(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性壁面で囲まれ完全遮光性とされた大型で閉鎖型構造物の内部空間に、箱型育苗装置が１基ないし複数基配置されてなる多段式育苗装置において、閉鎖型構造物の内部空間の適所に空調装置が装備されてなり、箱型育苗装置は育苗空間と空気室とを備えてなり、育苗空間はその前方が開放され、かつ、この育苗空間には植物を生育する培地を入れた複数個の育苗容器を配置した受け皿を載置する育苗棚が多段に配置され、各育苗棚に載置した育苗容器の上側には植物に光を照射する人工照明装置が配置されてなり、育苗空間と空気室との境界には多孔板が配置されてなり、空気室の背面側には複数基の空気ファンが設けられてなることを特徴とする多段式育苗装置。
【請求項２】
育苗容器が、セルトレイ、育苗ポットまたは育苗箱である、請求項１に記載の多段式育苗装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段式育苗装置に関する。さらに詳しくは、閉鎖空間型で多段棚式の育苗装置であって、人工光源（または、人工照明装置）および空調装置を装備し、外部環境の影響を受けない安定した植物育苗環境を実現し、均一な生育条件下で、高品質のセル成型苗を、低エネルギー低コストで自動的に生産することができる、多段式育苗装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種植物の苗を育成する育苗方法としては、植物工場に代表される育苗方法がある。この育苗方法は、人工光源、空調装置および自動灌水装置を装備した育苗装置によって、育苗空間の光量、温度、湿度、風速、灌水量などを人為的に最適状態に調節し、高品質で均一な苗を安定的に、省力、低コストで育成する方法である。この種の育苗方法で使用される育苗装置で重要なことは、人工光源（または人工照明装置）の発熱による影響を最小に調節することである。
【０００３】
人工光源の発熱による影響を改良した育苗装置として、特許第３０２６２５３号公報に記載の人工環境装置が提案されている。ここで提案されている人工環境装置では、左右両端を開口した空調室を設け、その一端に吸入室を、他方の端に吹出室を設け、それぞれを連結した通風路に空調装置と通風装置を設け、吸入室と吹出室との間に配置した苗育成装置に、温度および湿度を調節された空気を供給するようにされている。
【０００４】
しかしながらこの人工環境装置では、実験によると、次のような不都合があることが分かった。まず、成育が旺盛な苗を短期間で育苗する場合には、人工光源からの光量も多く要求されるが、同時に人工光源が発する熱量も多くなる。人工環境装置内に多段式育苗棚を多数並べると、多段式育苗棚を配置した空間を通過する通風距離が長くなる。人工光源が発する熱量が多い場合、通風が当たる最初の地点と通風が当たる末尾の地点とでは、除熱効果の差により温度差が生じ易くなり、苗の成育ムラや、成育不良の原因となる。また、多段式育苗棚を設置する空調室の外部に、通風路、吹出室、吸入室、整流室などの機器類を設ける必要があり、装置全体としては複雑で、かつ、育苗空間の面積利用効率が低いという欠点がある。
【０００５】
特許第３０２６２５３号公報に記載の人工環境装置の上記欠点を改良したものとして、本発明の出願人は先に、育苗を行う育苗空間に複数の育苗棚を多段に配置し、各育苗空間の上部に人工光源を設置し、育苗空間の前方を開放し、後方を多数の穴が設けられた壁面で閉鎖し、穴の各々に空気ファンを設置した多段式育苗装置が提案した（特願２００１−９９１６２号）。しかし、その後さらに検討した結果、多数の空気ファンを設置するためのコスト、装置の維持コストなどが嵩むという欠点があることが分かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、かかる状況に鑑み、多段式育苗装置において、人工光源（人工照明装置）によって光を十分に照射しながら、育苗空間内を均一かつ効率的に除熱を行ない、均一で高品質の笛を自動的に、省エネルギー、省資源、低コスト方式で生産することができる育苗技術を提供すべき鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、断熱性壁面で囲まれ完全遮光性とされた大型で閉鎖型構造物の内部空間に、箱型育苗装置が１基ないし複数基配置されてなる多段式育苗装置において、閉鎖型構造物の内部空間の適所に空調装置が装備されてなり、箱型育苗装置は育苗空間と空気室とを備えてなり、育苗空間はその前方が開放され、かつ、この育苗空間には植物を生育する培地を入れた複数個の育苗容器を配置した受け皿を載置する育苗棚が多段に配置され、各育苗棚に載置した育苗容器の上側には植物に光を照射する人工照明装置が配置されてなり、育苗空間と空気室との境界には多孔板が配置されてなり、空気室の背面側には複数基の空気ファンが設けられてなることを特徴とする多段式育苗装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の係る多段式育苗装置は、断熱性壁面で囲まれ完全遮光性とされた大型で閉鎖型構造物の内部空間に、箱型育苗装置が１基ないし複数基配置されてなる閉鎖型の育苗装置である。本発明において閉鎖型育苗装置とは、外気温と自然光線とを遮断する壁面で囲まれて閉鎖された内部空間を有する構造物をいう。代表的な構造物は、鉄筋、スレート板および断熱材を組み合わせた箱型の六面体が挙げられる。構造物の外形は特に限られるものではなく、外形が蒲鉾型、半円筒型、半球型などのものであってもよい。
【０００９】
閉鎖型構造物の内部空間の大きさは、その内部空間に箱型育苗装置を１基ないし複数基並べて配置可能とされ、箱型育苗装置の前面で、一人または複数の作業者が作業できる程度の作業空間を設けるものとする。閉鎖型構造物の内部空間の面積利用率、空間利用率を高めるために、作業空間は局限まで小さく、狭くするのが好ましい。閉鎖型構造物の内部に箱型育苗装置を配置する際には、閉鎖型構造物の壁面と箱型育苗装置の背面との間に、５〜３０cm程度の幅の空間を設けて、箱型育苗装置の空気室を通過した空気の循環通路とする。
【００１０】
閉鎖型構造物は、空調装置を装備している必要がある。空調装置は、閉鎖型構造物の内部空間の空気を調温・調湿し、調温・調湿した空気を閉鎖型構造物内に循環させる機能を備えている必要がある。空調装置の室内機は、閉鎖空間内部の適所に取り付ける。ここで適所とは、室内機を取り付けられる場所であって、例えば閉鎖空間内部の天井壁面、側壁面、床面などを言う。屋外機は、閉鎖型構造物の外に取り付けるのが好ましい。空調装置は、閉鎖型構造物の内部空間が小さいときは、一基の装置によって閉鎖型構造物の内部空間の全体を調温・調湿することができるが、閉鎖型構造物の内部空間が大きいときは、複数の箱型育苗装置に対応させた数とするのが好ましい。
【００１１】
空調装置によって循環される循環空気が箱型育苗装置を通過する際に、主に人工照明装置（人工光源）から放出される熱と、育苗ポット、セルトレイなどの育苗容器、培土、植物苗、受け皿などから蒸発した水蒸気とを同伴し、空調装置の室内機によって温度・湿度し、調温・調湿された冷空気が１基ないし複数基の箱型育苗装置の育苗空間前面側に供給される。このように、閉鎖空間内の空気を循環させることによって、閉鎖空間内を植物体生育に最適な温度・湿度環境に保つことができる。
【００１２】
上記閉鎖型構造物に内部空間に配置される箱型育苗装置は、外形が箱型の六面体であって、苗を育苗する育苗空間と育苗空間を通過した循環空気を集める空気室を備えている。育苗空間の内部には育苗棚が多段に配置され、育苗空間の前方は開放され、育苗空間と空気室との間には多孔板が配置され、空気室の背面側（開放された前方と反対側）に１基以上の空気ファンが設けられてなる。箱型育苗装置の前面には壁を設置せず解放した構造とし、育苗空間には複数の育苗棚を一定間隔で多段に配置することによって、育苗空間の利用効率を高めることができる。空気室の背面側は密閉壁を設ける必要はなく、空気ファンを設置することができる枠、または空気ファンのファンの直径大の穴を有する壁とするのが好ましい。
【００１３】
箱型育苗装置の高さは、作業者が作業できる程度の高さである２００cm程度とし、育苗棚の幅は、各種大きさのセルトレイ、育苗ポットまたは育苗箱などの育苗容器を配列した受け皿が載置可能とされ、各棚の温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１００cm〜２００cm程度とし、育苗棚の奥行きは５０cm〜１５０cmとするのが好ましい。
【００１４】
箱型育苗装置の育苗空間内に、複数の育苗棚をほぼ水平に配置することによって、育苗空間は上下方向に区画される。最下段の棚は、箱型育苗装置の下側壁面をそのまま棚として活用することができる。複数の育苗棚の相互の間隔は、小さくして育苗棚の数を増やすと育苗空間の利用効率を高めることができる。しかし、育苗棚相互の間隔が小さ過ぎると、複数の育苗容器を受け皿に出し入れする際の作業性に劣り、さらに、苗の最大長を確保できないなどの欠点があるので、最低３０cm程度とするのが好ましい。育苗棚は、金属板、金属網、金属棒、またはこれらを組み合わせて形成するのが好ましい。
【００１５】
箱型育苗装置の育苗空間と空気室との間に配置する多孔板は、育苗空間を通過する空気量を調節する整流板として機能する。多孔板は、多数の貫通孔を均一に分布させて穿孔したものとする。貫通孔の形状や大きさ、穿孔率などは、特に限定されるものではなく、直径５mm〜２０mmの円形の貫通孔、一辺が４mm〜２０mmの四角形の貫通孔とし、穿孔率は２０％〜７０％とすることができる。多孔板は、金属製板、樹脂製板、木製板などから調製するのが好ましい。
【００１６】
空気室の背面壁側（外側）には、複数基の空気ファンを装備する。空気ファンは、育苗棚一段に一基（後記、図２参照）、育苗棚二段（後記、図１参照）に一基などとすることができる。空気ファンを稼働させることによって、空気室に滞留する空気を空気室の背面と閉鎖型構造物の内壁面とによって形成される空間に排出するので、空気室は減圧され、多孔板の貫通孔を通じ育苗空間からの吸気が生じる。多孔板に穿孔する貫通孔の直径、穿孔率などを選ぶことによって、育苗空間での風圧や風速を一定にすることができる。空気ファンによる空気循環の強さは、微風で十分である。
【００１７】
前記閉鎖型構造物の内部空間に装備された空調装置によって冷却・除湿された空気を、空気ファンを稼働させて箱型育苗装置の育苗空間の各育苗棚の前面側より、育苗空間内に吸引し、多孔板の貫通孔を通過させて空気室に導き、箱型育苗装置の背面側に排出できる。空気ファンによって空気室からの背面に排出された空気は、閉鎖型構造物の適所に設置した空調装置によって吸込まれ、調温・調湿されて、箱型育苗装置の各育苗棚の前面側に吹出される（後記、図１および図２参照）。
【００１８】
各育苗棚の上側には、苗などの植物に光を照射する人工照明装置（人工光源）を配置する（後記、図１および図２参照）。人工照明装置は、個々の育苗棚のすぐ上の育苗棚の裏面に、最上の育苗棚では箱型育苗装置の上壁の下側面に、それぞれ配置する。人工照明装置の光源としては蛍光灯が好ましく、蛍光灯の燭光、長さなどは、一個の育苗棚の幅、長さ、育苗棚相互の間隔などにより、適宜選ぶことができる。例えば、１２０cm幅×６０cm長さの育苗棚で、育苗棚相互の間隔が３５cmの場合は、長さが１２０cmの４５Ｗの蛍光灯を４〜８本、育苗棚面に平行に配置すればよい。
【００１９】
各育苗棚には、自動灌水装置を装備するのが好ましい。自動灌水装置としては特に制限がなく、例えば、(1)各育苗棚の上に灌水（培養液）を漏らさない受け皿を載置して、灌水パイプから受け皿の中に灌水を供給する方式、(2)各育苗容器に個別に灌水を供給する方式、などが挙げられる。上記(1)の方式の場合、受け皿の底面に樹脂製多孔質シートを敷いておくと、灌水パイプ口から供給される灌水を、受け皿の底面に素早く均一に広げることができ、好ましい。樹脂製多孔質シートとしては、化学繊維製の織物、不織布、織物と不織布とを組み合わせたものなどが挙げられる。化学繊維には特に制限がなく、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維などが挙げられる。
【００２０】
受け皿は、収納部に載置したセルトレイ、育苗ポット、または育苗箱などの育苗容器に灌水を供給したり、余剰の灌水を下側の育苗棚に漏らしたりしないように機能する。受け皿は、金属または合成樹脂によって調製され、平面形状が１２０cm×６０cm前後で、深さが１０mm〜４０mmの寸法の浅い箱状を呈するものが好ましい。
【００２１】
育苗容器としては、セルトレイ、育苗ポットまたは育苗箱などが挙げられる。セルトレイの一個の大きさは、深さが１５mm〜５０mmで、容量が４〜３０ミリリットル程度のものが好ましい。セルは裁頭逆錐型のものがよく、錐は円錐、角錐のいずれであってもよく、セル各セルの底壁面に貫通孔が穿孔されている必要がある。底壁面は平坦でも、底壁面から下方側に突設した複数の小突起が設けられていてもよい。水分は、毛細管現象により貫通孔からセルトレイ内の培地に吸いあげられる。セルトレイは、樹脂製シートから差圧成形法によって製造し、前記したとおり、一個（一枚）に数十から数百のセル（小鉢）を格子状に配列させたものであり、最大４５０個のセルを有するものが好ましい。セルトレイ一個（一枚）の大きさは、幅が３０cm、長さが６０cm前後の寸法とするのが好ましい。
【００２２】
育苗ポットとしては、直径が数センチ〜１０数センチの鉢型で、合成樹脂製のものが挙げられる。育苗箱としては、一辺が十数センチの正方形または長方形の箱型で、合成樹脂製のものが挙げられる。
【００２３】
本発明に係る多段式育苗装置を使用し、閉鎖型構造物の内部空間に配置した箱型育苗装置の育苗空間で苗を育成する際には、苗の生育に好適な光量、温度、湿度、炭酸ガス濃度、水分などの環境条件を、自動的に調節するのが好ましい。従って、閉鎖型構造物の内部空間の炭酸ガス濃度測定装置、炭酸ガス自動供給装置、自動灌水装置などを装備するのが好ましい。このような各種の装置を装備した本発明に係る多段式育苗装置を使用すれば、同じ棚の苗は総て同一環境下で育成することができるので、得られる苗質の均一性を高めることができる。なおここで苗質とは、苗の胚軸長、胚軸径、葉色、葉面積などの外見的特徴、花芽形成位置、抽台の有無などの質的特徴などを意味する。
【００２４】
以下、本発明に係る多段式育苗装置を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
【００２５】
図１は一基の箱型育苗装置が視認される多段式育苗装置の側面図であり、図２は二基の箱型育苗装置が視認される多段式育苗装置の側面図であり、図３はセルトレイの一例の側面図である。
【００２６】
図１は一基の箱型育苗装置が視認されるが、奥の方にさらに一基以上の箱型育苗装置が配置されていてもよい。図１において、内寸法が幅１８００mm、奥行き１８００mm、高さ２７００mmの大きさの閉鎖型構造物１０には、図示されていないエアーカーテン付の出入口が設置されている。閉鎖型構造物１０の内部には、外寸法が幅１３００mm、奥行き６５０mm、高さ１８５０mmの一基の箱型育苗装置１２が配置されている。閉鎖型構造物の天井壁面には、空調装置室内機１１が取り付けられている。閉鎖型構造物１０の外側には、図示されていない空調装置の安定器、培養液タンク、灌水ポンプ、炭酸ガスボンベ、操作盤、分電盤などが配置されている。
【００２７】
箱型育苗装置１２は、奥行き７００mmの育苗空間１３と奥行き３００mmの空気室１４とを装備し、両者の境界には多孔板１５が配置されている。育苗空間１３の前方は開放され、育苗空間１３の内部は三つの育苗棚１６によって四段に区画され、最下段の棚は、箱型育苗装置の下側壁面をそのまま棚として活用している。育苗棚１６には受け皿（図示されていない）が載置され、受け皿上にはセルトレイ１７が育苗棚１６の幅方向に並べて載置されている。図では、育苗空間１３は四段に区画された例を示したが、この例に限られるものではなく、五段または六段に区画することができるのは、前記したとおりである。
【００２８】
育苗空間１３の各育苗棚１６に受け皿（図示されていない）を載置し、この受け皿上にはセルトレイ１７が育苗棚１６の幅方向に並べて載置されている。セルトレイ１７の上側には植物に光を照射する人工照明装置１８が配置されている。最上の育苗棚用の人工照明装置１８は、箱型育苗装置の上壁の下側面に配置するのは、前記のとおりである。
【００２９】
育苗空間１３と空気室１４との境界に配置した多孔板１５は、厚さが１mmの金属板製であって、直径２mmの貫通孔を、穿孔率２５％として均一に分散させて穿孔したものである。箱型育苗装置の背面には空気ファン１９を設け、空気ファン１９によって空気室に滞留する空気を閉鎖型構造物の壁面と箱型育苗装置の背面との間を通し、強制的に空調装置１１側に導く。閉鎖型構造物の壁面と箱型育苗装置の背面との間には３０cmの幅の空間を設けて、箱型育苗装置の空気室を通過した空気の循環通路としている。図１では、二段の育苗棚に対して空気ファン１９を一基設けた例を示した。
【００３０】
図２に二基の箱型育苗装置が視認されるが、閉鎖型構造物の大きさに応じて、奥の方にさらに二基以上の箱型育苗装置が配置してもよいことは、前記したとおりである。図２では、一段の育苗棚に対して空気ファン２９を一基設けた例を示した。図２において、内寸法が幅３６００mm、奥行き３６００mm、高さ２７００mmの大きさの閉鎖型構造物２０には、図示されていないエアーカーテン付の出入口が設置されている。閉鎖型構造物２０の内部には、外寸法が幅１３００mm、奥行き６５０mm、高さ１８５０mm箱型育苗装置２２が配置されている。閉鎖型構造物の天井壁面には、空調装置室内機２１取り付けられている。閉鎖型構造物２０の外側には、図示されていない空調装置の安定器、培養液タンク、灌水ポンプ、炭酸ガスボンベ、操作盤、分電盤などが配置されている。
【００３１】
箱型育苗装置２２は、奥行き７００mmの育苗空間２３と奥行き３００mmの空気室２４とを装備し、両者の境界には多孔板２５が配置されている。育苗空間２３の前方は開放され、育苗空間２３の内部は三つの育苗棚２６によって四段に区画され、最下段の棚は、箱型育苗装置の下側壁面をそのまま棚として活用している。育苗棚２６には受け皿（図示されていない）が載置され、受け皿上にはセルトレイ２７が育苗棚２６の幅方向に並べて載置されている。図では、育苗空間２３は四段に区画された例を示したが、この例に限られるものではなく、五段または六段に区画することができるのは、前記したとおりである。図２では、一段の育苗棚に対して空気ファン２９を一基設けた例を示した。育苗空間２３の各育苗棚２６に載置したセルトレイ２７の上側には、植物に光を照射する人工照明装置２８が配置されてなり、人工照明装置の安定器（インバータ）ボックスは、図示されていないが閉鎖型構造物の外壁に取り付けられている。
【００３２】
セルトレイ３１は、一例を図３に部分拡大縦断面図として示したとおり、樹脂シート製の成形品であり、裁頭逆円錐型のセル（空間）３２を複数個、格子状に配置されたものであり、セル３２の底壁面３３には、小突起３４とセル穴３５が設けられている。底壁面３３に設けるセル穴は１個でよく、小突起３４は設けなくてもよいが、図示した例ではこれが設けられている。
【００３３】
図１および図２において、矢印は空気の流れる方向を示す。図１および図２では、閉鎖型構造物用の空調装置室内機１１、２１を閉鎖空間内部の天井壁面に取り付けた例を示したが、この場所に限定されるものでないことは前記したとおりである。室内機によって冷却・除湿した空気は、各育苗棚の背面に装備した空気ファン１９、２９を稼働させて、箱型育苗装置１２、２２の前面側より吸引し空気室１４、２４を経由して閉鎖型構造物の壁面と箱型育苗装置の背面との間の空間へ排出する。この空間に排出された空気は、室内機１１、２１によって温度・湿度を調節し、温度・湿度された冷空気が、箱型育苗装置１２、２２の育苗空間の解放された前面側に供給される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上詳細に説明したとおりであり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る多段育苗装置は、育苗中の苗に人工照明装置により十分な光を与えながら、育苗空間の各育苗棚で均一にかつ効率的に除熱を行ない、温度や風速をなどの育苗条件を、容易に育苗に適した最適の条件とすることができる。
２．本発明に係る多段育苗装置は、育苗空間と空気室との境界に多孔板を配置しているので、整流板などを用いることなく各育苗棚の空気の流れを均一にし、均一な調温・調湿が可能である。
３．本発明に係る多段育苗装置は、断熱性壁面で囲まれ完全遮光性とされた大型で閉鎖型箱の内部空間に、複数の育苗棚が配置されてなる箱型育苗装置が一基または複数個配置されているので、空間利用率が極めて高い。
４．本発明に係る多段育苗装置で育苗するときは、均一で高品質の苗を自動的に、省エネルギー、省資源、低コスト方式で生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一基の箱型育苗装置が視認される多段式育苗装置の側面図である。
【図２】  二基の箱型育苗装置が視認される多段式育苗装置の側面図である。
【図３】  セルトレイの一例の側面図である。
【符号の説明】
１０、２０：閉鎖型構造物
１１、２１：空調装置室内機
１２、２２：箱型育苗装置
１３、２３：育苗空間
１４、２４：空気室
１５、２５：多孔板
１６、２６：育苗棚
１７、２７、３１：セルトレイ
１８、２８：人工照明装置
１９、２９：空気ファン
３２：セル
３３：底壁面
３４：小突起
３５：セル穴
【図１】
0003771152.tif 000002
【図２】
0003771152.tif 000003
【図３】
0003771152.tif 000004