(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地層を形成し、培地層から水分を滴下させる開口が形成された内槽と、
前記内槽の前記開口から滴下した培養液を貯留する外槽と、
前記外槽から培養液をポンプの動力で汲み上げて前記培地層の上方まで延びる散水管から前記培地層に散水する散水部と、
前記培地層を貫通すると共に、先端が前記外槽内に開口するように設けられ、透水性材料で形成された送風管と、
前記送風管に送風する送風機と、
を備え、
前記送風管の前記先端の開口部から前記外槽内に風が吹き出す植物栽培装置。
【請求項２】
太陽光により発電し、発生した電力が常時、前記散水部の前記ポンプに供給されるように設けられた太陽光発電装置を備える請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記散水部の前記散水管から分岐し、前記ポンプの動力で前記培養液層から汲み上げられた培養液を前記外槽内の培養液に滴下する分岐管を備える請求項１又は請求項２に記載の植物栽培容器。
【請求項４】
前記分岐管に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁の開閉を制御する弁制御部と、
を備える請求項３に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記太陽光発電装置で発生した電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部から前記送風機への電力供給を制御する電源制御部と、
を備える請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記内槽の底部は、水平面に対して傾斜しており、前記底部の低位側に排水口が設けられている請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
水分が滴下するように培地層を形成し、前記培地層から滴下した培養液が貯留されるように外槽内に培養液層を形成し、前記培養液層から培養液を汲み上げて前記培地層に散水する植物栽培方法であって、
透水性材料で形成された送風管を、前記培地層を貫通すると共に、先端が前記外槽内に開口するように設け、前記送風管に送風し、前記送風管の先端の開口部から吹き出す風により前記培養液層の培養液を冷却する植物栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上方開口の栽培容器内を、透水性の培地層と、その下方の空気層と、その下方の培液層との３層構造とし、潅水ポンプによって汲み上げた培養液を潅水パイプから放散して、培地層に培養液を再循環潅水する植物栽培装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の植物栽培装置では、潅水ポンプをタイマーによって間欠作動させることによって、培地層を植物の栽培に適する湿度・乾度に調節して培地層に植えた植物を育成栽培する。
【０００３】
また、栽培容器内の培地層に噴霧する培養液を冷却器で冷却する植物栽培装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらには、ビニールハウス用の植物栽培装置として、培土中に埋設された空気供給管に空気供給装置から冷風を送って培土を冷却するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。これらの植物栽培装置では、植物を生育に適した温度に維持するために、培養液や培土を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４６４５９号公報
【特許文献２】特開平８−７０７１９号公報
【特許文献３】特開平６−１９７６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の植物栽培容器において、高温環境下で植物を生育に適した温度に維持するためには、培土や培養液を冷却する冷却器や空気供給装置に高い冷却能力が要求され、設備が大掛かりになったり、消費電力が増大したりする。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、植物栽培容器内を効率よく冷却できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る植物栽培装置は、培地層を形成し、培地層から水分を滴下させる開口が形成された内槽と、前記内槽の前記開口から滴下した培養液を貯留する外槽と、前記外槽から培養液をポンプの動力で汲み上げて前記培地層の上方まで延びる散水管から前記培地層に散水する散水部と、前記培地層を貫通すると共に、先端が前記外槽内に開口するように設けられ、透水性材料で形成された送風管と、前記送風管に送風する送風機とを備え、前記送風管から前記外槽内に風が吹き出す。
【０００８】
前記植物栽培装置は、太陽光により発電し、発生した電力が常時、前記散水部の前記ポンプに供給されるように設けられた太陽光発電装置を備えてもよい。
【０００９】
前記植物栽培装置は、前記散水部の前記散水管から分岐し、前記ポンプの動力で前記外槽から汲み上げられた培養液を前記外槽内の培養液に滴下する分岐管を備えてもよい。
【００１０】
前記植物栽培装置は、前記分岐管に設けられた開閉弁と、前記開閉弁の開閉を制御する弁制御部と、を備えてもよい。
【００１１】
前記植物栽培装置は、前記太陽光発電装置で発生した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部から前記送風機への電力供給を制御する電源制御部と、を備えてもよい。
【００１２】
前記植物栽培装置において、前記内槽の底部は、水平面に対して傾斜してもよく、前記底部の低位側に排水口が設けられてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る植物栽培方法は、水分が滴下するように培地層を形成し、前記培地層から滴下した培養液が貯留されるように外槽内に培養液層を形成し、前記培養液層から培養液を汲み上げて前記培地層に散水する植物栽培方法であって、透水性材料で形成された送風管を、前記培地層を貫通すると共に、先端が前記外槽内に開口するように設け、前記送風管に送風し、前記送風管の先端の開口部から吹き出す風により前記培養液層の培養液を冷却する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、植物栽培容器内を効率よく冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る植物栽培装置を示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係る植物栽培装置を示す立断面図である。
【図３】一実施形態に係る植物栽培装置の制御系のブロック図である。
【図４】他の実施形態に係る植物栽培装置を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。図１は、一実施形態に係る植物栽培装置１０を示す斜視図であり、図２は、該植物栽培装置１０を示す立断面図である。これらの図に示すように、植物栽培装置１０は、ヘデラ類（常緑のツタ）等の壁面緑化に用いられる植物１を水耕栽培するための装置である。
【００１７】
植物栽培装置１０は、植物１を水耕栽培するプランター２０と、プランター２０を収容し培養液を貯留する栽培槽３０と、培養液をプランター２０に散水すると共に循環させる散水機構４０と、培養液及び培土を冷却する冷却機構５０と、電源部６０とを備えている。
【００１８】
プランター２０は、上方が開口した直方体形状の箱体であり、培土２を収容して透水性を有する培地層１１を形成する。このプランター２０の底面には開口２２が設けられており、この開口２２から培養液が滴下する。また、プランター２０の長手方向一端側及び他端側の側面には、後述の送風パイプ５２を通すための開口２４、２６が設けられている。また、プランター２０の幅方向両側上部には、プランター２０を栽培槽３０の上部に掛けるためのフック部２８が設けられている。さらに、プランター２０の長手方向他端側の側面の下部には排水口２９が設けられている。
【００１９】
ここで、プランター２０は、長手方向一端側から他端側にかけて下側に傾斜しており、開口２２が塞がれた場合でも、長手方向他端側の側面の下部に設けられた排水口２９から培地の水分が抜かれるようになっている。
【００２０】
栽培槽３０は、上方が開口した直方体形状の箱体であり、プランター２０のフック部２８が上部に掛けられた状態でプランター２０を収容する。この栽培槽３０の底部には、プランター２０の開口２２から滴下した培養液３を貯留する培養液層１２が形成される。また、栽培槽３０の長手方向一端側の側面には、送風パイプ５２を通すための開口３２が設けられている。また、栽培槽３０の長手方向一端側の上面には、開閉可能な蓋３４が設けられている。さらに、栽培槽３０の長手方向他端側の側面における下部には、排水栓３６が着脱可能に設けられている。
【００２１】
散水機構４０は、栽培槽層３０の底部に設けられたポンプ４２と、ポンプ４２に接続された散水パイプ４４とを備えている。散水パイプ４４は、Ｌ字状に形成されており、ポンプ４２から鉛直上方に延びる鉛直部４４Ａと、鉛直部４４Ａの上端からプランター２０の長手方向に培地層１１の上側で水平に延びる水平部４４Ｂとを備えている。この水平部４４Ｂにノズル４４Ｃが設けられており、ポンプ４２が作動されると、栽培槽３０の底部に貯留された培養液が汲み上げられてノズル４４Ｃから培地層１１に散水される。
【００２２】
冷却機構５０は、培地層１１に挿通された送風パイプ５２と、送風パイプ５２に空気を供給する送風機５４とを備えている。送風パイプ５２の一端は栽培槽３０の開口３２に取り付けられ、送風パイプ５２の他端及び中間部はプランター２０の開口２４、２６に取り付けられている。この送風パイプ５２は、透水性を有することにより培地層１１の水分は透過させるが、培土２や植物１の根は入り込まない材料で形成されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、電源部６０は、栽培槽３０の蓋３４の上面に設けられた太陽電池パネル６２と、太陽電池パネル６２で発生した電力を蓄電する蓄電池６４と、電力供給を制御する電源制御部６６とを備えている。太陽電池パネル６２は、蓄電池６４とポンプ４２とに接続されており、太陽電池パネル６２で発生した電力は、常時、ポンプ４２に供給される。即ち、太陽光が太陽電池パネル６２に入射している間は、常時、ポンプ４２が駆動される。また、太陽電池パネル６２で発生したポンプ４２の駆動電力を超える電力については、電源制御部６６が蓄電池６４に蓄電させたり、送風機５４に供給させたりする。ここで、電源制御部６６は、外気温が所定温度以上になった場合や、所定時間おき等の所定条件で送風機５４を作動させる。
【００２４】
図２に示すように、栽培槽３０の外側に設置された送風機５４から送られた風が、栽培槽３０の培地層１１内に設けた送風パイプ５２を通過する際、培地層１１から送風パイプ５２内にしみ出した水及び培養液との間で熱交換が行われて気化熱が発生することにより培地層１１の温度が低下する。また、送風機５４から送られて送風パイプ５２から吹き出した風が、栽培槽３０内で対流するため、栽培槽３０の底部に貯留した培養液の温度が低下する。
【００２５】
即ち、本実施形態に係る植物栽培装置１０では、送風機５４で培地層１１と栽培槽３０の底部に貯留している培養液との双方を冷却する。これにより、植物栽培装置１０内を効率よく冷却できるため、設備コストや消費電力を抑えたうえで、高温環境下においても植物を生育に適した温度に維持することができる。
【００２６】
また、日中の太陽電池パネル６２が発電している時間帯は、植物１が水分や栄養分を必要とする時間帯であるところ、太陽電池パネル６２で発生した電力が常時ポンプ４２に供給されるように構成されていることにより、植物１が水分や栄養分を必要とする時間帯では、ポンプ４２が自動的に作動される。これにより、ポンプ４２のＯＮ／ＯＦＦ制御を要することなく、必要な時間に培養液３を培地層１１に供給することができる。
【００２７】
図４は、他の実施形態に係る植物栽培装置１００を示す立断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る植物栽培装置１００では、散水パイプ４４から分岐する分岐管４６と、分岐管４６に配された開閉弁４８とが設けられている。分岐管４６は、栽培槽３０の培養液３の上方に配されており、開閉弁４８が開いた状態でポンプ４２が作動されると、分岐管４６から栽培槽３０内の培養液３に培養液が滴下してバブリング作用が発生する。これにより、培養液３の温度に関わらず、培養液３中に空気を溶け込ませることができる。なお、太陽電池パネル６２で発生した電力がポンプ４２の駆動電力を超え、さらに、外気温が所定温度以上になる等の所定条件が成立した場合に、電源制御部６６（図３参照）が開閉弁４８を開き、バブリング作用を発生させる。
【００２８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態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、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、太陽電池パネル６２をポンプ４２や送風機５４の電源としたが、商用電源等の他の電源に代えてもよい。また、太陽電池パネル６２で発生した電力をポンプ４２に常時供給することは必須ではなく、蓄電池６４に蓄電してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  植物、２  培土、３  培養液、１０  植物栽培装置、１１  培地層、２０  プランター（内槽）、２２、２４、２６  開口、２８  フック部、２９  排水口、３０  栽培槽（外槽）、３２  開口、３４  蓋、３６  排水栓、４０  散水機構（散水部）、４２  ポンプ、４４  散水パイプ（散水管）、４４Ａ  鉛直部、４４Ｂ  水平部、４４Ｃ  ノズル、４６  分岐管、４８  開閉弁、５０  冷却機構、５２  送風パイプ（送風管）、５４  送風機、６０  電源部、６２  太陽電池パネル（太陽光発電装置）、６４  蓄電池（蓄電部）、６６  電源制御部（弁制御部）、１００  植物栽培装置
【図１】
0005705774.tif 000002
【図２】
0005705774.tif 000003
【図３】
0005705774.tif 000004
【図４】
0005705774.tif 000005