特許 6148056 水耕栽培用培養器および培養システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6148056

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】水耕栽培用培養器および培養システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 31/00 20060101AFI20170607BHJP

【ＦＩ】

   A01G31/00 612

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-74698(P2013-74698)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-198004(P2014-198004A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2016年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】505098579

【氏名又は名称】ジャパンドームハウス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】北川 勝幸

【審査官】 大熊 靖夫

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−１２２３６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５１−０１３６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１０１３４１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ ３１／００−３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の部材と、前記板状の部材を貫通して形成され、農作物を保持するための保持部と、前記板状の部材の一方の主表面から他方の主表面に光が透過するように形成され、前記農作物が保持された場合に、当該農作物が成長しても少なくとも前記保持部の下側から当該農作物に光が照射されるように、前記保持部に隣接して設けられた光透過領域と、を有する水耕栽培用培養器と、
培養液を収容する凹部を有する複数の培養槽が垂直方向に並べられた培養棚と、
垂直方向に隣接する１対の培養槽の間に設けられた照射部と、を備え、
前記１対の培養槽において、少なくとも上段の培養槽の底面は透明であって、培養される農作物が保持された前記水耕栽培用培養器および培養液が前記上段の培養槽に収容された場合に、当該水耕栽培用培養器に保持された農作物に対して、前記上段の培養槽および前記光透過領域を透過して前記照射部から光が照射されることを特徴とする培養システム。

【請求項2】

前記光透過領域は、前記板状の部材の両方の主表面において、表面積の３０％以上を占めることを特徴とする請求項１に記載の培養システム。

【請求項3】

前記照射部の近傍には、当該照射部から放出された光の進行方向を前記農作物の方向に変えるための反射板がさらに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の培養システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水耕栽培用培養器および培養システムに関する。

【背景技術】

【0002】

限りある農地を用いて、植物などの農作物（農産物ともいう）の単位面積あたりの収穫量を向上させる技術が切望されてきた。このような技術の１つとして、多段式の栽培棚が知られている。たとえば引用文献１の技術では、空気環境の不均一性を解消可能な多段式の栽培棚が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２１７３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の技術を含む従来の多段式の栽培棚では、各段の上側に設けられた照明のみから光を照射していた。そのため、栽培される農作物に対する光の照射が不十分であるという問題があった。これを解決するためには、複数の方向から光を照射すればよいが、多段式の栽培棚において複数の方向から光を照射することは困難であると考えられてきた。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、多段式の培養システムにおいて、光を効率的に照射可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の水耕栽培用培養器は、板状の部材と、板状の部材を貫通して形成され、農作物を保持するための保持部と、板状の部材の一方の主表面から他方の主表面に光が透過するように形成され、農作物が保持された場合に、当該農作物が成長しても少なくとも保持部の下側から当該農作物に光が照射されるように、保持部に隣接して設けられた光透過領域と、を備える。

【0007】

この態様によると、水耕栽培用培養器を用いて多段式の培養を行うことにより、培養される農作物に対して複数の方向から効率的に光を照射することができる。その結果、農作物の生育性を高めて、生産性を向上させることができる。

【0008】

また、光透過領域は、板状の部材の両方の主表面において、表面積の３０％以上を占めてもよい。この態様によると、光の照射効率をさらに高めることができる。

【0009】

また、本発明の別の態様は、培養システムである。この培養システムは、上述した水耕栽培用培養器と、培養液を収容する凹部を有する複数の培養槽が垂直方向に並べられた培養棚と、垂直方向に隣接する１対の培養槽の間に設けられた照射部と、を備える。１対の培養槽において、少なくとも上段の培養槽の底面は透明であって、培養される農作物が保持された水耕栽培用培養器および培養液が上段の培養槽に収容された場合に、当該水耕栽培用培養器に保持された農作物に対して、上段の培養槽および光透過領域を透過して照射部から光が照射されてもよい。本態様の水耕栽培用培養器を用いて多段式の培養を行うことにより、培養される農作物に対して複数の方向から効率的に光を照射することができる。その結果、農作物の生育性を高めて、生産性を向上させることができる。

【0010】

また、培養システムにおいて、照射部の近傍には、当該照射部から放出された光の進行方向を農作物の方向に変えるための反射板がさらに設けられていてもよい。この態様によると、散乱された光を、上段の培養槽に収容された水耕栽培用培養器に保持された農作物または下段の培養槽に収容された水耕栽培用培養器に保持された農作物の少なくとも一方に照射することによって、光の照射効率をさらに高めることができる。

【0011】

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、培養される農作物に対して効率的に光を照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態に係る水耕栽培用培養器を用いた培養システムを示す正面図である。

【図2】実施の形態に係る水耕栽培用培養器を用いた培養システムを示す側面図である。

【図3】実施の形態に係る水耕栽培用培養器の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において重複する説明は適宜省略する。

【0015】

（実施の形態）
まず、図１と図２を用いて、実施の形態に係る水耕栽培用培養器２０を用いた培養システム１００を説明する。図１は、実施の形態に係る水耕栽培用培養器２０を用いた培養システム１００を示す正面図である。図２は、実施の形態に係る水耕栽培用培養器２０を用いた培養システム１００を示す側面図である。なお、図１では、照射部１７、反射板１８，１９の図示は省略する。

【0016】

培養システム１００は、後述する水耕栽培用培養器２０と、培養棚１０と、照射部１６と、を主に備える。

【0017】

培養棚１０は、複数の培養槽４０が所定の間隔にて垂直方向に並べられて形成されている。培養槽４０は、培養液４４を収容する溝状の凹部４２を有する。培養棚１０の筐体１２には、対向する内壁面のそれぞれに、複数の凸部１４が設けられている。同じ高さに設けられた凸部１４に培養槽４０の両端を載せることによって、複数の培養槽４０のそれぞれが筐体１２に固定されている。また、垂直方向に隣接する１対の培養槽４０の間には、柱状の照射部１６が設けられている。上下方向に光を照射可能とするために、本実施の形態では照射部１６に筺体が設けられていない。照射部１６に筺体を設ける場合には、筺体を透明に形成する。照射部１６の両端は、凸部１４の下部においてそれぞれ固定されている。これによって、培養槽４０と照射部１６とが並行している。ここでは、培養棚１０の上側３段のみを示すが、培養棚１０は４段以上の任意の段数であってもよい。

【0018】

ここで、本実施の形態の水耕栽培用培養器２０を、図３を参照して説明する。図３は、実施の形態に係る水耕栽培用培養器２０の概略図である。

【0019】

水耕栽培用培養器２０は、板状の部材３０と、保持部２６と、光透過領域２８と、を備える。

【0020】

板状の部材３０は、水耕栽培用培養器２０の本体である。本実施の形態では、板状の部材３０は、水に浮く材料でフロート板として形成されている。このような板状の部材３０の材料として、発泡スチロールを好適に使用することができる。板状の部材３０の厚さは、材料や保持される農作物２２の重さに応じて決定すればよい。

【0021】

保持部２６は、板状の部材３０の一方の主表面から他方の主表面に貫通して形成され、農作物２２を保持する。板状の部材３０には、複数の保持部２６が形成されていることが好ましい。保持部２６による農作物２２の保持は、図２を用いて後述する。

【0022】

光透過領域２８は、板状の部材３０の一方の主表面から他方の主表面に光が透過するように形成され、農作物２２が保持された場合に、農作物２２が成長しても少なくとも保持部２６の下側から農作物２２に光が照射されるように、保持部２６に隣接して設けられている。光透過領域２８は、板状の部材３０の両方の主表面において、表面積の約３０％以上を占めることが好ましく、約５０％以上を占めることがさらに好ましい。光透過領域２８が約３０％未満の場合には、農作物２２に照射される光の量が十分でない場合がある。一方、光透過領域２８を約５０％以上とすることによって、光の照射効率を大幅に高めることができる。水耕栽培用培養器２０の強度が損なわれないのであれば、光透過領域２８の表面積はたとえば約８０％を占めてもよい。本実施の形態では、光透過領域２８は貫通穴である。ただし、光透過領域２８をガラスや樹脂で作られた貫通していない透明の窓として形成することもできる。

【0023】

以下、複数の光透過領域２８を、それぞれの形や位置に応じて光透過領域２８ａ、光透過領域２８ｂ、光透過領域２８ｃと呼ぶ場合がある。光透過領域２８ａは、板状の部材３０の長手方向において、隣接する保持部２６間に設けられている。光透過領域２８ｂは、板状の部材３０の短手方向において、板状の部材３０の角の近傍に存在する２つの保持部２６間に設けられている。光透過領域２８ｃは、板状の部材３０の短手方向において、板状の部材３０において角周辺以外の領域に存在する２つの保持部２６間に設けられている。

【0024】

再び図１および図２を用いて、培養システム１００の培養槽４０と水耕栽培用培養器２０との関係を説明する。培養槽４０の凹部４２には、培養液４４と水耕栽培用培養器２０とが収容される。水耕栽培用培養器２０には、農作物２２がカップ３２に収容された状態で保持される。カップ３２は、生育段階にかかわらず、農作物２２が保持部２６を貫通した状態にて、安定して農作物２２を保持する。農作物２２の葉は、主に水耕栽培用培養器２０の一方の主表面から上側に突出して固定される。一方、農作物２２の根は、水耕栽培用培養器２０の他方の主表面から下側に突出して培養液４４と接触する。培養液４４がカップ３２の内部に侵入して農作物２２の根と接触できるようにするため、および光を根に照射可能とするために、カップ３２には穴が開けられている。農作物２２の根は、カップ３２に開けられた穴を貫通してカップ３２の外へと伸びることも可能である。農作物２２を保持できさえすれば、この穴は大きい方が望ましい。なお、カップ３２を水耕栽培用培養器２０と一体的に形成してもよい。また、カップ３２の内部はスポンジなどの補助部材が設けられていてもよい。

【0025】

農作物２２は、水耕栽培用培養器２０上で生育する、水耕栽培に適した農産物であることが好ましい。農産物としては、光合成をする野菜、花、果物、穀物などが想定される。

【0026】

次に、水耕栽培用培養器２０に保持された農作物２２への光の照射について説明する。ここでは、図１および図２に示した３段構造のうち、上段および中段の水耕栽培用培養器２０、農作物２２、培養槽４０、照射部１６に対して、それぞれ「ａ」および「ｂ」を付して説明する。

【0027】

１対の培養槽４０ａ，４０ｂにおいて、少なくとも上段の培養槽４０ａの底面は透明である。この場合、培養される農作物２２ａが保持された水耕栽培用培養器２０ａおよび培養液４４が上段の培養槽４０ａに収容された場合に、上段の培養槽４０ａの上側に設けられた照射部１６ａから照射された光は、主に最も近い農作物２２ａに照射される（図１の破線Ｐ）。加えて、培養槽４０ａと培養槽４０ｂとの間に設けられた照射部１６ｂから照射された光が、農作物２２ｂだけではなく、光透過領域２８ｂを透過して農作物２２ａにも照射される（図１の破線Ｑ）。下側からの光は、主に葉の裏側に照射される。加えて、下側からの光は、農作物２２の根にも照射される。さらに、下段の水耕栽培用培養器２０ｂに保持された農作物２２ｂに対して、上段に設けられた照射部１６ａから照射された光が、光透過領域２８ｃを透過して照射される（図１の破線Ｒ）。なお、様々な位置に設けられた照射部１６から光を照射可能とするために、培養槽４０は底面に加えて側面も透明であることが好ましく、培養棚１０に含まれるすべての培養槽４０が透明であることが好ましい。培養槽４０を透明に形成する場合には、ガラスやポリカーボネートなどの材料を用いることが好ましい。また、カップ３２も透明に形成することによって、農作物２２ａの根に対する光の照射効率を高めることが好ましい。

【0028】

また、図２に示すように、照射部１６ｂの水平方向の近傍には、反射板１８が設けられている。反射板１８は、破線Ｓ、Ｔで示すように、照射部１６から放出された光の進行方向を農作物２２の方向に変える。これによって、上段の培養槽４０ａに収容された水耕栽培用培養器２０ａに保持された農作物２２ａ、または下段の培養槽４０ｂに収容された水耕栽培用培養器２０ｂに保持された農作物２２ｂの少なくとも一方に光を照射する。

【0029】

さらに、培養槽４０の両端近傍には、照射部１７が設けられている。照射部１７は、農作物２２に光を側面から照射する。照射部１７には、断面を曲面とする反射板１９が設けられている。反射板１９は、培養棚１０の外に分散される光を反射させて農作物２２に照射する。

【0030】

以上、本実施の形態の水耕栽培用培養器２０を用いて多段式の培養を行うことにより、培養される農作物２２に対して複数の方向から効率的に光を照射することができる。その結果、農作物２２の生育性を高めて、生産性を向上させることができる。

【0031】

また、板状の部材３０の表面積に占める光透過領域２８の割合を所定値以上とすることによって、光の照射効率をさらに高めることができる。また、板状の部材３０を水に浮く材料で形成することによって、板状の部材３０の加工性および板状の部材３０の搬出入の効率を向上させることができる。

【0032】

また、本実施の形態の水耕栽培用培養器２０を用いて培養システム１００を構成することによっても、培養される農作物２２に対して複数の方向から効率的に光を照射することができる。特に、農作物２２の葉の表だけではなく、裏や根にも光を照射させることができる。その結果、農作物２２の生育性を高めて、生産性を向上させることができる。実際に本発明者は、培養システム１００を用いて農作物２２の葉の表だけではなく裏や根にも光を照射することによって、農作物２２の生育性が著しく高まることを確認している。加えて、反射板１８を用いて照射部１６から照射された光を反射させることによって、光の照射効率をさらに高めることができる。

【0033】

なお、本実施の形態では、板状の部材３０が水に浮く材料で形成されているものとしたが、板状の部材３０は水に浮かない材料で形成されていてもよい。この場合には、たとえば透明なガラスや樹脂、メッシュなどを用いて、板状の部材３０自体を光が透過できることが好ましい。これにより、農作物２２に対する光の照射効率を高めることができる。

【0034】

また、発泡スチロールなどの水に浮く材料を用いて水に浮かぶカップ３２を形成することによって、農作物２２を水に浮かべてもよい。この場合にも、カップ３２には光透過領域２８を設けることが好ましい。この場合、たとえば開口部の外周に光透過領域２８の設けられたフランジ部を設けることによって、カップ３２を全体として帽子の形状に形成してもよい。

【0035】

また、本実施の形態では、水耕栽培用培養器２０が各段の培養槽４０に１つずつ収容されている場合を示したが、水耕栽培用培養器２０は複数ずつ収容されていてもよい。この場合には、光透過領域２８や保持部２６の配置が異なる複数の水耕栽培用培養器２０を準備すること、照射部１６の配置を変えること、または反射板１８の配置や形状を変えることの少なくともいずれかによって、農作物２２に効率的に光が照射されるようにしてもよい。

【0036】

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや工程の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0037】

２０ 水耕栽培用培養器、２２ 農作物、２６ 保持部、２８ 光透過領域、３０ 板状の部材、４０ 培養槽、４２ 凹部、４４ 培養液、１００ 培養システム

【図1】

【図2】

【図3】