(57)【要約】  生育システムは、各生育チャンバが植物の対応する部分を取り囲み、積層配置されるよう構成されている多数のモジュール式生育チャンバを含むことができる。前記生育チャンバは、生長している植物の異なる部分が空中栽培、水耕栽培、又は他の栽培技術を使って異なる影響を受けられるように、植物の生長中に選択的に追加又は取り外し可能である。前記生育チャンバスタックは可搬式とすることができて、操作者がスタックにチャンバを追加又はスタックからチャンバを取り外しするのを支援するために一体型又は独立型の持ち上げ装置を備えることができる。３つの栽培プロセスを、このようなシステムを使って容易にすることができる。これらのプロセスには、単一の植物から同時に収穫する多種多様な産物を生産するプロセス、単一の植物からの所望の大きさの産物の延長された収穫期間をもたらすプロセス、及び植物の生産寿命を延長するプロセスを含み、多数の、継続的で絶え間ない収穫を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の生長を管理する生育システムであって、
生育チャンバのそれぞれが互いに相互接続して生育チャンバスタックを形成するよう構成されている複数の生育チャンバを備え、
前記生育チャンバのそれぞれが、前記生育チャンバが前記生育チャンバスタック内に置かれている場合に前記植物の各部を少なくとも部分的に囲い、前記植物の各部に対して制御された生育環境を提供するよう構成されており、
前記生育チャンバのそれぞれが、前記生育チャンバスタックから選択的に取り外しできるように構成されている、
生育システム。
【請求項２】
前記生育チャンバのそれぞれが、前記生育チャンバが前記生育チャンバスタック内に置かれている場合に、前記植物の前記各部を収容するための凹部を内部に有する生育チャンバベースを含む、請求項１に記載の生育システム。
【請求項３】
前記生育チャンバのそれぞれが略円筒状の構造を含み、円錐頂点及び底面をお互いに相互接続するように構成されている、請求項１に記載の生育システム。
【請求項４】
前記生育チャンバのそれぞれが、前記生育チャンバが前記生育チャンバスタック内に設置されている場合に、前記生育チャンバが前記植物各部を収容できるようにするための蝶番付き床板パネルを備える、請求項１に記載の生育システム。
【請求項５】
前記チャンバスタック内の前記生育チャンバを支持するためのフレームをさらに備え、前記フレームが前記生育チャンバを移動可能に支持するための搬送機構を備える、請求項１に記載の生育システム。
【請求項６】
１つ又は複数の前記生育チャンバを選択的に持ち上げるための可搬式持ち上げ機構をさらに備える、請求項１に記載の生育システム。
【請求項７】
前記生育チャンバが、前記生育チャンバ内の前記植物各部を切断するための切断装置を受けるよう構成されている、請求項１に記載の生育システム。
【請求項８】
前記チャンバスタック内の１つ又は複数の前記チャンバへ養分を分配するための養分分配システムをさらに備える、請求項１に記載の生育システム。
【請求項９】
各生育チャンバが前記生育チャンバ内へ養分を分配するための一体型養分分配サブシステムを備え、前記養分分配サブシステムが、前記養分分配サブシステムを前記養分分配システムへ結合するための迅速接続式取付け部品を含む、請求項８に記載の生育システム。
【請求項１０】
各生育チャンバが、前記生育チャンバ上に可撓性膜を密閉状態で保持するための生育チャンバカバー封止通路を有する生育チャンバベースをさらに含む、請求項２に記載の生育システム。
【請求項１１】
植物の前記生長を管理するプロセスであって、
複数の生育チャンバを与えることであって、前記生育チャンバのそれぞれが生育チャンバスタックを形成して、前記植物の各部に対して制御された生育環境を提供するよう構成されている、生育チャンバを与えるステップと
前記チャンバのうち第１チャンバで出発産物の生長を開始するステップと、
前記植物の第１部分の前記生長に影響を与えるように、前記チャンバのうちの第２チャンバを前記第１チャンバの上に設置するステップと、
前記植物の第２部分の生長に影響を与えるように、前記チャンバのうちの第３チャンバを前記第２チャンバの上に設置するステップ、
とを含む、プロセス。
【請求項１２】
前記チャンバの少なくとも２つから産物を収穫することで前記植物から多様な大きさの産物を生産するステップであって、各チャンバ内の前記産物が略同時に異なる成熟度を有するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記第１チャンバ内の産物が所望の成熟度に達した場合に前記チャンバのうち前記第１チャンバ内の前記産物を収穫すること、及び前記第２チャンバ内の産物が所望の成熟度に達した場合に前記チャンバのうち前記第２チャンバ内の前記産物を収穫することで、前記植物の前記収穫を延長するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記第１チャンバ内の産物が所望の成熟度に達した場合に前記チャンバのうち前記第１チャンバ内の前記産物を収穫すること、及び前記植物の第３部分の生長に影響を与えるように、前記チャンバのうちの第４チャンバを前記第３チャンバの上に追加することで、前記植物の前記生産寿命を延長するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記生育チャンバスタック内の前記生育チャンバの１つ又は複数を移動させるための搬送機構を与えて、前記生育チャンバスタック内の前記生育チャンバのうち別のチャンバを取り外して収穫できるようにするステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記植物の一部分を切断機構で切断するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１７】
空中栽培技術を使って前記生育チャンバのそれぞれに養分を供給するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１８】
エブ＆フロー技術を使って前記生育チャンバのそれぞれに養分を供給するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記生育チャンバのそれぞれに組み込まれた養分分配サブシステムを使って前記生育チャンバに養分を供給するステップをさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する優先権の主張及び参照）
本出願は、適用されるあらゆる法律、条約、規則のもとに２０１５年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６２／２３８，７３３号、「空中栽培生育システム及び方法」に対する優先権を主張し、その主題の全体が参照により援用される。
（著作権に関する宣言）
本特許明細書の開示内容の一部には著作権保護の対象物が含まれる。著作権者は、特許商標庁の特許ファイル又は記録に現れることに伴う本特許明細書又は特許開示の複写には異議を唱えないが、それ以外については、どのようなものであれ、全ての著作権を留保する。
本開示は、空中栽培及び水耕栽培環境における植物のハイドロカルチャー栽培向けの固定式及び／又は可搬式システムを含む、植物を生育するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
「空中栽培」という用語は、植物を土や他の団粒培地を使用せずに空中又はミスト環境中で生育することを指す。空中栽培の基本原則は、植物支持構造物に植物を吊るし、閉鎖又は準閉鎖環境で植物のぶら下がっている根と下方の茎に養分の豊富な水溶液を噴霧することで、吊るされた植物を生育することである。植物の葉及び、しばしばキャノピー（ｃａｎｏｐｙ）と呼ばれる樹冠が植物支持構造物の上方に広がり、植物の根は植物支持構造物の下方に広がる。理想的には、培地で生育される植物よりも植物がより健康で早く成長できるように、環境は害虫や病気がない状態に保たれている。
【０００３】
先行技術において、様々な空中栽培及び水耕栽培生育システム及び方法が知られている。空中栽培システムに関し、米国特許第８，５３３，９９２号及び第８，７８２，９４８号は、先行技術を例示する空中栽培システムを記載している。「水耕栽培」という用語は、土を使わず無機物の養分の養液、典型的には水を使って植物を生育することを指す。植物は、その根を直接無機物の溶液のみへ曝すことで、又はパーライト、ロックウール若しくは砂利、火山岩などの不活性媒体を混合した溶液に曝されることで生長しうる。
【０００４】
空中栽培及び水耕栽培の技術は、注意深く管理された実験室環境、例えば植物生理学の研究に関連した環境で非常に成功してきた。しかし、当該技術における課題により、空中栽培及び水耕栽培の技術は、いまだ作物生産の主流又は広範で商業的な規模での適応に相応しいとは考えられていない。さらに、このようなシステムは、単一の植物ひいては作物全体に関する生産性及び生育効率のより効率的な制御を提供する、単一の植物の異なる部分の制御及び管理を提供しない。そしてさらに、このような先行技術のシステムは、典型的には固定式であり、可搬性及び、所与の作物又は植物産物の生育、分配、販売用の新しい市場モデルを含む、可搬性に由来する利点にはなじまない。
【０００５】
従来技術における課題には、異なる植物の要件に容易に適応可能で、単一の植物の向上した制御と管理を提供可能で、それゆえ生産高（収穫高）を向上し、当該植物で可能となる産物の品ぞろえを改善し、植物の有効な生産寿命を改善するスケーラブルな生育システムを提供することが含まれる。
【０００６】
従来技術における他の課題には、操業に伴うエネルギーコストが生産される生産高で正当化されるような効率的で生産性が高い生育システムを提供することが含まれる。
【０００７】
従来技術におけるさらなる別の課題は、植物の生長に対して多様で高度に調整された制御を提供する、製造、設置、稼働及び維持するのが容易で比較的安価なシステムを提供することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様によれば、生育システムは多数のモジュール式生育チャンバを備え、生育チャンバのそれぞれは一つの生育チャンバスタックを形成するようにお互いに相互接続するよう構成されている。また、各生育チャンバは、生育チャンバが生育チャンバスタック内に置かれている場合に、植物の各部を少なくとも部分的に囲い、植物の各部に対して制御された生育環境を提供するように構成されており、各生育チャンバは生育チャンバスタックから選択的に取り外しできるように構成されている。本明細書で使用される場合、「構成されている（ａｄａｐｔｅｄ  ｔｏ）」という用語は、構成要素が、他の構成要素と相互接続するなどの記述された機能を実現できるような構造を含んでいることを意味する。
【０００９】
チャンバスタックは、各生育チャンバが塊根、植物産物、植物の柄、樹冠などの植物の対応する部分を取り囲むことで、内部で生長する植物を取り囲むことができる。生育チャンバは、植物をほとんど又はまったく破壊することなく、生長中の植物の異なる部分がそれぞれを取り囲んでいる生育チャンバ並びにその内部に収容されている空中栽培及び／又は水耕栽培の機能によって異なる影響を受けられるように、植物の生長中に選択的に追加、又は取り外しが可能である。したがって、生育チャンバの構成を利用して植物の生長、生産性、収穫を管理・制御して、植物の生産寿命を延長することができ、それ故、独自の生育及び収穫の方法・プロセスが可能となる。
【００１０】
本開示の別の態様によれば、作物を生育、収穫するための多数の独自のプロセスが、生育システムのモジュール式生育チャンバ機能によって容易になっている。これらの独自のプロセスによれば、生育チャンバスタックは植物の生長中に生育チャンバを追加又は取り外しすることで変更可能であり、植物の生長及び生産に適応し影響を与えることができる。本明細書では単一の植物から同時に収穫する多種多様な産物を製造するプロセスと呼ばれる、これらの独自のプロセスの一つによれば、植物が生長するにつれて、異なる大きさでそのすべてが同時に収穫可能な多種多様な産物をシステムが製造するように、生育チャンバスタックが変更される。ジャガイモなどの管状品種に対して、モジュール式チャンバの機能を有利に使って、塊茎（すなわち、出発ジャガイモ）、小型のジャガイモ、中型のジャガイモ、パン屋サイズのジャガイモ、特大パン屋サイズのジャガイモなどを含みうる、異なる大きさで異なる成熟度の野菜を単一の植物から同時に収穫するのを容易にすることができる。したがって、モジュール式チャンバ構造によって、多種多様な大きさと種類の産物（すなわち、塊茎及びジャガイモ）を単一の生育チャンバスタックから同時に収穫することができる。
【００１１】
本開示の別の態様によれば、モジュール式生育チャンバによって、単一の植物からの所望の大きさの産物の延長された収穫期間をもたらす独自のプロセスを容易にする。この態様によれば、モジュール式チャンバ機能が、先行技術と比べて延長された期間にわたって単一の植物からの所望の大きさ又は種類の産物、すなわち、特大パン屋サイズのジャガイモ、の収穫を与える。この態様によれば、生育システムはまず、異なる成熟度の所望の大きさの産物を有する、それぞれの個数の異なる生育チャンバが発育されるように、生育チャンバを追加し、また植物を変更することで発育される。第１チャンバ（ジャガイモなどの管状作物では底部チャンバ）内の産物が所望の成熟度に達すると、所望の大きさの産物が第１チャンバから収穫される。このチャンバは取り外され、次に高いチャンバ内の産物は、所望の大きさ／成熟度に達するまでの期間、熟成することができる。そして、このチャンバが収穫される。この態様によれば、所与の大きさの産物に対する植物の生産周期を、数週間、数か月、又は数年間延長することができる。この点で、生育システムを使って植物の生産に影響を与える、若しくは操作する、及び／又は制御することで、市場の要求に対して適切な量及び時期を実現することができる。
【００１２】
本開示の別の態様によれば、モジュール式チャンバ構造を使って、植物の生産寿命を延長するプロセスを容易にして、多数の、継続的で絶え間ない収穫を提供することができる。この方法によって、先行技術で通常達成できる期間よりもかなり長い期間にわたって、植物が生長および生産を続けることができ、ジャガイモなどの管状品種の場合は、新しい種子、分岐、挿し木又は塊茎などから始める必要がない。このプロセスは、生育チャンバスタックからチャンバを取り外すことを含みうる。こうすることで、植物が自然な形で生長を続け、所望の任意の収穫スケジュールを保つことができる。例えば、このプロセスを使ってパン屋サイズのジャガイモだけを収穫したい場合は、最下部のチャンバで所望のパン屋サイズが達成された後に、このチャンバが取り外される。次に、この植物の部分が生長を続けると、別のチャンバが植物の上に追加される。そして蓋が最上部のチャンバに設置される。一例として、蓋の下の植物の葉を切断し、根の生長を刺激して促進し、２つの異なる生育環境を維持するために、葉柄をその場に残す。下部チャンバが所望のパン屋サイズを有するようになった後に、このプロセスが繰り返される。このプロセスを使って、所与の大きさの産物に対する（又は多種多様な大きさの産物に対する）植物の生産寿命を延長することができる。
【００１３】
別の態様によれば、空中栽培及び水耕栽培の生育技術の有効性を増進するために、モジュール式生育チャンバの特定の構成が与えられる。
【００１４】
別の態様によれば、操作者が生育チャンバスタックへの生育チャンバの追加、及び生育チャンバスタックからの生育チャンバの取り外しをすることができるように、生育チャンバ用の持ち上げ又は搬送機能及び支持機能が与えられる。
【００１５】
別の態様によれば、モジュール式生育チャンバは、連続的に積み重ねられたチャンバを互いに対して積み重ねて生育システムに構造的な安定性を与えられるように、入れ子又は連結機能を備えることができる。
【００１６】
別の態様によれば、モジュール式生育チャンバは、スプレーヘッド又はノズル及びチャンバ壁へ組み込まれた、又はチャンバ壁の内部にある水配送チューブなどの一体型水・養分配送システムを備えることができる。迅速接続式取付け部品により各チャンバの水・養分配送システム機構を容易に取り付けられる。さらに、過去、現在、未来における他の植物生長増進／操作処理又は技術を、生育チャンバ支持構造物及び迅速接続式取付け部品を介して、従属的に、また単独で、特定の作物に対する任意のチャンバ及び植物部分へ、又はさらに所与の植物が生長の異なる段階へと入る場合に、配送することができる。例としては、二酸化炭素、無機物、香味料などである。
【００１７】
生育キャビネットに、その一部分に与えられた車輪などの可搬機構を備えることができる。迅速接続・分離機能と併用することで、生育キャビネットは異なる場所へ容易に運ぶことができる。したがって、生育キャビネットからの収穫は、生育キャビネットが所与の場所にとどまった状態で「その場で」行うことができ、ジャガイモはチャンバ／キャビネットから定期的に（毎月、毎週、又は毎日）収穫され、又は産物が収穫される新しい場所へキャビネット全体が移動された、収穫ステーションなどの離れた場所で収穫を行うことができる。または、収穫のために生育キャビネットを一時的に移動し、後で所望の作物を継続的に生産するために生育ステーションへ戻すことができる。または、収穫のため、産物を選択的に収穫できる収穫ステーションへ生育キャビネットを移動させて、後で元の、又は異なる生育場所でつなぐこともできる。また、可搬性を、植物を一つの場所で熟成させて、スーパーマーケットなどの市場環境へ移動させて、顧客が植物そのものから産物を選んで収穫することができる、といったマーケティング上の独自の特徴とすることができる。または、システムを、スーパーマーケット、刑務所、レストラン、商業・居住用ビル、又は再販業者／ユーザが望む任意の場所に設置することもできる。
【００１８】
本開示の別の態様によれば、生育システムを、例えば生育地区から収穫地区へ、容易に移動可能な可搬式ユニットとして提供することができる。モジュール式チャンバの連結構造が生育システムに安定性をもたらす。生育システムの水、養分、無機物、二酸化炭素、香味料、又は過去、現在、未来の任意の他の植物操作／増進要因の連結を確立、又は切断することができる。エネルギー源が与えられる生育部屋から収穫ステーションへ、又は滅菌及び／若しくは洗浄並びに保守のための場所へ、など、一つの場所から別の場所へ、ユーザが生育キャビネットを容易に移動させられるように、車輪及び搬送構造物を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の上記並びに他の付随する利点及び特徴は、あらゆる場所で類似の要素が類似の参照数字で表されている添付の図面と共に、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。説明及び実施形態は例示的な例として意図されており、本明細書に付加される請求項に記載されている本発明の範囲を制限することは意図していないことが理解されるであろう。
【００２０】
【図１】図１は、本開示の一態様に係る例示の生育システムの斜視図である。
【００２１】
【図２】図２は、本開示の一態様に係る例示の生育システムの斜視図である。
【００２２】
【図３】図３は、本開示の一態様に係る例示の生育システムの後部平面図である。
【００２３】
【図４】図４は、本開示の一態様に係る例示の生育システムの左側面図である。
【００２４】
【図５】図５は、本開示の一態様に係る例示の生育システムの右側面図である。
【００２５】
【図６】図６は、本開示の一態様に係る例示の生育システム支持フレーム及び搬送システムを示す斜視図である。
【００２６】
【図７】図７は、本開示の一態様に係る、例示の生育システムフレームの取り外し可能な頂部を示す斜視図である。
【００２７】
【図８】図８．１〜８．３は、本開示の一態様に係る、例示の生育システム内の最上部の生育チャンバの挿入及び下降を示す斜視図である。
【００２８】
【図９−１】図９．１〜９．５は、本開示の一態様に係る、例示の生育システム内の底部生育チャンバの下降及び取り外しを示す斜視図である。
【図９−２】同上。
【００２９】
【図１０】図１０、１１は、本開示の一態様に係る例示の生育チャンバの分解斜視図である。
【図１１】同上。
【００３０】
【図１２】図１２、１３は、本開示の一態様に係る生育チャンバの斜視図である。
【図１３】同上。
【００３１】
【図１４】図１４は、本開示の一態様に係る、例示の養分分配・排水システムを有する生育システムの斜視図である。
【００３２】
【図１５】図１５、１６は、本開示の一態様に係る例示の生育チャンバの入れ子を示す断面図である。
【図１６】同上。
【００３３】
【図１７】図１７．１、１７．２は、本開示の一態様に係る、例示のチャンバカバー及びチャンバカバー締結配置を示す断面図である。
【００３４】
【図１８】図１８は、本開示の一態様に係る生育チャンバを示す切り取り斜視図である。
【００３５】
【図１９】図１９．１〜１９．６は、本開示の一態様に係る、柄用封止部材、柄用切刃及び柄用開口部封止部材が挿入された、例示の生育チャンバの断面図である。
【００３６】
【図２０】図２０．１〜２０．３は、それぞれ柄用封止部材、切刃及び柄用開口部封止部材を示す、例示の生育チャンバの切り取り図である。
【００３７】
【図２１】図２１は、本開示の一態様に係る、生育システム用の例示のエンクロージャ構成の斜視図である。
【００３８】
【図２２】図２２は、本開示の一態様に係る、生育システム用のエブ＆フロー方式構成の斜視図である。
【００３９】
【図２３−１】図２３．１〜２３．５は、本開示の一態様に係る生育システムを使用する方法の略図である。
【図２３−２】同上。
【図２３−３】同上。
【図２３−４−１】同上。
【図２３−４−２】同上。
【図２３−５】同上。
【００４０】
【図２４】図２４．１〜２４．５は、本開示の一態様に係る生育システムを使用する別の方法の略図である。
【００４１】
【図２５】図２５．１〜２５．５は、本開示の一態様に係る生育システムを使用する別の方法の略図である。
【００４２】
【図２６】図２６．１〜２６．５は、本開示の一態様に係る生育システムを使用する別の方法の略図である。
【００４３】
【図２７】図２７、２８は、本開示の一態様に係る第２の例示の生育システムの斜視図である。
【図２８】同上。
【００４４】
【図２９】図２９は、本開示の一態様に係る第２の例示の生育システム内の生育チャンバの分解図である。
【００４５】
【図３０】図３０は、本開示の一態様に係る例示の養分分配システム構成要素の分解図である。
【００４６】
【図３１】図３１は、本開示の一態様に係る封止ガスケットアセンブリの分解図である。
【００４７】
【図３２】図３２は、図３１の封止ガスケットアセンブリの組立図である。
【００４８】
【図３３】図３３、３４は、本開示の一態様に係る第２の例示の生育システム内の生育チャンバの横断面図である。
【図３４】同上。
【００４９】
【図３５】図３５は、本開示の一態様に係る生育チャンバの切り取り斜視図である。
【００５０】
【図３６】図３６は、本開示の一態様に係る切断アセンブリの斜視図である。
【００５１】
【図３７−１】図３７．１、３７．２は、本開示の一態様に係る生育システムの可搬式持ち上げ機構の平面図である。
【図３７−２】同上。
【００５２】
【図３８−１】図３８．１及び３９は、本開示の一態様に係る第３の例示の生育システムの斜視図である。図３８．２は、図３８．１で示されている詳細図である。
【図３８−２】同上。
【図３９】同上。
【００５３】
【図４０】図４０は、本開示の一態様に係る第３の例示の生育システム内の生育チャンバの斜視図である。
【００５４】
【図４１】図４１、４２は、図４０の生育チャンバの分解図である。
【図４２】同上。
【００５５】
【図４３】図４３は、図４０の生育チャンバの横断面図である。
【００５６】
【図４４】図４４は、本開示の一態様に係る、養分分配システム用の相互接続継ぎ手の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１〜９．５は、本開示の一態様に係る例示の生育システム１０の詳細を示す。生育システム１０は、主要な構成要素として、積層した多数の生育チャンバ２００．１〜２００．５を収納及び支持する生育チャンバ支持構造又はキャビネット１００、チャンバ搬送システム３００、及び水・養分循環システム４００を備えることができる。メタルハライド光源、高圧ナトリウム、ＬＥＤ日光、又は生育チャンバ２００．１の上の樹冠（図示せず）の生長を助けるのに適した他の光／エネルギー源でありうる、光／エネルギー源１４０。
【００５８】
さらに図３〜５を参照すると、例示の生育キャビネット１００は、基部１０２、４本の垂直柱１０４及び頂部部材１０６を含む略矩形のフレームを備えることができて、アルミニウムなどの軽量だが頑丈な材料で構成することができる。更なる強度のため、補強用横梁１０８が垂直柱１０４の間に延在してもよい。また、キャビネット１００は、水容器４０４、養分容器４０２及びポンプ４０６を備える養分循環システム４００の構成要素を支持する追加の棚又は支持台１０９を備えることができる。本明細書における説明では、図１で前方左を向いているキャビネット１００の側面は、キャビネット１００の後面と称される。頂部部材１０６（図７を参照）は、頂部部材１０６の取り外し及び／又は伸長を可能とする伸縮式の取付け部品を使って、垂直柱１０４へ着脱自在に取り付けることができる。より詳細には、伸長部材を挿入して、頂部部材１０６の高さを上げる、又は下げて、様々な程度の樹冠を収容することができる。キャビネット１００は、フレームの底部に取り付けられるキャスター１１０などの可搬機構を備えることができる。加えて、荷重センサ若しくはロードセル１１２、又は他の重量測定若しくは検知デバイスを、生育キャビネット１００全体の重量及び／又はバランスを監視するためにキャスター取付け部に含むことができる。
【００５９】
別の態様によれば、キャビネット１００は、生育キャビネットに備え付けられたハンドルなどの追加の可搬機構を備えることができる。給水用の迅速接続式取付け部品とモジュール式キャビネット構造で達成可能な軽量構造の併用で、キャビネットは生育環境から離れた場所へ容易に輸送することができる。例えば、生育キャビネットは、処理工場内の収穫ステーションへ移動することができる。あるいは、更なる例としては、生育キャビネット全体を市場環境（すなわち、スーパーマーケットや食料品店）に輸送又は設置して、顧客がキャビネット内で生育されている単一の植物から取れる異なる大きさの産物の品ぞろえの中から個人的に収穫できるようにすることができる。市場は、生育キャビネットへ迅速につないで産物を新鮮で水分を与えられた状態に保ち、産物の保存期間を延ばすことのできる給水装置を備えていることがある。さらに、可搬機構によって、レストラン、刑務所、商業・居住用ビル、農場などに、飲食／再販売などのために設置することができる。
【００６０】
さらに図６及び７を参照すると、チャンバ搬送システム３００は、回転運動のために横梁１０８内のベアリングに取り付けられた上部スプロケット３０４のそれぞれに係合する一対のチェーン３０２、及び回転運動のためにキャビネットフレームに取り付けられた駆動軸３０７に取り付けられた下部駆動スプロケット３０６を備えることができる。駆動スプロケット３０６は、適切なトルクで駆動スプロケット３０６を回転させるウォームギヤ及び変速装置などの既知の道具を使って電気モータ３０８の動力で駆動することができる。あるいは、電気モータ３０８の代わりに手回し式クランク機構を使うことができる。チェーン駆動システムは、これから説明されるように、生育チャンバ２００の制御された下降（又は上昇）を与える。
【００６１】
生育チャンバ２００の転がり支持を容易にし、それにより生育チャンバ２００をキャビネット１００へ設置又はキャビネット１００から取り外しできるように、キャビネット１００は頂部レール部材１２０及び底部レール部材１３０を備えることができる。これらのレール部材は、各生育チャンバに取り付けられた生育チャンバローラ２５０（図２）を受ける。キャビネット１００の各面には、一対の垂直レール１４０（図４）が頂部レール部材１２０と底部レール部材１３０の間に延在する。これらの垂直レールは、チャンバが垂直下方へ搬送できるように完全に設置される位置まで転がった際に、各チャンバローラ２５０を受ける。各チャンバ２００は、チャンバが設置位置まで挿入された際に、チェーン３０２と係合して生育チャンバ２００が搬送システム３００を介して制御された下降をするように生育チャンバ２００の支持を与える一対の歯付部材２４０（図２）を備えている。
【００６２】
上部生育チャンバの設置は、図８．１〜８．３により詳細に描かれている。図８．１においてチャンバ２００は、最前部のローラ２５０が頂部レール１２０上で支持される、部分的に設置された位置で示されている。歯付部材２４０はまだチェーン３０２と噛みあっていない。操作者がチャンバ２００をさらにキャビネット１００の方へ動かすと、チャンバは図８．２に示される設置位置に達する。ここで、歯付部材２４０はチェーン３０２と噛みあい、生育チャンバの重さを支持する。この位置で、ローラ２５０は垂直レール１４０と位置が揃う。図８．３は、チェーン３０２が動いた結果、より低い位置にあるチャンバ２００を示す。認識されるように、この例示の生育システムは、本明細書で後述されるように植物の生長に適応して影響を与えるように、積層されて連続した配置の生育チャンバ２００の追加を容易にする。
【００６３】
より下にある生育チャンバの取り外しが、図９．１から９．５に描かれている。明確にするため、これらの図は最下部の生育チャンバ２００のみを示している。当業者であれば、本明細書でより詳細に説明されるように、通常は、特定の栽培プロセスで必要なだけの多数の追加の生育チャンバが底部生育チャンバ２００の上に配置されるということを理解するであろう。チェーン３０２は、生育チャンバ２００の歯付部材２４０が下方へ移動する間ずっと係合しているように、チェーンの移動中にチェーンを特定の垂直経路内に維持するばね張力機構３２０を使って特定の向きに保たれている。これは図９．１及び９．２に示されている。生育チャンバ２００が下方へ動きつづけると、生育チャンバ２００は図９．３に示される、歯付部材２４０がチェーン３０２から離れる位置に達する。この位置で、ローラ２５０もまた、垂直レール１４０の範囲を超えて下方へ、下部水平レール１３０の上に載る位置まで移動している。このため、張力機構３２０及び張力機構３２０に対して駆動スプロケット３０６のずれた向きにより、底部チャンバ２００が取り外し位置に近づくにつれてチェーンが歯付部材２４０から離れるように、チェーンを垂直経路から十分ずらす。したがって、生育チャンバ２００は、ローラ２５０が下部レール１４０上を図９．４及び９．５に示される位置まで転がると、チャンバ２００をキャビネット１００の外に転がすことのできる操作者により、キャビネットから取り外すことができる。取り外したら、収穫可能な産物を含みうるチャンバ２００の内容物は、これから説明されるように、さらに処理することができる。本開示の一態様に係る例示の生育チャンバ２００の詳細について説明する。
【００６４】
例示の生育チャンバ２００の詳細が図１０〜２０．３に示されている。生育チャンバベース２１０は、溝又は凹部２１３が内部にある、正方形又は矩形形状などの略Ｕ字型又は馬蹄形状を有することができる。溝又は凹部２１３は、生育キャビネット１００内で生育されている植物の柄などの中央部を収容し、さらに説明されるように、生長している植物の柄の部分の周りに生育チャンバを設置できるようにする。生育チャンバは、略平面の底壁２１２、略平面の側壁２１４、前壁２１６、及び一対の後壁２２０を含むことができる。底壁は、そこに集まる液体が排水出口４２０（図１３）の位置する中心部又は後方部へと重力で引かれるような形状とすることができる。中心の隆起したエプロン部２１８は、円錐形状であってもよいが、底壁２１２から上方へ延びている。エプロン部２１８は、所与の種類の植物に適した様々な寸法（高さ及び幅）及び様々な形状で、チャンバ内での植物生産に所望の量の空間を与えることができるように、チャンバ内上方へ延びることができる。溝の一対の側壁２２２は、後壁２２０からエプロン部２１８へと延びている。溝又は凹部の側壁２２２は、切刃又は、さらに説明されるように、光及び／又は汚染に対して植物の柄を密閉する封止部材２２８を受けるための溝２２６（図１０）をそれぞれ含む。認識されるように、チャンバベース２１０は、射出成型などの方法を使って形成し、容易に清掃できて安価な製造コストだけでなく、液体の妨害されない流れを内部に与える滑らかな表面を与えることができる。
【００６５】
生育チャンバ内部には、別体のプラスチック管でありえる、又は生育チャンバベースの一部として一体形成することができる、水・養分分配導管４２２が収容される。空中栽培用途では、導管４２２は、生育チャンバベース２１０のそれぞれの角に配置される、生育チャンバ２００内に収容されている塊根及び／又は植物の部分へ養分を噴霧するためのスプレーノズル４２４と流体連結することができる。迅速接続式取付け部品を含みうる入口接続部４２６（図１３）は、主分配システム４００から水及び／又は養分の入力を与える。前述したように、各生育チャンバ２００は、動作中に搬送システム３００と係合し、生育チャンバ２００を支持するための、側壁と一体形成しうる一対の歯付部材２５０をそれぞれの側壁に備える。また、生育チャンバ２００は、チャンバベース２１０と一体形成しうる、ローラ２５０が取り付けられるベアリング及び軸用の筐体を含む、多数のローラーマウント２３０を備える。
【００６６】
特に図１０及び１１を参照すると、間仕切り挿入体２６０を、チャンバベース２１０の内部に、チャンバベース２１０に対して入れ子状に嵌合させて備えることができる。さらに、間仕切り挿入体は生育チャンバの内部を分割することができる。生育チャンバ支持格子２７０は、チャンバ壁の頂部に形成された肩部２７２へ取り付けることができる。支持格子２７０は、スプレーノズル４２４から生育チャンバ２００の底部への液体の排水を可能にしながら、塊根及び／又は植物の果実又は野菜を支持する。支持格子２７０は、生育チャンバの上部領域を分割し、生育チャンバ２００の上部領域を封止するための可撓性のプラスチック製の膜、防水布、又は薄板とすることができる生育チャンバカバー２８０（図１５〜１７）を支持する、上部パーティション２７２を受ける溝を含むことができる。生育チャンバカバー２８０は、光、昆虫、及び他の望ましくない環境条件から生育チャンバの内部を保護する、マイラー（商標）などの略正方形のポリエチレンのシート若しくは他の適切なプラスチック製若しくは金属化したフィルム、又はゴム製シートとすることができる。特に図１７を参照すると、カバー２８０の外端部は、チャンバベース２１０の壁の上端と支持格子２７０の外面の間に形成される空間に挿入された１つ又は複数の保持用挿入物２８２で、生育チャンバベース２１０へ固定することができる。保持用挿入物２８２は、カバー２８０の外側部分２８１を当該空間に押し込み、カバー２８０を生育チャンバベース２１０上で封止状態で保持するために使うことができる。カバー２８０の内側縁は、植物の柄／幹の周りにまとめることができる。追加チャンバ２００．４（図１７）がカバー２８０．５の上に設置される場合、チャンバ２００．４はカバーのまとめられた内側部分の周りに設置され、チャンバベースの凹部２０によってチャンバはカバー２８０．５のまとめられた内側部分の周りへ挿入できて、カバー２８０．５のまとめられた内側部分は上にあるチャンバベース２１０．４の円錐形エプロン部２１８．４を通って上方へ案内されて、エプロン部２１８．４の周りに折り畳むことができる。積層して配置されたチャンバ２００．１〜２００．５の断面図である図１５及び１６に見ることができるように、各チャンバカバー２８０は、各チャンバベース２１０の上に略円錐形状で密閉された、チャンバの内部及び内部の植物構成要素を保護する領域を与える。図１８は、設置されたカバー２８０を部分的に示す切り取り図である。カバー２８０は、凹部２１３の上方に延在している。凹部を含む生育チャンバベースの形状との組み合わせで、生育チャンバが植物の各部分を少なくとも部分的に囲み、植物の各部分に対する制御された生育環境を与えるように構成される構造を、チャンバカバー２８０は提供する。カバーの折り畳み可能な特質及びチャンバへの着脱自在な連結によって、スタックから生育チャンバを取り外すことが望まれる場合に、カバーをチャンバから取り外すことができる。この点で、チャンバカバーは、生育チャンバスタックから生育チャンバを選択的に取り外すことができるように構成されている構造を提供する。
【００６７】
さらに図１９．１〜１９．６及び２０．１〜２０．３を参照すると、２種類の封止部材及び切断部材が凹部２１２内にはめて、チャンバ２００を密閉すること、又は本開示の一態様に係るシステムを使用する方法で植物の茎を切断することを容易にすることができる。例えば、底部チャンバ２００．５（図１）が取り外しできる状態にある場合、底部チャンバ２００．５の上にあるチャンバ２００．４上の可撓性のカバー２８０．４を取り外すことができる。保持用挿入物２８２（図１７）の取り外しも含め、カバーの外端を取り外すことで、取り外すことができる。カバー２８０．４を取り外すことで底部チャンバの上のチャンバの内部へアクセスでき、その結果、底部チャンバのまとめられた可撓性のカバーを上にあるチャンバのエプロン部を介して引き下ろすことができる。切刃２９６を上にあるチャンバの凹部２１３へ挿入して、植物の柄を切断することができる。その後、底部チャンバのカバーは、上にあるチャンバの円錐形エプロンを通して引き込み、引き下ろされる。植物の柄／茎が切断されているので、底部チャンバ２００．５を取り外すことができる。刃の代わりに第２封止部材を残っている（植物の柄が切断された）チャンバ２００．４へ挿入し、チャンバが密閉されていることを確実にすることができる。
【００６８】
図１９．１、１９．２及び２０．１を参照すると、封止部材２２８を凹部２１３へ挿入することができる。封止部材２２８は、植物の柄／幹を収容するためにその端部に切り抜き部２９２を備えることができる。図１９．１及び１９．２は、それぞれ封止部材２２８の挿入された位置及び引き抜かれた位置を示す。図２０．１は、封止部材２２８が完全に挿入された切り取り斜視図を示す。本開示の別の態様によれば、植物の柄を切断するための鋭利な端部を有する切刃２９６をチャンバの凹部２１３へ挿入して、植物の柄の部分及び関連するチャンバを取り外しできるようにすることができる。この場合、底部生育チャンバのカバーは収穫されるチャンバ、すなわち底部チャンバ内に格納される。刃２９６はチャンバ溝の側壁２２２内に形成された溝の中を移動し、図１９．３及び１９．４に詳しく描かれているように植物の柄を切断する。図２０．２は、切刃が完全に挿入されたチャンバ２００の切り取り斜視図を示す。図１９．５及び１９．６は、植物の柄が切断された後に使用される第２封止部材２９８を示す。
【００６９】
図４及び１４を参照すると、本開示の一態様に係る例示のシステムは、水・養分配送システム４００を備えることができる。養分容器４０２及び４１２は、特定の生育システム用途及び特定の種類の植物向けにそれぞれ異なる養分又は混合養分を含むことができる。容器４０２及び４１２はそれぞれ、容器４０２、４１２と密閉状態で係合する容器取付け部品４０４及び４１４の内部に取り付けることができる。ポンプ４０６及び４１６はそれぞれ配送システム内で圧力差を与え、液体を各チャンバ２００へ運ぶ可撓性のホースと係合する多数の迅速接続式取付け部品を含みうる出口マニホールド４１８を備えることができる。各生育チャンバ２００は、水・養分吸入口取付け部品４２６（図５）及び排水／復路取付け部品４２０を備える。これらは、当該技術で知られている迅速接続式の取付け部品とすることができる。多数の可撓性の導管又はホース４３０を、養分を配送するために操作者がマニホールド及び吸入口取付け部品４２６へ選択的に接続するために備えることができる。排水取付け部品４２０は共通導管と連通し、使用済みの養分混合物がチャンバ２００から収集容器へ運ばれる、又は床若しくは生育システムが収容されている設備へ排水できるようにすることができる。各生育チャンバは、二酸化炭素などのガスを生育チャンバへ導入できるようにするためのガス吸入ポートを備えて、この成分の濃度を高めて植物の生長を増進することができる。
【００７０】
認識されるように、例示の水・養分配送システム４００は、適切な養分混合物が各チャンバ２００へ与えられていることを操作者が保証できるように、高度に設定可能なシステムを提供する。このため、適切な検出要素を、二酸化炭素レベル及び他の養分のレベル、又は汚染物質レベル、ＰＨ値及び温度、といった関連パラメータを検出するためにチャンバの内側に備えることができる。このようなセンサは、当該技術で知られている方法で、システムの監視・制御を行うコンピュータ（図示せず）と通信することができる。
【００７１】
図２１は、エブ＆フロー方式栽培プロセスをサポート可能な、変更した例示の水・養分配送システムを示す。エブ＆フロー方式プロセスは、生長している植物へ養分を与えるための、空中栽培プロセスの代替プロセスである。エブ＆フロー方式プロセスでは、生育チャンバは、所与の時間にわたって各生育チャンバの底部へ流入して所定の水位まで溜まりうる、水及び養分の供給物を与えられる。その後、供給物は所与の時間にわたって排水され、養分及び水が補充される。この栽培方法は当該技術で知られており、植物の根へ供給されるミストを含む空中栽培生育方法に対する代替方法である。本開示の一態様によれば、エブ＆フロー方式プロセスは、変更された水・養分配送システムを使って実施することができる。より詳細には、図２１に示されるように、上部チャンバ用の養分吸入口は、下部チャンバへ養分を運ぶための弁４５０及び導管４５２を備えることができる。このようにして、エブ＆フロー方式プロセスは、個々のチャンバ内で実現できる。あるいは、弁４５０は、下部チャンバへ排水する代わりに廃棄物用領域又は容器へ排水することができる。概して、各チャンバは、スプレーノズルなどの空中栽培構成要素と、液体ディスペンサー又は導管に形成された注入ポート若しくは注入口などの水耕栽培構成要素のどちらか又は両方を使って、水を引く、及び／又は充填することができる。さらに、各チャンバは、例えば導管４５２を介して、下部チャンバへ排水するか、廃棄物用領域（床）又は外部容器へ排水することができる。チャンバがエブ＆フロー方式用途又は技術向けに充填される場合、チャンバに液面センサ又はフロートスイッチを備えて、容器内の液体の適切な水位を検出及び維持し、過剰充填を防ぐことができる。このようなセンサは、養分分配システムポンプ４０６及び４１６用の制御構成要素と電子的に通信することができる。
【００７２】
図２２は、反射コーティングを有するマイラー（商標）などの光反射プラスチックで形成され、キャビネット内で光を反射するようにキャビネットフレームへ締結されたパネル４９０を備えることで植物に利用される光エネルギーをより多くすることができる、樹冠エンクロージャを示す。
【００７３】
本開示の一態様に係る例示のモジュール式生育チャンバは、これから説明されるように、植物栽培における固有のプロセスを容易にする。生育キャビネットは、植物の生長中にモジュール式生育チャンバを追加及び／又は取り外して変更することで、植物の生長及び生産に適応し、影響を与え、操作及び制御を行うことができる。本開示の態様によれば、少なくとも３つの固有の栽培プロセスを、上記のモジュール式生育チャンバキャビネットシステムにより容易にすることができる。これらのプロセスは、１）単一の植物から同時に収穫する多種多様な産物を生産するプロセス、２）単一の植物からの所望の大きさの産物の延長された収穫期間をもたらすプロセス、及び３）植物の生産寿命を延長するプロセス、である。採取されたジャガイモなどの管状品種に対して、モジュール式チャンバの機能を有利に使って、単一の植物から塊茎、小型のジャガイモ、中型のジャガイモ、パン屋サイズのジャガイモ、特大パン屋サイズのジャガイモなどを含みうる、異なる大きさで異なる成熟度の野菜を収穫するのを制御することができる。さらに、管状品種に対して、モジュール式チャンバの機能を使って、特大パン屋サイズのジャガイモなどの所望の大きさの産物の収穫を延長して、所与の大きさの産物（すなわち特大パン屋サイズのジャガイモ）を収穫しうる期間が先行技術のシステム及びプロセスと比べて著しく延長されるように、植物の生産寿命を伸ばすことができる。
（単一の植物から同時に収穫する多種多様な産物を生産するプロセス）
【００７４】
植物の生長を変更／操作するのを容易にし、より詳細には単一の植物から同時に収穫する多種多様な産物の生産を容易にするためのモジュール式生育チャンバの適用例を、図２３．１〜２３．５を参照して説明する。まず、図２３．１に示されるように、第１チャンバ２００．５（出発箱）で生育する所望の管状産物が選ばれる。例えば、出発産物５０は、本明細書で説明される例示のシステム及びプロセスを使って生育された産物を含む、ジャガイモ塊茎、挿し木又は他の出発植物とすることができる。出発産物５０は、第１チャンバ２００．５の支持格子２７０．５で、又はその内部に支持することができ、水及び養分のミストを与えることができる。ネットポットなどの様々な装置又は他の挿入物を使って、チャンバ内で出発植物を支持することができる。水の濃縮は、脱塩素処理、ｐＨ調整、逆浸透、適切な養分及び無機物の追加などを含みうる。管状産物５０は好適には支持格子２７０．５に取り付けられ、産物５０の底部５４が遮光されて第１チャンバ２００．５内のノズルから噴霧されて供給される水／養分に曝されるように、又は水／養分混合物で満たされて排水されるエブ＆フロー方式システムの場合には、カバー２８０．５は格子上に備え付けることができる。あるいは、開口部がなく、出発産物５０を支持するための切り抜き部及び取り外し可能な凹部を含む、特別に適応された支持格子を利用することができる。頂部５６は光源（図２３．１では図示されず、図２参照）にさらされる。しばらくすると、根５２は底部５４から生長を始める。
【００７５】
図２３．２を参照すると、植物の柄５８は頂部５６から生長し、ジャガイモなどの植物産物は、第１生産スケジュールに沿って第１チャンバ２００．５内の根から生長を始める。チャンバ２００．５のエプロン部２１８．５は光並びに根系及び植物の柄の周りの周囲／外部の環境条件からの封止を与える。チャンバは、生長中のジャガイモを支援する。図２３．３を参照すると、適切な時に、植物の柄５８が所望の高さに達し、第１チャンバ２００．５内で生長しているジャガイモの成熟度が所望のレベルに達するであろう。ここで、根の生長を刺激するため、第２チャンバ２００．４内の植物の茎から葉が切られる。そして、第２チャンバ２００．４を第１チャンバ２００．５の上に設置することができる。認識されるように、チャンバ２００．４内の凹部２１３（例えば図１２）により、チャンバ２００．４を植物の柄の周囲に設置するのが容易となる。カバー２８０．４はチャンバ２００．４の頂部に設置され、次いで、柄部がエネルギー源から遮蔽されて第２生産スケジュールに沿ってジャガイモが生長し始める。植物が生長を続けるにつれて、第１生長スケジュールの第１チャンバ２００．５内のジャガイモが生長を続けて、大きさを増す。チャンバを追加するプロセスは続けることができて、図２３．４に示されるように、第３チャンバ２００．３が第３生産スケジュールに沿って植物の第３部分の生長を促進するために追加されている。認識されるように、このプロセスは、所望の数の生産スケジュールが単一の植物に対して実施されるまで継続することができる。
【００７６】
図２３．５は、異なる大きさの産物を同時に収穫する準備がなされた例示の生育キャビネットを模式的に示す。生育キャビネットは、植物の産物部分が生長できるように、しばらくの間、例えば３か月後に前述のプロセスを使ってこの状態に達することができ、その後に生育キャビネットは完全に収穫してしまうことが可能で、植物の各部に対する各生産スケジュールの結果として５種類の産物を産出する。例えば、塊茎はチャンバ２００．１から、小型ジャガイモはチャンバ２００．２から、中型のジャガイモはチャンバ２００．３から、パン屋サイズのジャガイモはチャンバ２００．４から、そして特大パン屋サイズのジャガイモはチャンバ２００．５から収穫できる。上述の開示から認識されるように、図１〜２２に関して説明された例示のキャビネットシステムを利用して、このプロセスを実現することができる。より詳細には、チャンバ２００．５から２００．１のそれぞれは、多種多様な大きさの収穫を産出する各チャンバのそれぞれの内容物を収穫するために、説明された方法で設置可能で、後に下降させて生育キャビネットから取り外しを行うことができる。したがって、５つの異なる大きさ／成熟度の産物を生育キャビネットから同時に収穫して、単一の植物からの産物の品ぞろえを提供することができる。
【００７７】
当業者であれば、上述の生育キャビネット及びプロセスによって、上記の「全キャビネット」収穫以外の他の収穫方法を容易にすることができることを認識するであろう。例えば、所望の大きさ又は種類の産物に応じて、産物が異なる時期に各キャビネットから収穫される場合に、産物を収穫することができる。この場合、収穫後で産物がない生育チャンバを、まだ収穫されていない他のチャンバ内の産物の生長を促進するために取り外すことができる。
（単一の植物からの所望の大きさの産物の収穫を延長するプロセス）
【００７８】
図２４．１〜２４．５は、本開示の態様に係る、単一の植物からの所望の大きさの産物の収穫を延長するプロセスにおいてモジュール式生育チャンバシステムを使用する手順を模式的に示す。このプロセスによれば、産物はまず生育キャビネット内で、たとえば２３．１〜２３．５に関して上述されたように、多数のモジュール式チャンバのそれぞれが異なるスケジュールに従って産物を熟成させて、生長する。こうして、生育キャビネットは図８Ａに示されるような収穫状態に達する。しかし、前述したプロセスに従って実行される「総合的」収穫とは対照的に、このプロセスに従う収穫は、各チャンバ内の産物が所望の大きさまで成熟するにつれて、段階的に行われる。より詳細には、図２４．１を参照すると、まず最下部のチャンバが、収穫可能となってチャンバＣ５から収穫され採取されたのが図示されている、所望の特大パン屋サイズ（図２４．１でＳ５で示される大きさ）のジャガイモを有する。チャンバＣ５内の産物は収穫され、図２４．２に示されるように、内部には塊根（ＲＭ）が残る。次いで、塊根（ＲＭ）は採取され、空のチャンバがスタックから取り外される。塊根及び産物を採取することで、残ったチャンバ内の産物の生長を促進する。次に、図２４．３を参照すると、チャンバＣ４内の産物が大きさＳ４から所望の大きさＳ５へと成熟した後に、例えば２週間後に、Ｓ５の大きさの産物がチャンバＣ４から収穫されて、図２４．４に示されるように、内部には塊根（ＲＭ）が残る。加えて、この期間中に、チャンバ３、２及び１内の産物がそれぞれ、より大きな大きさのＳ４、Ｓ３及びＳ２まで成熟する。ここで、同じチャンバ収穫プロセスが繰り返され、塊根及び産物がチャンバＣ４から採取され、チャンバＣ４が図２４．５に示されるようにスタックから取り外される。そして、このプロセスが、追加の期間（すなわち２週間）の後にチャンバ３、２及び１に対して繰り返される。このようにして、単一の植物に対する、例えば特大パン屋サイズの産物に対する収穫期間を延長する、すなわち１０週間を超えるようにすることができる。
（植物の生産寿命を延長するプロセス）
【００７９】
図２５．１〜２５．５は、本開示の態様に係る、植物の生産寿命を延長するためにモジュール式生育チャンバを使うプロセスを示す。このプロセスは、上述した延長された収穫期間のプロセスと類似している。しかし、このプロセスでは、プロセスの一部として、本開示の態様に係るモジュール式生育チャンバを利用して植物の柄にさらなる成長を促進する。概して、植物が十分成熟して、所与の生育チャンバ内で所望の大きさの産物又は所望の種類の産物を産出すると、そのチャンバは収穫可能となり、図２４．１〜２４．５を参照して上述したように、内部の塊根及び産物は採取され、チャンバはその上のチャンバ内の追加の産物の生長を促進するために取り外される。
【００８０】
本開示の態様に係る、植物の生産寿命を延長するプロセスは、キャビネット内の一部又はすべてのチャンバの収穫に続いて、あるいは各チャンバが２４．１〜２４．５に関して説明されたプロセスで収穫された後の追加のステップとして、植物の柄を栽培するステップを含みうる。すべてのチャンバが収穫された後に植物の柄を栽培する第１プロセスによれば、図２５．１に示されるようにチャンバが使いつくされてスタックが一つのチャンバまで減少すると、再び生長させて植物の生産を延長するプロセスを行うことができる。さらに図２５．２を参照すると、このプロセスによれば、植物の柄の部分５８から葉が剥ぎ取られる。そして、図２５．３に示されるように、追加チャンバ（ＣＡ）がスタックの最上部に追加され、剥ぎ取られた植物の柄の部分５８を囲んで光源から隔離する。これにより、植物の柄の部分５８が光源へ向かって上方へ生長し、また根を作って、最終的には新しく追加されたチャンバＣＡ内で図２５．３でＳ１で示される管状産物（ジャガイモなど）を産出する。加えて、チャンバＣ１内の産物がより大きなサイズのＳ２まで成熟する。新しい柄部５８（図２５．４）が根／産物を成長させ始めると、上記の追加の柄部は葉を剥ぎ取ることができ、第２追加生育チャンバが図２５．５に示されるように追加される。このプロセスを繰り返して、多数の植物の柄部分を生産用に制御、栽培することができる。したがって、各チャンバ内の産物が成熟するにつれて、収穫を行うことができる。
【００８１】
図２６．１〜２６．５は、本開示の一態様に係る、植物の生産寿命を延長する代替のプロセスを示す。この態様によれば、各収穫ステップと対応する最下部の一つのチャンバをスタックから取り外した後に、新しいチャンバがキャビネットスタックへ追加される。図２６．１を参照すると、最下部のチャンバＣ５からＳ５サイズの産物を収穫する収穫ステップの後で、例えば図２４．２に関して説明されたように、最下部のチャンバは取り外されて、塊根が切り取られる。さらに図２６．２を参照すると、植物の柄から葉が切り取られて、図２６．３に示されるように、新しいチャンバＣＡがスタックの最上部に追加され、植物の柄がその内部に収容されて、光源から絶縁される。植物は生長を続け、柄は最上部のキャビネットＣＡの蓋を通過して生長する。これが起こるにつれて、チャンバＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４内の産物は熟成し続ける。チャンバＣ４内の産物がＳ５サイズなどの所望の成熟度に達した場合、図２６．４に示されるように、産物はチャンバＣ４から収穫される。塊根は採取され、チャンバＣ４、すなわち最下部のチャンバは取り外される。植物の柄から葉を切り取るステップは繰り返され、図２６．５に示されるように、新しい最上部チャンバ、すなわちＣＢが追加される。このようにして、植物の生産寿命を継続的に延長することができる。認識されるように、チャンバ内の産物の収穫は、継続的に最下部のチャンバからの単一サイズの産物であってよく、あるいは、多種多様な産物の大きさが望まれる場合は、多数のチャンバから同時にされてもよい。
【００８２】
認識されるように、このプロセスによって、植物の生産寿命を延長することができて、同じ植物が生長し続けて、又は生産のために再び成長を続けて、収穫プロセスを繰り返すことができる。このようにして、本開示のモジュール式チャンバの態様によって、植物の生産寿命を延長することができて、先行技術で達成可能なものより優れた、産物の総収穫高を提供することができる。
【００８３】
前述のプロセスを実現する追加のシステムを説明する。これらは、図１〜２２に関して説明された例示のシステムに対する別の実施形態である。
【００８４】
図２７〜３７．２は、本開示の一態様に係る第２生育システムの実施形態を示す。このシステムは、個々のモジュール式生育チャンバが積み重ね可能で、連結する、外部フレームによる支持を必要としない安定した入れ子状のスタックを形成するため、外部フレームの必要性を除去する。外部の可搬式持ち上げサービスステーションは、個々の生育チャンバを操作するのに使用することができ、また、大規模生育操作においてスタック間を移動させることができる。この例示の実施形態において、円錐頂点及び底面が、生育チャンバをお互いに相互接続するように構成されている構造を提供する。
【００８５】
図２７及び２８は、本開示の一態様に係る第２生育システムの実施形態の斜視図である。多数の、この場合は５個の生育チャンバ１２００．１〜１２００．５が、入れ子状にベース１１０２の上に積層配置で置かれている。ベース１１０２は、内部に収容された一体型養分容器とポンプ構成要素、及び、それぞれが各チャンバ１２００と関連し、チャンバ１２００が積み重ねられる際に給水ラインを相互接続できるようにする迅速接続式取付け部品を有する複数の給排水ラインをそれぞれが含む連結部分から形成されうる、垂直に延びるサービス用柱１４００を含むことができる。チャンバ１２００は、各生育チャンバ１２００の内部にアクセスできるようにする点検用ドア１２０２をそれぞれ備える。点検用ドア１２０２は、エブ＆フロー方式用途で漏水を防いでチャンバ内に保持される液体（水）の容積を保つために、例えばドアフレームの周りに、１つ又は複数の連結用の縁及び溝が組み込まれた、固定用防水封止材を含みうる。持ち上げハンドル１２１０が各生育チャンバの側面に備えられており、選択されたチャンバ１２００を選択的に持ち上げ、及び／又は下降させるために可搬式持ち上げステーション１３００によって係合することができる。
【００８６】
持ち上げステーション１３００は、輸送用のキャスター１３０２を備え、サービス用途で異なるチャンバスタック間を移動させることができる。持ち上げステーション１３００は、後述される植物の柄の切断用空気ナイフのような、空気圧式ツールを動作させるための圧縮空気又はガス供給装置１３０４を備えることができる。持ち上げステーションの底部は略Ｕ字型とすることができ、追加の安定性及び持ち上げステーションのスタックとの位置合わせを確実にするために、スタックベース１１０２に形成されている凹部と連結することができる。
【００８７】
図２９は、本開示の一態様に係る例示のチャンバ１２００の分解図である。チャンバ１２００は、略円錐形状の底壁１２１２、略円筒状の側壁１２１４及び、一体形成されうる略円錐状のカバー又は頂壁１２８０を含むことができる。より詳細には、チャンバ１２００の壁は、熱可塑性物質の射出成型によって２つ又はそれ以上の部材から形成されえて、一つの単一構造物を形成するために既知の方法による溶着又は接着剤によって接合されうる。あるいは、チャンバ１２００は、一つの中空部品として回転成形又は吹き込み成形で成形されうる。生育チャンバは、好適にはポリエチレンなどの高強度、高靭性、高耐久性のプラスチックで形成されうる。
【００８８】
略矩形のアクセスポート１２１６をチャンバ側壁に形成することができる。点検用ドア１２０２は、側壁１２１４又はドア１２０２へリベット留め又はそうでなければ締結することができてフック又は他の締結具と協働してドア１２０２又は側壁１２１４を固定することのできる留め具１２１８により、開放可能にチャンバ壁１２１４へ固定することができる。一対の持ち上げハンドル１２１０は側壁１２１４へ締結することができ、持ち上げ機構１３００の持ち上げアームと確実に係合するように、その下面に曲線のつけられた面１２２０を含みうる。
【００８９】
さらに図３０を参照すると、連結用端部１４１１を含みうるサービス用柱部１４１０は、ブラケット１４１２によりチャンバ側壁へ固定することができる。サービス用柱部１４１０は、積層配置時に隣接チャンバの対応する部分との封止された確実な接続を可能にする連結用迅速接続式コネクタ１４１８をそれぞれが備える、内部に収容された給水管部１４１４及び排水管部１４１６を備えることができる。このような迅速接続式取付け部品は当該技術でよく知られており、分離時にホース部分内部が漏水しないよう封止する取付け部品を含みうる。
【００９０】
チャンバ１２００の頂壁１２８０は、植物の柄を収容するための開口部１２８１を含む。封止ガスケットアセンブリ１２９０は、植物の柄との封止された係合を与えるため、チャンバ内部への光の通過を防ぐため、及び汚染を防いでチャンバ１２００内部のほぼ密閉され制御された状態を維持するために、開口部へ設置可能である。図３１は分解図であり、図３２は組み立てられたガスケットアセンブリ１２９０の断面図である。本開示の一態様によれば、ガスケットアセンブリ１２９０は生長中に膨張した植物の茎／柄を収容可能である。より詳細には、一対の溝付き弾性円盤１２９１及び１２９２は、溝が反対方向に延び、チャンバ頂壁開口部１２８１内に弾性円盤１２９１及び１２９２を固定する一対の固い保持環１２９３及び１２９４の間に挟まれるような向きに置かれる。取り外し可能なねじ締結具１２９５を、アセンブリを互いに締結するのに使用することができる。
【００９１】
さらに図３３及び３４を参照すると、水及び養分は、側壁１２１４に固定されたブラケット１４１３を介してチャンバ１２００内部に固定された円形配送導管１４１２により配送することができる。配送導管１４１２は、チャンバ外部へ延びて給水管部１４１４（図２９及び３０）から水及び養分を受ける注水部分１４１７を備えることができる。空中栽培用途では、配送導管１４１２はチャンバ１２００の内部へ養分のミストを散布するノズルを備えることができる。水耕栽培用途では、配送導管はチャンバ１２００内の液体の水位を保つためのドリップ要素を備えることができる。液体の排水は、チャンバ底壁内の適切な場所に置かれた、サービス導管の排水導管部と連通した排水用取付け部品を使ってチャンバ内部から運び出すことができる。
【００９２】
なおも図３３及び３４の断面図を参照すると、ツール受け通路１２９０を、空気ナイフなどの外部ツールがチャンバ１２００の内部、及び特に内部で生長中の植物の柄／茎へアクセスできるようにするため、チャンバ内に形成することができる。ナイフ案内用の溝１２９３を内部に含み、かつ植物を取り囲む環状開口部を含むナイフガイド１２９２を、チャンバのツール受け通路内で植物の茎／柄の周りに設置することができる。図３５は、例示のチャンバ１２００の内部の追加の詳細を示す切り取り図である。チャンバ１２００の底壁は、植物の茎をさらに支持するため、ツール受け通路から上方へ延びる管状部１２９８を含むことができる。管状部１２９８により、エブ＆フロー方式用途においてチャンバを液体で満たすことができる。認識されるように、エブ＆フロー方式用途において、通常、設置はチャンバ内部での植物の生長よりも前、すなわちチャンバが最初に組み立てられる際に行われる。さらに図３６を参照すると、ナイフガイド溝１２９３は、チャンバ１２００の外から、チャンバ１２００内部を汚染することなく、植物の柄に対して効率的な切断操作が行えるように空気ナイフの刃を受けて案内する。
【００９３】
図３７．１及び３７．２は、例示の持ち上げステーションとチャンバ１２００のスタックの連動を示す。当業者には認識されるように、持ち上げ機構は油圧式構成要素を装備して、チャンバ１２００のスタックの一部又は全体を持ち上げることができる。より詳細には、底部チャンバ１２００．５は、残りのチャンバ１２００．４、１２００．３及び１２００.２が持ち上げ機構によって持ち上げられている間に、操作者によって取り外すことができる。加えて、最上部のチャンバは、持ち上げ機構を使って既にあるスタックの上に設置することができる。チャンバ１２００の連結する円錐形状は、安定したスタック構造を与える。したがって、上記の栽培プロセスは、第２の例示のシステムを使い、当業者には明らかであろう追加の利点とともに実現することができる。
【００９４】
図３８．１、３８．２及び３９〜４４は、本開示の一態様に係る生育システムの第３ 実施形態を示す。この例では、操作者がチャンバスタックを変更するために手動で１つ又は複数の生育チャンバを持ち上げて生育チャンバを取り外すことができるようにする生育チャンバ持ち上げ機構を有する外部持ち上げ用フレームと共に、積み重ね可能な連結する生育チャンバを含む。図３８．１は斜視図であり、図３８．２は、図３８．１で示されている詳細図である。図３９は斜視図である。図３８．１、３８．２及び３９を参照すると、外部フレーム２１００は概して、底部又はベース２１０２と、その間に延在する横補強部材２１０８を有する２つの前部垂直柱２１０４．１及び２つの後部垂直柱２１０４．２とからなる。垂直柱２１０４は、略Ｌ字型断面であってよく、チャンバ２２００のスタックが案内され、収容されうる垂直柱を画定する。一対の持ち上げレバー２３１０は、ピボット２３１１を介してフレーム２１００に枢動可能に取り付けられている。操作者にとっての機械的利点として、Ｌ字型持ち上げレバー２３１０は連結棒２３１５に枢動可能に連結されている。横部材又はハンドル２３１２によって、操作者が両方の持ち上げレバー２３１０を操作できる。図３８．２の詳細図に示されるように、生育チャンバ２２００．２（及び他の生育チャンバ）は、生育チャンバ２２００．２の各側面（片面のみ示されている）に締結された持ち上げピンアセンブリ２２５０を備える。持ち上げピンアセンブリ２２５０はそれぞれ、案内溝２３１６へ延びるガイドピン２２５２を備える。ガイドピン２２５２は、チャンバが取り外される際には、案内溝２３１６から外すために引き込み可能である。持ち上げピンアセンブリ２２５０は、図３８．２に部分的に示される、案内溝２３１６の後ろで上方へ延びて内部にねじ穴を含む延長部を含む。連結棒２３１５はそれぞれ、ばねで付勢されて連結棒２３１５を外側（図３８．２で右側）の位置に保って持ち上げピンアセンブリ延長部のねじ穴に選択的に係合できるようにする、持ち上げピンアセンブリ係合締結具２２１０を備える。係合締結具２２１０はこうして、連結棒２３１５のチャンバへの選択的な係合を与える。したがって、持ち上げレバー２３１０及び連結棒２３１５を使って、図３８．１に示されるように底部チャンバ２２００．３を取り外せるようにするために、チャンバスタックを選択的に持ち上げることができる。図３９は、（チャンバ２２００．３が取り外されて）より低い位置にあるチャンバスタックを示す。持ち上げレバー２３１０及び連結棒２３１５はこうして、スタックを手動で下降させられるようにする。図３９に示されるように、前部垂直柱２１０４．１の下部は、底部生育チャンバが取り外しできるように構成されている。生育チャンバは、垂直柱２１０４．１及び２１０４．２で形成される柱へ挿入することでスタックの最上部へ追加することができる。したがって、案内溝２３１６と重なる生育チャンバ２２００．２は、連結アセンブリを使って操作者によって係合されて持ち上げることができ、底部チャンバ２２００．３をスタックから取り外すことができる。保持部材又は引っ掛け部材２１０７は、持ち上げレバー２３１０を図３��．１に示される位置に保持し、底部チャンバ２２００．３を取り外せるようにすることができる。フレーム２１００は、底部チャンバを支持して操作者が底部チャンバをフレーム２１００の外へ滑らせることで底部チャンバを取り外せるようにするための下部チャンバ支持フレーム２１２０を含む。
【００９５】
養分配送システム２４００はフレーム２１００から離れていてもよく、管又は導管を介して養分を供給する。水回収箱２４２０がフレーム２１００の底面２１０２に置かれていてもよい。
【００９６】
生育チャンバ２２００の詳細は、図４０〜４３に示されている。チャンバ２２００は、側壁２２１４、前壁２２１６及び後壁２２１８を有する略矩形の箱を含むことができる。補強リブ２２２０が追加強度のために壁に形成されてもよい。
【００９７】
本開示の一態様によれば、一体型養分配送システムはチャンバ２２００へ備えることが可能で、チャンバ２２００の後壁２２１８へ締結された多数の迅速接続式導管２４２０及び、チャンバ２２００の内部へ締結されて壁に沿って延在する一体型配送導管２４３０から構成することができる。配送導管２４３０は多数のスプレーノズル２４３２を備えることができる。チャンバ２２００は、別のチャンバがその上に確実に置けるようにするための略湾曲面を有する、丸みを帯びた上部縁を含みうる。
【００９８】
さらに、本開示の一態様に係る生育チャンバ２２００の分解斜視図である図４１及び４２を参照すると、チャンバ２２００は、チャンバ２２００の側壁２２１４へ枢動可能に取り付けうる一対の蝶番付き床板パネル２２６０を備える。パネル２２６０は、パネルが密閉位置にある場合に植物の茎の周りを封止するための、並べられた２つの半円形状の可撓性封止ガスケット２２６２を備えることができる。パネル２２６０をさらに封止するため、ガスケット要素２２６６がチャンバ壁の下端に形成された肩部に、パネルが水平位置にあってチャンバの床面を形成する場合にパネルが肩部で支持されてガスケットと封止状態で係合するように、設置することができる。パネル２２６０は、図４１及び４２に示されるように水平位置に向かってバネで付勢することができ、図４３に示されるように、樹冠に対して損傷を与えることなく樹冠の周りへ設置できるように、上方へ枢動可能である。
【００９９】
図４４は、底部チャンバ２２００．５が位置へ下げられた場合に底部チャンバ２２００．５の対応する導管との接続を受けるための、フレーム２１００に備え付けられた迅速接続式取付け部品を示す斜視図である。明確とするため、追加の養分配送ラインの容器との接続は本図では省略されている。
【０１００】
動作中に、新しいチャンバは操作者によってスタックの最上部に設置することができ、フレーム２１００のＬ字型垂直部材２１０４内を案内することができる。チャンバが下の隣接チャンバまで下降させられると、枢動可能なパネル２２６０が上方へ旋回して樹冠を収容し、ガスケット２２６２が光の通過に対して植物の茎を封止する、付勢された水平位置へ戻る。また、チャンバが下降すると、チャンバが養分配送システムを介して配送される養分を受けられるように、連結導管２４２０が下のチャンバの対応する部品内に据付される。
【０１０１】
本発明の他の変形及び変更を様々な態様で実施することは、当業者には見てすぐにわかりうることであって、本発明は本明細書で説明された特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。それゆえ、いかなる、あらゆる変更、変形、又は均等物が本発明によって包含されることが意図されている。
【０１０２】
上記の説明は、例示目的のためのみに、ジャガイモなどの特定の根菜（塊茎）植物種を利用したが、例示のシステムで具現化される本発明は、他の根菜を含み、タロイモ、ヤムイモ、生姜、カブ、ユッカ、ニンジン、及び他の植物種などの塊根及び直根性植物を含み、これらに限られない、多種多様な他の植物及び植物種へ適用可能な生育システムを提供可能であることが認識されるであろう。
【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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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３−１】
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【図２３−２】
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【図２３−３】
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【図２３−４−１】
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【図２３−４−２】
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【図２３−５】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７−１】
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【図３７−２】
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【図３８−１】
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【図３８−２】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【国際調査報告】
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