特許 7449729 多段式栽培装置

(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】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】多段式栽培装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 9/02 20180101AFI20240307BHJP

   A01G 7/00 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

A01G9/02 B

A01G7/00 601Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020043938

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021141869

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】田中 徹

(72)【発明者】

【氏名】中島 広志

(72)【発明者】

【氏名】冨貴 丈宏

(72)【発明者】

【氏名】三浦 玄太

(72)【発明者】

【氏名】長幡 逸佳

【審査官】小島 洋志

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１２９１３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２３９６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８５５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０９２５４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－１５４５１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ９／０２

Ａ０１Ｇ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高さ方向に延びる複数の支柱と第１高さと第２高さの位置で前記支柱に固定される複数のパイプとを備える架台と、
前記第１高さで前記架台の前記パイプに支持された第１栽培ベッドと、
前記第１栽培ベッドの下方の前記第２高さで前記架台の前記パイプに支持された第２栽培ベッドであって、前記第２栽培ベッドの幅方向における中心付近を避けて両端側に寄せて植物が植えられる前記第２栽培ベッドと、
前記第１栽培ベッドの培地に対して水を供給するかん水チューブと、
前記第２栽培ベッドの植物に対して光を照射可能な光源と、
を備え、
前記第１栽培ベッドは、前記培地を内部に保持する容器状の保持部と、前記培地に供給された水を排出する排水部とを備え、
前記保持部は、前記第１栽培ベッドの幅方向における中心付近が最も低くなるように形成され、
前記排水部は、前記保持部の最も低い部分に形成され、
前記光源は、前記幅方向における前記第１栽培ベッドの両端部の下方に配置され、かつ、前記第２栽培ベッドの長手方向に沿って延びるＬＥＤ照明であり、
前記ＬＥＤ照明は、前記支柱に沿って高さ方向に複数本並べて配置され、
前記複数のパイプは、前記長手方向に沿って延び、
前記かん水チューブは、前記第１栽培ベッドの幅方向における中心付近であって前記培地の上に前記長手方向に沿って延びるように配置され、
前記保持部は、前記第１栽培ベッドの幅方向及び第２栽培ベッドの幅方向に間隔をあけて配置された２本の前記パイプに両端が固定された１枚の不織布シートによって形成され、
前記不織布シートは、透水性を有し、かつ、前記不織布シートから染み出した水を前記不織布シートの外面に沿って前記排水部へ導くことを特徴とする、多段式栽培装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物工場における植物の栽培に用いる多段式栽培装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、人工光源を利用した植物工場が増えている（特許文献１）。植物工場は、照明、温度、湿度、空気などが適切に制御された施設内で植物を生育させるため、天候や害虫などの影響を受けることなく、植物を年間通して栽培することが期待される。

【0003】

また、いちごの水耕栽培用に、いちごの苗を側面に突出させた升状の箱を上下に複数配置させる栽培装置が提案されている（特許文献２）。この水耕栽培装置では、循環養水を上から下の箱へ流下させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開番号ＷＯ２０１８／０３７５７７号公報

【文献】特開２００８－１５４５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、植物工場に適した光源と培地との配置が栽培装置に望まれている。

【0006】

そこで、本発明は、光源と栽培ベッドとを適切に配置することにより、効率のよい水の供給と光の照射とを可能とする多段式栽培装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

［１］本発明に係る多段式栽培装置の一態様は、
高さ方向に延びる複数の支柱と第１高さと第２高さの位置で前記支柱に固定される複数のパイプとを備える架台と、
前記第１高さで前記架台の前記パイプに支持された第１栽培ベッドと、
前記第１栽培ベッドの下方の前記第２高さで前記架台の前記パイプに支持された第２栽培ベッドであって、前記第２栽培ベッドの幅方向における中心付近を避けて両端側に寄せて植物が植えられる前記第２栽培ベッドと、
前記第１栽培ベッドの培地に対して水を供給するかん水チューブと、
前記第２栽培ベッドの植物に対して光を照射可能な光源と、
を備え、
前記第１栽培ベッドは、前記培地を内部に保持する容器状の保持部と、前記培地に供給された水を排出する排水部とを備え、
前記保持部は、前記第１栽培ベッドの幅方向における中心付近が最も低くなるように形成され、
前記排水部は、前記保持部の最も低い部分に形成され、
前記光源は、前記幅方向における前記第１栽培ベッドの両端部の下方に配置され、かつ、前記第２栽培ベッドの長手方向に沿って延びるＬＥＤ照明であり、
前記ＬＥＤ照明は、前記支柱に沿って高さ方向に複数本並べて配置され、
前記複数のパイプは、前記長手方向に沿って延び、
前記かん水チューブは、前記第１栽培ベッドの幅方向における中心付近であって前記培地の上に前記長手方向に沿って延びるように配置され、
前記保持部は、前記第１栽培ベッドの幅方向及び第２栽培ベッドの幅方向に間隔をあけて配置された２本の前記パイプに両端が固定された１枚の不織布シートによって形成され、
前記不織布シートは、透水性を有し、かつ、前記不織布シートから染み出した水を前記不織布シートの外面に沿って前記排水部へ導くことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の多段式栽培装置によれば、栽培ベッドを上下に少なくとも２段配置することにより第１栽培ベッドの排水を利用した効率のよい水の供給を可能とすると共に、第２栽培ベッドの光源の配置により排水との干渉を避けつつ植物工場に適した省スペースを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る多段式栽培装置の正面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る多段式栽培装置の側面図である。

【図3】本発明の変形例に係る多段式栽培装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0013】

本実施形態に係る多段式栽培装置は、架台と、前記架台に支持された第１栽培ベッドと、前記第１栽培ベッドの下方において前記架台に支持された第２栽培ベッドと、前記第１栽培ベッドの培地に対して水を供給するかん水チューブと、前記第２栽培ベッドの植物に対して光を照射可能な光源と、を備え、前記第１栽培ベッドは、前記培地を内部に保持する容器状の保持部と、前記培地に供給された水を排出する排水部とを備え、前記保持部は、前記第１栽培ベッドの幅方向における中心付近が最も低くなるように形成され、前記排水部は、前記保持部の最も低い部分に形成され、前記光源は、前記幅方向における前記第１栽培ベッドの両端部の下方に配置され、かつ、前記第２栽培ベッドの長手方向に沿って延びることを特徴とする。

【0014】

１．多段式栽培装置
図１及び図２を用いて本発明の一実施形態に係る多段式栽培装置１０について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る多段式栽培装置１０の正面図であり、図２は本発明の一実施形態に係る多段式栽培装置１０の側面図である。

【0015】

図１及び図２に示すように、多段式栽培装置１０は、図示しない公知の植物工場内に配置される。多段式栽培装置１０は、架台１４と、架台１４に支持された第１栽培ベッド２１と、第１栽培ベッド２１の下方において架台１４に支持された第２栽培ベッド２２と、第１栽培ベッド２１上のかん水チューブ５０と、第１光源４１と、第２光源４２と、を備える。

【0016】

架台１４は、複数の栽培ベッドを高さ方向Ｚに沿って間隔をあけて並べて支持する。ここでは第１栽培ベッド２１と第２栽培ベッド２２を上下に配置する例について説明するが、第２栽培ベッド２２の下にさらに１つ以上の第２栽培ベッド２２を高さ方向Ｚに並べてもよい。このように栽培ベッドを架台１４に対し多段に配置することで植物工場の限られたスペースを効率よく栽培に利用することができる。

【0017】

架台１４は、第１栽培ベッド２１及び第２栽培ベッド２２の長手方向Ｙに沿って延びる複数のパイプ１４０を含む。正面から見て架台１４の左右が作業者の通路兼作業スペース
となる。したがって、第１栽培ベッド２１及び第２栽培ベッド２２は、長手方向Ｙに沿って長く延び、長手方向Ｙに沿って植物６０が植えられる。パイプ１４０は、高さ方向Ｚに沿って延びる支柱１４２にそれぞれ固定される。架台１４は、第１栽培ベッド２１及び第２栽培ベッド２２の幅と略同じ幅を有する。第１栽培ベッド２１及び第２栽培ベッド２２の幅方向Ｘ、長手方向Ｙ及び高さ方向Ｚは、互いに直交する。

【0018】

架台１４には、設置面からの第１高さＨ１の位置に固定されたパイプ１４０に第１栽培ベッド２１が支持され、設置面からの第２高さＨ２の位置に固定されたパイプ１４０に第２栽培ベッド２２が支持される。第２高さＨ２は、第１高さＨ１よりも低い。架台１４は、上から第１栽培ベッド２１、第２栽培ベッド２２、第１栽培ベッド２１、第２栽培ベッド２２の順に繰返し配置してもよい。架台１４の一番低い位置には、断面Ｖ字状の排水樋１４４が支持される。排水樋１４４は、架台１４に支持される一番低い位置の第２栽培ベッド２２から排水される水を受けて、架台１４の外へ排出する。

【0019】

第１栽培ベッド２１は、培地３０を内部に保持する容器状の保持部２１２と、保持部２１２を架台１４に固定する取付部２１０と、培地３０に供給された水を排出する排水部２１４と、かん水チューブ５０と、を備える。培地３０は、第１栽培ベッド２１で栽培される植物６０に応じて選定できる。培地３０としては、例えば、ロックウール、ピートモス、バーミキュライト、ココヤシ等の公知の固形培地を採用できる。

【0020】

かん水チューブ５０は、第１栽培ベッド２１の培地３０に対して水を供給する。かん水チューブ５０は、第１栽培ベッド２１の幅方向Ｘの中心付近であって培地３０の上に配置される。かん水チューブ５０は、第１栽培ベッド２１の長手方向Ｙに沿って延びる例えば合成樹脂製のチューブであり、側面の複数の開口から水を植物６０へ供給することができる。かん水チューブ５０で供給される水は、植物６０の生育に必要な肥料を含んでもよい。

【0021】

保持部２１２は、第１栽培ベッド２１の幅方向Ｘにおける中心付近が最も低くなるように形成される。また、排水部２１４は、保持部２１２の最も低い部分に形成される。このようにすると、第１栽培ベッド２１からの排水が幅方向Ｘにおける中心付近に集中するため、第２栽培ベッド２２の培地３２には幅方向Ｘにおける中心付近を避けて両端側に寄せて植物６０を植えれば、第１栽培ベッド２１からの排水が葉に遮られにくい。第２栽培ベッド２２では幅方向Ｘにおける両端付近に植物６０を植えることで、排水部２１４から滴下する水と培地３２とを効率よく利用できる。

【0022】

正面から見た保持部２１２の外形は、幅方向Ｘの両端から高さ方向Ｚに延びる直線部分と、その直線部分の下端を繋ぐ下方に凸の湾曲部分とを有する。この湾曲部分の下端が排水部２１４になる。正面から見た保持部２１２の外形は、例えば、略Ｕ字状である。

【0023】

保持部２１２は、幅方向Ｘに間隔をあけて配置された２本のパイプ１４０に両端が固定された１枚の不織布シートによって形成される。当該両端がそれぞれ取付部２１０となる。不織布シートは、透水性を有することが好ましい。不織布シートが透水性を有することにより、不織布シートから染み出した水を不織布シートの外面に沿って排水部へ導くことができる。保持部２１２の材質としては、透水性のある不織布シートが軽量で取り扱いに優れるため好ましいが、透水性を有する他の材質を採用してもよい。不織布シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどの合成樹脂製の不織布を用いることができる。

【0024】

また、不織布シートの代わりに、シートよりも剛性の高い材料を採用してもよく、例えば、幅方向Ｘにおける中心付近に排水を集中させることができる形状を有する合成樹脂製
の容器を採用してもよい。

【0025】

取付部２１０は、保持部２１２の幅方向Ｘにおける両端から外側に延びる部分である。第１栽培ベッド２１として不織布シートを用いた場合には、パイプ１４０に不織布シートの両端（取付部２１０）を巻き付けてクリップ状のパッカーでパイプ１４０を挟んで固定される。不織布シートに代えてより剛性のある容器を用いた場合には、容器の幅方向Ｘにおける両端にフック状の取付部２１０を設けてこれをパイプ１４０に引っ掛けることで容器を載せてもよい。このように、取付部２１０は、排水部２１４からの排水を妨げない位置で保持部２１２を架台１４に対して所定位置に支持することができれば他の構成を採用してもよい。

【0026】

排水部２１４は、培地３０に供給された水の内、植物６０に吸収されなかった水を第１栽培ベッド２１から排出する部分である。保持部２１２の全体が透水性に優れていれば、保持部２１２の外面を伝って最も低い排水部２１４に水が集まるため、排水部２１４に特別な構造を採用しなくてもよいが、長手方向Ｙに沿って複数の貫通孔を並べて設けてもよい。排水部２１４に複数の貫通孔を設けることで、培地３０側から貫通孔を通って下方へ排水が促進される。

【0027】

第１光源４１は、第１栽培ベッド２１の上方に配置されて培地３０に植えられた植物６０に対して光を照射可能である。第１光源４１は、第１栽培ベッド２１の長手方向Ｙに沿って延びるように架台１４の上端に固定される。

【0028】

第２栽培ベッド２２は、基本的に第１栽培ベッド２１と同じ材質及び形状を有し、培地３０を保持する保持部２２２と、保持部２２２を架台１４に固定する取付部２２０と、培地３０に供給された水を排出する排水部２２４と、を備える。第２栽培ベッド２２については、第１栽培ベッド２１と同様の構成に関する説明を省略する。第２栽培ベッド２２は、第１栽培ベッド２１の真下に配置され、幅方向Ｘの中心付近の培地３２に第１栽培ベッド２１の排水部２１４から水が滴下される。培地３２には排水部２１４からの水の滴下を妨げないように中心付近を避けて植物６０が植えられる。植物６０は、両端の取付部２２０側に寄せて２列に植えられる。第２栽培ベッド２２の植物６０への給水は、排水部２１４からの水によって行う。

【0029】

このように、栽培ベッドを上下に少なくとも２段配置することにより第１栽培ベッド２１の排水を利用した効率のよい水の供給を可能とする。第１栽培ベッド２１からの排水には肥料が残留しているため、第２栽培ベッド２２において肥料の有効活用ができる。しかも、第２栽培ベッド２２で排水部２１４からの水が吸収されることで肥料を含む廃液量も削減される。なお、第２栽培ベッド２２にはかん水チューブ５０を配置していないが、補助的な用途でのかん水チューブ５０を培地３２に配置してもよい。

【0030】

第２光源４２は、第２栽培ベッド２２の植物６０に対して光を照射可能である。第２光源４２としては、公知の人工光源を採用できる。第２光源４２は、第２栽培ベッド２２の幅方向Ｘにおける第１栽培ベッド２１の両端部の下方であって、第２栽培ベッド２２の長手方向Ｙに沿って延びる。第２光源４２は、その長手方向Ｙの両端でパイプ１４０が固定される支柱１４２に固定される。第２光源４２は、長手方向Ｙに沿って延びる例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）照明であり、ＬＥＤ照明は、支柱１４２に沿って高さ方向Ｚに複数本並べて配置される。このように、第２栽培ベッド２２に対する第２光源４２の配置により第１栽培ベッド２１からの排水との干渉を避けつつ植物工場に適した省スペースを達成することができる。

【0031】

支柱１４２に沿って高さ方向Ｚに並べられた複数の第２光源４２は、それぞれの光軸の
向きを長手方向Ｙに沿った回転軸のまわりに変更可能である。光軸の向きを変更可能とすることで、第２光源４２からの光が下側にある第２光源４２によって遮られることを抑制し、第２栽培ベッド２２の植物６０へ十分な光の照射が可能となる。

【0032】

２．変形例
図３を用いて、変形例に係る多段式栽培装置１０ａについて説明する。図３は、変形例に係る多段式栽培装置１０ａの正面図である。変形例に係る多段式栽培装置１０ａは、保持部２１２の外形を除いて、図１及び図２を用いて説明した多段式栽培装置１０と基本的な構成が同じであるため、重複する説明については省略する。

【0033】

図３に示すように、第１栽培ベッド２１ａの保持部２１２は、正面から見て、幅方向Ｘの両端から下方に傾斜して延びる直線部分が下端の排水部２１４で接続するように構成される。正面から見た第１栽培ベッド２１ａの保持部２１２の外形は、例えば、略Ｖ字状である。

【0034】

保持部２１２の外形を略Ｖ字形状とすることにより、図１の構成に比べてより排水が排水部２１４に集中しやすくなる。

【0035】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0036】

１０，１０ａ…多段式栽培装置、１４…架台、１４０…パイプ、１４２…支柱、１４４…排水樋、２１，２１ａ…第１栽培ベッド、２１０…取付部、２１２…保持部、２１４…排水部、２２，２２ａ…第２栽培ベッド、２２０…取付部、２２２…保持部、２２４…排水部、３０…培地、３２…培地、４１…第１光源、４２…第２光源、５０…かん水チューブ、６０…植物

【図1】

【図2】

【図3】