JP6582235B2 - Plant cultivation apparatus and plant cultivation method - Google Patents
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Description
本発明は、閉囲された栽培空間内で植物を栽培する植物栽培装置および植物栽培方法に関するものである。 The present invention relates to a plant cultivation apparatus and a plant cultivation method for growing a plant in a closed cultivation space.
近年野菜栽培などの農業を工業的形態で行う植物工場が、実用化規模で運用されるようになっている。植物工場では、蔬菜や果物などの植物を植栽した複数の栽培容器が、栽培ハウスや生育室などの閉囲された栽培空間内に配置される。植物の良好な生育には、栽培空間内の温度や湿度さらには二酸化炭素の濃度などの雰囲気条件を、植物の種類毎に予め指定された栽培条件に応じて調整することが求められる。そして雰囲気条件の調整のため、閉囲された栽培空間内において雰囲気条件ができるだけ均一となるよう、栽培空間内における空気の循環や送風の工夫がなされている(例えば特許文献1、2参照)。
In recent years, plant factories that perform agriculture such as vegetable cultivation in an industrial form have been operated on a practical scale. In a plant factory, a plurality of cultivation containers in which plants such as sugar beets and fruits are planted are arranged in an enclosed cultivation space such as a cultivation house or a growth room. For the good growth of the plant, it is required to adjust the atmospheric conditions such as the temperature and humidity in the cultivation space and the concentration of carbon dioxide according to the cultivation conditions designated in advance for each type of plant. And in order to adjust the atmospheric conditions, the air is circulated and blown in the cultivation space so that the atmospheric conditions are as uniform as possible in the enclosed cultivation space (see, for example,
特許文献1に示す例では、植物栽培ハウス内に配置された循環扇によってハウス内の温度、湿度の分布差を少なくするために適正風速を維持することを意図する構成において、循環扇1基あたりのハウス面積と循環扇の羽根径との関係が最適となるよう、送風循環条件を実験データに基づいて設定することが記載されている。また特許文献2に示す例では、植物を載置する栽培棚を用いる食物栽培装置において、植物へ培養液を供給するための開口部を有する給水パイプを送風装置と接続し、開口部を介して植物に対して送風する例が記載されている。
In the example shown in
しかしながら上述の特許文献例に示す先行技術を含め、従来技術においては同一の栽培空間内に配置された複数の栽培容器を対象として、雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現することが困難であるという難点があった。すなわち、特許文献1に示す先行技術のように、ハウス内に配置された循環扇が発生する循環風によってハウス内の雰囲気を流動させる方式では、適正な流動を発生可能な栽培空間のサイズや空間が限定され、必ずしも汎用的に応用が可能な実用的な方法とは言い難いものであった。また特許文献2に示すように、栽培棚に載置された個別の植物に対して給水パイプを配置する方式では、栽培棚の各段毎に給水パイプを導設する必要があることから、設備費用が増大するという難点がある。このように従来技術における植物栽培には、栽培空間内の雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現して栽培効率を向上させることが難しいという課題があった。
However, in the prior art including the prior art shown in the above-mentioned patent document examples, it is difficult to achieve uniform atmosphere with a simple and inexpensive configuration for a plurality of cultivation containers arranged in the same cultivation space. There was a difficulty of being. That is, as in the prior art shown in
そこで本発明は、栽培空間内の雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現して栽培効率を向上させることができる植物栽培装置および植物栽培方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the plant cultivation apparatus and plant cultivation method which can implement | achieve equalization of the atmosphere in cultivation space by simple and cheap structure, and can improve cultivation efficiency.
本発明の植物栽培装置は、栽培空間で植物を栽培する植物栽培装置であって、前記栽培空間を形成する仕切り部材と、前記栽培空間の一端側の前記仕切り部材に配置された吸気口と、前記栽培空間の他端側の前記仕切り部材に配置された排気口と、前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、前記栽培空間の風速を測定する風速計と、前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、予めプログラムに組み込まれた前記排気部の日間における発停状態に基づいて、前記排気部の出力を変化させ、前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断する。 The plant cultivation device of the present invention is a plant cultivation device for cultivating a plant in a cultivation space, and a partition member that forms the cultivation space, and an air inlet arranged in the partition member on one end side of the cultivation space, An exhaust port disposed in the partition member on the other end side of the cultivation space, an exhaust unit that exhausts gas in the cultivation space from the exhaust port, an anemometer that measures the wind speed of the cultivation space, and the anemometer A control unit that controls the output of the exhaust unit based on the measurement result of the control unit, and the control unit outputs the output of the exhaust unit based on a start / stop state of the exhaust unit that is incorporated in advance in a program. changing, the control unit includes a measurement result of the anemometer, based on the data including a correlation between the growth stage of the pre-acquired wind speed and plants, determine the growth stage of the plant.
本発明の植物栽培装置は、植物を栽培するための栽培空間を上下に複数積層した植物栽培装置であって、複数の前記栽培空間を形成する仕切り部材と、最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、最下段の前記栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、前記栽培空間の風速を測定する風速計と、前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、中間の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の一端側に配置され、その下段の栽培空間と連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の他端側に配置され、前記排気口は、前記最上段の栽培空間とその下段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置され、前記吸気口は、前記最下段の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置された。 Plant cultivation device of the present invention is a plant cultivating device in which a plurality of stacked cultivation space above and below for the cultivation of plants, and the partition member for forming a plurality of the cultivation space, the partition of the uppermost cultivation space An exhaust port arranged in the member, a communication port connecting the cultivation spaces adjacent to each other vertically, an intake port arranged in the partition member of the bottom cultivation space, and a gas in the cultivation space from the exhaust port And an anemometer that measures the wind speed of the cultivation space, and a control unit that controls the output of the exhaust part based on the measurement result of the anemometer , the control unit comprising the anemometer Based on the measurement result of the above, and the data including the correlation between the wind speed and the plant growth stage acquired in advance, the plant growth stage is determined, and the communication between the intermediate cultivation space and the upper cultivation space is communicated mouth is left of the middle of cultivation space Disposed at one end side in a direction, communication ports communicating with cultivating space of the lower stage is disposed on the other end side in the lateral direction of the intermediate cultivation space, the exhaust port, the uppermost cultivation space and the lower It is arranged on the side opposite to the side where the communication port that communicates with the cultivation space is arranged, and the intake port is arranged with a communication port that communicates between the lowermost cultivation space and the upper cultivation space Arranged on the opposite side.
本発明の植物栽培装置は、植物を栽培するための栽培空間を上下に複数積層した植物栽培装置であって、複数の前記栽培空間を形成する仕切り部材と、最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、最下段の前記栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、前記栽培空間の風速を測定する風速計と、前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、中間の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の一端側に配置され、その下段の栽培空間と連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の他端側に配置され、前記吸気口は、前記最上段の栽培空間とその下段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置され、前記排気口は、前記最下段の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置された。 Plant cultivation device of the present invention is a plant cultivating device in which a plurality of stacked cultivation space above and below for the cultivation of plants, and the partition member for forming a plurality of the cultivation space, the partition of the uppermost cultivation space An intake port arranged in the member, a communication port connecting the cultivation spaces adjacent to each other vertically, an exhaust port arranged in the partition member of the bottom cultivation space, and a gas in the cultivation space from the exhaust port And an anemometer that measures the wind speed of the cultivation space, and a control unit that controls the output of the exhaust part based on the measurement result of the anemometer, the control unit comprising the anemometer Based on the measurement result of the above, and the data including the correlation between the wind speed and the plant growth stage acquired in advance, the plant growth stage is determined, and the communication between the intermediate cultivation space and the upper cultivation space is communicated mouth is left of the middle of cultivation space Disposed at one end side in a direction, communication ports communicating with cultivating space of the lower stage is disposed on the other end side in the lateral direction of the intermediate cultivation space, the air inlet, the top of the cultivating space and the lower Arranged on the side opposite to the side where the communication port that communicates with the cultivation space is disposed, and the exhaust port is disposed with a communication port that communicates between the lowermost cultivation space and the upper cultivation space Arranged on the opposite side.
本発明の植物栽培方法は、上下に積層した複数の栽培空間を形成する仕切り部材と、最下段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、前記栽培空間の風速を測定する風速計と、前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備えた植物栽培装置で植物を栽培する植物栽培方法であって、前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、前記排気部により気体を前記吸気口から吸引し前記排気口から排出することで、前記複数の栽培空間のそれぞれにおいて、左右方向の一端側から他端側への流れとなり、かつ、上下に隣接する前記複数の栽培空間のそれぞれにおいて互いに逆向きの流れとなる風を発生させる。 Plant cultivation method of the present invention, a partition member for forming a plurality of cultivating space stacked vertically, the air inlet disposed on the partition member of the lowermost cultivation space, before Symbol partition member of the uppermost cultivation space An exhaust port disposed on the upper and lower sides, a communication port that connects the cultivation spaces adjacent to each other vertically, an exhaust unit that exhausts the gas in the cultivation space from the exhaust port, and an anemometer that measures the wind speed of the cultivation space, A plant cultivation method for cultivating a plant with a plant cultivation apparatus comprising a control unit for controlling an output of the exhaust unit based on a measurement result of the anemometer , wherein the control unit includes a measurement result of the anemometer and , Judging the plant growth stage based on the wind speed acquired in advance and the data including the correlation between the plant growth stage, and sucking gas from the intake port and exhausting it from the exhaust port by the exhaust unit In the plurality of cultivation spaces In each, it will flow from one end to the other end in the lateral direction, and generates a wind which is a reverse flow to each other in each of the plurality of cultivating space adjacent the vertical.
本発明によれば、栽培空間内の雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現して栽培効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the cultivation efficiency by realizing a uniform atmosphere in the cultivation space with a simple and inexpensive configuration.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1、図2を参照して、本実施の形態における第1実施例の植物栽培装置1の全体構成を説明する。植物栽培装置1は、仕切り部材によって周囲から閉囲された栽培空間内で植物を栽培する機能を有するものであり、植物工場内に配置されて用いられる。図1に示すように、植物栽培装置1は、複数の載置棚を有するラック2の4側面を、前面に開閉用のファスナ4が設けられた透明なビニールシート3で被覆した構成となっている。これにより植物栽培装置1の内部には、周囲から閉囲された栽培空間(図4に示す栽培空間S1〜S4参照)が形成される。ラック2の天板2aには排気部5が設けられており、排気部5を作動させることにより、栽培空間内を排気することが可能となっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the whole structure of the
図2は、ラック2の前面のビニールシート3をファスナ4によって開放して上方に巻き上げて、ロール状のビニールシート3*とした状態を示している。この状態ではラック2は開放され、内部を対象とした作業を作業性よく行えるようになっている。ラック2は水平に配設された天板2a、底板2cの間に、複数段(ここでは3段)の中間棚2bを所定間隔を保って水平に配設した構成となっている。天板2a、中間棚2b、底板2cは4つのコーナ部をポスト2dによって連結保持されて、直方体状形状のラック2を形成する。ポスト2dの下端部にはキャスタ2eが装着されており、植物栽培装置1を植物工場内の床面上を自由に移動させることができる。
FIG. 2 shows a state in which the
天板2a、中間棚2b、底板2cなどの棚部材によって区分される空間は、栽培ユニット9が所定の配置で載置される栽培空間となっている。栽培ユニット9は、栽培対象の植物6を植栽した複数個のポット7をトレイ8に収容して構成される。底板2cと最下段の中間棚2bとの間の空間は栽培空間S1となっており、3つの中間棚2bのそれぞれの間の空間は、栽培空間S2、S3となっている。さらに最上段の中間棚2bと天板2aとの間の空間は栽培空間S4となっている。ビニールシート3*を巻き下ろしてファスナ4を閉じた状態では、栽培空間S1〜S4はいずれも上下面および側面を囲まれた、断面形状が4角形の筒状空間となる。
A space divided by shelf members such as the
すなわち、植物栽培装置1において天板2a、中間棚2b、底板2cおよびビニールシート3は、筒状の栽培空間S1〜S4を形成する仕切り部材となっており、植物栽培装置1は植物を栽培するための筒状の栽培空間S1〜S4を上下に複数(ここでは4層)積層した構成となっている。なお、ラック2の周囲を覆う仕切り部材として、ここでは簡便安価で透明なビニールシート3を用い、ファスナ4によって開閉自在な構成を用いているが、もちろんビニールシート3の替わりにそのほかの材質、開閉機構を採用してもよい。
That is, in the
次に図3を参照して、ラック2の詳細構造を説明する。図3において、ラック2の頂部を構成する天板2aは、ラック2の構造部材である骨組10に板部材11を貼り付けた構成となっており、天板2aにおいて排気部5(図1参照)が配置される部分は一部分が切除されて、栽培空間S4を排気するための排気口12となっている。すなわち、最上段の栽培空間S4を形成する仕切り部材である天板2aには排気口12が配置されており、排気部5は排気口12から栽培空間S4の気体を排気する。骨組10の下面には、照明13が照明方向を下面側の栽培空間S4に向けて配設されている。なお照明13の配置に際しては、排気口12および下記の連絡口22における通風を阻害することのないよう、照明13の形状・サイズ、配設位置が設定される。
Next, the detailed structure of the
ラック2の中間高さに配設された複数の中間棚2bは、ラック2の構造部材である骨組20に板部材21を貼り付けた構成となっており、中間棚2bにおける板部材21の一端側は一部分が切除されて、上下に相隣接する関係にある2つの栽培空間を連絡する連絡口22となっている。そして当該栽培空間の上段、下段にある栽培空間については、中間棚2bにおける他端側、すなわち前述の一方側に設けられた連絡口22の反対側に、連絡口22が配置されている。
The plurality of
すなわち中間の栽培空間(栽培空間S2、S3が該当)とその上段の栽培空間(栽培空間S3、S4)とを連絡する連絡口22は、当該中間の栽培空間の一端側に配置され、その下段の栽培空間(栽培空間S1、S2)と連絡する連絡口22は、当該中間の栽培空間の他端側に配置された形態となっている。そしてそれぞれの連絡口22と接する板部材21の縁部には、上方に突出した縁部材21aが設けられている。
That is, the
各中間棚2bの骨組20の下面には、照明13が照明方向を下面側の栽培空間S3、S2、S1に向けて配設されている。すなわち、植物栽培装置1においては、栽培空間S1〜S4は、植物栽培のための照明13を備えている。さらに栽培空間S1〜S4内には、栽培空間内に二酸化炭素を供給するためのCO2供給管14(図4参照)が導設されている。CO2供給管14は、CO2供給部34(図5参照)から供給される二酸化炭素をCO2供給管14に設けられたガス供給孔から吐出する機能を有している。
On the lower surface of the
ラック2の底部に配設された底板2cは、構造部材である骨組30に板部材31を貼り付けた構成となっており、底板2cにおける板部材31の一方側の端部は一部分が切除されて吸気口32となっている。すなわち最下段の栽培空間S1を形成する仕切り部材である底板2cには、吸気口32が配置されている。吸気口32と接する板部材31の縁部には、上方に突出した縁部材31aが設けられている。
The
次に図4を参照して、植物栽培装置1における各部の機能を説明する。図4は、栽培空間S1〜S4内に栽培ユニット9が収容された状態で、植物栽培を行っている状態を示している。この状態では、各栽培空間S1〜S4内の上部に備えられた照明13が点灯して、栽培ユニット9内の植物6には栽培光が照射されており、さらにCO2供給管14から各栽培空間S1〜S4内に二酸化炭素が供給されている。これにより、植物6によって雰囲気中の二酸化炭素を吸収しながら照明13からの栽培光によって光合成が行われ、植物6の栽培が進行する。植物栽培装置1の稼働状態では排気部5が作動しており、これにより、各栽培空間内には植物6の生育に必要な空気の流動が発生する。
Next, with reference to FIG. 4, the function of each part in the
この植物栽培装置1内における空気の流動について説明する。まず排気部5の起動により、天板2aに設けられた排気口12を介して栽培空間S4内の空気が上方へ排気される(矢印a)。これにより、栽培空間S4の内部には排気口12が設けられた一端部(図において左側)へ向かう空気流が生じる(矢印b)。この空気流の流速は、栽培空間S4内に配置された風速計15によって測定され、測定結果は制御部33(図5参照)に伝達される。なお風速計15を設置する位置および設置する風速計15の数は、図4に示す例には限定されず、植物栽培装置1内の空気の流動状態を代表して測定するのに適切な位置を適宜選択して配置すればよい。
The flow of air in the
栽培空間S4内を排気して内部の空気圧が低下することにより、栽培空間S4の他端部(図において右側)に位置する連絡口22を介して、隣接する下層の栽培空間S3から栽培空間S4へ流入する空気流が生じる(矢印c)。この空気流は栽培空間S3内において上側の連絡口22に向かう空気流(矢印d)を生じさせ、この空気流は栽培空間S3の一端部(図において左側)に位置する下側の連絡口22を介して、隣接する下段の栽培空間S2から栽培空間S3へ流入する空気流を生じさせる(矢印e)。
By evacuating the cultivation space S4 and reducing the internal air pressure, the cultivation space S4 from the adjacent lower cultivation space S3 through the
同様にこの空気流は栽培空間S2内において連絡口22に向かう空気流(矢印f)を生じさせ、この空気流は栽培空間S3の一端部(図において右側)に位置する下側の連絡口22を介して、隣接する下段の栽培空間S1から栽培空間S2へ流入する空気流を生じさせる(矢印g)。さらにこの空気流は栽培空間S1内において連絡口22に向かう空気流(矢印h)を生じさせ、この空気流により栽培空間S1の一端部(図において左側)に位置する吸気口32を介して、外部の空気を栽培空間S1に吸入する(矢印i)。
Similarly, this air flow generates an air flow (arrow f) toward the
すなわち上記構成においては、排気口12は、最上段の栽培空間S4とその下段の栽培空間S3とを連絡する連絡口22が配置されている側とは反対側に配置され、吸気口32は、最下段の栽培空間S1とその上段の栽培空間S2とを連絡する連絡口22が配置されている側とは反対側に配置されている。このように、筒状の栽培空間S1〜S4を上下に複数積層し連絡口22を介して連結した構成を採用することにより、長大な筒状の栽培空間を小占有面積のコンパクトな構造で実現することが可能となっている。
That is, in the said structure, the
そして本実施の形態に示す植物栽培装置1では、筒状の栽培空間内での空気の定常的な流動状態を維持する方式として、排気口12から強制的に排気することにより、栽培空間内に均一な空気の流れを発生させるようにしている。これにより、外気を強制的に流入させる方式と比較して、少ない消費電力で安定した空気の流れを発生させることが可能となっている。なお吸気口32に、外気を栽培空間S1に給気する補助的な吸気機構を設けるようにしてもよい。
And in the
なお上述構成において、各連絡口22、吸気口32の縁部に配設された縁部材21a、31aは、連絡口22、吸気口32を下方から上方へ通過する空気の流れを安定させる整流効果を有している。それとともに、各栽培空間内にCO2供給管14を介して供給される二酸化炭素の拡散を防止して、栽培ユニット9の周囲に滞留させる作用を有している。
In the above-described configuration, the
次に図5を参照して、植物栽培装置1の制御系の構成を説明する。植物栽培装置1は制御部33を備えており、制御部33は、排気部5、風速計15、照明13、CO2供給部34および操作部35と接続されている。制御部33は、ラック2の一部に組み込まれていてもよく、また個別の制御装置として単体で設けられてもよい。
Next, with reference to FIG. 5, the structure of the control system of the
排気部5は、排気ファンなどの排気機能を有しており、モータなどの駆動源の出力、すなわち排気能力は、制御部33によって可変に制御可能となっている。制御部33による排気部5の制御に際しては、風速計15による風速の測定結果に基づいて、排気部5の出力を変化させるようにしている。予め設定された適正風速から測定結果が外れている場合には、制御部33はその偏差に基づいて排気部5の出力を制御して自動的に適正風速を保つようにする。
The
また制御部33が風速計15による風速の測定結果を取り込んで所定のデータ判断処理を行うことにより、植物6の成長段階を判断することができるようになっている。すなわち植物6の茎葉が生長して栽培空間を占有する度合いが大きくなれば、栽培空間における風速にも変化が生じる。その風速と植物の成長段階との相関関係を予めデータ化しておくことにより、栽培空間の風速から植物6の成長段階を推定により判断することができる。
In addition, the
さらに、制御部33には時間の経過とともに排気部5の出力を制御することを基本構成とする各種のプログラムが組み込まれている。これにより、植物6の栽培において、生育時期に応じた適正な風量の調節、日間における排気部5の発停状態の設定、外気の環境条件と連動した風量調節など、稼働効率向上や省エネルギーの促進などの目的に適った装置稼働を自動化する機能が組み込まれている。
Further, the
制御部33が照明13を制御することにより、植物6の生育において必要な時期に、必要な光量の栽培光を発生させることができる。CO2供給部34は二酸化炭素ガスの発生装置であり、照明13に制御されて各栽培空間内のCO2供給管14から所定量の二酸化炭素ガスを供給する。CO2供給部34およびCO2供給管14は、二酸化炭素供給部を構成する。操作部35は制御部33による制御操作を行うための操作ボタンなどが設けられた操作パネルである。
When the
なお図1〜図4に示す例では、最上段の栽培空間S4の仕切り部材である天板2aに排気口12を配置し、最下段の栽培空間S1の仕切り部材である底板2cに吸気口32を配置して、排気口12に排気部5を設けた構成例を示したが、この構成例と空気の流れが逆になるような構成を用いてもよい。
In addition, in the example shown in FIGS. 1-4, the
すなわちこの場合には、最上段の栽培空間S4の仕切り部材である天板2aに吸気口を配置し、最下段の栽培空間S1の仕切り部材である底板2cに排気口を配置して、この排気口に排気部5を設けるようにする。この構成では、排気部5を作動させることにより、底板2cに設けられた排気口から栽培空間S1内の空気が排気され、図4に示す空気の流れと逆方向の流れを発生させて、天板2aに設けられた吸気口から空気を栽培空間S4内に吸引する。
That is, in this case, an air inlet is disposed on the
また図1〜図4に示す例では、植物を栽培するための筒状の栽培空間を上下に4層積層した植物栽培装置1の例を示したが、栽培空間の積層数をより少なくした構成を採用してもよい。例えば図6に示す本実施の形態における第2実施例の植物栽培装置1Aでは、植物を栽培するための筒状の栽培空間S11、S12を上下に2段積層した構成例を示している。この例では、ラック2は、天板2a、中間棚2b、底板2cをそれぞれ1つ有する構成となっている。
Moreover, in the example shown in FIGS. 1-4, although the example of the
すなわち植物栽培装置1Aは、図4に示す植物栽培装置1において、栽培空間S2、S3を省略した構成となっており、栽培空間S11、S12はそれぞれ図4における栽培空間S1、S4に相当する。栽培空間S11、S12の個別の構成は、栽培空間S1、S4と同様であるので説明は省略する。
That is, the
植物栽培装置1Aの稼働は、図4に示す植物栽培装置1と同様に行われる。すなわち、植物栽培装置1Aの稼働状態には排気部5が作動しており、天板2aに設けられた排気口12を介して栽培空間S12内の空気が上方へ排気される(矢印j)。これにより、栽培空間S12の内部には排気口12が設けられた一端部(図において左側)への空気流が生じる(矢印k)。この空気流の流速は、栽培空間S12内に配置された風速計15によって測定され、測定結果は制御部33(図5参照)に伝達される。
Operation of the
栽培空間S12内を排気して内部の空気圧が低下することにより、栽培空間S12の他端部(図において右側)に位置する連絡口22を介して、隣接する下層の栽培空間S11から栽培空間S12へ流入する空気流が生じる(矢印l)。この空気流は栽培空間S11内において上側の連絡口22に向かう空気流(矢印m)を生じさせ、この空気流により栽培空間S11の一端部(図において左側)に位置する吸気口32を介して、外部の空気を栽培空間S11に吸入する(矢印n)。
By evacuating the cultivation space S12 and reducing the internal air pressure, the cultivation space S12 from the adjacent lower cultivation space S11 through the
すなわちこの構成においては、上段の栽培空間S12の仕切り部材である天板2aに配置された排気口12と、下段の栽培空間S11の仕切り部材である底板2cに配置された吸気口32と、上段の栽培空間S12と下段の栽培空間S11とを連絡する連絡口22と、排気口12から栽培空間S12の気体を排気する排気部5とを備えている。そして連絡口22を栽培空間S11、S12の一端側に配置し、排気口12と吸気口32を他端側に配置した構成となっている。このように、筒状の栽培空間S11、S12を上下に2積積層し連絡口22を介して連結した構成を採用することにより、必要に応じた長さの筒状の栽培空間を小占有面積のコンパクトな構造で実現することが可能となっている。
That is, in this structure, the
なお図6に示す例では、上段の栽培空間S12の仕切り部材である天板2aに排気口12を配置し、下段の栽培空間S11の仕切り部材である底板2cに吸気口32を配置して、排気口12に排気部5を設けた構成例を示したが、この構成例と空気の流れが逆になるような構成を用いてもよい。
In addition, in the example shown in FIG. 6, the
すなわちこの構成においては、上段の栽培空間S12の仕切り部材である天板2aに配置された吸気口と、下段の栽培空間S11の仕切り部材である底板2cに配置された排気口と、上段の栽培空間S12と下段の栽培空間S11とを連絡する連絡口22と、排気口から栽培空間S11の気体を排気する排気部5とを備え、連絡口22を栽培空間S11、S12の一端側に配置し、排気口12と吸気口32を他端側に配置した構成とする。この構成では、排気部5を作動させることにより、底板2cに設けられた排気口から栽培空間S11内の空気が排気され、図4に示す空気の流れと逆方向の流れを発生させて、天板2aに設けられた吸気口から空気を栽培空間S12内に吸引する。
That is, in this configuration, the intake port disposed in the
さらに、図4に示す植物栽培装置1、図6に示す植物栽培装置1Aに替えて、図7に示す本実施の形態における第3実施例の植物栽培装置1Bのような簡便な構成を用いるようにしてもよい。図7において、植物栽培装置1Bは、筒状の栽培空間Sを形成する仕切り部材としての管状部材40を主体としている。管状部材40は全体として筒状の容器であり、両端には側端部材40a、40bが設けられている。管状部材40の内部の栽培空間Sには複数の栽培ユニット9を並べて配置することが可能となっており、栽培ユニット9が配置される栽培範囲の上方には、植物栽培装置1と同様の照明13が配置されている。なおここでは図示を省略しているが、管状部材40の内部には図4に示すCO2供給管14が導設されている。
Furthermore, it replaces with the
栽培空間Sの一端側(図において左側)を仕切る仕切り部材としての側端部材40aには、外気を吸入することが可能な形状の吸気口41が配置されている。また栽培空間Sの他端側(図において右側)を仕切る仕切り部材としての側端部材40bには、栽培空間S内の空気を排気することが可能な形状の排気口42が配置されている。排気口42には植物栽培装置1と同様の機能を有する排気部5が設けられている。排気部5を作動させることにより、排気口42から栽培空間S内の気体を排気し(矢印o)、これにより吸気口41を介して栽培空間S内に空気を吸入し(矢印q)、栽培空間S内には吸気口41から排気口42に向かう空気の流れ(矢印p)が生じる。
The
上述の植物栽培装置1、植物栽培装置1A、植物栽培装置1Bは、いずれも仕切り部材で筒状に形成された栽培空間と、栽培空間に配置された照明13とを備え、栽培空間の一端側の仕切り部材に配置された吸気口と、栽培空間の他端側の仕切り部材に配置された排気口と、排気口から栽培空間の気体を排気する排気部5を有する構成となっている。
The
このような構成を備えた植物栽培装置、例えば植物栽培装置1Bで植物を栽培する植物栽培方法では、まず照明13を点灯させて植物6に光合成に必要な光を照射するとともに、排気部5によって吸気口41から気体を吸引して排気口42から排気することにより、栽培空間Sに栽培空間S内の植物6の葉を揺らす風を発生させるようになっている。このとき、光合成に必要な二酸化炭素をCO2供給部34により栽培空間Sに供給する。
In a plant cultivation apparatus having such a configuration, for example, a plant cultivation method for cultivating a plant with the
そして植物6の栽培を継続する過程では、制御部33が予め記憶された給気制御プログラムに基づいて排気部5を制御することにより、時間の経過と共に風の強さを変化させるようにしている。これらの給気制御プログラムには、照明13の消灯時には排気部5を制御して栽培空間S内の風邪を弱める、もしくは止めるように制御する内容が含まれている。図4に示す植物栽培装置1、図6に示す植物栽培装置1Aを用いて行われる植物栽培においても同様の栽培方法が適用される。
And in the process which continues cultivation of the
上記説明したように、本実施の形態に示す植物栽培においては、栽培空間に配置された照明と、栽培空間を形成する仕切り部材と、栽培空間の一端側の仕切り部材に配置された吸気口と、栽培空間の他端側の仕切り部材に配置された排気口と、排気口から栽培空間の気体を排気する排気部とを備えた植物栽培装置を用い、排気口からの排気によって栽培空間内に空気の流れを生じさせるようにしている。これにより、栽培空間内の雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現して栽培効率を向上させることができる。 As described above, in the plant cultivation shown in the present embodiment, the illumination arranged in the cultivation space, the partition member forming the cultivation space, and the air inlet arranged in the partition member on one end side of the cultivation space, Using a plant cultivation apparatus provided with an exhaust port disposed in the partition member on the other end side of the cultivation space and an exhaust unit for exhausting the gas in the cultivation space from the exhaust port, and exhausting from the exhaust port into the cultivation space An air flow is generated. Thereby, the uniformity of the atmosphere in cultivation space can be implement | achieved by a simple and cheap structure, and cultivation efficiency can be improved.
本発明の植物栽培装置および植物栽培方法は、栽培空間内の雰囲気の均一化を簡便・安価な構成で実現して栽培効率を向上させることができるという効果を有し、閉囲された栽培空間内で植物を栽培する植物工場の分野において有用である。 The plant cultivation apparatus and the plant cultivation method of the present invention have the effect that the atmosphere in the cultivation space can be made uniform with a simple and inexpensive configuration to improve the cultivation efficiency, and the enclosed cultivation space It is useful in the field of plant factories in which plants are cultivated.
1,1A,1B 植物栽培装置
2 ラック
2a 天板
2b 中間棚
2c 底板
3 ビニールシート
5 排気部
6 植物
7 ポット
9 栽培ユニット
12 排気口
13 照明
14 CO2供給管
15 風速計
22 連絡口
32 吸気口
S,S1,S2,S3,S4 栽培空間
1, 1A, 1B
Claims (11)
前記栽培空間を形成する仕切り部材と、
前記栽培空間の一端側の前記仕切り部材に配置された吸気口と、
前記栽培空間の他端側の前記仕切り部材に配置された排気口と、
前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、
前記栽培空間の風速を測定する風速計と、
前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、予めプログラムに組み込まれた前記排気部の日間における発停状態に基づいて、前記排気部の出力を変化させ、
前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断する、植物栽培装置。 A plant cultivation device for cultivating plants in a cultivation space,
A partition member forming the cultivation space;
An intake port disposed in the partition member on one end side of the cultivation space;
An exhaust port disposed in the partition member on the other end side of the cultivation space;
An exhaust part for exhausting the gas in the cultivation space from the exhaust port;
An anemometer for measuring the wind speed of the cultivation space;
A control unit for controlling the output of the exhaust unit based on the measurement result of the anemometer ,
The control unit changes the output of the exhaust unit based on the start / stop state of the exhaust unit incorporated in a program in advance ,
Wherein the control unit includes a measurement result of the anemometer, based on the data including a correlation between the growth stage of the pre-acquired wind speed and plants, determine the growth stage of the plant, the plant cultivation device.
複数の前記栽培空間を形成する仕切り部材と、
最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、
上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、
最下段の前記栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、
前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、
前記栽培空間の風速を測定する風速計と、
前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、
中間の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の一端側に配置され、その下段の栽培空間と連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の他端側に配置され、
前記排気口は、前記最上段の栽培空間とその下段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置され、
前記吸気口は、前記最下段の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置された、植物栽培装置。 A plant cultivating device in which a plurality of stacked cultivation space above and below for the cultivation of plants,
A partition member forming a plurality of the cultivation spaces;
An exhaust port arranged in the partition member of the uppermost cultivation space;
A connection port for connecting cultivation spaces adjacent to each other vertically,
An air inlet arranged in the partition member of the cultivation space at the bottom,
An exhaust part for exhausting the gas in the cultivation space from the exhaust port;
An anemometer for measuring the wind speed of the cultivation space;
A control unit for controlling the output of the exhaust unit based on the measurement result of the anemometer ,
The control unit determines the growth stage of the plant based on the measurement result of the anemometer and the data including the correlation between the wind speed acquired in advance and the growth stage of the plant,
The communication port connecting the intermediate cultivation space and the upper cultivation space is arranged at one end in the left-right direction of the intermediate cultivation space, and the communication port communicating with the lower cultivation space is the left and right of the intermediate cultivation space. Arranged at the other end of the direction ,
The exhaust port is disposed on the opposite side to the side on which the communication port that connects the uppermost cultivation space and the lower cultivation space is disposed,
The plant cultivation device, wherein the intake port is disposed on the side opposite to the side on which the communication port for communicating the lowermost cultivation space and the upper cultivation space is disposed.
複数の前記栽培空間を形成する仕切り部材と、
最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、
上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、
最下段の前記栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、
前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、
前記栽培空間の風速を測定する風速計と、
前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、
中間の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の一端側に配置され、その下段の栽培空間と連絡する連絡口は前記中間の栽培空間の左右方向の他端側に配置され、
前記吸気口は、前記最上段の栽培空間とその下段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置され、
前記排気口は、前記最下段の栽培空間とその上段の栽培空間とを連絡する連絡口が配置されている側とは反対側に配置された、植物栽培装置。 A plant cultivating device in which a plurality of stacked cultivation space above and below for the cultivation of plants,
A partition member forming a plurality of the cultivation spaces;
An air inlet arranged in the partition member of the uppermost cultivation space;
A connection port for connecting cultivation spaces adjacent to each other vertically,
An exhaust port disposed in the partition member of the cultivation space at the bottom,
An exhaust part for exhausting the gas in the cultivation space from the exhaust port;
An anemometer for measuring the wind speed of the cultivation space;
A control unit for controlling the output of the exhaust unit based on the measurement result of the anemometer,
The control unit determines the growth stage of the plant based on the measurement result of the anemometer and the data including the correlation between the wind speed acquired in advance and the growth stage of the plant,
The communication port connecting the intermediate cultivation space and the upper cultivation space is arranged at one end in the left-right direction of the intermediate cultivation space, and the communication port communicating with the lower cultivation space is the left and right of the intermediate cultivation space. Arranged at the other end of the direction ,
The intake port is disposed on the opposite side to the side on which the communication port that connects the uppermost cultivation space and the lower cultivation space is disposed,
The said exhaust port is a plant cultivation apparatus arrange | positioned on the opposite side to the side by which the connection port which connects the said cultivation space of the lowest stage and the cultivation space of the upper stage is arrange | positioned.
最下段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された吸気口と、
最上段の栽培空間の前記仕切り部材に配置された排気口と、
上下に隣接する栽培空間同士を連絡する連絡口と、
前記排気口から前記栽培空間の気体を排気する排気部と、
前記栽培空間の風速を測定する風速計と、
前記風速計の測定結果に基づいて前記排気部の出力を制御する制御部とを備えた植物栽培装置で植物を栽培する植物栽培方法であって、
前記制御部は、前記風速計の測定結果と、予め取得された風速と植物の成長段階との相関関係を含むデータとに基づいて、植物の成長段階を判断し、
前記排気部により気体を前記吸気口から吸引し前記排気口から排出することで、前記複数の栽培空間のそれぞれにおいて、左右方向の一端側から他端側への流れとなり、かつ、上下に隣接する前記複数の栽培空間のそれぞれにおいて互いに逆向きの流れとなる風を発生させる、植物栽培方法。 A partition member that forms a plurality of cultivation spaces stacked one above the other ;
An air inlet arranged in the partition member of the cultivation space at the bottom ,
Before SL disposed on the partition member exhaust port of the uppermost cultivation space,
A connection port for connecting cultivation spaces adjacent to each other vertically,
An exhaust part for exhausting the gas in the cultivation space from the exhaust port;
An anemometer for measuring the wind speed of the cultivation space;
A plant cultivation method for cultivating a plant with a plant cultivation apparatus comprising a control unit for controlling the output of the exhaust unit based on the measurement result of the anemometer ,
The control unit determines the growth stage of the plant based on the measurement result of the anemometer and the data including the correlation between the wind speed acquired in advance and the growth stage of the plant,
By sucking the gas from the intake port and exhausting it from the exhaust port by the exhaust unit, in each of the plurality of cultivation spaces, the flow from one end side to the other end side in the left-right direction and adjacent to the upper and lower sides A plant cultivation method for generating winds in opposite directions in each of the plurality of cultivation spaces.
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