JP2018023336A - 植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】栽培空間を効率よく冷却することができ、栽培空間の温度制御に要する消費電力を抑制することが可能な植物栽培装置を提供することを課題とする。
【解決手段】植物栽培装置１では、換気用空気攪拌手段５によって、養液槽８の上部側の高温の空気が、強制的に養液槽８の底面５０側に導入され、培養液と熱交換して冷却され、その低温空気が養液槽８の上部側に戻される。そして養液槽８の上部側では、栽培空間用空気攪拌手段６によって空気が攪拌され、苗６７の周囲の温度ばらつきが解消される。そのため筒状空間３の苗６７が生育する領域は、一定の温度に保たれ、苗６７は順調に生育する。
【選択図】図３

Description

本発明は、農作物等の植物を連続的に栽培する植物栽培装置に関するものである。

農作物を建屋内で連続的に栽培する植物栽培装置が知られている（特許文献１，２）。植物栽培装置は、作物工場と通称される栽培形態に使用されるものである。植物栽培装置は、人工照明を使用して作物に適度の日照を与えると共に、建屋内や室内を生育に適した温度や湿度に保って作物を育成する装置である。
植物栽培装置によると、日照や温度、水分、肥料濃度等が適度に制御された環境で作物を作ることができるので、露地栽培に比べて収穫に要する期間が短い。
また植物栽培装置の多くは水耕栽培によって作物を育成するものであり、露地栽培に比べて清潔である。さらに室内で作物を栽培するので害虫が付かず、無農薬で作物を栽培することができる。そのため植物栽培装置は、レタス等の皮を剥いたりせずに食する野菜を栽培するのに好適である。

特開平２−６０５２９号公報 特開２００１−７８５７７号公報

本発明者らは、先に筒状の栽培空間を有する植物栽培装置を提案した（国際出願 出願番号 ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／５４１３１）。本発明者らが提案した植物栽培装置は、長細いトンネル状の栽培空間を有するものであり、その中で植物を水耕栽培する。先に提案した植物栽培装置は、筒状の栽培空間を立体的に配置することにより、地下空間や室内空間を立体的に活用することができる。
また先に提案した植物栽培装置は、栽培空間が筒状空間に限定されていて狭いので、害虫の駆除が容易である。さらに本発明者らは、環境調整を行う空間が筒状空間に限定されていて狭いので、調整対象の空間が小さく、環境調整に要するエネルギーが少なくて足るであろうと考えた。

先に提案した植物栽培装置は、予想どおり地下空間や室内空間を立体的に活用することができた。また害虫の駆除も容易であった。
しかしながら、栽培空間の温度管理に関しては予想に反するものであった。
即ち、先に提案した植物栽培装置では、筒状空間内にＬＥＤや蛍光灯等の照明装置を設け、この照明装置が発する光を植物に照射して光合成を行わしめる。

ここでＬＥＤや蛍光灯等の照明器具は、当初の予想以上に発熱した。また先に提案した植物栽培装置は、筒状空間の中で植物を栽培するものであり、栽培空間の容積が小さいので、照明器具が発する熱が放散されにくく、熱が栽培空間にこもった。そのため栽培空間の気温が予想以上に上昇傾向となってしまった。

先に提案した植物栽培装置は空調装置を備え、空調装置の冷房機能で栽培空間を所定の温度に保持するものであるが、栽培空間内の発熱量が多く、栽培空間を冷房するための消費電力が予想以上に多いものであった。

そこで本発明は、上記した問題に対処することを目的とし、栽培空間を効率よく冷却することができ、栽培空間の温度制御に要する消費電力を抑制することが可能な植物栽培装置を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するための態様は、養液槽と、照明手段と、植物を保持する植物保持具を有し、養液槽に培養液が入れられ、植物保持具に植物を保持した状態で植物保持具が養液槽に設置され、前記照明手段で植物に光が照射される植物栽培装置において、天面と側面と底面が覆われた筒状の栽培空間があり、当該栽培空間内に前記養液槽が設置され、前記養液槽の底面と栽培空間との間には隙間があり、当該隙間内の空気を入れ換える換気手段を有することを特徴とする植物栽培装置である。

本態様の植物栽培装置は、培養液の温度を利用して栽培空間を冷却するものである。
培養液の水温は、一般に栽培空間の気温よりも低い。また一般に養液槽は高さの低い水槽であるが、専有する面積は広い。養液槽は、水を貯めるという機能上、底面と、４側面に囲まれているが、各面の面積を比較すると、底面の面積が圧倒的に広い。
本態様の植物栽培装置では、養液槽の底面と栽培空間との間には隙間がある。そのため養液槽の底面は、隙間内の空気と接し、隙間内の空気は培養液と熱交換して温度低下する。
本態様の植物栽培装置は、隙間内の空気を入れ換える換気手段を有している。そのため温度低下した空気が養液槽の底面と栽培空間との間から排出され、冷気が養液槽の上部側空間に流れ込む。その結果、栽培空間の空気が冷却される。

培養液の温度を調節する温度調整手段を有することが望ましい。

上記した様に、本態様では、培養液と栽培空間内の空気との間で熱交換するので、培養液の温度が上昇傾向となる。そこでチラーその他の温度調整手段によって、培養液の温度を調節することが望ましい。ここで培養液は、液体であるから、気体たる空気を直接冷却する場合に比べて効率よく冷却することができる。

養液槽は金属製であることが望ましい。

金属は、樹脂に比べて熱伝導性が優れるので、培養液と空気との間の熱交換が容易となる。

換気手段は、養液槽の底面と栽培空間との間に設けられた換気用空気攪拌手段であることが望ましい。

本態様によると、換気用空気攪拌手段で養液槽の底面と栽培空間に溜まる冷気を養液槽の上部側に循環させることができる。

養液槽の底面又は栽培空間の底の少なくともいずれかに、導風路を形成する導風路形成部材があることが望ましい。

本態様によると、養液槽の底面の隙間に空気を導入し、養液槽の底面で熱交換して当該隙間から排出することができる。本態様によると、養液槽の底面と栽培空間との間の隙間内だけで空気が旋回してしまうことを防ぐことができ、隙間の空気と養液槽の上部側の空気を入れ換えることができる。

養液槽の上部に、栽培空間内の空気を攪拌する栽培空間用空気攪拌手段を有することが望ましい。

栽培空間用空気攪拌手段は、複数の開口を有する筒状部材と、筒状部材内の空気を移動させて開口から筒状部材内に空気を導入し、他の開口から空気を排出するものであることが望ましい。

栽培空間用空気攪拌手段は、筒状部材内に送風機が内蔵されたものであることが望ましい。

栽培空間用空気攪拌手段は回転羽根を有し、回転羽根の回転軸は、筒状部材の軸線に対して交差方向又は食い違いの方向に向くものであってもよい。

上記した各態様において、栽培空間内に複数の養液槽があり、養液槽を移動させる養液槽搬送手段を有し、養液槽搬送手段によって栽培空間内で養液槽を移動させることが可能であることが望ましい。

本発明の植物栽培装置は、栽培空間の温度制御に要する消費電力を抑制することが可能であり、空調に要するエネルギーコストの低減が可能である。

本発明の実施形態の植物栽培システムの全景を表す斜視図である。 図１の植物栽培システムで使用されている植物栽培装置の斜視図である。 （ａ）は図２の植物栽培装置の内部構造を示す正面図であり、（ｂ）はその屋根部の一部拡大断面図であり、（ｃ）は屋根部内面の発光素子の分布を説明する説明図である。 図２の植物栽培装置の分解斜視図である。 植物栽培装置に内蔵されている栽培空間用空気攪拌手段の斜視図である。 植物栽培装置に内蔵されている栽培空間用空気攪拌手段の分解斜視図である。 図６の栽培空間用空気攪拌手段の断面図であり、（ａ）は開口を全開にした状態を示し、（ｂ）は開口を半開にした状態を示し、（ｃ）は開口を閉じた状態を示す。 図２の植物栽培装置の養液槽と植物保持具を分離した状態の斜視図である。 図２の植物栽培装置の養液槽に植物保持具を浮かべた状態の斜視図である。 図２の植物栽培装置の養液の配管系統を示す説明図である。 本発明の他の実施形態の植物栽培装置の斜視図である。 図１１の植物栽培装置の内部構造を示す斜視図である。 図１１の植物栽培装置の内部構造であって養液槽を除いた状態を示す斜視図である。 （ａ）は図１１の植物栽培装置の内部構造を示す正面図であり、（ｂ）はその屋根部の一部拡大断面図であり、（ｃ）は屋根部内面の発光素子の分布を説明する説明図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、図１１の植物栽培装置の動作を示す説明図である。 図１１の植物栽培装置で採用する小型養液槽との分解斜視図である。 本発明の他の実施形態の植物栽培装置の正面図である。 本発明の他の実施形態の植物栽培装置で採用する栽培空間用空気攪拌手段の斜視図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態の植物栽培装置で採用する栽培空間用空気攪拌手段の斜視図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の植物栽培装置１は、図２の様な一連の筒状空間形成部材２を有し、この筒状空間形成部材２内の筒状空間３を栽培空間とするものであり、当該栽培空間の中で植物を栽培するものである。
また実施形態の植物栽培システム１００は、図２の植物栽培装置１が複数、立体的に配置されたものである。即ち植物栽培システム１００は、図１の様に植物栽培装置１が複数段且つ複数列に渡って設置されたものである。

植物栽培装置１の筒状空間形成部材２には、多数の換気用空気攪拌手段５と、多数の栽培空間用空気攪拌手段６が設けられている。
また筒状空間形成部材２の筒状空間３内には、養液槽８が１基設置されている。以下説明する。

植物栽培装置１の筒状空間形成部材２は、図３の様に底面部材１０、側面部材１１及び屋根部材１２を有し、底面と側面と天面が覆われて筒状を呈するものである。筒状空間形成部材２の断面形状はトンネル状である。筒状空間形成部材２によって形成される栽培空間は、筒状空間３である。
筒状空間形成部材２の屋根部材１２の内面に照明基板（照明手段）１５が設けられている。照明基板１５は、薄い樹脂製の基板に発光素子としてＬＥＤ１６が多数取り付けられたものである。

筒状空間形成部材２の底面部材１０には、換気用空気攪拌手段５が設けられている。換気用空気攪拌手段５は、一種のファンであり、モータ２０と羽根車２１（回転羽根）によって構成されている。羽根車２１は、モータ２０の出力軸に固定されており、モータ２０が回転することによって羽根車２１が回転する。
本実施形態では、換気用空気攪拌手段５のモータ２０は、筒状空間形成部材２の外部に設置されており、羽根車２１は筒状空間３内であって底面部材１０の近傍にある。
従ってモータ２０を回転することによって底面部材１０の近傍で羽根車２１が回転する。
本実施形態では、換気用空気攪拌手段５は、図４の様に一定の間隔をあけて複数設置されている。

また筒状空間形成部材２の底面部材１０には、図４の様に導風路形成部材２２が設置されている。導風路形成部材２２は、高さの低い壁である。

筒状空間形成部材２の筒状空間３内であって、左右の側面部材１１の上端近傍には、栽培空間用空気攪拌手段６が設けられている。
栽培空間用空気攪拌手段６は、図５の様に樹脂で作られた本管（筒状部材）２５と、本管２５の周囲に設けられた多数の風量調整手段２６及び本管２５に内蔵された小型送風機２７によって構成されている。

栽培空間用空気攪拌手段６の本管２５には図５、図６の様に多数の吸排口２８が設けられている。吸排口２８は円形の開口である。本管２５の両端は閉塞されている。
風量調整手段２６は、本管２５よりもやや太い径の樹脂管を短く切り、且つ軸方向にスリット３０を形成したものである。風量調整手段２６の断面形状は「Ｃ」状である。
風量調整手段２６は、本管２５の吸排口２８に装着されている。即ち風量調整手段２６は、本管２５の周囲を取り巻く状態で本管２５に装着されている。
風量調整手段２６は、本管２５に対して回転可能であり、吸排口２８の開度を調節することができる。即ち図７（ａ）の様にスリット３０を吸排口２８の位置に合わせることによって吸排口２８の実質的開口面積を１００パーセントとすることができる。また図７（ｃ）の様にスリット３０を吸排口２８の反対側に回すと、吸排口２８を閉鎖することができる。図７（ｂ）の様にスリット３０の一部を吸排口２８と合致させることにより、吸排口２８の実質的開口面積を絞ることができる。

本管２５内には小型送風機２７が内蔵されている。小型送風機２７を駆動するモータ３２は、直流モータ等の回転数を任意に変更できるものである。小型送風機２７は軸流ファンである。

養液槽８は、溝状の水槽であり、図８の様に底板３５と、長手の側面３６と、短手の側面３７が壁で覆われており、上面が開放されている。
養液槽８は細長く、深さは浅い。

本実施形態では、養液槽８はステンレススチールで作られている。養液槽８の素材は、限定されるものではないが、腐食しにくく、且つ熱伝導率が高いものであることが望ましい。
具体的には、ステンレススチール、アルミニウム、銅等の錆びにくく、且つ熱伝導率の高い金属が養液槽８の素材として望ましい。最も推奨される素材は、ステンレススチールであり、コストと、熱伝導率、対腐食性のバランスがよい。
養液槽８を樹脂で製作する場合には、冷熱が外に伝わりやすい様に、肉厚を薄くすることが推奨される。また炭素繊維等の熱伝導率の高い樹脂で養液槽８を製作してもよい。

養液槽８の長手方向の一端近傍には、排水口４０が設けられている。また図１０の様に、養液槽８の上部であって、長手方向の他端近傍には、培養液供給口４１が設けられている。
排水口４０は、具体的にはオーバーフロー管４２であり、排水口４０は、養液槽８の底板３５から一定の高さの位置にある。
即ちオーバーフロー管４２は、養液槽８の底板３５を上下に貫通する管であり、先端側の排水口４０は養液槽８の底板３５から立ち上がった位置にある。オーバーフロー管４２の排水口４０は、余剰の培養液を排出する機能を有し、養液槽８の液位を一定に保つ。

養液槽８は、図示しない脚部を介して筒状空間形成部材２の底面部材１０に設置されており、養液槽８の底面５０と、筒状空間形成部材２の底面部材１０の間には隙間５１がある。そして当該隙間５１に換気用空気攪拌手段５が設置されている。なお養液槽８の底面５０は、視点を変えれば養液槽８の裏面でもある。
養液槽８は培養液で満たされ、筒状空間３内に養液槽の液面があり、植物保持具５２が複数浮かべられている。

植物保持具５２は、比重の軽い素材で作られた板であり、複数の開口５３が設けられている。開口５３には植物の苗６７が保持される。植物保持具５２は、浮力が強く、単体で水に浮くばかりでなく、植物を保持した状態であっても沈まない。
植物保持具５２は、開口５３に植物が保持された状態で、養液槽８の培養液に浮かされる。

次に培養液の循環路について説明する。
本実施形態の植物栽培装置１では、図１０の様に植物栽培装置１の下部に培養液供給装置６０がある。培養液供給装置６０は培養液タンク６１とポンプ６２を備えている。そして培養液タンク６１とポンプ６２の吸い込み側が配管６３で接続され、さらにポンプ６２の吐出側と培養液供給口４１が配管６５で接続されている。さらに養液槽８に設けられたオーバーフロー管４２が培養液タンク６１に配管接続されている。そのため、ポンプ６２を起動すると、培養液タンク６１内の培養液がポンプ６２で加圧されて培養液供給口４１に送られ、養液槽８に供給される。また培養液はオーバーフロー管４２によって構成される排水口４０から排水されて培養液タンク６１に戻る。こうして培養液は、養液槽８と培養液タンク６１の間を循環する。

また本実施形態では、培養液タンク６１に培養液の温度を調節する温度調整手段６６が設けられている。温度調整手段６６は、主として培養液タンク６１の培養液を冷却するものであり、具体的にはチラーである。
温度調整手段６６は、図示しない冷凍機が内蔵されており、図示しない圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器６８を有し、これらによって構成される循環回路に冷媒が充填されている。圧縮機を起動することによって蒸発器６８の表面温度が低下する。
本実施形態では、蒸発器６８が培養液タンク６１内にあり、培養液の温度を低下させて培養液を所定の温度に保つ。

植物栽培システム１００は、前記した様に植物栽培装置１が複数段且つ複数列に渡って設置されたものである。

本実施形態では、養液槽８に植物保持具５２が複数浮かべられ、植物保持具５２は外力によって図１の矢印の方向に進められる。即ち養液槽８の水面を覆うように植物保持具５２が敷きつめられ、植物保持具５２が養液槽８の水面に浮かされている。そのため人力によって、養液槽８上の植物保持具５２を押すと、植物保持具５２は容易に移動する。即ち植物保持具５２は、筏のごとく養液槽８の水面に浮いており、上流側にある植物保持具５２を押すと、植物保持具５２は下流側に流れてゆく。また下流側に流れた植物保持具５２は、隣接する植物保持具５２を押し、当該植物保持具５２も下流側に流れる。結果的に、養液槽８に浮かべられた全ての植物保持具５２が下流側に流れてゆく。

次に、本実施形態の植物栽培装置１の基本的な機能について説明する。
本実施形態の植物栽培装置１では、養液槽８に培養液が満たされる。そのため筒状空間３内に養液槽８の液面があり、液面は筒状空間３で覆われている。そして植物保持具５２の開口５３に植物の苗６７を保持させ、養液槽８の上部側に浮かべられる。
また照明基板（照明手段）１５によって苗６７の成長に要する光が供給される。

筒状空間３内の養液槽８に浮かべられた植物保持具５２は、一定時間ごとに下流側に移動させられる。例えば２４時間ごとに、植物保持具５２が人力で押され、植物保持具５２が下流側に流される。

植物栽培装置１では、１０日から３０日程度の日数をかけて植物保持具５２を始端から終端に送る。そして植物栽培装置１の終端で植物保持具５２を取り出し、成長した植物を収穫するか、あるいは植物保持具５２を再度他の植物栽培装置１に搬入して苗６７をより大きく成長させる。
即ち、植物栽培装置１の始端に苗６７を植えつけた植物保持具５２を挿入し、照明基板（照明手段）１５を点灯して苗６７の葉に光を当て、苗６７の根から養液槽８の培養液を吸収させて苗６７を育てる。そして養液槽８に浮かぶ植物保持具５２を押して下流側へ流し、筒状空間３内をゆっくりと移動させる。そして植物保持具５２が一つの植物栽培装置１の終端、あるいは複数の植物栽培装置１を通過して終端に至った際には、苗６７は食用に供される程度に成長しており、植物保持具５２から収穫されて出荷される。

次に、本実施形態の植物栽培装置１の特徴的機能について説明する。
本実施形態の植物栽培装置１についても、狭い筒状空間３内で多数のＬＥＤ等が点灯されるので、筒状空間３内の気温が上昇傾向となる。
本実施形態の植物栽培装置１では、筒状空間３内の気温上昇を抑制する方策として、換気用空気攪拌手段５が設けられている。また筒状空間３内の温度ばらつきを抑制する方策として、栽培空間用空気攪拌手段６が設けられている。

換気用空気攪拌手段５は、前記した様に、養液槽８の底面５０と、筒状空間形成部材２の底面部材１０の間の隙間５１にある。
ここで、本実施形態では、養液槽８内の培養液は、温度調整手段６６で冷却されており、一定の温度に保たれている。少なくとも培養液の温度は、筒状空間３内の平均気温よりも低い。
加えて、養液槽８の底板３５は、ステンレススチールで作られており、養液槽８の冷熱は養液槽８の底面５０に伝導されやすい。
また養液槽８の底板３５の面積は、極めて大きく、筒状空間３の底面部材１０の３０パーセント以上、好ましくは５０パーセント以上に相当する。
そのため筒状空間３内であって、養液槽８の底面５０と、筒状空間形成部材２の底面部材１０の間においては、空気と養液槽８との接触面積が広く、両者の隙間５１内の空気は、養液槽８内の培養液と熱交換され、温度が低下する。

本実施形態では、養液槽８の底面５０と、筒状空間形成部材２の底面部材１０の間に換気用空気攪拌手段５の羽根車２１がある。そのため換気用空気攪拌手段５のモータ２０を起動すると、養液槽８の下で羽根車が回転し、隙間５１内の空気を攪拌し、付勢して、隙間５１から外部に吐き出す。
また隙間５１内には外部から新たな空気が導入される。
特に本実施形態では、導風路形成部材２２が設置されており、隙間５１内に導風路形成部材２２によって一連の導風路が形成されている。
そのため換気用空気攪拌手段５を起動することにより、隙間５１内の空気が換気され、常に置換される。即ち、ＬＥＤ等で加熱され、昇温した空気が、換気用空気攪拌手段５及び導風路形成部材２２の作用によって強制的に養液槽８の底面５０と筒状空間形成部材２の間の狭い隙間５１に導入され、低温の養液槽８の底面５０と接して空気の温度が低下される。
そして冷却された空気は、換気用空気攪拌手段５及び導風路形成部材２２の作用によって強制的に隙間５１から排出され、養液槽８の上面に回り込む。即ち苗６７の葉の部分に冷風が循環する。

さらに養液槽８の上部には、両側面部に栽培空間用空気攪拌手段６があり、栽培空間用空気攪拌手段６によって筒状空間３内の空気が攪拌され、養液槽８の上部空間の温度バラツキが解消される。
即ち栽培空間用空気攪拌手段６は、筒状空間３の軸方向に配置されているが、中途部分に小型送風機２７が内蔵されている。
そして本管２５には多数の吸排口２８が設けられている。そのため小型送風機２７を起動すると、小型送風機２７を中心として一方側の吸排口２８から筒状空間３内の空気が本管２５に導入され。他方の吸排口２８から吐出される。その結果、筒状空間３内の空気が攪拌される。
本実施形態の植物栽培装置１では、換気用空気攪拌手段５によって、養液槽８の上部側の高温の空気が、強制的に養液槽８の底面５０側に導入され、培養液と熱交換して冷却され、その低温空気が養液槽８の上部側に戻される。そして養液槽８の上部側では、栽培空間用空気攪拌手段６によって空気が攪拌され、苗６７の周囲の温度ばらつきが解消される。そのため筒状空間３の苗６７が生育する領域は、一定の温度に保たれ、苗６７は順調に生育する。

以上説明した実施形態は、プールの如く全長の長い養液槽８を備え、養液槽８の上に植物保持具５２を設置し、苗６７の成長に応じて養液槽８の上で植物保持具５２を移動させたものである。即ち上記した植物栽培装置１は、養液槽８は定位置に固定され、植物保持具５２が移動する。
しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、小型養液槽７７を複数有し、各小型養液槽７７に植物保持具７１を設置し、小型養液槽７７と共に植物保持具７１を移動させるものであってもよい。

図１１に示す植物栽培装置７２は、小型養液槽７７を移動させる形式のものである。
以下、植物栽培装置７２について説明する。なお先の実施形態と同一の部材は、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図１１に示す植物栽培装置７２は、同じ形状、構造の育苗ユニット７３を直列に接続して一連の筒状空間３を形成し、この筒状空間３の中で植物を栽培する。
育苗ユニット７３は、両端が開放され周面を覆うことが可能なケース７５を有している。
また育苗ユニット７３内には多数の小型養液槽７７が配置される。

本実施形態では、図１２、図１４の様に、各育苗ユニット７３に養液槽設置台７８と、搬送装置（養液槽搬送手段）８０と、給排水設備７６が設けられている。また先の実施形態と同様に、照明基板（照明手段）１５と、多数の換気用空気攪拌手段５と、多数の栽培空間用空気攪拌手段６が設けられている。
養液槽設置台７８は、小型養液槽７７を載せた状態で、小型養液槽７７を滑り動かすことができる。

また養液槽設置台７８には、図１３の様に小型養液槽７７を前進方向にのみ移動可能とし、逆方向への移動を阻止する逆止部材１０１が設けられている。

搬送装置８０は、２列の押圧部材連結体８１によって構成されている。押圧部材連結体８１には複数の押圧部材８２が連結されたものである。押圧部材８２にも小型養液槽７７を前進方向にのみ移動可能とし、逆方向への移動を阻止する逆止部材８３が設けられている。

給排水設備７６は、小型養液槽７７に培養液を供給する供給側配管８５と、小型養液槽７７からオーバーフローした培養液を回収する培養液回収用樋８６を有している。
小型養液槽７７は、図１６の様に平面視が四角形の水槽であり、略同一面積の植物保持具７１が設置される。

小型養液槽７７は、養液槽設置台７８に載置される。
そして給排水設備７６の供給側配管８５によって小型養液槽７７に培養液が供給され、オーバーフローした培養液は、培養液回収用樋８６に回収される。従って小型養液槽７７内は、常に培養液で満たされる。なお培養液は、先の実施形態と同様に温度調節されている。
筒状空間３内に設置された小型養液槽７７は、一定時間ごとに下流側に移動させられる。例えば２４時間ごとに、搬送装置８０を動作させ、小型養液槽７７を排出側に隣接する育苗ユニット７３に移動させる。

小型養液槽７７は、前記した様に養液槽設置台７８に載置されており、養液槽設置台７８上を滑り動くことができる。
また養液槽設置台７８の内側には、搬送装置８０の２列の押圧部材連結体８１がある。 この状態で、押圧部材連結体８１を図１５（ａ）の矢印の方向に動作させる。搬送装置８０の逆止部材８３は、図１５（ａ）の様に突出し、斜め姿勢となっている。また小型養液槽７７の底は、図１５の様に凹凸形状である。
そのため、搬送装置８０の押圧部材８２を、移動させると、逆止部材８３が小型養液槽７７と係合し、図１５（ｂ）の様に小型養液槽７７を押し動かす。
その結果、各育苗ユニット７３内において、各小型養液槽７７が下流側に向かって移動する。そして各育苗ユニット７３の最も下流側に位置する小型養液槽７７が隣接する育苗ユニット７３に入る。
即ち小型養液槽７７は当初の育苗ユニット７３の養液槽設置台７８から下流側に隣接した育苗ユニット７３の養液槽設置台７８に乗り移り、育苗ユニット７３を跨いで移動する。

本実施形態においても、換気用空気攪拌手段５によって、小型養液槽７７の上部側の高温の空気が、強制的に小型養液槽７７の底面に導入されて、温度降下され、その低温空気が小型養液槽７７の上部側に戻される。そして小型養液槽７７の上部側では、栽培空間用空気攪拌手段６によって空気が攪拌され、温度ばらつきが解消される。そのため筒状空間３の苗６７が生育する領域は、一定の温度に保たれ、苗６７は順調に生育する。

以上説明した実施形態では、換気手段として機能する換気用空気攪拌手段５は、養液槽８の底面５０と、筒状空間形成部材２の底面部材１０の間には隙間５１に設けられ、隙間５１の空気を攪拌して隙間５１の空気を入れ換えるものであるが、換気手段を他の部位に設置してもよい。
例えば、図１７の様に換気手段として送風機９０を採用し、筒状空間３の下部に設けてもよい。図１７に示す実施形態では、隙間５１の外側に送風機９０があり、外部から隙間５１に風を送って隙間５１内の空気を置換する。

また栽培空間用空気攪拌手段６の変形例として、図１８に示す構造が考えられる。
図１８に示す栽培空間用空気攪拌手段９１は、本管（筒状部材）９２の側面に切り欠き状の開口９３がある。また送風を起こす送風部材９５は、本管９２の外にあり、その一部が開口９３内に入り込んでいる。即ち送風部材９５は、回転羽根９６を有し、回転羽根９６はその一部が本管９２の前記開口９３内にあり、回転羽根９６の他の部分は筒状部材の外にある。
回転羽根９６の回転軸９８は、本管（筒状部材）９２の軸線に対して交差方向又は食い違いの方向に向いている。
送風部材９５を回転すると、回転羽根９６の一部が本管９２内で回転し、本管９２内に風を起こす。そして枝管９７の開口２８から空気が出入りする。回転羽根９６の回転方向を変えることによって、送風方向が変わる。

図１８に示す栽培空間用空気攪拌手段９１では、回転羽根９６の一部が本管９２から露出しているが、図１９に示す栽培空間用空気攪拌手段１１０の様に、本管９２の一部にケーシング部１１１を設け、ケーシング部１１１内に回転羽根９６を配置してもよい。
ケーシング部１１１は、円の一部が切り取られた形状であり、内部が空洞であって、本管９２の内部と連通している。即ち本実施形態においても、本管（筒状部材）９２の側面に開口がある。回転羽根９６は、一部が本管９２の外のケーシング部１１１内にあり、他の部分は本管９２内に入り込んでいる。
本実施形態においても、回転羽根９６の回転軸９８は、本管（筒状部材）９２の軸線に対して交差方向又は食い違いの方向に向いている。

上記した実施形態の植物栽培装置は、培養液の冷熱を利用して培養空間を空調するものであるが、これに加えて他の空調設備等によって培養空間の温度や湿度等を調整してもよい。
また冬季においては、培養液の温度を高めに設定し、培養液熱を利用して培養空間内を昇温してもよい。

以上説明した実施形態は、養液槽８，７７の底面からの冷熱放散を中心に作用効果を説明したが、養液槽８，７７の側面からの冷熱放散を増大させる機能を付加してもよい。例えば養液槽８，７７の側面３６，３７を構成する壁に風を当て、養液槽８，７７の側面３６，３７での熱交換を促進させる。
また養液槽８，７７の表面からの冷熱放散を増大させる機能を付加してもよい。例えば養液槽８，７７に設置される植物保持具５２，７１の熱伝導性を向上させ、植物保持具５２，７１の表面温度を低下させ、植物保持具５２，７１の表面から冷熱を放散させる。

第一実施形態の植物栽培装置１は、植物保持具５２を養液槽８内の培養液に浮かせるものであるから、植物保持具５２自体を金属で作ることはできない。そこで、植物保持具５２の本体を樹脂製とし、本体の周囲を金属箔等の熱伝導性に優れた素材で覆う。
その結果、培養液の冷熱が金属箔を通じて植物保持具５２の表面側に伝導され、植物保持具５２の表面温度が低下する。そして植物保持具５２の冷熱によって培養空間が冷やされる。

一方、第二実施形態の植物栽培装置７２は、植物保持具７１を小型養液槽７７に設置するものであり、必ずしも培養液に浮かせる必要はない。そこで植物保持具７１をステンレススチール等の金属製とし、培養液の冷熱を直接植物保持具７１の表面に伝導し、植物保持具７１の表面温度を低下させて培養空間を冷却してもよい。

上記した実施形態では、筒状空間形成部材２の筒状空間３側の底に導風路形成部材２２を設けたが、養液槽８側に導風路形成部材２２を設けてもよい。この場合には、養液槽８の底面５０に導風路形成部材２２を設けることとなる。
要するに導風路形成部材２２は、養液槽８の底面５０と筒状空間形成部材２の底面部材１０の間の隙間５１にあればよい。

１，７２ 植物栽培装置
２ 筒状空間形成部材
３ 筒状空間
５ 換気用空気攪拌手段
６ 栽培空間用空気攪拌手段
８ 養液槽
１０ 底面部材
１１ 側面部材
１２ 屋根部材
１５ 照明基板（照明手段）
２２ 導風路形成部材
２７ 小型送風機
５０ 底面
５１ 隙間
６６ 温度調整手段
７７ 小型養液槽
９３ 開口
５２，７１ 植物保持具

Claims (10)

1. 養液槽と、照明手段と、植物を保持する植物保持具を有し、
   養液槽に培養液が入れられ、植物保持具に植物を保持した状態で植物保持具が養液槽に設置され、前記照明手段で植物に光が照射される植物栽培装置において、
   天面と側面と底面が覆われた筒状の栽培空間があり、当該栽培空間内に前記養液槽が設置され、前記養液槽の底面と栽培空間との間には隙間があり、当該隙間内の空気を入れ換える換気手段を有することを特徴とする植物栽培装置。
2. 培養液の温度を調節する温度調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
3. 養液槽は金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
4. 換気手段は、養液槽の底面と栽培空間との間に設けられた換気用空気攪拌手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の植物栽培装置。
5. 養液槽の底面又は栽培空間の底の少なくともいずれかに、導風路を形成する導風路形成部材があることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の植物栽培装置。
6. 養液槽の上部に、栽培空間内の空気を攪拌する栽培空間用空気攪拌手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の植物栽培装置。
7. 栽培空間用空気攪拌手段は、複数の開口を有する筒状部材と、筒状部材内の空気を移動させて開口から筒状部材内に空気を導入し、他の開口から空気を排出するものであることを特徴とする請求項６に記載の植物栽培装置。
8. 栽培空間用空気攪拌手段は、筒状部材内に送風機が内蔵されたものであることを特徴とする請求項７に記載の植物栽培装置。
9. 栽培空間用空気攪拌手段は回転羽根を有し、回転羽根の回転軸は、筒状部材の軸線に対して交差方向又は食い違いの方向に向くものであることを特徴とする請求項７に記載の植物栽培装置。
10. 栽培空間内に複数の養液槽があり、養液槽を移動させる養液槽搬送手段を有し、養液槽搬送手段によって栽培空間内で養液槽を移動させることが可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の植物栽培装置。

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