本發(fā)明涉及能夠?qū)胱匀还舛缘统杀厩腋咴耘嗝芏葋砀咝У嘏嘤参锏乃耘嘞到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，為了穩(wěn)定供給糧食，寄希望于不受氣候影響而在室內(nèi)設(shè)施中利用水耕栽培培育葉菜類蔬菜等植物的植物工廠，關(guān)于植物工廠提出了各種各樣的技術(shù)。

例如，在專利文獻1中提出了如下的水耕系統(tǒng)：將開設(shè)有多個孔且各個孔中保持苗的栽培板垂直地構(gòu)成為多層，能夠使各板從上向下滑動移動并僅能夠卸下最下層的板，依次卸下處于收獲狀態(tài)的板。這種專利文獻1的水耕系統(tǒng)能夠在與外部隔絕的封閉空間內(nèi)在被完全控制的環(huán)境下培育植物，因此不存在病原菌、害蟲的侵入，也不需要噴灑農(nóng)藥，因此具有能夠?qū)崿F(xiàn)由無農(nóng)藥帶來的安全且穩(wěn)定的生產(chǎn)等優(yōu)點。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第wo00/44220號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在如專利文獻1的水耕系統(tǒng)那樣在封閉空間內(nèi)培育植物時，為了照射植物的培育所需的光，不得不設(shè)置熒光燈、發(fā)光二極管等人造光源，因此不僅電力費用高昂，并且需要使光源發(fā)出的熱量不對植物造成影響。

于是，為了代替人造光源，通過導(dǎo)入自然光而向成為栽培對象的植物照射光，從而抑制電力費用等成本，并且避免由人造光源產(chǎn)生的對植物的不期待影響，本發(fā)明人進行了深入研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)胱匀还舛缘统杀厩腋咴耘嗝芏葋砀咝У嘏嘤耘鄬ο蟮乃耘嘞到y(tǒng)。

用于解決課題的方案

本發(fā)明所涉及的水耕栽培系統(tǒng)具備：水耕栽培單元，其沿縱向配置有供栽培對象的苗移植的栽培板；以及采光裝置，其從外部導(dǎo)入自然光而向移植于所述栽培板的苗照射，所述采光裝置具有一對反射板，該一對反射板以與所述水耕栽培單元所具備的所述栽培板的栽培面平行的方式立起設(shè)置，從采光口導(dǎo)入的自然光在于所述反射板的反射面上反復(fù)反射并傳播的過程中，從貫穿設(shè)置于所述反射板的出射孔向移植于所述栽培板的苗照射光。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)胱匀还舛缘统杀厩腋咴耘嗝芏葋砀咝У嘏嘤耘鄬ο蟆?/p>

附圖說明

圖1是縱剖視地示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的概要的說明圖。

圖2是立體地示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的栽培塊的概要的說明圖。

圖3是立體地示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的栽培板的一例的液肥供給面?zhèn)鹊恼f明圖。

圖4是立體地示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的栽培板的另一例的液肥供給面?zhèn)鹊恼f明圖。

圖5是立體地示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的概要的說明圖。

圖6是示出本發(fā)明的第一實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)中的栽培板的替換操作的形態(tài)的說明圖。

圖7是縱剖視地示出本發(fā)明的第二實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的概要的說明圖。

圖8是縱剖視地示出本發(fā)明的第二實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的概要的說明圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式進行說明。

[第一實施方式]

首先，對本發(fā)明所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的第一實施方式進行說明。

本實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)1特別適于栽培圓生菜、皺葉生菜、直立生菜、水菜、菠菜、香草類等葉菜類蔬菜，具備：水耕栽培單元2，其沿縱向配置有栽培板21，該栽培板21供在苗床中從種子培育而成的上述植物(栽培對象)的苗p移植；以及采光裝置3，其從外部導(dǎo)入自然光從而向移植于栽培板21的苗p照射光。

作為栽培板21，能夠使用例如由聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯等合成樹脂構(gòu)成的板(包括泡沫板)、由植物纖維、樹脂纖維、無機纖維等纖維材料構(gòu)成的纖維板、木材等，只要輕型且具有能夠耐受發(fā)育后的栽培對象p的重量的強度，則沒有特別限定。

在栽培板21貫穿設(shè)置有保持所移植的苗p的多個種植孔22。這些種植孔22以考慮了栽培對象p的收獲期的大小的適當?shù)拈g隔排列，并且以相對于板面具有恒定的角度的方式貫穿設(shè)置。為了在如后述那樣向栽培板21的液肥供給面24供給液肥時，不使液肥繞至栽培板21的栽培面23側(cè)而導(dǎo)致液肥與栽培對象p的根部以外的部分接觸，該角度θ優(yōu)選為20～50°(參照圖3)。

雖未特別圖示，但在向栽培板21移植苗p時，例如只要使苗p在被切成小片的海綿狀的苗床中發(fā)育，將整個這種苗床保持于種植孔22等即可。

另外，栽培板21的一個板面形成為栽培面23，另一個板面形成為液肥供給面24。在向栽培板21移植苗p時，以使苗p的根部沿著液肥供給面24成長的方式移植。由此，從在液肥供給面24的上方配設(shè)的液肥供給管25供給的液肥(將固態(tài)或者液狀的肥料溶于水中而成的液體肥料)經(jīng)過液肥供給面24而到達所移植的苗p的根部。

雖然未特別圖示，但在液肥供給管25中貫穿設(shè)置有多個小孔，以使得在液肥供給管25的內(nèi)部流動的液肥朝向栽培板21的液肥供給面24流下。而且，通過與小孔的配置、開口面積一起適當調(diào)整液肥的流量、流速，能夠向各個栽培板21的液肥供給面24均勻地供給液肥。

在此，在上述的專利文獻1的水耕系統(tǒng)中，將液肥呈霧狀地噴出。在本實施方式中，也可以向苗p的根部呈霧狀地噴出液肥，但在這樣的情況下，必需注意維護以防止堵塞。因此，在本實施方式中，優(yōu)選如上述那樣向苗p的根部供給液肥。這樣一來，能夠通過更加簡單且維護容易的設(shè)備供給液肥。

另外，若將栽培板21沿橫向配置，則為了向苗p供給液肥而必需準備預(yù)先貯存液肥的栽培床，需要用于支承作為重物的栽培床的構(gòu)造。相對于此，通過將栽培板21沿縱向配置且如上述那樣向苗p的根部供給液肥，從而不需要這樣的構(gòu)造。由此，不僅能夠削減設(shè)備成本，還能夠抑制設(shè)備的重量增加。

可以在栽培板21的液肥供給面24設(shè)置凹凸形狀、或形成供液肥滯留在根部的附近的液肥存積處，以使得液肥高效地到達所移植的苗p的根部，但液肥供給面24的具體方式?jīng)]有特別限定。

例如，也可以如圖3所示，沿著種植孔22的排列形成凸條22a，并且通過背面板24a覆蓋液肥供給面24。這樣一來，供給至液肥供給面24的液肥滯留于凸條22a并且從凸條22a與背面板24a之間的間隙流下，能夠使液肥高效地到達所移植的苗p的根部。

另外，也可以在液肥供給面24形成如圖4所示的組合傾斜面而成的凹凸形狀，使得經(jīng)過這些傾斜面而流下的液肥高效地到達所移植的苗p的根部。

另外，在本實施方式中，只要將這種栽培板21沿縱向配置，則栽培板21的具體的排列等沒有特別限定。在圖示的例子中，沿縱向配置的多個栽培板21以能夠橫向滑動的方式支承于導(dǎo)軌26并沿橫向排列，該導(dǎo)軌26設(shè)置在上下組合成多層的框架的各個層中(參照圖2)。也可以在支承栽培板21的各個層中敷設(shè)的導(dǎo)軌26上，排列設(shè)置輔助栽培板21的橫向滑動的滾子27。

在圖示的例子中，向栽培板21的液肥供給面24供給液肥的液肥供給管25配設(shè)于各個層，支承栽培板21的導(dǎo)軌26能夠形成為承接經(jīng)過栽培板21的液肥供給面24而流下的液肥的桶狀。并且，還能夠?qū)Ρ恍纬蔀橥盃畹膶?dǎo)軌26承接的液肥進行適當調(diào)制，使其向液肥供給管25循環(huán)而進行再利用。

這樣，本實施方式的水耕栽培單元2包含栽培塊20，構(gòu)成為上下形成為層狀的栽培塊20的集合體，該栽培塊20通過將多個栽培板21以能夠橫向滑動的方式支承于各個層的導(dǎo)軌26而成。而且，如圖2所示，在各個栽培塊20中，隨著栽培對象p的成長而使栽培板21橫向滑動(在圖2所示的例中，從圖中左側(cè)朝向右側(cè)橫向滑動)，將栽培對象p處于收獲期的栽培板21卸下，并且將移植有新的苗p的栽培板21支承于導(dǎo)軌26，通過反復(fù)進行上述作業(yè)，能夠定期地收獲栽培對象p。

在此，在專利文獻1的水耕栽培系統(tǒng)中，使垂直地構(gòu)成為多層的板沿縱向滑動，從而進行板的替換作業(yè)。因此，在卸下最下層的板時，需要利用限位器將位于其上層的板固定的作業(yè)，在卸下最下層的板后，也需要在注意不使板落下的同時使全部的板沿縱向滑動，需要繁瑣的作業(yè)。相對于此，根據(jù)本實施方式，以將栽培板21支承為能夠橫向滑動的方式構(gòu)成栽培塊20，因此栽培板21的替換作業(yè)變得容易。

需要說明的是，圖6是示出栽培板21的替換作業(yè)的形態(tài)的說明圖。

另外，在本實施方式中，對于水耕栽培單元2而言，以栽培板21的栽培面23對置的方式，將兩個水耕栽培單元2成對地設(shè)置。而且，在成對的兩個水耕栽培單元2之間設(shè)置有采光裝置3，該采光裝置3從外部導(dǎo)入自然光從而向移植于這些水耕栽培單元2所具備的栽培板21上的苗p照射光。

具備這種結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu)的本實施方式的水耕栽培系統(tǒng)1能夠?qū)⒁栽耘喟?1的栽培面23對置的方式設(shè)置的兩個水耕栽培單元2、以及設(shè)置在兩個水耕栽培單元2之間的采光裝置3作為構(gòu)成單位，以使水耕栽培單元2所具備的栽培板21的液肥供給面24側(cè)對接的方式排列設(shè)置多個該構(gòu)成單位。

采光裝置3具有一對反射板31a，該一對反射板31a與各個水耕栽培單元2所具備的栽培板21的栽培面23平行地立起設(shè)置，該一對反射板31a的各個對置面形成為反射率被提高了的反射面。由此，從位于上方的采光口30導(dǎo)入的自然光在對置的反射板31a之間反復(fù)反射并向下方傳播。

需要說明的是，在圖示的例子中，反射板31a固定于支柱35和梁36，該支柱35在框架中立起設(shè)置，該梁36與該支柱35交叉而組裝成格子狀。

作為這種反射板31a，能夠使用例如在其成為反射面的面上形成有由銀、銀合金、鋁、多層膜等構(gòu)成的層而提高了反射率的鋼板、鋁板、鋁合金板等金屬板。在使用該金屬板形成反射板31a時，反射板31a可以由一塊該金屬板形成，也可以通過組合多個該金屬板而形成。

另外，在各個反射板31a中，與栽培板21的位置相應(yīng)地以規(guī)定的開口率貫穿設(shè)置有多個出射孔32(參照圖5)。由此，從采光口30導(dǎo)入的自然光在于反射板31a的反射面上反復(fù)反射并傳播的過程中，從貫穿設(shè)置于反射板31a的出射孔32向移植于栽培板21上的苗p呈光斑狀地照射光。

需要說明的是，圖5是立體地示出本實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的概要的說明圖，僅示出除框架等以外的主要構(gòu)成構(gòu)件。

采光裝置3的高度設(shè)為與水耕栽培單元2的高度相等或水耕栽培單元2的高度以上，以能夠?qū)牟晒饪?0導(dǎo)入的自然光向移植于上下排列的栽培板21的苗p照射，也可以以與沿橫向排列的一個或者兩個以上的栽培板21分別對應(yīng)的方式將反射板31a分割。

另外，采光裝置3在其底部側(cè)具有底部反射板31b，該底部反射板31b將在采光裝置3內(nèi)傳播而到達底部側(cè)的光朝向反射板31a反射。底部反射板31b優(yōu)選使用與反射板31a所使用金屬板同樣的金屬板，且形成為具有規(guī)定的角度的山形，以使到達底部側(cè)的光朝向?qū)χ玫母鱾€反射板31a均勻地反射。

另外，采光裝置3優(yōu)選在其側(cè)部側(cè)具有用于防止光從側(cè)部泄漏的側(cè)部反射板31c。側(cè)部反射板31c也能夠使用與反射板31a同樣的金屬板形成。

另外，優(yōu)選在采光裝置3與水耕栽培單元2之間的空間(栽培空間)的側(cè)部設(shè)置包圍該空間的側(cè)部圍繞構(gòu)件，以使得從采光裝置3照射的光無浪費地向移植于栽培板21的苗p照射。在設(shè)置側(cè)部圍繞構(gòu)件時，可以如圖5所示，與側(cè)部反射板31c并排設(shè)置該空間側(cè)的面形成為反射面的反射側(cè)板31d，也可以使采光裝置3的側(cè)部反射板31c向水耕栽培單元2側(cè)延長。在后者的情況下，構(gòu)成水耕栽培系統(tǒng)1的構(gòu)件數(shù)量不會增加，因此在構(gòu)件管理、制造成本方面有利。

這樣一來，能夠抑制光從栽培空間泄漏，并且高效地進行二氧化碳向采光裝置3與水耕栽培單元2之間形成的栽培空間的供給、該栽培空間的空氣調(diào)節(jié)。

并且，為了使從采光裝置3照射的光無浪費地向移植于栽培板21的苗p照射，優(yōu)選反射板31a的栽培板21側(cè)的面也形成為反射面，更優(yōu)選該反射面形成為漫反射面。

在這種本實施方式所涉及的水耕栽培系統(tǒng)1中，通過將供栽培對象的苗p移植的栽培板21沿縱向配置，能夠較大地得到栽培面積，從而能夠增加收獲量。并且，通過具有以與栽培板21的栽培面23平行的方式立起設(shè)置的一對反射板31a的采光裝置3，從采光口導(dǎo)入的自然光在于反射板31a的反射面上反復(fù)反射并傳播的過程中，從貫穿設(shè)置于該反射板31a的出射孔32向移植于栽培板21的苗p照射光，從而能夠以低成本且高栽培密度來高效地培育栽培對象p。

另外，采光裝置3構(gòu)成為具有以與栽培板21的栽培面23平行的方式立起設(shè)置的一對反射板31a的縱型的采光裝置，能夠?qū)⒉晒饪谠O(shè)置在建筑物的頂面，因此相對于太陽的位置的設(shè)置的自由度高。

需要說明的是，在將反射板橫置而構(gòu)成采光裝置的情況下，若將采光口設(shè)置于建筑物的頂面，則需要用于引導(dǎo)光的附加的導(dǎo)光機構(gòu)，系統(tǒng)的構(gòu)造變得復(fù)雜。另外，若將采光口設(shè)置于建筑物的壁面，則無需這樣的導(dǎo)光機構(gòu)，但根據(jù)太陽的位置而產(chǎn)生無法采光的時間。

這樣，根據(jù)本實施方式，通過將栽培板21沿縱向配置，并且利用具有以與該栽培板21的栽培面23平行的方式立起設(shè)置的一對反射板31a的采光裝置3構(gòu)建系統(tǒng)，能夠通過簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以低成本且高栽培密度來高效地培育栽培對象p。

[第二實施方式]

接下來，對本發(fā)明所涉及的水耕栽培系統(tǒng)的第二實施方式進行說明。

在本實施方式中，如圖7以及圖8所示，以與水耕栽培單元2所具備的栽培板21的栽培面23平行的方式立起設(shè)置的一對反射板31a分別能夠從接近水耕栽培單元2的位置向遠離水耕栽培單元2的位置移動。

在此，圖7所示的例子示出反射板31a處于接近水耕栽培單元2的位置的狀態(tài)，圖8所示的例子示出一個反射板31a處于遠離水耕栽培單元2的位置的狀態(tài)。

在這些圖所示的例子中，反射板31a固定于支柱35和梁36，能夠從接近水耕栽培單元2的位置向遠離水耕栽培單元2的位置移動，該支柱35立起設(shè)置于在軌道33上移動的臺車34，該梁36與該支柱35交叉而組裝成格子狀。

另外，為了防止反射板31a的翻倒，在反射板31a的上端側(cè)固定有朝向水耕栽培單元2側(cè)垂直地伸出的支承構(gòu)件37，將該支承構(gòu)件37以能夠滑動的方式支承于固定在框架側(cè)的引導(dǎo)構(gòu)件38。

通過使反射板31a遠離水耕栽培單元2，能夠確保對水耕栽培單元2進行維護時的作業(yè)空間。并且，也可以與栽培對象p的成長相應(yīng)地，以盡量不減少向栽培對象p照射光的照射量的方式使反射板31a逐漸遠離栽培對象p，以使得成長后的栽培對象p不與反射板31a接觸。另外，若水耕栽培單元2與反射板31a的間隔狹窄，則空氣在其之間滯留，可能會出現(xiàn)栽培對象p的發(fā)育所需的二氧化碳不足、溫度不均等的不良情況。為了抑制這種不良情況，根據(jù)需要，通過使反射板31a遠離水耕栽培單元2而確保規(guī)定的空間，從而能夠使通氣性良好而促進空氣的循環(huán)。

這樣，在將一對反射板31a形成為分別能夠從接近水耕栽培單元2的位置向遠離水耕栽培單元2的位置移動的情況下，底部反射板31b優(yōu)選通過將與反射板31a所使用的金屬板同樣的金屬板以能夠在頂部折彎的方式具有規(guī)定的角度地組合成山形而形成。而且，在使一對反射板31a中的至少一方遠離栽培單元2時，優(yōu)選底部反射板31b的頂部在折彎的同時上升，從而不妨礙反射板31a的移動(參照圖8)。

另外，在采光裝置3的側(cè)部側(cè)設(shè)置有側(cè)部反射板31c的情況下，優(yōu)選在使一個反射板31a遠離水耕栽培單元2從而在反射板31a與水耕栽培單元2之間確保作業(yè)空間時，能夠使一方或者兩方的側(cè)部反射板31c以滑動門狀、或者平開門狀開閉，以使得作業(yè)者能夠進入該作業(yè)空間。

本實施方式與上述的第一實施方式的不同之處在于以上方面，除此以外具備同樣的結(jié)構(gòu)，因此省略對于其他結(jié)構(gòu)的詳細的說明。

以上，對于本發(fā)明示出優(yōu)選實施方式而進行了說明，但本發(fā)明不限于上述的實施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)當然能夠?qū)嵤└鞣N各樣的變更。

例如，根據(jù)本發(fā)明，通過導(dǎo)入自然光而向栽培對象p照射光，能夠以低成本且高栽培密度來高效地培育栽培對象p，但在不明顯破壞這種本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，也可以輔助性地同時使用熒光燈、發(fā)光二極管、有機el等人造光源。

另外，為了提高采光量，也可以在導(dǎo)入自然光而向栽培對象p照射光的采光裝置3中設(shè)置太陽光跟蹤裝置、聚光透鏡等。

將該說明書所記載的文獻以及成為本申請的巴黎優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)的日本申請的說明書的內(nèi)容全部援引于此。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠適當用作在植物工廠中以高栽培密度來高效地培育栽培對象的水耕栽培系統(tǒng)。

附圖標記說明

1水耕栽培系統(tǒng)

2水耕栽培單元

20栽培塊

21栽培板

22種植孔

23栽培面

26導(dǎo)軌

3采光裝置

30采光口

31a反射板

31b底部反射板

31c側(cè)部反射板

31d反射側(cè)板

32出射孔

p栽培對象

p苗