(57)【要約】      （修正有）【課題】各栽培台をなす各ベッドに供給する養液量を適切に制御すると共に、ベッドに供給される養液に流れを作り且つ必要量を溜めておくことができる養液供給装置を提供する。【解決手段】隙間を持つ一対の壁材を複数個を横方向に設置する。この壁材に添って設けられる柱材にブラケットを上下方向に多数段設け、そのブラケットの上にベッドを横方向に一方を高く、他方を低く傾斜を持たせて設置する。そして養液調合及び送出装置から供給の養液をベッドの一方から供給管に接続のノズルより注入し、他方の底面より所定の立ち上り寸法を持つ排出口より余乗分を排出する。【選択図】図４
2005021065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間を持つ一対の壁材を１つ又は複数横方向に設置し、この壁材に添って上下方向に設けられる複数の柱材に、横方向に突出するブラケットを上下方向に複数段取付け、このブラケット上に１つ又は複数の溝形のベッドを横方向に取付け、このベッド上に定植パネルを配した多段栽培台を持つ植物工場において、前記ベッドを傾斜を持たせてブラケットに設置すると共に、前記ベッドの一方から養液を注入し、その他方から養液を所定量内部に溜めたままで排出するようにしたことを特徴とする植物栽培施設の養液供給装置。
【請求項２】
前記ベッドの一方から養液の注入は、養液供給管に接続のノズルにより行われ、ノズルの径の寸法により供給量を調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の植物栽培施設の養液供給装置。
【請求項３】
前記ノズル径の選択は、ノズルを切断することで断面積が変更されることで行われることを特徴とする請求項２記載の植物栽培施設の養液供給装置。
【請求項４】
前記ベッドの他方からの養液の排出は、排出口を底面より所定の寸法立ち上げ、該排出口からのオーバーフローにて行われることを特徴とする請求項１記載の植物栽培施設の養液供給装置。
【請求項５】
前記ベッドへの養液は、循環タンクから供給管路を通ってノズルから注入され、ベッドからオーバーフローした養液は前記循環タンクへ養液戻し管を介して戻される循環システムが採用されると共に、不足の養液が補充されるようにした請求項１記載の植物栽培施設の養液供給装置。
【請求項６】
ベッドへの養液の注入は、養液供給管に接続のノズルにより行われ、ノズルの径の寸法により供給量を調量すると共に、ノズル径は切断により調節可能としたことを特徴とする植物栽培施設の養液供給装置に用いられる養液注入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は植物を栽培する植物工場の養液供給装置に係り、詳しくはベッドへの養液供給のコントロールを図ることにある。
【０００２】
【従来の技術】
従来植物工場等の植物栽培施設は上部に人工照明設備を、下部に栽培台を設け、部屋全体を植物の生育に適する条件に維持して植物を栽培していた。例えば特許文献１及び２に示すように上下方向に栽培台を積み上げて植物を多段で栽培することは公知である。この多段栽培は限られた部屋内の空間を利用するのにすこぶる有効ではあるが、植物を生育するために必要とする照明も養液の供給とその制御も重要である。
【０００３】
養液の供給は、特許文献３に示され、養液は、養液タンクＴから管路２を通って培地ａに灌水装置ｃを介して供給され、余乗分は容器ｂに受水され、排水口ｄより排出され、回収槽ｅに回収される。この回収された養液は浄化装置ｗにて殺菌し清浄化され、再び使用するために養液自動混合装置５に送られ、前記した養液タンクＴよりの養液と所定の率で混合される。
【０００４】
この例では、各培地ａに養液が各灌水装置ｃを介して供給されることは記述されているが、その養液量の制御は何ら記述されていなく、養液を充分に流し、余乗分は容器ａに受け流しているにすぎず、養液の供給の制御は行われていない。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２３２４３４
【特許文献２】特開平６−３０６６０
【特許文献３】特許第３０２７５７５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、上下方向に多数の栽培台を持つものでは、それぞれの栽培台に養液を供給しなければならず、例えば片側６段で両側にある場合は１２の栽培台を持ち、且つそれらが横方向に多数個設置されている場合には、供給量も設置個数×１２となり、多量となる。そこで、各栽培台への養液の供給量を必要にして充分な量以上を流すことでは、大きな養液供給装置（大容量のポンプ、太い配管等）をもたなければならず、装置の大形化となる欠点を有していた。
【０００７】
即ち、養液の供給は、必要にて充分な量であることが好ましい。また上下に栽培台を持つものでは、養液に加わる重力の影響により、下方に行くにしたがって、同じ径からの流入量も差が生じている。その対策も各々特性を見ながら植物工場内で簡易に出来ることが望ましい。
【０００８】
そこで、この発明は、各栽培台をなす各ベッドに供給する養液量を適切に制御すると共にベッドに注入する養液に流れ作り、且つ必要量を溜めておくことが出来る養液供給装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る植物栽培施設の養液供給装置は、部屋内に隙間を持つ一対の壁材を１つ又は複数横方向に設置し、この壁材に添って上下方向に設けられる複数の柱材に、横方向に突出するブラケットを上下方向に複数段取付け、このブラケット上に１つ又は複数の溝形のベッドを横方向に取付け、このベッド上に定植パネルを配した多段栽培台を持つ植物工場において、前記ベッドを傾斜を持たせてブラケットに設置すると共に、前記ベッドの一方から養液を注入し、その他方から養液を所定量内部に溜めたままで排出するようにしたことにある（請求項１）。したがって、ベッドの傾斜設置や、養液の注入、排出の位置から、該ベッド内で養液の流れを作り、淀みを防ぐと共に、ベッドに常に所定量が溜められ、水耕栽培に適するものとなる。
【００１０】
前記ベッドの一方からの養液の注入は、養液供給管に接続のノズルにより行われ、ノズルの径の寸法により供給量を調整することにある（請求項２）。これにより、ノズルの径の選択するという簡単な手段にて、ベッドの上下方向の位置による流入量の変動を抑えることができる。
【００１１】
前記ノズル径の選択は、ノズルを切断することで断面積が変更されることで行われることにある（請求項３）。これにより、植物栽培施設内にあって現実の注入量を見ながら、ノズルを切断して簡単に流量をコントロールできる。
【００１２】
前記ベッドの他方からの養液の排出は、排出口を底面より所定の寸法を立ち上げ、該排出口からのオーバーフローにて行われるようにしている（請求項４）。これにより簡単に養液を溜めながら排出ができる。
【００１３】
前記ベッドへの養液は、循環タンクから供給管路を通ってノズルから注入され、ベッドからオーバーフローした養液は前記循環タンクへ養液戻し管を介して戻される循環システムが採用されると共に、不足の養液が補充されるようにしたことにある（請求項５）。したがって、養液の自動的な注入制御が行われ、植物栽培施設の省力化に適している。ベッドへの養液の注入は、ベッドへの養液の注入は、養液供給管に接続のノズルにより行われ、ノズルの径の寸法により供給量を調量すると共に、ノズル径は切断により調節可能としたことを特徴とする植物栽培施設の養液供給装置に用いられる養液注入制御装置にあり、簡単な方法にて注入量を適宜調整ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３において、植物栽培施設である植物工場１の正面図、拡大図及び斜視図が示され、建物の内部には、植物を生育するための部屋２が形成されている。この部屋２内に下記する栽培台をなすベッド８ａ，８ｂが設けられている。このベッド８ａ，８ｂは、上下方向に段階的に設けられると共に、部屋２の奥行方向に広がり、且つ横方向に多数配されているもので、ベッド８ａ，８ｂを支える構造手段は、中心に隙間を有して対設の一対の壁材３ａ，３ｂと、その外側で上下方向に配される多数の柱材４ａ，４ｂと、その間をつなぐ繋ぎ材５と、ブラケット７より成っている。この例では前記対設の一対の壁材３ａ，３ｂは構造材となっており、これもベッド８ａ，８ｂを支える構造手段となる。
【００１５】
この壁材３ａ，３ｂに関しては、壁式工法の採用で構造壁とする場合のみならず、軸組工法の採用で壁としての利用の場合があり、構造壁の採用時では、透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工された樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等が用いられ、その外側に透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等を添着することもできる。この壁材３ａ，３ｂが形成する隙間は、下記する空気通路２２として用いられる。
【００１６】
また壁材３ａ，３ｂが軸組工法方式時における壁としての場合は、図示しないが、該壁材３ａ，３ｂは、構造体である柱材４ａ，４ｂと繋ぎ材５の内側あるいは外側に、透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、木質板、金属板、ガラス板等の材質の板材を添着する。
【００１７】
さらに、対設の一対の壁材３ａ，３ｂの片側のみにベッド８ａ，８ｂを設置する場合、壁材は前述の方式を採用するが、ベッド側の壁材のみを用い、その壁材に透明もしくは不透明の、無色、有色、シルバー、ミラー加工されたフィルム、樹脂板、本質板、金属板、ガラス板等を設置・添着する。ベッドの反対側には壁材を用いない場合には、生育棚を植物工場室内の壁に密着させる。
【００１８】
また柱材４ａ，４ｂは、断面口、Ｏ、Ｌ形等の鋼材で、上下方向に伸び、天井固定金具１１ａ，１１ｂと床アンカーボルト１２ａ，１２ｂで固定され、前記壁材３ａ，３ｂをビス止めなどの固定手段に固定し支えている。この柱材４ａ，４ｂは横方向に設けられる繋材５にて補強され、上下方向の適宜な位置にブラケット７が横方向に突設している。このブラケット７は図示例では、６個設けられているが、実際の使用例では８〜１０個となっている。
【００１９】
ベッド８ａ，８ｂは、図３には詳しく示され、断面溝形で実施例では、２つのベッド８ａ，８ｂが前記構造壁材３ａ，３ｂに添って並設され、前記部屋２の前後方向に伸びた長いもので、その一方が高く、他方が低く、傾斜が持たされてブラケット繋ぎ材リップ溝形鋼１０ａ，１０ｂを介して前記ブラケット７に固定されている。したがって、ベッド８ａ，８ｂの内部に供給される養液の流れを作る働きをしている。このブラケット繋ぎ材リップ溝形鋼１０ａ，１０ｂは照明器具固定用材を兼ねている。なお、実施例では６つの上下方向に設けられ、上方から一段、二段・・・六段と称する。また、ベッド８ａ，８ｂは、上面が開口され、下記する栽培のための定植パネル１３が載置する載台９ａ，９ｂがそれぞれ形成され、一方の載台９ａには、上方へ伸びる立設部９ｃが形成されている。
【００２０】
定植パネル１３は、前記一方のベッド８ａの載台９ａ，９ｂ上に載置され、実施例では、細長い矩形の樹脂板で、その上に植物の栽培用穴１４が千鳥状に穿設されている。この定植パネル１３の栽培用穴１４に植物が植えられる。なお植物の根は下方に伸び、前記したベッド８ａ，８ｂ内の養液中に入り込んでいる。
【００２１】
空調装置１６は、エバポレータ２６、コンデンサ２７、コンプレッサ２８等とより成る冷凍サイクルを持ち、部屋２の天井１７の上方に空調空気吹出用ダクト１８と戻し空気用ダクト１９が配管され、一方の空調空気吹出用ダクト１８の先端が前記構造壁材３ａ，３ｂ間の空気通路２２が接続されており、温度調節された温風又は冷風の空調空気は空気通路２２に送風される。
【００２２】
前記壁材３ａ，３ｂには、横方向に小さな空調空気吹出孔２４が多数個穿設されている。この空調空気吹出孔２４の位置は、前記定植パネル１３上で栽培の植物にスポット送風が当たるに適する場所で、前記ベッド８ａ，８ｂに添った位置となる。そして空調空気吹出孔２４の径は、上段（ダクトに近い側）では小さく直径８ｍｍ程、中段では直径１０ｍｍ程、下段（遠く）では直径１２ｍｍ程となっている。このように径の変更により、どの段にあっても吹出空気量を均一とすることができる。
【００２３】
前記戻し空気用ダクト１９は、前記した天井１７に吹込口２０が隣り合う壁材３ａ，３ｂ間により区切られる空間に開口している。したがって、冷風が拡散しないうちに吸込まれ、空調装置に戻されることになり、冷房負荷を大きくしないうちに回収できる。
【００２４】
図４乃至図８において、植物栽培施設である植物工場で用いられる養液供給装置３０は、下記する養液調合及び送出装置３１から養液が図４に示すように供給管３２を介して各栽培用の各段のベッド８ａ，８ｂに送られる。ベッド８ａ，８ｂには、図５に示すように供給管３２の分岐管３２ａに接続のホース３２ｂの先端に取付られたノズル３２ｃが挿入されている。
【００２５】
したがって、養液はノズル３２ｃよりベッド８ａ，８ｂ内に流入する。流入量は、ノズル３２ｃの径によって決定されている。この実施の形態では、上段の径が最も大きく、中段、下段にいくにつれて小さくなっている。これにより流入量をどの段も均等となる。しかし、実際の場合には、供給管３２、分岐管３２ａ、ホース３２ｂの製造時の誤差、ゴミの付着による流入量の減少が起こることがしばしばで、その場合には、ノズル３２ｃを変更したり、またノズル３２ｃを切断して断面積を拡大することで増加させて対応することができる。
【００２６】
養液はベッド８ａ，８ｂ内を一方から他方へ流れ、他方端から排出されるもので、図６，図８に示すように、排出口３５がベッド８ａ，８ｂの底面から所定の寸法Ａ程突出されている。したがって、養液はベッド８ａ，８ｂ内を流れて他端に至るが、所定寸法Ａまで溜まらなければ、該排出口３５から流出しない。即ち、常に所定量の養液はベッド８ａ，８ｂ内に溜められている。排出口３５から流出した養液は、分岐管３６ａを通って戻し管３６に至り、図４に示す回収タンク３８に戻される。
【００２７】
図４に戻って、養液調合及び送出装置３１は、循環タンク３９を備え、その内部に溜まっている養液が第１のポンプ４１を介して前記した供給管３２に送られる。この循環タンク３９内には、前記した回収タンク４２から養液が第２のポンプ４３を介して供給されると共に、新しい養液が調合される希釈タンク４５から第３のポンプ４７を介して供給される。そして所定量が、水位センサ４６の監視にて保たれる。なお、５１は循環ポンプコントローラで、前記した水位センサ４６、温度、ＥＣ（電気伝導度）、ＰＨを検出するセンサ５０からの検出信号が入力され、所定のソフトに従って前記した第１及び第２のポンプ４１，４３を適宜駆動する。
【００２８】
希釈タンク４５は、第３のポンプ４７が備えられていると共に、複数の原液タンク５５ａ，５５ｂ，５５ｃの原液が原液ポンプ５６ａ，５６ｂ，５６ｃを駆動することで供給されると共に、酸タンク５７ａ，アルカリタンク５７ｂの酸又はアルカリ液が酸ポンプ５８ａ及びアルカリポンプ５８ｂを駆動することで供給される。即ち、これらの原液や酸、アルカリ液と水注入管５９からの水と混合され、植物の生育に最良の養液が新たに調合される。なお、６１は定量ポンプコントローラで、温度、ＥＣ、ＰＨセンサを検出するセンサ６２、水位センサ６３からの検出信号が入力され、所定のソフトに従って前記した原液ポンプ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び酸、アルカリポンプ５８ａ，５８ｂ及び水バルブ６４に駆動信号を出力する。これにより、希釈タンク４５内には、養液が常時満たされることになる。なお、養液の供給量が多くなれば循環タンクの数も増加しなければならず、また原液の数が増せば原液タンクも増加することになることは勿論である。
【００２９】
なお、前記実施の形態と異なり、希釈タンク４５を用いずに、直接循環タンク３９内で新しい養液を調合することができる。この場合、循環ポンプコントローラ５１からの信号が原液ポンプ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び酸アルカリポンプ５８ａ，５８ｂ及び水バルブ６４に駆動信号も出力する。これにより循環タンク内には、養液が常時満たされることになる。また、この養液供給装置は植物工場ばかりでなく、ハウス栽培などの水耕栽培に適用できることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ベッドの傾斜設置や養液の注入、排出の位置から、該ベッド内で流れが作られ、淀みを防ぐことができるし、また、常時所定量の養液が溜められる（請求項１）。またベッドの一方からの養液の注入は、ノズルより行われ、該ノズルの径の選択によって注入量を調整できる（請求項２）。
【００３１】
前記したノズル径の選択は、該ノズルを切断することで対応でき、現場での調整が容易となる（請求項３）。ベッド内に溜まる量の調整は、排出口の底面よりの高さ寸法にて決定される（請求項４）。さらに、養液はベッドへ注入され、余乗分は回収され、新しい養液と混合され、再びベッドへと供給される自動的な注入サイクルとなっている（請求項５）。ベッドへの養液の注入は、ノズルの径により、しかもノズルの径の切断にて仕意に注入量を変化させることができ、全ての植物栽培施設に採用ができる（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が用いられる植物栽培施設の正面図である。
【図２】同上の植物栽培施設の要部の斜視図である。
【図３】同上の植物栽培施設の要部でベッドから定植パネルを外した状態の拡大斜視図である。
【図４】養液調合及び送出装置から養液が植物栽培施設へ供給される構成を示した養液供給装置の構成図である。
【図５】養液を供給管よりベッド内へ注入する構成図である。
【図６】ベッド内に養液を所定量を溜めておくための説明図である。
【図７】ベッドから戻し管を介して養液が回収タンクへ戻す例を示す植物栽培施設の構成図である。
【図８】ベッドと養液を排出するための排出管との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１  植物栽培施設である植物工場
３ａ，３ｂ  壁材
４ａ，４ｂ  柱材
７  ブラケット
１３  定植パネル
３０  養液供給装置
３１  養液調合及び送出装置
３２  供給管
３２ａ  分岐管
３２ｂ  ホース
３２ｃ  ノズル
３５  排出口
３６  戻し管
３６ａ  分岐管
３８  回収タンク
３９  循環タンク
５２  希釈タンク
【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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