栽培裝置的製作方法

2023-06-01 05:32:46 2

專利名稱：栽培裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是使用於溫室栽培(greenhouse cultivation)等、使蔬菜或水果等 的植物生長的栽培裝置，特別涉及設有將使植物的根生長的培養基加熱或冷卻的熱交換體 的栽培裝置。
背景技術：
現有技術下，作為這種栽培裝置，已知的有例如日本公開公報特開2003-71號(專 利文獻1)所記載的技術。該栽培裝置是設置於溫室等而使用的裝置，如圖7所示，設有具有底壁101和側壁 102、且在內側裝入有使植物的根生長的培養基103的栽培槽100，同時，設有埋設於培養基 103內、且由將培養基103加熱或冷卻的管狀的熱導管形成的熱交換體104。栽培槽100由 泡沫塑料等的絕熱材料整體形成，在栽培槽100的內側面上附設有非透水性薄板105，將培 養基103收容於該非透水性薄板105上，並在培養基103的上側敷設有噴灑水或液肥的灑 水管106。而且，在冬季等室外氣溫較低時，向熱交換體104供給熱水等而將培養基103加熱 (升溫)，在夏季等室外氣溫較高時，向熱交換體104供給冷水等而將培養基103冷卻(降 溫)，使培養基103的溫度經常保持適當，從而使植物的生長環境保持良好，不論冬季、夏季 的季節，均能夠穩定地栽培蔬菜等的植物。專利文獻1 日本公開公報、特開2003-71號

發明內容
但是，在上述現有的栽培裝置中，由於將熱交換體104直接埋設於培養基103內， 因此，由於熱交換體104為管狀而熱的產生集中在培養基103的中央，分散性差，從而存在 在培養基103內熱量無法均勻地傳遞這樣的問題。另外，由於熱交換體104與培養基103 直接接觸，因此製造或組裝容易，但是，也存在容易腐蝕等耐用性變差這樣的問題。本發明是鑑於上述問題點而作成的，其目的在於提供一種栽培裝置，該栽培裝置 能夠將來自熱交換體的熱量儘可能均勻地向培養基傳遞而使熱傳遞效率提高，同時，盡可 能地抑制因培養基引起的腐蝕等的影響，而且能夠容易地進行製造或組裝。用於達成這樣的目的的本發明的栽培裝置，設有具有底壁和側壁、且在內側裝入 有使植物的根生長的培養基的栽培槽，同時，設有將培養基加熱或冷卻(升溫或降溫)的管 狀的熱交換體，該栽培裝置構成為，設有載置上述培養基的金屬制的載置板而構成，並使上 述熱交換體以能夠向上述載置板傳遞熱量那樣與該載置板的背面接觸而配置。通過這樣，在冬季等室外氣溫較低時，向熱交換體供給熱水等而將培養基加熱 (升溫)，在夏季等室外氣溫較高時，向熱交換體供給冷水等而將培養基冷卻(降溫)，從而 使培養基的溫度經常保持適當。該情況下，由於熱交換體與金屬制的載置板接觸，且培養基 被載置於載置板，因此，熱交換體的熱量被傳遞至載置板，並通過該載置板從培養基的下側向培養基傳遞。因此，由於載置板形成為平面狀而散熱面積也變大，而且介於培養基下面， 因此，來自熱交換體的熱量被均勻地向培養基傳遞，從而使熱傳遞效率提高。其結果是，使 植物的生長環境保持良好，不論冬季、夏季的季節，均能夠穩定地栽培蔬菜等的植物。另外，由於熱交換體配置於載置板的背面側，因此被從培養基隔離，因此，因培養 基引起的腐蝕等的影響被抑制，從而使耐用性提高。另外，由於是設置載置板並將熱交換體 配置在其背面的簡單的構造，因此，製造或組裝也能夠容易地進行。該情況下，使上述熱交換體設有填充有熱交換介質的剖面圓形的外管，和設置於 該外管內、且使該熱交換介質汽化或液化的傳熱管而構成，使該熱交換體的外管與上述載 置板接觸，並將該熱交換體的外管接觸的上述載置板的接觸部形成為沿著該外管的外周的 圓弧面，是有效的。與熱交換體僅與載置板接觸的情況相比接觸面積擴大，因此也就能夠使 熱傳遞效率相應地提高。更具體地說，本發明的栽培裝置，設有具有底壁和側壁、且在內側裝入有使植物的 根生長的培養基的栽培槽，同時，設有將培養基加熱或冷卻(升溫或降溫)的管狀的熱交換 體，該栽培裝置構成為設有載置上述培養基的金屬制的載置板而構成，並使上述熱交換體 以能夠向上述載置板傳遞熱量那樣與該載置板的背面接觸而配置，在上述底壁上設有保持 部，其中，該保持部支撐上述載置板的同時，具有使上述熱交換體埋藏而加以保持的凹部； 在包括上述載置板的表面在內的上述栽培槽的內側面上，附設有承託培養基的非透水性薄 板；設有蓋，該蓋將上述栽培槽的開口堵住後在與上述培養基之間形成空間，同時，具有使 植物通過而加以保持的多個貫通孔；在上述培養基的上側，設有具有向該培養基噴灑水的 多個孔的灑水管。通過這樣，植物在培養基中紮根的同時，通過蓋的貫通孔向外部生長。水被從灑水 管供給培養基。而且，在冬季等室外氣溫較低時，向熱交換體供給熱水等而將培養基加熱 (升溫)，在夏季等室外氣溫較高時，向熱交換體供給冷水等而將培養基冷卻(降溫)，從而 使培養基的溫度經常保持適當。該情況下，由於熱交換體與金屬制的載置板接觸，且培養基 載置於載置板，因此，熱交換體的熱量被傳遞至載置板，並通過該載置板從培養基的下側向 培養基傳遞。因此，由於載置板形成為平面狀而散熱面積也變大，而且介於培養基下面，因 此，來自熱交換體的熱量被均勻地向培養基傳遞，從而使熱傳遞效率提高。另外，由於具有 蓋，因此保溫性出色。其結果是，使植物的生長環境保持良好，不論冬季、夏季的季節，均能 夠穩定地栽培蔬菜等的植物。另外，由於熱交換體配置於載置板的背面側，且載置板被非透水性薄板覆蓋，因此 被從培養基防水並隔離，因此，因培養基引起的腐蝕等的影響被可靠地抑制，從而使耐用性 大幅提高。另外，由於使熱交換體埋藏於底壁上所設置的保持部的凹部後設置載置板，因 此，在這一點上熱交換體的隔離性也出色，另外，由於載置板的支撐也穩定，同時構造也簡 單，因此，製造或組裝也能夠容易地進行。該情況下，使上述熱交換體設有填充有熱交換介質的剖面圓形的外管，和設置於 該外管內、且使該熱交換介質汽化或液化的傳熱管而構成，使該熱交換體的外管與上述載 置板接觸，並將該熱交換體的外管接觸的上述載置板的接觸部形成為沿著該外管的外周的 圓弧面，也是有效的。與熱交換體僅與載置板接觸的情況相比接觸面積擴大，因此也就能夠 使熱傳遞效率相應地提高。
而且，根據需要構成為將上述保持部與底壁設置為整體。由於能夠與底壁整體形 成，因此製造或組裝相應地容易進行。而且另外，根據需要構成為，將上述保持部形成為能夠從底壁分離的板狀，構成由 上述載置板、熱交換體以及保持部形成的熱交換板，並在上述底壁上形成有該熱交換板嵌 合的板嵌合凹部。由於預先製造熱交換板，僅通過將其嵌入栽培槽的板嵌合凹部便能夠進 行組裝，因此組裝極其容易地被進行。另外，根據需要構成為，將上述培養基形成為板狀，並在上述底壁上形成有該板狀 的培養基嵌合的培養基嵌合凹部。由於預先將培養基形成為板狀，僅通過將其嵌入栽培槽 的培養基嵌合凹部便能夠進行組裝，因此組裝極其容易地被進行。進而構成為，在上述側壁上設有支撐上述灑水管的支撐梯部。由於將灑水管支撐 於側壁的支撐梯部，因此組裝容易，另外，支持穩定的同時能夠向培養基整體灑水。進而另外構成為，在上述蓋的頂面上，形成有能夠載置與上述熱交換體不同的外 部熱交換體的載置凹部。通過這樣，將外部熱交換體載置於蓋的載置凹部而設置，例如，能 夠在冬季等室外氣溫較低時，向外部熱交換體供給熱水等而將植物的周圍加熱(升溫)，在 夏季等室外氣溫較高時，向外部熱交換體供給冷水等而將植物周圍冷卻(降溫)。因此，不 僅植物的培養基，植物的外部氣溫也能夠保持適當，因此，也就能夠使植物的栽培環境相應 地變得更佳。另外，外部熱交換體能夠從蓋的載置凹部拆除。由於僅將外部熱交換體載置 於載置凹部或從其拆除即可，因此能夠極其容易地進行裝卸，富有通用性。採用本發明的栽培裝置的話，在冬季等室外氣溫較低時，向熱交換體供給熱水等 而將培養基加熱(升溫)，在夏季等室外氣溫較高時，向熱交換體供給冷水等而將培養基冷 卻(降溫)，從而能夠使培養基的溫度經常保持適當。該情況下，由於熱交換體與金屬制的 載置板接觸，且培養基被載置於載置板，因此，熱交換體的熱量被傳遞至載置板，並通過該 載置板從培養基的下側向培養基傳遞，因此，由於載置板形成為平面狀而散熱面積也變大， 而且介於培養基下面，因此，來自熱交換體的熱量被均勻地向培養基傳遞，從而能夠提高熱 傳遞效率。其結果是，使植物的生長環境保持良好，不論冬季、夏季的季節，均能夠穩定地栽 培蔬菜等的植物。另外，由於熱交換體配置於載置板的背面側，因此被從培養基隔離，因此，因培養 基引起的腐蝕等的影響被抑制，從而能夠相應地提高耐用性。另外，由於是設置載置板並將 熱交換體配置在其背面的簡單的構造，因此製造或組裝也能夠容易地進行。


圖1是表示本發明的第一實施形態涉及的栽培裝置的剖面圖。圖2是表示本發明的第一實施形態涉及的栽培裝置的分解立體圖。圖3是本發明實施形態涉及的栽培裝置的熱交換體的構造的示意圖。圖4是本發明實施形態涉及的栽培裝置的設置例的示意圖。圖5是表示本發明的第二實施形態涉及的栽培裝置的剖面圖。圖6是表示本發明的第二實施形態涉及的栽培裝置的分解立體圖。圖7是現有的栽培裝置的一例的示意圖。符號說明
S栽培裝置1栽培槽
2培養基3底壁
4側壁5開口
10熱交換體W熱交換介質
11外管12傳熱管
20載置板21板主體
22接觸部23傳熱體
24凹部25保持部
26培養基嵌合凹部27非透水性薄板
30至 rm31空間
32貫通孔33外部熱交換體
34載置凹部35灑水管
36支撐梯部H溫室
40框架41樹脂薄板
42隔板43金屬線
44植被塊P熱交換板
45板嵌合凹部
具體實施例方式以下，根據附圖對本發明的實施形態涉及的栽培裝置詳細地進行說明。本發明的 實施形態涉及的栽培裝置，是使用於溫室栽培(greenhousecultivation)(圖4)等、使以例 如西紅柿、紅辣椒、苦瓜、黃瓜、茄子、草莓等的所謂果菜類為代表的各種蔬菜或水果等的植 物生長的裝置。在圖1和圖2中，表示了本發明的第一實施形態涉及的栽培裝置S。該第一實施形 態涉及的栽培裝置S，設有在內側裝入有使植物的根生長的培養基2的栽培槽1，同時，設有 將培養基2加熱或冷卻(升溫或降溫)的管狀的熱交換體10。詳細來說，栽培槽1由泡沫苯乙烯(foamed styrol)等的絕熱材料整體成形，具有 底壁3和側壁4並在上方形成有開口 5，且被形成為細長形狀。如圖3所示，熱交換體10，設有填充有熱交換介質W的剖面圓形的外管11和在外 管11內使熱交換介質W汽化或液化的傳熱管12。填充於外管11的熱交換介質W，只要是 容易進行汽化或液化的物質即可，能夠利用水。在此，通過使外管11內部成為相比常壓而 減壓了的狀態，能夠使水的沸點降低，從而在低溫下汽化。傳熱管12能夠向熱交換介質W 供給熱量。該情況下，熱源只要是能夠向熱交換介質W供給希望的溫度的流體即可，能夠利 用熱水或蒸汽。通過這樣，熱交換體10發揮散熱作用。另外，傳熱管12能夠從熱交換介質 W吸收熱量。該情況下，熱源只要是能夠向熱交換介質W供給希望的溫度的流體即可，能夠 利用冷水。通過這樣，熱交換體10發揮吸熱作用。另外，本栽培裝置S，設有載置培養基2的鋁等金屬制的載置板20而構成，熱交換 體10，以能夠向該載置板20傳遞熱量那樣與載置板20的背面接觸而配置。載置板20設有 平板狀的板主體21和傳熱體23而構成，其中，傳熱體23利用焊接等沿著縱向連接設置於板主體21的中央、且形成有與熱交換體10的外管11接觸的接觸部22。熱交換體10的外 管11接觸的載置板20的接觸部22，形成為圓弧面。即，傳熱體23，由具有沿著外管11的 外周的圓弧面的半圓弧狀部和與板主體21接合的平板部形成。而且，在栽培槽1的底壁3上整體形成有保持部25，其中，保持部25支撐載置板 20的同時，在中央具有沿著縱向使熱交換體10埋藏而加以保持的凹部24。載置板20的傳 熱體23的接觸部22也被埋藏於凹部24。由於將保持部25與底壁3整體形成，因此製造或 組裝也就相應地容易進行。另外，培養基2由例如多孔性的聚氨酯(urethane)或棉等形成為板狀。而且，在 底壁3的保持部25上，形成有板狀的培養基2嵌合的培養基嵌合凹部26。載置板20嵌合 並設置於其底面26a上。由於預先將培養基2形成為板狀，僅通過將其嵌入栽培槽1的培 養基嵌合凹部26便能夠進行組裝，因此組裝極其容易地被進行。進而，在包括載置板20的表面在內的栽培槽1的內側面上，附設有承託培養基2 的非透水性薄板27。在栽培槽1的側壁4的上部，形成有將非透水性薄板27的側緣部插入 的槽28，並在該槽28中嵌入按壓部件29而將非透水性薄板27固定。進而另外，設有將栽培槽1的開口 5堵住的蓋30。蓋30與栽培槽1相同，由泡沫 苯乙烯等的絕熱材料形成，在與培養基2之間形成空間31的同時，具有使植物貫通而加以 保持的多個貫通孔32。進而，在蓋30的頂面且沿著縱向的兩側上，形成有能夠載置與熱交換體10不同的 外部熱交換體33的載置凹部34。另外，在培養基2的上側，設有具有向培養基2噴灑水的多個孔的一對灑水管35。 在栽培槽1的側壁4上，形成有支撐灑水管35的支撐梯部36。灑水管35設置於該支撐梯 部36上。由於將灑水管35支撐於側壁4的支撐梯部36，因此組裝容易，另外，支撐穩定的 同時能夠向培養基2整體灑水。因此，在使用本實施形態涉及的栽培裝置S栽培植物時，例如如以下那樣進行。在 圖4中，表示了使用本實施形態涉及的栽培裝置S栽培植物的溫室H。溫室H，在形成栽培 空間的框架40上覆蓋透光性的樹脂薄板41而構成，並設有被設置為能夠沿著頂棚側和側 面部開閉、且在閉合時能夠遮斷光線的隔板(Curtain)42。本實施形態涉及的栽培裝置S， 在溫室H內的地面上隔開適當的間隔而設置多列。另外，在隔板41的內側且頂棚側上，張 設有用於懸掛外部熱交換體33的金屬線43。在該溫室H中栽培植物時，將預先在植被塊44中生根的植物的苗從蓋30的貫通 孔32插入，並將植物設置於栽培槽1的培養基2上。然後，從灑水管35噴灑水或液肥，同 時，適時地使熱交換體10工作。通過這樣，植物在培養基2中紮根的同時通過蓋30的貫通 孔32向外部生長。在該栽培中，例如在冬季等室外氣溫較低時，向熱交換體10供給熱水等而將培養 基2加熱(升溫)，在夏季等室外氣溫較高時，向熱交換體10供給冷水等而將培養基2冷卻 (降溫)，從而使培養基2的溫度經常保持適當。該情況下，由於熱交換體10與金屬制的載置板20在傳熱體23的接觸部22處接 觸，且培養基2被載置於載置板20，因此，熱交換體10的熱量被傳遞至載置板20，並通過該 載置板20從培養基2的下側向培養基2傳遞。因此，由於載置板20形成為平面狀而散熱面積也變大，而且介於培養基2的下面，因此，來自熱交換體10的熱量被均勻地向培養基2 傳遞，從而使熱傳遞效率提高。特別是，由於熱交換體10的外管11接觸的載置板20的接 觸部22被形成為沿著外管11的外周的圓弧面，因此，與熱交換體10僅與載置板20接觸的 情況相比接觸面積擴大，因此，也就能夠使熱傳遞效率相應地提高。其結果是，使植物的生 長環境保持良好，不論冬季、夏季的季節，均能夠穩定地栽培蔬菜等的植物。此時，在冬季等室外氣溫較低時，向外部熱交換體33供給熱水等而將植物的周圍 加熱(升溫)。另外，在夏季等室外氣溫較高時，能夠向外部熱交換體33供給冷水等而將植 物周圍冷卻(降溫)。或者另外，將外部熱交換體33從蓋30的載置凹部34拆下，而懸掛在 溫室H內的金屬線43上，在該狀態下向外部熱交換體33供給冷水等，能夠使溫室H內整體 降溫。因此，不僅植物的培養基2，植物的外部氣溫也能夠保持適當，從而也就能夠使植物的 栽培環境相應地變得更佳。另外，由於熱交換體10配置於載置板20的背面側，載置板20被非透水性薄板27 覆蓋，因此被從培養基2防水並隔離，因此，因培養基2引起的腐蝕等的影響被可靠地抑制， 從而使耐用性大幅提高。另外，由於使熱交換體10埋藏於底壁3上所設置的保持部25的 凹部24後設置載置板20，因此，在這一點上熱交換體10的隔離性也出色，另外，由於載置板 20的支撐也穩定，同時構造也簡單，因此也能夠容易地進行製造或組裝。在圖5和圖6中，表示了本發明的第二實施形態涉及的栽培裝置S。該第二實施形 態涉及的栽培裝置S，與第一實施形態涉及的栽培裝置S略同樣地構成，但是，與第一實施 形態涉及的栽培裝置s不同，使熱交換體10埋藏而加以保持的保持部25，被形成為能夠從 底壁3的一般部分離的板狀。而且，在該栽培裝置S中構成為，構成由載置板20、熱交換體 10以及保持部25形成的熱交換板(heat exchange panel) P，並在底壁3上形成有該熱交 換板P嵌合的板嵌合凹部45。由於預先製作熱交換板P，僅通過將其嵌入栽培槽1的板嵌 合凹部45便能夠進行組裝，因此組裝極其容易地被進行。其他的作用、效果與上述相同。另外，在上述實施形態中將培養基2形成為板狀，但是並不一定限定於此，也可以 是沙礫或泥土等，適當地進行變更也沒有關係。另外，在上述實施形態中將栽培裝置S設置 於溫室H內的地面上，但是並不一定限定於此，也可以利用支撐架支撐於比地面高的位置 而進行所謂的高設栽培，適當地進行變更也沒有關係。
權利要求
一種栽培裝置，設有具有底壁和側壁、且在內側裝入有使植物的根生長的培養基的栽培槽，同時，設有將培養基加熱或冷卻的管狀的熱交換體，其特徵在於，設有載置所述培養基的金屬制的載置板，並使所述熱交換體以能夠向所述載置板傳遞熱量那樣，與該載置板的背面接觸而配置。
2.如權利要求1所述的栽培裝置，其特徵在於，所述熱交換體，設有填充有熱交換介質的剖面圓形的外管，和設置於該外管內、使該熱 交換介質汽化或液化的傳熱管而構成；使該熱交換體的外管與所述載置板接觸，並將該熱交換體的外管接觸的所述載置板的 接觸部形成為沿著該外管的外周的圓弧面。
3.一種栽培裝置，設有具有底壁和側壁、且在內側裝入有使植物的根生長的培養基的 栽培槽，同時，設有將培養基加熱或冷卻的管狀的熱交換體，其特徵在於，設有載置所述培養基的金屬制的載置板而構成，並使所述熱交換體以能夠向所述載置 板傳遞熱量那樣與該載置板的背面接觸而配置，在所述底壁上設有保持部，其中，所述保持 部支撐所述載置板的同時，具有使所述熱交換體埋藏而加以保持的凹部；在包括所述載置板的表面在內的所述栽培槽的內側面上，附設有承託培養基的非透水 性薄板；設有蓋，所述蓋將所述栽培槽的開口堵住後在與所述培養基之間形成空間，同時，具有 使植物通過而加以保持的多個貫通孔；在所述培養基的上側，設有具有向該培養基噴灑水的多個孔的灑水管。
4.如權利要求3所述的栽培裝置，其特徵在於，所述熱交換體，設有填充有熱交換介質的剖面圓形的外管，和設置於該外管內、且使該 熱交換介質汽化或液化的傳熱管而構成；使該熱交換體的外管與所述載置板接觸，並將該熱交換體的外管接觸的所述載置板的 接觸部形成為沿著該外管的外周的圓弧面。
5.如權利要求3或4所述的栽培裝置，其特徵在於，將所述保持部與底壁設置為整體。
6.如權利要求3或4所述的栽培裝置，其特徵在於，將所述保持部形成為能夠從底壁的一般部分離的板狀，構成由所述載置板、熱交換體 以及保持部形成的熱交換板，在所述底壁上形成有該熱交換板嵌合的板嵌合凹部。
7.如權利要求3 6的任意一項所述的栽培裝置，其特徵在於，將所述培養基形成為板 狀，並在所述底壁上形成有該板狀的培養基嵌合的培養基嵌合凹部。
8.如權利要求3 7的任意一項所述的栽培裝置，其特徵在於，在所述側壁上設有支撐 所述灑水管的支撐梯部。
9.如權利要求3 8的任意一項所述的栽培裝置，其特徵在於，在所述蓋的頂面上，形 成有能夠載置與所述熱交換體不同的外部熱交換體的載置凹部。
全文摘要
本發明的栽培裝置，能夠將來自熱交換體的熱量儘可能均勻地向培養基傳遞而使熱傳遞效率提高，同時，儘可能地抑制因培養基引起的腐蝕等的影響，而且能夠容易地進行製造或組裝；設有具有底壁(3)和側壁(4)、且在內側裝入有使植物的根生長的培養基(2)的栽培槽(1)，同時，設有將培養基(2)加熱或冷卻的管狀的熱交換體(10)；設有載置培養基(2)的金屬制的載置板(20)而構成，並使熱交換體(10)以能夠向載置板(20)傳遞熱量那樣與載置板(20)的背面接觸而配置；在底壁(3)上，設有在支撐載置板(20)的同時具有使熱交換體(10)埋藏而加以保持的凹部(24)的保持部(25)；附設有承託培養基(2)的非透水性薄板(27)；設有將栽培槽(1)的開口(5)堵住、且具有使植物通過而加以保持的多個貫通孔(32)的蓋(30)；設有具有向培養基(2)噴灑水的多個孔的灑水管(35)。
文檔編號A01G9/24GK101836567SQ201010134269
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月10日 優先權日2009年3月12日
發明者橋本重治 申請人:颯爽工業株式會社