JP2018171008A - Plant raising device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物に光を照射して該植物を育成する植物育成装置に関するものである。 The present invention relates to a plant growing apparatus for growing a plant by irradiating the plant with light.
近年、電力の可視光線への変換効率が高く、かつ寿命が長いことから、発光ダイオード(LED)を備えた照明装置が、照明を必要する種々の施設で広く用いられている。このような照明装置は、例えば、野菜、稲、花等の栽培用植物の苗を育成するための苗育成装置にも用いられる(例えば、特許文献1〜3参照)。
In recent years, since the conversion efficiency of electric power into visible light is high and the lifetime is long, lighting devices including light emitting diodes (LEDs) are widely used in various facilities that require lighting. Such an illuminating device is also used for a seedling growing device for growing seedlings of plants for cultivation such as vegetables, rice, and flowers (see, for example,
しかしながら、苗などの植物を育成する植物育成装置において、植物と照明装置との位置関係によっては、必ずしも効率的ないし最適な照明を実現できない可能性がある。 However, in a plant growing apparatus that grows plants such as seedlings, there is a possibility that efficient or optimal illumination cannot be realized depending on the positional relationship between the plant and the lighting apparatus.
そこで、本発明は、効率的ないし最適な照明によって植物を育成できる植物育成装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the plant growing apparatus which can grow a plant by efficient thru | or optimal illumination.
上記課題を解決するためになされた本発明に係る植物育成装置は、上方へ伸張するように成長可能な植物が載置される載置部と、前記植物に光を照射する照射手段と、前記植物の上下方向の高さを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された高さに応じて、前記照射手段を移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする。 The plant growing device according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, includes a mounting portion on which a plant that can grow so as to extend upward, an irradiation unit that irradiates light to the plant, and It is characterized by comprising detection means for detecting the height of the plant in the vertical direction and movement means for moving the irradiation means in accordance with the height detected by the detection means.
本発明に係る植物育成装置によれば、苗などの植物に対する照明の効率的ないし最適化を図ることができ、これにより、植物の成長の均一化及び成長の促進を図ることができる。 According to the plant growing apparatus according to the present invention, it is possible to efficiently or optimize lighting for plants such as seedlings, thereby achieving uniform plant growth and promotion of growth.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態を具体的に説明する。まず、図1を参照しつつ、栽培用植物の苗を生産する苗生産装置の全体構成を説明する。なお、この実施形態では、室内照明システムが苗育成装置に利用されているが、本発明は、室内に収容された対象物を照明する苗育成装置以外の種々の施設又は装置、例えば工場、コンビニ等にも利用することができるのはもちろんである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the whole structure of the seedling production apparatus which produces the seedling of the plant for cultivation is demonstrated, referring FIG. In this embodiment, the indoor lighting system is used for the seedling growing device. However, the present invention is not limited to the seedling growing device that illuminates the object accommodated in the room, for example, various facilities or devices such as factories and convenience stores. Of course, it can also be used.
また、この実施形態における苗生産装置は接木苗を生産するためのものであるが、本発明に係る室内照明システムないしは苗育成装置は、このような接木苗を生産するための苗生産装置のほか、接木されない栽培用植物、例えば稲、葉菜類(レタス、キャベツ等)、果菜類(イチゴ等)、根菜類(大根、ニンジン等)、花などの苗を生産するための苗生産装置にも用いることができるのはもちろんである。 In addition, the seedling production apparatus in this embodiment is for producing grafted seedlings, but the indoor lighting system or seedling growing apparatus according to the present invention is not only a seedling production apparatus for producing such grafted seedlings. Also used in planting equipment for producing seedlings such as rice, leaf vegetables (lettuce, cabbage, etc.), fruit vegetables (strawberry, etc.), root vegetables (radish, carrot, etc.), flowers, etc. Of course you can.
[第1実施形態]
図1に示すように、苗生産装置1は、播種装置2と、本発明に係る室内照明システムを備えた複数の苗育成装置3と、接木装置4と、複数の養生装置5とを備えている。図1における苗育成装置3又は養生装置5の設置数は単なる例であり、本発明がこれらに限定されるものでないことはもちろんである。なお、苗育成装置3又は養生装置5は、必ずしも複数設置する必要はなく、1つのみ設置するようにしてもよい。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the
播種装置2は、穂木用植物の種子又は台木用植物の種子と、種子の発芽により生じた苗の育成に適した土(例えば、培養土、栽培土等)とが鉢10(図2参照)に収容されてなる種子含有栽培媒体を作成した上で、このような複数の種子含有栽培媒体をトレー36(図4、図5参照)の上に配列し、このトレー36を育苗用台車6に積載する。なお、専ら穂木用植物の種子含有栽培媒体を作成するための穂木用播種装置と、専ら台木用植物の種子含有栽培媒体を作成するための台木用播種装置とを並列に設けてもよい。とくに、苗生産装置1の規模が大きい場合は、このように2つの播種装置を並列に設けるのが好ましい。複数のトレー36を積載した育苗用台車6は、作業者によって移動させられ、複数の苗育成装置3のうちの1つの苗育成装置3に移送される。
In the
苗育成装置3は、穂木用植物又は台木用植物の種子を発芽させた上で、該発芽により生じた苗を育成する。複数の苗育成装置3は、それぞれ、育苗用台車6と、該育苗用台車6を収容する育苗室7とを有している。複数の育苗用台車6の構造及び寸法は実質的に同一であり、また複数の育苗室7の構造及び寸法も実質的に同一である。したがって、各苗育成装置3は、穂木用植物の苗及び台木用植物の苗のいずれをも育成することができる。なお、余剰の苗育成装置3は稼働が停止される。
The seedling growing device 3 grows seedlings produced by the germination after germinating the seeds of the plant for safflower or rootstock. Each of the plurality of seedling growing devices 3 includes a
かくして、穂木用植物の苗と台木用植物の苗とがそれぞれ、苗育成装置3によって、光照射量、温度、湿度、灌水量等が適切に制御された良好な育成環境の下で並行して育成される。各苗育成装置3において穂木用植物又は台木用植物の苗が所定の状態に成長したときには、育苗室7に収容されている育苗用台車6は、作業者によって外部に引き出され、接木装置4の近傍に移動させられる。
Thus, the seedlings of the plant for hogi and the seedling of the plant for rootstock are parallel in a good growing environment in which the amount of light irradiation, temperature, humidity, irrigation amount, etc. are appropriately controlled by the seedling growing device 3. To be nurtured. When the seedlings of the safflower plant or the rootstock plant grow in a predetermined state in each seedling breeding device 3, the
接木装置4は、それぞれ苗育成装置3によって育成された穂木用植物の苗と台木用植物の苗とを接木して接木苗を作成する。すなわち、接木装置4は、穂木用植物の苗の下部(おおむね根側の半部)を切除して穂木を作成する一方、台木用植物の苗の上部(おおむね葉先側の半部)を切除して台木を作成した上で、穂木と台木とを接木して接木苗を作成する。接木装置4によって作成された複数の接木苗はそのままトレー36の上に配列され、又は根の部分に鉢10が装着された後でトレー36の上に配列される。トレー36は養生用台車8に積載される。複数のトレー36を積載した養生用台車8は、作業者によって移動させられ、複数の養生装置5のうちの1つの養生装置5に移送される。
The grafting device 4 creates a grafted seedling by grafting the seedling of the plant for spikelets and the seedling of the plant for rootstock that are grown by the seedling growing device 3, respectively. That is, the grafting device 4 cuts the lower part of the seedling of the plant for hogi (a half on the root side) and creates the hogi, while the upper part of the seedling for the rootstock plant (a half part on the side of the leaf generally). ) Is cut to create a rootstock, and then grafted with Hogi and rootstock to create a grafted seedling. A plurality of grafted seedlings created by the grafting device 4 are arranged on the
養生装置5は、接木装置4により作成された接木苗を養生する。複数の養生装置5は、それぞれ、養生用台車8と、該養生用台車8を収容する養生室9とを備えている。複数の養生用台車8の構造及び寸法は実質的に同一であり、また複数の養生室9の構造及び寸法も実質的に同一である。なお、図1に記載された3つの矢印は、育苗用台車6又は養生用台車8の基本的な移動方向を示している。
The
この苗生産装置1において、苗育成装置3のための育苗用台車6と養生装置5のための養生用台車8は、その構造及び寸法が実質的に同一である。また、苗育成装置3を構成する育苗室7と養生装置5を構成する養生室9も、その構造及び寸法が実質的に同一である。要するに、苗育成装置3と養生装置5とは、その構造は実質的に同一であるが、その使用形態が種子又は苗の育成であるか、接木苗の養生であるかに応じて、その運転条件、すなわち温度、湿度、灌水、光照射の態様等が異なるだけである。
In this
この実施形態では、前記のとおり、苗育成装置3で、穂木用植物又は台木用植物の種子を発芽させた上で発芽により生じた苗を育成するようにしている。すなわち、苗育成装置3で、種子の発芽と苗の育成の両方を行うようにしている。しかしながら、苗育成装置3とは別に発芽室(図示せず)を設け、発芽室で発芽させた苗を苗育成装置3に移送して育成するようにしてもよい。この場合、発芽室から取り出された苗を、その成長度に基づいて選別し、成長度がほぼ等しい苗を苗育成装置3に移送するのが好ましい。このようにすれば、苗育成装置3で、成長度がほぼ同じ苗、すなわち良質な苗を生成することができる。 In this embodiment, as described above, the seedling growing apparatus 3 is configured to grow seedlings produced by germination after germinating seeds of a plant for panicle or a plant for rootstock. That is, the seedling growing apparatus 3 performs both seed germination and seedling growing. However, a germination chamber (not shown) may be provided separately from the seedling growing device 3, and seedlings germinated in the germination chamber may be transferred to the seedling growing device 3 and grown. In this case, it is preferable that the seedlings taken out from the germination chamber are selected based on the growth degree, and the seedlings having substantially the same growth degree are transferred to the seedling growing device 3. In this way, the seedling growing device 3 can generate seedlings having substantially the same degree of growth, that is, high-quality seedlings.
以下、図2及び図3を参照しつつ、苗生産装置1を構成する播種装置2の構成及び動作を説明する。この播種装置2は、それぞれ鉢10内に栽培植物の種子と該栽培植物の育成に適した土(又は土以外の固体の栽培媒体)とが収容されてなる多数の種子含有栽培媒体11を作成する。この苗生産装置1では、1台の播種装置2で、所望の数量の穂木用植物の種子含有栽培媒体と所望の数量の台木用植物の種子含有栽培媒体とを交互に作成するようにしている。なお、播種装置2の操作ないしは動作は、穂木用植物の種子含有栽培媒体を作成する場合と台木用植物の種子含有栽培媒体を作成する場合とで格別の差異はない。
Hereinafter, the configuration and operation of the
図2に示すように、播種装置2には、例えばプラスチックで製作された多数の鉢10(播種・育苗用容器)を、水平面内において矢印Xで示す方向(以下「X方向」という。)に直線状に搬送する搬送装置12が設けられている。この搬送装置12は、その下端部に支持台キャスタ13を備えた複数の支持台14によって支持されている。さらに、播種装置2には、鉢10の搬送方向すなわち流れ方向に関して上流側から順に、穂木用植物又は台木用植物の種子20(以下、単に「種子20」という。)を貯留する種子貯留槽15と、種子貯留槽15に貯留されている種子20を各鉢10に1粒ずつ分配する種子供給機16と、種子20を収容している各鉢10に適量の土を供給する土供給機17と、種子20及び土を収容している各鉢10に適量の水を供給する水供給機18とが設けられている。
As shown in FIG. 2, in the seeding
詳しくは図示していないが、搬送装置12は、水平面内においてX方向と垂直な方向指示マークYで示す方向(以下「Y方向」という。)、すなわち搬送装置12の幅方向に、複数個(例えば、10個)の鉢10を直線状に並べた状態で、これらの鉢10をX方向に連続的又は間欠的に搬送するようになっている。すなわち、搬送装置12は、鉢10を複数列(例えば、10列)でX方向に同一の移動態様で搬送する。さらに、搬送装置12には、鉢10が、種子供給機16に対して、適切な位置に配置されているか否かを検出する位置センサ19が設けられている。なお、図2において、矢印Zは上下方向を示している。
Although not shown in detail, there are a plurality of
また、種子供給機16と土供給機17と水供給機18とは、それぞれ、Y方向に並ぶ複数の鉢10に対して、個別にかつ同時に種子20、土又は水を供給するようになっている。それぞれ種子20と土と水とが鉢10に収容されてなる複数(例えば、200個)の種子含有栽培媒体11は、トレー36の上に所定の配列(例えば、縦20列・横10列の碁盤の目状)で載置される。それぞれ複数の種子含有栽培媒体11を載せた複数(例えば、8個)のトレー36は育苗用台車6に積載される。この後、育苗用台車6は、作業者によって移動させられ、育苗室7に収容される。
In addition, the
図3に示すように、種子供給機16には、搬送装置12の上方に配置され種子貯留槽15から種子20を上下に重なることなく整列させて取り出す種子取出機構21と、搬送装置12の上方に配置され種子取出機構21によって取り出された種子20を把持して搬送装置12上の各鉢10に1粒ずつ分配する種子分配機構22とが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
詳しくは図示していないが、種子取出機構21は、それぞれX方向に下方に傾斜しつつ伸びる一方、Y方向に所定の配列間隔で互いに離間して配置された互いに平行な複数本(例えば、10本)の種子移動通路23(例えば、横断面がV字谷状の溝)を備えている。なお、複数の種子移動通路23の本数及び配列間隔は、それぞれ搬送装置12上でその幅方向に並ぶ鉢10の個数及び配列間隔と同一である。かくして、種子取出機構21は、種子20を複数列(例えば、10列)で種子分配機構22に供給する。すなわち、種子取出機構21は、種子分配機構22が種子20を把持することができる形態に配列する。
Although not shown in detail, each of the
種子分配機構22は、Y方向に伸び図3中における位置関係において反時計回りに回転するシャフト24のまわりに取り付けられ、シャフト24と一体的に回転する6つの回転部材25を備えている。6つの回転部材25は、シャフト24の中心軸のまわりに、中心角で互いに60°ずつ隔てた角度位置に配置されている。詳しくは図示していないが、各回転部材25は、Y方向に所定の配列間隔で互いに離間して平行に配置された複数(例えば、10個)のピンセット状の把持部材26を備えている。なお、回転部材25に設けられる複数の把持部材26の個数及び間隔は、それぞれ、種子取出機構21の種子移動通路23の本数及び間隔と同一である。
The
各把持部材26は、それぞれ種子取出機構21の各種子移動通路23の先端部に対応する位置で、各種子移動通路23内に配列されている種子20のうちの先頭に位置する1つの種子20を把持する。そして、この把持部材26は、回転部材25の回転に伴って種子20を供給すべき鉢10に対応する位置にきたときに、種子20の把持を解除する。その結果、この種子20は鉢10内に自由落下する。
Each gripping
種子分配機構22には、各回転部材25ひいては該回転部材25に配設された各把持部材26を、シャフト24に対して離反する方向又は接近する方向(以下「径方向」という。)に移動させるための把持部材進退カム27と、各把持部材26の先端部(径方向に関して外側の端部)に配設された種子把持器28を開閉するための種子把持器開閉カム29とを備えている。
In the
把持部材進退カム27は、その位置が固定された略円板状のカムである。そして、把持部材進退カム27は、その周方向に関して、種子移動通路23の先端部に対応する角度位置(以下「種子把持角度位置」という。)と、搬送装置12上の種子20を供給すべき鉢10に対応する角度位置(以下「種子落下角度位置」という。)とに膨出部を有している。この膨出部は、種子把持角度位置又は種子落下位置で最も膨出するような態様でなだらかに、すなわち角部を形成することなく、部分的に径方向外向きに膨出している。他方、各回転部材25には、その径方向内端部が把持部材進退カム27の周面に常時当接しているカム当接部30が設けられている。
The gripping member advancing / retreating
かくして、各回転部材25ひいては各把持部材26は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置にきたときには、把持部材進退カム27の各膨出部によって、その膨出度合いに応じて径方向外向きに突出させられ、種子把持器28が種子20を把持し又は自由落下させることが可能となる。他方、回転部材25は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置でない位置では、径方向内向きに後退させられる。
Thus, when each rotating
種子把持器開閉カム29は、その位置が固定された略円板状のカムである。そして、種子把持器開閉カム29も、把持部材進退カム27と同様に、種子把持角度位置と種子落下角度位置とでなだらかに部分的に径方向外向きに膨出している。他方、回転部材25には、種子把持器開閉カム29の膨出部と係合したときには各種子把持器28の先端部を開く一方、膨出部と係合していないときには各種子把持器28の先端部を閉じる又は絞る種子把持器開閉機構(図示せず)が設けられている。
The seed gripper opening /
各把持部材26の種子把持器28は、種子把持角度位置又は種子落下角度位置にきたときには、種子把持器開閉カム29の各膨出部と種子把持器開閉機構とによって突出した状態で開かれ、種子20を種子把持器28内に取り込み又は種子20を種子把持器28から下方に落下させることが可能な状態となる。なお、種子把持器28への種子20の取り込みを、種子把持器内部を減圧することにより助勢し、種子把持器28からの種子20の離脱を、種子把持器内部を加圧することにより助勢するようにしてもよい。
When the
以下、図4及び図5を参照しつつ、苗育成装置3のための育苗用台車6の構成及び動作を説明する。育苗用台車6は、その骨格をなす台車本体部33と、台車本体部33を構成する4本の支柱の各下端部に取り付けられた台車キャスタ34と、台車本体部33に配設された複数(例えば、8個)のトレー保持部材35とを有している。複数のトレー保持部材35は、上下方向に互いに離間して配置され、各トレー保持部材35は、それぞれ、複数(例えば、12個)のトレー36を保持するようになっている。各トレー保持部材35の上下方向の配列間隔は、穂木用植物又は台木用植物の苗が育苗室7内で育成されたときに、苗上端部と、その上側のトレー保持部材35もしくはトレー36又は育苗室7の構成要素との間に適切な空間が形成されるように好ましく設定される。なお、図4及び図5においては、穂木用植物又は台木用植物の苗が、接木に適した程度まで成長した状態を示している。
Hereinafter, the configuration and operation of the
詳しくは図示していないが、各トレー保持部材35には、その上に保持されているトレー36に載置された種子含有栽培媒体11又は該種子含有栽培媒体11中の種子20が発芽して苗となっているもの(以下「育成苗11a」という。)に灌水する灌水部材37と、余剰の水をトレー36から排出する排水部材38とが設けられている。灌水部材37には、育苗室7に設けられた水供給機構(図示せず)から水が供給される。なお、育苗室7のドア(図示せず)を閉じたときには、灌水部材37は自動的に水供給機構に接続される。
Although not shown in detail, the seed-containing
以下、図6〜図11を参照しつつ、本発明に係る室内照明システムを備えた苗育成装置3の構成及び動作を説明する。
図6〜図10に示すように、苗育成装置3を構成する育苗室7は、そのハウジング39(壁部)の内部において上下方向に互いに離間して配置された複数(例えば、8個)の支持部材40を有している。ここで、各支持部材40の上下方向の配列間隔は、育苗用台車6における各保持部材35の上下方向の配列間隔と同一である。そして、各支持部材40は、育苗室7内に育苗用台車6が収容されているときに(図8に示す状態)、上下方向に関して、育苗用台車6のトレー保持部材35と育苗室7の支持部材40とが1つずつ交互に位置するように配置されている。すなわち、育苗室7内に育苗用台車6が収容されているときに、各トレー保持部材35は、上下方向に関して、隣り合う2つの支持部材40の間に位置する。
Hereinafter, the configuration and operation of the seedling growing device 3 including the indoor lighting system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 6 to 10, the
詳しくは図示していないが、育苗室7には、その内部の温度、湿度、灌水量等を、苗の育成に適した状態となるよう自動的に制御する栽培環境調整機構が設けられている。なお、このような栽培環境調整機構は、従来当業者の間でよく知られているので、その詳しい説明は省略する。
Although not shown in detail, the
また、育苗室7には、育成苗11aの成長を促進するために、二酸化炭素(CO2)を供給する二酸化炭素供給機と、酸素(O2)を供給する酸素供給機とが設けられている。二酸化炭素は、育成苗11aの葉ないしは茎における光合成を促進し、酸素は主として育成苗11aの根の呼吸ひいては成長を促進する。二酸化炭素及び酸素の供給量は、育成苗11aの種類、該育成苗11aの成長を促進させる度合い等に応じて好ましく設定される。ここで、二酸化炭素は、空気よりも比重が大きいので、育成苗11aの上端部のやや上方に供給すれば、育成苗11aの葉ないしは茎に万遍なくゆきわたる。酸素は、育成苗11aの根の近傍に供給すればよい。なお、育成苗11aの成長をとくに促進する必要がなければ、二酸化炭素供給機及び酸素供給機を設けなくてもよい。
The
二酸化炭素供給機及び酸素供給機を設けた場合、二酸化炭素及び酸素を育成苗11aの周囲に留まらせ、その拡散を抑制するために、トレー36の周縁又はトレー36内(例えば、適度な間隔で、平面視で碁盤の目状に縦横に配置される)に、育成苗11aの側方を囲う透明な壁を設けるのが好まししい。この透明な壁は、育成苗11aへの光の照射の障害にはならない。
When a carbon dioxide supply machine and an oxygen supply machine are provided, carbon dioxide and oxygen stay around the growing
支持部材40には、育苗室7内に収容されている育成苗11aに光を照射するための多数の発光ダイオード41(LED)を備えた照明装置42と、その一部が発光ダイオード41の近傍に配置され、その内部を冷却水が循環して流れる冷却水循環通路43とが設けられている(図11参照)。後で詳しく説明するように、冷却水循環通路43の一部(発光ダイオード41の近傍に配置された部分)は、照明装置41のフレーム44の内側に配置されている(図11参照)。また、育苗室7内には、冷却水循環通路43に介設された熱交換器45が配設されている。
The
各支持部材40においては、多数の発光ダイオード41が複数の発光ダイオード群に区分され、各発光ダイオード群にそれぞれ水平方向に伸びる細長い照明装置42(部分的照明装置)が設けられている。そして、図9に示すように、冷却水循環通路43は、後で説明する熱交換器45の冷却水流路46(図10参照)に接続された主水路43aと、各発光ダイオード群に対してそれぞれ設けられ主水路43aに並列に接続された分岐水路43bとで構成されている。
In each
各発光ダイオード群においては、冷却水循環通路43の一部をなす分岐水路43bは、各発光ダイオード41の近傍を2回通るようにU字状に屈曲して形成されている。すなわち、各発光ダイオード41の近傍には、冷却水循環通路43の一部をなす分岐水路43bの往路部分と復路部分とが配置されている(両部分は、いずれも1つの冷却水循環通路43ないしは分岐水路43bの一部である)。このように、主水路43aに対して、複数の分岐水路43bが互いに並列に配設されているので、各発光ダイオード群の発光ダイオード41を効果的に冷却することができる。
In each light emitting diode group, the
育苗室7内に配置された熱交換器45は、冷却水循環通路43(主水路43a)に介設されている。この熱交換器45は、冷却水循環通路43(主水路43a)と連通する冷却水流路46と、空気を流通させる空気流路47とを有し、冷却水と空気との間の熱交換により、冷却水の温度を低下させる一方空気の温度を上昇させるように構成されている。なお、詳しくは図示していないが、冷却水流路46の外周面には、境膜伝熱係数が低い空気側の伝熱面を大きくするため、多数のフィンが取り付けられている。そして、熱交換器45には、空気流路47に育苗室外の空気を導入する外気導入通路48と、空気流路内の空気を育苗室外に排出する空気排出通路49と、空気流路47に育苗室内の空気を導入する内気導入通路50と、空気流路内の空気を育苗室内に流入させる空気流入通路51とが接続(付設)されている。
The
外気導入通路48と空気排出通路49と内気導入通路50と空気流入通路51とには、それぞれ、対応する各通路を開閉する第1〜第4開閉弁53〜56が配設されている。詳しくは図示していないが、第1〜第4開閉弁53〜56は、それぞれ、アクチュエータ(図示せず)を介して、コンピュータを備えたコントローラ58(空気流制御装置、開閉弁制御装置)によって開閉制御されるようになっている。なお、空気流路47には、伝熱効率を高めるために、空気を攪拌する電動式のファン59が配設されている。
The outside
この苗育成装置3の室内照明システムでは、熱交換器45の運転モードとして、外気導入モードと内気導入モードとが設定されている。外気導入モードは、空気流路47に育苗室外の空気を導入する一方、空気流路内の空気を育苗室外に排出する運転モードであり、このとき外気導入通路48と空気排出通路49とが開かれる一方、内気導入通路50と空気流入通路51とが閉じられる。具体的には、外気導入モードでは、コントローラ58によって、第1開閉弁53及び第2開閉弁54がそれぞれのアクチュエータ(図示せず)を介して開かれる一方、第3開閉弁55及び第4開閉弁56がそれぞれのアクチュエータ(図示せず)を介して閉じられる。なお、図10は、外気導入モード時における熱交換器45の状態を示している。
In the indoor lighting system of the seedling growing device 3, an outside air introduction mode and an inside air introduction mode are set as operation modes of the
他方、内気導入モードは、空気流路47に育苗室内の空気を導入する一方、空気流路内の空気を育苗室内に還流させる運転モードであり、このとき外気導入通路48と空気排出通路49とが閉じられる一方、内気導入通路50と空気流入通路51とが開かれる。具体的には、内気導入モードでは、コントローラ58によって、第1開閉弁53及び第2開閉弁54がそれぞれのアクチュエータ(図示せず)を介して閉じられる一方、第3開閉弁55及び第4開閉弁56がそれぞれのアクチュエータ(図示せず)を介して開かれる。
On the other hand, the inside air introduction mode is an operation mode in which the air in the nursery room is introduced into the
そして、コントローラ45は、育苗室内の空気の温度及び/又は育苗室外の空気の温度に基づいて、第1〜第4開閉弁53〜56を、熱交換器45の運転モードが外気導入モード又は内気導入モードとなるように開閉制御する。例えば、コントローラ58は、高温時(例えば夏季)には外気導入モードが設定されるよう第1〜第4開閉弁53〜56を開閉する。このとき、発光ダイオード41で発生し冷却水を介して熱交換器45の空気流路内の空気に伝達された熱は、空気とともに育苗室外に排出され、育苗室内には流入しない。このため、発光ダイオード41ないしは照明装置42の温度の上昇を抑制することができ、高温時における育苗室内の空気の温度の制御(例えば、育苗室7の冷房)が容易かつ効率的なものとなる。
Then, the
他方、コントローラ58は、低温時(例えば冬季)には内気導入モードが設定されるよう第1〜第4開閉弁53〜56を開閉する。このとき、発光ダイオードで発生し冷却水を介して熱交換器内の空気に伝達された熱は、空気とともに育苗室内に流入する。このため、発光ダイオード41ないしは照明装置42の温度の上昇を抑制することができ、かつ低温時における育苗室内の温度の制御(例えば、育苗室の暖房)が容易かつ効率的なものとなる。
On the other hand, the
図11に示すように、照明装置42においては、プリント基板60の下面に当接して、多数(複数)の発光ダイオード41が装着され、電源(図示せず)から電力がプリント基板60を介して各発光ダイオード41に供給されるようになっている。そして、冷却水循環通路43は、プリント基板60の上面に、該上面と当接するように配置されている。また、照明装置42には、発光ダイオード41と冷却水循環通路43とに当接する、熱伝導率の高い金属材料、例えば銅、アルミニウム等で形成された伝熱部材61が設けられている。なお、冷却水循環通路43の周囲に、熱伝導率の高い金属材料、例えば銅、アルミニウム等からなり該冷却水循環通路43への熱の流入を促進する導伝シェル62を設けてもよい。
As shown in FIG. 11, in the
さらに、照明装置42には、プリント基板60の上側に配置され冷却水循環通路43の上部及び中間部を囲む(覆う)第1断熱材63と、プリント基板60の下側に配置された第2断熱材64とが設けられている。なお、発光ダイオード41の下面の一部(周縁部)は第2断熱材64の上面に当接している。
Further, in the
第2断熱材64には、発光ダイオード41から放射される光を、下方に照射するために、下方に向かって広がるテーパ状の孔部65が形成されている。この孔部65の円錐台状の内周面には、第2断熱材64による光の吸収を防止ないしは抑制するために、例えばアルミ箔等からなる反射材66が張り付けられている。また、第2断熱材64の下面には、透明材料からなるカバー67が取り付けられている。
The second
さらに、第1断熱部材63の下面と第2断熱材64の上面とには、それぞれ、第1断熱部材63と第2断熱材64との間の空間部から両断熱材63、64への熱の移動を防止又は抑制するために、すなわち断熱効果を高めるために、例えばアルミ箔等からなる反射材68が張り付けられている。すなわち、第1断熱材63の下面の反射材68は、プリント基板60と第1断熱材63との間の空間部内の赤外線ないしは熱を下向きに反射させ、第1断熱材63への熱の移動を防止又は抑制する。また、第2断熱材64の上面の反射材68は、プリント基板60と第2断熱材64との間の空間部内の赤外線ないしは熱を上向きに反射させ、第2断熱材64への熱の移動を防止又は抑制する。
Furthermore, the heat from the space between the first
照明装置42を構成する前記の各部材及び冷却水循環通路43は、フレーム44内に収容されている。フレーム44(カバーフレーム)は、下側が開放された細長い箱状ないしは筒状の一体構造の部材であり、その内部空間は、上側空間部71と中間空間部72と下側空間部73とに分けられている。そして、上側空間部71には冷却水循環通路43と第1断熱材63とが収容され、中間空間部72にはプリント基板60が収容され、下側空間部73には第2断熱材64とカバー67とが収容されている。なお、伝熱部材61は上側空間部71と中間空間部72とにわたって配置され、発光ダイオード41は、中間空間部72と下側空間部73の境界部に配置されている。
Each member and the cooling
発光ダイオード41が放射する光の波長は、栽培用植物の種類に応じて好ましく設定される。例えば、野菜の苗を育成する場合は、400〜660nmの波長の光が用いられる。発光ダイオード41が放射する光の強度は、これに印加する電圧を変化させることにより広い範囲で変化させることができる。また、苗育成装置3ないしは室内照明システムには、各発光ダイオード41の発光態様、すなわち各育成苗11aに照射される光の態様を制御する発光制御器(図示せず)が設けられている。なお、苗育成装置3に、各発光ダイオード41の姿勢ないしは向き、すなわち光を放射する方向を周期的に変化(スイング)させるとともに、各発光ダイオード41の位置を変化させる発光ダイオード可動機構(図示せず)を設けてもよい。
The wavelength of the light emitted from the
発光制御器は、発光ダイオード41の点灯と消灯とを周期的に交互に切り替えるとともに、発光ダイオード41の点灯と消灯の切り替え周期と、発光ダイオード41の点灯時の発光強度と、各切り替え周期における発光ダイオード41の点灯時間の割合、すなわち点灯時間と消灯時間の割合とを制御する(例えば、0.2秒の点灯と0.2秒の消灯とを繰り返す)。このように、発光ダイオード41を常時点灯するのではなく間欠的に点灯するので、照明装置42の電力消費量を低減することができる。なお、本願発明者の知見によれば、1周期(サイクル)における点灯時間の割合を40〜50%程度としても、育成苗11aの成長にとくに不具合は生じないものと考察される。
The light emission controller periodically switches between turning on and off the
また、発光制御器は、人工的に昼の状態と夜の状態とをつくりだすように、発光ダイオード41の点滅又は光量を制御する。なお、昼又は夜の状態における発光ダイオード41の点滅の態様又は光量は、育成苗11aの種類あるいはその生理的特性に基づいて制御し、ないしは切り替えればよい。
The light emission controller controls the blinking or light quantity of the
なお、発光ダイオード可動機構を設ける場合は、各発光ダイオード41の光を放射する方向を所定の角度範囲(例えば、鉛直線に対して前後又は左右に30°〜45°)で周期的に変化させるのが好ましい。このようにすれば、発光ダイオード41の配置間隔を大きくした場合でも、育成苗11aに光を均一に(万遍なく)照射することができ、育成苗11aの成長速度を均一化することができる。また、この場合、発光ダイオード可動機構は、発光ダイオード41の位置を上下方向又は前後左右方向に自在に変化させることができるようになっているのが好ましい。このようにすれば、育成苗11aに対する光の照射態様を、育成苗11aの種類ないしは生理的特性等に応じて好ましく調整することができる。
In addition, when providing a light emitting diode movable mechanism, the direction which radiates | emits the light of each
本発明に係る室内照明システムないしは照明装置42によれば、冷却水循環通路43がプリント基板60の上面の当接する一方発光ダイオード41がプリント基板60の下面に当接し、熱伝導率が高い材料からなり冷却水循環通路43及び発光ダイオード41に当接する伝熱部材61が設けられ、さらに反射材68が設けられているので、発光ダイオード41で発生する熱が、迅速かつ効果的に冷却水循環通路内の冷却水に伝達される。このため、発光ダイオード41ないしは照明装置42の温度上昇を効果的に防止又は抑制することができる。
According to the indoor lighting system or the
接木装置4から搬出された接木苗は、トレー36の上に所定の配列(例えば、縦20列・横10列の碁盤の目状)で載置される。それぞれ複数の接木苗を載せた複数(例えば、8個)のトレー36は養生用台車8に積載される。なお、養生用台車8の構成及び動作は、基本的には、育苗用台車6と同様であるので、その詳しい説明は省略する。この後、養生用台車8は、作業者によって移動させられ、養生室9に収容される。
The grafted seedlings carried out from the grafting device 4 are placed on the
養生室9の構成及動作は、基本的には、育苗室7と同様であるので、その詳しい説明は省略する。養生室9で養生された接木苗は、畑等の栽培土壌への移植が可能な状態になったときに、養生室9から取り出される。養生室9から取り出された接木苗は、出荷され、あるいは栽培土壌に移植される。
Since the configuration and operation of the curing room 9 are basically the same as those of the
かくして、本発明の実施形態によれば、育苗室内の空気の温度の適切な制御に資するような態様で、発光ダイオード41ないしは照明装置42の温度の上昇を効果的に防止又は抑制することができる。
Thus, according to the embodiment of the present invention, an increase in the temperature of the
[第2実施形態]
図12〜図16を参照しながら、第2実施形態に係る苗育成装置100の構成について説明する。
[Second Embodiment]
The configuration of the
苗育成装置100は、複数の苗104が載置される載置部としてのトレー102、及び、苗104に光を照射する照明装置110を備えている。苗104は、上方に伸張するように成長する。すなわち、苗104の上下方向の高さは、成長に従って増大する。
The
照明装置110は、複数のLEDランプ112を備えている。LEDランプ112は、水冷式である。LEDランプ112の冷却には、水供給機から苗104に供給するために循環される水の一部が用いられるようにしてもよい。LEDランプ112は、支持体118に取り付けられている。
The
苗育成装置100は、後述のセンサ140によって検出された苗104の高さに応じて、LEDランプ112を移動させる移動手段として、LEDランプ112を上下方向に移動させる上下移動装置120と、LEDランプ112を横方向に移動させる左右移動装置130とを備えている。
The
上下移動装置120は、例えばモータ等のアクチュエータによって支持体118を上下方向に移動させることで、LEDランプ112を支持体118と共に移動させる。左右移動装置130は、例えばモータ等のアクチュエータによって支持体118を横方向に移動させることで、LEDランプ112を支持体118と共に移動させる。上下移動装置120及び左右移動装置130の各モータは、例えばボールねじを介して支持体118に連結されている。
The
苗育成装置100は、苗104の上下方向の高さ、すなわち、苗104の成長を検出する検出手段としてのセンサ140を更に備えている。センサ140としては、例えば、レーザセンサや光電センサなどの光学センサが用いられる。これにより、センサ140は、苗104の上端の高さを検知可能となっている。
The
センサ140は、光を照射する投光部142と、投光部142から照射された光を受ける受光部144を有する。投光部142から照射された光が苗104によって遮断されると、受光部144によって受光されなくなる。
The
投光部142と受光部144は、支持体118に取り付けられている。このように、センサ140は、支持体118を介してLEDランプ112と一体化されており、これにより、LEDランプ112と一体に移動可能となっている。
The
図16に示すように、苗育成装置100の照明装置110、上下移動装置120、及び左右移動装置130の各動作は、制御装置200によって制御される。制御装置200は、例えばマイクロプロセッサを主要部として構成されている。
As illustrated in FIG. 16, each operation of the
制御装置200には、上記のセンサ140からの信号が入力される。制御装置200は、センサ140からの入力信号に基づいて、照明装置110のLEDランプ112、上下移動装置120のモータ等のアクチュエータ、及び、左右移動装置130のモータ等のアクチュエータに制御信号を送り、これにより、これらの動作を制御する。
The
第2実施形態によれば、上下移動装置120によって、苗104の成長に合わせてLEDランプ112が上下方向に移動されることで、苗104に対して常に最適な高さから光を照射することができる。また、左右移動装置130によってLEDランプ112が移動されることで、トレー102上において左右方向に並べて載置された苗104に対して、均一な光の照射を行うことができる。したがって、効率的で且つ均一な照明が可能になり、苗104の成長の均一化及び成長の促進を図ることができる。
According to the second embodiment, the
なお、第2実施形態において、苗育成装置100のその他の構成としては、第1実施形態で説明した各種構成が適宜採用され得る。また、第2実施形態では、植物の苗を育成する苗育成装置を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、苗以外の植物を育成する植物育成装置に適用可能である。
In addition, in 2nd Embodiment, the various structure demonstrated in 1st Embodiment can be employ | adopted suitably as another structure of the
1 苗生産装置、2 播種装置、3 苗育成装置、4 接木装置、5 養生装置、6 台車、7 育苗室、8 台車、9 養生室、10 鉢、11 種子含有栽培媒体、11a 栽培苗、12 搬送装置、13 支持台キャスタ、14 支持台、15 種子貯留槽、16 種子供給機、17 土供給機、18 水供給機、19 位置センサ、20 種子、21 種子取出機構、22 種子分配機構、23 種子移動通路、24 シャフト、25 回転部材、26 把持部材、27 把持部材進退カム、28 種子把持器、29 種子把持器開閉カム、30 カム当接部、33 台車本体部、34 台車キャスタ、35 トレー保持部材、36トレー、37 灌水部材、38 排水部材、39 ハウジング、40 支持部材、41 発光ダイオード、42 照明装置、43 冷却水循環通路、44 フレーム(カバーフレーム)、45 熱交換器、46 冷却水流路、47 空気流路、48 外気導入通路、49 空気排出通路、50 内気導入通路、51 空気流入通路、53 第1開閉弁、54 第2開閉弁、55 第3開閉弁、56 第4開閉弁、58 コントローラ、60 プリント基板、61 伝熱部材、62 導伝シェル、63 第1断熱材、64 第2断熱材、65 テーパ状の孔部、66反射材、67 カバー、68 反射材、71 上側空間部、72 中間空間部、73 下側空間部、100 苗育成装置(植物育成装置)、102 トレー(載置部)、104 苗(植物)、110 照明装置、112 LEDランプ(照射手段)、116 支持体、120 上下移動装置、130 左右移動装置、140 センサ(検出手段)、200 制御装置。 1 seedling production device, 2 seeding device, 3 seedling growing device, 4 grafting device, 5 curing device, 6 dolly, 7 nursery room, 8 dolly, 9 curing room, 10 pot, 11 seed-containing cultivation medium, 11a cultivation seedling, 12 Conveying device, 13 Support stand caster, 14 Support stand, 15 Seed storage tank, 16 Seed supply machine, 17 Soil supply machine, 18 Water supply machine, 19 Position sensor, 20 Seeds, 21 Seed take-out mechanism, 22 Seed distribution mechanism, 23 Seed moving path, 24 shaft, 25 rotating member, 26 gripping member, 27 gripping member advancing / retreating cam, 28 seed gripper, 29 seed gripper opening / closing cam, 30 cam contact portion, 33 truck main body, 34 truck caster, 35 tray Holding member, 36 trays, 37 Irrigation member, 38 Drainage member, 39 Housing, 40 Support member, 41 Light emitting diode, 42 Lighting device, 43 Cooling water circulation passage, 44 frame (cover frame), 45 heat exchanger, 46 cooling water passage, 47 air passage, 48 outside air introduction passage, 49 air discharge passage, 50 inside air introduction passage, 51 air inflow passage, 53 first opening / closing Valve, 54 second open / close valve, 55 third open / close valve, 56 fourth open / close valve, 58 controller, 60 printed circuit board, 61 heat transfer member, 62 conductive shell, 63 first heat insulating material, 64 second heat insulating material, 65 Tapered hole, 66 reflector, 67 cover, 68 reflector, 71 upper space, 72 intermediate space, 73 lower space, 100 seedling growing device (plant growing device), 102 tray (mounting portion) 104 seedlings (plants), 110 illumination devices, 112 LED lamps (irradiation means), 116 supports, 120 vertical movement devices, 130 left and right movement devices, 140 sensors ( Out means), 200 control device.
Claims (5)
前記植物に光を照射する照射手段と、
前記植物の上下方向の高さを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された高さに応じて、前記照射手段を移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする植物育成装置。 A placement section on which a plant capable of growing so as to extend upward is placed;
Irradiation means for irradiating the plant with light;
Detecting means for detecting the vertical height of the plant;
And a moving means for moving the irradiating means according to the height detected by the detecting means.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102231235B1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-03-23 | 백승연 | Smart potted care device |
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2017
- 2017-03-31 JP JP2017071694A patent/JP2018171008A/en active Pending
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KR102231235B1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-03-23 | 백승연 | Smart potted care device |
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