自然エネ利用型植物栽培用 「高層ハウス」

伸縮育苗ポット

多機能「蛍光灯笠」

細い水路を利用した、Ｔ・Ｉパケットによる立体水耕栽培装置

本発明は細い水路を利用し、Ｔ・Ｉ式パケットに植物を固定したまま成長に応じて間隔を広げて移動出来る様にした、立体式（又、平面）水耕栽培装置である。パケットの移動は主に養液水流を利用するので省エネが図れ、立体化することによって単位面積当り増収になり、自動化する事により種蒔き又は移植から収穫まで無人化する事ができる。 ハウス内で、各ユニット（簡易立体化、Ｈ型、螺旋型等）をビニール等で囲う事でハウス内の温度、湿度等の環境制御を一次的に行い、各ユニットのみの温度、養液等の二次環境制御も出来るので、同一ハウス内で別養液を使用したりして多品種を同時に栽培する事が可能である

従来の水耕栽培は、平面的広がりの作付けの場合には、密植しても単位面積当り増収が出来ず、又、植物の成長に応じた高さ、横幅の調整が出来ず決まったパターンの植物しか生産出来なかった。 又、立体化した装置では、チエーンや大規模な装置が必要で初期設備投資が膨大になり普及を妨げていた

従来の水耕栽培は、単一品種平面作付密植式か、初期設備投資の多大にかかる立体式か又は、ピラミット形で上空間の効率の悪い立体式であった。本発明はＴ・Ｉパケットを使用する事によって次の事が解決出来る

（１）パケット内浮力体の植物固定穴で生育するので、密植が避けられ光合成が効率良く行える
（２）パケット間隔が広げられるので成長に応じたスペースが取れる
（３）パケット移送に養液水流を利用するので省エネルギーになる
（４）移送分岐等に磁石を利用するので制御がしやすい
（５）又移送等に機械式アームも利用出来るので装置を簡便化出来る
（６）植物（ネギ等）によっては植物用支柱及びビニールカバー等で枝葉折れが防止出来る
（７）パケット間を広げた時遮光カバーで水路内の青藻の発生を防止する
（８）パケットから浮力体共に（根ごと）植物を取り出すことが出来る
（９）浮力体には生育途中で移植もできるし、その中に種蒔も出来る
（１０）植物用支柱を変えることによって、蔓性植物が栽培出来る
（１１）連結排水継手付きＴ・Ｉ止水板を使用したら、果菜等生育途中で養液成分の違う植物でも栽培可能である
（１２）樋等の細い水路を使用するので、水路間から上の光源が有効に利用出来、太陽光利用型にも適している
（１３）養液を間欠的に補給するので、根が空気に触れ酸素呼吸が完璧である
（１４）樋等の受台下部が光源や配線の収納場所になっているので、光照射の効率が良い。又、反射板角度が真下に反射するので無駄が少ない
（１５）光源の排熱の回収がしやすいので、暖房に利用したり、夏はまとめて排気出来る
（１６）横連結支持金具の長さを大きくしたら、水路の数が増やせる
（１７）高さ調整バーや補助支持金具の微妙な調整で横連結支持金具を任意の高さに設定出来る
（１８）ハウスの屋根が高ければ高いだけ単位面積当りの増収になる
（１９）Ｈ型や螺旋型等ではパケットの移送が全自動化出来るので、設備を無人化出来る

この発明は、上、中、下段の三層からなるＴ・Ｉパケットを使用する水耕栽培装置である
Ｔ・Ｉパケットは中段に植物固定用の浮力体を使用する事によって移送時の省エネを計り、過浮上防止によって安定移送させる。 中段の床板、下段の側壁の一部を下げて浮力体の脱着を容易にする。 下段の底には磁気等を埋設し移送時の誘導とともに養液のイオン化を促進させる
上段には植物安定及び保護用の植物用支柱取付円柱、遮光カバー取付支柱、反対側に同カバー引っ掛け突起及び磁石等、回転体による移動を行うアーム等を備えている
半自動簡易式立体水耕栽培装置には、ＴＩ止水板を樋末端に取り付け、養液を上樋から下樋に導入する

太陽光利用型植物栽培ハウスにおける、軽（中）量鉄骨による多層式省エネＴ・Ｉハウス

この発明は太陽光利用型植物栽培ハウスにおいて、太陽光発電、風力発電、ミスト冷房、天井上層内高温エァー等の自然エネルギーを最大限効率よく利用し、地下蓄熱槽に蓄熱したりして、野菜等の無農薬栽培を可能にする、Ｔ・Ｉ式立体水耕栽培装置等に向いた省エネ型植物栽培ハウスである

従来のハウス栽培では、特に春、夏の害虫の多発する時期に、ハウス内の温度が異常に高温になり、天窓や横壁を開放して、放熱を行っても温度が高く、作る作物が限定されていた。又、害虫の進入により、農薬の大量使用の弊害を来した。 冬は温風暖房機等で加温し、ランニングコストの上昇を招いていた

冷害、干ばつ、台風等の自然災害に影響されない植物栽培をするために、逆に自然エネルギー（光、風等）を最大限利用して省エネを図り、ランニングコストを抑える事が出来る
ハウスの外面を多層化することによって、躯体構造の強度を強くすると共に、重量骨材でなく、軽（中）量鉄骨が使用できるので建築コストの削減ができ、且つ、その層内のエァーを冷暖房に効率的に利用する事によって、無農薬の周年栽培がこのＴ・Ｉハウスで可能になる
又、天井高が確保出来るので、Ｔ・Ｉパケットによる立体水耕栽培装置等に向いているので、単位面積当りの増収が可能である

天井を多層）（または二層 ）にし、側壁を多重（または一重 ）にする事によって、冷、暖房に効率のよい空気の流れを作り、外気温の直接の影響を受けず、ミスト冷房等で省エネを図る。 又、　多重構造にすることによって、軽（中）量鉄骨でも必要な強度が確保でき、天井高が高く出来る
たるき部の中央は、陸梁部に定尺物を使用したら、勾配のため棟木部で左右に開く。そこの屋上には排気ユニット及び、冷却、除塵の為散水栓等を設置する。 陸梁部と上層下の中たるき部間は、中層より広くとり、熱交換を良くする。中たるき部、下たるき部の水下部は内壁柱までで止め、内壁柱外壁柱は水平に胴つなぎを渡す。胴つなぎ部には適度の間隔で細筋かいを入れ構造補強を行う。内壁柱または、外壁柱間には太筋かいを入れ、敷げた等を渡す

新鮮空気（ＯＡ）はフイルター等を介して導入し、直接ハウスには入れず、天窓等の開口部を無くし、害虫等の進入を防ぐ事によって、無農薬栽培が可能になるし、加湿、除湿がしやすくなる。又、ＣＯ2制御もしやすくなる。 天井、壁層内には太陽光発電を兼ねた、可動式パネル等を設置する。 また、可動式パネルは、植物に適した光の強弱の調整、ハウス内温度の調整、断熱、保温等を行う

可動式パネルには、太陽電池モジュールを取付けて連結配列し、発電、ハウス内への入射光の調整及び、遮光、温度調整等を行う。 又、側壁二重壁内の可動式パネルは上部パネルと連動させるか、朝夕入射光角と連動させて、発電、遮光調整をする

床下には蓄熱槽、養液槽予備室等を設ける
蓄熱槽には、水中上部及び、下部に数本（又は１本）ずつセットにした熱交換器を設置し、それを断熱を兼ねた水面の浮力体に結束して移動出来る様にする。冷暖房の切り替えは、水中まで達した仕切り板を開閉して、熱交換器を入れ替え、移動して行う。 なお、水槽中央上部は仕切る
熱交換器を移動することによって、一次側の冷暖気の生成を、スムースに行い、二次側は吹出口、吸込口の風向を逆にすることによって、効率よい冷暖房が可能になる

各設備は複数系統設置し、機器故障時等の対応に当たると共に、養液槽は生育段階で異なる養分を必要とする場合に別養液を給水したり、多品種同時栽培時に使用する。蓄熱槽は中間期等で冷水、温水を別々同時生成する事が出来る
ダンパーユニットはハウス天井、（又は中層）、上層を貫通して設置し、各ダンパーの切り替えによって冷気、　暖気の移動を行う
ダンパー開閉の一例を上げれば、次のようになる。 冷房時中層上層内は噴霧冷却を行う。補助光からの排熱は集熱口に集め、ダンパーで上開口、奥横閉にして、上層に排気する
ダンパーはハウス内が設定温度よりも高く、かつ、温度が、〔ハウス〉上層、中層〕時はダンパーの上を開口し、又、ダンパー、は上下を開口し、横、を閉鎖し、自然対流させる。ハウス内湿度が設定値以下で且つ、冷房が必要な時はハウス内もミスト冷房を行う
暖房時、温度が、〔中層〉上層〕の場合は横、開口し、上、下は閉じて、ファンを回転させて、中央中層へ送風する。又、温度が、〔中層〈上層〕の場合は横閉鎖し、上、下は開口し、下は閉じて、ファン回転させて上層から中央中層へ送風する
排熱は上は閉、横を開口して、ハウス内へ送り再利用する。 尚、ファンのある開口部は中央中層に開口する。上層の開口は一部段差を付けて、屋上排気ユニット下に開口する。 　屋上の排気ユニットは、ダンパーユニットの開口と開口との仕切りの上方にセットし、幕状のシートと、網状のシートを連結し、ロール間を巻き取る事によって開閉する
屋上の排気ユニットの上方に、熱作動式可変ピッチファン及び、回転式風向排気口を取り付ける。 羽根を湾曲させる事によって、ハウス内が高温になるにしたがって、より大量の排気を行う事が出来る

このハウス等の様に高い建造物は強い風の影響を受けるので、　風力発電を兼ねた防風壁（別途特許申請）等を外周に設置する

太陽光利用型植物栽培ハウスにおいて、光合成の光はもとより、太陽光発電、風力発電、ミスト冷房、天井上層内高温エァー等の自然エネルギーを最大限効率よく利用し、地下蓄熱槽に蓄熱して、再利用する
多重構造にすることによって、軽（中）量鉄骨が使用でき、かつ、必要な構造強度が確保でき、天井高が高く出来、ハウスの建築コストを軽減する事ができる。 開放式窓が無いので害虫の進入がなく、野菜等の無農薬栽培を可能にする、Ｔ，Ｉ式立体水耕栽培装置等に向いた省エネ型植物栽培ハウスである

このＴ・Ｉハウスは太陽光利用型植物栽培ハウスにおいて、自然エネルギーを最大限有効利用してランニングコストを軽減し、多層構造にすることによって、軽量鉄骨等が使用可能になり、建築費の軽減も図れる
Ｔ，Ｉパケット式立体水耕栽培装置等と組み合わせて、単位面積当りの増収が可能になるので、外国の人件費の安い輸入品にも対抗して、新鮮な野菜等が無農薬で、かつ短期間に既存農業の数十倍の大量生産が可能となる。 多品種同時栽培、及び稲、果菜類等生育段階で養液成分の異なる植物も栽培出来るので、毎月新米を収穫する事も可能である
よって、アグリビジネス＝第４農業として、又、都市近郊型農業として、これからの日本農業の担い手となるのは確実です