技术领域
[0001] 本发明涉及在用于栽培蔬菜等植物的工厂中使用的植物栽培装置。
相关背景技术
[0002] 专利文献1公开了关于植物栽培设施的技术。专利文献1所公开的植物栽培设施具有：栽培床，其用于栽培植物；栽培座，其在厚度方向上形成有多个通气用孔，且隔着间隙而重叠在栽培床上；以及空调机构，其向在栽培床与栽培座之间形成的间隙送入气体。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献1：日本特开2012-28号公报
具体实施方式
[0019] 以下，参照附图对本发明的实施方式的植物栽培装置进行说明。其中，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略已知事项的详细说明和针对实质上相同结构的重复说明。这是为了使本领域技术人员容易理解而避免以下的说明变得过于冗长。需要说明的是，附图以及以下的说明是为了使本领域技术人员充分理解本发明而提供的，并不意在通过附图以及以下的说明来限定权利要求书中记载的主题。
[0020] 图1是示出本发明的一实施方式的植物栽培装置的整体结构的简图。图2是示出从图1的上方观察植物栽培装置时的结构的简图。图3是示出图1所示的本发明的实施方式的植物栽培装置中的栽培棚的部分的立体图。图4是将栽培棚的主要部分放大示出的立体图。
[0021] 如图1、图2所示，建筑物、塑料大棚等栽培设施1具有能够控制温度、湿度、光照等栽培环境的栽培空间2，通过在该栽培空间2中隔开规定的间隔来配置多个栽培棚3，由此构成植物栽培装置。
[0022] 在栽培空间2内，在各个栽培棚3的两侧且栽培空间2的上方配置有用于将冷风等进行过温度控制的气流朝向栽培棚3的侧面输送的冷风机等多个空调设备4。另外，如图1所示，在栽培空间2内，至少在配置于端部的空调设备4的正下方设置有诱引风扇5，以使得将从空调设备4输送的冷风等气流向上方引导。由此，能够利用诱引风扇5将从空调设备4输送的气流朝向栽培棚3诱引。另外，栽培棚3的间隔是能够供管理栽培的管理者通过的程度的间隔即可，空调设备4配置为，能够在栽培棚3的两方的侧面产生进行了温度管理的冷风等气流。
[0023] 如图3、图4所示，栽培棚3构成为，在由金属制或塑料制的管子等支柱31形成的多层棚中，以堆积多层的状态隔开间隔地沿垂直方向配置多个栽培单元32。在图3所示的例子中，将沿垂直方向堆积多层多个栽培单元32而成的结构设为一个栽培组件3A，通过排列两个该栽培组件3A来构成一台栽培棚3。
[0024] 栽培单元32具有栽培床33、在栽培床33的上部配置的多个栽培板34、以及在栽培板34的上部配置的使用荧光灯或LED等的照明设备35。需要说明的是，在栽培单元32的侧面设置有未图示的遮挡构件。
[0025] 另外，如图1所示，在栽培棚3中，在各栽培单元32的附近设置有用于抽吸由空调设备4产生的冷风等气流的抽吸风扇61这样的抽吸设备6。在图1中，由空调设备4产生的冷风被诱引风扇5向栽培棚3的侧面引导，进而被配置于各栽培单元32的抽吸风扇61向栽培床33内引导，并且沿着栽培板34的送风路引导至栽培植物(例如生菜等)附近。如此，通过引导冷风，使在栽培棚3的多层中配置的各栽培单元32内的温度变得更加均匀。
[0026] 在图1所示的例子中，空调设备4以在栽培空间2的顶棚上悬挂的方式配置。诱引风扇5配置为将空调设备4的气流进一步向上方引导。如此，在配置有诱引风扇5的情况下，栽培棚3的侧面整体上成为均匀的温度。另外，在各栽培单元32中设置有抽吸风扇等抽吸设备6。
[0027] 如图2所示，空调设备4配置为，使气流在并列配置的栽培棚3的间隙中流动。空调设备4能够使用1马力～10马力的空调。
[0028] 如此，通过配置空调设备4、诱引风扇5、抽吸设备6，即便是马力小的冷风机等空调设备4，也能够有效地使气流向栽培棚3的侧面流动。由此，能够实现使用低成本的空调设备4的植物栽培装置。
[0029] 接着，使用图5～图10对栽培单元32进行说明。
[0030] 图5是示出栽培单元32的结构的剖视图。图6是示出栽培单元32的结构的俯视图。在图6中，箭头表示空气的流动。
[0031] 栽培单元32支承于构成栽培棚3的支柱31而配置。照明设备35安装在上部的支柱31上。遮挡构件36A以及遮挡构件36B配置为遮挡栽培单元32的侧面。遮挡构件36A以及遮挡构件36B以使上部的一部分开放的方式隔开间隙配置，从而形成有图5的箭头所示那样的空气的流动。这是为了散发由照明设备35产生的热量。遮挡构件36A借助铰链37而安装在支柱31上，如图5的虚线所示，被安装为能够由使用者进行开闭。遮挡构件
36B安装在支柱31上。
[0032] 如图5所示，栽培床33支承于支柱31而配置。栽培床33通过作为聚苯乙烯中的一种的泡沫聚苯乙烯而以剖面形状成为凹形状的方式形成为有底箱状。向栽培床33的凹部注入营养液等栽培用的液体7。在栽培床33的凹部形成有保持栽培板34的限制部33A，由此，栽培板34以保持于栽培床33的凹部的状态而配置。在配置于栽培板34的栽培植物8的重量变大的情况下，限制部33A也防止栽培板34下降至规定以上。当栽培板34下降至规定以上时，有可能导致液体7流入到栽培板34的上表面。在该情况下，有可能阻碍栽培植物8的生长，故不是优选的，因此在栽培床33上设置限制部33A。
[0033] 另外，栽培床33在形成于端部的肋33B上具有取入冷风等空气的吸气口33C、以及对从吸气口33C导入的空气进行引导的送风路33D，以使得将由抽吸管道、抽吸风扇等抽吸设备6导入的冷风等空气向在栽培板34的内部形成的送风路34A引导。被引导至栽培床33的送风路33D的空气经由能够与形成于肋33B的排气口33E连接的栽培板34的吸气口
34B而被导入到送风路34A。栽培床33的吸气口33C、送风路33D、排气口33E的详情后述。
[0034] 另外，栽培床33在与具有吸气口33C、送风路33D、排气口33E的肋33B相反的一侧的肋33F上具有大致圆弧状的槽33G。为了连接栽培板34的吸气口34B与栽培床33的排气口33E，在槽33G中配置有由借助弹性将吸气口34B按压于排气口33E的作为弹性构件的橡胶构成的筒状的管38。
[0035] 管38构成为，与用于向内部送入空气而使管38鼓起的送风机连接，通过向管38的内部送入空气使其鼓起，从而借助管38的弹力将栽培板34的吸气口34B按压于栽培床33的排气口33E，由此将吸气口34B与排气口33E连接。
[0036] 另外，如图6所示，管38配置为，长度方向的外表面与栽培板34的同形成有吸气口34B的一侧为相反侧的端部抵接。即，管38通过从送风机向内部送入空气而在槽33G内鼓起，从而借助管38的弹性将栽培板34的吸气口34B按压于栽培床33的排气口33E，由此将吸气口34B与排气口33E连接。由此，经由吸气口34B向栽培板34的送风路34A稳定地供给空气。需要说明的是，在供栽培床33的液体7注入的凹部配置有水培片39。
[0037] 在此，在本实施方式中，栽培单元32通过将多个栽培板34以能够沿长度方向移动的方式配置在栽培床33的上部而构成。多个栽培板34构成为，在栽培床33的规定位置处利用管38向肋33B侧按压，由此将栽培床33的排气口33E与栽培板34的吸气口34B连接，从而经由吸气口34B向栽培板34的送风路34A供给空气。
[0038] 如图6所示，栽培板34由作为聚苯乙烯中的一种的泡沫聚苯乙烯形成，且具有形成于内部的送风路34A、向送风路34A供给空气的吸气口34B、以及以与送风路34A相连的方式形成于供栽培植物8配置的上表面侧的排气口34C。流入到吸气口34B的冷风经由送风路34A而从排气口34C排出。排气口34C构成为，由朝向上下的贯通孔构成，且对栽培板34中栽培的栽培植物8从下方分配冷风。另外，在栽培板34的形成有排气口34C的上表面侧形成有沿上下方向贯穿的多个栽培孔34D，用于配置栽培植物8。
[0039] 另外，如图6所示，通过抽吸管道、抽吸风扇等抽吸设备，从栽培床33的吸气口33C导入的冷风等空气经由送风路33D、排气口33E而被栽培板34的吸气口34B吸入。由栽培板34的吸气口34B吸入的空气经由送风路34A而被排气口34C朝向栽培板34的上方排出。送风路34A形成为由排气口34C排出空气即可。
[0040] 图7是从栽培床33卸下栽培板34的状态下的立体图。需要说明的是，图7省略示出栽培床33的长度方向的一方。图8是示出栽培床的详细构造的剖视图。
[0041] 如图7所示，栽培床33形成为大致长方形，在上部形成有肋33B、33F，以使得能够排列配置多个栽培板34。另外，在栽培床33的上部的一部分形成有高度比肋33B、33F低的肋33H，以便使用者能够容易地取出栽培板34。根据该结构，即便在栽培棚3中设置有管道等，也能够从栽培棚3的侧面容易地取出栽培板34。
[0042] 另外，如图8所示，在栽培板34的侧面设置有把手34E，以使得容易地从栽培床33取出栽培板34。把手34E构成栽培板34的吸气口34B的一部分。
[0043] 另外，栽培板34配置为能够相对于栽培床33进行移动，在移动方向的端部配置有用于对栽培板34进行定位的隔板。即，多个栽培板34以相对于栽培床33被限制了位置的状态而配置。
[0044] 此外，如图8所示，在栽培床33的底部形成有突起33I，利用该突起33I，能够提高栽培床33的强度，并且能够减少向栽培床33内注入的液体7的量。
[0045] 图9是用于说明栽培床33与栽培板34之间的关系的说明图。在图9中，D1示出从栽培床33的底部到限制部33A即栽培板34的下表面为止的高度。D2示出栽培板34的厚度。
[0046] 在图9中，向栽培床33注入的栽培用的液体7以避免液面到达栽培板34的上表面的方式被注入。即，以到液体7的液面为止的高度比D1+D2小的方式向栽培床33注入栽培用的液体7。由此，营养液等栽培用的液体7不会溢出到栽培板34的上表面，能够可靠地将供给到栽培板34的送风路34A的空气向栽培板34的上表面引导，能够防止对栽培植物8的发育造成不良影响。
[0047] 另外，栽培板34的吸气口34B设置在比向栽培床33注入的栽培用的液体7的液面高的位置。另外，栽培床33的排气口33E的开口直径Φ1构成为大于栽培板34的吸气口34B的开口直径Φ2。由此，即便营养液等栽培用的液体7的液面发生变动，也能够可靠地将栽培床33的排气口33E与向栽培板34的送风路34A供给空气的吸气口34B连接，并且能够将进行了温度管理的空气稳定地供给至栽培板34。
[0048] 图10、图11、图12是示出本发明的植物栽培装置的整体结构的另一实施方式的简图。
[0049] 图10所示的实施方式构成为，在栽培空间2中，在端部仅设置有诱引风扇5，从空调设备4输送的冷风在栽培空间2整体中流动。另外，设置于栽培棚3的抽吸设备6由抽吸管道构成，通过抽吸管道将在栽培空间2的下部积存的冷风等空气向栽培棚3的上部诱导。即，在图10所示的例子中，构成抽吸设备6的抽吸管道由上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D构成。而且，抽吸部62E对在栽培空间2的下部积存的冷风等空气进行抽吸，并通过上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、吸气管道62D而向栽培棚3的上部的栽培单元32诱导。如此，通过引导冷风，使在栽培棚3的多层中配置的各栽培单元32内的温度变得更加均匀。
[0050] 另外，图11所示的实施方式构成为，在栽培空间2中，在设置于端部的空调设备4的正下方设置有多个诱引风扇5，从而调整空调设备4的气流。由此，能够向栽培棚3的侧面的更优选的位置引导冷风。此外构成为，在栽培棚3的下部设置有抽吸风扇61这样的抽吸设备6，在上部设置有上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D。而且，抽吸部62E对在栽培空间2的下部积存的冷风等空气进行抽吸，并通过上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D而向栽培棚3的上部的栽培单元32诱导。
[0051] 根据该结构，抽吸部62E对在栽培空间2的下部积存的冷风等空气进行抽吸，并通过上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D而向栽培棚3的上部的栽培单元32诱导。需要说明的是，期望根据向栽培棚3的侧面流动的气流而适当调整抽吸风扇与抽吸管道的配置。其中，由于冷风具有在下方积存的趋势，因此期望抽吸风扇配置在比抽吸管道靠下方的位置处。如此，通过引导冷风，能够使在栽培棚3的多层中配置的各栽培单元32内的温度变得更加均匀。
[0052] 另外，图12所示的实施方式为，在栽培空间2中，在设置于端部的空调设备4的正下方设置有多个诱引风扇5。由空调设备4产生的气流被诱引风扇5向上方引导，且在栽培棚3的侧面中央以描绘圆的方式流动。由此，在栽培棚3的下方，温度成为更加均匀的状态。另外，在栽培棚3的下部设置有抽吸风扇61这样的抽吸设备6，在上部设置有上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D。而且，抽吸部62E对在栽培空间2的下部积存的冷风等空气进行抽吸，并通过上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D而向栽培棚3的上部的栽培单元32诱导。
[0053] 根据该结构，抽吸部62E对在栽培空间2的下部积存的冷风等空气进行抽吸，并通过上下管道62A、分支管道62B、左右管道62C、以及吸气管道62D而向栽培棚3的上部的栽培单元32诱导。如此，通过引导冷风，使在栽培棚3的多层中配置的各栽培单元32内的温度变得更加均匀。需要说明的是，由于冷风具有在下方积存的趋势，因此期望抽吸风扇配置在比抽吸管道靠下方的位置处。如此，通过引导冷风，使在栽培棚3的多层中配置的各栽培单元32内的温度变得更加均匀。需要说明的是，如上述那样，为了提高空调的效果，各栽培单元32在侧面具有遮挡构件36A。
[0054] 如以上那样，本发明的植物栽培装置是具备能够控制栽培环境的栽培空间和配置于栽培空间的多个栽培棚的植物栽培装置。在栽培空间的上方配置有用于朝向栽培棚输送气流的空调设备，并且，在栽培空间的至少端部设置有用于将从空调设备输送的气流向栽培棚诱引的诱引风扇，诱引风扇构成为，将从空调设备输送的气流朝向栽培棚诱引。
[0055] 即，由于向栽培棚的侧面输送冷风机的冷风，且利用诱引风扇来调整冷风，因此能够实现更加均匀的空调。若能够实现更加均匀的空调，则能够使栽培单元的培养环境在上层和下层均相同，因此能够进一步提高栽培植物的生长。
[0056] 另外，在栽培棚的上层设置有抽吸管道，且在下层设置有抽吸风扇。如此，对上层而言，利用抽吸管道来吸取在下方积存的冷气，对下层而言，利用抽吸风扇进行抽吸，因此能够以更加简单的结构实现栽培棚，并且能够实现更加均匀的空调。
[0057] 图13是示出对图12所示的实施方式中的栽培空间的温度分布的状况进行了模拟而得到的结果的说明图。需要说明的是，测定条件如下。
[0058] ·栽培空间2的温度：24℃
[0059] ·空调设备4：使用5马力的空调，将吹出温度设定为16℃
[0060] ·诱引风扇5：使用产生风速9.2m/s的风的送风风扇
[0061] 根据本发明的实施方式的结构，能够将栽培棚3的上部与下部的温差抑制到±2℃的范围内。需要说明的是，图13中说明了图12所示的实施方式的结构的结果，但在图1、图10、图11所示的另一实施方式的结构中，也能够获得同样的作用效果。
[0062] 如以上那样，本发明的植物栽培装置是具有在栽培床上配置栽培板而构成的栽培单元的植物栽培装置，该栽培床具有供栽培用的液体注入且剖面形状呈凹形状的凹部。栽培板以保持于栽培床的凹部中的状态配置，并且，栽培板具有：形成于内部的送风路、向送风路供给空气的吸气口、以及以与送风路相连的方式形成于配置栽培植物的上表面侧的排气口。栽培床具有为了向栽培板的送风路引导空气而取入空气的吸气口、以及能够与栽培板的吸气口连接的排气口。此外，该植物栽培装置具备借助弹性将吸气口按压于排气口的弹性构件，以将栽培板的吸气口与栽培床的排气口连接。
[0063] 由此，即便营养液等栽培用液体的液面发生变动，也能够可靠地将栽培床的排气口与向栽培板的送风路供给空气的吸气口连接，且能够向栽培板稳定地供给进行了温度管理的空气。另外，营养液等栽培用液体不会溢出到栽培板的上表面，能够将供给至栽培板的送风路的空气可靠地向栽培板的上表面引导，能够防止对栽培植物的发育造成不良影响。
[0064] 如以上那样，作为本发明中公开的技术例示而对实施方式1进行了说明。然而，本发明的技术并不局限于此，也能够应用于进行了变更、置换、添加、省略等的实施方式。另外，也能够对上述实施方式中说明的各结构要素进行组合而形成新的实施方式。
[0065] 工业实用性
[0066] 如以上那样，根据本发明，在提供能够在稳定的栽培环境中进行植物栽培的装置方面是有用的发明。
[0067] 附图标记说明：
[0068] 1 栽培设施
[0069] 2 栽培空间
[0070] 3 栽培棚
[0071] 3A 栽培组件
[0072] 4 空调设备
[0073] 5 诱引风扇
[0074] 6 抽吸设备
[0075] 7 液体
[0076] 8 栽培植物
[0077] 31 支柱
[0078] 32 栽培单元
[0079] 33 栽培床
[0080] 33A 限制部
[0081] 33B、33F、33H 肋
[0082] 33C 吸气口
[0083] 33D 送风路
[0084] 33E 排气口
[0085] 33G 槽
[0086] 33I 突起
[0087] 34 栽培板
[0088] 34A 送风路
[0089] 34B 吸气口
[0090] 34C 排气口
[0091] 34D 栽培孔
[0092] 34E 把手
[0093] 35 照明设备
[0094] 36A、36B 遮挡构件
[0095] 37 铰链
[0096] 38 管
[0097] 39 水培片
[0098] 61 抽吸风扇
[0099] 62A 上下管道
[0100] 62B 分支管道
[0101] 62C 左右管道
[0102] 62D 吸气管道
[0103] 62E 抽吸部
