特許 7212928 植物栽培装置

(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】

(24)【登録日】2023-01-18

(45)【発行日】2023-01-26

(54)【発明の名称】植物栽培装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20230119BHJP

   A01G 31/00 20180101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 601A

A01G31/00 601B

A01G31/00 612

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018234094

(22)【出願日】2018-12-14

(65)【公開番号】P2020092675

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】521547611

【氏名又は名称】サンパワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内山 久和

【審査官】櫻井 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０５７９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８１４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３４６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／００１７６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１８１４１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０４２０５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ７／００

Ａ０１Ｇ ９／００ － ９／２６

Ａ０１Ｇ ３１／００ － ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームと、
前記フレーム内において上下に区切られた複数の栽培空間と、
前記栽培空間の下方に設置される栽培容器と、
前記栽培空間の上方に設置される照明装置と
前記栽培空間に設置される廃液路または廃液槽とを有しており、
前記廃液路または前記廃液槽は、当該栽培空間より上の栽培空間の栽培容器から排出される廃液を貯留し、かつ、当該栽培空間の照明装置と熱交換できるように構成されており、
前記廃液路または前記廃液槽は、前記廃液路内または前記廃液槽内の前記廃液が一定の水面以上となったとき、その増加分だけ排水するオーバーフロー排水機構を有し、
前記照明装置は、前記廃液路または前記廃液槽を介して前記廃液によって冷却される、
植物栽培装置。

【請求項2】

前記栽培空間は、棚板によって区切られており、
前記棚板の下方に前記照明装置および前記廃液路または前記廃液槽が設けられ、前記棚板の上方に前記栽培容器が設けられている、
請求項１記載の植物栽培装置。

【請求項3】

前記廃液路または前記廃液槽は、前記照明装置と前記棚板との間に設けられている、
請求項２記載の植物栽培装置。

【請求項4】

前記廃液路または前記廃液槽は、前記照明装置の横側に設けられている、
請求項２記載の植物栽培装置。

【請求項5】

前記フレームに支持されて上下に配列される複数の栽培ベッドを有しており、
前記栽培空間は、前記栽培ベッドによって区切られており、
前記栽培ベッドは、栽培容器と、その下方に設けられた照明装置と、前記廃液路または前記廃液槽とを備えている、
請求項１記載の植物栽培装置。

【請求項6】

前記廃液路または前記廃液槽は、前記栽培容器の横側に設けられており、
前記廃液路または前記廃液槽の底部は、照明装置の横側または上側に設けられている、
請求項５記載の植物栽培装置。

【請求項7】

前記廃液路または前記廃液槽が、栽培容器と照明装置との間に設けられている、
請求項５記載の植物栽培装置。

【請求項8】

前記廃液路または前記廃液槽が、前記照明装置と隣接している、
請求項１～７のいずれかに記載の植物栽培装置。

【請求項9】

前記栽培空間が密閉されている、
請求項１～８のいずれかに記載の植物栽培装置。

【請求項10】

前記栽培容器は、培養液を供給する供給部と、前記栽培容器内の培養液が一定の水面以上となったとき、その増加分だけ前記廃液槽に前記廃液として送るオーバーフロー排水機構とを有する、
請求項１～９のいずれかに記載の植物栽培装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物栽培装置に関する。

【背景技術】

【0002】

植物栽培装置は、天気等に左右されることなく安定して野菜等の植物を生産できるものとして多くの研究がなされてきた。
本出願人も、棚フレームと、その棚板に支持される栽培容器と、棚板の下面に配置された多数の発光ダイオードを備えた照明器具とを有し、栽培容器内の培養液によって棚板を介して照明器具を冷却する栽培棚を提案している（特許文献１）。
また本出願人は、断熱作用を奏する遮温壁からなる箱体と、その箱体の上部に配置される発光パネルと、その箱体の天井と発光パネルとの間の上循環路と、その箱体の底面と発光パネルとの間の下循環路と、上循環路内に発光パネルを冷却する空気を供給する冷却装置とを有し、上循環路と下循環路とは一端で連通し、冷却装置の冷却空気が上循環路の他端から供給される植物栽培装置も提案している（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３９５２２２０号公報

【文献】特許第５３５７８６３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のように、栽培容器内の培養液によって照明器具を冷却する場合、逆に培養液が温められることになるため、特に、栽培空間の温度等の環境制御を精密に行うことが求められる場合、好ましくない。また培養液の循環経路によっては培養液の一部で熱がこもってしまったりするおそれがある。
一方、特許文献２のように冷却空気で発光パネルを冷却する場合、冷却空気では十分に照明器具を冷却できない場合がある。
本発明は、栽培空間への影響が小さく、照明装置を確実に冷却することが可能な植物栽培装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の植物栽培装置の第１の態様は、栽培空間と、前記栽培空間の下方に設置される栽培容器と、前記栽培空間の上方に設置される照明装置とを有しており、前記照明装置は、前記栽培容器から排出される廃液によって冷却されることを特徴としている。
本発明において、「廃液」とは、栽培容器から排出された培養液、あるいは、培養液が循環されている場合は、栽培容器に対して下流側にある培養液をいう。
本発明は、廃液によって照明装置を冷却するため、栽培環境への影響を極力小さくでき、栽培条件の制御を正確に行うことができる。

【0006】

本発明の植物栽培装置の第２の態様は、フレームと、前記フレーム内において上下に区切られた複数の栽培空間と、前記栽培空間の下方に設置される栽培容器と、前記栽培空間の上方に設置される照明装置とを有しており、前記照明装置は、当該栽培空間より上の栽培空間の栽培容器から排出される廃液によって冷却されることを特徴としている。
この植物栽培装置も廃液によって照明装置を冷却するため、第１の態様と同様の効果を得ることができる。さらに、廃液を照明装置より上方にある栽培容器から供給するため、ポンプ等の設備を用いることなく簡易な設備で、廃液で照明装置を冷却することができる。

【0007】

本発明の植物栽培装置の第２の態様であって、前記栽培空間が密閉されているものが好ましく、特に、密封されているものが好ましい。ここで「密閉」とは、通常の状態において固形の異物が侵入することを防ぐ状態をいい、「密封」とは、通常の状態において水分や気体が侵入することを防ぐ状態をいう。栽培空間が密閉されている場合、各栽培空間における植物の種類または生長状態に応じて環境を独立して制御することができる。特に、各栽培空間が密封されている場合、各栽培空間の環境を厳密に制御することができる。

【0008】

本発明の植物栽培装置であって、前記排液を流す廃液路または前記廃液を貯留して排出する廃液槽を有しており、前記廃液路または前記廃液槽と、照明装置とが熱交換できるように構成されているものが好ましい。
このように廃液を通す廃液路または廃液槽と、照明装置とが熱交換できるように構成されている場合、簡易な設備で照明装置を冷却できる。

【0009】

第２の態様の植物栽培装置であって、前記栽培空間は棚板によって区切られており、前記棚板の下方に照明装置および前記廃液路または廃液槽が設けられ、前記棚板の上方に栽培容器が設けられているものが好ましい。この場合、前記廃液路または前記廃液槽が、前記照明装置と棚板との間に設けられているものがさらに好ましい。あるいは、前記廃液路または前記廃液槽は、前記照明装置の横側に設けられているものがさらに好ましい。

【0010】

第２の態様の植物栽培装置であって、前記フレームに支持されて上下に配列される複数の栽培ベッドを有しており、前記栽培空間は、前記栽培ベッドによって区切られており、前記栽培ベッドは、栽培容器と、その下方に設けられた照明装置と、前記廃液路または前記廃液槽とを備えているものが好ましい。この場合、前記廃液路または前記廃液槽は、前記栽培容器の横側に設けられており、前記廃液路または前記廃液槽の底部は、照明装置の横側または上側に設けられているものがさらに好ましい。あるいは、前記廃液路または前記廃液槽が、栽培容器と照明装置との間に設けられているものがさらに好ましい。

【0011】

本発明の植物栽培装置であって、前記廃液路または前記廃液槽が、前記照明装置と隣接しているものが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の植物栽培装置の第１の実施形態の概略をを示す側面断面図である。

【図2】図２ａは図１のＸ－Ｘ線断面図であり、図２ｂは図１の植物栽培装置の栽培容器の一例を示す一部側面断面図であり、図２ｃは図１の植物栽培装置の照明装置を示す平面図である。

【図3】図３ａは図１のＹ－Ｙ線断面図であり、図３ｂは廃液槽のオーバーフロー排出機構を示す概略図であり、図３ｃは廃液槽の断面図であり、図３ｄは廃液層の他の例を示す断面図であり、図３ｅは図１のＺ－Ｚ線断面図である。

【図4】図４ａは廃液槽の他の例を示す断面図であり、図４ｂは栽培容器および廃液槽の他の例の概略を示す一部側面断面図であり、図４ｃは図４ｂのＺ１－Ｚ１線断面図であり、図４ｄは本発明の植物栽培装置の第２の実施形態の概略を示す側面断面図である。

【図5】図５ａは本発明の植物栽培装置の第２の実施形態の概略を示す側面断面図であり、図５ｂ、図５ｃはそれぞれＸ１－Ｘ１線断面図、Ｙ１－Ｙ１線断面図である。

【図6】図６ａは本発明の植物栽培装置の第３の実施形態の概略を示す側面断面図であり、図６ｂ、図６ｃはそれぞれＸ１－Ｘ１線断面図、Ｙ２－Ｙ２線断面図である。

【図7】図７ａは栽培ベッドの他の例を示す一部側面断面図であり、図７ｂは図７ａのＸ３－Ｘ３線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１の植物栽培装置１０は、フレーム１１と、そのフレーム１１内において上下に区切られた複数の栽培空間１２と、栽培空間１２の下方に設置される栽培容器１３と、栽培空間１２の上方に設置される照明装置１４とを有している。植物栽培装置１０の栽培空間１２は、フレーム１１の棚板２１によって区切られている。そして、上側の栽培空間１２の栽培容器１３から排出される廃液によって、下側の栽培空間１２の照明装置１４を冷却するものである。

【0014】

フレーム１１は、長方形状に四方に配設される柱２０と、その柱２０に上下方向一定間隔で固定される棚板２１とを備えている。また四方の柱２０を覆うように、前後（図１の左右）および左右（図１の表裏）に壁（図示せず）が設けられている。そして一番上の栽培空間１２は、天井２２によって閉じられている。なお、前後壁は各段に応じて開閉または取り外し可能としており、栽培空間１２から栽培容器１３の取り出しを行う。しかし、左右壁を開閉または取り外し可能としてもよく、前後左右壁いずれも開閉または取り外し可能な構造とすることが好ましい。
栽培空間１２は、対応する前後左右の壁および上下の棚板２１によって密閉されている。つまり、各栽培空間１２は独立している。このように密閉することにより、各栽培空間の温度、湿度を独立して制御することができる。密閉されていれば、後述するようにダクト１６を介して所定の温度の空気を循環させており、制御タンク３２を介して所定の温度の培養液を循環させているため、密閉状態で十分に栽培空間の温度を制御することができる。しかし、各栽培空間１２を密封するのが好ましい。例えば、開閉自在の前後壁の周縁にシール材等を設け、水分または気体の浸入を防ぐようにしてもよい。このように密封することにより、栽培空間の環境を厳密に制御することができる。密閉するか、密封するかは、栽培する植物に応じて適宜決定することができる。

【0015】

フレーム１１は、全体として直方体状を呈する。そして、上下に区切られる栽培空間１２も直方体状を呈しており、縦長（図１の左右方向）に延びている。また棚板２１も長方形状の板からなる。
図１では、栽培空間１２を３段設けている。しかし、その段数は特に限定されず、２段であっても、４段以上であってもよい。
このようにフレーム１１の構造は、棚板２１を上下に一定の間隔で支持できれば、特に限定されるものではない。例えば、フレーム１１の強度を上げるべく、柱２０同士を梁で連結してもよい。その場合、梁で棚板２１を支持させてもよい。さらに、棚板２１は、例えば、複数のパイプを並べて長方形状に成形したものでもよい。この場合、後述する栽培容器のオーバーフロー排水機構の排水筒をパイプの間に通すだけでよい。さらに、フレーム１１および栽培空間１２も直方体とするのが好ましいが、正方体であってもよい。

【0016】

栽培容器１３は、棚板２１上に載置されるものであり、上側に開口し、棚板２１の長手方向に延びている。栽培容器１３は、棚板２１が上下に区分けする栽培空間１２の上側の栽培空間の下方に位置する。
栽培容器１３の一端（図１の左側）には、培養液を供給する供給部１３ａが設けられている。栽培容器１３の他端（図１の右側）には、オーバーフロー排水機構１３ｂが設けられている。詳しくは、図２ａに示すように、栽培容器１３の底面に設けられた排水孔１３ｂ１と、その排水孔１３ｂ１に挿入される排水筒１３ｂ２とからなる。排水筒１３ｂ２は、棚板２１に設けられる孔２１ａにも挿入され、後述する廃液槽１５に廃液を送る。排水筒１３ｂ２の上端は、栽培容器の水面Ｓに合わせられている。これにより水面Ｓより培養液が高くなると、培養液は排水筒１３ｂ２から流れ、廃液となる。なお、オーバーフロー排水機構として図２ａのような構造を挙げたが、一定の水面以上となったとき、その増加分だけ排水するものであれば、その構造は特に限定するものではない。このようにオーバーフロー排水機構とすることにより、常時、培養液を循環させながら、栽培容器１３に一定量の培養液を保持させる。よって、植物には一定量の培養液を与え続けることができる。
また栽培容器１３の上面には、図２ｂに示すように、栽培する植物Ｐを一つ一つ区切る区切板１３ｄを、栽培容器１３の開口部を閉じるように設けている。これにより、栽培する植物同士がからまることを防ぐ。しかし、このような区切りを設けなくてもよい。

【0017】

照明装置１４は、図１に示すように、棚板２１の下方に設置されるものであり、棚板２１の長手方向に延びている。つまり、棚板２１の下方に、棚板２１に沿って設けられている。この照明装置１４は、当該棚板２１が上下に区分けする栽培空間１２の下側の栽培空間の上方に位置し、下側の栽培空間の栽培容器１３に向かって光を照射する。
照明装置１４は、図２ａ、図２ｃに示すように、長方形状の枠体１４ａと、その枠体１４ａの開口１４ａ１に固定される導光板１４ｂと、導光板１４ｂの側部に沿って設けられ、導光板１４ｂに光を照射するように、枠体１４ａの両側縁１４ａ２の内部に挿入される光源１４ｃとを有する。照明装置１４は、パネル状のものであり、パネルに対して垂直方向に光を照射するように構成されている。光源１４ｃは、縦長の基板（図示せず）と、基板の長手方向に均等に並べられた複数の発光ダイオード（図示せず）とを備えている。この照明装置１４では、光源１４ｃが発熱する。照明装置１４は、棚板２１の長手方向において、両外側（図２ａ、図２ｂにおける左右側）に光源１４ｃが配置するように設置される。棚板２１に取り付けられる照明装置１４は一枚のパネルからなっても、複数枚のパネルを連結させて構成してもよい。
照明装置１４の枠体１４ａを熱伝導率の高い素材、例えば、アルミニウム等の金属、または、熱伝導率の高いセラミックス等から形成される。しかし、光源１４ｃと廃液槽１５との間で熱交換ができるようになっていれば、熱伝導率の高い素材の使用を一部としてもよい。

【0018】

廃液槽１５は、図２ａに示すように、棚板２１の下方であって、棚板２１の両側縁に固定されるものであり、上側に開口している。そして、棚板２１がその開口を閉じている。つまり、棚板２１の下方であって、照明装置１４の両側に設けられている。また廃液槽１５は、上述の栽培容器１３の排水筒１３ｂ２の下方に位置する。そのため、廃液槽１５の他端（図１の右側）から排水筒１３ｂ２を介して廃液が供給される。廃液槽１５の一端（図１の左側）には、図３ａ、図３ｂに示すように、オーバーフロー排水機構１５ａが設けられている。詳しくは、廃液槽１５の他方端１５ｃの壁に設けられた排水孔１５ａ１と、その排水孔１５ａ１に挿入されるＬ字形の排水筒１５ａ２とからなる。なお、廃液槽１５のオーバーフロー排水機構も、一定の水面以上となったとき、その増加分だけ排水するものであればよく、特に限定するものではない。このようにオーバーフロー排水機構とすることにより廃液槽１５の廃液を循環させつつ、一定量貯留させることができる。

【0019】

廃液槽１５の底部には、照明装置１４を保持する保持部１５ｂが形成されている。詳しくは、保持部１５ｂは、図３ｃに示すように、上側面１５ｂ１と、下側面１５ｂ２と、それぞれを繋ぐ縦面１５ｂ３とを有し、側面が開口した断面コ字状を呈している。上側面１５ｂ１は、廃液槽１５の底部を兼ねている。保持部１５ｂは、それぞれの廃液槽１５の底部に設けられており、それぞれの開口が相対するように設置されている。そして、それぞれの保持部１５ｂは、図３ａに示すように、照明装置１４の各側縁１４ａ２、特に照明装置１４の光源１４ｃの外側を保持する。そのため、両廃液槽１５の保持部１５ｂによって、照明装置１４が固定される。つまり、廃液槽１５および後述するダクト１６は、照明装置１４と棚板２１との間に設けられている。さらに、詳しくは、廃液槽１５は、照明装置１４の光源１４ｃに隣接しており、かつ、照明装置１４を支持している。なお、廃液槽１５は、フレーム１１の柱２０や棚板２１等に固定される。
廃液槽１５は、上述した熱伝導率の高い素材で形成されている。しかし、この場合も照明装置１４の光源１４ｃと廃液槽１５との間で熱交換ができるようになっていれば、熱伝導率の高い素材の使用を一部としてもよい。

【0020】

このように廃液槽１５は、照明装置１４の光源１４ｃと棚板２１との間に設けられているため、廃液槽１５と光源１４ｃとの間に熱交換ができ、光源１４ｃを冷却することができる。特に、廃液槽１５と光源１４ｃとは隣接しているため、効率よく熱交換できる。
しかし、照明装置１４の光源１４ｃと廃液槽１５との間で熱交換ができるようになっていれば、その構造も特に限定されるものではない。例えば、図３ｄのように、廃液槽１５を照明装置１４の横側に設けてもよい。特に、廃液槽１５と照明装置１４の横側に隣接させてもよい。

【0021】

図１に戻って、ダクト１６は、照明装置１４と棚板２１との間に設けられた長手方向に延びる空間である。このダクト１６には、冷却された空気が流される。これにより、照明装置１４を冷却するものである。またこのダクト１６を通した空気を栽培空間１２に循環させることによって、栽培空間１２の環境温度も制御する。冷却された空気を直接植物に当てると、冷害の原因となるため、一度、ダクト１６を通した空気で環境温度を制御することにより、健康な植物を栽培することができる。なお、ダクト１６に冷却した空気を通さなくてもよい。その場合でも、照明装置１４と栽培容器１３との間に空気の層を形成することになるため、照明装置１４による発熱の影響を最小限に抑えることができる。

【0022】

なお、フレーム１１の天井２２には、照明装置１４が設けられている。この照明装置１４は、図３ｅに示すように、２本の冷却槽２５によって保持されており、２本の冷却槽２５によって冷却されている。つまり、冷却槽２５の下端には、保持部２５ｂが形成されている。この冷却槽２５にもオーバーフロー排水機構２５ａが設けられている。このように植物栽培装置１０の一番上の照明装置は、別途冷却機構を必要とするが、その冷却手段は特に限定されない。例えば、当該栽培空間（一番上の栽培空間）１２の栽培容器１３の廃液を冷却槽２５までポンプ等で流しても良い。
図１に戻って、植物栽培装置１０は、それぞれの廃液槽１５から排出される廃液を、制御タンク３２を介することで新たな培養液として供給部１３ａに供給している。つまり、培養液を循環させている。この植物栽培装置１０では、天井２２の冷却槽２５の廃液、および一番下の栽培空間１２の栽培容器１３の廃液も、制御タンクに戻している。制御タンク３２内では、フィルター等によって廃液のゴミを除去し、ヒートポンプ３３等によって設定された温度とする。また培養液の成分が一定となるように制御してもよい。

【0023】

このように構成された植物栽培装置１０は、供給部１３ａから供給された培養液は栽培容器１３の一端から他端に流れる。次いで、栽培容器１３の他端から排水された廃液槽１５に供給される。そして、廃液は、廃液槽１５の他端から一端に流れて排出される。ここで廃液槽１５には、一定の深さの廃液が貯留されるようになっており、かつ、廃液槽１５と照明装置１４とは熱交換できるように構成されている。そのため、廃液槽１５において、照明装置１４を確実に冷却できる。このように植物栽培装置１０は、栽培容器１３から排出された廃液によって照明装置１４を冷却するため、栽培条件等への影響がなく、栽培条件の制御を正確に行うことができる。

【0024】

図１の植物栽培装置１０では、廃液槽１５を棚板２１の両側に設けているが、図４ａに示すように、片側のみに設けてもよい。この場合、照明装置１４の光源１４ｃを導光板１４ｂの側縁であって、廃液槽１５と対応する側縁に設け、廃液槽１５と光源１４ｃとを隣接させるのが好ましい。
また図１の植物栽培装置１０では、栽培空間１２を密閉しているが、外部と開放させてもよい。そのような解放型の植物栽培装置は、例えば、内部の温度が制御されている工場内において、使用することができる。この場合、密閉型より制御は緩くなるが、廃液によって照明装置を冷却しているため、栽培空間内の環境を制御することができる。また栽培容器内において培養液の一部の熱がこもったりすることが防止できる。その場合、ダクト１６には、冷却された空気を通さなくても良いが、通す方が栽培空間内の空気を循環でき、環境をより平均化しやすい。

【0025】

また図１の植物栽培装置１０では、図２ｂに示すように、区切板等で植物を区切り、栽培容器１３において植物を直接栽培することを前提としている。しかし、図４ｂ、図４ｃに示すように、植物を栽培する直方体状の樋状の栽培容器２６を植物栽培装置１０の栽培容器１３（第１廃液槽２７）の幅方向に係止させ、栽培容器２６を栽培容器の長手方向に複数並べてもよい。ここでは栽培容器２６のフランジ部２６ａを第１廃液槽２７の縁部に係止させている。そして、各栽培容器２６には、供給部１３ａと、オーバーフロー排水機構１３ｂとが設けられている。また、この場合、図１の植物栽培装置１０の栽培容器１３が第１廃液槽２７として作用し、図１の植物栽培装置１０の廃液槽１５が第２廃液槽として作用する。他の構成は、図１の植物栽培装置１０と実質的に同じである。
このように構成することにより、培養液は、供給部１３ａから栽培容器２６に供給され、オーバーフロー排水機構１３ｂから第１廃液槽２７に排水される。排水された廃液は、第１廃液槽２７（図１の植物栽培装置の栽培容器１３）の排水孔２７ａから第２廃液槽（図１の植物栽培装置の廃液槽１５）に供給される。この場合も、第２廃液槽において、照明装置１４を冷却できるため、同様の効果が得られる。なお、排水孔２７ａの代わりにオーバーフロー排水機構を設けてもよい。
このような樋状の栽培容器２６を用いた栽培方法の一例として、第１廃液槽の一端において、苗などの栽培初期の植物を栽培し、成長と共に他端の方に移動させ、第１廃液槽の他端において、収穫直前の植物が栽培する。このように栽培容器２６を第１廃液槽において植物の生長状態に応じて移動させることにより、栽培スペースを効率よく用いた栽培を行うことができる。

【0026】

図４ｄの植物栽培装置４０は、一段のみからなる。つまり、栽培空間４１と、その下方に設置される栽培容器４２と、その上方に設置される照明装置４３とを有している。また照明装置４３に沿って、廃液槽４４が上方に隣接されている。なお、栽培容器４２から排出される廃液は、ポンプ４５によって、廃液槽４４に送られている。廃液槽４４から排出された廃液は、例えば、上述した制御タンク３２を介して栽培容器４２に循環される。なお、廃液槽４４には、上述した植物栽培装置１０と同様の一定量の廃液を貯留するオーバーフロー排水機構（図示せず）が設けられている。
この植物栽培装置４０のように一段からなっても、ポンプ４５で廃液を廃液槽４４に送ることにより、廃液によって照明装置を冷却させることができる。この植物栽培装置４０において、栽培空間４１は、密閉されている。しかし、開放させてもよい。

【0027】

図５の植物栽培装置５０は、植物栽培装置１０のダクト１６を備えていないものである。フレーム１１、栽培空間１２、照明装置１４は、図１の植物栽培装置１０と実質的に同じものである。また栽培容器１３は、廃液槽５１が栽培容器１３の下方に位置しているため、図５に示すように、オーバーフロー排水機構１３ｂが一つであること以外は、図１の植物栽培装置１０の栽培容器１３と実質的に同じである。
廃液槽５１は、棚板２１の下方に固定されるものであり、上側に開口している。廃液槽５１は、実質的に棚板２１の下方全体に設けられている。そのため、廃液槽５１の他端（図６の右側）から排水筒１３ｂ２を介して廃液が供給される。一方、廃液槽５１の一端（図５の左側）には、図１の植物栽培装置１０の廃液槽１５と実質的に同じオーバーフロー排水機構１５ａが設けられており、廃液槽５１の一端から廃液が排出される。
また廃液槽５１の下面には、照明装置１４を保持する保持部５１ａが形成されており、廃液槽５１の下面と当接するように照明装置１４が設けられている。つまり、廃液槽５１と照明装置１４とが熱交換できるように構成されている。

【0028】

このように構成された植物栽培装置５０も、図１の植物栽培装置１０と同様に、廃液槽５１に一定の深さの廃液が貯留されるようになっており、かつ、廃液槽５１と照明装置１４とは熱交換できるように構成されているため、廃液によって照明装置１４を確実に冷却することができる。また植物栽培装置５０は、照明装置１４の裏面全体と、廃液槽５１とが隣接している。そのため、ここでは照明装置１４を用いているが、例えば、パネル全体に発光ダイオードが装着されたような照明装置のように、全体で発熱する照明装置を冷却するのに好ましい。
なお、植物栽培装置５０は、栽培空間１２は密閉されていなくてもよい。上述したように、例えば、工場内において、工場内の温度が制御されていれば、廃液によって照明装置を冷却しているため、栽培空間１２の環境を制御することができる。さらに、栽培容器内において培養液の一部の熱がこもったりすることが防止できる。

【0029】

図６ａの植物栽培装置６０は、フレーム６１と、そのフレーム６１内において上下に区切られた複数の栽培空間６２と、フレーム６１に支持されて上下に配列される複数の栽培ベッド６３とを有している。栽培空間６２は、栽培ベッド６３によって区切られている。そして、栽培ベッド６３は、栽培ベッド６３によって区切った上側の栽培空間の対象植物を栽培させる栽培容器６６と、下側の栽培空間の栽培容器６６を照射する照明装置６７とを備えている。そして、上側の栽培空間６２の栽培容器６６から排出される廃液によって、下側の栽培空間６２の照明装置６７を冷却するものである。

【0030】

フレーム６１は、長方形状に四方に配設される柱６１ａと、その柱６１ａに一定間隔で設けられた複数の固定ツメ６１ｂとを備えている。このフレーム６１にも、図１のフレーム１１と同様に前後（図６ａの左右）および左右（図６ａの裏面）に壁（図示せず）が設けられており、各段に応じて開閉または取り外し可能となっている。そして、栽培空間６２は密閉、好ましくは密封されている。またフレーム６１に、栽培ベッド６３を上下させる昇降装置（図示せず）を設けるのが好ましい。これにより栽培方法に応じて自由に栽培ベッドを移動させることができる。フレーム６１は、全体として直方体状を呈する。そして、上下に区切られる栽培空間６２も直方体状を呈しており、縦長に延びている。植物栽培装置６０は、栽培空間６２を３段設けているが、その段数は特に限定されず、２段であっても、４段以上であってもよい。
固定ツメ６１ｂは、栽培ベッド６３を支持する。なお、フレーム６１の強度を上げるべく、柱６１ａ同士を梁で連結してもよい。その場合、固定ツメ６１ｂを省略し、梁で栽培ベッド６３を支持するようにしてもよい。また固定ツメ６１ｂは柱ではなく、梁に設けられてもよい。さらに固定ツメ６１ｂは、折り畳み可能としたり、柱または梁内に収納可能としたりしてもよい。これは上述のように昇降装置で栽培ベッドを移動させるとき、固定ツメを折り畳み可能としておくと、効率よく栽培ベッドの移動ができる。しかし、フレーム６１の構造は、栽培ベッド６３を上下に配列するように支持することができれば、特に限定されるものではない。また栽培空間６２も直方体状の縦長とするのが好ましいが、正方体であってもよい。

【0031】

栽培ベッド６３は、フレーム６１の長方形状の平面の長手方向と平行に設置させる縦長のものである。栽培ベッド６３は、図６ｂ及び図６ｃに示すように、上側に開口した栽培容器６６と、その栽培容器６６の下方であって下側に向いた照明装置６７と、栽培容器６６に沿って、栽培容器６６の両側に設けられる廃液槽６８とを備えている。また栽培容器６６の下面と照明装置６７との間にはダクト６９が設けられている。照明装置６７、ダクト６９は、図１の植物栽培装置１０の照明装置１４、ダクト１６と実質的に同じものである。
このような栽培ベッド６３は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い素材で一体に成形することができる。

【0032】

栽培容器６６は、上側に開口し、長手方向に延びている。つまり、栽培容器６６は、当該栽培ベッド６３が上下に区分けする栽培空間６２の上側の栽培空間の下方に位置する。その他は、図１の植物栽培装置１０の栽培容器１３と実質的に同じものであり、培養液を供給する供給部６６ａ（図７の左側）およびオーバーフロー排水機構６６ｂが設けられている。詳しくは、図６ｂに示すように、栽培容器６６の側面に設けられた排水孔６６ｂ１と、その排水孔６６ｂ１に挿入されるＬ字形の排水筒６６ｂ２とからなる。これにより水面Ｓ以上に培養液が供給されると、培養液はオーバーフロー排水機構か排水筒６６ｂ２から廃液槽６８へと排出され、廃液となる。なお、オーバーフロー排水機構として一例を挙げたが、一定の水面以上となったとき、その増加分だけ排水するものであれば、特に限定するものではない。これにより安定して栽培を行うことができる。
この場合もまた栽培容器６６の上面には、栽培する植物を一つ一つ区切る区切板（図示せず）を浮かべたり、樋状の栽培容器２６を用いたりしてもよい。

【0033】

この植物栽培装置６０は、この栽培ベッド６３において、廃液槽６８が栽培容器６６の横側に設けられており、廃液槽６８の底部が照明装置６７の上側に設けられている。さらに、廃液槽６８の底部が照明装置６７と当接している。そのため、図１の植物栽培装置１０と同様に、廃液で照明装置１４を冷却することができる。なお、栽培ベッド６３のようにアルミニウム等の熱伝導率の高い素材で一体成形としている場合でも、照明装置１４と栽培容器６６との間にダクト６９を設けており、かつ、熱源となる照明装置１４から栽培容器６６へと到達するまでの間に廃液槽６５を設けているため、照明装置１４の熱源の栽培環境への影響を最小限にすることができる。
なお、この植物栽培装置６０も、栽培空間６２を密閉しているが、図１の植物栽培装置１０と同様に、環境を制御できる範囲で外部と開放させてもよい。

【0034】

図６の植物栽培装置６０において、栽培ベッド６３を図７ａ、ｂの栽培ベッド７１としてもよい。栽培ベッド７１は、栽培ベッド７１によって区切った上側の栽培空間の対象植物を栽培させる樋状の栽培容器７２と、下側の栽培空間の栽培容器を照射する照明装置７３と、栽培容器７２と照明装置７３との間に設けられた廃液槽７４とを備えている。栽培容器７２は、当該栽培ベッド７１が上下に区分けする上側の栽培空間の下方に位置し、照明装置７３は、当該栽培ベッド７１が上下に区分けする下側の栽培空間の上方に位置する。そして、上側の栽培空間の栽培容器７２から排出される廃液によって、下側の栽培空間の照明装置７３を冷却するものである。照明装置７３は、図１の植物栽培装置１０の照明装置１４と実質的に同じものである。

【0035】

栽培ベッド７１は、フレーム６１の長方形状の平面の長手方向と平行に設置させる縦長のものであり、長手方向に延びる上側に開口した廃液槽７４と、その廃液槽７４の幅方向に設けられた複数の樋状の栽培容器７２と、廃液槽７４の下面に設けられた照明装置７３とを備えている。栽培容器７２は、長手方向に並べられている。

【0036】

栽培容器７２は、前後端（栽培ベッド７１の幅方向）にフランジ部７２ａを設けられた上側が開口した直方体である。フランジ部７２ａを廃液槽７４の縁部に係止させて、栽培容器７２は固定される。栽培容器７２の一端には、培養液を供給する供給部（図示せず）が設けられ、他端には、オーバーフロー排水機構７２ｂが設けられている。なお、オーバーフロー排水機構としては、上述したように既知ものものが用いられる。樋状の栽培容器７２は、樋状の栽培容器２６と同様に、栽培している植物の生長状態に応じて移動させることにより、栽培スペースを効率よく用いた栽培を行うことができる。

【0037】

廃液槽７４は、栽培ベッド７１の上部に設けられた上方に開口した容器である。
廃液槽７４の任意に箇所にオーバーフロー排水機構が設けられている。これにより廃液槽７４にも一定量の廃液が貯留（水面Ｓ１）することができる。

【0038】

この栽培ベッド７１を用いた場合でも、図１の植物栽培装置１０と同様に、廃液によって照明装置を冷却することができ、同様の効果を奏することができる。またこの栽培ベッド７１は、照明装置７３の裏面全体と、廃液槽７４とが隣接している。そのため、照明装置７３のように部分的に発熱するものではなく、例えば、パネル全体に発光ダイオードが装着されたような照明装置のように、全体で発熱する照明装置を冷却するのに好ましい。

【0039】

これまで挙げた植物栽培装置の実施形態では、照明装置の光源として発光ダイオードを挙げたが、光源は特に限定されない。例えば、電球や、蛍光灯等も発熱するため、同様の効果を奏する。
またこれまで挙げた実施形態において、廃液槽を廃液が流れる廃液路としてもよい。この場合、培養液の循環をコントロールすることにより、常時、廃液路に廃液が流れるようにするのが好ましい。しかし、少なくとも廃液が流れるときには、照明装置は冷却されるため、そのような培養液の循環を制御しなくてもよい。
さらに栽培容器（栽培槽）についても、培養液の供給量と排水量とを同じに制御することができれば、オーバーフロー排水機構を設けなくてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 植物栽培装置
１１ フレーム
１２ 栽培空間
１３ 栽培容器
１３ａ 供給部
１３ｂ オーバーフロー排水機構
１３ｂ１ 排水孔
１３ｂ２ 排水筒
１３ｄ 区切板
１４ 照明装置
１４ａ 枠体
１４ａ１ 開口
１４ａ２ 側縁
１４ｂ 導光板
１４ｃ 光源
１５ 廃液槽
１５ａ オーバーフロー排水機構
１５ａ１ 排水孔
１５ａ２ 排水筒
１５ｂ 保持部
１５ｂ１ 上側面
１５ｂ２ 下側面
１５ｂ３ 縦面
１５ｃ 他方端
１６ ダクト
２０ 柱
２１ 棚板
２１ａ 孔
２２ 天井
２５ 冷却槽
２５ａ オーバーフロー排水機構
２５ｂ 保持部
２６ 栽培容器
２６ａ フランジ部
２７ 第１廃液槽
２７ａ 排出孔
３２ 制御タンク
３３ ヒートポンプ
４０ 植物栽培装置
４１ 栽培空間
４２ 栽培容器
４３ 照明装置
４４ 廃液槽
４５ ポンプ
５０ 植物栽培装置
５１ 廃液槽
５１ａ 保持部
６０ 植物栽培装置
６１ フレーム
６１ａ 柱
６１ｂ 固定ツメ
６２ 栽培空間
６３ 栽培ベッド
６５ 廃液槽
６６ 栽培容器
６６ａ 供給部
６６ｂ オーバーフロー排水機構
６６ｂ１ 排水孔
６６ｂ２ 排水筒
６７ 照明装置
６８ 廃液槽
６９ ダクト
７１ 栽培ベッド
７２ 栽培容器
７２ａ フランジ部
７２ｂ オーバーフロー排水機構
７３ 照明装置
７４ 廃液槽
Ｓ 水面
Ｓ１ 水面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】