(57)【要約】【課題】水耕栽培装置が具備する各植物栽培棚の離間距離を短く設定することができ、作業性を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上可能な水耕栽培装置を提供することを目的とする。【解決手段】長尺の水槽である水耕栽培槽と、槽支持材と、照明装置と、照明支持材と、植生プレートと、を具備し、前記槽支持材の上方に前記水耕栽培槽が配設され、前記水耕栽培槽の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略平行になる位置関係を有し、前記照明装置の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略直交に配設され、前記植生プレートが前記水耕栽培槽の上方に配設されており、前記植物栽培棚が多段形成されていること、を特徴とする水耕栽培装置。【選択図】図１
2019135929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の水槽である水耕栽培槽と、槽支持材と、照明装置と、照明支持材と、植生プレートと、を具備し、
前記槽支持材の上方に前記水耕栽培槽が配設され、
前記水耕栽培槽の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略平行になる位置関係を有し、前記照明装置の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略直交に配設され、
前記植生プレートが前記水耕栽培槽の上方に配設されており、
前記植物栽培棚が多段形成されていること、
を特徴とする水耕栽培装置。
【請求項２】
前記植生プレートが、合成樹脂を用いて中実に形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
【請求項３】
前記照明支持材が、前記植生プレートを移動させるコンベアの機能を有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の水耕栽培装置。
【請求項４】
前記照明装置が、ＬＥＤ光源を用いて構成されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業性を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上可能な水耕栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土壌を用いる必要が無く、屋内の狭い空間において高密度な生産が可能で、また、天候の影響を受けること無く温度や湿度等を調整でき、さらには、雑菌や害虫等による汚染を除去しやすい等の多くの利点から、水耕栽培装置が注目されている。当該水耕栽培装置は、植物を生育する栽培棚を上下方向に所定の離間距離で多段に配置すると共に、各水耕容器の上方部側に照明装置を設けた水耕栽培装置が一般に採用されている。
【０００３】
栽培棚を多段化することで、少ない面積でより多くの植物を栽培することが可能となり、屋内等の極小スペースの有効活用化にも大きく貢献するものである（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２０１５−００６１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多段式の栽培棚を具備した従来の水耕栽培装置は、自身の構造から各栽培棚の離間距離を４００ｍｍ程度の寸法で構成されていた。各栽培棚の離間距離が４００ｍｍ程度の場合、作業者が難なく作業可能な高さ範囲考慮すると、５段構成として床面から最上段の栽培棚までの高さ寸法を２０００ｍｍ程度とするのが限界であった。  
【０００６】
ここで、水耕栽培装置の構造に着目すると、特に植物栽培棚を構成する各部品の配設態様に無駄があり、各植物栽培棚の離間距離を小さくすることができないのは明らかであって、床面積当たりの栽培量にも限界があり未だ改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて創作されたものであり、水耕栽培装置が具備する各植物栽培棚の離間距離を短く設定することができ、作業エリアの容積を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上可能な水耕栽培装置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】
上記の課題を解決すべく、本発明は、
長尺の水槽である水耕栽培槽と、槽支持材と、照明装置と、照明支持材と、植生プレートと、を具備し、
前記槽支持材の上方に前記水耕栽培槽が配設され、
前記水耕栽培槽の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略平行になる位置関係を有し、前記照明装置の長尺方向と、前記照明支持材の長尺方向と、が略直交に配設され、
前記植生プレートが前記水耕栽培槽の上方に配設されており、
前記植物栽培棚が多段形成されていること、
を特徴とする水耕栽培装置を提供する。
【０００９】
このような構成を有する本発明の水耕栽培装置では、水耕栽培装置が具備する各植物栽培棚の離間距離を短く設定することができ、作業性を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上することができる。
【００１０】
また、上記の本発明の水耕栽培装置においては、前記植生プレートが、合成樹脂を用いて中実に形成されることが望ましい。
【００１１】
このような構成を有する本発明の水耕栽培装置では、植生プレートが発泡層を有さないため、プレートの厚さ寸法を小さくすることができ、より栽培エリアの高さ寸法を確保することができる。
【００１２】
また、上記の本発明の水耕栽培装置においては、前記照明支持材が、前記植生プレートを移動させるコンベアの機能を有することが望ましい。
【００１３】
このような構成を有する本発明の水耕栽培装置では、容易に植生プレートを照明支持材の長尺方向にスライド移動させることができる。よって、水耕栽培装置を用いた栽培作業を効率化することが可能となる。
【００１４】
また、上記の本発明の水耕栽培装置においては、更に、前記照明装置が、ＬＥＤ光源を用いて構成されることが望ましい。
【００１５】
このような構成を有する本発明の水耕栽培装置では、照明装置のエネルギー効率が高く、過剰な放熱を抑えることができる。また、照明装置のサイズを小さくすることができ、栽培エリアの高さ寸法を圧迫しない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水耕栽培装置が具備する各植物栽培棚の離間距離を短く設定することができ、作業性を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上可能な水耕栽培装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の水耕栽培装置１が備える植物栽培棚１７の構造を示す模式図である。
【図２】植物栽培棚１７を構成する各部品の配設関係を示す図であって、図２（ａ）は、植物栽培棚１７を短尺方向Ｙに見た側面図であり、図２（ｂ）は、照明装置７と槽支持材９と照明支持材１１との詳細な配設位置を示す短尺方向Ｙに見た側面図である。
【図３】隣接する植物栽培棚１７と植物栽培棚６７との配設位置を示す側面図である。
【図４】植物栽培棚１７を具備して構成した本実施形態の水耕栽培装置１を示す図であって、図４（ａ）は、従来の水耕栽培装置１０１を長尺方向Ｘに見た側面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態の水耕栽培装置１を長尺方向Ｘから見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る水耕栽培装置１の代表的な実施形態を、図を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明は図示されるものに限られるものではなく、各図面は本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。更に、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
【００１９】
１．水耕栽培装置１の概要
本実施形態の水耕栽培装置１は、内部に具備する植物栽培棚１７間（栽培エリア）の容積を十分に確保しつつ、床面積当たりの栽培量を効果的に向上することができる装置である。よって本水耕栽培装置１は、植物栽培棚１７の構成に特徴を有している。
【００２０】
より具体的には、植物５１の栽培に悪影響を及ぼさないよう植物栽培棚１７間の高さ方向の寸法を最適化し、床面２０１から使用者が容易に栽培作業可能な高さの範囲で植物栽培棚１７の多段化をより多く達成するものである。
【００２１】
２．植物栽培棚１７の構造
次に、図１を用いて本実施形態の水耕栽培装置１が備える植物栽培棚１７の構造について詳細に説明する。図１は、本実施形態の水耕栽培装置１が備える植物栽培棚１７の構造を示す模式図である。なお、本実施形態の説明は、理解容易にするため水耕栽培装置１の長尺方向をＸ、短尺方向をＹとする。
【００２２】
図１に示すとおり、本実施形態に用いる植物栽培棚１７は、概ね植物５１（図３参照）を保持するための植生プレート５と、植物５１に養分を含んだ養液を供給するための複数個の長尺状の水耕栽培槽３と、上端で水耕栽培槽３を支持する槽支持材９と、植物５１の光合成を促す照明装置７と、植生プレート５の支持及び長尺方向Ｘへのスライドを補助するローラ１３と、ローラ１３を具備し下端で照明装置７を支持する照明支持材１１と、を備えて構成されている。
【００２３】
＜植生プレート５＞
植生プレート５は、植物５１の土台となる部品であって、植物５１を保持しつつ位置決めし、植物５１の根を後述する水耕栽培槽３内の養液に浸すことができる。植生プレート５は、例えば塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を用いて略四角形に形成され、植物５１を保持する植生孔１９が所定の間隔で所定数設けられている。
【００２４】
なお、植生プレート５の板厚寸法は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲とし、より好ましくは２ｍｍとすることが望ましい。なお、植生プレート５を塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で中実に構成すれば、発泡層を有さないため、厚さ寸法を低くすることができる。これにより、栽培エリアの高さ寸法を確保できる。
【００２５】
植生プレート５は、隣接する栽培エリアを繋ぐ通気孔（図示せず）を設けて空気の移動を促進させてもよい。また、植生プレート５の裏面側に溝を設けて機能を向上してもよい。例えばローラ１３と当接する位置に長尺方向Ｘと平行な溝を形成すれば、植生プレート５を長尺方向Ｘにスライドする際のガイドとなり、当該スライドを容易かつ確実に行うことができる。即ち、植生プレート５は、栽培する植物５１の種類、栽植密度等によって種々の平面形状を採用して形成すればよい。
【００２６】
＜照明装置７＞
照明装置７は、栽培エリア内で発光させ、植物の光合成に必要な光を供給するためのものであって、エネルギー効率が高く、過剰な放熱を抑えるＬＥＤ光源を用いて構成することが望ましい。本実施形態の照明装置７は長尺状であり、水耕栽培槽３の下方においてその長尺方向Ｘと略直交して固定されている。本実施形態の水耕栽培装置１は、植物５１の光合成に必要な光を上述した照明装置７により供給している。なお、照明装置７をＬＥＤ光源とすることで、サイズを小さくすることができ、栽培エリアの高さ寸法を確保できる。
【００２７】
＜槽支持材９＞
槽支持材９は、後述する水耕栽培槽３を支持する略棒状の部品であって、本実施形態では、略矩形の断面形状を有し、かつ耐蝕性を有する材料で形成された鋼管を用いている。各寸法は、栽培する植物５１の種類、植生プレート５の形状、支持する水耕栽培槽３の数及び水耕栽培装置１の全体のサイズ等から適宜決定することが望ましい。なお、短尺方向Ｙにおける槽支持材９の両端は、本水耕栽培装置１を構成する構造フレーム１５に接続固定される。
【００２８】
＜照明支持材１１＞
照明支持材１１は、下端に照明装置７接続が固定されてこれを支持する略棒状の部品であって、耐蝕性を有する材料で形成されている。本実施形態では、上端に長尺方向Ｘに回転する複数のローラ１３が連続して配設されており、容易に植生プレート５を長尺方向Ｘにスライド移動可能とするコンベア機能が備わっている。
【００２９】
照明支持材１１の各寸法は、栽培する植物５１の種類、植生プレート５の形状、支持する照明装置７の数及び水耕栽培装置１の全体のサイズ等から適宜決定することが望ましい。なお、長尺方向Ｘにおける照明支持材１１の両端は、本水耕栽培装置１を構成する構造フレーム１５に接続固定される接続固定の方法は従来公知のものでよく、材質に応じて、溶着や接着又はビス留め等でもよい。
【００３０】
＜水耕栽培槽３＞
水耕栽培槽３は、例えば合成樹脂を用いて形成され、略Ｕ字の断面形状を有した長尺状の水槽である。水耕栽培槽３は、内部に植物５１の成長を促進させる養液を貯留又は循環させて使用するものであるため、両端部には端部壁（図示せず）を設けて養液が外部へ流出することを防止することが望ましい。
【００３１】
＜各部品の配設関係＞
次に、図２（ａ）及び（ｂ）を用いて、植物栽培棚１７を構成する各部品の配設関係について詳細に説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は、植物栽培棚１７を構成する各部品の配設関係を示す図であって、図２（ａ）は、植物栽培棚１７を短尺方向（横幅方向）Ｙに見た側面図であり、図２（ｂ）は、照明装置７と槽支持材９と照明支持材１１との詳細な配設位置を示す短尺方向Ｙに見た側面図である。
【００３２】
本実施形態の水耕栽培装置１の植物栽培棚１７は、上述した各部品の配設関係に特徴を有する。本水耕栽培装置１の長尺方向Ｘと略平行に配向された照明支持材１１が、短尺方向Ｙの両側にそれぞれ配設される。複数の槽支持材９が照明支持材１１に対して略直交に配向され、各槽支持材９を所定の離間距離で並べつつ、各槽支持材９の上端を照明支持材１１の下端に当接して支持する。
【００３３】
更に、複数の照明装置７を照明支持材１１に対して略直交（水耕栽培槽３に対しても略直交であり、槽支持材９に対しては略平行）に配向し、各照明装置７を所定の離間距離で並べつつ、各照明装置７の上端を照明支持材１１の下端に接続して固定する。
【００３４】
水耕栽培槽３は、槽支持材９に対して略直交（照明支持材１１に対しては略平行）に配向し、短尺方向Ｙの両側に配設された照明支持材１１間に所定の離間距離で並べつつ、槽支持材９の上端に接続して固定される。なお、植生プレート５は、照明支持材１１に配設されたローラ１３の上端に下端を当接して配設し、長尺方向Ｘにスライド可能な状態とされる。
【００３５】
即ち、照明装置７は、水耕栽培槽３の直下（照明支持材１１の下端及び槽支持材９の上端と同じ高さ位置）に配設されており、照明装置下端位置Ｐ２が、槽支持材下端位置Ｐ１より上方に位置している。これにより、槽支持材９の下端から下方に位置する植物栽培棚１７が具備する植生プレート５表面までのスペースを大きく確保することができる。
【００３６】
３．植物栽培棚間の離間距離の設定
続いて、図３を用いて隣接する植物栽培棚１７と植物栽培棚６７との離間距離Ｈ２の設定について詳細に説明する。図３は、隣接する植物栽培棚１７と植物栽培棚６７との配設位置を示す側面図である。上述のように植物栽培棚を構成することで、栽培エリアの容積を確保しつつ、多段に配設された各植物栽培棚の離間距離Ｈ２を詰めることができる。なお、ここでの説明は、植物栽培棚１７と植物栽培棚６７を用いて説明を行う。
【００３７】
図３に示すとおり、上方に配設された植物栽培棚１７と、下方に配設された植物栽培棚６７と、の双方の離間距離Ｈ２を決定するには、まず植物栽培棚１７が具備する槽支持材９の下端から、植物栽培棚６７が具備する植生プレート５５の表面までの高さ寸法Ｈ１を決定した後、各部品の嵌合を加味して植物栽培棚１７と植物栽培棚６７との離間距離Ｈ２を決定することが望ましい。
【００３８】
植物栽培棚１７が具備する槽支持材９の下端から、植物栽培棚６７が具備する植生プレート５５の表面までの高さ寸法Ｈ１は、栽培する植物５１の種類（成長後の背丈等）や、使用する照明器具７の放熱量及び光源位置から植物５１までの距離等によって決定することが望ましいが、例えばリーフレタスの場合、１８０ｍｍ〜２２０ｍｍ程度の範囲で設定することが望ましい。
【００３９】
また、植物栽培棚１７と植物栽培棚６７との離間距離Ｈ２は、上記で設定した高さ寸法Ｈ１に、植物栽培棚１７が具備する各備品の高さ寸法を加えて決定するが、上述のとおり植物栽培棚の構造を創意工夫して高さ寸法Ｈ１を詰め、更に各部品の寸法を適宜調整することで、３００ｍｍ程度に設定することができる（高さ寸法Ｈ１を１８０ｍｍ〜２２０ｍｍに設定した場合。）。
【００４０】
４．植物栽培棚１７を具備して構成した水耕栽培装置１
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて植物栽培棚１７を具備して構成した本実施形態の水耕栽培装置１について詳細に説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、植物栽培棚１７を具備して構成した本実施形態の水耕栽培装置１を示す図であって、図４（ａ）は、従来の水耕栽培装置１０１を長尺方向Ｘに見た側面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態の水耕栽培装置１を長尺方向Ｘから見た側面図である。
【００４１】
上述の構造を有する植物栽培棚１７を具備して構成された本実施形態の水耕栽培装置１は、従来の水耕栽培装置１０１に比して、栽培エリア内の高さ寸法Ｈ１を同等に維持したまま、床面２０１から最上段の植物栽培棚１７が具備する植生プレート５までの高さ寸法Ｈ４を低く設定することができる。また、植物栽培棚１７をより多段に配設することができる。
【００４２】
より具体的に説明すると、従来の水耕栽培装置１０１は、栽培エリア内の高さ寸法Ｈ１を設定する際、槽支持材１０９の下端に照明装置１０７が接続固定されているため、照明装置１０７の下端から、下方に配設された植生プレート１０５の表面までの距離を採用する。よって、従来の水耕栽培装置１０１が具備する各植物栽培棚１１７間の離間距離Ｈ３は、植生プレート１０５と、ローラ１１３を含む照明支持材１１１と、槽支持材１０９と、照明装置１０７と、におけるそれぞれの高さ寸法の和に、栽培エリア内の高さ寸法Ｈ１を加えたものとなる（図４（ａ）参照）。
【００４３】
これに対し、本実施形態の水耕栽培装置１は、栽培エリア内の高さ寸法Ｈ１を設定する際、上述のとおり照明支持材１１の下端に直接照明装置７が接続固定されているため、槽支持材９の下端から、下方に配設された植生プレート５の表面までの距離を採用する。よって、本水耕栽培装置１が具備する各植物栽培棚１７間の離間距離Ｈ２は、植生プレート５と、ローラ１３を含む照明支持材１１と、槽支持材９と、におけるそれぞれの高さ寸法の和に、栽培エリア内の高さ寸法Ｈ１を加えたものとなる（図４（ｂ）参照）。即ち、照明装置７の高さ寸法分、本水耕栽培装置の離間距離Ｈ２は、従来の水耕栽培装置１０１の離間距離Ｈ３よりも低く設定することができる。
【００４４】
また、従来の水耕栽培装置１０１が具備する各植物栽培棚１１７間の離間距離Ｈ３が、上述のとおり４００ｍｍ程度であれば、植物栽培棚１１７を５段配設すると床面２０１から最上段の植物栽培棚１１７が具備する植生プレート１０５の表面までの高さ寸法Ｈ５が２０００ｍｍ程度となり、これ以上多段に構成すると一般的な成人の身長を有する作業者では栽培作業が困難となる（図４（ａ）参照）。なお、床面２０１から最下段の植物栽培棚１１７の高さ寸法は、離間距離Ｈ３と同様に設定している。
【００４５】
これに対し、本実施形態の水耕栽培装置１が具備する各植物栽培棚１７間の離間距離Ｈ２は、上述のとおり３００ｍｍ程度に設定できるため、同様に植物栽培棚１７を５段配設しても床面２０１から最上段の植物栽培棚１７が具備する植生プレート５の表面までの高さ寸法Ｈ４を１５００ｍｍ程度に抑えることができ、作業者の作業性を考慮すると更に植物栽培棚１７を追加して６段にしても、高さ寸法Ｈ４は１８００ｍｍ程度となり、作業性を維持したまま、更なる多段化によって床面積当たりの栽培量を効果的に向上させることができる。なお、床面２０１から最下段の植物栽培棚１７の高さ寸法は、離間距離Ｈ２と同様に設定している。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の精神及び教示を逸脱しない範囲でその他の改良例や変形例が存在する。そして、かかる改良例や変形例は全て本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとっては容易に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本実施形態における水耕栽培装置は、各植物栽培棚の離間距離を短く設定することができ、作業性を維持したまま、更なる多段化を達成して床面積当たりの栽培量を効果的に向上するものである。
【符号の説明】
【００４８】
１      水耕栽培装置
３      水耕栽培槽
５      植生プレート
７      照明装置
９      槽支持材
１１    照明支持材
１３    ローラ
１５    構造フレーム
１７    植物栽培棚
１９    植生孔
５１    植物
５５    植生プレート
６７    植物栽培棚
１０１  水耕栽培装置
１０３  水耕栽培槽
１０５  植生プレート
１０７  照明装置
１０９  槽支持材
１１１  照明支持材
１１３  ローラ
１１５  構造フレーム
１１７  植物栽培棚
２０１  床面
Ｐ１    槽支持材下端位置
Ｐ２    照明装置下端位置
Ｈ１    高さ寸法
Ｈ２    離間距離
Ｈ３    離間距離
Ｈ４    高さ寸法
Ｈ５    高さ寸法
Ｘ      長尺方向
Ｙ      短尺方向
【図１】
2019135929.tif 000003
【図２】
2019135929.tif 000004
【図３】
2019135929.tif 000005
【図４】
2019135929.tif 000006