JP4339646B2 - マイナスイオンプランター - Google Patents

Description

本発明は、マイナスイオン発生器を備え純粋なマイナスイオンシャワーをマイナスイオン照射対象物に、例えば植物に供給可能にしたマイナスイオンプランターに関する。

従来、植物の成育促進方法には、マイナスイオンを照射して植物を成育させるものがある。この植物の成育促進方法は、温度および又は日射時間を所望の条件に制御すると共に、マイナスイオン照射量を一日当り３０００個／cc〜５００００個／ccとするものである（特許文献１）

しかし、この植物の成育促進方法にはイオンの具体的な照射方法の開示がなく、マイナスイオンによる植物の育成促進方法は、既に公知で、１９９８年Ｖｏｌ２２、Ｎｏ１の静電気学会誌に論文発表されている（非特許文献１）。また、この植物の成育促進方法は、イオン照射量を一日当り３０００個／cc〜５００００個／ccとしているが、その根拠が明確でない。すなわち、この程度のイオン照射量をコントロールすることは事実上、不可能である。通常、マイナスイオンの発生は数千個／cc〜数十万個/ccであり、これは毎秒当りの個数である。

また、空気清浄機付きプランターには、植木鉢に空気清浄機で生成された清浄空気を風向手段により送風するものがある。そしてイオン発生器と空気清浄機とを個別に設けて両者を接触させ、イオン清浄空気に変換するのである。しかし、空気清浄機付きプランターは空気清浄機とイオン発生器との関連構成で、純粋なマイナスイオンのみを発生するものではない（特許文献２）。

さらに、微生物繁殖防止装置とその方法には、イオン発生器とオゾン分解装置を設けてイオンのみを空間に供給するものがある。そして、イオンの発生は負の直流電圧印加（マイナスイオンが発生する）して行い、イオン供給部の空間内面は絶縁材料を有しイオンを間欠的に供給するのである。しかし、この微生物繁殖防止装置とその方法は、オゾンの処理手段を必須とするが、純粋なマイナスイオンのみを得ることができない（特許文献３）。

また、無菌育成方法とその装置には、水分子付加マイナスイオンを含む空気を常時、生体物体の育成環境に供給するものがある。そして、イオン発生は水噴射方式による（レナード効果）行うと共に、育成室内のイオン濃度は１０００個／cc以上で、育成室内温度は常温以下、湿度８０％以上に保持されている。しかし、この無菌育成方法とその装置は植物の育成室内環境条件などに制約がある（特許文献４）。
特開平１１−２３９４１８号公報 特開２００２-２７８３５号公報 特開２０００-２８２２５８号公報 特開平７-１７０８８８号公報 静電気学会誌「マイナスイオンによる植物の育成促進方法」１９９８年 Ｖｏｌ２２、Ｎｏ１

本発明は、上記の課題を解決するために案出されたものである。即ち、本発明の目的は、均一なマイナスイオンシャワーを創生でき、マイナスイオン照射対象物に、例えば植物の成長に合せて常に一定量のマイナスイオンを照射することができると共に、純粋なマイナスイオンのみを照射でき、他の有害な気質外乱を阻止することができるマイナスイオンプランターを提供することにある。

請求項１に記載のマイナスイオンプランターは、マイナスイオンのみを発生する機能を有するマイナスイオン発生器と、該マイナスイオン発生器を所定の間隔を保持して複数配設したマイナスイオンモジュールと、該マイナスイオンモジュールがマイナスイオン照射対象物の上方より所定の間隔を保持して配設し、かつ、マイナスイオンモジュールをマイナスイオン照射対象物に対して対向間距離を可変可能に支持する支持装置とから成り、マイナスイオン照射対象物に対して上方からマイナスイオンシャワーを供給するように構成すると共に、前記マイナスイオンモジュールとマイナスイオンシャワーが供給されるマイナスイオン照射対象物との間に設置され、マイナスイオン照射対象物付近のマイナスイオン濃度を測定するイオンカウンターを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載のマイナスイオンプランターは、請求項１に記載のマイナスイオンモジュールの上部より、送風装置から揺らぎ風を送風して、マイナスイオンシャワーに揺らぎを付与することを特徴とする。

請求項３に記載のマイナスイオンプランターは、請求項１または請求項２の一に記載のマイナスイオンプランターで、マイナスイオンモジュールに青色光等の光を発光する光源を備えて、当該光源から発する光の方向にマイナスイオンシャワーを沿わせるようにしたことを特徴とする。

請求項４に記載のマイナスイオンプランターは、請求項１ないし請求項３の一に記載のマイナスイオンプランターで、イオンカウンターの測定値をマイナスイオン発生器にフィードバックして、マイナスイオン照射対象物付近のマイナスイオン濃度が常に一定になるようにマイナスイオンモジュールを上下可動可能にしたことを特徴とする。

請求項５に記載のマイナスイオンプランターは、請求項１に記載のマイナスイオンプランターで、マイナスイオン発生器が、負の直流電圧を発生する電源部と、電源部の出力端に接続する針端電極部と、該針電極部に対向して配置した複数個の開穴部を有する導電性高分子材料から構成する対向電極部と、これらをマウントするケース部とを備え、当該ケース部内壁に防水処理を施したことを特徴とする。

上記構成からなる本発明のマイナスイオンプランターは、以下の作用効果を有する。
１.マイナスイオン濃度分布がほぼ均一なマイナスイオンシャワーを創生でき、マイナスイオン照射対象物に、例えば苗床全体の揃った植物成長を促進することができる。栽土上の植物などは電気抵抗が低く、電気的には大地アースと同等である。従って、マイナスイオンは上部から降り注ぐことにより、効率よく植物に吸収される（発芽、開花、生花の高さなどを揃えることができる）。また、マイナスイオン発生器は脱着可能なため、故障時には電源をオフにすることなく交換が容易である。

２.植物の成長に合せて常に一定量のマイナスイオンを植物頭部に照射でき、常時、安定したマイナスイオン空間を付与できる（植物頭部とマイナスイオン発生器が接触すると、植物との最短距離部にマイナスイオンが集中し、マイナスイオン空間のバランスが崩れる）。
純粋なマイナスイオンのみを照射でき、他の有害な気質外乱を阻止できる。
マイナスイオン発生器の防水処理により、マイナスイオンモジュールを配設
したまま、散水が可能である。

自然界の風のゆらぎを与えることができ、バーチャル超自然界での植物育成
が可能となる。
６.マイナスイオンと青色光による植物への抗菌効果が得られ、病虫害を抑制できる。これにより植物への薬剤散布などを削減できる。

上記構成からなる本発明のマイナスイオンプランターの効果が生じる理由は、以下の通りである。
1.マイナスイオンは三次元に分散するため、マイナスイオン発生器を格子状に一定間隔に配設することにより、マイナスイオン濃度を苗床の一定高さの平面内でほぼ均一にすることができる。さらに、各マイナスイオン発生器は並列接続されるため、発生器に故障が発生しても他の発生器でマイナスイオンを保証することができる。

２.常に植物の成長頭部（若芽部分）に集中的にマイナスイオンを照射することにより、成長速度を加速できる効果がある。
３.純粋なマイナスイオンのみを照射することにより、滝壺周辺、森林、高山などの超自然環境を植物に与えることができ、清浄な自然空間での成長を促進できる。

４.マイナスイオン発生器内への結露や水の浸水などによる電気的な漏電、ショートを防止できる。
５.自然界はゆらぎの世界であり、マイナスイオンもゆらぎ効果を持たせることにより、自然界マイナスイオンと同等になる。
６.青色光（近紫外光を含む）には殺菌作用があり、植物に付着する細菌等の繁殖・増殖を抑制でき、病虫害から保護するとともに、生花等の新鮮度を保持できる。

本発明の実施形態におけるマイナスイオンプランターは、１ｍ四方のマイナスイオンモジュールを基本構成とし、これを栽培面積に対応して、複数個のマイナスイオンモジュールを利用する。マイナスイオン発生器は、１ｍ四方の固定治具に格子状に一定間隔で配設することにより、マイナスイオンは苗床面上でほぼ一定濃度の分布となる。以下、図面に基づいて具体的な実施例を説明する。

図１、図２に示す本発明の実施形態のマイナスイオンプランターＡは、マイナスイオンのみを発生するマイナスイオン発生器１と、当該マイナスイオン発生器１を複数個脱着可能に並列接続して平面的に適時間隔で配置したマイナスイオンモジュール２と、当該マイナスイオンモジュール２によりマイナスイオンを照射する植物の頭部から適時間隔で上下可動可能な固定治具３とから構成されている。これにより、第１の実施形態のマイナスイオンプランターＡは、植物の頭部から一定量のマイナスイオンシャワーが植物に降り注ぐように構成されている。

本発明のマイナスイオン発生器は、マイナスイオンの照射対象物に対して上方から数千個/ｃｃ〜数万個/ｃｃの濃度のマイナスイオンシャワーを供給することができる。数千個/ｃｃ〜数万個/ｃｃの濃度は最も自然界のマイナスイオン量に近い値であり、この値に設定することにより、バーチャルな自然環境を創生することができる。本発明の実施形態のマイナスイオン発生器１は、その出口より約３０ｃｍの位置において約５００００個/ｃｃのマイナスイオンを発生する。これを約５０ｃｍの一定間隔で格子状に配設することにより、マイナスイオンモジュール２下面約３０ｃｍの平面状において、広範囲な領域で約５００００個/ｃｃの安定した濃度分布を有するマイナスイオンシャワーを作成できる。これにより苗床４上の植物頭部に対してダウンフローのマイナスイオンシャワーを効果的に照射できる。

マイナスイオンは、負の電荷を持ったイオンであるため、大地アースと同等な植物に対して吸引され、効率よく吸収されて、植物の成長を促進できる。また、マイナスイオン発生器１は、直流電源１０で駆動されており、高温多湿で散水が頻繁に行われる温室などの使用に対して、安全性に優れている。図１、図２に示すマイナスイオンプランターＡの基本構成を図３および図４によって詳細に説明する。図３に示すマイナスイオンモジュール２は、苗床４上に配設した基本構成である。前記マイナスイオンモジュール２は固定治具３に可動可能に装着されて苗床４上面に配設される。当該マイナスイオンモジュール２はスライダー３０によって苗床４上の苗４０の頭部より一定距離で保持固定される。これにより、苗４０の頭部には一定濃度のマイナスイオンを照射できる。また、苗４０の上部からはポール５１により設置される散水器５から、水道栓５０の操作により苗４０全体に散水が可能である。このとき、マイナスイオンモジュール２にも散水による水が降りかかるが、後述するマイナスイオン発生器１の防水処理により、当該マイナスイオン発生器1内部への水滴流入が防止されている。

図４において苗４０が成長して生花４１となった場合のマイナスイオンモジュール２の高さ調整を行った一例を示す。前記苗４０の成長に応じて、前記スライダー３０によりマイナスイオンモジュール２の高さを調整して、苗４０の頭部とマイナスイオンモジュール２との距離を一定とすることにより、苗４０の頭部には常に一定濃度のマイナスイオンシャワーを降り注ぐことが可能となる。これにより、植物に対してマイナスイオン効果を安定的に与えることが可能となり、植物育成のばらつき（成長度合い）を抑制して、苗床４の全体をバランスよく育成でき、生花４１の背高さが揃えられ、品質向上を図ることができる。

図５に示す実施例のように、前記散水器５の代わりに送風機６（扇風機と同様）を装着して、送風機６を間欠的に動作させて送風にゆらぎを作る。ここで、ゆらぎとは、適時な時間間隔で送風量を変化させる（送風機の回転数を変化させる）ことにより、マイナスイオン量を変化させることをいう。このゆらぎ風に乗ってマイナスイオンが送風されるため、苗床４上の苗４０にはゆらぎ制御されたイオンシャワーが降り注ぐ。自然界の風の強弱はゆらぎの世界であり、当該送風機６の作用により、自然界のゆらぎと同等なマイナスイオンシャワーを苗４０に付与できるため、自然に近いバーチャル環境を植物に提供できる。送風機６は回転数のファジー制御、電源のパルス駆動などにより、容易にゆらぎ風を創生できる。

図６に示す実施例のように、前記マイナスイオンモジュール２に発光器を併設して、マイナスイオンシャワーと同時に青色光を植物に照射するものである。発光器は青色発光ダイオード７を適用することにより、青色に含まれる微弱な短波長成分が植物に付着する微生物などを殺菌する効果が発現される。一般的な病虫害の駆除には強烈な農薬が植物に散布されるが、植物においても重喜が強く、場合によっては薬害を生じる。これに比べて弱短波長光を常時、植物に照射しておくことにより、やさしい殺菌効果を付与できるため、植物においても無菌に近い環境下でその成長を育むことができる。

図７に示す実施例のように前記図５に示す実施例において、苗床４もしくはマイナスイオンモジュール２にイオンカウンター８を装着して、苗床４の空間上のマイナスイオン濃度を測定し、濃度管理することを目的とする。苗床４の空間環境は散水や季節変化による湿度変化が激しい。また、温室などにおいては窓開放操作などによる外気の流入など気流変化もある。そのため、マイナスイオンモジュール２より、一定濃度のマイナスイオンシャワーを照射しても、苗床４面上の空間環境変化により、苗４０の頭部には期待するマイナスイオン濃度が照射できない場合がある。一般的にマイナスイオンは湿度の影響を受けやすいといわれている。従って、前記イオンカウンター８によって、適時、マイナスイオン濃度を測定して、濃度低下の場合はスライダー３０によってマイナスイオンモジュー２を降下させる。逆にマイナスイオン濃度が高い場合はマイナスイオンモジュール２を上昇させる。これにより、苗床４の植物に対して常時、一定濃度のマイナスイオン空間を提供できる。

図８に示す実施例のように図７に示すマイナスイオン濃度管理を自動化した実施例である。前記イオンカウンター８の測定値を制御装置８０にフィードバックし、スライダー３０をモーターなどによって自動的に上下駆動させるものである。これにより、苗床４空間の湿度変化などの影響を受けることなく、常に一定濃度のマイナスイオンシャワーを植物に照射できる。

図９に示す実施例のように、前記マイナスイオン発生器１の具体的な構成例である。該マイナスイオン発生器１はケース部１１、電源部１２、針電極１３、導電性樹脂から成る対向電極１４、前記電源１２のアース側と前記対向電極１４とを接続するアース１５、前記電源１２の入力部を前記外部直流電源１０に接続するための電源コネクタ１７および前記ケース部１１の先端に設けて前記ケース部１１内への水の流入を阻止するエッジ部１６とから構成する。前記電源１２は数ＫＶの直流負電圧を発生する電源であり、該電源出力端は前記針電極１３に接続される。前記対向電極１４は１０ＧΩオーダーの電気抵抗値を有する導電性高分子材料より構成する。

上記構成によれば針電極１３と対向電極１４との間には弱いコロナ放電が生じる。当該コロナ放電の様相は対向電極１４の高抵抗効果により、放電が集中することなく対向電極１４面上に分散した広域な放電を呈する。これにより、針電極１３と対向電極１４間の空気は極めて弱い電離状態となる（放電エネルギーが分散するため、局部的には極めて弱いコロナ放電となる）。従って、空気に対する励起が弱くなり、有害なオゾンや窒素酸化物を発生させることなく、純粋なマイナスイオンを大量に発生できる。この発生されたマイナスイオンはイオン風となって対向電極１４に設けた開穴部より外部に放出される。

前記電源部１２は、２．５ＫＶ〜３．０ＫＶの直流電圧とすることにより、前記純粋なマイナスイオンを効率よく、大量に発生させることができる。前記エッジ部１６はマイナスイオン発生器ソケット１９内部への水滴流入を防止（水滴が付着しても落下しやすい構造）する効果がある。また、前記ケース部１１の内面はテフロン（登録商標）加工などの超撥水性コーティングを施すことにより、ケース部１１内面の結露を防止できる。さらに前記電源１２は全体をシリコンなどによりモールドし、水滴の付着や結露などによる絶縁性破壊を防止することができる。さらに、ケース部１１全体を前記対向電極１４と同様に導電性樹脂としても、純粋なマイナスイオンの発生効果は同様である。

マイナスイオン発生器１は、電源１２の一次入力端をコネクタ方式による並列接続とし、前記マイナスイオンモジュール２から脱着可能に構成されている。これにより、複数個のマイナスイオン発生器１のいずれかが故障しても、他のマイナスイオン発生器の電源を切ることなく、故障したマイナスイオン発生器のみを交換できる。この結果、苗床上の苗に対して、マイナスイオン照射を寸断することなく、連続的に照射できる。図示していないがケース部１１内の電源１２の背部に小型ファンなどを設けることにより、マイナスイオンをより効率的に対向電極14の開孔部より、外部に送出できるとともに、当該開孔部より水滴などが入り込みことを阻止できる効果がある。

図１０に示す実施例のように、前記マイナスイオンモジュール２の連結部の構成例を示す。本実施例では３分岐例を示す。図９に示す前記マイナスイオン発生器１を装着した下方向からの正面図である。連結部２０に三方向から結合パイプ２１がそれぞれ結合され、その中心部分にマイナスイオン発生器１が下向きに装着されている。連結部２０および結合パイプ２１は樹脂材料とすることにより、マイナスイオンモジュール２全体の軽量化を図ることができる。前記連結部２０および結合パイプ２１はアルミなどの金属であっても機能は同様である。

図１１は、連結部２０にマイナスイオン発生器１を装着した断面図を示す。この連結部２０にはイオン発生器ソケット１９が設けられて、電源ソケット１８によってマイナスイオン発生器１を脱着可能とした。電源ソケット１８からライン配線を介してライン結合コネクタ２３ａおよび２３ｂに接続されて、結合パイプ２１内に配設する直流１２Ｖの電源ライン２２から外部に設ける電源装置１０に接続されている。このライン結合コネクタ２３ａ、２３ｂにより、マイナスイオンモジュール２の組み立て安さ、保守のし易さなどの効果を提供している。連結部２０と結合パイプ２１はОリング等のパッキン２４を介して、滑合挿入することにより、水滴や塵、ごみなどの連結部内への混入を阻止する。

図１２、図１３に示す実施例のように、鉢植え、切花などに効果的にマイナスイオンを付与するためのマイナスイオン花台の実施例を示す。花台９に支柱９１を立て、上端に取付けバー９２を設けて、該取付けバー９２に適時個数のマイナスイオン発生器１を装着する。マイナスイオン発生器1は電源１０から図示しない電源ラインを支柱９１内に配設して、マイナスイオン１に接続する。花台９は全体を透明なカーテン９２によって覆うことにより、マイナスイオンシャワーが効率的に生花４１に降り注ぐことができる。上記構成によるマイナスイオン花台は、生花に対して完全なるマイナスイオン空間を付与でき、生花などに有害大気などのストレスを与えることなく、超自然環境化での成育が可能となり、生花を長時間、活き活きしく保存できる。

本実施例におけるマイナスイオンモジュール２は、１ユニットを１ｍ×１ｍ程度とすることにより、軽量化と組立て安さを両立できる。また、ユニットを適時組み合わせることにより、温室内全体に敷設し、マイナスイオン温室を容易に構築できる。また、前記マイナスイオン発生器１は前記針電極１３と対向電極１４との位置関係が保たれれば、前記開孔部が下向き、横向きなど自在方向に配置できると共に、適時構成する保持具により、生花ショウケース内等の高湿度雰囲気内に設置することができる。また、マイナスイオンが人体に対してストレス緩和などの生理的効果があることは検証されて、学会などで発表されているが、植物においても大気公害、消毒、冷凍保存など多くのストレスを受けており、これらを緩和する効果が得られる。すなわち、純粋なマイナスイオン空間を植物に与えることにより、自然環境に近い状態を提供することができる。

マイナスイオンプランターの基本構成を示す平面構成図である。 マイナスイオンプランターの基本構成を示す側面構成図である。 苗床上のマイナスイオンモジュールの基本的な配設状態を示す概要図である。 苗の成長に応じたマイナスイオンモジュールの高さ調整図 苗床上面から間欠的に送風してマイナスイオンシャワーにゆらぎを与える概要図である。 マイナスイオン発赤に青色発光ダイオードを組み込み、苗にマイナスイオンと青色光を照射する態様図である。 苗床面上の一定距離より、苗床上のマイナスイオン濃度をイオンカウンターで計測する態様図である。 苗床面上のマイナスイオン濃度を自動的に一定に調整するシステム図である。 マイナスイオン発生器の断面構造を示す概要図である。 マイナスイオンモジュールの結合パイプおよび連結部の構成を示す概要図である。 連結部にマイナスイオン発生器を装着した断面造成示す態様図である。 マイナスイオン花台の正面構成を示す正面図である。 マイナスイオン花台の側面構成を示す側面図である。

符号の説明

１…マイナスイオン発生器
１０…電源装置
１１…ケース部
１２…電源部
１３…針電極
１４…対向電極（開穴部）
１５…アース
１６…エッジ部
１７…電源コネクタ
１８…電源ソケット
１９…イオン発生器ソケット
２２…直流電源ライン
２３…ライン結合コネクタ
２…マイナスイオンモジュール
２０…連結部
２１…結合パイプ
２４…パッキン
３…固定時具
４…苗床
４０…苗
４１…生花
５…散水器
６…扇風機（送風機）
７…青色発光器
８…イオンカウンター
８０…制御装置

Claims (5)

1. マイナスイオンのみを発生する機能を有するマイナスイオン発生器と、該マイナスイオン発生器を所定の間隔を保持して複数配設したマイナスイオンモジュールと、該マイナスイオンモジュールをマイナスイオン照射対象物の上方より所定の間隔を保持して配設し、かつ、マイナスイオンモジュールをマイナスイオン照射対象物に対して対向間距離を可変可能に支持する支持装置とから成り、マイナスイオン照射対象物に対して上方からマイナスイオンシャワーを供給するように構成すると共に、前記マイナスイオンモジュールとマイナスイオンシャワーが供給されるマイナスイオン照射対象物との間に設置され、マイナスイオン照射対象物付近のマイナスイオン濃度を測定するイオンカウンターを備えたことを特徴とするマイナスイオンプランター。
2. 前記マイナスイオンモジュールの上部より、送風装置から揺らぎ風を送風して、マイナスイオンシャワーに揺らぎを付与することを特徴とする請求項１に記載のマイナスイオンプランター。
3. 前記マイナスイオンモジュールに青色光等の光を発光する光源を備えて、該光源から発する光の方向にマイナスイオンシャワーを沿わせるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２の一に記載のマイナスイオンプランター。
4. 前記イオンカウンターの測定値をマイナスイオン発生器にフィードバックして、マイナスイオン照射対象物付近のマイナスイオン濃度が一定になるようにマイナスイオンモジュールをマイナスイオン照射対象物に対して対向間距離を可変可能にしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の一に記載のマイナスイオンプランター。
5. 前記マイナスイオン発生器は、負の直流電圧を発生する電源部と、電源部の出力端に接続する針端電極部と、該針電極部に対向して配置した複数個の開穴部を有する導電性高分子材料から構成する対向電極部と、これらをマウントするケース部とを備え、該ケース部の内壁に防水処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のマイナスイオンプランター。

Images