JPH11127702A - 完全制御型植物生育工場 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工的に植物生育環境を制御して植物を育て
る植物生育工場において、植物の生育工場を大規模化、
立体化したときの省力化を図り、生育棚を多段にするこ
とにより大規模な生育を図りつつ、立体化したときに見
られる環境条件のムラを解消する。 【解決手段】環境条件を全て人工的に制御する、生育エ
リア、作業エリア、そして貯蔵庫エリアに区分し、各エ
リアにおいて植物栽培セルトレイの自動搬送ルートを設
け、前記生育エリアに、水平回転可動棚を多段に備える
とともに、該棚に多数の前記植物栽培セルトレイを出し
入れ自在に設置するとともに、前記植物栽培セルトレイ
の搬出入領域と、人工光を点灯した昼間領域と、給水領
域と、そして消灯した夜間領域とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物生育環境の均一化
を考慮した完全制御型の植物生育工場、特に多段棚式と
した水平回転可動棚を備えた完全制御型植物生育工場に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の完全制御型生育工場は特開平１−
225420号公報等にあるように、均一な環境作りのため、
平面栽培をしている。平面栽培においては空間利用率が
低いため採算性が悪い。また、不要な空間を空気調和す
ることによる無駄も生じる。

【０００３】完全制御型植物生育工場では天候に左右さ
れることなく、計画的な生産が行える反面コストが非常
に高くなるため、空間利用率向上による大量生産がコス
トダウンの大きな鍵となる。

【０００４】そこで、空間利用率を向上させるために棚
を多段とする方法は特開平４−40832 号公報、特開平７
−163253号公報等にあるが、棚が固定されているため熱
だまり等による環境ムラが生じ、苗の生育に悪影響を及
ぼしたりバラつきが発生する可能性がある。

【０００５】大量生産を行った場合、セルトレイの棚へ
の搬入、搬出に多くの労力を要し、各棚への給水方法
や、発育状態の監視等新たな問題も生じる。すなわち、
従来技術の問題点は次のようにまとめることができる。

【０００６】(1) 植物は、成長に応じて移動させる事例
はあるが、一般的に一箇所に固定されて成長するため空
間内環境の不均一さがそのまま植物の生育に影響を与
え、成育の不揃いにつながる。しかし、大空間を均一環
境にするには設備、運転費用がかかる。

【０００７】(2) また、一定の空間内環境で生育状況等
をＩＴＶ等により監視するには、ＩＴＶを移動させる必
要があり、その移動機構が複雑になると共に移動範囲に
も限界があるため、各棚毎に複数台必要であり特に棚式
の多段栽培では多数のＩＴＶが必要となる。コスト増は
免れない。

【０００８】(3) しかも、培養供給設備においても、多
段棚式とすると、各棚毎全域にわたって水槽等の設備が
必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、植物
の生育工場を大規模化、立体化したときの省力化を図る
ことのできる完全制御型植物生育工場を提供することで
ある。

【００１０】本発明のより具体的な目的は、人工的に植
物生育環境を制御して植物を育てる植物生育工場におい
て、生育棚を多段式にすることにより大規模な生育を図
りつつ、多段棚式として立体化したときに見られる環境
条件のムラを解消できる完全制御型植物生育工場を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上述
のような課題を解決するために、工場全体をいくつかに
区分して環境条件の制御をより効率的に行い得るように
するとともに、そのように完全制御された環境下にあっ
てさらに一層その環境の均一化を図るために、多段水平
棚を回転式とすることにより、植物生育条件が同一にな
るのである。

【００１２】すなわち、本発明は、植物生育環境条件を
全て人工的に制御する、生育エリア、作業エリア、そし
て貯蔵庫エリアに区分された領域から成る完全制御型植
物成育工場であって、前記生育エリアに栽培床としての
水平回転可動棚を多段に備えるとともに、該棚に植物を
植えられた多数のセルトレイを出し入れ自在に設置する
とともに、前記水平回転可動棚を複数の区分領域を経て
回転自在としたことを特徴とする均一環境下の完全制御
型植物生育工場である。

【００１３】このように本発明は、植物の高密度生育を
可能にし、植物の生育のための均一環境を実現し得る
「水平回転式可動棚」と、工場内をいくつかのエリアに
区分し、その間における植物栽培トレイの搬送の省力化
を図る「搬送装置」から構成されるのであって、かかる
構成をとる本発明によれば、生育環境はさらに一層均一
化され、将来的にはロボットの全面的な導入によって自
動搬送装置により完全無人化も可能となるのである。

【００１４】ここに、本発明において植物の「生育」と
は、育苗および栽培を意味するのであって、これを単に
「生育」と称している。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、添付図面によって本発明の
実施の形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明は
植物 (例：野菜、穀類の苗) の生育のための工場に関す
るが、特に苗を育てる育苗に適していることから、以下
にあっては本発明を育苗工場を例にとって説明する。

【００１６】図１は、本発明にかかる完全制御型育苗工
場における代表的レイアウトを示す模式的説明図であ
る。作業エリアにおいて人手によりあるいは自動的にセ
ルトレイに多数の苗を植えあるいは播種を行い、そのセ
ルトレイは搬送装置により自動的に生育エリア (図示例
では育苗エリア) の入口である搬出入領域へ自動扉を通
過して搬送され、水平回転式可動棚の所定の場所へ積載
される。このときの積載は好ましくは自動的に行われ
る。植栽は現状人手によるが、将来的にロボットを導入
することにより、より早く大量に植栽が可能となり、植
栽をを含めてセルトレイの搬送、積載は自動化でき、無
人化により、一層の省力化が期待できる。

【００１７】育苗エリアにおいてセルトレイを収容した
棚を回転させることにより、各区分領域において以下の
効果がある。 (1) 昼間および夜間の時間の長さが容易に設定できる。 (2) 給水領域を１ヶ所に集約できるため、給水設備にお
いて給水管または水槽が不要となり、設備がコンパクト
になるだけでなく空間利用率が向上する。

【００１８】(3) 棚が回転するため任意の棚が自動的に
搬出入領域に運ばれてくるため、セルトレイの取出し装
置の移動が不要となる。 (4) 棚が回転するため、植物の成長や異常を監視するた
めの監視カメラを１ヶ所で各棚毎に固定設置するだけで
済む。

【００１９】このようにして、育苗エリアで一定の期間
生育した苗は搬出入領域より自動扉を介して再び搬送装
置により作業エリアへ自動的に運ばれ、そこで生育した
苗を取り出し、適宜露地等に移植される。貯蔵庫エリア
では、移植または出荷までに時間がある場合に、セルト
レイを一時的に貯蔵する。

【００２０】図１ではレイアウトは大約を示すが、育苗
エリアの大きさによって、それぞれ他のエリアの配置、
大きさも異なるが、本発明にあっては要するにそれらの
各エリアが、搬送装置によって連絡されているというこ
とである。そのため、各エリア毎に独立して環境設定が
可能となる。

【００２１】本発明において用いる工場内搬送装置は、
例えば、レール上を走行する走行フレームに棚段を多数
設けることで、各棚段に植物栽培用のセルトレイを収容
できるように構成される。そのフレーム全体を適宜手段
でもってレール上に走行させる。

【００２２】特に育苗エリアは無人エリアとなることか
ら、上記搬送装置へのセルトレイの取り入れ、取り出し
は自動化によって行うことが好ましい。具体的技術とし
ては無人倉庫の搬送技術があり、これを適用することで
本発明における自動化を実現することができる。

【００２３】そのための具体的構成は、これまでの説明
から当業者には明らかであろう。図２は、本発明にかか
る多段棚式完全制御型育苗工場において設置された水平
回転式可動棚を示す模式的説明図であり、図２(a) は平
面図、図２(b) は図１(a) のＡ−Ａ線の方向から見た側
面図である。なお、図２では２基の水平回転式可動棚を
示す。

【００２４】図３は各棚への給水の様子を示す模式図で
ある。まず、搬出入領域では、育苗用のセルトレイを取
り出して、隣接している走行フレームに収容する。各段
のセルトレイを同時に走行フレームに移行させてもよい
が、１段づつセルトレイを走行フレームの対応する棚段
へ移行させてもよい。

【００２５】図２で多段となった棚段20は、二つの回転
中心21、22の周りを水平面で長円形に回転しており、回
転中にそれらの多段に設けられた棚段は、例えば搬出入
領域、昼間領域、給水領域、そして夜間領域を順に移動
するように構成される。なお、かかる水平回転式可動棚
それ自体は無人倉庫の技術において知られているものを
利用すればよい。

【００２６】棚段20の回転周期は、領域の設定、セルト
レイの数等により一概には言えないが、最低１回転／１
日程度とれれば十分であろう。また、成長速度は移植ま
で３〜４日程度と通常の固定式の平面栽培設備と大差は
ないが、多段式の棚であるため、一度に生育できる苗の
数に大差がある。

【００２７】また、通常設備では昼夜切換えのためラン
プの点灯、消灯の作業がありランプの寿命低下にもつな
がるが、水平回転棚の場合、回転しながら通過する領域
にて昼間、夜間状態が区分可能となるため、このような
問題はない。

【００２８】昼間領域では蛍光灯、高圧ナトリウムラン
プ等の人工光（図示せず）を点灯して自然界における昼
間の環境を再現している。棚段の間隔が狭い場合には、
棒状の発光管を各棚段の間に奥にまで差し込むことによ
り昼間環境が全体に均一に実現できるようにしてもよ
い。

【００２９】図３に示すように、給水領域では各棚段20
のセルトレイ上の苗に適宜給水装置33によって給水す
る。給水の態様は、各棚段のセルトレイ上の苗に均一に
給水できれば特定の形態のものに制限されないが、例え
ば横方向に突き出たツリー状のスプレー管を各棚段20の
間に挿入し、散水を行ってもよい。あるいは水を収容す
る給水トレイを多段に設け、それを各棚段のセルトレイ
の間に挿入し、セルトレイの下部を給水トレイの収容水
に浸漬することで給水を行ってもよい。

【００３０】夜間領域は、図２では「斜線領域」で示す
が、文字通り、自然界の夜を再現するものであり、前後
の領域から適宜手段でもって遮断するようにして、その
ような環境を実現するのである。

【００３１】図２(a) からも分かるように、棚段20は実
際には長短体の囲りを回っており、両回転軸21、22の間
の領域において生育する植物に合わせた昼間、夜間の長
さの比率を自由に設定可能である。給水、搬出入の作業
は短時間で終了するから短い距離に設けてもよい。各棚
段のセルトレイは適宜時間周期で回転している。

【００３２】したがって、全てのセルトレイが各領域を
平等の時間だけ滞留することになり環境のバラツキをな
くしている。この水平回転可動棚は全体が適宜ハウジン
グ (図示せず) によって収容され、各領域の環境設定を
容易にしてもよい。

【００３３】各領域間の仕切りに大した設備は不要で、
昼間、夜間領域の仕切りに遮光カーテンを設置する程度
で問題ない。各水平回転棚は万一の病原菌の発生による
感染を防止するため、完全分割された各部屋毎に収納す
るようにしてもよい。従って、各部屋および各エリアは
完全に壁で仕切られており搬送ルート上の各隔壁には自
動扉が設けられ、搬送時にのみ開閉する。

【００３４】生育エリアおよび貯蔵庫エリアの空内空気
圧を作業エリアより若干高くすることにより、扉の開閉
時にも清浄度が確保できるようにする。なお、ここに領
域とは昼間領域、夜間領域、給水領域、搬出入領域を指
し、エリアとは生育エリア (育苗エリア) 、作業エリ
ア、貯蔵庫エリアを指すものである。

【００３５】かくして、本発明における水平回転式可動
棚方式では、棚が多段に設置可能であり空間利用率の向
上が図れる。セルトレイが積載または搬出されるとき以
外は可動棚は低速で回転しており連続して同じ雰囲気に
さらされないため、特定の苗のみ熱だまり等による環境
ムラの影響を受けることなく、環境の均一化が図れる。

【００３６】また、棚が常時回転しているので発育状態
監視装置や給水設備は１ヶ所への集中配置で済み、設備
が簡素化される。ここでは水平回転式可動棚方式のもの
について述べたが、垂直可動棚タイプにも同様の効果が
期待できる。

【００３７】本工程を数度繰り返し、最終的に出荷調整
用の貯蔵エリアへ搬送装置により運ばれる。これらの搬
送装置は自動制御されるので大幅な省力化が図られる。
また、育苗領域も無人化することは可能となり、病原菌
の侵入が抑えられるため苗の歩留まりも改善されるとい
った付随的効果もある。

【００３８】本発明は苗の生育を対象として説明してき
たが、その他背丈の低い植物 (例：サラダ菜等の野菜)
に対しても同様の効果がある。

【００３９】

【発明の効果】ここに本発明による効果は次のようにま
とめることができる。 (1) 植物自体を移動させることにより、生育環境の均一
化が図れる。 (2) 植物自体を移動させることにより、昼間と夜間を領
域区分することも可能となる。 (3) 移動してきた植物に対し、一箇所にて監視、給水が
可能となり設備が簡素化する。

【００４０】かくして、本発明により、生育具合の揃っ
た苗または植物の計画的かつ大量の経済的な生産がいつ
でもどこの地域でも可能となる。したがって、本発明
は、農業人口減少問題や、食糧問題を解消する有力な手
段の一つとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる完全制御型育苗工場のレイアウ
トの模式的説明図である。

【図２】図２(a) は、本発明において用いる水平回転式
可動棚の模式的平面図、図２(b) は図２(a) のＡ−Ａ線
からの略式矢視図である。

【図３】スプレーノズル式による給水の様子の説明図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環境条件を全て人工的に制御する、生育
   エリア、作業エリア、そして貯蔵庫エリアに区分された
   領域から成る完全制御型植物生育工場であって、前記生
   育エリア、作業エリア、および貯蔵庫エリアのそれぞれ
   の間に植物栽培セルトレイの搬送ルートを設け、前記生
   育エリアに水平回転可動棚を多段に備えるとともに、該
   棚に多数の前記植物栽培セルトレイを出し入れ自在に設
   置するとともに、前記水平回転可動棚を複数の区分領域
   を経て回転自在としたことを特徴とする均一環境下の完
   全制御型植物生育工場。
2. 【請求項２】 前記区分領域が、前記植物栽培セルトレ
   イの搬出入領域と、人工光を点灯した昼間領域と、給水
   領域と、そして消灯した夜間領域とから成る請求項１記
   載の完全制御型植物生育工場。