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【発明の名称】 植物育成装置
【発明者】 【氏名】高畑　亨

【氏名】猪田　博子

【氏名】山口　健一

【氏名】清田　信

【氏名】渋谷　俊夫
【要約】 【課題】組立てが容易で、かつ、植物を安定に育成できる植物育成装置を提供すること。

【解決手段】植物育成装置１は、天板２３に照明器具１２を装着すると共に天板２３の貫通孔２６にファン１４を設けて照明器具に１２による下室７ｃ内の気温の過上昇を防止可能に構成した複数の育成ユニット２を多段に積み重ね、上段の育成ユニット２の排水用パイプ９と下段の育成ユニット２の給水用パイプ８を分離可能に接続したものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物育成容器を収納する複数の育成ユニットを多段に積み重ねてなる植物育成装置であって、
前記各育成ユニットが、筐体と、前記筐体内部に片端側を延在させると共に他端側を筐体外部に延出させた給水用パイプ及び排水用パイプとを備え、所定の育成ユニットの給水用パイプから水を供給し、かつ、前記所定の育成ユニット以下の育成ユニットの排水用パイプと該育成ユニットよりも下段の育成ユニットの給水用パイプを接続した植物育成装置。
【請求項２】
前記所定の育成ユニットへ供給する水を貯留する貯水タンクを備え、前記所定の育成ユニットよりも下段の何れかの育成ユニットの排水用パイプを前記貯水タンクに接続し、水を循環可能に構成した請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項３】
植物育成容器を収納する複数の育成ユニットを多段に積み重ねてなる植物育成装置であって、
前記各育成ユニットが、筐体と、前記筐体の内部を上室及び下室に分割する天板と、前記下室内に装着された照明器具と、前記上室及び下室の側面に形成した通気用窓と、前記天板に形成した貫通孔に装着され下室から上室に向けて気流を発生させる換気用のファンとを備えた植物育成装置。
【請求項４】
前記通気用窓及び換気用のファンを対称的に配設した請求項３に記載の植物育成装置。
【請求項５】
前記下室内面に反射材を設けた請求項３又は４に記載の植物育成装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉鎖型施設内に備え付ける植物育成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の植物育成装置として、多段式の棚に照明器具及び灌水構造を備えたものや、各棚に給排気ダクトを設けて換気を行なえるようにしたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。また、各棚をユニット化し、複数のユニットを多段に積み重ねて構成したものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４６４５０号公報（第４図）
【特許文献２】
特開平１１−１１３４１９号公報（第２図）
【特許文献３】
特開２００１−２５１９５９号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
閉鎖型施設内に多段棚式の植物育成装置を配置して均質な植物の育成を達成するためには、前記特許文献１及び２から示唆されるように、各棚に照明設備、換気装置及び灌水装置を設けて、各棚の環境の均一化を図る必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の多段棚式の植物育成装置は、比較的大型であるために、装置の移動が困難で、しかも予め規模が定められているために、自由に規模の変更を行なえないという問題があった。そこで、前記特許文献３のように、各棚をユニット化して、装置の移動性・規模の変更容易性を向上させることが考えられるが、かかる場合には、各ユニットの給排水設備について改良の余地があった。
【０００６】
また、従来の植物育成装置は、前記特許文献２のように、換気装置の吸排気方向が水平方向になっていたので、各棚で気温の分布が生じやすく、植物を均質に育成することができないおそれがあった。
【０００７】
本発明はかかる課題に鑑み創案するに至ったものであって、その目的は、植物を安定に育成することができる育成ユニットを複数積層してなる植物育成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る植物育成装置は、植物育成容器を収納する複数の育成ユニットを多段に積み重ねてなる植物育成装置であって、前記各育成ユニットが、筐体と、前記筐体内部に片端側を延在させると共に他端側を筐体外部に延出させた給水用パイプ及び排水用パイプとを備え、所定の育成ユニットの給水用パイプから水を供給し、かつ、前記所定の育成ユニット以下の育成ユニットの排水用パイプと該育成ユニットよりも下段の育成ユニットの給水用パイプを接続したことを特徴とする。このように本発明の前記構成によれば、上段の育成ユニットで所定の水位に達した水を順次下段の育成ユニットに送り込むようになっている。すなわち、所定の育成ユニットに給水すると、順次下段の育成ユニットにも給水するようになっているので、各育成ユニットへの給水操作を１回で終わらせることができる。また、上段の育成ユニットの排水用パイプと下段の育成ユニットの給水用パイプを分離可能に接続しておくと、個々の育成ユニットにばらして移動させることができ、しかも育成ユニットの増減により規模を変更することも可能になる。
【０００９】
なお、給水用パイプ及び排水用パイプは、上下隣接する育成ユニットに限らず、複数段隔てた育成ユニット同士で接続するようにしてもよい。
【００１０】
本発明の請求項２に係る植物育成装置は、前記所定の育成ユニットへ供給する水を貯留する貯水タンクを備え、前記所定の育成ユニットよりも下段の何れかの育成ユニットの排水用パイプを前記貯水タンクに接続し、水を循環可能に構成したことを特徴とする。このように装置内で水を循環させると、各育成ユニットの水質管理を容易に行なうことができる。例えば、植物育成装置内の水の循環経路にろ過装置や冷却装置を設けると、植物に与える水の汚れ除去や水温の調整を行なうことができる。
【００１１】
また、植物育成装置の占有面積を縮小させるためには、貯水タンクを植物育成装置の最上段又は最下段に設置することが考えられる。貯水タンクを最上段に設置した場合、前記所定の育成ユニットよりも下段の何れかの育成ユニットの排水用パイプから排出された水をポンプでもって貯水タンクに汲み上げる一方、貯水タンクを最下段に設置した場合には、貯水タンクの水をポンプでもって汲み上げて前記所定の育成ユニットの給水用パイプから供給する。
【００１２】
本発明の請求項３に係る植物育成装置は、前記筐体の内部を上室及び下室に分割する天板と、前記下室内に装着された照明器具と、前記上室及び下室の側面に形成した通気用窓と、前記天板に形成した貫通孔に装着され下室から上室に向けて気流を発生させる換気用のファンとを備えたことを特徴とする。このように換気用のファンにより鉛直上向きに気流を発生させると、照明器具により加熱された下室内の空気を効率的に上室へ吸い上げて通気用窓から排出することができる。したがって、下室内の温度分布のばらつきを抑制することが可能になる。
【００１３】
本発明の請求項４に係る植物育成装置は、前記通気用窓及び換気用のファンを対称的に配設したことを特徴とする。すなわち、通気用窓は、育成ユニットの横断面において対称的に配設するのであって、具体的には、育成ユニットの横断面形状が正三角形である場合は各側面に形成し、正方形又は長方形である場合は対向する２組の側面のうち少なくともいずれか１組の側面に形成し、円形状である場合は等角度（等間隔）で形成することなどが挙げられる。また、換気用のファンは、１つに限らず複数でもよく、１つの場合は天板の中央部に、複数の場合はいずれの通気用窓の位置から見ても換気用ファンの配置が同じになるように配設する。これにより下室内の気流を対称的にすることができるので、気温のばらつきを抑制することができる。
【００１４】
本発明の請求項５に係る植物育成装置は、前記下室内面に反射材を設けたことを特徴とする。これにより下室に収納した植物に多角度から光を当てることができ、植物の育成を促進することができる。なお、反射材は、アルミ材や白色パネルなど、光の反射率が高い素材であればよく、筐体の内面又は天板の下面に貼り付けてもよいし、筐体自体又は天板自体が反射材であってもよい。
【００１５】
また、育成ユニットの上室及び下室の通気用窓は、別々に形成したものに限らず、筐体の側面に形成した１つの窓を天板又はその他の部材（例えば反射板）でもって区切るようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る植物育成装置の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の植物育成装置１を例示しており、同図において、２は育成ユニットで、貯水タンク３の上に多段に積み重ねられている。貯水タンク３には、ポンプ４が設けられており、揚水パイプ５を介して最上段の育成ユニット２に給水するようになっている。
【００１８】
育成ユニット２は、図２及び図３に示すように、通気用窓６を有する筐体７と、水を供給・排出する給水用パイプ８及び排水用パイプ９と、植物育成容器としてのトレイ１０を支持するトレイ支持台１１，１１と、着脱自在に装着された照明器具１２と、筐体内壁に装着された反射板１３と、換気循環用のファン１４とを備えている。なお、最上段の育成ユニット２には、図１のように、上部開口部に蓋体７ａを装着しておくとよい。
【００１９】
筐体７は、プラスチック製、鋼製、ガラス製などの非透水性素材からなる直方体状の箱であって、上部及び底部の形状が相互に嵌合可能に形成され、多段に積み重ねられるようになっている。また、各側面には、矩形状の通気用窓６を形成し、一側面に給水用パイプ８及び排水用パイプ９の挿入孔１５，１６を形成している。通気用窓６は、内周縁に取付けられた反射板１３及び後述する天板２３により上下方向に分割されている。なお、筐体７は、１人で持ち運びできる程度の大きさ（例えば、長さ５７０×幅３８０×高さ３２０ｍｍ）が望ましい。
【００２０】
給水用パイプ８及び排水用パイプ９は、Ｌ字状の配水管１７，１８の片端側に樹脂製チューブ１９，２０を接続したものであって、該片端側を挿入孔１５，１６から筐体７外部に延出させると共に他端側を筐体７の内底面に向けて配設している。また、チューブ１９，２０の先端には、隣接する上下段の育成ユニット２のチューブ（図示略）と接続するためのチューブ継ぎ手２１，２２が設けられている。このような給水用パイプ８及び排水用パイプ９を筐体７に設けることで、育成ユニット２内の水は、所定の水位を超えると、サイホンの原理によって順次下段の育成ユニット２に送られる。なお、給水用パイプ８の挿入孔１５は、図２のように、排水用パイプ９の挿入孔１６より上方に設けておき、排水用パイプ９と挿入孔１６との隙間をシールする。
【００２１】
トレイ１０は、筐体７の底部に溜まった水を図示外の吸水シートで吸い上げ、内部に植生した植物に水分を供給するようになっている。
【００２２】
トレイ支持台１１は、トレイ１０を底上げするために、筐体７の内底面上に取付けられている。
【００２３】
また、筐体７の内部は、天板２３でもって上室７ｂ及び下室７ｃに分割されている。天板２３は、筐体７の内壁面に螺着してもよいし、筐体７の内壁面に固着された複数の担持部（図示略）でもって支持するようにしてもよいし、或いは筐体７の上縁部から吊り下げるようにしてもよい。
【００２４】
照明器具１２は、天板２３の下面側に着脱自在に装着された蛍光灯２４と、天板２３の上面側に取付けられた安定器２５とで構成され、植物に光を照射する機能のほか、筐体７内の気温を上昇させる熱源としての機能を有する。すなわち、蛍光灯２４の種類（ワット数）を変更すること、或いは蛍光灯２４の数を増減させることにより筐体７内の光度及び空気の加熱が可能になっている。また、天板２３の上面側には、照明器具制御用タイマー（図示略）が設置されており、照光開始から所定時間経過後に自動で消灯できるようになっている。
【００２５】
反射板１３は、照明器具１２の光を多角度から植物に当てるためのもので、天板２３から下方の通気用窓６の一部を閉塞するように取付けてあり、これにより通気用窓６が上下２つに分断されている。反射板１３としては、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡などのほか、鏡面加工を施した金属材（例えばアルミ材や白色パネルなど）を用いることができる。また、反射板１３は、鉛直方向に固定するだけでなく、枢動自在に取付けて反射光の向きを変更できるようにしてもよい。なお、反射板１３は、天板２３の下面側にも取付けても良い。
【００２６】
ファン１４は、天板２１の所定箇所に形成された換気孔２６に取付けられている。ファン１４及び換気孔２６は、１つに限らず複数でもよい。例えば図４の如く、ファン１４の送風方向を下室７ｃから上室７ｂに設定しておくと、下室７ｃの加熱された空気を吸引して上室７ｂに送り込み、上室７ｂの通気用窓６から筐体７の外部に排気するようになっている。これにより、下室７ｃの通気用窓６から外気が筐体７に入り込み、照明器具１２の熱による気温の過上昇を防止できる。一方、ファン１４を停止させておくと、育成ユニット２内の気温を上昇させることもできるので、育成対象の植物に対応した環境設定を実現することができる。なお、ファン１４は、下室内の気流環境の微調整を行なうべく、角度調節可能な構成であってもよい。
【００２７】
植物育成装置１は、図１のように、複数の育成ユニット２を貯水タンク３の上に積み重ねると共に、各育成ユニット２の給水用パイプ８及び排水用パイプ９を上下隣接する育成ユニット２の排水用パイプ９及び給水用パイプ８に接続したものであり、組立て・分解を容易に行なえるので、装置１の移動が容易になり、しかも育成ユニット２を増減させることで装置１の規模を容易に変更することができる。
【００２８】
また、貯水タンク３の水をポンプ４でもって最上段の育成ユニット２に汲み上げて所定の水位に達すると、順次下段の育成ユニット２（最下段の育成ユニット２の場合は貯水タンク３）に排水するようになっている。このように装置１内の水を循環させることができるので、水質管理を容易に行なうことが可能になる。
【００２９】
また、各育成ユニット２には、照明器具１２及び反射板１３を設けて植物に多角度から光を当てるようになっているので、植物の育成を促進することができる。さらに、ファン１４の吸排気方向を下室７ｃから上室７ｂに向けて設定しているので、照明器具１２により加熱された下室７ｃ内の空気を効率的に排出することができ、下室７ｃの気温分布を略一様にすることが可能になる。一方、照明器具１２の出力やファン１４の出力を調節することにより各育成ユニット２の環境の均一化を図ることはもちろん、育成ユニット２ごとに環境を微小変化させることもできるので、同種の植物を均一な品質で育成すること又は複数種類の植物を各植物に適した環境で育成することが可能になる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば図３のように育成ユニット２内部の温度を検出する温度センサ２７を設けて、該温度センサ２７の検出結果に基づいてファンの起動停止を制御してもよい。
【００３１】
また、本発明は、植物の中でも特に苗の栽培に適しており、上記実施形態の如く廉価な部品で構成することができるから、これまで初期投資が大きいために、育苗できなかった中小農家でも低コストで良質の苗を栽培できるようになる。
【００３２】
また、農業用に限らず、一般家庭の家庭菜園やインテリアとしての普及が期待できるほか、教材や実験装置としてのニーズも考えられる。
【００３３】
さらに、本発明は、植物の育成に限らず、昆虫や小動物の育成にも応用でき、幅広い用途が期待できる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、上段の育成ユニットで所定の水位に達した水を順次下段の育成ユニットに送り込むようになっているので、各育成ユニットへの給水操作を１回で終わらせることができる。また、育成ユニットの個数を変更することで、任意の規模に設定することが可能になる。
【００３５】
請求項２に係る発明によれば、植物育成装置内で水を循環させることができるので、各育成ユニットの水質管理を容易に行なうことができる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、換気用のファンにより鉛直上向きに気流を発生させると、下室上方の熱気を効率的に排出することができ、気温の過上昇を防止することができる。
【００３７】
請求項４に係る発明によれば、下室内の気流を対称的にすることができるので、下室内の気温のばらつきを抑制することができる。
【００３８】
請求項５に係る発明によれば、下室に収納した植物に多角度から光を当てることができ、植物の育成を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る植物育成装置の縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図であって、本発明に係る育成ユニットの縦断面図である。
【図３】本発明に係る育成ユニットの横断面図である。
【図４】育成ユニット内部の気体の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
１．植物育成装置
２．育成ユニット
３．貯水タンク
４．ポンプ
６．通気用窓
７．筐体
７ｂ．上室
７ｃ．下室
８．給水用パイプ
９．排水用パイプ
１２．照明器具
１３．反射板
１４．ファン
２１，２２継ぎ手
２３．天板
２６．貫通孔
【出願人】 【識別番号】０００１５６９３８
【氏名又は名称】関西電力株式会社
【出願日】 平成１４年１０月１日（２００２．１０．１）
【代理人】 【識別番号】１０００６４５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】江原　省吾

【識別番号】１０００９３９９７
【弁理士】
【氏名又は名称】田中　秀佳

【識別番号】１００１０１６１６
【弁理士】
【氏名又は名称】白石　吉之

【識別番号】１００１０７４２３
【弁理士】
【氏名又は名称】城村　邦彦

【識別番号】１００１２０９４９
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野　剛

【識別番号】１００１２１１８６
【弁理士】
【氏名又は名称】山根　広昭
【公開番号】 特開２００４−１２１０７４（Ｐ２００４−１２１０７４Ａ）
【公開日】 平成１６年４月２２日（２００４．４．２２）
【出願番号】 特願２００２−２８９００８（Ｐ２００２−２８９００８）