JP2019017322A

JP2019017322A - 照明ユニット

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Publication number: JP2019017322A
Application number: JP2017140103A
Authority: JP
Inventors: 開岩澤; Kai Iwasawa; 純也宮村; Junya Miyamura
Original assignee: Ryonetsu Kogyou Co Ltd
Current assignee: Ryonetsu Kogyou Co Ltd
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】従来よりも作業性の良い照明ユニットを提供する。【解決手段】架台に配置された栽培パネルの上方を覆うように延在して架台に取り付け可能な照明ユニット本体１００と、照明ユニット本体１００の栽培パネルと対向する対向面に一方向に沿って連設され、それぞれが栽培パネルに光を照射する光源を着脱自在に取り付け可能な複数のソケット連結部１０１と、ソケット連結部１０１を介して電力を光源に供給するために、電源に接続可能なコネクタ１０３ａ，１０３ｂとを有する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、野菜等の植物を栽培、特に屋内において水耕栽培するために光を照射する照明ユニットに関する。

従来、野菜や果物、花等の植物を効率よく生産する方法として、クリーンルーム等の室内環境が管理された栽培室内に、植物が植えられた栽培ベッドを配置し、高密度な環境で植物を生産する植物工場が広く知られている。このような植物工場では、植物の生育促進のために栽培ベッド上方に光源を設けて光を植物に対して照射することが広く実施されている。

このような植物工場としては、特許文献１に記載の完全制御型有機栽培式植物工場が知られている。この植物工場では、平面視において互いに重なるように、複数の栽培ベッドが多段配置されており、各栽培ベッドには、植物が栽培される有機培地が保持されており、各栽培ベッドの上方には、前記有機培地で栽培されている植物に照射される光の光源として、蛍光ランプと、植物の生育促進に有効な波長の光を放射する発光ダイオードとが配置されている。

特開２００８−１１８９５７号公報

上述したような従来の植物工場では、生育促進のために植物の成長に応じて植物間の間隔を広げる植え替えを行う必要がある。ＬＥＤ等の光源は植物の数や位置に応じた最適な位置に設けられるため、当該植え替えによる植物の移動に応じて光源の位置も移動させる場合がある。このような場合、架台に取り付けられた光源を取り外し、最適な位置を割り出して再度取り付ける施工を行うため、非常に手間がかかり、作業性が悪いという問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、従来よりも作業性の良い照明ユニットを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の実施形態は、架台に配置された栽培パネルの上方を覆うように延在して前記架台に取り付け可能な照明ユニット本体と、前記照明ユニット本体の前記栽培パネルと対向する対向面に一方向に沿って連設され、それぞれが栽培パネルに光を照射する光源を着脱自在に取り付け可能な複数の光源取付部と、前記光源取付部を介して電力を前記光源に供給するために、電源に接続可能な電力供給部と、を有する。

本発明によれば、光源の移動が容易な照明ユニットを実現できる。

実施形態に係る照明ユニットを架台に取り付けた状態を模式的に示す正面図である。実施形態に係る照明ユニットを示す底面図である。実施形態に係る照明ユニットを栽培ベッドが載置された架台に取り付けた状態における、図１に示されるＡ-Ａ線方向から見た栽培ベッド及び照明ユニットのＡ−Ａ線断面図である。他の実施形態に係る送風機を有する照明ユニットを示す底面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態においては、照明ユニットを水耕栽培の植物工場に用いる場合を例にとり説明を行う。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

先ず、本実施形態に係る照明ユニットと、これを取り付ける架台と、架台に載置される栽培ベッドについて図１を参照して簡単に説明する。なお、図１に示される符号ｘは図１中の左右（水平）方向を示し、符号ｚは図１中の上下（鉛直）方向を示す。

照明ユニット１０は、図１に示されるように平板状に形成されており、エアコン等の空調装置により空気調整された栽培室内に配置された架台２０に後述する取付部材を介して取り付けられる。架台２０は、照明ユニット１０を載置可能なものであればよいが、本実施形態においては、ｘおよびｚ方向と図１中の前後方向（紙面奥方向）に沿って延在する四角柱状の支持体２２が複数組まれることで形成されている。ｘ方向に延在する複数の支持体２２ａの下方に、最下段の支持体２２ａを除き照明ユニット１０が取り付けられ、複数の支持体２２ａの上方に、最上段の支持体２２ａを除き栽培ベッド３０が載置される。したがって、照明ユニット１０は栽培ベッド３０に対向するよう取り付けられる。なお、図１においては、説明上照明ユニット１０が備える後述する送風ダクトや反射シート等が省略されている。

栽培ベッド３０は、液肥３０１が貯留され、液肥３０１上に発泡スチロール等により形成される栽培パネル３０２が配設され、照明ユニット１０との間に栽培空間（図３の符号３０３参照）を画成する。栽培パネル３０２には、図示しない植物が互いに一定距離離間するよう一様に植えられており、その根が液肥３０１に浸されることにより栄養を得ている。ここでの植物とは、例えばレタスや貝割れ大根、ハーブ、モヤシなど、水耕栽培に適した植物である。栽培パネル３０２は着脱自在であり、植物の種類や発育状況に応じて適宜取り換えることができると共に、植物の植え替えが可能となっている。

次に、本実施形態に係る照明ユニットの構成について図２および図３を参照しつつ詳細に説明する。なお、図２および図３に示される符号ｙは、ｘ方向およびｚ方向に直交する水平方向を示す。

照明ユニット１０は、図２に示されるように、照明ユニット本体１００と、ソケット連結部１０１と、ＡＣ／ＤＣ変換機１０２と、コネクタ１０３ａ，１０３ｂと、フック１０４と、反射シート１０５と、送風ダクト１０６と、を備える。

照明ユニット本体１００は、略矩形をなす平板部材であり、栽培パネル３０２の上方を覆うよう延在して形成される。なお、ここでの上方を覆うとは、完全に栽培パネル３０２の上方を覆う必要はなく、複数列の植物上方にわたる程度に栽培パネル３０２を覆ればよい。照明ユニット本体１００の栽培パネル３０２と対向する面である底面（対向面）には、後述する光源４０の照射光を反射可能な加工が施されている。当該加工としては、白色粉体塗装や、鏡面加工が挙げられる。本実施形態においては、照明ユニット本体１００は、図３に示されるように鎖状の取り付け部材１００１を介して架台２０の支持体２２ａに取り付ける。なお、熱溶着やネジ部材等による螺着により支持体２２ａに取り付けるようにしてもよい。

ソケット連結部１０１は、防水性を有し、図２に示されるように、照明ユニット本体１００のｙ方向（短手方向）の両端部に分かれて該ｙ方向において互いに対向するよう設けられており、ｙ方向直線上に位置する互いに対向する２つのソケット連結部１０１が電気的に接続されて１つの対をなしている。以後、この対となった２つのソケット連結部１０１を一対のソケット連結部１０１と称する。

ソケット連結部１０１は、光源４０のソケット４０２（図３参照）を着脱自在に連結可能な穴状に形成されており、光源４０に直流電力を供給可能に３つのＡＣ／ＤＣ変換機１０２のいずれかと電気的に接続されている。したがって、ソケット４０２がソケット連結部１０１に連結された場合、光源４０に対し直流電力を供給することができる。光源４０は、植物の生育促進可能な光を照射するものであればよく、例えば白色ＬＥＤライトが挙げられる。なお、防水性を有するソケット４０２を用いて光源４０をソケット連結部１０１に取り付けることにより、照明ユニット１０が防水機能を有することができる。

本実施形態においては、一対のソケット連結部１０１は、ｘ方向に沿って１１個設けられており、それぞれが所定の間隔で互いに離間して設けられることで、植物の発育状態に合わせた植え替え等、様々な状況に応じた光源４０の位置変えが可能となっている。具体的には、図２に示されるように、一対のソケット連結部１０１ａと一対のソケット連結部１０１ｂとが所定の第１の間隔Ｂで離間しており、一対のソケット連結部１０１ａ，１０１ｂにそれぞれ光源４０のソケット４０２を連結することにより、４つの光源４０を照明ユニット本体１００に取り付けることができる。

また、一対のソケット連結部１０１ａと一対のソケット連結部１０１ｃとが第１の間隔Ｂより短い所定の第２の間隔Ｃで離間しており、図２では示されていないが、一対のソケット連結部１０１ａ，１０１ｃにそれぞれ光源４０のソケット４０２を連結することにより、５つの光源４０を照明ユニット本体１００に取り付けることができる。同様に、一対のソケット連結部１０１ａと一対のソケット連結部１０１ｄとが第２の間隔Ｃより短い所定の第３の間隔Ｄで離間しており、一対のソケット連結部１０１ａ，１０１ｄにそれぞれ光源４０のソケット４０２を連結することにより、６つの光源４０を照明ユニット本体１００に取り付けることができる。

上記の第１〜第３のそれぞれの間隔は、所定の範囲内であれば位置ズレしてもよい。例えば、照明ユニット本体１００のｘ方向長さが１５００ｍｍであれば、図２中左から、一対のソケット連結部１０１ａとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｂとの間、該一対のソケット連結部１０１ｂとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｂとの間、該一対のソケット連結部１０１ｂとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ａとの間を、第１の間隔Ｂとしてそれぞれ３９５ｍｍとする。また、図２中左から、一対のソケット連結部１０１ａとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｃとの間を第２の間隔Ｃとして３０１．２５ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｃとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｃとの間、該一対のソケット連結部１０１ｃとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｃとの間を、それぞれ第２の間隔Ｃとして２９１．２５ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｃとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ａとの間を、第２の間隔Ｃとして３０１．２５ｍｍとする。また、図２中左から、一対のソケット連結部１０１ａとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｄとの間を、第３の間隔Ｄとして２３２ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｄとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｄとの間を、第３の間隔Ｄとして２４２ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｄとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｄとの間を、第３の間隔Ｄとして２３７ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｄとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ｄとの間を、第３の間隔Ｄとして２４２ｍｍ、該一対のソケット連結部１０１ｄとこれに隣接する一対のソケット連結部１０１ａとの間を、第３の間隔Ｄとして２３２ｍｍとする。

このような位置ズレは、隣接する一対のソケット連結部１０１間に位置する部分の強度不足を解消するためである。この観点から、前記所定の範囲は、照明ユニット本体１００の強度に依存して適宜決定すればよい。例えば、照明ユニット本体１００が厚さ０．５ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板（ＳＧＣＣ）である場合、隣接する一対のソケット連結部１０１間を６９．２５ｍｍ以上有していればよい。この間隔以上を確保さえしていれば、第１〜第３のそれぞれの間隔は一定ではなく互いに位置ズレしていてもよい。当然、一対のソケット連結部１０１の数や前述した間隔は、これに限定されるものではなく、複数の状況に対応可能に、一対のソケット連結部１０１が複数設けられていればよい。

ＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、主電源となる図示しない交流電源から流れる交流電力を直流電力に変換する取り外し可能な装置であり、本実施形態においては３つ取り付けられてそれぞれがコネクタ１０３ａ，１０３ｂに電気的に接続されると共に、それぞれが所定のソケット連結部１０１に電気的に接続される。ＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、ソケット連結部１０１や光源４０と同様に防水性を有するものが好ましい。

図２中右側のＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、近くの一対のソケット連結部１０１ａ及び一対のソケット連結部１０１ｂと、これらの間の一対のソケット連結部１０１ｃ，１０１ｄに接続され、図２中左側のＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、近くの一対のソケット連結部１０１ａ及び一対のソケット連結部１０１ｂと、これらの間の一対のソケット連結部１０１ｃ，１０１ｄに接続される。図２中中央のＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、これら以外の一対のソケット連結部１０１ｃ，１０１ｄに接続される。したがって、ＡＣ／ＤＣ変換機１０２は、１つで２つの光源４０へそれぞれ直流電力を供給することができ、光源４０が５つ、または６つの場合は３つ取り付けられる。光源４０が４つの場合は中央のＡＣ／ＤＣ変換機１０２を取り外すようにしてもよい。

コネクタ１０３ａ，１０３ｂは、互いに電気的に接続可能となっており、それぞれＡＣ／ＤＣ変換機１０２に電気的に接続可能であり、照明ユニット１０がｙ方向に連設された場合、連結された２つの照明ユニット１０を互いに電気的に接続可能な連結部材である。そのため、コネクタ１０３ａは照明ユニット本体１００のｙ方向一端に設けられ、コネクタ１０３ｂはコネクタ１０３ａの対応する位置、即ちｙ方向直線上に位置する他端に設けられている。したがって、２つの照明ユニット１０が連設された場合、コネクタ１０３ａ，１０３ｂは、何れか一方が図示しない交流電源に接続され、何れか他方を介して隣接する他の照明ユニット１０へ交流電力を供給することが可能となる。このようなコネクタ１０３ａ，１０３ｂは、例えばコネクタ１０３ａをオス型のプラグとし、コネクタ１０３ｂをメス型のプラグとすることで実現することができる。

フック１０４は、照明ユニット本体１００のｘ方向両端面にｚ方向下方から上方にかけて斜めに突出するように複数設けられており、反射シート１０５を取り付けるためのものである。

反射シート１０５は、光源４０が照射する照射光を反射可能なシート状物であり、フック１０４を介して照明ユニット本体１００に取り付けられた場合に栽培ベッド３０の側方を覆うようにｚ方向下方に延在する。なお、照明ユニット１０をそのｙ方向に複数連設した場合、ｙ方向において両端に位置するそれぞれの照明ユニット１０のｙ方向一端の端面にもフック１０４を設けて反射シート１０５を取り付けることも可能である。この場合、各照明ユニット１０と栽培ベッド３０との間に画成された栽培空間３０３はｘ，ｙ，ｚ方向が囲われた略密閉空間となる。

送風ダクト１０６は、ビニル樹脂等により形成されたチューブ状をなしており、照明ユニット本体１００の底面のｘ方向両端部にそれぞれ設けられたダクト用穴部１０７にインシュロック等の取付部材１０８を介して当該両端部にそれぞれ１つ取り付けられている。本実施形態においては、送風ダクト１０６は、ｙ方向に照明ユニット１０が連設された状態で、複数の照明ユニット１０にわたってｙ方向に延在する。送風ダクト１０６のｙ方向一端には扇風機等の図示しない送風機が取り付けられ、他端は閉じられている。

送風ダクト１０６は、その周面に所定の間隔で円状の送風孔１０６１が複数設けられており、送風機が駆動することにより栽培室内の空気が送風ダクト１０６内へ流入し、送風孔１０６１から栽培空間３０３に送風することができる。送風された空気は、栽培空間３０３のからｙ方向に流動して栽培室内に再び排出されて空気が循環することとなる。この送風により、当該栽培空間３０３内に空気の流動を生じさせると共に植物の蒸散作用の促進を促すことができる。また、両側方、具体的には斜め上方向から栽培空間３０３に送風を行うため、空間内の環境をむらなく適切に保つことができると共に、空間内の植物に対しても側方から送風がなされるため、植物の生育促進を促すことが可能となる。なお、この植物の生育促進および蒸散作用の促進の観点から、送風孔１０６１の送風ダクト１０６周面における位置は、ｚ方向下方端部に送風孔１０６１を設けた場合を０°とすると、１５°〜７５°の範囲内とすることが好ましい。また、送風孔１０６１は、円状に限定する必要はなく、楕円形状や多角形の形状としてもよい。

他の実施形態として、送風ダクト１０６の両端がエアコンや、該エアコンと連結されたミキシングチャンバ等である空調装置に接続され、空調装置が排出する湿度および温度調整がなされた気体である調整空気が内部に流入して空気の循環を行うようにしてもよい。また、１つの照明ユニット本体１００のｘ方向両端部に送風ダクト１０６をそれぞれ１つ設け、照明ユニット１０が連設された場合にｙ方向に隣接する２つの送風ダクト１０６同士を内部空間が連通するよう連結可能に構成してもよい。

以上に説明した本実施形態によれば、平板上の照明ユニット１０が一対のソケット連結部１０１を複数有しているため、植物の発育状況に応じた光源４０の付け替えを極めて容易に行うことができ、架台に取り付けられた光源の付け替えと比較して作業性を格段に向上させることができる。

また、反射シート１０５を有することにより、植物に対して他方向から光を当てることが可能となると共に、エネルギー効率を向上させることができ、更に栽培空間３０３を画成することができる。

また、送風ダクト１０６を有することにより、植物に対しては、その側方から適度に送風することができるため、蒸散作用を高めることができ、生育促進を実現できる。また更に、この送風により、光源４０から照射される光による植物の温度上昇を低減させることができるばかりか、光源４０の発熱をも抑えることができるため、更なるエネルギー効率向上を見込める。

以上説明した実施形態では、照明ユニット１０が送風ダクト１０６を有して側方から栽培パネル３０２へ送風を行うと説明したが、図４に示されるように送風ダクト１０６に代わり扇風機等の送風機１０９を設け、照明ユニット１０の上方の気体を栽培空間３０３に送風するようにしてもよい。当然、照明ユニットに送風ダクト１０６と送風機１０９とをそれぞれ設けるようにしてもよい。

また、照明ユニット１０を水耕栽培に限らず、培地に土を用いる土耕栽培に流用してもよい。

また、一対のソケット連結部１０１を照明ユニット本体１００のｘ方向に連設させず、照明ユニット本体１００のｙ方向に連設するようにしてもよい。この場合、２つの送風ダクト１０６間に位置させればよい。

本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

１０照明ユニット
１０１ソケット連結部，一対のソケット連結部（光源取付部）
１０３ａ，１０３ｂコネクタ（電力供給部，第１および第２のコネクタ）
１０５反射シート（反射体）
１０６送風ダクト
１０６１送風孔
１０９送風機
２０架台
３０２栽培パネル
４０光源

Claims

架台に配置された栽培パネルの上方を覆うように延在して前記架台に取り付け可能な照明ユニット本体と、
前記照明ユニット本体の前記栽培パネルと対向する対向面に一方向に沿って連設され、それぞれが栽培パネルに光を照射する光源を着脱自在に取り付け可能な複数の光源取付部と、
前記光源取付部を介して電力を前記光源に供給するために、電源に接続可能な電力供給部と
を備えることを特徴とする照明ユニット。
前記複数の光源取付部は少なくとも、前記一方向における一端に位置する光源取付部を基準として、所定の位置ズレを含む第１の間隔だけ離間して複数配設された第１の光源取付部と、前記一端に位置する光源取付部を基準として、所定の位置ズレを含み前記第１の間隔より短い第２の間隔だけ離間して複数配設された第２の光源取付部と、を有する
ことを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
前記電力供給部は、前記照明ユニット本体の一端部に設けられた第１のコネクタと、前記照明ユニット本体の他端部に設けられ、前記第１のコネクタに電気的に連結可能な第２のコネクタとを有し、
前記対向面が延在する方向に前記照明ユニットが連設された場合、隣接する２つの照明ユニットのうちの一方の照明ユニットの第１のコネクタと他方の照明ユニットの第２のコネクタとが互いに電気的に連結し、前記一方の照明ユニットにおける互いに連結していない第１または第２のコネクタに前記電源が接続された場合、互いに電気的に連結した第１および第２のコネクタを介して前記他方の照明ユニットに電力が供給される
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明ユニット。
前記照明ユニット本体の少なくとも両端部には、光源が照射した光を反射する反射体が設けられており、前記照明ユニットと前記反射体とにより少なくとも前記栽培パネルの上方と両側方とが囲われる
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
前記対向面には、空調装置と接続されて内部に空調装置が排出した気体が流入するダクトが設けられており、該ダクトには前記栽培パネルに前記気体を送風するための送風孔が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の照明ユニット。
前記照明ユニット本体には、前記照明ユニット上方の気体を前記栽培パネルに送風する送風機が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の照明ユニット。