(57)【要約】【課題】栽培室で水が無駄に消費されることを抑制できる排水リサイクル型植物工場を提供する。【解決手段】排水リサイクル型植物工場は、植物が栽培される栽培室から排出される排水と、第１の供給装置から供給される水とを貯留する第１の貯留槽と、植物を栽培するための水を放出する放出装置に対して、貯留槽に貯留された水を供給する第２の供給装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物が栽培される栽培室から排出される排水と、第１の供給装置から供給される水とを貯留する第１の貯留槽と、
前記植物を栽培するための水を放出する放出装置に対して、前記貯留槽に貯留された水を供給する第２の供給装置と、
を備えることを特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【請求項２】
請求項１に記載の排水リサイクル型植物工場であって、
前記栽培室から排出される排水を貯留する第２の貯留槽と、
前記第２の貯留槽に貯留された排水を前記第１の貯留槽に供給する第３の供給装置と、
を更に備えることを特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【請求項３】
請求項２に記載の排水リサイクル型植物工場であって、
前記第１の貯留槽に貯留された水の水位が所定値以上であるか否かを判定する判定装置と、
前記水位が前記所定値よりも低いことを前記判定装置が判定すると、前記第２の貯留槽に貯留された排水が前記第１の貯留槽に供給されるように前記第３の供給装置を制御する制御装置と、
を更に備えることを特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【請求項４】
請求項３に記載の排水リサイクル型植物工場であって、
前記第１の供給装置は市水を供給し、
前記制御装置は、
前記水位が前記所定値以上となるように前記第３の供給装置を制御した後に、前記水位が前記所定値よりも低いことを前記判定装置が判定すると、前記水位が高くなるよう前記第１の供給装置を制御すること、
を特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項に記載の排水リサイクル型植物工場であって、
前記栽培室から排出される排水、または、前記第１の貯留槽に供給される排水の少なくとも何れか一方の排水を濾過する濾過装置を更に備えること、
を特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の排水リサイクル型植物工場であって、
前記放出装置は、
前記植物に灌水する灌水装置と、
前記栽培室の湿度を増加させる加湿装置と、
を含むことを特徴とする排水リサイクル型植物工場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水リサイクル型植物工場に関する。
【背景技術】
【０００２】
コケやキノコ等の植物は、植物工場の栽培室で栽培されることがある。一般に、このような栽培室では、栽培室を加湿するための水や灌水用の水は、例えば外部の水道設備から供給される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８０１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、栽培室が加湿される際に用いられる水の一部は、例えば栽培室内で結露し、結果的に栽培室の排水口から排出される。また、灌水の際の余剰な水も、結露した水と同様に栽培室から排出される。このため、一般的な植物工場の栽培室内では水が無駄に消費されていた。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、栽培室で水が無駄に消費されることを抑制できる排水リサイクル型植物工場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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る排水リサイクル型植物工場は、植物が栽培される栽培室から排出される排水と、第１の供給装置から供給される水とを貯留する第１の貯留槽と、前記植物を栽培するための水を放出する放出装置に対して、前記貯留槽に貯留された水を供給する第２の供給装置と、を備えることとする。
【発明の効果】
【０００７】
栽培室で水が無駄に消費されることを抑制できる排水リサイクル型植物工場を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である排水リサイクル型植物工場１の構成を示す図である。
【図２】栽培室１５の側面図である。
【図３】マイコン７１が実現する機能ブロックを示す図である。
【図４】マイコン７１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。  
図１は、本発明の一実施形態である排水リサイクル型植物工場１の構成を示す図である。排水リサイクル型植物工場１は、給水装置１０、及び栽培室１５を含んで構成される。
【００１０】
給水装置１０は、栽培室１５からの排水をリサイクル（再利用）しつつ、栽培室１５に給水するための装置であり、用水貯留槽２０、排水貯留槽２１、用水水位センサ２５，排水水位センサ２６、バルブ３０，３１，３５、ポンプ３２，３６，３７、パイプ４０〜４５，５０〜５３、及び制御装置６０を含んで構成される。
【００１１】
栽培室１５は、例えばコケを栽培するためのコンテナであり、温度、湿度等が一定に維持される。栽培室１５には、栽培室１５を加湿するための水がパイプ４３を介して供給され、コケを灌水するための水がパイプ４５を介して供給される。また、詳細は後述するが、栽培室１５の内部で結露した水や、灌水の際の余剰な水は、排水用のパイプ５０から排出される。
【００１２】
用水貯留槽２０（第１の貯留槽）は、栽培室１５からの排水が濾過された水と、市水（上水、水道水）とを貯留する。
【００１３】
排水貯留槽２１（第２の貯留槽）は、排水用のパイプ５０を介して栽培室１５からの排水を貯留する。
【００１４】
用水水位センサ２５（判定装置）は、用水貯留槽２０に貯留された水の水位が所定値以上であるか否かを判定するためのセンサであり、例えば、フロートスイッチ（不図示）及びリレー（不図示）を含んで構成される。なお、前述の所定値は、例えば、用水貯留槽２０に給水するための水が十分（例えば、用水貯留槽２０の全体容積の８０％）あることを示す値である。
【００１５】
排水水位センサ２６は、排水貯留槽２１に貯留された水の水位がほぼゼロか否か、すなわち、排水貯留槽２１に利用できる水があるか否かを判定するためのセンサである。
【００１６】
バルブ３０（第１の供給装置）は、市水を用水貯留槽２０へと供給するためバルブである。バルブ３０がオンされると、すなわちバルブ３０が開かれると、市水はパイプ４０を介して用水貯留槽２０へと供給される。
【００１７】
バルブ３１は、用水貯留槽２０に貯留された水をポンプ３２に供給するか否かを制御するためのバルブである。
【００１８】
ポンプ３２は、バルブ３１がオンの際に、パイプ４１，４２を介して用水貯留槽２０に貯留された水を汲み上げ、パイプ４３を介して栽培室１５に供給する。なお、パイプ４３から栽培室１５に供給される水は、栽培室１５を加湿するために用いられる。
【００１９】
バルブ３５は、用水貯留槽２０に貯留された水をポンプ３６に供給するか否かを制御するためのバルブである。
【００２０】
ポンプ３６は、バルブ３５がオンの際に、パイプ４１，４４を介して用水貯留槽２０に貯留された水を汲み上げ、パイプ４５を介して栽培室１５に供給する。なお、パイプ４５から栽培室１５に供給される水は、灌水用の水として用いられる。本実施形態において、バルブ３１，３５、ポンプ３２，３６が第２の供給装置に相当する。
【００２１】
ポンプ３７（第３の供給装置）は、パイプ５１を介して排水貯留槽２１に貯留された水、すなわち栽培室１５からの排水を汲み上げて、パイプ５２を介してフィルタ３８に供給する。
【００２２】
フィルタ３８（濾過装置）は、ポンプ３７からの排水を濾過してパイプ５３を介して用水貯留槽２０に供給する。
【００２３】
制御装置６０は、給水装置１０を統括制御する装置であり、例えば、用水水位センサ２５、排水水位センサ２６の出力に基づいて、バルブ３０，３１，３５のオン、オフ、すなわち開、閉や、ポンプ３２，３６，３７の動作を制御する。制御装置６０は、メモリ７０、及びＣＰＵ７１を含んで構成される。なお、制御装置６０の詳細については後述する。
【００２４】
＝＝栽培室１５の詳細＝＝
ここで、図２を参照しつつ、栽培室１５の詳細について説明する。なお、図２は、栽培室１５の側面図である。
【００２５】
栽培室１５には、加湿装置８０，８１、栽培棚８２が設けられている。加湿装置８０，８１は、栽培室１５の湿度を増加させるべく、パイプ４３を介して供給される水をミスト化して放出する。
【００２６】
栽培棚８２は、栽培室１５の床１６に設置された棚であり、棚板９０，９１、天板９２が設けられている。
【００２７】
棚板９０には、コケ１００ａが植えられたプランター１０１ａと、プランター１０１ａの重量を測定する重量計１０２ａとが設置されている。天板９２の下面、すなわち天板９２の床１６側の面には、コケ１００ａを成長させるための照明１０３ａと、コケ１００ａの栽培に適した風を生成するためのファン１０４ａとが設けられている。また、プランター１０１ａの上側（天板９２側）には、コケ１００ａの灌水用のノズル１１０ａ，１１１ａがパイプ４５に接続されて設けられている。
【００２８】
棚板９１には、棚板９０と同様に、コケ１００ｂが植えられたプランター１０１ｂと、プランター１０１ｂの重量を測定する重量計１０２ｂとが設置されている。棚板９０の下面には、コケ１００ｂを成長させるための照明１０３ｂと、コケ１００ａの栽培に適した風を生成するためのファン１０４ｂとが設けられている。また、プランター１０１ｂの上側には、コケ１００ｂの灌水用のノズル１１０ｂ，１１１ｂがパイプ４５に接続されて設けられている。
【００２９】
パイプ１２０は、プランター１０１ａ，１０１ｂから排出される水を床１６に設けられた排水口１３０へと排出するためのパイプである。床１６には、栽培室１５の側壁１７に結露した水を排出するための排水口１３１と、側壁１８に結露した水を排出するための排水口１３２が設けられている。この結露した水は、主に加湿装置８０，８１から放出されたミストが結露したものである。また、パイプ５０は、排水口１３０〜１３２から排出された排水が、排水貯留槽２１へと供給されよう栽培室１５の床１６の下側に取り付けられている。
【００３０】
このような栽培室１５では、灌水用のパイプ４５に水が供給されると、コケ１００ａはノズル１１０ａ，１１１ａから放出される水で灌水され、コケ１００ｂはノズル１１０ｂ，１１１ｂから放出される水で灌水される。そして、コケ１００ａ，１００ｂが灌水された際の余剰な水は、パイプ１２０を介して排水口１３０から排出される。また、栽培室１５の側壁１７，１８で結露した水は、排水口１３１，１３２から排出される。この結果、栽培室１５からの排水は排水貯留槽２１へと供給される。
【００３１】
なお、加湿装置８０，８１、及びノズル１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂは、放出装置に相当し、ノズル１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂは、灌水装置に相当する。
【００３２】
＝＝制御装置６０の詳細＝＝
ここで、図１に示した制御装置６０の詳細について説明する。メモリ７０は、マイコン７１が実行するためのプログラムデータや、マイコン７１が処理を実行する際に用いられる各種データを記憶する。
【００３３】
マイコン７１は、メモリ７０に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、マイコン７１は、図３に示すような、取得部２００、排水制御部２１０、用水制御部２２０、及び給水制御部２３０の機能を実現する。
【００３４】
取得部２００は、用水水位センサ２５の判定結果、すなわち、用水貯留槽２０の水位が所定値以上であるか否かを示す判定結果を取得する。そして、取得部２００は、用水貯留槽２０の水位が所定値より低い場合、用水貯留槽２０の水位を上昇させるべく排水制御部２１０を動作させ、用水貯留槽２０の水位が所定値以上の場合、給水を開始させるべく給水制御部２３０を動作させる。
【００３５】
排水制御部２１０は、用水貯留槽２０の水位が所定値より低い場合、用水貯留槽２０の水位が所定値以上となるようにポンプ３７を動作させる。ポンプ３７が動作されると、排水貯留槽２１の排水は用水貯留槽２０へと供給されるため、用水貯留槽２０の水位は上昇する。
【００３６】
ところで、本実施形態では、例えば、排水貯留槽２１に貯留された排水の全てが用水貯留槽２０へと供給され、排水貯留槽２１の水位がほぼゼロとなった場合であっても、用水貯留槽２０の水位が所定値より低いことがある。このため、排水制御部２１０は、排水水位センサ２６の判定結果に基づいて排水貯留槽２１の水位がほぼゼロとなった場合、不足分を補うために、用水貯留槽２０に市水を供給させるべく用水制御部２２０を動作させる。
【００３７】
用水制御部２２０は、排水貯留槽２１の排水が汲み出されて排水貯留槽２１の水位がほぼゼロとなった際に、用水貯留槽２０の水位が所定値より低いとバルブ３０をオンする。そして、用水貯留槽２０の水位が所定値以上になると、用水制御部２２０は、バルブ３０をオフする。
【００３８】
給水制御部２３０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上の場合に、加湿用の水及び灌水用の水の供給を制御する。具体的には、給水制御部２３０は、加湿用の水が栽培室１５に供給されるよう、バルブ３１をオンし、ポンプ３２を動作させる。また、用水制御部２２０は、プランター１０１ａ，１０１ｂの土が乾燥すると、灌水用の水が供給されるよう、バルブ３５，ポンプ３６を制御する。つまり、用水制御部２２０は、重量計１０２ａ，１０２ｂの示す重量が、所定の値より小さくなると、バルブ３５をオンし、ポンプ３６を例えば所定時間動作させる。
【００３９】
＝＝マイコン７１の処理の一例について＝＝
給水装置１０が栽培室１５に給水する場合において、マイコン７１が実施する処理の一例を、図４を参照しつつ説明する。
【００４０】
まず、取得部２００は、用水水位センサ２５の判定結果を取得する（Ｓ１００）。そして、用水貯留槽２０の水位が所定値以上の場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、すなわち、用水貯留槽２０に水が十分ある場合、取得部２００は、給水制御部２３０に栽培室１５の給水を開始させる（Ｓ１０７）。一方、用水貯留槽２０の水位が所定値より低い場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、取得部２００は、排水制御部２１０に排水の供給を開始させる（Ｓ１０２）。そして、ポンプ３７が動作され、用水貯留槽２０の水位が所定値以上となると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、排水制御部２１０は、給水制御部２３０に栽培室１５の給水を開始させる（Ｓ１０７）。一方、ポンプ３７が動作された後、用水貯留槽２０の水位が所定値より低い場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、排水制御部２１０は、排水水位センサ２６の判定結果を取得する（Ｓ１０４）。そして、排水貯留槽２１の水位がほぼゼロではない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、すなわち、排水貯留槽２１に排水が残っている場合、排水制御部２１０は排水の供給を継続させる（Ｓ１０２）。一方、排水貯留槽２１の水位がほぼゼロとなると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、すなわち、排水貯留槽２１の排水がほぼゼロとなると、排水制御部２１０は、用水制御部２２０を動作させ、市水の供給を開始させる（Ｓ１０５）。
【００４１】
用水制御部２２０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上でないと（Ｓ１０６：ＮＯ）、市水の供給を継続させる。つまり、用水制御部２２０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上となるまでバルブ３０をオンし続ける。一方、用水制御部２２０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上となると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、給水制御部２３０に栽培室１５の給水を開始させる（Ｓ１０７）。
【００４２】
以上、本実施形態の排水リサイクル型植物工場１について説明した。排水リサイクル型植物工場１では、市水のみならず、栽培室１５から排出される排水が用水貯留槽２０に貯留される。そして、給水装置１０は、用水貯留槽２０に貯留された水を加湿用の水及び灌水用の水として栽培室１５に供給する。このように、給水装置１０は、栽培室１５から排出される排水を再利用することができるため、排水リサイクル型植物工場１では無駄な水の消費を抑制することができる。
【００４３】
また、例えば、パイプ５０からの排水を直接用水貯留槽２０に供給することも可能である。しかしながら、例えばパイプ５０を直接用水貯留槽２０に接続すると、用水貯留槽２０の水位が十分高い場合や、用水貯留槽２０を清掃する場合等に排水が用水貯留槽２０へ供給されることを停止することができない。本実施形態では、ポンプ３７が動作することにより排水が用水貯留槽２０に供給されるため、所望のタイミングで排水を用水貯留槽２０に供給することができる。
【００４４】
また、制御装置６０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上でないとき、排水貯留槽２１に貯留された排水が用水貯留槽２０に供給されるようにポンプ３７を制御する（例えば、Ｓ１０２）。このように、用水貯留槽２０の水位が低い場合、まず排水が用水貯留槽２０に供給されるため、無駄な水の消費を抑制することができる。
【００４５】
また、制御装置６０は、用水貯留槽２０の水位が所定値以上となるようにポンプ３７を制御した後、用水貯留槽２０の水位が所定値とならなかった場合（例えば、Ｓ１０４）、不足分を補うために、市水が用水貯留槽２０に供給されるようにバルブ３０を制御する（例えば、Ｓ１０５）。このため、用水貯留槽２０の水がゼロとなることを防ぐことができる。
【００４６】
また、栽培室１５からの排水は、フィルタ３８により濾過された後に用水貯留槽２０に供給される。このため、給水装置１０では、排水に含まれる不純物が除去された状態で、加湿用、灌水用の水として再利用される。なお、フィルタは、排水を濾過するためのものであるため、栽培室１５と用水貯留槽２０とを結ぶパイプ５０からパイプ５３までの経路の何れかに設けられていれば良い。
【００４７】
また、給水装置１０は、例えば、栽培室１５の加湿装置８０，８１、やノズル１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂに水を供給した。しかしながら、例えば、栽培室１５内で栽培する植物によっては、例えば、加湿装置、またはノズルの何れか一方でも良い。
【００４８】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００４９】
例えば、用水水位センサ２５の代わりに、用水貯留槽２０の水量、または用水貯留槽２０の水圧を検出するセンサを用いても良い。そして、制御装置６０が、例えば用水貯留槽２０の水量に基づいて、排水、市水の供給を制御した場合であっても、本実施形態と同様の効果をえることができる。また、本実施形態ではコケを対象としたが、栽培植物としては野菜や観葉植物であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    排水リサイクル型植物工場
１０  給水装置
１５  栽培室
１６  床
１７，１８  側壁
２０  用水貯留槽
２１  排水貯留槽
２５  用水水位センサ
２６  排水水位センサ
３０，３１，３５  バルブ  
３２，３６，３７  ポンプ  
３８  フィルタ
４０〜４５，５０〜５３，１２０  パイプ
６０  制御装置
７０  メモリ  
７１  マイコン  
８０，８１  加湿装置
８２  栽培棚
９０，９１  棚板
９２  天板
１００ａ，１００ｂ  コケ
１０１ａ，１０１ｂ  プランター
１０２ａ，１０２ｂ  重量計
１０３ａ，１０３ｂ  照明
１０４ａ，１０４ｂ  ファン
１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂ  ノズル
１３０〜１３２  排水口
２００  取得部
２１０  排水制御部
２２０  用水制御部
２３０  給水制御部
【図１】
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【図２】
2011229507.tif 000004
【図３】
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【図４】
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