JP2015226528A

JP2015226528A - ハウス栽培用、太陽光供給装置

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Publication number: JP2015226528A
Application number: JP2014124745A
Authority: JP
Inventors: 吉田　厚生; Atsuo Yoshida; 厚生吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-17

Abstract

【課題】植物栽培用のハウス、に照射する余剰の太陽光エネルギーを、現状の栽培環境を損なわずに、より多く回収して、有効に利用することを目的としたこと。この目的に沿って利用する、機器として、太陽光を利用した利便性のある間欠光の照射装置を開発ことを課題とした。【解決の手段】太陽光を間欠光として照射する方法として、太陽光を圧縮して間欠光へ変成する方法によって、利便性のある間欠光の照射装置となしたこと。又、間欠光を光合成用の光りとしてもちる事で、ハウスの天井面等に生じた余地へ太陽エネルギーの回収装置を設置して、電力等として回収を行う事。【選択図】図６

Description

本発明は、農業で使用する植物栽培用温室（以下、ハウスと言う）で使用する、栽培用の光に関するものである。

ハウスを利用する栽培方法（以下ハウス栽培と言う）は天候の影響を少なくして、安定的に高品質な収穫を得るために不可欠な栽培方法であるが、他方、現在のハウス栽培は高度な栽培管理を行うために、空調・照明等多くのエネルギーを消費する栽培技術でもある。
地球の自然環境の変化の問題、資源エネルギーの枯渇の問題があり、現実に近年の異常気象等を目の当たりとして見れば農業における、栽培技術においても、更なる栽培技術の向上と共に、省エネルギーや再生エネルギーの利用を目的とした技術の開発が急務な時代と言える。
日本で利用されている、大部分のハウスは、温室として活用され、透明な（光を通す）ガラスやフィルム状のプラスチックを素材として用いた、天井（屋根と兼用した機能を有する）及周囲の壁より構成されていて、ハウスの天井や壁を通って、ハウス内に入った太陽光のエネルギーは、日照時間帯はハウス内温度の維持、及び、光合成用の光のエネルギーとして利用されている。
又、夜間のハウス内の温度維持は、石油又はＬＰガスを燃料とした暖房装置を適切に運転して室温をコントロールする方法で行われている。
日照時間帯において、ハウスに入射した太陽光のエネルギーは、ハウスの適正温度維持のための、暖房用として利用されているが、ハウスの暖房に必要なエネルギーの量を超えを超えて、太陽光のエネルギーをハウスが受けた場合には、暖房運転を停止して、ハウスを開放して外気を導入して冷却して室内温度を調節する方法が取られている。
外気の導入は、ハウス内の植物が行った光合成によって、減少した炭酸ガス（以下、ＣＯ２と言う）を外気の導によって供給する目的のためにも必要であるが、太陽光から受ける熱エネルギーのハウス内へ入射量が大きいために、ＣＯ２の供給に必要な外気量を超えた、大量の外気を導入して、太陽光から受ける余剰の熱エネルギー（以下、ハウス内の余剰の熱エネルギーと言う）によるハウス内温度の加熱を防ぐことで、ハウス内の温度を適切に調整している。
以下、余剰のエネルギーについて、ピーマンとキュウリの栽培を行うハウス（１，０００ｍ^２）の事例を基に、具体的に説明する。

ハウスの暖房負荷については、地域の気象条件や栽培植物の種類による適温などの条件によって異なるが、適正な栽培温度として、日中の適正温度が２５〜３０℃、夜間の適正温度が１５〜２０℃と、日本でハウス栽培を行う野菜類のなかで、育成温度の高さではトップクラスの植物であるピーマンを、栽培面１，０００ｍ^２の汎用のビニールハウスにおいて栽培する場合に、容量として出力１２０ｋｗ（概略、１００，０００ｋｃａｌ／ｈｒ）の暖房装置（メーカーの仕様によるものであって、石油又はＬＰガスを燃料とした温風式、ＯＮ・ＯＦ式温度制御方式）で、外気温度プラス最大２０℃の負荷に対応して問題の無いことから、このクラスのハウスの夜間暖房の負荷は１２０ｋｗ以下とみられる。
他方、日中、光合成の原料として使用されて、減少したハウス内のＣＯ２濃度を、外気を導入して、置換によって補填する場合の外気の加温に費やす熱エネルギーを、便宜上キュウリの栽培によるハウスのデーターによって、試算すると以下の結果を得た。

上記の条件による試算結果
１．必要換気量：約２０，０００ｍ^３（換気回数：約５回／ｈｒ）
２．換気による熱ロス：約９０，０００ｋｃａｌ／ｈｒ≒約１０４ｋｗ
となり、以上の試算結果と、キュウリの栽培における栽培適温はピーマンの栽培適温に比べて、概略、日中、夜間の温度も５℃程度低いこと、ピーマンにおいてもキュウリと同等の換気を行っていること、又必要換気量は、晴天時の温度の高い時間帯に多く必要となることを考慮すると、キュウリのハウス栽培においても、ピーマンの暖房装置における容量は１２０ｋｗ以下の能力で賄えるものと推察できる。
次に、このハウス（体積、１，０００ｍ^２＊４ｍ）が太陽光から受ける日中の熱量を試算する。
条件１．汎用の太陽電池のデーター
最大出力：１．０ｋｗ
公称変換効率：１８％
設置面積：５．４ｍ^２
２．太陽光からの熱回収効率：４０％
３．ハウスの受光面積：天井面積１，０００ｍ^２
４．計算式：太陽光エネルギーの電力と熱との変換効率の差により、熱エネルギーの量を求めた。
計算と結果

ハウスの天井が受ける熱量は４１２ｋｗとなり、又ハウスの壁面が日射により受ける熱は、方向と時刻によっても変わり、その量的変化は天井面と異なるが、少なくとも、上記のハウスにおいては、数１０ｋｗの受熱が期待できる。
事例の試算結果をまとめると下記の通りとなる。
１．ハウス太陽光から受ける日中の熱量：４１２ｋｗ
２．ハウスの暖房負荷：１２０ｋｗ＜４１２ｋｗ
３．換気による熱ロス：１０４ｋｗ＜４１２ｋｗ
４．ハウスの暖房負荷＋換気による熱ロス：２２４ｋｗ＜４１２ｋｗ
従って、一般的にハウスは、事例として示した値のように、暖房期間においても、ハウス内の余剰の熱エネルギーが発生する。
又、近年においては、ハウスの利用期間においても、外気温度が高い期間が発生していることから、適正な栽培温度を超えて、障害を受ける危険のある気象条件が多発する状況である。
本発明は、ハウス内の余剰の熱エネルギーを回収して活用するための、システム・プロセスの中で、必要且つ重要な装置として、利用することを目的として発明したものである。

発明が解決しようとする課題

ハウス内の余剰の熱エネルギーを利用する方法としては、ハウスの天井の上部に、太陽光発電装置を設置して、太陽光のエネルギーを電力として回収して活用することによって達成できる。
又、太陽光発電装置を電熱併給型太陽光発電装置に替えて使用する場合には、電力と熱（温水等）の２種類のエネルギーを得る事が可能であり、熱エネルギーは地中へ蓄熱して、ハウスの暖房用として活用できる利点もあり、エネルギーの利用効率が高くなる。（以下、太陽光発電装置と電熱併給型太陽光発電装置を太陽光エネルギー回収装置と言う）
従って、太陽光エネルギー回収装置を使用した、ハウス内の余剰の熱エネルギーの回収と利用の面と、余剰の熱エネルギーの発生回数を抑えて栽培植物の熱的障害を防ぐ効果もあり、この点からは効果のある方法と言える。
しかし、上記の方法は、ハウス内へ照射される太陽光の一部を太陽光エネルギー回収装置の設置面で遮断して、ハウス内へ影を作ることから、光合成用の光の供給量の観点からの制限があることが欠点となる。
本発明は、この欠点を改善して、従来の栽培技術を損なうことなく（作物の品質と収量を確保して）、ハウス内の余剰の熱エネルギーを、より多く回収する事を課題としたものであって、光合成量の確保と向上は、栽培植物の育成、作物の品質と収量の向上に結び付く、最も重要な事項であることから、以下、光合成量に関する事項について記述する。
現在、ハウス栽培における光合成量の関し、光合成量は、▲１▼葉面の温度、▲２▼ハウス内空気のＣＯ２濃度、▲３▼光の強さ（照度）によって影響を受ける事が広く知られている。
▲１▼葉面の温度による影響は、栽培植物の種類によって、最適な日中の栽培温度を合理的に定めていて、この温度に従って室温を制御していることから、これを優先して、この温度に従った栽培を行う事で問題はない。（以下の▲２▼、▲３▼に比べて影響力が小さい）
因みに、周囲の空気のＣＯ２濃度が３００ｐｐｍにおいては、葉温が２７℃付近が最大量となり、１０℃〜３５℃の間での最大値と最小値の差は３０％程度である。
▲２▼のハウス内空気のＣＯ２濃度についての影響は、▲３▼光の強さと相関関係にあって、ＣＯ２濃度が３００ｐｐｍ以下で、光の強さが３，５００ｌｘ以下の状況（以下、ＣＯ２と光の低濃度・弱光の環境と言う）の場合には、光の強さが一定であれば、光合成量はＣＯ２濃度に比例して増加する。
又、ＣＯ２と光の低濃度・弱光の環境を外れた領域においては、光の強さが一定であれば、ＣＯ２濃度が増加すれば、光合成量も増加する。
▲３▼の光の強さとの関連は、ハウス内空気のＣＯ２濃度との相関関係があり、ＣＯ２と光の低濃度・弱光の環境を外れた領域においては、光が強くなるほど、光合成量が放物線的に増加する傾向がある。
因みに、先に引用した書物（炭酸ガス施用入門、２４ページ、図２０）に示された、キュウリの葉面積１００ｃｍ^２／ｈｒのＣＯ２の吸収量の事例より、抜粋した値を下表に示した。

上記の表に示した通り、ＣＯ２の濃度を上昇させると光合成量の増加につながることから、人工的にＣＯ２を施用する栽培方法も行われているが、ハウス内のＣＯ２の濃度を高く（５００〜１，０００ｐｐｍ）維持することは、ハウスの換気等の気密性によって困難であることから、ＣＯ２を施用は、明け方のハウスの解放前に行い、ハウス内のＣＯ２濃度を上げて貯蓄して、日の出後からハウスの解放までの間（１時間程度）における、ＣＯ２低濃度・弱光の環境の対応として行う事が多い。（ＣＯ２低濃度・弱光の環境下において、ＣＯ２補償点に至った時間帯が短くとも、この環境を改善しても、鉄道事故のように、回復に時間が掛かるなどの後遺症が残る等、植物の育成に障害となる）
又、弱光時の光合成量を高濃度のＣＯ２によって補うことは、葉面積が大きくなり、葉だけが茂る状況を生じて、根の発達の阻害や、果実の品質・収量の低下などの結果となっている。
従って、ＣＯ２を施用するケースには、相対的に光を強くする必要がある。
又、ＣＯ２に応じた光の供給に由って、より高度な栽培が可能である。
しかし、現実には雨天時、曇天時の密閉状態のハウスは、弱光で湿度が高い状況で、光合成量を補う目的で、ＣＯ２の施用するケースが多いが、相対的な光が弱く、葉面積が大きくなり、葉だけが茂る状況となる弊害が生じている。
従って、日の出後からハウスの解放までの間（１時間程度）や、雨天時、曇天時における、光りの強さの確保が重要となるが、現在のハウス栽培においては、慢性的な照度不足の状態と言える。（以下、早朝時等の光り不足状態と言う）

ハウス内の余剰の熱エネルギーの発生は、天候から見れば、晴天時の照度の高い時間帯において発生すること、又、ハウス栽培での、光合成用の光の強さについての、実用的な光飽和点は栽培植物の種類にもよるが３０，０００〜５０，０００ｌｘ程度であり、これに比べて晴天時にハウスに照射される太陽光照度は、１００，０００ｌｘに達する強い光を受ける場合もあることから、ハウス内の余剰の熱エネルギーの発生時間帯には、光合成用の光りも余剰の出来る時間帯でもあり、太陽光エネルギー回収装置を用いて、ハウス内の余剰の熱エネルギーを回収することは、従来の栽培技術を損なうことなく実施できる時間帯と言える。
しかし、太陽光エネルギー回収装置を設置する方法は、ハウス内に影を作り、その影は、早朝時等の光り不足状態へ追い打ちをかける事となり、従来の栽培技術を損なうこととなる。
従って、太陽光エネルギー回収装置を設置する方法の実施に当たっては、早早朝時等の光り不足状態への対策が課題となる。
本発明は、影の対策としては、エネルギーコストの面から、ハウスに照射されている太陽光の一部を、光合成用の光りとして使用することで解決することを課題とした。
しかし、ハウスに照射されている太陽光の量は、人工的に増加させることは不可能であることから、従来のハウスでの光合成に利用できる光の量（以下、従来の光の量と言う）は、太陽光エネルギー回収装置を設置によって、影の面積の分だけ減少する（以下、減少した光の量と言う）。
従って、太陽光エネルギー回収装置を設置したハウスが光合成へ利用できる光の量は、（従来の光の量−減少した光の量）となる（以下、この光の量を、活用可能な光の量と言う）、
本発明は、減少した光の量を埋め合わせる方法として、活用可能な光の量の一部を間欠光（連続した光を、こま切れとして明部と暗部区切り、明部と暗部を交互に発信して、パルス的な照射を行う光）に変成して、光合成用の光りとして、適切に配分して利用すること、及び、太陽光を間欠光へ変成して利用する実用的な装置を提案して製作し、これを用いて、課題を解決したものであって、以下、間欠光と光合成量について述べる。

間欠光を植物に照射すると、連続した光を照射した場合に比べて光合成量が増加することは、古くから公知されていて、１９８７年１１月５日発行の本、光合成の世界（岩波洋造：著作、講談社：発行）、の中においても、明暗の半々の比率の間欠光を与える場合の傾向として、周期が早くなるほど光合成量が増加すること、この事例として３．３Ｈｚの間欠光で光合成量は１．５６倍、３３Ｈｚで１．７６倍との記述があり、光合成の明反応を進めるのに必要な光の継続照射時間は１０万分の１秒あればよいとも記載されている。
又、光合成反応は、光を必要とする明反応の後に、光を必要としない暗反応が起こることで完結する反応であり、明反応は高速の反応であり、これに比べて、光を必要としない暗反応は反応速度が遅いこと等などの記述がある。
この、間欠光の照射による、効果は１９００年代の植物の研究者の実験によって確かめられた、ハウス栽培の技術の向上に役立つ貴重な実験結果であるにもかかわらず、今日まで太陽光を利用した間欠照明がハウス栽培用の技術として、広く実用化されていない理由は、以下の２点にあると推察する。
（１）人工照明の方が、間欠光を作ることが容易であること。
（２）従って、太陽光を間欠光として利用する、簡便な装置が無かったこと。

課題を解決する手段

太陽光は、光合成用の光りとして、人工照明の持たない優れた特徴を持っているその特徴を列記すると以下の通りである。
（１）広い平面で、拡散しない平行な指向性のある光源である事。
（２）従って、鏡などで反射させて、方向を変換させて、離れた場所に運んで利用出来る事。
（３）照明としての利用においては、エネルギーの密度が高く、広い範囲で強い照度を得るだけの、大きなエネルギーを有し、コストの掛からない事。
（４）従って、栽培植物へ充分な光を供給出来る事。（光合成用の光りは、通常１０，０００ｌｘ程度の光りがあれば充分であり、実用的な光飽和は３０，０００ｌｘ〜５０，０００ｌｘ程度と言われるが、これを人工照明で行う場合にはコスト負担は大きいものとなる）
（５）又、間欠光の明の部分に、強い光のパルスを与える事は、光合成の性質からみて、明の時間帯が短くなることから、更に有効な利用が期待できる事。
（６）太陽光は従来から、植物がなじんでいる光であることから、栽培に関する安全な光としての基本的な光のデーターが蓄積されていること。
しかし、太陽光はをそのまま受けるときには、その入射角と光の強さ、供給時間帯など、利用側の都合に合わせくれない等の欠点もある。
本発明は、本来の太陽光の自然な使用時間帯に利用することで、その欠点を補い、上記の６点の特徴の中から、特に（１）、（２）として示した特徴に着目して活かした、本発明による間欠光照射装置となしたものである。

図１は、太陽光を照明用として利用するための、汎用の太陽光採光装置（縦型、長方形の形状）であって、上部の採光部より太陽光を取り込み、長方形の断面形状の光ダクトを通して、下方の光り出口の方へ向かって、粗、平行な光を垂直に照射する装置である。
光の出口から照射される光の質は、自然な太陽光から紫外線の量を減じた光である。（採光器の入り口で紫外線、赤外線をカットすることも可能）
図２は、図１に示した太陽光採光装置として採用した、本発明による間欠光照射装置（以下、間欠光照射装置と言う）の仕組みを示す図面であって、以下、図２をもって、間欠光照射装置の仕組みを説明する。
間欠光照射装置は、太陽光採光装置と、太陽光採光装置で取り込んだ太陽光を、圧縮した光と成すための集光部、圧縮した光を間欠光として照射するための間欠光発生部の三つの機能を有する部門から構成し、一体化させた装置である。
以下、間欠光照射装置の仕組みを説明する。
太陽光採光装置（図１で示した太陽光採光装置）で採光した光は、垂直方向の下向きの、平行な光であり、断面は辺の長さがＡ，Ｂの長方形の光の束となって集光部へ入る。
集光部の構造は、長方形のダクト内の上段へ、集光用のレンズａを、下段へ集光された光を平行の光線へ戻す働きのレンズｂを配置した構造である。
集光用のレンズａは、太陽光採光装置の光の出口から、集光部へ照射された、光の束の断面（長方形）の一辺の幅Ｂを縮小するフレネルレンズである。
他方、レンズｂは、レンズａで圧縮した光を受けて平行な光として照射するフレネルレンズである。
従って、集光部においては、レンズａとレンズｂの選択、及び、レンズａとレンズｂの設置間距離を適切に選定することに由って、幅Ｂで集光部へ照射した光の幅を、任意の値に縮小した平行な光（幅Ｂの光りを幅（Ｃ１＝Ｃ２）として）、レンズｂより照射することが可能である。
続いて、間欠光発生部について説明する。
間欠光発生部は軸１０へ、上下両面へ鏡１４ａと１４ｂを張り付けた回転板１１を付設して、軸１０を中心として、回転板１１を軸１０によって、間欠的に回転させる装置であって、図２に示したように、回転板１１の中心線１２と軸１０の垂直な中心線とが交差する角度が４５°前向きに傾いた位置（以下、最初の位置と言う）においては、集光部から照射された光は、鏡１４ａによって反射して９０°方向を変えて、後方へ照射される、又、最初の位置から、回転板１０を９０°回転させるときには、集光部から照射された光は、鏡１４ｂによって反射して９０°方向を変えて、前方に照射されることとなる。
従って、回転板１１を軸１０によって、最初の位置から９０°毎に回転させて角度を変えて使用するときには、光の照射を前後に振り分けて照射することが可能であり、最初の位置での後方向の照射時には後方向は明となり、前方向は光の照射を受けないことから暗となることから、回転板１１を軸１０によって（軸１０をモーター等に接続して回転させて）回転させることに由って、前方向と後方向へ間欠光を供給できる仕組みである。
又、間欠光の内容として、１周期のおける、明の時間帯における光りを安定させたパルスとする場合には、図４示した、ゼネバストップ機構の出力を利用して、軸１０を回転させることで足りる。
以下、図４のゼネバストップ機構について説明する。
図４に示した、ゼネバストップ機構は、入力軸の１回転に対して、出力軸が１／４回転する仕組みの機構として利用するものであって、この仕組みを用いて、ゼネバストップ機構の出力軸と軸１０を連結して、ゼネバストップ機構の入力軸へモーターの出力軸を連結して、モーターを運転して、回転力を与えることで入力軸の１回転ごとに、軸１０を１／４回転（９０°）回転することが出来る。
従って、光の切り替わる周期は１／（ゼネバストップ機構の入力軸の２回転）となり、入力軸の１回転ごとに、前方向の照射と後方光と切り替わって光が照射されることとなる。
但し、間欠光の内容は、明部は入力軸の３／４回転（２７０°）は完全照射光であって、残りの１／４回転（９０°）は軸１０が回転している状態であることから、反射の方向が変化する状態の光りとなる他、暗部についても同様なこととなる。

発明の効果

太陽光の間欠照射の効果の応用については、本発明の出願人は、先に実用新案登録願（出願（申請）平成２６年３月２５日、出願（申請）番号実願２０１４−１８７２、名称：補光とエネルギー回収を行う、栽培用遮光装置、以下、先の考案と言う）において、太陽光採光装置を台車に付設して、採光した光を間欠光として用いる事を例示している。
この提案は、図３に示した内容のものであって。（先の考案においても、図３として示された内容）
この内容について以下、説明する。
先の考案は、植物の日焼け対策に関するものであって、間欠光の部分は、太陽光採光装置で採光した光を、光ダクトで方向転換させて、反射装置に照射して、異なる栽培面へ照射することを例示したものである。
反射装置の仕組みは、異なる反射角度を持った、二つの曲面の鏡を交互に動かす方法である。
この方法は、小型の太陽光採光装置で、太陽光を採光するときには適用できるが、大型の場合には、太陽光採光装置で採光した光の束の断面積が大きく、光ダクトで配光するために必要なスペースが大きく、ハウス内の上空のスペースの占有率が大きくなることが難点となる。
又、二つの曲面の鏡を交互に動かす方法は、栽培面の照射と間欠光効果を同時に行う事から、反射面を動かす大きな装置が多数必要となるなど、広い面積に対して多数の個所に配光する方法としては、改善点がある。
本発明は、ハウスの栽培面全体を対象として、必要な個所へ間欠光を適切に配光できる機能を有するものであって、太陽光採光装置で採光した、光の束の断面積を圧縮して、変成する方法によって、コンパクトな強い光の間欠光となす事、又、これを適所へ運んで、配光装置で適度に拡大して、栽培面へ照射して用いる方法のものである。
この方法によって、スペースも小さくして、適切な間欠光の栽培面への照射が可能となる。

次に、図５によって、間欠光照射装置をハウスに設置して利用する仕組みと、効果を説明する。
図５は、ハウスに付設した、間欠光照射装置は、天井の上部から太陽光採光装置によって太陽光を採取して、集光部を経由して間欠光発生部に送り、間欠光発生部は、この光を水平な間欠光となして、間欠光発生部に隣接した配光装置の光ダクトへ照射して光合成用の光りとして利用する。
配光装置は、光ダクト、反射用の鏡、光拡散装置から構成し、鏡は軸を中心として、水平方向から照射された間欠光を配光装置へ照射する為、軸を中心として回転させて鏡への入射角度が４５°となるように調整して、垂直下向きの光りとして光拡散装置へ照射する。
光拡散装置はレンズを使用して、集光部によって、縮小した光の幅（Ｃ１、Ｃ２）を、拡大して照射対象面（栽培面）で、元の大きさの光りの幅（Ｂ）へ戻して利用出来るように、拡大して照射する装置である。
従って、前方の配光装置と後方の光拡散装置によって、照射される間欠光の幅Ｄは太陽光採光装置の側面の幅（Ｂ）の２倍となる、又、太陽光採光装置の正面の幅（Ａ）に相当する光の長さは縮小していないことから、間欠光照射装置から、間欠光の照射を受ける耕作面の面積は略、太陽光採光装置の設置面積の２倍となる。
これを、太陽光採光装置の高さの影響等の条件を無視して、単純に光合成用の光りとして活用するときの効果を見ると、光合成用の光りは、連続光に比べて間欠光の照射の方が効率が良いが仮に、その効率を同等として計算すると、栽培に支障なく活用できるハウスの天井の面積は、（太陽光採光装置の設置面積の２倍）−（太陽光採光装置の設置面積）となる。
又、太陽光採光装置の設置面に相当する面積以上の面積を利用できることも可能である。
図５においては、この利用可能な面積の活用方法として、太陽光採光装置の前後の位置を、太陽光エネルギー回収装置の設置位置２３として示したが、この位置へ太陽光エネルギー回収装置を設置して、余剰の熱エネルギーを回収する仕組みである。
尚、図５においては、配光装置を追加する場合の位置を示しているが、追加の配光装置の使い方は、矢印２１で示したように、一台目の配光装置の反射鏡を跳ね上げて、間欠光を通して、追加した配光装置へ送り一台目と同じ場所へ配光する仕組みを示したものであって、異なる位置から配光することで葉面へ万遍なく遮光するための、方法を示したものである。

図２で示した間欠光照射装置と、図５に示した間欠光照射装置をハウスに設置した利用方法に関する効果について、纏めて以下記述する。
（１）間欠光照射装置を付設したハウスは、間欠光の効果によって、光合成の促進による、栽培技術面の効果の他、ハウスの天井からの余熱の熱エネルギーの回収に活用できること。
（２）栽培技術面の直接的効果については、余熱の熱エネルギーの回収によって、ハウスの密閉時間帯が伸びる為ＣＯ２施用栽培の利用時間帯が伸びる事、又気温の高い時期における、太陽光エネルギー回収装置の作る影による、植物の熱やけ防止とうの効果も予想されること。
（３）間欠光照射装置の機能としての効果は、間欠光の製造と言う本来の目的の他、
間欠光の製造〜間欠光の照射栽培面までのプロセス（太陽光の採光→集光部→間欠光発生部→配光装置による栽培面への間欠光の照射）において、光の流れが、光を圧縮してコンパクトにしていること、光の伝達を効率の良い鏡の反射を利用していることから、夫々の働きの部署を分離して設置しても、光の伝達効率が高いことから、光のエネルギーの量を大きく損なうことな、簡便に利用できる利点がある。（採光の場所から遠い場所への間欠光の照射や、設置場所に関して、空きスペースの有効利用など、選択の自由度も高い）

光合成は、明反応に比べて、暗反応の反応時間が遅いことから、間欠光の１周期における明と暗の比率において、植物への明の投与時間帯が短い方が、光合成量が大きい（光合成の効率が高い）傾向にある事の他、栽培植物の種類によって間欠光の利用技術が異なる。
従って、これらの趣旨に沿って、図２に示した本発明の間欠光照射装置を応用した、種類の異なる間欠光の照射装置について記述する。
図６は、間欠光の内容が、１周期における明、暗の比率が（明１／４、暗１／４）である間欠光を照射する、本発明の間欠光（十字照射型）照射装置の仕組みを示した図面である。
図６に示した間欠光（十字照射型）照射装置の仕組みを、図２に示した間欠光照射装置と相違点等によって、以下説明する。
（１）太陽光採光装置については、光ダクトの形状を長方形から正方形（Ａ＝Ｂ）へ変更した事、これによって、集光部へ断面が正方形の光り供給したこと。
（２）集光部については、ＡとＢの双方を縮小した正方形の光として、間欠光発生部へ断面が正方形である垂直方向の光り２４を間欠光発生部へ供給する。
（３）光２４は、光２４と辺の方向を合わせて傾斜角度が４５°となるように台に設置された反射鏡によって、水平方向で断面形状が光２４と同じな平行な光となる。
（４）図２に示した本発明の間欠光照射装置においては、反射鏡の回転については、軸１０を中心として、垂直な面位での間欠的な回転を与える事で行ったが、図６に示した間欠光（十字照射型）照射装置においては、反射光と台を乗せたベースを軸２７によって、水平な面で間欠的に回転させることで行う。
以上が、図６に示した仕組みであるが、図４に示したゼネバストップの機構の入力軸にモーターを接続して、その出力軸へ軸２７を接続して回転させるときには、モーターの１回転（３６０°）に対して反射鏡の方向は９０°変わることになることから、モーターの１回転（３６０°）で前後左右の４方向の１方向だけ光を照射することになり、各々１方向の受ける間欠光は明暗の比率は（明１：暗３）となる。
図６に示した仕組みの、間欠光（十字照射型）照射装置は明暗の比率は（明１：暗３）の間欠光を照射するものであるが、これを栽培面へ照射するためには、図５に示した配光装置へ間欠光を送って栽培面へ拡大して照射する必要がある。
間欠光の照射装置の仕組みを示した図面である。
図７は、太陽光採光装置に隣接して４台の配光装置を付設した場合の、栽培面における照射面の位置と形状を例示したものであって、照射面ａは太陽光採光装置の（左・右）の配光装置の照射面であって、二つの照射面は中央に寄せて照射されている、照射面ｂは太陽光採光装置の（前・後）二つの配光装置の照射面であって、この二つは離れた照射となっている。
従って、照射面は正方形が４個の十字型となっている。
この形は、複数組み合わせて、大きな四辺形となす事が可能で、その点の利便性もある。
次に、光をサーチライトの様に用いて、栽培面を走査する方法によって、間欠光の効果を得る方法について図８をもって説明する。
図８に示す仕組みは、図６に示した光合成用の間欠光の発生の方法と比較すると、太陽光を太陽光採光装置の採光部から得て、集光部を経由して、反射鏡で反射して、光の束の断面が正方形で平行な、水平方向の光り２５となすプロセスまでは、全く同じ方法であるが、図８に示す仕組みを用いた、光合成用の光の照射装置（以下、本発明による間欠光（走査型）照射装置と言う）の場合においては、水平方向の光り２５を、反射鏡の中心線を中心として付設した、リンク状の笠型の円形反射器の内側の鏡に反射させて栽培面へ照射させて利用する方法である。
円形反射器の構造は、断面２９が内側に凸型の曲面を持つ鏡で構成され、水平方向の光り２５は左右に拡散した光の束（３０ａ〜３０ｂ）となって、栽培面へ照射される。
このような状況で、軸２７をモーターの出力軸に接続して回転させるときには、栽培面へ照射された光は栽培面を回転して移動し、軸２７の回転速度と同じ周期の間欠光と同様の効果を生じる。
又、光３０ａの栽培面への到達地点と３０ｂの栽培面への到達地点（軸２７の中心線と一致させる場合）との距離がＥ／２としたときには、直径をＥとした円の面積と一致する照射面の広さへ光りを照射できることとなる。
他方、軸が無回転の時の、光（３０ａ〜３０ｂ）で栽培面を照射する照射面の形状３１と軸が回転するときの照射範囲については図９に示した通りであるが、照射面の形状３１は、幅Ｇが光２５の幅２６り小さくなり、その形状は長方形（Ｇを

間欠光の明と暗の比率は、図９に示した、明が照射面３１の面積（斜線の部分）に対し照射面の外周で表示した、直径Ｅの面積から照射面３１の面積を除いた面積（円内の空白の部分）が暗の比率となる、従ってこのような明と暗の比率を持つ間欠光に等しい効果を発揮できる方法であり、明暗の比率の設定の幅が大きいこと、間欠の回転装置を必要としないことが特徴となる。
続いて、図１０に示した仕組みの、光合成用の光りの照射装置を説明する。
図１０に示した仕組みは、図８に示した仕組みと異なるところは、集光部で照射された光２４（断面形状３２が正方形で垂直方向の光り）を拡散装置のレンズを利用して、中心から左右の方向に均等に拡散して光３３ａ〜３３ｂの光りの束として栽培面に照射する、この光による栽培面の形状は、図１１に示した、照射を受ける栽培面３４の形状となる。
又、この状態で拡散装置のレンズを回転させるときには、照射面３４は移動して、１／２回転で、照射した光の断面積の内接円を拡大した円の大きさの円周の範囲内を、照射することが出来る。
従って、図１０に示した仕組みによって、光３３ａ〜３３ｂを回転させて、栽培面へ照射させる方法の光合成用の光照射装置（以下、本発明の間欠光（直下走査型）照射装置と言う）において、栽培面へ照射する光は、レンズの回転速度の２倍の周波数を持つ、間欠光と同じ性質を有することとなる。
以上、図８、で示した仕組みによる間欠光（走査型）照射装置と、図１０で示した仕組みによる本発明の間欠光（直下走査型）照射装置は、双方ともに、細長い、強い光を用いる事及び、間欠光の明暗の比率については、明の比率を小さくすることが可能であり、又、間欠的な回転運動を必要としないことから、早い周期の間欠光照射できる利点があることから、光合成用の光として高い効率を発揮できる光をの照射が可能である。
又、栽培面へは円の照射面であることから、太陽光採光装置の光りダクトは円形の断面も可能である。

太陽光採光装置の仕組みを示す図面である。本発明による間欠光照射装置の仕組みを示す図面である。先の考案においても図３として用いた図面である。本発明においては、従来の間欠光利用の、事例として示した図面である。ゼネバストップの機構を示す図面である。本発明の間欠光照射装置をハウスに設置して、利用する仕組みを示す図面である。本発明の間欠光（十字照射型）照射装置の、仕組みを示す図面である。本発明の間欠光（十字照射型）照射装置の、照射面を示す図面である。本発明の間欠光（走査型）照射装置の、仕組みを示す図面である。本発明の間欠光（走査型）照射装置の、照射面を示す図面である。本発明の間欠光（直下走査型）照射装置の、仕組みを示す図面である。本発明の間欠光（直下走査型）照射装置の、照射面を示す図面である。

１．太陽光の方向を示す点線
２．レンズａ用フレーム
３．レンズｂ用フレーム
４．荷台
５．フレーム（軸受部６用）
６．集光部の外板
７ａ．軸
７ｂ．軸
８．電球
９．電球設置用設備
１０．軸
１０ａ．軸１０の左端部
１０ｂ．軸１０の右端部
１１．回転板
１２．回転板の中心線
１３．配線
１４ａ．鏡
１４ｂ．鏡
１５ａ．反射光（間欠の反射光）の光束の上部の方向を示す点線
１５ｂ．反射光（間欠の反射光）の光束の下部の方向を示す点線
１６ａ．反射光（間欠の反射光）の光束の上部の方向を示す点線
１６ｂ．反射光（間欠の反射光）の光束の下部の方向を示す点線
１７．回転円板の回転方向を示す
１８．キャプタイヤケーブル
１９．フレーム（反射設備の設置用）
２０．ひれの回転方向を示す
２１．反射鏡の回転方向を示す
２２．光束の照射角度を示す
２３．太陽光エネルギー回収装置の設置位置を示す
２４．垂直方向の光
２５．水平方向の光り
２６．水平方向の、光の束の断面
２７．軸
２８．水平面の回転を示す矢印
２９．円形反射器の反射板の断面図
３０ａ．反射された光の束の外側の光
３０ｂ．反射された光の束の内側の光
３１．反射鏡が無回転の状態の時の、栽培面における照射面
３２．垂直方向の、光の束の断面
３３ａ．拡散装置によって拡散されて、栽培面に向かう光の束の左外側の光り
３３ｂ．拡散装置によって拡散されて、栽培面に向かう光の束の右外側の光り
３４．拡散装置の回転停止時における、光３３ａ〜光３３ｂまでの光りによって、照射を受ける栽培面
Ａ．光ダクトの正面寸法
Ｂ．光ダクトの側面寸法
Ｃ１．正面後方に向かう間欠光の、光りの束の幅
Ｃ２．正面前方に向かう間欠光の、光りの束の幅
Ｄ．２台の配光装置によって、照射を受ける栽培面の幅
Ｅ．円形反射器によって、照射を受ける栽培面（円状の面）の直径
Ｆ．拡散装置の回転停止時における、光３３ａと光３３ｂの、栽培面への到達地点間距離
Ｇ．照射を受ける栽培面（３１）の幅
Ｈ．照射を受ける栽培面（３４）の幅

Claims

太陽光採光装置と集光部、及、間欠光発生部より構成し、太陽光採光装置で採光した太陽光を栽培用の間欠光となして照射する仕組みの、図２に示す間欠光照射装置。
太陽光採光装置と集光部、及、間欠光発生部より構成し、太陽光採光装置で採光した太陽光を栽培用の間欠光となして照射する仕組みの、図６に示す間欠光（十字照射型）照射装置。
太陽光採光装置と集光部、及、円形反射器より構成し、太陽光採光装置で採光した太陽光を栽培用の間欠光となして照射する仕組みの、図８に示す間欠光（走査型）照射装置。
太陽光採光装置と集光部、及、拡散装置より構成し、太陽光採光装置で採光した太陽光を栽培用の間欠光となして照射する仕組みの、図１０に示す間欠光（直下走査型）照射装置。
光ダクトと反射鏡、軸、及び、光拡散装置により構成され、栽培用の間欠光を栽培面へ配光するための、図５に示した配光装置