JP6741302B2 - 栽培設備 - Google Patents

Description

本開示は、栽培設備に関し、より詳細には植物を栽培するための栽培設備に関する。

従来、植物を栽培するための様々な設備が考案されている。例えば、特許文献１には、栽培室内に空気流を発生させる栽培設備が開示されている。当該栽培設備の栽培室内には、多段式の栽培棚が設置されている。栽培棚の周囲には、栽培室内を２つの空間に仕切る隔壁が設けられている。すなわち、栽培棚は、隔壁を貫通し、栽培室内の２つの空間に跨がるように配置されている。隔壁には、複数の有圧扇が設けられている。各有圧扇は、栽培室内の一方の空間内の空気を吸引して他方の空間に供給する。これにより、栽培室内の２つの空間に圧力差が生じ、栽培棚内を空気が流れる。

特許文献２には、栽培環境中の湿度を均一化するための栽培設備が開示されている。当該栽培設備は、反射板によって側面が閉じられた多段式の栽培棚と、栽培棚の近傍に配置された空調装置とを備える。特許文献２には、栽培棚において明期と暗期とを混在させることにより、空調装置の負荷が平準化され、除湿量が一定となって湿度が平準化されると記載されている。

特開２０１４−８２９９５号公報 特開２０１６−１４０２４９号公報

上記各特許文献の栽培設備において、空調装置は、栽培棚が配置されている栽培空間に設けられている。このため、空調装置のメンテナンス等を行う場合、栽培空間への作業者の出入りが発生する。これにより、栽培環境が乱れるおそれがある。

本開示は、栽培環境を厳格に管理することができる栽培設備を提供することを目的とする。

本開示に係る栽培設備は、植物を栽培するための栽培設備である。栽培設備は、複数の栽培棚と、栽培室と、空調室と、空調装置とを備える。栽培棚の各々は、植物を栽培するための複数の段と、長手方向に延び閉じられた一対の側面とを有する。栽培室は、栽培棚を収容する。空調室は、栽培室と隔てられる。空調装置は、空調室に設置される。

本開示に係る栽培設備によれば、栽培環境を厳格に管理することができる。

図１は、第１実施形態に係る栽培設備の平面図である。 図２は、図１の栽培設備のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図３は、図１の栽培設備の側面図である。 図４は、図１の栽培設備における空気の流れを説明するための図である。 図５は、第２実施形態に係る栽培設備の側面図である。 図６は、第３実施形態に係る栽培設備の側面図である。

実施形態に係る栽培設備は、植物を栽培するための栽培設備である。栽培設備は、複数の栽培棚と、栽培室と、空調室と、空調装置とを備える。栽培棚の各々は、植物を栽培するための複数の段と、長手方向に延び閉じられた一対の側面とを有する。栽培室は、栽培棚を収容する。空調室は、栽培室と隔てられる。空調装置は、空調室に設置される（第１の構成）。

第１の構成によれば、空調装置が配置された空調室が栽培室から隔てられている。このため、空調装置のメンテナンス時において、作業者が栽培室に出入りする必要がない。よって、栽培室内の栽培環境が乱れるのを防止することができ、栽培環境を厳格に管理することができる。

上記栽培設備において、空調装置は、エアフィルタを有していてもよい。この場合、栽培設備は、空気放出手段をさらに備える。空気放出手段は、空調装置と接続される。空気放出手段は、エアフィルタを通過した空調装置からの空気を栽培室に放出する（第２の構成）。

第２の構成によれば、空調装置のエアフィルタを通過し、塵埃等の汚染物が取り除かれた空気だけが栽培室に放出される。このため、栽培室内の栽培環境をより厳格に管理することができる。

上記栽培設備において、空調装置は、さらに、冷暖房機と、除湿機と、チャンバとを有していてもよい。チャンバは、冷暖房機及び除湿機の各々と接続される。チャンバには、冷暖房機及び除湿機からの空気が導入される。空気放出手段は、チャンバからの空気を栽培室に放出する（第３の構成）。

第３の構成によれば、冷暖房機によって温度の調節がなされた空気と、除湿機によって除湿された空気とがチャンバ内で混合されるため、植物の栽培に適した良質な空気を生成することができる。当該良質な空気は、チャンバから空気放出手段によって栽培室に放出され、植物に供給される。

上記栽培設備において、複数の栽培棚は、並列に配置されていてもよい。栽培設備は、さらに、空気放出手段を備えることができる。空気放出手段は、空調装置に接続される。空気放出手段は、栽培棚の上方に配置される。空気放出手段は、空調装置からの空気を隣り合う２つの栽培棚の間に放出する（第４の構成）。

栽培棚の上面に対して空気を吹き下ろした場合、当該空気は栽培棚の上面に沿って流れるが、栽培棚の角部で気流の剥離が生じるため、栽培棚の最上段には空気が入りにくくなる。一方、第４の構成によれば、空調装置からの空気は、栽培棚に直接当てられるのではなく、隣り合う栽培棚の間に放出される。この場合、気流の剥離が生じにくく、栽培棚の各段に均一に空気を供給することができる。

上記栽培設備において、空気放出手段は、栽培棚の長手方向に延びるダクトであってもよい（第５の構成）。

上記栽培設備は、さらに、栽培室と空調室とを隔てる隔壁を備えていてもよい。空気放出手段は、隔壁に設けられたファンであってもよい（第６の構成）。

上記栽培設備では、１つの空調装置が２つ以上の栽培棚に対応して設けられていてもよい（第７の構成）。

第７の構成によれば、２以上の栽培棚に対して１つの空調装置が設けられており、各栽培棚に対して共通の空調装置から空気が供給される。このため、各栽培棚に同質の空気を供給することができる。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。

＜第１実施形態＞
［栽培設備の構成］
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る栽培設備１０の概略構成を示す平面図である。図１に示すように、栽培設備１０は、栽培室１と、複数の栽培棚２と、空調室３と、複数の空調装置４と、複数のダクト５とを備える。図１では、栽培室１及び空調室３の天井が省略されている。

（栽培領域）
栽培室１は、隔壁６によって空調室３と隔てられている。栽培室１は、実質的に閉鎖された空間（密室）である。栽培室１は、栽培棚２の全体を収容する。

複数の栽培棚２は、栽培室１内において並列に配置されている。栽培棚２の各々は、栽培中の植物Ｐを長手方向に搬送する。より具体的には、植物Ｐは、長手方向の一端側から栽培棚２に投入された後、栽培棚２を長手方向に移動しながら生長し、長手方向の他端側で栽培棚２から回収される。以下、栽培棚２の長手方向を搬送方向ともいう。栽培棚２の長手方向の両端のうち、植物Ｐが投入される側が搬送方向の上流、植物Ｐが回収される側が搬送方向の下流である。

詳しくは後述するが、植物Ｐの栽培中、栽培棚２の内部を空気が流れる。栽培棚２は、空気流出口２１と、空気流入口２２とを有する。空気流出口２１は、栽培棚２の搬送方向上流側の端部に配置されている。空気流入口２２は、栽培棚２の搬送方向下流側の端部に配置されている。

図２は、図１に示す栽培設備１０のＩＩ−ＩＩ断面図である。図２に示すように、栽培棚２の各々は、複数の段２３を有する。各段２３には、複数の植物Ｐが配置される。各段２３の上方には、植物Ｐに光を照射する照明装置（図示略）が設けられる。

各段２３は、養液を収容した養液槽２４を支持する。各養液槽２４内の養液には、複数の栽培パネル（図示略）が浮かべられる。各栽培パネルには、複数の植物Ｐが植え付けられる。より詳細には、各栽培パネルは、各々培地が挿着される複数の挿着孔を有する。各培地に、植物Ｐが植え付けられる。栽培パネルは、植物Ｐの搬送方向の上流側から各段２３に投入されて養液上を搬送され、搬送方向の下流側で回収される。

栽培棚２は、上面２５と、下面２６と、一対の側面２７とを有する。上面２５、下面２６、及び側面２７の各々は、栽培棚２の長手方向に延びている。上面２５、下面２６、及び側面２７は、それぞれ実質的に閉じた面である。上面２５、下面２６、及び側面２７により、栽培棚２において搬送方向に延びる筒状空間が形成される。詳しくは後述するが、筒状空間の両開口のうち、搬送方向上流側の開口が空気流出口２１、搬送方向下流側の開
口が空気流入口２２である（図１）。

上面２５、下面２６、及び側面２７の各々は、板状部材で構成することができる。板状部材は、例えば、内側に反射面を有する反射板である。各板状部材は、栽培棚２に対して着脱可能に構成されていてもよい。下面２６は、栽培棚２の最下段に支持された養液槽２４によって閉じられた構成となっていてもよい。

各側面２７は、栽培棚２の内外を連通させる微小な隙間を有していてもよい。当該隙間は、例えば、１つの側面２７を複数の板状部材で構成したときに板状部材間に生じる隙間であってもよいし、栽培棚２の支柱に設けられた１以上の貫通孔であってもよい。側面２７を複数の板状部材で構成する場合、栽培棚２の支柱の間に各板状部材がはめ込まれていてもよい。

搬送方向の下流側から見て、隣り合う２つの栽培棚２の間、栽培棚２と栽培室１の内壁面との間、及び各栽培棚２の下面２６の下方には、栽培室１を空調室３と仕切るための隔壁６が設けられている。ただし、栽培棚２の上面２５の上方には、隔壁６は設けられていない。すなわち、隔壁６は、各栽培棚２の周囲を取り囲んでいない。

（空調領域）
図１を再度参照し、空調室３は、隔壁６によって栽培室１から隔てられた空間である。隔壁６は、栽培棚２の空気流出口２１の近傍に配置されている。ただし、栽培室１内の栽培棚２は、隔壁６から空調室３側には突出していない。隔壁６には、扉付きの出入口が設けられていてもよい。

空調室３には、複数の空調装置４が設置される。空調室３内には、空調装置４の少なくとも一部が配置される。空調装置４は、空調室３を含み栽培室１から隔離された空間内に収容される。

空調装置４の各々は、複数の冷暖房機４１と、複数の除湿機４２と、１つのチャンバ４３とを含む。冷暖房機４１及び除湿機４２は空調室３内に収容される。チャンバ４３は、空調室３の天井の上に配置されている。本実施形態では、空調装置４は、それぞれ複数の冷暖房機４１及び除湿機４２を有しているが、冷暖房機４１及び／又は除湿機４２が１つであってもよい。

冷暖房機４１及び除湿機４２の各々は、例えばファンを有し、周囲の空気を吸引する。冷暖房機４１は、主に、吸引した空気の温度を調節する。冷暖房機４１は、一般に空調機（エアコンディショナー）と称される。除湿機４２は、主に、吸引した空気を除湿する。

冷暖房機４１及び除湿機４２は、チャンバ４３に接続されている。冷暖房機４１は、管４４を介してチャンバ４３に接続されている。除湿機４２は、管４５を介してチャンバ４３に接続されている。チャンバ４３には、冷暖房機４１及び除湿機４２からの空気が送り込まれる。

空調装置４の各々には、複数のダクト５が接続されている。ダクト５の各々は、搬送方向に延びている。搬送方向上流側のダクト５の端部は、チャンバ４３に接続されている。ダクト５は、チャンバ４３から栽培棚２の搬送方向下流側の端部の近傍まで延びている。搬送方向下流側のダクト５の端部は、閉じられている。

ダクト５は、隣り合う栽培棚２の間に形成された通路の真上に配置されている。ダクト５は、隣り合う栽培棚２の対２０ごとに設けられている。ダクト５は、１つの空調装置４
に対して複数設けられている。すなわち、１つの空調装置４には複数の栽培棚対２０が対応する。言い換えると、複数の栽培棚２ごとに、空調装置４が設けられている。

図３は、栽培設備１０の側面図である。図３に示すように、ダクト５の各々は、栽培室１及び空調室３の天井７の上方に配置されている。天井７により、ダクト５が配置される空間と栽培室１とが隔てられている。

ダクト５は、空調装置４からの空気を栽培室１に放出する空気放出手段である。ダクト５は、少なくとも１つの空気放出部５１を有する。空気放出部５１は、ダクト５の下面に形成されている。本実施形態では、ダクト５の下面において、複数の空気放出部５１が搬送方向に並んでいる。空気放出部５１は、ダクト５から空気を放出することが可能な構成であればよい。空気放出部５１は、例えば、ダクト５に形成された孔であってもよいし、ダクト５の他の部分と比較して通気性が大きい部分であってもよい。

天井７において、ダクト５の空気放出部５１に対応する部分には、開口７１が形成されている。本実施形態では、ダクト５が複数の空気放出部５１を有するため、複数の開口７１が天井７に形成されている。ダクト５の空気放出部５１の各々は、対応する天井７の開口７１に接続されている。

［栽培設備の動作］
次に、栽培設備１０の動作を説明する。特に、栽培設備１０の動作時における空気の流れについて、図４を参照しつつ説明する。図４では、空気の流れを矢印で示している。

栽培室１内の栽培棚２上で植物を栽培している間、各空調装置４が作動する。空調装置４の作動時には、冷暖房機４１及び除湿機４２が周囲の空気を吸引する。冷暖房機４１及び除湿機４２による空気の吸引により、空調室３が栽培室１に対して負圧になる。このため、栽培室１内の空気が栽培棚２の空気流出口２１を介して空調室３へと移動する。

冷暖房機４１は、吸引した空気の温度を調整し、管４４を介してチャンバ４３に送り込む。冷暖房機４１による温度調整により、空気の湿度も変化する場合がある。除湿機４２は、吸引した空気を除湿し、管４５を介してチャンバ４３に送り込む。冷暖房機４１及び除湿機４２は、それぞれ、空気の吸引側に設けられたエアフィルタ４１１，４２１を有する。エアフィルタ４１１，４２１は、冷暖房機４１及び除湿機４２が吸引した空気から塵埃等の汚染物を除去する。

チャンバ４３内では、冷暖房機４１からの空気と、除湿機４２からの空気とが混合される。チャンバ４３内で混合された空気は、複数のダクト５に供給される。空気は、各ダクト５内を搬送方向に流れる。各ダクト５内を流れる空気は、空気放出部５１及び天井７の開口７１を介して栽培棚対２０の間に放出される。すなわち、空調装置４からの空気がダクト５から栽培棚２の間に吹き下ろされる。

栽培棚２の間に吹き下ろされた空気は、主として、栽培棚２の間の通路を空気流入口２２に向かって流れ、空気流入口２２から栽培棚２に流入する。上述したように栽培室１が空調室３と比較して負圧になっているため、栽培棚２内に入った空気は空気流出口２１に向かって流れる。栽培棚２内では、搬送方向と逆向きに空気が流れる。

栽培棚２の側面２７に隙間が存在する場合、ダクト５から栽培棚２の間に吹き下ろされた空気は、側面２７の隙間からも栽培棚２に流入する。当該空気は、栽培棚２内を空気流出口２１に向かって流れている空気と合流する。

栽培棚２内を流れる空気は、空気流出口２１から空調室３に流出する。空調室３に流出した空気は、冷暖房機４１及び除湿機４２によって吸引され、チャンバ４３及びダクト５を介して栽培室１に供給される。このようにして、栽培設備１０内で空気が循環する。

［実施形態の効果］
本実施形態に係る栽培設備１０では、空調装置４の冷暖房機４１及び除湿機４２が配置された空調室３が栽培室１から隔てられている。このため、例えば、冷暖房機４１や除湿機４２のメンテナンスを作業者が行う際、当該作業者が栽培室１に出入りする必要がない。よって、栽培室１内の栽培環境の乱れが防止され、栽培環境を厳格に管理することができる。

例えば、空調装置４からの空気を栽培棚２の上面２５に吹き下ろした場合、当該空気は上面２５に沿って空気流入口２２側に流れるが、栽培棚２の空気流入口２２側の端部で気流の剥離が生じる。この場合、栽培棚２の最上段に空気が入りにくくなる。しかしながら、本実施形態に係る栽培設備１０は、空調装置４からの空気を栽培棚２に直接当てるのではなく、隣り合う栽培棚２の間に吹き下ろすように構成されている。このため、気流の剥離が生じにくく、栽培棚２の各段２３に均一に空気を提供することができる。

本実施形態に係る栽培設備１０では、複数の栽培棚２に対応して１つの空調装置４が設けられている。より具体的には、複数の栽培棚対２０に対して複数のダクト５が設けられ、これらのダクト５が１つの空調装置４に接続されている。この構成により、１つの空調装置４から複数の栽培棚２に同質の空気を供給することができる。よって、各栽培棚２で栽培する植物の生長にばらつきが生じるのを抑制することができる。

上述した通り、本実施形態に係る栽培設備１０において、各栽培棚２は、側面２７に隙間を有していてもよい。ダクト５から栽培棚２の間に吹き下ろされた空気は、主として栽培棚２の間の通路を流れて空気流入口２２から栽培棚２に流入する。ただし、栽培棚２の側面２７に隙間が存在する場合、当該隙間からも栽培棚２に空気が流入する。側面２７の隙間から栽培棚２内に入った空気は、栽培棚２内を空気流出口２１に向かって流れている空気と合流する。これにより、栽培棚２内において、空気流出口２１に向かう空気の流れを強めることができる。また、空調装置４からの空気を側面２７の隙間から直接的に栽培棚２に流入させることにより、栽培棚２内の空気の温湿度を調整する効果も期待することができる。

本実施形態に係る栽培設備１０では、栽培棚２の各空気流入口２２が植物Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。すなわち、各栽培棚２では、生長が進んで蒸散量が大きくなった植物Ｐが空気流入口２２側に配置されている。このように構成することにより、各栽培棚２内において、空気流入口２２から空気流出口２１に向かって湿った空気を流すことができ、当該湿った空気を栽培初期の小さい植物Ｐに供給することができる。

本実施形態に係る栽培設備１０において、空調装置４は、エアフィルタ４１１，４２１を有する。より具体的には、冷暖房機４１及び除湿機４２の各々が、エアフィルタ４１１，４２１を備える。この構成によれば、冷暖房機４１及び除湿機４２に吸引される空気から、エアフィルタ４１１，４２１によって塵埃等の汚染物を除去することができる。よって、例えばメンテナンス等の目的で空調室３に作業者が出入りする場合であっても、栽培室１には、清浄な空気だけを供給することができる。

本実施形態に係る栽培設備１０では、冷暖房機４１によって温度の調節がなされた空気と、除湿機４２によって除湿された空気とがチャンバ４３内で混合される。これにより、チャンバ４３内では、植物の栽培に適した良質な空気が生成される。当該良質な空気は、
ダクト５を通って栽培室１に放出され、栽培棚２上の植物Ｐに供給される。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る栽培設備１０Ａの概略構成を示す側面図である。

図５に示すように、栽培設備１０Ａにおいて、各ダクト５は、第１実施形態と同様、隣り合う栽培棚２の間に形成された通路の真上に配置されている。ただし、ダクト５は、栽培室１及び空調室３の天井７Ａよりも下方に配置されている。すなわち、ダクト５は、栽培棚２と同一空間内に配置されている。天井７Ａは、空気放出部５１に対応する開口を有しない。ダクト５を天井７Ａよりも下方に配置することで、外気に面している天井裏の温度に左右されないため、より厳格な温度管理が可能となる。

このように、栽培設備１０Ａは、ダクト５よりも上方に天井７Ａが配置されている点で、第１実施形態に係る栽培設備１０と異なる。その他の構成については、栽培設備１０Ａは、第１実施形態に係る栽培設備１０と同様である。

図６は、第３実施形態に係る栽培設備１０Ｂの概略構成を示す側面図である。

図６に示すように、栽培設備１０Ｂは、空気放出手段としてファン８を備える。ファン８は、隔壁６に取り付けられている。ファン８は、空調装置４のチャンバ４３の空気を吸引して、栽培室１に放出する。

ファン８は、隣り合う栽培棚２の間に形成された各通路に対応する位置に設けられる。ファン８は、隣り合う栽培棚２の間にチャンバ４３からの空気を放出する。ファン８は、栽培棚２の上面２５よりも上方に配置されている。

栽培室１において、隣り合う栽培棚２の間に形成された各通路の真上には、天井ファン９が設けられる。本実施形態では、栽培棚２の間の通路ごとに、複数の天井ファン９が設けられている。天井ファン９は、栽培棚２の長手方向に沿って並んでいる。天井ファン９は、ファン８によって栽培室１に放出された空気を、栽培棚２の間に吹き下ろす。

このように、栽培設備１０Ｂは、ダクト５に代えてファン８を備える点で、第１実施形態に係る栽培設備１０と異なる。ファン８及び天井ファン９は、栽培棚２と同一空間内に配置されている。その他の構成については、栽培設備１０Ｂは、第１実施形態に係る栽培設備１０と同様である。

以上、実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０：栽培設備
１：栽培室
２：栽培棚
２３：段
２７：側面
３：空調室
４：空調装置
４１：冷暖房機
４２：除湿機
４３：チャンバ
４１１，４２１：エアフィルタ
５：ダクト
６：隔壁
８：ファン

Claims (4)

1. 植物を長手方向に搬送しながら栽培するための段と、
   前記植物の搬送方向に延びる筒状空間を形成する上面、下面、及び一対の側面とを備え、
   前記筒状空間は、
   前記搬送方向の上流側で開口し、搬送される植物が投入され、空気が流出する空気流出口と、
   前記搬送方向の下流側で開口し、搬送された植物が回収され、空気が流入する空気流入口とを含む、栽培棚。
2. 請求項１に記載の栽培棚と、
   前記空気流出口から空気の吸引及び／又は前記空気流入口へ空気の放出を行う空調装置とを備える、栽培設備。
3. 請求項２に記載の栽培設備であって、
   前記段は複数の段からなり、
   前記栽培設備はさらに、
   前記複数の段の各段に支持され、養液を収容する養液槽と、
   前記各段の上方に設けられ、植物に光を照射する照明装置と、
   植物が植え付けられ、前記空気流出口から投入されて前記養液上を搬送された後、前記空気流入口から回収される栽培パネルとを備える、栽培設備。
4. 植物を長手方向に搬送しながら栽培するための段を有する栽培棚と、
   前記栽培棚の段において前記植物の搬送方向と逆方向に空気が流れるように作動する空調装置とを備える、栽培設備。

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