植物栽培系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種植物栽培系統(tǒng)。其課題在于提高用于在建筑物內(nèi)利用培養(yǎng)液栽培植物的植物栽培系統(tǒng)的實用性。在使收容在培養(yǎng)液盤(20)中的培養(yǎng)液循環(huán)來栽培植物的植物栽培系統(tǒng)中，設(shè)置i)在循環(huán)路徑(82)中向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡的第一納米氣泡供給裝置(96)、和ii)在水補充路徑(98)中向補充的水中供給含氧氣體的納米氣泡的第二納米氣泡供給裝置(104)。利用兩種納米氣泡供給裝置，向正在循環(huán)的培養(yǎng)液中添加納米氣泡并且也向補充的水中添加納米氣泡，由此，能夠非常高效地使培養(yǎng)液盤中的培養(yǎng)液保持在良好的狀態(tài)。
【專利說明】植物栽培系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于在建筑物內(nèi)栽培植物的植物栽培系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，用于在建筑物內(nèi)栽培植物的植物栽培系統(tǒng)備受關(guān)注，并進(jìn)行了各種研究。例如，對于下述專利文獻(xiàn)I中記載的系統(tǒng)而言，研究了向培養(yǎng)液中添加微米氣泡、納米氣泡的技術(shù)，另外，例如，對于下述專利文獻(xiàn)2中記載的系統(tǒng)而言，研究了向栽培過程中的植物(以下有時稱為“苗”)灑強酸性電解水的技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-206448號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-42614號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]植物栽培系統(tǒng)正處于開發(fā)中，通過實施各種改良，能夠提高實用性。本發(fā)明鑒于這種實際情況而完成，其課題在于提供實用性高的植物栽培系統(tǒng)。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)為用于在建筑物內(nèi)栽培植物的植物栽培系統(tǒng)，其特征在于，具備:i)栽培臺，設(shè)置在建筑物內(nèi)且排列有多株苗；ii)培養(yǎng)液槽，收容有使水中含有養(yǎng)分的培養(yǎng)液且以使多株苗各自的根與該培養(yǎng)液接觸的方式配置在栽培臺的下方；iii)培養(yǎng)液循環(huán)裝置，具有設(shè)置在培養(yǎng)液槽的外部的循環(huán)路徑并利用該循環(huán)路徑使培養(yǎng)液循環(huán)；iv)水補充裝置，具有與循環(huán)路徑連接的補充路徑并利用該補充路徑向培養(yǎng)液中補充水；v)對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置，配置在循環(huán)路徑中并向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡；以及vi)對補充水供給納米氣泡的裝置，配置在補充路徑中并向補充的水中供給含氧氣體的納米氣泡。
[0009]發(fā)明效果
[0010]本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)具備兩種納米氣泡供給裝置，利用這兩種納米氣泡供給裝置，向正在循環(huán)的培養(yǎng)液中添加納米氣泡并且也向補充的水中添加納米氣泡。因此，根據(jù)本發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)，能夠非常高效地使培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液保持在非常良好的狀態(tài)。
[0011]發(fā)明的方式
[0012]以下，例示幾種本申請中認(rèn)為可以請求專利保護的發(fā)明(以下，有時稱為“可請求專利保護的發(fā)明”，該概念包含權(quán)利要求所記載的發(fā)明)的方式，并對它們進(jìn)行說明。各方式與權(quán)利要求同樣地按項劃分，對各項標(biāo)注編號，并根據(jù)需要以引用其他項的編號的形式記載。這最終只是為了使可請求專利保護的發(fā)明容易理解，并不旨在將構(gòu)成這些發(fā)明的構(gòu)成要素的組合限定于以下各項記載的內(nèi)容。即，可請求專利保護的發(fā)明應(yīng)當(dāng)參考各項附帶的記載、實施例的記載等進(jìn)行解釋，在依據(jù)該解釋的范圍內(nèi)，在各項的方式中進(jìn)一步添加其他構(gòu)成要素后的方式以及從各項的方式中去掉任意構(gòu)成要素后的方式都可以為可請求專利保護的發(fā)明的一種方式。
[0013]另外，以下各項中，(13)項與(15)項的組合相當(dāng)于權(quán)利要求1，權(quán)利要求1附加
(16)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求2，權(quán)利要求1或權(quán)利要求2附加(17)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求3，權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項附加(21)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求4，權(quán)利要求4附加(23)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求5，權(quán)利要求5附加(24) 項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求6，權(quán)利要求4至權(quán)利要求6中任一項附加(22)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求7，權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任一項附加(31)項和(32)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求8，權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任一項附加(41)項和(42)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求9，權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任一項附加(43)項和(44)項的技術(shù)特征后相當(dāng)于權(quán)利要求10。
[0014][A]基本方式
[0015]以下幾項方式為可請求專利保護的發(fā)明的植物栽培系統(tǒng)的基本方式。
[0016](I) 一種植物栽培系統(tǒng),用于在建筑物內(nèi)栽培植物,其具備:
[0017]栽培臺，設(shè)置在上述建筑物內(nèi)且排列有多株苗，
[0018]培養(yǎng)液槽，收容有使水中含有養(yǎng)分的培養(yǎng)液且以使上述多株苗各自的根與該培養(yǎng)液接觸的方式配置在上述栽培臺的下方。
[0019]本方式的系統(tǒng)為通過所謂的水培來栽培植物(也可以稱為“培育”)的系統(tǒng)。栽培的植物沒有特別限定，可以為食用植物，也可以為觀賞用植物。利用培養(yǎng)液(也可以稱為 “養(yǎng)液”)的水培可以提前且穩(wěn)定地培育大量的苗，如果考慮近來的糧食問題等，則可請求專利保護的發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選為用于栽培食用植物的系統(tǒng)。這種情況下，本方式的系統(tǒng)可以為用于栽培萵苣等食用葉的植物(包括“葉菜類”)的系統(tǒng)，也可以為用于栽培西紅柿等食用果實的植物(包括“果菜類”)的系統(tǒng)。另外，在培養(yǎng)液槽內(nèi)不使用石棉、石子等的情況下， 優(yōu)選上述用于栽培食用葉的植物的系統(tǒng)。
`[0020]設(shè)置本方式的系統(tǒng)的建筑物沒有特別限定，可以是如后面說明的溫室等從外部密閉或者近似密閉的建筑物，也可以是未設(shè)置側(cè)壁或頂棚的一部分或全部的建筑物、即向外部大氣開放的建筑物。另外，可以是為了栽培而引入有自然光(該概念包括“直射的陽光”) 的建筑物，也可以是自然光被遮擋的建筑物。
[0021](2) 一種植物栽培系統(tǒng)，具備培養(yǎng)液循環(huán)裝置，所述培養(yǎng)液循環(huán)裝置具有設(shè)置在上述培養(yǎng)液槽的外部的循環(huán)路徑并利用該循環(huán)路徑使培養(yǎng)液循環(huán)。
[0022]本方式的系統(tǒng)中，例如，培養(yǎng)液的一部分從培養(yǎng)液槽排出到其外部，并且該排出的培養(yǎng)液的一部分再次返回到培養(yǎng)液槽中。在培養(yǎng)液槽的外部、即上述循環(huán)路徑中，對排出后返回的培養(yǎng)液的一部分進(jìn)行過濾、殺菌、調(diào)節(jié)等，由此，能夠高效地使培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液始終保持在良好的狀態(tài)。另外，本方式的系統(tǒng)中，上述培養(yǎng)液的一部分的循環(huán)可以連續(xù)進(jìn)行，也可以間歇進(jìn)行。
[0023](3)如⑴項或⑵項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備:
[0024]多個栽培臺，配置成架子狀且各自為上述栽培臺；和
[0025]多個培養(yǎng)液槽，以與這些多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自配置在所對應(yīng)的栽培臺的下方而作為上述培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用。
[0026]建筑物的每單位面積(地面面積)內(nèi)栽培的植物的量、即每單位面積的收獲量可以通過設(shè)置多個栽培臺而增大。鑒于該情況，本方式的系統(tǒng)為空間效率良好的系統(tǒng)。另外，在設(shè)置多層栽培臺的情況下，優(yōu)選栽培的植物的高度低至一定程度。如果考慮該情況，則本方式的系統(tǒng)優(yōu)選為用于栽培上述食用葉的植物的系統(tǒng)。
[0027](4)如⑴項至(3)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，所述建筑物為溫室。
[0028]溫室可以認(rèn)為是與外部大氣、換言之與外部環(huán)境基本隔絕的房間。因此，溫室內(nèi)實現(xiàn)了能夠在很大程度上抑制雜菌從外部侵入的環(huán)境。通過使建筑物具有溫室并在該溫室內(nèi)設(shè)置栽培臺來栽培植物，能夠抑制植物的雜菌感染等，并且能夠提高栽培的植物的清潔度、食用安全性等。
[0029](5)如(I)項至(4)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，所述建筑物為遮擋外部的光的結(jié)構(gòu)。
[0030]例如，在利用陽光培育苗的情況下，其培育速度受到氣候左右。本方式的系統(tǒng)可以采用例如利用人工光的系統(tǒng)，若利用人工光，則能夠構(gòu)建培育速度高的系統(tǒng)。
[0031][B]與含納米氣泡培養(yǎng)液有關(guān)的方式
[0032]以下幾項 中記載的方式為附加了與使用添加有納米氣泡的培養(yǎng)液有關(guān)的限定的方式。
[0033](11)如⑴項至(5)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備用于向培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡的一種以上的納米氣泡供給裝置。
[0034]本方式的系統(tǒng)中，向培養(yǎng)液槽內(nèi)的培養(yǎng)液中添加含氧氣體的納米氣泡?！昂鯕怏w”是指含有氣態(tài)氧的氣體，例如氧氣、空氣等是適合的?！凹{米氣泡”是指極微小的氣泡，一般而言，具有Iym以下的直徑的氣泡是適合的。即使是添加有納米氣泡的培養(yǎng)液，用肉眼觀察也要為透明的培養(yǎng)液。納米氣泡具有如下特性:在溶液中的停留時間長，具有自加壓效果，氣體的溶解效果優(yōu)良，通過物理刺激會引起壓縮減少，具有帶電作用。因此，根據(jù)使用添加有含氧氣體的納米氣泡的培養(yǎng)液來栽培植物的本系統(tǒng)，可以期待以下各種作用效果中任意一種以上的作用效果:例如，向水中供給氧，消除貧氧水團，減少水中的污濁物質(zhì)和有害物質(zhì)，改善培養(yǎng)液槽的水質(zhì)，防止沉淀物質(zhì)的沉降，抑制微囊藻的產(chǎn)生，使氨等無機氮化合物氧化，無需凈化劑的清洗，減輕給環(huán)境帶來的負(fù)荷，對培養(yǎng)液的殺菌。
[0035]納米氣泡供給裝置中的納米氣泡供給方式?jīng)]有特別限定，可以采用加壓溶解方式、氣液剪切方式、空穴作用方式、利用超聲波產(chǎn)生的方式、文丘里方式、靜態(tài)混合方式等中的任意一種方式。在后面會詳細(xì)進(jìn)行說明，如果考慮所添加的納米氣泡的濃度高、微小且均勻，則優(yōu)選采用上述方式中的任意兩種以上組合而成的方式、即所謂的混合方式。
[0036](12)如(11)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備培養(yǎng)液循環(huán)裝置，所述培養(yǎng)液循環(huán)裝置具有設(shè)置在上述培養(yǎng)液槽的外部的循環(huán)路徑并利用該循環(huán)路徑使培養(yǎng)液循環(huán)。
[0037]本方式是在上文已進(jìn)行過說明的使培養(yǎng)液循環(huán)的系統(tǒng)中應(yīng)用了向該培養(yǎng)液中添加含氧氣體的納米氣泡的方式，根據(jù)本方式，構(gòu)建了能夠享有由培養(yǎng)液循環(huán)帶來的優(yōu)點和由添加含氧氣體的納米氣泡帶來的優(yōu)點這兩個優(yōu)點的系統(tǒng)。
[0038](13)如(12)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，上述一種以上的納米氣泡供給裝置中的至少一種裝置為配置在上述循環(huán)路徑中并向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡的對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置。
[0039]簡而言之，本方式是在培養(yǎng)液槽外部的循環(huán)路徑中向培養(yǎng)液中添加納米氣泡的方式。例如，通過在循環(huán)路徑中添加納米氣泡的同時使培養(yǎng)液的一部分連續(xù)循環(huán)，能夠高效地使培養(yǎng)液槽的培養(yǎng)液保持在良好的狀態(tài)。
[0040](14)如(12)項或(13)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備水補充裝置，所述水補充裝置具有與上述循環(huán)路徑連接的補充路徑并利用該補充路徑向培養(yǎng)液中補充水。
[0041]作為培養(yǎng)液的主要構(gòu)成要素的水在培養(yǎng)液槽中被培育中的植物即苗吸收，并且蒸發(fā)。本方式中，由于能夠補充該水，因此，能夠使培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液的量始終保持在適當(dāng)?shù)牧俊?br> [0042](15)如(14)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，上述一種以上的納米氣泡供給裝置中的至少一種裝置為配置在上述補充路徑中并向補充的水中供給含氧氣體的納米氣泡的對補充水供給納米氣泡的裝置。
[0043]本方式中，向補充的水中添加納米氣泡。通過向補充的水中供給納米氣泡,也能夠向培養(yǎng)液中添加納米氣泡，詳細(xì)而言，能夠向培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液中添加納米氣泡。
[0044]需要說明的是，本方式也可以通過與在上文已進(jìn)行過說明的方式組合而形成以下的方式。
[0045]“一種植物栽培系統(tǒng)，其中，
[0046]具備兩種以上的納米氣泡供給裝置作為上述一種以上的納米氣泡供給裝置，
[0047]該兩種以上的納米氣泡供給裝置中的至少一種裝置為配置在上述循環(huán)路徑中并向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡的對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置，另外至少一種裝置為配置在上述補充路徑中向補充的水中供給含氧氣體的納米氣泡的對補充水供給納米氣泡的裝置?！?br> [0048]簡言之，該方式是具有兩種納米氣泡供給裝置的方式。根據(jù)該方式，向正在循環(huán)的培養(yǎng)液中添加納米氣泡，并且也向補充的水中添加納米氣泡 。因此，能夠非常高效地使培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液保持在非常良好的狀態(tài)。
[0049]需要說明的是，一般而言，與正在循環(huán)的培養(yǎng)液的量相比，補充的水的量少，另外， 由植物的吸收、蒸發(fā)等引起的水的減少量根據(jù)栽培條件等發(fā)生變化，因此，水的補充多為不定期進(jìn)行或者隨時進(jìn)行。這種情況下，例如，僅在循環(huán)路徑中配置納米氣泡供給裝置時，如果在補充水時和不補充水時不改變該納米氣泡供給裝置所供給的納米氣泡的量，具體而言，如果在補充水時不增加供給的納米氣泡的量，則無法使培養(yǎng)液槽內(nèi)的納米氣泡的總量保持在適當(dāng)?shù)姆秶?。與此相對，根據(jù)具備上述兩種納米氣泡供給裝置的方式，通過使配置在補充路徑中的納米氣泡供給裝置僅在補充水時工作，能夠在使配置在循環(huán)路徑中的納米氣泡供給裝置的工作狀態(tài)恒定的情況下、即在不改變由該納米氣泡供給裝置供給的納米氣泡的量的情況下使培養(yǎng)液槽內(nèi)的納米氣泡的總量保持在適當(dāng)?shù)姆秶?br> [0050](16)如(14)項或(15)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，
[0051]上述一種以上的納米氣泡供給裝置中的至少一種裝置為配置在上述循環(huán)路徑中并向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡的對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置，
[0052]上述補充路徑在上述培養(yǎng)液槽與配置有上述對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置的部位之間與上述循環(huán)路徑連接。
[0053]根據(jù)本方式，向利用設(shè)置在循環(huán)路徑中的納米氣泡供給裝置實施了殺菌、氧供給等的培養(yǎng)液中補充新的水，并且使該補充了新的水的培養(yǎng)液返回到培養(yǎng)液槽中。[0054]根據(jù)將具備上述兩種納米氣泡供給裝置的方式與本方式組合而成的方式，使分別利用納米氣泡供給裝置實施了殺菌、氧供給等的培養(yǎng)液與水混合后輸送至培養(yǎng)液槽中，因此，能夠高效地使培養(yǎng)液槽內(nèi)的培養(yǎng)液保持在良好的狀態(tài)。
[0055](17)如(14)項至(16)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，在上述補充路徑跟上述循環(huán)路徑連接的部位與上述培養(yǎng)液槽之間具備培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置，所述培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置配置在上述循環(huán)路徑中并調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的養(yǎng)分濃度。
[0056]在循環(huán)路徑中，在補充水的部位的上游側(cè)配置培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置的情況下，在補充水時，必須預(yù)先考慮該補充的水的量后調(diào)節(jié)養(yǎng)分濃度，從而會損害調(diào)節(jié)養(yǎng)分濃度的容易度。與此相對，根據(jù)本方式，對正在循環(huán)的培養(yǎng)液與補充的水的混合物進(jìn)行養(yǎng)分濃度調(diào)節(jié)，因此，能夠簡單地使培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液的養(yǎng)分濃度保持在適當(dāng)范圍。
[0057][C]與強酸性電解水的噴霧有關(guān)的方式
[0058]以下幾項方式為與強酸性電解水的噴霧有關(guān)的方式。
[0059](21)如⑴項至(17)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備:
[0060]電解水生成裝置，利用電解使水生成強酸性電解水；和
[0061]噴霧裝置，將該強酸性電解水噴灑到所述建筑物內(nèi)。
[0062]“強酸性電解水”也稱為超氧化水、強氧化水、強酸性水、氧化離子水、水合氧化水等，例如為通過將添加有微量的鹽(NaCl、KCl等)的水電解而從陽極側(cè)生成的水。強酸性電解水的物性可以示出例如:pH為2.7以下，氧化還原電位為+1.1V以上，溶解氧濃度為15ppm以上，溶解氯濃度為20~40ppm。強酸性電解水中，由于添加的鹽而含有次氯酸(HClO)，通過該次氯酸的作用而使強酸性電解水發(fā)揮微生物的殺菌、清洗、消毒等作用。本方式中，通過將強酸性電解水噴灑到栽培植物的建筑物內(nèi)而起到使栽培的植物保持健康的效果。另外，強酸性電解水與光、有`機物反應(yīng)后氧化還原電位下降，從而變?yōu)榉浅Ｈ醯乃嵝运?，因此，即使將本方式?yīng)用于栽培供于食用的植物的系統(tǒng)，所栽培的植物的食用安全性也高。這意味著強酸性電解水的噴灑適于栽培食用植物的系統(tǒng)。
[0063](22)如(21)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，上述噴霧裝置具有利用壓縮空氣使強酸性電解水細(xì)粒化的噴嘴，并且以從該噴嘴向上述建筑物內(nèi)噴灑強酸性電解水的方式構(gòu)成。
[0064]本方式是附加了與噴霧方式有關(guān)的限定的方式，并且是利用所謂的雙流體方式的噴嘴進(jìn)行噴霧的方式。該雙流體方式為通過使強酸性電解水與壓縮空氣相互碰撞而使強酸性電解水細(xì)?；姆绞?，根據(jù)該方式，噴灑非常微細(xì)的強酸性電解水。通過使強酸性電解水微細(xì)化，能夠使強酸性電解水?dāng)U散到整個建筑物內(nèi)，并且能夠降低強酸性電解水接觸苗時對該苗造成的不良影響。
[0065](23)如(21)項或(22)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，
[0066]上述電解水生成裝置在生成強酸性電解水的同時也生成強堿性電解水，
[0067]上述植物栽培系統(tǒng)具備通過使該生成的強堿性電解水在上述建筑物的地面上流動而對該地面進(jìn)行清洗的地面清洗裝置。
[0068]在通過使添加有微量鹽的水電解來生成強酸性電解水時，在陰極側(cè)生成強堿性電解水。本方式為將該強堿性電解水用于清洗建筑物的地面的方式。強堿性電解水中含有氫氧化物(例如，NaOH, KOH等)，該氫氧化物對例如蛋白質(zhì)類、脂質(zhì)類的污潰具有較高的清洗效果。鑒于該情況，利用強堿性電解水的清洗適于清洗配備該系統(tǒng)的建筑物的地面。
[0069]本方式中也進(jìn)行強酸性電解水的噴灑，但噴灑的強酸性電解水的大部分最終落到建筑物的地面而殘留在地面表面上，或者在地面上設(shè)置有排水溝等的情況下，利用該排水溝等排出到建筑物外。通過利用強堿性電解水對地面進(jìn)行清洗，殘留在地面表面上的強酸性電解水一起被沖掉。而且，在設(shè)置有排水溝等的情況下，強堿性電解水也經(jīng)由與強酸性電解水相同的路徑排出。考慮到外部環(huán)境，酸性或堿性的水一般進(jìn)行中和處理后排出，根據(jù)本方式，通過使強酸性電解水與強堿性電解水的排出路徑相同，能夠利用它們之間的中和作用，從而能夠減輕上述中和處理的負(fù)擔(dān)。
[0070](24)如(23)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，上述地面清洗裝置能夠選擇性地使由上述電解水生成裝置生成的強堿性電解水和強酸性電解水在上述建筑物的地面上流動。
[0071]根據(jù)本方式，不僅能夠利用強堿性電解水對建筑物的地面進(jìn)行清洗，而且能夠利用強酸性電解水對建筑物的地面進(jìn)行清洗，因此，能夠高效地進(jìn)行地面的殺菌。
[0072][D]與二氧化碳?xì)怏w在苗上方的釋放有關(guān)的方式
[0073]以下幾項方式為附加了與向栽培的植物供給二氧化碳(CO2)有關(guān)的限定的方式。
[0074](31)如(I)項至(24)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，所述二氧化碳?xì)怏w釋放裝置具有(a)在上述多株苗的上方沿上述栽培臺延伸來輸送二氧化碳 氣體的輸送路徑和(b)沿該輸送路徑以空出間隔的方式設(shè)置的多個釋放口，從而向上述多株苗釋放二氧化碳?xì)怏w。
[0075]在建筑物內(nèi)栽培植物時，為了加速培育，也會在二氧化碳濃度比大氣高的氣氛中進(jìn)行栽培。另一方面，在溫室等形成建筑物內(nèi)與外部大氣隔絕的氣氛的情況下，也需要人工供給二氧化碳。本方式為適于在這種情況下供給二氧化碳的方式。本方式中，可以以從苗的上方下沉或下降的方式在整個栽培臺向苗供給二氧化碳。需要說明的是，由于二氧化碳?xì)怏w比空氣重，因此利用自身的重量向下方移動。鑒于該情況，本方式中的“釋放”不是噴出、射出這樣的快速釋放，優(yōu)選為流出、漏出這樣的緩慢釋放。
[0076]供給二氧化碳時，也可以考慮從建筑物的頂部向整個建筑物內(nèi)釋放二氧化碳?xì)怏w。但是，以這種方式釋放時，人難以在建筑物內(nèi)進(jìn)行與植物的栽培相關(guān)的作業(yè)，因此，理想的是盡可能僅向植物附近供給二氧化碳，換言之，僅向栽培臺的上方空間供給二氧化碳。 即，優(yōu)選局部地供給二氧化碳。根據(jù)本方式，能夠盡可能地實現(xiàn)局部的二氧化碳供給。順便提一下，鑒于該情況，“多株苗的上方”是指多株苗的大致正上方，優(yōu)選從比較接近苗的位置釋放二氧化碳?xì)怏w。
[0077](32)如(31)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，該植物栽培系統(tǒng)具備:
[0078]多個栽培臺，配置成架子狀且各自為上述栽培臺；
[0079]多個培養(yǎng)液槽，以與這些多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自配置在所對應(yīng)的栽培臺的下方而作為上述培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用；以及
[0080]多個二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，以與上述多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自為上述二氧化碳?xì)怏w釋放裝置。
[0081]本方式為將多個栽培臺配置成架子狀時優(yōu)選的方式。在將多個栽培臺配置成架子狀的情況下，從架子的上方釋放二氧化碳?xì)怏w時，向最上層的栽培臺上的苗供給了充分的二氧化碳，但無法向自上起第二層以下的栽培臺上的苗充分供給二氧化碳。本方式中，考慮到該情況而在每個栽培臺上設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，因此，能夠向任一層的栽培臺的苗充分供給二氧化碳。
[0082][E]與LED照明有關(guān)的方式
[0083]以下幾項方式為附加了與用于在植物栽培中對該植物照射人工光(LED光)的裝置有關(guān)的限定的方式。
[0084](41)如⑴項至(32)項中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備LED照明裝置，所述LED照明裝置配置在上述栽培臺的上方，并且具有(A)多個LED光源和(B)以使這些多個LED光源沿上述栽培臺排列的方式保持這些多個LED光源的保持體。
[0085]本方式中，采用LED作為人工光的光源。LED的發(fā)熱量少，根據(jù)本方式，能夠使光源的熱對栽培環(huán)境造成的不良影響變得比較小。
[0086](42)如(41)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，
[0087]該植物栽培系統(tǒng)具備二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，所述二氧化碳?xì)怏w釋放裝置具有(a)在上述多株苗的上方沿上述栽培臺延伸來輸送二氧化碳?xì)怏w的輸送路徑和(b)沿該輸送路徑以空出間隔的方式設(shè)置的多個釋放口，從而向上述多株苗釋放二氧化碳?xì)怏w，
[0088]并且，上述保持體以保持上述輸送路徑的方式構(gòu)成。
[0089]簡而言之，本方式為使上文已進(jìn)行過說明的二氧化碳?xì)怏w釋放裝置與LED照明裝置一體化的方式。通過這些裝置的一體化，能夠?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)的小型化。該技術(shù)方案能夠在將栽培臺設(shè)置建筑物內(nèi)時實現(xiàn)對該設(shè)置的操作的簡化。
[0090](43)如(41)項或(42)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，
[0091]該植物栽培系統(tǒng)具備:
[0092]多個栽培臺，配置成架子狀且各自為上述栽培臺；和
[0093]多個培養(yǎng)液槽，以與這些多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自配置在所對應(yīng)的栽培臺的下方而作為上述培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用，
[0094]并且具備:
[0095]多個LED照明裝置，以與上述多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自作為所對應(yīng)的栽培臺的上述LED照明裝置發(fā)揮作用。
[0096]在多個栽培臺配置成架子狀的情況下，為了使照射到苗的光量充分并且使光均勻地照射到所有植物，優(yōu)選對每個栽培臺都進(jìn)行人工照明。根據(jù)本方式，能夠?qū)Χ嘀昝缇鶆虻毓┙o足量的光。
[0097]需要說明的是，本方式可以為與上述方式組合而成的方式。具體而言，該方式為在每個栽培臺都使二氧化碳?xì)怏w釋放裝置與LED照明裝置一體化的方式。根據(jù)這種方式，能夠充分享有上述的由該系統(tǒng)的小型化、栽培臺設(shè)置操作的簡化帶來的優(yōu)點。
[0098](44)如(43)項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，上述多個LED照明裝置中除與最上層的上述栽培臺對應(yīng)的LED照明裝置以外的各LED照明裝置所具有的上述保持體，以與跟緊鄰的上一層的所述栽培臺對應(yīng)地設(shè)置的上述培養(yǎng)液槽的下表面接觸的狀態(tài)安裝。
[0099]本方式中，LED照明裝置安裝在緊鄰的上一層的培養(yǎng)液槽上。LED光源即使少也會產(chǎn)生某種程度的熱。根據(jù)本方式，LED光源所產(chǎn)生的熱傳遞到緊鄰的上一層的培養(yǎng)液槽和收容在該培養(yǎng)液槽中的培養(yǎng)液，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的熱散失，從而能夠進(jìn)一步減小由該光源所產(chǎn)生的熱引起的對栽培環(huán)境的不良影響。另外，根據(jù)本方式，在使LED照明裝置與二氧化碳?xì)怏w釋放裝置一體化的基礎(chǔ)上，還使這些裝置與培養(yǎng)液槽形成一體化，從而能夠進(jìn)一步充分享有由該系統(tǒng)的小型化、栽培臺設(shè)置操作的簡化帶來的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0100]圖1是表示配備有構(gòu)成作為可請求專利保護的發(fā)明的實施例的植物栽培系統(tǒng)的栽培架的栽培棟的內(nèi)部的立體圖。[0101]圖2是表示構(gòu)成圖1的栽培架的栽培臺、培養(yǎng)液槽等的圖。[0102]圖3是示意性地表示實施例的植物栽培系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。[0103]圖4是構(gòu)成實施例的植物栽培系統(tǒng)中使用的納米氣泡供給裝置的靜止型混合器的立體剖視圖。[0104]圖5是用于說明實施例的植物栽培系統(tǒng)中使用的電解水生成裝置的原理的圖。[0105]標(biāo)號說明[0106]10:栽培棟[建筑物][0107]12:栽培架[0108]14:栽培臺[0109]20:培養(yǎng)液盤[培養(yǎng)液槽][0110]28:苗[0111]30:根[0112]32:培養(yǎng)液[0113]40= LED照明裝置[0114]42= LED光源[0115]44:外殼[保持體][0116]46:管[輸送路徑，二氧化碳?xì)怏w釋放裝置][0117]50:釋放口[0118]64:噴霧噴嘴[0119]68:噴霧裝置[0120]76:地面清洗裝置 [0121]80:系統(tǒng)棟[0122]82:循環(huán)路徑[培養(yǎng)液循環(huán)裝置][0123]90:第一納米氣泡添加罐[0124]92:混合機[0125]94:培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置[0126]96:第一納米氣泡供給裝置[對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置][0127]98:補充路徑[水補充裝置][0128]102:第二納米氣泡添加罐[0129]104:第二納米氣泡供給裝置[對補充水供給納米氣泡的裝置][0130]120:靜止型混合器[0131]140:電解水生成裝置[0132]150:強酸性電解水[0133]152:強堿性電解水【具體實施方式】
[0134]以下，作為用于實施可請求專利保護的發(fā)明的方式，參考附圖對實施例的植物栽培系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，對于可請求專利保護的發(fā)明而言，除了下述實施例以外，可以通過以上述[發(fā)明的方式]項中記載的方式為基礎(chǔ)并基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識進(jìn)行各種改變、改良后的各種方式來實施。
[0135]實施例
[0136]實施例的植物栽培系統(tǒng)為用于在建筑物內(nèi)栽培植物的系統(tǒng)，大致可以分為:配備在栽培植物的空間即栽培棟的內(nèi)部的設(shè)備、以及用于調(diào)節(jié)或者生成培養(yǎng)液、二氧化碳?xì)怏w、電解水等后向栽培棟中供給的設(shè)備。后者配備在與栽培棟并列設(shè)置的系統(tǒng)棟的內(nèi)部。以下，分為栽培棟內(nèi)的設(shè)備和系統(tǒng)棟內(nèi)的設(shè)備對本系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0137][A]栽培棟內(nèi)的設(shè)備
[0138]i)栽培架(栽培臺和培養(yǎng)液槽)
[0139]如圖1所示，將栽培植物的建筑物即栽培棟10看作溫室，在其內(nèi)部排列有多列栽培架12。多個栽培架12的各栽培架中，四個大小彼此相同的栽培臺14配置成架子狀，詳細(xì)而言，以由若干支柱16支撐的狀態(tài)配置為四層，在栽培架12的頂部，以由支柱16的頂端支撐的方式設(shè)置有頂板18。順便提一下，多個栽培架12各自具有彼此相同的構(gòu)成。
[0140]對于一個栽培架12，參考其一部分的主視圖即圖2(a)和一部分的側(cè)面剖視圖即圖2(b)進(jìn)行說明，在栽培架12上以與四個栽培臺14對應(yīng)的方式設(shè)置有四個培養(yǎng)液盤20。栽培臺14具有設(shè)置成矩陣狀的多個貫通孔22，在多個貫通孔22中各自插入有盆24。SP，利用四個栽培臺14各自支撐多個盆24。順便提一下，為了容易理解，圖2(a)、圖2(b)中下層右端的部分示出取下盆24后的`情形。
[0141]盆24為直徑向下漸縮的圓筒形狀，在其內(nèi)部填有石棉等載體26。栽培的植物即苗28由該載體26承載。即，在一個栽培臺14上培育有多株苗28。順便提一下，圖中所示的苗28為食用葉的植物的苗，其根30從載體26向下方伸出。另外，將通過進(jìn)行培育而迎來收獲期的苗28即收獲植物連同盆24—起從栽培臺14上取下，在取下盆后的部分處，將由盆24保持并從此開始培育的苗28連同該盆24 —起載置到栽培臺14上。
[0142]培養(yǎng)液盤20是頂部開口且高度比較低的槽即薄型槽，通過在其內(nèi)部收容有培養(yǎng)液32而作為培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用。培養(yǎng)液盤20以將栽培臺14嵌在其自身上部的方式配置在栽培臺14的下方。培養(yǎng)液盤20具有使培養(yǎng)液32達(dá)到預(yù)定深度的結(jié)構(gòu)。詳細(xì)而言，雖然圖中并沒有明確表示，但在培養(yǎng)液盤20的側(cè)壁上設(shè)置有用于使培養(yǎng)液32漏出(也可以表述為“溢出”)的流出孔，在培養(yǎng)液32的水面超過預(yù)定的高度時，通過使培養(yǎng)液32的一部分從該流出孔流出而使收容的培養(yǎng)液32維持在預(yù)定的深度。培養(yǎng)液32處于預(yù)定的深度時，苗28的根30與培養(yǎng)液32接觸。另外，如后面詳細(xì)說明的，從流出孔流出的培養(yǎng)液32集中后經(jīng)由循環(huán)路徑返回到培養(yǎng)液盤20中。
[0143]ii)LED照明裝置和二氧化碳?xì)怏w釋放裝置
[0144]在栽培架12上，以與四個栽培臺14各自對應(yīng)的方式安裝有八個LED照明裝置40。具體而言，對于一個栽培臺14，在其上方以沿栽培架12的寬度方向(與長度方向正交的方向)排列的方式安裝有兩個LED照明裝置40。八個LED照明裝置40各自具有多個LED光源42、和作為保持這些多個LED光源42的保持體發(fā)揮作用的外殼44。外殼44為在栽培架 12的整個長度上沿長度方向延伸的較細(xì)長的外殼，并且以沿所對應(yīng)的栽培臺14在長度方向上排列的方式保持多個LED光源42。關(guān)于LED照明裝置40，除了與最上層的栽培14對應(yīng)的兩個LED照明裝置40以外，以使外殼44與該培養(yǎng)液盤20的下表面接觸的方式安裝在跟緊鄰的上一層的栽培臺14對應(yīng)地設(shè)置的培養(yǎng)液盤20上。通過這樣進(jìn)行安裝，由多個LED 光源42產(chǎn)生的熱沿外殼44、培養(yǎng)液盤20、培養(yǎng)液32傳遞，從而有效地散失。順便提一下， 與最上層的栽培臺14對應(yīng)的兩個LED照明裝置40以使外殼44與頂板18的下表面接觸的方式安裝。
[0145]各LED照明裝置40的寬度方向上的兩側(cè)面以夾持外殼44的方式延伸設(shè)置有一對管46。即，對于一個栽培臺14,在苗28的上方以沿該栽培臺14在長度方向上延伸的方式配置有四根管46。各管46通過以空出預(yù)定間隔的方式設(shè)置在LED照明裝置40的外殼44 上的鉤48固定保持在該外殼44上。該管46作為輸送二氧化碳?xì)怏w的輸送路徑發(fā)揮作用， 在管46的底部沿長度方向以空出預(yù)定間隔的方式設(shè)置有多個用于向苗28釋放輸送的二氧化碳?xì)怏w的釋放口 50(為小孔)。二氧化碳?xì)怏w從多個釋放口 50緩慢地釋放，并利用自重向栽培臺14沉降。在栽培臺14的周圍設(shè)置有包圍被支撐在該栽培臺14上的多株苗28的透明的框(柵欄)52，有效地使二氧化碳?xì)怏w停留在栽培臺14上。通過以覆蓋一個栽培臺 14的整個表面的方式設(shè)置四根管46和釋放口 50、并且在栽培臺14的周圍設(shè)置框52，均勻且高效地向該栽培臺14上的多株苗28供給二氧化碳，并且不會使二氧化碳?xì)怏w過度從栽培臺14的側(cè)面流出。
[0146]本實施例的植物栽培系統(tǒng)中，在一個栽培架12上設(shè)置有四層栽培臺14，因此，栽培的植物的收獲量較大，詳細(xì)而言，栽培棟10的每單位地面面積的收獲量較大，從而使本系統(tǒng)為空間效率良好的系統(tǒng)。另外，每個栽培臺14上設(shè)置有兩個LED照明裝置40和四根管46，因此，對于由任一層栽培臺14支撐并培育的任意一株苗28，都能充分地照射到人工光，并充分地供給二氧化碳。
[0147]對于上述二氧化碳的供給而言，管46作為二氧化碳?xì)怏w釋放裝置的主要構(gòu)成要素發(fā)揮作用，該管46固定保持在LED照明裝置40的外殼44上，由此可以認(rèn)為，二氧化碳?xì)怏w釋放裝置與LED照明裝置40實現(xiàn)了一體化。另外，LED照明裝置40的外殼44安裝在緊鄰的上一層的培養(yǎng)液盤20上，由此可以認(rèn)為，這些二氧化碳?xì)怏w釋放裝置和LED照明裝置 40與培養(yǎng)液盤20實現(xiàn)了一體化。通過這樣的一體化，在本實施例的系統(tǒng)中，容易進(jìn)行栽培架12的組裝和設(shè)置。
[0148]iii)強酸性電解水噴霧裝置和地面清洗裝置
[0149]由圖1可知，本實施例的植`物`栽培系統(tǒng)中，在栽培棟10的上部，具體而言在靠近栽培棟10的內(nèi)壁面的頂棚的部分(圖中示出了去除頂棚后的狀態(tài))，平行地延伸設(shè)置有兩根配管。兩根配管中的一根為輸送強酸性電解水的電解水用上部配管60，另一根為輸送壓縮空氣的壓縮空氣用配管62。在兩根配管60、62的多處設(shè)置有具有噴霧噴嘴64的噴霧器66。 噴霧噴嘴64為所謂的雙流體方式的噴嘴，其通過使由壓縮空氣用配管62輸送的壓縮空氣與由電解水用上部配管60輸送的強酸性電解水碰撞而使該強酸性電解水細(xì)?；筮M(jìn)行噴灑。即，通過包含這些電解水用上部配管60、壓縮空氣用配管62、噴霧器66而構(gòu)成向栽培棟10內(nèi)噴灑強酸性電解水的噴霧裝置68。由上述噴霧噴嘴64噴灑的強酸性電解水是微細(xì)的，因此會擴散到栽培棟10的整個內(nèi)部，利用該擴散的微細(xì)的強酸性電解水而對栽培棟10內(nèi)進(jìn)行充分的殺菌。
[0150]另一方面，在栽培棟10的下部，具體而言在接近栽培棟10的內(nèi)壁面的地面的部分，延伸設(shè)置有選擇性輸送強酸性電解水和強堿性電解水的電解水用下部配管70。在電解水用下部配管70的多處設(shè)置有具有噴射噴嘴72的噴射器74。噴射噴嘴72向地面表面噴射選擇性輸送的強酸性電解水或強堿性電解水以使其在栽培棟10的地面上流動。即，通過包含這些電解水用下部配管70、噴射器74而構(gòu)成利用電解水清洗栽培棟10的地面的地面清洗裝置76。由噴射噴嘴72噴射的強酸性電解水、強堿性電解水到達(dá)栽培棟10的整個地面，從而對栽培棟10的地面進(jìn)行殺菌、清洗。
[0151][B]系統(tǒng)棟內(nèi)的設(shè)備
[0152]以下，參考圖3，對系統(tǒng)棟80內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行說明。另外，圖3中，考慮到圖的繁瑣性，對用于輸送氣體、液體的泵、切換允許和禁止輸送的閥、切換輸送路徑的閥等省略了記載。
[0153]i)培養(yǎng)液相關(guān)設(shè)備
[0154]如前面說明的那樣，從設(shè)置在栽培架12上的培養(yǎng)液盤20中流出的培養(yǎng)液經(jīng)由從系統(tǒng)棟80通過的循環(huán)路徑82返回到培養(yǎng)液盤20中。該循環(huán)路徑82中，沿培養(yǎng)液的循環(huán)方向依次配置有回收罐84、過濾器86、UV殺菌機88、第一納米氣泡添加罐90、混合機92、培養(yǎng)液調(diào)節(jié)機94。即，通過包含循環(huán)路徑82、沿該循環(huán)路徑82輸送培養(yǎng)液的泵等而構(gòu)成培養(yǎng)液循環(huán)裝置。需要說明的是，也可以將回收罐84、過濾器86、UV殺菌機88、第一納米氣泡添加罐90、混合機92、培養(yǎng)液調(diào)節(jié)機94看作培養(yǎng)液循環(huán)裝置的構(gòu)成要素。
[0155]從培養(yǎng)液盤20中流出的培養(yǎng)液先儲存在回收罐84中，然后通過過濾器86進(jìn)行過濾。使用過濾器進(jìn)行的過濾主要為物理過濾，也可以進(jìn)行利用細(xì)菌的生物過濾。然后，利用UV殺菌機88進(jìn)行紫外線(UV)殺菌 ，并輸送至第一納米氣泡添加罐90中。在該第一納米氣泡添加罐90中設(shè)置有向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給空氣的納米氣泡的作為對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置的第一納米氣泡供給裝置96，利用該第一納米氣泡供給裝置96，在第一納米氣泡添加罐90中，出于殺菌、氧供給等目的，向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給即添加空氣納米氣泡。利用第一納米氣泡供給裝置96的納米氣泡的供給在后面進(jìn)行說明。
[0156]為了補充培養(yǎng)液盤20中由于植物的吸收、蒸騰等而減少的水分，利用混合機92在某一時刻向循環(huán)路徑82中補充水。系統(tǒng)棟80中設(shè)置有與混合機92連接的補充路徑98，補充的水沿該補充路徑98輸送至混合機92，并在混合機92中與培養(yǎng)液混合。在補充路徑98中，沿補充的水的輸送方向依次配置有軟水機100、第二納米氣泡添加罐102。即，通過包含補充路徑98、用于沿該補充路徑98輸送水的泵等而構(gòu)成水補充裝置。需要說明的是，也可以將混合機92、軟水機100、第二納米氣泡添加罐102看作水補充裝置的構(gòu)成要素。
[0157]將從系統(tǒng)棟80的外部供給的自來水、井水等水利用軟水機100進(jìn)行軟化，并輸送至第二納米氣泡添加罐102中。在該第二納米氣泡添加罐102中設(shè)置有向補充的水中供給空氣的納米氣泡的作為對補充水供給納米氣泡的裝置的第二納米氣泡供給裝置104，利用該第二納米氣泡供給裝置104，在第二納米氣泡添加罐102中，出于殺菌、氧供給等目的，向補充的水中供給即添加空氣的納米氣泡。關(guān)于利用第二納米氣泡供給裝置104的納米氣泡的供給，與第一納米氣泡供給裝置96的供給同樣，與第一納米氣泡供給裝置96的供給一起在后面進(jìn)行說明。
[0158]對于在混合機92中與水混合的培養(yǎng)液，為了補充在培養(yǎng)液盤20中由于植物的吸收而減少的養(yǎng)分，在培養(yǎng)液調(diào)節(jié)機94中進(jìn)行養(yǎng)分濃度的調(diào)節(jié)。完成養(yǎng)分濃度調(diào)節(jié)的培養(yǎng)液返回到培養(yǎng)液盤20中。需要說明的是，栽培棟10中設(shè)置有多個栽培架12，并且多個栽培架 12各自配置有四個培養(yǎng)液盤20，因此，培養(yǎng)液的循環(huán)可以通過依次對每個培養(yǎng)液盤20改變進(jìn)行循環(huán)的培養(yǎng)液來進(jìn)行。
[0159]第一、第二納米氣泡供給裝置96、104為日本專利公開公報:日本特開2002-85949 號中記載的裝置。簡言之，第一、第二納米氣泡供給裝置96、104各自通過包含渦流泵和圖 4所示的靜止型混合器120而構(gòu)成。渦流泵分別從第一、第二納米氣泡添加罐90、102中抽取培養(yǎng)液或水，并利用通過自身的啟動而產(chǎn)生的負(fù)壓而從外部抽吸空氣，從而生成培養(yǎng)液或水與空氣的氣液混合體122。生成的氣液混合體122輸送至靜止型混合器120中以供于進(jìn)一步的攪拌混合。靜止型混合器120具有筒狀的殼體124和在該殼體124的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的軸126，軸線方向的上游側(cè)為螺旋槳部128，下游側(cè)為刀具部130。螺旋槳部128中，在軸 126上設(shè)置有螺旋葉片132，通過軸126的旋轉(zhuǎn)，氣液混合體122成為高速渦流而被輸送至刀具部130。在刀具部130中，在殼體124的內(nèi)周面上設(shè)置有多個突起134，成為渦流的氣液混合體122與該突起碰撞。通過由該碰撞引起的剪切、空穴產(chǎn)生等，使氣液混合體122的空氣氣泡超微細(xì)化，從而形成超微細(xì)化混合體136，并從靜止型混合器120釋放到第一、第二納米氣泡添加罐90、102中。超微細(xì)化后的氣泡含有大量直徑為Ium以下的氣泡，該直徑為Ium以下的氣泡成為空氣的納米氣泡。通過以上方式，在第一、第二納米氣泡添加罐 90、102中，由第一、第二納米氣泡供給裝置96、104向培養(yǎng)液或水中供給即添加空氣的納米氣泡。順便提一下，鑒于上述靜止型混合器120中的氣泡的超微細(xì)化的機制，第一、第二納米氣泡供給裝置96、104中的納米氣泡供給方式可以看作是氣液剪切方式、空穴作用方式等的組合方式，即所謂的混合方式。
[0160]本實施例的植物栽培系統(tǒng)中，在培養(yǎng)液盤20的外部，具體而言在循環(huán)路徑82中向連續(xù)循環(huán)的培養(yǎng)液中添加納米氣泡，從而能夠高效地使培養(yǎng)液盤20中的培養(yǎng)液保持在良好的狀態(tài)。另外，本系統(tǒng)中，不僅在培養(yǎng)液的循環(huán)路徑82中向補充的水中添加納米氣泡，而且在水的補充路徑98中也向補充的水中添加納米氣泡，因此，能夠非常高效地使培養(yǎng)液盤 20中的培養(yǎng)液保持在非常良好的狀態(tài)。另外，水的補充不是連續(xù)式的，而是隨時進(jìn)行。因此，作為對補充水供給納米氣泡的裝置的第二納米氣泡供給裝置104只要僅在補充水時以一定的工作狀態(tài)工作即可。另一方面，作為對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置的第一納米氣泡供給裝置96只要連續(xù)地以一定的工作狀態(tài)工作即可。因此，本系統(tǒng)中，第一、第二納米氣泡供給裝置96、104能夠在不同時改變工作狀態(tài)的情況下使培養(yǎng)液盤20中的納米氣泡的總量保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，即，能夠在不改變由該第一、第二納米氣泡供給裝置96、104各自供給的納米氣泡的量的情況下使培養(yǎng)液盤20中的納米氣泡的總量保持在適當(dāng)?shù)姆秶Ａ硗?，本系統(tǒng)中，使由第一、第二納米氣泡供給裝置96、104各自進(jìn)行了殺菌、氧供給等的培養(yǎng)液與水在混合機92中進(jìn)行混合，并使其混合物返回到培養(yǎng)液盤20中。該方式對于高效地使培養(yǎng)液盤20內(nèi)的培養(yǎng)液保持在良好的狀態(tài)有些許幫助。另外，本系統(tǒng)中，在補充水時利用培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置94對培養(yǎng)液與水的混合物進(jìn)行養(yǎng)分的調(diào)節(jié)，因此，能夠簡便地將培養(yǎng)液盤20 中的培養(yǎng)液的養(yǎng)分濃度保持在適當(dāng)?shù)姆秶?。[0161]ii)電解水相關(guān)設(shè)備
[0162]由噴霧裝置68噴灑的強酸性電解水和由地面清洗裝置噴射的強酸性電解水、強堿性電解水由電解水生成裝置140生成。電解水生成裝置140通過水的電解而同時生成強酸性電解水和強堿性電解水，供于電解的水經(jīng)由從上述補充路徑98中的軟水機100與第二納米氣泡添加罐102之間分支的路徑供給至電解水生成裝置140中。
[0163]參考圖5對利用電解水生成裝置140生成電解水的原理進(jìn)行說明。電解水生成裝置140具有接受水(H2O)供給的罐142，該罐142的內(nèi)部被作為能夠使離子透過的隔板發(fā)揮作用的離子交換膜144劃分為兩室。在兩室中的一室配置陽極146，在另一室配置陰極148。供給的水被分別供給到兩室中，在該水中添加有少量的氯化鈉(NaCl)。通過在陽極146與陰極148之間施加預(yù)定的電壓，在陽極側(cè)生成含有次氯酸(HClO)的強酸性水即強酸性電解水150，在陰極側(cè)生成含有氫氧化鈉(NaOH)的強堿性水即強堿性電解水152。
[0164]以上述方式生成的強酸性電解水、強堿性電解水各自被輸送至強酸性水罐154、強堿性水罐156中，并被儲存在上述罐154、156中。強酸性電解水的輸送配管與設(shè)置在栽培棟10中的電解水用上部配管60連通，強酸性電解水從強酸性水罐154輸送至噴霧裝置68中，并由噴霧器66從噴霧噴嘴64進(jìn)行噴灑。需要說明的是，噴灑強酸性電解水時所需的壓縮空氣從設(shè)置在系統(tǒng)棟80中的壓縮機(壓榨機)158輸送至設(shè)置在栽培棟10中的壓縮空氣用配管62中。
[0165]另外，強酸性電解水也從強酸性水罐154輸送至切換器160，另一方面，強堿性電解水從強堿性水罐156輸送至切換器160。切換器160通過輸送路徑與設(shè)置在栽培棟10中的電解水用下部配管70連接，通過切換器160的切換動作將強酸性電解水與強堿性電解水中的一種選擇性地輸送至地面清洗裝置76中，該被選擇的一種電解水由噴射器74從噴射噴嘴72向地面噴射。
[0166]栽培棟10的地面上設(shè)置`有排永溝162，噴灑的強酸性電解水和噴射的強酸性電解水、強喊性電解水由該排水溝162集中后，輸送至系統(tǒng)棟80的中和處理iig 164中，在該中和處理罐164中進(jìn)行中和處理后，排出到系統(tǒng)棟80外。本系統(tǒng)中，通過將強酸性電解水與強堿性電解水的排出路徑設(shè)定為同一路徑，能夠利用它們之間的中和作用，從而減輕中和處理罐164中的中和處理的負(fù)擔(dān)。
[0167]iii) 二氧化碳?xì)怏w相關(guān)的設(shè)備
[0168]由配置在栽培架12上的管46釋放的二氧化碳?xì)怏w從放置在系統(tǒng)棟80外的儲氣瓶166輸送至二氧化碳?xì)怏w調(diào)節(jié)裝置168中，從該二氧化碳?xì)怏w調(diào)節(jié)裝置168供給至栽培棟10中，從而分配至配置在多個栽培架12的各栽培架上的各管46中。順便提一下，二氧化碳?xì)怏w調(diào)節(jié)裝置168以對允許和禁止二氧化碳?xì)怏w的釋放進(jìn)行切換并且對從各管46的各釋放口 50釋放的二氧化碳?xì)怏w的流量(流速)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式構(gòu)成。
【權(quán)利要求】
1.一種植物栽培系統(tǒng)，用于在建筑物內(nèi)栽培植物，其具備: 栽培臺，設(shè)置在所述建筑物內(nèi)且排列有多株苗； 培養(yǎng)液槽，收容有使水中含有養(yǎng)分的培養(yǎng)液且以使所述多株苗各自的根與該培養(yǎng)液接觸的方式配置在所述栽培臺的下方； 培養(yǎng)液循環(huán)裝置，具有設(shè)置在所述培養(yǎng)液槽的外部的循環(huán)路徑并利用該循環(huán)路徑使培養(yǎng)液循環(huán)； 水補充裝置，具有與所述循環(huán)路徑連接的補充路徑并利用該補充路徑向培養(yǎng)液中補充水； 對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置，配置在所述循環(huán)路徑中并向循環(huán)的培養(yǎng)液中供給含氧氣體的納米氣泡；以及 對補充水供給納米氣泡的裝置，配置在所述補充路徑中并向補充的水中供給含氧氣體的納米氣泡。
2.如權(quán)利要求1所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，所述補充路徑在所述培養(yǎng)液槽與配置有所述對循環(huán)液供給納米氣泡的裝置的部位之間與所述循環(huán)路徑連接。
3.如權(quán)利要求2所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，在所述補充路徑跟所述循環(huán)路徑連接的部位與所述培養(yǎng)液槽之間具備培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置，所述培養(yǎng)液調(diào)節(jié)裝置配置在所述循環(huán)路徑中并調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的養(yǎng)分濃度。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其具備: 電解水生成裝置，利用電解使水生成強酸性電解水；和 噴霧裝置，將該強酸性電解水噴灑到所述建筑物內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的植物栽培系統(tǒng)，其中， 所述電解水生成裝置在生成強酸性電解水的同時也生成強堿性電解水， 所述植物栽培系統(tǒng)具備通過使該生成的強堿性電解水在所述建筑物的地面上流動而對該地面進(jìn)行清洗的地面清洗裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，所述地面清洗裝置能夠選擇性地使由所述電解水生成裝置生成的強堿性電解水和強酸性電解水在所述建筑物的地面上流動。
7.如權(quán)利要求4飛中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，所述噴霧裝置具有利用壓縮空氣使強酸性電解水細(xì)?；膰娮?，并且所述噴霧裝置以從該噴嘴向所述建筑物內(nèi)噴灑強酸性電解水的方式構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求廣7中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，該植物栽培系統(tǒng)具備: 多個栽培臺，配置成架子狀且各自為所述栽培臺； 多個培養(yǎng)液槽，以與這些多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自配置在所對應(yīng)的栽培臺的下方而作為所述培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用；以及 多個二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，以與所述多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置，并且各自具有(a)在所述多株苗的上方沿所述栽培臺延伸來輸送二氧化碳?xì)怏w的輸送路徑和(b)沿該輸送路徑以空出間隔的方式設(shè)置的多個釋放口，從而向所述多株苗釋放二氧化碳?xì)怏w。
9.如權(quán)利要求廣7中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中， 該植物栽培系統(tǒng)具備: LED照明裝置，配置在所述栽培臺的上方，并且具有(A)多個LED光源和(B)以使這些多個LED光源沿所述栽培臺排列的方式保持這些多個LED光源的保持體；以及二氧化碳?xì)怏w釋放裝置，具有(a)在所述多株苗的上方沿所述栽培臺延伸來輸送二氧化碳?xì)怏w的輸送路徑和(b)沿該輸送路徑以空出間隔的方式設(shè)置的多個釋放口，從而向所述多株苗釋放二氧化碳?xì)怏w，并且，所述保持體以保持所述輸送路徑的方式構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求廣9中任一項所述的植物栽培系統(tǒng)，其中，該植物栽培系統(tǒng)具備:多個栽培臺，配置成架子狀且各自為所述栽培臺；多個培養(yǎng)液槽，以與這些多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自配置在所對應(yīng)的栽培臺的下方而作為所述培養(yǎng)液槽發(fā)揮作用；以及多個LED照明裝置，以與所述多個栽培臺對應(yīng)的方式設(shè)置且各自作為所對應(yīng)的栽培臺的所述LED照明裝置發(fā)揮作用，并且，所述多個LED照明裝置中除與最上層的所述栽培臺對應(yīng)的LED照明裝置以外的各LED照明裝置所具有的所述保持體，以與跟緊鄰的上一層的所述栽培臺對應(yīng)地設(shè)置的所`述培養(yǎng)液槽的下表面接觸的狀態(tài)安裝。
【文檔編號】A01G31/02GK103503760SQ201210537370
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】山本佳廣, 三浦一浩 申請人:索來克斯株式會社