植物栽培システムおよび建物用植物栽培システム
【課題】水の管理が容易であり、害虫や雑草を防いで植物の栽培を容易にすることができる植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムを提供する。
【解決手段】透光性の傾斜屋根２２が、収納室２１の上部に設けられている。外部貯水槽１２が、開口部１２ａを有し、傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて貯水可能に前記収納室２１の外部に設けられている。内部貯水槽１３が、外部貯水槽１２と通水可能に収納室２１の内部に設けられている。栽培容器１４が、植物を栽培可能で、収納室２１の内部の内部貯水槽１３の上方に設けられている。給水手段１６が、内部貯水槽１３の内部の水を栽培容器１４に栽培された植物に供給可能に設けられている。通気フィルタが、収納室２１の吸気口２４と排気口２５とに設けられている。通水フィルタ１７が、外部貯水槽１２の開口部１２ａに取り付けられている。
【解決手段】透光性の傾斜屋根２２が、収納室２１の上部に設けられている。外部貯水槽１２が、開口部１２ａを有し、傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて貯水可能に前記収納室２１の外部に設けられている。内部貯水槽１３が、外部貯水槽１２と通水可能に収納室２１の内部に設けられている。栽培容器１４が、植物を栽培可能で、収納室２１の内部の内部貯水槽１３の上方に設けられている。給水手段１６が、内部貯水槽１３の内部の水を栽培容器１４に栽培された植物に供給可能に設けられている。通気フィルタが、収納室２１の吸気口２４と排気口２５とに設けられている。通水フィルタ１７が、外部貯水槽１２の開口部１２ａに取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、地面に直接植えることなく植物を栽培する場合には、植木鉢やポット、プランターなどに植物を植えて育てている。従来、植木鉢などに植えられた植物に水を供給する際、植木鉢などの上部開口から入る雨水や水やりの水だけでなく、植木鉢などの周囲に落ちる水を集めて効率よく植物に供給するものとして、植木鉢などの上部開口の周縁に沿って設置する傾斜具がある（例えば、特許文献１または２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８０５６８号公報
【特許文献２】特公平８−１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２に記載の傾斜具では、屋外に置いた場合、雨が多いときには、水の供給が多くなり過ぎて根腐れを起こすおそれがあり、雨が少ないときには、土の乾燥状態等に応じて頻繁に水やりをする必要がある。また、屋内に置いた場合にも、土の乾燥状態等に応じて頻繁に水やりをする必要がある。このため、土の湿潤状態や乾燥状態を把握して、頻繁に水の管理をしなければならず、労力を要するという課題があった。また、植木鉢などで栽培する場合、害虫が寄ってきたり、雑草が生えたりするため、管理が大変であるという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、水の管理が容易であり、害虫や雑草を防いで植物の栽培を容易にすることができる植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る植物栽培システムは、吸気口と排気口とを有する収納室と、前記吸気口と前記排気口とに設けられた通気フィルタと、前記収納室の上部に設けられた透光性の傾斜屋根と、開口部を有し、前記傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて貯水可能に前記収納室の外部に設けられた外部貯水槽と、前記開口部に取り付けられた通水フィルタと、前記外部貯水槽と通水可能に前記収納室の内部に設けられた内部貯水槽と、前記収納室の内部の前記内部貯水槽の上方に設けられた植物の栽培容器と、前記内部貯水槽の内部の水を前記栽培容器の植物に供給可能に設けられた給水手段とを、有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る植物栽培システムは、雨水や水やりの水を収納室の上部に設けられた傾斜屋根で受け、その傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて、収納室の外部に設けられた外部貯水槽に貯水することができる。外部貯水槽に貯水された水は、外部貯水槽と通水可能に収納室の内部に設けられた内部貯水槽の内部に入り、給水手段により、その水を栽培容器に栽培された植物に供給することができる。また、吸気口と排気口とに通気フィルタが設けられ、外部貯水槽の開口部に通水フィルタが設けられているため、収納室内に害虫や雑草の種などが入り込むのを防ぐことができ、栽培容器での植物の栽培を容易にすることができる。
【０００８】
本発明に係る植物栽培システムは、雨が多いときなどに、あらかじめ外部貯水槽および内部貯水槽に水を貯めておくことができる。また、外部貯水槽および内部貯水槽の水が少なくなったときには、装置に水をかけるだけで容易に水を貯めておくことができる。このため、雨が少ないとき等でも、給水手段により植物に水を供給することができ、頻繁に水やりを行う必要がない。また、必要以上の水は通水フィルタから逆流して、それ以上の水の浸入を防止するため、栽培容器下部が水中に没して空気供給が遮断されて根腐れを起こすことはなくなる。このように、本発明に係る植物栽培システムは、水の管理が容易である。
【０００９】
本発明に係る植物栽培システムで、吸気口および排気口は、光合成に必要な炭酸ガスや呼吸に必要な酸素などの気体を出し入れすることができる。本発明に係る植物栽培システムは、植物を栽培する栽培容器を収納した収納室に吸気口と排気口とを有しているため、吸気口から収納室に入った空気を、植物で浄化して排気口から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。外部貯水槽の開口部に通水フィルタが取り付けられているため、不純物などを取り除いたきれいな水を植物に供給することができる。傾斜屋根が透光性であるため、収納室内の植物が光合成を行うことができる。
【００１０】
傾斜屋根は、屋根全体が平面状に傾斜している必要はなく、片流れ、切り妻、寄せ棟、かまぼこ状、ドーム状などの屋根を含み、少なくとも屋根の一部が傾斜して、開口部に向かって雨水等が流れ落ちるようになっていればよい。また、収納室は、収納物を出し入れする部分があることが好ましい。外部貯水槽および内部貯水槽は、互いに通水可能であれば、一体に設けられていても、パイプなどで接続されていてもよい。
【００１１】
本発明に係る植物栽培システムは、前記栽培容器を前記収納室内で循環移動させる循環移動手段を有し、前記収納室は動物を成育可能であってもよい。この場合、栽培容器に植えられた植物の生育状態に応じて、栽培容器を移動させることにより、最適な生育条件で植物を育てることができる。例えば、栽培初期には、肥料として収納室で成育する動物の排泄物を受取可能なエリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすいエリアに移動させ、開花期には、受粉させるために益虫を飼育したエリアに移動させ、収穫期には、容易に収穫を行えるエリアに移動させてもよい。動物は、牛や馬などの家畜や、ウサギやハムスターなどのペットなど、人間を含むいかなる動物であってもよい。
【００１２】
本発明に係る植物栽培システムは、水位調整手段を有し、前記栽培容器は底面に排水口を有し、前記水位調整手段は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた外筒と内筒とを有し、前記外筒は天井面と外周面とを有し、前記外周面の異なる高さ位置に複数の通孔を有し、前記内筒は底面と外周面と隔壁とを有し、前記隔壁は前記内筒の内部を縦方向に２つの区画に分けるよう前記天井面との間に隙間をあけて前記底面に設けられ、前記底面は前記隔壁で分けられた一方の区画に排水用開口を有し、前記外周面は前記外筒に対する回転角度に応じて各通孔にそれぞれ連通可能な複数の連通孔を有し、最も低い位置の前記連通孔が前記隔壁で分けられた他方の区画に設けられ、他の連通孔が前記一方の区画に設けられており、前記水位調整手段は前記排水用開口を前記排水口に連通させて前記栽培容器の底面に設けられていてもよい。
【００１３】
この水位調整手段を有する場合、内筒に対して外筒を回転させることにより、以下のようにして栽培容器の内部の水位を調整することができる。まず、隔壁で分けられた一方の区画に設けられた任意の高さ位置の内筒の連通孔と、その連通孔に対応する高さ位置の外筒の通孔とを連通させることにより、栽培容器の内部の水がその連通孔および通孔から排水用開口に流れるため、栽培容器の内部の水位を任意の高さに維持することができる。また、内筒の連通孔と外筒の通孔とを全く連通させないことにより、栽培容器から排水しないようにすることができる。また、栽培容器の内部の水位が隔壁の高さよりも高い位置にあるとき、隔壁で分けられた他方の区画に設けられた最も低い位置の内筒の連通孔と、その連通孔に対応する外筒の通孔とを連通させることにより、サイフォンの原理により、栽培容器の内部の水を、連通孔および通孔から隔壁と天井面との隙間を通って排水用開口に流すことができ、その連通孔の高さ位置まで水位を下げることができる。
【００１４】
本発明に係る植物栽培システムで、前記内筒は、前記他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁を有し、前記仕切壁で分けられた一方の小区画の前記底面に給水用開口を有し、前記一方の小区画の外周面に給水用連通孔を有し、前記外筒は前記外周面に前記内筒に対する回転角度に応じて前記給水用連通孔に連通可能な給水用通孔を有し、前記給水手段は毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材と吸上部材とを有し、前記敷設部材は前記栽培容器の内部に敷設され、一部が前記給水用通孔に挿入され、前記吸上部材は一端が前記内部貯水槽の内部に配置され、他端が前記給水用開口を通して前記給水用連通孔に挿入され、前記内筒に対して前記外筒を回転させて前記給水用通孔と前記給水用連通孔とを連通させたとき前記敷設部材と前記吸上部材とが接するよう構成されていてもよい。この場合、内筒に対して外筒を回転させて、給水用通孔と給水用連通孔とを連通させることにより、内部貯水槽の内部の水を給水手段により栽培容器の内部に供給することができる。
【００１５】
本発明に係る植物栽培システムは、前記収納室の外部の空気を前記吸気口から前記収納室の内部に取り入れ、前記収納室の内部の空気を前記排気口から前記収納室の外部に排出するよう設けられたファンと、前記収納室の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段と、前記収納室の内部に設けられた照明とを有し、前記栽培容器は上部開口を有し、前記上部開口の周縁に前記栽培容器に向かって傾斜する傾斜フランジを有し、前記外部貯水槽は所定の高さ位置に、内部の水を排出可能に設けられたオーバーフロー孔を有していてもよい。
【００１６】
この傾斜フランジ等を有する場合、傾斜フランジにより、結露等によって傾斜屋根の裏側に付着した水滴等の上方から落ちてくる水を、効率よく栽培容器の植物に供給することができる。ファンにより、強制的に吸気口から収納室に空気を入れて排気口から排出することができ、空気清浄効果を高めることができる。ミスト発生装置により、収納室内の湿度を調整したり、植物に直接水やりを行ったりすることができる。また、傾斜屋根の内側にミストを噴出することにより、収納室に入る光を遮ることができ、収納室内の温度上昇を抑えることができる。オーバーフロー孔により、外部貯水槽および内部貯水槽の水位が所定の高さより高くならないようにすることができる。照明により、夜間や雨天時の光合成が可能となると同時に、例えば夜間植物をライトアップすることで、傾斜屋根や側面の透光部分からその様子を周囲に見せることができる。また、これにより、幻想的なオブジェの看板として環境に配慮していることをアピールすることもできる。
【００１７】
本発明に係る植物栽培システムは、前記外部貯水槽の内部に浮かべられたフロートと、前記外部貯水槽の前記開口部に設けられたフロートガイドとを有し、前記外部貯水槽が満水になったとき、前記フロートが前記フロートガイドに接して前記開口部を塞ぐよう構成されていてもよい。この場合、必要以上の水はフロートによって流入が阻害されるため、それ以上の水の浸入を防止することができる。また、溶液栽培を行ったときに、外部貯水槽および内部貯水槽に溜めた液体肥料等の溶液の流失を防ぐことができる。フロートにより、空気と接する水の表面積を減らすことができ、蒸発による水の損失を抑制することができる。
【００１８】
第１の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムと、建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って環状に設けられたガイド部材と、前記植物栽培システムを前記ガイド部材に沿って移動可能に構成された移動手段とを、有することを特徴とする。
【００１９】
第１の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムを有しているため、水の管理が容易である。このため、植物栽培システムが建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って移動しているときでも、植物が枯れるのを防ぐことができる。また、建物の周囲や内部の空気を浄化することもできる。外壁や屋根などの建物の外面に沿って植物栽培システムが移動する場合には、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。
【００２０】
第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、空調機を備えた建物の外面に設置された１つまたは複数の本発明に係る植物栽培システムと、前記空調機からの排気を各植物栽培システムの前記吸気口に導く排気ダクトと、各植物栽培システムの前記排気口からの排気を前記空調機の吸気口に導く吸気ダクトとを、有することを特徴とする。
【００２１】
第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムを有しているため、水の管理が容易である。このため、建物の外面に設置された植物栽培システムの植物が枯れるのを防ぐことができる。植物栽培システムを外壁や屋根などの建物の外面に設置しているため、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。また、植物栽培システムにより空調機からの排気を浄化するとともに、その浄化した空気を空調機により建物の内部に供給することができ、建物の周囲や内部の空気を浄化することができる。
【００２２】
なお、本発明に係る植物栽培システム、第１および第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、植物に与える水に炭酸ガスを溶存させていてもよい。この場合、植物の光合成を活発にする効果が得られる。また、結果的に炭酸ガス施肥と同様の効果をもたらし、酸素排出量や植物からの収穫量を増大することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、水の管理が容易であり、害虫や雑草を防いで植物の栽培を容易にすることができる植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の植物栽培システムを示す（ａ）所定の位置での端面図、（ｂ）他の位置での端面図である。
【図２】図１に示す植物栽培システムの栽培容器および水位調整手段の（ａ）定常溜水時の端面図、（ｂ）給水時の端面図、（ｃ）空気の流れを示す端面図である。
【図３】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の取付状態を示す側面図である。
【図４】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の（ａ）平面図および正面図、（ｂ）底面図および矢視図である。
【図５】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の使用状態を示す端面図である。
【図６】図１に示す植物栽培システムの通気管等を有する変形例を示す端面図である。
【図７】図１に示す植物栽培システムの外部貯水槽にフロートを有する変形例を示す端面図である。
【図８】図１に示す植物栽培システムの外壁に吊り下げる変形例を示す端面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の植物栽培システムを示す端面図である。
【図１０】図９に示す植物栽培システムの栽培容器および水位調整手段を示す端面図である。
【図１１】図９に示す植物栽培システムの水位調整手段の取付状態を示す側面図である。
【図１２】図９に示す植物栽培システムの水位調整手段の（ａ）平面図および正面図、（ｂ）底面図および矢視図である。
【図１３】図９に示す植物栽培システムの循環移動手段の（ａ）正面図、（ｂ）アダプタを示す平面図である。
【図１４】図９に示す植物栽培システムの循環移動手段の（ａ）アームチェーンを示す正面図、（ｂ）側面図である。
【図１５】図９に示す植物栽培システムの栽培容器の変形例を示す端面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の建物用植物栽培システムを示す端面図である。
【図１７】図１６に示す建物用植物栽培システムのガイド部材および移動手段を示す正面図である。
【図１８】図１６に示す建物用植物栽培システムの植物栽培システムの水位調整手段の動作を説明する端面図である。
【図１９】図１６に示す建物用植物栽培システムの（ａ）アームチェーンを示す正面図、（ｂ）ガイド部材および移動手段を示す側面図、（ｃ）アームチェーンとローラーアダプタとの着脱動作を示す側面図である。
【図２０】図１６に示す建物用植物栽培システムの変形例を示す端面図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態の建物用植物栽培システムを示す平面図である。
【図２２】図２１に示す建物用植物栽培システムの（ａ）Ａ−Ａ線端面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線端面図である。
【図２３】図２１に示す建物用植物栽培システムの、植物栽培システムの容器本体の内部が（ａ）陽圧のときの端面図、（ｂ）陰圧のときの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図８は、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システムを示している。
図１に示すように、植物栽培システム１０は、容器本体１１と外部貯水槽１２と内部貯水槽１３と植物の栽培容器１４と水位調整手段１５と給水手段１６と通気フィルタ（図示せず）と通水フィルタ１７とを有している。
【００２６】
容器本体１１は、縦長の箱体から成り、内部に収納室２１が形成されている。容器本体１１は、収納室２１の上部に設けられた透光性の傾斜屋根２２と、中間の高さ位置に設けられ、中央部に円形の開口が形成された仕切板２３とを有している。仕切板２３は開口を有し、開口の周縁が、開口に向かって傾斜するよう設けられた傾斜フランジ２３ａを成している。容器本体１１は、底面に吸気口２４と排気口２５とを有し、吸気口２４に取り付けられ、仕切板２３の下の所定の高さまで伸びる吸気管２４ａと、排気口２５に取り付けられ、仕切板２３を貫通して仕切板２３の上の空間まで伸びる排気管２５ａとを有している。
【００２７】
外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２の下方へ傾斜した方向側の、容器本体１１の側壁の外側下部に、容器本体１１と一体的に設けられている。外部貯水槽１２は、吸気管２４ａの高さより低い位置に、上方に向かって開いた開口部１２ａを有している。外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて貯水可能に、収納室２１の外部に設けられている。内部貯水槽１３は、収納室２１の下部に設けられている。内部貯水槽１３は、外部貯水槽１２と通水可能に、外部貯水槽１２に隣接する容器本体１１の側壁の下部に隙間を有している。
【００２８】
植物の栽培容器１４は、内部で植物を栽培可能であり、底面に排水口１４ａを有している。栽培容器１４は、収納室２１の内部で、内部貯水槽１３の上方の仕切板２３の開口にはめ込まれている。これにより、傾斜フランジ２３ａが、栽培容器１４の上部開口の周縁に沿って、栽培容器１４に向かって傾斜するよう構成されている。
【００２９】
水位調整手段１５は、栽培容器１４の底面に設けられている。図２乃至図４に示すように、水位調整手段１５は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた筒体から成る外筒２６と内筒２７とを有している。外筒２６は、天井面と外周面とを有し、外周面の異なる高さ位置に複数の通孔２６ａを有している。内筒２７は底面と外周面と隔壁とを有し、その外周面は外筒２６に対する回転角度に応じて各通孔２６ａにそれぞれ連通可能な複数の連通孔２７ａを有している。内筒２７の隔壁２７ｂは、内部を縦方向に２つの区画に分けるよう、天井面との間に隙間をあけて底面に設けられ、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画の底面に排水用開口２７ｃを有している。内筒２７は、他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁２７ｄを有し、仕切壁２７ｄで分けられた一方の小区画の底面に給水用開口２７ｅを有し、一方の小区画の外周面に給水用連通孔２７ｆを有している。
【００３０】
また、内筒２７は、最も低い位置の連通孔２７ａが隔壁２７ｂで分けられた他方の小区画の外周面に設けられ、他の連通孔２７ａが一方の区画の外周面に設けられている。外筒２６は、外周面に、内筒２７に対する回転角度に応じて給水用連通孔２７ｆに連通可能な給水用通孔２６ｂを有している。水位調整手段１５は、排水用開口２７ｃを排水口１４ａに連通させて、天井面を上に底面を下にした状態で栽培容器１４の底面に設けられている。なお、通孔２６ａおよび給水用通孔２６ｆには、フィルタが取り付けられている。
【００３１】
給水手段１６は、毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材１６ａと吸上部材１６ｂとを有している。敷設部材１６ａは、栽培容器１４の内部に敷設され、給水用通孔２６ｂに一部が挿入されている。吸上部材１６ｂは、一端が内部貯水槽１３の内部に配置され、他端が給水用開口２７ｅを通して給水用連通孔２７ｆに挿入されている。給水手段１６は、内筒２７に対して外筒２６を回転させて、給水用通孔２６ｂと給水用連通孔２７ｆとを連通させたとき、敷設部材１６ａと吸上部材１６ｂとが接するよう構成されている。これにより、給水手段１６は、内部貯水槽１３の内部の水を吸い上げて、栽培容器１４に栽培された植物１に供給可能になっている。
【００３２】
通気フィルタは、吸気口２４と排気口２５とに取り付けられている。通水フィルタ１７は、外部貯水槽１２の開口部１２ａに取り付けられている。
【００３３】
次に、作用について説明する。
植物栽培システム１０は、栽培容器１４に植えた植物１を栽培することができる。植物栽培システム１０は、雨水や水やりの水を収納室２１の上部に設けられた傾斜屋根２２で受け、その傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて、収納室２１の外部に設けられた外部貯水槽１２に貯水することができる。外部貯水槽１２に貯水された水は、外部貯水槽１２と通水可能に収納室２１の内部に設けられた内部貯水槽１３の内部に入り、給水手段１６により、その水を栽培容器１４に栽培された植物１に供給することができる。
【００３４】
植物栽培システム１０は、雨が多いときなどに、あらかじめ外部貯水槽１２および内部貯水槽１３に水を貯めておくことができる。また、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の水が少なくなったときには、水やりを多めにしておくことにより、水を貯めておくことができる。このため、雨が少ないとき等でも、給水手段１６により植物１に水を供給することができ、頻繁に水やりを行う必要がない。また、給水手段１６による水の供給をほぼ一定にすることにより、雨が多いときでも、植物１が根腐れを起こすのを防ぐことができる。このように、植物栽培システム１０は、水の管理が容易である。なお、大雨の時などには、外部貯水槽１２の開口部１２ａから水があふれることにより、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の水位が所定の高さより高くならない。
【００３５】
植物栽培システム１０は、植物１を栽培する栽培容器１４を収納した収納室２１に吸気口２４と排気口２５とを有し、太陽熱等による空気密度差により、吸気口２４から収納室２１に入った空気を、植物１で浄化した後、排気口２５から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。このとき、吸気口２４から収納室２１の仕切板２３の下の空間に入った空気は、排水口１４ａおよび排水用開口２７ｃから、互いに連通した連通孔２７ａおよび通孔２６ａを通って栽培容器１４の内部に入り、植物用の土等の中を通って仕切板２３の上の空間に入り、排気口２５から排出される。
【００３６】
植物栽培システム１０は、吸気口２４と排気口２５とに通気フィルタが設けられているため、収納室２１の内部に虫や塵埃などが入り込むのを防ぐことができる。外部貯水槽１２の開口部１２ａに通水フィルタ１７が取り付けられているため、不純物などを取り除いたきれいな水を植物１に供給することができる。傾斜屋根２２が透光性であるため、収納室２１の内部の植物１が光合成を行うことができる。傾斜フランジ２３ａにより、傾斜屋根２２の裏側に付着した水滴等の上方から落ちてくる水を、効率よく栽培容器１４の植物１に供給することができる。
【００３７】
植物栽培システム１０は、水位調整手段１５の外筒２６を内筒２７に対して回転させることにより、以下のようにして栽培容器１４の内部の水位を調整することができる。まず、図５（ａ）に示すように、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画に設けられた任意の高さ位置の内筒２７の連通孔２７ａと、その連通孔２７ａに対応する高さ位置の外筒２６の通孔２６ａとを連通させることにより、栽培容器１４の内部の水がその連通孔２７ａおよび通孔２６ａから排水用開口２７ｃに流れるため、栽培容器１４の内部の水位を任意の高さに維持することができる。また、内筒２７の連通孔２７ａと外筒２６の通孔２６ａとを全く連通させないことにより、栽培容器１４から排水しないようにすることができる。
【００３８】
また、図５（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、栽培容器１４の内部の水位が隔壁２７ｂの高さよりも高い位置にあるとき、隔壁２７ｂで分けられた他方の区画に設けられた最も低い位置の内筒２７の連通孔２７ａと、その連通孔２７ａに対応する外筒２６の通孔２６ａとを連通させることにより、サイフォンの原理により、栽培容器１４の内部の水を、連通孔２７ａおよび通孔２６ａから隔壁２７ｂと天井面との隙間を通って排水用開口２７ｃに流すことができ、その連通孔２７ａの高さ位置まで水位を下げることができる。また、給水用通孔２６ｂと給水用連通孔２７ｆとを連通させることにより、内部貯水槽１３の内部の水を給水手段１６により栽培容器１４の内部に供給することができる。
【００３９】
なお、図６に示すように、植物栽培システム１０は、吸気口２４および排気口２５がそれぞれ仕切板２３の下および上の容器本体１１の側面に設けられていてもよい。また、水位調整手段１５が、仕切板２３の上下の空間に連通可能に、底面から天井面まで伸びるよう設けられた通気管３１と、通気管３１の上部の開口に、上方に向かって開くよう設けられた開閉扉３２とを有していてもよい。この場合、水位調整手段１５がサイフォンの原理で作動し、排水用開口２７ｃや連通孔２７ａ、通孔２６ａに水が流れているときでも、吸気口２４から入った空気が、開閉扉３２を押し上げて通気管３１を通るため、通気管３１を通して吸気口２４から排気口２５に空気を循環させることができる。なお、サイフォンによる作動時に、開閉扉３２が自動的に開くよう構成されていてもよい。
【００４０】
また、図７に示すように、植物栽培システム１０は、外部貯水槽１２の内部に浮かべられたフロート３３と、外部貯水槽１２の開口部１２ａに設けられたフロートガイド３４とを有していてもよい。この場合、外部貯水槽１２が水でいっぱいになるとフロート３３がフロートガイド３４の開口を塞ぐことにより、外部貯水槽１２にそれ以上水が入るのを防ぐことができる。また、外部貯水槽１２が一杯でないときには、フロート３３とフロートガイド３４との間に隙間ができるため、その隙間から雨水等を外部貯水槽１２に導入することができる。また、溶液栽培を行ったときに、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３に溜めた液体肥料等の溶液の流失を防ぐことができる。フロート３３により、空気と接する水の表面積を減らすことができ、蒸発による水の損失を抑制することができる。フロート３３は、球形に限らず、板状など、いかなる形状であってもよい。
【００４１】
植物栽培システム１０は、室内に設置されても、屋外に設置されてもよい。屋外に設置する場合には、庭やベランダ、バルコニーだけでなく、屋根の上や外壁に沿って設置することもでき、建物を緑化することができる。外壁に沿って設置する場合には、例えば、図８に示すように、吊下ワイヤや吊紐、ローラー等を使用して吊り下げ、フック３６が付いた導水路付きアダプタ３５を容器本体１１の下に取り付けて、数珠つなぎで複数を吊り下げることができる。この場合、外部貯水槽１２からあふれた水がアダプタ３５を通って、下の植物栽培システム１０の傾斜屋根２２に落ちるため、全ての植物栽培システム１０に水を供給可能である。水やりする場合には、最上段の植物栽培システム１０に水をかけ、目視しやすい最下段の植物栽培システム１０が満水になったのを確認することにより、全ての植物栽培システム１０への給水を完了することができる。また、外部貯水槽１２と内部貯水槽１３とを隔てる容器本体１１の側壁が水中に没しているため、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の下部に、通水フィルタ１７を通過した細かい異物や、栽培容器１４から溶け出した微量の土等が沈殿し、植物１に供給する水のみならず、外部貯水槽１２からあふれて下段の植物栽培システム１０に流れる水をも清浄に保つことができる。
【００４２】
図９乃至図１５は、本発明の第２の実施の形態の植物栽培システムを示している。
図９に示すように、植物栽培システム４０は、容器本体１１と外部貯水槽１２と内部貯水槽１３と栽培容器１４と水位調整手段１５と循環移動手段４１と給水手段１６と通気フィルタと通水フィルタ１７とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４３】
容器本体１１は、家畜等を成育するための建物から成り、内部に収納室２１が形成されている。容器本体１１は、収納室２１の上部に設けられた透光性の傾斜屋根２２と、一つの側壁の下部に設けられた吸気口２４と、他の側壁の上部に設けられた排気口２５と、吸気口２４および排気口２５に取り付けられた開閉自在窓４２とを有している。なお、動物は、牛や馬などの家畜や、ウサギやハムスターなどのペットなど、人間を含むいかなる動物であってもよい。
【００４４】
外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２の下方へ傾斜した方向側の、容器本体１１の側壁の外側に設けられている。外部貯水槽１２は、上方に向かって開いた開口部１２ａを有している。内部貯水槽１３は、収納室２１の下部に設けられ、外部貯水槽１２と通水可能に、外部貯水槽１２に連通した通水管４３を有している。
【００４５】
栽培容器１４は、１つまたは複数から成り、内部で植物１を栽培可能であり、底面に排水口１４ａを有している。水位調整手段１５は、栽培容器１４の底面に設けられている。図１０乃至図１２に示すように、水位調整手段１５は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた筒体から成る外筒２６と内筒２７とを有している。外筒２６は、天井面を有し、外周面の異なる高さ位置に複数の通孔２６ａを有している。内筒２７は、底面を有し、外筒２６に対して回転させることにより、異なる高さ位置の各通孔２６ａにそれぞれ連通可能に外周面に設けられた複数の連通孔２７ａを有している。内筒２７は、内部を２つの区画に分けるよう、天井面との間に隙間をあけて設けられた隔壁２７ｂを有し、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画の底面に排水用開口２７ｃを有している。また、内筒２７は、最も低い位置の連通孔２７ａが隔壁２７ｂで分けられた他方の小区画の外周面に設けられ、他の連通孔２７ａが一方の区画の外周面に設けられている。水位調整手段１５は、排水用開口２７ｃが排水口１４ａに重なるよう、天井面を上に底面を下にした状態で栽培容器１４の底面に設けられている。なお、通孔２６ａには、フィルタが取り付けられている。
【００４６】
図９、図１３および図１４に示すように、循環移動手段４１は、収納室２１の内部に２重環状に設けられた１対のチェーン４４と、各チェーン４４の方向を変えるためのスプロケット４５と、一方のチェーン４４に取り付けられた複数のアームチェーン４６と、栽培容器１４を収納可能に設けられた複数のアダプタ４７とを有している。循環移動手段４１は、栽培容器１４を収納した各アダプタ４７の円形の突出部４７ａを、アームチェーン４６のアダプタ挿入部４６ａに挿入してアダプタ押さえ４６ｂでロックすることにより、栽培容器１４をアームチェーン４６に取付可能になっている。各チェーン４４を動かすことにより、チェーン４４に沿ってアームチェーン４６に取り付けられた栽培容器１４を収納室２１の内部で循環移動可能になっている。循環移動手段４１は、栽培容器１４の上下方向を維持した状態で栽培容器１４を移動可能になっている。
【００４７】
図９に示すように、給水手段１６は、内部貯水槽１３から収納室２１の上部まで伸びて、収納室２１の天井に沿って拡がるよう設けられた散水部材４８と、内部貯水槽１３の水を散水部材４８まで送るためのポンプ４９とを有している。給水手段１６は、散水部材４８から散水することにより、収納室２１の内部を循環する栽培容器１４の植物１に水を供給可能になっている。
【００４８】
次に、作用について説明する。
植物栽培システム４０は、栽培容器１４に植えられた植物１の生育状態に応じて、栽培容器１４を移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。例えば、図９に示すように、栽培初期には、肥料として収納室２１で成育する動物の排泄物を受取可能なエリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすいエリアに移動させ、開花期には、受粉させるために益虫を飼育したエリアに移動させ、収穫期には、容易に収穫を行えるエリアに移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。また、植物栽培システム４０は、成育している動物とともに、酸素と二酸化炭素、食物連鎖などの資源循環型のシステムを構築することができる。
【００４９】
植物栽培システム４０は、太陽熱等による空気密度差により、吸気口２４から収納室２１に入った空気を、植物１で浄化した後、排気口２５から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。また、植物栽培システム４０は、図５に示す原理と同様にして、栽培容器１４の内部の水位を調整することができる。
【００５０】
なお、図１５に示すように、栽培容器１４は、水位調整手段１５を有さず、底面に複数の開口５０を有していてもよい。この場合、一般的な植木鉢やポット等と同様に植物１を栽培することができる。給水手段１６による給水を適度に行うことにより、植物１が枯れたり根腐れを起こしたりするのを防ぐことができる。
【００５１】
図１６乃至図２０は、本発明の第１の実施の形態の建物用植物栽培システム６０を示している。
図１６に示すように、建物用植物栽培システム６０は、１つまたは複数の植物栽培システム１０とガイド部材６１と移動手段６２と非常給水装置６３とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システム１０に関する同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５２】
図１６乃至図１９に示すように、ガイド部材６１は、ビルなどの建物の内部および外部に渡って環状に設けられたチェーン７１およびローラーガイド７２と、チェーン７１の方向を変えるためのスプロケット７３とを有している。チェーン７１およびローラーガイド７２は、互いに所定の間隔を開けて配置されている。チェーン７１およびローラーガイド７２は、建物の外部では、建物の外壁や屋根に沿って設けられている。
【００５３】
移動手段６２は、複数のローラーアダプタ７４と複数のアームチェーン７５と駆動装置７６とを有している。各ローラーアダプタ７４は、植物栽培システム１０に取付可能であり、上下左右の４隅に、チェーン７１またはローラーガイド７２に沿って回転可能に設けられた４つの車輪７４ａと、側面に設けられた円形の突出部７４ｂとを有している。各アームチェーン７５は、チェーン７１に取り付けられており、ローラーアダプタ７４の突出部７４ｂに係合可能なローラーアダプタ挿入部７５ａを有している。
【００５４】
移動手段６２は、植物栽培システム１０に取り付けられた各ローラーアダプタ７４の突出部７４ｂを、アームチェーン７５のローラーアダプタ挿入部７５ａに挿入することにより、植物栽培システム１０をアームチェーン７５に取付可能になっている。駆動装置７６でチェーン７１を動かすことにより、チェーン７１およびローラーガイド７２に沿ってアームチェーン７５に取り付けられた植物栽培システム１０を移動可能になっている。移動手段６２は、植物栽培システム１０の上下方向を維持した状態で、植物栽培システム１０を移動可能になっている。
【００５５】
非常給水装置６３は、建物の屋根の、ガイド部材６１の上方に設けられている。非常給水装置６３は、非常給水弁６３ａを有し、天候や植物栽培システム１０の植物の土の乾燥状態に応じて、屋根に沿って移動する植物栽培システム１０に上方から散水可能になっている。
【００５６】
次に、作用について説明する。
建物用植物栽培システム６０は、植物栽培システム１０を有しているため、水の管理が容易である。このため、植物栽培システム１０が建物の内部および外部に渡って移動しているときでも、植物１が枯れるのを防ぐことができる。長期間雨が降らず、植物１の土が乾燥したときでも、非常給水装置６３による給水を適度に行うことにより、植物１が枯れたり根腐れを起こしたりするのを防ぐことができる。また、建物の周囲や内部の空気を浄化することもできる。外壁や屋根などの建物の外面に沿って移動するときには、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。
【００５７】
建物用植物栽培システム６０は、栽培容器１４に植えられた植物１の生育状態に応じて、植物栽培システム１０を移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。例えば、図１６に示すように、栽培初期には、肥料として食品廃棄物を受取可能な建物内の種苗エリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすい建物外部の壁面や屋根に移動させ、収穫期には、容易に収穫を行える建物内の収穫エリアに移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。
【００５８】
なお、図２０に示すように、建物用植物栽培システム６０は、植物栽培システム１０の収納室２１の内部に照明８１と排気ファン８２と吸気ファン８３と温度センサ８４と、内部貯水槽１３の水温を測定する温度センサ８５と水位を測定する水位センサ８６と、収納室２１の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段８７と、栽培容器１４の土の湿度を測定する湿度センサ８８とを有し、さらに、各温度センサ８４、８５および水位センサ８６、湿度センサ８８からデータを収集し、そのデータに基づいてミスト発生手段８７および非常給水装置６３の非常給水弁６３ａ、チェーン７１を駆動する駆動装置７６、照明８１、排気ファン８２、吸気ファン８３等を制御可能に設けられたコンピュータから成る制御部８９を有していてもよい。また、制御部８９がインターネットに接続され、インターネット経由で制御可能になっていてもよい。この場合、自動または遠隔操作により、植物１を栽培することができる。
【００５９】
図２１乃至図２３は、本発明の第２の実施の形態の建物用植物栽培システム９０を示している。
図２１および図２２に示すように、建物用植物栽培システム９０は、１つまたは複数の植物栽培システム１０と排気ダクト９１と吸気ダクト９２とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システム１０に関する同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６０】
図２１および図２２に示すように、各植物栽培システム１０は、建物の屋上に並んで設置されている。排気ダクト９１は、一端が建物に備え付けられた空調機の排気口に接続されており、各植物栽培システム１０の吸気口２４に連通するよう、建物の屋上に配置されている。排気ダクト９１は、空調機からの排気を、各植物栽培システム１０の吸気口２４に導くようになっている。吸気ダクト９２は、一端が空調機の吸気口に接続されており、各植物栽培システム１０の排気口２５に連通するよう、建物の屋上に配置されている。吸気ダクト９２は、各植物栽培システム１０の排気口２５からの排気を、空調機の吸気口に導くようになっている。
【００６１】
次に、作用について説明する。
建物用植物栽培システム９０は、植物栽培システム１０を有しているため、水の管理が容易である。このため、建物の屋上に設置された植物栽培システム１０の植物１が枯れるのを防ぐことができる。植物栽培システム１０を建物の屋根に設置しているため、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。また、植物栽培システム１０により空調機からの排気を浄化するとともに、その浄化した空気を空調機により建物の内部に供給することができ、建物の周囲や内部の空気を浄化することができる。
【００６２】
なお、図２３（ａ）に示すように、建物用植物栽培システム９０は、植物栽培システム１０が健康増進のために陽圧管理された部屋の空調機に接続されていてもよい。また、図２３（ｂ）に示すように、植物栽培システム１０が感染防止のために陰圧管理された隔離病棟等の部屋の空調機に接続されていてもよい。これらの閉鎖環境での圧力は、外部貯水槽１２と内部貯水槽１３との液面差から、それぞれ次式で計算することができる。
【００６３】
【数１】
【００６４】
なお、図２３（ａ）に示すように、植物栽培システム１０の内部を陽圧に保持することにより、内部の溶存ガス量を増やし、植物１の光合成を活発にする効果が得られる。これは、結果的に炭酸ガス施肥と同様の効果をもたらし、酸素排出量や収穫量を増大することができる。また、図２３（ｂ）に示すように、植物栽培システム１０の内部を陰圧保持することにより、例えば高山植物等を栽培するときに、高地の生育環境を再現することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 植物
１０ 植物栽培システム
１１ 容器本体
１２ 外部貯水槽
１２ａ 開口部
１３ 内部貯水槽
１４ 栽培容器
１４ａ 排水口
１５ 水位調整手段
１６ 給水手段
１６ａ 敷設部材
１６ｂ 吸上部材
１７ 通水フィルタ
２１ 収納室
２２ 傾斜屋根
２３ 仕切板
２３ａ 傾斜フランジ
２４ 吸気口
２４ａ 吸気管
２５ 排気口
２５ａ 排気管
２６ 外筒
２６ａ 通孔
２６ｂ 給水用通孔
２７ 内筒
２７ａ 連通孔
２７ｂ 隔壁
２７ｃ 排水用開口
２７ｄ 仕切壁
２７ｅ 給水用開口
２７ｆ 給水用連通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、地面に直接植えることなく植物を栽培する場合には、植木鉢やポット、プランターなどに植物を植えて育てている。従来、植木鉢などに植えられた植物に水を供給する際、植木鉢などの上部開口から入る雨水や水やりの水だけでなく、植木鉢などの周囲に落ちる水を集めて効率よく植物に供給するものとして、植木鉢などの上部開口の周縁に沿って設置する傾斜具がある（例えば、特許文献１または２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８０５６８号公報
【特許文献２】特公平８−１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２に記載の傾斜具では、屋外に置いた場合、雨が多いときには、水の供給が多くなり過ぎて根腐れを起こすおそれがあり、雨が少ないときには、土の乾燥状態等に応じて頻繁に水やりをする必要がある。また、屋内に置いた場合にも、土の乾燥状態等に応じて頻繁に水やりをする必要がある。このため、土の湿潤状態や乾燥状態を把握して、頻繁に水の管理をしなければならず、労力を要するという課題があった。また、植木鉢などで栽培する場合、害虫が寄ってきたり、雑草が生えたりするため、管理が大変であるという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、水の管理が容易であり、害虫や雑草を防いで植物の栽培を容易にすることができる植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る植物栽培システムは、吸気口と排気口とを有する収納室と、前記吸気口と前記排気口とに設けられた通気フィルタと、前記収納室の上部に設けられた透光性の傾斜屋根と、開口部を有し、前記傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて貯水可能に前記収納室の外部に設けられた外部貯水槽と、前記開口部に取り付けられた通水フィルタと、前記外部貯水槽と通水可能に前記収納室の内部に設けられた内部貯水槽と、前記収納室の内部の前記内部貯水槽の上方に設けられた植物の栽培容器と、前記内部貯水槽の内部の水を前記栽培容器の植物に供給可能に設けられた給水手段とを、有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る植物栽培システムは、雨水や水やりの水を収納室の上部に設けられた傾斜屋根で受け、その傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて、収納室の外部に設けられた外部貯水槽に貯水することができる。外部貯水槽に貯水された水は、外部貯水槽と通水可能に収納室の内部に設けられた内部貯水槽の内部に入り、給水手段により、その水を栽培容器に栽培された植物に供給することができる。また、吸気口と排気口とに通気フィルタが設けられ、外部貯水槽の開口部に通水フィルタが設けられているため、収納室内に害虫や雑草の種などが入り込むのを防ぐことができ、栽培容器での植物の栽培を容易にすることができる。
【０００８】
本発明に係る植物栽培システムは、雨が多いときなどに、あらかじめ外部貯水槽および内部貯水槽に水を貯めておくことができる。また、外部貯水槽および内部貯水槽の水が少なくなったときには、装置に水をかけるだけで容易に水を貯めておくことができる。このため、雨が少ないとき等でも、給水手段により植物に水を供給することができ、頻繁に水やりを行う必要がない。また、必要以上の水は通水フィルタから逆流して、それ以上の水の浸入を防止するため、栽培容器下部が水中に没して空気供給が遮断されて根腐れを起こすことはなくなる。このように、本発明に係る植物栽培システムは、水の管理が容易である。
【０００９】
本発明に係る植物栽培システムで、吸気口および排気口は、光合成に必要な炭酸ガスや呼吸に必要な酸素などの気体を出し入れすることができる。本発明に係る植物栽培システムは、植物を栽培する栽培容器を収納した収納室に吸気口と排気口とを有しているため、吸気口から収納室に入った空気を、植物で浄化して排気口から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。外部貯水槽の開口部に通水フィルタが取り付けられているため、不純物などを取り除いたきれいな水を植物に供給することができる。傾斜屋根が透光性であるため、収納室内の植物が光合成を行うことができる。
【００１０】
傾斜屋根は、屋根全体が平面状に傾斜している必要はなく、片流れ、切り妻、寄せ棟、かまぼこ状、ドーム状などの屋根を含み、少なくとも屋根の一部が傾斜して、開口部に向かって雨水等が流れ落ちるようになっていればよい。また、収納室は、収納物を出し入れする部分があることが好ましい。外部貯水槽および内部貯水槽は、互いに通水可能であれば、一体に設けられていても、パイプなどで接続されていてもよい。
【００１１】
本発明に係る植物栽培システムは、前記栽培容器を前記収納室内で循環移動させる循環移動手段を有し、前記収納室は動物を成育可能であってもよい。この場合、栽培容器に植えられた植物の生育状態に応じて、栽培容器を移動させることにより、最適な生育条件で植物を育てることができる。例えば、栽培初期には、肥料として収納室で成育する動物の排泄物を受取可能なエリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすいエリアに移動させ、開花期には、受粉させるために益虫を飼育したエリアに移動させ、収穫期には、容易に収穫を行えるエリアに移動させてもよい。動物は、牛や馬などの家畜や、ウサギやハムスターなどのペットなど、人間を含むいかなる動物であってもよい。
【００１２】
本発明に係る植物栽培システムは、水位調整手段を有し、前記栽培容器は底面に排水口を有し、前記水位調整手段は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた外筒と内筒とを有し、前記外筒は天井面と外周面とを有し、前記外周面の異なる高さ位置に複数の通孔を有し、前記内筒は底面と外周面と隔壁とを有し、前記隔壁は前記内筒の内部を縦方向に２つの区画に分けるよう前記天井面との間に隙間をあけて前記底面に設けられ、前記底面は前記隔壁で分けられた一方の区画に排水用開口を有し、前記外周面は前記外筒に対する回転角度に応じて各通孔にそれぞれ連通可能な複数の連通孔を有し、最も低い位置の前記連通孔が前記隔壁で分けられた他方の区画に設けられ、他の連通孔が前記一方の区画に設けられており、前記水位調整手段は前記排水用開口を前記排水口に連通させて前記栽培容器の底面に設けられていてもよい。
【００１３】
この水位調整手段を有する場合、内筒に対して外筒を回転させることにより、以下のようにして栽培容器の内部の水位を調整することができる。まず、隔壁で分けられた一方の区画に設けられた任意の高さ位置の内筒の連通孔と、その連通孔に対応する高さ位置の外筒の通孔とを連通させることにより、栽培容器の内部の水がその連通孔および通孔から排水用開口に流れるため、栽培容器の内部の水位を任意の高さに維持することができる。また、内筒の連通孔と外筒の通孔とを全く連通させないことにより、栽培容器から排水しないようにすることができる。また、栽培容器の内部の水位が隔壁の高さよりも高い位置にあるとき、隔壁で分けられた他方の区画に設けられた最も低い位置の内筒の連通孔と、その連通孔に対応する外筒の通孔とを連通させることにより、サイフォンの原理により、栽培容器の内部の水を、連通孔および通孔から隔壁と天井面との隙間を通って排水用開口に流すことができ、その連通孔の高さ位置まで水位を下げることができる。
【００１４】
本発明に係る植物栽培システムで、前記内筒は、前記他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁を有し、前記仕切壁で分けられた一方の小区画の前記底面に給水用開口を有し、前記一方の小区画の外周面に給水用連通孔を有し、前記外筒は前記外周面に前記内筒に対する回転角度に応じて前記給水用連通孔に連通可能な給水用通孔を有し、前記給水手段は毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材と吸上部材とを有し、前記敷設部材は前記栽培容器の内部に敷設され、一部が前記給水用通孔に挿入され、前記吸上部材は一端が前記内部貯水槽の内部に配置され、他端が前記給水用開口を通して前記給水用連通孔に挿入され、前記内筒に対して前記外筒を回転させて前記給水用通孔と前記給水用連通孔とを連通させたとき前記敷設部材と前記吸上部材とが接するよう構成されていてもよい。この場合、内筒に対して外筒を回転させて、給水用通孔と給水用連通孔とを連通させることにより、内部貯水槽の内部の水を給水手段により栽培容器の内部に供給することができる。
【００１５】
本発明に係る植物栽培システムは、前記収納室の外部の空気を前記吸気口から前記収納室の内部に取り入れ、前記収納室の内部の空気を前記排気口から前記収納室の外部に排出するよう設けられたファンと、前記収納室の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段と、前記収納室の内部に設けられた照明とを有し、前記栽培容器は上部開口を有し、前記上部開口の周縁に前記栽培容器に向かって傾斜する傾斜フランジを有し、前記外部貯水槽は所定の高さ位置に、内部の水を排出可能に設けられたオーバーフロー孔を有していてもよい。
【００１６】
この傾斜フランジ等を有する場合、傾斜フランジにより、結露等によって傾斜屋根の裏側に付着した水滴等の上方から落ちてくる水を、効率よく栽培容器の植物に供給することができる。ファンにより、強制的に吸気口から収納室に空気を入れて排気口から排出することができ、空気清浄効果を高めることができる。ミスト発生装置により、収納室内の湿度を調整したり、植物に直接水やりを行ったりすることができる。また、傾斜屋根の内側にミストを噴出することにより、収納室に入る光を遮ることができ、収納室内の温度上昇を抑えることができる。オーバーフロー孔により、外部貯水槽および内部貯水槽の水位が所定の高さより高くならないようにすることができる。照明により、夜間や雨天時の光合成が可能となると同時に、例えば夜間植物をライトアップすることで、傾斜屋根や側面の透光部分からその様子を周囲に見せることができる。また、これにより、幻想的なオブジェの看板として環境に配慮していることをアピールすることもできる。
【００１７】
本発明に係る植物栽培システムは、前記外部貯水槽の内部に浮かべられたフロートと、前記外部貯水槽の前記開口部に設けられたフロートガイドとを有し、前記外部貯水槽が満水になったとき、前記フロートが前記フロートガイドに接して前記開口部を塞ぐよう構成されていてもよい。この場合、必要以上の水はフロートによって流入が阻害されるため、それ以上の水の浸入を防止することができる。また、溶液栽培を行ったときに、外部貯水槽および内部貯水槽に溜めた液体肥料等の溶液の流失を防ぐことができる。フロートにより、空気と接する水の表面積を減らすことができ、蒸発による水の損失を抑制することができる。
【００１８】
第１の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムと、建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って環状に設けられたガイド部材と、前記植物栽培システムを前記ガイド部材に沿って移動可能に構成された移動手段とを、有することを特徴とする。
【００１９】
第１の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムを有しているため、水の管理が容易である。このため、植物栽培システムが建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って移動しているときでも、植物が枯れるのを防ぐことができる。また、建物の周囲や内部の空気を浄化することもできる。外壁や屋根などの建物の外面に沿って植物栽培システムが移動する場合には、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。
【００２０】
第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、空調機を備えた建物の外面に設置された１つまたは複数の本発明に係る植物栽培システムと、前記空調機からの排気を各植物栽培システムの前記吸気口に導く排気ダクトと、各植物栽培システムの前記排気口からの排気を前記空調機の吸気口に導く吸気ダクトとを、有することを特徴とする。
【００２１】
第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、本発明に係る植物栽培システムを有しているため、水の管理が容易である。このため、建物の外面に設置された植物栽培システムの植物が枯れるのを防ぐことができる。植物栽培システムを外壁や屋根などの建物の外面に設置しているため、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。また、植物栽培システムにより空調機からの排気を浄化するとともに、その浄化した空気を空調機により建物の内部に供給することができ、建物の周囲や内部の空気を浄化することができる。
【００２２】
なお、本発明に係る植物栽培システム、第１および第２の本発明に係る建物用植物栽培システムは、植物に与える水に炭酸ガスを溶存させていてもよい。この場合、植物の光合成を活発にする効果が得られる。また、結果的に炭酸ガス施肥と同様の効果をもたらし、酸素排出量や植物からの収穫量を増大することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、水の管理が容易であり、害虫や雑草を防いで植物の栽培を容易にすることができる植物栽培システムおよび建物用植物栽培システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の植物栽培システムを示す（ａ）所定の位置での端面図、（ｂ）他の位置での端面図である。
【図２】図１に示す植物栽培システムの栽培容器および水位調整手段の（ａ）定常溜水時の端面図、（ｂ）給水時の端面図、（ｃ）空気の流れを示す端面図である。
【図３】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の取付状態を示す側面図である。
【図４】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の（ａ）平面図および正面図、（ｂ）底面図および矢視図である。
【図５】図１に示す植物栽培システムの水位調整手段の使用状態を示す端面図である。
【図６】図１に示す植物栽培システムの通気管等を有する変形例を示す端面図である。
【図７】図１に示す植物栽培システムの外部貯水槽にフロートを有する変形例を示す端面図である。
【図８】図１に示す植物栽培システムの外壁に吊り下げる変形例を示す端面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の植物栽培システムを示す端面図である。
【図１０】図９に示す植物栽培システムの栽培容器および水位調整手段を示す端面図である。
【図１１】図９に示す植物栽培システムの水位調整手段の取付状態を示す側面図である。
【図１２】図９に示す植物栽培システムの水位調整手段の（ａ）平面図および正面図、（ｂ）底面図および矢視図である。
【図１３】図９に示す植物栽培システムの循環移動手段の（ａ）正面図、（ｂ）アダプタを示す平面図である。
【図１４】図９に示す植物栽培システムの循環移動手段の（ａ）アームチェーンを示す正面図、（ｂ）側面図である。
【図１５】図９に示す植物栽培システムの栽培容器の変形例を示す端面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の建物用植物栽培システムを示す端面図である。
【図１７】図１６に示す建物用植物栽培システムのガイド部材および移動手段を示す正面図である。
【図１８】図１６に示す建物用植物栽培システムの植物栽培システムの水位調整手段の動作を説明する端面図である。
【図１９】図１６に示す建物用植物栽培システムの（ａ）アームチェーンを示す正面図、（ｂ）ガイド部材および移動手段を示す側面図、（ｃ）アームチェーンとローラーアダプタとの着脱動作を示す側面図である。
【図２０】図１６に示す建物用植物栽培システムの変形例を示す端面図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態の建物用植物栽培システムを示す平面図である。
【図２２】図２１に示す建物用植物栽培システムの（ａ）Ａ−Ａ線端面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線端面図である。
【図２３】図２１に示す建物用植物栽培システムの、植物栽培システムの容器本体の内部が（ａ）陽圧のときの端面図、（ｂ）陰圧のときの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図８は、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システムを示している。
図１に示すように、植物栽培システム１０は、容器本体１１と外部貯水槽１２と内部貯水槽１３と植物の栽培容器１４と水位調整手段１５と給水手段１６と通気フィルタ（図示せず）と通水フィルタ１７とを有している。
【００２６】
容器本体１１は、縦長の箱体から成り、内部に収納室２１が形成されている。容器本体１１は、収納室２１の上部に設けられた透光性の傾斜屋根２２と、中間の高さ位置に設けられ、中央部に円形の開口が形成された仕切板２３とを有している。仕切板２３は開口を有し、開口の周縁が、開口に向かって傾斜するよう設けられた傾斜フランジ２３ａを成している。容器本体１１は、底面に吸気口２４と排気口２５とを有し、吸気口２４に取り付けられ、仕切板２３の下の所定の高さまで伸びる吸気管２４ａと、排気口２５に取り付けられ、仕切板２３を貫通して仕切板２３の上の空間まで伸びる排気管２５ａとを有している。
【００２７】
外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２の下方へ傾斜した方向側の、容器本体１１の側壁の外側下部に、容器本体１１と一体的に設けられている。外部貯水槽１２は、吸気管２４ａの高さより低い位置に、上方に向かって開いた開口部１２ａを有している。外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて貯水可能に、収納室２１の外部に設けられている。内部貯水槽１３は、収納室２１の下部に設けられている。内部貯水槽１３は、外部貯水槽１２と通水可能に、外部貯水槽１２に隣接する容器本体１１の側壁の下部に隙間を有している。
【００２８】
植物の栽培容器１４は、内部で植物を栽培可能であり、底面に排水口１４ａを有している。栽培容器１４は、収納室２１の内部で、内部貯水槽１３の上方の仕切板２３の開口にはめ込まれている。これにより、傾斜フランジ２３ａが、栽培容器１４の上部開口の周縁に沿って、栽培容器１４に向かって傾斜するよう構成されている。
【００２９】
水位調整手段１５は、栽培容器１４の底面に設けられている。図２乃至図４に示すように、水位調整手段１５は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた筒体から成る外筒２６と内筒２７とを有している。外筒２６は、天井面と外周面とを有し、外周面の異なる高さ位置に複数の通孔２６ａを有している。内筒２７は底面と外周面と隔壁とを有し、その外周面は外筒２６に対する回転角度に応じて各通孔２６ａにそれぞれ連通可能な複数の連通孔２７ａを有している。内筒２７の隔壁２７ｂは、内部を縦方向に２つの区画に分けるよう、天井面との間に隙間をあけて底面に設けられ、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画の底面に排水用開口２７ｃを有している。内筒２７は、他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁２７ｄを有し、仕切壁２７ｄで分けられた一方の小区画の底面に給水用開口２７ｅを有し、一方の小区画の外周面に給水用連通孔２７ｆを有している。
【００３０】
また、内筒２７は、最も低い位置の連通孔２７ａが隔壁２７ｂで分けられた他方の小区画の外周面に設けられ、他の連通孔２７ａが一方の区画の外周面に設けられている。外筒２６は、外周面に、内筒２７に対する回転角度に応じて給水用連通孔２７ｆに連通可能な給水用通孔２６ｂを有している。水位調整手段１５は、排水用開口２７ｃを排水口１４ａに連通させて、天井面を上に底面を下にした状態で栽培容器１４の底面に設けられている。なお、通孔２６ａおよび給水用通孔２６ｆには、フィルタが取り付けられている。
【００３１】
給水手段１６は、毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材１６ａと吸上部材１６ｂとを有している。敷設部材１６ａは、栽培容器１４の内部に敷設され、給水用通孔２６ｂに一部が挿入されている。吸上部材１６ｂは、一端が内部貯水槽１３の内部に配置され、他端が給水用開口２７ｅを通して給水用連通孔２７ｆに挿入されている。給水手段１６は、内筒２７に対して外筒２６を回転させて、給水用通孔２６ｂと給水用連通孔２７ｆとを連通させたとき、敷設部材１６ａと吸上部材１６ｂとが接するよう構成されている。これにより、給水手段１６は、内部貯水槽１３の内部の水を吸い上げて、栽培容器１４に栽培された植物１に供給可能になっている。
【００３２】
通気フィルタは、吸気口２４と排気口２５とに取り付けられている。通水フィルタ１７は、外部貯水槽１２の開口部１２ａに取り付けられている。
【００３３】
次に、作用について説明する。
植物栽培システム１０は、栽培容器１４に植えた植物１を栽培することができる。植物栽培システム１０は、雨水や水やりの水を収納室２１の上部に設けられた傾斜屋根２２で受け、その傾斜屋根２２から流れ落ちる水を開口部１２ａで受けて、収納室２１の外部に設けられた外部貯水槽１２に貯水することができる。外部貯水槽１２に貯水された水は、外部貯水槽１２と通水可能に収納室２１の内部に設けられた内部貯水槽１３の内部に入り、給水手段１６により、その水を栽培容器１４に栽培された植物１に供給することができる。
【００３４】
植物栽培システム１０は、雨が多いときなどに、あらかじめ外部貯水槽１２および内部貯水槽１３に水を貯めておくことができる。また、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の水が少なくなったときには、水やりを多めにしておくことにより、水を貯めておくことができる。このため、雨が少ないとき等でも、給水手段１６により植物１に水を供給することができ、頻繁に水やりを行う必要がない。また、給水手段１６による水の供給をほぼ一定にすることにより、雨が多いときでも、植物１が根腐れを起こすのを防ぐことができる。このように、植物栽培システム１０は、水の管理が容易である。なお、大雨の時などには、外部貯水槽１２の開口部１２ａから水があふれることにより、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の水位が所定の高さより高くならない。
【００３５】
植物栽培システム１０は、植物１を栽培する栽培容器１４を収納した収納室２１に吸気口２４と排気口２５とを有し、太陽熱等による空気密度差により、吸気口２４から収納室２１に入った空気を、植物１で浄化した後、排気口２５から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。このとき、吸気口２４から収納室２１の仕切板２３の下の空間に入った空気は、排水口１４ａおよび排水用開口２７ｃから、互いに連通した連通孔２７ａおよび通孔２６ａを通って栽培容器１４の内部に入り、植物用の土等の中を通って仕切板２３の上の空間に入り、排気口２５から排出される。
【００３６】
植物栽培システム１０は、吸気口２４と排気口２５とに通気フィルタが設けられているため、収納室２１の内部に虫や塵埃などが入り込むのを防ぐことができる。外部貯水槽１２の開口部１２ａに通水フィルタ１７が取り付けられているため、不純物などを取り除いたきれいな水を植物１に供給することができる。傾斜屋根２２が透光性であるため、収納室２１の内部の植物１が光合成を行うことができる。傾斜フランジ２３ａにより、傾斜屋根２２の裏側に付着した水滴等の上方から落ちてくる水を、効率よく栽培容器１４の植物１に供給することができる。
【００３７】
植物栽培システム１０は、水位調整手段１５の外筒２６を内筒２７に対して回転させることにより、以下のようにして栽培容器１４の内部の水位を調整することができる。まず、図５（ａ）に示すように、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画に設けられた任意の高さ位置の内筒２７の連通孔２７ａと、その連通孔２７ａに対応する高さ位置の外筒２６の通孔２６ａとを連通させることにより、栽培容器１４の内部の水がその連通孔２７ａおよび通孔２６ａから排水用開口２７ｃに流れるため、栽培容器１４の内部の水位を任意の高さに維持することができる。また、内筒２７の連通孔２７ａと外筒２６の通孔２６ａとを全く連通させないことにより、栽培容器１４から排水しないようにすることができる。
【００３８】
また、図５（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、栽培容器１４の内部の水位が隔壁２７ｂの高さよりも高い位置にあるとき、隔壁２７ｂで分けられた他方の区画に設けられた最も低い位置の内筒２７の連通孔２７ａと、その連通孔２７ａに対応する外筒２６の通孔２６ａとを連通させることにより、サイフォンの原理により、栽培容器１４の内部の水を、連通孔２７ａおよび通孔２６ａから隔壁２７ｂと天井面との隙間を通って排水用開口２７ｃに流すことができ、その連通孔２７ａの高さ位置まで水位を下げることができる。また、給水用通孔２６ｂと給水用連通孔２７ｆとを連通させることにより、内部貯水槽１３の内部の水を給水手段１６により栽培容器１４の内部に供給することができる。
【００３９】
なお、図６に示すように、植物栽培システム１０は、吸気口２４および排気口２５がそれぞれ仕切板２３の下および上の容器本体１１の側面に設けられていてもよい。また、水位調整手段１５が、仕切板２３の上下の空間に連通可能に、底面から天井面まで伸びるよう設けられた通気管３１と、通気管３１の上部の開口に、上方に向かって開くよう設けられた開閉扉３２とを有していてもよい。この場合、水位調整手段１５がサイフォンの原理で作動し、排水用開口２７ｃや連通孔２７ａ、通孔２６ａに水が流れているときでも、吸気口２４から入った空気が、開閉扉３２を押し上げて通気管３１を通るため、通気管３１を通して吸気口２４から排気口２５に空気を循環させることができる。なお、サイフォンによる作動時に、開閉扉３２が自動的に開くよう構成されていてもよい。
【００４０】
また、図７に示すように、植物栽培システム１０は、外部貯水槽１２の内部に浮かべられたフロート３３と、外部貯水槽１２の開口部１２ａに設けられたフロートガイド３４とを有していてもよい。この場合、外部貯水槽１２が水でいっぱいになるとフロート３３がフロートガイド３４の開口を塞ぐことにより、外部貯水槽１２にそれ以上水が入るのを防ぐことができる。また、外部貯水槽１２が一杯でないときには、フロート３３とフロートガイド３４との間に隙間ができるため、その隙間から雨水等を外部貯水槽１２に導入することができる。また、溶液栽培を行ったときに、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３に溜めた液体肥料等の溶液の流失を防ぐことができる。フロート３３により、空気と接する水の表面積を減らすことができ、蒸発による水の損失を抑制することができる。フロート３３は、球形に限らず、板状など、いかなる形状であってもよい。
【００４１】
植物栽培システム１０は、室内に設置されても、屋外に設置されてもよい。屋外に設置する場合には、庭やベランダ、バルコニーだけでなく、屋根の上や外壁に沿って設置することもでき、建物を緑化することができる。外壁に沿って設置する場合には、例えば、図８に示すように、吊下ワイヤや吊紐、ローラー等を使用して吊り下げ、フック３６が付いた導水路付きアダプタ３５を容器本体１１の下に取り付けて、数珠つなぎで複数を吊り下げることができる。この場合、外部貯水槽１２からあふれた水がアダプタ３５を通って、下の植物栽培システム１０の傾斜屋根２２に落ちるため、全ての植物栽培システム１０に水を供給可能である。水やりする場合には、最上段の植物栽培システム１０に水をかけ、目視しやすい最下段の植物栽培システム１０が満水になったのを確認することにより、全ての植物栽培システム１０への給水を完了することができる。また、外部貯水槽１２と内部貯水槽１３とを隔てる容器本体１１の側壁が水中に没しているため、外部貯水槽１２および内部貯水槽１３の下部に、通水フィルタ１７を通過した細かい異物や、栽培容器１４から溶け出した微量の土等が沈殿し、植物１に供給する水のみならず、外部貯水槽１２からあふれて下段の植物栽培システム１０に流れる水をも清浄に保つことができる。
【００４２】
図９乃至図１５は、本発明の第２の実施の形態の植物栽培システムを示している。
図９に示すように、植物栽培システム４０は、容器本体１１と外部貯水槽１２と内部貯水槽１３と栽培容器１４と水位調整手段１５と循環移動手段４１と給水手段１６と通気フィルタと通水フィルタ１７とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４３】
容器本体１１は、家畜等を成育するための建物から成り、内部に収納室２１が形成されている。容器本体１１は、収納室２１の上部に設けられた透光性の傾斜屋根２２と、一つの側壁の下部に設けられた吸気口２４と、他の側壁の上部に設けられた排気口２５と、吸気口２４および排気口２５に取り付けられた開閉自在窓４２とを有している。なお、動物は、牛や馬などの家畜や、ウサギやハムスターなどのペットなど、人間を含むいかなる動物であってもよい。
【００４４】
外部貯水槽１２は、傾斜屋根２２の下方へ傾斜した方向側の、容器本体１１の側壁の外側に設けられている。外部貯水槽１２は、上方に向かって開いた開口部１２ａを有している。内部貯水槽１３は、収納室２１の下部に設けられ、外部貯水槽１２と通水可能に、外部貯水槽１２に連通した通水管４３を有している。
【００４５】
栽培容器１４は、１つまたは複数から成り、内部で植物１を栽培可能であり、底面に排水口１４ａを有している。水位調整手段１５は、栽培容器１４の底面に設けられている。図１０乃至図１２に示すように、水位調整手段１５は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた筒体から成る外筒２６と内筒２７とを有している。外筒２６は、天井面を有し、外周面の異なる高さ位置に複数の通孔２６ａを有している。内筒２７は、底面を有し、外筒２６に対して回転させることにより、異なる高さ位置の各通孔２６ａにそれぞれ連通可能に外周面に設けられた複数の連通孔２７ａを有している。内筒２７は、内部を２つの区画に分けるよう、天井面との間に隙間をあけて設けられた隔壁２７ｂを有し、隔壁２７ｂで分けられた一方の区画の底面に排水用開口２７ｃを有している。また、内筒２７は、最も低い位置の連通孔２７ａが隔壁２７ｂで分けられた他方の小区画の外周面に設けられ、他の連通孔２７ａが一方の区画の外周面に設けられている。水位調整手段１５は、排水用開口２７ｃが排水口１４ａに重なるよう、天井面を上に底面を下にした状態で栽培容器１４の底面に設けられている。なお、通孔２６ａには、フィルタが取り付けられている。
【００４６】
図９、図１３および図１４に示すように、循環移動手段４１は、収納室２１の内部に２重環状に設けられた１対のチェーン４４と、各チェーン４４の方向を変えるためのスプロケット４５と、一方のチェーン４４に取り付けられた複数のアームチェーン４６と、栽培容器１４を収納可能に設けられた複数のアダプタ４７とを有している。循環移動手段４１は、栽培容器１４を収納した各アダプタ４７の円形の突出部４７ａを、アームチェーン４６のアダプタ挿入部４６ａに挿入してアダプタ押さえ４６ｂでロックすることにより、栽培容器１４をアームチェーン４６に取付可能になっている。各チェーン４４を動かすことにより、チェーン４４に沿ってアームチェーン４６に取り付けられた栽培容器１４を収納室２１の内部で循環移動可能になっている。循環移動手段４１は、栽培容器１４の上下方向を維持した状態で栽培容器１４を移動可能になっている。
【００４７】
図９に示すように、給水手段１６は、内部貯水槽１３から収納室２１の上部まで伸びて、収納室２１の天井に沿って拡がるよう設けられた散水部材４８と、内部貯水槽１３の水を散水部材４８まで送るためのポンプ４９とを有している。給水手段１６は、散水部材４８から散水することにより、収納室２１の内部を循環する栽培容器１４の植物１に水を供給可能になっている。
【００４８】
次に、作用について説明する。
植物栽培システム４０は、栽培容器１４に植えられた植物１の生育状態に応じて、栽培容器１４を移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。例えば、図９に示すように、栽培初期には、肥料として収納室２１で成育する動物の排泄物を受取可能なエリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすいエリアに移動させ、開花期には、受粉させるために益虫を飼育したエリアに移動させ、収穫期には、容易に収穫を行えるエリアに移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。また、植物栽培システム４０は、成育している動物とともに、酸素と二酸化炭素、食物連鎖などの資源循環型のシステムを構築することができる。
【００４９】
植物栽培システム４０は、太陽熱等による空気密度差により、吸気口２４から収納室２１に入った空気を、植物１で浄化した後、排気口２５から排出することができ、周囲の環境に対する空気清浄効果を有している。また、植物栽培システム４０は、図５に示す原理と同様にして、栽培容器１４の内部の水位を調整することができる。
【００５０】
なお、図１５に示すように、栽培容器１４は、水位調整手段１５を有さず、底面に複数の開口５０を有していてもよい。この場合、一般的な植木鉢やポット等と同様に植物１を栽培することができる。給水手段１６による給水を適度に行うことにより、植物１が枯れたり根腐れを起こしたりするのを防ぐことができる。
【００５１】
図１６乃至図２０は、本発明の第１の実施の形態の建物用植物栽培システム６０を示している。
図１６に示すように、建物用植物栽培システム６０は、１つまたは複数の植物栽培システム１０とガイド部材６１と移動手段６２と非常給水装置６３とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システム１０に関する同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５２】
図１６乃至図１９に示すように、ガイド部材６１は、ビルなどの建物の内部および外部に渡って環状に設けられたチェーン７１およびローラーガイド７２と、チェーン７１の方向を変えるためのスプロケット７３とを有している。チェーン７１およびローラーガイド７２は、互いに所定の間隔を開けて配置されている。チェーン７１およびローラーガイド７２は、建物の外部では、建物の外壁や屋根に沿って設けられている。
【００５３】
移動手段６２は、複数のローラーアダプタ７４と複数のアームチェーン７５と駆動装置７６とを有している。各ローラーアダプタ７４は、植物栽培システム１０に取付可能であり、上下左右の４隅に、チェーン７１またはローラーガイド７２に沿って回転可能に設けられた４つの車輪７４ａと、側面に設けられた円形の突出部７４ｂとを有している。各アームチェーン７５は、チェーン７１に取り付けられており、ローラーアダプタ７４の突出部７４ｂに係合可能なローラーアダプタ挿入部７５ａを有している。
【００５４】
移動手段６２は、植物栽培システム１０に取り付けられた各ローラーアダプタ７４の突出部７４ｂを、アームチェーン７５のローラーアダプタ挿入部７５ａに挿入することにより、植物栽培システム１０をアームチェーン７５に取付可能になっている。駆動装置７６でチェーン７１を動かすことにより、チェーン７１およびローラーガイド７２に沿ってアームチェーン７５に取り付けられた植物栽培システム１０を移動可能になっている。移動手段６２は、植物栽培システム１０の上下方向を維持した状態で、植物栽培システム１０を移動可能になっている。
【００５５】
非常給水装置６３は、建物の屋根の、ガイド部材６１の上方に設けられている。非常給水装置６３は、非常給水弁６３ａを有し、天候や植物栽培システム１０の植物の土の乾燥状態に応じて、屋根に沿って移動する植物栽培システム１０に上方から散水可能になっている。
【００５６】
次に、作用について説明する。
建物用植物栽培システム６０は、植物栽培システム１０を有しているため、水の管理が容易である。このため、植物栽培システム１０が建物の内部および外部に渡って移動しているときでも、植物１が枯れるのを防ぐことができる。長期間雨が降らず、植物１の土が乾燥したときでも、非常給水装置６３による給水を適度に行うことにより、植物１が枯れたり根腐れを起こしたりするのを防ぐことができる。また、建物の周囲や内部の空気を浄化することもできる。外壁や屋根などの建物の外面に沿って移動するときには、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。
【００５７】
建物用植物栽培システム６０は、栽培容器１４に植えられた植物１の生育状態に応じて、植物栽培システム１０を移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。例えば、図１６に示すように、栽培初期には、肥料として食品廃棄物を受取可能な建物内の種苗エリアに移動させ、成長期には、光が当たりやすい建物外部の壁面や屋根に移動させ、収穫期には、容易に収穫を行える建物内の収穫エリアに移動させることにより、最適な生育条件で植物１を育てることができる。
【００５８】
なお、図２０に示すように、建物用植物栽培システム６０は、植物栽培システム１０の収納室２１の内部に照明８１と排気ファン８２と吸気ファン８３と温度センサ８４と、内部貯水槽１３の水温を測定する温度センサ８５と水位を測定する水位センサ８６と、収納室２１の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段８７と、栽培容器１４の土の湿度を測定する湿度センサ８８とを有し、さらに、各温度センサ８４、８５および水位センサ８６、湿度センサ８８からデータを収集し、そのデータに基づいてミスト発生手段８７および非常給水装置６３の非常給水弁６３ａ、チェーン７１を駆動する駆動装置７６、照明８１、排気ファン８２、吸気ファン８３等を制御可能に設けられたコンピュータから成る制御部８９を有していてもよい。また、制御部８９がインターネットに接続され、インターネット経由で制御可能になっていてもよい。この場合、自動または遠隔操作により、植物１を栽培することができる。
【００５９】
図２１乃至図２３は、本発明の第２の実施の形態の建物用植物栽培システム９０を示している。
図２１および図２２に示すように、建物用植物栽培システム９０は、１つまたは複数の植物栽培システム１０と排気ダクト９１と吸気ダクト９２とを有している。なお、以下の説明では、本発明の第１の実施の形態の植物栽培システム１０に関する同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６０】
図２１および図２２に示すように、各植物栽培システム１０は、建物の屋上に並んで設置されている。排気ダクト９１は、一端が建物に備え付けられた空調機の排気口に接続されており、各植物栽培システム１０の吸気口２４に連通するよう、建物の屋上に配置されている。排気ダクト９１は、空調機からの排気を、各植物栽培システム１０の吸気口２４に導くようになっている。吸気ダクト９２は、一端が空調機の吸気口に接続されており、各植物栽培システム１０の排気口２５に連通するよう、建物の屋上に配置されている。吸気ダクト９２は、各植物栽培システム１０の排気口２５からの排気を、空調機の吸気口に導くようになっている。
【００６１】
次に、作用について説明する。
建物用植物栽培システム９０は、植物栽培システム１０を有しているため、水の管理が容易である。このため、建物の屋上に設置された植物栽培システム１０の植物１が枯れるのを防ぐことができる。植物栽培システム１０を建物の屋根に設置しているため、建物を緑化することができ、遮熱効果も得られる。また、植物栽培システム１０により空調機からの排気を浄化するとともに、その浄化した空気を空調機により建物の内部に供給することができ、建物の周囲や内部の空気を浄化することができる。
【００６２】
なお、図２３（ａ）に示すように、建物用植物栽培システム９０は、植物栽培システム１０が健康増進のために陽圧管理された部屋の空調機に接続されていてもよい。また、図２３（ｂ）に示すように、植物栽培システム１０が感染防止のために陰圧管理された隔離病棟等の部屋の空調機に接続されていてもよい。これらの閉鎖環境での圧力は、外部貯水槽１２と内部貯水槽１３との液面差から、それぞれ次式で計算することができる。
【００６３】
【数１】
【００６４】
なお、図２３（ａ）に示すように、植物栽培システム１０の内部を陽圧に保持することにより、内部の溶存ガス量を増やし、植物１の光合成を活発にする効果が得られる。これは、結果的に炭酸ガス施肥と同様の効果をもたらし、酸素排出量や収穫量を増大することができる。また、図２３（ｂ）に示すように、植物栽培システム１０の内部を陰圧保持することにより、例えば高山植物等を栽培するときに、高地の生育環境を再現することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 植物
１０ 植物栽培システム
１１ 容器本体
１２ 外部貯水槽
１２ａ 開口部
１３ 内部貯水槽
１４ 栽培容器
１４ａ 排水口
１５ 水位調整手段
１６ 給水手段
１６ａ 敷設部材
１６ｂ 吸上部材
１７ 通水フィルタ
２１ 収納室
２２ 傾斜屋根
２３ 仕切板
２３ａ 傾斜フランジ
２４ 吸気口
２４ａ 吸気管
２５ 排気口
２５ａ 排気管
２６ 外筒
２６ａ 通孔
２６ｂ 給水用通孔
２７ 内筒
２７ａ 連通孔
２７ｂ 隔壁
２７ｃ 排水用開口
２７ｄ 仕切壁
２７ｅ 給水用開口
２７ｆ 給水用連通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口とを有する収納室と、
前記吸気口と前記排気口とに設けられた通気フィルタと、
前記収納室の上部に設けられた透光性の傾斜屋根と、
開口部を有し、前記傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて貯水可能に前記収納室の外部に設けられた外部貯水槽と、
前記開口部に取り付けられた通水フィルタと、
前記外部貯水槽と通水可能に前記収納室の内部に設けられた内部貯水槽と、
前記収納室の内部の前記内部貯水槽の上方に設けられた植物の栽培容器と、
前記内部貯水槽の内部の水を前記栽培容器の植物に供給可能に設けられた給水手段とを、
有することを特徴とする植物栽培システム。
【請求項２】
前記栽培容器を前記収納室内で循環移動させる循環移動手段を有し、
前記収納室は動物を成育可能であることを、
特徴とする請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項３】
水位調整手段を有し、
前記栽培容器は底面に排水口を有し、
前記水位調整手段は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた外筒と内筒とを有し、前記外筒は天井面と外周面とを有し、前記外周面の異なる高さ位置に複数の通孔を有し、前記内筒は底面と外周面と隔壁とを有し、前記隔壁は前記内筒の内部を縦方向に２つの区画に分けるよう前記天井面との間に隙間をあけて前記底面に設けられ、前記底面は前記隔壁で分けられた一方の区画に排水用開口を有し、前記外周面は前記外筒に対する回転角度に応じて各通孔にそれぞれ連通可能な複数の連通孔を有し、最も低い位置の前記連通孔が前記隔壁で分けられた他方の区画に設けられ、他の連通孔が前記一方の区画に設けられており、前記水位調整手段は前記排水用開口を前記排水口に連通させて前記栽培容器の底面に設けられていることを、
特徴とする請求項１または２記載の植物栽培システム。
【請求項４】
前記内筒は、前記他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁を有し、前記仕切壁で分けられた一方の小区画の前記底面に給水用開口を有し、前記一方の小区画の外周面に給水用連通孔を有し、
前記外筒は前記外周面に前記内筒に対する回転角度に応じて前記給水用連通孔に連通可能な給水用通孔を有し、
前記給水手段は毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材と吸上部材とを有し、前記敷設部材は前記栽培容器の内部に敷設され、一部が前記給水用通孔に挿入され、前記吸上部材は一端が前記内部貯水槽の内部に配置され、他端が前記給水用開口を通して前記給水用連通孔に挿入され、前記内筒に対して前記外筒を回転させて前記給水用通孔と前記給水用連通孔とを連通させたとき前記敷設部材と前記吸上部材とが接するよう構成されていることを、
特徴とする請求項３記載の植物栽培システム。
【請求項５】
前記収納室の外部の空気を前記吸気口から前記収納室の内部に取り入れ、前記収納室の内部の空気を前記排気口から前記収納室の外部に排出するよう設けられたファンと、
前記収納室の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段と、
前記収納室の内部に設けられた照明とを有し、
前記栽培容器は上部開口を有し、前記上部開口の周縁に前記栽培容器に向かって傾斜する傾斜フランジを有し、
前記外部貯水槽は所定の高さ位置に、内部の水を排出可能に設けられたオーバーフロー孔を有することを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の植物栽培システム。
【請求項６】
前記外部貯水槽の内部に浮かべられたフロートと、
前記外部貯水槽の前記開口部に設けられたフロートガイドとを有し、
前記外部貯水槽が満水になったとき、前記フロートが前記フロートガイドに接して前記開口部を塞ぐよう構成されていることを、
特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の植物栽培システム。
【請求項７】
請求項１、３、４、５または６記載の植物栽培システムと、
建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って環状に設けられたガイド部材と、
前記植物栽培システムを前記ガイド部材に沿って移動可能に構成された移動手段とを、
有することを特徴とする建物用植物栽培システム。
【請求項８】
空調機を備えた建物の外面に設置された１つまたは複数の請求項１、３、４、５または６記載の植物栽培システムと、
前記空調機からの排気を各植物栽培システムの前記吸気口に導く排気ダクトと、
各植物栽培システムの前記排気口からの排気を前記空調機の吸気口に導く吸気ダクトとを、
有することを特徴とする建物用植物栽培システム。
【請求項１】
吸気口と排気口とを有する収納室と、
前記吸気口と前記排気口とに設けられた通気フィルタと、
前記収納室の上部に設けられた透光性の傾斜屋根と、
開口部を有し、前記傾斜屋根から流れ落ちる水を開口部で受けて貯水可能に前記収納室の外部に設けられた外部貯水槽と、
前記開口部に取り付けられた通水フィルタと、
前記外部貯水槽と通水可能に前記収納室の内部に設けられた内部貯水槽と、
前記収納室の内部の前記内部貯水槽の上方に設けられた植物の栽培容器と、
前記内部貯水槽の内部の水を前記栽培容器の植物に供給可能に設けられた給水手段とを、
有することを特徴とする植物栽培システム。
【請求項２】
前記栽培容器を前記収納室内で循環移動させる循環移動手段を有し、
前記収納室は動物を成育可能であることを、
特徴とする請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項３】
水位調整手段を有し、
前記栽培容器は底面に排水口を有し、
前記水位調整手段は、共通の中心軸を中心として互いに回転可能に設けられた外筒と内筒とを有し、前記外筒は天井面と外周面とを有し、前記外周面の異なる高さ位置に複数の通孔を有し、前記内筒は底面と外周面と隔壁とを有し、前記隔壁は前記内筒の内部を縦方向に２つの区画に分けるよう前記天井面との間に隙間をあけて前記底面に設けられ、前記底面は前記隔壁で分けられた一方の区画に排水用開口を有し、前記外周面は前記外筒に対する回転角度に応じて各通孔にそれぞれ連通可能な複数の連通孔を有し、最も低い位置の前記連通孔が前記隔壁で分けられた他方の区画に設けられ、他の連通孔が前記一方の区画に設けられており、前記水位調整手段は前記排水用開口を前記排水口に連通させて前記栽培容器の底面に設けられていることを、
特徴とする請求項１または２記載の植物栽培システム。
【請求項４】
前記内筒は、前記他方の区画を縦方向にさらに２つの小区画に分けるよう設けられた仕切壁を有し、前記仕切壁で分けられた一方の小区画の前記底面に給水用開口を有し、前記一方の小区画の外周面に給水用連通孔を有し、
前記外筒は前記外周面に前記内筒に対する回転角度に応じて前記給水用連通孔に連通可能な給水用通孔を有し、
前記給水手段は毛細管作用によって吸水可能な多孔質の素材から成り、敷設部材と吸上部材とを有し、前記敷設部材は前記栽培容器の内部に敷設され、一部が前記給水用通孔に挿入され、前記吸上部材は一端が前記内部貯水槽の内部に配置され、他端が前記給水用開口を通して前記給水用連通孔に挿入され、前記内筒に対して前記外筒を回転させて前記給水用通孔と前記給水用連通孔とを連通させたとき前記敷設部材と前記吸上部材とが接するよう構成されていることを、
特徴とする請求項３記載の植物栽培システム。
【請求項５】
前記収納室の外部の空気を前記吸気口から前記収納室の内部に取り入れ、前記収納室の内部の空気を前記排気口から前記収納室の外部に排出するよう設けられたファンと、
前記収納室の内部にミストを噴出可能に設けられたミスト発生手段と、
前記収納室の内部に設けられた照明とを有し、
前記栽培容器は上部開口を有し、前記上部開口の周縁に前記栽培容器に向かって傾斜する傾斜フランジを有し、
前記外部貯水槽は所定の高さ位置に、内部の水を排出可能に設けられたオーバーフロー孔を有することを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の植物栽培システム。
【請求項６】
前記外部貯水槽の内部に浮かべられたフロートと、
前記外部貯水槽の前記開口部に設けられたフロートガイドとを有し、
前記外部貯水槽が満水になったとき、前記フロートが前記フロートガイドに接して前記開口部を塞ぐよう構成されていることを、
特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の植物栽培システム。
【請求項７】
請求項１、３、４、５または６記載の植物栽培システムと、
建物の外面に沿って、または、建物の内部および外部に渡って環状に設けられたガイド部材と、
前記植物栽培システムを前記ガイド部材に沿って移動可能に構成された移動手段とを、
有することを特徴とする建物用植物栽培システム。
【請求項８】
空調機を備えた建物の外面に設置された１つまたは複数の請求項１、３、４、５または６記載の植物栽培システムと、
前記空調機からの排気を各植物栽培システムの前記吸気口に導く排気ダクトと、
各植物栽培システムの前記排気口からの排気を前記空調機の吸気口に導く吸気ダクトとを、
有することを特徴とする建物用植物栽培システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１２０４５９（Ｐ２０１２−１２０４５９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１８３６（Ｐ２０１０−２７１８３６）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（５０７３１８６４６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（５０７３１８６４６）
【Ｆターム（参考）】
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