专利名称：水耕栽培装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行植物水耕栽培的水耕栽培装置。
背景技术：
近年来，如图5所示，在通过植物水耕栽培进行培育时，多使用水耕栽培装置100， 即在具有多层架101的培育架102的各个架101上分别载置栽培容器103，同时，通过设置 在各个架101上的照明装置104，照射种在上述各栽培容器103中的植物(直接照明方式)， 促进其生长。并且，此时，惯例是将上述培育架102设置于空调环境的栽培室107内，在最适 宜的生长环境下培育植物，另外，一般是在各个架101的上方位置，配置数根直荧光灯105 作为照明装置104 (参照专利文献1)。另外，使用直荧光灯105的直接照明方式的照明装置104中，为了使照度均等化， 惯例是使用反射罩106 (参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2001-346450号公报专利文献2 日本特开昭60-225302号公报。
发明内容
发明要解决的问题这里，如图5或者专利文献1所示的现有水耕栽培装置，设置数根直荧光灯105所 构成的照明装置104照射种在上述各栽培容器103中的植物108的水耕栽培装置100中， 存在以下问题。S卩，因为照明装置104是采用直接照明方式，如果是接近植物108的接近照明，会 有因荧光灯105发热和放射热而使植物108发生叶枯焦的危险。因此，不得不采用使荧光 灯105和植物108间隔扩大的疏远照明方式，导致，各个架101之间的间隔扩大，在指定高 度范围内所能设置的架101的层数变少，空间利用率下降，造成水耕栽培装置100的初始成 本及运行费用上升，同时降低水耕栽培装置100的生产性。另外，因为是疏远照明，照明效率差，所以应该确保最适宜植物108生长的光照条 件，需要增多荧光灯105的数量，结果，因荧光灯105使用数量增多而造成照明耗电量增大 水耕栽培装置100的运行费用进一步上升，同时荧光灯104发热使周围空气温度升高造成 对植物108生长环境的不利影响，以及因荧光灯104发热使水耕栽培装置100内上下方向 温差扩大，种在高温的上层侧的栽培容器103中的植物108与种在低温的下层侧的栽培容 器103中的植物108的生长进度不一致、均一性低下等问题，为了避免上述情况在栽培室 107内使用空调，费用高，以致水耕栽培装置100的运行费用上升。因此，本发明目的在于提供一种水耕栽培装置，在培育植物中，降低初始成本和运 行费用，同时，能够实现提高生产性和培育高品质的植物。解决问题的技术方案采用以下构成作为本发明涉及课题的解决方式。
3
本发明第1方案所涉及的水耕栽培装置，其特征在于在能调节室温的栽培室1 内，保持上下方向指定间隔多层配置栽培器单元2，上述栽培器单元2具有以下构成上面 开口且储有培养液L的栽培容器3的底壁3a的底面安装有数个照明器4 ；此外，使培养液 罐25内的培养液L在上述各栽培器单元2的各培养液容器3之间循环，同时上述培养液L 的循环路径中设有冷却单元27，将来自上述各培养液容器3的回流培养液L散热冷却，再提 供给上述各培养液容器3。本发明第2方案所涉及的水耕栽培装置，其特征在于在上述第1方案所涉及的水 耕栽培装置中，在上述栽培器单元2上设置透明或半透明材质的外壳件5，上述外壳件5覆 盖上述各照明器4外侧。本发明第3方案所涉及的水耕栽培装置，其特征在于在上述第2方案所涉及的水 耕栽培装置中，在上述外壳件5上设置通气口 6、7，使该外壳件5的内部空间8与上述栽培 室1内连通。本发明第4方案所涉及的水耕栽培装置，其特征在于在上述第1方案所涉及的水 耕栽培装置中，浮置于上述栽培容器3内培养液L上的水耕床10具有由树脂或金属形成的 浅皿状形体，具有薄板状底壁10a和从该底壁10a的边缘竖起的周壁10b，并且，上述底壁 10a上设有在该底壁10a上开口、向上竖起的筒状栽种用开口 13发明效果本发明可以得到以下效果。(a)本发明第1方案所涉及的水耕栽培装置具有以下构成在能调节室温的栽培 室1内保持上下方向指定间隔多层配置栽培器单元2，上述栽培器单元2具有以下构成上 面开口且储有培养液L的栽培容器3的底壁3a底面安装有数个照明器4，并且，培养液罐25 内的培养液L在该营养液罐25和上述各栽培器单元2的各培养液容器3之间循环，同时上 述培养液L的循环路径中设有冷却单元27，将来自上述各培养液容器3的回流培养液L散 热冷却，再提供给上述各培养液容器3。(a-1)因此，上层侧的栽培器单元2的上述照明器4与下层侧的栽培器单元2的栽 培容器3上下方向相对，栽种在浮置于该栽培容器3内的培养液L上的水耕床10中的植物 11，直接面对上层侧的栽培器单元2的上述照明器4，因暴露于该照明器4发热而升温的高 温空气以及来自该照明器4的放射热之下，植物11有发生叶枯焦的危险。但是，本发明中，因为上述照明器4安装在上述栽培容器3的底壁5a的底面，该照 明器4产生的热和来自照明器4的放射热的一部分沿上述栽培容器3的底壁3a进行热传 递而转移，被该栽培容器3内的培养液L吸收，因该培养液L侧吸收热量，向下层侧的栽培 器单元2的植物11传递的热量减少(换言之，对植物11的热影响减少)。另外，培养液L 吸收的热量，在该培养液L循环于上述栽培容器3和培养液罐25之间时，被上述冷却单元 27释放，所以该栽培容器3内的培养液L尽管吸收上述热量，还能常时维持适当温度，继续 执行上述栽培容器3中的培养液L的吸热作用。因此，通过上述栽培容器3的培养液L侧的吸热，减轻了对上述植物11的热影响， 例如，能够缩小上层侧的栽培器单元2与下层侧的栽培器单元2之间的配置间隔，即，能够 增加上述栽培器单元2的多层配置的层数，提高空间利用率，因此，能够降低水耕栽培装置 的初始成本及运行费用，同时提高全体水耕栽培装置的植物生产性。
(a-2)此外，因为上层侧栽培器单元2和下层侧栽培器单元2的配置间隔缩小，提 高了照明器4的照明效率。结果，例如，因照明率提高照明器4的配置数目得以相应减少， 能够降低照明用耗电量，进一步减少水耕栽培装置的运行费用。(b)本发明第2方案中，在上述第1发明所涉及的水耕栽培装置中，在上述栽培器 单元2上设置覆盖上述各照明器4外侧的透明或半透明材质的外壳件5，通过该外壳件5， 热源即各照明器4附近的内部空间8与其外侧空间被区划，阻止了上述内部空间8向外侧 空间的对流所产生的热传递。结果，促进上述栽培容器3的培养液L侧的吸热作用，同时对 下层侧栽培器单元2中的植物11的热影响减轻，通过这些相乘作用，促进上述(a)所述的 效果更进一步。(c)本发明第3方案中，在上述外壳件5上设置通气口 6、7，使该外壳件5的内部 空间8与上述栽培室1内连通，伴随随上述栽培室1的空调作用，在该栽培室1内循环的空 气流的一部分，从上述通气口 6、7流入流出上述内部空间8，此时，上述内部空间8内存在的 热量中未被上述栽培容器3的培养液L侧吸收的热量，被流入流出该内部空间8的室内空 气吸收，结果，更减轻了对下层侧的栽培器单元2中的植物11的热影响，使上述(b)所述的 效果更进一步。(d)本发明第4方案中，浮置于上述栽培容器3内培养液L上的水耕床10具有由树 脂或金属形成的浅皿状形体，具有薄板状底壁10a和从该底壁10a的边缘竖起的周壁10b， 并且，上述底壁10a上设有在该底壁10a上开口、向上竖起的筒状栽种用开口 13，所以，上述 水耕床10，例如，与由塑料泡沫(発泡樹脂)构成的情况相比，热传导性高，因此，即使上述 培养液L的表面侧浮置于其上的水耕床10覆盖，也可以确保下层侧栽培器单元2中的栽培 容器3内的培养液L对上层侧的栽培器单元2的各照明器4产生热量的吸收作用。S卩，能 促进上下方向相对的一对栽培器单元2，2之间的热移动。结果，通过与同一栽培器单元2内的热移动的相乘作用，即，通过与经过栽培容器 3的底壁3a向该栽培容器3内的培养液L的热移动的相乘作用，促进上述(a)所述的效果
更进一步。
图1为本发明第1实施方式所涉及的具备栽培器单元的水耕栽培装置整体构成的 斜视图。图2为图1中II-II的剖视放大图。图3为本发明第2实施方式所涉及栽培器单元的剖视图，对应图2。图4为图3所示水耕床的斜视图。图5为现有水耕栽培装置的侧视图。标号说明1栽培室2栽培器单元3栽培容器4照明器5外壳件
5
6通气口
7通气口
8内部空间
10水耕床
11植物
12栽种用开口
13栽种用开口
20培养液循环系统
21培养液供给管
22培养液回流管
25培养液罐
26培养液泵
27冷却单元
28空调
40栽培架
41支柱
42横梁
43支撑条木
44安装托架
L培养液
A气流
具体实施例方式以下，基于本发明最优实施方式，具体说明。A 第1实施方式图1表示本发明第1实施方式所涉及的水耕栽培装置。该水耕栽培装置具有以下 构成在通过空调28来调节室温的指定大小的栽培室1内，在上下方向多层(例如，6层或 8层)配置下述栽培器单元2。如图1及图2所示，栽培器单元2具有下述栽培容器3和各照明器4。上述栽培容器3具有外观为指定大小的矩形浅皿状形体，其内部储有培养液L，同 时该培养液L的液面上浮置有栽种有植物11的数个水耕床10。因为上述培养液L在接下 来的叙述中要作为放热用热媒来使用，所以该栽培容器3要由导热性优良的材料形成，例 如，铜板，铁板，导热性优良的树脂板等。并且，上述水耕床10由高浮力材料构成，例如泡沫 苯乙烯等，因为在这里要种植植物11，所以形成有适当个数的栽种用开口 12。另外，因该栽培容器3是构成后述培养液循环系统的一部分，所以从该栽培容器3 的长边方向的一端，通过培养液供给管21，供给培养液L，同时，从该栽培容器3的另一端， 通过培养液回流管22，排出该栽培容器3内的培养液L。在上述栽培容器3的底壁3a的底面，通过安装件9，安装有数个(在本实施方式中 为9个)直管状荧光灯而构成的照明器4，上述照明器4在该栽培容器3的长边方向上保持指定间隔，并且向下照射光线。具有上述结构的栽培器单元2，如图1及图2所示，被分别载置于后述的栽培架 40。如图1及图2中各虚线所示，上述栽培架40是有矩形平面形体的多层框状体，具 有以下结构数根支柱41 ；在多层位置水平方向上连接前面侧各个支柱41间及背面侧各个 支柱41间的横梁42 ；连接前面侧和背面侧的横梁42的支撑木条43。上述栽培器单元2分别载置于上述栽培架40的各层支撑木条43上。上述栽培器 单元2的载置状态如图2所示。在上述载置状态中，上述栽培容器3的底壁3a直接载置于 上述栽培架40的支撑木条43上，安装在上述底壁3a上的上述各个照明器4位于上述支撑 木条43之间。并且，载置于最上层的栽培器单元2中，其栽培容器3的上面覆有盖子9，该栽培容 器3中，与其他栽培器单元2相同，储有培养液L，但是这里没有设置上述水耕床10。如此载置上述栽培器单元2的状态下，在该栽培器单元2的下方侧安装有后述外 壳件5。上述外壳件5由透明或半透明丙烯板或薄膜构成(本实施方式中使由透明丙烯板 构成)，从上述各照明器4的下侧及侧方开始覆盖上述各照明器4外侧，具有以下结构从 上述各照明器4的下侧开始覆盖上述各照明器4的底面部5a ；从上述各照明器4的侧方开 始覆盖上述各照明器4的侧面部5b ；通过安装托架44、安装在上述支柱41侧。并且，上述外壳件5的安装状态中，在该外壳件5的底面部5a的边缘部分设有通 气口 6 ；在该外壳件5的侧面部5b的顶端部分设有通气口 7。因此，上述外壳件5内侧的内 部空间8，通过上述通气口 6及通气口 7，与上述栽培室1的室内空间连通。图1表示上述栽培器单元2分别载置于上述栽培架40的格层的状态。在该状态 下，上述各栽培器单元2被保持上下方向指定间隔多层设置。为了使培养液L循环于如此 被多层配置的上述各栽培器单元2的各栽培容器3与配置在上述栽培室内1的培养液罐25 之间，要具备后述培养液循环系统20。上述培养液循环系统20具有以下构造培养液供给管21，使培养液L通过培养液 泵26的压送作用供给上述各栽培容器3 ；培养液回流管22，使各栽培容器3内的培养液L 回流到上述培养液罐25 ；同时在该培养液供给管21与培养液回流管22之间，设置有位于 上述栽培室1的室外侧的冷却单元27。上述冷却单元27冷却导入自培养液回流管22的培养液L，再输出给上述培养液供 给管21侧，由冷却器构成，例如水冷或气冷。以下，对具有上述栽培器单元2构成的水耕栽培装置的使用状态进行说明。使用上述水耕栽培装置培育植物时，如图1所示，将多层载置于上述栽培架40上 的栽培器单元2中的各栽培容器3灌满培养液L，之上浮置适当数目的栽种有植物11的水 耕床10。另外，点亮安装在上述各栽培器单元2下面的上述各照明器4，对位于其下侧的下 层侧栽培器单元2中栽培容器3的植物11进行照明，促进光和作用、促使其生长。此外，通过上述空调28将上述栽培室1的室内温度调至最适宜植物11生长的温 度。另外，在上述各栽培容器3中，来自上述培养液罐25的培养液L被上述冷却单元27冷 却(放热)到最适宜水耕栽培的温度(19°C左右)，经培养液供给管21被供给，同时，该栽 培容器3内的培养液L通过上述培养液回流管22回流到上述培养液罐25侧，由此，培养液L(因吸热而升温的培养液L)在上述各栽培容器3与上述培养液罐25之间循环。使用这样的水耕栽培装置培育植物11，但是此时，上层侧的栽培器单元2的上述 照明器4与下层侧的栽培器单元2的栽培容器3上下方向相对，浮置于该栽培容器3的培 养液L上的水耕床10上所栽种的植物11直接面对上层侧的栽培器单元2的上述照明器4， 暴露于因该照明器4发热而升温的高温空气以及来自该照明装置4的放射热。但是，本实施方式中(甲)因为上述照明器4直接安装在上述栽培容器3的底壁3a的下面，该照明器 4产生的热量或者照明器4的放射热的一部分，通过上述栽培容器3的底壁3a的热传导而 转移(参考图2的白色箭头HI)，被该栽培容器3内的培养液L吸收，因为上述培养液L侧 吸收了热量，使传达到下层侧的栽培器单元2中植物11的热量减少。另外，因吸热而升温 的培养液L，在上述栽培容器3和培养液罐25之间循环时，因在上述冷却单元27中被放热， 即使该栽培容器3内的培养液L吸收上述热量，也能常时维持适宜温度，持续吸热。(乙)此外，因上述栽培器单元2上设有覆盖上述各照明器4外侧的透明或半透明 材料制外壳件5，所以该外壳件5内侧的内部空间8内的空气，即使因上述各照明器4的发 热而升温，通过对流向下层侧的栽培器单元2的植物11附近的移动也会被抑制，能够抑制 对该植物11的热影响。另外，此情况下，上述内部空间8内的高温空气被封入上述内部空 间8内，能促进上述栽培容器3的培养液L侧的吸热作用。(丙)上述外壳件5上，设置有连通上述内部空间8和上述栽培室1的通风口6、 7，通过空调28，随上述栽培室1内空调作用，在该栽培室1内循环的气流A的一部分，如图 2中的A所示，从下侧的通气口 6流入到上述内部空间8内，从上侧通气口 7流出到栽培室 1内。此时，上述内部空间8内存在的热量中，未被上述栽培容器3的培养液L侧吸收的热 量，被流入、流出该内部空间8的气流A吸收，通过上述空调28的热交换释放到外部。作为(甲)_(丙)的相乘效果，上述各照明器4产生的热量以及各照明器4的放 射热对下层侧栽培器单元2中的植物11的热影响被尽可能减少，因此能够缩小上层侧栽培 器单元2与下层侧栽培器单元2的配置间隔。结果，实现了通过照明器4进行接近照明，能够实现减少照明器4个数而降低初始 成本或降低照明器4的耗电量而降低运行费用。另外，增加上述栽培器单元2的多层配置的层数而提高空间有效利用率，同时，能 够降低栽培室1的高度，从而能够进一步降低水耕栽培装置的初始成本及运行费用。B 第2实施方式图3表示本发明第2实施方式所涉及的水耕栽培装置中的栽培器单元2部分。本 实施方式的栽培器单元2，其基本构成与上述第1实施方式的栽培器单元2相同，相异处在 于，浮置于上述栽培容器3的上述水耕床10的构成。所以，以下只对上述水耕床10的构成及作用效果进行说明，其他部分援用上述第 1实施方式的说明。如图3及图4所示，上述水耕床10为，具有薄板状底壁10a和从该底壁10a的边 缘竖起的周壁10b的浅皿状形体，由树脂或金属一体化形成。并且，上述底壁10a上设有筒 状栽种用开口 13，在该底壁10a上开口、向上竖起。如此，上述水耕床10由树脂材料或金属材料形成浅皿状形体的情况下，例如，与由塑料泡沫(発泡樹脂)构成的情况相比，热传导性高，因此，即使上述培养液L的表面侧 被浮置于其上的水耕床10所覆盖，也可以确保下层侧的栽培容器3内的培养液L对上层侧 的栽培器单元2的各照明器4产生热量的吸收作用。即，能促进上层侧的栽培器单元2与 下层侧的栽培器单元2之间的热移动(参考图3的白色箭头H2)。 结果，通过与同一栽培容器单元2内的热移动的相乘作用，即，通过与经过上述栽 培容器3的底壁3a进行的从上述各照明器4侧向上述栽培容器3内的培养液L侧的热移 动(参考图3的白色箭头HI)的相乘作用，上述各照明器4对下层侧的栽培器单元2中的 上述植物11的热影响被进一步降低，以至能够更接近的进行照明，能够进一步降低水耕栽 培装置的初始成本和运行费用。
权利要求
一种水耕栽培装置，其特征在于具有以下构成在能调节室温的栽培室(1)内保持上下方向指定间隔多层配置栽培器单元(2)，上述栽培器单元(2)具有以下构成上面开口且储有培养液(L)的栽培容器(3)的底壁(3a)的底面安装有数个照明器(4)，并且，使培养液罐(25)内的培养液(L)在上述培养液罐(25)与上述各栽培器单元(2)的各培养液容器(3)之间循环，同时在上述培养液(L)的循环路径中设置冷却单元(27)，将来自上述各培养液容器(3)的回流培养液(L)散热冷却，再提供给上述各培养液容器(3)。
2.根据权利要求1中所述的水耕栽培装置，其特征在于在上述栽培器单元(2)上设置透明或半透明材质的外壳件(5)，覆盖上述各照明器(4) 的外侧。
3.根据权利要求2中所述的水耕栽培装置，其特征在于在上述外壳件(5)上设置通气口(6)、(7)，使该外壳件(5)的内部空间(8)与上述栽 培室(1)内连通。
4.根据权利要求1中所述的水耕栽培装置，其特征在于浮置于上述栽培容器(3)内培养液(L)上的水耕床(10)具有由树脂或金属形成的浅 皿状形体，具有薄板状底壁(10a)和从该底壁(10a)的边缘竖起的周壁(10b)，并且，上述底 壁(10a)上设有在该底壁(10a)上开口、向上竖起的筒状栽种用开口(13)。
全文摘要
本发明提供一种水耕栽培装置，在培育植物中，降低初始成本和运行费用，同时，实现培育高生产性和高品质的植物。在栽培室(1)内保持上下方向指定间隔多层配置栽培器单元(2)，上述栽培器单元(2)具有以下构成储有培养液(L)的栽培容器(3)的底壁(3a)的底面安装有数个照明器(4)；并且，使培养液(L)在培养液罐(25)与各栽培器单元(2)的各培养液容器(3)之间循环，同时培养液(L)的循环路径中设有冷却单元(27)，将来自各培养液容器(3)的回流培养液(L)散热冷却，再提供给各培养液容器(3)。通过相关构成，来自照明器(4)侧的热量的一部分通过栽培容器(3)的底壁(3a)被培养液(L)吸收，该吸收热量使传达到下层侧栽培器单元(2)的植物(11)的热量减少，减轻对植物(11)的热影响。结果，上层侧栽培器单元(2)与下层侧栽培器单元(2)的配置间隔缩小，其配置层数增加空间利用率提高。
文档编号A01G31/06GK101883484SQ20078010004
公开日2010年11月10日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年8月3日
发明者坂谷英志郎 申请人:德寿工业株式会社