JP2018126111A

JP2018126111A - 植物栽培用吹出装置

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Publication number: JP2018126111A
Application number: JP2017022684A
Authority: JP
Inventors: 浦野　勝博; Katsuhiro Urano; 勝博浦野
Original assignee: Kimura Kohki Co Ltd
Current assignee: Kimura Kohki Co Ltd
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: JP6367992B1

Abstract

【課題】植物栽培コストダウンが図れる植物栽培用吹出装置を得る。【解決手段】栽培ベッド（２）の植物に栽培用空気を吹出す多数の吹出部材（５）と、吹出部材（５）に栽培用空気を送る搬送部材（６）と、を備える。搬送部材（６）が、吹出部材（５）が取付けられると共に植物（４）を間において栽培ベッド（２）と向かい合う壁部（８）を、備える。吹出部材（５）が、壁部（８）と栽培ベッド（２）との間の栽培スペース（Ｓ）の空気を循環させる循環機構（１１）を、備える。【選択図】図１

Description

本発明は植物栽培用吹出装置に関するものである。

植物は、光合成速度が高まるほど生育が促進され早く大きくなる。光合成速度は、植物の葉面周辺の光強度、二酸化炭素濃度及び気流速度の増加にともなって高まる傾向を示す。人工光にて植物栽培を行う閉鎖型（人工光型）植物工場では、空調機で栽培用空気の温度及び湿度と気流速度を制御し、照明器具で光強度を制御している。

特開２００８−２１２０７８号公報

しかしながら植物の生育促進のため、気流速度を増やそうとすると送風動力が過剰となり、光強度を大きくしようとすると照明の数及び消費電力が増えて、栽培コストアップにつながる。

本発明は上記課題を解決するため、栽培ベッドの植物に栽培用空気を吹出す多数の吹出部材と、前記吹出部材に前記栽培用空気を送る搬送部材と、を備え、前記搬送部材が、前記吹出部材が取付けられると共に前記植物を間において前記栽培ベッドと向かい合う壁部を、備え、前記吹出部材が、前記壁部と前記栽培ベッドとの間のスペースの空気を循環させる循環機構を、備えたことを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、搬送部材の壁部と栽培ベッドで栽培スペースを仕切っているので、空調が要らない無駄なスペースを減らせて空調コストが下がる。搬送部材を仕切りに兼用しているので製作コストが下がる。栽培スペース内だけで空気を循環させるので、気流速度を高めても少ない送風動力で済み光合成速度が高まる。限られた栽培スペースの中で空気を循環させて撹拌することで、気流速度を必要以上に高めずに乱流の気流環境を得られる。乱流の気流環境は、通気が悪くなるほど植物が繁茂しても、空気の淀み及び温度ムラを無くし、植物の葉面を強制的に揺らすことができる。その結果、葉面境界層抵抗が低下して光合成速度が一層高まるので、植物生育促進と送風動力削減の両立が図れて栽培コストダウンにつながる。

請求項２の発明によれば、搬送部材から送られた栽培用空気は、ノズルを通って出ることで気流速度が増加し光合成速度が高まる。ノズルの空気出口付近で誘引部材との間隙が狭まっているので、ノズルから栽培用空気が吹出す際に負圧となる。栽培スペース内の空気は、負圧によって誘引部材の風上側から誘引されて、栽培用空気とともに誘引部材の風下側から植物に向かって出る。誘引部材の風下側が広がっているので、誘引空気と栽培用空気が拡散して混合し、層流から乱流への遷移を促進する。誘引部材の風上側が広がっているので、栽培スペース内の空気が多量に誘引されて空気の循環スペースが広がり植物全体に気流が接触する。その結果、気流速度を必要以上に高めずに乱流の気流環境を得られ、葉面境界層抵抗が低下して光合成速度が一層高まるので、植物生育促進と送風動力削減の両立が図れて栽培コストダウンにつながる。栽培スペース内の空気を誘引してノズルからの栽培用空気と混合することで、空気温度差が緩和された状態で植物に接触するので、植物への不快なストレスが軽減され、生育不良や植物工場内の結露を防げる。

請求項３の発明によれば、反射面により照明を増やさずに光強度を大きくして消費電力を減らせる。光合成速度が一層高まるので、植物生育促進と照明消費電力削減の両立が図れて栽培コストダウンにつながる。

請求項４の発明によれば、植物の成長に合わせて吹出し方向を調整することで、生育のばらつきが無くなって収穫量がアップし、栽培コストダウンにつながる。

図１〜図３は本発明の植物栽培用吹出装置を示し、人工光型植物工場内に設けられた栽培棚１に、栽培ベッド２及び照明装置３とともに図示省略の固定金具等にて設置する。植物栽培用吹出装置は、栽培ベッド２の植物４に栽培用空気を吹出す多数の吹出部材５と、吹出部材５に栽培用空気を送る搬送部材６と、を備える。

搬送部材６は、栽培用空気の空気入口７と、吹出部材５が取付けられる壁部８と、を備える。空気入口７は、栽培用空気の温度及び湿度と気流速度を調整する図示省略の空調機の吹出口に、ダクト９にて連結する。この空調機から送られてきた栽培用空気は、搬送部材６の内部を通って吹出部材５から出る。各図において実線及び破線の太い矢印は気流方向をあらわし、破線は隠れた部分の流れを示す。

搬送部材６の平坦な壁部８は、植物４を間において栽培ベッド２と向かい合うように設ける。照明装置３は、栽培ベッド２の植物４と壁部８との間に適数設置する。照明装置３は、消費電力の少ないものを使用すれば良く、形状及び構造は図例に限定されない。壁部８は、照明装置３の光を反射させる反射面１０を、備える。反射面１０は、反射材や反射塗料、その他の反射物質を用いて構成する。

吹出部材５は、循環機構１１と、栽培用空気の吹出方向を変更するための風向調整機構１２と、を備える。循環機構１１は、搬送部材６の壁部８と栽培ベッド２との間の栽培スペースＳの空気を循環させる。

図４と図５に示すように、循環機構１１は、栽培用空気を吹出す筒形状のノズル１３と、ノズル１３の外周面の周囲に間をあけて配置された筒形状の誘引部材１４と、を備える。誘引部材１４は、ノズル１３の空気出口付近で狭まって風上側と風下側に向かうにしたがって広がるように括れた内周面１５を、備える。誘引部材１４とノズル１３は、取付片１６で橋渡すようにして、同心円にて固定する。

風向調整機構１２は、搬送部材６の壁部８とノズル１３との間に蛇腹管１７を設けてノズル１３の方向を自由に変更できるように構成する。搬送部材６の内部の栽培用空気がノズル１３から吹出すように、搬送部材６と蛇腹管１７とノズル１３とを互いに連結する。蛇腹管１７は、人力で曲げることができて自然に元の位置に戻らない材質及び構造とする。

二点鎖線の誘引部材１４は、蛇腹管１７を曲げて栽培用空気の吹出方向を変更した状態を示す。ノズル１３と誘引部材１４の方向を変えたときに誘引の空気量が部分的に偏ったり減ったりして空気の循環スペースが偏ったり狭くなったりしないようにする。それには、ノズル１３と誘引部材１４が一体に動くことでノズル１３と誘引部材１４との間隙部が変化しないように構成し、かつ、ノズル１３と誘引部材１４の方向を最大限変化させたときの誘引部材１４と壁部８との間隔を、誘引部材１４の風上側とノズル１３との間隔以上に設定する。

図６と図７は、風向調整機構１２の他の実施例を示す。こちらの風向調整機構１２は、搬送部材６の壁部８とノズル１３との間に円筒の枠部１８及び中空の球部１９を設けてノズル１３の方向を自由に変更できるように構成する。搬送部材６の内部の栽培用空気がノズル１３から吹出すように、搬送部材６と枠部１８と球部１９とノズル１３とを互いに連結する。枠部１８には球部１９を回転させても外れないように連結する。枠部１８と球部１９は、球部１９を人力で回転できて自然に元の位置に戻らない材質及び構造とする。

二点鎖線の誘引部材１４は、球部１９を回転させて栽培用空気の吹出方向を変更した状態を示す。ノズル１３と誘引部材１４の方向を変えたときに誘引の空気量が部分的に偏ったり減ったりして空気の循環スペースが偏ったり狭くなったりしないようにする。それには、ノズル１３と誘引部材１４が一体に動くことでノズル１３と誘引部材１４との間隙部が変化しないように構成し、かつ、ノズル１３と誘引部材１４の方向を最大限変化させたときの誘引部材１４と壁部８との間隔を、誘引部材１４の風上側とノズル１３との間隔以上に設定する。

なお、本発明は上述の実施例に限定されない。風向調整機構１２を省略して壁部８にノズル１３を直結しても良い。吹出部材５の数の増減と配置の変更は自由である。ノズル１３と誘引部材１４は筒形状であれば円筒でなくても良い。

本発明の植物栽培用吹出装置を示す正面図である。空気入口側から見た側面図である。壁部側の斜視図である。吹出部材の正面図である。吹出部材の斜視図である。他の吹出部材の正面図である。他の吹出部材の斜視図である。

２栽培ベッド
３照明装置
４植物
５吹出部材
６搬送部材
８壁部
１０反射面
１１循環機構
１２風向調整機構
１３ノズル
１４誘引部材
１５内周面
Ｓ栽培スペース

本発明は上記課題を解決するため、栽培ベッドの植物に栽培用空気を吹出す多数の吹出部材と、前記吹出部材に前記栽培用空気を送る搬送部材と、を備え、前記搬送部材が、前記植物を間において前記栽培ベッドと向かい合う壁部を、備え、前記吹出部材が、前記栽培用空気を吹出すノズルと、前記ノズルの外周面の周囲に間をあけて配置された誘引部材と、を備え、前記誘引部材が、前記ノズルから前記栽培用空気が吹出す際に負圧となるように前記ノズルの空気出口付近で狭まって風上側と風下側に向かうにしたがって広がるように括れた内周面を、備え、前記壁部と前記栽培ベッドとの間の栽培スペースの空気を負圧によって前記誘引部材の前記風上側から誘引して前記栽培用空気とともに前記誘引部材の前記風下側から前記植物に吹出して前記栽培スペース内で空気が循環するように、前記誘引部材を前記壁部から離した位置で前記吹出部材を前記壁部に取付けたことを最も主要な特徴とする。

また、搬送部材から送られた栽培用空気は、ノズルを通って出ることで気流速度が増加し光合成速度が高まる。ノズルの空気出口付近で誘引部材との間隙が狭まっているので、ノズルから栽培用空気が吹出す際に負圧となる。栽培スペース内の空気は、負圧によって誘引部材の風上側から誘引されて、栽培用空気とともに誘引部材の風下側から植物に向かって出る。誘引部材の風下側が広がっているので、誘引空気と栽培用空気が拡散して混合し、層流から乱流への遷移を促進する。誘引部材の風上側が広がっているので、栽培スペース内の空気が多量に誘引されて空気の循環スペースが広がり植物全体に気流が接触する。その結果、気流速度を必要以上に高めずに乱流の気流環境を得られ、葉面境界層抵抗が低下して光合成速度が一層高まるので、植物生育促進と送風動力削減の両立が図れて栽培コストダウンにつながる。栽培スペース内の空気を誘引してノズルからの栽培用空気と混合することで、空気温度差が緩和された状態で植物に接触するので、植物への不快なストレスが軽減され、生育不良や植物工場内の結露を防げる。

請求項２の発明によれば、反射面により照明を増やさずに光強度を大きくして消費電力を減らせる。光合成速度が一層高まるので、植物生育促進と照明消費電力削減の両立が図れて栽培コストダウンにつながる。

請求項３の発明によれば、植物の成長に合わせて吹出し方向を調整でき、しかも、ノズルと誘引部材の方向を変えたときに誘引の空気量が部分的に偏ったり減ったりして空気の循環スペースが偏ったり狭くなったりしないので、生育のばらつきが無くなって収穫量がアップし、栽培コストダウンにつながる。

吹出部材５は、栽培用空気の吹出方向を変更するための風向調整機構１２を備えると共に搬送部材６の壁部８と栽培ベッド２との間の栽培スペースＳの空気を循環させる。図４と図５に示すように、吹出部材５は、栽培用空気を吹出す筒形状のノズル１３と、ノズル１３の外周面の周囲に間をあけて配置された筒形状の誘引部材１４と、を備える。誘引部材１４は、ノズル１３の空気出口付近で狭まって風上側と風下側に向かうにしたがって広がるように括れた内周面１５を、備える。誘引部材１４とノズル１３は、取付片１６で橋渡すようにして、同心円にて固定する。

Claims

栽培ベッド（２）の植物（４）に栽培用空気を吹出す多数の吹出部材（５）と、前記吹出部材（５）に前記栽培用空気を送る搬送部材（６）と、を備え、前記搬送部材（６）が、前記吹出部材（５）が取付けられると共に前記植物（４）を間において前記栽培ベッド（２）と向かい合う壁部（８）を、備え、前記吹出部材（５）が、前記壁部（８）と前記栽培ベッド（２）との間の栽培スペース（Ｓ）の空気を循環させる循環機構（１１）を、備えたことを特徴とする植物栽培用吹出装置。
循環機構（１１）が、栽培用空気を吹出すノズル（１３）と、前記ノズル（１３）の外周面の周囲に間をあけて配置された誘引部材（１４）と、を備え、前記誘引部材（１４）が、前記ノズル（１３）の空気出口付近で狭まって風上側と風下側に向かうにしたがって広がるように括れた内周面（１５）を、備えた請求項１記載の植物栽培用吹出装置。
壁部（８）が、栽培ベッド（２）の植物（４）と前記壁部（８）の間に設置された照明装置（３）の光を反射させる反射面（１０）を、備えた請求項１又は２記載の植物栽培用吹出装置。
吹出部材（５）が、栽培用空気の吹出方向を変更するための風向調整機構（１２）を、備えた請求項１から３のいずれかに記載の植物栽培用吹出装置。