(57)【要約】【課題】植物の根元に養液を含む霧を供給すると共に、該霧を栽培ボックス内に均等に充満させるファンを備える植物栽培装置において、前記ファンの回転駆動軸が付着する養分で回転停止が生じるのを防止する。【解決手段】ノズルから噴霧する養液を含む霧を所要の流速で前記栽培ボックス内に流通させるファンユニットを、該ファンユニットは栽培ボックスの外壁に設けた設置用開口に取り付けるモータと、該モータに連結して前記栽培ボックス内に突出させる回転駆動軸と、該回転駆動軸の先端に連結して前記栽培ボックス内で回転させる噴霧加速用回転羽根を備え、前記設置用開口の周縁から前記栽培ボックス内に縮径させて突出する噴霧漏れ防止用のカバーを設け、該カバーの突出端に設ける中央貫通穴に貫通させた前記回転駆動軸の先端に前記噴霧加速用回転羽根を取り付け、前記カバーで前記栽培ボックス内の前記養液を含む噴霧が前記モータと前記回転駆動軸との連結部側に漏れて付着するのを防止する構成としている。【選択図】図２
2015012841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
栽培植物の根部が下垂する中空の栽培ボックス内に養液を噴霧するノズルと、
前記養液を含む噴霧を所要の流速で前記栽培ボックス内に流通させるファンユニットを備え、
前記ファンユニットは前記栽培ボックスの外壁に設けた設置用開口に取り付けるモータと、該モータに連結して前記栽培ボックス内に突出させる回転駆動軸と、該回転駆動軸の先端に連結して前記栽培ボックス内で回転させる噴霧加速用回転羽根を備え、
前記設置用開口の周縁から前記栽培ボックス内に縮径させて突出する噴霧漏れ防止用のカバーを設け、該カバーの突出端に設ける中央貫通穴に貫通させた前記回転駆動軸の先端に前記噴霧加速用回転羽根を取り付け、
前記カバーで、前記栽培ボックス内の前記養液を含む噴霧が前記モータと前記回転駆動軸との連結部側に漏れて付着するのを防止する構成としていることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記カバーの中央貫通穴の内周面と前記回転駆動軸の軸方向の中間位置の外周面との間にシールベアリングを介在させ、前記養液を含む噴霧が前記モータ側へ漏れるのを封止すると共に、外気を導入しない構成としている請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記回転駆動軸の軸方向の中間に外気吸引用回転羽根を取り付け、前記外気吸引用回転羽根を前記中央貫通穴に隙間をあけて挿通し、または、
前記中央貫通穴の周縁から折り返して形成した筒部の中空の貫通穴あるいは前記カバーの内周面から突設した筒部の中空の貫通穴と前記中央貫通穴を同軸上に連通させ、前記筒部の中空の貫通穴に前記外気吸引用回転羽根を隙間をあけて挿通し、
前記外気吸引用回転羽根の外周側の隙間は１ｍｍ〜１０ｍｍとし、外気を導入する構成としている請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記モータは前記設置用開口の内部または該設置用開口の外面側に設置し、該モータに基端を連結する前記回転駆動軸の長さは１００ｍｍ〜４００ｍｍ、該回転駆動軸の直径は５ｍｍ〜２０ｍｍとし、回転速度は１０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記ファンユニットの回転駆動軸の先端に設ける前記噴霧加速用回転羽根の外径より、該回転駆動軸の中間位置に設ける前記外気吸引用回転羽根の外径を小さくし、
該噴霧加速用回転羽根の外径（Ｒ１）と前記外気吸引用回転羽根の外径（Ｒ２）とはＲ１：Ｒ２＝２：１〜１２：１の範囲に設定している請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記カバーを縮径して突出した閉鎖部を囲むように前記設置用開口の周縁より突出し、先端側内周面を前記噴霧加速用回転羽根の外周面に摺接または近接して位置させるネット材又は多孔質材からなる外筒を備えている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
１つの前記ファンユニットと１つの前記ノズルとを前記栽培ボックス内の対角位置に設置し、前記ノズルからの噴霧方向を前記ファンユニットの噴霧加速用回転羽根で逆方向として、前記栽培ボックス内で噴霧を循環させている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項８】
前記ファンユニットの設置側の一側部と前記ノズルの設置側の他側部を仕切る仕切壁を前記栽培ボックス内に設置し、前記仕切壁を挟む両側部に栽培植物を配置し、または、前記ノズルの設置側に栽培植物を配置する一方、ファンユニット設置側には栽培植物を配置していない請求項７に記載の植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置に関し、詳しくは、栽培植物の根部が下垂する中空の栽培ボックス内にノズルより養液を噴霧すると共に、該噴霧をファンにより所要の流速で流通させる植物栽培装置において、養液によりファンの目詰まりが発生しにくい構造とし、メンテナンス性を向上するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の植物栽培装置として、本出願人は特開２０１２−２２３１２７号公報で、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、栽培植物Ｐの根部Ｐｒが下垂する中空の栽培ボックス１００内にノズル１０１より養液を噴霧すると共に、該噴霧をモータ駆動の循環用のファン１０２により所要の流速で流通させる植物栽培装置を提供している。
【０００３】
前記特許文献１の植物栽培装置は、栽培ボックス内の湿度を近飽和状態に保持しているため、密植や連作が可能となり、栽培植物を大量かつ迅速に育成でき、営農用の栽培装置として好適に用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２３１２７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、前記植物栽培装置では、栽培ボックス１００内に設置されたファン１０２の駆動部に養液を含む霧の成分が付着する。詳しくは、ファンの回転駆動軸とモータの軸受部からなる連結部に粘性を有する養液が固着し、生産性を上げるためにノズルからの養液の噴霧とファンの回転を休止せずに続けると、堆積する養液の固着量が迅速に増加し、ファンの回転停止が短時間で発生する。その結果、メンテナンス回数が増加し、ファンモータの交換も必要となり、維持コストが増加する問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題を鑑みてなされたもので、ファンの回転駆動軸とモータの連結部に養液の噴霧が付着しないようにして、該養液付着によるファンの回転停止の発生を低減・防止し、メンテナンス性の向上を図って営農コストを低減することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、
栽培植物の根部が下垂する中空の栽培ボックス内に養液を噴霧するノズルと、
前記養液を含む噴霧を所要の流速で前記栽培ボックス内に流通させるファンユニットを備え、
前記ファンユニットは前記栽培ボックスの外壁に設けた設置用開口に取り付けるモータと、該モータに連結して前記栽培ボックス内に突出させる回転駆動軸と、該回転駆動軸の先端に連結して前記栽培ボックス内で回転させる噴霧加速用回転羽根を備え、
前記設置用開口の周縁から前記栽培ボックス内に縮径させて突出する噴霧漏れ防止用のカバーを設け、該カバーの突出端に設ける中央貫通穴に貫通させた前記回転駆動軸の先端に前記噴霧加速用回転羽根を取り付け、
前記カバーで、前記栽培ボックス内の前記養液を含む噴霧が前記モータと前記回転駆動軸との連結部側に漏れて付着するのを防止する構成としていることを特徴とする植物栽培装置を提供している。
【０００８】
前記のように、本発明では、ファンユニットの噴霧加速用回転羽根は栽培ボックス内に突出させて、栽培ボックス内にノズルから噴霧される養液を含む霧を栽培ボックス内に流通させている。一方、該噴霧加速用回転羽根の回転駆動軸と連結するモータは栽培ボックスの外壁に設けた設置用開口に取り付け、該モータと噴霧加速用回転羽根との間に噴霧漏れ防止用のカバーを突設し、該カバーにより栽培ボックス内の養液を含む霧がモータと回転駆動軸との連結部側に漏れて該連結部に付着するのを低減・防止している。これにより、養液の付着によりファンの回転が停止するのを低減・防止でき、メンテナンスによる休止時間を短くして生産性を高めることができると共に、ファンの交換頻度も低減し、維持コストを低下することができる。
【０００９】
前記栽培ボックスの外壁に設ける設置用開口の内部に前記モータを設置し、または該設置用開口を囲む外壁周縁にモータを取り付けて該設置用開口内に前記回転駆動軸を挿通している。
前記噴霧漏れ防止用のカバーは樹脂製または金属製とし、前記設置用開口の内周面、内面側周縁または外面側周縁に固定する固定筒部と、該固定筒部の栽培ボックス側先端から前記栽培ボックス内に縮径して突出する共に突出端に中央貫通穴を設けた閉鎖部を備えた形状としている。
【００１０】
前記カバーの中央貫通穴の内周面と前記回転駆動軸の軸方向の中間位置の外周面との間にシールベアリングを介在させ、前記養液を含む噴霧が前記モータ側へ漏れるのを封止すると共に、外気を導入しない構成としてもよい。
【００１１】
または、前記回転駆動軸の軸方向の中間に外気吸引用回転羽根を取り付け、前記外気吸引用回転羽根を前記中央貫通穴に隙間をあけて挿通し、または、
前記中央貫通穴の周縁から折り返して形成した筒部の中空の貫通穴あるいは前記カバーの内周面から突設した筒部の中空の貫通穴と前記中央貫通穴を同軸上に連通させ、前記筒部の中空の貫通穴に前記外気吸引用回転羽根を隙間をあけて挿通し、
前記外気吸引用回転羽根の外周と前記カバーの内周の間の隙間は１ｍｍ〜１０ｍｍとし、該隙間を通って外気を栽培ボックス内に導入する構成としてもよい。
【００１２】
前記のように、回転駆動軸の中間に外気吸引用回転羽根を取り付ける場合、該外気吸引用回転羽根の外周面と前記カバーの筒部の内周面との間に１ｍｍ〜１０ｍｍの微小な隙間をあけることが好ましい。これは、隙間が１ｍｍ未満であると、外気吸引用回転羽根の回転によりボックス内から養液を含む噴霧をファンユニット内に吸い込む負圧が発生しやすくなるためである。
【００１３】
前記のように、本発明の植物栽培装置では、噴霧加速用回転羽根を先端に固定する回転駆動軸の軸方向の中間位置に外気吸引用回転羽根を取り付けて外気導入型にする場合と、取り付けずに外気導入をしない場合があり、それに応じて前記噴霧漏れ防止用のカバーの関係を下記（１）〜（４）のいずれかで規定している。
【００１４】
（１）ファンの回転駆動軸の中間位置に外気吸引用回転羽根を取り付けず、カバーの中央貫通穴の周縁と前記回転駆動軸の軸方向の中間位置の外周面との間を液漏れ防止のためにシールする。その際、前記のように、シールベアリングを介在させることが好ましいが、中央貫通穴の内周面に回転駆動軸の外周面を摺接させてもよい。
この場合、外気導入はないが、前記カバーによりモータ側への噴霧漏れの防止を図ることができる。
【００１５】
（２）回転駆動軸の中間位置に外気吸引用回転羽根を取り付け、カバーの突出端の中央貫通穴に前記外気吸引用回転羽根を配置する。  
（３）回転駆動軸の中間位置に外気吸引用回転羽根を取り付け、カバーの突出端の中央貫通穴の周縁を折り返して形成した筒部内に前記外気吸引用回転羽根を配置する。
（４）ファンの回転駆動軸の中間位置に外気吸引用回転羽根を取り付け、カバーの先端の中央貫通穴に前記外気吸引用回転羽根と先端の噴霧加速用回転羽根の間の回転駆動軸を遊挿して比較的大きな隙間をあけ、該カバーの内周から突設した筒部内周面に前記外気吸引用回転羽根の外周を沿わせる。
前記（４）のタイプの外気吸引用回転羽根の外径は前記（２）（３）の外気吸引用回転羽根の外径より大きくし、外気導入量を前記（２）（３）より多くすることが好ましい。
【００１６】
前記モータは前記設置用開口の内部または該設置用開口の外面側に設置し、該モータに基端を連結する前記回転駆動軸の長さは１００ｍｍ〜４００ｍｍ、該回転駆動軸の直径は５ｍｍ〜２０ｍｍ、回転速度は１０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍが好ましい。
【００１７】
前記ファンユニットの回転駆動軸の先端に設ける前記噴霧加速用回転羽根の外径より、該回転駆動軸の中間位置に設ける前記外気吸引用回転羽根の外径を小さくし、
該噴霧加速用回転羽根の外径（Ｒ１）と前記外気吸引用回転羽根の外径（Ｒ２）とはＲ１：Ｒ２＝２：１〜１２：１の範囲に設定することが好ましい。
前記のように、外気吸引用回転羽根の外径を噴霧加速用回転羽根の外径より小さくすることで、前記カバー先端の中央貫通穴に養液を含む噴霧が入るのを確実に低減・防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明の植物栽培装置では、前記カバーのテーパ状の遮蔽筒部を囲むように前記設置用開口の周縁より突出し、先端側内周面を前記噴霧加速用回転羽根の外周面に摺接または近接して位置させるネット材又は多孔質材からなる外筒を設置してもよい。
前記のように、外筒により噴霧加速用回転羽根を保護でき、外筒の材質をネット材又は多孔質材としているため、通気性を確保して、噴霧加速用回転羽根による中空部内の噴霧の循環の促進を保持できる。
【００１９】
前記ノズルとして二流体ノズルが好適に用いられる。該二流体ノズルは、例えば、ノズル本体の気体供給路および液体供給路のいずれも供給路途中に流路断面積を縮小したオリフィスを設けず、噴射側に向けて流路断面積を縮小して流体圧を高め、かつ、該気体供給路と液体供給路をノズル本体の先端に開口する混合流体噴射穴に面する気液混合部で合流させ、かつ、前記ノズル本体の先端側の外面から１本のＪ形状の衝突用ピンを突設し、該衝突用ピンは軸線方向に延在する脚部と、該脚部の先端から前記混合流体噴射穴に向けて折り返す衝突部を備え、該衝突部に前記混合流体噴射穴から噴射する混合流体が衝突して超音波が発生し、該超音波で衝突した液滴が微粒化される超音波二流体ノズルとしている。
【００２０】
本発明の植物栽培装置では、前記ノズルからの養液を含む霧の噴霧量および前記ファンにより与える霧の流速と、前記栽培ボックスの容積と、前記栽培ボックス内の湿度との相関関係より予め測定したデータに基づいて該栽培ボックス内の湿度が所要範囲となるように設定し、該設定値に基づいてノズルおよびファンを制御する制御装置を備えていることが好ましい。
具体的には、前記栽培ボックス内に前記ノズルから、養液をレーザー法での測定値で平均粒子径５〜１０μｍの霧として噴霧すると共に噴霧量を２〜３リッター／時間で噴霧し、
前記栽培ボックスの内容積がノズル１個当たり最大６ｍ3の割合となるように、該栽培ボックスの形状に応じて前記ノズルの個数および配置位置を設定し、かつ、該ノズルから噴霧で前記栽培ボックス内の湿度が９５％以上１００％以下となるように前記制御装置で制御することが好ましい。
【００２１】
ノズルから噴霧する養液でボックス内部の湿度を９５％以上にすると、該ボックス内部に垂下する栽培植物の根に常時養液を供給して栽培植物の成長を促進できる。その結果、栽培植物の収穫回数が増加し、営農用の植物栽培装置として有効となる。
また、本発明の植物栽培装置は営農用を対象としているため、最も経済的と判断できる栽培ボックスとして例えば長さ６ｍ、巾１ｍ、高さ０．４ｍの大型栽培ボックスが好適に用いられる。この大型の栽培ボックスの中空内に平均粒子径が５〜１０μｍのドライフォグを均等に充満させて湿度９５％以上としている。かつ、この湿度９５％以上を保持するために、噴霧量が２〜３リッター／時間のノズルを用いると、ノズルの設置個数を低減できる。
【００２２】
前記のように、栽培ボックス内の湿度を９５％以上に保持すると、前記ファンの回転駆動軸とモータとの連結部に養液が付着して、ファンの回転停止が起こり易い。よって、本発明では、前記のように、噴霧液漏れ防止用のカバーを設置して、ファンの回転駆動軸とニータとの連結部への液漏れを防ぎ、液の付着によるファンの回転停止を低減・防止している。
【００２３】
前記ファンユニットと前記ノズルとを前記栽培ボックス内の対角位置に設置し、前記ノズルからの噴霧方向を前記ファンユニットの噴霧加速用回転羽根で逆方向として、前記栽培ボックス内で噴霧を循環させることが好ましい。
【００２４】
前記ファンユニットの設置側の一側部と前記ノズルの設置側の他側部の間の中間部を仕切る仕切壁を前記栽培ボックス内に設置し、該仕切壁の回りに噴霧の環状循環通路を形成し、前記仕切壁を挟む両側部に栽培植物を配置し、または前記ノズルの設置側に栽培植物を配置する一方、ファンユニット設置側には栽培植物を配置しない構成としてもよい。
【００２５】
前記のように、仕切壁を設けて、養液を含む霧の循環通路を形成すると、栽培ボックス内の霧の循環をより促進することができる。
なお、仕切壁の位置は限定されず、栽培植物によって仕切壁の位置を変更してもよい。
【００２６】
前記栽培ボックスの上面開口を、栽培植物の根部と地上部との境界をフロート支持する支持材で閉鎖して前記中空部を形成している。
前記ノズルからの噴霧は間欠的または連続的に自動または手動のオン・オフの切り替え操作で行っている。
さらに、前記栽培ボックスの底部に滞留した養液の残留を養液槽に回収し、新しい養液と混合して再噴霧養液としてもよい。
【００２７】
本発明の植物栽培装置では、サラダナ、リーフレタス、ベビーリーフ、ミズナ、大葉、ケーキキャベツ、ハーブ、バジルなどの葉菜、トマト、イチゴ、メロン、マンゴーなどの果菜、ジャガイモ、ラディッシュなどの根菜、豆、粟、麦、稲等の穀物等の栽培が可能であり、花卉類を栽培することもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の植物栽培装置では、ファンの駆動用のモータを養液が噴霧されている栽培ボックス内部に設置せず、外壁に設けた設置用開口に設置し、かつ、該モータと連結する回転駆動軸の先端に設ける噴霧加速用回転羽根は栽培ボックス内の中空部に配置すると共に、噴霧加速用回転羽根とモータとの間に噴霧漏れ防止用のカバーを介在させている。該カバーにより、養液を含む霧が回転駆動軸とモータの連結部に付着することを低減・防止して、ファンの回転停止を低減防止でき、メンテナンス性を向上して、ランニングコストを低減できる。また、ファンユニットの噴霧加速用回転羽根で栽培ボックス内に突出させているため、養液を含む霧をボックス内に効率よく充満できると共に循環できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の植物栽培装置の全体構成を示し、（Ａ）は長さ方向の垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図、（Ｃ）はファンユニットとノズルの配置を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態のファンユニットを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図、（Ｃ）は要部拡大図である。
【図３】ノズルの一部断面図である。
【図４】栽培ボックスと霧供給装置の関係を示す図面である。
【図５】第２実施形態の断面図である。
【図６】第３実施形態の断面図である。
【図７】第４実施形態の断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は従来例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の植物栽培装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４に第１実施形態を示す。
植物栽培装置は図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、横長な栽培ボックス１を設け、該栽培ボックス１の上面は開口として植物支持材２で閉鎖し、栽培ボックス１の内部を略密閉した中空部３としている。該中空部３内の幅方向の中間部に長さ方向に沿って仕切壁４を設置して前後室１ａ、１ｂに仕切っている。該仕切壁４の左右両端は栽培ボックス１の左右外壁１ｗ１、１ｗ２との間に空間Ｃ１、Ｃ２をあけ、前後側室１ａ、１ｂに養液を含む霧Ｍが矢印で示すように循環できるようにしている。
【００３１】
栽培ボックス１の前側室１ａの図中右側の外壁の内面からノズル５を突設し、対称位置となる後側室１ｂの左端側の外壁にファンユニット１０を設置している。
【００３２】
前記栽培ボックス１の前後室１ａ、１ｂには仕切壁４に沿って長さ方向Ｌに所要の間隔を空けると共に、前後室１ａと１ｂとでは千鳥配置となるように植物Ｐを植えるようにしている。前記栽培ボックス１を複数設け、植物工場内、ビニールハウス、あるいは屋外に複数を設置している。家庭で庭やベランダに設置してもよい。
【００３３】
前記栽培ボックス１の上面に載置する植物支持材２は発泡スチロールからなる基板の上面に遮熱板を固着している。該植物支持材２に植付穴を所要間隔であけ、該植付穴に栽培植物Ｐを植え付けたスポンジ材を押し込んで植物支持材２で支持し、中空部３内に植物支持材でフロート支持された栽培植物Ｐの根部Ｐｒを垂れ下げている。
【００３４】
前記栽培ボックス１に取り付けるノズル５は図３に示す後述する二流体ノズルを用いている。該ノズル５から、肥料を水により所要倍率で希釈した養液を空気と混合して平均粒径５〜１０μｍのドライフォグの霧Ｍを噴霧している。該噴霧（Ｍ）は図１（Ｂ）に示すように、前側室１ａで図中右端側より左側へと流れるようにしている。
【００３５】
前記栽培ボックス１に取り付けるファンユニット１０は図２（Ａ）（Ｂ）に示す構成としている。
ファンユニット１０はモータ１１と、該モータ１１の出力軸１１ａと連結する回転駆動軸１２と、該回転駆動軸１２の先端に固定した噴霧加速用回転羽根１３を主たる構成要素としている。さらに、モータ１１と回転駆動軸１２との連結部（Ａ）にノズル５から噴霧する養液が付着するのを防止する噴霧漏れ防止用のカバー２０を設けている。
【００３６】
栽培ボックス１の外壁１ｗ１に円形穴からなる設置用開口１４を設け、該設置用開口１４内にモータユニットを嵌合固定している。該モータユニットはモータ１１と、該モータ出力軸１１ａと回転駆動軸１２の連結部（Ａ）を支承する軸受１６を保持する支持部品１７を備えている。前記モータ１１の出力軸１１ａと連結固定して回転させる回転駆動軸１２は外壁１ｗ１の内面から栽培ボックス１の後側室１ｂに突出する。該回転駆動軸１２の突出端に噴霧加速用回転羽根１３を固定し、所要の回転速度で回転させ、ノズル５から噴射される霧に所要の流速を与えている。
前記モータ１１に連結する回転駆動軸１２の長さは１００ｍｍ〜４００ｍｍ、該回転駆動軸１２の直径は５ｍｍ〜２０ｍｍとし、回転速度は１０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍとしている。
【００３７】
前記噴霧漏れ防止用のカバー２０は回転駆動軸１２の長さ方向の中間部まで覆うように設けている。該カバー２０は樹脂製あるいは金属製とし、前記設置用開口１４の内周面に嵌合する固定筒部２１と、該固定筒部２１の栽培ボックス側先端から栽培ボックス１内に円錐状に縮径して突出する共に突出端に中央貫通穴２２を設けた閉鎖部２３を備えた形状としている。
【００３８】
前記カバー２０の中央貫通穴２２に前記回転駆動軸１２を貫通させて先端を栽培ボックス１内に突出させ、その先端に前記噴霧加速用回転羽根１３を固定している。前記中央貫通穴２２の内周面と前記回転駆動軸１２の外周面との間に図２（Ｃ）に示すように、シールベアリング２４を介在させている。該シールベアリング２４を介在させることで、回転駆動軸１２は回転自在に突出させると共に、栽培ボックス１の内部に充満している養液を含む霧Ｍがカバー２０の内部に漏出するのを防止している。該カバー２０で前記モータユニットの軸受１６、支持部品１７をカバーし、モータの出力軸１１ａと回転駆動軸１２との連結部（Ａ）に霧に含まれる養液が付着するのを防止している。
【００３９】
さらに、カバー２０を囲むように前記設置用開口１４の周縁より、ネット材なる円筒状の外筒３０を設置している。該外筒３０、カバー２０の固定筒部２１、モータユニットとは図２（Ａ）に示すように、設置用開口１４の内周面に積層して固定している。
栽培ボックス１内に突出する外筒３０の先端３０ａを前記噴霧加速用回転羽根１３の外周面に小さい隙間をあけて位置させている。該外筒３０をネット材で形成しているため、外筒３０の内部に栽培ボックス１内に充満している霧Ｍを矢印で示すように、噴霧加速用回転羽根１３の背面側に流入させている。該噴霧加速用回転羽根１３は図２（Ｂ）に示すように４枚羽根からなり、中心に固定した回転駆動軸１２の回転により噴霧加速用回転羽根１３に所要の流速を与えて、栽培ボックス１内に循環流れを与えている。本実施形態では、栽培ボックス１内を循環する霧Ｍに０．７ｍ／ｓ以上の流速を付与している。
【００４０】
養液を噴霧する前記ノズル５は図３に示す形状の２流体ノズルを用いている。該ノズル５は図４に示すように、圧力空気供給管７ｂとサクションチューブからなる養液供給管７ａを接続している。圧力空気供給管７ｂから導入する空気により養液供給管７ａから養液を吸引し、図３に示すノズル５のノズル本体５ａの内部で混合し、ノズル本体５ａの先端に設けた噴口５ｂから噴射している。該噴口５ｂと対向位置の外部に噴口からの噴霧が衝突して超音波振動を発生させる衝突用ピン５１からなる外部衝突部材を有する構成とし、超音波振動で粒子をより微細化している。該二流体のノズル５は２〜３リッター／時間で平均粒子径５〜１０μｍの超微細な霧の噴霧が行えるノズルとしている。
【００４１】
前記ノズル５からドライフォグを噴霧し、これにより栽培ボックス１内に植えた栽培植物Ｐの根部Ｐｒにドライフォグを直接に吹き付け、根部Ｐｒを揺らせると共に養液の液滴を根部Ｐｒに接触させて養液を吸収させている。
【００４２】
前記ノズル５からの噴霧の開始および停止は、栽培ボックス１の外部に配置した制御装置で自動的に行い、前記圧力空気供給管７ｂへの空気の供給と停止を図４に示すように、電磁開閉弁４３を開閉して行っている。詳細には、コンプレッサー４２にエアータンク４６を介在させて接続した配管４５と前記圧力空気供給管７ｂとを電磁開閉弁４３を介して接続し、該電磁開閉弁４３を制御装置８１からの信号で間欠的に開閉している。
養液供給側では、液肥タンク４７にポンプ４８を介在させて接続した配管４９を供給液タンク３３の内に配置したフロート弁３１と接続している。供給液タンク３３内のフロート弁３１は供給液タンク３３内に貯溜する養液に浮上させ、設定量以下となるとポンプ４８を駆動して配管４９から養液を供給液タンク３３に供給するようにしている。
【００４３】
前記のように、電磁開閉弁４３をオン・オフ制御し、または、コンプレッサー４２をオン・オフにして、ノズル５からの噴霧を開始および所要時間後に停止して、栽培ボックス１内の湿度を９５％以上１００％以下の範囲で設定した湿度となるように保持している。  前記ノズル５からの噴霧量は、栽培ボックスの容積、噴霧量、噴霧速度および栽培ボックス内の湿度の相関関係を予め測定しておき、該測定したデータに基づいて、栽培ボックス１内の湿度を９５％以上１００％以下となるに必要な前記ノズル５からの１日の噴霧量を求めている。この求めた噴霧量に応じて、前記制御装置８１から電磁開閉弁４３に開閉信号を送付して、間欠噴霧または連続噴霧を行っている。
【００４４】
前記構成とした植物栽培装置では、栽培ボックス１の中空部３内に、ノズル５から２〜３リッター／時間で養液を供給することで中空部３内を湿度９５％以上１００％以下に保持している。また、ノズル５から噴霧の平均粒子径を５〜１０μｍの超微細な霧であるドライフォグとしているため、水滴として凝集して落下するのを防止でき、大型の栽培ボックス１内を湿度９５％以上１００％以下の近飽和状態に保持することができる。このように微細化した養液の霧とすることで、栽培植物が養液を吸着しやすくし、同時に空中の酸素、窒素の触取も容易に行えるようにしている。かつ、近飽和状態を維持することができるため、栽培植物が常時養液を吸着することで、栽培植物の成長を促進させて経済的な営農を可能にしている。
かつ、中空部内に養液を含む霧を充満させることで、養液を無駄なく植物に吸収させることができるため、肥料および水の供給量を低減でき、密植栽培や連作を忌避する植物の栽培も可能にでき、コストの低減を図ることができる。かつ、養液や水の貯留設備、配管設備を簡素化でき、設備コストも低減できる。
【００４５】
特に、ファンユニット１０において、モータ１１を栽培ボックス１の内部とカバー２０で遮蔽し、モータ１１と回転駆動軸１２との連結部（Ａ）に養液を含んだ霧Ｍが付着するのを防止し、回転駆動軸１２の回転停止を低減・防止している。その結果、噴霧加速用回転羽根１３の回転を継続して栽培ボックス１の内部に養液を含んだ霧Ｍを均等に充満させて、植物の生育を均等に促進することができる。かつ、ファンユニットのメンテナンス頻度および交換の期間を大幅に遅らせて、ランニングコストの低下を図ることができる。
【００４６】
図５にファンユニット１０とカバー２０の構成を相違させた第２実施形態を示す。
図示のように、先端に噴霧加速用回転羽根１３を取り付け、基端をモータ１１に連結した回転駆動軸１２の長さ方向の中間位置に外気吸引用回転羽根４０を取り付けている。カバー２０−Ａは設置用開口１４に固定するブラケット３４に固定筒部２１の基端に設けた座部２１ａを固定し、該固定筒部２１の先端から、円錐の先端に設けた中央貫通穴２２を囲む筒部２２ｂを設けた遮蔽筒部２３を突出している。該中央貫通穴２２の内周面と外気吸引用回転羽根４０の外周面との１ｍｍ〜１０ｍｍの隙間Ｃ５をあけている。前記カバー２０−Ａの固定筒部２１にパンチングメタル、穴あき樹脂板等からなる円筒状の外筒３０を設置し、該外筒３０の先端を噴霧加速用回転羽根１３の外周と隙間をあけて配置しており、該構成を含め、他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
前記のように、回転駆動軸１２には外気吸引用回転羽根４０と噴霧加速用回転羽根１３の２つの回転羽根を固定し、モータ１１により所要の回転速度で回転させている。
噴霧加速用回転羽根１３の外径（Ｒ１）と外気吸引用回転羽根４０の外径（Ｒ２）とはＲ１＞Ｒ２とし、かつ、Ｒ１：Ｒ２＝２：１〜４：１の範囲に設定している。
【００４８】
前記第１実施形態では、ファンユニット１０の設置箇所では、カバー２０により外部と遮蔽して、外気を導入していない。これに対して第２実施形態では、カバー２０−Ａによる遮蔽を完全に行わず、回転駆動軸１１に外気吸引用回転羽根４０を固定して外気を吸引し、外筒３０の穴から栽培ボックス１の内部に外気を導入している。このように、カバー２０−Ａの中央貫通穴２２と外気吸引用回転羽根４０との間に隙間Ｃ５があるため、吸引した外気を前記のように栽培ボックス１の内部へ導入できる一方、栽培ボックス１内に充満する養液を含む霧Ｍは、隙間Ｃ５を通過してモータ１１側へ侵入しようとしても跳ね返されて、モータ１１側に侵入できず、モータ１１と回転駆動軸１２の連結部に養液が付着するのを防止できる。
【００４９】
図６に第３実施形態を示す。
第３実施形態は第２実施形態と同様に、ファンユニット１０の回転駆動軸１２の中間位置に外気吸引用回転羽根４０を取り付けおり、第２実施形態とはカバーの形状を変えている。カバー２０−Ｂは先端の中央貫通穴２２の周縁から折り返して筒部２０ｍを形成し、該筒部２０ｍに外気吸引用回転羽根４０を配置している。他の構成は第１実施形態と同様であり、作用効果は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
図７に第４実施形態を示す。
第４実施形態も第２実施形態と同様に、ファンユニット１０の回転駆動軸１２の中間位置に外気吸引用回転羽根４０を取り付けおり、第２、第３実施形態とはカバーの形状を変えている。カバー２０−Ｃは遮蔽部２３の円錐部の先端から中央貫通穴２２を囲む筒部２０ｍを突出し、円錐部の内面側からモータ側に向けた筒部２０ｋを突出し、該筒部２０ｋの中空部を中央貫通穴２２と同軸に連通させている。該筒部２０ｋの中空部に外気吸引用回転羽根４０を配置し、外気吸引用回転羽根４０の外周面と筒部２０ｋの内周面との間の隙間Ｃ５をあけている。該第４実施形態の作用効果は第２、第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
本発明は前記実施形態に限定されず、例えば、ノズルの構成を変えてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲でファンユニットおよびカバーの構成を変えてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  栽培ボックス
５  ノズル
１０  ファンユニット
１１  モータ
１２  回転駆動軸
１３  噴霧加速用回転羽根
２０  カバー
２２  中央貫通穴
４０  外気吸引用回転羽根４０
Ｐ  植物
Ｍ  養液を含む霧
【図１】
2015012841.tif 000003
【図２】
2015012841.tif 000004
【図３】
2015012841.tif 000005
【図４】
2015012841.tif 000006
【図５】
2015012841.tif 000007
【図６】
2015012841.tif 000008
【図７】
2015012841.tif 000009
【図８】
2015012841.tif 000010