付けベースと、据え付けベースに対して垂直軸の周りを回転するように据え付けベースに取り付けられる回転機構を備えるハブと、
回転機構にそれと共に回転するように取り付けられた、植物塔支持アセンブリと、
中央垂直軸の周りをそれと共に回転するように植物塔支持アセンブリから吊り下げ可能である複数の栽培塔で、各栽培塔は植物を成長させるための細長い列を含む、
を備える植物栽培用のカルーセルシステム。
【請求項４４】
各栽培塔が、複数の隣接する一体的に形成された細長いチャネルを含む植物パネルと、前記植物パネルを前記栽培塔支持アセンブリから取り外し可能に吊り下げるように構成される前記植物パネルの後壁に配置される取り付け固定具とを備える、請求項４３に記載のカルーセルシステム。
【請求項４５】
前記栽培塔支持アセンブリが、前記回転機構に取り付けられたアームアセンブリを含み、各栽培塔が前記垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りを回転するように前記アームアセンブリに取り付けられている、請求項４３に記載のカルーセルシステム。
【請求項４６】
前記アームアセンブリが、前記回転子から伸びる複数の伸縮アームを備え、前記複数の栽培塔のそれぞれが、前記伸縮アームの付属する１つの遠位端に取り付けられている、請求項４５に記載のカルーセルシステム。
【請求項４７】
各伸縮アームの前記遠位端に回転可能に取り付けられたハンガーアームと、各ハンガーアームから吊り下げられた複数の栽培塔のうちの１つまたは一部とをさらに備える、請求項４６に記載のカルーセルシステム。
【請求項４８】
前記複数の栽培塔が、各植物壁の反対側を形成するように外向きに面して配置された、栽培塔の細長いチャネルを有する植物壁を形成するように配置される、請求項４３に記載のカルーセルシステム。
【請求項４９】
各植物壁が、前記垂直軸から離間した前記さらなる垂直軸の周りを回転するように前記塔支持アセンブリに取り付けられる、請求項４８に記載のカルーセルシステム。
【請求項５０】
各栽培塔が、前記垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りを回転するように前記栽培塔支持アセンブリから吊り下げられている、請求項４３に記載のカルーセルシステム。
【請求項５１】
前記栽培塔支持アセンブリが、前記中央垂直軸を囲むトラックに沿って移動するように配置されたベルトを備え、各栽培塔が前記ベルトからそれと共に移動するように吊り下げられている、請求項４３に記載のカルーセルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率的な植物生産のための植物生産用のモジュール式農場に関する。
関連出願への相互参照
本出願は、２０１６年８月１７日出願日の米国仮特許出願６２／３７６，１１９号、名称「モジュール式農場」の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）の下の優先権を主張し、その開示を参照して本明細書に引用する。
【背景技術】
【０００２】
生鮮食品の必要性は人口が増加し、気候の変化が生育期に影響を与えるにつれて増大する。伝統的な農業方法と長距離輸送に基づく現在の食糧供給モデルは、経済的にも環境的にも持続不可能である。伝統的な農業経営は通常農業地域にあり、そこでは多額の前払い費用と多額の作付面積が必要であり、種子から販売までの運営費が高い。
【０００３】
都市および地方の農業もまた障害に直面している。都市部での栽培スペースは限られており、高い需要を満たすのに十分ではない。温室の高い立ち上げコストと運営コストは、多くの企業にとって地方の作物生産を困難にしている。屋上温室を支えることを意図した構造は構造エンジニアによって評価されなければならず、そしてしばしば重量を支えるために追加のブレースを必要とする。都市庭園はしばしば汚染された土壌に対処しなければならない。ほとんどの水耕システムは農業環境に設置されることを意図されており、容易に運搬できず、そして運営のための人員の広範な訓練を必要とするので、水耕システムは都市部では容易には使用されない。
【０００４】
封じ込め農業システムは最近これらの問題に対処するために開発された。例えば、米国特許第９，２８８，９４８号に記載されているモジュール式コンテナ内での栽培システムは、高収量作物を生産するために開発されている。モジュール式コンテナ内で、栽培システムは、種子が植物に発芽するまで種子を育成するための発芽ステーション、成長する植物を保持するための複数の垂直ラック、植物に適切な光を提供する照明システム、植物に栄養素を供給する灌漑システム、コンテナ内の環境条件を制御するための空調システム、および植物に気流を提供するための換気システムを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
効率的な植物生産のために、植物生産用のモジュール式農場が提供される。いくつかの態様において、モジュール式農場は、コンテナと、コンテナ内の中央垂直軸の周りを回転するように取り付けられたカルーセル（carousel）システムと、中央垂直軸の周りをそれと共に回転するためにカルーセルシステムに取り付け可能な複数の植物栽培塔とを含み、各植物栽培塔は、植物を栽培するための細長いチャネルを含む。いくつかの実施態様において、植物を栽培するためのカルーセルシステムが提供される。カルーセルシステムは、天井または屋根構造に取り付けるための取り付け固定具を含む据え付けベース(stationary base)を含むハブと、据え付けベースに関して垂直軸の周りを回転するように据え付けベースに取り付けられる回転子と、それと共に回転するために回転子に取り付けられるアームアセンブリと、アームアセンブリから中央垂直軸の周りにそれと共に回転するために吊り下げ可能な複数の植物栽培塔を備え、各植物栽培塔は、植物栽培用の細長いチャネルを含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のその他の実施態様は、以下を含む：
【０００７】
１．コンテナと、コンテナ内の中央垂直軸の周りを回転するために取り付けられたカルーセルシステム、および中央垂直軸の周りにそれと共に回転するためにカルーセルシステムに取り付けられた複数の栽培塔とを備える植物生産用のモジュール式農場であり、各栽培塔は植物を栽培するための細長い列を含む。
【０００８】
２．各栽培塔が、中央垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りを回転するようにカルーセルシステムにさらに取り付け可能である、実施態様１に記載のモジュール式農場。
【０００９】
３．栽培ゾーンおよび作業ゾーンを含むコンテナ内の密閉空間をさらに含み、前記カルーセルシステムは、前記栽培塔を前記垂直軸の周りに回転させて前記栽培塔の一部を作業ゾーンからアクセス可能な場所に移動させるように動作可能である、実施態様１または２に記載のモジュール式農場。
【００１０】
４．１つ以上の栽培塔が、複数の隣接する一体的に形成された細長いチャネルを備える植物パネルと、植物パネルの後壁に配置されて、カルーセル栽培構造から植物パネルを取り外し可能に吊るすように構成された取り付け固定具とを備える、実施態様１〜３のいずれかのモジュール式農場。
【００１１】
５．前記細長いチャネル内に配置された植物支持培地をさらに含み、植物支持培地は、前記細長いチャネルの伸長方向と平行な長さに沿って配置されたスリットを有するオープンセルまたは多孔質材料を含む、実施態様４に記載のモジュール式農場。
【００１２】
６．１つ以上の栽培塔が、植物栽培コンテナの列を支持するラックを備える、実施態様１〜５のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００１３】
７．前記植物栽培コンテナが、きのこを栽培するための接種された基材を含む、実施態様６に記載のモジュール式農場。
【００１４】
８．１つ以上の栽培塔が、支持パネルと、支持パネルの一方の面にある栽培ポケットと、支持パネルの反対側の面にある栄養素流路と、栽培ポケットと栄養素流路との間の流体連通のための支持パネルの流体開口部を含む植物パネルアセンブリを備える、実施態様１〜７のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００１５】
９．カルーセルシステムが、コンテナの天井領域から取り付けられたハブを備え、および回転機構と回転機構から伸長する複数の伸縮アームを含み、付属する伸縮アームのうちの１つの遠位端に取り付けられている各複数の栽培塔を備える、実施態様１〜８のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００１６】
１０．各伸縮アームの遠位端に回転可能に取り付けられたハンガーアームと、各ハンガーアームから吊り下げられた複数の栽培塔のうちの１つまたは一部とをさらに備える、請求項９に記載のモジュール式農場。
【００１７】
１１．カルーセルシステムが、中央垂直軸を囲む水平トラックに沿って移動するように配置されたベルトを備え、各栽培塔がそれと共に移動するようにベルトから吊り下げられている、実施態様１〜１０のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００１８】
１２．複数の栽培塔が、各植物壁の反対側を形成するように外向きに配置された、栽培塔の細長いチャネルと植物壁を形成するように配置され、カルーセルシステムが、作業ゾーンからアクセス可能な場所に各植物の壁を移動するために中央垂直軸の周りを回転可能である、実施態様１〜１１のいずれかのモジュール式農場。
【００１９】
１３．各植物壁は、さらなる垂直軸の周りを回転するようにカルーセルシステムに取り付けられ、植物壁の各側面を作業ゾーンからアクセス可能な位置に移動させる、実施態様１２に記載のモジュール式農場。
【００２０】
１４．植物壁の各側で栽培する植物に光を向けるように配置された照明システムをさらに備える、実施態様１２〜１３のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２１】
１５．コンテナの床下の領域に配置されている栄養素溶液リザーバと、栄養素溶液リザーバから各栽培塔の上端へ液体栄養素溶液を供給するように配置された灌漑ラインと、灌漑ラインに接続されている栄養素溶液リザーバのポンプと
を備える灌漑システムをさらに含む、実施態様１〜１４のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２２】
１６．灌漑システムが、灌漑ライン上に複数の放出器をさらに含み、各放出器が付属する栽培塔のうちの１つの上に配置され、各栽培塔が、付属する放出器から液体栄養素溶液を受け取るための開放上端を有する、実施態様１５に記載のモジュール式農場。
【００２３】
１７．各栽培塔が、液体栄養素溶液を放出して栄養素溶液リザーバに戻すための開放下端部を有する、実施態様１５〜１６のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２４】
１８．コンテナ内の床をさらに備え、前記作業ゾーン内の前記栽培塔の下の床の部分が、開放格子を備える、実施態様１７に記載のモジュール式農場。
【００２５】
１９．灌漑システムが、酸素を栄養素溶液リザーバ内の液体栄養素溶液に導入するように配置された曝気装置をさらに備える、実施態様１５〜１８のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２６】
２０．栄養素溶液リザーバから液体栄養素溶液を再循環するように配置された再循環ラインと、複数の栄養素源と、再循環ラインに栄養素を導入するための、各栄養素源から再循環ラインへのラインとを含む栄養素投与システムをさらに備える、実施態様１〜１９のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２７】
２１．栄養素投与システムが、栄養素溶液リザーバから栄養素投与システムを通って栄養素溶液を汲み上げ、栄養素溶液リザーバに戻るように配置された再循環ポンプをさらに含む、実施態様２０に記載のモジュール式農場。
【００２８】
２２．栄養素投与システムが、再循環ライン内の液体栄養素溶液のｐＨ、導電率、および温度のうちの１つ以上を感知するように配置されたセンサアセンブリをさらに備える、実施態様２０〜２１のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００２９】
２３．栄養素投与システムが、各栄養素源からの各ラインにポンプをさらに含む、実施態様２０〜２２のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３０】
２４．栄養素投与システムが、栽培ゾーンの中央垂直軸と整列した中央列上に支持されている、実施態様２０〜２３のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３１】
２５．栄養素投与システムが作業ゾーン内のコンテナの内壁に支持されている、実施態様２０〜２３のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３２】
２６．中央垂直軸と整列する中央列と、中央列の側部に配置された照明を含み、中央列に面する各栽培塔内の植物に光を提供する照明システムとをさらに備える、実施態様１〜２５のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３３】
２７．照明システムが、内壁に面している栽培塔において成長している植物に光を提供するために前記コンテナの内壁に配置された照明をさらに含む、実施態様２６に記載のモジュール式農場。
【００３４】
２８．栽培塔の内側に配置され、外向きに面する第１のセットの光と、栽培塔の外側に配置され、内向きに面する第２セットの光とを含む栽培ゾーン内に照明システムをさらに備える、実施態様１〜２７のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３５】
２９．照明システムの第１セットおよび第２セットはそれぞれ、異なる周波数の複数の光を含む、実施態様２８に記載のモジュール式農場。
【００３６】
３０．前記照明システムの第１セットおよび第２セットはそれぞれ複数の青色光および複数の赤色光を含む、実施態様２８〜２９のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３７】
３１．前記照明システムが、白色光の第３のセットを含む、実施態様２８〜３０のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３８】
３２．第１のセットおよび第２のセットの光がＬＥＤ光を含む、実施態様２８〜３１のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００３９】
３３．第１のセットおよび第２のセットの光が縦型細片に配置されている、実施態様２８〜３２のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４０】
３４．第１のセットの光が前記中央垂直軸と整列した中央列上に支持され、第２のセットの光が前記コンテナの内壁上に支持される、実施態様２８〜３３のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４１】
３５．コンテナ内に配置された苗木ステーションをさらに含み、苗木ステーションは、トラフ内の液体栄養素溶液と接触するように苗木プラグを支持する１つ以上の苗木トレイを支持するように配置された苗木トラフを含む、実施態様１〜３４のいずれかのモジュール式農場。
【００４２】
３６．前記苗木ステーションが、栄養素溶液リザーバからの栄養素溶液を苗木トラフを通って循環させるように配置された灌漑ラインをさらに含む、実施態様３５に記載のモジュール式農場。
【００４３】
３７．苗木ステーションが、苗木トラフの上方に配置された作業棚を含み、作業棚は、ユーザーによるアクセスのために作業棚の上の１つ以上の苗木トレイを支持するように配置されている、実施態様３５〜３６のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４４】
３８．ユーザーによるアクセスのために栽培塔を水平方向に支持するために作業ゾーン内のコンテナの対向する内壁に配置された支持面をさらに備える、実施態様１〜３７のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４５】
３９．支持面が、コンテナの一方の内壁上のブラケットと、コンテナの対向する内壁上の作業棚とを備える、実施態様３８に記載のモジュール式農場。
【００４６】
４０．中央垂直軸と整列する中央列と、中央列に取り付けられ、植物栽培塔の中で成長する植物を撮影するように配置されているカメラとをさらに含む、実施態様１〜３９のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４７】
４１．中央垂直軸と整列する中央列と、中央列に取り付けられ、コンテナ内の気温、湿度、ＣＯ２レベルのうちの１つ以上を感知する気候センサとをさらに含む、実施態様１〜４０のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４８】
４２．暖房、換気、および空調システムを備える環境制御システムをさらに備える、実施態様１〜４１のいずれかに記載のモジュール式農場。
【００４９】
４３．天井または屋根構造に取り付けるための取り付け固定具を含む据え付けベースと、据え付けベースに関して垂直軸の周りを回転するように据え付けベースに取り付けられる回転機構とを含むハブと、
回転機構と共に回転するために回転機構に取り付けられている植物塔支持アセンブリと、
中央垂直軸の周りをそれと共に回転するように植物塔支持アセンブリから吊り下げ可能である複数の栽培塔とを備え、各栽培塔は植物を成長させるための細長い列を含む、植物を栽培するためのカルーセルシステム。
【００５０】
４４．各栽培塔が、複数の隣接する一体的に形成された細長いチャネルを含む植物パネルと、植物パネルの後壁に配置され、植物パネルを栽培塔支持アセンブリから取り外し可能に吊り下げるように構成された取り付け固定具とを含む、実施態様４３のカルーセルシステム。
【００５１】
４５．栽培塔支持アセンブリが回転機構に取り付けられたアームアセンブリを含み、各栽培塔が、垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りを回転するようにアームアセンブリに取り付けられている、実施態様４３〜４４のいずれかに記載のカルーセルシステム。
【００５２】
４６．アームアセンブリが回転子から伸びる複数の伸縮アームを含み、複数の栽培塔のそれぞれが付属する１つの伸縮アームの遠位端に取り付けられている、実施態様４５に記載のカルーセルシステム。
【００５３】
４７．各伸縮アームの遠位端に回転可能に取り付けられたハンガーアームと、各ハンガーアームから吊り下げられた複数の栽培塔のうちの１つまたは一部とをさらに含む、実施態様４６に記載のカルーセルシステム。
【００５４】
４８．複数の栽培塔が植物壁を形成するように配置され、該植物壁が外側に面して各植物壁の対向する側を形成するように配置される栽培塔の細長いチャネルを伴う、実施態様４３〜４７のいずれかに記載のカルーセルシステム。
【００５５】
４９．各植物壁は、垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りを回転するように塔支持アセンブリに取り付けられている、実施態様４８に記載のカルーセルシステム。
【００５６】
５０．各栽培塔は、垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りで回転するように栽培塔支持アセンブリから吊り下げられる、実施態様４３〜４９のいずれかに記載のカルーセルシステム。
【００５７】
５１．栽培塔支持アセンブリが、中央垂直軸を囲むトラックに沿って移動するように配置されたベルトを含み、各栽培塔がそれと共に移動するようにベルトから吊り下げられている、実施態様４３〜５０のいずれかに記載のカルーセルシステム。
【００５８】
５２．複数の隣接する一体的に形成された細長いチャネルを含む植物パネルと、植物パネルをカルーセル栽培構造から取り外し可能に吊るすように構成された植物パネルの後壁に配置された取り付け固定具とを含む植物用栽培塔。
【００５９】
５３．細長いチャネル内に配置された植物支持培地をさらに含み、植物支持培地は、細長いチャネルの伸長方向と平行な長さに沿って配置されたスリットを有するオープンセルまたは多孔質材料を含む、実施態様５２に記載の栽培塔。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、モジュール式農場の実施態様の等角図である。
【図２】図２は、図１のモジュール式農場の側面図である。
【図３】図３は、図１のモジュール式農場の端面図である。
【図４】図４は、図１のモジュール式農場のさらなる端面図である。
【図５】図５は、図１のモジュール式農場のさらなる側面図である。
【図６】図６は、図１のモジュール式農場の上面図である。
【図７】図７は、植物パネルの実施態様の部分的等角図である。
【図８】図８は、図７の植物パネルの実施態様のさらなる部分的等角図である。
【図９】図９は、図１のモジュール式農場のカルーセルシステムの部分等角図である。
【図１０】図１０は、カルーセルシステムのハンガーアームの等角図である。
【図１１】図１１Ａは、植物パネルをハンガーアームへ取り付けすることを説明する等角図である。また、図１１Ｂは、植物パネルをハンガーアームへ取り付けすることを説明するさらなる等角図である。
【図１２】図１２Ａは、伸縮アームおよびハンガーアームの部分側面図である。また、図１２Ｂは、伸縮アームおよびハンガーアームのさらなる部分側面図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｆは、植物壁の回転のシーケンス図の概略図である。
【図１４】図１４は、モジュール式農場の中央列の一実施態様の部分等角図である。
【図１５】図１５は、図１４の中央列の内部の部分等角図である。
【図１６】図１６は、図１４の中央列の内部のさらなる部分等角図である。
【図１７】図１７は、苗木ステーションにおける水トラフの実施態様の側面図である。
【図１８】図１８は、苗木ステーションの実施態様の等角図である。
【図１９】図１９は、栽培塔のさらなる実施態様の前面図である。
【図２０】図２０は、図１９の植物栽培塔の側面図である。
【図２１】図２１は、カルーセルシステムおよび栽培塔のさらなる実施態様を伴うモジュール式農場の等角図である。
【図２２】図２２は、図２１における栽培塔の実施態様の等角図である。
【図２３】図２３は、灌漑システムの配管アセンブリの一実施態様の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
発明の詳細な説明
１つ以上の作物の全成長サイクルが、単一の中央の操作点から、例えば農夫などのユーザーによって取り扱われ得るモジュール式農場が提供される。種子の植え付けや発芽、苗の移植、植物の栽培、作物の収穫のための作物の栽培に関わるすべての作業を一か所から行うことができ、それによって作業の流れが改善される。農夫はある場所から別の場所へ農場を歩く必要はなく、ある場所から別の場所へ苗木を輸送する必要もない。
【００６２】
図１〜図６を参照すると、モジュール式農場１０は、植物を成長させるのに適した環境を提供するコンテナ１２内に収容されている。このコンテナは、作業ゾーン１４および栽培ゾーン１６を形成する密閉空間を提供する。この栽培ゾーンにおいて、カルーセルシステム２０が中央垂直軸２２の周りを回転するように取り付けられている。作物は、中央垂直軸の周りを一緒に回転するカルーセルシステムによって支持される栽培塔３０上の垂直列において成長する。各栽培塔はまた、中央垂直軸から離間して配置されたさらなる垂直軸の周りを回転するようにカルーセルシステムに取り付けることができる（以下でさらに説明する）。このようにして、栽培塔は、栽培塔の一部が作業ゾーン内のユーザーにとってアクセス可能な場所に容易に移動させることができる。苗木ステーション４０は、作業ゾーンからもアクセス可能な場所におけるコンテナ内に設けることができる。扉１１は、例えば作業ゾーンに隣接して１つの壁に設けられ、コンテナ内の作業ゾーンに出入りする農夫の出入りを提供する。
【００６３】
作物を栽培するのに適した環境を作り出すために、コンテナ内にさまざまな追加のシステムを含めることができる。システムは、栽培ゾーン内および苗木ステーション内で成長する植物に液体栄養素溶液を供給するための灌漑システム６０を含み得る。液体栄養素溶液を保持するためのリザーバ６２をコンテナ内の床１８２の下に設けることができる。照明システム８０は、植物に対して適切な周波数およびスケジュールの照明を提供することができる。例えば、暖房、換気、および空調またはＨＶＡＣシステムなどの環境制御システム１１０は、適切な温度、湿度レベル、ＣＯ２レベル、および空気流を提供することができる。コンテナ壁を通る外部接続部１９１は、コンテナ内の配管ラインおよび電気配線に水および電気を供給してさまざまなシステムに役立つことができる。
【００６４】
いくつかの実施態様において、栽培塔３０は、中央容積の周辺でカルーセルシステム２０から吊り下げることができる。中央列５０を垂直軸２２と整列させて、中央容積内のさまざまなシステム構成要素またはその部分を支持することができる。例えば、栽培塔の内向きの側部のための照明８２は、中央列５０上に支持することができる。栽培塔の外側に面する側部のための照明８４は、内部のコンテナ壁に支持することができる。栄養素投与システム１３０は、栄養素を水に添加して液体栄養素溶液を形成するために、中央列５０内またはコンテナ内壁上に支持することができる。気候センサおよびカメラ５４などの他のさまざまな構成要素を中央列の上または内に支持することができる。
【００６５】
いくつかの実施態様において、各栽培塔３０は、複数の隣接する細長い栽培チャネル３４を有する植物パネル３２として形成することができる。複数の植物パネルを両面植物壁３６に配置することができ、該細長い栽培チャネルは、植物壁の反対側を形成するためにほぼ背中合わせの向きに配置されている。
【００６６】
より具体的には、各植物パネル３２は、図示の実施態様では３つの、いくつかの栽培チャネル３４を含むことができる。各栽培チャネルは、２つの側壁、後壁、および開放前面を含むことができる。各チャネルは上端と下端の両方で開いている。補強ビードは、側壁の前縁に沿って配置することができる。チャネルは、Ｕ字形、Ｃ字形、正方形、長方形、楕円形などの任意の断面形状を有することができる。植物パネルは、ポリ塩化ビニルのような、植物に対して非毒性のポリマー材料で作ることができる。他の材料を使用することができる。材料は、重量を最小限に抑えるために非金属であり得る。植物パネルは、成形または積層造形などの任意の適切な方法で形成することができる。
【００６７】
植物支持培地３５が各チャネル内に配置されている。植物支持培地は、チャネルと整列してその長さに沿って連続スリット３７または複数の別々のスリットを有する単一の材料片であり得るか、または一緒に圧縮された２つの材料片から形成され得る。植物支持培地は、植物支持培地に対して圧縮するチャネル壁の弾力性によってチャネル内に保持され得る。苗木プラグは、支持培地内または支持培地間のスリットに配置される。（後述する灌漑システムからの）液体栄養素溶液は、開放頂端部を通して各栽培チャネルに供給され、開放底端部から滴り落ち、植物支持培地を通って下方に流れるにつれて栽培チャネル内の植物を灌漑する。図２を参照されたい。
【００６８】
いくつかの実施態様において、植物支持培地３５は、大きな細孔容積を有するオープンセルフォームまたはマトリクス材料であり得る。いくつかの実施態様において、オープンセルフォーム材料はポリウレタンまたはポリエーテルである。ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、およびポリエステルなどの他のオープンセルフォーム材料を使用することができる。いくつかの実施態様において、栄養素溶液と材料との間の接触を最小限に抑えるために、材料を例えばシリコーン結合剤またはコーティングで処理することができる。繊維状成長材料などの他の種類の植物支持培地を使用することができる。
【００６９】
植物パネルは、チャネルの裏側に取り付け固定具４２を含む。図７〜８を参照されたい。いくつかの実施態様において、取り付け固定具は、チャネル３４の長さの全部または一部にのびる２つの取り付けリブ４４から形成される。取り付けリブは、リブコネクタ４５によってチャネルに接合される。パネルは、取り付けリブの長手方向縁部に沿ってビード４６を含むことができる。水平取付スロット４８が、取付リブの内向きに面する縁部に沿って頂部から下方に離間した位置に設けられている。
【００７０】
いくつかの実施態様において、カルーセルシステム２０は、コンテナの天井領域の構造部材から垂直軸を超えて回転するように支持されたハブ２４を含む。ハブは、構造部材に固定的に取り付けることができる据え付けベース２６と、据え付けベースに関して垂直軸の周りを回転するように据え付けベースに取り付けられた回転機構２８または回転子とを含むことができる。アームアセンブリ１５０は、それと共に回転するように回転機構に取り付けることができる。
【００７１】
いくつかの実施態様では、アームアセンブリ１５０は、ハブから遠位端１５４まで伸びる複数の水平方向伸縮アーム１５２を含むことができる。所望すれば別の数のアームも使用し得るが、図示の実施態様には３つのアームが示されている。各アームは、アームハウジング１５８内で移動可能な伸縮スライド１５６を含む。アームハウジングの近位端はハブに取り付けられているので、伸縮アームはハブと共に垂直軸の周りを回転することができる。ハブは、モーターなどの任意の適切な方法で回転させることができる。いくつかの実施態様では、ハブは９０°ずつの増加で回転させることができる。ハブはまた、電動式回転に加えてまたはその代わりに手動で回転させることもできる。
【００７２】
ハンガーアーム１６２は、中央ハブから遠位の各伸縮スライド１５６の遠位端に取り付けられる。各ハンガーアームはトッププレート１６４を含む。トッププレートの各側面には多数のフロントタブ１６６と多数のバックタブ１６８が下方に伸びている。後部タブはわずかに後ろに凹んでおり、隣接する前部タブよりも長い。各後部タブの下端には、水平方向の植物パネル取付フック１６９が設けられている。
【００７３】
複数の植物パネル３２を各ハンガーアーム１６２に取り付けることができる。植物パネルを取り付けるために、植物パネルの後部を後部タブ１６８に対して配置され、取り付けリブ４４を前部タブの内側縁部と一列に並べられる。前部タブの後ろにリブがある状態で、後部タブ１６８の底部の取り付けフック１６９が植物パネルのリブの取り付けスロット４８に滑り込むまで、植物パネルを上にスライドさせる。前部タブおよび後部タブは、垂直から任意の所望の角度で植物パネルを保持するように構成することができる。いくつかの実施態様では、植物パネルは、概略栄養素溶液の排水を指示する垂直からチャネルの下端まで外向きに傾斜している。図３を参照されたい。いくつかの実施態様では、角度は０°から１０°の範囲であり得る。いくつかの実施態様では、植物は垂直から約１°傾斜している。いくつかの実施態様では、植物は垂直から約２°傾斜している。
【００７４】
ハンガーアーム１６２は、伸縮アームを伸縮させるために農夫が把持するための両側にハンドル１７２を含むことができる。伸縮アームを伸ばしたとき、両側の植物パネルにアクセスできるように、ハンガーアームを回転させることができる。各ハンガーアームは、植物パネルをその栽培位置に固定するために、伸縮アームが引っ込められたときにアームハウジング上のロックタブ１７６と嵌合するために各中央前部タブ上にロックスロット１７４を含むことができる。図１２Ａおよび１２Ｂを参照されたい。伸縮アームは、アームを伸縮させるための手動操作に加えて、あるいは手動操作に代えてモーター駆動にすることもできる。
【００７５】
各ハンガーアーム１６２は、ハンガーアームに沿って中央に配置された回転継手またはスイベルジョイント１７８を用いて、付属する伸縮スライド１５６の端部に回転可能に取り付けられる。（図１２Ａ参照。）回転継手は、植物壁の向きを逆にすることができるように、各ハンガーアームを水平面内で独立して回転させることを可能にする。したがって、外側に面する植物は内側に面するように回転させることができ、内側に面する植物は外側に面するように回転させることができる。このようにして、植物パネルのうちの１つを取り除いてその中の植物をチェックすること、または植物パネルから植物を収穫することを望む農夫は、すべての植物に容易にアクセスすることができる。回転継手は電動化することができ、または手で操作することができ、あるいはその両方であることができる。一実施態様では、スイベルジョイントは、トッププレートの両側にボルトと一対のスラストベアリングとを含む。
【００７６】
図１３Ａ〜１３Ｆは、植物パネルにアクセスするための一連のステップを示す。図１３Ａは、植物壁３６ａ、３６ｂ、３６ｃが作業ゾーンに面していない定位置にあるカルーセルシステム２０を示す。図１３Ｂでは、中央ハブは１８０°回転されているので、植物壁３６ｂの第１の側面３９ａは作業ゾーンからアクセス可能である。図１３ｃでは、伸縮アーム１５２は作業ゾーン１４に向かって伸びている。図１３Ｄでは、ハンガーアームは９０°回転しており、図１３Ｅでは、ハンガーアームパネルはさらに９０°回転して合計１８０°の回転をしているので、植物壁３６ｂの第２の側面３９ｂは作業ゾーンに面している。図１３Ｆでは、伸縮アーム１５２が中央列に向かって押し戻され、所定の位置に固定されている。この位置から、植物壁３６ｂの第２の面３９ｂ上の植物パネルに容易にアクセスすることができる。
【００７７】
一実施態様において、各ハンガーアームは各側に４つの植物パネルを保持することができる。カルーセルシステム全体で２４個の植物パネルを収納できる。ミニチュアヘッドレタスのような作物の場合、植物パネルは１０５４の植物部位を提供することができる。１週間に１５０個のミニチュアヘッドレタスを収穫することができる。
栽培塔は他の構成を有することができることが理解されよう。例えば、いくつかのさらなる実施態様では、複数の個々のチャネル形状の塔を提供することができる。各塔は、コンテナ内のカルーセル栽培構造から垂直に個別に吊り下げることができる。各塔は、カルーセル栽培構造からフックまたはタブに掛けるための頂部近くの１つまたは複数の穴を含むことができ、あるいは回転式またはスイベル式ジョイントから吊り下げることができる。
【００７８】
図１９〜図２０を参照すると、いくつかの実施態様では、栽培塔３３０は、支持パネル３３２、支持パネルの一方の面に栽培ポケット３３４、支持パネルの反対側の面に栄養素流路３３６、ならびに栽培ポックと栄養素流路との間の流体連通のための支持パネル内の流体開口部３３８を有する植物パネルアセンブリとすることができる。カルーセルアセンブリから吊り下げるために、フック用の１つ以上の開口部を支持パネルの頂部に設けることができる。いくつかの実施態様では、カルーセルアセンブリからの吊り下げのために回転継手またはスイベルジョイントを設けることができる。
【００７９】
図２１〜図２２を参照すると、いくつかの実施態様では、栽培塔４３０をラック４３２として形成して１つ以上のレセプタクル（入れ物）４３４を支持することができる。いくつかの実施態様では、ラック４３２はその上にレセプタクルを載置し得る１つ以上の棚４３６を含むことができる。棚は、１つ以上の垂直ロッド４３８を介して吊り下げ固定具４４２に取り付けることができる。いくつかの実施態様では、レセプタクルは、きのこを含む真菌を栽培するのに適した接種基材を収容することができるバッグまたは密閉レセプタクルであり得る。いくつかの実施態様では、レセプタクルは所望の植物用に構成されたポットであり得る。
【００８０】
いくつかの実施態様では、カルーセルシステム４２０は、天井または屋根構造に取り付けることができる据え付けベース４２３を備えるハブ４２２を含むことができる。据え付けベースに取り付けられた回転機構４２４は、据え付けベースに対して垂直軸の周りに回転を提供することができる。いくつかの実施態様では、回転機構は、中央垂直軸を囲む水平トラックに沿ってベルト４２６を駆動するように構成することができる。ベルトは、モーターによって駆動される、ハブを囲むように配置された歯車装置４２７などの任意の適切な方法で駆動することができる。ラック４３０などの栽培塔は、ベルトと共に移動するためにベルトから吊り下げることができる。いくつかの実施態様では、ラックはフックおよびアイ固定具で吊り下げることができる。いくつかの実施態様では、ラックは、回転式継手またはスイベルジョイントで吊り下げられて、据え付けベースの垂直軸から離間したさらなる垂直軸の周りの回転を提供することができる。
【００８１】
カルーセルシステムは他の構成も有することができる。例えば、図示の実施態様では、カルーセルシステムは、他の構成を提供することもできるが、平面図で概ね正方形の構成で栽培塔を吊り下げるように構成されている。また、３つの植物の壁が描かれている。しかしながら、２つの植物壁または４つ以上の植物壁を設けることができる。他の実施態様では、カルーセルシステムは、栽培塔を吊り下げて異なる構成またはパターンで動くように構成することができる。例えば、より大きなコンテナでは、栽培塔を楕円形または蛇行形に動かすことができる。カルーセルシステムは、任意の特定のコンテナサイズおよび形状内に収まるように必要に応じて構成することができる。いくつかの実施態様では、コンテナ内に複数のカルーセルシステムを設けることができる。
【００８２】
中央列５０は、以下でさらに説明される照明システム８０の一部、および栄養素投与システム１３０などのさまざまなシステムを支持するためにコンテナ１０内に設けることができる。作業ゾーンに面している中央列のフロントパネル２５６またはフロントパネルの一部は、修理または交換のためにその中の構成要素にアクセスするために取り外し可能であり得る。いくつかの実施態様において、カメラ５４は、カメラに面している栽培塔上で成長する植物を撮影するために中央列に取り付けることができる。
【００８３】
モジュール式農場は、栽培する植物に照明を提供するための照明システム８０を含むことができる。いくつかの実施態様では、植物の吊り下げのためにカルーセルシステム２０が取り付けられている栽培ゾーンの周囲の一部を形成するために、コンテナの３つの内壁、すなわち２つの側壁および１つの端壁に照明８４が設けられている。いくつかの実施態様では、照明を取り付けるために、対向する側壁および端壁に凹部を形成することができる。いくつかの実施態様では、照明８２は、カルーセルシステムのハブの下に位置する中央列５０の３つの側面に取り付けることができる。カルーセルシステムは、側面および端壁に設けられた照明８４に向かって外向きに、および中央列の照明８２に向かって内向きの両方に面して、植物を有する栽培塔を吊り下げることができる。このようにして、照明を栽培する植物に十分に接近して配置することができる。
【００８４】
いくつかの実施態様では、照明は、側壁および端壁上ならびに中央列上に垂直に配置されたいくつかのＬＥＤ照明片として提供することができる。いくつかの実施態様では、照明は照明カーテンとして提供することができる。照明は適切な周波数に合わせて選択できる。照明は特定の作物に合わせて選択できる。いくつかの実施態様では、青色光８３ａと赤色光８３ｂのような周波数の混合を提供することができる。いくつかの実施態様では、例えばきのこ用に青色光を提供することができる。
【００８５】
農夫がコンテナ内で作業しているときには、白色の作業灯を点灯させることができる。一実施態様では、白色光は、天井近くの水平ＬＥＤ光片８６として提供することができる。白色光は作業ゾーンに配置されたスイッチによって操作することができ、それによって農夫は必要に応じてそれらをオンおよびオフにすることができる。白色光はタイマーで作動させることができるので、それらはしばらくすると自動的に消える。
【００８６】
いくつかの実施態様では、照明は３つの側面に設けることができ、栽培ゾーンの第４の側面は光がないままにされる。カルーセルシステム２０は、本明細書に記載されているように回転可能であり得るので、植物は休息側で照明から離れていくらかの時間を費やすことができる。いくつかの実施態様では、休止側の植物パネルが他の３つの側面のいずれかの植物パネルよりも農夫にとってアクセスしやすいように、休息側を作業ゾーン１４に向けることができる。
【００８７】
灌漑システム６０は、植物パネル内の成長中の植物に液体栄養素溶液を供給するために設けられている。いくつかの実施態様では、灌漑システムは、コンテナの床１８２の下、例えば作業ゾーン１４の下に配置することができるリザーバ６２を含むことができ、リザーバ６２内のポンプ１８６から栽培塔の上端付近の位置まで上向きに伸びる灌漑ライン１８４を含むことができる。灌漑ラインは、栽培塔３０の上方に支持された配管アセンブリ１８８に供給することができる。図２および２３を参照されたい。配管アセンブリは、各列の栽培塔と整列するためのある長さのパイプを含むことができる。一実施態様では、配管アセンブリは、カルーセルシステムから吊り下げられた植物パネルのほぼ正方形の構成と整列するように配置された２つのほぼ正方形の構成で配置される。各長さのパイプは、下方に開口する多数の放出器１９２またはノズルを含む。各放出器は、栽培塔３０内のチャネル３２と整列し、その結果、栄養素溶液を放出器からチャネルの開放頂部に排出することができる。栄養素溶液はチャネルの長さに沿って下方に流れ、そこで成長する植物に栄養分を与える。過剰な栄養素液は各チャネルの底部の開口端から排出される。図２を参照されたい。いくつかの実施態様では、放出器は、例えば作物の周りの空気を噴霧するためにスプレーを放出することができる。例えば、きのこの作物の周りに空気を噴霧することは有用であり得る。
【００８８】
塔から排出された過剰な栄養素は、栽培ゾーン１６の下の集水部１９４に集められる。格子１９６が集水部を覆い、溶液が集水部に入ることを可能にすることができる。格子はまた、栽培ゾーンに床面を提供することができる。必要ならば、農夫は格子を踏むことができる。格子は取り外し可能である。図２の矢印１９５で示されるように、集水部は傾斜して栄養素溶液がリザーバに戻るように排出することができる。
【００８９】
リザーバ６２は、床１８２のさらなる区画の下、例えば作業ゾーン１４の下に配置することができ、作業ゾーン１４は実体ろく板面で覆うことができる。リザーバのためのアクセス開口部は、実体ろく板面に形成することができる。流入水ライン１９２および排水ラインは、例えばコンテナの下端に沿って設けることができる。水配管またはホース用の適切な配管取付金具１９１をコンテナの外側に設けることができる。このようにして、コンテナ内のリザーバに水を導入し、そこから水を除去することができる。
【００９０】
モジュール式農場は栄養素投与システム１３０を含むことができ、そこでは適切な量の栄養素がリザーバ６２内の水に加えられて成長中の植物に供給される液体栄養素溶液を形成することができる。いくつかの実施態様において、栄養素投与システムは、液体栄養素溶液をリザーバから投与システムを介して循環させ、それをリザーバに戻す再循環ライン１３２を含む。再循環ライン内のセンサアセンブリ１３４は、ｐＨ、導電率、および温度などのさまざまなパラメータを感知するためのセンサを含む。調整が必要な場合は、センサアセンブリの出力に基づいて、必要な添加剤を再循環ラインに追加できる。
【００９１】
いくつかの実施態様では、栄養素投与システム１３０は、中央列５０内に収容することができる。図３を参照されたい。再循環ラインは、列内を上向きに伸びる入力ライン１３６を含むことができ、例えば、適当なエルボー固定具でセンサアセンブリ１３４を通過し、リザーバに向かって下方に伸びる排出ライン１３８に達する。キャニスタ１４５内など、複数の栄養素源１４２を列内に収容することができる。投与チューブ１４４は、各キャニスタの底部から、蠕動ポンプ１４６などの計量装置を通って、例えば送達バーブを介して排出ライン内の入口に繋がり得る。センサアセンブリが特定の栄養素または添加物が必要であると判断すると、付属する計量装置が作動して適切な量を加える。いくつかの実施態様では、センサアセンブリは、感知されたデータに基づいて適切な量の添加剤を導入するために計量装置を作動させるコントローラを含むことができる。
【００９２】
いくつかの実施態様では、１つのキャニスタは、リン、カリウム、窒素、カルシウム、および硝酸塩など、作物の栽培に適したミネラルの混合物を含むことができる。第二のキャニスタは、ｐＨを調整するための添加剤を含み得る。３番目のキャニスタには菌根を含めることができ、これは根の成長に役立ちます。第４のキャニスタは、ラインを通って周期的に循環することができる洗浄液を含むことができる。任意の数のキャニスタおよび所望の栄養素を提供することができる。いくつかの実施態様では、各キャニスタ内の栄養素のレベルをチェックするために、中央列に観察用スロット１４９を設けることができる。必要に応じてより多くの栄養素を追加するため、または空のキャニスタを満杯のものと交換するために、各キャニスタの上部に送達口１５１を設けることができる。送出口は、中央列の凹部を介してアクセス可能であり得る。
【００９３】
いくつかの実施態様では、栄養素の量を連続的にまたは周期的に監視することができるように、液体栄養素溶液１３０を栄養素投与システムを通して連続的または周期的に再循環させることができる。このようにして、リザーバ内の栄養素溶液を適切な栄養素レベルで維持することができる。
【００９４】
いくつかの実施態様では、栄養素投与システムは、苗木ステーションの下またはそれに隣接するなど、コンテナの内壁に取り付けることができる。 図１を参照されたい。
【００９５】
図２〜図３および図１７〜図１８に示すように、苗木ステーション４０は作業ゾーン１４に隣接するコンテナの内壁に取り付けることができる。いくつかの実施態様において、苗木ステーションは、作業者がその上で作業して種子を植えるかまたは苗木を栽培塔に移動させる間に苗トレイ２０４を配置することができる上部作業棚２０２を含むことができる。１つ以上の下部棚２０６は、苗木が成長する苗木トレイに配置された苗木プラグに水を供給するための水トラフ２０８を含む。各トラフ棚は、リザーバ６２からの栄養素溶液でトラフを充填および排出するための管２１２を含むことができる。トラフの底部の床は傾斜していて、水が表面を横切って上端から下端に向けられるようになっている。図２を参照されたい。図示の実施態様において、栄養素溶液は、前面および左側の上端で充填管から入り、排水管が配置されている後部および右側で斜面に沿って下端に流れることができる。苗木トレイ２０４は、水トラフ棚に置かれたときに各プラグの底部がトラフ床に到達して栄養素溶液にアクセスするように、その中に苗木プラグ２１６が着座する複数の開口部を有する頂壁２１４を含むことができる。苗木トレイはまた、頂部作業棚２０２上の支持溝２２２内に嵌合する前縁に沿って、農夫が作業しているときにトレイが動くのを防ぐためのハンドル２１８を含むことができる。苗木トレイがトラフ棚２０６上に置かれると、ハンドルはトラフの縁に突き出している。
【００９６】
苗木ポンプ２２４を各水槽（トラフ）棚２０６に設けて、栄養素液を苗木に供給することができる。苗木ポンプは作業ゾーンの床の下のリザーバ６２に配置することができる。苗木ポンプへのおよび苗木ポンプからの充填および排出管は、コンテナ壁のうちの１つの壁部分内に延在する。照明２２８は、作業棚２０２および上部トラフ棚２０６の下に取り付けられて、トラフ棚上の苗木に光を提供することができる。
【００９７】
作業ゾーンは、カルーセルシステムから取り外された栽培塔を支持するための固定具を含むことができる。栽培塔は、農夫が栽培塔内の植物に作業するのに適した高さで水平方向に支持することができる。一実施態様では、栽培塔の一端を支持するためにブラケット２３４が一方の壁に設けられる。栽培塔の他端は、苗木ステーションの作業棚２０２上に支持することができる。別の実施態様では、栽培塔パネルの他端は、反対側の壁上の第２のブラケットによって支持することができる。図２２を参照されたい。
【００９８】
いくつかの実施態様では、コンテナおよびその中の環境のさまざまなパラメータは、コンテナ内で栽培することが望まれる特定の作物に対して最適化されるように制御することができる。システムは自動化することができ、適切な制御システムによって制御することができる。いくつかの実施態様では、カルーセル栽培構造の移動および照明の動作をスケジューリングするために制御システムを設けることができる。センサの測定値は制御システムに送信され、制御システムは調整が必要かどうかを決定できる。制御システムは、コンテナ内に配置することも、遠隔に配置することも、その両方に配置することもできる。例えば、いくつかの実施態様において、スマートホンなどのデバイス上で実行することができるアプリを使用して、農夫にさまざまなパラメータについて警告し、写真を送信し、農夫が成長条件を調整および最適化するためにシステムを制御できるようにすることができる。
【００９９】
環境制御システム１１０は、コンテナ用のＨＶＡＣシステムを含むことができる。いくつかの実施態様では、空調ユニット２５２をコンテナの屋根に配置することができる。天井パネルには多数のエアレジスタがある。排気カウルをコンテナの屋根に配置することができる。気候センサ２５６をコンテナ内に配置して、気温、湿度レベル、ＣＯ２レベル、および空気流などのパラメータを感知することができる。いくつかの実施態様では、気候センサは、カルーセルシステムのハブの中央列または据え付けベースに配置することができる。環境制御システムは、コンテナ内で栽培されている特定の作物に応じて変動し得る、選択されたパラメータの範囲内に気候を維持するように動作可能であり得る。いくつかの実施態様では、吸気ハウジングおよび供給ファンをコンテナ内に配置することができる。ファンは植物を通り過ぎて上方に空気を吹き付けるように方向を合わせることができる。
【０１００】
コンテナは任意の構成を有することができ、任意の適切な方法で形成することができる。いくつかの実施態様では、コンテナは、適切な枠組みによって支持された４つの壁パネルアセンブリ、屋根パネルアセンブリ、および床パネルアセンブリで形成されている。パネルアセンブリは、任意の適切な材料から作製され得る。一実施態様では、パネルは、内側パネルと外側パネルとの間を、例えばガラス繊維または他の断熱材料で断熱することができる。内側パネルおよび外側パネルはガラス繊維材料で形成することができる。ユーザーアクセス用のドアは一方の端の壁パネルにある。各パネルアセンブリの内側および外側パネルは、所望に応じて成形または構成することができる。例えば、側壁および後壁の内側パネルには、光を保持するための凹部を形成することができる。
【０１０１】
コンテナは任意の適切な方法で組み立てることができる。一実施態様では、枠組は各角に列を含み、列の上端と下端で列を接続する梁を含むことができる。床および天井フレーム要素は、さまざまな機器の配置を可能にするために間隔を空けることができる。フレーミング部材および他の構造部材は、金属、例えば鋼鉄などの任意の適切な材料で作ることができる。パネルは、任意の適切な方法でフレーミング要素に固定することができる。コンテナは、フォークリフトによって輸送することができるように、その下にフォークリフトポケットを含むことができる。
【０１０２】
灌漑および電力用の送電線は、例えば天井および壁などの空所に設けることができる。照明システム、カルーセルシステム、および灌漑システムなどのさまざまなシステムを操作するためのスイッチなどの制御装置は、農夫による操作のために作業ゾーン内に含めることができる。例えば、農夫はカルーセルシステムのモーターを制御して所望の植物壁を作業ゾーンからアクセスできる場所に持ってくることができる。
【０１０３】
本明細書に記載のモジュール式農場は、多種多様な作物、特に緑色の葉の多い植物を栽培するために使用することができる。例えば、この装置は、レタス、ホウレンソウ、フダンソウなどの葉の多い緑色野菜、ブロッコリー、キャベツ、カリフラワー、ブリュッセルもやし、コールラビ、マスタード、ケール、ルッコラなどのアブラナ属；バジル、オレガノ、パセリ、ミントなどのハーブ類を栽培するのに使用することができる。他の作物はトマト、花、根菜類、またはきのこを含むことができる。モジュール式農場は、種子発芽、発芽後植物成長、または苗木後植物成長に使用することができる。特定の作物に応じて、任意の適切な成長培地または植物支持培地を使用することができる。本明細書で使用されるとき、用語「植物（ｐｌａｎｔ）」または「植物（ｐｌａｎｔｓ）」は、きのこを含む真菌を含むことができる。
【０１０４】
本明細書で使用されるとき、「から本質的になる」は、請求項の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない材料またはステップの包含を可能にする。特に組成物の成分の説明または装置の要素の説明における「含む（備える）」という用語の本明細書における任意の記載は、「から本質的になる」または「からなる」と入れ替えることができる。
【０１０５】
本明細書に記載の実施態様のさまざまな特徴はさまざまな方法で組み合わせることができることを理解されよう。例えば、一実施態様に関連して記載された特徴は、その実施態様に関連して明示的に記載されていなくても、他の実施態様に含まれてもよい。
【０１０６】
本発明を特定の好ましい実施態様に関連して記載した。本発明は、示されかつ記載された構造、操作、厳密な材料または実施態様の正確な詳細に限定されず、そして本明細書に開示された実施態様に対する種々の変更、均等物の置換、組成物の変更、その他の変化は当業者には明らかであろう。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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